JP7401982B2

JP7401982B2 - フィルム供給装置

Info

Publication number: JP7401982B2
Application number: JP2019098300A
Authority: JP
Inventors: 博英斉藤; 康弘鶴岡; 晴樹清水
Original assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Current assignee: Tokyo Automatic Machinery Works Ltd
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2023-12-20
Anticipated expiration: 2039-05-27
Also published as: JP2020192985A

Description

本発明は、各種のフィルム処理装置、例えば製袋充填機の縦型製袋充填機に製袋用のフィルムを供給するフィルム供給装置に関する。

従来、縦型製袋充填機において、製袋用のフィルムを供給するフィルムロールのフィルム終端部が近づいた場合、新たなフィルムロールのフィルム先端部を使用中のフィルムの終端部に接続して製袋を連続して行っている。
また、包装する袋毎に袋長が一定になるように調整したり、フィルム接続部でのフィルムの模様合わせたりするために、繰り出しベルトを制御している。

例えば特許文献１に記載されたフィルム供給装置では、フィルム接続装置の下流側にレジマークセンサを、上流側にフィルム終端検出センサを設置している。フィルム終点検出センサは使用中のフィルムの終端に貼付されたアルミ箔を検出する。その後に、使用中のフィルムの最初のレジマークを下流側のレジマークセンサで検出すると、所定時間経過後に使用中のフィルムを停止させてカッターによって切断し、フィルム接続装置上で新たなフィルムの先端部を接続させる。これにより、新旧フィルムに付された模様を互いに合わせる。
特許文献２に記載されている繰り出しベルトでは、レジマークセンサによって製袋充填機に供給されるフィルムのレジマークを検出して製袋充填機に供給されるフィルムの長さを測長し、フィルムの繰り出しを調整している。

実公昭６３－４１３８８号公報特公平０５－００７２５５号公報

上述の特許文献１に記載されたフィルム供給装置では、フィルムの搬送経路にレジマークセンサを設け、フィルムの繰り出しやフィルムの切り換えにも用いている。特許文献２に記載された包装材繰り出し装置においても、フィルムの繰り出しを制御するためにレジマークセンサを設ける必要がある。
このようにフィルム供給装置を含む製袋充填機では複数のレジーマークセンサが必要であり、製造コストが高価になるという問題がある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、フィルムの繰り出し装置に用いられるレジマークセンサによってフィルムの切り換え接続を行うことができるフィルム供給装置を提供することを目的とする。

本発明によるフィルム供給装置は、繰り出し方向に所定間隔でレジマークが付されたフィルムの終端側の接続予定部を予め設定された接続位置に繰り出し、フィルムから袋を製袋するためのフィルム供給装置において、フィルムの搬送路でレジマークを検出するレジマークセンサと、レジマークセンサと接続位置との間のフィルム長さを変動させるフィルム経路変動手段と、フィルムロールから繰り出されるフィルムの終端部を検出する終端検出手段と、フィルム経路変動手段によるフィルムの変動量を検出する変動量検出手段と、終端検出手段でフィルムの終端部が検出された後、レジマークを検出した時点で変動量検出手段によって検出されたフィルムの変動量に基づいてフィルムの接続予定部の位置を演算する接続部位置演算手段と、フィルムの接続予定部を接続位置に移動させるフィルム繰り出し量を演算する繰り出し量演算手段と、フィルム繰り出し量のフィルムを繰り出すフィルム供給手段と、を備え、前記レジマークセンサは、前記フィルム経路変動手段よりも前記フィルムの搬送方向の下流側に配置され、前記フィルム経路変動手段は、フィルムの張力を調整する張力調整手段としてテンションローラ及びテンションレバーを備え、前記変動量検出手段は、前記テンションレバーが基準位置から角度を変化させた場合のテンションローラにおける前記フィルムの長さの変動量を演算し、前記接続部位置演算手段は、前記フィルムの前記レジマーク以降のフィルム長さの一定値と変動量の和から、前記フィルムの終端部で次に接続する新たなフィルムとの前記接続予定部の現在位置を演算する、ことを特徴とする。
本発明によれば、フィルム終端部の接続予定部で新たなフィルムを接続する際、フィルムロールから繰り出すフィルムの終端部を終端検出手段で検出した後、レジマークセンサでレジマークを検出した時点で変動量検出手段によって検出されたフィルムの変動量に基づいて、接続部位置演算手段によってフィルム終端部における接続予定部の位置を演算する。この場合、フィルムのレジマークと接続位置との間の長さはフィルム経路変動手段によるフィルムの変動量を除いて一定である。そのため、変動量検出手段でフィルムの変動量を検出してフィルムの接続予定部の位置を演算することができる。そして、繰り出し量演算手段によって、フィルムの接続予定部を接続位置に移動させるためのフィルム繰り出し量を演算し、演算したフィルム繰り出し量を繰り出すことで、フィルムの終端側の接続予定部を接続位置に繰り出すことができる。

