製袋包装装置及び計量包装システム
【課題】適切な包装袋を形成する可能な製袋包装装置を提供する。
【解決手段】シールジョー対１９１及び１９２は、それぞれ、筒状のフィルムＦＬを挟み込んでシールしながら、筒状のフィルムＦＬに追随して運動する直線部分と、筒状のフィルムＦＬから離隔して運動する円弧部分とからなる軌跡ＧＬ及びＧＲを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８は、直線部分から円弧部分への移行直前において、シールジョー対１９１及び１９２の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向の成分が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦより速くなるように、シールジョー対１９１及び１９２を駆動する。
【解決手段】シールジョー対１９１及び１９２は、それぞれ、筒状のフィルムＦＬを挟み込んでシールしながら、筒状のフィルムＦＬに追随して運動する直線部分と、筒状のフィルムＦＬから離隔して運動する円弧部分とからなる軌跡ＧＬ及びＧＲを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８は、直線部分から円弧部分への移行直前において、シールジョー対１９１及び１９２の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向の成分が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦより速くなるように、シールジョー対１９１及び１９２を駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装袋を形成し、形成した包装袋に包装対象を袋詰する製袋包装装置及び当該製袋包装装置を含む計量包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、縦型製袋包装装置（縦型ピロー包装装置）等の製袋包装装置において、所定方向に搬送される筒状フィルムを後続部分から区切るようにシールし、包装対象の袋詰先となる包装袋を繰り返し形成することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１の製袋包装装置では、直線部分と円弧を含む曲線部分とからなる軌跡を繰り返し描くように運動するシールジョー対が、直線部分において、下方に搬送される筒状フィルムを挟み込み、後続部分から区切るようにシールしている。これにより、特許文献１の製袋包装装置では、包装対象の袋詰先となる包装袋が筒状のフィルムから繰り返し形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５５４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の製袋包装装置では、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状のフィルムをたくし上げ、形成した包装袋の長さが一定にならないという問題があった。また、シールを開始するときに、筒状のフィルムにタックが発生することもあった。
【０００６】
さらに、特許文献１の製袋包装装置では、シールを終了するときに、筒状のフィルムがシールジョー対に乗り上げて包装袋が変形してしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、適切な包装袋を形成可能な製袋包装装置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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、筒状包装材を長さ方向へ搬送する搬送手段と、包装対象が供給された前記筒状包装材の端部を後続部分から区切るようにシールするシールジョー対と、前記シールジョー対を、前記筒状包装材を挟み込んでシールしながら前記筒状包装材に追随して運動する第１部分と、前記筒状包装材から離隔して運動する第２部分とからなる軌跡を繰り返し描くように駆動する駆動手段とを備え、長さ方向に搬送されている前記筒状包装材を、１組以上の前記シールジョー対で周期的にシールすることにより、包装対象が袋詰された包装袋を周期的に形成する製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第２部分から前記第１部分への移行直前において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第１部分から前記第２部分への移行直後において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第２部分の途上で前記シールジョー対を一時停止させる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の製袋包装装置において、前記シールジョー対を一時停止させる位置が、前記シールジョー対及び前記シールジョー対とともに運動する部材と、前記筒状包装材とが干渉しない位置である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の製袋包装装置において、前記第１部分が直線となっており、前記第２部分が円弧を含む。
【００１３】
請求項６の発明は、計量包装システムであって、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製袋包装装置と、前記製袋包装装置に包装対象を排出する組合せ計量装置と、前記製袋包装装置及び前記組合せ計量装置と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対して所定の検査を行う検査装置とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１ないし請求項６の発明によれば、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状包装材をたくし上げることがないので、長さが一定の適切な包装袋を形成可能となる。また、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状包装材を搬送方向に引っ張るストリッピング効果が得られるので、筒状包装材にタックが発生しにくくなり、適切な包装袋を形成可能となる。また、ストリッピング効果により商品をシール部に噛み込んでしまうのを防止することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、シールを終了するときに、筒状包装材がシールジョー対に乗り上げることがないので、包装袋の変形を防止可能である。
【００１６】
請求項３の発明によれば、第２部分から第１部分への移行直前や第１部分から第２部分への移行直後のシールジョー対の速度をより速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜１．１ 計量包装システムの全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る計量包装システム１Ａの全体構成を示す斜視図である。計量包装システム１Ａは、菓子や生鮮食品等の個々の重量が一定しない商品の重量を測定し（以下では、重量の測定を「計量」とも称する）、総重量が所定の目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせてから包装するとともに、包装された商品に対して所定の検査を行う。
【００１８】
図１を参照して説明すると、計量包装システム１Ａは、商品の重量を計量し、総重量が目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせてから包装する計量包装装置１０と、計量包装装置１０により包装された商品に対して所定の検査を行う検査装置２０とを備える。
【００１９】
○計量包装装置；
計量包装装置１０は、商品の重量を計量し、総重量が目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせる組合せ計量部１１と、商品を包装する包装袋を形成し、組合せ計量部１１が組み合わせた商品を当該包装袋へ袋詰包装する製袋包装部１２とを備える。
【００２０】
組合せ計量部（組合せ計量装置）１１は、継続的に供給される商品群（物品群）を小分けすることにより得られた計量対象の各々を計量し、その結果に応じて複数の計量対象を総重量が目標重量Ｍとなるように組み合わせて包装対象として排出する。
【００２１】
製袋包装部（製袋包装装置）１２は、長尺のフィルムから包装袋を形成し、組合せ計量部１１が排出した包装対象を当該包装袋へ袋詰する。
【００２２】
計量包装装置１０には、さらに、液晶操作パネルを備えた操作部１３が設けられる。操作部１３は、計量包装装置１０の運転操作に用いられる他、計量包装装置１０の運転状態等に関する情報の閲覧に用いられる。
【００２３】
計量包装装置１０の定常状態においては、組合せ計量部１１は、包装対象を排出する排出処理を所定の周期Ｔで繰り返し実行し、製袋包装部は、包装袋を形成し、組合せ計量部１１が排出した包装対象を当該包装袋へ袋詰する袋詰処理を周期Ｔで繰り返し実行する。
