JP6251218B2 - 包装機における超音波シール装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装機においてフィルムに対しそのフィルム送り方向に沿ってシールを施す為の超音波シール装置に関するものである。

ホーンに超音波振動を供与して、ホーンとアンビルとの間に介在されたフィルムを溶着によってシールする超音波シール装置が広く知られている。また、この装置においては、コンバータ、ブースタ、ホーンなどに冷気を吹き付けて冷却し、発熱を抑えてコンバータの故障等を回避したり、温度上昇に伴うホーンの熱膨張を抑えたりするようにしたことが知られている。

例えば、特許文献１においては、ホーンの温度を検知する温度検知手段を設け、検知したホーンの温度が設定範囲から外れた際に、ホーンに向けて冷気を吹き付けて、ホーンを急速冷却し、ホーンが適正温度なると冷気供給を停止するということが第２の実施形態及び図４などに示されている。

特開２００３−１５９７５２号公報

しかしながら、特許文献１に示された技術は、検出した温度が適正温度範囲から外れる時のみ、ホーンの冷却を実行するだけであるため、ホーンが適正温度範囲内に収まっていたとしても、ホーンの温度変化幅は大きくなってしまう。このホーンの温度変化幅が大きくなることは、ホーンの熱膨張に起因するホーンとアンビルとの距離（隙間）の変化幅が大きくなることを意味するものであり、このような冷却手段を採用した超音波振動による溶着技術を包装機における縦シール手段に設けても、フィルムを移送しながらフィルム送り方向に沿ってフィルムを超音波シールする際にシール圧が安定しないことから、順次行なうシールの出来栄えが安定しない。

本発明は、超音波振動によって発熱するホーンの熱膨張変化を安定させながら、フィルム送り方向に沿って安定した適正なシール圧でフィルムに超音波シールすることが可能な包装機における超音波シール装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１の包装機における超音波シール装置は、ホーン（１５）とアンビル（２４）を有した超音波シール手段と、前記ホーンを冷却する冷却手段（４３）と、前記ホーン（１５）が設定された振幅及び振動パターンで超音波振動するようにそのホーン（１５）を振動させる為の動作指令と、前記冷却手段が（４３）予め設定された冷却パターンで動作するようにその冷却手段（４３）に対する動作指令とを行うと共に、物品（Ｍ）を包装する為の包装運転に関する動作指令を行う制御部（５０）とを備え、前記制御部（５０）からの前記ホーン（１５）を振動させる為の動作指令及び前記冷却手段（４３）に対する動作指令と、前記包装運転に関する動作指令とによって、搬送中のフィルム（Ｆ）に対して前記ホーン（１５）を冷却しながら前記超音波シール手段（１２）によって前記フィルム（Ｆ）の送り方向に沿って超音波シールを施す包装機において、前記制御部（５０）に操作信号を出力する操作部（５４）を有しており、前記制御部（５０）は、前記操作部（５０）からの操作信号に基づき、前記ホーン（１５）を振動させる為の動作指令と、前記冷却手段（２３）に対する動作指令とを行うと共に、各動作指令が設定された期間を経過してから、前記ホーン（１５）の熱膨張変化の安定に関する情報を得て、前記包装運転に移行することを許可する情報を出力する暖機運転モードを備えることを特徴とする。

以上のように構成された超音波シール装置においては、制御部（５０）は、操作部からの操作信号に基づき、包装運転時の際と同じに設定された振幅及び振動パターンでホーン（１５）を振動させる為の動作指令を行うと共に、包装運転時の際と同じに設定された冷却パターンで動作するよう冷却手段（４３）に対する動作指令を行うことによって、その振動でホーン（１５）には熱が発生するが、冷却手段（４３）がホーン（１５）の温度上昇を抑制することから、ホーン（１５）からホーン（１５）に振動を付与する振動部への熱の伝達が抑制され、ホーン（１５）の発熱に起因する振動部（１４）の故障などを常に回避することができる。

