JP7505732B2 - 包装袋用ガス濃度測定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、ガス置換されて密封された包装袋内に残存する特定ガスのガス濃度を測定する包装袋用ガス濃度測定装置に関し、特に包装袋がピロー包装によるものである包装袋用ガス濃度測定装置に関するものである。
従来、包装工程において、被包装物の保存期間又は賞味期間を縮めるおそれのある特定の酸化原因ガスを含んだ包装袋内の空気を除去して、不活性ガス、たとえば窒素、二酸化炭素等にガス置換してから密封するガス置換包装が行われている。これによって、包装袋内部の酸化原因ガスは除去され、被包装物、特に食品は、長期の保存期間、賞味期間を確保することができる。
そして、ガス置換包装後の検査工程において、酸化原因ガス、特に酸素の濃度が既定値以下であるかどうか検査が行われている。
しかしながら、現在主流である酸素濃度の測定方法は、サンプルとして任意に選択した包装袋に注射針を刺し、包装袋内から吸引した少量のガスの組成を検査する抜き取り検査である。当該抜き取り検査では、注射痕が形成された包装袋は廃棄しなければならない。また、検査精度を上げるためにサンプル数を増やすと検査時間が長くなり、増加する廃棄量によって経済的、時間的損失が増大する不都合があった。
そして、ガス置換包装後の検査工程において、酸化原因ガス、特に酸素の濃度が既定値以下であるかどうか検査が行われている。
しかしながら、現在主流である酸素濃度の測定方法は、サンプルとして任意に選択した包装袋に注射針を刺し、包装袋内から吸引した少量のガスの組成を検査する抜き取り検査である。当該抜き取り検査では、注射痕が形成された包装袋は廃棄しなければならない。また、検査精度を上げるためにサンプル数を増やすと検査時間が長くなり、増加する廃棄量によって経済的、時間的損失が増大する不都合があった。
これに対し、本願出願人は、包装袋を損傷することなく内部の特定ガスの濃度を測定可能なガス濃度測定装置を開発した。
特開２０１０－１０７１９７に開示されている包装袋のガス濃度測定装置１は、図９に示すように、発信器を有するレーザー発生部２と、当該レーザー発生部２に連接し、レーザー光が射出される主ヘッド３、並びに受信器を有するレーザー受光部４と、当該レーザー受光部４に連接し、レーザー光が入射される副ヘッド５とからなる。相対的に接近及び離隔自在に設けられた主ヘッド３と副ヘッド５は、、一対のグリップ６，６に把持された検査対象の包装袋Ｂを挟んで、主ヘッド３に対して副ヘッド５が正対するように配置されている。これによって、主ヘッド３から副ヘッド５へ最短距離でレーザー光が包装袋を透過することができ、包装袋内に残留している酸素等の特定ガスの濃度を測定する際に、包装袋の全数について当該包装袋を一切損傷することなく迅速に測定することができるようになった。
特開２０１０－１０７１９７に開示されている包装袋のガス濃度測定装置１は、図９に示すように、発信器を有するレーザー発生部２と、当該レーザー発生部２に連接し、レーザー光が射出される主ヘッド３、並びに受信器を有するレーザー受光部４と、当該レーザー受光部４に連接し、レーザー光が入射される副ヘッド５とからなる。相対的に接近及び離隔自在に設けられた主ヘッド３と副ヘッド５は、、一対のグリップ６，６に把持された検査対象の包装袋Ｂを挟んで、主ヘッド３に対して副ヘッド５が正対するように配置されている。これによって、主ヘッド３から副ヘッド５へ最短距離でレーザー光が包装袋を透過することができ、包装袋内に残留している酸素等の特定ガスの濃度を測定する際に、包装袋の全数について当該包装袋を一切損傷することなく迅速に測定することができるようになった。
しかしながら、上記のガス濃度測定装置１は、予め成形した包装袋Ｂが包装機に供給され、当該包装袋Ｂの袋口近傍の両端をグリップ対６，６で把持し、充填物を充填する包装機に対応したものである。当該包装機の場合、包装袋一つ一つがグリップ対で把持されているため、レーザー式ガス濃度計の主ヘッドと副ヘッドの間に移送したとき、容易に固定することができ、精度の高い測定を行うことができる。
一方、包装機には、包装袋をグリップ対ではなくコンベアで移送するものがある。コンベア上を包装後の包装袋が移送される包装機の一類型として、ピロー包装機が知られている。
当該ピロー包装機は、帯状のフィルムを丸めて、重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、当該筒体内をガス置換すると共に筒体の前後両端をシールして密封し、前後両端にシール部分を切り離したピロー包装袋を、コンベアで個別に順次移送する包装機である。
当該ピロー包装機の場合、グリップ対で包装袋を個別に把持しておらず、充填物の包装後には、包装袋が個別にコンベア上を移送されるので、ピロー包装袋を上記のガス濃度測定装置１の主ヘッドと副ヘッドの間に位置決めすることが困難である。
一方、包装機には、包装袋をグリップ対ではなくコンベアで移送するものがある。コンベア上を包装後の包装袋が移送される包装機の一類型として、ピロー包装機が知られている。
当該ピロー包装機は、帯状のフィルムを丸めて、重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、当該筒体内をガス置換すると共に筒体の前後両端をシールして密封し、前後両端にシール部分を切り離したピロー包装袋を、コンベアで個別に順次移送する包装機である。
当該ピロー包装機の場合、グリップ対で包装袋を個別に把持しておらず、充填物の包装後には、包装袋が個別にコンベア上を移送されるので、ピロー包装袋を上記のガス濃度測定装置１の主ヘッドと副ヘッドの間に位置決めすることが困難である。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、コンベア上を個別に移送される包装袋をレーザー式ガス濃度計で測定することができ、特にピロー包装袋内のガス濃度を測定することができる包装袋用ガス濃度測定装置を提供することである。
請求項１に記載の包装袋用ガス濃度測定装置は、主ヘッドから特定波長のレーザー光を、包装袋を透過するように射出し、当該レーザー光を副ヘッドで受光して前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにした包装袋用ガス濃度測定装置であって、
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に一対のガイドを対向するように配置し、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記両ガイドの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込んで、当該ピロー包装袋の上部が膨らむことにより、
前記両ガイドの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成し、
当該被測定空間を前記レーザー光が透過するようにしたことを特徴とする。
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に一対のガイドを対向するように配置し、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記両ガイドの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込んで、当該ピロー包装袋の上部が膨らむことにより、
前記両ガイドの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成し、
当該被測定空間を前記レーザー光が透過するようにしたことを特徴とする。
請求項２に記載の包装袋用ガス濃度測定装置は、請求項１に記載の発明において、前記ガイドが、互いに接離自在に形成されたガイドプレートからなり、
当該ガイドプレートが接近して、両ガイドプレートの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドプレートがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込むように押さえたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする。
当該ガイドプレートが接近して、両ガイドプレートの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドプレートがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込むように押さえたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする。
請求項３に記載の包装袋用ガス濃度測定装置は、請求項１に記載の発明において、前記ガイドが、前記コンベアの長手方向に沿って、上流側が前記ピロー包装袋よりも大きく拡開し、下流方向に向かって前記ガイド間の上端縁部の幅が狭まって、前記コンベアの幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドが次第にハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込んで押さえるように設置されたガイドプレートからなり、