【００２４】
○検査装置；
検査装置２０は、計量包装装置１０と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対してシール検査及び重量検査を行う。検査装置２０は、包装袋を、コンベアによる搬送の途上でシールチェッカ２１及び重量チェッカ２２を通過させる。
【００２５】
シールチェッカ２１は、押さえ具２１１で包装袋をコンベアへ押さえつけたときの包装袋からの空気の漏れの有無を検出することにより、包装袋におけるシール不良の有無を判定する。
【００２６】
重量チェッカ２２は、コンベアの上の包装袋の重量をロードセル等で計量することにより、包装袋の重量の過量又は軽量の有無を判定する。
【００２７】
検査装置２０には、さらに、液晶操作パネルを有する操作部２３が設けられる。操作部２３は、検査装置２０の運転操作に用いられる他、検査装置２０の運転状態等に関する情報の閲覧に用いられる。
【００２８】
なお、検査装置２０において、金属検出機を設けて金属の異物の有無を検査するようにしてもよいし、Ｘ線異物検出装置を設けて金属及び非金属の異物の有無を検査するようにしてもよい。
【００２９】
＜１．２ 製袋包装部の構成＞
○製袋包装部の概略構成；
図２は、製袋包装部１２の概略構成を示す側面図である。図２には、説明の便宜上、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系が定義されている（図４及び図６も同様）。
【００３０】
図２を参照して説明すると、いわゆる縦型製袋包装装置（縦型ピロー包装装置）である製袋包装部１２は、組合せ計量部１１が落下させた包装対象Ｘを受け止めて下方へ案内するチューブ１４０と、包装材である長尺のフィルムＦＬを筒状に曲成するセーラ１５０と、筒状のフィルムＦＬを下方に搬送するプルダウンベルト１６０と、筒状のフィルムＦＬの縦方向（長さ方向）に延びる重ね合わせ部分をシール（溶着）する縦シール機構１７０と、筒状のフィルムＦＬの内部に投入された包装対象Ｘの嵩密度を高めるシェーキング機構１８０と、筒状のフィルムＦＬを横方向（幅方向）にさらにシールする横シール機構１９０とを備える。
【００３１】
チューブ１４０は、上部が漏斗形状となっており、下部が円筒形状となっている。チューブ１４０の上部の漏斗形状の部分は、組合せ計量部１１が落下させた包装対象Ｘを受け止めてチューブ１４０の内部に導く集合シュートとして機能する。チューブ１４０は、内部の包装対象Ｘ及び外面に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬを下方へ案内する。
【００３２】
セーラ１５０は、チューブ１４０が貫通する湾曲面を有しており、当該湾曲面とチューブ１４０との間には、供給されたフィルムＦＬを通過させることができる間隙が設けられている。セーラ１５０は、供給されたフィルムＦＬを当該湾曲面に密接させた後に当該間隙を通過させることにより、フィルムＦＬを筒状に曲成された状態でチューブ１４０の外面に巻きつける。
【００３３】
プルダウンベルト１６０は、上下方向に離間して設けられたプーリに架けられたベルトの平坦走行部分をチューブ１４０の外面に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬに接触させることにより、筒状のフィルムＦＬを一定速度で長さ方向である下方へ搬送する。
【００３４】
縦シール機構１７０は、筒状に曲成されたフィルムＦＬの縦方向に延びる重ね合わせ部分を押圧しながら加熱することにより、当該重ね合わせ部分をシールし、フィルムＦＬを筒状に形成する。
【００３５】
シェーキング機構１８０は、横シール機構１９０によって下端部がシールされ、包装対象Ｘが内部に投入された筒状のフィルムＦＬを、シャッタ１８１で挟み込んで上下に振動させることにより、包装対象Ｘの嵩密度を高める。シェーキング機構１８０には、シャッタ１８１を開閉するためのシャッタ開閉用シリンダ１８２及びシャッタ１８１を上下に振動させるための振動用サーボモータ１８３が設けられている。なお、図２には、筒状のフィルムＦＬがシャッタ１８１で挟み込まれていない状態が実線で図示されており（フィルムＦＬ１）、筒状のフィルムＦＬがシャッタ１８１で挟み込まれている状態が二点破線で図示されている（フィルムＦＬ２）。
【００３６】
横シール機構１９０は、縦シール機構１７０によって筒状に形成されたフィルムＦＬをさらに横方向にシールする。横シール機構１９０は、左右対称の機構１９０Ｌ及び１９０Ｒを備えており、機構１９０Ｌ及び１９０Ｒの協働により、筒状のフィルムＦＬを横方向にシールして切断する。
【００３７】
より具体的には、左側の機構１９０Ｌは、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと、時計回りに回転運動するとともに左右方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｌと、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと回転軸１９３Ｌとを連結する連結部材１９４Ｌとを備えている。また、右側の機構１９０Ｒは、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと、反時計回りに回転運動するとともに左右方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｒと、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと回転軸１９３Ｒとを連結する連結部材１９４Ｒとを備えている。
【００３８】
さらに、横シール機構１９０には、回転軸１９３Ｌを時計回りに回転させるとともに、回転軸１９０Ｒを反時計回りに回転させる回転駆動用サーボモータ１９７が設けられている。また、横シール機構１９０には、回転軸１９３Ｌ及び１９３Ｒを、フィルムＦＬの搬送方向に垂直な水平方向に往復直線運動させる水平駆動用サーボモータ１９８が設けられている。
【００３９】
回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８は、図３のブロック図に示すように、コントロールユニット１９９によって制御される。コントロールユニット１９９は、少なくともＣＰＵ１９９ａ及びメモリ１９９ｂを備えるコンピュータを含み、組み込まれた制御プログラムを当該コンピュータに実行させることにより、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８を制御している。このコントロールユニット１９９に対する指示は、操作部１３から与えることができる。
【００４０】
○横シール機構の詳細；
以下では、横シール機構１９０の詳細について、図４の側面図を参照しながら説明する。なお、横シール機構１９０の機構１９０Ｌ及び１９０Ｒは、左右対象の同等の構成を有しているので、以下では、機構１９０Ｌの詳細について説明を行い、機構１９０Ｒの詳細についての重複説明は行わない。
【００４１】
図４を参照して説明すると、機構１９０Ｌは、連結部材１９４Ｌと、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと、ベース部材３０１及び３０２と、回動部材３１１及び３１２と、回動軸３２１及び３２２とを備える。
【００４２】
連結部材１９４Ｌは、回転軸１９３Ｌの往復直線運動に追随して運動するとともに、回転軸１９３Ｌの回転運動に追随して運動する。
【００４３】
連結部材１９４Ｌの両端部のシールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌは、それぞれ、機構１９０Ｒのシールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと対になって筒状のフィルムＦＬを挟み込み、挟み込んだ筒状のフィルムＦＬをシール（溶着）して切断（溶断）する。シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌには、筒状のフィルムＦＬを溶着及び溶断するために、図示しないヒータが内蔵されている。
【００４４】
ベース部材３０１及び３０２は、それぞれ、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌを保持する。ベース部材３０１及び３０２は、それぞれ、回動軸３２１及び３２２に結合され、回動軸３２１及び回動軸３２２のまわりに連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４５】
回動部材３１１及び３１２は、それぞれ、一方の端部の近傍において回動軸３２１及び３２２に結合され、回動軸３２１及び回動軸３２２のまわりに連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４６】
回動軸３２１及び３２２は、連結部材１９４Ｌの両端部の近傍において連結部材１９４Ｌを前後（±Ｙ方向）に貫通するように設けられている。回動軸３２１及び３２２は、連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４７】
