JP4990502B2 - 充填包装機の制御方法および充填包装機 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばロール状に巻かれたフイルムロールからフイルムを引き出し移送しながら製袋しつつ、その包装袋内に液状体などの内容物を充填包装してなる充填包装機に関するものである。

従来、この種の液状体などの内容物を充填包装してなる充填包装機においては、たとえば、ロール状に巻かれたフイルムロールのフイルムを繰り出し案内し、そのフイルムを対をなす縦シールロール部材によって挟み付けながらフイルムの長手方向に沿って縦シールして筒状に製袋し、筒状のフイルムを送りつつフイルムの底部側および袋口側となる箇所をフイルムの幅方向に沿って対をなす横シールロールの横シール部材によって挟み付けながら横シールする回転ロールタイプのシール機構によって縦横シールした包装袋を連続的に製袋する充填包装機が知られている。（たとえば、特許文献１を参照。）
特開平６−９９９１４号公報

特許文献１などによる充填包装機においては、連続して送り出される包装袋を横シール機構の下流側にてカッター機構によって包装袋の横シール部箇所にミシン目を入れたり、全カットして一個ごと包装袋を分離して搬出するようにしている。

ところで、上述した従来の充填包装機において、充填包装機の主電源スイッチとは別に充填包装機を運転動作させる運転開始・運転停止スイッチからなる運転操作スイッチを操作して充填包装機の運転作動を開始したり、停止したりするように構成している。この際、包装機械の停止時（待機状態にある充填包装機）においては、充填機構による内容物の充填を停止するとともに、縦シール機構や横シール機構およびカッター機構の駆動も停止するが、カッター機構より上流側に位置し、横シール機構によって縦横シールされた包装袋は連続状態にして吊り下げられた状態となって包装袋が連なっているため、縦横のシール機構のヒータによる熱源によって包装袋のフイルムが熱による影響により部分的に溶融したりして痛んでしまう虞がある。そのため、包装機械の停止時においては、縦シール機構に設けられた対をなす縦シールロール部材によってフイルムを挟み付けてヒートシールしていた状態から縦シールロール部材を開放作動することによって、縦シールロール部材の熱がフイルムに直接的に伝わらないようにしたり、充填包装機のフイルム送りの停止に伴い、横シール機構の停止時に対をなす横シールロールの横シール部材がフイルムを挟圧しない位置にて横シールロールを停止するように設定することにより、横シール機構の停止時において横シールロールの横シール部材が直接的に包装袋のフイルムと接触しない位置関係にて停止するため、フイルム内側の融着層自体が熱により溶融しフイルム自体が傷んでしまうという問題も未然に解消することができるようにしたものが提案されている。

しかしながら、充填包装機の運転開始時において、縦シール機構と横シール機構を駆動するとともに充填機構によって内容物を充填することにより包装袋内に内容物が充填されて繰り出され通常の運転作動が行われるが、フイルムの送り動作に対して初期の段階においては、縦シール機構に隣接する充填ノズル部が運転停止中の縦シール部材の開放作動で冷えていて、横シールされている筒状の包装袋内に通常の条件設定にて内容物を供給した場合に包装袋内に所定量の内容物が満たされない状態となるために、内容物の実充填量が不足しがちとなり、その結果、運転開始に伴う最初に繰り出されて横シールされた包装袋の数個については、内容物が不足となるために不良品として扱われてしまい、生産性の低下を招く要因となっていた。

そこで、本発明は上述した問題点に着目してなされたものであり、不良品として扱われる包装袋の数量を極力抑えることのできる充填包装機およびその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の充填包装機の制御方法は、請求項１に係る充填包装機の制御方法に記載した通り、連続移送されるフイルムを、対をなす縦シール部材によって挟み付けながらフイルムの長手方向に沿って縦シールする縦シール機構と、この縦シール機構によって縦シールした筒状のフイルム内にその縦シール機構に隣接する充填ノズル部から内容物を充填する充填機構と、前記筒状のフイルムを送りつつフイルムの底部側および袋口側となる箇所をフイルムの幅方向に沿って対をなす横シール部材によって挟み付けながら所定の間隔にて横シールする横シール機構と、を備えてなり、運転の停止操作によって、前記縦シール機構の対をなす縦シール部材が、フイルムを挟み付けて縦シールしていた状態から開放作動すると共に、前記横シール機構の対をなす横シール部材が、フイルムを挟圧しない位置にて停止するように設定されてなる充填包装機の制御方法であって、前記充填包装機の充填開始時における前記充填機構による前記内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段を介して設定してなることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載のように、請求項１に記載の充填包装機の制御方法において、操作者の入力によって前記フイルムの移送速度や前記内容物の充填量などの生産条件に基づいて、前記充填機構による内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とするものである。

