JP2021160146A - 製袋機、製袋機の制御方法、および袋の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係る製袋機について、各図を参照して説明する。なお、以下に示す各図は、模式的に示した図であり、各部の大きさ、形状、厚さ、隙間、装飾などは理解を容易にするため適宜誇張、単純化などしている。また説明に直接的に関係しない構成などについては適宜省略している。なお、以下の各図において、同一部分には同一の符号を付しており、一部詳細な説明を省略する場合がある。
は、適宜変更することができる。
本明細書において、シート、フィルム等の言葉を使用しているが、これらは一般的な使い方として、シートの方がフィルムより厚いものとして使用されており、本明細書でもそれに倣って使用している。しかし、このような使い分けには、技術的な意味は無いので、これらの文言は適宜置き換えても、本発明の本質も特許請求の範囲の解釈も不変である。
図1は、本発明の実施形態に係る製袋機10の全体的構成の概要を示す斜視図である。
製袋機10は長尺の製袋用フィルム(またはシート)(以下、長尺製袋用フィルム1)を間欠的に搬送する搬送装置11を備えている。搬送装置11は長尺製袋用フィルム1がロール状に巻き取られた原反ロール2を巻戻してその長手方向に搬送するものである。図1において原反ロール2が2か所示されている様に、製袋機10および搬送装置11において、長尺製袋用フィルム1は2枚が重ねられており、それが熱シール(縦シールおよび横シール)による熱シールなどされながら、図1においては右から左方向に間欠搬送される。
本説明においては、製袋機10および搬送装置11における搬送方向に注目し、原反ロール2方(図1における右方)を後方あるいは上流と呼称し、原反ロール2とは反対方(後述する切断ユニット29方、図1における左方)を前方あるいは下流と呼称する。すなわち、長尺製袋用フィルム1は、原反ロール2から切断ユニット29に向かう方向に、後方から前方に、上流から下流に搬送される。
ところで上述の通り、製袋機10の搬送装置11内においては、主に長尺製袋用フィルム1の伸縮に起因して、厳密には印刷ピッチは一定ではない。前方マークセンサー32を搬送停止のトリガーとして用いている理由は、製袋機10において最も加工の位置ずれに対する悪影響が大きいのは切断工程であるため、切断ユニット29の近くに設置されている前方マークセンサー32のトリガーで搬送停止することにより、切断位置の位置ずれを少なくするためである。
また、製袋機10において搬送装置11に供給される原反ロール2が1つのみの場合であっても、原反ロール2の下流かつ各加工ユニットの内の最上流に縦切断ユニットが存在する形態においては、原反ロール2から供給される1本の長尺製袋用フィルム1を該縦切断ユニットにより幅方向に例えば2本に分割し、その2本となった長尺製袋用フィルム1を重ね合わせることにより、本製袋機10の加工対象となる2枚の重ねられた長尺製袋用フィルム1としてもよい。
そして搬送装置11は、一定の印刷ピッチPで少なくとも基準マーク3が印刷された長尺製袋用フィルム1を間欠的に搬送するものである。
複数の加工ユニット(縦シールユニット21、横シールユニット24、25、26など)は、長尺製袋用フィルム1の搬送経路に搬送方向前方および後方に変位可能に配置され、長尺製袋用フィルム1が停止しているときに長尺製袋用フィルム1に所定の加工を施すものである。
複数の加工ユニット駆動装置(34、35、36)は、複数の加工ユニットを、各指示された目標位置に個別に変位させるものである。
前方マークセンサー32は、切断ユニット29の搬送方向後方に配置され、基準マーク3を検出することにより長尺製袋用フィルム1の停止位置を決定するものである。
後方マークセンサー33は、長尺製袋用フィルム1が前段の停止位置から上記印刷ピッチPに相当する距離搬送されるまでの間において基準マーク3を検出可能な位置、かつ複数の加工ユニット(21、24、25、26など)のうち最後方の加工ユニットより搬送方向後方の位置に配置されたものである。
