(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップの高さを検査する装置であって、
カップを搬送する手段と、
上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段と、
フランジ部が押さえられているカップを検出する手段と、
カップのフランジ部を押さえる前と、カップが検出されたタイミングと、で、カップのフランジ部を押さえる手段の変位量を検知する手段と、
検知した変位量からカップの高さの変位寸法値を算出する手段と、
算出したカップの高さの変位寸法値と予め設定された変位寸法値の閾値とを比較し、閾値外の場合は不良と判断する手段と、
不良と判断した場合に不良信号を出力する手段と、を有し、
カップのフランジ部を押さえる前において、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する部材の高さは規格の最小高さ以下に調整されていることを特徴とするカップ高さ検査装置。
【請求項２】
前記上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する面の部材は、テフロン(登録商標）であることを特徴とする請求項１に記載のカップ高さ検査装置。
【請求項３】
前記カップのフランジ部を押さえる機構の変位量を検知する手段は、変位センサーであることを特徴とする請求項１または２に記載のカップ高さ検査装置。
【請求項４】
前記上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する部材の、カップの搬入部と搬出部の形状は、曲面であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカップ高さ検査装置。
【請求項５】
請求項１記載のカップ高さ検査装置を備え、不良信号をフィードバックして不良発生の原因を排除することを特徴とするカップ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカップの高さを検査し、高さが許容値から外れた場合には不良と判断し、不良信号を出力する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カップは、従来より、清涼飲料、コーヒー等の飲料、アイスクリーム、ヨーグルト、納豆等の容器として広く使用されている。図１に示すように、カップの一例である紙カップ９は、例えば、プレカット又は原紙ウエブよりダイカットされた胴紙１の一方の端縁２をもう一方の端縁３に重ね合わせて胴部貼り合わせ部４を形成させて円筒形状の胴部材５とし（矢印１０１）、これに別の原紙ウエブよりパンチングで成形した円形状の底紙６を外周縁部７を下向きに起立させて底部材８とし（矢印１０２）、前記胴部材５の下部内面に底部材の外周縁部の外面を接合させ、更に外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に接合させて環状脚部１２を形成し、胴部材５はその上端縁１０を折り返してフランジ部１１を形成して（矢印１０３）製造される。
【０００３】
紙カップの不良として、漏れ不良や内面の汚れや異物混入があるが、これらの不良は、漏れ検査や、紙カップ内面の汚れや異物混入を検査する外観検査が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２４６６４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２０５２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、上記漏れ不良や内面の汚れや異物混入のほかに、紙カップの高さに不具合が生じることがある。これは、胴紙の貼り合わせ部４の貼り合わせ不良やフランジ部１１の折返し不良、脚部８の折り返し不良などが要因となっている。
【０００６】
上記紙カップの高さは上限及び下限の範囲に収まるように管理する必要があるが、従来法では、一般的に高さの管理は抜き取り検査によって行われているために、規格外の不良品が見逃されるという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点に鑑みて、成形された紙カップの高さを成型ラインの中で全数検査することが可能なカップ高さ検査装置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】
【０００８】
そこで本発明の請求項１に係る発明は、カップの高さを検査する装置であって、
カップを搬送する手段と、
上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段と、
フランジ部が押さえられているカップを検出する手段と、
