(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封された袋状の収容体を搬送する搬送手段と、
前記収容体の厚みを調整する調整手段と、
前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定手段と、
前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板と、
前記押し板の前記高さｈ１を、前記厚みｄ１以下の高さの位置とする高さ制御手段と、
前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定手段と、
前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別手段と、を有するリーク検査装置。
【請求項２】
前記判別手段が、前記荷重が所定の閾値よりも低いとき異常と判別するものである請求項１記載のリーク検査装置。
【請求項３】
前記判別手段により、異常と判別されたとき、前期収容体を排除する排除手段を有する、請求項１または２に記載のリーク検査装置。
【請求項４】
密封された袋状の収容体を搬送手段により搬送する搬送工程と、
前記収容体の厚みを調整する調整工程と、
前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定工程と、
前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板を、前記高さｈ１が前記厚みｄ１以下の設定された高さの位置となるように制御する高さ制御工程と、
前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定工程と、
前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別工程と、を有するリーク検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体や液体等を収容して密封した袋状の収容体のリーク検査装置に関する。また、リーク検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品や菓子、医薬品など多くの製品について、プラスチック製の袋などで内容物を包装したものが市販されている。これらの製品は、袋の周囲をヒートシールなどで密封することで外気との接触を制限して、製品の品質を維持している。このため、密封の程度を評価し、気体や液体が漏洩するリークが生じていないかの確認が重要である。リーク検査方法としては、収容体を水没させて気体等の流失を確認する水没試験や、減圧下で真空試験などが知られている。
【０００３】
また、特許文献１は、封入物と共にヘリウムガスを封入した密封袋を気流のある容器中に収めてその内部で機械的押圧手段により該袋の内圧を上昇させ、該気流をヘリウムリークディテクターに導いてこれで該気流中のヘリウムの存在を判別することにより該袋の密閉性をテストすることを特徴とする密封袋のリークテスト方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８７１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水没試験を行うと、包装が濡れるため、試験したものは製品としては利用されず廃棄等されている。また、真空試験は操作に時間がかかる。また、特許文献１のようにヘリウムガスを用いるものも特殊なガスを用いるため市販される製品には採用しにくい場合がある。このため、これらの従来技術は、全量検査には採用しにくく、サンプルテストや包装条件の検討などのときしか実施しにくかった。
【０００６】
本発明の目的は、製造工程でも採用しやすく、搬送しながら連続して収容体のリーク検査を行う装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。
【０００８】
＜１＞  密封された袋状の収容体を搬送する搬送手段と、
前記収容体の厚みを調整する調整手段と、
前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定手段と、
前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板と、
前記押し板の前記高さｈ１を前記厚みｄ１に対応する位置とする高さ制御手段と、
前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定手段と、
前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別手段と、を有するリーク検査装置。
＜２＞  前記高さｈ１が、前記厚みｄ１よりも低く、
前記判別手段が、前記荷重が所定の閾値よりも低いとき異常と判別するものである前記＜１＞記載のリーク検査装置。
＜３＞  前記判別手段により、異常と判別されたとき、前期収容体を排除する排除手段を有する、前記＜１＞または＜２＞に記載のリーク検査装置。
＜４＞  密封された袋状の収容体を搬送手段により搬送する搬送工程と、
