特許 7576340 熱シール機及びこれを用いた熱シール方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-23

(45)【発行日】2024-10-31

(54)【発明の名称】熱シール機及びこれを用いた熱シール方法

(51)【国際特許分類】

   B65B 51/10 20060101AFI20241024BHJP

   B65B 51/16 20060101ALN20241024BHJP

【ＦＩ】

B65B51/10 210

B65B51/10 220

B65B51/16 100

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022189751

(22)【出願日】2022-11-29

(65)【公開番号】P2024077673

(43)【公開日】2024-06-10

【審査請求日】2023-10-31

(73)【特許権者】

【識別番号】595123427

【氏名又は名称】シール栄登株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102048

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 光司

(74)【代理人】

【識別番号】100146503

【弁理士】

【氏名又は名称】高尾 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】井上 久史

(72)【発明者】

【氏名】井上 哲也

(72)【発明者】

【氏名】井上 雅也

【審査官】冨江 耕太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－１１５８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－７６６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９０７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１６９０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１１７７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ５１／００－５１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プーリーの間に掛け渡した上下一対のベルトにより被シール体の一部を挟持して搬送する搬送機構と、加熱板を前記各ベルトに摺接して被シール体の一部を上下のヒーターで各々加熱する上下一対の加熱部と、前記加熱部により加熱された被シール体の一部を押圧する押圧部と、前記上下一対の加熱部に設けられた少なくとも上下一対の温度センサと、前記温度センサからの情報により前記上下のヒーターの温度を制御する温度制御器とを備え、前記上下一対の加熱部は、互いに圧接される圧接機構を有している熱シール機であって、
前記圧接機構は前記ベルトの流れ方向に対し異なる複数位置に設けられ、
前記上下一対の温度センサとは前記ベルトの流れ方向の異なる位置の上下に前記温度制御器には情報を送らない温度モニター専用の他の温度センサをそれぞれ設けてある熱シール機。

【請求項2】

さらに動作制御器を備え、この動作制御器は、前記温度センサ及び他の温度センサのいずれかが一定の閾値範囲外又は正転方向に対する前記ベルトの移動が停止した場合にシール動作を実施禁止し又は警告を発するシール停止ステップと、前記温度センサ及び他の温度センサの全てが前記一定の閾値範囲内に所定時間収まった場合にシール動作を開始可能とし又は開始可能信号を発するシール開始ステップとを遂行する請求項１記載の熱シール機。

【請求項3】

さらに動作制御器を備え、この動作制御器は、前記ヒーターの加熱後設定時間内はシール動作を実施禁止し又は警告を発するシール停止ステップと、前記加熱後設定時間経過後にシール動作を開始可能とし又は開始可能信号を発するシール開始ステップとを遂行する請求項１記載の熱シール機。

【請求項4】

前記温度センサは、前記他の温度センサよりも前記加熱部におけるベルト順方向の上手側に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の熱シール機。

【請求項5】

前記他の温度センサは、前記上下一対の加熱部において夫々複数個設けられ、前記温度センサは、前記複数の他の温度センサの中間に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の熱シール機。

【請求項6】

前記他の温度センサは、前記上下一対の加熱部において夫々複数個設けられている請求項１～３のいずれかに記載の熱シール機。

【請求項7】

前記複数の圧接機構は個別に圧接解除、圧接開始が設定可能である請求項１～３のいずれかに記載の熱シール機。

【請求項8】

請求項１記載の熱シール機を用いた熱シール方法であって、前記温度センサを用いた温度制御の結果を、当該温度センサ及び複数の前記他の温度センサによりモニターし、前記ベルトの回転及び前記ヒーターの加熱後設定時間経過後に熱シールを開始する熱シール方法。

