(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に密封用のフィルムを配置してヒータを押し付けることによって、当該フィルムをウェルプレートの上面に溶着するシール装置であって、
ウェルプレートを上記溶着位置で保持し得るホルダと、
上記溶着位置に配置されたウェルプレートを囲繞する囲繞位置と開放する開放位置との間で手動で回動可能に設けられた安全枠と、
上記溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に電動モータを用いて一定の押圧力でヒータを押し付ける溶着機構と、
上記安全枠が囲繞位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容する制御装置とを備え、
上記溶着機構は、ヒータをウェルプレートに押し付けるためのプレス機構を備えており、当該プレス機構が、
上記溶着位置の上方に配置され、上下方向に移動されるメインフレームと、
メインフレームの下部に配置され且つメインフレームに対して下方に弾性付勢された状態で上下方向に移動可能に設けられたサブフレームと、
サブフレームがメインフレーム側に所定距離だけ移動したことを検知するストロークセンサとを有し、
上記制御装置は、上記ヒータをウェルプレート上面のフィルムに押し付けて溶着する際に、上記ストロークセンサにより検知された検知信号に基づいてメインフレームの下方への移動を規制することにより、上記サブフレームに取り付けられたヒータをウェルプレート上面のフィルムに一定の押圧力で押し付けるように構成されている、
ことを特徴とする半自動シール装置。
【請求項２】
所定の溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に密封用のフィルムを配置してヒータを押し付けることによって、当該フィルムをウェルプレートの上面に溶着するシール装置であって、
ウェルプレートを所定の保持位置で保持し得るホルダと、
ホルダを上記保持位置と溶着位置との間で手動でスライドさせ得るスライド機構と、
上記溶着位置にスライドされたウェルプレートの上面に電動モータを用いて一定の押圧力でヒータを押し付ける溶着機構と、
ウェルプレートが上記溶着位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容する制御装置とを備え、
上記溶着機構は、ヒータをウェルプレートに押し付けるためのプレス機構を備えており、当該プレス機構が、
上記溶着位置の上方に配置され、上下方向に移動されるメインフレームと、
メインフレームの下部に配置され且つメインフレームに対して下方に弾性付勢された状態で上下方向に移動可能に設けられたサブフレームと、
サブフレームがメインフレーム側に所定距離だけ移動したことを検知するストロークセンサとを有し、
上記制御装置は、上記ヒータをウェルプレート上面のフィルムに押し付けて溶着する際に、上記ストロークセンサにより検知された検知信号に基づいてメインフレームの下方への移動を規制することにより、上記サブフレームに取り付けられたヒータをウェルプレート上面のフィルムに一定の押圧力で押し付けるように構成されている、
ことを特徴とする半自動シール装置。
【請求項３】
請求項２記載の半自動シール装置において、上記溶着位置にスライドされたウェルプレートを囲繞する囲繞位置と開放する開放位置との間で手動で回動可能に設けられた安全枠を備え、上記制御装置は、上記安全枠が囲繞位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容するものであることを特徴とする半自動シール装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の半自動シール装置において、上記制御装置は、上記安全枠が囲繞位置にあることを検知するリミットスイッチを備えており、当該リミットスイッチが入力されたときに発せられる信号に基づいて上記溶着機構の作動を許容するものであることを特徴とする半自動シール装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の半自動シール装置において、上記制御装置は、上記ヒータの温度を設定する温度設定部および上記ヒータをウェルプレートに押圧する時間を設定する時間設定部を有していることを特徴とする半自動シール装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の半自動シール装置において、
上記メインフレームの移動は、ボールねじ機構が採用され、
上記サブフレームは、当該サブフレームとメインフレームとの間に介在されたコイルばねにより弾性付勢されており、
上記ストロークセンサは、所定距離だけ移動したサブフレームに当接するリミットスイッチにより構成されていることを特徴とする半自動シール装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の半自動シール装置において、
上記ヒータは、ウェルプレートの上面全体に当接し得る平面形ヒータを備えていることを特徴とする半自動シール装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の半自動シール装置において、
上記ヒータは、ヒート面の全体を被う耐熱弾性部材を有していることを特徴とする半自動シール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は、樹脂製のウェルプレート（以下、単に「ウェルプレート」という。）を密封するための装置に関するものである。このウェルプレートは、試薬や血液サンプル等を保存・運搬するために用いられるブロック状の容器である。
【０００２】
【従来の技術】
