(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の帯状のフィルムを送り出す第１の送り出し部と；
前記第１の帯状のフィルムより幅の狭い第２の帯状のフィルムを前記第１の帯状のフィルムと同一の方向に前記第１の帯状のフィルムと同期させて送り出す第２の送り出し部と；
前記送り出された第２の帯状のフィルムを前記送り出す方向と交差する方向に切断する切断部と；
前記第２の送り出し部で送り出される第２の帯状のフィルムの先端部を負圧により固定する固定部と；
前記第２の帯状のフィルムの先端部が前記送り出し中に前記固定部から浮揚するように前記先端部に空気を供給する空気供給部と；
前記固定された第２の帯状のフィルムを前記送り出された第１の帯状のフィルムに溶着する溶着部とを備える；
フィルム溶着装置。
【請求項２】
前記第２の帯状のフィルムの固定と前記第２の帯状のフィルムの浮揚とを切り替える切り替え機構を備える；
請求項１に記載のフィルム溶着装置。
【請求項３】
前記切り替えを、前記第１の帯状のフィルムと前記第２の帯状のフィルムの送り出しと、前記切断部の切断と前記溶着部の溶着のタイミングに合わせて行う制御部を備える；
請求項２に記載のフィルム溶着装置。
【請求項４】
前記固定部には、大気を排気する排気穴が形成され、前記大気を排気することにより前記負圧を発生させるように構成され；
前記固定部には、空気を供給する空気供給穴が形成され、前記空気供給部は前記空気供給穴によって空気を供給するように構成された；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフィルム溶着装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のフィルム溶着装置と；
前記第１の帯状のフィルムを筒状に形成するフィルム筒状形成部と；
前記筒状に形成されたフィルムに内容物を充填する内容物充填部と；
前記内容物の充填された筒状のフィルムを、前記第２の帯状のフィルムを溶着した部分の近傍で絞って結紮する筒状フィルム結紮部とを備える；
包装体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が充填された筒状のフィルムを開封するための開封片を効率よくフィルムに溶着することができるフィルム溶着装置、および当該フィルム溶着装置を備える包装体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソーセージやプロセスチーズに代表される加工食品が密封された包装体は、一般に、筒状に形成された包装フィルムに内容物が充填され、両端が収束されて結紮されて製造される。このようなロケット包装体の包装フィルムの開封を容易にするために、別体の小さなフィルムで形成された開封片（開封テープの一部）を包装フィルムに溶着したものがある。このような包装体は、開封片を摘んでめくると溶着部分が起点となって包装フィルムが破壊され、密封された食品を取り出すことができるものである。
【０００３】
包装フィルムは、ロール状にまかれた包装フィルムの原反から引き出し、これを筒状に形成し、内容物を充填しロケット包装体とする。開封テープは、ロール状にまかれた開封テープの原反から、包装フィルムに同期させて同じ方向に引き出し、アンビル上に送り出され、負圧によりアンビル上に固定される。アンビル上で開封テープを切断し開封片とした後、アンビルを包装フィルムに向けて移動させ、開封片を包装フィルムに重ねて押し付け、さらに重ねられた包装フィルムと開封片をホーンに押し付け、開封片が包装フィルムに溶着される（特許文献１、段落００２８〜００３１）。
【０００４】
アンビルには排気穴が形成され、排気穴を介して空気が排気され、排気穴に負圧が形成される。アンビルが、開封片と包装フィルムを挟んでホーンの表面に強く押し付け、アンビルまたはホーンに形成されたシール線形成部に対応する箇所に開封片が包装フィルムに溶着される溶着線を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、開封テープがアンビル上に送り出されるとき、開封テープの先端がアンビルの排気穴に縁や、シール線形成部がアンビルにあるときはそこに引っ掛かり、開封テープをスムーズに送り出すことができない場合があった。
【０００７】
そこで、本発明は、開封テープをアンビル上にスムーズに送り出すことができるフィルム溶着装置、および当該フィルム溶着装置を備える包装体製造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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るフィルム溶着装置１は、例えば図１、図２に示すように、第１の帯状のフィルムＦｂを送り出す第１の送り出し部２１と；第１の帯状のフィルムＦｂより幅の狭い第２の帯状のフィルムＦｐ１を第１の帯状のフィルムＦｂと同一の方向に第１の帯状のフィルムＦｂと同期させて送り出す第２の送り出し部２５と；送り出された第２の帯状のフィルムＦｐ１を送り出す方向Ｘと交差する方向Ｙに切断する切断部８と；第２の送り出し部２５で送り出される第２の帯状のフィルムＦｐ１の先端部４を負圧により固定する固定部５と；第２の帯状のフィルムＦｐ１の先端部４が前記送り出し中に固定部５から浮揚するように先端部４に空気を供給する空気供給部５ａａと；固定された第２の帯状のフィルムＦｐ１を送り出された第１の帯状のフィルムＦｂに溶着する溶着部２とを備える。
【０００９】