これにより、機構１９０Ｌでは、回動部材３１１及び３１２が連結部材１９４Ｌに対して回動すれば、ベース部材３０１及び３０２も連結部材１９４Ｌに対して回動し、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの連結部材１９４Ｌに対する角度が変化することになる。
【００４８】
機構１９０Ｌは、さらに、カム３３１と、カムフォロア３４１及び３４２と、スプリング３５１及び３５２とを備える。
【００４９】
カム３３１は、回転軸１９３Ｌの往復直線運動に追随して運動するが、回転軸１９３Ｌの回転運動に対しては追随しないように設置されている。
【００５０】
カムフォロア３４１及び３４２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２に回転自在に取り付けられ、カム３３１のカム面３３１１に摺接する。カムフォロア３４１及び３４２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２において、回動軸３２１及び３２２への結合位置よりも他方の端部よりの位置に取り付けられている。
【００５１】
スプリング３５１及び３５２は、結合部材１９４Ｌの側部に設けられている。スプリング３５１及び３５２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２の他方の端部と、連結部材１９４Ｌの回動部材３１１及び３１２が設けられた端部とは回転軸１９３Ｌを挟んで反対側の端部とにわたって配される。このスプリング３５１及び３５２により、カムフロア３４１及び３４２は、カム面３３１１に付勢される。これにより、カム面３３１１の形状は、連結部材１９４Ｌに対するシールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの向きを規定することになる。
【００５２】
＜１．３ 製袋包装部の動作＞
○シールジョーの運動の軌跡；
以下では、図２を参照しながら、シールジョー１９１Ｌ、１９２Ｌ、１９１Ｒ及び１９２Ｒの運動の軌跡について説明する。
【００５３】
図２に示すように、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌは、位置Ａから位置Ａ’へ至る直線部分と位置Ａ’から位置Ａへ至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＬを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。また、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒは、位置Ｂから位置Ｂ’へ至る直線部分と位置Ｂ’から位置Ｂへ至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＲを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。
【００５４】
回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８による駆動により、筒状のフィルムＦＬについて左右対象の位置にあるシールジョー対１９１（シールジョー１９１Ｌ及び１９１Ｒ）は、シールジョー１９１Ｌが軌跡ＧＬの直線部分にあり、シールジョー１９１Ｒが軌跡ＧＲの直線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬに追随して運動し、筒状のフィルムＦＬを左右両側から挟み込んでシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。一方、シールジョー対１９１は、シールジョー１９１Ｌが軌跡ＧＬの曲線部分にあり、シールジョー１９１Ｒが軌跡ＧＲの曲線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬから離隔して運動する。もちろん、シールジョー対１９２（シールジョー１９２Ｌ及び１９２Ｒ）も、シールジョー対１９１と同様に運動して、筒状のフィルムＦＬを左右両側から挟み込んで幅方向にシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。
【００５５】
なお、シールジョー対１９１（１９２）が直線運動をしているときに、シールジョー対１９１（１９２）が対向して筒状のフィルムＦＬを適切に挟みことができるように、カム３３１のカム面３３１１の形状は決められている。
【００５６】
○包装袋の形成と袋詰；
続いて、横シール機構１９０における包装袋ＰＣの形成と、包装袋ＰＣへの包装対象Ｘの袋詰について説明する。
【００５７】
図２に示すように、横シール機構１９０では、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌが軌跡ＧＬにそって時計回りに周期的に運動し、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒが軌跡ＧＲにそって反時計回りに周期的に運動するようにすることで、下方に搬送されている筒状のフィルムＦＬが、２組のシールジョー対１９１及び１９２で周期的にシールされ、包装対象Ｘの袋詰先となる包装袋ＰＣが周期的に形成される。
【００５８】
なお、包装袋ＰＣへの包装対象Ｘの袋詰は、組合せ計量部１１が排出した包装対象Ｘを連続した筒状のフィルムＦＬの下端部に供給し、しかる後に、シールジョー対１９１又は１９２により筒状のフィルムＦＬを当該下端部から離れた位置でシールして切断することにより、筒状のフィルムＦＬの下端部を後続部分から区切ることによって実現される。
【００５９】
○シールジョーの駆動；
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によるシールジョー１９１Ｌ、１９２Ｌ、１９１Ｒ及び１９２Ｒの駆動について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００６０】
図５は、時間ｔに対する回転駆動速度Ｖの変化を一周期にわたって示すグラフ（図５（１））と、時間tに対する水平駆動速度ｖの変化を一周期にわたって示すグラフ（図５（１））とを含んでいる。
【００６１】
ここで、「回転駆動速度」とは、回転軸１９３Ｌを中心とするシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）の円運動の角速度ωと、回転軸１９３Ｌとシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）との距離Ｒとの積Ｒωであり、時計回り方向が正の方向とされている。
【００６２】
また、「水平駆動速度」とは、回転軸１９２と回転軸１９２に連結されたシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）の往復直線運動の速度であり、筒状のフィルムＦＬに接近する＋Ｘ方向が正の方向とされている。
【００６３】
なお、横シール機構１９０では、対になるシールジョー１９１Ｌと１９１Ｒとは（又は、シールジョー１９２Ｌと１９２Ｒとは）、筒状のフィルムＦＬについて左右対称の位置にあるので、図５（１）は、反時計回り方向を正の方向とした場合の、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒに関する回転駆動速度の時間ｔに対する変化を一周期にわたって示すグラフともなっており、図５（２）は、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒに関する水平駆動速度ｖの時間ｔに対する変化を一周期にわたって示すグラフともなっている。
【００６４】
また、図６は、図５に示す時刻ｔ１〜ｔ９における、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの位置の変化を示す図である。
【００６５】
図５及び図６に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、回転駆動速度Ｖ及び水平駆動速度ｖのいずれも「０」となっており、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分の途上の所定の停止位置Ｓ１に、筒状のフィルムＦＬから離隔した状態で一時停止している。
【００６６】
時刻ｔ２から時刻ｔ５までは、水平駆動速度ｖは「０」に保たれ、回転駆動用サーボモータ１９７による駆動により、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分にそって停止位置Ｓ１から位置Ａへ向かって円運動を行う。この円運動においては、まず、回転駆動速度Ｖが「０」から「Ｖ１」まで加速され（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」のまま維持され（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）、しかる後に、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」から「Ｖ２」まで減速される（時刻ｔ４から時刻ｔ５まで）。そして、シールジョー１９１Ｌは位置Ａに到達する。
