JP3174231U - シュリンクフィルム装着包装体の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シュリンクフィルムを装着した容器におけるシュリンクフィルムの損傷を効率よく検査できる装置を提供する。
【解決装置】容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置であって、シュリンクフィルムを装着した容器の搬送装置、該搬送装置で搬送されている容器に装着されたシュリンクフィルムに光線を照射しその反射光を受光するシュリンクフィルム検出装置、該検出装置から得た反射光データに基づきシュリンクフィルムの装着不良を判定する判定装置を備え、搬送装置には該容器の検査面が該検出装置に対して一時停止状態となる箇所を設け、該箇所において反射光データを取得する容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
【選択図】図３

Description

本考案は、シュリンクフィルムが装着された容器におけるシュリンクフィルムの欠陥を検知する装置に関し、特に、従来の画像処理や反射光の処理によっては検知することが困難であった容器の傾斜部に位置したシュリンクフィルムの接合部を検査するために有用な装置を提供するものである。

従来、飲料、食品、調味料、医薬品、化粧品または日用品などの容器（ビン、ボトル缶、合成樹脂ボトルなど） の胴部やキャップ部には、シュリンクフィルム（ 熱収縮フィルム）が装着されていることが多い。これはキャップ部の衛生性の保持や封緘性を高め、容器の汚れを防止するなどの保護機能を主とすると同時に、シュリンクフィルムが装着された容器が、密封されてから一度も開封されていないことを示す機能をも有している。

例えば、焼酎などの飲料が充填された紙パックは、シュリンクフィルムで包装されることがよくある。シュリンクフィルムは、ポリプロピレンで構成されて熱によって収縮する性質を有するので、シュリンクフィルムを容器に被せた後に加熱することによりシュリンクフィルムを収縮させて容器に密着させる。この収縮工程において、シュリンクフィルムの不均一な収縮、穴開きまたは破れといった装着不良が発生することがあるため、収縮工程の後にシュリンクフィルムの装着状態の検査が行われている。

シュリンクフィルムの検査に関する技術としては、例えば、紙パックなどの物品を、紫外線発光蛍光インクで検査用パターンが付されたシュリンクフィルムによって包装し、シュリンクフィルムによる物品の包装状態の検査には、シュリンクフィルムで包装された物品に紫外線を照射し、紫外線の照射によって発光する検査用パターンを撮像することによって実施する検査方法（特許文献１）や、ラインの搬送の途中で、容器に装着されたシュリンクフィルムの接合部に高周波蛍光照明の光を当て、その反射光をカメラで撮影して、その光の明暗を解析して光の当たった部分がシュリンクフィルムからの反射光であるか、容器表面からの反射光であるかを判断することによりシュリンクフィルムの装着不良を検査する装置（特許文献２）が提案されている。
また、包装製品の振動を抑止するガイドに沿って包装製品を搬送するコンベアと、前記搬送方向と平行な製品表面に対して垂直方向より、前記包装製品の表面に圧縮空気を噴射するエアーノズルと、エアーノズルから噴射された圧縮空気が包装フィルムの破損穴や破れなどから侵入したことにより生じたフィルムの膨らみを検知するセンサを備えた包装不良検知装置（特許文献３）などが提案されている。

こうした自動装置による検査が検討されてきているが、容器の種類によると未だ有効で十分な装置とはいえない段階にあり、また、高速で大量の検査には不向きであるため従来目視による検査が主に行われてきた。しかしながら、目視による検査は検査員への負担が大きく、非常に熟練を要する困難な作業であった。
そこで、容器表面の傷やシュリンクフィルムの穴や漏れ、破れなどを高価で複雑な装置を用いず、安価・簡便に検査し、かつ高速で処理できる方法およびその自動装置が望まれてきた。

特開２００６−１４３２３１号公報 特開２００６−１７７７４２号公報 特開２００９−１１３８４４号公報

飲料、食品、調味料、医薬品、化粧品または日用品などの容器には、シュリンクフィルムが装着されていることが多い。これはキャップ部の衛生性の保持や封緘性を高め、容器の汚れを防止するなどの保護機能を主とするものである。一般的に、シュリンクフィルムで紙パックなどの物品を包装する際は、帯状のシュリンクフィルムを物品に対してその上方から被せ、そのシュリンクフィルムの両側部を下方に垂らし、その両側部や端部を、静電気、熱などを利用して接合することにより袋状にする。その後、その袋状のシュリンクフィルムを加熱して収縮させることによってシュリンクフィルムを物品に密着させるのであるが、シュリンクフィルムの容器への被覆が不十分であるとか、シュリンクフィルムの収縮が不均一であるとか、搬送途中でシュリンクフィルムが破損したなどの理由からシュリンクフィルムによる包装に欠陥が生じることがある。こうした包装の装着不良を従来は画像処理により検知していたが、ベルトコンベア上を移動する容器のシュリンクフィルムの欠陥を検知することは容易ではなく、特に、移動方向に面した包装容器面のシュリンクフィルムを検査することは容易ではなかった。

