(57)【要約】【課題】エンドシーラを構成する一対のヒータブロックが接触する以前に、被包装物や異物の噛込みを検出でき、かつ包装機械を警報停止せずに処理をして、包装機の運転効率を高めることができる製袋充填包装機を提供する。【解決手段】ヒータブロック３１ａ，３１ｂが公転軌道に沿ったボックスモーション動作をするときの制御は、公転軌道に対応した指令パルスに対して、ヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下方向に駆動する第１サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいて行うフィードバック制御である。両ヒータブロック３１ａ，３１ｂが閉じ動作中であるときに、偏差カウンタで設定値以上の溜まりパルス数を検出するときに、ヒータブロックが被包装物や異物と接触するのを検出したと判定する。ヒータブロックは、停止の後、離間する方向への退避動作を行う。【選択図】図４
2014129132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヒータブロックを有していて当該ヒータブロック間に筒状包装材を挟み付けることで当該筒状包装材に横断方向のヒートシールをするエンドシーラと、前記エンドシーラを互いに噛合い方向に開閉駆動させるための第１サーボモータと、前記エンドシーラを前記筒状包装材の送り方向に前後駆動させるための第２サーボモータと、前記第１サーボモータ及び第２サーボモータの出力を合成することで前記ヒータブロックを公転軌道に沿って移動させるべく、前記公転軌道に対応した指令パルスに対する前記第１サーボモータ及び前記第２サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいてフィードバック制御を行う制御装置とを備えており、
前記制御装置は、前記第１サーボモータについてのフィードバック制御において、前記指令パルスに対する溜まりパルス数を検出基準として、前記偏差カウンタが通常運転のときの当該溜まりパルス数を超える一定以上の溜まりパルス数を検出したことに応答して、前記ヒータブロックが被包装物に接触したと判定し、前記第１サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、前記被包装物から離間する位置まで移動させることで前記ヒータブロックの退避動作を行わせることを特徴とする製袋充填包装機。
【請求項２】
前記ヒータブロックの噛合い方向への閉じ動動作区間を接触検出区間とし、当該接触検出区間において、前記偏差カウンタが前記一定以上の溜まりパルスを検出するか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の製袋充填包装機。
【請求項３】
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記被包装物に接触したとの判定に基づいて前記第１サーボモータの出力を停止しその後逆方向に出力回転させるときに、前記第２サーボモータの駆動を通常運転のとおりに継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の製袋充填包装機。
【請求項４】
前記被包装物から離間する位置が、前記公転軌道上で前記噛合い方向に最大に離間した最大離間位置であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製袋充填包装機。
【請求項５】
前記公転軌道上の前記最大離間位置まで前記退避動作をした前記ヒータブロックは、一旦、最前進位置にまで包装材送り方向移動のみをし、その後、包装材送り方向中間位置にまで包装材送り方向移動のみをして通常運転再開に備えて待機することを特徴とする請求項４に記載の製袋充填包装機。
【請求項６】
前記製袋充填包装機は運転のための操作・表示部を備えており、当該操作・表示部においてされた運転再開操作に応答して、前記包装材送り方向中間位置から通常動作を再開することを特徴とする請求項５に記載の製袋充填包装機。
【請求項７】
前記製袋充填包装機は運転のための操作・表示部を備えており、前記一定以上の溜りパルス数は、当該操作・表示部において手動設定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の製袋充填包装機。
【請求項８】
前記一定以上の溜りパルス数は、前記製袋充填包装機が被包装物の供給無しで運転される空袋製造時に、学習によって設定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の製袋充填包装機。
【請求項９】
前記製袋充填包装機は、帯状包装材が縦方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装物が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機、又は帯状包装材が横方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装材が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する横型製袋充填包装機であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の製袋充填包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヒータブロックが上下方向と横方向とにそれぞれ別々の駆動源によって駆動され、両駆動源の出力が合成されることでヒータブロックがボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えた製袋充填包装機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製袋充填包装機は、側面図である図１及び平面図である図２に示す横型製袋充填包装機の例においても基本的な構成として採用されているように、原反ロールＦｒから繰り出した帯状包装材Ｆｗをその帯状長手方向に搬送し、当該帯状包装材Ｆｗの両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅを近接させて略筒状に曲成するフォーマ２２を有するフィルム送り装置２と、曲成された帯状包装材Ｆｗに被包装物（製品）Ｐを一定間隔で送り込む供給装置１と、曲成された帯状包装材Ｆｗの両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅにセンターシールを施して筒状包装材Ｆｔに成形するセンターシール装置と、被包装物Ｐを内部に有した筒状包装材Ｆｔについて隣り合う被包装物Ｐ，Ｐの間の位置で横切る方向にエンドシールを施すエンドシール装置３とを備えている。エンドシール装置３には、エンドシール部Ｓｅの中間で筒状包装材Ｆｔを切断する後述のカッタ装置を組み込むことができる。供給装置１、フィルム送り装置２及びエンドシール装置３はサーボモータによって別々に駆動されている。制御装置４がこれら装置１〜３を互いにタイミングを取って動作させている。こうした駆動制御により、帯状包装材Ｆｗにシールを施して袋が製作され、当該袋内に被包装物Ｐを収納した袋包装体（ピロー包装体）Ｂｐが製造されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
横型製袋充填包装機のフィルム送り装置２は、紙送りローラ２１、紙引きローラ２３から構成される紙送り機構により、原反ロールＦｒから帯状包装材Ｆｗを繰り出して送る。紙送りローラ２１は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａによって駆動される。紙引きローラ２３は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ｂによって駆動される左右のローラ２３ａ，２３ｂを備えており、ローラ周面間に包装材の両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅを挟み込んで帯状包装材Ｆｗを紙引きする。フォーマ２２は、帯状包装材Ｆｗの両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅを互いに近づけて略閉じた湾曲状に成形する。センターシーラ２４は、フィルム送り用サーボモータＳＭ２Ｃによって駆動されるシールローラ２４ａ，２４ｂを備えている。シールローラ２４ａ，２４ｂは、回転しながらローラ周面間に湾曲状に成形された帯状包装材Ｆｗの両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅを挟み込んで加熱・加圧することでセンターシールを施し、センターシール部Ｓｃを形成しながら包装材Ｆｔを下流に搬送する。湾曲状に成形された包装材は、センターシール部Ｓｃの形成により筒状包装材Ｆｔに形成される。
