JP3815764B2

JP3815764B2 - 無菌充填ボトル製造工程における検査方法

Info

Publication number: JP3815764B2
Application number: JP35539798A
Authority: JP
Inventors: 孝之橋本
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000158527A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の透明空ボトル（本明細書において、空ボトルという。）のブロー成形、該空ボトルへの内容液の充填及び該充填ボトルにキャップを装着する（なお、本明細書において、空ボトルに内容液を充填してキャップを装着したボトルを実ボトルという。）までを無菌室内で連続的に行うような無菌充填ボトル製造工程におけるボトルの外観検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平４−４４９０２号公報には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の予備成形体（パリソン）を殺菌液により殺菌し、この予備成形体（パリソン）に付着した殺菌液を除去した後に金型を用いてブロー成形し、金型に装着された状態の空ボトルに殺菌された内容液を充填し、次に殺菌されたキャップを装着する工程を無菌エアで陽圧化された無菌チャンバー内で連続的に行う無菌容器のブロー成形・充填方法が記載されている。
【０００３】
一方、特開昭５６−１２６７０６号公報には、ガラス瓶等の瓶口に生じた欠陥を検出するため、瓶口に光を照射し、その反射光を検出して電気信号に変換し、この信号を二値化して瓶口欠陥の有無を判別するようにした検瓶装置が記載され、また、特開平２−１０２５３号公報には、検査対象領域をテレビカメラで撮像することによりその二値化画像データを作成して取込み、このデータを所定の判断基準に照らして対象領域の良否を判断するに際し、検査対象領域を予め複数の小領域（ウインド）に分けておき、ウインドごとに判断基準を異にして各ウインドごとに良否判断を行うマルチウインド式外観検査装置を用いた瓶の外観検査方法が記載されている。
【０００４】
また、特開昭５８−１７３４１０号公報には、連続的に一列で搬送される王冠等の表面パターンを光学的に検出し、これを電気信号に変換して二値化し、予め記憶している標準パターンと比較照合することにより、異種王冠を判別するようにした王冠等の検出装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特開平４−４４９０２号公報には、パリソン（予備成形体）の殺菌から空ボトルのブロー成形、空ボトルへの内容液の充填、及びキャップの装着工程を無菌チャンバー内で連続的に行う方法が記載されているが、パリソンを殺菌液により殺菌し、このパリソンに付着した殺菌液を除去する工程を経るため、パリソンに殺菌液が残留する恐れがあり、これは食品容器として問題がある。
【０００６】
これに対して、無菌チャンバー外から搬入したパリソンを無菌チャンバー内で殺菌するのではなく、パリソンの射出成形からキャップの装着工程までを無菌チャンバー内で連続的に行うような製造工程、即ち、無菌雰囲気下においてプラスチック製予備成形体（パリソン）を射出成形し、該予備成形体を金型に装着して無菌の加圧気体を吹込んで空ボトルを延伸ブロー成形し、該空ボトルに無菌内容液を充填し、次いで無菌のキャップを装着するような無菌充填ボトル製造工程によれば、射出成形される際の高温により無菌状態となった予備成形体はそのまま無菌雰囲気下にあるため、これを改めて殺菌液により殺菌するような必要がなく、上記のような食品容器としての問題は解消される。
【０００７】
しかしながら、そのような無菌充填ボトル製造工程において、予備成形体から延伸ブロー成形される空ボトルの外観検査を無菌雰囲気外（無菌チャンバーの外側）から行なおうとする場合に、その胴部の検査が困難で不確実なものとなってしまう。即ち、上記特開平２−１０２５３号公報に、マルチウインド式外観検査装置を用いた瓶の外観検査方法が記載されているが、そのような従来公知の方法により空ボトルの胴部を検査しようとすると、空ボトルには、胴部の断面形状が円形のものや四辺形のものがあり、更にこれらの胴部には補強用の凹凸が形成されており、これらの複雑な形状と欠陥との判別が画像処理上必要となることから、結果的には検査が困難で不確実なものとなってしまう。
【０００８】
