JP6511169B1 - 包装体の検査方法、検査装置及び検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】包装体のシール部の状態を製造の際に検査できる包装体の検査方法、検査装置及び検査システムを提供する。【解決手段】充填装置により内容物が包装袋に充填されて得られる包装体のシール部の状態を検査する検査方法であって、電磁波を照射してシール部を含む第１領域Ａ１の画像を取得するステップＳ１０２と、取得された画像における画素値を取得するステップＳ１０４と、取得された画素値に基づいて、シール部における第２領域Ａ２を決定するステップＳ１０６と、画素値に関する情報と第２領域Ａ２の質量に関する情報との対応関係を参照し、第２領域Ａ２における画素値に基づいて第２領域Ａ２の質量に関する情報を取得するステップＳ１０７と、取得された第２領域Ａ２の質量に関する情報に基づいてシール部の状態の良否を判定するステップＳ１０８と、を含む。【選択図】図８

Description

本発明は、包装体の検査方法、検査装置及び検査システムに関する。

従来、折り曲げられて重ね合わされた１枚のフィルム材又は重ね合わされた２枚のフィルム材を自動充填機等の製造装置が有するヒートロールにより熱溶着して包装袋を製造しつつ、当該包装袋に内容物を充填することが知られている。

例えば、特許文献１には、フィルム材に損傷を与えることなく液状内容物中に含まれる気泡又は粒状物等の横シール部内への噛み込みを阻止しながら液状内容物を連続充填する充填包装機が開示されている。

特開２０１７−０１９５０７号公報

特許文献１に記載の充填包装機を含む従来の製造装置により内容物を収容した包装体を連続的に製造する場合、作業者がシール部に関する製造装置の制御パラメータを設定し、包装体のシール部の状態を検査してその良否を判断している。例えば、作業者は、連続的に製造する前及び定期的に、検査対象とする包装体を抜き取って外観目視、耐圧試験及び充填量確認等を含む検査作業を行っている。

しかしながら、このような検査作業では作業者の手間が増大するうえに、検査の正確性も作業者によってばらつく。加えて、連続的に製造される包装体の一部しかシール部の状態を検査できない。したがって、作業者による作業を全て装置に行わせる製造の自動化が望まれる。

このような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、包装体のシール部の状態を製造の際に検査できる包装体の検査方法、検査装置及び検査システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、第１の観点に係る包装体の検査方法は、
充填装置により内容物が包装袋に充填されて得られる包装体のシール部の状態を検査する検査方法であって、
電磁波を照射して前記シール部を含む第１領域の画像を取得するステップと、
取得された前記画像における画素値を取得するステップと、
取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定するステップと、
前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得するステップと、
取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定するステップと、
を含み、
前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて、取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態は不良であると判定される。

第２の観点に係る包装体の検査方法では、
前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて、取得された前記シーラント層の質量の割合が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を上回る場合、前記シール部の状態は不良であると判定される。

第３の観点に係る包装体の検査方法は、
前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて前記シール部の状態が不良であると判定されると、前記充填装置に信号を送信するステップをさらに含む。

第４の観点に係る包装体の検査方法では、
前記信号は、前記包帯袋への前記内容物の充填を停止させる制御信号、前記シール部の状態が不良であると判定された前記包装体を排出させる制御信号、前記シール部の状態が不良であることを報知させる制御信号、及び前記シール部に関する前記充填装置の制御パラメータを調整させる制御信号のうちの少なくとも１つを含む。

第５の観点に係る包装体の検査方法では、
画素値を取得するステップにおいて、前記画像における前記包装体の延伸方向に沿った画素列での前記画素値の変化に関する情報が取得される。

第６の観点に係る包装体の検査方法では、
第２領域を決定するステップにおいて、製造の際に最後に形成される前記シール部の出口側の端縁部を前記第２領域として決定し、
前記画素値に関する情報は、前記第２領域における最も大きい前記画素値と前記シール部の前記第２領域以外の領域における前記画素値との差分を含む。

第７の観点に係る包装体の検査方法では、
前記シーラント層の質量の割合を取得するステップにおいて、記憶されている前記対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を算出する。

第８の観点に係る包装体の検査方法では、
前記画素値は、前記第１領域に照射された前記電磁波の検出輝度に対応する。

上記課題を解決するために、第９の観点に係る包装体の検査装置は、
充填装置により内容物が包装袋に充填されて得られる包装体のシール部の状態を検査する検査装置であって、
前記シール部を含む第１領域に対して電磁波を照射する照射部と、
前記第１領域に照射された前記電磁波を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、前記第１領域の画像を取得する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
取得された前記画像における画素値を取得し、
取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定し、
前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得し、
取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定し、
取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態が不良であると判定する。

上記課題を解決するために、第１０の観点に係る包装体の検査システムは、
包装袋に内容物を充填して包装体を得る充填装置と、該充填装置に取り付けられ、前記包装体のシール部の状態を検査する検査装置と、を含む検査システムであって、
前記検査装置は、
前記シール部を含む第１領域に対して電磁波を照射する照射部と、
前記第１領域に照射された前記電磁波を検出する検出部と、
前記検出部からの出力に基づいて、前記第１領域の画像を取得する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
取得された前記画像における画素値を取得し、
取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定し、
前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得し、
取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定し、
取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態が不良であると判定する。

