JP4486724B2 - 包装装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装装置、特に、緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う包装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発泡スチロールなどを使ったトレーに収納された生鮮食料品等の被包装物をストレッチフィルムによって包装する装置が、ストレッチ包装装置として知られている。このストレッチ包装装置では、所定の幅を有するストレッチフィルムをトレーの大小に応じて所定長さ寸法に切断するとともに、フィルムの幅方向の両側縁部を上下のベルト等から成る一対のフィーダにより保持しながらフィルムを包装ステーションに搬送し、包装ステーションでフィルム包装を施す。包装ステーションでは、搬送されてきて緊張保持されているフィルムに対してトレーに収納された商品（以下、被包装物という。）を押し上げ、被包装物をフィルムに密着させた状態でフィルムの周縁部をトレーの底面側に折り込む。これにより、被包装物がストレッチフィルムに包まれるので、その後トレー底面のフィルムにヒートシールを施して包装を完了させる。
【０００３】
このような一連の動作のうち、緊張保持させたフィルムに対して被包装物を押し上げフィルムの周縁部を折り込む動作を取り上げると、ここではまず、複数のクランプによってフィルムの周縁部の複数箇所を掴んで、フィルムのプリストレッチを行う。そして、プレストレッチによってテンションがかかった状態のフィルムに対して下から被包装物を押し上げながら、適当なタイミングでクランプによるフィルム保持を解除させ、折り込み部材によってフィルムの周縁部をトレーの底面側に折り込む。ここで、クランプのフィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングは、予め決められた数値を試運転時に手動で微調整できるようにされている。また、ＣＣＤカメラでトレーの形状をセンシングし、トレーの横幅や縦幅などをパラメータとして、フィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングの調整が為されていることもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ストレッチ包装装置によるフィルム包装の仕上がり具合を判断する指標の１つに、被包装物を覆っているトレー上方のフィルムの部分が皺なくきれいに仕上がっているか否かというものがある。皺なくフィルムが張られていれば商品としての価値が上がるが、トレー上方に張られているフィルムに皺があったのでは、商品を購入しようとする客の購買意欲を減退させる。
【０００５】
トレー上方の被包装物を覆うフィルムに皺が寄らないようにするには、包装ステーションにおいてフィルムをきちんと緊張保持させるとともに、クランプのフィルム保持の解除タイミングや折り込み部材の始動タイミングなどを最適に設定して包装動作中にフィルムに皺が寄らないようにしなければならない。このため、従来においては、上記のようにトレーの横幅や縦幅などをパラメータとしたり、特開昭５８−１６０２３０号公報に示されているようにフィルムの長さをパラメータとしたり、特開昭６１−８１９１３号公報に示されているように被包装物の縦幅や横幅、高さなどをパラメータとしたりして、フィルム保持の解除や折り込みのタイミングを制御している。そして、これらにより、フィルム包装における皺の発生がある程度抑えられているようになっている。
【０００６】
しかしながら、最近では使用されるトレーの形状が多様化しており、コーナー部の曲率が大きなトレーやいわゆる変形トレーを使う場合には、上記の各パラメータだけでは最適な皺の寄らないフィルム包装を行うことが困難となってきている。また、ＣＣＤカメラによる縦幅及び横幅を含むトレーの平面形状のセンシングの度合いを向上させて、トレー形状毎に設定される調整データの保有量を増やしたとしても、トレーの底面形状などをセンシングすることは困難であり、記憶されていない形状のトレーには対応できないという問題も残る。さらに、大きさ及び形状が同一であっても、強度（弾性）が異なるトレーも存在する。
【０００７】
本発明の課題は、トレー形状や被包装物の形状などにかかわらず、被包装物を覆うフィルムの上部に皺が発生しない包装を行うことができる包装装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る包装装置は、複数の保持手段と、移動手段と、複数の折り込み手段と、測定手段と、制御手段とを備えている。そして、この包装装置は、緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う。保持手段は、フィルムの周辺部を保持することができる。移動手段は、被包装物を移動させ、被包装物をフィルムに押し当てることができる。折り込み手段は、被包装物が押し当てられたフィルムの周辺部を、被包装物の底部側に折り込むことができる。測定手段は、包装動作中におけるフィルムの張力を測定する。制御手段は、測定手段の測定結果に基づいて、包装動作中における保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御する。具体的には、制御手段は、包装動作中の折り込み手段による折り込み動作時において、測定手段によって測定されているフィルムの張力が所定値に達したときに、保持手段によるフィルム保持を解除させる。
【０００９】
本請求項の包装装置では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定して、その測定結果を基に包装動作中における保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御している。このため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となっている。包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【００１０】
