JP2598932B2 - 高能力無菌成形、充填およびシール機の改良シール方法および装置 - Google Patents

高能力無菌成形、充填およびシール機の改良シール方法および装置

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JP2598932B2 JP30976687A JP30976687A JP2598932B2 JP 2598932 B2 JP2598932 B2 JP 2598932B2 JP 30976687 A JP30976687 A JP 30976687A JP 30976687 A JP30976687 A JP 30976687A JP 2598932 B2 JP2598932 B2 JP 2598932B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高い包装体生産率でウエブ材料をシールし
て包装体を形成する方法および装置に関するもので、特
に、連続的に前進するポリホイルウエブ材料を長さ方向
および横断方向に誘導シールして製品が入った無菌包装
体を形成する改良方法および装置に関するものである。
［従来の技術］ 無菌包装体とは商業的無菌包装規格にしたがって製造
された実質的に一様な予定量の製品の入った密封容器の
ことである。商業的無菌包装は殺菌処理した製品を殺菌
処理した容器内に入れる工程と、次に、消費前の販売お
よび貯蔵中に冷却した仕上製品を貯蔵すべき温度で貯蔵
安定製品内で生長し得る微生物が実質的に存在しない環
境において容器を気密にシールする工程とを含む。気密
にシールした容器は生物学的透過が実質的にないように
容器包装体を経てガスまたは流体の透過を最小とする。
好ましくは、包装体内には空気もまた実質的に無いもの
とし、空気がいくらかの量で存在する場合には、望まし
くない殺菌の生長を促進し、あるいはまた、殺菌の生長
がない場合でさえも、製品の味および色に悪い影響を与
える。代表的製品は流動材料、特に、ミルク、果汁その
他同様の流体飲料である。
殺菌容器は、普通、アルミウム箔のような導電材料の
少なくとも１層と、製品と接触する包装体内側壁となる
熱可塑性材料の外側層と、外部環境と接触する材料の外
側層とを好ましくは有する積層ウエブ包装材料を具え
る。本明細書では「ポリホイルウエブ」とも称している
積層材料は典型的に幾分剛固な仕上形状で直立するに十
分な強度を有し、製品を出荷および貯蔵するために入
れ、また、普通は通常の板紙構体層を含む。製品ラベル
および登録標章その他を板紙層または熱可塑性外層上に
印刷することができる。後述する本発明の実施例におい
て、使用される最も好適なポリホイルウエブは順次に低
密度ポリエチレン層、紙材料、サーリン（登録商標
名）、アルミニウム箔、サーリン（登録商標名）および
リニア低密度ポリエチレンを積層した積層体を含む。低
密度ポリエチレン層を高密度ポリエチレンとすることも
でき、リニヤ低密度ポリエチレン層は低密度ポリエチレ
ンとすることができる。
包装体内側壁を形成する熱可塑性材料は互いにシール
されて気密シールを形成し得るものであることが必要で
ある。典型的に、対向する熱可塑性層が互いに融合する
よう溶融温度に加熱される。熱可塑性および金属箔層は
共働して無菌包装体に対する気密遮壁を設ける。金属箔
層は光および酸素遮壁を設ける。外層は普通は包装体継
目および包装体の最終的形成またはブリック中に形成さ
れる余分の材料の三角形片が包装体側壁に融合またはタ
ックされて無菌的に好ましい包装体を形成するよう加熱
することができる熱可塑性材料である。
このようなポリホイル積層体には使用者が仕上包装体
から製品を容易に取り出し得るようにする離間したアク
セス手段を含むことができる。
無菌および非無菌包装体またはカートンを紙材料およ
び積層ウエブ材料から形成するためのいくつかの方法お
よび装置が既知である。これらの方法および装置は一般
に２種類、すなわち、ブランク供給およびウエブ供給の
ものに分離される。
ブランク供給機では、先づ、ウエブの供給が切断およ
び折り目付ブランクに別個に形成される。次に、ブラン
クは１度に１個づつブランク供給機の形成部分に送ら
れ、容器に組み立てられる。多くの機械は組立段階のそ
れぞれ異なる数個のブランクに対し同時に仕事を行な
う。無菌包装のため、容器は殺菌され、殺菌処理した製
品で充填され、無菌環境内で気密にシールされて密閉さ
れる。これらの容器の継目は重なり合う垂片を互いに接
着または加熱圧着することにより、典型的に形成され
る。
いくつかのブランク供給機はブランクをカートンに間
歇的に形成し、各ステーションでブランクまたはカート
ンの１つの組立て作動を行ない、ブランクまたはカート
ンをステーションからステーションに前進させる。他の
ブランク供給機はブランクを連続的に前進させて容器を
形成し、次に、容器を間歇的に前進させて容器を殺菌
し、充填し、シールすることによって半連続的に作動す
る。一つの商業的間歇型ブランク供給無菌機はコンビブ
ロック、モデルNo CF606Aである。
連続ウエブ供給機においては、ウエブがウエブストッ
クのロールから直接に取り出され、折り目がつけられ
（ロールに予め折り目がつけられていない限り）、機械
に供給される。次に、機械はウエブを折り曲げて筒を形
成し、長さ方向側縁はシールしてチューブを形成し、こ
のチューブに製品を充填し、クランプし、シールし、チ
ューブを切断して包装体を形成する。ウエブを連続的に
前進させてウエブを次第にシールした包装体に形成する
ことができ、あるいは、ウエブを間歇的に前進させて、
ウエブが停止している間、または、ステーション間を移
動している間に各成形作動を行なうようにすることがで
きる。シール工程は、典型的には、熱可塑性材料を互い
に熱的にシールして気密シールを形成することを含むも
のである。熱シールは、例えば、輻射熱、加熱した接触
部材または誘導加熱コイルを（導電層を内部に一体にま
たは表面に設けられたウエブに対し）用いることによっ
て行なわれる。
無菌包装では、ウエブを殺菌処理して殺菌機械部分に
送り込み、これによりチューブを殺菌し、無菌環境内で
包装体を形成、充填およびシールする。商業的自動連続
送り無菌機械の一つがテトラーパックモデルAB9であ
る。他の既知の無菌機械としてはインターナショナルペ
ーパーカンパニイのウエブ供給無菌包装機、モデルSAが
含まれる。
多くの機械において、往復動手段を用いてウエブを操
作しており、ウエブまたは包装体が停止状態にある際
に、所定位置に往復動させて作動させた後、ウエブまた
は包装体を前進させている際に、所定位置外に往復動さ
せて作動させ、あるいは、包装体が前進している際に、
移動している包装体と一緒に往復動して作動した後、ウ
エブまたは包装体が停止している間にストローク範囲の
始めに戻して次の包装体に作動するよう構成されてい
る。
連続ウエブ供給機は、ウエブが連続的に前進している
間に往復動する１個以上の往復動手段を有することがで
き、あるいは、ウエブが実質的に一様な速度で前進して
いる際にウエブに順次的に作動し得る複数の同じ手段を
含むホイールまたは無終端のリンクされたベルトのよう
な対向してエンドレスに回転する手段を有することがで
きる。本発明はウエブ供給機型機械の改良に関するもの
で、従来既知の機械の生産率よりも実質的に高い生産率
を有するよう構成されている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述した成形、充填およびシール機に関する第１の問
題は、経済的に高い効率の方法で現在得ることのできる
よりもさらに高い速度で無菌包装体を造るために要求さ
れる機械の速度およびウエブの制御が制限されることで
ある。
既知のブランク供給構造および機械の製造率はブラン
クによりカートンを形成し、このカートンに製品を充填
し、これをシールするために必要な時間によって制限さ
れている。
間歇的および連続的ウエブ供給機はシール機構がチュ
ーブをクランプし、シールし、切断して包装体とし得る
速度によって制限され、また、シール機構が取付けられ
ているエンドレスに前進するリンクされたチェーンまた
はベルトあるいは回転ホイールの速度または各包装体を
形成するシール手段の往復作用の速度によって制限され
る。
ホイールまたは無終端ベルト上に複数個のシール機構
を有する機械の速度を増加させることによって、シール
機構が包装体をクランプしてシールするために互いに接
触する際に、対向するホイールまたはベルトが振動さ
れ、または跳ね上がる。この結果としてシール機械の摩
耗が増大し、有効寿命が減少し、また、ホイールまたは
ベルトを振動させ、あるいは整列しなくなって軌道から
外れてシール機構が正確にシールを行なわなくなるとい
う問題が生じる。
同様に、生産率を増大させるためにシール手段その他
の素子の往復運動の頻度を増大させることによっても摩
耗が増大し、バランスが失われ、その結果装置を振動し
て分解するというような問題が生じる。第２の往復動装
置をシールヘッドに附加することによって生産率を増大
させることに成功した例が例えば、テトラーパック社に
よって製造されたモデルAB−９に見られる。しかし、こ
の方法は、最大往復および生産速度が制限され、多くの
手段を干渉することなしに互いに往復動させるために機
械の製造が不当に複雑になっている。
第２または多くの生産ラインを附加することは単一機
械の生産率を増大させることの問題の解決にはならな
い。多数の生産ラインを単一の機枠上に取付けることに
よって共通素子を共用することで幾くらか効率を上げる
ことができるが、しかし、これは２個または多数の機械
と効果的に同じである。生産率は増大されず、生産量が
増大されるにすぎない。このような機械、例えば、２個
の生産ラインが平行に設けられた上述のコンビブロック
機械その他の４個の生産ラインを有する既知のモデルは
不当に大型であり、機械的に複雑で、相当大きな床空間
を占める。さらに、多数の生産ラインで共用される共通
素子が多くなければ、機械がより複雑となり、高価とな
り、特に、多数の生産ラインの中の１つの生産ラインだ
けに生じた問題によって機械全体を停止させなければな
らない場合に、不経済である。
したがって、本発明の目的は、高速度でポリホイルウ
エブからポリホイル包装体を形成し、製品を充填し、切
断するのに用いるための改良した長さ方向および横断方
向シール方法および装置を提供しようとするものであ
る。また、無菌条件下で包装体を形成するためのかかる
方法および装置を提供することも目的とする。
他の目的は、可変に制御可能の速度を予定の速度に固
定して無菌包装体の連続生産を維持するよう機械のシー
ル作動を制御する回路手段を提供することである。
他の目的は、高生産率での装置の機械的制限を超える
ような過度のストレスを与えることなしに、気密シール
を形成するに十分な時間ウエブを横断してクランプし続
けるよう複数個のシール機構を有する単一の相対的に低
速回転する構体を提供することにある。
他の目的は、無菌包装体を形成するようポリホイルウ
エブを誘導加熱によりシールするのに用いられるラジオ
周波数エネルギの使用を制御する改良した方法および装
置を提供することにある。
他の目的は、２次垂直誘導加熱コイルと、各シール機
構に取付けられた横断二次コイルと、単一誘導発電機と
を用い、チューブに長さ方向シールと長さ方向に離間し
た横断シールとを交互に形成して充填した密封包装体を
形成することであり、また、発電機の出力を調整し、垂
直および横断コイルを付勢してシールの形成を制御しよ
うとすることである。
［問題点を解決するための手段および作用］ 従来の成形、充填およびシール機の問題および欠点を
解消するため、本発明による改良した方法および装置
は、ポリホイルウエブ材料を長さ方向にシールしてチュ
ーブを形成した後チューブを横断シールして分離した製
品充填包装体を形成するため、固定垂直シール誘導コイ
ル（「垂直シールコイル」、「長さ方向シールコイ
ル」、「垂直誘導コイル」または「長さ方向誘導コイ
ル」とも称する）と、複数個の横断シール誘導コイル
（「横断シールコイル」または「横断誘導コイル」とも
称する）と、ポリホイルを誘導加熱して長さ方向および
横断シールを形成するよう垂直および横断誘導シールコ
イル間に電磁エネルギを配分するための制御システムと
を用いる。
本発明によりポリホイル材料を誘導シールするため
に、シールすべきポリホイルの区域を互いに極く接近さ
せまたは直接に接触させて重ならせることが必要であ
り、好ましくは、熱可塑性層と熱可塑性層とを対向して
位置させるが、熱可塑性層をポリホイルの電流キャリヤ
層に隣接している。次に、シールされる区域は電磁界を
受け、この電磁界はポリホイルの電流キャリヤ層内に電
流を誘起するに十分なエネルギを有する必要がある。誘
起電流は、一様なものであっても、一様でないものであ
ってもよいが、電流キャリヤ層を抵抗加熱し、これによ
り隣接、近接または接触している対向熱可塑性層を伝導
加熱して溶融させるに十分な総電流密度と誘起時間とを
電流キャリャ層内に有する必要がある。次に、溶融した
熱可塑性材料は、機械的、磁気的またはその組合せ等に
よる物理的力を好ましくは加えることによって、互いに
融合され、そして冷却されて気密シールを形成する。こ
れに代る実施例では、熱可塑性接着剤を互いにシールす
べき層間に塗布し、電流キャリヤ層に発生される熱によ
って接着剤を活性化させて両層を互いにシールすること
ができる。
好適実施例では、互いにシールすべき側縁を対向して
整列させ、チューブ内側を形成する熱可塑性層に製品を
接触させるようウエブを操作して長さ方向シールを形成
する。次に、ウエブ側縁は互いに密接して保持され、垂
直シールコイルによって放射される電磁界内に案内され
る。この電磁界はウエブ側縁を誘導加熱して互いにシー
ルするに必要な電流を誘起させるに十分なエネルギを有
するものである必要がある。
垂直シールコイルとして、好ましくはウエブ側縁の周
りに折畳された細長いコイルを用い、ウエブ側縁をコイ
ルの電流キャリヤ面間に通す。これにより垂直シールコ
イルの長さまたは高さ方向に延在する細長い電流キャリ
ヤ導体内に集中した電磁界が生じ、ポリホイル内に電流
を誘起し、これは対向する磁力をポリホイルの対向する
電流キャリア層に発生し、これは両層を互いに引きつけ
て押しつける。
好適実施例においては、ウエブが連続的に前進される
間に長さ方向シールが一度に１個のセグメントで形成さ
れる。チューブ部分を形成するために所定長さのウエブ
を溶融するに十分な時間で垂直シールコイルを付勢する
よう制御システムを用いる。長さ方向シールが形成され
た後、その溶融されたチューブセグメントの後端が付勢
された電磁界の有効範囲外に抜ける前に、制御システム
は垂直シールコイルを再び付勢してウエブの他の長さ部
分を溶融し、これにより隣接する溶融長さ部分が重なる
ようにする。これがため、垂直シールコイルの長さ、付
勢時間および付勢間の時間、ウエブ前進速度および有効
電磁界強さが相関し、これらを調整して、前進している
ウエブが有効電磁界を受ける総露出時間により、ウエブ
の長さに沿う熱可塑性層全長をシールするに十分に熱可
塑性層を溶融する。したがって、長さ方向シールのいく
らかは垂直シールの１付勢サイクル中に完全に形成さ
れ、他の幾らかは１サイクルより長い露出中に形成され
る。
本発明は、また、ウエブが間歇的に前進される間、ま
たは、ウエブが停止されている間に、垂直シールコイル
を付勢することによって連続ウエブを間歇的に前進させ
る機械に対して適用することができる。この実施例で
は、前進長さを垂直シールセグメント長さより小さくし
て隣接セグメントが確実に重なり合うようにする必要が
ある。
水平または横断シールはシール機構のシールジョーに
取付けられた横断コイルによって形成される。シール機
構は互いに枢着されたシールジョーおよびアンビルジョ
ーとチューブの周りに両ジョーを開閉する機構を伴なっ
て構成されている。両ジョーはチューブの周りに横断し
て加圧するよう閉じられ、これによりチューブ内の製品
をクランプ区域外へ締め出し、流体がクランプ区域に流
れ込むのを防止し、チューブを平らにプレスする。横断
コイルは、その電流キャリヤ導体がクランプ区域内の扁
平チューブに近接して、好ましくは扁平チューブに重な
って位置するようシールジョー内に取付けられる。そし
て、クランプ区域内のチューブに作用する二次電磁界を
発生するよう横断コイルは付勢される。
２次電磁界はチューブの電流キャリヤ層内に電流を誘
起する。この誘起電流の密度および誘起時間は対向する
熱可塑性層を適当に溶融するに十分なものであることが
必要である。シール機構のクランプ力は溶融した熱可塑
性層を互いに融合するよう圧縮する。横断コイルが滅勢
される際、融合熱可塑性層は冷却し、気密シールを形成
する。シール機構は熱可塑性層が冷却して無菌包装体に
適した均質な気密シールを形成し得るに十分な時間の間
滅勢後もクランプしたままにするのがよい。
好適実施例では、横断コイルが２個の導体セグメント
として形成され、第１導体セグメントが電磁界を発生す
る付勢された一次ワークコイルから電磁エネルギを受
け、第２導体セグメントがシール区域に電流を誘起して
シール区域を加熱する二次電磁界を発生させるよう構成
されている。「横断コイル」とは、本明細書に記載され
ているように、１個の誘導コイルとして２次誘導シール
コイルのエネルギを受取りおよびエネルギ輻射導体セグ
メントの両方を意味し、これに反し、「−シールコイ
ル」または「−誘導コイル」とは、ポリホイルを誘導加
熱する輻射導体セグメントだけを意味する。
第２セグメント、または横断シールコイルは、電流搬
送導体の細長い半ループであることが好ましく、この半
ループは細長い導体間に間隙を有し、チューブをクラン
プ区域で切断するために用いられるナイフ刃を上記の間
隙内に挿入して前進するチューブから製品を充填してシ
ールした包装体を分離し得るよう構成されている。細長
い第２セグメントは第１導体セグメントに直列に電気的
に接続され、第１導体セグメントは、好ましくは半ルー
プの円形で外匣内に取付けられ、この外匣は１次ワーク
コイルの電磁界を第１動態セグメント上に集束させるよ
う構成され、これにより１次ワークコイルから横断シー
ルコイルへの電力伝達効率を増大させている。シール機
構が前進するにしたがって、第１または受取りセグメン
トが典型的には有効電磁界を通過し、この有効電磁界
は、２次導体セグメント内に必要な電流を誘起するに十
分な時間にわたり１次ワークコイルによって発生され
る。エネルギ伝達効率を向上させるために閉止結合要素
を設けてもよい。
細長い第２セグメントはクランプした熱可塑性材料に
種々の形状のシールを設けることができる。部分的に、