本発明の一実施形態に係る包装体の検査方法、検査装置及び検査システムによれば、包装体のシール部の状態を製造の際に検査できる。

一実施形態に係る包装体の検査システムを示す模式図である。 一実施形態に係る包装体の検査装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２の検査装置によって実行される検査方法を説明するための第１模式図である。 図２の検査装置によって実行される検査方法を説明するための第２模式図である。 図２の検査装置によって実行される検査方法を説明するための第３模式図である。 図２の検査装置によって実行される検査方法を説明するための第４模式図である。 図２の検査装置によって実行される検査方法を説明するための第５模式図である。 図２の検査装置の制御を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る包装体２の検査方法、検査装置２０及び検査システム１について詳細に説明する。

以下で述べる「縦方向」とは、一実施形態に係る検査システム１により製造された図１及び図３の包装体２をフィルム材１２の厚み方向から見た正面視における一方向及びその逆方向を含む。縦方向は、例えば、各図の正面視における上下方向である。充填装置１０における連続する複数の包装体２の搬送方向は、縦方向の一方向、より具体的には図１及び図３の正面視における下方向に対応する。「横方向」とは、同正面視における縦方向と直交する方向を含む。横方向は、例えば、各図の正面視における左右方向である。「包装体２の延伸方向」とは、同正面視における縦方向と平行な方向を含む。

図１は、一実施形態に係る包装体２の検査システム１を示す模式図である。図１を参照しながら、検査システム１の構成及び機能について主に説明する。

図１に示すとおり、検査システム１は、包装袋に内容物を充填して包装体２を得る充填装置１０と、該充填装置１０に取り付けられ、包装体２の横シール部２ｃの状態を検査する検査装置２０とを有する。検査システム１は、充填装置１０により内容物を収容した包装体２を連続的に製造しながら、製造された包装体２の横シール部２ｃの状態を検査装置２０により検査する。「横シール部２ｃの状態」とは、横シール部２ｃのシール強度並びに横シール部２ｃにおける夾雑物、発泡及びしわ等の存否に関するシール面の状態を含む。

包装体２は、二つ折りにして重ね合わせた１枚のフィルム材１２を熱溶着（ヒートシール）し、内容物を収容可能な収容空間Ｓを区画したものである。より具体的には、包装体２は、折り返し部２ａと、折り返し部２ａで折り返された１枚のフィルム材１２の遊端部分をヒートシールすることにより形成される縦シール部２ｂとを有する。フィルム材１２の「遊端部分」とは、フィルム材１２が二つ折りに折り返された際に、正面視において折り返し部２ａと対向した位置にくるフィルム材１２の両端部を含む。包装体２は、縦方向に間隔をおいた２箇所で、折り返し部２ａ及び縦シール部２ｂの間をヒートシールすることにより形成される横シール部２ｃをさらに有する。収容空間Ｓは、折り返し部２ａ、縦シール部２ｂ及び２箇所の横シール部２ｃにより区画されている。

フィルム材１２は、例えば、基材層及びシーラント層の少なくとも２層を積層した積層フィルムを含む。基材層は、例えば、二軸延伸したナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム又はポリプロピレンフィルム等により構成される。シーラント層は、低密度ポリエチレン樹脂又はその他の各種ポリエチレン樹脂等により構成される。包装体２では、シーラント層が内側となるように折り返されており、シーラント層同士がヒートシールにて溶着されている。フィルム材１２は、基材層とシーラント層との間に単層又は複数層の中間層を有してもよい。これにより、フィルム材１２には、ガスバリア性、強度、耐寒性又は耐ピンホール性等の機能が付加される。中間層は、例えば、ガスバリア性の高い各種蒸着フィルム、耐ピンホール性の高い各種ナイロンフィルム又はアルミ箔等の金属箔等により構成される。

充填装置１０は、巻取りロール１１から繰り出されたフィルム材１２をガイドロール１３、１４に順次通過させた後、折畳み部１５により幅方向に二つ折りにする。充填装置１０は、包装体２の縦シール部２ｂとなる縦シールを施す一対の回転体としての一対のヒートロール１６と、包装体２の横シール部２ｃとなる横シールを施す二対の回転体としての二対のヒートロール１７とを有する。折畳み部１５により二つ折り状態にされたフィルム材１２は、引出しロールを兼ねる一対のヒートロール１６の間、二対のヒートロール１７の間を縦方向に順次通過する。

一対のヒートロール１６の各ヒートロールは、フランジ状のヒートシール刃１６ａを有する。二つ折りにされて重ね合わされたフィルム材１２の遊端部分は、一方のヒートシール刃１６ａの外面と他方のヒートシール刃１６ａの外面との間に挟み込まれる。これにより、フィルム材１２の遊端部分において縦方向に延在する縦シールが施される。その結果、包装体２の縦シール部２ｂが形成される。

