JP5292038B2 - シール検査装置、シール検査方法、及び容器の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、シール検査装置、シール検査方法、及び容器の製造方法に関する。

例えば、練り状の歯磨き粉や、化粧料、薬剤などの内容物を収容したチューブ容器では、中空筒状の胴部の一端側開口部から内容物を充填した後に、開口部を封止（シール）することが一般的に行われている。

しかしながら、チューブ容器では、このような開口部を封止したシール部において封止状態が不完全な場合に内容物が漏れ出す虞があるため、封止後にシール部の封止状態を検査することが行われている（例えば、特許文献１〜５を参照。）。

ここで、従来より行われているシール部の検査では、例えば図７に示すような押圧ローラ１００や、図８に示すような押圧プレート２００を用いて、容器３００の胴部３００ａを所定の圧力で押圧し、その後にシール部３０１から内容物の漏れがあるか否かを確認する方法が用いられている。

具体的に、図７に示す押圧ローラ１００を用いた場合には、チューブ容器３００を保持する凹部１０１ａが設けられたキャリア１０１をコンベアにより搬送させながら、このキャリア１０１の凹部１０１ａに保持されたチューブ容器３００の胴部３００ａに、コンベアによる搬送方向と順方向に回転駆動される押圧ローラ１００を押し付けながら、胴部３００ａの図７（ａ）に示す入側の端部から図７（ｂ）に示す中央部に至り、この胴部３００ａの中央部から図７（ｃ）に示す出側の端部に至る領域を連続的に押圧する。

一方、図８に示す押圧プレート２００を用いた場合には、チューブ容器３００を保持する凹部１０１ａが設けられたキャリア１０１をコンベアにより一定間隔で搬送させると共に、この搬送路中に配置された押圧プレート２００を降下させることによって、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、キャリア１０１の凹部１０１ａに保持されたチューブ容器３００の胴部３００ａに押圧プレート２００を押し付けながら、チューブ容器３００の胴部３００ａを一定の荷重で押圧する。
特開平８−１０５８１０号公報 特開２００６−１４５４０７号公報 特開２００３−１５６４０３号公報 特開２００３−１４９０７４号公報 実開平２−４５４４０号公報

ところで、図７に示す押圧ローラ１００を用いた検査装置では、その回転中心Ｏ’からチューブ容器３００と接触する面の輪郭線に至る距離（半径）Ｘ’が一定であり、押圧ローラ１００とキャリア１０１との間に形成される隙間を調整することで、この隙間を通過するチューブ容器３００に所定の圧力が加わるようになっている。

しかしながら、従来の押圧ローラ１００を用いた検査では、図９に示すように、上述した隙間にチューブ容器３００が進入した直前（図７（ａ）中に示す位置）において、チューブ容器３００内の圧力が設定圧力Ｐ’よりも上昇してピーク値を示す一方、その後（図７（ｂ），（ｂ）中に示す位置）において、チューブ容器３００内の圧力が設定圧力Ｐ’まで降下することが、本発明者の実験により明らかとなった。

さらに、本発明者は、このような設定圧力Ｐ’を超える過剰な圧力（オーバーシュート）がチューブ容器３００に加わることによって、シール部３０１の封止状態が良好なチューブ容器３００であっても、シール部３０１に破損が生じる虞があることを見出した。

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、容器に過剰な圧力が加わることによるシール部の破損を防止したシール検査装置及びシール検査方法、並びに、そのようなシール検査装置又はシール検査方法を用いることによって、信頼性の更なる向上を可能とした容器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、容器の開口部から内容物を充填した後に、容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査するシール検査装置であって、容器を搬送する搬送機構と、容器の搬送路中に配置されて、容器を押圧する押圧機構とを備え、押圧機構は、容器の搬送方向と順方向に回転しながら容器の胴部に押し付けられる押圧ローラを有し、押圧ローラは、胴部の入側の端部から中央部に至り、この胴部の中央部から出側の端部に至る領域を連続的に押圧する際に、少なくとも当該押圧ローラとの接触により生じる容器内の初期の圧力上昇を緩和するように、その回転中心から胴部と接触する面の輪郭線に至る距離が設定されていることを特徴とするシール検査装置である。

