特開 2024-108859 真空包装装置、真空包装方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024108859

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】真空包装装置、真空包装方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 11/52 20060101AFI20240805BHJP

   B65B 31/02 20060101ALI20240805BHJP

   B65B 57/00 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

B65B11/52

B65B31/02 Z

B65B57/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023013470

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】517164556

【氏名又は名称】株式会社ＴＯＳＥＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100107928

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正則

(74)【代理人】

【識別番号】110003362

【氏名又は名称】弁理士法人ｉ．ＰＡＲＴＮＥＲＳ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古瀬 義昭

【テーマコード（参考）】

3E051

3E053

【Ｆターム（参考）】

3E051AA04

3E051AA09

3E051AB03

3E051BA05

3E051BA12

3E051EA01

3E051EB01

3E051GA07

3E051HE01

3E051JA05

3E051LA04

3E051LB05

3E053AA10

3E053BA03

3E053BA05

3E053CA01

3E053CB02

3E053CB05

3E053CB08

3E053FA05

3E053GA19

3E053GA20

(57)【要約】

【課題】機能性の高い真空包装装置を提供する。
【解決手段】実施形態の真空包装装置は、被包装物に対してスキンパックを行う真空包装装置であって、真空ポンプ４２と、一部に開口が設けられ、開口に対向するように被包装物が収容された状態において真空ポンプ４２により内部が減圧可能な第１のチャンバと、スキンフィルムを軟化させるためのヒータブロック３１と、スキンフィルムを軟化させた後、真空ポンプ４２により第１のチャンバ内を減圧することにより被包装物に対向するスキンフィルムを被包装物に対して密着させるようにヒータブロック３１及び真空ポンプ４２を制御する制御装置５０とを備え、制御装置５０は、ヒータブロック３１及び真空ポンプ４２を、それぞれ作動時間が重ならないようにタイミングをずらして作動させることを特徴とした。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被包装物に対してスキンパックを行う真空包装装置であって、
真空ポンプと、
一部に開口が設けられ、前記開口に対向するように前記被包装物が収容された状態において前記真空ポンプにより内部が減圧可能な第１のチャンバと、
スキンフィルムを軟化させるためのヒータと、
前記スキンフィルムを軟化させた後、前記真空ポンプにより前記第１のチャンバ内を減圧することにより前記被包装物に対向する前記スキンフィルムを前記被包装物に対して密着させるように前記ヒータ及び前記真空ポンプを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記ヒータ及び前記真空ポンプを、それぞれ作動時間が重ならないようにタイミングをずらして作動させる
ことを特徴とする真空包装装置。

【請求項2】

前記真空ポンプにより内部が減圧可能な第２のチャンバを更に備え、
前記ヒータは、前記第２のチャンバ内に設けられ、前記第２のチャンバ内が前記真空ポンプにより減圧された状態において、前記スキンフィルムを軟化させ、
前記制御部は、前記第２のチャンバ内の減圧に先立って、前記ヒータの加熱して所定の設定温度に到達させ、前記被包装物のスキンパックが終了するまで前記ヒータの加熱を停止する
ことを特徴とする請求項１記載の真空包装装置。

【請求項3】

軟化されて前記被包装物を覆った状態にあるスキンフィルムにおける、前記被包装物の周囲の余剰フィルム部分を切断するカッタを更に備え、
前記制御部は、前記カッタによる前記スキンフィルムのカットに先立って、前記真空ポンプを停止させる
ことを特徴とする請求項１記載の真空包装装置。

【請求項4】

前記ヒータは、前記スキンフィルムを軟化する目標温度よりも高温に設定される
ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項記載の真空包装装置。

【請求項5】

被包装物に対してスキンパックを行う真空包装方法であって、
ヒータにより前記被包装物をスキンパックするためのスキンフィルムを加熱し、前記スキンフィルムを前記被包装物に対して密着可能に軟化させ、
一部に開口が設けられ、前記開口に対向するように前記被包装物が収容された第１のチャンバの前記開口を、前記スキンフィルムで閉塞して前記スキンフィルムと前記被包装物とを対向させ、
前記ヒータの停止後に、前記第１のチャンバ内を真空ポンプにより減圧し、前記スキンフィルムを前記被包装物に対して密着させる
ことを特徴とする真空包装方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、真空包装装置、及びその真空包装方法に関する。

【背景技術】

【0002】

真空包装は、被包装物を入れた包装袋から空気を脱気して、密封する包装である。真空包装は、内容物の変質などを防止することができ、例えば食品業や工業の分野で広く利用されている。

【0003】

このような真空包装の一種として、近年スキンパック包装（以後、スキンパックと称する）が行われている。スキンパックは、食品に代表される被包装物をフィルムと台紙との間に挟み、これらの間をすき間なく熱で圧着することにより、完全に密封、つまり真空パックすることが可能な包装形態である。スキンパックは完全密封のため、食品保存時に食品から出る水分であるドリップが抑制され、食品の鮮度保持や賞味期限の延長等を実現する手法として広く実施されている。

