JP2006044658A - ラベル貼付装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートや台紙上に連続して貼付されたラベル等を、貼付ヘッド等で吸着して確実に剥離させ、対象ワークの所定位置に高精度に貼付できるようにする。
【解決手段】 複数のラベル７が連続して貼付されたラベルシート２ａを供給リールから繰り出し、ラベル剥離部で、吸着ヘッド２０でラベル７をラベルシート２ａから剥離し、ラベル７が剥離した後の台紙シート２ｂを巻取リールに巻き取るようした本体部と、負圧により吸着ヘッド２０に吸引されたラベル７を保持移送して対象ワークに貼付するラベル貼付装置において、ラベル剥離部に剥離エッジ１１を設け、剥離エッジ１１内に吸引経路１３を形成する。吸引経路１３に供給される負圧により、剥離エッジ１１の表面の所定位置にラベルシート２ａを位置保持させるようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明はラベル貼付装置に係り、シートやラベルの台紙にバックテンションを付与することなく、小型化が図れ、シートや台紙のラベルを貼付ヘッド等で吸着して確実に剥離させ、所定のワークに高精度に貼付できるようにしたラベル貼付装置に関する。

従来、連続したシート状の台紙（剥離紙）上に並べて貼付されたラベル、シール等を台紙から剥離して、貼付の対象となる製品等のワークの所定位置に連続して貼付するラベル貼付装置が種々開発されている（特許文献１参照）。たとえば特許文献１に開示された装置は、ラベルが貼付されている台紙からラベルを剥離する工程において、剥離エッジの先端部前方位置に吸着ブロックを待機させた状態で、台紙を剥離エッジの先端で鋭角に屈曲させるように、台紙の送り方向前方に位置する台紙送りローラによりテンションをかけることで、剥離エッジを通過する際に、台紙上に貼付されたラベルが剥離して前方に移動し、吸着ブロック上に送り出される。

また、ラベルシート（ラベルが複数台紙上に貼付されたテープ状のシート）の対象となるラベルが剥離エッジの先端に位置した時に、吸着ヘッドが剥離エッジ側に近接し、そのラベルを吸引し、同期をとって台紙を剥離エッジ部分で屈曲させるように巻き取ることにより、台紙上からラベルを剥離させる装置も開発されている（特許文献２）。この装置では、台紙の送り速度と吸着ヘッドの並進運動との同期調整を図るために、緩衝バネを用いてラベルの剥離、貼付位置でのラベルの貼付の精度の向上を図っている。
特開平１０−５６１３５号公報参照。 特開平１０−２０３５１８号公報参照。

ところが、特許文献１に開示された装置では、ラベルは剥離エッジのエッジ先端で剥離され、前方に送り出され、吸着ブロックで吸着する機構となっているが、対象となるシートやラベルとそれらが貼付される台紙の種類は多種多様であるため、たとえばシートが薄く、腰がない場合にはラベルに反りが生じ、吸着ブロックの吸着孔に密着せずにラベルが精度良く、吸着できないおそれがある。その逆に台紙が厚く、腰がある場合には剥離エッジで台紙が鋭利に屈曲できず、台紙の反りにより同様にラベル吸着の精度が落ちたり、剥離せずに剥離エッジ部分を通過してしまうおそれもある。

また、従来の吸着ヘッドによりラベルを剥離する方式では、たとえば図６各図に示したように、吸着ヘッド５０のラベルシート５１面への接触タイミングと、ラベルシート５１の送り速度とが同期をとって作業が行われるため、剥離エッジ５３の先端位置でラベルシートの台紙が鋭利に折り返されない場合や、台紙を送っている間は一時的に鋭角に折り返されていても、送りが停止したら鋭角さが失われてしまう紙質が固い、厚い台紙の場合には、吸着ヘッド５０が鋭角に折り返されていない、弛んだ台紙部分を押さえてしまうため、ラベル５２の吸着位置がシートの最大で１mm以上も前後方向にずれたり（図６（ｂ），（ｃ））、速度のズレが大きい場合には、剥離したラベル５２の端部が吸着ヘッド５０の側面等に貼り付いてしまう等のトラブルが起こるおそれもある。

