JP2010120695A - 包装充填装置及び包装充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストリップを包装材料の適正な位置に付着することができるとともに、縦シールを良好に行うことができる。
【解決手段】付着手段と、包装材料の縁を検出するための第１の検出部７４と、ストリップ１２の縁を検出するための第２の検出部７５と、包装材料に対するストリップの位置の判定を行う位置判定処理手段７３と、ストリップの包装材料に対する位置を矯正する位置矯正処理手段７３とを有する。第１、第２の検出部の出力に基づいて、ストリップの包装材料に対する位置の判定を行い、位置の判定結果に基づいて、ストリップの包装材料に対する位置を矯正するようになっているので、包装材料に対してストリップが包装材料の適正な位置に置かれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、包装充填装置及び包装充填方法に関する。

牛乳、ジュース等の流動性を有する食品、例えば、液体食品を収容する包装容器を製造する包装充填装置においては、包装材料製造機によって製造されたウェブ状の包装材料が、リールの状態で繰出部にセットされ、該繰出部から前記包装材料が繰り出され、充填機内を液体食品の供給に同期させて搬送されるようになっている。前記包装材料は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂のフィルムが被覆された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成される。

包装材料は、繰出機によって繰り出された後、縦方向に縦シールされてチューブ状にされ、供給パイプによってチューブ状の筒状包装材料に液体食品が充填される。

包装材料をチューブ状にすると、包装材料の両縁が筒状包装材料の内外に段差を形成するが、筒状包装材料に液体食品が充填されるのに伴って、液体食品が前記段差を形成する包装材料の端面から包装材料内に滲み込むと、包装容器の品質が低下してしまう。

そこで、長尺状のストリップを前記段差を跨ぐように付着し、包装材料の端面が液体食品に触れるのを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３１５３６３号公報

しかしながら、包装充填装置においては、ストリップが適正な位置に付着されないと、縦シール部分の包装材料の端面を良好に保護することができない。

本発明は、ストリップを包装材料の適正な位置に付着することができるとともに、縦シール部分の包装材料の端面を良好に保護することができる包装充填装置及び包装充填方法を提供することを目的とする。

この発明の包装充填装置は、ウェブ状の包装材料の一方の第１縁にストリップを付着する付着手段と、
包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側にであって、該第１縁と反対側の包装材料の他方の第２縁に配設され、包装材料の前記第２縁を検出するための第１の検出部と、
包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側であって、該第１の検出部と反対側の第１縁近傍に配設され、ストリップの自由縁を検出するための第２の検出部と、
前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置の判定を行う位置判定処理手段と、
前記位置の判定結果に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を矯正する位置矯正処理手段とを有することを特徴とする。

この発明の包装充填方法は、付着手段によってウェブ状の包装材料の一方の第１縁にストリップを付着するようにした包装充填方法において、
包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側にであって、該第１縁と反対側の包装材料の他方の第２縁に配設された第１の検出部で、包装材料の前記第２縁を検出し、
包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側であって、該第１の検出部と反対側の第１縁近傍に配設された第２の検出部で、ストリップの自由縁を検出し、
前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を位置判定処理手段で判定し、
前記位置の判定結果に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を位置矯正処理手段で矯正することを特徴とする。

本発明によれば、第１、第２の検出部の出力に基づいて、包装材料に対する前記ストリップテープの位置の判定を行い、位置の判定結果に基づいて、包装材料に対する前記ストリップテープの位置を矯正するようになっているので、包装材料に対してストリップが包装材料の適正な位置に置かれる。したがって、ストリップを包装材料の適正な位置に付着することができるので、縦シールを良好に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態におけるストリップの位置制御装置の概略図である。
図２は、本発明の実施の形態に使用できる包装充填装置の概念図である。
図３は、本発明の実施の形態に使用できるストリップの付着手段を示す斜視図である。
図４は、本発明の実施の形態におけるストリップの付着手段を示す部分正面図である。
図５は、本発明の実施の形態におけるストリップの位置矯正処理を説明する概念図である。
図６は、本発明の実施の形態におけるストリップの付着状態を示す平面図である。
図７は、本発明の実施の形態におけるストリップの付着状態を示す断面図である。
図８は、本発明の実施の形態における第１の検出部の縁検出の原理を説明する断面図である。
図９は、本発明の実施の形態における第２の検出部の縁検出の原理を説明する断面図である。

