粉末封入装置及び容器製造方法
【課題】容器への栓の装着などの処理を好適に行う。
【解決手段】粉末封入装置１０００は、一端部２５１が開口し内部に粉末が充填されている容器（例えば組付体２）を収容した状態で密閉されるチャンバ４０１を有する。粉末封入装置１０００は、更に、チャンバ４０１内及び容器内を脱気する脱気部と、チャンバ４０１内及び容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を嵌合させることにより装着する栓装着部４５０を有する。
【解決手段】粉末封入装置１０００は、一端部２５１が開口し内部に粉末が充填されている容器（例えば組付体２）を収容した状態で密閉されるチャンバ４０１を有する。粉末封入装置１０００は、更に、チャンバ４０１内及び容器内を脱気する脱気部と、チャンバ４０１内及び容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を嵌合させることにより装着する栓装着部４５０を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末封入装置及び容器製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器内に粉末を充填し、その容器内の空気を脱気した後、容器内にガスを充填し、更に、容器に栓を装着して該容器を気密封止するということについては、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０６２０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、容器への栓の装着や、容器内への粉末の充填などの、各種の処理を実現するための具体的な手法（装置構成など）が明らかにされていない。
【０００５】
そこで、本発明は、容器への栓の装着などの各種の処理を好適に行うことが可能な粉末封入装置、及び、容器製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一端部が開口し内部に粉末が充填されている容器を収容した状態で密閉されるチャンバと、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する脱気部と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する栓装着部と、
を有することを特徴とする粉末封入装置を提供する。
【０００７】
この粉末封入装置によれば、同一のチャンバ内で、容器内の脱気、容器内へのガスの充填、及び、容器への栓の装着を行うことができる。より具体的には、容器を収容した状態で密閉されるチャンバ内で、容器内の脱気と、容器内へのガスの充填と、容器の一端部への栓の装着と、の一連の処理を行うことができる。よって、容器内の不要な雰囲気（例えば酸素など）を極力低減した状態で、容器内にガス（例えば窒素ガスなど）を充填でき、且つ、その後でチャンバ内で栓を装着するので、粉末だけでなく充填したガスも容器に封入されるように栓を装着できる。
【０００８】
また、本発明は、一端部が開口し内部に粉末が充填された容器をチャンバ内に収容し、前記チャンバを密閉する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填する工程と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする容器製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、容器への栓の装着などの処理を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】粉末封入装置のブロック図である。
【図２】粉末封入装置の栓装着装置のチャンバが密閉された状態を示す縦断面図である。
【図３】栓装着装置の分解正面図である。
【図４】栓装着装置のチャンバが大気開放された状態を示す縦断面図である。
【図５】栓装着装置に対する栓のセット動作を説明するための正面図である。
【図６】栓装着装置のブロック図である。
【図７】栓装着装置の正面図及び平面図である。
【図８】栓装着装置の動作を示すタイムチャートである。
【図９】粉末封入装置の粉末充填装置の縦断面図である。
【図１０】粉末充填装置の攪拌部材を示す側面図である。
【図１１】台座の断面図である。
【図１２】台座の平面図である。
【図１３】粉末の容器（組付体）を含むボトルキャップが装着されてなる飲料用ボトルの正面図である。
【図１４】飲料用ボトルのボトルキャップ周辺の分解縦断面図である。
【図１５】栓の縦断面図及び下面図である。
【図１６】飲料用ボトルのボトルキャップ周辺の縦断面図である。
【図１７】ボトルキャップが開栓した状態を示す縦断面図である。
【図１８】粉末の容器（組付体）の正面図である。
【図１９】粉末封入装置のリーク検査装置の模式的な正面図である。
【図２０】粉末封入装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２１】栓装着装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２２】画像検査を説明するためのボトルキャップの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１２】
本実施形態に係る粉末封入装置１０００（図１）について説明する前に、飲料用ボトル３の構成について図１３乃至図１７を参照して説明する。図１３はボトルキャップ１０が装着されてなる飲料用ボトル３の正面図である。図１４は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の分解縦断面図である。図１５（ａ）は栓４０の縦断面図、図１５（ｂ）は栓４０の下面図である。図１６は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の縦断面図である。図１７は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の縦断面図であり、ボトルキャップ１０が開栓した状態を示す。
【００１３】
図１３に示すように、飲料用ボトル３は、上端にボトル口部２２０が形成されているボトル本体２１０と、ボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着されたボトルキャップ１０とを有する。
ボトルキャップ１０は、粉末１の容器（組付体２）と、この容器に装着された栓４０と、を有する。
ボトル本体２１０は、例えば、いわゆるペットボトルの本体部であり、内部に清水などの飲料媒体が収容されている。
図１３に示すように、ボトルキャップ１０は、ボトル本体２１０の一端に形成されたボトル口部２２０に装着されて、該ボトル口部２２０を閉塞する。
【００１４】
図１４に示すように、ボトルキャップ１０は、例えば、外筒部材（第１部材）３０と、内筒部材（第２部材）２０と、栓４０と、を有している。
【００１５】
外筒部材３０は、ボトル口部２２０に装着される装着部３６と、装着部３６と一体形成された外筒部３２と、を有している。外筒部３２と装着部３６とは二重筒構造をなし、装着部３６は外筒部３２の周囲に位置している。装着部３６の一端（図１４での上端）の内周側が外筒部３２の外周面に対して環状に連結されることで、装着部３６の一端は閉塞されている。装着部３６の内周面には、ボトル口部２２０に形成された雄ネジ部２２２と螺合する雌ネジ部３７１と、ボトル口部２２０に形成されたラッチリング２２４と係合するラッチ部３７２と、が形成されている。雌ネジ部３７１を雄ネジ部２２２に対して巻き締めすることにより、外筒部材３０はボトル本体２１０に装着される。雌ネジ部３７１を十分に巻き締めて、ラッチ部３７２がラッチリング２２４を乗り越えると、両者は互いに係合し、ボトル本体２１０に装着された外筒部材３０の巻き弛みが規制される。ボトル口部２２０に外筒部材３０が装着された状態で、外筒部３２の内部空間は、ボトル本体２１０の内外を連通させる連通部を構成する。外筒部３２の外周面には（図１４における外筒部３２の上部には）、内筒部材２０が装着される雄ネジ部３５が形成されている。外筒部３２において、雄ネジ部３５と装着部３６との境界をなす首部３０１の外周面には、外筒部材３０の軸周り方向をラッチ方向とするラッチ爪３０２が形成されている。
【００１６】
内筒部材２０は、外筒部３２の一端３３側から他端３４側へ挿入されて、外筒部３２を貫通する内筒部（挿入部）２２と、内筒部２２と一体形成された口蓋部２３と、を有している。口蓋部２３は、平板状の本体部２３ａと、この本体部２３ａの外周に一端が連結された筒状の外周部２６と、を有する。内筒部２２と、外周部２６と、は二重筒構造をなし、外周部２６が内筒部２２の周囲に位置している。内筒部２２の一端部２５１は開口端となっており、この開口端には、栓４０が装着される。内筒部２２の他端は本体部２３ａに連結され、内筒部２２と外筒部３２とは本体部２３ａを介して相互に連結されている。本体部２３ａは、内筒部２２の他端と、外周部２６の一端と、を閉塞している。口蓋部２３は、外筒部材３０において（外筒部材３０がボトル本体２１０に装着された状態で）ボトル本体２１０の外部に位置する部分（具体的には雄ネジ部３５）に装着されることで、外筒部３２の一端３３を閉塞するとともに、ボトル口部２２０も閉塞する。すなわち、口蓋部２３は、ボトル本体２１０の口蓋を構成する。内筒部２２の内部領域は、粉末１を収容する収容部２４を構成する。口蓋部２３の外周部２６の内面には、外筒部３２の雄ネジ部３５と螺合する雌ネジ部２８が形成されている。外周部２６の外周面には開栓の際に指の掛かりを良くするための保持溝２７が形成されている。内筒部材２０には、口蓋部２３が開栓されたことを確認するための環状のバンド部５０が一体形成されている。バンド部５０は、口蓋部２３の外周部２６の端縁２６１に対し、脆弱なブリッジ５２を介して部分的に連結されている。バンド部５０の内周面には、外筒部３２の首部３０１の外周面に形成されたラッチ爪３０２と係合するラッチ爪５４が形成されている。内筒部２２の一端部２５１の外周面には、栓４０と係合する環状突起２５が形成されている。内筒部２２は、外筒部３２よりも長く形成され、内筒部材２０の雌ネジ部２８が外筒部材３０の雄ネジ部３５に完全に螺着されると、環状突起２５は外筒部３２より突出する。
【００１７】
図１５に示すように、栓４０は、内筒部２２の一端部２５１に圧入固定されるものであり、内筒部２２の一端部２５１の開口内に押し込まれて開口を閉塞する蓋部４２と、この蓋部４２の周縁部に立設された外周壁４４と、を有し、外周壁４４と蓋部４２との間には環状凹溝４１が形成されている。蓋部４２は、外周壁４４とともに環状凹溝４１を構成する内周壁４２１と、内周壁４２１の上部においてテーパー状に縮径するテーパー部４２２とからなる。蓋部４２は、テーパー部４２２を有するので、蓋部４２を内筒部２２の一端部２５１に対して容易に圧入できる。外周壁４４の内壁面には、外周壁４４の内径を狭める方向に膨出する環状の膨出部４７が形成されている。内筒部２２の一端部２５１に蓋部４２が押し込まれると、外周壁４４と蓋部４２との間（つまり環状凹溝４１内）に内筒部２２の一端部２５１が嵌入するとともに、内筒部２２の環状突起２５が膨出部４７を乗り越えて該膨出部４７と係合する。これにより、栓４０は、適度な保持力で内筒部２２の一端部２５１に装着される。栓４０は、環状凹溝４１内に形成された環状突起４３を有し、この環状突起４３が内筒部２２の一端面に接することにより、栓４０の気密性を高める構造となっている。更に、栓４０は、外周壁４４に形成された環状突起４５を有し、この環状突起４５が外筒部３２の他端３４の端面３９に接することにより、栓４０の気密性を高める構造となっている。
【００１８】
内筒部２２、口蓋部２３の外周部２６、外筒部３２、装着部３６はいずれも円筒状に形成されている。
内筒部材２０、外筒部材３０および栓４０は、リサイクル性の観点から同種のポリマーを母材とするとよい。具体的には、内筒部材２０、外筒部材３０および栓４０は、ポリプロピレン系などの熱可塑性硬質樹脂を主成分とし、射出成形にて作製される。
【００１９】
図１６に示すように、ボトルキャップ１０は、内筒部材２０の雌ネジ部２８と外筒部材３０の雄ネジ部３５とを螺合させ、内筒部材２０の収容部２４内に粉末１を投入し、且つ、内筒部２２の一端部２５１に栓４０を装着することにより構成される。
【００２０】
このようなボトルキャップ１０を、予め飲料媒体（図示略）を収容したボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着することにより、飲料用ボトル３が構成される。
【００２１】
このような飲料用ボトル３の口蓋部２３を開栓すると、すなわち、口蓋部２３を外筒部材３０に対して相対的に軸周りに回動させると、口蓋部２３が外筒部材３０に対して相対的に開方向に螺進することにより、栓４０は外周壁４４が外筒部材３０の端面３９に押下されて、図１７に示すように内筒部２２より脱離する。
これにより、図１７に示すように粉末１が収容部２４の外部へ放散され、粉末１と飲料媒体とが混合されることにより、飲料が得られる。なお、粉末１は、例えば、粉茶などである。
なお、口蓋部２３の開栓の際に、バンド部５０は、ラッチ爪３０２、５４どうしの係合によって外筒部材３０に対する回転が規制されるため、脆弱なブリッジ５２が破断することにより口蓋部２３と分離し、首部３０１に残置されるので、口蓋部２３の開栓を容易に確認できる。
【００２２】
図１８は組付体２の正面図である。本実施形態では、内筒部材２０と外筒部材３０とを相互に螺合（巻き締め）して得られる構造物を組付体２という。なお、図１８においては、図１３、図１４、図１６、図１７とは、内筒部材２０及び外筒部材３０の上下方向が反転している。
組付体２は、上述した内筒部２２を有し、内筒部２２内には、粉末１を収容する収容部２４が形成されている。すなわち、組付体２は、粉末１の容器として機能する。
【００２３】
以下、本実施形態に係る粉末封入装置１０００について説明する。
【００２４】
図１は本実施形態に係る粉末封入装置１０００のブロック図である。
粉末封入装置１０００は、例えば、内筒部材２０と外筒部材３０とを巻き締めて組付体２を作成する組付装置１００と、組付体２の除塵を行うイオンエア除塵装置２００と、組付体２の収容部２４へ粉末１を充填する粉末充填装置３００と、内筒部２２に栓４０を装着してボトルキャップ１０を作成する栓装着装置４００と、ボトルキャップ１０の除塵を行うイオンエア除塵装置５００と、ボトルキャップ１０の収容部２４の密封状態の検査を圧力検知により行うリーク検査装置６００と、ボトルキャップ１０の収容部２４の密封状態の検査を画像認識により行う画像検査装置７００と、粉末１の充填重量を検査する重量検査装置８００と、を有している。
【００２５】
図２０は粉末封入装置１０００が自動制御により行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、組付装置１００が、内筒部材２０と外筒部材３０とを巻き締めて組付体２を作成する（ステップＳ１）。
次に、組付体２は、後述する台座６０上に搭載される（ステップＳ２）。
次に、イオンエア除塵装置２００がイオンエアにより組付体２の除塵を行う（ステップＳ３）。
次に、粉末充填装置３００が組付体２の収容部２４内に所定重量の粉末１を充填する（ステップＳ４）。
次に、栓装着装置４００が、収容部２４内の脱気（ステップＳ５）と、収容部２４内への所定のガス（例えば窒素ガス）の充填（ステップＳ６）と、収容部２４への栓４０の装着（ステップＳ７）と、を行うことによりボトルキャップ１０を作成する。
次に、イオンエア除塵装置５００がイオンエアによりボトルキャップ１０の除塵を行う（ステップＳ８）。
次に、リーク検査装置６００が圧力検知により収容部２４の密封状態の検査を行う（ステップＳ９）。
次に、画像検査装置７００が画像認識により収容部２４の密封状態の検査を行う（ステップＳ１０）。
次に、重量検査装置８００が粉末１の充填重量の検査を行う（ステップＳ１１）。
こうして、所定重量の粉末１が収容部２４内に充填されたボトルキャップ１０を作成することができる。
【００２６】
以下、粉末封入装置１０００についてより詳細に説明する。
【００２７】
組付装置１００は、内筒部材２０と外筒部材３０とをそれぞれ保持し、内筒部材２０と外筒部材３０との何れか一方を他方に対して回転させることにより、雄ネジ部３５と雌ネジ部２８とを螺合させる（巻き締めする）ことにより、図１８に示す組付体２を作成する。
作成された組付体２は、引き続き、組付装置１００により、図１１に示すような台座６０上に個別に搭載される。
組付体２は、内筒部２２の一端部２５１の開口端が上向きとなるように、台座６０に載置され、台座６０上で位置決めされる。
【００２８】
図１１に示すように、台座６０の上面には、組付体２を位置決めする凹部６１が形成されている。凹部６１は、導入部６１ａと、テーパー部６１ｂと、位置決め部６１ｃと、を上から順に有している。導入部６１ａ及び位置決め部６１ｃは、それぞれ円筒状に形成され、それぞれ平面視において円形である。導入部６１ａの内径は、組付体２の径よりも十分に大きく設定されている。位置決め部６１ｃは、例えば、口蓋部２３の外径と同じ内径を有し、組付体２を台座６０に対して位置決めする。テーパー部６１ｂは、その上端から下端に向けて徐々に縮径しており、導入部６１ａ内に導入された組付体２の口蓋部２３をスムーズに位置決め部６１ｃへ案内する。テーパー部６１ｂの上端の内径は、導入部６１ａの内径と等しく、テーパー部６１ｂの下端の内径は、位置決め部６１ｃの内径と等しい。
例えば、台座６０の下部６２は、台座６０の上部６３よりも平面寸法が小さい。
【００２９】
組付体２を保持した台座６０は、例えば、図１２に示すように、コンベア７０により各工程毎の装置間（例えば、イオンエア除塵装置２００、粉末充填装置３００、栓装着装置４００、イオンエア除塵装置５００、リーク検査装置６００、画像検査装置７００、重量検査装置８００の各装置間）を搬送される。
【００３０】
イオンエア除塵装置２００は、組付体２に粉末１を充填する前の段階で、台座６０がコンベア７０上を搬送される際に、台座６０上に保持された組付体２に付着しているパーティクル（例えば、内筒部材２０及び外筒部材３０を構成する樹脂のパーティクルなど）を組付体２から除去（除塵）する。
図１に示すように、イオンエア除塵装置２００は、コンベア７０上で搬送される組付体２に向けてプラスイオン（Ｈ＋）とマイナスイオン（Ｏ２−）とを含む空気（イオンエア）を吹き付ける吹付部（第２イオンエア供給部）２１０と、組付体２の周囲の雰囲気を吸引する吸引部２８０と、を有する。
吹付部２７０は、例えば、コンベア７０の上方位置に、コンベア７０による搬送方向に沿って複数設けられている。吸引部２８０は、例えば、各吹付部２７０の下流側に配置されている。つまり、例えば、コンベア７０による搬送方向に沿って、吹付部２７０と吸引部２８０とが交互に配置されている。
各吹付部２７０は、例えば、イオンエアを常時吹き出しており、組付体２が各吹付部２７０の下を通過する際に、組付体２の内筒部２２の上向きの開口より、収容部２４に向けて、イオンエアが吹き付けられる。樹脂製の組付体２は帯電しやすいため、組付体２にはパーティクルが付着しやすい。例えば、組付体２がプラスに帯電している場合には、イオンエアに含まれるマイナスイオンにより、この帯電が相殺され、それまで組付体２に付着していたパーティクルが容易に組付体２と分離する。更に、このように組付体２から分離したパーティクルを含む雰囲気を吸引部２８０によって吸引することにより、組付体２へのパーティクルの再付着を抑制し、組付体２を清浄にすることができる。
【００３１】
図１に示すように、粉末充填装置３００は、収容部２４に粉末１を充填する粉末充填部３１０と、イオンエア吹付部３８０と、を有する。
【００３２】
図９は粉末充填装置３００の粉末充填部３１０の縦断面図である。
図９に示すように、粉末充填部３１０は、粉末１を内部に貯留するタンク（貯留部）３１１を有する。このタンク３１１は、粉末１を外部に排出する排出口３１２を下端部に有している。タンク３１１は、例えば、本体部３２０と、本体部３２０の下端に着脱可能に設けられる先端部３３０と、を有している。
