ヒーター及び、これを利用したヒートシール包装装置

【課題】複数のヒーターによって形成される交差部の過剰発熱を抑制し、樹脂製フィルム
の溶着の美観の悪さや、ヒーターの短寿命化を改善する。
【解決手段】加熱時に、ヒーター発熱体である横ヒーター線160と縦ヒーター線170
によって形成される交差部182において、横ヒーター線160が、発熱を抑制する処理
を施した横ヒーター線発熱抑制部160Bを、縦ヒーター線170が、発熱を抑制する処
理を施した縦ヒーター線発熱抑制部170Bを有しており、横ヒーター線発熱抑制部16
0Bと縦ヒーター線発熱抑制部170Bで交差部182を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ヒーター及び、これを利用したヒートシール包装装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、消費者の環境意識の高まりにより、消費者からはゴミの排出量の削減が求められ
ているため、トレーを用いない包装形態の実現が望まれている。また、トレーを用いない
包装形態が実現されれば、トレーの購入および管理に要するコストを削減できるとともに、
トレーの保管場所を確保する必要もなくなるため、製造業者にとっても有益である。この
ような要望に対し、スーパーのバックヤードで設置することが可能で、トレーを用いずに
帯状のフィルムのみで物品を包装するノントレー包装機が、例えば下記特許文献1に開示
されている。
【0003】
上記特許文献1に開示されたノントレー包装機によると、折り返された帯状のフィルム
で物品を覆い、上下からコの字型に形成されたシール部で挟み込み、シール部に内蔵され
たヒーターによって加熱することにより、物品を覆うフィルムの側辺部分と口部分を封止
している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2011−46447号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし上記特許文献1に開示されている技術において、物品を確実に封止するためには、
物品を包むフィルムの側辺部分のシールを行う縦ヒーターと、口部分のシールを行う横
ヒーターを交差させ、コの字型のヒーター構成にする必要がある。そのため、互いのヒー
ターが交差する部分において、過剰発熱となり、溶着の美観の悪さや、ヒーターの短寿命
化の原因となっていた。
【0006】
この交差部における過剰発熱の解決法として、物品を覆うフィルム側辺部と口部のヒー
ターを一本のコの字型のヒーターにした場合、ヒーターの方向が変わる角部の内側で発熱
しやすくなる上に、ヒーターの発熱体である鉄クロムなどの材料を、コの字型に切り出す
必要があるため、ロスが多く、非常に高価になりやすい。
【0007】
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、ヒーターの発熱体に多少の変更を加
えるだけで、交差部における過剰発熱を抑制することができる。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の第1の態様に係るヒーターは、加熱時に、複数のヒーターによって形成される
交差部において、少なくとも一つのヒーターの発熱体が、発熱を抑制する処理を施した発
熱抑制部を有しており、発熱抑制部の一部あるいは全部が、交差部となっていることを特
徴とする。
【0009】
第1の態様に係るヒーターによれば、加熱時の、複数のヒーターによって形成される交
差部での過剰発熱を抑制することができ、溶着の美観の悪さや、ヒーターの短寿命化を改
善できる。
【0010】
本発明の第2の態様に係るヒーターは、第1の態様に係るヒーターにおいて特に、前記
発熱体は帯形状であって、少なくとも一つの前記発熱体の前記発熱抑制部は、幅広となる
形状としたことを特徴とする。
【0011】
第2の態様に係るヒーターによれば、前記発熱抑制部が幅広となる形状とすることで、
加熱時の、前記発熱抑制部における発熱を抑制することが可能となる。
【0012】
本発明の第3の態様に係るヒーターは、第1又は第2の態様に係るヒーターにおいて特
に、前記複数のヒーターの前記交差部において、上側発熱部の発熱抑制部より、下側発熱
部の発熱抑制部の幅広寸法が大きいことを特徴とする。
【0013】
第3の態様に係るヒーターによれば、前記複数のヒーターの前記交差部において、上側
発熱部の発熱抑制部より、下側発熱部の発熱抑制部の幅広寸法を大きくすることで、加熱
時の、前記交差部における過剰発熱を抑制することができる。
【0014】
本発明の第4の態様に係るヒーターは、第1から第3のいずれか一つの態様に係るヒー
ターにおいて特に、前記複数のヒーターの前記交差部において、前記上側発熱部と前記下
側発熱部の間に絶縁物を挿入したことを特徴とする。
【0015】
第4の態様に係るヒーターによれば、前記複数のヒーターの前記交差部において、前記
上側発熱部と前記下側発熱部の間に絶縁物を挿入することで、加熱時の前記発熱体の膨張
によって生じる、前記上側発熱部と前記下側発熱部の摩擦による磨耗を緩和することがで
きる。
【0016】
本発明の第5の態様に係るヒーターは、第1から第4のいずれか一つの態様に係るヒー
ターにおいて特に、前記発熱抑制部は、一つ又は複数の導電体を、前記発熱抑制部に配置
したことを特徴とする。
【0017】
第5の態様に係るヒーターによれば、前記発熱抑制部が、一つ又は複数の導電体を、前
記発熱抑制部に配置することで、加熱時の、前記発熱抑制部における発熱を抑制すること
が可能となる。
【0018】
本発明の第6の態様に係るヒーターは、第1から第5のいずれか一つの態様に係るヒー
ターにおいて特に、前記発熱抑制部は、メッキ処理や、スパッタリングなどで導電体を積
層したことを特徴とする。
【0019】
