JP6242255B2 - シール不良検査装置およびシール不良検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、被包装物を包装体で覆うとともに、その包装体の所定部を熱シールする手段を含む包装品製造装置において用いられる、シール不良を検出するシール不良検査装置およびシール不良検査方法に関する。

現在、被包装物が包装体に覆われた状態でその包装体の所定部が熱シールされ、さらに切断されることで製造される、被包装物が封入された包装品が、様々な製品として流通している。このような包装品としては、例えば、小袋入りの液体スープや粉末スープ、乾燥された麺塊等を含む被包装物を、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）等を原料とするラミネートフィルムからなる包装フィルムにより封入された、袋入り即席麺等の袋入りの食品が挙げられる。

このような包装品の製造装置においては、包装体の熱シールが正常に行われているか否かを検査することが従前より行われている。例えば従来、可視光や赤外線ライト等を熱シール後のシール部に照射しながら撮影することで、シール部に被包装物等の異物が噛み込んでいるか否かを検出することが行われている。例えば、シール部に異物が噛みこんでいた場合には、その異物の影が撮影画像に映し出されるため、これを検出することで熱シールが不良であると判別することができる。

また、特許文献１には、熱シール直後のシール部の温度分布に基づき、正常に熱シールされたものについて得られた温度分布と対比してシールの良否を判別することによりシール不良を検出する検出方法が記載されている。

特開２０００−７９９１７号公報

しかしながら、上記したような可視光や赤外線ライト等をシール部に照射しながら撮影する方法では、包装体に文字や絵柄等がプリントされている場合や、包装体がアルミニウム箔ラミネートフィルム等の非透視性の包装材料で作製されていた場合等には、可視光や赤外線ライトがうまく透過しないため、異物の影を検出することが困難であった。これに対し、特許文献１記載の方法では、非透視性の包装材料で作製した包装体を用いていても、シール不良を検出することが可能である。しかし、特許文献１記載の方法では、被包装物のごく一部がシール部に噛みこんだ場合等には、シール不良がうまく検出できない場合があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、包装体の透視性の高低に関わらず、また、異物のごく一部がシール部に噛みこんだ場合でも、シール不良を検出できるシール不良検査装置およびシール不良検査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、本発明に係るシール不良検査装置は、被包装物を包装体で覆うとともに当該包装体の所定部を熱シールする手段を含む包装品製造装置において用いられるシール不良検査装置であって、熱シール直後のシール部における温度を検知するシール部温度検知手段と、熱シール直後のシール隣接部における温度を検知するシール隣接部温度検知手段と、前記シール部温度検知手段により検知された温度および前記シール隣接部温度検知手段により検知された温度に基づいてシール不良を検出するシール不良検出手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係るシール不良検査方法は、被包装物を包装体で覆うとともに当該包装体の所定部を熱シールする手段を含む包装品製造装置において用いられるシール不良検査方法であって、熱シール直後のシール部における温度を検知するシール部温度検知工程と、
熱シール直後のシール隣接部における温度を検知するシール隣接部温度検知工程と、前記シール部温度検知工程により検知された温度および前記シール隣接部温度検知工程により検知された温度に基づいてシール不良を検出するシール不良検出工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、包装体の透視性の高低に関わらず、また、異物のごく一部がシール部に噛みこんだ場合でも、シール不良を検出できる。

包装品製造装置の一部およびシール不良検査装置１００の全体像を示す側面図である。 シール不良検査装置１００により包装品２００のシール不良が検査される様子を示す側面図である。 シール直後の包装品２００における、シール不良検査装置１００により検査されるエリアを示す上面図である。 熱シール直後の包装品２００における温度分布を示す上面図その１である。 熱シール直後の包装品２００における温度分布を示す上面図その２である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態に用いられる、包装品製造装置の一部およびシール不良検査装置１００の全体像を示す側面図である。

包装品製造装置には、コンベアベルト７００、第二被包装物投入部８００およびエンドシーラー９００が備えられる。コンベアベルト７００は、コンベアベルト７００上に載置された物体を図１中で白色の太矢印で示された方向に搬送するためのものであり、本実施形態においては第一被包装物２１０を間隔を空けながら順次搬送する。第二被包装物投入部８００は、コンベアベルト７００上に第二被包装物２２０を投入して、コンベアベルト７００上を搬送されてきた第一被包装物２１０と合流させるためのものである。