このように、剥離エッジ部分でのラベルと台紙との剥離作用が良好に行えるようにするためには、剥離エッジ部分で台紙が鋭利に折り返されるようにすることが重要である。そのために、従来は、たとえば上述したラベルシートの後方（供給側）でラベルシートをローラで挟持して負荷抵抗（バックテンション）を与え、ラベルシートに作用するテンション調整を行って剥離エッジ部分で台紙が鋭利に折り返されるようにしている。

ところが、従来の方法では、ラベルシートには剥離エッジ部分に到達する前に、複数回にわたり作用するバックテンションによるストレスが作用するため、ラベルシートの伸び、変形、ローラ接触による傷等が生じるため、ラベル貼付時の精度が落ちたり、貼付されたラベル品質に問題が生じるおそれがある。また、台紙の紙質が固い場合や厚い場合、ラベルシートの供給経路上でテンションを加えても剥離エッジ部分で、台紙が鋭角に折り返せず、上述したような問題が生じることも予想される。そこで、本発明の目的は上述の問題点を解消し、剥離エッジ部分において確実にラベル剥離前のラベルシート等を保持でき、またバックテンションを付与する機構が不要となるラベル貼付装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は複数のラベルが連続して貼付されたラベルシートを供給リールから繰り出し、ラベル剥離部で前記ラベルを台紙シートから剥離し、台紙シートを巻取リールに巻き取るようした本体部と、前記ラベル剥離部に位置する前記ラベルを負圧により吸着し、該ラベルを保持移送して対象ワークに貼付する貼付ヘッドを有するラベル貼付部とからなるラベル貼付装置において、前記ラベル剥離部に剥離エッジを設け、該剥離エッジ内部に吸引経路を形成し、該吸引経路に供給される負圧により、前記剥離エッジの表面の所定位置に前記ラベルシートを位置保持させる吸着機構を備えたことを特徴とする。

前記吸着機構は、前記剥離エッジ内に前記吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔と連通する多数の細孔が前記吸着面部に配設され、前記該吸着面部表面に前記ラベルシートが吸着されるようにすることが好ましい。

また、前記吸着機構は、前記剥離エッジ内に吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔に連通する多孔質樹脂板が該剥離エッジの上面の先端部に設けられ、前記多孔質樹脂板表面に前記ラベルシートが吸着されるようにすることも好ましい。

前記剥離エッジの吸引経路に供給される負圧と、前記貼付ヘッドの吸着面部に供給される負圧とは、同一圧源から供給され、制御部でその圧力値、負圧作用タイミングが制御されることが好ましい。

以上に述べたように、本発明によれば、台紙シートの巻き取り時に適度のテンションを簡易な機構により実現でき、装置の小型化が図れるとともに、ラベルシートに作用するストレスを軽減してラベルシートの伸びや変形を防止して高精度のラベル貼付を実現することができるという効果を奏する。

以下、本発明のラベル貼付装置の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。

図１はラベル貼付装置１の全体構成を示した概略正面図である。同図に示したように、本発明のラベル貼付装置１は、ラベル７が所定のピッチで台紙上に仮貼付されたラベルシート（以下、ラベル７が仮貼付された状態のテープ状のシートをラベルシート２ａ、ラベル７の剥離後のシートを台紙シート２ｂと呼ぶ。）がロール状に巻回された供給リールと、ラベルシート２ａを供給リール３から繰り出し、ラベルシート２ａの移動経路上でラベルシート２ａからラベル７を剥離するラベル剥離部１０と、ラベル剥離後の台紙シート２ｂが巻き取られる巻取リール４とからなる本体部１Ａと、剥離したラベル７を吸引保持する貼付ヘッド２０と、ラベル剥離部１０の前方に位置する貼付ステージ５まで貼付ヘッド２０を水平矢印方向に往復移送可能な移送装置（図示せず）を有し、貼付ステージ５上に載置された貼付対象物としてのワーク６の所定位置にラベル７を貼付するラベル貼付部１Ｂとから構成されている。
なお、本明細書では、貼付対象物に貼付される貼付物を「ラベル」と称しているが、テープ状、シート状の台紙上に仮貼付され、供給リールから繰り出され、移動する行程途中で台紙から剥離され、貼付対象物に貼付されるもの、たとえば液晶表面を保護する透明樹脂カバーや各種機能性フィルム、シール等の種々の用途に用いられるシート状材料を代表して呼ぶものであり、その材質や粘着手段の種類は問わないことは言うまでもない。