二対のヒートロール１７の各ヒートロールは、径方向に突出すると共に軸方向に延在するヒートシール刃１７ａを有する。ヒートシール刃１７ａは、ヒートロール１７の周方向に所定の間隔をおいて複数設けられている。フィルム材１２は、ヒートシール刃１７ａの径方向外側の面同士に挟み込まれながら縦方向に搬送される。これにより、フィルム材１２には、斜線で示すような横方向に延在する横シールが施される。その結果、包装体２の横シール部２ｃが形成される。充填装置１０が一対のヒートロール１７の下方にもう一対のヒートロール１７を有することで、包装体２の横シール部２ｃが再押圧され、横シールが確実になる。

充填装置１０は、縦シールが施された後のフィルム材１２の内側へ液体等の内容物を充填する充填手段としてのノズル１８を有する。ノズル１８は、包装体２の収容空間Ｓとなる部分に液体等の内容物を充填する。充填装置１０は、二対のヒートロール１７の下方に配置されたカッターロール１９を有する。カッターロール１９は、内容物が充填され、横シールが施された後、二対のヒートロール１７によって横シールが施された部分の中間部を切断する。以上により、充填装置１０は、包装体２を製造することができる。

検査装置２０は、例えば、一対のヒートロール１７ともう一対のヒートロール１７との間に配置されている。検査装置２０は、一対のヒートロール１７により横シールが施された状態で縦方向に連続的に搬送されている包装体２の横シール部２ｃの状態を検査する。検査装置２０は、充填装置１０と有線又は無線によって通信接続されている。検査装置２０は、縦方向に搬送されている包装体２の横シール部２ｃが検査装置２０を通過するタイミングと、検査装置２０が検査を行うタイミングとを同期させるための検査に関する情報を充填装置１０から必要に応じて受信する。逆に、検査装置２０は、包装体２の横シール部２ｃの状態の検査結果に基づき、包装体２の製造に関して充填装置１０を制御する制御信号を充填装置１０に必要に応じて送信する。

図２は、一実施形態に係る包装体２の検査装置２０の構成を示す機能ブロック図である。図２を参照しながら、検査装置２０の構成及び機能について主に説明する。

検査装置２０は、制御部２１と、照射部２２と、検出部２３と、記憶部２４と、通信部２５と、出力部２６とを有する。

制御部２１は、少なくとも１つのプロセッサを含む。制御部２１は、検査装置２０の種々の機能を実行するための制御および処理能力を提供する。種々の実施形態によれば、少なくとも１つのプロセッサは、単一の集積回路（ＩＣ）として、又は複数の通信可能に接続されているＩＣ及びディスクリート回路の少なくとも一方として構成されてもよい。少なくとも１つのプロセッサは、種々の既知の技術に従って構成されてもよい。

一実施形態において、プロセッサは、１以上のデータ計算手続又は処理を実行するために構成された、１以上の回路又はユニットを含んでもよい。例えば、制御部２１は、１以上のプロセッサ、コントローラ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号処理装置、プログラマブルロジックデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ又はこれらのデバイス若しくは構成の任意の組み合わせを含んでもよい。制御部２１は、他の既知のデバイス又は構成の任意の組み合わせを含んでもよい。

制御部２１は、照射部２２と、検出部２３と、記憶部２４と、通信部２５と、出力部２６とに通信接続されている。制御部２１は、これらの各機能部をはじめとして検査装置２０全体を制御及び管理する。制御部２１は、記憶部２４に記憶されているプログラムを取得して、当該プログラムを実行する。これにより、制御部２１は、検査装置２０の各機能部に係る種々の機能を実現する。制御部２１から他の機能部に制御信号又は各種情報等を送信する場合、制御部２１と他の機能部とは、有線又は無線により通信接続されていればよい。

照射部２２は、包装体２を透過できる所定の波長の電磁波を放射する光源を含む。照射部２２は、例えば軟Ｘ線を放射する軟Ｘ線光源により構成される。軟Ｘ線は、包装体２を構成するフィルム材１２が透明フィルム、不透明な樹脂フィルム及び表面に印刷が施された樹脂フィルム、並びにアルミニウムフィルム等のいずれであっても包装体２を適度に透過する。照射部２２は、フィルム材１２の種類に応じて、例えば可視光又は赤外線等を放射する光源により構成されてもよい。照射部２２は、横シール部２ｃを含む包装体２の所定の領域に対して電磁波を照射する。照射部２２は、例えば、図１の包装体２をフィルム材１２の厚み方向から見た正面視において、連続する複数の包装体２よりも手前側又は奥側に配置されている。

検出部２３は、照射部２２によって放射された所定の波長の電磁波を検出する検出器を含む。検出部２３は、例えば照射部２２を構成する軟Ｘ線光源によって放射された軟Ｘ線を検出する検出器により構成される。検出部２３は、例えば可視光又は赤外線等を検出する検出器により構成されてもよい。検出部２３は、横シール部２ｃを含む包装体２の所定の領域に対して照射部２２により照射され、包装体２を透過した電磁波を検出する。検出部２３は、包装体２を透過した電磁波の検出輝度に関する情報を制御部２１に出力する。検出部２３は、例えば、図１の包装体２をフィルム材１２の厚み方向から見た正面視において、連続する複数の包装体２よりも奥側又は手前側に配置されている。検出部２３は、縦方向及び横方向に垂直な方向に沿って、連続する複数の包装体２を挟むように照射部２２と対向する。

