(57)【要約】【課題】  安価な冷却装置を用いることができるインパルスシール装置及び自動包装機を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明に係るインパルスシール装置は、シール面に当接するインパルスヒータ１１への通電によって、重ね合わせられた包装フィルムを溶着するインパルスシール装置１０であって、インパルスヒータ１１への通電を制御する電源制御装置１３と、インパルスヒータ１１に冷媒を供給し、当該冷媒によってインパルスヒータ１１を冷却する冷却装置１７と、当該冷却装置１７とインパルスヒータ１１との間に設けられ、インパルスヒータ１１に供給される冷媒の温度を検知する温度検知器１８とを備えている。そして、当該電源制御装置１３は、温度検知器１８によって検知された冷媒の温度に基づいて、インパルスヒータ１１への通電を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール面に当接するインパルスヒータを有し、当該インパルスヒータへの通電によって、重ね合わせられた包装フィルムを溶着するインパルスシール装置であって、
前記インパルスヒータへの通電を制御する制御装置と、
前記インパルスヒータに冷媒を供給し、当該冷媒によって前記インパルスヒータを冷却する冷却装置と、
当該冷却装置と前記インパルスヒータとの間に設けられ、前記インパルスヒータに供給される前記冷媒の温度を検知する温度検知器とを備え、
前記制御装置は、前記温度検知器によって検知された前記冷媒の温度に基づいて、前記インパルスヒータへの通電を制御するインパルスシール装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記インパルスヒータへの通電電流及び通電時間を制御することを特徴とする請求項１記載のインパルスシール装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記温度検知器が検知した前記冷媒の温度が予め設定された基準値より低い場合には、前記インパルスヒータへの前記通電電流を高くするとともに前記通電時間を短くし、
前記温度検知器が検知した前記冷媒の温度が予め設定された基準値より高い場合には、前記インパルスヒータへの前記通電電流を低くするとともに前記通電時間を長くすることを特徴とする請求項２記載のインパルスシール装置。
【請求項４】
前記温度検知器は、前記冷媒が流入される前記インパルスヒータの冷媒流入口に設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインパルスシール装置。
【請求項５】
前記冷媒は、液媒であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインパルスシール装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のインパルスシール装置を備えた自動包装機。
【請求項７】
幅の広いシートフィルムを複数枚の包装フィルムにスリットするスリッター装置と、
当該複数の各包装フィルムをそれぞれ１パック分ずつ引き出しながら同期的に縦シール及び横シールする複数の縦シール装置及び横シール装置とを有する縦型多列自動充填包装機であって、
前記インパルスシール装置は、前記縦シール装置に設けられたことを特徴とする請求項６記載の自動包装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インパルスシール装置に関し、特にインパルスシールの冷却機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インパルスシール装置は、発熱体であるヒータ線の両端を引っ張った状態でシール基台に添わせて張り合わせた構成を有する。このインパルスシール装置においては、パルス状の電流波形を有する電流をヒータ線に通電することによって、急速な温度上昇を図っている。この急激な温度上昇によって、インパルスヒータの加熱面に接触した包装フィルムのシール面が溶着する。この溶着後、ヒータ線への通電電流を停止することによって、インパルスヒータ自体を冷やし、溶けた包装フィルムのシール面を固めることができる（特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