また、請求項２に係る発明は、押圧ローラの胴部と接触する面における輪郭線は、回転中心からの距離が一定となる場合よりも、少なくとも胴部の入側において回転中心からの距離が胴部の入側の端部に向かって漸次短くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシール検査装置である。

また、請求項３に係る発明は、押圧ローラが、胴部の出側において胴部と非接触な面を形成する凹部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシール検査装置である。

また、請求項４に係る発明は、搬送機構が、容器を保持する凹部が設けられたキャリアを所定の間隔で搬送方向に並べて配置したコンベアを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のシール検査装置である。

また、請求項５に係る発明は、押圧機構により押圧された後の容器のシール部を撮影する撮影機構と、撮影機構により撮影された画像からシール部において内容物の漏れがあるか否かの判定を行う判定機構とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のシール検査装置である。

また、請求項６に係る発明は、容器が、少なくとも内容物が収容される中空筒状の胴部と、胴部の一端側開口部が封止されてなるシール部とを備えたチューブ容器であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のシール検査装置である。

また、請求項７に係る発明は、前記容器の開口部から内容物を充填した後に、容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査するシール検査方法であって、請求項１〜６の何れか一項に記載のシール検査装置を用い、容器を搬送させると共に、容器の搬送方向と順方向に回転駆動される押圧ローラを容器の胴部に押し付けながら、胴部の入側の端部から中央部に至り、この胴部の中央部から出側の端部に至る領域を連続的に押圧する際に、少なくとも押圧ローラとの接触により生じる容器内の初期の圧力上昇を緩和することを特徴とするシール検査方法である。

また、請求項８に係る発明は、請求項７に記載のシール検査方法を用いて、前記容器の開口部から内容物を充填した後に、この容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査する工程を含むことを特徴とする容器の製造方法である。

以上のように、本発明では、押圧ローラとの接触により生じる容器内の初期の圧力上昇を緩和することによって、容器に過剰な圧力が加わることによるシール部の破損を未然に防ぐことが可能である。

以下、本発明を適用したシール検査装置、シール検査方法、及び容器の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態では、本発明によるシール検査装置及び検査方法をチューブ容器の製造に適用した場合を例に挙げて説明する。

（チューブ容器）
先ず、本実施形態の一例として図１に示すチューブ容器１について説明する。
このチューブ容器１は、例えば練歯磨などの内容物Ｓが収容される中空筒状の胴部２と、胴部２の一端側開口部を封止したシール部３と、胴部３の他端側から漸次縮径された肩部４と、肩部４の先端から筒状に突出された口元部５とを有する容器本体６と、この容器本体６の口元部５に着脱自在に装着されるキャップ７とを備えている。

容器本体６は、ガスバリア性や水蒸気バリア性などを有するラミネート多層シートを所定の大きさに切断して、その両側端を重ね合わせて筒状に接合した胴部２に、肩部４及び口元部５を形成する樹脂部材を熱融着させて一体に成形したものを例示することができる。その他にも、容器本体６は、樹脂を多層に押出し成形して筒状の胴部２を形成した後に、肩部４及び口元部５を一体に形成したものであってもよく、更に、胴部２、肩部４及び口元部５を射出成形等により一体に形成したものであってもよい。

容器本体６の口元部５には、キャップ７を螺合により装着するためのネジ山５ａが形成されている。なお、キャップ７の装着方法は、このような螺合を用いたスクリュー式のキャップ構造に限らず、例えば、ヒンジを介してキャップを開閉可能としたヒンジ式のキャップ構造や、口元部にキャップを外嵌めさせる嵌合式のキャップ構造など、各種のキャップ構造を採用することができる。

チューブ容器１のシール部３は、胴部２の口元部５とは反対側の開口部から内容物Ｓを充填した後に、例えばホットエアー等による熱圧着や、高周波等による融着などの方法を用いて、この胴部２の開口端を平らに押し潰した状態で開口部を封止してなる。また、シール部３は、封止後に余分なシール部分をカットすることで形成されている。