記憶部２４は、半導体メモリ又は磁気ディスク等を含む。記憶部２４は、これらに限定されず、任意の記憶装置によって構成されてもよい。例えば、記憶部２４は、光ディスクのような光学記憶装置によって構成されてもよいし、又は光磁気ディスク等によって構成されてもよい。記憶部２４は、制御部２１から取得した情報を記憶する。記憶部２４は、制御部２１によって実行されるプログラム等を記憶する。その他、記憶部２４は、例えば制御部２１による演算結果等の各種データも記憶する。記憶部２４は、制御部２１が動作する際のワークメモリ等も含んでもよい。

通信部２５は、有線又は無線を介する任意の通信規格に対応する通信インタフェースを含む。通信部２５は、充填装置１０と通信可能であり、充填装置１０から必要に応じて検査に関する情報を受信し、かつ充填装置１０に必要に応じて制御信号を送信する。

出力部２６は、例えば液晶ディスプレイ等を含む。出力部２６は、これに限定されず、任意の表示デバイスにより構成されてもよいし、視覚的に作用するデバイスではなく音を出力するような聴覚的に作用するデバイスであってもよい。出力部２６は、制御部２１から取得した情報を必要に応じて表示する。例えば、出力部２６は、検査装置２０によって検査された包装体２の横シール部２ｃの状態を表示する。

図３は、図２の検査装置２０によって実行される検査方法を説明するための第１模式図である。図４は、図２の検査装置２０によって実行される検査方法を説明するための第２模式図である。図５は、図２の検査装置２０によって実行される検査方法を説明するための第３模式図である。図６は、図２の検査装置２０によって実行される検査方法を説明するための第４模式図である。図７は、図２の検査装置２０によって実行される検査方法を説明するための第５模式図である。図８は、図２の検査装置２０の制御を示すフローチャートである。以下では、図３乃至図８を参照しながら、制御部２１によって実行される、一実施形態に係る検査装置２０の検査方法について主に説明する。

図３は、互いの横シール部２ｃによって接続されている一の包装体２及び隣接する他の包装体２について、横シール部２ｃを含む領域を拡大した模式図である。制御部２１は、通信部２５を介して受信した充填装置１０からの検査に関する情報に基づいて、照射部２２により電磁波を照射する包装体２の第１領域Ａ１を決定する。「検査に関する情報」とは、フィルム材１２がヒートシール刃１７ａの径方向外側の面同士によって挟み込まれる位置、包装体２の搬送速度及び連続する包装体２における横シール部２ｃの間隔等の情報を含む。制御部２１は、検査に関する情報に基づいて、照射部２２から電磁波を照射させるタイミング及び照射時間を算出する。より具体的には、制御部２１は、下方向に搬送されている包装体２の収容空間Ｓの上縁部が照射部２２と検出部２３との間を通過するタイミングと、照射部２２が電磁波を照射するタイミングとを同期させる。制御部２１は、下方向に搬送されている連続する複数の包装体２のうちの一の包装体２の収容空間Ｓの上縁部から隣接する他の包装体２の収容空間Ｓの下縁部までの領域全体に電磁波が照射されるように照射時間を算出する。

第１領域Ａ１についてより具体的に説明すると、第１領域Ａ１は、横シール部２ｃを包含し、かつ横シール部２ｃよりも広範な包装体２における領域を含む。例えば、第１領域Ａ１は、図３における破線囲み部に対応する。より具体的には、第１領域Ａ１は、その中央部に横シール部２ｃを包含する。第１領域Ａ１の横方向の幅は、横シール部２ｃと略同一である。横シール部２ｃと重畳しない第１領域Ａ１の端縁部は、収容空間Ｓと重なる。

制御部２１は、電磁波を照射するよう照射部２２を制御し、検出部２３によって出力された電磁波の検出輝度に関する情報に基づいて、横シール部２ｃを含む第１領域Ａ１の画像を取得する。

制御部２１は、取得した第１領域Ａ１の画像に基づいて、画素値を取得する画素列を決定する。画素値は、第１領域Ａ１に照射され、包装体２を透過した電磁波の検出部２３における検出輝度に対応する。制御部２１によって決定される画素列は、例えば、図３において点線で示すとおり、包装体２の延伸方向に沿った第１領域Ａ１内の少なくとも１つ以上の画素列を含む。

図４は、図３の第１領域Ａ１内で点線により示した少なくとも１つ以上の画素列のうち一の画素列における例示的な画素値の変化を示す。制御部２１は、決定した画素列に対して、画素値の変化に関する情報を取得する。上述したとおり、画素値は検出部２３における電磁波の検出輝度に対応する。したがって、任意単位で表されている図４の縦軸は、画素値及び電磁波の検出輝度のいずれにも対応する。図４の横軸は、第１領域Ａ１内で点線により示された一の画素列における各画素の位置を示す。図４の横軸の原点は、第１領域Ａ１の下端部に対応する。すなわち、図４のグラフは、第１領域Ａ１内の一の画素列に沿って下端部から上方向に向かった際の画素の位置に対する画素値の依存性を示したものである。

