JP2021185101A - 内容物充填システムおよび内容物充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボトルに充填された内容物中に生じ、ボトルの口部から放出された泡の有無を自動で検出するとともに、泡が放出されるボトルを減少させることが可能な内容物充填システムおよび内容物充填方法を提供する。【解決手段】内容物充填システム１０は、口部３１と容器本体３２とを有する容器３０に対して内容物Ｌを充填する充填装置２０を備えている。充填装置２０の下流側に、容器３０に充填された内容物Ｌ中に生じ、容器３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置４０が設けられている。判定部５０は、泡が放出された容器３０を特定し、制御部５１は、判定部５０からの泡検出に関する情報を記憶する。【選択図】図１

Description

本発明は、内容物充填システムおよび内容物充填方法に関する。

従来より、フィラー等の充填機を用いて、高速で搬送されている多数のプラスチックボトルに、炭酸飲料等の内容物を連続的に充填することが行われている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、炭酸飲料の充填条件等によっては、一部のボトル内の炭酸飲料から多量の泡が発生する（フォーミングともいう）場合があり、この泡が、高速で搬送されているボトルの口部から噴き出すおそれがある。泡がボトルの口部から噴き出した場合、ボトル内の炭酸飲料の内容量が所定量よりも不足してしまったり、ボトル内の口部の外周に炭酸飲料が付着し、微生物汚染するという問題が生じる。

このため従来、作業者が、高速で搬送されているボトルの口部から泡が噴き出しているか否かを目視で検査することが行われている。仮に、作業者が泡が噴き出しているボトルを発見した場合、当該ボトルとその前後に搬送されたボトルとをまとめて廃棄することとなる。このような背景の下、ボトルの口部から噴き出した泡を、人手に頼ることなく自動で検査することが求められている。

特開２００６−２１１９３１号公報

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、容器に充填された内容物中に生じ、容器の口部から放出された泡の有無を自動で検出するとともに、泡が放出される容器を減少させることが可能な内容物充填システムおよび内容物充填方法を提供することを目的とする。

本発明は、口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填装置と、前記充填装置の下流側に設けられ、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置と、前記泡検出装置に接続され、泡が放出された容器を特定する判定部と、前記判定部からの泡検出に関する情報を記憶する制御部とを備えたことを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記泡検出装置は、前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出装置と、前記第１泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出装置とを含むことを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記判定部で特定された、前記泡が放出された容器を排出する排出部を更に備えたことを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、前記排出部は、前記キャップ装着装置で前記容器の前記口部に前記キャップを装着する前に、前記泡が放出された容器を排出することを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、前記排出部は、前記キャップ装着装置の下流側に設けられていることを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記キャップ装着装置は、前記泡が放出された容器の前記口部に前記キャップを装着することなく、当該容器を前記排出部に搬送することを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記制御部は、記憶された前記情報に基づき、前記充填装置を制御するを更に備えたことを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、前記泡検出装置は、上下方向に配置された複数の検出部を含むことを特徴とする内容物充填システムである。

本発明は、口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填工程と、前記充填工程の後、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出工程と、前記泡検出工程の後、前記泡が放出された容器を特定する判定工程と、前記判定工程において判定された泡検出に関する情報を記憶する記憶工程とを備えたことを特徴とする内容物充填方法である。

本発明は、前記泡検出工程は、前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出工程と、前記第１泡検出工程の後、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出工程とを含むことを特徴とする内容物充填方法である。

本発明によれば、容器への充填後に容器の口部から放出された泡の有無を自動で検出することができるとともに、泡が放出される容器を減少させることができる。

図１は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムを示す概略平面図。 図２は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムの充填装置に設けられた充填ノズルを示す概略断面図。 図３は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムの泡検出装置を示す構成図。 図４は、内容物充填システムの制御部に記憶された情報の一例を示す図。 図５は、内容物充填システムの制御部に記憶された情報の一例を示す図。 図６は、内容物充填システムの変形例を示す概略平面図。 図７は、内容物充填システムの変形例を示す概略平面図。 図８は、泡検出装置の変形例を示す構成図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明の一実施の形態を示す図である。

