特表 2024-519039 充填機パッケージ廃棄物管理

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-08

(54)【発明の名称】充填機パッケージ廃棄物管理

(51)【国際特許分類】

   B65B 57/10 20060101AFI20240426BHJP

【ＦＩ】

B65B57/10 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023571366

(86)(22)【出願日】2022-04-26

(85)【翻訳文提出日】2023-12-12

(86)【国際出願番号】 EP2022060987

(87)【国際公開番号】W WO2022248139

(87)【国際公開日】2022-12-01

(31)【優先権主張番号】21175863.6

(32)【優先日】2021-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】391053799

【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ

【住所又は居所原語表記】７０ Ａｖｅｎｕｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｕｉｓａｎ，ＣＨ－１００９ Ｐｕｌｌｙ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100151105

【弁理士】

【氏名又は名称】井戸川 義信

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー、マグヌス

(72)【発明者】

【氏名】ダーメル、マティアス

(72)【発明者】

【氏名】リリェンベルク、ジミー

(57)【要約】

充填機（１００）におけるパッケージ廃棄物管理のコンピュータプログラム製品を含む方法及び装置に関する。充填機（１００）の動作中に廃棄イベントが検出される。廃棄イベントは、充填機（１００）の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられる。廃棄される１つ又は複数の充填包装が識別される。当該識別は、廃棄物イベント検出ポイントから充填機（１００）の廃棄シュート（２００）までの包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われる。所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表される。ウェブセグメント位置が所定距離に等しい距離を進んだと判定することに応答して、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数の包装材が廃棄シュート（２００）を通して排出される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充填機（１００）内のパッケージ廃棄物管理の方法であって、
充填機（１００）の動作中に廃棄イベントを検出し、前記廃棄イベントは、前記充填機（１００）の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられ、
廃棄されるべき１つ又は複数の充填されたパッケージを識別し、当該識別は、前記廃棄イベント検出ポイントから前記充填機（１００）の廃棄シュート（２００）まで前記包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、前記所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表され、
前記ウェブセグメント位置が前記所定の距離に等しい距離を進んだと判断することに応答して、前記ウェブセグメント位置に形成された、又は前記ウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを、前記廃棄シュート（２００）を通して排出する、
方法。

【請求項2】

前記充填機（１００）は、食品充填機である、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記標準化された長さの測定フォーマットが、ミリメートル及びセンチメートルのうちの１つである、
請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記充填機（１００）が複数のモジュール（１０２、１０４、１０６）を含み、独立した廃棄イベント検出ポイントが前記モジュール（１０２、１０４、１０６）の１つ以上に含まれる、
請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記所定の距離が、前記廃棄イベント検出ポイントから前記廃棄シュート（２００）まで前記包装材料が通過する各モジュール（１０２、１０４、１０６）内の距離の合計として計算される、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記所定の距離が、前記充填機（１００）において手動で測定される、又はコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）図面上で自動的に測定される、
請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前後のパッケージに対するウェブセグメントの位置に基づいて、前記１つ又は複数のパッケージを排出するかどうかを決定する、
請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記ウェブセグメント位置が前記所定の距離に等しい距離だけ進んだことを決定することが、前記充填機（１００）のエンコーダから得られるデータに基づいて行われる、
請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

廃棄すべき１つ以上の充填されたパッケージを特定することをさらに含み、
前記所定の距離に適用される補正係数を決定し、前記補正係数はエンコーダから取得されたデータに基づく、
請求項８に記載の方法。

【請求項10】

充填機（１００）内のパッケージ廃棄物管理システムであって、
メモリと
プロセッサと、を備え、
前記メモリが、前記プロセッサによって実行されるときに、前記プロセッサに以下を含む方法を実行させる命令を含み、
前記充填機（１００）の動作中に廃棄イベントを検出し、前記廃棄イベントは、前記充填機（１００）の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられ、
廃棄されるべき１つ又は複数の充填されたパッケージを識別し、当該識別は、前記廃棄イベント検出点から前記充填機の廃棄シュート（２００）まで前記包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、前記所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表され、
前記ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離だけ進んだと判断することに応答して、前記ウェブセグメント位置に形成された、又は前記ウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを、前記廃棄シュート（２００）を通して排出する、
パッケージ廃棄物管理システム。

【請求項11】

プロセッサによって実行されるときに、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法を実行するように適合された命令を備える、
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含むコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理に関する。