このようなインパルスシール装置においては、インパルスヒータそのものが温度上昇と冷却を繰返すため、ヒータ線の延び縮みが発生して劣化しやすく寿命が短いという問題があった。さらに、シール動作１回の中に加熱と冷却の相反する作用が必要になる。このとき、ヒータ線を急激に加熱することができても、急激には冷却することができないため、高速動作が困難であった。
【０００４】
近年、従来のインパルスシール装置を改良した高速タイプのインパルスシール装置が開発されている。この高速動作に対応したインパルスシール装置においては、インパルスヒータの冷却を早めるために水冷装置が利用されている。図４の模式図に、このインパルスシール装置の一構成例が示されている。図４において、１０はインパルスシール装置、１１はインパルスヒータ、１２はヒータ、１３は電源制御装置、１４はトランス、１５は電圧検出器、１６は電流検出器、１７は冷却装置である。
【０００５】
図４に示されたインパルスシール装置１１０においては、インパルスヒータ１１に設けられたヒータ１２に、電源制御装置１３がトランス１４を介して電圧を印加してパルス状の電流を流す。これによって、ヒータ１２は急激に加熱され、包装フィルムを溶着させる。このとき、電圧検出器１５によって、ヒータ１２に印加される電圧値がフィードバックされる。それとともに、ヒータ１２に流れる電流値が電流検出器１６によってフィードバックされる。
【０００６】
このインパルスシール装置１０においては、大電流のパルス波形の給電が行われている。そのため、従来のインパルスシールのような空冷冷却では対応することができないので、冷却装置１７は液冷冷却を行っている。この液冷冷却によって、シール動作の高速化のために、大電流通電による急激な温度上昇とともに、シール後の急速な冷却が行われる。これによって、インパルスヒータ１１の冷却状況はシール能力（シール動作の高速化）に直接反映される。従って、高速タイプのインパルスシール装置１１０においては、冷却装置１７として、冷媒（冷却水）の温度を一定の低い値に保つためには、冷却能力の高い高価な水冷装置が必要になっていた。
【０００７】
インパルスシール装置１１０は、外気温の変動や長時間にわたるシール動作等により、冷媒（冷却水）の温度が上昇してしまうことが発生する。この冷媒温度の上昇によって、冷却装置１７の冷却能力が低下し、インパルスシールの仕上がり悪化を招いていた。特に、冷却装置１７を有するインパルスシール装置１１０を自動包装機のシール装置に用いる場合には、自動包装機のシール装置周辺が高温に上昇するため、冷媒の温度が上昇しやすい。
【特許文献１】特開平１１−１００００８号公報
【特許文献２】特開平１１−０３５０１４号公報
【特許文献３】特開平５−１６２７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように、従来のインパルスシール装置においては、冷却能力の高い高価な冷却装置を使用する必要があるため、冷却装置のコストが上昇してしまうという問題点があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、安価な冷却装置を用いることができるインパルスシール装置及び自動包装機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】
【０００９】
本発明に係るインパルスシール装置は、シール面に当接するインパルスヒータを有し、当該インパルスヒータへの通電によって、重ね合わせられた包装フィルムを溶着するインパルスシール装置であって、前記インパルスヒータへの通電を制御する制御装置と、前記インパルスヒータに冷媒を供給し、当該冷媒によって前記インパルスヒータを冷却する冷却装置と、当該冷却装置と前記インパルスヒータとの間に設けられ、前記インパルスヒータに供給される前記冷媒の温度を検知する温度検知器とを備え、前記制御装置は、前記温度検知器によって検知された前記冷媒の温度に基づいて、前記インパルスヒータへの通電を制御するものである。
好適には、前記制御装置は、前記インパルスヒータへの通電電流及び通電時間を制御する。
【００１０】
このような構成において、冷媒の温度から冷却装置の冷却能力を検知することができるので、冷却能力に応じてインパルスヒータを加熱してインパルスシールを施すことが可能となる。従って、冷却能力の高い冷却装置を用いることなく、安価な冷却装置を用いることができる。
【００１１】
