(57)【要約】【課題】軟包装材フィルムのパッケージの表面状態を高感度で検査することができ、シールの部特定とシール幅不良のある箇所の検出が精度良くかつ高速でできるような包装体のシール幅測定装置の提供を課題とする。【解決手段】被検査物である包装袋を保持して搬送する搬送手段と、被検査物に線状光を照射する光源と、被検査物上の前記光源からの線状光が照射された領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された画像に対して画像処理を行い被検査物の表面状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする包装袋のシール幅測定装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物である包装袋を保持して搬送する搬送手段と、被検査物に線状光を照射する光源と、被検査物上の前記光源からの線状光が照射された領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された画像に対して画像処理を行い被検査物の表面状態を判定する判定手段とを備えた包装袋のシール幅測定装置であって、被検査物の表面状態を判定する手段が、照射された線状光の反射強度分布のシール幅方向の変動であることを特徴とする包装袋のシール幅測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軟包装材フィルムをシールして作成されたパッケージ等のシール部分の幅を非接触で高速かつ精度良く測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の商品を包装するパッケージは、素材、形状、配色などを巧みに構成し、その独自性や付加価値をより明確に消費者に伝えるためのいろいろな工夫がなされている。その結果、非常に多彩なパッケージが誕生している。ところがこれらの多彩さは必ずしも生産性を考慮していないため生産工程においてはいろいろな問題が発生しうる。
【０００３】
一般的に、各種の商品を包装するパッケージには、内容物である商品を保持および保護し、その品質を維持するという機能が必要とされる。したがってたとえば軟包装材フィルムを使った袋状のパッケージの場合、袋の内部は密閉性を保つよう要求されることが多い。これらのパッケージに使われる軟包装材フィルムは内容物である商品の保持および保護に適したものとなるように各種のフィルムが設計および製造されている。
【０００４】
これらの軟包装材フィルムを袋状に形成するためには、軟包装材フィルムの所定箇所をシールする必要があり、このシール部にも所定の密閉性が求められる。また、シール部は所定の幅で形成されていないとシール強度などの性能が設定より悪くなるため、シール部
幅が所定の幅より狭い場合も、シール幅不良箇所として製造工程で検出して除去する必要がある。
【０００５】
しかしパッケージのデザインによっては、シール部の形状が非常に複雑になったり、表面が滑らかで滑りやすい軟包装材フィルムが用いられたりすることがある。シール部の形状が複雑な場合にはシール位置の位置合わせが難しいため位置ずれが生じやすい。また滑りやすい軟包装材フィルムが用いられている場合には、搬送量がずれたり複数枚の軟包装材フィルムの間で相対的な位置ずれを起こしたりしやすく、シール位置のずれが生じやすい。
【０００６】
したがってどちらの場合も、シール不良やシール幅不良が発生しやすい。シール不良が発生した場合、所定の密閉性を保つことが出来ず、内容物が外部に漏れる、内容物が外気に触れて劣化する、などのトラブルが発生することがある。
【０００７】
例として、軟包装材料フィルムを使用した液体充填用三方シールパッケージの製造方法を説明する。表面のデザインが予め印刷されている表裏２枚の熱融着性フィルムを重ねてパッケージの両側部および底部になる三方の周辺部を加熱したシールバーで圧着して熱融着する。
【０００８】
さらに予め施されたデザインの形状に沿って不要部分を打ち抜いて切り取り、左右両側と底部がシールされた、上部のみがシールされていない袋状のパッケージとする。上部の開口部から内容物を充填した後、上部をシールして密閉して、商品を収納した包装体となる。
【０００９】
これら一連の作業は、通常三方をシールした包装用袋の製造及び集積までの工程とこの袋状のパッケージに内容物を装入して密閉する充填の工程がそれぞれ全自動機械生産で行われる。場合によっては包装用の袋の製造工程と充填の工程が連続していることもある。
【００１０】
包装袋としての内容物保護性に影響するシール部分の密閉性はシール部分の剥離に対する抵抗性すなわち単位面積あたりの剥離強度とシール部分の面積形状に依存する。機械の状態に何らかの不備が発生しているとたとえば、不要部分の打ち抜き位置が狂うことによって不要部分の切り取りがうまくできないことがあり、シール部分の幅が左右均等でなく、一方が狭くなってしまうことがある。この場合、特に幅の狭い方のシール側は液充填後の耐久性は弱くなっている可能性があり、結果液漏れにつながる恐れもあり深刻な問題となりうる。
【００１１】
このようなシール不良を検査する装置として、特許文献１には絶縁性樹脂材料で形成された容器に導電性の内容物が充填された包装体の不良を検出するための不良検査装置、特に、容器に形成されたピンホールだけでなく、容器の溶着部分の不良等を検出することのできる包装体の不良検査装置が提案されている。