また、制御部（５０）は、各動作指令が設定された期間経過してから、ホーン（１５）の熱膨張変化の安定に関する情報を得て、包装運転に移行することを許可するため、包装運転に移行した際には熱膨張変化が安定したホーン（１５）によって、フィルム送り方向に沿ってそのフィルム（Ｆ）に安定した適正なシール圧で超音波シールすることができ、良好なシールの出来栄えを維持することができる。

請求項２の発明においては、前記ホーン（１５）と前記アンビル（２４）との間の隙間（２６）の広さ（Ｗ）を検出する検出手段（２７、５０）を備え、前記ホーン（１５）の熱膨張変化の安定に関する情報は、前記検出手段（２７、５０）により検出された隙間（２６）の広さ（Ｗ）が、適正範囲内であるか否かについての情報であり、前記隙間（２６）が適正範囲内である場合に、前記包装運転に移行することを許可する情報を出力することを特徴とする。

すなわち、請求項２は、ホーン（１５）を振動させない状態においては、ホーン（１５）は常にアンビル（２４）から離間するよう隙間（２６）が設けられる構成であると共に、その隙間（２６）の広さ（Ｗ）を検出する検出手段（２７、５０）を備えた超音波シール装置であり、検出手段（２７、５０）により検出された隙間（２６）の広さ（Ｗ）が、適正なシール圧で超音波シールすることになるものとして予め設定された適正範囲である場合には包装運転に移行することを許容する情報を出力することを規定している。

ホーン（１５）を振動させない状態においてホーン（１５）をアンビル（２４）に対しばね等の付勢手段の付勢力で付勢する構造の超音波シール装置では、フィルム送り方向に沿ってそのフィルム（Ｆ）に超音波シールを行う際に、例えば、フィルム（Ｆ）によっては、フィルム（Ｆ）の重合部の厚みの変動によりばね定数が変動することに起因してシール圧が変動したり、アンビル（２４）やホーン（１５）に対するフィルム（Ｆ）の摩擦力の変動に起因してシール圧が変動したりするが、請求項２に記載のホーン（１５）を振動させない状態においては、ホーン（１５）は常にアンビル（２４）から離間するよう隙間（２６）が設けられる超音波シール装置では、それらの影響を受け難くすることができ、適正なシール圧を維持することができる。

請求項３に記載の発明においては、前記ホーン（１５）とアンビル（２４）との間の隙間（２６）の広さ（Ｗ）を調節する為の隙間調節手段（３１）と、その隙間調節手段（３１）によって調節されている現在の隙間情報と隙間（２６）の許容値に関する情報とを比較表示するようにした表示手段（５４）とを備えたことを特徴とする。

このように構成すれば、現在の隙間情報と隙間の許容値とが比較表示されるため、作業者は、現状を容易に確認して、許容値を確認したり、設定したりすることができる。
請求項４の発明においては、前記アンビル（２４）は、前記ホーン（１５）との対峙箇所を挟んでフィルム送り方向の上流及び下流がフィルム（Ｆ）から徐々に後退するように形成されていることを特徴とする。ここで、徐々に後退するということは、前記対峙箇所からフィルム送り方向の上流側及び下流側に移行することに従って直線状あるいは円弧を含む曲線状に後退することを指す。

従って、フィルム（Ｆ）の溶着が実行される対峙箇所をフィルム（Ｆ）が円滑に通過するように搬送される。このため、アンビル（２４）の対峙箇所よりフィルム送り方向における上流及び下流でフィルム（Ｆ）が傷つき難くなり、出来栄えの良いシール加工に寄与できる。

本発明によれば、故障などの要因となる発熱を抑えると共に、ホーンの熱膨張変化をより安定させながら、フィルム送り方向に沿って、より適正なシール圧でフィルムに超音波シールすることが可能な包装機における超音波シール装置を提供することができる。

実施形態の超音波シール装置を示す平面図。 図1における超音波シール装置を搬送方向上流側から見た図。 ホーン及びアンビルの部分を示す平面図。 図２におけるＡ−Ａ箇所から見たアンビルを移動させる機構を示す平面図。 超音波シール装置についての制御ブロック図。 表示装置の画面を示す図。 超音波シール装置の動作を示すフローチャート図。

