(57)【要約】【課題】シールの不良を防止し、高品質かつ生産効率の優れた製品をもたらすことができるヒートシール装置を提供することにある。【解決手段】本発明の実施の形態１に係るヒートシール装置は、シール良否判定手段３００及び報知手段４００を具備している。シール良否判定手段３００は、圧力測定器５と接続され、圧力測定器５からの圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定する。報知手段４００は、シール良否判別手段３００によりシールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを報知する。報知手段４００は、シールが不良であると判定されたときに警報音を発生する警報装置で構成される。なお、報知手段４００は、シールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを示す表示装置で構成されてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟包装フィルムに熱を加えてシールを行うヒートシール装置において、上下のヒートシールバーのうちのいずれか一方に配置され、前記ヒートシールバーの全面の圧力測定を行って圧力測定値を生成するシート状の圧力測定器と、
前記圧力測定器からの前記圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定するシール良否判定手段と、
を具備することを特徴とするヒートシール装置。
【請求項２】
前記シール良否判別手段によりシールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを報知する報知手段を具備することを特徴とする請求項１に記載のヒートシール装置。
【請求項３】
前記報知手段は、前記シール良否判別手段によりシールが不良であると判定されたときに警報音を発生する警報装置で構成されていることを特徴とする請求項２に記載のヒートシール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装機械においてヒートバーの圧力を監視することでシール不良を防止するヒートシール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ロール状に巻かれた基材から袋を作成する製袋機において、一般的に基材には軟包装フィルムが用いられる。軟包装フィルムを用いて作成した軟包装袋の基本的な形態としては、二方シールタイプ、ピロータイプ（背貼合掌）、三方シールタイプ、底部ガセットタイプ、側部ガセットタイプ、底部ガセットタイプスタンディングパウチ等があり、用途により適宜選択されている。
【０００３】
上記のような軟包装袋を作成する時には、軟包装フィルムを、表面部材と裏面部材の面同士を所定の印刷絵柄合せをして対向させ、パウチ形状に仕上げるために、縦シール工程、縦シールの冷却工程、横シール工程、横シールの冷却工程、異形部シール工程、異形部シールの冷却工程、易開封性を付与するノッチ加工工程、底部のフィルムの余分な部分をスリット刃でスリットする底部スリット加工工程、底部のコーナー（角）にＲをつけるコーナーＲ部加工工程、注出機能を形成するための異形部抜き工程、連続したパウチを個断ちする側部断裁工程等の各工程を経て、製袋完了品を得る。製造する製袋品の形状により、これらの工程から必要な工程が適時選択される。
【０００４】
このような従来の製袋機における加工は、前記包装材料のシーラント層同士を対向させて製袋機に供給し、該製袋機のシール、ノッチ加工、抜きなどの加工部の上下動により行われている。
【０００５】
前記製造方法においては、軟包装フィルムは間欠送りされ、間欠送りごとに各シール工程に設置された加熱シールバーは上下動され、加熱シールバーから軟包装フィルムへ熱を伝え、その熱により表面部材と裏面部材はシールされる。しかし、従来のヒートシール装置では、例えばシール動作の時に加熱シールバーと軟包装フィルムとの間や表面部材と裏面部材の間に異物を噛み込んだり、フィルムにしわが発生したり、機械的な不具合によりシールバーが完全に上下動せずにシール動作が完了しない等の問題が発生することがあった。そのため、異物が製品に混入したり、シール不良が発生する等の重大な欠陥が発生していた。また、シール動作を行った時にシールの不良の確認を行う事は、従来のヒートシール装置では困難であった。
【０００６】
上記のような問題を解決するため、シール不良を防止する装置の一例として、特許文献１には、以下の機構を持つ装置が開示されている。すなわち、軟包装フィルムを製袋、内容物を充填、ヒートシール及び切断するピロー包装機において、ヒートシールを行うヒートシールバーの少なくとも一方の側に複数の荷重検出器を配設し、シール時におけるヒートシールバーの圧力分布からシール不良を検出するように構成されているヒートシール装置である。
【０００７】
特許文献１に記載されている装置の特徴として、シール不良の検出に荷重検出器(例えばロードセル)を使用していることが挙げられる。すなわち、軟包装フィルムをシールする際にしばしば発生する異物のかみこみ、シールのしわ、破れ等のシール不良を検知する際に、ギャップ変位計等のヒートシールバーの位置を検出する機器を、ヒートシールバーの駆動を行う往復駆動装置に設置するのでは、フィルムの厚みが薄い場合に検出される値の変化が極めて小さく、シール不良の判定が困難であるため、ヒートシールバーに荷重検出器を複数個設置し、各加重検出器の検出値の差からシール不良を判定することが挙げられる。また、他の特徴として、シールの良否を判定するシール条件として、ヒートシールバーの押付力を往復駆動装置からではなく、ヒートシールを行うヒートシールバーから直接検出していることが挙げられる。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載されている装置においては、軟包装フィルムは薄く、しわや破れが発生しても加重に与える影響は大きくなく、また、異物のかみ込みにおいても異物は微小であることが多く、数個の加重検出器で微小な加重の変化を検出し、シール不良の判定をする事は困難である。そのため、加重検出器とヒートシールバーの間隔を測定するギャップ検出器を併用する必要がある場合もあり、多くの機構が必要となりコストが高くなるという問題がある。
