JP4549266B2 - インパルス式ベルトシーラ - Google Patents

Description

本発明は、循環駆動される第１ベルトと第２ベルトとで樹脂フィルムを挟持搬送させ、樹脂フィルムのシール個所を加熱してシールするインパルス式ベルトシーラに関するものである。

循環駆動される第１ベルトと第２ベルトとで樹脂フィルムを挟持搬送させ、樹脂フィルムのシール個所を加熱してシールするシーラとして、下記特許文献１に開示される熱シール機が公知である。このシール機は、上下に相対して設けられた２枚の加熱板間に同調回転する上下一対のシール用耐熱ベルト（第１・第２ベルトに相当）により挟持した状態で樹脂フィルム（熱シール処理物）を通過させることで、樹脂フィルムの開閉口を熱シールして密封する。

特開２００２−３０８２２６号公報

しかしながら、上記シーラは、加熱板を用いてシールを行なうため、次のような問題点がある。加熱板は、シール刃形の中に内蔵されたヒーターを熱源とするものであり、シール刃形を発熱させて温度コントロールをしながら熱シールを行なう。加熱板は、シール部が発熱するまでの時間を要するため、電源を入れても直ちに使用できないという問題がある。また、発熱するまでに時間がかかることから、こまめにＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと作業効率が低下するので、基本的に、電源ＯＮした後は、加熱板は常時発熱した状態としなければならず、エネルギーの無駄が多い。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、電源ＯＮの後、短時間でシール作業を開始可能であり、しかもエネルギーの無駄を抑制したインパルス式ベルトシーラを提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るインパルス式ヒートシーラーは、
循環駆動される第１ベルトと第２ベルトとで樹脂フィルムを挟持搬送させ、樹脂フィルムのシール個所を加熱してシールするインパルス式ベルトシーラであって、
樹脂フィルムの搬送経路の上流側に配置される加熱部と、
樹脂フィルムの搬送経路の下流側に配置される放熱部と、
加熱部の第１ベルト及び第２ベルトの内側に夫々配置され、樹脂フィルムに対する押圧作用を行う第１シール押圧体及び第２シール押圧体と、
少なくとも、第１シール押圧体と第１ベルトの間であって、第１ベルトのすぐ内側に配置される線状の抵抗体からなるヒーターと、
第１シール押圧体とヒーターの間に配置される断熱材と、
ヒーターによる加熱温度を検出する温度センサーと、
温度センサーにより検出される温度データに基づいて、ヒーターの駆動制御を行う温度制御部と、を備えていることを特徴とするものである。

この構成によるインパルス式ベルトシーラの作用・効果を説明する。本発明に係るベルトシーラは、インパルス式を採用するものである。熱シールされる樹脂フィルムは、第１ベルトと第２ベルトに挟持された状態で搬送され、搬送経路の上流側に加熱部を配置し、下流側に放熱部を配置する。加熱部は、第１シール押圧体と第２シール押圧体を備えており、これらシール押圧体で樹脂フィルムを加熱・押圧することでシールされる。ヒーターは、少なくとも第１シール押圧体と第１ベルトの間に配置され、瞬間的に大電流を流すことで、樹脂フィルムのシール部を熱溶着することができる。ヒーターによる加熱温度は、温度センサーにより検出し、所定の温度になるように温度制御部により駆動制御することができる。このようにインパルス式の加熱を採用することで、電源ＯＮをした後すぐに加熱動作をさせることができ、加熱部は常時加熱常態にしておく必要もない。その結果、電源ＯＮの後、短時間でシール作業を開始可能であり、しかもエネルギーの無駄を抑制したインパルス式ベルトシーラを提供することができる。また、第１シール押圧体とヒーターの間に断熱材を配置することで、ヒーターの熱がシール押圧体の方向へ逃げることを抑制しエネルギーの無駄をなくすことができる。

本発明において、第２シール押圧体の表面に弾性体を取り付け、この弾性体を介して樹脂フィルムを押圧するように構成したことが好ましい。

第２シール押圧体の表面に弾性体を取り付けて押圧することで、樹脂フィルムのシール部を均一に押圧することができ、ヒーターの熱をシール部全体に均一に伝達させ、シール部のシール品質を確保することができる。

本発明に係るインパルス式ベルトシーラの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ベルトシーラの概略構成を示す側面図である。