このように構成すると、フィルム溶着装置は空気供給部を備えるので、第２の送り出し部が第２の帯状のフィルムを送り出すときに、空気供給部により第２の帯状のフィルムの先端部が第２の帯状のフィルムの送り出し中に固定部から浮揚するように空気を供給することができ、第２の帯状のフィルムがアンビル上で引っ掛かりを生ぜず、第２の帯状のフィルムをスムーズにアンビル上に送り出すことができる。先端部とは、第２の帯状のフィルムの送り方向の側の自由端を含む部分をいう。また、第２の帯状のフィルムのアンビルへの固定手段を備えているため、一旦浮揚した第２の帯状のフィルムを固定し、第１の帯状のフィルムに対する第２の帯状のフィルムの相対的位置がブレ、溶着パターンのずれが生じることを防止できる。本態様においては、第２の帯状のフィルムを浮揚する手段に加え、固定する手段を備えているため、このような問題を解消し、第１の帯状のフィルムに対する第２の帯状のフィルムの相対的位置を正確に位置決めできるので、より精密なパターンでの溶着が可能である。
【００１０】
本発明の第２の態様に係るフィルム溶着装置１は、例えば図１に示すように、第１の態様のフィルム溶着装置１において、第２の帯状のフィルムＦｐ１の固定と第２の帯状のフィルムＦｐ１の浮揚とを切り替える切り替え機構１７を備える。
【００１１】
このように構成すると、フィルム溶着装置は切り替え機構を備えるので、切り替え機構により第２の帯状フィルムを送り出すときに、第２の帯状のフィルムの固定と第２の帯状のフィルムの浮揚とを切り替え、第２の帯状のフィルムがアンビル上で引っ掛かりを生ぜず、アンビル上に固定されたとき位置ずれが発生することを防止することができる。
【００１２】
本発明の第３の態様に係るフィルム溶着装置１は、例えば図１に示すように、第２の態様のフィルム溶着装置１において、前記切り替えを、第１の帯状のフィルムＦｂと第２の帯状のフィルムＦｐ１の送り出しと、切断部８の切断と溶着部２の溶着のタイミングに合わせて行う制御部１８を備える。
【００１３】
このように構成すると、フィルム溶着装置は制御部を備えるので、第２の帯状のフィルムの固定と第２の帯状のフィルムの浮揚との切り替えを、第１の帯状のフィルムと第２の帯状のフィルムの送り出しと、切断部の切断と溶着部の溶着のタイミングに合わせて行うことができる。
【００１４】
本発明の第４の態様に係るフィルム溶着装置１、例えば図１において、第１の態様乃至第３の態様のいずれか１の態様に記載のフィルム溶着装置１において、固定部５には、大気を排気する排気穴５ａｈが形成され、前記大気を排気することにより前記負圧を発生させるように構成され；固定部５には、空気を供給する空気供給穴５ａｈが形成され、空気供給部５ａａは空気供給穴５ａｈによって空気を供給するように構成される。
【００１５】
このように構成すると、固定部には、大気を排気する排気穴が形成されるので、大気を排気することにより負圧を発生させることができ、固定部には、空気を供給する空気供給穴が形成されるので、空気を供給することができる。
【００１６】
上記目標を達成するため、本発明の第５の態様に係る包装体製造装置１００は、例えば図４示すように、第１の態様乃至第４の態様のいずれか１に記載のフィルム溶着装置１と；第１の帯状のフィルムＦｂを筒状に形成するフィルム筒状形成部１０と；筒状に形成されたフィルムＦｂに内容物Ｃを充填する内容物充填部３０と；内容物Ｃの充填された筒状のフィルムＦｂを、第２の帯状のフィルムＦｐ１を溶着した部分の近傍で絞って結紮する筒状フィルム結紮部４０、６１とを備える。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明のフィルム溶着装置によれば、空気供給部を備えるので、第２の送り出し部が第２の帯状のフィルムを送り出すときに、空気供給部により第２の帯状のフィルムの先端部が第２の帯状のフィルムの送り出し中に固定部から浮揚するように空気を供給することができ、第２の帯状のフィルムがアンビル上で引っ掛かりを生ぜず、第２の帯状のフィルムをスムーズにアンビル上に送り出すとができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る溶着機を説明する図である。（ａ）は溶着機の概略構成を示す側面図、（ｂ）はホーンの発振面の平面図、（ｃ）はアンビルの受面の平面図である。
【図２】包装体の開封片の溶着状態を示す部分拡大図である。
【図３】図１（ａ）の方向Ｚ（方向Ｘと反対）からみた、アンビルを省略したカッターの構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る包装体製造装置の概略構成図である。
【図５】小片溶着工程の詳細を説明するチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２０】
まず図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る溶着機１の構成を説明する。図１は、溶着機１を説明する図であり、（ａ）は溶着機１の概略構成を示す側面図（帯状のフィルムを送り出し方向に直交する方向から見た図）、（ｂ）はホーン２の発振面２Ｆの平面図、（ｃ）はアンビル５の受面５Ｆの平面図である。溶着機１は、典型的には、図３に示す包装体製造装置１００に組み込まれて用いられる。
【００２１】
フィルム溶着装置としての溶着機１は、高周波振動し被溶着物Ｆｊに超音波エネルギーを伝達する溶着部としてのホーン２と、ホーン２の押圧力を受けるアンビル５とを備えている。被溶着物Ｆｊは、合成樹脂製の第１の帯状のフィルムとしての包装フィルムＦｂと、合成樹脂製の第２の帯状のフィルムとしての開封テープＦｐ１を切断した開封片Ｆｐ２とが重ねられたものである。被溶着物Ｆｊは、ホーン２の発振面２Ｆとアンビル５の受面５Ｆとに挟圧されて溶着される。
【００２２】