本体部３２０は、内部空間の横断面寸法が下方に向けて小さくなるように形成されている。
先端部３３０も、内部空間の横断面寸法が下方に向けて小さくなるように形成されている。具体的には、先端部３３０は、下方に向けてテーパー状に縮径する第１テーパー部３３１と、筒状の第１筒状部３３２と、下方に向けてテーパー状に縮径する第２テーパー部３３３と、筒状の第２筒状部３３４と、上からこの順に有している。
第１テーパー部３３１の上端の内径は、本体部３２０の下端の内径と等しく、第１テーパー部３３１の上端部が本体部３２０の下端に連結されている。
第１テーパー部３３１の下端の内径は、第１筒状部３３２の内径と等しい。
第２テーパー部３３３の上端の内径は、第１筒状部３３２の内径と等しい。
第２テーパー部３３３の下端の内径は、第２筒状部３３４の内径と等しい。
第２筒状部３３４の下端は開口し、排出口３１２を構成している。
このように、先端部３３０の内径が下方に向けて段階的に縮径していることにより、先端部３３０の内径とスクリュー３４０の外径との差が、下方に向けて徐々に小さくなっている。
【００３３】
粉末充填部３１０は、更に、タンク３１１内に配置されたスクリュー３４０を有している。このスクリュー３４０は、図示しない回転駆動機構により軸周りに回転駆動されて、タンク３１１内の粉末１を排出口３１２を介してタンク３１１外に排出させる。
スクリュー３４０は、直線的な棒状に形成され上下方向に延在する第１棒状部３４１と、第１棒状部３４１よりも大径で、第１棒状部３４１と同軸上に位置する直線的な棒状の第２棒状部３４２と、第１棒状部３４１と同軸上に、第１棒状部３４１と第２棒状部３４２との間に位置し、第１棒状部３４１と第２棒状部３４２とを連結するテーパー状部３４３と、を有する。
第１棒状部３４１の外面には、螺旋状の突条部３４４が形成されている。
【００３４】
スクリュー３４０が所定方向に回転駆動されることにより、先端部３３０内の粉末１は、突条部３４４により下方に押し込まれ、排出口３１２より下向きに排出される。
なお、スクリュー３４０のピッチ、すなわち突条部３４４のピッチは、狭いほど、排出量を高精度に設定でき、広いほど、排出速度を高めることができる。
【００３５】
スクリュー３４０の先端は、排出口３１２内に位置し、排出口３１２の内径は、スクリュー３４０の先端の外径（スクリュー３４０の先端部の突条部３４４の外径）と略等しく設定されている。このため、スクリュー３４０の停止時には、排出口３１２から粉末１が落下してしまうことが抑制されるようになっている。
【００３６】
スクリュー３４０の第２棒状部３４２は、図示しない回転駆動機構の回転軸と連結され、この回転軸の回転に伴い、スクリュー３４０も軸周りに回転する。スクリュー３４０が一定方向に所定量だけ回転することにより、タンク３１１内の粉末１を排出口３１２から所定量だけ排出し、組付体２の収容部２４に充填することができる。
【００３７】
粉末充填部３１０は、更に、タンク３１１内の粉末１を攪拌する攪拌部材３５０を有している。粉末充填装置３００の回転駆動機構の回転軸は、攪拌部材３５０にも連結され、回転軸の回転駆動に伴い、攪拌部材３５０も回転軸と同方向に回転するようになっている。
攪拌部材３５０は、例えば、第２棒状部３４２の上部の周囲を覆う筒状部３５１と、この筒状部３５１の外周面に設けられた攪拌板状部３５２と、筒状部３５１の下端より下方に延出する攪拌片３５３と、を有している。
攪拌片３５３は、例えば、タンク３１１の本体部３２０の下部のテーパー形状に沿って延在し、スクリュー３４０と本体部３２０下部の内壁との間に位置する。この攪拌片３５３は、回転軸及び筒状部３５１の回転に伴い、スクリュー３４０の周囲を公転するように移動し、タンク３１１内の粉末１を攪拌する。これにより、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化する効果が得られる。
攪拌板状部３５２は、筒状部３５１の外周面に、例えば、複数個取り付けられ、筒状部３５１が回転するのに伴って移動する。図１０に示すように、攪拌板状部３５２は、その下部が回転方向前側、上部が回転方向後側となるような角度で、筒状部３５１に固定されている。このため、攪拌板状部３５２は、筒状部３５１の周囲の粉末１を上に持ち上げるような攪拌動作を行う。この攪拌動作によっても、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化する効果が得られる。
【００３８】
粉末充填装置３００のイオンエア吹付部（イオンエア供給部）３２０は、排出口３１２の近傍にイオンエアを吹き付ける（供給する）。イオンエア吹付部３８０は、例えば、図９に矢印Ａで示すように、タンク３１１の先端部３３０の外面（より具体的には、例えば、第２筒状部３３４の外面）に向けて、常時、プラスイオン（Ｈ＋）とマイナスイオン（Ｏ２−）とを含むイオンエアを吹き付ける。これにより、イオンエア除塵装置２００による除塵と同様のメカニズムによって、タンク３１１の外面における排出口３１２の近傍の部位への粉末１などの付着を抑制できる。よって、例えば、組付体２における収容部２４以外の部分への粉末１の落下を抑制することができ、粉末１による組付体２の汚染を抑制できる。また、タンク３１１の外面に付着した粉末１の、収容部２４内への予期しない落下に起因して、粉末１の充填量がばらついてしまうことも抑制できるので、収容部２４への粉末１の充填量を均一化できる。
【００３９】
粉末充填装置３００により組付体２の収容部２４に規定量の粉末１を投入する動作は、例えば、以下のように行われる。なお、以下に説明するスクリュー３４０の回転動作（回転軸の回転動作）、移載装置の動作、ステージの動作は、粉末充填装置３００の図示しない制御部の制御下で行われる。
イオンエア除塵装置２００による除塵後の組付体２は、台座６０上に保持されたままコンベア７０により搬送されて、粉末充填装置３００へ搬入される。粉末充填装置３００は、図示しない移載装置とステージとを有し、このステージの上方には、タンク３１１の排出口３１２が配置されている。
コンベア７０により搬送されてきた台座６０は、先ず、移載装置によりステージ上に移載され、且つ、ステージ上の所定位置に位置決めされる。次に、ステージが上昇することにより、台座６０上の組付体２の収容部２４の開口へタンク３１１の排出口３１２が近接する。
この状態で、スクリュー３４０を所定量だけ回転駆動させることにより、タンク３１１内の粉末１が所定量だけ排出口３１２を介して収容部２４内へ投入される。
その後、ステージが下降する。次に、台座６０は、図示しない移載装置により、例えば、搬入用のコンベア７０とは別の、搬出用のコンベア７０へと移載される。そして、このコンベア７０は、台座６０を栓装着装置４００へ向けて搬送する。
すなわち、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器としての組付体２を、個別に台座６０上に保持した状態で、栓装着装置４００へ搬送する。
なお、組付体２を栓装着装置４００へ搬送する前に、組付体２を振動（例えば台座６０とともに振動）させて、収容部２４内の粉末１の嵩密度を高める（粉末１間の空気を減少させ、収容部２４内の残存酸素量を低減させる（脱気する））ことも好ましい。
具体的には、例えば、コンベア７０の搬送ガイド（進行方向の左右両側に位置し、台座６０を搬送方向にガイドする部分）に振動装置（図示略）を取り付け、台座６０を粉末充填装置３００から栓装着装置４００へ搬送する過程で、この振動装置によって、台座６０ごと組付体２を振動させることが挙げられる。なお、この振動装置は、台座６０の搬送方向に沿って、複数箇所（例えば３箇所）に設けることができる。このような加振による脱気の程度は、台座６０及び組付体２を振動させながら移動させる時間の長さを調節することにより、調節することができる。
【００４０】
次に、粉末封入装置１０００（図１）の栓装着装置４００について説明する。
【００４１】
図２及び図４は栓装着装置４００の一組の栓装着ユニット４０２及び台座支持ユニット４７０の縦断面図である。このうち図２はチャンバ４０１が密閉された状態で、且つ、栓４０が組付体２の一端部２５１に装着される前の状態を示し、図４は栓４０が組付体２に装着された後でチャンバ４０１が大気開放された状態を示す。図３は栓装着装置４００の栓装着ユニット４０２の分解正面図である。図５は栓装着ユニット４０２に新しい栓４０を装着する動作を説明するための正面図である。図６は栓装着装置４００のブロック図である。図７（ａ）は栓装着装置４００の正面図であり、複数の栓装着ユニット４０２及び複数の台座支持ユニット４７０が示されている。図７（ｂ）は栓装着装置４００の下部（下側回転ホルダ４８０）の平面図である。図８は栓装着装置４００の動作を示すタイムチャートである。
【００４２】
図２１は栓装着装置４００が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、台座６０がステージ４７１（図２）上に配置される（ステップＳ２１）。
次に、ステージ４７１の上昇が開始される（ステップＳ２２）。
次に、台座６０とチャンバ本体との気密が確保されることにより、チャンバ４０１が構成される（ステップＳ２３）とともに、ステージ４７１の上昇が停止する（ステップＳ２４）。
次に、チャンバ４０１内を脱気することにより、収容部２４も脱気する（ステップＳ２５）。
次に、チャンバ４０１内に所定のガス（例えば窒素ガス）を充填することにより、収容部２４内にも所定のガスを充填する（ステップＳ２６）。
次に、収容部２４の一端部２５１に栓４０を装着する（ステップＳ２７）。
次に、チャンバ４０１内を大気圧に降圧する（ステップＳ２８）。
次に、ステージ４７１の下降を開始し（ステップＳ２９）、チャンバ４０１を大気開放する（ステップＳ３０）。
次に、ステージ４７１の下降が停止する（ステップＳ３１）。
【００４３】
以下、栓装着装置４００の構成及び動作をより詳細に説明する。
【００４４】
図２及び図４に示すように、栓装着装置４００は、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている組付体（容器）２を収容した状態で密閉されるチャンバ４０１を有する。
チャンバ４０１は、例えば、第１筒状部４１０と、第１筒状部４１０内に配置される第２筒状部４２０と、上記の台座６０と、により構成される。すなわち、チャンバ４０１は、第１及び第２筒状部４１０、４２０により構成されるチャンバ本体と、組付体２の底部（飲料用ボトル３の状態では上端部となる部分）を保持及び位置決めし、シールリング４１１を介してチャンバ本体と密封される台座（容器台座部）６０と、を含んで構成される。
【００４５】
図２乃至図４に示すように、第１筒状部４１０は、軸方向が上下方向に延在する筒状に形成され、その下端面には、シールリング４１１が設けられている。
第２筒状部４２０も、軸方向が上下方向に延在する筒状に形成され、第１筒状部４１０内において第１筒状部４１０と同軸上に配置されている。第２筒状部４２０の外周面には、Ｏリング保持溝４２５が形成され、このＯリング保持溝４２５には、Ｏリング４２６が嵌着されている。このＯリング４２６により、第２筒状部４２０の外周面と第１筒状部４１０の内周面との気密が確保されている。
【００４６】
栓装着装置４００は、更に、組付体２の収容部２４の一端部２５１と栓４０とが相対する位置で、栓４０を係脱自在に保持する栓保持部４３０を有している。栓保持部４３０は、例えば、第２筒状部４２０の下端部に取り付けられている。なお、栓保持部４３０、並びに、栓保持部４３０に保持された状態の栓４０も、図２の状態ではチャンバ４０１内に密封状態で収容される。
【００４７】
栓保持部４３０は、例えば、複数（例えば３つ）の栓保持部材４３１に分割された分割構造をなし、各分割部分である栓保持部材４３１は、第２筒状部４２０の下端部において、第２筒状部４２０の軸周りに等間隔（例えば１２０度間隔）に配置されている。
各栓保持部材４３１には、第２筒状部４２０に形成された係合凹部４２３に係合される係合突起４３２と、栓４０を保持する栓保持突起４３３と、Ｏリング固定凹部４３４と、が形成されている。係合突起４３２及び栓保持突起４３３は、第２筒状部４２０の軸心側に向けて（内向きに）突出している。
ここで、係合突起４３２は、Ｏリング固定凹部４３４よりも上方に位置し、栓保持突起４３３は、Ｏリング固定凹部４３４よりも下方に位置する。
また、第２筒状部４２０の下端部において、Ｏリング固定凹部４３４と対応する上下位置には、Ｏリング固定凹部４２４（図３）が形成されている。
【００４８】
各栓保持部材４３１の係合突起４３２を第２筒状部４２０の係合凹部４２３に嵌入させ、Ｏリング（栓保持部材シールリング）４４０をＯリング固定凹部４３４及びＯリング固定凹部４２４（図３）に嵌め込むことにより、各栓保持部材４３１がＯリング４４０により結束されて、第２筒状部４２０の下端部に固定（装着）される。なお、この状態で、Ｏリング４４０の周方向において、隣り合うＯリング固定凹部４３４どうしの間に位置する部分は、Ｏリング固定凹部４２４内に嵌入する。つまり、Ｏリング４４０は、第２筒状部４２０のＯリング固定凹部４２４と、各栓保持部材４３１のＯリング固定凹部４３４と、により構成される一連の環状の凹部に嵌着される。そして、Ｏリング４４０は、この一連の環状の凹部と、第１筒状部４１０の内周面と、の気密を確保する。つまり、Ｏリング４４０は、第２筒状部４２０及び複数の栓保持部材４３１と、第１筒状部４１０の内面と、の気密を保持する。
【００４９】
ここで、第２筒状部４２０において、各栓保持部材４３１の栓保持突起４３３と対応する箇所は、それぞれ、栓保持突起４３３と干渉しないように切り欠かれており、各栓保持部材４３１が第２筒状部４２０の下端部に固定された状態で、各栓保持部材４３１の栓保持突起４３３は、第２筒状部４２０の下端部の内周よりも内側に突出している。
そして、これら栓保持突起４３３の協働により、図２に示すように栓４０を保持できるようになっている。
【００５０】
栓装着装置４００は、更に、密封されたチャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を装着する栓装着部４５０を有する。
栓装着部４５０は、第２筒状部４２０内に、第２筒状部４２０と同軸上に配置されている。
この栓装着部４５０は、例えば、直線状の棒状体４５１と、この棒状体４５１の下端に設けられた押込部４５２と、を有する。
棒状体４５１の外周面には、Ｏリング固定溝４５３が形成され、このＯリング固定溝４５３には、Ｏリング４５４が嵌着されている。そして、このＯリング４５４により、棒状体４５１と、第２筒状部４２０の内周と、の気密が確保されている。
押込部４５２は、例えば、棒状体４５１の径よりも大径の平板な形状に形成されている。例えば、押込部４５２の平面形状は円形である。
栓装着部４５０の棒状体４５１は、栓装着用シリンダ４５６（図６）に連結され、この栓装着用シリンダ４５６によって、栓装着部４５０が上下に移動されるようになっている。栓装着用シリンダ４５６は、栓装着装置４００の制御部４０３（図６）の制御下で動作する。
棒状体４５１は、Ｏリング４５４を介して第２筒状部４２０との気密が維持されたままの状態で、第２筒状部４２０に対して相対的に上下動する（この上下動の際に、Ｏリング４５４は第２筒状部４２０の内周面に対して摺動する）。
棒状体４５１が栓装着用シリンダ４５６により下降されることによって、押込部４５２は、栓保持部４３０により保持されている栓４０を、収容部２４の一端部２５１へ近づく方向（下方）に押し込む。その結果、栓４０は、栓保持部４３０から脱離する。
【００５１】
ここで、栓保持部４３０の各栓保持部材４３１は、例えば、それぞれ金属により構成されている。
そして、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込むことにより、係合突起４３２と第２筒状部４２０の係合凹部４２３との係合が維持された状態のまま、各栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１がそれぞれ徐々に傾動する。この結果、栓４０は、栓保持突起４３３から下方に離脱する。ここで、各栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が傾動する際に、Ｏリング４４０は、複数の栓保持部材４３１により周囲に押し広げられて僅かに伸長する。この際の挙動は、テコの原理による挙動であり、係合突起４３２の先端部（係合突起４３２と係合凹部４２３との接触部）が支点、栓４０と栓保持突起４３３との接触部が力点、Ｏリング固定凹部４３４とＯリング４４０との接触部が作用点となる。この際、各栓保持部材４３１は、例えば、実質的に剛体として挙動する。
そして、押込部４５２により更に栓４０を下方に押し込むことにより、栓４０は、収容部２４の一端部２５１に嵌合されて、装着される。
ここで、栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が徐々に傾動することにより、栓保持突起４３３から栓４０が急激に脱落してしまうことが抑制され、栓４０と一端部２５１との接触時の衝撃、栓４０が栓保持突起４３３から離脱する際の衝撃、並びに、栓４０が一端部２５１に嵌合する際の衝撃が緩和される。すなわち、栓４０は一端部２５１に対してソフトに接触するため、収容部２４内の粉末１が舞い上がってしまうことが抑制される。
また、栓保持突起４３３から栓４０が離脱する前の段階で、栓４０の一部分（例えば蓋部４２）が収容部２４により（例えば収容部２４の内周により）支持され始める動作となるように、栓保持部４３０と収容部２４との位置関係、及び、栓保持部４３０と第２筒状部４２０の内周とのクリアランスが設定されていることも好ましい。このようにすることにより、栓４０が栓保持突起４３３から離脱する際の衝撃、並びに、栓４０が一端部２５１に嵌合する際の衝撃が一層緩和される。
なお、係合突起４３２が係合凹部４２３に係合した状態において、係合突起４３２と係合凹部４２３の内面との間には、このような栓保持部材４３１の傾動を許容させるクリアランスが存在する。すなわち、例えば、図２に示すように、係合突起４３２の下面と係合凹部４２３の底部との間にクリアランスが存在する。
ここで、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込むことにより、栓保持突起４３３が下方に弾性変形するようにしても良い。そして、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込む際に、複数の栓保持部材４３１がＯリング固定凹部４３４において屈曲し、各栓保持部材４３１の下部（Ｏリング固定凹部４３４よりも下の部分）が徐々に傾動するようになっていても良い。
【００５２】
また、押込部４５２の下面には、栓４０の外面に形成された凹部４９（図１５（ａ））に嵌入される凸部４５５（図３、図４）が形成されている。
ここで、栓保持部４３０は、栓４０を緩く保持しており、複数の栓保持部材４３１の間において、栓４０は、栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において（例えば水平面内において）移動可能となっている。
そして、栓装着部４５０が収容部２４の一端部２５１へ近づく方向に移動する際に、凸部４５５が凹部４９に嵌入することにより、栓４０を栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において（例えば水平面内において）一端部２５１に対して位置合わせするようになっている。
【００５３】
なお、チャンバ４０１において、一端部２５１を収容する空間は、図２の状態において、第１筒状部４１０、第２筒状部４２０、Ｏリング４２６、Ｏリング４５４、栓装着部４５０、シールリング４１１及び台座６０により密閉され、気密状態となる。
【００５４】
栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気できるように構成されている。