第6の態様に係るヒーターによれば、前記発熱抑制部は、メッキ処理や、スパッタリン
グなどで導電体を積層することで、加熱時の、前記発熱抑制部における発熱を抑制するこ
とが可能となる。
【0020】
本発明の第7の態様に係るヒーターは、第1から第6のいずれか一つの態様に係るヒー
ターにおいて特に、前記発熱体は、鉄クロム等の抵抗材薄板を、帯形状の導電性発熱線に
加工したものである。
【0021】
第7の態様に係るヒーターによれば、前記発熱体を、鉄クロム等の抵抗材薄板を、帯形
状の導電性発熱線に加工したものにすることで、シール時の予熱が不要となるため、より
安全な機構とすることが可能となる
【0022】
本発明の態様に係るヒートシール包装装置は、第1から第7のいずれか一つの態様に係
るヒーターを組み合わせて、樹脂製フィルムを溶着する装置を構成したものである。
【0023】
本発明の態様に係るヒートシール包装装置によれば、加熱時の、複数のヒーターによっ
て形成される交差部での過剰発熱を抑制することができ、溶着の美観の悪さや、ヒーター
の短寿命化を改善できる。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、複数のヒーターによって形成される交差部での過剰発熱を抑制するこ
とができ、溶着の美観の悪さや、ヒーターの短寿命化を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の実施の形態に係る包装装置の全体構造を示す斜視図である。
【図2】包装装置における各処理部のレイアウトを模式的に示す図である。
【図3】図2に示した各処理部の構成を模式的に示す図である。
【図4】フィルム引き込みユニットの構造を示す正面図である。
【図5】フィルム引き込みユニットの構造を示す側面図である。
【図6】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図7】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図8】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図9】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図10】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図11】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図12】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図13】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図14】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図15】封止部による物品の包装動作を工程順に示す図である。
【図16】下部シールユニットの構造を示す概略斜視図である。
【図17】シール部の正面概略図である。
【図18】継ぎヒーター線の上面概略図である。
【図19】シール部の正面概略図である。
【図20】シール部の上面概略図である。
【図21】横ヒーター線の上面概略図である。
【図22】縦ヒーター線の上面概略図である。
【図23】交差部付近を拡大した上面概略図である。
【図24】フィルムの状態を模式的に示す斜視図である。
【図25】フィルムの封止箇所を模式的に示す図である。
【図26】制御部が有する機能の一部を示すブロック図である。
【図27】シール部の上面概略図である。
【図28】シール部の上面概略図である。
【図29】シール時のヒーター表面温度である。
【図30】シール時のヒーター表面温度である。
【図31】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図32】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図33】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図34】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図35】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図36】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図37】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図38】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図39】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図40】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図41】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図42】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図43】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図44】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図45】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図46】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の正面概略図である。
