JP2004059309A

JP2004059309A - 繋ぎ目検出装置

Info

Publication number: JP2004059309A
Application number: JP2002223976A
Authority: JP
Inventors: Yoshimori Takahashi; 高橋　吉守
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】本発明は、検出手段の温度特性に影響されることなく確実に繋ぎ目を検出することができる繋ぎ目検出装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】フィルムＦの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目部分を検出する繋ぎ目検出機構２であって、フィルムＦの厚みを検出する変位センサ２Ｄと、変位センサ２Ｄからの検出信号に基づいて求められるフィルムＦの厚みの変化量を所定時間毎に算出し、前記変化量が所定のしきい値よりも大きいか否かによって前記繋ぎ目部分を検出する制御手段と、を備えてなる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルムの繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナイロンや低密度ポリエチレン等の積層体からなるフィルムをシールすることによって、包装袋を自動的に製造するものがある。例えば、特開平８−４８３０１号公報で開示されているように、送りローラ等の送出手段によってフィルム原反から連続移送される長尺状のフィルム一枚を二つ折りにして重ね合せるか、または二枚を重ね合せ、その重なり合った両側縁部を縦シールして縦シール部を形成するとともに、重ね合せたフィルムを横シールして底部となる横シール部を形成し、前記フィルムの移送方向に対して前記横シール部から後方となる開放筒上部に内容物を所定量充填した後、一定間隔にて再び横シールして横シール部を形成することにより、連続的な密閉包装袋（連続包装袋）を形成し、刃体を有する切断機構によってフィルムに形成された横シール部の略中央箇所を切断することによって包装袋を製造する包装装置がある。
【０００３】
これらの包装装置に供給されるフィルム原反のフィルムがなくなると、新しいフィルム原反が包装装置に供給され、前のフィルム原反のフィルムと新しいフィルム原反のフィルムとが熱シールされたり接着テープ等の接着部材によって繋ぎ合わされ、それが引き続き送られる。また、フィルム原反は、複数のフィルムを繋ぎ合わせて巻回されたものが一般的である。そのため、包装装置は、これらの繋ぎ目を有するフィルムが連続的に供給され、これらを加工する必要がある。
【０００４】
また、フィルムの移送経路において、フィルムの繋ぎ目が送られる毎に、内容物の充填を停止したり、繋ぎ目部分を製造ラインから排出したりするなど、繋ぎ目に対処する必要があるのは周知のとおりである。
【０００５】
また、これにともなって、通常のフィルムの厚みとフィルムの重ね合わせや接着テープ等によって分厚いフィルムの繋ぎ目部分の厚みとの違いを利用して繋ぎ目検出するものがあった。例えば、厚みセンサからなる検出手段を用いてフィルムの厚みを算出し、この値が、所定のしきい値より大きい箇所を繋ぎ目として検出したり、特開平２００２−１７９３０７号公報に開示するような、触針と圧電素子との組み合わせによってなる検出手段を用いて、フィルムの凹凸箇所を繋ぎ目として検出するものがあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、検出対象であるフィルムの厚みや接着テープの厚みが非常に薄いため、微少な変化を検出するための検出手段の位置調節が困難であった。また、検出手段の温度特性（温度ドリフト）によって検出信号の出力値が変化するため、装置の温度環境等によってフィルムの繋ぎ目を検出できないことがあり、温度環境に合わせて検出処理する必要があるなど問題となっていた。
【０００７】
