JP4402325B2 - 充填包装装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移送されるフィルムに内容物を充填しながら縦,横シールして包装袋を形成する充填包装装置及びその制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、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状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充填包装装置がある。
【0003】
これらの充填包装装置は、連続移送されるフィルムにシワや折れが発生することのない良好な縦,横シールを行うために、円滑なフィルム移送を行う必要があり、そのため充填包装装置には、電磁パウダーブレーキまたはヒステリシス式ブレーキ等の制動手段を有するテンションコントロール装置が備えられており、これらは、例えば特開平8−198206号公報に開示されるものがある。
【0004】
前記テンションコントロール装置は、フィルム原反からフィルムを送出する送出手段までの間のフィルムに対して一定の適正テンション値が付与されるものであって、この適正テンション値は、前記送出手段から前記切断機構までの間において内容物を含む連続包装袋の自重と、前記テンションコントロール装置に備えられる前記制動手段による制動力とをバランスよく保つことで良好なフィルムの移送を行うことができるものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような充填包装装置は、例えば運転開始時のように、連続包装袋内に内容物が充填されない状態から徐々に内容物Wが充填されながらフィルムを移送する場合がある。前記テンションコントロール装置は、内容物の充填量の変化にかかわらず一定のテンション値を保つように設定されるものであるので、前記連続包装袋の自重と前記制動手段の制動力とのバランスを保つためには、テンションコントロール装置に備えられる可変抵抗器等のテンション調節機構のボリューム調整を行うことで運転開始時は制動力を弱め、包装袋内に充填を開始した後は除々に制動力を強めるといった前記制動手段における制動力調整を行う必要があった。
【0006】
前記テンションコントロール装置における前記制動力調整は、作業者の手動による煩雑な作業であって、作業者の経験上の勘に頼るものであるため、熟練した作業者でなければ調整運転時の作業を行うことができないといった問題点を有していた。また、充填包装装置の運転開始時において、誤った制動力調整を行った場合には、良好なフィルム移送を行うことができないだけでなく、フィルムのシール箇所にシワや折れ、あるいはフィルムに対するシールずれやシール不良が発生することになり、フィルムを無駄に使用してしまうといった問題点もあった。
【0007】
そこで本発明は、上述した問題点に着目し、フィルム移送に対する手動による煩雑な制動力調整を必要とせず、良好なフィルム移送を行うことの可能な充填包装装置及びその制御方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明による充填包装装置は、請求項1に記載したように、フィルム原反から移送されるフィルムを縦シール及び横シールして包装袋を形成し、前記包装袋内に内容物を充填する充填包装装置であって、移送される前記フィルムに対して制動する第1および第2の制動手段と、前記包装袋内に内容物を充填する充填手段と、前記充填手段による前記内容物の充填の開始を促す充填開始手段と、前記充填開始手段によって前記内容物の充填が開始されてから所定時間後に予め定められた所定制動力にてフィルムを制動するように、前記第1および第2の制動手段の制動力を増加制御する制御手段とを具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に記載の充填包装装置において、前記制御手段を、前記充填開始手段によって前記内容物の充填が開始されてから前記所定時間後に前記所定制動力に達するまで段階的に制動力を高めるように、前記制動手段を制御するものと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に記載の充填包装装置において、前記包装袋の品種毎の包装形態に応じて、前記所定時間及び前記所定制動力を設定変更可能な設定手段を具えてなることを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明による充填包装装置の制御方法は、請求項4に記載したように、フィルム原反から移送されるフィルムを縦シール及び横シールして包装袋を形成し、前記包装袋内に内容物を充填する充填包装装置の制御方法であって、移送される前記フィルムに対して制動する、第1および第2の制動手段と、前記包装袋内に内容物を充填する充填手段と、前記充填手段による前記内容物の充填の開始を促す充填開始手段とを具え、前記内容物の充填開始を前記充填開始手段の入力状態により判定し、前記内容物の充填が開始されてから、所定時間後に予め定められた所定制動力にてフィルムが制動されるように、前記第1および第2の制動手段の制動力を増加制御するものである。
【0012】
また、請求項5に記載したように、請求項4に記載の充填包装装置において、前記所定時間及び前記所定制動力を、設定手段を用いて包装袋の品種毎の包装形態に応じて設定するものである。