図４に示すグラフにおいて、原点から急峻に立ち上がっている部分は一の包装体２の収容空間Ｓの上縁部に対応する。急峻に立ち上がっている部分と連続し、画素値が所定値近傍で微小に変動している部分は横シール部２ｃに対応する。横シール部２ｃに対応する部分から急峻に立ち下がっている部分は他の包装体２の収容空間Ｓの下縁部に対応する。

包装体２を透過した電磁波の検出輝度は、包装体２における透過位置の質量が大きい程低くなる。より具体的には、検出輝度は、包装体２における透過位置の厚みが大きい、又は密度が高い程低くなる。したがって、内容物が収容されている収容空間Ｓに重なった第１領域Ａ１の下縁部に対応する原点付近では、画素値は最も小さい。第１領域Ａ１の下縁部から横シール部２ｃに向かうにつれて包装体２の質量が小さくなるので、包装体２の質量に依存して画素値が次第に大きくなる。画素値は、横シール部２ｃに対応した画素領域において所定値近傍で微小に変動し、その画素領域内の所定の画素において最大となる。横シール部２ｃから第１領域Ａ１の上縁部に向かうにつれて包装体２の質量が大きくなるので、包装体２の質量に依存して画素値が次第に小さくなる。

図５は、図４のグラフにおいて横シール部２ｃに対応する画素領域を拡大した拡大図である。一般的に包装体２の横シール部２ｃでは、ヒートロール１７によるヒートシールの際に、熱及び圧力によってシーラント層を構成する樹脂材料が流動する。その結果、包装体２の横シール部２ｃにおいて質量の差が生じ、横シール部２ｃを透過する電磁波の検出輝度が質量の差が生じた部分において変化する。したがって、取得された画像の対応する画素領域において画素値が変化する。

より具体的には、横シール部２ｃでは、製造の際に最後に横シールが施される出口側、すなわち横シール部２ｃの上縁部を透過した電磁波の検出輝度は、製造の際に最初に横シールが施される入口側、すなわち横シール部２ｃの下縁部を透過した電磁波の検出輝度よりも大きい。より詳細には、横シール部２ｃの出口側を透過した電磁波の検出輝度は、横シール部２ｃにおいて最大となる。横シール部２ｃのその他の部分を透過した電磁波の検出輝度は、略一定となる。このように、横シール部２ｃの出口側の端縁部は、その他の部分よりも薄く、かつ横方向に直線的に形成されている。

制御部２１は、図４及び図５に示すような画素値の変化に関する情報を取得すると、当該情報に基づいて検査領域に対応する画素領域を決定する。検査領域に対応する画素領域の決定方法は、任意の方法を含む。決定方法は、例えば、画素値の傾斜が大きくなる２つの画素領域それぞれを特定してそれらの間を検査領域に対応する画素領域とする方法であってもよいし、画素値が最も大きい画素を含む領域から所定の画素数だけ原点方向に幅を持たせる方法であってもよい。一例として、検査領域は、横シール部２ｃと一致する。

同様に、制御部２１は、検査領域に対応する画素領域において取得された画素値に基づいて、横シール部２ｃにおける第２領域Ａ２を決定する。例えば、制御部２１は、横シール部２ｃの入口側の画素値よりも画素値が大きい画素を含む領域を第２領域Ａ２として決定してもよい。例えば、制御部２１は、検査領域において画素値が最も大きい画素を含む領域を第２領域Ａ２として決定してもよい。より具体的には、第２領域Ａ２は、図３に示すとおり、横シール部２ｃの出口側の端縁部である。第２領域Ａ２は、横シール部２ｃとシールされていない部分との境界領域を含む。

図６は、検査領域に対応する画素領域において取得された画素値に関する情報と第２領域Ａ２の質量に関する情報との対応関係を示す。

「画素値に関する情報」とは、第２領域Ａ２に対応する画素領域の最大の画素値と、検査領域のその他の領域に対応する画素領域の画素値との差分を含む。第２領域Ａ２に対応する画素領域の最大の画素値は、図５のグラフの最大値である。検査領域のその他の領域に対応する画素領域の画素値は、図５の対応する画素領域における任意の画素値を含み、例えば、所定値近傍で微小に変動している部分の最も小さい画素値であってもよいし、対応する画素領域における画素値の平均値であってもよい。一例として、図６の縦軸は、横シール部２ｃに対応する画素領域を示した図５のグラフの最大値と、所定値近傍で微小に変動している部分の最も小さい画素値との差分を示す。任意単位で表されている図６の縦軸は、図４及び図５と同様に画素値及び電磁波の検出輝度のいずれにも対応する。したがって、図６の縦軸は、第２領域Ａ２を透過した電磁波の検出輝度と、検査領域のその他の領域を透過した電磁波の検出輝度との差分を示す。