【図47】発熱抑制部に配置する導電体の上面概略図である。
【図48】発熱抑制部に配置する導電体の上面概略図である。
【図49】発熱抑制部に配置する導電体の上面概略図である。
【図50】発熱抑制部に配置する導電体の上面概略図である。
【図51】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の上面概略図である。
【図52】発熱抑制部を有したヒーター発熱体の正面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面
において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【実施例】
【0027】
(1)全体構成
図1は、本発明の実施の形態に係る包装装置1の全体構造を示す斜視図である。図1で
は、装置筐体のカバーを取り外した状態で包装装置1の構造を示している。包装装置1は、
例えばスーパーマーケットのバックヤード等に設置され、1台の装置によって物品の包装、
計量、及び値付けの各処理を行うものである。処理対象となる物品は、例えば、肉、魚、
野菜等の食品である。装置筐体の正面(図中のX1方向から眺めた面)には、表示部60、
操作部61、及びラベルプリンタ62が配置されている。表示部60には、各種設定情報、
物品の計量結果、及び計量値に応じた値付け情報等が表示される。操作部61はテンキー
や操作スイッチ等を備えており、作業者は操作部61を操作することによって各種設定情
報を入力する。ラベルプリンタ62からは、物品の計量値や値付け情報等が記されたラベ
ルが、物品毎に出力される。
【0028】
図2は、包装装置1における各処理部のレイアウトを模式的に示す図である。包装装置
1は、載置部2と、載置部2の奥に配置された封止部3と、封止部3の横に配置された計
量部4と、計量部4の手前に配置された排出部5とを有している。また、載置部2と封止
部3との間には、引き込み部6が配置されている。載置部2では、処理対象である物品が
作業者によってフィルム上に載置される。載置部2で載置された物品は、矢印L1で示す
ように図中のX1方向に沿ってフィルムごと封止部3に搬送される。封止部3では、フィ
ルムを用いて物品の包装が行われる。引き込み部6は、フィルムを下方に引き込むことに
よって所定量のフィルムをストックする。封止部3による包装後の物品は、矢印L2で示
すように図中のY方向に沿って計量部4に搬送される。計量部4では、物品の計量が行わ
れる。物品は、矢印L3で示すように図中のX2方向に沿って搬送され、排出部5から排
出される。載置部2と排出部5とは、装置筐体のほぼ同じ高さで横に並んで配置されてい
る。
【0029】
図3は、図2に示した各処理部の構成を模式的に示す図である。載置部2は、載置台1
0及びローラ11を有している。封止部3は、搬送ユニット14、シール部15L,16
L,17L、及びシール高さ調整ユニット18を有している。シール高さ調整ユニット1
8はベルトコンベアとしての機能を有しており、矢印M1で示すように図中のY方向に物
品を搬送する。なお、封止部3と計量部4との間には、複数のローラ19が並んで配置さ
れている。計量部4は、ベルトコンベア20を有しており、矢印M2で示すように図中の
X2方向に物品を搬送しながら、ロードセル等の計量手段によって物品の重量を計量する。
排出部5は、複数のローラが並んだ排出台21を有している。また、引き込み部6は、
ローラ13A,13Bと、ローラ13A,13B間に配置されたフィルム引き込みユニッ
ト12とを有している。図1に示したように、載置台10と排出台21とは、装置筐体の
ほぼ同じ高さで横に並んで配置されている。
【0030】
以下、フィルム引き込みユニットと封止部の構成を詳細に説明する。
【0031】
(2)フィルム引き込みユニット
図4及び図5は、フィルム引き込みユニット12の構造を示す正面図及び側面図である。
フィルム引き込みユニット12は、物品100の包装において、事前にフィルムをストッ
クする機構であり、図4,5に示すように、ローラ12U,12Lと一対の側板12Sと
を有している。ローラ12Uは一対の側板12の上端部間に取り付けられており、ローラ
12Lは一対の側板12の下端部間に取り付けられている。
【0032】
(3)封止部
図6から図15は、封止部3による物品の包装動作を工程順に示す図である。封止部3
は物品100を覆うフィルム50の開口部を熱圧着する機構であり、搬送ユニット14、
上部シールユニット70U、下部シールユニット70L、及びシール高さ調整ユニット1
8を有している。なおシール高さ調整ユニット18は図示しない駆動機構によって上下方
向に駆動自在である。
【0033】
(3−1)搬送ユニット
搬送ユニット14は、前記のフィルム引き込みユニット12と同様に、一対の側板の上
端部間及び下端部間にローラ14U,14Lがそれぞれ取り付けられた構造を有している。
さらに搬送ユニット14は、図示しない駆動機構によって前後方向(図6から図15の図
中の、X1方向及びX2方向)に自在に駆動する。この駆動機構が前方向に駆動(図6か
ら図15の図中の、X1方向)することで、物品100と、物品100を包装するための
フィルム50を、シール高さ調整ユニット18まで搬送する。
【0034】
(3−2)上部シールユニット
図6から図15に記載されている上部シールユニット70Uは、シール部15U,16
U,17U、カッタ32、及びローラ31で構成されている。カッタ32は、シール部1
5U,16U間の隙間において、シール部15U,16Uに平行に設けられている。さら
に上部シールユニット70Uは、図示しない駆動機構によって上下方向(図6から図15
の図中のZ1方向及びZ2方向)に自在に駆動する。
【0035】
