JP3575843B2 - 製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置 - Google Patents
製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、横ピロー包装機等の製袋充填包装機においては、例えば図４に示すようにロール状に巻き取られた原反フィルム１から連続した帯状フィルム２として引き出して製袋器３に供給し、そこで筒状に形成して筒状フィルム４にする。一方、製袋器３の搬入側には、被包装物供給装置５が設置され、被包装物６を所定間隔毎に搬送し、筒状フィルム４内に順次供給する。そして、筒状フィルム４内に被包装物６が内包された状態のまま順次搬送し、その搬送途中でセンターシーラ７にて筒状フィルム４のフィルム重合端をシールし、さらにエンドシーラ８にて筒状フィルム４の被包装物６間毎を横方向にシール・カットして包装体９を製造している。
【０００３】
そして、原反フィルム１から帯状フィルム２の送出しは、引き出された帯状フィルム２をその両側から挟持する一対のローラを備えたフィードローラ１０を用いて行っている。すなわち、フィードローラ１０を構成する一方のローラ１０ａを駆動モータ１１に連結し、他方のローラ１０ｂをフリー状態にする。これにより、駆動モータ１１を等速回転すると、一方のローラ１０ａも等速回転するため、帯状フィルム２は一定速度で引き出される。これに追従して、原反フィルム１も間接的に回転力が与えられ、上記帯状フィルムの引き出しを許容する。
【０００４】
また、上記各部の駆動制御は、例えば特開昭６３−２８１９１１号に示される方式が用いられる。すなわち、帯状フィルム２を引き出す駆動モータ１１を基準として、他の２つの駆動系（被包装物供給装置５の駆動系及びエンドシーラ８の駆動系）を制御する。より具体的には、その基準となる帯状フィルム２を上述のごとく一定速度で引き出させておいて、帯状フィルム２に形成されたカットマークの間隔を検出して所定間隔（カットマークピッチ）と異なる場合に、被包装物供給装置５の速度（被包装物の搬送速度）とエンドシーラ８の回転速度並びに噛合タイミングを増減速してすべての駆動系の駆動源となるモータが同期するようにしている。このように、帯状フィルム２の移動速度は、包装装置全体の駆動制御の基準となるため、その移動速度が変動したりすると正常に動作させることができない。よって、上記のように帯状フィルムを一定速度で引き出す必要がある。
【０００５】
ところで、上記したようにフィードローラ１０により帯状フィルム２を挟持して引き出すようにしていると、原反フィルム１はその帯状フィルム２の引き出しに追従して回転するため、一定の慣性力が生じている。そして、その慣性力にともなう回転速度と、原反フィルム２の引き出し速度との間で差が出ると、帯状フィルム２に弛みが生じるおそれがある。そして、このように帯状フィルムが弛むと、例えば包装装置の製袋器３を通過して製袋される際に、帯状フィルム２が蛇行してしまい、所望の場所にセンターシール部位が形成されず、その結果、最終的な包装体が不良品となるおそれがある。
【０００６】
したがって、原反フィルム１にこの回転を制動する制動装置を設けて、その原反フィルム１の回転を制動することによって帯状フィルム２に張力を付与し、上記弛みの発生を防止するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記制動装置の制動力が強すぎると、フィードローラ１０部位で帯状フィルム２の滑りが発生し、単位時間あたりに所定量引き出すことができなくなる。逆に制動力が弱いと、上記制動による効果が充分に発揮されず、弛み等を生じてしまう。このように制動力の調整は高い精度を要求され、煩雑となる。しかも、原反フィルムの巻径が小さくなるにつれて慣性力は小さくなるので、制動力を一定にすると、ある一定期間を除き制動力と慣性力のバランスが取れずに、上記問題を発生する。
【０００８】
また、原反フィルム１の最初から最後まで帯状フィルム２に均一な張力を与えるためには巻径が小さくなるに従って制動力を小さくするような制御を行わなければならず、制動装置が大型かつ複雑化してしまう。そして実際に正確に両者のバランスを取る制御は困難となる。
【０００９】
さらには、原反フィルム１の周囲に上記制動装置を設置するとともに、原反フィルム１と製袋器３との間にフィードローラ１０及びそれを駆動するための駆動モータ１１を設置しなければならず、原反フィルム１の設置位置が高くなり、その結果、包装装置全体も高くなり、小型化のネックとなる。
【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、上記した問題を解決し、大掛かりな制動装置が不要で実装される包装装置全体の小型化を図ることができ、しかも、原反フィルムの巻径の増減を問わず（追従して）原反フィルムから帯状フィルムに一定のテンション（張力）を与えながら所望の速度で引き出すことができ、かつ、係る制御を簡単に行うことのできる製袋充填包装機における原反送出し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、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法では、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機における前記原反フィルムから前記帯状フィルムを送出す方法であって、前記帯状フィルムに対して搬送力を与えて所定速度で引出すとともに、前記原反フィルムに対し増減速制御可能な駆動モータの回転力を与えることにより、前記原反フィルムを所定方向に回転させて前記帯状のフィルムを連続して前記製袋充填包装機側に送出すようにし、前記帯状のフィルムの引き出し速度と、送出し速度の差に基づいて帯状フィルムにかかる張力または張力の変化を検出し、帯状フィルムに係る張力が所定の値となるように前記駆動モータの回転速度を増加または減少させるように制御する。そして、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶手段にて記憶保持し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働するようにした。
【００１２】
また上記した方法を実施するに適した本発明に係る原反送出し装置では、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す引出し手段と、前記帯状のフィルムの張力を検出する張力検出装置と、前記張力検出装置にて検出された実際の張力信号を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働させるように構成した。
【００１３】
また、別の解決手段としては、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す搬送力を与えるモータと、前記モータへの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段にて検出された電流値を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働させるように構成しても良い。
【００１５】
【作用】
駆動モータを所定の回転速度で稼働させる。すると、その回転力が回転体ひいては原反フィルムに伝わり所定方向に回転する。すると、原反フィルムに巻き取られた帯状のフィルムは、所定速度で送出される。これと同時に引出し手段を稼働させると、送出された帯状フィルムを所定速度で引出し、製袋充填包装機の所定位置に供給され、包装フィルムとして使用される。
【００１６】
そして、２つの引出し手段による帯状フィルムの引出し速度の方が、駆動モータの回転に伴う帯状フィルムの送出し速度よりも一定速度早くなるように設定すると、帯状フィルムには所定のテンションが加わり弛まずにピンと張った状態で製袋充填包装機側へ供給される。
【００１７】
この時、張力検出装置により帯状のフィルムにかかっている張力を検出し、検出した張力データを速度制御装置に送る。速度制御装置では、与えられた張力データと予め設定された基準値とを比較し、両者を一致させるべく駆動モータの速度を変化させる。すなわち、実際の張力の方が大きい場合には、送出し速度が遅いために帯状フィルムを所定量送出すことができないことを意味するので、駆動モータの回転速度を増加させ、実際の張力の方が小さい場合には、上記と逆の原理に基づき駆動モータの回転速度を減少させる。これにより、帯状のフィルムに係るテンションが一定になり、帯状フィルムの送出し速度も所望の値になる。よって引出し速度と送出し速度の差が大きくなり過ぎて、帯状フィルムに過大なテンションがかかってフィルムが延びたり、引出し手段から帯状フィルムに与える引っ張り力が、滑り等を生じることにより十分に伝わらず、所定速度で製袋充填包装機側に供給できなくなることはない。
【００１８】