加工ユニット変位制御手段(加工ユニット変位制御装置31)は、上記前段の停止位置から後方マークセンサー33が基準マーク3を検出するまでの搬送量を基準マークセンサーオフセット距離として記憶し、所定周期搬送した前後において記憶された上記基準マークセンサーオフセット距離の差から、長尺製袋用フィルム1の装置内伸縮量を算出し、該装置内伸縮量に基づいて複数の加工ユニット(21、24、25、26など)の目標位置を個別に算出し、該目標位置に変位する様に複数の加工ユニット駆動装置(34、35、36など)を個別に変位制御するものである。
加工ユニット変位制御装置31による各加工ユニット駆動装置(34、35、36)の制御、すなわち横シールユニット(24、25、26)の変位制御は、具体的には以下の様に行われる。
本発明に係る製袋機10は前方マークセンサー32検出信号に基づき間欠動作を行うものである。実際には前方マークセンサー32が基準マーク3を検出してもタイムラグや搬送装置11の慣性等により即座に間欠動作における停止状態することは困難であるが、本説明においては説明を簡略化するために、前方マークセンサー32の検出と同時に間欠動作における停止状態となるものとする。基準マーク3を検出した位置から実際に停止するまでの距離は、生産の進行中においては一定と考えられるため、上記の通り簡略化しても問題ない。また同様に説明を簡略化するために、製袋機10が有する複数の加工ユニットすなわち変位制御の対象として横シールユニット(24、25、26)のみを示して説明している。
この様に前方マークセンサー32および後方マークセンサー33の検出対象が絵柄模様の一部である場合には、検出対象である絵柄模様の一部が実質的に本発明における基準マーク3と同様の役目を果たすため、検出対象である絵柄模様の一部が基準マーク3であるものとして、本発明を適用するものとする。
すなわち、加工ユニット変位制御装置31(加工ユニット変位制御手段)はさらに、製造開始前に各横シールユニット(24、25、26)(複数の加工ユニット)を各位置にプリセットするプリセット手段を有し、加工ユニット変位制御装置31(加工ユニット変位制御手段)は、生産品目およびその生産品目が進行した際における各横シールユニット(24、25、26)の各位置を記憶する機能を有している。そしてプリセット手段は、過去に同一生産品目を進行した際に記憶した各横シールユニット(24、25、26)の各位置を各プリセット位置とし、該各プリセット位置に変位する様に各(複数の)加工ユニット駆動装置(34、35、36)を個別に変位制御するものであることが好ましい。
その理由として、製袋機10の最上流にセットされる長尺製袋用フィルム1がロール状に巻き取られた原反ロール2において、その外周(巻き外)付近と比較して、その中心(巻き芯)付近は相対的に長尺製袋用フィルム1が伸びる様に微細に変形している場合が多い。そのため、巻き外付近と巻き芯付近とでは長尺製袋用フィルム1の印刷ピッチP(すなわち基準マーク3の間隔)がわずかに異なっている。前回の良品生産開始時の長尺製袋用フィルム1および今回の良品生産開始時の長尺製袋用フィルム1は、通常はいずれも巻き外付近の長尺製袋用フィルム1であるため、印刷ピッチに関し、設計データを適用するよりも実際に即している場合が多いことが理由として考えられる。
上述の通り、間欠動作の停止状態においては、前方マークセンサー32の検出位置には、基準マーク3の前方側の輪郭が位置している。
ここで基準マークセンサーオフセット距離Xは以下の様に把握することができる。図2は、製袋機10において間欠搬送される長尺製袋用フィルム1の様子を示している。図2(a)は、良品の生産開始時における間欠動作の停止状態を示している。上記基準マークセンサーオフセット距離Xは図2(a)に図示された部分の距離となるが、図2(a)の時点では加工ユニット変位制御装置31は基準マークセンサーオフセット距離Xを把握していない。
ここで、良品の生産開始時における基準マークセンサーオフセット距離Xを開始時基準マークセンサーオフセット距離Xsとする。
この様に良品の生産開始時(測定開始時)における基準マークセンサーオフセット距離X、すなわち開始時基準マークセンサーオフセット距離Xsを求めることができ、開始時基準マークセンサーオフセット距離Xsは加工ユニット変位制御装置31(加工ユニット変位制御手段)に記憶される。