そこで、本発明は上述した問題について着目してなされたものであり、検出手段の温度特性に影響されることなく確実に繋ぎ目を検出することができる繋ぎ目検出装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による繋ぎ目検出装置は、請求項１に記載したように、フィルムの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置であって、前記フィルムの厚みを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号の変化量、もしくは前記検出手段に基づいて求められるフィルムの厚みの変化量を所定時間毎に算出し、前記変化量が所定のしきい値よりも大きいか否かによって前記繋ぎ目を検出する制御手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載したように、請求項１に記載の繋ぎ目検出装置において、前記制御手段は、前記検出信号、もしくはフィルムの厚みの最小値と最大値との差を変化量として算出してなることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載したように、請求項１または請求項２に記載の繋ぎ目検出装置において、前記フィルムの移送経路において、前記フィルムに接するように設けられる板部材と、前記板部材と前記フィルムを介して対向するとともに、前記フィルムに接しながら回転し前記フィルムの厚みに応じて軸移動するローラと、を備え、前記検出手段は、前記ローラの軸移動に応じた前記検出信号を出力することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明による繋ぎ目検出装置は、請求項４に記載したように、フィルムの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置であって、前記フィルムの厚みを検出する検出手段と、前記検出手段からの前記検出信号の平均値を算出するとともに、前記検出信号と前記平均値とを比較することによって前記繋ぎ目を検出する制御手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明するが、本発明を充填包装機に適用したものを例に挙げる。
【００１３】
図１において、充填包装機の全体構造を説明すると、フィルム供給機構１と、繋ぎ目検出機構（繋ぎ目検出装置）２と、フィルム案内機構３と、フィルム折返し機構４と、縦シール機構５と、横シール機構６と、充填機構７と、切断機構８とが図示しない機台にそれぞれ備えられている。
【００１４】
フィルム供給機構１は、ナイロンと低密度ポリエチレンとの積層体からなるフィルムＦがロール状に巻回されたフィルム原反Ｒを備え、それぞれフィルム原反Ｒが軸部１Ａに着脱交換可能に回転軸支されている。また、この場合、フィルム原反Ｒは複数のフィルムＦが接着テープにて繋ぎ合わされてなる繋ぎ目を有して巻回されている。
【００１５】
繋ぎ目検出機構２は、フィルム供給機構１からフィルム折り返し機構４までの間のフィルムＦの移送経路において前記繋ぎ目を検出するために設けられる。また、繋ぎ目検出機構２は、フィルムＦの厚みを検出する厚みセンサを備え、接着テープ分の厚み変化を検出することによって、フィルムＦに形成された繋ぎ目部分が繋ぎ目検出機構２を通過したか否かを検出するものである。
【００１６】
フィルム案内機構３は、フィルム供給機構１の軸部１Ａに回転軸支されるフィルム原反Ｒから供給されるフィルムＦを繋ぎ目検出機構２へ移送案内するとともに、フィルム折返し機構４まで移送案内するための回転可能なローラが複数設けられて構成される。
【００１７】
フィルム折返し機構４は、品種毎の包装形態に応じて位置調節可能な折返しガイド４Ａによって、フィルム案内機構３から供給されるフィルムＦを長手方向に沿って２つ折りにするものである。また、フィルム折り返し機構４は、少なくとも後で詳述する縦、横シール機構５，６と、充填機構７とからなる包装機構へ２つ折り状態のフィルムＦを供給する。
【００１８】
縦シール機構５は、サーボモータからなる駆動手段Ｍ１を駆動源として回転可能に設けられフィルムＦを挟んで対向する一対の縦ヒートシールロール５Ａによって、２つ折りにされたフィルムＦの両縁部を、繰り出しながら縦方向に熱シールしてなる縦シール部ＦＳを形成するものである。なお、縦シール機構５は、両縦ヒートシールロール５Ａ内部に図示しない電気ヒータが内蔵されている。また、縦シール機構５は、フィルムＦをフィルム原反Ｒから引き出して供給するための送出手段として兼用されるものであり、生産条件に応じた所定の回転速度にて縦ヒートシールロール５Ａを回転させてフィルムＦを横シール機構６以降へ供給するものである。
【００１９】
横シール機構６は、サーボモータからなる駆動手段Ｍ２を駆動源として回転可能に設けられ、縦シール機構５によって縦シール部ＦＢが形成されたフィルムＦを挟み、対向する一対の横ヒートシールロール６ＡによってフィルムＦを横方向に熱シールして、包装袋Ｐの底部、すなわち横シール部ＦＢを形成するものである。なお、横シール機構６は、両横ヒートシールロール６Ａ内部に、縦シール機構５と同様な図示しない電気ヒータが内蔵されている。