試薬や血液サンプル等を保存・運搬等するために、従来からウェルプレートが採用されている。図１３は従来から用いられているウェルプレート１の斜視図である。同図を参照して、ウェルプレート１は一般に樹脂で構成されており、ブロック状の基板２に多数の収容部３が区画形成されている。そして、この収容部３に試薬等を入れ、基板２の上面４に樹脂フィルム６を張り付けることにより試薬等を密封するようになっている。
【０００３】
この密封作業は、従来から一般に図１４に示すような自動機によって行われている。同図を参照して、密封されるべきウェルプレート１が所定の搬送装置によって矢印５の方向に次々と搬送される。ウェルプレート１が所定位置に配置されると、予めストックされた長尺の樹脂フィルム６が当該ウェルプレート１上に配置される。このとき、予め樹脂フィルム６をウェルプレート１の大きさに合わせて裁断することもできる。次いでヒータ７が矢印８の方向に押し下げられる。これにより、樹脂フィルム６がウェルプレート１の上面４に溶着され、その結果、ウェルプレート１が密封されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる自動機による密封作業は、同一仕様（すなわち同一の外形寸法）のウェルプレートを多数連続して密封する場合には非常に効率が良いが、かかる連続作業において、仕様の異なるウェルプレートを密封することができない。すなわち、高さ寸法や上面寸法が異なるウェルプレートを密封することができない。このため、仕様の異なるウェルプレートを上記連続作業において密封するには、特別にアダプタ等を介在させる必要がある等の不都合があった。そのうえ、特に最近では、少量で他品種のウェルプレートを密封したいという要請が強い。
【０００５】
また、従来の自動機では、一般にエアーシリンダ９を用いてヒータ７を駆動する構造が採用されているが、圧縮空気を用いた場合には別途コンプレッサが必要であるため、装置全体が非常に大がかりで高価なものとなる。しかも、空気圧は４kg／cm〜５kg／cm  程度に設定されることから、排気による騒音のや水滴の発生等の不都合もある。
【０００６】
その一方、完全に手動式のものを採用すれば上記問題は解消するものの、作業効率が悪く、多数のウェルプレートの密封作業に適しない。
【０００７】
そこで、本発明は、少量で他品種のウェルプレートに対応でき、安価で環境にやさしいウェルプレート用の半自動シール装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
(1)  上記目的を達成するために本願発明者は、完全自動の装置でなく一定の作業（たとえばウェルプレートのセット等）を手動で行うことによって少量他品種に対応することができ、また、駆動源をエアーではなくて電動式にすることによって騒音等を抑えることができる点に着目した。
【０００９】
(2) そこで、本願に係る半自動シール装置は、所定の溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に密封用のフィルムを配置してヒータを押し付けることによって、当該フィルムをウェルプレートの上面に溶着するシール装置であって、ウェルプレートを上記溶着位置で保持し得るホルダと、上記溶着位置に配置されたウェルプレートを囲繞する囲繞位置と開放する開放位置との間で手動で回動可能に設けられた安全枠と、上記溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に電動モータを用いて一定の押圧力でヒータを押し付ける溶着機構と、上記安全枠が囲繞位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容する制御装置とを備えている。
そして、上記溶着機構はヒータをウェルプレートに押し付けるためのプレス機構を備えており、当該プレス機構は、上記溶着位置の上方に配置され、上下方向に移動されるメインフレームと、メインフレームの下部に配置され且つメインフレームに対して下方に弾性付勢された状態で上下方向に移動可能に設けられたサブフレームと、サブフレームがメインフレーム側に所定距離だけ移動したことを検知するストロークセンサとを有し、上記制御装置は、上記ヒータをウェルプレート上面のフィルムに押し付けて溶着する際に、上記ストロークセンサにより検知された検知信号に基づいてメインフレームの下方への移動を規制することにより、上記サブフレームに取り付けられたヒータをウェルプレート上面のフィルムに一定の押圧力で押し付けるように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
この構成によれば、ウェルプレートを作業者が手で持ってホルダに保持させる。これにより、ウェルプレートは溶着位置で保持される。次いで、このウェルプレートの上面に密封用のフィルムを載置する。なお、このフィルムは、予めウェルプレートの上面形状に合わせて裁断しておく。次いで、安全枠を手動で操作して囲繞位置へ回動させる。これにより、溶着機構の作動が許容されるので安全性を確保することができる。すなわち、安全枠の回動が一種のインターロックとして機能する。そして、溶着機構によって、ヒータをウェルプレートの上面に押し付ける。
すなわち、溶着位置に配置されたウェルプレートに対してメインフレームを移動させる（下方への移動）と、サブフレームはメインフレームの下部に配置されているから、サブフレームに取り付けられたヒータがウェルプレートに接触する。さらにメインフレームが移動されるとウェルプレートに対するサブフレームの押圧力が増し、サブフレームの弾性付勢力に抗してサブフレームがメインフレームに対して相対的に反押圧方向に（上方に）移動する。その後、サブフレームがメインフレームに対して所定距離だけ相対移動すれば、このことがストロークセンサにより検出され、その検知信号に基づいてメインフレームの移動が規制される。
