JP5707932B2 - 密封容器検査方法及び密封容器検査装置 - Google Patents
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Description
カップ型容器は、上面開口から内容物が充填されると、その開口に所定のフィルムが装着される。
このようなカップ型容器に対し、メーカでは、密封状態を検査している。そして、密封不良と判定した容器については、生産ライン上で排除して、出荷しないようにしている。
例えば、金属缶の蓋部において、この蓋部の中心と、この中心から一定間隔離れた二点との計三点を特定し、これら三点と直上の渦電流式変位センサとの間の距離を測定し、二点における各測定距離の平均値と蓋部の中心における測定距離との差にもとづいて、蓋部の凹凸度合いを判断するものがある(例えば、特許文献1、2参照。)。
この技術によれば、カートンケースに収納されている金属缶に対し、その蓋部の凹凸度合いを検出して、この金属缶の密封状態について良否判定することができる。また、カートンケースの内部で、金属缶が傾くなどして本来の体勢からずれた金属缶についても、そのずれの有無に関係なく、正確に密封状態の良否を判定することができる。
これに対し、カップ型容器には蓋部の周縁に巻締部が存在しないため、隣接する容器に乗り上げるような事態は想定しにくい。このことから、前述した金属缶に関する問題は起こりにくいものと考えられる。
例えば、図6に示すように、カートンケース内に六個の容器C(C1〜C6)が収められており、いずれも良品である場合、渦電流式変位センサによる測定では、センサ出力値を示す波形が規則正しいカーブを描く。
そして、その不良容器C2のセンサ出力値(X22)の影響を受けて、その前後のセンサ出力値に歪みが生じる。例えば、容器C2と容器C3との間におけるセンサ出力値の最大値(図6のY12、図7のY22)を見てみると、容器C2が良品の場合(図6のY12)よりも不良品の場合(図7のY22)の方が、値が小さくなっている。
このように、カートンケース内に不良容器が存在すると、その前後で測定された良品容器のセンサ出力値が、その不良容器のセンサ出力値に引っ張られるかたちで、歪みが生じる。
例えば、容器C2と容器C3との間におけるセンサ出力値の最大値(図6のY12、図7のY22)と、容器C3と容器C4との間におけるセンサ出力値の最大値(図6のY13、図7のY23)とを測定点の「二点」とし、これら「二点」におけるセンサ出力値の平均値(図6のZ131、図7のZ231)を求め、この平均値(Z131、Z231)と容器C3の蓋部の中心におけるセンサ出力値(図6のX13、図7のX23)との差を求める。そうすると、図6においては、その差が「454」であるのに対し、図7においては、「417」となり、良品と判定できる範囲を設定し難いことが分かる。
このように、良品と判定されるべき容器の隣りに不良容器が存在すると、その良品と判定されるべき容器のセンサ出力値が変化してしまい、特許文献1、2に記載の検査方法を用いたときに不良品と判定されるおそれがあった。
まず、本発明の密封容器検査装置の実施形態について、図1、図2を参照して説明する。
図1は、本実施形態の密封容器検査装置における搬送手段の構成を示す外観正面図である。図2は、本実施形態の密封容器検査装置における処理手段の構成を示すブロック図である。
ここで、図1に示すように、搬送手段10は、コンベア11と、モータ12と、プーリ13と、ローラ14と、サイドガイド15とを有している。
コンベア11は、上面に載置されたカートンケースを所定の場所へ移動させるためのベルトコンベアである。
モータ12は、コンベア11を動かすための動力源である。
ローラ14は、環状のコンベア11の内側面に接する位置に設けられた円筒形状の部材であって、そのコンベア11の動きに伴って回転する。なお、ローラ14は、ベルトを介してプーリ13の軸に接続することができる。この場合、ローラ14は、そのプーリ13の回転に伴って回転する。
タイミングセンサ21は、コンベア11により搬送されてきたカートンケースを検知するためのセンサである。このタイミングセンサ21は、カートンケースを検知しているときは検知信号を出力し、検知していないときは検知信号を出力しないようになっている。
