JP6295542B2 - 包装装置 - Google Patents

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Description

本発明は、包装装置に関する。
商品を収容したトレイ(被包装物)を、ストレッチ性のあるフィルム(包装材)で包装する包装装置が、食品工場やスーパーマーケットのバックヤードなどで広く用いられている。この包装装置として、被包装物の質量(重量)を計測する計量機能、計量機能で計測して得た質量やその質量と単位質量(単位重量)当たりの値段に基づき算出した販売価格などを表示する表示機能、及び、質量や販売価格などに基づき、包装後の商品に貼付する値付けラベル等を印刷するラベル印刷機能などの種々の機能を備えたものが提供されている(特許文献1参照)。
また、トレイに代えてシート状の下地材に商品を載せたものを被包装物として用い、ヒートシール機構を用いて商品の周囲のフィルムを下地材に熱圧着することで、商品をフィルムで包装する包装装置も提供されている(特許文献2参照)。
特開2005−82213号公報
特開2012−46230号公報
シート状の下地材に商品を載せた被包装物を包装する包装装置では、例えば、搬入された被包装物を台に載置し、その台を上昇させ、上方に配置されているヒートシール機構の高さに対応した所定の高さで停止して水平に台を保持する。
一方、ヒートシール機構では、台を上昇する前の段階で、台を上昇する所定の高さより低い位置に、包装材であるフィルムを展張しておくとともに、フィルムを下地材に熱圧着するための発熱体であるヒータ枠(ヒータを矩形状に枠組みしたもの)をフィルムよりも高い位置に待機させており、台を所定の高さまで上昇すると、フィルムが商品の上部を覆うとともに、フィルムを挟んで台がヒータ枠に当接し、ヒータ枠を発熱させることで、フィルムを商品の周囲で台に熱圧着している。
このような包装装置では、搬入された被包装物を台上に載置する位置が、標準の位置からずれると、ヒートシール機構のヒータ枠と被包装物との位置関係が標準の位置関係から変化するために、包装の仕上がりが良くないばかりでなく、ずれの量が大きい場合には、商品とヒータ枠とが干渉するという不具合を生じる蓋然性があった。
この発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、搬入された被包装物を、基準の位置からあまりずれないように台に載置できる包装装置を提供することを目的とする。
この発明は、シート状の下地材に商品を載置した被包装物が搬入されて載置台に載置され、前記商品の上方よりフィルムを被せ、そのフィルムを、前記商品の周囲でヒータ部により前記下地材に熱圧着することで、前記商品を前記フィルムで包装する包装装置であって、前記載置台に、該載置台の中央部よりも搬入方向上流側の位置で、前記ヒータ部が囲む範囲の内側または外側にあって、該範囲の近傍に、前記下地材の裏面との間で摩擦を生じさせる摩擦部を設けたことを特徴とする
た、前記摩擦部を、前記載置台の中心を通り搬入方向に平行な線に対して対称な位置に設けたことを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、被包装物を台に搬入する際、摩擦部が摩擦力を被包装物に作用し、搬入方向への被包装物の移動が制動され、被包装物が基準の位置から大きくずれるような事態を回避することができる。効果の詳細は、後述する。
図1は、本発明の一実施例に係る包装装置の概略構成を示す斜視図である。 図2は、物品搬入部20の概略構成を示した概略構成図である。 図3は、物品搬入部20の搬送系の構成の要部とその動作を説明するための概略構成図である。 図4(a),(b)は、テーブルに載置した被包装物Fの下地材と、ヒートシール部30のヒータ枠32及びヒータ部33との位置関係を説明するための概略図、図4(c)は、同図(a)のMM部の拡大図である。 図5(a),(b)は、ヒートシール部30によりフィルムを下地材に熱圧着した際に、下地材がめくれ上がる様子を説明するための概略断面図であり、同図(c)は、摩擦部をテーブル11に設ける位置について説明するための概略平面図である。 図6(a)〜(c)は、摩擦部の構成の他の例を説明するための概略図である。 図7は、フィルムロール31から引き出したフィルムKを、下地材Sに載せた商品Wの周囲に熱圧着するヒートシールユニットの主要部を示した概略斜視図である。 図8(a),(b)は、ヒートシールユニットにおけるヒータ枠の移動について説明するための概略図である。 図9は、この包装装置100において、各部の動作を制御するための制御部200の構成の一例を示したブロック図である。 図10は、キー入力部60において、CPU201が実行する処理の概略の一例を示したフローチャートである。
以下、添付図面を参照しながら、この発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔実施例〕
図1は、本発明の一実施例に係る包装装置の概略構成を示す斜視図である。
図1において、包装装置100は、正面から見て左側に配置され、被包装物Fをフィルムで包装する包装ユニット110と、正面から見て右側に配置され、操作員がこの包装装置100を操作する際に扱う表示操作ユニット120とを有する。また、表示操作ユニット120は、値付けラベル等を印刷出力する印刷機能も備えている。
これらの包装ユニット110と表示操作ユニット120とは一体的に構成されていて、全体として包装装置100を構成している。