「第２領域Ａ２の質量に関する情報」とは、第２領域Ａ２のシール前の質量に対するシール後の質量の割合を含む。例えば、第２領域Ａ２の質量に関する情報は、横シール前に二つ折りにして重ね合わせた１枚のフィルム材１２の対応する領域におけるシーラント層の質量に対する第２領域Ａ２のシーラント層の質量の割合である。一例として、図６の横軸は、フィルム材１２の対応する領域におけるシーラント層の質量に対する第２領域Ａ２のシーラント層の質量の割合を示す。

図６を参照すると、第２領域Ａ２及び検査領域のその他の領域にそれぞれ対応する検出輝度の差分は、第２領域Ａ２のシーラント層の質量の割合が小さくなるほど大きくなる。すなわち、第２領域Ａ２を透過した電磁波の検出輝度は、第２領域Ａ２のシーラント層の質量が小さくなるほど高くなる。

記憶部２４は、図６を参照して説明したような対応関係を示す情報を記憶する。制御部２１は、第２領域Ａ２における上述した画素値の差分を算出し、記憶部２４から対応関係を示す情報を参照して、対応する第２領域Ａ２のシーラント層の質量の割合を算出する。

図７は、第２領域Ａ２のシーラント層の質量と横シール部２ｃのシール強度との関係を示す。図７の縦軸は、第２領域Ａ２のシーラント層の質量及び横シール部２ｃのシール強度を示す。下側に示された折れ線グラフは、第２領域Ａ２のシーラント層の質量を示す。上側に示された折れ線グラフは、横シール部２ｃのシール強度を示す。図７の横軸は、横シール温度を示す。

横シール温度が高くなるほど、第２領域Ａ２のシーラント層の質量が小さくなる傾向にある。第２領域Ａ２のシーラント層の質量が小さくなるほど、対応して横シール部２ｃのシール強度も低くなる傾向にある。横シール部２ｃのシール強度は、所定値以上に維持する必要がある。「所定値」とは、包装体２の内容物が横シール部２ｃから漏れないように包装体２の製品品質を保証できるシール強度の下限値を含む。

したがって、制御部２１は、取得した第２領域Ａ２の質量に関する情報に基づいて検査領域、すなわち横シール部２ｃの状態の良否を判定する。制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第１所定値よりも小さい場合、横シール部２ｃの状態が不良であると判定する。一方で、制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第１所定値以上である場合、横シール部２ｃの状態が良であると判定する。「第１所定値」とは、上述した横シール部２ｃのシール強度の所定値に対応する第２領域Ａ２の質量の割合の下限値を含む。例えば、第１所定値は、５％から１０％までの任意の値を含む。

逆に、第２領域Ａ２の質量が大きすぎる場合、ヒートシールが不完全であり横シール部２ｃのシール強度が低くなる恐れもある。したがって、制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第２所定値よりも大きい場合、横シール部２ｃの状態が不良であると判定する。一方で、制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第２所定値以下である場合、横シール部２ｃの状態が良であると判定する。「第２所定値」とは、第１所定値よりも大きく、包装体２の製品品質を保証できる第２領域Ａ２の質量の割合の上限値を含む。例えば、第２所定値は、７０％から９５％までの任意の値を含む。

以下では、図８を参照しながら検査装置２０の制御のフローを説明する。

ステップＳ１０１では、制御部２１は、検査対象となる横シール部２ｃを含む第１領域Ａ１を決定する。

ステップＳ１０２では、制御部２１は、照射部２２により電磁波を照射して、第１領域Ａ１の画像を取得する。

ステップＳ１０３では、制御部２１は、第１領域Ａ１の画像における包装体２の延伸方向に沿った画素列を決定する。

ステップＳ１０４では、制御部２１は、取得された第１領域Ａ１の画像における画素値を取得する。より具体的には、制御部２１は、ステップＳ１０３で決定された画素列での画素値の変化に関する情報を取得する。

ステップＳ１０５では、制御部２１は、シール状態を検査する検査領域を決定する。一例として、検査領域は、横シール部２ｃと一致する。

ステップＳ１０６では、制御部２１は、ステップＳ１０４で取得された画素値に基づいて、横シール部２ｃにおける第２領域Ａ２を決定する。

ステップＳ１０７では、制御部２１は、画素値に関する情報と第２領域Ａ２の質量に関する情報との対応関係を記憶部２４から参照し、第２領域Ａ２における画素値に基づいて第２領域Ａ２の質量に関する情報を取得する。

