WO2005105578A1 - 縦型充填包装機および包装袋の製造方法 - Google Patents

Abstract

　筒状フィルムを移動させずに熱シール、冷却、および切断を行って熱シール部を良好に形成することができ、しかも、外形形状の異なる多種類の包装袋を製造することができる縦型充填包装機等を提案する。 　縦型充填包装機は、筒状フィルム６０を間において対向配置され、筒状フィルム６０に扁平部６０ａを形成しながら筒状フィルム６０を下方に搬送する一対の扁平部形成ローラと、その扁平部６０ａを幅方向に熱シールするためのヒータバー３１およびヒータバー受け３２を備えたシール機構と、そのシール機構より下方に配置され、熱シールされた横シール部６５を冷却するための一対の冷却バー３４ａ、３４ｂおよび横シール部６５を切断するためのカッター３５を備えた切断機構と、上記シール機構と切断機構とを一体に保持し、それらを筒状フィルム６０の搬送方向に沿って一体に移動させる駆動機構とを有する。

Description

明 細 書

縦型充填包装機および包装袋の製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、充填物が封入された包装袋を製造する縦型充填包装機に関する。また

、本発明は充填物が封入された包装袋を製造する方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、液体あるいはペースト状の充填物を袋詰めするのに縦型充填包装機が用い られている（例えば特開 319708/93号公報参照）。

[0003] 図 1は、同文献に示された従来の縦型充填包装機の一例を示す図である。

[0004] 縦型充填包装機 101は、シート状フィルム 161を製袋ガイド 105によって筒状とし、 その重ね合せ面を縦シール機構 106で熱シールする。そして、これにより形成した筒 状フィルム 160内に充填物を投入して包装袋を製造する。

[0005] 縦型充填包装機 101は、筒状フィルム 160を下方に搬送するためのフィルム送り口 ーラ 107と、筒状フィルム 160内に充填物を投入する投入ノズル 108と、筒状フィル ム 160を扁平に押しつぶして扁平部 160aを形成する一対のシゴキローラ 125と、そ の扁平部 160aを筒状フィルム 160の幅方向に熱シールする横シール機構 130と、 横シール機構 130によって熱シールされた横シール部を切断するカッター 141を内 蔵した切断機構 140を有している。筒状フィルム 160の搬送方向（図示上下方向）に おける横シール機構 130と切断装置 140との間の距離は、製造する 1つの包装袋の 長さに対応するように設定されている。なお、上記の熱シール機構 130による熱シー ル動作は「横シール」とも呼ばれる。

[0006] このように構成された縦型充填包装機 101の動作例について、図 2を参照して説明 する。

[0007] 図 2Aに示す状態では、一対のシゴキローラ 125、横シール機構 130、および切断 機構 140が全て開放状態となっている。また、筒状フィルム 160の下側には既に 1つ の包装袋 166が形成されている。筒状フィルム 160内には、投入ノズノレ 108 (図 1参 照）から充填物が連続的に投入されている。 [0008] 次いで、図 2Bに示すように、充填物の液面がシゴキローラ 125の位置よりも高くな つたら、シゴキローラ 125で筒状フィルム 160を挟み込んで充填物を分割する。

[0009] 次いで、図 2Cに示すように、筒状フィルム 160を挟み込んだ状態でシゴキローラ 12 5を回転駆動させることにより、筒状フィルム 160に扁平部 160aを形成しながら筒状 フィルム 160を下方に搬送する。この搬送動作は、先の工程で熱シールされた横シ ール部 165が切断機構 140に挟まれる位置となるまで行われる。

[0010] 次いで、図 2Dに示すように、筒状フィルム 160の搬送を停止した状態で横シール 機構 130と切断機構 140とを駆動する。横シール機構 130は、一対のシゴキローラ 1 25によって形成された扁平部 160aを挟み込んで筒状フィルム 160の幅方向に横シ ール部 165を形成する。一方、切断機構 140は、先の工程で熱シールされた横シー ル部 165を挟み込んで熱がまだ残っている横シール部 165を冷却すると共に、カツタ 一 141を前進させてその横シール部 165を幅方向に切断する。これにより、包装袋 1 66が筒状フィルム 160から切り分けられる。

[0011] 次いで、図 2Eに示すように、一対のシゴキローラ 125、横シール機構 130、および 切断機構 140を全て開放状態とする。切断機構 140を開放状態とすることにより、切 断機構 140による保持が解除され、 1つの包装袋 166が得られる。

[0012] そして、フィルム送りローラ 107 (図 1参照）を駆動して筒状フィルム 160を、図 2Aの 状態となるまで再び下方に搬送する。以上のような一連の工程を繰り返すことによつ て、充填物が封入された包装袋 166が連続的に製造される。

[0013] 図 1の縦型充填包装機 101はこのように、横シール機構 130を用いて筒状フィルム 160に横シール部 165を形成した後、筒状フィルム 160を再び下方に搬送し、切断 機構 140を用いてその横シール部 165を冷却、切断するものである。

[0014] 他にも例えば特許第 2598879号公報には、筒状フィルム 160の搬送を停止したま ま同フィルムの熱シール、冷却、および切断の動作の全てを行うことができる機構が 提案されている。

[0015] 図 3は、特許第 2598879号公報に提案された従来の横シール兼切断機構の構成 および動作を説明するための図である。

[0016] 横シール兼切断機構 230は、図示するように、筒状フィルムの扁平部 160aをその 幅方向に熱シールするためのヒータバー 201およびヒータバー受け 204と、それによ り熱シールされた横シール部を冷却して切断するための冷却バー 202および切断装 置 205を有している。

[0017] ヒータバー 201および切断装置 205は、例えばエアシリンダを駆動源として、扁平 部 160aに対して直交する方向に進退移動するように構成されている。一方、冷却バ 一 202およびヒータバー受け 204は、それぞれ、支持軸 210a、 210bに回動自在に 支持されており、上記ヒータバー 201および切断装置 205の進退移動に合わせて支 持軸 210a、 210bを中心として回動するように構成されている。具体的には、冷却バ 一 202は、ヒータバー 201を前進させたときに図 3Aに示すように扁平部 160aに当接 しない状態となり、ヒータバー 201を退避させたときに図 3Bに示すように扁平部 160a に当接する状態となる。また、ヒータバー受け 204は、切断装置 205を退避させたとき に図 3Aに示すように扁平部 160aに当接する状態となり、切断装置 205を前進させ たときに図 3Bに示すように扁平部 160aに当接しない状態となる。

[0018] 上記のように構成された横シール兼切断機構 230は、図 3Aに示すように、ヒータバ 一 201を前進させると共に切断装置 205を退避させて、ヒータバー 201およびヒータ バー受け 204で扁平部 160aを加圧、加熱することにより扁平部 160aを熱シールし て横シール部を形成する。その後、図 3Bに示すように、ヒータバー 201を後退させる と共に切断装置 205を前進させて、切断装置 205および冷却バー 202で扁平部 16 Oaを挟んで熱がまだ残ってレ、る横シール部を冷却する。この冷却動作を所定時間行 つた後、切断装置 205内に設けられたカッター 203を前進させて冷却された上記横 シール部の切断を行う。

[0019] このような横シール兼切断機構 230を用いて包装袋を製造する縦型充填包装機に よれば、筒状フィルムを停止した状態で熱シール、冷却、および切断の動作の全てを 行うことができるため次のような利点を有している。

[0020] 図 1の縦型充填包装機 101では、熱シール動作を行った後、それにより形成された 横シール部 165が切断機構 140の高さとなるまで筒状フィルムを再び下方に搬送す るものである。したがって、筒状フィルムの送り量のばらつきを考慮してシール幅を大 きめに取る必要がある。しかし、横シール兼切断機構 230を用いればそのようなばら つきは考慮しなくてよいため、シール幅を狭めることが可能となる。シール幅が大きい ということは、筒状フィルムを余計に使用することを意味し、製品としての包装袋の製 造コストを上昇させることにつながる。次に、横シール兼切断機構 230では、上記の 通り筒状フィルムを下方に搬送する必要がないため、熱シール、冷却、および切断の 動作に力かる時間を短縮化でき、結果的に包装袋の製造動作の高速化が可能とな る。

[0021] 図 4を参照して縦型充填包装機 101の他の動作例について説明する。

[0022] まず、図 4Aに示すように、下端が熱シールされた筒状フィルム 160内に投入ノズノレ

108から充填物を充填する。図示するように、筒状フィルム 160の下端は、前回の製 造工程で製造された包装袋が切り分けられた位置となっており、カッター 141の刃先 と同じ高さとなっている。また、後述する横シール工程で熱シールされる部位 Aはシ ゴキローラ 125より上方に位置している。

[0023] 次いで、図 4Bに示すように、充填物の液面がシゴキローラ 125より下方となるまで 筒状フィルム 160を下方に搬送する。

[0024] 次いで、図 4Cに示すように、一対のシゴキローラ 125で筒状フィルム 160の充填物 の液面より上方の部位を挟み込み、シゴキローラ 125を回転駆動する。すると筒状フ イルムは、扁平部 160aが形成されながら下方に搬送される。この搬送動作は、熱シ ールされる部位 Aが横シール機構 130の高さとなるまで行われる。

