JP2005306397A

JP2005306397A - ヒートシール装置及び薬剤分包装置

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Publication number: JP2005306397A
Application number: JP2004122261A
Authority: JP
Inventors: Tomoichiro Tanida; 智一郎谷田; Masayuki Kawahara; 政幸河原
Original assignee: Takazono Sangyo Co Ltd
Current assignee: Takazono Sangyo Co Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】安定した温度制御が可能なヒートシール装置を提供する。
【解決手段】熱溶着性シート３００に対してヒートシールを行うための装置１であって、通電によって発熱するヒータ部材３２と、ヒータ部材３２の温度を検出するための温度センサ３３と、ヒータ部材３２に通電する電流を制御する制御手段３４とを備え、制御手段３４は、ヒータ部材３２の目標温度と、温度センサ３３で検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流をヒータ部材３２に通電することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱溶着性シートに対してヒートシールを行うためのヒートシール装置及びこのヒートシール装置を備えた薬剤分包装置に関する。

長尺の熱溶着性シートに対してヒートシールを行い、当該シートからそれぞれが個別に区画された包装体を形成するヒートシール装置は、従来より薬剤分包装置等に使用されている。斯かるヒートシール装置は、通電することによって発熱するヒータ部材を具備するヒータ台と、前記熱溶着性シートを挟んで前記ヒータ台に対向配置されたヒータ受け台とを備え、両者で前記シートを挟圧することによりヒートシールを行う構成とされている。

ここで、従来のヒートシール装置の温度制御方法（ヒータ部材に通電する電流制御方法）としては、予め設定した目標温度と、ヒータ台に取り付けられた温度センサで検出した温度とを比較し、目標温度の方が高ければ通電し、目標温度の方が低ければ通電を遮断する方法を採用しているのが一般的である。

上記方法を実施するために、従来のヒートシール装置は、例えば、図６に示すような制御回路を備えている。図６に示すように、従来のヒートシール装置が具備する制御回路４００には、温度センサ５００及びヒータ部材６００が電気的に接続されている。制御回路４００では、電圧設定部４０１で予め設定した目標温度に対応する電圧（設定電圧）と、温度センサ５００で検出された温度に対応する電圧（検出電圧）との大小が比較部４０２で検出される。比較部４０２の出力が正（すなわち、設定電圧＞検出電圧）であれば、スイッチ回路部４０３がオンになり、ヒータ部材６００に電流が通電する。一方、比較部４０２の出力が負（すなわち、設定電圧＜検出電圧）であれば、スイッチ回路部４０４がオフになり、ヒータ部材６００への通電が遮断される。

以上のように、従来のヒートシール装置における温度制御は、設定電圧が検出電圧よりも高ければ、その電圧差に関わらず（すなわち、目標温度と検出温度との温度差に関わらず）一定の電流を一律に通電する構成であるため、検出温度が目標温度に到達した後も、検出温度の変動に応じて一定電流の通電及び遮断が繰り返される結果、安定した温度制御が困難であるという問題がある。特に、ヒータ部材として、温度変動が急峻となる薄型の部材を用いるような場合には、安定した温度制御ができない結果、ヒータ部材が過度に昇温し、焼き切れてしまうような事態も懸念される。

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、安定した温度制御が可能なヒートシール装置及びこのヒートシール装置を備えた薬剤分包装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するべく、本発明は、熱溶着性シートに対してヒートシールを行うための装置であって、通電によって発熱するヒータ部材と、前記ヒータ部材の温度を検出するための温度センサと、前記ヒータ部材に通電する電流を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ヒータ部材の目標温度と、前記温度センサで検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流を前記ヒータ部材に通電することを特徴とするヒートシール装置を提供するものである。

斯かる発明によれば、ヒータ部材の目標温度と温度センサで検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流をヒータ部材に通電する構成であるため、両者の温度差が大きければ大きな電流を通電し、両者の温度差が小さければ小さな電流を通電することになり、一定の電流を一律に通電する場合に比べて、安定した温度制御が可能である。なお、「前記検出した温度差に対して単調増加する電流を前記ヒータ部材に通電する」とは、検出した温度差と通電する電流とが単調増加の関係（温度差が増加すれば通電する電流の値も増加し、温度差が減少すれば通電する電流の値も減少する関係）にある場合の全てを含む概念であり、検出した温度差に比例する値の電流を通電する場合に限るものではない。

なお、前記検出した温度差に対して単調増加する電流をヒータ部材に通電するには、例えば、前記検出した温度差に対して単調増加するデューティ比のパルス信号を生成し、当該パルス信号がオンの時に前記ヒータ部材に通電するように構成すればよい。

斯かる構成によれば、両者の温度差が大きければデューティー比の大きなパルス信号が生成され、当該パルス信号がオンの状態が長くなるため、ヒータ部材に通電する単位時間当たりの平均電流が大きくなる一方、両者の温度差が小さければデューティー比の小さなパルス信号が生成され、当該パルス信号がオンの状態が短くなるため、ヒータ部材に通電する単位時間当たりの平均電流が小さくなる。従って、検出した温度差に対して実質的に単調増加する電流をヒータ部材に通電することが可能である。

