JP4228136B2 - ウェッブの送り装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、包装材料ウェッブから内容物充填直方体状容器を製造する包装機械において、包装材料を容器1つ分に相当するピッチで送るウェッブの送り装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のウェッブの送り装置としては、送られるウェッブにそれぞれ所定ピッチで付けられた位置合せ用専用マークを定位置において検出するマーク検出器と、マークをマーク検出器が検出したときに、マーク検出信号を出力する信号出力手段と、信号出力手段がマーク検出信号を出力したタイミングを検出するタイミング検出器と、あらかじめ設定された基準タイミングと、タイミング検出器の検出タイミングの偏差を求め、求められた偏差に基づいて、ウェッブの送り量を制御する制御手段とを備えているものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
また、他のウェッブの送り装置としては、上記位置合せ用専用マークに代わり、容器製造者・品名等表示バーコードを用いるようにしたものも知られている(例えば、特許文献2参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開昭60−94676号公報
【0005】
【特許文献2】
特開平9−77021号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1に記載の装置では、ウェッブに位置合せ用専用マークを印刷する必要がある。一方、ウェッブには製品の図柄が印刷されている。専用マークと図柄が似ていると、検出器が図柄を誤ってマークと検出してしまう恐れがある。そのため、製品の図柄を専用マークに似た模様がないようにつくる必要があるが、多様化する製品の図柄に対応してマークを作成することは困難であった。
【0007】
特許文献2に記載の装置では、ウェッブに位置合せ用専用マークを印刷する必要がない、というメリットがある。ところが、例えば、バーコードに印字不良等があると、検出器がバーコードを読取ミスをする可能性がある。通常、専用マークを検出するためにはフォトセンサが用いられ、バーコードを検出するためにはバーコードリーダが用いられるが、バーコードリーダは、フォトセンサと比較して、読取精度がやや落ちるし、しかも、高価である。
【0008】
この発明の目的は、検出器がマークを図柄と誤認して検出したり、読取ミスをしてしまうことが無いウェッブの送り装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明によるウェッブの送り装置は、送られるウェッブにそれぞれ所定ピッチで付けられた種類を異にする第1マークおよび第2マークをそれぞれ定位置において検出するための第1マーク検出器および第2マーク検出器と、第1マーク検出器および第2マーク検出器の出力信号に基づいて、マーク検出信号Bおよびマーク検出信号Dを出力する信号出力手段と、マーク検出信号Bおよび信号Dに基づいて、ウェッブ送り量を制御する制御手段とを備えているものである。 この発明によるウェッブの送り装置では、第1マークを第1マーク検出器が検出ミスした場合でも、第2マークを第2マーク検出器が検出することが可能であり、第1および第2マークの種類が異なるため、読取ミスが半減させられる。
【0010】
さらに、ウェッブ送り動作が、調整運転およびこれに続いて行われる生産運転に設定可能であり、調整運転中に、マーク検出信号Bが出力されると、調整運転から生産運転へ移行し、生産運転中は、マーク検出信号Dによって制御手段が制御されるようになされていると、生産運転中は第1および第2マーク検出器の一方だけを使用し、他方の検出器は休止させておくことが可能であり、そうすれば、他方のマーク検出器の耐久性の向上に貢献することができる。
【0011】
また、マーク検出信号Bが、第1マーク検出器が信号を出力し、かつ、この時点から、両マーク検出器の検出タイミングのずれに基づいてこれ以上に設定された待ち時間までに、第2マーク検出器が信号を出力したときに出力されるようになされていると、第2マークを図柄等と誤認すること無くマークを検出することができる。
