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容器包装装置
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- 【要約】
【課題】容器を袋内の略一定位置に常時スムーズに収納でき、これにより包装袋のシワの発生を抑制し、かつ高い品質レベルで安定して容器を包装可能で、また容器の大きさに対して開口部の開きを十分に確保可能な容器包装装置を提供する。
【解決手段】ケース挿入時、包装袋１１の後端部を袋後端チャック手段１６により固定するので、包装袋１１の自由度が抑えられ、袋内の一定位置にウェーハケース１２を常にスムーズに収納できる。よって包装袋１１のシワを抑制し、高品質レベルで安定してウェーハケース１２を包装できる。また、ケース挿入時、予め各拡開部材３２を袋内に差し込み、これらを開口部の略中心位置を中心にして各９０°位相の放射方向に移動させる。これにより、開口部の開口面積を内側から拡大でき、開口部をウェーハケース１２より十分に開くことができる。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端だけが開口された横置き状態の包装袋のうち、封止された後端部を挟持する袋後端固定手段と、
前記包装袋の開口部を開く袋開口手段と、
開いた開口部から前記包装袋におのおのが出し入れ自在に挿入されるとともに、該開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向への移動により、前記開口部の開口面積を内側から拡大させる複数の拡開部材を有した開口部拡開手段と、
開口面積が拡大された前記開口部を通して、容器を前記包装袋に挿入する容器挿入手段とを備えた容器包装装置。
【請求項２】
前記袋後端固定手段は、
前記包装袋の後端部を、該包装袋の表裏方向からその袋幅方向の全長にわたって挟持可能な１対の袋後端固定部材と、
両袋後端固定部材を、相対的に近接離反させる固定部材移動部とを有した請求項１に記載の容器包装装置。
【請求項３】
前記開口部拡開手段は、各拡開部材をそれぞれ水平方向に往復移動可能で、かつ各拡開部材をそれぞれ前記放射方向に往復移動可能な構造を有した請求項１または請求項２に記載の容器包装装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は容器包装装置、詳しくは、例えば多数枚の半導体ウェーハを収めたウェーハケースをプラスチック袋などの包装袋に収納して梱包する容器包装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハ製造工場で作製されたシリコンウェーハなどの半導体ウェーハは、輸送中における損傷および汚染などを防止するため、通常、中子である合成樹脂製のウェーハカセットに挿填された後、ガスケット（パッキング材）により蓋が密閉されるウェーハケースに納められる。ウェーハケースは、さらにナイロン（ポリアミド繊維の商品名）製の内袋と、アルミニウム製の外袋とに順次収納され、それぞれ熱シールにより密封されている。これにより、輸送中において、外部の微細なごみ類がウェーハケース内に侵入し、これがウェーハ表面に付着しない梱包構造となっている。
【０００３】
上述した包装作業を人手により行うときには、まず、包装袋に容器を挿入し、包装袋シール部を熱シール機または圧着シール機に装着し、脱気シールもしくは脱気無しシールを行う。その後、包装袋の開口部およびその反対となる後端部を手で折り曲げ、テープを貼り付けて両袋端部を固定していた。
これら全ての工程を手作業で行うと、包装にかなりの時間を要するだけでなく、シール部分のシワが起こり易い。しかも、袋内の脱気を伴う包装を行う際には、脱気状態のバラツキも大きくなり、安定した包装作業が行えなかった。さらには包装袋の端を折り曲げて、テープを貼り付けて固定する作業にも、かなり手間を要していた。
【０００４】
そこで、これを解消するものとして、例えば特許文献１の容器包装装置が知られている。特許文献１は、横置きされた包装袋を所定位置に供給する包装袋供給手段と、包装される容器を所定位置に供給する容器ローダー手段と、包装袋の開口部を上下に配置された１対の吸着アームにより真空吸着し、両吸着アームを互いに上下に離反させることで開口部を開き、その後、開口部から容器を包装袋内に挿入する容器挿入手段と、容器を内蔵した包装袋内を吸引ノズルにより脱気し、その後、開口をシールする整形手段と、シール後の包装袋の端を折り曲げ、折り曲げられた包装袋端を止着（テープ止め）する包装袋端処理手段とを備えたものである。
【０００５】
特許文献１によれば、包装袋への容器の挿入、容器の脱気包装、包装袋の開口部の熱シール、袋端折り曲げ、テープ（ラベル）貼り付けなどを行う包装作業において、大きさや形状などが種々異なる容器が混合搬送される場合であっても、同一の品質レベルで包装することが可能であって、各工程の機械化および自動化も容易で、スループットを高めることができる。
【特許文献１】特開２００２−１５４５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、このように容器を包装袋に挿入する際、横置きされた包装袋の後端部を固定せず、包装袋の開口部の上下側に真空吸着させた１対の吸着アームを上下に移動させて開口部を開いていた。そのため、以下の欠点があった。
すなわち、(1) 横置き（袋長さ方向が略水平）の包装袋の場合であって、袋後端部が固定されていないときには、包装袋のうち、開口部を除く残り部分の自由度が、縦置き（袋長さ方向が略垂直）の包装袋の場合に比べて大きい。これにより、開口された包装袋の形状（袋内空間の形状）を一定にすることは困難であった。その結果、容器をスムーズに袋に入れることができず、しかも包装袋にシワが生じ易かった。
【０００７】
(2) また、容器の袋挿入時において、包装袋が縦置きの場合には、自重により容器が包装袋の底部の略一定位置にスムーズに収納され易い。これにより、容器挿入後の包装袋にシワの発生が少なかった。しかも、容器を挿入した際に包装袋の後端部（前端部も同じ）の両側に現出される１対の三角形状を有した耳部（以下、三角耳部）は、その大きさおよび形状が略一定していた。
