JP2009249004A - 円筒状容器包装製品の封止不良検査方法および検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 内円筒状の容器内にスナック菓子等の内容物を収納し、薄膜状の天蓋で気体と共に封止した容器包装製品において内圧の大小に拘わらず、不良品のみならず、良品をも誤判定することなく、高い精度で判定することができる封止不良検査方法および検査装置を提供する。
【解決手段】 底板７ａ中央部の変位波形を構成する複数の凸波形の各頂部の平均変位データを演算した後、それらの各凸波形の頂部の平均変位の間の変化量の平均値＜ΔＴｉ＞と、これらの凸波形の頂部の平均変位のそれぞれの変化量ΔＴｉのばらつき｛ΔＴｔ｝を演算し、平均変位変化量ΔＴｉのばらつき｛ΔＴｔ｝と、ばらつきデータＦＳとを比較し、ＤＳ≦＜ΔＴｉ＞およびＦＳ≦｛ΔＴｔ｝が共に成立するか否かを判断し、是ならば、円筒状容器の検体７は封止不良品と判定したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は円筒状の容器内に即席調理食品等の内容物を収納し、薄膜状の天蓋で気体と共に封止した容器包装製品の封止不良検査方法および検査装置に関する。

コンビニの普及や若者を中心とした消費者の安価で手軽な食品への需要の高まり、生活スタイルの多様化や多忙化のため個食の食事様式が増加したこと等と相まって、スナック菓子に代表される調理済み食品が広く普及し消費されるようになった。
例えば、普及と多様化が著しいスナック菓子製品の中には、発泡スチロール製または下窄まりの紙製でアルミ箔内装した深底の略椀状容器内に、アルファー化処理され後、真空乾燥処理された調理済み菓子等を収納した後、上部開口を内側がアルミ箔内装された柔軟なプラスチック薄膜シートから成る天蓋で熱圧着処理等の接着処理により封入したものである。

かかる調理済み食品においても、昨今話題となった中国製輸入食品の危険物質混入事件以来、一層その安全性への要求が強まっている。かかる観点から調理済み食品における密封容器や包装体の封止不良は内部への雑菌や酸素の進入を許容し、内部の食品の腐敗や酸化を招いて食中毒事件に発展する虞があるため、厳重に防止管理する必要がある。
特に、スナック菓子等の円筒状容器に封入した調理済み食品製品の封止不良検出に特化した従来技術として、下記文献に開示された発明が知られている。これらの発明は内部気圧を高めた状態で天蓋を軽圧下し、その前後の該天蓋の膨出量の変化を調べることにより、該調理済み食品包装体の封止不良の有無を検出するものである。
特開平８−４０４２３号公報 特開２００１−５８６１７号公報 本発明者等は上記従来技術の効果を検証するために、これらの文献に開示された密封不良検査装置と同様の封止不良検査装置を試作して、各種評価試験を行った。

図１９は上記試作検査装置の概要を示す正面図である。この装置では円筒状容器に密封された調理済み食品包装体に相当する検品３５が搬入コンベア３４上に載置された状態で送り込まれ、一対の側接コンベア３２がその筒側面に加圧接触して周回移動することにより、該検品３５を把持して検査位置へと搬送する。検品３５は側接コンベア３２に把持されることにより内圧が高まり、その天蓋が膨出する。
搬入コンベア３４の下流には弾性力により上方に付勢された複数の加圧コロ３３が配設されていて、搬送されてきた検品３５の下方に膨出した天蓋を複数回上方に押圧する。変位センサ３１は押圧された後の天蓋の変位量を測定し、図示しない良否判定装置に転送する。上記良否判定装置では、該押圧された後の天蓋の変位量データが、図示しないセンサで測定した押圧前の天蓋の変位量データと比較され、検品３５の密封不良の有無が判定される。密封不良の有無が判定された後、検品３５は搬出コンベア３４により下流に搬送され、不良品は図示しない排除装置により異なる排出路に振り分けられる。

上記試作機で本発明者等が多数の検品について評価試験をした結果、密封不良の検品についてはかなり効率良く判定できたが、不良品と判定された検品の中には少なからず良品の検品が含まれていたことが分かった。図２０は内圧が小さいと思われる検品について良否判定を行った結果を例示したものである。
この表から分かるように、内圧が小さいと思われる封止不良の検品群では、１０個の検品中、９個を正しく不良品として判定しているのに対して、封止良好の検品群では１０個の検品中、４個しか良品判定できていない。このように、良品判定の精度が劣ると、何ら問題なく完成した容器包装製品が不良品として破棄されることになり、販売価格の上昇を招くばかりでなく、不要の廃棄物が排出されることによる環境負荷の増大をも招くことになる。

