被シール体把持装置
【課題】内容物が収容された被シール体の開口部を開口させるに際して、作業者の手作業を極力排除すると共に、確実に開口動作をさせる。
【解決手段】開口部Ａの左右両側に夫々配置され、包装袋Ｐの裏面側・表面側に位置する第１把持ローラ６３、第２把持ローラ６４と、把持ローラ６３，６４を把持状態と開放状態に切り換える状態切換機構と、把持ローラ６３，６４の駆動を制御する把持部材制御手段１００ａと、を備え、把持部材制御手段１００ａは、把持ローラ６３，６４により包装袋Ｐの左右両側を把持した後、開口部Ａが緊密に閉じた状態になるように、把持ローラ６３，６４を第１の方向に駆動し、その後、把持ローラ６４のみを第２の方向に駆動して開口部Ａの幅方向中央部を開口させて、包装袋Ｐ内部の空気排出を行なうためのノズル４３を開口を介して挿入可能にし、ノズル４３の挿入後、再び把持ローラ６３，６４を第１の方向に駆動して開口部Ａが緊密に閉じた状態になるように制御する。
【解決手段】開口部Ａの左右両側に夫々配置され、包装袋Ｐの裏面側・表面側に位置する第１把持ローラ６３、第２把持ローラ６４と、把持ローラ６３，６４を把持状態と開放状態に切り換える状態切換機構と、把持ローラ６３，６４の駆動を制御する把持部材制御手段１００ａと、を備え、把持部材制御手段１００ａは、把持ローラ６３，６４により包装袋Ｐの左右両側を把持した後、開口部Ａが緊密に閉じた状態になるように、把持ローラ６３，６４を第１の方向に駆動し、その後、把持ローラ６４のみを第２の方向に駆動して開口部Ａの幅方向中央部を開口させて、包装袋Ｐ内部の空気排出を行なうためのノズル４３を開口を介して挿入可能にし、ノズル４３の挿入後、再び把持ローラ６３，６４を第１の方向に駆動して開口部Ａが緊密に閉じた状態になるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置、及び、これらヒートシール装置と被シール体把持装置を備えたヒートシールシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内容物を収容した樹脂製フィルムの包装袋（被シール体の一例）の開口部をシールするのに、簡便性、確実性などの利点を有することからヒートシール装置が多用されている（例えば、下記特許文献１，２に開示されるインパルス式ヒートシーラーを参照）。
【０００３】
上記の包装袋の中に収容される内容物としては、食品、医療用器具、食品、機械部品、薬、など種々のものが例としてあげられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７６５９８号公報
【特許文献１】特開２００７−０２２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記において、開口部のシールを行うに際して、包装袋内部の空気を排出して真空にしてからシールを行なう場合がある。あるいは、包装袋内部に窒素ガスなどを導入してからシールを行なう場合がある。その場合は、作業者により開口部を開く動作を行ない、包装袋の内部にノズルを挿入させた状態にして、空気の排出や導入を行った後に、ヒートシール装置により開口部をシールする。
【０００６】
しかしながら、かかる作業を包装袋の１つ１つについて行うのは煩雑な作業であり、改善が望まれていた。また、開口部を開く動作を機械により行う場合には、確実に開口させる動作を行なわせる必要がある。
【０００７】
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、内容物が収容された被シール体の開口部を開口させるに際して、作業者の手作業を極力排除すると共に、確実に開口動作をさせることが可能な被シール体把持装置、及び、この被シール体把持装置を備えたヒートシールシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係る被シール体把持装置は、
内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置であって、
開口部の近傍における左右両側に夫々配置され、被シール体の裏面側に位置する第１把持部材と、被シール体の表面側に第１把持部材に対向して配置される第２把持部材と、把持状態と開放状態に前記第１・第２把持部材を切り換えるための状態切換機構と、
前記第１・第２把持部材の駆動を制御する把持部材制御手段と、を備え、
この把持部材制御手段は、第１・第２把持部材により被シール体の前記左右両側を把持した後、開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材を第１の方向に駆動し、その後、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を第２の方向に駆動して開口部の幅方向中央部を開口させて、被シール体内部の気体排出あるいは内部への気体導入を行なうためのノズルを前記開口を介して被シール体内へ挿入可能にし、前記ノズルの挿入後、再び第１・第２把持部材を第１の方向に駆動して開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材に対する制御を行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成による被シール体把持装置の作用・効果を説明する。まず、被シール体の開口部の近傍において、左右両側に夫々把持部材が配置されている。把持部材は、被シール体の裏面側と表面側に夫々、第１把持部材と第２把持部材が配置される。すなわち、開口部近傍の左側に第１・第２把持部材が、開口部近傍の右側に第１・第２把持部材が配置される。これら第１把持部材と第２把持部材により、被シール体を把持することができる。
【００１０】
上記の第１・第２把持部材の駆動は、把持部材制御手段により制御される。開口部を開口させる場合、直ちに開く動作を行なうのではなく、一旦は、開口部を緊密に閉じた状態になるように第１・第２把持部材を第１の方向に駆動する。具体的には、開口部の近傍の左右両側を互いに遠ざかる方向に（引っ張るように）動作させることで、開口部を緊密に閉じた状態にさせることができる。開口部が中途半端に開いた状態で把持すると、開口部の開口動作が確実に行なわれない可能性があるので、上記のような動作をさせる。
【００１１】
引き続いて、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を上記第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する。具体的には、左右両側が互いに近づく方向に動作させることで、開口部を確実に開かせることができる。これにより、ノズルを開口から挿入可能な状態になる。ノズルが被シール体内に挿入されると、再び、第１・第２把持部材を上記第１の方向に駆動することで、再び、開口部を緊密に閉じることができる。
【００１２】
上記のような構成によれば、開口部を開口させるのに手作業は不要であり、作業の煩雑性を改善することができる。また、上記のごとく第１・第２把持部材の動作を制御することで確実に開口動作をさせることが可能になる。
【００１３】
本発明において、前記第１把持部材及び第２把持部材は、少なくとも表面が弾性を有する把持ローラであり、前記第１の方向と第２の方向とで回転方向が互いに逆になるように設定されていることが好ましい。
【００１４】
かかる弾性を有する把持ローラにより被シール体を把持することで、大きな摩擦力を確保することができ、把持部が不用意に滑らないように把持できるので開口動作も確実に行なうことができる。また、把持ローラの回転方向を変えるのみであるから、第１の方向と第２の方向の切換制御を簡単・確実に行なうことができる。
【００１５】
本発明において前記第１の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材の両方を回転させると共に、第１・第２把持部材の一方は、トルクリミッタを介して駆動源により回転させるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
第１の方向に駆動して被シール体の開口部を緊密に閉じさせる場合、大きなトルクを作用させれば、上記動作の確実性は上がるが、必要以上に大きなトルクが作用すると、被シール体に傷を付けたり破断させたりする可能性がある。そこで、トルクリミッタを設けることで、所定以上の力が被シール体に作用することを防止し、被シール体の開口部を緊密に閉じる動作を不具合を生じさせることなく確実に行なうことができる。
【００１７】
本発明において、前記第２の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材のうち、一方のみを駆動することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、被シール体の表面側あるいは裏面側の一方は動かないようにし、他方側のみを第２の方向に駆動する。仮に表面側と裏面側の両方を駆動させた場合、被シール体の表面側と裏面側が同じ形状に変形してしまい、うまく開口できない可能性がある。そこで、一方のみを駆動することで、確実に開口できるように動作させることができる。
【００１９】
本発明に係る前記第１・第２把持部材の一方は、一方向クラッチを介して駆動源により駆動されることが好ましい。
【００２０】
第２の方向に駆動させる場合、一方向クラッチが切れた状態になるようにすれば、駆動源からの動力伝達は、第１・第２把持部材の一方に対しては行なわれない。第１・第２把持部材の他方については、一方向クラッチはなく、駆動源からの動力がそのまま伝達される。これにより、一方の把持部材のみを駆動させる構成を実現することができる。また、第１の方向に駆動する場合には、一方向クラッチがロックされるため、第１・第２把持部材の両方が駆動されることになる。
【００２１】
本発明において、被シール体の開口部近傍が載置される第１載置部材と、
開口部以外の箇所が載置される第２載置部材と、
これら第１載置部材と第２載置部材とを連結軸を介して連結する連結手段と、
ヒートシールを行なう前に、被シール体の底部側が開口部に対して持ち上がるように、第２載置部材を連結軸周りに強制的に回転させる載置部材回転機構と、を備えていることが好ましい。
【００２２】
被シール体を載置するための載置機構として、第１載置部材と第２載置部材とを連結手段により連結している。そして、第２載置部材は、連結軸周りに回転可能に構成されており、被シール体の底部側が持ち上がるように、第２載置部材を強制的に回転させる載置部材回転機構が設けられている。被シール体に内容物を収容する場合、被シール体の開口部が上になるようにして持つと、内容物が底部の方に偏って移動することがある。かかる状態のまま、被シール体の内部を真空にしてシールすることは好ましくないと考えられる。そこで、シール動作を行なう前段階において、被シール体の底部を持ち上げさせることで、内容物が被シール体内にできるだけ均等に分散するようにし、シール品質を高めることができる。