ここで図２の部分拡大図を参照して、帯状フィルムＦｂと開封片Ｆｐ２との溶着状態を説明する。図２は、包装体Ｒにおける開封片Ｆｐ２の溶着状態を示す部分拡大図である。包装体Ｒは、ソーセージやプロセスチーズ等の内容物Ｃが所定量ごとにロケット包装されて製造されたものである。包装体Ｒは、筒状フィルムＦｔに内容物Ｃが充填された後に両端が集束・結紮されて製造されている。筒状フィルムＦｔは、開封片Ｆｐ２が溶着された帯状フィルムＦｂを、帯状の長手方向に延びる両側部が重なるように円筒状に巻き、重なった両側部を接合して形成されている。開封片Ｆｐ２は、包装体Ｒの開封の容易のために取り付けられている。開封片Ｆｐ２は、本実施の形態では、筒状フィルムＦｔの軸直角断面の円の周長の約１／３程度の長さに長手方向が形成された長方形で、開封片Ｆｐ２の長手方向と帯状フィルムＦｂの長手方向とが直交して重ねられたうえで、溶着線Ｌにより帯状フィルムＦｂに取り付けられている。開封片Ｆｐ２は、包装体Ｒとなったときに、結紮されている一方の端部Ｒｅに近くの、集束によって帯状フィルムＦｂが皺にならない位置に取り付けられている。言い換えれば、筒状のフィルムは、開封片Ｆｐ２を溶着した部分の近傍で結紮される。ここで近傍とは、開封片と結紮部が互いに近い位置であるが、筒状のフィルムが集束によって皺にならない位置、さらに言えば開封片Ｆｐ２を結紮部の方向に引っ張って筒状のフィルムを結紮部と共に破り易い位置をいう。
【００２３】
溶着線Ｌは、１本の溶着線で形成された一本溶着線Ｌａと、２本の溶着線で形成された非平行溶着線Ｌｂとからなっている。溶着線Ｌを形成する「線」は、典型的には、長さの幅に対する比（長さ／幅）が１を超えている。一本溶着線Ｌａは、帯状フィルムＦｂの長手方向に対して直交する方向（開封片Ｆｐ２の長手方向に平行）に直線状に延びている。一本溶着線Ｌａは、その長さが、開封片Ｆｐ２の長さ（長手方向の距離）よりも短く形成されており、開封片Ｆｐ２の幅方向（長手方向に直交する方向）の中央に形成されている。一本溶着線Ｌａは、開封片Ｆｐ２をめくったときに一本溶着線Ｌａの端部Ｌａｅから帯状フィルムＦｂが破壊されるように形成されているのが好適であり、典型的には直線状である。非平行溶着線Ｌｂは、一本溶着線Ｌａよりも結紮端部Ｒｅ側に形成されており、一本溶着線Ｌａから遠ざかるにつれて２本の溶着線の間隔が広がるように延びて、それぞれの溶着線の結紮端部Ｒｅ側の端部Ｌｂｆが開封片Ｆｐ２の角に達している。非平行溶着線Ｌｂの、一本溶着線Ｌａ側の端部Ｌｂｎは、開封片Ｆｐ２の幅方向が開封片Ｆｐ２の結紮端部Ｒｅ側の辺である端部側辺Ｆｐｅと一本溶着線Ｌａとの略中央に、開封片Ｆｐ２の長手方向が一本溶着線Ｌａの端部Ｌａｅと略同じ所に位置している。
【００２４】
再び図１に戻って溶着機１の説明を続ける。以下の説明において、被溶着物Ｆｊ及び溶着線Ｌに言及しているときは適宜図２を参照することとする。ホーン２は、超音波縦振動を増強させるのに適した略柱状（本実施の形態では略四角柱状）に一体で形成されており、柱状の一方の端面に発振面２Ｆが形成されている。ホーン２の発振面２Ｆの反対側の端面２Ｇには、超音波振動を発生させる振動子３が取り付けられている。
【００２５】
図１（ｂ）に示すように、発振面２Ｆは、平らな面に当該面よりも窪んだ溝２ｇが形成されることにより、一本面２ａと周囲面２ｂとが現れるように構成されている。このように構成されていることで、発振面２Ｆをある平面に接触させたときに、一本面２ａと周囲面２ｂとが当該平面に接触し、溝２ｇの部分が当該平面に接触しないようになっている。周囲面２ｂの外縁は、開封片Ｆｐ２を包含する大きさの矩形（本実施の形態では長方形）に形成されている。一本面２ａは、一本溶着線Ｌａに対応する形状に、換言すればアンビル５と協働して被溶着物Ｆｊを挟圧溶着したときに一本溶着線Ｌａが形成される形状に、形成されている。溝２ｇは、一本面２ａを取り囲んで形成されており、その外縁である溝外縁２ｇｐが菱形に形成されている。溝外縁２ｇｐは、周囲面２ｂの内側の境界になっている。周囲面２ｂは、被溶着物Ｆｊに溶着線Ｌが形成されたときに、非平行溶着線Ｌｂを包含する位置及び面積に形成されている。このように、本実施の形態では、一本面２ａ及び溝２ｇが、発振面２Ｆの基準点Ｐｓ（任意）を通り互いに直交する仮想の横軸線Ｘａ及び仮想の縦軸線Ｙａのそれぞれに対して線対称に形成されている。一本面２ａ及び溝外縁２ｇｐの図心は基準点Ｐｓと一致しており、溝外縁２ｇｐを形成する菱形のそれぞれの対角線は横軸線Ｘａ及び縦軸線Ｙａ上に位置している。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、アンビル５は、平面形状が矩形の板状に形成されており、一方の端面である受面５Ｆが表面に現れるように、アンビルホルダ６に嵌め込まれて支持されている。アンビル５は、その受面５Ｆがホーン２の発振面２Ｆに対向する位置に配設されている。また、ホーン２及びアンビル５は、発振面２Ｆと受面５Ｆとが相対的に接近し離れる移動ができるように構成されている。
【００２７】
図１（ｃ）に示すように、受面５Ｆは、中央面５ａと非平行面５ｂとが残るようにこれらの周囲が削り取られて形成されている。したがって、中央面５ａと非平行面５ｂは、周囲よりわずかに（例えば、５０μｍ〜８０μｍ、好ましくは、５５μｍ〜７０μｍ）突き出ている。このように構成されていることで、受面５Ｆをある平面に接触させたときに、中央面５ａと非平行面５ｂとが当該平面に接触し、これ以外の部分が当該平面に接触しないようになっている。中央面５ａは、受面５Ｆと発振面２Ｆとを接触させたときに、一本面２ａを包含する位置及び大きさに形成されている。中央面５ａの平面形状は、本実施の形態では、ベースとなる形状を長方形として、受面５Ｆと発振面２Ｆとを接触させたときに溝外縁２ｇｐ（図１（ｃ）中では仮想線（二点鎖線）で表示）の内部に中央面５ａが収まるように角部が除去された変則的な八角形に形成されている。中央面５ａには、帯状フィルムＦｂに溶着される前の開封片Ｆｐ２を吸引保持する給排気穴５ａｈが複数形成されている。