以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。包装装置1は、台紙等の台座2上に載置された物品3をフィルム24で覆い、物品3を台座2に固定することによって、物品3を包装する。以下、このようにして物品3を包装することを、「台座2及び物品3を包装する」という。包装装置1は、図1の右斜め下側から左斜め上側に向けて、物品3が載置された台座2を搬送し、台座2及び物品3を包装する。図1の上側、下側、左斜め下側、及び右斜め上側を、それぞれ、包装装置1の上側、下側、右側、及び左側という。図1の右斜め下側及び左斜め上側を、それぞれ、搬送方向の上流及び下流という。
<筐体800>
図1に示すように、包装装置1は筐体800を備える。筐体800の形状は、上下方向を長手方向とする略直方体である。筐体800は、上筐体801及び下筐体803を備える。上筐体801は、2つの立設部802Aと架設部802Bとを備える。2つの立設部802Aは、それぞれ、下筐体803の左右両端部から上方に延びる。架設部802Bは、2つの立設部802Aのそれぞれの上端部の間に架設される。右側の立設部802Aに、各種情報を表示可能な表示部207が設けられている。
2つの立設部802Aは、それぞれ後述の側板部材111,112(図2参照)を右側及び左側から覆う。架設部802Bは、後述のフィルムロール22(図2参照)を上側から覆う。下筐体803、2つの立設部802A、及び架設部802Bで囲まれた部分が、筐体800の内部空間を形成する。筐体800の内部空間は、筐体800の上流側及び下流側に形成された開口部805を介して、筐体800の外部と連通する。下筐体803の形状は、左右方向を長手方向とする略直方体である。ユーザが包装装置1に包装動作の開始又は停止を指示するための操作部206が、下筐体803に設けられている。
<受け台12,13>
下筐体803の上流側の側面の上端部から上流側に向けて、受け台12が水平方向に延びる。下筐体803の下流側の側面の上端部から下流側に向けて、受け台13が水平方向に延びる。受け台12,13の形状は、搬送方向を長手方向とする平面視略長方形の箱状である。受け台12は、開口部805に向けて搬送される台座2を上面で受ける。受け台13は、包装が完了した台座2及び物品3を上面で受ける。脚部121,131はそれぞれ受け台12,13を下方から支持する。
受け台12の上面を「受け面12A」といい、受け台13の上面を「受け面13A」という。受け面12A,13Aは、それぞれ水平であり、且つ互いに略同一の平面を形成する。従って受け面12A,13Aは、台座2をスムーズに搬送可能な平面である。受け面12A,13A上において台座2が搬送される部分を、「搬送経路103」(図10参照)という。
図2に示すように、包装装置1は、底部10及び側板部材111,112を備える。底部10の形状は、平面視矩形状である。側板部材111は、底部10の右端部から上方垂直方向に延びる。側板部材112は、底部10の左端部から上方垂直方向に延びる。側板部材111,112の各形状は、何れも上下方向を長手方向とする略長方形の板状である。側板部材111,112の各内面は対向する。受け台12は、側板部材111,112の上流側の端部に支持される。受け台13は、側板部材111,112の下流側の端部に支持される。
<搬送機構50>
図3に示すように、受け台12、13の右端部及び左端部に、それぞれ、無端状のベルト511,512が設けられる。ベルト511,512は、それぞれ内側面に歯を有する。ベルト511は、一対のプーリ52A,52Bに架け渡される。プーリ52Aは、受け台12の右側面の上流側に回転可能に設けられる。プーリ52Bは、受け台13の右側面の下流側に回転可能に設けられる。プーリ52A,52Bは、ベルト511の内側に接触し、ベルト511を回転可能に支持する。ベルト512は、一対のプーリ53A,53Bに架け渡される。プーリ53Aは、受け台12の左側面の上流側に回転可能に設けられる。プーリ53Bは、受け台13の左側面の下流側に回転可能に設けられる。プーリ53A,53Bは、ベルト512の内側に接触し、ベルト512を回転可能に支持する。
ベルト511,512の外側面のうち上方を向く部分が、受け面12A,13Aに露出して、搬送方向に延びている。ベルト511,512のそれぞれの外側面に、搬送部60が設けられる。搬送部60は、ベルト511に設けられる右搬送部61と、ベルト512に設けられる左搬送部62とをそれぞれ含む。右搬送部61は、ベルト511の外側面に対して垂直方向且つ外方向に突出する。左搬送部62は、ベルト512の外側面に対して垂直方向且つ外方向に突出する。搬送部60では、右搬送部61と左搬送部62とが左右方向に対向する。
右搬送部61は、第1搬送部61A及び第2搬送部61Bを備える。第1搬送部61A及び第2搬送部61Bは、搬送方向に離隔する。第1搬送部61Aは、上流側の側面のうちベルト511に近接する部分が、下流側に凹む。左搬送部62は、第1搬送部62A及び第2搬送部62Bを備える。第1搬送部62A及び第2搬送部62Bは、搬送方向に離隔する。第1搬送部62Aは、上流側の側面のうちベルト512に近接する部分が、下流側に凹む。第1搬送部61A、62Aは、後述する台座2を上方から保持する。第2搬送部61B、62Bは、台座2を上流側又は下流側に押す。
モータ222(図8参照)は、プーリ52B,53Bを回転駆動する。モータ222がプーリ52B,53Bを右側面視にて反時計回り方向に回転した場合、ベルト511,512は反時計回り方向に回転する。これに伴って、搬送部60は、後述するように台座2を上流側から下流側に搬送する。一方、モータ222がプーリ52B,53Bを右側面視にて時計回り方向に回転した場合、ベルト511,512は時計回り方向に回転する。これに伴って、搬送部60は、後述するように台座2を下流側から上流側に搬送する。以下、台座2を上流側から下流側に搬送させる場合のモータ222及びベルト511、512の回転方向を、「正方向」といい、正方向と逆向きの回転方向を、「逆方向」という。ベルト511,512、搬送部60、モータ222を総称し、「搬送機構50」という。
なお、以下における回転方向(時計回り又は反時計回り)の説明は、特段の限定がない限り、包装装置1を右側から見た時の方向を示すものとする。
<作用機構20>
