JP2019182537A - 包装機及び包装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カット位置の位置ずれの発生を抑制し、所望位置にパターンを配置した包装体を製造することができる包装機を提供する【構成】 フィルム供給装置２から連続して供給される帯状フィルム５を包装機本体１にて筒状に製袋して筒状フィルム１４を形成するとともに、その筒状フィルムに物品３を内包した状態で搬送し、トップシール装置２０でシール・カットして包装体１２を製造する。帯状フィルムには、所定間隔毎に印刷パターンが設けられている。トップシール装置の下流側には、画像検査装置３４を設ける。画像検査装置は、包装体を撮影して得られた画像データ中の包装体の印刷パターンの位置ズレ量を求める。制御装置４０は、位置ずれ量に基づき、トップシール装置の動作を制御し、カット位置が適切で、印刷パターンが包装体の所望の位置に来るように制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、包装機及び包装方法に関するもので、特に包装フィルムの搬送制御に関する。

例えば横ピロー包装機は、原反ロールに巻き取られた帯状の包装フィルムを連続して製袋器に供給し、その製袋器を通過させる際に筒状に製袋する。そして、製袋器の下流側に配置されたセンターシール装置は、製袋器を通して筒状に製袋されて重ね合わされたフィルム重合端をシールする。このシールにより筒状フィルムが形成される。また、この製袋器の上流側には製品搬送供給装置を配置し、その製品搬送供給装置から所定間隔毎に搬送される製品が、製袋器内に供給される。これにより、製品が製袋器内を通過すると、筒状の包装フィルム内に所定間隔毎に収納されることになり、その製品は筒状に製袋された包装フィルムとともに搬送される。そして、ピロー包装機の搬出側に配置されたトップシール装置にて、筒状フィルムを所定間隔毎に横方向に横断するようにシール・カットすることにより、製品を内包するピロー包装体が製造される。

ところで、包装フィルムには、最終的に包装体が製造された際に、包装体のディスプレイ効果を発揮させる等の理由から所定のデザイン等が所定ピッチで印刷されている。そのため、包装機を稼動させる際には、包装フィルムに施された各意匠が、製品と所定の位置関係を保った状態で包装機本体上を搬送され、トップシール装置において、前後の製品間のフィルム部位をシール・カットする必要がある。

係る制御を行う場合、例えば、包装フィルムの側縁に所定ピッチごとに形成したマークを検出し、それに基づいて各装置の動作を制御することが行われている。例えば、包装フィルムを連続して製袋器に供給するフィルム供給装置におけるフィルムの搬送経路の所定位置に、当該マークを検出するためのセンサを設置する。当該センサの設置位置から、製袋器までの包装フィルムの移動距離は固定であり、予めわかっているので、包装フィルムの搬送速度を一定とすると、センサがマークを検出してからそのマークが製袋器に至るまでに要する時間ｔ０が求まる。例えば、マークを包装フィルムのトップシール装置でシール・カットする部位に印刷した場合、センサでマークを検出後、時間ｔ０だけ経過した際に当該マークがされたフィルム部位が製袋器に供給されるので、当該時間ｔ０から所定時間遅れて製品を製袋器内に供給することにより、デザインと製品を所望の位置関係にすることができる。

同様にセンサの設置位置から、トップシール装置までの包装フィルムの移動距離は固定であり、予めわかっているので、フィルムの搬送速度を一定とすると、センサがマークを検出してからそのマークがトップシール装置に至るまでに要する時間ｔ１が求まる。そこで、例えばトップシール装置におけるフィルムのカット位置にマークを形成しておいた場合には、センサでマークを検出後、時間ｔ１だけ経過した時にトップシール装置におけるトップシーラ同士が接触してフィルムを挟み込んでカットするようにトップシール装置の動作を制御することにより、トップシール装置で製品の噛み込みを抑制し、包装体における所望の位置にデザインが位置するようになる。

そして、上記した各装置の同期・制御は、包装フィルムの供給経路の上流側の所定位置に設けられた１つのセンサから出力されるマークの検出信号に基づいて行われている。上記の例では、包装フィルムの速度を一定にしたが、例えばトップシール装置等の装置・機器の動作に合わせて包装フィルムの速度を制御するものもある。なお、この種の技術としては、例えば特許文献１に開示された発明がある。

上述した特許文献１では、例えばフィルムを搬送するローラ等にて滑りが生じて理想通りにフィルムが搬送されなかったり、移動中にフィルムが若干伸びたり、その他の原因から、センサを検知後、時間ｔ１だけ経過後にエンドシール装置に位置せず、正しい一部フィルムをシール・カットできなくなるおそれがある。係る課題を解決するため、特許文献２等に開示された技術がある。

