JP2000227407A

JP2000227407A - 熱シール部検査装置

Info

Publication number: JP2000227407A
Application number: JP11315108A
Authority: JP
Inventors: Mutsuo Okada; 六男岡田
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1999-11-05
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】容器における熱シール部の溶着不良、ピンホ
ール等を容易に検出することのできる熱シール包装検査
装置の提供。【解決手段】赤外線撮像装置により撮像して得られる
測定熱画像と基本熱画像とを演算処理し、所定の閾値と
比較して異常警報信号を出力するようにした熱シール部
検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は熱シール部検査装
置に関し、更に詳しくは、プラスチック製包装袋以外の
各種容器における熱シール部におけるシール不良、熱シ
ール部に生じたピンホール、及び熱シールされた蓋の容
器からのズレ等の異常を検知し、これを出力することの
できる熱シール部検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱シール部を有する各種の容器が
ある。例えば歯磨きチューブのようなラミネートチュー
ブ型容器、カップ麺容器のように、有底円筒体の開口部
を蓋体で覆蓋してなるプラスチック製容器、牛乳等を収
容する紙パック容器、多数の収容凹部を有するプラスチ
ックシートと前記収容凹部の開口部側の平面をアルミシ
ートで接着してなる例えば錠剤用容器等の各種の容器が
ある。

【０００３】これら各種の容器に収納される収容物の品
質維持或いは収容物の安全性の見地から、これら各種の
容器は完全な密閉状態となっていなければならない。し
たがって、これら容器における熱シール部が完全なシー
ル状態が維持されねばならない。熱シール部が完全にシ
ールされていない容器がその製造工程中に発見されたな
らば、その容器は不良品として確実にその製造工程から
除去されねばならない。

【０００４】熱シール部を有する容器を製造する装置、
例えば高速熱シール式容器成形充填機における熱シール
不良として、例えば、熱シール部における加熱温度が不
均一であるなどによって熱シール部が均一に接着されて
いないケース、熱シール部がしわになってしまうケー
ス、加熱温度の不良、シーラーの圧力不足等により熱シ
ール部が均一に溶融接着されていないケース、熱シール
部が完全に冷却されていない状態で熱シール充填容器内
に内容物を装填することによる熱シール部における異物
混入によるシール不良、熱シールされた蓋と容器とのず
れ、内容物による熱シール部における裂けやピンホール
が発生するケース等がある。

【０００５】従来におけるこういった熱シール不良を検
査する手法としては、(1)高周波高電圧印加法、(2)トレ
ーサガス検出法、(3)超音波検査法、(4)加圧式検査法、
(5)真空検査法、(6))可視光テレビカメラによるシール
面検査法、及び(7)音波判定法等がある。

【０００６】前記高周波高電圧印加法は、導電性を有す
る内容物と絶縁性の包装袋との静電容量の変化を検出す
ることにより容器の熱シール部におけるピンホールを検
出する方法である。この方法は、容器に装填する内容物
の種類に限定されるので汎用的な手法とは言えず、しか
も高周波高圧電源を必要とするから特殊である。

【０００７】前記トレーサガス検出法は、容器内にトレ
ーサガスを充填しておき、外部から容器に圧力をかけて
トレーサガスのリークをガス検出器で検出する方法であ
る。この方法は特殊なトレーサガス及びガス検出器を使
用しなければならないという制限がある。

【０００８】前記超音波検出法は、特殊なトレーサガス
を使用するのではないが、容器を加圧し、リークするガ
スの音を集音し、これを検知する方法である。この方法
は繊細な音を検知する高度な技術が必要とされ、汎用的
な手法ではない。しかも雑音や騒音の多い検査環境であ
ると、正確に検査することができないことがある。

【０００９】前記加圧式検査法は、容器を外部より加圧
し、容器の内圧変化を検知してピンホールを検出する方
法である。この手法は、内圧を検知するための特別の装
置あるいは検出器が必要になるという問題がある。

【００１０】前記真空検査法は、容器を真空チャンバー
内に入れ、真空チャンバーを減圧にすることによる容器
の容積変化を検知しようとする手法である。しかしなが
ら、この手法では、真空チャンバーという大掛かりな装
置が必要であり、しかも連続的に大量の容器の検査をす
ることができないという問題点がある。