【００６７】
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７は、軌跡ＧＬの円弧部分から直線部分へ移行する直前すなわち時刻ｔ５の直前において、シールジョー対１９１の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向（−Ｚ方向）の成分Ｖｃｏｓ（θ／２）が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦよりも速くなるように、シールジョー対１９１を駆動している。これにより、シールを開始するときに、シールジョー対１９１が筒状のフィルムＦＬをたくし上げることがないので、長さが一定の適切な包装袋ＰＣを形成可能となる。また、シールを開始するときに、シールジョー対１９１が筒状のフィルムＦＬを搬送方向に引っ張るストリッピング効果が得られるので、筒状のフィルムＦＬにタックが発生しにくくなり、適切な包装袋ＰＣを形成可能となる。
【００６８】
続く時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、シール期間Ｔｓｅとなっており、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８の協働により、シールジョー１９１Ｌは、位置Ａから位置Ａ’へ向かって直線運動を行う。具体的には、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、水平駆動速度ｖは、「０」からいったん負となった後に正となり、しかる後に「０」へ戻り、回転駆動速度Ｖは、「Ｖ２」からいったん減速され、しかる後に「Ｖ２」へ戻される。このシール期間Ｔｓｅの間に、シールジョー対１９１は、筒状のフィルムＦＬを挟み込み、シール及び切断を済ませることになる。
【００６９】
時刻ｔ６から時刻ｔ９までは、再び水平駆動速度ｖは「０」に保たれ、回転駆動サーボモータ１９７による駆動により、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分にそって位置Ａから停止位置Ｓ２へ向かって円運動を行う。この円運動においては、まず、回転駆動速度Ｖが「Ｖ２」から「Ｖ１」まで加速され（時刻ｔ６から時刻ｔ７まで）、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」のまま維持され（時刻ｔ７から時刻ｔ８まで）、しかる後に回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」から「０」まで減速される（時刻ｔ８から時刻ｔ９まで）。そして、シールジョー１９１Ｌは停止位置Ｓ２に到達する。
【００７０】
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７は、軌跡ＧＬの直線部分から円弧部分へ移行した直後すなわち時刻ｔ６の直後において、シールジョー対１９１の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向（−Ｚ方向）の成分Ｖｃｏｓ（θ／２）が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦよりも速くなるように、シールジョー対１９１を駆動している。これにより、シールを終了するときに、筒状のフィルムＦＬがシールジョー対１９１に乗り上げることがないので、包装袋ＰＣの変形を防止可能である。
【００７１】
そして、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までは、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８により、時刻ｔ１から時刻ｔ９までと同様の駆動が行われ、今度は、シールジョー対１９２により筒状の包装袋ＦＬのシール及び切断が行われる。
【００７２】
このような横シール機構１９０では、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦや包装袋ＰＣの長さが決まれば、シールジョー対１９１及び１９２が筒状のフィルムＦＬから離隔している時間すなわちシールジョー対１９１及び１９２が軌跡ＧＬ及びＧＲの曲線部分にそって円運動している時間ＴＲも一意に決まってしまう。このため、回転駆動用サーボモータ１９７は、当該曲線部分の長さをＬとすれば、回転駆動速度Ｖの平均がＬ／ＴＲとなるようにシールジョー対１９１及び１９２の駆動を行わなければならない。したがって、横シール機構１９０では、円弧部分から直線部分へ移行する直前や直線部分から円弧部分へ移行した直後の回転駆動速度Ｖを速くするためには、それ以外の時の回転駆動速度Ｖをできる限り遅くして、速度Ｖ２をできる限り速くすることが望ましく、シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させてしまうことが最も望ましい。
【００７３】
ここで、シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させる停止位置は、図７に示すように、シールジョー対１９１及び１９２及びこれとともに運動する機構１９０Ｌ及び１９０Ｒの残余の部材（連結部材１９４Ｌ及び１９４Ｒ等）に筒状のフィルムＦＬが干渉しない位置となるように決定する。特に望ましくは、シールジョー対１９１及び１９２と当該残余の部材とによって形成される最も狭い部分の間隙ＬＳが最大となるような停止位置Ｓ１及びＳ２を採用するとともに、回転駆動用サーボモータ１９７の加速及び減速の能力が許す限り、シールジョー対１９１及び１９２が停止している時間を長くする。これにより、横シール機構１９０では、シールジョー対１９１及び１９２と当該残余の部材とが筒状のフィルムＦＬと干渉しない時間が長くなり、サイズの大きな包装袋ＰＣを形成することができるようになる。
【００７４】
＜１．４ 変形例＞
上述の実施形態では、筒状のフィルムを挟み込んでシールするシールジョー対が２組設けられているツインジョータイプの製袋包装装置について説明したが、シールジョー対の数は３組以上又は１組であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る計量包装システム１Ａの全体構成を示す斜視図である。
【図２】製袋包装部１２の概略構成を示す側面図である。
【図３】回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８の制御に関する構成を示すブロック図である。
【図４】横シール機構１９０の詳細を示す側面図である。
【図５】時間ｔに対する回転駆動速度Ｖの変化を一周期にわたって示すグラフと、時間tに対する水平駆動速度ｖの変化を一周期にわたって示すグラフとを含む図である。
【図６】シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの位置を示す図である。
【図７】シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させる位置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１Ａ 製袋包装システム
１０ 製袋包装装置
１１ 組合せ計量部（組合せ計量装置）
１２ 製袋包装部（製袋包装装置）
２０ 検査装置
１６０ プルダウンベルト
１７０ 縦シール機構
１９０ 横シール機構
１９０Ｌ、１９０Ｒ 機構
１９１、１９２ シールジョー対
１９７ 回転駆動用サーボモータ
１９８ 水平駆動用サーボモータ
ＦＬ フィルム
ＧＬ、ＧＲ 軌跡
ＬＳ 間隙
ＰＣ 包装袋
Ｓ１、Ｓ２ 停止位置
Ｘ 包装対象
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装袋を形成し、形成した包装袋に包装対象を袋詰する製袋包装装置及び当該製袋包装装置を含む計量包装システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、縦型製袋包装装置（縦型ピロー包装装置）等の製袋包装装置において、所定方向に搬送される筒状フィルムを後続部分から区切るようにシールし、包装対象の袋詰先となる包装袋を繰り返し形成することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１の製袋包装装置では、直線部分と円弧を含む曲線部分とからなる軌跡を繰り返し描くように運動するシールジョー対が、直線部分において、下方に搬送される筒状フィルムを挟み込み、後続部分から区切るようにシールしている。これにより、特許文献１の製袋包装装置では、包装対象の袋詰先となる包装袋が筒状のフィルムから繰り返し形成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５５４６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の製袋包装装置では、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状のフィルムをたくし上げ、形成した包装袋の長さが一定にならないという問題があった。また、シールを開始するときに、筒状のフィルムにタックが発生することもあった。
