(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明のシーラント層と、遮光性を有する金属層を含むバリア層と、を少なくとも有する遮光包装フィルムを二枚重ね合わせて周辺部をシールすることで形成される包装袋であって、内容物の充填後にシールされる袋口シール領域内でその長手方向の略全体に亘って延在する、前記金属層が存在しない透明窓が、一方の前記遮光包装フィルムだけに形成されている包装袋の袋口シール領域のシール不良を検査するためのシール検査方法において、
シール後に検査場所に搬送された前記包装袋の前記透明窓が形成された側の前記袋口シール領域の表面に対して50°以上80°以下の入射角でコリメート光を照射する照射工程と、
検査場所に位置する前記包装袋の前記袋口シール領域に対して、その表面の垂直方向において対向する位置に設置されたラインセンサにより前記透明窓を含む前記袋口シール領域を順次撮影する撮像工程であって、検査場所に位置する前記包装袋を挟んで前記ラインセンサと反対側に設置されたバックライトからの光を前記袋口シール領域が受けながら撮影する撮像工程と、
前記撮像工程により撮影された撮影画像に基づき、制御装置が、前記バックライトからの光が前記包装袋によって遮光されることで前記包装袋のエッジを検出しながら、前記袋口シール領域において噛み込みによるシール不良が発生しているか判定するシール不良判定工程と、を備えることを特徴とするシール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品、医薬品、植物の種、乾燥植物等の内容物を密封状態で包装する包装袋の密封状態を検査するためのシール検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、かつお節等の節類を薄く削って製造した削り節は、一般的に所定の量毎に小さな包装袋に充填し、不活性ガスを封入したうえで袋口をシールした密封状態で包装され、市場に流通している。下記特許文献１には、削り節を内容物とする包装袋が開示されている。
【０００３】
ところで、このシール工程において、内容物がシール部に挟まったままシールされるシール不良が発生する場合があり、最悪の場合、不良箇所から不活性ガスが抜けるなどして、中身の品質が劣化した状態で商品が市場に出回る危険がある。
【０００４】
このため、製造現場では、シール工程の直後に、シール部分に内容物が挟まる噛み込み等によるシール不良が発生していないか確認するためのシール検査が行われている。そしてシール検査を通って良品と認定されたものが出荷されており、下記特許文献１にもシール検査方法が開示されている。
【０００５】
このシール検査は、包装袋が透明の袋の場合には、シール部分を人が目視で検査したり、光源と撮像装置を備えたシール検査装置によるシール部分の画像認識により自動で検査したりすることで実施されている。
【０００６】
このような透明の包装袋であれば、シール検査も容易であるが、外から内容物が見えてしまうことによる見栄えの低下、光の照射による内容物の劣化等の問題がある。このため、アルミニウム層を有する遮光包装フィルムを用いた包装袋が従来から提供されている。このような遮光包装フィルムを用いれば、包装袋の外から内容物が見えず、高反射性による光沢により高級感を出すこともできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４７５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、遮光包装フィルムを用いる場合には、貼り合わせる包装フィルムの境界となるシール部分も外から見ることができないため、噛み込みによるシール不良の検査を行うことが困難である。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、遮光包装フィルムを用いる包装袋においても噛み込みによるシール不良を確実に認識することのできるシール検査方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係るシール検査方法は、透明のシーラント層と、遮光性を有する金属層を含むバリア層と、を少なくとも有する遮光包装フィルムを二枚重ね合わせて周辺部をシールすることで形成される包装袋であって、内容物の充填後にシールされる袋口シール領域内でその長手方向の略全体に亘って延在する、前記金属層が存在しない透明窓が、一方の前記遮光包装フィルムだけに形成されている包装袋の袋口シール領域のシール不良を検査するためのシール検査方法において、シール後に検査場所に搬送された前記包装袋の前記透明窓が形成された側の前記袋口シール領域の表面に対して50°以上80°以下の入射角でコリメート光を照射する照射工程と、検査場所に位置する前記包装袋の前記袋口シール領域に対して、その