また、ヒータ部材の温度制御を適切に行うためには、温度センサは、ヒータ部材に直接取り付けるのが好ましい。

さらに、本発明は、前記ヒートシール装置と、薬剤を所定量毎に分配し且つ当該所定量毎の薬剤を排出する薬剤分配装置と、前記薬剤分配装置から排出される薬剤を前記シートによって形成される包装体内へ供給する薬剤供給装置とを備えることを特徴とする薬剤分包装置としても提供される。

本発明に係るヒートシール装置によれば、制御手段がヒータ部材の目標温度と温度センサで検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流をヒータ部材に通電する構成であるため、両者の温度差が大きければ大きな電流を通電し、両者の温度差が小さければ小さな電流を通電することになり、一定の電流を一律に通電する場合に比べて、安定した温度制御が可能である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明に係るヒートシール装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、ヒートシール装置が薬剤分包装置に組み込まれて使用される場合を例にして説明する。

図１は、ヒートシール装置が組み込まれた薬剤分包装置を概略的に示す斜視図である。図１に示すように、薬剤分包装置１００は、熱溶着性シート３００に対してヒートシールを行うためのヒートシール装置１と、薬剤（散薬及び／又は錠剤）を所定量毎に分配し且つ当該所定量毎の薬剤を排出する薬剤分配装置２００と、薬剤分配装置２００から排出される薬剤を熱溶着性シート３００によって形成される包装体内へ供給する薬剤供給装置４００とを備えている。なお、図中の符号６０は、ヒートシール装置１の後述するヒータ台及びヒータ受け台を覆う保護カバーである。

また、薬剤分包装置１００は、支持壁１１を有する架台部材１０と、支持壁１１の一方面側１１ａ及び他方面側１１ｂに延びるように支持壁１１に相対回転自在に装着された紙管ドラム２０と、紙管ドラム２０に支持された紙管体３１０から熱溶着性シート３００を繰り出す駆動手段（図示せず）とを備えている。

なお、図中の符号９１〜９３は、紙管体３１０から繰り出された熱溶着性シート３００を案内する案内バーであり、必要又は所望に応じて、薬剤分包装置１００に備えられる。

図２は、ヒートシール装置周辺の概略構成を拡大して示す斜視図である。紙管ドラム２０には、重合された状態（一枚のシートを長手方向に沿った中心線で二つ折りにした状態や二枚のシートを重ね合わせた状態等、種々の態様が含まれる）で搬送されるグラシンポリエチレン又はセロハンポリエチレン等からなる長尺の熱溶着性シート３００が巻回されており、シート３００は、案内バー９１、９２、９３を介して、矢符Ｘの方向に搬送される。

搬送されたシート３００は、ヒートシール装置１によって、シート３００によって形成される個々の包装体の長手方向の一部及び幅方向がヒートシールされる。前述した薬剤分配装置２００（図１）から排出された薬剤は、ヒートシール装置１よりもシート３００の搬送方向上流側に配設された薬剤供給装置４００を構成するホッパ２０を介して、シート３００によって形成される個々の包装体のヒートシールされていない長手方向の開口部を通じて包装体内へ供給される。

錠剤が供給された後、ヒートシール装置１によって、前記ヒートシールされていない長手方向の開口部及び幅方向がヒートシールされて形成された個々の包装体は、搬送ローラ４０によって出口へ向けて搬送される。

図２に示すように、ヒートシール装置１は、ヒータ台３Ａと、シート３００の重合面Ｐ１を挟んで対抗配置されたヒータ受け台３Ｂとを備えている（図２では、図１に示す保護カバー６０を図示省略）。ヒータ台３Ａ及びヒータ受け台３Ｂは、シート３００の重合面Ｐ１に直交する方向へ移動可能とされており、ヒートシールを行う際には、両者が互いに近接する方向へ押動され、これにより、両者によって挟圧されるシート３００がヒートシールされるように構成されている。

図３は、ヒートシール装置１のヒータ台３Ａの概略構成を示す正面図である。図３に示すように、ヒータ台３Ａは、正面視略Ｔ字状のヒータ台本体３１と、ヒータ台本体３１のヒータ受け台３Ｂと対向する面側に取り付けられた正面視略Ｔ字状のヒータ部材３２（図２では図示省略）とを備えている。ヒータ部材３２は薄型の金属性材料から構成されており、端部Ａ及びＢの間に電流を通電することにより発熱する。また、ヒータ台３Ａは、ヒータ部材３２のヒータ台本体３１に面する側に直接取り付けられた温度センサ（本実施形態ではサーミスタを用いているが、熱電対など、温度を検出し得る限りにおいて種々のセンサを用いることが可能である）３３を備えている。なお、ヒートシール装置１は、ヒータ台３Ａのヒータ部材３２に通電する電流を制御する制御手段としての制御回路３４を備えており、制御回路３４は、図１に示す分包装置１の筐体の適宜の箇所（図示省略）に配設されている。

以下、本発明の特徴部分である制御回路３４によるヒートシール装置１の温度制御方法について説明する。図４は、制御回路３４の概略構成を示すブロック図である。図４に示すように、制御回路３４には、温度センサ３３及びヒータ部材３２（ヒータ部材の端部Ａ及びＢ）が電気的に接続されている。