また、前記制御装置は、前記温度検知器が検知した前記冷媒の温度が予め設定された基準値より低い場合には、前記インパルスヒータへの前記通電電流を高くするとともに前記通電時間を短くし、前記温度検知器が検知した前記冷媒の温度が予め設定された基準値より高い場合には、前記インパルスヒータへの前記通電電流を低くするとともに前記通電時間を長くすることができる。
【００１２】
さらに、前記温度検知器は、前記冷媒が流入される前記インパルスヒータの冷媒流入口に設けられる。これにより、インパルスヒータに温度検知器を設けるのみであるから、良好にシールすることができるインパルスシール装置を安価にかつ簡便に構成することができる。
また好適には、前記冷媒を、液媒とすることができる。
【００１３】
本発明に係る自動包装機は、このようなインパルスシール装置を備えたものである。
好適には、本発明に係る自動包装機は、幅の広いシートフィルムを複数枚の包装フィルムにスリットするスリッター装置と、当該複数の各包装フィルムをそれぞれ１パック分ずつ引き出しながら同期的に縦シール及び横シールする複数の縦シール装置及び横シール装置とを有する縦型多列自動充填包装機であって、前記インパルスシール装置は、前記縦シール装置に設けられたものである。これにより、縦シール装置や横シール装置の周辺部分における温度が上昇したとしても、インパルスヒータの加熱を制御することによって、この温度上昇に対応することができる。これによって、高速に良好なインパルスシールを施すことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安価な冷却装置を用いることができるインパルスシール装置及び自動包装機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照して説明する。
発明の実施の形態１．
発明の実施の形態１においては、本発明に係るインパルスシール装置を単体で用いる場合について説明する。
図１に、本発明に係るインパルスシール装置の具体的な構成が示されている。図１において、符号１０によって、本発明に係るインパルスシール装置が示されている。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係るインパルスシール装置１０は、前述の図４に示されたインパルスシール装置１１０と同様の構成を有するが、液冷によってインパルスヒータ１１を冷却可能な構造を有する。具体的には、インパルスシール装置１０は、インパルスヒータ１１に供給する冷媒の温度を検知し、この検知した温度に基づいてヒータ１２の加熱を制御するものである。なお、図１においては、前述の図４に示されたインパルスシール装置１１０の部材と同じ部材については同じ符号を付している。
【００１７】
図１において、１８は温度検知器であり、この温度検知器１８は、インパルスヒータ１１と冷却装置１７との間に設けられている。温度検知器１８は、冷却装置１７から流出してインパルスヒータ１１に流入する冷媒の温度を検出するため、冷却装置１７の流出口とインパルスヒータ１１の流入口との間に設けられている。より詳細には、温度検知器１８は、インパルスヒータ１１の流入口に設けられている。
また、インパルスシール装置１０では、空冷冷却よりも液冷冷却の方が冷却能力が高いので、冷媒として液媒が用いられている。
【００１８】
図２に、本発明に係るインパルスシール装置１０で用いられるインパルスヒータ１１の構造の一例が示されている。図２においては、１１１は基台、１１２は絶縁シート、１１３は保護カバー、１１４はクーリングホルダ、１１５は冷媒通路である。
図２に示すように、このインパルスシール装置１０においては、合金製の基台１１１上に、ガラスセラミックの絶縁シート１１２が敷設されている。
【００１９】
この基台１１１上には、リボン状のヒータ１２が重ねて貼り合わせられ、ヒータ１２上に、ガラスセラミックの保護カバー１１３が被せられている。さらに、合金製の基台１１１の裏側には、クーリングホルダ１１４が付設され、このクーリングホルダ１１４には、冷媒通路１１５が設けられている。この冷媒通路１１５は、クーリングホルダ１１４を掘削した凹状部であり、基台１１１に直接接触するように基台１１１下に形成されている。
【００２０】
このようなインパルスヒータ１１は、次のような有利な特徴とを有している。まず、リボン状のヒータ１２が基台１１１に貼り付けられているため、温度による伸び縮みがない。そのため、ヒータ１２の耐久性が高く、ヒータ１２が長寿命であるという特徴を有する。さらに、ヒータ１２に大電流を通電することができるので、シール時間を短縮化することができ、シール動作の高速化が可能である。