本体部１Ａの供給リール３は、本体装置から外方に張り出すように取り付けられたアーム８の上端に形成された回転支持軸３ａに着脱自在に取り付けられるようになっている。通常、供給リール３は、ラベル７が仮貼付された状態のラベルシート２ａをロール状に巻回した状態で回転支持軸３ａに装架される。一方、本体部１Ａの中央側面には回転支持軸４ａが突設されており、この回転支持軸４ａに巻取リール４が着脱自在に装架されるようになっている。それぞれの回転支持軸３ａ，４ａは、運転制御部（図示せず）により巻き取り量に応じた回転速度に調整可能な駆動モータ（図示せず）によって、同期をとって回転できるようになっている。

前記供給リール３、巻取リール４間の移動経路上に掛け渡されたラベルシート２ａは、複数のローラ３０を介してラベル剥離部１０に導かれ、ラベル剥離後に送りローラ３１、ガイドローラ３２によって巻取リール４に巻き取られる。

送りローラ３１は、駆動ローラ３１ａと押えローラ３１ｂが当接回転する構成からなり、各ローラ周面は、シリコーンゴム等で被覆され、接触するラベルシート２ａ、台紙シート２ｂに適当な摩擦抵抗力を付与することができる。

ラベル剥離部１０の構成について、図２を参照して説明する。同図に示したように、ラベル剥離部１０は、本実施例では、側面視して鋭角な先端部を有するステンレススチール製マニホールドからなる剥離エッジ１１を備えている。この剥離エッジ１１は、水平上面が先端側となるようにα＝３０°をなして切り取られた側面形状からなる。このとき、先端部１１ａには丸面取りがなされている。このため、所定の張力が付与された状態で薄い紙製の台紙シート２ｂが先端部で屈曲された場合にも、台紙シート２ｂが裂けたり、切れたりすることはない。なお、剥離エッジ１１部分の材質としては、ステンレススチールの他特殊鋼、アルミニウム、セラミックス等、平滑表面加工でき、耐摩耗性の優れた材料であれば種々のものを採用できる。

剥離エッジ１１内部には図２に示したように、同図（ｂ）に平面視したように、ラベルシート２ａの幅より、わずかに狭い範囲でラベル７寸法より広い範囲にわたり、丸細孔１２が縦横に所定間隔をあけて穿設され、すべての丸細孔１２は孔底部が、同図（ａ）に示したように、図示しない連絡孔により水平吸引孔１３に集約、連通され、後述する真空装置に接続されている。

図３各図は、マニホールドの吸着面に多孔質材料を使用した他の実施例を示した断面図である。図３（ａ）に示したように、水平吸引孔１３の先端部分に連続して多孔質樹脂板１５が装着されている。この多孔質樹脂板１５は、高分子量ポリエチレン粉末の焼結多孔質成形体を作製し、これを切削して製造した超高分子量ポリエチレン多孔質フィルムからなり、本実施例では厚さ約１〜２mm程度の板状体が使用されている。この多孔質樹脂フィルムは内部に形成された孔径１０〜３０μmの気孔（空隙）による気孔率が２０〜３０％程度あり、加工表面は耐摩耗性、摺動性を有する。このため、多孔質樹脂板１５の端部に連続した水平吸引孔１３から負圧が作用すると、連続した気孔を通じて、剥離エッジ１１の多孔質樹脂板の上面１５ａには吸引負圧が作用し、吸着面が形成される。これにより、この位置を通過するラベルシート２ａを介してラベル７を多孔質樹脂板１５表面の所定位置に吸着させることができる。