また、請求項３に記載のように、請求項１または請求項２に記載の充填包装機の制御方法において、前記充填機構による充填開始時において、前記内容物の目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせるように設定してなることを特徴とするものである。

また本発明の充填包装機は、請求項４に係る充填包装機に記載した通り、連続移送されるフイルムを、対をなす縦シール部材によって挟み付けながらフイルムの長手方向に沿って縦シールする縦シール機構と、この縦シール機構によって縦シールした筒状のフイルム内にその縦シール機構に隣接する充填ノズル部から内容物を充填する充填機構と、前記筒状のフイルムを送りつつフイルムの底部側および袋口側となる箇所をフイルムの幅方向に沿って対をなす横シール部材によって挟み付けながら所定の間隔にて横シールする横シール機構と、を備え、運転の停止操作によって、前記縦シール機構の対をなす縦シール部材が、フイルムを挟み付けて縦シールしていた状態から開放作動すると共に、前記横シール機構の対をなす横シール部材が、フイルムを挟圧しない位置にて停止するように設定されてなる充填包装機であって、前記充填包装機の充填開始時における前記充填機構による前記内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段を介して設定してなることを特徴とする充填包装機である。

また、請求項５に記載のように、請求項４に記載の充填包装機において、操作者の入力によって前記フイルムの移送速度や前記内容物の充填量などの生産条件を設定する設定手段と、この設定手段によって設定された前記生産条件に基づいて、前記充填機構による内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とする充填包装機である。

また、請求項６に記載のように、請求項４または請求項５に記載の充填包装機において、前記充填機構による充填開始時において、前記内容物の目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせるように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とする充填包装機である。

本発明による充填包装機およびその制御方法においては、充填包装機の充填開始時において充填機構による内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段を介して設定してなることにより、今まで不良品として扱っていた包装袋、すなわち実充填量の不足分となっていた包装袋Ｐを運転開始時（充填開始時）において実充填量を従来よりも増量することによって通常の実充填量に補うことで良品として製品化することが可能となり、これにより不良品の数量を低減することができる生産性の高い充填包装機とその制御方法を提供することができるものであり、所期の目的を達成することができる。

以下、本発明に係る充填包装機およびその制御方法を図面に基づいて説明する。図１から図４は本発明の実施形態を示すものである。

同図において、充填包装機の全体概要の構成として、包装フイルムＦを巻回したフイルムロールＲが充填包装機の側方に設けられた保持枠１に装着されて支持されており、前記フイルムロールＲから引き出し案内された包装フイルムＦは、所定のテンションが付与されながら一旦上方へと向かい、フイルム案内機構２を介して充填包装機の上部側へと繰り出し案内され、フイルム案内機構２により充填包装機の上部側へと繰り出し案内されたフイルムＦはフイルム折り返し機構３により包装フイルムＦの長手方向に沿って二つ折りに折り返して下方側へと引き出し案内するように構成している。

この第１実施形態においては、この下方へ引き出し搬送される二つ折りのフイルムＦは、縦シール機構４へと案内される。縦シール機構４は、サーボモータからなる駆動手段Ｍ１によって回転可能に設けられ、対向する一対の縦シールロール４Ａを有しており、二つ折りに折り返されたフイルムＦは、この一対の縦シールロール４Ａの外周に設けられた縦シールロール部材４Ｂによって縦方向にヒートシールされて縦シールＦＨが形成され、次いで縦シール機構４の下方すなわちフイルムＦの搬送される下流側に配設された横シール機構５によってヒートシールされて横シールＦＳ箇所が形成される。

