(57)【要約】【課題】第１の電極と第２の電極との間の距離が近くなるときでも、正常に密封包装体のピンホール検査を行うことができるピンホール検査装置およびピンホール検査方法を提供する。【解決手段】導電性の内容物１が充填された絶縁性の密封包装体２に接触する第１の電極５と、密封包装体２の検査部位３に近接させて配置する第２の電極６と、第１の電極５に検査電圧を印加する電源４と、第２の電極６に流れる電流値を基に、密封包装体２の検査部位３におけるピンホールの有無を判定する計測判定手段７とを備えたピンホール検査装置において、一端が密封包装体に接触し、他端が接地された第３の電極８を装備する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触する第１の電極と、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置する第２の電極と、前記第１の電極に検査電圧を印加する電源と、前記第２の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定する計測判定手段とを備えたピンホール検査装置において、
一端が前記密封包装体に接触し、他端が接地された第３の電極を備えていることを特徴とするピンホール検査装置。
【請求項２】
前記第３の電極が、前記第１の電極の接触部位と前記第２の電極が近接した前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触することを特徴とする請求項１に記載のピンホール検査装置。
【請求項３】
前記第３の電極が、前記第１の電極の接触部位より前記第２の電極が近接した前記検査部位に近い位置で前記密封包装体に接触することを特徴とする請求項１または２に記載のピンホール検査装置。
【請求項４】
第１の電極を、導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触させるステップと、
第２の電極を、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置するステップと、
第３の電極を、前記第１の電極の接触部位と前記第２の電極を近接させた前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触させるステップと、
前記第１の電極に検査電圧を印加するステップと、
前記第２の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定するステップとを含むことを特徴とするピンホール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液状の医薬品や飲食物など、導電性の内容物が充填された絶縁性の密封包装体におけるピンホールの有無を検査するピンホール検査装置およびピンホール検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生理食塩水、ブドウ糖液、蒸留水、目薬、コンタクトレンズ洗浄液等の液状医薬品、清涼飲料水、ドリンク剤、お茶などの飲食物などは、シリンジやバッグ、ボトル等の包装体に充填され、密封された状態で流通されるのが一般的である。このような包装体の材料には、ガラスの他に、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）などの合成樹脂が広く用いられている。包装された製品の例としては、輸液バッグや輸液ボトル、レトルト食品、ＰＥＴボトル入り飲料などが挙げられる。
【０００３】
このような包装体は、包装体材料を熱溶融させて形成され、上記のような内容物が充填された後、内容物の漏出や腐敗を防止するための密封処理が施される。この密封処理として、ガラス製包装体では、主に開口部をキャッピングする手法が用いられる、一方、合成樹脂の包装体ではキャッピングの他に、シート状の部分を重ね合わせ熱を加えて融着させる熱シール処理も広く用いられている。
【０００４】
上記のような包装体材料の熱溶融を伴う処理時、或いは各工程間の搬送時の損傷によって、包装体表面には微小な穴状のピンホールが発生する場合がある。また、上記熱シール処理の場合には、接着不良による隙間状のピンホールなども現れうる。これらのピンホールは、液洩れや、内容物と外気との反応による内容物の品質低下、雑菌の侵入などの弊害をもたらす可能性がある。
【０００５】
したがって包装体は、その密封処理が終わると、通常全数についてピンホールの有無が検査され、ピンホールが存在する場合には、不良品として処理される。このような検査に用いる装置の一例として、特開昭５０−６９９８号公報（特許文献１）には、密封包装体にローラ状電極と鎖状電極とを接触させ、ピンホールがある場合にのみ閃絡が生じるよう調節した電圧を両電極間に印加してピンホールの有無を判断するピンホール検査装置が提案されている。また、特開平６−８８０１号公報（特許文献２）には、密封包装体に高圧側電極と低圧側電極とを接触させ、両電極間に低周波高電圧を印加することにより検査性能を向上させたピンホール検査装置が提案されている。