図2に示すように、フィルムロール22は、側板部材111、112のそれぞれの上端部の内側に着脱可能に装着される。以下、側板部材111、112のそれぞれの上端部の内側であって、フィルムロール22が装着される部分を、「フィルムロール装着部11A」という。フィルムロール22は、フィルム24(図1参照)、及び、略円柱状の巻き軸(図示略)を有する。フィルム24は巻き軸に巻回される。巻き軸の右側面に、フィルムギヤ23Bが設けられる。フィルムギヤ23Bは、フィルムロール装着部11Aにフィルムロール22が装着された状態で、連結ギヤ651に上流側から噛合する。
フィルムロール装着部11Aの上流側に、ローラ654A、654B(図10等参照)が設けられる。ローラ654A、654Bは、側板部材111、112間を左右方向に延びる円柱状の部材である。ローラ654Bは、ローラ654Aに対して下流側に配置される。ローラ654A、654Bは、側板部材111、112によって左右方向の両側を回転可能に支持される。フィルムロール22から繰り出されたフィルム24は、ローラ654A、ローラ654Bによって、搬送方向の両側から挟まれる。
モータ227(図8参照)の回転駆動力は、連結ギヤ651、及び、ローラ654Aに選択的に伝達される。モータ227の回転駆動力が連結ギヤ651に伝達される状態で、モータ227が所定方向に回転した場合、フィルムギヤ23Bは反時計回りに回転する。フィルムギヤ23Bが反時計回りに回転した場合、フィルムロール22にフィルム24が巻き取られる。以下、フィルムロール22にフィルム24が巻き取られる場合のモータ227の回転方向(所定方向)を、「第1方向」という。
一方、モータ227の回転駆動力がローラ654Aに伝達される状態で、モータ227が第1方向と反対方向に回転した場合、ローラ654Aは反時計回りに回転する。ローラ654Aが反時計回りに回転した場合、ローラ654Aは、ローラ654Bとの間に挟んだ状態のフィルム24を、フィルムロール22から繰り出す。以下、フィルムロール22からモータ227が繰り出される場合のモータ227の回転方向(第1方向と反対方向)を、「第2方向」という。
ソレノイド16C(図8参照)は、モータ227の回転駆動力を、連結ギヤ651に伝達するか、又は、ローラ654Aに伝達するかを切り替える。以下、モータ227、ローラ654A、654B、連結ギヤ651、及び、ソレノイド16Cを、「作用機構20」という。
<誘導機構39>
図2に示すように、側板部材111の右側面に、モータ221の回転によって駆動するキャリッジ349が設けられる。キャリッジ349は、支持部材341(図4参照)に連結される。側板部材112の左側面に、キャリッジ350が設けられる。キャリッジ350は、支持部材342(図4参照)に連結される。
図4に示すように、支持部材341、342の形状は左右対称である。支持部材341、342は、左右方向に離隔して配置される。以下、支持部材341について説明し、支持部材342の説明は省略する。支持部材341は、基部341A、第1延設部341B、第2延設部341C、及び、第3延設部341Dを有する。基部341A、第1延設部341B、第2延設部341C、及び、第3延設部341Dは板状である。基部341A、第1延設部341B、第2延設部341C、及び、第3延設部341Dのそれぞれの平面は左右方向を向く。
基部341Aの形状は、側面視にて略長方形である。第1延設部341Bは、基部341Aの下流側の端部の下側の部分から、下流側に向けて水平に延びる。第1延設部341Bの形状は、側面視にて略長方形である。第2延設部341Cは、基部341Aの下流側の端部の上側の部分から、下流側に向けて水平に延びる。第2延設部341Cの形状は、側面視にて略長方形である。第2延設部341Cの下流側の端部は、第1延設部341Bの下流側の端部よりも下流側に配置される。第1延設部341Bの上端及び第2延設部341Cの下端は、上下方向に離隔し、搬送方向に延びる隙間3414を形成する。第3延設部341Dは、基部341Aの上端の上流側の部分から、上方に垂直に延びる。第3延設部341Dの形状は、側面視にて略長方形である。なお、基部341A及び第3延設部341Dに、上下方向に並んだ複数の穴部が形成されている。複数の穴部には、支持部材341をキャリッジ349(図2参照)に連結するためのねじが挿通される。
支持部材342の基部342A、第1延設部342B、第2延設部342C、及び、第3延設部342Dは、それぞれ、支持部材341の基部341A、第1延設部341B、第2延設部341C、及び、第3延設部341Dに対応する。第1延設部342Bと第2延設部342Cとの間の隙間3424は、第1延設部341Bと第2延設部341Cとの間の隙間3414に対応する。基部342A及び第3延設部342Dの複数の穴部には、支持部材342をキャリッジ350(図2参照)に連結するためのねじが挿通される。以下、支持部材341,342を総称して、「一対の支持部材34」という。基部341A、342Aを総称して、「一対の基部34A」という。第1延設部341B、342Bを総称して、「一対の第1延設部34B」という。第2延設部341C、342Cを総称して、「一対の第2延設部34C」という。
誘導ローラ30(図10参照)、31、32(図10参照)は、一対の第1延設部34Bの下流側の部分の間に配置される。誘導ローラ30〜32の右端は、第1延設部341Bによって支持される。誘導ローラ30〜32の左端は、第1延設部342Bによって支持される。誘導ローラ33は、一対の基部34Aの間に配置される。誘導ローラ33の右端は、基部341Aによって支持される。誘導ローラ33の左端は、基部342Aによって支持される。架設部材35は、一対の第2延設部34Cの上流側の部分に配置される。架設部材35の左端は、第2延設部341Cによって支持される。架設部材35の左端は、第2延設部342Cによって支持される。
図10に示すように、誘導ローラ30、32は水平に並ぶ。誘導ローラ30、32の下端は、第1延設部342Bの下端よりも下方に僅かに突出する。誘導ローラ31は、誘導ローラ30、32よりも上側に配置される。誘導ローラ31の上端は、第1延設部342Bの上端よりも上方に僅かに突出する。誘導ローラ33は、誘導ローラ31よりも上側に配置される。架設部材35は、誘導ローラ33よりも上側に配置される。以下、一対の支持部材34、誘導ローラ30〜33、及び、架設部材35を、「誘導機構39」という。
図2に示すように、モータ221は、キャリッジ349,350を介して、誘導機構39を上下方向に移動可能である。図10は、誘導機構39が最上位に配置された状態を示す。この状態で、一対の支持部材34の支持部材342のうち、第3延設部342Dは、フィルムロール22の上流側かつ下側の近傍に配置される。第1延設部342B及び第2延設部342Cは、フィルムロール22の下方に配置される。誘導ローラ30〜33、及び、架設部材35は、フィルムロール22よりも下側に配置される。
