JP4854891B2 - 閉鎖容器の漏れ検査の方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一つの可撓性壁領域を備えた閉鎖容器がプロダクトで充填されているか否かにかかわらず、この容器の漏れを検査（テスト）する方法、及び、このような可撓性壁領域を備えた閉鎖容器の漏れ検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
閉鎖容器を検査するときは、一の公知の手法では、検査キャビティに検査する容器を配置し次いで密閉封鎖して、検査する容器の周りの検査キャビティの内部空間を排気し、所定のレベルで排気を停止した後に容器の周りの圧力の時間変化（挙動）を評価する。この手法は非常に高い精度を有するが、このような高い精度に達するためには非常に注意が必要である。検査キャビティの容積及びその形状は検査する容器の外側形状とぴったりとフィットしなければならない。一方でこの容積を最小にすることは排気時間を短くすることにつながり、他方でこの最小化の程度は検査精度を大きく支配する。容器の周りの圧力変化を漏れの存在として検出するので、漏れを通して圧力が影響される容積が小さいほど、検査精度は高くなる。
【０００３】
さらに、容器の周りに形成された真空の程度によって精度は大きく影響され、高精度のためには、もし、ターボ真空ポンプによってしか達することができないレベルにまで真空が達するためには、比較的高価な真空ポンプ、多段階真空ポンプさえも必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、圧力モニタリングを用いた従来の漏れ検査法の欠点を克服する方法及び装置を提供することである。この目的は、容器の可撓性壁領域上までバイアス（変形、変形付与）部材を相対的に移動する段階と、このような移動を停止して前記容器上のバイアス力をモニターする段階とを備えた上述の漏れ検査法によって達成される。モニターされる変形（バイアス）力は第１の時点でサンプリングされて第１の力測定信号を生成し、少なくとも一つのその後の第２の時点でサンプリングされて第１の力測定信号を生成する。さらに、前記の２つの測定信号に基づく差信号が漏れ指示信号として生成される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、検査される容器が変形されてこの容器が圧縮あるいは膨張されるならば、膨張されあるいは圧縮された容器の反作用力として容器の壁に外的に印加される面に変形力が印加されるという認識から出発している。このような反作用力は容易にモニターされる。このような変形が所定のレベルまで付与され、次いで止めると、張った容器は達した変形レベルに従って一定の反作用力がモニターされる。もし容器に漏れがある場合、容器の周囲とその内部との間で媒体の交換が生じ、所定時間にわたってモニターされた反作用力の減少につながる。
【０００６】
このような手法の精度は、検査中の容器を囲繞する容積にはあまり依存せず、変形の程度と変形された容器が反作用する方向の力検出面とに主に支配される。
【０００７】
本発明の方法の好適な実施形態では、変形は所定の変形力まで行われる。
【０００８】
このような所定の変形力に達すると、このような所定の変形力に達すると、サンプリングによって第１及び第２の力測定信号が生成され、それに依存して差信号が生成される前にある時間間隔の間待つことが要求される。この時間間隔において、変形された容器はその形状を安定化することができる。一の実施形態では、検査中の容器の変形付与が、所定の値で前記差信号を保持し、変形付与部材の作用を漏れ指示として利用するために、生成された差信号の関数として制御される。変形付与部材が漏れに起因してモニターされる力の変化に制御可能に反作用する負のフィードバックループが確立され、それによって、極端な場合には、変形付与部材が適当な作用によって一定の反作用力を維持することによって力の変化が生じない。
【０００９】
非常に好適な実施形態では、容器の変形付与は、外部面を容器の壁の方へ相対的に移動することによって行われるのではなく、容器の内部とその周囲との間に差圧を作ることによって行う。差圧は非常に好適な実施形態においては容器の周囲を排気することによって形成される。容器の可撓性壁領域は外方への曲がる性質を有するが、この外方への曲がりが容器外の静止面によって防止されている場合は、容器はこのような面上への反作用力で作用する。この力をモニターする。
【００１０】
本発明による変形付与によって、容器に存在する漏れは、外部面上に付勢されるこのような漏れを有する壁領域によって塞がれているのを回避するために、変形が付与されると、ある構造によって容器の壁に接触される面領域を提供することを提案している。このような構造は、容器の壁領域とこのような外部面との間のメッシュ状あるいはグリッド状部材を挿入することによって実現されてもよく、好適には、このような面をエッチングや機械加工等で粗くすることによって実現されてもよい。
【００１１】
さらに好適な実施形態では、第１の力測定信号が格納され、差信号が格納された第１の力測定信号と第２の力測定信号とに依存して生成される。
【００１２】
作動の他の好適なモードでは、第１の時点ですでに、格納された第１の力測定信号と格納されていない第１の力測定信号とから差信号が生成されている。できた差信号をゼロオフセット信号として格納され、後者の生成された差信号のゼロオフセットが格納されたゼロオフセット信号によって補償される。
【００１３】
大きな漏れ、さらにはそれより小さな漏れを迅速に検出するために、非常に大きな漏れがあることの特定につながる前記の第１の時点でのサンプリングにおいて、モニターされた変形力と少なくとも一の所定しきい値とを比較することが提案され、さらに好適には、差信号を一の所定しきい値と比較することが提案されている。
【００１４】
