JP6306427B2 - 超音波包装機 - Google Patents

Description

本発明は、超音波包装機、特には、超音波シール用のホーンとアンビルとにより包装フィルムを挟み込み超音波シールする超音波包装機に関する。

従来、超音波シール用のホーンとアンビルとにより包装フィルムのシール部分を挟み込み、振動子からホーンに振動エネルギーを与えることで包装フィルムのシールを行う超音波包装機が知られている（例えば、特許文献１（特開２０１２−２５０７６６号公報））。

このような超音波包装機では、シール部分において、被包装物や包装フィルム等の噛み込みが発生してシールが不完全となり、シール不良品が発生する場合がある。

このようなシール不良品を検知するため、ホーンとアンビルとの間に包装フィルムを挟み込む力を発生させるサーボモータが具備するエンコーダの値を用いて、シール時にホーンとアンビルとの距離が所定値より大きくなる時に、シール部分で噛み込みが発生したと判断する場合がある。

しかし、このような構成では、シール部分に小さな物体や薄い物体を噛み込んだ場合に、これを検知できない可能性がある。

これに対し、超音波包装機に、レーザー変位計等、高精度のセンサを別途設ければ、ホーンとアンビルとの距離を精度よく測定でき、シール部分に小さな物体や薄い物体を噛み込んだ場合にも、噛み込みを検知可能である。しかし、このような高精度のセンサは高価であるため、このようなセンサを超音波包装機に組み込んだとすれば、超音波包装機のコスト上昇につながる。

本発明の課題は、高価なセンサを別途設けることなく、包装フィルムのシール部分の噛み込みを精度よく検出可能な、安価で信頼性の高い超音波包装機を提供することにある。

本発明に係る超音波包装機は、アンビルと、ホーンと、超音波振動子と、制御部と、を備える。ホーンは、アンビルとの間で包装フィルムを挟み込み、包装フィルムのシールを行う。超音波振動子は、ホーンに連結される。制御部は、包装フィルムのシール時に、超音波振動子を所定の発振周波数で振動させるように制御する。制御部は、取得部と、判断部と、を有する。取得部は、包装フィルムのシール中の超音波振動子の実際の出力周波数の変化を取得する。判断部は、出力周波数の変化を基に、包装フィルムのシール部分への噛み込みの有無を判断する。

ここでは、超音波振動子の実際の出力周波数の変化が取得され、この変化を基に、包装フィルムのシール部分における噛み込みの有無が判断される。このような構成が用いられることで、高価な高精度センサを別途設けることなく、シール部分に小さな物体を噛み込んだ場合にも、これを精度よく検知できる。その結果、安価で信頼性の高い超音波包装機を実現できる。

また、本発明に係る超音波包装機は、演算部を更に有することが好ましい。演算部は、シール部分に噛み込みがない状態で予め実行された包装フィルムのシール中に、取得部が取得した出力周波数の変化を基に、シール部分に噛み込みがない状態における包装フィルムのシール中の出力周波数の変化が最小となる好適な発振周波数を演算することが好ましい。

ここでは、シール部分に噛み込みが無い状態で、包装フィルムのシール中の出力周波数の変化が最小となる好適な発振周波数が演算され、超音波振動子が、その発振周波数で振動させられるため、噛み込みが発生した場合の出力周波数の変化に基づいてシール部分における噛み込みの有無を精度よく検出できる。

本発明に係る超音波包装機では、超音波振動子の実際の出力周波数の変化が取得され、この変化を基に、包装フィルムのシール部分における噛み込みの有無が判断される。このような構成が用いられることで、高価な高精度センサを別途設けることなく、シール部分に小さな物体を噛み込んだ場合にも、これを精度よく検知できる。その結果、安価で信頼性の高い超音波包装機を実現できる。

本発明の超音波包装機の一実施形態に係る製袋包装機を含む、計量包装装置の斜視図である。 図１に係る製袋包装機の製袋包装ユニットの概略構成を示す斜視図である。 図１に係る製袋包装機のブロック図である。 図２に係る製袋包装ユニットの縦シール機構の斜視図である。 図２に係る製袋包装ユニットの横シール機構を図２における左側から見た概略側面図である。 図５に係る横シール機構のホーンおよびアンビルの軌跡を図２における左側から見た概略側面図である。 図５に係る横シール機構の第１回転体および第２回転体の斜視図である。 図３に係る製袋包装機のコントローラの、発振周波数の演算処理について説明するためのフローチャートである。 図３に係る製袋包装機のコントローラの、噛み込み判定処置について説明するためのフローチャートである。 図３に係る製袋包装機の横シール時に、コントローラの取得部が取得する超音波振動子の実際の出力周波数の変化の一例である。横軸は時間を、縦軸は出力周波数の変化を示している。（ａ）は、シール部分に噛み込みがない状態において、取得部が取得する超音波振動子の出力周波数の変化の一例である。（ｂ）は、シール部分に噛み込みがある状態において、取得部が取得する超音波振動子の出力周波数の変化の一例である。

本発明に係る超音波包装機の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

（１）全体構成
図１は、本発明に係る超音波包装機の一実施形態としての製袋包装機３を含む計量包装装置１の斜視図である。図２は、製袋包装機３に含まれる製袋包装ユニット３ａの概略構成を示す斜視図である。図３は、製袋包装機３のブロック図である。

計量包装装置１は、組合せ計量機２および製袋包装機３を有する（図１参照）。製袋包装機３は、製袋包装ユニット３ａ（図１参照）、フィルム供給ユニット３ｂ（図１参照）、コントローラ９０（図３参照）を備える。

組合せ計量機２は、製袋包装ユニット３ａの上方に配置される（図１参照）。組合せ計量機２では、物品Ｃ（被包装物）の重量が複数の計量ホッパで計量され、これらの計量値が所定の合計重量になるように組み合わせられ、組み合わされた所定の合計重量の物品Ｃが下方に排出される。

製袋包装機３の製袋包装ユニット３ａは、組合せ計量機２から物品Ｃが供給されるタイミングにあわせて、物品Ｃの袋詰めを行う。フィルム供給ユニット３ｂは、製袋包装ユニット３ａに、袋Ｂとなる包装用のフィルムＦを供給する。製袋包装機３のコントローラ９０は、製袋包装ユニット３ａおよびフィルム供給ユニット３ｂの動作を制御する。

計量包装装置１には、計量包装装置１を操作するための操作スイッチ４が設けられる（図１参照）。また、計量包装装置１には、計量包装装置１の動作状態を表示し、計量包装装置１に対する様々な設定の入力等を受け付ける、タッチパネル式ディスプレイ５が設けられる（図１参照）。操作スイッチ４およびタッチパネル式ディスプレイ５は、組合せ計量機２および製袋包装機３に対する指示や、組合せ計量機２および製袋包装機３に関する設定等を受け付ける入力部として機能する。また、タッチパネル式ディスプレイ５は、組合せ計量機２および製袋包装機３に関する各種情報を表示する出力部として機能する。なお、本実施形態では、操作スイッチ４およびタッチパネル式ディスプレイ５は、組合せ計量機２および製袋包装機３で共用されるが、これに限定されるものではなく、機器別に操作スイッチおよびタッチパネル式ディスプレイが設けられてもよい。

