JP2000079917A - 包装体のシール不良検査法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速で流れるレトルト食品などの充填ライン
において、充填後開口部をヒートシール（１５０〜１８
０℃）するとき発生する、包装体熱シール部における内
容物の噛み込み、内容物の表面への付着、シール過不
足、斜めシールなどのシール不良を迅速かつ確実に検出
すること。 【解決手段】 ヒートシール直後のシール部分の温度情
報に基づきシール不良を検出することを特徴とする包装
体のシール不良検査法。シール不良の検出は、シールの
良否を判別することにより行われる。正常にヒートシー
ルされたものについて得られた温度情報と対比してシー
ルの良否を判別する。シールの良否を自動的に判別す
る。上記の温度情報は、ヒートシール直後のシール部分
の熱画像情報である。上記の温度情報はヒートシール直
後のシール部分の温度分布である。上記の温度分布は、
ヒートシール直後のシール部分の熱画像情報を処理する
ことによって計測される。上記の熱画像情報として、赤
外線カメラで撮像した熱画像を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の属する技術分野】本発明は、包装体熱シール部
における内容物の噛み込み、内容物の表面への付着、シ
ール過不足、斜めシールなどのシール不良を検出するた
めの非破壊検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、シール部分への内容物の噛み込
み、表面への内容物の付着、斜めシール、及びシール幅
不足等のシール不良は、検査員の目視検査によって行っ
ていた。表面への内容物の付着、シール部分からはみ出
すような内容物の噛み込み、斜めシール、シール幅不足
等は目視検査でも比較的検出しやすいが、高速に流れる
被検体をすべて完全に検査するのは非常に労力を要する
作業である。

【０００３】レトルト食品の場合には包装用袋にアルミ
ニウム箔ラミネートフィルムなど非透視性の包装材料が
使われることが多く、裏面への内容物の付着、シール部
分よりはみ出さないような内容物の噛み込みについて
は、目視による検査が困難であるため、検査員の加圧行
為や裏面検査などによって見極めているのが現状であ
る。しかしながら、すべての被検体に対してこのような
検査を行うことはできず、シール部分の表面状態が疑わ
しい被検体に限って実施しているためどうしてもシール
不良の見逃しが発生する。レーザーセンサや可視画像に
よる検査方法も提案されているが、シール部よりはみ出
しのないようなシール不良、シール部のふくらみを生じ
ないようなシール不良（タマネギの薄片など）、及び裏
面の汚れなどは検出することが困難であった。例えば、
特開平９−１８３４２１号では、可視画像による検査で
はシール部よりはみ出しのないようなシール不良やシー
ル部のふくらみを生じないようなシール不良の検出が困
難であるため、機械的な操作で、すなわち、流動性を有
する内容物をシール部に満遍なく自動的に強制接触させ
て、シール不良がある場合には流動性の内容物をシール
部に確実に侵入させることで、この種の不良品と正常品
の可視画像に差を出すことを提案している。しかし、検
査のために機械的な装置を付加して連動させなければな
らず機器構成が複雑となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、高速で流れ
るレトルト食品などの充填ラインにおいて、充填後開口
部をヒートシール（１５０〜１８０℃）するとき発生す
る、包装体熱シール部における内容物の噛み込み、内容
物の表面への付着、シール過不足、斜めシールなどのシ
ール不良を迅速かつ確実に検出しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ヒートシール
直後のシール部分の温度情報に基づきシール不良を検出
することを特徴とする包装体のシール不良検査法を要旨
としている。上記のシール不良の検出は、シールの良否
を判別することにより行われ、その場合、本発明は、ヒ
ートシール直後のシール部分の温度情報に基づきシール
の良否を判別することによりシール不良を検出すること
を特徴とする包装体のシール不良検査法である。

【０００６】上記のシールの良否の判別は正常にヒート
シールされたものについて得られた温度情報と対比する
ことにより行われ、その場合、本発明は、ヒートシール
直後のシール部分の温度情報に基づき、正常にヒートシ
ールされたものについて得られた温度情報と対比してシ
ールの良否を判別することによりシール不良を検出する
ことを特徴とする包装体のシール不良検査法である。

