JP2007024600A - 包装リーク検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 リーク検査装置に近接して設置された包装装置からのガス漏れによって個別包装の商品を収納した箱内にガスが入った場合に、これを包装からの漏れとみなして密封不良と誤判定する。
【解決手段】 三方切換弁１１により、ガス採取管１０を経た減圧容器２内のガスと空気採取管１３を経た周囲の空気とを選択的にガス検出器１５に導入できる構成とする。リーク検査の合間に周囲の空気中の特定ガス濃度を測定し、検査状況判定部１８はその濃度が正確なリーク検査に支障をきたすほど高くなったと判断した場合に、警報部１９を駆動して作業者に異常を報知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、食品や医薬品等の包装のシール（密封）不良や微小なピンホールの有無を検査するための包装リーク検査装置に関する。

食品、医薬品等の商品を密封した包装材に微小なピンホール等による密封不良が無いかどうかを検査する装置として、特許文献１、２などに記載の包装リーク検査装置が従来より知られている。このような包装リーク検査装置は、被検査物の包装内に検出可能な特定ガスを予め封入しておき、それを容器内に収容した後に該容器内を減圧（真空引き）し、その後に該容器内のガス中の特定ガスの濃度を測定してその結果により包装の良否の判定を行う。

図５は工場の製造ライン等における包装作業及びリーク検査作業の手順を示す概略図である。図５（ａ）に示す包装工程では、プラスチック製袋体等の包装材２１に菓子等の製品２３を収容するとともに、ガス供給管２４を通して包装材２１中に特定ガス（例えばヘリウムガス、二酸化炭素ガス等）を充填し包装材２１を密封する。

図５（ｂ）に示す次の箱詰工程では、先に個別包装された商品を段ボール箱２２内に所定個数収納し、段ボール箱２２の上面を例えばガムテープ等の粘着テープで閉める。これが工場から出荷される形態である。そして、図５（ｃ）に示すリーク検査工程では、このように出荷前の最終段階の形態である箱詰めされた商品を底面板２ａと容器部２ｂとから成る減圧容器２内に収容する。そして、ポンプ１４によりガス採取管１０を通して減圧容器２内の空間のガスを吸引し、これをガス検出器１５に送る。

段ボール箱２２内の商品の包装材２１にピンホール等の密封不良が有る場合、封入されている特定ガスがそのピンホールを通して包装材２１内から漏出し、段ボール箱２２の隙間から減圧容器２内に流れ出す。そのため、例えばガス検出器１５で特定ガスを連続的又は所定時間間隔毎に検出すると、時間経過に伴って特定ガスの濃度が上昇する。これに対し、包装材２１に密封不良が無ければ上記のような特定ガスの濃度上昇は観測されない。したがって、この特定ガスの濃度上昇の有無を判定することで、検査対象の段ボール箱２２内の包装材２１の密封の良否を判断することができる。

工場では上記のような工程は連続的に行われるから、殆どの場合、図５（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示した各工程を実行する包装装置、箱詰装置及び包装リーク検査装置は同一室内に近接して設置される。包装装置では、包装材２１中に特定ガスを導入する際に少しずつではあるが特定ガスが周囲に漏れ出す。そのため、包装装置の周囲の空気中の特定ガス濃度は作業の進行に伴い徐々に上昇する。この特定ガスは近接する箱詰装置の周囲にも広がるため、多数の商品を収容した段ボール箱２２内にも通常より高い濃度の特定ガスを含む空気が侵入する。

この段ボール箱２２内に侵入した特定ガスはリーク検査工程では一種のバックグランドノイズとなる。そのため、箱詰装置の周囲の空気中の特定ガス濃度が或る程度以上高くなると、包装リーク検査の際に包装材２１内部からの漏出でなくこの段ボール箱２２内に侵入した特定ガスを検出して包装材２１の密封不良であると誤判定してしまう場合がある。