【００１２】
この装置では、比較的低い電圧で、漏洩電流を測定することによって、ピンホールやシール不良のみならずシール幅不良をも検出することができる。漏れは包装体の両端に電極を当てその電極間に電流が流れる程度で良不良を判定する。
しかしこの装置では内容物を入れる前の包装袋の段階では検査ができないだけでなく、さらに内容物が導電性でないと検査ができない。パッケージの包装材料に導電性のアルミニウム蒸着膜やアルミニウム箔が使用されている場合には適用が困難であり、適用できる範囲は非常に限られたものである。
【００１３】
その他使われる方法としてパッケージを撮像し、その画像よりシール幅を算出する方法がある。この方法は簡単ではあるが、画像の目視判定では個人差等のばらつきが避けられないだけでなくタイミングも必要な頻度で行うには空きすぎる場合が多い。
【００１４】
しかしこの方法もパッケージの素材やデザインにより適用しづらい場合がある。パッケージの仕様によって表面の反射率が違うので、反射率によっては暗くて判定ができない、またあるいは逆に飽和して判定できないことが考えられる。このためパッケージ仕様に合わせてカメラの感度設定と光源強度設定をそのつど調整しなければならない。また実際にシール後のパッケージからシール情報を得られる時間は短時間なので高速に測定をする必要がある。
【００１５】
特許文献２には、流動性内容物を充填後に全シール部と内容物を接触させ、画像を取得してその画像を正常シール包装体と比較することでシール不良を検出する方法が提案されている。
この方法でもやはり内容物を入れる前の包装袋の段階では検査ができないので工程での管理位置が下流側になり不良検知後のフィードバックが遅くなってしまうという問題を抱えていた。
【００１６】
光学的な手法としては表面の反射率の差を利用した方法がいくつか提案されている。軟包装材のフィルムを用いた袋状のパッケージの周辺部のシールは通常シールバーを加熱圧着させる熱融着（ヒートシール）により行われる。
【００１７】
シール箇所に効率的に熱圧をかけるために網状やスジ状の凹凸のある面を持つシールバーでシール箇所のフィルムを挟み込んでシールするために、フィルムのシール部の表面はシールバーの表面を反映した凹凸のある状態で平滑性の少ない表面となっていることが多い。また、フィルム表面のシール部と非シール部の境界部分も完全に平滑ではなく、盛り上がりやうねりのある状態となっている。
【００１８】
レーザーに代表されるコヒーレント光はこのような表面の凹凸の変化に非常に感度が良
く反射光の状態に著しい変化が生じる。この反射光の変化を検出することによりシール部の特定を行う方法も提案されている。
【００１９】
一例を挙げれば、被検査物表面の所定箇所にレーザー光源からのレーザー光を所定の角度を持って照射する。レーザー光照射箇所から反射した反射光を受光可能な位置に撮像手段であるカメラが配置され反射光を画像として撮像し、画像は記憶手段と判定手段により画像処理が行われて表面状態が判定される。
【００２０】
この方法によれば被検査物である軟包装材パッケージの表面状態を高感度で検査することができ、シール不良やシール幅不良のある箇所を精度良く検出することが可能となるが、反射光を画像として撮像することでパッケージの表面状態によってはその画像範囲がカメラで撮像できる範囲よりも広がってしまい投影用スクリーン等の複雑な補助手段を用いることが必要になってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開平１０−２８２０６６号公報
【特許文献２】特開平９−１８３４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、被検査体である軟包装材フィルムのパッケージの表面状態を高感度で検査することができ、シール部特定とシール幅不良のある箇所の検出が精度良くかつ高速でできるような包装袋のシール幅測定装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の請求項１に係る発明は、被検査物である包装袋を保持して搬送する搬送手段と、被検査物に線状光を照射する光源と、被検査物上の前記光源からの線状光が照射された領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像した画像を記憶する記憶手段と、前記記憶手段により記憶された画像に対して画像処理を行い被検査物の表面状態を判定する判定手段とを備えた包装袋のシール幅測定装置であって、被検査物の表面状態を判定する手段が照射された線状光の反射強度分布のシール幅方向の変動であることを特徴とする包装袋のシール幅測定装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の包装袋のシール幅測定装置によれば、包装袋を保持して搬送する搬送手段により被検査物の移動中にも非接触で光学的に測定を行うことが出来て生産効率に悪影響を及ぼさない。
【００２５】
また、撮像範囲が線状光を照射された領域のみでもよいので反射光のすべてを撮像する必要がなく撮像手段が通常のカメラで事足り広範囲のレーザー反射光を撮像する場合に必要となる投影スクリーン等の大掛かりな装置が不要である。
【００２６】
さらに、被検査物の表面状態を判定する手段が照射された線状光の反射強度分布のシール幅方向の変動であることによって、前段階の複雑な画像処理が不要であるのみならず内容物充填前の段階で包装袋のシール位置とシール幅を数値で判断することが出来る。
