(57)【要約】【課題】フィルムを熱溶着させる包装装置において、作業性および商品の仕上り状態などを向上させる。【解決手段】フィルム同士を押し付けた状態でフィルムを熱で溶着させるヒータ７２ａを備え、包装ステーションに押し上げられた商品をフィルムで包装する包装装置に関する。前記ヒータに供給される電力の変化、あるいは、包装装置に供給される電力の変化のうち少なくとも一方を検出する検出手段８と、前記電力の検出値の増大・減少に応じて、ヒータ７２ａへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する制御手段とを備えている。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム同士を押し付けた状態でフィルムを熱で溶着させるヒータを備え、包装ステーションに押し上げられた商品をフィルムで包装する包装装置において、
前記ヒータに供給される電力の変化、あるいは、包装装置に供給される電力の変化のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記電力の検出値の増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する制御手段とを備えた包装装置。
【請求項２】
フィルム同士を押し付けた状態でフィルムを熱で溶着させるヒータを備え、包装ステーションに押し上げられた商品をフィルムで包装する包装装置において、
前記ヒータに印加される電圧の変化、あるいは、包装装置に給電される電圧の変化のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記電圧の検出値の増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する制御手段とを備えた包装装置。
【請求項３】
フィルム同士を押し付けた状態でフィルムを熱で溶着させるヒータを備え、包装ステーションに押し上げられた商品をフィルムで包装する包装装置において、
前記ヒータに供給される電流の変化、あるいは、包装装置に供給される電流の変化のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、
前記電流の検出値の増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する制御手段とを備えた包装装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記ヒータに通電されているべきタイミングにおいて、前記電流の検出値が所定値よりも小さい場合は、前記制御手段はヒータの断線であると判別する包装装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記ヒータに所定のタイミングで通電を開始した後、前記制御手段が前記検出手段からの出力に応じて前記ヒータへの電力供給の停止タイミングを制御する包装装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記検出値が小さい場合には、前記停止タイミングを遅らせるようにした包装装置。
【請求項７】
請求項５において、
前記検出値が大きい場合には、前記停止タイミングを早めるようにした包装装置。
【請求項８】
請求項５ないし７のいずれか１項において、
前記検出値に関する情報と、前記停止タイミングに関する情報とを互いに関連付けて記憶する記憶部を更に備え、
前記制御手段は、前記検出値に応じて前記停止タイミングを読み出して当該停止タイミングで電力供給を停止させるように制御する包装装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項において、
前記包装装置は、包装ステーションに水平に張設されたフィルムの下方から商品を押し上げて、商品の上面をフィルムで覆い、該フィルムを左右一対の左右折込板により商品の下面に左右から折り込んだ後、前記左右折込板よりも下方に配置された後折込板が、前記左右から折り込まれたフィルムを前方に更に折り込むと共に、前部材との間でフィルムを挟んでフィルムをヒートシールして商品を包装するストレッチ包装機である包装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装ステーションに押し上げた商品をフィルムで包装し、前記フィルムを熱溶着する包装装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