こうしたことから、従来は、包装リーク検査装置において密封不良であるとの判定の頻度が高くなると、作業者が、周囲の空気中の特定ガス濃度が高くなった可能性が高いと判断し、工場内又はその装置近辺の換気を強める等の対策をとり、周囲の空気中の特定ガス濃度を下げるようにしている。しかしながら、こうした方法では、換気等の対策をとる直前に密封不良と判断された被検査物の中に良品がかなり含まれるから、例えばそれらについて再検査を行う等の必要が生じ、検査の効率を低下させる一因となる。また、換気等の対策をとるかどうかは作業者の判断に任されるため、必ずしも適切な時期に対策がとれるとは限らない。

特開２００３−１０６９２４号公報 特許第２９２２０９１号公報

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その第１の目的とするところは、包装工程からの特定ガスの漏れなどの影響により包装リーク検査に支障をきたす可能性のあるとき、これを迅速に且つ正確に判定することができ適切な対策を適切なタイミングでとることができる包装リーク検査装置を提供することにある。

また本発明の第２の目的とするところは、包装工程からの特定ガスの漏れなどの影響により正確な検査に支障をきたすおそれが有る場合に、無駄な検査を行わないようにすることができる包装リーク検査装置を提供することにある。

さらにまた、本発明の第３の目的とするところは、包装工程からの特定ガスの漏れがあってもその影響をできるだけ排除して正確な検査に継続することができる包装リーク検査装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために成された第１発明に係る包装リーク検査装置は、
a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
b)該容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて被検査物の包装の良否を判別する判定手段と、
e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて作業者に警告報知を行う報知手段と、
を備えることを特徴としている。

また上記第２の目的を達成するために成された第２発明に係る包装リーク検査装置は、
a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
b)該容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて被検査物の包装の良否を判別する判定手段と、
e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて当該装置の検査を停止させる強制停止手段と、
を備えることを特徴としている。

さらにまた上記第３の目的を達成するために成された第３発明に係る包装リーク検査装置は、
a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
b)該容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果を閾値と比較することで被検査物の包装の良否を判別する判定手段と、
e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて前記閾値を修正する閾値修正手段と、
を備えることを特徴としている。

第１乃至第３発明に係る包装リーク検査装置ではいずれも、流路切り換え手段により容器外の周囲の空気を選択的に採取して、ガス測定手段によりこの空気中の特定ガスの濃度を測定する。近接した場所で包装作業を行っている場合、作業の開始時点では周囲の空気中の特定ガス濃度は低くても、長時間、作業が継続されると包装装置での特定ガスの漏出の影響により周囲の空気中の特定ガス濃度も上昇する。

そこで第１発明に係る包装リーク検査装置において、報知手段は、上記流路切り換え手段により容器外の周囲の空気が選択的に採取されているときのガス測定手段による測定結果、つまり周囲の空気中の特定ガス濃度の測定結果に応じ、包装の良否の判定に支障をきたす程度まで特定ガス濃度が上がったと判断すると警告を報知する。具体的には、例えば作業開始時点からの特定ガス濃度の変化量の許容範囲を設定しておき、この許容範囲を逸脱したときに警告を報知するものとすることができる。また、予め特定ガス濃度の上限値を設定しておき、作業開始後にこの上限値を超えたならば警告を報知するものとしてもよい。報知は例えばランプの点灯や点滅、ブザー音の鳴動等による警告を行うものとすることができる。作業者はこの報知によって、例えば周囲の空気中の特定ガス濃度を下げるために換気を強める、一時的に作業を停止する等の適切な対策をとることができる。

以上のように第１発明に係る包装リーク検査装置によれば、周囲の空気中の特定ガス濃度の上昇の影響で、包装不良でないのに誤って不良と判断される誤判定が増加する前に、換気を行う等の適切な対策をとり、多数の誤判定が起こることを未然に防止することができる。また、作業者のあいまいな判断によらず正確に（定量的に）状況を把握できるので、作業者の負担も軽減することができる。