この理由について本発明者等が検討したところ、上記従来技術では検品の内圧を上昇させる手段として、検品３５は側接コンベア３２で加圧把持されているため、検品３５は加圧により水平断面が楕円形に変形し、その歪み力が検品３５の薄膜状の天蓋に異方性を伴う張力と縮み力を生ぜしめるため、特に内圧が小さいと思われる検品では十分な膨出変位が得られず、誤判定を招いたのではないかと推察される。
本発明は従来技術におけるかかる事情に鑑みて為されたものであり、円筒状の容器内に内容物を収納し、薄膜状の天蓋で気体と共に封止した容器包装製品において、内圧の大小に拘わらず、不良品のみならず、良品も精度良く判定することができる封止不良検査方法および検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、天蓋に外圧を加えて、容器内圧を高めると共に天蓋を緊張状態に保ちつつ、上記容器の底板に外方より押圧力を複数回間欠的に付与したときの該底板の変位の変化を表す変位波形の特徴点を調べることにより容器包装製品の封止不良を判定したものであり、好ましくは、変位波形の特徴点を変位波形を構成する複数の凸波形の頂部変位の変化量の平均値と、該頂部変位の変化量のばらつきを調べたり、複数の凸波形の初期値と終端値のレベル差を調べることにより容器包装製品の封止不良を判定したものである。

本発明は上記の手段により、複雑な機構を用いることなく、容器の内圧の大小に拘わらず、不良品のみならず、良品をも極めて精度良く判定することができる。

本発明者は、従来技術における円筒状容器の開口を封止する薄膜状の天蓋の膨出変位を計測して封止の良否判定を行うことに無理があったと判断し、天蓋を極力膨出させずに膨出量の調査部としてではなく、被加圧部として機能させた。また、封止の良否判定を行うために軽圧下する部位を円筒状容器の円形の底板とすることにより、圧下による歪み変形が偏って生じることなく、等方的になるようにした。
さらに、複数回の圧下変形させたときの変位を時間と共に描いたときの変位波形は良品と不良品とでは明確な相違があることを発見したことに基づいて、この変位波形の特徴点を調べることにより容器包装製品の封止不良を判定した。

図１は本発明の容器包装製品封止不良検査装置に係る第１の実施例の正面図、図２は同じく、平面図、図３は同じく、側面図、図４は同じく、封止判定機構の要部を示す構成図、図５は円筒状の容器包装を有した検品７の正面図である。

検品７を搬入コンベア５ａ上に載置した状態で搬入させ、一対の側接コンベア３ａ，３ｂで把持して検査位置へと搬送すると共に、搬出コンベア５ｂにより排除装置９側へと排出させるように構成した点は従来技術と同様である。ただし、本実施例では側接コンベア３ａ，３ｂは検品７を強く押圧することなく、殆ど把持搬送の機能だけを有するようにした。

検品７が検査位置へと搬送されてくると、側接コンベア３ａの略中央側方に配設された計測開始タイミングセンサ８がこれを検知して検知信号を信号処理装置１０の制御部１０ｆに送ると、制御部１０ｆは天蓋押圧装置４に駆動信号を送ってシリンダーを上昇させ、その頂部で検品７の天蓋７ｂを押圧させる。これにより、天蓋７ｂ全面が緊張すると共に、検品７の内圧が上昇する。

その後、空気間欠押圧装置２からジェット気流が検品７の底板７ａ目がけて数回噴射され、計測センサ１がその間の底板７ａ中央部の変位を計測し続ける。計測センサ１で計測された底板７ａ中央部の変位信号は信号処理装置１０の入力部１０ａに入力され、Ａ／Ｄ変換部１０ｂでアナログ信号がデジタル信号に変換され、信号処理部１０ｃで判定に適した信号になるように処理されて比較部１０ｅに転送される。

設定部１０ｄでは後述する閾値のデータや空気間欠押圧装置２からのジェット気流噴射回数等のデータが設定入力される。比較部１０ｅでは計測センサ１で計測された底板７ａ中央部の変位波形の特徴データと設定部１０ｄで入力設定された閾値とが比較され、その結果の判定信号が制御部１０ｆに送られ、制御部１０ｆは判定信号に基づいて操作表示装置１１に底板７ａ中央部の変位波形や判定結果を表示させたり、封止不良検出の判定結果が得られたときは、それを警報装置１２で知らせたり、排除装置９で不良品排出路側に排出させたりする。