【背景技術】

【0002】

充填機は製品を包装するために使用され、最も一般的なのは食品又は飲料製品に使用されるが、その他の製品にも使用される。充填機は、製品に応じて、ボトル又はパウチに充填するために使用される。

【0003】

包装業界で使用される充填機にはいくつかの種類がある。使用される食品又は飲料用の充填機の種類は、通常、充填される製品の種類、速度要件、期待される品質と保存寿命、資源の利用可能性、技術の実現可能性、及び他の多くの変数によって決定される。食品の種類は、固形物から半固形物まで、液体から冷凍物まで、高温から低温まで、流動性のある製品から高粘度の製品まで、多岐にわたる。液体製品や乾燥製品には様々な充填技術があり、製品充填機は、ロータリー式又はインライン式、間欠運動又は連続運動、半自動又は全自動等、ほんの数例を挙げるだけでも、膨大な製品変数やユーザー要件に対応するための様々な充填技術を備えている。各種の充填機には独自の利点がある。

【0004】

あるタイプの充填機では、包装材料のウェブから連続垂直チューブが形成される。ウェブは通常ロール状で供給され、過酸化水素等の滅菌剤を適用することにより滅菌され、その後、例えば加熱により蒸発させて包装材料の表面から除去される。滅菌されたウェブは、密閉された無菌環境に保たれ、長手方向に折り畳まれてシールされ、チューブを形成する。その後、チューブは、殺菌又は無菌処理された注ぎ込み可能な食品で下向きに充填され、垂直経路に沿って成形ステーションに送られ、そこで一定間隔でシールされ、個々のパッケージが形成される。いくつかの実施形態では、パッケージはその後、最終折り畳みステーションに搬送され、そこで機械的に折り畳まれて平行六面体形状等の完成形状となる。

【0005】

ウェブが充填機内を移動する際に、得られるパッケージを使用不能にする特定のイベントが発生する可能性がある。このようなイベントを本明細書では、「廃棄イベント」と呼ぶ。廃棄イベントの一般的な例は、ウェブのロールがなくなり、ウェブの新しいロールをスプライスする必要がある場合である。この結果、スプライス部で二重包装材が発生し、これは一般にパッケージでは許容されないため、スプライス位置でウェブから形成されたパッケージは廃棄しなければならない。別の例としては、加熱エレメントがその通常の範囲外で動作する場合があり、その結果パッケージの使用が承認されない場合がある。また、充填機の起動又は停止により、パッケージがパッケージ上の印刷に対して充填機のオフセット位置に配置される可能性がある場合等である。

【0006】

どのパッケージを廃棄するかを決定するために、充填機は、ウェブに基づいてパッケージの長さを定義する、いわゆる「繰り返し長さ」を使用する。充填機内のパッケージ配列は、パッケージを個別の単位として追跡し、廃棄イベント（例えば、スプライシングイベント）が発生すると、充填機は、廃棄イベントが特定のパッケージ（例えば、パッケージ６７）で発生したことを認識する。パッケージが充填機を出るとき、パッケージ６７が充填機を出ようとするタイミングをカウンタが決定し、パッケージを他のパッケージと共に通常のコンベヤベルト上に排出する代わりに、パッケージ６７は廃棄シュートを通して排出される。どのパッケージを廃棄するかを決定するこの方法の問題点は、決定が個々のパッケージに関してのみ行われる可能性があることである。その結果、廃棄イベントがどのパッケージに属するかを認識できない状況(例えば、廃棄イベントがパッケージ６７とパッケージ６８の間で発生する場合)が発生する可能性があり、予防措置として、必要以上のパッケージが廃棄される可能性がある。さらに、繰り返し長さが変わるたびに、例えば、同じ充填機が異なるパッケージタイプに使用される場合には、手動テストを実施しなければならず、通常、この作業には非常に時間と労力がかかり、それでもなお、上述の不確実性のために、複数のパッケージが廃棄されなければならない状況になる可能性がある。少なくともこれらの理由から、パッケージ廃棄物管理のための改良技術が必要とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

発明の目的は、従来技術の上記の１つ以上の制限を少なくとも部分的に克服することである。特に、本発明の目的は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理のための方法及びシステムを提供することであり、その結果、廃棄されるパッケージが少なくなり、また、充填機が特定のタイプ及びサイズのパッケージの生産に入る前に必要とされるテストが大幅に削減される。

