JP4402494B2

JP4402494B2 - フィルム供給ロールの交換方法とその交換装置

Info

Publication number: JP4402494B2
Application number: JP2004091214A
Authority: JP
Inventors: 浩介酒井; 直貴横山
Original assignee: Taisei Lamick Co Ltd
Current assignee: Taisei Lamick Co Ltd
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: JP2005272125A

Description

本発明は、複数の軸のそれぞれに、シーラント層を具える積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として前記積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源を一方の前記ロールから他方のロールへ切り替える切替手段を備えるフィルム供給ロールの交換方法とその交換装置に関するものである。

従来、充填包装機やストレッチ包装機等の包装機に使用されるフィルムは、ロール状に巻回されたフィルム供給ロール（以下、ロールと記す）を用いている。このロールからフィルムが引き出されて消費されて無くなると、人手によって包装機を停止して新たなロールと取り換えて再び包装機を運転させていた。したがって、このロールの交換時に包装作業ができなくなり、包装の作業効率を低下させる要因となっていた。

そこで、予め予備のロールを待機状態にしておき、包装用に繰り出して移送状態にあるロールのフィルムが消費され終端を検出した時に、その終端部と待機状態にあるロールのフィルムの始端部と接着部材による接着または熱溶着して自動的に繋ぎ合わせて、包装機を停止することなく、後工程となる包装機へ前記フィルムを供給するものが提案されていた（例えば、特許文献１，２参照）。

上述の装置によって、包装用フィルムの供給源となるロールの切替処理を手作業ですることがなくなるだけでなく、フィルムの流れを止めることがない迅速な切替処理となるため、包装するためのフィルム供給を効率よく行うことができる。
実公昭５８−２０４９１号公報特公昭３８−１３４４８号公報

しかしながら、前記フィルムの供給源となる前記ロールの切替処理が良好に行われなかった場合、例えば、前記フィルムの終端の検出が正常に行われず、図５（ａ）に示すように、フィルムを溶着して繋ぎ合わせるための切替手段Ａによる切替処理後において、前記包装機へ供給されるフィルムＢ，Ｃが２つのロールＤ，Ｅから引き出される状態になる場合や、フィルムＢ，Ｃ同士の繋ぎ合わせが正常に行われず、図５（ｂ）に示すように、包装機へ供給される前記フィルムが途切れてしまったりする場合があったため、その際には、作業者が確認し、包装機を停止した後、前記フィルムの接合や切断の作業や、前記フィルムの移送経路に新たなフィルムを通すなどの作業が必要となる。したがって、フィルムを供給する効率が低下してしまうだけでなく、後工程となる包装機の包装処理の効率が低下してしまうという問題があった。また、ロールの切替処理後、作業者が包装機を停止してフィルム移送を止めるまでの間、無駄なフィルムを排出してしまうため問題となっていた。

そこで本発明の目的とするところは、上述した問題点に着目してなされたものであって、ロールの切り替えが正常に行われなかった場合であっても、効率よくフィルム供給を行うことが可能なフィルム供給ロールの交換方法とその交換装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明のフィルム供給ロールの交換方法は、請求項１に記載したように、包装機構とフィルム切替機構とを具える充填包装機において、複数の軸のそれぞれに、シーラント層を具えるそれぞれの積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として前記積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源となる前記ロールを、積層フィルム相互の溶着によって一方から他方へ切り替える切替手段を用いてなるフィルム供給ロールの交換方法であって、それぞれの前記軸の回転を検出する回転検出手段の検出信号に基づいて、前記切替手段による切替処理が正常になされたか否かを制御手段で判定し、切替手段の作動後において、複数の前記軸が回転状態もしくは、すべての前記軸が停止状態にあるときに、前記切替手段による切替処理が正常ではないと制御手段で判定して、前記フィルムの送出を自動的に停止するように促す処理を行うことを特徴とする。

また、請求項２に記載したように、請求項１に記載のフィルム供給ロールの交換方法において、前記切替手段の作動前後において、前記回転検出手段の検出に基づいて、回転状態にあった一方の前記軸が停止状態となり、かつ停止状態にあった他方の前記軸が回転状態となる条件を満たした場合に、前記切替手段による切替処理が正常になされたと判定することを特徴とする。

