(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地部分にレジマークが所定間隔ごとに表示されている被包装紙の端縁に光を照射しその反射光又は透過光を受光して光量に応じたアナログ信号を出力する光電センサーと、感度調整運転時に前記被包装紙の前記地部分と前記レジマークとにそれぞれ対応した前記光電センサーからの各アナログ調整信号をデジタル調整信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、前記感度調整運転時に前記Ａ／Ｄ変換器からの二つの前記デジタル調整信号の平均値を算出し且つ本運転時に当該デジタル平均信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの前記デジタル平均信号をアナログ平均信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器と、本運転時に前記光電センサーからの前記アナログ信号と前記Ｄ／Ａ変換器からの前記アナログ平均信号とに基づいて演算を行いアナログ比較信号を出力するコンパレータとを備え、前記制御装置は、本運転時における前記コンパレータからの前記アナログ比較信号に基づいて前記レジマークの検出を行うことから成る包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装機又は製袋機の本運転時に被包装紙の端縁のレジマークを地部分から明確に誤動作なく判別してレジマーク検出信号を出力できる，包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、包装機や製袋機においては、その運転中に被包装紙の端縁のレジマークを検出することが行われている。その技術的意義としては、一つに、被包装紙の端縁のレジマークがエンドシールカット位置からずれたときの位置ずれ検出信号として使用するためであることが挙げられる。詳述すると、横形製袋充填包装機においては、被包装紙の端縁に表示されているレジマークがエンドシールカット位置からの被包装紙の長手方向へに２〜４ｍｍ位に達したとき、ずれが過大になったと判断されて紙引きロールの回転を調整して該ずれを補正する必要がある。
このため、運転中に光電センサーによりレジマークの通過を検出し、主制御装置には、該検出信号と、エンドシールカット手段のカッター軸に取り付けられた突起の通過を近接センサーで検出する等により得られるシールカットのタイミングに対応した原点信号とが入力される。主制御装置は、該両信号間の位相のずれを常時比較・演算し、該位相のずれが一定の範囲の上限又は下限を越えたら、位相ずれの解消に必要な所要補正を加えた制御信号をモータドライバーへ出力して紙引きロールの回転を遅くまたは速くなるように調整している。
レジマークを検出する他の一つの技術的意義は、ロール紙を被包装紙として該被包装紙を間欠送りする縦型製袋充填包装機やおまんじゅう包装機において、被包装紙の端縁のレジマークがエンドシールカット位置にピッタリ一致するようになるとき、該被包装紙を送りずれが生じることなく停止させるためのタイミング信号として使用するためである。
従来、マークセンサーとして、出力信号が１／０でかつダイヤルを手回しすることにより感度調整ができるダイヤル付デジタル式光電管を採用したものは、必ず本運転に先立って被包装紙の端縁の地部分をマークセンサーを合わせてダイヤルを回しセンサー信号が０から１に変化するときの第一のダイヤルメモリを読み取るとともに、レジマークをマークセンサーに合わせてダイヤルを回しセンサー信号が１から０に変化するときの第二のダイヤルメモリを読み取り、該二つのダイヤルメモリの略中間値にダイヤルを合わせるダイヤル調整をし、本運転時に地部分のときのセンサー信号として「０」、レジマークがきたときのセンサー信号として「１」を有効に得る感度調整をしている。しかしながら、この調整作業は手間がかかり、大変面倒であった。