【0004】

関連する技術に、上面部に開口を有し、この開口より適宜寸法落ち込む位置に環状段差面を有し、さらにこの環状段差面に囲まれて窪んでいるトレイ収容部を有し、さらに環状段差面とこの面以外の型外面に連通された脱気通路を有する型の前記トレイ収容部に、被包装物が収容されたトレイを収容し、次いで、前記トレイに対し密着側になる内層フィルムが、該トレイの内面との組み合わせにおいて該トレイの内面に対しヒートシール性はなく高ホットタック性を有し、かつ外層フィルムが、成形温度に加熱され軟化した状態で前記被包装物の外形に沿って立体的に延伸し冷却したときにその立体形状を保持する形状保持性を有する積層フィルムであるスキンフィルムを前記型の上面部に被せて前記トレイを取り巻く扁平空間を密閉し、次いで、前記脱気通路を通して前記トレイを取り巻く扁平空間内の脱気を行うと共に大気圧の作用下で、前記成形温度に加熱され軟化したスキンフィルムを、前記開口から落ち込むように延伸させトレイ内の前記被包装物に密着させると共に前記トレイの，該被包装物により占有されていない面に強密着させ、さらに前記トレイのフランジ部の少なくとも幅半分に強密着させ、次いで、前記型の上面部の開口に沿って、前記スキンフィルムの余剰周辺部を切り離し、その後に前記被包装物が収容されたトレイが前記スキンフィルムで包装されたスキンパック包装体を前記型から脱出させることを特徴とするスキンパック包装方法がある。この方法によれば、発泡スチ加圧遊動ローラー製のトレイの表面に凝集破壊が生じる虞が無く強密着し、通常の取り扱いではめくり上がらず閉封状態が維持され、容易に開封することができ、電子レンジ加熱食品の包装にも適するスキンパック包装袋を得ることができる（下記特許文献１参照）。

【0005】

また、関連する技術に、台材と加熱されたフィルムとの間に被包装物を介在させ、前記台材と前記フィルムとの間を脱気することによりスキンパック包装体を製造する、スキンパック包装体製造装置であって、前記フィルムを加熱する加熱部と、前記加熱部から前記フィルムを搬送するフィルム搬送部と、前記フィルムの搬送方向において前記加熱部の下流側に位置し、かつ、加熱された前記フィルムと前記台材との間に前記被包装物を介在させた状態で、前記台材と前記フィルムとの間を脱気する脱気部と、備えることを特徴とする、スキンパック包装体製造装置がある。この装置によれば、前記加熱部における加熱工程を終えた前記フィルムを搬送した後は、前記脱気部においてあるスキンパック包装体を製造するための脱気工程を行う際に、前記加熱部に次のスキンパック包装体を製造するためのフィルムを存在させておくことができる。これにより、前記加熱部における加熱工程と前記脱気部における脱気工程とを同時期に行うことが可能となり、前記脱気部における脱気工程が完全に終了するまでの間、前記加熱部を待機させておく必要がない。したがって、複数の前記スキンパック包装体をより効率良く製造することができる（下記特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１３－１８９２４３号公報

【特許文献2】特開２０１４－１３６６０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

発明が解決しようとする課題は、機能性の高い真空包装装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の真空包装装置は、被包装物に対してスキンパックを行う真空包装装置であって、真空ポンプと、一部に開口が設けられ、前記開口に対向するように前記被包装物が収容された状態において前記真空ポンプにより内部が減圧可能な第１のチャンバと、スキンフィルムを軟化させるためのヒータと、前記スキンフィルムを軟化させた後、前記真空ポンプにより前記第１のチャンバ内を減圧することにより前記被包装物に対向する前記スキンフィルムを前記被包装物に対して密着させるように前記ヒータ及び前記真空ポンプを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ヒータ及び前記真空ポンプを、それぞれ作動時間が重ならないようにタイミングをずらして作動させることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施形態に係る上昇状態にある真空包装装置の斜視図である。