【００２３】
本発明において、第１・第２載置部材の姿勢を切り換えるための姿勢切換機構を備え、被シール体が夫々の載置面に安定した状態で載置される平行姿勢と、被シール体が載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とに切換可能に構成したことが好ましい。
【００２４】
かかる姿勢切換機構を設けることで、被シール体のシール動作を行なう時には載置面を平行姿勢とすることで、安定した状態でシール動作を行なうことができる。また、シールを終了した被シール体を別途設けた集積部に集積させる場合等は、載置面を傾斜姿勢にすることで、集積部にシール済みの被シール体を集積させることができる。
【００２５】
上記課題を解決するため本発明に係るヒートシールシステムは、上記本発明に係る被シール体把持装置と、開口部のシールを行なうためのヒートシール装置と、を備えており、
前記ヒートシール装置は、開口部近傍を押圧する押圧部、及び、開口部をシールするためのヒーターを有するシール圧着部を備えた圧着作動部と、この圧着作動部と、前記ノズルの動作を制御する圧着制御手段と、を備え、
この圧着制御手段は、前記ノズルが被シール体内に挿入された後、押圧部により開口部近傍を押圧すると共に、ノズルによる気体の排出あるいは導入を行なわせた後にノズルを被シール体内から脱出させる動作を行なわせ、更にシール圧着部により開口部を圧着して開口部のシールをヒーターにより行なうように、制御を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
かかるヒートシールシステムの作用・効果を説明する。前述の被シール体把持装置により、被シール体の開口部を開口させて、内部にノズルを挿入した後に、再び、開口部を緊密な状態に閉じさせる。この状態で、ヒートシール装置の圧着作動部を動作させて、まず、押圧部により開口部の近傍を押圧する。この状態でノズルにより、被シール体内の気体を排出させる動作や、被シール体内へ気体を導入する動作を行なわせる。押圧部により開口部近傍を押圧した状態であるから、外気と遮断した状態で確実にノズルによる動作を行なわせることができる。
【００２７】
ノズルの動作が終了した後は、ノズルを被シール体内から脱出させる。更に、シール圧着部による開口部を圧着し、ヒーターにより熱融着を行いシールを行なう。これにより、ノズルによる動作に引き続くシール動作を確実に行ない、所望のシール品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係るヒートシールシステムの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ヒートシールシステム全体の外観構成を示す斜視図である。図２は、包装袋の構成を示す図である。
【００２９】
図２に示すような包装袋Ｐ（被シール体に相当）内に適宜の内容物が収容されると、その開口部Ａがシールされて密封される。開口部Ａに隣接した内側は、把持領域Ｓに相当する箇所であり、開口部Ａをシールする際には、この場所が押圧されて包装袋Ｐが不用意に移動しないように保持する。包装袋Ｐ内に収容される内容物としては、食品、機械部品、注射器等の医療用器具、各種日用品などが例としてあげられるが、特定のものに限定されるものではない。
【００３０】
図１のように、ヒートシールシステムは、包装袋Ｐの開口部Ａをシールするためのヒートシール装置Ｈと、包装袋Ｐの把持領域Ｓを把持する被シール体把持装置Ｍと、筐体部Ｂにより構成されている。筐体部Ｂ内にヒートシール装置Ｈと被シール体把持装置Ｍとが収納されており、ヒートシール装置Ｈは固定され、被シール体把持装置Ｍは不図示の駆動機構により筐体部Ｂ内を移動することができる。
【００３１】
図１において、ヒートシール装置Ｈは、装置の下部側に位置する基台部１を備えており、この基台部１に主要な機構が収容されている。基台部１の上部には上部カバー部材２が設けられている。基台部１の手前側には、開口部Ａをシールすべき包装袋Ｐを載置し、挟持するための袋挟持部３が設けられている。基台部１の上部手前側には、圧着レバー部４（圧着作動部に相当）が設けられており、シールを行う時は、この圧着レバー部４が押し下げられる。
【００３２】
袋挟持部３には、第１受け部３０と第２受け部３１が配置されている。これに対応して、圧着レバー部４には、第１押圧部４０と第２押圧部４１が配置されている。第１押圧部４０と第１受け部３０は、包装袋Ｐの把持領域Ｓを押圧する機能を有し、その表面はゴムなどの弾性材料により形成される。第２押圧部４１と第２受け部３１は、包装袋Ｐの開口部Ａ（被シール箇所）を押圧・挟持する機能を有する。また、第１押圧部４０と第２押圧部４１は、独立して動くことが可能である。圧着レバー部４の左右両側には、一対の駆動レバー４ａが設けられており、第２押圧部４１と一体的に連結されている。また、駆動レバー４ａには、駆動軸４ｂが連結されており、不図示のシリンダーにより駆動される。圧着レバー部４は、基台部１の奥側に設定された所定の軸芯周りに回転可能に支持されている。
【００３３】
第２受け部３１は、その上部に不図示の線状ヒーターが内蔵されており、その表面部はフッ素樹脂シートにより被覆されている。これにより、樹脂製の包装袋Ｐの融着片が付着しにくく、たとえ付着したとしてもはがれ易いようになっている。線状ヒーターは、包装袋Ｐの開口部Ａの長さをカバーできるに十分な長さを有している。
【００３４】
第２押圧部４１は、操作手前側に２箇所、第１押圧部４０を支持するための支持部４１ａを備えている。第１押圧部４０には、第１押圧部支持軸４２が一体的に結合されており、第１押圧部支持軸４２は、支持部４１ａに沿ってスライド自在に取り付けられている。また、第１押圧部支持軸４２の周囲にはコイルバネが設けられており、第２押圧部４１に対して相対的に第１押圧部４０を下方向に付勢している。
【００３５】
基台部１の上面側には、前後方向に移動可能なノズル４３が設けられており、ノズル４３を、基台部１の奥側から第１押圧部４０と第１受け部３０との間の空間まで移動することで、包装袋Ｐ内へ挿入することが可能である。ノズル４３は、包装袋Ｐ内部の気体を排出したり、内部へ気体を導入したりすることができる。
【００３６】
被シール体把持装置Ｍについて図を用いて詳しく説明する。図３は、被シール体把持装置Ｍの外観構成を示す斜視図である。被シール体把持装置Ｍは、袋載置部５と袋把持部６とにより構成されている。袋載置部５には、載置台５０が設けられており、包装袋Ｐを載置することができる。載置台５０は箱状をしており、筐体部Ｂに固定されている。載置台５０には２つの側板５０ａが形成されており、側板５０ａの間隔は、包装袋Ｐの幅より少し大きくなっている。また、載置台５０には当接板５０ｂが形成されており、当接板５０ｂに包装袋Ｐの底部Ｄ側の端部が当接するように包装袋Ｐを載置した際に、包装袋Ｐの把持領域Ｓが袋把持部６の位置となるようにしている。
【００３７】
また、袋載置部５には、包装袋Ｐを持ち上げるための第２袋支持プレート５１（第２載置部材に相当）が設けられている。第２袋支持プレート５１は、袋把持部６の連結軸６０ａに軸支されており、第２袋支持プレート５１のみが連結軸６０ａ周りに回転運動することができる。また、第２袋支持プレート５１は傾斜面５１ａを有しており、包装袋Ｐに内容物を入れて膨らんだ状態であっても、袋載置部５に載置した際に把持領域Ｓを袋把持部６の位置に配置しやすくなっている。第２袋支持プレート５１は、図のようにＵ字状をしており、第２袋支持プレート５１が水平の状態では、上記のＷ字状をした載置台５０とともに全体として包装袋Ｐを載置するための箱状となる。
【００３８】
袋把持部６には、第２袋支持プレート５１と連続するように第１袋支持プレート（第１載置部材に相当）６０が設けられている。これらにより、包装袋Ｐを載置する載置面が形成される。第２袋支持プレート５１と第１袋支持プレート６０は、左右それぞれに設けられた連結軸６０ａによって連結されており、第１袋支持プレート６０および第２袋支持プレート５１は一体に連結軸６０ａ周りに回転可能である。また、作動板７０が水平方向にスライド可能に設けられている。作動板７０には、２本の作動軸７１が突設されており、この作動軸７１は、袋把持部６に設けられた孔７１ａを貫通し、傾斜面５１ａの裏側に当接している。作動板７０は、不図示のバネにより突出方向に付勢されている。作動板７０は、被シール体把持装置Ｍがヒートシール装置Ｈに接近しシールを行なう際には、ヒートシール装置Ｈの当接面３０ａに当接する。
【００３９】
袋把持部６について、図４を用いてさらに詳しく説明する。図４は、袋把持部６の構成を示す斜視図であり、内部構成の説明のために一部が省略してある。
【００４０】
袋把持部６は主として、把持本体部６１と、把持本体部６１の両側にそれぞれ設けられ、把持本体部６１に対して回転することにより開放状態と把持状態に切り換え可能なローラ支持プレート６２とから構成される。把持本体部６１の両側にはそれぞれ、２枚の連結プレート６１ａが固定されており、この連結プレート６１ａの上部に第２連絡ローラ６４ａが２枚の連結プレート６１ａに挟み込まれるように設けられている。ローラ支持プレート６２は、第２連絡ローラ６４ａの回転軸周りを回転可能に構成されている。ローラ支持プレート６２の端部にはシリンダー連結軸６２ａが設けられており、このシリンダー連結軸６２ａに連結された第１シリンダー６２ｂの先端６２ｃが上下することにより、ローラ支持プレート６２は回転可能となっている。また、左右のローラ支持プレート６２には、それぞれ第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌが設けられている。
【００４１】
把持本体部６１には、左右対称の位置にそれぞれ、第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌ、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬ、分配ローラ６６Ｒ，６６Ｌ、および伝達ローラ６５ａＲ，６５ａＬが回転可能に設けられている。さらに、一方の伝達ローラ６５ａＲの下方には、ローラ駆動モータ（駆動源に相当）６５ｂの駆動軸と同軸の駆動ローラ６５が設けられている。ローラ駆動モータ６５ｂとしては、例えばステッピングモーターが用いられる。また、把持本体部６１の下部には、第１袋支持プレート６０および第２袋支持プレート５１を一体に連結軸６０ａの周りに回転させ、平行姿勢と傾斜姿勢に切り換えるための第２シリンダー６７がリンク構造を介して設けられている。リンク構造の先端６７ａは、第１袋支持プレート６０の裏側と連結されており、第２シリンダー６７の作用により先端６７ａが上下することで、第１袋支持プレート６０の姿勢を切り換えることができる。
【００４２】