【００２１】
続いて、図１を用いて、インパルスシール装置１０の動作について説明する。
図１に示すように、ヒータ１２は、トランス１４を介して電源制御装置１３に接続され、この電源制御装置１３を介して電源（図示せず）に接続されている。電圧検出器１５は、ヒータ１２に対して並列に接続され、ヒータ１２に印加される電圧を検出する。電流検出器１６は、ヒータ１２に対して直列に接続され、ヒータ１２への通電電流を検出している。
【００２２】
図示しない電源が電源制御装置１３を介してヒータ１２に電圧を印加すると、ヒータ１２が通電される。このとき、ヒータ１２には、パルス状の波形を有する電流が流れ、ヒータ１２が加熱される。ヒータ１２は、ヒータ１２上の保護カバー１１３を加熱して、重ね合わせられた包装フィルムをインパルスシールする。ヒータ１２の通電時に、電流検出器１６は、ヒータ１２の抵抗成分に応じた電流値を検出し、電源制御装置１３にフィードバックする。それとともに、電圧検出器１５は、このヒータ１２の抵抗成分に応じた電圧値を検出し、電源制御装置１３にフィードバックしている。
【００２３】
電源制御装置１３は、フィードバックされた電流値、電圧値を予め設定された基準値と比較し、ヒータ１２に通電する電流値、印加する電圧値を補正する。後述するように、このとき、電源制御装置１３は、これら電流値、電圧値に加えて、温度検知器１８からフィードバックされた冷媒温度に基づいて、ヒータ１２に通電する電流値、印加する電圧値を補正する。
【００２４】
冷却装置１７は、インパルスシール時に、インパルスヒータ１１に設けられた冷媒通路１１５に冷媒を流し続ける。クーリングホルダ１１４は、冷媒通路１１５に流された冷媒によって冷却される。この冷却されるクーリングホルダ１１４が合金製であるから、クーリングホルダ１１４上の基台１１１が冷却される。これと同様に、合金製の基台１１１の冷却によって、絶縁シート１１２、ヒータ１２、さらには保護カバー１１３が冷却される。これによって、保護カバー１１３に当接した包装フィルムが冷却され、溶着面が固められる。
【００２５】
インパルスヒータ１１を冷却した冷媒は、インパルスヒータ１１の冷媒通路１１５を通って、冷却装置１７に流入する。この冷媒は、この冷却装置１７において冷却された後、冷却装置１７からインパルスヒータ１１へと流出する。インパルスヒータ１１の冷媒通路１１５に流入するとき、温度検知器１８は、この冷却後の冷媒の温度を検知し、この検知した温度を電源制御装置１３へフィードバックする。
【００２６】
電源制御装置１３は、フィードバックされた冷媒の温度を予め設定された基準値と比較する。電源制御装置１３は、この比較結果とともに、電圧検出器１５、電流検出器１６からの電流値、電圧値に基づいて、ヒータ１２に通電する電流値、印加する電圧値を補正する。それとともに、電源制御装置１３は、ヒータ１２への通電時間も補正する。電源制御装置１３は、この補正された通電電流、通電時間に従って、ヒータ１２を所定の時間だけ通電する。これによって、ヒータ１２が冷媒の温度に応じて加熱される。
【００２７】
例えば、電源制御装置１３は、冷媒の温度が所定の温度よりも高い場合には、ヒータ１２に入力する電流を下げたり、ヒータ１２に電流を入力する時間つまりヒータ１２の加熱時間を短くしたりする。これによって、ヒータ１２を加熱する程度を低くする。
また逆に、冷媒の温度が所定の温度よりも低い場合には、ヒータ１２に入力する電流を上げたり、ヒータ１２に電流を入力する時間つまりヒータ１２の加熱時間を長くしたりする。これによって、ヒータ１２を加熱する程度を高くする。
【００２８】
以上のように、本発明に係るインパルスシール装置１０は、冷却装置１８によってインパルスヒータ１１を冷却させるため、高速なインパルスシールに対応することができる。さらに、本発明に係るインパルスシール装置１０は、温度検知器１８によって、インパルスヒータ１１に流入する冷媒の温度を検知する。
【００２９】
インパルスヒータ１１に流入する冷媒の温度が冷却装置１７の冷却能力を左右するので、温度検知器１８によって、冷却装置１７の冷却能力を知ることができる。それゆえ、冷媒の温度に基づいてインパルスヒータ１１への通電を制御することにより、冷却装置１７の冷却能力に応じてインパルスシールすることができる。