横シール機構５は、たとえばサーボモータからなる駆動手段Ｍ２によって回転可能に設けられ、対向する一対の横シールロール５Ａの外周の幅方向に沿ってそれぞれ設けられた横シール部材５Ｂによって、横方向に所定の間隔を置いてヒートシールされて包装フイルムＦに横シールＦＳ箇所が形成され、この横シールＦＳ箇所により包装袋Ｐとなる有底筒状に底部が形成され、これにより有底筒状に形成された包装フイルムＦ内に充填機構６の充填ノズル部６Ａからポンプ６Ｂを介して内容物Ｗが充填され、続いて包装フイルムＦを送り出した後に横シール機構５の横シールロール５Ａに設けられた横シール部材５Ｂにより包装フイルムＦの袋口部となる箇所を横ヒートシールし、この横ヒートシールによる横シールＦＳによって内容物Ｗが封止され、次々と連続した状態で内容物Ｗが充填された包装袋Ｐが下方へと連続して搬送されるように構成されている。

また前記充填機構６は、たとえば内容物Ｗを供給するためのポンプ６Ｂが設けられており、このポンプ６Ｂはサーボモータからなる駆動手段Ｍ３の回転作動によって内容物Ｗが充填供給可能に設けられている。

また、前記横シール機構５の下方側には、上下に連続した状態の充填包装袋Ｐの横シールＦＳ箇所のほぼ中央部を切り離して搬出することのできる全カット用のカッター刃と受け刃を備えたカッター機構７が配設されている。この実施形態においては、全カット用のカッター刃を備えたカッター機構７のみを設けているが、場合によってはミシン目を入れる第１のカッター機構を備えるようにし、またその後工程に全カット用のカッター刃を備えた第２のカッター機構を備えるようにしても良い。

なお、カッター機構７には、一方のカッター刃を回転駆動するためのサーボモータからなる駆動手段Ｍ４によって回転可能に設けられている。

次に、本発明の充填包装機における電気的な構成について、図３を主体に用いて説明する。

主電源スイッチ８Ａは、充填包装機の電源をオン／オフするものであり、操作パネルに設けられるスイッチ操作群やタッチパネルのスイッチ群などからなる設定手段８により構成されている。この電源スイッチ８Ａがオンされることで、マイクロコンピュータやシーケンサ等の制御機器からなる制御手段９の所定制御の基に縦シール機構４のヒータ（図示せず）や横シール機構５のヒータ（図示せず）などの電装品に電力供給が行われるように構成している。

また主電源スイッチ８Ａとは別に充填包装機を運転動作させる運転開始・運転停止スイッチからなる運転操作スイッチ８Ｂが設定手段８に設けられ、この運転操作スイッチ８Ｂがオンされることで、制御手段９による所定制御に基づいて、充填機構６から駆動手段Ｍ３を介して内容物Ｗの供給作動を行ったり、縦シール機構４と横シール機構５に設けた縦シールロール４Ａと横シールロール５Ａの各駆動手段Ｍ１，Ｍ２やカッター機構７の駆動手段Ｍ４を電気的に作動させてそれぞれ回転動作するように構成している。なお、前記運転操作スイッチ８Ｂには、充填機構６やカッター機構７などをそれぞれ単独にて運転作動ができるように充填開始スイッチやカッター機構の作動スイッチを設ける場合もある。

また設定手段８には、品種毎の包装形態に応じた生産条件（フイルムＦの移送速度の設定、シールピッチの設定、内容物Ｗの充填量の設定や動作タイミングの設定、各シール機構４，５のシール圧の設定や動作タイミングの設定などの生産条件）を項目毎に数値にて入力することができるように構成されている。そしてこの場合、操作者によって入力された設定値（生産条件）に基づいて、制御手段９を介して充填包装機の運転開始時（充填開始時）から所定時間ｔ１を経過するまで充填機構６による内容物Ｗの目標充填量を通常の目標充填量（上記設定充填量に等しい）に対して増量して充填するようにポンプ６Ｂを駆動するよう設定している。

