WO2017110899A1 - 内容物充填システムおよび内容物充填方法 - Google Patents

内容物充填システムおよび内容物充填方法 Download PDF

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WO2017110899A1
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container
filling
bubbles
bottle
mouth
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PCT/JP2016/088156
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睦 早川
信己 土室
高明 廣岡
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大日本印刷株式会社
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Definitions

  • the present invention relates to a content filling system and a content filling method.
  • contents such as carbonated drinks are continuously filled into a large number of plastic bottles conveyed at high speed using a filling machine such as a filler (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in consideration of such points, and is a content that can be automatically detected for the presence or absence of bubbles generated in the contents filled in the container and discharged from the mouth of the container. It is an object of the present invention to provide a filling system and a content filling method.
  • the present invention provides a filling device that fills a container having a mouth portion and a container body, and is provided on the downstream side of the filling device and is generated in the content filled in the container.
  • a bubble detection device that automatically detects the presence or absence of bubbles released from the mouth portion, and a determination unit that is connected to the bubble detection device and identifies a container from which bubbles have been released. It is a product filling system.
  • the bubble detection device includes a first bubble detection device that detects bubbles released from the mouth immediately after the container is filled with the contents, and a downstream side of the first bubble detection device. And a second foam detection device for detecting foam released from the mouth after a predetermined time has elapsed after the container is filled with the content. is there.
  • the present invention is a content filling system further comprising a discharge unit that is specified by the determination unit and discharges the container from which the bubbles are released.
  • the present invention further includes a cap mounting device that is provided on the downstream side of the foam detection device and mounts a cap on the mouth portion of the container, and the discharge portion is provided on the mouth portion of the container with the cap mounting device.
  • a cap mounting device that is provided on the downstream side of the foam detection device and mounts a cap on the mouth portion of the container, and the discharge portion is provided on the mouth portion of the container with the cap mounting device.
  • the present invention further includes a cap mounting device that is provided on the downstream side of the foam detection device and mounts a cap on the mouth portion of the container, and the discharge portion is provided on the downstream side of the cap mounting device.
  • the content filling system is characterized by the above.
  • the present invention is the content filling system, wherein the cap mounting device transports the container to the discharge unit without mounting the cap to the mouth portion of the container from which the bubbles are released. .
  • the present invention is a content filling system further comprising an adjustment unit that adjusts a filling condition by the filling device based on information from the determination unit.
  • the present invention is the content filling system, wherein the bubble detection device includes a plurality of detection units arranged in the vertical direction.
  • the present invention is a content filling system further comprising a control unit that stores information related to bubble detection from the determination unit.
  • the present invention includes a filling step of filling a container having a mouth portion and a container body, and after the filling step, the mouth portion of the container is formed in the contents filled in the container.
  • a content filling method comprising: a foam detection step for automatically detecting the presence or absence of bubbles released from the liquid; and a determination step for identifying a container from which the bubbles have been released after the foam detection step. is there.
  • the bubble detection step detects a bubble released from the mouth immediately after the container is filled with the contents, and after the first bubble detection step, And a second bubble detection step of detecting bubbles released from the mouth after a predetermined time has elapsed after the container has been filled with the content.
  • the present invention is a content filling method, further comprising a storage step of storing information related to bubble detection determined in the determination step.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a content filling system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a filling nozzle provided in the filling device of the content filling system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a foam detection device of the content filling system according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of information stored in a control unit of the content filling system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of information stored in a control unit of the content filling system.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a modification of the content filling system.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a modification of the content filling system.
  • FIG. 8 is a configuration diagram illustrating a modification of the bubble detection device.
  • FIG. 1 to 3 are views showing an embodiment of the present invention.
  • a content filling system 10 shown in FIG. 1 is a system that fills a bottle (container) 30 (see FIG. 3) having a mouth portion 31 and a bottle main body (container main body) 32 with a content L such as a carbonated beverage. It is.
  • the bottle 30 can be produced by biaxially stretch blow molding a preform produced by injection molding a synthetic resin material.
  • a thermoplastic resin particularly PE (polyethylene), PP (polypropylene), PET (polyethylene terephthalate), or PEN (polyethylene naphthalate).
  • the container may be glass, can, paper, pouch, or a composite container thereof. In this embodiment, a case where a bottle is used as a container will be described as an example.
  • the content filling system 10 includes an inlet-side transport device (inlet foil) 11, a filling device (filler) 20, an outlet-side transport device (exit foil) 13, and a cap mounting device (capper, And a transfer device 18.
  • the inlet side transport device 11, the filling device 20, the outlet side transport device 13, the cap mounting device 16, and the transfer device 18 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side along the transport direction of the bottle 30. ing.
  • the entrance-side transport device 11 sequentially receives empty bottles 30 from the outside to the content filling system 10 and transports the received bottles 30 toward the filling device 20.
  • the inlet-side transport device 11 has a rotating transport wheel 12, and the plurality of bottles 30 are continuously transported to the filling device 20 while rotating (revolving) by the transport wheel 12.
  • the filling device 20 is for filling the content L into the bottle body 32 from the mouth 31 of the bottle 30. In this filling device 20, the contents L are filled into the empty bottle 30.
  • the filling device 20 has a rotating conveyance wheel 21, and the contents L are filled into the bottle 30 while the plurality of bottles 30 are rotated (revolved) by the conveyance wheel 21.
  • a plurality of filling nozzles 22 are arranged along the outer periphery of the transport wheel 21.
  • One bottle 30 is attached to each filling nozzle 22, and the content L is injected into the bottle 30 from the filling nozzle 22.
  • the filling nozzle 22 is publicly known, but has a main body portion 23, a content supply line 24 and a gas supply line 25 respectively connected to the main body portion 23.
  • the content supply line 24 is connected to the head tank 27 (or filler ball) filled with the content L at the upper end, and communicates with the inside of the bottle 30 at the lower end.
  • the content L supplied from the head tank 27 passes through the content supply line 24 and is injected into the bottle 30.
  • the gas supply line 25 has an upper end connected to the head tank 27 and a lower end communicating with the inside of the bottle 30.
  • a counter pressure gas such as carbon dioxide supplied from the head tank 27 passes through the gas supply line 25 and is filled in the bottle 30.
  • a snift line 26 is connected, and the gas inside the bottle 30 can be discharged via the snift line 26.
  • the temperature of the content L at the time of filling with the filling nozzle 22 is, for example, 1 ° C. to 10 ° C., preferably 5 ° C. to 10 ° C.
  • the reason why the temperature of the content L is set to 1 ° C. to 10 ° C., for example, is that carbon dioxide gas easily escapes from the content L when the liquid temperature exceeds 10 ° C.
  • the content L is a liquid that is easily foamed after filling, and examples thereof include various beverages containing carbon dioxide, such as carbonated beverages such as cider and cola, and alcoholic beverages such as beer.
  • the content L may be a beverage that does not contain carbonic acid.
  • Non-carbonated beverages include all beverages other than mineral water, such as tea, functional beverages, juices, coffee, milk and beverages with milk.
  • the content L may be a non-beverage liquid containing a surfactant, such as a dishwashing detergent, a laundry detergent, or a liquid soap.
  • an outlet-side transport device 13 is provided on the downstream side of the filling device 20.
  • the outlet-side transport device 13 transports the bottle 30 after being filled with the content L by the filling device 20 and before being closed to the cap mounting device 16.
  • the outlet side transport device 13 has a rotating transport wheel 14, and the plurality of bottles 30 are continuously transported to the cap mounting device 16 while rotating (revolving) by the transport wheel 14.
  • a nozzle unit 15 is provided on the outlet side transfer device 13.
