JP4526199B2 - 縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置およびその調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は縦形製袋充填包装機に係わり、特に包装機の段取り時、物品の充填サイクルを調整するための調整装置およびその調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の縦形製袋充填包装機は、筒状包材の繰り出し過程にて、横シーラによる筒状包材の横シール及び切断と、物品充填装置による筒状包材内への物品の充填とを交互に行うことで、物品が充填された充填袋を連続的又は間欠的に製造する。このような充填袋にあっては、その横シール域への物品の噛込みが発生していると、充填袋の密封性が損なわれ、物品の品質を劣化させてしまう。
【0003】
それゆえ、この種の包装機の段取りは充填袋の試験製造を行い、その充填袋の横シール域に物品の噛込みがある場合には、その噛込みを無くす方向に物品の充填サイクルを調整する必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来、充填サイクルの調整は調整員の目視検査を受け、手作業により行っているため、その調整員の技量により、調整の最適化や時間に大きなばらつきが生じている。
より詳しくは、物品の噛込みは、物品の充填開始タイミングの遅早に起因して発生するばかりでなく、物品の充填開始後、物品が最初に横シーラに到達してからの物品充填時間と横シールの実行とがオーバラップしても発生するため、その噛込みの原因を特定し、かつ、その調整の最適化を図るのは非常に困難である。
【0005】
また、調整時間が長いと、試験製造での不良の充填袋を多く作り出してしまい、生産効率の悪化を招く。
本発明は、上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、充填サイクルの調整を熟練を要することなく、容易かつ短時間に行え、さらには、その調整の最適化をも図ることができる縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置およびその調整方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置およびその調整方法(請求項1,7)は、上述の充填サイクルの調整時、先ず、物品充填の作動を制御し、横シールの実行に対して、物品を充填する充填モードおよび物品を充填しない空袋モードにて充填サイクルを交互に実行する。
【0007】
このようなモード切換えにより、物品を充填した充填袋および物品を充填しない空袋が交互に製造されることから、その製造の流れでみて、空袋から充填袋に至る横シール域、そして、充填袋から空袋に至る横シール域での物品の噛込みの有無により、物品の充填開始タイミングが早いのか、或いは、遅いのかが特定される。
【0008】
したがって、充填サイクル調整装置およびその調整方法は、物品充填装置による物品の充填開始タイミングを可変する第1可変手段及び可変工程をそれぞれ備えていることで、空袋から充填袋に至る横シール域での噛込みの有無に基づき、物品充填装置による充填開始タイミングを適切に設定可能となる。
さらには、この後、充填袋から空袋への横シール域での噛込みの有無に基づき、物品充填装置による物品充填時間の調整や、横シーラによる横シールのシール実行間隔の調整もまた可能となる。
好ましくは、本発明の充填サイクル調整装置およびその調整方法(請求項2,8)は、充填サイクルの調整時、筒状包材の繰り出しをなすフィードユニットの作動を制御し、充填モードにて製造される充填袋の長さに比べて空袋モードにて製造される空袋の長さを短くする。この場合、空袋の製造に要する筒状包材が少なくて済み、省資源化が図られる。
【0009】
また、本発明の充填サイクル調整装置およびその調整方法(請求項3,9)は、充填サイクルの調整時、ナイフアクチュエータの作動、つまり、横シール域でのナイフによる筒状包材の切断を禁止することで、その横シール域が空袋から充填袋のものであるのか、または、充填体から空袋のものであるのかの識別が容易となる。
そして、本発明の充填サイクル調整装置およびその調整方法(請求項4,10)は、充填サイクルの調整時、横シール域での噛込みの有無を噛込みセンサにより検出する。この噛み込みセンサによる噛込みの検出は、充填開始タイミングの調整、その噛込みの解消を短時間で可能にする。
【0010】
さらに、本発明の充填サイクル調整装置およびその調整方法(請求項5,11)は、前記噛込みセンサに加えて、物品充填装置および横シーラの一方の作動を制御することで(第2可変手段)、充填開始タイミングのみならず、物品充填装置による物品充填時間または横シーラによるシール実行間隔の自動的調整を可能にする。
【0011】
すなわち、ここでは、充填サイクルが充填モードであるときの前記噛込みの有無に基づき、物品の充填開始タイミングを変更して、横シールの実行直後に物品の充填動作による最初の物品が横シール域に到達すべく充填開始タイミングを設定し、この後の充填サイクルでの噛込みの有無に基づき、物品充填時間およびシール実行間隔の一方を可変し、横シールの実行直前に物品充填時間が相対的に終了すべく充填終了タイミングを設定する。このような充填サイクルの調整によれば、その調整の最適化を短時間で実施可能となる。
【0012】
