フィルムシール装置
【課題】大径の連続包装体を用いて大きい内容物を包装してシールする場合であっても、シール不良の発生を確実に少なくでき、しかもシール後に確実に切断可能なフィルムシール装置を提供する。
【解決手段】フィルム装着部と、フィルム駆動部と、フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部４０とを備える。制御部４０は、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、ヒーター６に設けられた熱電対３６からの検出結果によりフィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせ、ヒーター６に設けられた熱電対３６からの検出結果により、所定の冷却温度に達した後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御する。
【解決手段】フィルム装着部と、フィルム駆動部と、フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部４０とを備える。制御部４０は、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、ヒーター６に設けられた熱電対３６からの検出結果によりフィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせ、ヒーター６に設けられた熱電対３６からの検出結果により、所定の冷却温度に達した後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルムシール装置に関し、詳しくは、内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に送り出されるチューブ状樹脂製フィルム内に各種被包装物たる内容物を包み込むと共に、内容物を包み込んだ包装体の所定長さ位置を加熱して熱融着しシールした後、わずかに張力を作用させて溶断・分離して、被包装物を樹脂製フィルムの袋体に収納させるフィルムシール装置（以下、「ヒートシーラー」ということがある）は利便性が高く、種々な用途に使用されている。
【０００３】
その場合、内容物を収納した樹脂製フィルムの包装袋を熱融着してシールするのに、簡便性、確実性などの利点を有するインパルス式ヒートシール装置が採用されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８７１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術は、包装体を構成するフィルムにしわの入らないことが確実に熱融着してシールする条件であるため、薄いフィルムを扱う都合上、被シール箇所については、しわが入らないように細心の注意を払う必要があり、作業者には少なくない手間を要していた。しかも、内容物は種々の大きさ、形状のものがあるため、内容物によっては、包装体に不必要なしわが少なからず発生し、融着不良が発生率も少なくなかった。
【０００６】
更に、内容物が特別に大きい場合には、包装体も大きくせざるを得ないが、その場合、限られたヒートシーラーのシール箇所では一度でシールできないため、数回に分けてシールすると、シール作業にかなりの時間と手間を要することになる。そこで、包装体をヒートシーラーのシール長さに合わせるようにすれば、シール箇所にしわが入らざるを得ず、シール不良が顕著に増加し、いずれの場合も包装体を大きくする場合には、シールに困難を伴っていた。
【０００７】
また、しわが入ったシール箇所を確実にシールするため、熱板加熱方式でシールすると、フィルムの溶融温度に達した後、一定時間後に通電を切断するようにしているため、しわの重なった箇所と重なっていない箇所とを均一に熱融着してシールすることができず、部分的にシール不良を生じるという問題がある。しかも、しわの重なった箇所では融着後の切断が困難な場合が発生し、その都度、作業者が切断トラブルを解消するという煩わしさがあった。
【０００８】
また、しわが入ったシール箇所を確実にシールするため、インパルス制御を行っても時間で制御されたものは、しわの重なった箇所と重なっていない箇所とを均一に熱融着してシールすることができず、部分的にシール不良を生じるという問題がある。しかも、しわの重なった箇所では融着後の切断が困難な場合が発生し、その都度、作業者が切断トラブルを解消するという煩わしさがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、大径の連続包装体を用いて大きい内容物を包装してシールする場合であっても、シール不良の発生を確実に少なくでき、しかもシール後に確実に切断可能なフィルムシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係るフィルムシール装置の特徴構成は、内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置であって、
前記フィルムを収納・配置するフィルム装着部と
前記フィルムを送り出し方向に駆動して、フィルムのシール部を所定位置に送り出すフィルム駆動部と、
前記フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、
前記フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部とを備え、
前記フィルムシール部は、
前記フィルムのシール部近傍を挟持するフィルム挟持手段と、
前記フィルムのシール部を圧着すると共に加熱手段を有してシール部を加熱・圧着するフィルム圧着手段と、
前記フィルムのシール部を切断するフィルム切断手段とを備え、
前記制御部は、前記フィルムを所定位置に送り出して停止させた後、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、前記加熱手段に設けられた温度検出手段からの検出結果により前記フィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、前記フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、前記フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することにある。
【００１１】
この構成によれば、大径のチューブ状樹脂製フィルムに内容物を収納して熱融着しシールする場合に、シール部を加熱・圧着する所定長さのフィルム圧着手段に対処すべくフィルムにしわを入れたとしても、加熱手段に設けられた温度検出器の検出結果に基づいて適正な温度で加熱するため、多重に重なり合ったフィルム箇所も重なりの少ないフィルム箇所も、確実に均質に熱融着されるようになる。そして、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するようにしているので、従来技術において時間制御する場合に生じたような、圧着状態を早く解除した場合にシール部分が半溶融状態になって不規則に破れたりするトラブルを、確実に防止または低減できる。その後、フィルム切断手段によりシール部を切断することによって、内容物をシールした袋体として取り出すことができ、作業者の労力を大幅に低減できる。
【００１２】
その結果、大径の連続包装体を用いて大きい内容物を包装してシールする場合であっても、シール不良の発生を確実に少なくでき、しかもシール後に確実に切断可能なフィルムシール装置を提供することができた。
【００１３】
前記制御部は、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除すると共に、フィルムを戻し方向に所定量駆動するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することが好ましい。
【００１４】
この構成のフィルムシール装置において、フィルムをシールして切断するまでの手順は、次のようにして行われる。すなわち、フィルムをフィルム駆動部により送り出した後、所定位置にて停止させる。シール部の冷却後に、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させて、フィルムを加熱・圧着させる。フィルム圧着手段により、フィルムを加熱することでシール部が溶融しシールされる。また、フィルム切断手段により、シール部に対する切断作用を行わせる。次に、フィルム圧着手段の圧着状態を解除し、フィルムを戻し方向に所定量駆動する。このとき、フィルム挟持手段によるフィルムの挟持状態は維持したままである。従って、フィルムを戻し方向に駆動することで、シール部の切断個所が引っ張られることになるので、確実に分離することができる。これにより、フィルムにしわがよっていることで、切断が不十分であったとしても、強制的に分離させることができる。その結果、チューブ状フィルムを用いて内容物の収容されたフィルムをシール及び切断するに際し、確実に切断作用を行わせることができるフィルムシール装置を提供することができる。
