JP2001328608A - トップシール式包装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレー毎に型を用意しなくてもトップシール
方式によってフィルム包装することができる包装装置を
提供する。 【解決手段】 包装装置は、上部が開口したトレーＴに
対して、トレー内に被包装物を収容した状態で開口をフ
ィルムで覆い、トレーのフランジにフィルムを溶着する
装置である。この包装装置は、ローラと、ローラ旋回機
構と、制御部とを備えている。ローラは、フィルムの上
方からフランジに当接して、フランジを加熱する。ロー
ラ旋回機構は、ローラをフランジに沿って移動させる。
制御部は、ローラ旋回機構によるローラの旋回速度を、
トレーの特性やフィルムの特性に合わせて制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トップシール式包
装装置、特に、上部が開口したトレーに対して、トレー
内に被包装物を収容した状態で開口をフィルムで覆い、
トレーの開口周囲部分にフィルムを溶着するトップシー
ル式包装装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、肉や魚などの生鮮食品、また総菜
などの加工食品の包装方式として、オーバーラップ方式
が多く採用されている。このオーバーラップ方式は、ト
レーに被包装物を盛りつけした後に、フィルムによって
トレー全体を包み込む方式である。

【０００３】しかし、オーバーラップ方式の場合、トレ
ー及び被包装物全体を包み込まなければならず、またシ
ールするためにフィルムを重ねなければならないので、
トレーの平面的な大きさの数倍の大きさのフィルムが必
要となる。また、フィルムをトレー底面で重ね合わせ、
トレー底面を熱板に押し当てることでシールを行ってい
ることが多く、密封性に劣る。

【０００４】これに対し、上面が開口しているトレーの
開口だけにフィルムを持ってきて、トレーの開口周囲部
分とフィルムとを溶着させる方式（以下、トップシール
方式と称する。）が、オーバーラップ方式に代わって一
部で採用されている。このトップシール方式では、オー
バーラップ方式を採用する場合に較べて、使用するフィ
ルム量を半減させることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このトップシール方式
は、従来においては、シメジなどキノコ類の包装を中心
に採用されている。その具体的な形態としては、主とし
て、開口周辺のトレー側面に糊をつけておき被せたフィ
ルムの端部をここに接着させる形態と、トレーとトレー
の平面の面積よりも大きなフィルムとを型で挟み込んで
圧力とともに熱を加えることによって熱溶着を行う形態
とが存在する。

【０００６】しかしながら、上記のトップシール方式の
形態では、いずれもトレー形状及びトレーサイズに対応
した型が必要となる。このため、多種多様なトレーに被
包装物を盛りつけて包装しなければならず複数のタイプ
のトレーを使う業界では、トップシール方式ではなく、
オーバーラップ方式が採用されていることが多い。フィ
ルムの使用量を低減させシールの密封性を向上させると
いうメリットを持ったトップシール方式であるが、現状
においては、異なる形状及びサイズのトレー毎に型を用
意しなければならないことから採用が見送られているこ
とが多い。

【０００７】本発明の課題は、形状及びサイズの異なる
トレー毎に型を用意しなくてもトップシール方式によっ
てトレーに入れられた被包装物をフィルムで包装するこ
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に係るトップシ
ール式包装装置は、上部が開口したトレーに対して、ト
レー内に被包装物を収容した状態で開口をフィルムで覆
い、トレーの開口周囲部分にフィルムを溶着する装置で
ある。このトップシール式包装装置は、加熱手段と、移
動手段と、制御部とを備えている。加熱手段は、フィル
ムの上方からトレーの開口周囲部分に当接して、トレー
の開口周囲部分を加熱する。移動手段は、加熱手段をト
レーの開口周囲部分に沿って移動させる。制御部は、移
動手段あるいは加熱手段の動作条件を、トレーの特性及
びフィルムの特性の少なくとも一方に合わせて制御す
る。

【０００９】請求項１の包装装置では、フィルムの上か
らトレーの開口周囲部分に加熱手段を当接させること
で、フィルムとトレーの開口周囲部分とを熱溶着させ
る。そして、移動手段によって加熱手段をトレーの開口
周囲部分に沿って移動させることで、トレーの開口周囲
部分の各部に対して加熱手段を接触させ、トレーの開口
周囲部分の全周に対してフィルムを溶着させることが可
能である。

【００１０】このように、ここでは、加熱手段をトレー
の開口周囲部分に接触させて移動手段によって加熱手段
を移動させることで、トレーサイズやトレー形状にかか
わらず、多種多様なトレーを包装することができるよう
になる。すなわち、従来のように種類の異なるトレー毎
に型を用意してトレーに対応させて型交換を行う作業が
不要となり、装置のコストダウンや包装作業の効率化を
図ることができるようになる。

【００１１】さらに、請求項１の包装装置では、移動手
段あるいは加熱手段の動作条件を、トレーの特性及びフ
ィルムの特性の少なくとも一方に合わせて制御してい
る。トレーの特性やフィルムの特性によって溶着に必要
な熱量が異なるが、これらの特性に合わせて動作条件を
制御することによって、加熱の過不足による溶着不良を
回避することができる。例えば、移動速度が速すぎれば
必要な熱量が少なくなって溶着されない部分が発生し、
遅すぎれば過剰な熱量を与えることになりフィルムに穴
が開いたりする恐れがある。また、加熱温度が高すぎれ
ばフィルムが溶けすぎて密封性が損なわれたり、低すぎ
れば溶着されなかったりする恐れがある。これらの不具
合は、本請求項の装置のように動作条件を制御すること
によって、抑制することが可能である。さらに、トレー
の各部の強度や形状といったトレーの特性を基に動作条
件を細かく制御することによって、トレーの開口周囲部
分の各部での溶着条件を揃えることも可能である。

