JP7174401B2 - 製袋充填包装機 - Google Patents

Description

本発明は、製袋充填包装機に係り、さらに詳しくは、レジマークセンサからエンドシール装置にわたって存在する複数の袋の長さにおけるレジマークの累積のズレを補正できる製袋充填包装機に関する。

従来、製筒器により筒状に成形されて送られるフィルム等の包装材中に、被包装品である製品を順次供給すると共に、その製品を封入した筒状包装材の長手方向両側縁部の重合面に縦シール（センターシール）を施し、更に筒状包装材の製品を挟んだ前後にそれぞれ横シール・切断（エンドシール）を施してなる横ピロー包装体形成用の製袋充填包装機が広く知られている。
この製袋充填包装機は、製品を供給するコンベヤ等からなる製品供給装置、包装材を繰出す原反ロールおよびセンターシール用ロール、その他包装材にエンドシールを施すエンドシール装置等の各種作動機構を備えて構成されている（例えば特許文献１参照）。

図１１に示すように、上記製袋充填包装機において使用される帯状フィルムＦｗには、袋長さＬに対応した間隔をおいて印刷模様Ｄが印刷されており、その側縁部分には、袋の長さＬの基準点であるレジマークＲＭが印刷されている。
そして、包装材の製造上の印刷ズレ、フィルム送り装置での包装材の伸び等により、レジマークのピッチのズレが生じることがある。

このレジマークＲＭのピッチのズレは、累積する事でカット位置のズレとなり、オペレータが順次送られる袋を監視しながら、カット位置のズレをチェックし、つまり目視により検査し、カット位置のズレに気付いた時点で、制御盤の位相補正用押釦等を押して補正する、つまり、手動補正によってズレの補正が行われている。

ここで、袋の長さＬを設定しただけで袋を製造した場合、印刷模様Ｄに対してのカット位置がズレてしまう。この場合、レジマークセンサからエンドシール装置との間の位相差を補正して、印刷模様Ｄの位置を補正するようになっている。

同様に、フィルム送り装置と被包装品Ｐの供給装置との間の位相差も補正される。
フィルム送り装置と供給装置との間の位相差が未補正な状態で被包装品Ｐが供給された場合、フィルム送り装置と供給装置間との間の位相差が適切でないため、袋長さＬが正常でかつ印刷模様Ｄの位置が正常であっても、供給される被包装品Ｐと包装材の位置関係がズレることがある。
この場合、フィルム送り装置と供給装置との間の位相差を補正して、被包装品Ｐの位置を補正する。

以上に説明したように、基本設定値を製袋充填包装機に設定し、更に供給装置、フィルム送り装置及びエンドシール装置の相互間の位相差を補正することにより、製袋充填包装機は、被包装品を内部に正しく収容した正常なピロー包装体を製造することができる状態となる。

特開２０１３－１１２３８３号公報

ところで、製袋充填包装機において使用されるフィルム等の包装材では、製造用のロール等を用いて印刷模様やレジマークを施した状態に製造した包装材を、製造用のロールから製袋充填包装機用の原反ロールに巻き取る際等に、包装材の伸縮等の影響もあって、印刷ピッチ自体が変わってしまうことがあり、巻き始めと巻き終わりとでは、１袋でコンマ数ミリ単位の印刷ズレが発生してしまう。

そのため、横ピロー包装体のレジマークを検出するレジマークセンサからエンドシール装置までの距離が長いので、１袋あたりコンマ数ミリのズレが袋数倍の累積誤差となり、エンドシール装置の位置では数ミリ単位のズレとなる。
その結果、横ピロー包装体を製造するためのカット位置（カッターによる切断位置）のズレが発生するため、頻繁にそのカット位置のズレの補正を行う必要がある。
ここで、累積誤差があると、少しずつ模様がズレた状態で印刷されている横ピロー包装体が生産され、ズレの状態によっては不良品となってしまう、という問題がある。

しかし、上記特許文献１に開示された製袋充填包装機では、初期位相差補正部を有する制御装置が、上記位相差を補正して、印刷模様の位置を補正するようになっており、初期の段階での位相差の補正であり、上述のように、レジマークセンサからエンドシール装置まで長い距離の位置ズレの累積誤差を補正するものではなく、したがって、累積誤差を補正することはできない。

また、印刷模様の位置ズレによるカット位置のズレをオペレータが目視によりチェックし、かつ、カット位置のズレに気付いた時点で、制御盤の位相補正用押釦を押して補正する従来の手動補正では、目視によるため反応が遅いという課題の他、カット位置のズレの判断がまちまちで、統一されていないという課題もある。

この発明の目的は、上記各課題を解決するために提案されたものであり、レジマークセンサからエンドシール装置までの間に存在する複数の袋のそれぞれが有する印刷ズレ、言い換えれば、レジマークの位置ズレの累積誤差を補正することができる製袋充填包装機を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の製袋充填包装機は、位置合わせ用のレジマークが袋の単位に対応して付された包装材を原反ロールから引き出して予め設定された包装材送り速度で一袋当たりの包装材の送り量分ずつ下流に送る包装材送り装置と、送られてくる包装材で形成されると共に被包装品が収容された筒状包装材にエンドシールを施しかつ切断するエンドシール装置と、前記エンドシール装置の上流側に配置され前記レジマークの通過を所定の検出位置で検出するレジマーク検出装置と、
前記各装置の動作を制御する制御装置と、を備えた製袋充填包装機において、
前記制御装置は、前記包装材の送り量を調整する累積誤差補正部を備え、
前記レジマークの間隔をピッチ、予め設定された前記ピッチを基準ピッチ、前記レジマーク検出装置で検出された前記ピッチを検出ピッチ、前記検出ピッチと前記基準ピッチとの差を位置ズレ量、としたとき、
前記包装材送り装置は、前記包装材を前記検出ピッチずつ下流に送るものであり、
前記累積誤差補正部は、直近に算出した複数個の前記位置ズレ量の平均値を求め、この平均値が許容量を超える場合に、前記レジマーク検出装置と前記エンドシール装置との間に存在する前記袋の個数に前記平均値を乗じて累積誤差を求め、当該累積誤差が無くなるように次の１ピッチ分を送る際の前記包装材送り速度を調整し、当該１ピッチ分を送った後の前記包装材送り速度を元に戻す速度調整機能を有することを特徴とした。

