JP2023148765A - 製袋充填包装機 - Google Patents

Abstract

【課題】モータによってカッタを往復動させる製袋充填包装機において、モータの機能を生かして付加価値を高める。【解決手段】製袋充填包装機は、帯状包装材の幅方向の両端部を重ね合わせて筒状に成形する製筒器と、製筒器で筒状に成形された帯状包装材の重ね合わされた端部をシールする第１シール装置と、第１シール装置で筒状に成形され且つ製品を内包した帯状包装材のうち、製品の両側をシールする第２シール装置と、第２シール装置でシールされたシール部分を切断するカッタと、シール部分から離間した待機位置、及びシール部分に接触する接触位置の間でカッタを移動させるサーボモータと、情報を報知する報知装置と、待機位置のカッタを目標時間で接触位置に到達させる過程において、駆動電流の最大値が第１閾値以上であることに応じて、カッタの移動経路上に異物が存在していることを報知装置を通じて報知する制御装置とを備える。【選択図】図１０

Description

本発明は、カッタを備える製袋充填包装機に関する。

従来より、帯状包装材の幅方向の両端部を重ね合わせて筒状に成形する製筒器と、製筒器で筒状に成形された帯状包装材の重ね合わされた端部をシールする第１シール装置と、第１シール装置で筒状に成形された帯状包装材のうち、内包した製品の両側をシールする第２シール装置と、隣接する袋の境界を切断するカッタとを備える製袋充填包装機が知られている。

現在の製袋充填包装機は、エアシリンダによってカッタを往復動させるのが主流となっている。これに対して、特許文献１～３には、カッタを往復動させる駆動源として、エアシリンダに代えて、モータを採用した装置が開示されている。

特開２０１５－２０５７０８号公報 特開２０１１－１０２１４０号公報 特開平１１－３０１６２２号公報

モータは、エアシリンダと比較して、動作時の消費電力が小さい反面、部品コストが高い。そのため、モータを採用することによって、装置のランニングコストは下がるものの、装置の初期コストが増大するという課題がある。しかしながら、特許文献１～３では、初期コストの増大に見合った付加価値を提供できているとは言い難い。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータによってカッタを往復動させる製袋充填包装機において、モータの機能を生かして付加価値を高めることにある。

本発明は、前記課題を解決するため、帯状包装材から成形した袋に製品を充填する製袋充填包装機であって、帯状包装材の幅方向の両端部を重ね合わせて筒状に成形する製筒器と、前記製筒器で筒状に成形された帯状包装材の重ね合わされた端部をシールする第１シール装置と、前記第１シール装置で筒状に成形され且つ製品を内包した帯状包装材のうち、製品の両側をシールする第２シール装置と、前記第２シール装置でシールされたシール部分を切断するカッタと、前記シール部分から離間した待機位置、及び前記シール部分に接触する接触位置の間で、前記カッタを移動させるサーボモータと、情報を報知する報知装置と、前記サーボモータに動作指令を与えると共に、前記サーボモータに流れる駆動電流を監視する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記待機位置の前記カッタを目標時間で前記接触位置に到達させる過程において、前記駆動電流の最大値が第１閾値以上であることに応じて、前記カッタの移動経路上に異物が存在していることを、前記報知装置を通じて報知することを特徴とする。

本発明によれば、モータによってカッタを往復動させる製袋充填包装機において、モータの機能を生かして付加価値を高めることができる。

縦型製袋充填包装機の全体斜視図である。 縦型製袋充填包装機の側面図である。 カッタ装置の一例を示す図である。 カッタの位置を示す図である。 縦型製袋充填包装機で製造される連包品の例を示す図である。 カッタ装置の他の例を示す図である。 制御装置のハードウェア構成図である。 カッタ動作設定画面の画面例である。 カッタ制御処理のフローチャートである。 報知制御処理のフローチャートである。 カッタが待機位置から接触位置に至る過程における駆動電流の時間変化の理想的な例である。 カッタ溝内に異物が存在しているときの駆動電流の時間変化の例である。 カッタ刃が摩耗しているときの駆動電流の時間変化の例である。 横型製袋充填包装機の側面図である。 横型製袋充填包装機の平面図である。

以下、実施形態に係る縦型製袋充填包装機１を図面に基づいて説明する。なお、以下に記載する本発明の実施形態は、本発明を具体化する際の一例を示すものであって、本発明の範囲を実施形態の記載の範囲に限定するものではない。従って、本発明は、実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。

図１は、縦型製袋充填包装機１の全体斜視図である。図２は、縦型製袋充填包装機１の側面図である。縦型製袋充填包装機１は、帯状フィルムＦｗ（帯状包装材）を袋Ｂｐに成形すると共に、成形した袋Ｂｐに製品を充填する装置である。縦型製袋充填包装機１は、フィルム供給装置１０と、送り装置２０と、製品充填筒３０と、縦シール装置４０（第１シール装置）と、横シール装置５０（第２シール装置）と、制御装置８０とを主に備える。

帯状フィルムＦｗは、製品を包装する袋の材料となる帯状の包装材である。帯状フィルムＦｗは、熱を加えることによって溶着することが可能な膜状の部材であって、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、アルミ裏打紙、アルミ蒸着紙などが挙げられる。製品は、例えば、飴、豆菓子、スナック等の粒状の食品を指す。但し、製品の具体例はこれらに限定されず、袋Ｂｐに包装されて出荷されるあらゆる物を含む。

フィルム供給装置１０は、巻取ロール１１に巻き取られた帯状フィルムＦｗを、送り装置２０に搬送する装置である。フィルム供給装置１０は、巻取ロール１１と、複数の固定ガイドロール１２ａ～１２ｈと、テンション機構１３と、製筒器１４とを主に備える。

