JP4486724B2 - 包装装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装装置、特に、緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う包装装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、発泡スチロールなどを使ったトレーに収納された生鮮食料品等の被包装物をストレッチフィルムによって包装する装置が、ストレッチ包装装置として知られている。このストレッチ包装装置では、所定の幅を有するストレッチフィルムをトレーの大小に応じて所定長さ寸法に切断するとともに、フィルムの幅方向の両側縁部を上下のベルト等から成る一対のフィーダにより保持しながらフィルムを包装ステーションに搬送し、包装ステーションでフィルム包装を施す。包装ステーションでは、搬送されてきて緊張保持されているフィルムに対してトレーに収納された商品(以下、被包装物という。)を押し上げ、被包装物をフィルムに密着させた状態でフィルムの周縁部をトレーの底面側に折り込む。これにより、被包装物がストレッチフィルムに包まれるので、その後トレー底面のフィルムにヒートシールを施して包装を完了させる。
【0003】
このような一連の動作のうち、緊張保持させたフィルムに対して被包装物を押し上げフィルムの周縁部を折り込む動作を取り上げると、ここではまず、複数のクランプによってフィルムの周縁部の複数箇所を掴んで、フィルムのプリストレッチを行う。そして、プレストレッチによってテンションがかかった状態のフィルムに対して下から被包装物を押し上げながら、適当なタイミングでクランプによるフィルム保持を解除させ、折り込み部材によってフィルムの周縁部をトレーの底面側に折り込む。ここで、クランプのフィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングは、予め決められた数値を試運転時に手動で微調整できるようにされている。また、CCDカメラでトレーの形状をセンシングし、トレーの横幅や縦幅などをパラメータとして、フィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングの調整が為されていることもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ストレッチ包装装置によるフィルム包装の仕上がり具合を判断する指標の1つに、被包装物を覆っているトレー上方のフィルムの部分が皺なくきれいに仕上がっているか否かというものがある。皺なくフィルムが張られていれば商品としての価値が上がるが、トレー上方に張られているフィルムに皺があったのでは、商品を購入しようとする客の購買意欲を減退させる。
【0005】
トレー上方の被包装物を覆うフィルムに皺が寄らないようにするには、包装ステーションにおいてフィルムをきちんと緊張保持させるとともに、クランプのフィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングなどを最適に設定して包装動作中にフィルムに皺が寄らないようにしなければならない。このため、従来においては、上記のようにトレーの横幅や縦幅などをパラメータとしたり、特開昭58−160230号公報に示されているようにフィルムの長さをパラメータとしたり、特開昭61−81913号公報に示されているように被包装物の縦幅や横幅、高さなどをパラメータとしたりして、フィルム保持の解除や折り込みのタイミングを制御している。そして、これらにより、フィルム包装における皺の発生がある程度抑えられているようになっている。
【0006】
しかしながら、最近では使用されるトレーの形状が多様化しており、コーナー部の曲率が大きなトレーやいわゆる変形トレーを使う場合には、上記の各パラメータだけでは最適な皺の寄らないフィルム包装を行うことが困難となってきている。また、CCDカメラによる縦幅及び横幅を含むトレーの平面形状のセンシングの度合いを向上させて、トレー形状毎に設定される調整データの保有量を増やしたとしても、トレーの底面形状などをセンシングすることは困難であり、記憶されていない形状のトレーには対応できないという問題も残る。さらに、大きさ及び形状が同一であっても、強度(弾性)が異なるトレーも存在する。
【0007】
本発明の課題は、トレー形状や被包装物の形状などにかかわらず、被包装物を覆うフィルムの上部に皺が発生しない包装を行うことができる包装装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る包装装置は、複数の保持手段と、移動手段と、複数の折り込み手段と、測定手段と、制御手段とを備えている。そして、この包装装置は、緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う。保持手段は、フィルムの周辺部を保持することができる。移動手段は、被包装物を移動させ、被包装物をフィルムに押し当てることができる。折り込み手段は、被包装物が押し当てられたフィルムの周辺部を、被包装物の底部側に折り込むことができる。測定手段は、包装動作中におけるフィルムの張力を測定する。制御手段は、測定手段の測定結果に基づいて、包装動作中における保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御する。具体的には、制御手段は、包装動作中の折り込み手段による折り込み動作時において、測定手段によって測定されているフィルムの張力が所定値に達したときに、保持手段によるフィルム保持を解除させる。
【0009】
本請求項の包装装置では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定して、その測定結果を基に包装動作中における保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御している。このため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となっている。包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【0010】