前記コンベア上を移動する前記ピロー包装袋が、前記ガイドプレートに挟み込まれ、押さえられたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする。
前記コンベア上を移動する前記ピロー包装袋が、前記ガイドプレートに挟み込まれ、押さえられたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする。
請求項４に記載の包装袋用ガス濃度測定装置は、請求項２若しくは請求項３に記載の発明において、前記ガイドプレートのそれぞれに、前記レーザー光が透過可能な窓部を所定位置に設け、
前記ガイドプレートが前記ピロー包装袋を挟み込んで押さえ、前記被測定空間を形成したとき、
前記窓部に、前記ピロー包装袋の前記フィルムが密着し、
前記主ヘッドから射出されたレーザー光が、前記窓部と前記被測定空間を通過して、前記副ヘッドに入射するようにしたことを特徴とする。
前記ガイドプレートが前記ピロー包装袋を挟み込んで押さえ、前記被測定空間を形成したとき、
前記窓部に、前記ピロー包装袋の前記フィルムが密着し、
前記主ヘッドから射出されたレーザー光が、前記窓部と前記被測定空間を通過して、前記副ヘッドに入射するようにしたことを特徴とする。
請求項５に記載の包装袋用ガス濃度測定装置は、主ヘッドから特定波長のレーザー光を、包装袋を透過するように射出し、当該レーザー光を副ヘッドで受光して前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにした包装袋用ガス濃度測定装置であって、
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に、互いに接離自在に形成され、前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定する吸盤装置からなる一対のガイドを対向配置して、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記吸盤装置が前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定し、互いに接近して当該ピロー包装袋を前記コンベアの幅方向両端から互いに中央へ向かって押し合い、前記ピロー包装袋の上部を膨らませて、当該ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成するようにしたことを特徴とする。
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に、互いに接離自在に形成され、前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定する吸盤装置からなる一対のガイドを対向配置して、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記吸盤装置が前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定し、互いに接近して当該ピロー包装袋を前記コンベアの幅方向両端から互いに中央へ向かって押し合い、前記ピロー包装袋の上部を膨らませて、当該ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成するようにしたことを特徴とする。
本発明に係る包装袋用ガス濃度測定装置によれば、コンベアに載置された包装袋が主ヘッドと副ヘッドの間に移送されたとき、両ガイドが、フィルムを丸めて重なり合った両側端を背面側でシールして、充填物を充填してから前後両端をシールして切り離したピロー包装袋を、コンベアを幅方向に沿って断面視したときにガイドの上端縁部が互いにコンベア側に倒れ込むように構成した当該ガイドがハの字状に挟み込んで、コンベア上に背面側を下にして載置した当該ピロー包装袋の上部が膨らむことにより、ピロー包装袋の内部に形成された被測定空間をレーザー光が透過するようにした。
これによって、充填物に遮られることなく、レーザー光を主ヘッドから副ヘッドへ透過させることができ、レーザー式ガス濃度計でコンベア上を移送される包装袋内のガス濃度を測定することができる。
これによって、充填物を個別包装し、コンベア上を個別に移送されるピロー包装袋の袋内をレーザー式ガス濃度計で測定することができる。
そして、ピロー包装袋を挟み込こむ両ガイドを互いに接離自在なガイドプレートから構成することが好ましい。当該ガイドプレートの上端縁部が互いにコンベア側へ傾いて、当該コンベアの幅方向に沿って断面視したときにガイドプレートがハの字状にピロー包装袋を挟み込んで押さえることによって、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋内部に被測定空間を形成することができる。
また、ピロー包装袋を挟み込こむ両ガイドを、コンベアの長手方向に沿って上流側が大きく拡開し、下流方向に向かってガイド間の上端の幅が狭まって、コンベアの幅方向に沿って断面視したときにガイド上端縁部が次第にハの字状にピロー包装袋を挟み込んで押さえるガイドプレートから構成することが好ましい。当該ガイドプレートがピロー包装袋を挟み込むように押さえることによって、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋内部に被測定空間を形成することができる。
さらに、接近して押さえ込むガイドプレート、または固定され上端の幅が狭まるガイドプレートのいずれにも、レーザー光が透過可能な窓部を所定位置に設けるようにすることが好ましい。そして、ガイドプレートがピロー包装袋を挟み込んで押さえたとき、ピロー包装袋のフィルムが窓部に密着するようにした。これによって、ピロー包装袋内のガス濃度を測定するとき、大気雰囲気下の影響を極力排除することができ、より一層正確にガス濃度を測定することができる。
これによって、充填物に遮られることなく、レーザー光を主ヘッドから副ヘッドへ透過させることができ、レーザー式ガス濃度計でコンベア上を移送される包装袋内のガス濃度を測定することができる。
これによって、充填物を個別包装し、コンベア上を個別に移送されるピロー包装袋の袋内をレーザー式ガス濃度計で測定することができる。
そして、ピロー包装袋を挟み込こむ両ガイドを互いに接離自在なガイドプレートから構成することが好ましい。当該ガイドプレートの上端縁部が互いにコンベア側へ傾いて、当該コンベアの幅方向に沿って断面視したときにガイドプレートがハの字状にピロー包装袋を挟み込んで押さえることによって、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋内部に被測定空間を形成することができる。
また、ピロー包装袋を挟み込こむ両ガイドを、コンベアの長手方向に沿って上流側が大きく拡開し、下流方向に向かってガイド間の上端の幅が狭まって、コンベアの幅方向に沿って断面視したときにガイド上端縁部が次第にハの字状にピロー包装袋を挟み込んで押さえるガイドプレートから構成することが好ましい。当該ガイドプレートがピロー包装袋を挟み込むように押さえることによって、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋内部に被測定空間を形成することができる。
さらに、接近して押さえ込むガイドプレート、または固定され上端の幅が狭まるガイドプレートのいずれにも、レーザー光が透過可能な窓部を所定位置に設けるようにすることが好ましい。そして、ガイドプレートがピロー包装袋を挟み込んで押さえたとき、ピロー包装袋のフィルムが窓部に密着するようにした。これによって、ピロー包装袋内のガス濃度を測定するとき、大気雰囲気下の影響を極力排除することができ、より一層正確にガス濃度を測定することができる。
また、本発明に係る包装袋用ガス濃度測定装置によれば、コンベアに載置された包装袋が主ヘッドと副ヘッドの間に移送されたとき、両ガイドが、フィルムを丸めて重なり合った両側端を背面側でシールして、充填物を充填してから前後両端をシールして切り離したピロー包装袋を挟み込んで、コンベア上に背面側を下にして載置した当該ピロー包装袋の上部が膨らむことにより、ピロー包装袋の内部に形成された被測定空間をレーザー光が透過するようにした。
これによって、充填物に遮られることなく、レーザー光を主ヘッドから副ヘッドへ透過させることができ、レーザー式ガス濃度計でコンベア上を移送される包装袋内のガス濃度を測定することができる。
これによって、充填物を個別包装し、コンベア上を個別に移送されるピロー包装袋の袋内をレーザー式ガス濃度計で測定することができる。
そして、ピロー包装袋を挟み込む両ガイドを互いに接離自在で、当該ピロー包装袋を吸着固定する吸盤装置から構成するようにした。当該吸盤装置がピロー包装袋を挟み込んで吸着固定し、互いに接近してピロー包装袋を両側から押したとき、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成することができる。
