(57)【要約】  【課題】フラップ不良の紙容器の出荷を確実に防ぐことができる紙容器フラップ検査装置と紙容器フラップ検査方法を提供する。  【解決手段】  紙容器３０は一側面３０ａを進行方向に向けてコンベヤー３５上を移動する。紙容器３０の側面３０ａに固着される上部フラップ３１の固着状態を検査する紙容器フラップ検査装置３６が検出手段３７と制御手段３８と排出手段３９とで構成される。検出手段３７は紙容器３０と非接触で、上部フラップ３１の近傍で紙容器３０の側面３０ａと天面３０ｃに平行に設けられる第一検出部４１と上部フラップ３１上方で紙容器３０の側面３０ａに平行で天面３０ｃと垂直方向に設けられる第二検出部４２とから成る。第一検出部４１は発光素子部４１ａと受光素子部４１ｂと光軸４１ｃによる透過型の光電スイッチで、第二検出部４２は反射型の光軸４２ａによる光電スイッチが使用される。【選択図】  図４
2008120439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙基材を熱可塑性樹脂で覆った包材を縦シールして筒状包材に形成し、この筒状包材に内容液を充填して両端部を横シールして密封された枕状包材を、前記横シールを折込んで成る一対の上部フラップと一対の下部フラップを前記包材に固着してレンガ型の紙容器が形成され、
前記一対の上部フラップは前記紙容器の両側面に固着されて成り、この紙容器がコンベヤー上で天面を上方に側面を進行方向に向けて移動する途中で前記上部フラップの固着状態を検査する紙容器フラップ検査装置が、
上部フラップの略中央位置を狙って前記紙容器の側面と天面に平行に設けられる第一検出部と上部フラップ上方で前記紙容器の天面と垂直に設けられる第二検出部とから成る検出手段と、
前記検出手段で検出した前記紙容器の感知開始信号と感知終了信号とを記憶する記憶処理部と、前記感知開始信号と感知終了信号を用いて前記紙容器の上部フラップを含む全幅を演算する全幅演算処理部と、前記全幅を前記紙容器の基準幅と比較して上部フラップの固着状態の良否を判断する幅比較処理部と、前記上部フラップの良否判断に基づきコンベヤーからの排出を指示する排出指示部とから成る制御手段を有し、
前記排出指示に基づき、不良紙容器を排出する排出手段を備えることを特徴とする紙容器フラップ検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の紙容器フラップ検査装置であって、前記第一検出部が透過型の光電スイッチで前記第二検出部が反射型の光電スイッチであることを特徴とする紙容器フラップ検査装置。
【請求項３】
紙基材を熱可塑性樹脂で覆った包材を縦シールして筒状包材に形成し、この筒状包材に内容液を充填し両端部を横シールして密封された枕状包材を、前記横シールを折込んで成る一対の上部フラップと一対の下部フラップを前記包材に固着してレンガ型の紙容器が形成され、前記一対の上部フラップは前記紙容器の両側面に固着されて成り、この紙容器がコンベヤー上で天面を上方に側面を進行方向に向けて移動する途中で前記上部フラップの固着状態を検査する紙容器フラップ検査方法が、上部フラップの略中央位置を狙って前記紙容器の側面と天面に平行に設けられる第一検出工程と上部フラップ上方で前記紙容器の天面と垂直に設けられる第二検出工程とから成る検出工程と、前記検出工程で検出した前記紙容器の感知開始信号と感知終了信号とを記憶する記憶処理工程と、前記感知開始信号と感知終了信号を用いて前記紙容器の上部フラップを含む全幅を演算する全幅演算処理工程と、前記全幅を前記紙容器の基準幅と比較して上部フラップの固着状態の良否を判断する幅比較処理工程と、前記上部フラップの良否判断に基づきコンベヤーからの排出を指示する排出指示工程と、前記排出指示に基づき、不良紙容器を排出する排出工程とから成ることを特徴とする紙容器フラップ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンガ型の紙容器のフラップ検査に関するもので、コンベヤー上で上部フラップの固着状態を検査する紙容器フラップ検査装置と紙容器フラップ検査方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、牛乳、清涼飲料水等の液体食品が充填された紙基材から成る紙容器が市販されている。このような、紙容器の製造方法は特許文献１の記載が知られている。