そして、原反フィルムから帯状のフィルムの送出しが進むと、徐々にその巻径が小さくなり、駆動モータ（原反フィルム）の回転速度が同じでも実際に送出される帯状のフィルムの移動速度は遅くなる。しかし、常時帯状フィルムに係っているテンションを監視し、所定のテンションになるように駆動モータの回転速度を増減速（全体的には徐々に増加していく傾向で制御される）することにより、巻径に関係なく帯状のフィルムを一定速度で製袋充填包装機に供給することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置の好適な実施例について、添付図面を参照にして詳述する。図１は本発明に係る原反送出し装置及びそれが実装される製袋充填包装機（ピロー包装装置）の一実施例を示している。
【００２０】
同図に示すように、原反フィルム１５に巻き取られた帯状フィルム１６は、複数のプーリ（固定プーリ，テンションプーリ等）１７に掛け渡されて下方の製袋器１８に導かれ、その製袋器１８を通過することにより筒状に成形されて筒状フィルム１９が形成される。
【００２１】
製袋器１８の搬入側（上流側）には、製袋器１８内、すなわち筒状フィルム１９内に被包装物２０を順次供給する被包装物供給装置２２が設置されている。この被包装物供給装置２２は、一対の駆動スプロケット２３，従動スプロケット２４間に渡設されたエンドレスチェーン２５に、一定間隔毎に押送フィンガ２６が取り付けられることにより構成され、駆動スプロケット２３に連携された第１の駆動モータ２７からの回転力を受けて回転駆動するようになっている。そしてこの第１の駆動モータ２７は、例えばサーボモータ等の増減速を自在に制御できるようなモータからなる。
【００２２】
また、製袋器１８の搬出側（下流側）所定位置には、補助ローラ２８，センターシーラ２９，エンドシーラ３０が配置され、エンドシーラ３０のさらに下流側には搬出コンベア３２が設置されている。
【００２３】
上記補助ローラ２８は、筒状フィルム１９の重合端部位をその両側から挟持する一対のローラからなり、筒状フィルム１９に対して後述する本発明に係る原反送出し装置により送出される帯状フィルム１６の移動速度よりも若干速い速度の搬送力を与え、帯状フィルム１６に対して一定のテンションを与え、弛むのを防止している。
【００２４】
またセンターシーラ２９は、偏平な一対の回転ローラ（少なくとも一方は加熱されている）からなり、両回転ローラにて筒状フィルム１９の重合端を挟持するとともに加熱してその重合端を熱融着するようになっている。そして、このセンターシーラ２９の回転速度も帯状フィルム１６の移動速度よりも若干早くしている。
【００２５】
そして、上記補助ローラ２８，センターシーラ２９は、第２の駆動モータ３３に連結され、両者は同期して同速度で回転するようになっている。そしてこの第２の駆動モータ３３は上記第１の駆動モータ２７とともに速度制御装置３８に接続され、その速度が制御されている。そして、この第２の駆動モータ３３もサーボモータ等の増減速可能なモータで構成している。
【００２６】
さらにエンドシーラ３０は、上下に対向配置された回転軸３０ａにトップシーラ３０ｂがそれぞれ取りつけられ、両者は同期して回転して１回転毎に両トップシーラ３０ｂ同士が筒状フィルム１９を挟んで突き当たるようになっている。さらに、所定のトップシーラ３０ｂ内には、ヒータ及びまたはカッターが内蔵されている。これにより、上記両トップシーラ３０ｂ同士が突き当った時には筒状フィルム１９の所定部位が加熱されて融着するとともに、カッターにて切断されて、包装体３４が製造される。そして包装体３４は上記搬出コンベア３２により搬出される。なお、このエンドシーラ３０も、一方の回転軸３０ａに連携された第３の駆動モータ３５により回転駆動されるようになっており、その第３の駆動モータ３５もサーボモータ等の増減速制御可能なモータからなる。
【００２７】
さらに、帯状フィルム１６には、一定間隔毎に内包される被包装物２０についての広告等のための所定の模様・意匠等が印刷されている。そして、被包装物２０を筒状フィルム１９内に供給する際には、上記印刷部分と一致するように供給する必要があり、しかも、エンドシーラ３０でのシールカットの際に被包装物２０を噛み込むことがないように、被包装物２０間のフィルム部位、すなわち、前後に配置された印刷部分の間で両トップシーラ３０ｂが筒状フィルム１９と当接する必要がある。
【００２８】
そこで一般に帯状フィルム１６の側縁に一定間隔毎（上記印刷部分の間）にカット位置を表わすアイマークを設け、そのアイマークを帯状フィルム１６の引き出し途中に設けた検出装置３６にて検出し、その検出信号を速度制御装置３８に送るようになっている。そして、検出装置３６から製袋器１８すなわち被包装物２０の搬入位置までの距離及び、エンドシーラ３０までの距離が既知であり、しかも、帯状フィルム１６は等速度で引き出されているので、検出したアイマークがそれぞれ製袋器１８，エンドシーラ３０に到達するまでの時間は簡単に算出できる。
【００２９】
そこで速度制御装置３８では、アイマークの検出信号に基づき、被包装物２０が正しい位置で供給されるべく第１の駆動モータ２７の速度を制御し、また、アイマークの位置でカットされるべく第３の駆動モータ３５の速度を制御するようになっている。
【００３０】
ここで本発明では、原反フィルム１５に第４の駆動モータ４０を連携し、原反フィルム１５に対して直接的に所定方向の回転力を与え、帯状フィルム１６を所定速度で送出すようにしている。すなわち、図２に示すように、原反フィルム１５は、紙管４１の周囲に帯状フィルム１６を多数回巻き付けることにより構成されているので、その紙管４１を、軸受け４２に片持ち支持される回転体たる回転軸４３に挿入固定し、回転軸４３と一体化する。そして、原反フィルム１５は回転軸４３に設けられたストッパ４４により両側から挟持・固定される。
【００３１】
さらに、この回転軸４３の一端にはスプロケット４５が固着され、このスプロケット４５に掛け渡された動力伝達チェーン４６を介して図外の第４の駆動モータ４０の回転力を回転軸４３に伝達するようにしている。これにより、第４の駆動モータ４０が回転すると、回転軸４３ひいては原反フィルム１５が回転するようになる。そして、この第４の駆動モータ４０は、上記した速度制御装置３８からの制御信号に基づいて回転駆動するようになっている。
【００３２】
なお、第４の駆動モータ４０と回転軸４３とは、上記した如く動力伝達チェーンを介して接続するのではなく、駆動モータの出力軸を回転軸に直結或いはギヤ等を介して連結するようにしてもよい。
【００３３】
上記のように構成したため、第４の駆動モータ４０を回転させると、回転軸４３ひいては原反フィルム１５が所定速度で回転するため、それにともない帯状フィルム１６が連続して送出される。
【００３４】
従って、ある速度で回転駆動（高速回転）しているときに、急に第４の駆動モータ４０を停止したり、或いは減速したりしたとしても、従来のように原反フィルム１５が慣性力により高速回転を続けることはなく、そのまま停止或いは減速するため、従来のような大型な制動装置は不要となる。さらに、第４の駆動モータ４０の回転速度を正確に制御することにより、原反フィルム１５の回転速度の制御を行うことができ、帯状フィルム１６の送出し速度を係る第４の駆動モータ４０を制御することにより調整できる。なお、そのようにして送出された帯状フィルム１６は、第２の駆動モータ３３により回転駆動する補助ローラ２８，センターシーラ２９からの引っ張り力により、包装機側に所定速度で供給されることになる。この時、第２の駆動モータ３３による帯状フィルム１６の引出速度のほうが送出し速度よりも若干早くなるように設定し、係る速度差に基づき帯状フィルム１６には、所定のテンションがかかるようにしている。
【００３５】
ところで、上記構成により原反フィルム１５に直接回転力を与えることにより帯状フィルム１６は連続して送出されるが、この送出しにともない原反フィルム１５の巻径が徐々に小さくなる。よって、仮に第４の駆動モータ４０の回転速度を一定にすると、徐々に帯状フィルム１６の送出し速度は遅くなり、その速度差によりテンションが大きくなり、フィルムが延びたり補助ローラ２８，センターシーラ２９で滑りを生じる。その結果、横ピロー包装装置の各部の駆動制御の基準となる帯状フィルム１６の移動速度が一定にならなくなる。従って、原反フィルム１５の巻径が小さくなるにつれて第４の駆動モータ４０の回転速度を増加する必要がある。
【００３６】
そこで本実施例では、まず帯状フィルム１６の引出し途中に圧力センサ４８を設け、帯状フィルム１６にかかっているテンション（張力）を検出するようにしている。圧力センサ４８は、図３に示すように、張力検出器４９の移動台４９ａ上に張力検出ロール５０が取り付けられて構成される。張力検出器４９は、本体４９ｂに対し移動台４９ａが同図（Ａ）中矢印で示す前後方向に移動可能となっており、移動台４９ａの移動にともない、本体４９ｂ内に内蔵された板バネが変位し、その変位を差動トランスで電気信号に変えて出力する差動トランス式張力検出器を用いている。そして張力検出ロール５０は、回転軸５０ａを介して移動台４９ａに取り付けられ、その回転軸５０ａを中心に回転自在でかつ、張力検出ロール５０に同図（Ｂ）中矢印方向に張力が加わると、加わった張力の大きさに応じて移動台４９ａを本体４９ｂ側に移動させるようになっている。
【００３７】