シールの形状は加熱時間の長さおよびシステムの所望の
電気的効率、クランプされた区域におけるチューブから
製品を押し出すシール機構の能力、細長い第２セグメン
トの面を横切る電流分布および要求される気密シールに
依存する。
他の実施例においては、横断誘導コイルが２個の細長
い導体を具え、これらの導体はクランプ区域を横切って
延在し、例えば横断コイル面の後側をまわって通過して
２個の導体から離間された単一戻り導体に並列に電気的
に接続されている。シール区域でクランプしている状態
で、チューブを切断するためにナイフ刃を受け入れるた
めの間隙を設けることができる。このようにコイルを構
成することによって細長い半ループ導体に比べてさらに
一様な２次電磁界が生じ、この理由はポリホイルに誘起
される電流が全て同じ方向に流れるからである。この結
果として、単一の相対的に均質なシールが横断クランプ
区域に得られる。これに反し、細長い半ループはポリホ
イルに２個の誘起電流通路を設ける傾向があり、これら
の通路はループの周りの電流を流れを鏡対称とし、両電
流通路間の中間部で互いに打ち消し合う傾向がある。こ
れによりナイフ受入れ間隙に近接する鏡対称形の誘起電
流を最小にし、所望の均一シールを得るために要する付
勢時間が長くなる。
さらに、他の実施例においては、横断誘導コイルは単
一の広い導体と別個の戻り通路とを設けてクランプした
シール区域を相対的に均一に加熱することができる。こ
の実施例においても、相対的に一様な電磁界を生ぜし
め、これに対してポリホイルに誘起電流を鏡対称形に生
ぜしめ、クランプした区域の表面を一様に押圧して単一
の均一なシールを設ける。この実施例では、包装体切断
工程はたぶん他の位置で行なわれ、さもないと、ナイフ
刃がコイル面内に押入して充填シールした包装体を切断
することになる。
また、他の実施例では、横断誘導コイルが２個の細長
い半ループ導体を具え、これらの導体は並列に接続さ
れ、ナイフ間隙の両側にそれぞれ１個のループが配置さ
れるようナイフ間隙の周りに設けられる。両ループは並
列に電気的に接続され、したがって、間隙に近接する導
体セグメント内に電流が同じ方向に流れ、また、遠い側
の導体内に電流が同じ方向に流れ、近接セグメント内の
電流の流れが遠い側のセグメントとは同じ平面内で反対
方向に流れる。例えば、近接導体に電流が下方に流れ、
遠い側の導体に沿って戻る。この特定の実施例では、横
断誘導コイル面から離間して戻り導体を有し、この戻り
導体がクランプしたシール区域に対して平行な平面内に
存在しない実施例に比べて相対的により高い効率を有す
る。一対のループ形状は、また、２個のループを独立し
て同調させることができるよう形成され、したがって、
ループ間の電流の分布を調整して、ナイフ間隙の両側に
おけるクランプしたシール区域を相対的に一様に加熱
し、この結果として均質なシールを得ることができる。
上述した各実施例によるコイルに対し、異なる電力レ
ベルおよび付勢時間が必要とされる。その理由の一つと
して、負荷導体のコイル形状および負荷されない戻り導
体の位置が発電機の電気的効率に影響を与える。発電機
の効率は導体間の近接効果と発電機出力におけるインピ
ーダンス整合とに一部依存する。導体が離れるにしたが
って、システムの効率は低くなり、十分なシールを形成
するためにコイルを付勢するに必要な電力が大きくな
る。さらに、各コイルの形状は異なる真性インピーダン
スを有し、このインピーダンスは誤整合損失を最小にす
るよう発電機出力に好ましくは整合され、または、同調
される。
好適実施例においては、複数個のシール機構がエンド
レスに前進する構体、好ましくは、回転構成、さらに好
ましくは、回転円筒体上に取付けられる。シール機構は
互いに離間され、前進しているポリホイルチューブを順
序で横断方向にクランプするよう構成される。
１次ワークコイルは横断コイルの第１したがっておよ
び第２導体セグメントに適当な電流を誘起させるに適当
な電磁界を発生し得る任意のコイルで構成することがで
きる。
好適実施例においては、１次ワークコイルは多数のル
ープを有する細長い楕円形の柱状コイルであり、このコ
イルは付勢時に電磁界密度に生じ、この電磁界を横断コ
イルが横切る際に横断コイル内に電流を誘起して横断シ
ールを得るよう構成されている。円形コイルまたはパン
ケーキコイルのような他の形状のコイルをも用いること
ができる。適当なシールを得るためには、横断コイルの
第１導体セグメント、コイル結合または横断コイルが通
過する速度を適当に調整することが必要である。
シール機構は所定の間隔で離間されていて横断シール
を敬するために必要な時間はシール機構の前進速度に比
べて相対的に短かいから、本発明によれば、１次ワーク
コイルが連続して付勢される必要がないという利点を有
する。したがって、本発明は、また、長さ方向および横
断方向の両シールを、１個の誘導発電機と、発生した電
磁エネルギを長さ方向シールまたは横断シールのいづれ
かに指向させる結合機構と、誘導発電機によって発生さ
れる電力レベルを長さ方向シールを行なうか横断シール
を行なうかによって制御する回路とを用いて設ける。
好適実施例では、単一Ｒ−Ｆ発電機からのラジオ周波
数電流を使用する。ラジオ周波数電流はポリホイル材料
および横断コイルに薄い電流搬送層を用いることを許容
し、この理由は、ラジオ周波数における周知のスキンデ
プス現象によって導体に流れる電流を導体表面における
相対的に薄い断面区域に集中させるからである。したが
って、薄い導体を用いてポリホイル内に誘起される電流
をポリホイルの箔層全体にわたって流し、この箔層を一
様に抵抗加熱し、この結果として、余分な材料を有する
導体を加熱するために必要な時間より短い時間でシール
作業を完了することができる。さらに、薄い横断コイル
および垂直シールコイルを用いることができるので、こ
れらの質量が小さくなり、冷却し易くなる。
好適実施例では、誘導シールサイクルにおいて、垂直
シールコイルをｒ−ｆ発電機に、好ましくは誘導によ
り、交互に結合し、ウエブが前進するにしたがってウエ
ブ上に長さ方向シールセグメントを形成するに適当な電
力レベルで所要時間にわたり垂直シールコイルを付勢す
る。この付勢中、２次横断コイルは、誘導的その他の方
法で、ｒ−ｆ発電機に結合されない。付勢の電力レベル
および時間はｒ−ｆ発電機制御回路によって、コイルの
寸法に対して選択された予定条件と、コイルおよびポリ
ホイルの金属箔層との間の結合距離と、ポリホイル材料
の組成とにしたがって制御される。垂直シールセグメン
トが形成された後、垂直シールコイルを第１固定一次ワ
ークコイルの有効範囲外に動かすことによって、好まし
くは機械的に、垂直シールコイルを切り離す。第１固定
一次ワークコイルはｒ−ｆ発電機の出力に、好ましくは
直接に、直列に接続される。垂直シールコイルを切り離
すことによって、横断コイルが付勢される際に、第１固
定一次ワークコイルがｒ−ｆ発電機によって付勢される
ことがあるとしても、ｒ−ｆ発電機による横断コイルの
次の付勢により垂直コイルもまた付勢されることはな
い。
垂直コイルを切り離した後、横断コイルを付勢する。
横断コイルを付勢する際には、横断コイルを回転円筒形
ホイールと一緒に回転して第２の１次ワークコイルの近
くに横断コイルを移動し、この際、１次ワークコイルも
またｒ−ｆ発電機に、好ましくは直接に、直列に接続さ
れる。したがって、次に第２の１次ワークコイルが付勢
される際、この付勢された第２の１次ワークコイルの有
効範囲内に横断コイルがあり、または入り始め、これに
より横断コイルを誘導的に結合し、ウエブを横断方向に
シールするに十分な時間および電力レベルで横断コイル
を付勢する。このようにして横断コイルを付勢する電力
レベルおよび時間をまたｒ−ｆ発電機制御回路によって
制御される。
複数個のシール機構を取付けた前進構体が引き続き前
進するにしたがって、第２の１次ワークコイルによって
発生されている電磁界の有効範囲外に横断コイルが回動
し、これにより横断コイルをｒ−ｆ発電機から確実に切
り離す。好適実施例においては、横断コイル間の間隔を
適切に選定して、横断コイルが第２の１次ワークコイル
に近接して、誘導的に結合されない間に、垂直シールの
付勢が起こるようにしている。この代りに、横断コイル
が切り離される前に、ｒ−ｆ発電機制御回路が第２の１
次ワークコイルを滅勢することもできる。
次に、垂直コイルがｒ−ｆ発電機に再結合されて再び
付勢され、前にシールしたセグメントに重なる第２の長
さ方向シールセグメントを形成し、これにより連続シー
ルを維持する。次に、垂直コイルが滅勢され、結合が切
り離される。次の横断コイルが回転して第２の１次ワー
クコイルに近接し、再び付勢され次の包装体のための横
断シールを形成する。
ｒ−ｆ発電機、結合機構および回路制御手段は引き続
いて適当な電力を垂直コイルおよび順次に前進する横断
コイルに交互に供給して長さ方向シールをセグメント状
に形成するとともに複数個の離間した横断シールを形成
する。ｒ−ｆ発電機による付勢時間は、ウエブ、コイル
の構造、ウエブの速度、前進構体上の横断コイル間の距
離および使用されるｒ−ｆ発電機の出力容量によって、
１種以上の出力レベルでの連続的付勢から同一または異
なる出力レベルでの極めて短いバースト又はエネルギの
パルスまでの種々の態様で行なうことができる。
本発明による典型的成形、充填およびシール機は、連
続ウエブ材料を巻いたロールと；無菌包装体が希望され
る場合に、ウエブを殺菌するための殺菌媒体およびこの
殺菌媒体をウエブに施すための手段と；ウエブの長さ方
向の両側縁が整列および対向して位置するようにウエブ
を折曲げてチューブ状に形成するチューブ形成部分と、
長さ方向側縁をシールする垂直誘導コイルと、チューブ
成形部分の無菌状態を維持するための殺菌空気源と；チ
ューブが制御速度で前進している間にチューブ内に製品
を導入するための充填用チューブと；複数個のシール機
構とを具え；各シール機構がシールジョーとアンビルジ
ョーとを具え、一方のジョーがエンドレスに前進し得る
よう構成された手段上に取付けられ、この手段がシール
ジョーおよびアンビルジョーをチューブの周りに順序で
開閉してチューブ内に所望量の製品を入れてチューブを
横断方向にクランプするためのジョー開閉手段を含み、
各シールジョーが横断コイルと横断誘導コイルループと
を有してこれらのコイルの付勢時に互いにクランプされ
ている対向する熱可塑性層をシールし得るよう構成さ
れ；また、横断シールを切断してシールした包装体をチ
ューブから分離するよう各シール機構に取付けられた切
断手段と；垂直コイルおよび複数個の横断コイルのそれ
ぞれを付勢するよう電磁エネルギを与えるための誘導発
電機、好ましくはラジオ周波数誘導発電機および結合手
段と；前記発電機からの電磁エネルギの発生および垂直
および横断コイルへの分配、ウエブの前進とシール機構
その他の形成装置の速度とを制御するための駆動手段お
よび作動条件の予定の組合せにしたがって機械の作動を
制御するためのマイクロプロセッサとを具えている。
理解されるように、本発明を1/4リットル入り無菌包
装体を形成するのに用いるためのチューブの製造につき
説明したが、当業者であれば、異なる寸法の包装体、非
無菌包装体、または冷蔵しなければならない包装体等を
他の分野ならびに間歇的にウエブ供給型機械に本方法お
よび装置を用いることができる。したがって、上述した
記載および以下の記載は本発明を例示するものであり、
制限するものではない。
［実施例］ 第１および13図に示すように、本発明の図示の実施例
は、形成、充填、シールおよびブリック成形機10に関連
して有利に用いることができ、この装置はマイクロプロ
セッサにより制御されてポリホイルウエブ20を機械10に
折り目線形成区域51を経て通し、折り目線付ウエブ20
を、好ましくは清浄な予め殺菌された区域100に通して
ウエブ20を殺菌し、ウエブの側壁24および26（第２図）
を垂直シール区域130で互いにシールしてポリホイルウ
エブ20をチューブ22に形成し、このチューブ22内に製品
32を充填用チューブ400によって充填し、製品を充填し
たチューブ22をエンドレスに前進する装置（「構体」、
または「クロスシールホイール」と称する）200に通し
てチューブ22を横断方向にクランプし、シールし、切断
して分離した予備成形包装体30に形成し、これらの予備
成形包装体を次に、前進するにしたがって包装体30の形
成中に生じた継目および突片を包装体30の側面パネルに
対して平らにとじ合せて製品32が充填された仕上げポリ
ホイル包装体31に形成する。機械10は当業者において既
知の方法で制御して間歇的、または、好ましくは、連続
的に駆動することができる。
ウエブ20は便宜的に、例えば、協働する折り目線付ロ
ーラを用いてウエブ供給源から取り出される際に、ある
いは、ウエブの供給源としてロール巻きする前の工程
で、折り目線が形成される。第２および第３図参照。折
り目線形成作動により正の折り目線Ｐおよび負の折り目
線Ｎを設けてウエブが折り目線パターンに基づいて特定
の場所で特定方向に折り曲げられるよう予め形成され、
所望の仕上ブリック形状に一様に折り曲げ得るようにな
っている。
無菌包装を行なうため、ウエブは洗浄され、殺菌さ
れ、本発明の一部を形成しない既知の方法によって、製
品が入った包装体が完全に横断シールされる少なくとも
後にまで、無菌環境内に維持される。チューブに製品が
充填されて横断シールされる前に、製品充填チューブを
無菌状態に維持するため、チューブ22内に殺菌空気を吹
き込む。
好ましくは、ウエブ20を操作し、曲げ、または湾曲さ
せてウエブ側縁を長さ方向に整列させ、対向するウエブ
側縁の内側の熱可塑性層を互いにシールして長さ方向シ
ールを形成する。チューブ22の他の組立て方法として
は、ウエブの側縁の内側を外側に重ね合せてシールし、
多数のウエブ片をシールし、または、螺旋状に巻いたウ
エブを用いてチューブを形成する方法があり、また、２
個の対向するウエブ片間に熱により活性化する接着剤を
介挿して用いることもできる。通常の形成用マンドレル
または同様の型を適当なローラおよび案内手段とともに
用いてウエブを操作することができる。
第4,5および5a〜5g図に示す好適実施例においては、
ウエブ20がウエブ案内板64を横切って引き出され、ウエ
ブ案内板のフランジ74によってウエブ側縁24および26が
制限されている。フランジは互いに対して相対的に所定
の角度で傾斜されてＶ字形を形成し、ウエブ20を次第に
大きく凹面形状にしてウエブを折り曲げてウエブ側縁24
および26を平行にし、整列させ、重ね合わせ（第４
図）、折り曲がったウエブの残りの部分がウエブ折り目
線およびウエブをチューブ22に形成するために用いられ
るローラおよび型によって予定される三角形断面形状を
有するようにする。三角形状とすることによって、ウエ
ブが長さ方向にシールされる際に、前進させるよう制御
しかつウエブ側縁の整列を制御する必要のある表面の数
を減らすことができる。
第13〜16,14aおよび18〜20図を参照して示すように、
垂直シール誘導コイル120は多ループコイルを具え、多
数のループの半分がコイル120の長い側方ループ部分に
沿ってこれらの部分間に延在する長さ方向通路または条
溝122の両側に等間隔で離間して配置されている。折り
曲げられたループの形状は放射された電磁界の強さを増
大させ、平らなコイルの場合に比べて、ｒ−ｆ発電機65
0により結合機構652を経て付勢される際に、コイル120
によって放射される２次電磁界をよ均一に分布させる。
均一に分布した磁界は均一に分布した誘導電流をＵ字形
条溝122内に前進するポリホイルウエブ側縁24および26
の電流搬送層内およびこの層に沿って、また、層を横切
って生ぜしめ、対向する熱可塑性層を均一に加熱し、冷
却により、実質的に均一な長さ方向気密シールを設け
る。条溝122はウエブ側縁24および26を受け入れて、条
溝を通過する間に両側縁を整列状態に維持してコイル12
0が付勢される際に側縁を加熱して互いにシールするよ
う構成されている。ウエブの入口は、例えば、60゜の傾
斜角度で面取りされ、これによりウエブ20を条溝内に容
易に通し得るようにしている。第18図参照。垂直シール
コイル120のループは導電性チューブ656と中心タップ接
地656aとを具え、これを、例えば、エポキシ、Ｇ−10エ
ポキシファイバグラス材料、プラスチック、または同様
の材料による非導電性剛体外匣658内に取付けることが
できる。好ましくは、導電性チューブ656として内側に
水のような冷却媒体を流し得るよう構成された中空の銅
製チューブを用いる。中心タップ接地片656aは657にお
いて導体656に電気的に接続されて作動中にウエブへ向
けて電流アークが発生するのを防止している。第24bお
よび24c図に示すスペーサ部材655aおよび655bを用いて
コイルおよび導体リード線を外匣658およびコイル120内
で同一線上に互いに離間させて保持することができる。
コイル120は機械10の機枠132（第6,8図参照）の柱153
および154上に、正常な作動状態下、特に、コイル120が
付勢されたり、滅勢されたりして一方の状態から他方の
状態に切換えられる際に生じる種々の電磁力の作用下に
おいて、殆ど動かぬように強固に取付けられている。
対向するポリホイルウエブの側縁に誘起された電流
は、また、この側縁における誘起電流密度分布に比例す
る大きさの２次電磁力をそれぞれ発生する。この力は、
互いに逆極性で、引き付け合う。これがため、コイル12
0によって発生された磁界の作用を受ける条溝122内のウ
エブ側縁24および26は互いに引きつけられ、熱可塑性材
料が軟化して溶融する際に互いに接着し、互いに融合す
る。
好適実施例では、ピンチローラ143aおよび143bが誘導
コイル120の上方位置で、加熱前のウエブ20の側縁に互
いに押しつける物理力を加えるよう設けられ、これらの
ピンチローラは（条溝122と協働して）電流搬送箔を、
電磁界によって励起されるよう整列させて重なり合った
平行平面とする。
好適実施例では、長さ方向シールが垂直コイル120に
よって間歇的に付勢されて形成され、包装体の幅を横切
って包装体の底シールを設けている。垂直誘導コイル12
0の長さは扁平になった包装体の幅にほぼ等しいか、ま
たはより大であり、したがって、少なくとも底シールに
対応するチューブ22の長さ方向の長さが、垂直コイル12
0の付勢時に、垂直コイル120によって発生される電磁界
を通過する。ウエブの速度およびコイルの付勢および電
磁界の発生時間を以下により詳細に説明するようにして
調整し対向する熱可塑性層が効果的に融合して気密シー
ルを、好ましくは重なり合っているセグメントに形成さ
れる、連続的シールとして形成する。
第6,9,10図および11図に示すように、チューブ形成部