カップのフランジ部を押さえる前と、カップが検出されたタイミングと、で、カップのフランジ部を押さえる手段の変位量を検知する手段と、
検知した変位量からカップの高さの変位寸法値を算出する手段と、
算出したカップの高さの変位寸法値と予め設定された変位寸法値の閾値とを比較し、閾値外の場合は不良と判断する手段と、
不良と判断した場合に不良信号を出力する手段と、を有し、
カップのフランジ部を押さえる前において、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する部材の高さは規格の最小高さ以下に調整されていることを特徴とするカップ高さ検査装置である。
【０００９】
本発明の請求項２に係る発明は、前記上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する面の部材は、テフロン（登録商標）であることを特徴とする請求項１に記載のカップ高さ検査装置である。
【００１０】
本発明の請求項３に係る発明は、前記カップのフランジ部を押さえる機構の変位量を検知する手段は、変位センサーであることを特徴とする請求項１または２に記載のカップ高さ検査装置である。
【００１１】
本発明の請求項４に係る発明は、前記上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部を押さえる手段のカップのフランジ部と接する部材の、カップの搬入部と搬出部の形状は、曲面であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカップ高さ検査装置である。
【００１２】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１記載のカップ高さ検査装置を備え、不良信号をフィードバックして不良発生の原因を排除することを特徴とするカップ成形装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の紙カップ高さ検査装置によれば、成型ラインの中でカップの高さの全数検査を行うことが出来、紙カップの高さが規格から外れた不良品を見逃すことなく排除することが出来る。
【００１４】
また、本発明の紙カップ高さ検査装置を備えたカップ成形装置によれば、不良品が発生した場合には、カップ成型装置の不具合箇所をいち早く知ることが可能となり、不具合箇所を修復することによって同一不良品の発生を抑えることが出来る。その結果、材料ロスを削減することが出来、更に成形装置の生産効率を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カップの一例である紙カップを製造する工程を示す図。
【図２】本発明に係るカップ高さ検査装置の概略構成の一例を示す図。
【図３】本発明に係るカップ搬送レバーを説明するための図。
【図４】本発明に係るカップフランジ部押さえ機構を説明するための図。（ａ）はレバーが、ストッパーに接していることを示す図。（ｂ）はカップ押さえプレートが、支点を中心にして回転することを示す図。
【図５】本発明に係るカップ押さえプレートの高さの調整位置を説明するための図。（ａ）はカップ押さえプレートの高さの調整位置Ｈを示す図。（ｂ）は調整位置は少なくとも、カップ高さが規格の最小高さであるＨ１より低い高さに調整されることを示す図。
【図６】本発明に係るカップの高さの変位を検知するタイミングを得る方法を示す図。
【図７】本発明に係るカップ押さえプレートの形状の一例を示す図。（ａ）はカップ押さえプレートのカップのフランジ部との接触部分と搬入端面と搬出端面の形状を示す図。（ｂ）は円形状のカップ押さえプレートを示す図。（ｃ）は矩形状のカップ押さえプレートを示す図。
【図８】本発明に係るカップ高さ検査装置のカップフランジ部押さえ機構を示す図で、図２に示されるカップフランジ部押さえ機構とは別の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係るカップ高さ検査装置を実施するための形態を説明する。
【００１７】
図２は本発明に係るカップ高さ検査装置の概略構成の一例を示す図である。カップ高さ検査装置は、カップ３１を搬送する手段であるカップ搬送レバー２１と、上下方向に変位可能で、搬送されたカップのフランジ部３２を押さえる手段であるカップフランジ部押さえ機構２２と、フランジ部が押さえられているカップを検出する手段であるカップ検知センサー２８と、カップのフランジ部を押さえる前と、カップ検知センサーによってカップが検知されたタイミングと、でカップフランジ部押さえ機構２２の変位量を検知する手段である変位センサー２４と、検知した変位量からカップの高さの変位寸法値を算出する手段である演算回路部２５と、算出したカップの高さの変位寸法値と予め設定された閾値とを比較し、比較した結果、閾値外の場合は不良と判断する手段である比較判定回路部２６と、不良と判断した場合は不良信号を出力する手段である不良信号出力部２７と、を有している。