【００１１】前記の、可視光テレビカメラによるシール
面検査法は、容器における熱シール部を可視光テレビに
て撮像し、熱シール部の「よれ」及び「ずれ」等を発見
する手法である。この手法には、接着不良及びピンホー
ルを発見するのが困難であるという問題点がある。

【００１２】前記音色判定法は、金属製の缶詰等の固有
振動数を計測してピンホール等を発見しようとする手法
である。しかしながら、容器ごとの固有振動数を把握し
ておかなければならないので、検査対象が限定されると
いう問題がある。

【００１３】上述したように従来の検査方法あるいは検
査装置は、検査装置が大掛かりであったり、大掛かりで
ある割には検査対象が限定されるという問題があり、ま
た、検査についての原理に付いては優秀ではあっても、
ピンホールを検出することができるがシール部における
「よれ」或いは「ずれ」は発見することができないと
か、あるいはその逆に、「よれ」や「ずれ」等を検出す
ることはできるがピンホールを発見することができない
という問題点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は従来
における検査装置が有する問題点を解消することにあ
る。この発明の目的は、包装袋以外の容器のシール部に
おける異常部分たとえば「よれ」、「ずれ」、「ピンホ
ール」等を区別なく判定することができる熱シール部検
査装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
のこの発明の構成は、熱シール部を撮像する赤外線撮像
装置と、前記赤外線撮像装置から出力される熱画像を格
納する測定熱画像記憶手段と、熱シール部の基本熱画像
を格納する基本熱画像記憶手段と、前記基本熱画像記憶
手段から読み出した基本熱画像と前記測定熱画像記憶手
段から読み出した測定熱画像との演算処理を行う演算処
理手段と、前記演算処理手段での演算結果と所定の閾値
とを比較して異常を判定する異常判定手段と、異常判定
手段から出力される異常判定信号を入力して異常結果を
出力する出力手段とを備えてなることを特徴とする熱シ
ール部検査装置であり、この熱シール部検査装置は、前
記異常判定信号を入力して不良品とされる容器を、その
製造ラインから排除する選別機を有していてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明に係る熱シール部検査装
置の一実施例を参照しながらこの発明について詳細に説
明する。

【００１７】この発明の一例である熱シール部検査装置
１は、図１に示されるように、赤外線撮像装置２と、測
定熱画像記憶手段３と、基本熱画像記憶手段４と、演算
処理手段の一例である減算処理手段５と、異常判定手段
６と、ＶＴＲ７と、警報手段８と、記録手段９と、操作
部（図示せず。）と、制御部（図示せず。）とを有す
る。この熱シール部検査装置１は、自動容器成形充填機
１０と接続され、この自動容器成形充填機１０は、選別
機１１と接続される。なお、この例においては、前記Ｖ
ＴＲ７と警報手段８とが出力手段となっている。

【００１８】赤外線撮像装置２としては、容器（充填容
器）におけるシール部を撮像し、得られる熱画像を映像
信号として出力する撮像装置を挙げることができる。こ
のような赤外線撮像装置２は、例えば、カメラ部とコン
トローラ部とを備える。

【００１９】前記カメラ部は、容器におけるシール部を
撮像し、熱シール直後の熱シール部から放射される赤外
線の強弱に応じて得られる温度信号をコントローラ部に
出力する。このような機能を有するカメラ部の具体的な
一構成例は、例えば走査系、光学系、検出器及びプリア
ンプを備える。前記コントローラ部は、前記カメラ部か
ら出力されるアナログデータをＡ／Ｄ変換してデジタル
データとして「一時メモリ」に格納し、一時メモリから
サンプリングされた熱画像データが測定熱画像記憶手段
３に出力される。

【００２０】赤外線撮像装置２で撮像された熱画像は、
被写体の温度分布に応じて色分けされた画像として出力
される。

【００２１】前記測定熱画像記憶手段３は、赤外線撮像
装置２から出力される熱画像データを一時格納しておく
フレームメモリを有する。

【００２２】測定熱画像記憶手段３は、赤外線撮像装置
２により撮像されたところの、熱シール部における温度
分布を示す熱画像データを熱画像として記憶するのであ
るが、画像データの高速処理を実現するためには、一定
の画像領域において熱シール部及びその近傍だけの画像
データを切り出して、得られる切り出し画像である熱画
像データを保存格納するのも良い。