エンドシーラー９００は、包装体２３０を熱シールするためのシールバー９１０を備える。シールバー９１０の長手方向は、包装体２３０の搬送方向を横断する方向に沿って設けられる。エンドシーラー９００は、第一被包装物２１０と第二被包装物２２０とを包み込んだ筒状の包装体２３０を、シールバー９１０を用いて搬送方向を横断する方向に熱シールし、かつ、当該方向にカットすることができる。エンドシーラー９００により、第一被包装物２１０と第二被包装物２２０とを１つずつ内包する包装品２００が次々と製造される。

包装品２００は、第一被包装物２１０および第二被包装物２２０を内容物として内包し、切断後の包装体２４０により包装されてなる。包装品２００は、例えば、袋入り即席麺等の袋入りの食品からなる。包装体２３０、２４０は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂に、アルミニウムもしくは銅等の金属を蒸着したフィルム、または、アルミニウム等の金属箔フィルム等、ガスバリア性、保香性、遮光性に優れた素材からなる。

第一被包装物２１０は、包装品２００が袋入り即席麺の場合、麺塊からなり、フライ麺、ノンフライ麺、生タイプ麺等いずれでもよい。生タイプ麺の場合は、第一被包装物２１０一つ一つが個包装されていることが多い。第二被包装物２２０は、包装品２００が袋入り即席麺の場合、液体スープ、粉末スープ、かやく等からなり、個別に包装されていることが多い。第二被包装物２２０の包装資材は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂に、アルミニウムもしくは銅等の金属を蒸着したフィルム、または、アルミニウム等の金属箔フィルム等、ガスバリア性、保香性、遮光性に優れた素材からなる。

シール不良検査装置１００は、赤外線カメラ１１０とシール不良検出部１２０とを有する。シール不良検査装置１００は、エンドシーラー９００により熱シールおよびカットされることで製造された直後の包装品２００のシール不良を、順次検査するためのものである。ここでいう「製造された直後」とは、包装品２００がエンドシーラー９００により熱シールされたことにより上昇した温度が、測定困難になるまで低下するより以前であれば特に限定されないが、例えば、エンドシーラー９００により熱シールされてから５秒以内程度である。

ここで、図２を参照して、シール不良検査装置１００の構成について詳述する。シール不良検査装置１００の構成要素である赤外線カメラ１１０は、物体から放射される赤外線放射エネルギーを赤外線イメージセンサ（図示せず）で検出し、各画素の受光量を温度分布を示す画像（以下、「熱画像」という。）に変換するためのものであり、例えば一般的な赤外線サーモグラフィー装置を用いることができる。変換された熱画像のデータはシール不良検出部１２０に送信される。

シール不良検出部１２０は、処理部１２１と記憶部１２２と入力部１２３と出力部１２４とを有する。処理部１２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等により構成され、各種演算処理を行うためのものである。記憶部１２２は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、またはフラッシュメモリ等により構成される。記憶部１２２には、予め記憶されたプログラムやデータ、もしくは処理部１２１や入力部１２３を介して記憶されたデータ等が格納される。入力部１２３は、外部より入力された信号やデータを受け付け、シール不良検出部１２０に入力するためのものである。出力部１２４は、信号やデータをシール不良検出部１２０から外部に出力するためのものである。

以下、本実施形態に係るシール不良検査装置およびシール不良検査方法について順を追って説明する。
図１に示す通り、包装品製造装置において、コンベアベルト７００上を第一被包装物２１０が順次搬送される。ここに、第二被包装物投入部８００において投入された第二被包装物２２０が合流し、第一被包装物２１０とともに搬送される。合流した第一被包装物２１０と第二被包装物２２０は、エンドシーラー９００に搬送されるまでの間に、筒状に形成された包装体２３０の内側に配置される。その後、第一被包装物２１０と第二被包装物２２０とが１つずつ含まれるように、エンドシーラー９００により順次熱シールされ、カットされていく。

エンドシーラー９００により熱シールされ、カットされた包装体２４０は、第一被包装物２１０と第二被包装物２２０とを封入し、包装品２００として順次製造される。その後、シール不良検査装置１００は、製造された直後の包装品２００のシール不良を検査する。