ステップＳ１０８では、制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量に関する情報に基づいて横シール部２ｃの状態の良否を判定する。制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第１所定値以上第２所定値以下である場合に横シール部２ｃの状態が良であると判定する。このとき、制御部２１はステップＳ１０１に戻る。制御部２１は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合が第１所定値よりも小さい、又は第２所定値よりも大きい場合に横シール部２ｃの状態が不良であると判定する。このとき、制御部２１はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９では、制御部２１は、横シール部２ｃの状態が不良であると判定すると、充填装置１０に信号を送信する。「信号」とは、包装体２への内容物の充填を充填装置１０に停止させる制御信号、横シール部２ｃの状態が不良であると判定された包装体２を自動的に排出させる制御信号、横シール部２ｃの状態が不良であることを報知させる制御信号、及び横シール部２ｃに関する充填装置１０の制御パラメータを調整させる制御信号のうちの少なくとも１つを含む。「制御パラメータ」とは、ヒートロール１７による横シール温度及び圧力等のヒートシールの状態を調整する際に必要となるパラメータを含む。充填装置１０による報知の方法は、任意の方法を含む。例えば、報知の方法は、横シール部２ｃの状態が不良であることを示す任意のマークを包装体２の任意の位置に印字する方法であってもよい。例えば、報知の方法は、ランプを点滅させる等の任意の視覚的な方法であってもよい。例えば、報知の方法は、スピーカから音を出力させる等の任意の聴覚的な方法であってもよい。例えば、報知の方法は、上述した方法の任意の組み合わせであってもよい。

以上のような一実施形態に係る包装体２の検査方法、検査装置２０及び検査システム１によれば、連続的に製造される包装体２全ての横シール部２ｃの状態を製造の際に検査できる。検査装置２０は、第１領域Ａ１の画像を取得して第２領域Ａ２の質量に関する情報を取得することで、連続的に製造する前及び定期的に、抜き取り検査を行う必要がない。したがって、作業者による検査作業の手間が省略され、包装体２の生産性が向上する。検査装置２０は、第１領域Ａ１の画像に基づいて客観的に横シール部２ｃの状態を検査できるので、検査の正確性の向上にも寄与する。検査装置２０は、連続的に製造される全ての包装体２の横シール部２ｃを検査できるので、全ての包装体２の製品品質を保証できる。検査装置２０は、第１領域Ａ１の画像を取得することで、横シール部２ｃのシール強度のみならず、横シール部２ｃにおける夾雑物、発泡及びしわ等の存否に関するシール面の状態も検査することができる。

取得された第２領域Ａ２の質量に関する情報に基づいて横シール部２ｃの状態の良否を検査装置２０が判定することで、作業者が行っていた判定作業も省略でき、包装体２の生産性がさらに向上する。作業者が判定作業を行う場合判定は主観的であるが、検査装置２０が判定作業を行うことで、客観的な判定が可能となる。すなわち、検査装置２０は、判定の正確性に関するばらつきを抑制できる。

検査装置２０は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合に対する判定条件として第１所定値を設けることで、第２領域Ａ２のシーラント層の質量が小さく、横シール部２ｃのシール強度が低い包装体２を客観的に不良と判定できる。

検査装置２０は、取得された第２領域Ａ２の質量の割合に対する判定条件として第２所定値を設けることで、ヒートシールが不完全で横シール部２ｃのシール強度が低い包装体２を客観的に不良と判定できる。

検査装置２０は、横シール部２ｃの状態が不良であると判定したときに包装体２への内容物の充填を停止させる制御信号を充填装置１０に送信することで、シール強度が低く不良と判定される包装体２のさらなる製造を防止できる。同様に、検査装置２０は、横シール部２ｃの状態が不良であると判定された包装体２を自動的に排出させる制御信号を充填装置１０に送信することで、良品と不良品とを効率的に分離できる。同様に、検査装置２０は、横シール部２ｃの状態が不良であることを報知させる制御信号を充填装置１０に送信することで、作業者に不良品の存在を直ちに認識させることができる。

検査装置２０は、横シール部２ｃの状態が不良であると判定したときに横シール部２ｃに関する充填装置１０の制御パラメータを調整させる制御信号を送信することで、製造の自動化に寄与できる。充填装置１０が自動的に制御パラメータを調整して横シール部２ｃのシール強度の最適化を行うことで、作業者による調整作業が省略される。これにより、包装体２の生産性がさらに向上する。

本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。

例えば、上述した各構成部の形状、配置及び個数等は、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、配置及び個数等は、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。

例えば、上述した検査方法の各ステップに含まれる機能等は、論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のステップを１つに組み合わせたり、又は分割したりすることが可能である。

検査装置２０は、充填装置１０によって下方向に搬送される包装体２に限定せずに、水平方向等の任意の方向に搬送される包装体２を検査してもよい。検査装置２０は、例えば水平に配置された連続する複数の包装体２の上方又は下方において包装体２の延伸方向に沿って移動しながら包装体２を検査してもよい。検査装置２０は、カッターロール１９によって切断された後の単体の包装体２を検査してもよい。

上述した「画素値に関する情報」は、画素値の差分に限定されない。「画素値に関する情報」は、検査装置２０が第２領域Ａ２の質量に関する情報を取得できるのであれば、第２領域Ａ２に対応する画素領域の最大画素値そのものであってもよい。

上述した「第２領域Ａ２の質量に関する情報」は、第２領域Ａ２の質量の割合に限定されない。「第２領域Ａ２の質量に関する情報」は、第２領域Ａ２のシーラント層の質量そのものであってもよいし、質量ではなく厚み又は密度であってもよい。

検査装置２０は、電磁波の検出輝度に関する情報から第２領域Ａ２の質量に関する情報を取得できるのであれば、包装体２を透過した電磁波ではなく、例えば包装体２で反射した電磁波を検出してもよい。