これに対して、包装袋が横置きの場合には、容器が包装袋の底部の略中間位置（一定位置）に収まり難くかった。そのため、容器挿入後の包装袋にシワの発生が多く、包装袋の後端部の左右の三角耳部の大きさ、形状が不均一になり易かった。これにより、容器の両側方において、包装袋の前端部および後端部の各三角耳部を折り畳んでテープ止めする際、容器の一側方における三角耳部の長さが不足し、三角耳部をうまく固定できず、高い品質レベルで安定して容器を包装することができなかった。
【０００８】
(3) また、横置き状態の包装袋の開口は、開口部に吸着された１対の吸着アームを単に上下に移動することで行われていた。そのため、容器の大きさに比べて、開口部の開きが不十分である場合が多々あった。その結果、容器の袋詰めに支障が発生し、袋詰めを効率良く行うことができなかった。
そこで、発明者らは鋭意研究の結果、容器を包装袋に挿入する際、横置きされた包装袋の後端部を固定しておけば、包装袋を開いたとき、開口部を除く包装袋の残り部分の自由度が抑えられ、容器を袋内の略一定位置に、常時、スムーズに収納することができ、これにより横置きされた包装袋を使用した場合でも、容器挿入後の包装袋のシワの発生を抑制することができるとともに、包装袋の後端部の左右の三角耳部の大きさ、形状を均一化させ、高い品質レベルで安定して容器を包装可能であることを見い出し、この発明を完成させた。
【０００９】
また、容器の袋入れに際して、予め複数の拡開部材を袋内に差し込み、各拡開部材を開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向に移動させ、開口部の開口面積を内側から拡大させるようにすれば、容器の大きさに対して開口部の開きを十分に確保することができることを知見し、この発明を完成させた。
この発明は、容器を、常時、袋内の略一定位置にスムーズに収納することができ、これにより包装袋のシワの発生を抑制するとともに、高い品質レベルで安定して容器を包装することができ、また容器の大きさに対して開口部の開きを十分に確保することができる容器包装装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、先端だけが開口された横置き状態の包装袋のうち、封止された後端部を挟持する袋後端固定手段と、前記包装袋の開口部を開く袋開口手段と、開いた開口部から前記包装袋におのおのが出し入れ自在に挿入されるとともに、該開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向への移動により、前記開口部の開口面積を内側から拡大させる複数の拡開部材を有した開口部拡開手段と、開口面積が拡大された前記開口部を通して、容器を前記包装袋に挿入する容器挿入手段とを備えた容器包装装置である。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、容器を包装袋に挿入する際、横置きされた包装袋の後端部を袋後端固定手段により固定する。これにより、包装袋の開口部を袋開口手段によって開いたとき、開口部を除く包装袋の残り部分の自由度が小さくなる。その結果、容器を、常時、袋内の略一定位置にスムーズに収納することができる。よって、包装袋のシワの発生を抑制するとともに、しかも、容器挿入後、袋後端部の両側に現出される三角耳部の大きさおよび形状が均一化する。これにより、袋前端部および袋後端部の両三角耳部を互いに突き合わせた状態で折り畳んでテープ止めするとき、容器の一側方において、三角耳部の長さが不足してテープ止めできなくなる事態を回避することができる。その結果、高い品質レベルで安定して容器を包装することができる。
【００１２】
また、容器の袋入れに際しては、予め複数の拡開部材を袋内に差し込み、これらを開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させる作業を行う。これにより、開口部の開口面積が内側から拡大され、容器の大きさに対して開口部の開きを十分に確保することができる。
容器の種類は任意である。例えば、半導体ウェーハが収納されたウェーハケースなどを採用することができる。
容器の素材および形状は、包装袋に収納可能な大きさ、形状であれば任意である。
【００１３】
ここでいう包装袋とは、空気を抜いた状態で平面視して矩形状を有し、一端部だけに開口部が形成され、残りの３つの端部が密封（３方シール）された袋である。
ここでは、包装袋の開口部が形成された端（端部）を一端（一端部）、先端（先端部）または前端（前端部）という。また、包装袋の開口部が形成された端とは反対側の端（端部）を、他端（他端部）または後端（後端部）という。包装袋の前端と後端とを除く残り２つの端（端部）を、側端（側端部）という。さらに、袋長さ方向（包装袋の長さ方向）とは、包装袋の前端と後端とを結ぶ方向（前後方向）をいう。袋幅方向（包装袋の幅方向）とは、包装袋の一方の側端と他方の側端とを結ぶ方向（左右方向）をいう。包装袋の表裏方向とは、包装袋の厚さ方向をいう。包装袋の表面（表側）とは、空気を抜いた包装袋を水平台（床面）に載置したとき、上を向いた面（側）をいう。包装袋の裏面（裏側）とは、空気を抜いた包装袋を水平台（床面）に載置したとき、下を向いた面（側）をいう。
横置き状態の包装袋とは、空気を抜いた包装袋を水平台（床面）に載置した状態をいう。
包装袋が開口するとは、包装袋の開口面に隙間（空間）が形成される状態をいう。包装袋の開口部の略中心位置を中心とした放射方向とは、包装袋の開口した面の略中心位置を中心として、この開口した面に沿った放射方向をいう。
【００１４】
包装袋の素材としては、例えば各種の合成樹脂（ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、各種の金属（アルミニウムなど）を採用することができる。