循環駆動される第１ベルト１と第２ベルト２が設けられ、第１ベルト１は、プーリ３，４，５に巻回され、第２ベルト２はプーリ６，７，８に巻回される。第１ベルト１と第２ベルト２は、フッ素樹脂製のベルトであり、図１の矢印方向に循環駆動される。また、第１ベルト１と第２ベルト２とは別に、第３ベルト９と第４ベルト１０が設けられ、第３ベルト９は、プーリ３，４，５，１１に巻回され、第４ベルト１０は、プーリ６，７，８，１２に巻回される。図１（ｂ）に示すように、第１ベルト１と第３ベルト９、第２ベルト２と第４ベルト１０は、プーリの軸方向において、ずれた位置に巻回されている。

第１ベルト１と第２ベルト２は、フッ素樹脂製であるため、ベルト間ですべりを生じやすい。そこで、これらとは別に第３ベルト９と第４ベルト１０を設けると共に、ベルト表面に突起９ａ，１０ａを形成し、第３ベルト９と第４ベルト１０により、確実にベルト駆動が行なえるようにしている。樹脂フィルムのシール部は、第１ベルト１と第２ベルト２で挟持された状態で搬送させる。第３ベルト９と第４ベルト１０は、ゴム製のベルトである。

挿入部１３は、樹脂フィルムＦを挿入する個所であり、図示のように樹脂フィルムＦを水平方向から挿入させる。フィルム検出センサー１４は、挿入部１３に樹脂フィルムＦが挿入されたことを検出するセンサーであり、マイクロスイッチや光センサーなどを用いることができる。

樹脂フィルムＦの搬送経路の上流側には加熱部２０が配置され、下流側には放熱部３０が配置される。加熱部２０は、第１ベルト１の内側に配置される第１シール押圧体２１と、第２ベルト２の内側に配置される第２シール押圧体２２を備えている。第１シール押圧体２１は固定された状態であるが、第２シール押圧体２２は、スプリング２３により、樹脂フィルムＦを押圧する方向に付勢する。第１・第２シール押圧体２１，２２の詳細は後述する。

放熱部３０は、第１ベルト１の内側に配置される第１放熱押圧体３１と、第２ベルト２の内側に配置される第２放熱押圧体３２とを備えている。第１放熱押圧体３１はスプリング３３により、第２放熱押圧体３２はスプリング３４により、樹脂フィルムＦを押圧する方向に付勢する。

＜加熱部の構成＞
次に、加熱部２０の構成を図２により説明する。第１シール押圧体２１は、アルミニウム製の第１押圧本体２１ａと、この第１押圧本体２１ａの表面に取り付けられる断熱材２１ｂとを備えている。また、第１ベルト１のすぐ内側には線状のヒーター２４が設けられ、このヒーター２４と第１シール押圧体２１の間に温度センサー２５が設けられる。断熱材２１ｂを設けることで、ヒーター２４による熱が第１押圧本体２１ａを介して逃げるのを抑制し、効率よく第１ベルト１の方へ熱を伝えることができる。ヒーター２４は、線状の抵抗体であり、瞬間的に大電流を流すことで熱を発生させ、シール部を熱融着させる。

第２シール押圧体２２は、アルミニウム製の第２押圧本体２２ａと、この第２押圧本体２２ａの表面に取り付けられるシリコンスポンジにより形成される弾性体２２ｂとを備えている。かかる弾性体２２ｂを設けることで、樹脂フィルムＦのシール部を均一に押圧し、ヒーター２４の熱を均一にシール部に伝えることができる。弾性体２２ｂの表面には、更にガラステープ２６が設けられている。

図３は、加熱部２０の別構成例を示す図である。図２の構成例は、ヒーター２４が第１シール押圧体２１の側にのみ設けられていたが、図３に示すように、第２シール押圧体２２の側に更に設けられていてもよい。すなわち、第２シール押圧体２２は、第２押圧本体２２ａと、この第２押圧本体２２ａの表面に取り付けられる断熱材２２ｃを備えている。さらに、この断熱材２２ｃと第２ベルト２の間に第２のヒーター２７が設けられる。この構成によれば、シール部の表裏両側から加熱することができ、シールを短時間で行なうことができる。

＜制御ブロック＞
次に、図１，２に示すインパルス式ベルトシーラの制御ブロック構成を図４に示す。制御部３０は、ベルトシーラ全体の各部の動作を統括的に制御する。モータ制御部３６は、ベルト駆動モータ３９の駆動制御を行なう。ベルトの駆動速度は、速度設定部３５に設定されている値に基づいて制御される。温度制御部３４は、温度センサー２５からの入力信号に基づいて、温度設定部３６に設定されている加熱温度になるようにヒーター２４の駆動制御を行なう。タイマー４０には、各種制御を行なうための動作時間などが予め設定されている。速度設定部３５や温度設定部３６における設定値は、適宜変更することが可能であり、樹脂フィルムＦの材質やサイズなどに応じて好ましい値を設定できるようにしている。