巻取ロール１１は、送り装置２０が駆動することによって、帯状フィルムＦｗを繰り出す向きに回転する。固定ガイドロール１２ａ～１２ｈは、巻取ロール１１から製筒器１４に至る帯状フィルムＦｗの送り経路に配置されて、送り経路に沿って搬送される帯状フィルムＦｗを案内する。テンション機構１３は、送り経路に沿って搬送される帯状フィルムＦｗに、適切なテンションを付与する。

製筒器１４は、帯状フィルムＦｗの幅方向の両端部を重ね合わせることによって、帯状フィルムＦｗを筒状に成形する。また、製筒器１４は、筒状に成形した帯状フィルムＦｗを、製品充填筒３０に向けて下方に送り出す。製筒器１４によって筒状に成形された帯状フィルムＦｗは、製品充填筒３０の外周面に沿って下方に移動する。

巻取ロール１１から製筒器１４に至る帯状フィルムＦｗの送り経路に対面して、日付印字装置１５及び日付検査装置１６が配置されている。日付印字装置１５は、フィルム供給装置１０によって搬送される帯状フィルムＦｗの所定の位置に、日付（例えば、製造年月日、消費期限、賞味期限など）を印字する。日付検査装置１６は、日付印字装置１５によって日付が適切に印字されたかを検査する。

送り装置２０は、フィルム供給装置１０によって搬送された帯状フィルムＦｗを、上下方向（以下、この方向を「帯状フィルムＦｗの搬送方向」、または単に「搬送方向」と表記する。）に延びる送り経路に沿って搬送する。より詳細には、送り装置２０は、製品充填筒３０を挟んで対向する一対の送りベルト２１、２２を備える。一対の送りベルト２１、２２は、モータ（図示省略）の駆動力が伝達されて、製品充填筒３０の外周面を覆う帯状フィルムＦｗを、横シール装置５０に向けて下方に送る。本実施形態において、送り装置２０による帯状フィルムＦｗの送り方向は、下方向である。

製品充填筒３０は、上端及び下端が開放された筒状の部材である。製品充填筒３０は、製筒器１４と横シール装置５０との間において、筒状に成形された帯状フィルムＦｗの送り方向に沿って上下方向に延設されている。また、製品充填筒３０の上端開口には、ホッパ３１が取り付けられている。製品充填筒３０は、不図示の組合せ計量器（製品供給装置）からホッパ３１を通じて供給された製品を、縦シール装置４０及び横シール装置５０によって成形された袋Ｂｐに下端開口を通じて充填する。

縦シール装置４０は、製品充填筒３０に対面する位置に配置されている。より詳細には、縦シール装置４０は、送り装置２０による帯状フィルムＦｗの送り方向において、製筒器１４より下流側で且つ横シール装置５０より上流側に配置されている。

縦シール装置４０は、帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟むように配置された一対のシールブロック４１、４２を備える。一対のシールブロック４１、４２は、モータ（図示省略）の回転が伝達されて接離する。一対のシールブロック４１、４２それぞれには、ヒータが内蔵されている。そして、一対のシールブロック４１、４２は、帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟んで加熱することによって、幅方向の両端部を溶着（シール）する。これにより、帯状フィルムＦｗは、筒状に成形される。

横シール装置５０は、筒状に成形された帯状フィルムＦｗを所定の間隔毎に溶着（シール）することによって、帯状フィルムＦｗを袋Ｂｐに成形する。より詳細には、横シール装置５０は、縦シール装置４０によって筒状に成形された帯状フィルムＦｗのうち、袋Ｂｐの底部に相当する部分と、袋Ｂｐの頂部に相当する部分とをシールする。換言すれば、横シール装置５０は、縦シール装置４０によって筒状に成形され且つ製品を内包した帯状フィルムＦｗのうち、製品の両側をシールする。以下、横シール装置５０がシールした部分を「シール位置」と表記する。

横シール装置５０は、一対のシールブロック５１、５２を備える。一対のシールブロック５１、５２は、縦シール装置４０によって筒状に成形された帯状フィルムＦｗを挟んで対向配置されている。一対のシールブロック５１、５２それぞれには、ヒータが内蔵されている。一対のシールブロック５１、５２は、帯状フィルムＦｗを挟んで接離する。そして、一対のシールブロック５１、５２が帯状フィルムＦｗを挟んで加熱することによって、帯状フィルムＦｗが溶着される。以下、筒状に成形された帯状フィルムＦｗのうち、横シール装置５０によってシールされた部分を、「シール部分」と表記する。

図３は、カッタ装置６０の一例を示す図である。図４は、カッタ６１の位置を示す図である。図５は、縦型製袋充填包装機１で製造される連包品の例を示す図である。図３に示すように、縦型製袋充填包装機１は、カッタ装置６０を備える。カッタ装置６０は、横シール装置５０によって連続して成形された袋の境界を切断する装置である。カッタ装置６０は、カッタ６１と、サーボモータ６２と、駆動力伝達機構６３とを主に備える。また、カッタ装置６０は、横シール装置５０に支持されている。

図３に示すように、横シール装置５０は、一対のシールブロック５１、５２それぞれを支持する一対のブロックホルダ５３、５４を備える。ブロックホルダ５３、５４は、シールブロック５１、５２を互いに対面させた状態で支持し、シールブロック５１、５２を接離させる向きにスライド可能に構成されている。そして、ブロックホルダ５３は、カッタ装置６０を支持している。また、シールブロック５１及びブロックホルダ５３には、スライド方向に貫通するカッタ溝５５が形成されている。

カッタ６１は、シールブロック５１のシール面（シールブロック５２に対面する面）から出没可能に、カッタ溝５５に収容されている。カッタ６１の先端には、左右方向（帯状フィルムＦｗの搬送方向に直交する方向）に延設されたカッタ刃６１ａが形成されている。カッタ刃６１ａは、山部及び谷部が延設方向に沿って交互に配列された形状である。そして、図４に示すように、カッタ６１は、シールブロック５１の移動方向（帯状フィルムＦｗの搬送方向及びカッタ刃６１ａの延設方向に直交する方向）に沿って、待機位置と、ミシン目位置と、切断位置と、原点位置とに進退可能に構成されている。以下、カッタ６１の移動方向を「進退方向」と表記する。また、待機位置からミシン目位置または切断位置に向かうカッタ６１の移動を「前進」と表記し、ミシン目位置または切断位置から待機位置に向かうカッタ６１の移動を「後退」と表記する。

