JP2016041397A - 横形製袋充填機における物品判別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】包装予定の物品とは内容物が異なるなどの物品の一致・不一致判別が可能な横形製袋充填機における物品判別装置を提供する。
【解決手段】供給コンベヤとしての第２コンベヤ２４を形成する一対の走行体の間を通過するよう斜め上下方向に近赤外線を照射するように投光手段４４と受光手段４６を配設すると共に、前記一対の走行体によって搬送される物品Ｗより下方の位置であって、前記受光手段４６の直上に遮蔽体３１を配設し、受光手段４６の受光部に物品Ｗの屑などの落下物が付着することを防ぐように構成した。このため、受光手段４６の検出精度の信頼度を維持することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、近赤外線を利用した横形製袋充填機における物品判別装置に関する。

包装機において包装不良を判別するために、Ｘ線などによる検査装置などを用いることによって、作業者の負担を軽減する技術が採用されている。例えば、特許文献１のように、包材で密封した後にＸ線を照射して、その包材内の濃度レベルを計測し、物品の有無を判別する装置などが知られている。

しかしながら、このような検査装置は、内包される物品の外観や重量などに基づき物品の有無を判別しているに過ぎず、例えば、菓子パンやお菓子などの物品のように、物品の色や大きさなどの外観が同じでも、クリーム、チョコ、アン、ジャムなど内容物が異なる物品を判別することは出来なかった。このため、内容物の種類を変えた物品を夫々製造し、包装機によって包装するにあたっては種類が異なる内容物の物品混入を自動判別できず、また、包装後には目視によってそのミスに気づくことができないため、包装前に目視などによってミスがないよう細心の注意を払うことにより対応していた。

特開平０９−１５９７７０号公報

しかし、作業者による細心の注意には限界があるため、時として包装と物品とが不一致となる問題を生じるおそれがある。

而して、本発明は、包装予定の物品とは内容物が異なるなどの物品の一致・不一致判別が可能な横形製袋充填機における物品判別装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の横形製袋充填機における物品判別装置は次の手段をとる。

先ず、請求項１に係る発明は、引き出した帯状のフィルム（Ｆ）を送りながら成形してフィルム（Ｆ）の幅方向における端縁部が重合する箇所に縦シールを施す縦シール手段（１６）と、互いに離間し並設された走行体（２４Ａ，２４Ｂ）によって前記成形されたフィルム（Ｆ）に向けて所定間隔ごとに物品（Ｗ）を搬送する供給手段（２０）と、該供給手段（２０）により搬送されてきたフィルム（Ｆ）内の前後の物品（Ｗ）の間におけるフィルム（Ｆ）に前記フィルム（Ｆ）搬送方向と交差する方向に横シールを施す横シール手段（１８）と、前記並設された走行体（２４Ａ，２４Ｂ）の間を通過するよう近赤外線を斜め上下方向から照射する投光手段（４４）と、該走行体（２４Ａ，２４Ｂ）によって搬送される物品（Ｗ）を透過した近赤外線を受光する受光手段（４６）を有した検出手段（４３）と、 前記走行体によって搬送される物品（Ｗ）の位置より下方に配設されると共に前記受光手段（４６）と前記投光手段（４４）の一方の直上に配設され該一方の検出手段（４３）への前記物品（Ｗ）の屑などの落下物の付着を防ぐ遮蔽手段（３０）と、前記検出手段（４３）により前記物品（Ｗ）を透過した近赤外線を受光して得られた物品（Ｗ）に含まれた内容物の種類の違いを判別可能な物品情報と、基準情報として予め設定されている包装対象の物品を透過した近赤外線によって得られた該物品（Ｗ）の内容物の種類の違いを判別可能な物品情報から物品（Ｗ）の内容物が不一致であることを示す情報を生成する判定手段を備えている。