[0025] その後、熱シール機構 130を用いて筒状フィルム 160をその幅方向に熱シールし、 筒状フィルム 160を再度下方に搬送して切断機構 140を用いて筒状フィルム 160を 切断することによって 1つの包装袋が製造される。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0026] し力 ながら、図 3のような横シール兼切断機構 230を用いることにより上述したよう な利点を得られるものの、そのためには、横シール機構と切断機構とを一体的に組 み込んでユニット化する必要がある。これでは、ヒータバー 201や冷却バー 202の形 状が制限されてしまうため、例えばヒータバー 201を他の種類のものに交換すること が困難であった。包装袋の製造においては、製造する包装袋の形状や筒状フィルム の材質によってヒータバー 201や冷却バー 202を交換しなければならないことがある 。したがって、縦型充填包装機は様々な種類のヒータバー 201や冷却バー 202を取 り付け可能に構成されていることが、外形形状の異なる多種類の包装袋を製造できる 点で望ましい。

[0027] 一方、横シール兼切断機構 230を用レ、、筒状フィルムを移動させずに、熱シール、 冷却、および切断の動作の全てを行うということは、上述したように、シール幅を狭め ることができたり、動作を高速化することができるといった効果を奏するものであるた め、縦型充填包装機はこのような包装袋の製造が行えるものであることが望ましい。

[0028] そこで本発明の第 1の目的は、筒状フィルムを移動させずに熱シール、冷却、およ び切断を行うことで横シール部を良好に形成することができ、しかも、外形形状の異 なる多種類の包装袋を製造することができる縦型充填包装機を提案することにある。

[0029] ところで、図 1の包装機を、上述したように、一対のシゴキローラで筒状フィルムの充 填物が存在している部位を挟み込むように動作させれば（図 2参照）、充填物がほと んど存在しない扁平部を比較的良好に形成するができる。しかし、充填物が存在して いる部位を挟み込んでいる限り、扁平部から充填物を完全に除去することは困難で ある。扁平部には毛管現象により充填物がいくらか残ってしまうからである。

[0030] 一方、図 4に示すように、一対のシゴキローラ 125で充填物の存在していない部位 を挟み込む動作の場合、扁平部 160aに充填物が残ることはない。し力しながら、図 4 Aに示すように、筒状フィルム 160内に充填物を投入する際、充填物が上方に跳ね 上がり、熱シールされる部位 Aに付着してしまうことがある。この問題は、粘性の低い 充填物を投入する場合や、高速で充填物を投入する場合に特に発生しやすレ、。

[0031] 熱シールされる部位 Aに充填物が残っていたとしても、多くの場合は包装袋の製造 に支障をきたさない。しかし、例えば、充填物が微小な粒状の固形物を含むような場 合、その固形物が横シール部に嚙み込まれる可能性があり、これは包装袋の品位低 下の原因や横シール不良の原因となる。

[0032] また、図 4の動作では、一対のシゴキローラ 125で充填物の液面の上方を挟み込む ようにしているため、製造する包装袋には空気が混入してしまう。食品等を充填物とし て包装する場合、このような混入空気は食品を腐敗させる原因となるため、混入空気 は最小限に抑えられていることが好ましい。

[0033] そこで本発明の第 2の目的は、横シールする部位に充填物が付着することを防止し て、横シール部を良好に形成することができる縦型充填包装機および包装袋の製造 方法を提案することにある。さらに他の目的は、そのように横シール部を良好に形成 することができ、しかも包装袋内に混入する空気を最小限に抑えることができる縦型 充填包装機および包装袋の製造方法を提案することにある。

課題を解決するための手段

[0034] 上記第 1の目的を達成するため、本発明の縦型充填包装機は、筒状フィルムを間 において対向配置され、前記筒状フィルムを挟みつつ回転することにより前記筒状フ イルムに扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを下方に搬送する一対の扁平部形 成ローラと、前記筒状フィルムに形成した前記扁平部をその幅方向に熱シールする ためのヒータバーおよびヒータバー受けを備えたシール機構と、前記シール機構より 下方に配置され、前記シール機構によって熱シールされた熱シール部を冷却するた めの一対の部材および前記熱シール部を切断するためのカッターを備えた切断機 構と、前記シール機構と前記切断機構とを一体に保持し、前記シール機構と前記切 断機構とを前記筒状フィルムの搬送方向に沿って一体に移動させる駆動機構とを有 する。

[0035] このように構成された本発明の縦型充填包装機によれば、駆動機構を用いて、シ ール機構と切断機構とを、筒状フィルムの搬送方向に沿って移動させることができる 。したがって、筒状フィルムを移動させることなく熱シール、冷却、および切断を行うこ とができる。具体的には、シール機構を用いて筒状フィルムに熱シール部（横シール 部）を形成した後、駆動機構を用いてシール機構と切断機構とを移動させる。その後 、切断機構でその熱シール部を冷却して切断するという制御が行われる。また、シー ノレ機構と切断機構は別個に独立して設けられているため、それらがユニット化されて いた従来の構成と比較して、ヒータバーおよびヒータバー受け、さらには冷却用の部 材の形状が制限されることがなぐその結果、様々な種類のものを使用することができ る。さらに、駆動機構はシール機構と切断機構とを一体に移動させるものであるため 、それらを別個に移動させる構成と比較して、その構成および動作の制御が簡略化 する。

[0036] また、上記本発明の縦型充填包装機は、前記シール機構による熱シール動作に先 だって、前記シール機構によって熱シールする部位の下方に位置する前記筒状フィ ルムの両端部を挟み込んでその幅方向外側に引っ張る張力付与機構をさらに有す るものであってもよレ、。これにより、熱シールされる部位をしわのない状態にして熱シ ールを行うことができるため、熱シール部が良好に形成される。しかも、筒状フィルム は、熱シールされる際に熱シール部の下方が挟み込まれるため、熱シール部の下方 の充填物の重量が熱シール部に加わりにくい。したがって、熱シール部が伸びてしま うことが抑えられる。

[0037] 上記駆動機構は、前記シール機構と前記切断機構とを一体に保持する支持体と、 前記支持体を筒状フィルムの搬送方向に沿う方向に直線移動自在に支持する支軸 と、前記支持体を前記支軸に沿って移動させるための駆動源とを有するものであって もよレ、。より具体的には、前記支持体を移動させるためのボールネジを備えるもので あって、前記駆動源は、前記ボールネジを回転させるためのサーボモータであっても よい。このように構成された駆動機構によれば、サーボモータに入力する電気的信号 を変更するだけで、支持体の移動距離を容易に変更可能である。したがって、外形 形状の異なる多種類の包装袋の製造するのに好適である。また、ボールネジゃサー ボモータによって構成されているため、支持体の位置決め、すなわち、シール機構と 切断機構の位置決めを比較的精度よく実施できる。

[0038] また、前記カッターは、前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられた溝内に配 置されると共に、前記筒状フィルムに対して進退移動自在に構成され、前記一対の 部材のうちの他方の部材には、前記カッターが進入するための溝が設けられているも のであってもよレ、。また、前記シール機構は、前記ヒータバーおよび前記ヒータバー 受けに替えて、前記ヒータバーおよび前記ヒータバー受けのそれぞれと外形形状の 異なる他のヒータバーおよび他のヒータバー受けを取り付け可能に構成されているも のであってもよレ、。また、前記切断機構は、前記一対の部材に替えて、前記一対の 部材のそれぞれと外形形状の異なる他の一対の部材を取り付け可能に構成されて いるものであってもよい。 [0039] 上記第 2の目的を達成するため、本発明の包装袋の製造方法は、投入ノズルの下 端力 筒状フィルム内に充填物を投入し、前記充填物が投入された前記筒状フィル ムをその幅方向に熱シールすることによって前記充填物が封入された包装袋を製造 する包装袋の製造方法であって、前記筒状フィルムを間において対向配置された一 対の部材を用い、前記筒状フィルムの熱シールされる部位を前記一対の部材より略 上方に位置させた状態で、前記筒状フィルムと前記投入ノズルの下端側の外周とを 一体に挟み込む工程と、前記一対の部材で前記筒状フィルムを挟み込んだ状態で、 前記投入ノズルの前記下端から前記充填物を投入する工程と、前記充填物の投入 後、前記熱シールされる部位が前記一対の部材より下方となるまで前記筒状フィルム を搬送する工程と、前記筒状フィルムの搬送後、前記熱シールされる部位を横シー ルする工程とを有する。

