以下に、本発明に係る包装体の搬送装置40,60及び当該搬送装置40,60を含む包装装置10について説明する。説明の都合上、被包装物110の搬送方向Xの上流側を「前方」又は単に「前」、下流側を「後方」又は単に「後」として呼ぶことがある。
図1は、本発明に係る包装装置10の斜視図である。図1に示すように、包装装置10の下部には、被包装物110を包装する樹脂製(例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等からなる)のフィルム帯状体101が巻回されたシートロール100が載置される、ロール載置部11が配置されている。包装装置10の上部には、前方から後方に向かって順に、被包装物110が載置される供給部12、被包装物110がフィルム帯状体101で包装される包装部13、被包装物110が包装された包装体1が排出される排出部14が配置されている。また、包装装置10内には、包装装置10を構成する各ユニットの動作を制御する制御手段(図示せず)が配置されている。
すなわち、制御手段としてのCPU(中央処理演算装置)は、入力操作部や出力表示部が配置された操作パネルや、各ユニットの動作を制御する制御プログラム等を記憶したROM(リード・オンリー・メモリ:フラッシュROM)や、種々のデータを一時的に記憶するRAM(ランダム・アクセス・メモリやハードディスク)や、各種の入出力装置等の動作を制御する。
ロール載置部11は、支持ローラ111及び支持ローラ112を備えている。支持ローラ111及び支持ローラ112は、それぞれ、円柱形状であって、包装装置10のフレーム10aに回転自在に支持されている。支持ローラ111は、駆動ローラとしての支持ローラ112にタイミングベルトで連動連結されており、支持ローラ112の回転に連動して同じ方向に回転するように、フレーム10aに支持されている。シートロール100は、支持ローラ111及び支持ローラ112によって回転自在に支持されており、支持ローラ112の後上方から1枚の帯状のフィルム帯状体101が上方に引き出されるようになっている。
供給部12は、被包装物110が載置される供給台121と、被包装物110の両側縁を規制する側板122と、を備えている。供給台121に載置された被包装物110は、側板122によって両側縁が規制され、包装部13に送られる。本実施形態では、被包装物110は手動で包装部13に送られるようになっているが、自動供給機構を備えていても良い。供給部12は、包装装置10のフレーム10aに対して、着脱可能に構成されている。
排出部14は、包装部13において形成された包装体1が載置される排出台141と、排出台141を水平に保持する保持部材142と、を備えている。保持部材142は、排紙台141を保持する状態と保持しない状態とに変更可能となっており、保持部材142が排紙台141を保持しない状態においては、排紙台141は、その下面がフレーム10aに接するように、フレーム10aに折り畳まれるようになっている。
図2は、図1のII−II線断面図である。包装装置10の上方に配置される包装部13は、前方から後方に向かって順に、フィルム折り部材21と、溶着ユニット30と、第1搬送ユニット40と、溶断ユニット50と、第2搬送ユニット60と、を備えている。溶着ユニット30や第1搬送ユニット40や溶断ユニット50や第2搬送ユニット60は、同一又は類似した形状をしている。上方に配置された包装部13の全体が包装装置10のフレーム10aに対して開閉自在に構成されている(例えば、包装部13がヒンジによって回動自在に支持されている)ので、万が一、フィルム帯状体101や包装体1(以下、包装体1等という。)が搬送経路の中で詰まっても、包装部13を開くことにより包装体1等を容易に取り除くことができる。また、各ユニットの点検や交換・保守も容易である。
フィルム折り部材21は、フィルム帯状体101の左右の側端部を折り返し、側端部同士が重ね合わされた折り合わせ部を形成するようになっている。溶着ユニット30は、フィルム帯状体101の折り合わせ部に加熱された溶着ローラ(溶着部材)31を押し付け、折り合わせ部のフィルム帯状体101を溶かすことによって、X方向に接着するようになっている。第1搬送ユニット40は、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体101を後方の溶断ユニット50に搬送するようになっている。溶断ユニット50は、加熱された溶断刃によって、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体101をX方向に対して直交する方向(Y方向)に溶着・溶断し、後端部及び前端部が封止された包装体1を形成するようになっている。第2搬送ユニット60は、封止された包装体1を排出部14に送るようになっている。
図3A乃至図3Oは、フィルム折り部材21を除く包装部13の動作を説明する概略図である。以下、図3A乃至図3Oを用いて、包装部13の動作プロセスの概要を説明する。なお、図A乃至図3Fは、フィルム帯状体101によって被包装物110を包装する前の準備動作を説明する図面であり、図3G乃至図3Oは、フィルム帯状体101によって被包装物110を包装する包装動作を説明する図面である。
図3Aに示されるように、フィルム折り部材21によって側端部同士が重ねられ折り合わせ部が形成されたフィルム帯状体101は、包装部13の搬送面131に配置される。
次に、図3Bに示されるように、第1搬送ユニット40の第1従動ローラ41が下方に移動し、フィルム帯状体101は、第1従動ローラ41及び第1駆動ローラ42によって挟持される。その後、折り合わせ部の溶着を行うために、溶着ユニット30の溶着ローラ31が下方に移動し、フィルム帯状体101に接する。そして、溶着ローラ31が折り合わせ部を溶着すると同時に、折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体101は、第1従動ローラ41及び第1駆動ローラ42によって挟持されながら後方に搬送される。ここで、第1駆動ローラ42は、第1従動ローラ41よりも大径であり、反時計方向に回動する。
フィルム帯状体101が一定量だけ後方に搬送されると、図3Cに示されるように、第2搬送ユニット60の従動ローラ61が下方に移動し、フィルム帯状体101は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によって挟持され、その後、第1従動ローラ41が上方に移動する。そして、フィルム帯状体101は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によって挟持されながら後方に搬送される。ここで、第2駆動ローラ62は、第2従動ローラ61よりも大径であり、反時計方向に回動する。
次に、折り合わせ部の溶着が完了すると、図3Dに示されるように、溶着ローラ31が上方に移動し、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62は、フィルム帯状体101の搬送を停止する。そして、溶断ユニット50の溶断部材51が下方に移動し、フィルム帯状体101を溶断して、フィルム帯状体101の後端封止部(搬送方向下流側の封止部)が形成される。
次に、図3Eに示されるように、溶断部材51が上方に移動し、その後、図3Fに示されるように、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62が、溶断されたフィルム帯状体101の搬送方向下流側の部分(不要なフィルムシート体)を後方に搬送する。溶断されたフィルム帯状体101の搬送方向下流側の部分(不要なフィルムシート体)が、除去される。そして、第2従動ローラ61が上方に移動する。これにより、フィルム帯状体101によって被包装物110を包装する前の準備動作が完了する。