図３（ｂ）は、変形例として剥離エッジ１１部分の表面に、図３（ａ）のマニホールドの内部孔に相当する溝状部１６を形成し、その溝状部の上面を蓋材１７で閉塞して水平吸引経路とし、先端には板厚の薄い蓋状の多孔質樹脂板１８を配置した構造からなる。この変形例によれば、同様の機能を有する剥離エッジ１１を安価に製造することができる。

一方、ラベル貼付部１Ｂの貼付ヘッド２０は、先端（下面）に吸着面２０ａ（図４）が形成された可動ヘッドで、本実施例では、図１に示したように、図示しない水平に設置されたリニアガイドに沿ってサーボモータの駆動により高精度に水平矢印方向に移動するとともに、吊持ロッド２１により鉛直矢印方向へ伸縮でき、ラベル剥離部１０に位置するラベル７を吸着面２０ａに吸着保持することができる。したがって、ラベル剥離部１０から貼付ヘッド２０側に吸着保持されたラベル７は、水平移動（前進）して貼付ステージ５まで搬送され、吊持ロッド２１の伸長により、対象ワーク６の所定位置にラベル７を貼付し、再びワーク６位置から逆行程をとってラベル剥離部１０へ後退することができる。

次に、上述した剥離エッジ１１内の吸引経路内の負圧と、貼付ヘッド２０内の吸引経路の負圧を実現するための空気制御手段について、図４を参照して説明する。本実施の形態では、圧源として真空ポンプ４０が用いられ、剥離エッジ１１の吸着面の吸引孔に連通する吸引経路４１上と、貼付ヘッド２０の吸着面の吸引孔に連通する吸引経路４２上には、負圧設定、吸引のオン・オフ切り替えを行う制御弁４３，４４が設けられている。この制御弁４３，４４は、剥離エッジ１１の上面に沿って送られ、先端部で折り返されるラベルシート２ａ上のラベル７の剥離動作と、その後の台紙シート２ｂの巻取リール（図示せず）への巻回動作のタイミングを合わせるように、運転制御部４５で設定され送出された動作信号により圧力調整、開閉動作が行われる。

なお、圧源として圧縮空気コンプレッサ等を用い、剥離エッジ１１、貼付ヘッド２０の吸引経路４１，４２上に真空発生装置（図示せず）を設けて、それぞれの吸引経路で所定圧の負圧を発生させることもできる。

次に、剥離エッジ１１の吸着面１１ａでの吸引負圧Ｐ₁と、貼付ヘッド２０の吸着面２０ａでの吸引負圧Ｐ₂との関係について、貼付ヘッド２０が剥離エッジ１１の吸着面位置でラベルシート２ａからラベル７を剥離する動作、貼付ヘッド２０の貼付ステージ５までの前進動作、ワーク６へラベル７を貼付した後の初期位置までの後退動作、台紙シート２ｂが剥離エッジ１１の先端部分で折り返されて巻取リール４に巻き取られる巻取動作の各動作と、それぞれの動作タイミングにおける吸引負圧の大きさについて、図５を参照して説明する。なお、グラフにおいて圧力値を示す縦軸は、単に相対的な大小関係のみを示している。

まず、剥離エッジ１１の吸着面１１ａでの吸引負圧Ｐ₁については、ラベル７が仮貼付された状態にあるラベルシート２ａが剥離エッジ１１の先端のラベル剥離部１０に到達した時点で、ラベルシート２ａを剥離エッジ１１の所定位置に確実に保持させるために、ある程度の負圧を作用させるが、上述の送りローラ３１による台紙シート２ｂの巻取リール４への送り動作に対して摩擦抵抗が過剰にならない程度の一定値の負圧値Ｐ_aに設定されている。

ラベルシート２ａのラベル７が剥離エッジ１１の所定位置に到達したことを図示しないセンサが検知した状態で、巻き取り動作は停止し、吸着面１１ａでの吸引負圧Ｐ₁は、負圧値Ｐ_bに上昇され、図４に示したように、貼付ヘッド２０が降下してその吸着面２０ａで剥離エッジ１１位置のラベル７を吸引する際に、ラベルシート２ａの浮き上がりを防止した状態で、その吸着面２０ａに付与された負圧値Ｐ_c（＞Ｐ_b）によってラベルシート２ａ上のラベル７が貼付ヘッド２０の吸着面２０ａに吸引される。その後、剥離エッジ１１側では台紙シート２ｂの巻き取りが再開し、吸着面１１ａは負圧Ｐ_aに再設定される。一方、貼付ヘッド２０側では、ラベル７を剥離するためにＰ_cまで高められた負圧はラベル７を貼付ヘッド２０の吸着面に保持できる程度の負圧値Ｐ_d軽減される。