[0040] 本発明の包装袋の製造方法は、一対の部材で筒状フィルムと投入ノズノレの下端側 の外周とを一体に挟み、かつ、熱シールされる部位をその一対の部材より上方に位 置させた状態で、筒状フィルム内に充填物を投入するものである。したがって、充填 物投入時に充填物が筒状フィルム内で跳ね上がったとしても熱シールされる部位に 付着することはなレ、。本包装機は、その後、筒状フィルムを、熱シールされる部位が 前記一対の部材より下方となるまで搬送し、充填物の付着が防止された前記熱シー ルされる部位を横シールすることにより包装袋を製造する。本包装機は、このように充 填物の付着が防止された部位を横シールするものであるため、横シール部に充填物 が嚙み込まれに《なり、包装袋は、シール不良が発生しにくい良好なものとなる。

[0041] また、上記本発明の製造方法の筒状フィルムを搬送する工程は、前記一対の部材 より下方で前記筒状フィルムを間において対向配置された一対の扁平部形成ローラ で、投入された前記充填物の液面より上方であって前記熱シールされる部位より下 方の部位を挟み込み、扁平部形成ローラを回転駆動することで、前記筒状フィルム に扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを下方に搬送することを含むものであって もよレ、。これにより、筒状フィルムの熱シールされる部位を、扁平に押しつぶした状態 で熱シールすることができる。そのため、横シール部にしわ等が発生することが抑え られる。また、この場合、一対の扁平部形成ローラは、投入された充填物の液面と熱 シールされる部位との中間位置を挟み込むため、投入した充填物が熱シールされる 部位に接触することがない。

[0042] また、上記本発明の製造方法は、扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを搬送し た後、前記横シールする工程に先だって、前記一対の扁平部形成ローラで挟まれる ことによって略密閉状態とされた前記筒状フィルム内に混入した空気を押し出す工程 をさらに有するものであってもよレ、。上記のように、一対の扁平部形成ローラを、投入 された充填物の液面より上方を挟み込むように駆動した場合、筒状フィルム内には空 気が混入されてしまう。そこで、その混入空気を押し出す工程を設けることにより、製 造される包装袋に含まれる空気の量は最小限に抑えられる。

[0043] また、上記本発明の製造方法は、横シールする工程によって熱シールされた横シ 一ル部を切断する工程をさらに有するものであってもよぐこれにより、包装袋が 1つ ずつ切り分けられる。さらに、上記本発明の製造方法は、前記熱シールする工程に 先だって、前記熱シールされる部位の近傍である近傍に位置する前記筒状フィルム の両端部をその幅方向外側に引っ張る工程をさらに有するものであってもよい。これ により、熱シールされる部位の近傍におけるしわ等の発生が抑えられるため、横シー ル部がさらに良好に形成される。

[0044] 本発明の縦型充填包装機は、筒状フィルムを間において対向配置され、前記筒状 フィルムを挟みつつ回転することにより前記筒状フィルムに扁平部を形成しながら前 記筒状フィルムを下方に搬送する一対の扁平部形成ローラと、前記一対の扁平部形 成ローラより下方に配置され、前記筒状フィルムに形成した前記扁平部をその幅方 向に熱シールする横シール機構と、前記一対の扁平部形成ローラが前記筒状フィル ムを挟んでいない状態で、前記筒状フィルムを下方に搬送する搬送機構と、下端が 前記一対の扁平部形成ローラより上方となるように配置され、前記下端から前記筒状 フィルム内に充填物を投入する投入ノズルと、前記筒状フィルムを間に置いておいて 対向配置され、前記筒状フィルムと前記投入ノズルの下端側の外周とを一体に挟み 込む一対の部材を備えた液ハネ防止機構とを有する。

[0045] このように構成された本発明の縦型充填包装機によれば、上記本発明の包装袋の 製造方法を実施することができ、充填物が嚙み込まれることのない良好な横シール 部を有する包装袋を製造することが可能である。

[0046] また、上記本発明の縦型充填包装機は、一対の扁平部形成ローラで挟まれること によって略密閉状態とされた筒状フィルム内に混入した空気を横シール機構による 横シール動作に先だって押し出すための、一対の扁平部形成ローラより下方に配置 された脱気機構をさらに有するものであってもよい。また、横シール機構より下方に配 置され、前記横シール機構によって形成された熱シール部を切断する切断機構をさ らに有するものであってもよレ、。また、横シール機構による熱シール動作に先だって、 前記横シール機構によって熱シールする部位の近傍である近傍に位置する前記筒 状フィルムの両端部をその幅方向外側に引っ張る張力付与機構をさらに有するもの であってもよい。

[0047] なお、「液ハネ防止機構」とは、液状の充填物のみではなくペースト状の充填物の 跳ね上がりも防止するものである。

発明の効果

[0048] 本発明の縦型充填包装機によれば、上述したように、駆動機構を用いてシール機 構と切断機構とを、筒状フィルムの搬送方向に沿って移動させることが可能であるた め、筒状フィルムを移動させずに熱シール、冷却、および切断を行うことができる。し 力、も、シール機構と切断機構とは別個に構成されているため、ヒータバーや冷却用の 部材を種々交換可能となり、外形形状の異なる多種類の包装袋を製造することがで きる。

[0049] 本発明の包装袋の製造方法および縦型充填包装機および包装袋の製造方法によ れば、液ハネ防止機構の一対の部材を用いて筒状フィルムと投入ノズルとを一体に 挟み、かつ、熱シールされる部位をその一対の部材より上方に位置させた状態で、 充填物の投入動作を行うことにより、充填物投入時に、熱シールされる部位に充填物 が付着することがない。このようにして充填物の付着を防止した熱シールされる部位 を熱シールすることにより充填物が嚙み込まれることのない良好な横シール部を形成 すること力 Sできる。

[0050] また、投入した充填物が横シールされる部位に接触することを防止するため、一対 の扁平部形成ローラを、投入された充填物の液面より上方を挟み込むように駆動した 場合であっても、脱気機構を用いてその空気を押し出すことにより、包装袋内に混入 する空気を最小限に抑えることができる。

[0051] 上記及びそれ以外の本発明の目的、特徴及び利点は、下記の記載及び本発明の 一例を示す添付図面の参照によって明らかになる。

図面の簡単な説明

[0052] [図 1]従来の縦型充填包装機の一例を示す図である。

[図 2]図 1の従来の縦型充填包装機による包装袋の製造動作の一例を示す図である

[図 3]筒状フィルムを移動させずに熱シール、冷却、および切断の全ての動作を行う 従来の横シール兼切断機構の構成を示す図である。

[図 4]図 1の従来の縦型充填包装機による包装袋の製造動作の他の例を示す図であ る。

[図 5]本発明の一実施形態による縦型充填包装機の構成を模式的に示す図である。

[図 6]投入ノズノレ下端側の弁構造を示す断面図である。

[図 7]液ハネ防止機構の構成を示す側面図である。

[図 8]液ハネ防止機構の構成を示す上面図である。

[図 9]扁平部形成ローラを使用しない場合の不具合を説明するための図である。

[図 10]横シール兼切断機構の構成および動作を説明するための図である。

[図 11]しわ伸ばし機構の構成を説明するための図である。

[図 12]横シール兼切断機構の詳細な構成および横シール兼切断機構を上下移動さ せるための駆動機構の構成を説明するための図である。

[図 13]脱気機構の構成および動作を説明するための図である。

[図 14]図 5の包装機による包装袋製造動作を説明するための図である。

[図 15]図 5の包装機による包装袋製造動作を説明するための図である。

[図 16]図 5の包装機による包装袋製造動作を説明するための図である。

[図 17]図 5の包装機による包装袋製造動作を説明するための図である。

符号の説明

[0053] 1 縦型充填包装機 縦シール機構 フィルム送りベルト 投入ノズル

a 投入ノズノレパイプb 開口部

c 開閉弁

0 液ハネ防止機構1 a, 21b 液ハネ防止バー2a, 22b エアシ];ンダ3a、 23b 包囲部

5 扁平部形成ローラ0 横シール兼切断機構1 ヒータバー

2 ヒータバー受け0 脱気機構

1 第 1の脱気板

2 第 2の脱気板

1 袋保持板

1a 支持軸

0 筒状フィルム a 扁平部

b 側縁境界部

1 シート状フィルム 横シール部

包装袋

しわ伸ばし機構1 パネ掛け

連結レバー 73 引張コイルバネ

73a, 73b 当接部材

75 支持軸

76 マット

77 ストッノ

81 支持体

82 ボーノレネジ

83 ベノレト

85、 86 トグノレリンク

85a, 85b 連結アーム

85c 回転軸

85d 回転レバー

85e プーリー

A 熱シールされる部位

SM1、 SM2、 SM3 サーボモータ

発明を実施するための最良の形態

[0054] 以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

[0055] 図 5は、本発明の一実施形態による縦型充填包装機 1の構成を模式的に示す図で ある。

[0056] 縦型充填包装機 1は、不図示の製袋ガイドによって筒状とされたシート状フィルム 6 1の重ね合わせ面を長手方向に熱シールして筒状フィルム 60を形成する縦シール 機構 6と、筒状フィルム 60を下方に搬送するためのフィルム送りベルト 7と、筒状フィ ルム 60内に充填物を投入する投入ノズル 8と、投入ノズル 8から充填物を投入する際 に駆動される液ハネ防止機構 20と、筒状フィルム 60を扁平に押しつぶして扁平部 6 Oaを形成する一対の扁平部形成ローラ 25と、その扁平部 60aを横シールすると共に その横シール部を切断して包装袋を切り分ける横シール兼切断機構 30と、充填物が 投入された筒状フィルム 60内に混入した空気を押し出すための脱気機構 40と、脱気 機構 40を駆動する際に筒状フィルム 60の底部を保持する袋保持板 51とを有してい る。