これに対して、特開平２−２８２００６号公報及び特開平２−２８２００７号公報に示すように、本願出願人は、マークセンサーの自動感度調整が行える発明を開発した。この発明は、アナログ式マークセンサーを採用し自動感度調整スイッチをオンすれば、極めて短い長さだけフィルム送りが行われてその間のセンサー信号の変化を読み取って被包装紙の端縁の地部分とレジマークの判別を行い、本運転待機状態になり、本運転スイッチをオンすれば、センサー信号が地部分とレジマークのいずれの検出信号であるか確実に判別できる，包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平２−２８２００６号公報及び特開平２−２８２００７号公報に示す発明によれば、センサー信号であるアナログ信号を本運転時にもＡ／Ｄ変換してからコンパレータにより演算してマーク検出信号を出力する構成であるので、マーク検出にタイムラグが生じることがある。そのタイムラグに起因して、高速包装時には、レジマークの位置ずれの修正が被包装紙の供給に追いつかず、不具合が生じることが判明している。
【０００４】
本願発明は、上述した不具合を解決すべく案出したもので、その目的は、アナログ式マークセンサーを採用し、自動感度調整時には被包装紙の端縁の地部分とレジマークの判別をデジタル信号に基づいて行い、本運転時にはセンサー信号が地部分とレジマークのいずれの検出信号であるか確実に判別し、特に、本運転時にはＡ／Ｄ変換せずにアナログ信号で処理をしてレジマークの検出にタイムラグが生じないようにし、高速包装時にもレジマークの位置ずれの修正が良好に行える，包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置は、地部分にレジマークが所定間隔ごとに表示されている被包装紙の端縁に光を照射しその反射光又は透過光を受光して光量に応じたアナログ信号を出力する光電センサーと、感度調整運転時に前記被包装紙の前記地部分と前記レジマークとにそれぞれ対応した前記光電センサーからの各アナログ調整信号をデジタル調整信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換器と、前記感度調整運転時に前記Ａ／Ｄ変換器からの二つの前記デジタル調整信号の平均値を算出し且つ本運転時に当該デジタル平均信号を出力する制御装置と、前記制御装置からの前記デジタル平均信号をアナログ平均信号に変換して出力するＤ／Ａ変換器と、本運転時に前記光電センサーからの前記アナログ信号と前記Ｄ／Ａ変換器からの前記アナログ平均信号とに基づいて演算を行いアナログ比較信号を出力するコンパレータとを備え、前記制御装置は、本運転時における前記コンパレータからの前記アナログ比較信号に基づいて前記レジマークの検出を行うことから成っている。
【０００６】
この包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置によれば、本運転に先立って単位包装長さだけフィルム送りが進むように極短時間の自動感度調整運転を行うことにより、光電センサーは、地部分にレジマークが所定間隔ごとに表示されている被包装紙の端縁に光を照射しその反射光又は透過光を受光し光量に応じたアナログ調整信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器は、感度調整運転時に光電センサーからのアナログ調整信号をデジタル調整信号に変換して出力する。
即ち、被包装紙の地部分に光を照射したときは地部分に応じたデジタル変換値を出力し、レジマークに光を照射したときはレジマークに応じたデジタル変換値を出力する。制御装置は、Ａ／Ｄ変換器から出力される二つのデジタル調整信号の入力を受けてそのデジタル変換値の平均値を算出し、本運転時に当該平均値を示すデジタル平均信号を出力する。Ｄ／Ａ変換器は、制御装置から出力するデジタル平均信号をアナログ平均信号に変換して出力する。コンパレータは、本運転時に光電センサーから出力されるアナログ信号とＤ／Ａ変換器で変換されたアナログ平均信号との入力を受けて演算を行い、アナログ比較信号を出力する。制御装置は、本運転時にコンパレータから出力されるアナログ比較信号の入力を受けてレジマーク検出を行う。