これによって、充填物に遮られることなく、レーザー光を主ヘッドから副ヘッドへ透過させることができ、レーザー式ガス濃度計でコンベア上を移送される包装袋内のガス濃度を測定することができる。
これによって、充填物を個別包装し、コンベア上を個別に移送されるピロー包装袋の袋内をレーザー式ガス濃度計で測定することができる。
そして、ピロー包装袋を挟み込む両ガイドを互いに接離自在で、当該ピロー包装袋を吸着固定する吸盤装置から構成するようにした。当該吸盤装置がピロー包装袋を挟み込んで吸着固定し、互いに接近してピロー包装袋を両側から押したとき、ピロー包装袋の上部を膨らませることができ、ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成することができる。
本発明に係る包装袋用ガス濃度測定装置の実施例を、添付した図面にしたがって説明する。図１は本実施例に係る包装袋用ガス濃度測定装置の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は本実施例に係る包装袋用ガス濃度測定装置の構成の概略を示す側面図である。
包装袋用ガス濃度測定装置１０は、コンベア１１と、２台のレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂと、一対のガイド１３を有している。
コンベア１１は、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂ、及びガイド対１３，１３に挟まれ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂに包装袋Ｂを移送する測定コンベア１１ａと、当該測定コンベア１１ａに包装袋Ｂを一つずつ供給する供給コンベア１１ｂからなる。
測定コンベア１１ａは、始端側に従ロータ１４ａ、終端側に主ロータ１４ｂを有し、当該主従ロータ１４ａ，１４ｂ間に所定の張力で張設された測定送りベルト１５を有している。
当該測定送りベルト１５上には、複数個のストッパー１６が所定の間隔で複数個立設配置されている。当該ストッパー１６は、包装袋Ｂを移送し終わった後、測定送りベルト１５に対して倒伏するようにしても良い。本実施例に係るストッパー１６は、測定送りベルト１５上に１００ｍｍ間隔で配置されている。
主ロータ１４ｂは、間欠動作するステッピングモータ１４ｃにより順方向へ間欠回転するように形成されている。これによって、測定送りベルト１５は、測定コンベア１１ａの始端から終端に向って包装袋Ｂを順方向に間欠送りすることができる。本実施例に係るステッピングモータ１４ｃは、回動時間０．８秒、停止時間０．７秒の周期で間欠動作し、４０ｒｐｍの回転数で順方向に回転するように形成されている。
コンベア１１は、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂ、及びガイド対１３，１３に挟まれ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂに包装袋Ｂを移送する測定コンベア１１ａと、当該測定コンベア１１ａに包装袋Ｂを一つずつ供給する供給コンベア１１ｂからなる。
測定コンベア１１ａは、始端側に従ロータ１４ａ、終端側に主ロータ１４ｂを有し、当該主従ロータ１４ａ，１４ｂ間に所定の張力で張設された測定送りベルト１５を有している。
当該測定送りベルト１５上には、複数個のストッパー１６が所定の間隔で複数個立設配置されている。当該ストッパー１６は、包装袋Ｂを移送し終わった後、測定送りベルト１５に対して倒伏するようにしても良い。本実施例に係るストッパー１６は、測定送りベルト１５上に１００ｍｍ間隔で配置されている。
主ロータ１４ｂは、間欠動作するステッピングモータ１４ｃにより順方向へ間欠回転するように形成されている。これによって、測定送りベルト１５は、測定コンベア１１ａの始端から終端に向って包装袋Ｂを順方向に間欠送りすることができる。本実施例に係るステッピングモータ１４ｃは、回動時間０．８秒、停止時間０．７秒の周期で間欠動作し、４０ｒｐｍの回転数で順方向に回転するように形成されている。
供給コンベア１１ｂは、始端側に主ロータ（図示略）、終端側に従ロータ２０を有し、当該主従ロータ間に所定の張力で張設された供給送りベルト２１を有している。供給コンベア１１ｂの終端側は、測定コンベア１１ａの始端に連接している。これによって、供給コンベア１１ｂから測定コンベア１１ａへ包装袋Ｂを送ることができる。
供給コンベア１１ｂの主ロータは、連続動作するモータ（図示略）により順方向へ連続回転するように形成されている。これによって、供給送りベルト２１は、供給コンベア１１ｂの始端から終端に向って包装袋Ｂを順方向に連続送りすることができる。本実施例に係るモータは、８０ｒｐｍの回転数で順方向に回転するように形成されている。
本実施例に係るコンベア１１は、供給コンベア１１ｂが、供給送りベルト２１上に包装袋Ｂを１００ｍｍピッチで配置し、８０ｒｐｍのモータ回転数にしたがって包装袋Ｂを測定コンベア１１ａへ供給するように構成されている。対して、本実施例に係る測定コンベア１１ａは、ストッパー１６が１００ｍｍ間隔で立設され、４０ｒｐｍのステッピングモータ回転数にしたがって、間欠動作するように構成されているので、供給コンベア１１ｂから１００ｍｍピッチで送られる包装袋Ｂが２つずつ、すなわち、１００ｍｍ×２の２００ｍｍピッチで供給され、当該２００ｍｍピッチで測定送りベルト１５は、測定コンベア１１ａの始端側から終端に向って包装袋Ｂを２つずつ間欠送りするように形成されている。
なお、本実施例に係る包装袋Ｂの送りピッチは、上記の例に限定されることなく、包装袋Ｂの大きさ等に合わせて任意に設定することができる。
供給コンベア１１ｂの主ロータは、連続動作するモータ（図示略）により順方向へ連続回転するように形成されている。これによって、供給送りベルト２１は、供給コンベア１１ｂの始端から終端に向って包装袋Ｂを順方向に連続送りすることができる。本実施例に係るモータは、８０ｒｐｍの回転数で順方向に回転するように形成されている。
本実施例に係るコンベア１１は、供給コンベア１１ｂが、供給送りベルト２１上に包装袋Ｂを１００ｍｍピッチで配置し、８０ｒｐｍのモータ回転数にしたがって包装袋Ｂを測定コンベア１１ａへ供給するように構成されている。対して、本実施例に係る測定コンベア１１ａは、ストッパー１６が１００ｍｍ間隔で立設され、４０ｒｐｍのステッピングモータ回転数にしたがって、間欠動作するように構成されているので、供給コンベア１１ｂから１００ｍｍピッチで送られる包装袋Ｂが２つずつ、すなわち、１００ｍｍ×２の２００ｍｍピッチで供給され、当該２００ｍｍピッチで測定送りベルト１５は、測定コンベア１１ａの始端側から終端に向って包装袋Ｂを２つずつ間欠送りするように形成されている。
なお、本実施例に係る包装袋Ｂの送りピッチは、上記の例に限定されることなく、包装袋Ｂの大きさ等に合わせて任意に設定することができる。
上記のように、本実施に係る測定コンベア１１ａは、包装袋Ｂを２つずつのピッチで間欠送りするように形成されている。そのため、本実施例に係るレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂは、包装袋Ｂを２つずつ測定するため、測定コンベア１１ａに沿って２台並設されている。これによって、包装袋Ｂを間欠ピッチ一回ごとに２つ測定することができるので、測定効率を上げることができる。すなわち、本実施例に係るガス濃度測定装置１０によれば、一回に２つずつ包装袋を測定するように構成したが、これに限定されることなく、測定効率を上げるために、間欠ピッチ１回につき、３つずつ又はそれ以上測定するように構成することも可能である。
上記のように、２台のレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂは、同じものであるから、以下レーザー式ガス濃度計１２として説明する。
レーザー式ガス濃度計１２は、図３に示すように、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置された主ヘッド２５と副ヘッド２６を有している。主ヘッド２５は、特定波長のレーザー光を射出可能に形成されている。副ヘッド２６は、主ヘッド２５から射出されたレーザー光が、測定コンベア１１ａ上の包装袋Ｂを通過してから、受光するように構成されている。
特定波長のレーザー光が、包装袋Ｂ内に残留している測定対象の特定ガスによって吸収されたとき、副ヘッド２６で受光したレーザー光の吸光度に基づいて、包装体Ｂ内に残留している特定ガスのガス濃度を測定することができる。
レーザー式ガス濃度計１２は、図３に示すように、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置された主ヘッド２５と副ヘッド２６を有している。主ヘッド２５は、特定波長のレーザー光を射出可能に形成されている。副ヘッド２６は、主ヘッド２５から射出されたレーザー光が、測定コンベア１１ａ上の包装袋Ｂを通過してから、受光するように構成されている。
