JP2805261B2 - ピロー包装機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、包装材料のシールずれ
又は製造年月日等の印字の有無の検出及び検出により不
良品とされた包装袋の選別を人手によらず自動的に行う
ことができるピロー包装機に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭５９−１３４１１３号は、充填チ
ューブに包装フィルムを巻き付けて筒状袋を形成して垂
下させ、該充填チューブを通して筒状袋内に内容物を充
填した後、筒状袋の上端部を溶断接着するピロー包装機
について開示している。

【０００３】しかしながら、こうしたピロー包装機にお
いては、シールずれ、すなわち得られる包装袋の縦シー
ル又は横シールの位置がずれることが生じることが避け
られない。こうしたシールずれが生じた包装袋の検出及
びその排除は従来人手により行っていた。また、包装袋
の裏面に付される製造年月日等の印字の有無の検出及び
印字のなされていない包装袋の検出・排除についても同
様であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、シールずれ
又は製造年月日等の印字有無の検出及び検出により不良
品とされた包装袋の選別を人手によらず自動的に行うこ
とができるピロー包装機の提供を目的とする。

【０００５】本願発明は、充填チューブを有するピロー
包装機において、 （ａ）充填チューブの下流に設けられ、包装袋の良否を
選別する選別手段、 （ｂ）充填前に充填チューブに巻き付けられることによ
り形成された筒状包装材料に対向して設けられ、該包装
材料を撮像する撮像手段、 （ｃ）上記撮像手段によって撮像された映像を画像デー
タに変換する回路、 （ｄ）上記回路によって変換された画像データをフレー
ムとして記憶する手段、 （ｅ）その記憶された画像データに基づいてフレームの
所定位置のウインド中における特定の種類の画像データ
の占める割合が所定範囲にあるか否かを判定する判定手
段、及び （ｆ）上記判定手段により得られた判定結果に基づいて
包装袋の良否を選別するように上記選別手段を制御する
制御手段 を有することを特徴とするピロー包装機である。

【０００６】

【作用および効果】充填チューブの周囲において、包装
材料は筒状袋に形成される。続いて、得られた筒状袋
に、該充填チューブを通して内容物が充填される。同時
に、筒状袋の外面が撮像される。得られた映像は、画像
データに変換する回路に送られ、画像データに変換され
た後、上記画像データを記憶する手段に格納される。

【０００７】次に、画像データを記憶する手段に格納さ
れた画像データから、フレームの所定位置のウインド中
における特定の種類の画像データの占める割合を求め、
これが所定範囲にあるか否かを判定し、所定範囲にない
場合にはシールずれ等の不良品と認定される。不良品と
認定されると、充填チューブの下流に設けられた選別手
段、例えば包装袋を振り分ける手段を切り替え、不良品
を不良品用搬送路に送り排除する。これにより、シール
ずれ又は製造年月日等の印字の有無の検出及び検出によ
り不良品とされた包装袋の排除を人手によらず自動的に
行うことができる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の実施例であって、スナック菓
子のような内容物を包装して箱詰めするための自動包装
装置を図に基づいて説明する。自動包装装置１は、図１
に示すように、包装フィルムＦを袋状に成形すると共に
得られた包装袋に内容物を充填密封するピロー包装装置
２と、該ピロー包装装置２の下流に配置されて包装袋の
密封不良を検出する密封不良品検出装置３と、包装箱を
成形する製函装置４と、上記密封不良品検出装置３の下
流に配置されて上記製函装置４から送られた包装箱に包
装袋を詰める箱詰め装置５とを有している。

【０００９】ピロー包装装置２は、図２に示すように、
内容物を定量的に供給するホッパー２０を有している。
また、該ホッパー２０の下方には充填チューブ２１が連
続して設けられている。該充填チューブ２１には、その
周囲に縦シール機２３が配設されており、図３に示すよ
うに、包装フイルム供給部１９から供給されて上記充填
チューブ２１に巻き付けられた包装フイルムＦを筒袋状
に成形する。該充填チューブ２１の両側には、図２に示
すように、それぞれベルトコンベア２２が配置されてお
り、包装フイルムＦに当接して該包装フイルムＦを包装
袋１個分の長さずつ間欠的に下方に送るようになってい
る。

