JP2008519287A - 容器中の製品の完全性検査方法 - Google Patents

Abstract

容器１０内の製品の完全性を検査するために、製品のいくつかの特性が物理的測定方法によって検出され、その測定結果に基づいて良否信号が生ぜしめられる。測定結果は互いに関連付けられる。つまり、個々の測定結果の基準値からの偏差であって任意に重み付けおよび標準化されたものが合計され、その合計値が閾値と比較される。測定結果は、「良」の範囲および「否」の範囲を分離する1つまたはそれ以上の境界面を有する、多次元空間を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、物理的測定法を用いて製品の複数の特性を検出し、その測定結果に基づいて良否信号を生成することを特徴とする、容器中の製品の完全性を検査する方法に関するものである。

容器中の製品、特に食べ物（例えばプラスチックまたはガラスのボトルに入った飲み物等）は様々な物理的測定方法を用いて検査することができる。製品による特定の波長での可視光または赤外線吸収の測定が可能であり、この場合、偏光回転を利用して測定することもできる。同様に、製品によるX線またはガンマ線を吸収の測定が可能であり、この場合、吸収量は製品中の成分の原子量に依存する。飲み物の場合、特に塩分含有量に依存する誘電率を高周波電磁界を使用して測定できる。これらの材料特性に加え、容器内の製品の充填レベル、または容器内の製品量のような巨視的特性も測定できる。ドイツ特許出願１０ ２００４ ０５３ ５６７．１（２００４年１１月５日出願、「Verfahren zur Feststellung der Integritaet eines in einem Behaelter befindlichen Produktes」）では、製品が有する所定の特性を二つの異なる物理的測定方法を用いて測定している。この場合、二つの測定方法で得た値に生じる差異は、製品の完全性に対する欠陥を示す。容器内の製品の充填レベルは、例えばX線吸収と高周波電磁界の減衰によって確定できる。この場合、X線吸収量は製品の原子量に依存し、高周波電磁界の減衰は製品の誘電率に依存するため二つの測定方法を調整しなければならない。両測定方法で得た値が同じ充填レベルにならない場合、製品に存在する要素の原子量または、製品の誘電率のどちらか一方が所定の値、すなわち完全または不純物のない製品の値に一致しないことを意味する。

ＤＥ−Ａ−４３ ４３ ０５８では品質管理用のマルチセンサーカメラを開示している。このマルチセンサーカメラは異なる物理的原理で作動する様々なイメージセンサー、例えば、モノクロおよびカラーカメラ、イメージ３Ｄセンサー、透過性放射線で作動するイメージセンサー、並びにイメージＮＩＲ分光センサー等を同時に用いている。それらのセンサーは同じ視野を捉え、センサーの対応するイメージ要素を製品の表面の同一イメージ要素に関係づけるように配置される。分類子を用いてセンサーの信号をイメージ毎に一つのグループイメージに変換し、そこで各イメージ要素にあらかじめ設定された多くの分類の中からそのイメージ要素の所属に応じた一つのコードが与えられる。このマルチセンサーカメラの使用でランダムなゴミの流れから破砕金属とプラスチックごみを分別することが可能となった。

容器内の製品の完全性または純粋性は、現在のところ、化学実験室での検査によって測定されているため、製品は容器から取り出されている。

本発明の目的は、容器内の製品、特に密封された容器内の製品の完全性を検査することである。

本発明によると、この目的は、冒頭にて述べた方法を使用し、複数の測定結果を相関させて良否信号を生成することで達成することができる。

製品の複数の特性を検査するため、一つの特性のみを検査する場合に比べてより高い信頼をもって製品の完全性を保証することができる。

測定結果は様々な方法で相関させることができる。そのいくつかの例を下記に述べる。

測定値と無欠陥製品の値である基準値とを照合させる。そこで基準値と測定結果の間の偏差を因数または百分率で示す。各々の基準値と測定結果の間に生じる偏差の値をスカラー値として合計する。その偏差の合計が閾値を越えた場合は「否」信号が生成される。個々の測定方法は検査結果に対する異なる影響度をもつように、測定結果に重み付けすることができる。

測定結果によって、一つまたはそれ以上の境界面で各々の測定結果が「良」および「否」の評価範囲に分けられた、多次元空間を形成する。この境界面は測定結果の数に対応する多数の変数を持つ関数で表される。簡単な数学的方程式の例に多次元空間における球面がある（Ｒ^２＝Ｕ^２＋Ｖ^２＋Ｗ^２＋Ｘ^２・・・）。しかしながら、この方程式では混合項も生じる。すなわち、一つの測定結果の影響が他の測定結果の値に依存することもありうる。 その場合、良否境界面は球状ではなく他の不規則な異形状となる。実際には、対応する数値表を操作中に読む方が簡単である。

最終的に、この測定結果はファジー論理で互いにリンクさせることも可能である。

対象製品を検査するのに適した全ての方法は測定方法と見なすことができる。特にドリンクボトルの場合、可視光、赤外線、Ｘ線もしくはガンマ線分光法測定、製品透過偏光の回転測定、充填レベル測定、または容器内圧測定などがある。

ガラスまたはプラスチックのボトルに入った飲み物の測定には、近赤外分光法、Ｘ線吸収測定および誘電係数測定の組み合わせが特に有効であることが判明している。近赤外分光法はそれ自体で、検出された吸収ピークの数に対応する数の測定方法とみなすことができる。

