JP6481836B2 - 充填包装機及び充填包装方法 - Google Patents

Description

本発明は、充填包装機及び充填包装方法に関する。

＜背景技術の説明＞
従来、粉粒体又は液体を剛性の外容器に入れられた内袋に充填し、包装する各種の技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

＜特許文献１の説明＞
特許文献１には、可撓性の容器にその上面に設けた口部より被充填物を充填し、その容器を包装する装置が開示されている。この充填包装装置は、容器をボックストレー内に挿入して容器の口部をトレー上部の定位置に保持した状態でこのボックストレーを充填位置へ搬送するトレー搬送手段と、充填位置でボックストレー内の容器にその口部より被充填物を充填する充填手段と、被充填物が充填された容器を挿入したボックストレーを箱投入部へ搬送するトレー搬送手段と、箱投入部へ搬送途上のキャップ装着位置で容器の口部にキャップを装着するキャッパーと、箱投入部においてボックストレーから容器を分離してその容器を包装箱に投入する分離投入手段とを備える。

＜特許文献２の説明＞
特許文献２には、箱体から袋が外れてしまうことを防止し得る、袋が装着される箱体、及びこの箱体に袋を装着する袋装着装置が開示されている。袋装着装置は、この側板及び底板から上面開放型に形成され、物品が収納される本体と、本体の側板及び底板に併せるように本体に入れられ、側板の上端部で折り返された袋の開口部を挟持する袋挟持手段を備え、袋挟持手段は、側板を貫通し、所定の間隔にて並設する２個の孔部と、間隔を、各孔部の中心を結ぶ線に沿って分割して形成され、分割された対向する面により袋を挟持する袋挟持部を有し、袋の開口部が各孔部へ押し込まれると、袋の開口部が袋挟持部にて挟持され、本体に袋が装着されることを特徴とする袋が装着される。

＜要望される技術＞
ところで、近年、内容物の充填包装過程におけるコンタミネーション抑制の観点から、内容物を充填する内袋に特殊な口部を設けず、かつ、装置内で内袋が開口する量及び時間を最低限とすることが要望されている。また、外容器と内袋を別々に保持しないようにして装置をシンプルなものとすることや、充填時に自由度が高く、大きな内袋であってもシワや破れを最小限に抑制する技術が要望されている。しかしながら、特許文献１は内袋の充填口を外容器に固定したものであり、特許文献２は内袋の上端を外容器の外側に折り返すのみであり、コンタミネーション抑制の観点からは十分とはいえない。

特許第３４７００７６号公報 特許第４８９３５０８号公報

＜背景技術の課題＞
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンタミネーションを抑制しつつ、シンプルかつ自由度の高い、粉粒体又は液体の充填包装機及び充填包装方法を提供することにある。

＜請求項１の内容＞
このような目的を達成するため、本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明に係る第１の観点は、剛性の外容器の内部に配置された柔軟性の内袋に粉粒体又は液体を充填し、前記内袋を密閉する充填包装機であって、前記外容器を搬送路へ供給する外容器供給部と、前記外容器の内部へ前記内袋を供給する内袋供給部と、前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填する充填部と、前記内袋の内部に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方にある空気を抜いて前記内袋を熱シールする密閉部と、前記内袋の開口部をその長手方向に保持可能な保持治具と、を備え、前記内袋供給部が、ストックされた前記内袋を１枚ずつ切り出す内袋切出し機構と、切り出された前記内袋の開口部をその長手方向に前記保持治具で保持させ、前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載する第１治具移載機構と、を含み、前記密閉部が、前記内袋の開口部を熱シールする密閉機構を含み、前記密閉部を含む前記密閉部より下流側に、前記外容器の前記天面開口部に搭載された前記保持治具を離脱させ、前記保持治具を返送路上に回収して前記内袋供給部に戻す第２治具移載機構が設置されていることを特徴とする。

＜請求項２の内容＞
（２）上記（１）の構成において、前記外容器の前記天面開口部が略四角形であるとき、前記内袋供給部において、前記内袋の前記開口部の長手方向が前記外容器の前記天面開口部の対角方向に対して略平行となるように前記第１治具移載機構が前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部に搭載するようにしてもよい。

＜請求項３の内容＞
（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記外容器供給部において、前記外容器が搬送方向に対して正対するように供給されたとき、前記外容器の前記天面開口部の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように前記外容器を回転させる回転機構をさらに備えるようにしてもよい。

＜請求項４の内容＞
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つの構成において、前記搬送路が、前記外容器を保持してその位置を規正する外容器搬送チャックを備え、前記充填部が、前記外容器を保持してその位置を規正する外容器搬送チャックと、前記外容器を計量する計量器と、前記保持治具を着脱可能に把持する治具操作機構と、を備え、前記内袋に対し粉粒体又は液体の充填が開始するのに合わせて、前記治具操作機構が前記内袋を保持したままの前記保持治具を前記内袋の下端が前記外容器の底面から浮き上がるまで上昇させ、前記内袋に対し前記粉粒体又は前記液体の充填が進行するのに合わせて、前記治具操作機構が前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載されるまで下降させる、ようにしてもよい。

＜請求項５の内容＞
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つの構成において、前記密閉部が、前記内袋に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方の空気を脱気する脱気機構と、脱気された前記内袋の開口部を一時的に保持するシール用チャックと、をさらに備えるようにしてもよい。

＜請求項６の内容＞
（６）上記（１）から（５）のいずれか１つの構成において、前記液体は、液卵であってもよい。

＜請求項７の内容＞
（７）本発明に係る第３の観点は、剛性の外容器の内部に配置された柔軟性の内袋に粉粒体又は液体を充填し、前記内袋を密閉する充填包装方法であって、前記外容器を搬送路へ供給する外容器供給ステップと、前記外容器の内部へ前記内袋を供給する内袋供給ステップと、前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填する充填ステップと、前記内袋の内部に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方にある空気を抜いて前記内袋を熱シールする密閉ステップと、を備え、前記内袋供給ステップにおいて、ストックされた前記内袋を１枚ずつ切り出し、切り出された前記内袋の開口部をその長手方向に保持治具で保持し、前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載することを含み、前記密閉ステップにおいて、前記内袋の開口部を熱シールすることを含み、前記密閉ステップを含む前記密閉ステップより後のステップ において、前記保持治具を返送路上に回収して前記内袋供給ステップに戻すことを含むことを特徴とする。

＜請求項８の内容＞
（８）上記（７）の構成において、前記外容器の前記天面開口部が略四角形であるとき、前記内袋供給ステップにおいて、前記内袋の前記開口部の長手方向が前記外容器の前記天面開口部の対角方向に対して略平行となるように前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部に搭載するようにしてもよい。

＜請求項９の内容＞
（９）上記（７）又は（８）の構成において、前記外容器供給ステップにおいて、前記外容器が搬送方向に対して正対するように供給されたとき、前記外容器の前記天面開口部の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように前記外容器を回転させて前記搬送路へ供給することを含むようにしてもよい。

＜請求項１０の内容＞
（１０）上記（７）から（９）のいずれか１つの構成において、前記充填ステップにおいて、前記外容器を保持してその位置を規正し、前記外容器を計量し、前記内袋を前記粉粒体又は前記液体の充填により膨張させることを含み、前記内袋が前記粉粒体又は前記液体の充填により膨張されつつ、その下端が前記外容器の底面から浮き上がるまで上昇させられ、前記内袋が前記粉粒体又は前記液体を充填されつつ、その上端が下降させられる、ようにしてもよい。