次に、図3Gに示されるように、被包装物110が、フィルム帯状体101内に挿入される。そして、センサ52が被包装物110の後端部(搬送方向下流側の端部)を検知すると、図3Hに示されるように、第1従動ローラ41が下方に移動し、被包装物110が挿入された状態のフィルム帯状体101は、第1従動ローラ41及び第1駆動ローラ42によって挟持される。
次に、図3Iに示されるように、溶着ローラ31が下方に移動し、フィルム帯状体101に接する。そして、溶着ローラ31が折り合わせ部を溶着すると同時に、包装体110が挿入され折り合わせ部が溶着されたフィルム帯状体101は、第1従動ローラ41及び第1駆動ローラ42によって挟持されながら後方に搬送される。
図3Jに示されるように、被包装物110が挿入されたフィルム帯状体101が一定量だけ後方に搬送されると、図3Kに示されるように、第2従動ローラ61が下方に移動し、フィルム帯状体101は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によって挟持され、その後、第1従動ローラ41が上方に移動する。そして、包装体110が挿入されたフィルム帯状体101は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によって挟持されながら後方に搬送される。
次に、センサ52が被包装物110の前端部(搬送方向上流側の端部)を検知すると、図3Lに示されるように、被包装物110が挿入されたフィルム帯状体101は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によってさらに一定距離だけ後方に搬送され、被包装物110の前端部が溶断部材51の後方に位置する。それと同時に、溶着ローラ31が上方に移動する。
次に、図3Mに示されるように、溶断部材51が下方に移動し、被包装物110が挿入されたフィルム帯状体101を溶断して、フィルム帯状体101の前端封止部(搬送方向上流側の封止部)が形成される。その結果、被包装物110がフィルム帯状体101で封止・包装された包装体が形成される。それと同時に、被包装物110が挿入されていないフィルム帯状体101の後端封止部も形成される。
次に、図3Nに示されるように、包装体1は、第2従動ローラ61及び第2駆動ローラ62によって挟持されながら後方に搬送される。そして、図3Oに示されるように、第2従動ローラ61が上方に移動する。
以後、図3G乃至図3Oの動作を繰り返すことによって、包装体1が形成される。
次に、本発明の第1実施形態に係る包装体の搬送ユニット(搬送装置)40,60の構成について、図4乃至図11を参照しながら詳細且つ具体的に説明する。
図4に示した第1の搬送ユニット40及び第2の搬送ユニット60の各搬送装置は、同じように構成されたユニットであるので、以下の説明では、搬送ユニット(搬送装置)40,60と呼ぶことにする。搬送ユニット(搬送装置)40,60は、駆動モータ200の取り付けられた上ユニット225と、包装体1等を搬送するための第2搬送ローラ243と、第2搬送ローラ243が弾性的に支持された状態で取り付けられた下ユニット235と、駆動モータ200の回転駆動力を従動シャフト205に伝える駆動力伝達機構と、駆動モータ200の回転駆動力を下ユニット235の上下駆動力に変換する駆動力変換機構と、を備えている。下ユニット235が上ユニット225に対して上下に滑動自在に支持されている。
上ユニット225は、駆動源としての駆動モータ200と、上側座板部220と、上側側フレーム部221と、内側ガイドレール224を有する左右一対の内側支柱部材222と、を備える。上側座板部220及び上側側フレーム部221が、ビス等により左右の内側支柱部材222に固着されている。駆動モータ200が上側座板部220の上面にビス等で取り付けられている。駆動モータ200は、例えば、駆動パルスの数に比例して回転量が規定されるステッピングモータや、エンコーダによって回転量が検出されるサーボモータである。また、従動シャフト205を回動自在に支持する左右の支持部材207が、上側座板部220の下面にビス等で取り付けられている。駆動モータ200の駆動シャフト201に取り付けられたプーリ202と、従動シャフト205に取り付けられたプーリ206とが、上側座板部220に形成された開口に挿通された無端ベルト203を介して、連結されていて、駆動モータ200の回転駆動力が従動シャフト205に伝達される。したがって、プーリ202とプーリ206と無端ベルト203とにより、駆動力伝達機構が構成されている。
従動シャフト205の左右の両端には、偏心カム210がそれぞれ取り付けられている。各偏心カム210には、連結アーム211の一端がそれぞれ回転自在に取り付けられている。連結アーム211の他端は、L字状に折り曲げられた継手部材212に回転自在に取り付けられている。したがって、偏心カム210と連結アーム211と継手部材212とからなるクランク機構により、駆動力伝達機構を介して駆動モータ200と連動する従動シャフト205と、下ユニット235の継手部材212とが、連結されている。駆動力変換機構としての当該クランク機構により、駆動モータ200の回転駆動力を下ユニット235の上下駆動力に変換することができる。
下ユニット235は、第2搬送ローラ243と、下側座板部230と、下側側フレーム部231と、外側ガイドレール234を有する左右一対の外側支柱部材232と、を備える。下側座板部230及び下側側フレーム部231が、ビス等により左右の外側支柱部材232に固着されている。ビス等を取り外すことにより、第2搬送ローラ243等が取り付けられた下側座板部230及び下側側フレーム部231を1つのかたまりとして左右の外側支柱部材232から取り外すことができ、第2搬送ローラ243を含む搬送ユニット40,60の点検や交換・保守が容易である。また、下側座板部230と下側側フレーム部231と左右の搬送ローラ取付部材242とは、ビス等により一体化されており、第1取付部材を構成する。継手部材212が、下側座板部230の上面にビス等で取り付けられている。
また、当接状態検出手段250は、第2搬送ローラ243に隣接配置されて包装体1等との当接状態を検出する検出レバー252と、フォトセンサ219と、を備える。検出レバー252は、第2搬送ローラ243の円柱状表面形状に沿って湾曲した形状をしている。検出レバー252及びフォトセンサ219は、例えば、第2搬送ローラ243の回転軸方向の略中央部に配設されている。検出レバー252は、搬送方向上流側に延在するように形成されており、第2搬送ローラ243よりも搬送方向上流側を検出する。包装体1が、搬送方向上流側から下流側に搬送されるので、第2搬送ローラ243よりも搬送方向上流側を検出することにより、包装体1等との当接状態を確実に検出することができる。
検出レバー252による包装体1等との当接状態を検出する当接状態検出センサとしてのフォトセンサ219が、下側座板部230の上面にビス等で取り付けられている。フォトセンサ219は、例えば離間した一対の発光部と受光部とを備えている。レバー取付部材256が、下流側の下側側フレーム部231の内面に対してビス等で取り付けられている。検出レバー252の先端部251は、図4に示されるように、第2搬送ローラ243の当接部241に対して第1搬送ローラ(すなわち第1駆動ローラ42及び第2駆動ローラ62)に向けて僅かに突出している。言い換えれば、検出レバー252の先端部251は、第2搬送ローラ243の当接部241に対して包装体1等に向けて僅かに突出している。したがって、第2搬送ローラ243の包装体1等に対する当接よりも先に、検出レバー252が包装体1等に対する当接及び検出を行うので、当接状態の検出時間を短縮することができる。また、先端部251は、包装体1等に対してスムーズに当接できるように丸みを有している。先端部251が包装体1等に対して非接触であり且つ先端部251が第2搬送ローラ243の当接部241よりも第1搬送ローラの側に突出している状態は、フォトセンサ219による検出が行われずに検出を待機している状態にあるので、検出待機状態と呼ぶことができる。
