JPH0213839A - 容器のシール部検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は容器のシール部検査方法に係り、特にスペック
ルパターン干渉法を利用してシール部の良否を検査する
容器のシール部検査方法に関する。

従来の技術 一般に食品等を長期保存するための容器として、例えば
特開昭６０−１１０６５８号、特開昭６０−１５９０４
３号に示されるような密封容器や、或は特開昭５５−１
２０２９号、特開昭５６−２８８５５号に示されるよう
な袋状の密封容器が知られている。これらの容器は、内
部に食品等を充填した後、開口部分をヒートシール、超
音波シール、高周波加熱シール等によりシールすること
により密封している。従って、シール部が不良であった
場合には、この不良部分より内填物が漏れ出たり、また
外気が容器内に侵入して長期保存が行なえな（なる。よ
ってシール部が確実にシールされているか否かの検査は
重要である。

従来、このような密封容器のシール部を検査する方法と
しては、目視検査が主であり、また目視検査の他に圧力
検査を行なう場合もあった。この圧力検査としては、シ
ールされた容器を例えば真空室内に入れて減圧し、仮に
シール部が不良であれば内填物が外部に漏れ出すため、
これによりシール部の良、不良を検査していた。

発明が解決しようとする課題 しかるに上記従来の検査方法では、目視検査の場合、作
業性が悪く、また人手による検査であるため検査精度が
低いという課題があった。また、真空室を用いた検査方
法では、全ての容器に対し個々に検査を行なうことがで
きず、−旦不良品が出ると実際は良品であるものを含め
て所定数の容器が不良品とみなされて処理されるため、
効率が良くないという課題があった。更に真空室を用い
る検査では、真空ポンプ等を用いることから装置が大型
化し、容器の製造ラインに組込むことが困難で、かつ組
込むには大なる費用を要してしまうという課題があった
。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたものであり、簡単
かつ確実に全ての容器に対してシール部の良否の検査を
行ない得る容器のシール部検査方法を提供することを目
的とする。

課題を解決するための手段 本発明になる容器のシール部検査方法は上記課題を解決
するために、まずシール部を有してなる容器に対し基準
状態下（ある一定状態以外の変位途中でもよい。即ち、
定常である心配はない）でスペックル干渉歪計によりシ
ール部のスペックルパターンを測定しこれを基準スペッ
クルパターンとし、 次いで当該容器に対し上記シール部が良好部分と不良部
分で物理的に変位が生ずるよう上記基準状態と異なる状
態下で再びスペックル干渉歪計によりシール部のスペッ
クルパターンを測定しこれを比較スペックルパターンと
し、 上記基準スペックルパターンと比較スペックルパターン
を比較することにより上記シール部の不良部分を検出す
ることを特徴とする。

作用 シール部を有する容器において、このシール部が不良で
ある部分と良好である部分では、物理的な性質が異なっ
ている。よって、容器に外的変化（例えば振動、圧力変
化、温度変化等）を加えた場合、上記物理的性質の相異
に起因して良好部分と不良部分でシール部表面の変位に
差が生ずる（振動でいえば、共振周波数が異なる）。従
って、このシール部表面の変位を測定することにより、
シール部の良否を検査することができる。また、本発明
では、このシール部の表面変位を測定する手段としてス
ペックル干渉歪計を利用している。

実施例 次に本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例である検査方法を実施するの
に使用する装置の構成図である。同図において、１は被
検査物である容器であり、振動台２に取付けられている
。また、３はスペックル干渉歪計であり、測定部４、コ
ントローラ部５及びモニタ６から構成されている。更に
、７は振動印加装置であり、振動台２とコントローラ部
８とにより構成されている。

本実施例では、第２図に示すような密封容器１を被検査
物とし、そのシール部９（同図中、破線で示す部分）が
適切にシールされているか否かを検査する。また、シー
ル部９に物理的変化を与える手段としては、振動印加装
置７を用いている。

容器１は、容器本体１０と蓋１１とよりなり、容器本体
１０に内容物（例えば食品等）を充填した侵、１１１を
容器本体１０の上部に覆い、その後上記シール部９に対
応する部分をヒートシールすることにより密封される周
知の構造の容器である。

スペックル干渉歪計３は、レーザ光のようなコヒーレン
ト光で検査面を照射した時、検査面で散乱された光が相
互に干渉し合うことにより生ずる斑点状のスペックルパ
ターンの性質を利用して検査面の変位、変形を測定する
ものである。