すなわち、第１筒状部４１０において、Ｏリング４４０の配置領域よりも下、且つ、シールリング４１１よりも上の部分の側壁には、排気口４１２が形成されている。この排気口４１２は、図示しない排気配管を介して、排気ポンプ４１３（図６）に接続されている。また、この排気配管には排気バルブ４１４（図６）が設けられている。この排気バルブ４１４を開くと、排気配管及び排気口４１２を介して、排気ポンプ４１３とチャンバ４０１の内部空間とが連通する。この連通状態で排気ポンプ４１３を稼働させることで、チャンバ４０１内を脱気できるようになっている。
このように、排気ポンプ４１３、排気配管、排気バルブ４１４、排気口４１２などにより、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気する脱気部が構成されている。
なお、制御部４０３は、排気ポンプ４１３及び排気バルブ４１４の動作制御を行う。
【００５５】
栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内に所定のガスを充填できるように構成されている。所定のガスは、例えば、窒素ガス或いは希ガスなどの不活性ガス（具体的には、例えば、窒素ガス）である。
すなわち、第１筒状部４１０において、Ｏリング４４０の配置領域よりも下、且つ、シールリング４１１よりも上の部分の側壁には、ガス導入口４１５が形成されている。このガス導入口４１５は、図示しないガス導入配管を介して、窒素ガスタンク４１６（図６）に接続されている。また、このガス導入配管には、図示しない減圧弁とガス供給バルブ４１７（図６）とが設けられている。ガス供給バルブ４１７を開くと、ガス導入配管及びガス導入口４１５を介して、窒素ガスタンク４１６とチャンバ４０１の内部空間とが連通し、減圧弁により減圧された窒素ガスがチャンバ４０１内に導入されるようになっている。
このように、窒素ガスタンク４１６、ガス導入配管、ガス供給バルブ４１７、ガス導入口４１５などにより、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内に所定のガスを充填するガス充填部が構成されている。
なお、制御部４０３は、ガス供給バルブ４１７の動作制御を行う。
【００５６】
図５に示すように、栓装着装置４００は、更に、栓保持部４３０に栓４０をセットする栓セット部４６０を有する。この栓セット部４６０は、栓４０を上面にて支持する栓支持部４６１を有している。
栓保持部４３０の栓４０を収容部２４の一端部２５１に装着することにより、栓保持部４３０の栓４０が無くなった後で、栓セット部４６０が第２筒状部４２０の下方より栓４０を上昇させて、栓保持部４３０に新しい栓４０を補充する。この補充の際には、栓セット部４６０が栓４０を上昇させることにより、複数の栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が徐々に傾動する結果、栓４０は、栓保持突起４３３の上方の空間に押し込まれ、複数の栓保持突起４３３により栓４０が保持された状態となる。
栓セット部４６０の昇降動作は、例えば、栓セット用シリンダ４６２（図６）により行う。
なお、制御部４０３は、栓セット用シリンダ４６２の動作制御を行う。
【００５７】
図２及び図４に示すように、栓装着装置４００は、台座６０を支持するステージ４７１と、このステージ４７１を上端部で支持する支持棒４７２と、ステージ４７１上の所定位置に台座６０を位置決めする位置決めアーム４７３と、を有している。
ステージ４７１は平板状に形成され、水平に配置されている。
コンベア７０によって栓装着装置４００に搬入された台座６０は、図示しない移載装置によってステージ４７１上に供給され、且つ、位置決めアーム４７３により位置決めされる。位置決めアーム４７３は、例えば、平面形状が弧状に形成され、台座６０の下部６２の側面を位置決めする。
【００５８】
以上の構成のうち、ステージ４７１、支持棒４７２、及び位置決めアーム４７３により、台座支持ユニット４７０が構成される。
また、一組の第１及び第２筒状部４１０、４２０、栓装着部４５０、栓保持部４３０、およびそれらの気密を確保するためのＯリングなどにより、栓装着ユニット４０２が構成される。
【００５９】
例えば、図７（ａ）に示すように、栓装着装置４００は、複数（例えば１６個）の台座支持ユニット４７０を保持し、且つ、これら台座支持ユニット４７０とともに水平面内で回転する下側回転ホルダ４８０と、下側回転ホルダ４８０の上方において台座支持ユニット４７０と同数の栓装着ユニット４０２を保持し、且つ、これら栓装着ユニット４０２とともに水平面内で回転する上側回転ホルダ４９０と、を有する。
更に、図６に示すように、栓装着装置４００は、下側回転ホルダ４８０を回転駆動させる下側ホルダ回転モータ４８１と、上側回転ホルダ４９０を回転駆動させる上側ホルダ回転モータ４９１と、を有する。
なお、制御部４０３は、下側ホルダ回転モータ４８１及び上側ホルダ回転モータ４９１の動作制御を行う。また、制御部４０３は、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相を認識するようになっている。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、下側回転ホルダ４８０は、例えば、平面形状が円形に形成され、下側回転ホルダ４８０の周縁部に、各台座支持ユニット４７０が等間隔で設けられている。
図７（ａ）に示すように、各台座支持ユニット４７０の支持棒４７２は、下側回転ホルダ４８０の上面より上方に出没可能となるように、下側回転ホルダ４８０により保持されている。各支持棒４７２の下端は、下側回転ホルダ４８０内に配置されたカム部材４８２の上面により支持されている。ここで、カム部材４８２は、下側回転ホルダ４８０とは独立して固定的に設けられ、下側回転ホルダ４８０の回転動作に伴って移動はしない。カム部材４８２の上面における図７（ａ）の手前側の部分は、回転方向に向けて上り坂となるような傾斜形状に形成されており、下側回転ホルダ４８０の回転方向に各支持棒４７２が移動すると、図７（ａ）に示すように、回転方向における前側に位置する支持棒４７２から順に、カム部材４８２の傾斜に従って上昇するようになっている。同様に、カム部材４８２の上面における図７（ａ）の奥側の部分は、回転方向に向けて下り坂となる傾斜形状に形成されており、下側回転ホルダ４８０の回転方向に各支持棒４７２が移動すると、回転方向における前側に位置する支持棒４７２から順に、カム部材４８２の傾斜に従って下降するようになっている。このように、各支持棒４７２、ひいては、支持棒４７２を含む各台座支持ユニット４７０は、あたかも回転木馬のように列をなして周回しながら昇降を繰り返す。
【００６１】
一方、各栓装着ユニット４０２の第１筒状部４１０は、例えば水平に配置された円盤状の上側回転ホルダ４９０と連結部４９２（図２）を介して連結されている。
各栓装着ユニット４０２は、上側回転ホルダ４９０の外周に、等間隔に設けられている。
【００６２】
ここで、平面視において、上側回転ホルダ４９０の中心と、下側回転ホルダ４８０の中心とは一致し、それぞれその中心周りに水平面内で回転する。
また、各台座支持ユニット４７０の直上の位置にそれぞれ１つずつの栓装着ユニット４０２が位置するように、各台座支持ユニット４７０及び各栓装着ユニット４０２が配置され、且つ、上側回転ホルダ４９０及び下側回転ホルダ４８０の回転位相と回転速度が設定される。すなわち、上側回転ホルダ４９０及び下側回転ホルダ４８０は互いに同期して回転し、常に、各台座支持ユニット４７０の直上の位置にそれぞれ１つずつの栓装着ユニット４０２が位置するようになっている。
【００６３】
前工程の粉末充填装置３００からコンベア７０により搬送されてきた台座６０は、図７に矢印Ｂで示されるように、最低位置に下降している台座支持ユニット４７０上に移載された後、台座支持ユニット４７０の周回に伴って周回しつつ、台座支持ユニット４７０の上昇に伴って上昇する。そして、台座６０が上昇しきった位置において、台座６０の上面６０ａが栓装着ユニット４０２の第１筒状部４１０の下端のシールリング４１１に密着されて、台座６０、第１及び第２筒状部４１０、４２０により密閉状態のチャンバ４０１が構成される。すなわち、カム部材４８２は、台座６０の上面６０ａが栓装着ユニット４０２の下端のシールリング４１１に密着する位置で台座支持ユニット４７０の上昇が停止するような形状に形成されている。
台座６０、第１及び第２筒状部４１０、４２０により密閉状態のチャンバ４０１が構成されている状態において、台座６０上に保持されている組付体２（一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器）は、チャンバ４０１内に密封状態で収容される。なお、チャンバ４０１内に組付体２を密封する前の段階で、予め、栓保持部４３０に栓４０がセットされている。
その後、栓装着ユニット４０２と台座６０とが一体的に、且つ、互いに同期して周回する過程で、すなわち、台座支持ユニット４７０が最高位置に位置して周回する過程で、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気する工程と、チャンバ４０１内及び収容部２４内に所定のガスを充填する工程と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を装着することによりボトルキャップ１０を作成する工程と、チャンバ４０１内を大気圧に降圧する工程と、をこの順に行う。
その後、台座支持ユニット４７０が下降することにより、図４に示すように、栓装着ユニット４０２と台座６０とが分離し、チャンバ４０１からボトルキャップ１０が取り出される。そして、台座支持ユニット４７０が再び最低位置まで下降し、図７（ｂ）に矢印Ｃで示されるように台座６０がコンベア上に移載される。そして、台座６０及び台座６０上のボトルキャップ１０は、コンベアにより、後工程のイオンエア除塵装置５００に向けて搬送される。
なお、台座支持ユニット４７０が最低位置に位置して周回する過程で、栓セット部４６０により新しい栓４０が栓保持部４３０に補充される。
【００６４】
栓装着装置４００は、例えば、図６の排気ポンプ４１３、排気バルブ４１４、ガス供給バルブ４１７、栓装着用シリンダ４５６、栓セット用シリンダ４６２及び圧力センサ４０４を、各栓装着ユニット４０２毎に有している。すなわち、栓装着装置４００は、例えば、これらを１６組有している。
【００６５】
次に、図８を参照して、組付体２が栓装着装置４００に搬入されてから、ボトルキャップ１０が栓装着装置４００から搬出されるまでの動作を説明する。
【００６６】
先ず、初期段階では、チャンバ４０１は大気開放されており、第１及び第２筒状部４１０、４２０内は大気圧である。
その後、台座６０が上昇して、密閉状態のチャンバ４０１が構成されたタイミングＴ１より、チャンバ４０１内の脱気が開始される。ここで、タイミングＴ１は、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相に基づいて決定される。すなわち、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相が所定の回転いそうとなったタイミングで、チャンバ４０１内の脱気が開始される。この脱気は、チャンバ４０１内が所定の減圧圧力（例えば、０．５ａｔｍ）となったタイミングＴ２で終了する。このため、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出部）４０４（図６）を有している。圧力センサ４０４による検出値は制御部４０３に入力され、制御部４０３は、この検出値を監視する。そして、脱気の開始後に、この検出値が上記の所定の減圧圧力となった場合に、制御部４０３は、脱気を終了させる。
【００６７】
次に、チャンバ４０１内への窒素ガスの充填が開始される。この窒素ガス充填は、チャンバ４０１内が所定のガス充填圧力（例えば、２ａｔｍ）となったタイミングＴ３で終了する。すなわち、制御部４０３は、窒素ガスの充填開始後に、圧力センサ４０４による検出値が上記の所定のガス充填圧力となった場合に、窒素ガスの充填を終了させる。
【００６８】
次に、チャンバ４０１内で栓装着部４５０によって一端部２５１に栓４０を装着することによりボトルキャップ１０を作成する。なお、栓４０の装着を終えたタイミングＴ４から所定時間の間は、待機時間とし、引き続き、チャンバ４０１内は上記のガス充填圧力に保持される。
【００６９】
次に、上記待機時間の満了後に、チャンバ４０１内の圧力を大気圧まで降圧する。その後、カム部材４８２の下り坂に従って、台座支持ユニット４７０、それに支持された台座６０及び台座６０上のボトルキャップ１０が下降する。その後、台座６０及びその上のボトルキャップ１０が栓装着装置４００から搬出される。
【００７０】
ここで、例えば、Ｏリング４２６、４５３、或いはシールリング４１１の亀裂などにより、チャンバ４０１を所定の減圧圧力（例えば、上述のように０．５ａｔｍ）まで減圧できない場合、栓装着ユニット４０２は、その後の窒素ガス充填動作、及び、栓４０の装着動作を行わない。このため、栓４０が装着されていない組付体２及びその台座６０が、栓装着装置４００から搬出される。ここで、栓装着装置４００の不良品投入部４０５（図６）は、制御部４０３の制御下で、栓４０が装着されていない組付体２を保持している台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
同様に、チャンバ４０１を所定の充填圧力（例えば、上述のように２ａｔｍ）にできない場合、栓装着ユニット４０２は、その後の栓４０の装着動作を行わない。このため、栓４０が装着されていない組付体２及びその台座６０が、栓装着装置４００から搬出される。そして、不良品投入部４０５は、制御部４０３の制御下で、栓４０が装着されていない組付体２を保持している台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
このため、良品の搬送用のコンベアには、栓４０が装着されたボトルキャップ１０及びその台座６０が搬出され、このコンベアにより、次工程のイオンエア除塵装置５００へ向けて搬送される。
【００７１】
イオンエア除塵装置５００は、組付体２に栓４０を装着してボトルキャップ１０を作成した後の段階で、台座６０がコンベア７０上を搬送される際に、台座６０上に保持されたボトルキャップ１０に付着しているパーティクルをボトルキャップ１０から除去（除塵）する。
図１に示すように、イオンエア除塵装置５００は、イオンエア除塵装置２００の吹付部２７０と同様の吹付部（第３イオンエア供給部）５１０と、ボトルキャップ１０の周囲の雰囲気を吸引する吸引部５２０と、を有する。
吹付部５１０は、例えば、コンベア７０の上方位置に、コンベア７０による搬送方向に沿って複数設けられている。吸引部５２０は、例えば、各吹付部５１０の下流側に配置されている。つまり、例えば、コンベア７０による搬送方向に沿って、吹付部５１０と吸引部５２０とが交互に配置されている。
各吹付部５１０は、例えば、イオンエアを常時吹き出しており、ボトルキャップ１０が各吹付部５１０の下を通過する際に、ボトルキャップ１０及び台座６０に向けて、イオンエアが吹き付けられる。樹脂製のボトルキャップ１０は帯電しやすいため、樹脂製のボトルキャップ１０にはパーティクルが付着しやすい。例えば、ボトルキャップ１０がプラスに帯電している場合には、イオンエアに含まれるマイナスイオンにより、この帯電が相殺され、それまでボトルキャップ１０に付着していたパーティクルが容易にボトルキャップ１０と分離する。更に、このようにボトルキャップ１０から分離したパーティクルを含む雰囲気を吸引部５２０によって吸引することにより、ボトルキャップ１０へのパーティクルの再付着を抑制し、ボトルキャップ１０を清浄にすることができる。このため、仮に、ボトルキャップ１０に粉末１が僅かに付着していても、この粉末を好適に除去することができる。
【００７２】
図１９又は図１に示すように、リーク検査装置６００は、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０を密封状態で収容する検出用収容部６１０と、検出用収容部６１０内に負圧を発生させる負圧発生部としてのポンプ６２０と、検出用収容部６１０内の圧力を検出する圧力センサ６３０と、圧力センサ６３０による検出結果に基づいて内筒部２２の密封状態を判定する圧力判定部６４０と、圧力判定部６４０により内筒部２２の密封状態が不良と判定されたボトルキャップ１０を後工程へ流さずに、不良品用のコンベアに投入する不良品投入部６５０と、検出用収容部６１０の下方に設けられた昇降ステージ６７０と、図示しない移載装置と、を有する。
【００７３】
イオンエア除塵装置５００による除塵後のボトルキャップ１０は、引き続き台座６０上に保持された状態で、コンベア７０によりリーク検査装置６００に搬送される。リーク検査装置６００の移載装置は、搬送されてきた台座６０を昇降ステージ６７０上に移載する。ここで、台座６０は、昇降ステージ６７０の上面中央に位置決めされる。
昇降ステージ６７０は、ボトルキャップ１０を保持した台座６０を支持して昇降する。ここで、昇降ステージ６７０の上に位置する検出用収容部６１０には、下向きに開口する中空部６１１が形成されており、昇降ステージ６７０により上昇されたボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０は中空部６１１内に入り込む。また、検出用収容部６１０の下端面には、図示しないシールリングが設けられており、このシールリングが、例えば、ボトルキャップ１０の外筒部材３０の装着部３６の一端（図１９での上端）に密着する。これにより、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０は、中空部６１１内に密封状態で収容された状態となる。
次に、ポンプ６２０により中空部６１１の脱気を行い、中空部６１１内に負圧を発生させる。例えば、ポンプ６２０は、中空部６１１内を０．５ａｔｍ程度まで減圧したところで停止する。次に、圧力判定部６４０は、中空部６１１内に設けられた圧力センサ６３０による検出結果に基づいて、内筒部２２の密封状態（内筒部２２に栓４０が正常に装着されているか否か）を判定する。ここで、圧力センサ６３０による検出結果が経時変化する（時間経過に伴い圧力が上昇する）場合、圧力判定部６４０は、内筒部２２の密封状態が異常である（内筒部２２に栓４０が正常に装着されていない）と判定する。一方、圧力センサ６３０による検出結果が経時変化しない場合、圧力判定部６４０は、内筒部２２の密封状態が正常である（内筒部２２に栓４０が正常に装着されている）と判定する。
その後、昇降ステージ６７０が下降することにより、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０が検出用収容部６１０の外に出る。
移載装置は、内筒部２２の密封状態が正常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０を、リーク検査装置６００から画像検査装置７００へと台座６０を搬送するコンベア７０に移載する。
また、不良品投入部６５０は、内筒部２２の密封状態が異常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
このため、内筒部２２の密封状態が正常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０だけが、リーク検査装置６００から画像検査装置７００へと搬送され、異常と判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０については画像検査装置７００には搬送されない。
【００７４】
画像検査装置７００は、ボトルキャップ１０を撮像する撮像部（例えば、２つの撮像部７１０、７２０）と、これら撮像部７１０、７２０により撮像された画像のそれぞれに基づいて、組付体２と栓４０との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じてボトルキャップ１０における栓４０の装着状態を判定する画像判定部７３０と、装着状態が不良であると判定されたボトルキャップ１０を良品用のコンベア７０から不良品用のコンベアへ投入する不良品投入部７４０と、を有する。