【００１８】
カップ搬送レバー２１は、例えば図３に示すようなスターホイール２１ａを用い、スターホイール２１ａを矢印１０４の方向に８分の１回転させることによってカップ３１を図２に示す矢印４１の方向に搬入し、カップ押さえプレート２３の下方でカップ３１の高さを検査するために一旦搬送を停止し、その後再び及び矢印４２の方向にカップ３１を搬出することが出来る。
【００１９】
カップフランジ部押さえ機構２２は、圧縮バネ２２ａ、レバー２２ｂ、ストッパー２２ｃ、カップ押さえプレート２３、カップ押さえプレート２３とレバー２２ｂとを繋ぐ連結板２２ｄと、から構成されており、レバー２２ｂは支点２２ｅを支点として回転する。
【００２０】
カップ３１がカップ押さえプレート２３の下方に搬送されていない時には、図４（ａ）に示すように圧縮バネ２２ａが矢印４３−ａに示す方向に押し下げ、カップ押さえプレート２３に繋がれたレバー２２ｂは、圧縮バネ２２ａが矢印４３−ａに示す方向に押し下げることによってストッパー２２ｃに接している。一方、カップ３１がカップ搬送レバー２１によってカップ押さえプレート２３の下方に搬送された際には、図４（ｂ）に示すようにカップ３１によって圧縮バネ２２ａが矢印４３−ｂに示す方向に圧縮することによってカップ押さえプレート２３は、支点２２ｅを支点として矢印４４で示す方向に回転する。
【００２１】
カップ検知センサー２８は、カップ３１がカップ押さえプレート２３によって押さえられているタイミングを得るためのもので、カップ押さえプレート２３の下方に搬送されたカップ３１を例えば光学センサーを用いて検出することが出来る。
【００２２】
図４（ａ）に示すカップ３１がカップ押さえプレート２３の下方に搬送されていない場合は、レバー２２ｂの破線４５で囲まれた部分と変位センサー２４とのギャップｄ１と、図４（ｂ）に示すカップ３１が下方に搬送された場合のレバー２２ｂの破線４５で囲まれた部分と変位センサー２４とのギャップｄ２と、の差（ｄ１−ｄ２）が（即ち変位量が）、変位センサー２４によって検知される。
【００２３】
変位センサー２４に用いるセンサーとしては、その方式は限定されるものではなく、レーザ式、ＬＥＤ式、超音波式、接触式、渦電流式のいずれのセンサーでも用いることが出来る。上記いずれの変位センサーでも応答速度は２０Ｈｚを超えるものであり、カップの全数を検査することが出来る。
【００２４】
圧縮バネ２２ａには、カップ３１を押さえていない場合はカップ押さえプレート２３に繋がれたレバー２２ｂがストッパー２２ｃに接し、カップ３１を押さえた場合はカップ押さえプレート２３を押し上げ、更にカップ３１を確実に押さえられるように、これに適応したバネを選択する必要がある。
【００２５】
また、図５はカップ押さえプレート２３の高さの調整位置を説明するための図で、図５（ａ）はカップ押さえプレート２３の高さの調整位置Ｈを示す図で、図５（ｂ）に示すように調整位置は少なくとも、高さが正常なカップ３１が搬送された場合に、カップ３１によってカップ押さえプレート２３が押し上げられる位置に調整される必要がある。言い換えれば、カップ高さが規格の最小高さであるＨ１のカップ３１−１の場合でもカップ押さえプレート２３が押し上げられる必要があるため、カップ押さえプレート２３の高さＨは、Ｈ１以下に調整されている必要がある。上記カップ押さえプレート２３の高さは、ストッパー２２ｃを上下方向にスライドすることによって調整することが出来る。
【００２６】
上記カップ検知センサー２８によって、変位センサー２４が変位を検知するタイミングを得ることが出来る。図６に変位を検知するタイミングを得る方法を示す。図６に示す（Ａ）はカップ搬送レバー２１に用いられるスターホイール２１ａの駆動信号を示し、回転と停止を繰り返してカップ３１をカップ押さえプレート２３の下方に搬送し、変位センサー２４が変位を検知した後に、搬入とは逆の方向に搬出する。（Ｂ）はカップ３１を検出するカップ検出センサー２８のカップ検出信号を示し、スターホイール２１ａによるカップ３１の搬送が停止している間、即ち（Ｂ−１）、（Ｂ−２）、（Ｂ−３）のタイミングで、カップ３１を検出する。しかしながら、（Ｂ−２）〜（Ｂ−３）においては、スターホイール２１ａが駆動したにもかかわらずカップ３１が搬送されないため（Ｃ）に示される変位センサー検出タイミングは作成されない。これによりカップ３１が搬入された場合に限って変位センサー２４によって変位が検出される。
【００２７】
上記変位センサー検出タイミングによって得られた変位センサー２４の変位信号によって示される変位量は次に、演算回路部２５によって距離値に演算され、更に、上記（ｄ１−ｄ２）が算出される。
【００２８】
更に、比較判定回路部２６によって、演算回路部２５で算出された（ｄ１−ｄ２）の値と閾値（上限値ＴＵと下限値ＴＬ）が比較され閾値内に収まっているか否かの判定が行われる。
【００２９】