【０００４】
被包装物Ｐの供給装置１は、被包装物Ｐの後部を押して搬送するプッシャアタッチメント１１が所定の間隔で取り付けられている無端チェーン１２を備えた供給コンベヤである。無端チェーン１２は搬送方向の前後の端部に配置されたスプロケット１４，１４に巻き掛けられており、供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１の回転出力が動力伝達機構を介して下流側のスプロケット１４に伝達され、当該スプロケット１４を回転駆動する。スプロケット１４の歯部に無端チェーン１２が噛み合っているので、スプロケット１４の回転により無端チェーン１２も駆動される（例えば特許文献２参照）。供給装置１においては、プッシャアタッチメント１１が被包装物Ｐを押しながら搬送して、被包装物Ｐをフォーマ２２内に送り込む。フォーマ２２においては、帯状包装材Ｆｗが略閉じた湾曲状に成形されるので、フォーマ２２の出口側では、被包装物Ｐは湾曲状の包装材の内部に置かれた状態で包装材と共に送り出される。供給装置１は、プッシャアタッチメント１１を探知する供給原点センサ１０を備えている。
【０００５】
図８は、横型製袋充填包装機のエンドシール装置に備わるヒータブロックのボックスモーション軌跡の一例を示す図である。図１及び図８を参照すると、エンドシール装置３は、筒状包装材Ｆｔの移送路を間に置いて上下に対向する一対のヒータブロック３１ａ，３１ｂを備えており、両ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、３１ａ´，３１ｂ´で示される位置にあるように、筒状包装材Ｆｔを挟み込んだ状態で筒状包装材Ｆｔの移送に合わせて移送方向（水平方向）に移動する間、筒状包装材Ｆｔにヒートシールを施してエンドシール部Ｓｅを形成する。当該移動中に、ヒータブロック３１ａに内蔵したカッタ３３をヒータブロック３１ｂ側に向かって突出させてエンドシール部Ｓｅの中央部分をカットし、その後、カッタ３３を引き込みつつ互いに離間する。離間した両ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、次の包装サイクルで再び互いに当接して水平移動し、上記の公転軌道を辿る動作を繰返す。このような、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが軌跡３２ａ，３２ｂのような公転軌道を辿る動きをするエンドシール装置の方式をボックスモーション式と称する（例えば特許文献３参照）。
【０００６】
上下一対のヒータブロック３１ａ，３１ｂにおいて、上側のヒータブロック３１ａはカッタ３３を内蔵するための貫通孔３４が設けられており、下側のヒータブロック３１ｂには、突出したカッタ３３を受けるための貫通孔３５が設けられている。上側のヒータブロック３１ａの上部にはエアシリンダ（図示せず）などのアクチュエータが配設されており、内蔵されているカッタ３３は、当該アクチュエータによって、ヒートシールのときに突出し、それ以外のときは引き込まれるように動作される。また、ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、包装材にヒートシールを施すため、内部に加熱用のヒータを備えている。
【０００７】
ボックスモーション式のエンドシール装置３には、サーボモータと溝カムのようなカムを用いて上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂに公転移動を行わせるものと、カムを用いることなく、ヒータブロック３１ａ，３１ｂを噛合い方向に開閉移動させるための上下駆動用のサーボモータＳＭ３Ａと、包装材の送り方向に前後進させるための水平駆動用のサーボモータＳＭ３Ｂというように複数の駆動モータを設け、それら各サーボモータを適宜のタイミングで動作させることで上下移動と水平移動とを合成してヒータブロック３１ａ，３１ｂを公転移動させるものがある（特許文献４を参照。複数駆動モータ方式については特許文献５を参照）。
【０００８】
図９は、ロールに巻き取った包装材から一部を繰り出した状態を示す包装材の斜視図である。図９に示すように、帯状包装材Ｆｗには、袋長さＬに対応した間隔を置いて印刷模様Ｍが印刷されており、その側縁部分には当該袋長さＬの基準点であるレジマークＲＭが印刷されている。フィルム送り装置２は、レジマークＲＭを検出するマークセンサ２０（図１、図２）を備えている。エンドシール装置３は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが停止するときに占める最も離間し且つ水平移動の中心となる位置（水平中間位置）を探知するエンドシーラ原点センサ３０（図１、図２）を備えている。制御装置４は、供給原点センサ１０、マークセンサ２０及びエンドシーラ原点センサ３０からの信号の入力を受けて、供給装置１の供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１、フィルム送り装置２の紙送りローラ２１を駆動するためのフィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ、紙引きローラ２３を駆動するためのフィルム送り用ＳＭ２Ｂ及びセンターシーラ２４を駆動するためのフィルム送り用ＳＭ２Ｃ、並びにヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａ及び水平駆動用のサーボモータＳＭ３Ｂのタイミングを伴った駆動制御を行い、これら装置１〜３を、所定のタイミングを保ちながら動作させる。
【０００９】
制御装置４は、横型製袋充填包装機の運転状態（各種設定状態）を記憶する記憶装置５と、当該包装機の運転状態を設定する操作が可能であると共に当該運転状態を表示可能な操作・表示部６と、装置１〜３の異常時にオペレータに包装材の状態の点検・監視を促す旨の報知を行う報知装置７と接続されている。制御装置４は、当該包装機の運転に際して、記憶装置５、操作・表示部６又は報知装置７と個別的に、或いは相互間で情報を遣り取りしている。横型製袋充填包装機を用いて袋包装体を製造しようとするときは、操作・表示部６を操作して、製造する袋の長さなどの基本設定値を機械に設定し、更にフィルム送り装置２、エンドシール装置３、供給装置１間のタイミング（位相差）を調整する必要がある。なお、報知装置７による報知は、例えば、ブザー、メッセージ、警告灯のような一つ又は組み合わせた手段で行うことができる。
【００１０】
初期状態においては、供給装置１、フィルム送り装置２及びエンドシール装置３はそれぞれの基準点で停止した状態にある。フィルム送り装置２の停止位置は、マークセンサ２０が、帯状包装材Ｆｗに印刷されたレジマークＲＭを探知した位置である。エンドシール装置３の停止位置は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが水平中間位置を占めるときの当該ヒータブロック３１ａを探知するエンドシーラ原点センサ３０がＯＮした位置である。供給装置１の停止位置は、プッシャアタッチメント１１を探知する供給原点センサ１０がＯＮした位置である。図９に示す帯状包装材Ｆｗを用いて、上記の装置１〜３の所定のタイミングを調整することによって、図１０に示すような被包装物Ｐを袋の内部に包装した袋包装体Ｂｐが製造される。
【００１１】
横型製袋充填包装機においては、包装筒内に被包装物の滓が散らばる、或いは被包装物そのものが包装筒内で滑るなどして位置ずれするなどした場合、エンドシーラでの噛込みが発生する。また、機械回転数が速い場合などでは、かかる噛込みの検出が遅れることもある。当然のことながら、エンドシール部に噛込みが発生した包装体は不良品として排除する必要がある。噛み込んだ状態でカッタが動作したときには、被包装物によってカッタやヒータブロックが汚れてしまうことがある。このような事象に対処するため、上下のエンドシーラが包装材を挟み込んでいる間を検出区間とし、エンドシーラの噛込みを検出する技術が種々提案されている（例えば特許文献６参照）。
【００１２】
エンドシールにおける噛込みを検出した場合の処理として、その旨の警報を発するとともに機械停止する（以下、「警報停止」という）場合と、カッタの動作を行わず袋包装体を連包として排出する場合とがある。カッタ動作を行わない処理の場合、カッタ動作の以前に噛込みが検出されれば問題ないが、カッタ動作後に検出された場合、噛込みが発生した不良品が下流に流れてしまうおそれがある。そのため、確実性を期す場合には、警報停止が選択されることとなる。また、被包装物が食品類でべたつきなどを伴う物品であった場合も、警報停止を選択し、停止後にカッタの汚れを点検する必要がある。更に被包装物が固い物品である場合には、ヒータブロックやカッタの破損が発生するおそれがある。