包装袋としては、例えば先端のみが開口された三方シールのフラットタイプ袋でもよいし、ガセットタイプ袋でもよい。ガセットタイプ袋の場合、シート状の包装袋はピンチロールで送り出されたり、真空吸着状態で移送することができる。
袋後端固定手段は、包装袋の後端を挟持（固定）可能な構造を有したものであればよい。例えば、包装袋の後端部を挟持する上下１対の袋後端固定部材と、両袋後端固定部材を近接離反させる固定部材移動部とを有したものを採用することができる。
近接離反とは、対象物（ここでは袋後端固定部材）同士を互いに近づけたり、離反させることをいう。
【００１５】
袋後端固定手段により挟持される包装袋の後端（奥側の縁）の部分とは、その袋幅方向の全長にわたった部分でもよいし、その一部でもよい。ただし、袋幅方向の全長にわたったものの方が好ましい。
袋開口手段は、包装袋の開口部を広げられる（開けられる）構造であれば任意に構成することができる。例えば、包装袋の表裏側を個別に吸着する１対の真空吸引パッドと、両真空吸引パッドを互いに近接離反させる手段を有したものでもよい。
開口部拡開手段は、開いた開口部に挿入される複数の拡開部材を有し、各拡開部材を用いて開口部を包装袋の内側から外方に押し広げられるものであれば任意に構成することができる。例えば、拡開部材を水平移動させる手段と、拡開部材を開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向に移動可能な手段とが併設されたものでもよい。
拡開部材の素材としては、例えば各種の金属、各種の合成樹脂、各種のセラミックスなどを採用することができる。
【００１６】
拡開部材は、例えば棒形状、板形状、ブロック形状のものを採用することができる。
拡開部材の使用本数は２本以上であれば、例えば３本、４本または５本でもよい。
容器挿入手段は、包装袋に容器を挿入可能な構造であれば任意である。例えば、容器を支持部材により支持し、この状態のまま、支持部材を押し込み機構により水平移動させ、容器を開口部を通して袋内に挿入するものなどを採用することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明にあって、前記袋後端固定手段は、前記包装袋の後端部を、該包装袋の表裏方向からその袋幅方向の全長にわたって挟持可能な１対の袋後端固定部材と、両袋後端固定部材を、相対的に近接離反させる固定部材移動部とを有した容器包装装置である。
請求項２に記載の発明によれば、包装袋の後端固定時には、固定部材移動部により両袋後端固定部材を互いに近接させ、包装袋の後端部を表裏方向（上下方向）から挟持する。これにより、横置き状態の包装袋の後端部を、袋幅方向の全長にわたってしっかりと固定することができる。
袋後端固定部材の素材としては、例えば各種の金属、各種の合成樹脂、各種のセラミックス、各種の木などを採用することができる。
袋後端固定部材の大きさ、形状は任意である。
固定部材移動部としては、例えば、駆動モータ、駆動シリンダなどの駆動部により、袋後端固定部材を回動させたり、袋後端固定部材を直線移動させるものを採用することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、第１の発明または第２の発明にあって、前記開口部拡開手段は、各拡開部材をそれぞれ水平方向に往復移動可能で、かつ各拡開部材をそれぞれ前記放射方向に往復移動可能な構造を有した容器包装装置である。
第３の発明によれば、容器の袋挿入時、開口部拡開手段により各拡開部材を水平方向に移動して袋内に差し込む。その後、開口部拡開手段により各拡開部材を開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させる。これにより、包装袋の開口部の拡開をスムーズに行うことができる。
各拡開部材を水平方向に往復移動させる機構としては、例えば、エアシリンダなどのアクチュエータ、電動モータなどの駆動部により、水平ガイドに沿って、各拡開部材を水平移動させる水平移動機構を採用することができる。
また、各拡開部材を放射方向に移動させる機構としては、例えば、前記駆動部により、傾斜ガイドに沿って、各拡開部材を開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向（傾斜方向）に移動させる放射移動機構を採用することができる。
水平移動機構と放射移動機構とは、互いに一体化させて設けてもよいし、別体で設けてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、容器の袋挿入時、横置きされた包装袋の後端部を袋後端固定手段により挟持するので、開口部を除く包装袋の残り部分の自由度が抑えられる。これにより、袋内の略一定位置に容器を常にスムーズに収納することができる。その結果、包装袋のシワの発生を抑制するとともに、高い品質レベルで安定して容器を包装することができる。
また、容器の袋挿入時において、予め複数の拡開部材を袋内に差し込み、これらを開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させるので、開口部の開口面積を内側から拡大させることができる。これにより、容器の大きさに対して開口部の開きを十分に確保することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、容器の袋挿入に先駆けて、固定部材移動部を作動し、両袋後端固定部材により包装袋の後端部をその袋幅方向の全長にわたって挟持するので、横置き状態の包装袋の後端部をしっかりと固定することができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、容器の袋挿入時、開口部拡開手段により各拡開部材を水平方向に移動して袋内に差し込んだ後、各拡開部材を開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させるので、包装袋の開口部の拡開をスムーズに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、この発明の実施例を参照して説明する。なお、説明の都合上、Ｙ１方向を包装袋内に容器を挿入する方向、Ｙ２方向を包装袋内に容器を挿入する方向とは反対方向、Ｘ１方向を平面内でＹ１−Ｙ２方向と直交する一方向、Ｘ２方向を平面内でＹ１−Ｙ２方向と直交する他方向とする。