請求項2に係る包装装置は、請求項1に記載の包装装置であって、保持部移動手段をさらに備えている。保持部移動手段は、保持手段を移動させることができる。制御手段は、包装動作中の折り込み手段による折り込み動作時において、保持手段によるフィルム保持の解除の前に、フィルムに弛みを発生させることなく且つフィルムに過大な張力をかけることなくフィルムの折り込みを完了させるために、保持部移動手段を制御して保持手段を被包装物側に移動させる。
【0011】
本請求項の包装装置では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定して、その測定結果を基に包装動作中に保持手段を移動させてフィルムの張力を制御している。このため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となっている。包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように保持手段を移動させてフィルムの張力を制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【0012】
請求項3に係る包装装置は、請求項1又は2に記載の包装装置であって、測定手段は、保持手段のフィルムの保持に係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する。
【0013】
ここでは、フィルムの張力が大きくなると保持手段のフィルムの保持に係る負荷も大きくなることに鑑み、フィルム保持に係る負荷を検出することでフィルムの張力を測定する方法を採っている。
【0014】
請求項4に係る包装装置は、請求項3に記載の包装装置であって、保持手段は、フィルムを保持する保持力を発生させるためのモータを有している。そして、測定手段は、保持手段のモータに作用する負荷を検出する。
【0015】
ここでは、フィルムの保持に係る負荷を測定し易いように、保持フィルムを保持する保持力の発生源としてモータを採用している。したがって、モータに作用する電流値や電圧などの負荷を検出するという簡易な方法によって、フィルムの張力を測定することが可能となる。
【0016】
請求項5に係る包装装置は、請求項1又は2に記載の包装装置であって、測定手段は、折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する。
【0017】
ここでは、折り込み手段がフィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込むときにフィルムの張力が大きくなるに従って折り込み手段に係る負荷も大きくなることに鑑み、折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することでフィルムの張力を測定する方法を採っている。
【0018】
請求項6に係る包装装置は、請求項5に記載の包装装置であって、折り込み手段は、フィルムを折り込むためのモータを有している。そして、測定手段は、折り込み手段のモータに作用する負荷を検出する。
【0019】
ここでは、フィルムの折り込みに係る負荷を測定し易いように、フィルムの折り込みをモータによって行っている。したがって、モータに作用する電流値や電圧などの負荷を検出するという簡易な方法によって、フィルムの張力を測定することが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
本発明の一実施形態に係るフィルム横送り型の包装装置を図1に示す。この包装装置1は、緊張保持させたストレッチフィルムFに対してトレーに載せた生鮮食料品等の商品を押し上げ、フィルムFの周辺部をトレーの底面側に折り込むことによってフィルム包装を行う装置である。また、この包装装置1は、フィルム包装機能に加えて、計量機能やラベル貼付による値付機能を兼ね備えたものである。
【0021】
<装置の全体概略>
図1及び図2に示すように、包装装置1は、計量搬入機構2と、包装ステーション3と、ロール支持機構4と、フィルム送り出し機構5と、フィルム搬送機構6と、折り込み機構7と、シール機構8とを備えている。
【0022】
計量搬入機構2は、本体1aの正面中央部に設けられている。包装ステーション3は、本体1a内に形成される空間である。ロール支持機構4は、本体1aの両側部に配設されており、それぞれフィルムロールRを保持する。フィルム送り出し機構5は、フィルムロールRから引き出されたフィルムFを上方に送り出す。フィルム搬送機構6は、フィルム送り出し機構5からフィルムFを受け取り、包装ステーション3へとフィルムFを搬送する。折り込み機構7は、包装ステーション3に搬送されたフィルムFによって、被包装物を包装する。シール機構8は、折り込み機構7により被包装物の底面側に折り込まれたフィルムFに対して、熱シールを施す。
【0023】
また、本体1aの上部には、表示パネル9a及び操作キー9bを備えた制御装置(制御手段)9が配置されている。この制御装置9は、上記の各機構2,5,6,7,8の作動を制御するとともに、計量搬入機構2により計量された商品Gの重量を示す信号に基づいて商品Gの価格の算出等を行い、商品Gの重量や価格等をラベルに印字するラベルプリンタ10やラベル発行機11の作動を制御している。
【0024】
なお、この包装装置1で使用するフィルムロールRは、所定の幅寸法とされたストレッチフィルムFが多重に巻き付けられているものである。
【0025】
<計量搬入機構>
計量搬入機構2は、トレーTに収納された食品等の商品Gの重量を計量する計量器と、一対のローラ間に張設された複数の搬入ベルトを有している。搬入ベルトには搬送用の突起が設けられており、計量器上(搬入ベルト上方)に商品Gを収容したトレーTを図3に示すように載置すれば、商品Gの重量が計量器により計量された後、トレーTが搬入ベルトの突起に押されて、包装ステーション3(装置内部)のリフター機構30(後述)の支持部材33上に送られる(図14及び図15参照)。
【0026】
<包装ステーション>