請求項２に係る包装装置は、請求項１に記載の包装装置であって、保持部移動手段をさらに備えている。保持部移動手段は、保持手段を移動させることができる。制御手段は、包装動作中の折り込み手段による折り込み動作時において、保持手段によるフィルム保持の解除の前に、フィルムに弛みを発生させることなく且つフィルムに過大な張力をかけることなくフィルムの折り込みを完了させるために、保持部移動手段を制御して保持手段を被包装物側に移動させる。
【００１１】
本請求項の包装装置では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定して、その測定結果を基に包装動作中に保持手段を移動させてフィルムの張力を制御している。このため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となっている。包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように保持手段を移動させてフィルムの張力を制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【００１２】
請求項３に係る包装装置は、請求項１又は２に記載の包装装置であって、測定手段は、保持手段のフィルムの保持に係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する。
【００１３】
ここでは、フィルムの張力が大きくなると保持手段のフィルムの保持に係る負荷も大きくなることに鑑み、フィルム保持に係る負荷を検出することでフィルムの張力を測定する方法を採っている。
【００１４】
請求項４に係る包装装置は、請求項３に記載の包装装置であって、保持手段は、フィルムを保持する保持力を発生させるためのモータを有している。そして、測定手段は、保持手段のモータに作用する負荷を検出する。
【００１５】
ここでは、フィルムの保持に係る負荷を測定し易いように、保持フィルムを保持する保持力の発生源としてモータを採用している。したがって、モータに作用する電流値や電圧などの負荷を検出するという簡易な方法によって、フィルムの張力を測定することが可能となる。
【００１６】
請求項５に係る包装装置は、請求項１又は２に記載の包装装置であって、測定手段は、折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する。
【００１７】
ここでは、折り込み手段がフィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込むときにフィルムの張力が大きくなるに従って折り込み手段に係る負荷も大きくなることに鑑み、折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することでフィルムの張力を測定する方法を採っている。
【００１８】
請求項６に係る包装装置は、請求項５に記載の包装装置であって、折り込み手段は、フィルムを折り込むためのモータを有している。そして、測定手段は、折り込み手段のモータに作用する負荷を検出する。
【００１９】
ここでは、フィルムの折り込みに係る負荷を測定し易いように、フィルムの折り込みをモータによって行っている。したがって、モータに作用する電流値や電圧などの負荷を検出するという簡易な方法によって、フィルムの張力を測定することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
本発明の一実施形態に係るフィルム横送り型の包装装置を図１に示す。この包装装置１は、緊張保持させたストレッチフィルムＦに対してトレーに載せた生鮮食料品等の商品を押し上げ、フィルムＦの周辺部をトレーの底面側に折り込むことによってフィルム包装を行う装置である。また、この包装装置１は、フィルム包装機能に加えて、計量機能やラベル貼付による値付機能を兼ね備えたものである。
【００２１】
＜装置の全体概略＞
図１及び図２に示すように、包装装置１は、計量搬入機構２と、包装ステーション３と、ロール支持機構４と、フィルム送り出し機構５と、フィルム搬送機構６と、折り込み機構７と、シール機構８とを備えている。
【００２２】
計量搬入機構２は、本体１ａの正面中央部に設けられている。包装ステーション３は、本体１ａ内に形成される空間である。ロール支持機構４は、本体１ａの両側部に配設されており、それぞれフィルムロールＲを保持する。フィルム送り出し機構５は、フィルムロールＲから引き出されたフィルムＦを上方に送り出す。フィルム搬送機構６は、フィルム送り出し機構５からフィルムＦを受け取り、包装ステーション３へとフィルムＦを搬送する。折り込み機構７は、包装ステーション３に搬送されたフィルムＦによって、被包装物を包装する。シール機構８は、折り込み機構７により被包装物の底面側に折り込まれたフィルムＦに対して、熱シールを施す。
【００２３】
また、本体１ａの上部には、表示パネル９ａ及び操作キー９ｂを備えた制御装置（制御手段）９が配置されている。この制御装置９は、上記の各機構２，５，６，７，８の作動を制御するとともに、計量搬入機構２により計量された商品Ｇの重量を示す信号に基づいて商品Ｇの価格の算出等を行い、商品Ｇの重量や価格等をラベルに印字するラベルプリンタ１０やラベル発行機１１の作動を制御している。
【００２４】
なお、この包装装置１で使用するフィルムロールＲは、所定の幅寸法とされたストレッチフィルムＦが多重に巻き付けられているものである。
【００２５】
＜計量搬入機構＞
計量搬入機構２は、トレーＴに収納された食品等の商品Ｇの重量を計量する計量器と、一対のローラ間に張設された複数の搬入ベルトを有している。搬入ベルトには搬送用の突起が設けられており、計量器上（搬入ベルト上方）に商品Ｇを収容したトレーＴを図３に示すように載置すれば、商品Ｇの重量が計量器により計量された後、トレーＴが搬入ベルトの突起に押されて、包装ステーション３（装置内部）のリフター機構３０（後述）の支持部材３３上に送られる（図１４及び図１５参照）。
【００２６】
＜包装ステーション＞
包装ステーション３は、本体１ａ内にあって、計量が終わったトレーＴ内の商品Ｇに一連のフィルム包装処理を施す空間である。この包装ステーション３では、フィルム搬送機構６によってストレッチフィルムＦが張られ、張られたフィルムＦに対してリフター機構３０がトレーＴ及び商品Ｇを突き上げる（図１６参照）。そして、フィルムＦを突き上げた状態のトレーＴの底面側に折り込み機構７がフィルムＦの周囲の部分を折り込むことによって、トレーＴ及び商品ＧがフィルムＦで覆われた状態となる。