したがって、ウェルプレートの仕様が変わっても（たとえばウェルプレートの外形形状が変わって上面位置が変化したときでも）、サブフレームがメインフレームに対して常に一定距離だけ相対移動したときにメインフレームの移動が規制されることになり、その結果、常に一定の押圧力でサブフレームを（すなわちヒータを）ウェルプレートに押圧することができ、フィルムの良好な溶着を実現することができる。しかも、このようなヒータの押圧は電動モータを用いて行うので静粛性が高い。
【００１１】
(3) また、本願に係る半自動シール装置は、所定の溶着位置に配置されたウェルプレートの上面に密封用のフィルムを配置してヒータを押し付けることによって、当該フィルムをウェルプレートの上面に溶着するシール装置であって、ウェルプレートを所定の保持位置で保持し得るホルダと、ホルダを上記保持位置と溶着位置との間で手動でスライドさせ得るスライド機構と、上記溶着位置にスライドされたウェルプレートの上面に電動モータを用いて一定の押圧力でヒータを押し付ける溶着機構と、ウェルプレートが上記溶着位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容する制御装置とを備えている。
そして、上記溶着機構はヒータをウェルプレートに押し付けるためのプレス機構を備えており、当該プレス機構は、上記溶着位置の上方に配置され、上下方向に移動されるメインフレームと、メインフレームの下部に配置され且つメインフレームに対して下方に弾性付勢された状態で上下方向に移動可能に設けられたサブフレームと、サブフレームがメインフレーム側に所定距離だけ移動したことを検知するストロークセンサとを有し、上記制御装置は、上記ヒータをウェルプレート上面のフィルムに押し付けて溶着する際に、上記ストロークセンサにより検知された検知信号に基づいてメインフレームの下方への移動を規制することにより、上記サブフレームに取り付けられたヒータをウェルプレート上面のフィルムに一定の押圧力で押し付けるように構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
この構成によれば、まずホルダを手動で保持位置に移動させ、ウェルプレートを作業者が手で持ってホルダに保持させる。次いで、このウェルプレートの上面に密封用のフィルムを載置する。なお、このフィルムは、予めウェルプレートの上面形状に合わせて裁断しておく。次いで、ホルダを手動で溶着位置までスライドさせる。これにより、ウェルプレートは溶着位置で保持され、また、溶着機構の作動が許容されるので安全性を確保することができる。すなわち、ホルダのスライドが一種のインターロックとして機能する。そして、溶着機構によって、ヒータをウェルプレートの上面に押し付ける。このとき、ヒータは、上記したように制御装置による溶着機構の動作制御によって一定の押圧力で押し付けられるから、ウェルプレートの仕様が変わっても（たとえばウェルプレートの外形形状が変わって上面位置が変化したときでも）一様にフィルムを溶着することができる。しかも、このヒータの押圧は電動モータを用いて行うので静粛性が高い。
【００１３】
また、上記溶着位置にスライドされたウェルプレートを囲繞する囲繞位置と開放する開放位置との間で手動で回動可能に設けられた安全枠を備え、上記制御装置は、上記安全枠が囲繞位置にあるときに上記溶着機構の作動を許容するように設定することもできる。
【００１４】
このようにすれば、溶着機構を作動させる前に安全枠を囲繞位置へ回動させない限り溶着機構を作動させることができない。すなわち、上記インターロックを二重に設けたことになり、安全性をより高くすることができる。
【００１５】
さらに、上記制御装置は、上記安全枠が囲繞位置にあることを検知するリミットスイッチを備え、当該リミットスイッチが入力されたときに発せられる信号に基づいて上記溶着機構の作動を許容するように設定することもできる。
【００１６】
このようにすれば、上記インターロック機能をリミットスイッチで達成することになるから、当該インターロック機能を簡単且つ安価に実現することができる。
【００１７】
(4)  上記制御装置は、上記ヒータの温度を設定する温度設定部および上記ヒータをウェルプレートに押圧する時間を設定する時間設定部を備えることができる。
【００１８】
この構成によれば、ウェルプレートの材質およびフィルムの材質が変わって溶着に必要なヒータの温度と押圧時間が変化したとしても、その材質に適合した適切なヒータ温度と押圧時間を設定することができ、少量で他品種のウェルプレートの密封作業に都合がよい。
【００２１】
(6)  上記メインフレームの移動は、ボールねじ機構を採用し、上記サブフレームは、当該サブフレームとメインフレームとの間に介在されたコイルばねにより弾性付勢され、上記ストロークセンサは、所定距離だけ移動したサブフレームに当接するリミットスイッチにより構成することもできる。
【００２２】
この構成によれば、ボールねじ機構によりメインフレームの移動を精密に行うことができる。また、サブフレームの弾性付勢をコイルばねにより行うから、サブフレームの一定の押圧力を簡単且つ正確に再現することができる。さらに、サブフレームの所定距離の相対移動をリミットスイッチにより検出するから、構造が簡単でしかも安価である。
【００２３】
(7)  上記ヒータは、ウェルプレートの上面全体に当接し得る平面形ヒータを採用することができる。
【００２４】
この構成によれば、平面形ヒータを採用することによってウェルプレートの上面全体を一気に押圧して加熱することができるから、溶着むらを無くしてフィルムを一様に溶着することができる。
【００２５】
(8)  上記ヒータに、ヒート面の全体を被う耐熱弾性部材を備えることもできる。
【００２６】