表面の垂直方向において対向する位置に設置されたラインセンサにより前記透明窓を含む前記袋口シール領域を順次撮影する撮像工程であって、検査場所に位置する前記包装袋を挟んで前記ラインセンサと反対側に設置されたバックライトからの光を前記袋口シール領域が受けながら撮影する撮像工程と、前記撮像工程により撮影された撮影画像に基づき、制御装置が、前記バックライトからの光が前記包装袋によって遮光されることで前記包装袋のエッジを検出しながら、前記袋口シール領域において噛み込みによるシール不良が発生しているか判定するシール不良判定工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るシール検査方法によれば、遮光包装フィルムを用いる包装袋のシール不良を高精度で確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る包装袋のシール前の構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る包装袋のシール後の構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る包装袋の斜視図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る包装袋のシール検査装置を概略的に示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るシール検査の原理を説明する模式図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るラインセンサによる撮影画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る包装袋について説明する。図１は、本実施形態に係る包装袋のシール前の構成を示す図であり、図１（ａ）は、背面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線による断面図を示している。図２は、本実施形態に係る包装袋のシール後の構成を示す図であり、図２（ａ）は背面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図を示している。
【００１５】
図３は、本実施形態に係る包装袋の袋口の部分を拡大して示す斜視図であり、図３（ａ）がシール前の包装袋、図３（ｂ）がシール後の包装袋を示している。なお、本実施形態では、金属層を有する光沢のある遮光包装フィルムからなる包装袋であって、かつお節を薄く削って製造される削り節を包装する包装袋を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１〜図３に示すように、包装袋１０は、遮光性のある遮光多層フィルムである第一包装フィルム１１及び第二包装フィルム１２を貼り合わせて構成されており、第一包装フィルム１１が袋の正面側、第二包装フィルム１２が袋の背面側に位置する。
【００１７】
包装フィルム１１，１２は、袋の内側から順にシーラント層１９、金属層１７、透明層１６、基材層１３が積層された構造となっており、印刷によるインク層等を除いて金属層１７以外は透明な層である。なお、図１（ｂ）及び図２（ｂ）の断面図は、包装フィルム１１，１２の厚み方向を拡大して示している。
【００１８】
シーラント層１９は、充填物と接する最内面に位置し、主としてヒートシールにより溶着する機能を発揮する。金属層１７及び透明層１６はバリア層１５を構成しており、バリア層１５は、防湿性、防水性、防気性、保香性、断熱性、遮光性、紫外線吸収性等の機能を発揮する。
【００１９】
本実施形態では、金属層１７は遮光性を有するのに対して、透明層１６は光を透過する透過層である。基材層１３は、最表面に位置し、主として印刷が行われるフィルム層として機能する。
【００２０】
内容物３０となる削り節を充填する前の包装袋１０は、第一包装フィルム１１と第二包装フィルム１２とが、図中左右の側縁部に沿って形成される縦シール領域２１、図中下縁部に沿って形成される横シール領域２２において、予めヒートシールにより溶着されており、図中上縁部の袋口２０のみが開いた状態の包装袋（三方製袋）１０が削り節の充填部に提供される。
【００２１】
内容物３０となる削り節３０を充填した後の包装袋１０は、袋口２０の部分の袋口シール領域２３がヒートシールにより溶着され、包装袋１０の内部に削り節が充填された状態で封止される。ここで、本実施形態においては、包装袋１０の背面側に位置する第二包装フィルム１２の袋口シール領域２３内に袋口２０のヒートシール部分に異物が挟まれていないか確認するシール検査用の透明窓２５が形成されている。
【００２２】