【００３０】
それゆえ、冷却能力の高い高価な水冷装置を使うことなく、水温変動を許容する安い水冷装置を使うことができる。これにより、冷却装置１７のコスト削減を行うことができ、インパルスシール装置１０全体のコストを低減することができる。さらに、冷却装置１８によってインパルスヒータ１１の冷却速度を向上させることができるので、シール結果の仕上がり状態を良好に保つことが可能となる。
【００３１】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２においては、本発明に係るインパルスシール装置１０を自動充填包装機に応用した場合について説明する。ここでは、本発明に係るインパルスシール装置１０を縦型多列自動充填包装機（以下、自動包装機と略す）に適用した場合について説明するが、これに限らず、インパルスシールによって包装フィルムをシールして包装体を製造する自動包装機であればよい。
【００３２】
まず、図３を用いて、本発明に係る自動包装機の全体構成について説明する。
図３は、本発明に係る自動包装機を示す正面図である。図３では、本発明に係る自動包装機は、符号３０により全体的に示され、１度に複数本のスティック状パックを連続的にシール成形する。
【００３３】
図３において、３１は本体フレーム、３２はホッパー、３３は定量供給装置、３４はシュータ、３５はフォーミング装置、３５１はフォーマーパイプ、３５２はフォーマー、３６はホルダー、３７は縦シール装置、３８は横シール装置、３９はカッター装置、４０は排出装置、４１は操作パネルボックスである。本体フレーム３１は、自動包装機３０の各種駆動装置等を支持する支持体である。ホッパー３２は、充填材料を収容する収納容器である。定量供給装置３３は、ホッパー３２から供給される充填材料を、下側に多列に並設された各シュータ３４に振り分けて供給する装置である。
【００３４】
フォーミング装置３５は、シュータ３４の下側に設けられ、包装フィルム（図３には図示せず）を円筒状にフォーミングする装置である。フォーミング装置３５は、フォーマーパイプ３５１とフォーマー３５２とによって構成される。フォーマーパイプ３５１は、多列に並設されたシュータ３４の下側にその上端口が位置する状態で多列に並設されている。フォーマー３５２は、フォーマーパイプ３５１毎に設けられ、後述するように、フォーマーパイプ３５１を貫装する。また、フォーマー３５２は、ホルダー３６上に並べられて配置される。
【００３５】
縦シール装置３７は、ホルダー３６の下側に設けられ、フォーマーパイプ３５１上で、円筒状にフォーミングされた包装フィルムに縦シールを施す装置である。後述するように、この縦シール装置３７には、本発明に係るインパルスシール装置１０のインパルスヒータ１１（これらは、図３には図示されず）が設けられている。
【００３６】
横シール装置３８は、縦シール装置３７の下側に設けられ、縦シールされた包装フィルムを横シールする装置である。カッター装置３９は、２つの横シール間に充填材料が充填された包装フィルムを横シールの位置で切断し、スティック状パックに分包する装置である。排出装置４０は、分包されたスティック状パックを自動包装機３０内から外部に排出する装置である。操作パネルボックス４１は、自動包装機３０の各駆動装置等を操作するための装置である。この操作パネルボックス４１内には、インパルスシール装置１０の電源制御装置１３が収納され、自動包装機３０を制御するための制御装置に接続されている。また、このインパルスシール装置１０に供給する電源は、自動包装機３０電源から引き出されている。
【００３７】
続いて、本発明にかかる自動包装機３０の動作について説明する。
本発明にかかる自動包装機３０は、横シール装置３８の上下運動に従って、幅の広いシートフィルムのロールからシートフィルムが順次下方に引き出される構造を有する。この引き出されたシートフィルムは、所望のテンションを有する状態でスリッター装置（図３には図示せず）へと送られる。この図示しないスリッター装置は、送られてきたシートフィルムを同じ幅の複数枚の包装フィルムにスリットする。これらの各包装フィルムは、ガイドロールを経てフォーミング装置３５に送られる。このフォーミング装置３５において、各包装フィルムは、各フォーマー３５２によって各フォーマーパイプ３５１の周囲を包むように巻装され、短手方向の上下両端縁が重ねられた断面略円形状にフォーミングされる。
【００３８】