【請求項9】

請求項２記載の熱シール機を用いた熱シール方法であって、前記温度センサを用いた温度制御の結果を、当該温度センサ及び複数の前記他の温度センサによりモニターし、前記温度センサ及び他の温度センサの全てが前記一定の閾値範囲内に所定時間収まった場合にシール動作を開始する熱シール方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱シール機及びこれを用いた熱シール方法に関する。さらに詳しくは、プーリーの間に掛け渡した上下一対のベルトにより被シール体の一部を挟持して搬送する搬送機構と、加熱板を前記各ベルトに摺接して被シール体の一部を上下のヒーターで各々加熱する上下一対の加熱部と、前記加熱部により加熱された被シール体の一部を押圧する押圧部と、前記上下一対の加熱部に設けられた少なくとも上下一対の温度センサと、前記温度センサからの情報により前記上下のヒーターを制御する制御部とを備え、前記上下一対の加熱部は、互いに圧接される圧接機構を有している熱シール機及びこれを用いた熱シール方法に関する。

【背景技術】

【0002】

上述の熱シール機としては、例えば、次の特許文献１に記載のごときものが知られている。同文献の段落番号００２７，００２８では、上下各３個のセンサ により上下加熱板の温度がモニタリングされ、当該温度が一定となるように自動制御がなされている。

【0003】

前記圧接機構が、前記ベルトの流れ方向に対し異なる複数位置に設けられた場合、各複数位置での圧接状態が異なると、熱シール対象物への熱伝達が円滑になされないおそれがある。そして、発明者らの実験によれば、そのような状態で上下各複数のセンサによりモニタリングと温度制御を行っても、シール品質を安定的に維持するのが困難であることが判明した。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１１７７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、熱シールの品質を安定的に維持しうる熱シール機及びこれを用いた熱シール方法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】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る熱シール機及びこれを用いた熱シール方法の第一の特徴は、プーリーの間に掛け渡した上下一対のベルトにより被シール体の一部を挟持して搬送する搬送機構と、加熱板を前記各ベルトに摺接して被シール体の一部を上下のヒーターで各々加熱する上下一対の加熱部と、前記加熱部により加熱された被シール体の一部を押圧する押圧部と、前記上下一対の加熱部に設けられた少なくとも上下一対の温度センサ（以下の実施形態では「第一温度センサ」とする。））と、前記温度センサからの情報により前記上下のヒーターの温度を制御する温度制御器とを備え、前記上下一対の加熱部は、互いに圧接される圧接機構を有する構成であって、前記圧接機構は前記ベルトの流れ方向に対し異なる複数位置に設けられ、前記上下一対の温度センサとは前記ベルトの流れ方向の異なる位置の上下に前記温度制御器には情報を送らない温度モニター専用の他の温度センサ（以下の実施形態では「第二温度センサ」とする。））をそれぞれ設けることにある。

【0007】

同構成によれば、ベルトの移動により、ヒーターの熱はベルトによっても伝導される。このとき、例えば前記ベルトの流れ方向に対し異なる複数位置に設けられた各圧接機構の圧接力が異なると、ベルトの移動による熱伝導は円滑に行われない。このとき、前記一対の温度センサとは前記ベルトの流れ方向の異なる位置の上下に前記制御部には情報を送らない温度モニター専用の他の温度センサをそれぞれ設ける場合は、熱伝導の異常を温度制御で修正することなく、温度分布でモニターできるため、各圧接機構の圧接力が異なる状態を温度分布から判別することができ、シール品質の低下を未然に察知できる。

【0008】

上記第一の特徴に加え、さらに動作制御器を備え、この動作制御器は、前記温度センサ及び他の温度センサのいずれかが一定の閾値範囲外又は正転方向に対する前記ベルトの移動が停止した場合にシール動作を実施禁止し又は警告を発するシール停止ステップと、前記温度センサ及び他の温度センサの全てが前記一定の閾値範囲内に所定時間収まった場合にシール動作を開始可能とし又は開始可能信号を発するシール開始ステップとを遂行するものとしてもよい。

【0009】

同構成によれば、前記温度センサ及び他の温度センサのいずれかが一定の閾値範囲外であること又はベルト移動の停止により、熱伝達の不均一による熱シール品質の低下を警告し、閾値への所定時間の収まりにより、シール可能状態を告知することができる。

【0010】

また、上記第一の特徴に加え、さらに動作制御器を備え、この動作制御器は、前記ヒーターの加熱後設定時間内はシール動作を実施禁止し又は警告を発するシール停止ステップと、前記加熱後設定時間経過後にシール動作を開始可能とし又は開始可能信号を発するシール開始ステップとを遂行するものとしてもよい。