【図2】第１の実施形態に係る上昇状態にある真空包装装置の正面図である。

【図3】第１の実施形態に係る上昇状態にある真空包装装置の側面図である。

【図4】第１の実施形態に係る下降状態にある真空包装装置の斜視図である。

【図5】第１の実施形態に係る下降状態にある真空包装装置の正面図である。

【図6】第１の実施形態に係る下降状態にある真空包装装置の側面図である。

【図7】第１の実施形態に係る真空包装装置の内部構成を示す模式図である。

【図8】第１の実施形態に係る環状カッタを示す概略図である。

【図9】第１の実施形態に係る真空包装装置の制御系を示すブロック図である。

【図10】第１の実施形態に係る真空包装装置の動作を説明するためのタイムチャートである。

【図11】スキンフィルムによる下方チャンバの閉塞を説明するための図である。

【図12】スキンフィルムによる下方チャンバの閉塞を説明するための図である。

【図13】上方チャンバの下降を説明するための図である。

【図14】上方及び下方チャンバの減圧を説明するための図である。

【図15】環状カッタによるスキンフィルム切断を説明するための図である。

【図16】カットヒータによるスキンフィルムの溶断を説明するための図である。

【図17】上方チャンバの上昇及びスキンパック包装体の取り出しを説明するための図である。

【図18】比較例に係る真空包装装置の動作を説明するためのタイムチャートである。

【図19】第２の実施形態に係る環状カッタを示す概略図である。

【図20】第２の実施形態に係る真空包装装置の制御系を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態の詳細について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0011】

（全体構成）
まず、本実施形態に係る真空包装装置の全体構成について説明する。図１～図３は、本実施形態に係る上昇状態にある真空包装装置の斜視図、正面図、側面図であり、図４～図６は、下降状態にある真空包装装置の斜視図、正面図、側面図である。以後、真空包装装置の正面側を前方、背面側を後方と称し、前後方向及び上下方向に直交する方向を左右方向と称して説明を行う。なお、図３及び図６には、真空包装装置の左側面が示されている。また、図１～図６においては、後述するトレイＴ及び被包装物Ｗが真空包装装置１内にセットされた状態が示されている。

【0012】

図１～図４に示されるように、本実施形態に係るスキンパック用の真空包装装置１は、内部に詳細は後述する真空ポンプ等を内蔵する略矩形の筐体１０を備える。筐体１０には、上面に開口２０１が形成されることにより、上方が開放された略箱状の下方チャンバ２０が設けられている。下方チャンバ２０は、その底面にスキンフィルムＦを用いたスキンパックの対象となる被包装物Ｗ及びトレイＴをセット（載置）することができる。本実施形態においては、下方チャンバ２０は被包装物Ｗ及びトレイＴをそれぞれ２つセット可能なサイズに形成されており、２つの被包装物Ｗを同時にスキンパックすることが可能となっている。

【0013】

本実施形態に係る真空包装装置１は、魚肉、牛肉、豚肉、鶏肉等の肉類、野菜類の他、調理食品、加工食品、冷凍食品等の食品から、基板といった工業製品等も被包装物Ｗとすることができ、つまりスキンパック可能なものであればどのようなものでもよい。

【0014】

スキンフィルムＦは、例えばポリエチレン等の樹脂材料からなる積層フィルムであり、特にバリア性を有するものであることが好ましい。スキンフィルムＦは、所定の温度以上（軟化温度）で所定時間加熱されると軟化し、少なくとも一方の面、具体的には被包装物Ｗに対向する面が被包装物Ｗ及びトレイＴに対して貼り付き可能な状態となる。本実施形態においては、軟化温度が１３０℃、加熱時間が約１０秒であるスキンフィルムＦを用いる。このようなフィルムとしては、住友ベークライト株式会社製のスキンパック用フィルム等が挙げられる。

【0015】

トレイＴは、被包装物Ｗが載置されるフラット形状の厚紙であり、スキンフィルムＦと同様にバリア性を有するものであることが好ましい。コスト面及び断熱性の観点から、トレイＴとしては、発泡スチロール等の樹脂材料からなるトレイを用いてもよいが、紙製のトレイであることが好ましい。このようなものとしては、凸版印刷株式会社製のグリーンフラット（登録商標）等が挙げられる。トレイＴとしては、例えば１７０ｍｍ×２６０ｍｍのサイズのものを用いることができる。

【0016】

筐体１０の正面には、操作パネル１１が設けられており、真空包装装置１の使用者はこの操作パネル１１を操作することによりスキンパックの開始、終了を操作する。操作パネル１１には、例えば真空包装装置１の電源ＯＮ／ＯＦＦを切り替える電源スイッチや、スキンパックを開始するスタートボタン、真空ポンプ４２（図９参照）における真空度や減圧待機時間などの真空条件、各種ヒータにおける加熱温度や加熱時間などの加熱条件を設定可能な設定ボタン、設定スイッチにより設定変更された設定値を表示可能な７セグメントディスプレイ等の表示器などが設けられるとよい。なお、操作パネル１１は、上述した各種ボタンを操作可能なタッチパネルディスプレイとして構成してもよい。

【0017】

筐体１０の背面側上面における左右方向両端部には、それぞれ板状のフレーム１２が上下方向に延在するように設けられている。２つのフレーム１２の上端部内方側の側面には、上端部が切り欠かれた支持フレーム１２１がそれぞれ設けられている。２つの支持フレーム１２１は、その切り欠き部分に、スキンフィルムＦが巻解き可能に巻回されてなるフィルムロールＦＲの回転軸が挿通されてこれを相対回転可能に軸支する。