【０００３】
特許文献１によれば図９に示すように、図示しない充填機においてウェブ状の包材が連続的に縦シールＳＳ２されてチューブ状にされるとともに、液体食品が充填された後に横シールＳＳ１して切り離された原型容器が、さらに、横シールＳＳ１を折込んで成るフラップＳＳ３が側面２に固着されてレンガ状の紙容器１が完成する。このとき、上部フラップＳＳ３は紙容器１を覆う樹脂同士の熱圧着によって側面２に固着される。なお、図示しない下部フラップは紙容器１の底面に折込まれている。
【特許文献１】特開２００２−３０７５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、極めて稀であるが、図１０に示すように、上部フラップＳＳ３が側面２に固着しないで側面２との間に隙間３が発生した状態の紙容器１が発生することがあった。このようなフラップ不良は充填された中身の液体食品には全く問題ないが形状品質が劣るという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はかかる従来技術の問題に鑑みなされたものであって、側面に固着していない上部フラップを検出して、フラップ不良の紙容器の出荷を確実に防ぐことができる紙容器フラップ検査装置と紙容器フラップ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】
【０００６】
請求項１の発明は、紙基材を熱可塑性樹脂で覆った包材を縦シールして筒状包材に形成し、この筒状包材に内容液を充填して両端部を横シールして密封された枕状包材を、前記横シールを折込んで成る一対の上部フラップと一対の下部フラップを前記包材に固着してレンガ型の紙容器が形成され、前記一対の上部フラップは前記紙容器の両側面に固着されて成り、この紙容器がコンベヤー上で天面を上方に側面を進行方向に向けて移動する途中で前記上部フラップの固着状態を検査する紙容器フラップ検査装置が、上部フラップの略中央位置を狙って前記紙容器の側面と天面に平行に設けられる第一検出部と上部フラップ上方で前記紙容器の天面と垂直に設けられる第二検出部とから成る検出手段と、前記検出手段で検出した前記紙容器の感知開始信号と感知終了信号とを記憶する記憶処理部と、前記感知開始信号と感知終了信号を用いて前記紙容器の上部フラップを含む全幅を演算する全幅演算処理部と、前記全幅を前記紙容器の基準幅と比較して上部フラップの固着状態の良否を判断する幅比較処理部と、前記上部フラップの良否判断に基づきコンベヤーからの排出を指示する排出指示部とから成る制御手段を有し、前記排出指示に基づき、不良紙容器を排出する排出手段を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の紙容器フラップ検査装置であって、前記第一検出部が透過型の光電スイッチで前記第二検出部が反射型の光電スイッチであることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、紙基材を熱可塑性樹脂で覆った包材を縦シールして筒状包材に形成し、この筒状包材に内容液を充填し両端部を横シールして密封された枕状包材を、更に前記横シールを折込んで成る一対の上部フラップと一対の下部フラップを前記包材に固着してレンガ型の紙容器が形成され、前記一対の上部フラップは前記紙容器の両側面に固着されて成り、この紙容器がコンベヤー上で天面を上方に側面を進行方向に向けて移動する途中で前記上部フラップの固着状態を検査する紙容器フラップ検査方法が、上部フラップの略中央位置を狙って前記紙容器の側面と天面に平行に設けられる第一検出工程と上