さらにまた、本発明の充填サイクル調整装置および調整方法(請求項6,12)は、充填開始タイミングおよび充填終了タイミングの設定後、物品の噛込みの有無に基づいて充填モードでのフィードユニットによる筒状包材の繰り出し長さを制御し、充填モードにて製造される充填袋の長さを短くする。このような調整装置および調整方法によれば、その横シール域に物品を噛み込ませることなく、充填袋の長さを可能な限り短くでき、省資源化に好適する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1を参照すると、充填包装制御装置を備えた縦形製袋充填包装機2が示されている。
包装機2はいわゆるオーガタイプのものであり、その製袋チューブ4内にオーガファネル6が配置され、このオーガファネル6内にオーガスクリュー8が回転自在に収容されている。オーガファネル6の上部はホッパ状をなし、物品としての粉粒体の供給を受けることができる。したがって、オーガスクリュー8はその回転に伴い、オーガファネル6の下端、すなわち、その吐出口10から粉粒体を吐出し、その吐出量はオーガスクリュー8の回転数により決定される。
【0014】
一方、製袋チューブ4の上部にはフォーマ12が取り付けられ、また、フォーマ12の下側に一対のフィードユニット14および縦シーラ16が配置されている。フォーマ12は包材ロールRから導かれてくる包材Wを製袋チューブ4の回りに円筒状に成形し、そして、円筒状包材Fはフィードユニット14により製袋チューブ4に沿って下方に繰り出される。この際、円筒状包材Fはその両側縁がガイド(図示しない)により所定の形態で重ね合わされた後、縦シーラ16を通過することで、ヒートシールつまり縦シールされ、これにより、完全な円筒状となる。なお、各フィードユニット14は無端状のサクションベルトを有し、このサクションベルトの走行により、円筒状包材Fを吸着しながら下方に繰り出すものである。
【0015】
さらに、製袋チューブ4の下方には横シーラ18が配置されている。横シーラ18は左右一対の横ヒータブロック20を備え、これら横ヒータブロック20は円筒状包材Fの繰り出し経路を挟んで位置付けられるとともに、互いに接離する方向に往復動され、これにより、横シーラ18の開閉動作が実行される。横シーラ18が閉じられると、一対の横ヒータブロック20は円筒状包材Fを挟み付けてヒートシールつまり横シールする。
【0016】
また、一方の横ヒータブロック20は突没可能なナイフ(図示しない)を内蔵し、ナイフは横シールの完了後、他方の横ヒータブロック20内の逃げ溝(図示しない)に向けて突出することで、円筒状包材Fを切断する。
したがって、円筒状包材Fの繰り出しに連動し、円筒状包材Fの横シールおよび切断が繰り返されることで、円筒状包材Fは個々の袋に成形され、そして、横シールおよび切断と交互に、オーガファネル6からの粉粒体が吐出されることで、粉粒体を充填した充填袋Pが製造される。なお、円筒状包材Fが連続して繰り出される場合には、横シーラ18はその全体が昇降されるようになっている。
【0017】
前述したオーガスクリュー8、フィードユニット14および横シーラ18はそれぞれサーボモータ22,24,26により作動され、これらサーボモータ22,24,26はモータ制御ドライバ28,30,32を介して充填包装制御装置34に電気的に接続されている。
また、充填包装制御装置34にはナイフアクチュエータ36、噛込みセンサ38および入力機器40がそれぞれ電気的に接続されている。ナイフアクチュエータ36は横シーラ18の前述したナイフを突没させるものであり、噛込みセンサ38は、横シーラ18が閉じられたとき、正規位置からの横ヒータブロック20の位置ずれをサーボモータ26の回転角から検出するエンコーダや、横ヒータブロック20のストロークから検出する近接スイッチ、さらにはサーボモータ26が受ける負荷トルクから検出するトルクセンサ等により実現される。
【0018】
そして、入力機器40はキーボード、タッチパネルおよびスイッチなどから構成され、入力機器40を通じて充填袋Pの製造速度、粉粒体の充填量、充填袋Pの長さなどの生産条件や包装機2の運転条件などを充填包装制御装置34に入力可能となっている。
充填包装制御装置34はたとえばコンピュータシステムからなり、これらコンピュータシステムは、粉粒体の充填を制御する充填制御コンピュータ42と、筒状包材Fの繰り出しや横シーラ18の開閉動作等を制御する包装制御コンピュータ44とを備える。
【0019】
より詳しくは、図2に示されるように充填制御コンピュータ42は、入力機器40から入力された充填量に基づき、1充填サイクル当たりのオーガスクリュー8による充填動作、つまり、回転数及び回転速度等を演算して求める演算機能46を備える。そして、包装制御コンピュータ44は、充填制御コンピュータ42への充填要求信号の出力可否を判断する判断機能48、入力機器40から入力された入力データに基づき、筒状包材Fの繰り出し動作、つまり、その繰り出し速度などを演算して求める演算機能50、充填サイクルのモードを切換える切換え機能52、噛込みセンサ38からの出力に基づき、充填サイクルを調整する調整機能54、ナイフの動作の可否を判断する判断機能56、そして、横シール動作、つまり、シール実行間隔を演算して求める演算機能58等を含む。
【0020】
ここで、前記充填サイクルは1つの充填袋Pの製造に要するサイクルタイムであって、充填包装制御装置34にあっては粉粒体の充填開始タイミング、粉粒体の充填時間および横シールのシール実行間隔にて規定される。
包装制御コンピュータ44の各機能は包装制御コンピュータ44にて実行される運転制御ルーチンから明かとなり、以下、運転制御ルーチンに関して説明する。
【0021】
図3に示されるように運転制御ルーチンは、充填サイクルのモード切換えルーチンS1(切換機能52に対応)、前記充填要求信号の出力可否に関する判断ルーチンS2(判断機能48に対応)、円筒状包材Fの繰り出し動作に関する演算ルーチンS3(演算機能50に対応)、横シール動作に関する演算ルーチンS4(演算機能58に対応)、充填サイクルの調整ルーチンS5(調整機能54に対応)、そして、ナイフ動作の可否判断ルーチンS6(判断機能56に対応)からなり、これらルーチンS1〜S6が包装制御コンピュータ44にて順次実行される。