以下に、本発明を具体化した包装機における超音波シール装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の包装機は、連続搬送される帯状のフィルムを製袋器などからなるフィルム成形手段で成形しながら、その成形で重合したフィルムの両幅端部の重合部に対して縦シール手段によって溶着による縦シールを施すと共に、その筒状成形中のフィルム内に所定間隔ごとに物品を供給して搬送し、それらの物品の搬送方向における前後の物品間において筒状成形されたフィルムに搬送方向と交差する方向に沿って横シール手段により横シールを施してピロー包装品を得る周知の横形製袋充填機であり、この包装機の縦シール手段には、後述の超音波シール手段１２が採用されている。なお、本実施形態においては、筒状成形されたフィルムの搬送方向と、物品の搬送方向と一致しており、以降は、説明の便宜上「搬送方向」又は「フィルム送り方向」と称することとする。

この包装機における製袋機と横シール手段との間で、図１及び図２に示すように、一対のベッド６が包装機のフレーム５によって離間して支持され、これらベッド６の間には搬送方向に沿って延びるガイド溝７が形成されている。ベッド６の上側には、物品Ｍを内包した筒状のフィルムＦが載置される。ベッド６の下側には、搬送方向における上流側から一対の送りローラ８、超音波シール手段１２、一対の送りローラ９の順に配設されている。上流側の送りローラ８は自由回転可能であると共に、下流側の送りローラ９はモータ（不図示）により積極回転される。そして、下流側の送りローラ９の駆動により、筒状に成形されたフィルムＦの両側縁の重合部Ｆａがこれらのローラ８，９によって挟持されて、ガイド溝７内を同溝７の延長方向に沿って搬送される。

超音波シール手段１２には、圧電素子を内装した振動部１４と、その振動部１４に連結したホーン１５とが備えられている。なお、ホーン１５と一体連結された振動部１４は、図を省略しているが、装置フレーム５によって支持されている。ホーン１５の先端には幅狭の作用部１６が設けられており、作用部１６には、圧電素子の変形により生じる振動部１４の振動が超音波振動として伝達される。

図２及び図４に示すように、装置フレーム５にはエアーシリンダ１８が配設されている。このエアーシリンダ１８のピストンロッド１９は不図示の操作スイッチのＯＮ・ＯＦＦ選択切換に応じて搬送方向と直交する方向に沿って進退移動の作動切換がなされる。

また、装置フレーム５にはレール２１が配設されており、このレール２１によって、このレール２１上に配設された移動台２２がフィルムＦの搬送方向と直交する方向にスライド移動可能に支持されている。移動台２２は、前記ピストンロッド１９の先端に連結されており、その上面にブラケット２３を支持している。このブラケット２３の上端には板状のアンビル２４が固定されている。アンビル２４のホーン１５側の縁部には、前記ホーン１５の作用部１６に対して隙間２６を介して対向する受け部２５が形成されている。前記操作スイッチのＯＮ・ＯＦＦ選択切換に応じたピストンロッド１９の進退移動により、移動台２２がフィルムＦの搬送方向と直交する方向に移動することにより、アンビル２４の受け部２５がホーン１５に対して接近した第１位置と、離間した第２位置に切換可能とされている。

そして、図３に示すように、第１位置においては、ホーン１５の作用部１６とアンビル２４の受け部２５との間にフィルムＦの搬送経路に位置する隙間２６が形成される。この状態で、隙間２６内に位置するフィルムＦの重合部Ｆａに超音波振動が付与され、その重合部Ｆａが溶着されてシールされる。ここで、隙間２６の広さＷは、熱膨張による長さ変動が安定したホーン１５がフィルムＦの重合部Ｆａを適切な圧力で加圧して溶着し得るように、生産開始（包装運転）前に、フィルムＦの材質や、包装の品種などの包装仕様に応じた試験データ等に基づき後述する隙間調節手段を介して、適宜設定される。