上記の請求項１に係る発明によれば、供給手段（２０）上の物品（Ｗ）を透過した近赤外線によって得られた物品（Ｗ）に含まれた内容物の種類の違いを判別可能な物品情報と、基準情報として予め設定されている包装対象の物品を透過した近赤外線によって得られた該物品の内容物の種類の違いを判別可能な物品情報との比較によって、物品（Ｗ）の内容物が不一致であることを示す情報を生成することができる。これにより供給手段（２０）によって搬送される物品（Ｗ）が、目視判断できない物品であっても包装対象の物品か否かを判断することが可能となる。

また、並設された走行体（２４Ａ，２４Ｂ）の間を通過するよう斜め上下方向に近赤外線を照射するように検出手段（４３）における受光手段（４６）と投光手段（４４）を配設すると共に、並設された走行体（２４Ａ，２４Ｂ）によって搬送される物品（Ｗ）より下方の位置であって、前記受光手段（４６）と投光手段（４４）の一方の直上に遮蔽手段（３０）を配設し、その検出手段（４３）における前記一方に対して物品（Ｗ）の屑などの落下物が付着することを防ぐように構成したことから、検出手段（４３）の検出精度の信頼度を維持することができる。

次に、請求項１に従属する請求項２に係る発明は、前記遮蔽手段（３０）は、供給手段（２０）または検出手段（４３）に配設された遮蔽体（３１）であって、該遮蔽体（３１）は、前記受光手段（４６）と前記投光手段（４４）の一方の直上を覆うと共にその位置から離れた位置に、投光手段（４４）から斜め上下方向に照射された近赤外線を通す孔（３２）が形成されている手段である。

上記の請求項２に係る発明によれば、遮蔽手段（３０）が遮蔽体（３１）によって構成される。そして、当該遮蔽体（３１）は受光手段（４６）と投光手段（４４）の一方の直上を覆う構成とされているので、物品（Ｗ）の屑などの落下物が下方に配設される受光手段（４６）あるいは投光手段（４４）に付着するのを確実に防ぐことができる。また、近赤外線を物品（Ｗ）の搬送方向に斜め上下方向から照射することが可能になる。

次に、請求項１又は請求項２に従属する請求項３に係る発明は、前記検出手段（４３）における、投光手段（４４）から受光手段（４６）へ向かう近赤外線の角度が調整可能に構成されている。

上記の請求項３に係る発明によれば、物品（Ｗ）の形状や大きさなど包装品種に応じた設定調節が可能である。

次に、請求項１から請求項３のいずれか１項に従属する請求項４に係る発明は、前記走行体（２４Ａ，２４Ｂ）は無端状のベルトであり、前記受光手段（４６）と前記投光手段（４４）の一方に対する落下物の付着を防ぐ前記遮蔽手段（３０）を兼ねるよう構成されている。

上記の請求項４に係る発明によれば、遮蔽体（３１）を配設することなく、落下物の付着を防ぐことができる。

次に、請求項１から請求項４の何れかの１項に従属する請求項５に係る発明は、前記判定手段（５２）により不一致と判別された物品（Ｗ）を排除する排除手段（６０）を備えている。

上記の請求項５に係る発明によれば、不良品を自動的に排除することで誤って不良包装品が商品として流通してしまうことを未然に防止することができる。

次に、請求項５に従属する請求項６に係る発明は、前記排除手段（６０）は供給手段（２０）上にある内容物が不一致である物品（Ｗ）を排除するよう構成されており、その排除した物品（Ｗ）より１包装分先行した物品（Ｗ）が供給手段（２０）の搬送終端からフィルム（Ｆ）内に向けて渡った際に、１包装分先行した物品（Ｗ）と排除した物品の１包装分後続の物品（Ｗ）の間隔が１包装分の袋長さに対応する間隔になるように、フィルム（Ｆ）の送りを停止すると共に横シール手段（１８）の作動を停止するよう構成されている。

