(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）オーバーラップ部を備えたチューブ状の包材を搬送する搬送手段と、
（ｂ）前記包材の外周面のうち、オーバーラップ部を少なくとも含む部分に光を照射する光源と、
（ｃ）該光源によって発生させられ、前記包材の外周面において反射された光を受けてセンサ出力を発生させる光検出手段と、
（ｄ）前記センサ出力のピークによって前記オーバーラップ部を検出するオーバーラップ部検出手段とを有することを特徴とする充填機。
【請求項２】
前記光源は、オーバーラップ部の端部の端面と対向させて配設される請求項１に記載の充填機。
【請求項３】
前記光検出手段は、前記オーバーラップ部の端部より径方向外方に配設される請求項１に記載の充填機。
【請求項４】
前記オーバーラップ部の位置を表示する表示装置を有する請求項１に記載の充填機。
【請求項５】
前記オーバーラップ部の位置に基づいて駆動され、包材の位置を変更する駆動手段を有する請求項１に記載の充填機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充填（てん）機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、清涼飲料水等の液体食品が充填された包装容器を製造する充填機においては、ウェブ状の包材を搬送しながら連続的にチューブ状にし、該チューブ状の包材内に液体食品を充填することによって包装容器を製造するようになっている。
【０００３】
図２は従来の充填機の概念図、図３はオーバーラップ部の位置の蛇行を説明する図である。
【０００４】
図において、１１は包材であり、該包材１１は、リール１２の状態で包装機にセットされ、図示されない繰出機によって繰り出されて充填機内をウェブ状の形状で搬送される。
【０００５】
続いて、ウェブ状の包材１１は、図示されない案内用及び成形用のローラによって案内されながら徐々に湾曲させられ、チューブ状にされ、図示されない縦シール装置によって縦方向にシールされる。そして、チューブ状の包材１１が下方に搬送される間に、充填用パイプ１３を介して液体食品が上方から供給され、包材１１内に充填される。次に、該包材１１を両側から挟持し、所定の間隔ごとに横方向にシールすることによって、枕（まくら）状、袋状等の原型容器１４が形成される。
【０００６】
続いて、横方向に延びるシール部分Ｓ１を切断することによって原型容器１４を分離させ、各原型容器１４をあらかじめ形成された折り目に沿って所定の形状に成形することによって、包装容器１５が完成される。
【０００７】
ところが、ウェブ状の包材１１を搬送する場合、包材１１の両縁に対応させて形成された案内部材等によって包材１１が蛇行するのを規制することができ、包材１１の位置決めを比較的容易に行うことができるが、チューブ状の包材１１を搬送する場合、包材１１が湾曲させられているので、包材１１の位置決めを行うことが困難である。
【０００８】
したがって、チューブ状の包材１１が成形用のローラから力を受けて矢印Ａ方向に回動し、それに伴って、縦方向に延びるシール部分、すなわち、オーバーラップ部Ｓ２が正しい位置からずれ、例えば、包材１１の外側の端部１８の位置に角度θの範囲でばらつきが生じることがある。そして、前記オーバーラップ部Ｓ２が正しい位置からずれたまま、原型容器１４を所定の形状に成形して包装容器１５を完成させると、包材１１にあらかじめ設定された折り目の位置と実際の折り目の位置とが一致せず、包装容器１５の外観が悪くなってしまう。
【０００９】
そこで、包装容器１５のサンプルを製造ラインから抜き取り、包材１１にあらかじめ設定された折り目の位置と実際の折り目の位置とが一致しているかどうか、すなわち、成形が正しく行われているかどうかを目視で検査するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の充填機においては、検査を行うための作業が煩わしいだけでなく、すべての包装容器１５について検査を行うことが困難である。
【００１１】
そこで、包材１１の画像を撮影し、得られた画像データに画像処理を施してオーバーラップ部Ｓ２を検出するようにした充填機が考えられる。ところが、画像処理を施すための画像処理装置が高価であるので、充填機のコストが高くなってしまうだけでなく、包装容器１５の外装のデザインがノイズになるので、オーバーラップ部Ｓ２の検出精度がその分低くなってしまう。
【００１２】
さらに、接触子を包材１１に直接当てることによって前記オーバーラップ部Ｓ２を機械的に検出することが考えられるが、液体食品が飛散して接触子に付着することがあるので、オーバーラップ部Ｓ２の検出精度が低くなってしまう。