[0057] なお、縦シール機構 6およびフィルム送りベルト 7は、この種の縦型包装機に使用さ れる一般的なものであるため、その詳細な説明は省略する。

[0058] 投入ノズノレ 8は、筒状フィルム 60内に液状またはペースト状の充填物を投入するた めのものであり、筒状フィルム 60の搬送路内に配置されている。投入ノズル 8の下端 は、液ハネ防止機構 20とほぼ同じ高さとなっている。これにより、後述するように、液 ハネ防止機構 20の液ハネ防止バー 21a、 21bによって投入ノズノレ 8の下端を挟み込 むことが可能となっている。なお、投入ノズノレ 8は、筒状フィルム 60内に充填物を均 一に投入できるように、断面形状が略円筒形となる筒状フィルム 60と同軸となるように 設けられている。

[0059] 本実施形態の投入ノズル 8は充填物を間欠的に投入するものであり、図 6に示すよ うに、その下端側が弁構造となっている。充填物を移送するための投入ノズルパイプ 8a内には、上下移動自在に構成された開閉弁 8cが設けられている。この開閉弁 8c を移動させて投入ノズルパイプ 8aの開口部 8bを開閉することにより、充填物の投入 動作が制御される。

[0060] 図 7は、液ハネ防止機構 20の構成を示す側面図であり、図 8は、同じく液ハネ防止 機構 20の構成を示す上面図である。

[0061] 液ハネ防止機構 20は、図 7、図 8に示すように、筒状フィルム 60の搬送路を間にお いて対向配置された一対の液ハネ防止バー 21a、 21bを有してレヽる。

[0062] 液ハネ防止バー 21a、 21bは、その中央付近に包囲部 23a、 23bが形成され、包囲 部 23a、 23bの両側は平板状となっている。包囲部 23a、 23bは、液ハネ防止バー 21 a、 21bを前進させたときに、投入ノズル 8の外周に沿って投入ノズル 8を包囲するよう な形状となっている。詳細には、前進させたときに、投入ノズル 8の外周との距離が一 定となるような形状となっている。

[0063] 各液ハネ防止バー 21a、 21bはそれぞれ、エアシリンダ 22a、 22bのアーム部の先 端に取り付けられている。これにより、エアシリンダ 22a、 22bを駆動することによって 、液ハネ防止バー 21a、 21b力 筒状フィルム 60の搬送方向に直交する方向（図示 水平方向）に移動して、図 8のように、実線で示す位置と一点鎖線で示す位置とをと る。

[0064] このように構成された液ハネ防止機構 20は、投入ノズル 8から筒状フィルム 60内に 充填物を投入する際に、液ハネ防止バー 21a、 21bを前進位置として使用するもの である。液ハネ防止バー 21a、 21bを前進させると、筒状フィルム 60は、液ハネ防止 バー 21a、 21b同士によって、および、投入ノズノレ 8の外周と各液ハネ防止バー 21a 、 21bによって挟まれて略密閉状態となる。このとき、投入ノズル 8の下端の開口部 8b は略密閉状態となったその筒状フィルム 60内に開口するため、充填物の投入動作 が阻害されることはない。

[0065] 本実施形態の縦型充填包装機 1の充填物の投入動作は、後述するように、熱シー ルされる部位を液ハネ防止バー 21a、 21bより上方とした状態で行われる。したがつ て、投入動作の際に充填物が跳ね上がったとしても、筒状フィルム 60は液ハネ防止 バー 21a、 21bで挟まれて略密閉状態とされているため、充填物が熱シールする部 位まで跳ね上がることはなレ、。

[0066] このような機構 20を備えていない従来の包装機では、例えば、跳ね上がりが起こり やすい低粘性の充填物を投入する場合には投入速度を落として充填物を投入する 必要があった。しかし、本実施形態では液ハネ防止機構 20が設けられているため、 充填物を高速で投入したとしても熱シールされる部位に充填物が付着するという問 題は生じなレ、。したがって投入動作の高速化が可能であり、その結果、 1つの包装袋 を製造するサイクルタイムの短縮化が実現される。

[0067] 扁平部形成ローラ 25は、図 5に示すように、投入ノズル 8の下端より下方で、筒状フ イルム 60の搬送路を間において対向配置されている。扁平部形成ローラ 25は、この 種の包装機に一般的に使用されるシゴキローラと同様に構成されており、筒状フィノレ ム 60を挟み込んで回転する。これにより、筒状フィルム 60は押しつぶされ、扁平部 6 0aが形成される。したがって、扁平部形成ローラ 25は、筒状フィルム 60を全幅にわた つて押しつぶすことができる長さを有していることが好ましい。扁平部形成ローラ 25は 、不図示の駆動源により、筒状フィルム 60の搬送方向に直交する方向に進退移動自 在に設けられている。また、同じく不図示の他の駆動源により、扁平部形成ローラ 25 自体が回転駆動するように構成されている。なお、扁平部形成ローラ 25の回転駆動 は、フィルム送りベルト 7に同期して行われる。

[0068] このように構成された扁平部形成ローラ 25は、筒状フィルム 60内に投入された充 填物を分割するように使用されたり、投入された充填物の液面より上方を挟み込むよ うにして使用されたりするものである。

[0069] 筒状フィルム 60を挟んだ状態で扁平部形成ローラ 25を回転駆動すると、筒状フィ ルム 60は扁平部 60aが形成されながら下方に搬送される。扁平部 60aはその後のェ 程で横シールされる部位である。このように扁平部 60aを横シールするようにすれば 、横シール部にシヮが発生しにくくなる。

[0070] 扁平部形成ローラ 25は、筒状フィルム 60を押つぶしてその両側縁に折り目を付け る機能も有している。筒状フィルム 60の側縁に折り目を付けない状態で熱シールす ると、筒状フィルム 60によっては、図 9に示す側縁境界部 60bが破損することがある。 したがって、本実施形態のように筒状フィルム 60に折り目を付けることは、上記のよう な問題を起こしやすいフィルムを横シールする際にその破損を防止できる点で好まし レ、。

[0071] 横シール兼切断機構 30は、図 10に示すように、横シールするためのヒータバー 31 およびヒータバー受け 32と、それらの直下に配置されたしわ伸ばし機構 70と、横シー ル部を冷却、切断するための一対の冷却バー 34a、 34bとを有している。また、筒状 フィルム 60を切断するためのカッター 35が冷却バー 34a内に設けられている。

[0072] ヒータバー 31およびヒータバー受け 32は、筒状フィルム 60の搬送路を間において 対向配置されており、それぞれ筒状フィルム 60の搬送方向に直交する方向に移動 自在に構成されている。ヒータバー 31およびヒータバー受け 32は、図 12を参照して 後述する駆動源により駆動され、筒状フィルム 60を挟み込むことが可能となっている

[0073] ヒータバー 31は、筒状フィルム 60を加熱するためのヒータ（不図示）を内蔵している 。一方、ヒータバー受け 32のヒータバー 31に対向する面には、シリコーンゴムが貼り 付けられている。このようなヒータバー 31とヒータバー受け 32で、筒状フィルム 60の 扁平部 60aを挟み込み、加圧および加熱することにより、筒状フィルム 60の全幅にわ たって横シール部 65が形成される。 [0074] しわ伸ばし機構 70について、図 11を参照して説明する。図 11は、ヒータバー 31お よびヒータバー受け 32を下側から見た図である。なお、しわ伸ばし機構 70は、本出 願人によって先に出願された特開 2002-234504号公報に開示されたものと同様の 構成であるので、その詳細な説明は省略する。

[0075] しわ伸ばし機構 70は、扁平部形成ローラ 25によって扁平に押しつぶされた筒状フ イルム 60に当接して同フィルムを両側（白抜き矢印参照）に引っ張るための当接部材 73a、 73bをそれぞれ一対ずつ備えている。各当接部材 73a、 73bの前面には、筒状 フィルム 60を良好に引っ張ることができるようにゴム等の弾性部材からなるマット 76が 貝占り付けられている。なお、このマット 76の材質は、筒状フィルム 60を挟んだ状態で 矢印方向に引っ張ったときに筒状フィルム 60を延ばしてしまうことのないように、筒状 フィルム 60に対する摩擦力が大きすぎないものが選定されている。