このように、本レジマーク検出装置によれば、被包装紙の端縁の地部分とレジマークとの間にマークセンサーの反射光又は透過光の強弱の個別的相対差があるにもかかわらず、レジマークの自動感度調整運転をデジタル信号処理にて正確に行うことができ、本運転時には、アナログ信号処理にて被包装紙の端縁のレジマークを地部分から明確に誤動作なく判別してレジマークを検出できる。特に、センサー信号であるアナログ信号は、本運転時にはＡ／Ｄ変換されないので、マーク検出にタイムラグが生じず高速包装時にもレジマークの位置ずれの修正が良好に行うことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置（以下、「レジマーク検出装置」と略す）を図１，図２（ａ），（ｂ），（ｃ），図３（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。図１は本発明によるレジマーク検出装置の一実施形態に係る概念図であり、包装機の要部とレジマーク検出のためのブロック回路とが示されている。図２（ａ）は自動感度調整運転中の光電センサーの出力電圧を示す図、同（ｂ）は本運転中にコンパレータに光電センサーから入力するアナログ電圧とコンパレート電圧を示す図、同（ｃ）は本運転中のコンパレータがコンパレートして制御装置に出力するアナログ電圧を示す図である。図３（ａ）は自動感度調整運転中の光電センサーの出力電圧を示す図、同（ｂ）は本運転中にコンパレータに光電センサーから入力するアナログ電圧とコンパレート電圧を示す図、同（ｃ）は本運転中のコンパレータがコンパレートして制御装置に出力するアナログ電圧を示す図である。
【０００８】
図１に示すように、このレジマーク検出装置は、光電センサー１と、Ａ／Ｄ変換器２と、Ｄ／Ａ変換器３と、コンパレータ４と、制御装置８を備えてなる。光電センサー１は、反射型（透過型でも良い）のアナログ式光電管であり、ステップモータ５を駆動源とするリニアアクチュエータ６の移動杆６ａの先端に取り付けられる。モータドライバー７は制御装置８の制御信号を入力してステップモータ５を駆動する。さらに詳述すると、入力装置９のメインスイッチ９ａをオンしてからキースイッチ９ｄより包装仕様データを入力し自動感度調整スイッチ９ｂをオンすると、制御装置８からモータドライバー７に制御信号が送られて、ステップモータ５が駆動される。ステップモータ５の駆動によってリニアアクチュエータ６が作動し、被包装紙Ｗの端縁に対応するように光電センサー１を移動させる。包装仕様データは、表示装置１０に表示される。
【０００９】
自動感度調整スイッチ９ｂをオンすると、表示装置１０に「光電センサーの自動感度調整開始」の文字が表示され、またランプ１４が点灯し、自動感度調整が開始したことが分かる。光電センサー１は、被包装紙Ｗの端縁に向かって光を照射しその反射光を入力として受光して該反射光の強さに応じたアナログ調整信号としてのアナログ電圧を出力する。このとき、被包装紙Ｗの地部分Ｎに照射した場合に反射光を受光したときのアナログ電圧をａ1 、レジマークＭに照射した場合に反射光を受光したときのアナログ電圧をａ2 とする。光電センサー１から出力されるアナログ電圧ａ1 ，ａ2 は、Ａ／Ｄ変換器２とコンパレータ４に入力される。Ａ／Ｄ変換器２は、アナログ調整信号をデジタル調整信号に変換して出力する変換器であり、光電センサー１が被包装紙Ｗの地部分Ｎに光を照射し反射光を受光して出力するアナログ電圧ａ1 をデジタル信号ｂ1 に変換し、また光電センサー１がレジマークＭに照射し反射光を受光して出力するアナログ電圧ａ2 をデジタル信号ｂ2 に変換する。そして、Ａ／Ｄ変換器２が出力するデジタル調整信号としての出力電圧ｂ1 ，ｂ2 は、制御装置８に入力される。
【００１０】
制御装置８は、ランプ１４が点灯した後、紙引きロール駆動用モータ１２用のモータドライバー１５に駆動信号を送るようになっている。これにより、紙引きロール駆動用モータ１２が駆動され紙引きロール１１によりフィルム送りが行われる。
【００１１】