【００１０】また、上記充填チューブ２１の下方には、
横シール機２４が配設されている。該横シール機２４
は、中央部に横カッター２５が設けられており、それを
挟んで上下にヒートシール機２６ａ、２６ｂが配設され
ている。上記充填チューブ２１により成形された筒状の
包装フィルムに対向して、図３に示すように、充填前の
包装フイルムを撮像するためのテレビカメラ５５が設け
られている。上記充填チューブ２１の下方には、さら
に、包装袋を良品用搬送路２７又は不良品用搬送路２８
に選択的に排出する揺動シュート２９が配置されてい
る。

【００１１】テレビカメラ５５は、図３に示すように、
テレビカメラ５５から得られた映像を画像データに変換
するＲＧＢデコーダ６１、得られた画像データを記憶す
るカラー画像メモリー６２、記憶された画像データを基
にフレームの所定位置のウインド中における特定の種類
の画像データの占める割合が所定範囲にあるか否かを判
定する判定回路６３、及び得られた判定結果を基上記揺
動機構を有する揺動シュート２９を制御する制御部６４
に順次接続されている。

【００１２】次に、ピロー包装装置２の作用について説
明する。包装フイルム供給部（図示せず）から供給され
た包装フイルムＦは、上記充填チューブ２１に巻き付け
られ、上記縦シール機２３により筒袋状に形成される。
この時、テレビカメラ５５により筒袋状の包装フィルム
の外面が撮像される。テレビカメラ５５により得られた
映像は、ＲＧＢデコーダ６１に送られ、Ｙ、Ｒ−Ｙ、Ｂ
−Ｙの色差信号（画像データ）に変換され、カラー画像
メモリー６２に格納される。尚、カラー画像メモリーの
構成は、特に制限されないが、例えばＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙそれぞれについてフレーム（画面）当たり５１２
（Ｈ）×４８０（Ｖ）×８（ｂｉｔｓ）程度で充分であ
る。

【００１３】判定回路６３は、上記カラー画像メモリー
６２に格納された画像データから、フレームの所定位置
のウインド中における特定の種類の画像データの占める
割合を求め、これが所定範囲にあるか否かを判定する。
すなわち、図４に示すように、包装袋の裏面の中央部分
７０が白色であり、その周りに所定の幅のレモン色の縁
取り７１があるように設計された包装袋の場合について
説明すると、フレーム（画面）の所定位置のウインドＷ
−１、Ｗ−２のレモン色の面積比率を上記カラー画像メ
モリー６２のＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの値を基に算出し、こ
れが所定範囲にあるか否かを判定する。同様に上記カラ
ー画像メモリーのフレーム（画面）の所定位置のウイン
ドＷ−３、Ｗ−４のレモン色の面積比率を求め、これが
所定範囲にあるか否かを判定する。

【００１４】製造年月日等の印字の有無の検出は、Ｙ、
Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの値を基に印字がなされる所定位置のウ
インドＷ−５の黒色の面積比率を求め、これが所定値以
上であるか否かを判定するこれらの判定において、所定
範囲内にない場合には、得られた包装袋の縦シール及び
横シール、包装袋の印刷の位置や向きに商品価値を損ね
る程度のズレが生じている、あるいは製造年月日等の印
字がなされておらず、該包装袋は不良品であると判断す
る。

【００１５】なお、テレビカメラ５５により得られた映
像は、必ずしも色差信号に変換する必要はなく、対象と
なる包装袋が黒色と白色等といった判別の容易な配色を
用いている場合には、単に２値化処理を行っても良い。
次に、筒状の包装フィルムＦは上記ベルトコンベア２２
により間欠的に下方に送られ所定の部分が横シール機２
４によりヒートシールされて底部が形成される。続い
て、得られた包装袋に、上記ホッパー２０から内容物が
充填チューブ２１を通して定量的に充填される。