分130は機械10の機枠11上に取付けられた補助枠131およ
び132上に取付けれた協働ローラおよび案内部材を具え
ている。補助枠131は補助枠132にピン133により枢着さ
れて開放され得るよう（仮想線で示す）構成されてい
て、これを開放することにより、ウエブ20を適当に折曲
げられた配向に手で送入したり、手入れをしたり、また
は他の機械またはウエブの調整をすることを可能にし、
機械の作動時には閉止される（実線で示す）。第10図に
示すハンドル134は通常のスプリング負荷方法で補助枠1
31を補助枠132に対して相対的に開閉するために用いら
れる。
補助枠131および132のそれぞれに取付けられた対応す
る対の素子は実質的に同様の構造および機能を有し、対
向して配置されており、特別の場合以外は補助枠132に
対応する素子に添字ａをつけて示し、補助枠131に対応
する素子に添字ｂをつけて示している。説明を容易にす
るため、一方の素子だけについて説明するが、その説明
は他方の素子についても当てはまる。案内ローラ142aお
よび142bは互いに向け傾斜されているとともに補助枠13
1および132か下方に向け傾斜されていてウエブの側方パ
ネル44および45（第２図参照）を互いに向け所定角度で
押しつけ、これによりウエブ20を折り目線62および63の
周りに折り曲げて実質的に三角形状にチューブ22を形成
している。対向する長さ方向継目ピンチまたはニップロ
ーラ143はウエブ側縁24および26を圧力下で重合および
整列させて互いに押圧し、ウエブがコイル120内に前進
するよう制御することを助けている。ローラ143はウエ
ブに対して、例えば、10〜15゜のような角度で傾斜され
（第6,12図参照）、条溝122とによってウエブの最外側
縁部分を押しつけて整列させて直線の一様な長さ方向継
目が確実に形成されるよう構成されている。ウエブ20は
コイル120内を通過し、コイル120内で高周波電磁力によ
ってチューブ22に形成された後、ウエブ20の熱可塑性層
が熱い間に、シールはニップローラ144aおよび144b間を
通過するので、対向する熱可塑性層はさらによく全体に
わたり互いに機械的に圧着されて融合し、均一な気密シ
ールを形成する。側縁24は折り目線66の外側のウエブ部
分であり、側縁26は折り目線66aの外側のウエブ部分で
ある（第２図参照）。第６図および12図に示すように、
ローラ143はヨーク162の端で柱141上に所定間隔で互い
に離間されて取付けられ、整列位置にある側縁を挟持し
て互いに押圧するに十分な力を加えている。ローラはチ
ューブ22に対して相対的に柱141の周りに所定の角度で
傾斜されて固定され、したがって、ウエブが前進してロ
ーラが回転する際、ウエブの側縁に対して直角方向の分
力が生じ、これにより整列位置にある側縁は長さ方向コ
イル120の条溝122に向けそろえて押し付けられ、できれ
ば条溝122に対して押しつけられる。ローラ144はアーム
163の腕端に取付けられ、加熱したウエブ側縁は互いに
押圧するに十分な力で互いに押圧されている。
ローラ144を設けたことによって、誘導コイルに用い
る電気的エネルギを少なくすることができ、この結果、
２次電磁界による磁気力が小さくなるが、なお、熱可塑
性材料を適当に軟化させるに十分な電流を誘起させるこ
とができる。ローラ144によって与えられる機械的力は
良好なシールを形成する。好ましくは、本発明の一部を
形成しない包装作業上の理由および美的理由の両方のた
めに包装体の底パネルとなる部分上に長さ方向シールを
形成することができる。
ローラ143に遊転支持ローラ169を関連させて設け、こ
の支持ローラをチューブ22に接触するように配向させる
も、しかし、水平面内に90゜回転させる。好ましくは、
ローラ169の幅を仕上りブリック31とほぼ同じ幅とし、
垂直方向シールすなわち長さ方向シールが形成される際
にブリック31の上面となる部分を三角形状および四角形
状にするため折り目線62および63間のウエブ20の区域に
ローラ169を接触させるようブラケット168上にローラ16
9を枢着する。
被動ローラ（またはプーリ）145aおよび145bを所定距
離で互いに離間させて設け、反対方向に駆動してチュー
ブ22をチューブ形成部分130を通して前進させるように
する。
前進するにしたがって、チューブ22は順次のシール機
構によって横断方向にクランプされて各包装体のために
実質的に同じ体積の製品および同じ量のウエブがシール
機械間に固定され、次に、横断方向にクランプした区域
でシールされる。シール機構に取付けられ、または、機
械10上の他の場所に設けられた切断手段によって、選択
的に、シールしたチューブをシール区域で切断して包装
体30を形成することができる。
第1,33,34および35図に、本発明による長さ方向シー
ル、チューブの横断クランプ、シールおよび切断作動を
行なう機械10を示す。この好適実施例では、チューブ22
は下方に前進して位置201において横断方向クランプお
よびシール区域の入口に近づく。外匣199内のクロスシ
ールホイール200には複数個のフランジが突設され、こ
れらのフランジに複数個のクランプおよびシール機構が
取付けられている。クロスシールホイール200はマイク
ロプロセッサによって制御され、スピンドル198端に固
着された通常の駆動源（図示せず）によって軸であるス
ピンドル198の回りに回転される。
好適実施例では、１回転で15個の完成包装体を製造す
るため、15個の横断シールを形成するための15個の同じ
シール機構が設けられているが、しかし、この数は対応
する包装機の設計変更に応じて変更してクロスシールホ
イールが１回転する毎にさらに多くのまたはより少ない
包装体を形成するようにすることができる。同様に、ク
ロスシールホイールおよびシール機構の寸法を特定の寸
法の包装体合わせて変えることができる。
各シール機構はシールジョー220を具え、このシール
ジョーはクロスシールホイール200の中心軸線に合わせ
かつ離間して設けられ、また各シール機構はアンビルジ
ョー210を具え、このアンビルジョーの一端はクロスシ
ールホイール200およびシールジョー220の両方にヒンジ
装置240によって回転可能に連結されている。ヒンジ装
置240はアンビルアーム210のシールジョー220に対する
相対的全開位置と全閉位置との間における平面運動を制
御する。開放位置において、アンビルジョー210はクロ
スシールホイール220から突出して、ホイールが前進し
てアームがその通路の周りに回動する際に、アンビルジ
ョー210が機械装置に接触せずに通過し得るように構成
されている。ヒンジ装置240は、また、種々の枢支点に
作用する力を分布させる理由から、横断クランプ中にア
ンビルジョー210をシールジョー220に固定しえるよう構
成している。好ましくは、附加的高圧力クランプ力を他
の手段によって与えてクランプ作動中両ジョーを緊密に
閉止したままに保持する。例えば、機械11または外匣19
9上に取付けた高圧カム軌道202がアンビルジョー210の
遊端に回転自在に取付けられたカム追従子222（第33図
参照）をシールジョー220に向けて押しつけ得るよう構
成されている。高圧カム軌道は横断クランプ、シールお
よび切断区域、または附加閉止力が希望される場所にお
ける円弧長に従って延在する。
作動に際し、チューブ22上の選択された場所がアンビ
ルジョー210とシールジョー220との間で横断方向にクラ
ンプされる。横断椎シール区域は、第２図に示すよう
に、折り目線41および43の上下にそれぞれ位置するパネ
ル40aおよび42aと、横断クランプ中に折り目線39の周り
にウエブ20が折り曲げられる（しかし、パネル39aを折
り曲げない）際に対向する区域とを具えるよう限定され
る。シール機構によってチューブ22に加えられる力はチ
ューブ22を扁平にするに十分なものであることが必要
で、これによりシールされる横断区域から製品が実質的
に全て除去され、チューブ22の内側熱可塑性層は、後述
するように加熱される際に融着するよう接触状態にされ
る。この力は、また、シールされていないがクランプさ
れているチューブセグメント内の製品の量を固定するに
十分なものであることが必要である。クランプ圧力は圧
縮スプリングによって制御され、クロスシールホイール
200が回転する際に生じるクランプその他のための動き
を可能にする機械的誤差空隙を閉じ、これにより適当な
シールを確実に行なうことができ、また、好ましくは、
紙を引きずり込むことなしに、切断ナイフをウエブに通
過させるに十分な圧力を維持する。
第33および34図に示すように、ヒンジ装置240はヒン
ジ242と枢支ピン244とを具える。ヒンジ242は部材500上
の枢支ピン221によってクロスシールホイール200に枢着
され、また、アンビルジョー210に枢着されている。レ
バー504は枢支ピン221の中心から延びる半径に沿ってシ
フトされ得る場所に配置されている枢支ピン508でヒン
ジ242に枢着されている。レバー504はボス219とアーム5
10と有する。アーム510はヨーク540内に突出するよう取
付けられ、アーム510およびカム追従子211を無負荷駆使
する過負荷手段が設けられ、主として高圧カム202によ
りクランプ作用が行なわれるようにする。アーム510に
よって加えられる圧力がアンビルアーム210の機械的１
体構造および配向に悪い影響を及ぼすのを防止するよう
ヨーク540に圧縮スプリングまたはピストンを設けてエ
ネルギを吸収させるようにするのがよい。
レバー504の他端には、ボス219が設けられ、このボス
は枢支ピン244を有し、押し棒に枢支連結され、押し棒
はその他端でカム付のツインレバーアーム支点システム
に連結されている。カム付ツインレバー支点システムは
２個のレバーアームを用いてクロスシールホイール200
の回転運動をカム532を介して押し棒218の並進運動に変
換してアンビルジョー210をその枢支点221の周りに開閉
するよう構成されている。レバーアーム214に連結され
ているカム追従子211はカム532に従って移動し、クロス
シールホイール200の軸線に対する相対的カム追従子211
の位置の変化に比例して、押し棒218に対する連結点の
周りにおけるレバーアーム214の回動位置が変化する。
したがって、カム532の条溝における非円形通路によっ
てレバーアーム214を回転させ、これによって押し棒218
を内外に並進運動させ、この運動によってカム追従子の
移動にしたがってアンビルジョー210を開閉する。各シ
ール機構のカム付ツインンレバー支点システムは、好ま
しくは、15個の全てのシール機構が同じ角度が作動して
同じ量のウエブを取り上げるよう閉止するよう調整され
る。
第33〜35図に示すように、アンビルジョー210はアー
ム230、ボス238、ヘッド232、切断手段234および切断用
駆動手段236を具える。アーム23は細長い支持部材で構
成し、押しつけおよび切断に要する力に耐え得る材料、
例えば、強化フェノール樹脂、ナイロン、エポキシ系フ
ァイバーグラス組成物、ステンレス鋼、アルミニウム、
その他同様の材料で造ることができる。ボス238はアー
ム230の中心から突出し、切断手段234および切断用駆動
手段236を収容している。
アーム230の前面に沿って延在するヘッド232は平行な
アンビル表面600および601と、フランジ603と、ヘッド2
32をアーム230に取付けるためのボルト（図示せず）と
を具える。アンビル表面600および601はこれらの表面間
に切断手段234を通過させるに十分な距離で互いに離間
されている。好ましくは、切断手段234を扁平になった
チューブ22を切断し得る鋭利な切刃面を有するナイフで
構成される。ナイフ234は鋸歯刃縁または直線刃縁を有
することができる。アンビル表面600および601に耐摩耗
材料を被覆して摩耗を少なくし、あるいは離型材を被覆
して包装体30およびアンビルジョー210のようなシール
機構あるいは両方の分離を促進するようにする。
第28〜34図に示すように、シールジョー220は支持部
材570と、横断コイル224と、横断コイル224を部材570に
連結するための取付用ブラケット572とを具える。横断
コイル224は２個の電流搬送面と、円形の受電コイル225
と、細長い横断誘導コイル226とを具え、これらは直列
に電気的に接続され、したがって、受電コイル225に誘
起された電流もまた細長い横断誘導コイル226に流れ
る。
受電コイル225は、好ましくは、コイルが結合機構654
（第13図参照）における中間誘導コイル760によって生
じた電磁界を通過するにしたがって、コイルに誘起され
る電流が最大になるように構成されている。好適実施例
では、受電コイル225は電磁エネルギを集中させるよう
外匣または支持部材内に取付けられた、例えば銅のよう
な高電流搬送導体の単巻の実質的に円形のループを具え
る。
図示の形状とすることによって得られる１つの利点は
横断コイルを冷却するための手段が必要でないことであ
る。しかし、例えば、放熱フィンまたはコイルの内部の
通路に冷却流体を循環させることによって冷却すること
を必要とする他の形状のコイルを用いることもできる。
導電性ループ228a（第29図）を剛体の支持部材576内
の通路内の誘電または絶縁材料575中に埋設して、コイ
ル部分225が電磁力を受けることにより物的に移動した
り、短絡したり、あるいは、アークを発生するのを防止
するようにしている。剛体支持部材576としてフェライ
トまたは他の磁性材料を用いて電磁放射線を集中させて
コイル225内に誘起される電流を最大にするとともに１
次コイル760からコイル225の導電性ループ228aに電磁界
を電気的に結合することができる。
細長い横断誘導コイル226に薄くて相対的に広い導電
面227を設けて細長いコイル226の面227に直ぐ隣接して
対向する区域でポリホイルウエブチューブ22の金属箔に
電流を誘起する電磁界を発生するよう構成する。好適実
施例では、細長いコイル226を、例えば、銅製の無垢の
電流搬送導体228bの半巻ループで構成し、これをフラン
ジ229上に取付け、細長いコイル226の大部分の面227を
フランジ229がカバーし、切断手段234の切刃縁が、チュ
ーブ22を切断した後に電流搬送導体に設けられた内部間
隙内に入り得るよう構成している。他の電流搬送導体を
用いることができ、特に、モリブデンその他同様の耐摩
耗性および変形抵抗の高いものを用いることができる。
ラジオ周波数電流における既知のスキンデプス現象の
ために、比較的薄い電流搬送導体228bの層を用いること
もできる。この薄い導体は扁平になったチューブ22の幅
および長さを横切って横断コイル224内に流れる電流を
分配し、導体がそれ自体が溶融することなしにポリホイ
ルを溶融するのに必要な電流密度を満足すべき状態で通
すに十分な厚さを有する限りにおいて、面227に対応す
る所望のシール区域を形成する。約0.020インチの厚さ
の導電層を、例えば補強したフェノール系樹脂、グラフ
ァイト、エポキシファイバーグラス、セラミックスその
他同様の実質的に非導電性組成物による鋼体支持部材57
2上に被着したものを用いることができる。
耐摩材料573の相対的に薄い被膜を導体228b上に被覆
して摩耗を防止することができる。また、耐摩材料573
には、シールした後に、面227からチューブ22の外側熱
可塑性被膜を容易に剥離するよう剥離促進材を含ませる
ことができる。耐摩材料573には、また、使用中に横断
コイル224または細長い横断シールコイル226が短絡した
り、アークを発生したりするのを防止するため誘電また
は絶縁材料を含むことができ、これによりチューブ22上
にスポット焼けが生じるのを防止することができる。材
料573は、また、付勢されない時に、細長いコイル226か
ら熱を導出するよう高い熱伝導率を有するものとし、こ
れによって横断コイル224を熱伝導によって冷却状態に
維持することができる。他の方法として、材料573とし
て低熱伝導率を有するものを用いて導体228bに流れる電
流によって発生される熱が熱伝導してチューブ22の外側
熱可塑性層を軟化するのを防止することもできるが、次
のサイクル中に付勢される前に導体228bおよびコイル22
6を冷却させるに十分な熱伝導率を有するものとする。
好適実施例においては、受電コイル225が細長いコイ
ル226にブラケット577およびボルト580によって直角に
連結されている。導電性母線578によってコイル225の導
体228aの一端をコイル226の導体228bの一端に接続し、
導電性母線579によってコイル225および226の導体228a
および228bの他端を互いに接続し、かようにして好適実
施例の単巻横断コイルを形成する。
導体228bはコイル226の後側の周りに延在し、ボルト
およびボルト孔571によってコイル224をブラケット572
に取付け、コイル224の中心タップを機枠11に電気的に
接地接続する。これにより中心タップ垂直シールコイル
120につき上述したと同じ利点が得られる。細長いコイ
ル226の端582を面227から遠去かる方向に斜切して対向
表面602の形状に従わせ（第34図参照）、これによりチ
ューブが外縁にまで完全にシールされるようにする。
第34図に示すように、ブラケット572は支持体570上に
懸垂手段によって取付けられ、この懸垂手段は案内軸59
2と弾性スプリング手段とを具え、これにより、アンビ
ルジョー210およびシールジョー220が閉止される際に圧
力を制御する高圧そらせ手段を提供してチューブ22を扁
平に圧縮するようにしている。１個より多くの弾性手段
を設けることによってアンビルジョー210およびシール
ジョー220を閉止することによって生じる力を相対的に
一様に分布および吸収させることができる。弾性手段は
枢支ピン221および231と協働してアンビルジョー210お
よびシールジョー220の両面を、高圧クランプ力のウエ
ブに沿う一様な分布中に、平行に維持することができ
る。
剛性支持体570はそれぞれの端で、好ましくは、クロ
スシールホイール200のフランジ567および568内の軸受5
97および598によってクロスシールホイール200に取付け
られる。フランジ567および568はフランジ216（第33図
参照）と同様のもので、上述したジョーと同じ構造の複
数個のシールジョー220を受け得るようクロスシールホ
イール200の周りに離間して設けられた複数個の孔を有
する。
第13図は本発明の誘導シール作動の概略を図示してい
る。例えば、ラディン/AKOによって製造されたラディン
/AKO,NO.EI−５のようなＲ−ｆ発電機650が予定のエネ
ルギレベル、好ましくは約650Hzで約３〜5KWの範囲の電
力を発生する。発電機650は結合機構652および654によ
