JP7359406B2 - 紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機 - Google Patents

紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機 Download PDF

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Description

この発明は、ウェブ状包装フィルムのような帯状包装材から包装袋を形成し当該包装袋に包装すべき製品を充填・収容し包装する製袋充填包装機であって、供給中の帯状包装材がその終端に至った場合のように、帯状包装材に新しい帯状包装材を繋ぐときに用いられる紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機に関する。
従来、帯状フィルムのような帯状包装材を巻き取った包装材ロールから帯状包装材を繰り出し、繰り出された帯状包装材を製筒器に通すことによって略筒状に曲成し、製筒器から送られる帯状包装材の両側縁部をセンターシーラによってシールして筒状包装材を形成し、製筒器の中を通して筒状包装材の中へ製品を供給し、筒状包装材にエンドシールを施すことで、包装袋を製造しながら製品を包装袋に充填・収容しつつ包装する製袋充填包装機が知られている。製袋充填包装機としては、製筒器が縦に配置されて製品が上方から筒状包装材の内部に投入される縦型の製袋充填包装機や、製筒器が横置きされて製品が供給コンベヤによって筒状包装材の内部に送り込まれる横型の製袋充填包装機がある。
製袋充填包装機においては、例えば包装材ロールからの帯状包装材の繰出しがその終端に近づくと、通常は、製袋充填包装機の運転を中止し、使用を終了する帯状包装材(「旧帯状包装材」という)に新しい包装材ロールからの帯状包装材(「新帯状包装材」という)を繋ぎ(当該作業を「紙継ぎ」作業という)、繋いだ帯状包装材で包装機の運転が再開される。帯状包装材には、その長さ方向に包装袋の長さのインターバルで包装制御用のレジマークが印刷されている。その他、帯状包装材への印刷としては、通常、包装袋の表面や裏面となる外側表面の所定の部分に、商品の説明・広告や法令上の表示のための印刷(以下、「絵柄模様」という)が包装袋の長さ毎に繰り返して施される。
紙継ぎの作業は、具体的には、終端に近づいた旧帯状包装材を横断方向に切断し、切断した端部を紙継ぎ台(紙繋ぎ板)の上に載せ、当該紙継ぎ台上において、この切断した端部に新帯状包装材の始端(同様に、切断された端部)を位置合わせして載せ、旧帯状包装材の両切断端を粘着テープのような繋ぎテープで接続させることで行われる。
新旧の両帯状包装材を繋ぎテープで接続する紙継ぎの作業において、紙継ぎ後に包装機の運転をスムーズに再開させるには、新旧の両帯状包装材の端部(終端と始端)が位置ずれや曲がりを生じることなく真っ直ぐ且つ揃って接続されていることが好ましい。そのため、紙継ぎ作業は、紙継ぎ台上において方向と位置とを合わせて載せられた両帯状包装材の端部が動かないように、例えば、両帯状包装材を紙継ぎ台に吸着する、或いは紙継ぎ台上の両帯状包装材をラバーマグネット等で押さえ込む等により、固定して行われる。
従来、図5に示すような製袋充填包装機50(「包装機50」と略す)では、包装材ロールFrから帯状包装材Fwを繰り出す包装材繰出し部11aにおいてダンサーローラ機構62によって帯状包装材Fwの繰り出し量(長さ)に余裕を持たせることにより、包装機50の包装機部12aで消費される帯状包装材Fwの長さの変動に備えている。ダンサーローラ機構62は、揺動軸65の回りに揺動するウェイトレバー64に支持されている可動ダンサーローラ62mと固定ガイドローラ62fを備えており、これらローラ62m,62fに帯状包装材Fwが巻き掛けられている。ダンサーローラ機構62に巻き掛けられている帯状包装材Fwにダンサーローラ62mやウェイトレバー64の重量を作用させることによって、帯状包装材Fwにテンションを与えて帯状包装材Fwの繰出しと送りの安定性を確保している。ウェイトによって帯状包装材Fwにテンションが付与されている状態が、想像線で描かれたウェイトレバー64や帯状包装材Fwで示されている。
ダンサーローラ機構62の下流側(帯状包装材Fwの送りの下流側)には、包装日(消費期限)等の印字を行う印字装置61が配設されている。包装袋Bにおける印字位置は包装袋Bに応じて予め決められているので、通過する帯状包装材Fwに対して印字装置61が印字を行うときの印字位置が包装袋Bにおける所定の印字位置とずれが生じているときには、そのずれが解消されるように、アジャストローラ68の位置が変更される。アジャストローラ68は、印字装置61の上方に配置されているローラであり、機枠に対して上下方向に位置がアジャスト可能となっている。アジャストローラ68の位置を変更する(例えば、上方に引き上げる)ことで、印字時に印字装置61を通過する帯状包装材Fwの絵柄模様の位置を調整する(絵柄模様を印字装置61に対して上方に移動させる)ことができる。また、アジャストローラ68の上下位置を調整する(図5において想像線で調整範囲を示す)ことにより、包装材ロールFrから包装機部12aに至るまで繰り出された帯状包装材Fwの長さを、比較的大きな範囲で調整することも可能となっている。なお、適所に配置されたガイドローラ63によって帯状包装材Fwのための走行経路が定められ、帯状包装材Fwはこの走行経路に沿って走行・案内される。
新旧帯状包装材Fwo,Fwnを繋ぐために用いられる紙継ぎ台66は、包装材の送り経路に沿って見て、包装材ロールFrとダンサーローラ機構62との間に配設されている。紙継ぎ台66は、包装材ロールFrの後方に立つオペレータが紙継ぎ作業をしやすいように、手前斜め下がりに配置されている。包装材ロールFrから繰り出された新帯状包装材Fwnは、紙継ぎ台66上において、旧帯状包装材Fwoに対して紙継ぎされる。紙継ぎは、紙継ぎ台66上に置かれた旧帯状包装材Fwoの終端と新帯状包装材Fwnの始端とをテープ等で貼り付けることにより行われる。