包装ステーション3は、本体1a内にあって、計量が終わったトレーT内の商品Gに一連のフィルム包装処理を施す空間である。この包装ステーション3では、フィルム搬送機構6によってストレッチフィルムFが張られ、張られたフィルムFに対してリフター機構30がトレーT及び商品Gを突き上げる(図16参照)。そして、フィルムFを突き上げた状態のトレーTの底面側に折り込み機構7がフィルムFの周囲の部分を折り込むことによって、トレーT及び商品GがフィルムFで覆われた状態となる。
【0027】
この包装ステーション3の下部には、トレーTの底面を保持してトレーT及び商品Gを上方に移動させるためのリフター機構(移動手段)30が設けられている。
【0028】
リフター機構30は、図3に示すように、支持ベース31と、支持ベース31上に固定された複数の支持バー32と、各支持バー32の上端部にそれぞれ回動自在に支持されトレーTの底面を受ける支持部材33とを有している。また、リフター機構30は、支持ベース31を上下移動させる電動ボールネジ機構34を下部に備えている。
【0029】
なお、各支持バー32は、その中央部分に前後左右に折れ曲がるヒンジを備えており、後述する左右折り込み板76,77や後折り込み板78がトレーTの下部に入ってくるときに一時的に転倒するようにされている。
【0030】
<ロール支持機構>
フィルムロールRを支持するロール支持機構4は、本体1aの両側部に概ね対称に設けられている(図2及び図4参照)。ロール支持機構4は、主としてロールバーから構成されている。
【0031】
このロールバーは、フィルムロールRを挿通させ、ホルダー等でフィルムロールRを保持することができる。また、ロールバーは本体1aに回転自在に支持されているが、その一端に固定されたプーリ4bにはベルト4cが掛けられている(図2参照)。このベルト4cは、フィルムロール駆動モータ4dの回転に従って駆動されるようになっている。さらに、ベルト4cとフィルムロール駆動モータ4dとの間にはフィルムブレーキ4eが設けられており、フィルムロールRからのフィルムFの繰り出しを止めることもできるようになっている。
【0032】
<フィルム送り出し機構>
フィルム送り出し機構5は、フィルムロールRから引き出されたフィルムFを後述するフィルム搬送機構6の一対のフィーダユニット61,62に受け渡すための機構である。このフィルム送り出し機構5は、図2に示すように、主として、繰り出しローラ51と、繰り出しローラ51を回す繰り出しモータ52と、フィルム差し込み板ユニット53と、フィルム差し込み板ユニット53を上下移動させるフィルム差し込み板駆動モータ54とから構成されている。
【0033】
繰り出しローラ51は、ロール支持機構4に保持されたフィルムロールRの斜め上方、フィルムロールRよりも外側に配置されるローラである。この繰り出しローラ51は、ベルトを介して繰り出しモータ52と連結されており、繰り出しモータ52の作動によって回転する。
【0034】
フィルム差し込み板ユニット53は、主として2枚の板から構成されており、図2に示すように、ロール支持機構4に支持されたフィルムロールRの上方に配置されている。このフィルム差し込み板ユニット53は、それぞれの一端が図示しないヒンジで連結されている2枚の板57,58と、板58に支持される複数のワンウェイローラ59とから構成されている(図4参照)。
【0035】
フィルム差し込み板駆動モータ54は、上記のフィルム差し込み板ユニット53を上下に移動させるために配備されており、リンク機構を介してフィルム差し込み板ユニット53を上下移動させる。
【0036】
<フィルム搬送機構>
フィルム搬送機構6は、フィルムロールRから上記フィルム送り出し機構5によって繰り出されたフィルムFを受け取って、包装ステーション3の中央部分に搬送し、さらにフィルムFを緊張保持する。このフィルム搬送機構6は、主として、第1フィーダユニット61と、第2フィーダユニット62と、第1フィーダ移動ユニット63と、第2フィーダ移動ユニット64と、フィーダ駆動ユニット65とから構成されている。
【0037】
第1フィーダユニット61は装置1の正面から見て手前側に、第2フィーダユニット62は装置1の正面から見て向こう側に配置されている(図3及び図4参照)。これらの第1及び第2フィーダユニット61,62は、横送りされるフィルムFの両側部(手前側及び向こう側の側部)を上下のベルトで挟み、フィーダ駆動ユニット65の作動によってフィルムFを搬送する。
【0038】
また、第1フィーダユニット61は第1フィーダ移動ユニット63の作動により、第2フィーダユニット62は第2フィーダ移動ユニット64の作動によって、それぞれフィルム幅方向(図3及び図4の左右方向)に移動するように構成されている。それぞれのフィーダユニット61,62は、フィルム幅方向に沿って延びるスライドシャフト66,67によって、2カ所でフィルム幅方向に移動自在に支持されている。
【0039】
図5に示すように、各フィーダ移動ユニット63,64は、駆動モータ63a,64aと、この駆動モータ63a,64aの作動によりフィルム幅両方向に移動するベルト63b,64bとを有している。そして、各フィーダユニット61,62が各ベルト63b,64bに連結されており(図5参照)、駆動モータ63a,64aの作動でフィーダユニット61,62がそれぞれ別個にフィルム幅方向の移動を行い得るようになっている。
【0040】
(フィーダユニットの詳細)
次に、第1及び第2フィーダユニット61,62の構成について詳述する。両フィーダユニット61,62の構成は概ね等しいので、以下、第1フィーダユニット61を例にとって説明を行う。
【0041】
図6〜図8に、第1フィーダユニット61の詳細図を示す。これらの図は、図1〜図5において図示を省略していたクランプ25〜29を含んだものとなっている。なお、クランプ25〜29を含む第1及び第2フィーダユニット61,62の上面図を図9に、図9からクランプ25〜29の配置を抽出したものを図10に示す。
【0042】
これらの図に示すように、第1フィーダユニット61は、フレーム21と、下ベルト22と、上ベルト23と、導入ベルト24と、メインクランプ25,26,27と、補助クランプ28,29とを備えている。
【0043】
(フレーム)