って垂直シール誘導コイル120および横断コイル224のそ
れぞれを交互に付勢し得るよう直列に電気的に接続され
ている。他のｒ−ｆ発電機であっても、以下に説明する
シール作動に必要な電力および周波数を発生し得るもの
であれば用いることができる。好適実施例においては、
複数個の横断コイル224のうちの１個だけが一時に付勢
される。
好適実施例では、結合機構654が楕円形の円筒型コイ
ルで構成された多ループコイル760を具える（第24〜26
図参照）。コイル760によって発生された電磁界中をコ
イル760の面の近くで受信コイル255が移動している間
に、ウエブ20内に金属箔を加熱させるに適当な時間内で
横断コイル224のコイルループ225に電流を誘起すること
ができるに十分な大きさの長さをコイル760が有する。
結合機構652は多ループコイル662を有し、このコイル
内でループが円筒を形成するようにループが配列されて
いる（第17,22図参照）。コイル662も同様の導電性チュ
ーブを具えることができる。コイル662はコイル760より
小さく、この理由はコイル662は単一固定コイルに結合
され、このコイルはその面を横切ってまたは面に沿って
移動せず、むしろ結合されたり、切り離されたりされる
ものであるからである。
ｒ−ｆ発電機650が電磁エネルギを出力している間、
結合機構654のコイル760と結合機構652のコイル662の両
方が電磁界を放射する。結合機構は、例えば、内部に水
または油のような冷却媒体を流している中空銅チュー
ブ、または冷却液中に浸漬した銅線、あるいはこれら双
方からなる導体材料の多数のループを有するコイルを含
む。
クロスシールホイール200上の複数個の横断シール機
構は適切に構成されいてクロスシールホイール200が前
進するにしたがって各横断コイル224のコイル225が結合
機構654の誘導コイル760によって発生される電磁界を露
出される。予定の横断コイル224が上述の電磁界に露出
されるとともに垂直シールコイル120が後述するように
切り離される間、電流が横断コイル224の受電コイル225
に誘起され、この誘起電流は細長い横断誘導コイルルー
プ226に流れ、扁平に押圧されたポリホイルチューブ22
の電流搬送層に電流を誘起する。これがため、横断コイ
ル224はｒ−ｆ発電機650上に２次または渦流負荷として
作用する。横断シール形成中、結合機構652は結合を切
り離されるから、誘導コイル662によって発生される安
定状態の電磁界には実質的に負荷が存在しない。これが
ため誘導式結合機構652および654間の電力分布はより大
きい負荷の方へ傾き、実質的に全ての電力を結合機構65
4および横断コイル224に送出する。受電コイル225が放
射電磁界中を通過するにしたがって、横断コイル224に
よって消費される電力すなわち横断シールのために使用
される電力が先づ増大し、コイル225が平行面内におけ
る結合機構652から離間した対向位置に入ってその中心
に位置する際に最大となり、その後、コイル225が電磁
界の有効範囲へ向けて通り過ぎるにしたがって低減す
る。コイル760の構造が相違することによって放射され
る電磁界は種々に相違し、また、エネルギの消費の形態
も相違する。
横断コイル224が電磁界の有効範囲外に通過する際に
は、ｒ−ｆ発電機650上に大きな負荷はもはや存在しな
い。したがって、切り離し手段664が作動して結合用変
圧器652を後述するように作動して垂直シールコイル120
をコイル660を経て結合機構652のコイル662に結合し、
ｒ−ｆ発電機650上に電力受取り負荷として作用する。
これがため、ｒ−ｆ発電機650からの電力は垂直シール
誘導コイル120に切変えられ、このコイル120内に電流が
誘起され、コイル120のＵ字形部分122に位置するポリホ
イルウエブ20の対向側縁24および26に予定時間電流を誘
起する。この誘起時間はコイル120を通過するポリホイ
ルウエブ20すなわちチューブ22の速度、クロスシールホ
イール200の回転速度、横断シール機構の順次のコイル2
25間の円弧長、結合機構652の作動時間、ウエブ20の物
理的特性および誘導コイルの種々の形状により決定され
る。これらの因子は横断コイル224が結合機構654によっ
て付勢される時間および垂直コイル120が結合機構652に
よって付勢される時間を決定する。本発明の一つの特有
の利点は同じ機械内の長さ方向および横断シールの両シ
ールを形成するために１個のｒ−ｆ発電機だけを使用す
る点にある。
第13,17,21,22および23図に示すように、結合機構652
は垂直シールコイル120をｒ−ｆ発電機650に接続する。
結合機構652は外匣653を具え、この外匣は好ましくはプ
ラスチックの絶縁材料で造られ、その内部に単一ループ
コイル660が設けられ、このコイルは導体656に直列に電
気的に接続されて完全な２次回路を形成し、多数ループ
コイル662がｒ−ｆ発電機650に直列に電気的に接続さ
れ、この多数ループコイル662から単一ループコイル660
に電磁エネルギを伝達させる結合切り離し手段664が設
けられている。導電性のチューブで形成されたコイル66
0および120内の冷却用流体を循環させるために冷却用流
体ポート1656aおよび1656bが設けられている。導電性チ
ューブは上述のポートで電気的に接続されて完全な電気
回路を維持してる。外匣653内には循環油のような同様
の冷却流体が流れているヒステリシスおよび渦電流によ
って発生され熱を除去することにより、フェライト製外
匣667および676（後述する）を冷却して低温に保持して
いる。冷却用流体は油ポート（図示せず）を経て外匣65
3内の素子の内部および周りに流入している。
結合切り離し手段664は、好ましくは、回転カムで、
コイル662および660を周期的に結合および切り離すよう
構成されている。他の方法として、リニアー作動ソレノ
イド、リニアーカム、空気または油圧シリンダ等を用い
ることができる。
切り離し作動を種々の方法で行なわせることができ
る。１例として、単一ループコイル660および多数ルー
プコイル662を物理的に動かして離間させることにより
コイル662の付勢により単一ループコイル660に電流が実
質的に誘起されず、発電機650に実質的または大きな損
失または負荷を生ぜしめないようにすることができる。
例えば単一ループコイル660を回転カムのような往復動
装置を用いる並進移動可能の搬送台上に取付け、搬送台
を適当な結合および切り離しシーケンスで前後に移動さ
せることによって単一ループコイル660を動かして多数
ループコイル662から離間させることができる。コイル6
60のループを垂直シールコイル120に接続するため可撓
性電流導体を用いることができる。他の実施例として、
コイル660、導体656およびコイル120によって形成され
る電気回路を開くことによって結合を切り離すことがで
き、この場合、火花放電の発生を防止または押えるため
にアークレススイッチを用いるのが好ましい。
好適実施例では、コイル660および662を互いに相対的
に固定したままに維持し、それぞれコイル660および662
の周りに嵌合し得るよう構成された磁性外匣667および6
76を動かして両コイルの周りに互いに近接させたり、離
したりするよう構成する。外匣667および676は、例え
ば、マンガン亜鉛フェライトのような磁性材料を含む。
外匣667はコイル660の中心に挿入し得るよう形成された
中心ボス680とコイル660の外周から離間して取付けられ
るよう構成されたフランジ681とを有する。同様に構成
された外匣676に近接して位置させる際、外匣676から放
射された電磁界に外匣667は確実に結合し、外匣676はコ
イル662の周りに嵌合するボス682およびフランジ683を
有しているが、コイルに接触していない。外匣676は多
数ループコイル662によって誘起された磁界を有し、コ
イル662は発電機650によって間歇的に付勢される。外匣
667および676が極めて近接して位置される際、外匣676
内に流れる磁束は外匣667内にも流れる。変圧器効果の
ため、コイル662内の電流はコイル660内に電流を誘起し
て垂直シールコイル120を付勢する。これがため、外匣6
67を動かして外匣667に極めて近接させたり離間させた
りしてコイル660に近接させたり離したりすることによ
って、垂直シールコイル120を付勢したり滅勢したりし
て長さ方向シールを形成することができる。
単一ループコイル660は導電性チューブを具え、この
チューブを好ましくは銅製チューブとし、チューブを冷
却するため水のような冷却用媒体をチューブ内に流すよ
う構成するのがよい。チューブをループ状にしてコイル
を形成し、互いに平行に設けたテークオフリード665aお
よび665bを絶縁ブラケット666内に通して取付け得るよ
う構成する。ブラケット666は平行テークオフリード665
aおよび665bが付勢中にねじれる惧れをなく、ループの
面が実質的に垂直になるようにループを配向させた状態
に維持している。
外匣667はフランジ668上に取付けられ、ピン671を有
し、外匣667およびフランジ668が回転しないようになっ
ている。フランジ668は中心支柱669を有し、蓋670にお
ける孔に摺動可能に嵌合している。支柱669は蓋670に貫
通し、その端にストッパー手段672が取付けられてい
る。ストッパー手段672と蓋670の後面との間に圧縮スプ
リング673が取付けられ、このスプリングは支柱669に力
を加えて外匣667を、あるいは、これに代る実施例では
コイル660を、蓋670に向け押しつけて多数ループコイル
662から離している。
外匣676はフランジ677上に取付けることができ、この
フランジは支柱678に取付けられ、支柱678は外匣679に
ねじ付調整機構684の周りに取付けられ、フランジ677と
外匣679との間で支柱678の周りに取付けられた圧縮スプ
リング685を用い、このスプリング685により外匣676に
圧力を加えて間隙調整機構684を予備負荷する。多数巻
回コイル662は外匣676のフランジ683内で、ボス682の周
りに取付けられている。対の取り出しリード663が絶縁
ブラケット686を貫通してｒ−ｆ発電機650に直列に接続
されている。機枠11に取付けられているブラケット688
に外匣679は連結されている。対の取り出しリード665の
一方は、冷却水用ポート1656aおよび1656bを有し、コイ
ル660から外匣690を貫通し、垂直誘導コイル120に電気
的に接続されている。
好適実施例では、切り離し手段664がカム700を具え、
このカムは軸（図示せず）上に機械のタイミングと同期
して回転し、例えば、ストッパー手段672と接触し、こ
のストッパー手段672をスプリング673に抗して動かして
ループ660および662を結合するためのカム表面を有す
る。
第13図および第24〜27図に示すように、横断シールを
行なうために用いる１次ワークコイルであるコイル760
は、磁気外匣762に取付けられたコイルループ761、取付
用基板763、ワイヤリングボックス764およびフランジ付
形状のワイヤリングアクセスチューブ765よりなってい
る。ワイヤリングボックス764は典型的にはラジオ周波
数電力、冷却水および冷却油に対する接続部を有する。
コイル760は放射した電磁界を受ける複数個の２次コイ
ル225の一つに電磁エネルギを伝達する。磁性外匣とし
て、例えば、鉄粉その他のフェライト物質を好適形状で
用いることによって、例えば、開放コイルよりも一層コ
ンパクトなアッセンブリを提供し、磁性外匣762の集束
性および指向性により、放射した電磁干渉の潜在性を最
小にしている。外匣762は、また、コイルに対する物理
的支持体を提供し、好ましくは、油その他同様の冷却媒
体をボート766を経て流してヒステリシスおよび渦電流
によって発生した熱を除去することによって冷却され
る。また、冷却媒体はコイル760の附加的誘電材料とし
ての作用も有する。また、コイル660および662に別個の
誘電体、例えば、テフロンチューブをコイルチューブの
外側に被覆することもできる。
コイルループ761は、銅チューブを１巻き以上、好ま
しくは、多数巻回で、内側にコイル巻きし、コイル内に
存在するラジオ周波数電圧に耐え得るテフロンその他の
誘電材料で被覆して構成することができる。外匣内に所
望のコイル間隔と形状を維持するとともにループ巻回に
生じる磁気その他の応力を最小にするためにスペーサ76
7が設けられている。ループ形状は、好ましくは、楕円
形および円筒形として、相対的に一様な放射電磁界を設
け、必要な電流をコイル225に、最終的には細長いコイ
ル226およびポリホイルチューブ22に誘起させるに十分
な量でコイル225を貫通させる。
磁性外匣762は、好ましくは、基板763上に取付けら
れ、剛性材料で構成され、ワイヤリング空間から絶縁さ
れ、接地導体（図示せず）によって安全のためｒ−ｆ発
電機650の接地側に別個に接地接続され、さらに、放射
電磁干渉を最小にしている。
外匣762の外部を冷却するための他の手段、例えば外
部流体流、または基板763への熱伝導体を設けることが
できる。水および電気の導管は通常のもので、当業者に
とって既知である。
第37,39,40aおよび40b図に、ラジオ周波数（ｒ−ｆ）
電力シーケンスを制御するために用いる回路を示す。通
常、ｒ−ｆ制御回路は、その作動に関する限り、マイク
ロプロセッサと無関係であるが、しかし、代りの実施例
においては、マイクロプロセッサと協働させまたはマイ
クロプロセッサによって制御することができる。好適実
施例においては、機械10の全作動を制御するためｒ−ｆ
制御回路の出力信号がマイクロプロセッサに入力され
る。機械10の診断がｒ−ｆシールを示すかどうかが予定
の条件にしたがって行なわれ得ることによってマイクロ
プロセッサはｒ−ｆシール作動を可能および不可能とす
る。
第36図に示すように、ｒ−ｆ制御回路は垂直トリガセ
ンサ551、水平トリガーセンサ553およびステーション・
ワン・センサ554によって検出された信号を受信するよ
う構成されている。ブロック線図で示す垂直トリガーセ
ンサ551および水平センサ553は、クロスシールホイール
200の軸線に取付けられてクロスシールホイール200と一
緒に回転するフランジ539上に互いに離間して取付けら
れた複数個のピン552の１個の通過を検出する。複数個
のピンは複数個のシール機構に対応する。これがため、
ピン552の１個が垂直トリガーセンサ551を通過する際、
センサ551はピンの接近またはその通過を検出し、垂直
シールを形成すべきであるということを指示する信号を
発生する。同じピン552が引続き回転し続けるにしたが
って、ピン552は水平トリガーセンサ553を通過し、この
センサはピン552の存在を同様に検出し、対応するシー
ル機構を用いて水平シールを形成すべきことを指示する
信号を発生する。これがため、好適実施例では、複数個
のピンならびに垂直および水平トリガーセンサの間の物
理的間隔はｒ−ｆ制御回路の制御信号のシーケンスおよ
びタイミングを決定し、クロスシールホイール200の回
転速度を変化させる。フランジ539の周りのピンの間隔
およびトリガーセンサの位置を適切に選定して垂直およ
び水平シールに対応する信号の同時発生を防止する。ピ
ンの検出は光学的検出器、誘導的近接またはリミットス
イッチ、容量的検出、ラジオ周波数回路デチューニング
その他の同様手段を含む任意の通常的手段によって行な
うことができる。他の方法を用いてタイミングパターン
を形成することもできる。
複数個のピンの１個がシール機構の第１ステーション
位置に対応するオフセットピン（不図示）を含むことが
できる。ステーション・ワン・トリガーセンサ554はオ
フセットピンだけと整列して位置決めされ、したがっ
て、ステーション・ワン・トリガーセンサ554は、クロ
スシールホイール200が回転する際に、オフセットピン
だけを検出して第１ステーションに対応する信号を発生
する。この信号は単一クロスシールホイール回転が生じ
たことを示す。この検出信号をシール機構がシールした
包装体上に印刷するために用いることができる。
ｒ−ｆ制御回路の作動を次に説明する。垂直トリガー
センサ551によってピン552の１個を検出することによ
り、制御信号、例えば、制御電圧がｒ−ｆ発電機650に
入力されて長さ方向シールを形成するに十分なレベルの
電力を出力する。予定時間後、制御信号およびｒ−ｆ出
力電力レベルはバックグラウンドまたはスタンドバイ電
流に低減され、あるいは完全に消滅する。水平方向トリ
ガーセンサ553によるピン522の検出によって第２制御電
圧を発電機650に入力して横断シールを形成するに十分
なレベルに電力出力を上昇する。第２の予定時間経過
後、第２制御電圧は再し消滅し、または低減して発電機
650を停止し、またはスタンドバイ電流レベルに出力を
低減する。これがため、垂直および水平シールのタイミ
ングは包装体形成装置に機械的にリンクされる。垂直お
よび水平方向シールのためのエネルギレベルは、シール
サイクルの期間のように、適当な調整によって後述する
ようにｒ−ｆ制御回路基準値に予じめ設定され、独立し
て調整可能である。シールの性質および機械の速度によ
って１個以上の電力レベルで短いパルスから連続作動ま
でを供給するように回路を可変にすることができる。例
えば、適当な電力レベルにおいて、横断および長さ方向
シールを同時に行なうこともできる。
第37図はｒ−ｆ制御回路を示す。この回路は、ここに
記載されるようにマイクロプロセッサに接続され、差動
増幅回路800と、積分増幅回路802と、トラックおよびホ
ールド増幅回路804と、積分回路とリセットするための
タイマー回路806と、タイマー回路812における垂直シー
ル時間を制御するドライバ回路808と、電流調整回路810
と、垂直シールを形成することに関連するタイマー回路
812と、タイマー回路818の時間制御用ドライバ回路814
と、タイマー回路818に関連する電流調整回路816と、ク
ロスシールとも本明細書において称している水平方向シ
ールを形成することに関連するタイマー回路818と、積
分回路802をリセットするためタイマー回路806に関連す
るラッチ回路820と、ラッチ回路820をリセットするため
の単一波発生回路822と、機械10からｒ−ｆ制御回路へ
のトリガー信号入力パルスを平滑化および矩形化するた
めの信号ディバウンス回路824aおよび824bと、発電機65
0に供給されるＲ−Ｆ電力レベル指令信号を制御するた
めのスイッチ回路826および828と、垂直またはクロスシ
ールサイクルのいづれかの開始時に積分回路802を可能
にするための論理ゲート830と、垂直またはクロスシー
ル時間指令信号のいづれかをＲ−Ｆトリガー出力に結合