操作スイッチ４やタッチパネル式ディスプレイ５は、組合せ計量機２の動作を制御するコントローラ２ａと、製袋包装機３の動作を制御するコントローラ９０と、に電気的に接続されている（図３参照）。コントローラ２ａおよびコントローラ９０は、操作スイッチ４やタッチパネル式ディスプレイ５に対する入力に基づいて、組合せ計量機２および製袋包装機３をそれぞれ制御する。また、コントローラ２ａおよびコントローラ９０は、組合せ計量機２および製袋包装機３に設置されている各種センサ（図示せず）から必要な情報を取り込み、その情報を用いて、組合せ計量機２および製袋包装機３をそれぞれ制御する。なお、本実施形態では、組合せ計量機２および製袋包装機３が、それぞれコントローラ２ａおよびコントローラ９０を有するが、これに限定されるものではない。個別のコントローラ２ａ，９０に代えて、組合せ計量機２および製袋包装機３の両方を制御するコントローラが設けられてもよい。

（２）製袋包装機の詳細構成
製袋包装機３について詳細を説明する。

なお、以下の説明では、方向を表すために、「前（正面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を使用する場合があるが、ここでは、「前（正面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「左」、「右」を図２のように定義する。特記しない場合には、図２の定義に従って、「前（正面）」、「後（背面）」、「上」、「下」、「左」、「右」等の表現を使用する。また、「上流」、「下流」という表現を使用する場合があるが、特記しない場合には、「上流」、「下流」はフィルムＦの搬送方向を基準とする。

（２−１）製袋包装ユニット
以下に、製袋包装ユニット３ａについて説明する。

製袋包装ユニット３ａは、主に、成形機構１３と、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構２０と、横シール機構３０と、を有する（図２参照）。

成形機構１３は、フィルム供給ユニット３ｂから搬送されてくるシート状のフィルムＦを筒状に成形する。プルダウンベルト機構１４は、筒状となったフィルムＦ（以下、筒状フィルムＦｃと呼ぶ）を下方に搬送する。縦シール機構２０は、筒状フィルムＦｃの重ね合わせ部分（合せ目）を縦方向にシールする。横シール機構３０は、下方に向かって搬送される筒状フィルムＦｃを横方向にシールすることで、言い換えれば、下方に向かって搬送される筒状フィルムＦｃを搬送方向と交差する方向に沿ってシールすることで、袋Ｂの上下端を封止する。

（２−１−１）成形機構
成形機構１３は、チューブ１３ｂと、フォーマ１３ａとを有する（図２参照）。

チューブ１３ｂは、筒状の部材であり、上下端が開口している。このチューブ１３ｂの上端の開口部には、組合せ計量機２で計量された物品Ｃが投入される。

フォーマ１３ａは、チューブ１３ｂを取り囲むように配置されている。フィルム供給ユニット３ｂのフィルムロールから繰り出されてきたシート状のフィルムＦは、フォーマ１３ａとチューブ１３ｂとの間を通る時に筒状に成形される。成形機構１３のチューブ１３ｂおよびフォーマ１３ａは、製造する袋Ｂの大きさに応じて取り替え可能である。

（２−１−２）プルダウンベルト機構
プルダウンベルト機構１４は、チューブ１３ｂに巻き付いた筒状フィルムＦｃを吸着して下方に連続搬送する。プルダウンベルト機構１４は、図２に示すように、チューブ１３ｂの左右にチューブ１３ｂを挟むように配置された一対のベルト１４ｃを有する。プルダウンベルト機構１４では、吸着機能を有するベルト１４ｃが、駆動ローラ１４ａおよび従動ローラ１４ｂによって回転されることで、筒状フィルムＦｃが下方に搬送される。なお、図２では、駆動ローラ１４ａ等を回転させるローラ駆動モータの図示を省略している。

（２−１−３）縦シール機構
縦シール機構２０は、プルダウンベルト機構１４によって下方に搬送される筒状フィルムＦｃの、筒状フィルムＦｃの重ね合わせ部分（合せ目）を、縦方向（図２中では上下方向）に超音波シールする。

縦シール機構２０は、ホーン２１と、アンビル２２と、超音波振動子２３と、超音波発振器２４と、エアシリンダ２５と、を主に有する（図３および図４参照）。

ホーン２１は、チューブ１３ｂの正面側に配置される（図４参照）。ホーン２１は、超音波振動子２３に連結されている（図４参照）。ホーン２１は、超音波振動子２３が発生させた超音波が伝達されることで、超音波振動する。超音波発振器２４は、電源から供給される比較的低周波（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の電気信号を、高周波（例えば、２０ｋＨｚ）の電気信号に変換して出力する。超音波振動子２３は、超音波発振器２４が出力する高周波の電気信号が印加されると、印加された電気信号を機械的な振動エネルギーに変換し、超音波を発生する。

なお、超音波発振器２４は、後述するような外部からの修正値の入力がない場合、超音波振動子２３が後述する基本周波数で発振するような高周波の電気信号を出力するように構成されている。また、超音波発振器２４は、外部から（具体的にはコントローラ９０から）修正値の入力がある場合には、超音波振動子２３が基本周波数に修正値を加えた発振周波数で発振するような高周波の電気信号を出力するように構成されている。修正値については後述する。なお、筒状フィルムＦｃのシール時の、超音波振動子２３の発振周波数は、コントローラ９０により制御される。コントローラ９０による超音波振動子２３の発振周波数の制御については後述する。

また、超音波発振器２４は、超音波振動子２３の実際の振動の周波数（出力周波数）に応じた出力周波数相当信号を送信可能に構成されている。超音波発振器２４が出力する出力周波数相当信号は、コントローラ９０により受信される。

アンビル２２は、チューブ１３ｂの外周面の正面側に取り付けられている（図４参照）。アンビル２２は、ホーン２１の先端面と対向して配置される（図４参照）。

エアシリンダ２５は、超音波振動子２３の上方に配置されている（図４参照）。エアシリンダ２５は、ホーン２１を、アンビル２２に向かって近づくように、又は、アンビル２２から遠ざかるように、水平方向に往復動させる。言い換えれば、エアシリンダ２５は、ホーン２１を、前後方向に往復動させる。エアシリンダ２５が、ホーン２１をアンビル２２に向かって移動させることで、筒状フィルムＦｃの重ね合わせ部分（合せ目）が、ホーン２１とアンビル２２との間に挟み込まれ、加圧される。ホーン２１とアンビル２２との間に筒状フィルムＦｃが挟み込まれた状態で、ホーン２１が超音波振動させられると、筒状フィルムＦｃが超音波振動によって加熱して溶融し、筒状フィルムＦｃの重ね合わせ部分が超音波シールされる。

（２−１−４）横シール機構
横シール機構３０は、下向きに搬送される筒状フィルムＦｃを、筒状フィルムＦｃの搬送方向と交差する方向に沿って横シールする。

横シール機構３０は、主に、第１回転体５０ａ（図５参照）、第２回転体５０ｂ（図５参照）、水平方向駆動機構５５（図５参照）、および超音波発振器４０ａ，４０ｂ（図３参照）を有する。第１回転体５０ａは、筒状フィルムＦｃの背面側に配置される（図５では左側）。第２回転体５０ｂは、筒状フィルムＦｃの正面側に配置される（図５では右側）。水平方向駆動機構５５は、第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂを、互いに近づくように、又は、互いに遠ざかるように、前後方向（図５では左右方向）に水平に動かす。