（内容物充填システム）
まず図１乃至図３により本実施の形態による内容物充填システムについて説明する。

図１に示す内容物充填システム１０は、口部３１と、ボトル本体（容器本体）３２とを有するボトル（容器）３０（図３参照）に対して炭酸飲料等の内容物Ｌを充填するシステムである。ボトル３０は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。ボトル３０の材料としては、熱可塑性樹脂、特にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用することが好ましい。このほか、容器としては、ガラス、缶、紙、パウチ、またはこれらの複合容器であっても良い。本実施の形態においては、容器としてボトルを用いる場合を例にとって説明する。

図１に示すように、内容物充填システム１０は、入口側搬送装置（入口ホイル）１１と、充填装置（フィラー）２０と、出口側搬送装置（出口ホイル）１３と、キャップ装着装置（キャッパー、巻締及び打栓機）１６と、移送装置１８とを備えている。これら入口側搬送装置１１、充填装置２０、出口側搬送装置１３、キャップ装着装置１６、および移送装置１８は、ボトル３０の搬送方向に沿って、上流側から下流側に向けてこの順に配設されている。

入口側搬送装置１１は、外部から内容物充填システム１０へ空のボトル３０を順次受け入れ、受け入れたボトル３０を充填装置２０へ向けて搬送するものである。入口側搬送装置１１は、回転する搬送ホイール１２を有しており、この搬送ホイール１２によって複数のボトル３０が回転（公転）しながら充填装置２０へ連続的に搬送される。

充填装置２０は、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ内容物Ｌを充填するものである。この充填装置２０において、空の状態のボトル３０に対して内容物Ｌが充填される。

充填装置２０は、回転する搬送ホイール２１を有しており、この搬送ホイール２１によって複数のボトル３０が回転（公転）されながら、ボトル３０内部へ内容物Ｌが充填される。また搬送ホイール２１の外周に沿って、複数の充填ノズル２２（図２参照）が配置されている。各充填ノズル２２には、それぞれ１本のボトル３０が装着され、充填ノズル２２からボトル３０の内部に内容物Ｌが注入される。

図２に示すように、充填ノズル２２は公知であるが、本体部２３と、本体部２３にそれぞれ接続された内容物供給ライン２４およびガス供給ライン２５とを有している。このうち内容物供給ライン２４は、その上端が内容物Ｌを充填したヘッドタンク２７（又はフィラーボール）に接続されるとともに、下端においてボトル３０の内部に連通している。そしてヘッドタンク２７から供給された内容物Ｌは、内容物供給ライン２４を通過して、ボトル３０の内部に注入されるようになっている。また、ガス供給ライン２５は、その上端がヘッドタンク２７に接続されるとともに、下端においてボトル３０の内部に連通している。ヘッドタンク２７から供給された炭酸ガス等のカウンタープレッシャー用のガスは、ガス供給ライン２５を通過して、ボトル３０の内部に充填されるようになっている。ガス供給ライン２５の途中には、スニフトライン２６が接続されており、スニフトライン２６を介してボトル３０の内部のガスを排出可能となっている。

内容物Ｌが炭酸飲料からなる場合、充填ノズル２２での充填時における内容物Ｌの温度は例えば１℃〜１０℃であり、好ましくは５℃〜１０℃である。このように内容物Ｌの温度を例えば１℃〜１０℃とする理由は、液温が１０℃を上回ると炭酸ガスが内容物Ｌから抜けやすくなってしまうためである。

内容物Ｌは、充填後に発泡が生じやすい液体であり、例えば炭酸ガスを含む各種飲料、例えば、サイダー、コーラ等の炭酸飲料、ビール等のアルコール飲料等が挙げられる。内容物Ｌとしては、炭酸を含まない飲料であっても良い。炭酸を含まない飲料としては、お茶、機能性飲料、ジュース、コーヒー、牛乳、乳入り飲料などミネラルウォーター以外のすべての飲料が含まれる。あるいは、内容物Ｌは、食器用洗剤、洗濯用洗剤、液体石鹸等、界面活性剤を含む非飲料用液体であっても良い。

