JP3755636B2 - 包装装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロール状に巻かれたフィルムを製袋して、被包装物を包装する包装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の包装装置として、例えば特開平1−153410号公報に開示されている充填包装機がある。この充填包装機は、機台を有し、この機台の側部には一対の保持枠が設けられ、この保持枠にフイルムを巻回した原反が脱着交換可能に保持されており、前記機台の上部にフイルム案内部及びフイルム折返し部を配設し、前記機台の前面部に上側から縦シール部、横シール部、カッター部、振り分け機構が備えられ、原反よりフイルムを引出し、前記フイルム案内部を介して前記フイルム折返し部に導出し、前記フイルム折返し部に設けられたガイドによりフイルムを長手方向に二つ折りにして、前記縦シール部に対向する一対の縦ヒートシールロールでフイルムの折返し端部同士を熱シールして送り出し、この縦シールによりフイルムを筒状に形成し、前記横シール部の対向する一対の横ヒートシールロールでフイルムを横方向に横シールし、この横シールにより底部を形成し、これにより有底筒状に形成されたフイルム内に充填機構の充填ノズルにより例えば食料品等の被包装物を充填し、更にフイルムが送られて再び前記横シール部の横ヒートシールロールによりフイルムの袋口側を横シールして被包装物を封止し、次いで横シール部分を前記カッター部で切断することにより包装袋を得るものが知られている。
【0003】
かかる充填包装機は、生産される包装袋の包装形態に応じて装填されるフイルムのフイルム幅やフイルム材質が選定され、これに合わせてシール温度,シールスピード,充填量等の生産条件が決定されるものであり、これらの生産条件において良好なヒートシールを行うために前記一対の縦ヒートシールロール及び前記一対の横ヒートシールロールによってフイルムを挟み込んで、それをエアー圧によって加圧すると共に加熱して、フイルムの内側に存在する液体や粘稠物質を上方あるいは下方へ追い出しながらフイルムを溶融させ、その後硬化させることにより密封するように構成している。
【0004】
ところで、このようなヒートシールに用いられるフイルムは数十ミクロンといった薄いものであり、この薄いフイルムを重ねあわせて加圧しつつ加熱シールする際、フイルムに対する加圧力が不足する場合には、フイルムの溶け込み不良により未シール部が生じ、またフイルムに対する加圧力が高すぎることに起因して、フイルムが押し潰されてシール部分が薄くなりシール強度が低下する等のシール不良が発生するという問題がある。そこで、コンプレッサーから充填包装機に供給されるエアーの引き込み口に圧力スイッチを配設し、エアーの元圧を常時監視しエアー圧異常の場合に充填包装機を停止させ、エアー圧異常に伴うシール不良の発生を防ぐようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる充填包装機において、前記圧力スイッチを充填包装機の引き込み口に設けるようにしても、フイルムを実際にシールする前記縦シール機構及び前記横シール機構におけるエアー圧を管理するものではなく、例えば、前記縦シール機構及び前記横シール機構の空圧レギュレータに異常(例えば、エアー漏れ)が生じた場合に良好なシールが得られず、作業者がこの状態を気がつかないでいると良好なシールが得られない包装袋を多数生産してしまい、フイルムや被包装物を無駄にしてしまうといった問題点があった。また、上述した異常発生箇所は、速やかに発見することができるものではなく、修復作業に時間を要してしまうといった問題点がある。
【0006】