本発明は、予備成形体の射出成形から透明空ボトルのブロー成形、該空ボトルへの内容液の充填及び該充填ボトルにキャップを装着するまでを無菌室内で連続的に行う製造ライン中において、無菌室外から簡単な画像処理装置により確実にボトル胴部の欠陥を発見できるようにすることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の請求項１に記載したように、無菌雰囲気下においてプラスチック製予備成形体を射出成形し、該予備成形体を金型に装着して無菌の加圧気体を吹込んで空ボトルを延伸ブロー成形し、該空ボトルに無菌内容液を充填し、次いで無菌のキャップを装着する無菌充填ボトル製造工程において、前記予備成形体の延伸ブロー成形工程の直前に、無菌雰囲気外から遠隔操作可能な画像処理装置を用いて各予備成形体の側面を撮像・検査し、この予備成形体側面検査で不合格と判定された予備成形体から成形された空ボトルを、前記空ボトルに無菌内容液を充填する工程を実施する前に製造工程から排出することを特徴とするものである。
【００１０】
そのような本発明の検査方法によれば、無菌雰囲気外から遠隔操作可能な画像処理装置を用いて、各予備成形体の側面を撮像・検査し、この予備成形体側面検査で不合格と判定された予備成形体から成形された空ボトルを、前記空ボトルに無菌内容液を充填する工程を実施する前に製造工程から排出するので、無菌雰囲気外から簡単な画像処理装置により確実に空ボトルの胴部の欠陥を発見できると共に、そのような欠陥のある空ボトルを無菌内容液を充填する工程よりも前に製造工程から排出することで、無菌内容液を充填する工程でのロスを省くことができる。
すなわち、一般に、プラスチック製予備成形体（パリソン）をブロー成形した場合、ブロー成形に起因する欠陥はほとんど発生しないが、予備成形体を射出成形で製造すると、予備成形体の胴部に傷や気泡が発生する欠陥を生じることがあり、このような予備成形体からブロー成形された空ボトルでは、当然胴部に傷や気泡が発生した欠陥があることから、予備成形体を検査することにより、結果的には空ボトルの胴部の欠陥を発見できることとなる。
【００１１】
なお、上記のような本発明の検査方法により無菌内容液を充填する工程よりも前に胴部に欠陥のある空ボトルを製造工程から排出した後では、残りの空ボトルについて、上記の請求項２に記載したように、画像処理装置を用いて各空ボトル口部天面部を検査し、その後のキャップ装着後に画像処理装置を用いて実ボトルのキャップ装着状態を検査し、次いでこのキャップ装着の検査で不合格と判定された実ボトルを前記空ボトル口部天面部検査で不合格と判定された空ボトルから作られた実ボトルと共に、以後の製造工程から排出するようにしている。
この方法では、空ボトル口部天面部の不良だけでなく、実ボトルのキャップ装着状態が正確に検査できるので、その後の実ボトルから内容液が漏洩する恐れがなくなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の検査工程を付加した無菌充填ボトルの製造工程のブロック図を示す。図１に基づいて、無菌充填ボトルの製造工程及び検査工程の概略を先ず説明する。
無菌室１内において、予備成形体射出成形工程２で従来の射出成形法により、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の透明予備成形体（パリソン）を成形し、この予備成形体の胴部をコンディショニング工程３，５間に設けた予備成形体胴部検査工程４でその外観を検査（この検査方法の詳細は後記する。）する。
検査後の予備成形体は、次のブロー成形工程６で透明な空ボトルに成形され、先の予備成形体胴部検査工程４で不良と判定された予備成形体から成形された空ボトルは、次のリジェクト工程７で無菌室１内の製造ラインから排出される。
残りの空ボトルは空ボトル口部検査工程８で口部欠陥の有無が検査（この検査方法の詳細は後記する。）され、次いで内容液充填工程９を経てキャッパー工程１０でキャップが装着され、この内容液が充填されキャップが被された実ボトルは、無菌室１外に搬出されて次の工程に移行される。
【００１３】
無菌室１外に搬出された実ボトルは、実ボトル検査工程１１で検査（この検査方法の詳細は後記する。）され、不良と判定された実ボトルは、先の空ボトル口部検査工程８で不良と判定された空ボトルから作られた実ボトルと共に、次のリジェクト工程１２で製造ラインから排出される。
残りの実ボトルは、液レベル検査工程１３で液面レベルを検査し、問題のない実ボトルにはシュリンクラベラー工程１４で熱収縮性フィルムのラベルを装着し、インクジェットプリンター工程１５で賞味期間等を所定箇所に印字し、ラベル検査工程１６でラベルの欠陥の有無を検査し、問題のない実ボトルは、ケーサー工程１７で段ボール箱に詰められ、出荷工程１８へ送られる。
【００１４】
