JP2010036980A

JP2010036980A - ラベル貼着装置

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Publication number: JP2010036980A
Application number: JP2008205678A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Hotta; 善典堀田; Daisuke Itami; 大介伊丹; Motohisa Kinugawa; 元久衣川
Original assignee: Fuji Seal International Inc
Current assignee: Fuji Seal International Inc
Priority date: 2008-08-08
Filing date: 2008-08-08
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2028-08-08
Also published as: JP5183352B2; WO2010016187A1

Abstract

【課題】ラベルの後端部を容器に適切に貼着する。
【解決手段】ラベル貼着装置１は、片面に感熱接着剤１１が塗布されたラベルＬを多数の吸引孔３０２を有する吸着ドラム３の表面に吸着し、かつ吸着ドラム３で加熱して感熱接着剤１１を活性化させた状態で、一定の速度ｖ₁で所定の貼着位置Ｐに移送する。また、ラベルＬを貼着すべき容器ＢをラベルＬが貼着位置Ｐに到達するタイミングで貼着位置Ｐに移送し、容器Ｂの側面を回転させながらラベルＬに圧接させることで、ラベルＬを容器Ｂの側面に貼着する。ラベル貼着装置１は、ラベルＬの貼着動作の終了前の所定のタイミングで容器Ｂの側面の移動速度をラベルの移動速度よりも速い所定の回転速度に切り換える。これにより、ラベルＬの後端部を容器Ｂの回転によって引っ張り、その結果、ラベルＬの後端部Ｌａが活性化した状態で容器Ｂの側面に接着されるので、しわの発生が抑制される。
【選択図】図７

Description

本発明は、例えばＰＥＴボトル等の容器の表面に被貼着部材（例えばラベル）を供給して貼着するためのラベル貼着装置に関するものである。

従来、例えばＰＥＴボトル等の容器にラベルを供給し、容器の表面に感熱接着材によってラベルを貼着するラベル貼着装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３０３６７２４号公報

図９は、従来のラベル貼着装置を示す概略構成図である。

このラベル貼着装置１００では、供給リール１０１から長尺状のラベル基材Ｓ（片面に感熱接着剤層が積層された樹脂材）が複数の送りローラ１０２やエアダンサ１０３を介してカットユニット１０４に供給され、所定の大きさのラベルに切り抜かれる。切り抜かれたラベルは、吸着ドラム１０５によって吸着され、容器Ｂに貼着される所定の貼着位置（容器Ｂの側面が吸着ドラム１０５の周面に圧接される位置。図９では、吸着ドラム１０５の周面がベルトコンベア装置１１０を臨む位置）に移送される。

吸着ドラム１０５は、加熱装置１０６によって加熱されており、カットユニット１０４から吸着ドラム１０５にラベルが吸着されると、ラベルの感熱接着剤が活性化され、その状態でラベルが貼着位置に移送される。感熱接着剤は、加熱されることにより活性化されラベルの容器Ｂに対する接着が可能となるが、この感熱接着剤は、加熱されなくなると粘着性が低下し、加熱されなくなってから粘着性が失われるまでの時間（以下、「粘着持続時間」という。）を有するといった性質をもつ。

一方、多数の容器Ｂは、スクリュー軸１０７によって１つずつスターホイール１０８に送られ、スターホイール１０８及び案内板１０９によって上記貼着位置に移送される。このとき、容器Ｂは、ベルトコンベア装置１１０のベルト１１１によって吸着ドラム１０５に押圧されながら、吸着ドラム１０５の回転方向とは逆方向に搬送される。

従って、吸着ドラム１０５に吸着されたラベルは、その先端が吸着位置に到達すると、活性化された感熱接着剤で容器Ｂの側面に接着され、その表面が容器Ｂの回転によって当該感熱接着剤により順次接着される。そして、ラベルが貼着された容器Ｂは、排出装置１１２によって次工程位置に移送される。

ところで、図９には示していないが、吸着ドラム１０５の外周面の所定の位置には吸着面が設けられ、その吸着面には、ラベルを吸着するための複数の吸引孔が格子状に配列されて穿設されている。複数の吸引孔は、図略の吸引装置により一定の吸引力で吸引されている。カットユニット１０４で切り抜かれたラベルは、吸着ドラム１０５の吸着面で受け取られ、複数の吸引孔で吸引された状態で貼着位置に移送される。