【００１６】次に、充填された包装袋は、該充填チュー
ブ２１の両側に設けられたベルトコンベア２２により、
包装袋１個分の長さだけ下降させられる。続いて、上記
横シール機２４の下ヒートシール機２６ｂにより包装袋
の上端横シールがなされ、同時に上述した上シール機２
６ａによる包装袋の下端横シールがなされ、さらに、横
カッター２５により密封された包装袋が包装フイルムＦ
から切り離される。すなわち、内容物と空気とが入った
包装袋が密封されて切断されると同時に、次の包装袋の
下端横シールが形成されたことになる。

【００１７】制御部６４は、該当包装袋がテレビカメラ
５５によって撮像されてから揺動シュート２９に到達す
るまでの遅延時間をもって揺動シュート２９を制御す
る。揺動シュート２９は、内容物と空気が入って密封さ
れて切断された包装袋を、制御信号に基づいて良品搬送
路２７又は不良品用搬送路２８に排出する。揺動シュー
トに代えて、空気ノズル排除装置を設けてもよい。すな
わち、テレビカメラ５５によって撮像された包装袋をベ
ルトコンベヤで連続的に搬送し、不良包装袋が空気ノズ
ルの前方に到来すると、制御部６４は空気ノズルから空
気を噴射して、該包装袋をベルトコンベヤから排除する
ように空気ノズルを制御する。

【００１８】次に、密封不良品検出装置３は、図５ない
し図７に示すように、包装袋を連続的に搬送するコンベ
アー（搬送路）１０１を有する。該コンベアー１０１の
搬送方向の両側の上方には、該コンベアー１０１の進行
方向に沿ってコンベアー１０１と同じ搬送速度の一対の
無端ベルト１０２が配設されている。上記一対の無端ベ
ルト１０２の間には、搬送方向の上流から下流にかけて
複数個の加圧ローラ１０３が設けられている。これらの
加圧ローラ１０３は、回転軸が垂直方向に移動可能に支
持されている。加圧ローラ１０３が最下位置にある時の
コンベアー１０１からの高さは、上記コンベアー１０１
から無端ベルト１０２までの高さよりも高く設定されて
いる。

【００１９】上記コンベアー１０１上の上記無端ベルト
１０２より下流側には、ローラ式変位センサー１０４が
配設されている。ローラ式変位センサー１０４は、コン
ベアー１０１と対向する位置に複数個のローラすなわち
単一の大径ローラ１０４ａ及び複数の小径ローラ１０４
ｂが設けられており、且つこれらのローラは上下に移動
可能な支持体１０４ｃに軸支されている。これにより、
コンベアー１０１により送られてきた包装袋は、コンベ
アー１０１とローラ式変位センサー１０４との間を静止
することなく通過する。また、その際ローラ式変位セン
サー１０４が押し上げられ、通過する包装袋の厚さが検
知される。

【００２０】ローラ式変位センサー１０４は、その検出
値を記憶するための記憶部１０５、記憶部１０５に記憶
された厚さの値が予め入力されている包装体の厚さの許
容範囲内にあるか否かを判定するための判定回路１９
０、及び判定回路１９０の出力に基づいて包装体を密封
良品、密封不良品に選別する選別手段（図示せず）を制
御する制御部１０８に順次接続されている。

【００２１】上述した構成の密封不良品検出装置３は、
先ず、コンベアー１０１により包装袋を搬送すると、図
６に示すように、包装袋の両端部分が上記コンベアー１
０１と無端ベルト１０２とにより挟まれ押圧される。そ
の結果、包装袋内の空気は包装袋の中央部分に集めら
れ、包装袋の中央部分は膨れる。続いて、包装袋は、図
７に示すように、両端部分が上記コンベアー１０１と無
端ベルト１０２とにより押圧された状態のまま、その膨
れた中央部分が加圧ローラ１０３により加圧される。加
圧ローラ１０３は垂直方向に移動可能であるから、加圧
ローラ１０３が包装袋に加える圧力は加圧ローラの重量
のみに依存し、上記コンベアー１０１と無端ベルト１０
２とにより押圧された状態の包装袋の中央部分の厚さに
かかわらず一定であり、特に厚い包装袋の内容物であっ
ても、内容物が加圧ローラ１０３によって破損されるこ
とはない。