包装ユニット110は、シート状の包装部材である下地材Sとこの下地材Sに置かれた商品Wとからなる被包装物Fを、エレベータ部10の内部へと搬送する物品搬入部20と、物品搬入部20が搬入した被包装物Fを載置するテーブル(載置台;後述)を有し、そのテーブルを上昇して、上方に設けたヒートシール部30へ移動した後、ヒートシール部30が包装した後の被包装物F(商品)を載置したテーブルを下降して排出台40へ送り出すエレベータ部10と、エレベータ部10が上昇した被包装物Fの下地材Sに載せた商品Wを、最上部に載置したフィルムロール31から引き出したフィルムで覆い、そのフィルムの縁を下地材Sの表面に熱圧着することで商品Wをフィルムで包装するヒートシール部30と、エレベータ部10の下方に設けられ、自重によりテーブルから滑り落ちた包装後の被包装物F(商品)を受ける傾斜部41及び傾斜部41の最下部に接続し、傾斜部41を移動した後の被包装物Fを留め置く水平部42を有する排出台40と、などから構成されている。
なお、後述するように、下地材Sには物品搬入部20の搬送方向の寸法が異なる大と小の2つのサイズがあり、物品搬入部20に下地材Sの搬送方向のサイズを検出する搬送方向サイズ検出手段が設けられていて、ヒートシール部30は、搬送方向サイズ検出手段がサイズ大を検出したときは、サイズ大の下地材S(大)に商品を載せる最大範囲に対応した下地材S(大)の部分について、フィルムを熱圧着するように制御され、また、搬送方向サイズ検出手段がサイズ小を検出したときは、サイズ小の下地材S(小)に商品を載せる最大範囲に対応した下地材S(小)の部分について、フィルムを熱圧着するように制御されるようになっている(後述)。
表示操作ユニット120は、操作員に各種情報を表示する画面表示装置と、その画面表示装置に表示させた表示画面の各操作要素を操作員が操作するための操作装置(タッチパネル装置等)とからなる表示操作部50、操作員が種々の数値情報等を入力するためのキー入力部60、値付けラベル等を印刷出力するためのプリンタ部70、及び、プリンタ部70が印刷出力した値付けラベル等を排出するための排紙口80などから構成されている。
次に、物品搬入部20について説明する。
図2は、物品搬入部20の概略構成を示した概略構成図、図3は、物品搬入部20の搬送系の構成の要部とその動作を説明するための概略構成図、図4(a),(b)は、テーブルに載置した被包装物Fの下地材と、ヒートシール部30のヒータ枠32(後述)及びヒータ部(ヒータユニット)33(後述)との位置関係を説明するための概略図、図4(c)は、同図(a)のMM部の拡大図、図5(a),(b)は、ヒートシール部30によりフィルムを下地材に熱圧着した際に、下地材がめくれ上がる様子を説明するための概略断面図、同図(c)は、摩擦部(後述)をテーブル11に設ける位置について説明するための概略平面図、図6(a)〜(c)は、摩擦部の構成の他の例を説明するための概略図である。なお、説明は図1も参照する。
物品搬入部20は、全体として、上部と搬送方向下流側の端部が開口した箱体の形状を有し(図1を参照)、その左右には、搬送する被包装物Fの左右方向の位置を規定するとともに搬送方向に案内するガイド部21a,21bが立っていて、搬送方向上流側(手前側)には、搬送する被包装物Fの手前側の位置を物品搬入部20における基準の位置に規定する位置決め部を兼ねたカバー部22が設けられている。ここで、ガイド部21aとガイド部21bとの間隔は、被包装物Fの下地材Sの幅方向(搬送方向と直交する方向)の寸法よりも若干大きい程度に設定されており、それにより、物品搬入部20が被包装物Fを搬送する際、ガイド部21a,21bにより被包装物Fが搬送方向と直交する方向にずれることが無く案内されて搬送される。
ガイド部21a,21bは、その上端が平面に形成されていて、このガイド部21a,21bの上端面とカバー部22の上面とが協働して、包装作業を行う作業員が搬送前の被包装物Fを載置する作業台の役割も兼ねている。そして、ガイド部21aの上面には、搬送方向の寸法が大と小の2種類ある被包装物Fのそれぞれについて、下地材Sに載せる商品Wが占有する領域(盛り付け範囲)を指示するガイド表示GSが形成されている。なお、本実施例では、このように被包装物Fに大と小の2種類があり、それに対応して、商品Wを載せる下地材Sも大と小の2種類がある。
物品搬入部20の略中央部に配置され、幅が広い平坦面を有する受け台23、ガイド部21a,21bの近傍内側に設けた幅の狭い平坦面を有する受け台24a,24b、及び、受け台23とガイド部21a,21bとの間に設けた搬送ベルト25a,25bにより、被包装物Fを搬送する面が形成されていて、また、ガイド部21a,21bが上方へ突出しているため、物品搬入部20は凹部を形成している。また、受け台23,24a,24bは、載置された被包装物F等の質量(重量)を計測する計量部(計量手段;後述)の計量台を兼ねている。
また、受け台23,24a,24bの表面と下地材Sの裏面との間に生じる摩擦力が小さくなるように、受け台23,24a,24bの表面を平滑な面に形成している。それにより、物品搬入部20に置いた被包装物Fを搬送方向に搬送する際の被包装物Fの動きが円滑になる。
受け台24aには、被包装物サイズセンサSS1の検出光を通すスリットSL1が搬送方向の上流側に穿設され、また、被包装物サイズセンサSS2の検出光を通すスリットSL2が搬送方向の下流側に穿設されている。スリットSL1,SL2のそれぞれの下位置には、被包装物サイズセンサSS1,SS2が設けられている。これらの被包装物サイズセンサSS1,SS2としては反射型光センサが用いられる。
本実施例の場合、2つの被包装物サイズセンサSS1,SS2のうち、上流側に位置する被包装物サイズセンサSS1は、被包装物Fが搬送方向の基準位置に位置しているか否かを検出する基準位置センサの機能も有している。そして、被包装物サイズセンサSS1,SS2は搬送方向に並んで配置されている。
なお、スリットSL1,SL2及び被包装物サイズセンサSS1,SS2を、受け台24b側に設けてもよく、また、受け台23の幅方向の略中央で、且つ、搬送方向の上流側と下流側に設けてもよい。その場合、受け台23が物品搬入部20の幅方向の略中央に位置するので、仮に、横幅の狭い下地材Sを使用して搬送させたとしても、そのような下地材Sを用いた被包装物Fを物品搬入部20の基準の位置に載置すると、必ず最上流の被包装物サイズセンサSS1は該下地材Sにより遮られるようになり、被包装物サイズセンサSS1は被包装物Fを確実に検出できる。