[0076] 各当接部材 73a、 73bはいずれも同様の構造で取り付けられているため、以下、 1 つの当接部材 73aを代表例として説明する。当接部材 73aは、連結レバー 72の一端 に回動自在に支持されており、連結レバー 72の反対側の端部は支持軸 75によって 回動自在に支持されている。したがって、連結レバー 72を支持軸 75を中心として回 動させると、当接部材 73aが図示する矢印方向に回動する。また、パネ掛け 71に掛 けられた引張コイルパネ 74の他端力 連結レバー 72の先端側に掛けられている。こ の引張コイルパネ 74とストッパ 77の作用により、しわ伸ばし機構 70の初期状態にお いて、当接部材 73aは、図示するように他の構造部より筒状フィルム 60側に前進した 位置となっている。

[0077] このように構成されたしわ伸ばし機構 70は、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32 を前進させたときに動作する。具体的には、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32を 筒状フィルム 60に向かって前進させると、それらが筒状フィルム 60に接触する前に、 互いに対向する当接部材 73a、 73b同士が筒状フィルム 60の両端側を挟持する。こ の状態でさらにヒータバー 31およびヒータバー受け 32を前進させると、当接部材 73a 、 73bがそれぞれ筒状フィルム 60の外側に向かって筒状フィルム 60と擦れながら移 動する。これにより、筒状フイノレム 60は、当接部材 73a、 73bによって、しわが除去さ れた状態で保持される。このため、筒状フィルム 60は、ヒータバー 31およびヒータバ 一受け 32によって良好に加圧および加熱される。

[0078] しわ伸ばし機構 70の当接部材 73a、 73bは、上記の通り、熱シールの際に筒状フィ ルム 60の熱シールされる部位の下方（ヒータバー 31よりも下方）を挟持するものであ るため、熱シール動作が終了するまでの間は、熱シール部に力かる充填物の重量が 軽減される。したがって、充填物の重量による熱シール部の伸びの発生が抑えられる

[0079] 冷却バー 34a、 34bは、図 10に示すように、しわ伸ばし機構 70の下方に配置され ており、図 12を参照して後述する駆動源により駆動されて筒状フィルム 60の横シー ル部 65を挟み込む。また、冷却バー 34a、 34bは、それらの部材に横シール部 65の 熱を熱伝導させることで横シール部 65を冷却するものであるため、熱伝導率が高い 材料で構成されていることが好ましい。

[0080] 一方の冷却バー 34aには、横シール部 65を切断して包装袋 66を筒状フィルム 60 力 切り分けるカッター 35が、冷却バー 34aに形成された溝内に設けられている。力 ッター 35は不図示の駆動源により、筒状フィルム 60に対して進退移動自在に構成さ れている。反対側の冷却バー 34bには、切断動作のために前進したカッター 35を受 ける入れるための溝が形成されている。

[0081] なお、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32と一対の冷却バー 34a、 34bはいず れも、それらと外形形状の異なる他の種類のものに交換可能に構成されている。図 3 に示したような従来の横シール兼切断機構 230では、例えば形状の異なる包装袋を 製造する場合にはユニット化された機構全体を交換する必要があった。しかし、本実 施形態の横シール兼切断機構 30では、ヒータバー 31や冷却バー 34a、 34bを他の 種類のものに交換するだけでよいため、交換作業が容易である。また、ユニット化さ れた機構を包装袋の形状に合わせて複数個容易する必要もないため、設備コストが 抑えられる。

[0082] 上記ヒータバー 31およびヒータバー受け 32と、しわ伸ばし機構 70と、一対の冷却 バー 34a、 34bとは、後述する支持体（図 12参照）によって一体に保持されており、 筒状フィルム 60の搬送方向に沿って上下方向に一体に移動する。図 10Aに示す位 置は、その可動範囲の下降端位置であり、図 10Bに示す位置は上昇端位置である。 [0083] 図 10Aの下降端位置は、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32が包装袋切断位 置 Lの高さに位置している。この状態でヒータバー 31およびヒータバー受け 32を駆

1

動することにより熱シールが行われる。一方、図 10Bの上昇端位置は、横シール兼切 断機構 30全体が上方に移動してカッター 35の刃先が包装袋切断位置 Lの高さに

1 位置している。この状態で冷却バー 34a、 34bおよびカッター 35を駆動することにより 横シール部 65の冷却および切断が行われる。なお、「包装袋切断位置 L」は、カツタ 一 35で筒状フィルム 60を切り分ける位置を示しており、筒状フィルム 60の搬送方向 における横シール部 65の中心に設定されている。

[0084] 横シール兼切断機構 30の詳細な構成および横シール兼切断機構 30を上下移動 させるための駆動機構 80の構成について、図 12を参照して説明する。なお、図 12 では、説明を簡単にするため、しわ伸ばし機構 70については図示していない。

[0085] ヒータバー 31およびヒータバー受け 32と一対の冷却バー 34a、 34bはレ、ずれも、サ ーボモータ SM1、 SM2を駆動源とし、トグルリンク 85、 86を介してその動力が伝達さ れるように構成されている。以下、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32を開閉させ るための機構を代表例として説明する。

[0086] トグルリンク 85は、サーボモータ SM1の回転運動をヒータバー 31およびヒータバー 受け 32の開閉運動に変換するためのリンク機構である。サーボモータ SM1の動力 は、サーボモータ SM1の出力軸とプーリー 85eとの間に掛けられたベルトを介して回 転軸 85cに伝達される。回転軸 85cには回転レバー 85dが固定されている。この回転 レバー 85dの一端とヒータバー 31とは、連結アーム 85bによって連結されており、ま た、回転レバー 85dの反対側の端部とヒータバー受け 32とは、連結アーム 85aによつ て連結されている。トグルリンク 85では、ヒータバー 31とヒータバー受け 32が当接状 態となるときに、連結アーム 85a、 85bおよび回転レバー 85dがいずれも水平状態と なる。これにより、ヒータバー 31とヒータバー受け 32を開こうとする水平方向の荷重が 、ヒータバー 31とヒータバー受け 23のそれぞれに加わったとしても、その荷重は回転 レバー 85dの回転運動には変換されにくい。したがって、ヒータバー 31とヒータバー 受け 32とによる筒状フィルム 60の加圧を安定的に実施ですることができる。また、こ のようなリンク機構では、サーボモータ SM1の出力が小さくても済むという利点も備え ている。

[0087] 横シール兼切断機構 30を上下移動させるための駆動機構 80は、横シール兼切断 機構 30を保持する支持体 81と、支持体 81を上下移動させるためのボールネジ 82と 、ボールネジ 82を回転させるための駆動源であるサーボモータ SM3とを有している

[0088] 支持体 81は、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32、一対の冷却部材 34a、 34b 、それらを開閉するためのそれぞれのトグルリンク 85、 86、およびサーボモータ SM1 、 SM2を一体に保持している。支持体 81は、例えばボールネジ 82を間において互 いに平行に配置された 2本の支軸（不図示）をガイド部材として、上下方向に移動自 在に構成されている。

[0089] ボールネジ 82は、支持体 81に設けられた係合孔に係合するように組み立てられて いる。ボールネジ 82の下端とサーボモータ SM3の出力軸との間には、サーボモータ SM3の動力を伝達するためのベルト 83が掛けられている。

[0090] このように構成された駆動機構 80は、サーボモータ SM3に、不図示の制御装置か ら所定の電気的信号を入力することによりサーボモータ SM3が所定量だけ回転し、 それに伴ってボールネジ 82が回転する。これにより、ヒータバー 81、ヒータバー受け 32、および冷却バー 34a、 34b等が一体に上下移動して所定の位置に位置決めさ れる。そのときの移動距離は、制御装置からサーボモータ SM3に入力する電気的信 号を変更するだけで容易に変更可能である。また、ボールネジ 82や、サーボモータ SM1によって構成されている駆動機構 80は、ヒータバー 81、ヒータバー受け 32、お よび冷却バー 34a、 34b等を比較的精度よく位置決めすることが可能である。

[0091] 本実施形態のように搬送を停止した状態の筒状フィルム 60に対して横シール兼切 断機構 30側を移動させる構成と、図 3に示した従来の構成とを比較すると、本実施形 態の構成の方が、駆動機構 80を用いて横シール兼切断機構 30を上下移動させて いる分だけ位置精度が低下する。しかし、図 15に示したような筒状フィルム 60側を移 動させる従来の構成と比較すると、本実施形態の構成の方が位置精度よく位置決め することが可能である。

[0092] この理由は、図 15のような構成では、一般に筒状フィルム 60の搬送は、ベルトコン ベアの形態で設けられたフィルム送りベルト 7 (図 1参照）や、回転する一対のローラ の形態で設けられたフィルム送りローラ 107 (図 1参照）などによって実施される。この 場合、筒状フィルム 60の送り量にばらつきが生じやすレ、。また、筒状フィルム 60側を 移動させる図 2の構成の場合、上述したように、熱シールした後、冷却バー 34a、 34b の高さまで筒状フィルム 60を再度下方に移動させる必要がある。このように、充填物 が投入された筒状フィルム 60を間欠的に下方に送る構成では、投入された充填物の 重量が衝撃力として筒状フィルム 60に加わるため、場合によっては、筒状フィルム 60 が僅かに伸びることがある。この伸びは筒状フィルム 60の送り量のばらつきの原因と なることもある。特に、完全に冷却されていない横シール部 65ではそのような伸びが 発生しやすい。