【００２７】
この包装ステーション３の下部には、トレーＴの底面を保持してトレーＴ及び商品Ｇを上方に移動させるためのリフター機構（移動手段）３０が設けられている。
【００２８】
リフター機構３０は、図３に示すように、支持ベース３１と、支持ベース３１上に固定された複数の支持バー３２と、各支持バー３２の上端部にそれぞれ回動自在に支持されトレーＴの底面を受ける支持部材３３とを有している。また、リフター機構３０は、支持ベース３１を上下移動させる電動ボールネジ機構３４を下部に備えている。
【００２９】
なお、各支持バー３２は、その中央部分に前後左右に折れ曲がるヒンジを備えており、後述する左右折り込み板７６，７７や後折り込み板７８がトレーＴの下部に入ってくるときに一時的に転倒するようにされている。
【００３０】
＜ロール支持機構＞
フィルムロールＲを支持するロール支持機構４は、本体１ａの両側部に概ね対称に設けられている（図２及び図４参照）。ロール支持機構４は、主としてロールバーから構成されている。
【００３１】
このロールバーは、フィルムロールＲを挿通させ、ホルダー等でフィルムロールＲを保持することができる。また、ロールバーは本体１ａに回転自在に支持されているが、その一端に固定されたプーリ４ｂにはベルト４ｃが掛けられている（図２参照）。このベルト４ｃは、フィルムロール駆動モータ４ｄの回転に従って駆動されるようになっている。さらに、ベルト４ｃとフィルムロール駆動モータ４ｄとの間にはフィルムブレーキ４ｅが設けられており、フィルムロールＲからのフィルムＦの繰り出しを止めることもできるようになっている。
【００３２】
＜フィルム送り出し機構＞
フィルム送り出し機構５は、フィルムロールＲから引き出されたフィルムＦを後述するフィルム搬送機構６の一対のフィーダユニット６１，６２に受け渡すための機構である。このフィルム送り出し機構５は、図２に示すように、主として、繰り出しローラ５１と、繰り出しローラ５１を回す繰り出しモータ５２と、フィルム差し込み板ユニット５３と、フィルム差し込み板ユニット５３を上下移動させるフィルム差し込み板駆動モータ５４とから構成されている。
【００３３】
繰り出しローラ５１は、ロール支持機構４に保持されたフィルムロールＲの斜め上方、フィルムロールＲよりも外側に配置されるローラである。この繰り出しローラ５１は、ベルトを介して繰り出しモータ５２と連結されており、繰り出しモータ５２の作動によって回転する。
【００３４】
フィルム差し込み板ユニット５３は、主として２枚の板から構成されており、図２に示すように、ロール支持機構４に支持されたフィルムロールＲの上方に配置されている。このフィルム差し込み板ユニット５３は、それぞれの一端が図示しないヒンジで連結されている２枚の板５７，５８と、板５８に支持される複数のワンウェイローラ５９とから構成されている（図４参照）。
【００３５】
フィルム差し込み板駆動モータ５４は、上記のフィルム差し込み板ユニット５３を上下に移動させるために配備されており、リンク機構を介してフィルム差し込み板ユニット５３を上下移動させる。
【００３６】
＜フィルム搬送機構＞
フィルム搬送機構６は、フィルムロールＲから上記フィルム送り出し機構５によって繰り出されたフィルムＦを受け取って、包装ステーション３の中央部分に搬送し、さらにフィルムＦを緊張保持する。このフィルム搬送機構６は、主として、第１フィーダユニット６１と、第２フィーダユニット６２と、第１フィーダ移動ユニット６３と、第２フィーダ移動ユニット６４と、フィーダ駆動ユニット６５とから構成されている。
【００３７】
第１フィーダユニット６１は装置１の正面から見て手前側に、第２フィーダユニット６２は装置１の正面から見て向こう側に配置されている（図３及び図４参照）。これらの第１及び第２フィーダユニット６１，６２は、横送りされるフィルムＦの両側部（手前側及び向こう側の側部）を上下のベルトで挟み、フィーダ駆動ユニット６５の作動によってフィルムＦを搬送する。
【００３８】
また、第１フィーダユニット６１は第１フィーダ移動ユニット６３の作動により、第２フィーダユニット６２は第２フィーダ移動ユニット６４の作動によって、それぞれフィルム幅方向（図３及び図４の左右方向）に移動するように構成されている。それぞれのフィーダユニット６１，６２は、フィルム幅方向に沿って延びるスライドシャフト６６，６７によって、２カ所でフィルム幅方向に移動自在に支持されている。
【００３９】
図５に示すように、各フィーダ移動ユニット６３，６４は、駆動モータ６３ａ，６４ａと、この駆動モータ６３ａ，６４ａの作動によりフィルム幅両方向に移動するベルト６３ｂ，６４ｂとを有している。そして、各フィーダユニット６１，６２が各ベルト６３ｂ，６４ｂに連結されており（図５参照）、駆動モータ６３ａ，６４ａの作動でフィーダユニット６１，６２がそれぞれ別個にフィルム幅方向の移動を行い得るようになっている。
【００４０】
（フィーダユニットの詳細）
次に、第１及び第２フィーダユニット６１，６２の構成について詳述する。両フィーダユニット６１，６２の構成は概ね等しいので、以下、第１フィーダユニット６１を例にとって説明を行う。
【００４１】
図６〜図８に、第１フィーダユニット６１の詳細図を示す。これらの図は、図１〜図５において図示を省略していたクランプ２５〜２９を含んだものとなっている。なお、クランプ２５〜２９を含む第１及び第２フィーダユニット６１，６２の上面図を図９に、図９からクランプ２５〜２９の配置を抽出したものを図１０に示す。
【００４２】
これらの図に示すように、第１フィーダユニット６１は、フレーム２１と、下ベルト２２と、上ベルト２３と、導入ベルト２４と、メインクランプ２５，２６，２７と、補助クランプ２８，２９とを備えている。
【００４３】
（フレーム）
フレーム２１は、各ベルト２２〜２４を支持しているプーリや、各クランプ２５〜２９、そして各クランプ２５〜２９を動かすモータ６１ａ〜６１ｅ（図１２参照）を支持するもので、第１フィーダユニット６１の骨格を構成している。また、このフレーム２１は、下ベルト２２の上側のベルトと下側のベルトとの間に、概ねベルト２２，２３と同じ幅を持った帯板２１ａを有している。この帯板２１ａは、後述するメインクランプ２５，２６，２７との間にベルト２２，２３及びフィルムＦを挟むという役割を果たす。