図２において、１１はウェブ状の包装材料であり、包装材料１１は、リール３１の状態でカセット３２に収容され、カセット３２を介して繰出部にセットされる。包装材料１１は、多層構造を有し、紙基材、並びに紙基材に樹脂フィルムを被覆することによって形成された第１の層としての最内層及び第２の層としての最外層を備える。
また、必要に応じて紙基材と最内層との間にガスバリヤ性の樹脂、アルミ箔等から成るガスバリヤ層を形成することもできる。そして、紙基材と最外層との間、及び最外層の表面に、外装用の印刷が施される。

繰出部から繰り出された包装材料１１は、搬送され、ガイドローラ３４、フィードローラ３５、テンションローラ３６、曲げローラ３７等を介して印字ユニット３８に送られ、印字ユニット３８において、製造日等が印字される。包装材料１１は、付着手段３９に送られ、包装材料１１の一方の縁ｅｇ１に長尺状のストリップ１２が付着される。図３に示す付着手段３９は、ストリップ１２が貼着される前の包装材料１１の縁ｅｇ１を加熱する加熱部材としてのヒータ１４、ストリップ１２を包装材料１１の縁ｅｇ１に押し付ける押付部材としての押付ローラ１５、繰り出されたストリップ１２を案内する案内部材としての案内ローラｒ１、ｒ２等を備える。図４に示す包装材料１１の縁ｅｇ１は、あらかじめ加熱されているので、押付ローラ１５がストリップ１２を包装材料１１に押し付けるだけで、ストリップ１２を包装材料１１に付着することができる。したがって、押付ローラ１５は付着手段として機能する。

ストリップ１２が付着された包装材料１１は、曲げローラ４０、４１を介して殺菌槽４２に送られ、殺菌槽４２において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。包装材料１１は、カレンダローラ４４を介してエヤナイフ４５に送られ、エヤナイフ４５によって乾燥させられた後、上部成形リング４８、可動成形リング４９、分割成形リング５０及び下部成形リング５１によって徐々に変形させられてチューブ状にされ、その間に、包装材料１１は縦シール装置５５によって縦方向にシールされ、筒状包装材料１３が形成され、供給パイプ５２を介して供給された内容物としての、牛乳、ジュース等の液体食品が筒状包装材料１３内に充填される。

包装材料１１をチューブ状にすると、図６、図７に示す包装材料１１の両縁ｅｇ１、ｅｇ２が筒状包装材料１３の内外に段差を形成する。筒状包装材料１３に液体食品が充填されるのに伴って、液体食品が段差を形成する包装材料１１の端面から包装材料１１内に滲み込むと、包装容器の品質が低下する恐れがある。ストリップ１２を段差を跨ぐように付着して本付けし、包装材料１１の端面が液体食品に触れるのを防止する。

液体食品が充填された筒状包装材料１３は、チューブ支持リング５７によって案内され、かつ、搬送され、横シール装置及び切断装置としてのシール・切断装置６１に送られ、シール・切断装置６１によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、切断されて枕状の原型容器２３が形成される。続いて、原型容器２３は、最終成形搬送装置５８によって搬送されるとともに、所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する包装容器３３が完成する。

次に、付着手段３９の詳細について説明する。
図３において、１５は押付ローラ、３９は付着手段、６２は搬送される包装材料１１を案内し、かつ、支持する支持フレーム、６３は支持フレーム６２の上方に配設され包装材料１１を案内する上フレームであり、支持フレーム６２と上フレーム６３との間に、包装材料１１を搬送するための搬送路が形成される。そして、６４は包装材料１１の他方の縁ｅｇ２に当接させて回転自在に配設された案内部材としての案内ローラであり、案内ローラ６４は、包装材料１１を案内するとともに、包装材料１１を幅方向において位置決めするための基準位置を設定する。搬送路における押付ローラ１５より上流側に、ヒータ１４が、包装材料１１の搬送方向に沿って、延在させて配設される。