【００１５】
前記制御部は、前記フィルムの所定融着温度で所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却し、再度フィルムの融着温度にまで加熱するように制御することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、フィルムの重なり箇所が多い場合であっても、適正に熱融着できて、確実にシールでき、一層融着不良を低減することができる。もとより、所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却してから再度フィルムの融着温度にまで加熱する操作を複数回繰り返すこともでき、回数については特に限定されるものではない。
【００１７】
前記フィルム圧着手段は、前記フィルムのシール部を圧着する第１圧着体と第２圧着体とを備え、この第１圧着体に前記フィルムを加熱するためのヒーターと、フィルム切断手段とが組み込まれており、加熱作用と切断作用を同時に行えるように構成したことが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、フィルム圧着手段を構成する一対の圧着体のうち、第１圧着体のほうにヒーターと、フィルム圧着手段が組み込まれており、ヒーターで加熱すると共に、切断作用も同時に行うことができるため、フィルム圧着手段とフィルム切断手段を同じように駆動することができるので、フィルムシール部の構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜フィルムシール装置の構成＞
本発明にかかるフィルムシール装置の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るフィルムシール装置の半断面構造を示し、図2はカバーを取り外し、フィルムを装着していない状態のフィルムシール装置本体を示し、図３は、フィルムシール装置本体の平面構造を示し、図４は、図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た斜視構造を示し、図５は、図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た平面構造を示す。図６はカバーを取り外した後の正面構造を示し、図７は図３のVII−VII断面構造を示す。
【００２０】
このフィルムシール装置Ｓは、図１に示すように、４本の脚部Ｓ３を下方に向けて延設したフィルムシール装置本体Ｓ１と、その下部に内容物を収納してシールした包装体を一時的に貯留する、引き手付きの包装体貯留ケースＳ２とから構成されている。
【００２１】
フィルムシール装置本体Ｓ１は、図２，３に示すように、比較的面積の広い支持プレート１の上におわん状に形成されたガイド部材２が取り付けられて構成されている。ガイド部材２は、側面２ａがテーパ状に形成されており、底部にガイド孔２ｂが形成されている。図１は、折り畳んだ状態のチューブ状フィルムＦを装着した状態を示す。ガイド部材２の周囲が、フィルム装着部として機能する。支持プレート１の下面側には、フィルムをシールして切断するための機構部３が装着されている。なお、図２，３における図番３８は把手である。
【００２２】
環状に折り畳んだ状態のフィルムＦをセッティングする時の操作は、後述するように、折り畳んだフィルムＦの一番外側の部分Ｆ１を手で持ち上げて、ガイド部材２の中の穴２ｂから見える搬送ローラ対３２に挟持される位置まで押し込めばよい。その後、搬送ローラを駆動することで、フィルムＦは下方に引き込まれていく。
【００２３】
次に、機構部３について説明する。図４は、フィルムシール装置本体（脚部は省略）を裏面側から見た斜視図である。図５は、フィルムシール装置を裏面側から見た平面図である。図６は、機構部の側面図であり、図７は、図３のVII−VII断面図であり、図６の機構部の側断面図に相当する。
【００２４】
まず、フィルムシール部の機能について説明する。第１圧着体４と第２圧着体５とが設けられており、図７にも示すように、これら第１・第２圧着体４，５は、お互いに離間した待機位置と、圧着面が互いに接触してフィルムＦを圧着する圧着位置との間を移動可能（矢印Ａ，Ｂ参照）に構成される。第１・第２圧着体４，５の圧着面４ａ，５ａ（フィルム圧着手段に相当）は、フィルムＦのシール部の形状に対応して幅方向に延びたライン状に形成されている。第１圧着体４の圧着面４ａには、加熱手段であるライン状に延びたヒーター６が取り付けられている。ヒーター６は、金属製の抵抗体であり不図示の加熱回路により加熱される。また、ヒーター６の表面には、後述する（図１７の説明）ように、ヒーター６と同様にライン状に延びた切断部材７（フィルム切断手段に相当）が設けられている。ヒーター６と切断部材７を覆うようにカバー部材が設けられている。カバー部材は、テフロン（登録商標）製のシート部材である。第２圧着体５の圧着面５ａには、シリコンゴムスポンジ製の支持部材９が取り付けられている。一対の圧着面４ａ，５ａどうしで、フィルムＦを圧着する。
【００２５】
第１圧着体４の圧着面４ａとは反対側の端面には、第１バネ支持軸１０が２本植設されている。第１バネ支持軸１０には、第１バネ１１が挿入されている。第１バネ１１は、第１付勢手段として機能し、圧縮コイルスプリングにより形成される。第２圧着体５の圧着面５ａとは反対側の面にも、第２バネ支持軸１２が２本植設されており、第１バネ１１と同様に第２バネ１３が挿入されている。第２バネ１３は、第２付勢手段として機能する。
【００２６】
第１圧着体４には、第１圧着体４に対して相対的に移動可能な第１挟持体１４（フィルム挟持手段に相当）が取り付け支持されている。第１挟持体１４は、第１圧着体４を囲うように側断面視で略コの字状に形成されている。第１挟持体１４の先端部は挟持面１４ａとして機能し、シリコンゴム製の第１挟持部材１５が取り付けられている。第１挟持体１４の挟持面１４ａとは反対側の端面１４ｂには、先ほど説明した第１バネ１１が作用している。従って、第１圧着体４と第２圧着体５とが離間している位置では、第１バネ１１の付勢力により、第１挟持体１４の端面１４ｂは、第１圧着体４の後端面４ｂに当接した状態である。また、この状態で挟持面１４ａは、圧着面４ａよりも突出した状態に設定されている。
【００２７】
第２圧着体５にも、第２圧着体５に対して相対的に移動可能な第２挟持体１６（フィルム挟持手段に相当）が取り付け支持されている。第２挟持体１６も、側断面視で略コの字状に形成されている。第２挟持体１６の先端部は挟持面１６ａとして機能し、シリコンゴム製の第２挟持部材２１が取り付けられている。第２挟持体１６の挟持面１６ａとは反対側の端面１６ｂには、第２バネ１３が作用している。従って、第１圧着体４と第２圧着体５とが離間している位置では、第２バネ１３の付勢力により、第２挟持体１６の端面１６ｂは、第２圧着体５の後端面５ｂに当接した状態である。また、この状態で挟持面１６ａは、圧着面５ａよりも突出した状態に設定されている。
【００２８】
第１挟持体１４が第１圧着体４に対してスムーズに相対移動できるように、ガイドプレート１７が第１圧着体４に対してネジ１８により結合されている（図４参照）。第１圧着体４とガイドプレート１７との間で、第１挟持体１４がガイドされる。同様に、第２挟持体１６が第２圧着体５に対してスムーズに相対移動できるように、ガイドプレート１９が第２圧着体５に対してネジ２０により結合されている。第２圧着体５とガイドプレート１９との間で、第２挟持体１６がガイドされる。
【００２９】
第１・第２挟持体１４，１６は、第１・第２圧着体４，５よりも下方側に設けられる。すなわち、フィルムの送り方向の下流側に配置される。
【００３０】
次に、フィルムシール部を駆動するシール駆動部の構成を説明する。シール駆動部は、駆動源としての駆動モータ２２を備えている。駆動モータ２２のモータ軸には駆動板２３が結合されている。駆動リンク部材２４が回転軸２４ａ周りに回転可能に軸支されている。駆動リンク部材２４には、回転軸２４ａから所定半径距離だけ離れた個所に第１リンク軸２４ｂと第２リンク軸２４ｃとが植設されている。駆動板２３と第１リンク軸２４ｂとは、連結バー２５により連結されている。図４には示されていないが、駆動板２３の回転中心から所定半径距離離れた個所に連結軸が植設されており、この連結軸と第１リンク軸２４ｂとの間に連結バー２５が掛け渡されている。連結軸において、駆動板２３と連結バー２５とは、相対的に回転自在であり、第１リンク軸２４ｂにおいて、連結バー２５と駆動リンク部材２４とは、相対的に回転自在に連結される。
【００３１】
