JP2003194663A - シール状態検査装置 - Google Patents

シール状態検査装置

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JP2003194663A
JP2003194663A JP2001400523A JP2001400523A JP2003194663A JP 2003194663 A JP2003194663 A JP 2003194663A JP 2001400523 A JP2001400523 A JP 2001400523A JP 2001400523 A JP2001400523 A JP 2001400523A JP 2003194663 A JP2003194663 A JP 2003194663A
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JP
Japan
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seal
inspected
sealing
inspection
sealing state
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English (en)
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Toshiro Ishida
敏郎 石田
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Nihon Tetra Pak KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シール状態を確実に検査することができるよう
にする。 【解決手段】シール状態を検査する対象となる被検体を
支持する被検体支持部と、該被検体支持部によって支持
された被検体の被検査部に接触させられる一対の電極
と、前記被検査部における電気的変量を検出する電気的
変量検出部と、前記電気的変量に基づいてシール状態の
良否を判定するシール状態判定処理手段とを有する。こ
の場合、被検査部における電気的変量に基づいて、シー
ル状態の良否が判定されるので、オペレータの主観によ
らず、シール不良が発生したかどうかを判断することが
できる。したがって、シール状態を確実に検査すること
ができる。また、被検体のすべてについて、被検体を開
封することなくシール状態を検査することができるの
で、検査のための作業を簡素化することができるだけで
なく、被検体の品質の信頼性を向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シール状態検査装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、牛乳、清涼飲料等の液体食品が収
容された包装容器を製造する場合、ウェブ状の包材、カ
ートンブランク状の包材等が使用され、各包材の所定の
箇所がヒートシール、超音波シール等の手法によってシ
ールされることにより、包装容器が形成されるようにな
っている。例えば、ウェブ状の包材を使用する場合、該
包材をチューブ状にし、第１のシール装置としての縦シ
ール装置によって縦方向にシールした後、チューブ状の
包材の中に液体食品を充填（てん）しながら、所定の間
隔で第２のシール装置としての横シール装置によって横
方向にシールして切断し、ブリック状（れんが状）の原
型容器を形成し、該原型容器を更に成形して包装容器を
完成させるようにしている。
【０００３】ところで、前記包材をシールするために、
包材を両側から所定の挟持圧で挟むとともに、熱を加え
て包材の表面の樹脂を溶融させ、包材間を融着するよう
になっているが、例えば、前記挟持圧、シール温度、樹
脂性状等の条件によって、溶融させられた樹脂がシール
部分から逃げ、シール部分に残留する樹脂の量が不足
し、シール不良が発生することがある。そして、シール
不良が発生するのに伴い、包装容器内の液体食品が漏れ
たり、包装容器内に空気が入り込んだりして液体食品の
品質が低下してしまう。
【０００４】そこで、オペレータは、完成された包装容
器のうちの所定のものを抜き取り、抜き取られた包装容
器から液体食品を排出し、空になった包装容器を切断し
て開封し、シール部分を包装容器の内側から目視によっ
てシール状態を検査するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のシール状態の検査においては、オペレータの主観に
基づいて不良が発生したかどうかを判断するようになっ
ているので、シール状態を確実に検査することができな
い。
【０００６】本発明は、前記従来のシール状態の検査の
問題点を解決して、シール状態を確実に検査することが
できるシール状態検査装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のシ
ール状態検査装置においては、シール状態を検査する対
象となる被検体を支持する被検体支持部と、該被検体支
持部によって支持された被検体の被検査部に接触させら
れる一対の電極と、前記被検査部における電気的変量を
検出する電気的変量検出部と、前記電気的変量に基づい