再度図１を参照すると、充填装置２０の下流側には、出口側搬送装置１３が設けられている。出口側搬送装置１３は、充填装置２０で内容物Ｌが充填された後閉栓される前のボトル３０を、キャップ装着装置１６へ向けて搬送するものである。出口側搬送装置１３は、回転する搬送ホイール１４を有しており、この搬送ホイール１４によって複数のボトル３０が回転（公転）しながらキャップ装着装置１６へ連続的に搬送される。

出口側搬送装置１３には、ノズルユニット１５が設けられている。このノズルユニット１５は、図示しない口部洗浄ノズル及び／又は不活性ガス（窒素）置換用ノズルを有している。口部洗浄ノズルは、連続的に搬送されるボトル３０の口部３１を洗浄液又は洗浄ガスによって洗浄するためのノズルである。また、不活性ガス置換用ノズルは、連続的に搬送されるボトル３０のヘッドスペース中のガスを不活性ガスによって置換するためのノズルである。

出口側搬送装置１３によって搬送される間、ボトル３０に充填された内容物Ｌ中に泡が生じる場合がある。この泡の量が少量であると、泡はボトル３０の内部に留まるが、泡の量が多量になった場合、口部３１から外部に放出されてしまう場合がある。このため、本実施の形態においては、出口側搬送装置１３に、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置４０が設けられている。

本実施の形態において、泡検出装置４０は、ノズルユニット１５よりも上流側に位置する第１泡検出装置４１と、第１泡検出装置４１及びノズルユニット１５よりも下流側に位置する第２泡検出装置４２とを含んでいる。このうち第１泡検出装置４１は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後に口部３１から放出される泡を検出するためのものである。
一方、第２泡検出装置４２は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから口部３１から放出される泡を検出するためのものである。

内容物Ｌから発生する泡は、内容物Ｌの種類や充填速度等の各種要因により、その成長速度が異なる。このため、上流側の第１泡検出装置４１と下流側の第２泡検出装置４２との両方を設けることにより、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後（内容物Ｌの充填から第１泡検出装置４１に到達する間）に口部３１から放出される、成長速度が速い泡を第１泡検出装置４１で検出し、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから（第１泡検出装置４１を通過してから第２泡検出装置４２に到達するまでの間に）口部３１から放出される、成長速度が遅い泡を第２泡検出装置４２で検出することができる。
これにより、成長速度が異なる様々な泡を検出することが可能となる。なお、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２とは異なる位置に、更に別の泡検出装置を設けても良い。

泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２には、それぞれ判定部５０が接続されている。判定部５０は、第１泡検出装置４１及び／又は第２泡検出装置４２によって泡が放出されたボトル３０が検出された際、当該泡が放出されたボトル３０を特定する機能を有する。泡が放出されたボトル３０を特定する方法は問わないが、例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所にそれぞれ位置番号を付与し、各ボトル３０が第１泡検出装置４１又は第２泡検出装置４２を通過した際、通過したボトル３０に対応する位置番号を判定部５０が認識し、これにより泡が放出されたボトル３０を特定しても良い。また、充填装置２０の出入口にボトル３０を検出するセンサーを設け、これによりボトル３０の位置を特定しても良い。

図３を参照すると、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２は、それぞれ一対の光電センサー（検出部）４３、４３を有している。一対の光電センサー４３、４３は、ボトル３０の口部３１よりも上方であって、口部３１から放出された泡Ｂの両側（ボトル３０の進行方向両側）に配置されている。一対の光電センサー４３、４３は、それぞれブラケット４４に取り付けられており、各ブラケット４４は、それぞれ水平取付部材４５に対して水平移動可能に取り付けられている。また、水平取付部材４５は、固定部材４６に対して垂直方向に移動可能に取り付けられている。これにより、対向する一対の光電センサー４３、４３同士の間隔や、光電センサー４３の口部３１に対する高さ位置を調整可能となっている。なお、光電センサー４３としては、従来公知のものを用いることができる。本実施の形態において、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２は互いに同一の構成からなっているが、これに限られるものではなく、第１泡検出装置４１と第２泡検出装置４２とが互いに異なる構成からなっていても良い。