前記収容体の厚みを調整する調整工程と、
前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定工程と、
前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板を、前記高さｈ１が前記厚みｄ１に対応する位置となるように制御する高さ制御工程と、
前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定工程と、
前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別工程と、を有するリーク検査方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の装置や方法によれば、搬送しながら連続して収容体のリーク検査をおこなうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るリーク検査装置の実施形態の概要図である。
【図２】本発明に係るリーク検査装置の実施形態を平面視した概要図である。
【図３】本発明によりリーク検査を行った時の荷重測定結果の概要図である。
【図４】本発明に係るリーク検査方法に関するフロー図の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例（代表例）であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「〜」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。
【００１２】
［本発明のリーク検査装置］
本発明のリーク検査装置は、密封された袋状の収容体を搬送する搬送手段と、前記収容体の厚みを調整する調整手段と、前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定手段と、前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板と、前記押し板の前記高さｈ１を前記厚みｄ１に対応する位置とする高さ制御手段と、前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定手段と、前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別手段と、を有する。
【００１３】
［本発明のリーク検査方法］
本発明のリーク検査方法は、密封された袋状の収容体を搬送手段により搬送する搬送工程と、前記収容体の厚みを調整する調整工程と、前記厚みが調整された前記収容体の厚みｄ１を測定する厚み測定工程と、前記搬送手段の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板を、前記高さｈ１が前記厚みｄ１に対応する位置となるように制御する高さ制御工程と、前記押し板を前記収容体が通過するときの荷重を測定する荷重測定工程と、前記荷重に基づいて、前記収容体のリークの状態を判別する判別工程と、を有する。
なお、本願において本発明のリーク検査装置を用いて、本発明のリーク検査方法を行うこともでき、本願においてそれぞれに対応する構成は相互に利用することができる。
【００１４】
［リーク検査装置１］
図１は、本発明に係るリーク検査装置の第一の実施形態の概要図である。図２は、図１に示すリーク検査装置の一部を平面視した概要図である。リーク検査装置１は、収容体１０のリークをテストする装置である。リーク検査装置１は、搬送手段２と、厚みの調整手段３と、厚みｄ１を測定する厚み測定手段４１と、押し板５と、高さ制御手段５１と、荷重測定手段６１と、判別手段７１、を有する。
【００１５】
［収容体１０］
収容体１０は、密封された袋状の収容体である。収容体は、例えば食品や、飲料、調味料、医薬品などを収容したものである。特に、収容体は、粉体や、粒体、液体、ゼリー状物などの流動性が高い内容物を、可撓性を有する袋状の容器に収容したものである。収容体は、例えば、レトルト食品や、インスタント食品、菓子、コーヒーや紅茶などの飲料用粉体や液体、調味料などに用いられている。収容体には、個包装するような大きさなどで、ポリエチレンなどのプラスチック製のフィルムや、さらに適宜金属蒸着層などを設けたり、積層シートとしたりしたものを、袋状に成形された容器が用いられている。また、内容物を収容した後、ヒートシールなどにより外気と遮断したり、運送時や保管時に流失したりしないように密封されている。
【００１６】
［搬送手段２］
搬送手段２は、収容体１０を搬送する手段である。搬送手段２は、ヒートシール等の密封がされた後の収容体のリーク検査をリーク検査装置１で行うためのものである。リーク検査装置１は、適宜、製造装置内や、品質管理ラインなどに設けられる。リーク検査装置１は、搬送手段２により連続的に収容体１０を搬送しながら評価することができる。搬送手段２は、搬送方向Ｘ方向（図１、２における右から左へと向かう向き）に搬送する。搬送手段２は、収容体１０に合わせて、ローラーやベルトなどで搬送するものとすることができる。
【００１７】
