JP2018047948A - 測定ユニット、包装機、及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を簡易な構成で測定可能にする技術を提供する。【解決手段】本発明の一側面に係る測定ユニット１０は、フィルムロール２０から繰り出されるフィルム２１の残量を測定するための測定ユニットであって、前記フィルムロールに向けて光を照射し、照射した当該光が前記フィルムロールに当たるか否かによって、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知可能に構成された光照射センサ１１と、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを前記光照射センサにより検知したときに、当該所定長から前記フィルムロールにおける前記フィルムの残りの長さを特定し、特定した前記フィルムの残りの長さと前記フィルムの繰り出し速度から前記フィルムがなくなるまでの時間を算出する制御装置１２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、測定ユニット、包装機、及び測定方法に関する。

従来、対象物を包装するために、フィルムロールから包装フィルムを繰り出し、繰り出した包装フィルムにより対象物を包装する包装機が利用されている。この包装機では、フィルムロールが空になってしまう、すなわち、包装フィルムが全て繰り出されてしまうと、次の新たなフィルムロールを供給するまでの間、包装作業が停止してしまう。特に、包装フィルムがなくなった状態で包装機が放置されてしまうと、その分だけ停止時間が延びてしまい、包装作業の効率が非常に低下してしまう。そこで、この包装作業の停止時間を短くするための様々な試みがなされている。

例えば、特許文献１では、使用中の包装機における包装フィルムの残量を計算する方法が提案されている。特許文献１の方法によれば、作業者は、包装フィルムがなくなるまでの残り時間を知ることができる。そのため、作業者は、包装フィルムがなくなる前に次の新たなフィルムロールを用意したり、用意した新たなフィルムロールを、間をあけずに、すなわち、包装フィルムがなくなった状態で包装機を放置せずに供給したりすることができる。したがって、この方法によれば、包装機の停止時間を短くすることができるため、包装作業の効率を高めることができる。

特開平０９−２９５６１８号公報

しかしながら、上記特許文献１の方法では、次のような問題点がある。すなわち、上記特許文献１の方法では、繰り出された包装フィルムの移動距離と回転体たる回転軸の周縁の弧の長さとからフィルムロールのロール径を算出し、算出したフィルムロールのロール径から包装フィルムがなくなるまでの残り時間を算出している。これらのうち、回転軸の周縁の弧の長さを計測するために、磁性材及び磁力感知器、又は回転軸の回転に追従して回転するエンコーダ付き回転ローラを用いている。そのため、既設の包装機に適用するのは困難であり、また、包装機の構成が複雑になるという問題点があった。このような問題は、包装機に限られるものではなく、フィルムによって物品を製造するなど、フィルムを繰り出すフィルムロールを有する装置全般に起こり得る問題である。

本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、その目的は、フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を簡易な構成で測定可能にする技術を提供することである。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本発明の一側面に係る測定ユニットは、フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を測定するための測定ユニットであって、前記フィルムロールに向けて光を照射し、照射した当該光が前記フィルムロールに当たるか否かによって、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知可能に構成された光照射センサと、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを前記光照射センサにより検知したときに、当該所定長から前記フィルムロールにおける前記フィルムの残りの長さを特定し、特定した前記フィルムの残りの長さと前記フィルムの繰り出し速度から前記フィルムがなくなるまでの時間を算出する制御装置と、を備える。

上記構成では、フィルムロールのロール径が所定長になったことを光照射センサにより検知し、当該検知のタイミングで、制御装置が、ロール径が所定長であることに基づいて、フィルムがなくなるまでの時間を算出する。光照射センサは、照射した光がフィルムロールに当たるか否かによって、フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知するように構成される。すなわち、光照射センサは、フィルムロールのロール径が所定長よりも大きいときには、照射した光がフィルムロールに当たり、フィルムロールのロール径が所定長以下になったときに、照射した光がフィルムロールに当たらなくなるように配置される。このような光照射センサの配置は容易であり、例えば、このフィルムを包装用のフィルムとして用いる既知の包装機にも適用可能である。したがって、上記構成によれば、包装機における包装用のフィルムの残量を簡易な構成で測定することができる。

また、上記一側面に係る測定ユニットの別の形態として、前記光照射センサは、前記光を照射する投光部と、前記光を受光する受光部と、を備えてもよく、前記投光部及び前記受光部は、前記投光部と前記受光部との間で照射される前記光を前記ロール径が所定長になるまで前記フィルムロールが遮蔽するように、前記フィルムロールを挟んで配置されてもよい。当該構成によれば、光照射センサには、いわゆるフォトインタラプタ（透過型フォトセンサ）が用いられる。これにより、例えば、包装機における包装用のフィルムの残量を安価な構成で測定することができる。