上記の請求項６に係る発明によれば、内容物が不一致である物品（Ｗ）を排除しても、空袋の発生を抑制しながら包装することが可能になる。

上記した本発明によれば、包装予定の物品（Ｗ）とは内容物が異なるなどの目視では判別できない物品の一致・不一致についても判別が可能な横形製袋充填機における物品判別装置を提供することができる。又、その判別精度の信頼性を長期に亘って維持することができる。

本実施形態の横形製袋充填機の概略構成を模式的に表した略体図である。 第２コンベヤに検出手段を配設した構成を模式的に表した平面図である。 各種物品における波長と光量との関係を例示的に示す線図である。

本実施形態の横形製袋充填機は、図１に示すように、フィルム供給源１０からフィルム供給手段１２によって引出した帯状のフィルムＦを製袋手段１４に搬送し、そのフィルムＦを製袋手段１４で筒状に成形して、縦シール手段１６によって縦シールを施すと共に、供給手段としての供給コンベヤ２０から物品ＷをフィルムＦ中に供給し、該供給手段により搬送されてきたフィルムＦ内の前後の物品Ｗの間におけるフィルムＦを、上下に対向する横シール手段１８によって挟持して筒状のフィルムＦの搬送方向に対し交差する左右方向に横シールＹとフィルムＦの切断を行ってピロー包装品を得る横形製袋充填機である。

供給コンベヤ２０は、一定速度で物品Ｗを搬送するベルトからなる第１コンベヤ２２と、その下流に接続され、前後の物品Ｗの載置間隔を広げる第２コンベヤ２４とを有する。すなわち、第２コンベヤ２４の搬送速度は第１コンベヤ２２の搬送速度より速く設定されており、物品Ｗが第１コンベヤ２２から第２コンベヤ２４に移る際に、後続の物品Ｗとの搬送間隔が広くなる。

第２コンベヤ２４に渡った物品Ｗを第２コンベヤ２４の始端付近で物品検知手段２６により検知すると、その物品検知情報に基づき、その検知された物品Ｗが第２コンベヤ２４から製袋手段１４側に渡る際にその検知された物品Ｗと１つ先行の物品Ｗとの搬送間隔が１包装袋長さに対応した所定の搬送間隔になるようにフィルム供給手段１２によるフィルムＦの送り速度を制御部により変速制御し、そのフィルムＦの送りに同調するように横シール手段１８が駆動制御される。なお、図１においては、フィルム供給手段１２と同期して駆動されると共にフィルム送り速度と略同じ速度で物品Ｗを成形中のフィルムＦ内に搬送する渡りコンベヤが第２コンベヤ２４に接続されているが図示は省略されている。なお、図１における符号１５はフィルムＦの製袋手段１４への進入角を調整する進入角調整手段を示し、フィルムＦが製袋手段１４に送り込まれる際の進入角度を調整可能としている。

横シール手段１８は、上下に対向するよう配設された一対のシール体を有しており、フィルム供給手段１２によりフィルムＦが１包装袋長さ送られるごとに、一対のシール体が互いにフィルムＦを挟持するようフィルム搬送に同調して相反する向きに一回転すると共に、両シール体がフィルムＦを挟持する間は両シール体の周速がフィルム搬送速度とほぼ同じ一定の速度になるよう制御部により駆動制御される。

また、第１コンベヤ２２への物品Ｗ供給が一時的に途絶えた際には、物品検知手段２６により得た情報に基づき、その途絶える直前に検知された先行の物品Ｗが渡りコンベヤに渡ってから、フィルム供給手段１２によるフィルム送りと、渡りコンベヤによる物品搬送と、横シール手段１８への制御部による駆動制御を一時的に停止し、待機させる。そして、渡りコンベヤに待機している先行の物品Ｗと、該先行の物品Ｗの次に到来した物品Ｗとの搬送間隔が１包装袋長さに対応した搬送間隔になるように待機状態を解除し、フィルム供給手段１２によるフィルム送りと渡りコンベヤによる物品搬送と横シール手段１８の駆動制御を再開する。