光電センサー４３は、通信ケーブル４７を介して判定部５０に接続されている。判定部５０は、コンピュータ等の演算装置であってもよい。また、光電センサー４３と判定部５０との間には、図示しないアンプやシーケンサ等が介在されていても良い。なお、検出部としては、透過形の光電センサー４３に限らず、反射形の光電センサーを用いても良い。
あるいは、検出部として、ボトル３０の上方に配置された変位センサーが用いられても良く、ボトル３０の側方（又は斜め側方）に配置されたカメラが用いられても良い。

再度図１を参照すると、判定部５０は、調整部（制御部）５１に接続されている。この調整部５１は、判定部５０からの情報に基づき、充填装置２０による充填条件を調整するものである。充填条件としては、例えば、充填装置２０におけるボトル３０の移動速度（充填時間）、内容物Ｌの充填量、充填温度、充填時の圧力（カウンター圧力）、保持時間、スニフト時間、大投充填及び小投充填の調整（時間、量）等が挙げられる。このように、判定部５０からの情報をフィードバックし、調整部５１が充填装置２０による充填条件を調整することにより、口部３１から泡が放出されにくい充填条件で内容物Ｌを充填することができる。これにより、口部３１から泡が放出されるボトル３０を減らし、製品の歩留まりを向上させることができる。また、内容物Ｌの液種が異なると泡の発生状況も異なる。そこで従来は、一つ一つの充填要素を振って、１つの液種にあった最適な充填プロセスを目視検査で作成していた。しかし、この内容物充填システム１０により高速で搬送されるボトル３０に対して、どの要素が最も泡発生メカニズムに寄与しているか統計的に、自動で把握することが可能である。また、製造中得られた結果をリアルタイムに充填プロセスにフィードバックすることもできる。これにより、日々液種が異なっても充填開始とともに最適化作業が行われ、自動で最適な充填プロセスを導き出すことができる。

なお、判定部５０は、調整部５１と別体に構成されているが、これに限らず、判定部５０と調整部５１とが１つの装置内で一体化されていても良い。また、内容物充填システム１０の全体を制御する制御部が、判定部５０と調整部５１とを兼ねていても良い。

さらに、本実施の形態において、調整部（制御部）５１は、判定部５０からの泡検出の有無等に関する情報を記憶するとともに、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御するようになっている。すなわち調整部５１は、記憶された情報に基づき、充填装置２０を制御し、充填装置２０による充填条件（上記）を調整したり、充填装置２０を適宜作動又は停止させるようにしても良い。例えば、調整部５１は、判定部５０からの泡検出に関する情報から泡検知排斥率（泡検出されたボトル３０の数又は割合）を算出し、この泡検知排斥率に基づいて、充填装置２０における最適な充填パラメーターを決定しても良い。
さらに、調整部５１は、この最適な充填パラメーターに基づく充填条件を充填装置２０に対してフィードバックするようにしても良い。あるいは、調整部５１は、泡検知排斥率が高い場合、充填装置２０にトラブルが発生したと判断し、充填装置２０を停止するようにしても良い。

図４は、調整部５１に記憶された泡検出に関する情報の一例を示している。図４中、「時刻」は、泡を検出した時刻、「検出した泡検出装置」は、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２のうち泡を検出した泡検出装置、「バルブＮｏ.」は、当該ボトル３０に内容物Ｌを充填したバルブ（充填ノズル２２）の識別番号、「バルブ温度」は、当該ボトル３０に内容物Ｌを充填したバルブの表面温度、「液温度」は、当該ボトル３０に充填された内容物Ｌの温度をそれぞれ示している。

