JP4072675B2 - ピンホール検査装置およびピンホール検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状の医薬品や飲食物など、導電性の内容物が充填された絶縁性の密封包装体におけるピンホールの有無を検査するピンホール検査装置およびピンホール検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
生理食塩水、ブドウ糖液、蒸留水、目薬、コンタクトレンズ洗浄液等の液状医薬品、清涼飲料水、ドリンク剤、お茶などの飲食物などは、シリンジやバッグ、ボトル等の包装体に充填され、密封された状態で流通されるのが一般的である。このような包装体の材料には、ガラスの他に、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニル(PVC)などの合成樹脂が広く用いられている。包装された製品の例としては、輸液バッグや輸液ボトル、レトルト食品、PETボトル入り飲料などが挙げられる。
【0003】
このような包装体は、包装体材料を熱溶融させて形成され、上記のような内容物が充填された後、内容物の漏出や腐敗を防止するための密封処理が施される。この密封処理として、ガラス製包装体では、主に開口部をキャッピングする手法が用いられる、一方、合成樹脂の包装体ではキャッピングの他に、シート状の部分を重ね合わせ熱を加えて融着させる熱シール処理も広く用いられている。
【0004】
上記のような包装体材料の熱溶融を伴う処理時、或いは各工程間の搬送時の損傷によって、包装体表面には微小な穴状のピンホールが発生する場合がある。また、上記熱シール処理の場合には、接着不良による隙間状のピンホールなども現れうる。これらのピンホールは、液洩れや、内容物と外気との反応による内容物の品質低下、雑菌の侵入などの弊害をもたらす可能性がある。
【0005】
したがって包装体は、その密封処理が終わると、通常全数についてピンホールの有無が検査され、ピンホールが存在する場合には、不良品として処理される。このような検査に用いる装置の一例として、特開昭50−6998号公報(特許文献1)には、密封包装体にローラ状電極と鎖状電極とを接触させ、ピンホールがある場合にのみ閃絡が生じるよう調節した電圧を両電極間に印加してピンホールの有無を判断するピンホール検査装置が提案されている。また、特開平6−8801号公報(特許文献2)には、密封包装体に高圧側電極と低圧側電極とを接触させ、両電極間に低周波高電圧を印加することにより検査性能を向上させたピンホール検査装置が提案されている。
【0006】
図1及び図2は、従来の技術に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。以下、逐次搬送されてくる、導電性の内容物1が充填された絶縁性の密封包装体2の検査部位3を対象に、ピンホールの有無を検査する場合について説明する。
【0007】
図1に示されているように、従来の技術に係るピンホール検査装置は、第1の電極5、第2の電極6、第1の電極5と第2の電極6との間に電圧を印加する電源4、及び第1の電極5と第2の電極6との間に生じる放電電流を基にピンホールの有無を判定する計測判定手段7を備えている。
【0008】
導電性の内容物1が充填された密封包装体2が該検査装置にセットされると、密封包装体2に高電圧を印加する第1の電極5が接触し、次いで検査電極と呼ばれる第2の電極6が包装体表面の検査部位3に接触するか、又は近接させて配置される。この状態では、第1の電極5と内容物1との間には絶縁性を有する密封包装体2の材料層が存在し、第2の電極6と内容物1との間には材料層、又は材料層及び空気層が存在する。したがって、第1の電極5及び第2の電極6と内容物1との間には静電容量が存在することになる。
【0009】
通常、第1の電極5の一端には電源4が接続され、電源4は接地されている。そして第2の電極6の一端は抵抗器やコンデンサなどを挟んで接地されている。したがって、第1の電極5、コンデンサ(材料層)、導電体(内容物1)、コンデンサ(材料層[+空気層])、第2の電極6の順で、電気回路が構成されることになり、図示したように第1の経路aが形成される。
【0010】
コンデンサに相当する密封包装体2の検査部位3における材料層にピンホールがない場合、第1の経路aにはコロナ放電によりわずかに電流が流れるだけである。一方、検査部位3にピンホールが存在すると、ピンホール部で第2の電極6と内容物1との間に火花放電が生じるので、第1の経路aによって第2の電極6を流れる電流(以下、放電電流という)が、著しく増加する。
【0011】
すなわち、ピンホールの有無により、第2の電極6を流れる電流値に顕著な変化が現れる。これにより、ピンホールの有無を判別し、良品と不良品とを区別することができる。この判断を行うために、ピンホールがないと判定する場合の電流値(以下、しきい値と記す)が予め設定されている。そして、計測判定手段7は、計測値としきい値とを比較し、計測値がしきい値より大きいときにピンホールがあると判定するようになっている。
【0012】