図13は、誘導機構39が最下位に配置された状態を示す。この状態で、一対の支持部材34の支持部材342のうち第1延設部342Bは、搬送経路103の下側に配置される。一対の第1延設部34Bによって支持される誘導ローラ30〜32は、搬送経路103の下側に配置される。誘導ローラ31は、搬送経路103に下方から接する。第2延設部342Cは、搬送経路103を挟んで第1延設部342Bの上側に配置される。誘導ローラ33及び架設部材35は、搬送経路103の上側に配置される。隙間3424(図4参照)は、搬送経路103に沿って配置される。以下、図10に示すように、一対の支持部材34の移動に伴う誘導ローラ30の移動経路を、「移動経路104」という。搬送経路103と移動経路104とが交差する位置を、「交差位置105」という。
<保持機構70(台座ガイドローラ71、保持ローラ72)>
図2に示すように、側板部材111,112(図2参照)で挟まれる部分の上流側、且つ搬送経路103(図10等参照)の下側に、左右方向に延びる台座ガイドローラ71が設けられる。台座ガイドローラ71は、搬送経路103に下側から接する。台座ガイドローラ71は、搬送経路103に沿って上流側から下流側に搬送される台座2を、受け台12,13間で下方から支持し、受け台12から受け台13に誘導する。図5に示すように、台座ガイドローラ71の下方に、一対の板状部材70Bが配置される。台座ガイドローラ71の左右両側は、一対の板状部材70Bによって回転可能に支持される。
一対の板状部材70Bの左右外側に、一対の保持部材78が設けられる。一対の保持部材78は、一対の板状部材70Bから左右外側に突出する突出部70Dを支点として回転可能である。一対の保持部材78のうち、突出部70Dによって支持された側と反対側に、保持ローラ72が設けられる。保持ローラ72の左右端部は、一対の保持部材78によって回転可能に支持される。一対の保持部材78は、モータ226(図8参照)によって回転する。一対の保持部材78の回転によって、保持ローラ72は、台座ガイドローラ71の下流側に近接した状態(図5参照)と、保持ローラ72が台座ガイドローラ71から離隔した状態(図12等参照)とに切り替わる。以下、保持ローラ72が台座ガイドローラ71の下流側に近接した状態を、「第1状態」という。保持ローラ72が台座ガイドローラ71から離隔した状態を、「第2状態」という。台座ガイドローラ71及び保持ローラ72を総称し、「保持機構70」という。
図10に示すように、保持機構70が第1状態の場合、フィルムロール22から繰り出されたフィルム24の下端部を、保持ローラ72及び台座ガイドローラ71の間に挟んで保持することが可能となる。一方、保持機構70が第2状態の場合、例えば図12に示すように、フィルムロール22から繰り出されたフィルム24の下端部は、保持ローラ72及び台座ガイドローラ71から解放される。
<加熱機構86>
図5から図7を参照し、加熱機構86について説明する。図5に示すように、保持機構70の下流側に、加熱機構86が設けられる。加熱機構86は、5つの加熱ユニット861、保持部材862、及び、台座部材863を有する。
各加熱ユニット861は、略直方体状である。各加熱ユニット861は、ヒータ25(図6、図7参照)を上側面に有する。ヒータ25は、電流を流すことによって加熱する抵抗加熱方式のヒータである。ヒータの材料は、鉄クロム合金である。各加熱ユニット861は、下流側の面から下流側に向けて突出する2つの突出部861Bを有する。各突出部861Bは左右方向に並ぶ。
保持部材862は、側面視にて略U字状の部材である。保持部材862には、左右方向に延びる溝が形成される。保持部材862の左右方向の長さは、受け台12,13(図2参照)の左右方向長さと略同一である。5つの加熱ユニット861は、保持部材862の溝の内部に配置される。5つの加熱ユニット861は左右方向に一直線状に並ぶ。保持部材862の下流側の板状部材に、複数の長穴部862Aが設けられる。複数の長穴部862Aは、上下方向に長い長穴である。複数の長穴部862Aは左右方向に並ぶ。各加熱ユニット861の2つの突出部861Bは、複数の長穴部862Aに上流側から進入し、下流側に突出する。各加熱ユニット861は、複数の長穴部862Aの上下方向の長さ分、上下方向に移動可能となる。図示しない複数のばねは、保持部材862の溝の内部の下側に接続し、5つの加熱ユニット861を上方に付勢する。各加熱ユニット861の上面は、保持部材862の上端よりも上方に配置される。
台座部材863は、保持部材862を下方から支持する。台座部材863は、下流側の側面の左右両端に一対のラックギヤ863Aを有する。一対のラックギヤ863Aは、下流側に歯を向けた状態で、上下方向に延びる。台座部材863の下流側に、モータ223(図8参照)が設けられる。モータ223の回転軸に接続するピニオンギヤは、一対のラックギヤ863Aのうち右側に噛合する。モータ223が回転することによって、台座部材863は上下方向に移動する。これによって、保持部材862及び5つの加熱ユニット861も上下方向に移動する。図10に示すように、5つの加熱ユニット861が最下位に配置された場合、それぞれの上面のヒータ25は、搬送経路103から下方に離隔する。一方、図11に示すように5つの加熱ユニット861が最上位に配置された場合、それぞれの上面のヒータ25は、搬送経路103よりも僅かに上方に配置される。
図5に示すように、板状の蓋部材87は、5つの加熱ユニット861が最下位に配置された状態で、それぞれの上面のヒータ25の上側に配置される。蓋部材87の上流側の端部は、一対の板状部材70Bによって回転可能に支持される。蓋部材87は、5つの加熱ユニット861が最下位に配置された状態で、それぞれの上面のヒータ25を上側から覆う。蓋部材87は、5つの加熱ユニット861が最下位から最上位に移動する過程で回転する。蓋部材87は、5つの加熱ユニット861が最上位に配置された状態で、それぞれの上面のヒータ25を覆わない。
図6に示すように、ヒータ25はミアンダ状に形成された、鉄クロム製の板状部材である。ヒータ25は、搬送方向に繰り返し曲折しながら、左右方向に延びる。ヒータ25は、複数の第1部分251、複数の第2部分252、複数の第3部分253、及び、接続部分254A、254Bを有する。複数の第1部分251、複数の第2部分252、及び、複数の第3部分253は、加熱ユニット861の上側面に沿って配置される。