  • the nozzle unit 15 includes a mouth cleaning nozzle and / or an inert gas (nitrogen) replacement nozzle (not shown).
  • the mouth cleaning nozzle is a nozzle for cleaning the mouth 31 of the bottle 30 that is continuously conveyed with a cleaning liquid or a cleaning gas.
  • the inert gas replacement nozzle is a nozzle for replacing the gas in the head space of the bottle 30 that is continuously transported with an inert gas.
  • the bubble detection apparatus 40 which detects automatically the presence or absence of the bubble discharge
  • the bubble detection device 40 includes a first bubble detection device 41 located on the upstream side of the nozzle unit 15 and a second bubble located on the downstream side of the first bubble detection device 41 and the nozzle unit 15. And a detection device 42.
  • the 1st bubble detection apparatus 41 is for detecting the bubble discharge
  • the second bubble detection device 42 is for detecting bubbles released from the mouth portion 31 after a predetermined time has elapsed after the bottle 30 is filled with the contents L.
  • the bubbles generated from the contents L have different growth rates depending on various factors such as the type of the contents L and the filling speed. For this reason, by providing both the first bubble detection device 41 on the upstream side and the second bubble detection device 42 on the downstream side, immediately after the bottle 30 is filled with the content L (from the filling of the content L to the first The foam is discharged from the mouth portion 31 while the bubble detection device 41 is reached), and a fast growth rate is detected by the first bubble detection device 41. After the bottle 30 is filled with the content L, a certain time elapses. The second bubble detection device 42 detects bubbles that are released from the mouth 31 (from passing through the first bubble detection device 41 until reaching the second bubble detection device 42) and having a slow growth rate. can do. This makes it possible to detect various bubbles with different growth rates. In addition, you may provide another bubble detection apparatus in the position different from the 1st bubble detection apparatus 41 and the 2nd bubble detection apparatus 42. FIG.
  • a determination unit 50 is connected to each of the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device 42 of the bubble detection device 40.
  • the determination unit 50 has a function of specifying the bottle 30 from which bubbles are released when the bottle 30 from which bubbles are released is detected by the first bubble detection device 41 and / or the second bubble detection device 42.
  • a position number is assigned to each of the transport wheels 21 of the filling device 20 where each bottle 30 is accommodated, and each bottle 30 detects the first bubble.
  • the determination unit 50 may recognize the position number corresponding to the passed bottle 30 and thereby specify the bottle 30 from which the bubbles are released.
  • the sensor which detects the bottle 30 may be provided in the entrance / exit of the filling apparatus 20, and the position of the bottle 30 may be specified by this.
  • the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device 42 of the bubble detection device 40 have a pair of photoelectric sensors (detection units) 43 and 43, respectively.
  • the pair of photoelectric sensors 43, 43 are arranged above the mouth part 31 of the bottle 30 and on both sides of the foam B discharged from the mouth part 31 (both sides in the traveling direction of the bottle 30).
  • the pair of photoelectric sensors 43 and 43 are each attached to a bracket 44, and each bracket 44 is attached to a horizontal attachment member 45 so as to be horizontally movable.
  • the horizontal mounting member 45 is mounted so as to be movable in the vertical direction with respect to the fixed member 46.
  • mouth part 31 of the photoelectric sensor 43 can be adjusted.
  • a conventionally known photoelectric sensor 43 can be used.
  • the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device 42 have the same configuration, but the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device are not limited to this. 42 may be different from each other.
  • the photoelectric sensor 43 is connected to the determination unit 50 via the communication cable 47.
  • the determination unit 50 may be an arithmetic device such as a computer. Further, an amplifier or a sequencer (not shown) may be interposed between the photoelectric sensor 43 and the determination unit 50.
  • the detection unit is not limited to the transmissive photoelectric sensor 43 but may be a reflective photoelectric sensor. Or the displacement sensor arrange
  • the determination unit 50 is connected to the adjustment unit (control unit) 51.
  • the adjustment unit 51 adjusts the filling conditions by the filling device 20 based on information from the determination unit 50.
  • the filling conditions include the moving speed (filling time) of the bottle 30 in the filling device 20, the filling amount of the contents L, the filling temperature, the pressure at the time of filling (counter pressure), the holding time, the sniffing time, the large throwing filling, and the like. Adjustment (time, amount) etc. of the small throw filling is mentioned.
  • the adjustment unit 51 adjusts the filling conditions by the filling device 20, so that the contents L can be filled under filling conditions in which bubbles are not easily released from the mouth portion 31. it can.
  • released from the opening part 31 can be reduced, and the yield of a product can be improved.
  • the liquid type of the content L differs, the bubble generation state also differs. Therefore, conventionally, an optimum filling process suitable for one liquid type was created by visual inspection by shaking each filling element. However, it is possible to automatically and statistically grasp which element contributes most to the bubble generation mechanism for the bottle 30 conveyed at high speed by the content filling system 10. It is also possible to feed back the results obtained during production to the filling process in real time. As a result, even if the liquid type is different every day, the optimization work is performed at the start of filling, and an optimum filling process can be automatically derived.
  • the determination part 50 is comprised separately from the adjustment part 51, it is not restricted to this, The determination part 50 and the adjustment part 51 may be integrated within one apparatus.
  • a control unit that controls the entire content filling system 10 may serve as the determination unit 50 and the adjustment unit 51.
  • the adjustment part (control part) 51 controls the filling apparatus 20 based on the memorize
  • the adjustment unit 51 may control the filling device 20 based on the stored information, adjust the filling conditions (above) by the filling device 20, and operate or stop the filling device 20 as appropriate.
  • the adjustment unit 51 calculates the bubble detection rejection rate (the number or the ratio of the bottles 30 in which the bubbles are detected) from the information related to the bubble detection from the determination unit 50, and based on the bubble detection rejection rate, in the filling device 20 Optimal filling parameters may be determined.
  • the adjustment unit 51 may feed back the filling condition based on the optimum filling parameter to the filling device 20. Alternatively, the adjustment unit 51 may determine that a trouble has occurred in the filling device 20 when the bubble detection rejection rate is high, and stop the filling device 20.
  • FIG. 4 shows an example of information relating to bubble detection stored in the adjustment unit 51.
  • “Time” is the time when the bubble is detected
  • “Detected Bubble Detection Device” is the bubble detection device that detects the bubble among the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device 42
  • “Valve No. Is the identification number of the valve (filling nozzle 22) filled with the contents L in the bottle 30”
  • Valve temperature is the surface temperature of the valve filled with the contents L in the bottle 30, and
  • Liquid temperature is The temperature of the contents L filled in the bottle 30 is shown.
  • the adjustment unit 51 obtains the bubble generation temperature peculiar to the filled contents L (the valve temperature and / or the liquid temperature in the vicinity of time 14:02 in FIG. 4), and uses this bubble generation temperature as a filling device. By feeding back to 20, the optimum filling temperature in the filling device 20 can be determined. Specifically, the adjustment unit 51 may control the filling device 20 so that the filling temperature of the content L in the filling device 20 does not exceed the bubble generation temperature. Moreover, the adjustment part 51 is the filling apparatus 20 when the liquid temperature of the content L rises by the abnormality or temporary stop of the equipment of the content filling system 10, and the filling temperature of the content L reaches the said bubble generation temperature. The automatic supply of the bottle 30 may be stopped. Thereby, it is possible to prevent the forming of the content L in the bottle 30.