この構成によれば、樹脂製のウェルプレートの上面に歪みが生じていても、ヒータをウェルプレートの上面に押圧することによって当該上面全体を一気に押圧して加熱することができる。これにより、溶着むらを無くしてフィルムを一様に溶着することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
(1)  本実施形態の概要とポイント
図１は、本発明の一実施形態に係る半自動シール装置（以下、単に「シール装置」という。）１０の外観斜視図である。このシール装置１０は、ウェルプレートを密封するための装置である。
【００２８】
ここで、ウェルプレートについて簡単に説明する。
【００２９】
図２は、本実施形態に係るシール装置１０によって密封されるウェルプレート１１の外観斜視図である。同図を参照して、ウェルプレート１１は、一般に直方体に形成されており、樹脂により構成されている。ウェルプレート１１は基板１２を備えており、基板１２に複数の収容部１３が形成されている。各収容部１３は、たとえば試薬や血液サンプル等を収容するものである。ウェルプレート１１は、これら試薬等を保存・運搬する際に使用される。そのため、基板１２の上面１４に樹脂製のフィルム１５が張り付けられ、各収容部１３が密封される。フィルム１５は一般的に合成樹脂により構成されているが、ウェルプレート１１の仕様によっては、基板１２と接する反対面１６にアルミ層が形成される場合もある。フィルム１５の張り付けは、基板１２の上面１４にフィルム１５を載置し、これにヒータ１６（図１参照）を一定の押圧力で押し付けて溶着することにより行われるようになっている。
【００３０】
本実施形態の特徴とするところは、次の点である。
【００３１】
近年、さまざまな仕様（基板１２の上面１４の外形寸法や基板１２の厚さ寸法の異なるもの等）のウェルプレートが要求される状況下において、仕様が異なっても装置や設備の変更を伴わずにウェルプレートの密封作業を行うことができるシール装置の提供が求められている。そこで、本実施形態に係るシール装置１０は、一定の作業を手動で行うことにより、従来の全自動装置では困難であった異なる仕様のウェルプレートの密封作業を可能にした点がポイントである。
【００３２】
すなわち、図１を参照して、本実施形態に係るシール装置１０は、ウェルプレート１１を保持するホルダ１７を備えており、このホルダ１７は、所定の保持位置と溶着位置（図１に示す位置）との間でスライド機構１８によってスライドされるようになっている。このスライドは、手動により行うようになっている。
【００３３】
そして、溶着位置に配置されたウェルプレート１１にヒータ１６を一定力で押し付ける溶着機構１９を備えており、これにより、フィルム１５が張り付けられる（溶着される）ようになっている。また、シール装置１０は、安全枠２１および制御装置２０を備えており、これらにより、安全かつ確実にフィルム１５の溶着を達成できるようになっている。なお、シール装置１０は、図に示すようなケーシング２２を備えており、上記溶着機構１９、制御装置２０等は、このケーシング２２内に収容されている。以下、各部の構成について詳しく説明する。
(2)  ホルダ
図３および図４は、図１における要部斜視図であって、ホルダ１７およびスライド機構１８の構成を示すものである。
【００３４】
ホルダ１７は、たとえば平板状の鋼板等により構成することができる。ホルダ１７は、図３に示すようなベッド状に形成することができ、この上面２３上に手動でウェルプレート１１を載置するようになっている。本実施形態では、ウェルプレート１１をホルダ１７上で位置決めするための位置決めプレート２４が形成されている。なお、この位置決めプレート２４は、保持凹部８４を有しており、ウェルプレート１１は、この保持凹部８４に嵌め込まれて位置決めされるようになっている。
【００３５】
また、ホルダ１７の右側端面２５には、ホルダ１７を手動でスライドさせるための把手２６が設けられている。この把手２６を手で把持し、左側へ押すことにより、ホルダ１７は、図４に示す位置にスライドする。ここで、図３に示すホルダ１７の位置を保持位置といい、図４に示すホルダ１７の位置を溶着位置という。ホルダ１７が図４に示す溶着位置にあるときに、フィルム１５が張り付けられるようになっている。
【００３６】
なお、図示していないが、ホルダ１７の下面にスライド用の突起が形成されている。この突起は、後に詳述するスライド機構１８の一部（スライダ）を構成するものである。
(3)  スライド機構
スライド機構１８は、上記ホルダ１７に形成された突起（スライダ）と、シール装置１０の前方に設けられたスライドベース２７とによって構成されている。このスライドベース２７は、図１および図３に示すように、シール装置１０の前方に突出形成されたステージ２８上に設けられている。なお、このステージ２８は、上記ケーシング２２に連続して形成することができる。
【００３７】
図３および図４を参照して、スライドベース２７は、たとえば鋼材によってスライド板２９を形成し、このスライド板２９にスライド溝３０を設けることにより構成することができる。このスライド溝３０は、上記突起（スライダ）が嵌め込まれるようになっており、突起（スライダ）は、スライド溝３０に沿って自由にスライドすることができる。その結果、ホルダ１７は、上記保持位置と溶着位置との間で自在にスライドすることができるようになっている。
【００３８】
また、スライド板２９の右側端面にはスライド規制板３１が取り付けられており、これにより、ホルダ１７がスライド板２９から外れてしまうのを防止している。さらに、スライド板２９の右端部下方に脚部７７が設けられている。これにより、スライド板２９およびシール装置１０全体の安定性を確保している。
【００３９】