待機位置は、カッタ刃６１ａがカッタ溝５５に没入して、帯状フィルムＦｗから離間しているときのカッタ６１の位置である。ミシン目位置及び切断位置は、カッタ刃６１ａがシールブロック５１のシール面から突出して、帯状フィルムＦｗに接触しているときのカッタ６１の位置である。原点位置は、待機位置を挟んでミシン目位置及び切断位置と反対の位置である。原点位置は、カッタ６１の進退方向の位置の基準となる位置である。

また、ミシン目位置は、切断位置より待機位置に近い位置である。換言すれば、ミシン目位置におけるカッタ刃６１ａの突出量は、切断位置におけるカッタ刃６１ａの突出量より少ない。より詳細には、ミシン目位置は、カッタ刃６１ａの山部のみが帯状フィルムＦｗのシール部分を貫通して、左右方向に離間した複数の貫通孔（以下、「ミシン目」と表記する。）を形成するときのカッタ６１の位置である。これにより、隣接する袋Ｂｐが手で切断しやすい状態で連結される。また、切断位置は、カッタ刃６１ａの全体が帯状フィルムＦｗのシール部分を貫通して、隣接する袋Ｂｐの境界を切断するときのカッタ６１の位置である。ミシン目位置及び切断位置は、帯状フィルムＦｗに接触する接触位置の一例である。

製品を収容した袋Ｂｐの両側をカッタ６１で切断すると、単一の袋Ｂｐ（以下、「単包品」と表記する。）を製造することができる。一方、図５に示すように、隣接する袋Ｂｐの間にミシン目を形成することによって、ミシン目で連結された複数の袋Ｂｐ（以下、「連包品」と表記する。）を製造することができる。なお、連包品は、図５（Ａ）に示すように複数の袋Ｂｐのみで構成されていてもよいし、図５（Ｂ）に示すように複数の袋Ｂｐにヘッダを付加して構成されていてもよい。また、連包品を構成する袋Ｂｐの数は、図５の例に限定されない。

サーボモータ６２は、カッタ６１を進退させるための駆動力（回転駆動力）を発生させる。駆動力伝達機構６３は、サーボモータ６２が発生させた回転駆動力を直線運動に変換して、カッタ６１に伝達する。図３に示す駆動力伝達機構６３は、ボールねじ６３ａと、スライド部材６３ｂと、カッタホルダ６３ｃとを主に備える。

ボールねじ６３ａは、カッタ６１の進退方向に延設されている。また、ボールねじ６３ａは、サーボモータ６２の出力軸に取り付けられて、サーボモータ６２が発生させる回転駆動力によって回転する。スライド部材６３ｂは、ボールねじ６３ａに螺合されている。スライド部材６３ｂは、ボールねじ６３ａが回転することによって、ボールねじ６３ａに沿って進退する。すなわち、スライド部材６３ｂは、サーボモータ６２の回転駆動力によって直線運動する。カッタホルダ６３ｃは、カッタ６１を支持し、スライド部材６３ｂに支持される。すなわち、カッタ６１、スライド部材６３ｂ、及びカッタホルダ６３ｃは、サーボモータ６２の回転駆動力によって、一体となって進退方向に進退する。

但し、カッタ装置６０に搭載される駆動力伝達機構は、図３の例に限定されない。図６は、カッタ装置６０の他の例を示す図である。図６に示すカッタ装置６０は、駆動力伝達機構６３に代えて、駆動力伝達機構６４を備える。図６に示す駆動力伝達機構６４は、駆動プーリ６４ａと、従動プーリ６４ｂと、無端環状ベルト６４ｃと、スライド部材６４ｄと、カッタホルダ６４ｅとを主に備える。

駆動プーリ６４ａ及び従動プーリ６４ｂは、進退方向に所定の間隔を隔てて配置されている。無端環状ベルト６４ｃは、駆動プーリ６４ａ及び従動プーリ６４ｂに掛け渡されている。スライド部材６４ｄは、無端環状ベルト６４ｃの上面に固定されている。カッタホルダ６４ｅは、カッタ６１を支持し、スライド部材６４ｄに支持されている。

サーボモータ６２が回転することによって、駆動プーリ６４ａが回転し、駆動プーリ６４ａ及び従動プーリ６４ｂの周りを無端環状ベルト６４ｃが周回する。これにより、カッタ６１、スライド部材６４ｄ、及びカッタホルダ６４ｅは、無端環状ベルト６４ｃの上面に沿って、一体となって進退方向に進退する。

図７は、制御装置８０のハードウェア構成図である。図７に示すように、制御装置８０は、例えば、演算手段であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１と、記憶手段であるメモリ８２とを備える。メモリ８２は、例えば、各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、演算手段の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）、またはこれらの組み合わせで構成される。そして、メモリ８２に記憶されたプログラムをＣＰＵ８１が読み出して実行することによって、後述する各処理が実現される。

但し、制御装置８０の具体的な構成はこれに限定されず、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

制御装置８０は、フィルム供給装置１０、送り装置２０、縦シール装置４０、横シール装置５０、及びカッタ装置６０を連動して動作させることによって、帯状フィルムＦｗから袋Ｂｐを成形して製品を充填する処理を、繰り返し実行する。

まず、制御装置８０は、フィルム供給装置１０及び送り装置２０を駆動して、１つの袋Ｂｐの高さに相当する分だけ、帯状フィルムＦｗを送り方向に送る。次に、制御装置８０は、縦シール装置４０を駆動して、帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を一対のシールブロック４１、４２で挟んでシールすることによって、帯状フィルムＦｗを筒状に成形する。