ｒａは案内部材としての案内ローラであり、テープ繰出機によって繰り出されたストリップ１２は、案内ローラｒａによって案内されるとともに、搬送方向が９０〔°〕変えられ、上フレーム６３に向けて搬送される。次に、ストリップ１２は、包装材料１１の縁ｅｇ１の直上において、案内ローラｒ１によって案内されるとともに、搬送方向が９０〔°〕変えられ、包装材料１１の縁ｅｇ１に沿って搬送される。続いて、ストリップ１２は、案内ローラｒ１によって案内されるとともに、押付ローラ１５に向けて斜め下方に搬送される。なお、案内ローラｒａ、ｒ１はブラケットＢｒ１によって、案内ローラｒ２はブラケットＢｒ２によって支持される。

押付ローラ１５は、上フレーム６３に対して揺動自在に配設されたアーム６６の先端において、回転自在に配設され、ストリップ１２を包装材料１１に押し付ける。押付ローラ１５より下方には、受け部材としての支持ローラが回転自在に配設され、包装材料１１を下方から支える。

付着手段３９において、包装材料１１は、支持フレーム６２及び上フレーム６３によって案内され、その間に、ヒータ１４によって包装材料１１の縁ｅｇ１が加熱される。一方、ストリップ１２は、案内ローラｒａ、ｒ１、ｒ２によって案内された後、押付ローラ１５によって包装材料１１に押し付けられ、包装材料１１の熱を受け、包装材料１１に融着される。

包装材料１１は、包材１１の縁ｅｇ２の位置が案内ローラ６４によって規制される。包装材料１１の幅は、概ね一定であるので、縁ｅｇ１の位置も概ね一定している。しかし、包装材料１１に対してストリップ１２が適正な位置にないと、ストリップ１２を包装材料１１の適正な位置に付着することができなくなってしまう。

図５に例示するように、ストリップ１２の幅ｗ１とし、ストリップ１２が包装材料１１に付着される幅ｗ２とし、ストリップ１２が包装材料１１からはみ出す幅ｗ３とすると、包装材料１１の幅ｗ４とすると、付着幅ｗ２は、ストリップ１２の幅ｗ１と包装材料１１の幅ｗ４との和から、第２縁ｅｇ２と自由端ｅｇ３間の距離ｗ５を差し引いた幅と等しい。

本実施の形態においては、包装材料１１に対するストリップ１２の位置を検出し、はみ出し幅ｗ３が設定された範囲内に収まるように、ストリップ１２の位置を制御するようにしている。そのために、案内ローラｒ２を軸方向（図４における矢印Ａ方向）に移動させることができるように、位置調整用の駆動部７１が配設され、駆動部７１によって案内ローラｒ２のシャフト７２を移動させるようにしている。なお、前記駆動部７１としてリニアモータを使用したり、ステップモータ、ボールねじ等を組み合わせたものを使用したりすることができる。

図１において、矢印は包装材料１１の搬送方向、１２はストリップ、１４はヒータ、１５は押付ローラ、１６は支持ローラであり、押付ローラ１５と支持ローラ１６との間に押付部ｐ１が形成される。また、７１は駆動部、７３は制御部、７４は第１の検出部としてのエッジセンサ、７５は第２の検出部としてのエッジセンサである。第１の検出部と第２の検出部とは、搬送方向において同じ位置にあるので、重なって図示されている。

図８に示すように、エッジセンサ７４は、光センサから成り、包装材料１１より下方において、包装材料１１の縁ｅｇ１の近傍に配設された第１の検出要素としての発光部８１、及び包装材料１１より上方において、発光部８１と対向させて配設された第２の検出要素としての受光部８２を備える。包装材料１１の幅方向にわたって、発光部８１から所定の幅の光が放射され、光の一部が包装材料１１の縁ｅｇ１に当たり、遮られ、残りの光が受光部８２に入射される。

