(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0004402325.tif 000002
【図２】
0004402325.tif 000003
【図３】
0004402325.tif 000004
【図４】
0004402325.tif 000005