また、制御装置８０は、筒状に成形された帯状フィルムＦｗのうち、第１袋の頂部に相当する部分と、第１袋の直後の第２袋の底部に相当する部分とを、シールブロック５１、５２で挟んでシールする。さらに、制御装置８０は、図９を参照して後述するカッタ制御処理を実行することによって、隣接する袋Ｂｐの境界のシール部分にミシン目を形成したり、シール部分を切断する。

制御装置８０は、サーボアンプ６５を介してサーボモータ６２を制御する。より詳細には、制御装置８０は、サーボモータ６２の回転量（回転速度）を示す動作指令をサーボアンプ６５に与える。動作指令は、例えば、予め定められた速度パターンに従って、カッタ６１を目標時間で目標距離だけ前進させることを示す指令である。また、制御装置８０は、サーボモータ６２に流れる駆動電流を監視する。

サーボアンプ６５は、制御装置８０から取得して動作指令に対応する駆動電流をサーボモータ６２に供給する。また、サーボアンプ６５は、動作指令と、サーボモータ６２の現実の回転量（回転速度）を示すフィードバック信号とを比較する。そして、サーボアンプ６５は、動作指令及びフィードバック信号で示される回転量（回転速度）の差を小さくするように（すなわち、カッタ６１が目標時間で目標距離だけ前進するように）、駆動電流の大きさを調整する。さらに、サーボアンプ６５は、サーボモータ６２に供給した駆動電流の大きさを、所定の時間間隔で繰り返し制御装置８０に通知する。

また、制御装置８０には、操作パネル７０が接続されている。操作パネル７０は、ユーザに情報を表示するディスプレイ（報知装置）と、ユーザからの指示を取得する操作部とを備える。操作部は、例えば、ディスプレイに重畳されたタッチパネル、押しボタン、またはこれらの組み合わせである。また、報知装置の具体例はディスプレイに限定されず、ユーザに情報を報知することができれば、ＬＥＤ、スピーカなどでもよい。

図８は、カッタ動作設定画面の画面例である。制御装置８０は、例えば図８に示すカッタ動作設定画面を通じて、横シール装置５０及びカッタ装置６０の動作タイミングを、ユーザに設定させることができる。また、制御装置８０は、横シール装置５０及びカッタ装置６０の動作タイミングのみならず、フィルム供給装置１０、送り装置２０、縦シール装置４０の動作タイミングを、操作パネル７０を通じてユーザから受け付けてもよい。カッタ動作設定画面を通じて設定可能なパラメータは特に限定されないが、例えば以下のようなパラメータが考えられる。

カッタ動作設定画面では、例えば、１サイクル（１つの袋Ｂｐを製造する時間）において、シールブロック５１、５２の当接させるタイミング、シールブロック５１、５２を離間させるタイミング、カッタ６１を前進させるタイミングを設定することができる。また、カッタ動作設定画面では、単包品及び連包品のどちらを製造するか、１つの連包品に含める袋Ｂｐの数、ヘッダの有無を設定することができる。さらに、カッタ動作設定画面では、原点位置から待機位置までの距離、待機位置からミシン目位置までの距離、待機位置からミシン目位置までの距離を設定することができる。そして、制御装置８０は、カッタ動作設定画面を通じて設定された設定情報を、メモリ８２に記憶させる。

すなわち、操作パネル７０は、待機位置、ミシン目位置、及び切断位置の位置をユーザから取得する。ユーザは、例えば、カッタ６１の研磨などによる全長の変化に合わせて、各位置を調整すればよい。なお、図８では、原点位置を基準とする待機位置までの距離と、待機位置を基準とする接触位置（ミシン目位置、切断位置）までの距離をユーザに指定させる例を説明した。しかしながら、待機位置、ミシン目位置、及び切断位置を指定する具体的な方法は、前述の例に限定されない。

図８の例では、１．０秒を１サイクルとする。また、図８の例では、１サイクルの開始から０．６秒後にシールブロック５１、５２の近接を開始し、０．７秒後にシールブロック５１、５２の当接が完了し、０．９秒後にシールブロック５１、５２の離間を開始し、１．０秒後にシールブロック５１、５２の離間が完了する。また、図８の例では、１サイクルの開始から０．８秒後にカッタ６１の前進が開始し、０．９秒後にカッタ６１が接触位置に到達する（すなわち、目標時間を０．１秒として、待機位置から接触位置に移動する。）。さらに、図８の例では、ヘッダ付き４連包を製造する。すなわち、カッタ６１をミシン目位置まで前進させる処理を４サイクル実行し、次の１サイクルでカッタ６１を切断位置まで前進させる。

図９は、カッタ制御処理のフローチャートである。カッタ制御処理は、一対のシールブロック５１、５２が帯状フィルムＦｗを挟んで当接している（図８に示す１サイクル中の０．８～０．９秒の０．１秒）間に、カッタ６１を待機位置から接触位置に前進させる処理である。すなわち、制御装置８０は、１サイクルに１回ずつカッタ制御処理を実行する。換言すれば、制御装置８０は、繰り返し実行するサイクルそれぞれでカッタ制御処理を実行する。

なお、メモリ８２には、カウンタと閾値とが記憶されている。カッタ制御処理を最初に実行する時点で、カウンタに初期値（＝０）が設定されている。また、ヘッダ付きの連包品を製造する場合、閾値には、カッタ動作設定画面で設定した連包品に含める袋Ｂｐの数が設定されている。一方、ヘッダ無しの連包品を製造する場合、閾値には、カッタ動作設定画面で設定した連包品に含める袋Ｂｐの数－１が設定されている。すなわち、連包品に含める袋Ｂｐの数が４の場合において、ヘッダ付きの場合は閾値＝４となり、ヘッダ無しの場合は閾値＝３となる。