【００７５】
撮像部７１０は、７２０は、それぞれ水平方向を向き、且つ、撮像部７１０の撮像方向と撮像部７２０の撮像方向とは互いに交差している。画像判定部７３０は、撮像部７１０、７２０により撮像された画像のそれぞれについて、図２２に示す高さｈ１、ｈ２、ｈ３を認識する。高さｈ１は栓４０の上端の左端Ｌから装着部３６の上端までの高低差であり、高さｈ２は栓４０の上端の左端Ｒから装着部３６の上端までの高低差であり、高さｈ３は栓４０の上端から装着部３６の上端Ｕまでの距離である。更に、画像判定部７３０は、高さｈ１とｈ２とが等しいかどうか、並びに、高さｈ３が所定の寸法であるかどうかを判定する。そして、画像判定部７３０は、撮像部７１０により得られた画像において高さｈ１とｈ２とが等しくない場合、撮像部７１０により得られた画像において高さｈ３が所定の寸法でない場合、撮像部７２０により得られた画像において高さｈ１とｈ２とが等しくない場合、並びに、撮像部７２０により得られた画像において高さｈ３が所定の寸法でない場合、栓４０の装着状態が不良であると判定する。不良品投入部７４０は、画像判定部７３０により栓４０の装着状態が不良であると判定されたボトルキャップ１０を不良品用のコンベアへ投入する。また、画像判定部７３０は、撮像部７１０、７２０により得られた画像のそれぞれにおいて、高さｈ１とｈ２とが等しく、且つ、高さｈ３が所定の寸法であるボトルキャップ１０については、栓４０の装着状態が良好であると判定する。そして、良品用のコンベア７０は、画像判定部７３０により栓４０の装着状態が良好であると判定されたボトルキャップ１０のみを次工程の重量検査装置８００へ搬送する。
【００７６】
重量検査装置８００は、重量計測部８１０と、重量判定部８２０と、不良品投入部８３０と、移載装置８４０と、を有する。
移載装置８４０は、前工程から搬送されてきたボトルキャップ１０を台座６０上からボトルキャップ１０の重量計測用のコンベアに移載する。重量計測部８１０は、このコンベア上を搬送されるボトルキャップ１０の重量を計測する。重量判定部８２０は、重量計測部８１０による計測結果が所定の基準内であるか否かを判定する。不良品投入部８３０は、重量が基準外であると判定されたボトルキャップ１０を不良品用のコンベアへ投入する。よって、重量が基準内のボトルキャップ１０のみが次工程に搬送される。
こうして、所定量の粉末１が充填された収容部２４が栓４０により密封されたボトルキャップ１０が得られる。
【００７７】
その後、所定の液体が充填されたボトル本体２１０にボトルキャップ１０を装着することにより、飲料用ボトル３を製造することができる。
【００７８】
以上のような実施形態によれば、粉末封入装置１０００の栓装着装置４００は、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器（組付体２）を密封状態で収容するチャンバ４０１と、チャンバ４０１内及び容器内を脱気する脱気部と、チャンバ４０１内及び容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を嵌合させることにより装着する栓装着部４５０と、を有するので、同一のチャンバ４０１内で、容器内の脱気、容器内へのガスの充填、及び、容器への栓４０の装着を行うことができる。より具体的には、容器を密封状態で収容したチャンバ４０１内で、容器内の脱気と、容器内へのガスの充填と、容器の一端部２５１への栓４０の装着と、の一連の処理を行うことができる。よって、容器内の不要な雰囲気（例えば酸素など）を極力低減した状態で、容器内にガス（例えば窒素ガスなど）を充填でき、且つ、その後で密封状態のチャンバ４０１内で栓４０を装着するので、粉末１だけでなく充填したガスも容器に封入されるように栓４０を装着できる。
【００７９】
より具体的には、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内の圧力を検出する圧力センサ４０４と、脱気部、ガス充填部及び栓装着部４５０の動作制御を行う制御部４０３と、を有し、制御部４０３は、チャンバ４０１が密封されると、脱気部に脱気を開始させ、圧力センサ４０４によりチャンバ４０１内が所定の圧力に減圧されたことが検出されると、ガス充填部にガスの充填を開始させ、圧力センサ４０４によりチャンバ４０１内が所定の圧力となるまでガスが充填されたことが検出されると、栓装着部４５０に栓４０の装着を行わせるので、容器内の脱気とガスの充填とを確実に行ってから、栓４０を装着することができる。
【００８０】
また、一端部２５１と栓４０とが相対する位置で、栓４０を係脱自在に保持する栓保持部４３０を有し、栓装着部４５０は、一端部２５１へ近づく方向に栓４０を押し込むことにより、栓４０を栓保持部４３０から脱離させ、且つ、一端部２５１に装着する。これにより、栓４０を適切に一端部２５１に装着することができる。
【００８１】
また、栓装着部４５０には、栓４０の外面に形成された凹部４９に嵌入する凸部４５５が形成され、栓装着部４５０が一端部２５１へ近づく方向に移動する際に、凸部４５５が凹部４９に嵌入することにより、栓４０を栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において一端部２５１に対して位置合わせするので、栓４０を一端部２５１に対して位置合わせしながら、栓４０を一端部に適切に装着することができる。
【００８２】
また、粉末封入装置１０００の粉末充填装置３００は、チャンバ４０１内に収容される前の容器に粉末１を充填する粉末充填部３１０を有し、粉末充填部３１０は、粉末１を外部に排出する排出口３１２を有し粉末１を内部に貯留するタンク３１１と、タンク３１１内に配置され、回転駆動されることによりタンク３１１内の粉末１を排出口３１２を介して外部に排出させるスクリュー３４０と、を有するので、スクリュー３４０の回転制御を行うことによって、所定量の粉末１を高精度に排出し、容器に充填することができる。
【００８３】
また、スクリュー３４０の先端は、排出口３１２内に位置し、排出口３１２の内径は、スクリュー３４０の先端の外径と略等しいので、スクリュー３４０の停止時に、排出口３１２から粉末１が落下してしまうことを抑制できる。
【００８４】
また、粉末充填装置３００は、スクリュー３４０と一体的に動作し、タンク３１１内の粉末１を攪拌する攪拌部材３５０を有するので、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化でき、所定量の粉末１を高精度に排出しやすくなる。
【００８５】
また、粉末充填装置３００は、排出口３１２にイオンエアを供給するイオンエア吹付部３８０を有するので、粉末１による組付体２の汚染を抑制できるとともに、粉末１の充填量がばらついてしまうことも抑制できる。
【００８６】
また、粉末封入装置１０００は、粉末充填部３１０により粉末１が充填される前の容器にイオンエアを供給する吹付部２７０を有するので、粉末充填部３１０により粉末１が充填される前の容器を清浄にすることができる。
【００８７】
また、粉末封入装置１０００は、栓４０が装着された後の容器（ボトルキャップ１０）にイオンエアを供給する吹付部５１０を有するので、栓４０が装着された後の容器を清浄にすることができる。
【００８８】
また、粉末封入装置１０００のリーク検査装置６００は、栓４０が装着された後の容器の一端部２５１及び栓４０を密封状態で収容する検出用収容部６１０と、検出用収容部６１０内に負圧を発生させるポンプ６２０と、検出用収容部６１０内の圧力変化を検出する圧力センサ６３０と、圧力センサ６３０による検出結果に基づいて、容器の密封状態を判定する圧力判定部６４０と、を有するので、圧力検知により、栓４０により容器が確実に密封されているか否かを判定することができる。
【００８９】
また、粉末封入装置１０００の画像検査装置７００は、栓４０が装着された後の容器を撮像する撮像部７１０、７２０と、撮像部７１０、７２０により撮像された画像に基づいて、容器と栓４０との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じて容器の密封状態を判定する画像判定部７３０と、を有するので、画像認識により、栓４０により容器が確実に密封されているか否かを判定することができる。
【００９０】
また、組付体２又はボトルキャップ１０を台座６０上に保持した状態で搬送するので、組付体２又はボトルキャップ１０の摩耗等の損傷を極力抑制できる。しかも、複数の工程間に亘って共通の台座６０を用いることができるため、製造工程のロスを極力低減することができる。
【００９１】
なお、容器は、例えば、ボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着される外筒部材３０と、栓４０が装着される一端部２５１を有し、外筒部材３０に装着される内筒部材２０と、を有し、外筒部材３０は、当該外筒部材３０がボトル口部２２０に装着された状態でボトル本体２１０の内外を連通させる外筒部３２を有し、内筒部材２０は、外筒部３２の一端側から他端側へ貫通するように外筒部３２内に挿入される内筒部２２と、内筒部２２の一端に形成され、外筒部材３０においてボトル本体２１０の外部に位置する部分に装着されることで、外筒部３２の一端を閉塞してボトル本体２１０の口蓋を構成する口蓋部２３と、内筒部２２内に設けられ粉末１を収容する収容部２４と、を有し、内筒部２２の他端は、栓４０が装着される一端部２５１であり、内筒部材２０を外筒部材３０に装着し、且つ、栓４０を一端部２５１に装着した状態から、内筒部材２０を栓４０から遠ざかる方向へ外筒部材３０に対して移動させることにより、栓４０が外筒部３２の他端により移動規制されて内筒部材２０から脱離し、一端部２５１が開放する。
【符号の説明】
【００９２】
１ 粉末
２ 組付体
３ 飲料用ボトル
１０ ボトルキャップ
２０ 内筒部材
２２ 内筒部
２３ 口蓋部
２３ａ 本体部
２４ 収容部
２５ 環状突起
２６ 外周部
２７ 保持溝
２８ 雌ネジ部
３０ 外筒部材
３２ 外筒部
３３ 一端
３４ 他端
３５ 雄ネジ部
３６ 装着部
３９ 端面
４０ 栓
４１ 環状凹溝
４２ 蓋部
４３ 環状突起
４４ 外周壁
４５ 環状突起
４７ 膨出部
４９ 凹部
５０ バンド部
５２ ブリッジ
５４ ラッチ爪
６０ 台座
６０ａ 上面
６１ 凹部
６１ａ 導入部
６１ｂ テーパー部
６１ｃ 位置決め部
６２ 下部
６３ 上部
７０ コンベア
１００ 組付装置
２００ イオンエア除塵装置
２１０ ボトル本体
２２０ ボトル口部
２２２ 雄ネジ部
２２４ ラッチリング
２５１ 一端部
２６１ 端縁
２７０ 吹付部
２８０ 吸引部
３００ 粉末充填装置
３０１ 首部
３０２ ラッチ爪
３１０ 粉末充填部
３１１ タンク
３１２ 排出口
３２０ 本体部
３３０ 先端部
３３１ 第１テーパー部
３３２ 第１筒状部
３３３ 第２テーパー部
３３４ 第２筒状部
３４０ スクリュー
３４１ 第１棒状部
３４２ 第２棒状部
３４３ テーパー状部
３４４ 突条部
３５０ 攪拌部材
３５１ 筒状部
３５２ 攪拌板状部
３５３ 攪拌片
３７１ 雌ネジ部
３７２ ラッチ部
３８０ イオンエア吹付部
４００ 栓装着装置
４０１ チャンバ
４０２ 栓装着ユニット
４０３ 制御部
４０４ 圧力センサ
４０５ 不良品投入部
４１０ 第１筒状部
４１１ シールリング
４１２ 排気口
４１３ 排気ポンプ
４１４ 排気バルブ
４１５ ガス導入口
４１６ 窒素ガスタンク
４１７ ガス供給バルブ
４２０ 第２筒状部
４２１ 内周壁
４２２ テーパー部
４２３ 嵌入凹部
４２４ リング固定凹部
４２５ リング保持溝
４２６ Ｏリング
４３０ 栓保持部
４３１ 栓保持部材
４３２ 嵌入凸部
４３３ 栓受部
４３４ リング固定凹部
４４０ Ｏリング
４５０ 栓装着部
４５１ 棒状体
４５２ 押込部
４５３ リング固定溝
４５４ Ｏリング
４５５ 凸部
４５６ 栓装着用シリンダ
４６０ 栓セット部
４６１ 栓支持部
４６２ 栓セット用シリンダ
４７０ 台座支持ユニット
４７１ ステージ
４７２ 支持棒
４７３ 位置決めアーム
４８０ 下側回転ホルダ
４８１ 下側ホルダ回転モータ
４８２ カム部材
４９０ 上側回転ホルダ
４９１ 上側ホルダ回転モータ
４９２ 連結部
５００ イオンエア除塵装置
５１０ 吹付部
５２０ 吸引部
６００ リーク検査装置
６１０ 検出用収容部
６１１ 中空部
６２０ ポンプ
６３０ 圧力センサ
６４０ 圧力判定部
６５０ 不良品投入部
６７０ 昇降ステージ
７００ 画像検査装置
７１０ 撮像部
７２０ 撮像部
７３０ 画像判定部
７４０ 不良品投入部
８００ 重量検査装置
８１０ 重量計測部
８２０ 重量判定部
８３０ 不良品投入部
８４０ 移載装置
１０００ 粉末封入装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末封入装置及び容器製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器内に粉末を充填し、その容器内の空気を脱気した後、容器内にガスを充填し、更に、容器に栓を装着して該容器を気密封止するということについては、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０６２０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、容器への栓の装着や、容器内への粉末の充填などの、各種の処理を実現するための具体的な手法（装置構成など）が明らかにされていない。
【０００５】
そこで、本発明は、容器への栓の装着などの各種の処理を好適に行うことが可能な粉末封入装置、及び、容器製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一端部が開口し内部に粉末が充填されている容器を収容した状態で密閉されるチャンバと、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する脱気部と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する栓装着部と、
を有することを特徴とする粉末封入装置を提供する。
【０００７】
この粉末封入装置によれば、同一のチャンバ内で、容器内の脱気、容器内へのガスの充填、及び、容器への栓の装着を行うことができる。より具体的には、容器を収容した状態で密閉されるチャンバ内で、容器内の脱気と、容器内へのガスの充填と、容器の一端部への栓の装着と、の一連の処理を行うことができる。よって、容器内の不要な雰囲気（例えば酸素など）を極力低減した状態で、容器内にガス（例えば窒素ガスなど）を充填でき、且つ、その後でチャンバ内で栓を装着するので、粉末だけでなく充填したガスも容器に封入されるように栓を装着できる。
【０００８】
また、本発明は、一端部が開口し内部に粉末が充填された容器をチャンバ内に収容し、前記チャンバを密閉する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填する工程と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする容器製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、容器への栓の装着などの処理を好適に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】粉末封入装置のブロック図である。
【図２】粉末封入装置の栓装着装置のチャンバが密閉された状態を示す縦断面図である。
【図３】栓装着装置の分解正面図である。
【図４】栓装着装置のチャンバが大気開放された状態を示す縦断面図である。
【図５】栓装着装置に対する栓のセット動作を説明するための正面図である。
【図６】栓装着装置のブロック図である。
【図７】栓装着装置の正面図及び平面図である。
【図８】栓装着装置の動作を示すタイムチャートである。
【図９】粉末封入装置の粉末充填装置の縦断面図である。
【図１０】粉末充填装置の攪拌部材を示す側面図である。
【図１１】台座の断面図である。
【図１２】台座の平面図である。
【図１３】粉末の容器（組付体）を含むボトルキャップが装着されてなる飲料用ボトルの正面図である。
【図１４】飲料用ボトルのボトルキャップ周辺の分解縦断面図である。
【図１５】栓の縦断面図及び下面図である。
【図１６】飲料用ボトルのボトルキャップ周辺の縦断面図である。
【図１７】ボトルキャップが開栓した状態を示す縦断面図である。
【図１８】粉末の容器（組付体）の正面図である。
【図１９】粉末封入装置のリーク検査装置の模式的な正面図である。
【図２０】粉末封入装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２１】栓装着装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図２２】画像検査を説明するためのボトルキャップの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。
【００１２】
本実施形態に係る粉末封入装置１０００（図１）について説明する前に、飲料用ボトル３の構成について図１３乃至図１７を参照して説明する。図１３はボトルキャップ１０が装着されてなる飲料用ボトル３の正面図である。図１４は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の分解縦断面図である。図１５（ａ）は栓４０の縦断面図、図１５（ｂ）は栓４０の下面図である。図１６は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の縦断面図である。図１７は飲料用ボトル３のボトルキャップ周辺の縦断面図であり、ボトルキャップ１０が開栓した状態を示す。
【００１３】
図１３に示すように、飲料用ボトル３は、上端にボトル口部２２０が形成されているボトル本体２１０と、ボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着されたボトルキャップ１０とを有する。
ボトルキャップ１０は、粉末１の容器（組付体２）と、この容器に装着された栓４０と、を有する。
ボトル本体２１０は、例えば、いわゆるペットボトルの本体部であり、内部に清水などの飲料媒体が収容されている。
図１３に示すように、ボトルキャップ１０は、ボトル本体２１０の一端に形成されたボトル口部２２０に装着されて、該ボトル口部２２０を閉塞する。
【００１４】
図１４に示すように、ボトルキャップ１０は、例えば、外筒部材（第１部材）３０と、内筒部材（第２部材）２０と、栓４０と、を有している。
【００１５】
外筒部材３０は、ボトル口部２２０に装着される装着部３６と、装着部３６と一体形成された外筒部３２と、を有している。外筒部３２と装着部３６とは二重筒構造をなし、装着部３６は外筒部３２の周囲に位置している。装着部３６の一端（図１４での上端）の内周側が外筒部３２の外周面に対して環状に連結されることで、装着部３６の一端は閉塞されている。装着部３６の内周面には、ボトル口部２２０に形成された雄ネジ部２２２と螺合する雌ネジ部３７１と、ボトル口部２２０に形成されたラッチリング２２４と係合するラッチ部３７２と、が形成されている。雌ネジ部３７１を雄ネジ部２２２に対して巻き締めすることにより、外筒部材３０はボトル本体２１０に装着される。雌ネジ部３７１を十分に巻き締めて、ラッチ部３７２がラッチリング２２４を乗り越えると、両者は互いに係合し、ボトル本体２１０に装着された外筒部材３０の巻き弛みが規制される。ボトル口部２２０に外筒部材３０が装着された状態で、外筒部３２の内部空間は、ボトル本体２１０の内外を連通させる連通部を構成する。外筒部３２の外周面には（図１４における外筒部３２の上部には）、内筒部材２０が装着される雄ネジ部３５が形成されている。外筒部３２において、雄ネジ部３５と装着部３６との境界をなす首部３０１の外周面には、外筒部材３０の軸周り方向をラッチ方向とするラッチ爪３０２が形成されている。