第１回転体５０ａは、超音波シール用の第１ホーン５１ａおよび第２アンビル５２ｂを有する（図５参照）。また、第１回転体５０ａは、第１ホーン５１ａに連結された第１超音波振動子４１を有する（図７参照）。第２アンビル５２ｂは、第１ホーン５１ａと、第１回転体５０ａの回転軸Ａ１回りに１８０°離れた位置に配置されている（図５参照）。第２回転体５０ｂは、超音波シール用の第１アンビル５１ｂおよび第２ホーン５２ａを有する（図５参照）。また、第２回転体５０ｂは、第２ホーン５２ａに連結された第２超音波振動子４２を有する（図７参照）。第２ホーン５２ａは、第１アンビル５１ｂと、第２回転体５０ｂの回転軸Ａ２回りに１８０°離れた位置に配置されている（図５参照）。

後述するように、第１回転体５０ａと第２回転体５０ｂとが、それぞれ回転軸Ａ１，Ａ２周りに回転されることで、第１ホーン５１ａおよび第１アンビル５１ｂ、又は、第２ホーン５２ａおよび第２アンビル５２ｂ、との間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、筒状フィルムＦｃが横シールされる。

第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂについてより詳しく説明する。

第１回転体５０ａは、図７のように、旋回軸６４および旋回軸６５と、旋回軸６４に回転可能に支持されているレバー６１ｄおよびレバー６２ｄと、旋回軸６５に回転可能に支持されているレバー６１ｅおよびレバー６２ｅと、を有する。旋回軸６４は、第１回転体５０ａの左側に配置された、後述する第１水平移動板７１ａ（図５参照）と固定されている。旋回軸６５は、第１回転体５０ａの右側に配置された、後述する第１水平移動板７１ａと固定されている。第１ホーン５１ａの左側端部は、旋回軸６４に支持されるレバー６１ｄの端部と固定されている（図７参照）。第１ホーン５１ａの右側端部は、旋回軸６５に支持されるレバー６１ｅの端部と固定されている（図７参照）。また、第２アンビル５２ｂの左側端部は、旋回軸６４に支持されるレバー６２ｄの端部と固定されている（図７参照）。第２アンビル５２ｂの右側端部は、旋回軸６５に支持されるレバー６２ｅの端部と固定されている（図７参照）。

第２回転体５０ｂは、図７のように、旋回軸６６および旋回軸６７と、旋回軸６６に回転可能に支持されているレバー６１ｆおよびレバー６２ｆと、旋回軸６７に回転可能に支持されているレバー６１ｇおよびレバー６２ｇと、を有する。旋回軸６６は、第２回転体５０ｂの左側に配置された、後述する第２水平移動板７１ｂ（図５参照）と固定されている。旋回軸６７は、第２回転体５０ｂの右側に配置された、後述する第２水平移動板７１ｂと固定されている。第１アンビル５１ｂの左側端部は、旋回軸６６に支持されるレバー６１ｆの端部と固定されている（図７参照）。第１アンビル５１ｂの右側端部は、旋回軸６７に支持されるレバー６１ｇの端部と固定されている（図７参照）。また、第２ホーン５２ａの左側端部は、旋回軸６６に支持されるレバー６２ｆの端部と固定されている（図７参照）。第２ホーン５２ａの右側端部は、旋回軸６７に支持されるレバー６２ｇの端部と固定されている（図７参照）。

第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂは、それぞれ駆動モータ５４ａ，５４ｂを有する（図３参照）。第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂは、駆動モータ５４ａ，５４ｂにより駆動され、横シール方向（左右方向）に延びる回転軸Ａ１，Ａ２周りをそれぞれ回転する（図７参照）。これにより、第１ホーン５１ａおよび第２アンビル５２ｂは回転軸Ａ１周りを、第１アンビル５１ｂおよび第２ホーン５２ａは回転軸Ａ２周りを、それぞれ回転する（図６参照）。なお、第１回転体５０ａは、図６のように、左側面から見た場合、回転軸Ａ１周りを時計方向に回転する。一方、第２回転体５０ｂは、図６のように、左側面から見た場合、回転軸Ａ２周りを反時計方向に回転する。

水平方向駆動機構５５は、以下のように、第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂを、前後方向に駆動する。

第１回転体５０ａは、左右方向において、その両端を、第１水平移動板７１ａ（図５参照）により支持されている。より具体的には、第１回転体５０ａの旋回軸６４，６５は、第１水平移動板７１ａにより支持されている。また、第２回転体５０ｂは、左右方向において、その両端を、第２水平移動板７１ｂ（図５参照）により支持されている。より具体的には、第２回転体５０ｂの旋回軸６６，６７は、第２水平移動板７１ｂにより支持されている。水平方向駆動機構５５は、第１水平移動板７１ａおよび第２水平移動板７１ｂを、側面視において、互いに近接又は離反するように駆動する（図５の矢印参照）。

水平方向駆動機構５５について詳細に説明する。

水平方向駆動機構５５は、サーボモータ８０、ボールねじ８０ａ、第１ナット８１、第２ナット８２、第１連結ロッド８５、および第２連結ロッド８６を有する（図５参照）。

ボールねじ８０ａは、サーボモータ８０（図５参照）によって駆動されて回転する。第１ナット８１および第２ナット８２は、ボールねじ８０ａに螺合する。ボールねじ８０ａが第１ナット８１と螺合する部分と、ボールねじ８０ａが第２ナット８２と螺合する部分とは、互いに逆ねじになっている。第１連結ロッド８５は、第１ナット８１と第２水平移動板７１ｂとを接続している。図５では、左側から見た側面図しか図示されていないが、図示されない右側に配置される第２水平移動板７１ｂも、第１連結ロッド８５により、第１ナット８１と接続されている。第１連結ロッド８５は、第１水平移動板７１ａとは接続されておらず、第１水平移動板７１ａをスライド自在に貫通して延びる。第１連結ロッド８５は、第１水平移動板７１ａおよび第２水平移動板７１ｂの移動方向に沿って（図２における前後方向に）延びるように設けられている。第２連結ロッド８６は、第２ナット８２と第１水平移動板７１ａとを接続している。図６では、左側から見た側面図しか図示されていないが、図示されない右側に配置される第１水平移動板７１ａも、第２連結ロッド８６により、第２ナット８２と接続されている。第２連結ロッド８６も、第１連結ロッド８５と同様に、第１水平移動板７１ａおよび第２水平移動板７１ｂの移動方向に沿って（図２における前後方向に）延びるように設けられている。

サーボモータ８０によってボールねじ８０ａが回転させられると、第１水平移動板７１ａおよび第２水平移動板７１ｂは、側面視において互いに近接したり、離反したりするように水平移動する（図５の矢印参照）。

水平方向駆動機構５５による第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂの水平移動と、第１回転体５０ａおよび第２回転体５０ｂの回転運転とが組み合わされて、第１ホーン５１ａ、第２アンビル５２ｂ、第１アンビル５１ｂおよび第２ホーン５２ａは、側面視においてＤ字状に旋回駆動される（図６に二点鎖線で示したホーンとアンビルとの軌跡を参照。旋回方向は、二点鎖線部分に示した矢印参照）。対となるホーンおよびアンビル、すなわち、第１ホーン５１ａおよび第１アンビル５１ｂ、あるいは、第２ホーン５２ａおよび第２アンビル５２ｂは、正面側と背面側とから筒状フィルムＦｃを所定の圧力で挟みながら上下方向に直線的に移動する間に、超音波シールを行う。