制御装置８は、自動感度調整運転中にあっては、紙引きロール１１の回転時に、該ロール駆動用モータ１２の出力軸に取り付けられているロータリーエンコーダ１３から出力されるパルスが入力されて、そのパルスをカウントし、フィルム送りが１ｍｍ進むごとのタイミングを正確に検知する。制御装置８は、該フィルム送りが１ｍｍ進むごとにＡ／Ｄ変換器２から出力されるデジタル調整信号としてのデジタル量（出力電圧ｂ1 ，ｂ2 ）を取り込み、Ａ／Ｄ変換器２からの二値の出力信号（デジタル変換値）ｂ1 とｂ2 の平均値ｃ〔＝（ｂ1 ＋ｂ2 ）／２〕を算出し、そして、本運転時にデジタル値である平均値ｃをデジタル平均信号として出力する。実際のデジタル平均信号は、フィルム送りが１ｍｍ進むごとに算出される平均値をその個数で更に平均したものである。なお、制御装置８は、コンパレータ４から自動感度調整運転中に出力される信号の入力を無視するようになっているとともに、Ａ／Ｄ変換器２から本運転中に出力される信号の入力を無視するようになっている。
【００１２】
光電センサー１より出力するアナログ電圧ａ1 ，ａ2 については、被包装紙Ｗの種類によって、地部分Ｎに対応して出力するアナログ電圧とレジマークＭに対応して出力するアナログ電圧とが逆転する。光電センサー１は、反射型（又は透過型でも良い）のアナログ式光電管であり、受光する光の強さに応じて１ボルト又は３ボルトを出力する。出力電圧は被包装紙Ｗの特性によって異なる。
具体的には、被包装紙Ｗの端縁の地部分Ｎが透明でレジマークＭが黒色系又は茶色系である一般的な被包装紙の場合、レジマークＭのときの出力電圧は地部分Ｎのときの出力電圧よりも高い。例えば、地部分Ｎのときは１．０ボルト前後に出力し、レジマークＭのときは３．０ボルト前後に出力する。しかし、レジマークＭのときの出力電圧が地部分Ｎのときの出力電圧よりも高い場合もある。これは、被包装紙の端縁が透明ではなく白色、金色又は銀色であるため、反射光の強弱が逆転している特殊な被包装紙の場合である。例えば、地部分Ｎのときは３．０ボルト前後に出力し、レジマークＭのときは１ボルト前後に出力する。
本発明は、被包装紙の種類に係わらずに処理できる。以下に具体例を示す。先ず、図１及び図２（ａ）に示すように、自動感度調整運転中に、光電センサー１の光が被包装紙Ｗの地部分Ｎに照射するときには光電センサー１が１ボルトのアナログ信号を出力し、光電センサー１の光がレジマークＭに照射するときには光電センサー１が３ボルトのアナログ信号を出力するとする。この場合には、本運転時には、図１及び図２（ｂ）に示すように、光電センサー１の光が被包装紙Ｗの地部分Ｎに照射するときには光電センサー１が１ボルトのアナログ信号をコンパレータ４へ出力し、また光電センサー１の光がレジマークＭに照射するときには光電センサー１が３ボルトのアナログ信号をコンパレータ４へ出力する。
このように、高値が３ボルトで低値が１ボルトのアナログ電圧がコンパレータ４のプラス側入力端子に入力されるとともに、制御装置８が算出したデジタル平均信号ｃ〔＝（ｂ1 ＋ｂ2 ）／２〕＝２ボルトはＤ／Ａ変換器３によってアナログ平均信号に変換されてコンパレータ４のマイナス側入力端子に２ボルトのアナログ電圧が入力される。即ち、Ｄ／Ａ変換器３は、制御装置８からのデジタル平均信号ｃをアナログ平均信号（アナログ電圧）に変換して出力する。
コンパレータ４は、図２（ｃ）に示すように、コンパレートした矩形波ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’（図２（ｂ）の矩形波ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆに対応している）を出力する。この矩形波ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’，ｅ’，ｆ’は、ｃ’−ｄ’間が電源電圧（＝ｅ0 ボルト）であり、ａ’−ｂ’間とｅ’−ｆ’間が０ボルトである。即ち、高値が電源電圧（＝ｅ0 ボルト）で低値が０ボルトである。