本発明による袋充填包装機は、上記のように構成されており、制御装置が送り速度調整機能を有する累積誤差補正部を備えており、この累積誤差補正部が、位置ズレの量にレジマーク検出装置とエンドシール装置との間の袋の個数を乗じた値だけ包装材送り速度を調整することができ、これにより、包装材送り量を補正できる。
その結果、位置ずれの累積誤差によるカットズレをなくすことができ、オペレータが頻繁にカット位置の補正を行う必要がなくなり、作業性の向上を図ることができる。

本発明に係る製袋充填包装機の実施形態を示す側面図である。 図１におけるII矢視図で製袋充填包装機の平面図である。 前記実施形態の原反ロールから繰り出された包装材とレジマーク間のピッチとの関係を表し、同図（Ａ）はレジマーク間のピッチが基準ピッチであり２０箇所にある場合の状態、同図（Ｂ）は検出されたレジマーク間のピッチが２０箇所にある状態を示す図である。 前記実施形態の包装材を一定の速度で送った場合の、レジマーク間が基準ピッチの袋と、レジマーク間ピッチが短い袋との関係を説明する図であり、同図（Ａ）は基準ピッチの袋、同図（Ｂ）はピッチが短い袋のそれぞれをレジマークセンサで検出した状態を説明する図である。 前記実施形態における隣り合う袋のレジマーク間のピッチを計測する一手段を示す図である。 前記実施形態の製袋充填包装機の制御装置を示すブロック図である。 前記実施形態のレジマーク検出位置からエンドシール装置までの袋の累積のピッチズレを補正するフローチャートである。 本発明に係る製袋充填包装機の第２実施形態を示す側面図である。 前記第２実施形態における隣り合う袋のレジマーク間のピッチを計測する一手段を示す図である。 前記第２実施形態の製袋充填包装機の制御装置を示すブロック図である。 従来の製袋充填包装機における原反ロールから繰り出された帯状包装材に記された絵柄とレジマークとを示す部分斜視図である。

以下に、図面を参照して本発明に係る製袋充填包装機の実施形態を説明する。
本実施形態の製袋充填包装機（以下、単に包装機という）Ｍにおいて通常運転時は、原反ロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗが、予め設定されている一定のフィルム送り速度でエンドシール装置３側に送られるとき、帯状包装材Ｆｗに付されているレジマーク間のピッチが基準ピッチを維持した状態であるときは、レジマーク間の位置ズレは生じず、従って、エンドシール装置３のカッターによるカット位置のズレは起こらない。

しかし、前述のように、何らかの理由により、原反ロールＦｒから繰り出される帯状包装材Ｆｗにおいて袋の長さに相当するレジマーク間に、１袋あたりコンマ数ミリ単位の印刷ズレが生じているものがある。そのため、レジマークＲＭを検出するレジマーク検出手段であるレジマークセンサ２０からエンドシール装置３までの間に複数の袋が存在するので、１袋あたりコンマ数ミリのズレが袋数倍の累積誤差となり、エンドシール装置の位置では数ミリ単位のズレとなる。

本実施形態の包装機Ｍは、上記のような場合に、レジマークセンサ２０の位置から、エンドシール装置３までの間に存在する複数の袋間に生じる印字ズレの累積誤差を補正することができるように構成されたものである。

まず、図１、図２に基づいて、包装機Ｍの全体概略を説明する。
包装機Ｍは、原反ロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗを当該原反ロールＦｒの下流に配置された製筒器２２で筒状に形成すると共に、その筒状包装材Ｆｔを下流に搬送する包装材送り装置であるフィルム送り装置２と、筒状包装材Ｆｔに被包装品である製品Ｐを一定間隔で送り込む製品供給装置１と、製品Ｐを内部に収容した筒状包装材Ｆｔを、隣り合う製品Ｐ，Ｐの間の位置で横切る方向にエンドシールを施し、かつ、そのエンドシールの中間で筒状包装材Ｆｔを切断するカッターを有するエンドシール装置３とを備えて構成されている。
なお、製筒器２２においては、帯状包装材Ｆｗが略閉じた湾曲状に成形されるので、製筒器２２の出口側では、製品Ｐは略閉じた湾曲状の包装材の内部に置かれた状態で包装材と共に送り出される。

製品供給装置１、フィルム送り装置２およびエンドシール装置３は、次に述べるように、それぞれサーボモータによって別々に駆動されており、制御装置４がこれら各装置１，２，３を互いに所定の位相差を保ちつつ同期して動作させている。
こうした駆動制御により、製造すべき袋に対応して前記印刷模様Ｄと同様の印刷模様が送り方向に繰り返して施されている帯状包装材Ｆｗに縦シールを施して、その印刷模様が袋上の正しい位置に表れるように袋を製作し、そうして製作された袋内に製品Ｐを収納したピロー包装体Ｂｐが製造されている