特定波長のレーザー光が、包装袋Ｂ内に残留している測定対象の特定ガスによって吸収されたとき、副ヘッド２６で受光したレーザー光の吸光度に基づいて、包装体Ｂ内に残留している特定ガスのガス濃度を測定することができる。
主ヘッド２５は、図１及び図３に示すように、レーザー光源２７と、当該光源から射出するレーザー光の波長を特定の波長に設定し、所定の光強度に調整する制御部２８とを有している。
レーザー光源２７は、波長が可変可能なダイオードからなる半導体レーザー素子（図示略）を備え、近赤外領域のレーザー光を出力可能に形成されている。
制御部２８は、半導体レーザー素子から出力されるレーザー光の波長を測定対象の特定ガス固有の特定波長に調整して、レーザー光が所定の入射光強度で射出されるように増幅する制御を行うように形成されている。
ここで、本実施例に係るレーザー式ガス濃度計１２が測定する特定ガスは、酸素ガス（Ｏ２）である。当該酸素ガス固有の吸収波長帯は７６０ｎｍ帯であり、当該吸収波長帯に含まれる複数の吸収線のうち、一の吸収線に係る特定波長がレーザー光の出力波長として選択される。
レーザー光源２７は、波長が可変可能なダイオードからなる半導体レーザー素子（図示略）を備え、近赤外領域のレーザー光を出力可能に形成されている。
制御部２８は、半導体レーザー素子から出力されるレーザー光の波長を測定対象の特定ガス固有の特定波長に調整して、レーザー光が所定の入射光強度で射出されるように増幅する制御を行うように形成されている。
ここで、本実施例に係るレーザー式ガス濃度計１２が測定する特定ガスは、酸素ガス（Ｏ２）である。当該酸素ガス固有の吸収波長帯は７６０ｎｍ帯であり、当該吸収波長帯に含まれる複数の吸収線のうち、一の吸収線に係る特定波長がレーザー光の出力波長として選択される。
主ヘッド２５は、レーザー光源２７に連接する鏡胴２９を有し、当該鏡胴２９の包装袋Ｂと対向するレーザー出射口２９ａには、近赤外領域の光を通しやすいサファイヤガラスが嵌め込まれている。
鏡胴２９には、ガスバルブ（図示略）が設けられている。これによって、鏡胴２９内の大気を真空化又は所定のガスへガスパージすることができ、鏡胴内を真空で維持したり、或いは窒素ガス、又は二酸化炭素或いはこれらに類する不活性ガス類で満たすことができる。そのため、レーザー光は、レーザー光源２７からレーザー出射口２９ａを通じて射出されるまでの間に、鏡胴２９内で特定ガス、本実施例においては酸素ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。
鏡胴２９には、ガスバルブ（図示略）が設けられている。これによって、鏡胴２９内の大気を真空化又は所定のガスへガスパージすることができ、鏡胴内を真空で維持したり、或いは窒素ガス、又は二酸化炭素或いはこれらに類する不活性ガス類で満たすことができる。そのため、レーザー光は、レーザー光源２７からレーザー出射口２９ａを通じて射出されるまでの間に、鏡胴２９内で特定ガス、本実施例においては酸素ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。
副ヘッド２６は、図１及び図３に示すように、包装袋Ｂを透過したレーザー光を受光する受光センサ３０と、当該受光センサからの受光信号に基づいて、ガス濃度を測定する測定部３１とを有している。
受光センサ３０は、包装袋Ｂを透過したレーザー光の透過光強度を電気的な透過光信号に変換する素子、たとえば、フォトダイオード（図示略）を有している。これによって、包装袋Ｂを透過したレーザー光の透過光強度を電気的に処理することができる。
測定部３１は、透過光強度に係る透過光信号と、主ヘッド２５から出力されたレーザー光の入射光強度に係る入射光信号に基づいて透過率を計算し、当該透過率に基づいてレーザー光の特定ガスによる吸光度を求め、当該吸光度に基づいて包装袋Ｂ内の特定ガスの濃度を測定するように形成されている。
受光センサ３０は、包装袋Ｂを透過したレーザー光の透過光強度を電気的な透過光信号に変換する素子、たとえば、フォトダイオード（図示略）を有している。これによって、包装袋Ｂを透過したレーザー光の透過光強度を電気的に処理することができる。
測定部３１は、透過光強度に係る透過光信号と、主ヘッド２５から出力されたレーザー光の入射光強度に係る入射光信号に基づいて透過率を計算し、当該透過率に基づいてレーザー光の特定ガスによる吸光度を求め、当該吸光度に基づいて包装袋Ｂ内の特定ガスの濃度を測定するように形成されている。
フォトダイオードを内蔵した受光センサ３０は、包装袋Ｂと対向するレーザー受光口３０ａに、鏡胴２９と同様に、近赤外領域の光を通しやすいサファイヤガラスが嵌め込まれている。
受光センサ３０のケーシングにもまた、鏡胴２９と同様に、ガスバルブ（図示略）が設けられている。これによって、受光センサ３０内の大気を真空化又は所定のガスへガスパージすることができ、受光センサ３０内を真空で維持したり、或いは窒素ガス、又は二酸化炭素或いはこれらに類する不活性ガス類で満たすことができる。そのため、レーザー光は、レーザー受光口３０ａからフォトダイオードで受光されるまでの間に、受光センサ３０内で特定ガス、本実施例においては酸素ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。
受光センサ３０のケーシングにもまた、鏡胴２９と同様に、ガスバルブ（図示略）が設けられている。これによって、受光センサ３０内の大気を真空化又は所定のガスへガスパージすることができ、受光センサ３０内を真空で維持したり、或いは窒素ガス、又は二酸化炭素或いはこれらに類する不活性ガス類で満たすことができる。そのため、レーザー光は、レーザー受光口３０ａからフォトダイオードで受光されるまでの間に、受光センサ３０内で特定ガス、本実施例においては酸素ガスに吸収されることを防止することができるので、ガス濃度測定の精度を向上させることができる。
このように、レーザー式ガス濃度計１２は、図１又は図３に示すように、主ヘッド２５からレーザー光を射出し、当該レーザー光を測定対象の包装袋Ｂに透過させて、副ヘッド２６で包装袋Ｂを透過したレーザー光を受光するように構成されている。
ここで、レーザー式ガス濃度計１２は、波長可変半導体レーザー吸収分光法によって、所定のセル内に封じられた特定ガスのガス濃度を分析する計器である。
波長可変半導体レーザー吸収分光法（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＤＬＡＳ）とは、図４に示すように、レーザー光源の半導体レーザー素子から出力されたレーザー光に係る所定の入射光強度と、測定対象となる特定ガスを含んだ気体を封じたセルを透過して、当該特定ガスに吸収された透過後のレーザー光に係る透過光強度とから透過率を求めて、透過率に基づくレーザー光の吸光度からガス濃度を測定する方法である。
本実施例に沿っていえば、主ヘッド２５から出力したレーザー光を、酸素ガスが混入したおそれのある窒素ガスで満たされた包装袋Ｂを透過させて、酸素ガスに吸収された透過後のレーザー光を副ヘッド２６で受光し、透過光強度から透過率を求めて、当該透過率に基づくレーザー光の吸光度からガス濃度を測定する方法である。
波長可変半導体レーザー吸収分光法（Ｔｕｎａｂｌｅ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＴＤＬＡＳ）とは、図４に示すように、レーザー光源の半導体レーザー素子から出力されたレーザー光に係る所定の入射光強度と、測定対象となる特定ガスを含んだ気体を封じたセルを透過して、当該特定ガスに吸収された透過後のレーザー光に係る透過光強度とから透過率を求めて、透過率に基づくレーザー光の吸光度からガス濃度を測定する方法である。
本実施例に沿っていえば、主ヘッド２５から出力したレーザー光を、酸素ガスが混入したおそれのある窒素ガスで満たされた包装袋Ｂを透過させて、酸素ガスに吸収された透過後のレーザー光を副ヘッド２６で受光し、透過光強度から透過率を求めて、当該透過率に基づくレーザー光の吸光度からガス濃度を測定する方法である。
酸素ガス、窒素ガス等の気体は、それぞれ固有の吸収波長帯を有し、当該吸収波長帯にはより強く光を吸収する波長に係る吸収線が複数本含まれていることが知られている。ＴＤＬＡＳは、出力するレーザー光の近赤外領域の波長を、測定対象となる特定ガスの複数本の吸収線のうち、一本の吸収線に係る特定波長に合致するように変調し、増幅するように構成されている。そして、セルの透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいてレーザー光の吸光度を求めてガス濃度を測定している。なお、本実施例において測定対象ガスは酸素ガスであって、当該測定対象ガスを封じるセルは包装袋である。また、酸素ガス固有の吸収波長帯は７６０ｎｍ帯であり、当該吸収波長帯に含まれる複数の吸収線のうち、一の吸収線に係る特定波長がレーザー光の出力波長として選択される。
波長可変半導体レーザー吸収分光法（ＴＤＬＡＳ）は、ランバート・ベールの法則に基づいてガス濃度を測定するものである。ランバート・ベールの法則とは、図４に示すように、入射光強度をＩ０、包装袋Ｂを透過した透過光強度をＩｔ、入射光に対する透過光の透過率をＴとして、光路長をＬ、ガス濃度をＣとすると，特定波長の吸収スペクトルで射出されたレーザー光の吸光度Ａとの間に、数式１が成立する関係である。ここでεは測定対象となる所定のガスがレーザー光を吸収する固有の吸収係数である。