てシール状態の良否を判定するシール状態判定処理手段
とを有する。
【０００８】本発明の他のシール状態検査装置において
は、さらに、前記被検体支持部は被検体を搬送するコン
ベヤに設定される。
【０００９】本発明の更に他のシール状態検査装置にお
いては、さらに、前記被検体支持部は被検体を載置する
ための被検体受け板である。
【００１０】本発明の更に他のシール状態検査装置にお
いては、さらに、前記一対の電極のうちの少なくとも一
方は、移動自在に配設され、検査位置及び退避位置を採
る。
【００１１】本発明の更に他のシール状態検査装置にお
いては、さらに、前記一対の電極のうちの少なくとも一
方は、複数の電極要素から成る。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、ブリ
ック状の包装容器のシール状態を検出するためのシール
状態検査装置について説明しているが、他の包装容器の
シール状態を検出するためのシール状態検査装置に適用
することもできる。
【００１３】図２は本発明の実施の形態における充填機
の要部を示す概念図、図３は本発明の実施の形態におけ
る原型容器の正面図、図４は本発明の実施の形態におけ
る包装容器の斜視図である。
【００１４】図示されない包材製造機によって製造され
たウェブ状の包材は、充填機の図示されない繰出機にセ
ットされ、該繰出機によって繰り出され、送り装置によ
って充填機内を搬送される。
【００１５】そして、前記包材は、搬送されている間に
図示されないパンチ穴が形成され、該パンチ穴を覆うよ
うに、図示されないインナテープ及びプルタブが貼（ち
ょう）着される。続いて、前記包材は、垂直方向に搬送
され、搬送方向における複数箇所に配設された図示され
ないフォーミングリングによって案内され、かつ、変形
させられてチューブ状にされ、図示されない第１のシー
ル装置としての縦シール装置によって縦方向にシールさ
れて包材チューブ１１になる。このとき、図３に示され
るように、第１のシール部分としての縦シール部分Ｓ１
が形成される。
【００１６】続いて、包材チューブ１１内に液体食品
が、図示されない充填管を介して上方から供給され、包
材チューブ１１内に充填される。次に、該包材チューブ
１１は、第２のシール装置としての横シール装置を構成
する第１、第２の密封用ジョー４４、４５によって両側
から挟持され、所定の間隔で横方向にシールされ、成形
フラップ４６、４７によって変形させられて枕（まく
ら）状の原型容器１８になる。
【００１７】前記第１、第２の密封用ジョー４４、４５
はいずれもカッティングジョー５１及びヒートシールジ
ョー５２を有する。この場合、前記包材チューブ１１は
間欠的に下方に搬送され、充填機の処理速度を高くする
ために、同じ構造を有する第１、第２の密封用ジョー４
４、４５の工程を互いに半サイクルずらして交互に動作
させるようになっている。
【００１８】そして、前記カッティングジョー５１は、
前端（図２において右端）にカッティングバー５３を、
ヒートシールジョー５２は、前端（図２において左端）
にシールブロック（インダクタインシュレータ）５４を
備え、該シールブロック５４は２本のインダクタ５５を
備える。前記カッテングジョー５１及びヒートシールジ
ョー５２を前進させ、前記カッテイングバー５３及びシ
ールブロック５４によって包材チューブ１１を両側から
挟持して対向面を互いに接触させ、横方向にシールし、
２本のシールラインから成る第２のシール部分としての
横シール部分Ｓ２を形成する。
【００１９】また、前記カッティングジョー５１の中央
には、横方向に延びる扁（へん）平なカッタナイフ５６
が進退（図２において左右方向に移動）自在に配設さ
れ、該カッタナイフ５６を前進（図２において右方に移
動）させたときに前記横シール部分Ｓ２の２本のシール
ライン間を切断することができる。
【００２０】そのために、前記カッタナイフ５６の後端
（図２において左端）にシリンダ５７が配設され、該シ
リンダ５７に対して圧縮空気等を給排することによって
カッタナイフ５６が進退させられるようになっている。
【００２１】なお、前記カッテングジョー５１及びヒー
トシールジョー５２には、それぞれ前記包材チューブ１
１を包囲して案内する一対の成形フラップ４６、４７が
揺動自在に配設され、包材チューブ１１を案内して矩
（く）形に成形する。
【００２２】ところで、前記第１の密封用ジョー４４
は、図２においてシール・切断開始位置にあり、該シー
ル・切断開始位置において、前記カッテングジョー５１
及びヒートシールジョー５２を前進させ、包材チューブ
１１を両側から挟持して対向面を互いに接触させる。そ
して、前記第１の密封用ジョー４４は包材チューブ１１
を挟持したまま下降し、その間に前記横シール部分Ｓ２
が形成され、原型容器１８が形成される。
【００２３】一方、前記第２の密封用ジョー４５は、図
においてシール・切断終了位置にあり、該シール・切断
終了位置の直前において前記第２の密封用ジョー４５の
前記カッタナイフ５６を前進させ、前記横シール部分Ｓ
２の２本のシールライン間を切断し、原型容器１８を切
り離す。
【００２４】前記第２の密封用ジョー４５のカッティン
グジョー５１及びヒートシールジョー５２は、前記横シ
ール部分Ｓ２の２本のシールライン間が切断されると後