また、上記一側面に係る測定ユニットの別の形態として、前記投光部及び前記受光部は、前記フィルムロールの軸方向に沿って配置されていてもよい。投光部及び受光部をフィルムロールの軸方向に対して垂直な方向に沿って配置した場合、投光部から照射される光はフィルムロールに対して垂直に入射する。そのため、フィルムロールのロール径が小さくなるにつれて、フィルムロールにおける当該光の照射方向の幅が小さくなるため、ロール径が所定長より大きいにもかかわらず、照射された光が受光部まで透過してしまう可能性がある。これに対して、投光部及び受光部をフィルムロールの軸方向に沿って配置すると、投光部から照射される光はフィルムロールの軸方向に沿って入射する。そのため、フィルムロールのロール径が小さくなっても、フィルムロールにおける当該光の照射方向の幅は変化しないため、上記のような問題点が生じる可能性を低減することができる。したがって、当該構成によれば、フィルムロールのロール径が所定長になったことを精度よく検知することができ、これによって、例えば、包装機における包装用のフィルムの残量を適切に算出することができる。

なお、上記各形態に係る測定ユニットの別の形態として、本発明の一側面は、以上の各構成に係る測定ユニットを備える包装機であってもよいし、測定方法であってもよいし、プログラムであってもよい。

例えば、本発明の一側面に係る包装機は、包装用のフィルムが巻き取られたフィルムロールと、前記フィルムロールから繰り出された前記フィルムを所定の繰り出し速度で搬送するフィルム搬送部と、前記フィルム搬送部から搬送された前記フィルムにより、被包装物を包装する製袋部と、上述したいずれかの測定ユニットと、を備える。

また、例えば、本発明の一側面に係る測定方法は、フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を測定するための測定方法であって、前記フィルムロールに向けて光を照射するステップと、照射した当該光が前記フィルムロールに当たるか否かによって、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知するステップと、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知したときに、当該所定長から前記フィルムロールにおける前記フィルムの残りの長さを特定するステップと、特定した前記フィルムの残りの長さと前記フィルムの繰り出し速度から前記フィルムがなくなるまでの時間を算出するステップと、算出した前記フィルムがなくなるまでの時間を出力するステップと、を備える。

本発明によれば、フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を簡易な構成で測定することができるようになる。

図１は、実施の形態に係る包装機の構成の一例を模式的に例示する。 図２は、実施の形態に係る制御装置の構成の一例を模式的に例示する。 図３Ａは、実施の形態に係る光照射センサとフィルムロールとの位置関係を模式的に例示する。 図３Ｂは、実施の形態に係る光照射センサとフィルムロールとの位置関係を模式的に例示する。 図３Ｃは、実施の形態に係る光照射センサとフィルムロールとの位置関係を模式的に例示する。 図４は、実施の形態に係る制御装置の処理手順の一例を例示する。 図５は、他の形態に係る光照射センサとフィルムロールとの位置関係を模式的に例示する。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。なお、本実施形態において登場するデータを自然言語により説明しているが、より具体的には、コンピュータが認識可能な疑似言語、コマンド、パラメータ、マシン語等で指定される。

§１ 構成例
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る包装機１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る包装機１の構成の一例を模式的に例示する。本実施形態に係る包装機１は、包装フィルム２１が巻き取られたフィルムロール２０と、包装フィルム２１を搬送するフィルム搬送部３０と、内容物（被包装物）ＷＡを搬送する内容物搬送部４０と、内容物ＷＡを包装フィルム２１で包装する製袋部５０と、を備えている。

［フィルムロール］
フィルムロール２０は巻き芯２０１を備えており、包装フィルム２１は巻き芯２０１に巻き取られている。この巻き芯２０１は軸周りに回転可能に適宜支持されており、これにより、フィルムロール２０は、回転しながら包装フィルム２１を繰り出すことができるように構成されている。なお、包装フィルム２１の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、包装フィルム２１は、ポリエチレンフィルム等の樹脂フィルムであってよい。

［フィルム搬送部］
フィルム搬送部３０は、上述した包装フィルム２１を製袋部５０側へ搬送する役割を果たしており、サーボモータ３１により駆動される駆動ローラ３１１と、この駆動ローラ３１１から回転力を付与される受動ローラ３２と、包装フィルム２１にテンションをかけながらガイドし、回転自在に支持された複数のプーリ３３と、を備えている。