  • a failure of the valve of the filling device 20 for example, a change or abnormality in the operation of an air cylinder connected to a specific valve of the filling device 20 or an air supply path (operation of an electromagnetic valve, etc.) connected to the specific valve. If it occurs, bubbles may be easily released from the bottle 30. For this reason, when the bubbles are frequently detected from the bottle 30 filled with a specific valve (No. 20 valve in FIG. 4), the adjustment unit 51 notifies the abnormality by an alarm or a display. You may make it do. In this case, since the operator can determine that there is a sign of failure in the specific valve of the filling device 20, by taking appropriate measures for the valve, the operating rate of the equipment and the yield of the product are improved. Can be made.
  • FIG. 5 shows another example of information related to bubble detection stored in the adjustment unit 51.
  • “Valve No.” indicates the identification number of the valve (filling nozzle 22)
  • “Detected number” indicates the number of bottles 30 in which bubbles are detected within a predetermined period.
  • FIG. 5 it can be seen that bubbles are intensively detected in the bottle 30 filled from the No. 20 valve (detection number 39).
  • the operator can determine that a failure has occurred in the No. 20 valve of the filling device 20, by taking appropriate measures for the No. 20 valve, the operating rate of the equipment and the product Yield can be improved.
  • control unit that controls the filling device 20 is also used as the adjustment unit 51 that adjusts the filling conditions by the filling device 20, but the control unit and the adjustment unit 51 are not limited to this. It may be configured separately.
  • a discharge unit 60 for discharging the bottle 30 is provided on the downstream side of the outlet-side transport device 13 and the foam detection device 40.
  • the discharge unit 60 is connected to the determination unit 50.
  • the discharge unit 60 is configured to selectively discharge the bottle 30 that has been identified by the determination unit 50 and from which bubbles have been released. For example, when a position number is assigned to a location where each bottle 30 is accommodated in the transport wheel 21 of the filling device 20, the determination unit 50 specifies a position number corresponding to the bottle 30 from which bubbles are released, and Is transmitted to the discharge unit 60. When the bottle 30 accommodated at the corresponding position number arrives, the discharge unit 60 selects and discharges the bottle 30. On the other hand, the bottle 30 in which the foam is not detected by the foam detection device 40 is sent to the cap mounting device 16 without being sent to the discharge unit 60.
  • the cap mounting device 16 is provided on the downstream side of the outlet side transport device 13 and the foam detection device 40.
  • the cap attaching device 16 closes the bottle 30 by attaching a cap (not shown) to the mouth portion 31 of the bottle 30.
  • the cap mounting device 16 has a rotating transport wheel 17. A plurality of bottles 30 are rotated (revolved) by the transport wheel 17, and caps are mounted on the mouth portions 31 of the bottle 30. Be transported. Thus, the bottle 35 containing contents is obtained by attaching the cap to the mouth portion 31 of the bottle 30.
  • the transfer device 18 is to carry out the contents-filled bottle 35 attached with the cap by the cap attaching device 16 from the cap attaching device 16 toward the outside of the content filling system 10.
  • the cap mounting device 16 has a conveying wheel 19 that rotates.
  • An outlet conveyor 38 is connected to the transfer device 18. A plurality of bottles 35 containing contents are transferred to the outlet conveyor 38 while being rotated (revolved) by the transfer wheel 19 and are continuously carried out of the contents filling system 10.
  • the content filling system 10 includes a chamber 70.
  • the above-described inlet-side transfer device 11, filling device 20, outlet-side transfer device 13, cap mounting device 16, and transfer device 18 are accommodated.
  • Such a content filling system 10 may comprise, for example, an aseptic filling system.
  • the interior of the chamber 70 is maintained in a sterile state.
  • the content L consists of drinks which do not need sterilization, such as a cola
  • the inside of the chamber 70 may consist of the clean room from which the foreign material etc. were removed.
  • the content filling method according to the present embodiment is performed using the above-described content filling system 10 (FIG. 1).
  • a plurality of empty bottles 30 are sequentially supplied from the outside of the content filling system 10 to the entrance-side transport device 11.
  • the bottle 30 is rotated and conveyed by the conveyance wheel 12 of the inlet-side conveyance device 11 and sent to the filling device 20.
  • the bottle 30 is held by the transport wheel 21, and the contents L are filled into the bottle body 32 from the mouth portion 31 while being rotated (revolved) by the transport wheel 21 (filling step).
  • the filling nozzle 22 is brought into close contact with the mouth portion 31 of the bottle 30, and the gas supply line 25 and the bottle 30 communicate with each other.
  • counter pressure gas is supplied from the gas supply line 25 to the inside of the bottle 30.
  • the internal pressure of the bottle 30 is increased from the atmospheric pressure, and the internal pressure of the bottle 30 becomes the same pressure as the internal pressure of the head tank 27 (see FIG. 2).
  • the content L is filled into the bottle 30 from the content supply line 24.
  • the content L passes through the content supply line 24 from the head tank 27 (see FIG. 2) and is injected into the bottle 30.
  • the large throw filling and the small throw filling may be switched.
  • the supply of the content L from the content supply line 24 is stopped.
  • the sniff line 26 is opened, and the gas inside the bottle 30 is discharged from the sniff line 26.
  • the pressure inside the bottle 30 becomes equal to the atmospheric pressure, and the filling of the contents L into the bottle 30 is completed. At this time, bubbles may be generated in the contents L in the bottle 30, and the bubbles may be discharged to the outside from the mouth portion 31.
  • the bottle 30 filled with the contents L is sent from the filling device 20 to the outlet-side transport device 13 (see FIG. 1). At this time, the bottle 30 is rotated and conveyed by the conveyance wheel 14 of the outlet side conveyance device 13 and sent to the first bubble detection device 41 of the bubble detection device 40.
  • the presence or absence of bubbles released from the mouth portion 31 of the bottle 30 (especially bubbles released immediately after filling) is automatically detected (first bubble detection step).
  • first bubble detection step the presence or absence of bubbles released from the mouth portion 31 of the bottle 30 (especially bubbles released immediately after filling) is automatically detected.
  • the photoelectric sensor 43 detects the bubbles. In this case, a signal is sent from the photoelectric sensor 43 to the determination unit 50 (see FIG. 1).
  • the determination unit 50 identifies the bottle 30 from which bubbles are released based on the signal from the photoelectric sensor 43 (determination step). For example, when the position number is given to the place which accommodates each bottle 30 among the conveyance wheels 21 of the filling apparatus 20, the determination part 50 specifies the position number corresponding to the bottle 30 from which foam was discharged. Subsequently, the determination unit 50 transmits a position number corresponding to the bottle 30 from which the bubbles are released to the discharge unit 60.
  • the bottle 30 that has passed through the first bubble detection device 41 passes through the nozzle unit 15 regardless of whether or not bubbles are discharged from the mouth portion 31, and the mouth portion 31 is washed and / or the head.
  • the gas in the space is replaced by an inert gas.
  • water may be scattered around the transport wheel 14 to shield the photoelectric sensor 43 or cause noise. In that case, it is preferable to apply air to the light receiving portion of the photoelectric sensor 43 to remove water.
  • the chamber 70 is an aseptic chamber and is used in the aseptic chamber, it is necessary to use sterilized cleaning water and air.
  • the bottle 30 that has passed through the nozzle unit 15 is continuously rotated and conveyed by the conveying wheel 14 and sent to the second bubble detecting device 42.
  • the second bubble detection device 42 automatically detects the presence or absence of bubbles released from the mouth 31 of the bottle 30 (especially bubbles released after a certain time has elapsed after filling) (second bubbles). Detection step).
  • the determination unit 50 determines the bottle 30 from which the foam has been released. Identify (determination step). Next, the determination unit 50 transmits a position number corresponding to the bottle 30 from which the bubbles are released to the discharge unit 60.
  • the detection method in the second bubble detection step is substantially the same as that in the first bubble detection step.
  • a bubble detection process is comprised by the 1st bubble detection process and the 2nd bubble detection process.