また、フィルム経路変動手段はフィルムの張力を調整する張力調整手段であることが好ましい。
フィルムに一定の張力を付加するためにテンションレバーやダンサロール等の張力調整手段によって張力を調整することでフィルム長さが変動する。

また、フィルムからヘッダと１または複数の袋とを接続して設けた連帯袋を製袋するためのフィルム供給装置において、フィルム経路変動手段としてヘッダの長さ分のフィルムを繰り出すヘッダ用移動手段が付加されていてもよい。
フィルムによって連帯袋を製袋する場合、例えばヘッダに印字等しないためヘッダの部分を飛ばして袋の部分のフィルムに印字等する。そのため、フィルムの変動量を繰り出すフィルム経路変動手段にヘッダの長さ分のフィルムを繰り出すヘッダ用移動手段を付加することで、フィルムの終端側の接続予定部を接続位置に繰り出すことができる。

本発明によるフィルム供給装置によれば、フィルムの繰り出しを制御するために用いるレジマークセンサをフィルムの切り換え接続にも用いることができるため、複数のレジマークセンサを用いる必要がない。そのため、フィルム供給装置の製造コストを低廉にすることができる。

本発明の実施形態によるフィルム供給装置を備えた製袋充填機の概略構成を示す要部説明図である。フィルムの終端部に新たなフィルムを接続した状態を示す図である。テンションレバーの第一の作動位置を示す説明図である。テンションレバーの第二の作動位置を示す説明図である。フィルム供給装置の制御部を示すブロック図である。フィルムの終端部に新たなフィルムを接続する方法のフローチャートである。連帯袋の正面図である。

以下、本発明の実施形態による製袋充填機のフィルム供給装置について添付図面により説明する。
図１に示す実施形態による製袋充填機１は、供給されるフィルムｆを製袋して内容物を充填した袋を製造する例えば縦型製袋充填機２と、縦型製袋充填機２にフィルムｆを供給するフィルム供給装置３とを備えている。本実施形態では、フィルムｆに予め模様が付与されている。
縦型製袋充填機２は、内容物を投入するホッパを備えると共に供給されるフィルムｆを成形するフォーマ５と、フィルムｆを筒状に成形する製袋チューブ６と、フィルムｆを送り出す繰り出しベルト７及び駆動モータＭ１とを有している。製袋チューブ６の側部にはフィルムｆを縦シールする縦シーラ８が設置され、製袋チューブ6の下側にはフィルムｆを横シールする横シーラ９が設置されている。

フィルム供給装置３は、フィルムｆを繰り出すフィルムロール１１と、ガイドローラ１２と、現在のフィルムｆの終端部と新たなフィルムｆの先端部を接続するための接続部材１３と、を備えている。接続部材１３のフィルム搬送方向下流側には、フィルムｆの張力を調整するためのテンションローラ１４及びテンションレバー１５と、フィルムｆに必要な印刷を施すためのプリンター１６と、を備えている。更にプリンター１６のフィルム搬送方向下流側には、印字位置調整ローラ１７と、フィルムｆに所定間隔で設けられたレジマークセンサ１８とを備えている。これらはフィルムｆの搬送路を構成する。
テンションレバー１５にはシリンダ等のアクチュエータ１９が接続されており、フィルムｆの張力が所定の大きさを維持できるように適宜調整している。

