JP2021067563A - 包装容器のガス濃度測定装置、それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動により測定精度が劣化することのない、包装容器のガス濃度測定装置それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法を提供する。【解決手段】本発明の包装容器のガス濃度測定装置Ｇは、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３３の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈの、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持され、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度が劣化することがない。【選択図】図１
Description
本発明は、包装容器内の特定ガスの濃度を測定することができる包装容器のガス濃度測定装置、それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法に関する。
被包装物、特に食品の場合には、保存期間、賞味期限を長くするために、包装時に包装容器内に残留する空気を排除して窒素、二酸化炭素等の不活性ガスを充填するガス置換包装が行われている。例えば特許文献１には、包装容器内に被包装物を投入すると共に包装容器に挿入したノズルから不活性ガスを充填して不活性ガスと包装容器内の酸素との置換作用を行なう不活性ガス充填方法が開示されている。
そして、製品検査において、被包装物を包装済みの包装容器内に残存する酸素濃度を計測する方法として、本件出願人が例えば特許文献２にレーザー式ガス濃度測定装置による計測方法を提案している。
ところで、このレーザー式ガス濃度測定装置は、大半のガス分子が特定波長の光を吸収するという性質を利用して、一定距離内におけるガス分子の数を計測しガス濃度を測定するものである。このため、被測定物（包装容器）を通過するレーザー光の距離の精度が重要となる。
しかし、被包装物を包装済みの包装容器は、例えば個々に形状が異なることがあるため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物（被包装物を包装済みの包装容器）の距離（例えば厚み）が変動する場合があり、測定精度を劣化させていた。
そこで、本発明の課題は、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動により測定精度が劣化することのない、包装容器のガス濃度測定装置それを備えた包装機および包装機におけるガス濃度測定方法を提供することにある。
上記課題を解決するものは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を有し、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される前記包装容器の前記レーザー発光部と前記レーザー受光部間における前記包装容器の測定距離が一定に保持されて前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置である（請求項１）。
前記包装容器のガス濃度測定装置は、前記包装容器の両側に配された対となる挟持体を有し、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記対となる挟持体により前記包装容器を挟圧することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接するように構成されていることが好ましい（請求項２）。前記レーザー発光部と前記レーザー受光部は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接するように構成されていてもよい（請求項３）。
また、上記課題を解決するものは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を有し、前記レーザー発光部と前記前記レーザー受光部は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させた状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置である（請求項４）。
前記包装容器は、包装袋、瓶または樹脂容器のいずれであってもよい（請求項５）。
さらに、上記課題を解決するものは、前記請求項１ないし５のいずれかに記載の包装容器のガス濃度測定装置を備えていることを特徴とする包装機である（請求項６）。
さらに、上記課題を解決するものは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を測定装置により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、前記測定装置は、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を用い、前記包装容器内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される前記包装容器の前記レーザー発光部と前記レーザー受光部間における前記包装容器の測定距離が一定に保持されて前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である（請求項７）。
前記包装機におけるガス濃度測定方法は、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記包装容器の両側に配された対となる挟持体によって前記包装容器が挟圧されることにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接される工程を有することが好ましい（請求項８）。前記包装機におけるガス濃度測定方法は、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接する工程を有していてもよい（請求項９）。
さらに、上記課題を解決するものは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を測定装置により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、前記測定装置は、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を用い、前記包装容器内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させた状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である（請求項１０）。
請求項１に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器のレーザー発光部とレーザー受光部間における包装容器の測定距離が一定に保持されるため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度が劣化することがない。