受け台23と受け台24aとの間には搬送ベルト25aが設けられ、受け台23と受け台24bとの間には搬送ベルト25bが設けられている。これらの搬送ベルト25a,25bには、物品搬入部20に載置された被包装物Fの手前側(搬送方向上流側)端部を押すためのプッシャー部材26aa,26baが、L字金具27aa,27baを介して、それぞれ搬送ベルト25a,25bから立ち上がる態様に取り付けられている。なお、図2にはあらわれていないが、後述するように、搬送ベルト25a,25bの反対側(下側)には、プッシャー部材26aa,26baに対応した位置にプッシャー部材26ab,26bbがL字金具を介してそれぞれ取り付けられている。
また、例えば、被包装物Fを押す際、下地材Sに載せた商品Wの重みで下地材Sが上方向にまくれ上がることがあるので、そのような場合でも被包装物Fを確実に搬送方向へ移動することができるように、プッシャー部材26aa,26ab,26ba,26bbの被包装物Fに対向する面には、下地材Sの端部に係合する係合部(図示略)を設けるとよい。このようにプッシャー部材26aa,26ab,26ba,26bbに係合部を設けることで、プッシャー部材26aa,26ab,26ba,26bbが被包装物Fを押す際に、下地材Sが上方向にまくれ上がった場合、その下地材Sの端部に上記係合部が係合するから、プッシャー部材26aa,26ab,26ba,26bbが搬送方向に押す力は、下地材Sに確実に伝わり、それにより、搬送ベルト25a,25bの移動に伴って、被包装物Fを確実に搬送方向へ移動することができる。
これらの搬送ベルト25aと搬送ベルト25bとは連動していて、同一の駆動源により駆動される。図2では、搬送ベルト25a,25bがホームポジション(後述)に位置している場合のプッシャー部材26aa,26baの位置をあらわしている。このように、搬送ベルト25a,25bがホームポジションに位置しているときに、プッシャー部材26aa,26baが被包装物Fの手前側の端部よりも搬送方向上流側に位置するように、搬送ベルト25a,25bにおけるプッシャー部材26aa,26baの取付位置が定められている。
物品搬入部20の搬送方向下流側には、エレベータ部10のテーブル(載置台)11が位置する。上述の通り、エレベータ部10のテーブル11は、物品搬入部20から被包装物Fを受け入れる位置(テーブル中位置)、被包装物Fをヒートシール部30に押し上げて包装させる位置(テーブル上位置)、及び、包装後の被包装物Fを排出台40へ送り出す位置(テーブル下位置)の3位置のいずれかに、高さ方向に位置決めされると共に、その傾斜が決められる。図2では、テーブル11がテーブル中位置に位置決めされた状態を示している。この場合、被包装物Fを受け入れる際の障害とならないように、テーブル11の高さは受け台23,24a,24b及び搬送ベルト25a,25bよりも若干低い高さで、その手前側(搬送方向上流側)がより低くなるように傾斜して位置決めされる。
このように、テーブル中位置でのテーブル11の傾斜は、物品搬入部20の被包装物Fの搬送の障害にならなければよく、ある程度の範囲に定めることができる。また、テーブル中位置にテーブル11を上昇する際、あらかじめ、被包装物Fをわずかな量だけテーブル11方向へ突き出しており、被包装物Fをテーブル11へ送り出す際の動きが円滑になるようにしている。
また、テーブル11には、搬送方向上流側の端部近傍に、包装後の被包装物Fがテーブル11から排出台40に送り出されたか否かを確認するための排出センサ(図示せず)の検出光を透過させるための検出孔11aが穿設されている。そして、この検出孔11aには、ブラケット11bを介して、摩擦部11cが取り付けられている。
この摩擦部11cは、被包装物Fがテーブル11に送り出される際、被包装物Fの下地材Sの裏面に接し、それによって、摩擦部11cと下地材Sの裏面との間に摩擦を生じ、その摩擦による摩擦力により、テーブル11に送り出される被包装物Fの動きを制動するものである。この摩擦部11cは、図4(a),(b),(c)に示すように、フィルムを下地材Sに熱圧着するための発熱部として用いられるヒータ枠32に設けたヒータ部33の近傍に位置するため、その材質としては、熱に強いゴム質の材料、例えば、スチレンブタジエンゴムなどを用いることが好ましい。また、テーブル11の表面の材質としては、難燃性のガラスクロスシートを用い、その表面には、被包装物Fが張り付くことを防止するために細かい凹凸を形成すると良い。なお、テーブル11の表面のそれ以外の材質としては、難燃性で、かつ、非粘着性(離型性)を有するもの、例えば、フッ素樹脂などを用いることもできる。
ここで、本実施例では、図4(a),(b),(c)に示すように、テーブル11の搬送方向上流側の端部を被包装物Fの基準位置に定めていて、その基準位置に被包装物Fが載置していることを前提として、ヒータ部33で熱圧着する範囲を設定している。そこで、そのヒータ部33が囲む範囲の内側で、かつ、テーブル11の中央部よりも搬送方向上流側の位置に、摩擦部11cの取付位置を定めている。また、この摩擦部11cの取付位置については、ヒータ部33と干渉しない位置であって、なるべくヒータ部33に近い位置に定めるとよい(後述)。
フィルムK(図5(a),(b)参照)は、引き延ばされた状態でヒータ部33にて下地材Sに熱圧着され(図5(a)参照)、ヒータ部33と下地材Sとの接触が解除されると(図5(b)参照)、フィルムKには、被包装物Fの商品Wの厚さ方向の形状に応じて上方へ引き上げようとする力(以下、「引き上げ力」という)が作用する(図5(b)の矢印を参照)。そして、テーブル11を下降してヒータ部33から被包装物Fが離れると、上述したフィルムKの引き上げ力は、下地材Sとの圧着部に作用する。下地材Sは、薄い耐水紙などの紙素材からなるので、このフィルムKの引き上げ力が圧着部に作用すると容易に変形し、それにより、下地材Sの周辺部が中央方向へとまくれ上がる。