【0022】
充填サイクルのモード切換えルーチン
図4に示されるようにモード切換えルーチンS1では、先ず、包装機2の運転が調整運転であるのか否かが判別される(ステップS11)。このステップS11では、たとえば入力機器40に含まれる調整運転ボタンおよび生産運転ボタンの何れかがオン操作されているか否かにより判別される。
【0023】
ステップS11の判別結果が「生産」である場合には、充填サイクルは充填モードに設定され(ステップS12)、これに対し、その判別結果が「調整」の場合には、前回の充填サイクルにて、充填制御コンピュータ42に充填要求信号が出力された否かが判別される(ステップS13)。ここでの判別結果が偽(No)の場合にはステップS12にて充填サイクルに充填モードが設定され、これに対し、その判別結果が真(Yes)の場合には、充填サイクルに空袋モードが設定される(ステップS14)。
【0024】
したがって、モード切換えルーチンS1にあっては、包装機2の運転が生産運転である場合、充填サイクルは常時、充填モードに設定され、これに対し、調整運転の場合には、充填サイクルは充填モードと空袋モードに交互に切換えられることになる。
充填要求信号の出力可否判断ルーチン
図5に示されるように出力可否ルーチンS2では、充填サイクルが空袋モードであるか否かが判別され(ステップS15)、ここでの判別結果が偽の場合、つまり、充填サイクルが充填モードであるとき、充填開始タイミングであるか否かが判別される(ステップS16)。ここで、包装機の運転が調整運転である場合、充填開始タイミングには、充填袋Pの生産条件に基づいて予め演算して求めた初期タイミングが設定されている。
【0025】
ステップS16の判別結果が真になると、充填制御コンピュータ42に向けて充填要求信号が出力される(ステップS17)。充填制御コンピュータ42は包装制御コンピュータ44からの充填要求信号を受け取ると、モータ制御ドライバ28(サーボモータ22)を介してオーガスクリュー8を回転させ、オーガファネル6の吐出口10から設定された充填量だけ粉粒体を吐出する。ここでの粉粒体の吐出開始タイミングが充填開始タイミングである。
【0026】
一方、ステップS15の判別結果が真、つまり、その充填サイクルが空袋モードである場合にあっては、充填制御コンピュータ42に充填要求信号が出力されることはなく、粉粒体の充填は停止される。
繰り出し動作判断ルーチン
図6に示されるように繰り出し動作判断ルーチンでも、その充填サイクルが空袋モードであるか否かが先ず判別され(ステップS18)、ここでの判別結果が偽(充填モード)である場合、円筒状包材Fの繰出し長に設定長がセットされる(ステップS19)。ここで、設定長は充填袋Pに要求される長さであり、その生産条件に含まれる入力値である。一方、ステップS18の判別結果が真(空袋モード)である場合、円筒状包材Fの繰出し長に円筒状包材Fの繰り出し方向に沿う横ヒータブロック20のブロック厚がセットされる(ステップS20)。なお、本実施形態では、ステップS20にてブロック厚がセットされるが、充填袋の長さとブロック厚との間の長さであってもよい。
【0027】
この後、次のステップS21では、先のステップS18,S20の何れかにてセットされた繰出し長に基づき、モータ制御ドライバ30に指令信号が出力される。具体的には、モータ制御ドライバ30は指令信号にしたがいサーボモータ24を介して一対のフィードユニット14による円筒状包材Fの繰り出し速度を可変し、その充填サイクルのモードに応じた繰出し長だけ円筒状包材Fを繰り出す。つまり、その充填サイクルが充填モードである場合には、充填袋Pの製造に要する長さ分だけ円筒状包材Fが繰り出され、これに対し、その充填サイクルが空袋モードである場合には、横ヒータブロック20のブロック厚に相当する長さ分だけ円筒状包材Fが繰り出されることになる。
【0028】
横シール動作演算ルーチン
図7に示されるように横シール動作演算ルーチンS4では、横シールの開始タイミングに達したか否かが判別され(ステップS22)、ここでの判別結果が真の場合、モータ制御ドライバ32に指令信号が出力される(ステップS23)。モータ制御ドライバ32はその指令信号を受け取ると、サーボモータ26を介して横シーラ18を閉作動させ、筒状包材Fの横シールを実行する。
【0029】
横シールの開始タイミングは、その充填サイクルでの円筒状包材Fの繰り出しが完了する時点にて横シーラ18が閉位置となり、円筒状包材Fの横シールが実行されるように設定されている。なお、横シーラ18は閉位置に到達後、包装機2の主軸が所定の回転角位置に到達するか、または、所定時間が経過した後に開かれ、そして、開位置に保持される。
【0030】
横シーラ18による横シールが繰り返して実行される際、その充填サイクルが充填モードである場合にあっては横シール時から次の横シール時までの間、すなわち、シール実行間隔の間にて、前記オーガファネル6の吐出口10から吐出された粉粒体の充填を完了させれば、円筒状包材Fは粉粒体を充填した充填袋Pに成形され、これに対し、その充填サイクルが空袋モードである場合には前述したように粉粒体の充填が停止されることから、粉粒体が充填されていない空袋が成形される。なお、充填袋Pおよび空袋の長さはステップS19,S20にて設定された円筒状包材Fの繰出し長により決定される。
【0031】
ナイフ動作の可否判断ルーチン