部フラップ上方で前記紙容器の天面と垂直に設けられる第二検出工程と、前記両検出工程で検出した前記紙容器の感知開始信号と感知終了信号とを記憶する記憶処理工程と、前記感知開始信号と感知終了信号を用いて前記紙容器の上部フラップを含む全幅を演算する全幅演算処理工程と、前記全幅を前記紙容器の基準幅と比較して上部フラップの固着状態の良否を判断する幅比較処理工程と、前記上部フラップの良否判断に基づきコンベヤーからの排出を指示する排出指示工程と、前記排出指示に基づき不良紙容器を排出する排出工程とから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、上部フラップの略中央位置を狙って前記紙容器の側面と天面に平行に設けられる第一検出部と、上部フラップ上方で前記紙容器の天面と垂直に設けられる第二検出部と、から成る二組の検出部によって上部フラップの状態を検知するので、検出の信頼性が向上し不良の紙容器を確実にコンベヤーから排出することができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、前記第一検出部が透過型の光電スイッチで前記第二検出部が反射型の光電スイッチなので、上部フラップが側面から僅かに剥がれている状態では、透過型の第一検出部によって紙容器の側面と離れている状態の上部フラップとをそれぞれ検出することができる。
【００１１】
また、上部フラップが側面から大きく離れて剥がれている状態では、上部フラップを上方から検知する反射型の第二検出部によって上部フラップを含む紙容器の全幅が通常の紙容器の幅よりも広くなっていることを検出することができる。
【００１２】
このように、二種類の光電スイッチの特性を生かすことにより検査性能が向上するので検出の信頼性が向上し、請求項１の発明の効果と同様の効果を確実に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜本発明の実施形態＞
以下に、本発明の第一の実施形態を図１〜８に基づいて説明する。
【００１４】
＜紙容器フラップ検査装置の構成＞
まず、図１、図２、図３を用いて、本発明の実施形態の紙容器フラップ検査装置を用いて検査されるレンガ型（直方体形状）の紙容器３０の製造過程を説明する。
【００１５】
紙容器３０の包材１１は包装容器の表面側から内面側にかけて、外側層１４、紙基材１３、バリヤー層１５、接着層１４ａ、１４ｂ及び最内層１４ｃで形成される。外側層１４、接着層１４ａ、１４ｂ及び最内層１４ｃはポリエチレン、エチレン共重合体等の熱可塑性樹脂が用いられ、バリヤー層１５はアルミ箔等が用いられる。
【００１６】
帯状の包材１１はリールの状態で包材繰出部１８にセットされ、包材繰出部１８から充填機１７内に繰り出される。
【００１７】
包材１１は、ローラ１９によってガイドされながら図示されないフォーミングリング等によって徐々に連続的に湾曲されたのち、縦シール装置２０によって縦シール２１して筒状包材２２が形成される。
【００１８】
そして、筒状包材２２が下方に搬送される間に、充填用パイプ２３を介して牛乳、清涼飲料水等の内容液２４が上方から供給される。さらに、筒状包材２２を所定の間隔ごとに連続的に横シール装置２５によってシール２２ａしてから切り離すことにより、横シール２６で密封された枕状包材２７が形成される。
【００１９】
更に、枕状包材２７は図示しない成形装置によってレンガ型（直方体形状）の紙容器３０に形成される。ここで、紙容器３０の天面３０ｃ側の横シール２６を折込んで成る一対の上部フラップ３１が紙容器３０の側面３０ａに、底面３０ｂ側の横シール２６を折込んで成る一対の下部フラップ３２が底面３０ｂにそれぞれ熱圧着で固着される。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、紙容器３０はコンベヤー３５上に底面３０ｂを当接し天面３０ｃを上方にした状態で一側面３０ａを矢印３４で示す進行方向に向けて等速で移動する。
【００２１】