次に、袋把持部６の各ローラの駆動機構を図４および図５を用いて説明する。図５は、袋把持部６の上方からの断面図である。駆動ローラ６５と伝達ローラ６５ａＲは図４のようにベルト６５ｃにより連結されている。伝達ローラ６５ａＲと分配ローラ６６Ｒはベルト６８により連結されている。分配ローラ６６Ｒには同軸に第１中間ギア６６ａＲが一体成形されている。また、分配ローラ６６Ｒと同軸に第２中間ギア６６ｂＲが設けられている。なお、第２中間ギア６６ｂＲと分配ローラ６６Ｒは独立して回転可能である。
【００４３】
隣接する第１中間ギア６６ａＲ，６６ａＬ同士は噛み合っている。また、隣接する第２中間ギア６６ｂＲ，６６ｂＬ同士も噛み合っている。第２中間ギア６６ｂＬは、分配ローラ６６Ｌと同軸に設けられ、第２中間ギア６６ｂＲと分配ローラ６６Ｒとの関係と同様に独立して回転可能である。しかし、通常は、分配ローラ６６Ｌと第２中間ギア６６ｂＬとの間には、トルクリミッタ６６ｃが設けられており、互いは連結されて一体的に回転し、所定以上のトルクが発生した際には両者の連結が切れるように構成されている。例えば、トルクリミッタ６６ｃとしては、所定の付勢力を持ったスプリングを、分配ローラ６６Ｌと第２中間ギア６６ｂＬとの間に互いを近付ける方向に付勢するように設けることができる。
【００４４】
第２中間ギア６６ｂＲ，６６ｂＬは、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと同軸に一体成形された第３中間ギア６３ｂＲ，６３ｂＬと噛み合っている。また、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌはベルト６９，６９により連結されている。
【００４５】
上記の構成により、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、第１、第２把持ローラに伝達される。伝達される様子を図７に示す。図７において、Ｍはモータ、Ｒはローラ、Ｇはギア、Ｔはトルクリミッタ、Ｃはクラッチを示している。すなわち、図７に示すように、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、伝達ローラ６５ａＲ、分配ローラ６６Ｒ、第１中間ギア６６ａＲ、第１中間ギア６６ａＬ、分配ローラ６６Ｌ、第２中間ギア６６ｂＬ、第２中間ギア６６ｂＲ、第３中間ギア６３ｂＲ、一方向クラッチ６３ｃＲ、第１連絡ローラ６３ａＲ、第１把持ローラ６３Ｒの順に伝達される。同時に、分配ローラ６６Ｌの回転運動が、第２中間ギア６６ｂＬ、第３中間ギア６３ｂＬ、一方向クラッチ６３ｃＬ、第１連絡ローラ６３ａＬ、第１把持ローラ６３Ｌの順に伝達される。なお、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと第３中間ギア６３ｂＲ，６３ｂＬの内側には、一方向クラッチ６３ｃＲ，６３ｃＬが設けられており、第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌは一方向にしか回転しない。
【００４６】
また、図４のように、伝達ローラ６５ａＲ，６５ａＬと第２連絡ローラ６４ａ，６４ａがベルト６４ｃ、６４ｃにより連結され、さらに、第２連絡ローラ６４ａ，６４ａと第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌがベルト６４ｂ，６４ｂにより連結されている。すなわち、図７に示すように、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、伝達ローラ６５ａＲ、第２連絡ローラ６４ａ、第２把持ローラ６４Ｒの順に伝達される。また、伝達ローラ６５ａＬは、分配ローラ６６Ｌとベルト６８により連結されており、分配ローラ６６Ｌの回転運動が伝達ローラ６５ａＬ、第２連絡ローラ６４ａ、第２把持ローラ６４Ｌの順に伝達される。
【００４７】
被シール体把持装置Ｍの開放状態と把持状態について、図６を用いて説明する。図６（ａ）が開放状態、図６（ｂ）が把持状態である。開放状態では、ローラ支持プレート６２はほぼ垂直姿勢に保たれており、把持状態では、シリンダー６２ｂの作用によりローラ支持プレート６２が回転しほぼ水平姿勢となる。把持状態では、包装袋Ｐの開口部Ａ近傍が第１袋支持プレート６０に載置された際に、包装袋Ｐの裏側の第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌと包装袋Ｐの表側の第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌにより包装袋Ｐの左右両側が把持される。
【００４８】
＜システムの機能ブロック図＞
次に、本実施形態に係るヒートシールシステムの機能に関して、図８のブロック図により説明する。制御部１００は、ヒートシールシステムを構成するヒートシール装置Ｈ及び被シール体把持装置Ｍを制御するものであり、ＣＰＵ、メモリ、制御プログラム等により構成される。
【００４９】
把持部材制御手段１００ａは、第１・第２把持ローラ６３，６４の駆動を制御するものであり、ローラ駆動モータに対して予めプログラムで定められたシーケンスに従って、第１・第２把持ローラ６３，６４の回転制御を行う。把持ローラ６３，６４の回転量に関しては、モーター駆動量検出手段１０１によりモーターの駆動量を検出することで検出することができる。把持ローラ６３，６４の回転量については、時間により制御してもよい。
【００５０】
また、把持部材制御手段１００ａは、ローラ支持プレート６２を駆動する第１シリンダー６２ｂに対する駆動指令を行なう。第１シリンダー６２ｂがＯＦＦのときは、ローラ支持プレート６２は垂直姿勢であり、第２把持ローラ６４は開放状態にある。また、第１シリンダー６２ｂをＯＮにすると、ローラ支持プレート６２は水平姿勢となり、第２把持ローラ６４は第１把持ローラ６３と圧着した把持状態Ｓになる。すなわち、包装袋Ｐの把持領域Ｓを把持可能な状態になる。
【００５１】
第１シリンダー６２ｂの状態については、第１シリンダー動作完了検出手段１０２により検出することができる。例えば、第１シリンダー６２ｂに対する通電状態や、ローラ支持プレート６２の姿勢を検知するセンサーからの信号に基づいて、検出することができる。以上の通り、ローラ支持プレート６２と、第１シリンダー６２ｂ、これらを連結する駆動機構は、第１・第２把持ローラ６３，６４を把持状態と開放状態に切り換えるための状態切換機構として機能するものである。
【００５２】
載置部材制御手段１００ｂは、第１・第２袋支持プレート（第１・第２載置部材）６０，５１に対する駆動制御を行なう。具体的には、第１・第２袋支持プレート６０，５１の姿勢を包装袋Ｐを安定して載置する平行姿勢と、包装袋Ｐが載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とを切り換える。第２シリンダー６７がＯＦＦのときは水平姿勢を維持し、ＯＮにすると傾斜姿勢に切り換えられる。
【００５３】
第２シリンダー６７の状態については、第２シリンダー動作完了検出手段１０３により検出することができる。例えば、第２シリンダー６７に対する通電状態や、第１・第２袋支持プレート６０，５１の姿勢を検知するセンサー（不図示）からの信号に基づいて、検出することができる。
【００５４】
圧着制御手段１００ｃは、被シール体把持装置Ｍにより把持された包装袋Ｐの開口部Ａをシールするための制御機能を提供する。圧着レバー部４を押し下げ駆動制御することで、包装袋Ｐの開口部Ａ近傍の把持領域Ｓを押圧・圧着し、また、開口部Ａに第２押圧部４１（シール圧着部に相当）を押圧・圧着させる。圧着レバー部４の駆動は、不図示のシリンダーにより行なわれ、このシリンダーに対する駆動指令信号を出す。
【００５５】
圧着レバー作動量検出手段１０４は、圧着レバー部４の動作状態を検出する。圧着レバー部４の動作状態は、圧着を行なわない開放位置、第１押圧部４０（開口部近傍を押圧する押圧部に相当）により把持領域Ｓのみの押圧を行う第１押圧位置、この第１押圧位置よりも更に押圧して第２押圧部４１による圧着も行われる第２押圧位置の３段階の状態を検出する。作動量の検出は、シリンダーの通電状態や、圧着レバー部４の位置を検出するセンサー信号などに基づいて行うことができる。
【００５６】
また、圧着制御手段１００ｃは、ヒーター１０８やノズル４３に対する駆動制御を行なう。ヒーター１０８への加熱時間・加熱タイミング・冷却時間などは、予め設定されたプログラムにより行うことができる。ノズル４３の作動時間・作動タイミングなどについても同様である。ヒーター１０８やノズル４３の作動状態も、ヒーター動作完了検出手段１０５やノズル動作完了検出手段１０６の機能により行なうことができる。
【００５７】
被シール体把持装置制御手段１００ｄは、被シール体把持装置Ｍに対する駆動制御を行う。被シール体把持装置Ｍは、原点位置・シール位置・排出位置などの各位置に移動制御する必要がある。原点位置は、包装袋Ｐを被シール体把持装置Ｍにセットする位置である。シール位置は、包装袋Ｐの開口部Ａをシールする位置である。排出位置は、シールされた包装袋Ｐを被シール体把持装置Ｍから排出させる位置である。被シール体把持装置Ｍの位置は、位置検出手段１０７の機能により検出することができる。
【００５８】
＜作動フローチャート＞
次に、本実施形態に係るヒートシールシステムの動作を図９のフローチャートと、図６、図１０、図１１に示す動作図に基づいて説明する。
【００５９】
まず、被シール体把持装置Ｍを原点位置にセットする（Ｓ１）。この状態は図１に示されるように、包装袋Ｐを袋支持プレートの上に載置可能な状態である。次に、シールすべき包装袋Ｐを袋支持プレートの上にセットする（Ｓ２）。包装袋Ｐの内部には、所定の内容物が収容された状態である。
【００６０】
次に、不図示のスタートスイッチをＯＮにする（Ｓ３）。これにより、第１シリンダー６２ｂが通電され、ローラ支持プレート６２が垂直姿勢から水平姿勢に変換させられる。すなわち、第２把持ローラ６４が開放状態から把持状態に変換させられて、包装袋Ｐの左右両側が夫々第１・第２把持ローラ６３，６４により把持される（Ｓ４）。また、包装袋Ｐを把持した状態は図６（ｂ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示される。
【００６１】
次に、この把持した状態のまま、被シール体把持装置Ｍを原点位置からシール位置へと移動させる（Ｓ５）。所定のシール位置に移動すると、作動板７０がヒートシール装置Ｈの当接面３０ａに押されて、作動軸７１の先端が第２袋支持プレート５１の傾斜面５１ａの裏面を押す。これにより、第２袋支持プレート５１は、連結軸６０ａ周りに回転させられ、持ち上げられる（Ｓ６）（図１０（ｂ））。
【００６２】
この動作により、包装袋Ｐの開口部Ａとは反対側の底部Ｄ（図２参照）が持ち上げられる。包装袋Ｐの内部には、多数の内容物が収容されるが、包装袋Ｐがセットされた時点で、内容物が底部Ｄの方に偏って収容されている場合がある（図１０（ａ）参照）。この状態のまま、包装袋Ｐの内部を真空引きするのは外観上・品質上も好ましくない。そこで、上記のように底部Ｄを持ち上げることで、底部Ｄに内容物が偏っていた場合に、できるだけ均等に内容物が分散するようにすることができる。