この特許文献２に開示された技術では、カッター装置（ダイロールカッター）の上流側の直近にマークを検知するセンサを配置して、この検出信号からマークピッチのずれに基づく補正量を求め、カット位置を正しい位置にするようにしている。

特開平６−２６３１１０ 特開２００４−３３８７１６

特許文献２に開示された装置でカットした場合であっても、筒状フィルムの状態のマークを検知しているため安定せずに、実際のカット位置がずれてしまうことがある。例えば、トップシール時に筒状フィルムのフィルム表面が波打ち、精度よく検出することが困難である。筒状フィルムのカット時にずれるおそれもあり、それを適切に検知できない

上述した課題を解決するために、本発明の包装機は、（１）連続して搬送する帯状の包装フィルムで物品を包み込む手段と、その包み込んだ前記包装フィルムの搬送方向に対して交差する方向にシール・カットして包装体を製造するトップシール装置と、を備え、前記包装フィルムには、所定間隔毎にパターンが設けられており、前記包装体を撮影して得られた画像データ中の前記包装体の前記パターンの位置に基づき、前記シール・カットする際のカット位置の補正を行う機能を備えた。

例えば、包装機の運転に伴い巻径の減少に伴い包装フィルムの伸び率は連続的に徐々に伸びる傾向にあり、また、連続運転中に供給する包装フィルムが切り替わると、伸び率が不連続で変化する。伸び率が変わると、そのまま累積誤差として溜まり、運転開始当初に設定した制御内容ではフィルムのカット位置が変わり、製造された包装体におけるパターンが、位置ずれ状態となる。本発明では、形状が確定した包装体を撮影することで、包装体におけるパターンの位置を精度良く計測し、位置ずれを生じている場合には、その位置ずれを解消すべく補正処理を行う。これにより、カット位置精度を向上することができ、不良品の発生を可及的に抑制できる。

（２）前記カット位置の補正は、前記パターンの基準位置からのズレ量を求め、その求めたズレ量と同じ距離だけ前記カット位置を逆側にずらす処理を行うようにすると良い。このようにすると簡単な制御で補正することができるので良い。

（３）前記カット位置の補正は、前記トップシール装置から搬出される直後の前記包装体に対し、搬出される都度、毎サイクル実行するようにすると良い。毎サイクル行うことで、仮にパターンの位置ずれを生じたとしても良品の範囲内となり、不良品を発生することなくカット位置の補正ができるので良い。

（４）前記包装フィルムには、所定間隔ごとに位置決め用マークが印刷されており、前記位置決め用マークに基づく前記カット位置の制御を行う機能を備え、そのカット位置の制御に対し、前記画像データに基づく前記カット位置の補正を行うようにすると良い。位置決め用マークに基づくカット位置の制御をベースにすることで、画像に基づく補正量を小さくでき、スムーズなカット位置の制御を行うことかできるので良い。

（５）本発明の包装方法は、所定間隔毎にパターンが設けられた帯状の包装フィルムで物品を包み込む工程と、その包み込んだ前記包装フィルムの搬送方向に対して交差する方向にシール・カットして包装体を製造する工程、を備え、前記包装体を撮影して得られた画像データ中の前記包装体の前記パターンの位置に基づき、前記前記シール・カットする際のカット位置の補正を行うようにすると良い。

本発明によれば、製造した包装体に対して画像処理を行い、フィードバック処理にて自動カット位置調整を制御することで、カット位置の位置ずれの発生を抑制し、所望位置にパターンを配置した包装体を製造することができる。

本発明に係る包装機の一例を示す図である。 位置決め用マーク３０と包装機の概略構成を示す図である。 制御システム構成を示す図である。 包装体の一例を示す図である。 作用を説明する図である。 包装体の一例を示す図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面に基づき、詳細に説明する。なお、本発明は、これに限定されて解釈されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。

図１は、本発明に係る包装機の好適な一実施形態を示している。この実施形態では、包装機は、横ピロー包装機である。この横ピロー包装機は、包装機本体１と、その包装機本体１に対して帯状の包装フィルムを連続して供給するフィルム供給装置２と、包装機本体１の上流側に配置され、その包装機本体１に対して物品３を所定間隔毎に供給する物品搬送供給装置４とを備えている。