【００２３】熱シール部及びその近傍だけの画像データ
を得るための画像データ領域の一例が、図２に示され
る。図１及び図２に示されるように、この容器１２Ａは
ラミネートチューブである。この容器は、充填された内
容物が押し出されて出てくる出口を備えた一端部と、円
筒状の収容本体部と、熱シールにより閉塞されてなる熱
シール部である他端部とを備える。このような構造のラ
ミネートチューブは、ペースト状の歯磨き、化粧品、及
び食品等を充填してなる容器として市場において一般的
な製品である。

【００２４】このようなラミネートチューブである容器
についての画像データ領域は、図２(a)及び図２(b)に示
されるように、熱シール部とその近傍とを含む。なお、
後にも述べるように、この画像データ領域は容器におけ
る熱シール部の形状に合わせて適宜に決定される。図２
(b)は、シール状態に一部欠陥のある熱シール部を示す
画像である。

【００２５】前記基本熱画像記憶手段４は、容器におけ
る完全に溶封された熱シール部を赤外線撮像装置２で撮
像して得られる熱画像データを基本熱画像として格納し
ておくフレームメモリを有する。

【００２６】この基本熱画像記憶手段４は、画像データ
の高速処理を可能にするために、一定の画像領域におい
て完全な熱シール部及びその近傍だけの画像データを切
り出して、得られる切り出し画像である基本熱画像デー
タを保存格納する。完全に熱シールされた熱シール部及
びその近傍の基本熱画像を、図２(a)に示す。基本熱画
像は、このような切り出し画像のみならず、赤外線撮像
装置により撮像された一定の画像領域全体についての基
本熱画像データであっても良いことは言うまでもない。

【００２７】前記減算処理手段５は、前記測定熱画像記
憶手段３に格納されている熱画像データと前記基本熱画
像記憶手段４に格納されている基本熱画像データとを減
算処理し、減算結果を異常判定手段６に出力する機能を
有する。減算処理をして得られる熱シール部の画像を図
２(c)に示す。尚、この熱シール部検査装置において
は、前記減算処理手段５に代えて、又は前記減算処理手
段５に加えて、減算以外の演算を行う演算処理手段を用
いてもよい。

【００２８】異常判定手段６は、入力される減算結果で
ある差画像データと閾値とを比較し、例えばその差画像
データが閾値以上であると判断するときには、異常判定
信号、及び必要に応じて差画像データを出力する。

【００２９】前記ＶＴＲ７は、赤外線撮像装置２で撮像
される赤外線画像を常時モニターするためにその赤外線
画像を表示し、また、異常判定手段６から出力される差
画像を表示する機能を有する。赤外線画像及び差画像の
切り替えは、操作部から入力される指示により行われ
る。

【００３０】前記警報手段８は、異常判定手段６から出
力される異常判定信号を入力して、例えば警報音を発
し、或いは、警告灯を点滅させるように構成される。こ
の警報手段８は、又前記ＶＴＲ７と連動させておき、Ｖ
ＴＲ７の画面において例えば「不良品発生」の文字を点
滅させるようにしても良い。

【００３１】前記自動容器成形充填機１０は、容器内に
内容物を充填し、容器がラミネートチューブであるとき
にはその一端を熱シールする装置である。この自動容器
成形充填機１０には、前記赤外線撮像装置２が容器を撮
像する撮像領域に容器を搬送する搬送手段を備え、搬送
手段により容器が撮像領域に到達すると前記赤外線撮像
装置２により撮像されたその容器の熱シール部を測定熱
画像記憶手段３にタイミング信号を出力して撮像データ
を測定熱画像記憶手段３に格納させる。また、異常判定
手段６により異常判定がなされて出力される異常判定信
号を入力し、連動する選別機１１に、不良品を除去する
指令信号を出力する機能をも有する。