第１圧着体支持プレート２６には、第１圧着体４が固定された状態で支持される。第１圧着体支持プレート２６の幅方向両側には、一対の側面部２６ａが形成されている。この側面部２６ａにリンク軸２６ｂが植設される。このリンク軸２６ｂと第１リンク軸２４ｂとの間に、第１リンクレバー２７が連結される。同様に、第２圧着体支持プレート２８には、第２圧着体５が固定された状態で支持される。第２圧着体支持プレート２８の幅方向両側には、一対の側面部２８ａが形成されている。この側面部２８ａにリンク軸２８ｂが植設される。このリンク軸２８ｂと第２リンク軸２４ｃとの間に、第２リンクレバー２９が連結される。以上のようなリンク機構により、フィルムシール部が駆動される。なお、同じリンク機構が幅方向の反対側の側面にも設けられている。駆動モータ２２を駆動することで、駆動リンク部材２４を回転させ、第１圧着体４と第２圧着体５とを同時に駆動させることができる。
【００３２】
第１圧着体４と第２圧着体５をスムーズにガイドするためのガイド機構３０が、第１・第２圧着体４，５の幅方向両側に設けられている。ガイド機構３０は、フレーム部材３１に固定される固定部分と、側面部２６ａ，２８ａに固定される可動部分とを備える。
【００３３】
フィルムＦを送り出すためのフィルム駆動部として、搬送ローラ対３２が設けられている。搬送ローラ対３２は、幅方向に沿って２箇所に設けられている。２箇所の搬送ローラ対３２の間をフィルムＦが通過できるように構成される。搬送ローラ対３２を駆動するための駆動モータ３３が設けられており（図４参照）、不図示の伝達機構（減速機構）を介して搬送ローラ対３２と連結されている。支持プレート１には、制御回路３４（制御部に相当）が搭載されており、フィルムシール装置の各部の作動の制御を行う。なお、図７の図番８は、フィルムＦの送りをガイドする受け板である。
【００３４】
＜制御ブロック＞
次に、図８により制御関係の構成を説明する。制御部４０は、装置各部の作動制御を司る中枢部である。駆動系ドライバー部４１は、搬送ローラ３２を駆動するための駆動モータ３３と、フィルムシール部を駆動する駆動モータ２２とを制御すると共に、搬送ローラおよびフィルムシール部を微調整するためのソレノイド３５を制御する。ヒータートランスドライバー部４３は、ヒータートランス４２及びヒーター６を駆動する加熱回路により構成される。更に、ヒーター６に対しては、温度検出手段の１種である熱電対３６を取り付けると共に、熱電対３６からの信号を増幅する熱電対アンプ部３７を設けて、熱電対アンプ部３７からの信号を受けて適正な温度でフィルムを加熱できるように温度制御するようにしていると共に、適正な温度までシール後のフィルムを冷却するよう温度制御している。
【００３５】
このように、シールされた箇所が冷却され、安定した固化状態になっていることを熱電対３６からの信号により確認した後、圧着状態を解除するので、従来技術において時間制御する場合に生じたような、圧着状態を早く解除した場合にシール部分が半溶融状態になって不規則に破れたりするトラブルを確実に防止または低減できる。
【００３６】
なお、その他にヒーター６や駆動モータ２２，３３の駆動時間を設定するタイマーを設けてもよく、制御部４０は、設定されている時間に従って、ヒーター６等を駆動させるようにしてもよい。スイッチは、シール動作を行わせるための起動スイッチとして機能する。フィルムシール装置がシール状態であるか、使用可能状態であるか否かを外部に表示するためのＬＥＤなどの各種表示ランプを設けると共に、制御部４０により、表示ランプの点灯を制御させることができる。更に、シール部分が予定温度に達したことを知らせるために、ブザーや音声などの報知音や、ＬＥＤ等の各種表示ランプ、液晶などによる文字、イラスト、マーク等の知覚表示物などを設けると共に、制御部４０により、報知音や知覚表示物などを制御するようにすることができる。
【００３７】
＜シール動作の説明＞
次に、図９の加熱パターン図と図１０〜１６の作動図とにより、フィルムＦにシールを行うときの作動を説明する。予め、連続円筒状をしたフィルムＦの底部を閉鎖して、上方のみ開口した袋状にするための運転を行う（図１０〜１５）。
【００３８】
すなわち、フィルム装着部を構成するガイド部材２の周囲に、環状に折り畳んで配置されているフィルムの最外部を手で把持して引っ張り、中央方向に移動させて、搬送ローラ３２の位置にまで移動させる。この状態で、フィルムシール装置本体の前面操作パネル５０に設けられているスイッチを入れる。このスイッチによる指令を受けて制御部４０は、駆動モータ３３を正転させる。これにより、搬送ローラ対３２は送り方向に回転され（図１０の矢印）、円筒状をしたフィルムＦの両端部が搬送ローラ対３２により挟持されて下方（図１１の矢印）に送り出される。駆動モータ３３を正転させる時間は、予めタイマーに設定されるようにしてもよいし、手動で所定時間経過後、駆動モータ３３を停止させてもよい。これにより、フィルムＦが所定量送り出され、フィルムＦのシール部がヒーター６の位置にセットされる。シール部は、シールされる個所を指して呼ぶものであり、フィルムＦに何らかの識別マークが付されていることを意味するものではない。もとより、そのような識別マークを付していてもよい。
【００３９】
次に、駆動モータ３３の停止と同時に、第１・第２圧着体４，５を駆動するため、駆動モータ２２を回転（正転）させる。第１・第２圧着体４，５は、待機位置から、矢印で示すように、互いに近づく方向に駆動される（図１２）。第１・第２圧着体４，５に夫々支持されている第１・第２挟持体１４，１６も同じように互いに近づく方向に駆動される。第１・第２圧着体４，５の圧着面４ａ，５ａよりも、第１・第２挟持体１４，１６の挟持面１４ａ，１６ａのほうが突出しているので、まず最初に挟持面１４ａ，１６ａ同士が当接する（図１２）。これにより、第１・第２挟持体１４，１６は、これ以上移動できない状態となる。
【００４０】
しかし、駆動モータ２２は引き続き駆動状態にあり、第１・第２圧着体４，５は、さらに圧着面４ａ，５ａ同士が近づく方向に駆動される。このとき、第１バネ１１と第２バネ１３が徐々に圧縮されていく。圧着面４ａ，５ａ同士が当接した状態が図１２及び図１３に示される。駆動モータ２２は、予め設定された所定時間だけ駆動された後、停止される。この停止と同時にヒーター６を加熱する。ヒーター６の加熱パターンは、図９に示されている通りである。
【００４１】
ヒーター６は、常時は室温と同程度の低い温度状態であるが、加熱駆動をすることで、昇温して所定の加熱温度（Ｔ１）になる（図９。１次加熱）。この場合、ヒーター６に近接して（フィルムのシール部にも近接している）配置されている熱電対３６により、ヒーター６によるフィルムシール部の加熱温度が検知されており、熱電対３６からの検出結果の送信により、制御器４０が所定の融着温度に達したと判断すると、制御器４０によりＯＮ−ＯＦＦ制御されるため、適正な融着温度で制御できる。もとより、フィルムの材質に応じた適正な設定温度と加熱時間は、予め求められている。
【００４２】
これにより、フィルムの重なりの多い箇所と重なりの少ない箇所が混在しているもの、あるいは、バリアー性を高めるため中心にナイロン樹脂を配置し両面にポリエチレン樹脂を配置したラミネートフィルムのようなものでも、常時適正な融着温度で加熱・熱融着されることになる。従って、従来技術のように、フィルムシール部近傍の温度を直接測定することなく、フィルムの材質に応じて決められた溶融温度（所定電流値による通電）に、タイマーによる一定時間だけ加熱保持する方式に比べて、フィルムシール部を一層適正な融着温度に維持して保持できるため、シール不良を確実に低減できる。
【００４３】
予め設定された所定の加熱時間が経過すると、ヒーター６をオフにし、ヒーター6は自然に冷却され、温度が低下していく。その際、フィルムのシール部での重なりが特に多いような場合には、所定の温度まで下がったら、フィルムの硬化温度（Ｔ３）より幾分高い温度（Ｔ２）で再度通電（Ｔ１まで昇温時の通電量の５０％程度の通電量が好ましい）し、溶融温度まで加熱（２次加熱）して、その後通電をオフにして冷却する。このようにすると、一層確実に適正な熱融着ができて、シール不良を低減することができる。
【００４４】
図１７に示すように、ヒーター６の表面には切断部材７が設けられているので、ヒーター６の加熱と共に、切断作用も同タイミングで行われる。従って、シール部の溶着が行われてフィルムを袋状にすることができ、内容物が収納されている場合には、内容物を密封すると共に、シール部に対する切断作用も行われる。
【００４５】