こうしたダンサーローラ機構62と紙継ぎ台66を備える包装材繰出し部11aにおける帯状包装材Fwの紙継ぎ作業に関しては、ダンサーローラ機構62が帯状包装材Fwへのテンション付与を維持した状態では、帯状包装材Fwの使い切り時などの動作終了時毎にダンサーローラ機構62の停止位置(ウェイトレバー64の回動位置)が通常、異なっているので、停止した帯状包装材Fwの紙継ぎ台66上での絵柄模様の位置は一定ではないのが一般的である。したがって、以下に挙げるような様々な不都合が生じている。
先ず、旧帯状包装材Fwoに新帯状包装材Fwnを紙継ぎする場合には次の(1)~(5)の工程を経て繋いでおり、紙継ぎ作業の工数が多く手間と時間を費やしているという問題点がある。
(1)旧帯状包装材Fwoを紙継ぎ台66上に、旧帯状包装材Fwoのレジマークがテープ貼り合わせ位置と干渉しない位置に合わせて固定する(即ち、紙継ぎ台66上でレジマーク位置を外した位置で旧帯状包装材Fwoの位置合わせ作業をする)。
(2)紙継ぎ台66上で旧帯状包装材Fwoをカットする。
(3)新帯状包装材Fwnを、その絵柄模様が旧帯状包装材Fwoの絵柄模様に合うようにして固定する。
(4)新帯状包装材Fwnをカットする。
(5)新旧の帯状包装材Fwo,Fwnをカットして形成された両端部同士をテープ等で貼り合わせる。
紙継ぎ台66は、包装材送り経路に沿って、しかも、ダンサーローラ機構62よりも包装材ロールFr側に配置されている。したがって、品種切替えの際の包装材交換などで旧帯状包装材Fwoをカットするとき、通常は紙継ぎ台66に形成されているカット溝67に沿ってカットするため、そのカット位置からダンサーローラ機構62を経て包装機部12aのエンドシール部に至るまでの長い経路の旧帯状包装材Fw(太線で示す。筒状包装材Ftを含む)がそのまま廃棄ロスとなっていた(詳細は後述するが、本発明による製袋充填包装機で生じている旧帯状包装材Fwoの廃棄ロスと比べて、増加廃棄ロスとなっている長さ部分ΔFwlを太線の想像線で示す)
本出願人は、紙継ぎテープ切出し工程において、片面が粘着面である紙継ぎテープが、帯状包装材の帯幅に相当する主テープ部の両端にそれぞれ余剰テープ部が余された紙継ぎ長さに切り出され、次に、紙継ぎテープ押え工程において、切り出された紙継ぎテープが、粘着面を上にして、且つ両余剰テープ部の上方からテープセット部材によって紙継ぎ台上に押えられ、次に、包装材端部貼付け工程において、新旧の帯状包装材の終了端と開始端が、紙継ぎテープに対してその幅方向に分けて貼り付けられ、次に、紙継ぎテープ剥がし工程において、両余剰テープ部における紙継ぎテープとテープセット部材との粘着が剥がされ、そして、余剰テープ部折返し工程において、テープセット部材との粘着が剥がされた両余剰テープ部が紙継ぎテープに貼り付けられている両帯状包装材の終了端と開始端上に折り返して貼り付けられて、紙継ぎが行われる帯状包装材の紙継ぎ方法、及び
紙継ぎ台上で旧帯状包装材の終了端と新帯状包装材の開始端を紙継ぎテープで繋ぐ紙継ぎ装置であって、当該帯状包装材の帯幅に相当する主テープ部の両端にそれぞれ余剰テープ部が余された紙継ぎ長さに切り出された片面が粘着面である紙継ぎテープが、前記各余剰テープ部においてそれぞれ貼り付けされる一対のテープセット部材を備えており、前記テープセット部材は、切り出された前記紙継ぎテープが前記粘着面で貼り付け可能な待機位置と、前記粘着面を上にして前記紙継ぎテープの長手方向を前記帯状包装材の帯幅方向に揃えた状態で、前記紙継ぎテープを前記両余剰テープ部において前記紙継ぎ台の上方から前記紙継ぎ台上に押える作業位置との間で移動可能であり、前記テープセット部材が前記作業位置を占めるときに、前記旧帯状包装材の前記終了端と前記新帯状包装材の前記開始端が前記紙継ぎテープに対して前記紙継ぎテープの幅方向に分けて貼り付けられ、前記両余剰テープ部との粘着が剥がされた前記テープセット部材が前記待機位置に戻される際に、前記両余剰テープ部が前記紙継ぎテープに貼り付けられている前記両帯状包装材の前記終了端と前記開始端上に折り返して貼り付けられることを特徴とする帯状包装材の紙継ぎ装置を提案している(特許文献1参照)。
この紙継ぎが行われる帯状包装材の紙継ぎ方法及び装置によれば、帯状包装材の帯幅に相当する主テープ部の両端にそれぞれ余剰テープ部が余された紙継ぎ長さに紙継ぎテープを切り出し、紙継ぎテープを余剰テープ部においてテープセット部材によって紙継ぎ台上に押えることで、紙継ぎテープを紙継ぎ台上で容易に押えることが可能となる。そして、新旧の帯状包装材の終了端と開始端が紙継ぎテープの粘着面に貼り付けられテープセット部材から剥がした両余剰テープ部を折り返して終了端と開始端貼り付けることで、帯状包装材の幅寸法や材質にかかわらず、紙継ぎ台上での新旧の帯状包装材の紙継ぎを容易に行うことが可能となる。
特開2016-204108号公報
そこで、紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機において、帯状包装材を使い切った包装材終了等の場合に新旧の帯状包装材を紙継ぎする際に、ダンサーローラ機構の影響を受けることを無くすることで、紙継ぎ台における帯状包装材の絵柄模様の停止位置を一定にする点で解決すべき課題がある。
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、帯状包装材を紙継ぎする際に紙継ぎ台上における旧帯状包装材の絵柄模様の停止位置を一定にすることによって、オペレータが紙継ぎ台に対して旧帯状包装材をその絵柄模様に応じて位置合わせする作業をしなくても済むように、紙継ぎの作業性を改善することができる紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機を提供することである。