この場合、調整部５１は、充填された内容物Ｌに特有の泡発生温度（図４においては時刻１４：０２付近におけるバルブ温度及び／又は液温度）を求めるとともに、この泡発生温度を充填装置２０にフィードバックすることにより、充填装置２０における最適な充填温度を決定することができる。具体的には、調整部５１は、充填装置２０における内容物Ｌの充填温度が上記泡発生温度を上回らないように充填装置２０を制御しても良い。また調整部５１は、内容物充填システム１０の設備の異常や一時停止により内容物Ｌの液温が上昇し、内容物Ｌの充填温度が上記泡発生温度に到達した場合には、充填装置２０へのボトル３０の自動供給を停止させても良い。これにより、ボトル３０内の内容物Ｌにフォーミングが発生することを防止することができる。

さらに充填装置２０のバルブの故障、例えば、充填装置２０の特定のバルブに接続されたエアシリンダーの動作や、特定のバルブに接続されたエア供給経路（電磁弁の動作等）に変化や異常が生じた場合、ボトル３０から泡が放出されやすくなる場合がある。このため、調整部５１は、特定のバルブ（図４においてはＮｏ．２０のバルブ）を用いて充填されたボトル３０から頻繁に泡が検出される場合には、アラームや表示等で異常を報知するようにしても良い。この場合、作業者は、充填装置２０の特定のバルブに故障の予兆があると判断することができるので、当該バルブに適確な対処を施すことにより、設備の稼動率や製品の歩留まりを向上させることができる。

図５は、調整部５１に記憶された泡検出に関する情報の他の例を示している。図５中、「バルブＮｏ.」は、バルブ（充填ノズル２２）の識別番号、「検出数」は、所定の期間内に、泡を検出したボトル３０の数をそれぞれ示している。図５において、Ｎｏ.２０のバルブから充填されたボトル３０に集中的に泡が検出されていることが分かる（検出数３９）。この場合、作業者は、充填装置２０のＮｏ.２０のバルブに不具合が生じたと判断することができるので、Ｎｏ.２０のバルブに適確な対処を施すことにより、設備の稼動率や製品の歩留まりを向上させることができる。

なお、本実施の形態において、充填装置２０を制御する制御部が、充填装置２０による充填条件を調整する調整部５１と兼用されているが、これに限らず、制御部と調整部５１とが別体に構成されていても良い。

再度図１を参照すると、出口側搬送装置１３及び泡検出装置４０の下流側には、ボトル３０を排出する排出部６０が設けられている。排出部６０は、判定部５０に接続されている。この排出部６０は、判定部５０で特定された、泡が放出されたボトル３０を選択的に排出するものである。例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所に位置番号が付与されている場合、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を特定し、これを排出部６０に送信する。排出部６０は、対応する位置番号に収容されたボトル３０が到着したとき、このボトル３０を選択して排出する。一方、泡検出装置４０によって泡が検出されなかったボトル３０は、排出部６０へ送られることなく、キャップ装着装置１６に送られる。

キャップ装着装置１６は、出口側搬送装置１３及び泡検出装置４０の下流側に設けられている。このキャップ装着装置１６は、ボトル３０の口部３１に図示しないキャップを装着することにより、ボトル３０を閉栓するものである。キャップ装着装置１６は、回転する搬送ホイール１７を有しており、この搬送ホイール１７によって複数のボトル３０が回転（公転）しながらその口部３１にキャップが装着され、移送装置１８へ連続的に搬送される。このように、ボトル３０の口部３１にキャップを装着することにより、内容物入りボトル３５が得られる。

移送装置１８は、キャップ装着装置１６でキャップを装着された内容物入りボトル３５を、キャップ装着装置１６から内容物充填システム１０の外部に向けて搬出するものである。キャップ装着装置１６は、回転する搬送ホイール１９を有している。移送装置１８には出口コンベア３８が接続されている。この搬送ホイール１９によって、複数の内容物入りボトル３５が回転（公転）しながら出口コンベア３８に渡され、内容物充填システム１０の外部へ連続的に搬出される。

なお、内容物充填システム１０は、チャンバ７０を有している。チャンバ７０内に、上述した入口側搬送装置１１、充填装置２０、出口側搬送装置１３、キャップ装着装置１６、および移送装置１８が収容されている。