第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとによる、あるいは、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとによる、超音波シールについて更に説明する。

前述のように第１ホーン５１ａおよび第２ホーン５２ａは、それぞれ、第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２に連結されている。第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２は、それぞれ、超音波発振器４０ａ，４０ｂと電気的に接続されている。超音波発振器４０ａ，４０ｂは、電源から供給される比較的低周波（例えば、５０Ｈｚや６０Ｈｚ）の電気信号を、高周波（例えば、２０ｋＨｚ）の電気信号に変換して出力する。第１および第２超音波振動子４１，４２は、超音波発振器４０ａ，４０ｂが出力する高周波の電気信号が印加されると、印加された電気信号を機械的な振動エネルギーに変換し、超音波を発生する。

なお、超音波発振器４０ａ，４０ｂは、後述するような外部からの修正値の入力がない場合、第１および第２超音波振動子４１，４２が後述する基本周波数で振動するような高周波の電気信号を出力するように構成されている。また、超音波発振器４０ａ，４０ｂは、外部から（具体的にはコントローラ９０から）修正値の入力がある場合には、第１および第２超音波振動子４１，４２が基本周波数に修正値を加えた発振周波数で発振するような高周波の電気信号を出力するように構成されている。修正値については後述する。

また、超音波発振器４０ａ，４０ｂは、第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２の実際の振動の周波数（出力周波数）に応じた出力周波数相当信号を送信可能に構成されている。超音波発振器４０ａ,４０ｂが出力する出力周波数相当信号は、コントローラ９０により受信される。

第１ホーン５１ａは、第１超音波振動子４１が発生させた超音波が伝達されることで、第２ホーン５２ａは、第２超音波振動子４２が発生させた超音波が伝達されることで、超音波振動する。なお、筒状フィルムＦｃのシール時の、第１および第２超音波振動子４１，４２の発振周波数は、コントローラ９０により制御される。コントローラ９０による第１および第２超音波振動子４１，４２の発振周波数の制御については後述する。

第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとが、筒状フィルムＦｃを所定の圧力で挟みながら上下方向に直線的に移動する間に、第１ホーン５１ａが超音波振動させられると、筒状フィルムＦｃが超音波振動によって加熱して溶融し、筒状フィルムＦｃが横方向に超音波シールされる。第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとが、筒状フィルムＦｃを所定の圧力で挟みながら上下方向に直線的に移動する間に、第２ホーン５２ａが超音波振動させられると、筒状フィルムＦｃが超音波振動によって加熱して溶融し、筒状フィルムＦｃが横方向に超音波シールされる。

筒状フィルムＦｃが、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間で、あるいは、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で、横シールされた後、第１アンビル５１ｂおよび第２アンビル５２ｂにそれぞれ設けられたナイフ５３（図７参照）により、包装済みの袋Ｂが筒状フィルムＦｃから切り離され、袋Ｂが製袋包装機３の下方から排出される。

なお、製袋包装機３では、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、および、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で、筒状フィルムＦｃが挟みこまれる直前に、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、および、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で、筒状フィルムＦｃをしごく、しごき動作が実行される。

しごき動作とは、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、および、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間に、微小隙間（例えば１ｍｍ）を保ちながら、第１ホーン５１ａおよび第１アンビル５１ｂを、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとを直線的に下方に移動させる動作である。しごき動作を横シール前に行うことで、筒状フィルムＦｃの横シール部分に物品Ｃが噛み込まれることを防止できる。

（２−２）フィルム供給ユニット
フィルム供給ユニット３ｂは、製袋包装ユニット３ａの成形機構１３に対してシート状のフィルムＦを供給するユニットである。フィルム供給ユニット３ｂは、製袋包装ユニット３ａに隣接して設けられている。フィルム供給ユニット３ｂにはフィルムＦが巻かれたロール（図示せず）がセットされ、このロールからフィルムＦが繰り出される。

（２−３）コントローラ
コントローラ９０は、製袋包装機３の各部の動作を制御する。

コントローラ９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ等を構成として有する。コントローラ９０は、フラッシュメモリ内のプログラムを読み出して実行することにより、製袋包装機３の各部の動作を制御する。なお、コントローラ９０の構成は、例示であり、これに限定されるものではない。コントローラ９０は、製袋包装機３の各部の動作を、以下のように制御可能なものであればよい。

コントローラ９０は、製袋包装ユニット３ａと、電気的に接続されている。具体的には、コントローラ９０は、製袋包装ユニット３ａが有する、プルダウンベルト機構１４と、縦シール機構２０のエアシリンダ２５および超音波発振器２４等と、横シール機構３０のサーボモータ８０、駆動モータ５４ａ，５４ｂ、および超音波発振器４０ａ，４０ｂ等と、電気的に接続されている（図３参照）。また、コントローラ９０は、フィルム供給ユニット３ｂと、電気的に接続されている（図３参照）。コントローラ９０は、電気的に接続されたこれらの構成の動作を制御する。

コントローラ９０は、操作スイッチ４およびタッチパネル式ディスプレイ５と接続され（図３参照）、操作スイッチ４およびタッチパネル式ディスプレイ５から各種信号や各種情報を受け付ける。また、コントローラ９０は、タッチパネル式ディスプレイ５に製袋包装機３の動作状態等の各種情報を出力する。また、コントローラ９０は、組合せ計量機２のコントローラ２ａとも電気的に接続され（図３参照）、コントローラ２ａが送信する各種情報を受信すると共に、コントローラ２ａに各種情報を送信する。

コントローラ９０は、機能の１つとして、筒状フィルムＦｃの縦シール時および横シール時に、縦シール機構２０の超音波振動子２３と、横シール機構３０の第１および第２超音波振動子４１，４２とを、それぞれ所定の発振周波数（後述する演算部９２ｂにより演算された好適な発振周波数）で振動させる。コントローラ９０が実行する、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２とを、それぞれ所定の発振周波数で振動させるための制御については後述する。

なお、コントローラ９０は、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２とを、それぞれ所定の発振周波数で振動させるための情報を記憶する記憶部として、設定記憶部９１ａを有する。また、コントローラ９０は、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２とを、それぞれ所定の発振周波数で振動させるための機能部として、取得部９２ａおよび演算部９２ｂを有する。

さらに、コントローラ９０は、機能の１つとして、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で横シールが行われる際に、筒状フィルムＦｃのシール部分で物品Ｃ等の噛み込みが発生しているか否かを判断する。

コントローラ９０は、第１および第２超音波振動子４１，４２による筒状フィルムＦｃの横シール部分への噛み込みの有無を判断するための情報を記憶する記憶部として、基準記憶部９１ｂを有する。また、コントローラ９０は、第１および第２超音波振動子４１，４２による筒状フィルムＦｃの横シール部分への噛み込みの有無を判断するための機能部として、取得部９２ａおよび判断部９２ｃを有する。