【0012】
また、マーク検出信号Dが、第1マーク検出器の信号出力の有無に関わらずに、第2マーク検出器が信号を出力したときに出力されるようになされていると、マーク検出信号Dを、第1マーク検出器を使用することなく、1つの第2マーク検出器によって出力することができる。
【0013】
また、第2マーク検出器が第2マークを検出するタイミングが、ウェッブの基準位置からのずれを零とする基準タイミングからどれだけずれているかを示すタイミング領域において、基準タイミングよりも後である後領域および基準タイミングを含む目標範囲が設定され、マーク検出信号Bが、第1マーク検出器が信号を出力し、かつ、この時点から、両マーク検出器の検出タイミングのずれに基づいてこれ以上に設定された待ち時間までに、第2マーク検出器が信号を出力しかつこのときのタイミングが目標領域内であるときに出力されるようになされており、マーク検出信号Dが、第1マーク検出器の信号出力の有無に関わらずに、第2マーク検出器が信号を出力しかつこのときのタイミングが後領域内であるときに出力されるようになされており、ウェッブ送り動作が、調整運転およびこれに続いて行われる生産運転に設定可能であり、ウェッブ送り量が、基準送り量よりもプラスである標準送り量および基準送り量よりもマイナスである修正送り量に設定可能であり、調整運転中に、マーク検出信号Bが出力されると、調整運転から生産運転へ移行し、生産運転中は、マーク検出信号Dが出力されると、ウェッブ送り量が標準送り量に設定され、それ以外は、ウェッブ送り量が修正送り量に設定されるようになされていると、調整運転では第1および第2マーク検出器を用いて、短時間で確実にウェッブの位置合わせを行うことができ、生産運転に移行してからは、第2マーク検出器のみで経済的にウェッブの位置合わせを行うことができる。
【0014】
また、第1マークおよび第2マークが、識別性に優れたマークおよび認識性の高いマークの組合せよりなることが好ましい。
【0015】
ここで、それぞれのマークを検出器で検出した際に、製品図柄と区別できる、独自の特徴をもつマークを識別性に優れたマークといい、特徴はないがその存在を読取りミスすることのないマークを認識性に優れたマークというものとする。
また、第1マークが、バーコード、2次元コードまたはストロ孔であり、第2マークが、レジストマークであり、第1マーク検出器が、バーコードリーダまたはフォトセンサであり、第2マーク検出器が、フォトセンサであることが好ましい。
【0016】
ストロ孔は光を反射し易いので、光を反射し難い製品図柄の場合にマークとして好適に用いることができる。また、光を反射し易い製品図柄(メタリック包材)の場合、バーコードや二次元コードなど、光の反射に影響されないマークが好適に用いられる。
【0017】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【0018】
図1を参照すると、包装機械は、包装材料ウェッブWから最終的に内容物充填直方体状容器C2を製造するものであって、ロール状ウェッブWを支持しているリワインダ11と、リワインダ11からウェッブWを順次巻き戻す巻戻し装置12と、巻き戻されたウェッブWをチューブTに成形するチューブ成形装置13と、チューブT内に挿入された垂直状充填管14を有しチューブT内に一定レベルまで内容物を充填する給液管15と、内容物充填チューブTをほぼ容器1つ分に相当する長さ毎に送りながら、シール・切断して内容物充填枕状容器C1を成形する容器成形装置16と、枕状容器C1を最終形態直方体状容器C2に成形する容器完成装置17とを備えている。
【0019】
容器成形装置16は、開閉自在な二対のシール・切断用ジョー21を有している。包装機械のメインシャフト22の1回転360度の回転によって、二対のジョー21が対をなすもの同士で反対方向に一定のサイクルで昇降させられ、これにより、2つの枕状容器C1が成形される。したがって、1つの容器を成形するためのメインシャフト22の1サイクルの回転角度は、180度である。
【0020】