フィルム送り装置２は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａによって駆動される一対のローラ２１ａ，２１ｂを備えた紙送りローラ２１と、その紙送りローラ２１の下流側に配置された紙引きローラ２３とを備えて構成されている。一対のローラ２１ａ，２１ｂは、互いに逆回転することで帯状包装材Ｆｗを下流側に送り込むようになっている。
そして、これらの各ローラ２１，２３により紙送り機構２５が構成されており、この紙送り機構２５により、原反ロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗが下流側に送られるようになっている。また、繰り出された帯状包装材Ｆｗは、前述のように、製筒器２２により略筒状に成形される。

フィルム送り装置２の紙送りローラ２１の近傍には、後で詳述するレジマークＲＭを検出するレジマーク検出装置であるレジマークセンサ２０（図１，２）を備えている。

紙引きローラ２３は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ｂによって駆動される左右一対のローラ２３ａ，２３ｂを備えて構成されており、各ローラ２３ａ，２３ｂの周面間に筒状包装材Ｆｔの幅方向両端部を挟み込んで、且つ互いに逆回転することで、その筒状包装材Ｆｔが下流側に送られるようになっている。

上記紙引きローラ２３の下流側には、センターシール装置２４が配置されている。
このセンターシール装置２４は、製筒器２２から送り出され且つ略湾曲状の包装材の幅方向の両端部を重ね合わせてセンターシールを施すことにより、筒状包装材Ｆｔを形成するようになっている。
また、センターシール装置２４は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ｃによって駆動される左右一対のシールローラ２４ａ，２４ｂを備えて構成されている。
これらのシールローラ２４ａ，２４ｂは互いに逆回転しながら、各シールローラ２４ａ，２４ｂの周面間に上記筒状包装材Ｆｔの両側縁部を挟み込んでセンターシールを施すと共に、センターシールが施された筒状包装材Ｆｔを下流側に搬送するようになっている。

前記製品供給装置１は、無端チェーン１２を備えた供給コンベヤで構成されており、この無端チェーン１２には、前記製品Ｐの後部を押して搬送するプッシャアタッチメント１１が所定の間隔で取り付けられている。
無端チェーン１２は、搬送方向の前後の端部に配置されたスプロケット１４，１４に巻き掛けられており、供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１の回転出力が動力伝達機構を介して下流側のスプロケット１４に伝達され、これにより、当該スプロケット１４が回転駆動されるようになっている。

製品供給装置１においては、プッシャアタッチメント１１が製品Ｐを押しながら搬送して、製品Ｐを製筒器２２の下部の製品受け渡し位置内に送り込むようになっている。また、製品供給装置１は、図１に示すように、プッシャアタッチメント１１を探知する供給原点センサ１０を備えて構成されている。

前記エンドシール装置３の近傍には、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが停止するときに占めることになる最も離間しかつ水平移動の中心位置を探知するエンドシール装置原点センサ３０（図１、図２）が配置されている。
また、前述のように、製品Ｐを内部に収容した筒状包装材Ｆｔを、隣り合う製品Ｐ，Ｐの間の位置で横切る方向にエンドシールＳｅを施し、かつ、そのエンドシールＳｅの中間で筒状包装材Ｆｔを、上記ヒータブロック３１ａ，３１ｂに内蔵されたカッター装置５０(図６参照)のカッター（図略）で切断するようになっている。
そして、カッターで切断された各袋が前記ピロー袋体Ｂｐとして製造されるようになっている。

次に、以上に説明したような構造の包装機Ｍの全体の作用を説明する。
包装機Ｍの制御装置４は、前述のように、供給原点センサ１０、レジマークセンサ２０およびエンドシール装置原点センサ３０からの信号の入力を受けて、供給装置１の供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１、フィルム送り装置２の紙送りローラ２１、紙引きローラ２３およびセンターシール装置２４をそれぞれ駆動するためのフィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ，ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃ、並びにヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下移動させるための駆動モータＳＭ３Ａおよび前後進移動させるための駆動モータＳＭ３Ｂのタイミングを伴った駆動制御を行い、各装置１～３を互いに所定の位相差を保ちながら同期して動作させる。

制御装置４は、包装機Ｍの運転に際して、記憶装置５、操作・表示装置６と個別的に或いは相互間で情報を遣り取りしている。
包装機Ｍを用いてピロー袋包装体Ｂｐを製造しようとするときは、操作・表示装置６から入力して製造する袋の長さなどの基本設定値を機械に設定し、更にフィルム送り装置２、エンドシール装置３および製品供給装置１間の位相差を補正する。

初期状態においては、供給装置１、フィルム送り装置２およびエンドシール装置３はそれぞれの基準位置で停止した状態にある。
すなわち、フィルム送り装置２の停止位置は、レジマークセンサ２０が帯状包装材Ｆｗに印刷されたレジマークＲＭを探知した位置である。
エンドシール装置３の停止位置は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが最も離間し且つ水平移動の中心にある位置を占めるときの当該ヒータブロック３１ａを探知するエンドシール装置原点センサ３０がＯＮした位置である。また、製品供給装置１の停止位置は、プッシャアタッチメント１１を探知する供給原点センサ１０がＯＮした位置である。
以上のような準備段階が終わった後、包装機Ｍによるピロー包装体Ｂｐ製造の通常の運転が開始されるようになっている。