＜請求項１１の内容＞
（１１）上記（７）から（１０）のいずれか１つの構成において、前記密閉ステップにおいて、前記内袋に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方の空気を脱気し、脱気された前記内袋の開口部を一時的に保持し、前記内袋の開口部を熱シールするようにしてもよい。

＜請求項１２の内容＞
（１２）上記（７）から（１１）のいずれか１つの構成において、前記液体は、液卵であってもよい。

本発明によれば、コンタミネーションを抑制しつつ、シンプルかつ自由度の高い、粉粒体又は液体の充填包装機及び充填包装方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る充填包装機の平面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の正面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の保持治具の正面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の保持治具の背面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の内袋供給部の側面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の充填部の側面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の密閉部の側面図である。 本発明の実施形態に係る充填包装機の密閉部及び保持治具の内袋保持位置を模式的に示した関係図である。

＜実施形態の説明−１＞
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について詳細に説明する。実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。

＜実施形態の説明−２＞
（実施形態の構成）
まず、本実施形態に係る充填包装機１の構成を図１〜図７に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る充填包装機１の平面図、図２は同じく充填包装機１の正面図、図３は充填包装機１に用いる保持治具５０の正面図、図４は同じく保持治具５０の背面図、図５は充填包装機１の内袋供給部２０の側面図、図６は充填包装機１の充填部３０の側面図、図７は充填包装機１の密閉部４０の側面図、図８は充填包装機１の密閉部４０及び保持治具５０の内袋Ｂ保持位置を模式的に示した関係図である。

＜充填包装機１の全体構成−１＞
図１及び図２に示すように、充填包装機１は、剛性のある外容器Ｐと、柔軟性のある内袋Ｂとで構成された包装体に粉粒体又は液体を充填し、さらに内袋Ｂをシールする装置である。剛性のある外容器Ｐとしては、金属製、合成樹脂製、段ボール製など種々の一般的に剛性のある外容器Ｐを利用できるが、通函でのリユースに適しているという観点から特に合成樹脂製の外容器Ｐが望ましい。柔軟性のある内袋Ｂとしては、合成樹脂フィルム製、紙製、布製など種々の一般的に柔軟性のある内袋Ｂを利用できるが、被充填物、特に食品の衛生性を保てるという観点から特に合成樹脂フィルム製の内袋Ｂが望ましい。充填包装機１は、上流側から下流側に向かって、外容器供給部１０と、内袋供給部２０と、充填部３０と、密閉部４０と、を備えている。

＜充填包装機１の全体構成−２＞
外容器供給部１０は、外容器Ｐを下流側の搬送路へ供給する。内袋供給部２０は、外容器供給部１０の下流側に位置し、搬送路によって搬送されてきた外容器Ｐの内部へ内袋Ｂを供給する。充填部３０は、内袋供給部２０の下流側に位置し、搬送路によって搬送されてきた外容器Ｐの内部に配置された内袋Ｂへ粉粒体又は液体を充填する。密閉部４０は、充填部３０の下流側に位置し、搬送路によって搬送されてきた外容器Ｐの内部に配置され、粉粒体又は液体が充填された内袋Ｂの上方にある空気を抜いて内袋Ｂを熱シールする。

＜充填包装機１の全体構成−３＞
充填包装機１は、それらに加えて、内袋供給部２０から充填部３０を経て密閉部４０に至るまで外容器Ｐに搭載されて、必要に応じて内袋Ｂの開口部をその長手方向に保持可能な保持治具５０を備えている。

＜充填包装機１の全体構成−４＞
そして、内袋供給部２０には、ストックされた内袋Ｂを１枚ずつ切り出す内袋切出し機構２３と、切り出された内袋Ｂの開口部をその長手方向に保持治具５０で保持させ、保持治具５０を外容器Ｐの天面開口部Ｐ１に搭載する第１治具移載機構２１と、が設けられている。密閉部４０には、内袋Ｂに充填された粉粒体又は液体の上方の空気を抜く脱気機構４２と、内袋Ｂの開口部を一時的に保持するシール用チャック４３と、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１に搭載された保持治具５０を離脱させ、保持治具５０を返送路７０上に回収して内袋供給部２０に戻す第２治具移載機構４１と、内袋Ｂの開口部を熱シールする密閉機構４４と、が設けられている。

＜充填待機部２０３及び密閉待機部３０４＞
なお、図１及び図２では、以上のほかに、内袋供給部２０と充填部３０の間に充填待機部２０３を、充填部３０と密閉部４０の間に密閉待機部３０４を、それぞれ配置した例を示している。これは、本実施形態では、１個の外容器Ｐに内袋Ｂを配置した後、２個目の外容器Ｐに内袋Ｂを配置し、当該２個の外容器Ｐを用意した後、その２個を同時に充填し、充填した後、１個ずつシールすることを想定したものであることによる。これら各部の配置の数量は図示したものに限定される理由はなく、適宜、設定してよい。以下では、充填待機部２０３及び密閉待機部３０４を除き、各部等について、詳しく説明する。

＜外容器供給部１０の構成−１＞
まず、外容器供給部１０について、説明する。図１に示すように、外容器供給部１０は、外容器Ｐをコンベア１１１（外容器供給路）上に段積みした外容器ストッカー部１１と、段バラシされた外容器Ｐを内袋供給部２０へ払い出す払出し部１２とを備えている。外容器ストッカー部１１のうち払出し部１２に隣接する段バラシ部１１２は、段積みされた外容器Ｐが１個ずつ段バラシされ、払出し部１２に供給される。段バラシは、段バラシ部１１２に設けられている切出し部１１３によって行われる。具体的には、最下段と２段目の間に爪１１３ａを入れ、爪１１３ａをシリンダ１１３ｂによって上昇させることにより、最下段の外容器Ｐのみを切り出す。このとき、シリンダ１１ｂによって上昇しない最下段固定手段１１３ｃを別に設置して、これにより切り出し中に最下段を保持してもよく、このような構成であれば、最下段の切り出しを確実にできるようになる。切り出された最下段の外容器Ｐは、コンベア１１１によって払出し部１２へ供給される。

＜外容器供給部１０の構成−２＞
ここで、図２では、外容器ストッカー部１１に、外容器Ｐを１０段積みしたものを前後３本配置した例を示しており、１本目が消費されると２本目が段バラシ部１１２に移動し、１本目と同じ要領で段バラシが行われる。もちろん、段積みされる外容器Ｐの数や前後に配置する段積みの本数はここで示した例に限られるものではない。

＜外容器供給部１０の構成−３＞
また、図１及び図２では、外容器ストッカー部１１は、外容器Ｐを段積みしたものを並行して２列配置できるように、コンベア１１１を２列に設けた例を示している。この並行する列の配置も２列に限らず３列以上であってもよい。このように、外容器ストッカー部１１を複数列で構成することにより、２品種又は３品種以上の外容器Ｐを同時にストックすることができ、品種切替え時の作業を円滑に行うことができる。