まず、制御装置８０は、単包品及び連包品のどちらを製造するかを判断する（Ｓ１１）。そして、制御装置８０は、単包品を製造すると判断したことに応じて（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、サーボアンプ６５を通じてサーボモータ６２に駆動電流を供給することによって、カッタ６１を待機位置から切断位置まで前進させ、その後に切断位置から待機位置まで後退させる（Ｓ１２）。これにより、隣接する袋Ｂｐの境界が切断される。より詳細には、制御装置８０は、当該サイクルの開始から０．８秒後にカッタ６１の前進を開始し、０．９秒後にカッタ６１が切断位置に到達するように、サーボアンプ６５に駆動指令を与える。そして、サーボアンプ６５は、制御装置８０から取得した駆動指令に応じて、サーボモータ６２への駆動電流の大きさを調整する。

例えば、メモリ８２には、待機位置のカッタ６１を目標時間（＝０．１秒）で切断位置に到達させるための速度パターンが記憶されている。そして、制御装置８０は、メモリ８２に記憶された速度パターンに基づきサーボアンプ６５に駆動指令を与える。なお、制御装置８０は、待機位置と切断位置（ステップＳ１５ではミシン目位置）との間の距離がカッタ動作設定画面を通じて変更されると、後述する定速区間の長さを変化させる。すなわち、制御装置８０は、操作パネル７０を通じてユーザから取得した待機位置及び切断位置（または、ミシン目位置）の間で、カッタ６１を進退（移動）させる。サーボアンプ６５は、制御装置８０から取得した駆動指令とフィードバック信号とを比較する。そして、サーボアンプ６５は、現実速度が駆動指令で示される速度パターンを下回る場合に駆動電流を増加させ、現実速度が駆動指令で示される速度パターンを上回る場合に駆動電流を減少させる。このような制御は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

次に、制御装置８０は、図１０を参照して後述する報知制御処理を実行して（Ｓ１３）、カッタ制御処理を終了する。複数の単包品を製造する場合、制御装置８０は、ステップＳ１２～Ｓ１３の処理を繰り返し実行することになる。

一方、制御装置８０は、連包品を製造すると判断したことに応じて（Ｓ１１：Ｎｏ）、カウンタと閾値とを比較する（Ｓ１４）。そして、制御装置８０は、カウンタが閾値未満だと判断したことに応じて（Ｓ１４：Ｎｏ）、サーボアンプ６５を通じてサーボモータ６２に駆動電流を供給することによって、カッタ６１を待機位置からミシン目位置まで前進させ、その後にミシン目位置から待機位置まで後退させ、カウンタに１を加算する（Ｓ１５）。これにより、隣接する袋Ｂｐの境界にミシン目が形成される。一方、制御装置８０は、カウンタが閾値以上だと判断したことに応じて（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、メモリ８２に記憶されたカウンタをリセット（＝０）して（Ｓ１６）、ステップＳ１２の処理を実行する。これにより、隣接する連包品の境界が切断される。

なお、ステップＳ１２、Ｓ１５でカッタ６１を前進させる処理は共通する。但し、ステップＳ１５におけるカッタ６１の前進距離は、ステップＳ１２より短い。そのため、制御装置８０は、ステップＳ１２、Ｓ１５において、異なる速度パターンを用いて制御を行えばよい。また、制御装置８０は、ステップＳ１２、Ｓ１５において、カッタ６１を待機位置から切断位置またはミシン目位置まで前進させる過程でサーボアンプ６５がサーボモータ６２に供給した駆動電流の大きさを、所定の時間間隔で繰り返しメモリ８２に記憶させる。

次に、制御装置８０は、報知制御処理を実行して（Ｓ１３）、カッタ制御処理を終了する。複数の連包品を製造する場合、制御装置８０は、カウンタが閾値に達するまで（Ｓ１４：Ｎｏ）ステップＳ１５の処理を実行し、カウンタが閾値に達すると（Ｓ１４：Ｙｅｓ）ステップＳ１２の処理を実行する。すなわち、閾値に対応する回数だけ連続してミシン目を形成し、その次に帯状フィルムＦｗを切断することによって、連包品が製造される。

次に、図１０～図１３を参照して、報知制御処理を説明する。図１０は、報知制御処理のフローチャートである。図１１は、カッタ６１が待機位置から接触位置に至る過程における駆動電流の時間変化の理想的な例である。図１２は、カッタ溝５５内に異物が存在しているときの駆動電流の時間変化の例である。図１３は、カッタ刃６１ａが摩耗しているときの駆動電流の時間変化の例である。

例えば図１１（Ａ）に示すように、カッタ溝５５に異物がなく、カッタ刃６１ａの摩耗が許容範囲の場合、図９のステップＳ１２、Ｓ１５でメモリ８２に記憶させた駆動電流の時間変化は図１１（Ｂ）のようになる。より詳細には、カッタ６１が停止した状態から加速する加速区間で駆動電流が増大し、その後に定速で前進する定速区間では駆動電流が低い水準で一定し、帯状フィルムＦｗに接触している接触区間で再び増大する。そして、加速区間に第１のピークが出現し、接触区間に第２のピークが出現する。

すなわち、第２のピークは、第１のピークより後に出現する。また、第２のピークにおける駆動電流の大きさは、第１ピークにおける駆動電流より小さい。すなわち、第１のピークは、カッタ６１が待機位置から接触位置に至るまでの駆動電流の最大値になる。なお、図１１（Ｂ）は、カッタ６１を切断位置で停止させる場合の駆動電流の時間変化である。一方、カッタ６１をミシン目位置で停止させる場合、図１１（Ｂ）と比較して、定速区間が短くなると共に、接触区間における第２のピークが小さくなるものの、全体として傾向は共通する。

そこで、制御装置８０は、サーボアンプ６５を通じてサーボモータ６２に供給した駆動電流の時間変化から、第１のピーク及び第２のピークを特定する（Ｓ２１）。制御装置８０は、例えば、メモリ８２に記憶させた駆動電流の時間変化にローパスフィルタを適用して高周波成分を除去し、高周波成分を除去した後の駆動電流の時間変化から第１のピーク及び第２のピークを特定すればよい。第１のピーク及び第２のピークを特定する処理は既に周知なので、詳細な説明は省略する。

