JPH1059331A - 自動包装方法及び装置 - Google Patents

自動包装方法及び装置

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JPH1059331A
JPH1059331A JP8231255A JP23125596A JPH1059331A JP H1059331 A JPH1059331 A JP H1059331A JP 8231255 A JP8231255 A JP 8231255A JP 23125596 A JP23125596 A JP 23125596A JP H1059331 A JPH1059331 A JP H1059331A
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JP
Japan
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seal
temperature
automatic packaging
sealing
defective
Prior art date
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JP8231255A
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English (en)
Inventor
Yuichi Omori
悠一 大森
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Omori Machinery Co Ltd
Original Assignee
Omori Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汎用的に富み、自動的にシールの良否を判定
することができる自動包装装置を提供すること 【解決手段】 エンドシール装置8の下流側上方に、温
度を色情報で検出し出力可能なサーマルビデオセンサ1
2を設置する。センサ12は、熱シール直後のシール部
分を含んで撮像し、その表面温度に応じた色画像を生成
するもので、そのセンサ12の出力が、判定装置13に
与えられ、そこにおいて与えられた色調信号が、所定の
温度に対応するものであるかに基づいてシール不良があ
るか否かを判定する。そして、シール不良の場合には、
排除装置14に対して異常信号を出力し、排除装置14
では、不良品を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は自動包装方法及び装
置に関するもので、特に、エンドシール装置やセンター
シール装置等のシール装置を用いて包装フィルムに対し
て行ったシール部分のシール不良の有無等を判断する方
法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の包装装置(図示の例では横ピロー
包装装置)の一例を示すと、図1のようなものがある。
同図に示すように、原反フィルム2aから連続して帯状
フィルム2が引き出されて製袋器3に導かれ、帯状フィ
ルム2が製袋器3を通過することにより筒状に製袋され
る。
【0003】一方、被包装物4は、製袋器3の上流側に
配置された供給コンベア5の押送フィンガー6により、
所定ピッチ毎に搬送され、順次製袋器3内、すなわち筒
状に製袋された筒状フィルム2´内に供給される。そし
て、係る供給された被包装物4は筒状フィルム2´とと
もに搬送され、その搬送途中で筒状フィルム2´の両側
縁の重合端がセンターシーラ7により熱シールされ、さ
らに、上記エンドシール装置8により、前後の被包装物
4間の筒状フィルム2´を横方向にシールするとともに
カットし、包装体9を製造するようになっている。そし
て、その包装体9は、搬出コンベア10上を搬送され
る。
【0004】そして、エンドシール装置8は、同図に示
すように、筒状フィルム2´を挟んで上下に対向配置さ
れるとともに同期して回転する回転軸8aにトップシー
ラ8bを取り付け、回転軸8aが1回転するごとに上下
のトップシーラ8b同士がフィルムを挟んで当接・圧接
し、その当接時にフィルムを加熱・加圧して溶着し、内
蔵する切断刃によりカットするようになっている。そし
て、そのトップシーラ8b内にヒータ及び熱電対が内蔵
され、その熱電対の出力に基づいてヒータをオン/オフ
