JP2002321714A - ヒートシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】短時間にて暖機を行うことのできる生産性の良
好なヒートシール装置を提供する。 【解決手段】連続移送されるフィルム２を挟持すること
によりヒートシールする縦シール機構５であって、軸部
５Ｄを軸心にして回転可能な一対の縦ヒートシールロー
ル５Ａの外周に沿って設けられる縦シール体５Ｂと、縦
ヒートシールロール５Ａに近接して設けられ軸部５Ｄを
軸支する軸受台５Ｆと、縦ヒートシールロール５Ａ内に
設けられ縦シール体５Ｂを加熱する電気ヒータ５Ｃと、
装置の電源投入時から所定時間経過する、もしくは軸受
台５Ｆが安定温度に到達するまで、縦シール体５Ｂが通
常運転時よりも高温になるように電気ヒータ５Ｃを制御
する制御手段Ｋ３とを備えてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムにヒート
シールを施すヒートシール装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体，粉体あるいは粘稠物質などの被充
填物を充填包装する充填包装機として、例えば特開平１
−１５３４１０号公報や特開平２−４６２６号公報ある
いは特開平２−３２９２９号公報などに開示されている
ものがある。この充填包装機は、連続移送されるフィル
ムを折返し、そのフィルムの折返両端縁を重ねて縦シー
ル機構により縦シールし、この縦シールしたフィルム内
に被充填物を充填し、このフィルムを横シール機構によ
り横シールして小袋を製袋した後、カッター機構により
横シール部分の中央部を切断して単包の小袋として分離
して搬出したり、あるいは横シール機構により横シール
して小袋を製袋した後に、その繋がった連包状態の小袋
を連続して搬出させて収納箱内に梱包して包装するもの
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような充填包装機
のヒートシール装置となる前記縦，横シール機構には、
電気ヒータを有するシール体が備えられており、ヒート
シールする際には、前記シール体がヒートシール適正温
度（例えば、１７０℃）になるように加熱されている。

【０００４】また、充填包装機の運転開始時（電源投入
時）には、前記シール体がヒートシール適正温度に達す
ることは勿論、前記シール体の周辺部品においても熱膨
張による寸法誤差を少なくするため、周辺部品の熱膨張
が収束し安定状態となるまで、暖機運転を続ける必要が
あった。

【０００５】しかしながら、これらの周辺部品は、電気
ヒータ等からなる専用の加熱手段を有しておらず、加熱
された前記シール体等の輻射熱や各部品から熱伝達され
ることによって、少しづつ暖められていたため、暖機す
るための長い時間を必要とするものであった。したがっ
て、電源を投入してからしばらくの間、製品を生産する
ことができず、充填包装機の稼働時間を短縮してしまう
という問題を有していた。

【０００６】本発明は、上述した問題点に鑑みてなされ
たもので、短時間にて暖機を行うことができる生産性の
良好なヒートシール装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のヒートシール装
置は、請求項１に記載したように、連続移送されるフィ
ルムを挟持することによりヒートシールするヒートシー
ル装置であって、軸部を軸心にして回転可能な一対のヒ
ートシールロールの外周に沿って設けられるシール体
と、前記ヒートシールロールに近接して設けられ前記軸
部を軸支する支持体と、ヒートシールロール内に設けら
れ前記シール体を加熱する加熱手段と、装置の電源投入
時から所定時間経過する、もしくは前記支持部が所定温
度に到達するまで、前記シール体が通常運転時よりも高
温になるように前記加熱手段を制御する制御手段とを備
えてなることを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明のヒートシール装置は、請求
項２に記載したように、連続移送されるフィルムを挟持
することによりヒートシールする一対のシール体と、前
記シール体の周辺に設けられ、前記シール体を支持する
支持部と、前記シール体を加熱する加熱手段と、装置の
電源投入時から所定時間経過する、もしくは前記支持部
が所定温度に到達するまで、前記シール体が通常運転時
よりも高温になるように前記加熱手段を制御する制御手
段とを備えてなることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明のヒートシール装置は、請求
項３に記載したように、連続移送されるフィルムを挟圧
することによりヒートシールする一対のシール体と、前
記シール体の周辺に設けられ、ヒートシール適正温度に
加熱された一対の前記シール体によるフィルムの押し圧
力を調整する調整手段と、前記シール体を加熱する加熱
手段と、装置の電源投入時から所定時間経過する、もし
くは前記調整手段が所定温度に到達するまで、前記シー
ル体が前記ヒートシール適正温度よりも高温になるよう
に前記加熱手段を制御する制御手段とを備えてなること
を特徴とするものである。