また第２発明に係る包装リーク検査装置において、強制停止手段は、周囲の空気中の特定ガス濃度の測定結果に応じ、包装の良否の判定に支障をきたす程度まで特定ガス濃度が上がったと判断すると、それ以降の検査の停止を実行する。また、好ましくは、前段の包装作業や箱詰作業を行う装置の動作も停止させるようにするとよい。もちろん、第１発明と併用し、検査の強制停止とともに異常報知を行うようにするとさらに好ましい。

以上のように第２発明に係る包装リーク検査装置によれば、例えば作業者が異常報知に気が付かなかったような場合でも、強制的に検査や場合によっては包装作業を停止することにより、無駄な、即ち後に再びやり直しを行う必要が生じるような事態を回避することができる。

さらにまた第３発明に係る包装リーク検査装置において、閾値修正手段は周囲の空気中の特定ガス濃度の測定結果に応じて適宜に閾値を修正し、判定手段はこの修正された閾値に基づいて包装の良否を判定する。具体的には、周囲の空気中の特定ガス濃度が上昇した場合には閾値も上げることにより、判定手段が判定を行う際に周囲の空気中の特定ガスの影響で特定ガス濃度の測定値が相対的に上がった影響を排除する。もちろん、第１発明及び／又は第２発明と併用し、許容範囲内の特定ガス濃度上昇である場合には、判定閾値の修正のみで対応し、その許容範囲を超えるような特定ガス濃度上昇が生じた場合には、警告報知を行うとともに検査の強制停止を行うようにしてもよい。

以上のように第３発明に係る包装リーク検査装置によれば、包装作業での特定ガスの漏出により周囲の空気中の特定ガス濃度が上昇した場合でも、その上昇の影響を軽減して包装の良否の判定を正確に行うことができる。

まず第１発明の一実施例（第１実施例）である包装リーク検査装置について図１及び図２を参照して説明する。図１及び図２は本実施例の包装リーク検査装置の概略構成図であり、図１は検査を行っていない状態、図２は検査中の状態を示す。

この包装リーク検査装置において、被検査物Ｓは上述したように包装材２１で包装された商品が多数、段ボール箱２２内に収納されたものである。１個ずつの商品は包装材２１で密封され、且つその包装材２１内には特定ガスが封入されている。この被検査物Ｓがコンベア１にて１箱ずつ搬送されてくる。検査位置には、コンベア１の下方に減圧容器２の底面を形成する底面板２ａが固定的に配置され、上方には減圧容器２の他の５面を形成する容器部２ｂがエアシリンダ９により上下動可能に設置されている。

底面板２ａには、大気開放弁８が設けられた連通管７と、粗引弁５及び粗引真空ポンプ６が設けられた排気管４とが配置され、容器部２ｂの天面にはガス採取管１０が設置され、ガス採取管１０は三方切換弁１１の一方の入口端に接続されている。三方切換弁１１の他の１つの入口端には、周囲の空気を吸引する吸引口１２が端部に設けられた空気採取管１３が接続されている。三方切換弁１１の出口端は採取ポンプ１４を経てガス検出器１５に接続されている。ガス検出器１５は導入されるガス中の特定ガス濃度を測定するものであり、その測定結果はリーク判定部１６及び検査状況判定部１８に入力され、さらに検査状況判定部１８には警報部１９が接続されている。さらにまた、ガス検出器１５、三方切換弁１１等の動作を制御する制御部１７が設けられている。

上記構成の包装リーク検査装置の動作について説明する。図１に示すように被検査物Ｓが検査位置に到達すると、例えば図示しない位置検知スイッチ等によりそれを検知して制御部１７はエアシリンダ９を作動させ、容器部２ｂを底面板２ａに当接する位置まで下降させる。これにより、図２に示すように、略密閉状態の減圧容器２の内部に被検査物Ｓが収容された状態となる。その後、粗引弁５が開放され粗引真空ポンプ６が作動して減圧容器２内が真空引きされる。減圧容器２内が真空引きされることで、特定ガスが封入されている包装材２１内外のガス圧の差は大きくなる。それによって包装材２１にピンホール等の密封不良がある場合には、その箇所を通しての特定ガスの漏出が促進され、段ボール箱２２の隙間から外部に漏出する。