（２−３−１）設定記憶部
設定記憶部９１ａには、製袋包装機３の包装条件と、その包装条件に対して演算部９２ｂが演算した、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２との好適な発振周波数に関する情報が記憶される。超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２と、の好適な発振周波数に関する情報については後述する。製袋包装機３の包装条件には、例えば、以下の項目が含まれる。ただし、下記の包装条件は、例示であり、これらの項目を全て含む必要はない。また、包装条件は、下記の項目の内容に限定される必要もない。
１）製袋される袋Ｂのサイズ（例えば、長さおよび幅）
２）包装フィルム（フィルムＦ）の種類（例えば、材質や厚み）
３）製袋能力（製袋包装機３により１分間当たりに製袋される袋Ｂの数量）
４）縦シールおよび横シールの、それぞれのシール時間
５）横シール機構３０のしごき動作のしごき長およびしごき幅
６）縦シール機構２０および横シール機構３０のシール圧（対となるホーンとアンビルとの間に筒状フィルムＦｃを挟み込む圧力）
７）超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２との、それぞれの振幅
８）超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２との、それぞれの振動時間

（２−３−２）基準記憶部
基準記憶部９１ｂには、後述する判断部９２ｃが、後述する取得部９２ａが取得した出力変化数の変化を基に、筒状フィルムＦｃのシール部分への噛み込みの有無を判断するために用いる基準が記憶される。

具体的には、基準記憶部９１ｂには、筒状フィルムＦｃのシール部分に噛み込みが発生していない状態で、第１および第２超音波振動子４１，４２を後述する好適な発振周波数で発振させて横シールが行われる時に、好適な発振周波数と、第１および第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数との差が、取りうる値の範囲が記憶される。

基準記憶部９１ｂに記憶される基準は、例えば、α以上β以下（α＜β）という範囲である。αおよびβの値は、例えば、デフォルトで与えられる。ただし、これに限定されるものではなく、αおよびβの値は、例えばタッチパネル式ディスプレイ５から入力される値であってもよい。

（２−３−３）取得部
取得部９２ａは、筒状フィルムＦｃのシール中の、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２との、実際の出力周波数の変化を取得する。

具体的には、取得部９２ａは、ホーン２１とアンビル２２との間で超音波シールが行われる際に、超音波発振器２４が出力する出力周波数相当信号に基づいて、筒状フィルムＦｃの縦シール中の、超音波振動子２３の実際の出力周波数の変化を取得する。また、取得部９２ａは、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間で超音波シールが行われる際に、超音波発振器４０ａが出力する出力周波数相当信号に基づいて、筒状フィルムＦｃの横シール中の、第１超音波振動子４１の実際の出力周波数の変化を取得する。また、取得部９２ａは、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で超音波シールが行われる際に、超音波発振器４０ｂが出力する出力周波数相当信号に基づいて、筒状フィルムＦｃの横シール中の、第２超音波振動子４２の実際の出力周波数の変化を取得する。

取得部９２ａは、より具体的には、超音波振動子２３が発振する周波数と、超音波発振器２４が出力する出力周波数相当信号から導出される超音波振動子２３の実際の出力周波数との差の値の変化を算出し、超音波振動子２３の実際の出力周波数の変化として取得する。また、取得部９２ａは、第１超音波振動子４１が発振する周波数と、超音波発振器４０ａが出力する出力周波数相当信号から導出される第１超音波振動子４１の実際の出力周波数との差の値の変化を算出し、第１超音波振動子４１の実際の出力周波数の変化として取得する。また、取得部９２ａは、第２超音波振動子４２が発振する周波数と、超音波発振器４０ｂが出力する出力周波数相当信号から導出される第２超音波振動子４２の実際の出力周波数との差の値の変化を算出し、第２超音波振動子４２の実際の出力周波数の変化として取得する。

（２−３−４）演算部
演算部９２ｂは、製袋包装機３の試運転時（実運転前）に予め実行された筒状フィルムＦｃのシール中に、取得部９２ａが取得した、超音波振動子２３と、第１又は第２超音波振動子４１，４２と、の実際の出力周波数の変化を基に、包装条件の違いに応じた好適な発振周波数を演算する。より具体的には、演算部９２ｂは、製袋包装機３の試運転時に予め実行された筒状フィルムＦｃのシール中に、取得部９２ａが取得した、超音波振動子２３と、第１又は第２超音波振動子４１，４２と、の実際の出力周波数の変化を基に、基本周波数に対する修正値を算出することで、包装条件の違いに応じた好適な発振周波数を演算する。発振周波数は、基本周波数と修正値との和で表される。

なお、基本周波数は、超音波シールに用いられる、ホーン２１、および、第１および第２ホーン５１ａ，５２ａの形状等によってそれぞれ初期設定されている、基本となる、超音波振動子２３、および、第１および第２超音波振動子４１，４２の発振の周波数である。また、好適な発振周波数は、製袋包装機３の実運転時に用いられることが望ましい発振の周波数である。より具体的には、超音波振動子２３の好適な発振周波数は、超音波振動子２３の基本周波数の近傍の周波数であって、筒状フィルムＦｃのシール部分に噛み込みがない状態における筒状フィルムＦｃのシール中の超音波振動子２３の出力周波数の変化（ここでは、超音波振動子２３が発振する周波数と、超音波振動子２３の実際の出力周波数との差の値の変化）が最小となる、超音波振動子２３の発振の周波数である。また、第１および第２超音波振動子４１，４２の好適な発振周波数は、第１および第２超音波振動子４１，４２の基本周波数の近傍の周波数であって、筒状フィルムＦｃのシール部分に噛み込みがない状態における筒状フィルムＦｃのシール中の第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数の変化（ここでは、第１および第２超音波振動子４１，４２が発振する周波数と、第１および第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数との差の値の変化）が最小となる、第１および第２超音波振動子４１，４２の発振の周波数である。

製袋包装機３の実運転時に、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２とが、それぞれ演算された好適な発振周波数で発振させることが望ましい理由について、以下に説明する。

筒状フィルムＦｃを、ホーン２１とアンビル２２との間で挟み込み、超音波振動子２３を超音波振動子２３用の基本周波数で発振させて超音波シールを行う場合、超音波発振器２４が超音波振動子２３に印加する電気信号の周波数を変更しなくても、超音波シール中に、超音波振動子２３の振動の周波数（出力周波数）が基本周波数に対して変動する。また、筒状フィルムＦｃを、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で挟み込み、第１又は第２超音波振動子４１，４２を第１および第２超音波振動子４１，４２用の基本周波数で発振させて超音波シールを行う場合、超音波発振器４０ａ，４０ｂが第１又は第２超音波振動子４１，４２に印加する電気信号を変更しなくても、超音波シール中に、第１又は第２超音波振動子４１，４２の振動の周波数（出力周波数）が基本周波数に対して変動する。そして、包装条件（（２−３−１）参照）によっては、超音波振動子２３、又は、第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数が大きく変動し、適正範囲を外れる場合がある。そこで、超音波振動子２３、および、第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数が、適正範囲を外れることを避けるため、包装条件の違いに応じて、基本周波数が修正され、好適な発振周波数に調整されることが望ましい。

