JP2010223698A - Seal failure inspection device of package, and bag making device using the device - Google Patents
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Abstract
Description
包装材は、素材や形状、配色などを独自性の高いものが数多く開発されており、商品の独自性や付加価値をより明確に消費者に伝えるための様々な工夫がなされている。そのため、多種多様なパッケージが誕生しているが、必ずしも生産性を考慮されているわけではないため生産工程においてはいろいろな問題が発生しうる。 Many unique packaging materials, shapes, and color schemes have been developed, and various ingenuity has been made to convey the uniqueness and added value of products more clearly to consumers. For this reason, a wide variety of packages have been born, but since productivity is not always taken into consideration, various problems may occur in the production process.
軟包装材フィルムを用いた袋をはじめとするパッケージには、内容物を保持および保護し、その品質を維持するという機能が必要とされる。従って、袋の内部は密閉性を保つように要求される。 A package including a bag using a flexible packaging material film requires a function of retaining and protecting contents and maintaining the quality. Therefore, the inside of the bag is required to maintain hermeticity.
パッケージに使われる軟包装材フィルムは、内容物の保持や保護に適したものとなるように設計および製造されている。 The flexible packaging material film used for the package is designed and manufactured to be suitable for holding and protecting the contents.
これらの軟包装材フィルムを袋状に形成するためには、軟包装材フィルムの所定の箇所をシールする必要がある。このシールすることによって袋の密閉性を高める。従って、シール部には高い密閉性が要求される。すなわち、シールが正確に行われていないということは袋に穴が開いていることと同じ状態となる。従って、シール部ではシール不良を精度良く検出する必要がある。また、シール部は袋性能を保証するための所定の幅寸法が定められており、所定の幅寸法で形成されていないとシール強度など性能が損なわれるおそれがある。そのため、シール部のシール幅が所定の寸法値と異なる場合も、シール幅不良箇所として検出する必要がある。 In order to form these soft packaging material films in a bag shape, it is necessary to seal predetermined portions of the flexible packaging material film. This sealing enhances the sealing performance of the bag. Therefore, high sealing performance is required for the seal portion. That is, the fact that the sealing is not performed accurately is the same as the case where the bag has a hole. Therefore, it is necessary to accurately detect a sealing failure at the seal portion. In addition, the seal portion has a predetermined width dimension for guaranteeing the bag performance. If the seal portion is not formed with the predetermined width dimension, the seal strength and the like may be deteriorated. For this reason, even when the seal width of the seal portion is different from the predetermined dimension value, it is necessary to detect it as a seal width defective portion.
パッケージのデザインによっては、シール部の形状が非常に複雑であるものや、軟包装材フィルムにおいては表面が滑らかですべりやすい状態にある。シール部の形状が複雑な場合は製袋する過程においてシール位置の位置合わせが困難であるため位置ズレが生じやすい。また軟包装材フィルムでは、表面状態から製袋時の搬送における不具合や、複数枚の軟包装材フィルムの間で相対的な位置ズレを起こすことなどによってシール位置のズレが生じやすい。 Depending on the design of the package, the shape of the seal portion is very complicated, and the soft packaging material film has a smooth surface and is easy to slip. When the shape of the seal part is complicated, it is difficult to align the seal position in the process of making a bag, so that a positional shift is likely to occur. Further, in the soft packaging material film, the sealing position is likely to be shifted due to a problem in conveyance at the time of bag making from the surface state or a relative positional shift between a plurality of soft packaging material films.
シール不良が発生した場合、所定の密閉性を保つことが出来ず、内容物が外部に漏れる、内容物が外気に触れて劣化する、などの不具合が発生する。 When a seal failure occurs, a predetermined sealing property cannot be maintained, and problems such as leakage of contents to the outside and deterioration of contents by contact with outside air occur.