【００１３】
上下のエンドシーラが接触している間を検出区間としてエンドシーラの噛込みを検出する技術により、不良品を確実に検出できるようになり、不良品が下流に流れる危険性は確実に減ってきた。しかしながら、噛込みが発生し包装機械が警報停止した場合には、既に筒状包装材内に送り込まれている被包装物を全て取り除き、ヒータブロックやカッタを点検した結果、汚れがあるときにはこれらを清掃し、機械の調整動作をやり直すという一連の作業をするという手続が必要であり、袋包装体の生産はそうした手続を踏んだ後に再開される。こうした作業・手続を踏む間、被包装物や包装材のロス及び時間のロスが発生する。また、前記のように被包装物が固い物品であった場合には、噛込みを検出してもその時点で、ヒータブロックやカッタの破損が生じるおそれがある。
【００１４】
このように、現状においては、上下のエンドシーラが包装材にエンドシールを施すために包装材を挟み込む前に噛込みを検出するには、サーボモータの過負荷による警報停止を選択するより外はなく、このような過負荷による警報停止を行う対応では、被包装物が固い物品であった場合には、ヒータブロックに重大な損傷を与えてしまうことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特公平７−１１０６４５号公報
【特許文献２】特開２００９−２０３０５６号公報
【特許文献３】特開２００６−３１２４７０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０５６６９号公報
【特許文献５】特開平７−２９１２３４号公報
【特許文献６】特許第５０６８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
そこで、製袋充填包装機において、エンドシールを施すべき包装材の部分に被包装物や異物があって、そのままでは、エンドシーラが備える一対のヒータブロックが被包装物や異物を噛み込むことになってしまう場合に、そうした被包装物や異物の噛込みを、包装材を挟み込み前に検出でき、かつ包装機械を警報停止せずに、処理可能にする点で解決すべき課題がある。
【００１７】
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、エンドシーラが備える一対のヒータブロックが接触する以前に、被包装物や異物の噛込みを検出でき、かつ包装機械を警報停止せずに処理をして、包装機の運転効率を高めることができる製袋充填包装機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するため、この発明による製袋充填包装機は、一対のヒータブロックを有していて当該ヒータブロック間に筒状包装材を挟み付けることで当該筒状包装材に横断方向のヒートシールをするエンドシーラと、前記エンドシーラを互いに噛合い方向に開閉駆動させるための第１サーボモータと、前記エンドシーラを前記筒状包装材の送り方向に前後駆動させるための第２サーボモータと、前記第１サーボモータ及び第２サーボモータの出力を合成することで前記ヒータブロックを公転軌道に沿って移動させるべく、前記公転軌道に対応した指令パルスに対する前記第１サーボモータ及び前記第２サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいてフィードバック制御を行う制御装置とを備えており、前記制御装置は、前記第１サーボモータについてのフィードバック制御において、前記指令パルスに対する溜まりパルス数を検出基準として、前記偏差カウンタが通常運転のときの当該溜まりパルス数を超える一定以上の溜まりパルスを検出したことに応答して、前記ヒータブロックが被包装物に接触したと判定し、前記第１サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、前記被包装物から離間する位置まで移動させることで前記ヒータブロックの退避動作を行わせることを特徴としている。
【００１９】
この製袋充填包装機によれば、一対のヒータブロックを有するエンドシーラと、開閉駆動用の第１サーボモータと、前後駆動用の第２サーボモータとを有するボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えていて、第１サーボモータ及び第２サーボモータの出力が合成されることで、ヒータブロックが公転軌道に沿ったボックスモーション動作をする。制御装置が行う制御は、公転軌道に対応した指令パルスに対する前記第１サーボモータ及び前記第２サーボモータからのフィードバックパルスの差を偏差カウンタでカウントし、当該偏差のカウント値に基づいて行うフィードバック制御である。エンドシーラ装置の制御においては、フィードバック制御がされつつエンドシーラの両ヒータブロックが公転軌道に沿って閉じ動作中であるときに、フィードバック制御の偏差カウンタで設定値以上の溜まりパルス数を検出することで、ヒータブロックが被包装物や異物と接触するのを検出したと判定される。「接触検出」と判定されたときには、第１サーボモータの出力回転を停止することでヒータブロックの噛合い方向への閉じ動作が停止され、その後更に、第１サーボモータの出力を逆方向に出力回転させて、ヒータブロックを被包装物から離間する位置まで移動させることで、ヒータブロックについて互いに離間する方向への退避動作が行われる。これにより、ヒータブロックは、被包装物や異物と接触しない位置まで移動される。
【００２０】
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックの噛合い方向への閉じ動動作区間を接触検出区間とし、当該接触検出区間において、前記偏差カウンタが前記一定以上の溜まりパルスを検出するか否かの判定を行うことができる。ヒータブロックは被包装物や異物と接触し噛込みに至る事態を生じるおそれがあるのは、ヒータブロックの噛合い方向への閉じ動動作区間であるので、当該動動作区間を被包装物等との接触を検出すべき接触検出区間とし、当該接触検出区間において偏差カウンタでの溜まりパルス数の検出を行う。
【００２１】
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記被包装物に接触したとの判定に基づいて前記第１サーボモータの出力を停止しその後逆方向に出力回転させるときに、前記第２サーボモータの駆動を通常運転のとおりに継続することができる。即ち、第１サーボモータの出力を停止しその後逆方向に出力回転させてヒータブロックを退避動作させる際には、ヒータブロックの包装材送り方向の移動についてはそのまま継続することができる。
【００２２】
この製袋充填包装機において、前記ヒータブロックが前記被包装物から離間する位置を、前記公転軌道上で前記噛合い方向に最大に離間した最大離間位置とすることができる。この場合、ヒータブロックは公転軌道上で噛合い方向に最も離れた位置にあるので、被包装物や異物から確実に離れることができる。また、前記公転軌道上の最大離間位置まで前記退避動作をした前記ヒータブロックは、一旦、最前進位置にまで包装材送り方向移動のみをし、その後、包装材送り方向中間位置にまで包装材送り方向移動のみをして通常運転再開に備えて待機することができる。ヒータブロックは、公転軌道上の最大離間位置まで退避動作をした後、開閉方向の移動をすることなく、一旦、公転軌道の基準位置となる包装材送り方向の最前進位置にまで移動して、その後、通常運転再開に備えて包装材送り方向移動のみをして運転再開の基準位置となる包装材送り方向中間位置にまで移動する。
【００２３】
製袋充填包装機はエンドシール装置の運転のための操作・表示部を備えており、当該操作・表示部における運転再開操作に応答して、前記包装材送り方向中間位置から通常動作を再開することができる。包装材送り方向中間位置は、次の包装サイクルにおいてヒータブロックが占める公転軌道上の座標であるので、この待機状態からヒータブロックの公転軌道を巡る通常動作を再開する。
【００２４】
この製袋充填包装機において、前記一定以上の溜りパルス数は、操作・表示部において手動設定することができる。一定以上の溜りパルスの量を手動設定とすることにより、噛込みの検出に際して、噛込みが生じたか否かの閾値を条件や状況に応じて変更することができる。
【００２５】
この製袋充填包装機において、前記一定以上の溜りパルス数は、空袋製造時に学習させることができる。実際に袋を製造する過程において、一定以上の溜りパルスの量を学習によって定めるので、製袋充填包装機の実際の運転に則した、噛込みの検出のための閾値を設定することができる。
【００２６】