従って、上記構成からなる本発明の充填包装機は、通常の動作時においては、フイルム折返し機構２の下流側に配設した縦シール機構４が駆動手段Ｍ１の作動によって、二つ折りに折り返されたフイルムＦの各折返し縁部同志（左右両縁部）が縦シールロール部材４Ｂによって挟み付けられるため、フイルムＦを繰り出しながらフイルムＦの縦方向に沿って縦シールＦＨが施され、次いで横シール機構５が駆動手段Ｍ２の作動によって、対向する一対の横シールロール５Ａの外周の幅方向に沿ってそれぞれ設けられた横シール部材５Ｂによって包装フイルムＦに横シールＦＳ箇所が形成され、これにより有底筒状に形成された包装フイルムＦ内に駆動手段Ｍ３による回転作動に伴い充填機構６の充填ノズル部６Ａからポンプ６Ｂを介して内容物Ｗが充填され、続いて包装フイルムＦを送り出された後に同様にして横シール機構５の横シールロール５Ａに設けられた横シール部材５Ｂにより包装フイルムＦの袋口部となる箇所を横ヒートシールし、この横ヒートシールによる横シールＦＳによって内容物Ｗが封止される。

また横シールＦＳされた包装袋Ｐは、カッター機構７が駆動手段Ｍ４の作動によって、対向する一方のカッター刃が回転駆動されることにより横シールＦＳ箇所の略中間部分が切断され、これにより次々と連続した状態で内容物Ｗが充填された包装袋Ｐが一個ごと分離状態にして下方へと連続して搬出される。

なお、この実施形態にあっては、制御手段９は、充填包装機の運転開始時（充填開始時）、すなわち運転操作スイッチ８Ｂのオン状態の時において、そのオン信号入力時を基点として充填機構６による内容物Ｗの充填が開始されるとともに、縦シール機構４と横シール機構５およびカッター機構７が回転駆動される。この際、操作者によって入力された設定値（生産条件）に基づいて、制御手段９を介して充填包装機の充填開始時から所定時間ｔ１を経過するまで充填機構６による内容物Ｗの目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するようにポンプ６Ｂを駆動するサーボモータからなる駆動手段Ｍ３の回転速度を高めることによって初期駆動時の実充填量が従来よりも増加するように制御するものである。
さらに具体的に述べると、たとえば品種毎の包装形態に応じた生産条件であるフイルムＦの移送速度、筒状のフイルム幅、包装袋Ｐのシールピッチ、一個ごとの包装袋Ｐ内の充填量などの諸条件のデータに基づいて設定されるものであり、図４に示すように、充填包装機の充填開始時から所定時間ｔ１を経過するまで充填機構６による内容物Ｗの目標充填量（図では単に「充填量」と記す）を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段９を介して設定する際に、内容物Ｗの目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせるように制御手段９を介して設定することで、初期の段階にて実充填量を従来よりも多くすることにより実充填量の不足分を早く補いながら、徐々に通常の実充填量に合わせるように減ずることにより通常の充填時における内容物の乱流を抑えることができ安定した充填作動を行うことが可能となるとともに、今まで不良品として扱っていた包装袋Ｐ、すなわち実充填量の不足分となっていた包装袋Ｐを、運転開始時（充填開始時）において実充填量を従来よりも増量することによって通常の実充填量に補うことで良品として製品化することが可能となり、これにより不良品の数量を低減することができ、生産性の高い充填包装機とその制御方法を提供することができる。

また、包装袋Ｐの大きさやフイルムＦの材質あるいは充填される内容物Ｗの量やフイルムＦの送り速度などの包装仕様条件に合わせて制御手段９を介して初期設定（数値制御）することによって充填包装機の充填開始時において充填機構６による内容物Ｗの目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填してなるように数値制御することも可能であり、また内容物Ｗの目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせる手段として、図５の他の実施形態の制御タイミングに示すように、細かく段階的に内容物Ｗの目標充填量（図では単に「充填量」と記す）を減ずるように設定したり、図示はしないが放物線を描くように設定したり、あるいは大まかに段階的に目標充填量を減ずるように設定することも可能である。