例えば、被包装物Fが大きいサイズの場合、図5(b)に示すように、フィルムKの引き上げ力により、下地材Sの周辺HA,HBが、大きく上方向にまくれ上がるように変形する。
このとき、変形した下地材Sで、搬送方向上流側の周辺HAがテーブル11の表面に接する部分が、摩擦部11cよりも搬送方向下流側に位置するかあるいは少なくともその部分の一部が摩擦部11cに接触するような位置関係となるように、摩擦部11cの取付位置を定めることが好ましい。
このような位置関係とすることで、包装後の被包装物Fを載置したテーブル11を下位置まで移動し、テーブル11を排出台40の方向へ俯くように傾斜させて、被包装物Fの自重により排出台40に被包装物Fを送り出す際、摩擦部11cには、下地材Sの裏面でまくれ上がった曲面の部分が当たるので、接触抵抗が少なくなり、また、被包装物Fの下地材Sの裏面に摩擦部11cが及ぼす摩擦力としては、静止摩擦力が排除されて動摩擦力のみとなって極く小さくなり、下地材Sの裏面が摩擦部11cで引っかかるようなことが回避され、被包装物Fをテーブル11から排出台40へと円滑に送り出すことができる。
また、摩擦部11cを設ける位置及び形状としては、上述したように、下地材Sがまくれ上がって裏面が曲面状になっている部分が摩擦部11cに当接する位置であれば、適宜な場所に適宜な形状で設けることができる。例えば、図5(c)に符号11c−1で示したように、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに熱圧着する範囲よりも外側で、テーブル11の中心を通り搬入方向に平行な線に対して対称な細長い形状でヒータ部33の近傍に設けたり、符号11c−2a,11c−2bで示したように、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに熱圧着する範囲よりも内側で左右対称位置に、搬送方向に沿って細長い形状で設けたり、符号11c−3a,11c−3bで示したように、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに熱圧着する範囲の内側と外側とを通じるような細長い形状で、テーブル11の中心を通り搬入方向に平行な線に対して対称な位置に設けたりすることができる。
ここで、摩擦部11cを設ける位置について、被包装物Fを排出する際の事情に基づいて、説明する。
摩擦部11cの位置を、テーブル11で下地材Sが載置される範囲のなるべく外側に定めると、まくれ上がった下地材Sの裏面の外周端部が摩擦部11cに接触しないため、テーブル11を傾斜して被包装物Fを排出するとき、その下地材Sの裏面の外周端部は静止状態での摩擦力(静止摩擦力)を受けない。
そのため、排出される被包装物Fの下地材Sの裏面と摩擦部11cとの間に作用する摩擦力は、被包装物Fが移動を開始した後に生じる動摩擦力のみとなる。動摩擦力は、静止摩擦力に比べて格段に小さいので、被包装物Fを排出する際に作用する摩擦力の大きさの観点からすると、摩擦部11cの位置を、テーブル11で下地材Sが載置される範囲のなるべく外側に定めることが好ましい。
一方で、下地材Sの上面の周囲にヒータ部33でフィルムKを熱圧着する際、下地材Sの上面でフィルムKに覆われない耳KK(図4(c)参照)の部分が極力できない方が、被包装物Fの包装の仕上がりの見栄えが良い。また、耳KKの部分には商品が位置しないので、包装には全く寄与しない。この耳KKの部分をより小さくして、包装に寄与しない下地材Sの部分を削減することで、同じ大きさの商品Wを包装する際に用いる下地材Sの大きさをより小さくすることができる。
したがって、この包装装置100を使用する店舗は、同じ商品Wを包装する際に用いる下地材Sをより小さいものにすることができてコストを下げることができるので、コスト削減の観点からすると、包装時に生じる耳KKの部分をなるべく小さくすることが好ましい。
このように、耳KKの部分をなるべく小さくするには、下地材Sの外縁部の限界付近の位置でフィルムKを下地材Sに熱圧着するように、ヒータ部33が囲む範囲を設定することで、下地材Sの外縁部でフィルムKをヒートシールするとよい。
ところが、テーブル11の上に摩擦部11cのような突起物があると、テーブル11に載置した被包装物Fの下地材Sがその部分で盛り上がって平坦ではなくなり、下地材Sにこのような非平坦部を生じると、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに押し着けたときに、フィルムKと下地材Sとの間に隙間を生じるので、フィルムKを下地材Sに熱圧着できない。
そのため、上述のように、耳KKの部分をなるべく小さくするために、下地材Sの外縁部の限界付近の位置でフィルムKを下地材Sに熱圧着するようにヒータ部33が囲む範囲を設定すると、テーブル11に摩擦部11cを設ける場所を確保できず、テーブル11に摩擦部11cを設けることができない。
そこで、耳KKの部分をなるべく小さくするために、下地材Sの外縁部の限界付近の位置でフィルムKを下地材Sに熱圧着するようにヒータ部33が囲む範囲を設定する場合には、摩擦部11cを設ける場所は、ヒータ部33が囲む範囲の内側に制限される。
このとき、テーブル11の中央に近い位置に摩擦部11cを設けると、下地材Sの裏面に摩擦部11cの全部が位置するので、被包装物Fを排出する際にテーブル11を傾斜したときに、下地材Sの裏面と摩擦部11cとの間に作用する静止摩擦力が最大の状態となって、被包装物Fを円滑に排出できないという事態を生じるおそれがある。
そこで、図4(a),(b),(c)に示したように、ヒータ部33が囲む範囲の内側で、排出方向の下流側(搬送方向の上流側)の限界付近の位置に、摩擦部11cを設けることで、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに熱圧着する際の障害にならず、かつ、被包装物Fを排出する際に静止摩擦力の影響を受けにくくすることができ、円滑に被包装物Fを排出することができることとなる。