そして、紙容器３０の側面３０ａに固着される上部フラップ３１の固着状態を検査する紙容器フラップ検査装置３６が設けられる。紙容器フラップ検査装置３６は検出手段３７と制御手段３８と排出手段３９とで構成される。
【００２２】
検出手段３７は非接触式であり、第一検出部４１は上部フラップ３１の略中央位置である天面３０ｃから下方に長さＰ１の位置を狙って、紙容器３０の側面３０ａ及び天面３０ｃと平行に設けられる。第二検出部４２は紙容器３０の上方で、上部フラップ３１の横シール２６位置を狙って天面３０ｃに対して垂直に設けられる。
【００２３】
第一検出部４１は発光素子部４１ａと受光素子部４１ｂと光軸４１ｃによる透過型の光電スイッチで、第二検出部４２は反射型の光軸４２ａによる光電スイッチが使用される。
【００２４】
ここで、第一検出部４１と第二検出部４２における検出単位は時間（秒）であるが、コンベヤー３５が等速なので検出時間Ｔと紙容器３０の進行方向の幅Ｗとの関係は正比例する。いま、コンベヤー３５の速度をＫ（ｍｍ／秒）とすると、Ｗ＝ＫｘＴで求められる。
【００２５】
なお、正常な紙容器３０は、紙容器３０の基準幅Ｗ１と一対の上部フラップ３１間の幅Ｗ３とが実質的に同じ幅と成るように形成される。このため、上部フラップ３１における幅Ｗ３が基準幅Ｗ１よりも大きい場合は上部フラップ３１が側面３０ａから離れている状態であるので紙容器３０が不良と判断される。
【００２６】
不良と判断された紙容器３０は、矢印４０で示すように排出手段３９でイジェクターの圧縮空気３９ａによりコンベヤー３５から直角方向に排出される。
【００２７】
図５（ａ）に示すように、第一検出部４１の光電スイッチの光軸４１ｃは紙容器３０と上フラップ３１を同時に検査できるように、上記、天面３０ｃから下方に長さＰ１の位置に設けられる。
【００２８】
いま、進行方向の上フラップ３１の先端３１ａが側面３０ａから長さＧ１だけ離れている状態である。この状態では、第一検出部４１による検査が優先実施されるので第二検出部４２（光軸４２ａ）による検査結果は使用されない。
【００２９】
図５（ｂ）に示すように、第一検出部４１の光軸４１ｃは紙容器３０の移動に連動して紙容器３０の両側面３０ａ間と上部フラップ３１では遮光されて光電スイッチがＯＦＦの状態となる。このため、光軸４１ｃが上部フラップ３１と交わる位置３１ｂと側面３０ａとの間に隙間Ｑが存在する波形となり、全幅Ｗ２＝Ｗ１＋Ｑである。より詳しくは、波形における全幅Ｗ２等は実際の紙容器３０の全幅Ｗ２の長さを表すのではなく、その対応する位置として表示されている。
【００３０】
上部フラップ３１が正常に紙容器３０に固着している場合には、図５（ｃ）に示すように紙容器３０によって遮光される両側面３０ａ間がＯＦＦとなり、このＯＦＦの幅Ｗ１は紙容器３０の基準幅Ｗ１と同じである。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、上部フラップ３１の先端３１ａが側面３０ａからさらに離れて第一検出部４１の光電スイッチの光軸４１ｃよりも上方にある状態では、第一検出部４１による検出は不可能となり、反射型の第二検出部４２によって検出される。
【００３２】
いま、図６（ｂ）に示すように紙容器３０が正常な状態では第二検出部４２の光軸４２ａは上フラップ３１に当たらないので、紙容器３０によって反射される両側面３０ａ間においてＯＮとなり、この幅Ｗ１は紙容器３０の基準幅Ｗ１と同じである。
【００３３】
そして、図６（ｃ）に示すように、紙容器３０が不良の状態では第二検出部４２の光軸４２ａによって側面３０ａから離れた状態の上部フラップ３１の先端３１ａが検出されて、光電スイッチＯＮの全幅Ｗ３は紙容器３０の基準幅Ｗ１より広くなるので上フラップ３１の異常を検出することができる。
【００３４】
図７に示すように、検出手段３７の第一検出部４１と第二検出部４２で検出した紙容器３０の感知開始信号としての前端検出時間Ｔ１、Ｔ３と感知終了信号としての後端検出時間Ｔ２、Ｔ４が記憶処理部４５に記憶される。
【００３５】