より詳細に説明すると、このフィルム搬送部３０では、フィルムロール２０の下方に、２個のプーリ３３が配置され、その下方に受動ローラ３２及び駆動ローラ３１１が配置されている。さらに、受動ローラ３２の下方に４個のプーリ３３が配置され、その下方に、製袋部５０が配置されている。受動ローラ３２は、フリーな状態で回転自在に軸受けに支持されている。一方、駆動ローラ３１１は、後述するＰＬＣ１２に制御されたサーボモータ３１により所望の速度で回転する。また、駆動ローラ３１１は、受動ローラ３２に対して下方から当接し、受動ローラ３２側に力が加えられている。そして、駆動ローラ３１１は受動ローラ３２との間で包装フィルム２１を挟持し、自身の回転力を包装フィルム２１に伝達することで、包装フィルム２１を搬送するように構成されている。このとき、受動ローラ３２は、駆動ローラ３１１により搬送される包装フィルム２１の移動に応じて受動的に回転する。

以上の構成により、フィルムロール２０から繰り出された包装フィルム２１は、２個のプーリ３３を経て下方に案内される。そして、この包装フィルム２１は、受動ローラ３２と駆動ローラ３１１との間で挟持されつつ、所望の速度（以下、「繰り出し速度」とも称する）で下方へと搬送される。こうして、受動ローラ３２及び駆動ローラ３１１を経た包装フィルム２１は、４個のプーリ３３を経て製袋部５０側へ供給される。

したがって、フィルム搬送部３０は、サーボモータ３１の駆動力により、フィルムロール２０から包装フィルム２１を繰り出し、繰り出した包装フィルム２１を弛ませることなく製袋部５０へと搬送することができるように構成されている。

［内容物搬送部］
内容物搬送部４０は、包装対象となる内容物（「ワーク」とも称してもよい）ＷＡを搬送するコンベア４１と、コンベア４１を駆動するモータ４２と、を備えている。また、図１に例示されるように、内容物搬送部４０は、フィルム搬送部３０の下方を経て、製袋部５０と繋がっている。これにより、内容物搬送部４０より搬送される包装前の内容物ＷＡは、製袋部５０に供給され、フィルム搬送部３０から供給された包装フィルム２１により包装される。なお、内容物ＷＡの種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、内容物ＷＡは、食品（乾燥麺等）、文房具（消しゴム等）等であってよい。

［製袋部］
製袋部５０は、コンベア５１と、このコンベア５１を駆動するモータ５２と、内容物ＷＡを包装フィルム２１で包装するセンターシール部５３と、包装フィルム２１の切断を行うエンドシール部５４と、を備えている。

コンベア５１は、内容物搬送部４０から搬送された内容物ＷＡ、及びフィルム搬送部３０から供給された包装フィルム２１を搬送する。コンベア５１を駆動するモータ５２は、例えば、上述したサーボモータ３１と同じ速度で包装フィルム２１を搬送するように適宜制御される。フィルム搬送部３０から供給された包装フィルム２１は、幅方向（図に垂直な方向）の両側端縁部同士が重なるように適宜折り曲げられつつ、センターシール部５３に搬送される。センターシール部５３は、例えば、左右一対の加熱ローラにより構成されており、折り曲げられた包装フィルム２１の両側端縁部を加熱によりシールする。これにより、包装フィルム２１は、製袋部５０内で筒状に形成される。そして、内容物ＷＡは、この筒状に形成された包装フィルム２１内に投入される。

また、エンドシール部５４は、例えば、ローラの回転によって開閉する一対のカッタを有しており、各カッタの両側には一対のヒータが設けられている。これらにより、エンドシール部５４は、搬送方向に直交する方向（すなわち、幅方向）に筒状の包装フィルム２１をカットすると共に、カットした部分の搬送方向の両側で加熱によりシールすることができるように構成される。

このエンドシール部５４を通過すると、筒状に形成された包装フィルム２１の先端部分は、搬送方向の両側でシールされ、後続から分離されて、内容物ＷＡを内包する包装体ＷＢとなる。この包装体ＷＢは、いわゆる横ピロー型である。すなわち、本実施形態に係る包装機１は、横ピロー包装機である。

［包装作業］
以上の構成により、本実施形態に係る包装機１は、次のような工程で、包装作業を実施することができる。すなわち、フィルム搬送部３０によって、フィルムロール２０から包装フィルム２１を繰り出す。また、内容物搬送部４０によって、包装対象となる内容物ＷＡを搬送する。次に、製袋部５０のセンターシール部５３によって、繰り出された包装フィルム２１を筒状に形成する。そして、形成した筒状の包装フィルム２１に内容物ＷＡを投入した上で、エンドシール部５４によって、搬送方向に直交する方向に筒状の包装フィルム２１をカットすると共に、カットした部分の搬送方向の両側で加熱によりシールする。これにより、内容物ＷＡを内包する横ピロー型の包装体ＷＢを形成することができる。