なお、超音波振動子２３の出力周波数の変動には、例えば、袋Ｂのサイズ、フィルムＦの種類、縦シールのシール時間、縦シール機構２０のシール圧、超音波振動子２３の振幅および振動時間等の包装条件が、影響する。第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数の変動には、例えば、袋Ｂのサイズ、フィルムＦの種類、横シールのシール時間、横シール機構３０のしごき動作のしごき長およびしごき幅、横シール機構３０のシール圧、第１および第２超音波振動子４１，４２の振幅および振動時間等の包装条件が、影響する。

以下に、好適な発振周波数の演算処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、第１および第２超音波振動子４１，４２の好適な発振周波数ｆ２（基本周波数ｆ０＋修正値ｆ１）の演算を例に説明する。超音波振動子２３の好適な発振周波数の演算処理は、第１および第２超音波振動子４１，４２の好適な発振周波数ｆ２の演算処理と同様であるので、説明は省略する。

まずステップＳ１では、タッチパネル式ディスプレイ５から、これから好適な発振周波数を演算しようとする、対象となる包装条件の入力が行われる。入力された包装条件は、設定記憶部９１ａに記憶される。その後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、取得部９２ａが、発振周波数ｆ２の演算に用いられる、出力周波数の変化を取得する。

ステップＳ２の出力周波数の変化の取得処理は、タッチパネル式ディスプレイ５に、好適な発振周波数の演算処理を行う旨の指令（発振周波数演算指令）が入力されることで開始される。発振周波数演算指令がタッチパネル式ディスプレイ５に入力されると、組合せ計量機２は運転されず、製袋包装機３のみが運転される。つまり、製袋包装機３は、組合せ計量機２から物品Ｃの供給を受けることなく、フィルムＦから、筒状フィルムＦｃを形成し、袋Ｂを製袋する動作だけを行う。製袋包装機３は、袋Ｂを製袋する動作を、１回だけ実行する。ここでは、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で、筒状フィルムＦｃを挟み込み、超音波シールを行う際に、超音波発振器４０ａ又は超音波発振器４０ｂは、第１又は第２超音波振動子４１，４２が基本周波数ｆ０で発振するように、第１又は第２超音波振動子４１，４２に電気信号を印加する。取得部９２ａは、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で、超音波シールが行われる間、超音波発振器４０ａ，４０ｂの出力する出力周波数相当信号（第１超音波振動子４１又は第２超音波振動子４２の実際の出力周波数に応じた信号）に基づいて、出力周波数の変化を取得する。より具体的には、取得部９２ａは、超音波発振器４０ａ，４０ｂの出力する出力周波数相当信号から導出される超音波振動子４１又は第２超音波振動子４２の実際の出力周波数と、超音波振動子４１，４２の基本周波数との差の値の変化を、出力周波数の変化として取得する。

ステップＳ３では、演算部９２ｂは、取得部９２ａによりステップＳ２で取得された出力周波数の変化を基に、第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数の変化が最小となる、基本周波数ｆ０に対する修正値ｆ１を算出する。例えば、演算部９２ｂは、取得部９２ａにより取得された出力周波数の変化の中で、絶対値が最も大きな値を、修正値ｆ１として算出する。例えば、取得部９２ａにより取得された実際の出力周波数の変化の中で、絶対値が最も大きな値が−０．５ｋＨｚであったとすれば、修正値ｆ１を−０．５ｋＨｚとする。ただし、演算部９２ｂによる修正値ｆ１の決め方は例示であって、これに限定されるものではない。演算部９２ｂは、第１および第２超音波振動子４１，４２の出力周波数の変化が最小となる、基本周波数ｆ０に対する修正値ｆ１を算出すればよい。

なお、好適な発振周波数ｆ２は、基本周波数ｆ０と修正値ｆ１との和であり、基本周波数ｆ０は初期設定値であるため、演算部９２ｂは、基本周波数ｆ０に対する修正値ｆ１を算出することで、好適な発振周波数ｆ２を演算する。なお、修正値ｆ１は、正の値の場合も、負の値の場合もある。

ステップＳ４では、ステップＳ３で演算部９２ｂにより算出された修正値ｆ１が、ステップＳ１で入力された包装条件に対する発振周波数ｆ２に関する情報として、設定記憶部９１ａに記憶される。

（２−３−５）判断部
判断部９２ｃは、製袋包装機３の実運転時に、取得部９２ａが取得する第１又は第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数の変化を基に、筒状フィルムＦｃの横シール部分への噛み込みの有無を判断する。判断部９２ｃによる具体的な処理については、後述する。

（３）製袋包装機の実運転時の動作
製袋包装機３の実運転（実際に、組合せ計量機２から物品Ｃの供給を受け、物品Ｃが内部に入った袋Ｂを製袋する運転）時の動作について説明する。

製袋包装機３の実運転の開始指令（計量包装装置１の運転開始指令）が操作スイッチ４又はタッチパネル式ディスプレイ５に入力されると、コントローラ９０は、プルダウンベルト機構１４およびフィルム供給ユニット３ｂを駆動する。その結果、シート状のフィルムＦがフィルム供給ユニット３ｂのフィルムロールから繰り出される。フィルムロールから繰り出されたシート状のフィルムＦは、成形機構１３に達する。成形機構１３は、シート状のフィルムＦを筒状フィルムＦｃへと成形する。このとき、シート状のフィルムＦの左右の縁が上下方向に重なり合った状態となる。

上下方向に重なり合った部分を有する筒状フィルムＦｃは、チューブ１３ｂに沿って縦シール機構２０へと搬送される。縦シール機構２０は、筒状フィルムＦｃの上下方向に延びる重ね合わせ部分（合せ目）を超音波シールすることにより、縦シールを行う。なお、ホーン２１とアンビル２２との間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、超音波シールが行われる時には、コントローラ９０は、設定記憶部９１ａに記憶された超音波振動子２３の修正値（実運転前の試運転時に算出された修正値）を、超音波発振器２４に対し出力する。その結果、超音波振動子２３は、所定の発振周波数（演算部９２ｂにより演算された超音波振動子２３用の発振振動数、言い換えれば、超音波振動子２３用の基本周波数および修正値の和）で振動する。

縦シールされた筒状フィルムＦｃは、チューブ１３ｂの下方、すなわちチューブ１３ｂに対して筒状フィルムＦｃの搬送方向下流側に位置する横シール機構３０へと搬送される。このタイミングで、筒状フィルムＦｃの内部には、組合せ計量機２からチューブ１３ｂの内部を通って物品Ｃが落下してくる。なお、コントローラ９０は、適切なタイミングで、組合せ計量機２のコントローラ２ａに対し、物品Ｃの投入を要求する。

横シール機構３０は、筒状フィルムＦｃ内に物品Ｃが充填されている状態で、筒状フィルムＦｃの所定の位置を左右方向に超音波シールする。なお、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、超音波シールが行われる時には、コントローラ９０は、設定記憶部９１ａに記憶された第１および第２超音波振動子４１，４２用の修正値ｆ１（実運転前の試運転時に算出された修正値ｆ１）を、超音波発振器４０ａ，４０ｂに対し出力する。その結果、第１および第２超音波振動子４１，４２は、所定の発振周波数ｆ２（演算部９２ｂにより演算された第１および第２超音波振動子４１，４２用の発振周波数ｆ２、言い換えれば、第１および第２超音波振動子４１，４２用の基本周波数ｆ０および修正値ｆ１の和）で振動する。