【００６３】
次に、ローラ駆動モータ６５ｂを駆動して、第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる（Ｓ７）。この状態を図１１（ｂ）に示す。包装袋Ｐをセットして、第１・第２把持ローラ６３，６４で把持した直後は、図１１（ａ）に示すように、開口部Ａが完全に閉じた状態になっているとは限らず、部分的に歪みが生じて開いている箇所が存在しうる。まず、この状態を解消するために、上記のように第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる。
【００６４】
この回転方向は、開口部Ａの近傍の左右両側を外側に引っ張るように作用するため、開口部Ａをピンと張らせた状態にすることができる。これにより、開口部Ａが緊密に閉じた状態にすることができる。
【００６５】
なお、この時の動作では、第１・第２把持ローラ６３，６４とも同じように回転駆動される。ただし、トルクリミッタを介して駆動しているので、必要以上に大きなトルクが作用した場合、トルクリミッタが滑ることで、動力の伝達を切るようにしている。従って、包装袋Ｐが不用意に損傷したりすることを防止することができる。
【００６６】
第１・第２把持ローラ６３，６４を所定量回転した後、第１・第２把持ローラ６３，６４の回転を停止させる（Ｓ８）。所定量については、ローラ駆動モータ６５ｂの回転量の検出などにより行なうことができる。
【００６７】
次に、第２把持ローラ６４を第２の方向に回転させる（Ｓ９）。このとき、ローラ駆動モータ６５ｂの回転方向は、第１の方向の場合とは逆回転となる。この場合、一方向クラッチを設けているため、このローラ駆動モータ６５ｂの動力は、第１把持ローラ６３には伝達されない。従って、第１把持ローラ６３は停止したまま、第２把持ローラ６４のみが回転する状態になる。
【００６８】
この状態は、図１１（ｃ）に示される。すなわち、包装袋Ｐの開口部Ａの表面側のみが内側に寄せられる形になるので、開口部Ａの中央部に開口が形成させられる。第２把持ローラ６４のみを駆動するため、包装袋Ｐの表面側のみが図示するように上に凸になるように変形させられるので、確実に開口を形成することができる。仮に、第１把持ローラ６３も同じように第２の方向に回転させると、包装袋Ｐの表面側も裏面側も上に凸に変形する可能性があり、そうすると、うまく開口が形成されないことになる。
【００６９】
第２把持ローラ６４を所定量回転した後、第２把持ローラ６４の回転を停止させる（Ｓ１０）。所定量については、ローラ駆動モータ６５ｂの回転量の検出などにより行なうことができる。
【００７０】
次に、ノズル４３を上記開口が形成された開口部Ａを介して、包装袋Ｐの内部に挿入する（Ｓ１１）。この状態を図１１（ｄ）に示す。
【００７１】
次に、再び、第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる（Ｓ１２）。図１１（ｄ）にも示すように、ノズル４３と開口の間には隙間が形成されているので、この隙間を解消するために、把持ローラ６３，６４を駆動するものである。
【００７２】
第１・第２把持ローラ６３，６４を所定量回転した後、把持ローラ６３，６４の回転を停止させる（Ｓ１３）。この状態を図１１（ｅ）に示すが、ノズル４３の周囲の隙間が解消されて密着した状態になっている。
【００７３】
次に、圧着レバー部４を駆動し、第１押圧部４０を押し下げて、開口Ａの近傍を押圧する（Ｓ１４）。この押圧状態により、包装袋Ｐの内部と外気が完全に遮断される。次に、ノズル４３を作動させて、包装袋Ｐ内の空気を排出し、真空にする（Ｓ１５）。ノズル４３の作動が完了すると、ノズル４３を包装袋Ｐ内から脱出させる（Ｓ１６）（図１１（ｆ））。
【００７４】
更に圧着レバー部４を動作させて、第２押圧部４１を押し下げる（Ｓ１７）。これにより、第２押圧部４１により開口部Ａが圧着される。ついて、ヒーター１０８を加熱し、開口部Ａを熱溶着することで開口部Ａがシールされる（Ｓ１８）。
【００７５】
ヒーター１０８による所定時間の加熱が完了すると、圧着レバー部４を開放する（Ｓ１９）。そして、被シール体把持装置Ｍをシール位置から排出位置へと移動させる（Ｓ２０）。排出位置は、原点位置以外の適宜の場所に設定することができる。
【００７６】
排出位置への移動が完了すると、第１シリンダー６２ｂを駆動して、第２把持ローラ６４を把持状態から開放状態へと切り換える（Ｓ２１）。これにより、包装袋Ｐの把持状態が解除される。次に、第２シリンダー６７を駆動する（Ｓ２２）。これにより、第１・第２袋支持プレート６０，５１が傾斜状態に姿勢変更され、シール済みの包装袋Ｐは、載置面を滑って落ちて、所定の場所に集積される（Ｓ２３）（図１０（ｃ））。引き続いて別の包装袋Ｐのシール動作を行なう場合には、ステップＳ１に戻り、同様の動作を繰り返せばよい。
【００７７】
＜別実施形態＞
本実施形態では、開口部Ａの近傍の左右両側に設けられた把持ローラ６３，６４を夫々駆動するような構成を採用しているが、例えば、左側の第１・第２把持ローラ６３，６４は回転しないように固定し、右側の第１・第２把持ローラ６３Ｒ，６４Ｒのみを駆動するように構成してもよい。
【００７８】
本実施形態では、１つの駆動源（ローラ駆動モータ）で第１・第２把持ローラ６３，６４を駆動しているが、第１把持ローラ６３の駆動モータと、第２把持ローラ６４の駆動モータを別々に設けて制御してもよい。
【００７９】
本実施形態では、把持ローラ６３，６４により包装袋Ｐを把持した後、直ちにシール位置へと移動しているが、これに限定されるものではない。例えば、図９におけるステップＳ１０までの把持ローラ６３，６４に関する動作を原点位置で行なってからシール位置に移動してもよい。
【００８０】
本実施形態ではノズル４３により包装袋Ｐ内の空気を排出しているが、包装袋Ｐ内に気体を導入する場合においても、本発明は適用できるものである。気体を導入するケースとしては、例えば、酸化防止、変退色の防止、香気保存などのために、空気中の酸素を除去する目的で窒素ガスなどを導入する例があげられる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ヒートシール装置の外観構成を示す斜視図
【図２】包装袋の構成を示す図
【図３】被シール体把持装置の外観構成を示す斜視図
【図４】袋把持部の内部構成を示す斜視図
【図５】袋把持部の内部構成を示す断面図
【図６】袋把持部の状態切換状態を示す図
【図７】把持ローラまでの伝達系の構成を示す模式図
【図８】ヒートシールシステムの機能を示すブロック図
【図９】シールを行なうときの動作を示すフローチャート
【図１０】袋支持プレートの動作を示す図
【図１１】把持ローラの動作と包装袋の開口部の状態を示す図
【符号の説明】
【００８２】
Ａ 開口部
Ｃ 一方向クラッチ
Ｄ 底部
Ｐ 包装袋
Ｈ ヒートシール装置
Ｍ 被シール体把持装置
Ｔ トルクリミッタ
４ 圧着レバー部
４０ 第１押圧部
４１ 第２押圧部
４３ ノズル
５１ 第２袋支持プレート
６０ 第１袋支持プレート
６２ ローラ支持プレート
６２ｂ 第１シリンダー
６３，６３Ｒ，６３Ｌ 第１把持ローラ
６４，６４Ｒ，６４Ｌ 第２把持ローラ
１００ 制御部
１００ａ 把持部材制御手段
１００ｂ 載置部材制御手段
１００ｃ 圧着制御手段
１０８ ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置、及び、これらヒートシール装置と被シール体把持装置を備えたヒートシールシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内容物を収容した樹脂製フィルムの包装袋（被シール体の一例）の開口部をシールするのに、簡便性、確実性などの利点を有することからヒートシール装置が多用されている（例えば、下記特許文献１，２に開示されるインパルス式ヒートシーラーを参照）。
【０００３】
上記の包装袋の中に収容される内容物としては、食品、医療用器具、食品、機械部品、薬、など種々のものが例としてあげられる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７６５９８号公報
【特許文献１】特開２００７−０２２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記において、開口部のシールを行うに際して、包装袋内部の空気を排出して真空にしてからシールを行なう場合がある。あるいは、包装袋内部に窒素ガスなどを導入してからシールを行なう場合がある。その場合は、作業者により開口部を開く動作を行ない、包装袋の内部にノズルを挿入させた状態にして、空気の排出や導入を行った後に、ヒートシール装置により開口部をシールする。
【０００６】
しかしながら、かかる作業を包装袋の１つ１つについて行うのは煩雑な作業であり、改善が望まれていた。また、開口部を開く動作を機械により行う場合には、確実に開口させる動作を行なわせる必要がある。
【０００７】
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、内容物が収容された被シール体の開口部を開口させるに際して、作業者の手作業を極力排除すると共に、確実に開口動作をさせることが可能な被シール体把持装置、及び、この被シール体把持装置を備えたヒートシールシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係る被シール体把持装置は、
内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置であって、
開口部の近傍における左右両側に夫々配置され、被シール体の裏面側に位置する第１把持部材と、被シール体の表面側に第１把持部材に対向して配置される第２把持部材と、把持状態と開放状態に前記第１・第２把持部材を切り換えるための状態切換機構と、
前記第１・第２把持部材の駆動を制御する把持部材制御手段と、を備え、
この把持部材制御手段は、第１・第２把持部材により被シール体の前記左右両側を把持した後、開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材を第１の方向に駆動し、その後、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を第２の方向に駆動して開口部の幅方向中央部を開口させて、被シール体内部の気体排出あるいは内部への気体導入を行なうためのノズルを前記開口を介して被シール体内へ挿入可能にし、前記ノズルの挿入後、再び第１・第２把持部材を第１の方向に駆動して開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材に対する制御を行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成による被シール体把持装置の作用・効果を説明する。まず、被シール体の開口部の近傍において、左右両側に夫々把持部材が配置されている。把持部材は、被シール体の裏面側と表面側に夫々、第１把持部材と第２把持部材が配置される。すなわち、開口部近傍の左側に第１・第２把持部材が、開口部近傍の右側に第１・第２把持部材が配置される。これら第１把持部材と第２把持部材により、被シール体を把持することができる。