[0093] これに対し本実施形態のように、筒状フィルム 60の搬送を停止して、横シール兼切 断機構 30側を移動させる構成では、横シール兼切断機構 30自体を移動させた際の 位置ズレは生じるものの、その位置ズレは、横シール兼切断機構 30を上下移動させ る駆動機構 80の機械的構造によるものであるため、ズレ量は筒状フィルム 60側を移 動させる構成と比較して小さくなる。さらに、本実施形態では、筒状フィルム 60を間欠 的に搬送する必要もないため、充填物の重量により筒状フィルム 60が伸びる可能性 力 S小さくなる。特に、冷却されていない横シール部 65が伸びたり変形したりする可能 十生も/ J、さくなる。

[0094] 次に、熱シールしてから切断するまでの間の時間について、本実施形態の構成と、 図 3に示した従来の構成と、図 15に示した従来の構成とを比較する。本実施形態の 構成と、図 3の構成とを比較すると、本実施形態の構成の方が、横シール兼切断機 構 30を上下移動させている分だけ切断までの時間が長くなつてしまうが、図 15の構 成と比較すると、その時間は短縮化される。この理由は、図 15の構成のように、筒状 フィルム 60側を下方に送る構成では、例えば筒状フィルム 60に加わる衝撃力を小さ くすることを目的として、筒状フィルム 60の搬送速度をある所定速度以上にすること が困難であるためである。

[0095] 包装袋の製造動作を高速化するために次のような制御を行ってもよい。図 10では、 冷却バー 34a、 34b同士の距離力 ヒータバー 31とヒータバー受け 32と間の距離と 同じになっているが、冷却バー 34a、 34b同士の距離をより狭めてもよい。横シール 兼切断機構 30の上昇端位置では、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32が扁平部 形成ローラ 25とほぼ同じ高さとなる。したがってそれらが扁平部形成ローラ 25と干渉 しないように、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32を扁平部形成ローラ 25同士の 距離より広くする必要がある。一方、冷却バー 34a、 34bは扁平部形成ローラ 25に干 渉することはないため、冷却バー 34a、 34b同士の距離を狭めることが可能である。こ れにより、冷却バー 34a、 34bの移動距離が短くなるため、高速な駆動が可能となる。 なお、冷却バー 34a、 34b同士の距離の調整は、図 12に示したサーボモータ SM2 に入力する電気的信号を変更するだけよい。

[0096] 脱気機構 40および袋保持板 51について、図 13を参照して以下に説明する。なお 、図 13では扁平部形成ローラ 25のみを示し、扁平部形成ローラ 25と脱気機構 40と の間に配置された横シール兼切断機構 30は図示していない。

[0097] 袋保持板 51は、充填物が投入された筒状フィルム 60の底部を保持するための部 材であり、板状部材力 構成されている。袋保持板 51は、その片端側が支持軸 51a によって回動自在に支持されており、不図示の駆動源により図 13Bの実線で示す水 平状態と、一点鎖線で示す傾斜状態とをとるように構成されている。袋保持板 51の水 平状態は、後述する脱気機構 40による脱気動作、およびその脱気動作の後に行わ れる横シール兼切断機構 30による横シールおよび切断動作時にとられる状態である 。一方、傾斜状態は、袋保持板 51上に保持された 1つの包装袋 66を落下させるため にとられる状態である。なお、袋保持板 51aの下方には、例えばベルトコンベア（不図 示）が配置されており、包装袋 66を不図示の収納容器に搬送するように構成されて いる。

[0098] 脱気機構 40は、それぞれ筒状フィルム 60の搬送路を間において対向配置された 第 1の脱気板 41a、 41bと、第 2の脱気板 42a、 42bとを有している。いずれの脱気板 も、筒状フィルムの搬送方向に対して直交する方向に移動自在に設けられており、第 1の脱気板 41a、 4 lbの駆動源と第 2の脱気板 42a、 42bの駆動源は独立して別個に 設けられている。これにより、第 1の脱気板 41a、 41bと、第 2の脱気板 42a、 42bと力 S 独立して駆動可能となっている。 [0099] 第 2の脱気板 42a、 42bは、充填物が投入された筒状フィルム 60を両側から押圧し て筒状フィルム 60内の空気を押し出すための部材である。そして、その押圧動作を 良好に行うことができるように、包装袋 66の大きさに対応した大きさに形成されている 。一方、第 1の脱気板 41a、 41bは、脱気動作の際に筒状フィルム 60内の充填物が 上方に押し上げられることを防止するための部材であり、第 2の脱気板 42a、 42bの 上方に配置されている。

[0100] このように構成された脱気機構 40の動作について説明する。

[0101] まず、第 1の脱気板 41a、 41b同士を、筒状フィルム 60内の空気が上方に逃げるこ とができる程度の隙間をおいて近接させる。次いで、第 2の脱気板 42a、 42bを互い に近接する方向に進行させると、充填物が投入された筒状フィルム 60が両側から押 圧され、それに伴って、筒状フィルム 60内の空気が第 1の脱気板 41a、 41bによって 挟まれてレ、る部位から上方に押し出され、筒状フィルム 60内が脱気される。

[0102] なお、この脱気動作において、筒状フィルム 60内の空気を良好に押し出すことがで きるように、第 2の脱気板 42a、 42bは、その移動距離が調整可能に設けられているこ とが好ましい。これにより、包装袋 66の大きさや充填物の量に応じて第 2の脱気板 42 a、 42bの移動距離を適宜調整することで、筒状フィルム 60内の空気が最小となるよう な脱気動作を行うことができる。また、第 1の脱気板 41a、 41b同士を、空気の押し出 しが良好に行われる範囲内であって、充填物が上方に押し出されにくい程度に近接 させてもよい。もっとも、充填物が第 1の脱気板 41a、 41bより上方まで押し出されたと しても、充填物の液面が図 13Bに示す熱シールされる部位 Aまで達しなければ横シ ール動作に対して悪影響を与えることはない。

[0103] 上述のように構成された本実施形態の縦型充填包装機 1の包装袋製造動作につ いて、図 14一図 17を参照して以下に説明する。

[0104] 図 14Aに示す初期状態では、前回の製造工程で 1つの包装袋の製造が終了し、 筒状フィルム 60の下端が熱シールされて包装袋切断位置 Lに位置している。また、

1

液ハネ防止機構 20は閉塞状態とされている。筒状フィルム 60は液ハネ防止バー 21 a、 21bによってほぼ扁平に挟まれて略密閉状態となっている。ただし、筒状フィルム 60は完全に扁平になるわけではなぐ投入ノズル 8と液ハネ防止バー 21a、 21bとに よって挟まれた部位は、投入ノズル 8の外周に沿って膨らんでいる。扁平部形成ロー ラ 25、横シール兼切断機構 30、および脱気機構 40はいずれも開放状態とされ、袋 保持板 51は水平状態とされている。横シール兼切断機構 30は、その可動範囲の下 降端に位置しており、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32が包装袋切断位置 Lの

1 高さに位置している。後述する横シール工程で熱シールされる部位 Aは、液ハネ防 止機構 20より上方に位置している。

[0105] 次いで、図 14Bに示すように、液ハネ防止機構 20を閉塞状態としたまま、投入ノズ ル 8から充填物の投入を開始する。筒状フィルム 60は液ハネ防止機構 20によって挟 まれているため、熱シールされる部位 Aに充填物が付着することはない。

[0106] 次いで、図 14Cに示すように、包装袋 66 (図 17参照）に封入する一袋分の量の充 填物が投入されるまで投入動作を継続する。液ハネ防止機構 20は、この投入動作 の途中で開放状態とされる。なお、投入動作は、液ハネ防止機構 20を開放とする際 にー且停止してもよいし、そのまま継続してもよい。

[0107] このように投入動作の途中で液ハネ防止機構 20を開放する理由は、筒状フィルム 60内の空気を外部に逃がすためである。液ハネ防止機構 20を閉塞した状態では、 上述したように筒状フィルム 60内が略密封状態となっている。したがって、この状態 のまま一袋分の充填物を投入しょうとすると、筒状フィルム 60内の空気が逃げること ができず、充填物を投入するにつれて筒状フィルム 60内が加圧される。このように筒 状フィルム 60が加圧されると、筒状フィルム 60が膨らんで変形したり、筒状フィルム 6 0の下端の熱シール部が破損したりする可能性がある。また、筒状フィルム 60内で加 圧されて高圧となった空気が、液ハネ防止バー 21a、 21bによって押し狭められた僅 力、な隙間から押し出されることもある。このように僅かな隙間から空気が押し出される 場合、その空気流は高速となり、液ハネ防止バー 21a、 21b同士の隙間付近に充填 物が付着していれば、その充填物は空気流によって上方に噴き出されてしまうおそ れもある。