【０００９】
その他の例として、特許文献２には、以下の機構を持つヒートシール装置が開示されている。すなわちヒートシール直後に赤外線カメラを用いてシール部分の熱画像情報を取得し、熱画像情報を処理することで温度分布の情報を計測し、温度情報を正常にヒートシールされたものについてあられた温度情報と対比して、シール不良を判定するように構成されているシール不良検出法である。
【００１０】
特許文献２に記載されている装置の特徴として、包装用の袋にレトルト食品等の内容物を充填し、開口部をヒートシールする場合に、そのシール部に内容物をかみ込みが発生したり、シール表面に付着などが発生した際、内容物に熱を奪われ、温度低下が生じる事を利用していることが挙げられる。また、その他の特徴として、斜めシールやシール幅不足、シール幅過多が発生した場合、赤外線カメラを用いて取得した熱画像情報の波形の絶対レベルが変化するため、シール不良の検出が可能である事が挙げられる。
【００１１】
しかし、特許文献２に記載されている装置においては、充填包装機において内容物を噛み込む場合には、ヒートシール温度に比して内容物の温度が低いため、その部分に温度低下が生じることでヒートシール部に温度変化が発生し、シール不良を判定することができる。このため、内容物を詰める前の製袋品を製造する製袋機では、内容物による温度変化が生じることがなく、温度変化を確認することができないという問題点がある。また、シール幅不足や斜めシールがある場合には、画像処理によりは計の絶対レベルが下がるため温度変化の波形を得ることが可能であるが、微小なシール状態の変化を観測することは困難であるという問題点がある。また、従来にない機構を取り付けるため、機械によっては取り付けスペースが確保できないという問題点がある。
【００１２】
上記のような問題により、特許文献１、２に記載されている方法において、シール不良を確実に検知することで良品と不良品を判別し、高い生産性と品質を実現することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平５−１３９４１７号公報
【特許文献２】特開２０００−０７９９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、シールの不良を防止し、高品質かつ生産効率の優れた製品をもたらすことができるヒート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】
【００１５】
請求項１の発明に係るヒートシール装置は、軟包装フィルムに熱を加えてシールを行うヒートシール装置において、上下のヒートシールバーのうちのいずれか一方に配置され、前記ヒートシールバーの全面の圧力測定を行って圧力測定値を生成するシート状の圧力測定器と、前記圧力測定器からの前記圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定するシール良否判定手段と、を具備することを特徴とする。
【００１６】
請求項１の発明によれば、ヒートシールバーの全面の圧力測定を行って圧力測定値を生成し、前記圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定するため、ヒートシールバーの動作中に、その動作が完全に行われたかどうかを判定することが可能であり、軟包装フィルムやヒートシールバー上に異物が付着したり、又は、軟包装フィルムにシワが発生した場合においても、シート上の圧力測定器によりシールバー全面の圧力変化を測定しているため、シールバーの一部分の微小な圧力変化も測定が可能である。このため、請求項１の発明によれば、シールの不良を防止し、高品質かつ生産効率の優れた製品をもたらすことができる。
【００１７】
また、請求項１の発明によれば、軟包装フィルムやヒートシールバー上に異物が付着したり、あるいは軟包装フィルムにシワが発生してヒートシールバーからの熱が正常に伝わらなかったりした場合にも、異物が付着やシワの発生等によるシール圧の微小な変化でも確実な検知が可能である。
【００１８】
請求項２の発明に係るヒートシール装置は、請求項１の発明において、前記シール良否判別手段によりシールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを報知する報知手段を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、シールが不良であることを報知する報知手段を具備するため、目的及び状況に応じて、適切な警報動作を選択することにより、異常時の対応を適切に行うことが可能となる。
【００２０】
