JP2012126403A

JP2012126403A - 封止体の製造方法

Info

Publication number: JP2012126403A
Application number: JP2010277161A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yokobori; 一男横堀
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】内容物が複雑な形状をしていたり、複数の内容物を同時に封止したりする場合であっても、封止装置を汚染せずに連続生産を継続できる封止体の製造方法を提供すること。
【解決手段】一方向に搬送されるシート１１上に内容物１３を配置し、更にその上に該シート１１と同方向に搬送されるシート１２を重ね、該内容物１３の周縁において２枚のシート１１，１２を封止して封止体１５を製造する方法である。封止位置において又は封止位置よりも搬送方向上流の位置において、シート１１上に配置された内容物１３をカメラで撮影し、撮影された該内容物の画像処理によって、該内容物が適正な配置されているか否かを判断し、内容物１３が適正な位置に配置されている場合には封止を行い、内容物１３が適正な位置に配置されていない場合には封止を行わず、封止位置によりも搬送方向下流の位置において、内容物１３を排出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚のシート間に内容物が封入されてなる封止体の製造方法に関する。

内容物を包装材で封止する包装工程では、封止装置が内容物の一部を噛み込んでしまうトラブルが起こることが知られている。この理由は、内容物を包装材に載置するときに正しい位置に載置できなかったり、載置後の搬送工程での搬送路で内容物が何らかの原因で動いてしまったりして、内容物が封止予定位置上に位置してしまうことがあるからである。このため、封止後に封止部が正常に封止されているか否かを検査する必要がある。例えば特許文献１には、封止工程で内容物の厚みを検出し、封止部に内容物が重なっているか否かの検査を行う技術が開示されている。この技術においては、内容物がシート部材の封止部に存在していると判定された場合には、封止工程前に内容物を適正な位置に修正して噛み込みを防止している。また、内容物の搬送の途中で「良」と「不良」を分け、「良」と判断されたシート部材のみ封止を行い、また「不良」と判断されたものは封止後に廃棄しても良いと、同文献には記載されている。

更に特許文献２には、包装材を用いた被検査物のシール不良の有無を検査するＸ線検査装置が記載されている。この検査装置においては、被検査物にＸ線を曝射したときの透過画像から外形を抽出し、この抽出した外形を基準として、予め設定されたシール部情報に基づいて被検査物のシール部領域を算出し、この算出したシール部領域の画像の濃淡レベルを用いてシール不良の有無を判別する信号処理手段を備えている。

特開平１１−２６３３２０号公報特開２００５−２４５４９号公報

しかし、実際の製造を考えた場合、封止部に内容物が噛み込むと、その部分だけ封止時の圧力が高くなる。その結果、溶融した包装材料が封止装置に付着して汚染されると言う課題がある。ひとたび封止装置が汚染されると、その後の封止工程すべてで不良品が発生してしまう。特に、内容物が複雑な形状をしていたり、複数の内容物を同時に封止したりする場合は、前記の各文献に記載の技術を用いても、「良」と「不良」の判断ができないので、封止部への内容物の噛み込みを防止したり、封止装置の汚染を防止したりすることはできない。

したがって本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る封止体の製造方法を提供することにある。

本発明は、一方向に搬送されるシート上に内容物を配置し、更にその上に該シートと同方向に搬送されるシートを重ね、該内容物の周縁において２枚の前記シートを封止して封止体を製造する方法において、
封止位置において又は封止位置よりも搬送方向上流の位置において、前記シート上に配置された前記内容物をカメラで撮影し、撮影された該内容物の画像処理によって、該内容物が適正な配置されているか否かを判断し、該内容物が適正な位置に配置されている場合には封止を行い、該内容物が適正な位置に配置されていない場合には封止を行わず、封止位置によりも搬送方向下流の位置において、該内容物を排出する封止体の製造方法を提供するものである。