給排気穴５ａｈはアンビル５の一部である。給排気穴５ａｈの縁を含んで、空気供給部５ａａが構成されている。空気供給部５ａａはアンビル５の一部である。給排気穴５ａｈは、受面５Ｆと発振面２Ｆとを接触させたときに一本面２ａの圧力を受けない位置（一本面２ａと対向しない位置）に形成されている。非平行面５ｂは、非平行溶着線Ｌｂに対応する形状に形成されている。非平行面５ｂは、受面５Ｆと発振面２Ｆとを接触させたときに溝外縁２ｇｐの外側で周囲面２ｂに包含される位置に形成されている。給排気穴５ａｈは、給気穴（不図示）と、給気穴とは別個の排気穴（不図示）とで構成され、アンビル５には排気穴によって大気を排気する大気排気部（不図示）が構成されていてもよい。この場合、排気穴の縁を含んで、大気排気部が構成される。給排気穴は、さらに非平行面５ｂにも設けてもよい。また、給排気穴５ａｈは、中央面５ａ、非平行面５ｂではない、その周囲の受面５Ｆに設けてもよい。要は、開封テープＦｐ１を浮揚して受面５Ｆ上の給排気穴５ａｈや周囲よりも出っ張った面である中央面５ａ、非平行面５ｂに引っかからないようにでき、また開封テープＦｐ１をしっかりと受面５Ｆに固定できる位置であればよい。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、各給排気穴５ａｈには、給排気ライン１６がそれぞれ接続されている。溶着機１は、切り替え機構としての電磁式三方弁１７を備え、電磁式三方弁１７は、給排気ライン１６に取り付けられている。電磁式三方弁１７は、一方が給気ライン１９に接続され、他方が排気ライン２０に接続され、電磁式三方弁１７の切り替えにより、給排気ライン１６による各給排気穴５ａｈへの給気ライン１９からの空気の給気（図中方向ｂ１）および各給排気穴から排気ライン２０への大気の排気（図中方向ａ１）の切り替えが行われる。開封テープＦｐ１の浮揚と固定の切り替えは、空気の供給と排気の切り替えにより行われる。溶着機１は、制御部１８を有し、制御部１８は、溶着機１の作動の制御、および電磁式三方弁１７の切り替えの制御を行い、さらにカッター８による切断と、ホーン２による溶着のタイミングに合わせて、開封テープＦｐ１の送り出しを行うよう制御する。制御部１８は、後述の包装体製造装置１００（図４）全体の制御を行うものであってもよい。給排気穴５ａｈから、空気の供給が行われ、あるいは空気の排気が行われる。
【００２９】
カッター８は、ホーン２に対して相対的に不動の上刃８ａ、８ｂ（８ａが刃として機能する部分）と、アンビル５の、上刃８ａ、８ｂと摺動する側の角に形成された下刃８ｃを含んで構成されている。下刃８ｃは、アンビル５と一体に構成されているので、アンビル５と共に、ホーン２に向かう方向およびホーン２から離れる方向に、アンビル５に同期して移動（図中、上下に移動）を繰り返す下刃８ｃとを有する。
【００３０】
アンビル５には、テープ固定機構２９が取り付けられている。これは、開封テープＦｐ１をカッター８の手前、アンビル５とは反対の側で固定する。テープ固定機構２９は、ヘッド３３とヘッド３３がその先端に形成されたロッド２４とを有するピン２８と、ロッド２４が挿入されるコイルバネ２３とを有する。アンビル５には、ストッパ２７が形成され、ロッド２４のヘッド３３とは反対の端部に形成されたロッドストッパと契合して、ヘッド３３が上刃８ａに当たる前においてロッド２４の動きをアンビル５に対して相対的に固定する。テープ固定機構２９は、アンビル５と共にホーン２の方向に移動（図中、上下に移動）する。ヘッド３３が上刃８ａ（または上刃の延長上にある支持部材）に当接するとストッパ２７はコイルバネ２３を圧縮しながらさらに上昇する。このとき開封テープＦｐ１は、ヘッド３３と上刃８ａ（または上刃の延長上にある支持部材）との間に挟まれて固定される。これにより、開封テープＦｐ１はカッター８のアンビル側はアンビル５により、カッター８よりも上流側（反アンビル側）はテープ固定機構２９により固定され、開封テープＦｐ１が踊ることなく切断することができる。
【００３１】
図３（図１（ａ）の方向Ｚ（方向Ｘと反対）から見た図）の模式図に示すように、上刃８ａは、下向きに逆さのコの字型をしており、水平部３４と水平部３４の両端から図３中、下側に延在ずる垂直部３５を有する。開封テープＦｐ１は、水平部３４の図中、下側の面である上刃８ａと、アンビル５の上側の面の角に形成された下刃８ｃの間に配置され、下刃８ｃが上昇すると、開封テープＦｐ１は、上刃８ａと下刃８ｃの間に挟まれて、切断され、開封片Ｆｐ２となる。
【００３２】
次に図４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る包装体製造装置１００の構成を説明する。図４は、包装体製造装置１００の概略構成図である。以下の説明において言及する溶着機１の詳細な構成及び溶着線Ｌについては、適宜図１及び図２を参照することとする。包装体製造装置１００は、上述した溶着機１と、帯状フィルムＦｂに開封片Ｆｐ２が溶着された小片付フィルムＦｓを筒状フィルムＦｔに形成するフィルム筒状形成部としての筒状形成機１０と、筒状フィルムＦｔに内容物Ｃを充填する内容物充填部としての充填機３０と、筒状フィルムＦｔに充填された内容物Ｃを所定量ごとに分離する筒状フィルム結紮部としてのしごき装置４０と、内容物Ｃが分離された部分の筒状フィルムＦｔに密封のための溶着をする筒状フィルム結紮部としての横接合装置６１と、内容物Ｃが充填された筒状フィルムＦｔの両端を結紮する集束接合装置７０と、連続して製造された包装体Ｒを個別に分離するために適所のフィルムを切断する切断装置としてのカッター８１とを備えている。図３の紙面上の上下は実際の鉛直方向の上下に対応し、小片付フィルムＦｓは図中、上から下に流れるように走行する。すなわち、上が充填包装作業における小片付フィルムＦｓの走行方向の上流側、下が走行方向の下流側となる。
