JP6326220B2 - 包装機械におけるチューブ状包材の位置ずれ監視装置 - Google Patents
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Description
チューブ成形装置(13)では、ウェブ状包材(W)をガイドローラによって徐々に湾曲させながら、ウェブ状包材(W)の両縁部を重ね合わせて縦シールすることにより、チューブ状包材(T)が成形される。
容器成形装置(16)は、それぞれ横シール装置(160)を備えた2つのユニットよりなり、これらのユニットが交互に昇降させられて、チューブ状包材(T)の横シールが連続的に行われるようになっている。横シール装置(160)は、一般にヒートシール装置によって構成されていたが、近年では超音波シール装置や高周波シール装置よりなるものも多くなってきた。
ここで、チューブ状包材(T)には重ね合わせ部(T1)が形成されており、この重ね合わせ部(T1)は他の部分よりも厚みが大きいものとなっている。そこで、チューブ状包材(T)を均一に挟圧するために、シールブロック(162)の挟圧面には、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)を収容するための溝(162a)が縦方向に形成されている。
これに対して、図5(a)および図5(c)に示すように、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)がシールブロック(162)の溝(162a)に対して右方向または左方向にずれていると、チューブ状包材(T)の挟圧が不均一となって、シール不良が生じる虞がある。
このような横シール部のシール不良は、完成した容器(C2)を目視で検査することにより発見できるが、全品を対象とするため効率が良くない。
しかしながら、この充填機の場合、オーラーラップ量の検出は可能であるが、重ね合わせ部の位置ずれを検出することはできない。
なお、以下の説明において、「前」とは図1(a)の右側、「後」とは同左側をいい、また、「左右」とは前から見た場合の左右をいうものとする。
チューブ状包材(T)は、容器成形装置の横シール装置(160)に向かって垂直下方にのびている。
横シール装置(160)は、超音波シール装置よりなり、チューブ状包材(T)を挟んで前後に向かい合うように配置された上下2組のホーン(161)およびシールブロック(162)を備えている。ホーン(161)およびシールブロック(162)の構造は、図5に示したものと同じであるので、詳しい説明は省略する。なお、横シール装置が、上記のような超音波シール装置である場合に限らず、例えば高周波シール装置によって構成されている場合でも、この発明を適用することができる。
横シール装置(160)の上流側(図1の上方側)には、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)を撮像して得られた画像から重ね合わせ部(T1)の横方向の位置ずれ量を検出する画像センサ(18)が設けられている。
また、横シール装置(160)の下流側(図1の下方側)には、検出された重ね合わせ部(T1)の位置ずれ量が設定許容範囲を超えている場合に画像センサ(18)から出力されるアラーム信号に基づいて、当該重ね合わせ部(T1)を含んだ容器(C1)を排出する排出手段(19)が設けられている。
ウェブ状包材(W)には、所定パターンの折畳み用スコア線(S)が、容器1つ分の長さ毎に形成されている。
ウェブ状包材(W)の表面の右縁部には、レジストマーク(R)が容器1つ分の長さに相当するピッチで形成されている。レジストマーク(R)は、ウェブ状包材(W)の位置を認識するためのものであって、チューブ成形装置(13)よりも上流側に設置された光電管等のセンサによって検出されるようになっている。図示のレジストマーク(R)は、4本の平行な横長方形状のマークよりなり、ウェブ状包材(W)の表面の所定位置、より具体的には、直方体状の内容物充填容器(C2)の底面を構成する位置に印刷されている。
第1のマーク(M1)は、レジストマーク(R)に隣接して形成されている。第1のマーク(M1)のサイズは特に限定されないが、例えば、縦方向(ウェブ状包材(W)の搬送方向)の長さが15mm程度となされ、横方向(上記搬送方向と直交する方向)の幅が1.5mm程度となされる。
第2のマーク(M2)は、第1のマーク(M1)の上流側端部(図2の上側の端部)とほぼ同じレベルに位置するように、ウェブ状包材(W)表面の左縁部に形成されている。第2のマーク(M2)のサイズも特に限定されないが、例えば、縦方向(ウェブ状包材(W)の搬送方向)の幅が1.5mm程度となされ、横方向(上記搬送方向と直交する方向)の長さが15mm程度となされる。
なお、この実施形態では、第2のマーク(M2)は、第1のマーク(M1)と直交する方向にのびているが、第1のマーク(M1)と斜めに交差するようにのびていてもよい。また、第1のマーク(M1)および第2のマーク(M2)は、略L形に交差するように形成される(図1および図3参照)他、略T形、すなわち、第1のマーク(M1)がその長さ中央付近において第2のマーク(M2)と交差するように形成されてもよい。さらに、第1のマーク(M1)は、図1〜図3ではレジストマーク(R)と分離して形成されているが、レジストマーク(R)と一体化されて全体として略櫛歯状に形成されてもよい。マーク(M1)(M2)の位置についても、容器(C2)のデザインを損なわずかつ所期の機能を発揮しうる範囲において、上記以外の位置に形成してもよい。
図3(b)に示すように、チューブ状包材(T)の表面における重ね合わせ部(T1)の外端位置(T10)に、第1のマーク(M1)および第2のマーク(M2)のうち下流側の直交するエッジどうしの交点によって、監視ポイント(P)が形成されている。なお、監視ポイント(P)は、両マーク(M1) (M2)のうち上流側の直交するエッジどうしの交点によって形成されるようにしてもよい。その場合、画像センサ(18)による認識精度が損なわれないように、第1のマーク(M1)を図示のものより上流側に向かって延長させるか、または、第2のマーク(M2)を図示のものより下流側にずらして第1のマーク(M1)の長さ中央付近と交差させる方が好ましい。