このスペックル干渉歪計３の構造を第３図を用いて更に
詳述する。測定部４内には、半導体レーザ１２（λ−０
．７８μｍ。尚、半導体以外のレーザーの使用も可）、
搬像装置１３、ハーフミラ−１４、ビームスプリッタ１
５、反射板１６〜１９、レンズ２０〜２２等が組込まれ
ている。

半導体レーザ１２から発射されたレーザ光はビームスプ
リッタ１５により分岐され、一方のレーザ光はレンズ２
０により拡げられ容器１のシール部９を含む蓋１１の上
面に照射される。この蓋１１の上面で反射されたレーザ
光はｒｖｔ装置ｆ１３に入射される。この時入射される
レーザ光には、Ｍｌｌの表面状態の情報が重畳されてい
る（以下、このレーザ光を物体光という）。一方、ビー
ムスプリッタ１５で分岐されたもう一方のレーザ光はレ
ンズ２２で広げられ拡散板２３を照射させて参照光とす
る。この参照光は、ハーフミラ−１４により物体光と重
ね合わされた上でａｍ装置１３に入射される。これによ
り物体光と参照光は互いに干渉しスペックルパターンを
形成するが前記のように物体光には蓋１１の表面状態の
情報が重畳されているため、形成されるスペックルパタ
ーンは蓋１１の表面状態と対応したパターンとなる。こ
のスペックルパターンの分解能は半導体レーザ１２の波
長λの半分の値（λ／２）である。従って、測定部４で
は蓋１１の上面におけるλ／２以上の変位をスペックル
パターンの変化として検出することができる。尚、測定
範囲を拡げるためには、半導体レーザ１２として波長の
長い光源を用いる方が望ましい。

ｍ像装置１３で読み取られたスペックルパターンは、コ
ントローラ部５で画像処理が行なわれ、モニタ６に写し
出される。尚、このコントローラ部５内には、画像メモ
リが設けられており、測定時間の異なるふたつの画像（
スペックルパターン）を適宜モニタ６に写し出すことが
できる構成とされている。

次に振動印加装置７について説明する。振動台２は基台
２４に３本の支持柱２５ａ〜２５Ｃ（図中、支持柱２５
ｂ、２５ｃは重なって図示される）が立設した構造を有
し、その内の−の支持柱２５ａの下端にはセラミック振
動子２６が取付けられている。容器１は、この３本の支
持柱２５ａ〜２５Ｃ上に載置されることにより振動台２
に取付けられる。従って、振動子２６が振動することに
より、°支持柱２５ａを介して容器も振動する。この振
動子２６はコントローラ部８により制御されており、コ
ントローラ部８を操作することにより、容器１に対し、
例えば３ＫＨｚ〜２０ＫＨｚの振動を印加することがで
きる構成とされている。

上記各装置を用いて、容器１のシール部１ａの良否を検
査する手順を以下説明する。

まず、振動印加装置７を停止又は、任意の振動を与えた
状態でスペックル干渉歪計３を用いて容器１のシール部
１ａ近傍のスペックルパターンを測定する。このスペッ
クルパターンはコントローラ部５で画像処理が行なわれ
モニタ６に写し出される。ここで、この状態における容
器１のスペックルパターンを基準スペックルパターンと
し、また基準スペックルパターンは第４図（Ａ）に示さ
れるパターンであったとする。この基準スペックルパタ
ーンは、コントローラ部５内の画像メモリに記憶される
。

この基準スペックルパターンは、単に測定時におけるシ
ール部９近傍の変位（凹凸）状態をスペックル縞にて表
わしているに過ぎず、基準スペックルパターンのみでは
シール部９に不良部があるか否かを判断することはでき
ない。

次に、振動印加装置７を作動又は基準状態と異なった振
動を与えた状態で、スペックル干渉歪計３を用いてシー
ル部９近傍のスペックルパターンを測定する。そして、
この振動が印加された状態下でのスペックルパターンを
比較スペックルパターンとする。また、比較スペックル
パターンは第４図（Ｂ）に示されるパターンだったとす
る。

今、仮にシール部９の一部に不良箇所（容器本体１０と
蓋１１が接着されていない箇所）があると仮定すると、
この不良箇所の物理的性質は良品箇所と異なっている。

一般には、不良箇所では容器本体１０と蓋１１が接着さ
れていない場合、その剛性は良品部分に比べて小である
と考えられる。

このため、振動印加装置７により容器１を振動させた場
合、良品部分と不良部分で変位に差が生じ（振動数が変
われば、変位数も異なる）、この変位の差はスペックル
干渉歪計３により読み取られる。