本発明の出願人は、本願に先立ち、この種の包装装置として、包装ステーションに水平に張設されたフィルムの下方から商品を押し上げて、商品の上面をフィルムで覆い、該フィルムを左右一対の左右折込板により商品の下面に左右から折り込んだ後、前記左右折込板よりも下方に配置された後折込板が、前記左右から折り込まれたフィルムを前方に更に折り込むと共に、前部材との間でフィルムを挟んでフィルムをヒートシールして商品を包装するストレッチ包装機である包装装置（特願２００１−３９６６１１号）を提案している。
前記ヒートシールを行うヒータには、電力が供給されるのであるが、その供給電圧が変動すると、ヒータの温度が変動する。ヒータの温度が変動すると、フィルムの溶着状態にバラツキが生じ、フィルムが十分に溶着されなかったり、あるいは、フィルムが溶けすぎて、商品の仕上り状態にバラツキが生じる。
そこで、オペレータがヒータのＯＮ時間を手動で調整する方法が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる調整は、それ自体面倒で、オペレータの負担が増加し、作業性の低下を招く。また、調整のためのオペレーションを体得する必要がある。
さらに、電圧が変動した際の対応に遅れが生じるのは避けられず、そのため、一部の商品の仕上り状態の低下を招く。その結果、当該商品の包装をやり直す必要が生じ、フィルムの消費量が増えてしまう等の問題があった。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、フィルム同士を圧接させると共に加熱して熱溶着させる包装装置において、作業性および商品の仕上り状態などを向上させると共に、フィルムの無駄な消費を抑えることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、フィルム同士を押し付けた状態でフィルムを熱で溶着させるヒータを備え、包装ステーションに押し上げられた商品をフィルムで包装する包装装置において、前記ヒータに供給される電力の変化、あるいは、包装装置に供給される電力の変化のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、前記電力の検出値の増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する制御手段とを備えている。
【０００６】
前記ヒータに供給される電力が大きい場合には、短時間の間にヒータが所定温度まで昇温し、一方、前記ヒータに供給される電力が小さい場合には、所定温度まで昇温するのに時間がかかる。したがって、電力の値を検出して電力が大きい場合には給電時間を短くし、一方、電力が小さい場合には給電時間を長くすることにより、電力の値にかかわらず１回のヒートシールの電力量が一定の値に近付くので、ヒータの温度が所定の温度に近くなる。
【０００７】
本発明において、「電力の変化を検出する」とは、電力自体を検出するものであってもよいが、前記ヒータの抵抗値は一定であるから、電流値または電圧の少なくともいずれか一方を検出すればよいことを意味する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる包装装置を図面にしたがって説明する。
前記包装装置としてストレッチ包装機を例示して説明する。このストレッチ包装機は、小型の計量包装装置であり、青果などをノートレーで包装したり、ソフトトレーに収容された青果等の食品（商品）を包装したりするために設計されているが、浅い発泡トレーに載せられた商品であっても包装が可能である。
なお、本実施形態では、トレーに載置された商品をトレーごと包装する場合について説明する。また、本ストレッチ包装機は、計量機能およびラベル作成機能を有しているが、主に、その包装機能について説明する。
【０００９】
全体構成：
図１に示すように、本ストレッチ包装機は、本体フレーム２に各機構が取り付けられており、主として、商品搬入装置１０と、リフト手段３０とを備えている。
【００１０】
オペレータの手によって商品が商品搬入装置１０上に載せられると、図示しない計量器によって商品の計量が行われた後、商品がリフト手段３０へと送られる。一方、図２の側面断面図および図３の正面断面図に示すように、フィルム供給装置４０によって、リフト手段３０の上方に搬送されてきたフィルムＦは、後述するフィルム保持機構によってプリストレッチされる。このプリストレッチされたフィルムＦに対してリフト手段３０に支持された商品（被包装物）Ｍが押し上げられると、商品ＭはフィルムＦを突き上げた状態でフィルムＦによって上方および側方が覆われた状態となる。
【００１１】