【００１３】
本発明は、前記充填機の問題点を解決して、コストを低くすることができ、オーバーラップ部の検出精度を高くすることができる充填機を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の充填機においては、オーバーラップ部を備えたチューブ状の包材を搬送する搬送手段と、前記包材の外周面のうち、オーバーラップ部を少なくとも含む部分に光を照射する光源と、該光源によって発生させられ、前記包材の外周面において反射された光を受けてセンサ出力を発生させる光検出手段と、前記センサ出力のピークによって前記オーバーラップ部を検出するオーバーラップ部検出手段とを有する。
【００１５】
本発明の他の充填機においては、さらに、前記光源は、オーバーラップ部の端部の端面と対向させて配設される。
【００１６】
本発明の更に他の充填機においては、さらに、前記光検出手段は、前記オーバーラップ部の端部より径方向外方に配設される。
【００１７】
本発明の更に他の充填機においては、さらに、前記オーバーラップ部の位置を表示する表示装置を有する。
【００１８】
本発明の更に他の充填機においては、さらに、前記オーバーラップ部の位置に基づいて駆動され、包材の位置を変更する駆動手段を有する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の第１の実施の形態における充填機の制御ブロック図、図４は本発明の第１の実施の形態におけるオーバーラップ部検出回路の制御ブロック図、図５は本発明の第１の実施の形態における包材の拡大図である。
【００２１】
図において、１１は縦方向にシールされ、オーバーラップ部Ｓ２を備え、図示されない搬送手段によって搬送されるチューブ状の包材であり、該包材１１は、オーバーラップ部Ｓ２において両縁が重ねられ、外側の端部１８によって外周面に段差が形成される。また、２１は光源であり、該光源２１は、前記包材１１の外周面のうち、オーバーラップ部Ｓ２を少なくとも含む部分に光を照射する。そのために、光源２１は、端部１８における前記包材１１の接線上において、端部１８と所定の距離をおいて、かつ、端部１８の端面と対向させて配設される。そして、２２は、包材１１の中心と端部１８とを結ぶ線上において、前記端部１８より径方向外方の所定の位置に配設された集光部材としてのレンズであり、該レンズ２２は、前記光源２１によって発生させられ、包材１１の外周面において反射された光を集める。２３は、包材１１の中心と端部１８とを結ぶ線上において、端部１８及びレンズ２２より径方向外方に、かつ、該レンズ２２の光軸上に配設され、レンズ２２によって集められた光を受けて、図４に示されるようなセンサ出力を発生させる光検出手段としてのＣＣＤである。該ＣＣＤ２３は一次元のラインセンサであっても、二次元の面状センサであってもよい。前記レンズ２２及びＣＣＤ２３によって撮像手段が構成される。なお、２４はオーバーラップ部検出回路である。
【００２２】
前記ＣＣＤ２３はＣＣＤ駆動回路２６によって駆動され、ＣＣＤ２３のセンサ出力はＣＣＤ駆動回路２６を介して２値化部２７に送られ、該２値化部２７において２値化される。なお、本実施の形態においては、２値化部２７としてコンパレータを使用することができ、該コンパレータは、あらかじめ設定された基準値と前記センサ出力とを比較し、１又は０の出力を発生させる。また、前記２値化部２７の出力はオーバーラップ部検出手段２８に送られ、該オーバーラップ部検出手段２８によってオーバーラップ部Ｓ２が検出される。そして、該オーバーラップ部Ｓ２が検出されると、オーバーラップ部検出手段２８の検出信号がディスプレイ等の表示装置３１に送られ、該表示装置３１によってオーバーラップ部Ｓ２の位置が表示される。
【００２３】
ところで、前述されたように、チューブ状の包材１１の側方から光を照射すると、包材１１の外周面において反射された光のうち、端部１８において反射された光の強度が大きく、図４に示されるように、ＣＣＤ２３のセンサ出力にピークが形成される。したがって、センサ出力にピークが形成される点をオーバーラップ部Ｓ２として検出することができる。この場合、端部１８において反射された光は、前記包材１１の他の部分において反射された光より強度が大きいので、包装容器１５（図２参照）の外装のデザインがノイズになることはない。したがって、オーバーラップ部Ｓ２の検出精度を高くすることができる。
【００２４】