【0013】
【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。
【0014】
図1において、充填包装装置の全体構造を説明すると、保持機構1と、フィルム案内機構2と、補助制動機構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(充填手段)7と、切断機構8とがそれぞれ図示しない機台に備えられている。
【0015】
保持機構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がロール状に巻回したフィルム原反1Aを、着脱交換可能に回転軸支する軸部1Bを備えてなるものである。また、保持機構1の軸部1Bには、フィルム原反1Aの回転を制動するための電磁パウダーブレーキ等からなる後述する第1の制動手段が備えられている。
【0016】
フィルム案内機構2は、フィルム原反から引き出されるフィルムFを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】
補助制動機構3は、フィルム原反1Aから引き出されフィルム案内機構2によって案内されるフィルムFを挟み込むようにして回転可能に設けられる一対のローラ3Aと、このローラ3Aの回転を制動する電磁パウダーブレーキ等からなる後述する第2の制動手段とによって構成され、フィルムFの移送を制動するものである。
【0018】
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2から導出するフィルムFを長手方向に沿って2つ折りにするものである。
【0019】
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の各々折返し縁部と中間部と折返し端部同志(左右両縁部と中間部)とを、繰り出しながら縦方向に縦シールして縦シール部F1を形成するものである。なお、両縦ヒートシールロール5A内部には、図示しない電気ヒータを内蔵している。また、縦シール機構5は、フィルムFを引き出す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を送出するものである。
【0020】
横シール機構6は、サーボー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F1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を横方向に横シールして、包装袋Pとなる底部、すなわち横シール部F2を形成するものである。なお、両横ヒートシールロール6A内部には、縦シール機構5と同様に図示しない電気ヒータを内蔵している。
【0021】
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F1及び横シール部F2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。
【0022】
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F2の略中央部を切り離し切断し、個々の包装袋Pを得るものである。
【0023】
次に、本発明の充填包装装置における主要部分の電気的な構成について、図2を用いて説明する。
【0024】
設定手段K1は、品種毎の包装形態に応じた生産条件を設定入力可能な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の基準送出速度値や内容物の充填速度値,包装袋Pの形状や内容量等の品種毎の包装形態に応じた各種設定値であり、前記各種値は後述する制御手段K3に出力される。
【0025】
また。設定手段K1は、切断機構8による切断までに連なる内容物Wを含んだ連続包装袋の自重に応じて、フィルムFの移送に対する所定制動力を予め設定でき、また、充填機構7から切断機構8まで連なる連続包装袋内全てに内容物Wを充填するための時間に応じて、充填開始時から前記所定制動力に達するまでの所定時間を予め設定することができる。なお、所定制動力は、縦シール機構5から切断機構8までの間において内容物Wを含む連続包装袋の自重と、後述する制動手段によるフィルムFの移送に対する制動力とがバランスよく保つ状態(前記連続包装袋の自重と前記制動力とが略つり合っている状態)とする。
【0026】
充填開始手段K2は、スイッチ操作によって充填機構7による内容物Wの充填の開始を促す信号を後述する制御手段に出力するものであり、この場合、設定手段K1のタッチパネルと兼用される。
【0027】
制御手段K3は、マイクロコンピュータからなるもので、後述する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及び設定手段K1,充填開始手段K2,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インターフェイス等を有するものである。なお、この場合、制御手段K3は、充填包装装置を電気制御する制御手段と兼用するものである。
【0028】