【００１２】請求項２に係るトップシール式包装装置
は、請求項１に記載の装置であって、加熱手段は、トレ
ーの開口周囲部分の上を転動するローラである。また、
移動手段は、ローラを旋回軸周りに旋回させることによ
って、ローラをトレーの開口周囲部分に沿って移動させ
る。ここでは、ローラを旋回軸周りに旋回させるため、
角形のトレーの場合、旋回速度を一定とすれば、トレー
の開口周囲部分の直線部とコーナー部とでローラの移動
速度に違いが出る。すなわち、コーナー部におけるトレ
ーとローラとの相対移動速度が直線部におけるトレーと
ローラとの相対移動速度よりも速くなるといった違いが
発生する。

【００１３】これに対し、本発明に係る装置ではトレー
の各部の強度や形状といったトレーの特性を基に移動手
段や加熱手段の動作条件を細かく制御することが可能な
ので、各部におけるトレーとローラとの相対移動速度を
略一定としたり、トレーとローラとの相対移動速度の違
いをカバーするように加熱手段による加熱をトレーの開
口周囲部分の各部において変えたりすることができるよ
うになる。

【００１４】このように、本請求項の装置によれば、ト
レーの開口周囲部分の各部とフィルムとを均等な溶着度
合いでシールすることが可能となる。請求項３に係るト
ップシール式包装装置は、請求項１又は２に記載の装置
であって、制御部が制御する動作条件の少なくとも１つ
は、移動手段による加熱手段の移動速度である。

【００１５】請求項４に係るトップシール式包装装置
は、請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、
制御部が制御する動作条件の少なくとも１つは、加熱手
段による加熱温度である。請求項５に係るトップシール
式包装装置は、請求項１から４のいずれかに記載の装置
であって、制御部は、動作条件を、トレーの開口周囲部
分の各部において変える制御を行う。

【００１６】請求項６に係るトップシール式包装装置
は、上部が開口したトレーに対して、トレー内に被包装
物を収容した状態で開口をフィルムで覆い、トレーの開
口周囲部分にフィルムを溶着する装置である。このトッ
プシール式包装装置は、加熱手段と、移動手段と、角度
調節機構と、制御部とを備えている。加熱手段は、フィ
ルムの上方からトレーの開口周囲部分に当接して、トレ
ーの開口周囲部分を加熱する。移動手段は、加熱手段を
トレーの開口周囲部分に沿って移動させる。角度調整機
構は、トレーの開口周囲部分に対して加熱手段が当接す
る角度の調節を行う。制御部は、角度調整機構による角
度の調整を、トレーの特性及びフィルムの特性の少なく
とも一方に合わせて制御する。

【００１７】請求項６の包装装置では、フィルムの上か
らトレーの開口周囲部分に加熱手段を当接させること
で、フィルムとトレーの開口周囲部分とを熱溶着させ
る。そして、移動手段によって加熱手段をトレーの開口
周囲部分に沿って移動させることで、トレーの開口周囲
部分の各部に対して加熱手段を接触させ、トレーの開口
周囲部分の全周に対してフィルムを溶着させることが可
能である。

【００１８】このように、ここでは、加熱手段をトレー
の開口周囲部分に接触させて移動手段によって加熱手段
を移動させることで、トレーサイズやトレー形状にかか
わらず、多種多様なトレーを包装することができるよう
になる。すなわち、従来のように種類の異なるトレー毎
に型を用意してトレーに対応させて型交換を行う作業が
不要となり、装置のコストダウンや包装作業の効率化を
図ることができるようになる。

【００１９】また、トレーの開口周囲部分に加熱手段を
角度をつけて当てることができるため、加熱手段とトレ
ーの開口周囲部分との間にフィルムが挟まれた状態にお
いて、加熱手段をトレーの開口周囲部分に密着している
フィルムの部分にだけ当て、開口周囲部分に囲まれる開
口を覆っているフィルムの部分には接触させないように
することができる。このため、開口を覆っているフィル
ムが溶けたり、フィルムに微細な穴が開いたりすること
を抑えることができるようになる。

【００２０】さらに、この請求項６の包装装置では、ト
レーの特性やフィルムの特性に合わせて角度調整機構に
よる角度の調整を制御している。トレーの特性やフィル
ムの特性によって溶着に必要な圧力が異なるが、これら
の特性に合わせて動作条件を制御することによって、圧
力の過不足による溶着不良を回避することができる。例
えば、角度がきつく垂直に近ければ圧力不足となって溶
着されない部分が発生し、角度がゆるく水平に近ければ
開口を覆うフィルムの部分にまで熱や圧力が作用してフ
ィルムにピンホールが開く恐れがある。これらの不具合
は、本請求項の装置のように角度の調整を制御すれば、
抑制することが可能である。さらに、トレーの各部の強
度や形状といったトレーの特性を基に動作条件を細かく
制御することによって、トレーの開口周囲部分の各部で
の溶着条件を揃えることも可能である。

【００２１】請求項７に係るトップシール式包装装置
は、請求項６に記載の装置であって、制御部は、角度調
整機構による角度の調整を、トレーの開口周囲部分の各
部において変える制御を行う。形状や材質、厚みなどの
トレーの特性から、トレーの開口周囲部分の強度が各部
において異なることがある。この場合には、トレーの開
口周囲部分に当接する加熱手段の当接角度や圧力が同じ
でも、トレーの開口周囲部分の各部の変形度合いが違う
ため、場所によって溶着の度合いが異なるという不具合
が起こる。

【００２２】これに鑑み、本請求項の装置では、角度調
整機構による角度の調整を、トレーの開口周囲部分の各
部において変えている。これにより、トレーの開口周囲
部分の各部とフィルムとをより均等な溶着度合いでシー
ルすることが可能となる。請求項８に係るトップシール
式包装装置は、請求項１から７のいずれかに記載の装置
であって、制御部は、トレー毎に、データファイルを有
している。データファイルには、トレーの特性データ及
びフィルムの特性データの少なくとも一方が記憶されて
いる。

