(57)【要約】【課題】  熱収縮性ラベルで包装された容器を検査する検査装置を提供する。【解決手段】  本発明の検査装置は、液体が充填された容器を搬送するコンベアと、複数のマイクロ波センサと、判定器とを備える。マイクロ波センサは、コンベアによって搬送されている容器に対してマイクロ波を投射し、容器を透過したマイクロ波を受ける。判定器は、複数のマイクロ波センサによる計測結果に基づいて容器中の液体の充填状態を判定し、液体の充填状態が異常であると判定するときに信号を送信する。容器は熱収縮性ラベルで包装されたものであり、複数のマイクロ波センサは容器の異なる高さ位置に対してマイクロ波を投射するようにそれぞれ配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填された容器を搬送するコンベアと、
前記コンベアによって搬送されている容器に対してマイクロ波を投射し、前記容器を透過したマイクロ波を受ける複数のマイクロ波センサと、
前記複数のマイクロ波センサによる計測結果に基づいて前記容器中の液体の充填状態を判定する判定器と、
を備え、
前記容器は熱収縮性ラベルで包装されたものであり、
前記複数のマイクロ波センサは前記容器の異なる高さ位置に対してマイクロ波を投射するようにそれぞれ配置される、
ことを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記判定器は、前記容器中の異なる複数の高さ位置における液体又は泡の有無を判断して前記容器中の液体の充填状態を判定することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記液体が予め定められた適正な量だけ充填された容器における液面の高さ位置の範囲を基準高さ位置範囲とするとき、前記複数の高さ位置の少なくとも一つは前記基準高さ位置範囲の上限高さ位置より高く設定され、前記複数の高さ位置の少なくとも他の一つは前記基準高さ位置範囲の下限高さ位置より低く設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記判定器が前記容器中の液体の充填状態を異常であると判定したときに、エラー処理を実行するユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記ユニットは、前記判定器により異常であると判定された容器を前記コンベアの搬送経路外に排斥する排斥器を含むことを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記容器は、ビールが充填された瓶であることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器中の液体の充填状態を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビールが充填された瓶容器、清涼飲料水等が充填されたボトル等の飲料容器に筒状の熱収縮性ラベル（シュリンクラベル）をかぶせて、それを収縮させて包装することが広く行われている。熱収縮性ラベルの収縮は、シュリンクトンネル内で行われる。シュリンクトンネル内は８０℃前後と高温に維持される。使用する飲料容器が、劣化し強度が低下したものであれば、シュリンクトンネル内で高温に加熱された際に破裂することがある。
【０００３】
シュリンク包装を終了した飲料容器は、コンベアによって検査セクションへと搬送される。その搬送途上において、検査員が目視によって熱収縮性ラベルの収縮状態とあわせて飲料容器の状態を検査し、破裂して割れ、欠けの生じた飲料容器を除去してきた。
【０００４】
熱収縮性ラベルで包装された飲料容器は、破裂しても熱収縮性ラベルで保護されているため、例えば容器の一部が欠けても瓶の形が崩れず、欠け部分が目視検査の際に死角に入ると見逃してしまう事態が生じていた。また、飲料容器に小さな亀裂が生じ、容器内に圧がかかって発泡が生じたり、容器内の液面が低下しても、熱収縮性ラベルで包装された飲料容器は視認性が極めて低いため、目視では小さな亀裂、発泡、液面の低下の発生を見逃すことがあった。
【０００５】