この発明による紙継ぎ構造を備えた製袋充填包装機は、
包装材が帯状包装材の態様で巻き取られている包装材ロールから前記包装材を前記帯状包装材の態様のまま繰り出す包装材繰出し部と、繰り出された前記包装材から包装袋を形成し当該包装袋に包装すべき製品を充填収容し包装する包装機部とを備える製袋充填包装機であって、
前記包装材繰出し部は、繰り出された前記帯状包装材を貯留するとともに当該帯状包装材にテンションを与えるダンサーローラ機構と、前記包装材ロールから繰り出された前記帯状包装材に新しい包装材ロールから繰り出された帯状包装材を繋ぐ紙継ぎのための紙継ぎ台を備えており、
前記紙継ぎ台は、前記ダンサーローラ機構よりも前記帯状包装材の送り方向下流側の位置に配置されており、
当該紙継ぎ台には、前記帯状包装材の終端を形成するために前記帯状包装材を切断するカッタが入り込み可能なカット溝が形成されており、
前記紙継ぎの際に前記紙継ぎ台において前記カッタにより切断されて形成された前記終端から前記包装機部に至る前記帯状包装材の長さは、前記ダンサーローラ機構による当該帯状包装材の長さに変動をもたらす前記テンション付与の影響を受けることなく、前記紙継ぎ台の前記カット溝の位置から前記包装機部に至る包装材送り経路長さとして定められること
から成っている。
この製袋充填包装機によれば、包装材繰出し部においては、包装材ロールから繰り出された帯状包装材はダンサーローラ機構を構成する複数のローラに巻き掛けられることで幾分かの長さが貯留されるとともに、ダンサーローラ機構のウェイトによって帯状包装材にテンションが与えられる。帯状包装材がダンサーローラ機構に貯留されることによって包装機部における帯状包装材の消費の変動に対応することができ、また、ダンサーローラ機構によってテンションが与えられることにより帯状包装材の繰り出しや送りが蛇行や弛みを生じることなく安定する。帯状包装材の紙継ぎは、紙継ぎ台上において、使用を終了する帯状包装材(旧帯状包装材)の終端と新しい包装材ロールからの帯状包装材(新帯状包装材)の始端とを模様を合わせするとともに位置合わせをし、この位置合わせ状態で両端を貼着テープ等にて貼り合わせることで行われる。紙継ぎを行う場合には、旧帯状包装材の終端と新帯状包装材の始端について模様合わせと位置合わせをし、更にこれらの端部の貼着テープ等による貼り合わせをすることから、紙継ぎの際には、帯状包装材の送りは停止されている。
この製袋充填包装機においては、紙継ぎ台がダンサーローラ機構よりも帯状包装材の送り方向下流側に配置されているとともに、帯状包装材の終端を形成するために帯状包装材を切断するカッタが入り込み可能なカット溝が形成されており、紙継ぎの際に紙継ぎ台においてカッタにより切断されて形成された終端から包装機部に至る帯状包装材の長さは、ダンサーローラ機構による当該包装材がその長さに変動をもたらすテンション付与の影響を受けることなく紙継ぎ台のカット溝の位置から包装機部に至る包装材送り経路長さとして定められる。即ち、紙継ぎの際に紙継ぎ台から包装機部へ至る包装材(終端が形成されている旧帯状包装材)はダンサーローラ機構を通されておらず、当該包装材の長さには、ダンサーローラ機構のローラに巻き掛けられている長さが含まれないので、ダンサーローラ機構によるテンション付与に基づいて当該帯状包装材に長さに変動をもたらすようなことはなく、当該包装材送り経路の長さ、したがって当該経路に沿って延びる包装材の長さは一定の長さである。包装機部の停止条件が同じであれば、帯状包装材の終了時等の紙継ぎを行う際に、送りが停止した帯状包装材の絵柄模様に関して見たときの紙継ぎ台上での停止位置は、ダンサーローラ機構の影響を受けずに一定となる。紙継ぎすべき新帯状包装材の紙継ぎ台上での位置を、当該新帯状包装材の絵柄模様が紙継ぎ台上で予め定められている絵柄模様の位置に合うように定めることで、新旧の帯状包装材の紙継ぎ台上での両絵柄模様は自ずと合致するので、帯状包装材を紙継ぎ台上で絵柄模様に合わせて調節しながら停止させるという従来行われていた位置合わせ作業をする必要が無くなる。帯状包装材の絵柄模様に応じた位置を紙継ぎ台上の位置に予め合わせておけば、その後は、帯状包装材を紙継ぎ台上で絵柄模様に合わせて調節しながら停止させるという位置合わせ作業をする必要が無くなる。また、包装品種、即ち、包装すべき製品の種類と量及び包装に用いる帯状包装材を変更する場合には、ダンサーローラ機構に巻き掛けられていない分だけ、廃棄ロスとなる帯状包装材の長さが短くなる。
帯状包装材について紙継ぎ台の位置で切断することで旧帯状包装材の終端を形成する場合には、それまでダンサーローラ機構のウェイトと対抗するように帯状包装材に生じていたテンションが消滅する。この製袋充填包装機においては、紙継ぎ台がダンサーローラ機構よりも帯状包装材の送り方向下流側に配置されており、紙継ぎ台から包装機部に向かって延びる帯状包装材はその長さに変動をもたらすテンション付与を受けていないことにより、紙継ぎ台上に位置していた帯状包装材の終端近くの旧帯状包装材はテンション消滅によって下流側に引き出されるように移動することがない。テンションを付与していたダンサーローラ機構がそのテンション消滅に起因してローラが降下することで押し下げられる帯状包装材は、紙継ぎ台から包装材ロールに向かって上流側に残る帯状包装材である。このように、紙継ぎ台上に残される終端から包装機部に向かって下流側に延びる帯状包装材には、ダンサーローラ機構のテンション消滅に起因した挙動の影響は生じない。
この製袋充填包装機において、前記紙継ぎ台は、前記帯状包装材の終端を形成するため、前記帯状包装材を切断するカッタが入り込み可能なカット溝を形成したものとすることができる。