そこで、本発明は前記問題点に着目し、シール機構の押し圧力に異常が生じた場合に、フイルムや被包装物を無駄にすることなく、また異常箇所の修復作業に時間を要さない包装装置を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、フイルムを連続移送して対向する一対のヒートシールロールにより前記フイルムを挟持しヒートシールしてなる包装装置であって、前記ヒートシールロールの少なくとも一方のロールを移動可能に設け、前記ヒートシールロールを押し圧するロール押し圧手段と、前記ロール押し圧手段に押し圧力を付与する押し圧供給手段と、前記ロール押し圧手段と前記押し圧供給手段との間に配設され、前記ロール押し圧手段に供給される押し圧力を監視する押し圧監視手段と、前記フイルムの品種毎の包装形態に応じた前記ヒートシールロールの押し圧力を設定する設定手段と、前記設定手段によって設定された第1の押し圧力と、前記押し圧監視手段によって計測される第2の押し圧力とを比較し、前記第2の押し圧力が前記第1の押し圧力における許容範囲内であるか否かを判定し、前記許容範囲外であると判断した場合に警報信号を出力する制御手段と、前記フイルムの品種毎の包装形態に応じて、前記第1の押し圧力もしくは前記第1の押し圧力及び前記許容範囲を記憶するための記憶手段と、を備えてなるものである。
【0008】
また、前記ヒートシールロールは、前記フイルムを縦方向に折返し前記フイルムの両端縁を重ねてヒートシールする縦ヒートシールロールと、縦方向にヒートシールされた前記フイルムを横方向にヒートシールする横ヒートシールロールとから構成されてなるものである。
【0009】
また、前記制御手段は前記警報信号を出力し、装置を停止させてなるものである。
【0010】
また、前記警報信号を受けて、前記押し圧力が異常である箇所を報知する報知手段を備えてなるものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、フイルムを連続移送して対向する一対のヒートシールロールにより前記フイルムを挟持しヒートシールしてなる包装装置に関するものである。例えば、連続移送されるフイルムFを折返しフイルムFの両端縁を重ねて対向する一対の縦ヒートシールロール6aを備える縦シール機構6により縦シールし、かつフイルムFを対向する一対の横ヒートシールロール7aを備える横シール機構7により横シールして、区画形成される連続包装袋に被包装物を充填する充填包装機(包装装置)を例に挙げる。
【0014】
充填包装機は、縦,横シール機構6,7の縦,横ヒートシールロール6a,7aの少なくとも一方のロールを移動可能に設け、縦,横ヒートシールロール6a,7aをエアー圧によって押し圧する、例えば単動シリンダからなる弾性機構(ロール押し圧手段)20と、各弾性機構20にエアー圧(押し圧力)を付与する空圧レギュレータ(押し圧供給手段)25a〜25cと、各空圧レギュレータ25a〜25cと、各空圧レギュレータ25a〜25cにそれぞれ対応した各弾性機構20との間に配設され、各空圧レギュレータ25a〜25cに供給されるエアー圧を監視する圧力センサ(押し圧監視手段)PS1〜PS3とを備え、制御手段23によって圧力センサPS1〜PS3よって監視されるエアー圧が正常であるか否かを判定し、異常であると判断した場合に警報信号を出力するように構成される。
【0015】
制御手段23は、前記警報信号を充填包装機が構成する縦,横シール機構6,7やカッター機構8等の各駆動用モータの制御系に出力することによって、充填包装機を停止させるとともに、前記警報信号をタッチパネル(報知手段)22に出力し、空圧制御される各シール機構6,7の異常箇所を作業者に知らせるようにするものである。従って、各シール機構6,7において空圧異常が生じた場合に即充填包装機を停止させることができるため、良好なシールが得られない包装袋を多数生産することがなく、フイルムFや被包装物を無駄にしてしまうことが無くなるものである。また、タッチパネル22に各シール機構6,7におけるエアー圧の異常箇所を表示することから、異常箇所を直ちに発見することができ修復作業の短縮を図ることができる。
【0016】
また、本発明は、タッチパネル22に、フイルムFの品種毎の包装形態に応じた縦,横ヒートシールロール6a,7aのエアー圧を設定する設定画面を用意し、タッチパネル22によって設定された各シール機構6,7における各設定値(第1の押し圧力)と、圧力センサPS1〜PS3によって計測される計測値(第2の押し圧力)とをそれぞれ比較し、前記各計測値が前記各設定値における許容範囲内であるか否かを判定し、前記各計測値の何れかが前記許容範囲外であると判断した場合に警報信号を出力する制御手段23とすることもできる。