測定コンベア１１ａを挟んで対向する主ヘッド２５のレーザー出射口２９ａと副ヘッド２６のレーザー受光口３０ａとの間の距離から、光路長Ｌは容易に求めることができる。そのため、入射光に対する透過光の透過率Ｔ、または包装袋Ｂ内で酸素ガスに吸収されたレーザー光の特定波長に係る吸収スペクトルの吸光度Ａを得ることが出来れば、包装袋Ｂ内に残留している酸素ガスに係るガス濃度Ｃを求めることができる。
ここで、酸素ガスは包装袋Ｂに密封されているから、ガス濃度Ｃを定量測定する場合、入射光に対する透過光の透過率Ｔ又は吸収スペクトルの吸光度Ａが大きく変化するように、すなわち、吸光度Ａに比例する光路長Ｌを長くするとガス濃度の検知感度を向上させることができる。
すなわち、図１に示した本実施例に係るレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂは、副ヘッド２６のレーザー受光口３０ａを主ヘッド２５から射出されるレーザー光の光軸上に配置したが、これに限定されず、たとえば、反射鏡を設けて、主ヘッド２５と副ヘッド２６間でレーザー光を複数回反射させたり、また、レーザー光線が包装袋を斜めに横断するようにレーザー光を通過させて、光路長Ｌを長く確保するようにしても良い。
このように検知感度を向上させることによって、たとえば数ｐｐｍレベルのガス濃度まで検知できるように検知可能範囲を広げた場合、数％レベルのガス濃度の測定は容易に行うことができ、その測定精度を大きく向上させることができる。
ここで、酸素ガスは包装袋Ｂに密封されているから、ガス濃度Ｃを定量測定する場合、入射光に対する透過光の透過率Ｔ又は吸収スペクトルの吸光度Ａが大きく変化するように、すなわち、吸光度Ａに比例する光路長Ｌを長くするとガス濃度の検知感度を向上させることができる。
すなわち、図１に示した本実施例に係るレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂは、副ヘッド２６のレーザー受光口３０ａを主ヘッド２５から射出されるレーザー光の光軸上に配置したが、これに限定されず、たとえば、反射鏡を設けて、主ヘッド２５と副ヘッド２６間でレーザー光を複数回反射させたり、また、レーザー光線が包装袋を斜めに横断するようにレーザー光を通過させて、光路長Ｌを長く確保するようにしても良い。
このように検知感度を向上させることによって、たとえば数ｐｐｍレベルのガス濃度まで検知できるように検知可能範囲を広げた場合、数％レベルのガス濃度の測定は容易に行うことができ、その測定精度を大きく向上させることができる。
ガイド１３は、測定コンベア１１ａの幅方向の両側に対向配置され、互いに接離自在に形成された一対のガイドプレート１３ａ，１３ｂからなる。一のガイドプレート１３ａは、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５の近傍に配置され、他のガイドプレート１３ｂは、副ヘッド２６の近傍に配置されている。両ガイドプレート１３ａ，１３ｂは、図３に示すように、互いに上端が測定コンベア１１ａ側に傾くように配置されている。これによって、両ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近して包装袋Ｂに接したとき、図３に示すように、両ガイドプレート１３ａ，１３ｂは、ハの字状にガイド対象の包装袋Ｂを挟み込むように構成されている。このとき、包装袋Ｂは両ガイドプレート１３ａ，１３ｂにより測定コンベア１１ａの測定送りベルト１５側に向って押さえ込まれるので、ガイドプレート１３ａ，１３ｂは、包装袋Ｂの上部を膨らませることができる。
このように、包装袋Ｂの上部を膨らませることによって、包装袋Ｂ内で充填物が妨げにならない空間を形成することができる。当該空間にレーザー光を透過させることによって、包装袋Ｂ内の酸素ガスのガス濃度を測定することができる。したがって、包装袋Ｂの上部を膨らませて形成される当該空間を被測定空間と称する。当該被測定空間は、図２又は図３に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂの上端縁から露出するように形成されている。このようにガイドプレート１３ａ，１３ｂの上端縁から露出した被測定空間に対してレーザー光を投射することによって、ガス濃度を測定することができる。
このように、包装袋Ｂの上部を膨らませることによって、包装袋Ｂ内で充填物が妨げにならない空間を形成することができる。当該空間にレーザー光を透過させることによって、包装袋Ｂ内の酸素ガスのガス濃度を測定することができる。したがって、包装袋Ｂの上部を膨らませて形成される当該空間を被測定空間と称する。当該被測定空間は、図２又は図３に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂの上端縁から露出するように形成されている。このようにガイドプレート１３ａ，１３ｂの上端縁から露出した被測定空間に対してレーザー光を投射することによって、ガス濃度を測定することができる。
また、図５に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂを上方へ大きく形成し、一のガイドプレート１３ａの所定の位置に、主ヘッド２５から射出されるレーザー光が透過可能な窓部３５ａを設け、他のガイドプレート１３ｂには、一のガイドプレート１３ａに設けた窓部３５ａと対向する位置に、レーザー光が透過可能な窓部３５ｂを設けて、当該窓部３５を透過したレーザー光を副ヘッド２６で受光するような構成にしても良い。
このとき、一のガイドプレート１３ａ側の窓部３５ａに鏡胴２９先端部のレーザー射出口２９ａを重ね合わせて当接させると共に、他のガイドプレート１３ｂ側の窓部３５ｂに受光センサ３０先端部のレーザー受光口３０ａを重ね合わせて当接させるように構成することが好ましい。
これによって、ガイドプレート１３ａ，１３ｂが包装袋Ｂを押さえ込んで上部を膨らませたとき、包装袋Ｂを両ガイドプレート１３ａ，１３ｂの窓部３５ａ，３５ｂに密着させることができる。さらに窓部３５ａ，３５ｂは、鏡胴２９のレーザー射出口２９ａと受光センサ３０のレーザー受光口３０ａにそれぞれ重ね合わされて当接されているので、レーザー光を透過させる被測定空間の前後で大気の影響を極力排除することができる。そのため、酸素ガスのガス濃度を測定するときの測定精度を向上させることができる。
このとき、一のガイドプレート１３ａ側の窓部３５ａに鏡胴２９先端部のレーザー射出口２９ａを重ね合わせて当接させると共に、他のガイドプレート１３ｂ側の窓部３５ｂに受光センサ３０先端部のレーザー受光口３０ａを重ね合わせて当接させるように構成することが好ましい。
これによって、ガイドプレート１３ａ，１３ｂが包装袋Ｂを押さえ込んで上部を膨らませたとき、包装袋Ｂを両ガイドプレート１３ａ，１３ｂの窓部３５ａ，３５ｂに密着させることができる。さらに窓部３５ａ，３５ｂは、鏡胴２９のレーザー射出口２９ａと受光センサ３０のレーザー受光口３０ａにそれぞれ重ね合わされて当接されているので、レーザー光を透過させる被測定空間の前後で大気の影響を極力排除することができる。そのため、酸素ガスのガス濃度を測定するときの測定精度を向上させることができる。
さらに、図３に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近するタイミングに合わせて、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５に対して副ヘッド２６を接近させるように構成しても良い。このように、主ヘッド２５及び副ヘッド２６と包装袋Ｂの外装フィルムとの隙間を小さくすることによって、被測定空間の光路長に対して、被測定空間以外の光路長を短くすることができる。このように構成することで、レーザー光を透過させる被測定空間の前後で大気の影響を極力排除することができるので、酸素ガスのガス濃度を測定するときの測定精度を向上させることができる。
ここで、本実施例に係る包装袋Ｂは、図６に示すように、ピロー包装袋と呼ばれるものであることが好ましい。ピロー包装袋Ｂは、帯状のフィルムから形成されている。当該フィルムは光、特に本実施例に係る近赤外領域のレーザー光が透過可能であることが好ましい。帯状のフィルムは図１に示す供給コンベア１１ｂの幅方向両端側から丸められ、重なり合った両側端を背面側でシールして、背面シール部４０を有する筒体が形成される。そして、当該筒体内には、充填物が所定間隔で充填され、図１に示す供給コンベア１１ｂの長手方向に沿って配置される。その後、筒体内を窒素ガス等の不活性ガスでガス置換（ガスパージ）するとともに、筒体は、図１に示す供給コンベア１１ｂの長手方向に沿って、充填物の前後間がシールされ密封される。充填物の前後に形成され、連接している前シール部４１と後シール部４２を切り離して、図６に示すような、背面側に背面シール部４０を有し、充填物の前後に前シール部４１と後シール部４２を有するピロー包装袋Ｂが形成される。