＜外容器Ｐ＞
ここで、外容器Ｐについて、説明する。外容器Ｐは、略四角形又は略円形の天面開口部Ｐ１を有しているものが利用され得るが、本実施形態では、略四角形のものを図示している。前述したように、外容器供給部１０に外容器Ｐの段積みを２列とした場合は、例えば、１０Ｌ及び１６Ｌの２種類の容量の外容器Ｐをそれぞれの列に配置することができる。そうすると、後述するように、内袋Ｂへの充填量に応じて、充填包装機１の稼動を止めることなく、外容器Ｐの大きさを変更することができることとなる。なお、１０Ｌと１６Ｌの外容器Ｐではそれらの高さが異なることとなるが、本実施形態に係る充填包装機１は、外容器Ｐの高さに対応できるように構成されている。

＜外容器供給部１０から内袋供給部２０への払出し−１＞
外容器供給部１０の払出し部１２へ供給された外容器Ｐは、下流側の内袋供給部２０へ払い出されるが、外容器Ｐが略四角形の天面開口部Ｐ１を有する場合、次のような構成とすることができる。すなわち、図１に示すように、外容器Ｐが下流側への搬送方向に対して正対した状態で外容器供給部１０の払出し部１２に置かれたとき、内袋供給部２０において外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように、外容器供給部１０と内袋供給部２０との間に外容器Ｐを４５度回転させて受け渡す回転機構を有するようにしてもよい。こうすることで、外容器ストッカー部１１の面積が少なくても外容器Ｐを数多くストックでき、長時間外容器Ｐを外部から供給することなく自動運転させることが可能となる。

＜外容器供給部１０から内袋供給部２０への払出し−２＞
もちろん、外容器供給部１０の払出し部１２に置かれたときに、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となる向きに、あらかじめ、外容器Ｐを外容器供給部１０の外容器ストッカー部１１に段積みしておいてもよい。この場合は、回転機構は必要ではない。要するに、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１が略四角形であるときは、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行とすれば、後述するように、内袋Ｂの開口部の長手方向を外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の対角方向の一方と略平行とすることができ、一連の動作が便宜となる。

＜内袋供給部２０の構成−１（内袋切出し機構２３）＞
次に、内袋供給部２０について、説明する。図５に示すように、内袋供給部２０は、右側面視において、内袋Ｂを保持する保持治具５０（保持治具５０については後述する）を返送路７０上から外容器Ｐの天面開口部Ｐ１へ搭載する第１治具移載機構２１のほかに、次のものを備えている。すなわち、外容器Ｐの定位置の左側方には複数の内袋Ｂがセットされた内袋ストッカー部２２が設けられ、内袋ストッカー部２２の上方には内袋ストッカー部２２から内袋Ｂを１枚ずつ切り出す内袋切出し機構２３が設けられている。

＜内袋供給部２０の構成−２（その他の要素）＞
さらに、内袋切出し機構２３の下方には切り出された内袋Ｂの静電気を徐電するイオナイザ２４が、内袋切出し機構２３の上方には切り出された内袋Ｂの底部を外容器Ｐの内部へ落とし込む第１エアブロー２５が、外容器Ｐの定位置の右側方には保持治具５０と外容器Ｐの間に内袋Ｂが挟み込まれるのを防止する第２エアブロー２６が、それぞれ設けられている。

＜内袋供給部２０の構成−３（内袋切出し機構２３）＞
内袋ストッカー部２２は、内袋Ｂがセットされたケース２２１を載置しており、例えば、４００袋程度の内袋Ｂがセットされている。ケース２２１にセットされた内袋Ｂは、内袋切出し機構２３が備えている吸着パッド２３１によって１枚ずつ吸着されて切り出される。吸着パッド２３１は、内袋Ｂを吸着した後、内袋切出し機構２３に軸支されている点を支点として図中右側に向かって上方へ９０度旋回し、内袋Ｂの開口部を持ち上げるようにする。あるいは、吸着パッド２３１は、内袋Ｂを吸着した後、回転チャック２３２に内袋Ｂを受け渡し、回転チャック２３２が、同じく内袋切出し機構２３に軸支されている点を支点として図中右側に向かって上方へ９０度旋回し、内袋Ｂの開口部を持ち上げるようにしてもよく、この方が、吸着パッド２３１を回転させる必要がなく、内袋Ｂの吸着成功率を高くすることが可能となる。この状態で、第１治具移載機構２１によって着脱可能に把持された保持治具５０へ内袋Ｂの開口部を受け渡すこととなる。

＜内袋供給部２０の構成−４（第１治具移載機構２１）＞
ここで、第１治具移載機構２１について、説明する。第１治具移載機構２１は、図５に示すように、右側面視において、図中左右に架設されたレール２１１と、レール２１１に沿って左右移動可能であり、かつ、上下移動可能に構成された治具移載ヘッド２１２とを備えている。治具移載ヘッド２１２には、保持治具５０を把持する治具チャック及びカプラが設けられており、治具移載ヘッド２１２は、カプラを経由して、保持治具５０を動作させるためのエアの供給を行う。

＜内袋供給部２０の構成−５（第１治具移載機構２１）＞
第１治具移載機構２１は、返送路７０上にある保持治具５０を把持し、図中左側へ移動して内袋切出し機構２３によって開口部が持ち上げられている内袋Ｂに保持治具５０を対向させる。そして、エアの供給が行われた保持治具５０で内袋Ｂの開口部を保持させ、図中右側へ移動する。保持治具５０へ受け渡された内袋Ｂは、これによって、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１を覆う位置であって内袋Ｂの中央が外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の中央とほぼ一致する位置まで引き出される。

＜内袋供給部２０の構成−６（第１治具移載機構２１）＞
内袋Ｂが引き出されるこの間を利用して、イオナイザ２４が内袋Ｂの静電気を除電し、内袋Ｂの中央が外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の中央まできたとき、つまり、保持治具５０が外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の上方となる位置まで左側に移動したとき、第１エアブロー２５が内袋Ｂに対し上方からエアを吹き出して内袋Ｂを外容器Ｐの内部へ落とし込む。その後、第１治具移載機構２１は、保持治具５０を外容器Ｐの天面開口部Ｐ１に搭載する。第２エアブロー２６は、その際、内袋Ｂが保持治具５０と外容器Ｐの天面開口部Ｐ１との間に挟まれないようにエアを吹き出す。

＜保持治具５０の構成−１＞
ここで、保持治具５０について、説明する。本実施形態では、内袋供給部２０へ搬送された外容器Ｐに保持治具５０を搭載し、自動充填を実行するにあたり、必要に応じて、外容器Ｐの内部にある内袋Ｂの開口部を保持するように構成している。保持治具５０は、外容器Ｐに搭載されて、内袋供給部２０から下流側の充填部３０及び密閉部４０へ外容器Ｐとともに流れていく。そして、密閉部４０で、後述するように、シール用チャック４３へ内袋Ｂを受け渡した後、密閉部４０を含む密閉部４０より下流側で外容器Ｐから切り離され、内袋供給部２０へ返送される。保持治具５０は、手動充填した場合に問題となるピンホール（内袋Ｂを外容器Ｐの傷等の突起に引っ掛けて発生する内袋Ｂの破損）の軽減を図ることができる。

