JP2009098036A - 容器のシール不良検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とが一体的に接着された容器について、多数の容器をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器でのシール部の不良を、非接触で全数検査できるようにすると共に、容器のシール部の幅を広くする必要がなく、どのような容器のシール部にも簡単に対応できるようにする。
【解決手段】所定周波数の電磁波に共振する一条のループアンテナ５を容器１のシール部に設けると共に、ループアンテナ５とインピーダンス整合するように設計された発信器６から所定周波数の電磁波をループアンテナ５に送信して、発信器６からの送信出力に対するループアンテナ５からの返信入力の減衰量をリターンロスとして測定し、予め設定されたリターンロスと、実際に測定されたリターンロスとを比較することで、シール不良の有無を判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とがヒートシール等により一体的に接着された容器について、容器本体と蓋体との間のシール部での不良を検査するための方法に関し、特に、連続的に搬送される多数の容器に対して非接触で全数検査できるような容器のシール不良検査方法に関する。

容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とがヒートシール等により一体的に接着されているカップ状の容器で、容器本体と蓋体との間のシール部でのピンホールなどによるシール不良を検査するための技術として、容器の鍔部（フランジ部）に上蓋（シート状の蓋体）をシール密封したカップ包装容器に対して、シール密封の不良を検査するためのピンホール検査機についての技術が記載されており、アモルファス金属繊維製の電極をシール部の下側に接触させ、上蓋の中央部に円盤状の電極を接触させて通電し、両電極間に放電現象が有るとシール不良であると判断する、というような容器のシール不良検査方法が下記の特許文献１により従来公知となっている。
特開２００２−３９９０７号公報

ところで、上記のような従来公知の容器のシール不良検査方法によれば、冷却水で冷却された容器に残留水が付着していても、それを確実に峻別処理してシール部でのシール不良を確実に検査することができるものの、検査方法としては、一つ一つの容器を両電極間に設置する必要が有る接触式であるため、コンベア等で連続的に搬送される多数の容器を全て検査する場合には多大の時間が掛かるという問題がある。

そこで、そのような問題を解消するために、容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とを接着させたシール部での不良を検査するための方法として、所定の電気回路定数を持ったアンテナコイルとコンデンサとからなり所定の共振周波数が得られる共振回路が形成された無線タグを、容器本体のフランジ部と蓋体との間のシール部に設けると共に、該無線タグに所定の共振周波数の電磁波を送信し、該送信電磁波に応じて無線タグから返信される所定の共振周波数の返信電磁波を検出することで、該返信電磁波を検出できない場合にはシール部が不良であると判定する、ということが本出願人による先の出願（特願２００６−２５８８０７）によって既に提案されている。

そのような方法によれば、多数の容器をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器でのシール部の不良を、非接触で容易に全数検査することができるという格別の効果を奏することができるものの、更に詳しく検討してみると、幅のあるアンテナコイルを使用することで、それに合わせて容器のシール部の幅を広くしなければならず、容器の使用材料が多くなってしまうという問題があり、また、アンテナコイルとコンデンサを使用していることで、適正な共振回路を設計することが難しく、種々雑多な容器の容器のシール部にそれぞれ対応するのが面倒なものになるという問題のあることが判った。

本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とが一体的に接着された容器について、多数の容器をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器でのシール部の不良を、非接触で全数検査できるようにすると共に、容器のシール部の幅を広くする必要がなく、どのような容器のシール部にも簡単に対応できるようにすることを課題とするものである。

本発明は、上記のような課題を解決するために、容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とを接着させたシール部での不良を検査するための方法において、所定周波数の電磁波に共振する一条のループアンテナを、容器本体のフランジ部と蓋体との間のシール部に設けると共に、ループアンテナとインピーダンス整合するように設計された発信器から所定周波数の電磁波をループアンテナに送信して、発信器からの送信出力に対するループアンテナからの返信入力の減衰量をリターンロスとして測定し、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスと、実際に測定されたリターンロスとを比較することで、シール部に侵入した異物の有無を検出して、シール不良の有無を判定するようにしたことを特徴とするものである。

上記のような本発明の容器のシール不良検査方法では、発信器からの電磁波の送信出力に応じたループアンテナからの返信入力により測定されるリターンロスについて、容器本体のフランジ部とシート状の蓋体との間のシール部に何の問題もない場合には、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスと同じ値が測定されるが、シール部に弱い部分があって、その部分に液体（容器内の内容液や外部の冷却液等）が侵出してループアンテナに接触したような場合には、ループアンテナのインピーダンスが変化してしまい、その結果、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスとは異なる値が測定されることとなる。