【００１０】
上記の第１・第２把持部材の駆動は、把持部材制御手段により制御される。開口部を開口させる場合、直ちに開く動作を行なうのではなく、一旦は、開口部を緊密に閉じた状態になるように第１・第２把持部材を第１の方向に駆動する。具体的には、開口部の近傍の左右両側を互いに遠ざかる方向に（引っ張るように）動作させることで、開口部を緊密に閉じた状態にさせることができる。開口部が中途半端に開いた状態で把持すると、開口部の開口動作が確実に行なわれない可能性があるので、上記のような動作をさせる。
【００１１】
引き続いて、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を上記第１の方向とは異なる第２の方向に駆動する。具体的には、左右両側が互いに近づく方向に動作させることで、開口部を確実に開かせることができる。これにより、ノズルを開口から挿入可能な状態になる。ノズルが被シール体内に挿入されると、再び、第１・第２把持部材を上記第１の方向に駆動することで、再び、開口部を緊密に閉じることができる。
【００１２】
上記のような構成によれば、開口部を開口させるのに手作業は不要であり、作業の煩雑性を改善することができる。また、上記のごとく第１・第２把持部材の動作を制御することで確実に開口動作をさせることが可能になる。
【００１３】
本発明において、前記第１把持部材及び第２把持部材は、少なくとも表面が弾性を有する把持ローラであり、前記第１の方向と第２の方向とで回転方向が互いに逆になるように設定されていることが好ましい。
【００１４】
かかる弾性を有する把持ローラにより被シール体を把持することで、大きな摩擦力を確保することができ、把持部が不用意に滑らないように把持できるので開口動作も確実に行なうことができる。また、把持ローラの回転方向を変えるのみであるから、第１の方向と第２の方向の切換制御を簡単・確実に行なうことができる。
【００１５】
本発明において前記第１の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材の両方を回転させると共に、第１・第２把持部材の一方は、トルクリミッタを介して駆動源により回転させるように構成されていることが好ましい。
【００１６】
第１の方向に駆動して被シール体の開口部を緊密に閉じさせる場合、大きなトルクを作用させれば、上記動作の確実性は上がるが、必要以上に大きなトルクが作用すると、被シール体に傷を付けたり破断させたりする可能性がある。そこで、トルクリミッタを設けることで、所定以上の力が被シール体に作用することを防止し、被シール体の開口部を緊密に閉じる動作を不具合を生じさせることなく確実に行なうことができる。
【００１７】
本発明において、前記第２の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材のうち、一方のみを駆動することが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、被シール体の表面側あるいは裏面側の一方は動かないようにし、他方側のみを第２の方向に駆動する。仮に表面側と裏面側の両方を駆動させた場合、被シール体の表面側と裏面側が同じ形状に変形してしまい、うまく開口できない可能性がある。そこで、一方のみを駆動することで、確実に開口できるように動作させることができる。
【００１９】
本発明に係る前記第１・第２把持部材の一方は、一方向クラッチを介して駆動源により駆動されることが好ましい。
【００２０】
第２の方向に駆動させる場合、一方向クラッチが切れた状態になるようにすれば、駆動源からの動力伝達は、第１・第２把持部材の一方に対しては行なわれない。第１・第２把持部材の他方については、一方向クラッチはなく、駆動源からの動力がそのまま伝達される。これにより、一方の把持部材のみを駆動させる構成を実現することができる。また、第１の方向に駆動する場合には、一方向クラッチがロックされるため、第１・第２把持部材の両方が駆動されることになる。
【００２１】
本発明において、被シール体の開口部近傍が載置される第１載置部材と、
開口部以外の箇所が載置される第２載置部材と、
これら第１載置部材と第２載置部材とを連結軸を介して連結する連結手段と、
ヒートシールを行なう前に、被シール体の底部側が開口部に対して持ち上がるように、第２載置部材を連結軸周りに強制的に回転させる載置部材回転機構と、を備えていることが好ましい。
【００２２】
被シール体を載置するための載置機構として、第１載置部材と第２載置部材とを連結手段により連結している。そして、第２載置部材は、連結軸周りに回転可能に構成されており、被シール体の底部側が持ち上がるように、第２載置部材を強制的に回転させる載置部材回転機構が設けられている。被シール体に内容物を収容する場合、被シール体の開口部が上になるようにして持つと、内容物が底部の方に偏って移動することがある。かかる状態のまま、被シール体の内部を真空にしてシールすることは好ましくないと考えられる。そこで、シール動作を行なう前段階において、被シール体の底部を持ち上げさせることで、内容物が被シール体内にできるだけ均等に分散するようにし、シール品質を高めることができる。
【００２３】
本発明において、第１・第２載置部材の姿勢を切り換えるための姿勢切換機構を備え、被シール体が夫々の載置面に安定した状態で載置される平行姿勢と、被シール体が載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とに切換可能に構成したことが好ましい。
【００２４】
かかる姿勢切換機構を設けることで、被シール体のシール動作を行なう時には載置面を平行姿勢とすることで、安定した状態でシール動作を行なうことができる。また、シールを終了した被シール体を別途設けた集積部に集積させる場合等は、載置面を傾斜姿勢にすることで、集積部にシール済みの被シール体を集積させることができる。
【００２５】
上記課題を解決するため本発明に係るヒートシールシステムは、上記本発明に係る被シール体把持装置と、開口部のシールを行なうためのヒートシール装置と、を備えており、
前記ヒートシール装置は、開口部近傍を押圧する押圧部、及び、開口部をシールするためのヒーターを有するシール圧着部を備えた圧着作動部と、この圧着作動部と、前記ノズルの動作を制御する圧着制御手段と、を備え、
この圧着制御手段は、前記ノズルが被シール体内に挿入された後、押圧部により開口部近傍を押圧すると共に、ノズルによる気体の排出あるいは導入を行なわせた後にノズルを被シール体内から脱出させる動作を行なわせ、更にシール圧着部により開口部を圧着して開口部のシールをヒーターにより行なうように、制御を行うことを特徴とするものである。
【００２６】
かかるヒートシールシステムの作用・効果を説明する。前述の被シール体把持装置により、被シール体の開口部を開口させて、内部にノズルを挿入した後に、再び、開口部を緊密な状態に閉じさせる。この状態で、ヒートシール装置の圧着作動部を動作させて、まず、押圧部により開口部の近傍を押圧する。この状態でノズルにより、被シール体内の気体を排出させる動作や、被シール体内へ気体を導入する動作を行なわせる。押圧部により開口部近傍を押圧した状態であるから、外気と遮断した状態で確実にノズルによる動作を行なわせることができる。
【００２７】
ノズルの動作が終了した後は、ノズルを被シール体内から脱出させる。更に、シール圧着部による開口部を圧着し、ヒーターにより熱融着を行いシールを行なう。これにより、ノズルによる動作に引き続くシール動作を確実に行ない、所望のシール品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係るヒートシールシステムの好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ヒートシールシステム全体の外観構成を示す斜視図である。図２は、包装袋の構成を示す図である。
【００２９】
図２に示すような包装袋Ｐ（被シール体に相当）内に適宜の内容物が収容されると、その開口部Ａがシールされて密封される。開口部Ａに隣接した内側は、把持領域Ｓに相当する箇所であり、開口部Ａをシールする際には、この場所が押圧されて包装袋Ｐが不用意に移動しないように保持する。包装袋Ｐ内に収容される内容物としては、食品、機械部品、注射器等の医療用器具、各種日用品などが例としてあげられるが、特定のものに限定されるものではない。
【００３０】
図１のように、ヒートシールシステムは、包装袋Ｐの開口部Ａをシールするためのヒートシール装置Ｈと、包装袋Ｐの把持領域Ｓを把持する被シール体把持装置Ｍと、筐体部Ｂにより構成されている。筐体部Ｂ内にヒートシール装置Ｈと被シール体把持装置Ｍとが収納されており、ヒートシール装置Ｈは固定され、被シール体把持装置Ｍは不図示の駆動機構により筐体部Ｂ内を移動することができる。
【００３１】
図１において、ヒートシール装置Ｈは、装置の下部側に位置する基台部１を備えており、この基台部１に主要な機構が収容されている。基台部１の上部には上部カバー部材２が設けられている。基台部１の手前側には、開口部Ａをシールすべき包装袋Ｐを載置し、挟持するための袋挟持部３が設けられている。基台部１の上部手前側には、圧着レバー部４（圧着作動部に相当）が設けられており、シールを行う時は、この圧着レバー部４が押し下げられる。
【００３２】
袋挟持部３には、第１受け部３０と第２受け部３１が配置されている。これに対応して、圧着レバー部４には、第１押圧部４０と第２押圧部４１が配置されている。第１押圧部４０と第１受け部３０は、包装袋Ｐの把持領域Ｓを押圧する機能を有し、その表面はゴムなどの弾性材料により形成される。第２押圧部４１と第２受け部３１は、包装袋Ｐの開口部Ａ（被シール箇所）を押圧・挟持する機能を有する。また、第１押圧部４０と第２押圧部４１は、独立して動くことが可能である。圧着レバー部４の左右両側には、一対の駆動レバー４ａが設けられており、第２押圧部４１と一体的に連結されている。また、駆動レバー４ａには、駆動軸４ｂが連結されており、不図示のシリンダーにより駆動される。圧着レバー部４は、基台部１の奥側に設定された所定の軸芯周りに回転可能に支持されている。
【００３３】
第２受け部３１は、その上部に不図示の線状ヒーターが内蔵されており、その表面部はフッ素樹脂シートにより被覆されている。これにより、樹脂製の包装袋Ｐの融着片が付着しにくく、たとえ付着したとしてもはがれ易いようになっている。線状ヒーターは、包装袋Ｐの開口部Ａの長さをカバーできるに十分な長さを有している。