【００２３】請求項９に係るトップシール式包装装置
は、請求項８に記載の装置であって、トレーの特性デー
タは、トレーの開口周囲部分の形状、トレーの開口周囲
部分のサイズ、及びトレーの材質の少なくとも１つであ
る。請求項１０に係るトップシール式包装装置は、請求
項８に記載の装置であって、フィルムの特性データは、
フィルムの材質から導かれる溶着温度、表面摩擦抵抗、
及び吸湿性の少なくとも１つである。

【００２４】

【発明の実施の形態】＜装置の概略＞本発明の一実施形
態である包装装置を図１に示す。ここに示す包装装置１
は、肉や魚などの生鮮食品や総菜などの加工食品を収容
したトレーＴの上部開口ｏをフィルムＦｍで覆い（図８
参照）、トレーＴの開口ｏの周囲に位置するフランジｆ
とフィルムＦｍとを熱融着させてシールする、いわゆる
トップシール方式の包装装置である。

【００２５】＜装置の構成＞この包装装置１は、図１に
示すように、主として、フレーム１ａと、トレーＴを保
持する保持部材２と、保持部材２の上方に位置するロー
ラ３と、保持部材２とローラ３との間にフィルムＦｍを
供給するフィルム供給機構５と、保持部材２を昇降させ
るリフト機構６と、ローラ３を主として上下に移動させ
るローラ上下移動機構７と、ローラ３を旋回させるロー
ラ旋回機構８と、ローラ角度調整機構９（図４参照）
と、各機構の制御を行う制御部１０（図７参照）とから
構成されている。

【００２６】＜各部の構成詳細＞ （保持部材）保持部材２は、トレーＴをその上面に載せ
て保持するものであり、リフト機構６によって昇降させ
られる。この保持部材２に対してトレーＴを載せる作業
は、操作者が手作業で行ってもよいし、別に用意された
トレーＴの搬送装置のようなものから自動的に移載する
ようにしてもよい。

【００２７】また、ここでは採用していないが、四方か
らトレーＴの側面に当たりトレーＴの位置ズレを防ぐト
レー側面保持部材を設けて、トレーＴの位置ズレ、特に
回転方向を含む平面的な位置ズレを防ぐようにすること
もできる。また、トレーＴの下面を吸着する吸着装置を
設けて、トレーＴの位置ズレを防ぐようにすることもで
きる。

【００２８】（ローラ）ローラ３は、円筒状の部材であ
って、後述するローラ上下移動機構７のローラ支持部材
７１によって回転自在に軸支されているものである。ロ
ーラ３の表面には、他の部分よりも柔らかい層が形成さ
れている。具体的には、ローラ３の表面は樹脂や合成ゴ
ム等の弾性物により形成されており、トレーＴのフラン
ジｆの表面に微少な凹凸がある場合にもフィルムＦｍと
フランジｆとの圧着が確保されるようになっている。ま
た、フィルムＦｍとの摩擦力を確保することにより、ロ
ーラ３を確実に転動させ、ピンホール等のない確実なシ
ールが実現するようにしている。

【００２９】このローラ３は、図５に示すように、後述
するローラ旋回機構８の旋回中心軸８１に対して１本が
設けられている。ローラ３は、図１に示すように、側面
から見たときに水平面に平行なトレーＴの上面に対して
傾斜した状態で、トレーＴに押し当たることになる。ト
レーＴに押し当たるときの角度は、後述するローラ角度
調整機構９のモータ９ａの制御によって調整することが
できる。モータ９ａは、図４（ｂ）に示すように、その
回転軸の先端がローラ３を軸支するローラ支持部材７１
に固定されており、その回転によってローラ３の角度を
変えることができる。但し、ローラ３の角度（傾斜）
は、旋回中心軸８１側のローラ３の端部が他端よりも高
い位置にくるような傾斜に設定される（図１参照）。

【００３０】また、ローラ３の内部には、ローラ３を加
熱するヒータ３ａ（図７参照）が配置されている。この
ヒータ３ａの仕様は、シールするトレーＴやフィルムＦ
ｍの材質に応じ、シールによって奪われる熱量を短時間
で回復できるエネルギーの入力が必要なことを考慮し
て、適当な仕様が選択されている。 （フィルム供給機構）フィルム供給機構５は、トレーＴ
のサイズに適した量のフィルムＦｍを、下降状態にある
保持部材２とローラ３との間に繰り出す機構である。こ
のフィルム供給機構５は、フィルムＦｍをセットするセ
ット部５１と、フィルムＦｍを搬送し且つフィルムＦｍ
を挟み込むことができる搬送部と、トレーＴの包装によ
り一部が抜き取られた残りのフィルムＦｍを巻き取る巻
き取り部５３とから構成されている。セット部５１、搬
送部、及び巻き取り部５３は、それぞれフレーム１ａに
支持されている。搬送部は、保持部材２とローラ３との
間の空間を挟むように配置される搬送ローラ５２ａ，５
２ｂと、これらに圧着する押さえローラ５２ｃ，５２ｄ
と、搬送ローラ５２ａ，５２ｂの両端部付近にそれぞれ
掛け渡されている２本のベルトＢ１と、押さえローラ５
２ｃ，５２ｄの両端部付近にそれぞれ掛け渡されている
２本のベルトＢ２とを有している。このフィルム供給機
構５では、セット部５１にセットされたフィルムＦｍが
搬送ローラ５２ａ，５２ｂに掛け渡されているベルトＢ
１及び押さえローラ５２ｃ，５２ｄに掛け渡されている
２本のベルトＢ２により搬送され、巻き取り部５３につ
ながる。搬送ローラ５２ａ，５２ｂ及び巻き取り部５３
は、モータ５ａ（図７参照）等から成る駆動手段により
作動する。