【００２７】
このように、本発明の包装袋のシール幅測定装置によれば、被検査体である軟包装材フィルムのパッケージの表面状態を高感度で検査することができ、シール部特定とシール幅不良のある箇所の検出が精度良くかつ高速でできるような包装袋のシール幅測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】シール幅測定装置の部分概略図
【図２】シール幅測定装置の２光源の場合の部分概略図
【図３】シール幅測定装置（検証用装置の構成概略図）
【図４】基準幅測定時の反射光強度分布例
【図５】光沢部のシール幅測定時の反射光強度分布例
【図６】着色部のシール幅測定時の反射光強度分布例
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の実施形態の例を必要に応じて図面を参照して説明する。
図１は本発明の包装袋のシール幅測定装置の部分概略図を示している。図２は光源を増加させた場合の本発明の包装袋のシール幅測定装置の部分概略図を示している。
【００３０】
検査物である包装袋（１ｅ）を保持して搬送する搬送手段（図示せず）と、被検査物に線状光を照射する光源（１ｂ）と、被検査物上の前記光源からの線状光が照射された領域を撮像する撮像手段（１ａ）からなり、撮像された情報は画像処理を行い被検査物の表面状態を判定する判定手段である照射された線状光の反射強度分布のシール幅方向の変動として出力される。この構成には必要に応じてレンズ（１ｃ）を用いることが出来、ラインカメラを使用するに当たってレンズはシリンドリカルレンズの方がより均等に光を当てることができるので好ましい。
【００３１】
光源（１ｂ）は高輝度で広がり角の小さなＬＥＤを使用することが望ましい。これにより線状領域の均一照射エリアにより強い光を照射することができる。
【００３２】
また必要に応じて図２に示すようにカメラ（２ａ）の両側（２ｂ）（２ｂ）から光を照射するとより強力な光を得ることができる。但し２光軸の調整が不十分であると照射域が分離してしまい、かえって良い結果が得られなくなることもあるので注意が必要である。
【実施例１】
【００３３】
本発明の包装袋のシール幅測定装置の実施例として検証用装置による一例を以下に示す。図３にシール幅測定装置（検証用装置）の構成概略図を示す。本実施例ではカメラ，光源，レンズが一体となったユニット（３ａ）を利用した。この被検査パッケージ（３ｄ）に光源からの線状光を照射してカメラで照射領域を撮像して得られたユニットからの信号をデータロガー（３ｂ）で受けた後，データ処理用ＰＣ（３ｃ）に取り込み解析を行った。
【００３４】
まず、包装袋の予め幅の分かっているシール幅（基準幅）を測定してシール幅方向の反射光強度分布の変動からＣＣＤのチャンネル当りのシール部の長さを調べておく。
図４は基準幅測定時の反射光強度分布を示す。今回は基準幅としてシール幅が５．９ｍｍの標準サンプルを使用した。図４のグラフで反射光強度の低下している部分（４ｂ）の長さがシール幅に対応するＣＣＤのチャンネル数を示している。
この測定の結果、ＣＣＤ１チャンネル当りのシール部の長さは０．２８ｍｍであった。
【実施例２】
【００３５】
本発明の包装袋のシール幅測定装置の実施例として検証用装置による他の一例を以下に示す。
図５は光沢部のシール幅測定時の反射光強度分布の測定結果を示している。図５においてはＣＣＤチャンネル数に対する反射光強度の変動が図４のように一目で境界が分かる変
化ではなくその変曲点（５ａ）から最高強度に戻る位置までの長さ（５ｂ）によりシール幅が計算される。
図５の（５ｂ）から実施例１で求めたＣＣＤ１チャンネル当りのシール部の長さにより計算したシール幅は５．３ｍｍであり、同じ位置でノギスで目視測定したシール幅は５．５ｍｍであった。
【実施例３】
【００３６】
本発明の包装袋のシール幅測定装置の実施例として検証用装置による他の一例を以下に示す。
図６は着色部のシール幅測定時の反射光強度分布の測定結果を示している。図６においては実施例２と同様に、ＣＣＤチャンネル数に対する反射光強度の変動が図４のように一目で境界が分かる変化ではなくその変曲点（６ａ）から最高強度に戻る位置までの長さ（６ｂ）によりシール幅が計算される。
図５の（６ｂ）から実施例１で求めたＣＣＤ１チャンネル当りのシール部の長さにより計算したシール幅は６．２ｍｍであり、同じ位置でノギスで目視測定したシール幅は６．４ｍｍであった。
【００３７】
以上の結果から、本発明の包装袋のシール幅測定装置は内容物を充填する前の工程で高速でシール幅の測定が可能であり、精度もＣＣＤ１チャンネル相当程度の誤差で非接触で行えることから早い時期でのシール幅不良発見によって工程での品質管理に力を発揮するものと考える。
【符号の説明】
【００３８】
１ａ…ラインセンサー
１ｂ…光源
１ｃ…レンズ
１ｄ…シール部
１ｅ…被検査物
２ａ…ラインセンサー
２ｂ…光源
２ｃ…レンズ
３ａ…一体ユニット
３ｂ…データロガー
３ｃ…ＰＣ
３ｄ…パッケージ
４ｂ…標準シール幅（５．９ｍｍ）
５ａ…変極点(シール-非シール部境)
５ｂ…シール部
６ａ…変極点(シール-非シール部境)
６ｂ…シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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