次に、図１及び図３（ａ）に示すように、自動感度調整運転中にあって、光電センサー１の光が被包装紙Ｗの地部分Ｎに照射するときには光電センサー１が３ボルトのアナログ信号を出力し、光電センサー１の光がレジマークＭに照射するときには光電センサー１が１ボルトのアナログ信号を出力するとする。この場合には、本運転時にあっては、図１及び図３（ｂ）に示すように、光電センサー１の光が被包装紙Ｗの地部分Ｎに照射するときには光電センサー１が３ボルトのアナログ信号をコンパレータ４へ出力し、また光電センサー１の光がレジマークＭに照射するときには光電センサー１が１ボルトのアナログ信号をコンパレータ４へ出力する。
このような矩形波のアナログ電圧がコンパレータ４のプラス側入力端子に入力するとともに、制御装置８が算出したデジタル平均信号ｃ〔＝（ｂ1 ＋ｂ2 ）／２〕＝２ボルトはＤ／Ａ変換器３によってアナログ平均信号に変換されてコンパレータ４のマイナス側入力端子に２ボルトのアナログ電圧が入力されるから、コンパレータ４は、図３（ｃ）に示すようにコンパレートした矩形波ｇ’，ｈ’，ｉ’，ｊ’，ｋ’，ｌ’（図３（ｂ）の矩形波ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌに対応している）出力する。即ち、この矩形波ｇ’，ｈ’，ｉ’，ｊ’，ｋ’，ｌ’は、ｇ’−ｈ’間とｋ’−ｌ’間が電源電圧（＝ｅ0 ボルト）であり、ｉ’−ｊ’間が０ボルトである。
【００１３】
コンパレータ４は、本運転時に、光電センサー１から出力されるアナログ信号（電圧）ａが入力されるとともに、Ｄ／Ａ変換器３より出力されるアナログ平均信号としてのアナログ信号（電圧）ｄが入力され、アナログ電圧ａ1 ，ａ2 とアナログ信号（電圧）ｄを比較し、タイムロスすることなく、アナログ比較信号として図３（ｂ）又は図３（ｃ）に示すアナログ電圧ｅを制御装置８へ出力する。
【００１４】
しかして、制御装置８は、本運転時にコンパレータ４から出力するアナログ電圧ｅを入力して電圧変化を検出してマーク検出を行うとともに、シールカットのタイミングに対応した原点信号を入力し、マーク検出のタイミングと原点信号の入力のタイミングのずれを監視して被包装紙の端縁のレジマークがエンドシールカット位置から搬送方向前方又は後方に例えば３ｍｍ以上ずれたときに該ずれの解消に必要な所要補正を加えた制御信号をモータドライバー１５へ出力して紙引きロール１１の回転を遅く又は速くなるように調整する。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明であるレジマーク検出装置によれば、感度調整運転時には被包装紙の地部分とレジマークとにそれぞれ対応した光電センサーからの各アナログ調整信号をＡ／Ｄ変換器によってデジタル調整信号に変換し、制御装置によってＡ／Ｄ変換器からの二つのデジタル調整信号の平均値を算出し、本運転待機状態になるとともに、本運転時には、Ｄ／Ａ変換器によって制御装置からのデジタル平均信号をアナログ平均信号に変換して出力して、センサー信号であるアナログ信号をＡ／Ｄ変換しないようにして、コンパレータがセンサー信号であるアナログ信号と設定値のアナログ平均信号とを比較演算し、コンパレートしたアナログ比較信号を制御装置に入力しているので、タイムラグが生じないようにマーク検出することができ、高速包装時でもレジマークの位置ずれの修正をリアルタイムで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による包装機及び製袋機の自動感度調整機能付被包装紙レジマーク検出装置の一実施形態に係る概念図。
【図２】  光電センサーから出力する電圧が被包装紙のレジマークを検出したときに地部分を検出したときよりも高い場合の電圧変化を示す図である。
【図３】  光電センサーから出力する電圧が被包装紙のレジマークを検出したときに地部分を検出したときよりも低い場合の電圧変化を示す図である。
【符号の説明】
Ｗ・・・被包装紙
Ｎ・・・地部分
Ｍ・・・レジマーク
１・・・光電センサー
２・・・Ａ／Ｄ変換器
３・・・Ｄ／Ａ変換器
４・・・コンパレータ
８・・・制御装置
【図１】
0003953555.tif 000002
【図２】
0003953555.tif 000003
【図３】
0003953555.tif 000004