容器内に充填した液体の液面高さを計測する技術が種々提案されている。特許文献１には、容器内にセンサ電極を挿入し、飲料がセンサ電極に接触したことを検知することによって、容器内に所定の液面高さまで飲料が充填されたことを検出する技術が開示されている。ガラス瓶やＰＥＴボトルのように充填した飲料が目視で見える場合に、可視光や近赤外線光を使用し、飲料により透過光量が減衰することを利用して液面高さを計測する技術も提案されている。さらに、Ｘ線を容器側面から投射し透過Ｘ線の液体の有無による吸収量の差を検知して、液面高さを計測する技術も提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２４０６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示されている技術では飲料を充填した後の容器中における飲料の液面高さを計測することはできない。可視光や近赤外線光を利用する技術では、充填する容器や飲料の色に応じ検出感度が低くなることがあり、特に容器が不透明な場合には、飲料の液面を検出することができない。Ｘ線を使用する装置は安全装置を使用しなければならず、またその取り扱いが煩雑である等、飲料容器の液面高さを計測する装置としては簡便性に欠ける。
【０００７】
また、いずれの従来技術でも、飲料容器に小さな亀裂が生じ、発泡が生じていても、液面高さがほとんど低下していない状況を検知することができない。
【０００８】
本発明は、熱収縮性ラベルで包装された容器を検査する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】
【０００９】
本発明の検査装置は、液体が充填された容器を搬送するコンベアと、コンベアによって搬送されている容器に対してマイクロ波を投射し、容器を透過したマイクロ波を受ける複数のマイクロ波センサと、複数のマイクロ波センサによる計測結果に基づいて容器中の液体の充填状態を判定する判定器と、を備え、容器は熱収縮性ラベルで包装されたものであり、複数のマイクロ波センサは容器の異なる高さ位置に対してマイクロ波を投射するようにそれぞれ配置される、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、判定器は、容器中の異なる複数の高さ位置における液体又は泡の有無を判断して容器中の液体の充填状態を判定しうる。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、液体が予め定められた適正な量だけ充填された容器における液面の高さ位置の範囲を基準高さ位置範囲とするとき、複数の高さ位置の少なくとも一つは基準高さ位置範囲の上限高さ位置より高く設定され、複数の高さ位置の少なくとも他の一つは基準高さ位置範囲の下限高さ位置より低く設定されることが好ましい。
【００１２】
本発明の実施形態によれば、判定器が容器中の液体の充填状態を異常であると判定したときに、エラー処理を実行するユニットをさらに備えることができる。ユニットは、判定器により異常であると判定された容器をコンベアの搬送経路外に排斥する排斥器を含むことが好ましい。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、容器は、ビールが充填された瓶でありうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱収縮性ラベルで包装された容器を検査する検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図面を用いて本発明の一実施形態を以下説明する。
【００１６】
本発明の検査装置の検査対象である液体が充填された容器として、ビールが充填された瓶容器、清涼飲料水等が充填されたＰＥＴボトル等の飲料容器等が挙げられる。この実施形態では、液体が充填された容器をビールが充填されたビール瓶とした。ビールが充填されたビール瓶３は、駆動部１０により駆動されるコンベア１によって図１の矢印で示される右方向に搬送される。ビール瓶３は、シュリンクトンネル２の上流側で熱収縮性ラベル４をかぶせられる。熱収縮性ラベル４がかぶせられたビール瓶３はシュリンクトンネル２の中で例えば８０℃前後の水蒸気によって加熱される。そうすると、熱収縮性ラベル４は収縮しビール瓶３に密着し、ビール瓶３が熱収縮性ラベル４で包装される。熱収縮性ラベル４としては、厚さ１０〜１００μｍの例えばポチエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や共重合ポリエステル等の熱収縮性のポリエステルフィルムからなるものを使用することが好ましい。熱収縮性ラベル４は、片面に文字や図柄等が印刷されたフィルムを印刷面が内側になるように両端部を重ね合わせ、重ね合わせ部が接着されて筒状に形成され得る。
【００１７】
ビール瓶３の搬送経路におけるシュリンクトンネル２の下流側には、２組のマイクロ波センサ５，６が配置される。マイクロ波センサ５，６は、コンベア１によって搬送されるビール瓶３に対してマイクロ波を投射する投射器５ａ，６ａとビール瓶３を透過したマイクロ波を受ける受信器５ｂ、６ｂとをそれぞれ備える。この実施形態では、マイクロ波センサを２組配置しているが、３組以上配置してもよい。
【００１８】