送りが停止した帯状包装材の紙継ぎ台上での停止位置はダンサーローラ機構の影響を受けずに一定であるから、紙継ぎ台上で停止した帯状包装材において、カット溝に対応した帯状包装材の絵柄模様の位置も一定の位置となる。オペレータは、帯状包装材の絵柄模様に応じたカット位置を紙継ぎ台のカット溝に予め合わせておけば、以後の紙継ぎの際には、帯状包装材の位置合わせ作業をすることなく、停止した帯状包装材のカット位置は自ずとカット溝の位置となり、帯状包装材をカット溝に沿って切断することで絵柄模様に応じた一定の位置でカットすることができる。このように、カット溝は、紙継ぎ台上における帯状包装材の位置合わせの目標として用いることができる。
この製袋充填包装機において、前記帯状包装材に印字を行う印字装置を、前記紙継ぎ台よりも前記帯状包装材の送り方向下流側に配置することができる。
新旧帯状包装材の紙継ぎは、前記帯状包装材の絵柄が紙継ぎ台上において、所定の位置において行われる。紙継ぎ台と印字装置との間の包装材送り経路の長さが既知であるから、印字装置の動作タイミングを適宜に設定することで、帯状包装材の紙継ぎ後も繰り返される絵柄模様の同じ所定位置に印字を施すことができる。
印字装置が配置されている製袋充填包装機において、前記ダンサーローラ機構の下流には、前記印字装置が印字を行う印字位置と前記帯状包装材における所定の印字位置との間で生じるずれを解消するため、上下方向に配設位置が調整自在なアジャストローラが配設されており、前記紙継ぎ台及び前記印字装置は前記ダンサーローラ機構から前記アジャストローラに向かって縦に延びる前記帯状包装材の送り経路に沿って順次配置することができる。
この製袋充填包装機によれば、ダンサーローラ機構の帯状包装材送り方向下流に配置されているアジャストローラの配置位置を上下方向に調整自在することにより、包装材繰出し部における紙継ぎ台から、包装機部における帯状包装材の位置まで、特に帯状包装材から形成される筒状包装材を横方向に横断してシールするエンドシーラまでの包装材経路の長さ(距離)を調整し、当該包装材経路に沿って延びる帯状包装材の長さが調整されるので、印字装置が帯状包装材に対して印字する印字位置が本来の印字位置からずれを生じるという印字ずれを解消することができる。包装材繰出し部における包装袋の絵柄模様及び印字装置による印字と、包装機部におけるエンドシールとの両位置調整をも行うことができる。また、紙継ぎに際して貼着テープと帯状包装材のレジマークが干渉する位置になる場合には、アジャストロールにて帯状包装材を干渉のない位置に移動調整することもできる。なお、包装機部側において、レジマーク情報に基づいてレジマークと貼着テープとが干渉位置であるか否かを認識可能であるため、帯状包装材終了時などに自動でその位置を調整させることもできる。更に、ダンサーローラから上方に向かって縦に延びる帯状包装材の送り経路に沿って、紙継ぎ台と印字装置を順次配置することで、包装材繰出し部のレイアウトが省スペースで良好であり、包装機全体でも前後方向のスペースの増大を極力抑えることができる。
この製袋充填包装機において、前記包装材繰出し部における前記紙継ぎ台の前記カット溝の位置から前記包装機部に至る前記包装材送り経路は、前記包装機部において前記帯状包装材の態様にある前記包装材から形成される筒状包装材に横シールを施して前記包装袋を形成する横シール装置の位置まで、前記包装材が辿って至る経路であるとすることができる。
包装材繰出し部においては、包装材ロールから帯状包装材の態様にある包装材が繰り出される。包装機部においては、帯状包装材から筒状包装材が形成された後、横シール装置が筒状包装材に対して横断的に横シールをすることで、包装袋が形成される。横シール装置が筒状包装材に横シールを施す位置は、通常、包装材に包装袋毎に繰り返して印刷される絵柄模様の当該繰返しの境界位置であるから、包装材の長さの基準を定める位置として採用するのに適している。したがって、包装材繰出し部における紙継ぎ台のカット溝の位置から包装機部に至る包装材送り経路を、包装機部における横シール装置の位置まで包装材が辿る経路とすることで、当該両位置間に亙って延びる包装材の長さを確定的に定めるのに好都合である。
この発明の製袋充填包装機によれば、紙継ぎ台がダンサーローラ機構に対して帯状包装材の送り方向下流側に配置されているという配置関係、及び紙継ぎ台から包装機部に至る包装材には、ダンサーローラ機構によって当該包装材の長さに変動をもたらすテンションが付与されていないという状態に基づいて、包装材の紙継ぎの際新旧帯状包装材の位置合わせと模様合わせを紙継ぎ台上において容易に行うことができる。また、以下に挙げるように格別の効果を奏することができる。
従来の製袋充填包装機では、使用中の旧帯状包装材を切断してその終端を形成する場合には、紙継ぎ台の下流側に配設されているダンサーローラ機構の影響により、ダンサーローラ機構の上流側に残っている旧帯状包装材が引き出されるために、旧帯状包装材の終端が置かれる位置が定まらず、場合によっては、ダンサーローラ機構にまで引き出される旧帯状包装材を紙継ぎ台まで引き戻す面倒な手間が生じていたが、この製袋充填包装機によれば、帯状包装材を紙継ぎ台の位置で切断して終端を形成する場合に、ダンサーローラ機構のウェイトと対抗するように帯状包装材に生じていたテンションが消滅しても、切断位置よりも下流側の旧帯状包装材は、ダンサーローラ機構による影響を受けて終端がダンサーローラ機構にまで引き出されるようなことはなく、当該終端の位置は紙継ぎ台の位置で定まっていて、新帯状包装材の始端と紙継ぎをする際の取扱いが容易である。
従来の製袋充填包装機では、ダンサーローラ機構に貯留されている距離分の変動に起因して紙継ぎ台上に停止した帯状包装材の絵柄模様が一定の位置とならない、というような紙継ぎ上の不具合な事情が生じていたが、この製袋充填包装機によれば、このような不都合な事情は生じることがなく、紙継ぎ台上での帯状包装材の絵柄模様が一定の位置となる。したがって、紙継ぎされるべき旧帯状包装材について紙継ぎ台上で位置合わせ作業をする必要が無くなり、紙継ぎ作業は、紙継ぎ台上で位置の決まった旧帯状包装材に対して新帯状包装材を繋ぎ合わせれば済むことになる。