充填物が充填されたピロー包装袋Ｂは、図１に示すように、供給コンベア１１ｂに背面側の背面シール部４０を下にして載置され、供給コンベア１１ｂから測定コンベア１１ａに移動したときもまた、背面側を下にして移動し、測定コンベア１１ａの測定送りベルト上で背面側を下に向けて移送される。
これによって、フィルムが重なり合っている背面シール部４０でレーザー光が散乱されたり、また乱反射することを防止することができるので、測定精度を向上させることができる。また加えて、フィルムを重ね合わせた背面シール部４０を下に向けたのは、これは当該背面シール部４０が上を向いている場合に、ガイドプレート１３ａ，１３ｂでピロー包装袋Ｂを挟み込んだとき、背面シール部４０の剛性が他のフィルム部分よりも高いために撓み難く、ピロー包装袋Ｂの上部を上手く膨らませることが出来なくなるおそれがあるからである。
充填物が充填されたピロー包装袋Ｂは、図１に示すように、供給コンベア１１ｂに背面側の背面シール部４０を下にして載置され、供給コンベア１１ｂから測定コンベア１１ａに移動したときもまた、背面側を下にして移動し、測定コンベア１１ａの測定送りベルト上で背面側を下に向けて移送される。
これによって、フィルムが重なり合っている背面シール部４０でレーザー光が散乱されたり、また乱反射することを防止することができるので、測定精度を向上させることができる。また加えて、フィルムを重ね合わせた背面シール部４０を下に向けたのは、これは当該背面シール部４０が上を向いている場合に、ガイドプレート１３ａ，１３ｂでピロー包装袋Ｂを挟み込んだとき、背面シール部４０の剛性が他のフィルム部分よりも高いために撓み難く、ピロー包装袋Ｂの上部を上手く膨らませることが出来なくなるおそれがあるからである。
上記の構成を有するガス濃度測定装置１０は、以下のように動作する。
充填物が充填されたピロー包装袋Ｂは、８０ｒｐｍで回転する主ロータによって送られる供給送りベルト２１上を１００ｍｍピッチで整列して供給コンベア１１ｂの終端に向って移送される。
そして、ピロー包装袋Ｂは、１００ｍｍ間隔で立設されたストッパー１６で区画形成され、４０ｒｐｍで回転する主ロータ１４ｂによって送られる測定送りベルト１５に対して、供給コンベア１１ｂの終端から測定コンベア１１ａの始端へ、１００ｍｍピッチ×２のタイミングで２つずつ送られる。これによって、ストッパー１６で区画形成されたエリア毎に１つずつピロー包装袋Ｂを配置させることができる。
充填物が充填されたピロー包装袋Ｂは、８０ｒｐｍで回転する主ロータによって送られる供給送りベルト２１上を１００ｍｍピッチで整列して供給コンベア１１ｂの終端に向って移送される。
そして、ピロー包装袋Ｂは、１００ｍｍ間隔で立設されたストッパー１６で区画形成され、４０ｒｐｍで回転する主ロータ１４ｂによって送られる測定送りベルト１５に対して、供給コンベア１１ｂの終端から測定コンベア１１ａの始端へ、１００ｍｍピッチ×２のタイミングで２つずつ送られる。これによって、ストッパー１６で区画形成されたエリア毎に１つずつピロー包装袋Ｂを配置させることができる。
測定コンベア１１ａに載置されたピロー包装袋Ｂは、図１に示すように、測定送りベルト１５を挟んで２台連なって配置されているレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送される。
２つずつ間欠移送されるピロー包装袋Ｂのうち、一のピロー包装袋Ｂが、レーザー式ガス濃度計１２Ａの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送され、他のピロー包装袋Ｂが、レーザー式ガス濃度計１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたとき、両ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近して、両ピロー包装袋Ｂを挟み込み、両ピロー包装袋Ｂの上部が膨らまされて、被測定空間が形成される。
２つずつ間欠移送されるピロー包装袋Ｂのうち、一のピロー包装袋Ｂが、レーザー式ガス濃度計１２Ａの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送され、他のピロー包装袋Ｂが、レーザー式ガス濃度計１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたとき、両ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近して、両ピロー包装袋Ｂを挟み込み、両ピロー包装袋Ｂの上部が膨らまされて、被測定空間が形成される。
図３に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近するタイミングにあわせて、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５に対して副ヘッド２６が接近するように構成されているので、図３に示すように、ガイドプレート１３ａ，１３ｂが互いに接近したとき、主ヘッド２５と副ヘッド２６が被測定空間を挟んで対向する。そして、間欠移送している測定コンベア１１ａが停止している間、主ヘッド２５からレーザー光が射出され、被測定空間を透過して、副ヘッド２６で受光される。その後、ピロー包装袋Ｂ内部の残留酸素ガスのガス濃度が計測され、当該ガス濃度が基準値を超えるようなピロー包装袋Ｂは、不合格として本実施例に係るガス濃度測定装置１０を備えたピロー包装袋Ｂの検査工程から排出される。
次に、第１実施例と相違する構成を有するガス濃度測定装置の実施例を添付した図面にしたがって説明する。図７は、第２実施例に係るガス濃度測定装置の構成の概略を示す平面図である。
ここで、第１実施例に係るガス濃度測定装置１０と第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａの相違点は、ガイドの構成に関する点である。なお、コンベア１１、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの構成については第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
ここで、第１実施例に係るガス濃度測定装置１０と第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａの相違点は、ガイドの構成に関する点である。なお、コンベア１１、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの構成については第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａが有するガイドは、一対のガイドプレート１３ｃ，１３ｄからなる。ガイドプレート１３ｃ，１３ｄは、図７に示すように、上端縁が大きく弓なりに反りつつ、捻じれるように形成されている。
そのため、一のガイドプレート１３ｃを、主ヘッド２５側の測定コンベア１１ａ脇に固定し、他のガイドプレート１３ｄを、副ヘッド２６側の測定コンベア１１ａ脇に固定したとき、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄは、上端縁部の間隔が測定コンベア１１ａの長手方向に沿って、上流側がピロー包装袋Ｂよりも大きく拡開し、下流方向に向かって漸次狭まるように構成され、かつ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間へ近づくにつれて、ピロー包装袋Ｂを挟み込んで押さえるように、互いに対向するガイドプレート１３ｃ，１３ｄの上端縁が測定コンベア１１ａ側に倒れ込むように構成されている。
したがって、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄは、当該ガイドプレート１３ｃ，１３ｄ間を移送されるピロー包装袋Ｂが下流方向へ進むにつれて前後シール部４１，４２を折り畳んで挟み込み、当該ピロー包装袋Ｂの上部を膨らませることができるので、主ヘッド２５と副ヘッド２６の間にピロー包装袋Ｂが移送されたとき、当該ピロー包装袋Ｂの内部に被測定空間を形成することができる。
そのため、一のガイドプレート１３ｃを、主ヘッド２５側の測定コンベア１１ａ脇に固定し、他のガイドプレート１３ｄを、副ヘッド２６側の測定コンベア１１ａ脇に固定したとき、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄは、上端縁部の間隔が測定コンベア１１ａの長手方向に沿って、上流側がピロー包装袋Ｂよりも大きく拡開し、下流方向に向かって漸次狭まるように構成され、かつ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間へ近づくにつれて、ピロー包装袋Ｂを挟み込んで押さえるように、互いに対向するガイドプレート１３ｃ，１３ｄの上端縁が測定コンベア１１ａ側に倒れ込むように構成されている。
