JPH08310512A - 包装装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空レベルを正確に制御し、包装された目的
物の真空レベルを一定に保ち、かつ、高い真空レベルを
達成する包装装置を提供すること。 【解決手段】 目的物をパウチ内に包装する包装装置が
提供される。プローブ組立体が軸方向に移動可能に設け
られたプローブと、入れ子式に伸縮してプローブを囲繞
するプローブ案内部材とを有している。プローブには、
真空を適用したときパウチから空気を除去するチャンネ
ルが形成されている。クランプ組立体が、解放位置と閉
鎖位置との相対的に移動可能に設けられた一対のクラン
ピング顎を具備している。クランピング顎が閉鎖位置に
あるとき、プローブ案内部材の周囲でパウチと係合して
これを挟持する。シール組立体が、解放位置と閉鎖位置
との間で相対的に移動可能に設けられた一対のシーリン
グ顎を具備している。閉鎖位置においてシーリング顎が
パウチと係合してシールを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、目的物を包装する
ための装置に関し、特に、種々のサイズのパウチ内に目
的物を真空密封するための装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】容器内に目的物、特に柔軟な材料から成
る目的物をを包装またはパウチする種々の装置および方
法が周知となっている。こうした周知の装置および方法
は、目的物のサイズや、容器のサイズまたは形式若しく
はその両者が変わったときに容易に調節する能力が限ら
れている。こうした周知の装置および方法の多くは、ま
た、目的物が容易に損賞され或いは構造が安定していな
いために、より丁寧な取り扱いが必要な目的物を包装ま
たはパウチする能力が限られている。例えば、滑りやす
いシート状のＸ線フィルムの堆積体は、フィルムの引っ
掻き傷や、押圧痕(pressure mark)等に対する感受性が
が高いので、慎重に取り扱わなければならない。更に、
こうした目的物の堆積体は表面が滑りやすいので、所望
の正しい矩形の堆積形状から容易に滑り出て、不整形で
位置ずれした堆積体をパウチしなければならなくなる
が、これを取り扱い、かつ、包装することは困難であ
る。目的物が堆積体から滑り出ないように目的物をパウ
チ内で真空密封することがしばしばある。密封されたパ
ウチ内の真空を維持するために熱融着する際、真空の程
度が包装の品質に影響する。ユーザが目的物を取り出す
ためにパウチを引き裂き解放することを許容しつつ、目
的物をパウチ内に確実に収めるために十分な真空と密封
とが必要となる。

【０００３】図１５に典型的なパウチと目的部を示す。
パウチ１０は、対設された一対の、好ましくは合同の側
壁１２、１４から形成することが出来る。側壁１２、１
４は周縁部シール部１６、例えば連続熱融着により互い
に固着されているが、一方の側端部が固着されておら
ず、これにより開口部またはマウス１８が形成されてい
る。固着された両側部は、特定の適用のために望ましい
フラップ、リップ、ストリップ等の特徴を有している。
包装される目的物の典型例は単一の目的物または本質的
に直方体のシート材料の堆積体２０である。堆積体２０
の最上部および最底部のシートは、取り扱い中に目的物
を保護するために荷敷板２２、２４により覆われてい
る。目的物がパウチ１０内に位置決めされると、パウチ
１０を真空排気することが可能となり、これにより、側
壁１２、１４は目的物の形状に概ね一致する。開口部１
８はシール部２６により閉鎖され、図１６に示す概略的
形状の包装された目的物を保護する。

【０００４】本明細書と一体のものとして引用する米国
特許公報第Ａ−５２６５３９７号はパウチに装填、密封
する柔軟な装置および方法を開示している。図１７を参
照すると、パウチ１０は真空排気して密封するために位
置決めされている。パウチ真空排気装置２８が設けられ
ている。このパウチ真空排気装置は空気圧式のアクチュ
エータ３０を具備している。アクチュエータ３０の作用
棒が装置の後方へ延設されており、かつ、横断方向に延
びる支持ブロック３２を移動しないように支持してい
る。支持ブロック３２は、一対の真空排気プローブまた
は真空排気管３４（図１７には一方のみ図示されてい
る）を支持している。プローブ３４は概ねパウチ１０の
開かれた開口部１８の中心線上に配設されており、か
つ、適当な真空源に接続されている。プローブ３４の上
方および下方に、上部および下部パウチ閉鎖、シーリン
グ顎３６が配設されている。閉鎖シーリング顎３６は、
空気圧式の対をなす上下アクチュエータ３８を具備して
いる。上下アクチュエータ３８は作用棒４０を有してお
り、作用棒４０は、横断方向に延設された取付バー４２
を支持している。取付バー４２には、一直線上に並設さ
れた互いに対向する一対の横断方向に延設された熱融着
バーまたはシーリング顎４４が取り付けられている。空
気圧式の対をなす上下アクチュエータ４８の作用棒４６
が、一直線上に並設された互いに対向する一対の横断方
向に延設されたパウチ閉鎖バーまたはクランピング顎５
０を支持している。クランピング顎５０の各々は、発泡
ゴムまたは同様の弾性材料から成る押圧層５２をプロー
ブに対向する面に有している。アクチュエータ３０が、
その作用棒３４を伸長させて前記開口部からパウチ１０
の内部へ包装された目的物の近傍に挿入する。次いで、
アクチュエータ４８が作動してクランピング顎５０が前
進しパウチ１０の側壁に接触する。こうして、押圧層５
２により２つの側壁およびプローブ３４の周囲が互いに
機械的に封止される。次いで、パウチを真空排気するの
に十分な時間プローブ３４に真空が適用され、その後、
プローブ３４が、真空を適用した状態で熱融着バー４４
の背後まで引き戻される。次いで、アクチュエータ３８
が作動して、シーリング顎４４を押圧してパウチ１０に
接触させ、シール部２６を形成して包装が完了する。次
いで、真空が停止され、アクチュエータ３８、４８が停
止されて上記包装が解放される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】米国特許公報第Ａ−５
２６５３９７号は一定の成果を上げたが、密封の完了し
たパウチの真空レベルが一定していない。従って、真空
密封プロセスにおける真空を正確に制御し、完成したパ
ウチの内部の真空レベルを一定とし、かつ、真空密封プ
ロセスの間高い真空レベルを達成する装置が引き続き必
要とされる。更に、パウチを選択的に熱融着して熱融着
部を設ける方法が必要とされる。