図示した例では、検出レバー252の軸支部253が、レバー取付部材256に対して回転自在に支持されている。そして、検出レバー252の先端部251が包装体1等に当接すると検出レバー252が回転することにより、検出レバー252の先端部251が第2搬送ローラ243の当接部241と同じレベル(すなわち当接状態)になる。そして、フォトセンサ219の発光部から放射された光が、検出レバー252の遮光部254で遮光されて受光部で受光できなくなることにより、検出レバー252の当接状態が検出される。そして、フォトセンサ219は、検出レバー252が当接状態にあるという電気信号を発する。
内側支柱部材222の内側ガイドレール224と外側支柱部材232の外側ガイドレール234とが摺動自在に係合して、外側支柱部材232が内側支柱部材222に対して上下にスライド移動することができるように構成されている。また、最上位検出センサとしてのフォトセンサ209が、下側座板部230の上面にビス等で取り付けられている。フォトセンサ209は、例えば離間した一対の発光部と受光部とを備えている。図示した例では、発光部から放射された光が、上側座板部220の下面に取り付けられた支持部材207の下部で遮光されて受光部で受光できなくなることにより、下ユニット235の最上位の退避状態が検出される。そして、フォトセンサ209は、下ユニット235が最上位の退避状態にあるという電気信号を発する。第2搬送ローラ243が最上位の退避状態に退避することにより、規定の厚みよりも大きなサイズの包装体1等が誤って混入・搬送されたとしても、混入・搬送された包装体1等が第2搬送ローラ243と衝突すること無く安全且つ確実に下流側に搬送される。
駆動モータ200が回動すると、無端ベルト203を介して従動シャフト205が回動する。従動シャフト205の回動により、偏心カム210及び連結アーム211を介して、下ユニット235が上下にスライド移動する。下ユニット235においては、後述するように、第2搬送ローラ243が、左右の圧縮バネ248等を介して、当接状態検出手段250の取り付けられた第1取付部材に連結されている。弾性体としての圧縮バネ248は、好適には、高温でもへたりの少ない、耐熱性や剛性に優れた金属材料(例えばピアノ線やステンレス鋼線)から構成されている。したがって、駆動モータ200が回動すると、下ユニット235は、最上位の退避状態と最下位の圧接状態との間を往復運動する。このとき、駆動モータ200の回転駆動力により、第2搬送ローラ243が当接状態検出手段250と一体となってフィルム帯状体101から離間した状態にある離間動作と、第2搬送ローラ243が当接状態検出手段250と異なる動きをしながらフィルム帯状体101に圧接する圧接動作と、を行う。
第2搬送ローラ243は、第1搬送ユニット40では第1従動ローラ41に対応し、第2搬送ユニット60では第2従動ローラ61に対応する。第1従動ローラ41及び第2従動ローラ61は、それぞれ、第1駆動ローラ42及び第2駆動ローラ62よりも小径であるように構成されている。第1従動ローラ41及び第2従動ローラ61としての第2搬送ローラ243は、溶断ユニット50の溶断部材51の近傍に配置されるために、溶断部材51からの熱の影響を受けやすくなっているので、熱伝導性や耐熱性や剛性に優れた金属材料(例えばステンレス)から構成されていることが好ましい。当該構成により、第2搬送ローラ243は、包装体1等を安定して押圧・搬送することができる。
第2搬送ローラ243の軸体240は、左右の軸支持部材237で回転自在に支持されている。左右の軸支持部材237は、幅の狭いガイド部239と、ガイド部239よりも幅の広いフランジ部244と、軸体240が貫入される軸穴249と、圧縮バネ248の下端部を受け入れる凹部238と、を有する。軸支持部材237のガイド部239は、フランジ部244によって軸長手方向の変位が規制されながら、搬送ローラ取付部材242のガイド溝247に沿って摺動しながら上下にスライド移動するように構成されている。その結果、左右の軸支持部材237で軸支された第2搬送ローラ243は、圧縮バネ248を介して、搬送ローラ取付部材242と下側座板部230及び下側側フレーム部231とに対して上下にスライド移動することができる。したがって、第2搬送ローラ243を回転自在に軸支する左右の軸支持部材237が、第2取付部材を構成する。なお、ガイド溝247の上下方向の長さは、第2搬送ローラ243のスライド移動可能量(ストローク)を規定する。
他方、略コの字状に屈曲加工された板状体の左右の搬送ローラ取付部材242は、軸体240と直交する上下方向に延びるガイド溝247を備えている。ガイド溝247の上部には、下向きに突出する突起229が形成されており、突起229が圧縮バネ248の上端部と係合する。ガイド溝247の下端には、軸支持部材237の下面を係止して軸支持部材237の下限位置を規定するストッパ部261が形成されている。
圧縮バネ248は、軸支持部材237の凹部238と、搬送ローラ取付部材242の突起229との間で係合保持される。すなわち、圧縮バネ248は、圧縮バネ248が付勢力を発揮できる圧縮状態にあって、軸支持部材237と搬送ローラ取付部材242との間で係合保持されていることが好ましい。第2搬送ローラ243を支持する軸支持部材237が、搬送ローラ取付部材242のガイド溝247に沿って上向きにスライド移動するとき、逆に言えば、下ユニット235における、下側座板部230と下側側フレーム部231と左右の搬送ローラ取付部材242とを含む第1取付部材(以下、第1取付部材等という。)が下向きにスライド移動するとき、圧縮バネ248を圧縮する。そして、圧縮バネ248の圧縮量に比例して、軸支持部材237すなわち第2搬送ローラ243を下向きに押圧する付勢力が発生する。当該付勢力は、軸支持部材237すなわち第2搬送ローラ243を下向きに押圧する。
したがって、第2搬送ローラ243の当接部241が包装体1等に対して当接状態で当接していることが当接状態検出手段250の検出レバー252で検出されたあと、第1取付部材等を含む下ユニット235がさらに下向きにスライド移動して圧接状態に至る。当該圧接状態において、そのスライド移動量に比例した付勢力が発生する。発生した付勢力により、第2搬送ローラ243の当接部241が包装体1等に圧接することになる。すなわち、軸支持部材237の下面が搬送ローラ取付部材242のストッパ部261で係止される下限位置(すなわち当接状態)から、圧縮バネ248の圧縮量すなわち第2搬送ローラ243が上向きに変位する変位量が一定になるように制御する。当該制御により、第2搬送ローラ243を下向きに押圧する付勢力を所定の一定の大きさにすることができる。当該付勢力を包装体1等に対して印加しながら包装体1等を搬送方向下流側に搬送するので、当該付勢力は搬送押圧力と呼ぶことができる。なお、上述したように、当接状態検出手段250の検出レバー252の先端部251が、包装体1等に先に当接したあとに圧接状態に至るという態様とすることもできるし、当接状態検出手段250の検出レバー252の先端部251が、包装体1等に当接するのと同時に圧接状態に至るという態様とすることもできる。
なお、検出レバー252の先端部251が、第2搬送ローラ243が包装体1等と圧接する圧接状態から、第2搬送ローラ243の当接部241よりも包装体1等に向けて僅かに突出する検出待機状態まで戻る場合、圧縮バネ248の付勢力(搬送押圧力)により、第2搬送ローラ243を軸支する左右の軸支持部材237の下面が、搬送ローラ取付部材242のストッパ部261で係止するまで、搬送ローラ取付部材242がスライド移動する。