【0008】

第１の態様によれば、本発明は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理方法に関する。本方法は、
・充填機の動作中に廃棄イベントを検出し、当該廃棄イベントは、充填機の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられる、
・廃棄されるべき１つ又は複数の充填されたパッケージを識別し、当該識別は、廃棄イベント検出ポイントから充填機の廃棄シュートまで包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、当該所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表される、
・ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離を進んだと判断することに応答して、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを、廃棄シュートを通して排出する、
ことを備える。

【0009】

一般的なレベルでは、本発明は、充填機におけるより効率的で正確な廃棄物管理を提供する。特に、繰り返し長さに基づく個別のパッケージング単位ではなく、標準化された長さ測定フォーマット（例えば、ミリメートル又はセンチメートルなど）で充填機内の距離を決定することにより、充填機内の所定の廃棄イベント検出ポイントから廃棄シュートまでウェブが移動する必要がある距離をより高い精度で知ることが可能になる。この精度の向上により、どのパッケージが廃棄イベントの影響を受けるかをより正確に判断することが可能になり、現在の解決策と比較して、廃棄されるパッケージの数を減らし、充填機をより効率的に使用することができる。

【0010】

標準化された長さの測定値を使用するもう一つの重要な利点は、廃棄パッケージの判定が標準化された長さの測定値のみに依存するため、廃棄パッケージの判定を繰り返し長さから切り離すことができることである。従って、充填機の初期セットアップ時、又は異なるタイプ又はサイズの包装を製造するために充填機を再設定する場合の両方で必要とされるテストの量が著しく減少する。

【0011】

さらに、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された、１つ又は複数のパッケージが廃棄シュートを通して廃棄されるように充填機を構成することが可能である。例えば、廃棄イベントのウェブセグメント位置がパッケージの周囲内に明確に位置する場合、その１つのパッケージのみが廃棄されれば十分である。しかし、ウェブセグメントの位置がパッケージの端に近い位置にある場合は、慎重を期して、そのパッケージ自体と、前後のパッケージの両方を廃棄することがよいかもしれない。 どの程度慎重になる必要があるのか、パッケージの端とウェブセグメントの位置との間のどの程度の距離が許容できるのか、といった正確な判断は、一般に、目の前の特定の状況に依存し、当業者であれば十分に判断できる範囲である。さらに、廃棄イベントの種類によっては、異なる数のパッケージが廃棄される場合がある。通常、廃棄イベントは、廃棄イベントを引き起こすコンポーネントのサイズに依存する。従って、ある廃棄イベントは、パッケージ内に容易に収まる数ミリメートルの長さしかないかもしれない。他の廃棄物、例えば発熱体などは数百ミリメートルの長さがあり、複数のパッケージを廃棄する必要が生じる。

【0012】

一実施形態によれば、充填機は食品充填機である。パッケージ廃棄物管理方法の一般的な原理は、広範な製品に適用することができるが、特に、食品をパッケージに充填するために使用される充填機に適している。経済的な観点からも、地球資源や環境の観点からも、食品廃棄物を最小限に抑えることが望まれる。同時に、厳しい品質と安全基準を維持することも極めて重要である。これらはすべて、本発明の様々な実施形態が達成に役立ち得る目的である。ここでいう食品とは、人や動物が摂取、飲食するもの、あるいは植物が吸収するものを指し、液体、半液体、粘性、乾燥、粉末及び固形食品、飲料製品、水などが含まれるが、これらに限定されるものではない。

【0013】

一実施形態によれば、標準化された長さの測定フォーマットは、ミリメートル及びセンチメートルのいずれかである。ミリメートルやセンチメートルなどの標準化された長さの尺度を使用することで、メートル法は基本的に誰にでも馴染みがあり、どのような研究又は生産環境においても圧倒的に多く使用されているため、様々な異なる充填機において本発明の一般的な原理を適用することが容易になる。さらに、ミリメートルとセンチメートルの使用は、一般的に、パッケージの文脈において適切なレベルの精度を提供する。しかし、当然ながら、ミリメートルやセンチメートルで測定値を表現するのではなく、同じ測定値をメートルで表現してもよいが、より多くの小数で表現してもよいことに気づくべきである。さらに、本発明はメートル法に限定されないことに留意すべきである。同じ原理を、例えばインチで表される測定値を使用するヤード・ポンド単位を使用して適用することもできる。