ヒーター６をオフにして所定の冷却温度に達すると、第１・第２圧着体４，５を開き方向に移動させるため、駆動モータ２２を逆転させる。逆転させる時間は、第１・第２圧着体４，５を、少しだけ開いた状態にできる時間に設定することができる（図１３）。圧着状態にある第１・第２圧着体４，５を開き方向に駆動し始めても（図１３の矢印）、第１バネ１１と第２バネ１３の付勢力が作用しているため、第１・第２挟持体１４，１６はフィルムＦを挟持した状態を維持している（図１３）。駆動モータ２２をわずかに逆転させた後、停止する。これと同時に、駆動モータ３３を逆転させる。これにより、搬送ローラ対３２は、逆方向に回転され（図１４）、フィルムＦが戻し方向に駆動される。搬送ローラ対３２の逆転量は、わずかでよい。このフィルムＦの戻し動作により、切断部材７による切断個所が強制的に分離される（図１４）。戻し量は、フィルムＦと搬送ローラ対３２のかみ込み状態が外れない程度であれば良い。これにより、切断部材７によるフィルムＦの切断が不十分であったとしても、確実にフィルムＦを分離させることができる。
【００４６】
駆動モータ３３の逆転動作が終了した後、第１・第２圧着体４，５を待機位置に戻すため、駆動モータ２２を逆転駆動させて待機位置に復帰させる。第１・第２圧着体４，５が待機位置に復帰する途中で、第１・第２挟持体１４，１６によるフィルムＦの挟持も解除される。これにより、切断されたフィルムＦ’（上部は融着されてシールされているが、下部は開放されたままである）は、下方にある貯留ケースＳ２に向けて落下する（図１５）。駆動モータ２２を停止した後、戻し動作で戻したフィルムを所定のシールを行う位置まで移動させるため、駆動モータ３３を正転させる。所定時間駆動モータ３３を正転させた後、駆動モータ３３を停止させる。これにより、ガイド部材２に残ったフィルムＦを袋状にする動作が完了し、これを１サイクルとして、以後内容物を収納した場合においても、同様な動作を繰り返す。切断されて残ったフィルムＦの底部Ｆ１は、シールされて袋状になる。
【００４７】
そして、図１６に示すように、内容物ＣをフィルムＦ内に収容して、上記と同一の手順により、フィルムＦ’内に内容物を収納し、シールして下方の貯留ケースＳ２に落下させることができる。
【００４８】
また、フィルムＦに内容物を収容できることを表示するＬＥＤの表示を消灯し、1サイクルの動作が終了した時間で点灯させ、この点灯を確認することで、フィルムＦに内容物を収容してもよいことが外部に表示されるようにすることができる。この場合、フィルムＦのシール動作を行っていることを表示するＬＥＤを設けて、その間点灯させるようにしてもよい。
＜フィルムシール部のヒーターの作用の説明＞
図１７（イ）〜（ホ）により、熱融着動作時のヒーターの作用を説明する。図１７（イ）は、図１１に示す状態に相当し、互いに離間した第１圧着部４と第２圧着部５との間にフィルムＦが送られてくる。第１圧着部４の圧着面４ａには、上記したように、ヒーター６と、その表面側に突起条をした切断部材７とが装着されていて、更にその表面に離型性のよい樹脂製のカバー部材（不図示）が被覆されている。第２圧着部５の圧着面５ａには、シリコンゴムスポンジ製の支持部材９が装着されていると共に、更にその表面に離型性のよい樹脂製のカバー部材（不図示）が被覆されている。
【００４９】
ヒーター６の下部は、ガラス繊維製シートやサーコンシートが敷設されており、ヒーター６自体は、その短辺方向の中央部が第１圧着部４の圧着面４ａから略９０°の角度で突出し、先端が幾分丸味を帯びた断面形状となっていると共に、第１圧着部４の幅方向にライン状に延設した突条に構成されている。もっとも、突出部の形状はこれに限定されるものではなく、断面三角形状、断面半円形状など種々のものにすることができる。
【００５０】
次いで、第１圧着部４と第２圧着部５とを左右から近接させ、フィルムＦを圧着すると、ヒーター６の表面形状に合わせてフィルムＦおよび支持部材９が変形し（図１７（ロ））、その状態でヒーターを加熱する。ヒーターの加熱パターンは、上記した通りである。加熱に伴い、フィルムＦの熱融着した箇所Ｇは、ゲル化した状態となる（図１７（ハ））。
【００５１】
加熱が終了し、シール部分が所定の温度まで冷却された後、第１圧着部４と第２圧着部５とを左右に離間させると、フィルムＦの熱融着した箇所Ｇは固化するが、その表面には厚み薄い箇所が形成される（図１７（ニ））。この段階で、内容物が袋状をしたフィルムＦに収納されていれば、その重量により切断されて下方に落下する。しかし、フィルムＦの重なり箇所が多く厚くなっている場合などでは、図１４に示したように、搬送ローラ対３２を逆方向に回転させて、フィルムＦを切断する（図１７（ホ））。
【００５２】
〔別実施の形態〕
（１）フィルムシール装置の形式は特に限定されるものではなく、図１，２に示したようなフィルムシール装置以外の他の卓上式フィルムシール装置、脱気式フィルムシール装置、足踏みペダル式フィルムシール装置などであってもよい。
（２）包装袋に封入される内容物は、特に限定されるものではなく、食品、機械部品、医療用器具、各種日用品など、種々のものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係るフィルムシール装置の半断面斜視図本発明の一実施形態に係るフィルムシール装置の作動を説明する正面図
【図２】図１のフィルムシール装置のカバーを取り外したフィルムシール装置本体を示す斜視図（フィルムを装着する前の状態）
【図３】図２のフィルムシール装置本体の平面図
【図４】図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た斜視図
【図５】図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た平面図
【図６】図２のフィルムシール装置本体の正面図
【図７】図３のVII−VII断面図
【図８】制御ブロックを示す図
【図９】シール動作を説明する加熱パターン図
【図１０】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１１】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１２】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１３】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１４】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１５】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１６】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１７】（イ）〜（ホ）は熱融着動作の細部を説明する図
【符号の説明】
【００５４】
４ 第１圧着体
５ 第２圧着体
６ 加熱手段
７ フィルム切断手段
１４，１６ フィルム挟持手段
４０ 制御部
Ｆ フィルム
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルムシール装置に関し、詳しくは、内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続的に送り出されるチューブ状樹脂製フィルム内に各種被包装物たる内容物を包み込むと共に、内容物を包み込んだ包装体の所定長さ位置を加熱して熱融着しシールした後、わずかに張力を作用させて溶断・分離して、被包装物を樹脂製フィルムの袋体に収納させるフィルムシール装置（以下、「ヒートシーラー」ということがある）は利便性が高く、種々な用途に使用されている。
【０００３】
その場合、内容物を収納した樹脂製フィルムの包装袋を熱融着してシールするのに、簡便性、確実性などの利点を有するインパルス式ヒートシール装置が採用されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１８７１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術は、包装体を構成するフィルムにしわの入らないことが確実に熱融着してシールする条件であるため、薄いフィルムを扱う都合上、被シール箇所については、しわが入らないように細心の注意を払う必要があり、作業者には少なくない手間を要していた。しかも、内容物は種々の大きさ、形状のものがあるため、内容物によっては、包装体に不必要なしわが少なからず発生し、融着不良が発生率も少なくなかった。
【０００６】
更に、内容物が特別に大きい場合には、包装体も大きくせざるを得ないが、その場合、限られたヒートシーラーのシール箇所では一度でシールできないため、数回に分けてシールすると、シール作業にかなりの時間と手間を要することになる。そこで、包装体をヒートシーラーのシール長さに合わせるようにすれば、シール箇所にしわが入らざるを得ず、シール不良が顕著に増加し、いずれの場合も包装体を大きくする場合には、シールに困難を伴っていた。
【０００７】