測定開始時すなわち図2(a)および図2(b)における印刷ピッチPをPsとして、測定終了時すなわち図2(c)および図2(d)における印刷ピッチPをPeとして示している。
換言すれば、長尺製袋用フィルム1における切断ユニット29から後方マークセンサー基準マーク3bまでの距離について、測定開始時に対する測定終了時の増減、すなわち伸縮量を装置内伸縮量と呼称すると、該装置内伸縮量は「Xe−Xs」で表すことができる。
長尺製袋用フィルム1の伸縮について、伸縮の原因を鑑みると局部的な伸縮は考え難く、長尺製袋用フィルム1が全体として大きなトレンドで伸縮するものと考えられる。そのため長尺製袋用フィルム1は、切断ユニット29から後方マークセンサー基準マーク3bまで均等に伸縮しているものと考えて差し支えない。そのため本発明においては、装置内伸縮量(Xe−Xs)について、図2(a)の状態すなわち測定開始時における、切断ユニット29から後方マークセンサー基準マーク3bまでの距離(DS+Xs)に対する切断ユニット29から各横シールユニット(24、25、26)までの距離(DH1s、DH2s、DH3s)の割合に基づいて比例配分している。
ΔDH1=(Xe−Xs)×DH1s/(DS+Xs)
ΔDH2=(Xe−Xs)×DH2s/(DS+Xs)
ΔDH3=(Xe−Xs)×DH3s/(DS+Xs)
反対に、(Xe−Xs)が負の場合にはΔDH1、ΔDH2、ΔDH3も各負の値となるが、負の場合には長尺製袋用フィルム1は測定開始時に比べ縮んでいることとなるため、左側に各距離ΔDH1、ΔDH2、ΔDH3だけ変位される。
DH1e=DH1s+ΔDH1
DH2e=DH2s+ΔDH2
DH3e=DH3s+ΔDH3
搬送装置11における間欠搬送において、搬送動作開始時から次の搬送動作開始時までを1周期とすると、以降の変位制御は以下の様にすればよい。良品の生産開始時(測定開始時)における開始時基準マークセンサーオフセット距離Xsを維持したまま、所定周期ごとに上記と同様の方法で終了時基準マークセンサーオフセット距離Xeを把握、更新する。そして更新した終了時基準マークセンサーオフセット距離Xeを上記式に適用し、変位制御の目標位置であるDH1e、DH2e、DH3eを各算出、更新し、各横シールユニット(24、25、26)を変位させる。このような変位制御を所定周期ごとに繰り返せばよい。
本発明の上記変位制御方法に使用している基準マーク3を検出するためのセンサーは、前方マークセンサー32、および後方マークセンサー33の2つのみである。そのため、例えば各加工ユニットの直前に各マーク読み取りセンサーを配置する様な変位制御方法に比べ、マーク読み取りセンサーを配置するスペースを節約することができ、各加工ユニット間の距離を短くすることができる。そのため、製袋機10のライン長を短くすることができ、その設置面積を少ないものとすることができる。これは製袋機に係る固定費の低減および生産立ち上げ時の製品ロス低減につながる。
さらに本発明の制御方法は、好ましくは12〜60周期ごとに変位制御されるものである。そのため、長尺製袋用フィルム1の実際の伸縮量から鑑みて、各加工ユニット(21、24、25、26など)における加工位置の各位置ずれが各許容範囲から外れることは考え難く、また各駆動部への動作負荷を小さくすることができるため、駆動部の耐久性を向上させることができる。
以上、本発明に係る製袋機10、および製袋機10の制御方法について説明した。次に、本発明に係る製袋機10およびその制御方法を用いて製造される袋の製造方法について説明する。
袋の製造方法は、製袋機10およびその制御方法を用いて製造される袋8の製造方法であって、2以上が重ねて搬送される長尺製袋用フィルム1に対し、複数の横シールユニット(24、25、26)により複数回横シールのための加熱処理を行うことにより横シールを完了させる横シール工程と、該横シール工程より後において、長尺製袋用フィルム1を切断ユニット29により切断し個片状態の袋8とする切断工程とを少なくとも有する。
上記本発明に係る袋8の製造方法によれば、本発明に係る製袋機10、および製袋機10の制御方法において上記説明した各効果をそのまま得つつ、袋8を製造することができる。