さらに、横シール機構３０では、筒状フィルムＦｃの横シールされた部分の一部が、ナイフ５３に左右方向に切断される。その結果、筒状フィルムＦｃから袋Ｂが切り離される。

なお、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間、又は、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、超音波シールが行われる際、以下のようにして、筒状フィルムＦｃの横シール部分への噛み込みの有無が判断される。図９のフローチャートを参照して、説明する。

超音波発振器４０ａは、第１ホーン５１ａと第１アンビル５１ｂとの間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、超音波シールが行われる時に、第１超音波振動子４１の実際の出力周波数に相当する出力周波数相当信号をコントローラ９０に対して送信している。また、超音波発振器４０ｂは、第２ホーン５２ａと第２アンビル５２ｂとの間で筒状フィルムＦｃが挟み込まれ、超音波シールが行われる時に、第２超音波振動子４２の実際の出力周波数に相当する出力周波数相当信号をコントローラ９０に対して送信している。

コントローラ９０の取得部９２ａは、超音波発振器４０ａ，４０ｂのいずれかが発振する横シール時の出力周波数相当信号と、第１および第２超音波振動子４１，４２用の発振周波数ｆ２とを用いて、実際の出力周波数の変化を取得する（ステップＳ１０）。言い換えれば、ステップＳ１０では、取得部９２ａは、第１又は第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数と、第１および第２超音波振動子４１，４２用の発振周波数ｆ２との差の値の変化を取得する。

次に、ステップＳ１１では、判断部９２ｃが、ステップＳ１０で取得部９２ａにより取得された出力周波数の変化を、基準記憶部９１ｂに記憶された基準（範囲）と比較する。判断部９２ｃは、出力周波数の変化が、基準記憶部９１ｂに記憶された基準（範囲）外であれば（取得部９２ａが取得した差の値の一部が基準（範囲）外であれば）、噛み込みが発生したと判断し、ステップＳ１２に進む。一方、判断部９２ｃは、出力周波数の変化が、基準記憶部９１ｂに記憶された基準（範囲）内であれば（取得部９２ａが取得した差の値が全て基準（範囲）内であれば）、噛み込みが発生していないと判断し、直前に行われた横シール時には、筒状フィルムＦｃのシール部分への噛み込みは無いと判断し、噛み込みの判断処理を終了する。

図１０に、噛み込みが無い状態および噛み込みがある状態において、取得部９２ａがそれぞれ取得する、第１又は第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数の変化の一例を描画している。噛み込みがない状態（図１０（ａ）参照）では、出力周波数の変化は比較的小さい。これに対し、噛み込みがある状態（図１０（ｂ）参照）では、出力周波数の変化が比較的大きい。なお、ここでの噛み込みがある状態とは、具体的には、シール部分にビニールテープを噛み込ませた状態である。

このように、噛み込みがある場合には、噛み込みがない場合に比べ、出力周波数の変化が大きくなるのは、噛み込みがあると、製袋包装機３の包装条件が、噛み込みがない場合から変化するためである。コントローラ９０が、超音波発振器４０ａ，４０ｂに修正値ｆ１を送信し、第１および第２超音波振動子４１，４２を好適な発振周波数ｆ２で発振するように制御することで、取得部９２ａにより取得される第１および第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数の変化から噛み込みを判断することが特に容易となる。

ステップＳ１３では、コントローラ９０が、噛み込み発生時処理を行う。

コントローラ９０は、噛み込み発生時処理として、例えば、直前に行った横シール動作（つまり、シール部分への噛み込みが発生した横シール動作）の後に実施される袋Ｂの切り離しを中止する。そして、コントローラ９０は、次に実行される横シール動作後に、２つ分の袋Ｂがつながった状態で、筒状フィルムＦｃを切断し、シール不良品として後段工程（例えば搬送コンベア）に排出（連包排出）する。

なお、ここで示した噛み込み発生時処理の内容は、一例であり、コントローラ９０は、噛み込み発生時処理として異なる処理を実行してもよい。例えば、コントローラ９０は、袋Ｂの切り離しを通常通り実行し、後段に配置される機器（例えば、袋Ｂの振り分け装置）に、噛み込みが発生した旨を通知する信号だけを送信してもよい。

（４）特徴
本実施形態に係る製袋包装機３の特徴について以下に説明する。

（４−１）
本実施形態に係る製袋包装機３は、アンビル（第１アンビル５１ｂおよび第２アンビル５２ｂ）と、ホーン（第１ホーン５１ａおよび第２ホーン５２ａ）と、超音波振動子（第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２）と、制御部としてのコントローラ９０と、を備える。第１ホーン５１ａは、第１アンビル５１ｂとの間で包装フィルムの一例としての筒状フィルムＦｃを挟み込み、筒状フィルムＦｃの横シールを行う。第２ホーン５２ａは、第２アンビル５２ｂとの間で筒状フィルムＦｃを挟み込み、筒状フィルムＦｃの横シールを行う。第１および第２超音波振動子４１，４２は、第１ホーン５１ａおよび第２ホーン５２ａにそれぞれ連結される。コントローラ９０は、筒状フィルムＦｃのシール時に、第１および第２超音波振動子４１，４２を、所定の発振周波数で振動させる。コントローラ９０は、取得部９２ａと、判断部９２ｃと、を有する。取得部９２ａは、筒状フィルムＦｃのシール中の第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２の実際の出力周波数の変化を取得する。判断部９２ｃは、出力周波数の変化を基に、筒状フィルムＦｃのシール部分への噛み込みの有無を判断する。

ここでは、第１超音波振動子４１および第２超音波振動子４２の実際の出力周波数の変化が取得され、この変化を基に、筒状フィルムＦｃのシール部分における噛み込みの有無が判断される。このような構成が用いられることで、高価な高精度センサを別途設けることなく、シール部分に小さな物体を噛み込んだ場合にも、これを精度よく検知できる。その結果、安価で信頼性の高い製袋包装機３を実現できる。

（４−２）
本発明に係る製袋包装機３は、演算部９２ｂを有する。演算部９２ｂは、シール部分に噛み込みがない状態で予め実行された筒状フィルムＦｃのシール中（具体的には、試運転時）に、取得部９２ａが取得した出力周波数の変化を基に、シール部分に噛み込みがない状態における筒状フィルムＦｃのシール中の出力周波数の変化が最小となる、好適な発振周波数を演算する。

ここでは、シール部分に噛み込みが無い状態で、筒状フィルムＦｃのシール中の出力周波数の変化が最小となる好適な発振周波数が演算され、超音波振動子が、その発振周波数で振動させられるため、噛み込みが発生した場合の出力周波数の変化に基づいてシール部分における噛み込みの有無を精度よく検出できる。

（５）変形例
以下に本実施形態の変形例を示す。なお、下記の変形例は、互いに矛盾のない範囲で、１又は複数の他の変形例を適宜組み合わされてもよい。

（５−１）変形例Ａ
上記実施形態の製袋包装機３は、筒状フィルムＦｃを縦方向にも超音波シールするが、本発明に係る超音波包装機は、上記実施形態に係る製袋包装機３に限定されるものではない。例えば、製袋包装機３の縦シール機構２０は、ヒータを用いた熱シールを行うものであってもよい。