従来、このようなシール不良を検査する技術として、特許文献1に記載の検査装置などが提案されている。しかし特許文献1記載の技術は、絶縁性素材のパッケージに伝導性内容物が充填されている場合にしか適用できない。すなわち、伝導性のある内容物を入れてからでないと検査できない。またパッケージの材質が絶縁性素材でなければならないので、アルミ蒸着層などを有するフィルムを使ったパッケージを検査することはできない。
Conventionally, as a technique for inspecting such a seal failure, an inspection apparatus described in
またシール幅については、オフラインで作業者が目視で確認している。従って生産時にはシール幅のバラつきがある製品が含まれた状態で出荷しているのが現状である。そこで製袋の過程でシール幅を測定し、シール部に問題のある製品は不良として排除することで出荷する製品にシール不良のある製品を混入しないシステムが必要となっている。 The seal width is confirmed visually by an operator offline. Therefore, at the time of production, products are shipped in a state in which products with seal width variation are included. Therefore, there is a need for a system that measures the seal width in the process of bag making and eliminates products with problems in the seal portion as defective so that products with defective seals are not mixed into products to be shipped.
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであり、軟包装材フィルムを袋状パッケージにする過程においてシール部の幅寸法を管理する装置を有し、シール幅を管理する装置によってシール不良を検出し排除する機構を備える製袋装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a device for managing the width of the seal portion in the process of forming the flexible packaging material film into a bag-like package, and the seal is provided by the device for managing the seal width. An object of the present invention is to provide a bag making apparatus including a mechanism for detecting and eliminating defects.
上記の課題を解決するため本発明の請求項1においては、
被検査物にレーザー光を照射するレーザー光源と、
被検査物からの反射光を受光するスクリーンと、
前記スクリーンに映し出された前記反射光の像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像するために前記スクリーンからの反射光を集光する集光手段と、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記集光手段と前記撮像手段とを1つの構成物としてそれぞれ任意の位置に設置するフレームと、
を備えることを特徴とする包装体のシール不良検査装置、としたものである。
In order to solve the above problems, in
A laser light source for irradiating the inspection object with laser light;
A screen that receives reflected light from the object to be inspected;
An imaging device that captures an image of the reflected light projected on the screen;
Condensing means for condensing the reflected light from the screen for imaging by the imaging device;
A frame for installing the laser light source, the screen, the condensing means, and the imaging means as arbitrary components at arbitrary positions;
It is set as the sealing defect inspection apparatus of the package characterized by providing.
上記の課題を解決するため本発明の請求項2においては、
被検査物にレーザー光を照射するレーザー光源と、
被検査物からの反射光を受光するスクリーンと、
前記スクリーンに映し出された前記反射光の像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像するために前記スクリーンからの反射光を集光する集光手段と、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記集光手段と前記撮像手段とを1つの構成物としてそれぞれ任意の位置に設置するフレームと、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記撮像装置と前記集光手段とが可動であることと、
を備えることを特徴とする包装体のシール不良検査装置、としたものである。
In order to solve the above problems, in
A laser light source for irradiating the inspection object with laser light;
A screen that receives reflected light from the object to be inspected;
An imaging device that captures an image of the reflected light projected on the screen;
Condensing means for condensing the reflected light from the screen for imaging by the imaging device;
A frame for installing the laser light source, the screen, the condensing means, and the imaging means as arbitrary components at arbitrary positions;
The laser light source, the screen, the imaging device and the light condensing means are movable;
It is set as the sealing defect inspection apparatus of the package characterized by providing.