複数の第1部分251は、それぞれ、搬送方向に沿って直線状に延びる。各第1部分251は、左右方向に等間隔に並んで配列される。各第1部分251の延びる方向は平行である。第1部分251Aの左右方向の長さは、搬送方向に亘って均一である。以下、隣接する2つの第1部分251の間の間隔を、第1長といい、L1と表記する。各第1部分251の左右方向の長さを、第2長といい、L2と表記する。第2長L2は第1長L1よりも僅かに長い。複数の第2部分252は、複数の第1部分251のうち隣接する2つの第1部分251のそれぞれの上流側の端部同士の間を、1つおきに連結する。複数の第3部分253は、複数の第1部分251のうち隣接する2つの第1部分251のそれぞれの下流側の端部同士の間を、1つおきに、且つ、複数の第2部分252と互い違いに連結する。各第2部分252及び各第2部分252は湾曲する。各第2部分252及び各第3部分253の幅は、各第1部分251の左右方向の長さである第2長L2と同一である。
最も左側の第1部分251の上流側の端部に、接続部分254Aが接続される。接続部分254Aは、第1部分251との接続部分から左方向に延び、加熱ユニット861の左上の角に沿って下方に曲折し、加熱ユニット861の左側面に沿って下方に延びる。最も右側の第1部分251の下流側の端部に、接続部分254Bが接続される。接続部分254Bは、第1部分251との接続部分から右方向に延び、加熱ユニット861の右上の角に沿って下方に曲折し、加熱ユニット861の右側面に沿って下方に延びる。接続部分254A、254Bは、加熱ユニット861の左右側面に固定される。これによって、複数の第1部分251、複数の第2部分252、及び、複数の第3部分253は、加熱ユニット861の上側面に保持される。
図7において、複数の第1部分251は、第1部分251A、251B、251C、251D、251Eの順で左側から右側に並ぶ。第1部分251A、251B、及び、その間を連結する第2部分252Aを例に挙げる。第2部分252Aのうち、第1部分251Aの右端部と第1部分251Bの左端部との間に亘って延びる辺を、下流端部252Sという。下流端部252Sは、上流側に向けて凸状に湾曲する。下流端部252Sの最も上流側に位置する点を、上流点252Pという。上流点252Pの左右方向の位置は、第1部分251Aの右端部と第1部分251Bの左端部との間の左右方向の中心と一致する。なお、上記では、第1部分251A、251B間の第2部分252Aを例に挙げて説明したが、第1部分251C、251D間の第2部分252Bにおいても、第2部分252Aにおける位置と同様の位置に上流点252Pが配置される。
第1部分251B、251C、及び、その間を連結する第3部分253Aを例に挙げる。第3部分253Aのうち、第1部分251Bの右端部と第1部分251Cの左端部との間に亘って延びる辺を、上流端部253Sという。上流端部253Sは、下流側に向けて凸状に湾曲する。上流端部253Sの最も下流側に位置する点を、下流点253Pという。下流点253Pの左右方向の位置は、第3部分253Aのうち、第1部分251Bの右端部と第1部分251Cの左端部との間の左右方向の中心と一致する。なお、上記では、第1部分251B、251C間の第3部分253Aを例に挙げて説明したが、第1部分251D、251E間の第3部分253Bにおいても、第3部分253Aにおける位置と同様の位置に下流点253Pが配置される。図6に示すように、上流点252Pと下流点253Pとの間の搬送方向における長さを、第3長といい、L3と表記する。
図7に示すように、各加熱ユニット861において、ヒータ25と加熱ユニット861(図6参照)との間に伝熱部材65が配置される。伝熱部材65は、ヒータ25よりも熱伝導性の高い材料によって形成される。具体的には、伝熱部材65の材料は、アルミ又は銅である。伝熱部材65は、左右方向に長い長方形の板状部材である。伝熱部材65の左端は、第1部分251B、251C間に配置される。伝熱部材65の右端は、第1部分251D、251E間に配置される。伝熱部材65の左右方向の長さを、第4長といい、L4と表記する。この場合、第4長L4は、第1長L1と第2長L2とを加算した加算長(L1+L2)を2倍した値(2×(L1+L2))よりも僅かに長い。
伝熱部材65の上流側の端部は、搬送方向において、上流点252Pよりも下流側に配置される。伝熱部材65の下流側の端部は、搬送方向において、下流点253Pよりも上流側に配置される。伝熱部材65の搬送方向の長さを、第5長といい、L5と表記する。この場合、第5長L5は、第3長L3(図6参照)よりも短い。
ヒータ25と伝熱部材65との間に、ポリイミド製フィルムが介在する。伝熱部材65は、ポリイミド製フィルムを介して、ヒータ25の第1部分251C、251Dのそれぞれの一部分と対向する。伝熱部材65のうち、左右方向において第1部分251C、251Dの間の部分、且つ、伝熱部材65の下側に、サーミスタ67が接続される。サーミスタ67は、伝熱部材65の温度変化に応じて電気抵抗を変化させる。サーミスタ67は、伝熱部材65と加熱ユニット861とで上下両側から挟まれる。サーミスタ67に接続される2つの接続線66は、熱電対67から下流側に向けて延びる。2つの接続線66は、後述するCPU201に接続される。
なお、上記の伝熱部材65、サーミスタ67、及び、2つの接続線66は、5つの加熱ユニット861毎に設けられる。CPU201は、接続線66を介して接続された5つのサーミスタ67のそれぞれの抵抗値に基づいて、5つのヒータ25のそれぞれの温度を検出できる。
<回転抑制機構80>
図5に示すように、回転抑制機構80は、加熱機構86よりも下流側に設けられる。回転抑制機構80は、板状部材84、85を備える。板状部材85は、包装装置1に固定された板状の部材である。板状部材85は、一対の支持棒85Aのそれぞれを左右両側で支持する。板状部材84は、板状部材85の上側に配置される。板状部材84は、搬送方向に貫通する穴部を左右両側に有する。一対の支持棒85Aのそれぞれは、板状部材84の左右両側の穴部に挿通する。板状部材84は、一対の支持棒85Aに沿って搬送方向に移動可能である。