フィルム供給装置２は、帯状フィルム５をロール状に巻き取った原反ロール６に対し、第一駆動モータＭ１の出力を連係し、原反ロール６の回転速度を適宜制御しながら一定速度で包装機本体１に供給する。第一駆動モータＭ１は、例えば、サーボモータ等の速度制御可能なモータを用いると良い。フィルム供給装置２は、図示省略するが、原反ロール６の巻径を計測する巻径計測装置を備えおり、巻径計測装置で求めた巻径を例えばＰＬＣなどからなる制御装置４０に送る。制御装置４０は、取得した巻径に基づき、あらかじめ設定された帯状フィルム５の搬送速度で搬送するための第一駆動モータＭ１の回転数を求め、求めた回転数に応じた制御命令を第一駆動モータＭ１に対し出力する。第一駆動モータＭ１は、制御装置４０からの制御命令を受け、原反ロール６の巻径が小さくなるほど第一駆動モータＭ１の回転数を増加し、帯状フィルム５が一定速度で搬送するように回転する。

また、原反ロール６から包装機本体１に至る所定位置に各種のローラ７（図では、代表して１個のみ記載している）を配置し、原反ロール６から送り出された帯状フィルム５は、そのローラ７に掛け渡されることで、所定の経路を通って包装機本体１に導かれる。本発明では、必ずしも原反ロール６に第一駆動モータＭ１を連係する必要はなく、包装フィルムの搬送経路上にフィードローラを設け、引き出すようにしても良い。

図２に示すように帯状フィルム５の一方の側縁には、所定のピッチＰ０で位置決め用マーク３０が印刷されている。この所定のピッチは、例えばカット寸法に合わせるとよく、位置決め用マーク３０の印刷位置は、例えばフィルムカット位置に形成すると良い。フィルム供給装置２は、位置決め用マーク３０を検出するマーク検出器３２を備える。このマーク検出器３２は、帯状フィルム５の搬送経路の途中に設置され、帯状フィルム５の側縁に所定ピッチで印刷された位置決め用マーク３０を検出するもので、位置決め用マーク３０を検出するとＯＮになり、検出していないときはＯＦＦになる。係るＯＮ／ＯＦＦのＩＯデータは、制御装置４０に与えられる。

物品搬送供給装置４は、搬送面８の下方において前後に配置されたスプロケット９と、その複数のスプロケット９に掛け渡されたエンドレスチェーン１０と、そのエンドレスチェーン１０に所定ピッチ毎に取り付けられた複数の押送フィンガー１１とにより構成される。前後に配置されたスプロケット９の一つ、例えば、物品３の搬送方向の前端に配置されたものは、図示省略するサーボモータ等の駆動モータに連係されており、その駆動モータの回転を受けて回転駆動する。押送フィンガー１１は、その先端１１ａが搬送面８の上方に突出した状態で前進移動する。これにより、物品３の後面に押送フィンガー１１の先端１１ａが突き当たると、押送フィンガー１１の移動に伴い、物品３も搬送路上を前進移動する。また押送フィンガー１１は、下流側の搬出端に至ると、自転して倒れ、先端１１ａが搬送面８の下方に位置し、そのまま先端１１ａが下を向いた姿勢で公転移動する。

スプロケット９には、第二駆動モータＭ２の出力を連係する。第二駆動モータＭ２に対する速度制御は、マーク検出器３２からの検出信号に基づく制御装置４０から出力される制御命令により実行される。基本的には、フィルム供給装置２により連続して繰り出される包装機本体１に供給される帯状フィルム５の搬送速度に同期させ、帯状フィルム５が１ピッチ分（位置決め基準となる位置決め用マークの印刷ピッチ分）進む間に、押送フィンガー１１が１ピッチ分進むように制御される。そして、その１ピッチ分における速度は、一定速度としても良いし、１ピッチ内で周期的に適宜増減速しても良いが、好ましくは、適宜増減速し、物品３を搬出して包装機本体１に供給する際には、帯状フィルム５の搬送速度と同速度にすると良い。

包装機本体１は、供給される帯状フィルム５を筒状フィルム１４に製袋する製袋器１５と、その製袋器１５の下流側に配置されたセンターシール装置１６と、そのセンターシール装置１６の下流側に配置された筒状フィルム１４を搬送するベルトコンベア１７と、ベルトコンベア１７の下流側に配置されたトップシール装置２０と、トップシール装置２０の下流側に配置された搬出コンベア１８と、ベルトコンベア１７の上方であってトップシール装置２０の直前に配置された抑えベルト１９を備えている。

製袋器１５は、フィルム供給装置２から連続して供給される帯状フィルム５を通過させることで、帯状フィルム５の両側端縁部５ａ同士を接触（重合）させるとともに、筒状となった筒状フィルム１４に製袋するものである。本実施形態の製袋器１５は、下側が開放されており、帯状フィルム５の両側端縁部５ａが下側に位置するように設定されている。