ここでは、容器として多数枚のシリコンウェーハが中子であるウェーハカセットを介して収納されたウェーハケースを採用している。ウェーハケースは、包装袋（内袋）に挿入して梱包後、さらにアルミニウム製の外袋に納めて二重に梱包される。なお、外袋による梱包作業は、内袋による梱包と同じである。そのため、説明を省略している。
【００２３】
図１において、１０はこの発明の実施例１に係る容器包装装置で、先端だけを開口して三方シールされた矩形状の包装袋１１を開口し、その袋内に略直方体のウェーハケース（容器）１２を挿入して梱包する装置である。包装袋１１としては、ウェーハケース１２を収納可能な大きさのナイロン（ポリアミド繊維の商品名）製のフラットタイプ袋が採用されている。
図２に示すように、容器包装装置１０は、平面視して横Ｔ字形状に配設された５つのステージに区分されている。
【００２４】
すなわち、容器包装装置１０は、多数枚の包装袋１１が袋ストック台車１３上に積層される第１ステージＳ１と（図１２、図１３）、第１ステージＳ１のＹ２側に配置され、ウェーハケース１２が包装袋１１に挿入（投入）される第２ステージＳ２と、第２ステージＳ２のＹ２側に配置され、包装袋１１に挿入されるウェーハケース１２を待機させる第３ステージＳ３と、第２ステージＳ２のＸ１側に配置され、ケース挿入後（容器挿入後）の包装袋１１内の脱気、包装袋１１の後端部の三角耳部１１ａ（図３）の整形、包装袋１１の開口部のシールを行う第４ステージＳ４と、第４ステージＳ４のＸ１側に配置され、包装袋１１の前端部の三角耳部１１ａを折り、前後端部の三角耳部１１ａをテープ止めする第５ステージＳ５とを備えている。
【００２５】
図２および図１２に示すように、第１ステージＳ１には、袋長さ方向を水平とした横置き状態で多数枚の包装袋１１が積載された袋ストック台車（水平台）１３が配置されている。このとき、各包装袋１１の開口部は、Ｙ２方向に向けられている。しかも、袋ストック台車１３は、各包装袋１１の開口部が第２ステージＳ２内に配置されるようになっている。
第２ステージＳ２には、袋ストック台車１３上に積載された包装袋１１のうち、最上位置の包装袋１１の開口部付近を真空吸着して持ち上げる複数本のピックアップパッド１４（図１２）が配置されている。ピックアップパッド１４により持ち上げられた包装袋１１の開口部は、袋後端チャック手段（袋後端固定手段）１６の上下１対の袋後端固定部材１５によってチャック（挟持）され、包装袋１１の全体が第２ステージＳ２の内部まで移送される。ここで、包装袋１１の前端部は後述する袋先端チャック手段１７によりチャックされ、この後、袋後端チャック手段１６は第２ステージＳ２のＹ１側の端部に戻り、包装袋１１の後端部を袋後端固定部材１５によりチャックする。
【００２６】
袋後端チャック手段１６は、第２ステージＳ２の上部空間に配置され、各ピックアップパッド１４と両袋後端固定部材１５とを第２ステージＳ２のＹ１側の端部とＹ２側の端部との間で移動させるベルト式の袋後端固定用コンベアＣ１（図１２）を有している。袋後端固定用コンベアＣ１には、昇降用エアシリンダ１６ａの上端部がロッドの先端を下方に向けて固定されている。ロッドの先端部には、Ｘ１−Ｘ２方向に長く、かつ各ピックアップパッド１４および両袋後端固定部材１５が配設された昇降プレート１６ｂが固定されている。昇降プレート１６ｂのＸ１−Ｘ２側の両端部には、ロッドの出し入れにより、両袋後端固定部材１５を互いに近接離反させる１対の袋後端チャック用エアシリンダ（固定部材移動部）１６ｃが設けられている。近接離反とは、対象物（ここでは両袋後端固定部材１５）同士を互いに近づけたり、離反させることをいう。
【００２７】
すなわち、第２ステージＳ２のＹ１側の端部上で、昇降用エアシリンダ１６ａにより各ピックアップパッド１４および両袋後端固定部材１５を同時に昇降させ、袋ストック台車１３上に積載された包装袋１１のうち、最上位置の包装袋１１の開口部付近を真空吸着して持ち上げる。その直後、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃのロッドを引き込ませ、両袋後端固定部材１５により包装袋１１の開口部をチャックする。この状態のまま、袋後端固定用コンベアＣ１により昇降プレート１６ｂを第２ステージＳ２のＹ２側に移動させることで、ピックアップされた包装袋１１の全体が第２ステージＳ２内に配置される。
【００２８】
また、第２ステージＳ２のＹ２側の端部には、包装袋１１の先端部（開口側の端部）のうち、袋幅方向の両側部を着脱自在に固定する袋先端チャック手段１７が配置されている（図２３）。袋先端チャック手段１７は、第２ステージＳ２のＹ２側の端部のうち、そのＸ１側の端部およびＸ２側の端部に、それぞれ水平軸１７ａを中心にして回動自在な１対の回動アーム１７ｂと、両回動アーム１７ｂの下端部（元部）に設けられ、両回動アーム１７ｂを回動させる１対の回動用エアシリンダ１７ｃと、Ｘ１−Ｘ２方向に長く、かつ両回動用エアシリンダ１７ｃを互いに近接離反させるベルト式の近接離反コンベア１７ｄと、両回動アーム１７ｂの上端部に配設され、包装袋１１の先端部の両側をそれぞれ挟持する上下１対ずつの袋先端側縁チャック部材１８と、両回動アーム１７ｂに配設され、上向きのロッドを出し入れさせて袋先端側縁チャック部材１８を互いに近接離反させる１対のチャック用エアシリンダ１７ｅとを有している。
【００２９】
すなわち、両回動用エアシリンダ１７ｃにより両回動アーム１７ｂを回動させ、包装袋１１の先端部の両側に、対応する両袋先端側縁チャック部材１８を配置する。次に、両チャック用エアシリンダ１７ｅにより、対応する上下の袋先端側縁チャック部材１８を近接する方向に移動させ、包装袋１１の先端部の両側部をそれぞれチャックする。包装袋１１の先端部（開口部）のテンションを調整する際には、近接離反コンベア１７ｄを作動させ、回動用エアシリンダ１７ｃとともに両回動アーム１７ｂを近接離反させる。