また本発明は、一方向に搬送される連続帯状シート上に内容物を配置し、更にその上に該帯状シートと同方向に搬送される連続帯状シートを重ね、該内容物の周縁において２枚の前記帯状シートを封止してする封止方法において、
封止位置において又は封止位置よりも搬送方向上流の位置において、前記帯状シート上に配置された前記内容物をカメラで撮影し、撮影された該内容物の画像処理によって、該内容物が適正な配置されているか否かを判断し、該内容物が適正な位置に配置されている場合には封止を行い、該内容物が適正な位置に配置されていない場合には封止を行わず、封止位置によりも搬送方向下流の位置において、該内容物を排出する封止方法を提供するものである。

本発明の封止体の製造方法によれば、内容物が複雑な形状をしていたり、複数の内容物を同時に封止したりする場合であっても、封止装置を汚染せずに連続生産を継続できる。

図１（ａ）は、本発明の封止体の製造方法に好適に用いられる製造装置の側面図を示す模式であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す装置の上面図である。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１（ａ）には、本発明の封止体の製造方法に好適に用いられる製造装置の側面図が模式的に示されている。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す装置の上面図である。製造装置１０は、内容物の移載部２０と、内容物と連続帯状シートとの合流部３０と、内容物と連続帯状シートとの封止部４０と、封止によって形成された封止体の打ち抜き部５０と、不良品排出部６０とを具備している。

移載部２０においては、内容物の製造装置（図示せず）において製造された内容物１３が、コンベアベルト２１上に載置されて搬送されてくる。内容物１３は、２個一組で搬送されてくる。図１に示す内容物１３は、平面視での形状が略ブーメラン状になっている。内容物１３は、シート状でありその全域にわたったほぼ均一な厚みを有している。内容物１３は、例えばパルプ繊維等の繊維状物、被酸化性金属の粉末、活性炭の粉末、水及び電解質等を含んでいる。このような成分を含む内容物１３は、例えば酸素との接触によって発熱する発熱部材として好適に用いられる。

コンベアベルト２１によって搬送されてきた２個の内容物１３は、ロボットアーム２２を有するロボットによってピックアップされ、各質量測定部２３に載置される。内容部１３のピックアップは、ロボットアーム２２の先端に取り付けられた吸引パッド２２ａによって行われる。質量測定部２３においては、内容物１３の質量が測定される。内容物１３の質量が、予め設定した範囲内にある場合には、内容物１３はロボットアーム２２によって質量測定部２３からピックアップされ、合流部３０のコンベアベルト３１上に載置される。内容物１３の質量が、予め設定した範囲外である場合にも同様に、内容物１３はロボットアーム２２によって質量測定部２３からピックアップされ、合流部３０のコンベアベルト３１上に載置される。ただし、該内容物１３が質量不良であることが、シーケンサ２４に記憶される。シーケンサ２４は、逐次搬送される該内容物１３の位置を経時的に記憶しており、質量不良の内容部１３を有する封止体１５が不良品排出部６０まで到達すると、該排出部６０に備えられたロボットアーム６１によって製造ライン外へ排出される。

合流部３０においては、コンベアベルト３１上に第１の連続帯状シート１１が供給される。第１の連続帯状シート１１は、コンベアベルト３１の上に載置され、該コンベアベルト３１の走行方向に沿って搬送される。そして、移載部２０から移載されてきた内容物１３が、ロボットアーム２２によって２個一組で第１の連続帯状シート１１上に所定の間隔を置いて複数配置される。内容物１３の配置にロボットアーム２２を用いることで、内容物１３の配置位置の微調整を容易に行えるという利点がある。このことは、後述する内容物１３の配置位置のフィードバック操作のときに特に有利である。第１の連続帯状シートが通気性のシートである場合には、コンベアベルト３１として通気性のものを用い、該コンベアベルト３１の下側にサクションボックス３２を配置して、該サクションボックス３２による吸引状態下に第１の連続帯状シート１１を介して内容物１３を吸引し、第１の連続帯状シート１１とともに搬送される内容物１３の位置ずれを防止するようにしてもよい。

第１の連続帯状シート１１上に配置された各内容物１３は、該内容物１３の上方に設置されたカメラ、例えばＣＣＤカメラ等の撮像装置３３によって撮影され、撮影された該内容物１３の画像処理によって、第１の連続帯状シート１１上での該内容物１３の配置位置が監視される。内容物１３の監視位置は、後述する封止部４０よりも搬送方向の上流の位置である。内容物１３の撮影は、該内容物１３が撮像手段３３の直下に位置したときに行われる。撮影は一つの内容物１３ごとに１回行えば足りるが、一つの内容物について複数回の撮影を行うことは何ら妨げられない。