さらに、係る圧力センサ４８を実際に取り付けるには、図１，図３（Ｂ）に示すように、帯状フィルム１６の片側に張力検出ロール５０を接触状態で配置し、しかも、帯状フィルム１６の進行方向に沿って圧力センサ４８の前後に、その張力検出ロール５０の接触面と反対面に当接するようにして一対のガイドローラ５１を固定配置する。
【００３８】
ガイドローラ５１，５１と張力検出ロール５０とを所定の位置関係に配置したことにより、帯状フィルム１６は、ガイドローラ５１に案内されて、張力検出ロール５０に所定圧力で接触し、しかも、張力検出ロール５０，ガイドローラ５１は共にフリー状態で回転するため、帯状フィルム１６の移動は妨げない。但し、上述のようにガイドロール５０は、張力検出器４９側へ移動可能となっているため、帯状フィルム１６にかかっているテンションを張力検出器４９にて検出し、その検出結果（テンションに応じた所定の電気信号）が速度制御装置３８に送られる。
【００３９】
速度制御装置３８では、与えられた帯状フィルム１６のテンションと基準値とを比較し、実際のテンションが大きい場合には第４の駆動モータ４０の回転速度を増加し、実際のテンションが小さい場合には第４の駆動モータ４０の回転速度を減少するようにする。
【００４０】
すなわち、上記したように第２の駆動モータ３３が原則として等速回転し、帯状フィルムを一定の速度で引き出しており、また、第４の駆動モータ４０では、所定速度で回転することにより帯状フィルム１６を一定の速度（上記引き出し速度よりも若干遅い）で送出すため、帯状フィルム１６には速度差に応じた所定のテンションが加わる。従って、所望の送出し速度の時に生じる帯状フィルム１６のテンションを上記基準値として速度制御装置３８に設定しておくことにより、実際のテンションを基準値と等しくなるように第４の駆動モータ４０に対してフィードバック制御すると、帯状フィルム１６を等速度で送出すことが可能となる。
【００４１】
そして、本実施例の場合、送出し速度と引出し速度（実際のテンションと基準値）の差が急に大幅に変動することはなく、徐々に差が出ていくので、上記増減速する幅を固定（単位速度分）しておき、実際のテンションが基準値より大きいか否かを検出し、それに対応して係る単位速度分だけ第４の駆動モータ４０の回転数を遅くしたり早くしたりするといった比較的簡単な制御で対応できる。なお、実際のテンションと基準値の差を求め、その差の程度に応じて一回に増減速する速度を決定し、係る速度に基づいて第４の駆動モータ４０の回転数を制御するようにしてももちろんよい。
【００４２】
さらに、速度制御装置３８には、原反フィルム１５の巻径と帯状フィルム１６の送出し速度（目標値）から第４の駆動モータ４０の回転速度を求める初期速度算出部と、停止時の第４の駆動モータ４０の回転速度を記憶する記憶手段たるバッファメモリを備えている。そして、その原反フィルムを初めて回転軸４３に装着して使用する場合には、上記初期速度算出部を稼働させて第４の駆動モータ４０の回転速度を求め、始動直後は係る回転速度で運転を行う。また、何等かの原因により装置を一時停止した場合には、その直前の第４の駆動モータ４０の回転速度をバッファメモリに記憶させておき、運転再開時には係るバッファメモリに格納しておいた運転速度にて運転を行う。
【００４３】
この様にすることにより、実際に送出される帯状フィルム１６の送出し速度と目標値とのずれが少なくなり、帯状フィルムの実際のテンションと基準値との差が少なくなるので、制御により増減速する程度を少なくし、安定してスムーズに帯状フィルムを送出すことができる。
【００４４】
なお、必ずしも係る機能は不要で、予め定めた回転速度で運転し、実際のテンションと基準値との大小関係或いは差に基づいてそのずれ量をなくすように制御してももちろんよい。
【００４５】
図１中符号１５′は補助原反フィルムであり、使用中の原反フィルム１５からの帯状フィルム１６の送出しが終了すると、図示省略のフィルムサプライを用いて原反フィルム１５に併設した補助原反フィルム１５′の帯状フィルム１６′の先端を、今まで送出してきた帯状フィルム１６の後端に接続し、連続して帯状フィルムの送出しを可能とするようになっている。
【００４６】
この補助原反フィルム１５′への回転力は、上記第４の駆動モータ４０から与えるようにしている。すなわち、第４の駆動モータ４０の出力はクラッチブレーキを介して両原反フィルム１５，１５′側に接続されクラッチの切り替えによりいずれか一方を回転させるようになっている。
【００４７】
上記した第１，第３の駆動モータに対する速度制御もこの速度制御装置３８で行うが、係る制御は従来公知のものであるので、具体的に処理フローは省略する。
【００４８】
次に、上記した実施例に基づいて本発明に係る原反送出し方法の一実施例について説明する。まず、フィルムのカット寸法，被包装物の高さ・長さ，単位時間当りの製造個数等の所定の可変データを速度制御装置３８に入力する。また、押送フィンガーのピッチやアイマークの検出装置３６からエンドシーラ３０までの距離等の固定データも入力する（予め記憶させておいてもよい）。そして、上記カット寸法と単位時間当りの製造個数から帯状フィルム１６の移動速度（目標値）を求める。
【００４９】
なお、上記各データの入力は、ピロー包装装置全体の駆動制御のために必要なもので、原反フィルムの送出し方法のためには、少なくともフィルムのカット寸法と単位時間当りの製造個数があればよい。また、係るデータを入力せずに、帯状フィルム１６の移動速度（目標値）を直接入力するようにしてもよい。
【００５０】
そして上記移動速度（目標値）から補助ローラ２８，センターシーラ２９の回転速度、すなわち、それを駆動するための第２の駆動モータ３３の回転速度を求める。
【００５１】
そして、帯状フィルム１６の位置（アイマークの位置）に対する押送フィンガー２６の相対位置や、エンドシーラ３０のトップシーラ３０ｂの角度合わせ等のピロー包装装置の各部の位置合わせ（初期設定）が終了したならば、第２の駆動モータ３３は、上記求めた回転速度で等速回転駆動させる。また、帯状フィルム１６が所望の速度で搬送されているとして第１，第３の駆動モータ２７，３５も所定のタイミングで増減速駆動する。さらに、第４の駆動モータ４０を所定の速度（初期値）で回転させる（第２の駆動モータによる引出し速度よりも若干遅くなるような速度に設定する）。これにより、引出された帯状フィルムが製袋器１８までの間で弛むことがなくなる。
【００５２】
そして、第４の駆動モータ４０が回転駆動すると、それにともない原反フィルム１５も所定速度で回転し、原反フィルム１５から帯状フィルム１６が送出される。また、これと同時に第２の駆動モータ３３が等速回転するため、その回転にともない回転する補助ローラ２８側からも帯状フィルム１６が搬送力を受け、等速度で引き出されようとする。
【００５３】
従って、帯状フィルム１６は、第２の駆動モータ３３（補助ローラ２８）側から受ける引っ張り力による引出し速度と、第４の駆動モータ４０側からの回転力により回転する回転軸４３にともない回転する原反フィルム１５からの送出し速度とが所定の速度差（送出し速度の方が遅い）にある場合には、帯状フィルム１６は所望のテンションがかかった状態で製袋器１８側に供給されることになる。
【００５４】
そして、送出された帯状フィルム１６は、製袋器１８を通って筒状フィルム１９に製袋されながら内部に被包装物２０が供給され、そのまま更に前進することによりセンターシーラ２９にてフィルム重合端部位がシールされ、エンドシーラ３０で横方向にシール・カットされて包装体３４が製造される。
【００５５】
ところで、送出された帯状フィルム１６が製袋器１８に供給される前に圧力センサ４８を通過するので、その通過時に帯状フィルム１６にかかっているテンションが測定され、検出されたテンションが速度制御装置３８に送られる。次いで、その速度制御装置３８では、予め与えられた基準値と入力された現在のテンションとを比較し、一致しているか否かを判断する。そして、一致していない場合には、その増減状況を検出し、一致するように第４の駆動モータ４０に対して増速／減速命令を発する。
【００５６】
これにより原反フィルム１５の巻径が小さくなってきたとしてもそれに応じて第４の駆動モータ４０の回転速度を増加させて、一定速度で帯状フィルム１６を送出すことができる。しかも、係る速度の増減速制御は、リアルタイムで常時行われているため、スムーズに（段差無く）第４の駆動モータ４０の回転速度を変動させることができるので、帯状フィルム１６の移動速度は、目標値付近でほぼ一定値を保つことができる。さらに、送出された帯状フィルム１６の移動速度を直接監視しているため、高精度な速度制御を行うことができる。
【００５７】
また、制動装置のような大型な設備が不要となり、原反フィルム１５から製袋器１８までの間には、プーリ１７，速度検出装置４８のように嵩の張らない部材のみが存在するので、実装された包装装置全体の嵩を低くし、小型化を図ることができる。
【００５８】