図６〜図１０は比較部１０ｅが行う検品７の封止良否判定処理の動作を示した流れ図である。これらの図を参照して上記封止良否判定処理動作の概略を説明する。

始めに、操作者が操作表示装置１１の図示しない「コンベア運転」の押し釦スイッチを押すと（Ｓ１）、側接コンベア３ａ，３ｂ、搬入コンベア５ａおよび搬出コンベア５ｂが周回移動し始め、検品７の把持搬送を開始する（Ｓ２）。次に、計測開始タイミングセンサ８が検品７の検査位置への搬送を検知したか否かを判断し（Ｓ３）、その結果が是ならば、制御部１０ｆは側接コンベア３ａ，３ｂ、搬入コンベア５ａおよび搬出コンベア５ｂの周回移動を停止させる（Ｓ４）。

また、これに同期して、制御部１０ｆは天蓋押圧装置４に駆動信号を送ってシリンダーを上昇させ、その頂部で検品７の天蓋７ｂを押圧させる（Ｓ５）。この後、天蓋押圧装置４に付設された図示しない上点スイッチが頂部の検品７の天蓋７ｂへの当接を検出したか否かを判断する（Ｓ６）。その結果が是となったならば、計測センサ１で計測された底板７ａ中央部の変位信号のデータ受信を開始させると共に（Ｓ７）、空気間欠押圧装置２によるジェット気流の間欠噴射動作を開始させる（Ｓ８）。

次に、空気間欠押圧装置２からのジェット気流噴射回数が設定部１０ｄで入力設定された設定値に達したか否かを判断する（Ｓ９）。その結果が是となったならば、空気間欠押圧装置２によるジェット気流の間欠噴射動作を停止させると共に（Ｓ１０）、底板７ａ中央部の変位信号のデータ受信を終了させる（Ｓ１１）。

次に、付設された図示しないメモリー内に記憶させた底板７ａ中央部の変位波形のデータを読み出すと共に（Ｓ１２）、標準波形データの閾値となる頂部傾きデータＤＳとばらつきデータＦＳを読み出す（Ｓ１３）。そして、底板７ａ中央部の変位波形を構成する複数の特徴的な凸波形の頂部の平均変位を求める演算した後、それらの凸波形の頂部の各平均変位の間の変化量を求めて、それらの変化量の平均値＜ΔＴｉ＞と、これらの各凸波形の頂部の平均変位の変化量ΔＴｉのばらつき｛ΔＴｔ｝を演算する（Ｓ１４）。

そして、演算した連続する凸波形の頂部の平均変位の変化量、即ち、平均変位の偏差の平均値＜ΔＴｉ＞と頂部傾きデータＤＳとを比較すると共に、各々の凸波形の平均変位変化量ΔＴｉのばらつき｛ΔＴｔ｝と、ばらつきデータＦＳとを比較し、ＤＳ≦＜ΔＴｉ＞およびＦＳ≦｛ΔＴｔ｝が共に成立するか否かを判断する（Ｓ１５）。

その結果が否ならば手順Ｓ１６に進み、是ならば手順Ｓ１９に進むが、何れの手順でも天蓋押圧装置４の頂部の下降を開始させた後、天蓋押圧装置４に付設された図示しない下点スイッチが頂部の所定下降位置までの下降を検出したか否かを判断する（Ｓ１７，Ｓ２０）。その結果が是ならば、側接コンベア３ａ，３ｂ、搬入コンベア５ａおよび搬出コンベア５ｂの周回移動を開始させる（Ｓ１８，Ｓ２１）。

図１０に移って、手順Ｓ２２に至ったときは、排除装置９を動作させる時刻に到達したか否かを判断し、その結果が是となったならば、排除装置９を動作させてジェット気流噴射により不良品を良品排出経路より排除させる（Ｓ２３）。

Ｓ１８またはＳ２３の手順が終了したなら、操作者が操作表示装置１１の図示しない「コンベア停止」の押し釦スイッチを押したか否かを判断し、その結果が是ならば、側接コンベア３ａ，３ｂ、搬入コンベア５ａおよび搬出コンベア５ｂの周回移動を停止させて（Ｓ２５）、封止良否判定処理動作を終了する。

図１２〜図１５は本実施例に係る操作表示装置１１に表示された底板７ａ中央部の変位波形の例を示したものであり、図１２は良品と判定されたもの、他の図に示されたものは不良品と判定されたものである。これらの図を参照すれば、上述の封止良否判定処理で行った判定が理に適ったものであることが判る。