上記の課題を解決するため本発明の請求項3においては、
軟包装材フィルムを、前記フィルムをシールするシール手段と、
シールされた前記フィルムを切断する切断装置と、
を備えた製袋装置であって、
前記切断装置の下流側に、前記シール装置によってシールされた前記フィルムを前記切断装置によって切断した前記フィルムのシール部のシール幅寸法を管理する請求項1または2記載のシール不良検査装置を一つ以上と
を備えたことを特徴とする製袋装置、としたものである。
In order to solve the above problems, in
A sealing means for sealing the flexible packaging material film,
A cutting device for cutting the sealed film;
A bag making apparatus comprising:
3. One seal defect inspection device according to
本発明の製袋装置により、軟包装材フィルムのパッケージのシール部のシール幅をインラインで測定することができ、シール不良やシール幅不良のある製品を排除することが可能となった。従って、製品出荷時にシール不良が原因となる不良品の混入を防ぐことが可能となる。 According to the bag making apparatus of the present invention, the seal width of the seal portion of the package of the flexible packaging material film can be measured in-line, and it becomes possible to eliminate products having a seal failure or a seal width failure. Therefore, it is possible to prevent a defective product from being mixed due to a seal failure at the time of product shipment.
従来、シール幅について作業者が目視で確認していたために発生する人的要因による測定不具合を防ぐことが可能となり、作業者の負荷軽減が可能となる。
またシール幅の測定は抜取り検査で行っていたが、全品検査が自動で行える。
Conventionally, since the operator visually confirms the seal width, it is possible to prevent measurement failures due to human factors, which can reduce the load on the operator.
The seal width was measured by sampling inspection, but all products can be inspected automatically.
本発明に用いるシール幅寸法を管理する手法についてレーザーを用いて行う装置の概略構成を図1に示す。図1は、被検査物7にレーザー8を照射するためのレーザー光源3と、被検査物7からの反射光9を受光するスクリーン4と、前記スクリーン4からの反射光9を撮像する撮像装置1と、前記撮像装置1が撮像するために前記スクリーン4からの反射光9を集光する集光手段2と、を備えており、前記レーザー光源3と前記スクリーン4と前記撮像装置1と前記集光手段2とが可動であることを特徴とするカメラユニットと、を備える装置。前記装置をシール不良検査装置13とする。
FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus using a laser for managing the seal width dimension used in the present invention. FIG. 1 shows a
図3にシール不良検査装置13を備えた製袋装置の概略図を示す。図3に示すようにシール不良検査装置13は切断装置12より下流側に設置する。
FIG. 3 is a schematic view of a bag making apparatus provided with the seal
設置方法の概略図を図4と図5に示す。シール不良検査装置13の設置個数は軟包装材フィルムの成型された袋形状によって1つ以上の任意の個数で設置する。シール不良検査装置13の設置個数は、袋の形状やシール位置、および製袋の行数によって随時変更する必要がある。シール不良検査装置13は製袋装置の動作と同期して自動で動作を行うため、確認すべきシール部6に合わせてシール不良検査装置13は設置する。本実施例では3個のシール不良検査装置13を設置する。成型された袋の形状は流れ方向と幅方向の1つ以上の面でシールされていることが多い。このため図4のように設置することで流れ方向と幅方向の2方向それぞれに対応することが可能になる。
A schematic diagram of the installation method is shown in FIGS. The number of seal
シール不良検査装置13はサーボモーターによって動作の制御されたメカシリンダ16に設置する。シール不良検査装置13を設置したメカシリンダ16は架台15に固定する。メカシリンダ16の動作制御は非シール部からシール部をまたいだ非シール部までの距離を往復する。つまり、シール不良検査装置13は非シール部から測定を開始し、シール部から非シール部までの移動の間にシール部の検出を行う。
The seal
製袋装置の送り方法は、多くが間欠送りになっている。間欠送りで送られる袋状に成型された軟包装材フィルム7は切断装置12にて切断されたあと、所定の箇所にて停止する。停止した軟包装材フィルム7のシール部6をシール不良検査装置13で検出する。
Most of the feeding methods of the bag making apparatus are intermittent feeding. The soft
本発明において適応するシール幅寸法を管理する手法であるシール不良検査装置13のシール部を検出する方法は、軟包装材フィルムを使ったパッケージのシール部と非シール部との違いを精度良く検出することを可能とした手法である。
The method for detecting the seal portion of the seal
軟包装材フィルムを使った袋状のパッケージのシール部は、非シール部と表面状態が異なっていることが多い。すなわち、非シール部は、ほとんど凹凸のない滑らかな表面状態であるのに対し、シール部は網状やスジ状の凹凸のある表面状態となっていることが多い。これはシール工程において、シール箇所に効率的に熱や力をかけるために、凹凸のある面を持つシールバーでシール箇所を挟みこんでシールしているためである。 The seal part of a bag-like package using a soft packaging material film often has a different surface state from the non-seal part. That is, the non-sealed portion has a smooth surface state with almost no unevenness, whereas the seal portion often has a surface state with a net-like or stripe-like unevenness. This is because, in the sealing process, in order to efficiently apply heat and force to the seal portion, the seal portion is sandwiched and sealed with a seal bar having an uneven surface.