【０００６】本発明の目的は、真空レベルを正確に制御
し、包装された目的物の真空レベルを一定に保ち、か
つ、真空密封プロセスの間高い真空レベルを達成する包
装装置を提供する事である。

【０００７】本発明は、更に、真空排気工程において機
械的に密封する装置を提供することを目的としている。
更に、本発明は、真空密封工程において詰まることのな
い装置を提供することである。更に、本発明は、熱融着
工程を選択的に制御する方法を提供することを目的とし
ている。

【０００８】これらの目的は、図示する例により達成さ
れるが、開示された発明により他の目的や利点も固有の
ものとして、当業者には明らかとなろう。本発明は特許
請求項の範囲により定義される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、目的物
をパウチ、すなわち、側壁が互いに固着され開かれた開
口部を有するパウチ内に包装する包装装置が提供され
る。前記パウチを支持する支持面を有するフレームが設
けられている。プローブ組立体が前記フレームに支持さ
れている。該プローブ組立体は、プローブと、入れ子式
に伸縮してプローブを囲繞するプローブ案内部材とを有
している。前記プローブは前記プローブ案内部材に対し
て相対的に軸方向に移動可能に設けられ、かつ、前記開
かれた開口部を通過してパウチ内に挿入される端部を有
している。プローブには、更に、空気が流通する軸方向
のチャンネルが形成されており、該軸方向チャンネルに
真空が適用されると、パウチから空気が除去される。ク
ランプ組立体が、前記プローブ組立体に対して横断方向
に取り付けられている。クランプ組立体は、解放位置と
閉鎖位置との相対的に移動可能に設けられた一対のクラ
ンピング顎を具備している。クランピング顎が閉鎖位置
にあるとき、前記プローブ案内部材の周囲で前記パウチ
と係合してこれを挟持する。シール組立体が、前記プロ
ーブ組立体に対して横断方向に取り付けられており、か
つ、前記パウチ内の目的物と該クランプ組立体との間に
配設されている。該シール組立体は、解放位置と閉鎖位
置との間で相対的に移動可能に設けられた一対のシーリ
ング顎を具備している。前記閉鎖位置においてシーリン
グ顎が両者間において前記パウチと係合して、前記開か
れた開口部にシールを形成する。

【００１０】本発明の他の特徴によれば、前記装置は、
前記パウチとプローブ組立体とを支持する支持面を有す
るフレームを具備している。前記プローブ組立体は、入
れ子式に伸縮してプローブを囲繞するプローブ案内部材
を具備している。前記プローブは前記プローブ案内部材
に対して相対的に軸方向に移動可能に設けられ、かつ、
前記開かれた開口部を通過してパウチ内に挿入される端
部を有している。前記プローブをパウチ内に進入する前
進位置と後退位置との間で移動させる手段が設けられて
いる。前記プローブは、更に空気が流通する軸方向のチ
ャンネルが形成されている。前記軸方向チャンネルに真
空が適用されると前記パウチから空気が除去される。ク
ランプ組立体が、前記プローブ組立体に対して横断方向
に取り付けられており、解放位置と閉鎖位置との相対的
に移動可能に設けられた一対のクランピング顎を具備し
ている。クランピング顎の各々は、開口を形成する切欠
を有している。前記開口は、前記プローブ案内部材の外
形と概ね相補形状をしている。クランピング顎が閉鎖位
置にあるとき、前記開口は、前記プローブ案内部材の周
囲で前記パウチと係合してこれを挟持する。シール組立
体が、前記プローブ組立体に対して横断方向に取り付け
られており、かつ、前記パウチ内の目的物と該クランプ
組立体との間に配設されている。前記シール組立体は、
解放位置と閉鎖位置との間で相対的に移動可能に設けら
れた一対のシーリング顎を具備している。前記閉鎖位置
においてシーリング顎が両者間において前記パウチと係
合して、前記開かれた開口部にシールを形成する。

【００１１】本発明の更に他の特徴によれば、パウチの
開かれた開口部を熱融着するためにシーリング顎に選択
的に熱を適用する方法が提供される。該方法は、前記シ
ーリング顎により前記パウチに熱を適用する全熱サイク
ル時間を選択する工程と、前記全熱サイクル時間よりも
短いサイクル時間増分を選択する工程と、前記時間増分
よりも短い最大時間増分、すなわち、この間前記シーリ
ング顎に熱を適用できる最大時間増分を選択する工程
と、所望温度、すなわち、この温度に前記シーリング顎
が加熱され熱融着する温度を選択する工程と、前記所望
温度よりも低いベースライン温度、すなわち、該ベース
ライン温度により前記シーリング顎への熱の適用が調整
されるベースライン温度を選択する工程とを含んで成
る。加熱時間が以下のようにして演算される。すなわ
ち、前記シーリング顎の実温度を検知し、前記所望温度
と前記実温度との差を決定し、前記差が前記ベースライ
ン温度以上である場合には、前記加熱時間に前記最大時
間を設定し、前記差が０より大きく、かつ、前記ベース
ライン温度より小さい場合には、前記加熱時間に前記最
大時間より小さな値をを設定し、前記差が０以下であ場
合には、前記加熱時間に０を設定する。シーリング顎
は、前記加熱時間を以て加熱され、かつ、前記サイクル
時間増分の残りの時間を以て前記シーリング顎を加熱し
ないことにより冷却される。前記全加熱サイクル時間に
達するまで、前記各サイクル時間増分において、前記演
算工程と、前記加熱および冷却工程が繰り返される。