この製袋充填包装機は、帯状包装材が縦方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装物が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する縦型製袋充填包装機、又は帯状包装材が横方向に送られる間に前記筒状包装材に形成されるとともに前記被包装材が供給され、更に前記エンドシールが施されて袋包装体を製造する横型製袋充填包装機であってよい。この製袋充填包装機は、縦型製袋充填包装機、或いは横型製袋充填包装機であっても、エンドシーラがヒータブロックを噛合い方向への開閉駆動用サーボモータと、包装材送り方向への前後駆動用のサーボモータというように、複数のサーボモータによって駆動を合成してヒータブロックを公転軌道に沿って移動させることができるものであればよい。
【発明の効果】
【００２７】
この発明による製袋充填包装機は、上記のように構成されているので、ボックスモーション動作をするエンドシーラ装置において、エンドシーラの閉じ動作区間中に被包装物との接触を感知（位置制御において設定値以上の溜りパルスを検出）した場合に、エンドシーラを互いに噛合い方向に開閉駆動させるための第１サーボモータの出力回転を停止しその後、逆方向に出力回転させ、被包装物から離間する位置まで移動させることでヒータブロックの退避動作を行う。好ましくは、噛合い方向の移動について、公転軌道上の最大離間位置まで移動させて停止させるという退避運転を行うことができる。そして、次の運転再開の操作があったときに運転再開をするために備える動作をする。一対のエンドシーラ間に被包装物や異物を実際に噛み込む前に、噛込みの危険性を検出できるので、ヒータブロックやカッタが汚れたり破損したりする事態を未然に防止することができる。更に、一対のヒータブロックを噛合い方向へ順逆移動させるための開閉駆動用のサーボモータと、包装材送り方向へ順逆移動させるための前後駆動用のサーボモータというように複数のサーボモータを設けているので、上記の退避運転でヒータブロックが公転軌道上の被包装物と接触しない位置まで離間し、その後の運転再開に備えて次サイクルまで待機状態となる。したがって、製袋充填包装機を警報停止せずに済み、実質的に連続運転に近い運転制御を行うことができ、製袋充填包装機の運転効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明による製袋充填包装機を横型製袋充填包装機として具体化した一実施例を示す全体側面図である。
【図２】図２は、図１に示す横型製袋充填包装機の全体平面図である。
【図３】図３は、図１、図２に示す横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置のモーション機構図である。
【図４】図４は、本発明による横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置のボックスモーション動作説明図である。
【図５】図５は、図１に示す横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置を制御するための制御装置のブロック図である。
【図６】図６は、図４に示すエンドシール装置の動作についてエンドシール装置制御部による制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図５に示す制御装置のエンドシール装置制御部の一例を示す制御ブロック回路図である。
【図８】図８は、横型製袋充填包装機に用いられるエンドシール装置のヒータブロックのボックスモーション軌跡の一例を示す図である。
【図９】図９は、ロールに巻き取った包装材から一部を繰り出した状態を示す包装材の斜視図である。
【図１０】図１０は、図１に示す横型製袋充填包装機によって製造されるピロー包装体の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明による製袋充填包装機を縦型製袋充填包装機として適用した一実施例を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１に示す縦型製袋充填包装機に用いられるエンドシール装置の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による製袋充填包装機の実施例を説明する。図１は本発明による製袋充填包装機を横型製袋充填包装機（以下、特にことわらない限り「包装機」と略す。）として具体化した一実施例を示す側面図であり、図２は図１に示す包装機の平面図である。本包装機において、基本的な構造については、既に記載しているので、制御装置４の関連を除いて、再度の詳細な説明を省略する。
【００３０】
この発明による横型製袋充填包装機は、ヒータブロックを噛込み方向である上下方向と包装材送り方向である前後進方向とにそれぞれ移動可能にしたボックスモーション動作をするエンドシール装置を備えた横型製袋充填包装機であり、図１に示すように、制御装置４は、供給原点センサ１０、マークセンサ２０及びエンドシーラ原点センサ３０からの信号の入力を受けて、供給装置１の供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１、フィルム送り装置２の紙送りローラ２１、紙引きローラ２３及びセンターシーラ２４をそれぞれ駆動するためのフィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ，ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃ、並びにヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下方向に開閉するための上下駆動用サーボモータ（第１サーボモータ）ＳＭ３Ａ、及びヒータブロック３１ａ，３１ｂを水平方向に前後させるための水平駆動用サーボモータ（第２サーボモータ）ＳＭ３Ｂのタイミングを伴った駆動制御を行い、各装置１〜３を互いに所定のタイミングを保ちながら同期して動作させる。
【００３１】
制御装置４は、当該包装機の運転に際して、記憶装置５、操作・表示部６又は報知装置７と個別的に或いは相互間で情報を遣り取りしている。当該包装機を用いて袋包装体を製造しようとするときは、操作・表示部６から入力して製造する袋の長さＬなどの基本設定値を機械に設定し、更にフィルム送り装置２、エンドシール装置３、供給装置１間のタイミングを調整する。制御装置４は、また、被包装物の供給の途絶えが検出されたことに応じて、被包装物Ｐが供給されていない袋を製造するのを防止する機能として空袋防止機能を作動させて、空袋の発生を防止するとともに、エンドシール装置３において、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂが被包装物や異物の噛込みを検出することに応答して、上下に開いて退避させる制御及びその後の包装機の運転再開の制御等を行う。
【００３２】
図３には、図１、図２に示す包装機に用いられているエンドシール装置のモーション機構図が示されている。図３の中央の（ａ）は当該エンドシール装置の側面図、（ｂ）は（ａ）の左正面図、（ｃ）は（ａ）の右正面図である。図３に示すエンドシール装置３は、上下に対向して配置された上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂを備えている。ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、上下の開閉方向に同期して駆動され、最も閉じたときに、間に筒状包装材を加圧状態に挟み込み、挟まれた包装材の部位を加熱溶着することでエンドシール部Ｓｅ，Ｓｅを形成する。上側のエンドシーラ３１ａには、カッタ３３が貫通孔３４に収容される状態で内蔵されており、下側のエンドシーラ３１ｂには、カッタ３３に対応した位置にカッタ３３が入り込む貫通孔３５が形成されている。上側のエンドシーラ３１ａには、カッタ３３を下側のエンドシーラ３１ｂに向けて突き出すカッタ用駆動装置３６が設けられている。カッタ用駆動装置３６は、例えば公知のエアアクチュエータから構成されており、上下のエンドシーラ３１ａ，３１ｂの動作、即ち、両エンドシーラ３１ａ，３１ｂの閉じ動作に合わせて作動して、カッタ３３を下側のエンドシーラ３１ｂに向けて突き出し、筒状包装材を切断する。カッタ３３、貫通孔３４及びカッタ用駆動装置３６で、エンドシール装置３に組み込まれたカッタ装置が構成されている。
【００３３】
エンドシーラ３１ａ，３１ｂは、支持ブロック４５に対して上下方向にスライド可能に配設されている。即ち、支持ブロック４５は、左右方向の両端部において、スライド軸４６ａ，４６ｂを上下方向に摺動可能に保持しており、スライド軸４６ａ，４６ｂの両端部は、上下の各側において上側エンドブロック４７ａと下側エンドブロック４７ｂによって連結されている。上側ヒータブロック３１ａとカッタ用駆動装置３６とは、上側エンドブロック４７ａにおいて、それぞれ下側と上側に配設されている。スライド軸４６ａ，４６ｂには、その長手方向中間領域において、中間ブロック４８がスライド可能に支持されており、中間ブロック４８の上側には下側ヒータブロック３１ｂが取り付けられている。