【００４４】
（ベルト）
下ベルト２２は、フィルムＦに下から接触するもので、図６に示すように６つのプーリに掛け渡されている。これらのプーリのうち１つが、図２に示すように、複数のベルトを介してフィーダ駆動ユニット６５の駆動モータ６５ａにつながっている。このフィーダ駆動ユニット６５の駆動モータが作動すると、両フィーダユニット６１，６２の下ベルト２２が同期して動く仕組みになっている。
【００４５】
上ベルト２３は、下ベルト２２の上に乗っており、下ベルト２２の動きに従動する。この上ベルト２３は、４つのプーリに掛け渡されている。
【００４６】
導入ベルト２４は、下ベルト２２の長手方向両端の外側にそれぞれ配置されており、下ベルト２２の鉛直に延びている部分と接触している。また、この導入ベルト２４は、図示しない駆動具によって、図６の実線で示す状態と１点鎖線で示す状態との切り替えが可能である。図６の１点鎖線で示す状態のときには、下ベルト２２と導入ベルト２４との間に隙間があき、この隙間にフィルム送り出し機構５のフィルム差し込み板ユニット５３に保持されているフィルムＦが入り込めるようになる。すなわち、導入ベルト２４は、フィルム送り出し機構５によって下方から送られてくるフィルムＦを下ベルト２２との間で挟持して、下ベルト２２と上ベルト２３との間へと導く役割を果たす。
【００４７】
（メインクランプ）
メインクランプ２５，２６，２７は、上ベルト２３の上側のベルトと下側のベルトとの間に配置されており、平面的には両ベルト２２，２３と重なる位置に配置されている。これらのクランプ２５，２６，２７は、リンク機構を介して、図１２に示す第４モータ６１ｄ、第３モータ６１ｃ、及び第２モータ６１ｂ（第２フィーダユニット６２のクランプ２５，２６，２７は第９モータ６２ｄ、第８モータ６２ｃ、及び第７モータ６２ｂ）によって作動する。これらのモータ６１ｄ，６１ｃ，６１ｂは、フレーム２１の外側の面に固定される。クランプ２５，２６，２７は、通常は両ベルト２２，２３に力を作用させていないが、モータ６１ｄ，６１ｃ，６１ｂが作動すると押し下げられ、上ベルト２３の下側のベルトと下ベルト２２の上側のベルトとに下向きの力をかけ、これらを帯板２１ａとの間で強く挟持する。したがって、フィルムＦが下ベルト２２と上ベルト２３との間にあるときには、モータ６１ｄ，６１ｃ，６１ｂを作動すればフィルムＦが両ベルト２２，２３に密着保持され、モータ６１ｄ，６１ｃ，６１ｂの作動を止めればフィルムＦの保持が解除されることになる。
【００４８】
（補助クランプ）
補助クランプ２８，２９は、平面的に一直線上に並んでいるメインクランプ２５，２６，２７から外れた位置に配置されている。具体的には、図１０に示すように、メインクランプ２５，２６，２７がベルト２２，２３と重なるように配置されベルト２２，２３ごとフィルムＦを掴んでフィルムＦを強く保持するのに対し、補助クランプ２８，２９はベルト２２，２３から内側にずれた位置に配置されフィルムＦを直接掴んでフィルムＦを保持する構成となっている。以下、補助クランプ２８，２９の構成が同様であることから、補助クランプ２８を例にとって説明する。
【００４９】
補助クランプ２８は、図６〜図８に示すように、主として、フィルムＦの上方に位置することになる固定接触部２８ａと、フィルムＦの下方に位置することになる移動接触部２８ｂとから構成されている。移動接触部２８ｂが上方に移動すると、フィルムＦが固定接触部２８ａと移動接触部２８ｂとによって強く挟持されフィルムＦがクランプされる。
【００５０】
固定接触部２８ａは、フィルム搬送方向（図７の左右方向，図１０の上下方向）に長く延びる板部材であり、フィルムＦを保護するために下面の角が丸められている。この固定接触部２８ａは、Ｌ字型の固定具２８ｄを介してフレーム２１に固定されている（図８参照）。
【００５１】
移動接触部２８ｂは、リンク機構２８ｃを介して、第５モータ６１ｅ（図１２参照）によって上下に移動する。この移動接触部２８ｂもフィルム搬送方向に延びているが、移動接触部２８ｂは、固定接触部２８ａよりもフィルム搬送方向の長さが短くなっている。リンク機構２８ｃは固定具２８ｅを介してフレーム２１に支持され（図８参照）、第５モータ６１ｅはフレーム２１の内側の面に固定される。
【００５２】
＜カッター機構＞
また、フィルム搬送機構６のフィルム搬送方向前側には、カッター機構６９が配備されている。カッター機構６９は、フィルム送り出し機構５からフィルム搬送機構６へと受け渡されたフィルムＦがフィルム搬送機構６で所定量だけ搬送された後に、両機構５，６間においてフィルムＦを切断するために設けられている。カッター機構６９は、フィルム幅よりも長い切断刃６９ａを有し、この切断刃６９ａをアクチュエータで移動させることによりフィルムＦを切断する（図２参照）。
【００５３】
＜折り込み機構＞
折り込み機構７は、図２及び図３に示すように、主として、左右折り込み板７６，７７と、後折り込み板７８と、前折り込み棒７９とから構成されている。
【００５４】
左右折り込み板７６，７７は、フィルムＦのフィルム搬送方向両端部をトレーＴの底面側に折り込むもので、左右折り込みモータ７ａ（図１３参照）及びタイミングベルト（図示せず）によって水平移動が可能である。
【００５５】
後折り込み板７８は、フィルムＦの第２フィーダユニット６２側の側部をトレーＴの底面側に折り込むもので、後折り込みモータ７ｂ（図１３参照）及びタイミングベルト（図示せず）によって水平移動が可能である。
【００５６】
前折り込み棒７９は、トレーＴをシール機構８側に向けて押し出す排出プッシャー７９ａによるトレーＴの排出時に、フィルムＦの第１フィーダユニット側の側部がトレーＴの底面側に折り込まれるように配置されている。なお、排出プッシャー７９ａは、排出プッシャーモータ７ｃ（図１３参照）及びタイミングベルト（図示せず）によって水平移動が可能である。
【００５７】
＜シール機構，ラベルプリンター，ラベル発行機＞
シール機構８は、排出プッシャー７９ａによって押し出されたトレーＴの底面を熱してシールする役割を果たすとともに、正面側の部分は排出台の役目も兼ねている。そして、ここに排出された包装済みの商品には、ラベル発行機１１がラベルプリンター１０で印字処理されたラベルを貼り付ける。
【００５８】
＜制御装置＞