また、従来、シュリンクフィルムを装着した紙容器のシュリンクフィルムの結合部である熱着部が山形形成部にあるとシュリンクフィルムが紙容器面とは離れた状態で包装されるため、この部分が破損されることが多く、さらに、山形形成部に注ぎ口があると、シュリンクフィルム破損の一因となるためこれらの部分を精度よく検査することが求められていた。
本考案者らが上記の従来技術における問題点を解決すべく研究開発を鋭意展開することにより本考案に到達したものであり、シュリンクフィルムを装着した容器におけるフィルムに生じた装着不良を容易にまた確実に検知することができる検査装置を提供するものである。また、本考案は、光学的処理によりシュリンクフィルムを装着した容器の検査面が一時停止状態となるように前記搬送装置が構成されていることを特徴とする検査装置に関するものである。

（１）容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置であって、シュリンクフィルムを装着した容器の搬送装置、該搬送装置で搬送されている容器に装着されたシュリンクフィルムに光線を照射しその反射光を受光するシュリンクフィルム検出装置、該検出装置から得た反射光データに基づきシュリンクフィルムの装着不良を判定する判定装置を備え、搬送装置には該容器の検査面が該検出装置に対して一時停止状態となる箇所を設け、該箇所において反射光データを取得することを特徴とする容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（２）搬送装置に設けた該容器の検査面が該検出装置に対して一時停止状態となる箇所が、該容器の搬送方向がほぼ直角に変更される箇所である上記（１）に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（３）検査面が該容器の傾斜面である上記（１）または（２）に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（４）該容器の傾斜面にシュリンクフィルムの接合部が位置している上記（３）に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（５）シュリンクフィルム検出装置が前記容器の傾斜面とほぼ平行になるように設置されている上記（１）から（４）のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（６）前記容器の傾斜面には液体排出口が設置されている上記（１）から（５）のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（７）前記容器の液体排出口が設置されていない傾斜面にシュリンクフィルムの接合部が位置している上記（６）に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
（８）前記容器が紙製である上記（１）から（７）のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。

本考案により下記の効果が奏される。
シュリンクフィルムを装着した容器のシュリンクフィルムの熱着部などの接合部における損傷などの装着不良を精度よく検知することができ、シュリンクフィルム包装容器に係る製品の不良品が出荷される危険がなくなる。また、シュリンクフィルムの熱着部の損傷を容器の移動中に検知することは容易ではなかったが、本考案により容器の移送中に搬送効率を低下させることなく検査を実施することができる。シュリンクフィルムの損傷が生じやすい山形形成部や傾斜面での損傷を容易に検知することができるようになり、液状物を収納したシュリンクフィルム装着容器類の生産の効率が大きく向上した。

シュリンクフィルムを装着した容器と、シュリンクフィルム、容器のそれぞれを分離したときの外観を示す。 従来法による、シュリンクフィルム装着容器におけるシュリンクフィルムの装着不良の検査装置の概要を示す。 本考案による、シュリンク装着容器におけるシュリンクフィルムの装着不良の検査装置の概要を示す。 本考案におけるシュリンクフィルム装着容器と検知器の配置を示す。

本考案は、シュリンクフィルムを装着した容器類におけるシュリンクフィルムの装着不良に係る欠陥を検知してその容器を連続工程より分離、除去することを可能とすることにより、市場に欠陥包装を有する製品を供給しないように品質管理を行うために有用な検査装置である。
本考案は、容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置において、シュリンクフィルムを装着した容器の搬送装置、容器に装着されたシュリンクフィルムの画像データを取得する検知装置、取得した画像からシュリンクフィルムの装着不良が生じているかどうかを判定する判定装置を備え、検知装置の設置個所においてシュリンクフィルムを装着した容器の検査面が一時停止状態となるように前記搬送装置が構成されていることを特徴とする容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置に関する。

容器にシュリンクフィルムを装着すると、シュリンクフィルムの熱着部分（つなぎ目）が容器の表面に面して形成される。この熱着部分には、シュリンクフィルム自体の不均質、不均等な加熱などの原因による不均な収縮や、シュリンクフィルムの容器への被覆不良などにより欠陥が発生することが避けられない。そこで、シュリンクフィルムの熱着部分の破損などの欠陥の検出する必要が生じ、その方法として光学的な画像処理方法や赤外線の反射光の検知などが採用されてシュリンクフィルムの装着不良が検知されている。例えば、製品製造ライン（コンベア）の底面に赤外線反射光検出装置を設置することにより、容器の底面（コンベア移送時のコンベア接触面）にあるシュリンクフィルムの破損については、連続的に検出することができた。同様に、検出装置を側面に設置すれば、側面に位置するシュリンクフィルムの破損についても検出することができた。
このようなライン移動中に検出器と平行が保たれる部分、すなわち、被検査面と検出器との距離が一定となる箇所では連続的に非破壊検査を行うことができた。しかしながら、ライン移動中に被検査面と検出装置の距離が変化する、例えば、容器天面の山形形成部などについては検査が困難であるという問題があった。