この変位の差は、その値が大である程正確に不良箇所の
存在を確認することができる。即ち、振動印加により不
良箇所或は良品部分の振幅が最大である状態でスペック
ルパターンを測定することが望ましい。これは、振動印
加装置７の周波数が良品部分或は不良部分の共振周波数
となっている場合（良品部分と不良部分では、共振周波
数が異なる）であり、この共振周波数の値に振動印加装
置７の周波数を選定するのは、検査精度を向上させる面
より重要である。

尚、上記事項は不良品検出のための必須の条件ではなく
、良品部分と不良部分で振動印加により変位の差が生じ
れば検査を行ない得ることは上記してきた説明より明白
なところである。

続いて、コントローラ部５に記憶しておいた第４図（Ａ
＞に示す基準スペックルパターンと第４図（Ｂ）に示す
比較スペックルパターンを比較する。各図におけるシー
ル部近傍のスペックルパターンを比較すると、第４図（
Ｂ）に矢印Ａで示す部分は他のシール部に比ベスペック
ルパターンが表われておらず、変位していないことがわ
かる。

即ち、良品部分は共振しており、スペックルパターンが
表われているが、不良品部分は共振しておらずスペック
ルパターンは表われない。容器本体１０と蓋１１が確実
に接着されている場合には、このようにシール部に変位
が生じないはずはなく、従ってＡ部分は接着が行なわれ
ていないか、或は十分でなく不良部分であることがわか
る。

尚、シール部にもともと存在していた凸部等は、基準ス
ペックルパターンにも、比較スペックルパターンにも共
に、この凸部によるスペックルパターンが生じているは
ずであり、従って基準スペックルパターンには存在しな
いが、比較スペックルパターンに存在するスペックルパ
ターンより不良部分の検出を行なう。

このように本発明による検査方法では、シール部９の良
、不良を確実に検査することができ、また振動の印加手
段を適宜選定すれば、容器１の製造ライン内でこの検査
方法を実施することも可能である。更に、多数個の容器
に対し一括的にシール部検査を行ない得る可能性もあり
、全品検査を実現できる。

上記してきた実施例では、良品部分と不良部分で変位の
差を生じさせる手段として振動印加装置７を用い、振動
により変位差を生じさせた。しかるに、この変位差を生
じさせる手段は振動に限るものではなく、例えば■圧カ
、■温度、■外力の印加等を利用することも可能である
。夫々について以下簡単に述べる。

■　圧力 基準スペックルを測定する基準状態を大気圧状態とし、
比較スペックルを測定する状態は、大気圧より若干減圧
あるいは昇圧状態とする。これにより、仮に容器のシー
ル部に不良部分があった場合には、容器内外の圧力差か
ら不良部分を空気が通過し、不良部分は変位する。この
変位をスペックル干渉歪計３により測定することにより
シール部の不良部分を検査することができる。

尚、上記減圧或は昇圧は従来のような真空室を用いた検
査と異なり不良部分を微少変位（半導体レーザ１２の波
長程度）させ得る圧力差で足りるため、装置が大型化し
てしまう等の問題は生じない。

また、基準状態は比較状態と異なっていれば、必ずしも
大気圧としなくても良い。

■　温度 容器１を構成する容器本体１０と蓋１１は夫々別個の素
材よりなり、従ってその膨張係数も異なっている。シー
ル部が良品である場合、温度を加えると画素材の膨張係
数により容器本体１０及び蓋１１は同一の変位を行なう
（印加する温度差が比較的小である場合）が、シール部
が不良である場合には容器本体１０及び蓋１１は夫々の
膨張係数により独自に伸長、伸縮を行ない、両名問に変
位が生ずる。この変位をスペックル干渉歪計３により測
定することによりシール部の不良部分を検出することが
できる。

温度により変位差を生じさせた一例を第５図に示す。第
５図（Ａ）は基準状態として常温下で測定した基準スペ
ックルパターンを示している。この基準スペックルパタ
ーンでは、単に蓋１１の表面の状態に対応した縞模様が
現われており、これからはシール部９の良否を検出する
ことはできない。

次に基準状態より温度を上げた状！！！（実験では、ド
ライヤーにより昇温させた）における比較スペックルパ
ターンを第５図（Ｂ）に示す。同図に示されるように、
シール部が不良である個所（図中、矢印Ｂで示す）は温
度変化により変位しており、よってこの不良部分Ｂを中
心にスペックルパターンの縞模様は密となっている。従
って、このスペックルパターンよりシール部に不良部分
があることを検出することができる。