アンビル２４の下方において、前記ブラケット２３には制御部５０と協同して検出手段を構成するギャップセンサ２７が支持されている。このギャップセンサ２７は作用部１６の前面の被検出部２８の位置に関する情報を検出して、制御部５０にその情報信号を出力する。制御部５０はギャップセンサ２７からの検出情報と、事前設定されている作用部１６がアンビル２４に当接する原点位置に関する情報とに基づき、隙間２６の広さＷを算出する。

装置フレーム５には隙間調節手段としての調節器３１における本体３２が支持されている。この調節器３１は、本体３２の内部に調節ロッド３４が配設されており、本体３２における調節摘み３３を回転操作することによって本体３２に対し調節ロッド３４が移動台２２の移動方向に沿って移動するよう構成されている。調節ロッド３４の先端には前記移動台２２が連結されており、調節摘み３３を回転操作すると、移動台２２及びブラケット２３を介してアンビル２４が前記エアーシリンダ１８による移動ストロークよりごく短い範囲内を移動して、前記隙間２６の広さＷをマイクロメータの単位で設定変更し得るようになっている。前記本体３２には目盛３６が、調節摘み３３には指針３７が付され、それらの目盛３６及び指針３７により、作業者が隙間２６の広さＷの値を認識できるようになっている。本体３２上には調節摘み３３の回転操作を不能にする為のロック摘み３８が設けられている。

なお、フィルムＦをセットする作業などの為にエアーシリンダ１８の作動切換を行って、アンビル２４の受け部２５を第２位置に移動させる際には、移動台２２と一体連結された調節ロッド３４が、調節ロッド３４と螺合している調節摘み３３と一緒に移動するようになっている。

ホーン１５の近傍には、冷却ノズル４１が配置されており、制御部５０からの動作指令によって、冷気供給源から送られ調圧されたエアー（冷気）が、この冷却ノズル４１からホーン１５と振動部１４のそれぞれに対して予め設定された冷却パターンに従って吹き付けられるよう冷却手段４３が構成されている。なお、後述する本実施形態における暖機運転期間と生産（包装）中、すなわち包装運転中における、上記予め設定された冷却パターンは、冷気が常に一定の流量で連続して吹き付けられるようになっている。

図５の超音波シール装置についての制御ブロック図に示した制御部５０は、超音波シール装置の作動制御を司ると共に、図示しないが横形製袋充填機における横シール手段、フィルム送り機構、物品供給機構、排出機構などの様々な作動制御などを司る。

超音波シール装置の作動制御に関する構成として制御部５０はその内部に処理部７０と記憶・設定部８０を有している。
制御部５０には、前述したギャップセンサ２７からの情報と、包装運転スイッチ９０から包装運転の開始・停止の選択切換え操作情報と、包材の種類や包装する物品Ｍの大きさ等の何れかを変えるごと（包装品種毎）に表示装置５４のタッチパネル方式のスイッチから入力され、適正なシールをする為のアンビル２４とホーン１５との隙間２６の広さの適正範囲に関する情報と、それぞれの適正範囲に関する情報に対応付けて、それら適正範囲を得た際に設定していたホーン１５を振動させる為の振幅及び振動パターンと冷却手段４３による冷却パターンとに関する設定情報と、ギャップセンサ２７の原点位置設定情報など暖機運転に関する様々な設定情報とが入力される。前記アンビル２４とホーン１５との隙間２６の広さＷの適正範囲は、暖機運転を行う前に予め行った試験データや計算などから得られる。

なお、制御部５０は、上記表示装置５４から入力された各種情報などを記憶・設定部８０に記憶させ、処理部７０で演算処理に必要な際に、それらの各情報を処理部７０に渡すなど、処理部７０と記憶・設定部８０との間で情報の受渡しが行われるようになっている。

図６は、表示装置５４において暖機運転に関わる表示画面５４aを示したものである。この表示画面５４aには、暖機運転モード切換スイッチ５５と、暖機動作開始スイッチ５６と、予め得たアンビル２４とホーン１５との隙間２６の広さＷの適正範囲設定登録用として上限値設定スイッチ５８及び下限値設定スイッチ５９とが設けられている。暖機運転モード切換スイッチ５５は、暖機運転モードの使用の有無（ＯＮ・ＯＦＦ）を選択する為のスイッチであり、その箇所にタッチ操作を繰り返すごとにＯＮ，ＯＦＦ切換えが可能になっている。