上部シールユニット70Uは、物品100の包装において2種類の動作を行う。第1の
動作は、物品100を覆うフィルム50の開口部を熱圧着する際に、下方向(図6から図
15の図中のZ2方向)に駆動することで、シール部15U,16U,17Uと、下部
シールユニット70Lのシール部15L,16L,17Lでフィルム50を上下から挟み
込むと共に、カッタ32によってフィルム50を切断する動作である。第2の動作は、熱
圧着完了後に、上部シールユニット70Uが上方向(図6から図15の図中のZ1方向)
に駆動されることにより、図6に示した初期位置に戻る動作である。
【0036】
(3−3)下部シールユニット
図16は、図6から図15に記載されている下部シールユニット70Lの構造を示す概
略斜視図であり、シール部15L,16L,17Lで構成される。
【0037】
以下に各部の構成の詳細を記載する。
【0038】
(3−3−1)シール部15L
図17は、図16のシール部15Lを正面側(図16における図中のX1方向)から図
示した正面概略図である。シール部15Lは、継ぎヒーターブロック86、電極端子81、
継ぎヒーター表面絶縁テープ82、絶縁物83、樹脂ブロック87、継ぎヒーター線15
0、継ぎヒーター線150を樹脂ブロック87に固定するネジ92、及びスプリング85
を有している。
【0039】
図18は、継ぎヒーター線150と電極端子81の上面概略図である。本発明の実施の
形態において、継ぎヒーター線150は、厚さ0.1mmの鉄クロム等の抵抗材薄板を、
フォトエッチングやワイヤーカッターによって、継ぎヒーター線幅150Wを2mmに加
工した帯状の導電性発熱線であり、その両端にL型の電極端子81が、複数のスポット溶
接90によって接合されている。
【0040】
シール部15Lの構造を以下に説明する。
まず継ぎヒーターブロック86の両端に樹脂ブロック87が取り付けられ、その上から絶
縁物83を配置する。さらにその上から、シール部15Lのヒーター発熱体である継ぎ
ヒーター線150を配置し、周囲との絶縁のために、継ぎヒーター表面絶縁テープ82で
継ぎヒーター線150を覆っている。また、発熱したヒーター線が膨張し歪むのを吸収す
るために、電極端子81と樹脂ブロック87の間には、スプリング85が取り付けられて
いる。
【0041】
なお本発明の実施の形態において、継ぎヒーターブロック86は導電性を有するアルミ
で構成されているが、セラミック系や樹脂系又はガラスエポキシ系等の絶縁物にしても良
い。またその場合、継ぎヒーターブロック86を樹脂ブロック87との一体型の形状にし
て、電極端子81を取り付けれるようにしても良い。さらに継ぎヒーターブロック86が
絶縁物で構成されており、その表面が適度に滑らかであれば、絶縁物83を有しない構成
にしても良い。
【0042】
(3−3−2)シール部16L、シール部17L
図19は、図16のシール部16L、17Lを正面側から(図16における図中のX1
方向)図示した正面概略図である。また図20は、図16のシール部16L、17Lを上
面側から(図16における図中のZ2方向)図示した上面概略図である。
【0043】
シール部16Lは、横ヒーターブロック89、樹脂ブロック87、絶縁物83、コの字
ヒーター表面絶縁テープ91、電極端子81、横ヒーター線160、横ヒーター線160
を樹脂ブロック87に固定するネジ92、及びスプリング85を有している。
【0044】
図21は横ヒーター線160と電極端子81の上面概略図である。図21に示すように、
横ヒーター線160は、横ヒーター線発熱部160Aと、横ヒーター線発熱抑制部160
Bを有している。なお本発明の形態において、横ヒーター線160は、厚さ0.1mmの
鉄クロム等の抵抗材薄板を、フォトエッチングやワイヤーカッターによって、横ヒーター
線発熱部の線幅160Cを2mm、横ヒーター線発熱抑制部の線幅160Dを2.5mm、
横ヒーター線発熱抑制部の長さ160Eを10mm、に加工した帯状の導電性発熱線であ
り、その両端にL型の電極端子81が、複数のスポット溶接90によって接合されている。
【0045】
シール部17Lは、縦ヒーターブロック88、樹脂ブロック87、絶縁物83、コの字
ヒーター表面絶縁テープ91、電極端子81、縦ヒーター線170、縦ヒーター線170
を樹脂ブロック87に固定するネジ92、ヒーター間絶縁物84、及びスプリング85を
有している。
【0046】
図22は縦ヒーター線170の上面概略図である。図22に示すように、縦ヒーター線
170は、縦ヒーター線発熱部170Aと縦ヒーター線発熱抑制部170Bを有している。
なお本発明の実施の形態において、縦ヒーター線170は、厚さ0.1mmの鉄クロム等
の抵抗材薄板を、フォトエッチングやワイヤーカッターによって、縦ヒーター線発熱部の
線幅170Cを2mm、縦ヒーター線発熱抑制部の線幅170Dを5mm、に加工した帯
状の導電性発熱線であり、その両端にL型の電極端子81が、複数のスポット溶接90に
よって接合されている。
【0047】
なお本発明の実施の形態においては、図16及び図19の図中のように、横ヒーター線
160と縦ヒーター線170を導通させるために、ネジ92で電極端子81と中継ハーネ
ス80を樹脂ブロック87に共締めしている。また縦ヒーターブロック88、横ヒーター
ブロック89の上面は同一平面である。さらに横ヒーター線160と縦ヒーター線170
が交差する部分において、両者の間にヒーター間絶縁物84を配置して絶縁を行っている。
【0048】
シール部16L及びシール部17Lの構造を以下に説明する。
【0049】
まず縦ヒーターブロック88及び横ヒーターブロック89の両端に樹脂ブロック87が
取り付けられ、その上から絶縁物83、シール部17Lのヒーター発熱体である縦ヒー
ター線170の順に配置される。次に横ヒーター線160との絶縁のために、縦ヒーター
線170の交差部付近に、上からヒーター間絶縁物84が配置される。次にシール部16
