(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的に連なる熱可塑性樹脂製の第１シートを、搬送路上を間欠的に搬送しながら、前記搬送が停止している前記第１シートに対し、前記搬送路上の特定の部位において予め定められた処理を施す処理システムであって、
前記搬送路上の特定の部位に設けられ、前記第１シートに予め定められた処理を施す処理部と、
前記処理部に搬送される手前における前記第１シートの前記搬送方向の位置ずれを検出する第１検出部と、
前記処理部に対応する位置における前記第１シートの前記搬送方向の位置ずれを検出する第２検出部と、
前記第１検出部における検出結果に基づいて、前記第１シートの当該位置ずれを解消するように前記第１シートを前記搬送方向に移動させる第１補正部と、
前記第２検出部における検出結果に基づいて、前記第１シートの当該位置ずれを解消するように前記処理部を前記搬送方向に移動させる第２補正部と、
を備え、
前記第１検出部と前記第２検出部のそれぞれが、
前記搬送方向に間隔を隔てて設けられる、前記搬送路の幅方向の一方の側から他方の側に向けて検査光を出射する、一対の検査光出射手段と、
一対の検査光出射手段のそれぞれに対応して設けられ、前記幅方向の他方の側において、前記検査光を受光する一対の受光手段と、を備えることを特徴とする処理システム。
【請求項２】
前記処理システムは、
前記処理部において所定の処理を行うことなく、前記第１シートを搬送する予備生産運転と、
前記処理部において所定の処理を行いながら、前記第１シートを搬送する本生産運転と、が選択的に行われ、
前記予備生産運転においては、前記第１補正部を用いて前記位置ずれを解消し、
前記本生産運転においては、前記第２補正部を用いて前記位置ずれを解消する、
請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記第２補正部が前記処理部を移動させる限界を検出する限界検出部を備え、
前記本生産運転において、
前記限界検出部が、前記限界に達したことを検出すると、
前記第２補正部は、前記本生産運転が開始された当初の位置に復帰し、かつ、前記第１検出部による検出結果に基づいて、前記第１補正部により前記第１シートの位置ずれを解消し、
しかる後に、前記第２検出部による検出結果に基づいて、前記第２補正部により前記第１シートの位置ずれを解消する補正動作に移行する、
請求項２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記第１補正部は、
前記第１シートに接するダンシングロールを備え、前記ダンシングロールによる前記第１シートのパスラインの長さを変更することにより、前記位置ずれを解消する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の処理システム。
【請求項５】
前記処理システムは、
加熱により軟化された前記第１シートに所定形状の収容凹部を成形する成形部と、
前記収容凹部に所定の内容物を充填する充填部と、
前記収容凹部が形成された前記第１シートに第２シートを貼り付けることにより、前記第２シートで前記収容凹部をシールするシール部と、
前記収容凹部及びその周縁部分を含むようにして所定数の単位で打ち抜く打ち抜き部と、を備え、
前記打ち抜き部が、前記処理部を構成する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の樹脂原料を加熱することで生じる熱ひずみに対応する位置補正機能を備える、例えば成形充填システムに適用するのに好適な処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品、飲料、化粧品、医薬品などの種々の分野において、内容物を収容するカップ状の収容凹部を有する容器本体と、容器本体の開口を封止する蓋（又はシール）とからなる容器を含む製品が用いられている。
内容物を収容するこの容器を含む製品は、例えば以下のようにして生産することができる（特許文献１）。
容器本体を成形するための熱可塑性樹脂製のシート（以下、カップ材シート）を搬送しながら、加熱を施すとともに、加熱が施された部位を容器本体と同じ形状になるように窪ませる深絞り成形を行う。カップ材シートは、間欠的に、つまり搬送、停止を繰り返して搬送される。カップ材シートの供給側を上流とすると、搬送が停止されているインターバルの期間に、上流側の所定位置（Ｐ１とする）において加熱が施されるとともに、下流側の所定位置（Ｐ２とする）において深絞り成形が行われる。次いで、位置Ｐ１において加熱が施された領域が位置Ｐ２に至るまで、カップ材シートを下流側に向けて搬送したら、搬送を停止し、後続の処理として、位置Ｐ１において加熱が施されるとともに、下流側の位置Ｐ２において深絞り成形が行われる。以上のように、間欠的な搬送と加熱、成形が繰り返されるが、連続して連なる一反のカップ材シートには、搬送方向及び幅方向の両方向に、複数個分の容器に対応する成形が施される製品もある。
【０００３】
深絞り成形が行われた部分は、位置Ｐ２よりも下流側の所定位置（Ｐ３とする）まで搬送されると、容器本体をなすカップ部分に内容物を充填した後に、別途用意されている蓋を構成する例えば樹脂製のシート（以下、シール材シート）をカップ材シートに位置合わせしてから貼り付ける。