請求項３の発明に係るヒートシール装置は、請求項２の発明において、前記報知手段が、前記シール良否判別手段によりシールが不良であると判定されたときに警報音を発生する警報装置で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、シールが不良であると判定されたときに警報音を発生する警報装置で構成されているため、ヒートシール装置が動作した際にシール不良が発生したときに不良品の流出を防ぐことをより確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ヒートシールバーの全面の圧力測定を行って圧力測定値を生成し、前記圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定するため、ヒートシールバーの動作中に、その動作が完全に行われたかどうかを判定することが可能であり、軟包装フィルムやヒートシールバー上に異物が付着したり、又は、軟包装フィルムにシワが発生した場合においても、シート上の圧力測定器によりシールバー全面の圧力変化を測定しているため、シールバーの一部分の微小な圧力変化も測定が可能である。このため、本発明によれば、シールの不良を防止し、高品質かつ生産効率の優れた製品をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートシール装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るヒートシール装置を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るヒートシール装置が適用される製袋品の一例を示す模式図である。
【図４】実施の形態に係るヒートシール装置における不良例の模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るヒートシール装置のシール良否判別手段の具体例を示す略斜視図である。
【図６】本発明実施の形態に係るヒートシール装置の動作の1例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートシール装置を示す概略図である。図１に示すように、本発明の実施の形態１に係るヒートシール装置は、軟包装フィルムに熱を加えてシールを行うものであって、軟包装袋を形成する表面部材１及び裏面部材８を挟み込むように配置されている上側ヒートシールユニット１００及び下側ヒートシールユニット２００を具備している。
【００２５】
上側ヒートシールユニット１００は、上ヒートシールバー２、上ヒーター３、上断熱材４、上シート状の圧力測定器５、上固定板６及び上駆動板７を具備している。下側ヒートシールユニット２００は、下ヒートシールバー９、下ヒーター１０、下断熱材１１、下固定板１３及び下駆動板１４を具備している。
【００２６】
軟包装袋を形成する表面部材１及び裏面部材８を挟み込むように上ヒートシールバー２及び下ヒートシールバー９が上下それぞれに設置されている。表面部材１及び裏面部材８はヒートシールバーと接触するため、ヒートシールバーの形状により軟包装袋のシール形状を変えることができる。上下のヒートシールバー２、９は、それぞれ上下ヒートシールバー２、９に接して設置されている上ヒーター３及び下ヒーター１０から熱の供給を受ける。
【００２７】
上ヒーター３及び下ヒーター１０には電熱線が埋め込まれており、ヒートシール装置の稼働中は設定された温度まで上昇する。上ヒーター３及び下ヒーター１０からの熱が駆動部側へ伝達することを防止するため、上ヒーター３及び下ヒーター１０に接するように上断熱材４及び下断熱材１１が上下それぞれに設置されている。これらの上ヒートシールバー２、上ヒーター３、上断熱材４は、上固定板６に取り付けられている。下ヒートシールバー８、下ヒーター１０、下断熱材１１は、下固定板１３に取り付けられている。
【００２８】
上駆動板は、上側ヒートシールユニットを上下に駆動する。下駆動板は、下側ヒートシールユニットを上下に駆動する。上駆動板及び下駆動板は、軟包装フィルムである表面部材１及び裏面部材８をシールするときに上側ヒートシールユニット及び下側ヒートシールユニットを移動させて表面部材１及び裏面部材８に対し圧力を加え、かつ、加熱する。上断熱材４と上固定板６との間にシート状の圧力測定器５が配置されている。
【００２９】
なお、シート状の圧力測定器５を設置する箇所は、上断熱材と上固定板との間に限らない。上ヒートシールバーからつながっている箇所で、上ヒートシールバーの圧力を測定できる箇所であるなら、シール圧検知による不良の検出は可能である。
【００３０】
本発明の実施の形態１に係るヒートシール装置は、さらにシール良否判定手段３００及び報知手段４００を具備している。シール良否判定手段３００は、圧力測定器５と接続され、圧力測定器５からの圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定する。報知手段４００は、シール良否判別手段３００によりシールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを報知する。報知手段４００は、シールが不良であると判定されたときに警報音を発生する警報装置で構成される。なお、報知手段４００は、シールが不良であると判定されたときにシールが不良であることを示す表示装置で構成されてもよい。
【００３１】
なお、圧力測定器５は、上側ヒートシールユニット１００の代わりに下側ヒートシールユニット２００に配置されてもよい。
【００３２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、説明する。図２は、本発明の実施の形態２に係るヒートシール装置を示す概略図である。本発明の実施の形態２においては、本発明の実施の形態1と同じ構成要素には同じ参照符号が付されてその説明が省略される。
【００３３】