図8に示されるようにナイフ動作の可否判断ルーチンS6では、包装機2の運転が生産運転であるか否かが判別され(ステップS24)、ここでの判別結果が真の場合、円筒状包材Fの切断タイミングに達したか否かが判別される(ステップS25)。ここでの判別結果もまた真になると、前述したナイフアクチュエータ36に切断信号が出力され(ステップS26)、ナイフアクチュエータ36はナイフにより円筒状包材Fを切断する。なお、切断タイミングは、横シーラ18が閉位置に到達してから、つまり、横シールが実行されてから所定時間が経過した後の時点に設定されている。
【0032】
ナイフによる円筒状包材Fの切断が実行されると、横シールにより成形された充填袋Pはその横シール域にて切断され、円筒状包材Fから分離される。
一方、ステップS24の何れかの判別結果が偽の場合、つまり、包装機2の運転が調整運転である場合には、ナイフによる円筒状包材Fの切断が停止され、そして、充填サイクルが充填モードと空袋モードとに交互に切換えられる結果、充填袋Pおよび空袋が横シール域を介して交互に連なる袋の連続体が製造されることになる。
【0033】
充填サイクル調整ルーチン
図9に示されているように充填サイクル調整ルーチンS5では、先ず、包装機2の運転が調整運転であるか否か(ステップS27)、そして、充填サイクルが自動調整であるか否か(ステップS28)が順次判別される。なお、ステップS28での判別は、入力機器40に含まれる自動調整スイッチがオン操作されているか否かにより実施される。
【0034】
ステップS27,S28の判別結果が共に偽の場合、つまり、包装機2の運転が生産運転であるか、または、充填サイクルが手動で調整される場合にあっては、調整ルーチンS5は実質的に実行されることなく、前述した次の可否判断ルーチンS6が実行される。
一方、ステップS27,S28の判別結果が共に真の場合には、噛込み無しカウンタの値が設定値よりも小さいか否か(ステップS29)、そして、粉粒体の充填時間が固定であるか否か(ステップS30)が順次判別される。
【0035】
ここで、調整ルーチンS5が最初に実行されるとき、噛込み無しカウンタの値は0にクリアされているため、この時点でのステップS29の判別結果が真となる。
充填時間は、オーガファネル6の吐出口10から吐出された粉粒体が横シーラ18に向けて落下し、横シーラ18の位置に最初に到達した時点から、粉粒体の全てが横シーラ18の位置を通過するまでの経過時間で定義される。具体的には、充填時間は図10中T2で示されている。図10は、粉粒体の充填動作、円筒包材Fの繰り出し動作、そして、横シーラ18の開閉動作をそれぞれ示しており、図10中のT1は横シーラ18によるシール実行間隔である。
【0036】
ステップS30は、充填サイクルの調整に当たり、粉粒体の充填時間T2およびシール実行間隔T1の何れが固定されているかを判別するためのステップであり、ここでの判別結果が真の場合、次のステップS31が実行される。
ステップS31では、その充填サイクルが空袋モードか否かが判別され、ここでの判別結果が偽の場合、つまり、充填モードの場合には図11のフローチャートが実行され、これに対し、その判別結果が真の場合には図12のフローチャートが実行される。
【0037】
今、ステップS31の判別結果が偽の場合、その時点の横シールの実行に際し、円筒状包材Fの横シール域に粉粒体の噛込みが有るか否かが判別される(ステップS32)。具体的には、粉粒体の噛込みの有無は前述した噛込みセンサ38からの検出信号により判別される。
ステップS32の判別結果が真の場合には、タイミング限界フラグをオン(ON)し(ステップS33)、噛込み無しカウンタの値を0にクリアし(ステップS34)、そして、次の充填サイクルでの充填開始タイミング(図10参照)を遅くする(ステップS35)。
【0038】
ステップS32の判別結果が真になる状況とは、図13及び図14に示されるように粉粒体の充填開始タイミングが早すぎ、横シーラ18のシール実行が完了する前に粉粒体が横シーラ18を通過してしまい、これにより、筒状包材Fの繰り出し方向でみて、空袋Qと充填袋Pとの間の横シール域Sに粉粒体Kの噛み込みが発生したことを意味している。したがって、このような状況にあっては、ステップS35にて、次の充填開始タイミングを遅くし、上述の噛込みを解消する方向に充填開始タイミングを制御する。
【0039】
一方、ステップS32の判別結果が偽の場合には、横シーラ18が閉タイミングにあるか否かが判別され(ステップS80)、ここでの判別結果が真の場合には、充填開始タイミングの評価を行うべく、次に、タイミング限界フラグがオンであるか否かが判別され(ステップS36)、ここでの判別結果が偽の場合、次の充填サイクルでの充填開始タイミングを早くする(ステップS37)。ここで、ステップS32,S36の判別結果が共に偽となる状況とは、空袋Qから充填袋Pへの横シール域Sに粉粒体の噛込みが無いことを意味しているが、この場合には、粉粒体の充填開始タイミングを早くする方向に余裕があると判定し、ステップS37にて、次の充填開始タイミングを早くする。
【0040】
この後、前述のステップS31(図9)での判別が行われ、そして、その判別結果が真になると、図12に示されるようにタイミング調整完了フラグがオンであるか否か(ステップS39)が判別されるが、ここで、タイミング調整完了フラグは包装機2の運転が調整運転で開始される場合、その初期値であるオフにセットされ、図11のフローチャートにてオンされるものである。
【0041】
したがって、ステップS39の判別結果が偽に維持されている限り、図12のフローチャート実質的に実行されていない。
この結果、充填サイクルの調整ルーチンが繰り返して実行されるときには、先ず、図11のフローチャートのみが実質的に実行される。