[0108] また、このように投入動作の途中で液ハネ防止機構 20を開放状態とするものであつ ても、次のような理由から、熱シールされる部位 Aに充填物が付着する可能性は比較 的小さい。本実施形態のように、液ハネ防止機構 20に挟まれてほぼ扁平となってい る空の筒状フィルム 60内に充填物を投入する場合、充填物は、その投入動作の開 始直後がもっとも跳ね上がりやすい。しかし、ある一定量以上の充填物が既に投入さ れた筒状フィルム 60内に充填物を投入する場合には、充填物はそれほど跳ね上が らないためである。

[0109] なお、本実施形態の液ハネ防止機構 20は、エアシリンダ 22a、 22b (図 8参照）を駆 動源として液ハネ防止バー 21a、 21bを移動させるものであるため、開放状態では図 13Cに示すように液ハネ防止バー 21a、 21b同士は完全に開いた状態となる。しかし 、駆動源をエアシリンダに代えてサーボモータ等に変更してもよぐサーボモータを用 いて液ハネ防止バー 21a、 21b同士の開度を調整できるような構造としてもよい。そ の場合、液ハネ防止バー 21a、 21b同士を完全に開放させるのではなぐ筒状フィル ム 60内の空気を逃がすのに十分な程度の隙間をおいて近接させた状態とすることが 好ましレ、。これにより、投入動作の後半においても筒状フィルム 60を押し狭めることが でき、熱シールされる部位 Aに充填物が付着することがより防止される。

[0110] 次いで、図 15Dに示すように、フィルム送りベルト 7 (図 5参照）を駆動して筒状フィ ルム 60を下方に搬送する。この搬送動作は、投入された充填物の液面が扁平部形 成ローラ 25より下方になるまで行われる。

[0111] 次いで、図 15Eに示すように、筒状フィルム 60の搬送を停止した状態で、扁平部形 成ローラ 25で筒状フィルム 60を挟み込む。このとき、扁平部形成ローラ 25で挟まれ た部位より下方の筒状フィルム 60内には所定量の空気が混入する。

[0112] 次いで、図 15Fに示すように、扁平部形成ローラ 25を回転駆動することにより、扁 平部 60aを形成しながら筒状フィルム 60を下方に搬送する。なお、このときフィルム 送りベルト 7も同時駆動されている。この搬送動作は、筒状フィルム 60の底部が袋保 持板 51上に保持され、熱シールされる部位 Aがヒータバー 31およびヒータバー受け 32に挟まれる状態となるまで行われる。

[0113] 次いで、図 16Gに示すように、筒状フィルム 60の底部を保持した状態で、脱気機構

40を駆動して筒状フィルム 60内に混入した空気を押し出す。

[0114] まず、第 1の脱気板 41a、 41b同士を近接させ、筒状フィルム 60の上部を、空気が 逃げることができる程度に押し狭める。また、筒状フィルム 60を挟み込んでいた扁平 部形成ローラ 25を互いに離れる方向に僅かに移動させる。これにより、押し出される 空気の流路が確保される。

[0115] 次に、第 2の脱気板 42a、 42bを進行させて、筒状フィルム 60の両側を押圧する。

すると、筒状フィルム 60内に混入していた空気力 第 1の脱気板 41a、 41bによって 挟まれた部位より上方に押し出される。このとき、第 1の脱気板 41a、 41b同士を、充 填物が押し出されにくい程度に近接させることにより、および、第 2脱気板 42a、 42b の移動量を適宜調整することにより、充填物が熱シールされる部位 Aまで上昇するこ とが防止される。

[0116] なお、この第 1の脱気板 41a、 41bおよび第 2の脱気板 42a、 42bの駆動のタイミン グは、種々変更可能である。例えば、第 2の脱気板 42a、 42b同士を先に近接させた 後、第 1の脱気板 41a、 41b同士を近接させる制御を行ってもよい。この場合、第 2の 脱気板 42a、 42b同士を近接させると充填物の液面が上昇する。そして、第 1の脱気 板 41a、 41b同士を近接させることにより、筒状フィルム 60内の空気がさらに押し出さ れる。

[0117] また、第 1および第 2の脱気板をほぼ同時に近接させるようにしてもよい。第 1および 第 2の脱気板をほぼ同時に近接させる制御を行う場合、第 2の脱気板 42a、 42b同士 を近接させる移動速度が高速すぎると、充填物によってはその衝撃によって上方に 跳ね上がってしまうおそれがある。したがって、脱気板の駆動のタイミングは充填物の 特性等に応じて適宜設定することが好ましい。上記のような跳ね上がりやすい充填物 を包装する際には、やはり、本実施形態のように、予め第 1の脱気板 41 a、 41b同士 を先に近接させることが好ましい。あるいは、第 1の脱気板 41a、 41bを、構造的に、 第 2の脱気板 42a、 42bよりも先に近接するように構成し、第 1および第 2の脱気板を ほぼ同時に近接させるようにしてもよい。

[0118] 次いで、図 16Hに示すように、横シール兼切断機構 30のヒータバー 31およびヒー タバー受け 32で筒状フィルム 60を挟み込み、筒状フィルム 60の加圧および加熱を 行う。これにより、筒状フィルム 60に横シール部 65が形成される。この横シール動作 において、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32の下方に配置されたしわ延ばし機 構 70 (図 11参照）の作用により、筒状フィルム 60の熱シールされる部位 Aはしわのな い状態で保持され、結果的に横シールが良好に行われるようになつている。

[0119] 次いで、図 161に示すように、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32を退避させた 後、筒状フィルム 60の搬送を停止したまま、横シール兼切断機構 30全体を、カツタ 一 35が包装袋切断位置 Lの高さとなるまで上昇させる。この上昇移動動作は、駆動 機構 80により行われるものであるため、横シール兼切断機構 30全体は比較的位置 精度よく位置決めされる。

[0120] 次いで、図 17Jに示すように、冷却バー 34a、 34bで横シール部 65を挟み込み横シ ール部 65を冷却する。また、冷却バー 34a内に設けられたカッター 35を前進させて 包装袋 66を筒状フィルム 60から切り分ける。

[0121] なお、このカッター 35による切断動作のタイミングは、筒状フィルム 60の材質や横 シール部 65の大きさなどを考慮して適宜設定することが好ましい。例えば、横シール 部 65の冷却にそれほど時間を必要としない場合であれば、冷却バー 34a、 34bを閉 塞すると同時にカッター 35を駆動してもよい。また、横シール部 65の冷却に十分な 時間が必要な場合には、冷却バー 34a、 34bを閉塞した後、所定時間経過後にカツ ター 35を駆動するようにしてもよい。

[0122] 次いで、図 17Kに示すように、冷却バー 34a、 34bを退避させること、冷却バー 34a 、 34bによる保持が解除された包装袋 66が袋保持板 51上に落下する。そして、袋保 持板 51を傾斜状態とすることにより、包装袋 66が下方に落下する。

[0123] 次いで、図 17Lに示すように、横シール兼切断機構 30をはじめとする各構成要素 を図 14Aに示す初期状態の位置に戻す。すなわち、上昇端位置となっていた横シー ル兼切断機構 30を下降端位置に戻し、脱気動作のために僅かな隙間をおいて近接 していた扁平部形成ローラ 25を開放状態とし、袋保持板 51を水平状態に戻し、液ハ ネ防止機構 20を閉塞状態に戻す。

[0124] 以上の一連の工程を繰り返すことにより、充填物が封入された包装袋 66が連続的 に製造される。

[0125] 以上説明したように、本実施形態の縦型充填包装機 1によれば、図 12の駆動機構 80を用いて、シール機構として設けられたヒータバー 31およびヒータバー受け 32と、 切断機構として設けられた一対の冷却部材 34a、 34bとを筒状フィルム 60の搬送方 向に沿って一体に上下移動させることが可能である。したがって、筒状フィルム 60を 移動させることなぐ熱シール、冷却、および切断の動作の全てを行うことができる。し たがって、筒状フィルム 60を間欠的に下方に送る必要がないため、間欠的な搬送を 行った際の衝撃力により筒状フィルム 60が伸びる可能性が小さくなり、特に、冷却さ れていない横シール部 65が伸びたり変形したりする可能性も小さくなる。また、シー ノレ機構と切断機構とが別個に独立して設けられているため、ヒータバー 31およびヒー タバー受け 32や冷却バー 34a、 34bを、包装袋 66の仕様に応じて他の形状のもの に交換可能である。さらに、駆動機構 80は、ヒータバー 31およびヒータバー受け 32 や冷却バー 34a、 34bを一体に移動させるものであるため、それらを別個に移動させ る構成と比較して、構成および動作の制御が簡略化する。

[0126] また、以上説明したように、本実施形態の縦型充填包装機 1は、熱シールされる部 位 Aが液ハネ防止機構 20より上方に位置した状態で、液ハネ防止機構 20で筒状フ イルム 60を挟み込みながら投入ノズノレ 8から充填物を投入するものである。したがつ て、充填物を投入する際に充填物が熱シールされる部位 Aに付着することがない。ま た、筒状フィルム 60内に一袋分の充填物を全て投入し終える前に、液ハネ防止機構 20を開放状態しているため、充填物の投入に伴って筒状フィルム 60またはその下端 のシール部が変形したり破損したりすることがない。