本発明による漏れ検査装置は、検査中の容器を圧縮するためとあるいは膨張するための変形付与アレンジメント
（構成）と、検査中の容器の壁に適用可能でかつ電気出力信号を生成する力検出器とを備える。力検出器の出力は格納ユニットに使用可能に結合され、格納ユニットの出力はコンパレータユニットに使用可能に結合されている。その第２の入力は力検出器の出力に使用可能に結合されている。
【００１５】
本発明は、例えば、可撓性壁容器の周囲全体が糊状物質で充填されているいわゆるパウチの漏れ検査するために特に適している。
【００１６】
本発明の方法及び装置を実現する他の好適な態様は、以下の詳細な説明と特許請求の範囲とを読めば当業者に明らかになるだろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による一の原理を模式的に示したものである。漏れ検査される容器１は、可撓性の壁の一領域３を有する。本発明の原理は、容器１を漏れ検査するために、変形付与部材５がドライブ７によって容器１の壁へ動いて、力検出器９が反作用力Ｆをモニターし、この力Ｆに従って電気信号Ｆ_elを生成する。図２で示した好適なモードのように、力検出器９は変形付与部材５に直接結合しており、両者は容器１の壁の可撓性領域３に対してその上に駆動される。変形付与部材５は例えばベースプレート１１上に備わってもよい。
【００１８】
他の好適な実施形態では図３で示したように、ドライブ７は、変形付与部材５、力検出器９又は変形付与部材と力検出器の結合体５／９のうちの一つを容器１の壁の可撓性領域３に対して動かすものであり、これは実際には液圧式ドライブとして実現されている。力検出器９と変形付与部材５とは検査チャンバ１３に静止されている。
【００１９】
排気ポンプ１５によって、検査チャンバ１３を排気し、それによって容器１の周囲とその内部との間に容器の内部から外部へ向かう差圧Δｐを形成する。可撓性壁部３は外へ曲げられ、力検出器９の方へ動く。好適な実施形態では、変形付与部材として及び力検出器として同時に機能する。点線で示したように、例えば圧縮された気体源１６によって容器１を圧縮することも可能であり、また、容器１の壁構造に依存して外方へ撓む領域３を有することも可能である。
【００２０】
本願の変形付与部材５や力検出器９がどこに配置されたか、図１あるいは図２に図示されているような機械的なドライブとして又は図３に図示されているように差圧が印加されることによってドライブ７をどのように実現されているかた手法にかかわらず、図１あるいは図２に示した実施形態において容器１が刺激を付与されたとき又は図３の好適な実施形態に従って容器１が膨張されたときには、変形付与部材５が容器１の方へ相対的に移動することによって容器１を変形することによって、力検出器９が上昇力Ｆを検出することにつながる。図４によれば、変形付与部材５が容器１の壁に接触する（ｔ₀）や否や、変形付与部材５がさらに容器１の壁にさらに押されるときに反作用力Ｆは上昇する。所定の時間ｔ₁の後、容器壁と変形付与部材５の相対移動が停止する。容器に漏れがなくその壁が形状が平衡に達するまでさらに反作用することがなければ、これによって反作用力が一定（Ｆ₀）となる。
【００２１】
圧力下の容器が経路（ｂ）に従って大きな漏れＬＬを有するならば、変形付与部材の変形の動き（移動）によっては反作用力ＦがＦ₀に達しないが、ｔ₁−ｔ₀の時間間隔の後、かなり小さい力Ｆ_LLが力検出器９によって測定されあるいはモニターする。
【００２２】
変形付与部材が所定の割合であるいは速度で容器壁に動き、ｔ₁−ｔ₀の所定の時間間隔の後、Ｆ₀のような所定の力に達しないならば、大きな漏れＬＬが独創的にも検出される。
【００２３】
容器のこのような挙動はｔ₁−ｔ₀より短い時間の時間間隔後に検出されるのが好ましく、これによって、十分に迅速にかつ容器に収容されるプロダクトを容器の周囲へ押し出す前あるいは容器の周囲に吸い出す前に容器の変形付与を停止することが可能となる。好適には、短めの時間間隔ｔ_LL−ｔ₀を設定し、変形付与を増大するこの時間間隔の後に、図４に従ってＦ_LLのような所定のしきい値の力に達したか否かをチェックする。変形付与経路（ｂ）に従ってそれに達しないならば、さらなる変形付与は中止され、大きな漏れを有する容器は可能な限り迅速に変形付与から開放される。
【００２４】
容器１が大きな漏れがないならば、モニターされる反作用力Ｆは変形付与が大きくなる時間間隔ｔ₁−ｔ₀の後に、要求されるＦ₀のようなしきい値に達し、容器の漏れ挙動はその後に検出される。
【００２５】
大きな漏れＬＬをチェックし、時間ｔ₁で、好適にはｔ₂までの所定の時間間隔ｔ₂−ｔ₁を設定して容器のさらなる変形付与をできなくした後、変形付与部材５と力検出器９とは、例えば、容器の形状の平衡に達したままにしておく。
【００２６】
好適なモードでは、ｔ₂は最大値に設定され、ｔ₂＝ｔ_maxとなる。これは、検査中の容器が、例えば、漏れに起因しない移行期間における反作用力の低下につながる変形付与の圧力の下での容積（体積）の変化を経験しないならば特に実施される。
【００２７】
ｔ₂に達したとき又は達した後、モニターされる反作用力ＦがＦ₂を越えるとサンプリングされ格納される。さらにｔ₃までの時間間隔ｔ₃−ｔ₂の経過後、モニターされる反作用力ＦがＦ₃としてサンプリングされ、格納されていたＦ₂と比較される。Ｆ₃とＦ₂との差ΔＦが原理的に漏れ指示信号として評価される。
【００２８】
図４で示したように、容器１を変形付与する上昇スロープ上での力をサンプリングし格納すること、及び、Ｆが再度Ｆの下降スロープに達するようにモニターすることが可能となる。さらなる変形付与を中止した後、Ｆ₂による値ｔ₁はシステムが実際に安定したことを示すものである。この場合、時刻ｔ₂は、プリセットされ格納された値Ｆ₂に達するのがモニターされるＦによって定義される。
【００２９】