大気圧の半分程度になるまで真空引きを行った後、粗引弁５を閉じる一方、採取ポンプ１４を作動させ、三方切換弁１１を通して減圧容器２内の空間のガスを吸引してガス検出器１５に導入する。包装材２１に小さなピンホールがある場合、特定ガスの漏出の速度は遅いため、例えばガス検出器１５では所定時間毎に特定ガス濃度を検出してその結果をリーク判定部１６に送る。リーク判定部１６は１個の被検査物Ｓに対して特定ガス濃度の検出開始の時点から所定時間が経過するまでの特定ガス濃度の変化量を所定の閾値と比較し、変化量が閾値以下である場合に良品（リーク無し）と判断する。逆に、変化量が閾値を超えている場合には不良品（リーク有り）と判断する。なお、検査終了後には、大気開放弁８を開放して連通管７を通して減圧容器２内に空気を送り込み、減圧容器２内を大気圧に戻す。

上記のような包装の良否についての検査を、コンベア１によって搬送されて来る１個毎の被検査物Ｓに対して順番に行う。その検査の合間、つまり或る１個の被検査物に対する包装の良否の検査実行時と、次の１個の被検査物に対する包装の良否の検査実行との間には、図１に示すように容器部２ｂはエアシリンダ９により最高位置まで上昇されている。この期間に、制御部１７は三方切換弁１１を切り換え、吸引口１２から吸引された周囲の空気を空気採取管１３、採取ポンプ１４を通してガス検出器１５に導入する。このときガス検出器１５は周囲の空気中の特定ガス濃度（以下、雰囲気中ガス濃度と呼ぶ）を測定する。

上記特定ガス濃度の測定結果を受けた検査状況判定部１８は、検査開始時における雰囲気中ガス濃度からの変化量（増加量）を算出し、この変化量が予め定めた許容範囲に入っているか否かを判定する。そして、許容範囲内であれば検査状況良好と判断するが、許容範囲を逸脱していた場合には検査状況不適と判断し、警報部１９を駆動してランプの点灯やブザーの鳴動により警告報知を行う。また、検査状況判定部１８では雰囲気中ガス濃度が所定の上限値を超えているか否かを判定することで、検査状況が良好か不適かを判断するようにしてもよい。

近くに居た作業者は警報部１９による警報に気付くと、予め決められた手順に則って適当な対策をとる。例えば、その周囲の換気を強めたり、或いは作業を一旦中断して所定時間休憩をとったりする。それにより、雰囲気中ガス濃度が低下すれば警報が解除され、引き続いて問題無く作業を継続することができる。

次に、本発明の第２実施例による包装リーク検査装置について図３により説明する。図３において上記第１実施例と同一の構成要素には同一符号を付している。第１実施例と異なる点を説明すると、この第２実施例による包装リーク検査装置では、検査状況判定部１８が雰囲気中ガス濃度の測定結果に基づいて検査状況不適と判断すると、制御部１７に対してそれを示す指示信号を出力する。制御部１７はこの指示信号を受けると、その時点で検査実行を一時中断するべく各部の動作を停止させる。この検査の一時中断は、作業者が所定の操作を行うことで解除される。

なお、リーク検査装置の動作を停止すると同時に、その工程の直前の包装作業や箱詰作業を行う装置の動作も同時に停止してもよい。特に箱詰め中の段ボール箱２２内には特定ガス濃度の高い空気が入っている可能性があるから、少なくとも箱詰め作業は停止して換気後に再開することが望ましい。

以上のように、この第２実施例の構成では、雰囲気中ガス濃度が高くなって正確な検査ができないおそれが生じた場合に、自動的に検査が停止されて無駄な検査を行うことがなくなる。もちろん、第１実施例と同様に警報部も設けることにより、作業者に異常を報知しつつ自動的に検査を停止させるとより好ましい。