【0018】

筐体１０の上方且つ２のフレーム１２の間には、その下面に後述するヒータブロック３１を有する略箱状の上方チャンバ３０が設けられている。上方チャンバ３０は、その前後方向及び左右方向のサイズが下方チャンバ２０に対応するサイズに形成されており、図２、図３、図５、及び図６に示されるように、左右方向両端部それぞれが長尺に形成された板状の揺動フレーム１３の一端に対して回動可能に軸支されている。揺動フレーム１３の他端は、フレーム１２の内方側側面に対して回動可能に軸支されている。これにより上方チャンバ３０は、揺動フレーム１３により支持された状態でこれを軸に上下に揺動自在となっている。上方チャンバ３０は、図３に示される最上昇方位置から図５に示される最下降位置にまで揺動することができ、揺動の間、その上面が水平を維持するように構成されている。

【0019】

最下降位置に位置付けられた上方チャンバ３０は、下方チャンバ２０の開口２０１を気密に閉塞することができ、この状態において上方チャンバ３０と下方チャンバ２０とが互いに密閉される。つまり下方チャンバ２０及び上方チャンバ３０は、互いにとっての蓋部として機能する。上方チャンバ３０の正面には取っ手３０１が設けられており、使用者が取っ手を把持することで上方チャンバ３０の昇降操作を容易に行うことができる。なお、上方チャンバ３０の昇降は手動でもよく、操作パネル１１の操作に応じて後述する制御装置５０（図９参照）がモータ等の駆動装置を作動させて行うようにしてもよい。

【0020】

次に、下方チャンバ２０及び上方チャンバ３０の内部構成について説明する。図７は、図３に示されるＡ－Ａ線概略断面図である。図８は、本実施形態に係る環状カッタを示す概略図である。図８に示される（ａ）は環状カッタ３２の概略平面図であり、（ｂ）はその概略側面図である。

【0021】

図７に示されるように、下方チャンバ２０は、その底壁部２０２の上面にトレイ台２１が設けられている。トレイ台２１には、後述する環状カッタ３２が一様に挿入可能な平面視略矩形をなす環状溝２１１が形成されている。環状溝２１１は、１つの被包装物Ｗに対して１つ設けられており、したがって２つの被包装物Ｗをスキンパック可能な本実施形態においては、２つの環状溝２１１が左右方向に離間して形成される。環状溝２１１は、後述するスキンフィルムＦをカットするための環状カッタ３２を受容する受容部として機能する。

【0022】

トレイ台２１における、環状溝２１１により囲繞される部分は、トレイＴが載置される載置部２１２となっている。載置部２１２は、トレイＴと略同形状、またはそれ以上のサイズ、特に僅かに大きいサイズに形成されることが好ましい。使用者は、真空包装装置１へのトレイＴのセット時、この載置部２１２にトレイＴを載置するだけでよく、セット位置を間違えることなく確実に且つ簡単にトレイＴを真空包装装置１へセットすることができる。

【0023】

上方チャンバ３０は、その底壁部３０２に左右方向に並列する２つの開口が形成されており、その開口内にそれぞれヒータブロック３１が配置されている。ヒータブロック３１は、平面視略矩形の平板状に形成されており、後述する制御装置５０により作動制御（通電）がなされることで発熱する。ヒータブロック３１は、スキンフィルムＦと当接した状態において発熱することでスキンフィルムＦを軟化させることができる。ヒータブロック３１には複数の吸気孔３１１が穿設されており、ヒータブロック３１にスキンフィルムＦが当接して上方チャンバ３０内が減圧された際、ヒータブロック３１にスキンフィルムＦを貼り付かせることができる。

【0024】

また、本実施形態においてヒータブロック３１は、その上面に柱状の連結部材３１２の下端部が連結されている。当該連結部材３１２は後述する支持プレート３３を貫通して上端部が上方チャンバ３０の上壁部３０３に連結されており、これによりヒータブロック３１は上方チャンバ３０内で支持される。なお、ヒータブロック３１を支持する手法はこれに限定するものではなく、脱落不能に上方チャンバ３０に設けられていればよい。

【0025】

２つのヒータブロック３１それぞれと底壁部３０２との間に形成される２つの間隙３０４内には、図７に示される上方チャンバ３０が最上昇状態にある場合、それぞれ環状カッタ３２の先端（下方側端部）が位置する。環状カッタ３２は、スキンフィルムＦを切断するものであり、図８（ａ）に示されるように、間隙３０４内を接触することなく挿通可能な平面視略矩形の環状に形成されている。つまり、間隙３０４及び環状溝２１１と略同形状に形成されている。また、環状カッタ３２は図８（ｂ）に示されるように、その下方側端部が刃先となっており、本実施形態においては突き刺し式の鋸刃３２１が一様に形成されている。