【０００６】
図１及び図２は、従来の技術に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。以下、逐次搬送されてくる、導電性の内容物１が充填された絶縁性の密封包装体２の検査部位３を対象に、ピンホールの有無を検査する場合について説明する。
【０００７】
図１に示されているように、従来の技術に係るピンホール検査装置は、第１の電極５、第２の電極６、第１の電極５と第２の電極６との間に電圧を印加する電源４、及び第１の電極５と第２の電極６との間に生じる放電電流を基にピンホールの有無を判定する計測判定手段７を備えている。
【０００８】
導電性の内容物１が充填された密封包装体２が該検査装置にセットされると、密封包装体２に高電圧を印加する第１の電極５が接触し、次いで検査電極と呼ばれる第２の電極６が包装体表面の検査部位３に接触するか、又は近接させて配置される。この状態では、第１の電極５と内容物１との間には絶縁性を有する密封包装体２の材料層が存在し、第２の電極６と内容物１との間には材料層、又は材料層及び空気層が存在する。したがって、第１の電極５及び第２の電極６と内容物１との間には静電容量が存在することになる。
【０００９】
通常、第１の電極５の一端には電源４が接続され、電源４は接地されている。そして第２の電極６の一端は抵抗器やコンデンサなどを挟んで接地されている。したがって、第１の電極５、コンデンサ（材料層）、導電体（内容物１）、コンデンサ（材料層［＋空気層］）、第２の電極６の順で、電気回路が構成されることになり、図示したように第１の経路ａが形成される。
【００１０】
コンデンサに相当する密封包装体２の検査部位３における材料層にピンホールがない場合、第１の経路ａにはコロナ放電によりわずかに電流が流れるだけである。一方、検査部位３にピンホールが存在すると、ピンホール部で第２の電極６と内容物１との間に火花放電が生じるので、第１の経路ａによって第２の電極６を流れる電流（以下、放電電流という）が、著しく増加する。
【００１１】
すなわち、ピンホールの有無により、第２の電極６を流れる電流値に顕著な変化が現れる。これにより、ピンホールの有無を判別し、良品と不良品とを区別することができる。この判断を行うために、ピンホールがないと判定する場合の電流値（以下、しきい値と記す）が予め設定されている。そして、計測判定手段７は、計測値としきい値とを比較し、計測値がしきい値より大きいときにピンホールがあると判定するようになっている。
【００１２】
しかしながら図２に示すように、第１の電極５と第２の電極６とが接近し、相互間の距離が小さくなると、図示のような第２の経路ｂが形成されてしまうという問題があった。第２の経路ｂを通る電流は、第１の電極５から内容物１を介さずに密封包装体２の表面や空気層を通って、直接第２の電極６に流れてしまうノイズ電流となる。そのため、ピンホールの有無を示す第１の経路ａによる電流値の変化は、ピンホールの有無と無関係な第２の経路ｂによるノイズ電流と混在し、或いはノイズ電流に埋もれてしまい、正常なピンホール検査ができなかった。
【００１３】
このような問題は、経験的には、電極間の距離の値（ｍｍ）が検査電圧の値（ｋＶ）の２〜３倍以下、例えば、検査電圧が２０ｋＶの場合、電極間距離が４０〜６０ｍｍ以下となったときに発生している。したがって、特に電極間の距離が接近せざるを得ないサイズが小さい密封包装体２のピンホール検査などに弊害をもたらしていた。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭５０−６９９８号公報（第２頁）
【００１５】
【特許文献２】
特開平６−８８０１号公報（第３頁）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、第１の電極と第２の電極との間の距離が近くなるときでも、正常に密封包装体のピンホール検査を行うことができるピンホール検査装置およびピンホール検査方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決する手段】
本発明に係るピンホール検査装置は、導電性内容物が充填された絶縁性の密封包装体に接触する第１の電極と、前記密封包装体の検査部位に近接させて配置する第２の電極と、前記第１の電極に検査電圧を印加する電源と、前記第２の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定する計測判定手段とを備えたピンホール検査装置において、一端が前記密封包装体に接触し、他端が接地された第３の電極を備えていることを特徴としている。
【００１８】
上記の装置によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第１の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第３の電極で接地点に流すことができる。したがって、第２の電極に流れる電流は、第１の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【００１９】