退させられ、旋回するように上昇し、前記シール・切断
開始位置に移動する。そして、前記第２の密封用ジョー
４５がシール・切断開始位置に移動して前記カッティン
グジョー５１及びヒートシールジョー５２を前進させ始
めたときに、前記第１の密封用ジョー４４のカッタナイ
フ５６が前進し、前記シールライン間を切断し、原型容
器１８を切り離す。
【００２５】なお、第１、第２の密封用ジョー４４、４
５には図示されないシリンダ機構が配設され、該シリン
ダ機構に圧縮空気等を供給することによって、シール・
切断開始位置においてカッテングジョー５１とヒートシ
ールジョー５２とを互いに引寄せ、シール時の挟持圧を
大きくする。
【００２６】続いて、各原型容器１８は、あらかじめ形
成された折り目に沿って所定の形状に成形され、一定量
の液体食品を収容するブリック状の包装容器１０にな
る。該包装容器１０は、前面壁１０ａ、後面壁１０ｂ、
側面壁１０ｃ、１０ｄ、頂面壁１０ｅ及び底面壁１０
ｆ、前記頂面壁１０ｅ側から側面壁１０ｃ、１０ｄ側に
折り曲げられた一対の耳片１０ｇ（図４においてはその
うちの一つだけが示される。）、及び前記側面壁１０
ｃ、１０ｄ側から底面壁１０ｆ側に折り曲げられた図示
されない一対の耳片を備える。
【００２７】この場合、前記縦シール部分Ｓ１は頂面壁
１０ｅ、後面壁１０ｂ及び底面壁１０ｆにわたって、横
シール部分Ｓ２は頂面壁１０ｅ側において頂面壁１０ｅ
及び耳片１０ｇにわたって、底面壁１０ｆ側において底
面壁１０ｆ及び前記耳片にわたって形成される。
【００２８】ところで、前記包材は、包装容器１０が形
成されたときの内側から外側に向けて、例えば、ポリエ
チレン等の樹脂によって内側層として形成された第１の
樹脂層、バリヤ層として形成されたアルミ箔（はく）
層、紙基材、ポリエチレン等の樹脂によって外側層とし
て形成された第２の樹脂層から成る積層体構造を有す
る。なお、前記バリヤ層としてアルミ箔層に代えてポリ
エステル等の樹脂によって形成された樹脂層を使用する
こともできる。また、３８は包材チューブ１１を案内す
る案内ローラである。
【００２９】そして、前記包材をシールするために、包
材を両側からカッテングジョー５１及びヒートシールジ
ョー５２によって所定の挟持圧で挟むとともに、包材を
加熱したり、超音波によって振動させたりして、前記第
１の樹脂層同士を溶融させ、包材間を融着するようにな
っているが、例えば、前記挟持圧、シール温度、樹脂性
状等の条件によって、溶融させられた樹脂が横シール部
分Ｓ２から逃げ、横シール部分Ｓ２に残留する樹脂の量
が不足し、シール不良が発生することがある。そして、
シール不良が発生するのに伴い、包装容器１０内の液体
食品が漏れたり、包装容器１０内に空気が入り込んだり
して液体食品の品質が低下してしまう。
【００３０】そこで、シール状態を検査するためにシー
ル状態検査装置が配設される。該シール状態検査装置は
自動モードと手動モードとで運転モードを切り換えられ
るようになっていて、自動モードにおいては、充填機か
ら排出された包装容器１０は、第１のシール状態検査部
に送られ、該第１のシール状態検査部において横シール
部分Ｓ２のシール状態が自動的に検査されるようになっ
ている。
【００３１】図１は本発明の実施の形態における第１の
シール状態検査部の外観図、図５は本発明の実施の形態
におけるシール状態検査装置の概念図、図６は本発明の
実施の形態におけるシール状態の検査方法の原理図、図
７は本発明の実施の形態におけるシール状態検査装置の
ブロック図、図８は本発明の実施の形態におけるシール
状態検査装置の動作を示す波形図である。
【００３２】図において、７１は制御ユニット、７２は
制御ユニット７１の背面側に配設された搬送部としての
コンベヤ装置、７３はシール状態の検査が行われる対象
となる被検体としての包装容器１０を搬送する絶縁性の
材料で形成されたコンベヤであり、該コンベヤ７３は、
図示されない搬送用の駆動部としての搬送用モータを駆
動することによって走行させられる。そして、前記コン
ベヤ７３上の所定の箇所に第１のシール状態検査部が設
定され、該第１のシール状態検査部において、前記コン
ベヤ７３は包装容器１０を支持する被検体支持部として
機能する。そして、前記第１のシール状態検査部に前記
制御ユニット７１が配設される。また、第１のシール状
態検査部における前記コンベヤ７３の両縁に沿って、正
面側及び背面側に絶縁性の材料で形成されたガイドＧ
１、Ｇ２が配設され、該ガイドＧ１、Ｇ２によって包装
容器１０が保持される。
【００３３】前記第１のシール状態検査部において、前
記包装容器１０の上方に一対の第１、第２の電極部７
５、７６が図示されない支持ホルダに取り付けられ、該
第１、第２の電極部７５、７６は、それぞれエアシリン
ダ等から成る図示されない第１、第２の駆動部を駆動す
ることによって、図１の矢印Ａ、Ｂ方向に進退させら
れ、前進させられて検査位置に、後退させられて退避位
置に置かれる。そして、前記第１、第２の電極部７５、
７６は、先端にそれぞれ第１、第２の電極２１、２２が
取り付けられる。
【００３４】ところで、前記原型容器１８は、あらかじ
め形成された折り目に沿って所定の形状に成形すること
によって包装容器１０になるが、そのとき、図１及び４
に示されるように、前記横シール部分Ｓ２が、前面壁１