レーザーに代表されるコヒーレント光は、このような表面の凹凸に非常に感度が良く、反射光の状態に著しい変化が生じる。この反射光の変化によってシール部、非シール部を判別し、シール幅を測定する方法が提案されている。本発明に用いるシール幅寸法を管理する手法については前記レーザーを用いてシール幅寸法を測定する手法を一例として扱う。しかし、本発明に適用されるシール幅寸法を管理する手法は前記レーザーを用いてシール幅寸法を測定する手法に限らない。 Coherent light typified by a laser is very sensitive to such surface irregularities, and a significant change occurs in the state of reflected light. A method has been proposed in which a seal part and a non-seal part are discriminated based on the change in the reflected light and the seal width is measured. As a technique for managing the seal width dimension used in the present invention, a technique for measuring the seal width dimension using the laser is taken as an example. However, the method of managing the seal width dimension applied to the present invention is not limited to the technique of measuring the seal width dimension using the laser.
シール不良検査装置13は、被検査物7表面の所定箇所にレーザー光源3からのレーザー光8を照射する。レーザー照射箇所から反射した反射光9が受光可能な位置に設置したスクリーン4上に映し出された反射光9の像をカメラ1によって撮像する。スクリーン4上に映し出された反射光9の像を精度良く撮像するためにスクリーン4とカメラ1の間にレンズ2を設置している。
The seal
レンズ2は凹レンズを用いる。本発明に用いるシール不良検査装置13は、被検査物7表面の所定箇所にレーザー光源3からのレーザー光8を照射し、レーザー照射箇所から反射した反射光9が受光可能な位置に設置したスクリーン4上に映し出された反射光9の像をカメラ1によって撮像する。レーザー照射箇所から反射した反射光9がスクリーン4に像として映し出された状態では、反射光9がスクリーン4の表面で反射する光が発生するため光が拡散し、像がはっきりとカメラ1で撮像できない。そこでスクリーン4とカメラ1の間にレンズ2を設置することでスクリーン4上に映し出された反射光9の像の光をカメラ1の方向に入射することが可能となる。以上のことからスクリーン4とカメラ1の間にレンズ2を設置することでスクリーン上に映し出された反射光9の像を精度良く撮像することができる。
The
被検査物7表面の所定箇所に、レーザー光源3からのレーザー光8を任意の角度において照射する。レーザー光照射箇所から反射した反射光9を受光可能な位置に撮像手段であるカメラ1が設置され、反射光9を画像として撮像し、該画像は記憶手段として用いるPC14に送られさらに判定手段によって画像処理が行われて表面状態が判定される。
A
撮像手段であるカメラ1はCCDやCOMSなど各種の受光素子を用いたエリアセンサカメラを用いることが出来る。カメラの位置は、レーザー光の被検査物7の表面からの正反射光が、その受光素子の中央付近に入射するようにあらかじめ設置しておく。
As the
シール不良検査装置13では、レーザー光源3とカメラ1および反射光9の相対的な位置関係は変えずに、被検査物上のレーザー光照射箇所の位置のみが変わるように移動することが望ましい。
In the seal
そこで図1に示すようにシール不良検査装置13はレーザー光源3とカメラ1とスクリーン4およびレンズ2の相対的な位置関係は変化しないように固定するフレーム5を備える構造とする。フレーム5を含めたシール不良検査装置13は、被検査物7の表面に対して平行に移動するか、あるいは、フレーム5を含むシール不良検査装置13は静止させて被検査物7をその面内で移動する。
Therefore, as shown in FIG. 1, the seal