ここで、シール不良検査装置１００が包装品２００のシール不良を検知する様子を、図２〜図５を用いて説明する。
図２に示す通り、包装品２００がシール不良検査装置１００の近傍を通過する際、赤外線カメラ１１０により包装品２００の熱画像が撮影される。なお、図２中、赤外線カメラ１１０の下部先端から放射状に伸びる点線は、熱画像の撮影可能領域を示しており、左右のエンドシール部２４１ａ、２４１ｂを含む包装品２００の全体が撮影可能である。

図３は、熱シール直後の包装品２００における、シール不良検査装置１００により検査されるエリアを示す上面図である。なお、説明を簡単にするため、第一被包装物２１０は図示を省略する（図４、図５（ａ）においても同様）。図３においては、第二被包装物２２０は包装品２００に正常に内包されている例を示す。第二被包装物２２０は、包装体２４０の材質によっては外部から視認することができない場合もあるが、説明のため図示する（図４、図５においても同様）。また、センターシール部２４２は、切断前の包装体２３０を筒状に形成する時点で熱シールされた箇所であり、包装品２００の上面または底面に形成される。

図３に示す通り、シール不良検査装置１００は、包装品２００中のシール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄ、及びシール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄについて、シール不良の検査を行う。シール部検査エリアＡ１ａ、Ａ１ｂは、それぞれ左エンドシール部２４１ａ内に位置する。シール部検査エリアＡ１ｃ、Ａ１ｄは、それぞれ右エンドシール部２４１ｂ内に位置する。シール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄは、それぞれ左右のエンドシール部２４１ａ、２４１ｂよりも中央寄りに隣接した箇所に位置する。シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄおよびシール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄは、ともにセンターシール部２４２とは重複しないように配置される。センターシール部２４２を検査エリアから除外する理由として、センターシール部２４２と包装体２４０の他の部分とが重なり合うため、シール部分の温度差が生じにくく検知が困難であることが挙げられる。また、包装機械の特性上、センターシール部２４２は噛み込みが発生しにくく、検査する必要性が低いことも理由の1つとして挙げられる。

なお、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄおよびシール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄの位置は、予め各エリアに対応する指定座標範囲を記憶部１２２に記憶しておき、熱画像が撮影される毎に指定座標範囲に対応する領域を各エリアとして決定してもよいし、熱画像が撮影される毎に熱画像中の温度情報からシール不良検出部１２０が各エリアを判断して決定してもよい。

シール不良検査装置１００においては、赤外線カメラ１１０により撮影された包装品２００の熱画像のデータがシール不良検出部１２０に送信される。熱画像データは入力部１２３を介してシール不良検出部１２０に入力され、記憶部１２２に一時記憶される。処理部１２１は、記憶部１２２に記憶された熱画像データのうち、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄ、シール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄそれぞれのエリア内における平均温度を算出する。処理部１２１は、算出された平均温度に対し、一定温度以上高温または低温である箇所が存在するか否かを各エリア毎に判定し、存在すると判定されたエリアを１以上検出すると、その包装品２００はシール不良があると判定する。そして、処理部１２１は、シール不良であるという情報を出力部１２４を介して出力する。この情報に基づき、シール不良が判定された包装品２００を不良品として製造ラインから除外する等、適宜処理が可能である。

ここで、算出された平均温度に対し一定温度以上高温または低温の箇所があるとして検出される基準は適宜設定することができるが、少なくともそのエリアに、後述する複数の温度帯が跨って存在する場合には、平均温度に対し一定温度以上高温または低温であるとして検出される。また、上述したエリア毎の平均温度の算出方法としては、例えばエリア内の複数箇所の温度を検知し、その平均値を算出する方法がある。また、平均温度に対して一定温度以上高温または低温である箇所が存在するか否かの判定方法は、予め記憶部１２２に温度差情報を記憶しておき、検知された複数箇所のうち、平均温度より温度差情報に基づく温度差以上高温または低温である箇所が一箇所以上存在するか否かを判定することで可能である。

図４および図５は、熱シール直後の包装品２００における温度分布を示す上面図である。図４および図５において、高温帯Ｂ１が最も高温な領域であり、中高温帯Ｂ２が次に高温な領域であり、低温帯Ｂ３は最も低温な領域である。その他の領域は、低温帯Ｂ３より高温、かつ、中高温帯Ｂ２より低温な領域である（以下「中温帯」という）。
高温帯Ｂ１、中高温帯Ｂ２、中温帯および低温帯Ｂ３の具体的な温度帯は限定されないが、例えば、高温帯Ｂ１は５５℃以上７０℃未満、中高温帯Ｂ２は４０℃以上５５℃未満、中温帯は３０℃以上４０℃未満、低温帯Ｂ３は３０℃未満程度である。