【００３１】搬送部は、後述する制御部１０の制御によ
り、包装するトレーＴのサイズに応じてフィルムＦｍの
搬送量を変更することができる。搬送量の変更に関する
制御については、入力されたトレーＴのトレー番号を基
にフランジｆのデータが呼び出され、そのサイズを考慮
して制御が行われる。また、搬送ローラ５２ａ，５２ｂ
に掛け渡されている２本のベルトＢ１及び押さえローラ
５２ｃ，５２ｄに掛け渡されている２本のベルトＢ２は
フィルムＦｍの搬送方向（図１の右方から左方へと向か
う方向）に対して概ね直交する方向に移動自在とされて
おり、後述するリフト機構６によってトレーＴを上昇さ
せるときに、フィルムＦｍに張力をかけ、トレーＴの開
口ｏ上にしわのないきれいなフィルム面を生じさせるこ
とができる。

【００３２】また、フィルムＦｍを引っ張ることによ
り、フィルムＦｍの幅を広げ、シール可能なトレーのサ
イズを大きくすることもできる。また、シール終了後に
さらにフィルムＦｍを引っ張る動作を加えれば、フィル
ムＦｍの切断をより確実に行うことができる。さらに、
搬送部は、搬送ローラ５２ａ，５２ｂの間に繰り出すフ
ィルムＦｍの量を変更することで、１サイズのフィルム
幅で多種なサイズのトレーＴをシール包装することがで
きる。

【００３３】なお、フィルムＦｍを搬送するベルトＢ１
はフィルムＦｍに対してグリップ性のあるものであり、
押さえローラ５２ｃ，５２ｄに掛け渡されているベルト
Ｂ２との間にフィルムＦｍを挟持できるような構造とな
っている。（リフト機構）リフト機構６は、トレーＴを
フィルムＦｍに対して突き上げるための機構であり、駆
動モータ６１と、フレーム１ａに固定されている固定部
６２と、固定部６２に対して上下に移動する移動部６３
とから構成されている。移動部６３の上面には、保持部
材２が固定される。すなわち、保持部材２上に載置され
たトレーＴは、移動部６３の移動にしたがって昇降する
ことになる。

【００３４】駆動モータ６１は、サーボモータあるいは
ステッピングモータであり、制御部１０による制御によ
って回転速度が電気制御される。このように、ここでは
移動部６３を移動させる制御として電気制御を採用して
いるため、移動の速度カーブやストロークなどが比較的
容易に設定でき、トレーＴのサイズや被包装物に対して
最適な条件でトレーＴを昇降させることができる。な
お、移動部６３を移動させる機構及び制御としては、上
記の電気制御以外にも、カムやクランク機構によるメカ
ニカル制御、エアーシリンダ等による空気圧制御などを
採用することが可能である。

【００３５】（ローラ上下移動機構，ローラ角度調整機
構）ローラ上下移動機構７は、ローラ３の高さ位置を変
えるための機構であって、図１及び図４（ａ）に示すよ
うに、リンク機構７２と、押さえ板７３と、押さえ板７
３に上方から力を加えるレバー機構７４と、レバー機構
７４を作動させるモータ７５と、ベース部材７９とから
構成されている。

【００３６】ローラ角度調整機構９は、ローラ３がトレ
ーＴのフランジｆに当たる角度を調整するための機構で
あって、モータ９ａと、ブラケット９ｂとから構成され
ている。リンク機構７２は、図４（ａ）に示すように、
ローラ角度調整機構９が固定される第１部材７２ａと、
一対の第２部材７２ｂと、一端が押さえ板７３に接する
第３部材７２ｃとから構成されている。一対の第２部材
７２ｂは、それぞれ、一端が第１部材７２ａとピン結合
されており、他端がベース部材７９にピン結合されてい
る。第３部材７２ｃは、その一端が、上側の第２部材７
２ｂの他端に回転不能に固定されている。また、第３部
材７２ｃの他端は、押さえ板７３の外周部に下方から当
接している。

【００３７】押さえ板７３は、後述するローラ旋回機構
８の旋回中心軸８１に沿って上下移動自在な円板状部材
であり、モータ７５により作動するレバー機構７４によ
って上方から力が加えられる。リンク機構７２の第３部
材７２ｃの他端が押さえ板７３によって押し下げられて
いるときには、図４（ａ）の右側に示すように、ローラ
角度調整機構９、ローラ支持部材７１、及びローラ３が
上にあがった状態となる。一方、押さえ板７３がリンク
機構７２に力を加えなくなると、ローラ角度調整機構
９、ローラ支持部材７１、及びローラ３が、自重によっ
て下降する（図４（ａ）の左側参照）。

【００３８】また、ローラ角度調整機構９のモータ９ａ
は、サーボモータあるいはステッピングモータであり、
制御部１０によって制御される（図７参照）。このモー
タ９ａは、ブラケット９ｂによって、第１部材７２ａに
固定される。 （ローラ旋回機構）ローラ旋回機構８は、ローラ３、ロ
ーラ３を支持するローラ支持部材７１、ローラ角度調整
機構９、及びリンク機構７２を、シール包装時に所定角
度だけ旋回させる機構である。このローラ旋回機構８
は、旋回中心軸８１と、旋回中心軸８１を回転させるモ
ータ８２とから構成されている。旋回中心軸８１は、そ
の下端がリンク機構７２を支えるベース部材７９に固定
されており、その上端が図示しないタイミングベルト及
びプーリによってモータ８２とつながっている。モータ
８２は、サーボモータあるいはステッピングモータであ
り、制御部１０による制御によって回転速度が電気制御
される。