＜保持治具５０の構成−２＞
保持治具５０は、図３及び図４に示すように、横長の本体５１と、本体５１の後面下部に設けられ、外容器Ｐの外周に当接する当接板５２と、本体５１の両端に設けられ、内袋Ｂの開口部の両端を保持する一対の袋チャック５３と、本体５１の前面に設けられ、外容器Ｐと内袋Ｂの擦れを防ぐクワガタ角状の袋ガイド５４と、を備えている。

＜保持治具５０の構成−３＞
当接板５２は、外容器Ｐの外周に当接して、保持治具５０が外容器Ｐの外周から落下するのを防止する。一対の「ヒ」の字型の袋チャック５３は、内袋Ｂの開口部両端を保持するものであり、上ジョー５３１と下ジョー５３２から構成され、図３の矢印Ａに示すようにステンレスシリンダによって上下のジョーが噛み合うようにして内袋Ｂを保持する。一対の袋チャック５３の距離は、図３の矢印Ｂに示すように広狭可能であり、内蔵されたバネによって常に外側にすなわち広がる方向に付勢されており、後述するように内袋Ｂの開口部を広げるときには、一対の袋チャック５３に連結されているカムフォロアを中心へ寄せることにより狭める。

＜保持治具５０の構成−４＞
袋ガイド５４は、棒状部材を左右対称のクワガタの角状に屈曲させたものであり、外容器Ｐの開口部の辺よりも開くように構成されている。袋ガイド５４も、図３の矢印Ｃに示すようにステンレスシリンダによって広狭（クワガタの角のような動作）できる。なお、保持治具５０のエッジ部分であって内袋Ｂや外容器Ｐに接触する部分は可能な限り、Ｒ形状とすることが好ましい。また、保持治具５０又は内袋供給部２０には、内袋Ｂを確実に保持していることを検知する保持確認センサがあると、さらに好ましい。

＜充填部３０の構成−１＞
次に、充填部３０について、説明する。図６に示すように、充填部３０は、保持治具５０を着脱可能に把持する治具操作機構３１に加えて、粉粒体又は液体を充填する充填ノズル３２と、充填ノズル３２の先端を覆うたれ受け３３と、外容器Ｐの充填前後の重量を計量する計量器３４と、上流側の内袋供給部２０から、又は下流側の密閉部４０へと外容器Ｐを搬送するとともに外容器Ｐの位置を規正する外容器搬送チャック６１とを備えている。

＜充填部３０の構成−２＞
これら各要素の配置関係は、次のとおりである。図６は充填部３０の右側面を示しており、外容器Ｐの定位置の両側方（図中、手前側及び奥側）には外容器Ｐを挟持可能な外容器搬送チャック６１が、外容器Ｐの定位置の下方には計量器３４が、外容器Ｐの定位置の上方には上下移動可能な充填ノズル３２が、そして、外容器Ｐの定位置の上方であって充填ノズル３２と干渉しない位置には上下移動可能な治具操作機構３１が、それぞれ設けられている。

＜充填部３０の構成−３（風袋測定）＞
充填部３０へは、外容器Ｐは、その天面開口部Ｐ１に保持治具５０が搭載され、保持治具５０で内袋Ｂの開口部が保持され、内袋Ｂが外容器Ｐの内部に収まった状態で、外容器搬送チャック６１に挟持されて搬送されてくる。外容器搬送チャック６１が解除された後に、計量器３４によって外容器Ｐの風袋測定が行われる。ここで、外容器搬送チャック６１は、風袋測定が終了すると、再度、外容器Ｐを挟持して固定する。

＜充填部３０の構成−４（治具操作機構３１）＞
治具操作機構３１は、右側面視において、図中上下に架設されたレール３１１と、レール３１１に沿って上下移動可能に構成された治具操作ヘッド３１２とを備えている。治具操作ヘッド３１２は、保持治具５０を把持する治具チャック、内袋Ｂの開口部を広げる袋オープナー３１３、保持治具５０の袋チャック５３に連結されているカムフォロアを操作して袋チャック５３を内側に寄せる袋チャック寄せを有している。袋オープナー３１３は、伸縮可能なアーム３１４の基端と先端に吸着パッド３１５を有しており、アーム３１４を基端側に引き寄せて内袋Ｂの開口部を吸着パッド３１５で吸着した後に、アーム３１４を元の位置に戻して内袋Ｂの開口部を開く。このとき、保持治具５０の袋チャック５３は袋チャック寄せによって内側に寄せられる。

＜充填部３０の構成−５（充填ノズル３２）＞
内袋Ｂの口が開くと、たれ受け３３が平面上で回転することにより充填ノズル３２の先端から外される。たれ受け３３が外されると、充填ノズル３２は下降を開始するが、その先端が外容器Ｐの天面開口部Ｐ１付近で、外容器Ｐの内部に挿入されるまでに充填を開始する。その際、最初は小充填とし、続いて充填ノズル３２の先端を外容器Ｐの内部に挿入し、底部付近（底面から１０ｃｍ以内の高さ）まで挿入して大充填を開始する。最初に小充填とすることにより、たとえ内袋Ｂの下端が外容器Ｐの外にあるような場合であっても、内袋Ｂの下端を外容器Ｐの内部へ落とし込み、袋の開きを着実とすることができる。最初の小充填に合わせ、内袋Ｂは小充填により膨張していき、膨張されつつ、治具操作ヘッド３１２が、保持治具５０が内袋Ｂの開口部を保持した状態で、内袋Ｂの下端が外容器Ｐの底面から浮き上がるまで保持治具５０を上昇させ、大充填が開始される。これにより、内袋Ｂの底の中心線（底側の熱シール線）と充填ノズル３２との位置合わせが可能となる。大充填が進行するに連れ、充填ノズル３２は粉粒体又は液体の表面との距離を保つため上昇し、合わせて、治具操作ヘッド３１２は、内袋Ｂのシワや破れがないように、下降する。

＜充填部３０の構成−６（充填ノズル３２）＞
大充填が終了すると、保持治具５０が外容器Ｐに搭載され、外容器搬送チャック６１が開放され、計量器３４によって風袋測定結果を考慮したうえで充填量の計量が行われ、目標値の充填量に達するまで、小充填が行われる。充填ノズル３２には、バルブが内蔵されており、バルブを段階的に閉じながら充填量を制御する。バルブの開度調整は、サーボモータによって行う。そして、小充填が終了すると、充填ノズル３２が上昇し、たれ受け３３が回転してきて、充填ノズル３２の先端を覆う。治具操作ヘッド３１２は袋チャック寄せを開放し、保持治具５０の袋チャック５３が左右に広がって内袋Ｂの開口部を閉じる。

＜充填部３０の効果＞
以上の一連の構成により、外容器Ｐに配置された、特別なスパウト等がない内袋Ｂであっても、高精度に粉粒体又は液体を満杯に近く充填することが可能となるとともに、内袋Ｂの開口時間及び面積を小さくでき、被充填物が食品、特に液卵のように菌の繁殖が特に懸念されるような食品であった場合に、空間中の粉塵・落下菌の混入を減らすことが可能となり、衛生的な食品を提供することができる。