【0026】

環状カッタ３２の上方側端部は支持プレート３３に連結されており、支持プレート３３は、シリンダ３４におけるピストンロッド３４１の先端に連結されている。シリンダ３４は、後述する制御装置５０により駆動制御される不図示のコンプレッサにより圧縮空気といった圧縮流体が供給されることでピストンロッド３４１を進退動する。したがって環状カッタ３２は、支持プレート３３を介してシリンダ３４により上下方向に進退動を行うことができる。

【0027】

環状カッタ３２の周囲、例えば四隅近傍には、螺旋状のコイルスプリング３５が複数設けられており、複数のコイルスプリング３５の中空部分には、それぞれコイルスプリング３５の伸縮を許容して屈曲を防止するピン３６が設けられている。ピン３６は、その下端部が底壁部３０２に連結されており、上端部が拡径されたヘッド３６１となっている。ヘッド３６１下方に支持プレート３３が位置するようにピン３６は支持プレート３３を挿通しており、支持プレート３３下面にコイルスプリング３５の上端部が当接している。コイルスプリング３５の下端部は底壁部３０２に当接している。

【0028】

したがって、環状カッタ３２及び支持プレート３３が下降する場合、コイルスプリング３５の復元力に抗してピストンロッド３４１が下方に移動することとなる。一方、ピストンロッド３４１の下方への移動が解除、即ちシリンダ３４への空圧または油圧が供給されなくなった際に、コイルスプリング３５の復元力により環状カッタ３２及び支持プレート３３が元の基準位置（図７に示される位置）に押し戻されることとなる。

【0029】

次に、本実施形態に係る真空包装装置１の制御系について説明する。図９は、本実施形態に係る真空包装装置の制御系を示すブロック図である。

【0030】

図９に示されるように、上述した制御装置５０は、真空包装装置１の制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０１と、ＣＰＵ５０１の作業領域として使用されるメモリを含み、真空包装装置１の各種プログラムや各種真空包装条件の設定値（減圧待機時間、真空度、ヒータ温度、軟化時間等）を格納する記憶装置５０２と、各信号の入出力処理を行うＩＦ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）回路５０３等を備える。

【0031】

制御装置５０は、上述した操作パネル１１、ヒータブロック３１、シリンダ３４（シリンダ用コンプレッサ）の他、上方チャンバ３０のリミットスイッチ３７、温度センサ３８、ロック機構４１、真空ポンプ４２、上方真空電磁弁４３、上方大気導入弁４４、下方真空電磁弁４５、下方大気導入弁４６、カットヒータ４７、報知部４８とに、ＩＦ回路５０３を介して各装置からの信号を入力及び／又は各装置を作動制御するための制御信号を出力可能に接続されている。

【0032】

ここでのリミットスイッチ３７は、上方チャンバ３０の開閉を検知する。温度センサ３８は、ヒータブロック３１の温度を検知する。ロック機構４１は、上方チャンバ３０が最下降位置に位置付けられて下方チャンバ２０の開口２０１を閉塞した際に上方チャンバ３０をロックして離間不能、つまり上昇不能とする。ロック機構４１は、通電されていない状態でロックを維持し、通電がなされるとロックを解除するように構成される。ロックの手法は適宜であり、例えばラッチ機構におけるソレノイドロックを用いても良い。

【0033】

真空ポンプ４２は、下方チャンバ２０及び上方チャンバ３０にそれぞれ連通する吸気流路に接続され、これら流路を介して２つのチャンバ内を減圧する。

【0034】

上方真空電磁弁４３は、上方チャンバ３０と真空ポンプ４２との間の吸気流路に設けられ、上方チャンバ３０と真空ポンプ４２との流体的な接続を許容／解除する。上方大気導入弁４４は、上方チャンバ３０と上方真空電磁弁４３との間に、吸気流路に設けられた真空開放分岐流路を介して設けられた電磁弁であり、当該電磁弁が開放されることにより、上方チャンバ３０内を減圧状態から大気圧に戻すことができる。

【0035】

下方真空電磁弁４５は、下方チャンバ２０と真空ポンプ４２との間の吸気流路に設けられ、下方チャンバ２０と真空ポンプ４２との流体的な接続を許容／解除する。下方大気導入弁４６は、下方チャンバ２０と下方真空電磁弁４５との間に、吸気流路に設けられた真空開放分岐流路を介して設けられた電磁弁であり、当該電磁弁が開放されることにより、下方チャンバ２０内を減圧状態から大気圧に戻すことができる。