容器成形装置16による1サイクルのウェッブ送り量は、3段階に設定される。これは、詳しく説明しないが、枕状容器C1を成形する際に形成される三角耳の折込み量を変更することにより行われる。3段階の送り量とは、標準送り量Sf、修正送り量Cf、調整送り量Rfである。標準送り量Sfは、容器1つ分の長さに相当する基準送り量Bfよりもプラス側に大きい、例えば、(基準送り量Bf+0.5mm)であり、修正送り量Cfは、同基準送り量Bfよりもマイナス側に大きい、例えば、(基準送り量Bf−1.0mm)であり、調整送り量Rfは、修正送り量Cfよりもマイナス側にかなり大きい、例えば、(基準送り量Bf−8.0mm)である。
【0021】
容器成形装置16のジョー21に近接してすぐ上流側においてウェッブ移動経路に臨ませられるようにバーコードリーダ23およびフォトセンサ24がそれぞれ配置されている。メインシャフト22にはエンコーダ25が備えられている。
【0022】
図2を参照すると、ウェッブWには、製造者番号や品名番号をコード表示しうるバーコードBが一定ピッチLで印刷されるとともに、これと同一ピッチLで、レジストマークRが印刷されている。同ピッチLが基準送り量Bfに相当するが、これには、製造上の誤差が含まれている。
【0023】
バーコードBとしては、JAN、EANおよびUPCに例示される一次元バーコードを用いることが好ましく、CODE39に例示されるような、桁数の少ない、例えば3桁からなる一次元コードを用いることが好ましい。そうすると、読取精度を上げることができる。
【0024】
バーコードリーダ23はバーコードBを検出するためのものである。フォトセンサ24はレジストマークRを検出するためのものである。1サイクル毎のウェッブ送り動作において、先に、バーコードリーダ23がバーコードBを検出し、これと同時、または、その後に、一定の遅れ時間dTを経過してから、フォトセンサ24がレジストマークRを検出するようになっている。
【0025】
遅れ時間dTは、バーコードリーダ23およびフォトセンサ24並びにバーコードBおよびレジストマークRの配置態様と、ウェッブWの送り速度とによって物理的に決定されるもので、例えば、0〜0.05秒となるように設定される。
【0026】
図3に、ウェッブWからつくられた最終形態の容器Cが示されている。容器Cの底面にバーコードBおよびレジストマークRがそれぞれ位置させられている。
図4を参照して、ウェッブの位置合せ動作をつぎに説明する。
【0027】
ウェッブの送り量は、1つの容器を製造する1サイクル毎に、容器成形装置16による送り量を変更することにより設定される。
【0028】
ウェッブWのバーコードBをバーコードリーダ23が検出すると、その検出信号は、信号出力回路31に入力される。つづいて、レジストマークRをフォトセンサ24が検出すると、その検出信号も、信号出力回路31に入力される。一方、メインシャフト22の回転角度はエンコーダ25によって検出され、現在の回転角度として信号出力回路31に入力される。
【0029】
信号出力回路31にはタイミング検出手段32が備えられている。タイミング検出手段32は、エンコーダ25の出力信号に基づいて、フォトセンサ24が検出信号を出力したタイミングを検出する。その他、信号出力回路31では、バーコードリーダ23、フォトセンサ24およびエンコーダ25の出力信号に基づいて、様々な制御信号を演算し、これを、送りパターン設定回路33へ出力する。送りパターン設定回路33では、制御信号に基づいて、標準送り量Sf、修正送り量Cfおよび調整送り量Rfの3段階の送り量のパターンを設定し、これを、制御手段34に出力する。制御手段34は、設定されたパターンに基づいて、容器成形装置16によるウェッブ送り量を制御する。
【0030】
図5は、メインシャフト22の回転角度と送られるウェッブWの送りタイミングとの関係を示すものである。
【0031】
メインシャフト22の回転角度(0〜180°)に注目すると、回転角度が158°のときに、フォトセンサ24によってレジストマークRが検出されると、、ウェッブWの送り動作にずれが無いことを意味する。これを基準タイミングTと定義する。
【0032】