第1,第2の制動手段(制動手段)K4,K5は、保持手段1及び補助制動機構3に設けられるもので、制御手段K3からの制御信号に基づいて、フィルムFの移送に対する制動力を調整するものである。なお、第1,第2の制動手段K4,K5は、供給される前記制御信号である電流値に基づいたトルクを発生するものであり、このトルクを各機構1,3の軸部1Bやローラ3Aに図示しない電磁パウダーブレーキ等を介して伝達することにより、フィルムFの移送に対する所定の制動力が得られるものである。
【0029】
供給手段K6は、充填機構7に設けられるポンプからなり、このポンプに設けられるモータの駆動によって内容物WをノズルN側に送り出すものである。なお、前記供給手段K6は、制御手段K3の制御信号に基づいた回動速度にてモータを駆動するものであり、前記回動速度に応じた充填速度にて内容物Wを包装袋Pへ充填するものである。
【0030】
次に、制御手段K3における処理動作を図3,図4を用いて説明する。
【0031】
制御手段K3は、設定手段K1にて設定されたフィルムFの移送に対する所定制動力Bと、充填開始から所定制動力Bまで達するまでの所定時間Tとを入力する(ステップS1)。例えば、所定制動力を12[N](第1,第2の制動手段K4,K5において各6[N])、所定時間を5秒と設定したものを例に挙げ説明する。なお、所定制動力については充填機構7から切断機構8までの間における内容物Wを含む連続包装袋の自重から推定されるものであり、また、所定時間についてはフィルムFの送出速度と、充填機構7から切断機構8までの連続包装袋の長さとから推定されるものである。
【0032】
制御手段K3は、ステップS1にて入力した所定時間Tに基づいて、後述する制動力調整の処理回数Xを算出する(ステップS2)。この場合、0.1秒毎の時間間隔にて前記制動力調整の処理を行うものとして、所定時間Tを0.1で除算した値を前記処理回数Xとする。なお、0.1秒毎の制動力調整における計時は制御手段K3に有する内部タイマやクロックパルスによって行われる。また、制御手段K3は、所定制動力Bから初期制動力4[N]を減算し、この演算結果をステップS2にて算出された処理回数Xで除算することによって、前記制動力調整の処理時における制動力の調整値を算出する(ステップS3)。したがって、この場合、制御手段K3は、処理回数50回,調整値0.16[N]と算出する。なお、初期制動力は、フィルム移送時にフィルム原反1Aが空転することなく、且つ縦シール機構5にてフィルムFを引き出すことのできる程度の値にて予め設定されるものであり、この場合、4[N]の初期制動力にて設定されている。
【0033】
制御手段K3は、カウンタCを初期化(C←0)し(ステップS4)、充填機構7による充填が開始されたか否かを充填開始手段K2からの信号に基づいて判定する(ステップS5)。制御手段K3は、ステップS5において、充填が開始されたと判定した場合、カウンタCが処理回数X以上であるか否かを比較判定する(ステップS6)。
【0034】
制御手段K3は、前記比較判定の結果、カウンタCが処理回数X以上でない場合、ステップS3で算出した調整値Y(例えば、0.16[N])分だけフィルムFの移送に対する制動力を強めるように、第1,第2の制動手段K4,K5を制御する(各制動力を0.08[N]強める)ことによって、制動力調整の処理を行う(ステップS7)。次に制御手段K3は、カウンタCをインクリメントし(ステップS8)、再びステップS6の処理を行う。このステップS6からステップS8までの繰り返し処理が図4に示す所定時間T間における制動力調整である。なお、制御手段K3は、ステップS6の処理判定において、C=50の場合は、常に所定制動力(12[N])になるように制動手段K4,K5を介して制動力調整する(ステップS9)。
【0035】
上述の処理を行うことによって、図4に示すように、充填開始手段K2の操作がなされてから、設定手段K1によって予め設定された所定時間T後に所定制動力Bとなるため、内容物Wの充填状態に応じてフィルム移送に対する制動力を自動的に高めることができ、充填包装装置における充填開始時において、内容物Wを含む連続包装袋の自重に対してフィルム移送に対する制動力が極端に大きいことによってフィルムFの移送手段となる縦シール機構5におけるスリップが発生することを防止できる。
【0036】
すなわち、フィルム原反1Aから移送されるフィルムFを縦シール及び横シールして包装袋Pを形成し、包装袋P内に内容物Wを充填する充填包装装置であって、移送されるフィルムFに対して制動する第1,第2の制動手段K4,K5と、包装袋P内に内容物Wを充填する充填機構7と、充填機構7による内容物Wの充填の開始を促す充填開始手段K2と、充填開始手段K2によって内容物Wの充填が開始されてから所定時間T後に予め定められた所定制動力BにてフィルムFを制動するように第1,第2の制動手段K4,K5を制御する制御手段K3と、を備えてなることによって、フィルム移送に対する手動による煩雑な制動力調整を必要とせず、良好なフィルム移送を行うことのできる充填包装装置となる。
【0037】
また、制御手段K3は、充填開始手段K2によって内容物Wの充填が開始されてから所定時間T後に所定制動力Bに達するまで段階的に制動力を高めるように第1,第2の制動手段K4,K5を制御することによって、内容物Wの充填量に応じて徐々に制動力を高めることができ、内容物Wを含む連続包装袋の自重とフィルム移送に対する制動力とがバランスのよい状態にて、良好なフィルム移送を行うことができる。
【0038】