【００２０】
充填機構７は、ポンプからなる供給手段（図示しない）によって送り出される例えば胡麻や肉片等の固形物を含む調味料やスープからなる内容物Ｗを、ノズルＮを介して、縦シール部ＦＳ及び横シール部ＦＢによって有底筒状に形成された連続するフィルムＦ内に充填するものである。また、この内容物Ｗを含むフィルムＦの袋口部は、更に送られて再び横シール機構６によって横方向に横シールされて封止状態となる。
【００２１】
切断機構８は、図示しない対向する一対の刃体によって、上下方向に連包状態のフィルムＦの横シール部ＦＢの略中央部を切り離し切断し、内容物Ｗを収納した個々の包装袋Ｐを得るものである。
【００２２】
次に、本発明の主要部となる繋ぎ目検出機構２について図２を用いて説明する。
【００２３】
繋ぎ目検出機構２は、充填包装機の機台２Ａに支持された、プレート（板部材）２Ｂ、検出ローラ２Ｃ、変位センサ（検出手段）２Ｄとから主に構成される。
【００２４】
プレート２Ｂは、機台に回転可能に軸支された２つの案内ロール３Ｅ間に設けられる平板状のものである。また、プレート２Ｂは、各案内ローラ２Ｅの配設位置によって定まるフィルムＦの移送経路に対して一方の面が沿うようにして機台２Ａに支持されるものである。したがって、フィルムＦは、プレート２Ｂの前記一方の面に接しながら移送される。
【００２５】
検出ローラ２Ｃは、プレート２Ｂの前記一方の面にフィルムＦを介して対向するようにして、アーム２Ｆの一方側に回転可能に軸支されて設けられる。なお、アーム２Ｆの他方側は、機台２Ａに軸支されており、検出ローラ２Ｃとともに移動可能にしてある。この場合、検出ローラ２Ｃは、プレート２Ｂと検出ローラ２ＣとがフィルムＦを挟み込むように、検出ローラ２Ｃ及びアーム２Ｆの自重によって、プレート２Ｂ側に倒れ込むようにしてある。すなわち、検出ローラ２Ｃは、フィルムＦの移送にともなって回転可能に設けられるとともに、フィルムＦの厚みの変化によって移動可能（軸移動可能）にして設けられている。
【００２６】
変位センサ２Ｄは、機台２Ａに固定支持された渦電流式の検出手段であり、検出ローラ２Ｃまでの距離に対応した大きさの電圧値または電流値を検出信号として出力するものである。したがって、変位センサ２Ｄは、移動可能に設けられた検出ローラ２Ｃの移動距離、すなわちフィルムＦの厚みに応じた検出信号を出力することができる。
【００２７】
次に、繋ぎ目検出機構２における電気的な構成を図３を用いて説明する。
【００２８】
変位センサ２Ｄは、前述したように渦電流式の検出手段であり、移送されるフィルムＦの厚みに応じた検出信号を後述する制御手段に出力する。
【００２９】
設定手段Ｋ１は、フィルムＦの種類や厚さ等の品種毎の包装形態に応じた各種生産条件を設定入力することができるタッチパネルからなる。ここで設定入力される前記生産条件は、縦シール機構５によるフィルムＦの基準移送速度値や内容物Ｗの充填速度値，包装袋Ｐの形状や内容物Ｗの内容量等の品種毎の包装形態に応じた各種設定値である。また、設定手段Ｋ１は、前記各種設定値を後述する制御手段に出力する。
【００３０】
制御手段Ｋ２は、例えばマイクロコンピュータからなるもので、処理動作のプログラムが記憶されたＲＯＭや演算値を一時的に記憶するＲＡＭ，前記プログラムを実行するためのＣＰＵ及び変位センサや設定手段Ｋ１，後述する各手段や前述した駆動系を有する各機構（図示しない）などと電気的な接続関係をなすためのＩ／Ｏインターフェイス、時間を計測するための内部タイマ等を有するものである。なお、この場合、制御手段Ｋ２は、充填包装機全体を電気制御する制御手段と兼用するものであるが、前記した以外の機構を制御する制御手段と別体に設けるものであってもよい。
【００３１】
供給手段Ｋ３は、充填機構７のポンプからなり、横シールタイミングや設定手段Ｋ１で設定されたフィルムＦの基準移送速度値に応じて算出された充填タイミングを制御信号として制御手段Ｋ２から入力し、この制御信号に基づいて、縦シール部ＦＳが形成された筒状のフィルムＦ内に内容物Ｗを充填させるものである
【００３２】
切断手段Ｋ４は、切断機構８の駆動源となるモータからなり、横シールタイミングや設定手段Ｋ１で設定されたフィルムＦの基準移送速度値に応じて算出された切断タイミングを制御信号として制御手段Ｋ２から入力し、この制御信号に基づいて、上下方向に連包状態のフィルムＦの横シール部ＦＢの略中央部を切り離し切断させるものである。
【００３３】
表示手段Ｋ５は、液晶表示モニタからなり、設定手段Ｋ１による設定状態やエラーメッセージ等の種種の情報を表示するものである。また、表示手段Ｋ５は、タッチパネルからなる設定手段Ｋ１と兼用してなるものであってもよい。