【0011】

このような設定時間内のシール動作等を禁止するステップと、設定時間経過後のシール開始ステップを有すると、シール品質の低下状態でのシール動作開始を回避することができる。

【0012】

上記各特徴において、前記温度センサは、前記他の温度センサよりも前記加熱部におけるベルト順方向の上手側に設けられるとよい。ヒーターの熱はベルト流れ方向に沿って下手側に移動するため、ヒーターを上手側のセンサで制御し、下手側への熱伝達をモニタすることができる。

【0013】

これに対し、上記各特長において、前記他の温度センサは、前記上下一対の加熱部において夫々複数個設けられ、前記温度センサは、前記複数の他の温度センサの中間に設けられてもよい。温度制御をおこなう温度センサの上手及び下手の他の温度センサでモニタを行うことができる。

【0014】

前記他の温度センサは、前記上下一対の加熱部において夫々複数個設けられているとよい。

【0015】

また、前記複数の圧接機構は個別に圧接解除、圧接開始が設定可能であると作業性が良い。

【0016】

一方、上記熱シール機を用いた熱シール方法の特徴は、前記温度センサを用いた温度制御の結果を、当該温度センサ及び複数の前記他の温度センサによりモニターし、前記ベルトの回転及び前記ヒーターの加熱後設定時間経過後に熱シールを開始することにある。

【0017】

また、上記熱シール機を用いた熱シール方法の他の特徴は、前記温度センサを用いた温度制御の結果を、当該温度センサ及び複数の前記他の温度センサによりモニターし、前記温度センサ及び他の温度センサの全てが前記一定の閾値範囲内に所定時間収まった場合にシール動作を開始することにある。

【発明の効果】

【0018】

上記本発明によれば、熱シールの品質を安定的に維持しうる熱シール機及びこれを用いた熱シール方法を提供しうるに至った。

【0019】

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明にかかるシール機要部の正面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ線断面図である。

【図4】加熱板とヒーターとの関係を示す裏面側からの斜視図である。

【図5】加熱板とセンサ取り付け位置との関係を示す加熱板の背面図であって、（ａ）は第一実施形態、（ｂ）は第二実施形態である。

【図6】センサとヒーターとの制御系統関係を示す概略のモジュール図であり、（ａ）は必要最小限の構成、（ｂ）は実験用の構成、（ｃ）は比較例の構成を示す図である。

【図7】シール機の構造を示す写真であって、（ａ）は加熱板を取り付けた状態の正面側、（ｂ）は加熱板を外して裏面側を手前に向けた状態の正面側の写真である。

【図8】各時刻における温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は第一温度センサ、（ｂ）は第二温度センサのグラフである。

【図9】加熱板の上げられた状態を示す写真であって、（ａ）は左加熱板が上がっている状態、（ｂ）は右加熱板が上がっている状態、（ｃ）は左右双方の加熱板が上がっている状態である。

【図10】各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左加熱板が上がっている状態である。

【図11】各時刻における第二温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左加熱板が上がっている状態である。

【図12】各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は右加熱板が上がっている状態である。

【図13】各時刻における第二温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は右加熱板が上がっている状態である。

【図14】各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左右双方の加熱板が上がっている状態である。

【図15】各時刻における第二温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左右双方の加熱板が上がっている状態である。

【図16】タイマーの効果を検証するための各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフである。

【図17】タイマーの効果を検証するための各時刻における第二温度センサの温度を示すグラフである。

【図18】第一温度センサ故障時の各時刻における温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は第一温度センサ、（ｂ）は第二温度センサのグラフである。

【図19】比較例の実験として上加熱板を複数の第一温度センサで制御する際の温度センサの設定を示すシール機正面側の写真である。

【図20】図１９のシール機で左加熱板を上げた状態の各時刻における温度センサの温度を示すグラフである。

【図21】図１９のシール機で右加熱板を上げた状態の各時刻における温度センサの温度を示すグラフである。

【図22】図１９のシール機で加工したシール面の写真を示し、（ａ）は加熱板が正常位置にある場合、（ｂ）は左加熱板が上がった場合、（ｃ）は右加熱板が上がった場合である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、図１～７を参照しながら、本発明に係る熱シール機及びこれを用いた熱シール方法の基本構造、並びに、実験用装置の構成をさらに詳しく説明し、その後実験結果を説明する。シール機１は、内容物を樹脂製の袋等である被シール物に充填し、袋の開口部をベルト搬送で加熱板間を通過させ、加熱融着により開口部を封止するものである。シール機１は、フレーム１０にプーリー２１を有する搬送機構２０、ベルト２６、加熱部３０、圧接機構４０及び冷却部６０を備えている。