Lのヒーター発熱体である横ヒーター線160が、縦ヒーター線170と、ヒーター間絶
縁物84を挟んで交差するように配置される。最後にコの字ヒーター表面絶縁テープ91
にて横ヒーター線160及び縦ヒーター線170を覆う構造となっている。また発熱した
ヒーター線が膨張し歪むのを吸収するために、電極端子81と樹脂ブロック87の間に、
スプリング85が取り付けられている。
【0050】
なお横ヒーター線160及び縦ヒーター線170を覆うコの字ヒーター表面絶縁テープ
91は、コの字型の一繋ぎの形状でも良いし、複数枚に分けても良い。
【0051】
また本発明の実施の形態において、縦ヒーターブロック88及び横ヒーターブロック8
9は、導電性を有するアルミで構成されているが、セラミック系や樹脂系又はガラスエポ
キシ系等の絶縁物にしても良い。またその場合、縦ヒーターブロック88及び横ヒーター
ブロック89を樹脂ブロック87との一体型の形状にして、電極端子81を取り付けれる
ようにしても良い。さらに縦ヒーターブロック88及び横ヒーターブロック89が絶縁物
で構成されており、その表面が適度に滑らかであれば、絶縁物83を有しない構成にして
も良い。
【0052】
また横ヒーター線160と縦ヒーター線170の間の、ヒーター間絶縁物84は、フッ
素樹脂コーティングガラステープやポリイミド系又は、セラミック系の薄いシートやテー
プなどが適している。
【0053】
図23は、図20に図示されている交差部182の周辺拡大図である。図のように、
ヒーター間絶縁物84を、横ヒーター線160と縦ヒーター線170の交差部よりも広く
すると、ヒーター間絶縁物84とコの字ヒーター表面絶縁テープ91の重複部171で、
縦ヒーター線170からの発熱が伝わりにくくなる。そのため、ヒーター間絶縁物84と
コの字ヒーター表面絶縁テープ91の重複部171は可能な限り短くすることが好ましい。
しかし横ヒーター線160は非常に柔らかく、置き位置が容易にずれてしまうため、ヒー
ター間絶縁物84とコの字ヒーター表面絶縁テープ91の重複部171が小さいと、横
ヒーター線160と縦ヒーター線170が導通してしまう。そのため、本発明の実施の形
態においては、ヒーター間絶縁物84とコの字ヒーター表面絶縁テープ91の重複部17
1を15mm以下とし、さらにヒーター間絶縁物84として、コの字ヒーター表面絶縁
テープ91よりも薄い0.08mmを使用する事で、縦ヒーター線170からフィルム5
0への発熱の伝わりにくさを軽減している。
【0054】
さらに図23の図中において、ヒーター間絶縁物84とコの字ヒーター表面絶縁テープ
91の重複部171と、縦ヒーター線170の発熱抑制部170Bが重なる発熱最低部1
72(図中の斜線部)は最も発熱不足となり易く、この部分でのシールが出来にくい。そ
のため、可能な限り発熱最低部172を小さくすることが好ましい。しかし、組み立て誤
差や部品のばらつきを考慮すると、縦ヒータ170の発熱抑制部170Bと横ヒータ16
0の発熱抑制部160Bが交差部182で確実に重なるためには、横ヒータ線160の発
熱抑制部160Bの幅方向に対し、発熱抑制部170Bの長さに若干の余裕をもって設定
する必要がある。そこで、本発明の実施の形態においては、周囲のヒーター線からの発熱
が伝わることにより、発熱最低部172の発熱不足が補えるように発熱抑制部170Bの
長さの余裕分を横ヒーター線160の発熱抑制部160Bから幅方向に、1.5mm以下
となるようにした
【0055】
(4)包装装置の動作
図6から図15は、物品100が封止部3によって包装される動作を工程順に示してい
る。包装の動作を以下に記載する。
【0056】
図6に示した待機状態では、フィルム引き込みユニット12は下方に駆動されており、
搬送ユニット14は前方(つまり装置筐体の正面から眺めて手前)に駆動されている。包
材である一定の幅を以って連続する帯状のフィルム50は、図中の太い破線で示すように、
フィルム供給ロール30→ローラ11→載置台10の上面→ローラ13A→ローラ12U
→ローラ13B→ローラ14L→ローラ14U→ローラ33→フィルム回収ロール34の
順に当接する経路で架け渡されている。
【0057】
次に図7を参照して、作業者は、載置台10上において、処理対象である物品100を
フィルム50上に載置する。本実施の形態に係る包装装置1では、トレーを用いることな
く、物品100をフィルム50上に直接載置することが可能である。但し、必ずしもト
レーの使用を禁止する意図ではなく、物品が載置されたトレーを載置台10上に載置する
ことも可能である。
【0058】
次に図8を参照して、ローラ12Lがローラ13A,13Bに同一平面内で並ぶ位置ま
で、フィルム引き込みユニット12が上方に駆動される。これに連動して、搬送ユニット
14が後方(つまり装置筐体の正面から眺めて奥)に駆動される。搬送ユニット14は、
引き込み部6にストックされていたフィルム量に相当する駆動量だけ後方に駆動された後
も、上部シールユニット70Uと下部シールユニット70Lとの間の空間を奥に向かって
さらに進行する。この時、フィルム回収ロール34は回転が停止されており、フィルム供
給ロール30は必要量だけフィルム50を供給する。これにより、搬送ユニット14が進
行することによってフィルム50が搬送され、それに伴って、物品100は、フィルム5
0上に載置されている状態で、載置台10上から、ローラ12U,12L間の空間を通っ
て、シール高さ調整ユニット18上に搬送される。つまり、搬送ユニット14を駆動する
ことにより、物品100は、フィルム50上に載置されている状態で搬送される。なお、
搬送ユニット14の駆動に伴ってローラ33とローラ14Uとの間のフィルム長が長くな
るため、搬送ユニット14と物品100との間の距離は短くなる。
【0059】
次に図9を参照して、フィルム引き込みユニット12が下方に駆動される。この時、フ