請求項２に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、請求項１の効果をよりより確実に奏することができる包装容器のガス濃度測定装置を簡素な構造で構成できる。
請求項３に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、請求項１の効果をよりより確実に奏することができる包装容器のガス濃度測定装置を他の簡素な構造で構成できる。
請求項４に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、順次測定される包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正するため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離が変動しても測定精度が劣化することがない。
請求項５に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、様々な種類の包装容器に対して上記請求項１ないし４の効果を奏することができる。
請求項６に記載の包装容器のガス濃度測定装置を備えた包装機によれは、上記請求項１ないし５の効果を奏する包装機が構成される。
請求項７に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器のレーザー発光部とレーザー受光部間における包装容器の測定距離が一定に保持されるため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度が劣化することがない。
請求項８に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、請求項７の効果をより確実に奏することができる。
請求項９に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、請求項７の効果をより容易かつ確実に奏することができる。
請求項１０に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、順次測定される包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正するため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離が変動しても測定精度が劣化することがない。
請求項２に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、請求項１の効果をよりより確実に奏することができる包装容器のガス濃度測定装置を簡素な構造で構成できる。
請求項３に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、請求項１の効果をよりより確実に奏することができる包装容器のガス濃度測定装置を他の簡素な構造で構成できる。
請求項４に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、順次測定される包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正するため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離が変動しても測定精度が劣化することがない。
請求項５に記載の包装容器のガス濃度測定装置によれば、様々な種類の包装容器に対して上記請求項１ないし４の効果を奏することができる。
請求項６に記載の包装容器のガス濃度測定装置を備えた包装機によれは、上記請求項１ないし５の効果を奏する包装機が構成される。
請求項７に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器のレーザー発光部とレーザー受光部間における包装容器の測定距離が一定に保持されるため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度が劣化することがない。
請求項８に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、請求項７の効果をより確実に奏することができる。
請求項９に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、請求項７の効果をより容易かつ確実に奏することができる。
請求項１０に記載の包装機におけるガス濃度測定によれば、順次測定される包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部を包装容器にそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正するため、レーザー発光部とレーザー受光部間における被測定物の距離が変動しても測定精度が劣化することがない。
本発明では、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３３の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈの、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持されるため、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度が劣化することがない包装容器のガス濃度測定装置Ｇ、それを備えた包装機Ｐおよび包装機におけるガス濃度測定方法を実現した。
本発明の包装容器のガス濃度測定装置を図１または図２に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の包装容器のガス濃度測定装置Ｇは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを有し、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３３の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈの、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持されて包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されている。以下、各構成について順次詳述する。
この実施例の包装容器のガス濃度測定装置Ｇは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを有し、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３３の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈの、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持されて包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されている。以下、各構成について順次詳述する。