【００３９】制御部１０の制御によりモータ８２が所定
角度だけ旋回中心軸８１を回転させると、ローラ３は旋
回中心軸８１を回転中心として所定角度だけ旋回する
（図６参照）。このときの旋回中心軸８１の回転速度
は、後述するように制御部１０によって細かく制御され
る。 （制御部）図７に示すように、制御部１０は、制御部本
体としてＣＰＵ１１を搭載するとともに、このＣＰＵ１
１が制御する主記憶部としてＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３
を搭載している。さらに、制御部１０は、操作者への表
示を担うディスプレイ１５に対するデータ表示を制御す
る表示制御回路１５ａ、操作者からの入力を受け付ける
キーボード１６からのキー入力データを取り込むキーボ
ード回路１６ａ等を備えている。

【００４０】また、制御部１０は、ＨＤＤ（ハードディ
スク）１４内にトレーマスタファイル１４ａ及びフィル
ムマスターファイル１４ｂを備えている。トレーマスタ
ファイル１４ａ内には、トレー番号毎に、フランジｆの
サイズ、フランジｆの形状、フランジの強度、トレーの
材質などのデータが格納されている。

【００４１】フィルムマスターファイル１４ｂ内には、
フィルムの種類毎に、フィルムの材質から導かれる溶着
温度、表面摩擦抵抗、吸湿性などのデータが格納されて
いる。一方、ＲＡＭ１３内には、トレーマスタファイル
１４ａやフィルムマスターファイル１４ｂから呼び出し
た情報を格納するデータ領域が形成されている。

【００４２】そして、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ
１３、ＨＤＤ１４、及び各回路１５ａ，１６ａは、アド
レスバス，データバス等のバスラインを介して相互に接
続されている。この制御部１０は、図７に示すように、
各機構のモータ及びヒータ３ａに接続されており、これ
らの動作を制御する。

【００４３】＜装置の動作制御の概略＞図１に示すよう
にトレーＴが保持部材２上に載ると、まず制御部１０
は、入力されたトレー番号に基づくフランジｆのサイズ
を基にして、フィルム供給機構５によるフィルムＦｍの
繰り出し量を算出する。この繰り出し量だけフィルム供
給機構５からフィルムＦｍが繰り出されると、搬送部
は、搬送ローラ５２ａ，５２ｂに掛け渡されている２本
のベルトＢ１及び押さえローラ５２ｃ，５２ｄに掛け渡
されている２本のベルトＢ２を搬送方向（図５の左右方
向）に対して直交する方向に移動させ、フィルムＦｍを
幅方向（図５の上下方向）に引き伸ばす。これにより、
フィルムＦｍには幅方向に沿った張力がかかる。

【００４４】制御部１０がトレーＴのサイズを基に算出
した動作に従ってリフト機構６の移動部６３を上昇させ
ると、トレーＴがフィルムＦｍを突き上げて停止する
（図２参照）。このときには、トレーＴの突き上げによ
り、フィルムＦｍには搬送方向に沿った張力がかかる。
次に制御部１０は、モータ７５を制御し、レバー機構７
４による押さえ板７３に対する下方への付勢を解除さ
せ、リンク機構７２を開放する。すると、ローラ３が自
重によってトレーＴに接触するまで移動する（図３参
照）。

【００４５】制御部１０は、モータ７５を制御してロー
ラ３をトレーＴに接触させると同時に、モータ８２を制
御して旋回中心軸８１を所定角度だけ回転させる。この
所定角度を少なくとも３６０゜に設定すればトレーＴの
周囲全体をローラ３でシールすることが可能であるが、
ここではそれに若干の余裕を持たせた角度としている。
旋回中心軸８１に連動してローラ３が図６に示すように
回転し出すと、ローラ３は、トレーＴの周囲（フランジ
ｆ）をなぞるように移動し、トレーＴとフィルムＦｍと
を熱融着させてシールしていく。このとき、ローラ３
は、フランジｆ上を転がりながら移動する。

【００４６】ローラ３がトレーＴの周囲に沿って移動す
るときの両者の接触部分の近傍を拡大したものを図８に
示す。トレーＴはその開口ｏが前後左右に張力のかかっ
たフィルムＦｍで覆われた状態にあり、フィルムＦｍは
トレーＴのフランジｆに圧着している。そして、フィル
ムＦｍとフランジｆとの接触部分に、ローラ３が斜めに
当たって熱と力とを加えている。これらの熱及び力によ
り、フィルムＦｍとフランジｆとが熱融着する。また、
このときには、トレーＴのエッジ部分においてフィルム
Ｆｍに熱及び力が集中することによって、トレーＴのエ
ッジ部分でフィルムＦｍが溶けて切り離される（図９参
照）。

【００４７】ローラ３によるトレーＴへのフィルムＦｍ
のシールを終えると、ローラ３を引き上げリフト機構６
によってトレーＴを下降させた後に、シール包装された
トレーＴを保持部材２から取り出し、次のサイクルに移
る。次のサイクルに移るときには、トレーＴのシール包
装により一部が熱溶断されて抜かれたフィルムＦｍは、
巻き取り部５３の駆動によって巻き取られる。なお、フ
ィルムＦｍの幅ＦｈはトレーＴの幅Ｔｈよりも広く設定
されており（図５参照）、トレーＴのシール包装によっ
てフィルムＦｍの連続性がとぎれることはなく、巻き取
り部５３による巻き取りができなくなるという不具合は
発生しない。

【００４８】＜装置の動作制御の詳細＞ （トレーの特性及びフィルムの特性に応じたローラ角度
の調整について）包装装置１では、ローラ角度調整機構
９のモータ９ａによって、初期設定としてトレーＴのフ
ランジｆに当たるローラ３の角度を調整することが可能
である。この角度調整は、入力されたトレー番号に基づ
くトレーＴの特性（フランジｆのサイズ、フランジｆの
形状、フランジの強度、トレーの材質）、及びフィルム
セット時に入力されたフィルムＦｍの種類に基づくフィ
ルムＦｍの特性（フィルムの材質から導かれる溶着温
度、表面摩擦抵抗、吸湿性）をパラメータとして、制御
部１０が行う。例えば、トレーやフィルムの材質からシ
ール時に両者が強く密着されている必要がある場合に
は、比較的水平に近い角度に調整される。また、フラン
ジｆの形状から見てローラ３を側方から当てたほうが望
ましい場合には、比較的垂直に近い角度に調整される。