この場合は、フイルムFの品種毎の包装形態に応じて、前記各設定値及び前記許容範囲を不揮発で、自由に前記設定値及び前記許容範囲を書き替え可能とする記憶手段28を備え、フイルムFの品種毎の包装形態に応じて段取り替えを行う際に、記憶手段28から前記設定値及び前記許容範囲を読み出すようにすることによって、段取り替えにおける作業を軽減させることが可能となる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明を添付図面に記載した実施例に基づき説明するが、被包装物を包装する包装装置として縦型充填包装機を例に挙げ説明する。図1は充填包装機の全体構成図、図2は横シール機構の構成を示す要部断面図、図3は充填包装機の外観を示す外観図、図4はヒートシールを示す図、図5は充填包装機の電気的構成を示すブロック図、図6は空圧監視手段の配設状態を示す図、図7は報知手段を示す図、図8,図9は他の実施例を示す図である。
【0018】
図1から図4を用いて本発明の充填包装機の全体構成を説明する。充填包装機の機台1の側方には保持枠2が設けられ、この保持枠2にフイルムFをロール状に巻回したフイルム原反3が着脱可能に設けられている。機台1の上部には、フイルム案内機構4およびフイルム折返し機構5を配設し、機台1の前面部上側から縦シール機構6と、横シール機構7と、連続した包装袋を切断するカッタ機構8とがそれぞれ備えられている。
【0019】
フイルム原反3から送出されるフイルムFは、フイルム案内機構4を介してフイルム折返し機構5に導出され、フイルム折返し機構5に設けられた折返しガイド9により長手方向に沿って二つ折りされ、縦シール機構6の対向する一対の縦ヒートシールロール6aにより折り返されたフイルムFの端部同士が重ね合わされヒートシールされる。この縦シールされたフイルムFは、側縁シール部FHにより筒状に形成され、横シール機構7の対向する一対の横ヒートシールロール7aによって横方向にヒートシールされる。この横シール部FSにより包装袋Pの底部が形成される。そして、有底筒状に形成されたフイルムFは、折返しガイド9より筒状フイルムの内方に位置する充填ノズル10により被包装物が充填され、更にフイルムFが送られ、再び横シール機構7の対向する一対の横ヒートシールロール7aによって横方向にヒートシールされる。こうして連続した個々の包装袋Pが得られることになる。連続した包装袋Pは、前記横シール部FSの中間部をカッター機構8で分断して排出部11から搬出されるものである。
【0020】
横シール機構7は、機台1の前面に軸受台12を取り付け各軸受台12間に一方の横ヒートシールロール7aを回動可能に軸受して、各軸受台12に上下一対のガイド軸13を固定突設し、ガイド軸13の先端部間に支持板14を固定し、ガイド軸13間にスライド台15を摺動可能に架設して、スライド台15に他方の横ヒートシールロール7aを回転可能に軸受し、一方の横ヒートシールロール7aと他方の横ヒートシールロール7aに夫々互いに歯合するギヤ16を固定し、一方のギヤ16に被動ギア16aを形成し、両方の横ヒートシールロール7aにシール板7b及び断熱板17を図示しないボルトにより取り付け、各横ヒートシールロール7a内に図示しないヒータを内蔵し、このヒータに外部から給電可能な給電機構18を配設し、そして、各横ヒートシールロール7aにロール状に一体形成され、互いに当接して各横ヒートシールロール7aの各シール板7b間の隙間Sを定める設定部19を備えている。また、支持板14にはスライド台15をピストン20aで軸受台12方向へ押し圧する状態で配設された、例えば単動シリンダ(エアーシリンダ)からなる弾性機構(ロール押し圧手段)20が設けられている。かかる構成により一対の横ヒートシールロール7aの少なくとも一方のロールを移動可能としてこのロールのロール押し圧を調整するロール押し圧調整手段7Aを構成する。
【0021】
また、横シール機構7のロール押し圧調整手段7Aは、フイルムFの横方向のシールを行うが(幅の広い領域にシールをする)、フイルムFの左右均等な押し圧ではシールが良好に行われないため、弾性機構20を左右独立した押し圧調整が可能のように、左右の弾性機構20にそれぞれ後述する空圧レギュレータを備えるように構成している。
【0022】