０ａ側及び背面壁１０ｂ側のうちの一方（本実施の形態
においては、前面壁１０ａ側に倒された後、前記各耳片
１０ｇが側面壁１０ｃ、１０ｄに貼着されるようになっ
ている。すなわち、頂面壁１０ｅは、前面壁１０ａ側に
倒された横シール部分Ｓ２を備える。
【００３５】そこで、前記包装容器１０を第１のシール
状態検査部に送るに当たり、前記横シール部分Ｓ２が倒
される側、すなわち、前面壁１０ａ側が正面に向くよう
にコンベヤ７３上にセットされる。そして、包装容器１
０が第１のシール状態検査部に到達すると、横シール部
分Ｓ２のシール状態を検査するために、横シール部分Ｓ
２が頂面壁１０ｅの本体、すなわち、頂面壁本体から浮
き上がらせられ、頂面壁本体に対してわずかに傾けられ
る。
【００３６】そのために、前記第２の電極２２は楔（く
さび）状の形状を有し、上面に検査面７７が傾斜させて
形成される。また、前記第１の電極部７５は前記検査面
７７に対して直角の方向に進退させられる。したがっ
て、第１、第２の電極部７５、７６がいずれも検査位置
に置かれると、頂面壁本体に対してわずかに傾けられた
横シール部分Ｓ２の下方に前記第２の電極２２が挿入さ
れて横シール部分Ｓ２の下面に当接させられ、横シール
部分Ｓ２を挟んで横シール部分Ｓ２の上面に第１の電極
２１が当接させられる。
【００３７】ところで、シール状態検査装置は、自動モ
ードと手動モードとで運転モードを切り換えることがで
きるようになっていて、自動モードの場合、包装容器１
０が第１のシール状態検査部に到達すると、図示されな
いストッパによって停止させられ、搬送用モータの駆動
が停止させられる。続いて、第１、第２の電極部７５、
７６がいずれも前進させられて検査位置に置かれ、第１
の電極部７５が所定の圧力で第１の電極２１を横シール
部分Ｓ２に押し付ける。続いて、シール状態の検査が開
始され、検査が終了すると、前記第１、第２の電極部７
５、７６がいずれも後退させられて退避位置に置かれ
る。続いて、前記搬送用モータが再び駆動され、包装容
器１０はコンベヤ７３によって搬送される。このとき、
シール状態が不良であると判断された包装容器１０は、
第１のシール状態検査部より下流に配設された図示され
ない振分装置によって自動的にラインから排出される。
【００３８】次に、前記構成のシール状態検出装置の動
作について説明する。
【００３９】図５において、Ｓ２は横シール部分、１７
は包材であり、該包材１７は、第１の樹脂層１２、アル
ミ箔層１３、紙基材１４及び第２の樹脂層１５によって
形成され、前記包材チューブ１１（図２）を横方向にシ
ールする場合、前記カッテングジョー５１及びヒートシ
ールジョー５２が前進させられ、包材チューブ１１が両
側から挟持され、加熱されたり、超音波によって振動さ
せられたりする。このとき、第１の樹脂層１２同士が接
触させられ、第１の樹脂層１２を構成する樹脂、例え
ば、ポリエチレンが互いに融着させられ、融着部１６が
形成される。
【００４０】ところで、前記横シール部分Ｓ２において
２枚の包材１７が重ねられ、融着部１６によって一体に
されるが、各第１、第２の樹脂層１２、１５等が誘電体
材料から成るので、前記横シール部分Ｓ２はコンデンサ
３１の機能を有する。なお、前記バリヤ層としてポリエ
ステル等の樹脂が使用される場合には、バリヤ層も誘電
体材料から成る。また、アルミ箔層１３と紙基材１４と
の間に図示されない接着剤から成る接着層が形成される
が、該接着層も誘電体材料から成る。
【００４１】そこで、前記横シール部分Ｓ２のシール状
態を検査する対象となる被検査部Ｆに交流の電流を供給
し、そのときの被検査部Ｆの電気的変量としての静電容
量及び損失係数に基づいて、シール状態検査装置によっ
てシール状態を検査するようにしている。
【００４２】そのために、シール状態検査装置は、一対
の第１、第２の電極部７５、７６、被検査部Ｆに印加さ
れる交流の電圧を発生させる印加電圧発生部としての電
源装置（ＡＣ）２３、被検査部Ｆにおける静電容量及び
損失係数を検出する電気的変量検出部としての電流セン
サ２４、前記電源装置２３によって発生させられた電
圧、及び電流センサ２４によって検出された電流を読み
込むための処理を行う検出処理部２５、シール状態検査
装置の全体の制御を行うＣＰＵ等から成る制御部２６、
ディスプレイ等から成る第１の表示部としての表示装置
２７、各種の操作を行うための操作部２８、所定のデー
タ等を記録する記録装置２９等を備える。なお、前記電
流センサ２４は、被検査部Ｆを流れる交流の電流を検出
し、電流検出部を構成する。また、本実施の形態におい
ては、電源装置２３によって発生させられた交流の電流
を検出するようになっているが、電圧検出部としての図
示されない電圧センサを配設し、該電圧センサによって
交流の電圧を電気的変量として検出することもできる。
【００４３】前記第１、第２の電極２１、２２は、導電
性材料から成り、互いに対向させて配設され、所定の面
積を有し、被検査部Ｆのシール状態を検査する場合、被
検査部Ｆを両側から挟むように、被検査部Ｆに設定され
た圧力で押し付けられる。そして、第１、第２の電極２
１、２２は、電源装置２３及び電流センサ２４を介して
互いに接続され、該電源装置２３において所定の電圧が
発生させられ、被検査部Ｆに印加される。
【００４４】被検査部Ｆに印加される電圧は、包材１７