  • the discharge unit 60 selects the bottle 30 from which bubbles have been released based on the signal from the determination unit 50, and discharges it from the outlet-side transport device 13.
  • the discharge unit 60 may select and discharge the bottle 30 in which bubbles are detected in either one of the first bubble detection device 41 and the second bubble detection device 42, and both detect bubbles.
  • the selected bottle 30 may be selected and discharged.
  • the bottle 30 in which bubbles are not detected is transported from the outlet side transport device 13 to the cap mounting device 16 (see FIG. 1).
  • the cap mounting device 16 a bottle 35 containing contents is obtained by mounting a cap (not shown) on the mouth 31 of the bottle 30 (cap mounting process).
  • the bottle 35 containing the contents is conveyed from the cap mounting device 16 to the transfer device 18 and is carried out of the content filling system 10 from the transfer device 18.
  • information regarding the presence or absence of bubble detection from the determination unit 50 is sent to the adjustment unit (control unit) 51 and stored in the adjustment unit 51 (storage process).
  • the adjustment unit 51 controls the filling device 20 based on the stored information.
  • the adjustment unit 51 may control the filling device 20 based on the stored information to adjust the filling conditions (above) by the filling device 20 or to appropriately operate or stop the filling device 20. good.
  • the production (conveyance) speed of the bottle 30 is preferably 100 bpm to 1500 bpm.
  • bpm bottle per minute refers to the conveyance speed of the bottle 30 per minute.
  • the bubble detection device 40 automatically detects the presence or absence of bubbles generated in the contents L filled in the bottle 30 and discharged from the mouth portion 31 of the bottle 30.
  • the determination part 50 specifies the bottle 30 from which the foam was discharged. Thereby, it becomes possible to automatically detect the presence / absence of bubbles discharged from the mouth portion 31 of the bottle 30 without depending on the hand of the operator. As a result, it is possible to prevent a problem that the amount of the content L in the bottle 30 is less than a predetermined amount or the content L adheres to the outer periphery of the mouth portion 31.
  • the bubble detection apparatus 40 is the 1st bubble detection apparatus 41 which detects the bubble discharge
  • a second bubble detecting device 42 that detects bubbles released from the mouth portion 31 after a predetermined time has elapsed after the object L is filled.
  • the discharge unit 60 that discharges the bottle 30 from which bubbles are released since the discharge unit 60 that discharges the bottle 30 from which bubbles are released is provided, the bottle 30 from which bubbles have been released can be automatically and reliably removed.
  • the discharge unit 60 discharges the bottle 30 from which bubbles are released before the cap is attached to the mouth 31 of the bottle 30 by the cap attachment device 16. As a result, there is no risk of attaching the cap to the bottle 30 to be discarded, and the cap is prevented from being wasted.
  • the adjustment unit 51 that adjusts the filling condition by the filling device 20 based on the information from the determination unit 50 is provided.
  • the adjustment unit 51 also stores information related to bubble detection from the determination unit 50.
  • the adjustment unit 51 stores the information from the determination unit 50 and feeds back the information to the filling device 20, whereby the relationship between the filling condition by the filling device 20 and the generation of bubbles can be grasped.
  • the filling conditions by the filling apparatus 20 can be adjusted so that foam may not be easily released from the mouth part 31.
  • the discharge unit 60 is provided on the upstream side of the cap mounting device 16 as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the discharge unit 60 may be provided on the downstream side of the cap mounting device 16.
  • the cap mounting device 16 transports the bottle 30 to the discharge unit 60 without mounting a cap (not shown) on the mouth portion 31 of the bottle 30 from which the bubbles are released.
  • the cap is not attached to the bottle 30 to be discarded, it is possible to prevent the cap from being wasted.