このような内容物充填システム１０は、例えば無菌充填システムからなっていても良い。この場合、チャンバ７０の内部が無菌状態に保持されている。あるいは、内容物Ｌがコーラ等の殺菌不要な飲料からなる場合、チャンバ７０の内部が、異物等が除去されたクリーンルームからなっていても良い。

（内容物充填方法）
次に、本実施の形態による内容物充填方法について説明する。本実施の形態による内容物充填方法は、上述した内容物充填システム１０（図１）を用いて行われるものである。

まず複数の空のボトル３０が、内容物充填システム１０の外部から入口側搬送装置１１へ順次供給される。このボトル３０は、入口側搬送装置１１の搬送ホイール１２によって回転搬送され、充填装置２０へ送られる。

続いて、充填装置２０において、ボトル３０は搬送ホイール２１に保持され、搬送ホイール２１によって回転（公転）されながら、口部３１からボトル本体３２内へ内容物Ｌが充填される（充填工程）。

次に、充填装置２０において、充填ノズル２２がボトル３０の口部３１に密着し、ガス供給ライン２５とボトル３０とが互いに連通する。次に、ガス供給ライン２５からボトル３０の内部にカウンタープレッシャー用のガスが供給される。これにより、ボトル３０の内圧が大気圧よりも高められ、ボトル３０の内圧がヘッドタンク２７（図２参照）の内圧と同一の圧力となる。

次に、内容物供給ライン２４からボトル３０の内部に内容物Ｌが充填される。この場合、内容物Ｌはヘッドタンク２７（図２参照）から内容物供給ライン２４を通過して、ボトル３０の内部に注入される。この間、大投充填と小投充填とを切り換えるようにしても良い。

続いて、内容物供給ライン２４からの内容物Ｌの供給を停止する。続いて、スニフトライン２６を開放し、スニフトライン２６からボトル３０内部のガスを排出する。

その後、ボトル３０内部の圧力が大気圧と等しくなり、ボトル３０への内容物Ｌの充填が完了する。このときボトル３０内の内容物Ｌ中に泡が生じ、この泡が口部３１から外部に放出される場合がある。

続いて、内容物Ｌが充填されたボトル３０は、充填装置２０から出口側搬送装置１３（図１参照）に送られる。このときボトル３０は、出口側搬送装置１３の搬送ホイール１４によって回転搬送され、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１へと送られる。

続いて、第１泡検出装置４１において、ボトル３０の口部３１から放出された泡（とりわけ充填直後に放出される泡）の有無が自動で検出される（第１泡検出工程）。具体的には、口部３１から放出された泡が第１泡検出装置４１の一対の光電センサー４３、４３（図３参照）の感知領域を通過した場合、光電センサー４３が泡を検出する。この場合、光電センサー４３から判定部５０（図１参照）へ信号が送られる。

続いて判定部５０は、光電センサー４３からの信号に基づき、泡が放出されたボトル３０を特定する（判定工程）。例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所に位置番号が付与されている場合、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を特定する。続いて、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を排出部６０に送信する。

なお、第１泡検出装置４１の光電センサー４３が泡を検出しなかった場合、光電センサー４３から判定部５０へは信号が送られない。

第１泡検出装置４１を通過したボトル３０は、口部３１から泡が放出されているか否かに関わらず、ノズルユニット１５内を通過し、この間口部３１が洗浄され、及び／又は、ヘッドスペース中のガスが不活性ガスによって置換される。ノズルユニット１５内の洗浄装置を使用した場合、水が搬送ホイール１４の廻りに飛散し、光電センサー４３を遮光する或いはノイズになる場合がある。その際は、光電センサー４３の受光部にエアをあて水を除去すると良い。チャンバ７０が無菌チャンバであり、この無菌チャンバ内で使用する場合は、洗浄水とエアは除菌されたものを使う必要がある。

ノズルユニット１５内を通過したボトル３０は、引き続き搬送ホイール１４によって回転搬送され、第２泡検出装置４２へと送られる。次に、第２泡検出装置４２において、ボトル３０の口部３１から放出された泡（とりわけ充填後一定時間を経過してから放出される泡）の有無が自動で検出される（第２泡検出工程）。