本体１ａの上部に配される制御装置９は、図１１に示すように各部と連結されており、各機構２，５，６，３０，７，８，１０，１１の各動作を制御する。そして、オペレータによる操作は、操作キー９ｂの他、各スイッチやダイヤル１６，１７，１８，１９によっても受け付けられる。
【００５９】
また、図１２に、制御装置９とフィルム搬送機構６の各モータとの結線の概略図を、図１３に、制御装置９と折り込み機構７の各モータとの結線の概略図を示す。これらに示すように、フィルム搬送機構６の各モータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅ、６３ａ、６４ａ、６５ａや折り込み機構７の各モータ７ａ、７ｂ、７ｃは、それぞれ独立して制御装置９に連結されており、それぞれ別個に作動するようになっている。また、制御装置９は、各モータにかかっている負荷を、電流値を基準にして、あるいはカウンター等から得られる回転速度を基準にして、把握することができるようになっている。
【００６０】
そして、制御装置９は、フィルム搬送機構６の各クランプを作動させるモータ６１ａ〜６１ｅ，６２ａ〜６２ｅにかかっている負荷から割り出したフィルムＦの各部での張力に応じて、後述するように折り込み動作中におけるクランプ２５〜２９のフィルム保持の解除タイミングを制御する。
【００６１】
＜包装装置の動作概略＞
次に、上記のような構成を持つ本包装装置１の動作を簡単に説明する。
【００６２】
本装置１では、図１４に示すようにオペレータが商品Ｇを収容したトレーＴを計量搬入機構２の計量器上に載せると、計量値が安定して計量が完了するのを待って、搬入ベルトが動き出す。この搬入ベルトの動きに従って搬入ベルトに固定されている突起が移動し、商品Ｇを載せたトレーＴをリフター機構３０の支持部材３３上に押し出す（図１５参照）。
【００６３】
一方、フィルムロールＲからフィルム送り出し機構５によりフィルム搬送機構６へと受け渡されたフィルムＦは、カッター機構６９により切断され１枚の長方形状のフィルムＦの形で、リフター機構３０の上方まで両フィーダユニット６１，６２によって運ばれている。そして、リフター機構３０の上方において、各クランプ２５〜２９の作動によりフィルムＦの周囲を強保持された状態となっている。
【００６４】
そして、このように周囲、特に両側部を強く保持されたフィルムＦに対して、リフター機構３０が商品Ｇ及びトレーＴを押し上げる（図１６参照）。すると、周囲を強保持されているフィルムＦは商品Ｇ及びトレーＴの上部を覆うように伸張する。
【００６５】
この状態において、後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７がトレーＴの底面側に水平移動すると、適当なタイミングで正面側（図１７の左側）にあるクランプ以外のクランプ２５〜２９がフィルムＦの保持を解除して、フィルムＦの周囲３辺がトレーＴの下側に折り込まれる。そして、排出プッシャー７９ａがトレーＴをシール機構８側に押し出すと、折り込まれていなかった正面側のフィルムＦの１辺が前折り込み棒７９に当たり、シール機構８側へのトレーＴの移動にしたがってトレーＴの下側に折り込まれていく。なお、正面側にあるクランプは、このときにフィルムＦの保持が解除される。また、この移動中に、トレーＴの下側に折り込まれたフィルムＦが熱シールされ、図１７に示す位置に排出されたときには、商品Ｇ及びトレーＴ全体をフィルムＦが覆った包装完了の状態となる。
【００６６】
さらに、ラベル貼付を含む処理を選択している場合には、計量値に基づいて算出される商品の値段や重量などがラベルプリンター１０によりラベルに印字され、そのラベルがラベル発行機１１により包装済みの商品Ｇ及びトレーＴに貼付される。
【００６７】
＜包装装置のフィルム折り込み動作＞
次に、第１及び第２フィーダユニット６１，６２の各クランプ２５〜２９によって強保持されているフィルムＦをトレーＴの下側に折り込むフィルム折り込み動作について、図１８〜図２１を用いてもう少し詳しく説明する。
【００６８】
図１８は、リフター機構３０（図示せず）によってトレーが後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７よりも上方に持ち上げられたときの状態を表している。図１８（ａ）は側面から、図１８（ｂ）は正面から見たときの状態を表す。ここでは、フィルムＦがある程度伸張しており、トレーＴ内の商品はピンと張られたフィルムＦで覆われた状態となっている。
【００６９】
この図１８に示す状態までトレーＴが持ち上げられると、後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７がトレーＴの下方の空間に向かって水平移動してくる。そして、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７がフィルムＦを側方から押し始める。このときには、まだ各クランプ２５〜２９（図では一部のみ表示）を含む第１及び第２フィーダユニット６１，６２の位置は変わらない。
【００７０】
そして、さらに後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７が移動して、それらの先端がある程度トレーＴの下側に入ってくると、図２０に示すように、第２フィーダ移動ユニット６４の駆動モータ６４ａが作動して、第２フィーダユニット６２（図２０（ａ）の右側のクランプ２８を含むもの）がフィルム幅方向内側に寄ってくる。
【００７１】
そして、所定の位置まで後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７が進むと、順次各クランプ２５〜２９のフィルム保持が解除される（図２１参照）。この後、さらに後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７が移動して、正面側（図２１（ａ）の左側）を除くフィルムＦの周囲３辺がトレーＴの下側に折り込まれた状態となる。このときには、正面側のクランプ（図２２の第１フィーダユニット６１のメインクランプ２６）を除いては、各クランプ２５〜２９がフィルムＦの保持を解除した状態となっている。なお、後折り込み板７８及び左右折り込み板７６，７７の動きに対する各クランプ２５〜２９の保持の解除タイミングは、後に詳述する。
【００７２】