【００１２】本発明の更に他の特徴によれば、パウチの
開かれた開口部を熱融着するためにシーリング顎に選択
的に熱を適用する装置が提供される。該装置は、前記シ
ーリング顎により前記パウチに熱を適用する全熱サイク
ル時間を選択する手段と、前記全熱サイクル時間よりも
短いサイクル時間増分を選択する手段と、前記時間増分
よりも短い最大時間増分、すなわち、この間前記シーリ
ング顎に熱を適用できる最大時間増分を選択する手段
と、所望温度、すなわち、この温度に前記シーリング顎
が加熱され熱融着する温度を選択する手段と、前記所望
温度よりも低いベースライン温度、すなわち、該ベース
ライン温度により前記シーリング顎への熱の適用が調整
されるベースライン温度を選択する手段とを含んで成
る。この装置は更にシーリング顎の実温度を検知する手
段と、前記所望温度と前記実温度との差に基づいて加熱
時間を演算する手段と、前記加熱時間を以て前記シーリ
ング顎を加熱する手段と、前記サイクル時間増分の残り
の時間を以て前記シーリング顎を加熱しない手段とを具
備している。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好ましい実施形態を説明する。添付図面において、同
様の構成要素には同じ参照番号を付して示されている。
図１５を再び参照すると、本発明で使用されるパウチは
気体を通さず、かつ、熱融着可能な材料であれば如何な
る材料にても使用することができる。こうしたパウチは
平坦に積み重ねることが可能で、かつ、アレー状に配設
された吸引カップ等の従来の手段により容易に取り上
げ、搬送することが可能である。堆積体２０は、例え
ば、堆積されたＸ線フィルムシートまたは写真紙であ
る。アレー状に配設された吸引カップ等の従来の手段に
より開口部１８が開かれた状態で保持され、該開口部１
８を通してパウチ１０内に位置決めされる。

【００１４】図１に本発明の装置を図示する。該装置
は、支持面５６を有するフレーム５４と、上部および下
部シーリング顎４４を有するシール組立体５８と、上部
および下部クランピング顎５０を有するクランプ組立体
６０と、プローブ組立体６２を有するパウチ真空排気組
立体２８と、プローブ組立体６２をフレーム５４に取り
付けるための取付部６４と、プローブ伸長手段６５と、
プローブ組立体６２と共働する真空源とを具備してい
る。以下に詳述するように、クランプ組立体６０がパウ
チ１０を固定する間に、プローブ組立体６２がパウチ１
０を真空排気する。空気が排気されると、シール組立体
５８がパウチ１０を密封し、次いで、クランプ組立体６
０がパウチ１０を解放する。

【００１５】支持面５６がパウチ１０を支持する。パウ
チの源またはホッパ（図示せず）を支持面５６と共働さ
せる、または、該支持面に取り付けることができる。パ
ウチ１０は、適当な手段、例えば手操作またはプログラ
ム可能なロボットにより、上記パウチ源から取り出さ
れ、支持面５６に搬送される。支持面５６には、密封の
ためにパウチ１０を方向付けるために、案内固定具（図
示せず）が設けられている。

【００１６】図２、３に示すように、プローブ組立体６
２はプローブ支持部材６６と、先端６９を有する長尺の
プローブ案内部材６８と、先端７２を有する長尺の実質
的に中空のプローブ７０とを具備している。プローブ案
内部材６８は入れ子式に伸縮してプローブ７０を囲繞す
る。すなわち、第１のチャンネル７４が、プローブ案内
部材６８とプローブ支持部材６６を貫通して軸方向に延
びている。プローブ７０は第１のチャンネル７４内で緊
密に嵌め込まれており、すなわち、最小の間隙を以て挿
入されており、プローブ７０と第１のチャンネル７４と
の間からの漏洩を可及的に低減している。プローブ７０
は第１のチャンネル７４内で軸方向に移動することが可
能であり、プローブ伸長手段６５によりプローブの先端
７２がプローブ案内部材の先端から外方に突き出ること
ができる。プローブ伸長手段６５は、例えば、空気圧式
アクチュエータ３０により構成することができる。こう
した構成では、プローブ７０は入れ子式の伸縮プローブ
の内筒を形成し、案内部材６８から伸長または収縮（す
なわち引き戻す）することが可能である。プローブ７０
を貫通して第２のチャンネル７６が延設されており、該
第２のチャンネルを通して空気が流通しパウチ１０が真
空排気される。代替実施形態では、プローブ支持部材６
６が入れ子式に伸縮してプローブ案内部材６８を囲繞す
る。すなわち、プローブ案内部材は、プローブ支持部材
６６内で軸方向に、例えば空気圧式アクチュエータ３０
により移動することができ、プローブ７０がプローブ案
内部材６８内で軸方向に移動することが可能である。

【００１７】図４から８を参照すると、シール組立体５
８が、堆積体２０とクランピング組立体６０との間に配
置されるように、支持面５６に横断方向に配設されてい
る。シーリングエッジ８２を有する一対のシーリング顎
４４が、開放位置と閉鎖位置とのあいだで相対的に移動
することができる。開放位置においてシーリングエッジ
８２は互いに離隔しており、その間にパウチ１０とプロ
ーブ７０とを配置させることができる。閉鎖位置ではシ
ーリングエッジ８２はパウチ１０に接触しており、パウ
チ１０の固着されていない端部を熱融着するために熱が
適用可能となる。シーリング顎４４を開放位置と閉鎖位
置との間で移動させるために、空気圧式のアクチュエー
タ３８等の従来式の作動手段が使用可能である。シーリ
ング顎を閉鎖位置に移動させるとき、シーリング顎の一
方にパウチを保持させ他方のみを移動させてもよいし、
両方のシーリング顎を移動させてもよいことは当業者に
は理解されよう。シーリング顎４４は、パウチ１０の固
着されていない端部を密封するために少なくとも該端部
の長さを有していれば、如何なる長さであってもよい。