図２に示すように、本発明の実施の形態２に係るヒートシール装置は、上側ヒートシールユニット１００及び下側ヒートシールユニット５００を具備し、下側ヒートシールユニット５００が下側ヒートシールユニット２００においてシート状の圧力測定器１２を具備している。シート状の圧力測定器１２は、下断熱材１１と下固定板１３との間に配置されている。圧力測定器１２は、シール良否判定手段３００に接続されている。シール良否判定手段３００は、圧力測定器５、１２からの圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定する。本発明の実施の形態２におけるこの構成以外の構成は、本発明の実施の形態1と同じである。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態に係るヒートシール装置が適用される製袋品の一例を示す模式図である。軟包装袋の製袋工程においては、まず表面部材１及び裏面部材８の軟包装フィルムが所定の印刷絵柄合わせをして対向され、パウチ形状に仕上げるために、縦シール工程、縦シールの冷却工程、横シール工程、横シールの冷却工程、異形部シール工程、異形部シールの冷却工程等の各種シール工程、冷却工程を経てシール部１６を形成する。また、易開封性を付与するためのノッチ１７を形成するノッチ加工工程をはじめとした各種加工工程を経て、製袋完了品が得られる。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態に係るヒートシール装置における不良例の模式図である。図４は、シール部に異物をかみこんだ不良例を示す。例えば、シール部１６に異物１９を挟み込んだ場合、異物１９がはさみ込まれた箇所はヒートシールバーが受ける圧力が通常よりも高くなる。また、異物１９が挟み込まれた周辺は、異物を中心にシールバーが受ける圧力が変化し、異物より遠くになるにしたがって圧力の変化も小さくなる。シート状の圧力測定器により、シールバー全体の荷重を細かく測定可能であるため、異物の場所を特定することが可能である。
【００３６】
図５に示すように、シール良否判定手段３００は、例えば、制御用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）２０で構成されている。圧力測定器５からの圧力の測定結果は、圧力測定器５の測定値を管理するために用意された接続された制御用のＰＣ２０に転送され管理される。ＰＣ２０は、ヒートシール装置の動作ごとに圧力測定器５からの圧力測定値と予め記憶している圧力正常基準値と比較してシールの良否を自動的に判定する。
【００３７】
ＰＣ２０は、シールが不良であると判定されたときに包装機本体へ異常信号を出力し、包装機の駆動を停止し、警報音による警告などの動作をさせることが可能である。また、ＰＣ２０は、シールが不良であるという異常が発生したときの画像や履歴保存することで、不良発生の傾向を把握することができ、対策を取ることが可能になる。
【００３８】
次に、本発明実施の形態に係るヒートシール装置の動作の1例を説明する。図６は、本発明実施の形態に係るヒートシール装置の動作の1例を説明するためのフローチャートである。ヒートシール装置が動作を行うと（ステップＳ１）、シート状の圧力測定器５の測定結果を取得する（ステップＳ２）。取得した測定結果と、あらかじめ登録してある良品のシール圧の測定結果とを比較を行い（ステップＳ３）、両方の測定結果に相違があるか検査を行う（ステップＳ４）。
【００３９】
次に、測定結果に相違がない場合、シール状態は良好と判定し（ステップＳ５）、製袋機本体へのフィードバックは行わない。この場合、シール状態が良好の場合にも判定結果を出力し、制御用のＰＣ２０に履歴を保存することで、後からでも生産状況を確認することが可能になり、トレーサビリティの向上に役立たせることが可能である。
【００４０】
また、測定結果に相違がある場合、シール状態は不良と判定し（ステップＳ６）、制御用のＰＣ２０へ異常信号の出力を行う（ステップＳ７）。制御用のＰＣ２０には、各ヒートシール装置の設置位置をあらかじめ記憶させておき、異常出力の後、異常出力を出したヒートシール装置から断裁装置までフィルムが移動したときに、断裁停止の信号を製袋機へと出力し（ステップＳ８）、該当部分のみ断裁を行わないことで排除を行ったり、また、ヒートシール装置の位置にかかわらず、異常出力の場合には直ちに製袋機の動作を停止させることで、確実にシール不良が発生した部分の排除を行う等の動作が可能である。
【００４１】
なお、本発明で用いる軟包装フィルムは、ヒートシール可能なフィルムであれば何でもよい。また、本発明は実施の形態に記した製袋機のヒートシール装置に限るものではない。ヒートシールを行う必要があるのは袋を作る製袋機だけでなく、軟包装袋に内容物を充填し、開口部にシールを行う充填機や、製袋と充填を行う製袋充填機等においても、ヒートシールを行う必要が生じる。本発明は、前記のヒートシール行程においても、確実にヒートシールを行いシール不良を検知するのに有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１  表面部材
２  上ヒートバー
３  上ヒーター
４  上断熱材
５  上シート状の圧力測定器
６  上固定板
７  上駆動板
８  裏面部材
９  下ヒートシールバー
１０  下ヒーター
１１  下断熱材
１２  下シート状の圧力測定器
１３  下固定板
１４  下駆動板
１５  不良例
１６  シール部
１７  ノッチ
１８  パンチ穴
１９  異物
２０  ＰＣ
１００  上側ヒートシールユニット
２００  下側ヒートシールユニット
３００  シール良否判定手段
４００  報知手段
５００  下側ヒートシールユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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