図４（ａ）は、第二被包装物２２０が正常に内包され、左右のエンドシール部２４１ａ、２４１ｂにおいて正常に熱シールされた場合の温度分布を示す上面図である。ここで、図３と対比すると、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄは、いずれも全体が中高温帯Ｂ２に属することが分かる。また、シール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄは、いずれも全体が中温帯に属することが分かる。よって、いずれの検査エリアも、エリア全体が中高温帯Ｂ２または中温帯のいずれか一方の温度範囲内に属するため、各エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所は検出されず、シール不良とは判定されない。

図４（ｂ）は、第二被包装物２２０が左側に極端に寄った位置に配置され、左エンドシール部２４１ａに噛み込んだ状態で熱シールされた場合の温度分布を示す上面図である。ここで、図３と対比すると、シール部検査エリアＡ１ａ、Ａ１ｃ、Ａ１ｄは、いずれも全体が中高温帯Ｂ２に属することが分かる。また、シール隣接部検査エリアＡ２ａ、Ａ２ｃ、Ａ２ｄは、いずれも全体が中温帯に属することが分かる。よって、シール部検査エリアＡ１ａ、Ａ１ｃ、Ａ１ｄ、及びシール隣接部検査エリアＡ２ａ、Ａ２ｃ、Ａ２ｄは、いずれもエリア全体が中高温帯Ｂ２または中温帯のいずれか一方の温度範囲内に属するため、各エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所は検出されない。

一方、シール部検査エリアＡ１ｂには、中高温帯Ｂ２の箇所と、中温帯の箇所とが併存している。これは、第二被包装物２２０が左エンドシール部２４１ａに噛み込むことで、その付近の温度が低下していることによると考えられる。また、シール隣接部検査エリアＡ２ｂには、低温帯Ｂ３の箇所と、中温帯の箇所とが併存している。これは、第二被包装物２２０がシール隣接部検査エリアＡ２ｂに跨ることで、第二被包装物２２０に由来する低温帯Ｂ３が検知されることによると考えられる。よって、シール部検査エリアＡ１ｂ及びシール隣接部検査エリアＡ２ｂからは、それぞれ複数の温度帯に跨る箇所が検出されるため、各エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所が検出され、シール不良と判定される。従って、図４（ｂ）のような場合には、シール不良であるという情報が出力部１２４を介して出力される。

図５（ａ）は、第二被包装物２２０が左側にやや寄った位置に配置され、左エンドシール部２４１ａに僅かに噛み込んだ状態で熱シールされた場合の温度分布を示す上面図である。ここで、図３と対比すると、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄは、いずれも全体が中高温帯Ｂ２に属する。また、シール隣接部検査エリアＡ２ａ、Ａ２ｃ、Ａ２ｄは、いずれも全体が中温帯に属する。よって、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄ、及びシール隣接部検査エリアＡ２ａ、Ａ２ｃ、Ａ２ｄは、いずれもエリア全体が中高温帯Ｂ２または中温帯のいずれか一方の温度範囲内に属するため、各エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所は検出されない。

一方、シール隣接部検査エリアＡ２ｂには、第二被包装物２２０に由来する低温帯Ｂ３の箇所と、その他の領域の箇所とが併存している。よって、シール隣接部検査エリアＡ２ｂからは複数の温度帯に跨る箇所が検出されるため、当該エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所が検出され、シール不良と判定される。従って、図５（ａ）のような場合には、シール不良であるという情報が出力部１２４を介して出力される。よって、シール部検査エリアＡ１ａ〜Ａ１ｄの検査のみでは検出されない僅かな噛み込みも、シール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄの検査も行うことで、検出可能となる。