一対の支持棒82は、板状部材84から上流側に水平に延びる。ストッパ81は、一対の支持棒82の上流側の端部に設けられる。ストッパ81の形状は、断面形状が四角形の棒状である。ストッパ81は左右方向に延びる。カム83は、板状部材85の左右中心から上方に延びる回転軸に接続されている。板状部材85の下方に、モータ224(図8参照)が設けられる。カム83は、モータ224の回転に応じて回転する。カム83は、板状部材84の左右中心から上方に突出する突出部84Aに、上流側から接触する。モータ224がカム83を回転させた場合、板状部材84は搬送方向に移動する。板状部材84が搬送方向に移動することに応じ、一対の支持棒82及びストッパ81も搬送方向に移動する。
誘導機構39が最下位に配置され、ストッパ81が上流側に移動した場合(図14参照)、ストッパ81は、誘導ローラ30に下流側から近接した位置に配置される。この場合、誘導ローラ30の回転は、ストッパ81によって規制される。一方、ストッパ81が下流側に移動した場合(図16参照)、誘導機構39が最下位に配置された状態でも、ストッパ81は、誘導ローラ30に対して下流側に離隔する。
<切断部77、センサ205>
図15に示すように、交差位置105の下方に、左右方向に延びるガイドレール74が設けられる。切断部77は左右方向に貫通する穴を有する。切断部77は、ガイドレール74に沿って左右方向に移動可能である。切断部77は、上方に向けて突出し且つ左右方向に延びる刃部771を備える。モータ225(図8参照)は、切断部77をガイドレール74に沿って左右方向に移動させる。
センサ205(図8参照)は、受け台13の内部空間に設けられる。センサ205は、ベルト512の下方に設けられた非接触式センサ(反射型センサ)である。センサ205は、ベルト512に設けられた反射板を検出可能である。
<台座2>
図1を参照し、台座2について説明する。台座2は略長方形状の板状部90を、曲折部911,912で折り曲げることによって作製される。曲折部911,912は、左右方向に間隔を空けて並ぶ、搬送方向に延びる折り目である。板状部90のうち曲折部911,912間に挟まれた部分を、「第1板状部905」という。板状部90のうち曲折部911から立設する部分を、「第2板状部906」という。板状部90のうち曲折部912から立設する部分を、「第2板状部907」という。第1板状部905は、曲折部911,912に沿って均等間隔で形成された複数の穴927を有する。曲折部911に形成された複数の穴927と、曲折部912に形成された複数の穴927とは、左右方向に並ぶ。
複数の穴927は、それぞれ搬送部60を取り付け可能である。具体的には、図1に示すように、作業者は台座2を受け台12に載置する場合、複数の穴927のうち搬送方向の下流側にある一対の穴927に、それぞれ搬送部60を取り付ける。これにより、一対の穴927に取り付けられた搬送部60は、台座2を搬送方向の下流側に搬送できる。
<電気的構成>
図8を参照し、包装装置1の電気的構成を説明する。包装装置1は、CPU201、フラッシュROM202、RAM203、センサ205、操作部206、表示部207、ソレノイド16C、サーミスタ67、及び、ヒータ25を備える。CPU201は、包装装置1全体の制御を司る。CPU201は、フラッシュROM202に記憶されたプログラムを実行することによって、台座2に載置された物品3をフィルム24によって包装する処理を実行する。フラッシュROM202は、CPU201が実行する後述の各種処理のプログラム等を記憶する。
包装装置1は、駆動部211〜217、モータ221〜227、エンコーダ232、237を備える。駆動部211〜217は、それぞれ、モータ221〜227にパルス信号を出力することによって、モータ221〜227を駆動する。モータ221〜227はDCモータである。エンコーダ232は、モータ222の回転に応じた数のパルス信号を出力する。エンコーダ237は、モータ227の回転に応じた数のパルス信号を出力する。CPU201は、フラッシュROM202、RAM203、センサ205、操作部206、表示部207、ソレノイド16C、サーミスタ67、ヒータ25、駆動部211〜217、及び、エンコーダ232、237と電気的に接続する。駆動部211〜217は、それぞれ、モータ221〜227と電気的に接続する。
<包装処理>
図9〜図16を参照し、包装装置1のCPU201によって実行される包装処理(図9参照)について説明する。CPU201は、包装装置1に電源が投入された場合、フラッシュROM202に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、包装処理を開始する。図10〜図16は、図2におけるA−A線の矢視方向断面図を示す。
図9に示すように、CPU201は、包装装置1の状態を初期化する(S11)。具体的には次の通りである。CPU201は、誘導機構39を最上位に配置させる(図10参照)。CPU201は、センサ205(図8参照)が反射板を検出するまで、搬送機構50のベルト511、512(図10参照)を回転させ、受け台12の受け面12A(図3参照)から搬送部60が上方に突出した状態とする(図10参照)。CPU201は、加熱機構86を下降させて最下位に配置させる。5つの加熱ユニット861(図6参照)のそれぞれのヒータ25(図6参照)は、搬送経路103から下方に離隔する(図10参照)。CPU201は、ストッパ81を下流側に移動させる(図10参照)。CPU201は、ソレノイド16Cを駆動し、連結ギヤ651(図2参照)に回転駆動力が伝達される状態とする。CPU201は、一対の保持部材78を揺動させ、保持ローラ72を台座ガイドローラ71から離隔させることによって、保持機構70を第2状態(例えば、図12参照)に切り替える。
ユーザは、フィルムロール22からフィルム24を手動で下方に繰り出し、ローラ654A、654Bによって搬送方向両側からフィルム24を挟む。ユーザは、更にフィルムロール22からフィルム24を手動で下方に繰り出し、誘導ローラ33の上流側にフィルム24を配置させる。ユーザは、更にフィルムロール22からフィルム24を手動で下方に繰り出し、搬送経路103(図10参照)の下側、且つ、台座ガイドローラ71の下流側にフィルム24の下端部を配置させる。
ユーザは、受け台12上に台座2を載置させる(図10参照)。台座2は搬送部60によって位置決めされる。台座2の第1板状部905の辺901は下流側に配置され、辺902は上流側に配置される。台座2の第1板状部905上に物品3が載置される(図10参照)。CPU201は、包装の開始を指示するための開始指示の入力操作を、操作部206を介して検出したか判断する(S13)。CPU201は、開始指示の入力操作が検出されないと判断した場合(S13:NO)、処理をS13に戻す。CPU201は、開始指示の入力操作が検出されたと判断した場合(S13:YES)、処理をS15に進める。