してトップシーラ8bの表面を所定温度になるようにし
ている。また、センターシーラの加熱機構・温度制御も
同様の構成となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のものでは、ヒータを所定温度に制御することは
比較的精度良くできるものの、実際に筒状フィルム2′
と当接するトップシーラ8bの表面の温度、すなわち筒
状フィルム2′に加わる温度を測定しているものではな
いため、両者間に発生する温度差を考慮してヒータの温
度制御を行うようになっている。従って、その温度差
が、考慮した範囲から大きく異なると、筒状フィルム
2′に対する加熱温度不足により未シール部分が発生し
たり、過剰に加熱してフィルムを必要以上に融解させて
しまい変質させて接着強度を低下させてしまう等の各種
のシール不良を発生させる。
【0006】そして、従来シールの良否を判定する方法
としては、例えば、搬出コンベア10の側に検査員を配
置し、その検査員が搬出コンベア10上を搬送する包装
体9の本体部分(シール部分以外の被包装物を収納して
膨らんでいる部分)を上から押さえることにより行うこ
とがある。つまり、シールされている場合には、包装体
9内は密封空間であるので、包装体9の本体部分は押し
つぶされることはないが、仮にシール不良で一部が開放
しているような場合には、その押さえつけることによ
り、包装体9内に存在していた空気が外部に押し出され
るので、包装体9が潰れてしまう。よって、そのように
潰れるか否かにより、シールされているか否かを判別で
きる。また、上記押さえつける処理を機械・装置により
行うこともできる。
【0007】しかしながら、上記した従来の方法では、
検査員が常駐する必要があり、自動判別を行うことがで
きない。また、このように人手による処理・判断が入る
ため、例えば検査の結果不良品(シール不良)と判別し
た場合には、その不良品を排除したいが、その排除処理
も人手により直接、或いは、その検査員が所定のスイッ
チを押下し、不良品の搬送経路を切り替え、排出シュー
ト等に導くようにすることになり、その排除処理も煩雑
となる。
【0008】また、包装体の形態によっては、包装体内
に空気が充満していないものも多々あり、たとえシール
されていても包装体の本体部分と被包装物とが接触・或
いは近接し、本体部分を押すと、被包装物に所定の付勢
力で押圧するまで包装フィルムが押し込まれるものもあ
る。そして、その場合に被包装物が、例えばパン類など
のように柔らかいと、その付勢力によって被包装物が変
形してしまう。よって、そのような被包装物を内包した
包装体の場合には、上記した検査を行うことができな
い。
【0009】また、フィルム重合端の一部をシールし、
完全に密封包装はしないタイプの包装体に対しても上記
した検査方法を適用することはできない。このように、
従来のものは使用箇所等に制限があり、汎用性に欠け
る。
【0010】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、自動的にシールの良
否を判定することができ、これにより不良品の場合に
は、自動的に不良品を排除する処理を行うことができ、
さらに、汎用的に富み、簡易な構成で精度よく判定でき
る自動包装方法及び装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る自動包装装置では、被包装物を包
装フィルムで覆うとともに、その包装フィルムの所定の
重合端部分を熱シールし、その熱シール後或いは熱シー
ルと同時に前記包装フィルムの所定位置を進行方向に対
して横方向にカットして包装体を製造する自動包装装置
を前提とし、前記所定の重合端部分に対する熱シールを
行うシール手段の下流側近傍に配置され、そのシール直
後のシール面の物理的状態を監視する監視手段と、その
監視手段から出力された信号に基づいてシール不良の有
無を判別する判別手段と、その判別手段の判別結果が少
なくともシール不良の時に異常を知らせる出力手段とを
備えて構成した(請求項1)。
【0012】本発明では、シール直後のシール面の状態
を監視手段で直接監視するため、シール不良の有無を確
実に判断できる。ここで、物理的状態とは、正常にシー
ルされた場合とシール不良の場合とで物理的相違が現れ
るすべての物を含み、一例を挙げると、温度であった
り、透過率・反射率等の光学的情報等がある。また、そ
のように表面に現れるものに限られず、例えばX線解析