ただし、耳KKが出来るような包装の形態を採用した場合には、ヒータ部33が囲む範囲の外側に耳KKの部分が出来るので、その部分に摩擦部11cを設ける余地ができ、ヒータ部33がフィルムKを下地材Sに熱圧着する際の障害にならず、かつ、被包装物Fを排出する際に静止摩擦力を受けない。したがって、耳KKが出来るような包装の形態を採用した場合には、ヒータ部33が囲む範囲の外側に摩擦部11cを設けてもよい。
なお、テーブル11に摩擦部11c(11c−1,11c−2a,11c−2b,11c−3a,11c−3b)を設ける他の態様としては、例えば、図6(a)に示すように、テーブル11の表面に貼り付けあるいは接着したり、同図(b)に示すように、テーブル11の表面に凹部を設けてその凹部に埋設したり、あるいは、同図(c)に示すように、テーブル11の表面を摩擦力が大きくなるような表面加工を施すことなどを採用することができる。
ところで、受け台23及び搬送ベルト25a,25bの搬送方向の寸法は、搬送時、被包装物Fを円滑にテーブル11へ移動できるように、テーブル11の手前側の端部の直近まで位置するように定め、受け台24a,24bの搬送方向の寸法は、大サイズの被包装物Fを載置した際に、その被包装物Fの端部が受け台24a,24bの端部からはみ出さない程度に定めている。
また、図2に示すように、テーブル11がテーブル中位置に位置している場合は、搬送ベルト25a,25bの搬送方向下流側の端部がテーブル11の手前側の直近位置に位置するので、被包装物Fをテーブル11に移動させた後に、この状態のまま搬送ベルト25a,25bをさらに搬送方向へ駆動すると、プッシャー部材26aa,26baとテーブル11の端部とが干渉する。そこで、テーブル11をテーブル中位置からテーブル上位置に移動する途中の期間において、搬送ベルト25a,25bの駆動を行うようにするとよい。例えば、「被包装物Fをテーブル11へ移動させる」→「テーブル11を上昇させる」→「搬送ベルト25a,25bの駆動を再開する」という動作シーケンスを採用することができる。
次に、搬送ベルト25bの駆動系について説明する。なお、搬送ベルト25aの駆動系は、基本的には搬送ベルト25bの駆動系と同様であり、図示及び説明を省略する。ただし、搬送ベルト25bと相違する点については、その都度説明する。
図3に示すように、搬送ベルト25bは、無端状に形成したタイミングベルトを、スプロケットSP1,SP2の間にかけ渡した構成を有する。タイミングベルトの歯は、スプロケットSP1,SP2の外周面に形成された歯と歯合するようになっていて、スプロケットSP1,SP2の回転力が搬送ベルト25bへ伝達されて、搬送ベルト25bが移動する。また、スプロケットSP1には、図示しない伝達機構を介して、搬送モータ(図示略)から駆動力が伝達されている。
ここで、搬送モータとしては、正転方向と逆転方向のそれぞれに回転可能なモータ、例えば、正逆回転可能なステッピングモータを用いるとよい。その搬送モータを正転駆動すると、搬送ベルト25a,25bが搬送順方向(搬送方向に沿った方向)へ移動し、搬送モータを逆転駆動すると、搬送ベルト25a,25bが搬送逆方向(搬送方向とは逆の方向)へ移動する。
搬送ベルト25aも搬送ベルト25bと同様の駆動系を備えるが、スプロケットSP1に対応したスプロケットSP1’(図示略)は、スプロケットSP1の軸CCに接続されていて、この軸CCを介してスプロケットSP1’に伝達される駆動力により、搬送ベルト25aが駆動される。すなわち、搬送ベルト25aは、搬送ベルト25bの動きと同様の動きに駆動される。
上述したとおり、搬送ベルト25bには、プッシャー部材26baをL字金具27baを介して取り付けており、このプッシャー部材26baがスプロケットSP1の上側に設定したホームポジションに位置するとき、スプロケットSP2の下側に位置するように、プッシャー部材26bbをL字金具27bbを介して搬送ベルト25bに取り付けている。このように、プッシャー部材26baの取付位置と、プッシャー部材26bbの取付位置との位置関係は、無端状の搬送ベルト25bの周方向の長さの1/2だけ離した関係に定められている。
したがって、搬送ベルト25bをその長さの1/2だけ搬送方向へ駆動することで、プッシャー部材26baまたはプッシャー部材26bbにより、被包装物Fをテーブル11に向かって搬送する動作を行うことができる。そのため、搬送ベルト25a,25bの駆動を制御する手段は、プッシャー部材26baとプッシャー部材26bbのどちらが被包装物Fを搬送している状態であるかを認識しないで、搬送ベルト25a,25bの駆動を制御することができる。
そして、被包装物Fの搬送動作を制御するために、搬送ベルト25bの動作を制御する。この場合、基本的には、図3に実線で示したようにプッシャー部材26baがホームポジションに位置している状態から、被包装物Fの先端がテーブル11へ所定量突き出す位置まで移動して待機させ、テーブル11が中位置に移動してくると、同図に二点鎖線で示したようにプッシャー部材26baが被包装物Fをテーブル11に押し出す限界位置に移動するまで連続的に駆動して、その限界位置でプッシャー部材26baを停止させる。
この搬送ベルト25bの移動停止動作の制御を行うために、プッシャー部材26baがホームポジションに位置している状態で、他方のプッシャー部材26bbを検出する位置にホームポジションセンサSHPを設け、また、プッシャー部材26baが限界位置に移動している状態で、他方のプッシャー部材26bbを検出する位置に限界位置検出センサSSTを設けた。
このような位置関係にホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTを設けたので、反対側のプッシャー部材26bbがホームポジションに位置している状態ではホームポジションセンサSHPがプッシャー部材26baを検出し、また、プッシャー部材26bbが限界位置に移動している状態では限界位置検出センサSSTがプッシャー部材26baを検出する。