また、しわが入ったシール箇所を確実にシールするため、熱板加熱方式でシールすると、フィルムの溶融温度に達した後、一定時間後に通電を切断するようにしているため、しわの重なった箇所と重なっていない箇所とを均一に熱融着してシールすることができず、部分的にシール不良を生じるという問題がある。しかも、しわの重なった箇所では融着後の切断が困難な場合が発生し、その都度、作業者が切断トラブルを解消するという煩わしさがあった。
【０００８】
また、しわが入ったシール箇所を確実にシールするため、インパルス制御を行っても時間で制御されたものは、しわの重なった箇所と重なっていない箇所とを均一に熱融着してシールすることができず、部分的にシール不良を生じるという問題がある。しかも、しわの重なった箇所では融着後の切断が困難な場合が発生し、その都度、作業者が切断トラブルを解消するという煩わしさがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、大径の連続包装体を用いて大きい内容物を包装してシールする場合であっても、シール不良の発生を確実に少なくでき、しかもシール後に確実に切断可能なフィルムシール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係るフィルムシール装置の特徴構成は、内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置であって、
前記フィルムを収納・配置するフィルム装着部と
前記フィルムを送り出し方向に駆動して、フィルムのシール部を所定位置に送り出すフィルム駆動部と、
前記フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、
前記フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部とを備え、
前記フィルムシール部は、
前記フィルムのシール部近傍を挟持するフィルム挟持手段と、
前記フィルムのシール部を圧着すると共に加熱手段を有してシール部を加熱・圧着するフィルム圧着手段と、
前記フィルムのシール部を切断するフィルム切断手段とを備え、
前記制御部は、前記フィルムを所定位置に送り出して停止させた後、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、前記加熱手段に設けられた温度検出手段からの検出結果により前記フィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、前記フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、前記フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することにある。
【００１１】
この構成によれば、大径のチューブ状樹脂製フィルムに内容物を収納して熱融着しシールする場合に、シール部を加熱・圧着する所定長さのフィルム圧着手段に対処すべくフィルムにしわを入れたとしても、加熱手段に設けられた温度検出器の検出結果に基づいて適正な温度で加熱するため、多重に重なり合ったフィルム箇所も重なりの少ないフィルム箇所も、確実に均質に熱融着されるようになる。そして、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するようにしているので、従来技術において時間制御する場合に生じたような、圧着状態を早く解除した場合にシール部分が半溶融状態になって不規則に破れたりするトラブルを、確実に防止または低減できる。その後、フィルム切断手段によりシール部を切断することによって、内容物をシールした袋体として取り出すことができ、作業者の労力を大幅に低減できる。
【００１２】
その結果、大径の連続包装体を用いて大きい内容物を包装してシールする場合であっても、シール不良の発生を確実に少なくでき、しかもシール後に確実に切断可能なフィルムシール装置を提供することができた。
【００１３】
前記制御部は、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除すると共に、フィルムを戻し方向に所定量駆動するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することが好ましい。
【００１４】
この構成のフィルムシール装置において、フィルムをシールして切断するまでの手順は、次のようにして行われる。すなわち、フィルムをフィルム駆動部により送り出した後、所定位置にて停止させる。シール部の冷却後に、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させて、フィルムを加熱・圧着させる。フィルム圧着手段により、フィルムを加熱することでシール部が溶融しシールされる。また、フィルム切断手段により、シール部に対する切断作用を行わせる。次に、フィルム圧着手段の圧着状態を解除し、フィルムを戻し方向に所定量駆動する。このとき、フィルム挟持手段によるフィルムの挟持状態は維持したままである。従って、フィルムを戻し方向に駆動することで、シール部の切断個所が引っ張られることになるので、確実に分離することができる。これにより、フィルムにしわがよっていることで、切断が不十分であったとしても、強制的に分離させることができる。その結果、チューブ状フィルムを用いて内容物の収容されたフィルムをシール及び切断するに際し、確実に切断作用を行わせることができるフィルムシール装置を提供することができる。
【００１５】
前記制御部は、前記フィルムの所定融着温度で所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却し、再度フィルムの融着温度にまで加熱するように制御することが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、フィルムの重なり箇所が多い場合であっても、適正に熱融着できて、確実にシールでき、一層融着不良を低減することができる。もとより、所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却してから再度フィルムの融着温度にまで加熱する操作を複数回繰り返すこともでき、回数については特に限定されるものではない。
【００１７】
前記フィルム圧着手段は、前記フィルムのシール部を圧着する第１圧着体と第２圧着体とを備え、この第１圧着体に前記フィルムを加熱するためのヒーターと、フィルム切断手段とが組み込まれており、加熱作用と切断作用を同時に行えるように構成したことが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、フィルム圧着手段を構成する一対の圧着体のうち、第１圧着体のほうにヒーターと、フィルム圧着手段が組み込まれており、ヒーターで加熱すると共に、切断作用も同時に行うことができるため、フィルム圧着手段とフィルム切断手段を同じように駆動することができるので、フィルムシール部の構成を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜フィルムシール装置の構成＞
本発明にかかるフィルムシール装置の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るフィルムシール装置の半断面構造を示し、図2はカバーを取り外し、フィルムを装着していない状態のフィルムシール装置本体を示し、図３は、フィルムシール装置本体の平面構造を示し、図４は、図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た斜視構造を示し、図５は、図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た平面構造を示す。図６はカバーを取り外した後の正面構造を示し、図７は図３のVII−VII断面構造を示す。
【００２０】
このフィルムシール装置Ｓは、図１に示すように、４本の脚部Ｓ３を下方に向けて延設したフィルムシール装置本体Ｓ１と、その下部に内容物を収納してシールした包装体を一時的に貯留する、引き手付きの包装体貯留ケースＳ２とから構成されている。
【００２１】
フィルムシール装置本体Ｓ１は、図２，３に示すように、比較的面積の広い支持プレート１の上におわん状に形成されたガイド部材２が取り付けられて構成されている。ガイド部材２は、側面２ａがテーパ状に形成されており、底部にガイド孔２ｂが形成されている。図１は、折り畳んだ状態のチューブ状フィルムＦを装着した状態を示す。ガイド部材２の周囲が、フィルム装着部として機能する。支持プレート１の下面側には、フィルムをシールして切断するための機構部３が装着されている。なお、図２，３における図番３８は把手である。
【００２２】
環状に折り畳んだ状態のフィルムＦをセッティングする時の操作は、後述するように、折り畳んだフィルムＦの一番外側の部分Ｆ１を手で持ち上げて、ガイド部材２の中の穴２ｂから見える搬送ローラ対３２に挟持される位置まで押し込めばよい。その後、搬送ローラを駆動することで、フィルムＦは下方に引き込まれていく。