図１０は、ラベル１１３が吸着ドラム１０５の吸着面１０５Ａに吸着されている状態を示す断面図である。なお、図１１では、説明の便宜上、吸着ドラム１０５の吸着面１０５Ａを略水平に表している。

同図に示すように、吸着面１０５Ａに穿設された吸引孔１０５Ｂは上方に吸引されることにより、ラベル１１３は吸着面１０５Ａ上に吸着されている。この場合、吸着面１０５Ａのうち複数の吸引孔１０５Ｂが格子状に形成されている領域は、ラベル１１３の大きさよりやや小さめの矩形状となっている。そのため、図１０に示すように、吸着ドラム１０５の移動方向（図１０の矢印Ｓ参照）におけるラベル１１３の前端部１１４（右端の交差線部参照）及び後端部１１５（左端の交差線部参照）は、吸引孔１０５Ｂで吸引されない部分となっている。

一方、従来のラベル装置１００では、図９に示すように、反時計回りに回転する吸着ドラム１０５の下側で容器Ｂを右側から直線的に移送し、当該容器Ｂを吸着位置で吸着ドラム１０５に吸着されたラベル１１３に圧接させて当該ラベル１１３を容器Ｂに貼着するようにしているので、容器Ｂの周速度（側面が回転する速度）は吸着ドラム１０５の周速度（周面の回転する速度）と略同一となる。

この結果、従来のラベル装置１００では、図１１に示すように、周速度ｖで反時計回りに回転している吸着ドラム１０５に貼着位置で容器Ｂが圧接され、これにより容器Ｂが周速度ｖで時計回りに回転する構成であるので、同図（ａ）乃至（ｃ）に示すように、等価的に、静止している吸着ドラム１０５の吸着面１０５Ａに吸着されているラベル１１３の上で容器Ｂを回転させて当該ラベル１１３を当該容器Ｂに巻き取るようにして貼着する構成となっている。

そして、従来のラベル装置１００では、上記のように、吸着ドラム１０５の吸着面１０５Ａに吸着されたラベル１１３の、感熱接着剤が塗布された面上で容器Ｂを転がすようにして、ラベル１１３が当該容器Ｂに貼着される。

容器Ｂに対するラベル１１３の貼着動作が開始されるときには（図１１（ａ）参照）、上記したラベル１１３の先端部１１４は、貼着位置において容器Ｂに圧接されるので、ラベル１１３は、感熱接着剤によって容器Ｂに巻き取られるようにして貼着される（図１１（ｂ）参照）。

しかしながら、ラベル１１３の貼着動作が終了する前では、図１１（ｃ）に示されるように、ラベル１１３の後端部１１５は、吸着ドラム１０５の吸引孔１０５Ｂで吸引されないので、吸着面１０５Ａから浮き上がる。この状態で、容器Ｂが吸着ドラム１０５と同速度の周速度で回転され、感熱接着剤の粘着持続時間が経過してしまうと、ラベル１１３の後端部１１５における感熱接着剤は非活性状態となってしまう。そのため、ラベル１１３の後端部１１５が容器Ｂに適切に貼着されず、ラベル１１３の後端部１１５においてしわが生じるといった問題点があった。

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ラベルの後端部を容器に適切に貼着することのできるラベル貼着装置を提供することを、その課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明に係るラベル貼着装置は、多数の吸引孔が設けられた吸着面を有し、裏面に感熱接着剤が塗布されたラベルの表面を前記多数の吸引孔で吸引して当該ラベルを保持するとともに、当該ラベルを加熱して前記感熱接着剤を活性化させるラベル保持手段と、前記ラベル保持手段を所定の経路で移動させることにより、前記ラベルを前記経路で移送するラベル移送手段と、容器を回転自在に保持する容器保持手段と、前記容器保持手段を前記ラベル保持手段とは異なる経路で移動させ、前記経路上の所定の貼着位置で前記容器の側面を前記ラベル保持手段に保持された前記ラベルの裏面に圧接させる容器移送手段と、を備え、前記経路を移送するラベルを前記貼着位置で前記容器の側面に巻き取らせて前記感熱接着剤で貼着するラベル貼着装置において、前記容器の側面が前記ラベルに圧接されるときに、その側面の移動が前記ラベルの移動と同一の方向となるように前記容器を回転させる容器回転手段と、前記容器の回転速度を、前記ラベルの貼着動作が開始されたとき、当該容器の側面の移動速度が前記ラベルの移動速度とほぼ同一となる回転速度に設定し、前記ラベルの貼着動作の終了前の所定のタイミングで容器の側面の移動速度が前記ラベルの移動速度よりも速い所定の回転速度に切り換える容器回転速度制御手段と、を備えたことを特徴としている（請求項１）。