なお、被包装物Fの先端がテーブル11へ所定量突き出す待機位置まで移動させる場合、被包装物サイズセンサSS1,SS2により検出した下地材Sのサイズに応じて、ホームポジションから待機位置まで移動させる移動量を設定するとよい。
このようにして、これらのホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTにより、被包装物Fを搬送する側のプッシャー部材(プッシャー部材26ba,26bbのいずれか)が、ホームポジションに位置しているか、あるいは、限界位置に位置しているかを検出するようにしている。
ここで、ホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTとしては、例えば、反射型光センサや透過型光センサあるいはフィラーを有するマイクロスイッチセンサなどの安価なセンサを用いることができる。また、このホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTがプッシャー部材26ba,26bbを確実に検出できるように、プッシャー部材26ba,26bbの表面等を加工するとよい。例えば、ホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTとして反射型光センサを用いる場合は、その反射型光センサが用いる検出光を的確に反射できるような素材(材料)及び形状で、反射型光センサの検出光で照射されるプッシャー部材26ba,26bbの表面を形成することが好ましい。
ところで、上述したように、搬送ベルト25aは、搬送ベルト25bに従動して駆動されているので、搬送ベルト25a側には、ホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTに相当するセンサ類を設けていない。
なお、搬送ベルト25aを搬送ベルト25bとは独立して駆動し、駆動ベルト25a,25bの動作を同期して行うようにすることもできる。その場合は、駆動ベルト25a側にもホームポジションセンサSHP及び限界位置検出センサSSTに相当するセンサ類を設けるとともに、駆動ベルト25aのみを駆動するための搬送モータ(ステッピングモータ)を、搬送ベルト25bのみを駆動する搬送モータと同期して駆動制御すればよい。
次に、ヒートシール部30のヒートシールユニットについて説明する。このヒートシールユニットは、テーブル11の上位置よりも若干上方にあって、その直下に、フィルムロール31から引き出して展張したフィルムKが位置している。したがって、テーブル11を上位置に移動することで、テーブル11に載置した被包装物Fには、上方からフィルムKが押しつけられるとともに、下地材Sに載せた商品Wの周囲にフィルムKが熱圧着され、それにより、フィルムKにより被包装物Fが包装される。
図7は、フィルムロール31から引き出したフィルムKを、下地材Sに載せた商品Wの周囲に熱圧着するヒートシールユニットの主要部を示した概略斜視図であり、図8(a),(b)は、ヒートシールユニットにおけるヒータ枠の移動について説明するための概略図である。
図7において、ヒータ枠32は、固定枠部材32aと、この固定枠部材32aと直角をなすように固定枠部材32aの両端にそれぞれ設けた固定枠部材32b,32cと、固定枠部材32a,32b,32cが囲む空間の内側に設けられ、固定枠部材32b,32cの長手方向に移動可能に設けた可動枠部材32dとからなる。
これらの固定枠部材32a,32b,32c及び可動枠部材32dは、それぞれ細長い薄板状の部材からなり、固定枠部材32aと可動枠部材32dは、被包装物Fの搬送方向と直交する方向に配置され、また、固定枠部材32b,32cは、被包装物Fの搬送方向と平行な方向に配置される。
そして、可動枠部材32dは、固定枠部材32a,32b,32cが形作る3方向が閉じた枠体の内側を、被包装物Fの搬送方向の前後方向に移動可能に設けられている。そこで、搬送方向の寸法が小さいサイズ小の被包装物Fを包装するときには、可動枠部材32dを上記枠体内で搬送方向上流側へ移動させてサイズ小の被包装物Fに合わせた位置に位置決めし、搬送方向の寸法が大きいサイズ大の被包装物Fを包装するときには、可動枠部材32dを上記枠体内で搬送方向下流側へ移動させてサイズ大の被包装物Fに合わせた位置に位置決めするとよい。このように、被包装物Fのサイズに応じて、上記枠体内で可動枠部材32dを搬送方向の前後方向に位置決めすることで、ヒータ枠32を被包装物Fのサイズに応じた開口に制御できる。
固定枠部材32a,32b,32c及び可動枠部材32dの下端部は、テーブル11と対向する部分であり、テーブル11を上位置に移動すると、固定枠部材32a,32b,32c及び可動枠部材32dの下端部がテーブル11の表面に当接する。そして、このヒータ枠32の固定枠部材32a,32b,32c及び可動枠部材32dの下端部に、ヒータ部33の薄板状のヒータ33a,33b,33c,33dをそれぞれ設けている。
このヒータ33a,33b,33c,33dとしては、固定枠部材32a,32b,32c及び可動枠部材32dの下端部の形状に合わせて成型した発熱体を用いる。この発熱体としては、下地材Sに熱圧着するために十分な熱量をフィルムKに印可できるものを用いるとよく、例えば、耐熱性が高く熱伝導率が高い樹脂にニクロム線などの発熱体を埋設したものなどを用いることができる。
また、ヒータ33aとヒータ33b,33cとがそれぞれ接続する箇所と、ヒータ33b,33cとヒータ33dとがそれぞれ接続する箇所に、各ヒータ間に生じる発熱部分の隙間を埋めるように、薄板状の熱伝導体を設けるとよい。それにより、ヒータ部33が下地材SにフィルムKを熱圧着したときに、商品Wの周囲を隙間無く封止することができる。
可動枠部材32dの上端部には、可動枠部材32dを上方向に延長する様に壁部材32daを固設する。この壁部材32daには、ボールネジ機構34a,34bのナット部材34aa,34baの一方の側端部を固定する。ここで、ボールネジ機構34a,34bは、可動枠部材32dを搬送方向の前後方向へ移動するための機構として用いている。