【００１６】
内筒部材２０は、外筒部３２の一端３３側から他端３４側へ挿入されて、外筒部３２を貫通する内筒部（挿入部）２２と、内筒部２２と一体形成された口蓋部２３と、を有している。口蓋部２３は、平板状の本体部２３ａと、この本体部２３ａの外周に一端が連結された筒状の外周部２６と、を有する。内筒部２２と、外周部２６と、は二重筒構造をなし、外周部２６が内筒部２２の周囲に位置している。内筒部２２の一端部２５１は開口端となっており、この開口端には、栓４０が装着される。内筒部２２の他端は本体部２３ａに連結され、内筒部２２と外筒部３２とは本体部２３ａを介して相互に連結されている。本体部２３ａは、内筒部２２の他端と、外周部２６の一端と、を閉塞している。口蓋部２３は、外筒部材３０において（外筒部材３０がボトル本体２１０に装着された状態で）ボトル本体２１０の外部に位置する部分（具体的には雄ネジ部３５）に装着されることで、外筒部３２の一端３３を閉塞するとともに、ボトル口部２２０も閉塞する。すなわち、口蓋部２３は、ボトル本体２１０の口蓋を構成する。内筒部２２の内部領域は、粉末１を収容する収容部２４を構成する。口蓋部２３の外周部２６の内面には、外筒部３２の雄ネジ部３５と螺合する雌ネジ部２８が形成されている。外周部２６の外周面には開栓の際に指の掛かりを良くするための保持溝２７が形成されている。内筒部材２０には、口蓋部２３が開栓されたことを確認するための環状のバンド部５０が一体形成されている。バンド部５０は、口蓋部２３の外周部２６の端縁２６１に対し、脆弱なブリッジ５２を介して部分的に連結されている。バンド部５０の内周面には、外筒部３２の首部３０１の外周面に形成されたラッチ爪３０２と係合するラッチ爪５４が形成されている。内筒部２２の一端部２５１の外周面には、栓４０と係合する環状突起２５が形成されている。内筒部２２は、外筒部３２よりも長く形成され、内筒部材２０の雌ネジ部２８が外筒部材３０の雄ネジ部３５に完全に螺着されると、環状突起２５は外筒部３２より突出する。
【００１７】
図１５に示すように、栓４０は、内筒部２２の一端部２５１に圧入固定されるものであり、内筒部２２の一端部２５１の開口内に押し込まれて開口を閉塞する蓋部４２と、この蓋部４２の周縁部に立設された外周壁４４と、を有し、外周壁４４と蓋部４２との間には環状凹溝４１が形成されている。蓋部４２は、外周壁４４とともに環状凹溝４１を構成する内周壁４２１と、内周壁４２１の上部においてテーパー状に縮径するテーパー部４２２とからなる。蓋部４２は、テーパー部４２２を有するので、蓋部４２を内筒部２２の一端部２５１に対して容易に圧入できる。外周壁４４の内壁面には、外周壁４４の内径を狭める方向に膨出する環状の膨出部４７が形成されている。内筒部２２の一端部２５１に蓋部４２が押し込まれると、外周壁４４と蓋部４２との間（つまり環状凹溝４１内）に内筒部２２の一端部２５１が嵌入するとともに、内筒部２２の環状突起２５が膨出部４７を乗り越えて該膨出部４７と係合する。これにより、栓４０は、適度な保持力で内筒部２２の一端部２５１に装着される。栓４０は、環状凹溝４１内に形成された環状突起４３を有し、この環状突起４３が内筒部２２の一端面に接することにより、栓４０の気密性を高める構造となっている。更に、栓４０は、外周壁４４に形成された環状突起４５を有し、この環状突起４５が外筒部３２の他端３４の端面３９に接することにより、栓４０の気密性を高める構造となっている。
【００１８】
内筒部２２、口蓋部２３の外周部２６、外筒部３２、装着部３６はいずれも円筒状に形成されている。
内筒部材２０、外筒部材３０および栓４０は、リサイクル性の観点から同種のポリマーを母材とするとよい。具体的には、内筒部材２０、外筒部材３０および栓４０は、ポリプロピレン系などの熱可塑性硬質樹脂を主成分とし、射出成形にて作製される。
【００１９】
図１６に示すように、ボトルキャップ１０は、内筒部材２０の雌ネジ部２８と外筒部材３０の雄ネジ部３５とを螺合させ、内筒部材２０の収容部２４内に粉末１を投入し、且つ、内筒部２２の一端部２５１に栓４０を装着することにより構成される。
【００２０】
このようなボトルキャップ１０を、予め飲料媒体（図示略）を収容したボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着することにより、飲料用ボトル３が構成される。
【００２１】
このような飲料用ボトル３の口蓋部２３を開栓すると、すなわち、口蓋部２３を外筒部材３０に対して相対的に軸周りに回動させると、口蓋部２３が外筒部材３０に対して相対的に開方向に螺進することにより、栓４０は外周壁４４が外筒部材３０の端面３９に押下されて、図１７に示すように内筒部２２より脱離する。
これにより、図１７に示すように粉末１が収容部２４の外部へ放散され、粉末１と飲料媒体とが混合されることにより、飲料が得られる。なお、粉末１は、例えば、粉茶などである。
なお、口蓋部２３の開栓の際に、バンド部５０は、ラッチ爪３０２、５４どうしの係合によって外筒部材３０に対する回転が規制されるため、脆弱なブリッジ５２が破断することにより口蓋部２３と分離し、首部３０１に残置されるので、口蓋部２３の開栓を容易に確認できる。
【００２２】
図１８は組付体２の正面図である。本実施形態では、内筒部材２０と外筒部材３０とを相互に螺合（巻き締め）して得られる構造物を組付体２という。なお、図１８においては、図１３、図１４、図１６、図１７とは、内筒部材２０及び外筒部材３０の上下方向が反転している。
組付体２は、上述した内筒部２２を有し、内筒部２２内には、粉末１を収容する収容部２４が形成されている。すなわち、組付体２は、粉末１の容器として機能する。
【００２３】
以下、本実施形態に係る粉末封入装置１０００について説明する。
【００２４】
図１は本実施形態に係る粉末封入装置１０００のブロック図である。
粉末封入装置１０００は、例えば、内筒部材２０と外筒部材３０とを巻き締めて組付体２を作成する組付装置１００と、組付体２の除塵を行うイオンエア除塵装置２００と、組付体２の収容部２４へ粉末１を充填する粉末充填装置３００と、内筒部２２に栓４０を装着してボトルキャップ１０を作成する栓装着装置４００と、ボトルキャップ１０の除塵を行うイオンエア除塵装置５００と、ボトルキャップ１０の収容部２４の密封状態の検査を圧力検知により行うリーク検査装置６００と、ボトルキャップ１０の収容部２４の密封状態の検査を画像認識により行う画像検査装置７００と、粉末１の充填重量を検査する重量検査装置８００と、を有している。
【００２５】
図２０は粉末封入装置１０００が自動制御により行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、組付装置１００が、内筒部材２０と外筒部材３０とを巻き締めて組付体２を作成する（ステップＳ１）。
次に、組付体２は、後述する台座６０上に搭載される（ステップＳ２）。
次に、イオンエア除塵装置２００がイオンエアにより組付体２の除塵を行う（ステップＳ３）。
次に、粉末充填装置３００が組付体２の収容部２４内に所定重量の粉末１を充填する（ステップＳ４）。
次に、栓装着装置４００が、収容部２４内の脱気（ステップＳ５）と、収容部２４内への所定のガス（例えば窒素ガス）の充填（ステップＳ６）と、収容部２４への栓４０の装着（ステップＳ７）と、を行うことによりボトルキャップ１０を作成する。
次に、イオンエア除塵装置５００がイオンエアによりボトルキャップ１０の除塵を行う（ステップＳ８）。
次に、リーク検査装置６００が圧力検知により収容部２４の密封状態の検査を行う（ステップＳ９）。
次に、画像検査装置７００が画像認識により収容部２４の密封状態の検査を行う（ステップＳ１０）。
次に、重量検査装置８００が粉末１の充填重量の検査を行う（ステップＳ１１）。
こうして、所定重量の粉末１が収容部２４内に充填されたボトルキャップ１０を作成することができる。
【００２６】
以下、粉末封入装置１０００についてより詳細に説明する。
【００２７】
組付装置１００は、内筒部材２０と外筒部材３０とをそれぞれ保持し、内筒部材２０と外筒部材３０との何れか一方を他方に対して回転させることにより、雄ネジ部３５と雌ネジ部２８とを螺合させる（巻き締めする）ことにより、図１８に示す組付体２を作成する。
作成された組付体２は、引き続き、組付装置１００により、図１１に示すような台座６０上に個別に搭載される。
組付体２は、内筒部２２の一端部２５１の開口端が上向きとなるように、台座６０に載置され、台座６０上で位置決めされる。
【００２８】
図１１に示すように、台座６０の上面には、組付体２を位置決めする凹部６１が形成されている。凹部６１は、導入部６１ａと、テーパー部６１ｂと、位置決め部６１ｃと、を上から順に有している。導入部６１ａ及び位置決め部６１ｃは、それぞれ円筒状に形成され、それぞれ平面視において円形である。導入部６１ａの内径は、組付体２の径よりも十分に大きく設定されている。位置決め部６１ｃは、例えば、口蓋部２３の外径と同じ内径を有し、組付体２を台座６０に対して位置決めする。テーパー部６１ｂは、その上端から下端に向けて徐々に縮径しており、導入部６１ａ内に導入された組付体２の口蓋部２３をスムーズに位置決め部６１ｃへ案内する。テーパー部６１ｂの上端の内径は、導入部６１ａの内径と等しく、テーパー部６１ｂの下端の内径は、位置決め部６１ｃの内径と等しい。
例えば、台座６０の下部６２は、台座６０の上部６３よりも平面寸法が小さい。
【００２９】
組付体２を保持した台座６０は、例えば、図１２に示すように、コンベア７０により各工程毎の装置間（例えば、イオンエア除塵装置２００、粉末充填装置３００、栓装着装置４００、イオンエア除塵装置５００、リーク検査装置６００、画像検査装置７００、重量検査装置８００の各装置間）を搬送される。
【００３０】
イオンエア除塵装置２００は、組付体２に粉末１を充填する前の段階で、台座６０がコンベア７０上を搬送される際に、台座６０上に保持された組付体２に付着しているパーティクル（例えば、内筒部材２０及び外筒部材３０を構成する樹脂のパーティクルなど）を組付体２から除去（除塵）する。
図１に示すように、イオンエア除塵装置２００は、コンベア７０上で搬送される組付体２に向けてプラスイオン（Ｈ＋）とマイナスイオン（Ｏ２−）とを含む空気（イオンエア）を吹き付ける吹付部（第２イオンエア供給部）２１０と、組付体２の周囲の雰囲気を吸引する吸引部２８０と、を有する。
吹付部２７０は、例えば、コンベア７０の上方位置に、コンベア７０による搬送方向に沿って複数設けられている。吸引部２８０は、例えば、各吹付部２７０の下流側に配置されている。つまり、例えば、コンベア７０による搬送方向に沿って、吹付部２７０と吸引部２８０とが交互に配置されている。
各吹付部２７０は、例えば、イオンエアを常時吹き出しており、組付体２が各吹付部２７０の下を通過する際に、組付体２の内筒部２２の上向きの開口より、収容部２４に向けて、イオンエアが吹き付けられる。樹脂製の組付体２は帯電しやすいため、組付体２にはパーティクルが付着しやすい。例えば、組付体２がプラスに帯電している場合には、イオンエアに含まれるマイナスイオンにより、この帯電が相殺され、それまで組付体２に付着していたパーティクルが容易に組付体２と分離する。更に、このように組付体２から分離したパーティクルを含む雰囲気を吸引部２８０によって吸引することにより、組付体２へのパーティクルの再付着を抑制し、組付体２を清浄にすることができる。
【００３１】
図１に示すように、粉末充填装置３００は、収容部２４に粉末１を充填する粉末充填部３１０と、イオンエア吹付部３８０と、を有する。
【００３２】
図９は粉末充填装置３００の粉末充填部３１０の縦断面図である。
図９に示すように、粉末充填部３１０は、粉末１を内部に貯留するタンク（貯留部）３１１を有する。このタンク３１１は、粉末１を外部に排出する排出口３１２を下端部に有している。タンク３１１は、例えば、本体部３２０と、本体部３２０の下端に着脱可能に設けられる先端部３３０と、を有している。
本体部３２０は、内部空間の横断面寸法が下方に向けて小さくなるように形成されている。
先端部３３０も、内部空間の横断面寸法が下方に向けて小さくなるように形成されている。具体的には、先端部３３０は、下方に向けてテーパー状に縮径する第１テーパー部３３１と、筒状の第１筒状部３３２と、下方に向けてテーパー状に縮径する第２テーパー部３３３と、筒状の第２筒状部３３４と、上からこの順に有している。
第１テーパー部３３１の上端の内径は、本体部３２０の下端の内径と等しく、第１テーパー部３３１の上端部が本体部３２０の下端に連結されている。
第１テーパー部３３１の下端の内径は、第１筒状部３３２の内径と等しい。
第２テーパー部３３３の上端の内径は、第１筒状部３３２の内径と等しい。
第２テーパー部３３３の下端の内径は、第２筒状部３３４の内径と等しい。
第２筒状部３３４の下端は開口し、排出口３１２を構成している。
このように、先端部３３０の内径が下方に向けて段階的に縮径していることにより、先端部３３０の内径とスクリュー３４０の外径との差が、下方に向けて徐々に小さくなっている。
【００３３】
粉末充填部３１０は、更に、タンク３１１内に配置されたスクリュー３４０を有している。このスクリュー３４０は、図示しない回転駆動機構により軸周りに回転駆動されて、タンク３１１内の粉末１を排出口３１２を介してタンク３１１外に排出させる。
スクリュー３４０は、直線的な棒状に形成され上下方向に延在する第１棒状部３４１と、第１棒状部３４１よりも大径で、第１棒状部３４１と同軸上に位置する直線的な棒状の第２棒状部３４２と、第１棒状部３４１と同軸上に、第１棒状部３４１と第２棒状部３４２との間に位置し、第１棒状部３４１と第２棒状部３４２とを連結するテーパー状部３４３と、を有する。
第１棒状部３４１の外面には、螺旋状の突条部３４４が形成されている。
【００３４】
スクリュー３４０が所定方向に回転駆動されることにより、先端部３３０内の粉末１は、突条部３４４により下方に押し込まれ、排出口３１２より下向きに排出される。
なお、スクリュー３４０のピッチ、すなわち突条部３４４のピッチは、狭いほど、排出量を高精度に設定でき、広いほど、排出速度を高めることができる。
【００３５】
スクリュー３４０の先端は、排出口３１２内に位置し、排出口３１２の内径は、スクリュー３４０の先端の外径（スクリュー３４０の先端部の突条部３４４の外径）と略等しく設定されている。このため、スクリュー３４０の停止時には、排出口３１２から粉末１が落下してしまうことが抑制されるようになっている。
【００３６】
スクリュー３４０の第２棒状部３４２は、図示しない回転駆動機構の回転軸と連結され、この回転軸の回転に伴い、スクリュー３４０も軸周りに回転する。スクリュー３４０が一定方向に所定量だけ回転することにより、タンク３１１内の粉末１を排出口３１２から所定量だけ排出し、組付体２の収容部２４に充填することができる。
【００３７】
粉末充填部３１０は、更に、タンク３１１内の粉末１を攪拌する攪拌部材３５０を有している。粉末充填装置３００の回転駆動機構の回転軸は、攪拌部材３５０にも連結され、回転軸の回転駆動に伴い、攪拌部材３５０も回転軸と同方向に回転するようになっている。
攪拌部材３５０は、例えば、第２棒状部３４２の上部の周囲を覆う筒状部３５１と、この筒状部３５１の外周面に設けられた攪拌板状部３５２と、筒状部３５１の下端より下方に延出する攪拌片３５３と、を有している。
攪拌片３５３は、例えば、タンク３１１の本体部３２０の下部のテーパー形状に沿って延在し、スクリュー３４０と本体部３２０下部の内壁との間に位置する。この攪拌片３５３は、回転軸及び筒状部３５１の回転に伴い、スクリュー３４０の周囲を公転するように移動し、タンク３１１内の粉末１を攪拌する。これにより、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化する効果が得られる。
攪拌板状部３５２は、筒状部３５１の外周面に、例えば、複数個取り付けられ、筒状部３５１が回転するのに伴って移動する。図１０に示すように、攪拌板状部３５２は、その下部が回転方向前側、上部が回転方向後側となるような角度で、筒状部３５１に固定されている。このため、攪拌板状部３５２は、筒状部３５１の周囲の粉末１を上に持ち上げるような攪拌動作を行う。この攪拌動作によっても、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化する効果が得られる。
【００３８】
粉末充填装置３００のイオンエア吹付部（イオンエア供給部）３２０は、排出口３１２の近傍にイオンエアを吹き付ける（供給する）。イオンエア吹付部３８０は、例えば、図９に矢印Ａで示すように、タンク３１１の先端部３３０の外面（より具体的には、例えば、第２筒状部３３４の外面）に向けて、常時、プラスイオン（Ｈ＋）とマイナスイオン（Ｏ２−）とを含むイオンエアを吹き付ける。これにより、イオンエア除塵装置２００による除塵と同様のメカニズムによって、タンク３１１の外面における排出口３１２の近傍の部位への粉末１などの付着を抑制できる。よって、例えば、組付体２における収容部２４以外の部分への粉末１の落下を抑制することができ、粉末１による組付体２の汚染を抑制できる。また、タンク３１１の外面に付着した粉末１の、収容部２４内への予期しない落下に起因して、粉末１の充填量がばらついてしまうことも抑制できるので、収容部２４への粉末１の充填量を均一化できる。
【００３９】
粉末充填装置３００により組付体２の収容部２４に規定量の粉末１を投入する動作は、例えば、以下のように行われる。なお、以下に説明するスクリュー３４０の回転動作（回転軸の回転動作）、移載装置の動作、ステージの動作は、粉末充填装置３００の図示しない制御部の制御下で行われる。
イオンエア除塵装置２００による除塵後の組付体２は、台座６０上に保持されたままコンベア７０により搬送されて、粉末充填装置３００へ搬入される。粉末充填装置３００は、図示しない移載装置とステージとを有し、このステージの上方には、タンク３１１の排出口３１２が配置されている。
コンベア７０により搬送されてきた台座６０は、先ず、移載装置によりステージ上に移載され、且つ、ステージ上の所定位置に位置決めされる。次に、ステージが上昇することにより、台座６０上の組付体２の収容部２４の開口へタンク３１１の排出口３１２が近接する。
この状態で、スクリュー３４０を所定量だけ回転駆動させることにより、タンク３１１内の粉末１が所定量だけ排出口３１２を介して収容部２４内へ投入される。
その後、ステージが下降する。次に、台座６０は、図示しない移載装置により、例えば、搬入用のコンベア７０とは別の、搬出用のコンベア７０へと移載される。そして、このコンベア７０は、台座６０を栓装着装置４００へ向けて搬送する。
すなわち、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器としての組付体２を、個別に台座６０上に保持した状態で、栓装着装置４００へ搬送する。
なお、組付体２を栓装着装置４００へ搬送する前に、組付体２を振動（例えば台座６０とともに振動）させて、収容部２４内の粉末１の嵩密度を高める（粉末１間の空気を減少させ、収容部２４内の残存酸素量を低減させる（脱気する））ことも好ましい。
具体的には、例えば、コンベア７０の搬送ガイド（進行方向の左右両側に位置し、台座６０を搬送方向にガイドする部分）に振動装置（図示略）を取り付け、台座６０を粉末充填装置３００から栓装着装置４００へ搬送する過程で、この振動装置によって、台座６０ごと組付体２を振動させることが挙げられる。なお、この振動装置は、台座６０の搬送方向に沿って、複数箇所（例えば３箇所）に設けることができる。このような加振による脱気の程度は、台座６０及び組付体２を振動させながら移動させる時間の長さを調節することにより、調節することができる。
【００４０】
次に、粉末封入装置１０００（図１）の栓装着装置４００について説明する。
【００４１】