この実施例のガス濃度測定装置被包装物Ｇは、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を順次測定するものである。具体的には、この実施例の包装容器のガス濃度測定装置Ｇは、窒素、二酸化炭素等の不活性ガスによりガス置換をして包装された包装容器Ｈ内の特定ガスである酸素濃度をレーザー式ガス濃度計Ｍによって測定するものであり、単独の測定装置として使用され、またはロータリー式ガス充填包装機等の各種包装機の検査工程に設置して使用される。
包装容器としては、この実施例のように包装袋Ｈである他、瓶または樹脂容器などであってもよい。
レーザー式ガス濃度計Ｍは、図１または図２に示すように、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備えており、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるように構成されている。
レーザー式ガス濃度計Ｍは、半導体レーザーを光源とする赤外線吸収分光法を利用するもので、測定対象の分子に固有周波数の光を与えると光エネルギーを吸収しこれを測定することによりガス濃度の表示を行なうものである。レーザー式ガス濃度計Ｍは、図２に示すような構成を有しており、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とを備えている。
具体的には、レーザー発生部３１は、特定波長のレーザー光を発生させてファイバーケーブル７５を介して測定ガスに照射する機能を有し、レーザーダイオードに安定電源を供給する電源ユニット７１、レーザーダイオードから出力されるレーザー光の波長およびその強度を安定するための冷却器ユニット７２、冷却器ユニット７２の冷却器の温度を一定にするための温度コントローラ７３から構成されている。
レーザー受光部３３は、ファイバーケーブル８２を介して測定ガスにより吸収されたレーザー光の強度を測定してその強度からガス濃度を出力させる機能を有し、上記レーザー発生部３１から照射されたレーザー光が測定ガスを通過して吸収されたレーザー光を測定して酸素濃度に変換して表示を行なう計測・表示ユニット８１を有している。
発信器３０から照射する特定波長のレーザー光は、酸素ガスの場合、波長（固有周波数）７６０〜７７０ｎｍの範囲から選択される。発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２としては、図２に示すように反射プリズムを用いる場合もある。７７は発信器３０から照射され測定ガスを透過して受信器（反射プリズム）３２を経てキャッチしたレーザー光を電流に変換して計測・表示ユニット８１に出力する検出部である。
そして、この実施例の包装容器のガス濃度測定装置Ｇでは、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈの、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離Ｗが一定に保持されて包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されている。これにより、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における被測定物の距離の変動がなくなり、測定精度を高めることができる。
この実施例のレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａは、相対的に接近及び離隔可能に構成されている。具体的には、この実施例のレーザー発光部３１は、シリンダーベース３４に固定されており、シリンダーベース３４の下方にはシリンダー３５が配置され、このシリンダー３５によって、シリンダーベース３４およびレーザー発光部３１の先端部３１ａが図１中、左右に往復運動可能に構成されている。他方、この実施例のレーザー受光部３３は、シリンダーベース３６に固定されており、シリンダーベース３６の下方にはシリンダー３７が配置され、このシリンダー３７によって、シリンダーベース３６およびレーザー受光部３３の先端部３３ａが図１中、左右に往復運動可能に構成されている。
そして、この実施例のレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａは、上記のように、シリンダー３５およびシリンダー３７の作用により相対的に接近及び離隔可能に構成されており、これらの作用により、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離は、設定された一定距離に保持可能に構成されている。ただし、本発明の包装容器のガス濃度測定装置はこれに限定されるものではなく、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部の配置位置が固定されていることにより、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持されるものでもよい。
また、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３の先端面は開口しており、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３のレーザー経路３１ｂ，３３ｂ内は、包装容器Ｈに当接後にレーザー照射前には真空雰囲気下となるように吸引機構（図示しない）が設けられていることが好ましい。さらに、レーザー経路３１ｂ，３３ｂに、流量調整弁（図示しない）、流量計（図示しない）を介して窒素ガスを充填したタンク（図示しない）を取り付けて、窒素ガスを供給することにより、レーザー経路３１ｂ，３３ｂ内の残存酸素率をほぼ０％として測定精度をより高めるようにしてもよい。
対となる挟持体３８，３９は、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させるためのものであり、この実施例では、図１に示すように、レーザー発光部３１またはレーザー受光部３３の下方であって包装容器Ｈの両側にそれぞれ配されている。挟持体３９は、シリンダー４０により図１中左右方向に往復動可能に構成されており、挟持体３９が図１中左方向に移動すると、包装容器Ｈの底部付近の両側が挟持体３８，３９により挟圧され、この作用に伴って包装容器Ｈの上部が左右方向に膨張し、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａがそれぞれ包装容器Ｈに当接するように構成されている。