その後、商品Ｍの上方および側方を覆ったフィルムＦの周辺部は、図４（ａ）に示すように、まず、左右折込板６４，６５によって左右側のフィルムＦが商品Ｍの底部側に折り込まれる。この折り込み動作の際には、左右折込板６４，６５が商品Ｍの底部の左右端近傍に入り込み、商品Ｍの底部を支える役割を果たす。その後、後折込板７１によって前後側のフィルムＦが商品Ｍの底部側に折り込まれる（図７（ｂ），（ｃ）参照）。商品Ｍの底部側に折り込まれたフィルムＦは、後折込板７１と前側固定部材７２との間に挟まれ、該前側固定部材７２に設けられたヒータ７２ａに押しつけられてフィルムＦ同士が溶着されることにより、熱シールされる（図７（ｄ））参照）。その後、商品Ｍは、図１の熱シール手段７３の上に押し付けられることにより、底面側に折り込まれたフィルムＦがまとめられ溶着される。
【００１２】
前記熱シールを含むフィルムＦによる包装がなされた商品Ｍには、オペレータの手によって、図示しない値付機構から排出されたラベルが貼り付けられる。
【００１３】
フィルム保持機構：
前記フィルム保持機構は、図２の後側クランプ５３および前側クランプ５４と、図３の左右クランプ５１，５２および左右押込部材６１，６２とから構成されている。
前記フィルム保持機構は、前記リフト手段３０によって商品Ｍが上方に押し上げられる際に、フィルムＦの周縁部を把持する役割を果たすと共に、フィルムＦが押し上げられる直前には、該フィルムＦを張設した状態にするプリストレッチ動作を行う。このプリストレッチ動作によって、フィルムＦの周辺部を把持した各クランプ５１〜５４および左右押込部材６１，６２が互いに離間する方向に水平移動し、フィルムＦが所定量だけ引き伸ばされる。
【００１４】
リフト手段３０：
図３および図７に示すように、前記リフト手段３０は、商品Ｍの底面を支持する左右支持部材３４ａを備えている。前記支持部材３４ａは、上下方向に移動可能であり、商品Ｍを上昇させて包装ステーションＳへの移送を行う。
【００１５】
フィルム折込機構：
図３に示す前記左右折込板６４，６５は、前記左右押込部材６１，６２の上方に配置され、フィルムＦの左右側の折り込みを行う。
図２に示すように、前記後折込板７１は、前記左右折込板６４，６５よりも下方で、かつ、左右押込部材６１，６２よりも上方の位置に配置されている。後折込板７１は、商品Ｍの底部側に後方からフィルムＦを折り込む。
【００１６】
ヒータ７２：
前記前側固定部材７２は、本体フレーム２に固定されており、図４（ａ），（ｂ）に示すように、前側固定部材７２の後端中央にはヒータ７２ａが設けられている。前記後折込板７１は、商品Ｍの底部側に後側からフィルムＦを折り込むと、後述するように、前記ヒータ７２ａが所定のタイミングで通電されると共に、後折込板７１が前側固定部材７２との間でフィルムＦを挟み込んで熱シールを行う。
【００１７】
制御構成：
図５に示すように、本ストレッチ包装機は、前述の各機器の制御等を行うためのマイコン（制御手段）３を備えている。前記マイコン３には、ストロークキー部１１、ラベルプリンタ１２、タッチスクリーン１３、計量包装値付制御装置１４、ローカル制御装置１５、Ａ／Ｄ変換器８５およびスイッチ８３等が図示しないインターフェイスを介して接続されている。なお、Ａ／Ｄ変換器８５はマイコン３チップに一体に設けられている。
前記ローカル制御装置１５には、前述の各機器が接続されており、前記マイコン３によって当該各機器の制御が行われる。
【００１８】
商用電源８０には、トランス８１を介してヒータ７２ａが接続されている。ヒータ７２ａとトランス８１には、スイッチ８３およびカレントセンサ８２が直列に接続されている。前記トランス８１は、たとえば定格２００Ｖの商用電源８０の電圧を降圧させ、比較的低い電圧をヒータ７２ａに印加するためのものである。
【００１９】
前記カレントセンサ８２は、ヒータ７２ａに供給される電流の値の変化を検出するためのものである。すなわち、ヒータ７２ａに通電されると誘導起電力によりカレントセンサ８２に電流が流れ、その電流はダイオード８６で半波整流された後、Ａ／Ｄ変換器８５によってディジタル値からなる検出値Ｉに変換されて、マイコンに入力される。前記カレントセンサ８２には、ヒータ７２ａに流れる電流値に対応する電流が流れ、したがって、カレントセンサ８２およびＡ／Ｄ変換器８５等は、前記ヒータ７２ａに供給される電流の変化を検出する検出手段８を構成している。
前記前記スイッチ８３は、マイコン３により、後述する所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦされ、ヒータ７２ａの通電およびその停止を切り換える。
【００２０】
前記マイコン３はＣＰＵ４およびメモリ７を備えている。メモリ７にはタイミング記憶部７ａが設けられている。図５（ｂ）に示すように、前記タイミング記憶部７ａには、電流値の範囲（前記検出値Ｉに関する情報）と、ヒータ７２ａへの電力供給の停止タイミング等とが互いに関連付けられて記憶されている。
前記ＣＰＵ４は、所定のタイミングでスイッチ８３をＯＮし、ヒータ７２ａに通電した後、前記Ａ／Ｄ変換器８５からの検出値Ｉに応じて、ヒータ７２ａへの給電の停止タイミングの制御を行う。すなわち、前記ＣＰＵ４は、後述するように、Ａ／Ｄ変換器８５からの前記検出値Ｉに基づいて、タイミング記憶部７ａから当該検出値Ｉの範囲に該当する前記停止タイミングを読み出し、当該停止タイミングでスイッチ８３をＯＦＦ　にし、ヒータ７２ａへの電力供給の停止を行う。