つまり、本実施形態に係る包装機１によれば、包装フィルム２１により形成した横ピロー型の包装体ＷＢで内容物ＷＡを包装する包装作業を行うことができる。ただし、この包装機１は、包装フィルム２１がなくなると、換言すると、フィルムロール２０から包装フィルム２１が全て繰り出されてしまうと、包装フィルム２１を製袋部５０に供給できなくなり、上記包装作業を停止してしまう。この状態で放置されると、包装機１の停止時間が長くなってしまい、包装作業の効率が著しく悪化してしまう。そこで、本実施形態に係る包装機１は、上記各構成要素の他に、フィルムロール２０から繰り出される包装フィルム２１の残量、具体的には、フィルムロール２０において包装フィルム２１がなくなるまでの時間を測定する測定ユニット１０を備えている。

［測定ユニット］
図１に例示されるように、測定ユニット１０は、フィルムロール２０における包装フィルム２１の残量を検知する光照射センサ１１と、この光照射センサ１１や上述したサーボモータ３１等を制御するＰＬＣ（programmable logic controller）１２と、を備えている。以下、各構成要素について説明する。

＜ＰＬＣ＞
まず、図２を更に用いて、ＰＬＣ１２のハードウェア構成の一例を説明する。図２は、本実施形態に係るＰＬＣ１２のハードウェア構成の一例を模式的に例示する。図２に例示されるように、本実施形態に係るＰＬＣ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含む制御部１２１、制御部１２１で実行されるプログラム９等を記憶する記憶部１２２、及び外部装置とデータのやりとりを行うための入出力インタフェース１２３が電気的に接続されたコンピュータである。なお、図２では、入出力インタフェースを「入出力Ｉ／Ｆ」と記載している。

本実施形態に係るＰＬＣ１２は、３つの入出力インタフェース１２３を備えており、各入出力インタフェース１２３には、光照射センサ１１、表示装置１３、及びサーボモータ３１が接続している。これにより、ＰＬＣ１２は、各入出力インタフェース１２３を介して、光照射センサ１１、表示装置１３、及びサーボモータ３１を制御することができる。

表示装置１３の種類は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。表示装置１３は、例えば、ディスプレイ、表示器等である。ＰＬＣ１２は、例えば、制御部１２１による処理結果を表示装置１３に出力することができる。また、サーボモータ３１は、上記のとおり、フィルムロール２０から繰り出された包装フィルム２１を搬送するためのモータである。ＰＬＣ１２は、サーボモータ３１を制御し、包装機１においてフィルムロール２０から包装フィルム２１を所望の速度で繰り出すようにすることができる。

また、記憶部１２２に記憶されるプログラム９は、制御部１２１に各構成要素を制御させ、包装フィルム２１がなくなるまでの時間を算出する処理を実行させるためのプログラムである。この包装フィルム２１がなくなるまでの時間を算出する処理に関しては後述する動作例で詳細に説明する。このプログラム９は、記憶媒体に記憶されていてもよい。記憶媒体は、コンピュータその他装置、機械等が記憶されたプログラム等の情報を読み取り可能なように、当該プログラム等の情報を、電気的、磁気的、光学的、機械的又は化学的作用によって蓄積する媒体である。

なお、ＰＬＣ１２の具体的なハードウェア構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が可能である。例えば、制御部１２１は、複数のプロセッサを含んでもよい。また、ＰＬＣ１２は、入出力インタフェースを更に備え、当該入出力インタフェースを介して、サーボモータ３１以外のモータ（例えば、製袋部５０のモータ５２）と接続して、当該モータを制御してもよい。また、ＰＬＣ１２は、作業者が入力操作を行うための入力装置を備えてもよい。入力装置は、例えば、ボタン等で構成されてよい。本実施形態に係るＰＬＣ１２は、本発明の「制御装置」に相当する。

＜光照射センサ＞
次に、図３Ａ〜図３Ｃを更に用いて、光照射センサ１１について説明する。図３Ａは、光照射センサ１１及びフィルムロール２０の上方から見た位置関係を模式的に例示する。また、図３Ｂ及び図３Ｃは、光照射センサ１１及びフィルムロール２０の横方向（フィルムロール２０の軸方向）から見た位置関係を模式的に例示する。

光照射センサ１１は、フィルムロール２０を挟むように、互いに対向して配置される投光部１１１と受光部１１２とを備えている。投光部１１１は、光Ａを照射可能に構成されており、受光部１１２は、投光部１１１から照射された光Ａを受光するように構成されている。光Ａの種類は、利用する光照射センサ１１のタイプに応じて決定される。例えば、赤外線を照射するタイプのセンサを光照射センサ１１として利用した場合には、光Ａは赤外線である。