ィルム回収ロール34は回転が停止されており、フィルム供給ロール30は必要量だけフ
ィルム50を供給する。これにより、次回の包装処理で使用されるフィルム50の一部
(後述する第2部分502)が引き込み部6にストックされる。なお、ストックのために
フィルム50を引き込む方向は、下方に限らず、上方、側方、又は斜め下方等であっても
よい。
【0060】
次に図10を参照して、物品100の厚みに応じた所定量だけ、シール高さ調整ユニッ
ト18が下方に駆動される。シール高さ調整ユニット18は、シール部15L,16L,
17Lの上面の高さと、厚み方向に関する物品100の中央の高さとがほぼ等しくなる位
置まで、下方に駆動される。つまり、シール高さ調整ユニット18は、シール部15L,
16L,17Lの上面の高さと、厚み方向に関する物品100の略中央の高さとを一致さ
せる制御手段として機能する。但し、物品100とシール部15L,16L,17Lとの
相対位置を調整できれば良いので、シール高さ調整ユニット18を下方に駆動する代わり
に、下部シールユニット70Lを上方に駆動しても良い。
【0061】
次に図11,12を参照して、物品100との接触を回避し得る所定の姿勢及び軌道で、
搬送ユニット14が前方に駆動される。これにより、搬送ユニット14は、上部シールユ
ニット70Uと下部シールユニット70Lとの間の空間から排出され、図6に示した初期
位置に戻る。図24は、フィルム50の状態を模式的に示す斜視図である。これまでの搬
送ユニット14の一連の動作により、フィルム50は、物品100が載置されている第1
部分501よりも前方(図中のX1方向に関する前方)の第2部分502が、物品100
を越えて図中のX2方向に折り返された格好となる。図11,12を参照して、搬送ユニ
ット14によって折り返された第2部分502は、展張状態で上方から物品100に押し
付けられるのではなく、上部シールユニット70Uと下部シールユニット70Lとの間の
空間から搬送ユニット14が排出されたことに伴って、テンションフリーの状態で物品1
00の上方から物品100に向けて自由落下する。これにより、第2部分502が上方か
ら物品100に被さる。また、箱形の商品を包装紙によって自動包装するための包装機等
とは異なり、フィルム50を折り返す回数は、各物品100につき1回だけである。また、
搬送ユニット14は、フィルム50を折り返す位置を規定する位置規定手段として機能す
る。
【0062】
次に図13を参照して、上部シールユニット70Uが下方に駆動されることにより、
シール部15U,16U,17Uとシール部15L,16L,17Lとによって上下から
フィルム50を挟み込む。そして、熱圧着によって第1部分501及び第2部分502の
縁部同士を封止する。図25は、フィルム50の封止箇所を模式的に示す図である。シー
ル部17U,17Lによって側辺部分のエリアAR1が封止され、シール部16U,16
Lによって口部分のエリアAR2が封止される。これにより、第1部分501と第2部分
502との間に物品100が収容された袋体40が形成される。なお、必ずしも袋体40
の三方を封止する必要はなく、例えばエリアAR2の封止を保留して側辺部分のみの二方
の封止としても良い。この場合、袋体40の口部分が開封しているため、作業者は、袋体
40が包装装置1から排出された後に調味料の小袋等を袋体40内に投入することができ
る。
【0063】
また、エリアAR2の近傍のラインNに沿って、カッタ32によってフィルム50が切
断される。これとともに、切断によって分離されたフィルム50同士を接合するために、
ラインNの近傍のエリアAR3がシール部15U,15Lによって封止される。これによ
り、切断によって一旦分離されたフィルム50が、接合箇所41において再び結合される。
【0064】
次に図14を参照して、上部シールユニット70Uが上方に駆動されることにより、図
6に示した初期位置に戻る。その後、シール高さ調整ユニット18が上方に駆動され、こ
れに伴って、シール高さ調整ユニット18上の袋体40も上方に駆動される。
【0065】
次に図15を参照して、シール高さ調整ユニット18のベルトコンベアが駆動されるこ
とにより、袋体40は、シール高さ調整ユニット18上から、シール部17Lを飛び越え
て、ローラ19を介して計量部4のベルトコンベア20上に搬送される。また、フィルム
回収ロール34が駆動されて所定量だけフィルム50を巻き取ることにより、フィルム5
0の接合箇所41が回収される。その後、シール高さ調整ユニット18が下方に駆動され
ることにより、図6に示した初期位置に戻る。これにより、次回の包装動作の待機状態と
なる。
【0066】
図26は、包装装置1に搭載されている制御部が有する機能の一部を示すブロック図で
ある。制御部は、設定部45と記憶部46とを有している。
【0067】
熱圧着によるフィルム50封止前に、継ぎヒーターブロック86及び横ヒーターブロッ
ク89に取り付けられた熱電対(図示せず)から、熱圧着直前の温度がデータS1として
設定部45に入力される。また継ぎヒーター線150、横ヒーター線160及び縦ヒー
ター線170に通電されている電流を測定する電流センサー(図示せず)から、熱圧着時
の電流値がデータS2として設定部45に入力される。さらに作業者は、図1に示した操
作部61を用いて、継ぎヒーター線150、横ヒーター線160及び縦ヒーター線170
が通電している時間を調整するダイヤル値を、S3として設定部45に入力する。
【0068】
設定部45は、記憶部46より、データS1、S2、S3の関係が記述されたデータ
テーブルを読み出し、継ぎヒーター線150に通電する時間S4と、横ヒーター線160
及び縦ヒーター線170に通電する時間S5を変化させて、熱溶着時のヒーター温度が一
定になるようにしている。
【0069】
(5)本発明の実施の形態による効果