上記した実施例では、第１，第３の駆動モータ２７，３５を夫々、所定のタイミングで増減速するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、第１の駆動モータ２７は等速回転するものでもよい。すなわち、実施例では被包装物２０が製袋器１８に供給される際にはそれと接触する筒状フィルム１９と同速度で移動させるようにしたが、被包装物２０が固く、筒状フィルム１９との速度差による接触抵抗によってもくずれたりしないような場合には、上記のように第１の駆動モータ２７を等速回転させて被包装物供給装置２２の搬送速度を一定にすることにより、制御系を簡易にすることができる。
【００５９】
さらに、目標とする帯状フィルムの引出し速度は、上記した実施例ではアイマークの配置間隔が同一であることを前提としたが、例えば印刷ズレやフィルムの伸縮により実際のピッチが異なる場合がある。係る場合には例えば特開平４−６００７に示すようにアイマークの間隔に応じて帯状フィルムの引出し速度を変動させる場合がある。つまり、検出装置３６にて前後のアイマーク間の距離を測定するとともにそれが設定値通りかを判断し、設定値と同じ場合にはそのまま包装作業を続け、仮に設定値より長い場合には帯状フィルムを早く送り、逆に短い場合にはゆっくり送ることにより、一つのアイマーク分（一サイクル）移動する時間を常に一定にする。
【００６０】
そして、係る制御を行うために帯状フィルムの引出し速度を適宜変動させるように制御する。この目標値の変動にともない、これに一致するように実際の帯状フィルムの引出し速度・送出し速度も制御することになる。ところで、本実施例では、帯状フィルムにかかっているテンションを計測し、それが所望の値になるように制御するようになっており、一方、帯状フィルムの送出し速度が原則として等速度になるように制御するのも上記テンションを一定にするために行う。従って、上記のように引き出し速度が変わり、帯状フィルムの送出し速度、すなわち第４の駆動モータ４０の回転速度を変更しなければならない場合であって、制御の基準となる基準値（テンション）は変更する必要がなく、実際のテンションを基準値に一致するように制御することにより、引き出し速度が変わると自動的にそれに追従して送出し速度（第４の駆動モータの回転速度）も変動するように制御できる。つまり、途中で基準値を変動させることがないので、安定した制御系となる。
【００６１】
図４は本発明の第２実施例を示している。上記した第１実施例では、帯状フィルム１６にかかっているテンションを直接検出するようにしたが、本実施例では、間接的に検出するようにしている点で異なる。
【００６２】
すなわち本実施例では、帯状フィルム１６を引き出すための第２の駆動モータ３３に電流計５５を装着し、第２の駆動モータ３３を回転させるために供給する電流値を計測し、その検出結果を速度制御装置３８に与えるようにしている。
【００６３】
そして、速度制御装置３８では、与えられて電流値が所定の基準値になるように第４の駆動モータ４０に対してフィードバック制御し、その回転速度を増減速し、帯状フィルム１６の送出し速度を常時一定（引出し速度が変動する場合にはそれに追従した所望の値）になるように制御している。
【００６４】
つまり、引出し速度と送出し速度が一定の速度差にある関係になっていると、上記したように帯状フィルム１６には所定のテンションがかかっている。そして、速度制御装置３８からの制御信号に基づいて、第２の駆動モータ３３は、アイマークが等間隔であるとすると等速回転するように制御される。この時、原反フィルム１５からの帯状フィルム１６の送出しが進み、巻径が小さくなるとそのままでは送出し速度が遅くなり、引出し速度との差が大きくなって帯状フィルム１６にかかるテンションも大きくなる。すると、第２の駆動モータ３３（補助ローラ２８，センターシーラ２９）側から見ると、帯状フィルム１６を引出す際の付加が大きくなり、等速度で引出すためには、トルク（パワー）を大きくする必要があり、モータ駆動用の電流値が増大する。すなわち、テンションが大きくなると電流値が増加し、テンションが小さくなると電流値も小さくなるので、係る電流値を監視することにより、間接的に帯状フィルム１６にかかっているテンションを検出することができる。
【００６５】
従って、上記した第１実施例と同様の原理により、電流計５５から検出される電流値（テンションの大きさに対応）が一定になるようにフィードバック制御して第４の駆動モータ４０の回転速度を増減速すると、巻径に関係なく帯状フィルムに係るテンションが一定になり、帯状フィルムの送出し速度も所望の値となる。また、アイマークのピッチの変動等に基づき引出し速度が変動した場合にも、電流値が基準値になるように制御することにより、第１実施例と同様の原理により第４の駆動モータ４０の回転速度を正しく制御できる。
【００６６】
なお、その他の構成並びに作用効果は、上記した第１実施例と同様であるため、同一符号を付しその詳細な説明を省略する。そして、本実施例を用いた送出し方法の実施例も、テンションを一致させるように制御する処理を、電流計５５で検出される第２の駆動モータ３３への供給電流の電流値を基準値に一致するように制御することを除き同様の処理により実行できる。
【００６７】
なお上記した実施例では、実装する製袋充填包装機として上記した実施例では横ピロー包装装置に適用した例について説明したが、縦ピロー包装装置，横三方包装装置や四方包装装置等使用する包装フィルムが原反フィルムから連続して引出されるものであれば種々の製袋充填包装機に適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置では、原反フィルム側に対して直接回転力を付与することにより、巻き取られた帯状フィルムを送出し、その送出された帯状フィルムを引出し手段により所定速度（送出し速度よりも速い）で製袋充填包装機側に供給する際に、移動中の帯状フィルムのテンションを直接または間接的に監視し、その値が基準値とずれた場合には、一致するように原反フィルムの駆動モータの回転速度を制御するため、帯状のフィルムに係るテンションは目標値と一致し、常時帯状フィルムを所望の速度で移動させることができる。その結果、制動装置が不要で装置全体の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、原反フィルムから帯状のフィルムの送出しが進むと、徐々にその巻径が小さくなり、駆動モータ（原反フィルム）の回転速度が同じでも実際に送出される帯状のフィルムの移動速度は遅くなるが、上記のように常時帯状のフィルムの張力を監視し、所定値になるように駆動モータの回転速度が制御されているので、原反フィルムの巻径に関係なく帯状のフィルムを一定速度で製袋充填包装機に供給することができる。そして、全体的には駆動モータの回転速度を巻径に応じて徐々に増加していく傾向で制御することができる。しかも、上記した駆動モータの速度制御は、帯状フィルムのテンションを直接または間接的に検出し、それが目標速度と一致するようにすれば良いので、係る制御が単純で簡単に行えることができる。さらに、たとえ引出し速度が変動し、目標とすべき帯状フィルムの送出し速度も変更する必要がある場合であっても、テンションの基準値を変える必要がないので、制御系がより簡易で汎用性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し装置の第１実施例を示す図である。
【図２】本実施例の要部である原反フィルム付近を示す一部拡大断面図である。
【図３】本実施例の要部である張力検出装置及びその設置状態を示す図である。
【図４】本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し装置の第２実施例を示す図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１５ 原反フィルム
１６ 帯状フィルム
２８ 補助ローラ（引出し手段）
２９ センターシーラ（引出し手段）
３３ 第２の駆動モータ（引出し手段，モータ）
３８ 速度制御装置
４０ 第４の駆動モータ（駆動モータ）
４８ 張力検出装置
５５ 電流計
【産業上の利用分野】
本発明は製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、横ピロー包装機等の製袋充填包装機においては、例えば図４に示すようにロール状に巻き取られた原反フィルム１から連続した帯状フィルム２として引き出して製袋器３に供給し、そこで筒状に形成して筒状フィルム４にする。一方、製袋器３の搬入側には、被包装物供給装置５が設置され、被包装物６を所定間隔毎に搬送し、筒状フィルム４内に順次供給する。そして、筒状フィルム４内に被包装物６が内包された状態のまま順次搬送し、その搬送途中でセンターシーラ７にて筒状フィルム４のフィルム重合端をシールし、さらにエンドシーラ８にて筒状フィルム４の被包装物６間毎を横方向にシール・カットして包装体９を製造している。
【０００３】
そして、原反フィルム１から帯状フィルム２の送出しは、引き出された帯状フィルム２をその両側から挟持する一対のローラを備えたフィードローラ１０を用いて行っている。すなわち、フィードローラ１０を構成する一方のローラ１０ａを駆動モータ１１に連結し、他方のローラ１０ｂをフリー状態にする。これにより、駆動モータ１１を等速回転すると、一方のローラ１０ａも等速回転するため、帯状フィルム２は一定速度で引き出される。これに追従して、原反フィルム１も間接的に回転力が与えられ、上記帯状フィルムの引き出しを許容する。