［ガイド２１］
リーク検査装置１は、搬送手段２の入り口側となり、厚みの調整手段３に収容体１０を誘導するためのガイド２１を有する。図２に示すように、ガイド２１は搬送手段２の入り口側のＹ方向の幅を広げたもので、調整手段３の略中央に収容体１０が適切な向きと位置で搬送されるように調整手段３に向かってＹ方向の幅を狭めた形状である。
【００１８】
［調整手段３］
調整手段３は、搬送手段２により搬送されてきた収容体１０の厚みを調整する。収容体１０は、可撓性を有する袋状の容器に収容したもののため、その厚みをならすように、調整手段３で厚みの調整を行う。調整手段３は、搬送方向であるＸ方向に向かって順に、ローラー３１、３２、３３を有している。ローラー３１〜３３は、搬送方向の入り口側から順に、搬送手段２の搬送面からの高さが段階的に低くなるようにすることで、段階的に厚みをならしながら調整するものとすることができる。この調整手段３で調整する厚みは、収容体の種類や内容量、容器の可撓性などを考慮して適宜設定される。
【００１９】
［厚み測定手段４１、厚みセンサー４］
厚み測定手段４１は、調整手段３を経て通過してきた収容体１０の厚みｄ１を測定する。厚みセンサー４は、収容体１０に、直接接触、あるいは非接触で、収容体１０を検出し、厚み測定手段４１により厚みセンサー４で検出した情報に基づいて、その厚みｄ１を算出する。この厚みｄ１は、適宜メモリ８０に保存される。また、厚みｄ１は押し板５の高さ制御を行うための情報として、厚み測定手段４１から高さ制御手段５１に出力される。この厚みｄ１は同じ仕様の製品でも充填の程度などによってわずかに異なるものとなる場合があるため、その収容体１０に応じて、フィードフォワード制御して押し板５の高さｈ１を制御することで、信頼性が高い評価を行うことができる。
【００２０】
厚みセンサー４を用いて測定した収容体１０の厚みｄ１は、収容体１０の評価指標として用いることもできる。例えば、厚みｄ１が、厚すぎる場合や、薄すぎる場合、厚み変化が製品設計と異なる場合、収容体１０に異常が生じている恐れがある。よって、厚みｄ１に閾値を設けて、所定の範囲内ではないとき、荷重センサー６等を用いる検査とは別に、製品異常と判断するものとしてもよい。例えば、厚みが厚すぎたり、薄すぎる場合、内容量が多すぎたり、少なすぎることによる異常が考えられる。また、厚みを連続的に測定した厚みのプロファイルが製品設計と異なる場合は、シール部分に収容体の一部を挟んでいるかみこみ異常が生じていることが考えられる。
【００２１】
［押し板５、高さ制御手段５１］
厚みセンサー４を用いて厚みｄ１が測定された収容体１０は下流側に配置された押し板５に向けて搬送される。押し板５は、搬送手段２の搬送面からが高さｈ１の位置に配置される。押し板５の高さｈ１は、厚みｄ１に対応する位置とする高さ制御手段５１により設定された高さである。このために、高さ制御手段５１は、押し板５の上下方向の高さを可変のものとする駆動手段により制御して、この高さｈ１の位置に、押し板５が配置される。この押し板５の高さｈ１は、厚みｄ１と同程度のものとされる。例えば、厚みｄ１をＸ（ｍｍ）とする場合、高さｈ１は、０．８×Ｘ（ｍｍ）〜１．２×Ｘｍｍや、０．９×Ｘ（ｍｍ）〜１．１×Ｘｍｍとすることができる。より好ましくは、高さｈ１は、厚みｄ１よりも低いほうがよい。すなわち、１．０×Ｘ（ｍｍ）未満とすることが好ましく、０．９８×Ｘ（ｍｍ）以下や、０．９５×Ｘ（ｍｍ）以下とすることが好ましい。このような高さｈ１とすることで、荷重測定結果が、リークの状態を判別しやすいものとなる。
【００２２】
［荷重センサー６、荷重測定手段６１］
荷重センサー６は、押し板５に取り付けられ、押し板５に加わる荷重を計測するためのセンサーである。また、荷重測定手段６１は、押し板５を収容体１０が通過するときの荷重を測定する。押し板５を収容体１０が通過するとき、押し板５に係る荷重により荷重センサー６に生じる変位に基づいて、荷重測定手段６１は、荷重の経時的な変化を取得する。荷重センサー６にはロードセルなどを用いることができる。この荷重に関する情報は適宜メモリ８０に保存され、リークの状態の判別に用いられる。
【００２３】
［判別手段７１］
判別手段７１は、荷重測定手段６１により測定した荷重に基づいて収容体１０のリークの状態を判別する。押し板５で収容体１０を押圧したとき、収容体１０はその可撓性により適宜わずかに変形しながら搬送方向の下流側に向かって流れていく。このとき、十分に密閉されているものは、収容体１０内で気体や液体等の流体が流れる場の制限があることから、変形量にも制限があり、押し板５に対して高さ方向に持ち上げる荷重がかかる。一方、収容体１０のシール部分に漏れがある場合、押し板５により押されたとき、気体等の流体が漏れるため、押し板５に対する荷重が低くなったり、無くなったりする。これを利用して、収容体１０のリークの状態を評価することができる。すなわち、判別手段７１は、荷重測定手段６１により測定した荷重が、所定の閾値よりも低いとき異常と判別するものとすることができる。この閾値は、例えば、正常品のときに検出される荷重の最大値や積分値に基づいて定めることができ、正常品の値に対して、５０％以下や、７０％以下、８０％以下等を閾値とすることができる。正常品の値は、複数の正常品の平均値などに基づいて設定することができる。