そして、上述のように、排出プッシャー７９ａでトレーＴをシール機構８側に押すと、折り込まれていなかった正面側のフィルムＦの１辺が前折り込み棒７９に当たり、シール機構８側へのトレーＴの移動にしたがってトレーＴの下側に折り込まれていく。このときに、正面側のメインクランプ２６によるフィルムＦの保持が解除される。この排出プッシャー７９ａの動きに対する正面側メインクランプ２６のフィルム保持の解除タイミングについては、次に詳述する。
【００７３】
＜制御装置によるクランプ保持解除及び折り込み動作の制御＞
制御装置９は、折り込み動作時においては、電流値等を監視することによって、フィルム搬送機構６の各クランプ２５〜２９に保持力を発生させる第１モータ６１ａ〜第５モータ６１ｅ及び第６モータ６２ａ〜第１０モータ６２ｅに作用している負荷を常時検知している。そして、テストによって予め求められている相関データから、モータにかかる負荷をフィルムの張力に換算する。このように、制御装置９は、折り込み動作時においては、フィルムＦの各部（各クランプ２５〜２９で保持している部分）における張力を常に把握することができている。
【００７４】
そして、各クランプ２５〜２９のフィルム保持の解除タイミングは、それぞれが保持している部分のフィルム張力に応じて、具体的には各モータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅの負荷が所定の張力に相当する値に達したときと決められる。すなわち、各モータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅの電流値や回転速度が所定のレベルになると、制御装置９が各クランプ２５〜２９の保持しているフィルムの部分の張力が所定値に達したと判断して、そのクランプによるフィルム保持を解除させる。
【００７５】
このようにして、折り込み動作時に各折り込み板７６，７７，７８が移動してきたときのクランプ２５〜２９の解除タイミングが、あるいは排出プッシャー７９ａ及び前折り込み棒７９により正面側のフィルムＦが折り込まれるときの正面側クランプ２６の解除タイミングが、フィルム張力を基にして制御されている。
【００７６】
なお、実際の折り込み動作における各クランプ２５〜２９のフィルム保持の解除タイミングは、トレーＴの形状やフィルムＦの大きさにもよるが、例えば図２２に示すような形状のトレーＴであれば、図２２に示す順序となる。この順序及び解除タイミングは、上記のように折り込まれるフィルムＦの各部の張力（テンション）が保持解除時に概ね等しくなるように制御されており、見栄えのよいフィルム包装が為されるようになっている。すなわち、ここでは、最初に第２フィーダユニット６２の補助クランプ２８，２９による保持が解除され（図２２の番号１参照）、次に第１フィーダユニット６１の補助クランプ２８，２９による保持が解除され（図２２の番号２参照）、その次に両フィーダユニット６１，６２のメインクランプ２５，２７の４つの保持が解除され（図２２の番号３参照）、その次に第２フィーダユニット６２の中央にあるのメインクランプ２６の保持が解除される（図２２の番号４参照）。排出プッシャー７９ａの作動時に保持が解除される第１フィーダユニット６１のメインクランプ２６は、最後に保持が解除されることになる（図２２の番号５参照）。
【００７７】
また、図２２に示すものよりも大きなトレーを包装する場合には、排出プッシャー７９ａの作動時まで第１フィーダユニット６１のメインクランプ２５，２６，２７全てがフィルムＦの保持を続けることもあり得る。
【００７８】
＜制御装置による折り込み動作中の第２フィーダユニットの移動制御＞
次に、折り込み動作中における第２フィーダユニット６２の移動タイミングの制御について説明する。
【００７９】
上記のように、各クランプ２５〜２９のフィルム保持が解除される前には、第２フィーダ移動ユニット６４の駆動モータ６４ａが作動して、第２フィーダユニット６２（図２０（ａ）の右側のクランプ２８を含むもの）がフィルム幅方向内側に寄せられる（図２０参照）。この第２フィーダユニット６２の移動に従って第２フィーダユニット６２の各クランプ２５〜２９が内側に移動することにより、フィルムＦに弛みを発生させることなく、且つフィルムＦに過大な張力をかけることなく、フィルムＦの折り込みを完了させることができている。
【００８０】
この第２フィーダユニット６２の移動を開始させるタイミングは、第２フィーダユニット６２のクランプ２５〜２９が保持している部分のフィルム張力に応じて、具体的にはモータ６２ａ〜６２ｅの負荷の最大値がある張力に相当する値に達したときと決められている。すなわち、いずれかのモータ６２ａ〜６２ｅの電流値や回転速度があるレベルに到達すると、制御装置９がフィルム張力の増加を緩和させるために第２フィーダユニット６２を内側に移動させ始める。
【００８１】
このように、本包装装置１では、折り込み動作時に各折り込み板７６，７７，７８が移動してきたときの第２フィーダユニット６２の移動タイミングが、フィルム張力を基にして制御されている。
【００８２】
＜本包装装置の特徴＞
（１）
この包装装置１では、従来のようにトレーＴ及び商品Ｇの形状やフィルムＦの長さなどの間接的なパラメータではなく、折り込み動作時のフィルムＦの張力を直接検知して、その検知結果を基準に折り込み動作を制御している。具体的には、各モータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅにかかる負荷からフィルム張力を割り出して、これを基に各クランプ２５〜２９の解除タイミングや第２フィーダユニット６２の移動タイミングを決定している。
【００８３】
このため、トレーＴや商品Ｇの大きさや形状などにかかわらず、常に一定の張力がかかった状態でフィルム包装を行うことができ、包装後のトレーＴ上方のフィルムＦに皺が生じない。これにより、トレーＴや商品Ｇのサイズや形状を測ることなく、種々の形状のトレーや商品に対して、また種々の材質のトレーに対して、皺がなく見栄えのよいフィルム包装を行うことが可能となっている。
【００８４】
（２）
この実施形態の包装装置１では、従来から用いられているメインクランプ２５，２６，２７に加えて、補助クランプ２８，２９を配備している。そして、これらの補助クランプ２８，２９に、メインクランプ２５，２６，２７が保持するフィルムＦの側部よりも内側の部分においてフィルムＦを強保持させている（図１０参照）。
【００８５】