その後、カップ材とシール材シートが貼り付けられた積層シートが下流側の所定位置（Ｐ４とする）まで搬送さると、複数個分の容器を個々の容器に切り分けるために、積層シートを打ち抜きなどにより切断する。
【０００４】
以上の一連の工程において、シール材シートを貼り付ける際には、カップ材シートに対してシール材シートが正規の位置に位置合わせされることが必要である。つまり、シール材シートには製品名称をはじめとして文字情報、図形情報が記載されているが、シール材シートが位置ずれを起こしてカップ材シートに貼り付けられると、製品となった時に、文字情報等が容器に対して位置ずれを起こしてしまう。
また、打抜き工程において、打ち抜き用の工具に対して積層シートが正規の位置から位置ずれを起こしていると、打ち抜かれた製品は、例えば収容凹部に連なるフランジ部分が所望する形状と異なることになる。
通常、文字情報等がずれている製品、打ち抜き位置がずれている製品は、不良品として廃棄される。
【０００５】
前述したように、カップ材シートは、深絞り成形をするために加熱されるので、熱ひずみ、典型的には収縮が起こりうる。したがって、搬送装置によりカップ材シートを定量だけ間欠的に搬送するようにしても、熱ひずみが生じると、シール位置及び打抜位置にずれが生じてしまうおそれがある。
【０００６】
特許文献２は、この位置ずれの問題に対して、深絞り成形の際にカップ材シートに形成された位置決め用のマーキングを、例えば打抜き位置に設けられたマーキング検出手段により検出し、この検出結果に基づいて、打抜き位置を調整することを提案している。特許文献２の提案によると、シート自身が熱応力により伸び又は収縮を起こしたとしても適正な位置で打ち抜きを行うことが可能である、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６１−９１６４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７７１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２は、位置補正を行うのに、ボールねじ及びボールナットを備える駆動機構を用いているが、カップ材シートが熱ひずみの大きい熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレンで構成されていると、この駆動機構で位置補正をすると相当程度に時間を費やしてしまい、製品を生産するサイクルタイムが長くなってしまう。
そこで本発明は、製品を生産するサイクルタイムが長くなるのを抑えつつ、所定の処理を正規の位置で行うことができる処理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的のもと、本発明の処理システムは、連続的に連なる熱可塑性樹脂製の第１シートを、搬送路上を間欠的に搬送しながら、搬送が停止している第１シートに対し、特定の部位において予め定められた処理を施すものである。
本発明の処理システムは、搬送路上の特定の部位に設けられ、第１シートに予め定められた処理を施す処理部と、処理部に搬送される手前における第１シートの搬送方向の位置ずれを検出する第１検出部と、処理部に対応する位置における第１シートの搬送方向の位置ずれを検出する第２検出部と、第１検出部における検出結果に基づいて、第１シートの当該位置ずれを解消するように第１シートを搬送方向に移動させる第１補正部と、第２検出部における検出結果に基づいて、第１シートの当該位置ずれを解消するように処理部を搬送方向に移動させる第２補正部と、を備える。
本発明の処理システムは、第１検出部と第２検出部のそれぞれが、搬送方向に間隔を隔てて設けられる、搬送路の幅方向の一方の側から他方の側に向けて検査光を出射する、一対の検査光出射手段と、一対の検査光出射手段のそれぞれに対応して設けられ、幅方向の他方の側において、検査光を受光する一対の受光手段と、を備える。
【００１０】
本発明の処理システムは、第１検出部と第１補正部の対に加え、第２検出部と第２補正部の対を備えるので、例えば第１シートの熱収縮量が大きくてかつ安定しない期間には、補正代を大きくできる第１補正部により積層シート６の位置ずれを補正し、第１シートの熱収縮量が安定する期間には、第２補正部を用いて高い精度で位置決めを行うことができる。
【００１１】
本発明の処理システムにおいて、処理部において所定の処理を行うことなく、第1シートを搬送する予備生産運転と、処理部において所定の処理を行いながら、第1シートを搬送する本生産運転と、が選択的に行われる場合に、予備生産運転においては、第１補正部を用いて位置ずれを解消し、本生産運転においては、第２補正部を用いて位置ずれを解消する、ことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の処理システムは、第２補正部が処理部を移動させる限界を検出する限界検出部を備えることが好ましく、本生産運転において、限界検出部が、限界に達したことを検出すると、第２補正部は、本生産運転が開始された当初の位置に復帰し、かつ、第１検出部による検出結果に基づいて、第１補正部により前記第１シートの位置ずれを解消する。しかる後に、第２検出部による検出結果に基づいて、第２補正部により前記第１シートの位置ずれを解消する補正動作に移行することが好ましい。