特に、包装製品を変更する品種切替えの場合には、帯状包装材が絵柄模様を含めて異なるものになるのが通常であるから、従来、紙継ぎ台の切断位置から、ダンサーローラ機構に貯留されている距離分を含めて、包装機部(特にエンドシーラ部)に至るまでに残されている長い距離分の旧包装材はそのまま廃棄されることになっていたが、この製袋充填包装機によれば、紙継ぎ台から包装機部に至る包装材の距離分にはダンサーローラ機構に貯留されている距離分は含まれなくなるので、包装材を極力有効に消費することが可能になり、包装材の廃棄ロスを削減することができる。
更に、使用が終了する帯状包装材の終端を形成するために当該帯状包装材を切断しても、紙継ぎ台上の残る帯状包装材にはダンサーローラ機構の挙動が影響せず、当該帯状包装材の終端に対して新しい包装材ロールから繰り出した帯状包装材の始端を直ちに繋ぐことができる。したがって、ダンサーローラ機構の処置を気遣うことなく帯状包装材の紙継ぎ作業を行うことができ、紙継ぎ作業時間を短縮することができる。
図1は、本発明による製袋充填包装機の一例を示す側面図である。 図2は、本発明による製袋充填包装機における紙継ぎ作業の一例を時系列式に示す概略図である。 図3は、本発明による製袋充填包装機の帯状包装材をダンサーローラ機構に通す状態を示す図である。 図4は、本発明による製袋充填包装機において紙継ぎ作業を補助するモニタの配置例を示す図である。 図5は、従来の縦型製袋充填包装機における紙継ぎの一例を示す図である。 図6は、従来の縦型製袋充填包装機の一例を示す斜視図である。
以下、図面を参照して、本件発明による製袋充填包装機の実施例について説明する。製袋充填包装機の詳細な例としては、図6に斜視図として一例を示すような縦型製袋充填包装機がある。包装機については縦型として示したが、これに限らない。横型の製袋充填包装機でもよく、また、包装材ロールから繰り出された包装材から袋を形成しつつ内部に製品を包装していくその他のタイプの製袋充填包装機であってもよい。
図6に示される縦型製袋充填包装機50(以下、「包装機50」と略す。)においては、帯状包装材Fwは中心の紙管に巻き取られて包装材ロールFrとなっており、包装材ロールFrは包装機50のフレームに設けられているロールホルダ60に回転可能に装填されている。帯状包装材Fwは、包装機50の包装動作に応じて、包装材ロールFrから適宜の繰り出し装置によって繰り出されてフォーマ51に供給される。フォーマ51に送られた帯状包装材Fwは両側端縁部分fe,feが合掌状に重ね合わされるように略筒状に曲成され、フォーマ51を通過後、縦方向(包装材の送り方向)に走行される中で縦シール装置52によって両側端縁部分fe,feに縦方向のシール(縦シールSc)が施されて筒状包装材Ftに成形される。縦シール装置52は、両側端縁部分fe,feを挟み込んで加圧・加熱をする一対の縦ヒートシールバー52a,52bを備えている。筒状包装材Ftには、上方に開いた投入口58aを有するホッパ58及び充填用筒体(充填筒)53を通して包装物である製品Sが投入される。横シール・カット装置54が筒状包装材Ftに横方向(包装材の送り方向に交差する方向)に横シールSeを施すことによって、先行して形成され且つ内部に製品Sが包装された袋包装体Bpが製造されると同時に、次に製品Sが投入される袋Bが形成される。充填用筒体53の外周の左右両側には、筒状包装材Ftを挟んで送る吸引ベルトから成る包装材送り装置55,55が配設されている。なお、装置54については横シール・カット装置であるとしたが、カット機能については連続的な袋包装体を製造する場合にはそうした機能を実行しないように不作動とされることが包装機の技術分野において自明であるので、単に、横シール装置54としてもよいものである(以下、同様)。
横シール・カット装置54を構成する横シールカットブロック54a,54bは、それぞれ筒状包装材Ftに対して互いに接近・離反する作動をする部材であり、接近時に筒状包装材Ftを横断する方向に挟んで加圧・加熱することで、袋Bのための底側の横シールSeと袋包装体Bpの天側の横シールSeが形成される。横シール・カット装置54は、筒状包装材Ftを突き破る形態で切断するカッタ刃56を備えている。両横シールカットブロック54a,54bが接近するとき、上下の両横シール部が包装材を挟み込むことで筒状包装材Ftを溶着して横シールSeを形成すると同時に、一方のシールカットブロック54aに取り付けられているカッタ刃56が筒状包装材Ftを突き破って、他方のシールカットブロック54bに形成されている溝57内に入り込むことにより、筒状包装材Ftから袋包装体Bpを切り離す。なお、帯状包装材Fwの表面に日付等の印字を行う印字装置61、帯状包装材Fwの必要な長さの貯留の確保とテンションの付与を行うダンサーローラ機構62、帯状包装材Fwの走行経路の案内を行うガイドローラ63及び帯状包装材Fwの位置の調整を行うアジャストローラ68については、図5に基づいて既にした説明と同様であるので、ここでの再度の説明を省略する。
図1は、本発明による製袋充填包装機の一例を示す側面図である。製袋充填包装機10(以下、包装機10と略す)は、帯状包装材Fwが巻き取られている包装材ロールFrから帯状包装材Fwを繰り出す包装材繰出し部11と、繰り出された帯状包装材Fwから包装袋Bを形成し包装袋Bに包装すべき製品Sを充填・収容し包装する包装機部12とを備えている。包装機部12は、図5に示した従来の縦型製袋充填包装機50の包装機部12aと同じ構造を備えており、包装機部12の構成要素については、図5に示した包装機部12aの同じ構成要素に付したものと同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。