【0036】

本実施形態においては、上方真空電磁弁４３及び下方真空電磁弁４５は、通電時に流路を開放し、上方大気導入弁４４及び下方大気導入弁４６は、通電時に流路を閉塞する。

【0037】

カットヒータ４７は、フィルムロールＦＲから巻き解かれたスキンフィルムＦを接触端子が高温で発熱し上下から挟み込むことにより、圧力及び熱により溶断する。なお、溶断に限定するものではなく、カッター刃により切断するように構成してもよい。報知部４８は、スキンパックが終了したことを使用者に報知する。報知部４８は、ブザーとして構成することが好ましいが、ランプとして構成して点滅させるようにしてもよい。

【0038】

（装置動作）
次に、本実施形態に係る真空包装装置１の動作について説明する。本実施形態に係る真空包装装置１は、処理動作として以下に説明する定格消費電力を低減したスキンパック処理をデフォルトで実行するよう設定されている。図１０は本実施形態に係る真空包装装置の動作を示すタイミングチャートであり、図１１～図１７はその動作を説明するための図である。図１１、図１３～図１５、図１７は図３に示されるＡ－Ａ線断面相当図であり、図１２及び図１６は左側面から見た真空包装装置１が示されている。なお、ここででは、予め真空包装装置１の管理者により各種真空包装条件、ヒータ温度等が所定の設定値に設定されているものとする。また、予めトレイ台２１の載置部２１２に被包装物Ｗを載せたトレイＴがセットされていることとする。

【0039】

図１０に示されるように、先ず、電源が投入されると、ヒータブロック３１の加熱が開始される（Ｓ１）。この時、制御装置５０は温度センサ３８の検知結果を取得し、ヒータブロック３１が設定温度に到達した時点で温度が維持されるよう、ヒータのＯＮ／ＯＦＦを繰り返す制御を行う。加熱後、図１１及び図１２に示されるように、使用者はフィルムロールＦＲからスキンフィルムＦを巻き解いて下方に牽引した後に手前（前方）に引き寄せ、引き寄せたスキンフィルムＦにより下方チャンバ２０の開口２０１を閉塞する。これによりスキンフィルムＦと被包装物Ｗとが互いに対向することとなる。

【0040】

閉塞後、図１３に示されるように、使用者は上方チャンバ３０を下降させて下方チャンバ２０の開口２０１を上方チャンバ３０により覆うように密着、具体的にはスキンフィルムＦを介して密着させる（Ｓ２）。この時、図１０に示されるように、上方チャンバ３０の下方チャンバ２０との密着によりリミットスイッチ３７が作動し、これに応じてロック機構４１が働くことにより、上方チャンバ３０の下方チャンバ２０からの上方への離間を防止、つまり密着状態を維持するようロックがかかる。

【0041】

上方チャンバ３０下降後、図１０に示されるように、上方大気導入弁４４及び下方大気導入弁４６が閉塞され、上方真空電磁弁４３が開放されると共に真空ポンプ４２により上方チャンバ３０内が減圧される（Ｓ３）。この減圧に応じてスキンフィルムＦは吸気孔３１１に引き寄せられてヒータブロック３１に貼り付くこととなる。この貼り付きによってスキンフィルムＦは、ヒータブロック３１の熱により軟化し、下面が被包装物Ｗ及びトレイＴに接着可能な状態となる。この時、ヒータブロック３１は減圧に先立ってＯＦＦとされており、余熱でスキンフィルムＦを軟化させる。

【0042】

このことから、上方チャンバ３０内の減圧開始時、ヒータブロック３１の温度はスキンフィルムＦが軟化する温度（本実施形態においては１３０℃）よりも高温、例えば数℃～１０数℃等の僅かに高い温度となっていることが好ましい。したがって、予め設定するヒータブロック３１の目標温度は、少なくとも軟化温度よりも高温とすることが好ましい。なお、スキンフィルムＦの加熱時間は例えば１０秒程度とするとよい。

【0043】

上方チャンバ３０内の減圧後、図１０に示されるように、下方真空電磁弁４５が開放され、下方チャンバ２０内が減圧される（Ｓ４）。なお、この下方チャンバ２０内の減圧は、上方チャンバ３０内の減圧と同時に行うようにしてもよい。

【0044】

下方チャンバ２０内の減圧開始後、上方真空電磁弁４３を閉塞すると共に上方大気導入弁４４を開放しながら、下方チャンバ２０内の減圧を強める（Ｓ５）。この際、図１４に示されるように、軟化したスキンフィルムＦは、減圧が進むにつれて被包装物Ｗ及びトレイＴとスキンフィルムＦとの間の空気が脱気され、徐々に下方に落ち込んでいき、さらに脱気が進むことで被包装物Ｗ、トレイＴ、及びトレイ台２１それぞれの表面に気密に且つ確実に貼り付いて密着することとなる。上記のような下方チャンバ２０内の減圧及び上方チャンバ３０内の減圧／大気導入、つまりステップＳ３～Ｓ５は、開始から終了まで例えば合計４５秒程度とするとよい。