第２コンベヤ２４は、図１及び図２に示すように、搬送方向と交差する幅方向に同一の無端状のベルトを互いに離間して共通のプーリー２８Ａ，２８Ｂに巻き掛けたベルトコンベヤ２４Ａ，２４Ｂであり、上流側にはベルト間の隙間を埋めるように遮蔽手段３０としての遮蔽体３１を第２コンベヤ２４の支持フレーム（不図示）によって支持している。遮蔽体３１は耐熱性材料、例えば金属製の材料で形成される。

この遮蔽体３１には、物品Ｗを搬送する搬送路の幅方向における中央部に相当する位置に孔３２が開設されている。

そして、第２コンベヤ２４の搬送路及び遮蔽体３１を覆うように近赤外線検出装置４０が配設されている。近赤外線検出装置４０は、箱体のカバーケースによって内部が覆われていて、その内部には、近赤外線を照射する投光手段４４がプレート状の遮蔽体３１の孔３２より搬送下流側の搬送路の上方に配設され、近赤外線を受光する受光手段４６が搬送上流側の搬送路の下方に配設されている。

投光手段４４は物品の大きさ等に応じて取付け高さ位置と光照射角度を調節可能とされており、受光手段４６が０．７〜２．５μｍの波長範囲の光（近赤外線）を受光し得るよう、受光手段４６に向けて様々な波長からなる光を常時照射する。近赤外線は検査位置における物品Ｗを透過し得るよう物品Ｗの搬送方向に沿った斜め上下方向に照射される。

受光手段４６は、投光手段４４から照射された光を受光するための取り付け位置に調節が可能とされており、常に遮蔽体３１の孔３２から落下した物品Ｗの屑などの落下物が受光手段４６の光を受光する受光部に付着することがない位置、即ち、孔３２の直下を回避した種々な位置に調節可能とされている。

そして、包装動作を司る制御部は、物品検知手段２６で検知された物品Ｗの検知情報とエンコーダなどの発信手段により得られるコンベヤ２４の送り量に関する情報から得た物品Ｗの送り量に関する情報に基づき、各物品Ｗが順次、孔３２の上方に到来するタイミングを計り、各物品Ｗが孔３２の上方に到来している期間のうち特定の一瞬間をピンポイントに検査タイミングとして、受光手段４６が受光した光を波長ごとに光量の値を抽出する。

パン生地が同じでも、パンの中が、クリーム、アン、ジャムなど種類が異なる場合など、物品Ｗの外観が同じでも内容物が異なる物品Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃの各波長に対する光量の値を示す特性曲線は物品Ｗの種類ごとに異なることから、例えば、図３のように物品Ｗａは内容物ａの食品、物品Ｗｂは内容物ｂが入った食品、物品Ｗｃは内容物ｃが入った食品においては、内容物の種類によってそれぞれの波長における受光量（物品Ｗを透過した光量）の大きさが変わるため、それぞれの波長における受光量を測定し、物品Ｗの種類を判別することができる。

制御部は、運転（包装）開始前に、同包装機によって包装対象となるそれぞれの物品Ｗを搬送しながら近赤外線を照射して得たそれぞれの波長における受光量の大きさに関する特性情報を基に糖度判定などに採用されている周知の解析方法の何れかを用いて得られた物品Ｗに含まれた内容物の種類の違いを判別可能な物品情報（基準情報）と、タッチパネルなどの入力手段を介して入力された物品名とを関連付けて記憶すると共に、タッチパネルなどのオペレータの設定操作によって包装対象物品Ｗが選択された際には、その選択された物品Ｗに対応して記憶した物品情報を、運転（包装）中の基準情報として設定する設定手段を備えている。

運転中においては、制御部によって検査タイミングごとに得たそれぞれの波長における受光量の大きさに関する特性情報を基に、基準情報と同じ解析方法を用いて得た物品Ｗに含まれた内容物の種類の違いを判別可能な物品情報が、設定手段により設定した基準情報の許容範囲から外れるか否かの判断が順次、実行される。