【００１８】当業者には種々の形態のシーリング顎が知
られている。例えばシーリング顎４４は熱伝導体、例え
ば、ニッケル（およびクローム）を含有するナイクロー
ム (NICHROME) （ドライバー−ハリス社 (Driver-Harri
s)の登録商標）と、断熱材料と、支持部材（例えば、ア
ルミニウム）と、温度センサ（例えば、熱電対８６）
と、シールするために柔軟性を与える弾性部材（例え
ば、ゴム材料）とから形成することができる。シーリン
グ顎４４とパウチ１０との間を機械的に密封するため
に、０．３４から０．６９ＭＰａ（５０から１００ｐｓ
ｉ）の範囲のシーリング圧力、好ましくは、０．５５Ｍ
Ｐａ（８０ｐｓｉ）のシーリング圧力が適当である。

【００１９】クランプ組立体６０は、シール組立体５８
が堆積体２０とクランプ組立体６０との間に配置される
ように、支持面６０に横断方向に配置される。図４、５
に示すように、クランプ組立体６０は２つのクランピン
グ顎５０を具備している。クランピング顎５０の各々は
クランピングエッジ９０を有している。クランピング顎
５０は、開放位置と閉鎖位置との間で相対的に移動す
る。開放位置において、クランピングエッジ９０は互い
に離隔しており、その間にパウチ１０とプローブ案内部
材６８とを配置させることができる。閉鎖位置ではクラ
ンピングエッジ９０は互いに押圧し合っており、プロー
ブ案内部材６８の周囲でパウチ１０に係合しこれを挟持
して、クランピングエッジ９０と、プローブ案内部材６
８と、パウチ１０との間で機械的にシールする。クラン
ピング顎５０を開放位置と閉鎖位置との間で移動させる
ために、空気圧式のアクチュエータ３８等の従来式の作
動手段が使用可能である。クランピング顎を閉鎖位置に
移動させるとき、クランピング顎の一方を静止させてパ
ウチを保持させ他方のみを移動させてもよいし、両方の
クランピング顎を移動させてもよいことは当業者には理
解されよう。クランピング顎５０は、パウチ１０の固着
されていない端部を挟持するために少なくとも該端部の
長さを有していれば、如何なる長さであってもよい。

【００２０】クランピング顎５０はパウチ１０の周囲で
プローブ案内部材６８に係合しこれを挟持して、クラン
ピングエッジ９０とパウチ１０との間と、パウチ１０と
プローブ案内部材６８との間と、パウチ１０の側壁１
２、１４の間を機械的にシールする。クランプピング顎
５０は、上記の機械的にシールして真空排気を促進する
ためにた種々の形態とすることができる。図４に示す第
１の実施形態では、クランピングエッジ９０の各々は弾
性層５２を備え、図５に示す第２の実施形態では、クラ
ンピングエッジ９０の各々は開口９８を形成する切欠９
４を有している。開口９８は、例えば、プローブ案内部
材６８の外形と同様の形状とすることができる。この場
合、プローブ案内部材６８は、クランピング顎５０が閉
鎖位置にあるとき、開口９８（すなわち、切欠９４）内
に配置される。図８は、閉鎖位置にあるクランピング顎
５０を示しており、切欠９４がプローブ案内部材６８お
よびパウチ１０に係合している。挟持圧力を高くすれば
機械的シールが確実となり、真空排気プロセスにおける
正確な制御が可能となる。

【００２１】プローブガイド部材６８（従って開口９８
および切欠９４）は、種々の形状、例えば、半円形、楕
円形、長円形、または、菱形とすることができる。図３
は、プローブガイド部材６８が菱形、内側の角度が６０
度と１２０度の菱形の場合の１つの実施形態を示してい
る。同様に、プローブ７０と第１と第２のチャンネル７
４、７６も、円形断面の場合が図示されているが、種々
の形状とすることができる。プローブ案内部材６８とプ
ローブ７０は、デルリン (DELRIN) や、アルミニウムま
たはステンレス鋼等の従来の材料から形成することがで
きる。

【００２２】クランピング顎５０はアルミニウムや鋼な
どの従来の材料から形成することができる。クランピン
グエッジ９０もクランピング顎５０と同様の材料から形
成される。クランピングエッジ９０が弾性層５２を具備
する場合には、弾性層５２は発泡ゴム等の弾性材料から
形成される。代替的に、図５に示すように、クランピン
グエッジ９０の一方が弾性層６２、例えば、３０から７
０好ましくは４０ジュロメータ硬さを有するポリウレタ
ンから成る弾性層５２を有し、他方がより硬い材料から
なるエッジとすることができる。適当な挟持圧力は０．
６９から１．３８ＭＰａ（１００から２００ｐｓｉ）の
範囲の圧力である。

【００２３】図１から図９を参照すると、プローブ組立
体６２が取付部６４に取り付けられている。取付部６４
は柔軟な連結部１００、例えばゴム製のカップリング
と、フレーム５４へ取り付けるための取付ブラケット１
０２と、プローブ保持部１０４とを含んでいる。取付部
６４は柔軟な連結部１００を必ずしも必要とはしない
が、ある程度の柔軟性はシステムの適応性を高めるので
好ましい。例えば、プローブ案内部材６８の周囲でパウ
チ１０を切欠９４の間に挟持するとき連結部１００が可
撓性を与える。プローブ組立体６２を取り付けるための
他の取付手段が当業者には周知となっている。