暖機動作開始スイッチ５６は、記憶・設定部８０に包装品種に対応して予め記憶されたホーン１５を振動させる為の振幅及び振動パターンの動作指令と冷却手段４３による冷却パターンの動作指令とを制御部５０に行わせる為の指令を操作信号として、制御部５０に出力するか否かを選択する為のスイッチであり、その箇所にタッチ操作を繰り返すごとにＯＮ，ＯＦＦ切換えが可能になっている。

なお、暖機運転モード切換スイッチ５５がＯＮの状態のときに、暖機動作開始スイッチ５６がＯＮにされると制御部５０は暖機運転モードにおける処理を行うものであり、暖機運転モード切換スイッチ５５と暖機動作開始スイッチ５６によって操作部５７が構成されている。

上限値設定スイッチ５８は、表示エリア６１に示される上限値を上三角マークに触れて上げ、下三角マークに触れて下げて設定変更し得るようになっている。
下限値設定スイッチ５９は、表示エリア６２に示される上限値を上三角マークに触れて上げ、下三角マークに触れて下げて設定変更し得るようになっている。

なお、下限値については、適正なシールを行う得る隙間の広さであっても、ホーン１５の熱などが上昇し過ぎた場合、ホーン１５の過度な熱膨張などによるアンビル２４との衝突によって振動部１４などに故障など異常を来す恐れがない値が設定される。

このように上限値と下限値によって規定される適正範囲と、アンビル２４とホーン１５の隙間２６の広さＷの関係については、包装運転に移行している際の現在の隙間２６の広さＷが常に適正範囲内で、且つ、大きく変動することなく安定状態が継続するように設定される。すなわち、上記適正範囲と隙間２６の広さＷの関係については、制御部５０の暖機運転処理部７１において、暖機運転モードにおけるホーン１５の振動と冷却手段４３による冷却とについての各動作指令が予め設定された期間経過したことを判定した暖機運転期間経過判定手段７２からの情報に基づき、包装運転移行許可情報生成手段７３が現在の隙間２６の広さＷが適正範囲であると判定した情報から包装運転に移行することを許可する情報を生成し、表示装置５４などに出力した後に、包装運転に移行している際の現在の隙間２６の広さＷは常に適正範囲で、且つ、大きく変動することはなく、安定状態が継続されるように設定される。

表示エリア６３には、検出手段により検出された最新の隙間２６の広さＷ、すなわち、ギャップセンサ２７の検知情報を基に制御部５０で求めた最新の隙間２６の広さＷが制御部５０から入力されて表示される。

なお、表示エリア６３に最新の隙間２６の広さＷを表示すると共に、オペレーターによって表示エリア６１と表示エリア６２の何れかの値と比較確認し得るようになっていることから、暖機運転モードにおいてホーン１５を予め設定された振動パターン及び振幅で振動させる為の動作指令と冷却手段４３を予め設定された冷却パターンで冷却する動作指令とが行われて、予め設定された期間が経過してから、最新の隙間２６の広さＷが上限値（許容値）又は下限値（許容値）に寄り過ぎている際には、前述の調節摘み３３を操作して隙間２６の広さＷを上限値と下限値との中央側に調整することが容易とされている。

表示エリア６４は、暖機運転期間経過判定手段７２から送られてきた予め設定された期間を経過したか否かの情報に対応したメッセージ情報、各動作指令を停止してから設定時間経過したか否かの情報に対応したメッセージ情報、包装運転移行許可情報生成手段７３から送られてきた包装運転に移行することを許可するか否かの情報に対応したメッセージ情報、エラー情報など様々な情報を表示する。

以上のように構成された超音波シール装置における制御部５０は図７のフローチャートの手順で暖機運転モードの制御を実行する。なお、フローチャートの各ステップは「Ｓ」と略称して説明を行うものとする。また、図７のフローチャートにおける所要箇所で別途起動するタイマーなどのサブルーチンプログラムについての処理内容などについては図示していない。

