加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置
【課題】本発明は、フィルム接触面の温度変化が小さく、フィルムを均一に予熱することが可能であるとともに、装置構成を簡易化することができる加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の加熱装置は、内周面側に略円柱状のヒータ収容空間を有する外筒３２と、装置本体に固定されるとともにヒータ収容空間に収容された棒状のヒータ３１と、外筒３２の両端部の内側にそれぞれ設けられ、ヒータが嵌挿された一対の軸受け３６、３６とを有し、外筒３２の外周面に沿って走行するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、外筒３２がヒータ３１の周回方向に回転する。
【解決手段】本発明の加熱装置は、内周面側に略円柱状のヒータ収容空間を有する外筒３２と、装置本体に固定されるとともにヒータ収容空間に収容された棒状のヒータ３１と、外筒３２の両端部の内側にそれぞれ設けられ、ヒータが嵌挿された一対の軸受け３６、３６とを有し、外筒３２の外周面に沿って走行するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、外筒３２がヒータ３１の周回方向に回転する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＳＰ包装（Strip Package）工程で２枚のフィルムを熱シールする前に予熱するための加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤等を包装する包装形態として、ＳＰ包装が知られている。
ＳＰ包装は、アルミ箔あるいはセロファンに低密度ポリエチレンなどの熱可塑性高分子フィルムを重ねたラミネートフィルムの上面に、薬剤等の被包装物を配置した後、同様のラミネートフィルムを重ね、被包装物の周囲でフィルム同士を互いに熱接着した包装形態である。
【０００３】
前述のＳＰ包装によって、例えば錠剤を個別包装する場合、２枚のフィルムをそれぞれ搬送する走行系と、錠剤供給部と、周面に複数の収容凹部が設けられた一対の加熱ロールを有するＳＰシートシール装置を用いて行われる。
このＳＰシートシール装置では、２枚の長尺状のフィルムを、それぞれ別々に一対の加熱ロールに向けて搬送する。このうち、一方のフィルムの上面には、一対の加熱ロールの手前に設けられた錠剤供給部によって、複数の錠剤を、各加熱ロールの各収容凹部に対応するようにプッシャーで供給する。そして、各フィルムを、錠剤が供給されたラミネートフィルムの上面に他方のフィルムが重なるように合流させ、対になる加熱ロール間を通過させる。この際、各フィルムは、各加熱ロールの各収容凹部に対応する領域に錠剤が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のラミネートフィルムの間に、複数の錠剤が個別に包装されたＳＰフィルム包装体が得られる。
【０００４】
しかし、このようなＳＰシートシール装置では、一対の加熱ロールによって各フィルム同士を熱接着する際、接着不良（シール浮き）を生じる場合があり、ＳＰフィルム包装体の品質不良を生じることがある。この品質不良の発生原因について本発明者が研究したところ、以下の原因によるものであるとの知見を得た。
即ち、２枚のフィルムを加熱シールする場合、各フィルムを加熱ロールに巻き掛けつつそれらのフィルム間に錠剤を供給してから熱シールするのであるが、加熱ロールは上下に対向するように配置されるので、一方のフィルムは一方の加熱ロールに対して十分な巻き付け長さを確保できる巻き付け角度を確保できるが、他方のフィルムは錠剤の投入装置との干渉を避けるような角度から加熱ロールに巻き付け供給するため、投入装置側のフィルムの巻き付け長さが相対的に短くなり、フィルムに応じて加熱ロールに巻き付ける長さが異なることになる。
この結果、一方のフィルムは加熱ロールとの接触時間が長く、他方のフィルムは加熱ロールとの接触時間が短くなり、加熱ロールとの接触時間が短い側のフィルムにあっては、接着適正温度（例えば、１００〜１２０℃）に到らない箇所が生じてしまうことがある。このため、この箇所においてフィルム同士の接着が不完全となり、シール浮きなどの不良を生じる原因になっていると考えられる。
【０００５】
一方、このようなフィルムの加熱不足は、被包装物の形状に合わせて成形された容器シートに被覆材を接着することで構成された、いわゆるブリスターパックについても見られており、ブリスター包装機については、加熱工程での不具合を改善するための様々な検討がなされている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
まず、特許文献１には、成形前の容器シートを加熱する加熱装置として、水平に対して傾斜した走行路、もしくは略垂直な走行路で移送される容器シートの両面に、それぞれ対向して配置された一対の加熱盤を有し、各加熱盤によって容器シートを成形温度まで加熱するように構成されたものが開示されている。
【０００７】
特許文献２には、容器シートを成形温度に加熱する加熱ロールの上流側に予熱ロールを設け、容器シートを予熱ロールによって成形温度より低い温度に加熱した後、加熱ロールによって成形温度まで加熱するように構成されたブリスター包装機が開示されている。
特許文献３には、容器シートと被覆材とを熱接着する熱接着装置の上流側に、予熱板を設け、予熱板によって被覆材を接着面側から予熱した後、熱接着装置によって容器シートと被覆材とを熱接着するようにしたブリスター包装機が開示されている。
【０００８】
これらの特許文献では、予熱ロールや予熱板によってフィルム（容器シート、被覆材）を予め加熱することにより、次に行われる加熱工程で、該フィルムを容易に目標温度とすることができると記載されている。
そこで、ＳＰシートシール装置においても、このような予熱ロールや予熱板を一対の加熱ロールの手前に設ければ、熱接着に際する加熱不足が解消されるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２８９３７８号公報
【特許文献２】特開昭５９−５１００８号公報
【特許文献３】特開昭６２−９４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これまで用いられている予熱ロールや予熱板（加熱装置）は、以下の理由からフィルム接触面における温度変異（経時的な温度変動）が大きく、フィルムを均一に予熱するのが難しいという問題がある。
【００１１】
すなわち、このような加熱装置の温度制御は、一般に、内蔵されたヒータへの電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって行われる。具体的には、加熱装置の温度が設定下限値未満である場合には、ヒータへの電流供給をＯＮとし、加熱装置の温度が設定上限値を超えた場合には、ヒータへの電流供給をＯＦＦとすることによって、加熱装置が設定された温度範囲となるように制御する。ここで、加熱装置は、一般に、ヒータで発生した熱をフィルム接触面に効率よく伝達する観点から、熱伝導率の高い材料を主体として構成されている。このため、ヒータへの電流供給がＯＮの間は、ヒータで発生した熱がフィルム接触面に速やかに伝わり、フィルム接触面の温度が急速に上昇する。一方、ヒータへの電流供給がＯＦＦの間は、放熱が速やかに行われることによってフィルム接触面の温度が急速に下降する。このため、従来の加熱装置では、ヒータへの電流供給のＯＮ／ＯＦＦに同期して、フィルム接触面の温度が比較的大きく変動し、フィルムを均一に加熱するのが難しい。その結果、予熱後に行われる加熱シール工程では、やはりフィルムが目標温度に至らない低温箇所が生じ、これが原因となってシール不良を生じてしまうものと考えられる。
【００１２】
このような加熱不良は、これらの加熱装置を、ＳＰシートシール装置の予熱手段として適用した場合にも同様に生じるものと考えられ、熱接着工程での接着不良を確実に防止するには、さらなる改善が必要である。
本発明は、フィルム接触面の温度変化が小さく、フィルムを均一に加熱（予熱）することが可能であるとともに、装置構成を簡易化することができる加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
本発明は、内部にヒータ収容空間を有する外筒と、前記ヒータ収容空間に収容された棒状の固定ヒータと、前記外筒の両端部の内側にそれぞれ設けられ、前記固定ヒータが嵌挿された一対の軸受けとを有し、前記外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、前記外筒が前記固定ヒータの周回方向に回転自在とされてなり、前記外筒の内周面と前記固定ヒータの外周面との間に熱伝達用の隙間が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明において前記隙間の幅は、０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記軸受けが設けられた外筒の両端部よりも内側の領域にフィルム接触領域が設けられたことを特徴とする。