【0022】

搬送機構２０のプーリー２１は、上前プーリー２２ａ及び上後プーリー２３ａ、並びに、下前プーリー２２ｂ及び下後プーリー２３ｂを備え、後述のモーター１０４で駆動回転される。上下それぞれのプーリーに上ベルト２６ａ、下ベルト２６ｂが個別に掛け渡され、上ベルト２６ａ、下ベルト２６ｂの接合面に被シール物をはさんで図１の正転方向Ｆ移動させる。そして、加熱部３０で加熱し、圧接機構４０で封着した後、冷却部６０で冷却して融着部を冷却固定する。すなわち、正転時には、図１の右から左への正転方向Ｆに向かって上ベルト２６ａ、下ベルト２６ｂの接合面が移動して被シール物を運び、逆転時にはベルトを焼損から防ぎシール動作ができない状態となる。

【0023】

加熱部３０は、図４，５に示すように、上加熱板３１ａ及び下加熱板３１ｂ（加熱板３１）のそれぞれに独立に制御される上ヒーター３２ａ及び下ヒーター３２ｂ（ヒーター３２）を収納している。上ヒーター３２ａ及び下ヒーター３２ｂは、上加熱板３１ａ及び下加熱板３１ｂにそれぞれ形成された横孔３１ｘに挿入され、電力を供給する端子を切欠３１ｙから内側に張り出させ、回路に接続させている。穴３１ｘはフレーム１０又は後述の圧接機構４０への加熱板３１の取り付け用で用いられる。また、位置Ｐ１～６に後述のセンサ７１，７２，８１～８６を挿入する穴を表面又は裏面に形成してある。

【0024】

下加熱板３１ｂ、下圧接ローラー５１ｂ及び下冷却板６１ｂは、下横軸４０ｇによりフレームに固定されている。これに対し、上加熱板３１ａ、上圧接ローラー５１ａ及び上冷却板６１ａは、それぞれ第一圧接機構４１及び第二圧接機構４２、第三圧接機構４３並びに第四圧接機構４４で下方に付勢され、固定状態の下加熱板３１ｂ、下圧接ローラー５１ｂ及び下冷却板６１ｂに対してベルト２６を介して圧接されている。

【0025】

圧接機構４０は、フレーム１０に固定される固定ブロック４０ａ内に上下にスライド可能な状態で可動ブロック４０ｂが支持され、可動ブロック４０ｂに固定されたスライド軸４０ｃとフレーム１０の水平部１０ａとの間にスプリング４０ｅが挿入される。上横軸４０ｆは上加熱板３１ａを可動ブロック４０ｂに固定し、先のスプリング４０ｅの弾性力により上加熱板３１ａを下加熱板３１ｂに圧接させる。

【0026】

スライド軸４０ｃの外面は雄ねじが形成され、樹脂製のタブ４０ｄはこれに螺合され、上下固定位置が可変である。フレーム１０の水平部１０ａの先には立上部１０ｂが形成され、このタブ４０ｄをスライド軸４０ｃ周りで１８０度反転させて立上部１０ｂに掛止することで、上加熱板３１ａを下加熱板３１ｂから離隔させ、仕掛かり中の被シール物の除去やベルト２６等のメンテナンスが可能となっている。以下において、加熱板を上げるとは、タブ４０ｄを立上部１０ｂに掛止して上加熱板３１ａを下加熱板３１ｂから離隔させることを意味する。第一圧接機構４１を例にとって説明したが、第二圧接機構４２、第三圧接機構４３及び第四圧接機構４４も同様の構造である。