【００３４】
第２押圧部４１は、操作手前側に２箇所、第１押圧部４０を支持するための支持部４１ａを備えている。第１押圧部４０には、第１押圧部支持軸４２が一体的に結合されており、第１押圧部支持軸４２は、支持部４１ａに沿ってスライド自在に取り付けられている。また、第１押圧部支持軸４２の周囲にはコイルバネが設けられており、第２押圧部４１に対して相対的に第１押圧部４０を下方向に付勢している。
【００３５】
基台部１の上面側には、前後方向に移動可能なノズル４３が設けられており、ノズル４３を、基台部１の奥側から第１押圧部４０と第１受け部３０との間の空間まで移動することで、包装袋Ｐ内へ挿入することが可能である。ノズル４３は、包装袋Ｐ内部の気体を排出したり、内部へ気体を導入したりすることができる。
【００３６】
被シール体把持装置Ｍについて図を用いて詳しく説明する。図３は、被シール体把持装置Ｍの外観構成を示す斜視図である。被シール体把持装置Ｍは、袋載置部５と袋把持部６とにより構成されている。袋載置部５には、載置台５０が設けられており、包装袋Ｐを載置することができる。載置台５０は箱状をしており、筐体部Ｂに固定されている。載置台５０には２つの側板５０ａが形成されており、側板５０ａの間隔は、包装袋Ｐの幅より少し大きくなっている。また、載置台５０には当接板５０ｂが形成されており、当接板５０ｂに包装袋Ｐの底部Ｄ側の端部が当接するように包装袋Ｐを載置した際に、包装袋Ｐの把持領域Ｓが袋把持部６の位置となるようにしている。
【００３７】
また、袋載置部５には、包装袋Ｐを持ち上げるための第２袋支持プレート５１（第２載置部材に相当）が設けられている。第２袋支持プレート５１は、袋把持部６の連結軸６０ａに軸支されており、第２袋支持プレート５１のみが連結軸６０ａ周りに回転運動することができる。また、第２袋支持プレート５１は傾斜面５１ａを有しており、包装袋Ｐに内容物を入れて膨らんだ状態であっても、袋載置部５に載置した際に把持領域Ｓを袋把持部６の位置に配置しやすくなっている。第２袋支持プレート５１は、図のようにＵ字状をしており、第２袋支持プレート５１が水平の状態では、上記のＷ字状をした載置台５０とともに全体として包装袋Ｐを載置するための箱状となる。
【００３８】
袋把持部６には、第２袋支持プレート５１と連続するように第１袋支持プレート（第１載置部材に相当）６０が設けられている。これらにより、包装袋Ｐを載置する載置面が形成される。第２袋支持プレート５１と第１袋支持プレート６０は、左右それぞれに設けられた連結軸６０ａによって連結されており、第１袋支持プレート６０および第２袋支持プレート５１は一体に連結軸６０ａ周りに回転可能である。また、作動板７０が水平方向にスライド可能に設けられている。作動板７０には、２本の作動軸７１が突設されており、この作動軸７１は、袋把持部６に設けられた孔７１ａを貫通し、傾斜面５１ａの裏側に当接している。作動板７０は、不図示のバネにより突出方向に付勢されている。作動板７０は、被シール体把持装置Ｍがヒートシール装置Ｈに接近しシールを行なう際には、ヒートシール装置Ｈの当接面３０ａに当接する。
【００３９】
袋把持部６について、図４を用いてさらに詳しく説明する。図４は、袋把持部６の構成を示す斜視図であり、内部構成の説明のために一部が省略してある。
【００４０】
袋把持部６は主として、把持本体部６１と、把持本体部６１の両側にそれぞれ設けられ、把持本体部６１に対して回転することにより開放状態と把持状態に切り換え可能なローラ支持プレート６２とから構成される。把持本体部６１の両側にはそれぞれ、２枚の連結プレート６１ａが固定されており、この連結プレート６１ａの上部に第２連絡ローラ６４ａが２枚の連結プレート６１ａに挟み込まれるように設けられている。ローラ支持プレート６２は、第２連絡ローラ６４ａの回転軸周りを回転可能に構成されている。ローラ支持プレート６２の端部にはシリンダー連結軸６２ａが設けられており、このシリンダー連結軸６２ａに連結された第１シリンダー６２ｂの先端６２ｃが上下することにより、ローラ支持プレート６２は回転可能となっている。また、左右のローラ支持プレート６２には、それぞれ第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌが設けられている。
【００４１】
把持本体部６１には、左右対称の位置にそれぞれ、第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌ、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬ、分配ローラ６６Ｒ，６６Ｌ、および伝達ローラ６５ａＲ，６５ａＬが回転可能に設けられている。さらに、一方の伝達ローラ６５ａＲの下方には、ローラ駆動モータ（駆動源に相当）６５ｂの駆動軸と同軸の駆動ローラ６５が設けられている。ローラ駆動モータ６５ｂとしては、例えばステッピングモーターが用いられる。また、把持本体部６１の下部には、第１袋支持プレート６０および第２袋支持プレート５１を一体に連結軸６０ａの周りに回転させ、平行姿勢と傾斜姿勢に切り換えるための第２シリンダー６７がリンク構造を介して設けられている。リンク構造の先端６７ａは、第１袋支持プレート６０の裏側と連結されており、第２シリンダー６７の作用により先端６７ａが上下することで、第１袋支持プレート６０の姿勢を切り換えることができる。
【００４２】
次に、袋把持部６の各ローラの駆動機構を図４および図５を用いて説明する。図５は、袋把持部６の上方からの断面図である。駆動ローラ６５と伝達ローラ６５ａＲは図４のようにベルト６５ｃにより連結されている。伝達ローラ６５ａＲと分配ローラ６６Ｒはベルト６８により連結されている。分配ローラ６６Ｒには同軸に第１中間ギア６６ａＲが一体成形されている。また、分配ローラ６６Ｒと同軸に第２中間ギア６６ｂＲが設けられている。なお、第２中間ギア６６ｂＲと分配ローラ６６Ｒは独立して回転可能である。
【００４３】
隣接する第１中間ギア６６ａＲ，６６ａＬ同士は噛み合っている。また、隣接する第２中間ギア６６ｂＲ，６６ｂＬ同士も噛み合っている。第２中間ギア６６ｂＬは、分配ローラ６６Ｌと同軸に設けられ、第２中間ギア６６ｂＲと分配ローラ６６Ｒとの関係と同様に独立して回転可能である。しかし、通常は、分配ローラ６６Ｌと第２中間ギア６６ｂＬとの間には、トルクリミッタ６６ｃが設けられており、互いは連結されて一体的に回転し、所定以上のトルクが発生した際には両者の連結が切れるように構成されている。例えば、トルクリミッタ６６ｃとしては、所定の付勢力を持ったスプリングを、分配ローラ６６Ｌと第２中間ギア６６ｂＬとの間に互いを近付ける方向に付勢するように設けることができる。
【００４４】
第２中間ギア６６ｂＲ，６６ｂＬは、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと同軸に一体成形された第３中間ギア６３ｂＲ，６３ｂＬと噛み合っている。また、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌはベルト６９，６９により連結されている。
【００４５】
上記の構成により、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、第１、第２把持ローラに伝達される。伝達される様子を図７に示す。図７において、Ｍはモータ、Ｒはローラ、Ｇはギア、Ｔはトルクリミッタ、Ｃはクラッチを示している。すなわち、図７に示すように、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、伝達ローラ６５ａＲ、分配ローラ６６Ｒ、第１中間ギア６６ａＲ、第１中間ギア６６ａＬ、分配ローラ６６Ｌ、第２中間ギア６６ｂＬ、第２中間ギア６６ｂＲ、第３中間ギア６３ｂＲ、一方向クラッチ６３ｃＲ、第１連絡ローラ６３ａＲ、第１把持ローラ６３Ｒの順に伝達される。同時に、分配ローラ６６Ｌの回転運動が、第２中間ギア６６ｂＬ、第３中間ギア６３ｂＬ、一方向クラッチ６３ｃＬ、第１連絡ローラ６３ａＬ、第１把持ローラ６３Ｌの順に伝達される。なお、第１連絡ローラ６３ａＲ，６３ａＬと第３中間ギア６３ｂＲ，６３ｂＬの内側には、一方向クラッチ６３ｃＲ，６３ｃＬが設けられており、第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌは一方向にしか回転しない。
【００４６】
また、図４のように、伝達ローラ６５ａＲ，６５ａＬと第２連絡ローラ６４ａ，６４ａがベルト６４ｃ、６４ｃにより連結され、さらに、第２連絡ローラ６４ａ，６４ａと第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌがベルト６４ｂ，６４ｂにより連結されている。すなわち、図７に示すように、ローラ駆動モータ６５ｂの回転運動が、伝達ローラ６５ａＲ、第２連絡ローラ６４ａ、第２把持ローラ６４Ｒの順に伝達される。また、伝達ローラ６５ａＬは、分配ローラ６６Ｌとベルト６８により連結されており、分配ローラ６６Ｌの回転運動が伝達ローラ６５ａＬ、第２連絡ローラ６４ａ、第２把持ローラ６４Ｌの順に伝達される。
【００４７】
被シール体把持装置Ｍの開放状態と把持状態について、図６を用いて説明する。図６（ａ）が開放状態、図６（ｂ）が把持状態である。開放状態では、ローラ支持プレート６２はほぼ垂直姿勢に保たれており、把持状態では、シリンダー６２ｂの作用によりローラ支持プレート６２が回転しほぼ水平姿勢となる。把持状態では、包装袋Ｐの開口部Ａ近傍が第１袋支持プレート６０に載置された際に、包装袋Ｐの裏側の第１把持ローラ６３Ｒ，６３Ｌと包装袋Ｐの表側の第２把持ローラ６４Ｒ，６４Ｌにより包装袋Ｐの左右両側が把持される。
【００４８】
＜システムの機能ブロック図＞
次に、本実施形態に係るヒートシールシステムの機能に関して、図８のブロック図により説明する。制御部１００は、ヒートシールシステムを構成するヒートシール装置Ｈ及び被シール体把持装置Ｍを制御するものであり、ＣＰＵ、メモリ、制御プログラム等により構成される。
【００４９】
把持部材制御手段１００ａは、第１・第２把持ローラ６３，６４の駆動を制御するものであり、ローラ駆動モータに対して予めプログラムで定められたシーケンスに従って、第１・第２把持ローラ６３，６４の回転制御を行う。把持ローラ６３，６４の回転量に関しては、モーター駆動量検出手段１０１によりモーターの駆動量を検出することで検出することができる。把持ローラ６３，６４の回転量については、時間により制御してもよい。
【００５０】
また、把持部材制御手段１００ａは、ローラ支持プレート６２を駆動する第１シリンダー６２ｂに対する駆動指令を行なう。第１シリンダー６２ｂがＯＦＦのときは、ローラ支持プレート６２は垂直姿勢であり、第２把持ローラ６４は開放状態にある。また、第１シリンダー６２ｂをＯＮにすると、ローラ支持プレート６２は水平姿勢となり、第２把持ローラ６４は第１把持ローラ６３と圧着した把持状態Ｓになる。すなわち、包装袋Ｐの把持領域Ｓを把持可能な状態になる。