フィルムロール１１はフィルムリール２０が配設され、フィルムリール２０の回転軸部２０ａにはフィルムリール２０の駆動用モータＭ２が設置されている。駆動用モータＭ２はフィルム供給手段に含まれる。フィルムロール１１から繰り出されたフィルムｆはガイドローラ１２を介して接続部材１３に送られる。接続部材１３上ではフィルムｆの終端部の接続予定部ｆａと二点鎖線で示す新たなフィルムｆ１の先端部とを接続することができる(図２参照)。
図２に示すように、フィルムｆ(現在のフィルムｆということがある)と新たなフィルムｆ１には、所定間隔でレジマークＭが設けられ、レジマークＭは現在のフィルムｆ及び新たなフィルムｆ１の長手方向に所定間隔で設けられている。

新たなフィルムｆ１の先端には最先端のレジマークＭから所定間隔をおいた切り離し始端に接着テープＰが貼付されている。しかも、フィルムｆの後端部の接続予定部ｆａと新たなフィルムｆ１の先端部を接合する際、フィルムｆの後端に設けたレジマークＭと新たなフィルムｆ１の先端に設けたレジマークＭとが一定の長さＬの間隔になるように設定されている。この長さＬはフィルムｆ及び新たなフィルムｆ１における各レジマークＭの間隔と同一に設定する。

図１、図３及び図４において、接続部材１３の下流側にはテンションローラ１４が設置されている。テンションローラ１４は例えば４本の固定ローラ２１とその間の３本の可動ローラ２２とが対向して配設され、各ローラ間にフィルムｆが蛇行して巻回されている。各可動ローラ２２はテンションレバー１５に回転可能に支持されている。
テンションレバー１５を所定角度θの範囲で回動させることで、フィルムｆの張力を所定の範囲に調整可能であり、張力調整手段を構成する。

しかも、テンションレバー１５の一端部にはテンションレバー１５の角度の変化を検出可能なポテンショメータ２４が取り付けられている。テンションレバー１５は基準位置から所定角度θの範囲内でフィルムｆの張力を調整可能であり、フィルム経路変動手段を構成する。
例えば図３に示す基準位置では、フィルムｆのレジマークＭはフィルムロール１１上に巻回された位置にある。図４に示すように、テンションレバー１５が基準位置から所定角度θより小さい或る角度だけ回動した位置では、レジマークＭはフィルムロール１１から繰り出されたフィルムｆの上に位置する。

テンションローラ１４の下流側にはプリンター１６が設けられている。このプリンター１６は袋に製袋される模様の付されたフィルムｆの所定箇所に文字等を印字するものである。後述するように、製袋充填機１で図７に示すような連帯袋３８を製造する場合には、連帯袋の袋４０の部分等に適宜の印刷ができる。
プリンター１６の下流側には印字位置調整ローラ１７が設置されている。印字位置調整ローラ１７は製袋する袋長に応じてプリンター１６による袋の印字位置を調整するものである。

印字位置調整ローラ１７の下流側には、フィルムｆや新たなフィルムｆ１に付されたレジマークＭを検出するレジマークセンサ１８が設置されている。レジマークＭは例えば１袋分のフィルム長さ毎に付されている。
図５は、製袋充填機１に設けられた制御部３０を示すものである。制御部３０は、フィルムリール２０の駆動用モータＭ２、ポテンショメータ２４、プリンター１６、印字位置調整ローラ１７、レジマークセンサ１８、駆動モータＭ１等に電気的に接続されている。制御部３０では、これらのデータ入出力に基づいてフィルムｆの終端部の接続予定部ｆａが接続部材１３の接続位置に繰り出されるよう制御する。印字位置調整ローラ１７はプリンター１６に対向するフィルムｆの印字位置を調整するローラであり、個々の袋の袋長が変わったり、個々の袋の模様が変更になり印字位置が変わったりした場合でもプリンター１６が対応した印字位置で印字を行うことができる。