＜密閉部４０の構成−１＞
次に、密閉部４０について、説明する。図７に示すように、密閉部４０は、内袋Ｂを保持する保持治具５０を外容器Ｐの開口部から返送路７０上へ移載する第２治具移載機構４１に加えて、内袋Ｂに充填された粉粒体又は液体の上方にある空気を抜くための脱気機構４２と、内袋Ｂを保持治具５０から持ち替えるシール用チャック４３と、内袋Ｂを熱シールする密閉機構４４とを備えている。なお、第２治具移載機構４１は、密閉部４０を含む密閉部４０より下流に設置されておればよく、必ずしも密閉部４０に備えられている必要はないが、密閉部４０に備えられておれば充填包装機１がコンパクトな設計とできるので、ここでは密閉部４０に備えられているものとして、説明する。

＜密閉部４０の構成−２＞
これら各要素の配置関係は、次のとおりである。図中右側面視において、外容器Ｐの定位置の上方には上下移動可能な脱気機構４２が、外容器Ｐの定位置の左側方には左右移動可能なシール用チャック４３が、外容器Ｐの定位置の左側方であってシール用チャック４３の上方には左右移動可能な密閉機構４４が、そして、外容器Ｐの定位置の上方であって脱気機構４２と干渉しない位置に上下移動可能かつ左右移動可能な第２治具移載機構４１が、それぞれ設けられている。

＜密閉部４０の構成−３（脱気機構４２）＞
密閉部４０へは、外容器Ｐは、その天面開口部Ｐ１に保持治具５０が搭載され、保持治具５０で内袋Ｂの開口部が保持され、内袋Ｂの内部に粉粒体又は液体が充填された状態で搬送されてくる。密閉部４０では、内袋Ｂをシールする前に、粉粒体又は液体の上方にある内部の空気を脱気するが、搬送されてきた外容器Ｐの中の内袋Ｂに対し、脱気機構４２が下降し、粉粒体又は液体の上方にある内部の空気を脱気する。脱気機構４２としては、内袋Ｂの内部にノズルを差し込んで吸引するものでも、内袋Ｂの外側から押し出すものでもよいが、前者では充填されている粉粒体又は液体を吸い込んでしまう可能性がないこともないことから、この点で後者が好ましい。

＜密閉部４０の構成−４（脱気機構４２）＞
空気を押し出すものとしては、略三角形又は略半円形の一対の板部４２１を脱気機構４２の先端に設けることが好適である。板部４２１は、膨らんでいる内袋Ｂの形状に無理なく接触するように上下の駆動に対してフレキシブルに取付けられている。板部４２１の下降量は、内袋Ｂへの粉粒体又は液体の充填量に応じて、調整可能に構成される。また、脱気する空気の量は、内袋Ｂの口をシールした後、外容器Ｐに蓋を閉めることができる程度とされる。

＜密閉部４０の構成−５（脱気機構４２）＞
脱気する際、保持治具５０が内袋Ｂの開口部を保持している状態、つまり、粉粒体又は液体によって充填されている内袋Ｂの充填部に対して開口部が相対的に持ち上げられた状態になっているため、次の段階でシールされることとなる内袋Ｂの開口部を乱すことなく、空気を抜くことが可能となる。

＜密閉部４０の構成−６（密閉機構４４）＞
シール用チャック４３は、内袋Ｂからの脱気が終了すると、内袋Ｂに向かって（図中、右側方向へ）前進する。そして、保持治具５０が保持している位置の周辺で内袋Ｂの開口部を保持する（図８参照）。シール用チャック４３が内袋Ｂの開口部を保持すると、保持治具５０は、袋チャック５３で保持している内袋Ｂの開口部を開放し、袋ガイド５４が広がる。保持治具５０は、第２治具移載機構４１によって外容器Ｐの定位置から退避する。シール用チャック４３は、保持治具５０から内袋Ｂの開口部を持ち替えた時に、袋チャック５３が開口部を左右（開口部の長手方向）に引っ張った状態の内袋Ｂをそのまま受け取るか、さらに左右に引っ張るようになっていてもよい。

＜密閉部４０の構成−７（密閉機構４４）＞
シール用チャック４３は、図８に示すように、袋チャック５３及び密閉機構４４と干渉しないように、一対のコの字型の挟持部４３１が対向するように構成されている。「コ」の２つの横線の部分で、袋チャック５３から受け渡された内袋Ｂを保持し、縦線との間の空間に密閉機構４４が位置できるようにした構成である。これにより、密閉機構４４は、内袋Ｂの開口部の両端を含む全区間にわたって熱シールすることができる。また、シール用チャック４３には、前述した保持治具５０と同じように、例えば「コ」の縦線の部分に、シール用チャック４３が内袋Ｂを確実に保持していることを検知する保持確認センサがあると、さらに好ましい。

＜密閉部４０の構成−８（密閉機構４４）＞
密閉機構４４は、シール用チャック４３の上方に設けられており、保持治具５０の退避を待って、内袋Ｂのシール用チャック４３が保持する位置の上部に向かって（図中、右側方向へ）前進する。密閉機構４４の先端はカニ挟み状に形成されており、内袋Ｂの該当位置にくると、シール用チャック４３のコの字の空間に対応する位置において内袋Ｂの開口部の両端を含む全区間を両側から挟み込んで熱シールを開始する。シールの方法は熱シール方式であれば特に限定されないが、シール強度の観点からはインパルスシール方式が好適である。

＜密閉部４０の構成−９（第２治具移載機構４１）＞
ここで、第２治具移載機構４１について、説明する。第２治具移載機構４１は、図７に示すように、右側面視において、図中左右に架設されたレール４１１と、レール４１１に沿って左右移動可能であり、かつ、上下移動可能に構成された治具移載ヘッド４１２とを備えている。治具移載ヘッド４１２には、保持治具５０を着脱可能に把持する治具チャック及びカプラが設けられており、治具移載ヘッド４１２は、カプラを経由して、保持治具５０を動作させるためのエアの供給を行う。

＜密閉部４０の構成−１０（第２治具移載機構４１）＞
保持治具５０は、内袋Ｂを開放し、第２治具移載機構４１によって外容器Ｐの天面開口部Ｐ１から退避した後、そのまま図中右側の返送路７０まで移動され、返送路７０上に移載される。そして、保持治具５０は、充填包装機１の稼動によって、順繰りに内袋供給部２０まで返送される。なお、図１では、保持治具５０が７個用意されている例を示しているが、これは、搬送路６０上にある外容器Ｐの６個に対して移載の空白が生じないようにプラス１個としているものである。稼動停止時には、返送路７０上にはやはり６個分のスペースとなるため、７個目の保持治具５０は密閉待機部３０４の背後にある返送路７０の上方にリフター７１を設けて収納している。

＜密閉部４０の効果＞
以上の一連の構成により、外容器Ｐに配置された、特別なスパウト等がない内袋Ｂであっても、空気の量を減らして外容器Ｐに蓋をでき、かつ、シール不良などを発生させずに、粉粒体又は液体を満杯に近く充填することが可能となる。

＜各部共通事項＞
内袋供給部２０、充填部３０及び密閉部４０において、保持治具５０、充填ノズル３２、脱気機構４２などの上下方向の移動の範囲、及び外容器Ｐの高さは、外容器Ｐの容器サイズ（例えば、前述したように、１０Ｌ、１６Ｌなど）に応じて、別置されるコンピュータなどの制御機構における不揮発メモリに格納されており、充填包装機１を稼動する際に、容器サイズ及び充填量を設定することにより、自動的に適切な数値に設定される。さらに、充填包装機１で取り扱えない高さの外容器Ｐが投入されるようなことがあると、制御機構によって検知され、外容器Ｐが誤投入されたことを告知したうえで、充填包装機１の稼動を開始しないか、又は停止する。