本発明において、前記外筒周面の前記フィルムに対する接触部分の外側に熱放射層が形成され、この熱放射層の温度を計測する計測手段が付設されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の、ＳＰシートシール装置は、対になる加熱ロールと、これら加熱ロールの間に２枚のフィルムを供給する供給系と、これら２枚のフィルムの間に内容物を供給する内容物供給部と、前記対になる加熱ロールの手前側に配置され前記２枚のフィルムを予熱するための先のいずれかに記載の加熱装置とを具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る加熱装置によれば、ヒータの外方に外筒を回転自在に設けた構成であり、外筒とヒータとの間に熱伝達用の隙間が空いているため、ヒータで発生した熱を隙間の空気層を介し外筒に伝達することができる。このため、この空気層がヒータでの温度変化を緩和する熱の緩衝空間として機能し、ヒータのＯＮ／ＯＦＦが小刻みに切り替わってヒータの外面が温度変動しても、空気層を介してなされる外筒の温度変動幅が小さくなることにより、外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを均一な温度に加熱できる。
【００１８】
また、本発明の加熱装置では、ヒータ自体を固定ヒータとすることができるので、外筒は回転するがヒータは回転しない。
このため、固定ヒータから引き出された配線と電源からの電極とは、ブラシ接点のような複雑な電極を用いることなく、配線を電極に直接固着することによって接続することができる。このため、装置構成を簡易なものとすることができる。
また、外筒の内周面とヒータの外周面との隙間の幅を、０．５〜１．０ｍｍとする場合に、空気層の緩衝空間としての機能を確実に得ることができるとともに、固定ヒータからの熱を効率良く外筒に伝達することができるため、フィルムを均一加熱できる。
【００１９】
本発明のＳＰシートシール装置によれば、前述のような加熱装置を、２枚のフィルムを互いに熱接着する前に予熱する予熱手段として用いるため、熱接着工程の前に、２枚のフィルムを均一かつ所定の温度に予備加熱することができ、熱シール工程では、各フィルムを均一に接着適正温度まで加熱することができる。その結果、各フィルム同士を被包装物の周囲で確実に熱接着することができ、シール浮きを無くした品質の高いＳＰシートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のＳＰシートシール装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】図１に示すＳＰシートシール装置に備えられる第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す側面図である。
【図３】図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す縦断面図である。
【図４】図２に示す外筒を示す縦断面図である。
【図５】図２に示すヒータを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の加熱装置を適用したＳＰシートシール装置について説明する。
図１は、本発明のＳＰシートシール装置の第１実施形態を示す模式図、図２は、図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す側面図、図３は、図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す縦断面図、図４は、図３に示す第１プレヒータおよび第２プレヒータが備える外筒を示す縦断面図、図５は、図４に示す第１プレヒータおよび第２プレヒータが備えるヒータを示す側面図である。
【００２２】
図１に示すＳＰシートシール装置１は、２枚のフィルム２０、２１を走行させつつ、各フィルム２０、２１同士の間に、複数の錠剤（被包装物）２２を個別に包装するように構成されている。このＳＰシートシール装置１は、第１フィルム走行系２と、第１フィルム走行系２の途中に設けられた第１プレヒータ（加熱装置）３および錠剤供給装置４と、第２フィルム走行系５と、第２フィルム走行系５の途中に設けられた第２プレヒータ（加熱装置）６と、各フィルム走行系２、５の下流側に配された一対の加熱ロール７、８および冷却ロール９と、図示略の電源とを有している。
第１フィルム走行系２は、シール前の第１フィルム２０を、一対の加熱ロール７、８に向けて第２フィルム２１と別経路で搬送するものであり、第１フィルム供給リール１１と２本のテンションロール１２、１３とを有している。
【００２３】
第１フィルム供給リール１１には、第１フィルム２０が巻回されており、この第１フィルム２０を第１フィルム走行系２に順次送り出すことができるようになっている。また、２本のテンションロール１２、１３は、第１フィルム走行系２を走行する第１フィルム２０のテンションを調整する。これにより、第１フィルム２０は、そのテンションが適正なものとなり、第１プレヒータ３の外周面に所定の接触角で確実に接触することができる。
【００２４】
第１フィルム走行系２の下流側のテンションロール１３と一対の加熱ロール７、８との間には、第１フィルム２０の走行系における上流側から順に第１プレヒータ３と錠剤供給部４とが設けられている。
【００２５】
第１プレヒータ３は、第１フィルム２０を熱シールするための適正温度より若干低い温度（例えば７０〜８０℃）に加熱する。これにより、第１フィルム２０が、一対の加熱ロール７、８に搬送される前に適正温度に予熱され、一対の加熱ロール７、８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第１フィルム２０の温度を確実に接着適正温度とすることができる。本発明では、この第１プレヒータ３の構成に特徴がある。これについては、後に詳述する。
【００２６】
錠剤供給部４は、走行している第１フィルム２０の上面に、所定錠数の錠剤２２を、第１フィルム２０の幅方向に並べて、一定の時間毎に供給する。これにより、第１フィルム２０の上面に、複数の錠剤が幅方向および長手方向に並んで配置される。ここで、錠剤供給部４が供給する錠剤２２の位置は、第１フィルム２０が一対の加熱ロール７、８間に搬送されたとき、各錠剤が各加熱ロール７、８に設けられた後述する各収容凹部に対応する位置となるように設定されている。
第２フィルム走行系５は、熱シール前の第２フィルム２１を、一対の加熱ロール７、８に向けて第１フィルム２０と別経路で搬送するものであり、第２フィルム供給リール１４と２本のテンションロール１５、１６とを有している。
【００２７】
第２フィルム供給リール１４は、第２フィルム２１が巻回されており、この第２フィルム２１を第２フィルム走行系５に順次送り出す。また、２本のテンションロール１５、１６は、第２フィルム走行系５を走行する第２フィルム２１のテンションを調整する。これにより、第２フィルム２１は、そのテンションが適正なものとなり、第２プレヒータ６の外周面に所定の接触角で確実に接触することができる。
【００２８】
第２フィルム走行系５の下流側のテンションロール１６と一対の加熱ロール７、８との間には、第２プレヒータ６が設けられている。
第２プレヒータ６は、第２フィルム２１を熱シールするための接着適正温度より若干低い温度（例えば７０〜８０℃）加熱する。これにより、第２フィルム２１が、一対の加熱ロール７、８に搬送される前に適正温度に予熱され、一対の加熱ロール７，８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第２フィルム２１の温度を確実に接着適正温度とすることができる。第２プレヒータ６は、先の第１プレヒータ３と同様のものであり、本発明ではこの構成に特徴がある。これについては、後に詳述する。
【００２９】
一対の加熱ロール７、８は、第１フィルム走行系２および第２フィルム走行系５の下流側に配設されている。
各加熱ロール７、８は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能に水平に設けられている。また、各加熱ロール７、８は、軸線同士が互いに平行となるように配され、一方の加熱ロール８が他方の加熱ロール７の直上の位置にあって加熱ロール７に圧接するように設けられている。なお、以下の説明では、下方の加熱ロール（他方の加熱ロール７）を「第１加熱ロール７」、上方の加熱ロール（一方の加熱ロール８）を「第２加熱ロール８」と称する場合がある。
【００３０】
各加熱ロール７、８の内部には、加熱手段が内蔵されており、これにより各加熱ロール７、８の周面が加熱される。