【０００７】上記のシールの良否の判別は自動的に行わ
れ、その場合、本発明は、ヒートシール直後のシール部
分の温度情報に基づきシールの良否を自動的に判別する
ことによりシール不良を検出することを特徴とする包装
体のシール不良検査法である。また、本発明は、ヒート
シール直後のシール部分の温度情報に基づき、正常にヒ
ートシールされたものについて得られた温度情報と対比
してシールの良否を自動的に判別することによりシール
不良を検出することを特徴とする包装体のシール不良検
査法である。

【０００８】上記の温度情報は、ヒートシール直後のシ
ール部分の熱画像情報であり、その場合、本発明は、ヒ
ートシール直後のシール部分の熱画像情報に基づきシー
ル不良を検出することを特徴とする包装体のシール不良
検査法である。また本発明は、ヒートシール直後のシー
ル部分の熱画像情報に基づきシールの良否を判別するこ
とによりシール不良を検出することを特徴とする包装体
のシール不良検査法である。また本発明は、ヒートシー
ル直後のシール部分の熱画像情報に基づき、正常にヒー
トシールされたものについて得られた熱画像情報と対比
してシールの良否を判別することによりシール不良を検
出することを特徴とする包装体のシール不良検査法であ
る。

【０００９】上記の温度情報は、ヒートシール直後のシ
ール部分の温度分布であり、その場合、本発明は、ヒー
トシール直後のシール部分の温度分布に基づきシール不
良を検出することを特徴とする包装体のシール不良検査
法である。また本発明は、ヒートシール直後のシール部
分の温度分布に基づきシールの良否を判別することによ
りシール不良を検出することを特徴とする包装体のシー
ル不良検査法である。さらにまた本発明は、ヒートシー
ル直後のシール部分の温度分布に基づき、正常にヒート
シールされたものについて得られた温度分布と対比して
シールの良否を判別することによりシール不良を検出す
ることを特徴とする包装体のシール不良検査法である。
上記の温度分布は、好ましくはヒートシール直後のシー
ル部分の熱画像情報を処理することによって計測され
る。上記の熱画像情報として、赤外線カメラで撮像した
熱画像を用いることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】《包装用袋》本発明で用いる包装
用袋はヒートシール可能な袋でれば何でも良い。特にア
ルミニウム箔ラミネートフィルムなど非透視性の包装材
料で作製した包装用袋を用いたレトルト食品の場合に、
本発明の意義が大きいものとなる。充填物（被包装物）
の種類、形態は問わないが、シール部分への内容物の噛
み込み、表面への内容物の付着などが生じる液体状のレ
トルト食品の場合に、本発明の意義が大きいものとな
る。

【００１１】《ヒートシール》図３は、一般的に使用さ
れる充填機である。袋把持装置で把持された包装用袋
は、テーブル回りにテーブルと連動して間歇回動し、充
填物が充填され包装（ヒートシール）されるようになっ
ている充填機である。包装用袋としては例えば３辺をシ
ールして製袋した袋を用い、充填物としては例えば液体
状のレトルト食品が充填され、開口部をシールヒーター
で挟んで加熱しシールする。シール幅は袋の大きさ、充
填物の種類などに応じ８ｍｍ幅などと適宜決められる。

【００１２】《包装体のシール不良》レトルト食品など
の充填ラインにおいて、充填後開口部をヒートシール
（１５０〜１８０℃）するとき、下記のようなシール不
良が発生する。 （１）包装体熱シール部における内容物の噛み込み レトルト食品等を包装用袋に充填する場合には、開口部
より被包装物を充填した後、その開口部をヒートシール
によってシールするが、このときシール部に内容物を噛
み込むとシール不良を生じることがある。このような場
合、その後の過程において密封性が失われ、内容物が流
れ出したり、内容物の腐敗などを起こす恐れがある。 （２）内容物の表面への付着 シール部表面に内容物（液体や具）が付着すると、ヒー
トシール後にシール部分に内容物の焦げつきが残った
り、また液体が付着した場合には滅菌工程後、シミとし
て残ったりする場合があり、商品価値を失うことにな
る。 （３）シール過不足、斜めシール レトルト食品などの充填ラインにおいては、袋把持装置
にて包装用袋を把持しながら、充填やヒートシールの工
程が進められていくが、包装用袋を袋把持装置に受け渡
しする際に、袋が傾いたり袋が所定の位置に把持されな
かったりすると、斜めシールやシール幅不足等のシール
不良を生じる（図１参照）。この場合、その後の工程に
おける衝撃で密封性を失いやすいとともに、シール部分
の見栄えも悪く商品価値を落とす。