次に、制御装置８０は、ステップＳ２１で特定した第１のピークと、メモリ８２に記憶された第１閾値とを比較する（Ｓ２２）。図１１（Ｂ）に示すように、第１閾値は、カッタ溝５５内に異物が存在しないときの第１のピークより大きな値に設定される。一方、図１２（Ａ）に示すように、カッタ溝５５内に異物（例えば、過去に切断した帯状フィルムＦｗの破片など）が存在すると、特にカッタ６１の加速時の抵抗が大きくなるので、図１２（Ｂ）に示すように第１のピークが大きくなる。

そして、制御装置８０は、第１のピークが第１閾値以上であることに応じて（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、カッタ６１の移動経路であるカッタ溝５５内に異物が存在していることを示すメッセージを、操作パネル７０のディスプレイに表示する（Ｓ２３）。なお、報知装置を通じた報知の具体的な方法は、前述の例に限定されず、ＬＥＤランプを点灯（点滅）させてもよいし、スピーカから警告音を出力してもよい。一方、制御装置８０は、第１のピークが第１閾値未満であることに応じて（Ｓ２２：Ｎｏ）、ステップＳ２３の処理をスキップする。

また、制御装置８０は、第２のピークと第２閾値とを比較する（Ｓ２４）。図１１（Ｂ）に示すように、第２閾値は、カッタ刃６１ａの摩耗が許容範囲内のときの第２のピークより大きな値に設定される。一方、図１３（Ａ）に示すように、カッタ刃６１ａの摩耗が進むと、特にカッタ刃６１ａの山部が帯状フィルムＦｗを貫通する際の抵抗が大きくなるので、図１３（Ｂ）に示すように第２のピークが大きくなる。

そして、制御装置８０は、第２のピークが第２閾値以上であることに応じて（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、カッタ刃６１ａの摩耗が許容範囲を超えていることを示すメッセージを、操作パネル７０のディスプレイに表示する（Ｓ２５）。なお、報知装置を通じた報知の具体的な方法が前述の例に限定されないことは、ステップＳ２３と同様である。一方、制御装置８０は、第２のピークが第２閾値未満であることに応じて（Ｓ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２５～Ｓ２７の処理をスキップする。

さらに、制御装置８０は、第２のピークと第３閾値とを比較する（Ｓ２６）。第３閾値は、第２閾値より大きな値に設定される。そして、制御装置８０は、第２のピークが第３閾値以上であることに応じて（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、縦型製袋充填包装機１の動作を強制的に終了する（Ｓ２７）。一方、制御装置８０は、第２のピークが第３閾値未満であることに応じて（Ｓ２６：Ｎｏ）、ステップＳ２７の処理をスキップする。

上記の実施形態によれば、例えば以下の作用効果を奏する。

上記の実施形態によれば、カッタ装置６０の駆動源としてサーボモータ６２を採用したので、カッタ６１を適切なタイミングで適切な位置に到達させることができる。また、駆動源としてエアシリンダを用いる場合と比較して、カッタ装置６０の消費電力を低減できると共に、メンテナンス作業を簡素化することができる。

また、上記の実施形態によれば、第１のピークが第１閾値以上の場合に（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、カッタ溝５５内に異物が存在していることを報知するので（Ｓ２３）、カッタ溝５５の清掃タイミングをユーザに認識させることができる。これにより、カッタ溝５５内の異物の有無を定期的にチェックするユーザの作業を省略することができるという付加価値を提供できる。

また、上記の実施形態によれば、第２のピークが第２閾値以上の場合に（Ｓ２４：Ｙｅｓ）、カッタ刃６１ａの摩耗が進んでいることを報知するので（Ｓ２５）、カッタ６１の交換（または、カッタ６１の研磨）タイミングが近いことをユーザに認識させることができる。これにより、カッタ刃６１ａの摩耗の度合いを定期的にチェックするユーザの作業を省略することができるという付加価値を提供できる。

さらに、上記の実施形態によれば、第２のピークが第３閾値以上の場合に（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、縦型製袋充填包装機１の動作を強制終了する（Ｓ２７）。これにより、摩耗が進んだカッタ刃６１ａで袋Ｂｐの製造を継続することによる不良率の上昇を防止することができるという付加価値を提供できる。

なお、カッタ６１の全長は、研磨されることによって徐々に短くなり、新品に交換されることによって元の長さに戻る。その結果、縦型製袋充填包装機１を使用する過程で、待機位置及び接触位置は経時的に変化する。そこで上記の実施形態では、ユーザによって任意に設定された待機位置及び接触位置の間でカッタ６１を移動させる。このように、研磨や交換に伴うカッタ６１の全長の変化に合わせて、待機位置及び接触位置を適切に調整することによって、適切な切断能力を維持することができる。

また、サーボモータ６２に供給した駆動電流の時間変化の利用方法は、前述の例に限定されない。他の例として、制御装置８０は、袋Ｂｐを繰り返し成形する過程（すなわち、繰り返し実行するカッタ制御処理）で特定した第１のピーク及び第２のピークそれぞれを、メモリ８２に記憶させてもよい。そして、制御装置８０は、メモリ８２に記憶した第１のピーク及び第２のピークそれぞれの時間変化を、操作パネル７０のディスプレイに表示（報知装置を通じた報知）してもよい。これにより、第１のピーク及び第２のピークが各閾値に達するまでの残り時間をユーザに予測させることができる。

［変形例］
図１４及び図１５を参照して、カッタ制御処理を実行可能な製袋充填包装機の他の例を説明する。図１４は、横型製袋充填包装機１００の側面図である。図１５は、横型製袋充填包装機１００の平面図である。横型製袋充填包装機１００は、供給装置（図示省略）から供給される製品Ｐを１つずつ包装する装置である。図１４及び図１５に示すように、横型製袋充填包装機１００は、供給コンベア１１０と、フィルム送り装置１２０と、挟持搬送装置１３０と、センタシール装置１３５（第１シール装置）と、エンドシール装置１４０（第２シール装置）とを主に備える。