【００２３】
次に、機構部３について説明する。図４は、フィルムシール装置本体（脚部は省略）を裏面側から見た斜視図である。図５は、フィルムシール装置を裏面側から見た平面図である。図６は、機構部の側面図であり、図７は、図３のVII−VII断面図であり、図６の機構部の側断面図に相当する。
【００２４】
まず、フィルムシール部の機能について説明する。第１圧着体４と第２圧着体５とが設けられており、図７にも示すように、これら第１・第２圧着体４，５は、お互いに離間した待機位置と、圧着面が互いに接触してフィルムＦを圧着する圧着位置との間を移動可能（矢印Ａ，Ｂ参照）に構成される。第１・第２圧着体４，５の圧着面４ａ，５ａ（フィルム圧着手段に相当）は、フィルムＦのシール部の形状に対応して幅方向に延びたライン状に形成されている。第１圧着体４の圧着面４ａには、加熱手段であるライン状に延びたヒーター６が取り付けられている。ヒーター６は、金属製の抵抗体であり不図示の加熱回路により加熱される。また、ヒーター６の表面には、後述する（図１７の説明）ように、ヒーター６と同様にライン状に延びた切断部材７（フィルム切断手段に相当）が設けられている。ヒーター６と切断部材７を覆うようにカバー部材が設けられている。カバー部材は、テフロン（登録商標）製のシート部材である。第２圧着体５の圧着面５ａには、シリコンゴムスポンジ製の支持部材９が取り付けられている。一対の圧着面４ａ，５ａどうしで、フィルムＦを圧着する。
【００２５】
第１圧着体４の圧着面４ａとは反対側の端面には、第１バネ支持軸１０が２本植設されている。第１バネ支持軸１０には、第１バネ１１が挿入されている。第１バネ１１は、第１付勢手段として機能し、圧縮コイルスプリングにより形成される。第２圧着体５の圧着面５ａとは反対側の面にも、第２バネ支持軸１２が２本植設されており、第１バネ１１と同様に第２バネ１３が挿入されている。第２バネ１３は、第２付勢手段として機能する。
【００２６】
第１圧着体４には、第１圧着体４に対して相対的に移動可能な第１挟持体１４（フィルム挟持手段に相当）が取り付け支持されている。第１挟持体１４は、第１圧着体４を囲うように側断面視で略コの字状に形成されている。第１挟持体１４の先端部は挟持面１４ａとして機能し、シリコンゴム製の第１挟持部材１５が取り付けられている。第１挟持体１４の挟持面１４ａとは反対側の端面１４ｂには、先ほど説明した第１バネ１１が作用している。従って、第１圧着体４と第２圧着体５とが離間している位置では、第１バネ１１の付勢力により、第１挟持体１４の端面１４ｂは、第１圧着体４の後端面４ｂに当接した状態である。また、この状態で挟持面１４ａは、圧着面４ａよりも突出した状態に設定されている。
【００２７】
第２圧着体５にも、第２圧着体５に対して相対的に移動可能な第２挟持体１６（フィルム挟持手段に相当）が取り付け支持されている。第２挟持体１６も、側断面視で略コの字状に形成されている。第２挟持体１６の先端部は挟持面１６ａとして機能し、シリコンゴム製の第２挟持部材２１が取り付けられている。第２挟持体１６の挟持面１６ａとは反対側の端面１６ｂには、第２バネ１３が作用している。従って、第１圧着体４と第２圧着体５とが離間している位置では、第２バネ１３の付勢力により、第２挟持体１６の端面１６ｂは、第２圧着体５の後端面５ｂに当接した状態である。また、この状態で挟持面１６ａは、圧着面５ａよりも突出した状態に設定されている。
【００２８】
第１挟持体１４が第１圧着体４に対してスムーズに相対移動できるように、ガイドプレート１７が第１圧着体４に対してネジ１８により結合されている（図４参照）。第１圧着体４とガイドプレート１７との間で、第１挟持体１４がガイドされる。同様に、第２挟持体１６が第２圧着体５に対してスムーズに相対移動できるように、ガイドプレート１９が第２圧着体５に対してネジ２０により結合されている。第２圧着体５とガイドプレート１９との間で、第２挟持体１６がガイドされる。
【００２９】
第１・第２挟持体１４，１６は、第１・第２圧着体４，５よりも下方側に設けられる。すなわち、フィルムの送り方向の下流側に配置される。
【００３０】
次に、フィルムシール部を駆動するシール駆動部の構成を説明する。シール駆動部は、駆動源としての駆動モータ２２を備えている。駆動モータ２２のモータ軸には駆動板２３が結合されている。駆動リンク部材２４が回転軸２４ａ周りに回転可能に軸支されている。駆動リンク部材２４には、回転軸２４ａから所定半径距離だけ離れた個所に第１リンク軸２４ｂと第２リンク軸２４ｃとが植設されている。駆動板２３と第１リンク軸２４ｂとは、連結バー２５により連結されている。図４には示されていないが、駆動板２３の回転中心から所定半径距離離れた個所に連結軸が植設されており、この連結軸と第１リンク軸２４ｂとの間に連結バー２５が掛け渡されている。連結軸において、駆動板２３と連結バー２５とは、相対的に回転自在であり、第１リンク軸２４ｂにおいて、連結バー２５と駆動リンク部材２４とは、相対的に回転自在に連結される。
【００３１】
第１圧着体支持プレート２６には、第１圧着体４が固定された状態で支持される。第１圧着体支持プレート２６の幅方向両側には、一対の側面部２６ａが形成されている。この側面部２６ａにリンク軸２６ｂが植設される。このリンク軸２６ｂと第１リンク軸２４ｂとの間に、第１リンクレバー２７が連結される。同様に、第２圧着体支持プレート２８には、第２圧着体５が固定された状態で支持される。第２圧着体支持プレート２８の幅方向両側には、一対の側面部２８ａが形成されている。この側面部２８ａにリンク軸２８ｂが植設される。このリンク軸２８ｂと第２リンク軸２４ｃとの間に、第２リンクレバー２９が連結される。以上のようなリンク機構により、フィルムシール部が駆動される。なお、同じリンク機構が幅方向の反対側の側面にも設けられている。駆動モータ２２を駆動することで、駆動リンク部材２４を回転させ、第１圧着体４と第２圧着体５とを同時に駆動させることができる。
【００３２】
第１圧着体４と第２圧着体５をスムーズにガイドするためのガイド機構３０が、第１・第２圧着体４，５の幅方向両側に設けられている。ガイド機構３０は、フレーム部材３１に固定される固定部分と、側面部２６ａ，２８ａに固定される可動部分とを備える。
【００３３】
フィルムＦを送り出すためのフィルム駆動部として、搬送ローラ対３２が設けられている。搬送ローラ対３２は、幅方向に沿って２箇所に設けられている。２箇所の搬送ローラ対３２の間をフィルムＦが通過できるように構成される。搬送ローラ対３２を駆動するための駆動モータ３３が設けられており（図４参照）、不図示の伝達機構（減速機構）を介して搬送ローラ対３２と連結されている。支持プレート１には、制御回路３４（制御部に相当）が搭載されており、フィルムシール装置の各部の作動の制御を行う。なお、図７の図番８は、フィルムＦの送りをガイドする受け板である。
【００３４】
＜制御ブロック＞
次に、図８により制御関係の構成を説明する。制御部４０は、装置各部の作動制御を司る中枢部である。駆動系ドライバー部４１は、搬送ローラ３２を駆動するための駆動モータ３３と、フィルムシール部を駆動する駆動モータ２２とを制御すると共に、搬送ローラおよびフィルムシール部を微調整するためのソレノイド３５を制御する。ヒータートランスドライバー部４３は、ヒータートランス４２及びヒーター６を駆動する加熱回路により構成される。更に、ヒーター６に対しては、温度検出手段の１種である熱電対３６を取り付けると共に、熱電対３６からの信号を増幅する熱電対アンプ部３７を設けて、熱電対アンプ部３７からの信号を受けて適正な温度でフィルムを加熱できるように温度制御するようにしていると共に、適正な温度までシール後のフィルムを冷却するよう温度制御している。
【００３５】
このように、シールされた箇所が冷却され、安定した固化状態になっていることを熱電対３６からの信号により確認した後、圧着状態を解除するので、従来技術において時間制御する場合に生じたような、圧着状態を早く解除した場合にシール部分が半溶融状態になって不規則に破れたりするトラブルを確実に防止または低減できる。
【００３６】
なお、その他にヒーター６や駆動モータ２２，３３の駆動時間を設定するタイマーを設けてもよく、制御部４０は、設定されている時間に従って、ヒーター６等を駆動させるようにしてもよい。スイッチは、シール動作を行わせるための起動スイッチとして機能する。フィルムシール装置がシール状態であるか、使用可能状態であるか否かを外部に表示するためのＬＥＤなどの各種表示ランプを設けると共に、制御部４０により、表示ランプの点灯を制御させることができる。更に、シール部分が予定温度に達したことを知らせるために、ブザーや音声などの報知音や、ＬＥＤ等の各種表示ランプ、液晶などによる文字、イラスト、マーク等の知覚表示物などを設けると共に、制御部４０により、報知音や知覚表示物などを制御するようにすることができる。