ロータリエンコーダ22は、ローラ14に取り付けられており、このローラ14の回転角に応じたパルス信号(エンコーダパルス)を出力する。パルス信号は、タイミングセンサ21がカートンケースの始端を検知するのと同時にカウントが開始され、カートンケース(および内部の容器)の位置の演算に用いられる。
この変位センサ23は、コンベア11の上方に設けられており、測定方向をそのコンベア11の上面に向かう方向としてある。
また、変位センサ23は、カートンケース内にマトリクス状に収められた容器の列数と同数設けられている。例えば、図3に示すように、カートンケース内に複数の容器が五行四列で収められているときは、変位センサ23は、その列数と同数の四つが用意される。
さらに、変位センサ23は、該変位センサ23による測定範囲の中心を通る線が、コンベア11により搬送されてきたカートンケースに収められている容器の蓋部の中心が通る線と交わるように、各列ごとに設けられる。
また、各容器の搬送方向の位置は、カートンケース内の容器の配列形態と、ロータリエンコーダ22からのパルス信号のカウント数によって特定される。
これにより、変位センサ23は、各容器について、蓋部の中心部と、この中心部から搬送方向に所定距離離れた二点とにおいて、蓋部までの距離を測定することができる。
渦電流式変位センサは、測定対象物が導電体であるときに使用でき、紙製のカートンケースには作用せず、アルミ箔層を含む積層フィルム(蓋)に作用して、この蓋との距離を測定することができる。そして、この測定距離に応じたアナログ信号(アナログデータ)を測定信号として出力する。
なお、本実施形態においては、変位センサ23として渦電流式変位センサを用いるものとするが、変位センサ23は、渦電流式変位センサに限るものではなく、カートンケースに収められた容器における蓋部の位置又は蓋部までの距離を測定可能なセンサであればよく、測定原理やセンサの種類等は問わない。
また、変位センサ23は、容器の蓋部のうち、この蓋部における中心部と、この中心部から所定距離離れた二点とにおいて、蓋部との距離を測定することから、「測定手段」としての機能を有している。
A/D変換部25は、変位センサアンプ24から送られてきたアナログ信号(アナログデータ)をデジタル信号(デジタルデータ)に変換して出力する。
デジタル入出力部26は、タイミングセンサ21から出力された検知信号やロータリエンコーダ22から送られてきたパルス信号を入力すると、それらを演算処理部27へ送る。また、デジタル入出力部26は、演算処理部27から送られてきた不良信号を排斥装置(図示せず)へ送る。
この排斥装置は、例えば、特開2009−210451号公報の図9に記載された構成とすることができる。ただし、排斥装置は、同図に示す構成に限定されるものではなく、不良容器が収納されているカートンケースと、良品容器のみが収納されているカートンケースとを区別できる構成を有していればよい。
記憶部28は、処理手段20の有する機能を実行するためのプログラムやデータを記憶する。この記憶部28が記憶するデータには、例えば、A/D変換部25から送られてきたデジタルデータ、カートンケースの始端から各容器ごとの蓋部の中心までの距離を示すパルス数(中心パルス数)、容器の蓋部における中心から抽出点(中心から同じ距離にある二点)までの距離を示すパルス数(抽出点パルス数)、良否判定範囲、判定結果などがある。これら各データの詳細については、後記の「密封容器検査方法」にて説明する。
表示・入力部29は、変位センサ23の測定結果や演算処理部27における判定結果の表示、良否判定範囲や抽出点距離の入力設定などを行う機能を有している。
次に、本実施形態の密封容器検査方法について説明する。
なお、ここでは、次の二つの項目について、順に説明する。
(i)良否判定処理
(ii)抽出点距離の設定
良否判定処理について説明する。
記憶部28には、前述したように、中心パルス数、抽出点パルス数、良否判定範囲、変位センサ23で測定された電圧値(デジタルデータ)、この電圧値(デジタルデータ)に関連付けられたカウント数などが記憶されている。
例えば、図4に示すように測定データ(センサ出力値)が得られた場合、中心パルス数に対応する測定データは、容器C1についてはX11、容器C2についてはX12、容器C3についてはX13がそれぞれ特定される。
例えば、図4に示す場合では、容器C3の第一データとしてD131が特定され、容器C3の第二データとしてD132が特定される。
なお、以上の説明では、図4、5(図6、7)のようにカートンケースが搬送される間の全ての測定データを記憶して、そこから所定のパルス数に対応する測定データを特定する形を取っているが、所定のパルス数に対応する測定データのみを記憶するようにしてもよい。