また、原型容器１４を所定の形状に成形して包装容器１５を完成させたときに、成形が正しく行われているかどうかをオーバーラップ部Ｓ２の位置に基づいて判断することができる。したがって、包装容器１５のサンプルを製造ラインから抜き取る必要がなくなるので、成形が正しく行われているかどうかの判断を行うための作業を簡素化することができ、包装容器１５のコストを低くすることができる。また、すべての包装容器１５について、成形が正しく行われているかどうかを判断することができる。
【００２５】
そして、オーバーラップ部Ｓ２を検出するために、ＣＣＤ２３のセンサ出力を２値化させるだけでよく、撮影によって得られた画像データに画像処理を施す必要がないので、充填機のコストを低くすることができる。さらに、接触子を包材１１に直接当てる必要がないので、オーバーラップ部Ｓ２の検出精度を高くすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施の形態における充填機の制御ブロック図である。
【００２８】
この場合、オーバーラップ部検出手段２８によって発生させられた検出信号は、リアルタイムでドライバ３２に送られる。そして、該ドライバ３２は、図示されない制御装置によって設定されたオーバーラップ部Ｓ２の正しい位置と、前記オーバーラップ部検出手段２８によって検出されたオーバーラップ部Ｓ２の位置とを比較し、偏差に基づいてフィードバック制御を行い、駆動手段としてのモータ３３を駆動し、図示されない案内用及び成形用のローラの位置を調整する。その結果、の位置が変更され、オーバーラップ部Ｓ２が正しい位置に置かれる。この場合、包材１１が無駄に消費されることがなくなる。
【００２９】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、充填機においては、オーバーラップ部を備えたチューブ状の包材を搬送する搬送手段と、前記包材の外周面のうち、オーバーラップ部を少なくとも含む部分に光を照射する光源と、該光源によって発生させられ、前記包材の外周面において反射された光を受けてセンサ出力を発生させる光検出手段と、前記センサ出力のピークによって前記オーバーラップ部を検出するオーバーラップ部検出手段とを有する。
【００３１】
この場合、包材の外周面において反射された光のうち、包材の端部において反射された光の強度が大きく、光検出手段のセンサ出力にピークが形成される。したがって、センサ出力にピークが形成される点をオーバーラップ部として検出することができる。
【００３２】
また、前記端部において反射された光は、前記包材の他の部分において反射された光より強度が大きいので、包装容器の外装のデザインがノイズになることはない。したがって、オーバーラップ部の検出精度を高くすることができる。
【００３３】
そして、原型容器を所定の形状に成形して包装容器を完成させたときに、成形が正しく行われているかどうかをオーバーラップ部の位置に基づいて判断することができる。したがって、包装容器のサンプルを製造ラインから抜き取る必要がなくなるので、成形が正しく行われているかどうかの判断を行うための作業を簡素化することができ、包装容器のコストを低くすることができる。また、すべての包装容器について、成形が正しく行われているかどうかを判断することができる。
【００３４】
そして、光検出手段のセンサ出力を２値化させるだけでよく、撮影によって得られた画像データに画像処理を施す必要がないので、充填機のコストを低くすることができる。さらに、接触子を包材に直接当てる必要がないので、オーバーラップ部の検出精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における充填機の制御ブロック図である。
【図２】従来の充填機の概念図である。
【図３】オーバーラップ部の位置の蛇行を説明する図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるオーバーラップ部検出回路の制御ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における包材の拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における充填機の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１１    包材
１８    端部
２１    光源
２３    ＣＣＤ
２８    オーバーラップ部検出手段
３１    表示装置
３３    モータ
Ｓ２    オーバーラップ部
【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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