【００４９】（ローラ旋回機構によるローラの移動速度
の制御について）包装装置１では、ローラ旋回機構８の
モータ８２によって、トレーＴのフランジｆに沿って移
動するローラ３の移動速度を調整することが可能であ
る。まず、この包装装置１では、初期設定として、全体
としてローラ３の移動速度を速く設定するか遅く設定す
るかを決める。この基本となる移動速度の設定について
は、トレーやフィルムの材質から熱溶着のし易さを求
め、それに応じて移動速度を決定する。例えば、比較的
熱溶着し易い場合には移動速度を速く設定し、熱溶着し
難い場合には移動速度を遅く設定する。

【００５０】また、包装装置１では、ローラ３をトレー
Ｔのフランジｆに沿って１周させるときの移動速度（フ
ランジｆとローラ３との相対移動速度）を、旋回中心軸
８１の回転速度を制御することによって、略一定に保つ
ようにしている。すなわち、包装装置１のようにローラ
３を旋回中心軸８１周りに旋回させる構造の場合、角形
のトレーＴであれば旋回速度を一定とするとフランジｆ
の直線部とコーナー部とでローラ３の移動速度に違いが
出るが、旋回速度（旋回中心軸８１の回転速度）を制御
することによってローラ３のフランジｆに対する移動速
度を略一定に保つようにしている。これにより、従来よ
りもフランジｆ各部での溶着度合いが均等に近づくこと
になる。

【００５１】具体的には、溶着部が旋回中心軸８１から
離れ、旋回速度一定ならばフランジｆに対するローラ３
の移動速度が直線部よりも速くなるフランジｆのコーナ
ー部においては、図１１（ｂ）に示すように、旋回速度
（図１１（ｂ）の縦軸）を小さくしている。言い換えれ
ば、制御部１０は、モータ８２を制御して、ローラ３が
フランジｆの直線部にあるときの旋回速度を速くし、ロ
ーラ３がコーナー部にあるときの旋回速度を遅くしてい
る。より詳細には、図１１（ｂ）に示す速度制御カーブ
になるように、モータ８２の回転を制御している。これ
により、フランジｆとローラ３との相対速度がフランジ
ｆ各部において略一定に保たれる。

【００５２】なお、制御部１０は、このモータ８２の速
度制御カーブを、トレーマスタファイル１４ａから呼び
出したフランジｆのサイズ及び形状に基づいて決定して
いる。これらの情報を基に、溶着部の旋回中心軸８１か
らの距離を算出して、それに応じて速度制御カーブを割
り出している。 ＜装置の特徴＞ （１）この装置１では、トレーＴに当たるローラ３をト
レーＴのフランジｆ上面に接触させながら回転移動させ
るため、特別な形状でない限りは、トレーＴの大きさや
形状にかかわらずシール包装を行うことができる。この
装置１が平面的に見てシールできる範囲は、図１０
（ｂ）において斜線のハッチングで示す範囲Ａ（ドーナ
ツ状の範囲）になる。したがって、図１０（ａ）に示す
形状及び大きさのトレーＴに限らず、図１０（ｂ）にお
いて点線で示す大きなトレーＴ２、１点鎖線で示す８角
形のトレーＴ３、２点鎖線で示す長方形のトレーＴ４
等、上記範囲Ａに収まる形状であればトレーＴの大きさ
や形状にかかわらずシール包装が可能である。

【００５３】これにより、多種多様なトレーを必要とす
る業界においても型等の部品交換を行うことなく本装置
１によって効率的にシールを行うことが可能となり、フ
ィルムの使用量が少なくなる省資源包装が促進されると
ともに、完全密封の包装により食品に対する安全性も向
上する。 （２）この装置１では、ローラ３をフランジｆに対して
斜めに（水平面に対して傾斜した状態で）当てているた
め、ローラ３はフランジｆ上のフィルムＦｍだけに当た
り、トレーＴの開口ｏを覆っているフィルムＦｍには接
触しない（図８及び図９参照）。このため、開口ｏを覆
っているフィルムＦｍが溶けたり、フィルムＦｍに微細
な穴が開いたりすることが抑えられる。

【００５４】（３）この装置１では、トレーの特性やフ
ィルムの特性に合わせてローラ３がトレーＴのフランジ
ｆに当たる角度を調整しているため、トレーの特性やフ
ィルムの特性によって異なる溶着に必要な圧力に対応で
き、圧力の過不足による溶着不良を回避することができ
る。具体的には、圧力が足りず溶着されない部分が発生
したり、開口を覆うフィルムの部分にまで熱や圧力が作
用してピンホールが開いたりする不具合を回避すること
ができている。

【００５５】（４）この装置１では、ローラ旋回機構８
のモータ８２の回転速度を、ローラ３をトレーＴのフラ
ンジｆに沿って１周させるときにおいて、フランジｆと
ローラ３との相対移動速度が略一定となるように制御を
行っている。具体的には、図１１に示すような速度制御
カーブとなるようにしている。したがって、フランジｆ
とローラ３との相対移動速度がフランジｆの各部でばら
つくことによる加熱の過不足で溶着不良が発生すること
を抑えることができる。例えば、相対移動速度が速すぎ
れば必要な熱量が少なくなって溶着されない部分が発生
し、遅すぎれば過剰な熱量を与えることになりフィルム
に穴が開いたりする恐れがあるが、装置１では相対移動
速度を適切に且つフランジｆ各部で一定とすることがで
きるため、種々のトレーＴに対して、常に好ましい溶着
状態を確保することができる。