【００３３】
帯状フィルムＦｂは、その幅が、製造される包装体Ｒの軸直角断面における円周の長さよりも両側部が重なる分（筒状フィルムＦｔを形成するために重なる分）だけ長く形成されている。帯状フィルムＦｂの材質は、加熱溶着させるため塩化ビニリデン系樹脂とするのが好ましい。開封片Ｆｐ２の材質も、帯状フィルムＦｂの材質と同様に、塩化ビニリデン系樹脂とするのが好ましい。帯状フィルムＦｂは、ロール状に巻かれ、原反２１として回転自在に（帯状フィルムＦｂを引き出すことができるように）支持されている。開封片Ｆｐ２は、溶着機１に隣接したカッター８で切断されて形成されるものであり、カッター８による切断前の開封テープＦｐ１はロール状に巻かれて原反２５として回転自在に（引き出すことができるように）支持されている。
【００３４】
帯状フィルムＦｂの原反２１と溶着機１との間には、原反２１から引き出された帯状フィルムＦｂを溶着機１に導くガイドローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが設けられている。開封テープＦｐ１の原反２５と溶着機１との間には、原反２５から引き出された開封テープＦｐ１を溶着機１に導くガイドローラ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄが設けられている。
【００３５】
溶着機１は、ホーン２が上方に、アンビル５がホーン２の鉛直下方に位置するように配設されている。ホーン２及びアンビル５が設置される向きは、発振面２Ｆが帯状フィルムＦｂの面に対向し且つ一本面２ａの長手方向が帯状フィルムＦｂの流れ方向に直交する向きにホーン２が設置され、ホーン２と協働して被溶着物Ｆｊに溶着線Ｌを与えることができる向きにアンビル５が設置されている。カッター８は、溶着機１に対して帯状フィルムＦｂの流れ方向上流側に隣接して設けられている。また、溶着機１及びカッター８は、帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１の送り速度に同期して移動しながら溶着を行い溶着後に再び溶着の初動作に戻る拝み運動（ボックスモーションともいう）をする移動手段（不図示）に取り付けられている。溶着機１へ、帯状フィルムＦｂがホーン２側に、開封テープＦｐ１がアンビル５側に（本実施の形態では帯状フィルムＦｂが上で開封テープＦｐ１がその下に）供給されるように、原反２１、２５及びガイドローラ２２Ａ、・・・、２６Ａ、・・・が配置されている。溶着機１と筒状形成機１０との間には、溶着機１でできた小片付フィルムＦｓを筒状形成機１０に導くガイドローラ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが設けられている。
【００３６】
筒状形成機１０は、小片付フィルムＦｓを円筒状に巻く機構のフォーミングプレート１１及び案内筒１２と、小片付フィルムＦｓが筒状に巻かれて重ねられた両側部を接合する縦接合装置１３とを有している。フォーミングプレート１１は、上下に開口する円筒形状を有している。また、周方向の一箇所で縦方向に延びる円周方向の隙間をもっている。フォーミングプレート１１の上端縁は湾曲傾斜しており、小片付フィルムＦｓは、開封片Ｆｐ２を外側にしてその内面に沿うように案内されることにより側縁部で重ね合わせられて筒状に巻かれる。案内筒１２は、円筒状の部材であり、筒状に巻かれた小片付フィルムＦｓの内部に位置するようにフォーミングプレート１１内から下方に延びるように配設されている。縦接合装置１３は案内筒１２の脇に配設されており、縦接合装置１３と案内筒１２とで小片付フィルムＦｓの重ねられた両側部を挟圧して溶着することにより、小片付フィルムＦｓの両側部を縦接合して筒状フィルムＦｔを形成するように構成されている。縦接合装置１３による溶着手段は超音波加熱溶着が好適である。
【００３７】
充填機３０は、形成された筒状フィルムＦｔに内容物Ｃを充填するポンプ３１とノズル３２とを有している。ノズル３２は、フォーミングプレート１１の上方に設置されたポンプ３１に接続され、先端が案内筒１２内へ導入されている。ノズル３２の先端は、縦接合装置１３より下流側で開口している。案内筒１２及びノズル３２の下流側に、送り装置である送りローラ１４が設けられている。送りローラ１４では、筒状フィルムＦｔ内に内容物Ｃが充填された状態の筒状体１５ａを、一対の円柱状の送りローラ１４が内容物Ｃを押圧した状態で筒状体１５ａを下方へ連続して狭圧搬送する。筒状体１５ａが送りローラ１４で下方へ搬送されるのに伴って、原反２１から帯状フィルムＦｂが引き出され、原反２５から開封テープＦｐ１が引き出されるように構成されている。
【００３８】
しごき装置４０は、送りローラ１４の下流側に設けられている。しごき装置４０のしごきローラ４１は、図３において紙面に垂直方向に延びる筒状外面を有し、その直角方向の長さは少なくとも折り幅よりも長いものであり、腕体４２により支持されている。なお、「折り幅」とは筒状体１５ａを扁平にしたときの幅をいう。腕体４２はその一端４２ａを中心に揺動可能で、中間部でピン等を介して横部材４３が接続されている。一対の横部材４３が近接方向に移動すると、一対のしごきローラ４１により筒状体１５ａは挟圧される。横部材４３が離間方向へ後退すると、しごきローラ４１は筒状体１５ａを挟圧することはなくなる。このように、走行する筒状体１５ａに走行方向で、所定の距離だけ離れて内容物Ｃの不在部１５ｂを形成する。
【００３９】