そしてまた、請求項３に記載したように、請求項１に記載のフィルム供給ロールの交換方法において、前記切替手段による切替処理が正常ではないと判定した場合、報知手段を用いて異常状態であることを作業者に報知することを特徴する。

本発明のフィルム供給ロールの交換装置は、請求項４に記載したように、包装機構とフィルム切替機構とを具える充填包装機において、フィルム切替機構が、複数の軸のそれぞれに、シーラント層を具えるそれぞれの積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として前記積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源となる前記ロールを、積層フィルム相互の溶着によって一方から他方へ切り替える切替手段を具えるフィルム供給ロールの交換装置であって、それぞれの前記軸の回転の有無を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出信号に基づいて、前記切替手段による切替処理が正常に行われたか否かを制御手段で判定し、切替手段の作動後において、複数の前記軸が回転状態もしくは、すべての前記軸が停止状態にあるときに、前記切替手段による切替処理が正常ではないと判定して、前記フィルムの送出を自動的に停止するように促す制御手段と、を具えてなることを特徴とするものである。

本発明は、複数の軸のそれぞれに、積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源を一方の前記ロールから他方のロールへ切り替える切替手段を具えるフィルムの切替装置とその切替方法に関して、ロールの切り替えに失敗した場合であっても、効率よくフィルム供給を行うことが可能なフィルム供給ロールの交換方法とその交換装置を提供できる。

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、本発明を液体や粘稠物等の包装を行う充填包装機に適用したものを例に挙げて説明する。

図１は、縦型の充填包装機を示すものであり、包装機構１と、フィルム切替機構（交換装置）２と、を備えている。

包装機構１は、フィルム折り返しガイド１１と、サーボモータ１２ａによって駆動する縦ヒートシールロール１２と、サーボモータ１３ａによって駆動する横ヒートシールロール１３と、ノズル１４と、カッター１５とによって、主に構成される。包装機構１は、フィルム折り返しガイド１１によってフィルムＦ１を２つ折りにする。このフィルムの折り返し端部同士を、一対の縦ヒートシールロール１２によって長手方向に熱シールするとともに、フィルムＦ１を移送する。縦ヒートシールロール１２によって筒状に形成されたフィルムＦ１を、横ヒートシールロール１３で横方向に熱シールする。これにより、有底筒状に形成されたフィルムＦ１内にノズル１４から吐出される内容物Ｗを充填し、さらにフィルムＦ１が移送された後、横ヒートシールロール１３によって再び横方向に熱シールする。この横方向の熱シール部分をカッター１５によって切断することによって、内容物Ｗを含む包装袋Ｐが連続して形成される。

なお、フィルムＦ１，Ｆ２は、例えばナイロン樹脂フィルムからなるベースフィルム層と、低密度ポリエチレン樹脂フィルムからなるシーラント層とからなる積層体を適用でき、縦，横ヒートシールロール１２ａ，１３ａの熱や押圧によって前記シーラント層同士が溶着するものである。

フィルム切替機構２は、第１のロール保持手段２１と、第２のロール保持手段２２と、フィルム終端検出手段２３と、切替手段２４と、によって構成されている。

第１のロール保持手段２１は、図１における包装機構へ移送状態にあるフィルムＦ１を巻回するロール（フィルム供給ロール）Ｒ１を保持する軸２１ａと、この軸２１ａの回転状態を検出する回転検出手段２１ｂと、を設けている。なお、軸２１ａは、ロールＲ１の回転とともに回転するように設けられている。回転検出手段２１ｂは、軸２１ａもしくは軸２１ａに連動して動作する部品について、回転動作または回転回数に応じた検出信号を出力するものが適用できる。例えば、軸２１ａと連動するギア２１ｃの凹凸が光電センサからなる回転検出手段２１ｂを通過するように設けて、回転検出手段２１ｂがギア２１ｃの凸部を検出する毎に検出信号を発するように構成することができる。

第２のロール保持手段２２は、第１のロール保持手段２１と同様に構成され、図１において待機状態にあるフィルムＦ２を巻回するロール（フィルム供給ロール）Ｒ２を保持する軸２２ａと、この軸２２ａの回転を検出する回転検出手段２２ｂと、を設けている。