【００１３】《シール部分の温度情報》内容物の温度は
ヒートシール温度に比してが低い。シール部分に内容物
が噛み込むと、ヒートシール温度に比して内容物の温度
が低いため、その部分に温度降下が生じる。シール部表
面や裏面に内容物の付着があった場合には、包装袋材質
と付着物の放射率や熱伝導率の違い、温度差などが生ず
る。本発明ではこうしたヒートシール直後のシール部分
の温度情報に基づきシール不良を検出しようとするもの
である。シール部分に内容物が噛み込むと、ヒートシー
ル温度に比して内容物の温度が低いため、その部分に温
度降下が生じ、シール不良として検出することが可能で
ある。噛み込む具材（タマネギのの薄皮など）によって
は細長い繊維状の噛み込みを生じる場合があるが、本手
法により安定して検出できる。生じる幅不足や斜めシー
ルについては、シール幅の狭い部分の波形の絶対レベル
が下がるため、シール不良として検出することが可能で
ある。シール幅過多がある場合には、シール幅不足とは
逆に、温度分布とシール幅を示すような波形の絶対レベ
ルが正常品に比して高くなるために検出が可能である。
シール部表面や裏面に内容物の付着があった場合には、
包装袋材質と付着物の放射率や熱伝導率の違い、温度差
などにより熱画像に変化が表れシール不良として検出で
きる。

【００１４】《シール部分の熱画像情報》ヒートシール
直後のシール部分の温度分布は、好ましくは例えばヒー
トシール直後のシール部分の赤外線カメラで撮像した熱
画像情報を処理することによって計測される（図４参
照）。赤外線カメラでとらえたシール部熱画像を画像処
理装置で処理し、シール不良を検出する。熱シール後、
シールヒーターが開くが、そのタイミングでシール部分
を赤外線カメラでとらえる。赤外線カメラでとらえたシ
ール部熱画像を画像処理装置で処理する。シール不良品
は、画像処理装置からのシール不良信号により、取り出
しコンベア以降の不良品除去機構によって排出される。
図２のａに示すように、監視領域（図中破線枠）におい
て、赤外線カメラによって得られた各点のパラメータ値
を縦方向に積算し、シール幅と温度分布を表すような波
形を作成する。正常にヒートシールされたものについて
は、図２のａ′のような波形が得られる。この波形の最
大値、最小値、微分値、偏差などを監視することによっ
てシール不良を検出する。

【００１５】《画像処理装置》画像処理装置は、シール
の良否を自動的に判別することができるように設定す
る。品種やサイズ変更によるシール幅の変更、充填する
内容物の温度の違いによるシール部熱画像の変化、外部
環境の変化などにも柔軟に対応するため、学習機能を設
け、約数十個〜百個程度の被検体のデータを蓄積し統計
解析することによって自動で検査しきい値を設定する機
能をもたせることができる。レトルト食品で使われる包
装袋の材質は放射率が低いため、赤外線カメラで熱画像
を撮像する場合、外部環境における熱源の影響を受けや
すい。ヒートシール直後に撮像するため、高温熱源であ
るシールヒーターの影響をさけるようにカメラを設置す
る必要がある。

【００１６】

【作用】包装体のシール部分によって内容物の噛み込
み、シール過不足、斜めシール等がある場合に、熱画像
処理によって確実に検出できる。シール部分の温度分布
を処理してシール不良を判定するため、人の目では判断
できないようなシール不良も検出が可能である。シール
部分の色や包装袋の種類を選ばずに検査することが可能
である。シール部の温度分布を計測するため、シールヒ
ーターの加熱ムラやヒーターの寿命などもあわせて判断
できる。