横接合装置６１は、しごき装置４０の下流側に設けられている。横接合装置６１は、一次シールを行う装置であり、不在部１５ｂの面の両側で互いに対向する超音波ホーン６２とアンビル６３を有している。アンビル６３の、超音波ホーン６２に対向する対向面は平坦である。一方、超音波ホーン６２は、不在部１５ｂの幅方向に延びる２つの平行な突起部６２ａを有している。このように構成された超音波ホーン６２とアンビル６３とは互いに近接し、超音波ホーンの２つの突起部６２ａがアンビル６３の対向面との間で不在部１５ｂを挟圧すると共に、超音波ホーン６２が超音波エネルギーを放出することにより、不在部１５ｂに２つの位置Ｘ１、Ｘ２で線状の一次シールを施す。
【００４０】
集束接合装置７０は、横接合装置６１の下流側に設けられている。集束接合装置７０は、集束板７２、７３を有する集束装置と、超音波ホーン７７とアンビル７８とを有する二次シール装置とを含んで構成されている。図３では、横接合装置６１と集束接合装置７０とが同じ向きに記載されているが、実際は集束接合装置７０は横接合装置６１と直交する向き（図３の紙面に垂直方向）に配置される。超音波ホーン７７及びアンビル７８は、下方に連続搬送される筒状体１５ａ及び不在部１５ｂを挟むように対向して配設されている。超音波ホーン７７は、上下に、超音波ホーン６２の２つの突起部６２ａよりも狭い間隔を空けて２つの突起部７７ａが形成されている。超音波ホーン７７は、その上下が集束板７２で挟まれている。アンビル７８は、その上下が集束板７３で挟まれている。集束板７２、７３の組及び超音波ホーン７７とアンビル７８との組は、それぞれの組同士で互いに近接し次いで離れる往復動を、両組同時に又は別個に行うように構成されている。集束板７２、７３には、連続搬送される筒状体１５ａ側の対向縁にＶ字状あるいはＵ字状の集束溝が形成されている。集束接合装置７０は、不在部１５ｂが流れてきたときに、対向する集束板７２、７３を近接させ、このとき左右の集束板７２、７３が重なり、それぞれの集束溝の底同士で不在部１５ｂを集束し、その後超音波ホーン７７の突起部７７ａとアンビル７８の受部７８ａとで不在部１５ｂを挟圧すると共に集束された不在部１５ｂを溶着して、集束された不在部に２つの位置Ｙ１、Ｙ２で線状の二次シールを、２つの一次シールの間（Ｘ１とＸ２の間）に、施すように構成されている。本実施の形態では、一次シール及び二次シールが結紮手段となる。
【００４１】
カッター８１は、アンビル７８内の中程の位置に設けられている。カッター８１は板状に形成されており、切断される不在部１５ｂが存在する側に鋭利な刃部が設けられている。カッター８１も、アンビル７８と同様に、往復動をする。
【００４２】
続いて図１〜図３を参照して、溶着機１及び包装体製造装置１００の作用を説明する。溶着機１の作用は、包装体製造装置１００の作用の一貫として説明する。包装体製造装置１００が以下に説明するように作用することで、包装体Ｒが得られる。原反２１は、後の工程で形成される筒状フィルムＦｔの軸直角断面における円周長よりも両側部が重なる分だけ長い幅を有する長尺の合成樹脂が用いられており、原反２５は、開封テープＦｐ１の長手方向の距離（包装体Ｒの軸直角断面における円周方向の長さ）に相当する幅を有する長尺の合成樹脂が用いられている。原反２５の幅は、製造された包装体Ｒのフィルムを開封しやすくする観点から、本実施の形態では原反２１の幅の２／７であって２０ｍｍとなっている。開封片Ｆｐ２の長さは、帯状フィルムＦｂの幅よりも小さい。
【００４３】
原反２１から引き出された帯状フィルムＦｂは、ガイドローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで方向を変え、所定の張力がかけられてたわまないようにされたうえで溶着機１に導かれる。他方、原反２５から引き出された開封テープＦｐ１は、ガイドローラ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄで方向を変え、所定の張力がかけられてたわまないようにされたうえで溶着機１に導かれる。溶着機１に導かれた帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１は、帯状フィルムＦｂが上方（ホーン２側）、開封テープＦｐ１が下方（アンビル５側）となる位置関係で、ホーン２とアンビル５との間に進入する。このとき溶着機１及びカッター８は、帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１の流れ方向最上流の位置で帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１の進入を待機している。
【００４４】
帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１は、同じ速度で上刃８ａと下刃８ｃの間を通り、ホーン２とアンビル５との間に、方向Ｘに進入する。このとき、中央面５ａに形成された給排気穴５ａｈは給気ライン１９に連通しており給排気穴５ａｈから空気が供給され、開封テープＦｐ１は、供給された空気によってアンビル５の受面５Ｆから浮き上がり、周囲からわずかに突き出ている中央面５ａおよび非平行面５ｂに引っ掛からないように進入する。給気ライン１９は、空気コンプレッサである空気供給源（不図示）に接続されている。空気コンプレッサの吐出圧を、例えば、０．６４ＭＰａ（ゲージ圧）とし、さらに給排気穴５ａｈから供給する空気の供給スピードをコントロールするスピードコントローラとしてのニードル弁３６を電磁式三方弁１７と空気コンプレッサ（不図示）との間に設け、ニードル弁３６により給排気穴５ａｈから開封テープＦｐ１の先端部４に向けて供給される空気の供給流量を絞り、開封テープＦｐ１が過度に踊らないような、空気供給スピードになるようにする。ニードル弁３６の開度は、開封テープＦｐ１が過度に踊らない空気供給スピードとなるように開封テープＦｐ１の挙動を目視しながら手動で設定され、一度設定された後は、典型的には固定される。開封テープＦｐ１がアンビル５に対して所定の位置まで進入すると、給排気穴５ａｈは制御部１８からの信号により電磁式三方弁１７が切り替わり排気ライン２０に連通する。所定の位置は、切断された開封片Ｆｐ２の長さが製品である包装体Ｒ上で適切な長さとなる位置であり、予め設定される。