【００３４】
支持ブロック４５には、ヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下方向に開閉するための上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａが配設されている。上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａの出力軸５０にはレバー５１が取り付けられており、レバー５１の一方端部には上側リンク５２ａを介して上側ブラケット５３ａに揺動可能に連結されており、上側ブラケット５３ａが中間ブロック４８に連結されている。また、レバー５１の他方端部には下側リンク５２ｂを介して下側ブラケット５３ｂに揺動可能に連結されており、下側ブラケット５３ｂは下側エンドブロック４７ｂに連結されている。したがって、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａが駆動されて出力軸５０が回転されると、その回転方向に応じて、下側リンク５２ｂ、下側エンドブロック４７ｂ、スライド軸４６ａ，４６ｂ及び上側エンドブロック４７ａを介して上側ヒータブロック３１ａが開閉され、上側リンク５２ａ及び中間ブロック４８を介して下側ヒータブロック３１ｂが開閉される。即ち、開閉用駆動源としての上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａの作動により、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂは、それらの間を水平方向に送られる筒状包装材に対して互いに同期した開閉動作を行う。
【００３５】
エンドシール装置３において、ヒータブロック３１ａ，３１ｂは開閉方向と直交する前後方向（包装材の紙送り方向）にスライド可能である。即ち、エンドシール装置３の支持ブロック４５は、その左右において、機械の固定フレームに支持されている前後ガイド５５ａ，５５ｂによってスライド可能に支持されている。図３の（ａ）に示すように、固定フレームにはヒータブロック３１ａ，３１ｂを水平方向に前後させるための水平駆動用のサーボモータＳＭ３Ｂが配設されており、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの出力軸５７にはアーム５８が取り付けられており、アーム５８の先端部と支持ブロック４５（上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａでもよい）のブラケット６０との間はリンク５９を介して連結されている。したがって、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂが駆動されると、その回転方向に応じて、アーム５８、リンク５９及びブラケット６０を介して、支持ブロック４５が前後ガイド５５ａ，５５ｂによって案内されて、前後方向に駆動される。即ち、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの駆動により、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂは、筒状包装材の送り方向と平行な水平動作を行う。
【００３６】
上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂを開閉する上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａと、エンドシール装置３を支持ブロック４５ごと前後方向に駆動する水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂとは、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂの筒状包装材への開閉動作と筒状包装材の送り方向と平行な水平動作とを行わせるために、包装機の制御装置４によってそれぞれ別々に（独立して）制御可能である。詳細には、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの制御によって上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂが筒状包装材と等速で水平移動する区間が設定可能であり、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａの制御によって上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂが互いに接近を開始し完全に閉じるまでの間に途中停止する区間が設定可能である。
【００３７】
図４には、本発明による包装機に用いられているエンドシール装置の動作が、そのヒータブロックの作動の様子として図示されている。図４の（ａ）は、包装機が通常動作をするときのエンドシール装置のヒータブロックの作動の様子を示している。また、図４の（ｂ）は、被包装物や異物が接触検出されたときの上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂの挙動を示している。また、図４の（ｃ）及び（ｄ）は、停止していた包装機が動作を再開するときの前半の「水平移動のみ１」の動作と後半の「水平移動のみ２」の動作とを示している。更に、図４の（ｅ）は、（ｄ）に示す水平移動をした後の通常動作再開を示している。
【００３８】
図４の（ａ）には、包装機が通常動作をしているときに、エンドシール装置３に備わる上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂの動作が示されている。図中、Ｖ１〜Ｖ３は上側ヒータブロック３１ａの公転移動の際における上下方向に占める特徴的な高さ位置を示している。下側ヒータブロック３１ｂの上下方向の高さ位置については明示していないが、上下方向に対称な位置Ｖ１〜Ｖ３を占めることは明らかである（図４の（ｂ）〜（ｅ）においても同様）。即ち、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂについて、Ｖ１は互いの噛合位置（上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂが間に包装材を挟み込んで加圧している位置）から最も離れた開き高さ位置を、Ｖ２は前後進方向において最大前後進位置にあるときの高さ位置を、Ｖ３は互いに噛合位置にあるときの高さ位置を、それぞれ表している。
【００３９】
図中、Ｈ１〜Ｈ５は上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂの公転移動の際における前後進方向に占める特徴的な水平位置を示している。上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂについて、Ｈ１は前後進方向の最大後進位置にあるときの水平位置を、Ｈ２は互いに噛合開始したときの水平位置を、Ｈ３は互いの噛合状態から最も上下方向に開いたときの水平位置を、Ｈ４は互いの噛合を終了して開き開始したときの水平位置を、そしてＨ５は前後進方向の最大前進位置にあるときの水平位置を、それぞれ表している。なお、この例では、位置（Ｈ３，Ｖ１）は、前後進方向の中央の位置（水平中間位置）に対応しており、運転開始の際の基準位置となっている。
【００４０】
上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂは、最も開いた運転開始位置（Ｈ３，Ｖ１）から矢印で示すように、最大後進位置で且つ中間的な高さの位置（Ｈ１，Ｖ２）、上下のヒータブロックが互いに噛合開始した位置（Ｈ２，Ｖ３）、上下のヒータブロックが噛合終了した位置（Ｈ４，Ｖ３）、最大前進位置で且つ中間的な高さの位置（Ｈ５，Ｖ２）を経て、最初の水平中間位置（Ｈ３，Ｖ１）に戻るという公転移動をすることで、ボックスモーション動作（循環動作）を行っている。
【００４１】