【００２４】空気を流通させる管１０６または同様の他
の手段がプローブ組立体６２に取り付けられている。真
空源または真空発生装置１０８が管１０６に接続されて
おり、パウチ１０から空気を排気して真空にする。真空
センサ１１０が管１０６内、すなわちパウチ１０内の真
空のレベルを検知する。プログラム可能な論理制御装置
（以下、単にＰＬＣ(Programable Logic Controller)と
記載する）１１２が、真空センサ１１０により検知され
た真空レベルを、変換器（トランスデューサまたはコン
バータ）１１３を介して電気信号に変換して真空発生装
置１０８に送信する。

【００２５】図１０に示すフローチャートを参照して装
置の作用を説明する。包装作用をなすために、クランピ
ング顎５０およびシーリング顎４４が開放位置に移動す
る（ステップ１１４）。プローブ組立体６２は、パウチ
１０の開放された開口部１８の概ね中心線上において、
支持面５６に対して好ましく平行に配置されている。プ
ローブ７０は、プローブ案内部材６８に対して伸長、後
退することができる。同様に、プローブ案内部材６８が
プローブ支持部材６６に対して相対的に動作することが
できる場合には、プローブ案内部材６８は、プローブ支
持部材６６に対して伸長、後退することができる。プロ
ーブ案内部材６８は、本実施形態では、プローブ支持部
材６６に対して相対的に動作せず、プローブ７０は伸長
位置にある（ステップ１１４）、パウチ１０は、開口部
１８をプローブ組立体６２に向けて支、持部フレーム５
６および上部フレーム５４に対して位置決めされる（ス
テップ１１６）。プローブ案内部材６８とプローブ７０
がパウチ１０の開口部１８に挿入される。パウチ１０の
位置決めは適用例に依存しているが、シール組立体５８
およびクランプ組立体６０の両方により係合されるよう
に配置される。プローブ組立体６２のパウチ１０に対す
る相対位置は適用例に依存している。すなわち、パウチ
１０のサイズおよび該パウチ１０内での堆積体２０の配
置により異なっている。例えば、図１に示すように、堆
積体２０がパウチ１０内で右側に配置されると、プロー
ブ組立体６２はパウチ１０の左側に配置される。プロー
ブ組立体２０は堆積体２０の上方に配置してもよい。切
欠９４がプローブ案内部材６８とパウチ１０と係合し、
プローブ支持材６６またはプローブ７０と係合しないよ
うに、プローブ組立体６２はパウチ１０内に配置され
る。シーリングエッジ８２は、閉鎖位置にあるとき、プ
ローブ支持部材６６またはプローブ案内部材６８の何れ
とも相互作用をしてはいけない。更には、シーリングエ
ッジ８２は、閉鎖位置にあるとき、伸長または後退位置
にある挿入されたプローブ７０とも相互作用をしてはい
けない。プローブ７０は、堆積体２０から数ミリメート
ル以内の位置まで伸長しなければならない。好ましく
は、プローブの先端７２から堆積体２０までの距離は、
堆積体２０（すなわち包装される目的物）の厚さの約１
／２とする。上記の配置により、真空排気の間、プロー
ブ７０が閉塞されることが防止される（つまり、堆積体
２０またはパウチ１０により詰まることがない、或い
は、パウチがプローブ７０の周囲で潰れることがな
い）。

【００２６】ステップ１１８において、時間、温度、真
空レベルの設定等のパラメータが初期化される。こうし
たパラメータは手操作により初期化するか、或いは、装
置作動中に実行可能な全プロセス制御装置としてＰＬＣ
１１２等の中央機器を設けることによりに設定すること
ができる。こうした中央機器は、目的物やパウチの特定
の形状に対して、予め設定され保存されているパラメー
タを選択して１つの選択で設定を呼び戻すことが可能と
するメニュー１１９（図９）を含むユーザインターフェ
ースを具備することができる。これにより、ヒューマン
エラーと無関係に、確立された可変、かつ、繰り返し可
能な結果のセットアップを瞬時に成すことが可能なり、
そしてプロセスを診断し製品品質水準を確立することが
可能となる。

【００２７】クランピング顎５０が閉鎖位置へ移動し
て、切欠９４がプローブ案内部材６８の周囲のパウチ１
０に係合しこれを挟持する（ステップ１２０）。真空が
適用され（ステップ１２２）、所望の真空レベルに達し
たと判断される（ステップ１２６）まで、これが維持さ
れる（ステップ１２４）。真空を維持しながらプローブ
７０が後退する（ステップ１２８）。シーリング顎４４
が閉鎖位置へ移動し、パウチ１０と係合し、これを押圧
する（ステップ１３０）。シーリング顎４４が閉じると
真空の適用が遮断される（ステップ１３２）。代替的
に、熱融着がなされるまで真空の適用を維持してもよ
い。シーリング顎４４が閉じると、シーリング顎４４に
熱が適用されパウチ１０を熱融着する（ステップ１３
４）。所望のシールが得られたとき熱の適用が停止され
るが、シーリング顎４４は依然として閉鎖位置に保持さ
れた状態で冷却される（ステップ１３６）。次いで、シ
ーリング顎４４が開放位置へ移動し（ステップ１３
８）、クランピング顎５０が開いてパウチ１０が解放さ
れる（ステップ１４０）。次いで、シールされたパウチ
１０が、従来の手段により取り外される（ステップ１４
２）。次いで、プローブ７０が伸長して次のパウチを包
装する準備が成される（ステップ１４４）。次のパウチ
を包装する場合には（ステップ１４６でＹ）、ステップ
１１６から繰り返される。このとき、適用例にもよる
が、ステップ１１８のパラメータの初期化は必要ない場
合もある。次のパウチを包装しない場合には（ステップ
１４６でＮ）、プロセスは停止する（ステップ１４
８）。