図５では、図４を参照して説明される手順を前もって形成される原理的な形での本発明の装置が概略的に示されている。同じ符号は、前述の図と同様に用いられる。真空密閉された検査チャンバ１３には、検査される容器１が載置される。真空ポンプ１５はタイミングユニット１７によって制御されて作動する。ポンプ１５は、好適には一定の調整可能な割合でチャンバ１３を排気する。
【００３０】
変形付与部材と力検出器との結合体（アセンブリ）９／５がチャンバ１３内に、好適には反対側に、容器１の可撓性壁の領域３に近接して堅く取り付けされる。力検出器９は、領域３と変形付与部材と力検出器とのアセンブリ９／５の接触領域との間に作用する力の関数として電気信号Ｓ（Ｆ）を生成する。図示したように、表面構造１９を備え、偶然に生じるような領域３の漏れを閉じる面が領域３がアセンブリ９／５に接触しているか又は接触することになる場所に位置する。同じ構造１９ａがチャンバ１３の底面に備えるのが好ましい。
【００３１】
図示したようにタイミングユニット１７によってかつスイッチユニットＳＷ₁によって制御されて、信号Ｓ（Ｆ）が時刻ｔ_LLでコンパレータユニット２１に送られ、ここでｔ_LLでは、出力信号Ｓ（Ｆ）がユニット２３でプリセット（前もってセット）される大きな漏れ指示しきい値Ｓ₀（Ｆ_LL）と比較される。
【００３２】
時刻ｔ_LLでＳ₀（Ｆ_LL）が力信号Ｓ（Ｆ）によっては到達しないときはいつでも、入力がＳ（Ｆ）に接続されているスイッチングユニットＳＷ₂が開放されて、制御ユニット２５を介して例えば、ポンプ１５によるさらなる変形付与ができなくなる。時刻ｔ_LLでＳ（Ｆ）が少なくともしきい値Ｓ（Ｆ_LL）に達し、信号Ｓ（Ｆ）が時刻ｔ₂でタイミングユニット１７から制御されている他のスイッチングユニットＳＷ₃に送られるならば、信号はサンプリングされ格納ユニット２７に格納される。ユニット２７には、図４の力Ｆ₂に従った値が格納される。格納ユニット２７の出力は比較ユニット２８に送られ、この比較ユニット２８には、時刻ｔ₃でタイミングユニット１７から制御され、信号Ｓ（Ｆ）が値Ｆ₃に従って送られる。比較ユニット２８は、時刻ｔ₂での力の値と時刻ｔ₃での力の値とを比較する。比較ユニット２８の出力ΔＦは、前もって検出された大きな漏れを除いた検査の下で容器１の漏れ挙動を示すものである。
【００３３】
比較ユニット２８の出力信号を直接的に評価する代わりに、比較ユニット２８の出力信号の関数として変形付与を制御することが可能である。負のフィードバック制御ループを取り付けると（図示せず）、ここで、比較ユニット２８は格納ユニット２７に格納された信号による定格値を瞬間の信号Ｓ（Ｆ）と比較するものであり、負のフィードバック制御ループにおける調節ユニットとして、変形付与部材が比較ユニット２８の出力信号を最小にするように作動する。
【００３４】
図６では、図５で示した格納ユニット２７と比較ユニット２８とを最も好適に実現したものを図示している。
【００３５】
アセンブリ９／５における力検出器９の出力信号は、入力段階として、アナログ／デジタル変換器１２１ａとそれに続くデジタル／アナログ変換器１２１ｂを備えた変換ユニット１２１に入力される。変換段階１２１の出力は、力検出器９からの出力信号を直接受ける差動増幅器１２３に送られる。図５の比較ユニット２８に従う（対応する）差動増幅器１２３の出力は他の増幅器ユニット１２５上で作用する。その出力は、格納ユニット１２７を介して符号１２８で重畳される。格納ユニット１２７の入力は、ユニット１２５の出力から送られる。図５のタイマーユニット１７のようなタイマーユニット１２９がアレンジメントを制御する。図４の力の値Ｆ₂に対応する信号を格納するために、時刻ｔ₂では、タイマーユニット１２９はユニット１２１で変換サイクルを可能とし、それによって、再変換されたアナログ出力信号ｅｌ0（Ｆ₂）がアナログ出力に現れる。
【００３６】
同時に、力検出器９からの実質的に同じ信号Ｓ（Ｆ）は信号ｅｌ（Ｆ₂）としてユニット１２３の第２の入力に付与される。出力ユニット１２５では、ゼロ信号が現れる。にもかかわらず、一般にゼロオフセット信号がユニット１２５の出力に現れ、その信号は格納ユニット１２７に格納され、それは図５のユニット１７に対応するタイミングユニット１２９によって可能となる。（図４の）時刻ｔ₃では、ユニット１２１では変換は開始（トリガー）されない。それによって、力検出器９からの直接の増幅器１３の入力で時刻ｔ₃における力の値Ｆ₃に対応する信号が現れ、段階２からは時刻ｔ₂における力の値Ｆ₂に対応する格納された信号が現れる。さらに、ユニット１２７に格納されたゼロオフセット信号がここで信号を補償するオフセットとしてユニット１２３の出力に重畳され、それによって、増幅ユニット１２５の出力での信号がゼロオフセット補償される。これによって、図４で示したような力の差ΔＦの非常に精度の高い測定が可能となる。
【００３７】
図１，図２あるいは図３のいずれかに示したように、真空を利用して容器の壁を力検出器に変形付与する場合でさえ、検査チャンバ１３の容積（ボリューム）は検査される容器の容積に対してあまり重要ではない。従来の漏れ検査では圧力が評価されるのに対して、本発明では力が評価される。例えば、検査される容器の周囲に生じている圧力を評価するとき、測定の精度は検査チャンバの壁と容器の壁との間に残っている容積に大きく依存する。というのは、漏れが中間ボリュームでの圧力に与える影響が大きいほど、中間ボリュームより小さく選択されるからである。容器の壁部分に変形を付与することによる本発明では、容器の壁の一部が力検出器に付勢されることになる。周囲への漏れは、周囲の容積及び検査される容器に対する検査チャンバの相対容積に関わらずこのような力に影響を与える。
【００３８】
にもかかわらず、検査サイクルを短縮する観点から、図３に対応する真空によって変形付与が予め行われるならば、検査される容器に対する容積が最小となる検査チャンバを提供することが好ましい。