そのような本発明の容器のシール不良検査方法によれば、発信器（給電アンテナ）からそれぞれの容器に電磁波を送信（照射）して、ループアンテナからの返信（反射波）によりリターンロスを測定し、実際に測定されたリターンロスと予め設定されたリターンロスとを比較することで、多数の容器をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器でのシール部の不良を、非接触で容易に全数検査することができる。

しかも、一条のループアンテナを使用しているため、アンテナコイルを使用した場合と比べて、容器のシール部の幅を広くする必要がない。また、検査したい容器のシール部がどのようなものであっても、ループアンテナの長さは、シール部の長さ（周長）により簡単に決まるものであり、また、共振周波数についても、共振周波数の波長又は共振周波数の波長の整数倍をループアンテナの長さと等しくすることで、簡単に決定することができることから、どのような容器のシール部にも簡単に対応することができる。

容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とが一体的に接着された容器について、多数の容器をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器でのシール部の不良を、非接触で全数検査できるようにすると共に、容器のシール部の幅を広くする必要がなく、どのような容器のシール部にも簡単に対応できるようにするという目的を、最良の形態として以下の実施例に具体的に示すように、所定周波数の電磁波に共振する一条のループアンテナを、容器本体のフランジ部と蓋体との間のシール部に設けると共に、ループアンテナとインピーダンス整合するように設計された発信器から所定周波数の電磁波をループアンテナに送信して、発信器からの送信出力に対するループアンテナからの返信入力の減衰量をリターンロスとして測定し、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスと、実際に測定されたリターンロスとを比較することで、シール部に侵入した異物の有無を検出して、シール不良の有無を判定するということで実現した。

なお、本発明の容器のシール不良検査方法が適用される容器については、例えば、その容器本体として、単層や多層の合成樹脂製シートを圧空成形法や真空成形法により金型に押し付けて成形したカップ型の容器や、合成樹脂を金型間に射出して成形したカップ型の容器等があり、そのようなカップ型の容器では、容器本体の開口部上端から水平方向外方に延びるようにフランジ部が形成されていて、容器本体内に内容物を充填した後で、容器本体のフランジ部にシート状の蓋体をヒートシールによる熱接着等により一体的に接着させることで、容器が密封されることとなる。

容器本体の材質については、フランジ部でのヒートシールが可能である限りにおいて特に限定されるものではないが、オレフィン系樹脂やポリエステル系樹脂が一般的に使用されており、その層構造については、単層構造であっても良いし、ガスバリア性に優れたＥＶＯＨ樹脂やポリアミド樹脂をサンドイッチした多層構成であっても良いものである。

上記のようなカップ状の容器に適用される本発明の容器のシール不良検査方法の一実施例について以下に説明する。なお、本発明が適用されるカップ状の容器について、容器本体の横断面形状およびフランジ部の平面形状は、円形でも略正方形でも略長方形でも良いが、本実施例では、円形となっている。

そのようなカップ状の容器において、図１に示すように、容器本体２のフランジ部３の上面（シール部となる部分）には、所定周波数の電磁波に共振する一条のループアンテナ５が載置されており、その上から、シート状の蓋体４がヒートシールにより一体的に熱接着されることとなる。

なお、本実施例では、一条のループアンテナ５は、鉄箔製であり、その幅は約１ｍｍ、厚みは約０．２ｍｍであって、上方から見て円環状となるループアンテナ５の内径は約７２．１ｍｍ、全周の長さは約２２６．４ｍｍとなっている。また、シート状の蓋体４は、ヒートシールが可能な素材からなる厚さ約４０〜１２０μｍ程度のシートである。

ところで、本実施例の容器のシール不良検査方法では、図２に示すように、容器本体２（フランジ部３）とシート状の蓋体４とが熱接着されたシール部に一条のループアンテナ５が設けられている容器１に対して、容器１のシール部でのシール不良を検査するために、ループアンテナ５とインピーダンス整合するように設計された発信器６を使用して、給電アンテナの部分を備えた発信器６から、所定周波数の電磁波をループアンテナ５に向けて送信（照射）している。

そして、ループアンテナ５からの返信（反射波）を発信器６で受信して、図示していない測定回路により、発信器６からの送信出力とループアンテナ５からの返信入力との差（減衰量）をリターンロスとして測定してから、実際に測定されたリターンロスと、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスとを比較することで、シール部に侵入した異物（液状物又は液状物を含んだ異物）の有無を検出している。

すなわち、容器１のシール部（フランジ部３と蓋体４との接着部分）に弱い部分があって、その部分に液体（容器内の内容液や外部の冷却液等）が侵出してループアンテナ５に接触したような場合には、ループアンテナ５のインピーダンスが変化してしまい、その結果、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスとは異なる値が測定されるため、それによってシール不良を判定することができる。