等により検出するフィルム重合端の接合した境界面部分
の分子構造等のフィルム内部の状態でも良い。
【0013】つまり、熱シールする場合には、一定の温
度に加熱したシーラを包装フィルムに接触させ、所定の
熱を加え、包装フィルムの重合端同士の接合面を溶融さ
せる。そして、加える熱が少なくても或いは多すぎても
シール不良となる。よって、シール直後のフィルムのシ
ール面は、シール手段から加熱されることによって、所
定の温度に上昇している。したがって、係る温度が所定
の温度(一定の範囲内も含む)であれば、所望の温度条
件で加熱できたと推定でき、シールも正常に行えたもの
と判断できる。逆に、シール面の温度が低かったり、高
すぎた場合には、シール不良を起こしていると判断でき
る。このように、シール不良か否かにより、物理的情報
である温度が異なるので、温度を検出することによりシ
ールの良否を弁別できる。
【0014】また、包装フィルムの材質によっては、熱
融着することにより透明から半透明或いは不透明になる
ものもある。したがって、熱融着の度合いに応じて透過
率や反射率が異なる。よって、シール不良か否かによ
り、透過率等の光学的情報(物理情報)が異なるので、
それに基づいてシールの良否を弁別できる。
【0015】さらには、包装フィルムの重合端同士の接
合面は、未シール状態では、単に機械的に接触している
だけであるが、熱シールすることにより、溶融一体化す
る。つまり、接合面の境界部分でそのフィルムを構成す
る材料同士が結合することになり、分子の結合状態が変
わる。よって、それを検出することによっても、シール
不良か否かを弁別できる。
【0016】一方、本発明の出力手段における「シール
不良のときに異常を知らせる」とは、異常(シール不
良)のときに警報出力や、異常信号を出力するのはもち
ろんのこと、これとは逆に、正常時に何等かの信号を出
力し続け、異常の時に係る信号出力を停止する場合も含
む。つまり、異常を知らせるのは、積極的に信号を出力
するのと、消極的に信号を出力しなくなる場合の両者を
含む。なお、正常(シール良)と異常(シール不良)の
いずれの場合にもそれぞれの判別結果の信号を出力する
ようにしてももちろん良い。
【0017】また、所定のフィルム重合端とは、複数箇
所に重合端が生じた場合に、その全部を熱シールして完
全密封包装する場合はもちろんのこと、一部を熱シール
するものも含む。
【0018】そして、好ましくは、上記した装置を前提
とし、さらに前記出力手段の出力を受けて、シール不良
の包装体を排除する手段を備えると好ましい(請求項
2)。係る構成にすると、シール不良の包装品を自動的
に排除でき、自動包装装置からは、正常な包装体のみを
搬出することができる。
【0019】上記したように、監視手段としては各種の
物理情報を検出するものを用いることができるが、一例
として示すと、前記監視手段が、前記シール部分の温度
を検出するものを用いることができる(請求項3)。つ
まり、温度の場合には、シールの良否に直接的に関与す
るものであるとともに、すべての包装体に対して汎用的
に利用でき(光学的情報の場合には、変化しないものも
ある)、しかも装置構成も簡易になる(X線の場合には
装置が大型化する)。
【0020】なお、本発明でいう「温度」とは、何度と
いうように具体的な数値で現すものに限ることはなく、
温度に対応して色で表現する等の間接的に示すものでも
良く、さらに間接的に示す場合には、1対1対応ではな
く、ある程度の幅を持たせ、ある温度範囲の場合には同
一の色等で表現するようにするものも含む。要は、温度
に基づいた情報であれば良い。そして、色温度や熱放射
等も含む。
【0021】さらに、請求項3に記載の自動包装装置に
おいて、温度を検出する前記監視手段から出力される信
号が、温度に応じた色調であり、前記判別手段が、その
色調が所定の色調以外の時にシール不良と判断するよう
にしてもよい(請求項4)。ここで用いられる監視手段
としては、例えば、「赤外線熱画像装置」とか、「サー
マルビデオセンサ」などと称されるもので、暖かい部分
を赤色またはそれに類する色で現し、冷たい部分を青色
・緑色或いはそれに類する色で現すものがある。係る装
置を用いることにより、温度を色で監視できるので、簡
単な画像処理でシール不良か否かの判断を行うことがで
きる。
【0022】また、本発明に係る自動包装方法では、前
記所定の重合端部分に対する熱シールを行った直後に、