【００３９】
図４のＦ₀に対応する確立された変形付与、すなわち力及び信号Ｓ（Ｆ）を選択することによって、測定レベルが設定され選択されてもよい。可撓性壁部は、図３の実施形態を参照して、力検出器及び／又は変形付与部材に連続する大きな接触領域に沿って曲がった状態を形成すると、大きな変形付与差圧Δｐを確立することによって、過度に上昇する力Ｆが生ずる。これは、発明した図４に対応する信号ΔＦの増幅に対応する。これは全測定システムの精度を大きく改善し、かつ、評価信号の範囲の確立を容易にする。
【００４０】
図３に対応して作動する好適な実施形態において、プロダクトで充填されたパウチを検査する。図７及び図８には、単純化された図示で、パウチを検査するために作製された、図３のチャンバ１３に対応する検査チャンバあるいは検査キャビティの２つの半分を示した。
【００４１】
図７に示したように、ここで検査される（点線）パウチ３４に従って実質的に形状が形成されたリセス３２がベース３０に備えられている。例えば、ベースプレート３０では、ポンプ１５に対応する排気ポンプに結合された一以上のの吸気ライン３６がある。
【００４２】
下部プレート３０と同様な図８の上部プレート３７は、いったん上部プレート３７がベースプレート３０上に載置すると、リセス３２を用いて検査チャンバあるいは検査キャビティを画定するリセス３８を有する。２つのプレート３０及び３７の底部面４０ｂ及び頂部面４０ａは、ぴったりと真空密閉されるようにはまり（フィットし）、必要ならば、リセス３２／３８の全周にシール部材を備える。プレート３０，３７の一（あるいは可能ならば両方）には、検査キャビティの形状にはまる大きな検査面４４を備えた力検出器アレンジメント４２を備える。力検出器アレンジメント４２は好適には抵抗ゲージの原理で作動し、例えば、面４４を圧縮すると接触面で積算された圧力に対応する力を生成し、それは抵抗ゲージ要素をわずかに曲げ、それによって図５の電気信号Ｓ（Ｆ）を生成する。
【００４３】
しかし、異なる物理的原理で作動する他の力検出器、好適には最小の機械的移動で作動する力検出器を用いてもよい。例えば、ピエゾ力検出器を用いてもよい。
【００４４】
パウチを検査するための図７及び図８の２つのリセス３２及び３８によって形成されたような検査キャビティが検査される容器１（パウチ）の形状にぴったりフィットされるように作られたときは特に、検査中の容器の外側の電気インピーダンスを測定することによって、例えば、漏れのある容器の液体内容物がこのような容器を付勢するときあるいはその容器から吸入するといつでも変化するような特に大きな漏れについての付加的情報を得ることが可能である。図７の下部プレート３０にだけ示され、図８の上部プレートには示されていないような、検査キャビティの内面が導電性電極４４において細分されてもよい。各電極４４はインピーダンス測定ユニット４８につながる一の入力コネクタ４６に結合され、その間の各電極は入力コネクタ４９に結合されている。インピーダンス測定ユニット４８はＡＣ及び／又はＤＣインピーダンスを測定し、好適にはＤＣインピーダンスを測定する。パウチ３４のような容器が変形されるときは必ず、液体あるいは粘性体の内容物が検査キャビティを押圧し、上述のような図４及び図５に対応する大きな漏れ測定にかかわらず、ユニット４８で測定されるインピーダンスの変化はこのような漏れを示し、インピーダンス測定ユニット４８の出力信号が容器のさらなる変形付与を中止する。
【００４５】
例えば、漏れのある容器の内容物が検査キャビティに入っていく場合に検査キャビティをクリーニングするために、（図示しない）他のラインあるいはパイプが検査キャビティに備えられてかつ空気源として液体及び／又は気体クリーニング媒体、好適には窒素及び／又は圧縮された液体フラッシング媒体に結合され、さらに（図示しない）ヒーターを検査キャビティの壁に設置して汚れた検査キャビティを乾燥して清浄にしてもよい。
【００４６】
装置が図１あるいは２又は図３に示したように作動するか否かに関わらず、好適に備えた最も重要な特徴を図９及び図１０を参照して記載する。
【００４７】
検査される容器１を変形するとときはいつも、ここで、図１０は図１あるいは図２に示したものと対応しており、図９は図３に対応しているが、図９及び図１０で符号５１ａ及び５１ｂとして図示されているように、互いに反対側に配置された容器の少なくとも２つの壁部分は変形付与部材／力検出器アレンジメントあるいはより一般的には面をしっかりと押圧する。容器壁のこのような領域に漏れがあるときは必ず、このような漏れをこのような面で塞ぐだろう。従って、図９及び図１０で図示したように、容器を変形する間、壁領域が押圧される面領域全体に面構造があり、それによって、このような面が識別可能な接触領域でだけ容器の壁に接触し、壁部分の多くの部分は接触しないままとなる。これは、各面と容器１の壁部分との間にメッシュあるいはグリッド状の部材を備えることによって、又は、エッチングあるいはサンドブラストのように機械的にこのような面を粗くすることによって実現してもよい。図９及び図１０で示しような機械的支持体５３は容器壁の各識別可能領域に接触するが、これは各面のこのようなマイクロ構造によって形成される。図７及び図９で示した実施形態を参照すると、粗いマイクロ構造を有するように機械的に加工された、リセス３２及び３８を形成するプレート３０及び３７の面を有することが望ましい。容器壁のどんな漏れも、システム（系）の面すなわち、変形付与部材の面、力検出器の面あるいは検査キャビティの面の他の部分を付勢するこのような漏れを有する容器の壁領域によって塞がれるということは防止される。
【００４８】
本発明の方法及び本発明の装置で好適なモードで測定された時間−力曲線について、非常に大きな漏れＶＧＬに対しては図１１ａに、小さな漏れに対しては図１１ｂに、漏れのない場合に対しては前記１１ｃに示した。これらの図については、好適なモニタリング及び制御ユニットを示す図１２と共に議論する。