また、各加熱ロール７、８の周面には、平面視楕円状の複数の収容凹部が、幅方向および周方向に所定のピッチで配列形成されている。また、各収容凹部は、第１加熱ロール７と第２加熱ロール８とで、その形状、寸法が略同一とされ、各収容凹部同士の間隔が幅方向および周方向でそれぞれ略一定とされている。そして、一方の加熱ロール７、８に設けられた各収容凹部が、それぞれ、他方の加熱ロール７、８と接触する部分（以下、「ニップ部Ｎ」と言う。）で、他方の加熱ロール７、８に設けられた各収容凹部と開口部同士が重なるような位置関係とされている。これにより、ニップ部Ｎでは、開口部同士が重なった２つの収容凹部によって、各フィルム７、８同士の間に複数の錠剤収容空間が画成される。
【００３１】
この一対の加熱ロール７、８では、ニップ部Ｎ付近に搬送されてきた第１フィルム２０と第２フィルム２１とが、錠剤２２が供給された第１フィルム２０の上面に第２フィルム２１が重なるように合流し、ニップＮ部を通過する。この際、各フィルム２０、２１は、一対の加熱ロール７、８の各収容凹部に対応する領域に錠剤２２が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のフィルム２０、２１の間に、複数の錠剤が個別に包装されたフィルム積層体が得られる。
【００３２】
冷却ロール９は、一対の加熱ロール７、８のニップ部Ｎより下流側に、第１加熱ロール７に圧接して設けられている。
冷却ロール９は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能に設けられている。この冷却ロール９の内部には、冷却手段が内蔵されており、これにより該冷却ロール９の周面が冷却される。
一対の加熱ロール７、８によって熱シールされたフィルム積層体は、第１加熱ロール７の周面に沿って搬送された後、冷却ロール９と第１加熱ロール７との間を通過する。これにより、フィルム積層体は、冷却ロール９によって直ちに冷却される。冷却ロール９によって冷却されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）は、次工程に送られるようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態のＳＰシートシール装置１においては、第２フィルム２１を加熱ロール８の頂上部分から巻き掛けることができるように第２プレヒータ６を加熱ロール８の手前側の必要高さに配置するとともに、第１フィルム２０を投入部４の下方側から加熱ロール７のニップ部Ｎに近い部分に巻き掛けることができるように第１プレヒータ３を投入部４の下方に設置している。このように第１プレヒータ３と第２プレヒータ６を設置した上で、第２プレヒータ６と加熱ロール８との間の距離よりも第１プレヒータ３と加熱ロール７との間の距離の方が小さくなるように各ヒータ３、６が設置されている。
【００３４】
次に、第１プレヒータ３および第２プレヒータ６について説明する。第１プレヒータ３は第１フィルム走行系２の錠剤供給部４の手前側に配設され、第２プレヒータ６は第２フィルム走行系５の一対の熱接着ロール７、８の手前側に配設されている。なお、第２プレヒータ６は第１プレヒータ３と同様の構成であるため、ここでは第１プレヒータ３を代表に説明する。
【００３５】
図２、３に示すように、第１プレヒータ３は、棒状のヒータ（固定ヒータ）３１と、ヒータ３１を収容する金属製の外筒３２と、外筒３２の表面温度を検知する表面温度センサ３３と、表面温度センサ３３で検知された温度データに基づいてヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える図示しない制御機構を有している。
【００３６】
ヒータ３１は、ＳＰヒートシール装置本体に設けられた側壁などの壁部１０に固定されている。棒状のヒータ３１としては、特に限定されないが、例えば、ニクロム線などの発熱線をコイル加工してステンレス鋼製の筒体の内部に挿入してリード線を引き出した構成のカートリッジヒータなどを使用できる。この棒状のヒータ３１の基端部からは、該ヒータ３１と電源とを電気的に接続するためのリード用の配線３９が引き出されている。このヒータ３１はその基端部に設けられている鍔部を介して装置本体の壁部１０にネジ止めなどの固定手段により壁部１０に直角に取り付けられている。
【００３７】
外筒３２は、熱伝導率の低い金属を主体として構成されている。金属としては、特に限定されないが、耐熱性と耐食性に優れることから、ステンレス鋼が好適である。
図４に示すように、外筒３２は、中空円筒状をなしており、その内部にヒータ３１の外径よりも若干径の大きな円柱状のヒータ収容空間３２ａを有している。図３に示すように、このヒータ収容空間３２ａには前記棒状のヒータ３１が収容され、ヒータ収容空間３２ａがヒータ３１の外径よりも若干大径であることにより、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との間には隙間３２ｂが空いている。このため、ヒータ３１で発生した熱は、この隙間３２ｂに存在する空気層を介して外筒３２に伝達され、外筒３２が加熱されるようになっている。
【００３８】
外筒３２の両端部（後述するフィルム非接触領域３５）の内側には、それぞれ、軸受け３６、３６が設けられ、各軸受け３６、３６にヒータ３１が嵌挿されている。これにより、外筒３２は、ヒータ３１と各軸受け３６、３６とにより支持された状態でヒータ３１の周回りに回転可能に支持されている。
この第１プレヒータ３では、第１フィルム２０が、その裏面を外筒３２の外周面に所定の接触角度で接触させつつ走行する。この際、外筒３２は、第１フィルム２０の走行に追従して、ヒータ３１の周回方向に回転する。それとともに、外筒３２の熱が第１フィルム２０に伝わり、第１フィルム２０を加熱（予熱）することができる。
【００３９】
なお、外筒３２の外周面は、第１フィルム２０よりも幅が大とされており、その幅方向での中央領域にのみ第１フィルム２０が接触する。すなわち、この第１プレヒータ３では、外筒３２の外周面のうち中央領域がフィルム接触領域（フィルム接触面）３４を構成し、両端部の領域がそれぞれフィルム非接触領域３５を構成する。
【００４０】
外筒３２の一方のフィルム非接触領域３５には、帯状の赤外線放射部（黒色部）３８が設けられている。赤外線放射部３８は、例えば、ポリ４フッ化エチレン（登録商標：テフロン：黒色）のような耐熱性黒色塗料を塗布することによって形成することができる。
表面温度センサ３３は、その受光部３３ａを外筒３２の赤外線放射部３８に向けて、該赤外線放射部３８に近接して設けられている。表面温度センサ３３は、赤外線放射部３８から放射される赤外線を受光し、その放射量に基づいて外筒３２の表面温度を非接触で検知する。この表面温度センサ３３で検知された温度データは、温度管理装置などの制御機構に入力される。
制御機構は、表面温度センサ３３から入力された温度データに基づいて、ヒータ３１への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、外筒３２の表面温度が所定範囲となるように制御する。具体的には、制御機構は、温度データが設定下限値未満である場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＮとし、温度データが設定上限値を超えた場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＦＦとすることにより、外筒３２の表面温度を制御する。
【００４１】
ここで、第１フィルム２０を予備加熱する際の外筒３２の表面温度は、例えば７０〜８０℃であることが好ましい。これにより、第１フィルム２０を第１プレヒータ３によって十分に予熱することができ、一対の加熱ロール７、８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第１フィルム２０の温度を確実に接着適正温度とすることができる。
【００４２】
以上のように構成された第１プレヒータ３では、次のような効果を得ることができる。
まず、この第１プレヒータ３では、外筒３２内のヒータ収容空間３２ａが、ヒータ３１の外径よりも若干大径とされており、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との間に隙間３２ｂが空いている。このため、ヒータ３１で発生した熱は、隙間３２ｂに存する空気層を介して外筒３２に伝達される。
この場合、この空気層（隙間３２ｂ）がヒータ３１での温度変化を緩和する熱の緩衝空間として機能する。すなわち、ヒータへの電流供給がＯＮの間に発生した熱は、空気層を徐々に伝わるため、外筒３２の温度は緩やかに上昇する。また、ヒータ３１への電流供給がＯＦＦの間は、空気層が徐々に放熱するため、外筒３２の温度は緩やかに下降する。このため、外筒３２のフィルム接触領域３４では、ヒータ３１のＯＮ／０ＦＦに伴う温度変化が小さく抑えられ、その表面を接触して走行する第１フィルム２０を均一な設定温度範囲に加熱することができる。
【００４３】