【００１０】また、請求項４に記載したように、請求項
１または請求項２に記載のヒートシール装置において、
前記支持体には、前記支持体の温度を検出する温度検出
手段を備えてなることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき説明するが、本発明のヒートシール装置及
びヒートシール方法を充填包装機に適用した例を挙げて
説明する。

【００１２】図１において、充填包装機の全体構造を説
明すると、充填包装機は、原反軸１が設けられ、この原
反軸１に包装用のフィルム２をロール上に巻回した原反
フィルム１Ａが着脱交換可能に設けられている。また、
充填包装機には、被充填物Ｗを密閉包装するために、フ
ィルム案内機構３及びフィルム折返し機構４を配設し、
縦シール機構５、横シール機構６、充填機構７、切断機
構８が備えられており、縦，横シール機構５，６は、ヒ
ートシール装置を構成するものである。

【００１３】フィルム２は、後述するシール部対応箇所
が透明なナイロンと低密度ポリエチレンとの積層体から
なり、前記ロール状原反フィルム１Ａからフィルム２の
繰り出し機構となる縦シール機構５により引き出され、
フィルム案内機構３を介してフィルム折返し機構４に導
出され、フィルム折返し機構４に設けられた折返しガイ
ドによりフィルム２を長手方向に沿って二つ折りにされ
る。

【００１４】縦シール機構５は、サーボモータからなる
駆動手段Ｍ１によって回転可能に設けられ、対向する一
対の縦ヒートシールロール５Ａの外周に沿って設けられ
た縦シール体（シール体）５Ｂによって、二つ折りにさ
れたフィルム２の各々折返し縁部と折返し端部同志（左
右両縁部）とを、繰り出しながら縦方向にヒートシール
して縦シール部２Ａを形成するものである。

【００１５】また、図２を用いて詳しく説明すると、縦
シール機構５は、外周に縦シール体５Ｂを配設し、内部
に電気ヒータ（加熱手段）５Ｃを配設するとともに、軸
部５Ｄを中心に回転可能な一対の縦ヒートシールロール
５Ａと、装置の機台に固定配設され、ベアリング５Ｅを
介して軸部５Ｄを回転可能に軸支する軸受台（支持部）
５Ｆと、それぞれの縦ヒートシールロール５Ａの軸部５
Ｄの端部に配設されるギア５Ｇを介して各縦ヒートシー
ルロール５Ａを回転駆動する駆動手段Ｍ１とから主に構
成されるものである。なお、縦シール体５Ｂ近辺には、
縦シール体５Ｂの温度を検出するための熱電対等からな
るシール体温度検出手段（図示しない）が設けられてい
る。また、軸受台５Ｆの内部には、熱電対からなる軸受
温度検出手段（温度検出手段）が設けられている。

【００１６】横シール機構６は、サーボモータからなる
駆動手段Ｍ２によって回転可能に設けられ、対向する一
対の横ヒートシールロール６Ａに設けられた横シール体
（シール体）６Ｂによって、フィルム２を横方向にヒー
トシールして、包装袋Ｐとなる底部、即ち横シール部２
Ｂを形成するものである。また、横シール機構６は、縦
シール機構５と比べてヒートシールロール６Ａの形状及
び軸受する構造が異なるものの、その他の構成は、縦シ
ール機構５と同様な構成であるため詳細な説明は省く。