しかしながら図2に示すように、第1の電極5と第2の電極6とが接近し、相互間の距離が小さくなると、図示のような第2の経路bが形成されてしまうという問題があった。第2の経路bを通る電流は、第1の電極5から内容物1を介さずに密封包装体2の表面や空気層を通って、直接第2の電極6に流れてしまうノイズ電流となる。そのため、ピンホールの有無を示す第1の経路aによる電流値の変化は、ピンホールの有無と無関係な第2の経路bによるノイズ電流と混在し、或いはノイズ電流に埋もれてしまい、正常なピンホール検査ができなかった。
【0013】
このような問題は、経験的には、電極間の距離の値(mm)が検査電圧の値(kV)の2〜3倍以下、例えば、検査電圧が20kVの場合、電極間距離が40〜60mm以下となったときに発生している。したがって、特に電極間の距離が接近せざるを得ないサイズが小さい密封包装体2のピンホール検査などに弊害をもたらしていた。
【0014】
【特許文献1】
特開昭50−6998号公報(第2頁)
【0015】
【特許文献2】
特開平6−8801号公報(第3頁)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、第1の電極と第2の電極との間の距離が近くなるときでも、正常に密封包装体のピンホール検査を行うことができるピンホール検査装置およびピンホール検査方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決する手段】
本発明に係るピンホール検査装置は、導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触する第1の電極と、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置する第2の電極と、前記第1の電極に検査電圧を印加する電源と、前記第2の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定する計測判定手段とを備えたピンホール検査装置において、一端が前記密封包装体に接触し、他端が接地された第3の電極を備え、前記第2の電極が前記密封包装体の外部に位置することを特徴としている。
【0018】
上記の装置によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第1の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第3の電極で接地点に流すことができる。したがって、第2の電極に流れる電流は、第1の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【0019】
また、前記第3の電極が、前記第1の電極の接触部位と前記第2の電極が近接した前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触することが望ましい。
【0020】
これにより、上記ノイズ電流を第3の電極に導き易くして、ピンホール検査の精度をより高めることができる。
【0021】
また、前記第3の電極が、前記第1の電極の接触部位より前記第2の電極が近接した前記検査部位に近い位置で前記密封包装体に接触することが望ましい。
また、前記第1の電極と前記第3の電極の前記一端との間の距離をmm単位で表した値が、前記検査電圧をkV単位で表した値の1.5倍以上であることが望ましい。
【0022】
これにより、上記ノイズ電流を第3の電極に、より導き易くして、ピンホール検査の精度をさらに高めることができる。
【0023】
本発明に係るピンホール検査方法は、第1の電極を、導電性内容物が充填された絶縁性密封包装体に接触させるステップと、第2の電極を、前記絶縁性密封包装体の検査部位に近接させて配置するステップと、第3の電極を、前記第1の電極の接触部位と前記第2の電極を近接させた前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触させるステップと、前記第1の電極に検査電圧を印加するステップと、前記第2の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定するステップとを含み、前記第2の電極が前記密封包装体の外部に位置することを特徴としている。
【0024】
該方法によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第1の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第3の電極で接地点に流すことができる。したがって、第2の電極に流れる電流は、第1の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【0025】
本明細書において、第2の電極を、密封包装体の検査部位に「近接させる」とは、ピンホールが存在する場合、火花放電による放電電流を生じる位置まで、検査部位に接近させた状態を意味する。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明をする。
【0027】