この基準タイミングTから、フォトセンサ24がレジストマークRを検出するタイミングがどれだけずれているかを示すタイミング領域には、つぎの4つの領域が設定される。すなわち、4つの領域とは、基準タイミングTよりも前である前領域A(153°〜158°)、基準タイミングTよりも後である後領域D(158°〜164°)、基準タイミングTを含むその前後の目標領域B(157°〜159°)および目標領域Bよりも前後に広い許容領域C(154°〜161°)である。これらの領域A、、B、C、Dは、タイミング検出手段32によって検出される。
【0033】
許容領域Cは、ウェッブWのずれを許す最大限の領域である。目標領域Bは、前領域Aおよび後領域Dと比較して、相当に狭い。目標領域Bとは、ウェッブWのずれが目標領域B内にある場合、フォトセンサ24はレジストマークRを誤認する心配は無い領域のことである。
【0034】
信号出力回路31からは、以下に説明する4種類のマーク検出信号A、マーク検出信号B、マーク検出信号Cおよびマーク検出信号Dが出力される。
【0035】
マーク検出信号Aが出力される条件は、バーコードリーダ23が信号を出力すること、フォトセンサ24が信号を出力すること、タイミング検出手段32が領域Aを検出すること、バーコードリーダ23が信号を出力してから、フォトセンサ24が信号を出力するまでの時間が待ち時間pT内であることの4つが重なることを必要とする。
【0036】
待ち時間pTは遅れ時間dTを考慮し、それに等しいか、それよりも大きく設定される。例えば、遅れ時間dTが0.05秒の場合、待ち時間pTは0.1秒程度に設定される。バーコードBおよびレジストマークRは、所定ピッチPで印刷されているので、必ず所定のタイミング内で検出されるはずである。そのため、バーコードBを検出した後に、所定のタイミングで検出したマークは必ずレジストマークRであると特定できる範囲内に待ち時間pTは設定される。
【0037】
マーク検出信号Bは、マーク検出信号Aが出力される条件において、タイミング検出手段32が領域Aを検出する代わりに、領域Bを検出する条件のもとに出力される。
【0038】
マーク検出信号Cが出力される条件は、バーコードリーダ23の信号出力の有無に関わらずに、フォトセンサ24が信号を出力すること、タイミング検出手段32が領域Cを検出することの2つである。
【0039】
マーク検出信号Dが出力される条件は、マーク検出信号Cに準じて、バーコードリーダ23の信号出力の有無に関わらずに、フォトセンサ24が信号を出力すること、領域Cに代わって、領域Dを検出することの2つである。
【0040】
図6に、送りパターン設定回路33のフローが示されている。
【0041】
充填機を生産運転するにあたって、あらかじめ、ウェッブWのマークB、Rが所定のタイミングで所定の位置を通過するように調整運転が行われる。
【0042】
まず、ステップS31でウェッブWの送り量が調整送り量Rfに設定され、予備調整運転が開始される。ステップS32に移行し、マーク検出信号Aが出力されたか否かが調べられる。マーク検出信号Aが出力されていると、予備調整運転から本調整運転へ移行し、マーク検出信号Aが出力されていないと、ステップS31へ戻り、これは、マーク検出信号Aが出力されるまで繰り返し行われる。
【0043】
本調整運転では、ステップS33でマーク検出信号Dが出力されたか否かが調べられる。マーク検出信号Dが出力されていると、ステップS34でウェッブWの送り量が標準送り量Sfに設定され、マーク検出信号Dが出力されていないと、ステップS35でウェッブWの送り量が修正送り量Cfに設定される。つづいて、ステップS36へ移行し、マーク検出信号Bが出力されている否かが調べられる。マーク検出信号Bが出力されていないと、ステップS32へ戻され、ステップS32〜S36の動作がマーク検出信号Bが出力されるまで繰り返される。マーク検出信号Bが出力されると、本調整運転から生産運転へ移行する。
【0044】
以上のように、予備および本調整運転では、マーク検出信号A、マーク検出信号Bおよびマーク検出信号Dが必要である。マーク検出信号Aおよびマーク検出信号Bを出力するためには、バーコードリーダ23およびフォトセンサ24の双方が必要である。調整運転時は、レジストマークRがどのようなタイミングでフォトセンサ24に検出されるか分からないため、フォトセンサ24が絵柄をレジストマークRと誤認する可能性がある。そこで、絵柄と誤認の可能性が無いバーコードBをバーコードリーダ23で検出することを併用することにより、調整運転時のマーク誤認を防止するようにしている。