【００１７】充填機構７は、縦シール部２Ａ及び横シー
ル部２Ｂによって、連続する有底筒状に形成されたフィ
ルム２内に、例えば胡麻や肉片等の固形物を含む調味料
やスープからなる被充填物Ｗを充填するものである。ま
た、この被充填物Ｗを含むフィルム２袋口部は、更に送
られて再び横シール機構６によって横方向にヒートシー
ルされて封止状態となる。

【００１８】切断機構８は、図示しない対向する一対の
刃体によって、上下方向に連包状態のフィルム２の横シ
ール部２Ｂの略中央部を切り離し切断し、包装袋Ｐをぞ
れぞれ１つずつに切り離すものである。

【００１９】次に、本発明の実施の形態の充填包装機の
縦シール機構５における電気的な構成について、図３を
用いて説明する。

【００２０】電源スイッチＫ１は、充填包装機の電源を
オン／オフ切換するボタンスイッチなどからなる。ま
た、電源スイッチＫ１が、オンされることで、縦シール
機構５の電気ヒータ５Ｃなどの部品に電力供給が行われ
る。

【００２１】軸受温度検出手段Ｋ２は、軸受台５Ｆに設
けられる熱電対からなるもので、軸受台５Ｆの温度値に
基づいた軸受温度信号を後述する制御手段へ出力するも
のである。

【００２２】制御手段（切換手段）Ｋ３は、例えば、マ
イクロコンピュータからなるもので、後述する処理動作
のプログラムや各種設定値が記憶されたＲＯＭ、演算値
を一時的に記憶するＲＡＭ、後述する温度データを不揮
発的に記憶するためのＥＥＰＲＯＭまたはバックアップ
ＲＡＭからなる温度データ記憶部や前記プログラムを実
行するためのＣＰＵを有するとともに、電源スイッチＫ
１や軸受温度検出手段Ｋ２，後述する各手段に対して電
気的な接続関係をなすためのＩ／Ｏインターフェイスを
備えるものである。なお、制御手段Ｋ３は、充填包装機
を電気制御する制御手段と兼用することも可能である。

【００２３】電気ヒータ５Ｃは、縦シール機構５にそれ
ぞれ設けられる一対の縦ヒートシールローラ５Ａ内にそ
れぞれ配設され、交流電源（例えばＡＣ２００Ｖ）によ
る電力供給によって発熱するもので、交流電源との電気
的な接続はスリップリングを介して行うものである。

【００２４】電源遮断手段Ｋ４は、後述する温度調整手
段の指令に応じて電気ヒータ５Ｃへの電力供給の供給／
遮断を行うもので、例えばソリッドステートリレー（Ｓ
ＳＲ）が用いられる。また、電源遮断手段Ｋ４は、制御
手段Ｋ３からの温度データに基づく前記温度調整手段の
温度制御、例えば前記温度調整手段からの通電率に従う
デューティー比制御を受けることで縦シール体５Ｂの温
度を調整することになる。

【００２５】シール体温度検出手段Ｋ５は、縦シール機
構５にそれぞれ設けられる一対の縦ヒートシールローラ
５Ａ内に配設され縦シール体５Ｂの温度を検出する熱電
対からなるもので、後述する温度調整手段との電気的な
接続はスリップリングを介して行われる。

【００２６】温度調整手段Ｋ６は、制御手段Ｋ３から出
力される温度データ（シール適正温度、または暖機加熱
温度）に応じて、縦シール体５Ｂの温度がヒートシール
適正温度または暖機加熱温度になるように、シール体温
度検出手段Ｋ５によって縦シール体５Ｂの温度を監視す
るとともに、シール体温度検出手段Ｋ５からの温度情報
に基づき縦シール体５Ｂの温度を決定する電気ヒータ５
Ｃへの電力供給を電源遮断手段Ｋ４を介して調整するも
のである。なお、温度調整手段Ｋ６は、縦シール機構５
に複数設けられる縦ヒートシールロール５Ａ用の温度調
整手段としてそれぞれ同様のものが設けられてなり、図
２おいては、これを省略して示すものである。