図２及び図４は栓装着装置４００の一組の栓装着ユニット４０２及び台座支持ユニット４７０の縦断面図である。このうち図２はチャンバ４０１が密閉された状態で、且つ、栓４０が組付体２の一端部２５１に装着される前の状態を示し、図４は栓４０が組付体２に装着された後でチャンバ４０１が大気開放された状態を示す。図３は栓装着装置４００の栓装着ユニット４０２の分解正面図である。図５は栓装着ユニット４０２に新しい栓４０を装着する動作を説明するための正面図である。図６は栓装着装置４００のブロック図である。図７（ａ）は栓装着装置４００の正面図であり、複数の栓装着ユニット４０２及び複数の台座支持ユニット４７０が示されている。図７（ｂ）は栓装着装置４００の下部（下側回転ホルダ４８０）の平面図である。図８は栓装着装置４００の動作を示すタイムチャートである。
【００４２】
図２１は栓装着装置４００が行う一連の処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、台座６０がステージ４７１（図２）上に配置される（ステップＳ２１）。
次に、ステージ４７１の上昇が開始される（ステップＳ２２）。
次に、台座６０とチャンバ本体との気密が確保されることにより、チャンバ４０１が構成される（ステップＳ２３）とともに、ステージ４７１の上昇が停止する（ステップＳ２４）。
次に、チャンバ４０１内を脱気することにより、収容部２４も脱気する（ステップＳ２５）。
次に、チャンバ４０１内に所定のガス（例えば窒素ガス）を充填することにより、収容部２４内にも所定のガスを充填する（ステップＳ２６）。
次に、収容部２４の一端部２５１に栓４０を装着する（ステップＳ２７）。
次に、チャンバ４０１内を大気圧に降圧する（ステップＳ２８）。
次に、ステージ４７１の下降を開始し（ステップＳ２９）、チャンバ４０１を大気開放する（ステップＳ３０）。
次に、ステージ４７１の下降が停止する（ステップＳ３１）。
【００４３】
以下、栓装着装置４００の構成及び動作をより詳細に説明する。
【００４４】
図２及び図４に示すように、栓装着装置４００は、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている組付体（容器）２を収容した状態で密閉されるチャンバ４０１を有する。
チャンバ４０１は、例えば、第１筒状部４１０と、第１筒状部４１０内に配置される第２筒状部４２０と、上記の台座６０と、により構成される。すなわち、チャンバ４０１は、第１及び第２筒状部４１０、４２０により構成されるチャンバ本体と、組付体２の底部（飲料用ボトル３の状態では上端部となる部分）を保持及び位置決めし、シールリング４１１を介してチャンバ本体と密封される台座（容器台座部）６０と、を含んで構成される。
【００４５】
図２乃至図４に示すように、第１筒状部４１０は、軸方向が上下方向に延在する筒状に形成され、その下端面には、シールリング４１１が設けられている。
第２筒状部４２０も、軸方向が上下方向に延在する筒状に形成され、第１筒状部４１０内において第１筒状部４１０と同軸上に配置されている。第２筒状部４２０の外周面には、Ｏリング保持溝４２５が形成され、このＯリング保持溝４２５には、Ｏリング４２６が嵌着されている。このＯリング４２６により、第２筒状部４２０の外周面と第１筒状部４１０の内周面との気密が確保されている。
【００４６】
栓装着装置４００は、更に、組付体２の収容部２４の一端部２５１と栓４０とが相対する位置で、栓４０を係脱自在に保持する栓保持部４３０を有している。栓保持部４３０は、例えば、第２筒状部４２０の下端部に取り付けられている。なお、栓保持部４３０、並びに、栓保持部４３０に保持された状態の栓４０も、図２の状態ではチャンバ４０１内に密封状態で収容される。
【００４７】
栓保持部４３０は、例えば、複数（例えば３つ）の栓保持部材４３１に分割された分割構造をなし、各分割部分である栓保持部材４３１は、第２筒状部４２０の下端部において、第２筒状部４２０の軸周りに等間隔（例えば１２０度間隔）に配置されている。
各栓保持部材４３１には、第２筒状部４２０に形成された係合凹部４２３に係合される係合突起４３２と、栓４０を保持する栓保持突起４３３と、Ｏリング固定凹部４３４と、が形成されている。係合突起４３２及び栓保持突起４３３は、第２筒状部４２０の軸心側に向けて（内向きに）突出している。
ここで、係合突起４３２は、Ｏリング固定凹部４３４よりも上方に位置し、栓保持突起４３３は、Ｏリング固定凹部４３４よりも下方に位置する。
また、第２筒状部４２０の下端部において、Ｏリング固定凹部４３４と対応する上下位置には、Ｏリング固定凹部４２４（図３）が形成されている。
【００４８】
各栓保持部材４３１の係合突起４３２を第２筒状部４２０の係合凹部４２３に嵌入させ、Ｏリング（栓保持部材シールリング）４４０をＯリング固定凹部４３４及びＯリング固定凹部４２４（図３）に嵌め込むことにより、各栓保持部材４３１がＯリング４４０により結束されて、第２筒状部４２０の下端部に固定（装着）される。なお、この状態で、Ｏリング４４０の周方向において、隣り合うＯリング固定凹部４３４どうしの間に位置する部分は、Ｏリング固定凹部４２４内に嵌入する。つまり、Ｏリング４４０は、第２筒状部４２０のＯリング固定凹部４２４と、各栓保持部材４３１のＯリング固定凹部４３４と、により構成される一連の環状の凹部に嵌着される。そして、Ｏリング４４０は、この一連の環状の凹部と、第１筒状部４１０の内周面と、の気密を確保する。つまり、Ｏリング４４０は、第２筒状部４２０及び複数の栓保持部材４３１と、第１筒状部４１０の内面と、の気密を保持する。
【００４９】
ここで、第２筒状部４２０において、各栓保持部材４３１の栓保持突起４３３と対応する箇所は、それぞれ、栓保持突起４３３と干渉しないように切り欠かれており、各栓保持部材４３１が第２筒状部４２０の下端部に固定された状態で、各栓保持部材４３１の栓保持突起４３３は、第２筒状部４２０の下端部の内周よりも内側に突出している。
そして、これら栓保持突起４３３の協働により、図２に示すように栓４０を保持できるようになっている。
【００５０】
栓装着装置４００は、更に、密封されたチャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を装着する栓装着部４５０を有する。
栓装着部４５０は、第２筒状部４２０内に、第２筒状部４２０と同軸上に配置されている。
この栓装着部４５０は、例えば、直線状の棒状体４５１と、この棒状体４５１の下端に設けられた押込部４５２と、を有する。
棒状体４５１の外周面には、Ｏリング固定溝４５３が形成され、このＯリング固定溝４５３には、Ｏリング４５４が嵌着されている。そして、このＯリング４５４により、棒状体４５１と、第２筒状部４２０の内周と、の気密が確保されている。
押込部４５２は、例えば、棒状体４５１の径よりも大径の平板な形状に形成されている。例えば、押込部４５２の平面形状は円形である。
栓装着部４５０の棒状体４５１は、栓装着用シリンダ４５６（図６）に連結され、この栓装着用シリンダ４５６によって、栓装着部４５０が上下に移動されるようになっている。栓装着用シリンダ４５６は、栓装着装置４００の制御部４０３（図６）の制御下で動作する。
棒状体４５１は、Ｏリング４５４を介して第２筒状部４２０との気密が維持されたままの状態で、第２筒状部４２０に対して相対的に上下動する（この上下動の際に、Ｏリング４５４は第２筒状部４２０の内周面に対して摺動する）。
棒状体４５１が栓装着用シリンダ４５６により下降されることによって、押込部４５２は、栓保持部４３０により保持されている栓４０を、収容部２４の一端部２５１へ近づく方向（下方）に押し込む。その結果、栓４０は、栓保持部４３０から脱離する。
【００５１】
ここで、栓保持部４３０の各栓保持部材４３１は、例えば、それぞれ金属により構成されている。
そして、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込むことにより、係合突起４３２と第２筒状部４２０の係合凹部４２３との係合が維持された状態のまま、各栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１がそれぞれ徐々に傾動する。この結果、栓４０は、栓保持突起４３３から下方に離脱する。ここで、各栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が傾動する際に、Ｏリング４４０は、複数の栓保持部材４３１により周囲に押し広げられて僅かに伸長する。この際の挙動は、テコの原理による挙動であり、係合突起４３２の先端部（係合突起４３２と係合凹部４２３との接触部）が支点、栓４０と栓保持突起４３３との接触部が力点、Ｏリング固定凹部４３４とＯリング４４０との接触部が作用点となる。この際、各栓保持部材４３１は、例えば、実質的に剛体として挙動する。
そして、押込部４５２により更に栓４０を下方に押し込むことにより、栓４０は、収容部２４の一端部２５１に嵌合されて、装着される。
ここで、栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が徐々に傾動することにより、栓保持突起４３３から栓４０が急激に脱落してしまうことが抑制され、栓４０と一端部２５１との接触時の衝撃、栓４０が栓保持突起４３３から離脱する際の衝撃、並びに、栓４０が一端部２５１に嵌合する際の衝撃が緩和される。すなわち、栓４０は一端部２５１に対してソフトに接触するため、収容部２４内の粉末１が舞い上がってしまうことが抑制される。
また、栓保持突起４３３から栓４０が離脱する前の段階で、栓４０の一部分（例えば蓋部４２）が収容部２４により（例えば収容部２４の内周により）支持され始める動作となるように、栓保持部４３０と収容部２４との位置関係、及び、栓保持部４３０と第２筒状部４２０の内周とのクリアランスが設定されていることも好ましい。このようにすることにより、栓４０が栓保持突起４３３から離脱する際の衝撃、並びに、栓４０が一端部２５１に嵌合する際の衝撃が一層緩和される。
なお、係合突起４３２が係合凹部４２３に係合した状態において、係合突起４３２と係合凹部４２３の内面との間には、このような栓保持部材４３１の傾動を許容させるクリアランスが存在する。すなわち、例えば、図２に示すように、係合突起４３２の下面と係合凹部４２３の底部との間にクリアランスが存在する。
ここで、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込むことにより、栓保持突起４３３が下方に弾性変形するようにしても良い。そして、栓装着部４５０が栓４０を一端部２５１へ近づく方向に押し込む際に、複数の栓保持部材４３１がＯリング固定凹部４３４において屈曲し、各栓保持部材４３１の下部（Ｏリング固定凹部４３４よりも下の部分）が徐々に傾動するようになっていても良い。
【００５２】
また、押込部４５２の下面には、栓４０の外面に形成された凹部４９（図１５（ａ））に嵌入される凸部４５５（図３、図４）が形成されている。
ここで、栓保持部４３０は、栓４０を緩く保持しており、複数の栓保持部材４３１の間において、栓４０は、栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において（例えば水平面内において）移動可能となっている。
そして、栓装着部４５０が収容部２４の一端部２５１へ近づく方向に移動する際に、凸部４５５が凹部４９に嵌入することにより、栓４０を栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において（例えば水平面内において）一端部２５１に対して位置合わせするようになっている。
【００５３】
なお、チャンバ４０１において、一端部２５１を収容する空間は、図２の状態において、第１筒状部４１０、第２筒状部４２０、Ｏリング４２６、Ｏリング４５４、栓装着部４５０、シールリング４１１及び台座６０により密閉され、気密状態となる。
【００５４】
栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気できるように構成されている。
すなわち、第１筒状部４１０において、Ｏリング４４０の配置領域よりも下、且つ、シールリング４１１よりも上の部分の側壁には、排気口４１２が形成されている。この排気口４１２は、図示しない排気配管を介して、排気ポンプ４１３（図６）に接続されている。また、この排気配管には排気バルブ４１４（図６）が設けられている。この排気バルブ４１４を開くと、排気配管及び排気口４１２を介して、排気ポンプ４１３とチャンバ４０１の内部空間とが連通する。この連通状態で排気ポンプ４１３を稼働させることで、チャンバ４０１内を脱気できるようになっている。
このように、排気ポンプ４１３、排気配管、排気バルブ４１４、排気口４１２などにより、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気する脱気部が構成されている。
なお、制御部４０３は、排気ポンプ４１３及び排気バルブ４１４の動作制御を行う。
【００５５】
栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内に所定のガスを充填できるように構成されている。所定のガスは、例えば、窒素ガス或いは希ガスなどの不活性ガス（具体的には、例えば、窒素ガス）である。
すなわち、第１筒状部４１０において、Ｏリング４４０の配置領域よりも下、且つ、シールリング４１１よりも上の部分の側壁には、ガス導入口４１５が形成されている。このガス導入口４１５は、図示しないガス導入配管を介して、窒素ガスタンク４１６（図６）に接続されている。また、このガス導入配管には、図示しない減圧弁とガス供給バルブ４１７（図６）とが設けられている。ガス供給バルブ４１７を開くと、ガス導入配管及びガス導入口４１５を介して、窒素ガスタンク４１６とチャンバ４０１の内部空間とが連通し、減圧弁により減圧された窒素ガスがチャンバ４０１内に導入されるようになっている。
このように、窒素ガスタンク４１６、ガス導入配管、ガス供給バルブ４１７、ガス導入口４１５などにより、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内に所定のガスを充填するガス充填部が構成されている。
なお、制御部４０３は、ガス供給バルブ４１７の動作制御を行う。
【００５６】
図５に示すように、栓装着装置４００は、更に、栓保持部４３０に栓４０をセットする栓セット部４６０を有する。この栓セット部４６０は、栓４０を上面にて支持する栓支持部４６１を有している。
栓保持部４３０の栓４０を収容部２４の一端部２５１に装着することにより、栓保持部４３０の栓４０が無くなった後で、栓セット部４６０が第２筒状部４２０の下方より栓４０を上昇させて、栓保持部４３０に新しい栓４０を補充する。この補充の際には、栓セット部４６０が栓４０を上昇させることにより、複数の栓保持突起４３３が互いに離間する方向へと、複数の栓保持部材４３１が徐々に傾動する結果、栓４０は、栓保持突起４３３の上方の空間に押し込まれ、複数の栓保持突起４３３により栓４０が保持された状態となる。
栓セット部４６０の昇降動作は、例えば、栓セット用シリンダ４６２（図６）により行う。
なお、制御部４０３は、栓セット用シリンダ４６２の動作制御を行う。
【００５７】
図２及び図４に示すように、栓装着装置４００は、台座６０を支持するステージ４７１と、このステージ４７１を上端部で支持する支持棒４７２と、ステージ４７１上の所定位置に台座６０を位置決めする位置決めアーム４７３と、を有している。
ステージ４７１は平板状に形成され、水平に配置されている。
コンベア７０によって栓装着装置４００に搬入された台座６０は、図示しない移載装置によってステージ４７１上に供給され、且つ、位置決めアーム４７３により位置決めされる。位置決めアーム４７３は、例えば、平面形状が弧状に形成され、台座６０の下部６２の側面を位置決めする。
【００５８】
以上の構成のうち、ステージ４７１、支持棒４７２、及び位置決めアーム４７３により、台座支持ユニット４７０が構成される。
また、一組の第１及び第２筒状部４１０、４２０、栓装着部４５０、栓保持部４３０、およびそれらの気密を確保するためのＯリングなどにより、栓装着ユニット４０２が構成される。
【００５９】
例えば、図７（ａ）に示すように、栓装着装置４００は、複数（例えば１６個）の台座支持ユニット４７０を保持し、且つ、これら台座支持ユニット４７０とともに水平面内で回転する下側回転ホルダ４８０と、下側回転ホルダ４８０の上方において台座支持ユニット４７０と同数の栓装着ユニット４０２を保持し、且つ、これら栓装着ユニット４０２とともに水平面内で回転する上側回転ホルダ４９０と、を有する。
更に、図６に示すように、栓装着装置４００は、下側回転ホルダ４８０を回転駆動させる下側ホルダ回転モータ４８１と、上側回転ホルダ４９０を回転駆動させる上側ホルダ回転モータ４９１と、を有する。
なお、制御部４０３は、下側ホルダ回転モータ４８１及び上側ホルダ回転モータ４９１の動作制御を行う。また、制御部４０３は、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相を認識するようになっている。
【００６０】
図７（ｂ）に示すように、下側回転ホルダ４８０は、例えば、平面形状が円形に形成され、下側回転ホルダ４８０の周縁部に、各台座支持ユニット４７０が等間隔で設けられている。
図７（ａ）に示すように、各台座支持ユニット４７０の支持棒４７２は、下側回転ホルダ４８０の上面より上方に出没可能となるように、下側回転ホルダ４８０により保持されている。各支持棒４７２の下端は、下側回転ホルダ４８０内に配置されたカム部材４８２の上面により支持されている。ここで、カム部材４８２は、下側回転ホルダ４８０とは独立して固定的に設けられ、下側回転ホルダ４８０の回転動作に伴って移動はしない。カム部材４８２の上面における図７（ａ）の手前側の部分は、回転方向に向けて上り坂となるような傾斜形状に形成されており、下側回転ホルダ４８０の回転方向に各支持棒４７２が移動すると、図７（ａ）に示すように、回転方向における前側に位置する支持棒４７２から順に、カム部材４８２の傾斜に従って上昇するようになっている。同様に、カム部材４８２の上面における図７（ａ）の奥側の部分は、回転方向に向けて下り坂となる傾斜形状に形成されており、下側回転ホルダ４８０の回転方向に各支持棒４７２が移動すると、回転方向における前側に位置する支持棒４７２から順に、カム部材４８２の傾斜に従って下降するようになっている。このように、各支持棒４７２、ひいては、支持棒４７２を含む各台座支持ユニット４７０は、あたかも回転木馬のように列をなして周回しながら昇降を繰り返す。
【００６１】
一方、各栓装着ユニット４０２の第１筒状部４１０は、例えば水平に配置された円盤状の上側回転ホルダ４９０と連結部４９２（図２）を介して連結されている。
各栓装着ユニット４０２は、上側回転ホルダ４９０の外周に、等間隔に設けられている。
【００６２】
ここで、平面視において、上側回転ホルダ４９０の中心と、下側回転ホルダ４８０の中心とは一致し、それぞれその中心周りに水平面内で回転する。
また、各台座支持ユニット４７０の直上の位置にそれぞれ１つずつの栓装着ユニット４０２が位置するように、各台座支持ユニット４７０及び各栓装着ユニット４０２が配置され、且つ、上側回転ホルダ４９０及び下側回転ホルダ４８０の回転位相と回転速度が設定される。すなわち、上側回転ホルダ４９０及び下側回転ホルダ４８０は互いに同期して回転し、常に、各台座支持ユニット４７０の直上の位置にそれぞれ１つずつの栓装着ユニット４０２が位置するようになっている。
【００６３】
前工程の粉末充填装置３００からコンベア７０により搬送されてきた台座６０は、図７に矢印Ｂで示されるように、最低位置に下降している台座支持ユニット４７０上に移載された後、台座支持ユニット４７０の周回に伴って周回しつつ、台座支持ユニット４７０の上昇に伴って上昇する。そして、台座６０が上昇しきった位置において、台座６０の上面６０ａが栓装着ユニット４０２の第１筒状部４１０の下端のシールリング４１１に密着されて、台座６０、第１及び第２筒状部４１０、４２０により密閉状態のチャンバ４０１が構成される。すなわち、カム部材４８２は、台座６０の上面６０ａが栓装着ユニット４０２の下端のシールリング４１１に密着する位置で台座支持ユニット４７０の上昇が停止するような形状に形成されている。