【0027】

先の加熱板３１において、図６（ａ）の如く、位置Ｐ１，Ｐ４には第一温度センサ（温度センサ）７１，７２が取り付けられ、位置Ｐ２，３，５，６には第二温度センサ（他の温度センサ）８２，８３，８５，８６を設けてある。第一温度センサ（温度センサ）７１，７２及び第二温度センサ（他の温度センサ）８２，８３，８５，８６は、加熱板３１の温度を温度監視器１０２で監視している。加えて、第一温度センサ（温度センサ）７１，７２は、それぞれ上温度制御器１０１ａ、下温度制御器１０１ｂにも接続され、取得した温度情報に基づき、ＰＩＤ制御にて上ヒーター３２ａ、下ヒーター３２ｂの温度を個別に制御している。

【0028】

動作制御器１０３は温度監視器１０２の情報に基づき、モーター１０４及び警報器１０５を制御する。モーター１０４は、先のプーリー２１に接続され、ベルト２６回転の方向と可否を制御する。後述のごとく、温度監視器１０２による温度の安定状態が一定時間連続することでシールの可否を警報器１０５で利用者に告知し、タイマー制御でプーリー２１の正転・逆転の切り替え等を行う。

【0029】

以下の実験用の構成では、図６（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）の如く、位置Ｐ１～６には第二温度センサ（他の温度センサ）８１～８６を取り付け、位置Ｐ１，Ｐ２の近傍である位置Ｑ１，Ｑ２に。第一温度センサ（温度センサ）７１，７２を設けている。位置Ｐ１，Ｐ２と位置Ｑ１，Ｑ２とは近傍であるため、図６（ｂ）の実験結果は図６（ａ）の構成でも再現可能である。

【0030】

さらに、比較実験の構成では、図６（ｃ）及び図１９の如く、位置Ｐ１～４に第一温度センサ（温度センサ）７１～７４を設けている。そして、第一～第四温度制御器１０１ｃ～ｆを介して、第一～第四ヒーター３２ｃ～ｆを個別の第一温度センサ７１～７４で温度制御している。こちらは、全てを温度制御用のヒーターで制御すると却ってヒートシールの不都合が生じる状況を再現するためのものであり、本発明の先行技術文献に相当する構成である。以下の実験において、特に注釈の無い限り、目標設定温度は１１５度、ベルト搬送速度は５m/minである。

【0031】

図１９，６（ｃ）の構成では、上加熱板３１ａ’が形式は異なるが上記と類似の左右一対の圧接機構４０’により下方に押圧されている。以下の比較実験では、左及び右の圧接機構４０’の圧接を解除し、上記押圧を片方ずつ解除する状態で実験を行っている。シール機メンテナンスの終了後に、再押圧を忘れたり、圧接機構４０’のトラブルで押圧力が不十分となるようなケースを想定するものである。

【0032】

図２０のグラフは先の上加熱板３１ａ’が左側のみを上げたものである。図２１のグラフは先の上加熱板３１ａ’の左側のみを上げたものである。Ｔｂ１，Ｔｃ１はそれぞれ加熱板を上げた時刻、Ｔａ２，Ｔｂ２，Ｔｃ２はそれぞれ被シール体をシール機に投入した時刻を示し、シール面の外観写真をそれぞれ図２２（ａ）～（ｃ）に示す。

【0033】

時刻Ｔａ２に投入した図２２（ａ）では正常にシールされているが、時刻Ｔｂ２，Ｔｂ３に投入した図２２（ｂ）（ｃ）ではいずれもシール不良が発生している。時刻Ｔｂ２，Ｔｃ２ではセンサ温度は誤差範囲内に収まっているが、それでもシール不良が発生している。このことは、各部位に設けたセンサで各部位のヒーターが誤差範囲内に収まるように制御しても、ベルト２６の加熱状態の安定性を維持できないことを意味する。

【0034】

上述のことより、全てのセンサをヒーターの制御に用いず、温度監視及びヒーターを制御するためのセンサと、温度監視のみのセンサとの双方を用いる図６（ａ）（ｂ）の構成を採用し、以下にその効果を説明する。

【0035】

まず、図６（ｂ）、図７の構成によるシール機を用いて、オーバーシュートの影響を調べた。図８（ａ）は、位置Ｑ１，Ｑ２に設けた制御用の第一温度センサ（温度センサ）７１，７２の出力である。一方、図８（ｂ）は位置Ｐ１～６に取り付けた第二温度センサ（他の温度センサ）８１～８６の出力である。なお、各グラフの縦軸はセンサの温度、横軸は時刻であるが、以下説明を省略する。