【００１３】
本発明の処理システムにおける第１補正部としては、第１シートに接するダンシングロールを備えることが好ましく、この場合、ダンシングロールを昇降することで、ダンシングロールを経由する第１シートのパスラインの長さを変更することにより、位置ずれを解消することができる。
【００１４】
本発明の処理システムは、典型的には成形充填機と称されるシステムに適用される。この処理システムは、加熱により軟化された第１シートに所定形状の収容凹部を成形する成形部と、収容凹部に所定の内容物を充填する充填部と、収容凹部が形成された第１シートに第２シートを貼り付けることにより、第２シートで収容凹部をシールするシール部と、収容凹部及びその周縁部分を含むようにして所定数の単位で打ち抜く打ち抜き部と、を備える。この処理システムにおける打ち抜き部に本発明の処理部を適用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の処理システムによれば、第１検出部と第１補正部の対に加え、第２検出部と第２補正部の対を備えるので、例えば第１シートの熱収縮量が大きくてかつ安定しない期間には、補正代を大きくできる第１補正部により積層シート６の位置ずれを補正し、第１シートの熱収縮量が安定する期間には、第２補正部を用いて高い精度で位置決めを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施の形態に係る成形充填システムの構成要素を示すブロック図である。
【図２】図１の成形充填システムの冷却部以降の概略構成を示す図である。
【図３】図１の成形充填システムにおける収容凹部の位置の求め方を示す図である。
【図４】図１の成形充填システムの間欠動作を示す図である。
【図５】図１の成形充填システムの動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を、添付図面に示す成形充填システム１を例にして説明する。
本実施形態に係る成形充填システム（以下、単にシステム）１は、深絞りによりカップ材シートに形成された複数のカップ状の収容凹部７に内容物を充填した後に、シール材シートを貼り付け、しかる後に、打ち抜きにより個々の容器に区分して製品Ｐを生産するという一連の工程を行う。
【００１８】
［システム１の構成］
システム１は、図１及び図２に示すように、上流側から下流側に向けて予熱部１０、成形部２０、充填部３０、シール部４０、冷却部５０、タック部６０及び打ち抜き部７０（払い出し部８０）が一列に並んで搬送路を形成している。システム１は、予熱部１０、成形部２０、充填部３０、シール部４０及び冷却部５０を、無菌室Ｒの中に収容することにより、無菌状態で製品Ｐを生産することができる。システム１は、無菌室Ｒの内部に、クリップチェーン搬送部８を備えている。
【００１９】
システム１は、予熱部１０よりも上流側に、長尺のシートとして用意されたカップ材シート２がロール状に巻き回された原反ロール３が配置されている。システム１は、製品Ｐを生産する際には、原反ロール３からカップ材シート２を巻き出して予熱部１０〜打ち抜き部７０を順次通過させることにより、製品Ｐを生産する。カップ材シート２は用途に応じた材質の樹脂を用いればよいが、例えばポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂によって構成される。本実施形態は、ポリプロピレンのように、熱ひずみの大きい素材を用い、比較的に長いサイクルタイムで製品Ｐを生産するのに適している。
なお、成形充填システム１における上流及び下流は、カップ材シート２及びシール材シート４が搬送される方向に基づいて定められるものとする。この搬送方向は、図１及び図２において、白抜き矢印ｄで示されている。
【００２０】
システム１は、長尺のシートとして用意されたシール材シート４がロール状に巻き回された原反ロール５を備えている。システム１は、製品Ｐを生産する際に、原反ロール５からシール材シート４を巻き出して、充填部３０により内容物が充填された後のカップ材シート２に向けて供給する。
シール材シート４は、用途に応じた材質の樹脂を用いればよいが、例えばポリスチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂によって構成される。また、シール材シート４は、金属箔、例えばアルミニウム箔を用いることもできる。
【００２１】
システム１は、最も下流側に製品Ｐが打ち抜かれた後の積層シート６を回収するための回収ロール９を備えている。回収ロール９が自転することにより、積層シート６に張力を与えつつ積層シート６を搬送する。
【００２２】
システム１は、原反ロール３から巻き出されたカップ材シート２及び途中からカップ材シート２に貼り合わされるシール材シート４は、クリップチェーン搬送部８により、間欠的に下流に向けて搬送されながら必要な処理が施される。つまり、カップ材シート２がｔ１秒間だけ停止している間に、予熱部１０、成形部２０等の各部位において必要な処理が施された後に、ｔ２秒の時間内にカップ材シート２を所定量だけ搬送させる。次いで、ｔ１秒間だけ停止し、この間に予熱部１０、成形部２０等の各部位において必要な処理が施さる、という手順が繰り返されることで、製品Ｐが生産される。