ところで、包装機Ｍにおいて使用されるフィルム等の帯状包装材Ｆｗでは、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、１巻きの原反ロールＦｒの中で、印刷ピッチ自体、つまりレジマークＲＭ間のピッチが常に一定間隔となっている訳ではない。
前述したように、包装材製造用のロールから包装機Ｍ用の原反ロールＦｒに巻き取る際等に、包装材の伸縮等の影響もあってレジマーク間ピッチが、基準のレジマーク間ピッチに対して異なる寸法となった状態で原反ロールＦｒに巻き取られることがある。
その場合、原反ロールＦｒから繰り出されるフィルム等の帯状包装材Ｆｗのレジマーク間のピッチも基準ピッチに対して異なる寸法となることがある。

例えば、図３（Ａ）に示すように、通常運転時に使用されるレジマーク間のピッチが、例えば、１００ｍｍに予め設定された基準ピッチＰの場合と、レジマークセンサ２０により実際に検出されたピッチである検出ピッチＰ１とがある。
そして、実施形態では、検出ピッチＰ１が９９．９ｍｍとなっており、基準ピッチＰの１００ｍｍよりも、０．１ｍｍ短いレジマーク間のピッチとなっている。

そのため、横ピロー包装体ＢｐのレジマークＲＭを検出するレジマークセンサ２０からエンドシール装置３までの距離が長いので、１個１個の袋にコンマ数ミリのズレ、例えば、上記０．１ｍｍのズレがあるとして袋が２０個ある場合、袋番号<２１>で表すレジマークセンサ２０の位置から、袋番号<１>で表すエンドシール装置３の位置までのズレは、図３（Ｂ）に示すように、０．１ｍｍ×袋数倍の累積誤差となり、エンドシール装置３の位置では、２ｍｍのズレとなる。
なお、図３（Ａ）では、基準ピッチＰでレジマークセンサ２０の位置からエンドシール装置３の位置まで包装材が送られる通常運転の場合が示されている。
また、図３（Ａ）中、レジマークセンサ２０からエンドシール装置３の位置までに記されている＜２１＞～＜１＞は、レジマークセンサ２０により測定される測定回数を示している。

図４（Ａ），（Ｂ）には、基準ピッチ１００ｍｍでレジマークセンサ２０の位置からエンドシール装置３の位置までの袋をレジマークセンサ２０で検出する場合と、前述のように、実際に検出された短い寸法の検出ピッチＰ１との検出速度の比較が示されている。

フィルム等の包装紙の送りは、袋の長さと包装能力（モータの回転数）で決まるが、例えば、包装能力が６０袋／分であれば、１サイクルで１秒となり、１００ｍｍ/secの速度で基準ピッチ１００ｍｍずつ包装紙を送っている。
そのため、レジマークＲＭも１００ｍｍピッチでマークがきているはずであり、１秒単位で信号がきている。そして、その状態が図４（Ａ）に示されている。

これに対して、図４（Ｂ）に示すように、包装紙のピッチが基準ピッチ（１００ｍｍ）と比べて、実際に検出されたマーク間の検出ピッチＰ１が短い（９９．９ｍｍ）場合、一定の包装紙の送り速度（１００ｍｍ／秒）で検出ピッチ（９９．９ｍｍ）ずつフィルムを送っているとすると、０．９９９秒ごとのレジマークＲＭ位置は、基準ピッチの位置よりも０．１ｍｍ移動不足になる。

そして、上述のように、レジマークセンサ２０による、例えば２０回分の測定で、レジマークＲＭの位置が、本来あるべき位置から移動不足の場合、制御装置４により、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ等を制御して、包装材送り速度であるフィルム送り速度を増速してレジマークＲＭの位置をエンドシール装置位置で合わせるようになっており、これにより、累積の位置ズレの誤差を補正することができる。
なお、基準ピッチは、原反ロールＦｒから繰り出された帯状フィルムＦｗの使い始めの時の一番長い状態のピッチを、オペレータが制御装置４における操作・表示装置６（図６参照）の画面上に設定されるようになっている。

図５（Ａ）には、レジマークＲＭ間の基準ピッチＰの長さを算出するセンサ出力信号およびサーボモータのフィードバックパルスが示され、図５（Ｂ）には、レジマークＲＭ間の検出ピッチＰ１の長さを算出するためのセンサ出力信号およびサーボモータのフィードバックパルスが示されている。
上記図５（Ａ），（Ｂ）から読み取れるように、基準ピッチＰにおけるフィードバックパルス数が、検出ピッチＰ１におけるフィードバックパルスの数より多く算出されるので、その数から両者Ｐ，Ｐ１とのズレ量を算出することができる。

図６には、前記位置ズレ量の補正を行う前記制御装置４の詳細がブロック図として示されている。
なお、図６において、制御装置４内での信号線は、本発明における主たる接続関係（制御信号の流れ）を説明するためのものであり、厳密な接続関係までを示すものではない。

図６に示すように、制御装置４は、位置ズレ量演算用の誤差演算部４０を備えており、この誤差演算部４０は、レジマーク間隔値算出機能と位置ズレ量算出機能を有している。
上記レジマーク間隔値算出機能は、前記レジマークＲＭが検出位置、つまり、レジマークセンサ２０の位置を通過するごとに、前記フィルム送り装置２が送る帯状フィルムＦｗ等の包装材送り量に基づいてレジマーク間隔値を算出する機能である。
また、位置ズレ量算出機能は、レジマーク間隔値と、次いで算出されるレジマーク間隔値との差を、位置ズレの量として算出する機能である。