【００２２】この加圧により上記包装袋にピンホールや
シール不良が生じている場合には、包装袋から空気が抜
けることになる。この場合、コンベアー１０１の幅方向
の中央部分において包装袋が膨れているから、ピンホー
ルやシール不良がない限りコンベアー１０１から加圧ロ
ーラ１０３までの高さが充分に確保され、包装袋の内容
物が加圧ローラ１０３により押圧されて内容物が破損さ
れることを有効に防止することができる。

【００２３】包装体は、次に、ローラ式変位センサー１
０４へ送られる。送られてきた包装袋は、コンベアー１
０１とローラ式変位センサー１０４との間を静止するこ
となく通過し、その際ローラ式変位センサー１０４が押
し上げられることになり、上記包装袋の厚さが検知さ
れ、検出値は記憶部１０５に記憶される。次に、その検
出値は記憶部１０５から判定回路１９０に送られ、所定
の範囲にあるか否かが判定される。続いて、制御部１０
８は、上記得られた判定結果の出力に基づいて包装体を
密封良品、密封不良品に選別する選別手段（図示せず）
を制御する。

【００２４】次に、上記包装袋は、選別手段（図示せ
ず）により上記包装袋が密封不良品である場合には、密
封不良品用搬送路１９２に排出され、密封良品の包装体
の場合は密封良品搬送路１９１を介して箱詰め装置５へ
送られる。次に、製函装置４及び箱詰め装置５について
説明する。製函装置４は所定の裁断加工及び印刷のなさ
れたダンボール平板を折り曲げて上部を開放にしたダン
ボール箱を形成する。箱詰め装置５は、図８に示すよう
に、上記密封良品搬送路１９１の前端部と隣接する位置
で密封良品搬送路１９１と直交するように配設された箱
搬送用コンベアー４０１を有している。箱搬送用コンベ
アー４０１の充填位置、すなわち包装袋を充填するため
にダンボール箱を停止させる位置には、発光素子４４１
ａと受光素子４４１ｂとから構成される透過型光センサ
ー４４１が設けられている。製箱装置５にて製箱された
ダンボール箱が充填位置まで搬送されると、ダンボール
箱は透過型光センサー４４１により検知され、これによ
り箱搬送用コンベアー４０１が停止させられる。

【００２５】上記箱搬送用コンベアー４０１及び密封良
品搬送路１９１の近傍には、ロボット４０２が配置され
ており、ロボット４０２のロボットハンド本体の先端に
は、ワーク吸着装置すなわちロボットハンド４１０が装
着されている。ロボットハンド４１０は、図９及び図１
０に示すように、複数個好ましくは３個以上の下向き吸
着パッド４１１を有している。下向き吸着パッド４１１
は垂直方向に伸縮可能なバネ（図示せず）を介して支持
されており、それぞれ真空圧流通管４１３を介して真空
源（図示せず）と連結されており、また、真空圧流通管
４１３に設けられた電磁弁（図示せず）の切換えにより
圧縮空気を上記吸着パッド４１１に送ることができるよ
うに構成されている。

【００２６】上記吸着パッド４１１の大きさは特に限定
されないが、例えば開口部が円形の吸着パッドにより８
０〜１００ｇのスナック菓子を封入した包装袋を把持す
る場合、その直径を５〜１０ｃｍにすると、吸着時に包
装袋表面の吸着部分あるいは吸着パッドの開口部の周辺
部分にシワが生じることをより有効に防止することがで
きる。

【００２７】また、吸着パッド４１１の材質も特に制限
されないが、例えば天然ゴム、シリコンゴム等の柔軟性
を有するものであることが望ましい。これにより、吸着
パッドの開口部の縁が包装袋表面により密着し、包装袋
をより確実に把持し得る。吸着パッド４１１の配置は、
包装袋をバランス良く把持し得るものであれば特に限定
されないが、シール部分等の凹凸部は避けなければなら
ない。