図1に示す包装機10においては、包装材繰出し部11について、繰り出された帯状包装材Fwを貯留するとともに帯状包装Fw材にテンションを与えるダンサーローラ機構13と、包装材ロールFrから繰り出されていた帯状包装材Fwに、新しい包装材ロールFrから繰り出された帯状包装材Fwを繋ぐための紙継ぎ台を備えている点では、図5に示した従来の包装機50の包装材繰出し部11aと変わるところがない。しかしながら、本発明による包装機10における包装材繰出し部11は、従来の包装機50の包装材繰出し部11aと比べて、紙継ぎ台14がダンサーローラ機構13よりも帯状包装材Fwの送り方向下流側の位置に配置されている点で、相違している。ダンサーローラ機構13は、揺動軸13cの回りに揺動可能とされたダンサーアーム13aに複数の可動ダンサーローラ13mが支持されており、帯状包装材Fwが複数の可動ダンサーローラ13mと複数の固定ダンサーローラ13fとの間に縫うように巻き掛けられる。
ダンサーローラ機構13の送り方向最後の定位置に設置されている固定ダンサーローラ13fに巻き掛け案内された帯状包装材Fwは、包装材繰出し部11の最上部に上下位置を調整自在に配設されているアジャストローラ18に至るまで、真上方向に延びる縦走行経路Wupで送られる。縦走行経路Wupの下側で帯状包装材Fwの外側面に沿った位置には、紙継ぎ台14が配設されている。紙継ぎ台14は、その上端部において回動軸15によって機枠に対して回動可能に設けられている。紙継ぎ台14は、包装機10の運転時には、帯状包装材Fwの走行と干渉することがないように縦走行経路Wupに沿った姿勢にあるが、紙継ぎの際には、紙継ぎ台14を回動軸15の回りに斜め手前に傾斜・保持することで(傾斜状態を想像線で示す。図3において同じ)、オペレータによる紙継ぎ作業を容易にすることができる。紙継ぎ台14には、帯状包装材Fwに突き刺したカッタを差し入れた状態でスライドさせることで、帯状包装材Fwを横断方向に切断することを可能にするカッタ溝16が形成されている。
紙継ぎ台14の上方で且つアジャストローラ18の下方、即ち、紙継ぎ台14よりも帯状包装材Fwの送り方向下流側には、帯状包装材Fwの袋外側となる面に対向して印字装置17が配設されている。印字装置17は、帯状包装材Fwの外側面に所定の印字を行う。印字装置17は、帯状包装材Fwの切替えがなく同じ品種を包装する間は、その配設位置は変更されない。
アジャストローラ18を上下方向に調整することにより、紙継ぎ台14からアジャストローラ18を経て包装機部12(特に基準位置にある横シール・カット装置54)に至るまでの包装材の長さを調整することができる。包装材繰出し部11の紙継ぎ台14から包装機部12のフォーマ51に向かって帯状包装材Fwが延びており、この帯状包装材Fwが延びる道筋としての経路が包装材送り経路である。包装機部12において、横シール・カット装置54が筒状包装材Ftを挟み込んで横シールを施す位置は、包装機部12が正常に動作していれば、通常、包装材に包装袋毎に繰り返して印刷される絵柄模様の当該繰返しの境界位置であるから、包装材の長さの基準を定める位置として採用するのに適している。紙継ぎ台14から横シール・カット装置54までの包装材送り経路の長さを一定と定めることで、当該包装材送り経路に沿って延びる包装材の長さも一定となり、紙継ぎ台14のカッタ溝16に沿って切断される帯状包装材Fwの絵柄模様の位置も予め定めることができる。この包装材の長さの調整によって、紙継ぎ台14における帯状包装材Fwの絵柄模様の位置を調整することができ、より詳細には、帯状包装材Fwの送り停止時には、紙継ぎ台14上にある帯状包装材Fwの絵柄模様を紙継ぎ台14の所定部分(例えば、カッタ溝16)に対して位置合わせした状態に停止させることができる。更に、帯状包装材Fwの送り停止時に、帯状包装材Fwのレジマークが紙継ぎ台14のカッタ溝16の位置に停止し、紙継ぎ用の貼着テープと干渉するような場合には、アジャストローラ18を上下方向に調整することにより、紙継ぎ台14上のレジマークの位置をカッタ溝16の位置から外すことができる。
図2は、本発明による製袋充填包装機における紙継ぎ作業の一例を示す説明図である。図2(a)は、帯状包装材の表面側の絵柄模様を示しており、図2(b)~(f)は、紙継ぎの作業の様子を時系列式に示している。図2(b)~(f)は、紙継ぎ台14上に置かれた帯状包装材Fwを示す図であって帯状包装材Fwを裏面側から見ている図である。アルミ蒸着フィルムのような不透明な包装材では帯状包装材Fwを裏返さないと絵柄模様を見ることができないが、図の表示上、絵柄模様を裏面上に示す。図2(a)に示すように、帯状包装材Fwの外側面には、印刷によって、包装袋の長さ寸法に合わせたインターバルで絵柄模様Paが繰り返して描かれている。また、帯状包装材Fwには、当該インターバルでレジマークMrが印刷されている。包装機部12では、センサによるレジマークMrの検出情報に基づいて、帯状包装材Fwの送り制御と、包装機部12の各種動作制御(縦シール及び横シールのようなシール動作制御と、製品Sの投入制御)が行われる。
紙継ぎ作業の際には、先ず、包装機部12の運転停止や包装材繰出し部11の繰出し運転停止によって、帯状包装材Fwを含む包装材の送りが停止される。紙継ぎ台14から筒状包装材Ftに横シールを施す横シール・カット装置54(図1)の位置まで包装材(帯状包装材Fw、略筒状に曲成された包装材及び筒状包装材Ft)が延びる経路の長さ(距離、したがって当該経路に沿って送られる包装材の長さ)は既知であるので、レジマークMrの検出情報に基づいて行われる帯状包装材Fwの送り制御によって帯状包装材Fwの送りが停止したとき、紙継ぎ台14上での絵柄模様Paは予め設定したとおりの位置を取るように定めることができる。例えば、帯状包装材Fwが停止した時、図2(b)に示すように、絵柄模様Paの予め定められている位置(帯状包装材Fw上には実際には表示されていないが、説明上、図2(a)等で「a」で表示する模様合わせ位置)が、紙継ぎ台14に形成されているカット溝16の位置に来ている。帯状包装材FwのレジマークMrが、紙継ぎで貼り付ける貼着テープと干渉する位置に停止すると予想される場合には、アジャストローラ18の位置を上下方向に調整してレジマークMrの停止位置をずらすことで、かかる干渉を回避することができる。