【0014】

一実施形態によれば、充填機は複数のモジュールを含み、独立した廃棄イベント検出ポイントがモジュールの１つ以上に含まれる。このモジュール性及び廃棄検出ポイントの独立性は、廃棄イベント検出点が他のモジュール内の廃棄イベント検出ポイントからのデータを考慮する必要がないため、充填機における廃棄物イベントの検出に関して柔軟性を生み出す。所定の廃棄イベント検出ポイントで発生した廃棄イベントは、他のモジュールの廃棄イベント検出ポイントで発生する可能性のある廃棄イベントから独立して、どのようなモジュールの組み合わせで充填機が形成されても、廃棄シュートで同じ結果を生成するため、これにより高い予測可能性と再現性が得られる。これにより、充填機の構成及び異なる状況への再構成が容易になり、充填機をより柔軟に使用することができる。

【0015】

一実施形態によれば、所定の距離は、包装材料が廃棄イベント検出ポイントから廃棄シュートまで通過する各モジュール内の距離の合計として計算される。モジュールを定義し、モジュール内の廃棄イベント検出ポイントからモジュールの端までウェブが通過する距離を知ること、及び各モジュールの入口点から出口点までウェブが通過する全距離を知ることにより、ウェブが通過する異なるモジュール内の個々の距離の総和として、任意の廃棄イベント検出ポイントから廃棄シュートまでの距離を計算するのに十分な情報が提供される。充填機にモジュールが交換又は追加された場合、廃棄シュートまでの新しい距離を簡単に更新することができ、この場合も、大規模なテストや再テストの必要性を減らすことができる。

【0016】

一実施形態によれば、所定の距離は、充填機内において手動で測定されるか、又はコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）図面上で自動的に測定される。状況によっては、利用可能なＣＡＤ図面が存在し、それを使用して、ウェブが１つ又は複数のモジュール内を横断する距離を決定することができる。他の状況では、特に既存の充填機の状況では、そのような図面が利用できない場合があり、その代わりに、ウェブが移動する距離を決定するために手動測定が行われる場合がある。さらに他の状況では、手動とＣＡＤ図面測定の組合せを使用することが有用又は必要な場合がある。このように、充填機のモジュール性と共に、これらのオプションを有することは、任意の廃棄物イベント検出ポイントから廃棄シュートまで、充填機を通してウェブが横断する距離を決定するという点で、大きな柔軟性を生み出す。

【0017】

一実施形態によれば、本方法は、前のパッケージ又は後のパッケージに対するウェブセグメント位置の位置に基づいて、１つ又は複数のパッケージを排出するかどうかを決定することをさらに含む。上述したように、ウェブセグメント位置をより正確に把握することにより、１つのパッケージのみを廃棄すれば十分なのか、複数のパッケージを廃棄しなければならないかを決定することが可能になる。典型的には、このような判断は、廃棄イベントの種類、食品の種類、食品及びパッケージに対して許容されるものに関する様々な規則及び規制等のようないくつかの他の要因も考慮し、当業者であれば必要に応じて特定の状況に適合させることができる。

【0018】

一実施形態によれば、ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離だけ進んだことを決定することは、充填機のロータリーエンコーダから得られるデータに基づいて行われる。エンコーダは、充填機で一般的に使用されており、当業者にはよく知られている。エンコーダは、車軸がどれだけ回転したかに関する非常に正確な情報を提供することができ、したがって、充填機内でウェブがどれだけ移動したかを非常に正確に測定するために使用することができる。この一般的な技術をシステムの「頭脳」として利用することにより、一貫性のある信頼性の高い情報を得ることができ、また、エンコーダを使用する様々な既存の充填機への本発明の原理の統合を容易にする。

【0019】

一実施形態によれば、廃棄されるべき１つ又は複数の充填されたパッケージを特定することは、所定の距離に適用されるべき補正係数を決定することを含み、補正係数はエンコーダから得られたデータに基づいている。この補正係数により、廃棄イベントがいつ発生するかに応じて、どのパッケージを廃棄すべきかをより正確に決定することが可能になる。 このより正確な判断の結果、廃棄されるパッケージが少なくなり、生産において多くの経済的及び環境的な利点がもたらされる。

【0020】

第２の態様によれば、本発明は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理システムに関する。本システムは、メモリとプロセッサとを含む。メモリは、プロセッサによって実行されたときに、プロセッサに以下を含む方法を実行させる命令を含む：
・充填機の動作中に廃棄イベントを検出し、当該廃棄イベントは、充填機の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられる、
・廃棄されるべき１つ又は複数の充填済みパッケージを識別し、当該識別は、廃棄イベント検出ポイントから充填機の廃棄シュートまで包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、当該所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表される、
・ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離を進んだと判断することに応答して、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを、廃棄シュートを通して排出する。