製品で満たされた個々の容器を検査する際、使用する測定方法によっては、比較的大きな偏差を許容しなければならない場合がある。例えばガラスやプラスチックボトルの場合、容器の厚さが測定結果に非常に大きな影響をおよぼす。それゆえに、好ましい方法では、一つの測定方法の最初の測定結果を多数の容器について平均化する。より多くの数の容器から得られた製品の個々の特性の平均値はより少ない偏差を許容する。それゆえに、本発明において、製品の統計上多発する欠陥は、それが故意であろうとなかろうと、高い信頼性で記録できる。

この平均化は、便宜上、移動（ｇｌｅｉｔｅｎｄ）平均とされる。すなわち、それぞれのケースにおいて、もっとも最近に検査した特定数の容器について平均値を得る。例えば、最近１００個の容器を平均化のために用いる。

個々の測定結果は、もちろん付加的に、従来通りの方法で評価してもよい。すなわち、個々の測定結果が特定の範囲を外れた場合、その容器は後に続く製造工程から排除される。

測定結果は下記の３つの方法で用いられる。

１．各測定結果が特定の設定範囲内にあるかどうかを調べる。その結果が設定範囲外であった場合、その容器を排除する。

２．複数の測定方法での測定結果を相関させる。例えば、基準値からの百分率偏差をスカラー値として加算し、その偏差の合計を閾値と比較する。また、それらの値を対応する数の変数を有する一次またはそれ以上の高次方程式に導入し、当該多次元空間内における対象製品が良否境界面の範囲内にあるか外にあるかによって、その製品を更なる工程に進めるか排除する。

３．個々の測定方法の測定結果の平均値を、より多数の容器の検査によって得る。そして、再び前述１．のようにこの平均値をそれぞれの測定方法について別々に基準値と比較し、および／または複数の測定方法の測定結果の平均値を前述した２．のように相関させる。

本発明による方法の特に有益な点は、容器を密封した状態で生産工程の終了時において検査することができ、生産工程において加えられる製品の完全性に対する損傷を除くことができることである。

本発明の実施例を、図面を参照して下記に説明する。図１は飲料用ボトルの完全性を検査する装置を示したものである。

複数の飲料用ボトル１０はコンベヤー１２上で検査装置２１〜２５の各々を通り、順次互いに短い距離をおいた状態で搬送される。

第１および第２の検査装置２１および２２でＸ線および高周波電磁界を用いて飲料用ボトル１０の充填レベルを確認する。確認した充填レベルの値を制御装置３０に伝送し比較する。

第三の検査装置２３で飲料用ボトル１０の下部円筒状部分おけるＸ線吸収値を測定する。

第四の検査装置２４でＷＯ９８／２１５５７に開示された方法を用いて容器内の圧力を測定する。

第五の検査装置である検査装置２５で、波長１．０６μｍの赤外線吸収値を測定する。

検査装置２１〜２５全てにおける測定値を制御装置３０に伝送する。

先に既に述べたとおり、第１および第２の検査装置２１および２２からの各々の信号を互いに比較し、それら両信号から充填レベル差信号を形成する。充填レベル差信号は個々の容器について予め定めた閾値Ｓを超えてはならない。残りの三つの検査装置２３、２４および２５からの値をそれぞれ基準値と比較する。その際、それぞれの容器について基準値からの偏差が１０パーセントを超えてはならない。

容器毎に検査装置２３、２４および２５の各々の値の基準値からの百分率偏差を加算し、その際、その百分率偏差の合計が２０パーセントを超えてはならない。

更に、最新の１００個の飲料用ボトル１０の充填レベル差信号の平均値が形成され、その平均値は閾値Ｓの１０分の１の値を超えてはならない。同様にして、最新の１００個の飲料用ボトル１０の検査装置２３、２４および２５からの信号の平均値が形成され、この平均値は個々の飲料用ボトル１０の偏差に適用される各基準値の５分の１以上すなわち２パーセント以上逸脱してはならない。

更に、１００個の飲料用ボトル１０の平均値の百分率偏差の二乗の合計値を算出し、その合計値が所定の閾値を超えてはならない。この閾値は、検査装置２３、２４および２５で得られた各々の測定値の偏差が受け入れ可能であっても、エラー信号が生成されるように設定される。

飲料用ボトルの完全性を検査する装置を示す図である。

符号の説明

１０ 飲料用ボトル
１２ コンベヤー
２１−２５ 検査装置
３０ 制御装置

Claims (10)

1. 物理的測定方法を用いて容器内の製品の複数の特性を検出し、その測定結果に基づいて良否信号を生成する、容器内の製品の完全性検査方法であって、前記良否信号を生成するために、複数の測定結果を相互に関連づけることを特徴とする容器内の製品の完全性検査方法。
2. 前記物理的測定方法が、可視光、赤外線、Ｘ線もしくはガンマ線分光法測定、製品透過偏光の回転測定、充填レベル測定、または容器内圧測定であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 少なくともいくつかの測定結果の基準値からの偏差を記録し、その偏差をスカラー値として合計し、その偏差の合計値を閾値と比較することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記測定結果に重み付けすることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記偏差の二乗またはそれ以上の累乗を合計することを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
6. 前記測定結果が、一つまたはそれ以上の境界面で各々の測定結果を「良」および「否」の評価範囲に分類する、多次元空間を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
7. 前記測定結果をファジー論理で互いにリンクさせることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
8. 各測定方法の前記測定結果が、多数の容器についての測定結果を平均化したものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 付加的に、一つまたはそれ以上の測定結果を容器内の製品と別個に評価することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 容器内の製品毎に、少なくとも一つの測定結果を単独で評価し、
    容器内の製品毎に、良否信号を生成するために複数の測定結果を相関させ、
    さらなる良否信号を生成するために、少なくとも一つの測定方法の測定結果を複数の製品について平均化し、その測定結果を相関させる
    ことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか1項に記載の方法。

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