【００３４】
以上の構成により、フィルムＦに形成された繋ぎ目部分の厚み変化を検出することができる。また、繋ぎ目が検出された際には、前記繋ぎ目部分前後のフィルムＦに対して充填，及び切断作業をせずにフィルムＦの移送を行うことができる。したがって、繋ぎ目部分から内容物Ｗが漏れることがなくなる。
【００３５】
次に、制御手段Ｋ２の繋ぎ目部分の判定処理について図４，５を用いて説明する。
【００３６】
制御手段Ｋ２は、後述する最大値，最小値，所定時間など、一時的に記憶される値を初期化する（ステップＳ０）。そして、制御手段Ｋ２は、変位センサ２Ｄからの検出信号を入力し（ステップＳ１）、前記検出信号に基づいてフィルムＦの厚みを算出する（ステップＳ２）。
【００３７】
次に制御手段Ｋ２は、ステップＳ２に求められたフィルムＦの厚みが、最大値，もしくは最小値であるか判定し、何れかである場合は、その値（最大値，もしくは最小値）を更新して記憶する（ステップＳ３）。
【００３８】
次に、制御手段Ｋ２は、ステップＳ０が処理されてから所定時間経過したか否かを判定し（ステップＳ４）、所定時間経過するまでステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返す。ステップＳ４にて、所定時間経過した場合は、最大値と最小値との差を変化量として算出し（ステップＳ５）、その変化量が所定のしきい値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６）。なお、前記所定のしきい値は、設定手段Ｋ１によって予め設定されるもので、フィルムＦにおける繋ぎ目部分と他の部分との厚みの差を考慮して得られる値である。
【００３９】
また、制御手段Ｋ２は、ステップＳ６にて前記所定のしきい値以上であれば、フィルムＦの繋ぎ目部分が繋ぎ目検出機構２を通過したものして、設定手段Ｋ１にて設定されたフィルムＦの基準移送速度値と、繋ぎ目検出機構２から充填機構７までのフィルムＦの移送経路の距離や繋ぎ目検出機構２から切断機構８までのフィルムＦの移送経路の距離とによって、繋ぎ目部分が充填機構７及び切断機構８を通過するタイミングを算出し、このタイミングに充填及び切断処理をしないように各機構７，８の供給手段Ｋ３や切断手段Ｋ４に制御信号を出力する（ステップＳ７）。また、この時、制御手段２Ｋは、表示手段Ｋ５によって繋ぎ目部分を検出したことを表示させることで、作業者に対して繋ぎ目部分が包装袋Ｐの製造ラインに流れたことを報知することができる。
【００４０】
以上のステップＳ０〜ステップＳ７の処置を繰り返すことによって、所定時間毎の最大値，及び最小値の差に基づいて、フィルムＦの繋ぎ目部分を検出することができる。例えば、図５に示すような変位センサ２Ｄからの検出信号に基づくフィルムＦの厚さＬを入力した際において、制御手段Ｋ２は、所定時間Ｔ毎に変化量Ｘを算出し、特に大きな変化を有する箇所を繋ぎ目部分として検出することができる。
【００４１】
かかる構成により、本発明は、フィルムＦの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目部分を検出する繋ぎ目検出機構２であって、フィルムＦの厚みを検出する変位センサ２Ｄと、変位センサ２Ｄからの検出信号に基づいて求められるフィルムＦの厚みの変化量Ｘを所定時間Ｔ毎に算出し、前記変化量Ｘが所定のしきい値よりも大きいか否かによって前記繋ぎ目部分を検出する制御手段Ｋ２と、を備えてなることによって、従来のようにフィルムの厚みを所定のしきい値と比較判断するものと比べ、検出手段となる変位センサ２Ｂの温度特性に影響されることなく確実に繋ぎ目部分を検出することができる繋ぎ目検出機構２を提供できる。また、移送されるフィルムＦの厚みが微妙に変わってしまう場合、または、段取り替えにより厚みの違うフィルムＦを移送する場合であっても、変位センサ２Ｂの位置，またはしきい値を調整することなく、繋ぎ目を検出することができる。
【００４２】
また、制御手段Ｋ２は、前記検出信号、もしくはフィルムＦの厚みの最小値と最大値との差を変化量Ｘとして算出してなることによって、この変化量Ｘに基づいて繋ぎ目部分を判定することによって、変位センサからなる検出手段の温度ドリフト等による緩やかな検出信号の値変化に影響されることなく、確実に繋ぎ目部分を検出することができる繋ぎ目検出機構２を提供できる。
【００４３】