【００３０】
さらに、第２ステージＳ２には、包装袋１１の開口部の上下側をそれぞれ真空吸着して包装袋１１の開口部を開く袋開口手段１９が配置されている。袋開口手段１９は、第２ステージＳ２のＹ２側の端部において、枠幅方向をＹ１−Ｙ２方向に向けて立設された矩形状の固定枠１９ａに取り付けられている。固定枠１９ａの上枠部と下枠部との各長さ方向の中間部には、上下１対のエアシリンダ１９ｂが、互いのロッドを対向させて配設されている。各ロッドの先端部には、包装袋１１の開口部の上下側を真空吸着する上下２対の開口パッド２０がそれぞれ設けられている。
すなわち、両エアシリンダ１９ｂによりロッドを同期突出させ、昇降板１９ｃを介して、上下２対の開口パッド２０を包装袋１１の開口部の上下側に真空吸着させた後、両エアシリンダ１９ｂにより、対応するロッドを同期して引き込ませ、上下２対の開口パッド２０を所定距離だけ離反させる。その結果、包装袋１１の開口部が開く。
【００３１】
そして、第２ステージＳ２には、ウェーハケース１２の包装袋１１への挿入後、包装袋１１の後端部の両側に現出される三角耳部１１ａをそれぞれ容器１２の側方に折り返す前に、三角耳部１１ａの元部に折り返し筋を付ける折り筋付形手段２１が設けられている。折り筋付形手段２１は、第２ステージＳ２のうち、固定枠１９ａよりＹ１方向の下部空間に、ケース載置台５０を介して配設された左右（Ｘ１−Ｘ２）１対のエアシリンダ（バー起伏手段）２２と、両エアシリンダ２２のロッド２２ａの先端部に、長さ方向がＹ１−Ｙ２方向を向いた回動ピン２３およびリンク２４を介して連結され、かつ対応する三角耳部１１ａの折り返しガイドとなる左右１対の耳折り整形バー２５とを有している（図３、図７）。前記ケース載置台５０は、袋挿入直後にウェーハケース１２が載置される台である。
すなわち、両エアシリンダ２２のロッド２２ａを突出させると、回動ピン２３を中心にして両耳折り整形バー２５が垂直面に沿って回動し、各三角耳部１１ａの元部の折り返し側に耳折り整形バー２５が押し当てられる。これにより、両三角耳部１１ａの内部空気が、三角耳部１１ａの外へ押し出される。なお、三角耳部１１ａは、包装袋１１の両側部の折りに起因して発生する。
【００３２】
また、第２ステージＳ２の中央部と第４ステージＳ４の中央部との間には、Ｘ１−Ｘ２方向に長いベルトコンベアＣ２を介して、両ステージＳ２，Ｓ４間を往復移動する容器移動台５１が設けられている。容器移動台５１は、第２ステージＳ２への移動時、前記ケース載置台５０に接触せず、かつケース載置台５０を内部空間に取り込み可能な構造を有している。容器移動台５１の上板のＹ１側の端部には、ケース挿入後、包装袋１１の後端部の両側に現出される三角耳部１１ａをそれぞれウェーハケース１２の両側方に折り返す袋後端耳折り手段２６が設けられている。
【００３３】
袋後端耳折り手段２６は、容器移動台５１のＹ１側の端部のうち、Ｘ１側の端部およびＸ２側の端部に配設された垂直軸２６ａを中心にして水平回動する１対の耳折り板２７と、各垂直軸２６ａに近接して容器移動台５１のＹ１側の端部に配設された１対のエアシリンダ２６ｂとを有している。両耳折り板２７は、ウェーハケース１２のＸ１−Ｘ２方向の長さより若干長い距離だけ離間している。両エアシリンダ２６ｂのロッドを同時に突出させることで、連結片２６ｃを介して、各ロッドの先端部に回動自在に連結された垂直軸２６ａが回動し、両耳折り板２７が、両耳折り整形バー２５により元部に折り返し筋が入った各三角耳部１１ａを、対応するケース側方に折り返す。
【００３４】
そして、容器移動台５１の上板のＹ２側の端部には、包装袋１１の開口部側の両側縁をチャックする側縁チャック手段２８が設けられている（図４、図８）。側縁チャック手段２８は、容器移動台５１の上板のＹ２側の端部のうち、Ｘ１側の端部およびＸ２側の端部に配設されたＹ１−Ｙ２方向に長い水平軸２９ａを中心として回動する１対の回動アーム２９と、両回動アーム２９を回動させる１対の回動モータ３０と、両回動アーム２９の先端部にそれぞれ設けられた合計２対の側縁チャック部材３１と、各対の側縁チャック部材３１をロッドの出し入れにより近接離反させるエアシリンダ３２Ａとを有している。両回動アーム２９は、ウェーハケース１２のＸ１−Ｘ２方向の長さより若干長い距離だけ離間している。
【００３５】
すなわち、両回動モータ３０により両回動アーム２９を水平軸２９ａを中心にして回動させることで、各対の側縁チャック部材３１が包装袋１１の開口部付近の両側縁に近接する。その後、エアシリンダ３２Ａのロッドを突出させることで、各側縁チャック部材３１間で、包装袋１１の両側縁がそれぞれチャックされる。包装袋１１の開口部のテンション調整は、両回動アーム２９の距離を、容器移動台５１の上板のＹ２側の端部の全長にわたって設けられたＸ１−Ｘ２方向に長いアーム近接離間用コンベア（ベルトコンベア）Ｃ３により変更させることで行う。
【００３６】
容器移動台５１の上板には、ケース載置台５０上からウェーハケース１２をピックアップするケース昇降手段６０が設けられている（図２４）。ケース昇降手段６０は、容器移動台５１の上板のＸ１−Ｘ２方向の両端部に配設され、ロッドが下向きとなった１対のピックアップシリンダ６１と、各下向きのロッドの先端部に固定された１対の回動モータ６２と、各回動モータ６２のＹ１−Ｙ２方向に長い出力軸の先端部に固着され、かつウェーハケース１２の蓋体の外部突出する外縁部のうち、Ｘ１−Ｘ２の両方向の辺部をそれぞれ下方から支持可能な１対の容器挟持板６４とを有している。
すなわち、両回動モータ６２により出力軸を回動させ、ケース載置台５０に載置されたウェーハケース１２の蓋を両容器挟持板６４により挟持する。その後、両ピックアップシリンダ６１のロッドを引き込ませ、ウェーハケース１２をケース載置台５０から若干ピックアップする。ウェーハケース１２のピックアップを解除する場合には、上述した操作とは反対の操作を行う。
【００３７】
