(57)【要約】【課題】  安価な構成で線形の圧力値が得られ、装置の形状などに依存しないインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置を提供する。【解決手段】  被シール物Ｆのシール部Ｆａを圧着する圧着部１０と、被シール物Ｆのシール部Ｆａを加熱する加熱部３１とを備え、圧着部１０の圧着作用により、シール部Ｆａを圧着部１０と加熱部３１とで挟持することにより、シール部Ｆａのシールを行うインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置であって、圧着作用時におけるシール圧力を検出するためのひずみゲージ５０による圧力検出センサー部と、この圧力検出センサー部から得られた非線型圧力信号を線形圧力信号に変換出力させ、かつ人工生命型発見システムに基づく信号補正部５３と、この変換出力された圧力値を表示させる表示部５４とを備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被シール物のシール部を圧着する圧着部と、被シール物のシール部を加熱する加熱部とを備え、圧着部の圧着作用により、シール部を圧着部と加熱部とで挟持することにより、シール部のシールを行うインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置であって、
前記圧着作用時におけるシール圧力を検出するためのひずみゲージによる圧力検出センサー部と、
この圧力検出センサー部から得られた非線型圧力信号を線形圧力信号に変換出力させ、かつ人工生命型発見システムに基づく信号補正部と、
この変換出力された圧力値を表示させる表示部とを備えていることを特徴とするシール圧力検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシール圧力検出装置を有するインパルス式ヒートシーラーであって、
前記加熱部による加熱温度を検出する温度センサーと、
シール圧力検出装置により検出された圧力データと、温度センサーにより検出された温度データとに基づいて、加熱部の加熱温度を制御する温度制御部とを備えていることを特徴とするインパルス式ヒートシーラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被シール物のシール部を圧着する圧着部と、被シール物のシール部を加熱する加熱部とを備え、圧着部の圧着作用により、シール部を圧着部と加熱部とで挟持することにより、シール部のシールを行うインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置及びインパルス式ヒートシーラー関する。
【背景技術】
【０００２】
インパルス式ヒートシーラーは、被シール物のシール部を圧着する圧着部と、被シール物のシール部を加熱する加熱部とを備えている（例えば、下記特許文献１）。圧着レバーを操作することで、シール部を圧着部と加熱部とで挟持することにより、加熱部による加熱を行い、シール部のシールを行う。インパルス式ヒートシーラーでは、シール部を圧着してシール作用を行うときにのみ加熱をし、シールが終わり圧着部と加熱部の挟持状態を開放すると、加熱部の放熱を行う必要がある。
【０００３】
かかる場合、圧着部により挟持しているときの圧力が大きい場合と小さい場合とでは、放熱効果が異なっていると考えられる。具体的には、圧力が大きいときは、放熱も効率良く行われるが、圧力が小さいときは、放熱効率が良くないため、加熱部を構成するヒーターの温度が上がりすぎてしまい、焼きついてしまう可能性がある。
【０００４】
そこで、圧着部による圧力値を検出して加熱部における加熱温度を制御する方法が考えられる。そのため圧力値を検出する技術（センサー）として、ロードセルを使用する技術がある。圧着部にセンサーを設けた場合、その出力値と実際の圧力値との関係は線形ではないため、出力が線形となるような設計を行う必要があり、そのための知識が必要となる。また、ロードセルの場合は、高価であるとともに、ヒートシーラーの形状・構造などにより、専用のロードセルが必要となる。かかる制約があるため、インパルス式ヒートシーラーにシール圧力検出装置としてロードセルを設けるとコストアップの要因となる。
【特許文献１】特許第３５１５０５２号
【特許文献２】特開２００１−１０１２５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、安価な構成で線形の圧力値が得られ、装置の形状などに依存しないインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置及びインパルス式ヒートシーラーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本発明に係るシール圧力検出装置は、
被シール物のシール部を圧着する圧着部と、被シール物のシール部を加熱する加熱部とを備え、圧着部の圧着作用により、シール部を圧着部と加熱部とで挟持することにより、シール部のシールを行うインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置であって、
前記圧着作用時におけるシール圧力を検出するためのひずみゲージによる圧力検出センサー部と、
この圧力検出センサー部から得られた非線型圧力信号を線形圧力信号に変換出力させ、かつ人工生命型発見システムに基づく信号補正部と、
この変換出力された圧力値を表示させる表示部とを備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