そして、制御部により物品Ｗの種類が異なることを示す情報が生成された際には、その生成された情報に基づき、制御部から基準情報の許容範囲から外れると判断された検査タイミングに対応した第２コンベヤ２４上の物品Ｗを排除する指令が近赤外線検出装置４０の搬送下流に配設されたプッシャなどの排除手段６０に送られ、排除手段６０がその指令に基づき内容物が不一致である物品Ｗを排除する。

なお、物品Ｗを排除した際には、制御部は通常の空袋制御と同様に空袋を生成しないようにするため、排除した物品Ｗより１つ先行の物品Ｗが渡りコンベヤに渡ってから、その渡った物品Ｗと排除した物品Ｗの１包装分後続の物品Ｗとの搬送間隔が１包装分の袋長さに対応した間隔になるまでフィルム供給手段１２によるフィルム搬送と横シール手段１８の駆動を停止させ、１包装分の袋長さに対応した搬送間隔になる際にフィルム供給手段１２によるフィルム搬送と横シール手段１８の駆動を再開させる。

上述した本実施形態の横形製袋充填機によれば、包装予定の物品（包装対象物品）と外観が同じでも内容物が異なるなどの目視では判別できない物品の一致・不一致を判別することができて、包装不良を防止することができる。

そして、本実施形態の遮蔽手段は遮蔽体３１とされており、第２コンベヤ２４としての一対のベルトコンベヤ２４Ａ，２４Ｂの間の隙間を埋めるように配設されている。このため遮蔽体３１に孔３２を設けて、近赤外線を搬送方向に沿った方向等の斜め方向に照射するようにしている。この結果、受光手段の受光部は遮蔽体３１により上部が覆われた位置にあり、物品Ｗの屑などの落下物の付着を防止することができるようになっている。

また、本実施形態においては、検出手段４３の近赤外線の照射方向が調整可能とされているので、物品Ｗの大きさ等に応じて調節することが可能である。

また、本実施形態においては、判定手段により不一致と判断された物品Ｗを供給コンベヤ２２，２４から排除する排除手段６０が設けられているので、不一致の包装がされることが防止される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その他、種々の実施の形態を採用することができる。
・遮蔽体３１の孔３２は、真円、楕円形状などが好ましいが、受光手段４６の受光部への物品Ｗの屑などの落下を防ぎ得るように開けられた形状であれば、様々な形状を採用してもよい。
・遮蔽手段３０としては、遮蔽体３１を配設することなく、受光手段４６を一方の搬送ベルト２４Ａ又は２４Ｂの直下に配設し、投光手段４４を他方の搬送ベルト２４Ｂ又は２４Ａの直上に配設して受光手段４６の受光部への物品Ｗの屑などの落下を防ぐようにしてもよい。
・判別する物品としては、樹脂製フィルム、紙、アルミ蒸着フィルムなどの包装材によって袋包装された状態でもよい。
・供給手段はベルトコンベヤ２２，２４の他に、区画された各収容空間に物品を載置して所定間隔毎に搬送するバケットコンベヤや、無端策体の外周に所定間隔ごとに配設した各押送体で物品を順次押送するコンベヤなどでもよく、この場合には各押送体が鉛直軸周りに回転走行するものなどでもよい。
・物品搬送路より下方位置に配設されたフィルム供給源から引き出されたフィルムＦを成形してピロー包装する逆ピロータイプあるいは横三方シールや四方シールタイプの横形製袋充填機でもよい。
・サーボモータなどの駆動手段によって投光手段４４の位置や投光手段４４からの照射角度を自動調節し得るようにしてもよく、その自動調節に対応して受光手段４６も同様に自動調節し得るようにしてもよい。
・近赤外線装置４０が物品検知手段２６を兼ねるように第１コンベヤ２２において物品Ｗの到来を検知するようにしてもよい。
・内容物が不一致であると判断された物品Ｗを横シール手段１８より搬送下流側で排除するよう排除手段６０を構成してもよい。
・判定手段が否（不一致）と判定した際には、横形製袋充填機の運転停止や表示、音などによる異常報知や、良（一致）と判定された物品Ｗの袋長さとは異なる袋長さで包装するなどの態様が採用可能である。
・各物品Ｗが孔３２の上方に到来している期間における検査タイミングの特定の一瞬間のポイント、すなわちピンポイントの測定を複数回行い総合的に判断するようにしてもよい。
・縦シール手段、横シール手段については、回転シール方式やボックスモーションなどのシール方式が採用可能であり、また、超音波振動と加圧によりシールを施す超音波シール方式など、様々なシール方式が採用可能である。