全幅演算処理部４６においては前端検出時間Ｔ１、Ｔ３から後端検出時間Ｔ２、Ｔ４までの所要時間からそれぞれの全幅Ｗ２、Ｗ３が求められる。
【００３６】
次に、幅比較処理部４７で全幅Ｗ２、Ｗ３を基準幅Ｗ１と比較することによって紙容器３０の上部フラップ３１の固着状態の良否を判断する。
【００３７】
排出指示部４８で不良の紙容器３０を排出手段３９によってコンベヤーから排出するように指示する。排出手段３９には圧縮空気が用いられる。また、指示された排出内容を表示する表示部４９を備えている。
【００３８】
なお、記憶処理部４５、全幅演算処理部４６、幅比較処理部４７、排出指示部４８、表示部４９は纏めて制御手段３８として小型シーケンサーに組込まれる。
【００３９】
図８のフローチャート図を用いて動作説明をする。まず、ステップＳ１において紙容器フラップ検査装置３６がスタートされる。
【００４０】
ステップＳ２において、正常な状態の紙容器の基準幅Ｗ１が入力される。基準幅Ｗ１は予め正常な状態の紙容器３０をコンベヤーで流して検出手段３７で得られた検出値を基に設定される。
【００４１】
ステップＳ３において、排出される紙容器３０の初期値をＮ＝０と設定する。
【００４２】
ステップＳ４にて、第一検出部４１において検出された上部フラップ３１の前端検出時間Ｔ１が記憶される。ステップＳ５にて、第一検出部において検出された上部フラップの後端検出時間Ｔ２が記憶される。
【００４３】
ステップＳ６にて、後端検出時間Ｔ２と前端検出時間Ｔ１を用いて全幅Ｗ２が演算され、Ｗ２＝Ｋ（Ｔ２−Ｔ１）が紙容器の上部フラップ３１における全幅Ｗ２として記憶される。
【００４４】
ステップＳ７にて、記憶された紙容器の基準幅Ｗ１と全幅Ｗ２を比較して、Ｗ２＞Ｗ１の場合には不良品との判断されてステップＳ８に進む。
【００４５】
ステップＳ８では排出紙容器の合計が算出される。今、Ｎ＝０なのでＮ＝Ｎ＋１＝１となり、表示部４９にＮ＝１と表示される。
【００４６】
ステップＳ９で不良紙容器の排出動作をするが、排出位置まで当該紙容器が移動するまでの時間は図示しないカウンターで計測されているので、不良の紙容器を排出動作位置で確実に排出することができる。
【００４７】
なお、ステップＳ７にて、Ｗ２＞Ｗ１でない場合には、さらにステップＳ１０に進み、第二検出部４２における判断が追加実施される。
【００４８】
ステップＳ１０にて、第二検出部４２において検出された上部フラップ３１の前端検出時間Ｔ３が記憶される。ステップＳ１１にて、第二検出部４２において検出された上部フラップ３１の後端検出時間Ｔ４が記憶される。
【００４９】
ステップＳ１２にて、後端検出時間Ｔ４と前端検出時間Ｔ３から全幅Ｗ３を演算して、Ｗ３＝Ｋ（Ｔ４−Ｔ３）が紙容器３０の上部フラップ３１における全幅Ｗ３として記憶される。
【００５０】
ステップＳ１３にて、記憶された紙容器３０の基準幅Ｗ１と全幅Ｗ３とを比較して、Ｗ３＞Ｗ１の場合には基準外との判断が下されてステップＳ８以降に進む。Ｗ３＞Ｗ１でない場合には、第一検出部４１と第二検出部４２の両検査結果が基準幅Ｗ１に収まっているので良品と判断し、次の紙容器の検査に移る。
【００５１】
＜紙容器フラップ検査装置の作用＞
上記、上部フラップ３１が側面３０ａから離れて、第一検出部４１の光電スイッチの光軸４１ｃよりも上方にある場合には、光軸４１ｃは上部フラップ３１と交わらないので、第一検出部４１による不良の検出は不可能である。
【００５２】
ところが、第二検出部４２は反射型の光電スイッチの光軸４２ａが紙容器３０の天面３０ｃを狙って設けられるので、上部フラップ３１を検出することができる。
【００５３】
このように、二種類の光電スイッチの特性を生かしてダブル検査ができるので上部フラップ３１の状態を見逃すことなく確実に検査の信頼性を高めることができる。作業者による目視検査が不要で、全数検査により検査見落としがない。ＣＣＤカメラ等の高価な装置が不要で、安価な装置により同等の高価が得られる。