【００２７】表示手段Ｋ７は、各種設定値や運転状態を
表示する表示装置からなり、例えば、ヒートシール適正
温度や「暖機運転中」などの表示を行うものである。ま
た、シール体温度検出手段Ｋ６や軸受温度検出手段Ｋ２
からの検出温度を表示することもできる。なお、表示手
段Ｋ７は、各種設定値の入力手段（図示しない）を兼ね
た表示入力可能なタッチパネルにて構成することができ
る。

【００２８】次に、制御手段Ｋ３における処理動作を図
４を用いて説明する。

【００２９】制御手段Ｋ３は、電源のオン／オフ状態を
監視し（ステップＳ１）、オフからオン状態に切換えら
れた場合、縦シール体５Ｂが暖機加熱温度（例えば、２
２０℃）となるように温度データを温度調整手段Ｋ６に
出力する（ステップＳ２）。なお、暖機加熱温度は、ベ
アリング５Ｅ周辺に塗設される潤滑剤などの部材におけ
る耐熱性や電気ヒータ５Ｃの性能を考慮した予め設定さ
れた温度であり、できるだけ高い温度に設定されてな
る。

【００３０】また、制御手段Ｋ３は、軸受温度検出手段
Ｋ２によって検出される軸受台５Ｆの温度が安定温度
（例えば、１００℃）に達しているか否かを判断し（ス
テップＳ３）、軸受台５Ｆの温度が安定温度未満である
と判断した場合は、暖機運転中であることを示す、例え
ば「暖機運転中」などの表示を行うように表示手段Ｋ７
を制御し（ステップＳ４）、ステップＳ３において、軸
受台５Ｆの温度が安定温度以上であると判断した場合
は、縦シール体５Ｂがシール適正温度（例えば、１６９
〜１７１℃）となるように温度データを温度調整手段Ｋ
６に出力する（ステップＳ５）。なお、安定温度（所定
温度）は、通常の運転時における軸受台５Ｆの安定した
温度（熱膨張の収束した温度）であり、経験的な温度値
を予め設定されてなる。

【００３１】また、制御手段Ｋ３は、シール体温度検出
手段Ｋ５の検出結果から縦シール体５Ｂがシール適正温
度であるか否かを判断し（ステップＳ６）、縦シール体
５Ｂがシール適正温度であると判断された場合、通常運
転が可能であることを示す、例えば「運転可能」等の表
示を行うように表示手段Ｋ７を制御する（ステップＳ
７）。

【００３２】かかる充填包装機のヒートシール装置によ
れば、連続移送されるフィルム２を挟持することにより
ヒートシールする縦シール機構５であって、軸部５Ｄを
軸心にして回転可能な一対の縦ヒートシールロール５Ａ
の外周に沿って設けられる縦シール体５Ｂと、縦ヒート
シールロール５Ａに近接して設けられ軸部５Ｄを軸支す
る軸受台５Ｆと、縦ヒートシールロール５Ａ内に設けら
れ縦シール体５Ｂを加熱する電気ヒータ５Ｃと、装置の
電源投入時から軸受台５Ｆが安定温度に到達するまで、
縦シール体５Ｂが通常運転時よりも高温になるように温
度調整手段Ｋ７等を介して電気ヒータ５Ｃを制御する制
御手段Ｋ３とを備えてなることにより、縦シール体５Ｂ
や軸部５Ｄなどの構成部品が通常運転時よりも高温状態
になり、他の周辺部品である軸受台５Ｆなどの部品へ伝
達する熱が大きくなるため、短時間にて前記周辺部品を
暖めることができる。特に、フィルム２を挟持する縦シ
ール体５Ｂ間の隙間距離に影響する軸受台５Ｆや軸部５
Ｄをいち早く安定温度とすることができるため、電源を
投入してから従来よりも短時間にて暖機運転を終了する
ことができるようになり、稼働時間の長い生産性の優れ
たヒートシール装置となる。