次に図５に基づいて、制御部３０によってフィルムｆが新たなフィルムｆ１と接続されるための接続位置に繰り出す制御について説明する。
図５に示す制御部３０は、フィルムロール１１から繰り出されるフィルムｆの終端部を検出する終端検出手段３１と、終端検出手段３１でフィルムｆの終端部を検出した後に最初にレジマークセンサ１８でフィルムｆのレジマークを検出した場合に、このレジマークセンサ１８と接続位置との間のフィルム長さにおけるフィルムｆの変動量をテンションレバーの角度によって演算する変動量検出手段３２とを備えている。フィルムｆの終端部における接続予定部ｆａは最後端部でもよいし、最後のレジマークＭの後部でもよく、終端部近傍であれば適宜位置に設定できる。

ここで、終端検出手段３１について説明する。ポテンショメータ２４はフィルムロール１１から繰り出されるフィルムｆが終端部に到達した場合、フィルムロール１１から繰り出さるフィルムｆが終端部にあることを検出することができる。例えば、通常、テンションレバー１５の回動範囲は予め定められた所定角度θの範囲に設定されている。しかし、繰り出したフィルムｆが終端部に至るとフィルムロール１１の回転が止まり、テンションレバー１５が所定角度θの範囲を超えて大きく振れる現象が発生する。これをポテンショメータ２４で検出してフィルム終端時と判断する。
また、テンションレバー１５と可動ローラ２２が最も固定ローラ２１に近接した図３に示す位置を基準位置として、終端検出手段３１でフィルムｆの終端部を検出した後に最初にレジマークを検出した場合、レジマークセンサ１８と接続位置との間のフィルム長さを一定(既知)とする。そして、テンションレバー１５が基準位置から角度を変化させた場合のテンションローラ１４におけるフィルムｆの長さの変動量を変動量検出手段３２によって演算できる。

制御部３０は、終端検出手段３１でフィルムの終端部が検出された後、レジマークセンサ１８によってレジマークを検出した時点で変動量検出手段３２によって演算されたフィルムの変動量からフィルムｆの接続予定部ｆａの現在位置を演算する接続部位置演算手段３３と、フィルムｆの接続予定部ｆａを予め設置された接続部材１３上の接続位置に移動させるためのフィルム繰り出し量を演算する繰り出し量演算手段３４とを更に備えている。
繰り出し量演算手段３４で演算されたフィルム繰り出し量に基づいて駆動用モータＭ２を駆動させて、フィルムｆの接続予定部ｆａを接続部材１３上の接続位置に繰り出すことができる。このフィルム接続予定部ｆａに対して次のフィルムｆ１を手動で接続位置に貼着する。この場合、現在のフィルムｆの最後のレジマークＭと新たなフィルムｆ１の最初のレジマークＭとの間隔が、フィルムｆのレジマークＭの間隔と一致するように設定する。なお、新たなフィルムｆ１の貼着は自動装置等によって行ってもよい。

なお、終端検出手段３１として、テンションレバー１５の振れを検出するポテンショメータ２４に代えて他の手段を採用してもよい。例えば、フィルムロール１１の駆動用モータＭ２にエンコーダを設置してもよい。フィルムロール１１に巻回されたフィルムｆ１が繰り出されて少なくなるとフィルムロール１１の回転速度が高速になるため、この回転速度が所定の回転速度を超えた場合にフィルムｆ１の終端部を検出してもよい。
また、フィルムロール１１を挟んで両側に発光部と受光部を備えた透過式センサ等を設置してもよい。そして、フィルムｆ１の繰り出しが進んでフィルムロール１１のロール径が小さくなると、発光部の光を受光部で受光できるため終端部を検知できる。また、フィルムｆ１の終端部に銀紙等を貼着しておき、これを光センサ等で検知することでフィルムｆの終端部を検出してもよい。

本実施形態による製袋充填機１のフィルム供給装置３は上述の構成を有しており、次にフィルムｆに新たなフィルムｆ１を接続する方法について図６に示すフローチャートに沿って説明する。
図１に示す製袋充填機１では、フィルム供給装置３のフィルムロール１１から繰り出されるフィルムｆを縦型製袋充填機２で製袋しながら内容物を充填した袋を順次製造する。フィルム供給装置３でフィルムｆを縦型製袋充填機２に向けて供給する際、フィルムｆの張力を一定に維持するためシリンダ等のアクチュエータ１９によってテンションレバー１５の角度を調整する。図３及び図４に示すように、テンションレバー１５の揺動によって可動ローラ２２を進退させてフィルムｆの経路を変動させて張力を調整する。