したがって、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄは、当該ガイドプレート１３ｃ，１３ｄ間を移送されるピロー包装袋Ｂが下流方向へ進むにつれて前後シール部４１，４２を折り畳んで挟み込み、当該ピロー包装袋Ｂの上部を膨らませることができるので、主ヘッド２５と副ヘッド２６の間にピロー包装袋Ｂが移送されたとき、当該ピロー包装袋Ｂの内部に被測定空間を形成することができる。
本実施例に係るガイドプレート１３ｃ、１３ｄもまた、第１実施例のガイドプレート１３ａ，１３ｂのバリエーションのように、一のガイドプレート１３ｃの所定の位置に、主ヘッド２５から射出されるレーザー光が透過可能な窓部を設け、他のガイドプレート１３ｄには一のガイドプレート１３ｃに設けた窓部と対向する位置に、レーザー光が透過可能な窓部を設けて、当該窓部を透過したレーザー光を副ヘッド２６で受光する構成にしても良い。
さらに、一のガイドプレート１３ｃ側の窓部に鏡胴２９のレーザー射出口２９ａを重ね合わせて当接させると共に、他のガイドプレート１３ｄ側の窓部に受光センサ３０のレーザー受光口３０ａを重ね合わせて当接させるように構成することが好ましい。
これによって、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄがピロー包装袋Ｂを押さえ込んで上部を膨らませたとき、ピロー包装袋Ｂのフィルムを両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄに設けた窓部に密着させることができる。さらに窓部は、鏡胴２９のレーザー射出口２９ａと受光センサ３０のレーザー受光口３０ａにそれぞれ当接していることから、レーザー光を透過させる被測定空間の前後で大気の影響を極力排除することができる。そのため、酸素ガスのガス濃度を測定するときの測定精度を向上させることができる。
さらに、一のガイドプレート１３ｃ側の窓部に鏡胴２９のレーザー射出口２９ａを重ね合わせて当接させると共に、他のガイドプレート１３ｄ側の窓部に受光センサ３０のレーザー受光口３０ａを重ね合わせて当接させるように構成することが好ましい。
これによって、両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄがピロー包装袋Ｂを押さえ込んで上部を膨らませたとき、ピロー包装袋Ｂのフィルムを両ガイドプレート１３ｃ，１３ｄに設けた窓部に密着させることができる。さらに窓部は、鏡胴２９のレーザー射出口２９ａと受光センサ３０のレーザー受光口３０ａにそれぞれ当接していることから、レーザー光を透過させる被測定空間の前後で大気の影響を極力排除することができる。そのため、酸素ガスのガス濃度を測定するときの測定精度を向上させることができる。
上記の構成を有するガス濃度測定装置１０Ａの動作は、測定コンベア１１ａ上を移送されてきたピロー包装袋Ｂがレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたとき、当該ピロー包装袋Ｂの上部に形成された被測定空間をレーザー光が透過して、ピロー包装袋Ｂ内の残留酸素ガス濃度を測定する一連の流れについては、第１実施例に係るガス濃度測定装置１０と同様である。
しかし、第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａでは、測定コンベア１１ａ上をピロー包装袋Ｂが移送されるにつれて、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置され、当該測定コンベア１１ａ脇に固定されたガイドプレート１３ｃ，１３ｄの間にピロー包装袋が次第に挟み込まれ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたときには、ピロー包装袋Ｂの上部に被測定空間が形成されるように構成した。
このように、第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａは、互いに接離自在に形成された第１実施例に係るガイドプレート１３ａ，１３ｂと比して、装置の部品点数を少なくすることができる。すなわち、充填する製品によってピロー包装袋Ｂの大きさが長期間変わらないような場合は、本実施例のように固定型のガイドプレート１３ｃ，１３ｄを用いることによって、部品点数を抑えてメンテナンスフリーとすることができるので、コストを抑えることができる。
しかし、第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａでは、測定コンベア１１ａ上をピロー包装袋Ｂが移送されるにつれて、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置され、当該測定コンベア１１ａ脇に固定されたガイドプレート１３ｃ，１３ｄの間にピロー包装袋が次第に挟み込まれ、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたときには、ピロー包装袋Ｂの上部に被測定空間が形成されるように構成した。
このように、第２実施例に係るガス濃度測定装置１０Ａは、互いに接離自在に形成された第１実施例に係るガイドプレート１３ａ，１３ｂと比して、装置の部品点数を少なくすることができる。すなわち、充填する製品によってピロー包装袋Ｂの大きさが長期間変わらないような場合は、本実施例のように固定型のガイドプレート１３ｃ，１３ｄを用いることによって、部品点数を抑えてメンテナンスフリーとすることができるので、コストを抑えることができる。
次に、第１実施例又は第２実施例と相違する構成を有するガス濃度測定装置の実施例を添付した図面にしたがって説明する。図８は、第３実施例に係るガス濃度測定装置の構成の概略を示す側面図である。
ここで、第１実施例及び第２実施例に係るガス濃度測定装置１０，１０Ａと、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂの相違点は、ガイド１３の構成に関する点である。なお、コンベア１１、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの構成については第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
ここで、第１実施例及び第２実施例に係るガス濃度測定装置１０，１０Ａと、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂの相違点は、ガイド１３の構成に関する点である。なお、コンベア１１、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの構成については第１実施例と同様であるから、説明を省略する。
第３実施例に係るガス濃度測定装置が有するガイド１３は、一対の吸盤装置１３ｅ，１３ｆからなる。一の吸盤装置１３ｅは、図１に示すレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５近傍に配置され、他吸盤装置１２ｆは、レーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの副ヘッド２６近傍に配置される。吸盤装置１３ｅ，１３ｆは、少なくとも一つ、好ましくは複数個の進退自在に形成された吸盤４５を有している。吸盤４５は、吸着対象のピロー包装袋Ｂを脱着自在に構成されている。これによって、吸盤装置１３ｅ，１３ｆは、ピロー包装袋Ｂを所定の位置で自在に脱着することができる。すなわち、ピロー包装袋Ｂが主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたとき、吸盤４５がピロー包装袋Ｂの所定箇所を吸着することによって、吸盤装置１３ｅ，１３ｆはピロー包装袋Ｂを主ヘッド２５と副ヘッド２６の間で固定することができる。
互いに対向する吸盤装置１３ｅ，１３ｆがピロー包装袋を吸着固定し、進退自在に形成された吸盤４５が測定コンベア１１ａの幅方向両端から中央に向って双方からピロー包装袋Ｂを押し合うことによって、ピロー包装袋Ｂの上部を膨らませることができ、ピロー包装袋Ｂ内部に被測定空間を形成することができる。
互いに対向する吸盤装置１３ｅ，１３ｆがピロー包装袋を吸着固定し、進退自在に形成された吸盤４５が測定コンベア１１ａの幅方向両端から中央に向って双方からピロー包装袋Ｂを押し合うことによって、ピロー包装袋Ｂの上部を膨らませることができ、ピロー包装袋Ｂ内部に被測定空間を形成することができる。
上記の構成を有するガス濃度測定装置１０Ｂの動作は、測定コンベア１１ａ上を移送されてきたピロー包装袋Ｂがレーザー式ガス濃度計１２Ａ，１２Ｂの主ヘッド２５と副ヘッド２６の間に移送されたとき、当該ピロー包装袋Ｂの上部に形成された被測定空間をレーザー光が透過して、ピロー包装袋Ｂ内の残留酸素ガス濃度を測定する一連の流れについては、第１実施例に係るガス濃度測定装置１０と同様である。
しかし、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂでは、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置された吸盤装置１３ｅ，１３ｆの間にピロー包装袋Ｂが移送されてきたとき、当該ピロー包装袋Ｂを吸盤４５が吸着固定して、測定コンベア１１ａの幅方向両端の双方から押し合うことにより、ピロー包装袋Ｂの上部に被測定空間が形成されるように構成した。