【００２８】ステップ１１８で初期化されるパラメー
タ、メニュー１１９を用いて設定することができるが、
例えば、以下の項目を含んでいる。 −パウチ１０をシールする設定温度である所望温度 Ｔ
D （°Ｃ） −加熱工程におけるベースライン温度として用いられ、
シーリング顎に適用される熱量を調整するためのる温度
レベルである調整温度 ＴR （°Ｃ） −パウチに適用すべき真空レベル（ｍｍＨｇ） −ＰＬＣが真空センサ１１０により真空レベルを検知す
る前に経過する待機時間 （秒） −大型のパウチを真空排気する際に真空工程の初期段階
において強力に真空排気するための選択的な設定である
真空ブースト −シーリング顎４４を加熱する全時間である加熱時間
（秒） −シーリング顎４４が加熱された後に加熱が停止されシ
ーリング顎から熱が散逸される全時間である冷却時間
（秒）

【００２９】他のパラメータは、例えばメニュー典型的
に装置毎に設定され（従って、個々の包装工程で設定す
る必要はない）、以下の項目を含んでいる。 −包装工程で個々の操作が行われる時間増分または間隔
ＣＴＩ（秒） −個々のサイクル時間増分においてシーリング顎が加熱
される最小時間ＭＩＮ（秒） −シーリング顎が前記ベースライン温度に達していない
ときに、個々のサイクル時間増分においてシーリング顎
が加熱される最大時間 ＭＡＸ（秒）

【００３０】時間増分ＣＴＩは最大時間に定数Ｋ（秒）
を加えた時間に等しい。すなわち、ＣＴＩ＝ＭＡＸ＋Ｋ
である。定数ＫはＭＩＮまたは任意の数を設定するとが
できる。代替的にＭＡＸとＭＩＮはＣＴＩに対する割合
で設定することができる。

【００３１】図９を参照すると、ＰＬＣ１１２は、真空
センサ１１０により検知された真空レベルを変換器１１
３を介して真空発生装置１０８に送信する。好ましく
は、ＰＬＣ１１２からの信号は、０から１０Ｖの間の直
流電圧であり、変換器１１３により０から７６２ｍｍＨ
ｇ（０から３０ｉｎｃｈＨｇ）に変換される。真空セン
サ１１０からの信号は０から５Ｖの間の直流電圧であ
る。ステップ１２２で真空が適用されると、待機時間が
経過するまでＰＬＣ１１２は検知を遅らせる。この待機
時間により、真空の適用を開始したことによる急激な真
空レベルの変化が起きても適正な真空レベルの読み取り
が可能となる。待機時間が経過すると、ＰＬＣ１１２は
真空センサ１１０に対して各サイクル時間増分の間に一
回真空レベルを検知するように指令する。所望の真空レ
ベルに達すると、ＰＬＣ１１２は、実行すべき次のステ
ップの信号を発生する。上記所望の真空レベルに達して
いないと、エラー信号を発生する。シーリング顎４４が
閉じらると、ＰＬＣ１１２はステップ１３２において真
空の適用を停止する。こうして閉ループの真空レベル制
御システムが構成される。非常に低レベルに真空を制御
する場合、例えば過剰空気を除去する場合には、時間制
御機能を用いることもできる。

【００３２】当業者には、シーリング顎の熱を制御する
種々の方法が周知となっているが、本発明ではインパル
スシール用の閉ループ温度制御システムが採用される。
温度制御はＰＬＣ１１２が実行する。シーリング顎の実
温度ＴA が熱電対８６により検知され（複数の熱電対を
使用してもよい）所望温度ＴD と比較される。ＰＬＣ１
１２は２つの温度値の差（ＤＩＦＦ）を演算する（つま
り、ＤＩＦＦ＝ＴD −ＴA である）。そして、加熱時間
を設定するロジックが与えられ、各サイクル時間増分で
半導体リレーにパルス幅変調入力を与える。このリレー
は、各熱伝導体への低電圧高電流の交流を許容する。こ
のパルス幅変調は、各サイクル時間増分を、ＤＩＦＦに
基づき、加熱時間（ＨＯＮ）と加熱停止時間（ＨＯＦ
Ｆ）とに分割することにより達成される。すなわち、Ｄ
ＩＦＦの値が小さい場合にはＨＯＮの値を小さくし、シ
ーリング顎に熱が適用される時間を小さくする。