制御部５０は、Ｓ１において操作部５７としての暖機運転モード切換スイッチ５５と暖機動作開始スイッチ５６がＯＮに操作された情報を入力すると、Ｓ２にて、超音波シール手段１２に向けて、ホーン１５を振動させる為の動作指令を行うと共に冷却手段４３が予め設定された冷却パターンで動作するように冷却手段４３に対する動作指令を開始する。

なお、前述したように、ホーン１５を振動させる為の動作指令及び冷却手段４３に対する動作指令は、記憶・設定部８０に予め記憶された包装品種に対応する情報に基づいて生成されるものであり、本実施形態におけるホーン１５を振動させる為の動作指令は、ホーン１５が予め設定された振幅及び連続して振動する振動パターンの指令内容であり、冷却手段パターンは、常に一定流量の冷気を連続して、ホーン１５と振動部１４に吹き付ける冷却パターンでの指令内容である。

Ｓ２を継続して実行している際に、Ｓ３において検出手段で検出された現在の隙間２６の広さWが適正範囲の下限値に達したか否かを判定する。Ｓ２の実行開始時点においては、ホーン１５は熱膨張していないことから、隙間２６の広さWは広い状態になっており、適正範囲の上限値より大きい場合もあり得る。

Ｓ３では、振動部１４の異常作動などによりホーン１５が熱膨張して現在の隙間２６の広さWが適正範囲の下限値に達したり、調節摘み３３が第三者によって回されているが、そのことになど気づいていない際に現在の隙間２６の広さWが適正範囲の下限値に達したりするなどの異常を確認するために設けられている。

Ｓ３にて、Ｎ（ＮＯ）の場合はＳ４に進み、一方、Ｙ（ＹＥＳ）の場合はＳ２０に進んで、Ｓ２で開始されたホーン１５を振動させる動作指令を停止して冷却手段４３のみを作動状態にして、Ｓ２１にて表示装置５４の表示エリア６４、ランプ、警報ブザーなどで異常である旨を報知する指令を行って暖機運転モードを終了する。

Ｓ４にて、暖機運転期間経過判定手段７２によって、Ｓ２の実行を開始してから予め設定された期間を経過したか否か（例えば、７分経過か否か）の判定がなされ、Ｙの場合はＳ５に進み、一方、Ｎの場合はＳ３に戻る。

Ｓ５では、Ｓ２で開始したホーン１５を振動させる動作指令と冷却手段４３への動作指令を停止し、Ｓ６に進む。
Ｓ６では、包装運転移行許可情報生成手段７３が現在の隙間２６の広さＷ，すなわち、安定化された熱膨張変化に従う隙間２６の広さＷが適正範囲内か否かについて判定を行い、その判定がＹの場合は、即ち、ホーン１５の熱膨張変化の安定に関する情報を得ると、Ｓ７に進み、一方、Ｎの場合はＳ３０に進んで表示装置５４の表示エリア６４や、ランプなどで異常である旨を報知する指令を行って暖機運転モードを終了する。

Ｓ７では、包装運転移行許可情報生成手段７３が包装運転に移行することを許可する情報を生成して、その情報を表示装置５４に出力する（Ｓ８）。表示装置５４ではその情報を受けて表示エリア６４に、包装運転開始可能である旨の情報や、包装運転スイッチ９０の操作を促す旨の情報や、暖機運転が正常に完了した旨の情報の何れかが表示されるようになっている。

Ｓ９にて、包装運転スイッチが操作されることによるＯＮ情報が出力されると、Ｓ１０では、暖機運転期間経過判定手段７２が、Ｓ５において各動作指令を停止してから設定時間（例えば、２分）経過したか否かを判定する。

Ｓ１０は、隙間２６の広さWが適正範囲内であっても、設定時間の経過によりホーン１５の温度が変化して隙間２６の広さWが、Ｓ６において検出した際の隙間２６の広さWに対して変化が生じていることを考慮して判定するものである。