したがって、本包装装置１では、フィルムＦを両側部だけで保持していた従来の包装装置よりも、商品Ｇ及びトレーＴが押しつけられるフィルムＦを四方から保持する状態に近づいている。すなわち、補助クランプ２８，２９がフィルムＦの側部よりも若干内側の部分を保持している分だけ、フィルムＦの両側部だけを保持している状態よりも、フィルムＦに対して商品Ｇ及びトレーＴを押し上げてフィルムＦでトレーＴ上の商品Ｇを覆うとき（図１６及び図１８参照）のフィルムＦに発生する皺を抑えることができる。
【００８６】
これにより、通常の長方形あるいは正方形のトレーを包装するときはもちろん、従来の包装装置ではきれいにフィルム包装をすることが困難であった湾曲部等を有する異形トレーに対しても、皺のないきれいなフィルム包装が可能となっている。例えば、図２２に示すような異形トレーＴに対しても、また３次元的な異形トレーに対しても、皺のない見栄えのよいフィルム包装が可能となっている。
【００８７】
［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、フィルム搬送機構６の各クランプ２５〜２９の保持力を発生させる第１モータ６１ａ〜第５モータ６１ｅ，第６モータ６２ａ〜第１０モータ６２ｅにかかっている負荷からフィルムＦの各部での張力を割り出してクランプの解除タイミングを決める制御が行われているが、他のモータにかかっている負荷からフィルム張力を割り出してクランプの解除タイミングを決めるような制御を行わせることも可能である。
【００８８】
例えば、排出プッシャー７９ａによってトレーＴをシール機構８側に押し出すときの正面側クランプ２６の解除タイミングは、排出プッシャーモータ７ｃの電流値の変化あるいは回転速度変化等から排出プッシャーモータ７ｃにかかっている負荷を割り出し、この負荷を基準にして決定させることもできる。
【００８９】
また、各補助クランプ２８，２９の解除タイミングについては、左右折り込みモータ７ａにかかっている負荷を基準にして決めることも可能である。
【００９０】
［第３実施形態］
上記第１実施形態では各クランプ２５〜２９を作動させ保持力を発生させるモータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅの負荷から各クランプ２５〜２９近傍のフィルム各部の張力を割り出しているが、これに代えて圧力センサーを各クランプ２５〜２９に配備してフィルム張力を測定するようにしてもよい。
【００９１】
図２３に示すように、本実施形態では、各クランプ２５〜２９がそれぞれ圧力センサーＳ１〜Ｓ１０を備えている。これらの圧力センサーＳ１〜Ｓ１０は、各クランプ２５〜２９のうちフィルムＦに上側から力を作用させる部分に装着される。例えば、補助クランプ２８に対しては、図２４に示すような位置に圧力センサーＳ５が装着される。これにより、フィルムＦが斜め上方に引っ張られたときに（図１８参照）、圧力センサーにフィルムＦから（メインクランプ２５〜２７のものでは上ベルト２３を介して）圧力が作用する。したがって、圧力センサーＳ１〜Ｓ１０にはフィルム張力に概ね比例した圧力が作用するようになり、これらの圧力センサーＳ１〜Ｓ１０から圧力データが送られる制御装置９は、各クランプ２５〜２９が保持している部分のフィルム張力を把握することができる。
【００９２】
［第４実施形態］
上記第３実施形態では各クランプ２５〜２９をモータ６１ａ〜６１ｅ、６２ａ〜６２ｅによって作動させているが（図２３参照）、圧力センサーＳ１〜Ｓ１０を各クランプ２５〜２９に配備するのならば、図２５に示すように各クランプ２５〜２９をソレノイド１６１ａ〜１６１ｅ、１６２ａ〜１６２ｅによって作動させることも可能である。
【００９３】
ここでは、ソレノイド１６１ａ〜１６１ｅ、１６２ａ〜１６２ｅによって各クランプ２５〜２９に保持力を発生させるためソレノイド１６１ａ〜１６１ｅ、１６２ａ〜１６２ｅ側の状態からフィルム張力を割り出すことは困難であるが、圧力センサーＳ１〜Ｓ１０が各クランプ２５〜２９に装着されているため、これらからフィルム張力を割り出すことができる。
【００９４】
［第５実施形態］
上記第３及び第４実施形態では圧力センサーＳ１〜Ｓ１０を各クランプ２５〜２９に配備して各クランプ近傍のフィルム張力を算出しているが、各クランプ２５〜２９ではなく各折り込み板７７，７８に圧力センサーＳ１１〜Ｓ２１を配備して、これらからの圧力データを基にフィルム張力を割り出し各クランプ２５〜２９の解除タイミングを制御することも可能である。
【００９５】
図２６に示すように、本実施形態では、圧力センサーＳ１１〜Ｓ１６を左右折り込み板７７に配備し、圧力センサーＳ１６〜Ｓ２１を後折り込み板７８に配備している。各圧力センサーは、フィルムＦに接触する各折り込み板７７，７８の先端部に装着されている。そして、各圧力センサーＳ１１〜Ｓ２１は、各折り込み板７７，７８がフィルムＦを折り込むときにフィルムＦから受ける反力を検知し、その圧力データを制御装置９に送る。
【００９６】
圧力センサーＳ１１は、フィルムＦの正面側側部の位置、具体的には第１フィーダユニット６１のクランプ２５〜２９がくる位置に配置されている。圧力センサーＳ１２〜Ｓ１６は、フィルムＦの向こう側側部の位置、具体的には第２フィーダユニット６２のクランプ２５〜２９がくる位置に配置されている。これらＳ１２〜Ｓ１６は、それぞれフィルム幅の異なる５種類のフィルムＦに対応できるように、フィルム幅方向５ヶ所に配置されている。これにより、概ね第１及び第２フィーダユニット６１，６２それぞれのクランプ、特に補助クランプ２８，２９が保持するフィルムＦの各位置での張力を算出することができるようになっている。
【００９７】
圧力センサーＳ１６〜Ｓ２１は、フィルム搬送方向５ヶ所に配置されている。これらＳ１６〜Ｓ２１は、それぞれ、クランプ２９，２７，２６，２５，２８のフィルム搬送方向の位置に対応するように配置されている。これにより、概ね各クランプ２５〜２９が保持するフィルムＦの各位置での張力を算出することができるようになっている。
【００９８】
ここでは、圧力センサーＳ１１〜Ｓ１６及び圧力センサーＳ１７，Ｓ２１からの圧力データから換算したフィルム張力を基に各フィーダユニット６１，６２の補助クランプ２８，２９の解除タイミングを決め、圧力センサーＳ１７，Ｓ１８，Ｓ１９からの圧力データから換算したフィルム張力を基に各フィーダユニット６１，６２のメインクランプ２５，２７及び第２フィーダユニット６２のメインクランプ２６の解除タイミングを決め、排出プッシャーモータ７ｃにかかる負荷から換算したフィルム張力を基に第１フィーダユニット６１のメインクランプ２６の解除タイミングを決める（図２６及び図２２参照）。