本発明の搬送ユニット40,60において、各第2搬送ローラ243は、圧縮バネ248を介して、第1取付部材等を含む下ユニット235にそれぞれ連結されている。駆動モータ200の回転駆動力により、第1取付部材等を含む下ユニット235が上下にスライド移動することに伴って、第2搬送ローラ243が上下にスライド移動するが、第1取付部材等を含む下ユニット235の置かれている状態により、第1取付部材等の挙動と第2搬送ローラ243の挙動とが異なる。
第2搬送ローラ243及び第1取付部材等を含む下ユニット235が取り得る状態を整理すると、上方から下方に向けて順に、包装体1等との衝突を回避するための最上位の退避状態と、検出レバー252の先端部251が包装体1等に対して非接触である検出待機状態と、第2搬送ローラ243が包装体1等に当接する当接状態と、第2搬送ローラ243が包装体1等に圧接する最下位の圧接状態と、になる。なお、搬送ユニット40,60において、通常、第2搬送ローラ243と第1搬送ローラ(駆動ローラ)との間に包装体1等が存在するときに下ユニット235が上下にスライド移動するものであるから、最下位の圧接状態が、第2搬送ローラ243が第1搬送ローラ42,62あるいはプラテンに当接するようなプラテン当接状態と同じになることはない。
上述したように、駆動モータ200の回転駆動力により、下ユニット235が上下にスライド移動する。例えば、駆動モータ200がある方向に回転すると、下ユニット235が下方にスライド移動して、下ユニット235が、順に、最上位の退避状態、検出待機状態、当接状態、及び、最下位の圧接状態の各状態を取るように構成されている。そして、駆動モータ200が逆方向に回転すると、下ユニット235が上方にスライド移動して、下ユニット235が、順に、最下位の圧接状態、当接状態、検出待機状態、及び、最上位の退避状態の各状態を取るように構成されている。
最上位の退避状態から当接状態までの間は、第2搬送ローラ243と、第1取付部材等を含む下ユニット235とが、一体的に上下にスライド移動する。これに対して、当接状態から最下位の圧接状態までの間は、第2搬送ローラ243と、第1取付部材等を含む下ユニット235とは異なった動きをする。
すなわち、第2搬送ローラ243は、包装体1等に当接することで、それ以上移動することが制限されるために静止状態となる。それに対して、第1取付部材等を含む下ユニット235は、包装体1等に向けてさらにスライド移動することができる。第1取付部材等を含む下ユニット235が包装体1等に最も近づいたときが最下位の圧接状態となる。このとき、圧縮バネ248の圧縮が行われれるために、圧縮バネ248からの付勢力(搬送押圧力)が発生する。その結果、圧接状態では、圧縮バネ248の圧縮量に比例した、第2搬送ローラ243を下向きに押圧する付勢力(搬送押圧力)が発生するので、第2搬送ローラ243が包装体1等に圧接することになる。圧縮バネ248の圧縮量をある一定量に規定すると、付勢力(搬送押圧力)が所定の一定の大きさになる。そして、第1搬送ローラ(第1駆動ローラ42及び第2駆動ローラ62)が回動すると、圧接状態にある第2搬送ローラ243は、常に所定の一定で適切な大きさの搬送押圧力を印加しながら包装体1等を搬送するようになる。
例えば、当接状態検出手段250によって当接状態が検出されてから、第1取付部材等を含む下ユニット235が包装体1等に向けて変位する変位量(圧縮バネ248の圧縮量)が所定の一定量になるように、駆動モータ200による駆動量が制御される。例えば、ステッピングモータでは、駆動パルス数により回転量が制御される。また、サーボモータでは、エンコーダ(回転検出器)によってサーボモータの回転量が検出されて所定のフィードバック制御が行われる。その結果、駆動シャフト201や従動シャフト205の回転量が制御されて、第1取付部材等を含む下ユニット235の変位量が制御される。それにより、圧縮バネ248の圧縮量が所定の一定量に制御され、第2搬送ローラ243による付勢力(搬送押圧力)が所定の一定で適切な大きさに制御される。
図3A乃至図3Oを参照しながら、包装部13の全体的な動作プロセスをすでに説明しているので、図3G乃至図3Oを参照しながら、包装用フィルムの搬送ユニット(搬送装置)40,60に関する動作プロセスを簡単に説明する。
図3Gに示されるように、第1搬送ユニット40と溶断ユニット50との間に配置されたセンサ52が、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の存在を常に監視している。そして、図3Hに示されるように、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の後端部がセンサ52の検出領域を横切って、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の後端部がセンサ52で検知されると、第1搬送ユニット40のうち、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243に対応する)が弾性的に支持された状態で取り付けられた下ユニット235が下方に移動する。すなわち、第1搬送ユニット40の駆動モータ200が回動して、上述した駆動力伝達機構及びクランク機構が作動して、最上位の退避状態にあった第1搬送ユニット40の下ユニット235が下方に移動する。このとき、下ユニット235に弾性的に支持された第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)は、検出待機状態にある。
そして、下ユニット235がさらに下方に移動して、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)が包装体1等に当接すると、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)が当接状態に至ったことが当接状態検出手段250で検出される。第1取付部材等を含む下ユニット235が所定の一定量でさらに下方に移動すると、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)による所定の一定で適切な大きさの付勢力(搬送押圧力)が包装体1等に印加される。その結果、最下位の圧接状態において、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)と第1駆動ローラ42との間で包装体1等を圧接挟持する。
そのあと、図3Iに示されるように、溶着ユニット30において、溶着ローラ31が下方に移動する。図3Jに示されるように、溶着ローラ31が包装体1等に当接するとともに、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)及び第1駆動ローラ42による包装体1等の搬送が始まる。包装体1等に所定の一定で適切な大きさの付勢力(搬送押圧力)を印加しながら包装体1等を搬送方向下流側に搬送するとともに、溶着ローラ31による折り合わせ部での溶着を行う。
図3Jに示されるように、第1搬送ユニット40において、圧接状態にある第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)及び第1駆動ローラ42は、包装体1等を所定の一定量で搬送方向下流側に搬送する。
図3Kに示されるように、第2搬送ユニット60において、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243に対応する)が弾性的に支持された状態で取り付けられた下ユニット235が下方に移動する。すなわち、第2搬送ユニット60の駆動モータ200が回動して、上述した駆動力伝達機構及びクランク機構が作動して、最上位の退避状態にあった第2搬送ユニット60の下ユニット235が下方に移動する。このとき、下ユニット235に弾性的に支持された第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)は、最上位の退避状態から検出待機状態に移る。