【００１７】

【実施例】本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。

【００１８】実施例１ 図３は一般的に使用される充填機、袋把持装置把持され
た袋をテーブル回りに回転しながら充填物を充填し包装
（ヒートシール）するような充填機である。包装用袋
は、ポリプロピレン、アルミニウムおよびポリエチレン
テレフタレートの３層構造のラミネートフィルムで作製
した１２６×１６５、１３４×１６７、１４０×１８０
の３種類のサイズのものを用いた。３辺をシールして製
袋した包装用袋に、液体状のレトルト食品を充填し開口
部をシール幅８ｍｍでヒートシールした。図４に示すよ
うに、包装体は、充填後、開口部をシールヒーターで挟
んで加熱しシールし、図５に示すように、熱シール後、
シールヒーターが開いたそのタイミングでシール部分を
赤外線カメラでとらえた。赤外線カメラでとらえたシー
ル部熱画像を画像処理装置で処理し、シール不良を検出
した。シール不良品は、画像処理装置からのシール不良
信号により、取り出しコンベア以降の不良品除去機構に
よって排出した。

【００１９】図２のｂのように、シール部分への内容物
に噛み込みがある場合には、ヒートシール温度に比して
内容物の温度が低いため、その部分に温度降下が生じ、
画像処理によって図２のｂ′で示した波形が得られた。
図２のｃのように、シール部表面や裏面に内容物の付着
がある場合には、包装袋材質と付着物の放射率や熱伝導
率の違い、温度差などにより熱画像に変化が表れ、画像
処理によって図２のｃ′で示したシール幅と温度分布を
表す波形が得られた。図２のｄ、ｅのようにシール幅不
足、斜めシールがある場合には、シール幅の狭い部分の
波形の絶対レベルが下がるため、画像処理によって図２
のｄ′、ｅ′で示した波形が得られた。シール幅過多が
ある場合には、波形の絶対レベルが高くなるため、シー
ル幅不足とは逆に、画像処理によって正常品に比して高
いレベルの波形が得られた（図面省略）。赤外線カメラ
でとらえたシール部熱画像を画像処理装置で処理して得
られたこれらの波形はいずれも正常にヒートシールされ
たものについて得られた波形と対比することによりシー
ル不良であると判別された。シール不良品は、画像処理
装置からのシール不良信号により、取り出しコンベア以
降の不良品除去機構によって輩出された。

【００２０】画像処理装置は、品種やサイズ変更による
シール幅の変更、充填する内容物の温度の違いによるシ
ール部熱画像の変化、外部環境の変化などにも柔軟に対
応し、学習機能により、約数十個〜百個程度の被検体の
データを蓄積し統計解析することによって自動で検査し
きい値を設定する機能を発揮した。本実施例では、ヒー
トシール直後に撮像しているため、高温熱源であるシー
ルヒーターの影響をさけるように赤外線カメラを設置し
た。

【００２１】

【発明の効果】高速で流れる多数の包装体のシールの良
否を確実に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒートシールの正常な態様、斜めシールやシー
ル幅不足のシール不良の態様を説明する図面である。

【図２】ａ〜ｅ：ヒートシールの正常な態様、シール不
良の態様を説明する模式図である。ａ′〜ｅ′：上記そ
れぞれの状態における熱画像を処理して得たシール幅と
温度分布を表すそれぞれの波形である。

【図３】一般的な充填機を説明する図面である。

【図４】ヒートシール工程を説明する図面である。

【図５】ヒートシール直後のシール部の撮像および画像
処理の機器構成を説明する図面である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒートシール直後のシール部分の温度情
   報に基づきシール不良を検出することを特徴とする包装
   体のシール不良検査法。
2. 【請求項２】 シール不良の検出が、シールの良否を判
   別することにより行われる請求項１の包装体のシール不
   良検査法。
3. 【請求項３】 正常にヒートシールされたものについて
   得られた温度情報と対比してシールの良否を判別する請
   求項２の包装体のシール不良検査法。
4. 【請求項４】 シールの良否を自動的に判別する請求項
   ２または３の包装体のシール不良検査法。
5. 【請求項５】 上記の温度情報が、ヒートシール直後の
   シール部分の熱画像情報である請求項１ないし４のいず
   れかの包装体のシール不良検査法。
6. 【請求項６】 上記の温度情報がヒートシール直後のシ
   ール部分の温度分布である請求項１ないし４のいずれか
   の包装体のシール不良検査法。
7. 【請求項７】 上記の温度分布が、ヒートシール直後の
   シール部分の熱画像情報を処理することによって計測さ
   れる請求項６の包装体のシール不良検査法。
8. 【請求項８】 上記の熱画像情報として、赤外線カメラ
   で撮像した熱画像を用いる請求項５または７の包装体の
   シール不良検査法。