第２泡検出装置４２で口部３１から放出された泡が検出された場合、第２泡検出装置４２から判定部５０へ信号が送られ、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０を特定する（判定工程）。次に、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を排出部６０に送信する。

なお、第２泡検出工程における検出方法は、第１泡検出工程の場合と略同様である。また本実施の形態において、第１泡検出工程と第２泡検出工程とにより、泡検出工程が構成される。

次いで、第２泡検出装置４２を通過したボトル３０は、排出部６０（図１参照）の近傍に到達する。このとき、排出部６０は、判定部５０からの信号に基づき、泡が放出されたボトル３０を選択し、これを出口側搬送装置１３から排出する。なお、排出部６０は、第１泡検出装置４１および第２泡検出装置４２のうち、いずれか一方で泡が検出されたボトル３０を選択して排出しても良く、両方とも泡が検出されたボトル３０を選択して排出しても良い。

一方、泡が検出されなかったボトル３０は、出口側搬送装置１３からキャップ装着装置１６（図１参照）に搬送される。このキャップ装着装置１６において、ボトル３０の口部３１に図示しないキャップを装着することにより、内容物入りボトル３５が得られる（キャップ装着工程）。

その後、内容物入りボトル３５は、キャップ装着装置１６から移送装置１８へ搬送され、移送装置１８から内容物充填システム１０の外部へ向けて搬出される。

なお、本実施の形態において、判定部５０からの泡検出の有無等に関する情報は、調整部（制御部）５１に送られ、調整部５１において記憶される（記憶工程）。この場合、調整部５１は、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御するようになっている。例えば、調整部５１は、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御し、充填装置２０による充填条件（上記）を調整したり、充填装置２０を適宜作動又は停止させたりするようにしても良い。

なお、本実施の形態において、ボトル３０の生産（搬送）速度は、１００ｂｐｍ〜１５００ｂｐｍとすることが好ましい。ここでｂｐｍ（bottle per minute）とは、１分間当たりのボトル３０の搬送速度をいう。

以上のように本実施の形態によれば、泡検出装置４０が、ボトル３０に充填された内容物Ｌ中に生じ、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出する。また判定部５０は、泡が放出されたボトル３０を特定する。これにより、作業者の人手に頼ることなく、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出することが可能となる。この結果、ボトル３０内の内容物Ｌの量が所定量よりも不足してしまったり、口部３１の外周に内容物Ｌが付着してしまったりする不具合を防止することができる。

また従来、作業者が泡の有無を目視で検査し、泡が噴き出しているおそれのあるボトル３０をまとめて廃棄する場合があったが、本実施の形態によれば、口部３１から泡の生じたボトル３０のみを選択して廃棄することができるため、廃棄されるボトル３０の数を減らし、製品の歩留まりを向上させることができる。

また本実施の形態によれば、泡検出装置４０は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後に口部３１から放出される泡を検出する第１泡検出装置４１と、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから口部３１から放出される泡を検出する第２泡検出装置４２とを含んでいる。これにより、泡検出装置４０によって、成長速度が異なる様々な泡を検出することができ、口部３１から泡が放出されたボトル３０を確実に取り除くことができる。

また本実施の形態によれば、泡が放出されたボトル３０を排出する排出部６０が設けられているので、泡が放出されたボトル３０を自動で確実に取り除くことができる。

また本実施の形態によれば、排出部６０は、キャップ装着装置１６でボトル３０の口部３１にキャップを装着する前に、泡が放出されたボトル３０を排出する。これにより、廃棄すべきボトル３０にキャップを装着してしまうおそれがなく、キャップが無駄になることが防止される。

また本実施の形態によれば、判定部５０からの情報に基づき、充填装置２０による充填条件を調整する調整部５１が設けられている。また調整部５１は、判定部５０からの泡検出に関する情報を記憶する。この調整部５１が判定部５０からの情報を記憶するとともに充填装置２０にフィードバックすることにより、充填装置２０による充填条件と、泡の発生との関係を把握することができる。また、判定部５０からの情報に基づいて、口部３１から泡が放出されにくくなるように、充填装置２０による充填条件を調整することができる。