図５（ｂ）は、第一被包装物２１０、第二被包装物２２０いずれも正常に内包されているが、第一被包装物の欠片２１１が左エンドシール部２４１ａに噛み込んだ状態で熱シールされた場合の温度分布を示す上面図である。ここで、図３と対比すると、シール部検査エリアＡ１ｂ〜Ａ１ｄは、いずれも全体が中高温帯Ｂ２に属する。また、シール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄは、いずれも全体が中温帯に属する。よって、シール部検査エリアＡ１ｂ〜Ａ１ｄ、及びシール隣接部検査エリアＡ２ａ〜Ａ２ｄは、いずれもエリア全体が中高温帯Ｂ２または中温帯のいずれか一方の温度範囲内に属するため、各エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所は検出されない。

一方、シール隣接部検査エリアＡ１ａには、中高温帯Ｂ２の箇所と、高温帯Ｂ１の箇所とが併存している。これは、第一被包装物の欠片２１１が左エンドシール部２４１ａに噛み込むことで、その付近の温度が高くなったことによると考えられる。よって、シール隣接部検査エリアＡ１ａからは、複数の温度帯に跨る箇所が検出されるため、当該エリアの平均温度より一定温度以上高温または低温である箇所が検出され、シール不良と判定される。従って、図５（ｂ）のような場合には、シール不良であるという情報が出力部１２４を介して出力される。

なお、本願発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、前記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されたり、幾つかの構成要件が異なる形態にして組み合わされても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除されたり組み合わされた構成が発明として抽出され得るものである。

例えば、包装品２００として、袋入り即席麺であるとして説明したが、このような製品に限定されない。内容物を含有する包装品であれば食品である必要もない。

また、内容物として、第１内容物２１０および第２内容物２２０の２種類として説明したが、１種類でもよく、また３種類以上でもよい。

１００…シール不良検査装置
１１０…赤外線カメラ
１２０…シール不良検出部
１２１…処理部
１２２…記憶部
１２３…入力部
１２４…出力部
２００…包装品
２１０…第一被包装物
２１１…第一被包装物の欠片
２２０…第二被包装物
２３０…切断前の包装体
２４０…切断後の包装体
２４１ａ…左エンドシール部
２４１ｂ…右エンドシール部
２４２…センターシール部
７００…コンベアベルト
８００…第二被包装物投入部
９００…エンドシーラー
９１０…シールバー
Ａ１ａ、Ａ１ｂ、Ａ１ｃ、Ａ１ｄ…シール部検査エリア
Ａ２ａ、Ａ２ｂ、Ａ２ｃ、Ａ２ｄ…シール隣接部検査エリア
Ｂ１…高温帯
Ｂ２…中高温帯
Ｂ３…低温帯

Claims (3)

1. 被包装物を包装体で覆うとともに当該包装体の所定部を熱シールする手段を含む包装品
   製造装置において用いられるシール不良検査装置であって、
   熱シール直後のシール部における温度を当該シール部内の複数箇所において検知するシール部温度検知手段と、
   熱シール直後のシール隣接部における温度を当該シール隣接部内の複数箇所において検知するシール隣接部温度検知手段と、
   前記シール部温度検知手段により検知された温度および前記シール隣接部温度検知手段
   により検知された温度に基づき、前記シール部内の平均温度から所定以上の温度差を示す箇所を検出した場合、または、前記シール隣接部内の平均温度から所定以上の温度差を示す箇所を検出した場合にシール不良と判定するシール不良検出手段と、
   を備えるシール不良検査装置。
2. 前記包装品製造装置により製造される包装品は、背貼り部が設けられたピロータイプの
   包装品であり、
   前記シール部温度検知手段および前記シール隣接部温度検知手段は、前記背貼り部の温
   度を検知しないことを特徴とする請求項１に記載のシール不良検査装置。
3. 被包装物を包装体で覆うとともに当該包装体の所定部を熱シールする手段を含む包装品
   製造装置において用いられるシール不良検査方法であって、
   熱シール直後のシール部における温度を当該シール部内の複数箇所において検知するシール部温度検知工程と、
   熱シール直後のシール隣接部における温度を当該シール隣接部内の複数箇所において検知するシール隣接部温度検知工程と、
   前記シール部温度検知工程により検知された温度および前記シール隣接部温度検知工程
   により検知された温度に基づき、前記シール部内の平均温度から所定以上の温度差を示す箇所を検出した場合、または、前記シール隣接部内の平均温度から所定以上の温度差を示す箇所を検出した場合にシール不良と判定するシール不良を検出するシール不良検出工程と、を含むシール不良検査方法。

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