(57)【要約】【課題】複数のセンサーから包袋の傾きや、ずれを検知するため、検知システムが複雑になり製造コスト高になるという課題がある。【解決手段】ロータリー包装機２０における包袋２３の姿勢判断装置は、未充填の包袋２３をロータリー包装機２０によって搬送中に、前記包袋２３の姿勢を判断する包袋２３の姿勢判断装置であって、前記包袋２３の姿勢判断装置は、前記搬送中の包袋２３の上端縁又は下端縁の何れか一方の端縁近傍で、包袋２３の搬送方向と交差する方向に一定間隔を開けて、ロータリー包装機２０の外周部に配置された一対の第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂからなる検知センサー２６と、前記第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂの検知信号を検知して、これらの検知信号から包袋２３の姿勢を制御処理装置３３で判断する姿勢判断手段と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未充填の包袋を包装機によって搬送中に、前記包袋の姿勢を判断する包袋の姿勢判断装置であって、前記包袋の姿勢判断装置は、前記搬送中の包袋の上端縁又は下端縁の何れか一方の端縁近傍で、包袋の搬送方向と交差する方向に一定間隔を開けて、包装機の外周部に配置された一対の第１センサーと第２センサーからなる検知センサーと、前記第１、第２センサーの検知信号を検知して、これらの検知信号から包袋の姿勢を判断する姿勢判断+と、を備えたことを特徴とする包装機における包袋の姿勢判断装置。
【請求項２】
前記検知センサーの第１センサーと第２センサー間の間隔及び包袋の搬送方向と交差する方向の検知センサーの位置の少なくとも何れか一方を変更可能とする請求項１に記載の包装機における包袋の検知装置。
【請求項３】
前記第１センサーと第２センサーは、包装機で正常に搬送されている未充填の包袋の上端縁又は下端縁を境にして上方と下方に配置され、前記姿勢判断手段は、前記第１センサーと第２センサーの包袋の検知の有無から、包袋の姿勢が正常であるか否かを判断する請求項１に記載の包装機における包袋の検知装置。
【請求項４】
包装機により、未充填の包袋の搬送中において包袋の姿勢を判断する包袋の姿勢判断方法であって、
１）未充填の包袋を包装機で挟持して搬送するステップと、
２）包装機の外周部に配置され、前記搬送中の包袋の上端縁又は下端縁の何れか一方の端縁近傍に設けられた、一対の第１と第２センサーにより、搬送中の未充填の包袋の端縁部を検知するステップと、
３）前記第１と第２センサーにより包袋の端縁部を検知したか否かにより包袋の姿勢を判断するステップと、
を有する包装機における包袋の姿勢判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装機に受け渡された包袋の高さ及び傾斜（以下、「包袋の姿勢」と言う。）を検知する包装機における包袋の姿勢判断装置及び姿勢判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、特許文献１の給袋式自動連続充填装置のパウチ（包袋）９を挟持した状態を示す斜視図である。袋台から吸着盤等（図示せず）で１枚ずつ取り出されたパウチ９は、開放端１３付近の両端がグリップ１０で挟持された状態で、充填テーブル１によって移動する。充填テーブル１の周辺には、パウチの移動過程で充填、封緘するための各工程（各セクション）がある。
【０００３】
図１１は、パウチの挟持状態を検知する手段である検知センサーの位置を示した正面図であって、パウチ９の傾きや、ずれを検知できるように反射型センサー１１ａ、１１ｂと透過型センサー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを配置している。
【０００４】
反射型センサーと透過型センサーを組み合わせることによって、パウチの傾きはもちろんのこと、上下、左右にパウチがずれても、反射型センサーと透過型センサーのどちらかで検知できるようにしている。センサーはＬＥＤや赤外線等の光電センサーが好ましく用いられ、ファイバー方式にすることによって、検知精度が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２９１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の検知センサーでは、充填テーブル１が停止している時しかパウチ９の傾きや、ずれを検知することができない。即ち、特許文献１の検知センサーは充填テーブル１の停止セクションにしか設定できないという制約がある。