【０００４】
また、上記各部の駆動制御は、例えば特開昭６３−２８１９１１号に示される方式が用いられる。すなわち、帯状フィルム２を引き出す駆動モータ１１を基準として、他の２つの駆動系（被包装物供給装置５の駆動系及びエンドシーラ８の駆動系）を制御する。より具体的には、その基準となる帯状フィルム２を上述のごとく一定速度で引き出させておいて、帯状フィルム２に形成されたカットマークの間隔を検出して所定間隔（カットマークピッチ）と異なる場合に、被包装物供給装置５の速度（被包装物の搬送速度）とエンドシーラ８の回転速度並びに噛合タイミングを増減速してすべての駆動系の駆動源となるモータが同期するようにしている。このように、帯状フィルム２の移動速度は、包装装置全体の駆動制御の基準となるため、その移動速度が変動したりすると正常に動作させることができない。よって、上記のように帯状フィルムを一定速度で引き出す必要がある。
【０００５】
ところで、上記したようにフィードローラ１０により帯状フィルム２を挟持して引き出すようにしていると、原反フィルム１はその帯状フィルム２の引き出しに追従して回転するため、一定の慣性力が生じている。そして、その慣性力にともなう回転速度と、原反フィルム２の引き出し速度との間で差が出ると、帯状フィルム２に弛みが生じるおそれがある。そして、このように帯状フィルムが弛むと、例えば包装装置の製袋器３を通過して製袋される際に、帯状フィルム２が蛇行してしまい、所望の場所にセンターシール部位が形成されず、その結果、最終的な包装体が不良品となるおそれがある。
【０００６】
したがって、原反フィルム１にこの回転を制動する制動装置を設けて、その原反フィルム１の回転を制動することによって帯状フィルム２に張力を付与し、上記弛みの発生を防止するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記制動装置の制動力が強すぎると、フィードローラ１０部位で帯状フィルム２の滑りが発生し、単位時間あたりに所定量引き出すことができなくなる。逆に制動力が弱いと、上記制動による効果が充分に発揮されず、弛み等を生じてしまう。このように制動力の調整は高い精度を要求され、煩雑となる。しかも、原反フィルムの巻径が小さくなるにつれて慣性力は小さくなるので、制動力を一定にすると、ある一定期間を除き制動力と慣性力のバランスが取れずに、上記問題を発生する。
【０００８】
また、原反フィルム１の最初から最後まで帯状フィルム２に均一な張力を与えるためには巻径が小さくなるに従って制動力を小さくするような制御を行わなければならず、制動装置が大型かつ複雑化してしまう。そして実際に正確に両者のバランスを取る制御は困難となる。
【０００９】
さらには、原反フィルム１の周囲に上記制動装置を設置するとともに、原反フィルム１と製袋器３との間にフィードローラ１０及びそれを駆動するための駆動モータ１１を設置しなければならず、原反フィルム１の設置位置が高くなり、その結果、包装装置全体も高くなり、小型化のネックとなる。
【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、上記した問題を解決し、大掛かりな制動装置が不要で実装される包装装置全体の小型化を図ることができ、しかも、原反フィルムの巻径の増減を問わず（追従して）原反フィルムから帯状フィルムに一定のテンション（張力）を与えながら所望の速度で引き出すことができ、かつ、係る制御を簡単に行うことのできる製袋充填包装機における原反送出し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、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法では、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機における前記原反フィルムから前記帯状フィルムを送出す方法であって、前記帯状フィルムに対して搬送力を与えて所定速度で引出すとともに、前記原反フィルムに対し増減速制御可能な駆動モータの回転力を与えることにより、前記原反フィルムを所定方向に回転させて前記帯状のフィルムを連続して前記製袋充填包装機側に送出すようにし、前記帯状のフィルムの引き出し速度と、送出し速度の差に基づいて帯状フィルムにかかる張力または張力の変化を検出し、帯状フィルムに係る張力が所定の値となるように前記駆動モータの回転速度を増加または減少させるように制御する。そして、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶手段にて記憶保持し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働するようにした。
【００１２】
また上記した方法を実施するに適した本発明に係る原反送出し装置では、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す引出し手段と、前記帯状のフィルムの張力を検出する張力検出装置と、前記張力検出装置にて検出された実際の張力信号を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働させるように構成した。
【００１３】
また、別の解決手段としては、原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す搬送力を与えるモータと、前記モータへの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段にて検出された電流値を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働させるように構成しても良い。
【００１５】
【作用】
駆動モータを所定の回転速度で稼働させる。すると、その回転力が回転体ひいては原反フィルムに伝わり所定方向に回転する。すると、原反フィルムに巻き取られた帯状のフィルムは、所定速度で送出される。これと同時に引出し手段を稼働させると、送出された帯状フィルムを所定速度で引出し、製袋充填包装機の所定位置に供給され、包装フィルムとして使用される。
【００１６】
そして、２つの引出し手段による帯状フィルムの引出し速度の方が、駆動モータの回転に伴う帯状フィルムの送出し速度よりも一定速度早くなるように設定すると、帯状フィルムには所定のテンションが加わり弛まずにピンと張った状態で製袋充填包装機側へ供給される。
【００１７】
この時、張力検出装置により帯状のフィルムにかかっている張力を検出し、検出した張力データを速度制御装置に送る。速度制御装置では、与えられた張力データと予め設定された基準値とを比較し、両者を一致させるべく駆動モータの速度を変化させる。すなわち、実際の張力の方が大きい場合には、送出し速度が遅いために帯状フィルムを所定量送出すことができないことを意味するので、駆動モータの回転速度を増加させ、実際の張力の方が小さい場合には、上記と逆の原理に基づき駆動モータの回転速度を減少させる。これにより、帯状のフィルムに係るテンションが一定になり、帯状フィルムの送出し速度も所望の値になる。よって引出し速度と送出し速度の差が大きくなり過ぎて、帯状フィルムに過大なテンションがかかってフィルムが延びたり、引出し手段から帯状フィルムに与える引っ張り力が、滑り等を生じることにより十分に伝わらず、所定速度で製袋充填包装機側に供給できなくなることはない。
【００１８】
そして、原反フィルムから帯状のフィルムの送出しが進むと、徐々にその巻径が小さくなり、駆動モータ（原反フィルム）の回転速度が同じでも実際に送出される帯状のフィルムの移動速度は遅くなる。しかし、常時帯状フィルムに係っているテンションを監視し、所定のテンションになるように駆動モータの回転速度を増減速（全体的には徐々に増加していく傾向で制御される）することにより、巻径に関係なく帯状のフィルムを一定速度で製袋充填包装機に供給することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置の好適な実施例について、添付図面を参照にして詳述する。図１は本発明に係る原反送出し装置及びそれが実装される製袋充填包装機（ピロー包装装置）の一実施例を示している。
【００２０】
同図に示すように、原反フィルム１５に巻き取られた帯状フィルム１６は、複数のプーリ（固定プーリ，テンションプーリ等）１７に掛け渡されて下方の製袋器１８に導かれ、その製袋器１８を通過することにより筒状に成形されて筒状フィルム１９が形成される。
【００２１】
製袋器１８の搬入側（上流側）には、製袋器１８内、すなわち筒状フィルム１９内に被包装物２０を順次供給する被包装物供給装置２２が設置されている。この被包装物供給装置２２は、一対の駆動スプロケット２３，従動スプロケット２４間に渡設されたエンドレスチェーン２５に、一定間隔毎に押送フィンガ２６が取り付けられることにより構成され、駆動スプロケット２３に連携された第１の駆動モータ２７からの回転力を受けて回転駆動するようになっている。そしてこの第１の駆動モータ２７は、例えばサーボモータ等の増減速を自在に制御できるようなモータからなる。