【００３３】また、上述した実施の形態の他にも、連続
移送されるフィルムを挟圧することによりヒートシール
装置に対しても本発明を適応することができ、本発明の
ヒートシール装置を前述と同様の充填包装機の横シール
機構６として図５を用いて説明する。

【００３４】横シール機構６は、外周に複数の横シール
体６Ｂを配設し、上述した縦シール機構５と同様に、内
部に電気ヒータ６Ｃ（加熱手段）を配設するとともに、
軸部６Ｄを中心に回転可能な一対の横ヒートシールロー
ル６Ａと、装置の機台に固定配設され、ベアリング６Ｅ
を介して一方の横ヒートシールロール６Ａの軸部６Ｄを
回転可能に軸支する軸受台６Ｆと、この軸受台６Ｆに固
定されるガイド６Ｇに沿って滑動可能に設けられ他方の
横ヒートシールロール６Ａをベアリング６Ｅを介して回
転可能に軸支するスライド台６Ｈと、このスライド台６
Ｈを軸受台６Ｆ方向に押し付けるエアーシリンダからな
る押圧部材６Ｉと、軸受台６Ｆとスライド台６Ｈとの間
に介在し横ヒートシールロール６Ａが挟み込むフィルム
２への押圧力を調整するシリコンゴムやばね等からなる
弾性部材（調整部材）６Ｊと、それぞれの横ヒートシー
ルロール６Ａの軸部６Ｄの端部に配設されるギア６Ｋを
介して各横ヒートシールロール６Ａを回転駆動する駆動
手段Ｍ２と、から主に構成されるものである。なお、横
シール体６Ｂ近辺には、横シール体６Ｂの温度を検出す
るための熱電対等からなるシール体温度検出手段（図示
しない）が設けられている。また、弾性部材６Ｊに近接
し、暖機運転時において、弾性部材６Ｊの温度変化と略
同等な温度変化をする軸受台６Ｆの位置に、熱電対等か
らなる軸受温度検出手段（図示しない）が設けられてい
る。

【００３５】また、上述の横シール機構６における電気
的な構成及び制御手段の処理動作においては、前述した
縦シール機構５と略同様なものであり、説明を省略す
る。

【００３６】かかる横シール機構６の構成によれば、連
続移送されるフィルム２を挟圧することによりヒートシ
ールする一対の横シール体６Ｂと、横シール体６Ｂの周
辺に設けられ、ヒートシール適正温度に加熱された一対
の横シール体６Ｂによるフィルム２の押圧力を調整する
弾性部材６Ｊと、横シール体６Ｂを加熱する電気ヒータ
６Ｃと、装置の電源投入時から弾性部材６Ｊが安定温度
に到達するまで、横シール体６Ｂがヒートシール適正温
度よりも高温になるように温度調整手段Ｋ７等を介して
電気ヒータ６Ｃを制御する制御手段とを備えてなること
により、横シール体６Ｂや軸部６Ｄなどの構成部品が通
常運転時よりも高温状態になり、他の周辺部品である軸
受台６Ｆや弾性部材６Ｊなどの部品へ伝達する熱が大き
くなるため、短時間にて前記周辺部品を暖めることがで
きる。特に、フィルム２を挟圧する横シール体６Ｂ間の
押圧力に影響する弾性部材５Ｊや軸受台５Ｆやスライド
台６Ｈをいち早く安定温度とすることができるため、電
源を投入してから従来よりも短時間にて暖機運転を終了
することができるようになり、稼働時間の長い生産性の
優れたヒートシール装置となる。