ここで、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との隙間３２ｂの幅は、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。隙間３２ｂの幅が０．５ｍｍより小さい場合には、空気層の緩衝空間としての機能が十分に得られない可能性がある。また、隙間３２ｂの幅が１．０ｍｍより大きい場合には、ヒータ３１の熱が外筒３２に伝わり難くなるため予備加熱が十分になされなくなるおそれがある。
【００４４】
なお、本実施形態のＳＰシートシール装置１では、第２プレヒータ６から加熱ロール８に至る部分に存在するフィルム２１の長さよりも、第１プレヒータ３から加熱ロール７に至る部分に存在するフィルム２０の長さが短くなるように構成されている。
このような関係としておくことで、図１に示す如くフィルム２０、２１を走行させて加熱ロール７、８で熱シールする場合、加熱ロール８側のフィルム巻き付け長さが加熱ロール７側の巻き付け長さより長く、フィルム２１の方がフィルム２０より加熱されやすいので、加熱ロール８から第２プレヒータ６までの距離を長くしてフィルム２１の方が加熱ロール８に到達する間に少し温度降下するようにしている。
【００４５】
なお、本実施形態の外筒３２は、その両端部にそれぞれ軸受け３６、３６が設けられており、両端部では、ヒータ３１の熱が軸受け３６、３６を介して外筒３２に伝達されてしまう。このため、軸受け３６、３６の熱伝導率によっては、外筒３２の両端部が、ヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦ切り替えによって温度変動幅が大きくなるおそれがある。
しかし、この第１プレヒータ３では、外筒３２の両端部がフィルム非接触領域３５であるため、仮にこの部分の温度変動幅が大きくなったとしても、フィルムの加熱に対する影響を少なくすることができるので、不都合は生じない。このような点から、軸受け３６、３６は、本実施形態のように、外筒３２の各フィルム非接触領域３５の外側にのみ設け、フィルム接触領域３４の内側には設けないことが好ましい。
また、この第１プレヒータ３は、ヒータ３１が固定ヒータ（装置本体の壁部１０に固定されたヒータ）とされており、外筒３２は、ヒータ３１を固定軸として該ヒータ３１の周回方向に回転する。
【００４６】
ここで仮に、フィルムの走行に追従して、外周部分とヒータとが同時に回転する構成であると、ヒータから引き出された配線と電源電極とを接続するためにブラシ接点が必要となる。このため、第１プレヒータ３の構成が複雑化してしまう。
これに対して、ヒータ３１が装置本体の壁部１０に固定され、外筒３２のみが回転する構成では、ヒータ３１から引き出された配線３９と電源からの電極とを、配線３９を電極に直接固着することで接続することができる。このため、第１プレヒータ３の構成を簡易なものとすることができる。
【００４７】
次に、このＳＰシートシール装置の動作について説明する。
まず、第１フィルム２０および第２フィルム２１を用意する。各フィルム２０、２１としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム箔にポリエチレンなどの熱可塑性高分子フィルムを重ねたラミネートフィルム等が用いられる。
そして、第１フィルム２０および第２フィルム２１が巻回されたリール１１、１４を回転軸に取り付け、各フィルム２０、２１を、ＳＰシートシール装置１の所定の箇所に掛け渡す。
【００４８】
次に、第１フィルム供給リール１１から第１フィルム２０を送り出し、第２フィルム供給リール１４から第２フィルム２１を送り出す。また、走行経路の下流側では、第１フィルム２０と第２フィルム２１との積層体が加熱ロール７、８に巻き取られる。これにより、第１フィルム２０および第２フィルム２１は、それぞれの走行経路を走行する。
第１フィルム供給リール１１から送り出された第１フィルム２０は、第１プレヒータ３に搬送される。
第１プレヒータ３では、外筒３２の表面温度が表面温度センサ３３によって経時的に検知され、検知された温度データが制御機構に入力される。制御機構は、温度データが設定下限値未満である場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＮとし、温度データが設定上限値を超えた場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＦＦとする。これにより、外筒３２の表面温度が設定範囲内となるように制御される。
このとき、第１プレヒータ３では、ヒータ３１で発生した熱が空気層を介して外筒３２に伝達されるため、そのＯＮ／ＯＦＦに伴ってヒータ３１の温度が小刻みに変動しても、その温度変化が空気層によって緩和され、外筒３２の外周面における温度変動幅が小さく抑えられる。
【００４９】
第１プレヒータ３に搬送された第１フィルム２０は、その裏面を、外筒３２の外周面に所定の接触角度で接触させつつ、この外周面に沿って走行する。これにより、第１フィルム２０が加熱（予熱）される。このとき、この第１プレヒータ３では、外筒３２の外周面の温度変動幅が小さく抑えられていることにより、第１フィルム２０は、均一に所定温度に予備加熱される。
一方、第２フィルム供給リール１４から送り出された第２フィルム２１は、第２プレヒータ６に搬送される。
第２プレヒータ６においても第１プレヒータ３と同様に外筒６２の表面温度が設定範囲内となるように制御される。このとき、第２プレヒータ６でも、ヒータで発生した熱が空気層を介して外筒６２に伝達されるため、そのＯＮ／ＯＦＦに伴ってヒータの温度が小刻みに変動しても、その温度変化が空気層によって緩和され、外筒６２の外周面での温度変動幅が小さく抑えられる。
【００５０】
次に、第１フィルム２０と第２フィルム２１は、一対の加熱ロール７、８のニップ部Ｎ近傍で合流し、ニップ部Ｎを通過する。この際、各フィルム２０、２１は、一対の加熱ロール７、８の各収容凹部に対応する領域に錠剤２２が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のフィルム２０、２１の間に、複数の錠剤２２が個別に包装されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）が得られる。
【００５１】
このとき、第１プレヒータ３および第２プレヒータ６によって、第１フィルム２０と第２フィルム２１とが均一に予熱されていることにより、第１フィルム２０および第２フィルム２１は、ニップ部Ｎを通過する際、接着適性温度になるように均一に加熱され、各収容凹部に対応する領域以外が確実に熱シールされる。
【００５２】
次に、熱接着されたフィルム積層体は、第１加熱ロール７の周面に沿って搬送され、第１加熱ロール７と冷却ロール９との間を通過する。これにより、フィルム積層体が直ちに冷却され、その熱変形が防止される。そして、冷却されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）は、次工程に送られる。
このように、このＳＰシートシール装置１では、第１フィルム２０および第２フィルム２１を、一対の加熱ロール７、８に搬送する前に、均一に予熱することができるため、一対の加熱ロール７、８で、各フィルム２０、２１を均一に接着適正温度まで加熱することができる。その結果、各フィルム同士を確実に熱シールすることができ、シール浮きを無くした品質の高いＳＰシート２３を得ることができる。
以上、本発明の加熱装置およびＳＰシートシール装置の実施形態について説明したが、前記実施形態において、加熱装置およびＳＰシートシール装置を構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…ＳＰシートシール装置、２…第１フィルム走行系、３…第１プレヒータ（加熱装置）、４…錠剤供給部、５…第２フィルム走行系、６…第２プレヒータ（加熱装置）、７…第１加熱ロール、８…第２加熱ロール、９…冷却ロール、１０…壁部、１１…第１フィルム供給リール、１４…第２フィルム供給リール、２０…第１フィルム、２１…第２フィルム、２２…錠剤、２３…ＳＰシート、３１…ヒータ、３２…外筒、３２ａ…ヒータ収容空間、３２ｂ…隙間、３３…表面温度センサ、３４…フィルム接触領域、３５…フィルム非接触領域、３６…軸受け、３８…赤外線放射部、３９…配線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＳＰ包装（Strip Package）工程で２枚のフィルムを熱シールする前に予熱するための加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬剤等を包装する包装形態として、ＳＰ包装が知られている。
ＳＰ包装は、アルミ箔あるいはセロファンに低密度ポリエチレンなどの熱可塑性高分子フィルムを重ねたラミネートフィルムの上面に、薬剤等の被包装物を配置した後、同様のラミネートフィルムを重ね、被包装物の周囲でフィルム同士を互いに熱接着した包装形態である。
【０００３】
前述のＳＰ包装によって、例えば錠剤を個別包装する場合、２枚のフィルムをそれぞれ搬送する走行系と、錠剤供給部と、周面に複数の収容凹部が設けられた一対の加熱ロールを有するＳＰシートシール装置を用いて行われる。