【００２１】
包装動作：
つぎに、ストレッチ包装機の包装動作のうち、主としてフィルムＦの折込動作および熱シール動作について説明する。
オペレータが所定の操作を行い本包装機を起動した後、図１の前記商品搬入装置１０に商品Ｍを載置すると、包装動作がスタートする。
【００２２】
図２の前記フィルム供給装置４０によって、図３のリフト手段３０の上方にフィルムＦが搬送されると、左右押込部材６１，６２および左右クランプ５１，５２により、当該フィルムＦの左右端が把持される。一方、図２の前後側クランプ５３，５４により、フィルムＦの前後端が把持される。
【００２３】
この後、フィルムＦがプリストレッチされると、フィルムＦに対して、リフト手段３０により商品Ｍが押し上げられ、該フィルムＦによって商品Ｍの上面および側面が覆われた状態になる。前記押し上げ後、図４（ａ）に示すように、左右折込板６４，６５が互いに内側に移動する。
【００２４】
後折込動作；
前記左右折込動作後、図７（ａ）に示す後折込板７１が、前方に移動を開始すると共に、フィルムＦに過剰な張力が作用しないように、若干遅れて後側クランプ５３が前方に移動する。一方、左右支持部材３４ａが下降し、商品Ｍは左右折込板６４，６５によって支持される。
その後、図７（ｂ）に示すように、後折込板７１が前進すると、フィルムＦの張力により、商品Ｍが前方に左右折込板６４，６５上をスライド移動される。
【００２５】
その後、図７（ｃ）に示すように、後折込板７１が更に前方への移動を続け、前記商品Ｍが左右折込板６４，６５上を前方にスライド移動されると、やがて、図７（ｄ）および図４（ｂ）に示すように、後折込板７１が前側固定部材７２に当接し、ヒータ７２ａがフィルムＦ同士を溶着する。
その後、商品Ｍは、オペレータによって熱シール手段７３（図１）上に押し付けられる。
【００２６】
ここで、前記包装動作において、１つの包装サイクルがスタートした後のＴ秒後にヒータ７２ａのスイッチ８３がＯＮし、ヒータ７２ａに図６（ａ）のような交流の電力が供給される。その後、タイミングＴ０までの間に、前記カレントセンサ８２に流れる電流値を検出する。当該検出した電流値がＣＰＵ４に入力されると、ＣＰＵ４は前記検出値Ｉに従って、図５（ｂ）のタイミング記憶部７ａからタイミング等を読み出す。
【００２７】
たとえば、前記商用電源８０の電源電圧が定格に近い場合には、　０．９Ａ〜　１．１Ａ程度の電流が流れ、それに応じた電流値が検出される。したがって、前記電流値が　０．９Ａ以上　１．１Ａ未満の場合には、図５（ｂ）のタイミングＴ２が読み出され、図６（ａ）の通常のタイミングＴ２において、スイッチ８３を開成（ＯＦＦ）　させる。これにより、ヒータ７２ａには、図６（ｃ）のように所定の時間ｔ２だけ電流が流れ、ヒータが所定の温度まで昇温する。
【００２８】
一方、電源の電圧が定格よりも高い場合には　１．１Ａ以上の電流が流れ、それに応じた電流値が検出される。したがって、前記電流値が　１．１Ａ以上の場合には、図５（ｂ）のタイミングＴ１を読み出し、図６（ａ）の前記タイミングＴ２よりも早いタイミングＴ１において、スイッチ８３を開成（ＯＦＦ）させる。これにより、図６（ｂ）のように、ヒータへの給電時間ｔ１が短くなるので、電圧が高くてもヒータの温度が高くなりすぎ、フィルムを過度に熱してしまうのを防止できる。
【００２９】
他方、電源の電圧が定格よりも低く、そのため前記電流値が　０．５Ａ以上　０．９Ａ未満の場合には、図５（ｂ）のタイミングＴ３を読み出し、図６（ａ）の前記タイミングＴ２よりも遅いタイミングＴ３において、スイッチ８３を開成（ＯＦＦ）させる。これにより、図６（ｄ）のように、ヒータへの給電時間ｔ３が長くなるので、電圧が低くてもヒータの温度が低くなりすぎ、フィルムの溶着が不完全となるのを防止できる。
【００３０】
さらに、前記電流値が　０．５Ａ未満の場合には、ＣＰＵ４は、前記ヒータ７２ａが断線していると判断し、前記タッチスクリーン１３などにヒータ７２ａが断線している旨の表示を行う。
【００３１】
このように、電流の検出値Ｉの増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を変化させることで、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御する。したがって、たとえば、前記商用電源８０に急激な変動が生じてもヒータ７２ａの温度の変化が小さくなって、安定したヒートシールの状態が得られる。
また、ヒータ７２ａのＯＮの時間を調整する手間が省けると共に、かかる調整のオペレーションを体得する必要もない。
【００３２】