図４（ｂ）に示すように、包装機の上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂが、位置（Ｈ３，Ｖ１）から公転移動をしているときに、包装材を介して被包装物や異物との「接触検出」（詳細は後述する）をしたとする。このとき、ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、制御装置４の制御により、水平移動は通常通りに継続するが、上下移動については一旦停止の後、上下に離れる方向に反転動作をする。即ち、制御装置４は、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの駆動はそのままであるが、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａ（図３）に指令して駆動を反転させて、上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下方向に開いた退避位置に移行させる。この場合の退避位置は（Ｈ２，Ｖ１）であるが、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが包装筒Ｆｔに接触しない位置であればボックスモーションの公転軌道上のどの位置でもよい。その後、ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、制御装置４の制御により、図４（ｃ）の「水平移動のみ１」に示すように、退避位置（Ｈ２，Ｖ１）から上下移動を停止したままで水平移動を継続し、ボックスモーションの軌跡上の最大前進位置で且つ最も開いた位置（Ｈ５，Ｖ１）に至る。位置（Ｈ５，Ｖ１）は、包装機が運転停止・開始するときにヒータブロック３１ａ，３１ｂが占める公転軌道のための基準位置である。
【００４２】
ヒータブロック３１ａ，３１ｂは、その後、制御装置４の制御により、図４（ｄ）の「水平移動のみ２」に示すように、基準位置（Ｈ５，Ｖ１）から水平移動して包装材送り方向の中央で且つ最も開いた「水平中間位置」（Ｈ３，Ｖ１）に至る。「水平中間位置」は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが運転再開するときの基準位置である。例えば操作・表示部６から運転再開の指令が出された場合には、制御装置４は、図４の（ｅ）に示すように、「通常動作再開」として、水平中間位置（Ｈ３，Ｖ１）から上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａと水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの動作を再開させる。或いは、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの作動によって水平移動され、その後、計算上、上下移動を再開できるボックスモーションの軌跡上の位置（Ｈ３、Ｖ１）にまで達したタイミングで、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａの運転を再開させる。上下のヒータブロック３１ａ，３１ｂは、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａ及び水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの駆動によって上下及び前後に合成された動作をして、図４の（ａ）に包装機が通常動作をしているときの動作として示されているような、通常動作を行う。なお、「接触検出」であるとの判定に応じて、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの運転制御を継続し、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａを停止の後、反転動作をさせるとして説明したが、当該判定に応じて水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの運転を停止し、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａの停止・反転動作のみを行って、ヒータブロック３１ａ，３１ｂに上下に開く退避動作をさせてもよい。
【００４３】
図５は、本発明による横型製袋充填包装機に用いられているエンドシール装置を制御するための制御装置のブロック図である。なお、図５において、制御装置４内での信号線は、本発明における主たる接続関係（制御信号の流れ）を説明するためのものであり、厳密な接続関係までを示すものではない。制御装置４は、供給装置１に関しての供給原点センサ１０、包装材のレジマークＲＭについてのマークセンサ２０、エンドシール装置３に関してのエンドシーラ原点センサ３０、及び操作・表示部６からの検出信号や指令信号の入力を受けて、当該指令内容に則するように、供給装置１については供給コンベヤ駆動用サーボモータＳＭ１、フィルム送り装置２についてはフィルム送り用サーボモータＳＭ２Ａ，ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃ、及びエンドシール装置３については上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａと水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂに対して制御信号を出力する。また、制御装置４は、包装機を運転制御する際に必要なデータを記憶・読み出しをする記憶装置５に接続されており、更に、包装機の運転状況の危険度に応じて作業者に注意や警告等を報じるための信号を報知装置７に出力する。
【００４４】
供給原点センサ１０、マークセンサ２０及びエンドシーラ原点センサ３０からの検出信号は、初期位相差調整部７０及び通常運転制御部７１に入力される。初期位相差調整部７０は供給装置制御部７５とフィルム送り装置制御部７６とに、そして通常運転制御部７１は両制御部７５，７６に加えてエンドシール装置制御部７７に運転制御信号を出力して、それぞれの制御部７５〜７７が対応するサーボモータに駆動用の制御信号を出力する。エンドシール装置制御部７７は、上下駆動用サーボモータ制御部７８と水平駆動用サーボモータ制御部７９とを備えている。上下駆動用サーボモータ制御部７８は、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａのパルス制御における溜まりパルス数をカウントする溜まりパルス数カウンタ８を備えている。本実施例では、エンドシール装置３のパルス制御において、溜まりパルス数カウンタ８がカウントした溜まりパルス数が所定のカウント数以上になることに応答して、エンドシール装置３のヒータブロック３１ａ，３１ｂにおいて被包装物や異物との接触検出があったとして、被包装物Ｐのための供給装置１とフィルム送り装置２とについては運転継続するが、エンドシール装置３については退避運転をする、という制御が行われる。このために、「接触検出」判定部７２は、溜まりパルス数カウンタ８から送られてくる溜まりパルス数の入力を受けて、ヒータブロック３１ａ，３１ｂにおいて被包装物や異物との「接触検出」があったか否かを判定する。退避運転制御部７３は、「接触検出」判定部７２からの「接触検出」があったとの判定結果を受けて、エンドシール装置制御部７７に、図４（ｂ）〜（ｄ）に基づいて説明したような退避運転を行わせる。
【００４５】
退避運転制御部７３は、エンドシール装置制御部７７に接続されており、エンドシール装置制御部７７の上下駆動用サーボモータ制御部７８と水平駆動用サーボモータ制御部７９とに制御信号をそれぞれ出力する。接触検出判定部７３において「接触検出」であると判定されたことに応じて、水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂの運転制御を継続し、上下駆動用サーボモータ制御部７８が上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａに制御信号を出力して、図４（ｂ）に示すようにヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下に開く動作をさせて退避位置へ移動させる退避運転制御を行い、更に、図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように水平移動１及び２に対応して、上下駆動用サーボモータ制御部７８が上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａを停止させるとともに、水平駆動用サーボモータ制御部７９が水平駆動用サーボモータＳＭ３Ｂに水平駆動用の制御信号を出力する。操作・表示部６からの運転再開の指令信号を受けると、運転再開制御部７４がエンドシール装置制御部７７に対してエンドシール装置の運転再開をするように制御する。即ち、両サーボモータ制御部７８，７９は両サーボモータＳＭ３Ａ，ＳＭ３Ｂにそれぞれ上下駆動用及び水平駆動用の制御信号を出力して、図４（ｅ）に示すような通常動作再開を行わせ、その後は通常運転制御部７１の制御の下に入り、制御部７５〜７７に対して、それぞれが対応するサーボモータに駆動用の制御信号を出力する通常の運転制御が行われる。
【００４６】