の性質、例えば、第１の樹脂層１２、アルミ箔層１３、
紙基材１４及び第２の樹脂層１５の各材料、各厚さ等に
対応させてそれぞれ設定され、前記被検査部Ｆに電圧が
印加されると、電源装置２３及び被検査部Ｆによって図
６に示されるような等価回路が形成され、前記被検査部
Ｆは、静電容量がＣｐであるコンデンサ３１、及び抵抗
値がＲｐである内部抵抗３２を並列に接続した並列回路
から成る。なお、コンデンサ３１及び内部抵抗３２を等
価回路で表す場合、コンデンサ３１と内部抵抗３２とを
直列に接続するか並列に接続するかはコンデンサ３１及
び内部抵抗３２の各インピーダンスに基づいて決めら
れ、横シール部分Ｓ２のように、コンデンサ３１のイン
ピーダンスに対して内部抵抗３２のインピーダンスが極
めて大きい場合は、一般的に並列に接続される。
【００４５】ところで、前記静電容量Ｃｐは、前記第
１、第２の電極２１、２２の面積をｓとし、被検査部Ｆ
の厚さ、すなわち、負荷電極間距離（第１、第２の電極
２１、２２間の距離）ｄとし、誘電率をεとすると、 Ｃｐ＝ε・ｓ／ｄ で表される。
【００４６】この場合、包材１７の属性、例えば、第１
の樹脂層１２、アルミ箔層１３、紙基材１４及び第２の
樹脂層１５の各層の材料、各厚さ等が異なると、被検査
部Ｆの誘電率εが変化し、被検査部Ｆにおける静電容量
Ｃｐが変化する。特に、第１、第２の樹脂層１２、１
５、紙基材１４等の誘電体材料から成る各層の材料、各
厚さ等が異なると、被検査部Ｆの誘電率εが大きく変化
し、被検査部Ｆにおける静電容量Ｃｐが大きく変化す
る。
【００４７】また、横シール部分Ｓ２をシールするとき
のシール条件、例えば、樹脂の溶融温度、前記カッテン
グジョー５１及びヒートシールジョー５２による挟持圧
等が異なると、負荷電極間距離ｄが変化し、被検査部Ｆ
における静電容量Ｃｐが変化する。例えば、溶融温度が
高いほど、又は挟持圧が高いほど横シール部分Ｓ２にお
いて溶融させられた樹脂が横シール部分Ｓ２の両側に逃
げる量が多くなり、融着部１６の厚さがその分小さくな
る。したがって、負荷電極間距離ｄが短くなり、被検査
部Ｆにおける静電容量Ｃｐがその分大きくなる。
【００４８】そして、前記横シール部分Ｓ２をシールす
る場合、融着部１６の融着度合いによって、被検査部Ｆ
における静電容量Ｃｐが変化する。この場合、各第１の
樹脂層１２の樹脂同士が融合させられ、包材１７同士が
十分に融着されると、横シール部分Ｓ２の樹脂の量は少
なくなり、負荷電極間距離ｄが短くなり、被検査部Ｆに
おける静電容量Ｃｐがその分大きくなる。これに対し
て、見かけ上シールされていても、各第１の樹脂層１２
の樹脂同士が融合しないことがあり、この場合、融着部
１６はほとんど形成されない。そして、各第１の樹脂層
１２は、互いに付着させられているだけであるので、横
シール部分Ｓ２の樹脂の量は少なくならず、負荷電極間
距離ｄは変化せず、被検査部Ｆにおける静電容量Ｃｐも
変化しない。
【００４９】さらに、横シール装置において、横シール
部分Ｓ２をシールするときのシールラインの長さによっ
て表されるシール長さ、２本のシールラインに及ぶ幅に
よって表されるシール幅等の構造が異なると、第１、第
２の電極２１、２２と接触する面積が変化し、第１、第
２の電極２１、２２の面積ｓが実質的に変化して、被検
査部Ｆにおける静電容量Ｃｐが変化する。なお、第１、
第２の電極２１、２２の形状は、横シール部分Ｓ２の周
縁より外側に突出しないように、好ましくは、横シール
部分Ｓ２のシール幅をｗとしたとき、第１、第２の電極
２１、２２の幅はｗに、長さは２ｗに設定される。な
お、第１、第２の電極２１、２２が横シール部分Ｓ２の
周縁より外側に突出すると、横シール部分Ｓ２の周縁の
内側と外側とで溶融させられた樹脂の状態が異なるの
で、シール状態の検査の精度が低くなってしまう。
【００５０】このように、包材１７の属性、横シール装
置によるシール条件、シール方法、横シール装置の構造
等によって被検査部Ｆにおける静電容量Ｃｐが異なるの
で、静電容量Ｃｐはシール状態の良否を判定するための
判定要素になる。
【００５１】そこで、前記電源装置２３によって発生さ
せられる電圧Ｖｓは、包材１７の属性、横シール装置に
よるシール条件、シール方法、横シール装置の構造等に
対応させて設定される。
【００５２】ところで、前記図６に示される等価回路に
おいて、電源装置２３によって被検査部Ｆに周波数ｆの
電圧Ｖｓを印加すると、コンデンサ３１を流れる電流を
Ｉｃｐとし、内部抵抗３２を流れる電流をＩｒｐとする
と、コンデンサ３１のインピーダンスＺｃは、 Ｚｃ＝１／（２π・ｆ・Ｃｐ） ……（１） になる。したがって、電流Ｉｃｐは、 Ｉｃｐ＝Ｖｓ／Ｚｃ ＝２π・ｆ・Ｃｐ・Ｖｓ ……（２） になるので、静電容量Ｃｐは、 Ｃｐ＝Ｉｃｐ／（２π・ｆ・Ｖｓ） ……（３） になる。なお、前記電圧Ｖｓによって印加電圧が、電流
Ｉｃｐによって第１の被検査部電流が、電流Ｉｒｐによ
って第２の被検査部電流が構成される。
【００５３】ところで、被検査部Ｆにおける損失係数を
Ｄとすると、該損失係数Ｄは、 Ｄ＝１／（２π・ｆ・Ｃｐ・Ｒｐ） ……（４） で表すことができるので、内部抵抗３２の抵抗値Ｒｐ
は、 Ｒｐ＝１／（２π・ｆ・Ｃｐ・Ｄ） ……（５） になる。
【００５４】そして、内部抵抗３２を流れる電流Ｉｒｐ