上記ラベル貼着装置において、前記回転制御手段は、モータと、前記モータの回転力を伝達するための伝達機構と、この伝達機構によって前記回転力が伝達されて回転されかつ前記容器の一端を保持する保持手段とによって構成されるとよい（請求項２）。

請求項１または２に記載のラベル貼着装置において、前記ラベル保持手段は、回転自在に支持され、外周面の一部に前記吸着面が形成された円筒状のドラムと、前記ドラム内に設けられ、前記吸着面に形成された多数の吸引孔を吸引する吸引手段と、前記ドラムを加熱する加熱手段とで構成され、前記ラベル移送手段は、前記ドラムを所定の回転速度で回転させるドラム駆動手段で構成され、前記容器移送手段は、回転自在に支持され、先端に前記容器を回転自在に支持する支持部が設けられた回転台と、前記回転台を前記ドラムと逆方向に回転させる回転台駆動手段とで構成され、前記容器移送手段は、前記ドラムの外周面が前記ドラムの回転中心と前記回転台の回転中心とを結ぶ線と交差する位置を前記貼着位置として、前記ドラム駆動手段により前記ドラムの吸着面に吸着されたラベルが前記貼着位置に移送されるタイミングで前記回転台の先端に支持された容器を前記貼着位置に移送し、当該容器の側面を前記ラベルに圧接させるとよい（請求項３）。

この構成によれば、ラベルをラベル保持手段で吸着し、そのラベル保持手段を所定の経路で貼着位置に移動させる一方、容器を容器保持手段で保持し、その容器保持手段をラベル保持手段とは異なる経路で貼着位置に移動させ、その貼着位置で容器の側面をラベルに圧接しながら巻き取らせる。ラベルの貼着動作が開始されたときには、容器の回転速度を、当該容器の側面の移動速度がラベルの移動速度とほぼ同一となる回転速度に設定し、ラベルの貼着動作の終了前の所定のタイミングで容器の側面の移動速度をラベルの移動速度よりも速い所定の回転速度に切り換える。そのため、ラベルの後端部は容器の回転によって引っ張られ、この結果、ラベルの感熱接着剤の粘着持続時間が経過する前に、ラベルの後端部が活性化した状態で容器の側面に接着されるので、ラベルの後端部においてしわの発生を抑制することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明に係るラベル貼着装置を示す概略構成図である。なお、図中の矢印は、回転部材の回転方向を示している。また、図２は、ラベル貼着装置の電気的構成を示すブロック図である。図２において、図１に示す部材と同一の部材には同一の符号を付している。

ラベル貼着装置１は、例えばＰＥＴボトル等の容器の表面に、その容器内に注入される飲料や洗剤等の名称を表すラベルを貼着するものである。このラベル貼着装置１は、ラベルを所定の移送経路に沿って移送する一方、容器をラベルの移送経路上の所定の貼着位置に移送し、当該所定位置で容器をラベルに圧接させるとともに、当該容器をラベルの移送方向と同一の方向に回転させてラベルを容器の側面に巻き付けるようにして貼着するものである。

ラベル貼着装置１は、図１に示すように、長尺状のラベル基材Ｓを繰り出すととともに、ラベル基材Ｓを切り抜いて略矩形状のラベルＬ（図３参照）を生成するラベル生成装置２と、ラベル生成装置２によって生成されたラベルＬを吸着して所定の貼着位置Ｐ（吸着ドラム３の周面が吸着ドラム３の回転中心Ｏ’と後述する回転台部５２１ａの回転中心Ｏを結ぶ線分と交差する付近の位置）に移送させる吸着ドラム３と、吸着ドラム３を加熱する加熱装置４と、外部から供給される容器Ｂを貼着位置Ｐに移送し、当該貼着位置ＰでラベルＬを貼着させた後、外部に搬出するための容器移送装置５とによって大略構成されている。