また、前記第３の電極が、前記第１の電極の接触部位と前記第２の電極が近接した前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触することが望ましい。
【００２０】
これにより、上記ノイズ電流を第３の電極に導き易くして、ピンホール検査の精度をより高めることができる。
【００２１】
また、前記第３の電極が、前記第１の電極の接触部位より前記第２の電極が近接した前記検査部位に近い位置で前記密封包装体に接触することが望ましい。
【００２２】
これにより、上記ノイズ電流を第３の電極に、より導き易くして、ピンホール検査の精度をさらに高めることができる。
【００２３】
本発明に係るピンホール検査方法は、第１の電極を、導電性内容物が充填された絶縁性密封包装体に接触させるステップと、第２の電極を、前記絶縁性密封包装体の検査部位に近接させて配置するステップと、第３の電極を、前記第１の電極の接触部位と前記第２の電極を近接させた前記検査部位との間で、前記密封包装体に接触させるステップと、前記第１の電極に検査電圧を印加するステップと、前記第２の電極に流れる電流値を基に、前記密封包装体の前記検査部位におけるピンホールの有無を判定するステップとを含むことを特徴としている。
【００２４】
該方法によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第１の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第３の電極で接地点に流すことができる。したがって、第２の電極に流れる電流は、第１の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【００２５】
本明細書において、第２の電極を、密封包装体の検査部位に「近接させる」とは、ピンホールが存在する場合、火花放電による放電電流を生じる位置まで、検査部位に接近させた状態を意味する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明をする。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。図３に示されているように、本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置は、第１の電極５と、第２の電極６と、電源４と、計測判定手段７と、第３の電極８とを備えている。第３の電極８を備えていることを除いては、従来の技術の欄に示した構成と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【００２８】
第１の電極５は、その一端が導電性の内容物１が充填された絶縁性の密封包装体２に接触し、他端が電源４に接続されている。第２の電極６は、その一端が密封包装体２の検査部位３に近接させて配置され、他端が計測判定手段７に接続されている。第３の電極８は、その一端が密封包装体２に接触し、他端が接地されている。第１の電極５、及び第２の電極６は、両電極を通る放電電流が内容物１を介して流れるように、密封包装体２の内容物の液面より下方の下面又は側面に対して配置される。第３の電極８は密封包装体２の下面、上面、又は側面を含むいずれかの表面に接しているとよい。
【００２９】
密封包装体２と接触する第１の電極５及び第３の電極８は、密封包装体２を傷つけないように滑らかな表面を有しており、検査部位３に近接させる第２の電極６は、火花放電を誘発しやすいように先鋭な針状となっている。これら電極５、６及び８は、ステンレス（ＳＵＳ）、銅等の導電性材料で構成されている。
【００３０】
電源４は、例えば、第１の電極５に検査電圧として実行値で約１０ｋＶ〜３０ｋＶの程度の高電圧の交流を印加するものであり、内容物１にはその電導度によって数μＡ〜数ｍＡ程度の電流が流れるように設定される。しかし、密封包装体２の種類によってはこの範囲外の値が適当な場合もある。
【００３１】
計測判定手段７は、第２の電極６に流れる電流値を基に、密封包装体２の検査部位３におけるピンホールの有無を判定するものであり、コンピュータ等の演算装置を含んで構成される。この例における計測判定手段７は、第２の電極６に流れる電流から電圧信号を生成し、該電圧信号と上述したしきい値とを比較してピンホールの有無を判定する。上述のように第２の電極６を流れる電流はピンホールの有無によって大きく変化し、計測判定手段７が生成する電圧信号も大きく変化する。本実施形態においては、サイズが２０μｍ以上のピンホールを検出するように設定したが、通常は５０μｍ以上のものを検出すると十分である。
【００３２】
密封包装体２が搬送装置（図示せず）により送られてくると、まず、第１の電極５を絶縁性密封包装体２に接触させ、第２の電極６を密封包装体２の検査部位３に近接させて配置し、そして、第３の電極を第１の電極５の接触部位と第２の電極６を近接させた検査部位３との間で、密封包装体に接触させる。次いで、第１の電極５に検査電圧を印加して、第２の電極６に流れる電流値を基に、密封包装体２の検査部位３におけるピンホールの有無を判定する。