また、フィルムＦの移送経路において、フィルムＦに接するように設けられるプレート２Ｂと、プレート２ＢとフィルムＦを介して対向するとともに、フィルムＦに接しながら回転しフィルムＦの厚みに応じて軸移動する検出ローラ２Ｃと、を備え、変位センサ２Ｄは、検出ローラ２Ｃの軸移動に応じた検出信号を出力することによって、移送されるフィルムＦに対して、微少な厚みの変化を検出することができる構造となり、確実に繋ぎ目部分を検出することができる繋ぎ目検出機構２となる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態において、最大値，もしくは最小値を更新して、所定時間毎の変化量の差を比較するものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、検出手段となる変位センサからの検出信号の平均値を算出するとともに、前記検出信号と前記平均値とを比較することによって繋ぎ目部分を検出するようにしてもよく、上述の実施の形態と同様に、変位センサの温度ドリフト等による緩やかな検出信号の値変化に影響されることなく、確実に繋ぎ目部分を検出することができる繋ぎ目検出機構を提供できる。
【００４５】
また、上述した実施の形態では、変位センサ２Ｄによって検出手段を構成するものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、光電センサを用いて距離計測することによって、フィルムの厚み変化を監視することもできる。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、変位センサ２Ｄからの検出信号に基づいて求められるフィルムの厚みの変化量を所定時間毎に算出し、前記変化量が所定のしきい値よりも大きいか否かによって繋ぎ目部分を検出するものを示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記検出信号をフィルムの厚みに算出せずそのまま演算することによって変化量を算出し、この変化量を所定のしきい値と比較して繋ぎ目部分を検出するものであってもよく上述に実施の形態と同様な効果が得られる。なお、この場合、繋ぎ目部分と他の部分との厚さの変化量に応じた検出信号（電圧値，または電流値）の変化量が所定のしきい値として予め設定される。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、フィルムの繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置に関し、検出手段の温度特性に影響されることなく確実に繋ぎ目を検出することができる繋ぎ目検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体平面図。
【図２】本発明の実施の形態による繋ぎ目検出機構２を示す平面図。
【図３】本発明の実施の形態による制御手段の電気的構成を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態による制御手段の処理方法を示す流れ図。
【図５】本発明の実施の形態による算出されたフィルムの厚み変化の一例を示す図。
【符号の説明】
２Ｂ　プレート（板状部材）
２Ｃ　検出ローラ（ローラ）
２Ｄ　変位センサ（検出手段）
Ｋ２　制御手段
Ｆ　　フィルム
Ｐ　　包装袋

Claims

フィルムの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置であって、前記フィルムの厚みを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号の変化量、もしくは前記検出手段に基づいて求められるフィルムの厚みの変化量を所定時間毎に算出し、前記変化量が所定のしきい値よりも大きいか否かによって前記繋ぎ目を検出する制御手段と、を備えてなることを特徴とする繋ぎ目検出装置。
前記制御手段は、前記検出信号、もしくはフィルムの厚みの最小値と最大値との差を変化量として算出してなることを特徴とする請求項１に記載の繋ぎ目検出装置。
前記フィルムの移送経路において、前記フィルムに接するように設けられる板部材と、前記板部材と前記フィルムを介して対向するとともに、前記フィルムに接しながら回転し前記フィルムの厚みに応じて軸移動するローラと、を備え、前記検出手段は、前記ローラの軸移動に応じた前記検出信号を出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の繋ぎ目検出装置。
フィルムの移送経路において、２つのフィルムが接続されてなる繋ぎ目を検出する繋ぎ目検出装置であって、前記フィルムの厚みを検出する検出手段と、前記検出手段からの検出信号の平均値を算出するとともに、前記検出信号と前記平均値とを比較することによって前記繋ぎ目を検出する制御手段と、を備えてなることを特徴とする繋ぎ目検出装置。