フィルム終端検出手段２３は、包装機構１の縦ヒートシールロール１２によってロールＲ１から引き出されフィルムＦ１がロール２３ａに加える押圧、すなわちフィルムＦ１の張力を検出するものが適用できる。この場合、フィルム終端検出手段２３は、図示しないバネによってフィルムＦ１側に押しつけられるローラ２３ａと、ローラ２３ａを回転可能に軸支するとともにフィルムＦ１のテンションによって軸位置を移動するアーム２３ｂと、アーム２３ｂの移動距離を検出する角度センサ（図示しない）と、によって構成される。フィルム終端検出手段２３は、フィルムＦ１の張力が零，もしくは極端に小さくなり、アーム２３ｂが所定角度になった場合に、検出信号を発するように設けられている。したがって、フィルム終端検出手段２３は、ロールＲ１が空の状態となり、フィルムＦ１がロールＲ１から離れた時に、検出信号を発することができる。

切替手段２４は、軸部２１ａ，２２ａと包装機構１との間に設けられ、対向する一対のバー２４ａと、この各バー２４ａの対向面部に設けられる一対のヒートシール板２４ｂと、少なくとも一方のバー２４ａを他方のバー２４ａに接離可能とするためのエアーシリンダ等からなるバー駆動手段２４ｃと、を設けている。切替手段２４は、包装機構１の縦ヒートシールロール１２によってロールＲ１から引き出されて移送状態にあるフィルムＦ１と、係止片２４ｄによって予め仮止めされ待機状態のフィルムＦ２と、を挟んで熱溶着し、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを繋ぐことができる。

なお、図１において第１のロール保持手段２１に軸支されるロールＲ１が移送状態で、第２のロール保持手段２２に軸支されるロールＲ２が待機状態であるものを示したが、どちらのロールＲ１，Ｒ２が包装機構１へのフィルム供給源であってもよく、包装作業に使用していないロール保持手段２１，２２へ待機用のロールを準備するものである。

次に、フィルム切替機構２の電気的な構成を図２を用いて説明する。

回転検出手段２１ｂ，２２ｂは、ロールＲ１，Ｒ２の回転動作に応じた検出信号をそれぞれ発するものである。この場合、軸２１ａ，２２ａが一回転する毎に所定の回数のパルス信号が発せられるように構成されている。

フィルム終端検出手段２３は、切替手段２４を通過するフィルムの張力が零，もしくは極端に小さくなった場合、検出信号を発するように設けられている。

制御手段Ｋ１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，回転検出手段２１ａ，２２ａやフィルム終端検出手段２３からの検出信号を入力したり後述する各手段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。

バー駆動手段２４ｃは、切替手段２４の駆動源であり、制御手段Ｋ１からの制御信号に基づいて、ヒートシール板２４ｂでフィルムＦ１とフィルムＦ２とを挟んで熱溶着し、繋ぎ合わせるための動作を行う。

サーボモータ１２ａは、縦ヒートシールロール１２の駆動源であり、制御手段Ｋ１から出力される制御信号に基づいて、縦ヒートシールロール１２を回転させ、フィルムを所定速度にて移送したり停止したりするものである。

警報手段Ｋ２は、ランプやブザー，スピーカーからなり、照明表示や鳴動によって、作業者に異常状態を報知するためのものである。警報手段Ｋ２は、制御手段Ｋ１から発せられる制御信号に基づいて駆動するものである。

以上の構成のようにして電気的に構成された制御手段Ｋ１は、フィルム終端検出手段２３からの検出信号に基づいて、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを繋いで包装機構１へ移送するフィルムの供給源をロールＲ１からロールＲ２へ切り替える動作を行うことができる。この切替動作の前後における制御手段Ｋ１の処理手順を図３を用いて説明する。

制御手段Ｋ１は、フィルム終端検出手段２３の検出信号に基づいて、ロールＲ１から引き出され移送状態であるフィルムＦ１がロールＲ１から無くなったか否かを判定する（ステップＳ１）。

制御手段Ｋ１は、ステップＳ１において、フィルムＦ１が無くなり、終端を迎えたと判定した場合、フィルムＦ１の移送距離や移送速度に基づいて、フィルムＦ１の終端が切替手段２４を通過するタイミングを算出し、このタイミングより少し前に、ヒートシール板２４ｂによって所定時間挟み込んで溶着接合するように促す制御信号を切替手段２４のバー駆動手段２４ｃへ出力する（ステップＳ２）。