【００５６】［他の実施形態］ （Ａ）上記実施形態では、１つの旋回中心軸８１と１つ
のローラ３とを備えた包装装置１に対して本発明を適用
しているが、１つの旋回中心軸に対して複数のローラが
対応している包装装置、複数の旋回中心軸を持ち且つそ
れぞれの旋回中心軸にローラが対応している包装装置、
旋回中心軸が平面移動するタイプの包装装置などに対し
ても本発明の適用が可能である（旋回軸を複数有する包
装装置や旋回軸を平面移動させる包装装置の例について
は、特願２０００−１１３５４９号を参照）。

【００５７】（Ｂ）上記実施形態では、ローラ３に内蔵
されたヒータ３ａによるローラ３の加熱温度を特には制
御していないが、ローラ旋回機構８のモータ８２の回転
速度制御に加えて、あるいは代えて、ローラ３の加熱温
度を細かく制御することもできる。まず、初期設定とし
て、全体としてローラ３の加熱温度を高く設定するか低
く設定するかを決めることができる。この基本となる加
熱温度の設定については、トレーやフィルムの材質から
熱溶着のし易さを求め、それに応じて決定する。例え
ば、比較的熱溶着し易い場合には加熱温度を低く設定
し、熱溶着し難い場合には加熱温度を高く設定する。こ
れにより、加熱の過不足による溶着不良を回避すること
ができる。例えば、加熱温度が高すぎればフィルムが溶
けすぎて密封性が損なわれたり、低すぎれば溶着されな
かったりする恐れがあるが、これらの不具合はローラ３
の加熱温度を制御することによって抑制することができ
る。

【００５８】また、ローラ３をトレーＴのフランジｆに
沿って１周させるときの旋回中心軸８１の回転速度を制
御することに代えて、すなわちモータ８２による旋回中
心軸８１の回転速度を一定としておいて、ローラ３とフ
ランジｆとの相対速度の違いをローラ３の加熱温度の制
御で補うことも考えられる。包装装置１のようにローラ
３を旋回中心軸８１周りに旋回させる構造の場合、角形
のトレーＴであれば旋回速度を一定とするとフランジｆ
の直線部とコーナー部とでローラ３の移動速度に違いが
出るが、ローラ３を加熱するヒータ３ａを制御すること
によって、フランジｆ各部での溶着度合いを略均等とす
ることができる。

【００５９】具体的には、溶着部が旋回中心軸８１から
離れ、旋回速度一定ならばフランジｆに対するローラ３
の移動速度が直線部よりも速くなるフランジｆのコーナ
ー部において、ローラ３の加熱温度を高くすることが考
えられる。但し、現段階においては、ヒータ３ａの制御
によるローラ３の加熱温度の変更は応答性に難があるた
め、ヒータ３ａを制御するよりもローラ旋回機構８のモ
ータ８２を制御するほうが現実的である。

【００６０】（Ｃ）上記実施形態では、ローラ角度調整
機構９のモータ９ａによって、初期設定としてトレーＴ
のフランジｆに当たるローラ３の角度を調整している
が、さらにローラ３をトレーＴのフランジｆに沿って１
周させるときのフランジｆ各部でのローラ３の角度調整
を細かく制御することも可能である。

【００６１】このようにフランジｆ各部に対してローラ
３の当たる角度を変化させる制御を行う動機としては、
次のことが挙げられる。その動機は、形状や材質、厚み
などのトレーＴの特性から、トレーＴのフランジｆの強
度が直線部やコーナー部といった各部において異なるこ
とがあるが、この場合には、フランジｆに当たるローラ
３の角度が同じでもフランジｆ各部の変形度合いが違う
ため、場所によって溶着の度合いが異なるという不具合
が起こることである。

【００６２】ローラ３を旋回させている途中でローラ３
の角度を細かく制御してやれば、フランジｆ各部の変形
度合いの違いに基づく溶着度合いのバラツキを補正する
ことが可能である。このフランジｆ各部の変形度合いが
トレーＴやフランジｆの形状、材質、厚みなどから算出
される強度に関連することから、ローラ角度調整機構９
のモータ９ａを制御する際には、トレーマスタファイル
１４ａからこれらのデータを呼び出して制御を行うこと
になる。これにより、フランジｆ各部とフィルムＦｍと
を、より均等な溶着度合いでシールすることができるよ
うになる。

【００６３】（Ｄ）上記実施形態では、キーボード１６
から入力されたトレー番号などからトレーマスタファイ
ル１４ａに記憶されているデータを呼び出して、それを
基に制御部１０が各種制御を行っているが、ＣＣＤカメ
ラ等の撮像手段で撮像したトレーＴの画像処理結果から
認識されるトレー形状からトレーマスタファイル１４ａ
内の各情報を呼び出したり、センサーでトレーＴの幅方
向を走査してトレー幅寸法を検出するとともにトレーＴ
の搬入の際にトレーＴの奥行き寸法を検出するようにし
て、トレーマスタファイル１４ａ内の各情報を呼び出し
たりすることもできる。

【００６４】（Ｅ）上記実施形態ではフィルムＦｍとの
摩擦抵抗を増大させローラを確実に転動させる目的でロ
ーラ３の表面に他の部分よりも柔らかい層を形成してい
るが、逆にローラ３の表面に抵抗を小さくする加工を施
してシール条件を変更することも可能である。

【００６５】（Ｆ）上記実施形態においてはリフト機構
６の移動部６３を上昇させトレーＴによってフィルムＦ
ｍを突き上げてフィルムＦｍに張力がかかるようにして
いるが、フィルムＦｍの強度や張力の大きさによっては
フィルムＦｍが損傷したりトレーＴが不要に変形したり
する恐れがある。これを抑えるために、リフト機構６の
移動部６３の上昇時において、トレーＴとフィルムＦｍ
が接触するタイミングで、搬送ローラ５２ａ，５２ｂの
位置を変えたり押さえローラ５２ｃ，５２ｄによるフィ
ルムＦｍの保持度合いを変更したりして、フィルムＦｍ
に過剰な張力がかからないようにすることもできる。