【００５１】
第１シリンダー６２ｂの状態については、第１シリンダー動作完了検出手段１０２により検出することができる。例えば、第１シリンダー６２ｂに対する通電状態や、ローラ支持プレート６２の姿勢を検知するセンサーからの信号に基づいて、検出することができる。以上の通り、ローラ支持プレート６２と、第１シリンダー６２ｂ、これらを連結する駆動機構は、第１・第２把持ローラ６３，６４を把持状態と開放状態に切り換えるための状態切換機構として機能するものである。
【００５２】
載置部材制御手段１００ｂは、第１・第２袋支持プレート（第１・第２載置部材）６０，５１に対する駆動制御を行なう。具体的には、第１・第２袋支持プレート６０，５１の姿勢を包装袋Ｐを安定して載置する平行姿勢と、包装袋Ｐが載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とを切り換える。第２シリンダー６７がＯＦＦのときは水平姿勢を維持し、ＯＮにすると傾斜姿勢に切り換えられる。
【００５３】
第２シリンダー６７の状態については、第２シリンダー動作完了検出手段１０３により検出することができる。例えば、第２シリンダー６７に対する通電状態や、第１・第２袋支持プレート６０，５１の姿勢を検知するセンサー（不図示）からの信号に基づいて、検出することができる。
【００５４】
圧着制御手段１００ｃは、被シール体把持装置Ｍにより把持された包装袋Ｐの開口部Ａをシールするための制御機能を提供する。圧着レバー部４を押し下げ駆動制御することで、包装袋Ｐの開口部Ａ近傍の把持領域Ｓを押圧・圧着し、また、開口部Ａに第２押圧部４１（シール圧着部に相当）を押圧・圧着させる。圧着レバー部４の駆動は、不図示のシリンダーにより行なわれ、このシリンダーに対する駆動指令信号を出す。
【００５５】
圧着レバー作動量検出手段１０４は、圧着レバー部４の動作状態を検出する。圧着レバー部４の動作状態は、圧着を行なわない開放位置、第１押圧部４０（開口部近傍を押圧する押圧部に相当）により把持領域Ｓのみの押圧を行う第１押圧位置、この第１押圧位置よりも更に押圧して第２押圧部４１による圧着も行われる第２押圧位置の３段階の状態を検出する。作動量の検出は、シリンダーの通電状態や、圧着レバー部４の位置を検出するセンサー信号などに基づいて行うことができる。
【００５６】
また、圧着制御手段１００ｃは、ヒーター１０８やノズル４３に対する駆動制御を行なう。ヒーター１０８への加熱時間・加熱タイミング・冷却時間などは、予め設定されたプログラムにより行うことができる。ノズル４３の作動時間・作動タイミングなどについても同様である。ヒーター１０８やノズル４３の作動状態も、ヒーター動作完了検出手段１０５やノズル動作完了検出手段１０６の機能により行なうことができる。
【００５７】
被シール体把持装置制御手段１００ｄは、被シール体把持装置Ｍに対する駆動制御を行う。被シール体把持装置Ｍは、原点位置・シール位置・排出位置などの各位置に移動制御する必要がある。原点位置は、包装袋Ｐを被シール体把持装置Ｍにセットする位置である。シール位置は、包装袋Ｐの開口部Ａをシールする位置である。排出位置は、シールされた包装袋Ｐを被シール体把持装置Ｍから排出させる位置である。被シール体把持装置Ｍの位置は、位置検出手段１０７の機能により検出することができる。
【００５８】
＜作動フローチャート＞
次に、本実施形態に係るヒートシールシステムの動作を図９のフローチャートと、図６、図１０、図１１に示す動作図に基づいて説明する。
【００５９】
まず、被シール体把持装置Ｍを原点位置にセットする（Ｓ１）。この状態は図１に示されるように、包装袋Ｐを袋支持プレートの上に載置可能な状態である。次に、シールすべき包装袋Ｐを袋支持プレートの上にセットする（Ｓ２）。包装袋Ｐの内部には、所定の内容物が収容された状態である。
【００６０】
次に、不図示のスタートスイッチをＯＮにする（Ｓ３）。これにより、第１シリンダー６２ｂが通電され、ローラ支持プレート６２が垂直姿勢から水平姿勢に変換させられる。すなわち、第２把持ローラ６４が開放状態から把持状態に変換させられて、包装袋Ｐの左右両側が夫々第１・第２把持ローラ６３，６４により把持される（Ｓ４）。また、包装袋Ｐを把持した状態は図６（ｂ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）に示される。
【００６１】
次に、この把持した状態のまま、被シール体把持装置Ｍを原点位置からシール位置へと移動させる（Ｓ５）。所定のシール位置に移動すると、作動板７０がヒートシール装置Ｈの当接面３０ａに押されて、作動軸７１の先端が第２袋支持プレート５１の傾斜面５１ａの裏面を押す。これにより、第２袋支持プレート５１は、連結軸６０ａ周りに回転させられ、持ち上げられる（Ｓ６）（図１０（ｂ））。
【００６２】
この動作により、包装袋Ｐの開口部Ａとは反対側の底部Ｄ（図２参照）が持ち上げられる。包装袋Ｐの内部には、多数の内容物が収容されるが、包装袋Ｐがセットされた時点で、内容物が底部Ｄの方に偏って収容されている場合がある（図１０（ａ）参照）。この状態のまま、包装袋Ｐの内部を真空引きするのは外観上・品質上も好ましくない。そこで、上記のように底部Ｄを持ち上げることで、底部Ｄに内容物が偏っていた場合に、できるだけ均等に内容物が分散するようにすることができる。
【００６３】
次に、ローラ駆動モータ６５ｂを駆動して、第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる（Ｓ７）。この状態を図１１（ｂ）に示す。包装袋Ｐをセットして、第１・第２把持ローラ６３，６４で把持した直後は、図１１（ａ）に示すように、開口部Ａが完全に閉じた状態になっているとは限らず、部分的に歪みが生じて開いている箇所が存在しうる。まず、この状態を解消するために、上記のように第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる。
【００６４】
この回転方向は、開口部Ａの近傍の左右両側を外側に引っ張るように作用するため、開口部Ａをピンと張らせた状態にすることができる。これにより、開口部Ａが緊密に閉じた状態にすることができる。
【００６５】
なお、この時の動作では、第１・第２把持ローラ６３，６４とも同じように回転駆動される。ただし、トルクリミッタを介して駆動しているので、必要以上に大きなトルクが作用した場合、トルクリミッタが滑ることで、動力の伝達を切るようにしている。従って、包装袋Ｐが不用意に損傷したりすることを防止することができる。
【００６６】
第１・第２把持ローラ６３，６４を所定量回転した後、第１・第２把持ローラ６３，６４の回転を停止させる（Ｓ８）。所定量については、ローラ駆動モータ６５ｂの回転量の検出などにより行なうことができる。
【００６７】
次に、第２把持ローラ６４を第２の方向に回転させる（Ｓ９）。このとき、ローラ駆動モータ６５ｂの回転方向は、第１の方向の場合とは逆回転となる。この場合、一方向クラッチを設けているため、このローラ駆動モータ６５ｂの動力は、第１把持ローラ６３には伝達されない。従って、第１把持ローラ６３は停止したまま、第２把持ローラ６４のみが回転する状態になる。
【００６８】
この状態は、図１１（ｃ）に示される。すなわち、包装袋Ｐの開口部Ａの表面側のみが内側に寄せられる形になるので、開口部Ａの中央部に開口が形成させられる。第２把持ローラ６４のみを駆動するため、包装袋Ｐの表面側のみが図示するように上に凸になるように変形させられるので、確実に開口を形成することができる。仮に、第１把持ローラ６３も同じように第２の方向に回転させると、包装袋Ｐの表面側も裏面側も上に凸に変形する可能性があり、そうすると、うまく開口が形成されないことになる。
【００６９】
第２把持ローラ６４を所定量回転した後、第２把持ローラ６４の回転を停止させる（Ｓ１０）。所定量については、ローラ駆動モータ６５ｂの回転量の検出などにより行なうことができる。
【００７０】
次に、ノズル４３を上記開口が形成された開口部Ａを介して、包装袋Ｐの内部に挿入する（Ｓ１１）。この状態を図１１（ｄ）に示す。
【００７１】
次に、再び、第１・第２把持ローラ６３，６４を第１の方向に回転させる（Ｓ１２）。図１１（ｄ）にも示すように、ノズル４３と開口の間には隙間が形成されているので、この隙間を解消するために、把持ローラ６３，６４を駆動するものである。
【００７２】
第１・第２把持ローラ６３，６４を所定量回転した後、把持ローラ６３，６４の回転を停止させる（Ｓ１３）。この状態を図１１（ｅ）に示すが、ノズル４３の周囲の隙間が解消されて密着した状態になっている。
【００７３】
次に、圧着レバー部４を駆動し、第１押圧部４０を押し下げて、開口Ａの近傍を押圧する（Ｓ１４）。この押圧状態により、包装袋Ｐの内部と外気が完全に遮断される。次に、ノズル４３を作動させて、包装袋Ｐ内の空気を排出し、真空にする（Ｓ１５）。ノズル４３の作動が完了すると、ノズル４３を包装袋Ｐ内から脱出させる（Ｓ１６）（図１１（ｆ））。
【００７４】
更に圧着レバー部４を動作させて、第２押圧部４１を押し下げる（Ｓ１７）。これにより、第２押圧部４１により開口部Ａが圧着される。ついて、ヒーター１０８を加熱し、開口部Ａを熱溶着することで開口部Ａがシールされる（Ｓ１８）。
【００７５】
ヒーター１０８による所定時間の加熱が完了すると、圧着レバー部４を開放する（Ｓ１９）。そして、被シール体把持装置Ｍをシール位置から排出位置へと移動させる（Ｓ２０）。排出位置は、原点位置以外の適宜の場所に設定することができる。
【００７６】
排出位置への移動が完了すると、第１シリンダー６２ｂを駆動して、第２把持ローラ６４を把持状態から開放状態へと切り換える（Ｓ２１）。これにより、包装袋Ｐの把持状態が解除される。次に、第２シリンダー６７を駆動する（Ｓ２２）。これにより、第１・第２袋支持プレート６０，５１が傾斜状態に姿勢変更され、シール済みの包装袋Ｐは、載置面を滑って落ちて、所定の場所に集積される（Ｓ２３）（図１０（ｃ））。引き続いて別の包装袋Ｐのシール動作を行なう場合には、ステップＳ１に戻り、同様の動作を繰り返せばよい。
【００７７】
＜別実施形態＞
本実施形態では、開口部Ａの近傍の左右両側に設けられた把持ローラ６３，６４を夫々駆動するような構成を採用しているが、例えば、左側の第１・第２把持ローラ６３，６４は回転しないように固定し、右側の第１・第２把持ローラ６３Ｒ，６４Ｒのみを駆動するように構成してもよい。
【００７８】
本実施形態では、１つの駆動源（ローラ駆動モータ）で第１・第２把持ローラ６３，６４を駆動しているが、第１把持ローラ６３の駆動モータと、第２把持ローラ６４の駆動モータを別々に設けて制御してもよい。
【００７９】
本実施形態では、把持ローラ６３，６４により包装袋Ｐを把持した後、直ちにシール位置へと移動しているが、これに限定されるものではない。例えば、図９におけるステップＳ１０までの把持ローラ６３，６４に関する動作を原点位置で行なってからシール位置に移動してもよい。