フレーム21は、各ベルト22〜24を支持しているプーリや、各クランプ25〜29、そして各クランプ25〜29を動かすモータ61a〜61e(図12参照)を支持するもので、第1フィーダユニット61の骨格を構成している。また、このフレーム21は、下ベルト22の上側のベルトと下側のベルトとの間に、概ねベルト22,23と同じ幅を持った帯板21aを有している。この帯板21aは、後述するメインクランプ25,26,27との間にベルト22,23及びフィルムFを挟むという役割を果たす。
【0044】
(ベルト)
下ベルト22は、フィルムFに下から接触するもので、図6に示すように6つのプーリに掛け渡されている。これらのプーリのうち1つが、図2に示すように、複数のベルトを介してフィーダ駆動ユニット65の駆動モータ65aにつながっている。このフィーダ駆動ユニット65の駆動モータが作動すると、両フィーダユニット61,62の下ベルト22が同期して動く仕組みになっている。
【0045】
上ベルト23は、下ベルト22の上に乗っており、下ベルト22の動きに従動する。この上ベルト23は、4つのプーリに掛け渡されている。
【0046】
導入ベルト24は、下ベルト22の長手方向両端の外側にそれぞれ配置されており、下ベルト22の鉛直に延びている部分と接触している。また、この導入ベルト24は、図示しない駆動具によって、図6の実線で示す状態と1点鎖線で示す状態との切り替えが可能である。図6の1点鎖線で示す状態のときには、下ベルト22と導入ベルト24との間に隙間があき、この隙間にフィルム送り出し機構5のフィルム差し込み板ユニット53に保持されているフィルムFが入り込めるようになる。すなわち、導入ベルト24は、フィルム送り出し機構5によって下方から送られてくるフィルムFを下ベルト22との間で挟持して、下ベルト22と上ベルト23との間へと導く役割を果たす。
【0047】
(メインクランプ)
メインクランプ25,26,27は、上ベルト23の上側のベルトと下側のベルトとの間に配置されており、平面的には両ベルト22,23と重なる位置に配置されている。これらのクランプ25,26,27は、リンク機構を介して、図12に示す第4モータ61d、第3モータ61c、及び第2モータ61b(第2フィーダユニット62のクランプ25,26,27は第9モータ62d、第8モータ62c、及び第7モータ62b)によって作動する。これらのモータ61d,61c,61bは、フレーム21の外側の面に固定される。クランプ25,26,27は、通常は両ベルト22,23に力を作用させていないが、モータ61d,61c,61bが作動すると押し下げられ、上ベルト23の下側のベルトと下ベルト22の上側のベルトとに下向きの力をかけ、これらを帯板21aとの間で強く挟持する。したがって、フィルムFが下ベルト22と上ベルト23との間にあるときには、モータ61d,61c,61bを作動すればフィルムFが両ベルト22,23に密着保持され、モータ61d,61c,61bの作動を止めればフィルムFの保持が解除されることになる。
【0048】
(補助クランプ)
補助クランプ28,29は、平面的に一直線上に並んでいるメインクランプ25,26,27から外れた位置に配置されている。具体的には、図10に示すように、メインクランプ25,26,27がベルト22,23と重なるように配置されベルト22,23ごとフィルムFを掴んでフィルムFを強く保持するのに対し、補助クランプ28,29はベルト22,23から内側にずれた位置に配置されフィルムFを直接掴んでフィルムFを保持する構成となっている。以下、補助クランプ28,29の構成が同様であることから、補助クランプ28を例にとって説明する。
【0049】
補助クランプ28は、図6〜図8に示すように、主として、フィルムFの上方に位置することになる固定接触部28aと、フィルムFの下方に位置することになる移動接触部28bとから構成されている。移動接触部28bが上方に移動すると、フィルムFが固定接触部28aと移動接触部28bとによって強く挟持されフィルムFがクランプされる。
【0050】
固定接触部28aは、フィルム搬送方向(図7の左右方向,図10の上下方向)に長く延びる板部材であり、フィルムFを保護するために下面の角が丸められている。この固定接触部28aは、L字型の固定具28dを介してフレーム21に固定されている(図8参照)。
【0051】
移動接触部28bは、リンク機構28cを介して、第5モータ61e(図12参照)によって上下に移動する。この移動接触部28bもフィルム搬送方向に延びているが、移動接触部28bは、固定接触部28aよりもフィルム搬送方向の長さが短くなっている。リンク機構28cは固定具28eを介してフレーム21に支持され(図8参照)、第5モータ61eはフレーム21の内側の面に固定される。
【0052】
<カッター機構>
また、フィルム搬送機構6のフィルム搬送方向前側には、カッター機構69が配備されている。カッター機構69は、フィルム送り出し機構5からフィルム搬送機構6へと受け渡されたフィルムFがフィルム搬送機構6で所定量だけ搬送された後に、両機構5,6間においてフィルムFを切断するために設けられている。カッター機構69は、フィルム幅よりも長い切断刃69aを有し、この切断刃69aをアクチュエータで移動させることによりフィルムFを切断する(図2参照)。
【0053】
<折り込み機構>
折り込み機構7は、図2及び図3に示すように、主として、左右折り込み板76,77と、後折り込み板78と、前折り込み棒79とから構成されている。
【0054】
左右折り込み板76,77は、フィルムFのフィルム搬送方向両端部をトレーTの底面側に折り込むもので、左右折り込みモータ7a(図13参照)及びタイミングベルト(図示せず)によって水平移動が可能である。
【0055】
後折り込み板78は、フィルムFの第2フィーダユニット62側の側部をトレーTの底面側に折り込むもので、後折り込みモータ7b(図13参照)及びタイミングベルト(図示せず)によって水平移動が可能である。
【0056】
前折り込み棒79は、トレーTをシール機構8側に向けて押し出す排出プッシャー79aによるトレーTの排出時に、フィルムFの第1フィーダユニット側の側部がトレーTの底面側に折り込まれるように配置されている。なお、排出プッシャー79aは、排出プッシャーモータ7c(図13参照)及びタイミングベルト(図示せず)によって水平移動が可能である。