さらに、反射型センサー１１ａ、１１ｂと透過型センサー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄがパウチ９の両サイドに設けられており、これらの複数のセンサーから傾きや、ずれを検知するため、検知システムが複雑になり製造コスト高になるという課題がある。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、包装機に受け渡された包袋の姿勢を検知する包装機における包袋のきわめて簡単な包装機における包袋の姿勢判断装置及び姿勢判断方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の包装機における包袋の姿勢判断装置は、未充填の包袋を包装機によって搬送中に、前記包袋の姿勢を判断する包袋の姿勢判断装置であって、前記包袋の姿勢判断装置は、前記搬送中の包袋の上端縁又は下端縁の何れか一方の端縁近傍で、包袋の搬送方向と交差する方向に一定間隔を開けて、包装機の外周部に配置された一対の第１センサーと第２センサーからなる検知センサーと、前記第１、第２センサーの検知信号を検知して、これらの検知信号から包袋の姿勢を判断する姿勢判断手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の包装機における包袋の姿勢判断方法は、包装機により、未充填の包袋の搬送中において包袋の姿勢を判断する包袋の姿勢判断方法であって、
１）未充填の包袋を包装機で挟持して搬送するステップと、
２）包装機の外周部に配置され、前記搬送中の包袋の上端縁又は下端縁の何れか一方の端縁近傍に設けられた、一対の第１と第２センサーにより、搬送中の未充填の包袋の端縁部を検知するステップと、
３）前記第１と第２センサーにより包袋の端縁部を検知したか否かにより包袋の姿勢を判断するステップと、を有する。
【００１０】
前記構成において、第１センサーと第２センサーの検知信号を検知して、これらの検知信号から包袋の姿勢を判断する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、前記構成により、包装機に受け渡された包袋の姿勢を検知する包袋の姿勢判断装置の構成をきわめて簡単にすることができる。また、前記構成により、包装機における包袋の姿勢判断方法をきわめて簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例の包袋の姿勢判断装置を備えた包装機の部分側面図
【図２】本発明の第１実施例の包袋の姿勢判断方法の原理説明図
【図３】本発明の包装機における包袋の姿勢判断装置の制御処理装置のブロック図
【図４】本発明の第１実施例の包装機における包袋の姿勢判断装置の制御処理装置の制御方法のフローチャート
【図５】本発明の第１実施例の包袋の姿勢判断方法の説明図
【図６】本発明の第２実施例の包袋の姿勢判断装置を備えた包装機の部分側面図
【図７】本発明の第２実施例の包袋の姿勢判断装置を備えた包装機の部分平面図
【図８】本発明の第２実施例の包袋の姿勢判断方法の説明図
【図９】本発明の第２実施例の包装機における包袋の姿勢判断装置の制御処理装置の制御方法のフローチャート
【図１０】従来の包装機の給袋式自動連続充填装置のパウチを挟持した状態を示す斜視図
【図１１】従来の包装機のパウチの挟持状態を検知する検知センサーの位置を示した正面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例の包袋の姿勢判断装置を備えた包装機（ロータリー包装機）の部分側面図である。このロータリー包装機２０は、従来から公知の包装機であって、駆動モータ（図示せず）により回転する円盤状のロータ２１の周りに、２本一組のクランプアーム２２が複数組突出して設けられており、このクランプアーム２２の先端に包袋２３を挟持するクランプ２４が取り付けられている。なお、本発明はロータリー包装機２０に限定されるものはなく、例えば、直線式の包装機であってもよい。
【００１４】
このロータリー包装機２０は、ロータ２１の各セクションにおいて、それぞれ役割をはたすよう割り振りされている。例えば、ロータ２１の各セクションに、包袋２３を収納した袋箱２５（図７参照）から包袋２３を受け渡す包袋供給セクション、包袋供給セクションの次に包袋２３の袋口を開く袋口開セクション、袋口開セクションで開かれた袋口から被包装物を投入する被包装物投入セクション、被包装物が投入された包袋２３の袋口を閉じてシールするシールセクション、シールセクションでシールしたシール部を冷却する冷却セクション、包装が完了した包袋２３を搬出する搬出セクション等を割り振りしている。
【００１５】