ボールネジ機構34a,34bの他の要素であり、ナット部材34aa,34baに螺合しながら貫通するネジ34ab,34bbの一方の端部は、図示しないヒートシールユニットのケースに固定される固定板37に設けた軸受け34ac,34bcを貫通して、スプロケット34ae,34beが取り付けられている。また、ネジ34ab,34bbの他方の端部には、ヒートシールユニットのケースに固定される軸受け34af,34bfが取り付けられている。
固定板37には、ボールネジ機構34a,34bに作用する駆動力を発生するための包装サイズ変更モータ38が取り付けられており、この包装サイズ変更モータ38の軸38aには、スプロケット38bが取り付けられている。ここで、包装サイズ変更モータ38としては、正逆回転可能なステッピングモータを用いる。
そして、スプロケット34ae,34beとスプロケット38bには、無端状のタイミングベルト39が掛け渡されていて、タイミングベルト39の歯と、スプロケット34ae,34be,38bの外周に形成された歯とが歯合する。
包装サイズ変更モータ38の軸38aの回転力は、スプロケット38bからタイミングベルト39に伝達され、タイミングベルト39が移動することで、スプロケット34ae,34beが回転し、ボールネジ機構34a,34bのネジ34ab,34bbに伝達される。そして、ネジ34ab,34bbが回転することで、ナット部材34aa,34baが搬送方向へ移動し、それに伴って壁部材32daが移動するので、可動枠部材32dが搬送方向へ移動する。
上述の通り、包装サイズ変更モータ38は、正逆回転可能であり、例えば、包装サイズ変更モータ38を正回転方向に駆動すると、ボールネジ機構34a,34bのネジ34ab,34bbが対応する方向に回転し、それにより、例えば、ナット部材34aa,34baが搬送方向上流側へ移動し、可動枠部材32dが搬送方向上流側へ移動する。
また、包装サイズ変更モータ38を逆回転方向に駆動すると、ボールネジ機構34a,34bのネジ34ab,34bbが対応する方向に回転し、それにより、例えば、ナット部材34aa,34baが搬送方向下流側へ移動し、可動枠部材32dが搬送方向下流側へ移動する。
このように、包装サイズ変更モータ38の駆動方向を制御することによって、可動枠部材32dの移動方向を搬送方向上流側または搬送方向下流側のいずれかに制御できる。
次に、可動枠部材32dの搬送方向の位置検出について説明する。
この位置検出は、固定板37の下端に設けた2つのフォトインタラプタからなる包装サイズセンサSS3,SS4と、壁部材32daのナット部材34aa,34baの取付側とは反対側の壁面に設けたシャッタSH1,SH2により行う。
シャッタSH1,SH2は、2つの腕を突き出す様に屈曲形成したブラケットBKの腕BKa,BKbにそれぞれ固設しており、腕BKaに取り付けたシャッタSH1は、可動枠部材32dがサイズ小の被包装物Fに対応した位置に位置決めされた状態で包装サイズセンサSS3を遮光し(図8(a)参照)、また、腕BKbに取り付けたシャッタSH2は、可動枠部材32dがサイズ大の被包装物Fに対応した位置に位置決めされた状態で包装サイズセンサSS4を遮光する(図8(b)参照)。
したがって、包装サイズセンサSS3,SS4の信号を監視し、包装サイズセンサSS3が遮光状態(オフ状態)になっている場合には、可動枠部材32dがサイズ小の被包装物Fに対応した位置に位置決めされたと判定することができ、また、包装サイズセンサSS4が遮光状態(オフ状態)になっている場合には、可動枠部材32dがサイズ大の被包装物Fに対応した位置に位置決めされたと判定することができる。
なお、図示していないが、このヒートシールユニットには、このヒートシールユニットをテーブル11に軟着陸するように押圧する押圧機構、フィルムロール31からフィルムKを引き出してそのフィルムKの張力等を調整するフィルム張設機構、及び、フィルムKを適宜な位置で切断するフィルム切断機構などが付設されている。これらの各機構は、本発明に直接的に関係しないので、説明を省略する。
また、上述した例では、ボールネジ機構35,36と包装サイズ変更モータ38を用いて、ヒータ枠32の可動枠部材32dを搬送方向の前後方向へ移動するための手段を構成しているが、この手段としてはこの構成に限らず、他の構成を採用することもできる。例えば、可動枠部材32dを搬送方向の前後方向へ直接移動するリニアモータなどを用いることもできる。
図9は、この包装装置100において、各部の動作を制御するための制御部200の構成の一例を示したブロック図である。
図9において、CPU(中央処理装置)201は、この制御部200が行う各種制御動作や制御部200の各部の動作などを制御する処理を行うものであり、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)202は、CPU201の実行動作に必要なワークエリア等を構成したり、一時的なデータを保持するためのものであり、ROM(リード・オンリ・メモリ)202は、CPU201が実行する各種プログラムのデータやCPU201が処理を実行する際に参照する各種定数値などを記憶するためのものである。
計量部210は、物品搬入部20に設けたロードセル等を用いて、物品搬入部20に置かれた被包装物Fの質量(重量)を測定するためのものであり、モータ駆動制御部211は、この包装装置100に設けた各種モータを駆動制御するものである。このモータ駆動制御部211が制御する対象は、ヒートシールユニットのヒータ枠32の開口大きさを制御するための包装サイズ変更モータ38、ヒートシール部30のフィルムロール31からフィルムKを引き出すために用いられるフィルムフィードモータ212、物品搬入部20の搬送ベルト25a,25bを駆動するために用いられる搬送モータ213、及び、エレベータ部10において、テーブル11を上下動する機構に用いられるテーブル上下モータ214などである。