（変形例）
次に、図６乃至図８により、本実施の形態の各変形例について説明する。図６乃至図８において、図１乃至図３に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

上述した実施の形態において、排出部６０がキャップ装着装置１６よりも上流側に設けられている場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば図６に示すように、排出部６０は、キャップ装着装置１６の下流側に設けられていても良い。これにより、排出部６０を出口側搬送装置１３周辺の空間に配置する必要がないので、出口側搬送装置１３周辺のスペースを有効に利用することができる。この場合、キャップ装着装置１６は、泡が放出されたボトル３０の口部３１にはキャップ（図示せず）を装着することなく、当該ボトル３０を排出部６０に搬送することが好ましい。これにより、廃棄すべきボトル３０にキャップを装着しないので、キャップが無駄になってしまうことを防止することができる。

あるいは、図７に示すように、排出部６０は、出口コンベア３８に設けられていても良い。泡が放出されたボトル３０は、規定のピッチで搬送されるため、出口コンベア３８にある排出部６０で出口コンベア３８から排斥される。この場合、キャップは巻締めた状態であっても良く、キャップが装着されていない状態であっても良い。

また、図８に示すように、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び／又は第２泡検出装置４２は、上下方向に複数（例えば２つ）の光電センサー（検出部）４３、４３を有していても良い。この場合、口部３１から放出された高さの異なる泡Ｂを検出することが可能となる。例えば、下方に位置する光電センサー４３が相対的に高さの低い泡Ｂを検出し、上方に位置する光電センサー４３が相対的に高さの高い泡Ｂを検出することができる。

次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。

図１に示す内容物充填システム１０を用い、口部３１から泡が放出されたボトル３０を用意し、これを一対の光電センサー４３、４３間を通過させて実際に泡が検出できるか否かを確認した。なお、ボトル３０の搬送速度は７２０ｂｐｍとした。

内容物Ｌとしては、食器用洗剤、コーラ、メロンクリームソーダの３種類を準備し、それぞれについて５回ずつテストを実施した。

この結果、内容物Ｌが食器用洗剤、コーラ、メロンクリームソーダのいずれであった場合においても、口部３１から放出された泡を検出することができた（表１参照）。

１０ 内容物充填システム
１１ 入口側搬送装置
１３ 出口側搬送装置
１５ ノズルユニット
１６ キャップ装着装置
１８ 移送装置
２０ 充填装置
３０ ボトル
３１ 口部
３２ ボトル本体
３５ 内容物入りボトル
４０ 泡検出装置
４１ 第１泡検出装置
４２ 第２泡検出装置
５０ 判定部
５１ 調整部（制御部）
６０ 排出部

Claims (7)

1. 口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填装置と、
   前記充填装置の下流側に設けられ、前記充填装置で前記内容物が充填された後閉栓される前の前記容器を搬送する出口側搬送装置とを備え、
   前記出口側搬送装置には、ノズルユニットが設けられ、
   前記ノズルユニットは、連続的に搬送される前記容器の前記口部を洗浄液又は洗浄ガスによって洗浄する口部洗浄ノズルを有することを特徴とする内容物充填システム。
2. 前記ノズルユニットは、連続的に搬送される前記容器のヘッドスペース中のガスを不活性ガスによって置換する不活性ガス置換用ノズルを更に有することを特徴とする請求項１記載の内容物充填システム。
3. 前記洗浄液は除菌されていることを特徴とする請求項１または２記載の内容物充填システム。
4. 前記出口側搬送装置に設けられ、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置を更に備えた、請求項１乃至３のいずれか一項記載の内容物充填システム。
5. 前記泡検出装置は、
   前記ノズルユニットの上流側に設けられ、前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出装置と、
   前記ノズルユニットの下流側に設けられ、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出装置とを含むことを特徴とする請求項４記載の内容物充填システム。
6. 前記第１泡検出装置は、光電センサーを有し、前記光電センサーの受光部にエアがあてられていることを特徴とする請求項５記載の内容物充填システム。
7. 前記エアは除菌されていることを特徴とする請求項６記載の内容物充填システム。

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