【００３３】
電源４により検査電圧が供給されると、図示した第１の経路ａ及び第３の経路ｃが形成される。第１の経路ａは第１の電極５、密封包装体２の材料層、内容物１、密封包装体２の材料層、空気層、第２の電極６を通り、第３の経路ｃは第１の電極５、密封包装体２の材料層、第３の電極８を通る。
【００３４】
このように本発明の実施形態によれば、第３の電極８から接地点に流れる経路が確保されているので、密封包装体２の内容物１を介さずに、直接第１の電極５から密封包装体２の表面を通って流れるノイズ電流を、第３の電極で接地点に流すことができる。したがってノイズ電流が、第１の電極５、密封包装体２の材料層、空気層、第２の電極６で構成される経路を通って第２の電極６を流れるのを防止し、第２の電極６を流れる電流を、内容物１を介した第１の経路ａのものだけに制限することができる。これにより、計測判定手段７で生成される電圧信号のＳ／Ｎ比を向上させて、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【００３５】
したがって本発明の実施形態によれば、従来の技術ではピンホールの検査が不可能となっていた、第１の電極５と第２の電極６との間の距離が近づいた場合においても、高い精度でピンホール検査を行うことができる。さらに、密封包装体２の表面を流れる電流がノイズとして混入しないので、ピンホールの有無を判別するための電圧信号のしきい値を小さくすることもでき、このことも検査精度を向上させるプラス要因となる。
【００３６】
また、本実施形態においては、第３の電極８が、第１の電極５の接触部位と第２の電極６が近接した検査部位３との間で、さらに、第１の電極５の接触部位より第２の電極６が近接した検査部位３に近い位置で密封包装体２に接触するようにしている。これにより、ノイズ電流を第３の電極８に導き易くして、ピンホール検査の精度をより高めることができる。
【００３７】
本実施形態において、第１の電極５に近い検査部位３を検査する場合、第１の電極５と第２の電極６との間の距離を接近させることとなる。この場合、上記のように第３の電極８を第１の電極５と第２の電極６との間に配置するためには、第１の電極５と第３の電極８とを接近させることとなる。このようにして第１の電極５と第３の電極８との相互間の距離が小さくなると、第３の経路ｃに流れる電流が大きくなって、第１の経路ａに流れる電流が小さくなり、その結果、ピンホール検査の精度を低下させる虞がある。
【００３８】
このような場合、第３の経路ｃに流れる電流を抑えるために、第３の電極８を第１の電極５から遠ざけることが望ましい。具体的には、第３の電極８を、第１の電極５と第３の電極８との間の距離の値（ｍｍ）が検査電圧の値（ｋＶ）の１．５倍以上、例えば、検査電圧が２０ｋＶの場合、電極間距離が３０ｍｍ以上となるように配置することが望ましい。通常適用可能な検査電圧の値としては５〜５０ｋＶが望ましい。
【００３９】
第３の電極８は、第１の電極５と第２の電極６との間だけでなく、第２の電極６に対して反対側の位置や、第１の電極５に対して反対側の位置、密封包装体２の上面や側面などに配置されてもよい。上記のように第３の電極８を第１の電極５から遠ざける場合には、このような位置に配置して遠ざけることができる。
【００４０】
本実施形態では、第３の電極８が１つの場合について説明したが、第３の電極８を複数箇所に設けることもできる。また、第３の電極８を、第１の電極５及び第２の電極６のうちのいずれかの電極と相互に絶縁された状態で組み合わせたアセンブリとすることもできる。これにより第３の電極８を密封包装体２に接触させるステップを、第１の電極５を密封包装体２に接触させるステップ、及び第２の電極６を密封包装体２の検査部位３に近接させて配置するステップのうちのいずれかのステップと連動させて行うことができ、ピンホール検査を簡略化することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係るピンホール検査装置又は検査方法によれば、密封包装体の内容物を介さずに、直接第１の電極から密封包装体の表面を通って流れるノイズ電流を、第３の電極で接地点に流すことができる。したがって、第２の電極に流れる電流は、第１の電極から密封包装体の内容物を介して流れる電流のみとすることができ、ピンホール検査の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１のピンホール検査装置において、第１の電極と第２の電極とが接近した場合の放電経路を示した図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るピンホール検査装置の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  内容物
２  密封包装体
３  検査部位
４  電源
５  第１の電極
６  第２の電極
７  計測判定手段
８  第３の電極
【図１】
2004184079.tif 000003
【図２】
2004184079.tif 000004
【図３】
2004184079.tif 000005