【０００６】
さらに、特許文献１の製袋包装装置では、シールを終了するときに、筒状のフィルムがシールジョー対に乗り上げて包装袋が変形してしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、適切な包装袋を形成可能な製袋包装装置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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、筒状包装材を長さ方向へ搬送する搬送手段と、包装対象が供給された前記筒状包装材の端部を後続部分から区切るようにシールするシールジョー対と、前記シールジョー対を、前記筒状包装材を挟み込んでシールしながら前記筒状包装材に追随して運動する第１部分と、前記筒状包装材から離隔して運動する第２部分とからなる軌跡を繰り返し描くように駆動する駆動手段とを備え、長さ方向に搬送されている前記筒状包装材を、１組以上の前記シールジョー対で周期的にシールすることにより、包装対象が袋詰された包装袋を周期的に形成する製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第２部分から前記第１部分への移行直前において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動する。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第１部分から前記第２部分への移行直後において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動する。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の製袋包装装置において、前記駆動手段は、前記第２部分の途上で前記シールジョー対を一時停止させる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の製袋包装装置において、前記シールジョー対を一時停止させる位置が、前記シールジョー対及び前記シールジョー対とともに運動する部材と、前記筒状包装材とが干渉しない位置である。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の製袋包装装置において、前記第１部分が直線となっており、前記第２部分が円弧を含む。
【００１３】
請求項６の発明は、計量包装システムであって、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製袋包装装置と、前記製袋包装装置に包装対象を排出する組合せ計量装置と、前記製袋包装装置及び前記組合せ計量装置と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対して所定の検査を行う検査装置とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１ないし請求項６の発明によれば、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状包装材をたくし上げることがないので、長さが一定の適切な包装袋を形成可能となる。また、シールを開始するときに、シールジョー対が筒状包装材を搬送方向に引っ張るストリッピング効果が得られるので、筒状包装材にタックが発生しにくくなり、適切な包装袋を形成可能となる。また、ストリッピング効果により商品をシール部に噛み込んでしまうのを防止することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、シールを終了するときに、筒状包装材がシールジョー対に乗り上げることがないので、包装袋の変形を防止可能である。
【００１６】
請求項３の発明によれば、第２部分から第１部分への移行直前や第１部分から第２部分への移行直後のシールジョー対の速度をより速くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜１．１ 計量包装システムの全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る計量包装システム１Ａの全体構成を示す斜視図である。計量包装システム１Ａは、菓子や生鮮食品等の個々の重量が一定しない商品の重量を測定し（以下では、重量の測定を「計量」とも称する）、総重量が所定の目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせてから包装するとともに、包装された商品に対して所定の検査を行う。
【００１８】
図１を参照して説明すると、計量包装システム１Ａは、商品の重量を計量し、総重量が目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせてから包装する計量包装装置１０と、計量包装装置１０により包装された商品に対して所定の検査を行う検査装置２０とを備える。
【００１９】
○計量包装装置；
計量包装装置１０は、商品の重量を計量し、総重量が目標重量Ｍとなるように商品を組み合わせる組合せ計量部１１と、商品を包装する包装袋を形成し、組合せ計量部１１が組み合わせた商品を当該包装袋へ袋詰包装する製袋包装部１２とを備える。
【００２０】
組合せ計量部（組合せ計量装置）１１は、継続的に供給される商品群（物品群）を小分けすることにより得られた計量対象の各々を計量し、その結果に応じて複数の計量対象を総重量が目標重量Ｍとなるように組み合わせて包装対象として排出する。
【００２１】
製袋包装部（製袋包装装置）１２は、長尺のフィルムから包装袋を形成し、組合せ計量部１１が排出した包装対象を当該包装袋へ袋詰する。
【００２２】
計量包装装置１０には、さらに、液晶操作パネルを備えた操作部１３が設けられる。操作部１３は、計量包装装置１０の運転操作に用いられる他、計量包装装置１０の運転状態等に関する情報の閲覧に用いられる。
【００２３】
計量包装装置１０の定常状態においては、組合せ計量部１１は、包装対象を排出する排出処理を所定の周期Ｔで繰り返し実行し、製袋包装部は、包装袋を形成し、組合せ計量部１１が排出した包装対象を当該包装袋へ袋詰する袋詰処理を周期Ｔで繰り返し実行する。
【００２４】
○検査装置；
検査装置２０は、計量包装装置１０と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対してシール検査及び重量検査を行う。検査装置２０は、包装袋を、コンベアによる搬送の途上でシールチェッカ２１及び重量チェッカ２２を通過させる。
【００２５】
シールチェッカ２１は、押さえ具２１１で包装袋をコンベアへ押さえつけたときの包装袋からの空気の漏れの有無を検出することにより、包装袋におけるシール不良の有無を判定する。
【００２６】
重量チェッカ２２は、コンベアの上の包装袋の重量をロードセル等で計量することにより、包装袋の重量の過量又は軽量の有無を判定する。
【００２７】
検査装置２０には、さらに、液晶操作パネルを有する操作部２３が設けられる。操作部２３は、検査装置２０の運転操作に用いられる他、検査装置２０の運転状態等に関する情報の閲覧に用いられる。
【００２８】
なお、検査装置２０において、金属検出機を設けて金属の異物の有無を検査するようにしてもよいし、Ｘ線異物検出装置を設けて金属及び非金属の異物の有無を検査するようにしてもよい。
【００２９】
＜１．２ 製袋包装部の構成＞
○製袋包装部の概略構成；
図２は、製袋包装部１２の概略構成を示す側面図である。図２には、説明の便宜上、左右方向をＸ軸方向、前後方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系が定義されている（図４及び図６も同様）。
【００３０】
図２を参照して説明すると、いわゆる縦型製袋包装装置（縦型ピロー包装装置）である製袋包装部１２は、組合せ計量部１１が落下させた包装対象Ｘを受け止めて下方へ案内するチューブ１４０と、包装材である長尺のフィルムＦＬを筒状に曲成するセーラ１５０と、筒状のフィルムＦＬを下方に搬送するプルダウンベルト１６０と、筒状のフィルムＦＬの縦方向（長さ方向）に延びる重ね合わせ部分をシール（溶着）する縦シール機構１７０と、筒状のフィルムＦＬの内部に投入された包装対象Ｘの嵩密度を高めるシェーキング機構１８０と、筒状のフィルムＦＬを横方向（幅方向）にさらにシールする横シール機構１９０とを備える。
【００３１】
チューブ１４０は、上部が漏斗形状となっており、下部が円筒形状となっている。チューブ１４０の上部の漏斗形状の部分は、組合せ計量部１１が落下させた包装対象Ｘを受け止めてチューブ１４０の内部に導く集合シュートとして機能する。チューブ１４０は、内部の包装対象Ｘ及び外面に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬを下方へ案内する。
【００３２】
セーラ１５０は、チューブ１４０が貫通する湾曲面を有しており、当該湾曲面とチューブ１４０との間には、供給されたフィルムＦＬを通過させることができる間隙が設けられている。セーラ１５０は、供給されたフィルムＦＬを当該湾曲面に密接させた後に当該間隙を通過させることにより、フィルムＦＬを筒状に曲成された状態でチューブ１４０の外面に巻きつける。