【００９９】
［第６実施形態］
上記第５実施形態においては各折り込み板７７，７８の先端に圧力センサーＳ１６〜Ｓ２１を装着しているが、フィルムＦから折り込み板７７，７８にかかる反力をより正確に測定できるように、各折り込み板７７，７８の先端部分を分割して折り込み板本体と弾性連結させてもよい。
【０１００】
また、折り込み板７７，７８の先端部分を分割した場合には、フィルムＦと接触する先端ではなく、分割した先端部分と折り込み板本体との連結部分に圧力センサーを配備することも可能である。
【０１０１】
【発明の効果】
本発明では、従来のように被包装物の形状やフィルムの長さなどの間接的なパラメータではなく、フィルムの張力を直接測定してそれを基に包装動作を制御しているため、被包装物の大きさや形状などにかかわらず、皺のないフィルム包装を行うことが可能となる。そして、包装動作中に常に一定の張力がフィルムにかかった状態となるように包装動作を制御すれば、フィルムに皺が寄ることなく被包装物のフィルム包装を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態である包装装置の外観斜視図。
【図２】 包装装置内部の正面概略図。
【図３】 図２のIII-III矢視概略図。
【図４】 包装装置内部の平面概略図。
【図５】 フィーダユニット及びフィーダ移動ユニットの相関図。
【図６】 フィーダユニットの正面図。
【図７】 フィーダユニットの平面図。
【図８】 フィーダユニットの側面図。
【図９】 フィーダユニットの平面配置図。
【図１０】 クランプの平面配置図。
【図１１】 制御装置のブロック構成図。
【図１２】 制御装置とフィルム搬送機構との結線図。
【図１３】 制御装置と折り込み機構との結線図。
【図１４】 包装装置の動作説明図。
【図１５】 包装装置の動作説明図。
【図１６】 包装装置の動作説明図。
【図１７】 包装装置の動作説明図。
【図１８】 折り込み動作説明図。
【図１９】 折り込み動作説明図。
【図２０】 折り込み動作説明図。
【図２１】 折り込み動作説明図。
【図２２】 クランプの保持解除順序図。
【図２３】 第３実施形態の制御装置とフィルム搬送機構との結線図。
【図２４】 第３実施形態の圧力センサーの配置図。
【図２５】 第４実施形態の制御装置と折り込み機構との結線図。
【図２６】 第５実施形態の制御装置と折り込み機構との結線図。
【符号の説明】
１ 包装装置
６ フィルム搬送機構
７ 折り込み機構
９ 制御装置（制御手段）
７ａ 左右折り込みモータ
７ｂ 後折り込みモータ
７ｃ 排出プッシャーモータ（測定手段）
２５，２６，２７ メインクランプ（保持手段）
２８，２９ 補助クランプ（保持手段）
３０ リフター機構（移動手段）
６１ 第１フィーダユニット
６１ａ〜６１ｅ 第１〜第５モータ（測定手段）
６２ 第２フィーダユニット
６２ａ〜６２ｅ 第６〜第１０モータ（測定手段）
６３ 第１フィーダ駆動ユニット（保持部移動手段）
６４ 第２フィーダ移動ユニット（保持部移動手段）
６３ａ 第１フィーダ駆動ユニットの駆動モータ
６４ａ 第２フィーダ移動ユニットの駆動モータ
６５ａ フィーダ駆動ユニットの駆動モータ
７６，７７ 左右折り込み板（折り込み手段）
７８ 後折り込み板（折り込み手段）
７９ 前折り込み棒（折り込み手段）
７９ａ 排出プッシャー
１６１ａ〜１６１ｅ 第１〜第５ソレノイド
１６２ａ〜１６２ｅ 第６〜第１０ソレノイド
Ｆ フィルム
Ｇ 商品
Ｔ トレー
Ｓ１〜Ｓ２１ 圧力センサー（測定手段）

Claims (6)

1. 緊張保持した状態のフィルムに対して被包装物を押し当て、フィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込む包装動作を行う包装装置であって、
   フィルムの周辺部を保持し得る複数の保持手段と、
   前記被包装物を移動させフィルムに被包装物を押し当てる移動手段と、
   被包装物が押し当てられたフィルムの周辺部を被包装物の底部側に折り込み得る複数の折り込み手段と、
   包装動作中におけるフィルムの張力を測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に基づき、包装動作中における前記保持手段によるフィルム保持の解除のタイミングを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記包装動作中の前記折り込み手段による折り込み動作時において、前記測定手段によって測定されているフィルムの張力が所定値に達したときに、前記保持手段によるフィルム保持を解除させる、
   包装装置。
2. 前記保持手段を移動させ得る保持部移動手段
   をさらに備え、
   前記制御手段は、前記包装動作中の前記折り込み手段による折り込み動作時において、前記保持手段によるフィルム保持の解除の前に、フィルムに弛みを発生させることなく且つフィルムに過大な張力をかけることなくフィルムの折り込みを完了させるために、前記保持部移動手段を制御して前記保持手段を前記被包装物側に移動させる、
   請求項１に記載の包装装置。
3. 前記測定手段は、前記保持手段のフィルムの保持に係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する、
   請求項１又は２に記載の包装装置。
4. 前記保持手段は、フィルムを保持する保持力を発生させるためのモータを有しており、
   前記測定手段は、前記保持手段のモータに作用する負荷を検出する、
   請求項３に記載の包装装置。
5. 前記測定手段は、前記折り込み手段のフィルムの折り込みに係る負荷を検出することによって、フィルムの張力を測定する、
   請求項１又は２に記載の包装装置。
6. 前記折り込み手段は、フィルムを折り込むためのモータを有しており、
   前記測定手段は、前記折り込み手段のモータに作用する負荷を検出する、
   請求項５に記載の包装装置。

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