また、物品搬送供給装置４から包装機本体１に対して順次供給される物品３は、製袋器１５内に挿入される。これにより、製袋器１５に供給された物品３は、筒状フィルム１４内に所定間隔ごとに配置されることになる。また、このように筒状フィルム１４内に物品３が内包されることから、ベルトコンベア１７は、その物品３を内包した筒状フィルム１４を搬送する。

センターシール装置１６は、重合された帯状フィルム５の両側端縁部５ａをシールする。このセンターシール装置１６は、例えば左右一対のバーシーラ１６ａを備え、その一対のバーシーラ１６ａの前後に、それぞれ左右一対のピンチローラ１６ｂ，１６ｃを配置した構成を採る。上流側のピンチローラ１６ｃは、製袋器１５を通過して筒状に形成された帯状フィルム５の両側端縁部５ａの重合された部位をその両側から所定の力で挟み込むとともに回転することで、帯状フィルム５に対して所定のテンションを与えつつ引き出し、バーシーラ１６ａへ送る。バーシーラ１６ａは、通過する両側端縁部５ａを加熱する。下流側のピンチローラ１６ｂは、帯状フィルム５の両側端縁部５ａの重合された部位を所定の圧力で挟み込んだ状態で回転し、加熱されたフィルム部位を加圧してシールしてセンターシール部を形成するとともに、帯状フィルム５に対して搬送力を与える。

この前後のピンチローラ１６ｂ，１６ｃに、第三駆動モータＭ３の出力を連係する。第三駆動モータＭ３に対する速度制御は、制御装置４０から出力される制御命令により実行される。基本的にはフィルム供給装置２により連続して繰り出され包装機本体１に供給される帯状フィルム５の搬送速度に同期させ、当該搬送速度に応じた速度で等速回転する。具体的には、ピンチローラ１６ａｂ，１６ｃが帯状フィルム５の両側端縁部５ａに加える搬送速度が、フィルム供給装置２による帯状フィルム５の搬送速度と同速度か、若干高速にし、帯状フィルムにテンションを掛けながら搬送する。

抑えベルト１９は、トップシール装置２０の上流側の直近に配置されており、筒状フィルム１４内の物品３が上方に持ち上がるのを抑制し、水平状態を保持しながら搬送できるようにしている。

トップシール装置２０は、筒状フィルム１４の進行方向に対して直交する方向、つまり、横断する方向に、当該筒状フィルム１４をシールすると共にカットするものである。そのシール・カットするフィルム部位は、前後の物品３の間の所定位置である。これにより、トップシール装置２０を通過することで、筒状フィルム１４の先頭部分は、後続から分離され、包装体１２が製造される。

トップシール装置２０は、筒状フィルム１４を挟んで上下に配置された一対の上側回転軸２１・下側回転軸２２と、上側回転軸２１に取り付けた上側トップシーラ２３と、下側回転軸２２に取り付けた下側トップシーラ２４を備える。それらトップシーラは、ヒータを内蔵し、互いの先端のシール面が所定の温度に加熱される。上側トップシーラ２３のシール面の前後方向の中央部には、カッター刃２５が内蔵される。下側トップシーラ２４のシール面の前後方向の中央部には受け刃２６が内蔵される。一対の上側回転軸２１と下側回転軸２２ひいては上側トップシーラ２３と下側トップシーラ２４は同期して回転し、一回転するごとにシール面が噛み合って、上下から筒状フィルム１４の所定部位を挟み込んで加熱・加圧して熱シールするとともに、カットする。

このトップシール装置２０の上側回転軸２１・下側回転軸２２には、第四駆動モータＭ４の出力を連係する。第四駆動モータＭ４に対する速度制御は、マーク検出器３２の検出信号に基づく制御装置４０から出力される制御命令により実行される。基本的には、フィルム供給装置２により連続して繰り出される包装機本体１に供給される帯状フィルム５の搬送速度に同期させ、帯状フィルム５が１ピッチ分（位置決め基準となる位置決め用マークの印刷ピッチ分）進む間に、上側回転軸２１・下側回転軸２２が一回転する。さらに本実施形態では、トップシール装置２０におけるフィルムのカット位置に位置決め用マーク３０を形成しているので、位置決め用マーク３０がトップシール装置２０に至った際に、上側トップシーラ２３と下側トップシーラ２４の先端のシール面同士が、筒状フィルム１４を上下から挟み込むようにタイミングを合わせるとともに、少なくとも当該挟み込んでいる区間では、上側トップシーラ２３と下側トップシーラ２４の先端のシール面の回転方向の移動速度が、筒状フィルム１４の搬送速度と等しくなるように制御する。このようにトップシール装置におけるトップシーラ同士が接触してフィルムを挟み込んでカットするようにトップシール装置の動作を制御することにより、トップシール装置で製品の噛み込みを抑制し、包装体における所望の位置にデザインが位置するようになる。