縦シール機構6は、横シール機構7と比べてヒートシールロール6aの形状に違いがあるものの(図1に示す)、その他の機構は横シール機構7と同等な構成であるため詳細な説明は省くが、縦シール機構6のロール押し圧調整手段(図示しない)は、フイルムFの縦方向のシール行うため(幅の狭い領域のシールをする)、支持板に備えられた左右の弾性機構によりフイルムを均等に押し圧するように空圧レギュレータを左右共用となるように構成している。
【0023】
従って、各シール機構6,7において、設定部19により定められた隙間SにフイルムFが挟持され、弾性機構20に与えるエアー圧を可変させることにより、各ヒートシールロール6a,7aがフイルムFに作用する押し圧を調整できるようになっている。
【0024】
各シール機構6,7において、弾性機構20の空圧管理を行う後で詳述する圧力センサが、弾性機構20と空圧レギュレータとの間にそれぞれ設けられている。
【0025】
一方、機台1を覆う外装カバー21には、後で詳述するタッチパネル(報知手段)22が備えられている。
【0026】
図5及び図6を用いて、各シール機構6,7の弾性機構20における空圧管理を行うための電気的構成について説明する。
【0027】
充填包装機は、本装置の制御手段23に、エアー圧を監視する圧力監視手段(押し圧監視手段)24と、各シール機構6,7の弾性機構20にエアー圧を与えるエアー圧供給手段(押し圧供給手段)25と、シールピッチや生産速度等の生産条件の入力を行ったりエアー圧が異常の際に報知するタッチパネル22とが接続されている。
【0028】
制御手段23は、圧力監視手段24及びエアー圧供給手段25,タッチパネル22をそれぞれ接続する入出力(I/O)インターフェイス23aと、圧力監視手段24からインターフェース23aを介して入力される情報を基にエアー圧を管理するCPU23bと、情報を一時的に記憶するRAM23cと、所定のエアー圧管理プログラムが記憶されたROM23dとから構成され、前記各部はバス23eによって接続されている。
【0029】
圧力監視手段(押し圧監視手段)24は、各シール機構6,7の各弾性機構20に与えられるエアー圧を計測し、圧力監視を行う圧力センサPS1〜PS3と、充填包装機の元圧を管理する圧力センサPS4とから構成されている。尚、本実施例による圧力センサPS1〜PS4は、エアー圧が所定の圧力を下回った場合に、制御手段23へ異常信号を発するものが用いられている。例えば、縦シール機構6の弾性機構20のエアー圧を監視する圧力センサPS1は、エアー圧が20kpa以下になった場合に異常信号を出力し、また、横シール機構7の各弾性機構(右用,左用)20のエアー圧を監視する各圧力センサPS2,PS3は、エアー圧が50kpa以下になった場合に異常信号を出力し、また、充填包装機の元圧を監視する圧力センサPS4は、エアー圧が500kpa以下になった場合に異常信号を出力するように設定されている。
【0030】
エアー圧供給手段(押し圧供給手段)25は、各シール機構6,7におけるフイルムFを押し圧する各弾性機構20を空圧制御する各空圧レギュレータ25a〜25cからなり、各コントローラ(縦シール用,横シール右用,横シール左用)25d〜25fを介し制御手段23に接続されている。
【0031】
各シール機構6,7に配設される圧力センサPS1〜PS3は、図6に示すように、各弾性機構20と、各弾性機構20のエアー圧を与える各空圧レギュレータ25a〜25cとを連結するエアー管26に配設される。また、元圧を管理する圧力センサPS4は、充填包装機のエアー供給口27に配設されるものである。
【0032】
充填包装機の制御手段23は、圧力監視手段24によってエアー圧を計測させ、各シール機構6,7の各弾性機構20のエアー圧及び充填包装機の元圧に異常が生じた場合に圧力監視手段24から発せられる異常信号を少なくとも1つ入力することによって、各制御系(例えば、各シール機構6,7やカッター機構8の各駆動用モータ)へ、警報信号を出力し充填包装機を停止させる。また制御手段23は、前記警報信号をタッチパネル22に出力し、タッチパネル22に図7で示すような充填包装機におけるエラーメッセージを表示させ、充填包装機の作業者にエアー圧異常であることを知らせるものである。
【0033】