【0057】
<シール機構,ラベルプリンター,ラベル発行機>
シール機構8は、排出プッシャー79aによって押し出されたトレーTの底面を熱してシールする役割を果たすとともに、正面側の部分は排出台の役目も兼ねている。そして、ここに排出された包装済みの商品には、ラベル発行機11がラベルプリンター10で印字処理されたラベルを貼り付ける。
【0058】
<制御装置>
本体1aの上部に配される制御装置9は、図11に示すように各部と連結されており、各機構2,5,6,30,7,8,10,11の各動作を制御する。そして、オペレータによる操作は、操作キー9bの他、各スイッチやダイヤル16,17,18,19によっても受け付けられる。
【0059】
また、図12に、制御装置9とフィルム搬送機構6の各モータとの結線の概略図を、図13に、制御装置9と折り込み機構7の各モータとの結線の概略図を示す。これらに示すように、フィルム搬送機構6の各モータ61a〜61e、62a〜62e、63a、64a、65aや折り込み機構7の各モータ7a、7b、7cは、それぞれ独立して制御装置9に連結されており、それぞれ別個に作動するようになっている。また、制御装置9は、各モータにかかっている負荷を、電流値を基準にして、あるいはカウンター等から得られる回転速度を基準にして、把握することができるようになっている。
【0060】
そして、制御装置9は、フィルム搬送機構6の各クランプを作動させるモータ61a〜61e,62a〜62eにかかっている負荷から割り出したフィルムFの各部での張力に応じて、後述するように折り込み動作中におけるクランプ25〜29のフィルム保持の解除タイミングを制御する。
【0061】
<包装装置の動作概略>
次に、上記のような構成を持つ本包装装置1の動作を簡単に説明する。
【0062】
本装置1では、図14に示すようにオペレータが商品Gを収容したトレーTを計量搬入機構2の計量器上に載せると、計量値が安定して計量が完了するのを待って、搬入ベルトが動き出す。この搬入ベルトの動きに従って搬入ベルトに固定されている突起が移動し、商品Gを載せたトレーTをリフター機構30の支持部材33上に押し出す(図15参照)。
【0063】
一方、フィルムロールRからフィルム送り出し機構5によりフィルム搬送機構6へと受け渡されたフィルムFは、カッター機構69により切断され1枚の長方形状のフィルムFの形で、リフター機構30の上方まで両フィーダユニット61,62によって運ばれている。そして、リフター機構30の上方において、各クランプ25〜29の作動によりフィルムFの周囲を強保持された状態となっている。
【0064】
そして、このように周囲、特に両側部を強く保持されたフィルムFに対して、リフター機構30が商品G及びトレーTを押し上げる(図16参照)。すると、周囲を強保持されているフィルムFは商品G及びトレーTの上部を覆うように伸張する。
【0065】
この状態において、後折り込み板78及び左右折り込み板76,77がトレーTの底面側に水平移動すると、適当なタイミングで正面側(図17の左側)にあるクランプ以外のクランプ25〜29がフィルムFの保持を解除して、フィルムFの周囲3辺がトレーTの下側に折り込まれる。そして、排出プッシャー79aがトレーTをシール機構8側に押し出すと、折り込まれていなかった正面側のフィルムFの1辺が前折り込み棒79に当たり、シール機構8側へのトレーTの移動にしたがってトレーTの下側に折り込まれていく。なお、正面側にあるクランプは、このときにフィルムFの保持が解除される。また、この移動中に、トレーTの下側に折り込まれたフィルムFが熱シールされ、図17に示す位置に排出されたときには、商品G及びトレーT全体をフィルムFが覆った包装完了の状態となる。
【0066】
さらに、ラベル貼付を含む処理を選択している場合には、計量値に基づいて算出される商品の値段や重量などがラベルプリンター10によりラベルに印字され、そのラベルがラベル発行機11により包装済みの商品G及びトレーTに貼付される。
【0067】
<包装装置のフィルム折り込み動作>
次に、第1及び第2フィーダユニット61,62の各クランプ25〜29によって強保持されているフィルムFをトレーTの下側に折り込むフィルム折り込み動作について、図18〜図21を用いてもう少し詳しく説明する。
【0068】
図18は、リフター機構30(図示せず)によってトレーが後折り込み板78及び左右折り込み板76,77よりも上方に持ち上げられたときの状態を表している。図18(a)は側面から、図18(b)は正面から見たときの状態を表す。ここでは、フィルムFがある程度伸張しており、トレーT内の商品はピンと張られたフィルムFで覆われた状態となっている。
【0069】
この図18に示す状態までトレーTが持ち上げられると、後折り込み板78及び左右折り込み板76,77がトレーTの下方の空間に向かって水平移動してくる。そして、図19(a)(b)に示すように、後折り込み板78及び左右折り込み板76,77がフィルムFを側方から押し始める。このときには、まだ各クランプ25〜29(図では一部のみ表示)を含む第1及び第2フィーダユニット61,62の位置は変わらない。
【0070】
そして、さらに後折り込み板78及び左右折り込み板76,77が移動して、それらの先端がある程度トレーTの下側に入ってくると、図20に示すように、第2フィーダ移動ユニット64の駆動モータ64aが作動して、第2フィーダユニット62(図20(a)の右側のクランプ28を含むもの)がフィルム幅方向内側に寄ってくる。
【0071】
そして、所定の位置まで後折り込み板78及び左右折り込み板76,77が進むと、順次各クランプ25〜29のフィルム保持が解除される(図21参照)。この後、さらに後折り込み板78及び左右折り込み板76,77が移動して、正面側(図21(a)の左側)を除くフィルムFの周囲3辺がトレーTの下側に折り込まれた状態となる。このときには、正面側のクランプ(図22の第1フィーダユニット61のメインクランプ26)を除いては、各クランプ25〜29がフィルムFの保持を解除した状態となっている。なお、後折り込み板78及び左右折り込み板76,77の動きに対する各クランプ25〜29の保持の解除タイミングは、後に詳述する。
【0072】