また、前記検出手段８によって、ヒータ７２ａに供給された電流の変化を検出しているので、たとえ個々の包装装置ごとにヒータ７２ａの抵抗値にバラツキがあったとしても、安定したヒートシールの状態が得られる。
【００３３】
ところで、前記実施形態では、ヒータに供給される電流値の変化を検出することとしたが、図８に示すように、電圧検出手段８Ａを設け、ヒータに印加される電圧の変化を検出してもよい。ＣＰＵ４は、電圧検出手段８Ａからの検出値の増大・減少に応じて、ヒータへの給電時間を減少・増大させて、１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近づくように制御を行う。その他の構成は、前記実施形態と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。
【００３４】
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、前側部材としては、フィルムの折込動作時に後方に移動する前折込板を設けてもよい。また、ヒータは後折込板に設けられていてもよいし、あるいは、後折込板および前部材の双方に設けられていてもよい。
【００３５】
また、電流値や電圧を商用電源８０とトランス８１との間で検出してもよい。つまり、包装装置に給電される電流や電圧の値を検出してもよい。また、電流値と電圧の積算値である電力を検出してもよい。
【００３６】
また、本発明ではヒータへの給電時間を変化させればよく、必ずしも、ヒータＯＦＦ　のタイミングを変化させる必要はない。たとえば、ヒータに給電される前に、商用電源８０の電圧の変化を検出し、当該電圧の変動に応じてヒータＯＮのタイミングを変え、ヒータＯＦＦ　のタイミングを一定としてもよい。
【００３７】
また、電流値等がゼロクロスしたときにヒータへの給電のＯＮ・ＯＦＦ　を行う必要もない。
また、給電時間を３段階に変化させたが、２段階に変化させたり、あるいは、４段階以上にわたって変化させてもよい。たとえば、閾値を１つだけ設定し、検出値が前記閾値よりも小さい場合には、時間ｔの間だけ給電を行い、一方、検出値が前記閾値よりも大きい場合には時間ｔ＋Δｔの間だけ給電を行うようにしてもよい。
また、給電時間をいわゆる点弧角により制御してもよい。たとえば、特開平１１−３０１８３３号（特願平１０−１２４０３４号）のように、交流の１周期に対する電圧を印加する時間を変化させることにより、給電時間を変化させて温度制御を行ってもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ヒータへの給電時間を変化させることで１回のヒートシールに対する電力量が所定値に近付くように制御するから、たとえば、電源電圧に急激な変動が生じてもヒータの温度の変化が小さくなって、安定したヒートシールの状態が得られる。
また、ヒータＯＮの時間を調整する手間が省けると共に、かかる調整のオペレーションを体得する必要もない。
【００３９】
また、ヒータに供給された電流の変化を検出するようにすれば、個々の包装装置ごとのヒータの抵抗値にバラツキがあっても、電力量の安定化を図ることができる。
【００４０】
更に、電流値の検出に伴って、ヒータの断線検知を行うこともできるので、断線検知のための検出手段を別途設ける必要がない。
【００４１】
なお、電力供給の停止タイミングを予め複数記憶させて、当該停止タイミングを読み出すようにすれば、ソフトの変更によって本発明を容易に実現可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の包装機の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】同包装機の一部破断した側面図である。
【図３】同包装機の正面断面図である。
【図４】同包装機の要部を示す概略斜視図である。
【図５】（ａ）は同包装機の概略構成図であり、（ｂ）は記憶部の記憶内容を示す図表である。
【図６】電流値と停止タイミングとの関係を示す線図である。
【図７】包装およびシール方法を示す工程図である。
【図８】他の例を示す包装機の概略構成図である。
【符号の説明】
３：マイコン（制御手段）
８：検出手段
６４，６５：左右折込板
７１：後折込板
７２ａ：ヒータ
８２：カレントセンサ（検出手段）
８５：Ａ／Ｄ変換器（検出手段）
Ｆ：フィルム
Ｍ：商品
Ｓ：包装ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004035038.tif 000008
【図７】
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【図８】
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