【0036】

被シール体の挿入時は、Ｔｄ１オーバーシュート時（１９３秒）、Ｔｄ２オーバーシュート後（２９２秒）、Ｔｄ３安定時（６１６秒）であり、それぞれのシール強度を測定した。Ｔｄ２，３において十分なシール強度が得られている一方、Ｔｄ１ではそれらの１．６倍のオーバースペックのシール強度であり、不要な溶解の発生リスクが増大する。これらの結果より、オーバーシュート時を外し、温度の安定する時点でのシール作業が望ましいことが判明した。

【0037】

次に、加熱板が上がっている場合に、その状態を第二温度センサ（他の温度センサ）８１～８６（位置Ｐ１～Ｐ６）で判定できるか否かの実験を行ったのでこれを説明する。図９は、加熱板の上げられた状態を示す写真であって、（ａ）は左加熱板が上がっている状態、（ｂ）は右加熱板が上がっている状態、（ｃ）は左右双方の加熱板が上がっている状態である。図１０～１８における目標設定温度は１２０度である。

【0038】

図１０は、各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左加熱板が上がっている状態である。図１１は、各時刻における第二温度センサの温度を示すグラフであって、図１１（ａ）は加熱板が正常な状態で先の図１０（ａ）に対応し、図１１（ｂ）は左加熱板が上がっている状態で先の図１０（ｂ）に対応する。位置Ｑ１，Ｑ２の近傍に設置された位置Ｐ１，Ｐ４の温度は、図１１（ｂ）において同図（ａ）と同様目標温度に収束している。しかし、位置Ｐ５，Ｐ６の温度は大幅に下落して許容値を割り、これにより、左加熱板の上がりという異常事態を検知可能である。

【0039】

図１２は、各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は右加熱板が上がっている状態である。図１３（ａ）（ｂ）の比較により、位置Ｐ５，Ｐ６の温度は大幅に下落して許容値を割り、これにより、右加熱板の上がりという異常事態を検知可能である。

【0040】

図１４は、各時刻における第一温度センサの温度を示すグラフであって、（ａ）は加熱板が正常な状態、（ｂ）は左右双方の加熱板が上がっている状態である。図１５（ａ）（ｂ）の比較により、位置Ｐ５，Ｐ６の温度は大幅に下落して許容値を割り、これにより、左右加熱加熱板の上がりという異常事態を検知可能である。

【0041】

図１６，１７は安定タイマーの有用さを確認するための実験である。被シール体には水滴を付着させて、条件の悪い状態を再現している。この被シール体を、図１６の時刻Ｔｅ１，Ｔｅ２から時間ΔＴｅ１，ΔＴｅ２の範囲内で挿入し、シール試験を行った。Ｔｅ１の範囲内では、位置Ｐ１での第一温度センサの下落はわずかであるが、図１７の位置Ｐ１の第二温度センサでは、大幅に下落し、シール不良が発生した。これに対し、Ｐ１～６の各第二温度センサの値が安定する時刻Ｔｅ２の範囲内でシールを行うと適正なシール結果が得られた。

【0042】

これらの結果より、電源投入後Ｔｅ２の如く温度が安定する時刻までの到達時間（安定時間ΔＴｘ）を予め調べ、この安定時間ΔＴｘのカウントを動作制御器１０３に組み込み、モーター１０４及び警報器１０５を制御する。具体的には、安定時間経過まではモーター１０４を逆転させ、安定時間経過後にモーター１０４を正転させるとよい。また、安定時間経過までは警報機１０５で警告信号を流し、安定時間経過後に作業可能を告知する信号を発生させるとよい。

【0043】

図１８はＱ２の第一温度センサ７１が破損した状態において、（ａ）は第一温度センサ、（ｂ）は第二温度センサそれぞれの制御状態を示したものである。ここでは、時刻Ｔｆ１から時間ΔＴｆ１の間において、実際の温度は図１８（ａ）のようには上下していないが、第一温度センサ７１が破損により適正温度が把握できないため、温度制御器１０１ａは上ヒーター３１ａの温度を上げることとなる。この第一温度センサのみではこのような温度以上は発見できないが、第二温度センサを設置すると、図１８（ｂ）の如く位置Ｐ２，３の第二温度センサの異常昇温として、検出することができる。