上記のように、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、対となる挟持体３８，３９により包装容器Ｈを挟圧することにより、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａが包装容器Ｈにそれぞれ当接するため、順次測定される包装容器Ｈのレーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持される。これにより、レーザー発光部３１とレーザー受光３３部間における被測定物の距離の変動がなくなり測定精度を向上させることができる。ただし、本発明の包装容器のガス濃度測定装置はこれに限定されるものではなく、包装容器Ｈを挟圧する対となる挟持体３８，３９を有さず、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３が相対的に接近及び離隔可能に構成され、順次測定される包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の距離が一定距離となるように両者が接近することにより、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａが包装容器Ｈにそれぞれ当接するように構成されたものでもよい。
つぎに、本発明のガス濃度測定装置の他の実施例について説明する。
この実施例のガス濃度測定装置は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを有し、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置である。前述したガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例のガス濃度測定装置は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを有し、レーザー発光部３１とレーザー受光部３３は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置である。前述したガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例のガス濃度測定装置と前述したガス濃度測定装置Ｇとの相違点は、ガス濃度測定装置Ｇでは、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３３の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させるが、この実施例では、順次測定される包装容器Ｈが搬送されてくるたびに、被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）に応じて、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを移動させて包装容器Ｈに当接させる。そして、この状態でレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されている。なお、被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）に対応したレーザー発光部３１とレーザー受光部３３の移動は、位置センサなどにより被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）を検出し、その検出値に基づいてレーザー発光部３１とレーザー受光部３３を往復動させる方法やサーボモータを使用する方法などが好適である。
具体的には、この実施例では、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離は、例えばシリンダー３５，３７によるレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａの移動距離あるいは移動後（当接後）のレーザー光の長さなどを基にして算出され、離隔距離：測定値＝基準となる一定距離：ガス濃度Ｘ（換算して補正された数値）から、ガス濃度Ｘ（ガス濃度Ｘ＝測定値×基準となる一定距離／離隔距離）の正しい数値が求められ表示されるように構成されている。これにより、包装容器Ｈによってレーザー発生部３１とレーザー受光部３３間における被測定物（包装容器Ｈ）の幅（ｗ）が異なる場合でも、異なったままガス濃度を高精度で測定することができるように構成されている。
つぎに、本発明の包装容器のガス濃度測定装置を備えた包装機の一実施例について説明する。
この実施例の包装機Ｐは、図１または図３に示すように、ロータリー式ガス充填包装機である。この包装機Ｐは、給袋工程（１）、賞味期限等の印字工程（２）、包装袋の開口工程（３）、被包装物の充填工程（４）、押込み工程（５）、ノズル挿入及び仮付けシール工程（６）、ガス置換・モミホグシ工程（７）〜（１３）、トップシール工程（１４）、シール冷却・ガス置換検知工程（１５）、製品取出し工程（１６）の１６工程を経て製品（例えばレトルト食品）を量産する包装機である。
この実施例の包装機Ｐは、図１または図３に示すように、ロータリー式ガス充填包装機である。この包装機Ｐは、給袋工程（１）、賞味期限等の印字工程（２）、包装袋の開口工程（３）、被包装物の充填工程（４）、押込み工程（５）、ノズル挿入及び仮付けシール工程（６）、ガス置換・モミホグシ工程（７）〜（１３）、トップシール工程（１４）、シール冷却・ガス置換検知工程（１５）、製品取出し工程（１６）の１６工程を経て製品（例えばレトルト食品）を量産する包装機である。
この包装機Ｐの機台５１上には、縦向きの間欠回転軸（図示しない）を回転自由に支持したスタンド５３を設け、その間欠回転軸に取り付けた円盤状回転体（移動体）５２には、包装容器である包装袋Ｈを掴着又は釈放するための１６個のグリップ対ｇが等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。図１中、符号４１はシール装置である。そして、包装容器のガス濃度測定装置Ｇは、シール冷却・ガス置換検知工程（１５）に配置されている。
この実施例の包装機Ｐは、移動体（円盤状回転体）５２を間欠回転駆動させるロータリー式包装機であるが、本発明の包装機はこれに限定されるものではなく、公知の直線移動方式（トラック方式）の包装機でもよい。直線移動方式の給袋包装機とは、例えば直線部とその両端の半円形部からなる環状通路を水平移動する移動体に多数のグリップ対を直立姿勢または水平姿勢に変換自在に設け、給袋工程で供給される包装袋を各グリップ対に支持して当該包装袋を開口工程、充填工程、袋口のシール工程等の各工程に間欠停止させて被包装物の袋詰めを行うようにした構造のものをいう。
また、本発明の包装機は、シート状のフィルムを製袋しつつ被包装物を当該袋内に充填包装する縦ピロー包装機であってもよく、包装機の製品排出経路に包装容器のガス濃度測定装置Ｇが配置されたものであってよい。
さらに、本発明の包装機は、シート状のフィルムを製袋しつつ被包装物を当該袋内に充填包装する横ピロー包装機であってもよく、包装機の製品排出経路であるコンベアの上方に包装容器のガス濃度測定装置Ｇが配置されたものであってよい。
さらに、本発明の包装機は、飲料等を瓶ｉに充填包装する瓶詰め包装機であってもよく、縦向き状態の瓶ｉを通過させるコンベアの上方であって製品排出路付近に包装容器のガス濃度測定装置Ｇが配置されたものであってよい。