【００３３】
プルダウンベルト１６０は、上下方向に離間して設けられたプーリに架けられたベルトの平坦走行部分をチューブ１４０の外面に巻きつけられた筒状のフィルムＦＬに接触させることにより、筒状のフィルムＦＬを一定速度で長さ方向である下方へ搬送する。
【００３４】
縦シール機構１７０は、筒状に曲成されたフィルムＦＬの縦方向に延びる重ね合わせ部分を押圧しながら加熱することにより、当該重ね合わせ部分をシールし、フィルムＦＬを筒状に形成する。
【００３５】
シェーキング機構１８０は、横シール機構１９０によって下端部がシールされ、包装対象Ｘが内部に投入された筒状のフィルムＦＬを、シャッタ１８１で挟み込んで上下に振動させることにより、包装対象Ｘの嵩密度を高める。シェーキング機構１８０には、シャッタ１８１を開閉するためのシャッタ開閉用シリンダ１８２及びシャッタ１８１を上下に振動させるための振動用サーボモータ１８３が設けられている。なお、図２には、筒状のフィルムＦＬがシャッタ１８１で挟み込まれていない状態が実線で図示されており（フィルムＦＬ１）、筒状のフィルムＦＬがシャッタ１８１で挟み込まれている状態が二点破線で図示されている（フィルムＦＬ２）。
【００３６】
横シール機構１９０は、縦シール機構１７０によって筒状に形成されたフィルムＦＬをさらに横方向にシールする。横シール機構１９０は、左右対称の機構１９０Ｌ及び１９０Ｒを備えており、機構１９０Ｌ及び１９０Ｒの協働により、筒状のフィルムＦＬを横方向にシールして切断する。
【００３７】
より具体的には、左側の機構１９０Ｌは、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと、時計回りに回転運動するとともに左右方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｌと、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと回転軸１９３Ｌとを連結する連結部材１９４Ｌとを備えている。また、右側の機構１９０Ｒは、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと、反時計回りに回転運動するとともに左右方向に往復直線運動する回転軸１９３Ｒと、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと回転軸１９３Ｒとを連結する連結部材１９４Ｒとを備えている。
【００３８】
さらに、横シール機構１９０には、回転軸１９３Ｌを時計回りに回転させるとともに、回転軸１９０Ｒを反時計回りに回転させる回転駆動用サーボモータ１９７が設けられている。また、横シール機構１９０には、回転軸１９３Ｌ及び１９３Ｒを、フィルムＦＬの搬送方向に垂直な水平方向に往復直線運動させる水平駆動用サーボモータ１９８が設けられている。
【００３９】
回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８は、図３のブロック図に示すように、コントロールユニット１９９によって制御される。コントロールユニット１９９は、少なくともＣＰＵ１９９ａ及びメモリ１９９ｂを備えるコンピュータを含み、組み込まれた制御プログラムを当該コンピュータに実行させることにより、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８を制御している。このコントロールユニット１９９に対する指示は、操作部１３から与えることができる。
【００４０】
○横シール機構の詳細；
以下では、横シール機構１９０の詳細について、図４の側面図を参照しながら説明する。なお、横シール機構１９０の機構１９０Ｌ及び１９０Ｒは、左右対象の同等の構成を有しているので、以下では、機構１９０Ｌの詳細について説明を行い、機構１９０Ｒの詳細についての重複説明は行わない。
【００４１】
図４を参照して説明すると、機構１９０Ｌは、連結部材１９４Ｌと、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌと、ベース部材３０１及び３０２と、回動部材３１１及び３１２と、回動軸３２１及び３２２とを備える。
【００４２】
連結部材１９４Ｌは、回転軸１９３Ｌの往復直線運動に追随して運動するとともに、回転軸１９３Ｌの回転運動に追随して運動する。
【００４３】
連結部材１９４Ｌの両端部のシールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌは、それぞれ、機構１９０Ｒのシールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒと対になって筒状のフィルムＦＬを挟み込み、挟み込んだ筒状のフィルムＦＬをシール（溶着）して切断（溶断）する。シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌには、筒状のフィルムＦＬを溶着及び溶断するために、図示しないヒータが内蔵されている。
【００４４】
ベース部材３０１及び３０２は、それぞれ、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌを保持する。ベース部材３０１及び３０２は、それぞれ、回動軸３２１及び３２２に結合され、回動軸３２１及び回動軸３２２のまわりに連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４５】
回動部材３１１及び３１２は、それぞれ、一方の端部の近傍において回動軸３２１及び３２２に結合され、回動軸３２１及び回動軸３２２のまわりに連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４６】
回動軸３２１及び３２２は、連結部材１９４Ｌの両端部の近傍において連結部材１９４Ｌを前後（±Ｙ方向）に貫通するように設けられている。回動軸３２１及び３２２は、連結部材１９４Ｌに対して回動可能である。
【００４７】
これにより、機構１９０Ｌでは、回動部材３１１及び３１２が連結部材１９４Ｌに対して回動すれば、ベース部材３０１及び３０２も連結部材１９４Ｌに対して回動し、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの連結部材１９４Ｌに対する角度が変化することになる。
【００４８】
機構１９０Ｌは、さらに、カム３３１と、カムフォロア３４１及び３４２と、スプリング３５１及び３５２とを備える。
【００４９】
カム３３１は、回転軸１９３Ｌの往復直線運動に追随して運動するが、回転軸１９３Ｌの回転運動に対しては追随しないように設置されている。
【００５０】
カムフォロア３４１及び３４２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２に回転自在に取り付けられ、カム３３１のカム面３３１１に摺接する。カムフォロア３４１及び３４２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２において、回動軸３２１及び３２２への結合位置よりも他方の端部よりの位置に取り付けられている。
【００５１】
スプリング３５１及び３５２は、結合部材１９４Ｌの側部に設けられている。スプリング３５１及び３５２は、それぞれ、回動部材３１１及び３１２の他方の端部と、連結部材１９４Ｌの回動部材３１１及び３１２が設けられた端部とは回転軸１９３Ｌを挟んで反対側の端部とにわたって配される。このスプリング３５１及び３５２により、カムフロア３４１及び３４２は、カム面３３１１に付勢される。これにより、カム面３３１１の形状は、連結部材１９４Ｌに対するシールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの向きを規定することになる。
【００５２】
＜１．３ 製袋包装部の動作＞
○シールジョーの運動の軌跡；
以下では、図２を参照しながら、シールジョー１９１Ｌ、１９２Ｌ、１９１Ｒ及び１９２Ｒの運動の軌跡について説明する。
【００５３】
図２に示すように、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌは、位置Ａから位置Ａ’へ至る直線部分と位置Ａ’から位置Ａへ至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＬを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。また、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒは、位置Ｂから位置Ｂ’へ至る直線部分と位置Ｂ’から位置Ｂへ至る円弧を含む曲線部分とからなる略Ｄ字形状の閉じた軌跡ＧＲを繰り返し描くように、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によって駆動される。
【００５４】