供給コンベア１１０は、供給装置（図示省略）から順番に供給される製品Ｐを、製筒器１２６に供給する。図１４に示すように、供給コンベア１１０は、駆動スプロケット１１４と、従動スプロケット１１５と、駆動スプロケット１１４及び従動スプロケット１１５に掛け渡された無端環状の搬送チェーン１１６と、駆動スプロケット１１４を駆動させる駆動モータ１１７とで構成される。

また、搬送チェーン１１６には、複数のプッシャ１１８が設けられている。複数のプッシャ１１８は、製品Ｐの搬送方向に所定の間隔を隔てて配置されている。隣接する２つのプッシャ１１８の間には、供給装置から供給される製品Ｐが進入する。そして、プッシャ１１８は、製品Ｐの後端に当接して、当該製品Ｐを押す。

フィルム送り装置１２０は、挟持搬送装置１３０に向けて帯状フィルムＦｗを送る。図１４及び図１５に示すように、フィルム送り装置１２０は、帯状フィルムＦｗが巻回された巻取り軸１２１と、駆動ローラ１２２と、従動ローラ１２３と、送りモータ１２４と、ガイドローラ１２５ａ、１２５ｂと、製筒器１２６とを主に備える。

駆動ローラ１２２及び従動ローラ１２３は、帯状フィルムＦｗを挟持した状態で回転する。駆動ローラ１２２は、送りモータ１２４の駆動力が伝達されて回転する。これにより、駆動ローラ１２２及び従動ローラ１２３は、巻取り軸１２１に巻回された帯状フィルムＦｗを、製筒器１２６に向けて繰り出す。ガイドローラ１２５ａ、１２５ｂは、巻取り軸１２１から駆動ローラ１２２及び従動ローラ１２３を経て製筒器１２６に至る帯状フィルムＦｗの搬送経路に沿って配置され、繰り出される帯状フィルムＦｗにテンションを付与する。

製筒器１２６は、フィルム送り装置１２０で送られた帯状フィルムＦｗを筒状に成形すると共に、供給コンベア１１０から供給された製品Ｐが筒状の帯状フィルムＦｗに進入する入口となる。製筒器１２６は、フィルム送り装置１２０からセンタシール装置１３５に至る帯状フィルムＦｗの搬送経路上に配置されている。また、製筒器１２６は、供給コンベア１１０の搬送方向の下流側の端部に対面して配置されている。

フィルム送り装置１２０によって送られた帯状フィルムＦｗは、製筒器１２６に沿って移動する過程で、搬送方向に直交する幅方向の両端部が下方で重ね合わされることによって筒状に成形される。また、供給コンベア１１０から供給された製品Ｐは、製筒器１２６の内部空間を通過することによって、筒状の帯状フィルムＦｗの内部に進入する。

挟持搬送装置１３０は、製筒器１２６によって筒状に成形された帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟持して、搬送方向に搬送する。挟持搬送装置１３０は、製筒器１２６より搬送方向の下流側に配置されている。また、挟持搬送装置１３０は、製筒器１２６を通過した帯状フィルムＦｗ及び製品Ｐより下方に配置されている。挟持搬送装置１３０は、支持プレート１３１と、一対のフィルム送りローラ１３２、１３３と、送りモータ１３４とを主に備える。

支持プレート１３１は、製筒器１２６より搬送方向の下流側に接続されている。支持プレート１３１は、筒状の帯状フィルムＦｗに内包された製品Ｐを支持する。また、支持プレート１３１は、搬送方向において、センタシール装置１３５の位置まで延設されている。さらに、支持プレート１３１には、幅方向の中央部を帯状フィルムＦｗの搬送方向に沿って延びるスリット１３９が設けられている。帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部は、スリット１３９を通じて支持プレート１３１の下面側に突出している。

一対のフィルム送りローラ１３２、１３３は、支持プレート１３１の下面側に配置されている。一対のフィルム送りローラ１３２、１３３は、スリット１３９を通じて突出した帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟持する。フィルム送りローラ１３２は、送りモータ１３４の駆動力が伝達されて回転する。これにより、筒状の帯状フィルムＦｗは、センタシール装置１３５に向けて搬送方向に搬送される。

センタシール装置１３５は、製筒器１２６で重ね合わされた帯状フィルムＦｗの幅方向の両端部をシールする。センタシール装置１３５は、製筒器１２６及び挟持搬送装置１３０より搬送方向の下流側に配置されている。また、センタシール装置１３５は、帯状フィルムＦｗ及び製品Ｐ（換言すれば、支持プレート１３１）より下方に配置されている。センタシール装置１３５は、一対のシールローラ１３６、１３７と、シールモータ１３８とを主に備える。

一対のシールローラ１３６、１３７は、フィルム送りローラ１３２、１３３より帯状フィルムＦｗの搬送方向の下流側において、支持プレート１３１の下面側に配置されている。一対のシールローラ１３６、１３７は、スリット１３９を通じて突出した帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部を挟持する。シールローラ１３６、１３７の外周面は、ヒータ（図示省略）によって加熱されている。シールローラ１３６は、シールモータ１３８の駆動力が伝達されて回転する。これにより、シールローラ１３６、１３７に挟持された帯状フィルムＦｗの重ね合わされた端部がシール（溶着）される。

エンドシール装置１４０は、製筒器１２６、挟持搬送装置１３０、及びセンタシール装置１３５より搬送方向の下流側に配置されている。エンドシール装置１４０は、センタシール装置１３５でシールされた筒状の帯状フィルムＦｗを、搬送方向における製品Ｐの両側でシールすることによって、製品Ｐを収容した袋Ｂｐを成形する。エンドシール装置１４０は、一対のシールブロック１４１、１４２と、接離モータ１４３とを主に備える。