したがって、充填開始直後のように、連続包装袋全てに内容物Wが充填されない状態から徐々に内容物Wが充填されながらフィルムFを移送する場合においても、内容物Wの充填状態に応じた適切なテンションをフィルムFに加えることができるため、従来のように誤った制動力調整により発生するフィルムFのシール箇所におけるシワや折れ、あるいはフィルムFに対するシールずれやシール不良を発生することなく良好なフィルム移送を行うことができる。また、このような段階的な制動力調整は、一対のヒートシールロールを有する縦,横シール機構5,6を備えた充填包装装置において、内容量500cc以上の大容量充填袋を製造する場合に特に有効なものとなる。
【0039】
また、本発明の充填包装装置は、フィルム原反1Aの回転を第1の制動手段K4を用いて、またフィルム原反1Aから縦シール機構5までのフィルムFの移送を第2の制動手段K5を用いて複数箇所にて制動することにより、より確実で安定したフィルムのテンション調整が行えるため、良好なフィルム移送を行うことができる。
【0040】
なお、上述した本発明の実施の形態における充填包装装置は、縦シール機構5によりフィルムFの縦シール及びフィルムFの移送を兼用して行うものを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、フィルムFを移送するために専用に設けられる送りローラからなる送出手段を備えてなるものであってもよい。
【0041】
また、本発明の実施の形態では、タッチパネルからなる設定手段K1にて所定時間Tと所定制動力Bとを設定するものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、制御手段K3によって、充填機構7から切断機構8まで連なる連続包装袋内全てに内容物Wを充填するための時間に応じて所定時間Tが自動的に算出して設定されるものであってもよく、また、切断機構8による切断までに連なる内容物Pを含んだ連続包装袋の重さに応じて、所定制動力Bが自動的に算出して設定されるものであってもよい。
【0042】
また、本発明の実施の形態では、0.1秒毎の時間間隔にてステップS7の制動力調整の処理を行うことで滑らかな制動力の変化をフィルムFに付与するものを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、0.5秒毎の時間間隔にて段階的に制動力調整の処理を行うものであってもよい。また、時間間隔を設定手段にて変更できるようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】
本発明は、フィルム原反から移送されるフィルムを縦シール及び横シールして包装袋を形成し、前記包装袋内に内容物を充填する充填包装装置及びその制御方法に関し、フィルム移送に対する手動による煩雑な制動力調整を必要とせず、良好なフィルム移送を行うことの可能な充填包装装置及びその制御方法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制御手段の電気的構成を示すブロック図。
【図3】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4】本発明の実施の形態による充填開始に基づいた制動力調整のタイミングを示す図。
【符号の説明】
1A フィルム原反
7 充填機構(充填手段)
F フィルム
K1 設定手段
K2 充填開始手段
K3 制御手段
K4 第1の制動手段(制動手段)
K5 第2の制動手段(制動手段)
P 包装袋
W 内容物
Claims (5)
- フィルム原反から移送されるフィルムを縦シール及び横シールして包装袋を形成し、前記包装袋内に内容物を充填する充填包装装置であって、移送される前記フィルムに対して制動する第1および第2の制動手段と、前記包装袋内に内容物を充填する充填手段と、前記充填手段による前記内容物の充填の開始を促す充填開始手段と、前記充填開始手段によって前記内容物の充填が開始されてから所定時間後に予め定められた所定制動力にてフィルムを制動するように、前記第1および第2の制動手段の制動力を増加制御する制御手段とを具えてなる充填包装装置。
- 前記制御手段を、前記充填開始手段によって前記内容物の充填が開始されてから前記所定時間後に前記所定制動力に達するまで段階的に制動力を高めるように、前記制動手段を制御するものとしてなる請求項1に記載の充填包装装置。
- 前記包装袋の品種毎の包装形態に応じて、前記所定時間及び前記所定制動力を設定変更可能な設定手段を具えてなる請求項1または請求項2に記載の充填包装装置。
- フィルム原反から移送されるフィルムを縦シール及び横シールして包装袋を形成し、前記包装袋内に内容物を充填する充填包装装置の制御方法であって、移送される前記フィルムに対して制動する、第1および第2の制動手段と、前記包装袋内に内容物を充填する充填手段と、前記充填手段による前記内容物の充填の開始を促す充填開始手段とを具え、前記内容物の充填開始を前記充填開始手段の入力状態により判定し、前記内容物の充填が開始されてから、所定時間後に予め定められた所定制動力にてフィルムが制動されるように、前記第1および第2の制動手段の制動力を増加制御する充填包装装置の制御方法。
- 前記所定時間及び前記所定制動力を、設定手段を用いて包装袋の品種毎の包装形態に応じて設定する請求項4に記載の充填包装装置の制御方法。
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