そして、フィルムロール１１に巻回されたフィルムｆの終端になると、フィルムロール１１からフィルムｆが繰り出されなくなるため、テンションローラ１４内のフィルムｆが繰り出されてテンションレバー１５は基準位置側に大きく振れる。テンションレバー１５が大きく振れるとポテンショメータ２４でフィルムｆの終端を検知して(ステップ１０１)、制御部３０の終端検出手段３１から信号出力する。

制御部３０でこの信号を受ける。その後、印字位置調整ローラ１７と縦型製袋充填機２との間に設置されたレジマークセンサ１８で、送り出されるフィルムｆのレジマークを検出する(ステップ１０２)。このレジマークセンサ１８から接続位置までの長さは、テンションレバー１５の角度が基準値にある場合、一定値であり既知である。
そして、テンションレバー１５の角度の大きさをポテンショメータで検知し、変動量検出手段３２によってテンションローラ１４でのフィルムｆの変動量を演算により検出する(ステップ１０３)。次いで、接続部位置演算手段３３により、フィルムｆのレジマーク以降のフィルム長さの一定値と変動量の和から、フィルム終端部で次に接続する新たなフィルムｆ１との接続予定部ｆａの現在位置を演算する(ステップ１０４)。

そして、繰り出し量演算手段３４により、フィルムｆの接続予定部ｆａが接続部材１３上の接続位置まで移動するのに必要な繰り出し量を演算する(ステップ１０５)。この演算結果を指示信号としてフィルムロール１１の駆動用モータＭ２に出力し、フィルムｆの接続予定部ｆａを接続部材１３上の接続位置に繰り出す(ステップ１０６)。
次に、作業者が手動で新たなフィルムｆ１の先端部を現在のフィルムｆの終端の接続予定部ｆａに接合する(ステップ１０７)。その際、図２に示すように、現在のフィルムｆの最後のレジマークＭと新たなフィルムｆ１の先端のレジマークＭとが製袋のための所定の間隔になるように調整して貼着する。その後、新たなフィルムロール１１からフィルムｆ１を繰り出すことで、縦型製袋充填機２によって順次製袋し内容物を充填して封止する。

上述したように本実施形態による製袋充填機１のフィルム供給装置３によれば、縦型製袋充填機２の繰り出しに用いるフィルムｆの搬送経路のレジマークセンサ１８を利用して、可動ローラ２２を保持するテンションレバー１５がどのような角度位置であっても、フィルムｆを接続部材１３上の接続位置に供給することができる。そのため、フィルム供給装置３を含む製袋充填機の製造コストを低廉にできる。

以上、本発明の実施形態によるフィルム供給装置３について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

上述した実施形態によるフィルム供給装置３において、テンションレバー１５に代えてダンサローラを設置してもよい。この場合、フィルムｆの張力を調整に伴う固定ローラ２１に対するダンサローラの移動量によってフィルムｆの張力と変動量を調整でき、フィルムｆの変動量を演算することができる。テンションローラ１４やダンサローラは張力調整手段であり、フィルムｆの経路変動手段に含まれる。

また、実施形態によるフィルム供給装置３の変形例として、フィルムｆで製造する袋として連帯袋３８を製造する場合について説明する。
図７に示すように、連帯袋３８は例えば上端部にヘッダ３９を設け、ヘッダ３９の下側に内容物を充填封止した複数個、例えば３個の袋４０が接続されている。ヘッダ３９は袋４０よりも縦方向の長さが小さく、フック等に引っ掛けて吊り下げる穴３１ａが形成されている。袋４０は縦横寸法がそれぞれ同一で上下方向に連続して設置され、袋４０間の切り取り線４１で袋４０を１つずつ切り離し可能とされている。連帯袋３８用のフィルムｆも、上述した実施形態と同様に、表面に模様が予め印刷されている。