従って、各圧力センサPS1〜PS3を各シール機構6,7の各弾性機構20と各空圧レギュレータ25a〜25cとの間に配設し、各シール機構6,7において弾性機構20単位でエアー圧の管理を行うことができることから、弾性機構20とエアー圧供給手段25との何れかに異常生じ、例えばエアー圧が低下した場合でもっても、即充填包装機を停止させることができるため、良好なシールが得られない包装袋を多数生産することがなく、フイルムFや被包装物を無駄にしてしまうことが無くなるものである。
【0034】
次に、図8,図9を用いて本発明の他の実施例を説明する。図8,図9はタッチパネル22の表示画面を示すものでる。充填包装機は、タッチパネル22によって各シール機構6,7の各弾性機構20におけるエアー圧の設定値と、その許容範囲を設定可能とするものであって、フイルムFの品種毎の包装形態に応じて、フイルムFのシール押し圧を管理することを目的とするものである。尚、各弾性機構20と空圧レギュレータ25a〜25cとの間に配設される各圧力センサPS1〜PS3は、所定値を下回ったときに異常信号を出力するのではなく、各弾性機構20に各空圧レジュレータ25a〜25cを介し供給されるエアー圧を常時計測し、この計測データを制御手段23aに出力するものとする。
【0035】
図8に示すように、タッチパネル22のテンキー等の数値入力手段(図示しない)によって、縦シール機構6及び横シール機構7の各弾性機構20のエアー圧の設定値(第1の押し圧力)と、前記各設定値に対する許容範囲(設定値に対し上限値,下限値)をそれぞれ設定する。制御手段23は、各圧力センサPS1〜PS3から出力されるエアー圧の各計測値(第2の押し圧力圧)を所定の周期により入力し、このサンプリングした各計測値と前記各設定値とをそれそれ比較し、前記各計測値が前記各設定値における許容範囲内であるか否かを判定し、前記各計測値の少なくとも1つが前記許容範囲外であると判断した場合に、各制御系(例えば、各シール機構6,7やカッター機構8の各駆動用モータ)へ、警報信号を出力し充填包装機を停止させ、また、前記警報信号をタッチパネル22に出力し、タッチパネル22に図9で示すような充填包装機のエラーメッセージを表示させ、充填包装機の作業者にエアー圧異常を知らせるものである。
【0036】
前述したように、各シール機構6,7の各弾性機構20と各空圧レギュレータ25a〜25cとの間に各圧力センサPS1〜PS3を配設し、各シール機構6,7において弾性機構20単位でエアー圧の管理を行うことで、フイルムFの品種毎の包装形態に応じて細かなエアー圧管理を行うことができることから、フイルムFのヒートシールされた包装袋Pの品質を良好に確保することが可能となる。また、前述した実施例同様に、弾性機構20とエアー圧供給手段25との何れかに異常生じた場合に即充填包装機を停止させることがで良好なシールが得られない包装袋を多数生産することがなく、フイルムFや被包装物を無駄にしてしまうことが無くなるものである。また、パッチパネル22にエアー圧の異常箇所を表示することから、異常箇所を直ちに発見することができ修復作業の短縮を図ることができる。
【0037】
また、制御手段23は、フイルムFの品種毎の包装形態に応じたエアー圧の設定値及び許容範囲を書き換え可能な不揮発性メモリ(記憶手段)28を備えている。従って、充填包装機は、フイルムFの品種毎の包装形態に応じた各シール機構6,7におけるシール押し圧を設定することになるが、品種毎の包装形態に応じた前記設定値及び前記許容範囲を不揮発的に記憶することができるため、フイルムFの品種毎の包装形態に応じて段取り替えを行う場合の作業を軽減させることが可能となる。
【0038】
尚、圧力監視手段24は、前述した各実施例で説明したもの以外に、例えば、圧力センサ自体に、基準となるエアー圧の設定値を設定するとともに、前記設定値に対して上限値及び下限値を設定する機能を有し、エアー圧異常の際に警報信号を出力するものを用いても良い。
【0039】
また、本実施例では、圧力監視手段24によって検出したエアー圧異常をタッチパネル22に表示させるようにしたが、本発明の報知手段は、例えばブザーやランプ等によって作業者に報知する報知手段であっても良い。
【0040】
また、本実施例ではエアー圧によってロール押し圧を行う弾性機構20を用いたが、例えば油圧によるものであって良い。この場合の押し圧監視手段は油圧の圧力を計測することが可能なものが用いられる。
【0041】