ラベル貼着装置１では、貼着位置ＰにラベルＬと容器Ｂとがそれぞれ移送されてラベルＬが容器Ｂに貼着されるのであるが、本実施形態に係るラベル貼着装置１では、ラベルＬが容器Ｂに貼着され、その貼着動作が終了される前の所定のタイミングで、容器Ｂの周速度を吸着ドラム３の周速度よりも速くすることにより、ラベルＬの端部においてしわを生じさせないように構成されている点に特徴がある。以下、詳述する。

本実施形態で用いられるラベル基材Ｓは、例えばポリエステルフィルムの片面に感熱接着剤を塗布した透明もしくは半透明の長尺状の基材である。このポリエステルフィルムは、例えばレトルト殺菌等による加熱温度によって収縮することのない特性を有する、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートまたはポリブチレンテレフタレート等から形成される。

感熱接着剤は、例えば１００℃以下の所定の温度で加熱されることにより活性化して接着性を発揮するホットメルト接着剤であり、例えばエチレンアクリル酸エステル共重合体及びエチレンメタクリル酸エステル共重合体等のエチレン系の共重合体によって形成される。この実施形態における感熱接着剤は、粘着持続時間（本実施形態では、ラベルＬが加熱されなくなってから感熱接着剤が不活性状態になるまでの時間をいう。）が例えば約０．５秒のものが用いられている。なお、ラベル基材Ｓの構成は、上記ポリエステルフィルム及び上記感熱接着剤に限定されるものではない。

ラベル生成装置２は、図３に示すように、長尺状のラベル基材Ｓが予め巻回されている供給リール２０１からラベル基材Ｓを繰り出し、所定の間隔で所定の形状（例えば、長方形等）を切り抜いてラベルＬを生成するものである。

ラベル生成装置２は、上記の供給リール２０１と、ラベル基材Ｓを移送するための複数のガイドローラ２０２と、供給リール２０１に巻き取られているラベル基材Ｓを繰り出すためのラベル基材送り部２０３と、ラベル基材Ｓを所定の大きさ（容器Ｂに貼着される大きさ）のラベルＬに切り抜くラベルカット部２０４と、ラベル基材Ｓが切り抜かれることにより生成したラベルＬを吸着ドラム３に移送するためのラベル受渡しドラム２０５と、ラベルカット部２０４によってラベル基材Ｓが切り抜かれて残った不要部分を巻き取る残余巻取りリール２０６とによって概略構成される。

ラベル基材送り部２０３は、ラベル送りローラ２０３ａと、補助ローラ２０３ｂと、ラベル送りローラ２０３ａを回転駆動するラベル送りモータ７０１（図２参照）と、ラベル送りモータ７０１を制御するサーボアンプ７０２（図２参照）とを備えている。サーボアンプ７０２は、図２に示すように、装置全体を統括的に制御する制御装置６に接続されており、ラベル送りモータ７０１の回転駆動は、制御装置６によりサーボアンプ７０２を介して行われる。

ここで、図２の電気的な構成について簡単に説明すると、制御装置６は、図示しないマイクロコンピュータを有しており、予め記憶された動作プログラムに基づいて、ラベル移送生成装置１、吸着ドラム３及び容器移送装置５等の各動作を制御するものである。制御装置６には、各種のデータを記憶するための図示しないメモリが備えられている。

ラベル生成装置におけるラベル送りローラ２０３ａや、後述するカット刃ローラ２０４ａ、ラベル受渡しドラム２０５、残余巻取リール２０６、吸着ドラム３、容器移送装置５におけるスターホイール５１１、回転台部５２１ａ及びスターホイール５３１等の回転部材は、駆動部７を介して制御装置６に接続されている。駆動部７には、上記の各回転部材に対応して回転力を発生するモータとこのモータの回転動作を制御するサーボアンプ及びインバータとが設けられている。制御装置６は、駆動部７を介して上記の各回転部材の回転動作を連係させるように制御する。