図１に示された部分拡大図は、包袋２３を検知する検知センサー２６を示している。検知センサー２６は、前記搬送中の包袋２３の上端縁近傍で、包袋２３の搬送方向と交差する方向に一定間隔を開けて配置された一対の第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂとから構成されている。（なお、上端縁又は下端縁の「端縁」とは、包袋２３の袋口の上端又は袋底の下端の線を示すものとし、「端縁部」とは、袋口の上端部又は袋底の下端部の一定の幅のある帯状の面を示すものとする。）この検知センサー２６は、前記ロータリー包装機２０の包袋供給セクションと袋口開セクション間、又は特別にこの包袋２３の姿勢を検知するためのセクションを割り振りしてもよい。なお、検知センサー２６を設置する条件としては、包袋２３に被包装物が未充填であることと、未充填の包袋２３が搬送中であることが必要である。
【００１６】
この第１実施例の検知センサー２６は、前記のように、ロータリー包装機２０の包袋供給セクションと袋口開セクション間の外周部の基盤２７上に、支柱２８を立設し、この支柱２８に水平方向に設けられたブラケット２９の先端部に検知センサー２６が取り付けられている。この検知センサー２６は、包袋２３の種類、包袋２３を挟持するクランプ２４の挟持位置等に応じて、支柱２８の伸縮ポール３０をスライドさせて、上下方向（包袋２３の搬送方向と交差する方向）にブラケット２９の高さを調整することができる。さらに、ブラケット２９は水平方向（包袋２３の搬送方向）にも調整できるようにしてもよい。なお、検知センサー２６の取り付け構造は、図１の支柱２８のようなものである必要はなく、検知センサー２６を保持できる構造物であればよい。
【００１７】
前記検知センサー２６は、第１と第２センサー２６ａ,２６ｂが、上下方向に重ね合わされてＬ字型のラック３１に固定されている。前記ラック３１はブラケット２９の先端部に固定レバー３２により固定されている。前記両センサー２６ａ,２６ｂは、ＬＥＤや赤外線等の反射型の光電センサーを用いている。反射型の光電センサーは、発光素子と受光素子をセンサー内に備えており、可視光線、赤外線などの光を発行素子から発射し、反射する光を受光素子によって検出して出力信号を得る。    
【００１８】
ただし、前記第１と第２センサー２６ａ,２６ｂは、ＬＥＤや赤外線等の透過型の光電センサーを用いてもよい。透過型の光電センサーは発光素子と受光素子が分離し、前記両素子間に検出物（包袋２３）が入ると光が遮断されて信号を得る。なお、センサーの種類は、前記のような光電センサーに限定されず、他のセンサー、例えば、レーザセンサーのようなものであってもよい。
【００１９】
前記第１センサー２６ａは、正常な姿勢の包袋２３の上端縁より上の包袋２３の無いところを検知し、前記第２センサー２６ｂは、正常な姿勢の包袋２３の上端縁部を検知するように支柱２８にセットされている。即ち、正常な姿勢の包袋２３では、第１センサー２６ａは、常に包袋２３の上端縁部を検知することはなく、第２センサー２６ｂは常に包袋２３の上端縁部を検知するように設定されている。図２はその状態を説明するための説明図であって、クランプ２４に挟持された正常な包袋２３が左から右に搬送され、第１センサー２６ａの発光素子は包袋２３の上端縁より上に位置して包袋２３の上端縁部を検知せず、第２センサー２６ｂの発光素子は包袋２３の上端縁より下に位置し、包袋２３の上端縁部を検知する。
【００２０】
ラック３１上の第１と第２センサー２６ａ,２６ｂは、両センサー間の間隔を調整することができる。第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂの間の上下方向の間隔を調整することにより、包袋２３の傾きの精度を調整することができる。前記第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂの間隔を狭めれば、クランプ２４に挟持された包袋２３の僅かな傾きも検知でき精度を上げることができるが、逆に、間隔を広くすると、包袋２３が多少傾いていても正常と判断するので精度は落ちるが、歩留りは良くなる。
【００２１】
図３は、第１実施例の制御処理装置３３の機能を示すブロック図である。もちろん、制御処理装置３３の機能はかかる構成に限定されないことは言うまでもない。ロータリー包装機２０は、駆動モータやアクチュエーター、センサー（いずれも図示せず）等を備えているが、制御処理装置３３はそれらからの信号を入力インターフェイス３４に受け入れて前記ロータリー包装機２０を制御する。検知センサー２６は前記のようにロータリー包装機２０の外周部に配置されており、受光素子の信号は入力インターフェイス３４に入力され、Ａ／Ｄ変換器３５でデジタル信号に変換された後、演算装置３６で演算される。制御装置３７は、後述するプログラムに従って演算装置３６で信号を処理する。
【００２２】