１６ 縦シール手段、 １８ 横シール手段、
２４Ａ，２４Ｂ 第２コンベヤ（走行体）、
３０ 遮蔽手段、 ３１ 遮蔽体、 ３２ 孔、
４０ 近赤外線検出装置、 ４３ 検出手段、 ４４ 投光手段、
４６ 受光手段、 ６０ 排除手段、
Ｆ フィルム、 Ｗ 物品

Claims (6)

1. 引き出した帯状のフィルムを送りながら成形してフィルムの幅方向における端縁部が重合する箇所に縦シールを施す縦シール手段と、
   互いに離間し並設された走行体によって前記成形されたフィルムに向けて所定間隔ごとに物品を搬送する供給手段と、
   該供給手段により搬送されてきたフィルム内の前後の物品の間におけるフィルムに前記フィルムの搬送方向と交差する方向に横シールを施す横シール手段と、
   前記並設された走行体の間を通過するよう近赤外線を斜め上下方向から照射する投光手段と、該走行体によって搬送される物品を透過した近赤外線を受光する受光手段を有した検出手段と、
   前記走行体によって搬送される物品の位置より下方の位置であって前記受光手段と前記投光手段の一方の直上に配設され該一方の検出手段への前記物品の屑などの落下物の付着を防ぐ遮蔽手段と、
   前記検出手段により前記物品を透過した近赤外線を受光して得られた物品に含まれた内容物の種類の違いを判別可能な物品情報と、基準情報として予め設定されている包装対象の物品を透過した近赤外線によって得られた該物品の内容物の種類の違いを判別可能な物品情報から物品の内容物が不一致であることを示す情報を生成する判定手段を備えた横形製袋充填機における物品判別装置。
2. 前記遮蔽手段は、前記供給手段または前記検出手段に配設された遮蔽体であって、
   該遮蔽体は、前記受光手段と前記投光手段の一方の直上を覆うと共にその位置から離れた位置に、投光手段から斜め上下方向に照射された近赤外線を通す孔が形成されている、請求項１に記載の横形製袋充填機における物品判別装置。
3. 前記検出手段における、投光手段から受光手段へ向かう近赤外線の角度が調整可能となっている、請求項１又は請求項２に記載の横形製袋充填機における物品判別装置。
4. 前記走行体は無端状のベルトであり、前記受光手段と前記投光手段の一方に対する落下物の付着を防ぐ前記遮蔽手段を兼ねた構成とされている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の横形製袋充填機における物品判別装置。
5. 前記判定手段により不一致と判別された物品を排除する排除手段を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の横形製袋充填機における物品判別装置。
6. 前記排除手段は、前記供給手段上にある内容物が不一致である物品を排除するよう構成されており、その排除した物品より１包装分先行した物品が前記供給手段の搬送終端からフィルム内に向けて渡った際に、１包装分先行した物品と排除した物品の１包装分後続の物品の間隔が１包装分の袋長さに対応した間隔になるように、フィルムの送りを停止すると共に横シール手段の作動を停止する、請求項５に記載の横形製袋充填機における物品判別装置。
   

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