なお、図３に示すように、スライド溝の左端部には、ホルダ１７が溶着位置に配置されたことを検知する位置センサ３２が設置されている。この位置センサ３２は、後に詳述する制御装置２０の一部を構成するものである。
(4)  安全枠
図５は、上記ケーシング２２を外した状態でのシール装置１０の要部斜視図である。
【００４０】
図１および図５を参照して説明する。安全枠２１は、枠本体３３と、これを支持する一対の支持フレーム３４とを有している。
【００４１】
枠本体３３は、コ字状に形成されており、溶着位置に配置されたウェルプレート１１を取り囲むようになっている。枠本体３３は、たとえば樹脂により構成することができ、特に透明の樹脂により構成することにより、ウェルプレート１１の状態を外部から観察することができる。
【００４２】
支持フレーム３４は、たとえば鋼板により構成することができる。本実施形態では、支持フレーム３４は、ケーシング２２側に設けられた本体フレーム３６（図５参照）に支持されている。この支持構造は、回動中心軸３７を介して本体フレーム３６に回動自在に支持されたものである。したがって、安全枠２１は、この回動中心軸３７を中心として、図１に示す位置（囲繞位置）と図１１に示す位置（開放位置）との間で、手動により回動自在となっている。なお、支持フレーム３４は、ねじ３５等を用いて枠本体３３に固着されている。
【００４３】
また、図５に示すように、本体フレーム３６にはリミットスイッチ３８が取り付けられている。このリミットスイッチ３８は、安全枠２１が囲繞位置へ回動したときに、支持フレーム３４に当接して「ＯＮ」の状態となるように設定されている。すなわち、リミットスイッチ３８は、安全枠２１が囲繞位置に回動したことを検知するためのセンサであって、後に詳述する制御装置２０の一部を構成するものである。
【００４４】
なお、本実施形態では枠本体３３に把手８０が設けられている。この把手８０により、安全枠２１の開閉が容易となる。
(5)  溶着機構
図６は、図５において矢印Ａ方向から見た状態の要部側面図である。図５および図６を参照して説明する。
【００４５】
溶着機構１９は、上記ヒータ１６を備えており、このヒータ１６を溶着位置に配置されたウェルプレート１１に一定力で押し付けるためのプレス機構３９とを備えている。すなわち、プレス機構３９は、ヒータ１６を後述するメインフレーム４０等を用いて保持し、さらに後述する移動機構４１を介してヒータ１６をウェルプレート１１の上面に押し付けるものであり、ウェルプレート１１の高さ寸法が変更された場合であっても、常に一定の押付力でヒータ１６を押し付けるようになっている。
【００４６】
本実施形態では、プレス機構３９は、メインフレーム４０と、メインフレーム４０を上下方向（すなわち溶着位置に配置されたウェルプレート１１に対して近接／離反する方向）に移動させるための移動機構４１と、メインフレーム４０に対して上下方向に移動可能に設けられたサブフレーム４２と、サブフレーム４２をメインフレーム４０に対して下方へ弾性付勢する付勢機構４３と、サブフレーム４２がメインフレーム４０に対して上方へ所定距離だけ移動した場合に、これを検出するストロークセンサ４４とを備えている。
【００４７】
メインフレーム４０は、たとえば鋼材により構成することができ、図６に示すように、台形状の基部４５と、基部に連続して前方（図６では左側）へ突出形成された平板部４６とを有している。基部４５には後に詳述する移動機構４１のボールねじ軸４７が係合されており、このボールねじ軸４７が回転されることにより、メインフレーム４０が上下に移動されるようになっている。
【００４８】
一方、図６に示すように、平板部４６の中央部には、貫通穴が形成されており、その上に案内ブロック４８が固定されている。この案内ブロック４８は、中央部に上下方向に貫通穴が形成されており、この貫通穴と上記平板部４６に形成された貫通穴とが連通している。これら貫通穴には、サブフレーム４２に設けられた位置検出棒４９が挿通されており、サブフレーム４２が上下に移動することによって、位置検出棒４９が案内ブロック４８に対して相対的に上下に移動するようになっている。
【００４９】
サブフレーム４２は、ヒータ取付プレート５０と、この上面に取り付けられたスライド案内部材５１および上記位置検出棒４９とを備えている。
【００５０】
ヒータ取付プレート５０は、矩形平板状に形成されており、その中央部に上述した貫通穴５２が形成されており、かつ四隅にスライド案内部材５１が貫通するスライド案内孔５３が形成されている。
【００５１】
スライド案内部材５１は、中央部にフランジ８６が形成されたピン状の部材であって、メインフレーム４０の平板部４６の上方からスライド案内孔５３に挿通されている。したがって、サブフレーム４２は、メインフレーム４０に対して図６に示す位置よりも下方へ移動することはできず、上方へのみ移動することができるようになっている。すなわち、サブフレーム４２は、メインフレーム４０に対して一定のストロークＳで近接または離反することができるようになっている。
【００５２】
そして、ストロークセンサ４４が所定のブラケット５４を介して案内ブロック４８に取り付けられている。本実施形態ではストロークセンサ４４としてリミットスイッチを採用している。つまり、サブフレーム４２がメインフレーム４０に対して上方に移動した場合は、位置検出棒４９が案内ブロック４８に対して上方へ相対移動する。この移動距離が所定の距離に達した場合に、位置検出棒４９がリミットスイッチ４４に当接し、これにより、サブフレーム４２が所定距離上方へ移動したことが検知されるようになっている。
【００５３】
次に付勢機構４３について説明する。
【００５４】
付勢機構４３は、メインフレーム４０側に取り付けられた固定板５５と、この固定板５５とメインフレーム４０の平板部４６の上面との間に配置されたばね５６とを有している。このばね５６は、図５および図６に示すように上記平板部４６の四隅、すなわち上記各スライド案内棒５１の上に配置されている。