本発明の実施の形態における、交差部の過剰発熱の抑制効果を以下に記載する。
【0070】
(5−1)ヒーター線に発熱抑制部を設けない場合の温度測定
図27は発熱抑制部を有しない横ヒーター線160及び縦ヒーター線170で構成され
た、シール部16L、シール部17Lの上面概略図である。図中の縦ヒーター線170の
直線部180と、交差部181でシール時の温度測定を行った。温度測定は、各測定箇所
を覆っているコの字ヒーター表面絶縁テープ91の表面上に、極小の熱電対を貼り付けて
行い、測定開始から約1秒後にシールを開始し、直線部180の温度が約180℃になる
まで加熱を続けている。温度測定結果を図29に記載する。
【0071】
図29において、直線部180のピーク温度は約180℃であるのに対し、交差部18
1でのピーク温度は約230℃であり、交差部において過剰発熱状態となっている。
【0072】
(5−2)ヒーター線に発熱抑制部を設けた場合の温度測定
図28は発熱抑制部を有する横ヒーター線160及び縦ヒーター線170で構成された、
シール部16L、シール部17Lの上面概略図である。前述した、ヒーター線に発熱抑制
部を設けない場合と同様に、図中の縦ヒーター線170の直線部180と、交差部182
でシール時の温度測定を行った。温度測定は、各測定箇所を覆っているコの字ヒーター表
面絶縁テープ91の表面上に、極小の熱電対を貼り付けて行い、測定開始から約1秒後に
シールを開始し、直線部180の温度が約180℃になるまで加熱を続けている。温度測
定結果を図30に記載する。
【0073】
図30において、直線部180のピーク温度は約180℃であるのに対し、交差部18
2でのピーク温度は約165℃であり、交差部における過剰発熱が抑制されている。
【0074】
(6)変形例
(6−1)発熱抑制部の別形態
本発明に係るヒーター発熱体の発熱抑制部の別形態を、以下に記載する。
【0075】
(6−1−1)
図31から図35に、ヒーターの発熱体である鉄クロム等の抵抗材薄板を、フォトエッ
チングやワイヤーカッターによって、発熱部183は均一な幅の形状に、発熱抑制部18
4は発熱部183以上の幅となる形状に加工した場合の、発熱抑制部を有したヒーター発
熱体の上面概略図を記載する。
【0076】
図31は交差部付近のみを発熱抑制部184とした場合の一例で、発熱抑制部付近を
ヒーター発熱体の幅方向に、矩形状に広げた形状である。また図32のように、発熱抑制
部184は、発熱抑制部付近をヒーター発熱体の幅方向に、角度Aをつけて徐々に広げた
形状としても良い。また図33のように、発熱抑制部184は、発熱抑制部付近をヒー
ター発熱体の幅方向に広げ、発熱抑制部の角を径Raで削った形状としても良い。また図
34のように、発熱抑制部184は、発熱抑制部付近をヒーター発熱体の幅方向に広げた
形状が、楕円の円弧のようにしても良い。また図35のように、発熱抑制部184は、発
熱抑制部付近をヒーター発熱体の幅方向に広げ、角となる部分に径Rb、Rcをつけて、
発熱部183から発熱抑制部184への幅方向の変化を滑らかにしても良い。さらに発熱
抑制部184を幅方向のどちらか一方だけに広げた形状でも良い。図36から図41は、
それぞれ図22及び図31から図36の発熱抑制部184を、幅方向のどちらか一方だけ
に広げた形状である。
【0077】
(6−1−2)
図42から図44は、ヒーターの発熱体である鉄クロム等の抵抗材薄板をフォトエッチ
ングやワイヤーカッターによって、発熱部183は均一な幅の形状とし、発熱抑制部18
4では電流経路を分岐させる形状に加工した場合の、発熱抑制部を有したヒーター発熱体
の上面概略図である。ただし分岐した各電流経路の最小幅の合計は、発熱部183の幅以
上である事が好ましい。
【0078】
図42は発熱抑制部184で、電流経路を二又に分岐させた形状であるが、図43のよ
うに、電流経路の本数は何本でも良い。また分岐したヒーター線の幅や形状は一様でなく
とも良い。さらに図44のように、発熱抑制部184の電流分岐の経路を、幅方向のどち
らか一方だけに分岐させても良い。
【0079】
(6−1−3)
図45及び図46は、ヒーターの発熱体である鉄クロム等の抵抗材薄板を帯状の導電性
発熱線に加工したヒーターの発熱体に、発熱抑制部184と同程度か、それよりも大きい
形状の電気的な導電体186を、発熱抑制部184の下側に配置した場合の、発熱抑制部
を有したヒーター発熱体の上面概略図と正面概略図である。
【0080】
なお発熱抑制部184への導電体186の配置は、ヒーター発熱体の上側でも下側でも
良いし、シート状の導電体を発熱抑制部に巻きつけても良い。また配置する導電体は複数
枚であっても良い。さらに図47から図50のように、発熱抑制部184よりも面積が大
きければ、導電体はどのような形状でも良い。また図51及び図52のように、導電体を
兼ねた電極端子187を、発熱抑制部184まで延長して一体化したような形状でも良い。
また発熱抑制部184と導電体の導通は、接触させるだけでも構わないし、スポット溶接
や圧接などで導電体とヒーター線を接合させ、積極的に導通させても良い。また導電体は
ヒーター線と同一の材料でも良いし、別の金属にしても構わない。
【0081】
(6−1−4)
本発明の実施の形態における横ヒーター線160のように、一つのヒーター発熱体に対
して、前記発熱抑制部は複数あっても構わない。
【0082】
(6−2)電極端子の別形態
本発明において、ヒーター線に取り付ける電極端子81はL型の金属端子でも、丸型の
金属端子でも良い。
【0083】
(6−3)ヒーター構成の別形態
本発明の実施の形態においては、図16に図示するように、交差部の形成に係るヒー
ター発熱体は、全て下部シールユニット70Lに取り付けられていたが、交差部に係る
ヒーター発熱体の一方は上部シールユニット70Uに取り付けられていても良い。
【0084】
(6−4)ヒーター発熱タイミングの別形態