こうした反射光によるシュリンクフィルムの装着欠陥を検知する際の問題点は、従来の検査装置に設置された検出器では、被検査品とセンサとの距離が２〜３cmを超えると、赤外線を利用した検出器では欠陥を検出できないので、測定時の検出器と被検体の検出面との距離を一定とすることが必要であったことが一因である。

［シュリンクフィルムを装着した紙容器の形状］
次に、本考案についてシュリンクフィルムを装着した紙パック容器を例に説明するが、本考案が紙パック以外にも容器全般に応用できることは言うまでもない。
シュリンクフィルムを装着した容器の代表的な商品としては酒類を充填した紙容器を挙げることができる。具体的な商品の例としては、図１（１ａ）、（１ｂ）に示した外観を有するものがあり、直方体形状の液体収納部分１と、その一端には密封した山形形成部３が形成され、この山形形成部３の接合部分を剥離することにより開口部とするか、または液体流出口４が設けられ、他端は密封されている紙容器Ａを代表的なものとして挙げることができる。この紙容器Ａはシュリンクフィルム２が紙容器Ａの全体を覆い、シュリンクフィルム２が熱着などにより接合された接合部は、液体収納部１の側面に形成された側面熱着部６１と山形形成部３に形成された傾斜面熱着部６２とからなる。紙容器自体の外形は図１（３）に、シュリンクフィルム単独での外形は図１（２）に示した形状となる。
本考案では、液体流出口４が設けられている容器では、シュリンクフィルムの傾斜面熱着部６２は液体流出口４が設置されていない傾斜面に配置されるようにすることが好ましい（図１a）。また、山形形成部３の部分に液体流出口４を有しない容器や、山形形成部３を有しない形状の紙容器の側面や端面に位置するシュリンクフィルムの熱着部の検査に対しても適用することができる。

［従来技術によるシュリンクフィルムの検査］
従来、シュリンクフィルムを装着した紙容器のシュリンクフィルムの熱着部の検査の概要を図２に示す。検査には赤外線を熱着部６１に照射する照射部８１と、熱着部６１から反射した赤外線を受光する受光部８２を備えた検出器８を配設し、ベルトコンベア上を（１）、（２）、（３）と順次移動する紙容器の（２）の位置で側面熱着部６１からの反射赤外線を検出し、受光のパターンなどのデータに応じて熱着部６１の破損状態の有無を判断する。紙容器Ａがシュリンクフィルムの熱着面を下にして搬送されると、コンベアの下部に一定の距離をあけて設けられた検出器８の上方を通過する際に検出点７からの反射光により検出点７における破損の有無を判断する。紙容器Ａがコンベア上を移動するに応じて検出点７は相対的に後方へと移動して熱着部６１を全て検査することができる。

一方、紙容器Ａの山形形成部３の傾斜面５上にもシュリンクフィルムの熱着部６２が存在する。紙容器Ａをその長手方向に搬送すると、図２に示したように、この熱着部６２は各容器Ａの先頭部分に位置することとなり、山形形成部分３の傾斜面５は紙容器の先端部となって搬送され移動する。赤外線を照射し反射光を受光する検出器８は傾斜面５に対向して設けることが必要であるから、傾斜面５とその前面に対向して固定して設置された検出器８との距離はコンベア上を紙容器Ａが搬送されて来るにしたがって変化することとなる。検出器８は被検査面との距離が一定の場所に設置しないことには検知することは困難であるため、コンベア上を搬送されて移動する紙容器Ａの先頭の傾斜面５に形成された熱着部６２の状態を把握することは困難となる。また、傾斜面５からの反射光は、異なる距離の検出点の反射光が混ざっているから得られたデータの解析が煩雑なものとなる。

［本考案の検出装置と設置］
本考案の検出装置は、上述のように、従来の検査装置では、移動する検出点と固定して設置されている検出器との距離は経時的に変化するため移動物体の検査には適していなかった。特に、斜面におけるシュリンクフィルムの熱着部の検査を実施することは困難であった。すなわち、従来装置では、被検査面と検出器の距離は２〜３ｃｍを超えると検出できなかったため、被検査面または検出点と検出器との距離をその範囲内で一定の値に固定することが好ましいことが判明した。
本考案は、移動する紙容器の被検査面と検出器との距離が測定時には一定となるように簡便な装置の改良などにより達成するものである。