【0045】

下方チャンバ２０内の減圧を強めた後、シリンダ３４によりピストンロッド３４１が下方に移動され、これに伴い支持プレート３３及びピン３６を介して環状カッタ３２及び底壁部３０２が下方に移動する。下方への移動が継続されると、先ず底壁部３０２の下面がトレイ台２１の上面にスキンフィルムＦを介して当接する。これにより底壁部３０２がスキンフィルムＦの移動を抑制する押えとして機能する。この状態においてピストンロッド３４１が更に下方に移動されると、底壁部３０２はこれ以上の移動が不能であるため、コイルスプリング３５の復元力に抗して支持プレート３３及び環状カッタ３２が下方に移動することとなる。当該移動により、図１５に示されるように、環状カッタ３２が環状溝２１１内に押し込まれる。これにより環状溝２１１上のスキンフィルムＦ、つまり被包装物Ｗ及びトレイＴからはみ出した余分なスキンフィルムＦ（余剰フィルム部分）が、底壁部３０２により押さえられた状態でカットされる（Ｓ６）。当該カットにより、被包装物Ｗ及びトレイＴを覆うスキンフィルムＦと、余剰部分のスキンフィルムＦとを分離することができる。

【0046】

この時、図１０に示されるように、シリンダ３４が作動されるに先立って、真空ポンプ４２が停止されると共に下方真空電磁弁４５が閉塞される。真空ポンプ４２が停止されたとしても、ある程度下方チャンバ２０内の減圧状態は維持されるため、また、スキンフィルムＦが被包装物Ｗ及びトレイＴ上に密着して確実に貼り付いた状態となっているため、フィルムカットを問題なく行うことができる。

【0047】

また、環状カッタ３２によるスキンフィルムＦの切断と同時またはその直後、図１６に示されるようにスキンフィルムＦを上下で挟むように配置されたカットヒータ４７が加熱されて、その接触端子がスキンフィルムＦに向けて移動することでスキンフィルムＦに接触し、溶断がなされる。なお、移動するカットヒータ４７は、スキンフィルムＦの上下のいずれか一方側に配置されてスキンフィルムＦに向けて移動すればよく、いずれか他方側はスキンフィルムＦを介してカットヒータ４７が押し当てられる受け部として構成すればよい。なお、これらのカットヒータ４７の移動は使用者が手動で行うようにしてもよく、制御装置５０によりソレノイド等を用いて作動制御するようにしてもよい。

【0048】

スキンフィルムＦのカット後、図１０に示されるように、下方大気導入弁４６が開放されると共に、シリンダ３４への圧縮流体の供給、カットヒータ４７が停止され、ロック機構４１がロックを解除する（Ｓ７）。シリンダ３４への圧縮流体の供給が停止されると、図１７に示されるように、コイルスプリング３５の復元力により支持プレート３３及び環状カッタ３２が上方に戻され、基準位置に位置付けられる。上記のようなスキンフィルムＦのカット及び下方チャンバ２０内の大気導入、つまりステップＳ６及びＳ７は、開始から終了まで例えば合計５秒程度とするとよい。

【0049】

下方大気導入弁４６の開放により下方チャンバ２０内が大気圧に戻され、ロックが解除された後、報知部４８によりブザーが鳴り、上方チャンバ３０が上昇可能な状態となる（Ｓ８）。ここでは図１７に示されるように、使用者は上方チャンバ３０を上昇させて基準位置（最上昇位置）に位置付ける。なお、上方チャンバ３０は不図示のバネ等の弾性体により常時上方に付勢されるように構成してもよい。このようにすることで、ロック解除後に弾性体の付勢力により上方チャンバ３０を自動で上昇させることができる。この時、ヒータブロック３１は目標温度よりも低い温度となっていることから、図１０に示されるように、次の被包装物Ｗをスキンパックするために再び加熱がなされる。また、上方チャンバ３０が上昇することから、リミットスイッチ３７がＯＦＦとなる。

【0050】

上方チャンバ３０の上昇後、使用者はスキンパックがなされ被包装物Ｗが密封されたスキンパック包装体ＳＰを下方チャンバ２０から取り出し、下方チャンバ２０内に残されたカット後のスキンフィルムＦの残存物を取り除くことで図７に示される状態に戻すことができ、引き続き次の被包装物ＷをスキンパックするためにトレイＴと共に下方チャンバ２０内にセットする。

【0051】

図１８は、比較例に係る真空包装装置の動作を説明するためのタイムチャートである。図１８に示されるように、この比較例ではヒータブロック３１のＯＮ／ＯＦＦが常時行われて目標温度（ここでは１３０℃）が維持される点で本実施形態に係るスキンパック処理とは異なる。また、真空ポンプ４２が下方チャンバ２０内に大気を導入する際まで作動し続けている。このことから、比較例に係るスキンパック処理と比較して本実施形態に係るスキンパック処理は、消費電力の高いヒータプレートの加熱がステップＳ３の上方チャンバ３０内の減圧時に停止されており、同じく消費電力の高い真空ポンプと同時に作動することを回避している。また、真空ポンプ４２はステップＳ６のフィルムカット時に停止されており、消費電力の更なる低減が実現されている。