【００２４】
［排除手段７２］
排除手段７２は、判別手段７１により、収容体１０のリーク検査の評価結果が異常と判別されたとき、その収容体１０を排除するための信号を出力するものである。排除手段７２が、排除する信号を出力したとき、押し板５の下流側に配置された排除ライン（図示せず）に向かって収容体１０を誘導したり、その収容体１０を取り出すピックアップ機構（図示せず）により、異常品を排除する。
【００２５】
メモリ８０は、厚みｄ１や、高さｈ１、荷重の測定値、判別結果、排除結果等、またこれらを行うための計算式やプログラムなどを適宜記憶する。また、各値等は、表示部８１に表示することができる。本発明に関するリーク検査装置１に係る構成等には、パーソナルコンピュータやタブレット端末、スマートフォンなどの電子計算機などを適宜用いることができる。また、各情報や処理のためのデータ等の入出力は有線や無線で行うことができる。
【００２６】
［荷重の測定例］
図３は、本発明によりリーク検査を行った時の荷重測定結果の概要図である。この評価を行うにあたって、図１、２に示すようなリーク検査装置１を用いて、以下のような模擬試験を行った。
【００２７】
収容体として、個包装されたドリップコーヒーを用いた。この収容体は、幅約１００ｍｍ、長さ約１２０ｍｍであり、静置したときの最も厚い部分の厚みが約５ｍｍである。このコーヒーの収容体を、コンベアの搬送速度２０ｍ／ｍｉｎで搬送した。厚み調整手段は、ローラーを３本配置し、段階的に５．２ｍｍ、５．１ｍｍ、５．０ｍｍとした。厚み測定手段で測定した厚みｄ１も、５．０ｍｍであった。この厚みｄ１に合わせて、押し板の高さｈ１を４．８ｍｍに制御して、収容体通過時の荷重（α）を測定した。
【００２８】
図３の左側は、収容体のヒートシール部に傷がつき、漏れが生じている状態である（ＮＧ品）。図３の右側は、収容体のヒートシールが適切な状態である（正常品）。正常品では、収容体の通過に伴い、大きな荷重（α）がかかる部分がある。一方、ＮＧ品では、収容体が通過しても荷重（α）が低く、わずかなピークが検出されるだけであった。これは、正常品は、押し板通過時に、収容体内で流体が移動するものの移動できる場に制限があることから押し板を持ち上げる力が働いたと考えられる。他方、ＮＧ品は収容体に押圧がかかったとき、収容体内部の気体が外部に漏れるため、荷重は小さいものとなる。よって、この荷重の最大値に閾値を設けるか、荷重を積分したものに閾値を設けることで、リークの有無を評価することができる。また、荷重の最大値や成分値、荷重の波形などから、通気性等の程度やシール性の状態を評価することができる。
【００２９】
［本発明のリーク検査のフロー例］
図４は、本発明に係るリーク検査方法に関するフロー図の一例である。搬送されている収容体について、ステップＳ１１は、ローラーなどの調整手段を用いて収容体の厚みを調整する。そして、ステップＳ２１は、厚みが調整された収容体の厚み（ｄ１）を測定する。そして、ステップＳ３１は、厚み（ｄ１）に対応した高さ（ｈ１）に、押し板の高さを制御する。そして、ステップＳ４１は押し板にかかる荷重を測定する。そして、ステップＳ５１は、測定された荷重が正常か否かを判別する。荷重が正常な場合、ステップＳ６１は正常であると判別結果を表示部に表示する。荷重が異常な場合、ステップＳ６２は異常であると判別結果を表示部に表示し、さらに、ステップＳ７１はその異常と判別された収容体を正常品の搬送ラインから排除する。
このようにすることで、収容体のリーク検査を行うことができる。また、収容体の評価結果が異常な場合、搬送ラインから取り除き、正常品のみを選択的に回収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、食品や飲料等の包装状態の評価に利用することができ、産業上有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１  リーク検査装置
１０  収容体
２  搬送手段
２１  ガイド
３  調整手段
３１、３２、３３  ローラー
４  厚みセンサー
４１  厚み測定手段
５  押し板
５１  高さ制御手段
６  荷重センサー
６１  荷重測定手段
７１  判別手段
７２  排除手段
８０  メモリ
８１  表示部
【要約】      （修正有）【課題】搬送しながら連続して収容体のリーク検査を行う装置を提供する。【解決手段】密封された袋状の収容体１０を搬送する搬送手段２と、収容体１０の厚みを調整する調整手段３と、厚みが調整された収容体１０の厚みｄ１を測定する厚み測定手段４１と、搬送手段２の搬送面からの高さｈ１に配置される押し板５と、押し板５の高さｈ１を厚みｄ１に対応する位置とする高さ制御手段５１と、押し板５を収容体１０が通過するときの荷重を測定する荷重測定手段６１と、その荷重に基づいて収容体１０のリークの状態を判別する判別手段７１と、を有するリーク検査装置１。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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