【００３３】シーリング顎の加熱プロセス（ステップ１
３４）および冷却プロセス（ステップ１３６）のフロー
チャートを図１１、１２に示す。パラメータが選択され
ると（ステップ１５０）、シーリング顎４４の実温度Ｔ
A が、例えば熱電対８６を用いて検知される（ステップ
１５２）。次に、所望温度ＴD と実温度ＴA の差ＤＩＦ
Ｆが演算され（ステップ１５４）ＤＩＦＦが調整温度Ｔ
R よりも大きいか否か判断される（ステップ１５６）。
ＤＩＦＦが調整温度ＴR よりも大きい場合には（ステッ
プ１５６でＹの場合）ＨＯＮにＭＡＸの値が設定され、
ＨＯＦＦにＣＴＩ−ＭＡＸの値が設定される（ステップ
１５８）。ＤＩＦＦが調整温度ＴR よりも大きくない場
合には（ステップ１５６でＮの場合）、ＤＩＦＦが調整
温度ＴRよりも小さく、かつ、正の値であるかか否かが
判断される（ステップ１６０）。０＜ＤＩＦＦ＜ＴR で
ある場合には、Ｚが演算される（ステップ１６２）。Ｚ
がＭＩＮよりも小さい場合には（ステップ１６４でＹの
場合）ステップ１６６でＨＯＮにＭＩＮの値が設定さ
れ、かつ、ＨＯＦＦにＣＴＩ−ＭＩＮの値が設定され
る。ＺがＭＩＮよりも大きい場合には（ステップ１６４
でＮの場合）ステップ１６８でＨＯＮにＺの値が設定さ
れ、かつ、ＨＯＦＦにＣＴＩ−Ｚの値が設定される。Ｄ
ＩＦＦがＴR と０の間にない場合（つまり、ＤＩＦＦが
負の値となりステップ１６０でＮとなる場合）ステップ
１７０でＨＯＮに０．０が設定され、かつ、ＨＯＦＦに
ＣＴＩの値が設定される。この設定値の下で、シーリン
グ顎がＨＯＮの間加熱され、ＨＯＦＦの間加熱が停止さ
れる（ステップ１７４）。加熱時間に達するまで、ステ
ップ１５２から１７４が繰り返される（ステップ１７８
でＮの場合）。加熱時間に達すると（ステップ１７８で
Ｙの場合）ステップ１８０でシーリング顎の加熱が停止
される。このとき冷却タイマーが起動する。冷却時間の
間、状態が保持され、すなわち、シーリング顎とクラン
ピング顎は閉鎖位置に保持される（ステップ１８２）。
これによりシールが適正に形成される。と言うのは、一
貫して結果を得るために押圧した状態で冷却しなければ
ならない材料、例えばモノマーポリウレタン等、がある
ためである。こうした材料では、シーリング顎の領域で
熱を散逸させなければならず、水冷等の複雑な冷却方法
が必要となる。冷却時間が経過するとＰＬＣ１１２がシ
ーリング顎に開くように指令する（ステップ１３８）。
プロセスが既述したように実行されなかった場合には、
ＰＬＣ１１２が、エラー状態を表示する。

【００３４】図１１、１２で略示したプロセスの一例を
図１３、１４および表１に示す。図１３、１４では時間
増分が０．０１秒に丸められている。設定されたパラメ
ータは以下のとおりである。 ＭＩＮ＝０．０２秒 ＭＡＸ＝０．０８秒 Ｋ＝０．０２ ＣＴＩ＝ＭＡＸ＋Ｋ＝０．１秒 ＴR ＝１５．６°Ｃ（６０°Ｆ） ＴD ＝４８．９°Ｃ（１２０°Ｆ） 加熱時間＝１．０秒

【００３５】図１３は、シーリング顎を加熱するための
時間に対する温度変化を示しており、図１４は、シーリ
ング顎の加熱パターンを時間とともに示している。

【００３６】例えば、時刻０．１秒のとき図１３の温度
ＴA は約−３．９°Ｃ（２５°Ｆ）であり、従って、 ＤＩＦＦ＝ＴA −ＴD ＝４８．９−（−３．９）＝５
２．８°Ｃ （１２０−２５＝９５°Ｆ） である。ＤＩＦＦ＝５２．８°Ｃ（９５°Ｆ）＞ＴR ＝
１５．６°Ｃ（６０°Ｆ）なので、ＨＯＮに０．０８が
設定され、ＨＯＦＦ＝ＣＴＩ−ＭＡＸ＝０．１−０．０
８＝０．０２と演算される。図１４に示すように、シー
リング顎に０．０８秒間熱が加えられ０．０２秒間停止
される。

【００３７】時刻０．５秒において図１３の温度ＴA が
約４３．３°Ｃ（１１０°Ｆ）となり、０＜ＤＩＦＦ＝
５．５°Ｃ（１０°Ｆ）＜ＴR ＝１５．６°Ｃ（６０°
Ｆ）なので、Ｚが０．０１３と演算される。Ｚ＝０．０
１３＜ＭＩＮ＝０．０２秒なので、ＨＯＮに０．０２が
設定され、ＨＯＦＦ＝０．０８と演算される。図１４に
示すように、シーリング顎に０．０２秒間熱が加えられ
０．０８秒間停止される。

【００３８】 表１ 時刻 ＴA ＤＩＦＦ Ｚ Ｚ＜ＭＩＮ ＨＯＮ ＨＯＦＦ ──────────────────────────────────── 0 O 120 − − 0.08 0.02 0.1 25 95 − − 0.08 0.02 0.2 45 74 − − 0.08 0.02 0.3 65 55 0.073 Ｎ 0.07* 0.03 0.4 90 30 0.04 Ｎ 0.04 0.06 0.5 110 10 0.013 Ｙ 0.02 0.08 0.6 125 -5 − − 0.00 0.10 0.7 115 5 0.006 Ｙ 0.02 0.08 0.8 115 5 0.006 Ｙ 0.02 0.08 0.9 115 5 0.006 Ｙ 0.02 0.08 1.0 121 -1 − − 0.00 0.10 ＊この値は0.01秒の時間増分で丸めた値である

【００３９】既述の方法は種々のパウチ材料に対して適
した加熱制御方法である。この方法は、所望温度が上昇
しすぎると製品の火災を招くような温度に敏感な製品
に、および、サイクル時間が重要なプロセスに適してい
る。既述したように、熱の制御はメニュー１１９にユー
ザが入力するパラメータの設定値に依存している。

【００４０】予め設定された時間の間に所定の熱が与え
られるような系では時間でオン、オフする熱制御方法も
可能である。こうした制御方法では、特に高速の適用に
おいて、時間で熱が与えられ吸熱される。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、包装された目的物の真
空レベルを正確かつ一定に保ち、真空密封工程の間、高
い真空レベルを達成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の包装装置の平面図である。