【0044】

このように、温度センサを制御用の第一温度センサのみとすると、センサの異常を打ち消すようにヒーターの温度制御を行うため、本来の異常事態が発見することができない。特にヒーターとベルトとは異なる位置にあるため、異常事態を打ち消す温度制御がなされるとさらに異常事態の発見が困難となるジレンマが存在する。本発明は、ヒーターとベルトが分離し、保守のために存在する圧接機構による圧接不良に起因する異常事態を極めて合理的に発見することができ、シール品質の向上に寄与するものである。

【0045】

最後に、本発明のさらなる改変例を記載する。上記実施形態と同様の部材には同じ符号を附してある。

【0046】

第一温度センサ（７１，７２）及び第二温度センサ（他の温度センサ８１～８６）は、上記実施形態では、図５（ａ）の位置Ｐ１～６に設けたが、その設置位置は適宜変更が可能である。例えば、図５（ｂ）の位置Ｐ１’～Ｐ６’のごとくよりベルトの摺接面に近い位置に第一温度センサ（７１，７２）及び第二温度センサ（他の温度センサ８１～８６）を設けてもよい。

【0047】

上記実施形態において、第一温度センサ（７１，７２，Ｑ１，Ｑ２）は、第二温度センサ（他の温度センサ８１～８６，Ｐ１～６）よりも加熱部におけるベルト順方向（正転方向Ｆ）の上手側に設けた。これにより、第一温度センサ（７１，７２，Ｑ１，Ｑ２）による制御結果を、より下手側の第二温度センサ（他の温度センサ８１～８６，Ｐ１～６）で検出しうることがわかる。その他、第二温度センサ（他の温度センサ）は、上下の各加熱部において夫々複数個設けられ（上下各２個以上）、第一温度センサは、第二温度センサの中間に設けてもよい。すなわち、図６（ａ）において、位置Ｐ２，５に第一温度センサを設け、位置Ｐ１，３，４，６に第二温度センサを設けてもよい。これにより、中間の位置Ｐ２，５に第一温度センサによる制御結果が、上手側及び下手側双方に位置する第二温度センサへどのように反映されるかについてモニターが可能となる。

【0048】

なお、上記本発明の各実施形態は、相互の矛盾のない限り、組み合わせて実施することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明は、例えば、食料品、医薬品、生活用品又は工業製品等の各種商品が収容された包装袋等の口部をヒートシールする熱シール機及びこれを用いた熱シール方法として利用することができる。

【符号の説明】

【0050】

１：シール機、１０：フレーム、２０：搬送機構、２１：プーリー、２２ａ：上前プーリー、２２ｂ：下前プーリー、２３ａ：上後プーリー、２３ｂ：下後プーリー、２６：ベルト、２６ａ：上ベルト、２６ｂ：下ベルト、３０：加熱部、３１：加熱板、３１ａ：上加熱板、３１ｂ：下加熱板、３２：ヒーター、３２ａ：上ヒーター、３２ｂ：下ヒーター、３２ｃ～ｆ：第一～第四ヒーター、４０：圧接機構、４０ａ：固定ブロック、４０ｂ：可動ブロック、４０ｃ：スライド軸、４０ｄ：タブ、４０ｅ：スプリング、４０ｆ：上横軸、４０ｇ：下横軸、４１：第一圧接機構、４２：第二圧接機構、４３：第三圧接機構、４４：第四圧接機構、５０：押圧部、５１：圧接ローラー、５１ａ：上圧接ローラー、５１ｂ：下圧接ローラー、６０：冷却部、６１：冷却板、６１ａ：上冷却板、６１ｂ：下冷却板、７１，７２：第一温度センサ（温度センサ）、８１～８６：第二温度センサ（他の温度センサ）、１０１ａ：上温度制御器、１０１ｂ：下温度制御器、１０１ｃ～ｆ：第一～第四温度制御器、１０２：温度監視器、１０３：動作制御器、１０４：モーター、１０５：警報器

【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】

【図21】

【図22】