監視手段によってそのシール面の物理的状態を監視し、
その検出した物理的状態が正常範囲内か否かにより、正
常にシールされたかシール不良かを判別するようにし、
少なくともシール不良の時に異常を報知するようにする
ことである(請求項5)。
【0023】そして、監視・検出対象の前記物理的状態
としては、上記した装置の発明でも説明したように、各
種のものがあるが、シール面の温度状態とし、検出した
シール面の温度が所定の温度範囲以外の場合にシール不
良と判断するようにすると、汎用性があり、簡単かつ正
確な判断を行うことができる(請求項6)。
【0024】
【発明の実施の形態】本実施の形態では、基本的な包装
装置の構成は、従来例で説明した図1のものと同様のも
のを適用できる。そして、本例では、エンドシール装置
によるシール部分に対して適用したもので、その要部に
ついてのみ説明する。
【0025】図2に拡大して示すように、エンドシール
装置8の下流側上方に、温度を色情報で検出し出力可能
なサーマルビデオセンサ12を設置し、さらにそのサー
マルビデオセンサ12の出力が、判定装置13に与えら
れそこにおいて、与えられたビデオ(色調)信号に基づ
いてシール不良があるか否かを判定し、シール不良の場
合には、排除装置14に対して異常信号を出力するよう
になっている。また、判定装置13には、入力装置15
が接続され、包装体等に関する所定の情報を入力可能と
している。
【0026】各部について説明すると、まず排除装置1
4は、搬出コンベア10の一方側面に沿って配置された
帯状の進路変更板14aを有し、その進路変更板14a
は、上流側端部14bを回転中心とし、実線で示す第1
位置と二点鎖線で示す搬出コンベア10上を斜めに横切
る第2位置との間で正逆回転可能としている。さらに、
その回転は、駆動部14cからの動力を受けて行われ
る。
【0027】つまり、進路変更板14aは、通常は第1
位置に待避しており搬出コンベア10上を包装体9が搬
送され、所定位置に搬出される。一方、判定装置13よ
り異常信号を受け取ると、駆動部14cが動作して進路
変更板14aが回転し第2位置に位置する。すると、包
装体9は、進路変更板14aに突き当たり、その進路変
更板14aに沿って斜めに移動し、搬出コンベア10の
側面より排除される。なお、この様に排除する装置自体
は従来の各種のものを用いることができ、図示した例に
限られないのはもちろんである。
【0028】一方、判定装置13は、図3に示すよう
に、センサ12から与えられるビデオ信号(色調情報)
を一時的に格納する画像メモリ13aと、その画像メモ
リ13aに格納された画像データを読出すとともに、画
像内の色を抽出してシールの良否の判定を行い、シール
不良と認定した場合には、異常信号を出力する判定部1
3bと、包装体の種類に対する正常範囲(色)に関する
データを格納する製品データベース13cとを備えてい
る。そして、製品データベース13cには、入力装置1
5よりデータが入力されるようになっている。
【0029】そして、判定部13bの機能について説明
すると、例えば図4に示すようになっている。すなわ
ち、センサ12の撮像領域は、図5に示すように、包装
体9のシール部分9aを含んだ領域となる。この時、大
別すると一方のシール部分9aのみを撮像する領域Aの
設定方法と、両端のシール部分9a,9aを同時に撮像
する領域Bの設定方法があるが、いずれの方法を採って
も、背景部分や包装体9の本体部分が撮像される。特に
領域Bを撮像する場合には、不要部分が多いため確実に
シール部分を抽出する必要がある。
【0030】そこでまず、画像メモリ13aに格納され
た画像中のシール部分を抽出する(ST1)。この抽出
処理は、背景部分は、搬出コンベア10であり温度が低
く、一方包装体9(シール部分9a)は、高温度である
ため、色調が異なる。よって、両者の境界部分で色調の
変化が大きいので、エッジ抽出処理などをしてシール部
分を取り出すことができる。また、包装体9の通過タイ
ミングは、例えばエンドシール装置8のエンドシーラの
回転の0位置情報を取得することにより容易に精度よく
知ることができる。よって、そのタイミングに合わせ
て、予め包装体に合わせて設定したウインドウ内の画像
データを抽出するようにしてもよい。
【0031】次に、抽出した領域の色調を取得し(ST
2)、製品データベース13cから取得した判定対象の
包装体における色調の正常範囲と比較し、領域内の色調