2 原反ロール
3 基準マーク
3b 後方マークセンサー基準マーク
5 切断線
8 袋
10 製袋機
11 搬送装置
12 搬送制御装置
13 ニップロール
14 エンコーダー
24、25、26 横シールユニット
29 切断ユニット
31 加工ユニット変位制御装置
32 前方マークセンサー
33 後方マークセンサー
34、35、36、39 加工ユニット駆動装置
P 印刷ピッチ
X 基準マークセンサーオフセット距離
Xs 開始時基準マークセンサーオフセット距離
Xe 終了時基準マークセンサーオフセット距離
Claims (6)
- 一定の印刷ピッチで少なくとも基準マークが印刷された長尺製袋用フィルムを間欠的に搬送する搬送装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路に搬送方向前方および後方に変位可能に配置され、前記長尺製袋用フィルムが停止しているときに前記長尺製袋用フィルムに所定の加工を施す複数の加工ユニットと、
前記複数の加工ユニットを、各目標位置に個別に変位させる複数の加工ユニット駆動装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路の最前方に配置され、前記長尺製袋用フィルムを切断し個片状態とする切断ユニットと、
前記切断ユニットの搬送方向後方に配置され、前記基準マークを検出することにより前記長尺製袋用フィルムの停止位置を決定する前方マークセンサーと、
前記長尺製袋用フィルムが前段の停止位置から前記印刷ピッチに相当する距離搬送されるまでの間において前記基準マークを検出可能な位置、かつ前記複数の加工ユニットのうち最後方の加工ユニットより搬送方向後方の位置に配置された後方マークセンサーと、
前記前段の停止位置から前記後方マークセンサーが前記基準マークを検出するまでの搬送量を基準マークセンサーオフセット距離として記憶し、所定周期搬送した前後において記憶された前記基準マークセンサーオフセット距離の差から、前記長尺製袋用フィルムの装置内伸縮量を算出し、前記装置内伸縮量に基づいて前記複数の加工ユニットの目標位置を個別に算出し、前記目標位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する加工ユニット変位制御手段と、を備えた製袋機。 - 前記加工ユニット変位制御手段はさらに、製造開始前に前記複数の加工ユニットを各位置にプリセットするプリセット手段を有し、
前記加工ユニット変位制御手段は、生産品目および前記生産品目が進行した際における前記複数の加工ユニットの各位置を記憶する機能を有し、
前記プリセット手段は、過去に同一生産品目を進行した際に記憶した前記複数の加工ユニットの各位置を各プリセット位置とし、前記各プリセット位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する、請求項1に記載の製袋機。 - 一定の印刷ピッチで少なくとも基準マークが印刷された長尺製袋用フィルムを間欠的に搬送する搬送装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路に搬送方向前方および後方に変位可能に配置され、前記長尺製袋用フィルムが停止しているときに前記長尺製袋用フィルムに所定の加工を施す複数の加工ユニットと、
前記複数の加工ユニットを、各目標位置に個別に変位させる複数の加工ユニット駆動装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路の最前方に配置され、前記長尺製袋用フィルムを切断し個片状態とする切断ユニットと、
前記切断ユニットの搬送方向後方に配置され、前記基準マークを検出することにより前記長尺製袋用フィルムの停止位置を決定する前方マークセンサーと、
前記長尺製袋用フィルムが前段の停止位置から前記印刷ピッチに相当する距離搬送されるまでの間において前記基準マークを検出可能な位置、かつ前記複数の加工ユニットのうち最後方の加工ユニットより搬送方向後方の位置に配置された後方マークセンサーと、
加工ユニット変位制御手段と、を備える製袋機において、