上述した上側トップシーラ２３と下側トップシーラ２４を筒状フィルム１４のカット位置に合わせて当該筒状フィルム１４を挟み込むための制御装置４０における第四駆動モータＭ４への制御は、以下のようにする。マーク検出器３２の設置位置から、トップシール装置２０までのフィルムの移動距離は固定であって予めわかっており、フィルムの搬送速度も一定である。そのため、例えば帯状フィルム５に印刷された位置決め用マーク３０の前後の間隔であるマークピッチが、マーク検出器３２で検出したときの状態のままトップシール装置に至るとすると、マーク検出器３２が位置決め用マーク３０を検出してからその位置決め用マーク３０がトップシール装置２０に至るまでに要する時間ｔ１は、「移動距離／搬送速度」により求まる。

実際には、帯状フィルム５さらには筒状に製袋されてセンターシールが施された筒状フィルム１４には、一定のテンションがかかった状態で引っ張られながら搬送されるため、所定の伸び率でフィルムが伸び、マーク検出器３２で検出したマークピッチＰ０に比べ、実際にトップシール装置２０に至った際のマークピッチＰ１は長くなる。そのため、マーク検出器３２の設置位置を通過した位置決め用マーク３０が、トップシール装置２０に到達するまでに要する時間は、上述した「移動距離／速度」により求めた時間ｔ１よりも早くなる。特に本実施形態のようにマーク検出器３２の設置位置が、フィルム供給装置２のように上流側であると、マーク検出器３２の設置位置からトップシール装置２０まで移動距離も長く、フィルムの伸び率の影響が無視できなくなる。

そこで本実施形態では、稼働時に伸び率を考慮した補正値を初期設定し、制御装置４０は、補正値を考慮して第四駆動モータＭ４を制御する。補正値の初期設定は、例えば、伸び率がゼロと仮定し、マーク検出器３２が位置決め用マーク３０を検出してから時間ｔ１が経過したときにトップシール装置２０にて筒状フィルム１４をシール・カットして包装体を製造する。このようにして例えば所定数の包装体１２を実際に製造し、包装体１２における印刷パターン（図柄）３５の正規の位置からのズレ量をユーザが計測して求め、そのズレ量に基づき補正値を決定する。ズレ量は、例えば、進行方向の前方へズレた距離とし、ズレ量に基づく補正値は、例えば、ズレ量と同じ値とすると良い。

制御装置４０は、例えば、上述したマーク検出器３２の設置位置から、トップシール装置２０までのフィルムの「移動距離」から補正値を減算した値に、フィルムの搬送速度を除して求めた時間ｔ１のタイミングで上側トップシーラ２３と下側トップシーラ２４のシール面同士が筒状フィルム１４を上下から挟み込んでシール・カットするように制御すると良い。

このようにすると、制御装置４０は、フィルムの伸び率を考慮したトップシール装置２０の制御を実行し、位置決め用マーク３０がトップシール装置２０に至るタイミングでシール・カットし、印刷パターン（図柄）３５が適切な位置にある包装体１２が製造される。そして、フィルムの伸び率が一定であるとすると、制御装置４０は、マーク検出器３２からの出力に基づき、初期補正値を考慮して制御することで、適切な位置に印刷パターンが設けられた包装体を製造することができる。

しかし、実際には、フィルムの伸び率は、フィルムの張力によって伸び縮みが発生し、巻径が小さくなるとのびが長くなる。そのため、包装機の運転に伴い伸び率が変動し、初期補正値のまま制御すると、印刷パターン（図柄）が包装体の適切な位置から徐々にズレていき、最終的には見た目でも位置ずれがわかる包装体が製造されてしまう。