本発明において、交差部を形成する複数のヒーター発熱体は、全て同時に発熱させても
良いし、それぞれを別々のタイミングで発熱させても良い。それぞれを別々のタイミング
で発熱させる場合、一つのヒーター発熱体が発熱している最中に、別のヒーター発熱体を
発熱させても良いし、一つのヒーター発熱体の発熱が終わってから、別のヒーター発熱体
を発熱させても良い。
【符号の説明】
【0085】
160 横ヒーター線
160A 横ヒーター線発熱部
160B 横ヒーター線発熱抑制部
170 縦ヒーター線
170A 縦ヒーター線発熱部
170B 縦ヒーター線発熱抑制部
182 ヒーター交差部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
加熱時に、複数のヒーターによって形成される交差部において、少なくとも一つのヒー
ターの発熱体が発熱抑制部を有しており、発熱抑制部の一部あるいは全部が、交差部とな
っていることを特徴とするヒーター。
【請求項2】
前記発熱体は帯形状であって、少なくとも一つの前記発熱体の前記発熱抑制部は、幅広
となる形状としたことを特徴とした、請求項1に記載のヒーター。
【請求項3】
前記複数のヒーターの前記交差部において、上側発熱部の発熱抑制部より、下側発熱部
の発熱抑制部の幅広寸法が大きいことを特徴とする請求項1又は第2に記載のヒーター。
【請求項4】
前記複数のヒーターの前記交差部において、前記上側発熱部と前記下側発熱部の間に絶
縁物を挿入したことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のヒーター。
【請求項5】
前記発熱抑制部は、一つ又は複数の導電体を、前記発熱抑制部に配置したことを特徴と
した、請求項1から4のいずれか1項に記載のヒーター。
【請求項6】
前記発熱抑制部は、メッキ処理や、スパッタリングなどで導電体を積層したことを特徴
とした、請求項1から5のいずれか1項に記載のヒーター。
【請求項7】
前記発熱体は、鉄クロム等の抵抗材薄板を、帯形状の導電性発熱線に加工した請求項1
から6のいずれか1項に記載のヒーター。
【請求項8】
請求項1から7のいずれか1項に記載のヒーターを複数組み合せて樹脂製フィルムを溶
着する装置を構成するヒートシール包装装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【図30】
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【図31】
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【図32】
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【図33】
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【図34】
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【図35】
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【図36】
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【図37】
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【図38】
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【図39】
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【図40】
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【図41】
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【図42】
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【図43】
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【図44】
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【図45】
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【図46】
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【図47】
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【図48】
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【図49】
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【図50】
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【図51】
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【図52】
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【公開番号】特開2013−91501(P2013−91501A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−233443(P2011−233443)
【出願日】平成23年10月24日(2011.10.24)
【出願人】(000147833)株式会社イシダ (859)
【Fターム(参考)】