＜充填包装方法の説明＞
（実施形態の動作）
次に、本実施形態の動作として、上記した構成の充填包装機１を用いた粉粒体又は液体の充填包装方法を説明する。

＜充填包装方法の全体構成＞
本実施形態に係る充填包装方法は、大きく分けて、外容器Ｐを供給する外容器供給ステップＳ１０と、内袋Ｂを外容器Ｐの内部へ供給する内袋供給ステップＳ２０と、内袋Ｂの内部へ粉粒体又は液体を充填する充填ステップＳ３０と、内袋Ｂの内部に充填された粉粒体又は液体の上方にある空気を抜いて内袋Ｂを熱シールする密閉ステップＳ４０とを備えている。以下、各ステップについて詳細に説明する。

＜外容器供給ステップＳ１０＞
まず、外容器供給ステップＳ１０について、図１及び図２を参照して説明する。外容器Ｐは、段積みされた状態で外容器供給部１０の外容器ストッカー部１１に載置される（ステップＳ１１）。外容器Ｐは、外容器ストッカー部１１のうち払出し部１２に隣接する段バラシ部１１２において、段積みされた外容器Ｐが最下段から１個ずつ段バラシされ、切り出された最下段の外容器Ｐは、コンベア１１１によって払出し部１２へ供給される（ステップＳ１２）。外容器Ｐが下流側への搬送方向に対して正対した状態で外容器供給部１０の払出し部１２に置かれたときには、内袋供給部２０において外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように、外容器供給部１０と内袋供給部２０との間に外容器Ｐを４５度回転させて受け渡してもよい（ステップＳ１３）。

＜内袋供給ステップＳ２０−１＞
次に、内袋供給ステップＳ２０について、図５を参照して説明する。作業が開始される前の時点においては、保持治具５０は、内袋供給部２０の背後（図中、右側）にある返送路７０上に載置されており、第１治具移載機構２１の治具移載ヘッド２１２は返送路７０上に載置されている保持治具５０の真上に位置している（以上、ステップＳ２１）。この状態で、内袋供給部２０へ外容器Ｐが搬送路６０によって搬送されてくると、以下の手順により、外容器Ｐの内部への内袋Ｂの供給が開始される。

＜内袋供給ステップＳ２０−２＞
内袋供給部２０の背後にある返送路７０で、治具移載ヘッド２１２が下降し、治具チャックを閉じて保持治具５０を固定した後、上昇する。この際、治具移載ヘッド２１２では、保持治具５０とのカプラを接続し、エア供給経路を開通させる。そして、治具移載ヘッド２１２から保持治具５０に対しエアを供給し、保持治具５０の袋チャック５３と袋ガイド５４の内袋ガイドを開放する。これらの動作と合わせ、内袋ストッカー部２２上に連続して載置されている内袋Ｂの束に向かって内袋切出し機構２３の吸着パッド２３１が下降し、吸着パッド２３１を真空にすることにより、最上段の内袋Ｂを吸着する（以上、ステップＳ２２）。

＜内袋供給ステップＳ２０−３＞
吸着パッド２３１の真空値が所定の値になると、吸着パッド２３１は、装置奥側（図中右側）に向かって内袋切出し機構２３との支点を軸として上方に９０度旋回するか、回転チャック２３２に内袋Ｂを受け渡す。回転チャック２３２が内袋Ｂを受け取った場合、吸着パッド２３１は回転せずに、回転チャック２３２が装置奥側（図中右側）に向かって内袋切出し機構２３との支点を軸として上方に９０度旋回する。この際、イオナイザ２４によって、内袋Ｂの除電を開始する。これらの動作と合わせ、治具移載ヘッド２１２は保持治具５０を把持した状態で装置奥側（図中右側）の返送路７０側から装置手前（図中左側）に前進してきており、外容器Ｐが搬送されてくる搬送路６０上を通過すると、吸着パッド２３１に対応する位置まで下降する。そして、保持治具５０の袋チャック５３の面に吸着パッド２３１に吸着されている内袋Ｂが接する位置に保持治具５０がくると、袋チャック５３を閉じて内袋Ｂを保持し、吸着パッド２３１の真空を破壊して吸着を解除する（以上、ステップＳ２３）。

＜内袋供給ステップＳ２０−４＞
治具移載ヘッド２１２は、保持治具５０が内袋Ｂを保持している状態で、内袋Ｂの中央と外容器Ｐの中央とが一致する位置を目安として一端後退する。後退が完了した時点でイオナイザ２４による除電は終了する。そして、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１を覆うような状態になっている内袋Ｂに対し、第１エアブロー２５によってエアを噴き付けて内袋Ｂの底部を外容器Ｐの内部へ落とし込む（以上、ステップＳ２４）。

＜内袋供給ステップＳ２０−５＞
治具移載ヘッド２１２は、保持治具５０が外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の奥側（図中右側）の真上にくる位置まで前進する（以上、ステップＳ２５）。

＜内袋供給ステップＳ２０−６＞
治具移載ヘッド２１２は、下降して外容器Ｐの天面開口部Ｐ１の奥側の２辺に保持治具５０を搭載（移載）する。このとき、返送路７０の下に設けられている第２エアブロー２６により保持治具５０と外容器Ｐの天面開口部Ｐ１との間にエアを噴き付けて保持治具５０と外容器Ｐの天面開口部Ｐ１との間における内袋Ｂの挟み込みを防止する。同時に、袋ガイド５４を閉じる。袋ガイド５４が閉じると、治具移載ヘッド２１２と保持治具５０とのカプラの接続を外す。そして、治具チャックを開放して保持治具５０と治具移載ヘッド２１２との把持を解除する（以上、ステップＳ２６）。

＜内袋供給ステップＳ２０−７＞
治具移載ヘッド２１２は、保持治具５０を離した後、上昇するとともに返送路７０側へ後退する。後退する位置は、次に返送路７０上を搬送されてくる次の保持治具５０と干渉しない範囲である（以上、ステップＳ２７）。

＜内袋供給ステップＳ２０−８＞
次の保持治具５０が返送路７０上の内袋供給部２０に対応する位置に到着すると、治具移載ヘッド２１２は、返送路７０上に到着した次の保持治具５０の真上に移動する（以上、ステップＳ２８）。移動が完了すると、ステップＳ２１の状態に戻る。外容器Ｐは、次の充填ステップＳ３０へ搬送される。

＜充填ステップＳ３０−１＞
次に、充填ステップＳ３０について、図６を参照して説明する。作業が開始される前の時点においては、充填ノズル３２及び治具操作機構３１は、外容器Ｐ及び保持治具５０と干渉しないように上方で待機している（以上、ステップＳ３１）。この状態で、充填部３０へ、天面開口部Ｐ１の奥側の２辺に保持治具５０が搭載された状態で外容器Ｐが搬送路６０によって搬送されてくると、以下の手順により、内袋Ｂの内部への粉粒体又は液体の充填が開始される。

＜充填ステップＳ３０−２＞
外容器Ｐが外容器搬送チャック６１により定位置に搬送されてくると、治具操作機構３１が下降し、袋オープナー３１３が内袋Ｂの開口部直上まで下がる（以上、ステップＳ３２）。こうした停止時間を設けることで、外容器Ｐ及び保持治具５０が外容器搬送チャック６１によって搬送されてきたときの揺れがおさまる。