このような連帯袋３８用のフィルムｆについて、縦型製袋充填機２で製袋するためにフィルム供給装置３で繰り出す場合、フィルムｆに対してプリンター１６で各袋４０に名称や表示等を印字するが、ヘッダ３９には印字しない。そのため、袋４０の部分では袋長に応じてフィルムｆの搬送を停止してプリンター１６で印字すると共に、ヘッダ３９の部分では印字しないでフィルムｆを飛ばしている。
フィルムｆにおけるヘッダ３９の部分の飛ばし動作(手繰り寄せ動作)は印字位置調整ローラ１７を固定ローラ２６，２７に対して離間する方向に移動させることで行われる。これにより、ヘッダ３９の部分がプリンター１６による印字領域を飛ばして通過する。

そのため、フィルムｆの終端部を制御部３０の終端検出手段３１で検出した後にレジマークセンサ１８でフィルムｆのレジマークＭを検出して、レジマークＭからフィルム終端部までの長さを演算する。この場合、レジマークＭ以降の終端部までのフィルム長さの一定値と変動量の和に加えて、ヘッダ３９の長さを飛ばし長さとして加算する。
これらの長さの和に基づいて、接続部位置演算手段３３により、フィルムｆの接続予定部ｆａの現在位置を演算する。そして、フィルムｆの接続予定部ｆａを接続部材１３上の接続位置に移動させるように繰り出し量を繰り出し量演算手段３４で演算し、駆動用モータＭで移動させる。

なお、連帯袋３８において、ヘッダ３９の手繰り寄せをしない場合には、ヘッダ３９の長さを手繰り寄せ長さとして加算する必要はない。
また、印字位置調整ローラ１７はヘッダ用移動手段に含まれる。
上述した実施形態では、製袋充填機１の縦型製袋充填機２にフィルムｆを供給するフィルム供給装置３について説明したが、本発明は横型製袋充填機にフィルムｆを供給するフィルム供給装置３にも採用することもできる。

１製袋充填機
２縦型製袋充填機
３フィルム供給装置
１１フィルムロール
１３接続部材
１４テンションローラ
１５テンションレバー
１６プリンター
１７印字位置調整ローラ
１８レジマークセンサ
２４ポテンショメータ
３１終端検出手段
３２変動量検出手段
３３接続部位置演算手段
３４繰り出し量演算手段
３８連帯袋
３９ヘッダ
４０袋
ｆ、ｆ１フィルム
Ｍ２駆動用モータ

Claims

繰り出し方向に所定間隔でレジマークが付されたフィルムの終端側の接続予定部を予め設定された接続位置に繰り出し、フィルムから袋を製袋するためのフィルム供給装置において、
フィルムの搬送路で前記レジマークを検出するレジマークセンサと、
前記レジマークセンサと前記接続位置との間のフィルム長さを変動させるフィルム経路変動手段と、
フィルムロールから繰り出されるフィルムの終端部を検出する終端検出手段と、
前記フィルム経路変動手段によるフィルムの変動量を検出する変動量検出手段と、
前記終端検出手段でフィルムの終端部が検出された後、前記レジマークを検出した時点で前記変動量検出手段によって検出されたフィルムの変動量に基づいてフィルムの前記接続予定部の位置を演算する接続部位置演算手段と、
前記フィルムの接続予定部を前記接続位置に移動させるフィルム繰り出し量を演算する繰り出し量演算手段と、
前記フィルム繰り出し量のフィルムを繰り出すフィルム供給手段と、
を備え、
前記レジマークセンサは、前記フィルム経路変動手段よりも前記フィルムの搬送方向の下流側に配置され、
前記フィルム経路変動手段は、フィルムの張力を調整する張力調整手段としてテンションローラ及びテンションレバーを備え、
前記変動量検出手段は、前記テンションレバーが基準位置から角度を変化させた場合のテンションローラにおける前記フィルムの長さの変動量を演算し、
前記接続部位置演算手段は、前記フィルムの前記レジマーク以降のフィルム長さの一定値と変動量の和から、前記フィルムの終端部で次に接続する新たなフィルムとの前記接続予定部の現在位置を演算する、
ことを特徴とするフィルム供給装置。
フィルムからヘッダと１または複数の袋とを接続して設けた連帯袋を製袋するための前記フィルム供給装置において、
前記フィルム経路変動手段として前記ヘッダの長さ分の前記フィルムを繰り出すヘッダ用移動手段が付加されていることを特徴とする請求項１に記載されたフィルム供給装置。