図11のフローチャートでは、タイミング限界フラグが一旦オンにセットされると、ステップS32の判別結果が偽となるまで、つまり、空袋Qから充填袋Pに至る横シール域への粉粒体の噛込みが解消されるまで、次回の充填開始タイミングは遅くされる。
【0042】
この後、粉粒体の噛込みが解消されて、ステップS36の判別が実行される場合、ここでの判別結果は真となるので、噛込み無しカウンタにて加算処理が実行され(ステップS40)、そして、タイミング調整フラグがオンされる(ステップS41)。
一方、ステップS32,S36が共に偽に維持されている状況にあっては、ステップS37が繰り返して実行され、ステップS32の判別結果が真となるまで、次回の充填開始タイミングが徐々に早められ、そして、ステップS32の判別結果が真になった後、同様にして次回の充填開始タイミングは粉粒体の噛込みが解消されるまで遅くされ、そして、ステップS41にてタイミング調整完了フラグがオンされる。
【0043】
すなわち、上述の充填開始タイミングの調整手順は、その充填開始タイミングが早過ぎる場合、粉粒体の噛込みが解消されるまで充填開始タイミングを遅くしていき、これに対し、粉粒体の噛込みが無い場合には粉粒体の噛込みが発生するまで充填開始タイミングを一旦早くした後、その噛込みが解消されるまで充填開始タイミングを遅くするものであって、これにより、充填開始タイミングは横シールの実行直後にオーガファネル6の吐出口10から吐出された粉粒体がその横シール域Sに到達すべく最適に設定される。
【0044】
なお、タイミング調整完了フラグがオンされた後、図11のフローチャートではステップS32,S36,S40,S41の経路が繰り返して実行される。
充填開始タイミングの調整が完了した後、図12のフローチャートが実行され、そして、ステップS39の判別結果が真になる場合には、次のステップS42にて、その時点での横シール時、粉粒体の噛込みが有るか否かが噛込みセンサ38からの出力に基づき判別される。
【0045】
ステップS42の判別結果が真の場合、間隔限界フラグがオンされ(ステップS43)、噛込み無しカウンタの値が0にクリアされ(ステップS44)、そして、次の充填サイクルでの横シールのシール実行間隔T1が大きくされる(ステップS45)。ここでのシール実行間隔T1の調整は、横シーラ18の開閉動作に関し、その1サイクルの時間を伸縮することにより可能である。ただし、横シールの時間には最適な範囲があるので、シール実行間隔T1は横シーラ18が開き始めるタイミングを可変することで調整される。
【0046】
一方、ステップS42の判別結果が偽の場合には、横シーラ18の閉タイミングであるか否かが判別され(ステップS81)、ここでの判別結果が真の場合、間隔限界フラグがオンであるか否かが判別される(ステップS46)。ここでの判別結果が偽の場合、噛込み無しカウンタの値が0にクリアされ(ステップS47)、次回のシール実行間隔T1が小さくされる(ステップS48)。
【0047】
そして、ステップS46の判別結果が真になると、噛込み無しカウンタにて加算処理が実行される(ステップS49)。
図12のフローチャートにて、ステップS42が最初に実行されたとき、そのステップS42の判別結果が真になる状況とは、横シールのシール実行間隔T1が小さく、図15および図16に示されるように粉粒体の充填が継続されている状況にて横シーラ18による横シールが実行されてしまい、これにより、円筒状包材Fの繰り出し方向でみて、充填袋Pから空袋Qに至る横シール域Sに粉粒体の噛込みが発生していることを意味する。したがって、この場合には、ステップS45にて、粉粒体の噛込みを解消すべくシール実行間隔T1を大きくする方向に制御する。
【0048】
これに対し、ステップS42が最初に実行されたとき、そのステップS42の判別結果が真の場合にあっては、粉粒体の噛込みが発生するまで、ステップS48の実行を繰り返してシール実行間隔T1を小さくしていき、この後、その粉粒体の噛込みが解消されるまで、シール実行間隔T1は大きくされる。
すなわち、シール実行間隔T1の調整手順は前述の充填開始タイミングの調整手順と同様にして実施され、これにより、シール実行間隔T1はその終端が充填時間T2の終了直後に位置するように最適に設定され、この結果、充填サイクルが最短時間となり、包装機2の包装速度を高速化することができる。
【0049】
なお、シール実行間隔T1が調整された後、図12のフローチャートのステップS42以降にあっては、ステップS46,S49が繰り返して実行されることになる。
図17を参照すると、前述した充填開始タイミングおよびシール実行間隔T1の調整手順をより明確に理解することができる。図17(b),(d)の調整手順は、充填開始タイミングが最初に早過ぎる場合の例を示し、そして、図17(a),(c)の調整手順は最初、充填開始タイミングが早過ぎることはないが、充填開始タイミングを一旦過度に早めた後に戻していく例を示している。
【0050】
一方、図9のステップS30の判別結果が偽であって、充填サイクルのシール実行間隔T1が固定されている場合には、図18のフローチャートが実行される。
図18のフローチャートでは先ず、図9のステップS31と同様なステップS61、つまり、その充填サイクルが空袋モードであるか否かが判別され、ここでの判別結果が偽の場合、図11のフローチャートが実行され、これに対し、その判別結果が真の場合には図12のステップS39と同様なステップS63の判別が実行される。
【0051】
したがって、前述の説明から既に明らかなように充填サイクルの調整に際し、そのシール実行間隔T1が固定の場合にも、図11のフローチャートが先ず実行されることで、充填開始タイミングが同様にして最適に調整される。