【0021】

システムの利点は方法の利点に相当し、同様に変更させることができる。

【0022】

第３の態様によれば、本発明は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理のためのコンピュータプログラム製品に関する。このコンピュータプログラムは、プロセッサによって実行されたときに以下のステップを実行する命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を含む：
・充填機の動作中に廃棄イベントを検出し、当該廃棄イベントは、充填機の廃棄イベント検出ポイント及び包装材料の対応するウェブセグメント位置に関連付けられる、
・廃棄されるべき１つ又は複数の充填済みパッケージを識別し、当該識別は、廃棄物イベント検出ポイントから充填機の廃棄シュートまで包装材料が通過する経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、当該所定の距離は、標準化された長さ測定フォーマットで表される、
・ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離を進んだと判断することに応答して、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを、廃棄シュートを通して排出する。

【0023】

コンピュータプログラムは、方法の利点に相当し、同様に変更させることができる。

【0024】

本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載されている。本発明の他の特徴及び利点は、説明及び図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】一実施形態に係る充填機の概略図である。

【図2A】一実施形態による充填機のジョーシステム及び２つの異なる位置にある廃棄ゲートの概略図を示す。

【図2B】一実施形態による充填機のジョーシステム及び２つの異なる位置にある廃棄ゲートの概略図を示す。

【図3A】一実施形態による、どのパッケージが無駄になるかについてのデータを含むパッケージアレイの概略図である。

【図3B】一実施形態による、どのパッケージが無駄になるかについてのデータを含むパッケージアレイの概略図である。

【図3C】一実施形態による、どのパッケージが無駄になるかについてのデータを含むパッケージアレイの概略図である。

【図4】一実施形態によるパッケージ廃棄物管理のプロセスを示す。

【0026】

様々な図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

上述したように、本発明の様々な実施形態による目的は、充填機におけるパッケージ廃棄物管理のための方法及びシステムを提供することである。パッケージ単位レベルで動作するのではなく、システムは、ミリメートル又はセンチメートルなどの標準化された測定フォーマットで表された廃棄イベント検出点と廃棄シュートとの間の測定距離を使用する。そうすることにより、どのパッケージを廃棄する必要があるかをより正確に判断することが可能となり、充填機からの全体的な廃棄を減らすことができる。さらに、パッケージ単位ではなく、標準化された測定フォーマットで距離を使用することにより、充填機は、様々なタイプ及びサイズのパッケージを取り扱うためにより適応性が高くなり、充填機のセットアップ又は再構成時に必要なテストは、現在可能なものと比較して大幅に少なくなる。次に、システム構成要素及びそれらの相互作用について、実施例及び図面を参照して更に詳細に説明する。

【0028】

図１は、一実施形態による充填機１００の概略図である。図１に見られるように、充填機１００は、３つのモジュール１０２、１０４及び１０６を含む。第１のモジュール１０４は、食品で充填される包装材料１０８（本明細書では「ウェブ」とも呼ばれる）のロールを含む。ウェブは異なるモジュール１０２、１０４、１０６を通過し、そこで異なる方法（加熱、殺菌など）で処理され、ウェブによって形成された管に食品が充填される。充填機１００の最後のモジュール１０６には、個々のパッケージを形成するジョーシステム１１０ａ～ｂがある。

【0029】

ジョーシステム１１０ａ～ｂは、多くの方法で構成することができる。図示の実施形態では、ジョーシステム１１０ａ～ｂはチェーン駆動であり、これにより、１回の連続動作でパッケージを形成することが可能になる。図示の実施形態におけるジョーシステム１１０ａ～ｂは、１０個のリンクを含み、各リンクがパッケージを形成する。パッケージのサイズと容積によっては、ジョーシステム１１０ａ～ｂのリンクの数が少なくても多くてもよい。また、リンクは、典型的にはパッケージの繰り返し長さに応じて、異なる長さを有してもよい。リンクの数及びそのサイズに関係なく、ジョーシステム１１０ａ～ｂが１つのリンクを前進させると、１つのパッケージが製造される。