また、以上の処理は、容器の蓋部のうち、該蓋部における中心部と、この中心部から所定距離離れた二点とにおいて、蓋部との距離を測定する処理であることから、「測定処理」に相当する。
例えば、図4に示す場合では、容器C3における第一データD131と第二データD132との平均値としてZ132が算出される。そして、この平均値Z132と中心データX13との差が、容器C3の状態判定値H13となる。
ここで、良否判定範囲とは、良品と判定されるべき容器から得られる状態判定値の範囲をいう。この良否判定範囲には、上限値と下限値が設定されている。
例えば、状態判定値が良否判定範囲の下限値を下回る場合とは、容器の蓋部が凸状に膨らんでいる場合をいう。この場合、容器に充填された内容物が変敗し、ガスを発生させて蓋部が膨張していることが考えられる。よって、この場合は、容器の密封状態が「不良」であるものと判定する。
また、状態判定値が良否判定範囲の上限値を上回る場合とは、例えば、容器の蓋部にズレや破損(破れ)が生じている場合が考えられる。よって、この場合も、容器の密封状態が「不良」であるものと判定する。
そして、演算処理部27は、それら判定結果を記憶部28に記憶させる。
また、各容器の良否判定結果を容器の配列情報とともに記憶しておけば、排斥されたカートンケースを開梱して、その中から不良容器のみを再度検品する手間をかけずに排除することができる。
以上の処理は、容器の蓋部における二点(抽出点)との距離の平均値と該蓋部の中心部との距離との差を判定値(状態判定値)として算出し、この判定値が所定範囲を逸脱していると、該容器が不良品であると判定する処理であることから、「判定処理」に相当する。
抽出点距離とは、容器の蓋部における中心から抽出点までの距離をいう。
この抽出点距離は、良品と判定されるべき容器と不良品と判定されるべき容器が隣同士で配置されている場合に、その良品と判定されるべき容器について算出された状態判定値が良否判定範囲を逸脱しない値を示すように設定される。
図4〜図7は、カートンケースに収納された複数の容器を測定したセンサ出力値と、そこから求められる容器の蓋部における凹凸の度合いを示すグラフである。
なお、ここで例示するカップ型容器は、ミルク入りコーヒーを充填密封してレトルト殺菌を行った容器であり、図4〜図7のグラフは、この容器をカートンケースに収納した後、25℃で10日間保管した後に検査した結果に基づくものである。
また、図5は、図7と同様、カートンケースに収納された六個の容器C1〜C6のうち、左から二つ目の容器C2が不良品であり、他の容器C1、C3〜C6が良品であるときのセンサ出力値を示している。
さらに、抽出点距離は、一の容器における蓋部の直径に対して例えば25%(2点の抽出点間の距離として50%)の長さとする。
このとき、図4に示すセンサ出力値においては、容器C3の状態判定値H132が、「199」となる。一方、図5に示すセンサ出力値においては、容器C3の状態判定値H232が、「196」となる。
すなわち、良品である容器C3の状態判定値H132とH232の差は、H132の大きさの2%に満たない程度である。
このとき、図5の不良品である容器C2に対して同様に抽出点距離25%で状態判定値H222を求めると「290」であり、H132に対して40%以上の差が認められた。
また、図7の不良容器C2に対して、同様の考え方でY21とY22のセンサ出力値の平均値Z221とX22のセンサ出力値の差H221を求めると「570」であり、H131に対して25%程度の差であって、良品同士の値の差と比べて十分に大きな差とは言い難い。
このように、容器C3の状態判定値は、隣に不良品の容器がある場合と無い場合とを比較すると、大きな差は生じない。これにより、隣接する容器が不良品であるためにセンサ出力値が歪みを生じた場合でも、その状態判定値が良否判定範囲を逸脱することがないので、容器C3は、良品と判定される。
良品における蓋部の凹凸状態は、容器の形状、内容品の特性、充填・殺菌条件などによって左右され、また不良が起こった場合の蓋部の状態変化も様々であるため、抽出点距離を一義的に決めることはできないが、蓋部の直径(言い換えると、搬送方向における容器の幅)の30%(2点の抽出点間の距離として60%)以内に設定すれば、隣接する容器に不良があった場合の影響を極力排除することができる。