充填開始タイミングの調整後にあっては、図18のフローチャートにて、ステップS52からステップS59までのステップが実行され、充填時間T2が調整される。ここで、ステップS52からステップS59は、図12のフローチャートにおけるステップS42からステップS49と同様なものであり、図12のフローチャートでの間隔限界フラグ(ステップS43,S46)が時間限界フラグ(ステップS53,S56)に置き換えられ、そして、ステップS45に対応するステップS55にて充填時間T2が短くされ、そして、ステップS48に対応するステップS58にて充填時間T2が長くされる点で、図12のフローチャートとは異なっている。なお、ステップS52の判別結果が偽の場合にも、横シーラ18が閉タイミングであるか否か(ステップS82)が判別された後、ステップS56の判別が実施される。
【0052】
ここで、充填時間T2の調整はオーガスクリュー8の回転速度を制御することで可能である。
図18のフローチャートの実行を受けて充填時間T2が調整されると、充填時間T2が横シールの実行直前にて終了することになり、これより、充填時間T2を可能な限り長く確保することができる。この結果、粉粒体の充填動作時、オーガスクリュー8の回転速度を可能な限り遅くすることができ、粉粒体の破砕を防止することができる。
【0053】
前述したようにして充填サイクルの調整が完了した後にあっても、図12のステップS49、又は、図18のステップS59は繰り返して実行されるので、噛込み無しカウンタの値は増加し続けることになる。それゆえ、充填サイクルの調整完了後から所定時間の経過後に、図9のステップS29の判別結果が偽となる。
【0054】
この場合、図19のフローチャートが実行され、このフローチャートでは、先ず、繰出し長調整スイッチがオン操作されているか否かが判別される(ステップS70)。繰出し長調整スイッチは入力機器40に含まれているものであって、包装機2の調整運転時、繰出し長スイッチがオン操作されていれば、ステップS71の判別結果は真となり、次に、その充填サイクルが充填モードであるか否かが判別される(ステップS71)。ここでの判別結果もまた真の場合、繰出量確認カウンタの値が設定値よりも小さい否かが判別される(ステップS72)。
【0055】
繰出量確認カウンタの初期値は0にセットされているので、ここでの判別結果は真となり、次に、噛込みセンサ38からの出力に基づき、横シール時、噛込みが有るか否かが判別される(ステップS73)。ここでの判別結果が真の場合、繰出量限界フラグがオンされた後(ステップS74)、繰出量確認カウンタの値が0にクリアされ、そして、次の充填モードでの円筒状包材Fの繰出し量が長くされる(ステップS76)。
【0056】
一方、ステップS73の判別結果が偽の場合には、横シーラ18が閉タイミングであるか否かが判別された後(ステップS83)、繰出量限界フラグがオンか否かを判別する(ステップS77)。ここでの判別結果が偽の場合、次の充填モードでの円筒状包材Fの繰出し長さが短くされ(ステップS78)、一方、その判別結果が真の場合、繰出量確認カウンタにて加算処理が実行される(ステップS79)。
【0057】
図19のフローチャートにて、ステップS73以降のステップは、前述した充填サイクルの調整手順での場合と同様に、横シール時の粉粒体の噛込みの有無に基づき、充填袋Pの長さを最短にするための調整手順であり、これにより、充填袋Pの製造に関し、その省資源化が達成される。
なお、充填袋Pの長さが最短に設定されると、所定時間の経過後にはステップS72の判別結果が偽となり、この後、ステップS73以降のステップが実行されることはない。
【0058】
本発明は、上述の一実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、本発明はオーガタイプの包装機に限らず、図20に示すようなばら状物品のためのシャッタタイプの縦形製袋充填包装機にも同様に適用可能である。
シャッタタイプの包装機にあっては、その物品充填時間の調整が困難であるから、物品の充填開始タイミング、つまり、シャッタ80の開作動タイミングを先ず調整した後、横シール18のシール実行間隔が調整されることになる。
【0059】
さらに、上述の一実施態様の場合、充填サイクルの調整は、先ず充填開始タイミングを決定した後、充填時間およびシール実行時間の一方を最適に設定するものとなっている。しかしながら、物品の噛込みを解消するだけで十分であれば、充填開始タイミングのみの可変だけで、充填サイクルの調整をなすこともでき、この場合の充填サイクル調整ルーチンS5'は図21および図22に示されている。図21のフローチャートでは図9のフローチャートのステップと同様なステップS27,S28,S29,S31の判別を順次実施し、そして、ステップS31の判別結果が偽の場合には、つまり、充填サイクルが充填モードである場合、図22のステップS90以降のステップが実施され、ステップS31の判別結果が真の場合、つまり充填サイクルが空袋モードである場合には、図22のステップS100以降のステップが実施される。
【0060】
ステップS90では、噛込みが有るか否かが判別され、ここでの判別結果が真の場合には噛込み無しカウンタをクリアした後(ステップS91)、次の充填開始タイミングを遅くする(ステップS92)。これに対し、ステップS90の判別結果が偽の場合には横シーラ18が閉タイミングであるか否かを判別し(ステップS93)、ここでの判別結果が真の場合、噛込み無しカウンタを加算する(ステップS94)。
【0061】
したがって、充填モードでのステップS90以降のステップにて、噛込みが検出された場合には、充填開始タイミングが早すぎると判定し、以後の充填開始タイミングを徐々に遅くし、その噛込みを解消する。