図３Ａ〜図３Ｃに例示されるように、投光部１１１及び受光部１１２は、フィルムロール２０の軸方向に対して垂直な方向に沿って、当該フィルムロール２０を挟むように配置されている。更に、図３Ｂ及び図３Ｃに例示されるように、投光部１１１及び受光部１１２は、フィルムロール２０の中心から所定長Ｒだけ上方で光の照射がなされるように配置されている。これにより、投光部１１１と受光部１１２との間で照射される光Ａは、ロール径が所定長Ｒになるまでフィルムロール２０により遮蔽される。

すなわち、図３Ｂに例示されるように、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒよりも大きいＲＡであるときには、フィルムロール２０は、光Ａの照射方向の幅ＤＡの部分によって、投光部１１１と受光部１１２との間で照射される光Ａを遮蔽する。そのため、この状態では、受光部１１２は、投光部１１１からの光Ａを受光することができない。

一方、図３Ｃに例示されるように、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒ以下になると、フィルムロール２０は、投光部１１１と受光部１１２との間で照射される光Ａを遮蔽することができなくなる。つまり、この状態になると、受光部１１２は、投光部１１１からの光Ａを受光できるようになる。

以上により、光照射センサ１１は、フィルムロール２０に向けて光Ａを照射し、照射した光Ａが当たるか否かによって、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを検知可能に構成される。具体的には、光照射センサ１１は、投光部１１１から照射される光Ａがフィルムロール２０により遮蔽されるか否か、すなわち、受光部１１２により光Ａを受光できるか否かに基づいて、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを検知することができる。なお、本実施形態に係る光照射センサ１１は、いわゆるフォトインタラプタ（透過型フォトセンサ）である。これにより、測定ユニット１０を安価に構成することができる。このような光照射センサ１１には、例えば、オムロン株式会社製ファイバセンサ Ｅ３２シリーズ等を用いることができる。

なお、投光部１１１及び受光部１１２を上記各位置に固定する方法は、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、投光部１１１及び受光部１１２は、包装機１の筐体に取り付けたアーム等の支持部材によって固定されてもよい。また、例えば、投光部１１１及び受光部１１２は、包装機１とは別の対象物（例えば、施設の壁）等に固定されてもよい。

§２ 動作例
次に、図４を用いて、測定ユニット１０の動作例、つまりフィルムロール２０において包装フィルム２１がなくなるまでの時間の測定方法について説明する。図４は、この測定方法における時間の算出の処理手順の一例を例示する。ＰＬＣ１２の制御部１２１は、上記包装作業を実行するのと並行して、以下のステップＳ１０１〜Ｓ１０７までの処理手順を実行する。なお、以下で説明する処理手順は、本発明の「測定方法」に相当する。ただし、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。

（ステップＳ１０１及びＳ１０２）
まず、ステップＳ１０１では、ＰＬＣ１２の制御部１２１は、入出力インタフェース１２３を介して光照射センサ１１にアクセスし、光照射センサ１１の測定情報を取得する。そして、次のステップＳ１０２では、制御部１２１は、取得した測定情報に基づいて、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったか否かを判定する。

図３Ｂに例示されるように、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒより大きい場合には、光照射センサ１１の受光部１１２は、投光部１１１からの光Ａを受光することができない。そのため、光照射センサ１１より取得した測定情報が、投光部１１１からの光Ａを受光部１１２が受光していないことを示すものであるときには、制御部１２１は、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒにはなっていないと判定し（ステップＳ１０２のＮＯ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。

一方、図３Ｃに例示されるように、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒ以下である場合には、光照射センサ１１の受光部１１２は、投光部１１１からの光Ａを受光することができる。そのため、光照射センサ１１より取得した測定情報が、投光部１１１からの光Ａを受光部１１２が受光していることを示すものであるときには、制御部１２１は、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったと判定し（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、次のステップＳ１０３に処理を進める。なお、所定長Ｒの値は、記憶部１２２に保持された設定値として与えられてもよいし、作業者によって入力された入力値として与えられてもよい。ここで、作業者とは、包装機１を利用して内容物ＷＡの包装作業を行う者のことである。

（ステップＳ１０３）
次のステップＳ１０３では、制御部１２１は、包装フィルム２１の残りの長さＬ（残量）を特定する。ステップＳ１０３を処理するときは、上記ステップＳ１０２に基づいて、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを光照射センサ１１により検知したときである。制御部１２１は、所定長Ｒから、包装フィルム２１の残りの長さＬを特定する。具体的には、包装フィルム２１の残りの長さＬは、次の数１の式によって特定することができる。