  • the discharge unit 60 may be provided on the exit conveyor 38. Since the bottles 30 from which the bubbles have been discharged are transported at a predetermined pitch, the bottles 30 are discharged from the outlet conveyor 38 by the discharge unit 60 in the outlet conveyor 38. In this case, the cap may be in a tightened state or may be in a state in which the cap is not attached.
  • the first bubble detection device 41 and / or the second bubble detection device 42 of the bubble detection device 40 includes a plurality of (for example, two) photoelectric sensors (detection units) 43, 43 in the vertical direction. You may have.
  • bubbles B having different heights discharged from the mouth portion 31 can be detected.
  • the photoelectric sensor 43 positioned below can detect the bubble B having a relatively low height
  • the photoelectric sensor 43 positioned above can detect the bubble B having a relatively high height.
  • a bottle 30 from which bubbles are released from the mouth 31 is prepared, and whether or not bubbles can actually be detected by passing the bottle 30 between a pair of photoelectric sensors 43 and 43. It was confirmed. In addition, the conveyance speed of the bottle 30 was 720 bpm.

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Abstract

内容物充填システム(１０)は、口部(３１)と容器本体(３２)とを有する容器(３０)に対して内容物Ｌを充填する充填装置(２０)を備えている。充填装置(２０)の下流側に、容器(３０)に充填された内容物Ｌ中に生じ、容器(３０)の口部(３１)から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置(４０)が設けられている。判定部(５０)は、泡が放出された容器(３０)を特定する。

Description

内容物充填システムおよび内容物充填方法
　本発明は、内容物充填システムおよび内容物充填方法に関する。
　従来より、フィラー等の充填機を用いて、高速で搬送されている多数のプラスチックボトルに、炭酸飲料等の内容物を連続的に充填することが行われている（例えば特許文献１参照）。
　しかしながら、炭酸飲料の充填条件等によっては、一部のボトル内の炭酸飲料から多量の泡が発生する（フォーミングともいう）場合があり、この泡が、高速で搬送されているボトルの口部から噴き出すおそれがある。泡がボトルの口部から噴き出した場合、ボトル内の炭酸飲料の内容量が所定量よりも不足してしまったり、ボトル内の口部の外周に炭酸飲料が付着し、微生物汚染するという問題が生じる。
　このため従来、作業者が、高速で搬送されているボトルの口部から泡が噴き出しているか否かを目視で検査することが行われている。仮に、作業者が泡が噴き出しているボトルを発見した場合、当該ボトルとその前後に搬送されたボトルとをまとめて廃棄することとなる。このような背景の下、ボトルの口部から噴き出した泡を、人手に頼ることなく自動で検査することが求められている。
特開２００６－２１１９３１号公報
　本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、容器に充填された内容物中に生じ、容器の口部から放出された泡の有無を自動で検出することが可能な内容物充填システムおよび内容物充填方法を提供することを目的とする。
　本発明は、口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填装置と、前記充填装置の下流側に設けられ、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置と、前記泡検出装置に接続され、泡が放出された容器を特定する判定部とを備えたことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記泡検出装置は、前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出装置と、前記第１泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出装置とを含むことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記判定部で特定された、前記泡が放出された容器を排出する排出部を更に備えたことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、前記排出部は、前記キャップ装着装置で前記容器の前記口部に前記キャップを装着する前に、前記泡が放出された容器を排出することを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、前記排出部は、前記キャップ装着装置の下流側に設けられていることを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記キャップ装着装置は、前記泡が放出された容器の前記口部に前記キャップを装着することなく、当該容器を前記排出部に搬送することを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記判定部からの情報に基づき、前記充填装置による充填条件を調整する調整部を更に備えたことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記泡検出装置は、上下方向に配置された複数の検出部を含むことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、前記判定部からの泡検出に関する情報を記憶する制御部を更に備えたことを特徴とする内容物充填システムである。
　本発明は、口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填工程と、前記充填工程の後、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出工程と、前記泡検出工程の後、前記泡が放出された容器を特定する判定工程とを備えたことを特徴とする内容物充填方法である。
　本発明は、前記泡検出工程は、前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出工程と、前記第１泡検出工程の後、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出工程とを含むことを特徴とする内容物充填方法である。
　本発明は、前記判定工程において判定された泡検出に関する情報を記憶する記憶工程を更に備えたことを特徴とする内容物充填方法である。
　本発明によれば、容器への充填後に容器の口部から放出された泡の有無を自動で検出することができる。
図１は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムを示す概略平面図。 図２は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムの充填装置に設けられた充填ノズルを示す概略断面図。 図３は、本発明の一実施の形態による内容物充填システムの泡検出装置を示す構成図。 図４は、内容物充填システムの制御部に記憶された情報の一例を示す図。 図５は、内容物充填システムの制御部に記憶された情報の一例を示す図。 図６は、内容物充填システムの変形例を示す概略平面図。 図７は、内容物充填システムの変形例を示す概略平面図。 図８は、泡検出装置の変形例を示す構成図。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は本発明の一実施の形態を示す図である。
　（内容物充填システム）
　まず図１乃至図３により本実施の形態による内容物充填システムについて説明する。
　図１に示す内容物充填システム１０は、口部３１と、ボトル本体（容器本体）３２とを有するボトル（容器）３０（図３参照）に対して炭酸飲料等の内容物Ｌを充填するシステムである。ボトル３０は、合成樹脂材料を射出成形して製作したプリフォームを二軸延伸ブロー成形することにより作製することができる。ボトル３０の材料としては、熱可塑性樹脂、特にＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、又はＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）を使用することが好ましい。このほか、容器としては、ガラス、缶、紙、パウチ、またはこれらの複合容器であっても良い。本実施の形態においては、容器としてボトルを用いる場合を例にとって説明する。
　図１に示すように、内容物充填システム１０は、入口側搬送装置（入口ホイル）１１と、充填装置（フィラー）２０と、出口側搬送装置（出口ホイル）１３と、キャップ装着装置（キャッパー、巻締及び打栓機）１６と、移送装置１８とを備えている。これら入口側搬送装置１１、充填装置２０、出口側搬送装置１３、キャップ装着装置１６、および移送装置１８は、ボトル３０の搬送方向に沿って、上流側から下流側に向けてこの順に配設されている。