フレーム5については図2に示すようにシール不良検査装置13においてシール不良検査装置13を構成するレーザー光源3とカメラ1とスクリーン4およびレンズ2を1つの構成物にするように囲う形状としている。前記シール不良検査装置13では前記レーザー光源3からのレーザー光8を用いて被検査物7の表面に照射し、被検査物7の表面から反射した反射光9をカメラ1によって撮像することで軟包装材のパッケージのシール部のシール幅の寸法を測定する。精度良くシール幅の寸法を測定するためには被検査物7に照射されるレーザー光8および被検査物7からスクリーン4を経てカメラ1によって撮像される反射光9は外部から入り込む光を出来る限り排除する必要がある。このためフレーム5は図2に示すようにシール不良検査装置13を構成するレーザー光源3とカメラ1とスクリーン4およびレンズ2を囲う形状とする。
As shown in FIG. 2, the
図2では、フレーム5を含むシール不良検査装置13を、被検査物7の表面に対して平行(矢印A方向)に移動させる場合を示しているが、被検査物7をx軸方向に平行移動させてもかまわない。ここで矢印A方向はx軸に平行であるものとする。
FIG. 2 shows a case where the seal
このように、被検査物7上でレーザー光照射箇所を所定の距離ずつ移動させながら、カメラ1によって反射光9の画像を撮像していき、画像群を作る。このときレーザー光照射箇所は、被検査物7の非シール部からシール部6へ、あるいは、シール部6から非シール部へ移動していくものとする。
In this way, the image of the reflected
撮像された画像群は、順次、記憶手段に送られ、さらに判定手段によって画像処理が行われて表面状態が判定される。この繰り返しにより、シール部の位置を特定しさらにシール部の幅の計測を行う。 The captured image group is sequentially sent to the storage unit, and further, the determination unit performs image processing to determine the surface state. By repeating this, the position of the seal portion is specified, and the width of the seal portion is further measured.
原反巻き出し部から軟包装材フィルムが矢印方向に流れていき、シール装置によって任意の面をシールする。シール装置によってシールされた軟包装材フィルムが切断装置によって袋の形状に合わせた切断方法によって切断される。切断された軟包装材フィルムのシール装置によってシールされたシール部をシール不良検査装置によりシール幅の計測を行う。ここでシール不良検査装置により計測されたシール幅寸法値は記憶手段であるPCに随時記憶される。 The soft packaging material film flows in the direction of the arrow from the raw material unwinding portion, and an arbitrary surface is sealed by a sealing device. The soft packaging material film sealed by the sealing device is cut by a cutting method according to the shape of the bag by the cutting device. The seal width of the sealed portion sealed by the sealing device for the cut soft packaging material film is measured by a seal failure inspection device. Here, the seal width dimension value measured by the seal defect inspection apparatus is stored in the PC as the storage means as needed.
シール不良検査装置により計測したシール部の幅寸法はPCに記憶される。シール不良検査装置により得られたシール部の幅寸法を記憶するPCでは、製袋装置の動作履歴も記録されている。 The width dimension of the seal portion measured by the seal defect inspection device is stored in the PC. In the PC that stores the width dimension of the seal portion obtained by the seal defect inspection device, the operation history of the bag making device is also recorded.