図６は、図５に示すエンドシール装置制御部によって、図４に示すエンドシール動作制御の一例を示すフローチャートである。まず、運転中か否かの判断がなされる（Ｓ１）。運転中でなければ処理ルーチンを抜ける。運転中であれば、「退避処理中フラグ」のチェックを行う（Ｓ２）。退避処理中フラグが１であればＳ９へ進み（Ｓ９については後述する）、当該フラグが０であればＳ３へと進む。Ｓ３においては、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが検出区間に位置しているかどうかをチェックし、検出区間に位置していなければ、通常運転処理（Ｓ４）を行い処理ルーチンから脱出する。検出区間に位置していれば接触検出を行う（Ｓ５）。本実施例では、検出区間は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが水平中間位置（Ｈ３，Ｖ１）から互いの噛合位置に向かって移動開始し、その移動中の区間、即ち、上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａがヒータブロック３１ａ，３１ｂを互いに閉じる動作をしている区間とされる。更に好ましくは、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが位置（Ｈ３，Ｖ１）から最大後進位置で且つ中間的な高さの位置（Ｈ１，Ｖ２）に至るまでの区間とされる。Ｓ５の判定がＮｏであれば、通常運転処理（Ｓ４）を行い処理ルーチンから脱出する。接触検出（Ｓ５）において判定がＹｅｓであれば、退避処理中フラグに１をセットし（Ｓ６）、上下駆動用サーボモータ３Ａのみを逆転させ、実際のシール動作に移行することなく、ヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下に開く動作をさせて退避高さ（この場合はＶ１で示される高さ）へ移動させ、該位置で移動を休止させる（Ｓ７）。このとき、水平移動は通常の運転パターンを継続させ（Ｓ８）、処理ルーチンから脱出する。
次にＳ９の処理について説明する。Ｓ９は、通常運転再開のタイミングをチェックする処理であり、ヒータブロック３１ａ，３１ｂの水平移動が、最大前進位置Ｈ５を経て水平移動中心Ｈ３に達したかどうかを判定している。当該水平移動が、最大前進位置Ｈ５を経て水平移動中心Ｈ３に達する、即ち、ボックスモーションの公転軌道上の復帰位置である水平中間位置（Ｈ３，Ｖ１）となったら、退避処理中フラグをリセットし（Ｓ１０）、上下駆動用サーボモータ３Ａの通常運転を再開する（Ｓ１１）。
【００４７】
図７は、溜まりパルス数のカウントに関して、サーボモータのパルス制御を説明する制御回路図である。一般的にサーボモータによる機械の位置等の制御においては、制御側からの指令パルスに基づいて行われる。モータ軸の回転量は、指令パルスの量（数）により決定され、回転速度は指令パルスの周波数により決定される。サーボモータは、制御側からの指令パルスに追従して回転する。このとき、機械の側に慣性があるので当該慣性に起因して、当該指令に対して若干の遅れが生じる。したがって、制御ブロック回路８０においては、サーボ制御部８１からサーボモータ８３を駆動するための制御ユニットであるサーボドライバ８２に入力される指令パルスに対して、サーボモータ８３に内蔵されたエンコーダ８７からモータの回転量に応じて出力されるフィードバックパルスが遅れるために、両パルスに差が生じる。そのパルスの差が、偏差カウンタ８４に溜まりパルスと称される偏差パルスとして残る。
【００４８】
サーボモータ８３の制御は、一般的には、次のようなモータの回転動作によって行われる。即ち、サーボ制御部８１からパルス列が出力されると、サーボドライバ８２内の偏差カウンタ８４に入力されたパルスが積算され、パルスの積算値（溜まりパルス）がＤ／Ａ変換器８５によってアナログ電圧となり、サーボモータ８３への指令になる。サーボアンプ８６からの指令によりサーボモータ８３が回転を開始し、エンコーダ８７により回転数に比例して発生したパルスがサーボドライバ８２にフィードバックされ、偏差カウンタ８４の溜まりパルスを減算する。したがって、偏差カウンタ８４はある一定の溜まりパルスを保ってモータの回転を続ける。サーボモータ８３の回転角度は指令パルスの出力パルス数に比例する。１パルスあたりの移動量を規定しておくことで、パルス列のパルス数に比例した位置まで移動させることができる。サーボ制御部８１からの指令パルス出力が停止すると偏差カウンタ８４の溜まりパルスが減少して、偏差カウンタ８４の溜まりパルスが最終的に０になれば、機械は指定された位置に位置決めがなされる。また、一定速で回転させる場合、一定の周波数で指令パルスを与えることで達成される。
【００４９】
ヒータブロック３１ａ，３１ｂを上下に開閉する上下駆動用サーボモータＳＭ３Ａについて、上下に閉じる動作を指令している中で、指令パルスに対してフィードバックパルスの遅れが拡大するような事態が生じれば、それは、モータの回転量が期待される程度に増加しておらず、ヒータブロック３１ａ，３１ｂの閉じ動作が何らかの障害を受けていると判断できる。そうした障害は、ヒータブロック３１ａ，３１ｂが包装材を介して被包装物や異物を噛み込むことによって生じていると推定される。本発明は、上下駆動用サーボモータの制御において、偏差カウンタに溜まりパルスとして残るパルス数に着目し、当該溜まりパルス数が所定の数よりも多くなることを検出することで、ヒータブロック３１ａ，３１ｂの被包装物や異物との接触検出がされたと判断している。
【００５０】
図１１は、本発明による製袋充填包装機を縦型製袋充填包装機として具体化した一例を示す斜視図である。図１１に示す製袋充填包装機１００は、ウェブ状包装材を巻き取った原反ロールＦｒから繰出し機構１０１によって帯状包装材Ｆｗを繰り出し、適宜の貯留部で帯状包装材Ｆｗを留め置くとともに適宜の張力を付与した後、フォーマ１０４に供給する。供給途上の適宜位置に印刷装置等の付属装置１０２が配設されており、付属装置１０２は包装に関する内容についての印刷をする。また、レジマークセンサ１０３が帯状包装材Ｆｗに印刷されたレジマークＲＭを検出しており、帯状包装材Ｆｗの送りについて制御装置に情報を与えている。帯状包装材Ｆｗは、フォーマ１０４によって両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅが接近した略筒状に曲成される。フォーマ１０４内には充填筒１０５が嵌入されており、曲成された包装材が両者の隙間内を通過する。充填筒１０５の上方には、菓子等の食品のような被包装物Ｐを投入するためのホッパ１０６が配置されている。フォーマ１０４内を貫通した充填筒１０５の外周を取り巻くように送られた包装材は、向かい合う二つのヒータバー１０８，１０８の構成とされた縦シール手段１０７によって両側縁部分Ｆｅ，Ｆｅ同士にセンターシール部Ｓｃが施されて、筒状包装材Ｆｔに形成される。
【００５１】
充填筒１０５の側方には、筒状包装材Ｆｔを挟んでベルト式の紙送り手段１０９が配設されており、充填筒１０５の外周面とベルト１１０，１１０との間で筒状包装材Ｆｔを挟み付けることで、ベルト１１０，１１０の走行により筒状包装材Ｆｔを下方に向かって紙送りする。ホッパ１０６から投入され充填筒１０５を通じて落下する被包装物Ｐが、筒状包装材Ｆｔから形成された袋内に投下・充填される。横シール手段１１１が筒状包装材Ｆｔに横断方向のエンドシール部Ｓｅを施して、先行して形成されている袋の上開口部を封鎖するとともに、後続の袋の底部を形成する。横シール手段１１１は、前側ヒータブロック１１２と後側ヒータブロック１１３とを備えており、両ヒータブロック１１２，１１３は、図において矢印で示すように、筒状包装材Ｆｔに接近して挟み込むことで筒状包装材Ｆｔとともに移動しつつ加圧加熱しながらエンドシール部Ｓｅを施し、シール形成後には互いに前後方向に離れる方向の動作をし、その後、筒状包装材Ｆｔの送り逆方向に戻って、次の包装サイクルで再び筒状包装材Ｆｔに接近するという公転動作を繰り返す。このように、袋の形成とタイミングを合わせて充填筒１０５を通して食品を袋内に落下・充填し、エンドシール部Ｓｅによって封鎖するという各動作を繰り返すことで、袋包装体Ｂｐを連続して製造することができる。横シール手段１１１にはカッタ機構を組み込んでおいて、筒状包装材Ｆｔに対してエンドシール部Ｓｅを施す際に、筒状包装材Ｆｔを連続する袋間で切断・分離することができる。
【００５２】