【0052】

以上に説明した本実施形態によれば、主に消費電力の高いヒータブロック３１及び真空ポンプ４２の作動時間を低減でき、且つ消費電力の高いカットヒータ４７を含め、これらの作動タイミングをずらすことで同時稼動を回避できる。そのため、定格消費電力を低減でき、低コスト化も実現可能であるという高い機能性を実現することができる。なお、場合によっては比較例に係るスキンパック処理も行うことができるよう、操作パネル１１で処理の切り替えを行えるようにすることが好ましい。

【0053】

なお、本実施形態においては、シリンダ３４を作動させるのに不図示のコンプレッサを用いると説明したが、これに限定するものではなく、真空ポンプ４２による減圧効果を流用してシリンダ３４を作動させるようにしてもよい。

【0054】

＜第２の実施形態＞
図１９は、本実施形態に係る環状カッタを示す概略図である。図２０は、本実施形態に係る真空包装装置の制御系を示すブロック図である。

【0055】

図１９及び図２０に示されるように、本実施形態に係る真空包装装置１Ａは、その先端の刃先が鋸歯状に形成されておらず、一様に水平方向に延在する片刃３２２が形成されている環状カッタ３２Ａを環状カッタ３２に代わり備える点、環状カッタ３２Ａのカッタ本体３２０に、制御装置５０により加熱制御可能な環状のカッタヒータ６０が設けられている点で第１の実施形態に係る真空包装装置１と異なる。

【0056】

カッタヒータ６０は、カッタ本体３２０外周に沿って一様に周接して設けられており、これにより刃先に対してムラなく確実に熱を伝達することができる。また、環状カッタ３２Ａの上下方向長さが例えば４０ｍｍである場合、カッタヒータ６０は、その下面が環状カッタ３２Ａの刃先よりも５ｍｍ程度上に位置するようカッタ本体３２０に取り付けられることが好ましい。このように刃先とカッタヒータ６０との距離を設定することにより、熱を良好に刃先に伝達できると共に、スキンフィルムＦのカット時にカットを阻害することを防止できる。この距離は、少なくともスキンフィルムＦの厚み以上とすることが好ましい。

【0057】

第１の実施形態に係る環状カッタ３２のような鋸刃３２１は、その刃を１つずつ仕立てることから非常に作製に手間がかかり、非常に高コストとなる。また、突き刺し式であることから、その切れ味の劣化は早い。しかしながら、本実施形態に係る環状カッタ３２Ａによれば、刃先の鋸刃への加工が必要なく、片刃３２２とするのみでよいため、作製が極めて容易であり、低コスト化を図れる。また、切れ味の劣化は鋸刃よりも当然ながら遅い。更に、カッタヒータ６０により環状カッタ３２が加熱されるため、スキンフィルムＦのカットが一層容易となり、切れ味の劣化も一層遅らせることができる。したがって、環状カッタ３２Ａ及び／又はカッタヒータ６０を備えることにより、真空包装装置１Ａは従来と比較して高い機能性を有することができる。

【0058】

なお、カッタヒータ６０は、環状カッタ３２Ａを加熱可能であればどのようなものを用いてもよく、例えばニクロム線が内蔵されたラバーヒータや、バンドヒータ、カートリッジヒータを用いてもよい。また、カッタヒータ６０の設定温度は適宜であるが、ヒータブロック３１の目標温度ほど高温とせずともよく、６０℃～１００℃の範囲で設定することが好ましい。なお、使用するスキンフィルムＦの種類によっては、環状カッタ３２Ａの先端を片刃とせずにフラットな形状、つまり刃が形成されていなくてもよく、その場合はカッタヒータ６０の熱及び環状カッタ３２Ａの押し込む圧力により、スキンフィルムＦを溶断するようにしてもよい。

【0059】

なお、本実施形態においては環状カッタ３２Ａは、その刃先が片刃であると説明したがこれに限定するものではなく、両刃仕様としてもよい。また、カッタヒータ６０は、環状カッタ３２Ａの外周に沿って一様に周接していると説明したが、外周に沿って一定間隔離間するように複数設けられるようにしてもよい。

【0060】

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0061】

１，１Ａ 真空包装装置
２０ 下方チャンバ（第１のチャンバ）
２０１ 開口
３０ 上方チャンバ（第２のチャンバ）
３１ ヒータブロック（ヒータ）
３２，３２Ａ 環状カッタ（カッタ）
４２ 真空ポンプ
５０ 制御装置（制御部）
６０ カッタヒータ（ヒータ）
Ｆ スキンフィルム
Ｗ 被包装物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】