【図２】本発明のプローブ組立体の側面図である。

【図３】プローブ組立体の拡大端面図であり、図５にお
いて右方から見たずである。

【図４】本発明の第１の実施形態による装置の断面図で
あり、図１の矢視線７−７に沿う断面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態による装置の断面図で
あり、図１の矢視線７−７に沿う断面図である。

【図６】図１の矢視線８−８に沿う本発明の装置の断面
図である。

【図７】図１の矢視線９−９に沿う本発明の装置の断面
図である。

【図８】閉鎖位置にある、図５に示すクランピング顎の
端面図である。

【図９】プローブ組立体および取付部の略示側面図であ
る。

【図１０】本発明の方法のフローチャートである。

【図１１】本発明の方法のフローチャートである。

【図１２】本発明の方法のフローチャートである。

【図１３】本発明のシーリング顎を加熱する場合の温度
変化の一例を示すグラフである。

【図１４】本発明のシーリング顎を加熱する場合に適用
される熱のパターンの一例を示す図１３に対応するグラ
フである。

【図１５】従来技術において周知であり、かつ、本発明
でも使用可能なパウチおよび目的物の略示斜視図であ
る。

【図１６】本発明の装置により閉じられシールされるタ
イプの包装の完成した状態の略示斜視図である。

【図１７】図１、２に図示するタイプのパウチを閉じ、
かつ、シールする従来技術の装置の断面図である。

【符号の説明】

１０…パウチ １６…シール ２０…目的物 ４４…シーリング顎 ５０…クランピング顎 ５４…フレーム ５８…シール組立体 ６０…クランプ組立体 ６６…プローブ支持部材 ６８…プローブ案内部材 ７０…プローブ ７２…プローブの先端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス ブラッドレー ロイ アメリカ合衆国，ニューヨーク 14519, オンタリオ，ローズマリー レーン 2778

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目的物をパウチ、すなわち、側壁が互い
   に固着され開かれた開口部を有するパウチ内に包装する
   包装装置において、 前記パウチを支持する支持面を有するフレームと、 前記フレームに支持されたプローブ組立体であって、プ
   ローブと、入れ子式に伸縮してプローブを囲繞するプロ
   ーブ案内部材とを有し、前記プローブが前記プローブ案
   内部材に対して相対的に軸方向に移動可能に設けられ、
   かつ、前記開かれた開口部を通過してパウチ内に挿入さ
   れる端部を有し、更に空気が流通する軸方向のチャンネ
   ルが形成されて成るプローブ組立体と、 前記プローブをパウチ内に進入する前進位置と後退位置
   との間で移動させる手段と、 前記パウチから空気を除去するために前記軸方向チャン
   ネルに真空を適用する手段と、 前記プローブ組立体に対して相対的に取り付けられたク
   ランプ組立体、すなわち、解放位置と閉鎖位置との間で
   第２のクランピング顎に対して移動可能に設けられた第
   １のクランピング顎を具備し、前記第１と第２のクラン
   ピング顎が閉鎖位置にあるとき、前記プローブ案内部材
   の周囲で前記パウチと係合してこれを挟持するクランプ
   組立体と、 前記プローブ組立体に対して相対的に取り付けられ、前
   記パウチ内の目的物と該クランプ組立体との間に配設さ
   れたシール組立体であって、解放位置と閉鎖位置との間
   で第２のシーリング顎に対して移動可能に設けられた第
   １のシーリング顎を具備し、前記閉鎖位置において第１
   と第２のシーリング顎が両者間において前記パウチと係
   合して、前記開かれた開口部にシールを形成するシール
   組立体とを具備する包装装置。
2. 【請求項２】 前記第１と第２のクランピング顎が、前
   記プローブ案内部材の外形と双方形状の開口部を有し、
   該開口部において前記プローブ案内部材の周囲で前記パ
   ウチと係合してこれを挟持する請求項１に記載の包装装
   置。
3. 【請求項３】 前記プローブ組立体が、更に、入れ子式
   に伸縮して前記プローブ案内部材を囲繞するプローブ支
   持部材を具備し、前記プローブ案内部材が前記プローブ
   支持部材に対して相対的に移動可能に設けられている請
   求項１に記載の包装装置。
4. 【請求項４】 パウチの開かれた開口部を熱融着するた
   めにシーリング顎に選択的に熱を適用する方法におい
   て、 前記シーリング顎により前記パウチに熱を適用する全熱
   サイクル時間を選択する工程と、 前記全熱サイクル時間よりも短いサイクル時間増分を選
   択する工程と、 前記時間増分よりも短い最大時間増分、すなわち、この
   間前記シーリング顎に熱を適用できる最大時間増分を選
   択する工程と、 所望温度、すなわち、この温度に前記シーリング顎が加
   熱され熱融着する温度を選択する工程と、 前記所望温度よりも低いベースライン温度、すなわち、
   該ベースライン温度により前記シーリング顎への熱の適
   用が調整されるベースライン温度を選択する工程と、 加熱時間を演算する工程、すなわち、 前記シーリング顎の実温度を検知し、 前記所望温度と前記実温度との差を決定し、 前記差が前記ベースライン温度以上である場合には、前
   記加熱時間に前記最大時間を設定し、 前記差が０より大きく、かつ、前記ベースライン温度よ
   り小さい場合には、前記加熱時間に前記最大時間より小
   さな値をを設定し、 前記差が０以下であ場合には、前記加熱時間に０をを設
   定することにより、加熱時間を演算する工程と、 前記加熱時間を以て前記シーリング顎を加熱し、 前記サイクル時間増分の残りの時間を以て前記シーリン
   グ顎を加熱しないことにより該シーリング顎を冷却する
   工程と、 前記全加熱サイクル時間に達するまで、前記各サイクル
   時間増分において、前記演算工程と、前記加熱および冷
   却工程を繰り返す工程とを含んで成る方法。