ここで、ｒは、巻き芯２０１の半径である（図３Ｂ及び図３Ｃを参照）。ｗは、包装フィルム２１の厚みである。この巻き芯２０１の半径ｒ及び包装フィルム２１の厚みｗの値は、記憶部１２２に保持された設定値として与えられてもよいし、作業者によって入力された入力値として与えられてもよい。

本ステップＳ１０３では、制御部１２１は、適宜与えられたロール径の所定長Ｒ、巻き芯２０１の半径ｒ、及び包装フィルム２１の厚みｗの各値を上記数１の式に代入して、演算処理を行うことで、包装フィルム２１の残りの長さＬを算出してもよい。また、包装フィルム２１の残りの長さＬを算出するためのパラメータであるロール径の所定長Ｒ、巻き芯２０１の半径ｒ、及び包装フィルム２１の厚みｗの各値は、本動作例に係る処理を実行する前に予め得ることができる。そのため、予め得た各値を上記数１の式に代入して演算処理をした結果を記憶部１２２に保持してもよい。そして、本ステップＳ１０３では、制御部１２１は、記憶部１２２からその演算結果を取得することで、包装フィルム２１の残りの長さＬを特定してもよい。

（ステップＳ１０４）
次のステップＳ１０４では、制御部１２１は、ステップＳ１０３で特定した包装フィルム２１の残りの長さＬと包装フィルム２１の繰り出し速度ｖとから、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを算出する。具体的には、制御部１２１は、以下の数２に示すとおり、ステップＳ１０３で特定した包装フィルム２１の残りの長さＬを包装フィルム２１の繰り出し速度ｖで割り算することによって、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを算出する。

なお、繰り出し速度ｖは、フィルムロール２０から包装フィルム２１が繰り出される速度、換言すると、包装機１内で包装フィルム２１を搬送する速度である。この繰り出し速度ｖは、記憶部１２２に保持された設定値として与えられてもよいし、作業者によって入力された入力値として与えられてもよい。また、繰り出し速度ｖは、サーボモータ３１から取得されてもよい。本実施形態では、制御部１２１は、入出力インタフェース１２３を介して、サーボモータ３１を制御している。そこで、制御部１２１は、サーボモータ３１の動作を監視することで、包装フィルム２１の搬送速度をプロットし、プロットした搬送速度の平均値を繰り出し速度ｖとして算出してもよい。

（ステップＳ１０５）
次のステップＳ１０５では、制御部１２１は、ステップＳ１０４で算出した包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを出力する。本実施形態では、ＰＬＣ１２には、表示装置１３が接続されている。そこで、制御部１２１は、本ステップＳ１０５の出力処理として、ステップＳ１０４で算出した包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを表示装置１３に表示する。

（ステップＳ１０６）
次のステップＳ１０６では、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔの出力を終了するか否かを判定する。終了すると判定した場合には（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、制御部１２１は、本動作例に係る処理を終了する。一方、終了しないと判定した場合には（ステップＳ１０６のＮＯ）、制御部１２１は、次のステップＳ１０７の処理を行った後に、ステップＳ１０５から処理を繰り返す。

上記出力の終了条件は、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、終了条件は、時間ｔが０になることであってもよい。この場合には、制御部１２１は、フィルムロール２０において包装フィルム２１がなくなるまで、上記ステップＳ１０５の出力処理を繰り返すことになる。

また、例えば、終了条件は、時間ｔが所定の時間になることであってもよい。この場合には、制御部１２１は、時間ｔと所定の時間とを比較し、時間ｔが所定の時間よりも大きい場合には、時間ｔが所定の時間になっていないとして、次のステップＳ１０７に処理を進めてよい。一方、時間ｔが所定の時間以下の場合には、制御部１２１は、時間ｔが所定の時間になったとして、本動作例に係る処理を終了してもよい。

なお、当該終了条件は、初期設定として予め設定されていてもよいし、作業者の入力により設定されてもよい。

（ステップＳ１０７）
ステップＳ１０７では、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを更新して、上記ステップＳ１０５に処理を戻す。

上記繰り出し速度ｖが一定である、換言すると、上記繰り出し速度ｖが変化しない場合には、制御部１２１は、本ステップＳ１０７の処理を実行する直前の時間ｔから経過時間を減算することで、当該時間ｔを更新してもよい。つまり、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔをそのままカウントしてもよい。

一方、上記繰り出し速度ｖが可変である場合には、制御部１２１は、例えば、次のようにして時間ｔを更新してもよい。まず、制御部１２１は、本ステップＳ１０７を実行するまでの繰り出し速度ｖを特定する。例えば、上記のとおり、制御部１２１は、入出力インタフェース１２３を介してサーボモータ３１の動作を監視することで、包装フィルム２１の搬送速度をプロットし、プロットした搬送速度の平均値を新たな繰り出し速度ｖとして算出することができる。

次に、制御部１２１は、本ステップＳ１０７の処理を実行する直前に特定されている包装フィルム２１の残りの長さＬから新たに算出した繰り出し速度ｖと経過時間との積を減算することで、当該包装フィルム２１の残りの長さＬを更新する。そして、制御部１２１は、更新した長さＬを新たな繰り出し速度ｖで割り算することによって、新たな時間ｔを算出する。これにより、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを更新することができる。

［作用・効果］
以上のように、本実施形態では、包装機１は、上記ステップＳ１０１及びＳ１０２において、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを光照射センサ１１により検知する。そして、当該検知のタイミングで、包装機１のＰＬＣ１２は、上記ステップＳ１０３及びＳ１０４において、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒであることに基づいて、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを算出する。

ここで、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことの検知は、投光部１１１と受光部１１２との間で照射される光Ａがフィルムロール２０に当たっているか否かに基づいて行われる。すなわち、図３Ｂ及び図３Ｃに例示されるように、光照射センサ１１は、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒよりも大きいときには、照射した光Ａがフィルムロール２０に当たり、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒ以下になったときに、照射した光Ａがフィルムロール２０に当たらなくなるように配置される。このような光照射センサ１１の配置は容易であり、既知の包装機にも適用可能である。したがって、本実施形態によれば、包装機１における包装フィルム２１の残量を簡易な構成で測定することができる。

§３ 変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。また、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。

＜３．１＞
例えば、上記包装機１の具体的なハードウェア構成に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び追加が可能である。また、上記実施形態では、包装機１は、横ピロー包装機であり、横ピロー型の包装を行うように構成されている。しかしながら、本発明を適用可能な包装機は、横ピロー包装機に限定される訳ではない。本発明は、ロール状に巻き回された包装フィルムを繰り出して、繰り出した包装フィルムで内容物を包装するあらゆる包装機に適用可能である。

＜３．２＞
また、例えば、上記実施形態では、光照射センサ１１として、赤外線照射型のフォトインタラプタを例示した。しかしながら、光照射センサ１１は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、光照射センサ１１は、フォトリフレクタ（反射型フォトセンサ）であってよい。また、光照射センサ１１は、ミリ波レーダ等のレーダであってもよい。各タイプの光照射センサは、照射した光が当たるか否かによって、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを検知可能なように適宜配置される。

また、例えば、上記実施形態では、投光部１１１及び受光部１１２は、フィルムロール２０の軸方向に対して垂直な方向に沿って配置されている。しかしながら、投光部１１１及び受光部１１２の配置は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、投光部１１１及び受光部１１２は、フィルムロール２０の軸方向に対して垂直な方向から傾いて配置されてもよい。また、図５に例示されるように、投光部１１１及び受光部１１２は、フィルムロール２０の軸方向に沿って配置されてもよい。

図５は、フィルムロール２０の軸方向に沿って配置された投光部１１１及び受光部１１２とフィルムロール２０との位置関係を上から見た状態を模式的に例示する。上記のとおり、投光部１１１及び受光部１１２をフィルムロール２０の軸方向に対して垂直な方向に沿って配置した場合、投光部１１１から照射された光Ａは、フィルムロール２０の幅ＤＡの部分によって遮蔽される（図３Ｂ参照）。この幅ＤＡは、フィルムロール２０のロール径が小さくなるにつれて、小さくなる。そのため、ロール径が所定長Ｒよりも大きいにも関わらず、投光部１１１から照射された光が受光部１１２まで透過してしまう可能性がある。そのため、精度を高めるためには、この点を考慮した補正処理等の用意が必要となり得る。

これに対して、本変形例のように、投光部１１１及び受光部１１２をフィルムロール２０の軸方向に沿って配置すると、投光部１１１から照射される光Ａは、フィルムロール２０における軸方向の幅ＤＢの部分に遮蔽される（図５参照）。この幅ＤＢは、フィルムロール２０のロール径が小さくなっても変化しない。したがって、本変形例によれば、投光部１１１及び受光部１１２との間で照射される光Ａをフィルムロール２０により適切に遮蔽することができるため、フィルムロール２０のロール径が所定長Ｒになったことを精度よく検知することができる。これによって、制御部１２１は、上記ステップＳ１０４において、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを正確に算出することができる。