【００８０】
本実施形態ではノズル４３により包装袋Ｐ内の空気を排出しているが、包装袋Ｐ内に気体を導入する場合においても、本発明は適用できるものである。気体を導入するケースとしては、例えば、酸化防止、変退色の防止、香気保存などのために、空気中の酸素を除去する目的で窒素ガスなどを導入する例があげられる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ヒートシール装置の外観構成を示す斜視図
【図２】包装袋の構成を示す図
【図３】被シール体把持装置の外観構成を示す斜視図
【図４】袋把持部の内部構成を示す斜視図
【図５】袋把持部の内部構成を示す断面図
【図６】袋把持部の状態切換状態を示す図
【図７】把持ローラまでの伝達系の構成を示す模式図
【図８】ヒートシールシステムの機能を示すブロック図
【図９】シールを行なうときの動作を示すフローチャート
【図１０】袋支持プレートの動作を示す図
【図１１】把持ローラの動作と包装袋の開口部の状態を示す図
【符号の説明】
【００８２】
Ａ 開口部
Ｃ 一方向クラッチ
Ｄ 底部
Ｐ 包装袋
Ｈ ヒートシール装置
Ｍ 被シール体把持装置
Ｔ トルクリミッタ
４ 圧着レバー部
４０ 第１押圧部
４１ 第２押圧部
４３ ノズル
５１ 第２袋支持プレート
６０ 第１袋支持プレート
６２ ローラ支持プレート
６２ｂ 第１シリンダー
６３，６３Ｒ，６３Ｌ 第１把持ローラ
６４，６４Ｒ，６４Ｌ 第２把持ローラ
１００ 制御部
１００ａ 把持部材制御手段
１００ｂ 載置部材制御手段
１００ｃ 圧着制御手段
１０８ ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置であって、
開口部の近傍における左右両側に夫々配置され、被シール体の裏面側に配置される第１把持部材と、
被シール体の表面側に第１把持部材に対向して配置される第２把持部材と、
把持状態と開放状態に前記第１・第２把持部材を切り換えるための状態切換機構と、
前記第１・第２把持部材の駆動を制御する把持部材制御手段と、を備え、
この把持部材制御手段は、第１・第２把持部材により被シール体の前記左右両側を把持した後、開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材を第１の方向に駆動し、その後、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を第２の方向に駆動して開口部の幅方向中央部を開口させて、被シール体内部の気体排出あるいは内部への気体導入を行なうためのノズルを前記開口を介して被シール体内へ挿入可能にし、前記ノズルの挿入後、再び第１・第２把持部材を第１の方向に駆動して開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材に対する制御を行なうことを特徴とする被シール体把持装置。
【請求項２】
前記第１把持部材及び第２把持部材は、少なくとも表面が弾性を有する把持ローラであり、前記第１の方向と第２の方向とで回転方向が互いに逆になるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の被シール体把持装置。
【請求項３】
前記第１の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材の両方を回転させると共に、第１・第２把持部材の一方は、トルクリミッタを介して駆動源により回転させるように構成されている請求項２に記載の被シール体把持装置。
【請求項４】
前記第２の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材のうち、一方のみを駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項５】
前記第１・第２把持部材の一方は、一方向クラッチを介して駆動源により駆動されることを特徴とする請求項４に記載の被シール体把持装置。
【請求項６】
被シール体の開口部近傍が載置される第１載置部材と、
開口部以外の箇所が載置される第２載置部材と、
これら第１載置部材と第２載置部材とを連結軸を介して連結する連結手段と、
ヒートシールを行なう前に、被シール体の底部側が開口部に対して持ち上がるように、第２載置部材を連結軸周りに強制的に回転させる載置部材回転機構と、を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項７】
第１・第２載置部材の姿勢を切り換えるための姿勢切換機構を備え、被シール体が夫々の載置面に安定した状態で載置される平行姿勢と、被シール体が載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とに切換可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の被シール体把持装置と、
前記開口部のシールを行なうためのヒートシール装置と、を備えたヒートシールシステムであって、
前記ヒートシール装置は、
開口部近傍を押圧する押圧部、及び、開口部をシールするためのヒーター１０８を有するシール圧着部を備えた圧着作動部と、
この圧着作動部と、前記ノズルの動作を制御する圧着制御手段と、を備え、
この圧着制御手段は、前記ノズルが被シール体内に挿入された後、押圧部により開口部近傍を押圧すると共に、ノズルによる気体の排出あるいは導入を行なわせた後にノズルを被シール体内から脱出させる動作を行なわせ、更にシール圧着部により開口部を圧着して開口部のシールをヒーター１０８により行なうように、制御を行うことを特徴とするヒートシールシステム。
【請求項１】
内容物が収容された被シール体の開口部をヒートシール装置によりシールする際に用いられ、前記開口部を把持するための被シール体把持装置であって、
開口部の近傍における左右両側に夫々配置され、被シール体の裏面側に配置される第１把持部材と、
被シール体の表面側に第１把持部材に対向して配置される第２把持部材と、
把持状態と開放状態に前記第１・第２把持部材を切り換えるための状態切換機構と、
前記第１・第２把持部材の駆動を制御する把持部材制御手段と、を備え、
この把持部材制御手段は、第１・第２把持部材により被シール体の前記左右両側を把持した後、開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材を第１の方向に駆動し、その後、第１・第２把持部材のうちの少なくとも一方を第２の方向に駆動して開口部の幅方向中央部を開口させて、被シール体内部の気体排出あるいは内部への気体導入を行なうためのノズルを前記開口を介して被シール体内へ挿入可能にし、前記ノズルの挿入後、再び第１・第２把持部材を第１の方向に駆動して開口部が緊密に閉じた状態になるように、第１・第２把持部材に対する制御を行なうことを特徴とする被シール体把持装置。
【請求項２】
前記第１把持部材及び第２把持部材は、少なくとも表面が弾性を有する把持ローラであり、前記第１の方向と第２の方向とで回転方向が互いに逆になるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の被シール体把持装置。
【請求項３】
前記第１の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材の両方を回転させると共に、第１・第２把持部材の一方は、トルクリミッタを介して駆動源により回転させるように構成されている請求項２に記載の被シール体把持装置。
【請求項４】
前記第２の方向に駆動を行う場合、第１・第２把持部材のうち、一方のみを駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項５】
前記第１・第２把持部材の一方は、一方向クラッチを介して駆動源により駆動されることを特徴とする請求項４に記載の被シール体把持装置。
【請求項６】
被シール体の開口部近傍が載置される第１載置部材と、
開口部以外の箇所が載置される第２載置部材と、
これら第１載置部材と第２載置部材とを連結軸を介して連結する連結手段と、
ヒートシールを行なう前に、被シール体の底部側が開口部に対して持ち上がるように、第２載置部材を連結軸周りに強制的に回転させる載置部材回転機構と、を備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項７】
第１・第２載置部材の姿勢を切り換えるための姿勢切換機構を備え、被シール体が夫々の載置面に安定した状態で載置される平行姿勢と、被シール体が載置面から滑り落ちることを許容する傾斜姿勢とに切換可能に構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の被シール体把持装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の被シール体把持装置と、
前記開口部のシールを行なうためのヒートシール装置と、を備えたヒートシールシステムであって、
前記ヒートシール装置は、
開口部近傍を押圧する押圧部、及び、開口部をシールするためのヒーター１０８を有するシール圧着部を備えた圧着作動部と、
この圧着作動部と、前記ノズルの動作を制御する圧着制御手段と、を備え、
この圧着制御手段は、前記ノズルが被シール体内に挿入された後、押圧部により開口部近傍を押圧すると共に、ノズルによる気体の排出あるいは導入を行なわせた後にノズルを被シール体内から脱出させる動作を行なわせ、更にシール圧着部により開口部を圧着して開口部のシールをヒーター１０８により行なうように、制御を行うことを特徴とするヒートシールシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１３２４４８（Ｐ２００９−１３２４４８Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９５１８３（Ｐ２００８−９５１８３）
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り ２００７日本国際包装機械展（ジャパンパック２００７）、社団法人日本包装機械工業会、平成１９年１０月１６日から１０月２０日「５日間」
【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２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り ２００７日本国際包装機械展（ジャパンパック２００７）、社団法人日本包装機械工業会、平成１９年１０月１６日から１０月２０日「５日間」
【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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