【0045】
生産運転では、ステップS37でマーク検出信号Cが出力されたか否かが調べられる。マーク検出信号Cが出力されていると、ステップS38へ移行する。ステップS38では、本調整運転時と同様に、マーク検出信号Dが出力されていると、ステップS39でウェッブWの送り量が標準送り量Sfに設定され、マーク検出信号Dが出力されていないと、ステップS40でウェッブWの送り量が修正送り量Cfに設定される。
【0046】
ステップS37でマーク検出信号Cが出力されていないということは、これは、ずれが許容範囲を超えた異常事態である。警報が出力され、機械が停止されるか、ステップS31へ戻って、調整運転のやり直しとなる。
【0047】
生産運転ではマーク検出信号Cおよびマーク検出信号Dのみによる制御が可能である。マーク検出信号Cおよびマーク検出信号Dは、バーコードリーダ23の検出信号の有無に関わりなく、フォトセンサ24の検出信号のみによっては出力することができる。したがって、生産運転時は、レジストマークRのみ検出するようにすることで、高価で寿命の短いバーコードリーダ23を、この間電源をOFF状態にして、寿命を延長させることができる。また、バーコードリーダ23は、フォトセンサ24と比較して検出ミスが発生し易いが、この検出ミスが、生産運転の中止等、生産運転へ影響を与えることを無くすことができる。
【0048】
つぎに、信号出力回路および送りパターン設定回路の変形例について説明する。
【0049】
図5では、前領域A、後領域D、目標領域Bおよび許容領域Cの4つのが示されているが、図7では、前領域Aおよび後領域Dに相当する2つの領域AおよびDが示されている。ここでは、領域Aを目標領域Aと呼び変え、2つの領域AおよびDを合わせた領域を許容領域Eと呼ぶこととする。
【0050】
信号出力回路31からは、マーク検出信号A、マーク検出信号Dおよびマーク検出信号Eの3つの信号が出力される。
【0051】
マーク検出信号Aおよびマーク検出信号Dの出力される条件は、上記したマーク検出信号Aおよびマーク検出信号Dのそれと同じである。マーク検出信号Eは、マーク検出信号Dが出力される条件において、タイミング検出手段32が領域Dを検出する代わりに、領域Eを検出したときに出力される。
【0052】
以上の3つの信号A、DおよびEに基づいて行われる送りパターン設定回路の動作のフローチャートが図8に示されている。
【0053】
ステップS31で調整送り量Rfが設定され、調整運転が開始される。ステップS32へ移行して、マーク検出信号Aが出力されたか否かが調べられる。ステップS32でマーク検出信号Aが出力されたと判定されると、調整運転から生産運転へ移行する。
【0054】
生産運転では、ステップS33でマーク検出信号Dが出力されたか否かが調べられる。図7のフローチャートと同様に、マーク検出信号Dが出力されていると、ステップS34でウェッブWの送り量が標準送り量Sfに設定され、マーク検出信号Dが出力されていないと、ステップS35でウェッブWの送り量が修正送り量Cfに設定される。ついで、ステップS37ではマーク検出信号Eが出力されたか否かが調べられ、信号Eが出力される間は生産運転が継続され、信号Eが出力されないと、許容のずれを超えた異常事態であり、生産運転は中止される。
【0055】
上記したバーコードBに代わり、2次元コードを用いてもよい。バーコードBは、バーコードシンボルキャラクタを直線的に並べて情報化したもので、1次元コードとも呼ばれている。これに対し、2次元コードは、シンボルキャラクタまたはそれに相当する情報単位を縦横に配置したもので、2次元バーコードとも称されるものである。2次元コードは、バーコードリーダ23によって読取可能である。
【0056】
さらに、バーコードBに代わり、ストロー孔を用いてもよい。ストロー孔とは、例えば、ウェッブWに形成されたストロー突き刺し用の円形の凹部のことで、ウェッブ表面から、ウェッブ内層のバリア層(例えばアルミニウム層)が確認できるようなものである。ストロー孔は、フォトセンサ24によって検出可能である。
【0057】
【発明の効果】