このように、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂは、第１実施例に係るガイドプレート１３ａ，１３ｂでピロー包装袋Ｂを挟み込んだり、また第２実施例に係るガイドプレート１３ｃ，１３ｄ間でピロー包装袋Ｂを摺動させて挟み込んだりするようにした構成と比べて、測定コンベア１１ａ上に載置されているピロー包装袋Ｂの表裏や前後左右の向きに関わらず、どのような向きであっても、吸盤４５にピロー包装袋Ｂを吸着固定することが可能であれば、図２に示すようにストッパー１６でピロー包装袋Ｂが一つずつ移送されている場合に、当該ピロー包装袋Ｂをそれぞれ吸着固定して被測定空間を形成することができる。すなわち、コンベア１１上を多種多様なピロー包装袋Ｂが移送されるような場合は、本実施例のように吸盤装置１３ｅ，１３ｆで吸着固定することによって、容易に対応させることができる。
しかし、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂでは、測定コンベア１１ａを挟んで対向配置された吸盤装置１３ｅ，１３ｆの間にピロー包装袋Ｂが移送されてきたとき、当該ピロー包装袋Ｂを吸盤４５が吸着固定して、測定コンベア１１ａの幅方向両端の双方から押し合うことにより、ピロー包装袋Ｂの上部に被測定空間が形成されるように構成した。
このように、第３実施例に係るガス濃度測定装置１０Ｂは、第１実施例に係るガイドプレート１３ａ，１３ｂでピロー包装袋Ｂを挟み込んだり、また第２実施例に係るガイドプレート１３ｃ，１３ｄ間でピロー包装袋Ｂを摺動させて挟み込んだりするようにした構成と比べて、測定コンベア１１ａ上に載置されているピロー包装袋Ｂの表裏や前後左右の向きに関わらず、どのような向きであっても、吸盤４５にピロー包装袋Ｂを吸着固定することが可能であれば、図２に示すようにストッパー１６でピロー包装袋Ｂが一つずつ移送されている場合に、当該ピロー包装袋Ｂをそれぞれ吸着固定して被測定空間を形成することができる。すなわち、コンベア１１上を多種多様なピロー包装袋Ｂが移送されるような場合は、本実施例のように吸盤装置１３ｅ，１３ｆで吸着固定することによって、容易に対応させることができる。
なお、上記各実施例について、使用する包装袋をピロー包装袋としたが、これに限定されるものではなく、コンベア上を移送され、ガイドで挟み込める形状の包装袋であれば、上記各実施例に係るガス濃度測定装置に適用することができる。
Ｂ…包装袋、ピロー包装袋、
１０，１０Ａ，１０Ｂ…ガス濃度測定装置、１１…コンベア、１１ａ…測定コンベア、１１ｂ…供給コンベア、１２，１２Ａ，１２Ｂ…レーザー式ガス濃度計、１３…ガイド、
１３ａ，１３ｂ…第１実施例に係るガイドプレート、１３ｃ，１３ｄ…第２実施例に係るガイドプレート、１３ｅ，１３ｆ…吸盤装置、
１４ａ…測定コンベアの従ロータ、１４ｂ…測定コンベアの主ロータ、１４ｃ…測定コンベアのステッピングモータ、
１５…測定送りベルト、１６…ストッパー、
２０…供給コンベアの従ロータ、２１…供給送りベルト、
２５…主ヘッド、２６…副ヘッド、
２７…レーザー光源、２８…制御部、２９…鏡胴、２９ａ…レーザー射出口、
３０…受光センサ、３０ａ…レーザー受光口、３１…測定部、
４０…背面シール部、４１…前シール部、４２…後シール部、
４５…吸盤。
１…従来のガス濃度測定装置、２…従来のレーザー発生部、３…従来の主ヘッド、４…従来のレーザー受光部、５…従来の副ヘッド、６…グリップ。
１０，１０Ａ，１０Ｂ…ガス濃度測定装置、１１…コンベア、１１ａ…測定コンベア、１１ｂ…供給コンベア、１２，１２Ａ，１２Ｂ…レーザー式ガス濃度計、１３…ガイド、
１３ａ，１３ｂ…第１実施例に係るガイドプレート、１３ｃ，１３ｄ…第２実施例に係るガイドプレート、１３ｅ，１３ｆ…吸盤装置、
１４ａ…測定コンベアの従ロータ、１４ｂ…測定コンベアの主ロータ、１４ｃ…測定コンベアのステッピングモータ、
１５…測定送りベルト、１６…ストッパー、
２０…供給コンベアの従ロータ、２１…供給送りベルト、
２５…主ヘッド、２６…副ヘッド、
２７…レーザー光源、２８…制御部、２９…鏡胴、２９ａ…レーザー射出口、
３０…受光センサ、３０ａ…レーザー受光口、３１…測定部、
４０…背面シール部、４１…前シール部、４２…後シール部、
４５…吸盤。
１…従来のガス濃度測定装置、２…従来のレーザー発生部、３…従来の主ヘッド、４…従来のレーザー受光部、５…従来の副ヘッド、６…グリップ。
Claims (5)
- 主ヘッドから特定波長のレーザー光を、包装袋を透過するように射出し、当該レーザー光を副ヘッドで受光して前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにした包装袋用ガス濃度測定装置であって、
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に一対のガイドを対向するように配置し、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記両ガイドの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込んで、当該ピロー包装袋の上部が膨らむことにより、
前記両ガイドの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成し、
当該被測定空間を前記レーザー光が透過するようにしたことを特徴とする包装袋用ガス濃度測定装置。 - 前記ガイドが、互いに接離自在に形成されたガイドプレートからなり、
当該ガイドプレートが接近して、両ガイドプレートの上端縁部が、互いに前記コンベア側に向かって傾き、当該コンベアを幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドプレートがハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込むように押さえたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の包装袋用ガス濃度測定装置。 - 前記ガイドが、前記コンベアの長手方向に沿って、上流側が前記ピロー包装袋よりも大きく拡開し、下流方向に向かって前記ガイド間の上端縁部の幅が狭まって、前記コンベアの幅方向に沿って断面視したときに前記ガイドが次第にハの字状に前記ピロー包装袋を挟み込んで押さえるように設置されたガイドプレートからなり、
前記コンベア上を移動する前記ピロー包装袋が、前記ガイドプレートに挟み込まれ、押さえられたとき、
前記ガイドプレートの上端縁部から押し出されて露出した前記ピロー包装袋に前記被測定空間が形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の包装袋用ガス濃度測定装置。 - 前記ガイドプレートのそれぞれに、前記レーザー光が透過可能な窓部を所定位置に設け、
前記ガイドプレートが前記ピロー包装袋を挟み込んで押さえ、前記被測定空間を形成したとき、
前記窓部に、前記ピロー包装袋の前記フィルムが密着し、
前記主ヘッドから射出されたレーザー光が、前記窓部と前記被測定空間を通過して、前記副ヘッドに入射するようにしたことを特徴とする請求項２若しくは請求項３に記載の包装袋用ガス濃度測定装置。 - 主ヘッドから特定波長のレーザー光を、包装袋を透過するように射出し、当該レーザー光を副ヘッドで受光して前記包装袋の透過前後で変化する特定波長の吸収スペクトルに基づいて前記包装袋の内部に残留している特定ガスのガス濃度を測定するようにした包装袋用ガス濃度測定装置であって、
前記包装袋を、光が透過可能なフィルムを丸めて互いに重なり合った両側端を背面側でシールして筒体を形成し、当該筒体内に充填物を配置してから、前記筒体内をガス置換すると共に前記筒体の前後両端をシールして密封したピロー包装袋とし、
当該ピロー包装袋の背面側を下にして一つずつ並べて載置し、間欠移送するコンベアを挟んで、コンベアの幅方向の両側に、互いに接離自在に形成され、前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定する吸盤装置からなる一対のガイドを対向配置して、
前記コンベアに載置された前記ピロー包装袋が前記主ヘッドと前記副ヘッドの間に移送されたとき、
前記吸盤装置が前記ピロー包装袋を挟み込んで吸着固定し、互いに接近して当該ピロー包装袋を前記コンベアの幅方向両端から互いに中央へ向かって押し合い、前記ピロー包装袋の上部を膨らませて、当該ピロー包装袋の内部に被測定空間を形成するようにしたことを特徴とする包装袋用ガス濃度測定装置。
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- 2019-12-17 JP JP2019226983A patent/JP7505732B2/ja active Active
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