紙容器はコンベア上を移送されるのが通常であり、紙容器は絶えず移動していることとなる。この連続して移動している紙容器を検査のために停止させることは全体の生産効率を大きく低下させることに他ならない。そこで、紙容器の移動をできるだけ阻害しないで紙容器の停止状態を設けることが好ましい。連続して移動中の紙容器が一時停止した箇所を設定するための装置としては、例えば、コンベアで搬送中に容器の進行方向を転換するときには容器の進行方向への移動が一時停止した状態になることを利用した検査装置を見出した。
例えば、図３に示すように紙容器Ａの山形形成部３を進行方向としてコンベア上を移送すると、Ａ１からＡ３、Ａ４の方向にほぼ直角に移送方向を転換するにあたっては、Ａ２の位置において方向転換する際に紙容器は一時停止した状態になる。この一時停止した状態を維持する時間は数秒以下あるいは場合によっては１秒以下であることもあるが、熱着部の破損状態を検出するには十分な時間である。移送方向の転換点に検査面と２〜３ｃｍ離して検出器８は設置される。この検出器８は山形形成部３の傾斜面熱着部６２の検査を行うために設けられ、側面熱着部６１の検査には、例えば、別の検出器がコンベア１０１上を移送される紙容器Ａ１を対象として設けられる。
紙容器内に液体類を充填しシュリンクフィルムによる包装を行う工程を実施するコンベアは通常幾度かの方向転換を行うことがあるため、こうした既存の方向転換箇所に本考案の検知装置を設置すること好ましい。

検出器８の紙容器Ａに対する設置角度は、検査面に対してほぼ平行であることが好ましい。検査面が容器の端面にあり進行方向に対して垂直である場合、あるいは傾斜している場合にも検出器８は検査面にほぼ平行に設置するとよい。
図４は、紙容器Ａの山形形成部３の傾斜面５にある傾斜面熱着部６２を検査する際の検出器８の設置状態を示したものであり、傾斜面５と検出器８に設置された赤外線照射部８１と反射光受光部８２の設置面はほぼ平行になされている。
以上本考案の検査装置の説明において、検出装置から得た反射光データに基づきシュリンクフィルムの装着不良を判定する判定装置については周知の技術が適宜利用できるため図示、または説明は省略した。

本考案は、従来のシュリンクフィルム装着容器のシュリンクフィルムが損傷している箇所（装着不良個所）を検知する技術に関するものである。本考案は、容器天面の山形形成部には特にシュリンクフィルムの破れが多いこと、山形形成部分の傾斜面での検知が容易ではないという問題を解決するものであり、シュリンクフィルム装着容器類に関わる製品の製造を効率化することに大きく貢献するものである。また、本考案は、容器類を搬送中に、コンベアを停止することなく検査を実施することを可能とするとともに、検査する容器類の形状、構造を特に選ぶことなく適用できる検査技術を提供するものである。

１：液体収納部
２：シュリンクフィルム
３：山形形成部
４：液体排出口
５：傾斜面
６：シュリンクフィルム熱着部
６１：側面熱着部
６２：傾斜面熱着部
７：検出点
８：検出器
８１：赤外線照射部
８２：反射光受光部
１０１，１０２：ベルトコンベア
Ａ:容器
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４：ベルトコンベア上を搬送される紙容器

Claims (8)

1. 容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置であって、シュリンクフィルムを装着した容器の搬送装置、該搬送装置で搬送されている容器に装着されたシュリンクフィルムに光線を照射しその反射光を受光するシュリンクフィルム検出装置、該検出装置から得た反射光データに基づきシュリンクフィルムの装着不良を判定する判定装置を備え、搬送装置には該容器の検査面が該検出装置に対して一時停止状態となる箇所を設け、該箇所において反射光データを取得することを特徴とする容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
2. 搬送装置に設けた該容器の検査面が該検出装置に対して一時停止状態となる箇所が、該容器の搬送方向がほぼ直角に変更される箇所である請求項１に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
3. 検査面が該容器の傾斜面である請求項１または２に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
4. 該容器の傾斜面にシュリンクフィルムの接合部が位置している請求項３に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
5. シュリンクフィルム検出装置が前記容器の傾斜面とほぼ平行になるように設置されている請求項１から４のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
6. 前記容器の傾斜面には液体排出口が設置されている請求項１から５のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
7. 前記容器の液体排出口が設置されていない傾斜面にシュリンクフィルムの接合部が位置している請求項６に記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。
8. 前記容器が紙製である請求項１から７のいずれかに記載の容器に装着されたシュリンクフィルムの検査装置。