前記加工ユニット変位制御手段は、前記前段の停止位置から前記後方マークセンサーが前記基準マークを検出するまでの搬送量を基準マークセンサーオフセット距離として記憶し、所定周期搬送した前後において記憶された前記基準マークセンサーオフセット距離の差から、前記長尺製袋用フィルムの装置内伸縮量を算出し、前記装置内伸縮量に基づいて前記複数の加工ユニットの目標位置を個別に算出し、前記目標位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する、製袋機の制御方法。 - 前記加工ユニット変位制御手段はさらに、製造開始前に前記複数の加工ユニットを各位置にプリセットするプリセット手段を有し、
前記加工ユニット変位制御手段は、生産品目および前記生産品目が進行した際における前記複数の加工ユニットの各位置を記憶する機能を有し、
前記プリセット手段は、過去に同一生産品目を進行した際に記憶した前記複数の加工ユニットの各位置を各プリセット位置とし、前記各プリセット位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する、請求項3に記載の製袋機の制御方法。 - 製袋機により製造される袋の製造方法であって、
前記製袋機は
少なくともその1つに一定の印刷ピッチで基準マークが印刷された2以上の長尺製袋用フィルムを重ねて間欠的に搬送する搬送装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路に搬送方向前方および後方に変位可能に配置され、前記長尺製袋用フィルムが停止しているときに前記長尺製袋用フィルムに横シールのための加熱処理を行う複数の横シールユニットと、
前記複数の横シールユニットを、各目標位置に個別に変位させる複数の加工ユニット駆動装置と、
前記長尺製袋用フィルムの搬送経路の最前方に配置され、前記長尺製袋用フィルムを切断する切断ユニットと、
前記切断ユニットの搬送方向後方に配置され、前記基準マークを検出することにより前記長尺製袋用フィルムの停止位置を決定する前方マークセンサーと、
前記長尺製袋用フィルムが前段の停止位置から前記印刷ピッチに相当する距離搬送されるまでの間において前記基準マークを検出可能な位置、かつ前記複数の横シールユニットのうち最後方の横シールユニットより搬送方向後方の位置に配置された後方マークセンサーと、
前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する加工ユニット変位制御手段と、を備え、
前記袋の製造方法は、
2以上が重ねて搬送される前記長尺製袋用フィルムに対し、前記複数の横シールユニットにより複数回横シールのための加熱処理を行うことにより横シールを完了させる横シール工程と、
前記横シール工程より後において、前記長尺製袋用フィルムを前記切断ユニットにより切断し個片状態とする切断工程とを少なくとも有し、
前記加工ユニット変位制御手段は、前記前段の停止位置から前記後方マークセンサーが前記基準マークを検出するまでの搬送量を基準マークセンサーオフセット距離として記憶し、所定周期搬送した前後において記憶された前記基準マークセンサーオフセット距離の差から、前記長尺製袋用フィルムの装置内伸縮量を算出し、前記装置内伸縮量に基づいて前記複数の横シールユニットの目標位置を個別に算出し、前記目標位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する、袋の製造方法。 - 前記加工ユニット変位制御手段はさらに、製造開始前に前記複数の横シールユニットを各位置にプリセットするプリセット手段を有し、
前記加工ユニット変位制御手段は、生産品目および前記生産品目が進行した際における前記複数の横シールユニットの各位置を記憶する機能を有し、
前記プリセット手段は、過去に同一生産品目を進行した際に記憶した前記複数の横シールユニットの各位置を各プリセット位置とし、前記各プリセット位置に変位する様に前記複数の加工ユニット駆動装置を個別に変位制御する、請求項5に記載の袋の製造方法。
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