貼付ヘッド２０は、ラベル７を保持した状態で貼付対象のワーク６が載置されている貼付ステージ５まで搬送経路（リニアガイド等）に沿って前進する。そして貼付ヘッド２０が貼付ステージのワーク６位置に到達し、吸着面２０ａに保持されたラベル７とワーク６の貼付位置との位置決めが完了し、ラベル７が貼付されるタイミングで貼付ヘッド２０の吸着面での保持が解かれると同時に、ラベル７の粘着面がワーク６に押圧されるようにしてラベル７が貼付される。その後、貼付ヘッド２０は搬送経路を剥離エッジ１１の定位置まで後退し、１サイクルが完結する。

上述した各吸着面での負圧値はラベルシート２ａ（台紙シート２ｂ）の巻取速度、台紙の種類、ラベル７の仮貼付力に適合した値に適宜設定することが好ましい。また、各負圧値を変化させる長さ（時間）Δｔも各動作速度に合わせたタイミングが実現するように設定することが好ましい。

本発明の一実施例のラベル貼付装置の全体構成を示した概略正面図。 本発明の剥離エッジの一実施例を示した断面図、平面図。 剥離エッジの他の実施例を示した断面図。 剥離エッジの吸着面、貼付エッジの吸着面での負圧発生手段の構成を模式的に示した構成ブロック図。 ラベルシートの巻き取り動作、ラベル剥離・貼付動作、剥離エッジの吸着面、貼付エッジの吸着面における吸着動作と負圧値のと各関係を示したタイミングチャート。 従来の吸着ヘッドによる吸着位置でのラベルの剥離状態を示した状態説明図。

符号の説明

１ ラベル貼付装置
２ａ ラベルシート
２ｂ 台紙シート
３ 供給リール
４ 巻取リール
５ 貼付ステージ
６ ワーク
７ ラベル
１０ ラベル剥離部
１１ 剥離ヘッド
１１ａ、２０ａ 吸着面
１３ 水平吸引孔
１５ 多孔質樹脂板
２０ 貼付ヘッド
４０ 真空ポンプ
４１，４２ 吸引経路
４３，４４ 制御弁
４５ 運転制御部

Claims (4)

1. 複数のラベルが連続して貼付されたラベルシートを供給リールから繰り出し、ラベル剥離部で前記ラベルを台紙シートから剥離し、台紙シートを巻取リールに巻き取るようした本体部と、前記ラベル剥離部に位置する前記ラベルを負圧により吸着し、該ラベルを保持移送して対象ワークに貼付する貼付ヘッドを有するラベル貼付部とからなるラベル貼付装置において、
   前記ラベル剥離部に剥離エッジを設け、該剥離エッジ内に吸引経路を形成し、該吸引経路に供給される負圧により、前記剥離エッジの表面の所定位置に前記ラベルシートを位置保持させる吸着機構を備えたことを特徴とするラベル貼付装置。
2. 前記吸着機構は、前記剥離エッジ内に前記吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔と連通する多数の細孔が前記吸着面部に配設され、前記該吸着面部表面に前記ラベルシートが吸着されることを特徴とする請求項１に記載のラベル貼付装置。
3. 前記吸着機構は、前記剥離エッジ内に吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔に連通する多孔質樹脂板が該剥離エッジの上面の先端部に設けられ、前記多孔質樹脂板表面に前記ラベルシートが吸着されることを特徴とする請求項１に記載のラベル貼付装置。
4. 前記剥離エッジの吸引経路に供給される負圧と、前記貼付ヘッドの吸着面部に供給される負圧とは、同一圧源から供給され、制御部でその圧力値、負圧作用タイミングが制御されることを特徴とする請求項１に記載のラベル貼付装置。

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