一方、ステップS100でも、噛込みが有るか否かが判別され、ここでの判別結果が真の場合には噛込み無しカウンタをクリアした後(ステップS101)、次の充填開始タイミングを早くし(ステップS102)、これに対し、ステップS100の判別結果が偽の場合には、横シーラ18が閉タイミングであるか否かを判別し(ステップS103)、ここでの判別結果が真の場合、噛込みカウンタを加算する(ステップS104)。
【0062】
したがって、空袋モードでのステップS100以降のステップにて、噛込みが検出された場合には、充填タイミングが遅すぎると判定し、以後の充填開始タイミングを徐々に早くして、その噛込みを解消する。
上述した充填サイクルの調整はその充填開始タイミングのみを可変するだけであり、その調整を短時間で完了することができる。
【0063】
【発明の効果】
以上説明したように(請求項1,7)の本発明の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置およびその調整方法によれば、調整運転時、充填袋と空袋を交互に製造するようにしたので、充填開始タイミングの遅早を容易に特定することができ、そして、充填開始タイミングを先ず適切に設定した後、物品充填時間またはシール実行間隔を設定することで、充填サイクルの調整を最適に調整可能となる。
【0064】
請求項2,8の調整装置および方法によれば、空袋の長さを充填袋の長さよりも短くしたので、空袋の製造に要する包材の長さが少なくて済み、省資源化に貢献する。
請求項3,9の調整装置および方法によれば、調整運転時、円筒状包材の切断を行わないので、充填開始タイミングの遅早をより簡単に特定することができる。
【0065】
請求項4,10の調整装置および方法によれば、噛込みセンサより物品の噛込みを検出して、充填開始タイミングを調整するので、その調整を短時間で完了させることができる。
請求項5,11の調整装置および方法によれば、噛込みセンサの検出信号に基づき、充填サイクルの調整、つまり、充填開始タイミングに加え、充填時間またはシール実行時間の調整を自動的に行え、また、その自動調整は包材が不透明なものであっても可能である。
【0066】
請求項6,12の調整装置および方法によれば、充填袋の長さを最短にでき、省資源化により好適したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】充填包装制御装置を備えた縦形製袋充填包装機の概略図である。
【図2】図1の充填包装制御装置をより具体的に示したブロック構成図である。
【図3】図2の包装制御コンピュータが実行する運転制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図4】図3のモード切換えルーチンを示したフローチャートである。
【図5】図3の充填要求信号の出力可否判断ルーチンを示したフローチャートである。
【図6】図3の繰出し動作演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図7】図3の横シール動作演算ルーチンを示したフローチャートである。
【図8】図3のナイフの動作可否判断ルーチンを示したフローチャートである。
【図9】図3の充填サイクル調整ルーチンの一部を示したフローチャートである。
【図10】充填開始タイミングに対する充填時間およびシール実行間隔の関係を示したグラフである。
【図11】図3の充填サイクル調整ルーチンの一部を示したフローチャートである。
【図12】図3の充填サイクル調整ルーチンの一部を示したフローチャートである。
【図13】充填開始タイミングが早い場合の充填包装状態を示した図である。
【図14】粉粒体の噛込み状態を示した図である。
【図15】空袋モードにて噛込みんだ場合の充填包装状態を示した図である。
【図16】粉粒体の噛込み状態を示した図である。
【図17】充填サイクルの調整手順を示した図である。
【図18】図3の充填サイクル調整ルーチンの一部を示したフローチャートである。
【図19】図3の充填サイクル調整ルーチンの一部を示したフローチャートである。
【図20】シャッタタイプの縦形製袋充填包装機を示した斜視図である。
【図21】充填サイクル調整ルーチンの変形例を示したフローチャートの一部である。
【図22】図21の充填サイクル調整ルーチンのフローチャートの残部である。
【符号の説明】
2 包装機
14 フィードユニット
18 横シーラ
22 サーボモータ
24 サーボモータ
26 サーボモータ
28 モータ制御ドライバ
30 モータ制御ドライバ
32 モータ制御ドライバ
34 充填包装制御装置
38 噛込みセンサ
40 入力機器
42 充填制御コンピュータ
44 包装制御コンピュータ
Claims (12)
- 包材をフィードユニットの作動により繰り出しながら筒状に成形する過程にて、物品の充填サイクルにしたがい、横シーラを作動させて前記筒状包材を所定の長さ毎に横シールする横シール域を形成し、かつ、ナイフのナイフアクチュエータを作動させて前記横シール域にて前記ナイフにより前記筒状包材を切断して個々の袋を成形する一方、物品充填装置による前記筒状包材内への物品の充填動作を実行して充填袋を製造し、
前記充填サイクルが前記物品の充填開始タイミング、物品充填時間および前記横シールのシール実行間隔により規定されてなる縦形製袋充填包装機において、
前記充填サイクルの調整時、前記横シールの実行に対し前記物品充填装置の作動を制御して、前記物品を充填する充填モードおよび前記物品を充填しない空袋モードにて前記充填サイクルを交互に実行させるモード切換え手段と、
前記物品充填装置による物品の前記充填開始タイミングを可変する第1可変手段と