するための論理ゲート832と、マイクロプロセッサから
のＲ−Ｆトリガーイネーブル信号によって可能にされる
場合にトリガー信号を結合するための論理ゲート834
と、垂直またはクロスサイクルのいづれかの終端でトラ
ックおよび保持回路804を保持モードにするための単一
波発生回路836と、積分回路802をリセットするためのス
イッチ838と、オペレータまたはマイクロセンサのいづ
れかによって予め決定された通りに垂直シール電力レベ
ル指令を垂直シールセグメントに作用するようｒ−ｆ発
電機の振幅制御回路に直接に接続するためのスイッチ84
0と、横断（またはクロス）シールを形成するため予定
された通りにクロスシール電力レベル指令をｒ−ｆ発電
機に接続するためのスイッチ842と、垂直シールサイク
ルの進行時にマイクロプロセッサに情報を与えるため垂
直シールトリガーディバウンス回路824aに関連されるラ
ッチ回路844と、水平シールサイクルの進行時にマイク
ロプロセッサに情報を与えるため水平シールトリガー信
号ディバウンス回路824bに関連されるラッチ回路846
と、マイクロプロセッサがトラックおよび保持回路804
により出力されたデータを完全に受け取ってＲ−Ｆスト
ローブ信号を発生してラッチ850およびフリップフロッ
プ848をリセットし軌道および保持増幅器回路804をトラ
ッキングモードに戻すまでＲ−Ｆ電力レベルフィードバ
ック信号を保持するためのフリップフロップ回路848
と、有効ｒ−ｆ出力レベルデータが処理し得る状態に準
備される際にマイクロプロセッサに情報を与えるラッチ
850と、スイッチ842を可能状態とすることによって垂直
シールサイクルの終端でクロスシールサイクルのための
電力レベルを設定するよう回路826に関連されるラッチ8
52と、スイッチ840を可能状態とすることによってクロ
スシールサイクルの終端で垂直シールサイクルのための
電力レベルを設定するよう回路828に関連されるラッチ8
54と、論理信号またはパルスのレベルを制御するための
複数個のインバータ856（ａ〜ｆ）および858（ａ〜ｅ）
と、それぞれのタイミング容量を充電するための電流ド
ライバ回路860および862を、出力信号Ｒ−Ｆデータ準
備、Ｒ−Ｆトリガー垂直シール、Ｒ−Ｆトリガークロス
シールおよびＲ−Ｆトリガーに関連した電流制限出力ド
ライバ回路864,866,868および870とを具えている。
種々の回路素子の対応するタイミング線図を第40aお
よび40b図に示している。タイミング線図につけた名称
は以下の説明により明らかなようにピンの番号または接
続点によるものである。
ここで用いているように「Ｃ」はコンデンサＣを示
し、「Ｒ」は抵抗Ｒを示し、「CR」はダイオードCRを示
し、「Ｐ」は電位差計Ｐを示し、「Ｑ」はトランジスタ
Ｑを示し、「Ｕ」は積分回路Ｕを示す。「U1−No」はピ
ンNoにおける素子U1を示し、特に、回路製造者のピン協
約に従って認めれた集積回路のピンへの接続点を示す。
種々の回路素子およびピン接続点を示す略記は適当に用
いられている。
好適実施例においては、ｒ−ｆ制御回路素子はマイク
ロプロセッサがｒ−ｆシール状態をモニタするための判
定およびモニタ部分と、ｒ−ｆ発電機650の作動を制御
する論理制御部分とを具え、第37〜39図を参照して後述
するように構成されている。差動増幅回路800はピンB6
およびB5間に発生されるＲ−Ｆ電力レベルフィードバッ
ク信号を入力として有する例えば、741型OPアンプのよ
うな演算増幅器U1を具えている。
Ｒ−Ｆ電力レベルフィードバック信号は第38図に示さ
れているｒ−ｆ電力フィードバックボードによって発生
される。ブロック線図で示される変流器はｒ−ｆ発電機
650の出力の単一導体の周りに取付け得るよう構成され
ている。発電機650の導電中、電流が変流器に誘起さ
れ、この変流器は、典型的にはIN4148型ダイオードであ
るダイオードCR203およびCR204と並列に接続されたダイ
オードCR201およびCR202を具える整流ブリッジの接続点
N200およびN201に接続される。一組の対のダイオードの
陽極と陽極が接続され、他の組のダイオードは陰極と陰
極が接続されている。したがって信号は整流ブリッジの
接続点N202およびN203から取り出され、抵抗R201および
コンデンサC201よりなる低域フィルタおよびそれぞれの
絶縁ヒューズF1およびF2を経て通過する。絶縁ヒューズ
F1およびF2は発電機650に大電流が流れる際に回路の接
続を切り離してｒ−ｆ制御回路が損傷するのを防止する
よう作動する。典型的にはIN6275A型ツェナーダイオー
ドのようなツェナーダイオードCR205およびCR206が陽極
から陰極へ出力端子N204とN205間に配置され、端子206
が共通接地接続されている。ツェナーダイオードN204お
よびN205は局部接地に電流を導く作用をし、他方、回路
が過負荷される際に、出力電圧を定格放電用開始電圧、
例えば、15ボルトに制限している。
したがって、差動回路800には接続点N204とN205（第3
8図）間に発生したＲ−Ｆ電力レベルフィードバック信
号がピンB6およびB5に入力され、さらに、増幅器U1のイ
ンバータ入力への抵抗R1、コンデンサC1および抵抗R3と
増幅器U1の非インバーター入力への抵抗R2、コンデンサ
C2および抵抗R4を具える並列入力回路に供給される。U1
の入力は、典型的にはIN4148型ダイオードのようなダイ
オードCR1およびCR2によって並列に接続され、陽極を陰
極に接続している。−15ボルトの電源から電位差計P1に
供給される調整可能なオフセット電圧がU1−１およびU1
−５間に印加される。言及されない限り、製造者の許容
誤差を考慮するため、回路全体を通じて、電位差計を用
いて回路の抵抗値を調整し、または、適正基準電圧にす
る。コンデンサC3およびC4のそれぞれに加わる±15ボル
トの電力供給電圧がピンU1−７およびU1−４のそれぞれ
に加えられる。
回路800の出力U1−６は積分回路802の負荷抵抗R5およ
び電位差計P2に供給される。
積分回路802は増幅器U2を具え、これは典型的にはRCA
社製のバイフェット型3140演算増幅器で、非逆転入力へ
入力される接地高インピーダンス抵抗R6を有し、回路80
0の出力は逆転入力に入力する。接地コンデンサC6およ
びC7に加わる＋15ボルトの電力供給電圧はそれぞれピン
U2−７およびU2−４に入力され、電位差計P3に供給され
る−15ボルトの電圧源からのオフセット電圧がピンU2−
１およびU2−５間に加えられる。接地コンデンサは電力
供給電圧に関連して用いられてライン電流（60Hz）変動
を濾過してなくし、隣接の増幅器からの信号から各増幅
器を切り離す。
回路802は積分は増幅器U2のピンU2−６およびU2−２
間のフィードバックループにおけるコンデンサC5と並列
に接続されたCMOS型4066ソリッドステートスイッチを好
適とするスイッチU14Aをオンオフする回路806によって
制御される。スイッチU14Aは開放回路状態または短絡回
路状態のいづれか一方の状態にあり、短絡回路から開放
回路への変化が積分を開始させ、これにより、コンデン
サC5が充電し始める。スイッチU14Aはタイマー回路806
のフリップフロップU11A−１によって制御され、タイマ
ー回路806は、トリガー信号のオンセットによりU11A−
１において論理０（または論理低信号、典型的には０電
圧信号）出力を与えるようリセットされる際、（後に詳
細に説明するように）スイッチU14Aを開放回路に切換
え、スイッチU14Aは差動増幅回路800からの信号を積分
し始める。
積分回路802の出力は、接地された電圧−逆転クラン
プ用ダイオードCR3（IN4148型ダイオード）を経て供給
されて増幅器の負移行がソリッドステートスイッチに影
響を及ぼすのを防止し、トラックおよび保持回路804に
入力される。
トラックおよび保持回路804はサンプルおよび保持チ
ップU3、典型的にはシグネチックスモデル5537チップ、
およびこのチップをトラックおよび保持回路にする関連
回路とを具える。入力はピンU3−３に供給される。±15
ボルトの電力供給電圧が接地コンデンサC8およびC10を
介してピンU3−１およびU3−４にそれぞれ入力される。
ピンU3−６はコンデンサC9を介して接地される。＋15ボ
ルトの電源からの１つの基準電圧が抵抗回路網R7および
R8を介してピンU3−７に供給され、抵抗R8は接地され、
＋15ボルトの電源からのオフセット電圧が抵抗回路網R
9,R10および電位差計P4を介してピンU3−２に供給され
る。回路804を保持モードにする制御信号がマイクロ秒
パルス、例えば、４μsecのパルスとしてNANDゲートU13
D−11によって発生され、インバータU17Cを経てフリッ
プフロップU15B−７に入力されてU15B−９をセットし、
U15B−９は論理０（または論理高信号、例えば、＋５ま
たは＋15ボルト信号）出力をインバータ17D−10に送
り、トラックおよび保持回路U3をして上記マイクロ秒パ
ルスの時間その値を保持させる。フリップフロップU15B
は論理低トリガー型フリップフロップで、したがって、
NANDゲートU13D−11から出力される論理高パルスがイン
バータU17Cによって逆転されて論理抵トリガーを形成し
てフリップフロップU15B−９を論理高に設定し、これは
インバータU17Dによって論理低に逆転され、これがU3−
８に入力されて保持状態にする。したがって、保持され
た値がU3−５で出力され、接続点A9で維持されて判定お
よびモニタの目的でマイクロプロセッサによってサンプ
ルされ、記録される。この出力は典型的には、増幅器U3
がU3−８における論理高入力によってトラッキングモー
ドに復帰されるまで維持される。
出力値は変流器（第38図）に誘起される電流と発電機
のオン時間の長さとによって決定される電力レベル指令
信号に応答してｒ−ｆ発電機650によって実際に発生さ
れるｒ−ｆ電力レベルに対する。積分するための時間
は、発電機650を回転して積分を開始し、発電機650が停
止され（またはスタントバイ状態におかれる）際におけ
る積分器804の値をトラッキングおよび保持することに
よって制御される。一旦、マイクロプロセッサが出力接
続点A9をサンプリングした後は、マイクロプロセッサは
Ｒ−Ｆストローブ信号パルスを発生し、この信号パルス
は接地抵抗R11を介してピンB7に入力される。この信号
はインバータU17Aによって論理低パルスに逆転され、こ
のパルスはフリップフロップU15B（U15B−６）を信号の
オンセットで論理低にリセットし、これにより、論理高
をピンU3−８に入力し、これによりサンプルおよび保持
チップU3を垂直またはクロスシールに対応する電流シー
ルサイクル中の積分器U2−６の出力をトラッキングする
ためのトラッキングモードにする。
Ｒ−Ｆストローブ信号は、また、U15C−12においてラ
ッチ850をリセットし、U15C−10において論理低出力を
与え、この出力はU17B−４において論理高出力に逆転さ
れ、この出力は回路864のトランジスタQ3をオフにす
る。トランジスタQ3を停止することによって、マイクロ
プロセッサがデータをサンプリングおよび処理すること
なしに、ピンA1においてＲ−Ｆデータ準備信号を除去す
る。Ｒ−Ｆデータ準備信号はタイマ回路806によって発
生されるパルスの終端でフリップフロップU15Cが設定さ
れる際にトランジスタQ3が導通される時に与えられ、タ
イマー回路806はトラックおよび保持増幅器U3が保持状
態におかれてマイクロプロセッサ８がその値をサンプリ
ングする前に安定化され得るようになった後、約1msec
のパルスを発生する。
マイクロプロセッサは、また、Ｒ−Ｆトリガーイネー
ブル信号を出力し、これを接続点A5に入力し、この入力
信号は接地抵抗R40を介してNANDゲート834に入力U13C−
８で入力され、ｒ−ｆ発電機650の可能状態を制御す
る。NANDゲート834は典型的には4011CMOS型NANDゲート
である。ウエブの存在、安全作動条件を示す情報、発電
機が準備されている等のような無菌包装作動の適正作動
条件の全てが存在していることをマイクロプロセッサが
確認すると、Ｒ−Ｆトリガー可能信号、論理高信号が発
生される。作動条件の一つでも包装体の形成にとって適
当でない場合には、信号は論理低に変換される。信号が
論理低である場合、垂直またはクロスシールトリガー信
号のいづれが存在するかにかかわらず、NANDゲート834
の出力U13C−10は高い。これはｒ−ｆ発電機650の付勢
を防止する。Ｒ−Ｆトリガー可能信号が論理高である場
合、U13C−９に対し論理高入力を行なう垂直またはクロ
スシールトリガー信号の存在はU13C−10に論理低出力を
発生し、これがため、回路870のトランジスタQ6を導通
し、Ｒ−Ｆトリガー信号を出力し、この信号はｒ−ｆ発
電機650を、第39図につき後述するように、入力U13C−
８およびU13C−９の両方が論理高である時間中、作動さ
せる。
U13C−10におけるNANDゲート834の出力が電流制限出
力ドライバ回路870に入力され、この回路は、典型的に
は2N5366型トランジスタのようなトランジスタQ6と、ベ
ース抵抗R50と、抵抗R51およびR52を介して供給される
＋15ボルトの電源とを備え、抵抗R51はトランジスタQ6
のベースに接続され、抵抗R52はトランジスタQ6のエミ
ッタに接続され、また、コレクタ出力と接地間に接続さ
れた並列RC回路網C43およびR53を具える。抵抗R53を横
切ってピンA4で出力されるのはＲ−Ｆトリガー信号であ
る。
ｒ−ｆ電流発電機650の出力の大きさは、オペレータ
が、例えば、電位差計を調整するか、またはマイクロプ
ロセッサによって発生される信号のいづれかによって予
め決定される。好適実施例では、２個の入力チャンネル
が存在する。第１チャンネルは垂直シールのためのもの
で、その入力として垂直シール電力レベル指令信号、好
ましくは０〜５ボルトの範囲の電圧信号を有する。この
指令信号は並列RC回路網C55およびR54を横切って供給さ
れ、これらは両方とも接地接続されており、上記指令信
号はピンU14B−10においてスイッチ840に入力される。
第２チャンネルは水平またはクロスシールのためのもの
で、その入力としてクロスシール電力レベル指令信号、
好ましくは、接地接続された並列RC回路網C56およびR55
を横切って供給される０〜５ボルトの範囲の電圧を有
し、この信号はU14C−３においてスイッチ842に入力さ
れる。好適実施例においては、指令信号がマイクロプロ
セッサによって予め決定される。両スイッチ840および8
42は典型的には4066CMOS型ソリッドステートスイッチで
あり、オン（短絡回路）およびオフ（開放回路）され得
る。
U14C−11およびU14C−４におけるスイッチ840および8
42の出力は互いに結合され、接地コンデンサC42を横切
って供給され、ピンA10にＲ−Ｆ電力レベル指令信号と
して出力される。Ｒ−Ｆ電力レベル指令信号は、また、
０および５ボルト間の電圧を有し、これがため、マイク
ロプロセッサからの適当な指令信号、垂直またはクロス
シール指令信号のいづれかに対応する信号をスイッチ84
0およ842の設定にしたがってｒ−ｆ発電機650に伝え
る。したがって、発電機650は、ピンA4におけるＲ−Ｆ
トリガー信号によって付勢されると、所望のＲ−Ｆ電力
指令信号に対応する電力レベルを発生する。垂直および
クロスシール電力指令信号の値は異なり、出力UIに対す
るタイミング線図（第40B図）に示すように、クロスシ
ールの信号値は典型的には垂直シールの信号値に比べて
大きい。
スイッチ840および842は並列論理回路網によって制御
され、これらの回路網は垂直およびクロスシールサイク
ルのタイミングおよび時間を制御する。１つの回路網は
垂直シールサイクルに関連され、他の回路網はクロスシ
ールサイクルに関連される。
垂直シール回路網およびクロスシール回路網は実質的
に同じ方法で作動し、同様の回路構成を有し、相違点
は、パルス制御信号の大きさおよび時間だけである。説
明上、垂直シール回路網だけにつき説明し、２個の回路
網の相互依存性については、必要に応じ、好適実施例に
つき説明する。
垂直シール回路網では、予定の垂直シール時間指令信
号がピンB4でドライバー回路808に入力され、この回路
は、典型的には741演算増幅器である増幅器U5を具え、
この演算増幅器は接地コンデンサC20およびC21を介して
入力U5−７およびU5−４に±15ボルトの電圧を印加する
電力供給源を有し、ドライバー回路808はまた、出力U5
−６とインンバータ入力U5−２間のフィードバックルー
プに設けられた抵抗R31を具える。垂直シール時間指令
信号は典型的には０および10ボルト間の電圧を有するマ
イクロプロセッサによって与えられる固定値を有し、抵
抗R32および接地コンデンサC22を横切ってピンU5−３に
入力される。U5−６における出力は、次に、タイマー回
路812の入力U7−５に供給され、タイマーU7の制御電圧
を設定する。タイマー回路812は、典型的には通常の555
型タイマーチップであるタイマーU7を具え、そのピンU7
−１は設置され、＋15ボルトの電源が接地コンデンサC4
5を介して互いに結合されたピンU7−８およびU7−４に
供給されている。トリガー信号は、後にさらに詳細に記
載するように、ピンU7−２に入力される。
正確な電流調整回路810がリニアランプ出力信号を出
力してタイミングコンデンサを線形的に充電するよう構
成されている。この回路810は、増幅器U6、好ましく
は、後述するような接続を有するバイフェット3140演算
増幅器を具え、＋15ボルトの信号が直列の抵抗R33およ
び並列RC回路網C23およびR34を介して非逆転入力U6−３
に入力され、抵抗R33および並列RC回路網の両方が接地
接続され、ピンU6−１が直列RC回路網の抵抗R35および
コンデンサC25を経てピンU6−８に結合され、±15ボル
トの電力供給電圧がピンU6−４およびU6−７に接地コン
デンサC24およびC26のそれぞれが横切って入力される。
ピンU6−６における出力は、典型的には2N5366型トラン
ジスタである電流ドライバ回路860のトランジスタQ1の
ベースに入力される。トランジスタQ1のエミッタはピン
U6−２に接続される。抵抗R33を介してU6−３に入力さ
れる＋15ボルトの電源電圧はU6−７にも結合されるとと
もに直列電位差計P5および抵抗R36を介してトランジス
タQ1のエミッタにも接続される。トランジスタQ1のコレ
クターはタイミングコンデンサC27に供給する。
タイミングコンデンサを横切る信号はタイマー812の
ピンU7−７に入力される。正常作動時において、垂直シ
ールトリガー信号がU7−２にない場合ピンU7−７はコン