この画像センサ(18)に組み込まれたカメラにより、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)の撮像が行われる。
撮像は、チューブ状包材(T)の表面に形成された各監視ポイント(P)が到来した時点で行われるように制御されている。具体的には、例えば、画像センサ(18)よりも上流側に設置された光電管等のウェブ状包材位置認識用センサ(図示略)が、そこを通過するウェブ状包材(W)の各レジストマーク(R)を検出した時点で、その検出信号を画像センサ(18)へ出力し、検出信号を受けてから所定時間経過後に画像センサ(18)の位置を通過する監視ポイント(P)が、画像センサ(18)のカメラで撮像されるようになっている。
撮像により得られた画像は、画像処理部において画像処理され、重ね合わせ部(T1)の位置ずれ量が検出される。つまり、撮像により認識された監視ポイント(P)と、予め設定した基準位置との間の変位量が、位置ずれ量として検出される。
検出した位置ずれ量が、設定許容範囲、すなわち、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)がシールブロック(162)の溝(162a)にほぼ収まって横シール部のシール不良を生じさせないような範囲であれば、そのまま容器の製造が行われる。位置ずれ量の設定許容範囲は、例えば右方向の位置ずれ量を+、左方向の位置ずれ量を−として、±0.5mm程度となされる。一方、算出した位置ずれ量が設定許容範囲を超えている場合、画像センサ(18)の出力部からアラーム信号が出力され、排出手段(19)に送られる。
排出装置(19)は、画像センサ(18)から出力されたアラーム信号を受けると、同信号を受けてから所定時間経過後に同装置 (19)の位置を通過する容器(C1)を、不良容器、即ち、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)の位置ずれ量が設定許容範囲を超えている部位において横シールが行われ、横シール部にシール不良が生じている容器(C1)であると判別し、これを搬送経路から排出する。
即ち、この発明の他の実施形態として、チューブ成形装置(13)のガイドローラをサーボモータ等のサーボ機構によって位置調整可能に構成しておき、画像センサ(18)で検出した重ね合わせ部(T1)の位置ずれ量を、これに応じたデータ信号として画像センサ(18)からサーボーボモータ等に出力し、その信号に基づいて、ガイドローラの位置を、重ね合わせ部(T1)の位置ずれが修正されるように、自動的に調整してもよい。
以上の実施形態によれば、チューブ状包材(T)の重ね合わせ部(T1)の位置ずれを自動で修正することが可能になり、ひいては、重ね合わせ部(T1)の位置ずれに起因する横シール部のシール不良の発生が効果的に低減される。
(160):横シール装置
(W):ウェブ状包材
(M1):第1のマーク
(M2):第2のマーク
(T):チューブ状包材
(T1):重ね合わせ部
(T10):(重ね合わせ部の)外端位置
(P):監視ポイント
(18):画像センサ
(19):排出手段
Claims (4)
- ウェブ状包材の両縁部を一方が内側、他方が外側となるように重ね合わせて縦シールすることにより成形されたチューブ状包材を、その長さ方向に沿って搬送しながら、内部に内容物を充填するとともに、横シール装置によって容器1つ分に相当する長さ毎に横シールしかつ横シール部の中間で切断することにより、内容物充填容器を成形する包装機械において、
横シール装置の上流側に、チューブ状包材の重ね合わせ部を撮像して得られた画像から重ね合わせ部の横方向の位置ずれ量を検出する画像センサが設けられており、
ウェブ状包材の表面の両縁部に、チューブ状包材とされた際に互いに交差してチューブ状包材の表面に表れるようなマークが、容器1つ分に相当する長さ毎に形成されており、
チューブ状包材の表面における重ね合わせ部の外端位置に、前記マークどうしの交点によって監視ポイントが形成されており、
画像センサにおいて、撮像により認識された監視ポイントと、予め設定した基準位置との間の変位量が、重ね合わせ部の位置ずれ量として検出されることを特徴とする、包装機械におけるチューブ状包材の位置ずれ監視装置。 - ウェブ状包材の表面の一方の縁部に、同縁部の端に1辺が重なるように縦方向にのびた第1のマークが、容器1つ分に相当する長さ毎に形成されており、ウェブ状包材の表面の他方の縁部に、チューブ状包材とされた際に第1のマークと略L形または略T形に交差してチューブ状包材の表面に表れるようにほぼ横方向にのびた第2のマークが、容器1つ分に相当する長さ毎に形成されていることを特徴とする、請求項1記載の包装機械におけるチューブ状包材の位置ずれ監視装置。
- 横シール装置の下流側に、検出された重ね合わせ部の位置ずれ量が設定許容範囲を超えている場合に画像センサから出力されるアラーム信号に基づいて、当該重ね合わせ部を含んだ容器を排出する排出手段が設けられていることを特徴とする、請求項1または2記載の包装機械におけるチューブ状包材の位置ずれ監視装置。
- ウェブ状包材をチューブ状包材に成形するチューブ成形装置に、画像センサから出力される重ね合わせ部の位置ずれ量に応じた信号に基づいて、重ね合わせ部の位置ずれを修正するように位置調整されるサーボ機構付きガイドローラが設けられていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1つに記載の包装機械におけるチューブ状包材の位置ずれ監視装置。
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