【0030】

個々のパッケージが形成された後、それらは図２Ａ及び図２Ｂに示す空気圧式廃棄ゲート２００上に排出される。図示された実施形態では、廃棄ゲート２００は、２つの可能な位置、図２Ａに示される生産位置及び図２Ｂに示される廃棄位置を有し、ジョーシステム１１０ａ～ｂの真下に位置するステンレス鋼板として具現化される。生産位置では、廃棄ゲート２００は、充填機１００のジョーシステム１１０ａ～ｂから出てくるパッケージを、次の処理ステップに運ぶ生産コンベヤ上に導く。廃棄位置では、廃棄ゲート２００は、充填機から排出されるパッケージを廃棄シュート内に導く。

【0031】

当業者であれば理解できるように、ジョーシステム１１０ａ～ｂをそのリンクとともに追跡することだけでなく、パケットが適切な場所で終わるように、また廃棄ゲート２００の切り替えが廃棄ゲート２００へのパッケージの到着の間にのみ発生するように、生産位置と廃棄位置の間で廃棄ゲート２００の切り替えのタイミングを計ることも重要である。典型的な生産設定では、毎秒３個から１２個のパッケージ、あるいはそれ以上のパッケージが生産されることも珍しくないため、廃棄ゲート２００の切り替えのタイミングは、パッケージが廃棄ゲートに到着するタイミングに対して非常に正確でなければならない。

【0032】

一実施形態では、この正確なタイミングを確保するために、ジョーシステム１１０ａ～ｂのサーボモータはエンコーダを使用する。エンコーダは、当業者にはよく知られており、車軸がどれだけ回転したかを測定するために使用され、したがって、ウェブが充填機内でどれだけ移動したかを非常に正確に測定するために使用され得る。エンコーダの位置は、「原点復帰（ｈｏｍｉｎｇ）」と呼ばれるプロセスで、ジョーシステムの機構と同期される。原点復帰は、基本的に、エンコーダが機構の特定の位置でゼロに調整される較正プロセスとして説明できる。これは、例えば、ジョーシステム１１０ａ～ｂのジョーの１つに配置されたステンレス鋼の「フラグ」を検出するセンサーを使用して実施できる。原点復帰が実行されると、動作中の任意の時点で、ジョーシステム１１０ａ～ｂの正確な位置を知ることができる。

【0033】

エンコーダは、１つのリンクが３６０エンコーダユニット（度）に相当するようにプログラムされている。つまり、ジョーシステムが３６０度移動すると、１つのパッケージサイクルが発生し、１つのパッケージが生産される。これは、パッケージの量が異なると、３６０度は移動したウェブのミリメートル単位で異なる距離を示すことを意味する。

【0034】

ジョーシステム１１０ａ～ｂ内のほとんどすべての機能はエンコーダと同期し、製造されるパッケージごとに繰り返される。例えば、封止パルスはエンコーダがｘ度を通過するときにトリガーされ、パッケージをシールすることができる。パッケージの印刷は、エンコーダがｙ度を通過したときにトリガーされてもよい。

【0035】

上述したように、廃棄位置と生産位置との間からの廃棄ゲート２００の移動は、パッケージが邪魔にならないときにのみ行われる可能性があり、そうでなければパッケージが詰まる可能性がある。これは、廃棄ゲート２００に到着する次のパッケージのために適切な位置にあるために廃棄ゲート２００が実際に移動する可能性がある間、すべてのリンクについてこれらの３６０度の小さなウィンドウ（ｗｉｎｄｏｗ）しかないことを意味する。これはまた、この「廃棄ゲート移動可能ウィンドウ（ｗａｓｔｅ ｇａｔｅ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｍｏｖｅ ｗｉｎｄｏｗ）」に入る前に、後続のパッケージが生産に向かうべきか廃棄に向かうべきかの決定がなされなければならないことを意味する。パッケージを廃棄するという決定がなされた場合、このパッケージを廃棄するという決定を修正することはもはや不可能であるため、パッケージはもはや充填機１００の内部にあるとはみなされない。

【0036】

この決定プロセスをさらに説明するために、「パッケージアレイ」の概念を導入する。パッケージアレイは、パッケージが充填機１００を通って移動するときに、すべてのパッケージに関するデータを追跡する目的で、多くの従来の充填機１００で使用されている。パッケージに関するあらゆるタイプのデータがパッケージアレイに保持されてもよいが、明確にするため、本議論では、パッケージが生産に向かうべきか廃棄に向かうべきかを示すデータにのみ関係する。図３Ａは、１０個のパッケージの長さを持つパッケージアレイの例を示しており、各パッケージは０から９までのインデックスで表され、インデックス８のパッケージは、例えば、パッケージは廃棄されるべきであるというデータ要素が含まれる。図３Ａは１０個のパッケージを表すパッケージアレイのみを示しているが、典型的な充填機(１００)では、体積が１０００ミリリットルから２０ミリリットルの範囲で、任意の時点で５０個から３００個のパッケージが存在する可能性があることに留意すべきである。