【００３７】
＜シール動作の説明＞
次に、図９の加熱パターン図と図１０〜１６の作動図とにより、フィルムＦにシールを行うときの作動を説明する。予め、連続円筒状をしたフィルムＦの底部を閉鎖して、上方のみ開口した袋状にするための運転を行う（図１０〜１５）。
【００３８】
すなわち、フィルム装着部を構成するガイド部材２の周囲に、環状に折り畳んで配置されているフィルムの最外部を手で把持して引っ張り、中央方向に移動させて、搬送ローラ３２の位置にまで移動させる。この状態で、フィルムシール装置本体の前面操作パネル５０に設けられているスイッチを入れる。このスイッチによる指令を受けて制御部４０は、駆動モータ３３を正転させる。これにより、搬送ローラ対３２は送り方向に回転され（図１０の矢印）、円筒状をしたフィルムＦの両端部が搬送ローラ対３２により挟持されて下方（図１１の矢印）に送り出される。駆動モータ３３を正転させる時間は、予めタイマーに設定されるようにしてもよいし、手動で所定時間経過後、駆動モータ３３を停止させてもよい。これにより、フィルムＦが所定量送り出され、フィルムＦのシール部がヒーター６の位置にセットされる。シール部は、シールされる個所を指して呼ぶものであり、フィルムＦに何らかの識別マークが付されていることを意味するものではない。もとより、そのような識別マークを付していてもよい。
【００３９】
次に、駆動モータ３３の停止と同時に、第１・第２圧着体４，５を駆動するため、駆動モータ２２を回転（正転）させる。第１・第２圧着体４，５は、待機位置から、矢印で示すように、互いに近づく方向に駆動される（図１２）。第１・第２圧着体４，５に夫々支持されている第１・第２挟持体１４，１６も同じように互いに近づく方向に駆動される。第１・第２圧着体４，５の圧着面４ａ，５ａよりも、第１・第２挟持体１４，１６の挟持面１４ａ，１６ａのほうが突出しているので、まず最初に挟持面１４ａ，１６ａ同士が当接する（図１２）。これにより、第１・第２挟持体１４，１６は、これ以上移動できない状態となる。
【００４０】
しかし、駆動モータ２２は引き続き駆動状態にあり、第１・第２圧着体４，５は、さらに圧着面４ａ，５ａ同士が近づく方向に駆動される。このとき、第１バネ１１と第２バネ１３が徐々に圧縮されていく。圧着面４ａ，５ａ同士が当接した状態が図１２及び図１３に示される。駆動モータ２２は、予め設定された所定時間だけ駆動された後、停止される。この停止と同時にヒーター６を加熱する。ヒーター６の加熱パターンは、図９に示されている通りである。
【００４１】
ヒーター６は、常時は室温と同程度の低い温度状態であるが、加熱駆動をすることで、昇温して所定の加熱温度（Ｔ１）になる（図９。１次加熱）。この場合、ヒーター６に近接して（フィルムのシール部にも近接している）配置されている熱電対３６により、ヒーター６によるフィルムシール部の加熱温度が検知されており、熱電対３６からの検出結果の送信により、制御器４０が所定の融着温度に達したと判断すると、制御器４０によりＯＮ−ＯＦＦ制御されるため、適正な融着温度で制御できる。もとより、フィルムの材質に応じた適正な設定温度と加熱時間は、予め求められている。
【００４２】
これにより、フィルムの重なりの多い箇所と重なりの少ない箇所が混在しているもの、あるいは、バリアー性を高めるため中心にナイロン樹脂を配置し両面にポリエチレン樹脂を配置したラミネートフィルムのようなものでも、常時適正な融着温度で加熱・熱融着されることになる。従って、従来技術のように、フィルムシール部近傍の温度を直接測定することなく、フィルムの材質に応じて決められた溶融温度（所定電流値による通電）に、タイマーによる一定時間だけ加熱保持する方式に比べて、フィルムシール部を一層適正な融着温度に維持して保持できるため、シール不良を確実に低減できる。
【００４３】
予め設定された所定の加熱時間が経過すると、ヒーター６をオフにし、ヒーター6は自然に冷却され、温度が低下していく。その際、フィルムのシール部での重なりが特に多いような場合には、所定の温度まで下がったら、フィルムの硬化温度（Ｔ３）より幾分高い温度（Ｔ２）で再度通電（Ｔ１まで昇温時の通電量の５０％程度の通電量が好ましい）し、溶融温度まで加熱（２次加熱）して、その後通電をオフにして冷却する。このようにすると、一層確実に適正な熱融着ができて、シール不良を低減することができる。
【００４４】
図１７に示すように、ヒーター６の表面には切断部材７が設けられているので、ヒーター６の加熱と共に、切断作用も同タイミングで行われる。従って、シール部の溶着が行われてフィルムを袋状にすることができ、内容物が収納されている場合には、内容物を密封すると共に、シール部に対する切断作用も行われる。
【００４５】
ヒーター６をオフにして所定の冷却温度に達すると、第１・第２圧着体４，５を開き方向に移動させるため、駆動モータ２２を逆転させる。逆転させる時間は、第１・第２圧着体４，５を、少しだけ開いた状態にできる時間に設定することができる（図１３）。圧着状態にある第１・第２圧着体４，５を開き方向に駆動し始めても（図１３の矢印）、第１バネ１１と第２バネ１３の付勢力が作用しているため、第１・第２挟持体１４，１６はフィルムＦを挟持した状態を維持している（図１３）。駆動モータ２２をわずかに逆転させた後、停止する。これと同時に、駆動モータ３３を逆転させる。これにより、搬送ローラ対３２は、逆方向に回転され（図１４）、フィルムＦが戻し方向に駆動される。搬送ローラ対３２の逆転量は、わずかでよい。このフィルムＦの戻し動作により、切断部材７による切断個所が強制的に分離される（図１４）。戻し量は、フィルムＦと搬送ローラ対３２のかみ込み状態が外れない程度であれば良い。これにより、切断部材７によるフィルムＦの切断が不十分であったとしても、確実にフィルムＦを分離させることができる。
【００４６】
駆動モータ３３の逆転動作が終了した後、第１・第２圧着体４，５を待機位置に戻すため、駆動モータ２２を逆転駆動させて待機位置に復帰させる。第１・第２圧着体４，５が待機位置に復帰する途中で、第１・第２挟持体１４，１６によるフィルムＦの挟持も解除される。これにより、切断されたフィルムＦ’（上部は融着されてシールされているが、下部は開放されたままである）は、下方にある貯留ケースＳ２に向けて落下する（図１５）。駆動モータ２２を停止した後、戻し動作で戻したフィルムを所定のシールを行う位置まで移動させるため、駆動モータ３３を正転させる。所定時間駆動モータ３３を正転させた後、駆動モータ３３を停止させる。これにより、ガイド部材２に残ったフィルムＦを袋状にする動作が完了し、これを１サイクルとして、以後内容物を収納した場合においても、同様な動作を繰り返す。切断されて残ったフィルムＦの底部Ｆ１は、シールされて袋状になる。
【００４７】
そして、図１６に示すように、内容物ＣをフィルムＦ内に収容して、上記と同一の手順により、フィルムＦ’内に内容物を収納し、シールして下方の貯留ケースＳ２に落下させることができる。
【００４８】
また、フィルムＦに内容物を収容できることを表示するＬＥＤの表示を消灯し、1サイクルの動作が終了した時間で点灯させ、この点灯を確認することで、フィルムＦに内容物を収容してもよいことが外部に表示されるようにすることができる。この場合、フィルムＦのシール動作を行っていることを表示するＬＥＤを設けて、その間点灯させるようにしてもよい。
＜フィルムシール部のヒーターの作用の説明＞
図１７（イ）〜（ホ）により、熱融着動作時のヒーターの作用を説明する。図１７（イ）は、図１１に示す状態に相当し、互いに離間した第１圧着部４と第２圧着部５との間にフィルムＦが送られてくる。第１圧着部４の圧着面４ａには、上記したように、ヒーター６と、その表面側に突起条をした切断部材７とが装着されていて、更にその表面に離型性のよい樹脂製のカバー部材（不図示）が被覆されている。第２圧着部５の圧着面５ａには、シリコンゴムスポンジ製の支持部材９が装着されていると共に、更にその表面に離型性のよい樹脂製のカバー部材（不図示）が被覆されている。
【００４９】
ヒーター６の下部は、ガラス繊維製シートやサーコンシートが敷設されており、ヒーター６自体は、その短辺方向の中央部が第１圧着部４の圧着面４ａから略９０°の角度で突出し、先端が幾分丸味を帯びた断面形状となっていると共に、第１圧着部４の幅方向にライン状に延設した突条に構成されている。もっとも、突出部の形状はこれに限定されるものではなく、断面三角形状、断面半円形状など種々のものにすることができる。
【００５０】
次いで、第１圧着部４と第２圧着部５とを左右から近接させ、フィルムＦを圧着すると、ヒーター６の表面形状に合わせてフィルムＦおよび支持部材９が変形し（図１７（ロ））、その状態でヒーターを加熱する。ヒーターの加熱パターンは、上記した通りである。加熱に伴い、フィルムＦの熱融着した箇所Ｇは、ゲル化した状態となる（図１７（ハ））。