ビールが予め定められた適正な量だけ充填されたビール瓶３における液面の基準高さ位置の範囲をＢとし、その上限高さ位置をＢｍａｘ、その下限高さ位置をＢｍｉｎとする。図３に示されるように、第１のマイクロ波センサ５は、上限高さ位置Ｂｍａｘより高い、ビール瓶の高さ位置に対してマイクロ波を投射するように配置される。第２のマイクロ波センサ６は、下限高さ位置Ｂｍｉｎより低い、ビール瓶の高さ位置に対してマイクロ波を投射するように配置される。図１では第１のマイクロ波センサ５を搬送経路の上流側に配置したが、第２のマイクロ波センサ６を上流側に配置してもよい。２つのマイクロ波センサ５，６の受信器５ｂ，６ｂにより計測されたビール瓶３を透過した後のマイクロ波の情報は、判定器７に送信される。
【００１９】
判定器７は、２つのマイクロ波センサ５，６による計測結果に基づいて、ビール瓶中のビールの充填状態が正常か否かを判定する。
【００２０】
シュリンクトンネル２の中で瓶に割れ、欠けや亀裂が生じなかったビール瓶では、図３の（ａ）に示す、予め定められた液面位置までビールが充填された状態を維持し、発泡は生じていない。一方、（ｂ）に示す、瓶に割れ、欠け等は存在しないが、過剰に充填されたビール瓶では、その液面位置が予め定められた位置を超えている。（ｃ）に示すように、シュリンクトンネル内で加熱された際、又はその後にビール瓶同士のぶつかりによってビール瓶３にひび、亀裂が生じると、瓶内の高圧状態が破壊されて減圧される。そうすると、高圧状態のもとでビールに溶存していた成分の溶存量が減少するので発泡Ｃが生じ、液面上方に泡が存在する。さらに、（ｄ）に示すように、ビール瓶に欠け、割れが生じ、ビールがビール瓶内から流出すると、液面が予め定められた液面位置から大きく低下した状態となる。また、充填量が少ないビール瓶でも、同様に液面が予め定められた液面位置から低下している。
【００２１】
そこで、容器中の異なる複数の高さ位置における液体又は泡の有無を判断して容器中の液体の充填状態を判定することにより、充填状態が正常か異常かを判定し得る。すなわち、正常な充填状態では存在するはずがない泡が存在しているか否か、また、液面位置が正常なレベルにあるか否かを判定することにより、充填状態が正常か異常かを判定する。その具体的判定手法は後述する。
【００２２】
判定器７は、ビールの充填状態が異常であると判定したとき、エラー処理を実行するユニットに指令を送る。エラー処理を実行するユニットは、充填状態が異常であると判定されたビール瓶３を正規の搬送経路から排斥させる排斥器９でありうる。図１では、排斥器９は、充填状態が異常であるビール瓶３を分岐コンベア（異常容器回収部）１ｂに押し出して回収している。しかし、分岐コンベア１ｂを設けることなく、コンベア１上から充填状態が異常であるビール瓶３をコンベア１の側方下部に配置された異常ビール瓶回収箱に押し出して回収するようにしてもよい。排斥器９を配置する換わりに、判定器７が、充填状態が異常であるビール瓶の存在を確認したときにコンベア１を駆動する駆動部１０に指令を送り、コンベア１の駆動を停止させるようにすることも可能である。作業者は、コンベア１の停止を発見すると、異常ビール瓶３をコンベア上から除き、次いでコンベア１の駆動を再起動させる。
【００２３】
エラー処理を実行するユニットは、充填状態が異常であるビール瓶の発生を作業者に知らせる表示器８ｂ、警報器８ａでもよい。作業者は、表示器８ｂ、警報器８ａによって充填状態が異常であるビール瓶の発生を認識すると、当該ビール瓶を排除したり、コンベアの駆動を停止したりすることができる。図２は、判定器７と、マイクロ波センサ５，６の受信器５ｂ、６ｂ、表示器８ｂ、警報器８ａ、排斥器９及びコンベア駆動部１０との信号の流れを示している。
【００２４】
既に説明したように、第１のマイクロ波センサ５の投射器５ａ及び受信器５ｂは、液面の基準高さ位置範囲の上限高さ位置Ｂｍａｘより上方に配置される。第２のマイクロ波センサ６の投射器６ａ及び受信器６ｂは、液面の基準高さ位置範囲の下限高さ位置Ｂｍｉｎより下方に配置される。したがって、図３の（ａ）に示すように、液面が基準高さ位置範囲内に位置する正常なビール瓶において、第１のマイクロ波センサ５の配置位置に対応する高さでは水分が存在しない。マイクロ波は水分に吸収される性質を持っていることから、投射器５ａから投射されたマイクロ波はあまり吸収されることなくビール瓶３を透過し、受信器５ｂにより受けられる。
【００２５】
（ｂ）に示すように、液面が基準高さ位置を超える過充填のビール瓶では、第１のマイクロ波センサ５の配置位置に対応する高さにおいてビールが存在する。その結果、第１のマイクロ波センサ５の投射器５ａから投射されたマイクロ波はビールによって吸収され、受信器５ｂが検知する透過マイクロ波の量は大きく低下する。