このＳＰシートシール装置では、２枚の長尺状のフィルムを、それぞれ別々に一対の加熱ロールに向けて搬送する。このうち、一方のフィルムの上面には、一対の加熱ロールの手前に設けられた錠剤供給部によって、複数の錠剤を、各加熱ロールの各収容凹部に対応するようにプッシャーで供給する。そして、各フィルムを、錠剤が供給されたラミネートフィルムの上面に他方のフィルムが重なるように合流させ、対になる加熱ロール間を通過させる。この際、各フィルムは、各加熱ロールの各収容凹部に対応する領域に錠剤が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のラミネートフィルムの間に、複数の錠剤が個別に包装されたＳＰフィルム包装体が得られる。
【０００４】
しかし、このようなＳＰシートシール装置では、一対の加熱ロールによって各フィルム同士を熱接着する際、接着不良（シール浮き）を生じる場合があり、ＳＰフィルム包装体の品質不良を生じることがある。この品質不良の発生原因について本発明者が研究したところ、以下の原因によるものであるとの知見を得た。
即ち、２枚のフィルムを加熱シールする場合、各フィルムを加熱ロールに巻き掛けつつそれらのフィルム間に錠剤を供給してから熱シールするのであるが、加熱ロールは上下に対向するように配置されるので、一方のフィルムは一方の加熱ロールに対して十分な巻き付け長さを確保できる巻き付け角度を確保できるが、他方のフィルムは錠剤の投入装置との干渉を避けるような角度から加熱ロールに巻き付け供給するため、投入装置側のフィルムの巻き付け長さが相対的に短くなり、フィルムに応じて加熱ロールに巻き付ける長さが異なることになる。
この結果、一方のフィルムは加熱ロールとの接触時間が長く、他方のフィルムは加熱ロールとの接触時間が短くなり、加熱ロールとの接触時間が短い側のフィルムにあっては、接着適正温度（例えば、１００〜１２０℃）に到らない箇所が生じてしまうことがある。このため、この箇所においてフィルム同士の接着が不完全となり、シール浮きなどの不良を生じる原因になっていると考えられる。
【０００５】
一方、このようなフィルムの加熱不足は、被包装物の形状に合わせて成形された容器シートに被覆材を接着することで構成された、いわゆるブリスターパックについても見られており、ブリスター包装機については、加熱工程での不具合を改善するための様々な検討がなされている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
まず、特許文献１には、成形前の容器シートを加熱する加熱装置として、水平に対して傾斜した走行路、もしくは略垂直な走行路で移送される容器シートの両面に、それぞれ対向して配置された一対の加熱盤を有し、各加熱盤によって容器シートを成形温度まで加熱するように構成されたものが開示されている。
【０００７】
特許文献２には、容器シートを成形温度に加熱する加熱ロールの上流側に予熱ロールを設け、容器シートを予熱ロールによって成形温度より低い温度に加熱した後、加熱ロールによって成形温度まで加熱するように構成されたブリスター包装機が開示されている。
特許文献３には、容器シートと被覆材とを熱接着する熱接着装置の上流側に、予熱板を設け、予熱板によって被覆材を接着面側から予熱した後、熱接着装置によって容器シートと被覆材とを熱接着するようにしたブリスター包装機が開示されている。
【０００８】
これらの特許文献では、予熱ロールや予熱板によってフィルム（容器シート、被覆材）を予め加熱することにより、次に行われる加熱工程で、該フィルムを容易に目標温度とすることができると記載されている。
そこで、ＳＰシートシール装置においても、このような予熱ロールや予熱板を一対の加熱ロールの手前に設ければ、熱接着に際する加熱不足が解消されるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２８９３７８号公報
【特許文献２】特開昭５９−５１００８号公報
【特許文献３】特開昭６２−９４５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これまで用いられている予熱ロールや予熱板（加熱装置）は、以下の理由からフィルム接触面における温度変異（経時的な温度変動）が大きく、フィルムを均一に予熱するのが難しいという問題がある。
【００１１】
すなわち、このような加熱装置の温度制御は、一般に、内蔵されたヒータへの電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって行われる。具体的には、加熱装置の温度が設定下限値未満である場合には、ヒータへの電流供給をＯＮとし、加熱装置の温度が設定上限値を超えた場合には、ヒータへの電流供給をＯＦＦとすることによって、加熱装置が設定された温度範囲となるように制御する。ここで、加熱装置は、一般に、ヒータで発生した熱をフィルム接触面に効率よく伝達する観点から、熱伝導率の高い材料を主体として構成されている。このため、ヒータへの電流供給がＯＮの間は、ヒータで発生した熱がフィルム接触面に速やかに伝わり、フィルム接触面の温度が急速に上昇する。一方、ヒータへの電流供給がＯＦＦの間は、放熱が速やかに行われることによってフィルム接触面の温度が急速に下降する。このため、従来の加熱装置では、ヒータへの電流供給のＯＮ／ＯＦＦに同期して、フィルム接触面の温度が比較的大きく変動し、フィルムを均一に加熱するのが難しい。その結果、予熱後に行われる加熱シール工程では、やはりフィルムが目標温度に至らない低温箇所が生じ、これが原因となってシール不良を生じてしまうものと考えられる。
【００１２】
このような加熱不良は、これらの加熱装置を、ＳＰシートシール装置の予熱手段として適用した場合にも同様に生じるものと考えられ、熱接着工程での接着不良を確実に防止するには、さらなる改善が必要である。
本発明は、フィルム接触面の温度変化が小さく、フィルムを均一に加熱（予熱）することが可能であるとともに、装置構成を簡易化することができる加熱装置およびそれを用いたＳＰシートシール装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
本発明は、内部にヒータ収容空間を有する外筒と、前記ヒータ収容空間に収容された棒状の固定ヒータと、前記外筒の両端部の内側にそれぞれ設けられ、前記固定ヒータが嵌挿された一対の軸受けとを有し、前記外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、前記外筒が前記固定ヒータの周回方向に回転自在とされてなり、前記外筒の内周面と前記固定ヒータの外周面との間に熱伝達用の隙間が形成されてなることを特徴とする。
【００１４】
本発明において前記隙間の幅は、０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、前記軸受けが設けられた外筒の両端部よりも内側の領域にフィルム接触領域が設けられたことを特徴とする。
本発明において、前記外筒周面の前記フィルムに対する接触部分の外側に熱放射層が形成され、この熱放射層の温度を計測する計測手段が付設されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の、ＳＰシートシール装置は、対になる加熱ロールと、これら加熱ロールの間に２枚のフィルムを供給する供給系と、これら２枚のフィルムの間に内容物を供給する内容物供給部と、前記対になる加熱ロールの手前側に配置され前記２枚のフィルムを予熱するための先のいずれかに記載の加熱装置とを具備してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る加熱装置によれば、ヒータの外方に外筒を回転自在に設けた構成であり、外筒とヒータとの間に熱伝達用の隙間が空いているため、ヒータで発生した熱を隙間の空気層を介し外筒に伝達することができる。このため、この空気層がヒータでの温度変化を緩和する熱の緩衝空間として機能し、ヒータのＯＮ／ＯＦＦが小刻みに切り替わってヒータの外面が温度変動しても、空気層を介してなされる外筒の温度変動幅が小さくなることにより、外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを均一な温度に加熱できる。
【００１８】
また、本発明の加熱装置では、ヒータ自体を固定ヒータとすることができるので、外筒は回転するがヒータは回転しない。
このため、固定ヒータから引き出された配線と電源からの電極とは、ブラシ接点のような複雑な電極を用いることなく、配線を電極に直接固着することによって接続することができる。このため、装置構成を簡易なものとすることができる。
また、外筒の内周面とヒータの外周面との隙間の幅を、０．５〜１．０ｍｍとする場合に、空気層の緩衝空間としての機能を確実に得ることができるとともに、固定ヒータからの熱を効率良く外筒に伝達することができるため、フィルムを均一加熱できる。
【００１９】