デンサC27を接地短絡し、コンデンサC27が充電されるの
を防止する。充電回路は並列ダイオードCR10および抵抗
R37に印加する＋15ボルトの電圧供給を含み、論理高電
圧を維持してコンデンサC27をピンU7−７で短絡させ
る。トリガー信号のオンセットにおいて、充電回路は論
理低状態に瞬間的に変化し、U7をトリガーしてタイミン
グサイクルを開始させ、これにより、出力U7−３を論理
０から論理高に変化させて回路ピンU7−７を開き、これ
によりコンデンサC27を正確に制御された一次ランプで
充電することができる。コンデンサC27の電圧は、U7−
６に入力されるその電圧レベルがピンU7−５において入
力されるしきい制御電圧によって設定される電圧レベル
に達っするまで増大しつずける。設定電圧レベルに達し
た時点において、出力U7−３は論理高から論理低に変化
し、コンデンサC27はピンU7−７において再び短絡す
る。これがため、コンデンサC27は充電を停止し、回路8
10によって放電される。出力U7−３のパルス幅は、一次
的に上昇するC27の電圧が（マイクロプロセッサによっ
て予め決定された）しきい制御電圧にまで上昇するに要
する時間に対応しており、これにより、垂直シールを形
成するためのｒ−ｆ発電機650を付勢する時間の長さが
決められる。垂直シールのための電力レベルは垂直シー
ル電力レベル指令信号によって、上述したように時間に
関係なしに設定される。
ピンB9およびB10を介して入力される垂直シールトリ
ガー信号は、クロスシールホイール200が回転する際に
ピン552の１個を垂直信号センサ551が検出する際に、こ
の垂直信号センサ551によって発生される信号である。
この信号はディバウンス回路824aを横切って供給され、
この回路は信号の波形を矩形波すなわち垂直トリガーパ
ルスに形成する。ピンB9における信号は矩形発生器12
A、典型的にはRCA社製CMOS4093型チップの入力U12A−２
に接続される。±15ボルトの電源電圧がU12A−２に入力
される。ピンB9における信号は接地抵抗R13、直列抵抗R
12、接地コンデンサC11を介して入力U12A−２に供給さ
れる。接地ダイオードCR5、典型的には1N4148型ダイオ
ードが入力U12A−２に接続され、ダイオードCR4、同様
に典型的には1N4148はダイオードが入力U12A−２および
U12A−１間に接続される。このダイオードおよびRC回路
網は垂直シールトリガー信号を濾波して論理高レベル入
力をU12A−２に与えるよう作用し、この入力電圧と入力
U12A−１における＋15ボルトの電源電圧が比較される。
ディバウンス回路824aのU12A−３における出力は通常
は高い。垂直シールトリガー信号がディバウンス回路に
入力されると、出力は論理パルスに変わる。この論理パ
ルスは幾つかの機能を有する。第１に、垂直シールドト
リガーパルスはラッチ回路844のU15−３に入力されると
論理低トリガーフリップフロップU15AをU15A−13で論理
高出力に設定する。フリップフロップU15Aは典型的にRC
A社製CMOS4044Bフリップフロップである。その出力はイ
ンバータU17E、例えば4049型インバータによって逆転さ
れて論理低信号となり、この信号は電流ドライバ回路86
6のトランジスタQ4、例えば2N5366トランジスタをオン
し、電流ドライバ回路866はＲ−Ｆトリガー垂直シール
信号をマイクロプロセッサに出力する。これにより、マ
イクロプロセッサはＲ−Ｆトリガー信号が垂直シールの
ためのものであることを知らされる。
第２に、垂直シールトリガーパルスはラッチ回路846
に入力され、同様に4044B型の論理低トリガーフリップ
フロップU15DをU15D−14においてリセットし、これによ
り、出力U15D−１は論理低信号となり、4049型のインバ
ータU17Fによって論理高信号に逆転され、論理高信号が
出力されて電流ドライバ回路868の2N5366トランジスタQ
5をオフする。トランジスタQ5をオフすることによって
接続点A3でＲ−Ｆトリガークロスシール信号を発生する
のを防止し、これにより、マイクロプロセッサがｒ−ｆ
制御回路の出力をサンプリングする際にマイクロプロセ
ッサはピンB9およびB10における垂直シールトリガー入
力に対応したＲ−Ｆトリガー垂直シール信号だけを見出
し、Ｒ−Ｆトリガーを垂直シールのためのものであると
決定する。
第３に、垂直シールトリガーパルスは、典型的にはCM
OS4011NANDゲートである論理ゲート830のU13A−１に入
力され、出力U13A−３で論理高出力を生じる。なぜなら
このゲートの入力U13A−２はクロスシール回路網に関連
するディバウンス回路824bの論理低レベル出力によって
論理低レベルに維持されているからである。このU13A−
３における高出力は単一波発生回路822にU11B−11で入
力され、典型的に50ナノ秒幅のパルスを発生してフリッ
プフロップU11Aをリセットし、後でさらに詳細に記載す
るように、積分回路802を可能にする。
第４に、垂直シールトリガーパルスはタイマーU7−２
に入力される。負信号がコンデンサC28を経て＋15ボル
トの電源と、ダイオードCR10と、抵抗R37とを具えた結
合回路に結合され、タイマーU7−２に加えられる通常＋
15ボルトの信号を瞬間的に低下させ、タイマーU7−２に
加えられる信号を零（論理低）にする。これによりタイ
マーU7をトリガーし、正確な電流ドライバ回路810のコ
ンデンサC27を充電し始め、しきい値レベルに達するま
で充電し、しきい値レベルに達した際、タイマーU7はオ
フし、出力が論理低レベルに低下し、これによりパルス
幅を限定する。
クロスシール回路網は同様に作動してＲ−Ｆトリガー
垂直シール信号をオフし、Ｒ−Ｆトリガークロスシール
信号をラッチ回路844および846の適当なセッティングお
よびリセッティングによってオンし、タイマー回路818
をオンし、クロスシールトリガー信号がピンB8およびB1
0を介して検出されてディバウンス回路824bを通過する
際に、タイマー回路818に関連する正確な電流ドライバ
回路816およびクロスシールタイム指令信号をオンす
る。
垂直シール回路網のタイマー回路812の作動への復帰
により、ピンU7−３からの垂直シールパルス出力が制御
回路の種々のハウスキーピング機能に用いられる。パル
スは典型的に論理高値を有する100msecパルスである。
これに比較して、タイマー回路818からのクロスシール
パルスは典型的に200msecである。垂直シールパルスは
抵抗R46を横切ってスイッチ828にU12D−12で入力され
る。垂直シールパルスは、また、単安定回路836に結合
用コンデンサC40およびNANDゲートU13D−12への入力を
論理高に保つよう構成された充電回路を介して入力され
る。充電回路は典型的には1N4148ダイオードであるダイ
オードCR12および抵抗R48を並列に介する＋15ボルトの
電源を含む。NANDゲートU13Dは典型的にはCMOS4011型NA
NDゲートである。U13D−13における他の入力もまた同様
の充電回路によって論理１を保つよう維持される。垂直
シールパルスの後端縁または降下端縁の存在は瞬間的に
論理０をU13D−12に入力し、これは、入力U13D−13が論
理高にバイアスされているから、NANDゲートU13D−11は
論理高出力を与える。その後、充電回路は瞬間的に回復
して出力U13D−11を論理低に戻し、約４マイクロ秒幅の
狭い出力パルスを生じる。入力U13D−13もまたタイマー
U10の出力に結合用コンデンサC41および充電回路を介し
て接続され、したがって、クロスシールパルズの発生に
よって瞬間的論理低入力がU13D−13で、また、４マイク
ロ秒パルスがU13D−11で生じる。
タイマーU7の出力も又インバータU18B、典型的にはCM
OS4049インバータによって逆転され、論理ゲート832、
典型的には4011NANDゲートの入力U13B−５に送入され
る。同様、タイマーU10の出力はインバータU18Dによっ
て逆転され、U13B−４に入力される。これがため、いづ
れかのタイマー回路から、クロスまたは垂直シールパル
スが入力されるとNANDゲートU13Bから論理高が出力され
る。クロスおよび垂直パルス信号が同時に入力されると
論理低が出力される。NANDゲートU13Bの出力はNANDゲー
トU13C−９に入力される。U13Cへの他の入力は論理高信
号のＲ−Ｆトリガー可能信号である。これがため、２つ
の論理高信号の入力によって出力U13C−10は論理低とな
り、電流ドライバ回路870のトランジスタQ6、典型的に
は2N5366型トランジスタをオンに切換え、Ｒ−Ｆトリガ
ー信号をピンA4で生ずる。このＲ−Ｆトリガー信号はト
ランジスタQ6がオンしている間だけオンし、この状態は
正常な受け入れ得る作動環境下では、垂直またはクロス
シールパルスが論理高である限り、すなわち、タイマー
U7およびU10のパルス幅出力がそれぞれある限り生じ
る。
タイマーU7−３およびU10−３の出力もまたスイッチ8
40および842を制御して所望の電力レベル指定信号をピ
ンA10に生ぜしめるために用いられる。一般的に、垂直
シールパルスに対しスイッチ840は可能であり、スイッ
チ842は不可能である。垂直シールパルスの終端におい
て、信号が実際に用いられるに先立って所定時間スイッ
チ840が不可能となりスイッチ842が可能となって、選択
した信号が通過する前にスイッチ回路が安定化され、こ
れにより安定した信号を与える。
垂直シールパルスが終る際、フリップフロップU16Aが
セットされる。これにより論理高信号がスイッチU14Cの
U14C−５に入力され、これによりクロスシール電力レベ
ル指令信号を選択してピンA10に出力する。フリップフ
ロップU16Aがセットされることによって、また、フリッ
プフロップU16Bがリセットされ、これにより垂直シール
電力レベル指令信号がスイッチU14Bの不可能化によりオ
フされる。同様に、クロスシールパルスが終る際、フリ
ップフロップU16Bがセットされ、スイッチU14Bを可能に
して垂直シール電力レベル指令信号を通過させ、フリッ
プフロップU16Aをリセットし、これによりスイッチU14C
を不可能状態にする。U16AおよびU16Bは両方とも典型的
にはCMOS4027型フリップフロップである。出力U16A−15
は、また、上述した矩形波発生器U12D−13に入力され、
その出力U12D−11はインバータU18Eによって論理パルス
に逆転され、このパルスが高い時、フリップフロップU1
6BをU16B−４でリセットする。出力U16B−１からの論理
出力は、また、クロスシール回路網に対応する矩形波発
生器U12C−９への論理入力であり、また、スイッチU14B
−12への論理信号である。U12C−10の出力はインバータ
U18Cによって逆転され、U16A−12に入力されてフリップ
フロップU16Aをリセットする。フリップフロップU16Aお
よびU16Bのセッティングを制御するため、タイマーU7−
３およびU10−３の逆転した出力（インバータU18Bおよ
びU18Dをそれぞれ用いる）を正端縁被トリガークロック
入力U16A−13およびU16B−３にそれぞれ入力し、これに
より、正のトリガーが生じる際に、フリップフロップが
セットされるようにしている。
ロジックゲート830が垂直またはクロスシールトリガ
ー信号のいづれかを検出すると、出力U13A−３は論理高
となり、単一パルス発生器822のクロック入力U11B−11
に入力される。単一パルス発生器U11は典型的には4013
フリップフロップで、出力U11B−13がリセットU11B−10
に接続され、逆転された出力U11B−12がピンU11B−９に
接続され、セット入力U1B−８が接地接続される。この
結果、典型的に、50ナノ秒幅のパルスがラッチ回路820
の入力されてフリップフロップ、典型的にはCMOS4013型
フリップフロップをU11A−４でリセットする。
フリップフロップU11Aをリセットすることにより論理
低信号がU11A−１で出力され、この信号は積分回路802
のフィードバックループにおけるスイッチU14A−13に入
力される。論理低信号の入力によりスイッチU14Aが回路
を開き、ピンB5およびB6で検出され回路800によって差
動増幅されたＲ−Ｆ電力レベルフィードバック信号をコ
ンデンサC5が積分し始める。
垂直またはクロスシールトリガーパルス信号の終端
で、単一波発生回路836が保持信号を後述するようにし
て発生する。この保持信号は、また、コンデンサC13を
経て充電回路に結合され、この充電回路はタイマーU4の
トリガー入力U4−２に論理高信号を維持するよう構成さ
れている。充電回路は＋15ボルト電源をダイオードCR8
（1N4148型）および抵抗R16を介して具える。タイマーU
4,典型的には555タイマーは次のような構成をさらに有
する。しきい値および充電入力U4−６およびU4−７は互
いに接続されているとともに、接地されているコンデン
サC14に接続され、また、＋15ボルト電源に抵抗R17を介
して接続され、RCカーブ電流ドライバを形成している。
ピンU4−１は接地接続され、ピンU4−７はピンU4−１に
トランジスタによって内部で接続されており、垂直また
はクロスシールトリガーパルスのいづれかの終端で発せ
られる保持信号と、接地コンデンサC15に接続されたピ
ンU4−５における内部でセットされた制御電圧とに従が
うタイミングサイクルをタイマーU4が完了した際、コン
デンサC14を放電するように構成されている。＋15ボル
トの電力供給電圧は接地コンデンサC44を介してピンU4
−４およびU4−８に入力される。
タイマーU4は作動に際し、保持信号のオンセットから
１ミリ秒の遅れを与えて、積分器が他のサンプルをとる
ためにリセットされる前にトラックおよび保持回路804
が保持をセットし得るように構成されている。インバー
タU17Dからの出力信号によって瞬間的に論理低の信号が
U4−２に入力されてタイマーU4がオンされ、U4−３が論
理高になる。これによりコンデンサC14を横切る短絡回
路を除去し、したがって、コンデンサC14はRC回路網C14
およびR17にしたがって電圧レベルがU4−５における制
御信号入力のレベルに達するまで充電する。充電が終る
と、タイマーU4はオフする。タイマーの出力U4−３が論
理低になると、それはコンデンサC16を経て結合されて
負エッジトリガー型のフリップフロップU15Cをセット
し、トランジスタQ3をオンしてＲ−Ｆデータ準備信号を
マイクロプロセッサに出力し、マイクロプロセッサによ
るｒ−ｆ制御回路の出力のサンプリングおよび記録が促
がし、そしてＲ−Ｆストローブ（strobe）信号を発生す
る。タイマーU4−３からのパルスは、また、フリップフ
ロップU11AにインバータU18Aを経て結合され、フリップ
フロップU11AをセットしてスイッチU14Aを閉じ、積分回
路802をリセットする。
第39図に示すように、第37図のピンA4からのＲ−Ｆト
リガー信号はｒ−ｆトリガー回路ボードC1000の結節点D
5に入力される。信号は入力抵抗R301を経てフォトカプ
ラーU303、好ましくはH11B2光カプラーに送られ、ボー
ドC1000をシステムの他の電子素子から絶縁する。15ボ
ルトの通常の戻りがカプラーU303から結節点D3に与えら
れる。カプラーU303の構成の次に説明すると、＋５ボル
トの電源がフォトトランジスタのコレクタにU303−５で
接続され、−５ボルトの電源が負荷抵抗R302を経て光ト
ランジスタのエミッタにU303−４で接続される。カプラ
ーのエミッタU303−４における出力はU302A、典型的に
はCMOS4013型フリップフロップのデータ入力に入力さ
れ、また、NANDゲートU301Dに入力され、このゲートは
入力が互いに短絡されてインバータとして働き、その出
力はU302A−４のリセット入力に入力される。
また、フリップフロップU302Aへの入力はｒ−ｆ発電
機650のための製造者の制御回路によって発生されたフ
ェージング信号に対応する制御入力である。このフェー
ジング信号は通電流状態につながるプレート回路変圧器
の飽和状態の発生を実質的に防止するようACライン電流
の位相の見地からシリコン制御整流器（SCR）を作動さ
せることによって発電機を作動させることが有利である
と思われる時間を指示する。フェージング信号は典型的
には60゜および240゜に設定される。フェージング信号
はｒ−ｆ発電機650から結節点D1およびD2にそれぞれ入
力され、共通入力が設けられたインバータとして構成さ
れたNANDゲートU301AおよびU301Bによって逆転され、NA
NDゲート入力U301C−８およびU301C−９に入力される。
NANDゲートU301Cの出力はフリップフロップU302Aのクロ
ック入力にU302A−３で入力される。論理「否」出力U30
2A−２がトランジスタQ301、典型的には2N3416型トラン
ジスタに抵抗R303を経て入力される。トランジスタQ301
のコレクタはSCRゲート可能信号を出力し、この信号は
ｒ−ｆ発電機650におけるSCRゲートドライバ回路を可能
にすることができ、これにより電力をｒ−ｆ発電機に送
入することができる。トランジスタQ301のエミッタは互
いに短絡されたフリップフロップ入力U302A−６およびU
302A−７とともに−５ボルト電源に接続される。＋５ボ
ルトの電源によりU302A−14に電力を入力している。
制御ボートC1000の作動を次に説明する。Ｒ−Ｆトリ
ガー信号は論理高信号をU303−４で与え、この信号はフ
リップフロップU302A−５のデータ入力をセセットし、
また、逆転されて論理低入力をリセット入力U302A−４
に与える。いづれか一方のフェージング信号が発生する
際、クロック入力が作動され、フリップフロップU302A
はデータ入力U302A−５を通過させて、論理高信号を出
力U302A−１に、また、論理低信号を「否」出力U302A−
２にそれぞれ出力する。これによりトランジスタQ301を
オフし、SCRゲートをフロートさせる。言い換えれば、
トランジスタQ301がオフされることによりトランジスタ
のコレクタ出力を開放し、SCRゲート駆動電流を可能に
し、ｒ−ｆ発電機に出力を生ぜしめる。Ｒ−Ｆトリガー
パルスの終端において、フリップフロップU302Aはリセ
ットされ、トランジスタQ301をオンし、SCRゲートを不
可能にしてｒ−ｆ発電機の作動を阻止する。
上述した好適実施例は単一誘導発電機から垂直シール
コイルおよび複数個の横断シールコイルに電力を切換え
て送る例を示すものであるが、２個の誘導発電機、好ま
しくはｒ−ｆ発電機を１個の発電機の代りに用いること
もできる。このような実施例においては、ソリッドステ