■　外力の印加 容器１は樹脂成型品であり、外力を印加された場合比較
的容易に変形する。シール部が良品である場合、接着部
分の強度は不良部分に比べて大である。従って、外力を
容器１に印加した場合、良品部分は変形しにくいが不良
部分は容易に変形（変位）する。この変形（変位）をス
ペックル干渉歪計３により測定することによりシール部
の不良部分を検出することができる。

一方、本実施例では第２図に示されるような密封容器１
のシール部９の良、不良を検査したが、本発明の検査方
法はこれに限るものではなく、広く応用を行ない得るも
のである。

例えば、第６図に示すように、プラスチックの突き合わ
せシール缶２７の突き合わせ部２７ａのシール検査や、
第７図に示すようなプラスチックフィルム２８を被覆さ
れた紙２９により缶胴が構成されている容器の接合部３
０（重畳されたプラスチックフィルム２８が、例えばヒ
ートシールされることにより、接合される）のシール検
査にも適用できる。また第８図に示すようなレトルト殺
菌を行ない得る構成の密封包装体３１の接合部３１ａの
シール検査にも適用できる。更には、第９図に示すよう
にゲーブルトップ型の紙容器３２（牛乳、ジュース類の
容器として多用されているもの）の接合部分３２ａのシ
ール検査や、又ブリック型及びテトラ方の紙容器（自動
販売機用として多用されている筐体状或は角錐状の容器
）のシール検査にも適用できる。このように本検査方法
は、紙容器の接合部、ビニール袋の接合部等の広い範囲
に亘り、シール部を有する容器のシール部検査を行なう
ことができる。

尚、本発明の検査方法ではレーザ光を用いるため、被検
査部分が金属面（反射率の高い面、鏡面を含む）や、ま
た透明である場合には、レーザ光が正反射したり、或は
透過してしまい検査を行なうことができなくなる。この
ような場合は、被検査位置に予め所定の中頃或はコート
を行ない補正をしておくことにより、シール部検査を実
施することができる。

また、上記のように比較スペックルパターンを測定する
時、良品部分と不良部分で変位差を生じさせる手段は種
々あるが、これらをいくつか組合わせて行なう（例えば
、容器１に温度差と圧力差を印加する）構成としても良
い。

また、本実施例では基準スペックルパターンと比較スペ
ックルパターンを夫々１回ずつ測定したが、これに限る
ものではなく、比較スペックルパターンを複数回測定し
ても良い。これにより、検査精度の向上を図ることがで
きる。

更に第１図に示す構成に、画像認識手段２画像解析手段
等を組込むことにより、シール部の全自動検査を行なう
ことも可能である。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、スペックルパターンによ
り容易かつ確実にシール部の良否を検査することができ
、また使用する装置構成も簡単であり、容器の製造ライ
ンで検査を行なうことも可能であり、加えて多数の容器
のシール部検査を一括に行ない得るため製造ラインにお
ける全品検査も実現できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を実施するために用いる装置
の構成を説明するための図、第２図は被検査物である容
器の斜視図、第３図はスペックル干渉歪計の内部構造を
説明するための図、第４図は変位を生じさせる手段とし
て撮動を用いた場合の基準スペックルパターンと比較ス
ペックルパターンを示す図、第５図は変位を生じさせる
手段として熱を用いた場合の基準スペックルパターンと
比較スペックルパターンを示す図、第６図乃至第９図は
本発明方法の適用例を説明するための図である。 １・・・容器、２・・・振動台、３・・・スペックル干
渉歪計、４・・・測定部、５・・・コントローラ部、６
・・・モニタ、７・・・振動印加装置、１０・・・容器
本体、１１・・・蓋、１２・・・半導体レーザ、２６・
・・振動子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 シール部を有してなる容器に対し基準状態下でスペック
   ル干渉歪計により該シール部のスペックルパターンを測
   定しこれを基準スペックルパターンとし、 次いで該容器に対し上記シール部が良好部分と不良部分
   で物理的に変位が生ずるよう上記基準状態と異なる状態
   下で再び該スペックル干渉歪計により該シール部のスペ
   ックルパターンを測定しこれを比較スペックルパターン
   とし、 上記基準スペックルパターンと該比較スペックルパター
   ンを比較することにより上記シール部の不良部分を検出
   することを特徴とする容器のシール部検査方法。