【００４９】
図１１ａでは、図１２のタイミングユニット２０１が、検査中の容器１の変形付与を時刻ｔ₁₀で起動する。これは図１あるいは図２あるいは図３の実施形態に対応するものである。図３の実施形態によれば、タイミングユニット２０１は検査キャビティ１３の評価を起動する。
【００５０】
これは変形付与の開始信号ＢＩＳＴ／ｔ₁₀によって図１２に示されている。
【００５１】
所定時間ΔＴの後、力検出器の出力信号Ｓ（Ｆ）は、プリセット源１０７でプリセットされた第１の参照信号ＲＦＶＧＬと比較される。この目的のために、コンパレータ（比較器）ユニット１０２はｔ₁₀＋ΔＴでタイマーユニット２０１によって可能となる。
【００５２】
時間間隔ΔＴの後、図１２の電気信号Ｓ（Ｆ）に対応する実際にモニターされる力が図１１ａの経路Ｉに従って値ＲＦＶＧＬに達しない場合、これは非常に大きな漏れＶＧＬが存在すること意味する。これは、出力信号ＶＧＬを生成するコンパレータ１０９で検出される。図１２のブロック１０９で示した特徴によって、ｔ₁₁＝ｔ₁₀＋ΔＴで可能となるこのコンパレータユニットの出力信号は例えば、高い値のままでＶＧＬの存在を示しているならば、これはＶＧＬ出力で出力される。変形付与力Ｆが図１１ａの経路ＩＩに従って参照レベルＲＦＶＧＬに達し、交差するならば、ＶＧＬ出力信号は生成されない。
【００５３】
ＶＧＬ信号は好適には変形付与サイクルを止める。なぜなら、これは検査中の容器の内容物を周囲に押し出すことになるからである。
【００５４】
図１１ａの経路ＩＩによって示したように、ＶＧＬが生じないとき、検査中の容器の変形付与は時刻ｔ₁₃まで継続する。時刻ｔ₁₃では、タイマーユニット２０１は、図１及び図２の実施形態による機械的ドライブ７のような又は図３の実施形態のような排気ポンプ１５のような、変形付与ドライブの作動を止める。
【００５５】
さらに、タイマーユニット２０１の一部は、参照信号源１１３で生成される他の参照値ＲＦＧＬが導かれるコンパレータユニット１１１を作動する。時刻ｔ₁₃で、力検出器で検出される力がＲＦＧＬに達しなければ、コンパレータユニット１１１が検査中の容器が大きな漏れＧＬを有することを示す出力信号ＧＬを生成する。ここで再び、検査システムの他の作動に関していくつかの反応がある。
【００５６】
信号ＶＧＬあるいはＧＬのいずれかが各コンパレータ１０９，１１１によって指示されるならば、タイマーユニット２０１は、検査が完遂され瞬時に検査された容器１の質が特定されたのでリセットされる。これは図１２では信号ＲＳ₂₀₁によって図示されている。ｔ₁₃の後すぐにリセットされないならば、力検出器で検出された力の値Ｓ（Ｆ）（ｔ₁₃）は保持あるいは格納ユニット１１７に格納される。保持あるいは格納ユニット１１７の出力は差形成ユニット１１９の一の入力に導かれ、他方、このユニット１１９の第２の入力は力検出器の出力Ｓ（Ｆ）に結合される。ｔ₁₃、あるいは、図１２のユニット１２１で示したような格納ユニット１１７にデータを格納引用発明する瞬間に開始するプリセット可能な検査サイクル時間Ｔ_Tの後、力の差ΔＦ信号が検査時間の経過時Ｔ_Tに作動される他のコンパレータユニット１２５に送られる。
【００５７】
他の参照値源１２７によって、参照値ΔＦＲＥＦがコンパレータユニット１２５に送られる。後述するように、ΔＦＲＥＦの値は経時的に制御可能に変化し、及び／又は、ΔＦＲＥＦが参照される参照値φ_Rも経時的に制御可能に変化する。
【００５８】
ｔ₁₃＋Ｔ_TでのΔＦ信号が参照値ΔＦＲＥＦより大きければ、検査中の容器のわずかな漏れＦＬの存在を示す信号ＦＬがユニット１２５で生成される。これは図１１ｂで示したような状態を示す。ΔＦ信号がΔＦＲＥＦに達せず、容器が漏れていないと考えられるならば、信号ＶＧＬ、ＧＬ及びＦＬはゼロが生成される。これは図１１ｃに対応する。
【００５９】
ＶＧＬ信号が図１２に従って生成されれば、図１、図２及び図３のいずれかの実施形態であるかにかかわらず、他の変形付与が直ちに中止される。変形付与のドライブ（駆動）として排気ポンプ１５を利用する図３の実施形態では、排気ポンプ１５は各検査チャンバから直ちに接続がはずされる。これは、非常に大きな漏れによって容器１の内容物が漏れて真空ポンプ１５が汚染されるからである。
【００６０】
図３の実施形態を多数個の検査チャンバと共に用いる多数チャンバインライン検査システムでは、信号ＧＬ−大きな漏れを示す−の発生及び信号ＦＬ−わずかな漏れ−の発生でさえ、好適には、検査される容器から該当チャンバをはずしあるいは“迂回して”、他のチャンバは相変わらず作動し、新しく供給される容器の検査が実施される。
【００６１】
容器が大きなあるいはわずかな漏れとして特定された検査チャンバ１３のこのような迂回は、そのチャンバで他の検査結果に影響しないように、特に、漏れのある容器の内容物がポンプの中に吸い込まれることによってそれに結合された真空ポンプ１５を駄目にしないように実施される。この迂回チャンバは、漏れのある容器が除去された後、他のチャンバでさらなる検査サイクルの間に元に戻される。
【００６２】
元に戻すのは、そのチャンバ１３を加熱し、それを液体及び／又は気体、好適には窒素を照射して、特に好適には加熱気体を照射することによって行ってもよい。
【００６３】
図１１ａ及び図１１ｂを参照すると、参照値ＲＦＧＬを設定すること及び特に参照力差値ΔＦＲＥＦを設定することが非常に重要であり、システムの精度に大きく影響を与えることが認識されるだろう。周囲温度、容器製造の許容誤差等への影響は、これらの臨界参照レベル及び特にΔＦＲＥＦが最高精度に設定されるならば、付与される力の経路に影響を与え、誤った結果に導くことになる。
【００６４】
図１３では、図１１ａ及ぶ図１１ｂの経路に従う変形付与力経路を定性的に示しているが、漏れがないと証明された同じ種類の容器で測定されたものである。これは、長時間の実験及び／又は標準的で最高精度であるが遅く及び／又は非常に高価な漏れ検出システムによってなされてもよい。