　入口側搬送装置１１は、外部から内容物充填システム１０へ空のボトル３０を順次受け入れ、受け入れたボトル３０を充填装置２０へ向けて搬送するものである。入口側搬送装置１１は、回転する搬送ホイール１２を有しており、この搬送ホイール１２によって複数のボトル３０が回転（公転）しながら充填装置２０へ連続的に搬送される。
　充填装置２０は、ボトル３０の口部３１からボトル本体３２内へ内容物Ｌを充填するものである。この充填装置２０において、空の状態のボトル３０に対して内容物Ｌが充填される。
　充填装置２０は、回転する搬送ホイール２１を有しており、この搬送ホイール２１によって複数のボトル３０が回転（公転）されながら、ボトル３０内部へ内容物Ｌが充填される。また搬送ホイール２１の外周に沿って、複数の充填ノズル２２（図２参照）が配置されている。各充填ノズル２２には、それぞれ１本のボトル３０が装着され、充填ノズル２２からボトル３０の内部に内容物Ｌが注入される。
　図２に示すように、充填ノズル２２は公知であるが、本体部２３と、本体部２３にそれぞれ接続された内容物供給ライン２４およびガス供給ライン２５とを有している。このうち内容物供給ライン２４は、その上端が内容物Ｌを充填したヘッドタンク２７（又はフィラーボール）に接続されるとともに、下端においてボトル３０の内部に連通している。そしてヘッドタンク２７から供給された内容物Ｌは、内容物供給ライン２４を通過して、ボトル３０の内部に注入されるようになっている。また、ガス供給ライン２５は、その上端がヘッドタンク２７に接続されるとともに、下端においてボトル３０の内部に連通している。ヘッドタンク２７から供給された炭酸ガス等のカウンタープレッシャー用のガスは、ガス供給ライン２５を通過して、ボトル３０の内部に充填されるようになっている。ガス供給ライン２５の途中には、スニフトライン２６が接続されており、スニフトライン２６を介してボトル３０の内部のガスを排出可能となっている。
　内容物Ｌが炭酸飲料からなる場合、充填ノズル２２での充填時における内容物Ｌの温度は例えば１℃～１０℃であり、好ましくは５℃～１０℃である。このように内容物Ｌの温度を例えば１℃～１０℃とする理由は、液温が１０℃を上回ると炭酸ガスが内容物Ｌから抜けやすくなってしまうためである。
　内容物Ｌは、充填後に発泡が生じやすい液体であり、例えば炭酸ガスを含む各種飲料、例えば、サイダー、コーラ等の炭酸飲料、ビール等のアルコール飲料等が挙げられる。内容物Ｌとしては、炭酸を含まない飲料であっても良い。炭酸を含まない飲料としては、お茶、機能性飲料、ジュース、コーヒー、牛乳、乳入り飲料などミネラルウォーター以外のすべての飲料が含まれる。あるいは、内容物Ｌは、食器用洗剤、洗濯用洗剤、液体石鹸等、界面活性剤を含む非飲料用液体であっても良い。
　再度図１を参照すると、充填装置２０の下流側には、出口側搬送装置１３が設けられている。出口側搬送装置１３は、充填装置２０で内容物Ｌが充填された後閉栓される前のボトル３０を、キャップ装着装置１６へ向けて搬送するものである。出口側搬送装置１３は、回転する搬送ホイール１４を有しており、この搬送ホイール１４によって複数のボトル３０が回転（公転）しながらキャップ装着装置１６へ連続的に搬送される。
　出口側搬送装置１３には、ノズルユニット１５が設けられている。このノズルユニット１５は、図示しない口部洗浄ノズル及び／又は不活性ガス（窒素）置換用ノズルを有している。口部洗浄ノズルは、連続的に搬送されるボトル３０の口部３１を洗浄液又は洗浄ガスによって洗浄するためのノズルである。また、不活性ガス置換用ノズルは、連続的に搬送されるボトル３０のヘッドスペース中のガスを不活性ガスによって置換するためのノズルである。
　出口側搬送装置１３によって搬送される間、ボトル３０に充填された内容物Ｌ中に泡が生じる場合がある。この泡の量が少量であると、泡はボトル３０の内部に留まるが、泡の量が多量になった場合、口部３１から外部に放出されてしまう場合がある。このため、本実施の形態においては、出口側搬送装置１３に、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置４０が設けられている。
　本実施の形態において、泡検出装置４０は、ノズルユニット１５よりも上流側に位置する第１泡検出装置４１と、第１泡検出装置４１及びノズルユニット１５よりも下流側に位置する第２泡検出装置４２とを含んでいる。このうち第１泡検出装置４１は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後に口部３１から放出される泡を検出するためのものである。一方、第２泡検出装置４２は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから口部３１から放出される泡を検出するためのものである。
　内容物Ｌから発生する泡は、内容物Ｌの種類や充填速度等の各種要因により、その成長速度が異なる。このため、上流側の第１泡検出装置４１と下流側の第２泡検出装置４２との両方を設けることにより、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後（内容物Ｌの充填から第１泡検出装置４１に到達する間）に口部３１から放出される、成長速度が速い泡を第１泡検出装置４１で検出し、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから（第１泡検出装置４１を通過してから第２泡検出装置４２に到達するまでの間に）口部３１から放出される、成長速度が遅い泡を第２泡検出装置４２で検出することができる。これにより、成長速度が異なる様々な泡を検出することが可能となる。なお、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２とは異なる位置に、更に別の泡検出装置を設けても良い。
　泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２には、それぞれ判定部５０が接続されている。判定部５０は、第１泡検出装置４１及び／又は第２泡検出装置４２によって泡が放出されたボトル３０が検出された際、当該泡が放出されたボトル３０を特定する機能を有する。泡が放出されたボトル３０を特定する方法は問わないが、例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所にそれぞれ位置番号を付与し、各ボトル３０が第１泡検出装置４１又は第２泡検出装置４２を通過した際、通過したボトル３０に対応する位置番号を判定部５０が認識し、これにより泡が放出されたボトル３０を特定しても良い。また、充填装置２０の出入口にボトル３０を検出するセンサーを設け、これによりボトル３０の位置を特定しても良い。
　図３を参照すると、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２は、それぞれ一対の光電センサー（検出部）４３、４３を有している。一対の光電センサー４３、４３は、ボトル３０の口部３１よりも上方であって、口部３１から放出された泡Ｂの両側（ボトル３０の進行方向両側）に配置されている。一対の光電センサー４３、４３は、それぞれブラケット４４に取り付けられており、各ブラケット４４は、それぞれ水平取付部材４５に対して水平移動可能に取り付けられている。また、水平取付部材４５は、固定部材４６に対して垂直方向に移動可能に取り付けられている。これにより、対向する一対の光電センサー４３、４３同士の間隔や、光電センサー４３の口部３１に対する高さ位置を調整可能となっている。なお、光電センサー４３としては、従来公知のものを用いることができる。本実施の形態において、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２は互いに同一の構成からなっているが、これに限られるものではなく、第１泡検出装置４１と第２泡検出装置４２とが互いに異なる構成からなっていても良い。
　光電センサー４３は、通信ケーブル４７を介して判定部５０に接続されている。判定部５０は、コンピュータ等の演算装置であってもよい。また、光電センサー４３と判定部５０との間には、図示しないアンプやシーケンサ等が介在されていても良い。なお、検出部としては、透過形の光電センサー４３に限らず、反射形の光電センサーを用いても良い。あるいは、検出部として、ボトル３０の上方に配置された変位センサーが用いられても良く、ボトル３０の側方（又は斜め側方）に配置されたカメラが用いられても良い。
　再度図１を参照すると、判定部５０は、調整部（制御部）５１に接続されている。この調整部５１は、判定部５０からの情報に基づき、充填装置２０による充填条件を調整するものである。充填条件としては、例えば、充填装置２０におけるボトル３０の移動速度（充填時間）、内容物Ｌの充填量、充填温度、充填時の圧力（カウンター圧力）、保持時間、スニフト時間、大投充填及び小投充填の調整（時間、量）等が挙げられる。このように、判定部５０からの情報をフィードバックし、調整部５１が充填装置２０による充填条件を調整することにより、口部３１から泡が放出されにくい充填条件で内容物Ｌを充填することができる。これにより、口部３１から泡が放出されるボトル３０を減らし、製品の歩留まりを向上させることができる。また、内容物Ｌの液種が異なると泡の発生状況も異なる。そこで従来は、一つ一つの充填要素を振って、１つの液種にあった最適な充填プロセスを目視検査で作成していた。しかし、この内容物充填システム１０により高速で搬送されるボトル３０に対して、どの要素が最も泡発生メカニズムに寄与しているか統計的に、自動で把握することが可能である。また、製造中得られた結果をリアルタイムに充填プロセスにフィードバックすることもできる。これにより、日々液種が異なっても充填開始とともに最適化作業が行われ、自動で最適な充填プロセスを導き出すことができる。
　なお、判定部５０は、調整部５１と別体に構成されているが、これに限らず、判定部５０と調整部５１とが１つの装置内で一体化されていても良い。また、内容物充填システム１０の全体を制御する制御部が、判定部５０と調整部５１とを兼ねていても良い。