図２はコンディショニング工程と予備成形体胴部検査工程４の概略説明図で、予備成形体Ａは１２個を一組としてＸ方向に搬送され、コンディショニング工程３において、予備成形体Ａの搬送が停止されている間に、各予備成形体Ａは、その胴部に沿ってそれぞれ上下するヒーターリング１９で温度を適温に調整され、次に図１に示すコンディショニング工程５に搬送される間に、予備成形体胴部検査工程４を通過する。
予備成形体胴部検査工程４では、蛍光灯２１からの光を拡散板２２で拡散した光で予備成形体Ａを照明し、予備成形体Ａを透過した光を拡散板２２と対向する位置に設置したカメラ２０に入射させて予備成形体Ａの胴部を撮影する。撮影された画像は、マルチウインドウ方式で分割し、設定画像と比較して傷や気泡の有無を検査する。
【００１５】
予備成形体Ａは透明であるので、縁の部分を除く正面と背面とを一度に検査できる。蛍光灯２１から拡散板２２を離して予備成形体Ａに近づけて照明し、この状態で撮影すると、予備成形体Ａの縁の部分が薄く撮像できる。
しかし、予備成形体Ａの縁の部分の欠陥を見逃がさないために、図３に示すように、二組の撮影セット２０，２１，２２をハの字状に設置し、同じ予備成形体Ａについて撮影角度を変えて２回撮影して検査を行うようにしている。
これらの撮影セットは、画像の表示や光源のオン・オフ等が無菌室外の表示盤上で遠隔操作可能に設置されており、これらの調整のため無菌室内に立ち入る必要はない。
【００１６】
予備成形体胴部検査工程４を通過した予備成形体Ａは、１２個を一組としてコンディショニング工程５で一旦停止し、ブロー成形に適した温度に調整されてからブロー成形工程６に搬送され、ブロー成形機の金型に装着して無菌の加圧気体を吹込み、空ボトルに延伸ブロー成形される。
次に、これらの空ボトルＢは、図４に示すようにコンベアー２３のチャック２４に吊下げられて１２個が一度に搬送され、リジェクト工程７における排出機２５の真下にくる。
先の予備成形体胴部検査工程４で外観不良と判定した予備成形体が存在した場合、それを排出機２５の記憶回路が１２個の内、何番目かを記憶していて、その外観が不良と判定された予備成形体Ａからブロー成形された空ボトルＢは、リジェクト工程７において、その空ボトルＢに相当する番号位置の排出機２５のエアシリンダー２６が伸長し、空ボトルＢをチャック２４からはずし、無菌室１内の製造ラインから排出される。
【００１７】
リジェクト工程７を通過した空ボトルＢは、ベルトコンベアー上に一列に並べて載せられ、空ボトル口部検査工程８へ搬送される。図５は空ボトル口部検査工程８を示す側面図で、無菌室１の天井に取り付けられた透明ガラス板２７の上方にカメラセットが設置されている。
カメラセットはリング状のハロゲンランプ２８で空ボトルＢの口部を照らしてカメラ２９で撮影し、その画像を二値化して口部天面部の欠け、楕円、波状の凹凸等の口部欠陥の有無を検査する。そして口部欠陥が検出された空ボトルについては、その排出信号が後のリジェクト工程１２に伝達され、その工程で製造ラインから排出される。
前記の排出信号は、空ボトルが順次空ボトル口部検査工程８を通過し、例えば、そこを７番目に通過した空ボトルに口部欠陥が検出されたとすると、後のリジェクト工程１２において排出機の前を７番目に通過する空ボトルを排出するように指令するものである。
【００１８】
次に空ボトルＢは、空ボトル口部検査工程８を通過した順番を崩さずに内容液充填工程９に搬送されて内容液が充填され、次いでキャッパー工程１０で無菌化したキャップが装着される。
以上の予備成形体射出成形工程２からキャッパー工程１０までの工程は、無菌室１内で行われるが、キャップが装着された実ボトルは、無菌室外に搬出されて実ボトル検査工程１１に運ばれる。
【００１９】
図６及び図７は、実ボトル検査工程を示す側面図で、図６はキャップの側面を検査し、図７はキャップの頂面を検査する状態を示す。
図６の検査工程には、搬送されてくる実ボトルＣのキャップＤの高さに合わせてその両側に、発光ダイオード３０とカメラ３１が対向して設置されていて、実ボトルＣが図に破線で示す位置を通過する度に、発光ダイオード３０を発光させて実ボトルＣのキャップ付近の側面を照らし、カメラ３１で撮影した画像を後記するパターンマッチング方式で検査する。
図７の検査工程には、搬送されてくる実ボトルＣのキャップＤの頂面に対向してリング状のハロゲンランプ３２とその上方にカメラ３３が設置されていて、実ボトルＣが図に破線で示す位置を通過する度に、カメラ３３でキャップの頂面を撮影し、その画像をパターンマッチング方式で検査する。
【００２０】
図８に、前記キャップの側面検査に用いるパターンマッチング方式におけるパターン設定領域を示し、図９に、キャップの装着不良状態を例示する。キャップＤは、開封するときにブリッジｂやスリットｓが破断してバンドｄが外れる形式のプラスチックキャップで、パターン設定領域３５，３６は、図に破線で示すようにキャップＤのバンドｄとボトルＣの一部を含むキャップの縁部に設定する。