誤差演算部４０には、レジマークセンサ２０から、当該レジマークセンサ２０で検出したレジマーク間ピッチＰ１を位置ズレ算出用として信号が出力されている。
また、誤差演算部４０には、フィルムの送り速度を制御するフィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ、ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃから移動量がパルス信号としてフィードバックされている。
そして、上記レジマーク間隔値算出機能および位置ズレ量算出機能により算出された位置ズレ量は、誤差演算部４０が有する記憶処理機能により、位置ズレの量を記憶部５に記憶させるようになっている。

制御装置４は、上記誤差演算部４０により演算されたズレ量を、即時にそのズレ量に応じた補正をする即時誤差補正部４１と、複数のレジマーク間の平均のズレ量を補正する累積誤差補正部４５とを備えている。

即時誤差補正部４１は、誤差演算部４０により演算された位置ズレ量と、予め設定されている位置ズレ量とを比較するズレ判定機能４２を備え、このズレ判定機能４２により、演算された位置ズレ量が予め設定されている前記ズレ量である大許容量より大きい場合には、紙送りの異常として警報停止するか、あるいは、レジマークセンサ２０の探知ミス警告を発生させる。
ここで、大許容量としては、実施形態では袋長さの１０％に設定されている。つまり、例えば、袋長さが１００ｍｍのものであれば、その１０％は１０ｍｍである。

そして、即時誤差補正機能４３による補正が実行される場合としては、前記原反ロールＦｒから繰り出されるはずの前記帯状フィルムＦｗが、例えば、スリップして正常に送られなかった場合等に検出された場合で、ズレ量が１０ｍｍを超えない場合等である。
この場合は即時に補正され、補正後は、補正前のフィルム送り速度と同じ速度で帯状フィルムＦｗは送られるようになっている。

上記即時誤差補正機能４３により位置ズレの即時補正は、即時誤差補正機能４３から信号が、制御装置４のフィルム送り制御部４９に出力され、そのフィルム送り制御部４９の制御により、前記フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ、ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃを駆動させて、フィルム送り速度を調整して行うようになっている。

前記即時誤差補正部４１による補正と並行して、当該前記累積誤差補正部４５で補正されるようになっている。

すなわち、累積誤差補正部４５は、直近に算出された複数個の前記位置ズレの量に基づいて位置ズレの平均値を算出するズレ平均値算出機能４６と、このズレ平均値算出機能４６で算出された位置ズレの平均値を判定するズレ判定機能４７と、その位置ズレを補正する累積誤差補正機能４８と、を備えている。

ズレ平均値算出機能４６は、上述のように、直近に算出された複数個の前記位置ズレの量に基づいて位置ズレの平均値を算出するものであり、例えば、２０個分の袋に相当するレジマーク間ピッチの全体ズレ量を算出した後、その合計のズレ量を２０個で除したものが平均のズレ量となる。
すなわち、隣り合うレジマーク間ピッチのズレが、例えば、０．１ｍｍであった場合、２０個分の合計のズレ量は、０．１×２０＝２ｍｍとなるが、その平均値は０．１ｍｍとなる。

前記累積誤差補正部４５におけるズレ平均値算出機能４６によって得られた平均算出値を、ズレ判定機能４７がズレ量を判定処理し、そのズレを累積誤差補正機能４８で補正するようになっている。

上記累積誤差補正機能４８による位置ズレの即時補正は、累積誤差補正機能４８から信号が前記制御装置４のフィルム送り制御部４９に出力され、そのフィルム送り制御部４９の制御により、前記フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ、ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃを駆動させて、フィルム送り速度を調整して行うようになっている。

図６に示すように、前記制御装置４には、エンドシール装置用サーボモータＳＭ３が接続されており、このサーボモータＳＭ３を制御してエンドシール装置３を駆動させるようになっている。
さらに、制御装置４にはカッター装置５０が接続されており、制御装置４が、エンドシール装置３の位置まで送られてきた袋の隣り合うシール部の長さ方向中央部を、カッター装置５０のカッター（図略）で切断して完成したピロー袋体Ｂｐが生産されるようになっている。

次に、図７に基づいて、制御装置４により、レジマークセンサ２０の位置と、エンドシール装置３との間に存在する複数個の袋に生じる累積の位置ズレを補正する流れを説明する。

原反ロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗに対するズレの補正がスタートすると、まず、ステップ（ＳＴ）１で、前記誤差演算部４０により、上記レジマークセンサ２０が出力するセンサ出力信号と、レジマークＭが出現する位置と次のレジマークＭが出現する位置との間をサーボモータＳＭ２Ａ等から出力されるパルスの個数をカウントして演算された検出ピッチＰ１と、予め設定されている基準ピッチＰとを比較して、ズレを算出する。

ステップ（ＳＴ）１で隣り合うレジマーク間のズレが算出されたら、ステップ（ＳＴ）２に進む。
ステップ（ＳＴ）２では、前記即時誤差補正部４１のズレ判定機能４２により、実際に検出されたズレと、予め設定されている大許容量、つまり、袋長さの１０％の長さとの比較が実行される。
そして、検出されたズレが大許容量を超えた場合、ステップ（ＳＴ）２－１に進み、紙送り異常警報により機械停止して補正制御は停止される。

ステップ（ＳＴ）２で検出されたズレが大許容量を超えない場合、つまり、袋長さの１０％以内のズレであった場合、ステップ（ＳＴ）２－２に進み、前記即時誤差補正機能４３により、そのズレを即時に補正し、ステップ（ＳＴ）３に進む。
この補正は、前記制御装置４のフィルム送り制御部４９によりフィルム送りサーボモータＳＭ２Ａ等を制御して、フィルム送り速度を調整することで行われる。
また、ステップ（ＳＴ）３では、前記累積誤差補正部４５のズレ平均値算出機能により、レジマークセンサ２０の位置を順次通過する複数個の袋の合計のズレを求めた後、その複数個の袋のズレの平均値を算出する。