図１および図１７に示すように、第３ステージＳ３には、４本の拡開部材３２を有した開口部拡開手段３３が設けられている。各拡開部材３２は、Ｙ１−Ｙ２方向に長いバーで、開口部から包装袋１１内におのおのが出し入れ自在に挿入される。その後、各拡開部材３２は、開口部の略中心位置を中心とした異なる放射方向（周方向に９０°毎の放射方向）に移動されることで、開口部の開口面積を内側から拡大させる。
開口部拡開手段３３は、第３ステージＳ３のＹ１側の端部に配置され、幅方向をＹ１−Ｙ２方向に向けた矩形状の移動基枠７０を有している（図１５）。移動基枠７０は、前記固定枠１９ａの内部空間を挿通可能な大きさを有している。移動基枠７０は、その直下に配置されたＹ１−Ｙ２方向に長いベルトコンベアＣ５により、第２ステージＳ２内で開口された包装袋１１に向かって、進退自在に構成されている。移動基枠７０の各角部には、各先端が移動基枠７０の略中心部に向けられたロッドを出し入れさせることにより、対応する拡開部材３２を、開口部の略中心位置を中心とした放射方向に移動させる合計４つのエアシリンダ７１が配設されている。
【００３８】
すなわち、各拡開部材３２の包装袋１１の開口部への挿入時には、各エアシリンダ７１のロッドを突出させ、移動基枠７０を介して、ベルトコンベアＣ５により４本の拡開部材３２を、開口された包装袋１１に挿入する。包装袋１１の開口部の拡開時には、各エアシリンダ７１のロッドを同時に引き込ませる。これにより、４本の拡開部材３２が、開口部の略中心位置を中心とした放射方向に同時に移動し、ウェーハケース１２をスムーズに挿入可能な大きさまで開口部が拡開される。
【００３９】
また、第３ステージＳ３には、開口部を通して、ウェーハケース１２を包装袋１１に挿入する容器挿入手段３４が設けられている。容器挿入手段３４は、ウェーハケース１２の蓋体の外部突出する外縁部のうち、Ｘ１−Ｘ２の両方向の辺部をそれぞれ下方から支持可能で、かつＹ１−Ｙ２方向に長い１対の容器支持バー３５と、両容器支持バー３５がそれぞれ片持ちされる保持台３６と、保持台３６を、第３ステージＳ３のＹ１−Ｙ２方向の略全長にわたって往復移動させ、かつ前記移動基枠７０用のベルトコンベアＣ５より長尺な一対のベルトコンベアＣ４とを有している。両ベルトコンベアＣ４は、互いに同期駆動される。
すなわち、両ベルトコンベアＣ４により保持台３６をＹ１方向に移動させることで、移動途中、ウェーハケース１２の蓋体を１対の容器支持バー３５により掛止してウェーハケース１２を片持ちし、その状態のまま、保持台３６をさらにＹ１方向に移動させることで、ウェーハケース１２が第２ステージＳ２まで搬送され、ここで開口部が開口された包装袋１１に挿入される。
【００４０】
図４、図８、図２０および図２１に示すように、第４ステージＳ４には、包装袋１１の開口部を熱シール（熱封止）する袋シール手段３７が設けられている。袋シール手段３７は、第４ステージＳ４のＹ２側の端部に配置され、かつ電熱線が収納されたＸ１−Ｘ２方向に長い上下１対のシールバー（シール部材）３８ａと、両シールバー３８ａを互いに近接離反させるシール用エアシリンダ３７ａとを有している。シール用エアシリンダ３７ａのロッドを押し出すことで、両シールバー３８ａを近接させる。これにより、両シールバー３８ａ間に挟まれた包装袋１１の開口部が熱シールされる。
【００４１】
第４ステージＳ４には、熱シールに際して、包装袋１１の内部空気を吸い出す脱気手段３９が設けられている。脱気手段３９は、第４ステージＳ４のＹ２側の端部に配置され、かつＹ１−Ｙ２方向に長くて薄い脱気ノズル４０と、脱気ノズル４０をＹ１−Ｙ２方向に往復移動させ、脱気ノズル４０の先端部を包装袋１１の開口部に出し入れさせるノズル進退用エアシリンダ３９ａとを有している。なお、脱気ノズル４０の後端部は、容器包装装置１０の外部に設けられた負圧発生装置３９ｂにチューブを介して連通されている。
【００４２】
すなわち、袋封止時（袋脱気時）には、まずノズル進退用エアシリンダ３９ａにより脱気ノズル４０の先端部を包装袋１１の開口部に挿入する（図２０）。そして、この状態のまま、プレス用エアシリンダ３７ｂのロッドを突出させ、プレスバー３８ｂにより袋口全体の口封を行い、負圧発生装置３９ｂの負圧力により脱気ノズル４０を介して包装袋１１の内部空気を抜き出す。抜き出し後は、ノズル進退用エアシリンダ３９ａにより脱気ノズル４０を袋内から引き抜き、それからシール用エアシリンダ３７ａのロッドを突出させ、両シールバー３８ａ間に挟まれた包装紙１１の開口部を熱シールする（図２１）。熱シールの際には、プレスバー３８ｂにより袋口全体の口封を行うことで、脱気状態を保持したまま、包装袋１１の開口部が熱シールされる。
【００４３】
第４ステージＳ４には、脱気時における包装袋１１内でのウェーハケース１２を位置決めする容器位置決め手段４１が設けられている（図４、図９、図２０および図２１）。容器位置決め手段４１は、第４ステージＳ４のＹ２側の端部のうち、その長さ方向の中間部に配置され、かつロッドの先端がＹ１方向を向いた位置決めエアシリンダ４２を有している。ロッドの先端部には、包装袋１１の外からウェーハケース１２の蓋のＹ２側の縁に押し当てられ、脱気による袋内でのウェーハケース１２のＹ２側への移動を規制するストッパ板４３が固定されている。
すなわち、袋封止時には、脱気に先駆けて位置決めエアシリンダ４２のロッドを突出させ、包装袋１１の外からウェーハケース１２の蓋のＹ２側の縁にストッパ板４３を当接させる。これにより、引き続き行われる脱気作業中における袋内でのウェーハケース１２のＹ２側への移動が規制される。その結果、包装袋１１の袋前端と袋後端との三角耳部１１ａの形状、大きさが設定通りに揃えられ、ウェーハケース１２に対するより高品質の梱包を行うことができる。
【００４４】
また、第４ステージＳ４の下部には、第５ステージＳ５の下部とに跨がって、袋詰め途中のウェーハケース１２を第４ステージＳ４から第５ステージＳ５に搬送する搬送コンベアＣ６が設けられている。
第５ステージＳ５には、包装袋１１の前端部の両側および後端部の両側に現出された三角耳部１１ａ（図５）を、それぞれウェーハケース１２の両側方に折り返す袋前端耳折り手段４４と袋後端耳折り手段２６Ａとが配設されている（図６）。