【００３７】なお、本発明の実施の形態の制御手段Ｋ３
は、軸受温度検出手段Ｋ２を用いて軸受台５Ｆの温度を
監視し、経験的な安定温度（所定温度）となるまで、シ
ール体５Ｂ，６Ｂがヒートシール適正温度よりも高温に
なるように電気ヒータ５Ｃを制御して暖機運転するもの
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、経験的な暖機時間（所定時間）を予め設定
し、前記暖機時間（例えば、２時間）が経過するまで、
シール体５Ｂ，６Ｂがヒートシール適正温度よりも高温
になるように電気ヒータ５Ｃを制御するものであっても
良く、上述した実施の形態と同様な効果が得られる。ま
た、前記暖機時間や暖機運転時のシール体の設定温度を
設定変更可能にする入力手段を設けることもでき、生産
する包装袋Ｐの品質などに応じたヒートシール適正温度
や室温などに基づいて適切な暖機運転を行うことができ
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、連続移送されるフィルムを挟
持することによりヒートシールするヒートシール装置で
あって、短時間にて暖機を行うことのできる生産性の良
好なヒートシール装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体平面図。

【図２】縦シール機構を一部断面で示す平面図。

【図３】本発明の実施の形態による制御手段の電気的構
成を示すブロック図。

【図４】本発明の実施の形態による制御手段の処理方法
を示す流れ図。

【図５】横シール機構を一部断面で示す平面図。

【符号の説明】

２ フィルム ５ 縦シール機構（ヒートシール装置） ５Ａ 縦ヒートシールロール（ヒートシールロール） ５Ｂ 縦シール体（シール体） ５Ｃ 電気ヒータ（加熱手段） ５Ｄ 軸部 ５Ｆ 軸受台（支持体） ６ 横シール機構（ヒートシール装置） ６Ａ 横ヒートシールロール（ヒートシールロール） ６Ｂ 横シール体（シール体） ６Ｃ 電気ヒータ（加熱手段） ６Ｊ 弾性部材（調整部材） Ｋ２ 軸受温度検出手段（温度検出手段） Ｋ３ 制御手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E050 AB02 BA01 BA02 BA03 DB01 DD04 DF02 FB01 FB07 GB03 HA02 HA03 HB01 HB09 3E094 AA13 BA01 BA04 BA06 CA03 CA08 DA07 EA03 GA01 GA10 GA13 HA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続移送されるフィルムを挟持することに
   よりヒートシールするヒートシール装置であって、軸部
   を軸心にして回転可能な一対のヒートシールロールの外
   周に沿って設けられるシール体と、前記ヒートシールロ
   ールに近接して設けられ前記軸部を軸支する支持体と、
   ヒートシールロール内に設けられ前記シール体を加熱す
   る加熱手段と、装置の電源投入時から所定時間経過す
   る、もしくは前記支持部が所定温度に到達するまで、前
   記シール体が通常運転時よりも高温になるように前記加
   熱手段を制御する制御手段とを備えてなることを特徴と
   するヒートシール装置。
2. 【請求項２】連続移送されるフィルムを挟持することに
   よりヒートシールする一対のシール体と、前記シール体
   の周辺に設けられ、前記シール体を支持する支持部と、
   前記シール体を加熱する加熱手段と、装置の電源投入時
   から所定時間経過する、もしくは前記支持部が所定温度
   に到達するまで、前記シール体が通常運転時よりも高温
   になるように前記加熱手段を制御する制御手段とを備え
   てなることを特徴とするヒートシール装置。
3. 【請求項３】連続移送されるフィルムを挟圧することに
   よりヒートシールする一対のシール体と、前記シール体
   の周辺に設けられ、ヒートシール適正温度に加熱された
   一対の前記シール体によるフィルムの押し圧力を調整す
   る調整手段と、前記シール体を加熱する加熱手段と、装
   置の電源投入時から所定時間経過する、もしくは前記調
   整手段が所定温度に到達するまで、前記シール体が前記
   ヒートシール適正温度よりも高温になるように前記加熱
   手段を制御する制御手段とを備えてなることを特徴とす
   るヒートシール装置。
4. 【請求項４】前記支持体には、前記支持体の温度を検出
   する温度検出手段を備えてなることを特徴とする請求項
   １または請求項２に記載のヒートシール装置。