【００５５】
固定板５５は、鋼板により細長の矩形状に形成することができ、図に示すように、メインフレーム４０の上方に２枚配置されている。そして、ばね５６は、各固定板５５の両端部と上記スライド案内棒５１との間に配置されている。固定板５５の固定は、固定ボルト５７により行われており、固定板５５の下面とメインフレーム４０の平板部４６との距離が常に一定となるように設定されている。
【００５６】
したがって、サブフレーム４２が上方へ移動した場合には、その移動距離に比例した下方への弾性力がサブフレーム４２に作用する。本実施形態では、サブフレーム４２の移動距離は上記ストロークＳにより制限されており、ストロークセンサ４４によって一定距離だけサブフレーム４２が移動したことを検出した場合には、常に一定の弾性力でサブフレーム４２が下方へ付勢されていることになる。
【００５７】
次に、移動機構４１について説明する。
【００５８】
移動機構４１は、本実施形態では既知のボールねじ機構が採用されている。すなわち、移動機構４１は、上記ボールねじ軸４７と、図示していないがこのボールねじ軸４７と係合するボールユニットと、ボールねじ軸４７の下方に取り付けられた歯車５８と、これと噛み合う駆動歯車５９と、駆動歯車５９を駆動するためのモータ６０とを有している。なお、上記ボールユニットは、メインフレーム４０の基部４５に内蔵されている。
【００５９】
また、メインフレーム４０には、当該メインフレーム４０の移動を案内するガイド棒８５がボールねじ軸４７の両側に設けられている。さらに、本実施形態では、ボールねじ軸４７を駆動するために上記歯車５８およびこれと噛み合う駆動歯車５９を採用したが、両者を直接噛み合わせるほかに、たとえばタイミングベルトとプーリを採用することもできる。
【００６０】
図５に示すように、モータ６０は、本体フレーム３６に所定のブラケット６１を介して固定されており、制御装置２０によって正転／逆転されるようになっている。モータ６０が正転されると、移動機構４１を介してメインフレーム４０が下方へ移動され、逆転されると上方へ移動されるようになっている。また、このモータ６０は電動モータであって、作動時にはエアー式のものに比べてきわめて静粛性が高い。なお、上記ボールねじ機構については説明を省略する。
【００６１】
次に、ヒータ１６について説明する。
【００６２】
図６を参照して、ヒータ１６は、平面板状の発熱体６２と、この発熱体６２の表面に取り付けられた耐熱弾性部材６３とを備えている。発熱体６２としては既知の平面型ヒータを採用することができ、耐熱弾性部材６３としては、たとえばシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱ゴムを採用することができる。この耐熱弾性部材６３は省略することもできる。耐熱弾性部材６３を設けることによる作用効果については後述する。なお、本実施形態では、ヒータ１６として平面板状の発熱体を採用しているが、棒状の発熱体（いわゆる棒状ヒータ）を採用することもできる。
(6)  制御装置
図１、図７および図８を参照して、制御装置２０について説明する。なお、図７は、制御装置２０を用いたシール装置１０の制御系統を模式的に示したものであり、図８は、制御装置２０に含まれる操作盤６４の正面図である。この操作盤６４は、図１に示すようにケーシング２２の前面に装備されている。
【００６３】
制御装置２０は、ＣＰＵ６５と、操作盤６４と、上述した各リミットスイッチ３２（位置センサ），３８とを備えている。なお、上記溶着機構１９に含まれるリミットスイッチ（ストロークセンサ）４４およびモータ６０もＣＰＵ６５に接続されている。
【００６４】
図８を参照して操作盤６４について説明する。
【００６５】
操作盤６４は、メインスイッチ６６と、温度設定部６７および時間設定部６８と、スタートスイッチ６９とを備えている。
【００６６】
メインスイッチ６６は、いわゆる電源スイッチであって、これを「ＯＮ」の状態にすることによってシール装置１０に電源が供給されて作動が可能となる。
【００６７】
温度設定部６７は、ヒータ１６の温度を設定するものである。これにより、ヒータ１６の温度を所望の温度に設定することができるので、フィルム１５の素材が変更されることにより溶着に必要な温度が変化しても、安定して良好な溶着を実現することができる。なお、温度の設定は、温度設定スイッチ７０を操作することにより行う。
【００６８】
また、時間設定部６８は、上記プレス機構３９によるウェルプレート１１へのヒータ１６の押付時間を設定するものである。これにより、ヒータ１６の押付時間を所望の時間に設定することができるので、フィルム１５の素材が変更されることにより溶着に必要な押付時間が変化しても、安定して良好な溶着を実現することができる。なお、時間の設定は、時間設定ダイヤル７１を回転操作することにより行う。
【００６９】
さらに、スタートスイッチ６９は、プレス機構３９の作動を開始するためのものであって、このスタートスイッチ６９を押すことによってメインフレーム４０が下降されてヒータ１６がウェルプレート１１に押し付けられるようになっている。
【００７０】
一方、図７を参照して、制御装置２０によるインターロック機構等について説明する。
【００７１】
リミットスイッチ３２は、図３に示したようにホルダ１７が所定の位置に配置され、ウェルプレート１１が溶着位置にあることを検知するためのものであるところ、このリミットスイッチ３２が「ＯＮ」の状態となったときに、所定の検出信号７２が出力され、これをＣＰＵ６５が受信する（図７参照）。ＣＰＵ６５は、この検出信号７２に基づいてモータ６０の作動を許容する信号７３を出力する。すなわち、上記検出信号７２がＣＰＵ６５によって受信されない限り、モータ６０の作動はあり得ない。
【００７２】