つぎに、本発明の包装機におけるガス濃度測定方法の一実施例について説明する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）により順次測定する包装機Ｐにおけるガス濃度測定方法であって、測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）は、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを用い、包装容器Ｈ内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈのレーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持されて包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である。以下、この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法を説明するが、前述した包装容器のガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）により順次測定する包装機Ｐにおけるガス濃度測定方法であって、測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）は、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを用い、包装容器Ｈ内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させることで、順次測定される包装容器Ｈのレーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持されて包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である。以下、この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法を説明するが、前述した包装容器のガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法では、包装機Ｐのグリップ対ｇにより包装容器Ｈの上部両側が支持されて垂直姿勢を保持した状態で、配置位置が固定されているレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間に包装容器Ｈが間欠的に搬送されてくるたびに、挟持体３９が図１中左方向に移動するため、包装容器Ｈの底部付近の両側が挟持体３８，３９により挟圧される。この作用に伴って包装容器Ｈの上部が左右方向に膨張し、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａがそれぞれ包装容器Ｈに当接することでレーザー発光部３１とレーザー受光部３３間における包装容器Ｈの測定距離が一定に保持される。その状態でレーザー式ガス濃度計Ｍにより酸素濃度を測定することにより、順次搬送されてくる包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１とレーザー受光部３２間における被測定物の距離の変動がなくなることから、測定精度を高めることができる。
なお、本発明の包装機におけるガス濃度測定方法はこれに限定されるものではなく、順次測定される前記包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接する工程を有していてもよい。
なお、本発明の包装機におけるガス濃度測定方法はこれに限定されるものではなく、順次測定される前記包装容器に対して、レーザー発光部の先端部とレーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接する工程を有していてもよい。
さらに、本発明の包装機におけるガス濃度測定方法の他の実施例について説明する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）は、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを用い、包装容器Ｈ内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、順次測定される包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である。以下、この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法を説明するが、前述した包装容器のガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法は、被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度を測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、測定装置（レーザー式ガス濃度計Ｍ）は、特定波長のレーザー光を照射する発信器３０を有するレーザー発生部３１と、発信器３０から発振されるレーザー光を受光する受信器３２を有するレーザー受光部３３とを備え、レーザー発生部３１とレーザー受光部３３とが包装容器Ｈの両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計Ｍを用い、包装容器Ｈ内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、順次測定される包装容器Ｈに対して、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａを包装容器Ｈにそれぞれ当接させた状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法である。以下、この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法を説明するが、前述した包装容器のガス濃度測定装置Ｇと同一構成部分については同一符号を付し説明を省略する。
この実施例の包装機におけるガス濃度測定方法では、包装機Ｐのグリップ対ｇにより包装容器Ｈの上部両側が支持されて垂直姿勢を保持した状態で、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間に包装容器Ｈが間欠的に搬送されてくるたびに、被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）に応じて、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａがシリンダー３５，３７の作用により移動して包装容器Ｈに当接する。そして、この状態でレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより包装容器Ｈ内の特定ガスの濃度が測定される。