この透明窓２５は、図１（ｂ）等に示すように、透明窓２５が形成される領域において金属層１７を除去することで形成されており、透明窓２５の領域のバリア層１５は、遮光層である金属層１７が存在せず透明層１６のみから形成されている。よって、第二包装フィルム１２は、透明窓２５以外の領域では、光を透過せずに高反射することで、光沢を出す遮光フィルムであると共に、透明窓２５においてのみ光を透過する。
【００２３】
なお、第一包装フィルム１１は、全体に亘って金属層１７が形成されており、透明窓は形成されていない。シール後の包装袋１０においては、第二包装フィルム１２の透明窓２５の部分は、透明窓のない第一包装フィルム１１とヒートシールにより溶着されて一体となっている。よって、シール後は、包装袋１０の背面側から透明窓２５の部分を見ると、第一包装フィルム１１の金属層１７の内面まで見えるだけであり、包装袋１０の前面側まで透けて見えることはない。
【００２４】
これにより、袋口シール領域２３をヒートシールした後は、透明窓２５が形成されている部分を包装袋１０の前面側及び背面側の何れから見た場合でもあっても遮光層である金属層１７が見えるため、包装袋１０全体で光沢のある高級感のある外観を維持することができると共に、内容物に光が照射することによる劣化も防ぐことができる。
【００２５】
一方、袋口２０のシール時に袋口シール領域２３に削り節が噛み込まれるといったシール不良が発生した場合には、包装袋１０の背面側から見ることで、透明窓２５を介して第一包装フィルム１１と第二包装フィルム１２との間のシール部分に挟まれた異物を外から見ることが可能となる。
【００２６】
ここで、透明窓２５の大きさについて説明する。まず、シール部分への異物は、袋口シール領域２３の全体に亘って噛み込まれる可能性があるため、透明窓２５も袋口シール領域２３の長手方向の略全体に亘って形成される必要がある。
【００２７】
また、袋口シール領域２３の短手方向である透明窓２５の幅についても、大きければ大きいほどシール部分の異物を検知しやすくなるが、透明窓２５が幅方向において袋口シール領域２３からはみ出してしまうと、内容物３０が外から見えるようになったり、光の照射による内容物３０の劣化が生じたりしてしまうため望ましくない。よって、透明窓２５は、幅方向において袋口シール領域２３内に位置している必要がある。
【００２８】
また、包装袋１０の製造時には、印刷ずれや表裏の貼り合わせのずれが、ある程度発生してしまう。例えば、削り節の包装袋の場合には、印刷のずれとして±0.3mm、貼り合わせのずれとして±0.5〜1mmが想定される。したがって、ある程度のマージンを持たせる必要もあるため、透明窓２５は、その幅方向において、袋口シール領域２３の両端からそれぞれ0.6mm以上内側に離れた領域に形成するのが望ましく、さらに望ましくは、1.5mm以上離れた領域の形成するのが望ましい。
【００２９】
一方、透明窓２５の幅が小さいと、透明窓２５の領域以外に異物が存在する場合に認識できなくなってしまう。また、透明窓２５の領域が狭くなるため、極小さな異物が存在する場合でもシール不良と判定してしまい、シール不良判定率が高くなってしまう場合もある。
【００３０】
したがって、透明窓２５の幅は、1mm以上であることが望ましい。また、密封性を高めるために有効なヒートシール幅を3mm以上確保するには、透明窓２５の幅を3mm以上とすることが望ましい。このような点を考慮して、本実施形態では、袋口シール領域２３の短手方向の長さが9mmであるのに対して、透明窓２５はその中心に3mmの幅で形成されており、透明窓２５の両側のマージンが3mmずつ取られている。
【００３１】
続いて、シーラント層１９としては、低密度ポリエチレン（LDPE）、中密度ポリエチレン（MDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）、直鎖状低密度ポリエチレン（L-LDEPE）、エチレン酢酸ビニル共重合体（EVA）、無延伸ポリプロピレン（CPP）等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３２】
また、バリア層１５は、透明層１６として、ポリエチレンテレフタレート（PET）、エチレンビニルアルコール共重合体（EVOH）、ポリ塩化ビニリデン（PVDC）、二軸延伸ポリプロピレン（OPP）、ナイロン（NY）等が用いられ、この透明層１６のフィルム表面に、金属層１７としてのアルミニウム等を蒸着したり、アルミニウム箔等を貼り付けたりすることで形成される。
【００３３】
なお、透明窓２５は、透明層１６の表面に蒸着された金属層１７を透明窓２５の領域部分のみ剥離することで形成することができる。もちろん、蒸着時のマスキング等、他の方法により透明窓２５を形成しても良い。また、基材層１３としては、延伸ポリプロピレン（OPP）、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ナイロン（NY）等の樹脂を用いることができる。