[0127] また、一対の扁平部形成ローラ 25は、投入された充填物の液面より上方を挟み込 むように駆動され、その後の工程においても、熱シールされる部位 Aに投入した充填 物が接触することもない。熱シールされる部位 Aは、このように、充填物が付着したり 接触したりすることのないまま、扁平に押しつぶされた状態でヒータバー 31およびヒ ータバー受け 32まで搬送されて熱シールされる。したがって、形成される横シール部 65はシール不良が発生しにくい良好なものとなる。また、ヒータバー 31およびヒータ バー受け 32で加圧および加熱する部位は予め扁平に押しつぶされているため、熱 シール部 65横シール部 65にしわ等が発生することが抑えられる。し力も、本実施形 態ではヒータバー 31およびヒーバー受け 32の近傍に、熱シールされる部位 Aのしわ をなくすためのしわ防止機構 70が設けられているため、熱シール部 65横シール部 6 5がさらに良好に形成される。 [0128] 上記のように、一対の扁平部形成ローラ 25を、投入された充填物の液面より上方を 挟み込むように駆動した場合、図 14Eに示すように、筒状フィルム 60内には空気が 混入されてしまうが、本実施形態では脱気機構 40を用いてその空気を押し出してい るため、製造される包装袋 66に含まれる空気の量は最小限に抑えられる。

[0129] なお、本実施形態では、図 15に示したように一対の扁平部形成ローラ 25を用いて 、充填物の液面より上方を挟み込むものであった力 それに限らず一対の扁平部形 成ローラ 25で、充填物を分割するものであってもよレ、。

[0130] もっとも、この、扁平部 60aを形成する工程は、筒状フィルム 60の材質や封入する 充填物の種類によっては必ずしも必要なレ、。この場合であっても、液ハネ防止機構 2 0の作用により充填物が付着することが防止された熱シールされる部位 Aを、ヒータバ 一 31およびヒーバー受け 32まで搬送して熱シールすることにより充填物の嚙み込み のない良好な横シール部 65を形成することができる。

[0131] 本発明の選択された実施形態は特定の用語を用いて記載されているが、この記載 は例示のみを目的とするものであり、下記の請求の範囲の要旨及び範囲から逸脱す ることなく変更及び変形が可能なことが理解される。

Claims

請求の範囲

[1] 筒状フィルムを間において対向配置され、前記筒状フィルムを挟みつつ回転するこ とにより前記筒状フィルムに扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを下方に搬送す る一対の扁平部形成ローラと、

前記筒状フィルムに形成した前記扁平部をその幅方向に熱シールするためのヒー タバーおよびヒータバー受けを備えたシール機構と、

前記シール機構より下方に配置され、前記シール機構によって熱シールされた熱 シール部を冷却するための一対の部材および前記熱シール部を切断するための力 ッターを備えた切断機構と、

前記シール機構と前記切断機構とを一体に保持し、前記シール機構と前記切断機 構とを前記筒状フィルムの搬送方向に沿って一体に移動させる駆動機構とを有する 縦型充填包装機。

[2] 前記シール機構による熱シール動作に先だって、前記シール機構によって熱シー ルする部位の下方に位置する前記筒状フィルムの両端部を挟み込んでその幅方向 外側に引っ張る張力付与機構をさらに有する、請求項 1に記載の縦型充填包装機。

[3] 前記駆動機構は、

前記シール機構と前記切断機構とを一体に保持する支持体と、前記支持体を筒状 フィルムの搬送方向に沿う方向に直線移動自在に支持する支軸と、前記支持体を前 記支軸に沿って移動させるための駆動源とを有する請求項 1または 2に記載の縦型 充填包装機。

[4] 前記駆動機構は、前記支持体を移動させるためのボールネジを備えるものであつ て、前記駆動源は、前記ボールネジを回転させるためのサーボモータである、請求 項 3に記載の縦型充填包装機。

[5] 前記カッターは、前記一対の部材のうちの一方の部材に設けられた溝内に配置さ れると共に、前記筒状フィルムに対して進退移動自在に構成され、

前記一対の部材のうちの他方の部材には、前記カッターが進入するための溝が設 けられている、請求項 1ないし 4のいずれか 1項に記載の縦型充填包装機。

[6] 前記シール機構は、前記ヒータバーおよび前記ヒータバー受けに替えて、前記ヒー タバーおよび前記ヒータバー受けのそれぞれと外形形状の異なる他のヒータバーお よび他のヒータバー受けを取り付け可能に構成されている、請求項 1ないし 5のいず れか 1項に記載の縦型充填包装機。

[7] 前記切断機構は、前記一対の部材に替えて、前記一対の部材のそれぞれと外形 形状の異なる他の一対の部材を取り付け可能に構成されている、請求項 1ないし 6の いずれか 1項に記載の縦型充填包装機。

[8] 筒状フィルムを間において対向配置され、前記筒状フィルムを挟みつつ回転するこ とにより前記筒状フィルムに扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを下方に搬送す る一対の扁平部形成ローラと、

前記一対の扁平部形成ローラより下方に配置され、前記筒状フィルムに形成した前 記扁平部をその幅方向に熱シールする横シール機構と、

前記一対の扁平部形成ローラが前記筒状フィルムを挟んでいない状態で、前記筒 状フィルムを下方に搬送する搬送機構と、

下端が前記一対の扁平部形成ローラより上方となるように配置され、前記下端から 前記筒状フィルム内に充填物を投入する投入ノズルと、

前記筒状フィルムを間に置いておいて対向配置され、前記筒状フィルムと前記投 入ノズノレの下端側の外周とを一体に挟み込む一対の部材を備えた液ハネ防止機構 とを有する縦型充填包装機。

[9] 前記一対の扁平部形成ローラで挟まれることによって略密閉状態とされた前記筒 状フィルム内に混入した空気を、前記横シール機構による熱シール動作に先だって 押し出すための、前記横シール機構より下方に配置された脱気機構をさらに有する、 請求項 8に記載の縦型充填包装機。

[10] 前記横シール機構より下方に配置され、前記横シール機構によって形成された熱 シール部を切断する切断機構をさらに有する、請求項 8または 9に記載の縦型充填 包装機。

[11] 前記横シール機構による熱シール動作に先だって、前記横シール機構によって熱 シールする部位の近傍である近傍に位置する前記筒状フィルムの両端部をその幅 方向外側に引っ張る張力付与機構をさらに有する、請求項 8ないし 10のいずれか 1 項に記載の縦型充填包装機。

[12] 投入ノズルの下端から筒状フィルム内に充填物を投入し、前記充填物が投入され た前記筒状フィルムをその幅方向に熱シールすることによって前記充填物が封入さ れた包装袋を製造する包装袋の製造方法であって、

前記筒状フィルムを間におレ、て対向配置された一対の部材を用レ、、前記筒状フィ ルムの熱シールされる部位を前記一対の部材より略上方に位置させた状態で、前記 筒状フィルムと前記投入ノズルの下端側の外周とを一体に挟み込む工程と、 前記一対の部材で前記筒状フィルムを挟み込んだ状態で、前記投入ノズルの前記 下端から前記充填物を投入する工程と、

前記充填物の投入後、前記熱シールされる部位が前記一対の部材より下方となる まで前記筒状フィルムを搬送する工程と、

前記筒状フィルムの搬送後、前記熱シールされる部位を前記筒状フィルムの幅方 向に熱シールする工程とを有する、包装袋の製造方法。

[13] 前記筒状フィルムを搬送する工程は、

前記一対の部材より下方で前記筒状フィルムを間において対向配置された一対の 扁平部形成ローラで、投入された前記充填物の液面より上方であって前記熱シール される部位より下方の前記筒状フィルムの部位を挟み、前記筒状フィルムに扁平部を 形成しながら前記筒状フィルムを下方に搬送することを含む、請求項 12に記載の包 装袋の製造方法。

[14] 前記扁平部を形成しながら前記筒状フィルムを搬送した後、前記熱シールするェ 程に先だって、前記一対の扁平部形成ローラで挟まれることによって略密閉状態とさ れた前記筒状フィルム内に混入した空気を押し出す工程をさらに有する請求項 13に 記載の包装袋の製造方法。

[15] 前記充填物を投入する工程が終了する前に、前記一対の部材を開放状態とする 工程をさらに有する、請求項 12ないし 14のいずれ力、 1項に記載の包装袋の製造方 法。

[16] 前記熱シールする工程で形成された熱シール部を切断する工程をさらに有する、 請求項 12ないし 15のいずれ力、 1項に記載の包装袋の製造方法。 前記熱シールする工程に先だって、前記熱シールされる部位の近傍である近傍に 位置する前記筒状フィルムの両端部をその幅方向外側に引っ張る工程をさらに有す る、請求項 12ないし 16のいずれ力 1項に記載の包装袋の製造方法。