【００３２】なお、この自動容器成形充填機１０には、
熱シール部を溶封するために、ヒートシーラ、熱板シー
ラ、バンドシーラ、インパルスシーラ、高周波照射シー
ラ、超音波照射シーラ等のシール手段も備える。

【００３３】前記選別機１１は、前記自動容器成形充填
機１０から出力される指令信号を入力して、搬送手段上
にある不良品の容器を搬送手段から除去するように構成
される。

【００３４】なお、この選別機１１は、前記異常判定手
段６から出力される異常判定信号を入力すると、搬送手
段にあって赤外線撮像装置２で撮像されているその容器
を不良品であると判断して、搬送手段からその容器を排
除するように形成しても良い。

【００３５】前記制御部は、測定熱画像記憶手段３と、
基本熱画像記憶手段４と、減算処理手段５と、異常判定
手段６とを制御する手段である。

【００３６】前記操作部は、キイボード等を備え、前記
制御部における各種動作を行わせる操作手段である。

【００３７】以下、この熱シール部検査装置１の作用に
ついて、説明する。

【００３８】自動容器成形充填機１０における搬送手段
により、熱シールされてなる熱シール部を有する容器１
２Ａが撮像領域に搬送される。

【００３９】この発明の一実施例である前記熱シール部
検査装置１の一要素である赤外線撮像装置２におけるカ
メラ部が、容器における熱シール部を撮像することがで
きるように、配置される。

【００４０】このカメラ部が撮像する容器の撮影領域
は、この例においては、熱シール部とその近傍領域であ
る。

【００４１】このカメラ部は被写体の温度を検出してそ
の温度分布としての画像を得ることができれば良いので
あるから、高解像度の画像を撮像することのできる高性
能カメラである必要はなく、汎用的な赤外線カメラを採
用することができる。このカメラ部における性能の一例
としては、例えば、温度分解能が０．２℃、有効画素数
が２１万画素、フィールドタイムが例えば１／６０秒、
解像度として焦点距離が０．５ｍ時のときに水平０．３
６ｍｍ×垂直０．２７ｍｍ／画素を挙げることができ
る。要するに高解像度の高性能カメラ部を備えてなくて
も、この発明の目的が充分に達成されるのである。

【００４２】カメラ部が容器における熱シール部を撮像
することにより画像信号が測定熱画像記憶手段３に出力
される。

【００４３】測定熱画像記憶手段３では、画像処理速度
を高めるために、予め定められている熱シール部及びそ
の近傍の限定的な領域すなわち限定フレームに対応する
測定熱画像データを切り出してこれを記憶する。

【００４４】図２(b)に示すように、撮像された熱シー
ル部に例えばシール不良部が存在すると、そのシール不
良部を含む測定熱画像１２に、完全な熱シール部１３と
は異なる画像部分１４が含まれる。同様に、撮像された
熱シール部に例えばピンホールが存在すると、そのピン
ホールを含む測定熱画像に、完全な熱シール部とは異な
る画像部分が含まれる。

【００４５】一方、基本画像記憶手段には、ピンホール
あるいはヨレ部などの異常シール部の存在しない完全な
熱シール部を撮像して得られた基本熱画像１５が記憶さ
れている。

【００４６】そこで、赤外線撮像装置２で撮像された測
定熱画像１２のデータと基本画像記憶手段４に記憶格納
されている基本画像１５のデータとが減算処理手段５に
出力される。

【００４７】減算処理手段５では、入力する測定熱画像
１２のデータから基本画像１５のデータを減算する。な
お、基本画像１５のデータから測定熱画像１２のデータ
を減算しても良い。減算処理をすると、図２(c)に示さ
れるように、シール不良部がが差画像１６として得られ
る。

【００４８】この差画像データが異常判定手段６に出力
され、この異常判定手段６で、差画像データが所定の閾
値と比較され、差画像データが閾値よりも大きいと判断
されるときには、充填容器における熱シール部が不良で
あると判定し、異常判定信号を警報手段８に出力し、差
画像データをＶＴＲ７に出力する。

【００４９】警報手段８では異常判定信号を入力する
と、視覚的手段あるいは聴覚的手段を適宜に駆使して警
報を発する。またＶＴＲ７では図２(c)に示すような差
画像を画面に表示する。