【００３４】
続いて、上述した包装袋１０において、内容物３０の充填後のヒートシールが良好に行われているかを検査するシール検査の方法について説明する。まず、上述した構成の包装袋１０は、縦シール領域２１及び横シール領域２２が予めシールされた三方製袋として、削り節の袋詰め製造ラインに提供される。
【００３５】
袋詰め製造ラインでは、袋口２０が上を向いた状態で包装袋１０が搬送され、袋口２０を広げた状態で上方から削り節が一定量ずつ袋内部に充填される。内容物３０の充填後、袋口２０から押し棒が挿入され、袋口２０付近に留まらないように削り節が内側に押される。その後、包装袋１０内に不活性ガスの注入ノズルが挿入され、袋内部に不活性ガスが注入された後に、ヒートシール部材により包装袋１０の袋口シール領域２３が熱溶着され、包装袋１０が密封される。
【００３６】
このようにして密封された包装袋１０は、ヒートシールが良好に行われているか否かを検査するためにシール検査場所へと搬送され、シール検査装置によるシール検査が行われる。図４は、本実施形態に係るシール検査装置の構成を概略的に示す模式図である。同図に示すように、シール検査装置５０は、コリメート光源５１、ラインセンサ５２、バックライト５３、チャック部材５５、ガイド部材５６、制御装置５８を備えている。
【００３７】
コリメート光源５１は、コリメート光を発する光源であり、レーザ光源、ファイバ光源、LED光源等の光源と、光源からの光を平行光にするためのレンズとを備えている。本実施形態では、コリメート光源５１は、検査対象である袋口シール領域２３の表面に対して、入射角が50〜80°となる位置に設置されている。
【００３８】
撮像装置であるラインセンサ５２は、検査場所に位置する袋口シール領域２３に対向する位置であって、袋口シール領域２３の表面に対して略垂直方向の位置に設置されている。ラインセンサ５２は、検査場所を通過する包装袋１０の袋口シール領域２３を含む袋口２０近傍を撮影できるように、撮像エリアが設定されている。
【００３９】
バックライト５３は、LEDの面光源を有しており、検査場所に位置する袋口シール領域２３に近接して対向する位置であって、包装袋１０を挟んでラインセンサ５２と反対側に設置されている。
【００４０】
チャック部材５５及びガイド部材５６は、包装袋１０を製造ラインにおいて搬送するための搬送装置を構成する部材である。チャック部材５５は、包装袋１０の両端を両側から挟持した状態で図中左側から右側へ向けて包装袋１０を搬送する。
【００４１】
ガイド部材５６は、搬送袋１０が正しく検査場所へと搬送されるように案内するための部材であり、並行に設置された二枚のガイド板を有している。包装袋１０は、この二枚のガイド板の間を通って検査場所へと案内される。なお、包装袋１０は、透明窓２５が形成されている第二包装フィルム１２が、ラインセンサ５２側となるようにチャック部材５５に挟持されて搬送される。
【００４２】
制御装置５８はラインセンサ５２に接続されており、ラインセンサ５２が撮影した撮影画像に基づいて、ヒートシールが良好に行われているか否かを判定する機能を有する。
【００４３】
このような構成において、袋口シール領域２３がヒートシールされた後の包装袋１０が検査場所に搬送されてくると、ラインセンサ５２の撮像エリアを包装袋１０が通過し、包装袋１０の袋口２０近傍がコリメート光源５１及びバックライト５３の光を受けながら撮影される。
【００４４】
ラインセンサ５２はラインカメラであるため、包装袋１０の移動に伴い、順次袋口シール領域２３の画像がラインセンサ５２に取り込まれ、撮影画像は制御装置５８へと送られる。制御装置５８は、包装袋１０が搬送されてくるとバックライト５３の光が遮光されるため、包装袋１０のエッジを検出することで、透明窓２５を含む袋口シール領域２３に相当する領域を認識することができる。
【００４５】
続いて、制御装置５８は、袋口シール領域２３に相当する撮影画像に基づいてヒートシールの不良を判定するが、この判定処理について、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本実施形態に係るシール検査の原理を説明する模式図であり、図５（ａ）は、ヒートシールが正常に行われた際の状態を示す図、図５（ｂ）は、異物の噛み込みによるシール不良が発生した際の状態を示す図である。
【００４６】
図６は、本実施形態に係るラインセンサによる撮影画像を示す図であり、図６（ａ）は、ヒートシールが正常に行われた際の撮影画像、図６（ｂ）は、異物の噛み込みによるシール不良が発生した際の撮影画像を示している。
【００４７】
まず、図５（ａ）に示すように、ヒートシールが良好に行われている場合、コリメート光源５１からの照射光は拡散の少ないコリメート光であるため、透明窓２５のエリアに照射される入射光６０のほとんどは、透明な基材層１３、透明層１６及びシーラント層１９からなり、金属層１７の存在しない第二包装フィルム１２を透過する。第二包装フィルム１２を透過した入射光６０は、続いて、第一包装フィルム１１の透明な基材層１３を透過して金属層１７へと到達する。