図3は、本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。図3に示されているように、本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置は、第1の電極5と、第2の電極6と、電源4と、計測判定手段7と、第3の電極8とを備えている。第3の電極8を備えていることを除いては、従来の技術の欄に示した構成と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【0028】
第1の電極5は、その一端が導電性の内容物1が充填された絶縁性の密封包装体2に接触し、他端が電源4に接続されている。第2の電極6は、その一端が密封包装体2の検査部位3に近接させて配置され、他端が計測判定手段7に接続されている。第3の電極8は、その一端が密封包装体2に接触し、他端が接地されている。第1の電極5、及び第2の電極6は、両電極を通る放電電流が内容物1を介して流れるように、密封包装体2の内容物の液面より下方の下面又は側面に対して配置される。第3の電極8は密封包装体2の下面、上面、又は側面を含むいずれかの表面に接しているとよい。
【0029】
密封包装体2と接触する第1の電極5及び第3の電極8は、密封包装体2を傷つけないように滑らかな表面を有しており、検査部位3に近接させる第2の電極6は、火花放電を誘発しやすいように先鋭な針状となっている。これら電極5、6及び8は、ステンレス(SUS)、銅等の導電性材料で構成されている。
【0030】
電源4は、例えば、第1の電極5に検査電圧として実行値で約10kV〜30kVの程度の高電圧の交流を印加するものであり、内容物1にはその電導度によって数μA〜数mA程度の電流が流れるように設定される。しかし、密封包装体2の種類によってはこの範囲外の値が適当な場合もある。
【0031】
計測判定手段7は、第2の電極6に流れる電流値を基に、密封包装体2の検査部位3におけるピンホールの有無を判定するものであり、コンピュータ等の演算装置を含んで構成される。この例における計測判定手段7は、第2の電極6に流れる電流から電圧信号を生成し、該電圧信号と上述したしきい値とを比較してピンホールの有無を判定する。上述のように第2の電極6を流れる電流はピンホールの有無によって大きく変化し、計測判定手段7が生成する電圧信号も大きく変化する。本実施形態においては、サイズが20μm以上のピンホールを検出するように設定したが、通常は50μm以上のものを検出すると十分である。
【0032】
密封包装体2が搬送装置(図示せず)により送られてくると、まず、第1の電極5を絶縁性密封包装体2に接触させ、第2の電極6を密封包装体2の検査部位3に近接させて配置し、そして、第3の電極を第1の電極5の接触部位と第2の電極6を近接させた検査部位3との間で、密封包装体に接触させる。次いで、第1の電極5に検査電圧を印加して、第2の電極6に流れる電流値を基に、密封包装体2の検査部位3におけるピンホールの有無を判定する。
【0033】
電源4により検査電圧が供給されると、図示した第1の経路a及び第3の経路cが形成される。第1の経路aは第1の電極5、密封包装体2の材料層、内容物1、密封包装体2の材料層、空気層、第2の電極6を通り、第3の経路cは第1の電極5、密封包装体2の材料層、第3の電極8を通る。
【0034】
このように本発明の実施形態によれば、第3の電極8から接地点に流れる経路が確保されているので、密封包装体2の内容物1を介さずに、直接第1の電極5から密封包装体2の表面を通って流れるノイズ電流を、第3の電極で接地点に流すことができる。したがってノイズ電流が、第1の電極5、密封包装体2の材料層、空気層、第2の電極6で構成される経路を通って第2の電極6を流れるのを防止し、第2の電極6を流れる電流を、内容物1を介した第1の経路aのものだけに制限することができる。これにより、計測判定手段7で生成される電圧信号のS/N比を向上させて、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【0035】
したがって本発明の実施形態によれば、従来の技術ではピンホールの検査が不可能となっていた、第1の電極5と第2の電極6との間の距離が近づいた場合においても、高い精度でピンホール検査を行うことができる。さらに、密封包装体2の表面を流れる電流がノイズとして混入しないので、ピンホールの有無を判別するための電圧信号のしきい値を小さくすることもでき、このことも検査精度を向上させるプラス要因となる。
【0036】
また、本実施形態においては、第3の電極8が、第1の電極5の接触部位と第2の電極6が近接した検査部位3との間で、さらに、第1の電極5の接触部位より第2の電極6が近接した検査部位3に近い位置で密封包装体2に接触するようにしている。これにより、ノイズ電流を第3の電極8に導き易くして、ピンホール検査の精度をより高めることができる。
【0037】