本発明のＳＰシートシール装置によれば、前述のような加熱装置を、２枚のフィルムを互いに熱接着する前に予熱する予熱手段として用いるため、熱接着工程の前に、２枚のフィルムを均一かつ所定の温度に予備加熱することができ、熱シール工程では、各フィルムを均一に接着適正温度まで加熱することができる。その結果、各フィルム同士を被包装物の周囲で確実に熱接着することができ、シール浮きを無くした品質の高いＳＰシートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のＳＰシートシール装置の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】図１に示すＳＰシートシール装置に備えられる第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す側面図である。
【図３】図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す縦断面図である。
【図４】図２に示す外筒を示す縦断面図である。
【図５】図２に示すヒータを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本発明の加熱装置を適用したＳＰシートシール装置について説明する。
図１は、本発明のＳＰシートシール装置の第１実施形態を示す模式図、図２は、図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す側面図、図３は、図１に示すＳＰシートシール装置が備える第１プレヒータおよび第２プレヒータを示す縦断面図、図４は、図３に示す第１プレヒータおよび第２プレヒータが備える外筒を示す縦断面図、図５は、図４に示す第１プレヒータおよび第２プレヒータが備えるヒータを示す側面図である。
【００２２】
図１に示すＳＰシートシール装置１は、２枚のフィルム２０、２１を走行させつつ、各フィルム２０、２１同士の間に、複数の錠剤（被包装物）２２を個別に包装するように構成されている。このＳＰシートシール装置１は、第１フィルム走行系２と、第１フィルム走行系２の途中に設けられた第１プレヒータ（加熱装置）３および錠剤供給装置４と、第２フィルム走行系５と、第２フィルム走行系５の途中に設けられた第２プレヒータ（加熱装置）６と、各フィルム走行系２、５の下流側に配された一対の加熱ロール７、８および冷却ロール９と、図示略の電源とを有している。
第１フィルム走行系２は、シール前の第１フィルム２０を、一対の加熱ロール７、８に向けて第２フィルム２１と別経路で搬送するものであり、第１フィルム供給リール１１と２本のテンションロール１２、１３とを有している。
【００２３】
第１フィルム供給リール１１には、第１フィルム２０が巻回されており、この第１フィルム２０を第１フィルム走行系２に順次送り出すことができるようになっている。また、２本のテンションロール１２、１３は、第１フィルム走行系２を走行する第１フィルム２０のテンションを調整する。これにより、第１フィルム２０は、そのテンションが適正なものとなり、第１プレヒータ３の外周面に所定の接触角で確実に接触することができる。
【００２４】
第１フィルム走行系２の下流側のテンションロール１３と一対の加熱ロール７、８との間には、第１フィルム２０の走行系における上流側から順に第１プレヒータ３と錠剤供給部４とが設けられている。
【００２５】
第１プレヒータ３は、第１フィルム２０を熱シールするための適正温度より若干低い温度（例えば７０〜８０℃）に加熱する。これにより、第１フィルム２０が、一対の加熱ロール７、８に搬送される前に適正温度に予熱され、一対の加熱ロール７、８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第１フィルム２０の温度を確実に接着適正温度とすることができる。本発明では、この第１プレヒータ３の構成に特徴がある。これについては、後に詳述する。
【００２６】
錠剤供給部４は、走行している第１フィルム２０の上面に、所定錠数の錠剤２２を、第１フィルム２０の幅方向に並べて、一定の時間毎に供給する。これにより、第１フィルム２０の上面に、複数の錠剤が幅方向および長手方向に並んで配置される。ここで、錠剤供給部４が供給する錠剤２２の位置は、第１フィルム２０が一対の加熱ロール７、８間に搬送されたとき、各錠剤が各加熱ロール７、８に設けられた後述する各収容凹部に対応する位置となるように設定されている。
第２フィルム走行系５は、熱シール前の第２フィルム２１を、一対の加熱ロール７、８に向けて第１フィルム２０と別経路で搬送するものであり、第２フィルム供給リール１４と２本のテンションロール１５、１６とを有している。
【００２７】
第２フィルム供給リール１４は、第２フィルム２１が巻回されており、この第２フィルム２１を第２フィルム走行系５に順次送り出す。また、２本のテンションロール１５、１６は、第２フィルム走行系５を走行する第２フィルム２１のテンションを調整する。これにより、第２フィルム２１は、そのテンションが適正なものとなり、第２プレヒータ６の外周面に所定の接触角で確実に接触することができる。
【００２８】
第２フィルム走行系５の下流側のテンションロール１６と一対の加熱ロール７、８との間には、第２プレヒータ６が設けられている。
第２プレヒータ６は、第２フィルム２１を熱シールするための接着適正温度より若干低い温度（例えば７０〜８０℃）加熱する。これにより、第２フィルム２１が、一対の加熱ロール７、８に搬送される前に適正温度に予熱され、一対の加熱ロール７，８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第２フィルム２１の温度を確実に接着適正温度とすることができる。第２プレヒータ６は、先の第１プレヒータ３と同様のものであり、本発明ではこの構成に特徴がある。これについては、後に詳述する。
【００２９】
一対の加熱ロール７、８は、第１フィルム走行系２および第２フィルム走行系５の下流側に配設されている。
各加熱ロール７、８は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能に水平に設けられている。また、各加熱ロール７、８は、軸線同士が互いに平行となるように配され、一方の加熱ロール８が他方の加熱ロール７の直上の位置にあって加熱ロール７に圧接するように設けられている。なお、以下の説明では、下方の加熱ロール（他方の加熱ロール７）を「第１加熱ロール７」、上方の加熱ロール（一方の加熱ロール８）を「第２加熱ロール８」と称する場合がある。
【００３０】
各加熱ロール７、８の内部には、加熱手段が内蔵されており、これにより各加熱ロール７、８の周面が加熱される。
また、各加熱ロール７、８の周面には、平面視楕円状の複数の収容凹部が、幅方向および周方向に所定のピッチで配列形成されている。また、各収容凹部は、第１加熱ロール７と第２加熱ロール８とで、その形状、寸法が略同一とされ、各収容凹部同士の間隔が幅方向および周方向でそれぞれ略一定とされている。そして、一方の加熱ロール７、８に設けられた各収容凹部が、それぞれ、他方の加熱ロール７、８と接触する部分（以下、「ニップ部Ｎ」と言う。）で、他方の加熱ロール７、８に設けられた各収容凹部と開口部同士が重なるような位置関係とされている。これにより、ニップ部Ｎでは、開口部同士が重なった２つの収容凹部によって、各フィルム７、８同士の間に複数の錠剤収容空間が画成される。
【００３１】
この一対の加熱ロール７、８では、ニップ部Ｎ付近に搬送されてきた第１フィルム２０と第２フィルム２１とが、錠剤２２が供給された第１フィルム２０の上面に第２フィルム２１が重なるように合流し、ニップＮ部を通過する。この際、各フィルム２０、２１は、一対の加熱ロール７、８の各収容凹部に対応する領域に錠剤２２が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のフィルム２０、２１の間に、複数の錠剤が個別に包装されたフィルム積層体が得られる。
【００３２】
冷却ロール９は、一対の加熱ロール７、８のニップ部Ｎより下流側に、第１加熱ロール７に圧接して設けられている。
冷却ロール９は、円筒状をなし、その軸線まわりに回転可能に設けられている。この冷却ロール９の内部には、冷却手段が内蔵されており、これにより該冷却ロール９の周面が冷却される。
一対の加熱ロール７、８によって熱シールされたフィルム積層体は、第１加熱ロール７の周面に沿って搬送された後、冷却ロール９と第１加熱ロール７との間を通過する。これにより、フィルム積層体は、冷却ロール９によって直ちに冷却される。冷却ロール９によって冷却されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）は、次工程に送られるようになっている。
【００３３】
なお、本実施形態のＳＰシートシール装置１においては、第２フィルム２１を加熱ロール８の頂上部分から巻き掛けることができるように第２プレヒータ６を加熱ロール８の手前側の必要高さに配置するとともに、第１フィルム２０を投入部４の下方側から加熱ロール７のニップ部Ｎに近い部分に巻き掛けることができるように第１プレヒータ３を投入部４の下方に設置している。このように第１プレヒータ３と第２プレヒータ６を設置した上で、第２プレヒータ６と加熱ロール８との間の距離よりも第１プレヒータ３と加熱ロール７との間の距離の方が小さくなるように各ヒータ３、６が設置されている。