は、 Ｉｒｐ＝Ｖｓ／Ｒｐ ……（６） であるので、式（６）に式（５）を代入すると、 Ｉｒｐ＝（２π・ｆ・Ｃｐ・Ｄ）・Ｖｓ ……（７） になる。また、式（７）に式（３）を代入すると、 Ｉｒｐ＝Ｉｃｐ・Ｄ になる。したがって、損失係数Ｄは、 Ｄ＝Ｉｒｐ／Ｉｃｐ ……（８） になる。すなわち、損失係数Ｄは電流Ｉｒｐに対する電
流Ｉｃｐの比によって表すことができ、シール状態の良
否を判定するための判定要素になる。
【００５５】そして、被検査部Ｆを流れる電気的変量を
表す電流Ｉｔは、 Ｉｔ＝Ｉｃｐ＋Ｉｒｐ ……（９） になる。
【００５６】ところで、静電容量Ｃｐは式（３）によっ
て、損失係数Ｄは式（８）によって算出することができ
るので、電圧Ｖｓ及び電流Ｉｃｐ、Ｉｒｐが分かると、
静電容量Ｃｐ及び損失係数Ｄを算出することができる。
【００５７】この場合、前記コンデンサ３１及び内部抵
抗３２は、被検査部Ｆに等価的に存在するものであり、
被検査部Ｆの外部において検出することができない。
【００５８】そこで、電流センサ２４によって検出され
た電流Ｉｔに基づいて、電流Ｉｃｐ及び電流Ｉｒｐを算
出するようにしている。この場合、電流Ｉｒｐは内部抵
抗３２を流れる成分であるので、図８に示されるよう
に、被検査部Ｆに印加された電圧Ｖｓと同じ位相を有す
る。また、電流Ｉｃｐはコンデンサ３１を流れる成分で
あるので、電圧Ｖｓと位相が９０〔°〕ずれている（９
０〔°〕進んでいる）。そこで、前記電流Ｉｔを（実際
は、電流Ｉｔを電圧Ｖｔに変換し、電圧Ｖｔを）後述さ
れる位相分離回路に送り、該位相分離回路において電流
Ｉｃｐと電流Ｉｒｐとを分離するようにしている。
【００５９】そのために、前記検出処理部２５は、電源
装置２３の電圧Ｖｓを読み込み、アナログ／ディジタル
変換を行うＡ／Ｄコンバータ６１、前記電流Ｉｔを読み
込み電流Ｉｔを電圧Ｖｔに変換する電流・電圧変換部６
２、前記電圧Ｖｔのうちの前記電圧Ｖｓと同じ位相を有
する同位相成分を検出する同位相成分検出部３３、前記
電圧Ｖｔのうちの前記電圧Ｖｓと位相がずれた位相差成
分を検出する位相差成分検出部３４、前記同位相成分検
出部３３によって検出された同位相成分を読み込み、ア
ナログ／ディジタル変換を行うＡ／Ｄコンバータ３５、
前記位相差成分検出部３４によって検出された位相差成
分を読み込み、アナログ／ディジタル変換を行うＡ／Ｄ
コンバータ３６等を備える。なお、前記同位相成分検出
部３３及び位相差成分検出部３４によって位相分離部と
しての位相分離回路が構成される。
【００６０】このようにして、前記Ａ／Ｄコンバータ６
１からディジタル信号から成る電圧Ｖｓを、Ａ／Ｄコン
バータ３５からディジタル信号から成る電流Ｉｒｐを、
Ａ／Ｄコンバータ３６からディジタル信号から成る電流
Ｉｃｐを出力させることができ、出力された電圧Ｖｓ及
び電流Ｉｃｐ、Ｉｒｐは制御部２６に送られる。なお、
Ａ／Ｄコンバータ６１によって印加電圧検出部が、位相
差成分検出部３４及びＡ／Ｄコンバータ３６によって第
１の被検査部電流検出部が、同位相成分検出部３３及び
Ａ／Ｄコンバータ３５によって第２の被検査部電流検出
部が構成される。
【００６１】そして、前記制御部２６は、電源装置２３
において設定された周波数ｆ、前記電圧Ｖｓ及び電流Ｉ
ｃｐ、Ｉｒｐを読み込み、続いて、制御部２６の図示さ
れない静電容量算出処理手段は、静電容量算出処理を行
い、式（３）によって静電容量Ｃｐを算出する。また、
前記制御部２６の図示されない損失係数算出処理手段
は、損失係数算出処理を行い、式（８）によって損失係
数Ｄを算出する。
【００６２】そして、前記記録装置２９には、包材１７
の属性、横シール装置によるシール条件、シール方法、
横シール装置の構造等によって、包材１７の種類ごと、
シール条件ごと、シール方法ごと、シール装置ごとにあ
らかじめ算出された基準の静電容量Ｃｐｒｅｆ及び基準
の損失係数Ｄｒｅｆがテーブルとして記録されている。
【００６３】したがって、前記制御部２６の図示されな
い第１のシール状態判定処理手段は、第１のシール状態
判定処理を行い、前記テーブルを参照し、前記静電容量
算出処理によって算出された静電容量Ｃｐと基準の静電
容量Ｃｐｒｅｆとを比較し、偏差ΔＣｐ ΔＣｐ＝｜Ｃｐ−Ｃｐｒｅｆ｜ が閾（しきい）値Ｃｐｔｈ以下であるかどうかを判断す
る。そして、第１のシール状態判定処理手段は、偏差Δ
Ｃｐが閾値Ｃｐｔｈ以下である場合、シール状態が良好
であると判定し、偏差ΔＣｐが閾値Ｃｐｔｈより大きい
場合、シール状態が不良であると判定する。このよう
に、第１のシール状態判定処理手段によってシール状態
の良否を判定することができる。
【００６４】また、前記制御部２６の図示されない第２
のシール状態判定処理手段は、第２のシール状態判定処
理を行い、前記テーブルを参照し、前記損失係数算出処
理によって算出された損失係数Ｄと基準の損失係数Ｄｒ
ｅｆとを比較し、偏差ΔＤ ΔＤ＝｜Ｄ−Ｄｒｅｆ｜ が閾値Ｄｔｈ以下であるかどうかを判断する。そして、
第２のシール状態判定処理手段は、偏差ΔＤが閾値Ｄｔ
ｈ以下である場合、シール状態が良好であると判定し、
偏差ΔＤが閾値Ｄｔｈより大きい場合、シール状態が不
良であると判定する。このようにして、第２のシール状
態判定処理手段によってシール状態の良否を判定するこ
とができる。
【００６５】本実施の形態においては、第１、第２のシ