ートスイッチU14BおよびU14Cと、関連するフリップフロ
ップU16AおよびU16Bを設ける必要がなく、これらを省略
することができる。これがため、各発電機は自己のＲ−
Ｆストローブ、クロスまたは垂直トリガーパルス、シー
ル時間指令、シール電力レベル指令、Ｒ−Ｆ可能信号そ
の他をもつことになる。一方の発電機を垂直シール形成
用とし、他方の発電機を横断シール形成用とすることが
できる。
垂直シール形成用発電機をピン552の１個を検出する
毎に間歇的に作動することができ、あるいは、ウエブの
前進中に連続的に作動することができる。連続的に作動
させるために、長さ方向すなわち垂直シールコイルの構
造を対応して改造することができる。水平方向シール形
成用発電機は上述したようにピン552の検出に応答して
作動することができる。しかし、２個の発電機を用いる
ことによって、クロスシールホイールの速度の制限は、
ピン552の機械的検出による切換時間ならびに垂直およ
び水平シールサイクルおよび論理回路網間の切換に依存
することはもはやなくなり、また、クロスシール時間指
令信号のパルス幅によることもない。この実施例では、
例えば、２個以上の横断コイルを同時に負荷し得るに十
分な大きさのワークコイルを発電機に設け、また１個の
クロスシールコイルによって、また１個以上のコイルに
よって発電機が負荷されている際に適当な電力レベル指
令信号を出力させることによって隣接のシールコイルを
同時に付勢させることができる。このような実施例にお
いては、水平シール形成用発電機をクロスシールホイー
ル200の速度および横断シールを形成するために適当な
電力レベルに依って、連続的または間歇的に運転するこ
とができる。
この変形例では、タイマーU7およびU10がそれぞれｒ
−ｆフィードバック制御信号検出用の積分リセット回路
およびそれぞれのｒ−ｆ垂直およびクロストリガーに出
力を送るようにしている。
上述した論理回路に変更を加えることによってＲ−Ｆ
可能、Ｒ−Ｆストローブおよび垂直またはクロスシール
時間指令の一方、電力レベル指令、トリガーおよび電力
レベルフィードバックの機能を有する適当なＲ−Ｆ制御
回路を各発電機に設けることができる。同様に、各ｒ−
ｆ制御回路がデータ準備、Ｒ−Ｆフィードバックレベ
ル、Ｒ−Ｆトリガー、ｒ−ｆ電力レベルおよびＲ−Ｆト
リガー垂直またはクロス信号の一方を出力として有する
こともできる。これにより、２個のｒ−ｆ発電機を独立
して制御してクロスシールホイール200のピン552の検出
に機械的リンクさせ、または電気的に同期させることが
できる。
本発明の利点の一つとして、電磁エネルギ源の電力レ
ベルを監視してシール能力の表示を与えることができ
る。例えば、予定の作動およびシール形成条件下で融合
に必要な温度にポリホイルを加熱するに十分な電流がポ
リホイルに誘起されているか否かの函数として適正シー
ルが形成されているか否かを決定することができる。
誘導発電機の出力回路における瞬間の電流に比例する
基準信号を発生させ、出力回路電流の存在を検出し、瞬
間出力電流が存在する時間（または、予定のしきい値よ
り高い値でを有する時間、ここでしきい値より低い値は
シールを形成していない状態に対応するが、）に対応す
るシールサイクルの長さ全体にわたって電流を積分する
ことによって求められる計算値に発生電力を相関させる
ことができる。積分の結果または計算値を予定の基準
値、すなわち長さ方向シールセグメントを形成するため
に必要とされる電力に対応する第１値および横断シール
を形成するに要する電力に対応する第２値と比較するこ
とができる。予定値または一つの予定値に対して計算値
を比較したものに安全率を加えて適当なシールを製造す
るための信頼因子を与えることができる。これがため、
計算値が選択した予定の基準値より高い場合、信頼因子
内では、良質のシールを形成するのに適した電力が発生
され、誘導負荷および形成された良好なシールに流れて
いることが知られる。
電力レベル相関を一度行なえば、計算による相関電力
レベルが選択した予定値より小さい包装体を電気的にマ
ークし、例えば、包装体を包装体前進手段から突す落す
ような空気プラストまたは他の装置等の包装体除去装置
をシール作業場所より下流に設けて除去し得るようにす
ることができる。シールに対する予定値より低い相関電
力値を有する包装体を識別して、マークし、その包装体
がシールされた作業場所（長さ方向または横断シール作
業場所）から包装体除去装置まで機械に沿って移動する
にかかる時間を既知の包装体前進速度および移動すべき
距離により決定し、適当な時間の経過後に包装体除去装
置を作動してマークした包装体が包装体除去装置を通過
する際にその包装体を包装体形成装置から除去すること
ができる。そして、その包装体のシールの品質を検査す
ることができる。同様に第２予定しきい値を加熱しすぎ
て品質が悪いシールに対応して設け、このような包装体
をマークして除去することができる。作動状態に対応し
て予定値を調整して不適当なシールの包装体だけを除去
することができる。マイクロプロセッサを用いて信号を
比較し、時間の遅れを決定し、包装体の前進速度を監視
し、上記時間遅れ後に包装体除去装置を作動して包装体
を自動的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を用い得るよう構成された無菌包装体形
成、充填およびシール機の斜視図である。 第２図は本発明により用いるための、折り目線をつけた
後の、１個の包装体に対応するポリホイルウエブ材料の
平面図である。 第３図は第１図の機械の折り目線付け部分の断面図であ
る。 第４図は第１図の機械の製品充填チューブの断面図であ
る。 第５図は第１図の機械のウエブ折曲げ部分の斜視図であ
る。 第5a図は第５図の5a−5a線上の断面図である。 第5b図は第５図の5b−5b線上の断面図である。 第5c図は第５図の5c−5c線上の断面図である。 第5d図は第５図の5d−5d線上の断面図である。 第5e図は第５図の5e−5e線上の断面図である。 第5f図は第５図の5f−5f線上の断面図である。 第5g図は第５図の5g−5g線上の断面図である。 第６図は第１図の機械のウエブ折曲げおよび垂直シール
部分の背面断面図である。 第７図は第６図のウエブ折曲げおよび垂直シール部分の
下部案内部分の側面図である。 第８図は第６図の10−10線上で矢の方向に見た側面図で
ある。 第９図は第８図の９−９線上で断面として示す平面図で
ある。 第10図は第８図の10−10線上で断面として示す平面図で
ある。 第11図は第８図の11−11線上で断面として示す平面図で
ある。 第12図は第６図の12−12線上で断面として示す平面図で
ある。 第13図は本発明のラジオ周波数熱シールアッセンブリの
概略線図である。 第14,15および16図はそれぞれ本発明による第１図に示
す垂直シール誘導コイルの平面 第14a図は第14図の垂直シール誘導コイルの斜視図であ
る。 第17図は第13図の垂直シールコイルのための結合用変成
器の分解斜視図である。 第18図は第15図の垂直シール誘導コイルの上端部の斜視
図である。 第19図は、第15図の19−19線上で断面として示すスペー
サ部材の斜視図である。 第20図は第15図の20−20線上で断面として示すリードス
ペーサの斜視図である。 第21図は第13および17図に示す結合用変成器機構の側面
図である。 第22図は第21図の22−22線上で断面として示す平面図で
ある。 第23図は第22図の23−23線上で断面として矢の方向に見
た部分の正面図である。 第24図は本発明による横断シール用１次誘導コイルアッ
センブリ側面図である。 第25図は第24図の25−25線上で断面として示す平面図で
ある。 第26図は第24図の26−26線上の断面図である。 第27図は第26図の27−27線上の断面図である。 第28図は本発明による横断シール誘導コイルアッセンブ
リの平面図である。 第29図は第28図の29−29線上で矢の方向に見た端面図で
ある。 第30図は第28図の30−30線上の断面図である。 第31図は第30図の31−31線上の断面図である。 第32図は第30図の32−32線上の断面図である。 第33図は第１図に示す機械のシール機械の部分の取付状
態を示す分解斜視図である。 第34図は第１図に示す機械のシール機械の横断面図であ
る。 第35図は第33図の35−35線上の断面図である。 第36図は本発明のシール信号トリガーの側面図である。 第37図は本発明のラジオ周波数発電機制御回路図であ
る。 第38図は本発明の制御回路のラジオ周波数整流器ボード
の回路図である。 第39図は本発明の制御回路のラジオ周波数トリガーボー
ドの回路図である。 第40A図および40B図は第37図のラジオ周波数制御回路の
論理回路のタイミング線図である。 10:成形、充填、密封およびブリック機、 20:ウエブ、22:ポリホイルチューブ、 31:仕上がりブリック、 64:ウエブ案内板、74:フランジ、 120:垂直シール誘導コイル、 122:U字形条溝、 130:チューブ形成部、 142a,142b:案内ローラ、 143a,143b:ピンチローラ、 144a,144b:ニップローラ、 145a,145b:非道ローラ（プーリ）、 169:融点支持ローラ、 200:クロスシールホイール、 202:高圧カム軌道、 210:アシビルジョー、 211,222:カム追従子、 214:レバーアーム、218:押し棒、 220:シールジョー、 224:横断コイル、225:2次コイル、 226:横断誘導コイル、 228a,228b:導電性ループ、 230,510:アーム、 234:切断手段、236:切断用駆動手段、 240:ヒンジ装置、 504:レバー、532:カム、 551:垂直トリガセンサ、 553:水平トリガセンサ、 554:ワークステーション・ワン・センサ、 650:r−ｆ発電機、 652,654:結合機構、 656:導電性チューブ、 656a:中心タップ接地片、 660:コイル、 662:ループコイル、 664:切離し手段、 672:ストッパー手段、 673:スプリング、 676,667,679,690,762:磁性外匣、 700:カム、760:1次ワークコイル、 800:差動増幅回路、 802:積分増幅回路、 804:トラックおよびホールド増幅回路、 806,812,818:タイマー回路、 808,814:ドライバ回路、 810,816:電流調整回路、 820,846:ラッチ回路、 822,836:単一波発生回路、 824a,824b:信号ディバイス回路、 826,828:スイッチ回路、 838,840,842:スイッチ、 860,862:電流ドライバ回路、 864,866,868,870:電流制御出力ドライバ回路、 C1000:トリガー回路ボード。

Claims (24)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】前進する製品充填チューブ（22）を横断方
    向にクランプシールして分離した包装体（30）を形成す
    るための複数個の離間したシール機構（210、220、24
    0）を有する包装体形成、充填およびシール機に用いら
    れる、少なくとも１つの金属箔層と少なくとも１つの最
    外熱可塑性層を具えたポリホイルウエブをシールして密
    封包装体を形成する装置であって、制御信号に応答する
    可変レベルの出力を有する電磁エネルギ源（650）と；
    ウエブ側縁（24、26）が重なり合って長さ方向に整列さ
    れるようポリホイルウエブを前進させるとともに操作す
    る手段（64、74、143、145）と；電磁エネルギ源に応答
    して、第１電磁界を生じる第１誘導コイル（120）と；
    各シール機構にそれぞれ１個の横断コイル（224）が関
    連し、各横断コイルが電磁エネルギ源に応答して第２電
    磁界を発生する複数個の横断誘導コイル（226）とを具
    える装置において、 電磁コイル源に電気的に接続された第１ワークコイル
    （662）と；この第１ワークコイルに結合され得るよう
    構成されかつ第１誘導コイル（120）に電気的に接続さ
    れた第２ワークコイル（660）と；第１および第２ワー
    クコイルが結合されて付勢される際に第１誘導コイルに
    近接して第１電磁界を受けるポリホイルウエブの重なり
    合った側縁に電流を誘起してポリホイルウエブを加熱し
    てポリホイルチューブを形成するに充分な強さの第１電
    磁界を第１誘導コイルが発生するよう第１および第２ワ
    ークコイルを結合および切り離す手段（664）と；第１
    誘導コイル（120）が電磁エネルギ源に結合される際に
    第１誘導コイルが第１電磁界を発生するとともに横断コ
    イル（224）が電磁エネルギ源に結合される際に横断コ
    イルが第２電磁界を発生するよう電磁エネルギ源の出力
    レベルを制御するための制御信号を発生する回路手段
    と；横断誘導コイル（226）が結合されて付勢される際
    に横断誘導コイルに近接して第２電磁界を受けるクラン
    プしたポリホイルチューブに電流を誘起して横断方向に
    クランプしたポリホイルチューブを加熱して包装体を形
    成するのに十分な強さの第２電磁界を横断誘導コイルが
    発生するよう横断コイル（224）を電磁エネルギ源に電
    気的に結合および付勢する手段（654）とを具えること
    を特徴とするポリホイルウエブをシールして密封包装体
    を形成する装置。
  2. 【請求項２】ウエブを前進させる手段がウエブを連続的
    に前進させ、各シール機構が、さらに、シールジョー
    （220）およびアンビルジョー（210）を具え、シールジ
    ョーが横断コイルを具え、シール機構は相対的移動なし
    に順次所定距離で離間してポリホイルウエブを横断方向
    にクランプして隣接するシール機構間に１個の包装体を
    隣接シール機構がクランプするよう構成され、さらに、
    ポリホイルウエブおよび装置の少なくとも一部を殺菌す
    るための手段（100）と、製品充填チューブが横断方向
    にシールされるまでポリホイルウエブおよび装置の一部
    を殺菌状態に維持する手段とを具えることを特徴とする
    特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  3. 【請求項３】第１誘導コイルを結合および付勢する手段
    （652）および横断コイルを結合および付勢する手段（6
    54）が、さらに、第１誘導コイル電磁エネルギ源に電気
    的に結合する第１結合手段と、横断コイルを電磁エネル
    ギ源に電気的に結合する第２結合手段とを具え；第１お
    よび第２ワークコイルを結合および切り離すための前記
    手段（664）が、さらに、第１および第２ワークコイル
    を相対的有効範囲の内外に物理的に動かすためのアクチ
    ュエータ手段（700、672、673）を具え、相対的有効範
    囲内にある際に、第１誘導コイルが第１電磁界を発生し
    得るとともに、相対的有効範囲外にある際に、第１誘導
    コイルが第１電磁界を実質的に発生し得ないよう構成
    し；第１および第２ワークコイルを結合および切り離す
    ための前記手段（664）が、さらに、ワークコイルの一
    方（660）を包囲する第１磁性外匣（667）と、他方のワ
    ークコイルを包囲する第２磁性外匣（676）とを具え、
    前記アクチュエータ手段が、第１および第２外匣を移動
    して近接させて第１ワークコイルから第２ワークコイル
    への電磁界を結合させ、また、離間させて第１ワークコ
    イルと第２ワークコイルとを切り離すよう作動し得るよ
    う構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の装置。
  4. 【請求項４】電磁エネルギ源に応答し、かつ、これに電
    気的に接続され、特有の第３電磁界を生ぜしめる第３ワ
    ークコイル（760）と；各シール機構の横断コイルにそ
    れぞれ関連し電気的にそれぞれ接続された複数個の第４
    ワークコイル（225、226）と；第３ワークコイルと第４
    ワークコイル（225）とを結合および切り離すための手
    段（200）とをさらに具え；この第３ワークコイルと第
    ４ワークコイルとを結合および切り離すための手段が、
    さらに、互いに離間した関係にある複数個のシール機構
    を受け入れ得るよう構成された構体（216、567、528、5
    97、598）と；この構体に近接して第３ワークコイルを
    取付けるための外匣（762）と；有効範囲内にある際に
    第４ワークコイルに関連する横断コイル内に電流が誘起
    されて第２電磁界を発生するとともに有効範囲外にある
    際には第３電磁界が第４ワークコイル内に実質的に電流
    を誘起せず、したがって、横断コイルが第２電磁界を実
    質的に発生し得ないよう各シール機構の第４ワークコイ
    ルが第３ワークコイルによって発生される第３電磁界の
    有効範囲の内外を通過するよう前記構体を前進させる手
    段（198）とを具え；前記構体が、さらに、その軸線の
    周りに回転し得るよう設けられた円筒形ホイール（20
    0）を具え、このホイールが複数個の第４ワークコイル
    が同一面内に配設されるよう複数個のシールジョーを受
    け得るフランジ（216、567、528）を有することを特徴
    とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記回路手段が、さらに、ポリホイルウエ
    ブを加熱しシールしてポリホイルチューブにするため第
    １誘導コイルを付勢するのに必要なエネルギレベルに相
    当する第１の予定の大きさの第１制御信号と、ポリホイ
    ルチューブを横断方向に加熱しシールして包装体にする
    ため横断コイルを付勢するのに必要なエネルギレベルに
    相当する第２の予定の大きさの第２制御信号と、電磁エ
    ネルギ源の出力レベルを制御するための制御信号の大き
    さおよび選択制御信号の時間を決定するための選択手段
    と、ポリホイルを加熱するようコイルを付勢し得ないエ
    ネルギレベルに相当する第３の予定の大きさの第３制御
    信号とを具えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    に記載の装置。
  6. 【請求項６】第１誘導コイルが、さらに、前進するウエ