シール不良検査装置によってシール部に不良が発見されると不良品として排除される。またシール不良の発生時間が記録されるため、製袋装置の動作履歴と見合わせることで不良発生の原因を速やかに特定することが可能になる。 When a defect is found in the seal portion by the seal defect inspection device, it is rejected as a defective product. In addition, since the occurrence time of the seal failure is recorded, it becomes possible to quickly identify the cause of the failure occurrence by matching with the operation history of the bag making apparatus.
以上、本発明のシール部のシール幅寸法を管理する手法を備えた製袋装置は、軟包装材フィルムによるパッケージの生産においてシール部を原因とする不良を市場に出さないことに非常に有効であり、生産効率の向上や品質向上において力を発揮するものである。 As described above, the bag making apparatus equipped with the method for managing the seal width dimension of the seal portion of the present invention is very effective in preventing defects caused by the seal portion from being put on the market in the production of a package using a flexible packaging material film. Yes, it is effective in improving production efficiency and quality.
1 …カメラ
2 …レンズ
3 …レーザー光源
4 …スクリーン
5 …シール不良検査装置フレーム
6 …袋状に成型された軟包装材フィルムのシール部
7 …袋状に成型された軟包装材フィルム(被検査物)
8 …レーザー光
9 …レーザー光のフィルムからの反射光
10…原反巻き出し部
11…シール装置
12…切断装置
13…シール不良検査装置
14…PC
15…シール不良検査装置を設置する架台
16…メカシリンダ
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
15 ... Fixing base for installing seal
Claims (3)
被検査物からの反射光を受光するスクリーンと、
前記スクリーンに映し出された前記反射光の像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像するために前記スクリーンからの反射光を集光する集光手段と、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記集光手段と前記撮像手段とを1つの構成物としてそれぞれ任意の位置に設置するフレームと、
前記撮像手段が撮像した画像を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする包装体のシール不良検査装置。 A laser light source for irradiating the inspection object with laser light;
A screen that receives reflected light from the object to be inspected;
An imaging device that captures an image of the reflected light projected on the screen;
Condensing means for condensing the reflected light from the screen for imaging by the imaging device;
A frame for installing the laser light source, the screen, the condensing means, and the imaging means as arbitrary components at arbitrary positions;
Storage means for storing an image captured by the imaging means;
An inspection device for defective sealing of a package, comprising:
被検査物からの反射光を受光するスクリーンと、
前記スクリーンに映し出された前記反射光の像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像するために前記スクリーンからの反射光を集光する集光手段と、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記集光手段と前記撮像手段とを1つの構成物としてそれぞれ任意の位置に設置するフレームと、
前記レーザー光源と前記スクリーンと前記撮像装置と前記集光手段とが可動であることと、
前記撮像手段が撮像した画像を記憶する記憶手段と、
を備えることを特徴とする包装体のシール不良検査装置。 A laser light source for irradiating the inspection object with laser light;
A screen that receives reflected light from the object to be inspected;
An imaging device that captures an image of the reflected light projected on the screen;
Condensing means for condensing the reflected light from the screen for imaging by the imaging device;
A frame for installing the laser light source, the screen, the condensing means, and the imaging means as arbitrary components at arbitrary positions;
The laser light source, the screen, the imaging device and the light condensing means are movable;
Storage means for storing an image captured by the imaging means;
An inspection device for defective sealing of a package, comprising:
シールされた前記フィルムを切断する切断装置と、
を備えた製袋装置であって、
前記切断装置の下流側に、前記シール装置によってシールされた前記フィルムを前記切断装置によって切断した前記フィルムのシール部のシール幅寸法を管理する請求項1または2記載のシール不良検査装置を一つ以上と
を備えたことを特徴とする製袋装置。 A sealing means for sealing the flexible packaging material film,
A cutting device for cutting the sealed film;
A bag making apparatus comprising:
3. One seal defect inspection device according to claim 1 or 2, wherein a seal width dimension of a seal portion of the film obtained by cutting the film sealed by the sealing device by the cutting device is managed downstream of the cutting device. A bag making apparatus comprising the above.
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