【００３４】
次に、第１プレヒータ３および第２プレヒータ６について説明する。第１プレヒータ３は第１フィルム走行系２の錠剤供給部４の手前側に配設され、第２プレヒータ６は第２フィルム走行系５の一対の熱接着ロール７、８の手前側に配設されている。なお、第２プレヒータ６は第１プレヒータ３と同様の構成であるため、ここでは第１プレヒータ３を代表に説明する。
【００３５】
図２、３に示すように、第１プレヒータ３は、棒状のヒータ（固定ヒータ）３１と、ヒータ３１を収容する金属製の外筒３２と、外筒３２の表面温度を検知する表面温度センサ３３と、表面温度センサ３３で検知された温度データに基づいてヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦを切り替える図示しない制御機構を有している。
【００３６】
ヒータ３１は、ＳＰヒートシール装置本体に設けられた側壁などの壁部１０に固定されている。棒状のヒータ３１としては、特に限定されないが、例えば、ニクロム線などの発熱線をコイル加工してステンレス鋼製の筒体の内部に挿入してリード線を引き出した構成のカートリッジヒータなどを使用できる。この棒状のヒータ３１の基端部からは、該ヒータ３１と電源とを電気的に接続するためのリード用の配線３９が引き出されている。このヒータ３１はその基端部に設けられている鍔部を介して装置本体の壁部１０にネジ止めなどの固定手段により壁部１０に直角に取り付けられている。
【００３７】
外筒３２は、熱伝導率の低い金属を主体として構成されている。金属としては、特に限定されないが、耐熱性と耐食性に優れることから、ステンレス鋼が好適である。
図４に示すように、外筒３２は、中空円筒状をなしており、その内部にヒータ３１の外径よりも若干径の大きな円柱状のヒータ収容空間３２ａを有している。図３に示すように、このヒータ収容空間３２ａには前記棒状のヒータ３１が収容され、ヒータ収容空間３２ａがヒータ３１の外径よりも若干大径であることにより、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との間には隙間３２ｂが空いている。このため、ヒータ３１で発生した熱は、この隙間３２ｂに存在する空気層を介して外筒３２に伝達され、外筒３２が加熱されるようになっている。
【００３８】
外筒３２の両端部（後述するフィルム非接触領域３５）の内側には、それぞれ、軸受け３６、３６が設けられ、各軸受け３６、３６にヒータ３１が嵌挿されている。これにより、外筒３２は、ヒータ３１と各軸受け３６、３６とにより支持された状態でヒータ３１の周回りに回転可能に支持されている。
この第１プレヒータ３では、第１フィルム２０が、その裏面を外筒３２の外周面に所定の接触角度で接触させつつ走行する。この際、外筒３２は、第１フィルム２０の走行に追従して、ヒータ３１の周回方向に回転する。それとともに、外筒３２の熱が第１フィルム２０に伝わり、第１フィルム２０を加熱（予熱）することができる。
【００３９】
なお、外筒３２の外周面は、第１フィルム２０よりも幅が大とされており、その幅方向での中央領域にのみ第１フィルム２０が接触する。すなわち、この第１プレヒータ３では、外筒３２の外周面のうち中央領域がフィルム接触領域（フィルム接触面）３４を構成し、両端部の領域がそれぞれフィルム非接触領域３５を構成する。
【００４０】
外筒３２の一方のフィルム非接触領域３５には、帯状の赤外線放射部（黒色部）３８が設けられている。赤外線放射部３８は、例えば、ポリ４フッ化エチレン（登録商標：テフロン：黒色）のような耐熱性黒色塗料を塗布することによって形成することができる。
表面温度センサ３３は、その受光部３３ａを外筒３２の赤外線放射部３８に向けて、該赤外線放射部３８に近接して設けられている。表面温度センサ３３は、赤外線放射部３８から放射される赤外線を受光し、その放射量に基づいて外筒３２の表面温度を非接触で検知する。この表面温度センサ３３で検知された温度データは、温度管理装置などの制御機構に入力される。
制御機構は、表面温度センサ３３から入力された温度データに基づいて、ヒータ３１への電流供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替え、外筒３２の表面温度が所定範囲となるように制御する。具体的には、制御機構は、温度データが設定下限値未満である場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＮとし、温度データが設定上限値を超えた場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＦＦとすることにより、外筒３２の表面温度を制御する。
【００４１】
ここで、第１フィルム２０を予備加熱する際の外筒３２の表面温度は、例えば７０〜８０℃であることが好ましい。これにより、第１フィルム２０を第１プレヒータ３によって十分に予熱することができ、一対の加熱ロール７、８の間で、第１フィルム２０と第２フィルム２１とを重ね合わせて熱接着する際、第１フィルム２０の温度を確実に接着適正温度とすることができる。
【００４２】
以上のように構成された第１プレヒータ３では、次のような効果を得ることができる。
まず、この第１プレヒータ３では、外筒３２内のヒータ収容空間３２ａが、ヒータ３１の外径よりも若干大径とされており、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との間に隙間３２ｂが空いている。このため、ヒータ３１で発生した熱は、隙間３２ｂに存する空気層を介して外筒３２に伝達される。
この場合、この空気層（隙間３２ｂ）がヒータ３１での温度変化を緩和する熱の緩衝空間として機能する。すなわち、ヒータへの電流供給がＯＮの間に発生した熱は、空気層を徐々に伝わるため、外筒３２の温度は緩やかに上昇する。また、ヒータ３１への電流供給がＯＦＦの間は、空気層が徐々に放熱するため、外筒３２の温度は緩やかに下降する。このため、外筒３２のフィルム接触領域３４では、ヒータ３１のＯＮ／０ＦＦに伴う温度変化が小さく抑えられ、その表面を接触して走行する第１フィルム２０を均一な設定温度範囲に加熱することができる。
【００４３】
ここで、外筒３２の内周面とヒータ３１の外周面との隙間３２ｂの幅は、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。隙間３２ｂの幅が０．５ｍｍより小さい場合には、空気層の緩衝空間としての機能が十分に得られない可能性がある。また、隙間３２ｂの幅が１．０ｍｍより大きい場合には、ヒータ３１の熱が外筒３２に伝わり難くなるため予備加熱が十分になされなくなるおそれがある。
【００４４】
なお、本実施形態のＳＰシートシール装置１では、第２プレヒータ６から加熱ロール８に至る部分に存在するフィルム２１の長さよりも、第１プレヒータ３から加熱ロール７に至る部分に存在するフィルム２０の長さが短くなるように構成されている。
このような関係としておくことで、図１に示す如くフィルム２０、２１を走行させて加熱ロール７、８で熱シールする場合、加熱ロール８側のフィルム巻き付け長さが加熱ロール７側の巻き付け長さより長く、フィルム２１の方がフィルム２０より加熱されやすいので、加熱ロール８から第２プレヒータ６までの距離を長くしてフィルム２１の方が加熱ロール８に到達する間に少し温度降下するようにしている。
【００４５】
なお、本実施形態の外筒３２は、その両端部にそれぞれ軸受け３６、３６が設けられており、両端部では、ヒータ３１の熱が軸受け３６、３６を介して外筒３２に伝達されてしまう。このため、軸受け３６、３６の熱伝導率によっては、外筒３２の両端部が、ヒータ３１のＯＮ／ＯＦＦ切り替えによって温度変動幅が大きくなるおそれがある。
しかし、この第１プレヒータ３では、外筒３２の両端部がフィルム非接触領域３５であるため、仮にこの部分の温度変動幅が大きくなったとしても、フィルムの加熱に対する影響を少なくすることができるので、不都合は生じない。このような点から、軸受け３６、３６は、本実施形態のように、外筒３２の各フィルム非接触領域３５の外側にのみ設け、フィルム接触領域３４の内側には設けないことが好ましい。
また、この第１プレヒータ３は、ヒータ３１が固定ヒータ（装置本体の壁部１０に固定されたヒータ）とされており、外筒３２は、ヒータ３１を固定軸として該ヒータ３１の周回方向に回転する。
【００４６】
ここで仮に、フィルムの走行に追従して、外周部分とヒータとが同時に回転する構成であると、ヒータから引き出された配線と電源電極とを接続するためにブラシ接点が必要となる。このため、第１プレヒータ３の構成が複雑化してしまう。
これに対して、ヒータ３１が装置本体の壁部１０に固定され、外筒３２のみが回転する構成では、ヒータ３１から引き出された配線３９と電源からの電極とを、配線３９を電極に直接固着することで接続することができる。このため、第１プレヒータ３の構成を簡易なものとすることができる。
【００４７】
次に、このＳＰシートシール装置の動作について説明する。