【００２２】
また、製袋器１８の搬出側（下流側）所定位置には、補助ローラ２８，センターシーラ２９，エンドシーラ３０が配置され、エンドシーラ３０のさらに下流側には搬出コンベア３２が設置されている。
【００２３】
上記補助ローラ２８は、筒状フィルム１９の重合端部位をその両側から挟持する一対のローラからなり、筒状フィルム１９に対して後述する本発明に係る原反送出し装置により送出される帯状フィルム１６の移動速度よりも若干速い速度の搬送力を与え、帯状フィルム１６に対して一定のテンションを与え、弛むのを防止している。
【００２４】
またセンターシーラ２９は、偏平な一対の回転ローラ（少なくとも一方は加熱されている）からなり、両回転ローラにて筒状フィルム１９の重合端を挟持するとともに加熱してその重合端を熱融着するようになっている。そして、このセンターシーラ２９の回転速度も帯状フィルム１６の移動速度よりも若干早くしている。
【００２５】
そして、上記補助ローラ２８，センターシーラ２９は、第２の駆動モータ３３に連結され、両者は同期して同速度で回転するようになっている。そしてこの第２の駆動モータ３３は上記第１の駆動モータ２７とともに速度制御装置３８に接続され、その速度が制御されている。そして、この第２の駆動モータ３３もサーボモータ等の増減速可能なモータで構成している。
【００２６】
さらにエンドシーラ３０は、上下に対向配置された回転軸３０ａにトップシーラ３０ｂがそれぞれ取りつけられ、両者は同期して回転して１回転毎に両トップシーラ３０ｂ同士が筒状フィルム１９を挟んで突き当たるようになっている。さらに、所定のトップシーラ３０ｂ内には、ヒータ及びまたはカッターが内蔵されている。これにより、上記両トップシーラ３０ｂ同士が突き当った時には筒状フィルム１９の所定部位が加熱されて融着するとともに、カッターにて切断されて、包装体３４が製造される。そして包装体３４は上記搬出コンベア３２により搬出される。なお、このエンドシーラ３０も、一方の回転軸３０ａに連携された第３の駆動モータ３５により回転駆動されるようになっており、その第３の駆動モータ３５もサーボモータ等の増減速制御可能なモータからなる。
【００２７】
さらに、帯状フィルム１６には、一定間隔毎に内包される被包装物２０についての広告等のための所定の模様・意匠等が印刷されている。そして、被包装物２０を筒状フィルム１９内に供給する際には、上記印刷部分と一致するように供給する必要があり、しかも、エンドシーラ３０でのシールカットの際に被包装物２０を噛み込むことがないように、被包装物２０間のフィルム部位、すなわち、前後に配置された印刷部分の間で両トップシーラ３０ｂが筒状フィルム１９と当接する必要がある。
【００２８】
そこで一般に帯状フィルム１６の側縁に一定間隔毎（上記印刷部分の間）にカット位置を表わすアイマークを設け、そのアイマークを帯状フィルム１６の引き出し途中に設けた検出装置３６にて検出し、その検出信号を速度制御装置３８に送るようになっている。そして、検出装置３６から製袋器１８すなわち被包装物２０の搬入位置までの距離及び、エンドシーラ３０までの距離が既知であり、しかも、帯状フィルム１６は等速度で引き出されているので、検出したアイマークがそれぞれ製袋器１８，エンドシーラ３０に到達するまでの時間は簡単に算出できる。
【００２９】
そこで速度制御装置３８では、アイマークの検出信号に基づき、被包装物２０が正しい位置で供給されるべく第１の駆動モータ２７の速度を制御し、また、アイマークの位置でカットされるべく第３の駆動モータ３５の速度を制御するようになっている。
【００３０】
ここで本発明では、原反フィルム１５に第４の駆動モータ４０を連携し、原反フィルム１５に対して直接的に所定方向の回転力を与え、帯状フィルム１６を所定速度で送出すようにしている。すなわち、図２に示すように、原反フィルム１５は、紙管４１の周囲に帯状フィルム１６を多数回巻き付けることにより構成されているので、その紙管４１を、軸受け４２に片持ち支持される回転体たる回転軸４３に挿入固定し、回転軸４３と一体化する。そして、原反フィルム１５は回転軸４３に設けられたストッパ４４により両側から挟持・固定される。
【００３１】
さらに、この回転軸４３の一端にはスプロケット４５が固着され、このスプロケット４５に掛け渡された動力伝達チェーン４６を介して図外の第４の駆動モータ４０の回転力を回転軸４３に伝達するようにしている。これにより、第４の駆動モータ４０が回転すると、回転軸４３ひいては原反フィルム１５が回転するようになる。そして、この第４の駆動モータ４０は、上記した速度制御装置３８からの制御信号に基づいて回転駆動するようになっている。
【００３２】
なお、第４の駆動モータ４０と回転軸４３とは、上記した如く動力伝達チェーンを介して接続するのではなく、駆動モータの出力軸を回転軸に直結或いはギヤ等を介して連結するようにしてもよい。
【００３３】
上記のように構成したため、第４の駆動モータ４０を回転させると、回転軸４３ひいては原反フィルム１５が所定速度で回転するため、それにともない帯状フィルム１６が連続して送出される。
【００３４】
従って、ある速度で回転駆動（高速回転）しているときに、急に第４の駆動モータ４０を停止したり、或いは減速したりしたとしても、従来のように原反フィルム１５が慣性力により高速回転を続けることはなく、そのまま停止或いは減速するため、従来のような大型な制動装置は不要となる。さらに、第４の駆動モータ４０の回転速度を正確に制御することにより、原反フィルム１５の回転速度の制御を行うことができ、帯状フィルム１６の送出し速度を係る第４の駆動モータ４０を制御することにより調整できる。なお、そのようにして送出された帯状フィルム１６は、第２の駆動モータ３３により回転駆動する補助ローラ２８，センターシーラ２９からの引っ張り力により、包装機側に所定速度で供給されることになる。この時、第２の駆動モータ３３による帯状フィルム１６の引出速度のほうが送出し速度よりも若干早くなるように設定し、係る速度差に基づき帯状フィルム１６には、所定のテンションがかかるようにしている。
【００３５】
ところで、上記構成により原反フィルム１５に直接回転力を与えることにより帯状フィルム１６は連続して送出されるが、この送出しにともない原反フィルム１５の巻径が徐々に小さくなる。よって、仮に第４の駆動モータ４０の回転速度を一定にすると、徐々に帯状フィルム１６の送出し速度は遅くなり、その速度差によりテンションが大きくなり、フィルムが延びたり補助ローラ２８，センターシーラ２９で滑りを生じる。その結果、横ピロー包装装置の各部の駆動制御の基準となる帯状フィルム１６の移動速度が一定にならなくなる。従って、原反フィルム１５の巻径が小さくなるにつれて第４の駆動モータ４０の回転速度を増加する必要がある。
【００３６】
そこで本実施例では、まず帯状フィルム１６の引出し途中に圧力センサ４８を設け、帯状フィルム１６にかかっているテンション（張力）を検出するようにしている。圧力センサ４８は、図３に示すように、張力検出器４９の移動台４９ａ上に張力検出ロール５０が取り付けられて構成される。張力検出器４９は、本体４９ｂに対し移動台４９ａが同図（Ａ）中矢印で示す前後方向に移動可能となっており、移動台４９ａの移動にともない、本体４９ｂ内に内蔵された板バネが変位し、その変位を差動トランスで電気信号に変えて出力する差動トランス式張力検出器を用いている。そして張力検出ロール５０は、回転軸５０ａを介して移動台４９ａに取り付けられ、その回転軸５０ａを中心に回転自在でかつ、張力検出ロール５０に同図（Ｂ）中矢印方向に張力が加わると、加わった張力の大きさに応じて移動台４９ａを本体４９ｂ側に移動させるようになっている。
【００３７】
さらに、係る圧力センサ４８を実際に取り付けるには、図１，図３（Ｂ）に示すように、帯状フィルム１６の片側に張力検出ロール５０を接触状態で配置し、しかも、帯状フィルム１６の進行方向に沿って圧力センサ４８の前後に、その張力検出ロール５０の接触面と反対面に当接するようにして一対のガイドローラ５１を固定配置する。
【００３８】
ガイドローラ５１，５１と張力検出ロール５０とを所定の位置関係に配置したことにより、帯状フィルム１６は、ガイドローラ５１に案内されて、張力検出ロール５０に所定圧力で接触し、しかも、張力検出ロール５０，ガイドローラ５１は共にフリー状態で回転するため、帯状フィルム１６の移動は妨げない。但し、上述のようにガイドロール５０は、張力検出器４９側へ移動可能となっているため、帯状フィルム１６にかかっているテンションを張力検出器４９にて検出し、その検出結果（テンションに応じた所定の電気信号）が速度制御装置３８に送られる。
【００３９】
速度制御装置３８では、与えられた帯状フィルム１６のテンションと基準値とを比較し、実際のテンションが大きい場合には第４の駆動モータ４０の回転速度を増加し、実際のテンションが小さい場合には第４の駆動モータ４０の回転速度を減少するようにする。
【００４０】