【００４５】
排気ライン２０は、空気エジェクタ等の真空ポンプ（不図示）に接続されている。給排気穴５ａｈから大気が給排気穴５ａｈの内部に吸引され、負圧を発生する。負圧により、開封テープＦｐ１の位置が固定部としてのアンビル５に対して固定され、開封テープＦｐ１がアンビル５に保持される。このとき給排気穴５ａｈは、０．２〜０．４ＭＰａの負圧になる。この負圧のより、開封テープＦｐ１がアンビル５に保持される。開封テープＦｐ１がアンビル５に対して固定される所定の位置は、包装体Ｒとなったときにその包装体Ｒの長手方向で見た開封片Ｆｐ２の長さの半分の位置に、一本溶着線Ｌａが形成される位置であり（図２参照）、本実施の形態では、包装体Ｒの長手方向で見た開封片Ｆｐ２の先端から４〜５ｍｍの位置に一本溶着線Ｌａが形成される位置である。開封テープＦｐ１がアンビル５の上を移動するときに、給排気穴５ａｈから空気を供給して受面５Ｆから浮き上がらせ、中央面５ａおよび非平行面５ｂに引っ掛かることがないので、切断前の開封テープＦｐ１をスムーズにアンビル上に送り出すことができる。また正確な位置に開封テープＦｐ１を載置し、固定することができる。開封テープＦｐ１が給排気穴５ａｈに吸引される直前から、溶着機１及びカッター８は、帯状フィルムＦｂ及び開封テープＦｐ１と同じ方向に同じ速度で動き出す（横移動）。そして、溶着機１は横移動しながらホーン２とアンビル５とで帯状フィルムＦｂ及び開封片Ｆｐ２を挟圧して超音波加熱溶着をし、カッター８は横移動しながら開封テープＦｐ１を所定の位置（一本溶着線Ｌａが開封テープＦｐ１の流れ方向中央となる位置）で、方向Ｘに直角に交叉する方向Ｙに切断する。開封テープＦｐ１が切断されたら、給排気穴５ａｈからの大気の排気を停止して、開封片Ｆｐ２がアンビル５から離れることができるようにする。
【００４６】
以上の実施の形態では、三方弁を使用する場合で説明した。この場合は、排気の際に給排気穴５ａｈに吸い込まれることのある塵等を、給気によりクリーンにすることができる利点がある。しかしながら、二方弁２つをそれぞれ排気用と給気用として用いてもよい。このときは排気穴と給気穴とをそれぞれの目的に適した位置に配置することができる。また排気と給気は典型的には同時に切り替えるが、例えば給気をオフにして浮揚を停止した後、僅かな時間をおいて排気をオンにしてもよい。但し、排気は切断前に開始するようにする。少なくとも切断時に開封テープＦｐ１をアンビルに固定しておくためである。このようにして、一本溶着線Ｌａおよび非平行溶着線Ｌｂが形成され、帯状フィルムＦｂに開封片Ｆｐ２が溶着された小片付フィルムＦｓが形成される（小片溶着工程）。
【００４７】
溶着機１で帯状フィルムＦｂに開封片Ｆｐ２が溶着されて得られた小片付フィルムＦｓは、ガイドローラ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを通過してフォーミングプレート１１に到達する。フォーミングプレート１１に到達した小片付フィルムＦｓは、フォーミングプレート１１の上端縁に形成された湾曲傾斜を介して円筒状の内部に引き込まれ、両側部が重ねられて筒状に巻かれる。筒状に巻かれた小片付フィルムＦｓは、その形態を維持してフォーミングプレート１１の下方に位置する案内筒１２に送られる。筒状に巻かれた小片付フィルムＦｓが案内筒１２に沿って下方に送られる際、縦接合装置１３によって小片付フィルムＦｓの両側部が長手方向に沿って溶着される。筒状に巻かれた小片付フィルムＦｓの両側部が溶着されることにより、筒状フィルムＦｔが形成される（筒状フィルム形成工程）。
【００４８】
縦接合装置１３で溶着されて筒状フィルムＦｔが形成されると、この筒状フィルムＦｔ内にポンプ３１からノズル３２を経て内容物Ｃが充填される（充填工程）。筒状フィルムＦｔに内容物Ｃが充填されて生成された筒状体１５ａは、送りローラ１４によって下流側へ搬送される。一対の送りローラ１４は、筒状体１５ａを局部的に押しつぶすように狭圧して搬送するが、押しつぶされた筒状体１５ａは、送りローラ１４の位置を通過した後は内容物Ｃによる内圧により元の筒形に復帰する。その後、筒状体１５ａは、送りローラ１４の下流側で一対のしごきローラ４１により間欠的に所定の長さにわたり狭圧され、筒状フィルムＦｔの重ねられた両側部が片面に収まるように扁平にされて、内容物Ｃのない不在部１５ｂが所定の間隔をもって形成される。
【００４９】
筒状体１５ａは順次しごき装置４０の下流に送られ、形成された不在部１５ｂが横接合装置６１に至ると、超音波ホーン６２の２つの突起部６２ａとアンビル６３との間に不在部１５ｂが挟まれ、超音波ホーン６２から超音波エネルギーが放出されて、不在部１５ｂに対して２つの線状の一次シールが施される（一次シール工程）。続いて、一次シールが施された不在部１５ｂは、下流に送られ、集束接合装置７０の位置に達する。集束接合装置７０において、まず、しごき装置４０で形成された不在部１５ｂは、対向する集束板７２、７３により集束溝の溝底に、細く集束される（集束工程）。次に、集束された不在部１５ｂを、二次シール装置７６の超音波ホーン７７の２つの突起部７７ａとアンビル７８の対向面で挟み込み、２つの位置Ｙ１、Ｙ２で二次シールが施される（二次シール工程）。本実施の形態では、一次シール工程と集束工程と二次シール工程とで、結紮工程を構成している。そして、二次シールが施された直後に、カッター８１によって、フィルムは２つの二次シールの間で切断される（切断工程）。このように、シールの間で切断されることにより、１個ずつの包装体Ｒとなる。この包装体Ｒは、包装体製造装置１００から取り出され、次の工程に供給される。