なお、抽出点距離は15%(2点の抽出点間の距離として30%)以上としておけば、十分な精度で状態判定値を求めることができる。
このような場合、カートンケースに納めた容器を一定期間保管しておき、出荷前に検査を行うことで、不良品の出荷を回避することができる。
このようにすると、万一不良容器が存在した場合には保管期間中に内容物が変敗し、容器の蓋部が膨張して確実に不良を検出できるようになる。ただし、充填・殺菌直後の検査と併用すると、なお好ましい。
また、その抽出点距離を設定する場合に、良品と判定されるべきカップ型容器と不良品と判定されるべきカップ型容器が隣同士で配置されていることを想定し、その良品と判定されるべきカップ型容器について算出された状態判定値が良否判定範囲を逸脱しない値を示すように抽出点距離を設定することにより、隣接する不良品容器の影響を受けることなく、良品容器の判定を正確に行うことができる。
例えば、上述した実施形態では、上部開口にフィルムを装着したカップ型容器を検査対象としたが、これ限るものではなく、そのフィルムの上部にカバーキャップをかぶせたカップ型容器を検査対象とすることもできる。
さらに、上述の実施形態においては、カップ型容器を密封検査の対象としたが、これに限るものではなく、例えば、包材にアルミラミネートフィルムを使用した容器を対象とすることもできる。特に、パウチ状の製品については、ケースに入れた状態で搬送し、上述の実施形態と同様に渦電流式変位センサでパウチ表面までの距離を測定することもできる。
10 搬送手段
20 処理手段
23 変位センサ(測定手段)
27 演算処理部
Claims (5)
- 配列した複数のカップ型容器に対し、該カップ型容器における蓋部との距離を測定する測定処理と、この測定の結果にもとづいて前記カップ型容器の密封状態の良否判定を行う判定処理とを有した密封容器検査方法であって、
前記測定処理は、前記カップ型容器の蓋部のうち、該蓋部における中心部と、この中心部から所定距離離れた二点とにおいて、該蓋部との距離を測定する処理を有し、
前記判定処理は、前記二点における距離の平均値と前記中心部における距離との差を判定値として算出し、この判定値が所定範囲を逸脱していると、該カップ型容器が不良品であると判定する処理を有し、
前記二点のうちの一点と前記中心部との間の距離を抽出点距離とし、
良品と判定されるべきカップ型容器と不良品と判定されるべきカップ型容器が隣同士で配置されているときに、前記良品と判定されるべきカップ型容器について算出された前記判定値が前記不良品と判定されるべきカップ型容器の存在により変化しても当該判定値が前記所定範囲を逸脱しない値を示すように前記抽出点距離を設定し、
この設定された抽出点距離が、前記カップ型容器における蓋部の直径に対して15%以上、30%以下である
ことを特徴とする密封容器検査方法。 - 前記カップ型容器が、上部にカバーキャップをかぶせた容器である
ことを特徴とする請求項1記載の密封容器検査方法。 - 前記複数のカップ型容器をカートンケースに収納し、一定期間保管した後に、該複数のカップ型容器に対して前記測定処理と前記判定処理とを行なう
ことを特徴とする請求項1又は2記載の密封容器検査方法。 - 配列した複数のカップ型容器の密封状態を検査する密封容器検査装置であって、
前記カップ型容器の蓋部のうち、該蓋部における中心部と、この中心部から所定距離離れた二点とにおいて、該蓋部との距離を測定する測定手段と、
前記二点における距離の平均値と前記中心部における距離との差を判定値として算出し、この判定値が所定範囲を逸脱していると、該カップ型容器が不良品であると判定する判定手段とを備え、
前記二点のうちの一点と前記中心部との間の距離を抽出点距離とし、
良品と判定されるべきカップ型容器と不良品と判定されるべきカップ型容器が隣同士で配置されているときに、前記良品と判定されるべきカップ型容器について算出された前記判定値が前記不良品と判定されるべきカップ型容器の存在により変化しても当該判定値が前記所定範囲を逸脱しない値を示すように前記抽出点距離を設定し、
この設定された抽出点距離が、前記カップ型容器における蓋部の直径に対して15%以上、30%以下である
ことを特徴とする密封容器検査装置。 - 前記測定手段が、渦電流式変位センサである
ことを特徴とする請求項4記載の密封容器検査装置。
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