【００５０】前記ＶＴＲ７は差画像を表示するのみなら
ず、赤外線撮像装置２で撮像されたところの、例えば図
２(b)に示すような測定熱画像を経時的に表示すること
ができる。記録手段９は、検出された差画像を記録とし
て記憶する。

【００５１】前記異常判定手段６により出力される異常
判定信号は、自動容器成形充填機１０にも出力される。
自動容器成形充填機１０では、シール異常と判定した容
器を搬送手段から排除するように選別機１１に指令信号
を出力する。選別機１１は、搬送手段における不良品と
判定された容器を除去する。

【００５２】以上において、この発明の一実施例である
熱シール部検査装置１について説明したが、この発明は
上述の熱シール部検査装置１に限定されない。

【００５３】上述の熱シール部検査装置１は、いわゆる
ラミネートチューブである容器の熱シール検査を目的と
するが、図３(a)に示される紙製の飲料用容器１６Ａに
おける開封部１７、図３(b)に示される紙製の飲料用容
器１６Ａにおける底面の閉鎖部１８、図４に示されるよ
うな、錠剤を封入収納する、碁盤目の用に配列された円
筒形の収容凹部１９を形成したプラスチックシート２０
とアルミニウムシート２１とを熱シールしてなるアルミ
フィルムパック２２、図５に示されるような、円筒形の
容器本体２３の開口部を、開口部の縁２４で熱シールさ
れた蓋体で封止してなる容器２５等における熱シール部
の検査をすることもできる。

【００５４】

【発明の効果】この発明によると、赤外線撮像装置で撮
像されたところの、熱シールされた容器の画像を処理す
るので、熱シール異常を検出することができ、多層シー
ル部及びその折り曲げエッジ部における熱溶着不良も検
出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例である熱シール部検
査装置を示すブロック図である。

【図２】図２は、赤外線撮像装置で撮像される被写体の
領域を示す説明図である。図２(a)は、シール異常のな
い、正常な熱シール部についての基本熱画像を示し、図
２(b)は熱シール異常を有する熱シール部を示す異常熱
画像を示し、図２(c)は基本熱画像と異常熱画像との差
画像を示す。

【図３】図３は、紙製のパック容器を示し、図３(a)は
紙パック容器の上部における開封部を示し、図３(b)は
紙パック容器の底部を示す。

【図４】図４は、アルミフィルムパックを示す斜視図で
ある。

【図５】図５は、麺類を収容する円筒状容器を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１・・・熱シール部検査装置、２・・・赤外線撮像装
置、３・・・測定熱画像記憶手段、４・・・基本熱画像
記憶手段、５・・・減算処理手段、６・・・異常判定手
段、７・・・ＶＴＲ、８・・・警報手段、９・・・記録
手段、１０・・・自動容器成形充填機、１１・・・選別
機、１２・・・測定熱画像、１２Ａ・・・容器、１３・
・・熱シール部、１４・・・画像部分、１５・・・基本
熱画像、１６・・・差画像、１６Ａ・・・飲料用容器、
１７・・・開封部、１８・・・閉鎖部、１９・・・収容
凹部、２０・・・プラスチックシート、２１・・・アル
ミニウムシート、２２・・・アルミフィルムパック、２
３・・・容器本体、２４・・・縁、２５・・・容器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱シール部を撮像する赤外線撮像装置
と、前記赤外線撮像装置から出力される熱画像を格納す
る測定熱画像記憶手段と、熱シール部の基本熱画像を格
納する基本熱画像記憶手段と、前記基本熱画像記憶手段
から読み出した基本熱画像と前記測定熱画像記憶手段か
ら読み出した測定熱画像との演算処理を行う演算処理手
段と、前記演算処理手段での演算結果と所定の閾値とを
比較して異常を判定する異常判定手段と、異常判定手段
から出力される異常判定信号を入力して異常結果を出力
する出力手段とを備えてなることを特徴とする熱シール
部検査装置。
【請求項２】前記異常判定信号を入力して、不良品と
される容器をその製造ラインから排除する選別機を有す
る前記請求項１に記載の熱シール部検査装置。