また、リミットスイッチ３８は、図５に示したように安全枠２１が囲繞位置に配置されたことを検知するためのものであるところ、このリミットスイッチ３８が「ＯＮ」の状態となったときに、所定の検出信号７４が出力され、これをＣＰＵ６５が受信する（図７参照）。ＣＰＵ６５は、この検出信号７４に基づいてモータ６０の作動を許容する信号７３を出力する。すなわち、上記検出信号７４がＣＰＵ６５によって受信されない限り、モータ６０の作動はあり得ない。
【００７３】
なお、本実施形態では、上記リミットスイッチ３２によるインターロック機構をも採用しているが、これを省略することもできる。
【００７４】
さらに、上述したように、リミットスイッチ４４は、サブフレーム４２がメインフレーム４０に対して所定距離だけ相対移動した場合にこれを検知するためのものであるところ（図５、図６参照）、サブフレーム４２が所定の弾性力で下方へ付勢された状態（すなわち、ヒータ１６が所定の弾性力でウェルプレート１１に押し付けられた状態）で、リミットスイッチ４４が「ＯＮ」となり、所定の検出信号７５が出力される（図７参照）。ＣＰＵ６５は、この検出信号７５に基づいてモータ６０の作動を停止させる信号７６を出力する。
【００７５】
なお、本実施形態では、上記リミットスイッチ３２によるインターロック機構をも採用しているが、これを省略することもできる。
(7)  シール装置の使用要領と作用効果
次に、図９〜図１２を参照して、シール装置１０を用いたフィルム１５の溶着作業の要領について、作用効果と共に説明する。なお、図９〜図１２では、操作盤６４の図示は省略している。
【００７６】
まず、操作盤６４（図８参照）を操作して、メインスイッチ６６を「ＯＮ」にし、続いて密封するウェルプレート１１の使用に合わせてヒータ１６の温度を設定し、ヒータ１６を押し付ける時間を設定する。
【００７７】
次に、図９に示すように、ホルダ１７を手動で保持位置に移動させ、ウェルプレート１１を作業者が手で持ってホルダ１７に載置する。これにより、ウェルプレート１１は、ホルダ１７によって保持される。
【００７８】
次いで、このウェルプレート１１の上面に密封用のフィルム１５（図２参照）を載置する。このフィルム１５は、予めウェルプレート１１の上面形状に合わせて裁断しておけばよい。
【００７９】
次いで、図１０に示すように、ホルダ１７を手動で溶着位置までスライドさせる。これにより、ウェルプレート１１は溶着位置で保持されると共に、リミットスイッチ３２（図３参照）が「ＯＮ」の状態となって、溶着機構１９の作動が許容される。このようにリミットスイッチ３２が「ＯＮ」の状態になってはじめて溶着機構１９の作動が許容されるので、シール装置１０の使用上の安全性を確保することができる。
【００８０】
次に、図１１に示すように、安全枠２１を囲繞位置へ手動で回動させる。これにより、リミットスイッチ３８（図５参照）が「ＯＮ」の状態となり、溶着機構１９の作動が許容される。すなわち、リミットスイッチ３２，３８によってインターロック機構を二重に設けたことになり、シール装置１０の使用上の安全性をより高くすることができる。
【００８１】
なお、本実施形態ではリミットスイッチ３２，３８による二重のインターロック機構を採用しているが、リミットスイッチ３２を設けることにより、安全枠２１およびリミットスイッチ３８を省略することも可能である。また、安全枠２１およびリミットスイッチ３８を設けることにより、リミットスイッチ３２を省略することも可能である。
【００８２】
次いで、操作盤６４のスタートスイッチ６９を押す。これにより、溶着機構１９が作動し、その結果、図１２に示すようにヒータ１６がメインフレーム４０およびサブフレーム４２と共に下降され、ヒータ１６がウェルプレート１１の上面に押し付けられる。このとき、ヒータ１６は、上述したように一定の押圧力で押し付けられるから、ウェルプレート１１の仕様が変わっても（たとえばウェルプレート１１の外形形状が変わって上面位置が変化したときでも）一様にフィルム１５を溶着することができる。しかも、このヒータ１６の押圧は電動のモータ６０を用いて行うので静粛性がきわめて高い。
【００８３】
このように本実施形態では、従来のような完全な自動機ではなくて、ウェルプレート１１の取り付け（設置）およびシール装置１０の作動指示（ヒータの温度や押圧時間の設定を含む）を作業者が手動で行うという半自動式のものであり、しかも、ヒータ１６の押し付けを一定力で行うことができるから、ウェルプレート１１の仕様変更に迅速かつ柔軟に対応することができる。したがって、少量で他品種のウェルプレートの密封作業を効率よく行うことができる。しかも、従来のようなエアー式のものではなくて電動のモータ６０を用いてシール装置１０を作動させるから、排気による騒音や水滴の発生等の不都合をさけて環境にやさしいシール装置１０を提供することができる。
【００８４】
特に本実施形態では、次のような作用効果を奏する。
【００８５】
上記温度設定スイッチ７０および上記時間設定スイッチ７１を備えているから、ウェルプレート１１の材質やフィルム１５の材質が変わって溶着に必要なヒータ１６の温度と押圧時間が変化したとしても、その材質に適合した適切な温度と押圧時間を設定することができ、少量で他品種のウェルプレートの密封作業に都合がよいという利点がある。
【００８６】
また、上記溶着機構１９は、メインフレーム４０およびばね５６を介して配置されたサブフレーム４２を備え、サブフレーム４２をメインフレーム４０に対して相対移動させることにより一定の押圧力を確保しながらヒータ１６をウェルプレート１１に押し付けるという構造を採用しているから、構造が簡単で確実なプレス作業を行うことができるという利点がある。しかも、サブフレーム４２のストロークによって押圧力が決定される。すなわち、ヒータ１６がウェルプレート１１に当接してからさらにサブフレーム４２が所定距離だけ移動した時点でヒータ１６の押圧力が決定される。したがって、ウェルプレート１１の仕様が変わって、その上面位置が変化したとしても、常に一定の押圧力を正確に確保することができ、フィルム１５の良好な溶着を実現することができる。