【００２３】
クリップチェーン搬送部８は、無限軌道をなすチェンがクリップ（又はグリッパ）を備えており、このチェンがカップ材シート２の幅方向の両端、及び、カップ材シート２とシール材シート４が張り合わされた後は積層シート６の幅方向の両端に設けられる。クリップがカップ材シート２の端縁を把持しながら、チェンが無限軌道上を間欠的に走行することにより、カップ材シート２を間欠的に搬送する。
システム１が搬送手段としてクリップチェーン搬送部８を用いるのは、カップ材シート２が熱収縮量の大きい熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレンから構成されることを想定しているためである。つまり、予熱部１０で加熱される前からクリップチェーン搬送部８によりカップ材シート２を把持して搬送することにより、加熱されたカップ材シート２の収縮を拘束する。
搬送手段としてクリップチェーン搬送部８を用いることによりカップ材シート２等の熱収縮をある程度は制限できるが、クリップチェーン搬送部８による拘束が解除された後には、カップ材シート２等に熱収縮が生じる。
【００２４】
予熱部１０は、成形部２０において深絞りができるように、カップ材シート２を加熱して軟化させる。予熱部１０の形態は任意であり、例えば所定の領域を一律に加熱することができる面状のヒータを用いることができるし、加熱が必要な部位だけに対応する加熱領域を備えるヒータヒータを用いることができる。これらのヒータは、搬送されるカップ材シート２を表裏から挟み込むように、カップ材シート２の表裏両側に設けることができる。
予熱部１０にてカップ材シート２を加熱する温度は、カップ材シート２を構成する樹脂に応じて定められる。
【００２５】
成形部２０は、所定の温度に加熱されたカップ材シート２に押し付けられる成形工具であるプラグと、プラグを昇降させる駆動源と、を備えるプラグ型成形法を適用している。プラグは、一度の成形で成形される収容凹部７の数に応じた数だけ用意される。
ただし、成形部２０としては、例えば、加熱圧空成形、ドラム式真空成形、ピン成形、プレヒーター圧空成形、プレヒータープラグアシスト圧空成形等の他の成形方法を適用することができる。
【００２６】
充填部３０は、成形部２０の下流側においてカップ材シート２の搬送経路に沿って配置され、成形部２０により形成された収容凹部７に所定の内容物Ｃを自動的に充填する。充填部３０は、内容物Ｃが液体であれば、カップ材シート２の搬送過程におけるインターバルの期間に、充填用のノズルを収容凹部７に対峙させて内容物Ｃを落下させることができる。また、充填部３０は、内容物Ｃが固体であれば、内容物Ｃを把持する機構を用いてもよい。
充填される内容物Ｃは、何ら限定されるものではなく、液体及び固体を問わずに適用することができ、液状物、ペースト状物であってもよい。
【００２７】
シール部４０は、充填部３０よりも下流側に配置され、内容物Ｃが充填されたカップ材シート２に、原反ロール５から巻き出されたシール材シート４を貼り合せる。貼り合せは、熱融着により行うことができる。
シール部４０は、加熱源４１と、加熱源４１をその四隅の各々を支持する支柱４５と、支柱４５の下端が固定される移動台車４７と、移動台車４７を搬送方向に往復移動させる駆動源４８と、移動台車４７の動きを搬送方向だけに規制する一対のレール４９と、を備えている。
シール部４０は、コントローラ１００からの指令に基づいて駆動源４８を動作させることにより、加熱源４１の位置を制御する。駆動源４８は、例えばサーボモータから構成される。この制御の内容は後述する。
【００２８】
冷却部５０は、カップ材シート２とシール材シート４が貼り合わされて形成された積層シート６を冷却し、積層シート６の熱収縮を抑える。
冷却部５０は、積層シート６を冷却することができればその形態を問わないが、例えば熱伝導性の良好な金属材料、例えば銅合金からなる偏平上の冷却ジャケットの内部に冷却水を流通させる形態、あるいは、冷却用のエアが積層シート６に向けて吹き出す形態などを採用することができる。
【００２９】
タック部６０は、冷却部５０よりも下流側であって、冷却部５０と打ち抜き部７０の間に配置され、タック部６０よりも下流側における積層シート６の打ち抜き部７０に対する位置を調整する。
タック部６０は、積層シート６に接するダンシングロール６１と、ダンシングロール６１を回転可能に支持する一対の支持アーム６３，６３と、一対の支持アーム６３，６３をそれぞれ昇降可能に支持する昇降筒６５，６５とを備えている。タック部６０は、コントローラ１００からの指示に従って、ダンシングロール６１を昇降し、積層シート６のパスラインの長さを調整する。例えば、ダンシングロール６１が下向きに変位（下降）すると、タック部６０よりも下流側において、積層シート６は上流側に引き込まれるので、打ち抜き部７０に対する積層シート６の位置を上流側に移動させることができる。逆にダンシングロール６１が上向きに変位（上昇）すると、積層シート６は下流側に引き出されるので、打ち抜き部７０に対する積層シート６の位置を下流側に移動させることができる。
タック部６０は、以上のようにして打ち抜き部７０に対する積層シート６の位置を補正することができるが、特に迅速に大きな量の補正を行うことができるので、積層シート６のずれ量が大きい頭出し運転においてタック部６０を用いて積層シート６の位置ずれの補正を行う。