そして、下ユニット235がさらに下方に移動して、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)が包装体1等に当接すると、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)が当接状態に至ったことが当接状態検出手段250で検出される。第1取付部材等を含む下ユニット235が所定の一定量でさらに下方に移動すると、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)による所定の一定で適切な大きさの付勢力(搬送押圧力)が包装体1等に印加される。その結果、最下位の圧接状態において、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)と第2駆動ローラ62との間で包装体1等を圧接挟持する。その後、第1搬送ユニット40の駆動モータ200が逆方向に回動することにより、第1搬送ユニット40の下ユニット235が上方に移動するが、第1従動ローラ41(第2搬送ローラ243)は、最下位の圧接状態から、当接状態及び検出待機状態を経て、最上位の退避状態に戻る。
第2搬送ユニット60の第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)及び第2駆動ローラ62のみが、包装体1等に所定の一定で適切な大きさの付勢力(搬送押圧力)を印加しながら包装体1等を搬送方向下流側に搬送する。このとき、センサ52が、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の存在を常に監視している。そして、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の前端部がセンサ52の検出領域を横切って、フィルム帯状体101に挿入された被包装物110の前端部がセンサ52で検知されると、図3Lに示されるように、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)及び第2駆動ローラ62は、包装体1等を所定の距離だけ搬送方向下流側に搬送する。すなわち、被包装物110の前端部が溶断部材51よりも搬送方向下流側の位置に至ったときに、包装体1等の搬送が停止する。そして、包装体1等の搬送が停止するのと同時に、溶着ローラ31が上方に移動することにより、溶着ローラ31によるフィルム帯状体101の過熱を防止する。
図3Mに示されるように、溶断ユニット50において、加熱された溶断部材51が、最上位の退避状態から下方に移動してフィルム帯状体101を溶着・溶断する。このとき、フィルム帯状体101の前端封止部が形成されることにより、被包装物110がフィルム帯状体101で封止・包装された包装体1が作成されるとともに、被包装物110が挿入されていないフィルム帯状体101の後端封止部も形成される。溶着・溶断後の溶断部材51は、最上位の退避状態に戻る。
溶断部材51が最上位の退避状態にあることが検出されると、図3Nに示されるように、第2搬送ユニット60において、圧接状態にある第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)及び第2駆動ローラ62は、封止・包装された包装体1を搬送方向下流側に搬送する。封止・包装された包装体1は、排出部14の排出台12の上に載置される。その後、包装体1の搬送の終了した第2搬送ユニット60の下ユニット235は、第2搬送ユニット60の駆動モータ200が逆方向に回動することにより、図3Oに示されるように、上方に移動するが、第2従動ローラ61(第2搬送ローラ243)は、最下位の圧接状態から、当接状態及び検出待機状態を経て、最上位の退避状態に戻る。溶断ユニット50の搬送方向上流側には、後端封止部を有するとともに被包装物110が挿入されていないフィルム帯状体101が次の溶断動作の開始を待っている。
上述したように、第1実施形態に係る搬送装置40,60によれば、当接状態検出手段250によって第2搬送ローラ243が包装体1等に当接する当接状態が検出され、その後さらに、第1取付部材等を含む下ユニット235が圧接状態まで所定量移動することにより、圧縮バネ248の圧縮変形量に応じた付勢力が発生して、検出された包装体1等の当接状態すなわち包装体1等の厚みにかかわらず、第2搬送ローラ243が包装体1等に対して所定の一定で適切な大きさの搬送押圧力を印加する。そして、当該搬送押圧力を印加しながら、包装体1等を安全に且つ安定して搬送することができる。したがって、被包装物110が、個々で厚みが異なる物品や、CDやDVDのように薄手で破損しやすい物品や、ボールペンや健康食品等の試供品のように方形形状から外れたいびつな形状をした物品であっても、当該被包装物110を含む包装体1を安全に且つ安定して搬送することができる。
ところで、10乃至20mmの厚みを有する厚手の包装体1等を搬送する従来技術として、大径の駆動ローラ及び従動ローラを用いて、それらの間で包装体1等を噛み込むタイプの搬送装置及び搬送方法がある。当該従来タイプの搬送装置等では、駆動ローラ及び従動ローラのサイズが大きくなるために、搬送装置の全体サイズが大きくなり、搬送装置のコンパクト化を実現することが困難である。
これに対して、この発明では、小径の第1搬送ローラ(駆動ローラ)及び第2搬送ローラ(従動ローラ)を用いるとともに、包装体1等の当接状態を検出した後に第2搬送ローラ(従動ローラ)を包装体1等に向けて一定量スライド移動させて、包装体1等に対して所定の一定で適切な大きさの付勢力(搬送押圧力)で圧接する圧接状態を作り出している。したがって、当該本発明に係る搬送装置等では、第1搬送ローラ(駆動ローラ)及び第2搬送ローラ(従動ローラ)のサイズが小さくなるので、搬送装置の全体サイズも小さくなり、搬送装置のコンパクト化を実現することができる。また、本発明では、第2搬送ユニット60での圧接が可能になったタイミングで、第1搬送ユニット40での圧接動作を解除しており、第1搬送ユニット40と第2搬送ユニット60との間での搬送速度差に起因した包装体1等のシワの発生や詰まりを抑制することができる。
なお、上記第1実施形態において、検出レバー252の先端部251は、第2搬送ローラ243の回転軸方向に幅の狭い板状体として図4,6,8に図示して説明している。しかしながら、検出レバー252における板状の先端部251の存在する中央部が、包装体1等における最も高い当接状態とは限らない。
そこで、検出レバー252の先端部251は、第2搬送ローラ243の回転軸方向に並行に延びる棒形状にすることもできる。当該構成によれば、棒形状の先端部251が包装体1等との当接状態を検出できる検出可能領域が拡大されて、当接状態の検出精度が高まり、当接状態検出手段250として使用する検出レバー252及びフォトセンサ219の数が少なくなり低コスト化を図ることができる。特に、軸長手方向に厚みが不均一である、ボールペンや健康食品等の試供品のように方形形状から外れたいびつな形状をした物品を検出・搬送する場合に効果的である。
また、先端部251の棒形状は、スムーズに当接するように、包装体1等に対向する側が丸みを有する形状とすることが好適である。この場合、先端部251は、さらにスムーズに包装体1等に当接するように、第2搬送ローラ243の回転軸方向に並行に延びる回動自在のローラとすることもできる。また、第2搬送ローラ243の回転軸方向に延びる棒形状の先端部251やローラからなる先端部251が安定して支持されるように、当該先端部251を回転自在に支持するレバー取付部材256を第2搬送ローラ243の回転軸方向の左右にも配設し、第2搬送ローラ243の回転軸方向の略中央部に配設された検出レバー252及びフォトセンサ219で検出する構成とすることもできる。なお、複数対の検出レバー252及びフォトセンサ219からなる当接状態検出手段250を第2搬送ローラ243の回転軸方向に沿って配設することもできる。