【００６６】（Ｇ）上記実施形態においてはフィルムＦ
ｍの幅ＦｈをトレーＴの幅Ｔｈよりも広く設定している
が（図５参照）、フィルムＦｍの幅ＦｈがトレーＴの幅
Ｔｈよりも狭い場合であっても、フィルムＦｍに幅方向
に沿った張力をかけた状態で幅ＦｈがトレーＴの幅Ｔｈ
よりも広くなれば、トレーＴのシール包装によってフィ
ルムＦｍの連続性がとぎれることはなく、巻き取り部５
３による巻き取りができなくなるという不具合は発生し
ない。

【００６７】

【発明の効果】本発明では、移動手段、加熱手段、ある
いは角度調整機構の動作条件を、トレーの特性やフィル
ムの特性に合わせて制御しているため、加熱や加圧の過
不足による溶着不良を回避することができる。また、ト
レーの各部の強度や形状といったトレーの特性を基に動
作条件を細かく制御することによって、トレーの開口周
囲部分の各部での溶着条件を揃えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る包装装置の概略図。

【図２】包装装置の一状態図。

【図３】包装装置の一状態図。

【図４】（ａ）ローラ上下移動機構の動作説明図。 （ｂ）図４（ａ）のb-b矢視図。

【図５】トレーとフィルムとの平面配置図。

【図６】ローラの旋回動作図。

【図７】包装装置の制御ブロック図。

【図８】ローラ接触時のトレーのフランジ近傍拡大図。

【図９】フィルム熱融着時のトレーのフランジ近傍拡大
図。

【図１０】包装装置が対応可能なトレーの平面形状を示
す図。

【図１１】ローラ旋回機構のモータの速度制御カーブを
示す図。

【符号の説明】

１ 包装装置 ３ ローラ ３ａ ヒータ ８ ローラ旋回機構（移動手段） ９ ローラ角度調整機構（角度調整機構） １０ 制御部 １４ａ トレーマスタファイル（データファイル） １４ｂ フィルムマスタファイル（データファイル） ８１ 旋回中心軸（旋回軸） Ｆｍ フィルム Ｔ トレー ｆ フランジ（開口周囲部分） ｏ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川西 紀男 滋賀県栗太郡栗東町下鈎959番地の１ 株 式会社イシダ滋賀事業所内 Ｆターム(参考） 3E049 AA01 AB03 BA04 CA10 DB02 EA02 EA07 EB03 EC02 FA07 3E094 AA04 BA12 CA08 CA15 DA02 GA11 HA08 HA10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部が開口したトレーに対して、前記トレ
   ー内に被包装物を収容した状態で前記開口をフィルムで
   覆い、前記トレーの開口周囲部分に前記フィルムを溶着
   するトップシール式包装装置であって、 前記フィルムの上方から前記トレーの開口周囲部分に当
   接して加熱する加熱手段と、 前記加熱手段を前記トレーの開口周囲部分に沿って移動
   させる移動手段と、 前記移動手段あるいは前記加熱手段の動作条件を、前記
   トレーの特性及び前記フィルムの特性の少なくとも一方
   に合わせて制御する制御部と、を備えたトップシール式
   包装装置。
2. 【請求項２】前記加熱手段は、前記トレーの開口周囲部
   分の上を転動するローラであり、 前記移動手段は、前記ローラを旋回軸周りに旋回させる
   ことによって、前記ローラを前記トレーの開口周囲部分
   に沿って移動させる、請求項１に記載のトップシール式
   包装装置。
3. 【請求項３】前記動作条件の少なくとも１つは、前記移
   動手段による前記加熱手段の移動速度である、請求項１
   又は２に記載のトップシール式包装装置。
4. 【請求項４】前記動作条件の少なくとも１つは、前記加
   熱手段による加熱温度である、請求項１から３のいずれ
   かに記載のトップシール式包装装置。
5. 【請求項５】前記制御部は、前記動作条件を、前記トレ
   ーの開口周囲部分の各部において変える制御を行う、請
   求項１から４のいずれかに記載のトップシール式包装装
   置。
6. 【請求項６】上部が開口したトレーに対して、前記トレ
   ー内に被包装物を収容した状態で前記開口をフィルムで
   覆い、前記トレーの開口周囲部分に前記フィルムを溶着
   するトップシール式包装装置であって、 前記フィルムの上方から前記トレーの開口周囲部分に当
   接して加熱する加熱手段と、 前記加熱手段を前記トレーの開口周囲部分に沿って移動
   させる移動手段と、 前記トレーの開口周囲部分に対して前記加熱手段が当接
   する角度の調節を行う角度調節機構と、 前記角度調整機構による前記角度の調整を、前記トレー
   の特性及び前記フィルムの特性の少なくとも一方に合わ
   せて制御する制御部と、を備えたトップシール式包装装
   置。
7. 【請求項７】前記制御部は、前記角度調整機構による前
   記角度の調整を、前記トレーの開口周囲部分の各部にお
   いて変える制御を行う、請求項６に記載のトップシール
   式包装装置。
8. 【請求項８】前記制御部は、前記トレー毎に、前記トレ
   ーの特性データ及び前記フィルムの特性データの少なく
   とも一方が記憶されたデータファイルを有している、請
   求項１から７のいずれかに記載のトップシール式包装装
   置。
9. 【請求項９】前記トレーの特性データは、前記トレーの
   開口周囲部分の形状、前記トレーの開口周囲部分のサイ
   ズ、及び前記トレーの材質の少なくとも１つである、請
   求項８に記載のトップシール式包装装置。
10. 【請求項１０】前記フィルムの特性データは、前記フィ
    ルムの材質から導かれる溶着温度、表面摩擦抵抗、及び
    吸湿性の少なくとも１つである、請求項８に記載のトッ
    プシール式包装装置。