また、通常の包装機は、予備の原反ロールを供え、現在使用中の原反ロールからの帯状フィルムの供給が終了すると、当該帯状フィルムの終端に自動的に予備の原反ロールの帯状フィルムの先端をつなぎ合わせ、そのまま連続して帯状フィルムの供給を継続する機能を備える。また、１本の原反ロールが、先行する帯状フィルムの後端に、別の帯状フィルムの先端をフィルムでつなぎ合わせて構成されるものもある。つなぎ合わせた継目部分における前の帯状フィルムと後の帯状フィルムで、フィルムの出来具合すなわち伸び率が異なることがある。例えばマーク間の距離が、例えば前のフィルムは張力により０．５ｍｍ伸び、後続のフィルムは ０．４ｍｍ伸びるとすると、一つのマークピッチ当たり０．１ｍｍの差が出る。０．１ｍｍ程度は微差と言えるが、例えば継目部分の先頭の位置決め用マーク３０がマーク検出器３２で検知されてから、その位置決め用マーク３０の部分がトップシール装置２０に至るまで、Ｎピッチ分移動すると、当該位置決め用マーク３０の部分がトップシール装置２０でシール・カットされる際にはＮ×０．１ｍｍの累積誤差が生じる。よって、例えばＮが１０とすると１ｍｍズレることになり、Ｎが２０とすると２ｍｍズレることになる。さらに、その状態のまま包装機の運転が継続すると、誤差がさらに累積し、製品の見た目でもわかる事態となる。

そこで本実施形態では、運転に伴い発生する伸び率の変化を検知し、補正を行う機能を備えた。具体的には、トップシール装置２０の下流側に、画像検査装置３４を設ける。画像検査装置３４は、トップシール装置２０で製造され、後続の筒状フィルム１４から分離された包装体１２の上面全体を撮影するカメラ３４ａと、そのカメラ３４ａで撮影した映像を画像処理する画像処理装置３４ｂと、カメラ３４ａが撮像する映像を取り込むタイミングを決定するための画像用トリガーセンサ３４ｃを備える。画像用トリガーセンサ３４ｃは、例えば搬出コンベア１８上を移動する包装体１２の進行方向の前端縁を検知するセンサである。搬出コンベア１８の搬送速度と、包装体１２の全長などの情報に基づき、この画像用トリガーセンサ３４ｃで当該前端縁を検知してから、所定時間経過後にカメラ３４ａのシャッターを切って、撮影した画像を取り込み画像処理装置３４ｂに与える制御を行う。所定時間は、当該検知をしてから包装体１２の全体がカメラ３４ａの撮影範囲内に入り込むタイミングまでの経過時間とすると良い。

画像処理装置３４ｂは、包装体１２の端部１２ａから図柄までの距離を計測し、計測結果を制御装置４０へ出力する。具体的には包装体１２の端部１２ａから、図柄の位置を特定するための基準点３９までの距離ｄを測定する。基準点３９は、マーク３６、文字３７、背景模様３８その他の任意の箇所とすることができるが、文字３７とすると位置を認識・特定しやすいのでよい。さらに、文字が複数ある場合、端部１２ａから離れた箇所にあるものとするとよい。

制御装置４０は、画像検査装置３４から出力される基準点３９までの距離ｄを取得し、
あらかじめ設定しておいた良品の基準距離ｄ０と比較し、その差Δｄを求め(図５参照)、フィルム送り量をフィードバック制御する。具体的には、求めた差Δｄと同じ距離だけ逆側にずらす補正をする。すなわち、例えば補正値＝現在の補正値−Δｄを求め、次のサイクルのトップシール装置２０の第四駆動モータＭ４に対する制御は更新した補正値に基づいて行う。係る処理は、包装体を製造するごとに毎サイクル行う。

上記の処理を行う制御系のシステムは、例えば図３等に示す構成を取ると良い。同図に示すように、マーク検出器３２，画像検査装置３４の出力を、制御装置４０の制御部４１に入力する。制御装置４０は、例えば高速ＰＬＣで構成される。この制御装置４０は、各種制御を司る制御部４１と、各種の記憶手段を備える。記憶手段は、本実施形態では、取得した情報や演算結果等を一時的に記憶するワークメモリ４２や、制御のための基準データを記憶する基準データ記憶部４４等を備える。また制御部４１には、プログラマブル表示器４５を接続する。プログラマブル表示器４５は、タッチパネルを備え、入力機器としての機能と、液晶ディスプレイ等を備え、出力機器としての機能を備える。

ユーザは、運転開始に際し、プログラマブル表示器４５を操作し、マークピッチＰ０や、単位時間あたりの製造個数や、マーク検出器３２の設置位置からトップシール装置２０までの距離や、良品における包装体の端部から基準点までの基準距離ｄ０などの包装体を製造するための基準データを入力する。制御部４１は入力されたデータを基準データ記憶部４４に記憶する。制御部４１は、入力されたデータに基づき、必要な制御値を求め、求めた制御値を基準データ記憶部４４に記憶する機能を備えると良い。制御値は、例えば、マークピッチと単位時間あたりの製造個数から求めるフィルムの搬送速度や、その求めた搬送速度に基づく各駆動モータへの指令値などがある。