図１では、封止部４０よりも搬送方向の上流の位置で、内容物１３の位置の監視が行われるが、この監視は封止部４０に近づけば近づくほど噛み込み検出の精度が向上する。この観点から、内容物１３は、封止部４０よりも搬送方向の上流の位置でその位置の監視が行われるよりも、封止部４０において位置の監視が行われることが好ましい。撮像装置３３を監視位置において内容物１３の真上に配置することが難しい場合には、斜めから撮影するなどの工夫をしてもよい。

第１の連続帯状シート１１上での内容物１３の監視位置での配置位置は、予めシーケンサ２４に記憶されている内容物１３の配置予定位置と比較される。比較の結果、内容物１３が適正な位置に配置されていると判断される場合には、後述の封止部４０において、内容物１３の周縁において、第１及び第２の連続帯状シート１１，１２が接合され、内容物１３が両シート間に封止される。

一方、内容物１３が適正な位置に配置されていないと判断される場合には、封止時に内容物１３の噛み込み及びそれに起因する不良品の発生が起こると考えて、後述する封止部４０における内容物１３の封止は行わない。そして、該内容物１３は、その封止が行われない状態で、封止部４０よりも搬送方向の下流に位置する不良品排出部６０において不良品として排出される。つまり内容物１３は封止体の状態で排出されるのではなく、内容物１３そのままの状態で排出される。

このように、本製造方法によれば、封止時に噛み込みが起こる可能性のある内容物１３についての封止を行わないので、内容物１３の噛み込みに起因する不良品の発生を効果的に防止することができる。また、封止部４０に設置されている封止装置の汚染も効果的に防止される。

撮像手段３３によって撮影された内容物１３の配置位置と、予めシーケンサ２４に記憶されている内容物１３との配置位置との比較は、種々の方法によって行うことができる。例えば次のようにして両者の比較を行うことができる。すなわち、まず初めに画像処理装置にて内容物１３の輪郭を主としたエッジ情報を抽出し登録する。こうすることで、内容物１３が複雑な形状でも、撮影した内容物１３のエッジ情報から内容物１３の位置情報を取得することが可能となる。また登録した内容物１３の好ましい配置位置情報〔Ｘ_A，Ｙ_A，θ_A〕をあらかじめシーケンサ２４に記憶させておく。そして内容物１３を実際に撮影し、その配置位置情報〔Ｘ，Ｙ，θ〕を算出し、算出された配置位置情報とシーケンサ２４に記憶させた配置位置情報とを演算し、差分を出して比較をする方法である。

内容物１３が第１の連続帯状シート１１上における適正な位置に配置されている場合とそうでない場合とを問わず、第１の連続帯状シート１１上に配置された内容物１３には、その上から第２の連続帯状シート１２が重ね合わされる。第２の連続帯状シート１２は、第１の連続帯状シート１１と同種又は異種の材料から構成されている。これによって、内容物１３は、２枚の連続帯状シート１１，１２によって挟まれた状態になる。そしてこの状態下に、内容物１３は、封止部４０へ搬送される。搬送を安定的に行うことを目的として、２枚の連続帯状シート１１，１２によって挟まれた状態の内容物１３を、引き続きサクションボックス３２による吸引状態下に搬送してもよい。第２の連続帯状シート１２の重ね合わせは、合流部３０において行われてもよく、あるいは図１に示すように封止部４０において行われてもよい。

封止部４０においては、２枚の連続帯状シート１１，１２によって挟まれた状態の内容物１３を、その周縁において封止して封止体１４を製造する。この状態では、封止体１４は、連続帯状シート１１，１２に連結されており、該連続帯状シート１１，１２から分離していない。したがって、以下の説明ではこの状態の封止体１４のことを「打ち抜き前封止体１４」という。また、単に「封止体」（又は「封止体１５」）というときには、打ち抜きによって連続帯状シート１１，１２から分離された封止体のことを指す。封止は、２個の内容物１３に対して同時に行われる。封止装置としては、２枚の連続帯状シート１１，１２の構成材料に応じて適切なものが選択される。例えば２枚の連続帯状シート１１，１２が熱可塑性樹脂を含んでいる場合には、封止装置として熱融着装置や超音波接合装置を採用することができる。２枚の連続帯状シート１１，１２が熱可塑性樹脂を含んでいない場合には、接着剤を用いた接合装置を採用することもできる。図１には、超音波接合装置４１の模式図が示されている。超音波接合装置４１は、内容部１３を挟んで超音波ホーン４２と、アンビル４３とが対向配置されて構成されている。