袋前端耳折り手段４４および袋後端耳折り手段２６Ａは、第５ステージＳ５のＹ１−Ｙ２側の端部で対称配置されている他は、第２ステージＳ２の容器移動台５１に設けられた袋後端耳折り手段２６とそれぞれ略同じ構造を有している。そのため説明を省略する。
【００４５】
また、第５ステージＳ５には、ウェーハケース１２の両側方において、対向配置された両三角耳部１１ａの先端部に跨がって粘着テープ４５を貼ることで、包装袋１１の前後端を処理するテープ貼着手段４６が設けられている（図６および図２２）。テープ貼着手段４６は、第５ステージＳ５のＸ１側の端部およびＸ２側の端部にそれぞれ配置され、ロッドの先端が互いに対向配置された１対のテーブ用エアシリンダ４６ａと、各ロッドの先端部に設けられ、かつ所定長さの粘着テープ４５を供給する１対のテープディスペンサ４６ｂとを有している。
すなわち、両テープディスペンサ４６ｂにより所定長さの粘着テープ４５を供給し、その後、両テーブ用エアシリンダ４６ａのロッドをそれぞれ突出させる。これにより、ウェーハケース１２の両側方にそれぞれ対向配置された袋前側および袋後側の両三角耳部１１ａに跨がって粘着テープ４５が貼られる。
【００４６】
次に、この発明の実施例１に係る容器包装装置１０の作動を、図１０および図１１のフローシートに基づき説明する。
あらかじめ、第１ステージＳ１に、多数枚の包装袋１１が載置された袋ストック台車１３を配置しておく。このとき、各包装袋１１の開口部をＹ２方向に向け、かつ袋ストック台車１３のＹ２側の端部が、第２ステージＳ２内に配置させる。
次に、第２ステージＳ２のＹ１側の端部上で、昇降用エアシリンダ１６ａにより各ピックアップパッド１４および両袋後端固定部材１５を同時に昇降させ、袋ストック台車１３上の包装袋１１のうち、最上位置の包装袋１１の開口部付近を真空吸着して持ち上げる（図１２）。その直後、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃのロッドを引き込ませ、両袋後端固定部材１５により包装袋１１の開口部をチャックする。この状態のまま、袋後端固定用コンベアＣ１により昇降プレート１６ｂを第２ステージＳ２のＹ２側に移動させ、ピックアップされた包装袋１１の全体を第２ステージＳ２内に移動させる（図１３）。
【００４７】
その後、両回動用エアシリンダ１７ｃにより両回動アーム１７ｂを回動させ、包装袋１１の先端部（開口部）の両側に、対応する両袋先端側縁チャック部材１８を配置する。次に、両チャック用エアシリンダ１７ｅにより、対応する上下の袋先端側縁チャック部材１８を近接する方向に移動させ、包装袋１１の先端部の両側部をそれぞれチャックする。包装袋１１の先端部のテンションの調整は、近接離反コンベア１７ｄを作動させ、回動用エアシリンダ１７ｃとともに両回動アーム１７ｂを近接離反させて行う。
次に、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃのロッドを突出させ、両袋後端固定部材１５による袋先端部のチャック状態を解除する。それから、袋後端固定用コンベアＣ１により昇降プレート１６ｂを第２ステージＳ２のＹ１側の端部に戻す。ここで、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃのロッドを再び引き込ませ、包装袋１１の後端部を上下の袋後端固定部材１５によりチャックする（図１４）。
【００４８】
続いて、袋開口手段１９において、両エアシリンダ１９ｂによりロッドを同期突出させ、これにより上下２対の開口パッド２０を包装袋１１の開口部の上下側に真空吸着させる。その後、両エアシリンダ１９ｂにより、対応するロッドを同期して引き込ませ、上下２対の開口パッド２０を所定距離だけ離反させる。これにより、包装袋１１の開口部が開く（図１５）。
次に、開口部拡開手段３３において、各エアシリンダ７１のロッドを突出させ、移動基枠７０を介して、ベルトコンベアＣ５により４本の拡開部材３２を、開口された包装袋１１に挿入する。その後、各エアシリンダ７１のロッドを同時に引き込ませることで、４本の拡開部材３２が、開口部の略中心位置を中心とした放射方向に同時に移動する。これにより、包装袋１１の開口部が、ウェーハケース１２をスムーズに挿入可能な大きさまで拡開される（図１６）。
【００４９】
次いで、包装袋１１にウェーハケース１２を挿入する（図１７）。すなわち、容器挿入手段３４において、ベルトコンベアＣ４により保持台３６をＹ１方向に移動させる。これにより、この移動途中、ウェーハケース１２の蓋が１対の容器支持バー３５により掛止される。こうしてウェーハケース１２が片持ちされたまま、保持台３６をさらにＹ１方向に移動させることで、ウェーハケース１２が第２ステージＳ２まで搬送され、ここで開口部が開口された包装袋１１に挿入される。
その後、容器挿入手段３４のベルトコンベアＣ４により容器支持バー３５を引き戻す。また、開口部拡開手段３３において、各エアシリンダ７１のロッドを同時に突出させることで、４本の拡開部材３２を開口部の略中心方向に移動させるとともに、ベルトコンベアＣ５により各拡開部材３２を包装袋１１から抜き出す。さらに、袋後端チャック手段１６において、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃのロッドを突出させ、袋後端部のチャック状態を解除する（図１８）。
【００５０】
それから、折り筋付形手段２１において、両エアシリンダ２２のロッド２２ａを突出させる（図７、図１８）。よって、回動ピン２３を中心にして両耳折り整形バー２５が垂直面に沿って回動し、各三角耳部１１ａの元部の折り返し側に耳折り整形バー２５がそれぞれ押し当てられる。これにより、包装袋１１の開口部を開く前、両三角耳部１１ａの内部空気が、対応した三角耳部１１ａの外へ押し出される。
その結果、後工程で行われる両三角耳部１１ａの容器側方への折り返し作業において、各三角耳部１１ａの元部側における折り返しの基準ライン（折り返し筋）が安定化する。よって、袋後端部の両側の三角耳部１１ａの大きさおよび形状が均一化し、高い品質レベルで安定して容器を包装することができる。