　さらに、本実施の形態において、調整部（制御部）５１は、判定部５０からの泡検出の有無等に関する情報を記憶するとともに、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御するようになっている。すなわち調整部５１は、記憶された情報に基づき、充填装置２０を制御し、充填装置２０による充填条件（上記）を調整したり、充填装置２０を適宜作動又は停止させるようにしても良い。例えば、調整部５１は、判定部５０からの泡検出に関する情報から泡検知排斥率（泡検出されたボトル３０の数又は割合）を算出し、この泡検知排斥率に基づいて、充填装置２０における最適な充填パラメーターを決定しても良い。さらに、調整部５１は、この最適な充填パラメーターに基づく充填条件を充填装置２０に対してフィードバックするようにしても良い。あるいは、調整部５１は、泡検知排斥率が高い場合、充填装置２０にトラブルが発生したと判断し、充填装置２０を停止するようにしても良い。
　図４は、調整部５１に記憶された泡検出に関する情報の一例を示している。図４中、「時刻」は、泡を検出した時刻、「検出した泡検出装置」は、第１泡検出装置４１及び第２泡検出装置４２のうち泡を検出した泡検出装置、「バルブＮｏ.」は、当該ボトル３０に内容物Ｌを充填したバルブ（充填ノズル２２）の識別番号、「バルブ温度」は、当該ボトル３０に内容物Ｌを充填したバルブの表面温度、「液温度」は、当該ボトル３０に充填された内容物Ｌの温度をそれぞれ示している。
　この場合、調整部５１は、充填された内容物Ｌに特有の泡発生温度（図４においては時刻１４：０２付近におけるバルブ温度及び／又は液温度）を求めるとともに、この泡発生温度を充填装置２０にフィードバックすることにより、充填装置２０における最適な充填温度を決定することができる。具体的には、調整部５１は、充填装置２０における内容物Ｌの充填温度が上記泡発生温度を上回らないように充填装置２０を制御しても良い。また調整部５１は、内容物充填システム１０の設備の異常や一時停止により内容物Ｌの液温が上昇し、内容物Ｌの充填温度が上記泡発生温度に到達した場合には、充填装置２０へのボトル３０の自動供給を停止させても良い。これにより、ボトル３０内の内容物Ｌにフォーミングが発生することを防止することができる。
　さらに充填装置２０のバルブの故障、例えば、充填装置２０の特定のバルブに接続されたエアシリンダーの動作や、特定のバルブに接続されたエア供給経路（電磁弁の動作等）に変化や異常が生じた場合、ボトル３０から泡が放出されやすくなる場合がある。このため、調整部５１は、特定のバルブ（図４においてはＮｏ．２０のバルブ）を用いて充填されたボトル３０から頻繁に泡が検出される場合には、アラームや表示等で異常を報知するようにしても良い。この場合、作業者は、充填装置２０の特定のバルブに故障の予兆があると判断することができるので、当該バルブに適確な対処を施すことにより、設備の稼動率や製品の歩留まりを向上させることができる。
　図５は、調整部５１に記憶された泡検出に関する情報の他の例を示している。図５中、「バルブＮｏ.」は、バルブ（充填ノズル２２）の識別番号、「検出数」は、所定の期間内に、泡を検出したボトル３０の数をそれぞれ示している。図５において、Ｎｏ.２０のバルブから充填されたボトル３０に集中的に泡が検出されていることが分かる（検出数３９）。この場合、作業者は、充填装置２０のＮｏ.２０のバルブに不具合が生じたと判断することができるので、Ｎｏ.２０のバルブに適確な対処を施すことにより、設備の稼動率や製品の歩留まりを向上させることができる。
　なお、本実施の形態において、充填装置２０を制御する制御部が、充填装置２０による充填条件を調整する調整部５１と兼用されているが、これに限らず、制御部と調整部５１とが別体に構成されていても良い。
　再度図１を参照すると、出口側搬送装置１３及び泡検出装置４０の下流側には、ボトル３０を排出する排出部６０が設けられている。排出部６０は、判定部５０に接続されている。この排出部６０は、判定部５０で特定された、泡が放出されたボトル３０を選択的に排出するものである。例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所に位置番号が付与されている場合、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を特定し、これを排出部６０に送信する。排出部６０は、対応する位置番号に収容されたボトル３０が到着したとき、このボトル３０を選択して排出する。一方、泡検出装置４０によって泡が検出されなかったボトル３０は、排出部６０へ送られることなく、キャップ装着装置１６に送られる。
　キャップ装着装置１６は、出口側搬送装置１３及び泡検出装置４０の下流側に設けられている。このキャップ装着装置１６は、ボトル３０の口部３１に図示しないキャップを装着することにより、ボトル３０を閉栓するものである。キャップ装着装置１６は、回転する搬送ホイール１７を有しており、この搬送ホイール１７によって複数のボトル３０が回転（公転）しながらその口部３１にキャップが装着され、移送装置１８へ連続的に搬送される。このように、ボトル３０の口部３１にキャップを装着することにより、内容物入りボトル３５が得られる。
　移送装置１８は、キャップ装着装置１６でキャップを装着された内容物入りボトル３５を、キャップ装着装置１６から内容物充填システム１０の外部に向けて搬出するものである。キャップ装着装置１６は、回転する搬送ホイール１９を有している。移送装置１８には出口コンベア３８が接続されている。この搬送ホイール１９によって、複数の内容物入りボトル３５が回転（公転）しながら出口コンベア３８に渡され、内容物充填システム１０の外部へ連続的に搬出される。
　なお、内容物充填システム１０は、チャンバ７０を有している。チャンバ７０内に、上述した入口側搬送装置１１、充填装置２０、出口側搬送装置１３、キャップ装着装置１６、および移送装置１８が収容されている。
　このような内容物充填システム１０は、例えば無菌充填システムからなっていても良い。この場合、チャンバ７０の内部が無菌状態に保持されている。あるいは、内容物Ｌがコーラ等の殺菌不要な飲料からなる場合、チャンバ７０の内部が、異物等が除去されたクリーンルームからなっていても良い。
　（内容物充填方法）
　次に、本実施の形態による内容物充填方法について説明する。本実施の形態による内容物充填方法は、上述した内容物充填システム１０（図１）を用いて行われるものである。
　まず複数の空のボトル３０が、内容物充填システム１０の外部から入口側搬送装置１１へ順次供給される。このボトル３０は、入口側搬送装置１１の搬送ホイール１２によって回転搬送され、充填装置２０へ送られる。
　続いて、充填装置２０において、ボトル３０は搬送ホイール２１に保持され、搬送ホイール２１によって回転（公転）されながら、口部３１からボトル本体３２内へ内容物Ｌが充填される（充填工程）。
　次に、充填装置２０において、充填ノズル２２がボトル３０の口部３１に密着し、ガス供給ライン２５とボトル３０とが互いに連通する。次に、ガス供給ライン２５からボトル３０の内部にカウンタープレッシャー用のガスが供給される。これにより、ボトル３０の内圧が大気圧よりも高められ、ボトル３０の内圧がヘッドタンク２７（図２参照）の内圧と同一の圧力となる。
　次に、内容物供給ライン２４からボトル３０の内部に内容物Ｌが充填される。この場合、内容物Ｌはヘッドタンク２７（図２参照）から内容物供給ライン２４を通過して、ボトル３０の内部に注入される。この間、大投充填と小投充填とを切り換えるようにしても良い。
　続いて、内容物供給ライン２４からの内容物Ｌの供給を停止する。続いて、スニフトライン２６を開放し、スニフトライン２６からボトル３０内部のガスを排出する。
　その後、ボトル３０内部の圧力が大気圧と等しくなり、ボトル３０への内容物Ｌの充填が完了する。このときボトル３０内の内容物Ｌ中に泡が生じ、この泡が口部３１から外部に放出される場合がある。
　続いて、内容物Ｌが充填されたボトル３０は、充填装置２０から出口側搬送装置１３（図１参照）に送られる。このときボトル３０は、出口側搬送装置１３の搬送ホイール１４によって回転搬送され、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１へと送られる。
　続いて、第１泡検出装置４１において、ボトル３０の口部３１から放出された泡（とりわけ充填直後に放出される泡）の有無が自動で検出される（第１泡検出工程）。具体的には、口部３１から放出された泡が第１泡検出装置４１の一対の光電センサー４３、４３（図３参照）の感知領域を通過した場合、光電センサー４３が泡を検出する。この場合、光電センサー４３から判定部５０（図１参照）へ信号が送られる。
　続いて判定部５０は、光電センサー４３からの信号に基づき、泡が放出されたボトル３０を特定する（判定工程）。例えば、充填装置２０の搬送ホイール２１のうち各ボトル３０を収容する箇所に位置番号が付与されている場合、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を特定する。続いて、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を排出部６０に送信する。
　なお、第１泡検出装置４１の光電センサー４３が泡を検出しなかった場合、光電センサー４３から判定部５０へは信号が送られない。
　第１泡検出装置４１を通過したボトル３０は、口部３１から泡が放出されているか否かに関わらず、ノズルユニット１５内を通過し、この間口部３１が洗浄され、及び／又は、ヘッドスペース中のガスが不活性ガスによって置換される。ノズルユニット１５内の洗浄装置を使用した場合、水が搬送ホイール１４の廻りに飛散し、光電センサー４３を遮光する或いはノイズになる場合がある。その際は、光電センサー４３の受光部にエアをあて水を除去すると良い。チャンバ７０が無菌チャンバであり、この無菌チャンバ内で使用する場合は、洗浄水とエアは除菌されたものを使う必要がある。
　ノズルユニット１５内を通過したボトル３０は、引き続き搬送ホイール１４によって回転搬送され、第２泡検出装置４２へと送られる。次に、第２泡検出装置４２において、ボトル３０の口部３１から放出された泡（とりわけ充填後一定時間を経過してから放出される泡）の有無が自動で検出される（第２泡検出工程）。
　第２泡検出装置４２で口部３１から放出された泡が検出された場合、第２泡検出装置４２から判定部５０へ信号が送られ、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０を特定する（判定工程）。次に、判定部５０は、泡が放出されたボトル３０に対応する位置番号を排出部６０に送信する。
　なお、第２泡検出工程における検出方法は、第１泡検出工程の場合と略同様である。また本実施の形態において、第１泡検出工程と第２泡検出工程とにより、泡検出工程が構成される。