なお、本実施例の方法では、具体的には、ループアンテナ５の共振周波数と同一の周波数である２．４５ＧＨｚの波長の電磁波を送信する発信器６を使用して、電波暗室内に搬入された容器１に対して、発信器６からループアンテナ５に向けて２．４５ＧＨｚの波長の電磁波を送信（照射）し、ループアンテナ５からの返信（反射波）を発信器６で受信して、図示していない測定回路により、発信器６からの送信出力とループアンテナ５からの返信入力との差（減衰量）をリターンロスとして測定している。

すなわち、上記のような測定において、正しい整合状態（正しく共振した状態）でのリターンロスは約−５０ｄＢとなるが、これを予め設定されたリターンロスとして、これと実際に測定されたリターンロスとを、図示していない判定回路によって比較するようにしている。そして、例えば、実際に測定されたリターンロスが−３０ｄＢ〜−４０ｄＢとなって、その絶対値が予め設定されたリターンロスよりも減少している場合には、シール不良があるものと判定している。

上記のような本実施例の容器のシール不良検査方法によれば、発信器６からそれぞれの容器１に電磁波を送信（照射）して、ループアンテナ５からの返信（反射波）によりリターンロスを測定し、実際に測定されたリターンロスと予め設定されたリターンロスとを比較することで、多数の容器１をコンベア等で搬送している間に、それぞれの容器１でのシール部の不良を、非接触で容易に全数検査することができる。

しかも、一条のループアンテナ５を使用しているため、アンテナコイルを使用した場合と比べて、容器のシール部の幅を広くする必要がない。また、検査したい容器のシール部がどのようなものであっても、ループアンテナ５の長さは、シール部の長さ（周長）により簡単に決まるものであり、また、共振周波数についても、共振周波数の波長又は共振周波数の波長の整数倍をループアンテナ５の長さと等しくすることで、簡単に決定することができることから、どのような容器のシール部にも簡単に対応することができる。

なお、本実施例では、検査を電波暗室内で実施しているが、そうすることで、発信器６からループアンテナ５に送信する電磁波の使用帯域をＵＨＦ帯からマイクロ波帯に広げることができて、最も好ましい８００ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚの帯域を使用することが可能となり、また、他の外界電磁波の影響を受けることなく検査を精度良く実施できる。

以上、本発明の容器のシール不良検査方法の一実施例について説明したが、本発明は、上記のような実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、上記の実施例では、鉄箔製のループアンテナを容器本体のフランジ部の上面に設けているが、鉄箔製のループアンテナに限らず、鉄粉や銀粉や金粉などの人体に無害な金属粉を混ぜた合成樹脂製の導電インキによりループアンテナを印刷したり、アルミ蒸着させたフィルムに対してループアンテナとなる部分を残すようにパターンエッチングしてループアンテナを形成する等、適宜の方法によりループアンテナを形成しても良く、また、容器本体のフランジ部の上面に限らず、シート状の蓋体の下面（フランジ部と接着される側の面）にループアンテナを設けても良いものである。

また、上記の実施例では円形容器のフランジ部に対して円環状のループアンテナを設けているが、ループアンテナの環形状については、正方形容器のフランジ部であれば、正方形の環状に形成され、長方形容器のフランジ部であれば長方形の環状に形成され、楕円形容器のフランジ部であれば楕円形の環状に形成される等、適宜に変更可能なものであることはいうまでもない。

本発明の検査方法が適用される容器の一例について、容器本体のフランジ部にシート状の蓋体が接着される前の状態を示す斜視図。 本発明の検査方法について、検査対象となる容器に対して発信器の給電アンテナを対峙させた状態を示す斜視図。

符号の説明

１ 容器
２ 容器本体
３ フランジ部
４ 蓋体
５ ループアンテナ
６ 発信器

Claims (2)

1. 容器本体のフランジ部とシート状の蓋体とを接着させたシール部での不良を検査するための方法において、所定周波数の電磁波に共振する一条のループアンテナを、容器本体のフランジ部と蓋体との間のシール部に設けると共に、ループアンテナとインピーダンス整合するように設計された発信器から所定周波数の電磁波をループアンテナに送信して、発信器からの送信出力に対するループアンテナからの返信入力の減衰量をリターンロスとして測定し、予め設定されたインピーダンス整合の正しい整合状態でのリターンロスと、実際に測定されたリターンロスとを比較することで、シール部に侵入した異物の有無を検出して、シール不良の有無を判定するようにしたことを特徴とする容器のシール不良検査方法。
2. 検査を電波暗室内で実施すると共に、８００ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚの帯域の電磁波を発信器から送信するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の容器のシール不良検査方法。

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