【００６５】
ｔ₁₃では、張っている容器で測定された力の値がわずか異なっており、図１３で示したような統計的分布を規定する。平均値は（ＲＦＧＬ）mである。一連の等しい容器での作動中、このような容器の温度及び製造誤差は変化する可能性がある。このようなパラメータはゆっくり変化し、（ＲＦＧＬ）mは変わるかも知れない。
【００６６】
各容器があまり大きな漏れがないと特定されるそれぞれの時刻ｔ₁₃での多数回連続検査中はいつでも、力検出器の実際の出力信号は図１４で示されているように平均ユニット１３０に入る。ここで、あまり大きな漏れのない容器の実際の力の最後の値ｍは平均されている。出力の平均結果信号は、図１３の（ＲＦＧＬ）_mに対応し、例えば、一の製造パラメータが変わることによって経時変化する。出力平均結果
【数１】

に関しては、図１３に従ってオフセットΔＲＦＧＬが引かれ、この操作の結果は参照値ＲＦＧＬを劇的に変え、それが図１２のコンパレータユニット１１１に付与される。この劇的に変わった参照値ＲＦＧＬは、例えば、漏れのない検査容器での測定を用いて説明されるように初期設定から始めて図１５に定量的に示している。
【００６７】
図１５から明瞭なように、平均力値
【数２】

はΔＥＲＥＦを参照するための基礎となる。従って、図１２に示したように、力差参照値ΔＥＲＥＦはφ_Rとして絶対静止値に参照されないで
【数３】

に参照される。
【００６８】
動的なＲＦＧＬを実現するために独立に又は付加的に実現され、ΔＥＲＥＦの動的上限に基づいて精度のさらなる改善が達成される。図１６によれば、出力信号ＦＬが検査中の容器が漏れがないことを示すときは常に、時間間隔Ｔ_Tの終了時では、実際の力差ΔＦ信号は平均化ユニット１３５に送られる。最後のｍ回の検査サイクルにわたって平均化された平均力差信号
【数４】

に対応するユニット１３５の出力信号は、ΔΔＦによってオフセットされており、その結果は図１２のユニット１２７で付加された時間変動ΔＦＲＥＲ信号として用いられる。
【００６９】
一定のΔＦＲＥＦ信号が印加された図１５を参照すると、ΔＦを平均化する方法は動的に変化する値ΔＦＲＥＦにおいて経路（ΔＦＲＥＦ）_tによって図示さているように、力差に影響を与える外乱パラメータの変動に従って変化する。図１５に示された表示による動的に変化する（ΔＦＲＥＦ）_t信号の付与は、動的に変化する
【数５】

の値を参照する代わりに、（ΔＦＲＥＦ）_tを点線表示の図１２で示したような安定な一定のφ_Rに参照する際に動的に変化するベース値
【数６】

を提供することなく実現されることは明らかである。
【００７０】
一以上の力検出器の出力信号の評価をデジタル式で実施するのが好適なことは明らかである。
【００７１】
図１７には、一般的に容器の組み込み及び検査をインラインで実施するインラインプラントを示している。例としてパウチは、組み込み用のキャリヤ及び支持体として用いられている図７で示したようなベースプレート３０に溶接ステーション６０で最初に溶接される。同じキャリヤすなわちベースプレート３０を用いると、パウチが溶接によって組み込まれた後、プレート３０によって形成されたキャリヤをアプリケーターステーションに移動される。アプリケーターステーションでは、図１３に示したような上部プレート３７を下部プレート３０上に組み付ける。その後、気密に密閉された検査キャビティを検査ステーション６４に移動する。このステーションでは、本発明の検査が実施される。溶接器６０及び／又はアプリケーター及び／又は検査器６４から成るシステムは、ベースプレート３０用のコンベヤ６６に対して静止するものでもよい。にもかかわらず、所定の操作に要する時間に依存して、特に検査器６４は、コンベヤ６６の速度に依存しなくなるように、所定の時間の間、コンベヤ６６と共に移動してもよい。
【００７２】
本発明の方法及び装置では、圧力測定を評価する漏れ検査手法と同様な精度を達成するのにはるかに重要でない漏れ検査手法を備える。本発明によって容器を変形付与するのはこのような容器の周囲に完全な真空を形成するよりはるかに簡単であり、変形付与力を測定することは容器の周囲の真空圧の経時変化を測定するよりはるかに容易である。真空測定においては、本発明の力測定によりも、はるかに多くの未知でかつ制御不能のパラメータが測定実体、すなわち真空圧に影響を与えるだろう。真空測定手法における測定レベルの設定は真空ポンプについて経費に大きく影響し、変形力を変えること及び設定することはかなり労力が小さい。
【００７３】
本発明の方法及び装置はパウチを検査するのに特に適しているが、壁部分が可撓的に曲がり得る限り、種々の大きな容器を検査する際にも用いてよいのは明らかである。本発明は、例えば、非常に高い処理能力を有する回転式コンベヤに配置された多数の検査ステーションを有するインラインプラントで実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 検査中の容器が圧力によって変形が付与されるもので、変形付与部材と力検出器とが容器の反対側に設置されている、本発明の方法で作動する本発明の装置の第１の実施形態の概略構成図である。
【図２】 図１に示した態様において、容器が支持台に載置され、変形付与部材及び力検出器がこのような支持台の反対側に配置されている態様の概略構成図である。
【図３】 図１及び図２の態様ににおいて、容器の変形付与が検査中の容器の周囲を排気することによって実現されているさらに好適な実施形態の概略構成図である。
【図４】 本発明の装置の実施及び本発明の方法を説明するための定性的な力と時間の関係を示すグラフである。
【図５】 単純化された機能ブロック／信号フロー図によって、本発明の方法で作動する本発明の装置の実施形態の概略構成図である。