そして、上述のように、排出プッシャー79aでトレーTをシール機構8側に押すと、折り込まれていなかった正面側のフィルムFの1辺が前折り込み棒79に当たり、シール機構8側へのトレーTの移動にしたがってトレーTの下側に折り込まれていく。このときに、正面側のメインクランプ26によるフィルムFの保持が解除される。この排出プッシャー79aの動きに対する正面側メインクランプ26のフィルム保持の解除タイミングについては、次に詳述する。
【0073】
<制御装置によるクランプ保持解除及び折り込み動作の制御>
制御装置9は、折り込み動作時においては、電流値等を監視することによって、フィルム搬送機構6の各クランプ25〜29に保持力を発生させる第1モータ61a〜第5モータ61e及び第6モータ62a〜第10モータ62eに作用している負荷を常時検知している。そして、テストによって予め求められている相関データから、モータにかかる負荷をフィルムの張力に換算する。このように、制御装置9は、折り込み動作時においては、フィルムFの各部(各クランプ25〜29で保持している部分)における張力を常に把握することができている。
【0074】
そして、各クランプ25〜29のフィルム保持の解除タイミングは、それぞれが保持している部分のフィルム張力に応じて、具体的には各モータ61a〜61e、62a〜62eの負荷が所定の張力に相当する値に達したときと決められる。すなわち、各モータ61a〜61e、62a〜62eの電流値や回転速度が所定のレベルになると、制御装置9が各クランプ25〜29の保持しているフィルムの部分の張力が所定値に達したと判断して、そのクランプによるフィルム保持を解除させる。
【0075】
このようにして、折り込み動作時に各折り込み板76,77,78が移動してきたときのクランプ25〜29の解除タイミングが、あるいは排出プッシャー79a及び前折り込み棒79により正面側のフィルムFが折り込まれるときの正面側クランプ26の解除タイミングが、フィルム張力を基にして制御されている。
【0076】
なお、実際の折り込み動作における各クランプ25〜29のフィルム保持の解除タイミングは、トレーTの形状やフィルムFの大きさにもよるが、例えば図22に示すような形状のトレーTであれば、図22に示す順序となる。この順序及び解除タイミングは、上記のように折り込まれるフィルムFの各部の張力(テンション)が保持解除時に概ね等しくなるように制御されており、見栄えのよいフィルム包装が為されるようになっている。すなわち、ここでは、最初に第2フィーダユニット62の補助クランプ28,29による保持が解除され(図22の番号1参照)、次に第1フィーダユニット61の補助クランプ28,29による保持が解除され(図22の番号2参照)、その次に両フィーダユニット61,62のメインクランプ25,27の4つの保持が解除され(図22の番号3参照)、その次に第2フィーダユニット62の中央にあるのメインクランプ26の保持が解除される(図22の番号4参照)。排出プッシャー79aの作動時に保持が解除される第1フィーダユニット61のメインクランプ26は、最後に保持が解除されることになる(図22の番号5参照)。
【0077】
また、図22に示すものよりも大きなトレーを包装する場合には、排出プッシャー79aの作動時まで第1フィーダユニット61のメインクランプ25,26,27全てがフィルムFの保持を続けることもあり得る。
【0078】
<制御装置による折り込み動作中の第2フィーダユニットの移動制御>
次に、折り込み動作中における第2フィーダユニット62の移動タイミングの制御について説明する。
【0079】
上記のように、各クランプ25〜29のフィルム保持が解除される前には、第2フィーダ移動ユニット64の駆動モータ64aが作動して、第2フィーダユニット62(図20(a)の右側のクランプ28を含むもの)がフィルム幅方向内側に寄せられる(図20参照)。この第2フィーダユニット62の移動に従って第2フィーダユニット62の各クランプ25〜29が内側に移動することにより、フィルムFに弛みを発生させることなく、且つフィルムFに過大な張力をかけることなく、フィルムFの折り込みを完了させることができている。
【0080】
この第2フィーダユニット62の移動を開始させるタイミングは、第2フィーダユニット62のクランプ25〜29が保持している部分のフィルム張力に応じて、具体的にはモータ62a〜62eの負荷の最大値がある張力に相当する値に達したときと決められている。すなわち、いずれかのモータ62a〜62eの電流値や回転速度があるレベルに到達すると、制御装置9がフィルム張力の増加を緩和させるために第2フィーダユニット62を内側に移動させ始める。
【0081】
このように、本包装装置1では、折り込み動作時に各折り込み板76,77,78が移動してきたときの第2フィーダユニット62の移動タイミングが、フィルム張力を基にして制御されている。
【0082】
<本包装装置の特徴>
(1)
この包装装置1では、従来のようにトレーT及び商品Gの形状やフィルムFの長さなどの間接的なパラメータではなく、折り込み動作時のフィルムFの張力を直接検知して、その検知結果を基準に折り込み動作を制御している。具体的には、各モータ61a〜61e、62a〜62eにかかる負荷からフィルム張力を割り出して、これを基に各クランプ25〜29の解除タイミングや第2フィーダユニット62の移動タイミングを決定している。
【0083】
このため、トレーTや商品Gの大きさや形状などにかかわらず、常に一定の張力がかかった状態でフィルム包装を行うことができ、包装後のトレーT上方のフィルムFに皺が生じない。これにより、トレーTや商品Gのサイズや形状を測ることなく、種々の形状のトレーや商品に対して、また種々の材質のトレーに対して、皺がなく見栄えのよいフィルム包装を行うことが可能となっている。
【0084】
(2)
この実施形態の包装装置1では、従来から用いられているメインクランプ25,26,27に加えて、補助クランプ28,29を配備している。そして、これらの補助クランプ28,29に、メインクランプ25,26,27が保持するフィルムFの側部よりも内側の部分においてフィルムFを強保持させている(図10参照)。
【0085】