【００４８】
アルミニウム蒸着により形成された金属層１７は、鏡面のように反射率の高い平面であるため、金属層１７に到達した入射光６０のほとんどは、正反射して反射光６１となる。この反射光６１は、ラインセンサ５２には到達せず、ラインセンサ５２によって捉えられることはない。よって、ヒートシールが良好に行われた際の撮影画像は、図６（ａ）に示すように、透明窓２５のエリアを含めて袋口シール領域２３全体が暗くなる。
【００４９】
一方、図５（ｂ）に示すように、シール時に第一包装フィルム１１と第二包装フィルム１２の間に異物が挟み込まれてシール不良が発生している場合であって、異物が透明窓２５の部分に存在する場合、透明窓２５のエリアに照射されるコリメート光源５１からの入射光６０は、金属層１７のない透明な第二包装フィルム１２を透過して、異物３１に到達する。
【００５０】
削り節等の異物３１の表面は、粗い組織であり、異物３１表面での反射光は、広い角度に拡散反射する散乱光６２となる。このため、この散乱光６２は、ラインセンサ５２によって捉えられ、噛み込みによるシール不良が発生した際の撮影画像は、図６（ｂ）に示すように、透明窓２５のエリアにおいて異物３１が存在する部分が明るくなる。
【００５１】
よって、制御装置５８は、透明窓２５の領域に所定値以上の明るい領域がある場合には、異物が挟まることによるシール不良が発生しているとして、シール不良発生の判定を行うことができる。
【００５２】
以上、制御装置５８による噛み込みによるシール不良判定処理について説明したが、ラインセンサ５２の撮影画像に基づくシール不良の判定は、噛み込みシール不良に限らず、袋口シール領域２３における皺発生によるシール不良、斜行、折れ、位置ずれ等によるシール不良についても判定することが可能である。
【００５３】
また、本実施形態では、シール検査のための光源として、コリメート光を採用し、検査対象である袋口シール領域２３への入射角が50〜80°となるようにコリメート光源５１を設置すると共に、ラインセンサ５２を袋口シール領域２３の表面に対向させてその法線方向に設置しているため、判定エラーの少ない信頼性の高い不良シール判定を行うことができる。
【００５４】
照射光がコリメート光でなく拡散しやすい光である場合や、照射光の袋口シール領域２３への入射角が小さい場合には、異物３１が無い場合でもあっても両包装フィルム１１，１２の金属層１７で反射した光がラインセンサ５２に到達してノイズとなってしまうが、本実施形態のようにコリメート光を50°以上の大きな角度で入射させることで、金属層１７で反射した光がラインセンサ５２に到達するのを大きく抑えることができる。
【００５５】
一方、コリメート光の入射角度が80°よりも大きくなり、袋口シール領域２３の表面と平行になってくると、透明窓２５から入射して異物に照射される光が少なくなってしまい、異物３１の検出が困難になってくる。よって、本実施形態では、コリメート光の入射角度を50°以上80°以下に設定している。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、包装袋の内容物は、削り節に限らず、他の食品、医薬品、植物の種、乾燥植物等の内容物とすることができるのは言うまでもない。
【００５７】
また、包装袋を構成する包装フィルムの構造や原料も適宜変更することができる。例えば、包装袋の表面に印刷する必要が無い場合には、基材層を省略して、シーラント層とバリア層とから遮光包装フィルムを構成しても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１０    包装袋
１１    第一包装フィルム
１２    第二包装フィルム
１３    基材層
１５    バリア層
１６    透明層
１７    金属層
１９    シーラント層
２０    袋口
２１    縦シール領域
２２    横シール領域
２３    袋口シール領域
２５    透明窓
３０    内容物
３１    異物
５０    シール検査装置
５１    コリメート光源
５２    ラインセンサ
５３    バックライト
５５    チャック部材
５６    ガイド部材
６０    入射光
６１    反射光
６２    散乱光
【図１】
0005796996.tif 000002
【図２】
0005796996.tif 000003
【図４】
0005796996.tif 000004
【図５】
0005796996.tif 000005
【図３】
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【図６】
0005796996.tif 000007