横シール部２ｃの状態が不良であることを報知する主体は、充填装置１０に限定されない。報知する主体は、検査装置２０自体であってもよい。

検査装置２０は、横シール部２ｃではなく、縦シール部２ｂを検査対象としてもよい。

図１では、縦シール部２ｂは、フィルム材１２の遊端部分をヒートシールすることにより形成されているが、縦シール部２ｂの位置は、二つ折りにされたフィルム材１２の遊端部分に限定されない。縦シール部２ｂは、正面視において折り返し部２ａと横方向に間隔をおいた任意の位置にヒートシールが施されることにより形成されてもよい。

上記では、検査方法、検査装置２０及び検査システム１について主に説明したが、本発明は、制御部２１が有するプロセッサにより実行されるプログラム又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本発明の範囲には、これらも包含されると理解されたい。

１ 検査システム
２ 包装体
２ａ 折り返し部
２ｂ 縦シール部
２ｃ 横シール部
Ｓ 収容空間
１０ 充填装置
１１ 巻取りロール
１２ フィルム材
１３ ガイドロール
１４ ガイドロール
１５ 折畳み部
１６ ヒートロール
１６ａ ヒートシール刃
１７ ヒートロール
１７ａ ヒートシール刃
１８ ノズル
１９ カッターロール
２０ 検査装置
２１ 制御部
２２ 照射部
２３ 検出部
２４ 記憶部
２５ 通信部
２６ 出力部
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域

Claims (10)

1. 充填装置により内容物が包装袋に充填されて得られる包装体のシール部の状態を検査する検査方法であって、
   電磁波を照射して前記シール部を含む第１領域の画像を取得するステップと、
   取得された前記画像における画素値を取得するステップと、
   取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定するステップと、
   前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得するステップと、
   取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定するステップと、
   を含み、
   前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて、取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態は不良であると判定される、
   包装体の検査方法。
2. 前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて、取得された前記シーラント層の質量の割合が前記第１所定値よりも大きい第２所定値を上回る場合、前記シール部の状態は不良であると判定される、
   請求項１に記載の包装体の検査方法。
3. 前記シール部の状態の良否を判定するステップにおいて前記シール部の状態が不良であると判定されると、前記充填装置に信号を送信するステップをさらに含む、
   請求項１又は２に記載の包装体の検査方法。
4. 前記信号は、前記包装袋への前記内容物の充填を停止させる制御信号、前記シール部の状態が不良であると判定された前記包装体を排出させる制御信号、前記シール部の状態が不良であることを報知させる制御信号、及び前記シール部に関する前記充填装置の制御パラメータを調整させる制御信号のうちの少なくとも１つを含む、
   請求項３に記載の包装体の検査方法。
5. 画素値を取得するステップにおいて、前記画像における前記包装体の延伸方向に沿った画素列での前記画素値の変化に関する情報が取得される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の包装体の検査方法。
6. 第２領域を決定するステップにおいて、製造の際に最後に形成される前記シール部の出口側の端縁部を前記第２領域として決定し、
   前記画素値に関する情報は、前記第２領域における最も大きい前記画素値と前記シール部の前記第２領域以外の領域における前記画素値との差分を含む、
   請求項５に記載の包装体の検査方法。
7. 前記シーラント層の質量の割合を取得するステップにおいて、記憶されている前記対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を算出する、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の包装体の検査方法。
8. 前記画素値は、前記第１領域に照射された前記電磁波の検出輝度に対応する、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の包装体の検査方法。
9. 充填装置により内容物が包装袋に充填されて得られる包装体のシール部の状態を検査する検査装置であって、
   前記シール部を含む第１領域に対して電磁波を照射する照射部と、
   前記第１領域に照射された前記電磁波を検出する検出部と、
   前記検出部からの出力に基づいて、前記第１領域の画像を取得する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   取得された前記画像における画素値を取得し、
   取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定し、
   前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得し、
   取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定し、
   取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態が不良であると判定する、
   包装体の検査装置。
10. 包装袋に内容物を充填して包装体を得る充填装置と、該充填装置に取り付けられ、前記包装体のシール部の状態を検査する検査装置と、を含む検査システムであって、
    前記検査装置は、
    前記シール部を含む第１領域に対して電磁波を照射する照射部と、
    前記第１領域に照射された前記電磁波を検出する検出部と、
    前記検出部からの出力に基づいて、前記第１領域の画像を取得する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    取得された前記画像における画素値を取得し、
    取得された前記画素値に基づいて、前記シール部における第２領域を決定し、
    前記画素値に関する情報と、前記第２領域におけるシール前のシーラント層の質量に対するシール後のシーラント層の質量の割合との対応関係を参照し、前記第２領域における前記画素値に基づいて前記シーラント層の質量の割合を取得し、
    取得された前記シーラント層の質量の割合に基づいて前記シール部の状態の良否を判定し、
    取得された前記シーラント層の質量の割合が第１所定値を下回る場合、前記シール部の状態が不良であると判定する、
    包装体の検査システム。

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