なお、以下ではタック部６０を第１補正部ということがある。
【００３０】
打ち抜き部７０は、タック部６０よりも下流側に配置され、積層シート６の収容凹部７及びその周縁部分を含むようにして所定数の製品Ｐの単位で打ち抜く機能を有する。
打ち抜き部７０は、例えば、ダイを下型７１とするとともにパンチを上型（図示を省略）とする打ち抜き工具と、下型７１又は上型を昇降運動させる駆動源（図示を省略）とから構成することができる。
打ち抜き部７０は、下型７１をその四隅の各々を支持する支柱７５と、支柱７５の下端が固定される移動台車７７と、移動台車７７を搬送方向に往復移動させる駆動源７８と、移動台車７７の動きを搬送方向だけに規制する一対のレール７９と、を備えている。なお、移動台車７７、駆動源７８、移動台車７７及び一対のレール７９の組み合わせを、以下では、第２補正部ということがある。
打ち抜き部７０は、コントローラ１００からの指令に基づいて駆動源７８を動作させることにより、下型７１及び上型の搬送方向の位置を制御する。駆動源７８は、例えばサーボモータから構成される。この制御の内容は後述する。
【００３１】
打ち抜き部７０において製品Ｐが打ち抜かれた後の積層シート６は、打ち抜き部７０よりも下流に配置される回収ロール９で巻き取られる。
【００３２】
払い出し部８０は、打ち抜き部７０の上方に配置され、打ち抜き部７０において打ち抜かれ製品Ｐを吸引により受け止めるとともに、次工程に向けて搬送する。払い出し部８０は、例えば、カップ材シート２の搬送方向に直交するように配置されるベルトコンベアを含んで構成することができる。
【００３３】
システム１は、打ち抜き部７０に付随して２台の容器位置検出部１０１，１０２を備える。容器位置検出部１０１，１０２は、後述する頭出し運転を行う際、及び、本生産運転において、各々の位置における積層シート６の位置ずれを検出する。頭出し運転は、詳しくは後述するが、連続的に製品Ｐを生産する初めの段階で、シール部４０及び打ち抜き部７０の各々が積層シート６に対して適正な位置に位置決めをする工程である。また、本生産運転は、頭出しを行った後に連続的に製品を生産する工程である。
容器位置検出部１０１は、打ち抜き部７０よりも上流側、つまり手前に配置されており、搬送方向に所定の間隔を空けて配置される一対の光出射手段１０１Ａ，１０１ａと、光出射手段１０１Ａ，１０１ａから出射された検査光を受光する受光素子１０１Ｂ，１０１ｂと、を備えている。なお、受光素子１０１Ｂ，１０１ｂは図示を省略しているが、両者を区別する必要があるために、符号を付している。後述する受光素子１０２Ｂ，１０２ｂも同様である。光出射手段１０１Ａ，１０１ａは、例えば光ファイバから構成され、図示を省略する光源から供給される光を、インターバルの間に積層シート６の側方から検査光ＬＡ，Ｌａとして出射する。受光素子１０１Ｂ，１０１ｂは、光出射手段１０１Ａ，１０１ａから出射され、積層シート６の幅方向を通過した検査光ＬＡ，Ｌａを受光する。ただし、積層シート６が位置ずれを起こしていると、検査光ＬＡ，Ｌａが収容凹部７に遮られるために、受光素子１０１Ｂ，１０１ｂは、検査光ＬＡ，Ｌａのいずれ一方を受光することができなくなる。
【００３４】
図３は検査光ＬＡ，Ｌａを受光素子１０１Ｂ，１０１ｂが受光する３つの形態を示している。
図３（ａ）は、検査光ＬＡ，Ｌａの両者が収容凹部７に遮られることなく、受光素子１０１Ｂ，１０１ｂがそれぞれ検査光ＬＡ，Ｌａを受光している様子を示している。コントローラ１００は、この受光形態が得られると、積層シート６は適正な位置にあり、位置ずれが生じていないと判断する。
次に、図３（ｂ）は上流側の検査光ＬＡが収容凹部７に遮られており、また、図３（ｃ）は下流側の検査光Ｌａが収容凹部７に遮られている様子を示している。図３（ｂ）及び図３（ｃ）のいずれの場合にも、積層シート６は位置ずれを起こしていることになるが、図３（ｂ）は収容凹部７が適正な位置より上流側に位置ずれを起こしており、また、図３（ｃ）は収容凹部７が適正な位置より下流側に位置ずれを起こしている。
以上の受光素子１０１Ｂ，１０１ｂにおける受光結果はコントローラ１００に送られ、コントローラ１００はこの受光結果に基づいて、駆動源４８を動作させることにより、シール部４０の位置ずれを解消する。
【００３５】
容器位置検出部１０２は、打ち抜き部７０に対応して配置されており、搬送方向に所定の間隔を空けて配置される一対の光出射手段１０２Ａ，１０２ａと、光出射手段１０２Ａ，１０２ａから出射された検査光を受光する受光素子１０２Ｂ，１０２ｂと、を備えている。容器位置検出部１０２は、容器位置検出部１０１と配置される位置が異なること、及び、受光素子１０２Ｂ，１０２ｂにおける受光結果に基づいて、駆動源７８を動作させることにより、打ち抜き部７０の位置ずれを解消することを除くと、容器位置検出部１０１と同様の機能を果たすものであるから、以降の説明を省略する。
【００３６】
また、システム１は、シール部４０に対応する容器位置検出部１０３を備える。容器位置検出部１０３は、搬送方向に所定の間隔を空けて配置される一対の光出射手段１０３Ａ，１０３ａと、光出射手段１０３Ａ，１０３ａから出射された検査光を受光する受光素子１０３Ｂ，１０３ｂと、を備えている。容器位置検出部１０３は、容器位置検出部１０１，１０２と配置される位置が異なること、及び、受光素子１０３Ｂ，１０３ｂにおける受光結果に基づいて、駆動源４８を動作させることにより、シール部４０の位置ずれを解消することを除くと、容器位置検出部１０１，１０２と同様の機能を果たすものであるから、以降の説明を省略する。