次に、本発明の第2実施形態に係る包装体1の搬送ユニット(搬送装置)40,60の構成について、図12乃至図17を参照しながら詳細に且つ具体的に説明する。
図12乃至図17に示した第1の搬送ユニット40及び第2の搬送ユニット60の各搬送装置は、上記第1実施形態と同様に、同じように構成されたユニットである。搬送ユニット(搬送装置)40,60は、駆動モータ300の取り付けられた上ユニット325と、包装体1等(以下の第2実施形態において図示しない)を搬送するための第2搬送ローラ343と、第2搬送ローラ343が弾性的に支持された状態で取り付けられた下ユニット335と、駆動モータ300の回転駆動力を従動シャフト305に伝達する駆動力伝達機構と、駆動モータ300の回転駆動力を下ユニット335の上下駆動力に変換する駆動力変換機構と、を備えている。下ユニット335が上ユニット325に対して上下に移動自在であるように支持されている。
上ユニット325は、駆動源としての駆動モータ300と、左右一対の上ガイドレール324の取り付けられた上フレーム部321と、従動シャフト305を回動自在に支持する左右一対の上支持部322と、を備える。左右の上支持部322が、上フレーム部321から直角に屈曲して延在するように形成されている。駆動モータ300が左側の上支持部322にビス等で取り付けられている。下ユニット335についての最上位の退避位置を検出するフォトセンサ309が、上フレーム部321の内側上部にビス等で取り付けられている。フォトセンサ309は、例えば離間した一対の発光部と受光部とを備えている。
駆動モータ300は、例えば、駆動パルスの数に比例して回転量が規定されるステッピングモータや、エンコーダによって回転量が検出されるサーボモータである。駆動モータ300の駆動シャフト301に取り付けられたプーリ302と、従動シャフト305に取り付けられたプーリ206とが、無端ベルト303を介して、連結されていて、駆動モータ300の回転駆動力が従動シャフト305に伝達される。したがって、プーリ302とプーリ306と無端ベルト303とにより、駆動力伝達機構が構成されている。
横方向(すなわち左右方向)に延びる従動シャフト305は、左右の上支持部322に形成された開口部によって軸支されており、左右の上支持部322に対して中央寄りの位置においてそれぞれ取り付けられた一対のピニオン310を有する。各ピニオン310は、下ユニット335に取り付けられた後述するラック311と噛合している。各ピニオン310は、駆動力伝達機構を介して駆動モータ300と連動する従動シャフト305の回転運動を下ユニット335の直線運動に変換する。すなわち、従動シャフト305のピニオン310と、下ユニット335のラック311とは、駆動力変換機構として働く。したがって、左右に設けられたピニオン310及びラック311からなる駆動力変換機構により、駆動モータ300の回転駆動力を下ユニット335の上下駆動力に変換することができる。
下ユニット335は、第2搬送ローラ343と、左右のラック支持部332と、左右一対の下ガイドレール334の取り付けられた下フレーム部331と、第2搬送ローラ343を回動自在に弾性的に支持する左右一対の搬送ローラ取付部342と、を備える。
左右の搬送ローラ取付部342が、下フレーム部331の下部から直角に屈曲して延在するように形成されている。左右のラック支持部332が、下フレーム部331の上部から直角に屈曲して延在するように形成されている。左側の搬送ローラ取付部342の外側には、センサ支持部312が、ストッパ面330を介して、搬送ローラ取付部342に対して離間して対向するように形成されている。
当接状態検出手段350は、フォトセンサ319と先端突出部361とを備える。当該先端突出部361は、第2搬送ローラ343の軸体340の一端(図12等においては左端)からフォトセンサ319に向けて横方向の外方に延びる細い棒状体である。先端突出部361は、フォトセンサ319を構成する発光部と受光部との間に位置するように構成されている。先端突出部361とフォトセンサ319とは、実質的に、第2搬送ローラ343の軸体340の回転軸上に整列配置されている。
なお、先端突出部361は、必ずしも第2搬送ローラ343の軸体340から同軸で延びている必要はなく、第2搬送ローラ343を一体的に軸支する軸支持部材337の上端面や側端面からフォトセンサ319に向けて横方向の外方に延びていてもよい。すなわち、当接状態検出手段350の一部として働く先端突出部361は、第2搬送ローラ343の軸体又は軸支持部材337からフォトセンサ319に向けて延びる構成とすることができる。また、先端突出部361は、軸支部材337の上下のスライド移動方向に対して傾斜して配置されていてもよい。このように、第2実施形態においては、第2搬送ローラ343と一体になって移動する、第2搬送ローラ343の軸体340あるいは軸支持部材337に形成される先端突出部361が、当接状態検出手段350の一部分を構成しているので、当接状態検出手段350の簡易化、部品点数の削減、低コスト化に貢献する。
第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に当接しているか又は非当接であるかを検出する当接状態検出センサとしてのフォトセンサ319が、最も下方に押し下げられた非当接状態にある第2搬送ローラ343から延びる先端突出部361に対向するように、センサ支持部312の内側側面に取り付けられている。例えば、フォトセンサ319の取付部がセンサ支持部312に形成された挿入孔に嵌挿されることで、フォトセンサ319がセンサ支持部312に固定されている。センサ支持部312は、第1取付部材として働く。
フォトセンサ319は、例えば離間した一対の発光部と受光部とを備えている。フォトセンサ319の発光部から放射された光が、最も下方に押し下げられた非当接状態にある第2搬送ローラ343の先端突出部361で遮光されて受光部で受光できなくなることにより、第2搬送ローラ343の非当接状態が検出される。そして、フォトセンサ319は、第2搬送ローラ343が非当接状態にあるという電気信号を発する。非当接状態においては、フォトセンサ319と先端突出部361とが、横方向に一列に整列配置されている。逆に、当接状態においては、第2搬送ローラ343が包装体1等に当接して第2搬送ローラ343につながった先端突出部361が押し上げられるために、フォトセンサ319と先端突出部361とが、横一列の整列配置から外れた状態になり、フォトセンサ319は、第2搬送ローラ343が当接状態にあるという電気信号を発する。
したがって、この第2実施形態では、第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に対して当接するのと略同時に、第2搬送ローラ343の包装体1等に対する当接状態が検出される。このように、第2実施形態では、第1実施形態で示したような、第2搬送ローラ343とは別体に構成された検出レバー252を設けることが不要となるので、当接状態検出手段を簡易且つ安価に構成することができる。なお、第2搬送ローラ343が最も下方に押し下げられて当該第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に対して当接していない非当接状態は、フォトセンサ319による当接状態の検出が行われずに当接状態の検出を待機している状態にあるので、検出待機状態と呼ぶことができる。