CPU201は、モータ222を正方向に回転させ、ベルト511、512を正方向(図10における矢印181の方向)に回転させる。搬送部60は、搬送経路103に沿って台座2を上流側から下流側に搬送する(S15)。台座2の第1板状部905の下流側の端部(辺901)はフィルム24に接触し、その後、保持ローラ72上を通過する(図11における矢印182)。台座2の第1板状部905の辺901は、フィルム24を下流側に押す。台座2の第1板状部905の辺901は、上流側から移動経路104に近づき、5つの加熱ユニット861の上方を通過する(図11参照)。台座2の第1板状部905の辺901によってフィルム24が下流側に押されることで、フィルム24の下端部は台座2の第1板状部905の下面に回り込む。
CPU201は、ソレノイド16Cを駆動し、ローラ654A(図2参照)に回転駆動力が伝達される状態とする。CPU201は、モータ227を第2方向に回転させるためのパルス信号が駆動部217からモータ227に出力されるように、駆動部217を制御する(S17)。モータ227は第2方向に回転し、ローラ654A、654Bは、フィルムロール22からフィルム24を繰り出す。フィルムロール22から繰り出されたフィルム24は、フィルムロール装着部11A側から保持機構70側に向かう方向に移動する。以下、フィルムロール装着部11A側から保持機構70側に向かう方向を、「繰り出し方向」という。CPU201は、後述するS31の処理までの間、モータ227を第2方向に回転させてフィルム24を繰り出す制御を継続する。図11に示すように、ローラ654A、654Bによってフィルム24がフィルムロール22から繰り出され、繰り出し方向に移動する(矢印171)ことに応じて、フィルム24は弛む。
CPU201は、台座2の第1板状部905の辺901が、5つの加熱ユニット861の上方位置に対して所定距離分下流側に移動したか否かを、エンコーダ232からの出力信号から特定したモータ222の回転数に基づいて判断する。CPU201は、台座2の第1板状部905の辺901が、5つの加熱ユニット861の上方位置よりも下流側に所定距離分移動したと判断した場合、モータ222の駆動を停止して台座2の下流側への搬送を停止させる。
CPU201は、モータ223を駆動して加熱機構86を上昇させる(S19)。加熱機構86が最上位に配置された状態となった後、CPU201は、モータ223の駆動を停止させて加熱機構86の上昇を停止させる。図11に示すように、加熱機構86が最上まで上昇(矢印183)した場合、各加熱ユニット861のヒータ25は、台座2の第1板状部905の下面との間にフィルム24を挟んだ状態になる。図9に示すように、CPU201はヒータ25に通電させることによってヒータ25を加熱する(S21)。CPU201は、サーミスタ67の電気抵抗に基づいて、伝熱部材65の温度を算出する。CPU201は、算出した伝熱部材65の温度を、伝熱部材65に接触するヒータ25の温度として特定する。CPU201は、特定した温度に応じて、ヒータ25に通電する電流を制御し、ヒータ25の加熱温度を制御する。ヒータ25はフィルム24の端部を加熱し、溶融する。溶融されたフィルム24の端部は、台座2の第1板状部905の下面のうち辺901近傍に溶着する。CPU201は、ヒータ25の加熱を開始してから所定時間経過後、ヒータ25の加熱を停止する。
CPU201は、モータ223を駆動して加熱機構86を下降させる(S23、矢印184(図12参照))。各加熱ユニット861のヒータ25は、搬送経路103から離隔する。CPU201は、加熱機構86が最下位に移動したと判断した場合、モータ223の駆動を停止させて加熱機構86の下降を停止させる。
図9示すように、CPU201は、一対の保持部材78を揺動させ(S25)、保持機構70を第2状態とする。図12に示すように、一対の保持部材78が矢印185の方向に揺動することによって、保持ローラ72は台座ガイドローラ71に対して下方に離隔し、フィルム24の端部は解放される。図9に示すように、CPU201は、ベルト511、512が正方向に回転するようにモータ222を正方向に回転させ、台座2を下流側に搬送させる(S27)。
図12に示すように、フィルム24の端部は、台座2の下面に溶着した状態で、台座2の移動に伴って下流側に移動する(矢印186)。台座2が下流側に移動することによって、台座2の第1板状部905の辺901、及び物品3の下流側の端部は、フィルム24に接触し、接触部分で曲折する。CPU201は、駆動部212を制御してモータ222を継続して駆動し、ベルト511、512を正方向に継続して回転させる。台座2の第1板状部905の辺902が、交差位置105を上流側から下流側に横切る。台座2の第1板状部905及び物品3の上側を覆う位置にフィルム24が配置される。誘導ローラ30〜32は、台座2及び物品3の上方に延びるフィルム24の上方に配置された状態になる。
図9に示すように、CPU201は、モータ222の駆動を停止させ、台座2の搬送を停止させる。CPU201は、モータ221を駆動して誘導機構39を最下位に移動させる(S29)。誘導ローラ30は、移動経路104に沿って最上位側から最下位側に移動する。誘導ローラ30,32は、移動の過程で、下方に配置された状態のフィルム24に上側から接触し、フィルム24を移動経路104に沿って下方に誘導する(矢印187、図13参照)。フィルム24は、台座2及び物品3に上方から押し当てられる。図13に示すように、誘導ローラ31は、最下位に配置された状態で、搬送経路103に対して下側から接した状態となる。フィルム24は、台座2の第1板状部905及び物品3の下流側、上側、及び上流側を覆う。
CPU201は、モータ227を第1方向に回転させるための初期パルス信号が駆動部217からモータ227に出力されるように、駆動部217を制御する(S31)。モータ227は第1方向に回転し、フィルムロール22はフィルム24を巻き取る。フィルムロール22から繰り出されたフィルム24は、保持機構70側からフィルムロール装着部11A側に向かう方向に移動する(矢印172、図13参照)。以下、保持機構70側からフィルムロール装着部11A側に向かう方向を、「巻き取り方向」という。