内容物１３の封止は、内容物１３の種類や封止体１５の具体的な用途に応じて、該内容物１３の周縁の全周にわたって連続して行われてもよく、あるいは該内容物１３の周縁にわたり間欠的に行われてもよい。

内容物１３の封止は、先に述べたとおり、該内容物１３が、第１の連続帯状シート上の適正な位置に配置されているもののみを対象として行われる。第１の連続帯状シート上の適正な位置に配置されていない内容物１３は、封止部４０における封止の対象とはならず、封止されないまま後工程に搬送される。したがって封止の対象とならない内容物１３は、第１及び第２の連続帯状シート１１，１２の間に単に挟まれた状態で、下流の工程に搬送される。

封止の対象とならない内容物１３が生じることは、封止体１５の製造の歩留まりの点から有利とは言えない。そこで本製造方法においては、第１の連続帯状シート１１上の適正な位置に配置されていない内容物１３が連続して複数個検出された場合には、該内容物１３の位置情報に基づき、該内容物１３よりも上流において内容物の配置位置を修正するフィードバック操作を行う。具体的には、移載部２０の質量測定部２３に載置された内容物１３を、合流部３０の第１の連続帯状シート１１に載置することで配置するときに、第１の連続帯状シート１１上の適正な位置に配置されていない内容物１３の位置情報に基づき、移載される内容物１３の配置位置を修正する。修正は、合流部３０の第１の連続帯状シート１１に載置することによって配置する内容物１３の位置を、その搬送方向の上流側又は下流側にずらすか、第１の連続帯状シート１１の幅方向のどちらかにずらすか、及び／又は内容物１３を回転させることで達成される。また、ロボットアーム２２による内容物１３の吸引力を調整することでも位置修正を達成することができる。具体的には、ロボットアーム２２の吸引力が強すぎて、内容物１３を把持する時に内容物１３の形状が変形してしまい載置位置がずれている場合には吸引力を弱くすればよい。逆に、吸引力が弱すぎて、コンベアベルト３１の下側に配置されたサクションボックス３２に内容物１３が引っ張られ、内容物１３の載置位置がずれている場合には吸引力を強くすればよい。ロボットアーム２２による具体的な位置修正のしかたは例えば次のとおりである。すなわち、まずシーケンサ２４に記憶された位置情報と、上述の撮影によって得られた位置情報との差分を計算して位置ずれ量を算出する。次に、算出された位置ずれ量を、シーケンサ２４からロボットのコントローラへ送付する。そして、その情報を元に、ロボットのロボットアーム２２の動作位置を修正することで内容物１３の配置位置の修正を行う。位置ずれ量に対して、一度に修正を行なっても良いし、少しずつ位置修正を行なってもよい。位置修正はシーケンサ２４に予め記憶されたコンピュータプログラムに基づき行われる。

封止部４０において、内容物１３が２枚の連続帯状シート１１，１２によって封止されて打ち抜き前封止体１４が得られたら、該打ち抜き前封止体１４はそのまま封止部４０の下流に位置する打ち抜き部５０に導入される。打ち抜き部５０においては、内容部１３の周縁に形成された封止部位１４ａに沿って両シート１１，１２を打ち抜き、封止体１５が２枚の連続帯状シート１１，１２から分離される。なお、本実施形態では、次の各連続帯状シート１１，１２の巻き取りを考慮し、封止部位１４ａの外側を打ち抜くことが好ましい。２枚の連続帯状シート１１，１２から分離した封止体１５は、ロボットアーム６１によって、打ち抜き部の下流に位置する不良品排出部６０を通過して、更にその下流に搬送され、集積部（図示せず）において複数個が集積される。