　次いで、第２泡検出装置４２を通過したボトル３０は、排出部６０（図１参照）の近傍に到達する。このとき、排出部６０は、判定部５０からの信号に基づき、泡が放出されたボトル３０を選択し、これを出口側搬送装置１３から排出する。なお、排出部６０は、第１泡検出装置４１および第２泡検出装置４２のうち、いずれか一方で泡が検出されたボトル３０を選択して排出しても良く、両方とも泡が検出されたボトル３０を選択して排出しても良い。
　一方、泡が検出されなかったボトル３０は、出口側搬送装置１３からキャップ装着装置１６（図１参照）に搬送される。このキャップ装着装置１６において、ボトル３０の口部３１に図示しないキャップを装着することにより、内容物入りボトル３５が得られる（キャップ装着工程）。
　その後、内容物入りボトル３５は、キャップ装着装置１６から移送装置１８へ搬送され、移送装置１８から内容物充填システム１０の外部へ向けて搬出される。
　なお、本実施の形態において、判定部５０からの泡検出の有無等に関する情報は、調整部（制御部）５１に送られ、調整部５１において記憶される（記憶工程）。この場合、調整部５１は、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御するようになっている。例えば、調整部５１は、記憶された情報に基づいて充填装置２０を制御し、充填装置２０による充填条件（上記）を調整したり、充填装置２０を適宜作動又は停止させたりするようにしても良い。
　なお、本実施の形態において、ボトル３０の生産（搬送）速度は、１００ｂｐｍ～１５００ｂｐｍとすることが好ましい。ここでｂｐｍ（bottle per minute）とは、１分間当たりのボトル３０の搬送速度をいう。
　以上のように本実施の形態によれば、泡検出装置４０が、ボトル３０に充填された内容物Ｌ中に生じ、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出する。また判定部５０は、泡が放出されたボトル３０を特定する。これにより、作業者の人手に頼ることなく、ボトル３０の口部３１から放出された泡の有無を自動で検出することが可能となる。この結果、ボトル３０内の内容物Ｌの量が所定量よりも不足してしまったり、口部３１の外周に内容物Ｌが付着してしまったりする不具合を防止することができる。
　また従来、作業者が泡の有無を目視で検査し、泡が噴き出しているおそれのあるボトル３０をまとめて廃棄する場合があったが、本実施の形態によれば、口部３１から泡の生じたボトル３０のみを選択して廃棄することができるため、廃棄されるボトル３０の数を減らし、製品の歩留まりを向上させることができる。
　また本実施の形態によれば、泡検出装置４０は、ボトル３０に内容物Ｌが充填された直後に口部３１から放出される泡を検出する第１泡検出装置４１と、ボトル３０に内容物Ｌが充填された後一定時間を経過してから口部３１から放出される泡を検出する第２泡検出装置４２とを含んでいる。これにより、泡検出装置４０によって、成長速度が異なる様々な泡を検出することができ、口部３１から泡が放出されたボトル３０を確実に取り除くことができる。
　また本実施の形態によれば、泡が放出されたボトル３０を排出する排出部６０が設けられているので、泡が放出されたボトル３０を自動で確実に取り除くことができる。
　また本実施の形態によれば、排出部６０は、キャップ装着装置１６でボトル３０の口部３１にキャップを装着する前に、泡が放出されたボトル３０を排出する。これにより、廃棄すべきボトル３０にキャップを装着してしまうおそれがなく、キャップが無駄になることが防止される。
　また本実施の形態によれば、判定部５０からの情報に基づき、充填装置２０による充填条件を調整する調整部５１が設けられている。また調整部５１は、判定部５０からの泡検出に関する情報を記憶する。この調整部５１が判定部５０からの情報を記憶するとともに充填装置２０にフィードバックすることにより、充填装置２０による充填条件と、泡の発生との関係を把握することができる。また、判定部５０からの情報に基づいて、口部３１から泡が放出されにくくなるように、充填装置２０による充填条件を調整することができる。
　（変形例）
　次に、図６乃至図８により、本実施の形態の各変形例について説明する。図６乃至図８において、図１乃至図３に示す実施の形態と同一部分には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。
　上述した実施の形態において、排出部６０がキャップ装着装置１６よりも上流側に設けられている場合を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば図６に示すように、排出部６０は、キャップ装着装置１６の下流側に設けられていても良い。これにより、排出部６０を出口側搬送装置１３周辺の空間に配置する必要がないので、出口側搬送装置１３周辺のスペースを有効に利用することができる。この場合、キャップ装着装置１６は、泡が放出されたボトル３０の口部３１にはキャップ（図示せず）を装着することなく、当該ボトル３０を排出部６０に搬送することが好ましい。これにより、廃棄すべきボトル３０にキャップを装着しないので、キャップが無駄になってしまうことを防止することができる。
　あるいは、図７に示すように、排出部６０は、出口コンベア３８に設けられていても良い。泡が放出されたボトル３０は、規定のピッチで搬送されるため、出口コンベア３８にある排出部６０で出口コンベア３８から排斥される。この場合、キャップは巻締めた状態であっても良く、キャップが装着されていない状態であっても良い。
　また、図８に示すように、泡検出装置４０の第１泡検出装置４１及び／又は第２泡検出装置４２は、上下方向に複数（例えば２つ）の光電センサー（検出部）４３、４３を有していても良い。この場合、口部３１から放出された高さの異なる泡Ｂを検出することが可能となる。例えば、下方に位置する光電センサー４３が相対的に高さの低い泡Ｂを検出し、上方に位置する光電センサー４３が相対的に高さの高い泡Ｂを検出することができる。
　次に、本実施の形態における具体的実施例について説明する。
　図１に示す内容物充填システム１０を用い、口部３１から泡が放出されたボトル３０を用意し、これを一対の光電センサー４３、４３間を通過させて実際に泡が検出できるか否かを確認した。なお、ボトル３０の搬送速度は７２０ｂｐｍとした。
　内容物Ｌとしては、食器用洗剤、コーラ、メロンクリームソーダの３種類を準備し、それぞれについて５回ずつテストを実施した。
　この結果、内容物Ｌが食器用洗剤、コーラ、メロンクリームソーダのいずれであった場合においても、口部３１から放出された泡を検出することができた（表１参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001

Claims (12)

  1. 　口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填装置と、
    　前記充填装置の下流側に設けられ、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出装置と、
    　前記泡検出装置に接続され、泡が放出された容器を特定する判定部とを備えたことを特徴とする内容物充填システム。
  2. 　前記泡検出装置は、
    　前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出装置と、
    　前記第１泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出装置とを含むことを特徴とする請求項１記載の内容物充填システム。
  3. 　前記判定部で特定された、前記泡が放出された容器を排出する排出部を更に備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一項記載の内容物充填システム。
  4. 　前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、
    　前記排出部は、前記キャップ装着装置で前記容器の前記口部に前記キャップを装着する前に、前記泡が放出された容器を排出することを特徴とする請求項３記載の内容物充填システム。
  5. 　前記泡検出装置の下流側に設けられ、前記容器の前記口部にキャップを装着するキャップ装着装置を更に備え、
    　前記排出部は、前記キャップ装着装置の下流側に設けられていることを特徴とする請求項３記載の内容物充填システム。
  6. 　前記キャップ装着装置は、前記泡が放出された容器の前記口部に前記キャップを装着することなく、当該容器を前記排出部に搬送することを特徴とする請求項５記載の内容物充填システム。
  7. 　前記判定部からの情報に基づき、前記充填装置による充填条件を調整する調整部を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載の内容物充填システム。
  8. 　前記泡検出装置は、上下方向に配置された複数の検出部を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載の内容物充填システム。
  9. 　前記判定部からの泡検出に関する情報を記憶する制御部を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の内容物充填システム。
  10. 　口部と容器本体とを有する容器に対して内容物を充填する充填工程と、
    　前記充填工程の後、前記容器に充填された前記内容物中に生じ、前記容器の前記口部から放出された泡の有無を自動で検出する泡検出工程と、
    　前記泡検出工程の後、前記泡が放出された容器を特定する判定工程とを備えたことを特徴とする内容物充填方法。
  11. 　前記泡検出工程は、
    　前記容器に前記内容物が充填された直後に前記口部から放出される泡を検出する第１泡検出工程と、
    　前記第１泡検出工程の後、前記容器に前記内容物が充填された後一定時間を経過してから前記口部から放出される泡を検出する第２泡検出工程とを含むことを特徴とする請求項１０記載の内容物充填方法。
  12. 　前記判定工程において判定された泡検出に関する情報を記憶する記憶工程を更に備えたことを特徴とする請求項１０又は１１記載の内容物充填方法。
    　
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