したがって、本包装装置1では、フィルムFを両側部だけで保持していた従来の包装装置よりも、商品G及びトレーTが押しつけられるフィルムFを四方から保持する状態に近づいている。すなわち、補助クランプ28,29がフィルムFの側部よりも若干内側の部分を保持している分だけ、フィルムFの両側部だけを保持している状態よりも、フィルムFに対して商品G及びトレーTを押し上げてフィルムFでトレーT上の商品Gを覆うとき(図16及び図18参照)のフィルムFに発生する皺を抑えることができる。
【0086】
これにより、通常の長方形あるいは正方形のトレーを包装するときはもちろん、従来の包装装置ではきれいにフィルム包装をすることが困難であった湾曲部等を有する異形トレーに対しても、皺のないきれいなフィルム包装が可能となっている。例えば、図22に示すような異形トレーTに対しても、また3次元的な異形トレーに対しても、皺のない見栄えのよいフィルム包装が可能となっている。
【0087】
[第2実施形態]
上記第1実施形態においては、フィルム搬送機構6の各クランプ25〜29の保持力を発生させる第1モータ61a〜第5モータ61e,第6モータ62a〜第10モータ62eにかかっている負荷からフィルムFの各部での張力を割り出してクランプの解除タイミングを決める制御が行われているが、他のモータにかかっている負荷からフィルム張力を割り出してクランプの解除タイミングを決めるような制御を行わせることも可能である。
【0088】
例えば、排出プッシャー79aによってトレーTをシール機構8側に押し出すときの正面側クランプ26の解除タイミングは、排出プッシャーモータ7cの電流値の変化あるいは回転速度変化等から排出プッシャーモータ7cにかかっている負荷を割り出し、この負荷を基準にして決定させることもできる。
【0089】
また、各補助クランプ28,29の解除タイミングについては、左右折り込みモータ7aにかかっている負荷を基準にして決めることも可能である。
【0090】
[第3実施形態]
上記第1実施形態では各クランプ25〜29を作動させ保持力を発生させるモータ61a〜61e、62a〜62eの負荷から各クランプ25〜29近傍のフィルム各部の張力を割り出しているが、これに代えて圧力センサーを各クランプ25〜29に配備してフィルム張力を測定するようにしてもよい。
【0091】
図23に示すように、本実施形態では、各クランプ25〜29がそれぞれ圧力センサーS1〜S10を備えている。これらの圧力センサーS1〜S10は、各クランプ25〜29のうちフィルムFに上側から力を作用させる部分に装着される。例えば、補助クランプ28に対しては、図24に示すような位置に圧力センサーS5が装着される。これにより、フィルムFが斜め上方に引っ張られたときに(図18参照)、圧力センサーにフィルムFから(メインクランプ25〜27のものでは上ベルト23を介して)圧力が作用する。したがって、圧力センサーS1〜S10にはフィルム張力に概ね比例した圧力が作用するようになり、これらの圧力センサーS1〜S10から圧力データが送られる制御装置9は、各クランプ25〜29が保持している部分のフィルム張力を把握することができる。
【0092】
[第4実施形態]
上記第3実施形態では各クランプ25〜29をモータ61a〜61e、62a〜62eによって作動させているが(図23参照)、圧力センサーS1〜S10を各クランプ25〜29に配備するのならば、図25に示すように各クランプ25〜29をソレノイド161a〜161e、162a〜162eによって作動させることも可能である。
【0093】
ここでは、ソレノイド161a〜161e、162a〜162eによって各クランプ25〜29に保持力を発生させるためソレノイド161a〜161e、162a〜162e側の状態からフィルム張力を割り出すことは困難であるが、圧力センサーS1〜S10が各クランプ25〜29に装着されているため、これらからフィルム張力を割り出すことができる。
【0094】
[第5実施形態]
上記第3及び第4実施形態では圧力センサーS1〜S10を各クランプ25〜29に配備して各クランプ近傍のフィルム張力を算出しているが、各クランプ25〜29ではなく各折り込み板77,78に圧力センサーS11〜S21を配備して、これらからの圧力データを基にフィルム張力を割り出し各クランプ25〜29の解除タイミングを制御することも可能である。
【0095】
図26に示すように、本実施形態では、圧力センサーS11〜S16を左右折り込み板77に配備し、圧力センサーS16〜S21を後折り込み板78に配備している。各圧力センサーは、フィルムFに接触する各折り込み板77,78の先端部に装着されている。そして、各圧力センサーS11〜S21は、各折り込み板77,78がフィルムFを折り込むときにフィルムFから受ける反力を検知し、その圧力データを制御装置9に送る。
【0096】
圧力センサーS11は、フィルムFの正面側側部の位置、具体的には第1フィーダユニット61のクランプ25〜29がくる位置に配置されている。圧力センサーS12〜S16は、フィルムFの向こう側側部の位置、具体的には第2フィーダユニット62のクランプ25〜29がくる位置に配置されている。これらS12〜S16は、それぞれフィルム幅の異なる5種類のフィルムFに対応できるように、フィルム幅方向5ヶ所に配置されている。これにより、概ね第1及び第2フィーダユニット61,62それぞれのクランプ、特に補助クランプ28,29が保持するフィルムFの各位置での張力を算出することができるようになっている。
【0097】
圧力センサーS16〜S21は、フィルム搬送方向5ヶ所に配置されている。これらS16〜S21は、それぞれ、クランプ29,27,26,25,28のフィルム搬送方向の位置に対応するように配置されている。これにより、概ね各クランプ25〜29が保持するフィルムFの各位置での張力を算出することができるようになっている。
【0098】
ここでは、圧力センサーS11〜S16及び圧力センサーS17,S21からの圧力データから換算したフィルム張力を基に各フィーダユニット61,62の補助クランプ28,29の解除タイミングを決め、圧力センサーS17,S18,S19からの圧力データから換算したフィルム張力を基に各フィーダユニット61,62のメインクランプ25,27及び第2フィーダユニット62のメインクランプ26の解除タイミングを決め、排出プッシャーモータ7cにかかる負荷から換算したフィルム張力を基に第1フィーダユニット61のメインクランプ26の解除タイミングを決める(図26及び図22参照)。