【００５１】
折り返し筋の付形後、両エアシリンダ２２のロッドを引き戻し、回動ピン２３を中心にして両耳折り整形バー２５を、元の伏せ位置まで下方回動させる（図１９）。そして、袋後端耳折り手段２６において、両エアシリンダ２６ｂのロッドを同時に突出させる。これにより、各ロッドの先端部に回動自在に連結された垂直軸２６ａが回動し、両耳折り板２７が、両耳折り整形バー２５により元部に折り返し筋が入った各三角耳部１１ａを、対応するケース側方に折り返す。
【００５２】
次に、第２ステージＳ２と第４ステージＳ４と間のベルトコンベアＣ２を介して、容器移動台５１を第２ステージＳ２から第４ステージＳ４に移動する。その際、ケース昇降手段６０において、両回動モータ６２により出力軸６３を回動させ、ケース載置台５０に載置されたウェーハケース１２の蓋を両容器挟持板６４により挟持する。その後、両ピックアップシリンダ６１のロッドを引き込ませ、ウェーハケース１２をケース載置台５０から若干ピックアップする。
それから、この第４ステージＳ４への移動後、容器移動台５１の側縁チャック手段２８において、両回動モータ３０により両回動アーム２９を水平軸２９ａを中心にして回動させる（図８、図２０）。これにより、各対の側縁チャック部材３１が包装袋１１の開口部付近の両側縁に近接する。そして、エアシリンダ３２Ａのロッドを押し出すことで、各側縁チャック部材３１間で、包装袋１１の両側縁がそれぞれチャックされる。包装袋１１の開口部のテンション調整は、アーム近接離間用コンベアＣ３により、両回動アーム２９の距離を変更することで行う。
【００５３】
次いで、容器位置決め手段４１において、袋封止時、脱気に先駆けて位置決めエアシリンダ４２のロッドを突出させ、包装袋１１の外からウェーハケース１２の蓋のＹ２側の縁にストッパ板４３を当接させる（図９、図２０）。これにより、引き続き行われる脱気作業中における袋内でのウェーハケース１２のＹ２側への移動が規制される。その結果、包装袋１１の袋前端と袋後端との三角耳部１１ａの形状、大きさが設定通りに揃えられ、ウェーハケース１２に対するより高品質の梱包を行うことができる。
続いて、袋シール手段３７において、ノズル進退用エアシリンダ３９ａにより脱気ノズル４０の先端部を、包装袋１１の開口部に挿入する（図２０）。その後、プレスバー３８ｂ間に包装袋１１の開口部を配置した状態で、プレス用エアシリンダ３７ｂのロッドを突出させる。これにより、両プレスバー３８ｂ間で包装袋１１の開口部が挟持され、この状態で負圧発生装置３９ｂの負圧力により脱気を行う。脱気完了後、ノズル進退用エアシリンダ３９ａにより脱気ノズル４０を袋内から引き出し、シール用エアシリンダ３７ａのロッドを突出させ、両シールバー３８ａ間に挟まれた包装袋１１の開口部を熱シールする（図２１）。熱シールの際には、プレスバー３８ｂにより袋口全体の口封を行い、脱気状態を保持したまま包装袋１１の開口部が熱シールされる。
【００５４】
その後、容器位置決め手段４１において、位置決めエアシリンダ４２のロッドを引き込ませ、ストッパ板４３をウェーハケース１２の蓋から離反させる（図２１）。
次に、ケース昇降手段６０により、袋封止後のウェーハケース１２を搬送コンベアＣ６上に載置する。その後、搬送コンベアＣ６によりウェーハケース１２を第４ステージＳ４から第５ステージＳ５に搬送する。
第５ステージＳ５では、袋前端耳折り手段４４および袋後端耳折り手段２６Ａにより、包装袋１１の前端部および後端部の各三角耳部１１ａが、ケース側方にそれぞれ折り畳まれる（図２２）。
その後、テープ貼着手段４６において、両テープディスペンサ４６ｂにより所定長さの粘着テープ４５を供給し、それから両テーブ用エアシリンダ４６ａのロッドをそれぞれ突出させる。これにより、ウェーハケース１２の両側方にそれぞれ対向配置された袋前側および袋後側の両三角耳部１１ａに跨がって粘着テープ４５が貼られる。
【００５５】
以上、説明したように、実施例１の容器包装装置１０は、ウェーハケース１２の袋挿入時、横置きされた包装袋１１の後端部を袋後端チャック手段１６により固定するので、開口部を除く包装袋１１の残り部分の自由度が抑えられる。これにより、袋内の略一定位置にウェーハケース１２を常にスムーズに収納することができる。その結果、包装袋１１のシワの発生を抑制するとともに、高い品質レベルで安定してウェーハケース１２を包装することができる。
また、ウェーハケース１２の袋挿入時において、予め複数の拡開部材３２を袋内に差し込み、これらを開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させるので、開口部の開口面積を内側から拡大させることができる。これにより、ウェーハケース１２の大きさに対して開口部の開きを十分に確保することができる。
【００５６】
さらに、ウェーハケース１２の袋挿入に先駆けて、袋後端チャック用エアシリンダ１６ｃを作動し、両袋後端固定部材１５により包装袋１１の後端部をその袋幅方向の全長にわたって挟持するので、横置き状態の包装袋１１の後端部をしっかりと固定することができる。
そして、ウェーハケース１２の袋挿入時、開口部拡開手段３３により各拡開部材３２を水平方向に移動して袋内に差し込んだ後、各拡開部材３２を開口部の略中心位置を中心として異なる放射方向に移動させるので、包装袋１１の開口部の拡開をスムーズに行うことができる。
- 【公開番号】特開２００７−３９１２９（Ｐ２００７−３９１２９Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【発明の名称】容器包装装置
- 【出願番号】特願２００６−１７５８６１（Ｐ２００６−１７５８６１）
【出願日】平成１８年６月２６日（２００６．６．２６）
【出願人】
【識別番号】３０２００６８５４
【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ
- 【代理人】
【識別番号】１０００９４２１５
【弁理士】
【氏名又は名称】安倍 逸郎
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