＜３．３＞
また、例えば、上記実施形態では、本発明の制御装置の一例として、ＰＬＣ１２を用いている。しかしながら、本発明の制御装置は、プロセッサとメモリとを備え、演算処理可能なコンピュータであれば特に限定されなくてもよい。例えば、上記実施形態では、ＰＬＣ１２に代えて、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末等の汎用のコンピュータが用いられてよい。また、制御装置は、複数台のコンピュータにより実装されてもよい。

＜３．４＞
また、例えば、上記実施形態に係るステップＳ１０５では、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを表示装置１３に表示している。しかしながら、出力方法は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、スピーカ等の音声出力装置がＰＬＣ１２に接続されている場合には、制御部１２１は、上記ステップＳ１０５において、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを音声により出力してもよい。また、ＰＬＣ１２がネットワークに接続されている場合には、制御部１２１は、電子メール、ショートメッセージサービス、プッシュ通知等により、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを出力してもよい。このようなネットワークを介した通知を行う場合には、通知先となる電子メールアドレス、電話番号等は記憶部１２２に予め登録されていてもよい。なお、制御部１２１は、複数の出力手段により、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔを出力してもよい。

また、例えば、制御部１２１は、包装フィルム２１がなくなるまでの時間ｔが所定の時間になったときに、アラートを発するようにしてもよい。制御部１２１は、当該アラートを、上記表示装置１３での表示、音声による出力、及び／又はネットワークを介した通知により行ってもよい。なお、所定の時間は、記憶部１２２に保持された設定値として与えられてもよいし、作業者によって入力された入力値として与えられてもよい。

＜３．５＞
上記実施形態では、本発明の測定ユニットを包装機に適用した例を示したが、これ以外にも適用することができる。例えば、フィルムを積層したり、組み合わせたりして物品を製造する製造装置など、フィルムを繰り出すフィルムロールを有する装置全般に適用することができる。

１…包装機、
１０…測定ユニット、
１１…光照射センサ、１１１…投光部、１１２…受光部、
１２…ＰＬＣ（制御装置）、
１２１…制御部、１２２…記憶部、１２３…入出力インタフェース、
１３…表示装置、
２０…フィルムロール、２１…包装フィルム、
３０…フィルム搬送部、
３１…サーボモータ（モータ）、３１１…駆動ローラ、
３２…受動ローラ、３３…プーリ、
４０…内容物搬送部、４１…コンベア、４２…モータ、
５０…製袋部、５１…コンベア、５２…モータ、
５３…センターシール部、５４…エンドシール部、
ＷＡ…内容物（ワーク）、ＷＢ…包装体

Claims (5)

1. フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を測定するための測定ユニットであって、
   前記フィルムロールに向けて光を照射し、照射した当該光が前記フィルムロールに当たるか否かによって、前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知可能に構成された光照射センサと、
   前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを前記光照射センサにより検知したときに、当該所定長から前記フィルムロールにおける前記フィルムの残りの長さを特定し、特定した前記フィルムの残りの長さと前記フィルムの繰り出し速度から前記フィルムがなくなるまでの時間を算出する制御装置と、
   を備える、
   測定ユニット。
2. 前記光照射センサは、前記光を照射する投光部と、前記光を受光する受光部と、を備え、
   前記投光部及び前記受光部は、前記投光部と前記受光部との間で照射される前記光を前記ロール径が所定長になるまで前記フィルムロールが遮蔽するように、前記フィルムロールを挟んで配置される、
   請求項１に記載の測定ユニット。
3. 前記投光部及び前記受光部は、前記フィルムロールの軸方向に沿って配置されている、
   請求項２に記載の測定ユニット。
4. 包装用のフィルムが巻き取られたフィルムロールと、
   前記フィルムロールから繰り出された前記フィルムを所定の繰り出し速度で搬送するフィルム搬送部と、
   前記フィルム搬送部から搬送された前記フィルムにより、被包装物を包装する製袋部と、
   請求項１から３のいずれかに記載の測定ユニットと、
   を備える、
   包装機。
5. フィルムロールから繰り出されるフィルムの残量を測定するための測定方法であって、
   前記フィルムロールに向けて光を照射するステップと、
   照射した当該光が前記フィルムロールに当たるか否かによって、当該フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知するステップと、
   前記フィルムロールのロール径が所定長になったことを検知したときに、当該所定長から前記フィルムロールにおける前記フィルムの残りの長さを特定するステップと、
   特定した前記フィルムの残りの長さと前記フィルムの繰り出し速度から前記フィルムがなくなるまでの時間を算出するステップと、
   算出した前記フィルムがなくなるまでの時間を出力するステップと、
   を備える、
   測定方法。

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