（チューブ容器の製造方法）
次に、上記チューブ容器１の製造方法について図２を参照しながら説明する。
上記チューブ容器１を製造する際は、先ず、上述したラミネート多層シートを所定の大きさに切断して、その両側端を重ね合わせて筒状に接合した胴部２に、肩部４及び口元部５を形成する樹脂部材を熱融着させて一体に成形した容器本体６を用意する。そして、この容器本体６の口元部５にキャップ７を取り付けた後、図２（ａ）に示すホルダ５０に容器本体６をセットする。このとき、容器本体６は、胴部３の一端側開口部を上方に向けた状態でホルダ５０に保持される。そして、ホルダ５０は、図示を省略する搬送機構によって次工程へと送られる。なお、キャップ７は、内容物Ｓを充填する充填工程の前であれば、ホルダ５０に容器本体６をセットした後に、容器本体６の口元部５に取り付けることも可能である。

次に、図２（ｂ）に示すように、ホルダ５０に保持された容器本体６を軸回りに回転させながら容器本体６の位置決めを行う。なお、容器本体６の胴部２には、このような位置決めを行うためのマークＭが形成されており、このマークＭを基準にした光学的な位置検出が可能となっている。

次に、図２（ｃ）に示すように、ホルダ５０を充填装置へと搬送する。充填装置では、ホルダ５０を上昇させることによって、この充填装置が備える注入管５１を胴部２の上端開口部から内部へと進入させる。そして、注入管５１から内容物Ｓを注出しながらホルダ５０を下降させることによって、注入管５１を胴部２の上端開口部から引き抜きながら所定量の内容物Ｓを胴部２の内部に注入する。

次に、図２（ｄ）に示すように、ホルダ５０を加熱シール装置へと搬送する。加熱シール装置では、ホルダ５０を上昇させることによって、この加熱シール装置が備える加熱部５２の内側に胴部２の上端部を進入させ、この胴部２の内面の樹脂を加熱溶融させた後、ホルダ５０を下降させる。

次に、図２（ｅ）に示すように、加熱シール装置が備える圧着具５３が胴部２の上端開口部を挟み込みながら平らに押し潰した状態で圧着させる。これにより、容器本体６の上端開口部を封止したシール部３が形成される。

次に、図２（ｆ）に示すように、ホルダ５０をトリミング装置へと搬送する。トリミング装置では、容器本体６の封止後に形成された余分なシール部分をカッター５４でカットしながらトリミングを行う。

次に、図２（ｇ）に示すように、以上のような工程を経ることによって内容物Ｓが充填されたチューブ容器１は、ホルダ５０から取り出されて、後述するシール検査工程へと送られる。そして、シール部３の封止状態が検査されたチューブ容器１は、個装箱やシュリンクフィルムなどで包装された後、段ボール等に箱詰めされて出荷されることになる。

（シール検査装置及びシール検査方法）
次に、本発明を適用したシール検査装置及びシール検査方法を用いて、上記チューブ容器１のシール部３の封止状態を検査する場合について説明する。

本発明を適用したシール検査装置は、例えば図３に示すように、チューブ容器１を搬送する搬送機構２１と、チューブ容器１の搬送路中に配置されてチューブ容器を押圧する押圧機構２２と、押圧機構２２により押圧された後のチューブ容器１のシール部３を撮影する撮影機構２３と、撮影機構２３により撮影された画像からシール部３において内容物Ｓの漏れがあるか否かの判定を行う判定機構２４とを備えている。

搬送機構２１は、チューブ容器１を保持する凹部２５ａが設けられたキャリア２５を所定の間隔で搬送方向に並べて配置したコンベア２６を有している。チューブ容器１は、その長手方向がコンベア２６による搬送方向と直交する方向を向くように各キャリア２５の凹部２５ａ内に横倒しの状態で配置されている。また、チューブ容器１は、その厚みの半分程度が凹部２５ａの外側にはみ出すように凹部２５ａ内に配置されている。