CPU201は、ベルト511、512が逆方向に回転するように、モータ222を逆方向に回転させる(S61)。台座2は、下流側から上流側に移動する(矢印188、図13参照)。台座2の第1板状部905の辺902は、フィルム24に接触して上流側に押す。台座2の第1板状部905の辺902は、5つの加熱ユニット861の上方位置を通過し、上流側に移動する。台座2の第1板状部905の下面と誘導ローラ31との間にフィルム24が挟まれた状態になる。フィルム24は、台座2の下側に回り込む。
CPU201は、台座2の第1板状部905の辺902が、5つの加熱ユニット861の上方位置に対して所定距離分上流側に移動したかを、エンコーダ232からの出力信号から特定したモータ222の回転数に基づいて判断する。CPU201は、台座2の第1板状部905の辺902が、5つの加熱ユニット861の上方位置よりも上流側に所定距離分移動したと判断した場合、駆動部212を制御してモータ222の駆動を停止し、台座2の搬送を停止させる。
CPU201は、モータ224を駆動して回転抑制機構80のストッパ81を上流側に移動させる(S63)。図14に示すように、回転抑制機構80のストッパ81の上流側には、最下位に移動した誘導ローラ30が配置される。ストッパ81が上流側に移動する(矢印189)ことによって、誘導ローラ30に巻きついた状態のフィルム24は、ストッパ81と誘導ローラ30との間に挟まれ、移動不能となる。CPU201は、モータ227の回転を停止させ、フィルムロール22へのフィルム24の巻き取りを停止させる(S65)。
CPU201は、モータ225を駆動し、切断部77を左側から右側へ移動させる(S67)。刃部771は、フィルム24のうち、誘導ローラ30、32に接触する2箇所の間の部分を切断する。フィルム24のうち台座2の第1板状部905及び物品3を覆った部分は、フィルムロール22側から切り離される。図15に示すように、フィルム24の切断後、フィルムロール22から延びるフィルム24のうち切断された端部は、台座ガイドローラ71の下方側に垂れ下がる。
図9に示すように、CPU201は、モータ226を駆動して一対の保持部材78を揺動させ(S69)、保持機構70を第1状態とする。図15に示すように、一対の保持部材78は矢印190の方向に揺動する。フィルム24のうち切断部77によって切断された端部は、台座ガイドローラ71及び保持ローラ72によって挟持される。
図9に示すように、CPU201は、モータ223を駆動して加熱機構86を上昇させる(S71)。加熱機構86が最上位に配置された状態となった後、CPU201は、モータ223の駆動を停止させ、加熱機構86の上昇を停止させる。加熱機構86が最上位まで上昇(矢印191、図15参照)した状態で、各加熱ユニット861のヒータ25は、搬送経路103に下方から近接する。ヒータ25は、台座2との間にフィルム24を挟む。CPU201は、ヒータ25を加熱する(S73)。CPU201は、サーミスタ67の電気抵抗に基づいて、伝熱部材65の温度を算出する。CPU201は、算出した伝熱部材65の温度を、伝熱部材65に接触するヒータ25の温度として特定する。CPU201は、特定した温度に応じて、ヒータ25に通電する電流を制御し、ヒータ25の加熱温度を制御する。ヒータ25は、フィルム24のうち切断部77によって切り取られた端部を加熱し、フィルム24を溶融する。溶解されたフィルム24は、台座2の第1板状部905の辺902近傍に溶着される。フィルムロール22から切り取られたフィルム24は、台座2及び物品3を覆った状態になる。CPU201は、ヒータ25の加熱を停止させる。
CPU201は、モータ223を駆動して加熱機構86を下降させる(S75、矢印192(図16参照))。5つの加熱ユニット861のそれぞれのヒータ25は、搬送経路103から離隔する。CPU201は、加熱機構86が最下位まで移動した場合、モータ223の回転を停止させて加熱機構86の下降を停止させる。
CPU201は、モータ224を駆動して回転抑制機構80のストッパ81を下流側に移動させる(S77、矢印193(図16参照))。ストッパ81は下流側に移動し、誘導ローラ30から離隔する。CPU201は、ベルト511、512が正方向に回転するように、モータ222を正方向に回転させる。台座2は、下流側に搬送される(S79、矢印194(図16参照))。包装が完了した台座2及び物品3は、下流側に搬送される。CPU201は包装処理を終了させる。
<本発明の主たる作用、効果>
以上説明したように、包装装置1では、ヒータ25の第1部分251C、251Dのそれぞれの一部に、ポリイミド製フィルムを介して伝熱部材65が接触する。そして、伝熱部材65にサーミスタ67が接続される。ヒータ25の熱は伝熱部材65に伝達するので、CPU201は、サーミスタ67によって算出された伝熱部材65の温度を、ヒータ25の温度として特定できる。ここで、伝熱部材65は、ヒータ25の第2部分252の上流点252Pよりも下流側、且つ、下流点253Pよりも上流側に接触する。このため、ヒータ25の上流点252Pよりも上流側、及び、下流点253Pよりも下流側のそれぞれの部分の熱を、伝熱部材65が直接的に奪うことを抑制できる。包装装置1のCPU201は、S21、S73の処理によって、ヒータ25の上流点252Pよりも上流側、及び、下流点253Pよりも下流側のそれぞれの部分を適切に加熱させる。これによって、CPU201は、これらの部分でフィルム24を適切に溶融させ、台座2に適切に溶着させることができる。
S71の処理によって台座2にフィルム24が溶着される場合において、フィルム24には、S31の処理によってフィルムロール22に巻き取られることに応じた張力が作用している。このため、フィルム24の加熱部分の近傍でフィルム24が上流側(図6、図7における上側)に移動する場合がある。この場合、ヒータ25の上流点252Pよりも上流側の部分によって加熱されたフィルム24の加熱部分は、上流点242Sよりも上流側に移動することになる。このため、フィルム24の加熱部分は、下流側の伝熱部材65に接触しない。このため、S71の処理によるフィルム24の加熱部分が、伝熱部材65に接触して冷却されることがない。従って、包装装置1は、ヒータ25によって加熱されたフィルム24の加熱部分が台座2の上流側に溶着することが、伝熱部材65によって阻害されることを抑制できる。従って、包装装置1は、S71の処理によって加熱されたフィルム24が、台座2の上流側部分との溶着直後に冷却され、台座2から剥がれることを抑制できる。