エッジセンサ７５は、光センサから成り、包装材料１１及びストリップ１２より下方において、ストリップ１２の非付着側の縁ｅｇ３の近傍に配設された第１の検出要素としての発光部８３、及び包装材料１１及びストリップ１２より上方において、発光部８３と対向させて配設された第２の検出要素としての受光部８４を備える。発光部８３から所定の幅の光が放射され、光の一部がストリップ１２の縁ｅｇ３に当たり、遮られ、残りの光が受光部８４に入射される。

制御部７３のエッジ検出処理手段は、エッジ検出処理を行い、受光部８２の出力を読み込み、包装材料１１の縁ｅｇ２を検出し、受光部８４の出力を読み込み、ストリップ１２の縁ｅｇ２を検出する。
制御部７３の算出処理手段は、はみ出し幅算出処理、付着幅算出処理を行い、包装材料の幅、ストリップの幅、縁ｅｇ１と縁ｅｇ２との距離からはみ出し幅ｗ３、付着幅ｗ２を算出する。

制御部７３の位置判定処理手段は、位置判定処理を行い、包材１１に対するストリップ１２の位置の判定を行う。そのために、位置判定処理手段は、はみ出し幅ｗ３と設定値とを比較し、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まるかどうかを判断することによって、包装材料１１に対してストリップ１２が適正な位置に置かれているかどうかを判断する。

続いて、制御部７３の位置矯正処理手段は、位置矯正処理を行い、前記位置判定処理における位置の判定結果に基づいて、ストリップ１２の包装材料１１に対する位置を矯正する。すなわち、位置矯正処理手段は、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まらず、包装材料１１に対してストリップ１２が適正な位置に置かれていない場合、駆動部７１を駆動し、シャフト７２を移動させて案内ローラｒ２の位置を調整し、はみ出し幅ｗ３が所定の範囲内に収まり、包装材料１１に対してストリップ１２が適正な位置に置かれるようにする。

包装材料１１に対してストリップ１２が適正な位置に置かれるので、ストリップテープ１２を包装材料１１の適正な位置に付着することができる。したがって、縦シールを良好に行うことができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種
々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の実施の形態におけるストリップの位置制御装置の概略図である。 本発明の実施の形態に使用できる包装充填装置の概念図である。 本発明の実施の形態に使用できるストリップの付着手段を示す斜視図である。 本発明の実施の形態におけるストリップの付着手段を示す部分正面図である。 本発明の実施の形態におけるストリップの位置矯正処理を説明する概念図である。 本発明の実施の形態におけるストリップの付着状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態におけるストリップの付着状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態における第１の検出部の縁検出の原理を説明する断面図である。 本発明の実施の形態における第２の検出部の縁検出の原理を説明する断面図である。

符号の説明

１１ 包装材料
１２ ストリップ
１５ 押付ローラ
６４、ｒ１、ｒ２、ｒａ 案内ローラ
７１ 駆動部
７４、７５ エッジセンサ

Claims (2)

1. ウェブ状の包装材料の一方の第１縁にストリップを付着する付着手段と、
   包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側にであって、該第１縁と反対側の包装材料の他方の第２縁に配設され、包装材料の前記第２縁を検出するための第１の検出部と、
   包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側であって、該第１の検出部と反対側の第１縁近傍に配設され、ストリップの自由縁を検出するための第２の検出部と、
   前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置の判定を行う位置判定処理手段と、
   前記位置の判定結果に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を矯正する位置矯正処理手段とを有することを特徴とする包装充填装置。
2. 付着手段によってウェブ状の包装材料の一方の第１縁にストリップを付着するようにした包装充填方法において、
   包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側にであって、該第１縁と反対側の包装材料の他方の第２縁に配設された第１の検出部で、包装材料の前記第２縁を検出し、
   包装材料の搬送方向における該付着手段より下流側であって、該第１の検出部と反対側の第１縁近傍に配設された第２の検出部で、ストリップの自由縁を検出し、
   前記第１、第２の検出部の出力に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を位置判定処理手段で判定し、
   前記位置の判定結果に基づいて、包装材料に対する前記ストリップの位置を位置矯正処理手段で矯正することを特徴とする包装充填方法。