具体的には、レーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａ間の離隔距離は、例えばシリンダー３５，３７によるレーザー発光部３１の先端部３１ａとレーザー受光部３３の先端部３３ａの移動距離あるいは移動後（当接後）のレーザー光の長さなどを基にして算出され、離隔距離：測定値＝基準となる一定距離：ガス濃度Ｘ（換算して補正された数値）から、ガス濃度Ｘ（ガス濃度Ｘ＝測定値×基準となる一定距離／離隔距離）の正しい数値が求められ表示されるように構成されている。これにより、包装容器Ｈによってレーザー発生部３１とレーザー受光部３３間における被測定物（包装容器Ｈ）の幅（ｗ）が異なる場合でも、異なったままガス濃度を高精度で測定することができるように構成されている。なお、被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）に対応したレーザー発光部３１とレーザー受光部３３の移動は、位置センサなどにより被測定物（包装容器Ｈ）の異なる幅（ｗ）を検出し、その検出値に基づいてレーザー発光部３１とレーザー受光部３３を往復動させる方法やサーボモータを使用する方法などが好適である。
Ｇ 包装容器のガス濃度測定装置
Ｍ レーザー式ガス濃度計
Ｐ 包装機
Ｈ 包装容器
ｇ グリップ対
３０ 発信器
３１ レーザー発信部
３１ａ レーザー発光部の先端部
３２ 受信器
３３ レーザー受信部
３３ａ レーザー受光部の先端部
３４ シリンダーベース
３５ シリンダー
３６ シリンダーベース
３７ シリンダー
３８，３９ 対となる挟持体
４０ シリンダー
４１ シール装置
５１ 機台
５２ 円盤状回転体（移動体）
５３ スタンド
Ｍ レーザー式ガス濃度計
Ｐ 包装機
Ｈ 包装容器
ｇ グリップ対
３０ 発信器
３１ レーザー発信部
３１ａ レーザー発光部の先端部
３２ 受信器
３３ レーザー受信部
３３ａ レーザー受光部の先端部
３４ シリンダーベース
３５ シリンダー
３６ シリンダーベース
３７ シリンダー
３８，３９ 対となる挟持体
４０ シリンダー
４１ シール装置
５１ 機台
５２ 円盤状回転体（移動体）
５３ スタンド
Claims (10)
- 被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、
特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を有し、
前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される前記包装容器の前記レーザー発光部と前記レーザー受光部間における前記包装容器の測定距離が一定に保持されて前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置。 - 前記包装容器のガス濃度測定装置は、前記包装容器の両側に配された対となる挟持体を有し、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記対となる挟持体により前記包装容器を挟圧することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接するように構成されている請求項１に記載の包装容器のガス濃度測定装置。
- 前記レーザー発光部と前記レーザー受光部は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接するように構成されている請求項１に記載の包装容器のガス濃度測定装置。
- 被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を順次測定するガス濃度測定装置であって、
特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を有し、
前記レーザー発光部と前記前記レーザー受光部は相対的に接近及び離隔可能に構成されており、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させた状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されるように構成されていることを特徴とする包装容器のガス濃度測定装置。 - 前記包装容器は、包装袋、瓶または樹脂容器である請求項１ないし４のいずれかに記載の包装容器のガス濃度測定装置。
- 前記請求項１ないし５のいずれかに記載の包装容器のガス濃度測定装置を備えていることを特徴とする包装機。
- 被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を測定装置により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、
前記測定装置は、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を用い、
前記包装容器内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させることで、順次測定される前記包装容器の前記レーザー発光部と前記レーザー受光部間における前記包装容器の測定距離が一定に保持されて前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法。 - 前記包装機におけるガス濃度測定方法は、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離が一定距離に保持された状態で、前記包装容器の両側に配された対となる挟持体によって前記包装容器が挟圧されることにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接される工程を有する請求項７に記載の包装機におけるガス濃度測定方法。
- 前記包装機におけるガス濃度測定方法は、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の距離が一定距離となるように接近することにより、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部が前記包装容器にそれぞれ当接する工程を有する請求項７に記載の包装機におけるガス濃度測定方法。
- 被包装物を充填しガス置換して包装された包装容器内の特定ガスの濃度を測定装置により順次測定する包装機におけるガス濃度測定方法であって、
前記測定装置は、特定波長のレーザー光を照射する発信器を有するレーザー発生部と、前記発信器から発振されるレーザー光を受光する受信器を有するレーザー受光部とを備え、前記レーザー発生部と前記レーザー受光部とが前記包装容器の両側に対向して配されるレーザー式ガス濃度計を用い、
前記包装容器内に被包装物を充填して不活性ガスによるガス置換を行い開口部をシールした後において、順次測定される前記包装容器に対して、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部を前記包装容器にそれぞれ当接させた状態で、前記レーザー発光部の先端部と前記レーザー受光部の先端部間の離隔距離を測定し、当該離隔距離における測定値から基準となる一定距離に換算した数値を算出して補正することにより前記包装容器内の特定ガスの濃度が測定されることを特徴とする包装機におけるガス濃度測定方法。
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