【００５４】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００５５】
図８のフローチャート図において、ステップＳ７にて、Ｗ２＞Ｗ１の場合には不良品との判断されてステップＳ８に進むが、この場合でも参考としてステップＳ１０からステップＳ１２までの演算を実施して、得られた全幅Ｗ３と全幅Ｗ２が同じであることを常時参照することで、検出手段３７の信頼性を常時監視確認することができるので、さらに検査の信頼性が向上する。
【００５６】
第一検出部が透過型の光電スイッチで第二検出部が反射型の光電スイッチとする代わりに、第一検出部が反射型の光電スイッチで第二検出部が透過型の光電スイッチでも構わない。
【００５７】
上記、第一検出部４１と第二検出部４２における検出単位は時間（秒）で、コンベヤー３５が等速でＫ（ｍｍ／秒）なので、検出時間Ｔと紙容器３０の進行方向の幅Ｗとの関係はＷ＝ＫｘＴとして求めたが、紙容器の実際の幅Ｗを確認する必要がなければ、紙容器フラップ検査装置３６は検出時間Ｔだけを用いて演算処理を行なうこともできる。
【００５８】
紙容器が移動するコンベヤーは水平状態が好ましいが、紙容器が安定して移動できる範囲内で傾斜しても構わない。
【００５９】
紙容器の形状に制限はなく、容器頂面および底面が４角形で胴体部が８角形状の紙容器等々の様々な形状にも同様に応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態における、紙容器の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態における、紙容器の包材の断面図である。
【図３】本発明の実施形態における、紙容器の製造状態を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の実施形態における、（ａ）はコンベヤー上を移動する紙容器と紙容器フラップ検査装置の配置正面図、（ｂ）は配置平面図である。
【図５】本発明の実施形態における、（ａ）は第一検出部により上部フラップが検出される状態を示す正面図、（ｂ）は上部フラップが不良の状態を示す信号出力図、（ｃ）は第一検出部により上部フラップが正常な状態を示す信号出力図である。
【図６】本発明の実施形態における、（ａ）は第二検出部により上部フラップが検出される状態を示す正面図、（ｂ）は第二検出部により上部フラップが正常な状態を示す信号出力図、（ｃ）は上部フラップが不良の状態を示す信号出力図である。
【図７】本発明の実施形態における、紙容器フラップ検査装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態における、紙容器フラップ検査装置の動作を示すフローチャート図である。
【図９】従来例における、紙容器の上部フラップＳＳ３の状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０におけるＡ−Ａ断面図で、一方の上部フラップＳＳ３と側面２との間に隙間３が発生した状態である。
【符号の説明】
【００６１】
３０  紙容器
３０ａ  側面
３０ｃ  天面
３１  上部フラップ
３５  コンベヤー
３６  紙容器フラップ検査装置
３７  検出手段
３８  制御手段
３９  排出手段
４１  第一検出部
４１ａ  発光素子部
４１ｂ  受光素子部
４１ｃ  光軸
４２  第二検出部
４２ａ  光軸
【図１】
2008120439.tif 000003
【図２】
2008120439.tif 000004
【図３】
2008120439.tif 000005
【図４】
2008120439.tif 000006
【図５】
2008120439.tif 000007
【図６】
2008120439.tif 000008
【図７】
2008120439.tif 000009
【図８】
2008120439.tif 000010
【図９】
2008120439.tif 000011
【図１０】
2008120439.tif 000012