制御手段Ｋ１は、ステップＳ２によって切替手段２４が動作し、切替処理が終了した後、回転検出手段２１ｂ，２２ｂからの検出信号に基づいて、正常に切替処理がなされたか否かを判定する（ステップＳ３）。なお、制御手段Ｋ１は、回転検出手段２１ｂ，２２ｂの検出信号から、移送状態にあったフィルムＦ１の供給源であるロールＲ１を軸支し、回転状態にあった軸２１ａが切替処理終了後に停止状態となり、かつ待機状態にあったフィルムＦ２を巻回したロールＲ２を軸支し、停止状態にあった軸２２ａが切替処理終了後に回転状態に移行した場合に、フィルムの供給源がロールＲ１からロールＲ２へ正常に切り替えられたと判定する。

制御手段Ｋ１は、ステップＳ３において、正常に切替処理がなされなかったと判定した場合、フィルムの移送を停止させるように促す制御信号を縦ヒートシールロール１２へ出力し（ステップＳ４）、異常状態を作業者へ報知するように促すための制御信号を警報手段Ｋ２へ出力する（ステップＳ５）。

以上のステップＳ１からステップＳ５によって、フィルムの供給源をロールＲ１からロールＲ２へ自動で切り替えることができる。また、切替処理に異常があった場合であっても、自動でフィルムの移送を停止し、無駄なフィルムの浪費を防ぐことができるだけでなく、作業者へ報知することで、迅速な対応処理が可能となり、包装の作業効率の低下を抑えることができる。

また、上述した処理後、ロールＲ２が包装機構１へのフィルムの供給源になった場合、作業者によって、軸２１ａのロールＲ１をフィルムが十分に巻回された新たなものと入れ換えて、係止片２４ｄにフィルムＦ１の先端を仮止めさせることでロールＲ１を待機状態とすることができる。また、上述した実施の形態と同様な処理にてフィルムの供給源をロールＲ２からロールＲ１へ切り替えることができる。

また、切替手段２４の作動後において、軸２１ａ，２２ａが両方とも回転状態もしくは、停止状態にあるときに、切替手段２４による切替処理が正常ではないと判定することができるため、切替手段２４によって、フィルムＦ１が無くなる前に切替処理を行ってしまったり、フィルムＦ１とフィルムＦ２とを繋ぎ合わせることができなかったりした場合であっても、ロールの切換処理が異常であると判断でき、フィルムの移送停止など迅速な対応が可能となる。したがって、無駄なフィルムの送出を抑え、効率の良いフィルム供給を行うことになる。

かかる充填包装機のフィルム切替機構２によれば、複数の軸２１ａ，２２ａにそれぞれフィルムＦ１，Ｆ２を巻回してなるロールＲ１，Ｒ２が着脱自在に軸支され、いずれか一方のロールＲ１を供給源としてフィルムＦ１が引き出されて移送されるとともに、フィルムＦ１の供給源を一方のロールＲ１から他方のロールＲ２へ切り替える切替手段２４を用いてなるフィルム供給ロールの交換方法に当り、それぞれの軸２１ａ，２２ａの回転を検出する回転検出手段２１ｂ，２２ｂの検出信号に基づいて、切替手段２４の切替処理が正常になされたか否かを制御手段Ｋ１で判定する処理を行うことによって、従来例で示したように、フィルムの供給源が、ロールＲ１からロールＲ２に正常に切り替えられなかった場合であっても、異常状態を迅速に判断でき、効率よくフィルム供給を行うことが可能となる。

なお、上述した実施の形態だけでなく、図４に示すように、包装機構１とフィルム切替機構２との間にアキュームレート機構３を備えるものであってもよく、以下に説明する。なお、上述の実施の形態と同様箇所には、同じ符号を付して詳細な説明を省く。

フィルム停止手段３１は、一対のピンチローラ３１ａと、少なくとも一方のピンチローラ３１ａを駆動するエアーシリンダ３１ｂとを設けてなり、フィルムを挟み込むことによって、フィルムの移送を停止することができる。