主記憶装置３９や補助記憶装置４０には、ロータリー包装機２０を制御するプログラムやその他のデータが格納されている。前記のように、入力インターフェイス３４から入力された信号は制御装置３７や演算装置３６でプログラムに従って処理され、ドライブ回路４１を介して出力インターフェイス４２から信号が出力されてロータリー包装機２０のアクチュエーター等を制御する。例えば、検知センサー２６からの信号により、包袋２３の姿勢が正常であると判断すると、クランプ２４はそのまま包袋２３を挟持して次のセクションに搬送するが、包袋２３の姿勢が正常ではないと判断すると、電磁弁４３に信号を送りエアシリンダ（図示せず）を作動させてクランプ２４で挟持していた包袋２３を放して系外に排出する。
【００２３】
次に、図４及び図５を使って前記制御処理装置３３の制御方法及び包袋２３の姿勢判断方法について説明する。図４はこの制御方法のフローチャートを示し、図５はロータリー包装機２０のクランプ２４で挟持して搬送される包袋２３の姿勢が正常であるか否かを検知センサー２６で判断する方法の説明図である。
【００２４】
先ず、図５（Ａ）に示す包袋２３の姿勢が正常な場合について説明する。ロータリー包装機２０のロータ２１が回転すると、検知センサー２６の検知がスタートし、第１、第２センサー２６ａ,２６ｂで包袋２３を検知する（ステップ１；Ｓ１）。前記ステップ１（Ｓ１）の検知結果に基づいて、第１センサー２６ａが包袋２３の姿勢が正常であるか否かを判断する（ステップ２；Ｓ２）。包袋２３の姿勢が正常な場合は、第１センサー２６ａは何も検知しない。ちなみに、このステップ２（Ｓ２）で第１センサー２６ａが包袋２３の上端縁部を検知した場合はステップ５（Ｓ５）に進み、ロータリー包装機２０の電磁弁４３を励起してクランプ２４を開くためにエアシリンダを作動させて包袋２３をクランプ２４から放して包袋２３を系外に排出し、被包装物の充填を止める。
【００２５】
ステップ２（Ｓ２）で、第１センサー２６ａが包袋２３を検知しなかった場合は、ステップ３（Ｓ３）に進み、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知したか否かを判断する。包袋２３の姿勢が正常な場合は、第２センサー２６ｂは包袋２３の上端縁部を検知する。第１センサー２６ａが何も検知せず、第２センサー２６ｂが包袋２３の上端縁部を検知した場合は、前記電磁弁４３は励起せず、包袋２３をクランプ２４に挟持した状態で次のセクションに搬送する。なお、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知しなかった場合は、ステップ５（Ｓ５）に進み、ロータリー包装機２０の電磁弁４３を励起してエアシリンダを作動させて包袋２３をクランプ２４から放して包袋２３を系外に排出する。図５の右側の波形図に、包袋２３の姿勢が正常な場合の第１と第２センサー２６ａ,２６ｂの信号を図示している。波形図の（ａ）は、波形の立ち上がりが無いので、第１センサー２６ａが包袋２３を検知しなかったことを示し、（ｂ）は、波形が立ち上がっているので、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知したことを示している。
【００２６】
上記の正常なステップでは、包袋２３の上端縁が第１センサー２６ａの発光素子から発せられる光線と、第２センサー２６ｂの発光素子から発せられる光線との間を通過し、包袋２３が水平な状態（包袋２３の上端縁の傾斜が設定範囲内である状態）で搬送され包袋２３の姿勢が正常であることを示している。従って、包袋２３は次のセクションに搬送される。
【００２７】
次に、包袋２３の姿勢が正常でない場合について、図５（Ｂ）〜（Ｄ）に基づいて説明する。図５（Ｂ）は包袋２３の上端縁が、検知センサー２６より上がり過ぎている場合を示している。ロータリー包装機２０のロータ２１が回転すると、図５の右側の波形図の（ｃ）の波形が示すように、第１センサー２６ａは包袋２３の上端縁部を検知している。この場合、図４のフローチャートではステップ２（Ｓ２）で、第１センサー２６ａが包袋２３を検知したことになるので、ステップ５（Ｓ５）の包袋２３をクランプ２４から放して系外に排出する。
【００２８】
図５（Ｃ）は、包袋２３の上端縁が検知センサー２６より下がり過ぎている場合を示している。右側の信号図の波形が（ｆ）に示すように、第２センサー２６ｂが包袋２３の上端縁部を検知しておらず、包袋２３が下がりすぎていることを示している。従って、図４のフローチャートではステップ３（Ｓ３）で、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知しなかったことになるので、ステップ５（Ｓ５）の包袋２３をクランプ２４から放し、系外へ排出すことになる。
【００２９】
図５（Ｄ）は、包袋２３が傾斜している場合を示している。図５の右側の波形図の波形（ｇ）に示すように、第１センサー２６ａが包袋２３の上端縁部を短時間検知したことを示している。従って、図４のフローチャートではステップ２（Ｓ２）で、第１センサー２６ａが包袋２３の上端縁部を検知したことになるので、図４のフローチャートのステップ５（Ｓ５）の包袋２３をクランプ２４から放し、系外に排出すことになる。以上のようにして、図５（Ｂ）〜（Ｄ）のように姿勢の悪い包袋２３をクランプ２４から放して系外へ排出できる。