図１２は、図１１に示した縦型製袋充填包装機における横シール手段の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、横シール手段は、横シーラ開閉ユニット１１８を備えており、フレーム底部１２０とその上方にスペースを置いて配置され且つフレーム底部１２０とは複数の横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２３によって連結されたステー１２１との間に配設されている。左側の横シーラ昇降ガイドロッド１２２には横シーラ開閉左側ブロック１２４が昇降ガイドされており、右側の横シーラ昇降ガイドロッド１２３には横シーラ開閉左側ブロック１２５が昇降ガイドされている。左右の横シーラ開閉左側ブロック１２４，１２５には、それぞれ横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２２の内側において、水平方向で且つ互いに平行な方向に延びる連結ロッド１２６，１２７が取り付けられている。連結ロッド１２６，１２７の前側端部には前側横シーラ取付けブロック１２８が連結されており、後側端部には後側横シーラ取付けブロック１２９が連結されている。前側横シーラ取付けブロック１２８の後側には、前側ヒータブロック１３０が取り付けられている。後側横シーラ取付けブロック１２９には、横シーラ開閉用トグル機構１３１を介して後側横シーラ取付けブロック１３２が連結されており、後側横シーラ取付けブロック１３２の前側には後側ヒータブロック１３３が取り付けられている。後側横シーラ取付けブロック１３２は、左右両端において連結ロッド１２６，１２７に対してスライドスリーブ１３４，１３５を介してスライド自在にガイドされている。
【００５３】
左右の横シーラ開閉左側ブロック１２４，１２５を連結する左右開閉ブロック連結板１３６の下側には噛合い方向に水平移動する第１サーボモータとしての開閉駆動用サーボモータ１３７が取り付けられており、開閉駆動用サーボモータ１３７のモータ軸１３８は左右開閉ブロック連結板１３６を貫通して上方に延び、横シーラ開閉用トグル機構１３１の中心位置において連結されている。開閉駆動用サーボモータ１３７のモータ軸１３８の回転方向イ、ロに応じて、前側横シーラ取付けブロック１２８及び後側横シーラ取付けブロック１３２が互いに接近・離間する方向に駆動される。前側ヒータブロック１３０と後側ヒータブロック１３３は互いにヒータ面が向い合っていて、互いの接近時に前側ヒータブロック１３０と後側ヒータブロック１３３とが筒状包装材Ｆｔを挟み込んで、エンドシール部Ｓｅを施す。両ヒータブロック１３０，１３３にはカッタ機構を組み込んで、エンドシール部Ｓｅにおいて包装材をカットして袋包装体を分離させることができる。
【００５４】
ステー１２１には、ブラケット１４１を介して包装材送り方向に昇降移動する第２サーボモータとしての昇降駆動用サーボモータ１４０が取り付けられており、昇降駆動用サーボモータ１４０のモータ軸１４２は、横シーラ昇降用クランク機構１４３を介して横シーラ開閉左側ブロック１２４に連結されている。昇降駆動用サーボモータ１４０のモータ軸１４２の回転方向ハ、ニに応じて、横シーラ開閉ユニット１１８の全体が横シーラ昇降ガイドロッド１２２，１２３に沿って昇降する。
【００５５】
このように、開閉駆動用サーボモータ１３７と昇降駆動用サーボモータ１４０とについてタイミングを取りながら両者の駆動を組み合わせることで、前側ヒータブロック１３０と後側ヒータブロック１３３の開閉と昇降の動作が合成され、ボックスモーションが実現される。本発明による製袋充填包装機の制御における偏差カウンタの溜まりパルスに着目した被包装物や異物の噛込みの事前検出が、縦型製袋充填包装機の開閉駆動用サーボモータ１３７に対して適用することができ、ヒータブロック１３０，１３３間における噛込みを未然に防止することができる。
【００５６】
また、この製袋充填包装機において、一定以上の溜りパルス数は、操作・表示部６において手動設定することができる。一定以上の溜りパルスの量を手動設定とすることにより、噛込みの検出に際して、噛込みが生じたか否かの閾値を条件や状況に応じて変更することができる。更に、一定以上の溜りパルス数は、被包装物Ｐが供給されなくて中身が入っていない袋を製造する空袋製造時に学習させることができる。実際に袋を製造する過程において、一定以上の溜りパルスの量を学習によって定めることで、製袋充填包装機の実際の運転に則した、噛込みの検出のための閾値を設定することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  供給装置            ２  フィルム送り装置          ３  エンドシール装置
４  制御装置            ５  記憶装置                  ６  操作・表示部
７  報知装置            ８  欠品センサ                ９  製品抑えベルト装置
１０  供給原点センサ    １１  プッシャアタッチメント  １２  無端チェーン
１４  スプロケット
２０  マークセンサ      ２１  紙送りローラ            ２２  フォーマ
２３  紙引きローラ      ２３ａ，２３ｂ  ローラ        ２４  センターシーラ
２４ａ，２４ｂ  シールローラ
３０  エンドシーラ原点センサ        ３１ａ  上側ヒータブロック
３１ｂ  下側ヒータブロック          ３２ａ，３２ｂ  軌跡    ３３  カッタ
３４  貫通孔            ３５  貫通孔                  ３６  カッタ用駆動装置
４５  支持ブロック      ４６ａ，４６ｂ  スライド軸
４７ａ  上側エンドブロック          ４７ｂ  下側エンドブロック
４８  中間ブロック
５０  出力軸            ５１  レバー
５２ａ  上側リンク      ５２ｂ  下側リンク
５３ａ  上側ブラケット  ５３ｂ  下側ブラケット
５５ａ，５５ｂ  前後ガイド      ５７  出力軸          ５８  アーム
５９  リンク            ６０  ブラケット
７０  初期位相差調整部      ７１  通常運転制御部    ７２  停止（休止）判定部
７３  ヒータブロック停止位置判定部                  ７４  運転再開判定部
７５  供給装置制御部
７６  フィルム送り装置制御部          ７７  エンドシール装置制御部
７８  上下駆動用サーボモータ制御部    ７９  前後駆動用サーボモータ制御部
８０  制御ブロック回路            ８１  サーボ制御部
８２  サーボドライバ                  ８３  サーボモータ
８４  偏差カウンタ                    ８５  Ｄ／Ａ変換器
８６  アンプ                    ８７  エンコーダ
【００５８】
１００  製袋充填包装機                １０１  繰出し機構
１０２  付属装置                      １０３  レジマークセンサ
１０４  フォーマ                      １０５  充填筒
１０６  ホッパ                        １０７  縦シール手段
１０８，１０８  ヒータバー            １０９  紙送り手段
１１０  ベルト                        １１１  横シール手段
１１２  前側ヒータブロック            １１３  後側ヒータブロック
１１８  横シーラ開閉ユニット
１２０  フレーム底部                  １２１  ステー
１２２，１２３  横シーラ昇降ガイドロッド
１２４  横シーラ開閉左側ブロック      １２５  横シーラ開閉左側ブロック
１２６，１２７  連結ロッド            １２８  前側横シーラ取付けブロック
１２９  後側横シーラ取付けブロック    １３０  前側ヒータブロック
１３１  横シーラ開閉用トグル機構      １３２  後側横シーラ取付けブロック
１３３  後側ヒータブロック            １３４，１３５  スライドスリーブ
１３６  左右開閉ブロック連結板
１３７  開閉駆動用サーボモータ（第１サーボモータ）      １３８  モータ軸
１４０  昇降駆動用サーボモータ（第２サーボモータ）      １４１  ブラケット
１４２  モータ軸                      １４３  横シーラ昇降用クランク機構
ＳＭ１  供給コンベヤ駆動用サーボモータ
ＳＭ２Ａ，ＳＭ２Ｂ，ＳＭ２Ｃ  フィルム送り用サーボモータ
ＳＭ３Ａ  上下駆動用サーボモータ（第１サーボモータ）
ＳＭ３Ｂ  水平駆動用サーボモータ（第２サーボモータ）
Ｆｒ  原反ロール                      Ｆｗ  帯状包装材
Ｆｔ  筒状包装材                      ＲＭ  レジマーク
Ｆｅ，Ｆｅ  両側縁部分
Ｓｅ  エンドシール部                  Ｓｃ  センターシール部
Ｌ  袋長さ            Ｐ  被包装物            Ｂｐ  袋包装体（ピロー包装体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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