かかる構成によるシール圧力検出装置の作用・効果を説明する。このシール圧力検出装置は、インパルス式ヒートシーラーに用いられるものであり、シール部を圧着するときの圧力を検出するものである。圧着部の圧着作用時におけるシール圧力を検出するためにひずみゲージを用いる。ひずみゲージは、圧力を検出できる場所であれば、適宜の個所に取り付けることができる。ひずみゲージによる構成であれば、例えば、ブリッジ回路を構成するなどして、簡単な構成により圧力信号を取得することができる。ひずみゲージは、装置の形状等に依存することなく、適宜の個所に取り付けることができる。
【０００８】
ひずみゲージにより得られた圧力信号は、非線形であるから、これを線形な圧力信号に変換する。その信号補正部として、人工生命型発見システム（例えば、特許文献２：特開２００１−１０１２５１号公報）を用いることができる。かかる信号補正部は、ソフトウェアを中核として構成可能であり、装置の形状等に依存することがない。
【０００９】
一方、ロードセルの圧力を検知する部分は、圧力と出力信号の関係が直線性を得るためにひずみゲージを堅牢な外装で構成する必要があり、この外装部分のコスト並びに外形寸法が大きくなり、使用するときに大きな制約がある。これに比べて本発明は前述のように、かかる制約は存在しない。その結果、安価な構成で線形の圧力値が得られ、装置の形状などに依存しないインパルス式ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置を提供することができる。
【００１０】
上記課題を解決するため本発明に係るインパルス式ヒートシーラーは、
前記加熱部による加熱温度を検出する温度センサーと、
シール圧力検出装置により検出された圧力データと、温度センサーにより検出された温度データとに基づいて、加熱部の加熱温度を制御する温度制御部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
かかる構成によれば、シール圧力検出装置により検出された圧力データに基づいて、加熱部における加熱温度が適切になるように制御することができる。これにより、加熱部の放熱を適切に行うことができ、加熱部のヒーターの焼付などの問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係るシール圧力検出装置及びこれが用いられインパルス式ヒートシーラーについて図面を用いて説明する。図１、図２は、インパルス式ヒートシーラーの外観図を示し、図１は、シール部を圧着する前の状態を示し、図２は、シール部を圧着している状態を示す。シール対象となる被シール物としては、例えば、樹脂製フィルムがあるが、特定の種類の被シール物に限定されるものではない。図３は、インパルス式ヒートシーラーの内部構造を示す図である。
【００１３】
図３に示すように、ヒートシーラーの本体１は、一体的に結合された上部枠体２と下部枠体３とから構成されている。上部枠体２には、トランス４、制御ボックス５、マイクロスイッチ６、圧着レバー７が設けられている。圧着レバー７は、左右一対のアーム８が軸９に対して回転自在となるように取り付けられている。圧着レバー７の先端部には、シリコンゴムが設けられており、被シール物のシール部を圧着する圧着部１０として機能する。
【００１４】
下部枠体３には、冷却ファン１１と電磁石１２とショックアブソーバ１３とが設けられている。電磁石１２は、可動鉄心１４と、電磁コイル１５と、継鉄１６とを備えている。下部枠体３の下面部には脚部１７が設けられている。電磁石１２は、上下一対のカバー部材１８，１９によりカバーされると共に、支持台板２０を介して下部枠体３に対して取り付けられている。
【００１５】
可動鉄心１４は、継鉄１６の内径部に沿って矢印Ａ方向に摺動可能に構成されおり、先端面１４ａがショックアブソーバ１３の作用部１３ａに当接可能に構成されている。また、下部枠体３の上面部には、ダイヤフラム２１がネジ２２により取付けられ、このダイヤフラム２１が可動鉄心１４のフランジ部１４ｂに連結されている。また、ネジ２２は、支持台板２０を下部枠体３に対して連結させる機能も有している。
【００１６】
圧着レバー７の横幅方向の中央位置にショックアブソーバ１３付きの電磁石１２が設けられている。また、同じく圧着レバー７の中央位置には、作動ロッド２３が摺動可能なように嵌挿されている。作動ロッド２３に外嵌した弾性部材２４が、同じく作動ロッド２３に外嵌した押え板２５と圧着レバー７とで挟持されている。作動ロッド２３の上端部に螺合されている圧着力調整つまみ２６の回転操作により、弾性部材２４に対する作動ロッド２３の上下位置を細密に変更できるようになっている。圧着レバー７は、不図示の機構により、図１の初期位置よりも上方向に移動しないようになっている。
【００１７】
作動ロッド２３と可動鉄心１４とは、２箇所のリンクピン２８，２９により、リンクレバー２７を介して連結されている。これにより、可動鉄心１４の直線運動がスムーズに圧着レバー７の回転運動に変換されるようになっている。また、作動ロッド２３とリンクレバー２７の周りに、圧着レバー７の復帰用の圧縮コイルスプリング３０が、上部枠体２と圧着レバー７との間に配置されている。 
【００１８】
さらに、下部枠体３には、加熱部３１と冷却部４０とが取付けられている。加熱部３１は、冷却部４０の上部に取り付け支持されたヒーター３１ａを備えており、このヒーター３１ａはシール部を加熱させる機能を有する。圧着部１０のシリコンゴム１０ａは、ヒーター３１ａに対向配置され、ヒーター３１ａはニクロムテープ等の電熱リボンにより形成される。 冷却部４０には、ペルチェ素子４５と放熱板４６とが設けられている。 
【００１９】