【0037】

カートンパッケージ包装機のような個別の単位を使用する機械では、パッケージがすでに個別単位であるため、パッケージを配列で表すことは比較的簡単である。しかし、充填機では、移動する連続的な包装材料のウェブを個別の単位を持つ配列に変換しなければならないので、これは困難である。したがって、パッケージアレイは、生産されるパッケージごとにシフトされ、アレイの位置０の情報は、廃棄ゲート２００に最も近いパッケージを反映することを意味する。充填機１００がパッケージを廃棄するかどうかの「決定点」に達すると、充填機１００はパッケージアレイの位置０の情報をチェックし、パッケージを廃棄すべきかどうかを確認する。決定がなされた後、アレイはシフトされ、（たとえ物理的にはまだ充填機内にあるとしても）パッケージ０はもはやアレイ内にない。

【0038】

この配置の１つの問題は、１つのパッケージが生産されるたびにパッケージアレイがシフトされることにある。しかし、廃棄イベントはどの時点でも発生する可能性があり、通常、エンコーダの位置やパッケージアレイのシフトとは同期していない。この問題をさらに説明するために、充填機１００が１時間当たり７２００個のパッケージを生産している次の例を検討する。これは１秒間に２個のパッケージがあることを意味する。パッケージの繰り返し長さを２００ｍｍの場合、ウェブは毎秒４００ｍｍの速度で移動していることになる。さらに、毎秒２個のパッケージが生産されるということは、パッケージアレイが５００ｍｓごとにシフトされることを意味する。また、このパッケージアレイのシフトは、エンコーダの１８０度で行われることが決定されていると仮定する。

【0039】

現在の解決策では、特定のイベントの位置は、充填機１００を手動でテストすることによって較正プロセス中に決定される。この種の較正プロセスには、多大な投資の手作業と時間が必要である。例えば、紙のスプライスが発生した場合、センサーがスプライスを検出すると、パッケージアレイの（例えば）位置５６に書き込むべきであり、パッケージ５６は継ぎ目を含むため、廃棄すべきであると手動で決定される。繰り返し長さが２００ｍｍの場合、５６個のパッケージは約１１２００ｍｍの包装材料を意味する。

【0040】

スプライスが検出されたときにエンコーダの位置が１７９度であった場合、スプライスの表示は、検出されたときに位置が１８１度であった場合（すなわち、アレイがちょうどシフトされようとしている場合、又はシフトされた直後の場合）と比較して、アレイ内の異なる位置になる。これは図３Ｂと３Ｃにそれぞれ示されている。図３Ｂは、エンコーダが１７９度の位置にある状況を示している。これは、端から７００.５ｍｍの位置にあるパッケージ３に廃棄イベントが追加されることを意味する。一方、図３Ｃは、エンコーダが１８１度、つまりアレイがシフトした直後の状態を示している。これは、端から８９９.５ｍｍに位置するシフトしたアレイのパッケージ３に、廃棄イベントが誤って追加されていることを意味する。このように、エンコーダに２度の差があると、包装材料にほぼ２００ｍｍの差が生じる。したがって、この不確実性に対応するために、２つのパッケージを廃棄する必要がある。

【0041】

この不確実性に対処するために、本発明の様々な実施形態に従って、廃棄イベントは、特定のパッケージ番号としてではなく、パッケージアレイがシフトされるジョーシステムの位置から、廃棄イベントが発生する可能性のある充填機１００内の様々な点までのミリメートル単位（又は他の標準化された長さ単位）の距離として表される。図４は、一実施形態によるパッケージ廃棄物管理のためのプロセス４００を示す。

【0042】

図４に見られるように、プロセスは、充填機１００の通常動作中に廃棄イベントを検出する（ステップ４０２）ことから始まる。廃棄イベントは、充填機１００内の廃棄イベント検出ポイント及びウェブセグメント上の対応する位置に関連付けられる。次に、プロセスは、廃棄されるべき１つ以上の充填済みパッケージを特定する（ステップ４０４）。図示の実施形態では、識別は、廃棄イベント検出ポイントから充填機の廃棄シュート２００までウェブによって横断される経路に沿った所定の距離に基づいて行われ、その距離は、ミリメートル又はセンチメートルなどの標準化された長さフォーマットで表される。