台座６０、第１及び第２筒状部４１０、４２０により密閉状態のチャンバ４０１が構成されている状態において、台座６０上に保持されている組付体２（一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器）は、チャンバ４０１内に密封状態で収容される。なお、チャンバ４０１内に組付体２を密封する前の段階で、予め、栓保持部４３０に栓４０がセットされている。
その後、栓装着ユニット４０２と台座６０とが一体的に、且つ、互いに同期して周回する過程で、すなわち、台座支持ユニット４７０が最高位置に位置して周回する過程で、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内及び組付体２の収容部２４内を脱気する工程と、チャンバ４０１内及び収容部２４内に所定のガスを充填する工程と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を装着することによりボトルキャップ１０を作成する工程と、チャンバ４０１内を大気圧に降圧する工程と、をこの順に行う。
その後、台座支持ユニット４７０が下降することにより、図４に示すように、栓装着ユニット４０２と台座６０とが分離し、チャンバ４０１からボトルキャップ１０が取り出される。そして、台座支持ユニット４７０が再び最低位置まで下降し、図７（ｂ）に矢印Ｃで示されるように台座６０がコンベア上に移載される。そして、台座６０及び台座６０上のボトルキャップ１０は、コンベアにより、後工程のイオンエア除塵装置５００に向けて搬送される。
なお、台座支持ユニット４７０が最低位置に位置して周回する過程で、栓セット部４６０により新しい栓４０が栓保持部４３０に補充される。
【００６４】
栓装着装置４００は、例えば、図６の排気ポンプ４１３、排気バルブ４１４、ガス供給バルブ４１７、栓装着用シリンダ４５６、栓セット用シリンダ４６２及び圧力センサ４０４を、各栓装着ユニット４０２毎に有している。すなわち、栓装着装置４００は、例えば、これらを１６組有している。
【００６５】
次に、図８を参照して、組付体２が栓装着装置４００に搬入されてから、ボトルキャップ１０が栓装着装置４００から搬出されるまでの動作を説明する。
【００６６】
先ず、初期段階では、チャンバ４０１は大気開放されており、第１及び第２筒状部４１０、４２０内は大気圧である。
その後、台座６０が上昇して、密閉状態のチャンバ４０１が構成されたタイミングＴ１より、チャンバ４０１内の脱気が開始される。ここで、タイミングＴ１は、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相に基づいて決定される。すなわち、下側回転ホルダ４８０及び上側回転ホルダ４９０の回転位相が所定の回転いそうとなったタイミングで、チャンバ４０１内の脱気が開始される。この脱気は、チャンバ４０１内が所定の減圧圧力（例えば、０．５ａｔｍ）となったタイミングＴ２で終了する。このため、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内の圧力を検出する圧力センサ（圧力検出部）４０４（図６）を有している。圧力センサ４０４による検出値は制御部４０３に入力され、制御部４０３は、この検出値を監視する。そして、脱気の開始後に、この検出値が上記の所定の減圧圧力となった場合に、制御部４０３は、脱気を終了させる。
【００６７】
次に、チャンバ４０１内への窒素ガスの充填が開始される。この窒素ガス充填は、チャンバ４０１内が所定のガス充填圧力（例えば、２ａｔｍ）となったタイミングＴ３で終了する。すなわち、制御部４０３は、窒素ガスの充填開始後に、圧力センサ４０４による検出値が上記の所定のガス充填圧力となった場合に、窒素ガスの充填を終了させる。
【００６８】
次に、チャンバ４０１内で栓装着部４５０によって一端部２５１に栓４０を装着することによりボトルキャップ１０を作成する。なお、栓４０の装着を終えたタイミングＴ４から所定時間の間は、待機時間とし、引き続き、チャンバ４０１内は上記のガス充填圧力に保持される。
【００６９】
次に、上記待機時間の満了後に、チャンバ４０１内の圧力を大気圧まで降圧する。その後、カム部材４８２の下り坂に従って、台座支持ユニット４７０、それに支持された台座６０及び台座６０上のボトルキャップ１０が下降する。その後、台座６０及びその上のボトルキャップ１０が栓装着装置４００から搬出される。
【００７０】
ここで、例えば、Ｏリング４２６、４５３、或いはシールリング４１１の亀裂などにより、チャンバ４０１を所定の減圧圧力（例えば、上述のように０．５ａｔｍ）まで減圧できない場合、栓装着ユニット４０２は、その後の窒素ガス充填動作、及び、栓４０の装着動作を行わない。このため、栓４０が装着されていない組付体２及びその台座６０が、栓装着装置４００から搬出される。ここで、栓装着装置４００の不良品投入部４０５（図６）は、制御部４０３の制御下で、栓４０が装着されていない組付体２を保持している台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
同様に、チャンバ４０１を所定の充填圧力（例えば、上述のように２ａｔｍ）にできない場合、栓装着ユニット４０２は、その後の栓４０の装着動作を行わない。このため、栓４０が装着されていない組付体２及びその台座６０が、栓装着装置４００から搬出される。そして、不良品投入部４０５は、制御部４０３の制御下で、栓４０が装着されていない組付体２を保持している台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
このため、良品の搬送用のコンベアには、栓４０が装着されたボトルキャップ１０及びその台座６０が搬出され、このコンベアにより、次工程のイオンエア除塵装置５００へ向けて搬送される。
【００７１】
イオンエア除塵装置５００は、組付体２に栓４０を装着してボトルキャップ１０を作成した後の段階で、台座６０がコンベア７０上を搬送される際に、台座６０上に保持されたボトルキャップ１０に付着しているパーティクルをボトルキャップ１０から除去（除塵）する。
図１に示すように、イオンエア除塵装置５００は、イオンエア除塵装置２００の吹付部２７０と同様の吹付部（第３イオンエア供給部）５１０と、ボトルキャップ１０の周囲の雰囲気を吸引する吸引部５２０と、を有する。
吹付部５１０は、例えば、コンベア７０の上方位置に、コンベア７０による搬送方向に沿って複数設けられている。吸引部５２０は、例えば、各吹付部５１０の下流側に配置されている。つまり、例えば、コンベア７０による搬送方向に沿って、吹付部５１０と吸引部５２０とが交互に配置されている。
各吹付部５１０は、例えば、イオンエアを常時吹き出しており、ボトルキャップ１０が各吹付部５１０の下を通過する際に、ボトルキャップ１０及び台座６０に向けて、イオンエアが吹き付けられる。樹脂製のボトルキャップ１０は帯電しやすいため、樹脂製のボトルキャップ１０にはパーティクルが付着しやすい。例えば、ボトルキャップ１０がプラスに帯電している場合には、イオンエアに含まれるマイナスイオンにより、この帯電が相殺され、それまでボトルキャップ１０に付着していたパーティクルが容易にボトルキャップ１０と分離する。更に、このようにボトルキャップ１０から分離したパーティクルを含む雰囲気を吸引部５２０によって吸引することにより、ボトルキャップ１０へのパーティクルの再付着を抑制し、ボトルキャップ１０を清浄にすることができる。このため、仮に、ボトルキャップ１０に粉末１が僅かに付着していても、この粉末を好適に除去することができる。
【００７２】
図１９又は図１に示すように、リーク検査装置６００は、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０を密封状態で収容する検出用収容部６１０と、検出用収容部６１０内に負圧を発生させる負圧発生部としてのポンプ６２０と、検出用収容部６１０内の圧力を検出する圧力センサ６３０と、圧力センサ６３０による検出結果に基づいて内筒部２２の密封状態を判定する圧力判定部６４０と、圧力判定部６４０により内筒部２２の密封状態が不良と判定されたボトルキャップ１０を後工程へ流さずに、不良品用のコンベアに投入する不良品投入部６５０と、検出用収容部６１０の下方に設けられた昇降ステージ６７０と、図示しない移載装置と、を有する。
【００７３】
イオンエア除塵装置５００による除塵後のボトルキャップ１０は、引き続き台座６０上に保持された状態で、コンベア７０によりリーク検査装置６００に搬送される。リーク検査装置６００の移載装置は、搬送されてきた台座６０を昇降ステージ６７０上に移載する。ここで、台座６０は、昇降ステージ６７０の上面中央に位置決めされる。
昇降ステージ６７０は、ボトルキャップ１０を保持した台座６０を支持して昇降する。ここで、昇降ステージ６７０の上に位置する検出用収容部６１０には、下向きに開口する中空部６１１が形成されており、昇降ステージ６７０により上昇されたボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０は中空部６１１内に入り込む。また、検出用収容部６１０の下端面には、図示しないシールリングが設けられており、このシールリングが、例えば、ボトルキャップ１０の外筒部材３０の装着部３６の一端（図１９での上端）に密着する。これにより、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０は、中空部６１１内に密封状態で収容された状態となる。
次に、ポンプ６２０により中空部６１１の脱気を行い、中空部６１１内に負圧を発生させる。例えば、ポンプ６２０は、中空部６１１内を０．５ａｔｍ程度まで減圧したところで停止する。次に、圧力判定部６４０は、中空部６１１内に設けられた圧力センサ６３０による検出結果に基づいて、内筒部２２の密封状態（内筒部２２に栓４０が正常に装着されているか否か）を判定する。ここで、圧力センサ６３０による検出結果が経時変化する（時間経過に伴い圧力が上昇する）場合、圧力判定部６４０は、内筒部２２の密封状態が異常である（内筒部２２に栓４０が正常に装着されていない）と判定する。一方、圧力センサ６３０による検出結果が経時変化しない場合、圧力判定部６４０は、内筒部２２の密封状態が正常である（内筒部２２に栓４０が正常に装着されている）と判定する。
その後、昇降ステージ６７０が下降することにより、ボトルキャップ１０の内筒部２２の一端部及び栓４０が検出用収容部６１０の外に出る。
移載装置は、内筒部２２の密封状態が正常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０を、リーク検査装置６００から画像検査装置７００へと台座６０を搬送するコンベア７０に移載する。
また、不良品投入部６５０は、内筒部２２の密封状態が異常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０を、不良品用のコンベアへ投入する。
このため、内筒部２２の密封状態が正常であると圧力判定部６４０により判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０だけが、リーク検査装置６００から画像検査装置７００へと搬送され、異常と判定されたボトルキャップ１０及びその台座６０については画像検査装置７００には搬送されない。
【００７４】
画像検査装置７００は、ボトルキャップ１０を撮像する撮像部（例えば、２つの撮像部７１０、７２０）と、これら撮像部７１０、７２０により撮像された画像のそれぞれに基づいて、組付体２と栓４０との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じてボトルキャップ１０における栓４０の装着状態を判定する画像判定部７３０と、装着状態が不良であると判定されたボトルキャップ１０を良品用のコンベア７０から不良品用のコンベアへ投入する不良品投入部７４０と、を有する。
【００７５】
撮像部７１０は、７２０は、それぞれ水平方向を向き、且つ、撮像部７１０の撮像方向と撮像部７２０の撮像方向とは互いに交差している。画像判定部７３０は、撮像部７１０、７２０により撮像された画像のそれぞれについて、図２２に示す高さｈ１、ｈ２、ｈ３を認識する。高さｈ１は栓４０の上端の左端Ｌから装着部３６の上端までの高低差であり、高さｈ２は栓４０の上端の左端Ｒから装着部３６の上端までの高低差であり、高さｈ３は栓４０の上端から装着部３６の上端Ｕまでの距離である。更に、画像判定部７３０は、高さｈ１とｈ２とが等しいかどうか、並びに、高さｈ３が所定の寸法であるかどうかを判定する。そして、画像判定部７３０は、撮像部７１０により得られた画像において高さｈ１とｈ２とが等しくない場合、撮像部７１０により得られた画像において高さｈ３が所定の寸法でない場合、撮像部７２０により得られた画像において高さｈ１とｈ２とが等しくない場合、並びに、撮像部７２０により得られた画像において高さｈ３が所定の寸法でない場合、栓４０の装着状態が不良であると判定する。不良品投入部７４０は、画像判定部７３０により栓４０の装着状態が不良であると判定されたボトルキャップ１０を不良品用のコンベアへ投入する。また、画像判定部７３０は、撮像部７１０、７２０により得られた画像のそれぞれにおいて、高さｈ１とｈ２とが等しく、且つ、高さｈ３が所定の寸法であるボトルキャップ１０については、栓４０の装着状態が良好であると判定する。そして、良品用のコンベア７０は、画像判定部７３０により栓４０の装着状態が良好であると判定されたボトルキャップ１０のみを次工程の重量検査装置８００へ搬送する。
【００７６】
重量検査装置８００は、重量計測部８１０と、重量判定部８２０と、不良品投入部８３０と、移載装置８４０と、を有する。
移載装置８４０は、前工程から搬送されてきたボトルキャップ１０を台座６０上からボトルキャップ１０の重量計測用のコンベアに移載する。重量計測部８１０は、このコンベア上を搬送されるボトルキャップ１０の重量を計測する。重量判定部８２０は、重量計測部８１０による計測結果が所定の基準内であるか否かを判定する。不良品投入部８３０は、重量が基準外であると判定されたボトルキャップ１０を不良品用のコンベアへ投入する。よって、重量が基準内のボトルキャップ１０のみが次工程に搬送される。
こうして、所定量の粉末１が充填された収容部２４が栓４０により密封されたボトルキャップ１０が得られる。
【００７７】
その後、所定の液体が充填されたボトル本体２１０にボトルキャップ１０を装着することにより、飲料用ボトル３を製造することができる。
【００７８】
以上のような実施形態によれば、粉末封入装置１０００の栓装着装置４００は、一端部２５１が開口し内部に粉末１が充填されている容器（組付体２）を密封状態で収容するチャンバ４０１と、チャンバ４０１内及び容器内を脱気する脱気部と、チャンバ４０１内及び容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、チャンバ４０１内で一端部２５１に栓４０を嵌合させることにより装着する栓装着部４５０と、を有するので、同一のチャンバ４０１内で、容器内の脱気、容器内へのガスの充填、及び、容器への栓４０の装着を行うことができる。より具体的には、容器を密封状態で収容したチャンバ４０１内で、容器内の脱気と、容器内へのガスの充填と、容器の一端部２５１への栓４０の装着と、の一連の処理を行うことができる。よって、容器内の不要な雰囲気（例えば酸素など）を極力低減した状態で、容器内にガス（例えば窒素ガスなど）を充填でき、且つ、その後で密封状態のチャンバ４０１内で栓４０を装着するので、粉末１だけでなく充填したガスも容器に封入されるように栓４０を装着できる。
【００７９】
より具体的には、栓装着装置４００は、チャンバ４０１内の圧力を検出する圧力センサ４０４と、脱気部、ガス充填部及び栓装着部４５０の動作制御を行う制御部４０３と、を有し、制御部４０３は、チャンバ４０１が密封されると、脱気部に脱気を開始させ、圧力センサ４０４によりチャンバ４０１内が所定の圧力に減圧されたことが検出されると、ガス充填部にガスの充填を開始させ、圧力センサ４０４によりチャンバ４０１内が所定の圧力となるまでガスが充填されたことが検出されると、栓装着部４５０に栓４０の装着を行わせるので、容器内の脱気とガスの充填とを確実に行ってから、栓４０を装着することができる。
【００８０】
また、一端部２５１と栓４０とが相対する位置で、栓４０を係脱自在に保持する栓保持部４３０を有し、栓装着部４５０は、一端部２５１へ近づく方向に栓４０を押し込むことにより、栓４０を栓保持部４３０から脱離させ、且つ、一端部２５１に装着する。これにより、栓４０を適切に一端部２５１に装着することができる。
【００８１】
また、栓装着部４５０には、栓４０の外面に形成された凹部４９に嵌入する凸部４５５が形成され、栓装着部４５０が一端部２５１へ近づく方向に移動する際に、凸部４５５が凹部４９に嵌入することにより、栓４０を栓装着部４５０の移動方向と交差する方向において一端部２５１に対して位置合わせするので、栓４０を一端部２５１に対して位置合わせしながら、栓４０を一端部に適切に装着することができる。
【００８２】
また、粉末封入装置１０００の粉末充填装置３００は、チャンバ４０１内に収容される前の容器に粉末１を充填する粉末充填部３１０を有し、粉末充填部３１０は、粉末１を外部に排出する排出口３１２を有し粉末１を内部に貯留するタンク３１１と、タンク３１１内に配置され、回転駆動されることによりタンク３１１内の粉末１を排出口３１２を介して外部に排出させるスクリュー３４０と、を有するので、スクリュー３４０の回転制御を行うことによって、所定量の粉末１を高精度に排出し、容器に充填することができる。
【００８３】
また、スクリュー３４０の先端は、排出口３１２内に位置し、排出口３１２の内径は、スクリュー３４０の先端の外径と略等しいので、スクリュー３４０の停止時に、排出口３１２から粉末１が落下してしまうことを抑制できる。
【００８４】
また、粉末充填装置３００は、スクリュー３４０と一体的に動作し、タンク３１１内の粉末１を攪拌する攪拌部材３５０を有するので、タンク３１１内の粉末１の嵩密度を均一化でき、所定量の粉末１を高精度に排出しやすくなる。
【００８５】
また、粉末充填装置３００は、排出口３１２にイオンエアを供給するイオンエア吹付部３８０を有するので、粉末１による組付体２の汚染を抑制できるとともに、粉末１の充填量がばらついてしまうことも抑制できる。
【００８６】
また、粉末封入装置１０００は、粉末充填部３１０により粉末１が充填される前の容器にイオンエアを供給する吹付部２７０を有するので、粉末充填部３１０により粉末１が充填される前の容器を清浄にすることができる。
【００８７】
また、粉末封入装置１０００は、栓４０が装着された後の容器（ボトルキャップ１０）にイオンエアを供給する吹付部５１０を有するので、栓４０が装着された後の容器を清浄にすることができる。
【００８８】
また、粉末封入装置１０００のリーク検査装置６００は、栓４０が装着された後の容器の一端部２５１及び栓４０を密封状態で収容する検出用収容部６１０と、検出用収容部６１０内に負圧を発生させるポンプ６２０と、検出用収容部６１０内の圧力変化を検出する圧力センサ６３０と、圧力センサ６３０による検出結果に基づいて、容器の密封状態を判定する圧力判定部６４０と、を有するので、圧力検知により、栓４０により容器が確実に密封されているか否かを判定することができる。
【００８９】
また、粉末封入装置１０００の画像検査装置７００は、栓４０が装着された後の容器を撮像する撮像部７１０、７２０と、撮像部７１０、７２０により撮像された画像に基づいて、容器と栓４０との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じて容器の密封状態を判定する画像判定部７３０と、を有するので、画像認識により、栓４０により容器が確実に密封されているか否かを判定することができる。
【００９０】
また、組付体２又はボトルキャップ１０を台座６０上に保持した状態で搬送するので、組付体２又はボトルキャップ１０の摩耗等の損傷を極力抑制できる。しかも、複数の工程間に亘って共通の台座６０を用いることができるため、製造工程のロスを極力低減することができる。
【００９１】