を備えたことを特徴とする縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。 - 前記充填サイクルの調整時、前記フィードユニットの作動を制御し、前記充填モードにて製造される充填袋の長さに比べて前記空袋モードにて製造される空袋の長さを短くする空袋短縮手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。
- 前記充填サイクルの調整時、前記ナイフアクチュエータの作動を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。
- 前記充填サイクルの調整時、前記横シール域への前記物品の噛み合いを検出し、噛込み信号を出力する噛込みセンサをさらに備えたことを特徴する請求項1〜3の何れかに記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。
- 前記物品充填装置および前記横シーラの一方の作動を制御し、前記物品充填時間および前記シール実行間隔の一方を可変する第2可変手段と、
前記充填サイクルの調整時、前記横シール域への前記物品の噛込みを検出し、噛込み信号を出力する噛込みセンサと、
前記充填サイクルが前記充填モードであるときの前記噛込み信号の出力の有無に基づき、前記第1可変手段を介して前記充填開始タイミングを変更し、前記横シールの実行直後に前記物品の充填動作による最初の物品が前記横シール域に到達すべく前記充填開始タイミングを設定する開始タイミング設定手段と、
前記充填開始タイミングの設定後、前記充填サイクル中での前記噛込み信号の出力の有無に基づき、前記第2可変手段を介して前記物品充填時間およびシール実行間隔の一方を可変し、前記横シールの実行直前に前記物品充填時間が相対的に終了すべく充填終了タイミングを設定する終了タイミング設定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。 - 前記充填開始タイミングおよび前記充填終了タイミングの設定後、前記噛込み信号の出力の有無に基づいて前記充填モードでの前記フィードユニットによる前記筒状包材の繰り出し長さを制御し、前記充填モードにて製造される充填袋の長さを短くする充填袋短縮手段をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整装置。
- 包材をフィードユニットの作動により繰り出しながら筒状に成形する過程にて、物品の充填サイクルにしたがい、横シーラを作動させて前記筒状包材を所定の長さ毎に横シールする横シール域を形成し、かつ、ナイフのナイフアクチュエータを作動させて前記横シール域にて前記ナイフにより前記筒状包材を切断して個々の袋を成形する一方、物品充填装置による前記筒状包材内への物品の充填動作を実行して物品の充填袋を製造し、
前記充填サイクルが前記物品の充填開始タイミング、物品充填時間および前記横シールのシール実行間隔により規定されてなる縦形製袋充填包装機において、
前記充填サイクルの調整時、前記横シールの実行に対し前記物品充填装置の作動を制御して、前記物品を充填する充填モードおよび前記物品を充填しない空袋モードにて前記充填サイクルを交互に実行するモード切換え工程を実行し、
この後、前記横シール域への物品の噛み込みの有無に基づき、前記物品充填装置による前記充填開始タイミングを可変する可変工程を実行することを特徴とする縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。 - 前記充填サイクルの調整時、前記フィードユニットの作動を制御し、前記充填モードにて製造される充填袋の長さに比べ前記空袋モードにて製造される空袋の長さを短くすることを特徴とする請求項7に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。
- 前記充填サイクルの調整時、前記ナイフアクチュエータの作動を禁止することを特徴とする請求項7又は8に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。
- 前記充填サイクルの調整時、前記横シール域への物品の噛込みを噛込みセンサにより繰り返して検出する検出工程をさらに含むことを特徴とする請求項7〜9の何れかに記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。
- 前記充填サイクルの調整時、前記横シール域への物品の噛込みを噛込みセンサにより繰り返して検出する検出工程と、
前記充填サイクルが前記充填モードにあるときの前記物品の噛込みの有無に基づき、前記充填開始タイミングを変更し、前記横シールの実行直後に前記物品の充填動作による最初の物品が前記横シール域に到達すべく前記充填開始タイミングを設定する開始タイミング設定工程と、
前記充填開始タイミングの設定後、前記充填サイクルでの前記物品の噛込みの有無に基づき、前記物品充填装置による前記物品充填時間および前記横シーラによるシール実行間隔の一方を可変し、前記横シールの実行直前に前記物品充填時間が相対的に終了すべく充填終了タイミングを設定する終了タイミング設定工程と
をさらに備えることを特徴とする請求項7〜9の何れかに記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。 - 前記充填開始タイミングおよび前記充填終了タイミングの設定後、前記噛込みセンサの出力結果に基づき、前記充填モードでの前記フィードユニットによる前記筒状包材の繰り出し長さを制御し、前記充填モードにて製造される充填袋の長さを短くすることを特徴とする請求項11に記載の縦形製袋充填包装機の充填サイクル調整方法。
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