上記比較判定回路部２６によって（ｄ１−ｄ２）の値が例えば上限値ＴＵを越えている場合はカップの高さが上限不良と判定され、逆に下限値ＴＬを下回っている場合は下限不良と判定される。
【００３０】
不良と判定された場合、不良カップは検査装置の外部へ排出され、また不良信号出力部２７によってブザーや表示灯を作動させ、オペレータに不良発生を知らせる。更に、カップ成形装置に機械停止信号を出力し、不良発生の原因となっている箇所の修復処置を行うことによって、不良品の更なる発生を防ぐ。
【００３１】
図７はカップ押さえプレート２３の形状の一例を示す図であるが、上述のように、カップ３１はカップ押さえプレート２３に接触させながらカップ押さえプレート２３の下方に搬送されるため、カップ３１の擦れや傷つきが発生しないように、図７（ａ）に示すように、カップ押さえプレート２３とカップ３１のフランジ部との接触部分の摩擦を小さくすることが望ましく、その為には、カップ押さえプレート２３の表面２３ａは摩擦係数の小さな部材、例えばテフロン（登録商標）を材料とする部材を使用することが望ましい。また、カップ押さえプレート２３のカップが搬入される搬入端面５１及び搬出される搬出端面５２の形状は、曲面形状であることが望ましい。
【００３２】
図７(ｂ)及び図７(ｃ)はカップ押さえプレート２３の下方から見た外形例を示す模式図で、図７(ｂ)は円形状のカップ押さえプレートを示し、図７(ｃ)は矩形状のカップ押さえプレートを示す図である。
【００３３】
本発明に係るカップフランジ部押さえ機構２２を図２で例示したが、図８に示す図２とは別のカップフランジ部押さえ機構の例でも良い。図８のカップフランジ部押さえ機構６０は、圧縮バネ２２ａ−１及び２２ａ−２、レバー２２ｂ、ストッパー２２ｃ−１及び２２ｃ−２、カップ押さえプレート２３、カップ押さえプレート２３とレバー２２ｂとを繋ぐ連結板２２ｄと、から構成されており、図２におけるカップフランジ部押さえ機構２２はレバー２２ｂは支点２２ｅを支点として回転する一方、図８に示すカップフランジ部押さえ機構のレバー２２ｂは上下に移動する構造となっている。
【００３４】
上記説明は、紙カップを例示したがこれに限定されず、広く清涼飲料、コーヒー等の飲料、アイスクリーム、ヨーグルト、納豆等の容器に適用することが出来る。
【００３５】
本発明の紙カップ高さ検査装置及びカップ成形装置によれば、成型ラインの中でカップの高さの全数検査を行うことが出来、紙カップの高さが規格から外れた不良品を見逃すことなく排除することが出来、更に不良信号を成形装置にフィードバックし不良箇所を修復することによって不良発生を抑制すること出来る。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・胴紙
２・・・胴紙の一方の端縁
３・・・胴紙のもう一方の端縁
４・・・胴部貼り合わせ部
５・・・円筒形状の胴部材
６・・・円形状の底紙
７・・・外周縁部
８・・・底部材
９・・・紙カップ
１０・・・胴部材の上端縁
１１・・・フランジ部
１２・・・環状脚部
２１・・・カップ搬送レバー
２１ａ・・・スターホイール
２２・・・カップフランジ部押さえ機構
２２ａ・・・圧縮バネ
２２ａ−１、２２ａ−２・・・圧縮バネ
２２ｂ・・・レバー
２２ｃ・・・ストッパー
２２ｃ−１、２２ｃ−２・・・ストッパー
２２ｄ・・・連結板
２２ｅ・・・支点
２３・・・カップ押さえプレート
２３ａ・・・カップ押さえプレートのカップのフランジと接触する表面
２４・・・変位センサー
２５・・・演算回路部
２６・・・比較判定回路部
２７・・・不良信号出力部
２８・・・カップ検知センサー
３１・・・カップ
３１−１・・・カップ高さが規格の最小高さであるＨ１のカップ
３２・・・カップのフランジ部
４１・・・カップを搬入する方向を示す矢印
４２・・・カップを搬出する方向を示す矢印
４３・・・カップ押さえプレートの回転方向を示す矢印
４３−ａ・・・圧縮バネが押し下げる方向を示す矢印
４３−ｂ・・・圧縮バネが圧縮する方向を示す矢印
５１・・・カップ押さえプレートのカップが搬入される搬入端面
５２・・・カップ押さえプレートのカップが搬出される搬出端面
６０・・・カップフランジ部押さえ機構２２とは別のカップフランジ部押さえ機構
１０１・・・円筒形状の胴部材を形成する工程を示す矢印
１０２・・・底部材を形成する工程を示す矢印
１０３・・・フランジ部を形成する工程を示す矢印
１０４・・・スターホイールを回転させる方向を示す矢印
【図３】
0005716441.tif 000002
【図６】
0005716441.tif 000003
【図１】
0005716441.tif 000004
【図２】
0005716441.tif 000005
【図４】
0005716441.tif 000006
【図５】
0005716441.tif 000007
【図７】
0005716441.tif 000008
【図８】
0005716441.tif 000009