上フレーム部321の上ガイドレール324と下フレーム部331の下ガイドレール334とが滑動自在に係合して、下フレーム部331が上フレーム部321に対して上下にスライド移動することができるように構成されている。また、左右のピニオン310に噛合する左右のラック311が、左右のラック支持部332の外側面のそれぞれに対して、ビス等で取り付けられている。
最上位の退避位置を検出するフォトセンサ309の離間した一対の発光部と受光部との間を検出バー352が自在に挿通できるように、検出バー352が、左側のラック支持部332の上端に設けられている。図12に示した例では、フォトセンサ309の発光部から放射された光が、検出バー352で遮光されて、フォトセンサ309の受光部で受光できなくなることにより、下ユニット335の最上位の退避状態が検出される。そして、フォトセンサ309は、下ユニット335が最上位の退避状態にあるという電気信号を発する。第2搬送ローラ343が最上位の退避状態まで上動することにより、規定の厚みよりも大きなサイズの包装体1等が誤って混入・搬送されたとしても、混入・搬送された包装体1等が第2搬送ローラ343と衝突すること無く安全且つ確実に下流側に搬送される。なお、図17では、下ユニット335が下方の位置にあり、フォトセンサ309の発光部から放射された光が、検出バー352で遮光されずに、フォトセンサ309の受光部で受光される。
駆動モータ300が回動すると、無端ベルト303を介して従動シャフト305が回動する。従動シャフト305の回動により、ピニオン310及びラック311を介して、下ユニット335が上下にスライド移動する。下ユニット335においては、後述するように、第2搬送ローラ343が、左右の圧縮バネ348で下向きに付勢された左右の軸支持部材337を介して、左右の搬送ローラ取付部342に弾性的に支持されている。弾性体としての圧縮バネ348は、好適には、高温でもへたりの少ない、耐熱性や剛性に優れた金属材料(例えばピアノ線やステンレス鋼線)から構成されている。したがって、駆動モータ300が回動すると、下ユニット335は、最上位の退避状態と最下位の圧接状態との間を往復運動する。このとき、下ユニット335は、駆動モータ300の回転駆動力により、第2搬送ローラ343がフィルム帯状体101から離間した状態にある離間動作、又は、第2搬送ローラ343がフィルム帯状体101を圧接した状態にある圧接動作のいずれかを行う。
第2搬送ローラ343は、第1搬送ユニット40では第1従動ローラ41に対応し、第2搬送ユニット60では第2従動ローラ61に対応する。第1従動ローラ41及び第2従動ローラ61は、それぞれ、第1駆動ローラ42及び第2駆動ローラ62よりも小径であるように構成されている。第1従動ローラ41及び第2従動ローラ61としての第2搬送ローラ343は、溶断ユニット50の溶断部材51の近傍に配置されるために、溶断部材51からの熱の影響を受けやすくなっているので、熱伝導性や耐熱性や剛性に優れた金属材料(例えばステンレス)から構成されていることが好ましい。当該構成により、第2搬送ローラ343は、包装体1等を安定して押圧・搬送することができる。
第2搬送ローラ343の軸体340を軸支する左右の軸支持部材337は、幅の狭いガイド部339と、ガイド部339よりも幅の広いフランジ部344と、軸体340が挿入される軸穴349と、圧縮バネ348の下端部を受け入れる凹部338と、をそれぞれ有する。軸支持部材337のガイド部339は、フランジ部344によって回転軸方向の変位が規制されながら、搬送ローラ取付部342のガイド溝347に沿って上下にスライド移動するように構成されている。その結果、左右の軸支持部材337で軸支された第2搬送ローラ343は、圧縮バネ348を介して、搬送ローラ取付部342とセンサ支持部312と下フレーム部331とを含む第1取付部材(以下、第1取付部材等という。)に対して、上下にスライド移動することができる。したがって、第2搬送ローラ343を回転自在に軸支する左右の軸支持部材337が、第2取付部材を構成する。なお、ガイド溝347の上下方向の長さは、第2搬送ローラ343のスライド移動可能量(ストローク)を規定する。
他方、左右の搬送ローラ取付部342は、軸体340の回転軸方向に直交する上下方向に延びるガイド溝347を備えている。ガイド溝347の上部には、下向きに突出する突起329が形成されており、突起329が圧縮バネ348の上端部と係合し、圧縮バネ348の上向きの動きを規制する。ガイド溝347の下端部には、軸支持部材337のフランジ部344を係止して軸支持部材337の下限位置を規定するストッパ面330が形成されている。ストッパ面330は、搬送ローラ取付部342とセンサ支持部312とをつなぐ横方向に延びる接続面である。
圧縮バネ348は、軸支持部材337の凹部338と、搬送ローラ取付部342の突起329との間で係合保持される。すなわち、圧縮バネ348は、圧縮バネ348が付勢力を発揮できる圧縮状態にあって、軸支持部材337と搬送ローラ取付部342との間で係合保持されている。第2搬送ローラ343を支持する軸支持部材337が、搬送ローラ取付部342のガイド溝347に沿って上向きにスライド移動するとき、逆に言えば、下ユニット335における第1取付部材等が下向きにスライド移動するとき、圧縮バネ348を圧縮する。そして、圧縮バネ348の圧縮量に比例して、軸支持部材337すなわち第2搬送ローラ343を下向きに押圧する付勢力が発生する。当該付勢力は、軸支持部材337すなわち第2搬送ローラ343を下向きに押圧する。
したがって、第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に対して当接状態にあることが当接状態検出手段350で検出されたあと、第1取付部材等を含む下ユニット335がさらに下向きにスライド移動して圧接状態に至る。当該圧接状態において、そのスライド移動量に比例した付勢力が発生する。発生した付勢力により、第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に圧接することになる。すなわち、軸支持部材337の下面が、搬送ローラ取付部342の横方向に延びるストッパ面330で係止される下限位置(すなわち当接状態)から、圧縮バネ348の圧縮量すなわち第2搬送ローラ343が上向きに変位する変位量が一定になるように制御される。当該制御により、第2搬送ローラ343を下向きに押圧する付勢力を所定の一定の大きさにすることができる。一定の大きさを持った当該付勢力を包装体1等に対して印加しながら包装体1等を搬送方向下流側に搬送するので、当該付勢力は搬送押圧力と呼ぶことができる。
なお、第2搬送ローラ343が包装体1等と圧接する圧接状態から、第2搬送ローラ343が最も下方に押し下げられて当該第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に対して当接していない検出待機状態まで戻る場合、圧縮バネ348の付勢力(搬送押圧力)により、第2搬送ローラ343を軸支する左右の軸支持部材337の下面が、搬送ローラ取付部342のストッパ面330で係止されるまで、搬送ローラ取付部342がスライド移動する。
第2実施形態の搬送ユニット40,60において、各第2搬送ローラ343は、圧縮バネ348を介して、第1取付部材等を含む下ユニット335にそれぞれ連結されている。駆動モータ300の回転駆動力により、第1取付部材等を含む下ユニット335が上下にスライド移動することに伴って、第2搬送ローラ343が上下にスライド移動するが、第1取付部材等を含む下ユニット335の置かれている状態により、第1取付部材等の挙動と第2搬送ローラ343の挙動とが異なる。