押圧機構２２は、チューブ容器１の胴部２に押し付けられる押圧ローラ２７を有している。この押圧ローラ２７は、駆動モータ２８の回転軸２８に取り付けられて、チューブ容器１の搬送方向と順方向に回転駆動される。また、押圧ローラ２７の外周部には、図４（ａ）に示すように、凸部２９と凹部３０とが周方向に交互に並んで設けられている。このうち、凸部２９は、チューブ容器１の胴部２と接触する面を形成し、凹部３０は、チューブ容器１の胴部２と非接触な面を形成している。また、押圧ローラ２７は、搬送機構２１によるキャリア２５の搬送動作に同期しながら回転駆動される。これにより、各キャリア２５の凹部２５ａに保持されたチューブ容器１の胴部２に対して各凸部２９が順に押圧を加えるようになっている。また、凹部３０の間隔を調整することで、凸部２９の胴部２に対する押圧時間を調整することが可能である。

撮影機構２３は、例えばＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラなどからなり、押圧機構２２により押圧された後のチューブ容器１のシール部３を撮影し、この画像信号を判定機構２４へと供給する。

判定機構２４は、撮像機構２３で撮影された画像信号を取り込んで処理するコンピュータなどからなり、撮像機構２３により撮像された画像からシール部３において内容物Ｓの漏れがあるか否かの判定を行う。そして、このシール検査装置では、チューブ容器１に内容物Ｓの漏れが生じたと判定した場合には、このチューブ容器１をライン上から排除する、或いはラインを停止するようになっている。

以上のような構造を有するシール検査装置では、各キャリア２５をコンベア２６により搬送させながら、各キャリア２５の凹部２５ａに保持されたチューブ容器１の胴部２に押圧ローラ２７の凸部２９を押し付けながら、胴部２の入側の端部から中央部に至り、この胴部２の中央部から出側の端部に至る領域を横断しながら連続的に押圧する。

ところで、図７に示す従来の押圧ローラ１００を用いた検査装置では、その回転中心Ｏからチューブ容器３００と接触する面の輪郭線に至る距離（半径）Ｘ’が一定であるために、上記図９に示すように、設定圧力Ｐ’を超える過剰な圧力（オーバーシュート）Ｐ’’がチューブ容器３００に加わることがあった。

そこで、本発明では、押圧ローラ２７との接触により生じるチューブ容器１内の初期の圧力上昇を緩和するように、押圧ローラ２７の回転中心Ｏから胴部２と接触する面の輪郭線に至る距離（半径）が設定されている。

具体的に、押圧ローラ２７の胴部２と接触する面（凸部２９）における輪郭線は、図４（ｂ）に拡大して示すように、回転中心Ｏからの距離（半径）Ｘが一定となる場合よりも、少なくとも胴部２の入側において回転中心Ｏからの距離（半径）Ｙが胴部２の入側の端部に向かって漸次短くなる（Ｘ＞Ｙ）ように設定されている。なお、押圧ローラ２７では、図４（ｂ）において、その回転中心Ｏからの距離（半径）Ｘが一定となる領域をＬ１とし、胴部２の入側において回転中心Ｏからの距離（半径）Ｙが胴部２の入側の端部に向かって漸次短くなる領域をＬ２として表すものとする。

ここで、本発明の押圧ローラ２７を用いた場合のチューブ容器１内の圧力上昇について、上記図７に示す従来の押圧ローラ１００を用いた場合と比較するために、図５に示すように、上記押圧ローラ２７に設けられた複数の凸部２９のうち１つの凸部２９が設けられた押圧ローラ２７Ａを用いた場合を例に挙げて具体的に説明する。

本発明の押圧ローラ２７Ａを用いた場合には、図６に示すように、押圧ローラ２７Ａとの隙間にチューブ容器１が進入した直前（図５（ａ）中に示す位置）において、チューブ容器１内の初期の圧力上昇が緩和される。そして、その後（図５（ｂ），（ｃ）中に示す位置）においても、チューブ容器１内の圧力が設定圧力Ｐを維持することが、本発明者の実験により明らかとなった。