【００３７】
次に、システム１は、移動限界検出部１０５を備える。
移動限界検出部１０５は、打ち抜き部７０の移動台車７７に付随して設けられ、移動台車７７が移動限界に達したか否かを検出する。
【００３８】
移動限界検出部１０５は、搬送方向に間隔を空けるとともに位置が固定されるように配置される一対の近接スイッチ１０５Ａ，１０５ａを備える一方、移動台車７７に接触片１０５ｃを備える。近接スイッチ１０５Ａ，１０５ａの間隔は移動台車７７の移動が許容される範囲に設定されており、接触片１０５ｃは、近接スイッチ１０５Ａと近接スイッチ１０５ａの間に配置されるように移動台車７７に固定される。移動台車７７が上流側に移動して接触片１０５ｃが近接スイッチ１０５Ａに接触すると、近接スイッチ１０５Ａは移動台車７７が上流側の移動限界に達したことを、コントローラ１００に通知する。移動台車７７が下流側に移動して接触片１０５ｃが近接スイッチ１０５ａに接触すると、近接スイッチ１０５ａは移動台車７７が下流側の移動限界に達したことを、コントローラ１００に通知する。
【００３９】
［システム１の動作］
以上の構成を備えるシステム１の動作を説明する。
システム１は、製品Ｐの生産を開始する当初に頭出し運転（予備生産運転）と、頭出し運転に引き続いて行われる本生産運転と、を順に行う。頭出し運転は、カップ材シート２及びシール材シート４を新たに原反ロール３及び原反ロール５に装着して、新たなバッチによる生産を始める生産初期の他に、本生産運転の途中で生産を中断した後に生産を再開する場合にも行われる。以下、頭出し運転、本生産運転の順に説明する。なお、頭出し運転は、原反ロール３から巻き出されたカップ材シート２及び原反ロール５から巻き出されたシール材シート４が、以下説明する頭出し工程の手順が行われる所定の位置まで達している状態から開始されるものとする。この搬送は、作業員が手作業にて行うこともできる。
【００４０】
＜頭出し運転＞
頭出し運転は、打ち抜き部７０に関して行われるが、頭出し運転が行われる生産初期においては、未だ内容物Ｃが充填されていない、いわゆる空容器が打ち抜き部７０に搬送されてくる。この生産初期の段階では、カップ材シート２等の熱収縮の量が大きいために、打ち抜き部７０における位置ずれが大きい。そこで、頭出し運転においては、迅速に大きな量の補正を行うことのできるタック部６０を用いて位置ずれの補正を行う。以下、具体的な位置ずれの補正の手順を説明する。
【００４１】
頭出し運転において、容器位置検出部１０１は、一対の光出射手段１０１Ａ，１０１ａから検査光ＬＡ，Ｌａを出射するとともに、受光素子１０１Ｂ，１０１ｂによる検査光ＬＡ，Ｌａの検出結果をコントローラ１００に送信する。
コントローラ１００は、検出結果に応じて、タック部６０を駆動させてダンシングロール６１を昇降させる。つまり、検査光ＬＡ，Ｌａの両者を検出した場合（図３（ａ））には、コントローラ１００はカップ材シート２（及びシール材シート４）に対するシール部４０の位置が適正と判断し、タック部６０に駆動の指令を発しない。
また、検査光Ｌａのみを検出した場合（図３（ｂ））には、コントローラ１００は積層シート６に対して打ち抜き部７０が下流側に位置ずれをしていると判断し、位置ずれが解消されるまで、ダンシングロール６１を下降するように昇降筒６５，６５に駆動指令を発する。
また、検査光ＬＡのみを検出した場合（図３（ｃ））には、コントローラ１００は積層シート６に対して打ち抜き部７０が上流側に位置ずれをしていると判断し、位置ずれが解消されるまで、ダンシングロール６１を上昇するように昇降筒６５，６５に駆動指令を発する。
【００４２】
コントローラ１００は、検査光Ｌａのみを検出した場合、及び、検査光ＬＡのみを検出した場合には、ダンシングロール６１が所定距離だけ移動した後に、受光素子１０１Ｂ，１０１ｂによる検査光ＬＡ，Ｌａの検出結果を取得する。検査光ＬＡ，Ｌａの一方だけが検出されれば、上記と同様にしてダンシングロール６１を昇降させ、以後、検査光ＬＡ，Ｌａの両者を検出するまで、以上の手順を繰り返す。
【００４３】
＜本生産運転における位置補正＞
頭出し運転が終了すると、本生産運転に移行する。本生産運転においては、内容物Ｃが収容凹部７に充填された製品Ｐを含む積層シート６が打ち抜き部７０に繰り返して搬送されてくるので、搬送の度ごとの熱収縮量の変動は小さく安定する。
以下では、本生産運転の一連の動作を説明した後に、打ち抜き部７０及びシール部４０における位置補正手順について説明する。
【００４４】
本生産運転は、シール部４０においてシール材シート４をカップ材シート２に貼り付ける動作と、打ち抜き部７０において積層シート６の製品Ｐに対応する部分を打ち抜く動作と、を並行して行う処理期間ｔ１を備える。処理を始める前に、位置ずれを検出してから補正を行う補正期間ｔ３が設けられる。補正期間ｔ３の次の処理期間ｔ１が終了すると、積層シート６を搬送する搬送期間ｔ２が実行され、以降、補正期間ｔ３、処理期間ｔ１及び搬送期間ｔ２を一つのサイクルとする動作が繰り返して行われる。なお、積層シート６は、処理期間ｔ１と補正期間ｔ３の間には静止したままで、所定の処理がなされる。