この発明によれば、検出器がマークを図柄と誤認して検出したり、読取ミスをしてしまうことが無いウェッブの送り装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるウェッブの送り装置を含む包装機械の要部の斜視図である。
【図2】同包装機械に用いられるウェッブの説明図である。
【図3】同ウェッブより製造された容器の斜視図である。
【図4】同送り装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】同包装機械のメインシャフトの回転角度とウェッブ送り動作の関係を示すタイミング線図である。
【図6】同送り装置の信号出力回路の動作を示すフローチャートである。
【図7】図5相当の変形例によるタイミング線図である。
【図8】図6相当の変形例によるフローチャートである。
【符号の説明】
23 バーコードリーダ
24 フォトセンサ
31 信号出力回路
33 制御手段
W ウェッブ
B バーコード
R レジストマーク
Claims (6)
- 送られるウェッブ(W)にそれぞれ所定ピッチ(P)で付けられた種類を異にする第1マーク(B)および第2マーク(R)をそれぞれ定位置において検出するための第1マーク検出器(23)および第2マーク検出器(24)と、
第1マーク検出器(23)および第2マーク検出器(24)の出力信号に基づいて、マーク検出信号を出力する信号出力手段(31)と、
マーク検出信号に基づいて、ウェッブ送り量を制御する制御手段(34)と、
を備えているウェッブの送り装置であって、
第 2 マーク検出器 (24) が第 2 マーク (R) を検出するタイミングが、ウェッブ( W )の基準位置からのずれを零とする基準タイミング( T )からどれだけずれているかを示すタイミング領域において、基準タイミング( T )を含む目標範囲( B )が設定され、
第 1 マーク検出器 (23) が信号を出力し、かつ、この時点から、両マーク検出器 (23)(24) の検出タイミングのずれ (dT) に基づいてこれ以上に設定された待ち時間( pT) までに、第 2 マーク検出器 (24) が信号を出力し、かつこのときのタイミングが目標領域( B )内であるときに、信号出力手段によって、マーク検出信号 B が出力されるようになされており、
ウェッブ送り動作が、調整運転およびこれに続いて行われる生産運転に設定可能であり、
調整運転中に、マーク検出信号 B が出力されると、調整運転から生産運転へ移行するように制御手段( 34 )が制御されるようになされているウェッブの送り装置。 - 上記タイミング領域において、上記基準タイミング( T )よりも後である後領域( D )が設定され、
第 1 マーク検出器 (23) の信号出力の有無に関わらずに、第 2 マーク検出器 (24) が信号を出力しかつこのときのタイミングが後領域( D )内であるときに、信号出力手段によって、マーク検出信号 D が出力されるようになされており、
生産運転中は、マーク検出信号 D の有無によって制御手段 (34) が制御されるようになされている請求項1に記載のウェッブの送り装置。 - ウェッブ送り量が、基準送り量 (Bf) よりもプラスである標準送り量 (Sf) および基準送り量 (Bf) よりもマイナスである修正送り量 (Cf) に設定可能であり、生産運転中は、マーク検出信号 D が出力されると、ウェッブ送り量が標準送り量 (Sf) に設定され、それ以外は、ウェッブ送り量が修正送り量 (Cf) に設定されるようになされている請求項2に記載のウェッブの送り装置。
- 第1マーク(B)および第2マーク(R)が、識別性に優れたマークおよび認識性の高いマークの組合せよりなる請求項1〜3のいずれか1つに記載のウェッブの送り装置。
- 第1マーク(B)が、バーコード、2次元コードまたはストロ孔であり、第2マーク(R)が、レジストマークであり、第1マーク検出器(23)が、バーコードリーダまたはフォトセンサであり、第2マーク検出器(24)が、フォトセンサである請求項1〜4のいずれか1つに記載のウェッブの送り装置。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載のウェッブの送り装置に用いられるウェッブ。
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