図１６、図１７は上述の封止良否判定処理において計測された測定値、演算値およびそれらに基づく判定結果の実例を示す表図である。これらの表図から、本実施例による封止良否判定の精度が極めて高いことが判る。

上述の実施例では、検品７の底板７ａ中央部の変位波形を構成する複数の凸波形の頂部の特徴に注目して封止の良否判定を行ったが、複数の凸波形の初期値と終端値に注目して、それらの値を比較することにより検品７の封止の良否判定を行うこともできる。図１１は本発明の第２の実施例に係る封止良否判定処理の流れ図の要部を示したものである。即ち、この図は第１の実施例の流れ図の中、図８に相当する処理を表したものであり、この処理動作以外の処理は第１の実施例のものと同じである。

この例では、手順Ｓ１１の処理が終了したならば、底板７ａ中央部の変位波形のデータを読み出すと共に（Ｓ２６）、標準波形データの初期値と終端値の閾値となる初期値と終端値の基準変位レベル差データＤＳＥを読み出す（Ｓ２７）。次に、底板７ａ中央部の変位波形の初期値と終端値の変位レベル差を表す変位レベル差分データＤｓｅを演算し（Ｓ２８）、次の手順Ｓ２９で変位レベル差分データＤｓｅは基準変位レベル差データＤＳＥ以上か否かを判断する。以下の動作は第１の実施例のものと同じである。

図１８は本発明の第２の実施例により封止の良否判定を行った際の測定値、演算値およびそれらに基づく判定結果の実例を示す表図である。この表図から、本実施例においても検品７の封止良否判定の精度が極めて高いことが判る。

本発明の容器包装製品封止不良検査装置に係る第１の実施例の正面図 同じく、平面図 同じく、側面図 同じく、封止判定機構の要部を示す構成図 検品の正面図 第１の実施例に係る検品の封止良否判定処理の動作を示した流れ図 同じく、図６に続く流れ図 同じく、図７に続く流れ図 同じく、図８に続く流れ図 同じく、図９に続く流れ図 本発明の第２の実施例に係る封止良否判定処理の要部流れ図 第１の実施例に係る底板中央部の変位波形を例示した波形図 同じく、他の波形図 同じく、他の波形図 同じく、他の波形図 同じく、封止良否判定処理を行った結果を示す表図 同じく、封止良否判定処理を行った結果を示す表図 本発明の第２の実施例について良否判定を行った結果を示す表図 従来技術を模した試作機の概要を示す正面図 同じく、検品について良否判定を行った結果を示す表図

符号の説明

１ 計測センサ
２ 空気間欠押圧装置
３ａ，３ｂ 側接コンベア
４ 天蓋押圧装置
５ａ 搬入コンベア
５ｂ 搬出コンベア
７ 検品
９ 排除装置
１０ 信号処理装置

Claims (4)

1. 円筒状の容器内にスナック菓子等の内容物を収納し、薄膜シート状の天蓋で気体と共に開口部を封止した容器包装製品の封止不良検査方法において、上記天蓋に外圧を加えて、上記容器内圧を高めると共に上記天蓋を緊張状態に保ちつつ、上記容器の底板に外方より押圧力を複数回間欠的に付与したときの該底板の変位の変化を表す変位波形の特徴点を調べて上記容器包装製品の封止不良を判定したことを特徴とする容器包装製品の封止不良検査方法。
2. 円筒状の容器内にスナック菓子等の内容物を収納し、薄膜シート状の天蓋で気体と共に開口部を封止した容器包装製品の封止不良検査装置において、上記天蓋に外圧を加えて、上記容器内圧を高めると共に上記天蓋を緊張状態に保つ天蓋加圧手段と、上記容器の底板に外方より押圧力を複数回間欠的に付与する底板押圧手段と、該底板押圧手段が上記底板を押圧したときの該底板の変位の変化を表す変位波形の特徴点を調べて上記容器包装製品の封止不良を判定する変位波形調査判定手段を有したことを特徴とする容器包装製品の封止不良検査装置。
3. 変位波形調査判定手段が調べる変位波形の特徴点は、変位波形を構成する複数の凸波形の各頂部変位の変化量の平均値と、該各頂部変位の変化量のばらつきとしたことを特徴とする請求項２記載の容器包装製品の封止不良検査装置。
4. 変位波形調査判定手段が調べる変位波形の特徴点は、変位波形の初期値と終端値のレベル差としたことを特徴とする請求項２記載の容器包装製品の封止不良検査装置。
   

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