制御回路３４は、ヒータ部材３２について予め設定した目標温度と、温度センサ３３で検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流をヒータ部材３２に通電するように構成されている。

より具体的に説明すれば、制御回路３４では、電圧設定部３４１で予め設定した目標温度に対応する電圧（設定電圧）と、温度センサ３３で検出された温度に対応する電圧（検出電圧）との電圧差が差動電圧増幅器３４２によって検出され、信号増幅された後に比較部３４３に出力される（以下、斯かる出力信号を温度差信号という）。一方、制御回路３４が具備する三角波発振回路３４４からは所定の振幅・周波数を有する三角波が出力され、比較部３４３に入力される。なお、本実施形態では、三角波の電圧の負のピーク値が０になるように設定されている。

比較部３４３では、前記三角波の電圧と温度差信号の電圧とを逐次比較し、三角波の電圧が大きい場合にはオフの状態で、三角波の電圧が小さい場合にはオンの状態となるパルス信号を生成する。これにより、三角波の電圧と温度差信号の電圧との電圧差に応じたデューティ比のパルス信号が生成される。より具体的には、三角波の電圧の正のピーク値と温度差信号の電圧との電圧差が小さい場合（つまり、設定電圧と検出電圧との差が大きく、温度差信号の電圧が大きい場合）には、デューティー比の大きい（オンの状態が長い）パルス信号が生成され、三角波の電圧の正のピーク値と温度差信号の電圧との電圧差が大きい場合（つまり、設定電圧と検出電圧との差が小さく、温度差信号の電圧が小さい場合）には、デューティー比の小さい（オンの状態が短い）パルス信号が生成されることになる。

比較部３４３で生成されたパルス信号は、スイッチ回路部３４５のゲート信号として入力され、パルス信号がオンの時にのみ、電源３４６からヒータ部材３２に電流が通電することになる。なお、検出温度が目標温度以上となり、検出電圧が設定電圧以上となった場合には、温度差信号の電圧は０以下の値となり、三角波の電圧の負のピーク値０よりも小さくなるため、デューティ比０のパルス信号が生成されることになり、電源３４６からヒータ部材３２への通電が遮断されることになる。

以上のように、制御回路３４がヒータ部材３２の目標温度と温度センサ３３で検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流（単位時間当たりの平均電流）をヒータ部材３２に通電する構成とされているため、両者の温度差が大きければ大きな電流を通電し、両者の温度差が小さければ小さな電流を通電することになり、一定の電流を一律に通電する場合に比べて、安定した温度制御が可能である。

図５は、本実施形態に係るヒートシール装置１による温度制御の結果を示す一例である。図５に示すように、本実施形態に係るヒートシール装置１によれば、制御開始（図５に示すＯＮ）から目標温度（１３０℃）に到達した直後のオーバーシュート領域を除き、目標温度に対して±１℃程度の誤差（従来のヒートシール装置における温度制御では±５℃程度の誤差が発生）で安定した温度制御が可能であった。

なお、本実施形態では、ヒータ台本体３１に取り付けられた正面視略Ｔ字状の薄型ヒータ部材３２の温度制御を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限るものではなく、ヒータ台本体３１の内部にヒータ部材が取り付けられた形態など、種々のヒートシール装置にも適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るヒートシール装置が組み込まれた薬剤分包装置を概略的に示す斜視図である。図２は、図１に示すヒートシール装置周辺の概略構成を拡大して示す斜視図である。図３は、図１に示すヒートシール装置のヒータ台の概略構成を示す正面図である。図４は、図１に示すヒートシール装置を構成する制御回路の概略構成を示すブロック図である。図５は、図１に示すヒートシール装置による温度制御の結果を示す一例である。図６は、従来のヒートシール装置において温度制御を行うための制御回路の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・ヒートシール装置
３２・・・ヒータ部材
３３・・・温度センサ
３４・・・制御回路（制御手段）
１００・・・薬剤分包装置
３００・・・熱溶着性シート

Claims

熱溶着性シートに対してヒートシールを行うための装置であって、
通電によって発熱するヒータ部材と、
前記ヒータ部材の温度を検出するための温度センサと、
前記ヒータ部材に通電する電流を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記ヒータ部材の目標温度と、前記温度センサで検出した温度との温度差を検出し、当該検出した温度差に対して単調増加する電流を前記ヒータ部材に通電することを特徴とするヒートシール装置。
前記制御手段は、前記検出した温度差に対して単調増加するデューティ比のパルス信号を生成し、当該パルス信号がオンの時に前記ヒータ部材に通電することを特徴とする請求項１に記載のヒートシール装置。
前記温度センサは、前記ヒータ部材に直接取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒートシール装置。
請求項１から３のいずれかに記載のヒートシール装置と、
薬剤を所定量毎に分配し且つ当該所定量毎の薬剤を排出する薬剤分配装置と、
前記薬剤分配装置から排出される薬剤を前記シートによって形成される包装体内へ供給する薬剤供給装置とを備えることを特徴とする薬剤分包装置。