次に、図2(c)に示すように、帯状包装材Fwをカット溝16の位置でカットしたときには、その模様合わせ位置aでカットされた帯状包装材Fwの端部は、使用が終了する帯状包装材(旧帯状包装材)Fwoの終端Fwoeとなる。
次に、図2(d)に示すように、新しい包装材ロールから繰り出した帯状包装材(新帯状包装材)Fwnを、ダンサーローラ機構13を通して紙継ぎ台14にまで引き出す。引き出された新帯状包装材Fwnは、旧帯状包装材Feoの終端Fwoeに対して模様合わせがされた位置で固定される。
次に、図2(e)に示すように、新帯状包装材Fwnを旧帯状包装材Feoの終端Fwoeに対応する位置(カット溝16の位置)でカットする。新帯状包装材Fwnにおいても、カットされる位置はその予め定められている模様合わせ位置aである。カットされた新帯状包装材Fwnの端部が、新旧帯状包装材Fwnの始端Fwmsとなる。
更に、図2(f)に示すように、旧帯状包装材Feoの終端Fwoeと新帯状包装材Fwnの始端Fwmsとを突き合わせた状態で、終端Fwoeと始端Fwmsとに跨がる範囲を貼着テープT(一部にハッチングを付して示す)で貼り合わせる。帯状包装材の外側面での絵柄模様Paは連続して繋がった絵柄模様となる。
このように、帯状包装材Fwをカットして旧帯状包装材Fwoの終端Fwoeを形成する際に、最初の工程、即ち、帯状包装材Fwの絵柄模様を紙継ぎ台14上で位置合わせする工程を行う必要が無い。旧帯状包装材Fwoの終端Fwoeに模様合わせして新帯状包装材Fwnをカットし、その始端Fwmsを終端Fwoeに対して繋がるように貼り合わせを行えば良いので、紙継ぎの作業工程数を減らすことができる。
上記の紙継ぎ工程の手順については、次のように変更することができる。即ち、旧帯状包装材Fwoの絵柄模様Paの紙継ぎ台14上での停止位置は判っている(例えば、絵柄模様Paの模様合わせ位置aがカット溝16の位置で停止する)ので、新帯状包装材Fwnをその模様合わせ位置aで予めカットしておくことができる。したがって、上記の図2(b)~(f)に示す紙継ぎの工程中、図2(e)の新帯状包装材のカット工程を省略することができる。したがって、紙継ぎ工程は、図2(b)に示す旧帯状包装材Fwnのカット、図2(c)及び(d)に示す旧帯状包装材Fwoに対する新帯状包装材Fwnの模様合わせと固定、図2(f)に示す新旧帯状包装材Fwo,Fwnの貼合わせ、というように更に少ない作業工程で行われる。新しい包装材ロールの発注については、帯状包装材のカット位置を指定して発注することも可能であるので、この場合には、納入された包装材ロールから引き出した帯状包装材をそのまま紙継ぎに用いることができる。
上記の紙継ぎ工程の手順については、更に、次のように変更することができる。即ち、カットされた新帯状包装材Fwnに繋ぎ用の貼着テープを予め貼っておくことができる。したがって、上記の図2の(b),(c)及び(d),(f)に示す紙継ぎの工程中、(f)の工程を簡素化することができる。
品種切替え時などの包装材の交換に際して、新帯状包装材に紙継ぎするために旧帯状包装材を紙継ぎ台14においてカットする場合、カット位置から包装機部12側の旧包装材(帯状包装材Fwと筒状包装材Ft)の終端(横シール・カット装置54に位置する終端)に至るまでの旧包装材の長さ(距離)部分は、テンションが付与されて長さに変動をもたらすようなダンサーローラ機構を通されておらず、当該部分には、ダンサーローラ機構に巻き掛けられる長さが含まれない。その結果、紙継ぎ台14から横シール・カット装置54に至る包装材送り経路の長さ、即ち、当該包装材送り経路を辿る旧包装材の長さは一定である。したがって、包装機10においては、図5に示すように従来の包装機50において紙継ぎ台66から包装機10における紙継ぎ台14の設置位置に相当する位置まで延びる廃棄包装材ロスに含まれていた増加廃棄ロスΔFwlが生じないので、廃棄包装材ロスを削減することができる。
図3には、本発明による包装機10の帯状包装材Fwをダンサーローラ機構13に通す様子が示されている。図3に示す包装機10は、ダンサーローラ機構13の動作位置が異なる以外、図1に示す包装機10と変わるところがないので、図1において用いた符号はそのまま図3において用いることで、再度の説明を省略する。
ダンサーローラ機構13は、帯状包装材Fwにウェイトを掛けることで、帯状包装材Fwにテンションを作用させ、帯状包装材Fwの蛇行を防ぎ走行を安定させるものであるが、例えばロックレバー13bによって、ダンサーローラ機構13のダンサーアーム13aや可動ダンサーローラ13mを持ち上げた状態でその状態から戻らないようにロックすることで、帯状包装材にウェイト掛けのない状態を保持することができる。ダンサーローラ機構13のダンサーアーム13aを図1に示す位置から図3の位置まで旋回して持ち上げた状態では、可動ダンサーローラ13mの列と固定ダンサーローラ13fの列との間に新しい帯状包装材をストレートに通すことができる。即ち、可動ダンサーローラ13mと固定ダンサーローラ13fを巡る複雑に入り組んだ経路に沿って新帯状包装材Fwnを編み込むように巻き掛ける必要がない。その結果、帯状包装材をダンサーローラ機構13に通しやすくなり、横シール・カット装置54まで短い作業時間で通すことができる。
図4には、製袋充填包装機において紙継ぎ作業を補助するモニタの配置例が示されている。図4においては、包装機部12は、包装機ボックス30内に収容されている状態にあって図示されていないが、充填用筒体(充填筒)53の上方に設けられるホッパ58の投入口58aが包装機ボックス30の天井壁31において開口している。包装材繰出し部11は、包装機ボックス30の後方にオープンな状態で設けられており、包装材ロールFrがアーム59に片持ち支持されたロールホルダ60に装填された状態にある。包装機ボックス30の背面壁32には、紙継ぎ台14が回動軸15の回りに揺動可能(揺動方向を矢印で示す)に設けられており、紙継ぎ台14の中央にはカット溝16が横方向に延びる状態に形成されている。