本実施形態において、第1の電極5に近い検査部位3を検査する場合、第1の電極5と第2の電極6との間の距離を接近させることとなる。この場合、上記のように第3の電極8を第1の電極5と第2の電極6との間に配置するためには、第1の電極5と第3の電極8とを接近させることとなる。このようにして第1の電極5と第3の電極8との相互間の距離が小さくなると、第3の経路cに流れる電流が大きくなって、第1の経路aに流れる電流が小さくなり、その結果、ピンホール検査の精度を低下させる虞がある。
【0038】
このような場合、第3の経路cに流れる電流を抑えるために、第3の電極8を第1の電極5から遠ざけることが望ましい。具体的には、第3の電極8を、第1の電極5と第3の電極8との間の距離の値(mm)が検査電圧の値(kV)の1.5倍以上、例えば、検査電圧が20kVの場合、電極間距離が30mm以上となるように配置することが望ましい。通常適用可能な検査電圧の値としては5〜50kVが望ましい。
【0039】
第3の電極8は、第1の電極5と第2の電極6との間だけでなく、第2の電極6に対して反対側の位置や、第1の電極5に対して反対側の位置、密封包装体2の上面や側面などに配置されてもよい。上記のように第3の電極8を第1の電極5から遠ざける場合には、このような位置に配置して遠ざけることができる。
【0040】
本実施形態では、第3の電極8が1つの場合について説明したが、第3の電極8を複数箇所に設けることもできる。また、第3の電極8を、第1の電極5及び第2の電極6のうちのいずれかの電極と相互に絶縁された状態で組み合わせたアセンブリとすることもできる。これにより第3の電極8を密封包装体2に接触させるステップを、第1の電極5を密封包装体2に接触させるステップ、及び第2の電極6を密封包装体2の検査部位3に近接させて配置するステップのうちのいずれかのステップと連動させて行うことができ、ピンホール検査を簡略化することができる。
【0041】
【発明の効果】
本発明に係るピンホール検査装置又は検査方法によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第1の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第3の電極で接地点に流すことができる。したがって、第2の電極に流れる電流は、第1の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の技術に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。
【図2】 図1のピンホール検査装置において、第1の電極と第2の電極とが接近した場合の放電経路を示した図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
1 内容物
2 密封包装体
3 検査部位
4 電源
5 第1の電極
6 第2の電極
7 計測判定手段
8 第3の電極
Claims (5)
- 導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触する第1の電極と、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置する第2の電極と、前記第1の電極に検査電圧を印加する電源と、前記第2の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定する計測判定手段とを備えたピンホール検査装置において、
一端が前記密封包装体に接触し、他端が接地された第3の電極を備え、
前記第2の電極が前記密封包装体の外部に位置することを特徴とするピンホール検査装置。 - 前記第3の電極が、前記第1の電極の接触部位と前記第2の電極が近接した前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触することを特徴とする請求項1に記載のピンホール検査装置。
- 前記第3の電極が、前記第1の電極の接触部位より前記第2の電極が近接した前記検査部位に近い位置で前記密封包装体に接触することを特徴とする請求項1または2に記載のピンホール検査装置。
- 前記第1の電極と前記第3の電極の前記一端との間の距離をmm単位で表した値が、前記検査電圧をkV単位で表した値の1.5倍以上であることを特徴とする請求項1に記載のピンホール検査装置。
- 第1の電極を、導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触させるステップと、
第2の電極を、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置するステップと、
第3の電極を、前記第1の電極の接触部位と前記第2の電極を近接させた前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触させるステップと、
前記第1の電極に検査電圧を印加するステップと、
前記第2の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定するステップとを含み、
前記第2の電極が前記密封包装体の外部に位置することを特徴とするピンホール検査方法。
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