ステップ（ＳＴ）３でズレの平均値が算出されたら、ステップ（ＳＴ）４に進む。
ステップ（ＳＴ）４では、前記累積誤差補正部４５のズレ判定機能４７により、ズレの平均値が判定された場合、ステップ（ＳＴ）４－１に進み、前記累積誤差補正部４５の累積誤差補正機能４８により、そのズレを補正する。
この補正は、前記制御装置４のフィルム送り制御部４９によりフィルム送りサーボモータＳＭ２Ａ等を制御して、フィルム送り速度を調整することで行われる。

ステップ（ＳＴ）４で検出されたズレの平均値が判定されなかった場合、つまり、ズレの平均値がない場合、ステップ（ＳＴ）５に進む。
このステップ（ＳＴ）５では、ズレの平均値を前記記憶装置５に記憶させた後、ステップ（ＳＴ）６に進む。

ステップ（ＳＴ）６では袋を１袋進めた後で、ステップ（ＳＴ）１に戻る。
そして、検出されたレジマーク間のズレがあった場合、このサイクルを包装機Ｍによる予定された製袋作業を終了するまで繰り返す。

以上のような構成の製袋充填包装機Ｍによれば、次のような効果が得られる。
（１）制御装置４が送り速度調整機能を有する累積誤差補正部４５を備えており、この累積誤差補正部４５が、位置ズレの量にレジマークセンサ２０とエンドシール装置３との間の袋の個数を乗じた値だけ包装材送り速度を調整することができ、これにより、包装材送り量を補正できる。
その結果、自動的に、位置ずれの累積誤差によるカットズレをなくすことができ、オペレータが頻繁にカット位置の補正を行う必要がなくなり、作業性の向上を図ることができる。

（２）制御装置４が、即時誤差補正部４１を備えており、この即時誤差補正部４１が、送られてくる帯状フィルムＦｗの位置ズレが予め設定された袋長の１０％を越えていない場合に即時に補正するので、スリップ等、突発的に位置ズレが発生した場合でも対応できる。

（３）制御装置４が、累積誤差補正部４５を備えており、この累積誤差補正部４５が、例えば、２０袋のズレ量の平均値が予め設定された袋長の５％以内であれば補正しないままで送られるようにする事で、例えば、２０袋のズレ量の平均値を算出する途中に、即時誤差補正部４１で補正されないようなズレ量の帯状フィルムＦｗ等が混在した場合でも、それを含んだ平均値として算出され、補正される。その結果、上記場合でも、大きなズレが緩和される。

次に、図８～図１０に基づいて、本発明に係る製袋充填包装機の第２実施形態を説明する。
本第２実施形態の製袋充填包装機Ｍ２では、図８、図１０に示すように、誤差演算部４０に送り込まれるフィルム送り量の情報が、測長器１２０を構成するロータリーエンコーダ１２１から出力されるパルスの信号に基づく構成としたものである。
測長器１２０は、図８に示す第２実施形態の製袋充填包装機Ｍ２において、例えば、上記一対のローラ２１ａ，２１ｂと上記ガイドローラ２６との間に配置されている。

測長器１２０は、上述のように、ロータリーエンコーダ１２１と、このロータリーエンコーダ１２１の回転軸を介して同軸上に取付けられると共に帯状包装材Ｆｗの一方の面側と当接する測長ローラ１２２とを備えて構成されている。そして、この測長ローラ１２２の少なくとも外周面は、摩擦係数の大きな部材、例えば、ゴムで形成されている。なお、ゴムとしては、天然ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等の、何れを用いてもよい。また、摩擦係数の大きな部材であれば、例えば、フェルトを用いてもよい。

ロータリーエンコーダ１２１の測長ローラ１２２が帯状包装材Ｆｗの一方の面側と当接しているので、前記紙送り機構２５により帯状包装材Ｆｗが下流に向けて送られると、測長ローラ１２２が帯状包装材Ｆｗの移動に追従して回転する。この測長ローラ１２２が回転することで、ロータリーエンコーダ１２１がその回転軸、言い換えれば、測長ローラ１２２回転角変位としてパルス信号を出力するので、このパルス信号のパルスの個数を、前記誤差演算部４０がカウントすることによって、帯状包装材Ｆｗの移動量を計測することができるようになっている。

ここで、測長ローラ１２２の帯状包装材Ｆｗを挟んだ対向位置にガイドローラ（図略）を設け、このガイドローラと、上記測長ローラ１２２との間で上記帯状包装材Ｆｗを挟み込んだ状態で当該帯状包装材Ｆｗを送り込めるような構成としてもよい。
また、上記測長ローラ１２２を、帯状包装材Ｆｗの他方の面側に配置し、その他方の面と当接するようにしてもよい。
また、ロータリーエンコーダ１２１の配置位置は、上述のように、一対のローラ２１ａ，２１ｂと上記ガイドローラ２６との間でなくてもよい。例えば、一対のローラ２１ａ，２１ｂと原反ローラＦｒとの間で、レジマークセンサ２０に近接した位置に設けるのが好ましい。
以上に説明したように、図８に示す第２実施形態の製袋充填包装機Ｍ２では、前記実施形態の製袋充填包装機Ｍの構成に上記測長器１２０を追加したものであり、その他の構成は同じである。従って、それらの構成についての説明は省略する。