が正常範囲内か否かを判断する(ST3)。そして、正
常範囲内の場合には、シール良と判定する(ST4)。
一方、ステップ3の分岐判断で、正常範囲外の場合に
は、シール不良と判定認定し(ST5)、異常信号を出
力する(ST6)。
【0032】また、判定部13bの別の機能としては、
例えば図6に示すようにすることもできる。つまり、画
像メモリ13aに格納された1枚の画像データ中に存在
する赤色の領域を抽出する(ST11)。ここで抽出対
象となるのは、製品データベース13cに格納されたそ
の包装体のシール部分の正常範囲の色調であり、本例で
は、所定の赤色が正常範囲であるため、上記のような表
現としている。
【0033】そして、抽出した赤色の領域の形状が、所
定の形状、つまり、その包装体にとっての正常なシール
部分の形状であるか否かを判断する(ST12)。そし
て、所定の形状の場合には、シール良と判定し(ST1
3)、また、所定の形状でない場合には、シール不良と
判定する(ST14)。さらに、シール不良の場合に
は、異常出力を出す(ST15)。
【0034】そして、本例では、判定部13bから異常
信号を出力するようになっているので、この判定部13
bが判別手段と出力手段を兼ねている。また、出力手段
としては、この様に排除装置等の各種機械・装置に異常
信号を出力するものに限らず、警告ブザー,警告灯等の
人間に対して異常を知らせるものでもよい。
【0035】次に、本発明に係る自動包装方法の実施の
形態について説明する。まず、入力装置15を用いて、
製造する包装体の種類等を入力し、その包装体に関する
正常範囲などのデータを製品データベース13cより判
定部13bに転送する。また、製品データベース13c
には、入力装置15を介して直接正常範囲を与えるよう
にしたり、実際に正常なものを流し、センサで検出した
ものを登録するというような学習処理を行うようにする
など各種の方法により予め正常/異常に関するデータを
格納しておく。
【0036】そして、従来と同様のピロー包装を行い、
エンドシールまで施して包装体を製造する。そして、エ
ンドシール直後のシール部分9aを、タイミングを合わ
せてセンサ12で撮像し、そのシール部分9aの表面温
度分布の状態を取得し、温度に応じた色調で表現した画
像データを生成し、次段の判定装置13に送る。
【0037】そして、得られたデータが図7(A)のよ
うに、シール部分9aに相当する領域の色調Xが、全体
的に所定の赤色(クロスハッチングで示す)となってい
るとすると、図4に示すフローで実行した場合には、ス
テップ1でシール部分9aを取得し、その領域内の色調
の情報を取得する。すると、図示の例では、シール部分
9a全体にわたって赤色であるので、色調Xは正常範囲
と認定されシール良と判定される。また、図6のフロー
で実行すると、ステップ11で赤色Xの領域を取得し、
その取得した領域の形状は、ほぼシール部分9aの形状
と一致するのでシール良と判定される。
【0038】また、図7(B)に示すようになっている
と、シール部分9aの領域が、その中央部の領域を挟ん
で両側が赤色Xの領域となっている。ここで中央の領域
の色調X1は、正常範囲の温度よりも低い温度に対応す
るものとする。すると、図4のフローでは、シール部分
9aの領域内に、正常範囲外の色調X1の領域が存在す
るので、ステップ3の判断ではNoとなり、シール不良
と判定される。また、図6のフローでは、ステップ11
で取得した2つの正常な色調Xの領域は、ともに、シー
ル部分の形状と異なるので、ステップ12の判断ではN
oとなり、シール不良と判定される。
【0039】また、図7(C)に示すように、シール部
分9a全体の領域の色調X2が、正常範囲外(例えば温
度が低い)とすると、図4のフローでは、図7(B)と
同様にシール部分9aの領域内に、正常範囲外の色調X
2の領域が存在するので、ステップ3の判断ではNoと
なり、シール不良と判定される。また、図6のフローで
は、ステップ11で赤色領域を抽出できないので、当然
所定形状でもなく、シール不良と判定し、異常出力をす
る。
【0040】なお、上記した各実施の形態では、横ピロ
ー包装について適用した例について説明したが、本発明
はこれに限ることはなく縦ピロー包装機や、三方・四方
シール装置など、各種の包装体に適用することができ
る。また、噛み込みした場合には、熱が十分に伝わらず
に、包装フィルムのシール部分の温度が下がるが、シー