【００４５】
例えば、図４（ａ）に示す頭出し運転における最初の処理（１ショット目）が行われるものとする。このとき、積層シート６のＮ１番目の処理領域６Ａが打ち抜き部７０に対応し、Ｎ５番目の処理領域６Ａがシール部４０に対応している。なお、図４において、シール部４０及び打ち抜き部７０と積層シート６との、相対的な位置関係がわかるように、シール部４０及び打ち抜き部７０と積層シート６の位置をずらして描いている。
【００４６】
１ショット目の処理（補正期間ｔ３＋処理期間ｔ１）が終了すると、積層シート６はタック部６０により搬送されることで、図４（ｂ）に示すように、Ｎ２番目の処理領域６Ａが打ち抜き部７０に対応し、Ｎ６番目の処理領域６Ａがシール部４０に対応する。この搬送は、搬送期間ｔ２の間に行われる。また、シール部４０の手前にはＮ６番目の処理領域６Ａが存在し、打ち抜き部７０の手前にはＮ２番目の処理領域６Ａが存在している。
搬送が終了すると、補正期間ｔ３内で位置ずれを補正した後に、Ｎ２番目の処理領域６Ａが打ち抜き部７０により打ち抜かれ、Ｎ６番目の処理領域６Ａがシール部４０によりカップ材シート２とシール材シート４が貼り付けられる。この２ショット目の処理も処理期間ｔ１の間に行われる。なお、２ショット目から本生産工程に移行する。
２ショット目の処理が終了すると、積層シート６はタック部６０により搬送されることで、Ｎ３番目の処理領域６Ａが打ち抜き部７０に対応し、Ｎ７番目の処理領域６Ａがシール部４０に対応する。この搬送は、搬送期間ｔ２の間に行われる。
以後は同様の手順が繰り返されることで、製品Ｐが連続的に生産される。
【００４７】
本生産運転においても、シール部４０及び打ち抜き部７０のそれぞれにおいて、積層シート６の位置ずれ量を検出する検出処理と、検出された位置ずれを解消するためにシール部４０及び打ち抜き７０を移動させる移動処理と、を含んでいる。システム１は、搬送期間ｔ２の間に検出処理と移動処理を行う。
シール部４０及び打ち抜き部７０の両者で位置ずれを補正する処理が行われるが、その具体的な処理手順は同じであるから、以下では打ち抜き部７０について説明し、シール部４０については、打ち抜き部７０との相違点についてのみ言及する。
【００４８】
＜検出処理＞
検出処理は容器位置検出部１０２が担う。
容器位置検出部１０２は、光出射手段１０２Ａ，１０２ａから検査光ＬＡ，Ｌａを出射する一方、受光素子１０２Ｂ，１０２ｂにおける受光状態を検出する。受光状態は、先にも説明した通りであり、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の三つに区分される。
【００４９】
＜移動処理＞
コントローラ１００は、受光状態の結果に対応して、駆動源７８に動作指令をする。この指令は、向き及び距離を含んでいるが、距離は定量である。駆動源７８は、コントローラ１００からの指令に基づいて移動台車７７を定量だけ移動させる。移動台車７７が移動した後に、再度、検出処理を行い、コントローラ１００は、検出結果に応じて駆動源７８に動作指令を出して、移動台車７７を定量だけ移動させる。
以降は、受光素子１０２Ｂ，１０２ｂにより検査光ＬＡ，Ｌａの両者を受光するまで、つまり、図３（ｂ）の受光状態から図３（ａ）の受光状態になるまで、図３（ｃ）の受光状態から図３（ａ）の受光状態になるまで、以上の手順を繰り返す。
【００５０】
＜動作タイミングの説明＞
以上、本生産運転の一連の動作タイミングを、図５に示すタイミングチャートを参照して説明する。
図５は、１ショット目において頭出しを行い、２ショット目から本生産に移行する動作を示しており、縦軸方向は各ショットにおける処理の内容を示している。
＜１ショット目＞
１ショット目において、打ち抜き部７０により積層シート６の製品Ｐを打ち抜くことができる所定位置まで搬送する（搬送期間ｔ２）。ここまで搬送されると、カップ材シート２とシール材シート４は、シール部４０においてカップ材シート２とシール材シート４を貼り付けることができる所定位置まで搬送されている。この搬送は、クリップチェーン搬送部８にて行われる。
【００５１】
所定位置まで搬送が行われると、クリップチェーン搬送部８の動作が停止するとともに、頭出しにおける位置ずれの補正を行う（補正期間ｔ３）。頭出しにおける位置ずれの補正手順は、前述の通りであるが、タック部６０を用いて行う点で、本生産運転における位置ずれの補正と相違する。
位置ずれの補正が終了すると、シール部４０においてカップ材シート２とシール材シート４の貼り付けが行われるのと同時に、打ち抜き部７０において製品Ｐの打ち抜きが行われる（処理期間ｔ１）。
１ショット目（頭出し）のシール処理及び打ち抜き処理が終了すると、２ショット目（本生産工程）が開始される。
【００５２】
＜２ショット目＞
２ショット目から本生産運転に移行するものとする。
２ショット目は、積層シート６等を搬送期間ｔ２の間に所定距離だけ搬送することから開始される。
所定位置まで搬送がなされると、次に、補正期間ｔ３の間に位置ずれの補正が行われる。位置ずれの補正が完了したならば、次いで、処理期間ｔ１の間に、シール部４０において貼り付けが行われ、打ち抜き部７０において打ち抜きが行われる。