Ｓ１０にて、その判定がＹの場合はＳ４０に進んで、包装運転移行許可情報生成手段７３が包装運転に移行する許可を取消して、その旨を表示エリア６４等に報知する指令を行ない（Ｓ４１）、一方、Ｎの場合は、即ち、ホーン１５の熱膨張変化の安定に関する情報を得ると、Ｓ１１に進んで、包装運転移行許可情報生成手段７３が包装運転を許可する情報を継続して出力する。よって、制御部５０は、包装運転スイッチのＯＮ情報と包装運転移行許可情報生成手段７３による許可情報に基づき、包装運転に移行すると共に暖機運転モードを終了する。包装運転に移行し包装運転を実行する際は、その包装運転の振幅及び振動パターンと冷却パターンとは、暖機運転モードにおけるホーン１５の振幅及び振動パターンと、冷却手段４３による冷却パターンと同じとされ、フィルム送り方向に沿ってそのフィルムに連続して超音波シールが施されることになる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
・本実施形態における暖機運転モードにおいては、ホーンを振動させる為の振幅を一定に設定し、連続して振動させる振動パターンで、フイルム送り方向に沿ってフィルムに連続して超音波シールを施すようにしたが、例えば各袋の端縁として横シール手段による横シールが予定された各フィルム箇所においては、縦シールを行わないようにする際には、ホーンの振動を一時的に停止させ、間欠的に振動させる振動パターンを採用しても良く、このような場合には、横シール予定箇所の付近で振幅を変えてホーンを振動させる動作指令を行うようにしても良く、更にその際には、冷気の流量を停止するなど一時的に変更するなどの冷却パターンを採用しても良い。この場合においても、ホーンを振動させる為の動作指令と、冷却手段に対する動作指令とは、それぞれ暖機運転モード時と包装運転時において同じにすることは言うまでもない。

・ホーン１５を冷却する為の冷媒を、冷気に代えて水や油など液体を用いてもよい。この場合は、ホーン１５の周囲に配管を設けて、その配管の内部に冷媒を通すようにする。
・フィルム送り方向に沿って、そのフィルムＦに超音波シールを施す装置を横形製袋充填機で具体化した例を示したが、例えば横三方シールや四方シールを施す包装機など様々な包装機において、フィルム送り方向に沿って、そのフィルムに超音波シールを施し得るように超音波シール装置を設けても良い。

・フィルム送り方向に沿って超音波シールされるフィルムＦとしては、原反ロールなどのフィルム供給源から連続して引き出された帯状状態のフィルムＦに対し、超音波シール手段によってフィルム送り方向に沿って溶着されるジッパーテープのフィルム部も含まれる。

・フィルム送り方向に回転するローラによって、ホーンやアンビルを構成してもよい。
・フィルムＦの有無がホーンの発熱に影響を及ぼすことについては、無視できるレベルであるが、フィルム無しの状態で暖機運転する際は、試験データや熱量計算など暖機運転前に予め得た情報に基づき、フィルムＦとホーンが接触する包装運転時とのホーン熱損失量の差分についての情報を考慮して、適正なシール圧となり得るよう暖機運転モード時における隙間の最大値・最小値からなる範囲などを設定するようにしても良い。

・設定された暖機運転期間を表示装置５４に表示するように構成してもよい。
・前記実施形態では、ホーン１５とアンビル２４との間に隙間２６を設ける構成に本発明を具体化したが、ホーンを振動させない状態において、スプリングなどの弾性体からなる付勢手段によりホーン１５とアンビル２４とを接触させる構成において本発明を具体化してもよい。この場合においても、同様に予め設定された暖機運転モードにおけるホーン１５を振動させる為の動作指令と冷却手段に対する動作指令とが設定された期間経過してから、ホーンの熱膨張変化の安定に関する情報を得て、包装運転に移行するように構成する。従って、この構成においては、ホーン１５の熱膨張変化によって変動するホーン１５とアンビル２４との接触圧力を安定させ、適正なシール圧として設定することができる。なお、安定したシール圧が予め設定された適正範囲内にあるか否かを確認する手法としては、例えば、非接触温度センサで逐次得たホーン１５の温度情報に基づき、温度が安定している際、すなわちホーン１５の熱膨張が安定している際のシール圧を推定する手法や、暖機運転における前述のそれぞれの動作指令が設定された期間を経過してから、ホーン１５を振動させない状態で、ホーン１５に向けてばねで弾性付勢されるアンビル２４の端部などの特定位置の変化を位置センサなどで検出し、その検出情報に基づき、シール圧を推定する手法などを採用し得る。