センサ駆動制御部215は、この包装装置100の各所に設けられた様々な種類のセンサからなるセンサ群を駆動し、そのセンサ群を構成するおのおののセンサからのセンサ信号を入力するためのものである。このセンサ駆動制御部215が駆動してセンサ信号を入力するセンサ群には、物品搬入部20のホームポジションセンサSHP、限界位置センサ、被包装物サイズセンサSS1,SS2、包装サイズセンサSS3,SS4、及び、下位置に位置決めされたテーブル11の検出孔11aを通して検出光を照射するとともに非検出物で反射された検出光を受光する反射型光センサからなる排出センサ216などが含まれる。
そして、CPU201のバス220には、RAM202、ROM203、表示操作部50、キー入力部60、プリンタ部70、計量部210、ヒートシール部30、モータ駆動制御部211、及び、センサ駆動制御部215が接続されており、バス220に接続されたこれらの各要素間のデータのやりとり、及び、これらの各要素とCPU201との間のデータのやりとりは、主として、このバス220を介して行われる。
このバス220は、単純な共通信号線ではなく、適宜なシステムバスの構成を備えたものであってよく、例えば、信号やデータの形態、信号レベル、信号波形の変化態様及び信号の意味づけなどが多種多様な各種信号を各要素間で相互に伝送するための信号変換機能及び信号制御機能をも有しているものを用いることができる。なお、このバス220の構成については、本発明に直接関係しないので、その説明を省略する。
図10は、キー入力部60において、CPU201に実行させる処理の概略の一例を示したフローチャートである。
図10において、CPU201は、まず、テーブル11を初期位置である下位置に位置決めする(ステップS101)。この状態で、表示操作部50が操作されて包装開始が指令されて、物品搬入部20による被包装物Fの搬入が開始されることを監視している(ステップS102NOループ)。
被包装物Fの搬入が開始されて、ステップS102の結果がYESになると、CPU201は、上述のように、物品搬入部20により被包装物Fを待機位置にまで移動させ(ステップS103)、その状態で、テーブル11を中位置にまで移動する(ステップS104)。そして、被包装物Fをテーブル11へ送り出し(ステップS105)、被包装物Fを載置したテーブル11を上位置まで移動する(ステップS106)。
次いで、CPU201は、上述のように、ヒートシール部30により、テーブル11に載置された被包装物FをフィルムKで包装する(ステップS107)。そして、包装後の被包装物Fを排出するために、テーブル11を下位置にまで移動する(ステップS108)。
ここで、CPU201は、排出センサ216の信号に基づいて、テーブル11に載置された被包装物Fが、排出台40へと移動したかどうかを判断する(ステップS109)。テーブル11に載置された被包装物Fが、排出台40へ移動し、ステップS109の結果がYESになるときには、この処理を終了する。
一方、テーブル11に載置された被包装物Fが、排出台40へと移動しなかった場合で、ステップS109の結果がNOになるときには、表示操作部50に、例えば、「包装物を排出できませんでした。」というエラーメッセージ等を表示して、被包装物Fの排出エラーを報知して(ステップS110)、この処理を終了する。
このようにして、CPU201に行わせる処理により、テーブル11が下位置から中位置まで移動し、被包装物Fをテーブル11に載置した後に、テーブル11を上位置に移動することで、ヒートシール部30によりフィルムKを被包装物Fの下地材Sに熱圧着して、フィルムKにより被包装物Fを包装し、テーブル11を下位置にまで移動して、テーブル11に載置している包装との被包装物Fを排出台40へと排出する。このようにして、包装装置100が被包装物Fを包装して排出するまでの一連の動作が行われる。
なお、CPU201が実行する制御プログラムのデータは、例えば、CPU201に内蔵した記憶装置やROM203に記憶したものを用いることができるが、それ以外にも、例えば、制御部200に通信手段を備え、その通信手段を用いてネットワーク上のサーバ等よりダウンロードしてRAM202に保存することで取得した制御プログラムのデータ、あるいは、記憶媒体を用いる外部記憶装置を備え、その外部記憶装置の記憶媒体より読み出してRAM202に保存することで取得した制御プログラムのデータを用いるようにしてもよい。
また、以上述べてきた各実施形態の構成及び変形例は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせて適用することも可能である。
本発明は、シート状の下地材に商品を載せてなる被包装物を搬送して包装機構へと搬入する包装装置であれば、どのような種類の包装装置であっても適用することができる。
10 エレベータ部
11c,11c−1,11c−2a,11c−2b,11c−3a,11c−3b 摩擦部
20 物品搬入部
30 ヒートシール部
33 ヒータ部(ヒータユニット)
40 排出台
100 包装装置
F 被包装物
S 下地材
W 商品

Claims (2)

  1. シート状の下地材に商品を載置した被包装物が搬入されて載置台に載置され、前記商品の上方よりフィルムを被せ、そのフィルムを、前記商品の周囲でヒータ部により前記下地材に熱圧着することで、前記商品を前記フィルムで包装する包装装置であって、
    前記載置台に、該載置台の中央部よりも搬入方向上流側の位置で、前記ヒータ部が囲む範囲の内側または外側にあって、該範囲の近傍に、前記下地材の裏面との間で摩擦を生じさせる摩擦部を設けたことを特徴とする包装装置。
  2. 前記摩擦部を、前記載置台の中心を通り搬入方向に平行な線に対して対称な位置に設けたことを特徴とする請求項1に記載の包装装置。
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