ール状態判定処理においてそれぞれシール状態の良否を
判定するようになっているが、第１、第２のシール状態
判定処理の両処理に基づいてシール状態の良否を判定す
ることもできる。
【００６６】次に、制御ユニット７１について説明す
る。
【００６７】図９は本発明の実施の形態における制御ユ
ニットの正面パネルを示す図である。
【００６８】図において、７１は制御ユニット、２７は
表示装置、２８は操作部、ＳＷ１は制御ユニット７１の
全体のオン・オフを行うためのメインスイッチ、ＳＷ２
は自動モードと手動モードとを切り換えるためのモード
切換スイッチ、ＳＷ３は第１、第２の電極２１、２２を
オン・オフさせるためのオン・オフスイッチ、ＳＷ４は
第１、第２の電極２１、２２を構成する複数の電極要素
を選択するためのスイッチ、ｔ１は制御部２６と制御ユ
ニット７１とを接続するための接続端子、ｔ２〜ｔ５は
前記第１、第２の電極２１、２２（図１）と制御ユニッ
ト７１とを接続するための接続端子、７８はタイマー、
８１〜８４は第２の表示部としてのＬＥＤ表示ランプ、
ＶＭ１は電源装置２３において発生させられる電圧Ｖｓ
（例えば、８〔Ｖ〕）を設定するための第１の設定器と
してのボリューム、ＶＭ２は電源装置２３の周波数ｆ
（例えば、１００〔ｋＨｚ〕以上）を設定するための第
２の設定器としてのボリューム、ＶＭ３は静電容量Ｃｐ
の偏差ΔＣｐの閾値Ｃｐｔｈ、及び損失係数Ｄの偏差Δ
Ｄの閾値Ｄｔｈを設定するための第３の設定器としての
ボリュームである。この場合、各閾値Ｃｐｔｈ、Ｄｔｈ
は０〜１０の範囲で無段階に設定することができる。な
お、前記ＬＥＤ表示ランプ８１〜８４は、警報時、オン
・オフの表示をするために適宜点灯させられる。 次
に、第１、第２の電極２１、２２について説明する。
【００６９】図１０は本発明の実施の形態における電極
構造を示す図である。
【００７０】図において、２１、２２は被検査部Ｆを挟
んで配設された第１、第２の電極である。この場合、第
１、第２の電極２１、２２は、いずれも複数の電極要素
Ｅｉ（１、２、…、ｎ）から成り、複数のチャンネルか
ら成る多電極構造を有する。したがって、前記スイッチ
ＳＷ４（図９）を操作することによって、各第１、第２
の電極２１、２２の電極要素Ｅｉのうちの所定の一つ以
上の電極要素を選択することにより、被検査部Ｆの所定
の部分だけシール状態を検出することができる。
【００７１】図１１は本発明の実施の形態における他の
電極構造を示す図である。
【００７２】図において、２１、２２は被検査部Ｆを挟
んで配設された第１、第２の電極である。この場合、第
１の電極２１は、複数の電極要素Ｅｉから成り、複数の
チャンネルから成る多電極構造を有し、第２の電極２２
は一つの電極要素から成り、単電極構造を有する。した
がって、前記スイッチＳＷ４を操作することによって、
第２の電極２２、及び第１の電極２１の電極要素Ｅｉの
うちの所定の一つ以上の電極要素を選択することによ
り、シール不良が発生する箇所があらかじめ分かってい
る場合等に、被検査部Ｆの所定の部分だけシール状態を
検出することができる。また、シール不良が発生する部
分が複数ある場合は、シール不良が発生した部分自体を
特定することができないので、図１１に示される電極構
造が好ましい。この場合、シール状態検査装置のコスト
を低くすることができる。なお、図１０に示される第
１、第２の電極２１、２２は、高い検査能力が必要とさ
れる場合に、図１１に示される第１、第２の電極２１、
２２は、あらかじめシール不良が発生する部分が分かっ
ている場合等のように、高い検査能力が必要とされない
場合に使用される。
【００７３】次に、手動モードでシール状態を検査する
ための第２のシール状態検査部について説明する。
【００７４】図１２は本発明の実施の形態における第２
のシール状態検査部の正面図、図１３は本発明の実施の
形態における第２のシール状態検査部の側面図である。
【００７５】図において、１０１はフレーム、１０２は
ブラケット、１０３は支持ホルダであり、該支持ホルダ
１０３に第１の電極部１７５が取り付けられ、前記フレ
ーム１０１に前記第１の電極部１７５と対向させて第２
の電極部１７６が取り付けられる。前記第１の電極部１
７５は、エアシリンダ等から成る駆動部１０４を駆動す
ることによって、矢印Ｃ方向に進退させられ、前進（図
における下方に移動）させられて検査位置に、後退（図
における上方に移動）させられて退避位置に置かれる。
そして、前記第１、第２の電極部１７５、１７６は、先
端にそれぞれ第１、第２の電極２１、２２が取り付けら
れる。なお、１０５は第２の電極２１を絶縁するため
に、１０６、１０７は第２の電極２２を絶縁するための
配設された絶縁材料から成る絶縁体である。
【００７６】そして、前記第２の電極２２の上に導電性
材料から成り、包装容器１０を支持する被検体支持部と
しての受け板１１１が配設される。オペレータは、原型
容器１８（図２）を受け板１１１上に載置し、前記第１
の電極部１７５を検査位置に置き、縦シール部分Ｓ１及
び横シール部分Ｓ２のうちのいずれかのシール部分に第
１の電極２１を押し付け、接触させる。この場合、包装
容器１０自体がコンデンサの機能を有する。
【００７７】なお、原型容器１８から液体食品を排出
し、空になった原型容器１８を受け板１１１の上に載置