【図６】 好適には本発明の装置で使用される格納及び比較器ユニットの好適な態様の単純化された概略構成図である。
【図７】 図３で示した本発明を実施するため及びパウチを検査するための検査チャンバの一方の片側を示す概略構成図である。
【図８】 図３で示した本発明を実施するため及びパウチを検査するための検査チャンバの他方の片側を示す概略構成図である。
【図９】 図３によって作動する検査キャビティでの好適な態様を示す概略図である。
【図１０】 図３によって作動する検査キャビティでの好適な態様を示す概略図である。
【図１１ａ】 本発明の装置によって本発明の方法の好適な態様による実施を示す力信号と時間の関係を示すグラフである。
【図１１ｂ】 本発明の装置によって本発明の方法の好適な態様による実施を示す力信号と時間の関係を示すグラフである。
【図１１ｃ】 本発明の装置によって本発明の方法の好適な態様による実施を示す力信号と時間の関係を示すグラフである。
【図１２】 信号フロー／機能ブロック図によって、図１１ａから図１１ｃを参照することにより説明される、本発明を実施する装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図１３】 例えば、製造誤差により、同じ種類の漏れのない容器で変形付与の所定時間後に到達した変形付与力の統計的分布を示す力信号と時間との関係を示すグラフである。
【図１４】 図１２による実施形態で適応性のあるしきい値を生成する本発明の装置及び方法の好適な態様を示す単純化された機能ブロック／信号フロー図である。
【図１５】 図１４及び図１６の実施形態で実現される本発明の装置及び方法の適応性を保持しつつ変化するしきい値の定性的な経時的な経路を示す図である。
【図１６】 好適な実施形態で実現されるような本発明の方法のための他の参照あるいはしきい値を適応可能に調整するための実施形態を示す図である。
【図１７】 容器をインライン組み込み及び検査するインラインプラントの概略構成図である。
【符号の説明】
１ 容器
３ 可撓性壁領域
５ 変形付与部材
９ 力検出器
１３ 検査チャンバ
１５ 排気ポンプ
１７ タイミングユニット
１９ 表面構造
２１ コンパレータユニット
１２１ａ アナログ／デジタル変換器
１２１ｂ デジタル／アナログ変換器
１２３ 差動増幅器
１２７ 格納ユニット
１２９ タイミングユニット

Claims (33)

1. 少なくとも一の可撓性壁領域を有する漏れのない閉鎖容器の製造方法において：
   −変形付与部材を前記壁領域の方へ相対的に移動する段階と；
   −前記移動を停止する段階と；
   −前記容器上の変形付与力をモニターする段階と；
   −第１の時点でモニターされる前記変形付与力をサンプリングして、第１の力測定信号を生成する段階と；
   −前記第１の力測定信号に依存する信号を格納することによって、格納信号を生成する段階と；
   −実質的に前記格納を実施するときに、前記第１の力測定信号に依存する前記信号と前記格納信号との間の第１の差信号を生成する段階と；
   −前記第１の時点に続く少なくとも一の第２の時点でモニターされる前記変形付与力をサンプリングして、第２の力測定信号を生成する段階と；
   −前記格納信号と前記第２の力測定信号と前記第１の差信号との基づく第２の差信号を漏れ指示信号として生成する段階と；
   −前記第１の時点で前記格納された第１の力測定信号と前記第１の力測定信号からゼロオフセット信号を生成し、該ゼロオフセット信号を格納し、かつ、該格納されたゼロオフセット信号によって前記差信号のゼロオフセットを補償する段階と；
   を備えた方法。
2. 所定の力に達するまで前記壁領域を変形する段階を備えた請求項１に記載の方法。
3. 前記の所定の力に達するまでの間に前記サンプリングを少なくとも一度実施するために、前記の所定の力に達する前にある時間間隔を設ける段階を備えた請求項２に記載の方法。
4. 前記容器の内部とその周囲との間に差圧を作ることによって、前記の移動の段階を実施する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記周囲を排気することによって前記差圧を作る段階を備えた請求項４に記載の方法。
6. 変形付与された際に前記容器の壁と接触する面領域に所定の表面構造を付与する段階を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 遅くとも、前記第１の時点でのサンプリングの際に、モニターされる前記変形付与力を少なくとも一の所定のしきい値と比較する段階を備えた請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記第２の差信号を少なくとも一の所定のしきい値と比較する段階を備えた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１の時点で変換のために作動されるアナログ／デジタル変換器によって前記の第１の力測定信号を格納する段階を備えた請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記アナログ／デジタル変換器のデジタル出力信号をアナログ信号に再変換し、該再変換されたアナログ信号を用いて前記差信号を生成する段階を備えた請求項９に記載の方法。