圧着レバー７が作動してシリコンゴム１０ａがヒーター３１ａに到達すると、不図示のスイッチ操作機構によりマイクロスイッチ６をオンにし、ニクロムテープに通電を行う。これにより、シリコンゴム１０ａとヒーター３１ａとで挟持された被シール物Ｆのシール部Ｆａを溶融しシールする。制御ボックス５に対応した位置には、電源スイッチ３２とサイクルタイム調整つまみ３３が設けられている。制御ボックス５には、ニクロムテープへの通電時間や、電磁コイル１５への励磁時間の調整機構も設けられている。
【００２０】
電磁コイル１５に通電すると、可動鉄心１４が吸引され、リンクレバー２７と作動ロッド２３を介して圧着レバー７を圧縮コイルスプリング３０の付勢力に抗して図１の反時計方向に回転させる。これにより、被シール物Ｆのシールを行うことができる。なお、手動で圧着レバー７を操作することもできる。
【００２１】
＜シール圧力検出装置＞
次に、ヒートシーラーに用いられるシール圧力検出装置の構成を説明する。被シール物のシールを行うときは、圧着レバー７を操作して圧着部１０と加熱部３１によりシール部Ｆａを挟持圧着し加熱することでシールがされる。ヒーター３１ａにより加熱されるのは、圧着している時だけであり、圧着部１０を開放している状態では加熱動作を行わず、放熱を行う。放熱は冷却部４０により行われるが、圧着部１０により圧着されているときも、圧着部１０を介して放熱が行われる。この場合の放熱効果は、圧着力が大きいほど高いと考えられる。従って、圧着力の大きさにより、ヒーター３１ａの加熱温度を制御することで、適切なシール動作を行わせることができる。
【００２２】
まず、圧力検出センサー部としてひずみゲージ５０を用いる。ひずみゲージ５０は、圧着部１０の圧力を測定できる場所であれば、適宜の個所に貼り付けることができる。図１の例では、圧着レバー７の上面部に貼り付けている。上面部ではなく、外観には現われない圧着レバー７の内面側に貼り付けてもよい。ひずみゲージ５０を用いてブリッジ回路を構成するが、例えば４ゲージ法（４つのひずみゲージでブリッジを構成）を使用することができる。もちろん、特定の測定方法に限定されるものではない。
【００２３】
また、加熱部３１の温度を検出するために温度センサー５１が設けられている。温度センサー５１は、図１に示すように圧着部１０の内面側に設けられている。温度センサー５１の取り付け場所についても、種々の変形例が考えられる。例えば、ヒーター３１ａの近傍、冷却部４０の外表面に取り付けてもよい。
【００２４】
ひずみゲージ５０から得られた信号は、増幅器５２により増幅された後、信号補正部５３へと送られる。信号補正部５３は、非線形な圧力信号を線形な圧力信号に補正・変換する機能を有する。非線形のままでは、取り扱い難いため、線形圧力信号に変換する。信号補正部５３は、ソフトウェアにより構成されるものであり、特に人工生命型発見システム（Ｓ−ｓｙｓｔｅｍ）に基づいて構成されるものである。
【００２５】
人工生命型発見システムでは、関数を遺伝子として表現し、発見のアルゴリズムに有性生殖等の生物のさまざまなアナロジーを導入したものである。このシステムで発見された関数（出力補正関数）を用いて、非線形圧力信号を線形圧力信号に変換することができる。また、このシステムは、入出力実験データから両者の関係を表わす関数を自動的に発見するシステムであり、さまざまな実験データに対して適用できる。この関数をヒートシーラーの制御プログラムの中に組み込んで用いることができる。関数の発見は、ヒートシーラーを製品として工場から出荷する前に行い、プログラムの中に組み込んでおく。出力補正関数により変換された圧力値は、圧力値表示部５４に表示される。圧力値表示部５４については、例えば、液晶表示などを用いることができる。
【００２６】
温度センサー５１により検出された信号に基づいて、加熱部３１の温度が温度検出部５５により検出される。制御部５６は、温度センサー５１により検出された温度データと、信号補正部５３により出力される圧力データとに基づいて、ヒーター駆動部５７に指令を与え、適切な温度となるようにヒーター３１ａを制御する。図１において説明した機能については、制御ボックス５内に組み込むことができる。
【００２７】
以上のような構成によれば、ヒートシーラーの形状や構造に関係なく用いることができるシール圧力検出装置を提供できる。ひずみゲージ５０は、任意の個所に貼り付けることができ、圧着レバー７の形状に依存することなく貼り付けられる。また、圧力検出センサー部は、１箇所だけでなく、複数箇所に設けるようにしてもよい。
【００２８】
＜別実施形態＞
本実施形態で、圧力センサーによる制御対象はヒーター加熱温度となっているが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インパルス式ヒートシーラーの外観を示す図（圧着前）
【図２】インパルス式ヒートシーラーの外観を示す図（圧着状態）
【図３】インパルス式ヒートシーラーの内部構造を示す図
【符号の説明】
【００３０】
７        圧着レバー
１０      圧着部
１０ａ    シリコンゴム
３１      加熱部
３１ａ    ヒーター
４０      冷却部
５０      ひずみゲージ
５１      温度センサー
５２      増幅器
５３      信号補正部
５４      圧力値表示部
５５      温度検出部
５６      制御部
５７      ヒーター駆動部
Ｆ        被シール物
Ｆａ      シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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