また、正規の稼働に際し実行して製造した包装体に基づく初期設定の補正値は、プログラマブル表示器４５を操作して入力し、入力された補正値は、例えばワークメモリ４２に記憶する。制御部４１は、マーク検出器３２からの検出信号に基づき、これら基準データ記憶部４４に記憶された基準データやワークメモリ４２に記憶された補正値に基づき各駆動モータに対する指令値を求め、各駆動モータの制御を行う。また、制御部４１は、画像検査装置３４から与えられる包装体における図柄までの距離ｄと、基準データ記憶部４４に記憶する基準距離ｄ０から差分を求め補正値の更新処理を行う。

例えば、従来の包装機では、例えばトップシール部に物品が噛み込んだ場合は不良品として廃棄処理していたが、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、印刷パターン（図柄）の部分がトップシール部１２ｂに入り込んだ場合でも噛み込みが無いとして良品扱いにしている。一方、昨今の消費者意識の向上・変化などにともない、包装体の外観・見た目も重視し、物品の噛み込みの有無にかかわらず、たとえ噛み込んでいなくても、印刷パターン（図柄）の部分がトップシール部１２ｂに入り込む場合、さらにはトップシール部１２ｂに入り込まなくても正規の位置から一定以上に印刷ずれがあった場合には消費者心理として商品価値の低下を招くことがある。本実施形態では、当該印刷ずれを生じた包装体も不良品とし、出荷しない取り扱いをするものにも対応できる。

すなわち、例えば印刷パターン（図柄）がトップシール部１２ｂに入り込むと不良品と判断する取り扱いにした場合、本実施形態では、実際にトップシール部にはいりこんでいるか否かではなく、包装体を製造する都度、その包装体の端部から基準点までの距離を求め、基準距離との差分に基づき補正値を求めフィードバック制御するようにしたので、良品の状態でも少しずれてきたら修正され、不良品の発生が可及的に抑制できるので好ましい。

また、例えばフィルムの継目部分がマーク検出器３２を通過した場合、継目部分の前と後でフィルムの伸び率が異なると、本実施形態の補正を行わないとその継目部分がトップシール装置２０に至るまでに伸び率の差による累積誤差がたまるが、本実施形態では、継目部分がマーク検出器３２を通過後、例えばマークピッチが１つ分進み包装体が製造されると、その包装体を撮影した映像に基づくフィードバック制御が行われる。よって、伸び率の差により印刷パターンの位置ずれをすると、すぐに次のサイクルから補正されるので、累積誤差が溜まらず、常に基準点が良品の位置に付近に存在する良品の包装体が製造される。

さらに本実施形態では、画像検査装置３４をトップシール装置２０の下流側に配置したため、製造される包装体の画像を撮影し、包装体における印刷の位置ずれを直接検知し、それに基づいてフィードバック制御するため、精度の良い補正・制御を行うことができるので良い。これに対し、例えばトップシール装置２０の上流側に画像検査装置３４を配置することを検討すると、トップシール装置２０の直前には抑えベルト１９が存在するため、そもそも配置することが難しく、仮に配置したとしても筒状フィルム１４の表面を撮影することになるので、例えばフィルムのシール・カット時にフィルムにしわがでたりしてきれいに撮影することができず、最終的な包装体との関係で適切な位置に印刷されているかの判定が難しい。これに対し、本実施形態では、包装体として独立して安定した状態のものを検査対象にするので、精度良く印刷位置を判定できるので良い。

上述した実施形態では、補正値の初期設定は、ユーザがプログラマブル表示器４５を操作して入力するようにしたが、例えば、運転開始に先立ち製造した包装体を画像検査装置３４で撮影し、その撮影した画像データに基づき設定する機能を備えるとより好ましい。例えば、撮影した画像データをプログラマブル表示器４５に表示し、標示された画像中の基準点に相当するタッチなどして指定したり、或いは、予め画像検査装置３４に基準点となる部分（図４等の例では先頭の「Ｏ」の文字）を設定し、端部から基準点までの距離を計測して出力する。このようにして、１個或いは複数個の包装体の平均の距離に基づいて制御部４１が補正値を求め、求めた補正値をワークメモリ４２に記憶すると良い。

また、実際の運転中に毎サイクル撮影した画像データや、基準点３９までの距離は、例えばリアルタイムでプログラマブル表示器４５に表示したり、ロギングデータとして記録し、後で読み出して確認できるようにすると良い。