（５−２）変形例Ｂ
上記実施形態の製袋包装機３は、コントローラ９０の演算部９２ｂが、基本周波数に対する修正値を算出することで、好適な発振周波数を演算するが、これに限定されるものではない。演算部９２ｂは、修正値ではなく、好適な発振周波数自体を算出してもよい。そして、コントローラ９０は、修正値を超音波発振器２４および超音波発振器４０ａ，４０ｂに送信する代わりに、発振周波数の値を超音波発振器２４および超音波発振器４０ａ，４０ｂに送信するように構成されてもよい。この場合には、超音波発振器２４および超音波発振器４０ａ，４０ｂは、受信した発振周波数で、超音波振動子２３、および、第１および第２超音波振動子４１，４２を、振動させればよい。

（５−３）変形例Ｃ
上記実施形態の製袋包装機３は、コントローラ９０の演算部９２ｂが、好適な発振周波数を演算するが、これに限定されるものではない。例えば、好適な発振周波数は、超音波発振器２４および超音波発振器４０ａ，４０ｂがそれぞれ有する制御部（図示せず）により演算されてもよい。つまり、超音波発振器２４の制御部（図示せず）は、超音波振動子２３を所定の発振周波数で振動させる制御部として機能し、超音波振動子２３の好適な発振周波数を演算する、上記実施形態における演算部９２ｂを有していてもよい。また、超音波発振器４０ａ，４０ｂの制御部（図示せず）は、第１および第２超音波振動子４１，４２を所定の発振周波数で振動させる制御部として機能し、上記実施形態における取得部９２ａ、演算部９２ｂ、および判断部９２ｃを有していてもよい。この場合には、超音波発振器４０ａ，４０ｂの制御部（図示せず）は、筒状フィルムＦｃのシール部分への噛み込みが発生したと判断した場合に、その旨を、コントローラ９０や、製袋包装機３の後段の機器等に送信するよう構成されることが好ましい。

（５−４）変形例Ｄ
上記実施形態では、演算部９２ｂは、試運転時に、物品Ｃを供給せずに予め行われた筒状フィルムＦｃのシール時に、取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいて、好適な発振周波数を演算するが、これに限定されるものではない。

例えば、演算部９２ｂは、過去の実運転中に製袋包装機３に物品Ｃを供給して行われた筒状フィルムＦｃのシール時に、取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化（噛み込みが発生したと判断される場合の出力周波数の変化は除く）に基づいて、好適な発振周波数を演算するよう構成されてもよい。

この様に構成される場合、過去の実運転時に取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいて好適な発振周波数が演算されるため、実運転をしながら、包装条件の変化に応じて好適な発振周波数を更新することができる。そのため、例えば気温や湿度等が、超音波振動子の出力周波数に比較的大きな影響を与える包装条件である場合にも、常に好適な発振周波数が得られやすく、出力周波数の変化に基づいてシール部分における噛み込みの有無を精度よく検出できる。

（５−５）変形例Ｅ
上記実施形態に係る、設定記憶部９１ａには、複数の包装条件について、演算部９２ｂにより演算された好適な発振周波数が、包装条件別に記憶されてよい。そして、例えば、コントローラ９０は、タッチパネル式ディスプレイ５から入力される包装条件を特定する情報に基づき、その包装条件に対応する発振周波数を呼び出し、超音波振動子２３と、第１および第２超音波振動子４１，４２と、を呼び出した発振周波数で運転するよう構成されてもよい。

ここでは、好適な発振周波数に関する情報が包装条件別に予め記憶されるため、包装条件が変化した場合（例えば異なる物品Ｃを包装する場合や、異なるサイズの袋Ｂを製袋するために、フィルムＦを交換した場合）に、毎回試運転を行うこと無く、速やかに超音波発振器を好適な発振周波数に変更して運転することが容易である。

（５−６）変形例Ｆ
上記実施形態では、演算部９２ｂは、１回のシール動作中に取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいて好適な発振周波数を演算するが、これに限定されるものではない。

例えば、演算部９２ｂは、取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいた修正値の算出を、複数回の製袋動作に対して繰り返し実行し、算出された複数の修正値に基づいて（例えば、複数の修正値の平均値や中央値を求めることで）、包装条件の違いに応じた好適な発振周波数を演算してもよい。

（５−７）変形例Ｇ
上記実施形態では、演算部９２ｂは、取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいて、横シール時の修正値ｆ１として１の値を演算するが、これに限定されるものではない。例えば、演算部９２ｂは、１回のシール動作中に取得部９２ａが取得した実際の出力周波数の変化に基づいて、タイミング別の修正値をそれぞれ算出してもよい。この場合、コントローラ９０は、１回のシール動作中に常に同じ修正値を超音波発振器４０ａ，４０ｂに送信するのではなく、タイミング別に異なる修正値を送信することとなる。

（５−８）変形例Ｈ
上記実施形態では、取得部９２ａは、第１および第２超音波振動子４１，４２の発振する周波数に対する、第１および第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数の差を、出力周波数の変化として取得するが、これに限定されるものではない。取得部９２ａは、第１および第２超音波振動子４１，４２の実際の出力周波数そのものを、出力周波数の変化として取得してもよい。

（５−９）変形例Ｉ
上記実施形態の製袋包装機３では、横シール機構３０の、第１および第２ホーン５１ａ，５２ａと、第１および第２アンビル５１ｂ，５２ｂと、は旋回駆動されるが、これに限定されるものではない。例えば、ホーンとアンビルとは、少なくとも一方が、他方に対して近づくように、又は、他方から遠ざかるように、繰り返し往復動させられることで、筒状フィルムＦｃをホーンとアンビルとの間で挟み込んで超音波シールするものであってもよい。

本発明に係る超音波包装機は、高価なセンサを別途設けることなく、包装フィルムのシール部分の噛み込みを精度よく検出可能な、安価で信頼性の高い超音波包装機として有用である。

３ 製袋包装機（超音波包装機）
４１ 第１超音波振動子（超音波振動子）
４２ 第２超音波振動子（超音波振動子）
５１ａ 第１ホーン（ホーン）
５１ｂ 第１アンビル（アンビル）
５２ａ 第２ホーン（ホーン）
５２ｂ 第２アンビル（アンビル）
９０ コントローラ（制御部）
９２ａ 取得部
９２ｂ 演算部
９２ｃ 判断部
Ｆｃ 筒状フィルム（包装フィルム）

特開２０１２−２５０７６６号公報

Claims (2)

1. アンビルと、
   前記アンビルとの間で包装フィルムを挟み込み、前記包装フィルムのシールを行うホーンと、
   前記ホーンに連結された超音波振動子と、
   前記包装フィルムのシール時に、前記超音波振動子を所定の発振周波数で振動させるように制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記包装フィルムのシール中の前記超音波振動子の実際の出力周波数の変化を取得する取得部と、
   前記出力周波数の変化を基に、前記包装フィルムのシール部分への噛み込みの有無を判断する判断部と、を有する、
   超音波包装機。
2. 前記制御部は、前記シール部分に噛み込みがない状態で予め実行された前記包装フィルムのシール中に、前記取得部が取得した前記出力周波数の変化を基に、前記シール部分に噛み込みがない状態における前記包装フィルムのシール中の前記出力周波数の変化が最小となる好適な前記発振周波数を演算する演算部を更に有する、
   請求項１に記載の超音波包装機。

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