また、制御装置６には、加熱装置４と、後述するラベル受渡しドラム用の吸引装置８及び吸着ドラム用の吸引装置９と、操作表示装置１０とが接続され、制御装置６は、加熱装置４の加熱動作や吸引装置８，９の各吸引動作も制御する。

操作表示装置１０は、作業者がラベルの貼着動作に関する各種の設定を行ったり、ラベル貼着の動作状態を表示データとして表示したりするための装置である。例えば作業者が操作表示装置１０を通じて所定の操作を行うと、それに応じた操作信号が制御装置６に出力される。また、操作表示装置１０には、制御装置６からの表示データが入力され、その表示データに応じた表示内容が表示される。

図１に戻り、供給リール２０１に巻回されているラベル基材Ｓは、初期の設定で、複数のガイドローラ２０２により案内され、ラベル送りローラ２０３ａと補助ローラ２０３ｂの間と、カット刃ローラ２０４ａと補助ローラ２０４ｂの間とに挟み込まれるように引き回された後、残余巻取りリール２０６に巻き取られるように設定されている。従って、制御装置６からサーボアンプ７０２に制御信号が出力されると、ラベル送りモータ７０１によってラベル送りローラ２０３ａが回転し、ラベル基材Ｓが供給リール２０１から繰り出される。

ラベルカット部２０４は、外周面にラベル基材Ｓを切り抜くためのカッター刃（図略）が設けられたカット刃ローラ２０４ａと、補助ローラ２０４ｂと、カット刃ローラ２０４ａを回転駆動するカッターモータ７０３（図２参照）と、カッターモータ７０３を制御するサーボアンプ７０４（図２参照）とを備えている。サーボアンプ７０４も、図２に示すように、制御装置６に接続されており、カッターモータ７０３の回転駆動は、制御装置６によりサーボアンプ７０４を介して行われる。従って、制御装置６からサーボアンプ７０４に制御信号が出力されると、ラベル送りモータ７０３によってカット刃ローラ２０４ａが回転し、ラベル送り部２０３から供給されるラベル基材Ｓがカット刃ローラ２０４ａのカッター刃によって切り抜かれる。

カット刃ローラ２０４ａの周面適所にはラベル受渡しドラム２０５が接触しており、カット刃ローラ２０４ａで切り抜かれたラベルＬはその接触位置でラベル受渡しドラム２０５に受け渡される。なお、図１において、ラベル基材Ｓのカット刃ローラ２０４ａに接する側の面には感熱接着剤が塗布されているが、感熱接着剤は活性化されていないので、ラベル受渡しドラム２０５に受け渡されたラベルＬがラベル受渡しドラム２０５に接着されることはない。

一方、ラベルカット部２０４の下流側に残余巻取りリール２０６が配置され、ラベル基材ＳのうちラベルＬにならなかった不要部分は、補助ローラ２０４ｂから残余巻取りリール２０６に案内され、当該残余巻取りリール２０６に巻き取られる。残余巻取りリール２０６は、図２に示すように、巻取りリール用モータ７０７によって回転され、巻取りリール用モータ７０７の回転制御はサーボアンプ７０８と制御装置６とによって行われる。

制御装置６は、ラベル基材送り部２０３におけるラベル送りローラ２０３ａ、カット刃ローラ２０４ａ及び残余巻取りリール２０６の各ローラに対する制御信号を同期して出力し、これらのローラを同期して回転させる。これにより、供給リール２０１から一定の速度で繰り出され、残余巻取りリール２０６で巻き取られるラベル基材Ｓから、図３に示すように、複数のラベルＬがカット刃ローラ２０４ａのカッター刃で順番に切り取られ、ラベル受渡しドラム２０５に供給される。

ラベル受渡しドラム２０５は略円筒状に形成されており、カット刃ローラ２０４ａの反対側の外周面の適所（図１では、ラベル受渡しドラム２０５の右側周面のＱ点）は吸着ドラム３に接している。ラベル受渡しドラム２０５は、図２に示すように、ラベル受渡しドラム用モータ７０５によって一定の回転速度で所定の方向（図１では時計周り）に回転され、ラベル受渡しドラム用モータ７０５の回転制御はサーボアンプ７０６と制御装置６とによって行われる。