一対のシールブロック１４１、１４２は、上下方向において、筒状に成形された帯状フィルムＦｗを挟んで配置されている。一対のシールブロック１４１、１４２の帯状フィルムＦｗに対面する面は、ヒータ（図示省略）によって加熱されている。一対のシールブロック１４１、１４２は、接離モータ１４３の駆動力が伝達されて接離する。エンドシール装置１４０は、隣接する製品Ｐの間において、一対のシールブロック１４１、１４２を当接させる。これにより、隣接する製品Ｐの間において、帯状フィルムＦｗのシールブロック１４１、１４２に挟まれた部分がシール（溶着）される。

そして、横型製袋充填包装機１００は、図３または図６に示すカッタ装置６０と、図７に示す制御装置８０とを備える。カッタ装置６０は、シールブロック１４１、１４２の一方（好ましくは、上側のシールブロック１４１）に搭載される。そして、横型製袋充填包装機１００は、図９に示すカッタ制御処理と、図１０に示す報知制御処理とを実行する。

１…縦型製袋充填包装機、１０…フィルム供給装置、１１…巻取ロール、１２ａ～１２ｈ…固定ガイドロール、１３…テンション機構、１４，１２６…製筒器、１５…日付印字装置、１６…日付検査装置、２０…送り装置、２１，２２…送りベルト、３０…製品充填筒、３１…ホッパ、４０…縦シール装置、４１，４２，５１，５２，１４１，１４２…シールブロック、５０…横シール装置、５３，５４…ブロックホルダ、５５…カッタ溝、６０…カッタ装置、６１…カッタ、６１ａ…カッタ刃、６２…サーボモータ、６３，６４…駆動力伝達機構、６３ａ…ボールねじ、６３ｂ，６４ｄ…スライド部材、６３ｃ，６４ｅ…カッタホルダ、６４ａ…駆動プーリ、６４ｂ…従動プーリ、６４ｃ…無端環状ベルト、６５…サーボアンプ、７０…操作パネル、８０…制御装置、８１…ＣＰＵ、８２…メモリ、１００…横型製袋充填包装機、１１０…供給コンベア、１１４…駆動スプロケット、１１５…従動スプロケット、１１６…搬送チェーン、１１７…駆動モータ、１１８…プッシャ、１２０…フィルム送り装置、１２１…巻取り軸、１２２…駆動ローラ、１２３…従動ローラ、１２４，１３４…送りモータ、１２５ａ，１２５ｂ…ガイドローラ、１３０…挟持搬送装置、１３１…支持プレート、１３２，１３３…フィルム送りローラ、１３５…センタシール装置、１３６，１３７…シールローラ、１３８…シールモータ、１３９…スリット、１４０…エンドシール装置、１４３…接離モータ

Claims (8)

1. 帯状包装材から成形した袋に製品を充填する製袋充填包装機であって、
   帯状包装材の幅方向の両端部を重ね合わせて筒状に成形する製筒器と、
   前記製筒器で筒状に成形された帯状包装材の重ね合わされた端部をシールする第１シール装置と、
   前記第１シール装置で筒状に成形され且つ製品を内包した帯状包装材のうち、製品の両側をシールする第２シール装置と、
   前記第２シール装置でシールされたシール部分を切断するカッタと、
   前記シール部分から離間した待機位置、及び前記シール部分に接触する接触位置の間で、前記カッタを移動させるサーボモータと、
   情報を報知する報知装置と、
   前記サーボモータに動作指令を与えると共に、前記サーボモータに流れる駆動電流を監視する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記待機位置の前記カッタを目標時間で前記接触位置に到達させる過程において、前記駆動電流の最大値が第１閾値以上であることに応じて、前記カッタの移動経路上に異物が存在していることを、前記報知装置を通じて報知することを特徴とする製袋充填包装機。
2. 請求項１に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記待機位置の前記カッタを前記目標時間で前記接触位置に到達させる過程において、前記駆動電流の第１のピーク及び前記第１のピークより後で且つ前記第１のピークより低い第２のピークのうち、前記第１のピークが前記第１閾値以上であることに応じて、前記カッタの移動経路上に異物が存在していることを、前記報知装置を通じて報知することを特徴とする製袋充填包装機。
3. 請求項２に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記待機位置の前記カッタを前記目標時間で前記接触位置に到達させる過程において、前記第２のピークが第２閾値以上であることに応じて、前記カッタの摩耗を前記報知装置を通じて報知することを特徴とする製袋充填包装機。
4. 請求項３に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、前記待機位置の前記カッタを前記目標時間で前記接触位置に到達させる過程において、前記第２のピークが前記第２閾値より大きい第３閾値以上であることに応じて、前記製袋充填包装機の動作を停止させることを特徴とする製袋充填包装機。
5. 請求項２～４のいずれか１項に記載の製袋充填包装機において、
   前記制御装置は、
   袋を繰り返し成形する過程において、前記第１のピーク及び前記第２のピークそれぞれの時間変化をメモリに記憶し、
   前記メモリに記憶した前記第１のピーク及び前記第２のピークそれぞれの時間変化を、前記報知装置を通じて報知することを特徴とする製袋充填包装機。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の製袋充填包装機において、
   前記サーボモータが発生させた回転駆動力を直線運動に変換して前記カッタに伝達する駆動力伝達機構を備えることを特徴とする製袋充填包装機。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の製袋充填包装機において、
   前記接触位置は、
   前記シール部分を貫通して帯状包装材を切断する切断位置と、
   前記切断位置より前記待機位置に近い位置で、幅方向に離間した複数の貫通孔を前記シール部分に形成するミシン目位置とを含むことを特徴とする製袋充填包装機。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の製袋充填包装機において、
   前記カッタの移動方向における前記待機位置及び前記接触位置の位置をユーザから取得する操作部を有し、
   前記制御装置は、前記操作部を通じて取得した前記待機位置及び前記接触位置の間で、前記カッタを移動させることを特徴とする製袋充填包装機。

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