【００２８】ロボットハンド４１０は、吸着パッド４１
１の外側で且つ上記吸着パッド４１１の開口部４１２と
ぼぼ同じ高さか或いは低い位置に、ワーク押さえ部材４
１４を有している。ワーク押さえ部材４１４は金属ワイ
ヤーまたは板材料によって形成され、その形状は包装袋
とほぼ相似形、例えば概ね四角形であり、少なくともそ
の２辺好ましくは３辺以上が包装袋と当接するものであ
ることが望ましい。

【００２９】これにより、ロボットハンド４１０を下降
させると、最初にワーク押さえ部材４１４により包装袋
が上から押さえられることになり、ワーク押さえ部材４
１４に囲まれた包装袋の中央部分は、包装袋の内の空気
が集まり膨れる。これにより、包装袋のしわのなくなっ
た上面が上記吸着パッドの開口部４１２により密着され
る。更に、ロボットハンド４１０はワーク押さえ部材４
１４により包装袋が押さえられているので、包装袋を安
定して把持することができる。

【００３０】すなわち、例えば、包装袋を箱詰めするに
際に、包装袋の端部がダンボール箱の上端に接触して包
装袋が大きく揺れる等しても、吸着パッドの開口部と包
装袋の表面との間に過剰な間隙が生じることがなく、包
装袋が落下することを有効に防止することができる。上
記ロボットハンド４１０は、包装袋を１個づつ箱に詰め
るものであっても良いが、図９に示すように、複数個の
包装袋を同時に把持する構造であることが作業効率の点
で望ましい。

【００３１】上記構成において、製函装置４から製箱さ
れ上面が開放された空のダンボール箱が箱搬送用コンベ
アー４０１により供給される。ダンボール箱が透過型光
センサー４４１によって検出されると、箱搬送用コンベ
アー４０１は停止させられる。一方、密封良品搬送路１
９１により搬送されて来た包装袋は、ストッパー４９０
により搬送路１９１の端部で停止する。

【００３２】次に、ロボット４０２を作動させ、ワーク
押さえ部材４１３の各辺が搬送路１９１の端部で停止し
ている包装袋の各辺とほぼ平行になるようにロボットハ
ンド４１０の向き変える。また、電磁弁（図示せず）を
切り換えることにより、真空源から真空圧流通管４１３
を介して吸着パッド４１１内部に真空圧を供給すると共
に、ロボットハンド４１０を吸着パッド４１１の開口部
が包装袋の上面に接するように作動させる。これによ
り、先ず、吸着パッド４１１の外側で且つ上記吸着パッ
ドの開口部４１２とぼぼ同じ高さか或いは低い位置に設
けられたワーク押さえ部材４１４により包装袋が上から
押さえられることになる。その結果、ワーク押さえ部材
４１４に囲まれた包装袋の中央部分は、包装袋の内の空
気が集まり膨れる。これにより、包装袋の上面にしわが
発生することを防止し、上記吸着パッドの開口部４１２
が密着して包装袋表面の吸着することができる。

【００３３】次に、ロボット４０２を作動させ、吸着パ
ッド４１１の開口部４１２に吸着された包装袋を持ち上
げ、包装袋の各辺が上記箱搬送用コンベアー４０１で停
止されている空のダンボール箱の各辺とほぼ平行になる
ようにロボットハンド４１０の向き変える。次に、包装
袋をダンボール箱に入れるように、ロボット４０２を作
動させる。続いて、電磁弁（図示せず）を切り換えるこ
とにより、圧縮空気を吸着パッド４１１に供給し、包装
袋を吸着パッド４１１から離脱させる。

【００３４】以上の操作を繰り返し、所定の個数の包装
袋をダンボール箱に入れ終わると、上記箱搬送用コンベ
アー４０１を作動させ、ダンボール箱をこれを閉じる装
置（図示せず）に送る。また、上記密封不良品検出装置
の別の実施例は、上記搬送路の加圧ローラより上流側に
は、ローラ式第１変位センサーを配置し、一方上記搬送
路の上記加圧ローラにより下流側には、ローラ式第２変
位センサーを配置する。そして、ローラ式第１変位セン
サーは、上記した加圧ローラにより包装袋を加圧する前
の包装袋の厚さを検知し、得られた値は第１記憶部に格
納される。また、ローラ式第２変位センサーは、上記し
た加圧ローラより包装袋を加圧した後の包装袋の厚さを
検知し、得られた値を第２記憶部に格納する。