【0043】

いくつかの実施形態では、「シフト位置」に対するジョーシステム１１０ａ～ｂの位置も考慮される。例えば、廃棄イベントが発生すると、現在廃棄ゲートから７００ｍｍ離れているパッケージ（すなわち、廃棄イベントの位置から所定の距離）が、エンコーダが１８０の位置にある場合にのみ、廃棄ゲートから７００ｍｍ離れていると判定される。エンコーダの位置が１８０度より小さい場合は、ｘｍｍが所定の距離に追加され、エンコーダの位置が１８０度より大きい場合は、ｙｍｍだけ長さが短くなる。ここでも、図３Ｂと図３Ｃの例を用いて説明すると、エンコーダの位置が１８１度の場合、計算結果は、７００ｍｍ(３５９／３６０)×２００ｍｍ＝５００．５ｍｍとなる。これは、廃棄イベントがパッケージ３ではなくパッケージ２に書き込まれることを意味する。つまり、図３Ｃのシフトされた配列では、廃棄物イベントは３ではなくパッケージ２に書き込まれたことになり、配列がシフトされただけなので正しい。

【0044】

最後に、ウェブセグメント位置が所定の距離に等しい距離だけ進んだとき、充填機１００は、ウェブセグメント位置に形成された、又はウェブセグメント位置に近接して形成された１つ又は複数のパッケージを排出し（ステップ４０６）、これにより工程４００が終了する。このように、より正確な判定の結果、どのパッケージを廃棄すべきかをより確実に知ることができ、充填機１００からの無駄なパッケージの大幅な削減が達成され得る。さらに、充填機１００内の距離は、手動測定、充填機のＣＡＤ図面上の測定、又はその両方の組み合わせのいずれかによって予め決定されているので、新しい充填機（１００）の較正、又は異なるタイプのパッケージを製造するための既存の充填機（１００）の調整は、大幅に簡略化される。

【0045】

添付の特許請求の範囲に属する上記の実施例には多くの変形例があることに留意すべきである。本明細書に示した実施例では、０～３６０度の範囲で表されるエンコーダ位置を用いているが、ミリメートルやセンチメートルなどの任意の単位で表すこともできることに留意されたい。したがって、当業者であれば、多くの変形例が想定される。本明細書で開示するシステム及び方法は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はそれらの組み合わせとして実装され得る。ハードウェアの実装では、上記の説明で言及した機能ユニット又はコンポーネント間のタスクの分割は、必ずしも物理ユニットへの分割に対応しない。それどころか、１つの物理コンポーネントが複数の機能を実行してもよく、１つのタスクが複数の物理コンポーネントによって共同で実行してもよい。

【0046】

特定の構成要素又はすべての構成要素は、デジタル信号プロセッサ又はマイクロプロセッサによって実行されるソフトウェアとして実装されてもよく、ハードウェア又は特定用途向け集積回路として実装されてもよい。このようなソフトウェアは、コンピュータ記憶媒体（又は非一時的媒体）及び通信媒体（又は一時的媒体）からなるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体上で配布することができる。当業者にはよく知られているように、コンピュータ記憶媒体という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又は他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法又は技術で実装された、揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能な媒体の両方を含む。コンピュータ記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又は他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用され、コンピュータによってアクセスされ得る他の媒体が含まれるが、これらに限定されない。

【0047】

図中のフローチャート及びブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能性、及び動作を示している。これに関して、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つ又は複数の実行可能命令を構成する、モジュール、セグメント、又は命令の一部を表すことができる。いくつかの代替的な実装では、ブロックに示されている機能は、図に示されている順序とは異なる順序で実行される場合がある。例えば、連続して示されている２つのブロックは、実際には、実質的に同時に実行されてもよく、関係する機能に応じて、ブロックが逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック図及び／又はフローチャート図示の各ブロック、ならびにブロック図及び／又はフローチャート図示のブロックの組み合わせは、指定された機能又は行為を実行する、又は特別な目的のハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせを実行する、特別な目的のハードウェアベースのシステムによって実装されてもよい。

【0048】

当業者であれば、上述した実施形態を様々に変更しても、上述した実施形態に示した本発明の利点を利用できることが理解される。したがって、本発明は、示された実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。さらに、当業者には理解されるように、示された実施形態は組み合わせてもよい。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【国際調査報告】