次に、本発明の第３実施例による包装リーク検査装置について図４により説明する。図４において上記第１実施例と同一の構成要素には同一符号を付している。第１実施例と異なる点を説明すると、この第３実施例による包装リーク検査装置では、検査状況判定部１８の代わりに判定閾値設定部２０が設けられている。上述したようにリーク判定部１６では所定の判定閾値を用いてガス検出器１５による測定結果を判定するが、この第３実施例では、その判定閾値自体を雰囲気中ガス濃度の上昇に伴い修正する。具体的には、雰囲気中ガス濃度の上昇に伴う閾値の上昇レートを予め設定しておき、これを例えば計算式やテーブル等のデータとして判定閾値設定部２０に記憶させておく。そして、実際に雰囲気中ガス濃度が上昇した場合に、判定閾値設定部２０はその記憶しておいたデータに基づいて判定閾値を修正し、この修正値をリーク判定部１６に与える。

これにより、リーク判定部１６が上述したように減圧容器２内から採取されたガス中の特定ガス濃度の測定結果を判定する際に、包装装置等から漏れ出した特定ガスの影響を軽減して、正確な良否判定を行うことができる。もちろん、包装材２１からの特定ガスの微量な増加を測定するのに支障をきたすほど雰囲気ガス濃度が上がってしまうと正確な検査が行えないから、第１実施例や第２実施例の構成を併用することが好ましい。

なお、上記実施例はいずれも本発明の一例にすぎないから、本発明の趣旨の範囲で適宜、変形、修正、追加を行っても本願発明に包含されることは当然である。例えば、減圧容器２内から採取したガス中の特定ガスの濃度から包装の良否を判定する方法は上記記載の方法に限らない。

本発明の一実施例（第１実施例）による包装リーク検査装置の概略構成図（非検査時）。 第１実施例による包装リーク検査装置の概略構成図（検査時）。 本発明の他の実施例（第２実施例）による包装リーク検査装置の概略構成図。 本発明の他の実施例（第３実施例）による包装リーク検査装置の概略構成図。 工場の製造ライン等における包装作業及びリーク検査作業の手順を示す概略図。

符号の説明

１…コンベア
２ａ…底面板
２ｂ…容器部
５…粗引弁
６…粗引真空ポンプ
７…連通管
８…大気開放弁
９…エアシリンダ
１０…ガス採取管
１１…三方切換弁
１２…吸引口
１３…空気採取管
１４…採取ポンプ
１５…ガス検出器
１６…リーク判定部
１７…制御部
１８…検査状況判定部
１９…警報部
２０…判定閾値設定部
２１…包装材
２２…段ボール箱
２３…製品
２４…ガス供給管
Ｓ…被検査物

Claims (3)

1. a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
   b)前記容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
   c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
   d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて被検査物の包装の良否を判定する判定手段と、
   e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて作業者に警告報知を行う報知手段と、
   を備えることを特徴とする包装リーク検査装置。
2. a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
   b)該容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
   c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
   d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて被検査物の包装の良否を判別する判定手段と、
   e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて当該装置の検査を停止させる強制停止手段と、
   を備えることを特徴とする包装リーク検査装置。
3. a)特定ガスが封入されて包装された被検査物を内部に収容する容器と、
   b)該容器内の空間のガスと該容器外の周囲の空気とを選択的に採取するための流路切り換え手段と、
   c)前記流路切り換え手段により選択的に採取されたガス中の前記特定ガスの濃度を測定するガス測定手段と、
   d)前記流路切り換え手段により前記容器内の空間のガスが選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果を閾値と比較することで被検査物の包装の良否を判別する判定手段と、
   e)前記流路切り換え手段により前記容器外の周囲の空気が選択されているときの前記ガス測定手段による測定結果に基づいて前記閾値を修正する閾値修正手段と、
   を備えることを特徴とする包装リーク検査装置。
   
   

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