回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８による駆動により、筒状のフィルムＦＬについて左右対象の位置にあるシールジョー対１９１（シールジョー１９１Ｌ及び１９１Ｒ）は、シールジョー１９１Ｌが軌跡ＧＬの直線部分にあり、シールジョー１９１Ｒが軌跡ＧＲの直線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬに追随して運動し、筒状のフィルムＦＬを左右両側から挟み込んでシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。一方、シールジョー対１９１は、シールジョー１９１Ｌが軌跡ＧＬの曲線部分にあり、シールジョー１９１Ｒが軌跡ＧＲの曲線部分にあるときは、筒状のフィルムＦＬから離隔して運動する。もちろん、シールジョー対１９２（シールジョー１９２Ｌ及び１９２Ｒ）も、シールジョー対１９１と同様に運動して、筒状のフィルムＦＬを左右両側から挟み込んで幅方向にシールするとともに、筒状のフィルムＦＬの切断を行う。
【００５５】
なお、シールジョー対１９１（１９２）が直線運動をしているときに、シールジョー対１９１（１９２）が対向して筒状のフィルムＦＬを適切に挟みことができるように、カム３３１のカム面３３１１の形状は決められている。
【００５６】
○包装袋の形成と袋詰；
続いて、横シール機構１９０における包装袋ＰＣの形成と、包装袋ＰＣへの包装対象Ｘの袋詰について説明する。
【００５７】
図２に示すように、横シール機構１９０では、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌが軌跡ＧＬにそって時計回りに周期的に運動し、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒが軌跡ＧＲにそって反時計回りに周期的に運動するようにすることで、下方に搬送されている筒状のフィルムＦＬが、２組のシールジョー対１９１及び１９２で周期的にシールされ、包装対象Ｘの袋詰先となる包装袋ＰＣが周期的に形成される。
【００５８】
なお、包装袋ＰＣへの包装対象Ｘの袋詰は、組合せ計量部１１が排出した包装対象Ｘを連続した筒状のフィルムＦＬの下端部に供給し、しかる後に、シールジョー対１９１又は１９２により筒状のフィルムＦＬを当該下端部から離れた位置でシールして切断することにより、筒状のフィルムＦＬの下端部を後続部分から区切ることによって実現される。
【００５９】
○シールジョーの駆動；
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８によるシールジョー１９１Ｌ、１９２Ｌ、１９１Ｒ及び１９２Ｒの駆動について、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００６０】
図５は、時間ｔに対する回転駆動速度Ｖの変化を一周期にわたって示すグラフ（図５（１））と、時間tに対する水平駆動速度ｖの変化を一周期にわたって示すグラフ（図５（１））とを含んでいる。
【００６１】
ここで、「回転駆動速度」とは、回転軸１９３Ｌを中心とするシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）の円運動の角速度ωと、回転軸１９３Ｌとシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）との距離Ｒとの積Ｒωであり、時計回り方向が正の方向とされている。
【００６２】
また、「水平駆動速度」とは、回転軸１９２と回転軸１９２に連結されたシールジョー１９１Ｌ（１９２Ｌ）の往復直線運動の速度であり、筒状のフィルムＦＬに接近する＋Ｘ方向が正の方向とされている。
【００６３】
なお、横シール機構１９０では、対になるシールジョー１９１Ｌと１９１Ｒとは（又は、シールジョー１９２Ｌと１９２Ｒとは）、筒状のフィルムＦＬについて左右対称の位置にあるので、図５（１）は、反時計回り方向を正の方向とした場合の、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒに関する回転駆動速度の時間ｔに対する変化を一周期にわたって示すグラフともなっており、図５（２）は、シールジョー１９１Ｒ及び１９２Ｒに関する水平駆動速度ｖの時間ｔに対する変化を一周期にわたって示すグラフともなっている。
【００６４】
また、図６は、図５に示す時刻ｔ１〜ｔ９における、シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの位置の変化を示す図である。
【００６５】
図５及び図６に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは、回転駆動速度Ｖ及び水平駆動速度ｖのいずれも「０」となっており、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分の途上の所定の停止位置Ｓ１に、筒状のフィルムＦＬから離隔した状態で一時停止している。
【００６６】
時刻ｔ２から時刻ｔ５までは、水平駆動速度ｖは「０」に保たれ、回転駆動用サーボモータ１９７による駆動により、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分にそって停止位置Ｓ１から位置Ａへ向かって円運動を行う。この円運動においては、まず、回転駆動速度Ｖが「０」から「Ｖ１」まで加速され（時刻ｔ２から時刻ｔ３まで）、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」のまま維持され（時刻ｔ３から時刻ｔ４まで）、しかる後に、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」から「Ｖ２」まで減速される（時刻ｔ４から時刻ｔ５まで）。そして、シールジョー１９１Ｌは位置Ａに到達する。
【００６７】
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７は、軌跡ＧＬの円弧部分から直線部分へ移行する直前すなわち時刻ｔ５の直前において、シールジョー対１９１の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向（−Ｚ方向）の成分Ｖｃｏｓ（θ／２）が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦよりも速くなるように、シールジョー対１９１を駆動している。これにより、シールを開始するときに、シールジョー対１９１が筒状のフィルムＦＬをたくし上げることがないので、長さが一定の適切な包装袋ＰＣを形成可能となる。また、シールを開始するときに、シールジョー対１９１が筒状のフィルムＦＬを搬送方向に引っ張るストリッピング効果が得られるので、筒状のフィルムＦＬにタックが発生しにくくなり、適切な包装袋ＰＣを形成可能となる。
【００６８】
続く時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、シール期間Ｔｓｅとなっており、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８の協働により、シールジョー１９１Ｌは、位置Ａから位置Ａ’へ向かって直線運動を行う。具体的には、時刻ｔ５から時刻ｔ６までは、水平駆動速度ｖは、「０」からいったん負となった後に正となり、しかる後に「０」へ戻り、回転駆動速度Ｖは、「Ｖ２」からいったん減速され、しかる後に「Ｖ２」へ戻される。このシール期間Ｔｓｅの間に、シールジョー対１９１は、筒状のフィルムＦＬを挟み込み、シール及び切断を済ませることになる。
【００６９】
時刻ｔ６から時刻ｔ９までは、再び水平駆動速度ｖは「０」に保たれ、回転駆動サーボモータ１９７による駆動により、シールジョー１９１Ｌは、軌跡ＧＬの円弧部分にそって位置Ａから停止位置Ｓ２へ向かって円運動を行う。この円運動においては、まず、回転駆動速度Ｖが「Ｖ２」から「Ｖ１」まで加速され（時刻ｔ６から時刻ｔ７まで）、回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」のまま維持され（時刻ｔ７から時刻ｔ８まで）、しかる後に回転駆動速度Ｖが「Ｖ１」から「０」まで減速される（時刻ｔ８から時刻ｔ９まで）。そして、シールジョー１９１Ｌは停止位置Ｓ２に到達する。
【００７０】
ここで、回転駆動用サーボモータ１９７は、軌跡ＧＬの直線部分から円弧部分へ移行した直後すなわち時刻ｔ６の直後において、シールジョー対１９１の速度の、筒状のフィルムＦＬの搬送方向（−Ｚ方向）の成分Ｖｃｏｓ（θ／２）が、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦよりも速くなるように、シールジョー対１９１を駆動している。これにより、シールを終了するときに、筒状のフィルムＦＬがシールジョー対１９１に乗り上げることがないので、包装袋ＰＣの変形を防止可能である。
【００７１】
そして、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までは、回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８により、時刻ｔ１から時刻ｔ９までと同様の駆動が行われ、今度は、シールジョー対１９２により筒状の包装袋ＦＬのシール及び切断が行われる。
【００７２】