フィルム貯留部３２は、フィルム停止手段３１と包装機構１との間に設けられ、固定ローラ３２ａと、上下動可能なテイクアップローラ３２ｂと、テイクアップローラ３２ｂの駆動源となるモータ３２ｃと、を備え、これらローラ３２ａ，３２ｂ間にフィルムを貯留するとともに、テイクアップローラ３２ｂの上下動によって搬送経路の長さを変えることができる。フィルム貯留部３２は、フィルム停止手段３１によって、フィルムが止められている場合であっても、包装機構１の縦ヒートシールロール１２によって、ローラ３２ａ，３２ｂ間のフィルムが引き出され、包装作業に使用することができる。

これらのフィルム停止手段３１やフィルム貯留部３２にて構成されるアキュームレート機構３を備えてなることによって、フィルムが連続移送するものであっても、フィルム切替機構２による切替処理を行うことができるため、上述した実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、フィルム切替機構２の切替手段２４として、ヒートシール板にて挟み込んで溶着するものを示したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、インパルスシーラによって、フィルムを溶着、溶断し、フィルムの供給源を切り替えることもできる。この場合、上述のようにフィルム終端検出手段２３を用いて、移送状態のフィルムの終端付近と待機状態のフィルムの始端付近同士を接合するものではなく、任意の位置でフィルムを切り替えることもできる。

また、フィルム終端検出手段２３を用いなくとも、フィルムの移送速度と、ロールの芯の外径と、回転検出手段（図示しない）による軸の回転速度と、に基づいてフィルムの残量を算出し、フィルム残量が零に近づいたら、フィルムの供給源を切り替えることもできる。

本発明の実施の形態の充填包装機を示す図。同上実施の形態の電気的構成を示す図。同上実施の形態の制御手段の処理手順を示す図。同上実施の形態の別例を示す図。従来の切替処理の失敗例を示す図。

符号の説明

２フィルム切替機構（フォルムの交換装置）
２１ａ，２２ａ軸
２２ｂ，２２ｂ回転検出手段
２４切替手段
Ｆ１，Ｆ２フィルム
Ｋ１制御手段
Ｋ２警報手段
Ｒ１，Ｒ２ロール（フィルム供給ロール）

Claims

包装機構とフィルム切替機構とを具える充填包装機において、複数の軸のそれぞれに、シーラント層を具えるそれぞれの積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として前記積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源となる前記ロールを、積層フィルム相互の溶着によって一方から他方へ切り替える切替手段を用いてなるフィルム供給ロールの交換方法であって、
それぞれの前記軸の回転を検出する回転検出手段の検出信号に基づいて、前記切替手段による切替処理が正常になされたか否かを制御手段で判定し、切替手段の作動後において、複数の前記軸が回転状態もしくは、すべての前記軸が停止状態にあるときに、前記切替手段による切替処理が正常ではないと制御手段で判定して、前記フィルムの送出を自動的に停止するように促す処理を行うことを特徴とするフィルム供給ロールの交換方法。
前記切替手段の作動前後において、前記回転検出手段の検出に基づいて、回転状態にあった一方の前記軸が停止状態となり、かつ停止状態にあった他方の前記軸が回転状態となる条件を満たした場合に、前記切替手段による切替処理が正常になされたと判定することを特徴とする請求項１に記載のフィルム供給ロールの交換方法。
前記切替手段による切替処理が正常ではないと判定した場合、報知手段を用いて異常状態であることを作業者に報知することを特徴する請求項１に記載のフィルム供給ロールの交換方法。
包装機構とフィルム切替機構とを具える充填包装機において、フィルム切替機構が、複数の軸のそれぞれに、シーラント層を具えるそれぞれの積層フィルムを巻回してなるロールが着脱自在に軸支され、いずれか一方の前記ロールを供給源として前記積層フィルムが引き出されて移送されるとともに、積層フィルムの供給源となる前記ロールを、積層フィルム相互の溶着によって一方から他方へ切り替える切替手段を具えるフィルム供給ロールの交換装置であって、
それぞれの前記軸の回転の有無を検出する回転検出手段と、前記回転検出手段の検出信号に基づいて、前記切替手段による切替処理が正常に行われたか否かを制御手段で判定し、切替手段の作動後において、複数の前記軸が回転状態もしくは、すべての前記軸が停止状態にあるときに、前記切替手段による切替処理が正常ではないと判定して、前記フィルムの送出を自動的に停止するように促す制御手段と、を具えてなることを特徴とするフィルム供給ロールの交換装置。