２ショット目のシール処理及び打ち抜き処理が終了すると、３ショット目以降が２ショット目と同様の手順で行われる。
【００５３】
ここで、移動台車７７を同じ向き、例えば上流に向けて連続的に移動させる補正を行っていると、上流側の移動限界に達することもあり得、そうすると同じ向きへのそれ以上の補正をすることができなくなる。一方で、移動台車７７を無制限に移動させることは、打ち抜きされた製品Ｐを回収する払い出し部８０との位置関係を保つ上で困難である。そこで、移動台車７７に移動限界を設ける一方、移動限界に達したら、積層シート６と移動台車７７の位置関係を、以下説明するように、頭出し後の初期状態に戻す。
【００５４】
移動限界検出部１０５は、本生産運転における位置ずれの補正を行っている最中に、検出動作を継続して行っており、移動台車７７が移動限界に達したことを検出すると、検出結果をコントローラ１００に送る。検出結果は、移動台車７７が上流側の移動限界に達するか、又は、移動台車７７が下流側の移動限界に達するか、のいずれかである。
【００５５】
コントローラ１００は、移動限界に達したことの検出結果を取得すると、駆動源７８を駆動させることで移動台車７７を頭出し後、つまり本生産運転の当初の位置に復帰させる。
次いで、コントローラ１００は、タック部６０を用いて、移動台車７７に対する積層シート６の位置ずれを補正する。この補正は、頭出し運転と同様に、容器位置検出部１０１を用いて検出した位置ずれに関する情報（図３（ａ），（ｂ），（ｃ））を取得し、容器位置検出部１０１から取得する情報に基づいて、タック部６０のダンシングロール６１を昇降させるというものである。
【００５６】
以上のようにして原点復帰したならば、容器位置検出部１０２を用いて検出した位置ずれに関する情報（図３（ａ），（ｂ），（ｃ））に基づいて、移動台車７７を移動させることにより、位置ずれを補正する制御に切り換えられる。
【００５７】
シール部４０の位置補正も同様に行われる。ただし、移動限界に関する機構は備えていない。
【００５８】
＜システム１の効果＞
次に、以上説明したシステム１に関する効果について説明する。
はじめに、システム１は、打ち抜き部７０における補正を行うための手段として、タック部６０からなる第１補正部と、移動台車７７、駆動源７８を含む第２補正部と、を備える。そして、シートの熱収縮量が大きくてかつ安定しない、内容物の充填が行われない期間には、補正代を大きくできる第１補正部により積層シート６の位置ずれを補正する。一方、内容物が充填されている期間については、打ち抜きが行われるので、第２補正部を用いる補正により高い精度で位置決めを行う。第２補正部は、打ち抜きが行われる打ち抜き部７０において位置ずれを判定しており、高い精度による位置決めを実現できるので、位置ずれによる不良品の発生率を抑えることができる。このように、システム１は、動作の状態に応じて補正部を使い分けすることにより、円滑な動作を確保しつつ、製品Ｐの製造歩留り向上に資する。
【００５９】
しかも、システム１は、第２補正部による補正が限界に達すると、第２補正部を初期位置に復帰させるのに加え、第１補正部であるタック部６０を用いて、第２補正部に対する積層シート６の位置ずれを解消する。したがって、以後は、第２補正部による高い精度による位置決めを行うことができる。
【００６０】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
システム１を構成する具体的な要素は任意であり、例えばシール部４０において加熱源４１を補正するために移動させる機構は任意であり、リニアモータを用いることができるし、打ち抜き部７０の打ち抜きの機構も任意であり、工具を用いる代わりにレーザ光を照射することで切断することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１      成形充填システム（システム）
２      カップ材シート
３      原反ロール
４      シール材シート
５      原反ロール
６      積層シート
６Ａ    処理領域
７      収容凹部
８      クリップチェーン搬送部
９      回収ロール
１０    予熱部
２０    成形部
３０    充填部
４０    シール部
４１    加熱源
４５    支柱
４７    移動台車
４８    駆動源
４９    レール
５０    冷却部
６０    タック部
６１    ダンシングロール
６３    支持アーム
６５    昇降筒
７０    打ち抜き部
７１    下型
７５    支柱
７７    移動台車
７８    駆動源
７９    レール
８０    払い出し部
１００  コントローラ
１０１，１０２，１０３  容器位置検出部
１０１Ａ，１０１ａ  光出射手段
１０２Ａ，１０２ａ  光出射手段
１０３Ａ，１０３ａ  光出射手段
１０５  移動限界検出部
１０５Ａ，１０５ａ  近接スイッチ
１０５ｃ  接触片
ＬＡ，Ｌａ  検査光
Ｐ      製品
Ｒ      無菌室
ｔ１    処理期間
ｔ２    搬送期間
ｔ３    補正期間
【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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