    ブの両側に1/2巻回の誘導コイルを具え、この両コイル
    は直列に接続されるとともに、第１電磁界によって付勢
    される際に対向する加熱されたポリホイル層が押し付け
    られるシール区域において対向する金属箔層間に相当の
    磁気吸引力を発生するよう構成され、前記第１誘導コイ
    ルは電気的に接地されたセンタータップコイルであり、
    複数個の横断コイルのそれぞれが、さらに、シール区域
    を横切る幅より薄い厚さの電流導体セグメント（228b）
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の装置。
  7. 【請求項７】第１誘導コイルを結合および付勢する手段
    と横断コイルを結合および付勢する手段とが、さらに、
    第１誘導コイルの１個、または複数個の横断コイルの１
    個を結合する手段と、複数個の横断コイルの全てが結合
    されていないとともに付勢されていない場合にのみ第１
    誘導コイルが第１電磁界を発生するよう第１誘導コイル
    を結合および付勢する手段と、他の横断コイルの全てお
    よび第１誘導コイルが結合されていないとともに付勢さ
    れていない場合にのみ前記１個の横断コイルが第２電磁
    界を発生するよう複数個の横断コイルの１個だけを結合
    および付勢する手段とを具え、これにより装置が長さ方
    向シールセグメントと横断シールとを交互に形成し、複
    数個の長さ方向シールセグメンとが重なり合って１本の
    長さ方向シールを形成することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】横断誘導コイルを結合および付勢する手段
    が、さらに、横断コイルが予定の位置を横断する際に横
    断コイルの存在を検出して信号を発生する手段（551、5
    52、553、554）と、この信号に応答して予定の大きさに
    電磁エネルギ源を付勢する制御回路手段（826、828、83
    2、840;842、854）と、検出した横断コイルに付勢した
    電磁エネルギ源を結合する結合手段（654）とを含むこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  9. 【請求項９】エネルギ源が第１源で、ポリホイルウエブ
    を前進させるとともに操作する手段がウエブの側縁が重
    なり合わされるようにウエブを折り曲げ、第１誘導コイ
    ルを付勢する手段が第１電磁エネルギ源で第１誘導コイ
    ルを付勢して第１誘導コイルに近接するポリホイルウエ
    ブの重なり合った側縁に電流を誘起してポリホイルのセ
    グメントを加熱するのに十分な強さの第１の電磁界を第
    １誘導コイルが発生するようにし、また、さらに、第２
    電磁エネルギ源を具え、各シール機構がシールジョーと
    アンビルジューとの間のポリホイルチューブを横断方向
    にクランプするよう作動し、各シールジョーが、さら
    に、第２電磁界を発生し得るそれぞれの横断コイルを具
    え、横断コイルを付勢する手段が電磁エネルギで複数個
    の横断コイルを１個づつ予定の順序で付勢して、複数個
    の横断コイルの１個が、圧縮したポリホイルチューブを
    横断方向に加熱する電流をポリホイルチューブ内に誘起
    するのに十分な強さの第２磁界を発生させるようにした
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】電磁エネルギ源（650）と、第１誘導コ
    イル（120）と、複数個の離間したシール機構（210、22
    0、240）とを有し、かつ電磁エネルギ源に直接に直列接
    続される第１ワークコイル（662）と、第１誘導コイル
    に直接に直列接続され第２ワークコイル（660）とを具
    え、各シール機構がポリホイルチューブ（22）を横断方
    向にクランプおよびシールして隣接シール機構間で包装
    体（30）を形成するためのシールジョー（220）および
    アンビルジョー（210）を含み、対応するシールジョー
    がシール位置にある際にクランプしたポリホイルチュー
    ブに近接するよう取付けられた横断誘導コイル（226）
    を各シールジョーが有する包装形成機を用いて、少なく
    とも１つの金属層と少なくとも１つの熱可塑性最外層を
    具えたポリホイルウエブ材料（20）をシールして製品
    （32）が入った密封包装体（30）を形成する方法におい
    て、該方法は、 ウエブの長さ方向側縁（24、26）が重なり合わされて第
    １誘導コイル（120）に近接して通過するようウエブを
    操作して前進させる工程と、 第１誘導コイルを電磁エネルギ源（650）に結合して第
    １誘導コイルを電磁エネルギによって付勢して第１誘導
    コイルによりそれが発生する第１電磁界を受けたポリホ
    イルウエブ側縁を加熱して所定の長さの側縁を互いにシ
    ールしてポリホイルチューブを形成するのに十分な強さ
    および時間の第１電磁界を発生させる工程と、 チューブに製品を充填する工程と、 チューブをシール機構（210、220、240）によって横断
    方向にクランプする工程と、 クランプしたシール機構の横断誘導コイル（226）を電
    磁エネルギ源（650）に結合してこの結合した横断誘導
    コイルを電磁エネルギによって付勢して、結合した横断
    誘導コイルによりそれが発する第２電磁界を受けた横断
    方向にクランプされたポリホイルウエブを加熱してチュ
    ーブの所定区域を横断方向にシールするのに十分な強さ
    および時間の第２電磁界を発生させる工程とを具え、 １個の第１誘導コイル（120）および横断方向にクラン
    プされたシール機構の横断誘導コイル（226）を交互に
    結合および付勢し、この交互の結合および付勢中にウエ
    ブを前進させ、これによりポリホイルウエブを長さ方向
    にシールしてチューブを形成するとともに製品を充填し
    たチューブを横断方向にシールして密封包装体を形成
    し、かつ第１誘導コイルを結合する工程が、さらに、第
    １ワークコイル（662）を通じて第２ワークコイル（66
    0）に流れる電流が第２ワークコイルおよび第１誘導コ
    イルに電流を誘起して第１電磁界を発生させるよう第１
    ワークコイルを第２ワークコイルに誘導結合する工程を
    具えることを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】第１誘導コイルが付勢されている際に、
    横断誘導コイル（226）により第２電磁界の発生を防止
    するよう全ての横断誘導コイル（226）を切り離す工程
    を含むことを特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の
    方法。
  12. 【請求項１２】横断誘導コイルの１個が付勢されている
    際に、第１誘導コイルによる第１電磁界の発生を防止す
    るとともに他の横断誘導コイルによる第２電磁界の発生
    を防止するため第１誘導コイルを切り離すとともに他の
    横断誘導コイルを切り離す工程を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第10項の方法。
  13. 【請求項１３】横断誘導コイルの１個が付勢されている
    際に第１電磁界の発生を防止するよう第１および第２ワ
    ークコイルを切り離す工程を具えることを特徴とする特
    許請求の範囲第10項に記載の方法。
  14. 【請求項１４】第１ワークコイル（662）が電磁エネル
    ギ源に直接に直列接続され、第１ワークコイルが第１ワ
    ークコイルの周りに可動の磁性材料の第１外匣（676）
    を有し、第２ワークコイル（660）が第１誘導コイルに
    直接に直列接続され、第２ワークコイルがこの第２ワー
    クコイルの周りに可動の磁性材料の第２外匣（667）を
    有し、第１誘導コイルを結合する工程が、さらに、第１
    磁性材料外匣を第１ワークコイルの周りに動かすととも
    に第２磁性材料外匣を第２ワークコイルの周りに動かし
    て第１および第２外匣を近接させて第１および第２外匣
    を電磁的に結合して第１ワークコイルに流れる電流が第
    ２ワークコイルに第１および第２外匣間の変成器効果に
    よって結合されるようにする工程と、横断誘導コイルの
    １個が付勢されている際に第１電磁界の発生を防止する
    ため変成器効果を最小にするよう第１および第２磁性外
    匣を電磁結合外に移動させる工程とを具えることを特徴
    とする特許請求の範囲第11項に記載の方法。
  15. 【請求項１５】各横断誘導コイル（226）が受け取り誘
    導コイル（225）に電気的に接続され、ポリホイルチュ
    ーブが横断方向にクランプする工程が、さらに、複数個
    のシール機構を１個の構体（200）上に互いに離間させ
    て取付け、チューブが前進するにしたがって構体（20
    0）を前進させ、予定の位置で各組のアンビルおよびシ
    ールジョーをチューブの周りに閉じて複数個のシール機
    構によってチューブが順序で緊密にクランプされる工程
    を具え、第３ワークコイル（760）を電磁エネルギ源（6
    50）に電気的に直列に接続し、横断誘導コイルを結合す
    る工程が、さらに、前記構体（200）を前進させて付勢
    すべき横断誘導コイル（226）に接続された受け取り誘
    導コイルを第３ワークコイルに近接させて誘導的に結合
    して第３ワークコイル内に流れる電流により結合した受
    け取り誘導コイルおよび横断誘導コイル内に電流を誘起
    して第２電磁界を発生させる工程を具え、さらに、第１
    誘導コイルが付勢される際に前記構体を前進させて受け
    取り誘導コイルを第３ワークコイルとの誘導結合外に移
    動して第２電磁界の発生を防止する工具を具えることを
    特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の方法。
  16. 【請求項１６】第１電流を第１誘導コイルに第１時間加
    えて第１電磁界を発生させ、また、第２電流を横断誘導
    コイルに第２時間加えて第２電磁界を発生させるよう電
    磁エネルギの出力レベルを制御する工程を具え、ここ
    で、電磁エネルギ源を制御信号の大きさに応答して制御
    可能の出力レベルを有し、また、さらに、電磁エネルギ
    源に制御信号を与えて電磁エネルギ源の出力レベルを制
    御する工程と、所定の長さのポリホイル側縁がシールさ
    れてチューブが形成される時間およびチューブが横断方
    向にシールされる時間を決定する工程と、第１電磁界を
    発生させるに適当な出力レベルに対応する第１の大きさ
    および第２電磁界を発生させるに適当な出力レベルに対
    応する第２の大きさのうちから制御信号の大きさを選択
    し、これにより第１誘導コイルが電磁エネルギ源に結合
    されて所定の長さのポリホイル側縁がシールされる際に
    第１電磁界を発生させ、また、横断誘導コイルが電磁エ
    ネルギ源に結合されてチューブが横断方向にシールされ
    る際に第２電磁界を発生させる工程とを含み、ここで、
    前記の選択工程はシールを行なわない際に第１または第
    ２電磁界のいづれの発生に対しても適当でない出力レベ
    ルに対応する第３の大きさから選択する工程を含み、ま
    た、前記選択工程は第１誘導コイルおよび横断誘導コイ
    ルが電磁エネルギ源に結合される場合で、かつ所定の長
    さのポリホイル側縁をシールし、チューブを横断方向に
    シールする両方の場合に第１電磁界および第２電磁界を
    同時に発生させるに適当な出力レベルに対応する第４の
    大きさから選択する工程を含むことを特徴とする特許請
    求の範囲第11項に記載の方法。
  17. 【請求項１７】ポリホイルウエブ材料内の誘導によりシ
    ールを形成することに対応するシールサイクル中に、鉄
    芯変成器を経て発生されるAC電力からの制御可能の出力
    電流レベルを有する誘導発電機を付勢する工程を具え、
    発電機の電流出力レベルを定めるため誘導発電機に第１
    制御信号を与える工程と、誘導発電機をトリガーして第
    １制御信号に対応する出力レベルで出力電流を発電機に
    より発生させる工程と、誘導発電機の付勢タイミングを
    制御して鉄芯変成器の飽和を防止するためAC電力波形に
    誘導発電機のトリガを同時させる工程とを具えることを
    特徴とする特許請求の範囲第10項に記載の方法。
  18. 【請求項１８】AC電力の正の半サイクル中に誘導発電機
    を付勢するための60゜〜120゜間の範囲内の角度から選
    択された正の位相角度、およびAC電力の負の半サイクル
    中の240゜〜300゜間の範囲内の角度から選択された負の
    位相角度において同期が生じることを特徴とする特許請
    求の範囲第17項に記載の方法。
  19. 【請求項１９】誘導発電機のトリガーを同期させる工程
    が、さらに、包装機のタイミングトリガーに対してシー
    ルサイクルを実際のトリガー信号の４ミリ秒以内に同期
    させる回路手段によって誘導発電機をトリガーする工程
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第17項に記載
    の方法。
  20. 【請求項２０】誘導発電機の出力回路における電流を検
    出する工程と、出力回路内の瞬間電流に比例する参照信
    号を与える工程と、シールサイクル中に参照信号を積分
    する工程と、トラックおよび保持回路装置におけるサイ
    クルの終端で積分した基準信号を貯える工程と、シール
    サイクル中に誘導発電機によってこの貯えた信号を予定
    値と比較することによって発生される電力レベルを決定
    する工程とを具えることを特徴とする特許請求の範囲第
    10項に記載の方法。
  21. 【請求項２１】貯えた信号を充分なシールを製造するた
    めに適当な電磁エネルギを表わす予定値と比較する工程
    と、包装体（30）が既知の距離で下流に離間した包装体
    除去手段（280）に到達するまでの時間および包装体の
    前進速度とを記録して包装体を包装機から除去するため
    電気的にマークする工程と、このマークした包装体を貯
    えた信号が予定値より小さい時に除去する手段において
    排除する工程とを具えることを特徴とする特許請求の範
    囲第20項に記載の方法。
  22. 【請求項２２】機械が材料のポリホイルウエブを供給さ
    れて無菌包装体を形成、充填およびシールし、前記機械
    がウエブに折り目線を形成する装置（51）と、ウエブ殺
    菌処理手段（100）と、殺菌環境区域と、チューブ形成
    部分（130）と、電磁エネルギ源としてのラジオ周波数
    電源（650）と、この電源に結合される前記第１誘導コ
    イルと、製品（400、402、410）の供給源と、円筒形構
    体上に取付けられている前記の複数のシール機構と、電
    源に横断誘導コイルを結合する手段（200、654）とを具
    え、円筒形構体は横断方向にクランプおよびシールすべ
    き予定の場所でシール機構を順次充填チューブと接触さ
    せるため回転され、隣接のクランプしたシール機構間の
    距離は隣接包装体間の区域に対応し、また、切断手段を
    具える特許請求の範囲第10項に記載の方法において、 ポリホイルウエブの折り目線を形成する工程と、ウエブ
    がチューブ形成部分を経て殺菌環境内に進入する直前お
    よび通過中にポリホイルウエブの製品が接触する層を殺
    菌してポリホイルウエブの長さ方向側縁（24、26）を対
    向させて重ね合わせる工程と、対向するポリホイル層を
    溶融して互いに融合させて気密シールを形成するに十分
    な時間ラジオ周波数電源により第１誘導コイル（120）
    を付勢して対向するウエブ側縁を互いに長さ方向にシー
    ルしてチューブを形成する工程と、充填したチューブを
    複数個のシール機構の１個によって横断方向にクランプ
    する工程と、クランプしたシール機構における横断誘導
    コイル（226）をラジオ周波数電源によって、横断方向
    にクランプした区域における対向するポリホイル層を溶
    融して熱可塑性層を互いに融合させるに十分な時間にわ
    たり付勢することによって、クランプしたチューブを横
    断方向にシールする工程と、横断誘導コイルを所定時間
    付勢させないでポリホイルを冷却させて気密シールを形
    成している間融合したポリホイルの周りにシール機構を
    クランプしたままに維持する工程と、シール区域でチュ
    ーブを切断してチューブから密封包装体を切断する工程
    とを含むことを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】ウエブを操作する工程が、さらに、ウエ
    ブを実質的に三角柱状に折り曲げて長さ方向に互いにシ
    ールすべき側縁が対向して整列されるようにする工程と
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第22項に記載
    の方法。
  24. 【請求項２４】対向するウエブ側縁を長さ方向にシール
    する工程が、さらに、第１誘導コイルを所定時間付勢す
    る工程と、抵抗熱および誘導熱を発生させて対向する内
    側熱可塑性層を軟化して溶融させるに十分な密度の電流
    をポリホイルの導体層に誘起させる工程と、１個のセグ
    メントづつ均一な長さ方向シールを形成して隣接するセ
    グメントを重ね合わして連続したシールを形成するよう
    加熱したウエブ長さ方向側縁を互いに押しつける工程と
    を具えることを特徴とする特許請求の範囲第22項に記載
    の方法。
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