まず、第１フィルム２０および第２フィルム２１を用意する。各フィルム２０、２１としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム箔にポリエチレンなどの熱可塑性高分子フィルムを重ねたラミネートフィルム等が用いられる。
そして、第１フィルム２０および第２フィルム２１が巻回されたリール１１、１４を回転軸に取り付け、各フィルム２０、２１を、ＳＰシートシール装置１の所定の箇所に掛け渡す。
【００４８】
次に、第１フィルム供給リール１１から第１フィルム２０を送り出し、第２フィルム供給リール１４から第２フィルム２１を送り出す。また、走行経路の下流側では、第１フィルム２０と第２フィルム２１との積層体が加熱ロール７、８に巻き取られる。これにより、第１フィルム２０および第２フィルム２１は、それぞれの走行経路を走行する。
第１フィルム供給リール１１から送り出された第１フィルム２０は、第１プレヒータ３に搬送される。
第１プレヒータ３では、外筒３２の表面温度が表面温度センサ３３によって経時的に検知され、検知された温度データが制御機構に入力される。制御機構は、温度データが設定下限値未満である場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＮとし、温度データが設定上限値を超えた場合には、ヒータ３１への電流供給をＯＦＦとする。これにより、外筒３２の表面温度が設定範囲内となるように制御される。
このとき、第１プレヒータ３では、ヒータ３１で発生した熱が空気層を介して外筒３２に伝達されるため、そのＯＮ／ＯＦＦに伴ってヒータ３１の温度が小刻みに変動しても、その温度変化が空気層によって緩和され、外筒３２の外周面における温度変動幅が小さく抑えられる。
【００４９】
第１プレヒータ３に搬送された第１フィルム２０は、その裏面を、外筒３２の外周面に所定の接触角度で接触させつつ、この外周面に沿って走行する。これにより、第１フィルム２０が加熱（予熱）される。このとき、この第１プレヒータ３では、外筒３２の外周面の温度変動幅が小さく抑えられていることにより、第１フィルム２０は、均一に所定温度に予備加熱される。
一方、第２フィルム供給リール１４から送り出された第２フィルム２１は、第２プレヒータ６に搬送される。
第２プレヒータ６においても第１プレヒータ３と同様に外筒６２の表面温度が設定範囲内となるように制御される。このとき、第２プレヒータ６でも、ヒータで発生した熱が空気層を介して外筒６２に伝達されるため、そのＯＮ／ＯＦＦに伴ってヒータの温度が小刻みに変動しても、その温度変化が空気層によって緩和され、外筒６２の外周面での温度変動幅が小さく抑えられる。
【００５０】
次に、第１フィルム２０と第２フィルム２１は、一対の加熱ロール７、８のニップ部Ｎ近傍で合流し、ニップ部Ｎを通過する。この際、各フィルム２０、２１は、一対の加熱ロール７、８の各収容凹部に対応する領域に錠剤２２が配置されるとともに、各収容凹部に対応する領域以外（錠剤の周囲）が互いに熱接着される。これにより、２枚のフィルム２０、２１の間に、複数の錠剤２２が個別に包装されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）が得られる。
【００５１】
このとき、第１プレヒータ３および第２プレヒータ６によって、第１フィルム２０と第２フィルム２１とが均一に予熱されていることにより、第１フィルム２０および第２フィルム２１は、ニップ部Ｎを通過する際、接着適性温度になるように均一に加熱され、各収容凹部に対応する領域以外が確実に熱シールされる。
【００５２】
次に、熱接着されたフィルム積層体は、第１加熱ロール７の周面に沿って搬送され、第１加熱ロール７と冷却ロール９との間を通過する。これにより、フィルム積層体が直ちに冷却され、その熱変形が防止される。そして、冷却されたフィルム積層体（ＳＰシート２３）は、次工程に送られる。
このように、このＳＰシートシール装置１では、第１フィルム２０および第２フィルム２１を、一対の加熱ロール７、８に搬送する前に、均一に予熱することができるため、一対の加熱ロール７、８で、各フィルム２０、２１を均一に接着適正温度まで加熱することができる。その結果、各フィルム同士を確実に熱シールすることができ、シール浮きを無くした品質の高いＳＰシート２３を得ることができる。
以上、本発明の加熱装置およびＳＰシートシール装置の実施形態について説明したが、前記実施形態において、加熱装置およびＳＰシートシール装置を構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…ＳＰシートシール装置、２…第１フィルム走行系、３…第１プレヒータ（加熱装置）、４…錠剤供給部、５…第２フィルム走行系、６…第２プレヒータ（加熱装置）、７…第１加熱ロール、８…第２加熱ロール、９…冷却ロール、１０…壁部、１１…第１フィルム供給リール、１４…第２フィルム供給リール、２０…第１フィルム、２１…第２フィルム、２２…錠剤、２３…ＳＰシート、３１…ヒータ、３２…外筒、３２ａ…ヒータ収容空間、３２ｂ…隙間、３３…表面温度センサ、３４…フィルム接触領域、３５…フィルム非接触領域、３６…軸受け、３８…赤外線放射部、３９…配線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にヒータ収容空間を有する外筒と、前記ヒータ収容空間に収容された棒状の固定ヒータと、前記外筒の両端部の内側にそれぞれ設けられ、前記固定ヒータが嵌挿された一対の軸受けとを有し、前記外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、前記外筒が前記固定ヒータの周回方向に回転自在とされてなり、前記外筒の内周面と前記固定ヒータの外周面との間に熱伝達用の隙間が形成されてなることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記隙間の幅は０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記軸受けが設けられた外筒の両端部よりも内側の領域にフィルム接触領域が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記外筒周面の前記フィルムに対する接触部分の外側に熱放射層が形成され、この熱放射層の温度を計測する計測手段が付設されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
対になる加熱ロールと、これら加熱ロールの間に２枚のフィルムを供給する供給系と、これら２枚のフィルムの間に内容物を供給する内容物供給部と、前記対になる加熱ロールの手前側に配置され前記２枚のフィルムを予熱するための請求項１〜請求項４のいずれかに記載の加熱装置とを具備してなることを特徴とするＳＰシートシール装置。
【請求項１】
内部にヒータ収容空間を有する外筒と、前記ヒータ収容空間に収容された棒状の固定ヒータと、前記外筒の両端部の内側にそれぞれ設けられ、前記固定ヒータが嵌挿された一対の軸受けとを有し、前記外筒の外周面に沿って走行移動するフィルムを加熱するとともに、該フィルムの走行に追従して、前記外筒が前記固定ヒータの周回方向に回転自在とされてなり、前記外筒の内周面と前記固定ヒータの外周面との間に熱伝達用の隙間が形成されてなることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記隙間の幅は０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記軸受けが設けられた外筒の両端部よりも内側の領域にフィルム接触領域が設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記外筒周面の前記フィルムに対する接触部分の外側に熱放射層が形成され、この熱放射層の温度を計測する計測手段が付設されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項５】
対になる加熱ロールと、これら加熱ロールの間に２枚のフィルムを供給する供給系と、これら２枚のフィルムの間に内容物を供給する内容物供給部と、前記対になる加熱ロールの手前側に配置され前記２枚のフィルムを予熱するための請求項１〜請求項４のいずれかに記載の加熱装置とを具備してなることを特徴とするＳＰシートシール装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−２５４３０７（Ｐ２０１０−２５４３０７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０３００３（Ｐ２００９−１０３００３）
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２１日（２００９．４．２１）
【出願人】（０００００６７６９）ライオン株式会社 (1,816)
【Ｆターム（参考）】
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