してシール状態を検査することもできる。
【００７８】このように、本発明においては、被検査部
Ｆに電圧Ｖｓを印加したときに、被検査部Ｆに流れる電
流Ｉｔに基づいて、シール状態の良否が判定されるの
で、オペレータの主観によらず、シール不良が発生した
かどうかを判断することができる。したがって、シール
状態を確実に検査することができる。
【００７９】また、完成された包装容器１０のすべてに
ついて、包装容器１０を開封することなく縦シール部分
Ｓ１及び横シール部分Ｓ２のシール状態を検査すること
ができるので、検査のための作業を簡素化することがで
きるだけでなく、包装容器１０の品質の信頼性を向上さ
せることができる。
【００８０】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させ
ることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除す
るものではない。
【００８１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、シール状態検査装置においては、シール状態を検
査する対象となる被検体を支持する被検体支持部と、該
被検体支持部によって支持された被検体の被検査部に接
触させられる一対の電極と、前記被検査部における電気
的変量を検出する電気的変量検出部と、前記電気的変量
に基づいてシール状態の良否を判定するシール状態判定
処理手段とを有する。
【００８２】この場合、被検査部における電気的変量に
基づいて、シール状態の良否が判定されるので、オペレ
ータの主観によらず、シール不良が発生したかどうかを
判断することができる。したがって、シール状態を確実
に検査することができる。
【００８３】また、被検体のすべてについて、被検体を
開封することなくシール状態を検査することができるの
で、検査のための作業を簡素化することができるだけで
なく、被検体の品質の信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における第１のシール状態
検査部の外観図である。
【図２】本発明の実施の形態における充填機の要部を示
す概念図である。
【図３】本発明の実施の形態における原型容器の正面図
である。
【図４】本発明の実施の形態における包装容器の斜視図
である。
【図５】本発明の実施の形態におけるシール状態検査装
置の概念図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるシール状態の検査
方法の原理図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるシール状態検査装
置のブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるシール状態検査装
置の動作を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の形態における制御ユニットの正
面パネルを示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における電極構造を示す
図である。
【図１１】本発明の実施の形態における他の電極構造を
示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における第２のシール状
態検査部の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態における第２のシール状
態検査部の側面図である。
【符号の説明】
１０ 包装容器 ２１、２２ 第１、第２の電極 ２３ 電源装置 ２４ 電流センサ ２５ 検出処理部 ２６ 制御部 ２７ 表示装置 ２８ 操作部 ２９ 記録装置 ７３ コンベヤ ７５、７６、１７５、１７６ 第１、第２の電極部 １１１ 受け板 Ｅｉ 電極要素 Ｆ 被検査部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）シール状態を検査する対象となる
    被検体を支持する被検体支持部と、（ｂ）該被検体支持
    部によって支持された被検体の被検査部に接触させられ
    る一対の電極と、（ｃ）前記被検査部における電気的変
    量を検出する電気的変量検出部と、（ｄ）前記電気的変
    量に基づいてシール状態の良否を判定するシール状態判
    定処理手段とを有することを特徴とするシール状態検査
    装置。
  2. 【請求項２】 前記被検体支持部は被検体を搬送するコ
    ンベヤに設定される請求項１に記載のシール状態検査装
    置。
  3. 【請求項３】 前記被検体支持部は被検体を載置するた
    めの被検体受け板である請求項１に記載のシール状態検
    査装置。
  4. 【請求項４】 前記一対の電極のうちの少なくとも一方
    は、移動自在に配設され、検査位置及び退避位置を採る
    請求項１に記載のシール状態検査装置。
  5. 【請求項５】 前記一対の電極のうちの少なくとも一方
    は、複数の電極要素から成る請求項１に記載のシール状
    態検査装置。
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