包装機ボックス30の背面壁32の側方上部には、オペレータへの種々の案内を表示可能なモニタ33が添設されている。モニタ33には、包装材通しの図や通し方の動画などの包装材通しの補助になる情報を表示することができる。オペレータは、モニタ33に表示される静止画或いは動画での案内説明を見ながら、紙継ぎ台14上での紙継ぎ作業、即ち、旧帯状包装材の終端と新帯状包装材の始端の位置合わせと両端の貼着テープによる繋ぎの作業を行うことができる。包装材通しの経験のないオペレータでも容易に包装材通し作業を行うことができる。なお、帯状包装材Fwの種類(例えばアルミ蒸着フィルム)によっては、帯状包装材Fwの表側を裏側から透かして見ることはできないので、紙継ぎ台14の裏側に鏡を設置して反射像を見ることができるようにする、或いは帯状包装材Fwの表側を撮影するカメラを設置し、当該カメラの撮影画像をモニタ33に表示して、紙継ぎ作業の支援を図ることも可能である。
本発明においては、包装袋Bの基本長さやレジマークMrの位置についての情報、紙継ぎ台14から包装機部の横シール・カット装置54までの経路長さ(距離)等を制御装置に記録・登録しておき、紙継ぎの際に、これら情報に基づいて、アジャストローラ18の上下位置等を自動的に対応させることができる。
本発明による製袋充填包装機の実施例を縦型の製袋充填包装機として説明したが、本発明は、この型式の製袋充填包装機に限らず、横型の製袋充填包装機としても、また、包装材をウェブ状に連続的に供給し、ウェブ状の包装材から連続する袋を形成或いは個々の袋にカットして、製品を充填・包装する各種の包装機に適用できることは明らかである。
10 製袋充填包装機
11,11a 包装材繰出し部 12,12a 包装機部
13 ダンサーローラ機構 13a ダンサーアーム
13b ロックレバー 13c 揺動軸
13f 固定ダンサーローラ 13m 可動ダンサーローラ
14 紙継ぎ台 15 回動軸
16 カッタ溝 17 印字装置
18 アジャストローラ
30 包装機ボックス 31 天井壁
32 背面壁 33 モニタ
50 縦型製袋充填包装機
51 フォーマ 52 縦シール装置
52a,52b 縦ヒートシールバー 53 充填用筒体(充填筒)
54 横シール・カット装置 54a,54b 横シールカットブロック
55,55 包装材送り装置 56 カッタ刃
57 溝 58 ホッパ
58a 投入口 59 アーム
60 ロールホルダ 61 印字装置
62 ダンサーローラ機構 62m 可動ダンサーローラ
62f 固定ガイドローラ 63 ガイトローラ
64 ウェイトレバー 65 揺動軸
66 紙継ぎ台 67 カット溝
68 アジャストローラ
Fr 包装材ロール Fw 帯状包装材
Fwo 旧帯状包装材 終端 Fwoe
Fwn 新帯状包装材 始端 Fwns
fe,fe 側端縁部分 Ft 筒状包装材
Wup 縦走行経路 ΔFwl 増加廃棄ロス
Sc 縦シール Se 横シール
S 製品 B 袋
Bp 袋包装体
Pa 絵柄模様 Mr レジマーク
a 模様合わせ位置 T 貼着テープ

Claims (4)

  1. 包装材が帯状包装材の態様で巻き取られている包装材ロールから前記包装材を前記帯状包装材の態様のまま繰り出す包装材繰出し部と、繰り出された前記包装材から包装袋を形成し当該包装袋に包装すべき製品を充填収容し包装する包装機部とを備える製袋充填包装機であって、
    前記包装材繰出し部は、繰り出された前記帯状包装材を貯留するとともに当該帯状包装材にテンションを与えるダンサーローラ機構と、前記包装材ロールから繰り出された前記帯状包装材に新しい包装材ロールから繰り出された帯状包装材を繋ぐ紙継ぎのための紙継ぎ台を備えており、
    前記紙継ぎ台は、前記ダンサーローラ機構よりも前記帯状包装材の送り方向下流側の位置に配置されており、
    当該紙継ぎ台には、前記帯状包装材の終端を形成するために前記帯状包装材を切断するカッタが入り込み可能なカット溝が形成されており、
    前記紙継ぎの際に前記紙継ぎ台において前記カッタにより切断されて形成された前記終端から前記包装機部に至る前記帯状包装材の長さは、前記ダンサーローラ機構による当該帯状包装材の長さに変動をもたらす前記テンション付与の影響を受けることなく、前記紙継ぎ台の前記カット溝の位置から前記包装機部に至る包装材送り経路長さとして定められること
    から成る製袋充填包装機。
  2. 前記紙継ぎ台よりも前記帯状包装材の送り方向下流側には、前記帯状包装材に印字を行う印字装置が配置されていること
    から成る請求項に記載の製袋充填包装機。
  3. 前記ダンサーローラ機構の下流には、前記印字装置が印字を行う印字位置と前記帯状包装材における所定の印字位置との間で生じるずれを解消するため、上下方向に配設位置が調整自在なアジャストローラが配設されており、前記紙継ぎ台及び前記印字装置は前記ダンサーローラ機構から前記アジャストローラに向かって縦に延びる前記帯状包装材の送り経路に沿って順次配置されていること
    から成る請求項に記載の製袋充填包装機。
  4. 前記包装材繰出し部における前記紙継ぎ台の前記カット溝の位置から前記包装機部に至る前記包装材送り経路は、前記包装機部において前記帯状包装材の態様にある前記包装材から形成される筒状包装材に横シールを施して前記包装袋を形成する横シール装置の位置まで、前記包装材が辿って至る経路であること
    からなる請求項1に記載の製袋充填包装機。
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