次に、樹脂フィルムＦをシールする時の手順を図５のフローチャートにより簡単に説明する。まず、挿入部１３に樹脂フィルムＦを挿入すると（＃１）、フィルム検出センサー１４により樹脂フィルムＦが挿入されたことを検出する（＃２）。この検出に連動して制御部３７は、温度制御部３４に指令を与え、ヒーター２４を駆動する（＃３）。ヒーター２４の温度は、温度センサー２５により監視されており、温度設定部３６に設定されている温度となるように、温度制御部３４により制御される。

ヒーターを駆動開始してから１秒が経過すると、ベルト駆動モータ３２の駆動を開始する（＃４，＃５）。これにより、挿入部１３に挿入された樹脂フィルムＦの搬送が開始される（＃６）。樹脂フィルムＦは、図１の右から左へと移送され、加熱部２０に到着するとシール部の加熱が行われる（＃７）。樹脂フィルムＦが加熱部２０を通過すると（＃８）、次の樹脂フィルムＦが挿入されたか否かを判断する（＃９）。次の樹脂フィルムＦがあれば、ステップ＃６に戻り同様の処理を繰り返す。次の樹脂フィルムＦがなければ、所定時間経過（例えば、５秒）したか否かを判断し（＃１０）、経過すれば、ヒーター２４の駆動を停止する（＃１１）。

シール部を加熱された樹脂フィルムＦは、加熱部２０から放熱部３０へと送り込まれ、第１放熱押圧体３１と第２放熱押圧体３２を介して熱が逃がされる。加熱部２０とは別に放熱部３０を設けているので、加熱部２０には冷却機構を設ける必要はない。従って、樹脂フィルムＦを連続的にシールするときは、ヒーター２４が一定温度になるように制御することができる。また、断続的にシールをする場合は、必要なときのみヒーター２４が加熱されるように制御するので、エネルギーの無駄を少なくすることができる。

＜別実施形態＞
本実施形態では、樹脂フィルムＦを手動で挿入するようにしているが、自動的に挿入する機構を設けてもよい。本発明において、樹脂フィルムＦの具体的な材料については、特定の材料に限定されるものではない。

インパルス式ベルトシーラの概略構成を示す側面図 加熱部の構成を示す図 加熱部の別構成例を示す図 制御ブロック図 樹脂フィルムをシールする時の手順を示すフローチャート

符号の説明

１ 第１ベルト
２ 第２ベルト
９ 第３ベルト
１０ 第４ベルト
１３ 挿入部
１４ フィルム検出センサー
２０ 加熱部
２１ 第１シール押圧体
２１ａ 第１押圧本体
２１ｂ 断熱材
２２ 第２シール押圧体
２２ａ 第２押圧本体
２２ｂ 弾性体
２４ ヒーター
２５ 温度センサー
２７ ヒーター
３０ 放熱部
３４ 温度制御部
３７ 制御部
Ｆ 樹脂フィルム

Claims (3)

1. 循環駆動される第１ベルトと第２ベルトとで樹脂フィルムを挟持搬送させ、樹脂フィルムのシール個所を加熱してシールするインパルス式ベルトシーラであって、
   樹脂フィルムの搬送経路の上流側に配置される加熱部と、
   樹脂フィルムの搬送経路の下流側に配置される放熱部と、
   加熱部の第１ベルト及び第２ベルトの内側に夫々配置され、樹脂フィルムに対する押圧作用を行う第１シール押圧体及び第２シール押圧体と、
   少なくとも、第１シール押圧体と第１ベルトの間であって、第１ベルトのすぐ内側に配置される線状の抵抗体からなるヒーターと、
   第１シール押圧体とヒーターの間に配置される断熱材と、
   ヒーターによる加熱温度を検出する温度センサーと、
   温度センサーにより検出される温度データに基づいて、ヒーターの駆動制御を行う温度制御部と、を備えていることを特徴とするインパルス式ベルトシーラ。
2. 第１ベルト及び第２ベルトはフッ素樹脂製であり、第１ベルト及び第２ベルトと連動して循環駆動される第３ベルト及び第４ベルトを第１ベルト及び第２ベルトに隣接して配置し、第３ベルトと第４ベルトとは、表面に形成された突起が噛み合った状態で駆動されることを特徴とする請求項１に記載のインパルス式ベルトシーラ。
3. 第２シール押圧体の表面に弾性体を取り付け、この弾性体を介して樹脂フィルムを押圧するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のインパルス式ベルトシーラ。

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