・制御部５０に操作信号を出力する操作部をタッチパネル方式の表示装置５４に設けたが、メカニカルスイッチなどよりなる操作部を包装機本体部などに設けてもよい。
・暖機運転モード切換スイッチ５５と暖機動作開始スイッチ５６を一つにまとめて操作部５７上において構成してもよい。

・包装運転移行許可情報生成手段７３が包装運転に移行することを許可する情報の出力先は表示装置５４に限られることなく、例えば、制御部５０の内部の様々な出力先の態様をとり得る。

・図７のフローチャートにおいて、Ｓ４にて暖機運転期間経過判定手段７２が設定された期間を経過したと判定した後、Ｓ５にて動作指令を停止すると共に、その動作指令の停止を行ってからＳ１０にて設定時間経過したことを暖機運転期間経過判定手段７２が判定するまでは、包装運転移行許可情報生成手段７３が包装運転に移行することを許可する情報を出力する例を示したが、フィルムＦをセットした状態で暖機運転を行う際などには、各動作指令停止を行うＳ５やＳ１０などを省略してＳ９の包装運転スイッチ９０がＯＮにされるまで、各動作指令を継続させてもよい。更には、Ｓ９においては、包装運転開始に関する操作信号を制御部５０が自動生成するようにしてもよい。

・振動部１４に対する冷却手段４３による冷気の吹付は必ずしも必要とはせず、冷気はホーン１５のみでもよく、冷却ノズル４１の設置箇所や本数なども様々な構成を採用してもよい。

１２…超音波シール手段、１４…振動部、１５…ホーン、２４…アンビル、２６…隙間、４３…冷却手段、５０…制御部、５７…操作部、Ｗ…隙間。

Claims (4)

1. ホーンとアンビルを有した超音波シール手段と、
   前記ホーンを冷却する冷却手段と、
   前記ホーンが設定された振幅及び振動パターンで超音波振動するようにそのホーンを振動させる為の動作指令と、前記冷却手段が予め設定された冷却パターンで動作するようにその冷却手段に対する動作指令とを行うと共に、物品を包装する為の包装運転に関する動作指令を行う制御部と
   を備え、
   前記制御部からの前記ホーンを振動させる為の動作指令及び前記冷却手段に対する動作指令と、前記包装運転に関する動作指令とによって、搬送中のフィルムに対して前記ホーンを冷却しながら前記超音波シール手段によって前記フィルムの送り方向に沿って超音波シールを施す包装機において、
   前記制御部に操作信号を出力する操作部を有しており、
   前記制御部は、前記操作部からの操作信号に基づき、前記ホーンを振動させる為の動作指令と、前記冷却手段に対する動作指令とを行うと共に、各動作指令が設定された期間を経過してから、前記ホーンの熱膨張変化の安定に関する情報を得て、前記包装運転に移行することを許可する情報を出力する暖機運転モードを備える包装機における超音波シール装置。
2. 前記ホーンと前記アンビルとの間の隙間の広さを検出する検出手段を備え、
   前記ホーンの熱膨張変化の安定に関する情報は、前記検出手段により検出された隙間の広さが、適正範囲内であるか否かについての情報であり、前記隙間が適正範囲内である場合に、前記包装運転に移行することを許可する情報を出力する請求項１に記載の包装機における超音波シール装置。
3. 前記ホーンとアンビルとの間の隙間の広さを調節する為の隙間調節手段と、
   その隙間調節手段によって調節されている現在の隙間情報と隙間の許容値に関する情報とを比較表示するようにした表示手段とを備えた請求項１または２に記載の包装機における超音波シール装置。
4. 前記アンビルは、前記ホーンとの対峙箇所を挟んでフィルム送り方向の上流及び下流がフィルムから徐々に後退するように形成されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の包装機における超音波シール装置。