【００５１】
加熱が終了し、シール部分が所定の温度まで冷却された後、第１圧着部４と第２圧着部５とを左右に離間させると、フィルムＦの熱融着した箇所Ｇは固化するが、その表面には厚み薄い箇所が形成される（図１７（ニ））。この段階で、内容物が袋状をしたフィルムＦに収納されていれば、その重量により切断されて下方に落下する。しかし、フィルムＦの重なり箇所が多く厚くなっている場合などでは、図１４に示したように、搬送ローラ対３２を逆方向に回転させて、フィルムＦを切断する（図１７（ホ））。
【００５２】
〔別実施の形態〕
（１）フィルムシール装置の形式は特に限定されるものではなく、図１，２に示したようなフィルムシール装置以外の他の卓上式フィルムシール装置、脱気式フィルムシール装置、足踏みペダル式フィルムシール装置などであってもよい。
（２）包装袋に封入される内容物は、特に限定されるものではなく、食品、機械部品、医療用器具、各種日用品など、種々のものに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態に係るフィルムシール装置の半断面斜視図本発明の一実施形態に係るフィルムシール装置の作動を説明する正面図
【図２】図１のフィルムシール装置のカバーを取り外したフィルムシール装置本体を示す斜視図（フィルムを装着する前の状態）
【図３】図２のフィルムシール装置本体の平面図
【図４】図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た斜視図
【図５】図２のフィルムシール装置本体の裏面側から見た平面図
【図６】図２のフィルムシール装置本体の正面図
【図７】図３のVII−VII断面図
【図８】制御ブロックを示す図
【図９】シール動作を説明する加熱パターン図
【図１０】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１１】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１２】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１３】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１４】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１５】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１６】フィルムシール装置の動作を説明する図７と同様な図
【図１７】（イ）〜（ホ）は熱融着動作の細部を説明する図
【符号の説明】
【００５４】
４ 第１圧着体
５ 第２圧着体
６ 加熱手段
７ フィルム切断手段
１４，１６ フィルム挟持手段
４０ 制御部
Ｆ フィルム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置であって、
前記フィルムを収納・配置するフィルム装着部と
前記フィルムを送り出し方向に駆動して、フィルムのシール部を所定位置に送り出すフィルム駆動部と、
前記フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、
前記フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部とを備え、
前記フィルムシール部は、
前記フィルムのシール部近傍を挟持するフィルム挟持手段と、
前記フィルムのシール部を圧着すると共に加熱手段を有してシール部を加熱・圧着するフィルム圧着手段と、
前記フィルムのシール部を切断するフィルム切断手段とを備え、
前記制御部は、前記フィルムを所定位置に送り出して停止させた後、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、前記加熱手段に設けられた温度検出手段からの検出結果により前記フィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、前記フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、前記フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することを特徴とするフィルムシール装置。
【請求項２】
前記制御部は、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除すると共に、フィルムを戻し方向に所定量駆動するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御する請求項１記載のフィルムシール装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記フィルムの所定融着温度で所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却し、再度フィルムの融着温度にまで加熱するように制御する請求項１又は２記載のフィルムシール装置。
【請求項４】
前記フィルム圧着手段は、前記フィルムのシール部を圧着する第１圧着体と第２圧着体とを備え、この第１圧着体に前記フィルムを加熱するためのヒーターと、フィルム切断手段とが組み込まれており、加熱作用と切断作用を同時に行えるように構成した請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルムシール装置。
【請求項１】
内容物が収容された熱融着可能なチューブ状樹脂製フィルムをシールし、シール部を切断するためのフィルムシール装置であって、
前記フィルムを収納・配置するフィルム装着部と
前記フィルムを送り出し方向に駆動して、フィルムのシール部を所定位置に送り出すフィルム駆動部と、
前記フィルムのシール部をシールして切断するためのフィルムシール部と、
前記フィルム駆動部とフィルムシール部の作動を制御する制御部とを備え、
前記フィルムシール部は、
前記フィルムのシール部近傍を挟持するフィルム挟持手段と、
前記フィルムのシール部を圧着すると共に加熱手段を有してシール部を加熱・圧着するフィルム圧着手段と、
前記フィルムのシール部を切断するフィルム切断手段とを備え、
前記制御部は、前記フィルムを所定位置に送り出して停止させた後、フィルム挟持手段およびフィルム圧着手段を作動させ、前記加熱手段に設けられた温度検出手段からの検出結果により前記フィルムを所定の融着温度に加熱させると共に圧着させて、前記フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、前記フィルム圧着手段の圧着状態を保持し、所定の冷却温度に達した時に、前記フィルム圧着手段の圧着状態を解除するように、前記フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御することを特徴とするフィルムシール装置。
【請求項２】
前記制御部は、フィルム切断手段によるシール部に対する切断作用を行わせた後、フィルム圧着手段の圧着状態を解除すると共に、フィルムを戻し方向に所定量駆動するように、フィルム駆動部およびフィルムシール部を制御する請求項１記載のフィルムシール装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記フィルムの所定融着温度で所定時間保持後、所定温度まで一旦冷却し、再度フィルムの融着温度にまで加熱するように制御する請求項１又は２記載のフィルムシール装置。
【請求項４】
前記フィルム圧着手段は、前記フィルムのシール部を圧着する第１圧着体と第２圧着体とを備え、この第１圧着体に前記フィルムを加熱するためのヒーターと、フィルム切断手段とが組み込まれており、加熱作用と切断作用を同時に行えるように構成した請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルムシール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−１２６１９５（Ｐ２００７−１２６１９５Ａ）
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２１９０４（Ｐ２００５−３２１９０４）
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（０００２３６９６４）富士インパルス株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月７日（２００５．１１．７）
【出願人】（０００２３６９６４）富士インパルス株式会社 (35)
【Ｆターム（参考）】
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