図９（Ａ）には、第２実施形態の製袋充填包装機Ｍ２におけるレジマークＲＭ間の基準ピッチＰの長さを算出するためのセンサ出力信号およびロータリーエンコーダ１２１のパルス信号が示されており、図９（Ｂ）には、レジマークＲＭ間の検出ピッチＰ１の長さを算出するためのセンサ出力信号およびロータリーエンコーダ１２１のパルス信号が示されている。
上記図９（Ａ），（Ｂ）から読み取れるように、基準ピッチＰにおけるロータリーエンコーダ１２１のパルス信号のパルスの個数が、検出ピッチＰ１におけるロータリーエンコーダ１２１のパルス信号のパルスの個数より多いので、それぞれのパルスの個数から基準ピッチＰと検出ピッチＰ１とのズレ量がわかる。

第２実施形態の製袋充填包装機Ｍ２の作用は、前記実施形態の図７のフローチャートにおけるステップ（ＳＴ）１のズレ算出が異なるのみで、以下のステップ（ＳＴ）２～ステップ（ＳＴ）６の流れは同じである。従って、その部分の説明は省略する。

まず、原反ロールＦｒから繰り出された帯状包装材Ｆｗに対するズレの補正がスタートすると、まず、ステップ（ＳＴ）１で、前記誤差演算部４０により、上記ロータリーエンコーダ１２１が出力するセンサ出力信号と、レジマークＭが出現する位置と次のレジマークＭが出現する位置との間のロータリーエンコーダ１２１から出力されるパルスの個数をカウントして演算された検出ピッチＰ１と、予め設定されている基準ピッチＰとを比較して、ズレを算出する。
ステップ（ＳＴ）１で隣り合うレジマーク間のズレが算出されたら、ステップ（ＳＴ）２に進み、以下ステップ（ＳＴ）６まで進行する。

以上のような構成の第２実施形態によれば、前記（１）～（３）と略同様の効果を得ることができる他、次のような効果を得ることができる。
（４）測長器１２０を構成する測長ローラ１２２の少なくとも外周部が摩擦係数の大きなゴムで形成されており、この測長ローラ１２２が、原反ローラＦｒから繰り出される帯状包装材Ｆｗの一面に回転自在に当接しているので、帯状包装材Ｆｗの送り速度をスリップすることなく直接計測することができ、これにより、帯状包装材Ｆｗの送り速度、言い換えれば、送り量をより正確に誤差演算部４０に出力することができる。

以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

例えば、前記各実施形態では、位置ズレを距離として特定したが、レジマークの通過時間として特定してもよい。

また、前記各実施形態では、位置ズレの算出について、フィードバックパルスのパルス数をカウントすることで算出する例を示したが、これに限定されない。例えば、予め設定された包装材送り速度に基づいて包装材1袋分の設定通過時間（すなわち、レジマーク通過時間間隔）を算出すると共に、連続する２つのレジマーク通過タイミングに基づいて実測による包装材１袋分の通過時間（すなわち、実測したレジマーク通過時間間隔）を算出し、これらの差を利用して位置ズレを時間で特定し、予め設定した袋長×（実測による包装材１袋分の時間通過／包装材１袋分の設定時間通過時間）によって位置ズレの距離を算出してもよい。

さらに、前記各実施形態では、制御装置４の即時誤差補正部４１においてズレ判定機能４２で判定される大許容量として、袋長の１０％が予め設定された値であったが、この数値には限定されない。経験値に基づいて、それ以上、あるいはそれ以下に設定してもよく、例えば、袋長の８～１２％に設定してもよい。

また、前記各実施形態では、制御装置４の累積誤差補正部４５においてズレ判定機能４７で判定される小許容量として、袋長の５％が予め設定された値であったが、この数値には限定されない。経験値に基づいて、それ以上、あるいはそれ以下に設定してもよく、例えば、袋長の３～１０％に設定してもよい。

また、前記各実施形態では、基準ピッチＰと検出ピッチとの差に基づいて位置ズレの量を検出していたが、これに限らない。例えば、前記制御装置４の誤差演算部４０は、ある時点で算出されるレジマーク間隔値と次いで算出されるレジマーク間隔値との差を位置ズレの量として算出する構成としてもよい。
この場合、ある時点で算出されるレジマーク間隔値は、例えば、誤差演算部４０が有するレジマーク間隔値記憶処理機能によって記憶部５に一時記憶されると共に、この記憶したレジマーク間隔値と次いで算出されるレジマーク間隔値との差を算出する際に、前記レジマーク間隔値記憶処理機能によって記憶部５に記憶したレジマーク間隔値がそこから読み出されるようにされているとよい。
さらに、各実施形態では、基準ピッチＰは予め定められているものとしたが、これについては、具体的には以下のような構成とするとよい。例えば、特定の基準ピッチＰの値が、記憶部５に予め記憶されており、製袋充填包装機の起動時に、制御装置４がこの記憶部５から基準ピッチＰを読み出す構成となっているとよい。または、製袋充填包装機の運転時に、使用者が操作・表示装置６を介して基準ピッチＰを入力設定する構成となっていてもよい。
また、前記各実施形態では、基準ピッチＰと検出ピッチとで位置ズレを検出していたが、これに限らない。例えば、前記制御装置４は、位置ズレ量演算用の誤差演算部４０を備え、この誤差演算部４０は、前記レジマークＭが検出位置を通過するごとに前記包装材送り装置２が送る前記包装材送り量に基づいて前記レジマーク間隔値を算出する構成としてもよい。