以上のように、本発明では、押圧ローラ２７との接触により生じるチューブ容器１内の初期の圧力上昇を緩和することによって、設定圧力Ｐを超える過剰な圧力がチューブ容器１に加わることを防止することができる。したがって、本発明によれば、シール部３の封止状態が良好なチューブ容器１においてシール部３の破損が生じることを防ぎつつ、信頼性の高いシール検査を行うことが可能である。また、このような信頼性の高いシール検査を行うことで、信頼性の向上したチューブ容器１の製造を行うことが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明によるシール検査装置及び検査方法は、上記チューブ容器１に適用した場合に必ずしも限定されるものではなく、容器の開口部から内容物を充填した後に、この容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査する場合に幅広く適用することが可能である。

図１は、本実施形態の一例として示すチューブ容器の斜視図である。 図２は、図１に示すチューブ容器の製造工程を示す模式図である。 図３は、本発明を適用したシール検査装置を示す平面図である。 図４は、図３に示すシール検査装置が備える押圧ローラを拡大して示す側面図である。 図５は、本発明の押圧ローラを用いたシール検査を説明するための模式図である。 図６は、図５に示す場合のチューブ容器内の圧力上昇を測定した特性図である。 図７は、従来の押圧ローラを用いたシール検査を説明するための模式図である。 図８は、従来の押圧プレートを用いたシール検査を説明するための模式図である。 図９は、図７に示す場合のチューブ容器内の圧力上昇を測定した特性図である。

符号の説明

１…チューブ容器 ２…胴部 ３…シール部 ４…肩部 ５…口元部 ６…容器本体 ７…キャップ ２１…搬送機構 ２２…押圧機構 ２３…撮影機構 ２４…判定機構 ２５…キャリア ２５ａ…凹部 ２６…コンベア ２７…押圧ローラ ２９…凸部 ３０…凹部 ５０…ホルダ ５１…注入管 ５２…加熱部 ５３…圧着具 ５４…カッター

Claims (8)

1. 容器の開口部から内容物を充填した後に、前記容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査するシール検査装置であって、
   前記容器を搬送する搬送機構と、
   前記容器の搬送路中に配置されて、前記容器を押圧する押圧機構とを備え、
   前記押圧機構は、前記容器の搬送方向と順方向に回転しながら前記容器の胴部に押し付けられる押圧ローラを有し、
   前記押圧ローラは、前記胴部の入側の端部から中央部に至り、この胴部の中央部から出側の端部に至る領域を連続的に押圧する際に、少なくとも当該押圧ローラとの接触により生じる前記容器内の初期の圧力上昇を緩和するように、その回転中心から前記胴部と接触する面の輪郭線に至る距離が設定されていることを特徴とするシール検査装置。
2. 前記押圧ローラの前記胴部と接触する面における輪郭線は、前記回転中心からの距離が一定となる場合よりも、少なくとも前記胴部の入側において前記回転中心からの距離が前記胴部の入側の端部に向かって漸次短くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシール検査装置。
3. 前記押圧ローラは、前記胴部の出側において前記胴部と非接触な面を形成する凹部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のシール検査装置。
4. 前記搬送機構は、前記容器を保持する凹部が設けられたキャリアを所定の間隔で搬送方向に並べて配置したコンベアを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のシール検査装置。
5. 前記押圧機構により押圧された後の前記容器のシール部を撮影する撮影機構と、
   前記撮影機構により撮影された画像から前記シール部において内容物の漏れがあるか否かの判定を行う判定機構とを備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のシール検査装置。
6. 前記容器は、少なくとも内容物が収容される中空筒状の胴部と、前記胴部の一端側開口部が封止されてなるシール部とを備えたチューブ容器であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のシール検査装置。
7. 前記容器の開口部から内容物を充填した後に、前記容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査するシール検査方法であって、
   請求項１〜６の何れか一項に記載のシール検査装置を用い、前記容器を搬送させると共に、前記容器の搬送方向と順方向に回転駆動される押圧ローラを前記容器の胴部に押し付けながら、前記胴部の入側の端部から中央部に至り、この胴部の中央部から出側の端部に至る領域を連続的に押圧する際に、少なくとも前記押圧ローラとの接触により生じる前記容器内の初期の圧力上昇を緩和することを特徴とするシール検査方法。
8. 請求項７に記載のシール検査方法を用いて、前記容器の開口部から内容物を充填した後に、この容器の開口部を封止したシール部の封止状態を検査する工程を含むことを特徴とする容器の製造方法。

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