＜充填ステップＳ３０−３＞
次に、外容器搬送チャック６１を片側ずつ解除して風袋測定を行う（以上、ステップＳ３３）。片側ずつ解除することで、外容器搬送チャック６１を外すことで生じる揺れを軽減することが可能となる。

＜充填ステップＳ３０−４＞
風袋測定が完了すると、外容器搬送チャック６１で再び外容器Ｐを固定し、治具操作機構３１が下降し、袋オープナー３１３が内袋Ｂの開口部までくる。アーム３１４を基端側に引き寄せて袋オープナー３１３の吸着パッド３１５を治具操作機構３１に向かって引き寄せ、吸着パッド３１５で内袋Ｂの開口部を吸着した後、アーム３１４を元の位置に戻して吸着パッド３１５を前進した位置に戻すことにより、内袋Ｂの開口部を広げる。その際、保持治具５０の袋チャック５３は狭める（以上、ステップＳ３４）。

＜充填ステップＳ３０−５＞
それまで充填ノズル３２の先端を覆っていたたれ受け３３を外す。そして、袋オープナー３１３によって広げられている内袋Ｂの開口部に向かって充填ノズル３２が下降する。このとき、充填ノズル３２の先端は、外容器Ｐの天面開口部Ｐ１付近で、外容器Ｐの内部に挿入されるまでに一度停止して小充填を開始し、内袋Ｂを外容器Ｐの内部へ落とし込み、袋の開きを着実とする。その後、続いて充填ノズル３２の先端を外容器Ｐの底部付近（底面から１０ｃｍ以内の高さ）まで挿入すると同時に、保持治具５０は治具操作機構３１によって上昇し、内袋Ｂは小充填により膨張していき、膨張されつつ、内袋Ｂの下端は外容器Ｐの底面から離れ、大充填を開始する（以上、ステップＳ３５）。

＜充填ステップＳ３０−６＞
この状態で充填ノズル３２により充填が進行する。充填中、治具操作機構３１は内袋Ｂにシワ、たるみ、破れ等が生じないように下降する。また、充填ノズル３２は、その先端と充填される粉粒体又は液体の表面との距離を一定に保つために上昇する。充填は、大充填（粗充填）と小充填（調整充填）の２段階で行われるが、大充填の最中に、外容器搬送チャック６１を解除し、保持治具５０を外容器Ｐに搭載して治具操作機構３１の治具チャックを開放し、計量器３４によって風袋測定結果を考慮したうえで充填量の計量を行いながら目標値の充填量に達するまで小充填する（以上、ステップＳ３６）。

＜充填ステップＳ３０−７＞
充填が完了すると、充填ノズル３２はステップＳ３１の待機位置まで上昇し、たれ受け３３は充填ノズル３２の先端を覆う位置に戻る。一方、治具操作機構３１は、治具チャックを閉じて保持治具５０に再度接続され、袋オープナー３１３の吸着パッド３１５の吸着を解除し、保持治具５０の袋チャック５３を広げることにより、内袋Ｂの開口部を閉じる。その後、治具操作機構３１の治具チャックを開放して、保持治具５０を治具操作機構３１から切り離す（以上、ステップＳ３７）。

＜充填ステップＳ３０−８＞
治具操作機構３１は、待機位置まで上昇する。上昇が完了すると、ステップＳ３１の状態となる（以上、ステップＳ３８）。外容器Ｐは、次の密閉ステップＳ４０へ搬送される。

＜密閉ステップＳ４０−１＞
次に、密閉ステップＳ４０について、図７を参照して説明する。作業が開始される前の時点においては、脱気機構４２の板部４２１及び第２治具移載機構４１の治具移載ヘッド４１２は外容器Ｐ及び保持治具５０と干渉しないように上方で待機している。また、内袋Ｂを密閉するためのシール用チャック４３及び密閉機構４４は装置手前（図中左側）で待機している（以上、ステップＳ４１）。この状態で、密閉部４０へ、天面開口部Ｐ１の奥側の２辺に保持治具５０が載置された状態で外容器Ｐが搬送路６０によって搬送されてくると、以下の手順により、内袋Ｂの脱気及びシールが開始される。なお、保持治具５０は密閉ステップを含む密閉ステップ以降のステップで外容器Ｐから取り外されればよく、第２治具移載機構４１は、必ずしも密閉部４０に備えられている必要はないが、密閉部４０に備えられておれば充填包装機１がコンパクトな設計とできるので、ここでは密閉部４０に備えられているものとして、説明する。

＜密閉ステップＳ４０−２＞
外容器Ｐが定位置に搬送されてくると、板部４２１が、内袋Ｂの粉粒体又は液体の上方にある空気を抜くのに必要な任意の高さまで下降する。シール用チャック４３が外容器Ｐに向かって前進し、保持治具５０の袋チャック５３の周辺で上昇して内袋Ｂを保持する。シール用チャック４３により内袋Ｂが保持されると、保持治具５０の袋チャック５３及び袋ガイド５４は開放される（以上、ステップＳ４２）。

＜密閉ステップＳ４０−３＞
板部４２１が元の高さに戻ると、その途中で、板部４２１の下端が内袋Ｂの上端よりも高い位置に来た時点で、シール用チャック４３が装置手前側（図中左側）に、保持治具５０の袋チャック５３と交差しない範囲で移動する（以上、ステップＳ４３）。

＜密閉ステップＳ４０−４＞
保持治具５０を治具移載ヘッド４１２によって後退させ、シール用チャック４３と保持治具５０の袋ガイド５４の平面上での交差を回避する（以上、ステップＳ４４）。

＜密閉ステップＳ４０−５＞
保持治具５０を治具移載ヘッド４１２によって上昇させる。これにより保持治具５０の下面が密閉機構４４の高さを超えると、密閉機構４４がシール用チャック４３に対応する位置まで前進する。保持治具５０の袋チャック５３及び袋ガイド５４は閉じられて、治具移載ヘッド４１２とのカプラの固定を外してエアの接続を切る（以上、ステップＳ４５）。

＜密閉ステップＳ４０−６＞
この状態で、前進してきた密閉機構４４が内袋Ｂの開口部を挟んで熱シールする。シール条件は、例えば、加熱を１．９秒、冷却が２．７秒、加圧力が２ｋｇ／ｃｍ^２とすることができるが、これらの条件は調整可能である。この間、治具移載ヘッド４１２は保持治具５０を返送路７０上に移載した後、外容器Ｐの上方に戻る（以上、ステップＳ４６）。

＜密閉ステップＳ４０−７＞
シール用チャック４３は冷却後に内袋Ｂを開放し、元の位置に戻る。同時に、冷却が終了した密閉機構４４も元の位置に戻る。双方の位置が戻ると、ステップＳ４１の状態となる（以上、ステップＳ４７）。外容器Ｐは、充填包装機１から払い出される。