すなわち、上記したように第２の駆動モータ３３が原則として等速回転し、帯状フィルムを一定の速度で引き出しており、また、第４の駆動モータ４０では、所定速度で回転することにより帯状フィルム１６を一定の速度（上記引き出し速度よりも若干遅い）で送出すため、帯状フィルム１６には速度差に応じた所定のテンションが加わる。従って、所望の送出し速度の時に生じる帯状フィルム１６のテンションを上記基準値として速度制御装置３８に設定しておくことにより、実際のテンションを基準値と等しくなるように第４の駆動モータ４０に対してフィードバック制御すると、帯状フィルム１６を等速度で送出すことが可能となる。
【００４１】
そして、本実施例の場合、送出し速度と引出し速度（実際のテンションと基準値）の差が急に大幅に変動することはなく、徐々に差が出ていくので、上記増減速する幅を固定（単位速度分）しておき、実際のテンションが基準値より大きいか否かを検出し、それに対応して係る単位速度分だけ第４の駆動モータ４０の回転数を遅くしたり早くしたりするといった比較的簡単な制御で対応できる。なお、実際のテンションと基準値の差を求め、その差の程度に応じて一回に増減速する速度を決定し、係る速度に基づいて第４の駆動モータ４０の回転数を制御するようにしてももちろんよい。
【００４２】
さらに、速度制御装置３８には、原反フィルム１５の巻径と帯状フィルム１６の送出し速度（目標値）から第４の駆動モータ４０の回転速度を求める初期速度算出部と、停止時の第４の駆動モータ４０の回転速度を記憶する記憶手段たるバッファメモリを備えている。そして、その原反フィルムを初めて回転軸４３に装着して使用する場合には、上記初期速度算出部を稼働させて第４の駆動モータ４０の回転速度を求め、始動直後は係る回転速度で運転を行う。また、何等かの原因により装置を一時停止した場合には、その直前の第４の駆動モータ４０の回転速度をバッファメモリに記憶させておき、運転再開時には係るバッファメモリに格納しておいた運転速度にて運転を行う。
【００４３】
この様にすることにより、実際に送出される帯状フィルム１６の送出し速度と目標値とのずれが少なくなり、帯状フィルムの実際のテンションと基準値との差が少なくなるので、制御により増減速する程度を少なくし、安定してスムーズに帯状フィルムを送出すことができる。
【００４４】
なお、必ずしも係る機能は不要で、予め定めた回転速度で運転し、実際のテンションと基準値との大小関係或いは差に基づいてそのずれ量をなくすように制御してももちろんよい。
【００４５】
図１中符号１５′は補助原反フィルムであり、使用中の原反フィルム１５からの帯状フィルム１６の送出しが終了すると、図示省略のフィルムサプライを用いて原反フィルム１５に併設した補助原反フィルム１５′の帯状フィルム１６′の先端を、今まで送出してきた帯状フィルム１６の後端に接続し、連続して帯状フィルムの送出しを可能とするようになっている。
【００４６】
この補助原反フィルム１５′への回転力は、上記第４の駆動モータ４０から与えるようにしている。すなわち、第４の駆動モータ４０の出力はクラッチブレーキを介して両原反フィルム１５，１５′側に接続されクラッチの切り替えによりいずれか一方を回転させるようになっている。
【００４７】
上記した第１，第３の駆動モータに対する速度制御もこの速度制御装置３８で行うが、係る制御は従来公知のものであるので、具体的に処理フローは省略する。
【００４８】
次に、上記した実施例に基づいて本発明に係る原反送出し方法の一実施例について説明する。まず、フィルムのカット寸法，被包装物の高さ・長さ，単位時間当りの製造個数等の所定の可変データを速度制御装置３８に入力する。また、押送フィンガーのピッチやアイマークの検出装置３６からエンドシーラ３０までの距離等の固定データも入力する（予め記憶させておいてもよい）。そして、上記カット寸法と単位時間当りの製造個数から帯状フィルム１６の移動速度（目標値）を求める。
【００４９】
なお、上記各データの入力は、ピロー包装装置全体の駆動制御のために必要なもので、原反フィルムの送出し方法のためには、少なくともフィルムのカット寸法と単位時間当りの製造個数があればよい。また、係るデータを入力せずに、帯状フィルム１６の移動速度（目標値）を直接入力するようにしてもよい。
【００５０】
そして上記移動速度（目標値）から補助ローラ２８，センターシーラ２９の回転速度、すなわち、それを駆動するための第２の駆動モータ３３の回転速度を求める。
【００５１】
そして、帯状フィルム１６の位置（アイマークの位置）に対する押送フィンガー２６の相対位置や、エンドシーラ３０のトップシーラ３０ｂの角度合わせ等のピロー包装装置の各部の位置合わせ（初期設定）が終了したならば、第２の駆動モータ３３は、上記求めた回転速度で等速回転駆動させる。また、帯状フィルム１６が所望の速度で搬送されているとして第１，第３の駆動モータ２７，３５も所定のタイミングで増減速駆動する。さらに、第４の駆動モータ４０を所定の速度（初期値）で回転させる（第２の駆動モータによる引出し速度よりも若干遅くなるような速度に設定する）。これにより、引出された帯状フィルムが製袋器１８までの間で弛むことがなくなる。
【００５２】
そして、第４の駆動モータ４０が回転駆動すると、それにともない原反フィルム１５も所定速度で回転し、原反フィルム１５から帯状フィルム１６が送出される。また、これと同時に第２の駆動モータ３３が等速回転するため、その回転にともない回転する補助ローラ２８側からも帯状フィルム１６が搬送力を受け、等速度で引き出されようとする。
【００５３】
従って、帯状フィルム１６は、第２の駆動モータ３３（補助ローラ２８）側から受ける引っ張り力による引出し速度と、第４の駆動モータ４０側からの回転力により回転する回転軸４３にともない回転する原反フィルム１５からの送出し速度とが所定の速度差（送出し速度の方が遅い）にある場合には、帯状フィルム１６は所望のテンションがかかった状態で製袋器１８側に供給されることになる。
【００５４】
そして、送出された帯状フィルム１６は、製袋器１８を通って筒状フィルム１９に製袋されながら内部に被包装物２０が供給され、そのまま更に前進することによりセンターシーラ２９にてフィルム重合端部位がシールされ、エンドシーラ３０で横方向にシール・カットされて包装体３４が製造される。
【００５５】
ところで、送出された帯状フィルム１６が製袋器１８に供給される前に圧力センサ４８を通過するので、その通過時に帯状フィルム１６にかかっているテンションが測定され、検出されたテンションが速度制御装置３８に送られる。次いで、その速度制御装置３８では、予め与えられた基準値と入力された現在のテンションとを比較し、一致しているか否かを判断する。そして、一致していない場合には、その増減状況を検出し、一致するように第４の駆動モータ４０に対して増速／減速命令を発する。
【００５６】
これにより原反フィルム１５の巻径が小さくなってきたとしてもそれに応じて第４の駆動モータ４０の回転速度を増加させて、一定速度で帯状フィルム１６を送出すことができる。しかも、係る速度の増減速制御は、リアルタイムで常時行われているため、スムーズに（段差無く）第４の駆動モータ４０の回転速度を変動させることができるので、帯状フィルム１６の移動速度は、目標値付近でほぼ一定値を保つことができる。さらに、送出された帯状フィルム１６の移動速度を直接監視しているため、高精度な速度制御を行うことができる。
【００５７】
また、制動装置のような大型な設備が不要となり、原反フィルム１５から製袋器１８までの間には、プーリ１７，速度検出装置４８のように嵩の張らない部材のみが存在するので、実装された包装装置全体の嵩を低くし、小型化を図ることができる。
【００５８】
上記した実施例では、第１，第３の駆動モータ２７，３５を夫々、所定のタイミングで増減速するようにしたが、本発明はこれに限ることなく、第１の駆動モータ２７は等速回転するものでもよい。すなわち、実施例では被包装物２０が製袋器１８に供給される際にはそれと接触する筒状フィルム１９と同速度で移動させるようにしたが、被包装物２０が固く、筒状フィルム１９との速度差による接触抵抗によってもくずれたりしないような場合には、上記のように第１の駆動モータ２７を等速回転させて被包装物供給装置２２の搬送速度を一定にすることにより、制御系を簡易にすることができる。
【００５９】
さらに、目標とする帯状フィルムの引出し速度は、上記した実施例ではアイマークの配置間隔が同一であることを前提としたが、例えば印刷ズレやフィルムの伸縮により実際のピッチが異なる場合がある。係る場合には例えば特開平４−６００７に示すようにアイマークの間隔に応じて帯状フィルムの引出し速度を変動させる場合がある。つまり、検出装置３６にて前後のアイマーク間の距離を測定するとともにそれが設定値通りかを判断し、設定値と同じ場合にはそのまま包装作業を続け、仮に設定値より長い場合には帯状フィルムを早く送り、逆に短い場合にはゆっくり送ることにより、一つのアイマーク分（一サイクル）移動する時間を常に一定にする。
【００６０】
そして、係る制御を行うために帯状フィルムの引出し速度を適宜変動させるように制御する。この目標値の変動にともない、これに一致するように実際の帯状フィルムの引出し速度・送出し速度も制御することになる。ところで、本実施例では、帯状フィルムにかかっているテンションを計測し、それが所望の値になるように制御するようになっており、一方、帯状フィルムの送出し速度が原則として等速度になるように制御するのも上記テンションを一定にするために行う。従って、上記のように引き出し速度が変わり、帯状フィルムの送出し速度、すなわち第４の駆動モータ４０の回転速度を変更しなければならない場合であって、制御の基準となる基準値（テンション）は変更する必要がなく、実際のテンションを基準値に一致するように制御することにより、引き出し速度が変わると自動的にそれに追従して送出し速度（第４の駆動モータの回転速度）も変動するように制御できる。つまり、途中で基準値を変動させることがないので、安定した制御系となる。