上述した実施形態では、トップシール装置２０は、シール装置とカッター装置を一体に形成したが、別の装置で構成しても良い。また、上述した実施形態では、フィルムの搬送速度を一定にし、画像処理の結果に基づきトップシール装置２０の動作を制御するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、フィルムの搬送速度を変更するようにしてもよい。但し、実施形態のようにフィルムの搬送速度を一定にするほうが、制御が簡単で包装機の運転・動作もスムーズになるので良い。

上述した実施形態では、カメラ３４ａは、包装体１２の全体を撮影するようにしたが、本発明はこれに限ることはなく、カメラ３４ａは、基準点３９の周辺と、基準点３９までの距離ｄを特定する端部と、を含む包装体１２の上面の一部を撮影するようにしてもよい。特に、上述した実施形態のようにカット位置の補正を、トップシール装置から搬出される直後の包装体に対し、搬出される都度、毎サイクル実行するようにした場合には、カット位置のずれ量が少量となるので、仮に包装体の一部を撮影した場合でも基準点３９が撮影エリアの外に位置して距離ｄを計測できなくなる事態を生じにくくなるので良い。

また、全体を撮影するか、部分を撮影するかの切替や、部分を撮影する場合の範囲を設定により切り替える機能を備えると良い。さらにまた、運転中にズレ量に応じて切り替えるようにしてもよい。

上述した実施形態では、ピロー包装機に適用した例を示したが、本発明はこれに限ることはなく、例えば、四方シール包装機や、深絞り包装機等に適用できる。包装体を水平方向に搬送中に包装体を撮影すると良い。

以上、本発明の様々な側面を実施形態並びに変形例を用いて説明してきたが、これらの実施形態や説明は、本発明の範囲を制限する目的でなされたものではなく、本発明の理解に資するために提供されたものであることを付言しておく。本発明の範囲は、明細書に明示的に説明された構成や製法に限定されるものではなく、本明細書に開示される本発明の様々な側面の組み合わせをも、その範囲に含むものである。本発明のうち、特許を受けようとする構成を、添付の特許請求の範囲に特定したが、現在の処は特許請求の範囲に特定されていない構成であっても、本明細書に開示される構成を、将来的に特許請求する可能性があることを、念のために申し述べる。

１ ：包装機本体
２ ：フィルム供給装置
３ ：物品
４ ：物品搬送供給装置
５ ：帯状フィルム
５ａ ：両側端縁部
６ ：原反ロール
１２ ：包装体
１４ ：筒状フィルム
１５ ：製袋器
１６ ：センターシール装置
２０ ：トップシール装置
２３ ：上側トップシーラ
２４ ：下側トップシーラ
３０ ：位置決め用マーク
３２ ：マーク検出器
３４ ：画像検査装置
３９ ：基準点
４０ ：制御装置
Ｍ１ ：第一駆動モータ
Ｍ２ ：第二駆動モータ
Ｍ３ ：第三駆動モータ
Ｍ４ ：第四駆動モータ

Claims (5)

1. 連続して搬送する帯状の包装フィルムで物品を包み込む手段と、
   その包み込んだ前記包装フィルムの搬送方向に対して交差する方向にシール・カットして包装体を製造するトップシール装置と、を備え、
   前記包装フィルムには、所定間隔毎にパターンが設けられており、
   前記包装体を撮影して得られた画像データ中の前記包装体の前記パターンの位置に基づき、前記シール・カットする際のカット位置の補正を行う機能を備えた包装機。
2. 前記カット位置の補正は、前記パターンの基準位置からのズレ量を求め、その求めたズレ量と同じ距離だけ前記カット位置を逆側にずらす処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の包装機。
3. 前記カット位置の補正は、前記トップシール装置から搬出される直後の前記包装体に対し、搬出される都度、毎サイクル実行することを特徴とする請求項１または２に記載の包装機。
4. 前記包装フィルムには、所定間隔ごとに位置決め用マークが印刷されており、
   前記位置決め用マークに基づく前記カット位置の制御を行う機能を備え、
   そのカット位置の制御に対し、前記画像データに基づく前記カット位置の補正を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の包装機。
5. 所定間隔毎にパターンが設けられた帯状の包装フィルムで物品を包み込む工程と、
   その包み込んだ前記包装フィルムの搬送方向に対して交差する方向にシール・カットして包装体を製造する工程、
   を備え、
   前記包装体を撮影して得られた画像データ中の前記包装体の前記パターンの位置に基づき、前記前記シール・カットする際のカット位置の補正を行うことを特徴とする包装方法。

Images