第2搬送ローラ343及び第1取付部材等を含む下ユニット335が取り得る状態を整理すると、上方から下方に向けて順に、包装体1等との衝突を回避するための最上位の退避状態と、第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に対して非接触である検出待機状態と、第2搬送ローラ343の当接部341が包装体1等に当接する当接状態と、第2搬送ローラ343が包装体1等に圧接する最下位の圧接状態と、になる。
上述したように、駆動モータ300の回転駆動力により、下ユニット335が上下にスライド移動する。例えば、駆動モータ300がある方向に回転すると、下ユニット335が下方にスライド移動して、下ユニット335が、順に、最上位の退避状態、検出待機状態、当接状態、及び、最下位の圧接状態の各状態を取ることができる。そして、駆動モータ300が逆方向に回転すると、下ユニット335が上方にスライド移動して、下ユニット335が、順に、最下位の圧接状態、当接状態、検出待機状態、及び、最上位の退避状態の各状態を取ることができる。
最上位の退避状態から当接状態までの間は、第2搬送ローラ343と、第1取付部材等を含む下ユニット335とが、一体的に上下にスライド移動する。これに対して、当接状態から最下位の圧接状態までの間は、第2搬送ローラ343と、第1取付部材等を含む下ユニット335とは異なった動きをする。
すなわち、第2搬送ローラ343は、包装体1等に当接することで、それ以上移動することが制限されるために静止状態となる。それに対して、第1取付部材等を含む下ユニット335は、包装体1等に向けてさらにスライド移動することができる。第1取付部材等を含む下ユニット335が包装体1等に最も近づいたときが最下位の圧接状態となる。このとき、圧縮バネ348の圧縮が行われるために、圧縮バネ348からの付勢力(搬送押圧力)が発生する。その結果、圧接状態では、圧縮バネ348の圧縮量に比例した、第2搬送ローラ343を下向きに押圧する付勢力(搬送押圧力)が発生するので、第2搬送ローラ343が包装体1等に圧接することになる。圧縮バネ348の圧縮量をある一定量に規定すると、付勢力(搬送押圧力)が所定の一定の大きさになる。そして、第1搬送ローラ(第1駆動ローラ42及び第2駆動ローラ62)が回動すると、圧接状態にある第2搬送ローラ343は、常に所定の一定で適切な大きさの搬送押圧力を印加しながら包装体1等を搬送するようになる。
例えば、当接状態検出手段350によって当接状態が検出されてから、第1取付部材等を含む下ユニット335が包装体1等に向けて変位する変位量(圧縮バネ348の圧縮量)が所定の一定量になるように、駆動モータ300による駆動量が制御される。例えば、ステッピングモータでは、駆動パルス数により回転量が制御される。また、サーボモータでは、エンコーダ(回転検出器)によってサーボモータの回転量が検出されて所定のフィードバック制御が行われる。その結果、駆動シャフト301や従動シャフト305の回転量が制御されて、第1取付部材等を含む下ユニット335の変位量が制御される。それにより、圧縮バネ348の圧縮量が所定の一定量に制御され、第2搬送ローラ343による付勢力(搬送押圧力)が所定の一定で適切な大きさに制御される。
上記第2の実施形態によれば、包装体1等を安全に且つ安定して搬送できることに加えて、当接状態検出手段350の構成及び第1取付部材等を含む下ユニット335を包装体1に対して接離自在に移動させるための第1取付部材等の駆動機構がそれぞれ簡易であるので、更なる低コスト化を図ることができる。
なお、上述した第1実施形態では、1つの当接状態検出手段250を第2搬送ローラ243の回転軸方向の略中央部に配設し、この第2実施形態では、1つの当接状態検出手段350を第2搬送ローラ343の一端(左端)に配設している。しかしながら、第1実施形態の場合では、2つ以上の当接状態検出手段250を第2搬送ローラ243の回転軸方向に沿って離間して配設することができ、第2実施形態の場合では、当接状態検出手段350を両端(左端及び右端)にそれぞれ配設することができる。搬送ユニット40,60のそれぞれが複数の当接状態検出手段250,350を備えることによって、例えば、次のような制御内容を追加的に行うことができ、第2搬送ローラ243,343による包装体1等の圧接動作に関して多様な制御を行うことができる。
まず、複数の当接状態検出手段250,350の全てが包装体1等との当接状態を検出した場合、包装体1等における被包装物110に片寄り配置が存在しないと、制御手段として働くCPUが判断して、次の所定の圧接動作が続行される。これに対して、1つの当接状態検出手段250,350が包装体1等との当接状態を検出したものの、残りの当接状態検出手段250,350が包装体1等との当接状態を検出しなかった場合、包装体1等における被包装物110に何らかの片寄り配置が存在すると、CPUが判定する。そして、CPUは、ROMに記憶された或る押下量で第2搬送ローラ243,343をさらに押し下げて、先ほど当接状態を検出しなかった当接状態検出手段250,350が当接状態を検出したか否かを判定する。この段階で全ての当接状態検出手段250,350が当接状態を検出しているならば、包装体1等における被包装物110に少しの片寄り配置が存在すると、CPUが判定する。この場合、CPUは、通常のバネ圧縮量よりも小さな値に修正されたバネ圧縮量で、圧接動作を行うように制御する。その結果、圧接動作の際に過大な付勢力(搬送押圧力)が被包装物110に負荷されることが防止される。
当接状態を検出していない当接状態検出手段250,350が残存しているならば、包装体1等における被包装物110に大きな片寄り配置が存在すると、CPUが判定する。この場合、CPUは、それ以降の圧接動作を中止するとともに、大きな片寄りが存在することを使用者に知らせる警告又はアラーム表示を行うように制御する。その結果、片寄り配置に起因した被包装物110の破損事故が未然に防止される。したがって、搬送ユニット40,60が複数の当接状態検出手段250,350を備えることによって、包装体1等における被包装物110の片寄り配置を検出して、圧接動作の際に過大な付勢力(搬送押圧力)が被包装物110に負荷されることを防止することが可能になる。
好適な実施形態として、電気的に精密に制御且つ駆動されるとともに装置の小型化に寄与する駆動モータ200(ステッピングモータやサーボモータ)を駆動源として説明したが、変形例として、空気等の流体圧で駆動される流体シリンダを駆動源として用いる構成にすることも可能である。この場合、流体シリンダのピストンが上下動するので、第2搬送ローラ243が弾性的に支持された状態で取り付けられた下ユニット235を、直接にあるいはクランク機構を介して間接的に、上下にスライド駆動する態様となる。
また、当接状態検出手段と第1取付部材等の駆動機構とは別々の機能を果たすものであるから、第1実施形態及び第2実施形態においてそれぞれ示した当接状態検出手段250,350及び第1取付部材等の駆動機構の組合せを適宜に変更して用いることができる。すなわち、第1実施形態の検出レバー252を用いた当接状態検出手段250及びクランク機構を用いた第1取付部材等の駆動機構と、第2実施形態の先端突出部361を用いた当接状態検出手段350及びラック311とピニオン310を用いた第1取付部材等の駆動機構とを、相互に組み替えて用いることができる。
また、本発明の好ましい実施形態として、包装体1等が水平方向に搬送される水平搬送タイプの包装装置10を説明したが、本発明は、包装体1等が垂直方向に搬送される垂直搬送タイプの包装装置10にも適用可能である。
なお、本発明を理解しやすくするために、具体的な構成や数値や材料を示して説明したが、これらはあくまでも例示であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明の技術的範囲内において、種々の実施形態や変形例を構成することができることは、当業者には明らかである。