本発明は、レジマークセンサからエンドシール装置に至る複数の袋におけるレジマークの累積のズレを補正する際に利用できる。

Ｍ 製袋充填包装機（第１実施形態）
Ｍ２ 製袋充填包装機（第２実施形態）
２ フィルム送り装置
３ エンドシール装置
４ 制御装置
５ 記憶装置
２０ レジマークセンサ（レジマーク検出装置）
２１ 紙送りローラ
４０ 誤差演算部
４１ 即時誤差補正部
４２ ズレ判定機能
４３ 即時誤差補正機能
４５ 累積誤差補正部
４６ ズレ平均値算出機能
４７ ズレ判定機能
４８ 累積誤差補正機能
４９ フィルム送り制御部
５０ カッター装置
１２０ 測長器
１２１ 測長器を構成するロータリーエンコーダ
１２２ 測長器を構成する測長ローラ
ＳＭ１ 供給コンベヤ駆動用サーボモータ
ＳＭ２Ａ，ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃ フィルム送り用サーボモータ
ＳＭ３Ａ エンドシール装置用サーボモータ(上下移動用駆動モータ)
ＳＭ３Ｂ エンドシール装置用サーボモータ(前後進移動用駆動モータ)
Ｆｒ 原反ロール
Ｆｗ 帯状包装材
Ｆｔ 筒状包装材
Ｐ 製品（被包装品）
Ｂｐ ピロー包装体

Claims (9)

1. 位置合わせ用のレジマークが袋の単位に対応して付された包装材を原反ロールから引き出して予め設定された包装材送り速度で一袋当たりの包装材の送り量分ずつ下流に送る包装材送り装置と、
   送られてくる包装材で形成されると共に被包装品が収容された筒状包装材にエンドシールを施しかつ切断するエンドシール装置と、
   前記エンドシール装置の上流側に配置され前記レジマークの通過を所定の検出位置で検出するレジマーク検出装置と、
   前記各装置の動作を制御する制御装置と、を備えた製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記包装材の送り量を調整する累積誤差補正部を備え、
   前記レジマークの間隔をピッチ、予め設定された前記ピッチを基準ピッチ、前記レジマーク検出装置で検出された前記ピッチを検出ピッチ、前記検出ピッチと前記基準ピッチとの差を位置ズレ量、としたとき、
   前記包装材送り装置は、前記包装材を前記検出ピッチずつ下流に送るものであり、
   前記累積誤差補正部は、直近に算出した複数個の前記位置ズレ量の平均値を求め、この平均値が許容量を超える場合に、前記レジマーク検出装置と前記エンドシール装置との間に存在する前記袋の個数に前記平均値を乗じて累積誤差を求め、当該累積誤差が無くなるように次の１ピッチ分を送る際の前記包装材送り速度を調整し、当該１ピッチ分を送った後の前記包装材送り速度を元に戻す速度調整機能を有することを特徴とした製袋充填包装機。
2. 請求項１に記載の製袋充填包装機において、
   前記直近に算出した複数個は、前記レジマーク検出装置と前記エンドシール装置との間に存在する前記袋の個数に相当する、ことを特徴とした製袋充填包装機。
3. 請求項１又は２に記載の製袋充填包装機において、
   前記速度調整機能は、前記包装材送り速度を調整するときに、前記検出ピッチが前記基準ピッチよりも小さければ前記包装材送り速度を増やし、前記検出ピッチが前記基準ピッチよりも大きければ前記包装材送り速度を減らす、ことを特徴とした製袋充填包装機。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、位置ズレ量演算用の誤差演算部を備え、
   前記誤差演算部は、
   前記レジマークが前記検出位置を通過するごとに前記包装材送り装置が送る前記包装材の送り量に基づいて前記検出ピッチを算出するレジマーク間隔値算出機能を備えていることを特徴とした製袋充填包装機。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記位置ズレ量に相当する量だけ前記包装材の送り量を即時に補正する即時誤差補正機能を有する即時誤差補正部を備えていることを特徴とした製袋充填包装機。
6. 請求項４に記載の製袋充填包装機において、
   前記包装材送り装置は、前記包装材を下流に送る紙送り用ローラと当該紙送り用ローラを駆動するフィルム送り用サーボモータとを備え、
   前記フィルム送り用サーボモータは、前記誤差演算部に向けて前記サーボモータの回転軸の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とした製袋充填包装機。
7. 請求項６に記載の製袋充填包装機において、
   前記包装材の一方の面に回転自在に当接する測長ローラと当該測長ローラを同軸上に装備するロータリーエンコーダとからなる測長器を備え、
   前記ロータリーエンコーダは、前記誤差演算部に向けて前記ロータリーエンコーダの回転軸の回転角度に応じたパルス信号を出力することを特徴とした製袋充填包装機。
8. 請求項７に記載の製袋充填包装機において、
   前記測長ローラの少なくとも外周面をゴムで構成したことを特徴とした製袋充填包装機。
9. 請求項６ないし８の何れか一項に記載の製袋充填包装機において、
   前記レジマーク検出装置は、前記誤差演算部に向けてレジマーク出現タイミングを示すセンサ出力信号を出力し、
   前記誤差演算部は、前記パルス信号と前記センサ出力信号とに基づいて、前記レジマークが出現する位置と次のレジマークが出現する位置との間の前記パルス信号のパルスの個数をカウントして前記検出ピッチを得ると共にこの検出ピッチを前記レジマークが前記検出位置を通過するごとに前記包装材送り装置が送る前記包装材の送り量として決定することを特徴とした製袋充填包装機。

Images