内容物１３が第１の連続帯状シート１１上の適正な位置に配置されていない場合には、打ち抜き部５０における該内容物１３の打ち抜きは行われず、該内容物１３は打ち抜き部５０をスルーする。その後スルーされた内容物１３は、不良品排出部６０のコンベアを通り過ぎたところで製造ライン外に排出され、回収ボックス６２に集積される。また、打ち抜き前封止体１４を打ち抜いた後の第１及び第２の連続帯状シート１１，１２はそれぞれ巻き取り機６３，６４によって巻き取られ回収される。回収された連続帯状シート１１，１２は、これをリサイクルしてもよい。

不良品として排出された内容物１３は、その配置位置が適正でないという理由で排出されるだけであり、該内容物１３それ自体が欠陥を有している訳ではない。そこで、内容物１３を回収し、回収された内容物１３を移送部２０へ戻す操作を行うことが、歩留まりの向上の点から好ましい。

配置位置が適正でないと判断された内容物１３と異なり、先に述べた質量測定部２３で質量不良と判断された内容物１３は、その配置位置が適正な場合には、連続帯状シート１１，１２の接合が行われ、両シート１１，１２によって封止され、打ち抜かれる。この打ち抜きによって得られた封止体１５は、質量不良の不良品なので、製造ライン外へ排出されるべきものである。この排出は、本実施形態においては、不良品排出部６０のロボットアーム６１によって行われる。このように、ロボットアーム６１は、打ち抜きによって得られた封止体１５のうち、良品だけを下流工程に搬送し、質量不良の内容物１３を含む封止体１５を製造ライン外へ排出（図示せず）する。

以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記の実施形態に制限されない。例えば前記の実施形態においては、２個の内容物１３を同時に封止したが、内容物１３の封止の個数はこれに限られず、１個でもよく、あるいは３個以上でもよい。

また前記の実施形態において封止の対象となる内容物１３は、厚みが一定のシート状のものであったが、これに代えて厚みが一定でなく、かつ立体形状を有するような内容物１３を封止の対象としてもよい。

また前記の実施形態においては、シート１１，１２のいずれもが連続帯状シートであったが、これに代えて、シート１１，１２の少なくとも一方として、毎葉のシートを用いてもよい。

１０製造装置
１１第１の連続帯状シート
１２第２の連続帯状シート
１３内容物
１４打ち抜き前封止体
１５封止体
２０移載部
３０合流部
４０封止部
５０打ち抜き部
６０不良品の排出部

Claims

一方向に搬送されるシート上に内容物を配置し、更にその上に該シートと同方向に搬送されるシートを重ね、該内容物の周縁において２枚の前記シートを封止して封止体を製造する方法において、
封止位置において又は封止位置よりも搬送方向上流の位置において、前記シート上に配置された前記内容物をカメラで撮影し、撮影された該内容物の画像処理によって、該内容物が適正な配置されているか否かを判断し、該内容物が適正な位置に配置されている場合には封止を行い、該内容物が適正な位置に配置されていない場合には封止を行わず、封止位置によりも搬送方向下流の位置において、該内容物を排出する封止体の製造方法。
前記内容物が、カメラで撮影された位置において、適正な位置に配置されていない場合には、撮影位置での該内容物の位置情報に基づき、撮影位置よりも上流において内容物の配置位置を修正する請求項１に記載の封止体の製造方法。
内容物の配置手段にロボットアームを用いる請求項１又は２に記載の封止体の製造方法。
一方向に搬送される連続帯状シート上に内容物を配置し、更にその上に該帯状シートと同方向に搬送される連続帯状シートを重ね、該内容物の周縁において２枚の前記帯状シートを封止してする封止方法において、
封止位置において又は封止位置よりも搬送方向上流の位置において、前記帯状シート上に配置された前記内容物をカメラで撮影し、撮影された該内容物の画像処理によって、該内容物が適正な配置されているか否かを判断し、該内容物が適正な位置に配置されている場合には封止を行い、該内容物が適正な位置に配置されていない場合には封止を行わず、封止位置によりも搬送方向下流の位置において、該内容物を排出する封止方法。