【００８７】
さらに、メインフレーム４０の移動は、ボールねじ機構を採用しているから、メインフレーム４０の移動（すなわちヒータ１６の移動）を精密に行うことができる。また、サブフレーム４２の弾性付勢をばね５６により行うから、上記一定の押圧力を簡単且つ正確に再現することができる。
【００８８】
加えて、ヒータ１６は、ウェルプレート１１の上面全体に当接し得る平面型であるから、ウェルプレート１１の上面全体を一気に押圧して加熱することができる。これにより、ロータ型のヒータをウェルプレート１１の上面を転がすようにして溶着する場合（従来の一般的な方法）に比べて、溶着むらを無くしてフィルム１５を一様に溶着することができる。
【００８９】
また、ヒータ１６に耐熱弾性部材６３を備えているから、たとえばウェルプレート１１の上面に歪みが生じていたとしても、ヒータ１６をウェルプレートの上面に押圧することによって当該上面全体を一気に押圧して加熱することができる。これにより、溶着むらを無くしてフィルム１５を一層良好に溶着することができる。
【００９０】
なお、本実施形態では、各センサとしてリミットスイッチを採用したことにより、構造をきわめて簡単にすることができ、コストの上昇を抑えることができる。ただし、各センサがリミットスイッチに限定されることはなく、他のセンサ（たとえば近接スイッチ等）を採用することもできる。
【００９１】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、従来のような自動機ではなくてウェルプレートの取り付け（設置）およびシール装置の作動指示（ヒータの温度や押圧時間の設定を含む）を作業者が行うという半自動式で密封作業を行うものであるから、少量で他品種のウェルプレートの密封作業を効率よく行うことができる。しかも、従来のようなエアー式のものではなくて電動モータを用いて装置を稼働させるから、排気による騒音や水滴の発生等の不都合をさけて環境にやさしいシール装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るシール装置の外観斜視図である。
【図２】ウェルプレートの構造を示す外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るシール装置の要部斜視図であり、ホルダが保持位置に配置されている状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るシール装置の要部斜視図であり、ホルダが溶着位置に配置されている状態を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るシール装置の要部斜視図であり、溶着機構等を詳細に示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るプレス機構を詳細に説明する正面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るシール装置の制御装置による制御系統を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るシール装置の操作盤の構成を示す正面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るシール装置を用いたウェルプレートの密封作業の一部を示す斜視図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るシール装置を用いたウェルプレートの密封作業の一部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るシール装置を用いたウェルプレートの密封作業の一部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るシール装置を用いたウェルプレートの密封作業の一部を示す斜視図である。
【図１３】従来から用いられているウェルプレートの斜視図である。
【図１４】従来から用いられている全自動のシール装置を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１０  シール装置
１１  ウェルプレート
１２  基板
１３  収容部
１４  上面
１５  樹脂フレーム
１６  ヒータ
１７  ホルダ
１８  スライド機構
１９  溶着機構
２０  制御装置
２１  安全枠
２７  スライドベース
２９  スライド板
３０  スライド溝
３２  位置センサ
３８  リミットスイッチ
３９  プレス機構
４０  メインフレーム
４１  移動機構
４２  サブフレーム
４３  付勢機構
４４  ストロークセンサ
４７  ボールねじ軸
４９  位置検出棒
５６  ばね
６２  発熱体
６３  耐熱弾性部材
６４  操作盤
６５  ＣＰＵ
６７  温度設定部
６８  時間設定部
７２  検出信号
７４  検出信号
７５  検出信号
【図１】
0004533521.tif 000002
【図２】
0004533521.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004533521.tif 000011
【図１１】
0004533521.tif 000012
【図１２】
0004533521.tif 000013
【図１３】
0004533521.tif 000014
【図１４】
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