このような横シール機構１９０では、筒状のフィルムＦＬの搬送速度ＶＦや包装袋ＰＣの長さが決まれば、シールジョー対１９１及び１９２が筒状のフィルムＦＬから離隔している時間すなわちシールジョー対１９１及び１９２が軌跡ＧＬ及びＧＲの曲線部分にそって円運動している時間ＴＲも一意に決まってしまう。このため、回転駆動用サーボモータ１９７は、当該曲線部分の長さをＬとすれば、回転駆動速度Ｖの平均がＬ／ＴＲとなるようにシールジョー対１９１及び１９２の駆動を行わなければならない。したがって、横シール機構１９０では、円弧部分から直線部分へ移行する直前や直線部分から円弧部分へ移行した直後の回転駆動速度Ｖを速くするためには、それ以外の時の回転駆動速度Ｖをできる限り遅くして、速度Ｖ２をできる限り速くすることが望ましく、シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させてしまうことが最も望ましい。
【００７３】
ここで、シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させる停止位置は、図７に示すように、シールジョー対１９１及び１９２及びこれとともに運動する機構１９０Ｌ及び１９０Ｒの残余の部材（連結部材１９４Ｌ及び１９４Ｒ等）に筒状のフィルムＦＬが干渉しない位置となるように決定する。特に望ましくは、シールジョー対１９１及び１９２と当該残余の部材とによって形成される最も狭い部分の間隙ＬＳが最大となるような停止位置Ｓ１及びＳ２を採用するとともに、回転駆動用サーボモータ１９７の加速及び減速の能力が許す限り、シールジョー対１９１及び１９２が停止している時間を長くする。これにより、横シール機構１９０では、シールジョー対１９１及び１９２と当該残余の部材とが筒状のフィルムＦＬと干渉しない時間が長くなり、サイズの大きな包装袋ＰＣを形成することができるようになる。
【００７４】
＜１．４ 変形例＞
上述の実施形態では、筒状のフィルムを挟み込んでシールするシールジョー対が２組設けられているツインジョータイプの製袋包装装置について説明したが、シールジョー対の数は３組以上又は１組であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る計量包装システム１Ａの全体構成を示す斜視図である。
【図２】製袋包装部１２の概略構成を示す側面図である。
【図３】回転駆動用サーボモータ１９７及び水平駆動用サーボモータ１９８の制御に関する構成を示すブロック図である。
【図４】横シール機構１９０の詳細を示す側面図である。
【図５】時間ｔに対する回転駆動速度Ｖの変化を一周期にわたって示すグラフと、時間tに対する水平駆動速度ｖの変化を一周期にわたって示すグラフとを含む図である。
【図６】シールジョー１９１Ｌ及び１９２Ｌの位置を示す図である。
【図７】シールジョー対１９１及び１９２を一時停止させる位置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１Ａ 製袋包装システム
１０ 製袋包装装置
１１ 組合せ計量部（組合せ計量装置）
１２ 製袋包装部（製袋包装装置）
２０ 検査装置
１６０ プルダウンベルト
１７０ 縦シール機構
１９０ 横シール機構
１９０Ｌ、１９０Ｒ 機構
１９１、１９２ シールジョー対
１９７ 回転駆動用サーボモータ
１９８ 水平駆動用サーボモータ
ＦＬ フィルム
ＧＬ、ＧＲ 軌跡
ＬＳ 間隙
ＰＣ 包装袋
Ｓ１、Ｓ２ 停止位置
Ｘ 包装対象
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状包装材を長さ方向へ搬送する搬送手段と、
包装対象が供給された前記筒状包装材の端部を後続部分から区切るようにシールするシールジョー対と、
前記シールジョー対を、前記筒状包装材を挟み込んでシールしながら前記筒状包装材に追随して運動する第１部分と、前記筒状包装材から離隔して運動する第２部分とからなる軌跡を繰り返し描くように駆動する駆動手段と、
を備え、
長さ方向に搬送されている前記筒状包装材を、１組以上の前記シールジョー対で周期的にシールすることにより、包装対象が袋詰された包装袋を周期的に形成する製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第２部分から前記第１部分への移行直前において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動することを特徴とする製袋包装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第１部分から前記第２部分への移行直後において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動することを特徴とする製袋包装装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第２部分の途上で前記シールジョー対を一時停止させることを特徴とする製袋包装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製袋包装装置において、
前記シールジョー対を一時停止させる位置が、前記シールジョー対及び前記シールジョー対とともに運動する部材と、前記筒状包装材とが干渉しない位置であることを特徴とする製袋包装装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の製袋包装装置において、
前記第１部分が直線となっており、前記第２部分が円弧を含むことを特徴とする製袋包装装置。
【請求項６】
計量包装システムであって、
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製袋包装装置と、
前記製袋包装装置に包装対象を排出する組合せ計量装置と、
前記製袋包装装置及び前記組合せ計量装置と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対して所定の検査を行う検査装置と、
を備えることを特徴とする計量包装システム。
【請求項１】
筒状包装材を長さ方向へ搬送する搬送手段と、
包装対象が供給された前記筒状包装材の端部を後続部分から区切るようにシールするシールジョー対と、
前記シールジョー対を、前記筒状包装材を挟み込んでシールしながら前記筒状包装材に追随して運動する第１部分と、前記筒状包装材から離隔して運動する第２部分とからなる軌跡を繰り返し描くように駆動する駆動手段と、
を備え、
長さ方向に搬送されている前記筒状包装材を、１組以上の前記シールジョー対で周期的にシールすることにより、包装対象が袋詰された包装袋を周期的に形成する製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第２部分から前記第１部分への移行直前において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動することを特徴とする製袋包装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第１部分から前記第２部分への移行直後において、前記シールジョー対の速度の、前記筒状包装材の搬送方向の成分が、前記筒状包装材の搬送速度より速くなるように、前記シールジョー対を駆動することを特徴とする製袋包装装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製袋包装装置において、
前記駆動手段は、
前記第２部分の途上で前記シールジョー対を一時停止させることを特徴とする製袋包装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の製袋包装装置において、
前記シールジョー対を一時停止させる位置が、前記シールジョー対及び前記シールジョー対とともに運動する部材と、前記筒状包装材とが干渉しない位置であることを特徴とする製袋包装装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の製袋包装装置において、
前記第１部分が直線となっており、前記第２部分が円弧を含むことを特徴とする製袋包装装置。
【請求項６】
計量包装システムであって、
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の製袋包装装置と、
前記製袋包装装置に包装対象を排出する組合せ計量装置と、
前記製袋包装装置及び前記組合せ計量装置と連動し、包装対象が袋詰された包装袋の各々に対して所定の検査を行う検査装置と、
を備えることを特徴とする計量包装システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−８４０８２（Ｐ２００７−８４０８２Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７１８４３（Ｐ２００５−２７１８４３）
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２０日（２００５．９．２０）
【出願人】（０００１４７８３３）株式会社イシダ (859)
【Ｆターム（参考）】
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