【００２６】
（ｃ）に示すように、シュリンクトンネル内で加熱された際、又はその後にビール瓶同士のぶつかりによってビール瓶３にひび、亀裂が生じると、発泡Ｃが生じる。この場合、第１のマイクロ波センサ５の投射器５ａから投射されたマイクロ波は泡中の水分によって吸収され、受信器５ｂが検知する透過マイクロ波の量は大きく低下する。
【００２７】
また、正常なビール瓶において、第２のマイクロ波センサ６の配置位置に対応する高さではビールが存在する。したがって、第２のマイクロ波センサ６の投射器６ａから投射されたマイクロ波はビールによって吸収され、受信器６ｂが検知する透過マイクロ波の量は大きく低下する。一方、（ｄ）に示すように、例えばシュリンクトンネル内の破裂によってビール瓶の胴部に大きな欠けが発生し、欠けＥより上方のビールが流出した場合、第２のマイクロ波センサ６の配置位置に対応する高さでは水分が存在しない。したがって、投射器６ａから投射されたマイクロ波はビール瓶３を通過してもあまり吸収されることなく、受信器６ｂにより受けられる。ビールの充填量が基準量に達しないビール瓶においても、同様の状態を示す。
【００２８】
図４を用いて、判定器７がビール瓶中のビールの充填状況を判定するフローを説明する。ステップ１において、上方に配置される第１のマイクロ波センサ５の受信器５ｂが受けるマイクロ波透過量が正常か異常かを判定するための閾値ａ０を設定する。閾値ａ０は、ビールが存在しない場合（正常な場合）のマイクロ波透過量とビール又は泡が存在する場合（異常な場合）のマイクロ波透過量との間の数値を設定する。液面位置が正常な場合、第１のマイクロ波センサ５の計測値ａは閾値ａ０より大きい。
【００２９】
ステップ２において、下方に配置される第２のマイクロ波センサ６の受信器６ｂが受けるマイクロ波透過量が正常か異常かを判定するための閾値ｂ０を設定する。閾値ｂ０は、ビールが存在する場合（正常な場合）のマイクロ波透過量と泡が存在する又はビールも泡も存在しない場合（異常な場合）のマイクロ波透過量との間の数値を設定する。液面位置が正常な場合、第２のマイクロ波センサ５の計測値ｂは閾値ｂ０より小さい。閾値ａ、閾値ｂは、予め正常な充填状態のビール瓶、異常な充填状態のビール瓶のマイクロ波透過量を計測することによって入手し得る。
【００３０】
ステップ３において、判定器７は、マイクロ波センサ５によるマイクロ波透過量の計測結果ａ及びマイクロ波センサ６によるマイクロ波透過量の計測結果ｂを取得する。ステップ４において、判定器７は、計測結果ａと閾値ａ０とを比較し、ａ＞ａ０の条件が満たされるか否かを判断し、ａ＞ａ０の条件が満たされていなければ、検査対象のビール瓶のビール充填状況は異常であると判定する。判定器７は、ステップ４においてａ＞ａ０の条件が満たされていれば、ステップ５においてさらに計測結果ｂと閾値ｂ０とを比較し、ｂ＜ｂ０の条件が満たされるか否かを判断する。判定器７は、ｂ＜ｂ０の条件が満たされていれば検査対象のビール瓶のビール充填状況は正常であると判定し、ｂ＜ｂ０の条件が満たされていなければ検査対象のビール瓶のビール充填状況は異常であると判定する。この実施形態ではマイクロ波センサの受信器が計測するマイクロ波透過量を用いて判定したが、マイクロ波の透過率を用いることもできる。  以上説明したように、ビール瓶の複数の異なる高さ位置における瓶内の状態を検査するので、図３の（ｃ）に示すように、液面は適正範囲にあるものの発泡が生じている亀裂が発生した直後のビール瓶についてもその異常を検出することが可能である。
【００３１】
さらに、この実施形態では、ビールが充填されたビール瓶を用いているが、ビール以外の液体、瓶以外の容器についても本発明が適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る検査装置の一例を上方から見た図である。
【図２】図１の検査装置の信号の流れを示す図である。
【図３】液体が充填された容器とマイクロ波センサとの関係を示す図である。
【図４】判定器による判定フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１：コンベア、１ｂ：異常容器回収部、２：シュリンクトンネル、３：ビール瓶（容器）、４：熱収縮性ラベル、５，６：マイクロ波センサ、５ａ，６ａ：投射器、５ｂ，６ｂ：受信器、７：判定器、８ａ：警報器、８ｂ：表示器、９：排斥器、１０：コンベア駆動手段、Ｂ：液面の基準高さ位置範囲、Ｂ１〜Ｂ３：液面の高さ位置、Ｃ：泡、Ｄ：亀裂、Ｅ：欠け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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