【００２１】
図９は、キャップの装着不良状態を例示する側面図で、図９Ａはキャップなし、図９Ｂはキャップの巻き締め不足、図９Ｃはキャップの斜めかぶり、図９Ｄはキャップのブリッジ切れ、図９Ｅはキャップのスリット切れを示す。
実ボトルＣにキャップＤが正常に装着されているときのパターン設定領域３５，３６の画像パターンと、図９Ａ〜Ｅに示すキャップの装着不良状態における同じ領域の画像パターンとは、明らかに相違するから、前者の画像パターンを基準としてキャップの側面を撮影した画像パターンを比較することにより、容易にキャップの装着不良が検出できる。
【００２２】
図１０に、実ボトル検査工程１１とこれに続くリジェクト工程１２を示す。
実ボトルＣは、コンベアー３４上をＸ方向に搬送され、ボトル整列ガイド３８で、コンベアー３４の中央に列べられ、その下流に図６に示す発光ダイオード３０とカメラ３１からなるキャップ側面検査装置が二組互いに９０度位相をずらせて設置されていて、この検査位置において同じ実ボトルのキャップ側面の四箇所がパターンマッチング機で検査される。
次いで、図７に示すハロゲンランプ３２とカメラ３３とからなる検査装置の下を通ってキャップの頂面が検査される。
【００２３】
実ボトル検査工程１１を出た実ボトルＣが、リジェクト工程１２に設置された排出機３７の前に差し掛かると、その実ボトルＣが先の空ボトル口部検査工程８で口部欠陥が検出された空ボトルから作られたものであるとき、及び実ボトル検査工程１１でキャップ部に異常が検出されたときに、その信号を受けた排出機３７のエアシリンダーが作動してその実ボトルＣ’をコンベアー３４上からＹ方向に排出する。
問題のなかった実ボトルＣは、コンベアー３４でＸ方向に搬送され、先に図１に付いて説明した液レベル検査工程１３等を経て出荷される。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の無菌充填ボトル製造工程における検査方法によれば、各予備成形体を検査して、不合格と判定された予備成形体から成形された空ボトルを、無菌内容液を充填する工程よりも前に製造工程から排出することで、無菌雰囲気外から簡単な画像処理装置により確実に空ボトルの胴部の欠陥を発見できると共に、無菌内容液を充填する工程でのロスを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査工程を付加した無菌充填ボトルの製造工程のブロック図。
【図２】コンディショニング工程と予備成形体胴部検査工程の説明図。
【図３】予備成形体胴部検査工程のカメラセットの配置を示す平面図。
【図４】空ボトルリジェクト工程の説明図。
【図５】空ボトル口部の検査工程の側面図。
【図６】実ボトルのキャップ側面の検査工程を示す側面図。
【図７】実ボトルのキャップ頂面の検査工程を示す側面図。
【図８】実ボトルのキャップ側面検査におけるパターン設定域を示す側面図。
【図９】キャップの装着不良状態を示す側面図。
【図１０】実ボトル検査工程とこれに続くリジェクト工程を示す説明図。
【符号の説明】
Ａ：予備成形体Ｂ：空ボトルＣ：実ボトルＤ：キャップ１：無菌室１９：ヒーターリング２０，２９，３１，３３：カメラ２１：蛍光灯２２：拡散板２３，３４：コンベアー２４：チャック２５，３７：排出機２８：ハロゲンランプ３５，３６：パターン設定領域

Claims

無菌雰囲気下においてプラスチック製予備成形体を射出成形し、該予備成形体を金型に装着して無菌の加圧気体を吹込んで空ボトルを延伸ブロー成形し、該空ボトルに無菌内容液を充填し、次いで無菌のキャップを装着する無菌充填ボトル製造工程において、前記予備成形体の延伸ブロー成形工程の直前に、無菌雰囲気外から遠隔操作可能な画像処理装置を用いて各予備成形体の側面を撮像・検査し、この予備成形体側面検査で不合格と判定された予備成形体から成形された空ボトルを、前記空ボトルに無菌内容液を充填する工程を実施する前に製造工程から排出することを特徴とする無菌充填ボトル製造工程における検査方法。
予備成形体側面検査で不合格と判定されて製造工程から排出された空ボトルを除く残りの空ボトルについて、画像処理装置を用いて各空ボトル口部天面部を検査し、その後のキャップ装着後に画像処理装置を用いて実ボトルのキャップ装着状態を検査し、次いでこのキャップ装着状態の検査で不合格と判定された実ボトルを前記空ボトル口部天面部検査で不合格と判定された空ボトルから作られた実ボトルと共に、以後の製造工程から排出することを特徴とする請求項１に記載の無菌充填ボトル製造工程における検査方法。