各フォーミングされた包装フィルムは、縦シール装置３７へと送られる。この縦シール装置３７は、フォーミングされた包装フィルムの重ねられた左右両端縁に縦シールを施して、各包装フィルムを断面略円筒状にシール成形する。このとき、縦シール装置３７と同時に、前述のように、図示しない本発明に係るインパルスシール装置１０も動作を行う。縦シール後、縦シール装置３７は、縦シール箇所への押圧を開放し、横シール装置３８の降下作動による各包装フィルムの引き出し（引き下げ）が可能となる。
【００３９】
断面円筒状に縦シールされた各包装フィルムはそれぞれ、横シール装置３８によって挟持されて横シールされる。それと同時に、充填材料が、ホッパー３２から各シュータ３４、フォーマーパイプ３５１内を通って各円筒状の包装フィルムに供給される。そして、横シール装置３８は、包装フィルムを狭持したままの状態で、下方に１パック分移動する。このとき、複数枚にスリットされた包装フィルムは、１パック分だけフォーミング装置３５、縦シール装置３７、横シール装置３８内に引き込まれ、シートフィルムのロールからは１パック分のシートフィルムが引き出される。
【００４０】
横シール装置３８は、シートフィルムの引き出しが済むと、復動した後、再度、横ヒートシーラーによって包装フィルムに横シールを施す。この横シールによって、充填材料が充填された袋の口が密封される。これにより、充填材料が包装される包装フィルムを密閉シールする一工程が完了する。その後、横シール装置３８下部に設けられたカッター装置３９が横シール装置３８の復動時に横シールの中央を切断し、排出装置４０がこの分包されたスティック状パックを排出する。自動包装機３０が各作動を連続的に繰返すことにより、例えば１列当り２０〜１００袋／分の速度でスティック状パックを高速シールすることができる。
【００４１】
以上のように、本発明に係るインパルスシール装置１０は、高速動作に対応することができるので、自動包装機３０のような縦型多列自動充填包装機に応用することができる。この場合には、高価でない冷却装置１８を用いることによって低コストでインパルスシール装置１０を導入することができる。
【００４２】
さらに、自動包装機３０においては、縦シール装置３７や横シール装置３８の周辺部分における温度が高温に達するので、高価な冷却装置を用いたとしても限界がある。しかしながら、本発明に係るインパルスシール装置１０では、電源制御装置１３によってヒータ１２の加熱を制御するので、ヒータ１２の加熱温度を最適に調節することができ、シールの仕上がりを確実に良好な状態に保つことができる。
【００４３】
また、自動包装機３０にインパルスシール装置１０を導入する場合には、インパルスシール装置１０の電源を自動包装機３０の電源から引き出すことができる。これによって、インパルスシール装置１０を簡便に設置することができる。またさらに、インパルスシール装置１０の電源制御装置１３は、自動包装機３０全体の制御装置にインパルスシール装置１０の電源制御装置１３の機能を持たせることができるので、電源制御装置１３を容易に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るインパルスシール装置の一構成例を示す模式図である。
【図２】本発明に係るインパルスシール装置におけるインパルスヒータの一構成例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る縦型多列自動充填包装機の全体構成を示す正面図である。
【図４】従来のインパルスシール装置の一構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…インパルスシール装置、１１…インパルスヒータ、１２…ヒータ、
１３…電源制御装置、１４…トランス、１５…電圧検出器、１６…電流検出器、
１７…冷却装置、１８…温度検知器
３０…縦型多列自動充填包装機、３１…本体フレーム、３２…ホッパー、
３３…定量供給装置、３４…シュータ、３５…フォーミング装置、３６…ホルダー、
３７…縦シール装置、３８…横シール装置、３９…カッター装置、４０…排出装置、
４１…操作パネルボックス
【図１】
2005247326.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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