11. 前記容器の壁で又は少なくともその壁に近接点でインピーダンス測定を実施し、前記インピーダンス測定の結果によって前記壁領域の方へ前記変形付与部材の移動を可能にし又禁止する段階を備えた請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 抵抗ゲージによって前記変形付与力をモニターする段階を備えた請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記第１の時点より遅くない、第３の時点でモニターされる前記変形付与力をサンプリングして第３の力測定信号を生成し、該第３の力測定信号をプリセット可能なしきい信号値と比較し、前記第３の力測定信号が前記しきい信号値に達しないならば“大きな漏れ”指示を生成する段階を備えた請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記容器に対する検査キャビティを備え、容器が漏れありと検出された後に前記検査キャビティをクリーニングする段階であって、該クリーニングは気体、好適には窒素を照射すること及び／又は液体を照射すること及び／又は加熱することによって実施するものであるところの段階を備えた請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 一組の検査キャビティにおいて一連の前記容器をインライン検査する段階と、さらに前に検査された容器が所定の量までの漏れになる場合に少なくとも一の検査サイクルについて検査キャビティにおける検査するのを禁止する段階とを備えた請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 少なくとも一の可撓性壁領域を有する閉鎖容器の漏れ検査方法において：
    −変形付与部材を所定の割合で前記壁領域の方へ相対的に移動する段階と；
    −前記移動の所定時間後に前記変形付与の力をモニターすること、及び、そのモニターされた変形付与力が第１の所定のしきい値に達するか否かをモニターすること大きな漏れを特定する段階と；を備えた請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記壁領域の方へ一定の割合で前記変形付与部材を移動する段階を備えた請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記第１の力測定信号を、以前の容器の検査の間にサンプリングされた第１の力測定信号によって平均化し、その平均化された第１の力測定信号に依存した前記の差を生成する段階を備えた請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記の平均化された信号を所定の信号量によってシフトさせ、そのシフトされた平均化信号に依存して前記の差を生成する段階を備えた請求項１８に記載の方法。
20. 前記第２の差信号を少なくとも一のしきい信号と比較する段階を備えた請求項１から請求項１９のいずれか一項に記載の方法。
21. 前記差信号を、以前の容器の検査の間に生成されたこのような差信号によって平均化し、その平均化に依存して前記しきい値を制御する請求項２０に記載の方法。
22. 少なくとも一の可撓性壁領域を有する閉鎖容器の漏れ検査装置において：
    −前記壁領域の方へ相対的に移動する変形付与部材を有し、検査中の容器を圧縮し又は膨張する変形付与機構と；
    −検査中の容器の壁に適用可能でかつ電気出力信号を生成する力検出器であって、該力検出器の出力は格納ユニットに結合され、該格納ユニットの出力はコンパレータユニットに結合され、該コンパレータユニットの第２の入力は力検出器の出力に結合されているところの力検出器と；
    を備え、
    前記コンパレータユニットが差入力段階を備え、該差入力段階の入力は前記力検出器の出力及び前記格納ユニットの出力に結合され、前記差入力段階の出力はさらなる格納ユニットに結合され、該さらなる格納ユニットの出力がゼロオフセット補償信号としてゼロオフセット補償ユニットに適用され、
    さらに、第１の時点で前記両格納ユニットでの格納と、前記第１の時点の後の第２の時点で前記コンパレータユニットでの比較とを制御するタイミングユニットを備えた
    漏れ検査装置。
23. 離隔して配置され、かつ、互いの方へ及び互いの方から相対的に駆動移動可能である一対の部材を備えた請求項２２に記載の装置。
24. 前記の少なくとも一の力検出器が前記部材の一に設置されている請求項２３に記載の装置。
25. 排気ポンプに結合された密閉閉鎖された検査チャンバを備え、前記力検出器が、前記検査チャンバの内部に曝されている力感知面を有する前記検査チャンバに堅く設置された請求項２２に記載の装置。
26. 前記力検出器は抵抗ゲージを備えた請求項２２から２５のいずれか一項に記載された装置。
27. 前記力検出器が結合された前記格納ユニットがアナログ／デジタル変換器を備えた請求項２２から２６のいずれか一項に記載された装置。
28. 排気可能検査チャンバと、前記検査チャンバ内に配置されかつインピーダンス測定ユニットに結合された少なくとも一対の電極とを備えた請求項２２から２７のいずれか一項に記載された装置。
29. 検査される容器が前記変形付与機構によって変形付与されるとその容器に接触する外部面が所定の表面構造を与えられた請求項２２から２８のいずれか一項に記載された装置。
30. 前記表面構造がメッシュ状あるいはグリッド状の挿入体によって、又は、前記表面の粗面処理機械加工によって形成されている請求項２９に記載の装置。
31. 第１のしきい感知ユニットを備え、その一の入力が前記力検出器の出力に結合され、その出力が変形付与機構の制御入力に結合されるものである請求項２２から３０のいずれか一項に記載された装置。
32. 第２のしきい感知ユニットであって、その一の入力が前記力検出器の出力に結合されるところの第２のしきい感知ユニットと、前記第１及び第２のしきい感知ユニットを異なる時点で作動できるタイミングユニットとを備えた請求項３１に記載の装置。
33. 平均化ユニットを備え、その入力が前記力検出器の出力に結合され、その出力がしきいユニットに結合され、その第２の入力が前記力検出器の出力に結合されている請求項２２から３２のいずれか一項に記載された装置。

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