＜実施形態の効果＞
以上、説明した実施形態の効果について述べる。本実施形態によれば、特殊な口部（特別なスパウト等）をもった内袋Ｂが必要ではなく、また、外容器Ｐと内袋Ｂを各別に保持する必要もなく、シンプルな充填包装機１を提供できる。さらに、充填時の自由度もあり、内袋Ｂが大きい場合であっても、シワや破れを最小限に抑制できる。さらにまた、特殊な口部（特別なスパウト等）をもった内袋Ｂが必要ではなく、かつ、充填包装機１の中で処理される間、内袋Ｂが開口している時間及びその開口面積を抑制することができ、ひいては、環境中の粉塵や落下菌等のコンタミネーションを抑制することが可能となり、食品の充填、特に雑菌が繁殖しやすいような液卵には好適である。充填については、高精度に粉粒体又は液体を満杯に近く充填することが可能となり、かつ外容器Ｐの蓋を閉めることが可能となる。

＜容器詰め液卵＞
本実施形態に係る充填包装機１は、液体の実例として液卵を用い、容器詰め液卵を好適に充填包装することができる。また、同じく充填包装方法は、液体の実例として液卵を用い、容器詰め液卵を好適に充填包装することができる。

＜結語＞
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１…充填包装機
１０…外容器供給部（１１…外容器ストッカー部、１２…払出し部）
２０…内袋供給部（２１…第１治具移載機構、２２…内袋ストッカー部、２３…内袋切出し機構、２４…イオナイザ、２５…第１エアブロー、２６…第２エアブロー）
３０…充填部（３１…治具操作機構、３２…充填ノズル、３３…たれ受け、３４…計量器）
４０…密閉部（４１…第２治具移載機構、４２…脱気機構、４３…シール用チャック、４４…密閉機構）
５０…保持治具（５１…本体、５２…当接板、５３…袋チャック、５４…袋ガイド）
６０…搬送路（外容器Ｐの。６１…外容器搬送チャック）
７０…返送路（保持治具５０の）
Ｐ…外容器
Ｂ…内袋

Claims (12)

1. 剛性の外容器の内部に配置された柔軟性の内袋に粉粒体又は液体を充填し、前記内袋を密閉する充填包装機であって、
   前記外容器を搬送路へ供給する外容器供給部と、
   前記外容器の内部へ前記内袋を供給する内袋供給部と、
   前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填する充填部と、
   前記内袋の内部に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方にある空気を抜いて前記内袋を熱シールする密閉部と、
   前記内袋の開口部を該開口部の長手方向両端部において保持可能な保持治具と、
   前記保持治具を搬送する返送路と、を備え、
   前記内袋供給部が、
   ストックされた前記内袋を１枚ずつ切り出す内袋切出し機構と、
   前記返送路から前記保持治具を把持し、切り出された前記内袋の開口部を該開口部の長手方向両端部において前記保持治具で保持させ、前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載する第１治具移載機構と、を含み、
   前記充填部が、前記内袋の開口部を前記保持治具で保持した状態で、前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填するものであり、
   前記密閉部が、
   前記内袋の開口部を熱シールする密閉機構を含み、
   前記密閉部又は前記密閉部より下流側において、前記外容器の前記天面開口部に搭載された前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部から前記返送路に離脱させ、前記保持治具を前記返送路上に回収して前記内袋供給部に返送する第２治具移載機構を備える
   ことを特徴とする充填包装機。
2. 前記外容器の前記天面開口部が略四角形であり、前記内袋供給部において、前記内袋の前記開口部の長手方向が前記外容器の前記天面開口部の対角方向に対して略平行となるように前記第１治具移載機構が前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部に搭載することを特徴とする請求項１に記載の充填包装機。
3. 前記外容器供給部において、前記外容器が搬送方向に対して正対するように供給されたとき、前記外容器の前記天面開口部の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように前記外容器を回転させる回転機構をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の充填包装機。
4. 前記搬送路が、
   前記外容器を保持してその位置を規正する外容器搬送チャックを備え、
   前記充填部が、
   前記外容器を計量する計量器と、
   前記保持治具を着脱可能に把持する治具操作機構と、を備え、
   前記内袋に対し前記粉粒体又は前記液体の充填が開始するのに合わせて、前記治具操作機構が前記内袋を保持したままの前記保持治具を前記内袋の下端が前記外容器の底面から浮き上がるまで上昇させ、
   前記内袋に対し前記粉粒体又は前記液体の充填が進行するのに合わせて、前記治具操作機構が前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載されるまで下降させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の充填包装機。
5. 前記密閉部が、
   前記内袋に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方の空気を脱気する脱気機構と、
   脱気された前記内袋の開口部を一時的に保持するシール用チャックと、を含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の充填包装機。
6. 前記液体が液卵であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の充填包装機。
7. 剛性の外容器の内部に配置された柔軟性の内袋に粉粒体又は液体を充填し、前記内袋を密閉する充填包装方法であって、
   前記外容器を搬送路へ供給する外容器供給ステップと、
   前記外容器の内部へ前記内袋を供給する内袋供給ステップと、
   前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填する充填ステップと、
   前記内袋の内部に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方にある空気を抜いて前記内袋を熱シールする密閉ステップと、を備え、
   前記内袋供給ステップにおいて、
   返送路から保持治具を把持するとともにストックされた前記内袋を１枚ずつ切り出し、
   切り出された前記内袋の開口部を該開口部の長手方向両端部において前記保持治具で保持し、
   前記保持治具を前記外容器の天面開口部に搭載することを含み、
   前記充填ステップにおいて、前記保持治具で前記内袋の開口部を保持した状態で、前記内袋へ前記粉粒体又は前記液体を充填し、
   前記密閉ステップにおいて、
   前記内袋の開口部を熱シールすることを含み、
   前記密閉ステップ又は前記密閉ステップより後のステップにおいて、前記外容器の前記天面開口部に搭載された前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部から前記返送路に離脱させ、前記保持治具を前記返送路上に回収して前記内袋供給ステップのために返送することを含むことを特徴とする充填包装方法。
8. 前記外容器の前記天面開口部が略四角形であり、前記内袋供給ステップにおいて、
   前記内袋の前記開口部の長手方向が前記外容器の前記天面開口部の対角方向に対して略平行となるように前記保持治具を前記外容器の前記天面開口部に搭載することを特徴とする
   請求項７に記載の充填包装方法。
9. 前記外容器供給ステップにおいて、前記外容器が搬送方向に対して正対するように供給されたとき、前記外容器の前記天面開口部の対角方向の一方が搬送方向に対して略平行となるように前記外容器を回転させて前記搬送路へ供給することを含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の充填包装方法。
10. 前記充填ステップにおいて、
    前記外容器を保持してその位置を規正し、
    前記外容器を計量し、
    前記内袋を前記粉粒体又は前記液体の充填により膨張させることを含み、
    前記内袋が前記粉粒体又は前記液体の充填により膨張されつつ、その下端が前記外容器の底面から浮き上がるまで上昇させられ、
    前記内袋が前記粉粒体又は前記液体の充填が開始するのに合わせて、その下端が前記外容器の底面から浮き上がるまで上昇させられ、
    該上昇後、前記内袋が前記粉粒体又は前記液体の充填が進行するにつれて、その上端が下降させられることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の充填包装方法。
11. 前記密閉ステップにおいて、
    前記内袋に充填された前記粉粒体又は前記液体の上方の空気を脱気し、
    脱気された前記内袋の開口部を一時的に保持し、
    前記内袋の開口部を熱シールすること、を含む
    ことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の充填包装方法。
12. 前記液体が液卵であることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項に記載の充填包装方法。