なお、容器は、例えば、ボトル本体２１０のボトル口部２２０に装着される外筒部材３０と、栓４０が装着される一端部２５１を有し、外筒部材３０に装着される内筒部材２０と、を有し、外筒部材３０は、当該外筒部材３０がボトル口部２２０に装着された状態でボトル本体２１０の内外を連通させる外筒部３２を有し、内筒部材２０は、外筒部３２の一端側から他端側へ貫通するように外筒部３２内に挿入される内筒部２２と、内筒部２２の一端に形成され、外筒部材３０においてボトル本体２１０の外部に位置する部分に装着されることで、外筒部３２の一端を閉塞してボトル本体２１０の口蓋を構成する口蓋部２３と、内筒部２２内に設けられ粉末１を収容する収容部２４と、を有し、内筒部２２の他端は、栓４０が装着される一端部２５１であり、内筒部材２０を外筒部材３０に装着し、且つ、栓４０を一端部２５１に装着した状態から、内筒部材２０を栓４０から遠ざかる方向へ外筒部材３０に対して移動させることにより、栓４０が外筒部３２の他端により移動規制されて内筒部材２０から脱離し、一端部２５１が開放する。
【符号の説明】
【００９２】
１ 粉末
２ 組付体
３ 飲料用ボトル
１０ ボトルキャップ
２０ 内筒部材
２２ 内筒部
２３ 口蓋部
２３ａ 本体部
２４ 収容部
２５ 環状突起
２６ 外周部
２７ 保持溝
２８ 雌ネジ部
３０ 外筒部材
３２ 外筒部
３３ 一端
３４ 他端
３５ 雄ネジ部
３６ 装着部
３９ 端面
４０ 栓
４１ 環状凹溝
４２ 蓋部
４３ 環状突起
４４ 外周壁
４５ 環状突起
４７ 膨出部
４９ 凹部
５０ バンド部
５２ ブリッジ
５４ ラッチ爪
６０ 台座
６０ａ 上面
６１ 凹部
６１ａ 導入部
６１ｂ テーパー部
６１ｃ 位置決め部
６２ 下部
６３ 上部
７０ コンベア
１００ 組付装置
２００ イオンエア除塵装置
２１０ ボトル本体
２２０ ボトル口部
２２２ 雄ネジ部
２２４ ラッチリング
２５１ 一端部
２６１ 端縁
２７０ 吹付部
２８０ 吸引部
３００ 粉末充填装置
３０１ 首部
３０２ ラッチ爪
３１０ 粉末充填部
３１１ タンク
３１２ 排出口
３２０ 本体部
３３０ 先端部
３３１ 第１テーパー部
３３２ 第１筒状部
３３３ 第２テーパー部
３３４ 第２筒状部
３４０ スクリュー
３４１ 第１棒状部
３４２ 第２棒状部
３４３ テーパー状部
３４４ 突条部
３５０ 攪拌部材
３５１ 筒状部
３５２ 攪拌板状部
３５３ 攪拌片
３７１ 雌ネジ部
３７２ ラッチ部
３８０ イオンエア吹付部
４００ 栓装着装置
４０１ チャンバ
４０２ 栓装着ユニット
４０３ 制御部
４０４ 圧力センサ
４０５ 不良品投入部
４１０ 第１筒状部
４１１ シールリング
４１２ 排気口
４１３ 排気ポンプ
４１４ 排気バルブ
４１５ ガス導入口
４１６ 窒素ガスタンク
４１７ ガス供給バルブ
４２０ 第２筒状部
４２１ 内周壁
４２２ テーパー部
４２３ 嵌入凹部
４２４ リング固定凹部
４２５ リング保持溝
４２６ Ｏリング
４３０ 栓保持部
４３１ 栓保持部材
４３２ 嵌入凸部
４３３ 栓受部
４３４ リング固定凹部
４４０ Ｏリング
４５０ 栓装着部
４５１ 棒状体
４５２ 押込部
４５３ リング固定溝
４５４ Ｏリング
４５５ 凸部
４５６ 栓装着用シリンダ
４６０ 栓セット部
４６１ 栓支持部
４６２ 栓セット用シリンダ
４７０ 台座支持ユニット
４７１ ステージ
４７２ 支持棒
４７３ 位置決めアーム
４８０ 下側回転ホルダ
４８１ 下側ホルダ回転モータ
４８２ カム部材
４９０ 上側回転ホルダ
４９１ 上側ホルダ回転モータ
４９２ 連結部
５００ イオンエア除塵装置
５１０ 吹付部
５２０ 吸引部
６００ リーク検査装置
６１０ 検出用収容部
６１１ 中空部
６２０ ポンプ
６３０ 圧力センサ
６４０ 圧力判定部
６５０ 不良品投入部
６７０ 昇降ステージ
７００ 画像検査装置
７１０ 撮像部
７２０ 撮像部
７３０ 画像判定部
７４０ 不良品投入部
８００ 重量検査装置
８１０ 重量計測部
８２０ 重量判定部
８３０ 不良品投入部
８４０ 移載装置
１０００ 粉末封入装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部が開口し内部に粉末が充填されている容器を収容した状態で密閉されるチャンバと、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する脱気部と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する栓装着部と、
を有することを特徴とする粉末封入装置。
【請求項２】
前記一端部と前記栓とが相対する位置で、前記栓を係脱自在に保持する栓保持部を更に有し、
前記栓装着部は、前記一端部へ近づく方向に前記栓を押し込むことにより、前記栓を前記栓保持部から脱離させ、且つ、前記一端部に装着することを特徴とする請求項１に記載の粉末封入装置。
【請求項３】
前記チャンバは、
第１筒状部と、第１筒状部内に配置される第２筒状部と、を有し、
前記栓装着部は、前記第２筒状部内に配置され、
前記栓保持部は、
前記栓を係脱自在に保持する複数の栓保持部材を有し、
当該粉末封入装置は、更に、前記複数の前記栓保持部材を結束して前記第２筒状部に装着し、且つ、前記第２筒状部及び前記複数の前記栓保持部材と、前記第１筒状部の内面と、の気密を保持する栓保持部材シールリングを有し、
前記栓保持部材は、
前記栓保持部材において前記栓保持部材シールリングにより結束される部分よりも上方に位置し、前記第２筒状部に係合する係合突起と、
前記栓保持部材において前記栓保持部材シールリングにより結束される部分よりも下方に位置し、前記栓を保持する栓保持突起と、
を有し、
前記栓装着部が前記一端部へ近づく方向に前記栓を押し込むことにより、前記係合突起と前記第２筒状部との係合が維持された状態で、前記栓保持突起が互いに離間する方向へ前記複数の栓保持部材が傾動し、前記栓が前記栓保持突起から脱離することを特徴とする請求項２に記載の粉末封入装置。
【請求項４】
前記栓装着部には、前記栓の外面に形成された凹部に嵌入する凸部が形成され、
前記栓装着部が前記一端部へ近づく方向に移動する際に、前記凸部が前記凹部に嵌入することにより、前記栓を前記栓装着部の移動方向と交差する方向において前記一端部に対して位置合わせすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項５】
前記チャンバは、
チャンバ本体と、
前記容器の底部を保持及び位置決めし、シールリングを介して前記チャンバ本体と密封される容器台座部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項６】
前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記脱気部、前記ガス充填部及び前記栓装着部の動作制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記チャンバが密封されると、前記脱気部に前記脱気を開始させ、
前記圧力検出部により前記チャンバ内が所定の圧力に減圧されたことが検出されると、前記ガス充填部に前記ガスの充填を開始させ、
前記圧力検出部により前記チャンバ内が所定の圧力となるまで前記ガスが充填されたことが検出されると、前記栓装着部に前記栓の装着を行わせることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項７】
前記チャンバ内に収容される前の前記容器に前記粉末を充填する粉末充填部を有し、
前記粉末充填部は、
前記粉末を外部に排出する排出口を有し、前記粉末を内部に貯留する貯留部と、
前記貯留部内に配置され、回転駆動されることにより前記貯留部内の前記粉末を前記排出口を介して外部に排出させるスクリューと、
を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項８】
前記スクリューの先端は、前記排出口内に位置し、
前記排出口の内径は、前記スクリューの先端の外径と略等しいことを特徴とする請求項７に記載の粉末封入装置。
【請求項９】
前記スクリューと一体的に動作し、前記貯留部内の前記粉末を攪拌する攪拌部材を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の粉末封入装置。
【請求項１０】
前記排出口にイオンエアを供給するイオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１１】
前記粉末充填部により前記粉末が充填される前の前記容器にイオンエアを供給する第２イオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１２】
前記栓が装着された後の前記容器にイオンエアを供給する第３イオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１３】
前記栓が装着された後の前記容器の前記一端部及び前記栓を密封状態で収容する検出用収容部と、
前記検出用収容部内に負圧を発生させる負圧発生部と、
前記検出用収容部内の圧力変化を検出する圧力変化検出部と、
前記圧力変化検出部による検出結果に基づいて、前記容器の密封状態を判定する圧力判定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１４】
前記栓が装着された後の前記容器を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記容器と前記栓との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じて前記容器への前記栓の装着状態を判定する画像判定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１５】
前記容器は、
ボトルの口部に装着される第１部材と、
前記栓が装着される前記一端部を有し、前記第１部材に装着される第２部材と、
を有し、
前記第１部材は、
当該第１部分が前記口部に装着された状態で前記ボトルの内外を連通させる連通部を有し、
前記第２部分は、
前記連通部の一端側から他端側へ貫通するように前記連通部内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の一端に形成され、前記第１部材において前記ボトルの外部に位置する部分に装着されることで、前記連通部の一端を閉塞して前記ボトルの口蓋を構成する口蓋部と、
前記挿入部内に設けられ前記粉末を収容する収容部と、
を有し、
前記挿入部の他端は、前記栓が装着される前記一端部であり、
前記第２部材を前記第１部材に装着し、且つ、前記栓を前記一端部に装着した状態から、前記第２部材を前記栓から遠ざかる方向へ前記第１部材に対して移動させることにより、前記一端部が開放することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１６】
一端部が開口し内部に粉末が充填された容器をチャンバ内に収容し、前記チャンバを密閉する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填する工程と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする容器製造方法。
【請求項１】
一端部が開口し内部に粉末が充填されている容器を収容した状態で密閉されるチャンバと、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する脱気部と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填するガス充填部と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する栓装着部と、
を有することを特徴とする粉末封入装置。
【請求項２】
前記一端部と前記栓とが相対する位置で、前記栓を係脱自在に保持する栓保持部を更に有し、
前記栓装着部は、前記一端部へ近づく方向に前記栓を押し込むことにより、前記栓を前記栓保持部から脱離させ、且つ、前記一端部に装着することを特徴とする請求項１に記載の粉末封入装置。
【請求項３】
前記チャンバは、
第１筒状部と、第１筒状部内に配置される第２筒状部と、を有し、
前記栓装着部は、前記第２筒状部内に配置され、
前記栓保持部は、
前記栓を係脱自在に保持する複数の栓保持部材を有し、
当該粉末封入装置は、更に、前記複数の前記栓保持部材を結束して前記第２筒状部に装着し、且つ、前記第２筒状部及び前記複数の前記栓保持部材と、前記第１筒状部の内面と、の気密を保持する栓保持部材シールリングを有し、
前記栓保持部材は、
前記栓保持部材において前記栓保持部材シールリングにより結束される部分よりも上方に位置し、前記第２筒状部に係合する係合突起と、
前記栓保持部材において前記栓保持部材シールリングにより結束される部分よりも下方に位置し、前記栓を保持する栓保持突起と、
を有し、
前記栓装着部が前記一端部へ近づく方向に前記栓を押し込むことにより、前記係合突起と前記第２筒状部との係合が維持された状態で、前記栓保持突起が互いに離間する方向へ前記複数の栓保持部材が傾動し、前記栓が前記栓保持突起から脱離することを特徴とする請求項２に記載の粉末封入装置。
【請求項４】
前記栓装着部には、前記栓の外面に形成された凹部に嵌入する凸部が形成され、
前記栓装着部が前記一端部へ近づく方向に移動する際に、前記凸部が前記凹部に嵌入することにより、前記栓を前記栓装着部の移動方向と交差する方向において前記一端部に対して位置合わせすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項５】
前記チャンバは、
チャンバ本体と、
前記容器の底部を保持及び位置決めし、シールリングを介して前記チャンバ本体と密封される容器台座部と、
を含んで構成されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項６】
前記チャンバ内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記脱気部、前記ガス充填部及び前記栓装着部の動作制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、
前記チャンバが密封されると、前記脱気部に前記脱気を開始させ、
前記圧力検出部により前記チャンバ内が所定の圧力に減圧されたことが検出されると、前記ガス充填部に前記ガスの充填を開始させ、
前記圧力検出部により前記チャンバ内が所定の圧力となるまで前記ガスが充填されたことが検出されると、前記栓装着部に前記栓の装着を行わせることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項７】
前記チャンバ内に収容される前の前記容器に前記粉末を充填する粉末充填部を有し、
前記粉末充填部は、
前記粉末を外部に排出する排出口を有し、前記粉末を内部に貯留する貯留部と、
前記貯留部内に配置され、回転駆動されることにより前記貯留部内の前記粉末を前記排出口を介して外部に排出させるスクリューと、
を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項８】
前記スクリューの先端は、前記排出口内に位置し、
前記排出口の内径は、前記スクリューの先端の外径と略等しいことを特徴とする請求項７に記載の粉末封入装置。
【請求項９】
前記スクリューと一体的に動作し、前記貯留部内の前記粉末を攪拌する攪拌部材を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の粉末封入装置。
【請求項１０】
前記排出口にイオンエアを供給するイオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項７乃至９の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１１】
前記粉末充填部により前記粉末が充填される前の前記容器にイオンエアを供給する第２イオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項７乃至１０の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１２】
前記栓が装着された後の前記容器にイオンエアを供給する第３イオンエア供給部を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１３】
前記栓が装着された後の前記容器の前記一端部及び前記栓を密封状態で収容する検出用収容部と、
前記検出用収容部内に負圧を発生させる負圧発生部と、
前記検出用収容部内の圧力変化を検出する圧力変化検出部と、
前記圧力変化検出部による検出結果に基づいて、前記容器の密封状態を判定する圧力判定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１４】
前記栓が装着された後の前記容器を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記容器と前記栓との相対位置関係を検出し、その検出結果に応じて前記容器への前記栓の装着状態を判定する画像判定部と、
を有することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１５】
前記容器は、
ボトルの口部に装着される第１部材と、
前記栓が装着される前記一端部を有し、前記第１部材に装着される第２部材と、
を有し、
前記第１部材は、
当該第１部分が前記口部に装着された状態で前記ボトルの内外を連通させる連通部を有し、
前記第２部分は、
前記連通部の一端側から他端側へ貫通するように前記連通部内に挿入される挿入部と、
前記挿入部の一端に形成され、前記第１部材において前記ボトルの外部に位置する部分に装着されることで、前記連通部の一端を閉塞して前記ボトルの口蓋を構成する口蓋部と、
前記挿入部内に設けられ前記粉末を収容する収容部と、
を有し、
前記挿入部の他端は、前記栓が装着される前記一端部であり、
前記第２部材を前記第１部材に装着し、且つ、前記栓を前記一端部に装着した状態から、前記第２部材を前記栓から遠ざかる方向へ前記第１部材に対して移動させることにより、前記一端部が開放することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか一項に記載の粉末封入装置。
【請求項１６】
一端部が開口し内部に粉末が充填された容器をチャンバ内に収容し、前記チャンバを密閉する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内を脱気する工程と、
前記チャンバ内及び前記容器内に所定のガスを充填する工程と、
前記チャンバ内で前記一端部に栓を嵌合させることにより装着する工程と、
をこの順に行うことを特徴とする容器製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
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【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
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【公開番号】特開２０１２−２３２７７０（Ｐ２０１２−２３２７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１８８４（Ｐ２０１１−１０１８８４）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７０１３０６２）株式会社フレッシュ (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（５０７０１３０６２）株式会社フレッシュ (8)
【Ｆターム（参考）】
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