【0099】
[第6実施形態]
上記第5実施形態においては各折り込み板77,78の先端に圧力センサーS16〜S21を装着しているが、フィルムFから折り込み板77,78にかかる反力をより正確に測定できるように、各折り込み板77,78の先端部分を分割して折り込み板本体と弾性連結させてもよい。
【0100】
また、折り込み板77,78の先端部分を分割した場合には、フィルムFと接触する先端ではなく、分割した先端部分と折り込み板本体との連結部分に圧力センサーを配備することも可能である。
【0101】
【発明の効果】
本発明では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定してそれを基に包装動作を制御しているため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となる。そして、包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように包装動作を制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である包装装置の外観斜視図。
【図2】 包装装置内部の正面概略図。
【図3】 図2のIII-III矢視概略図。
【図4】 包装装置内部の平面概略図。
【図5】 フィーダユニット及びフィーダ移動ユニットの相関図。
【図6】 フィーダユニットの正面図。
【図7】 フィーダユニットの平面図。
【図8】 フィーダユニットの側面図。
【図9】 フィーダユニットの平面配置図。
【図10】 クランプの平面配置図。
【図11】 制御装置のブロック構成図。
【図12】 制御装置とフィルム搬送機構との結線図。
【図13】 制御装置と折り込み機構との結線図。
【図14】 包装装置の動作説明図。
【図15】 包装装置の動作説明図。
【図16】 包装装置の動作説明図。
【図17】 包装装置の動作説明図。
【図18】 折り込み動作説明図。
【図19】 折り込み動作説明図。
【図20】 折り込み動作説明図。
【図21】 折り込み動作説明図。
【図22】 クランプの保持解除順序図。
【図23】 第3実施形態の制御装置とフィルム搬送機構との結線図。
【図24】 第3実施形態の圧力センサーの配置図。
【図25】 第4実施形態の制御装置と折り込み機構との結線図。
【図26】 第5実施形態の制御装置と折り込み機構との結線図。
【符号の説明】
1 包装装置
6 フィルム搬送機構
7 折り込み機構
9 制御装置(制御手段)
7a 左右折り込みモータ
7b 後折り込みモータ
7c 排出プッシャーモータ(測定手段)
25,26,27 メインクランプ(保持手段)
28,29 補助クランプ(保持手段)
30 リフター機構(移動手段)
61 第1フィーダユニット
61a〜61e 第1〜第5モータ(測定手段)
62 第2フィーダユニット
62a〜62e 第6〜第10モータ(測定手段)
63 第1フィーダ駆動ユニット(保持部移動手段)
64 第2フィーダ移動ユニット(保持部移動手段)
63a 第1フィーダ駆動ユニットの駆動モータ
64a 第2フィーダ移動ユニットの駆動モータ
65a フィーダ駆動ユニットの駆動モータ
76,77 左右折り込み板(折り込み手段)
78 後折り込み板(折り込み手段)
79 前折り込み棒(折り込み手段)
79a 排出プッシャー
161a〜161e 第1〜第5ソレノイド
162a〜162e 第6〜第10ソレノイド
F フィルム
G 商品
T トレー
S1〜S21 圧力センサー(測定手段)

Claims (6)

  1. 緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う包装装置であって、
    フィルムの周辺部を保持し得る複数の保持手段と、
    前記被包装物を移動させフィルムに被包装物を押し当てる移動手段と、
    被包装物が押し当てられたフィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込み得る複数の折り込み手段と、
    包装動作中におけるフィルムの張力を測定する測定手段と、
    前記測定手段の測定結果に基づき、包装動作中における前記保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、前記包装動作中の前記折り込み手段による折り込み動作時において、前記測定手段によって測定されているフィルムの張力が所定値に達したときに、前記保持手段によるフィルム保持を解除させる、
    包装装置。
  2. 前記保持手段を移動させ得る保持部移動手段
    をさらに備え、
    前記制御手段は、前記包装動作中の前記折り込み手段による折り込み動作時において、前記保持手段によるフィルム保持の解除の前に、フィルムに弛みを発生させることなく且つフィルムに過大な張力をかけることなくフィルムの折り込みを完了させるために、前記保持部移動手段を制御して前記保持手段を前記被包装物側に移動させる、
    請求項1に記載の包装装置。
  3. 前記測定手段は、前記保持手段のフィルムの保持に係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する、
    請求項1又は2に記載の包装装置。
  4. 前記保持手段は、フィルムを保持する保持力を発生させるためのモータを有しており、
    前記測定手段は、前記保持手段のモータに作用する負荷を検出する、
    請求項3に記載の包装装置。
  5. 前記測定手段は、前記折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する、
    請求項1又は2に記載の包装装置。
  6. 前記折り込み手段は、フィルムを折り込むためのモータを有しており、
    前記測定手段は、前記折り込み手段のモータに作用する負荷を検出する、
    請求項5に記載の包装装置。
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