ルが確実に行われているか否かを判断することにより、
間接的に噛み込みの有無を判別できる。
【0041】また、上記した各実施の形態では、エンド
シール装置でシールされたシール面に対して監視する場
合について説明したが、本発明はこれに限ることはな
く、センターシール装置でシールされたシール面に対し
ても同様に適用することができるのはもちろんである。
そして、両シール装置の両方に同時に適用するようにし
てもよくまたはいずれか一方に設置してもよい。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る自動包装方
法及び装置では、熱シール直後のシール面の物理的状態
を監視するため、熱シールにより正しく物理的状態が変
化しているのを検出でき、自動的にシールの良否を判定
することができる。
【0043】そして、請求項2のように構成すると、不
良品の場合には、自動的に不良品を排除する処理も行う
ことができる。
【0044】また、請求項3,4,6のように構成する
と、より簡単な構成で汎用性がありしかも精度よく判定
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ピロー包装装置の一例を示す図である。
【図2】本発明に係る包装装置の好適な一実施の形態を
示す要部拡大図である。
【図3】判定装置の内部構成を示す図である。
【図4】判定部の機能を説明するフローチャートであ
る。
【図5】センサで取得する画像データを説明する図であ
る。
【図6】判定部の別の機能を説明するフローチャートで
ある。
【図7】作用を説明する図である。
【符号の説明】
8 エンドシール装置 12 サーマルビデオセンサ(監視手段) 13 判定装置 14 排除装置(排除する手段)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被包装物を包装フィルムで覆うととも
    に、その包装フィルムの所定の重合端部分を熱シール
    し、その熱シール後或いは熱シールと同時に前記包装フ
    ィルムの所定位置を進行方向に対して横方向にカットし
    て包装体を製造する自動包装装置において、 前記所定の重合端部分に対する熱シールを行うシール手
    段の下流側近傍に配置され、その熱シール直後のシール
    面の物理的状態を監視する監視手段と、 その監視手段から出力された信号に基づいてシール不良
    の有無を判別する判別手段と、 その判別手段の判別結果が少なくともシール不良の時に
    異常を知らせる出力手段とを備えた自動包装装置。
  2. 【請求項2】 前記出力手段の出力を受けて、シール不
    良の包装体を排除する手段をさらに備えたことを特徴と
    する請求項1に記載の自動包装装置。
  3. 【請求項3】 前記監視手段が、前記シール部分の温度
    を検出するものであることを特徴とする請求項1または
    2に記載の自動包装装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の自動包装装置におい
    て、 前記監視手段から出力される信号が、温度に応じた色調
    であり、 前記判別手段が、その色調が所定の色調以外の時にシー
    ル不良と判断するものであることを特徴とする自動包装
    装置。
  5. 【請求項5】 被包装物を包装フィルムで覆うととも
    に、その包装フィルムの所定の重合端部分を熱シール
    し、その熱シール後或いは熱シールと同時に前記包装フ
    ィルムの所定位置を進行方向に対して横方向にカットし
    て包装体を製造する自動包装方法において、 前記所定の重合端部分に対する熱シールを行った直後
    に、監視手段によってそのシール面の物理的状態を監視
    し、 その検出した物理的状態が正常範囲内か否かにより、正
    常にシールされたかシール不良かを判別するようにし、
    少なくともシール不良の時に異常を報知するようにした
    ことを特徴とする自動包装方法。
  6. 【請求項6】 前記物理的状態が、シール面の温度状態
    であり、検出したシール面の温度が所定の温度範囲以外
    の場合にシール不良と判断するようにしたことを特徴と
    する請求項5に記載の自動包装方法。
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