【００３５】演算処理部は、上記第１記憶部に記憶され
た検出値から第２記憶部に記憶された検出値を減算し、
得られた値が所定の範囲内にあって密封良品である否か
を判定する。上記実施例によれば、ローラによる加圧の
前後の包装袋の厚さを比較することにより、密封不良を
検出するので、包装袋中の気体の量が包装袋毎に大きく
異なるものについても確実に密封不良を検知することが
できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の自動包装装置のブロック図で
ある。

【図２】ピロー包装装置の側面図である。

【図３】ピロー包装装置及び包装袋良品判定部のブロッ
ク図である。

【図４】包装袋の良品判定方法を示す説明図である。

【図５】包装袋の密封不良品検出装置の説明図である。

【図６】包装袋の密封不良品検出装置の作動説明図であ
る。

【図７】包装袋の密封不良品検出装置の作動説明図であ
る。

【図８】箱詰め装置の平面図である。

【図９】ロボットハンドの側面図である。

【図１０】ロボットハンドの正面図である。

【符号の説明】

Ｆ 包装フィルム ２ ピロー包装装置 ３ 密封不良品検出装置 ４ 製函装置 ５ 箱詰め装置 ２０ ホッパー ２１ 充填チューブ ２２ ベルトコンベア ２３ 縦シール機 ２４ 横シール機 ２７ 良品用搬送路 ２８ 不良品用搬送路 ２９ 揺動シュート ５５ テレビカメラ ６１ ＲＧＢデコーダ ６２ カラー画像メモリー ６３ 判定回路 ６４ 制御部 １０１ コンベアー（搬送路） １０２ 無端ベルト １０３ 加圧ローラ １０４ ローラ式変位センサー １９１ 密封良品搬送路 １９２ 密封不良品用搬送路 ４０１ 箱搬送用コンベアー ４０２ ロボット ４１０ ロボットハンド ４１１ 吸着パッド ４１４ ワーク押さえ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今津 利弘 大阪府堺市築港八幡町１番地 新日本製 鐵株式会社堺製鐵所内 (72)発明者 武本 正文 大阪府東大阪市御厨栄町１丁目５番７号 ハウス食品工業株式会社内 (72)発明者 ▲すぎ▼本 隆幸 大阪府東大阪市御厨栄町１丁目５番７号 ハウス食品工業株式会社内 (72)発明者 島谷 和博 大阪府東大阪市御厨栄町１丁目５番７号 ハウス食品工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−269034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−271818（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−141109（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填チューブを有するピロー包装機にお
   いて、 （ａ）充填チューブの下流に設けられ、包装袋の良否を
   選別する選別手段、 （ｂ）充填前に充填チューブに巻き付けられることによ
   り形成された筒状包装材料に対向して設けられ、該包装
   材料を撮像する撮像手段、 （ｃ）上記撮像手段によって撮像された映像を画像デー
   タに変換する回路、 （ｄ）上記回路によって変換された画像データをフレー
   ムとして記憶する手段、 （ｅ）その記憶された画像データに基づいてフレームの
   所定位置のウインド中における特定の種類の画像データ
   の占める割合が所定範囲にあるか否かを判定する判定手
   段、及び （ｆ）上記判定手段により得られた判定結果に基づいて
   包装袋の良否を選別するように上記選別手段を制御する
   制御手段 を有することを特徴とするピロー包装機。
2. 【請求項２】 上記選別手段が、固定した包装袋投入部
   と、包装袋の排出先を変位させるために包装袋を振り分
   ける揺動機構である排出部とを有する請求項１記載のピ
   ロー包装機。
3. 【請求項３】 上記選別手段が、包装袋を搬送するベル
   トコンベヤと、該ベルトコンベヤの近傍に配置され、不
   良包装袋に対し空気を噴射してベルトコンベヤから排除
   する空気ノズルとから構成されている請求項１記載のピ
   ロー包装機。