【００５０】
上述のようにして製造された包装体Ｒは、筒状フィルムＦｔの重ねられた両側部の裏側の一方の結紮端部Ｒｅ寄りに、溶着線Ｌにより開封片Ｆｐ２が取り付けられている。溶着線Ｌは、一本溶着線Ｌａよりも結紮端部Ｒｅ側に非平行溶着線Ｌｂが形成されており、非平行溶着線Ｌｂは一本溶着線Ｌａ側から結紮端部Ｒｅ側に移るにつれてその間隔が広がるように形成されている。このような包装体Ｒは、開封片Ｆｐ２を結紮端部Ｒｅの方向にめくった際に、一本溶着線Ｌａの端部Ｌａｅが起点となって破壊された筒状フィルムＦｔが、非平行溶着線Ｌｂに達したときに非平行溶着線Ｌｂに沿って破壊される。
【００５１】
図５のチャート図を参照して、小片溶着工程の詳細を説明する。適宜、図１を参照する。この工程は制御部１８により制御される。
制御部１８からの電磁式三方弁１７への信号により、電磁式三方弁１７が方向ａ１から方向ｂ１に切り替わり、給排気ライン１６は給気ライン１９に連接され、給排気穴５ａｈへの空気の給気が開始される（工程ＰＲ１）。次に開封テープＦｐ１のアンビル５上の送りが開始され（工程ＰＲ２）、開封テープＦｐ１はアンビル５上を移動する。給排気穴５ａｈから、空気の供給が行われているので、開封テープＦｐ１は、アンビル５の受面５Ｆから浮き上がり、中央面５ａおよび非平行面５ｂに引っ掛からないように、アンビル５上をスムーズに移動する。ここで浮き上がり（浮揚し）とは、開封テープＦｐ１がアンビル５から、給排気穴５ａｈなどに引っかからないようになる程度に離れることをいう。次に、開封テープＦｐ１が予め定められた所定の位置に来ると、開封テープＦｐ１の移動が終了する（工程ＰＲ３）。制御部１８から電磁式三方弁１７への信号により、電磁式三方弁１７が方向ｂ１から方向ａ１に切り替わり（工程ＰＲ４）、給排気ライン１６は排気ライン２０に連接され、給排気穴５ａｈからの空気の排気が開始され、開封テープＦｐ１は給排気穴５ａｈの負圧によって、アンビル５上に固定される。
【００５２】
アンビル５が下刃８ｃと一体となって上昇を開始し（工程ＰＲ５）、下刃８ｃの刃先と上刃ａの刃先が一致すると、開封テープＦｐ１が切断され、開封片Ｆｐ２となる（工程ＰＲ６）。次に、ホーン２の発振が開始される（工程ＰＲ７）。アンビル５はなおも上昇を続ける。開封片Ｆｐ２が帯状フィルムＦｂに接触し（工程ＰＲ８）、この状態で、帯状フィルムＦｂがホーン２に接触し（工程ＰＲ９）、開封片Ｆｐ２と帯状フィルムＦｂの溶着が開始する（工程ＰＲ１０）。次に、アンビル５の上昇が終了し（工程ＰＲ１１）、その後にアンビル５の下降が開始され（工程ＰＲ１２）、開封片Ｆｐ２と帯状フィルムＦｂの溶着が終了する（工程ＰＲ１３）。帯状フィルムＦｂがホーンから離れ（工程ＰＲ１４）、アンビル５が帯状フィルムＦｂから離れる（工程ＰＲ１５）。そして、ホーン２の発振が終了し（工程ＰＲ１６）、次の溶着箇所での溶着のため帯状フィルムＦｂが送り出され、移動する（工程ＰＲ１７）。帯状フィルムＦｂの送り出しの開始前に、排気から給気への切り替えが行われ（工程ＰＲ１８）、前述の工程ＰＲ２が行われる。
【符号の説明】
【００５３】
１  溶着機（フィルム溶着装置）
２  ホーン（溶着部）
２ａ  一本面
２ｂ  周囲面
２Ｆ  発振面
２Ｇ  端面
２ｇ  溝
２ｇｐ  溝外縁
３  振動子
４  先端部
５  アンビル（固定部）
５Ｆ  受面
５ａ  中央面
５ａａ  空気供給部
５ａｈ  給排気穴（排気穴）（空気供給穴）
５ｂ  非平行面
８  カッター
８ａ、８ｂ  上刃
８ｃ  下刃
１０  筒状形成機（フィルム筒状形成部）
１１  フォーミングプレート
１２  案内筒
１３  縦接合装置
１４  送りローラ
１５ａ  筒状体
１５ｂ  不在部
１６  給排気ライン
１７  電磁式三方弁（切り替え機構）
１８  制御部
１９  給気ライン
２０  排気ライン
２１  原反
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ  ガイドローラ
２３  コイルバネ
２４  ロッド
２５  原反
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ  ガイドローラ
２７  ストッパ
２８  ピン
２９  テープ固定機構
２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ  ガイドローラ
３０  充填機（内容物充填部）
３１  ポンプ
３２  ノズル
３３  ヘッド
３４  水平部
３４ａ  面
３５  垂直部
３６  ニードル弁（スピードコントローラ）
４０  しごき装置（筒状フィルム結紮部）
４１  しごきローラ
４３  横部材
６１  横接合装置（筒状フィルム結紮部）
６２  超音波ホーン
６２ａ  突起部
６３  アンビル
７０  集束接合装置
７２、７３  収束板
７６  シール装置
７７  超音波ホーン
７７ａ  突起部
７８  アンビル
７８ａ  受部
８１  カッター（切断装置）
１００  包装体製造装置
ａ１、ｂ１  方向
Ｃ  内容物
Ｆｂ  帯状フィルム
Ｆｊ  被溶着物
Ｆｐ１  開封テープ
Ｆｐ２  開封片
Ｆｐｅ  端部側辺
Ｆｓ  小片付フィルム
Ｆｔ  筒状フィルム
Ｌａ  一本溶着線
Ｌａｅ  端部
Ｌｂ  非平行溶着線
Ｌｂｆ  端部
Ｌｂｎ  端部
ＰＲ１〜ＰＲ１８  工程
Ｐｓ  基準点
Ｒ  包装体
Ｒｅ  端部
Ｘ  方向
Ｘａ  横軸線
Ｙ  方向
Ｙ１、Ｙ２  位置
Ｙａ  縦軸線
Ｚ  方向
【図１】
0005669663.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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