S21の処理によって台座2にフィルム24が溶着される場合において、フィルム24には、下流側に移動する台座2が押し付けられることに応じた張力が作用している。このため、フィルム24の加熱部分の近傍でフィルム24が下流側(図6、図7における下側)に移動する場合がある。この場合、ヒータ25の下流点253Pよりも下流側の部分によって加熱されたフィルム24の加熱部分は、下流点243Sよりも下流側に移動することになる。このため、フィルム24の加熱部分は、上流側の伝熱部材65に接触しない。このため、S21の処理によるフィルム24の加熱部分は、伝熱部材65に接触して冷却されることがない。従って、包装装置1は、ヒータ25によって加熱されたフィルム24の加熱部分が台座2の下流側に溶着することが、伝熱部材65によって阻害されることを抑制できる。従って、包装装置1は、S21の処理によって加熱されたフィルム24が、台座2の下流側部分との溶着直後に冷却され、台座2から剥がれることを抑制できる。
伝熱部材65の左右方向の長さである第4長L4は、第1長L1と第2長L2とを加算した加算長(L1+L2)を2倍した値(2×(L1+L2))よりも僅かに長い。このため、伝熱部材65は、ヒータ25の複数の第1部分251のうち隣接する2つの第1部分251C、251Dに少なくとも接触する。又、伝熱部材65の取り付け位置が左右方向にばらついた場合でも、伝熱部材65の一部は、常に、隣接する2つの第1部分251に少なくとも接触する。従って、包装装置1は、ヒータ25の温度を伝熱部材65に適切に伝達させることができるので、サーミスタ67による温度の検出精度を高めることができる。
ヒータ25の加熱時において、第2部分252の上流点252P、及び、第3部分253の下流点253Pの温度が、周囲よりも相対的に高くなる場合がある。理由は、これらの部分を流れる電流の表面密度が、他の部分を流れる電流の表面密度よりも高くなる場合があるためである。これに対し、伝熱部材65は、上流点252Pよりも下流側、且つ、下流点253Pよりも上流側に位置する。このため、ヒータ25の上流点252P及び下流点253Pの温度が、伝熱部材65に直接的に伝達されることを抑制できる。従って、包装装置1は、ヒータ25の上流点252P及び下流点253Pの温度がサーミスタ67によって直接的に検出されることによって、温度の検出精度が低下することを抑制できる。
又、フィルム24に作用する張力は、S71の処理によって台座2の上流側にフィルム24が溶着される場合の方が、S21の処理によって台座2の下流側にフィルム24が溶着される場合よりも強くなる場合がある。又、フィルム24の溶着時において、フィルム24のうちヒータ25の上流点252Pに接触する部分でフィルムが破断した場合、フィルム24のうち破断部分よりも上流側の部分は、張力に応じて、台座2及びヒータ25に対して上流側に移動する場合がある。なお、ヒータ25のうち、移動するフィルム24に接触する部分の温度は、フィルム24の移動によって低下する場合がある。
これに対し、伝熱部材65は、上流点252Pよりも下流側に位置する。このため、伝熱部材65は、ヒータ25のうち、破断によって移動するフィルム24に接触する部分よりも下流側に接触することになる。従って、包装装置1は、ヒータ25のうち移動するフィルム24によって温度が低下する部分の温度が、サーミスタ67によって直接的に検出され、温度の検出精度が低下することを抑制できる。
<変形例>
本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。伝熱部材65の下流側の端部は、ヒータ25の下流点253Pよりも下流側に配置されてもよい。このとき、伝熱部材65の搬送方向の長さである第5長L5は、上流点252Pと下流点253Pとの間の長さである第3長L3より長くてもよい。上記において、伝熱部材65の左右方向の長さである第4長L4は変更できる。例えば、第4長L4は、第1長L1と第2長L2とを加算した加算長(L1+L2)よりも長く、加算長を2倍した値(2×(L1+L2))よりも短くてもよい。この場合、伝熱部材65の取り付け位置が左右方向にばらついた場合でも、伝熱部材65の一部がヒータ25の複数の第1部分251の何れかに少なくとも接触する。又、例えば、第4長L4は、第1長L1以上であり且つ加算長(L1+L2)以下でもよい。この場合、伝熱部材65の取り付け位置が左右方向にばらついた場合でも、伝熱部材65の一部がヒータ25の複数の第1部分の何れかの少なくとも一部に接触する。これらの場合、ヒータ25の温度を伝熱部材65に適切に伝達させることができる。又、例えば、第4長L4は、加熱ユニット861の左右方向の長さと略同一であってもよい。
ヒータ25の形状は、上記実施形態に限定されない。例えば、ヒータ25の複数の第2部分252及び複数の第3部分253は、左右方向に直線状に延びていてもよい。この場合、各第1部分251と各第2部分252との接続部分、及び、各第1部分251と第3部分253とは、直角に交わっていてもよい。又、例えば、ヒータ25の複数の第1部分251は、搬送方向に対して傾斜した方向に延びていてもよい。この場合、隣接する2つの第1部分251のそれぞれの上流側の端部が接続してもよいし、隣接する2つの第1部分251のそれぞれの下流側の端部が接続してもよい。なお、この場合、上流側の接続部分が第2部分252に対応し、下流側の接続部分が第3部分253に対応する。
伝熱部材65の温度を検出する部材は、サーミスタ67に限定されず、温度の検出が可能な他のデバイス(例えば、熱電対、測温抵抗体など)であってもよい。
上記実施形態において、CPU201は、S21、S71の処理によって、ヒータ25によってフィルム24を加熱し、台座2に溶着させた。これに対し、CPU201は、S71の処理によって加熱したフィルム24の加熱部分を、フィルム24のうち加熱部分以外の部分に溶着させてもよい。例えば、CPU201は、S71の処理によるフィルム24の加熱部分を、S21の処理によって台座2に溶着されたフィルム24の溶着部分に重ねて溶着してもよい。又、例えば、CPU201は、S71の処理によるフィルム24の加熱部分を、フィルム24のうち物品3を覆う部分を含む部分、具体的には、S21の処理によって台座2に溶着された溶着部分と、S71の処理によって加熱された加熱部分との間で挟まれた何れかの部分に、加熱部分を溶着させてもよい。
<その他>
サーミスタ67は本発明の「計測部材」の一例である。S21の処理を行うCPU201は本発明の「第1溶着手段」の一例である。S29の処理を行うCPU201は本発明の「搬送手段」の一例である。S73の処理を行うCPU201は本発明の「第2溶着手段」の一例である。