なお本発明の実施形態では、縦シール機構４と横シール機構５とによって四方シールによる包装袋Ｐを形成していたが、本発明に係る充填包装機は、縦シール機構４の縦シール部材５Ｂを包装袋ＰのフイルムＦの重ね合わせ部である一方側に設置してヒートシールする三方シールタイプにおいても同様な効果を得ることができるものであり、また本発明の実施形態では、カッター機構７の駆動手段として回転機構を用いたが、本発明に係る充填包装機は、往復動作によるカッター機構を用いても良いものであり、また本発明の実施形態では、縦シール機構４と横シール機構５としては、回転ロールタイプのシール装置を例にして説明していたが、本発明に係る充填包装機は、フイルムＦの外側から対をなすシール部材を往復移動させて挟み付けてヒートシールするシール装置あるいはボックスモーションタイプによるシール装置からなる縦型の充填包装機に適用することも可能である。

本発明の実施形態の充填包装機を示す全体概要正面図である。 図２は、図１の充填包装機の作動状態を主体に示す動作説明図である。 図３は、本発明の実施形態の電気的構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の実施形態の制御タイミングを示す図である。 図５は、本発明の他の実施形態の制御タイミングを示す図である。

符号の説明

１ 保持枠
２ フイルム案内機構
３ フイルム折返し機構
４ 縦シール機構
４Ａ 縦シールロール
４Ｂ 縦シール部材
５ 横シール機構
５Ａ 横シールロール
５Ｂ 横シール部材
６ 充填機構
７ カッター機構
８ 設定手段
８Ａ 主電源スイッチ
８Ｂ 運転操作スイッチ
９ 制御手段
Ｆ フイルム
ＦＨ 縦シール
ＦＳ 横シール
Ｒ フイルムロール
Ｗ 内容物

Claims (6)

1. 連続移送されるフイルムを、対をなす縦シール部材によって挟み付けながらフイルムの長手方向に沿って縦シールする縦シール機構と、
   この縦シール機構によって縦シールした筒状のフイルム内にその縦シール機構に隣接する充填ノズル部から内容物を充填する充填機構と、
   前記筒状のフイルムを送りつつフイルムの底部側および袋口側となる箇所をフイルムの幅方向に沿って対をなす横シール部材によって挟み付けながら所定の間隔にて横シールする横シール機構と、
   を備えてなり、
   運転の停止操作によって、前記縦シール機構の対をなす縦シール部材が、フイルムを挟み付けて縦シールしていた状態から開放作動すると共に、前記横シール機構の対をなす横シール部材が、フイルムを挟圧しない位置にて停止するように設定されてなる充填包装機の制御方法であって、
   前記充填包装機の充填開始時における前記充填機構による前記内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段を介して設定してなることを特徴とする充填包装機の制御方法。
2. 操作者の入力によって前記フイルムの移送速度や前記内容物の充填量などの生産条件に基づいて、前記充填機構による内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とする請求項１に記載の充填包装機の制御方法。
3. 前記充填機構による充填開始時において、前記内容物の目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせるように設定してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填包装機の制御方法。
4. 連続移送されるフイルムを、対をなす縦シール部材によって挟み付けながらフイルムの長手方向に沿って縦シールする縦シール機構と、
   この縦シール機構によって縦シールした筒状のフイルム内にその縦シール機構に隣接する充填ノズル部から内容物を充填する充填機構と、
   前記筒状のフイルムを送りつつフイルムの底部側および袋口側となる箇所をフイルムの幅方向に沿って対をなす横シール部材によって挟み付けながら所定の間隔にて横シールする横シール機構と、
   を備え、
   運転の停止操作によって、前記縦シール機構の対をなす縦シール部材が、フイルムを挟み付けて縦シールしていた状態から開放作動すると共に、前記横シール機構の対をなす横シール部材が、フイルムを挟圧しない位置にて停止するように設定されてなる充填包装機であって、
   前記充填包装機の充填開始時における前記充填機構による前記内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように制御手段を介して設定してなることを特徴とする充填包装機。
5. 操作者の入力によって前記フイルムの移送速度や前記内容物の充填量などの生産条件を設定する設定手段と、この設定手段によって設定された前記生産条件に基づいて、前記充填機構による内容物の目標充填量を通常の目標充填量に対して増量して充填するように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とする請求項４に記載の充填包装機。
6. 前記充填機構による充填開始時において、前記内容物の目標充填量を徐々に抑えて通常の目標充填量に合わせるように前記制御手段を介して設定してなることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の充填包装機。

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