【００６１】
図４は本発明の第２実施例を示している。上記した第１実施例では、帯状フィルム１６にかかっているテンションを直接検出するようにしたが、本実施例では、間接的に検出するようにしている点で異なる。
【００６２】
すなわち本実施例では、帯状フィルム１６を引き出すための第２の駆動モータ３３に電流計５５を装着し、第２の駆動モータ３３を回転させるために供給する電流値を計測し、その検出結果を速度制御装置３８に与えるようにしている。
【００６３】
そして、速度制御装置３８では、与えられて電流値が所定の基準値になるように第４の駆動モータ４０に対してフィードバック制御し、その回転速度を増減速し、帯状フィルム１６の送出し速度を常時一定（引出し速度が変動する場合にはそれに追従した所望の値）になるように制御している。
【００６４】
つまり、引出し速度と送出し速度が一定の速度差にある関係になっていると、上記したように帯状フィルム１６には所定のテンションがかかっている。そして、速度制御装置３８からの制御信号に基づいて、第２の駆動モータ３３は、アイマークが等間隔であるとすると等速回転するように制御される。この時、原反フィルム１５からの帯状フィルム１６の送出しが進み、巻径が小さくなるとそのままでは送出し速度が遅くなり、引出し速度との差が大きくなって帯状フィルム１６にかかるテンションも大きくなる。すると、第２の駆動モータ３３（補助ローラ２８，センターシーラ２９）側から見ると、帯状フィルム１６を引出す際の付加が大きくなり、等速度で引出すためには、トルク（パワー）を大きくする必要があり、モータ駆動用の電流値が増大する。すなわち、テンションが大きくなると電流値が増加し、テンションが小さくなると電流値も小さくなるので、係る電流値を監視することにより、間接的に帯状フィルム１６にかかっているテンションを検出することができる。
【００６５】
従って、上記した第１実施例と同様の原理により、電流計５５から検出される電流値（テンションの大きさに対応）が一定になるようにフィードバック制御して第４の駆動モータ４０の回転速度を増減速すると、巻径に関係なく帯状フィルムに係るテンションが一定になり、帯状フィルムの送出し速度も所望の値となる。また、アイマークのピッチの変動等に基づき引出し速度が変動した場合にも、電流値が基準値になるように制御することにより、第１実施例と同様の原理により第４の駆動モータ４０の回転速度を正しく制御できる。
【００６６】
なお、その他の構成並びに作用効果は、上記した第１実施例と同様であるため、同一符号を付しその詳細な説明を省略する。そして、本実施例を用いた送出し方法の実施例も、テンションを一致させるように制御する処理を、電流計５５で検出される第２の駆動モータ３３への供給電流の電流値を基準値に一致するように制御することを除き同様の処理により実行できる。
【００６７】
なお上記した実施例では、実装する製袋充填包装機として上記した実施例では横ピロー包装装置に適用した例について説明したが、縦ピロー包装装置，横三方包装装置や四方包装装置等使用する包装フィルムが原反フィルムから連続して引出されるものであれば種々の製袋充填包装機に適用することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し方法及び装置では、原反フィルム側に対して直接回転力を付与することにより、巻き取られた帯状フィルムを送出し、その送出された帯状フィルムを引出し手段により所定速度（送出し速度よりも速い）で製袋充填包装機側に供給する際に、移動中の帯状フィルムのテンションを直接または間接的に監視し、その値が基準値とずれた場合には、一致するように原反フィルムの駆動モータの回転速度を制御するため、帯状のフィルムに係るテンションは目標値と一致し、常時帯状フィルムを所望の速度で移動させることができる。その結果、制動装置が不要で装置全体の小型化を図ることができる。
【００６９】
また、原反フィルムから帯状のフィルムの送出しが進むと、徐々にその巻径が小さくなり、駆動モータ（原反フィルム）の回転速度が同じでも実際に送出される帯状のフィルムの移動速度は遅くなるが、上記のように常時帯状のフィルムの張力を監視し、所定値になるように駆動モータの回転速度が制御されているので、原反フィルムの巻径に関係なく帯状のフィルムを一定速度で製袋充填包装機に供給することができる。そして、全体的には駆動モータの回転速度を巻径に応じて徐々に増加していく傾向で制御することができる。しかも、上記した駆動モータの速度制御は、帯状フィルムのテンションを直接または間接的に検出し、それが目標速度と一致するようにすれば良いので、係る制御が単純で簡単に行えることができる。さらに、たとえ引出し速度が変動し、目標とすべき帯状フィルムの送出し速度も変更する必要がある場合であっても、テンションの基準値を変える必要がないので、制御系がより簡易で汎用性の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し装置の第１実施例を示す図である。
【図２】本実施例の要部である原反フィルム付近を示す一部拡大断面図である。
【図３】本実施例の要部である張力検出装置及びその設置状態を示す図である。
【図４】本発明に係る製袋充填包装機における原反送出し装置の第２実施例を示す図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１５ 原反フィルム
１６ 帯状フィルム
２８ 補助ローラ（引出し手段）
２９ センターシーラ（引出し手段）
３３ 第２の駆動モータ（引出し手段，モータ）
３８ 速度制御装置
４０ 第４の駆動モータ（駆動モータ）
４８ 張力検出装置
５５ 電流計
Claims (3)
- 原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機における前記原反フィルムから前記帯状フィルムを送出す方法であって、
前記帯状フィルムに対して搬送力を与えて所定速度で引出すとともに、前記原反フィルムに対し増減速制御可能な駆動モータの回転力を与えることにより、前記原反フィルムを所定方向に回転させて前記帯状のフィルムを連続して前記製袋充填包装機側に送出すようにし、
前記帯状のフィルムの引き出し速度と、送出し速度の差に基づいて帯状フィルムにかかる張力または張力の変化を検出し、
帯状フィルムにかかる張力が所定の値となるように前記駆動モータの回転速度を増加または減少させるように制御し、
停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶手段にて記憶保持し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働することを特徴とする製袋充填包装機における原反送出し方法。 - 原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、
前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、
前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す引出し手段と、
前記帯状のフィルムの張力を検出する張力検出装置と、
前記張力検出装置にて検出された実際の張力信号を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、
前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働するようにしてなることを特徴とする製袋充填包装機における原反送出し装置。 - 原反フィルムから連続して引出された帯状のフィルムを用いて所定間隔毎に搬送される被包装物を包むとともに、そのフィルムの所定部位をシール及びまたはカットして包装体を製造する製袋充填包装機に設けられる原反フィルムの送出し装置であって、
前記原反フィルムを装着する回転体に対し回転力を与える増減速制御可能な駆動モータと、
前記帯状フィルムに対して搬送力を与え所定速度で引出す搬送力を与えるモータと、
前記モータへの駆動電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段にて検出された電流値を受け、予め設定された基準値と比較し、両者が一致するように前記駆動モータの速度を制御する速度制御装置とを備え、
前記速度制御装置が、停止時の前記駆動モータの回転速度を記憶する記憶手段を有し、運転再開時に前記記憶手段に記憶された運転速度で前記駆動モータを稼働するようにしてなることを特徴とする製袋充填包装機における原反送出し装置。
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