また、本実施例の縦,横シール機構6,7において、一方のヒートシールロールを固定し、他方のヒートシールロールを移動可能に設け、他方のヒートシールロールを一方のヒートシールロールに押し付ける構成としたが、両方のヒートシールロールを移動可能に設けるようにしても良い。この場合における圧力センサは、各弾性機構と各空圧レギュレータとの全ての間に配設することが望ましい。
【0042】
【発明の効果】
本発明は、フイルムを連続移送して対向する一対のヒートシールロールにより前記フイルムを挟持しヒートシールしてなる包装装置に関し、前記ヒートシールロールを押し圧するロール押し圧手段と、前記ロール押し圧手段に押し圧力を付与する押し圧供給手段との間に、前記ロール押し圧手段に供給される押し圧力を監視する押し圧監視手段を備え、前記押し圧監視手段によって監視される押し圧力が正常であるか否かを制御手段によって判定し、異常であると前記制御手段が判断した場合に、制御系に停止なる警報信号を出力して装置を停止させることによって、良好なシールが得られない包装袋を多数生産することがなく、フイルムや被包装物を無駄にしてしまうことが無くなるものである。
【0043】
また、報知手段を設け、前記押し圧力が異常なる場合に、前記報知手段によって報知することから修復作業時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す包装装置の全体構成図。
【図2】同上実施例の横シール機構を示す要部断面図。
【図3】同上実施例の包装装置の外観を示す斜視図。
【図4】同上実施例のフイルムのヒートシールを示す図。
【図5】同上実施例の電気的構成を示すブロック図。
【図6】同上実施例の圧力監視手段を配設状態を示す図。
【図7】同上実施例の報知手段を示す図。
【図8】本発明の他の実施例の報知手段によるエアー圧管理状態を示す図。
【図9】同上他の実施例の報知手段を示す図。
【符号の説明】
6 縦シール機構
6a 縦ヒートシールロール
7 横シール機構
7a 横ヒートシールロール
20 弾性機構(ロール押し圧手段) 22 タッチパネル(報知手段)
23 制御手段
24 圧力監視手段(押し圧監視手段)
PS1〜PS3 圧力センサ
25 エアー圧供給手段(押し圧供給手段)
25a〜25c 空圧レギュレータ
28 不揮発性メモリ(記憶手段)
F フイルム
Claims (4)
- フイルムを連続移送して対向する一対のヒートシールロールにより前記フイルムを挟持しヒートシールしてなる包装装置であって、
前記ヒートシールロールの少なくとも一方のロールを移動可能に設け、前記ヒートシールロールを押し圧するロール押し圧手段と、
前記ロール押し圧手段に押し圧力を付与する押し圧供給手段と、
前記ロール押し圧手段と前記押し圧供給手段との間に配設され、前記ロール押し圧手段に供給される押し圧力を監視する押し圧監視手段と、
前記フイルムの品種毎の包装形態に応じた前記ヒートシールロールの押し圧力を設定する設定手段と、
前記設定手段によって設定された第1の押し圧力と、前記押し圧監視手段によって計測される第2の押し圧力とを比較し、前記第2の押し圧力が前記第1の押し圧力における許容範囲内であるか否かを判定し、前記許容範囲外であると判断した場合に警報信号を出力する制御手段と、
前記フイルムの品種毎の包装形態に応じて、前記第1の押し圧力もしくは前記第1の押し圧力及び前記許容範囲を記憶するための記憶手段と、
を備えてなることを特徴とする包装装置。 - 前記ヒートシールロールは、前記フイルムを縦方向に折返し前記フイルムの両端縁を重ねてヒートシールする縦ヒートシールロールと、縦方向にヒートシールされた前記フイルムを横方向にヒートシールする横ヒートシールロールとから構成されてなることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
- 前記制御手段は前記警報信号を出力し、装置を停止させてなることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
- 前記警報信号を受けて、前記押し圧力が異常である箇所を報知する報知手段を備えてなることを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
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