【００３０】
（第２実施例）
図６〜図９は、本発明のロータリー包装機における包袋の姿勢判断装置の第２実施例を示している。この第２実施例は、前記第１実施例と相違して包袋２３の下端縁近傍に検知センサー２６を設けている。ロータリー包装機２０、その他の構成は第１実施例と同じであるので、図面の符号を同じくして詳細は省略する。検知センサー２６も第１センサー２６ａと第２センサー２６ｂとで構成され、支柱２８のブラケット２９先端に取り付けられている。ただし、第２実施例には包袋２３の下部をガイドするガイド板４４が設けられている。このガイド板４４は包袋２３の下部がロータ２１の回転による遠心力で外側に広がるのを防ぎ、空気抵抗による下部の変形を少なくして、誤検知が起き難くしている。
【００３１】
第２実施例の第１センサー２６ａは、正常な姿勢の包袋２３の下端縁部を検知するが、この第２実施例では第１センサー２６ａの波形の長さを計測している。第２センサー２６ｂは正常な姿勢の包袋２３の下端縁より下の包袋２３のない所を検知するようになっている。なお、検知センサー２６は、包袋２３の下端縁近傍に設けられている以外は、ロータリー包装機２０のセクション間の包袋２３が搬送中の箇所に設けられている点は前記第１実施例と同じである。以下、図８及び図９を使って第２実施例における包袋２３の姿勢判断方法及び前記制御処理装置３３の制御方法を説明する。
【００３２】
図８（Ｅ）は正常な包袋２３の検知状態を示している。図８（Ｅ）の右側の波形図に示すように、第１センサー２６ａは包袋２３の下端縁部を検知し、第２センサー２６ｂは包袋２３を検知していない。従って、図９のフローチャートでは、第２ステップ（Ｓ２）で第１センサー２６ａが包袋２３を検知すると、第３ステップ（Ｓ３）で第１センサー２６ａの波形の長さが所定値か否かを判断する。この点は第１実施例とは相違する。予め正常な姿勢の包袋２３の波形の長さを計測するか演算しておき、そのデータを補助記憶装置４０内に格納し、そのデータと比較して正常な波形の長さであると、第４ステップ（Ｓ４）へ進む。ステップ４（Ｓ４）で、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知しない場合は、ステップ５（Ｓ５）で包袋２３をクランプ２４で挟持して次のステップに搬送する。なお、ステップ４（Ｓ４）で、第２センサー２６ｂが包袋２３を検知した場合は、ステップ６（Ｓ６）に進み、包袋２３をクランプ２４から放して系外に排出する。
【００３３】
図８（Ｆ）（Ｇ）（Ｈ）は、包袋２３の姿勢が正常でない場合を示している。図８（Ｆ）は包袋２３が検知センサー２６より上がり過ぎた場合を示している。８（Ｆ）の右側の波形図は、第１と第２センサー２６ａ,２６ｂが包袋２３の下端縁部を検知していないため、包袋２３が上がり過ぎた場合であると判断する。図８（Ｇ）は、（Ｆ）とは逆で、包袋２３が下がり過ぎた場合を示している。図８（Ｇ）の右側の波形図に示すように、第１と第２センサー２６ａ,２６ｂが包袋２３の下端縁部を検知し、包袋２３が下がり過ぎた場合であると判断する。
【００３４】
図８（Ｈ）は、包袋２３が傾斜した場合を示している。包袋２３が傾斜しているか否かの判断は、図８（Ｈ）の右側の波形図を用いて説明する。図８（Ｅ）の包袋２３の姿勢が正常な場合と異なり、包袋２３が傾斜している場合は、第１センサー２６ａの波形の長さが短くなる。第１センサー２６ａの波形の長さが、正常な姿勢の包袋２３から生じる波形の長さより短い場合は、包袋２３が傾斜しているので、ステップ６（Ｓ６）に進み、包袋２３をクランプ２４から放して系外に排出する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、包装機に装填された包袋の高さ及び傾斜を検知する包装機における包袋の検知装置に有用である。
【符号の説明】
【００３６】
２０  ロータリー包装機
２１  ロータ
２２  クランプアーム
２３  包袋
２４  クランプ
２５  袋箱
２６  検知センサー
２６ａ  第１センサー
２６ｂ  第２センサー
２８  支柱
２９  ブラケット
３０  伸縮ポール
３１  ラック
３２  固定レバー
３３  制御処理装置
３４  入力インターフェイス
３５  Ａ／Ｄ変換器
３６  演算装置
３７  制御装置
３９  主記憶装置
４０  補助記憶装置
４１  ドライブ回路
４２  出力インターフェイス
４３  電磁弁
４４  ガイド板
【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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