ラベル受渡しドラム２０５の外周面には多数の吸引孔（図略）が形成されており、ラベル受渡しドラム２０５が回転するときには、これらの吸引孔はコンプレッサ等の吸引装置８（図２参照）で吸引されるように構成されている。従って、ラベルカット部２０４によって切り抜かれ、カット刃ローラ２０４ａの周面に沿って搬送されるラベルＬは、ラベル受渡しドラム２０５の外周面に吸着されることによって当該ラベル受渡しドラム２０５に受け渡される。

なお、制御装置６は、ラベル受渡しドラム２０５と吸引装置８とに対する制御信号を、ラベル基材送り部２０３におけるラベル送りローラ２０３ａ、カット刃ローラ２０４ａ及び残余巻取りリール２０６の各ローラに対する制御信号と同期して出力し、これらのローラと同期してラベル受渡しドラム２０５を回転させるとともに、吸引装置８の吸引動作を行わせる。これにより、カット刃ローラ２０４ａから連続的に供給される複数のラベルＬは、順番にラベル受渡しドラム２０５に受け取られ、ラベル受渡しドラム２０５によって吸着ドラム３に受け渡される。

吸着ドラム３もラベル受渡しドラム２０５と同様に略円筒状をなし、外周面がゴム部材で覆われている。外周面をゴム部材で覆っているのは、ラベルＬを容器Ｂに貼着する際、容器Ｂの側面を吸着ドラム３の外周面に圧接させるので、その圧力を吸収するためである。なお、弾性部材であれば、ゴム部材に限られるものではない。

吸着ドラム３の外周面の所定位置には、図４に示すように、ラベルＬを吸着するための吸着面３０１が設けられ、その吸着面３０１には、格子状に配列された複数の吸引孔３０２が形成されている。吸引孔３０２の直径は約０．５ｍｍであり、吸引孔３０２同士の間隔は、例えば縦間隔ｈが約１０ｍｍ、横間隔ｄが約１２ｍｍである。吸着ドラム３の吸着面３０１のうち複数の吸引孔３０２が形成されている領域は、図４（ｂ）に示すように、ラベルＬの大きさよりやや小さめの矩形状となっている。なお、吸着面３０１における吸引孔３０２の配列は、格子状に限らず、例えば千鳥状配置等に適宜変更可能である。

吸着面３０１の背面（吸着ドラム３の内側）にはコンプレッサ等の吸引装置９（図２参照）が接続されており、この吸引装置９で吸引孔３０２を吸引することにより、ラベル受渡しドラム２０５から受け渡されるラベルＬが吸着面３０１に吸着される。

吸着ドラム３の直径は、ラベル受渡しドラム２０５の直径よりも大きく設定されている。吸着ドラム３は、図２に示すように、吸着ドラム用モータ７０９によって一定の回転速度で所定の方向（図１では反時計周り）に回転され、吸着ドラム用モータ７０９の回転制御はサーボアンプ７１０と制御装置６とによって行われる。吸着ドラム３の回転速度は、吸着ドラム３の周速度とラベル受渡しドラム２０５の周速度とが同一となる速度である。

吸着ドラム３のラベル受渡しドラム２０５よりも上流側の適所には、加熱装置４が設けられている。加熱装置４は、吸着ドラム３を加熱することにより、吸着ドラム３の吸着面３０１に吸着されるラベルＬの表面に塗布された感熱接着剤を加熱して活性化させるものである。加熱装置４の加熱制御は、制御装置６により行われ、制御装置６は、吸着ドラム３の回転動作に同期して加熱装置４の加熱動作を行わせる。

従って、ラベル貼着装置１が動作しているときには吸着ドラム３は加熱された状態で等速回転されるので、ラベル受渡しドラム２０５から受け渡し位置ＱでラベルＬが吸着ドラム３の吸着面３０１に受け渡されると、ラベルＬの感熱接着剤（吸着ドラム３の吸着面３０１に接していない面に塗布されている）が吸着ドラム３により加熱されて活性化され、ラベルＬは感熱接着剤が活性化された状態で吸着ドラム３の回転により貼着位置Ｐまで移送される。

容器移送装置５は、外部から供給されるラベルＬの貼着されていない容器Ｂを受け取り、ロータリ装置５２（後述）に移送する容器供給部５１と、容器供給部５１からの容器Ｂを所定サイズの円軌道を移送経路として移送するロータリ装置５２と、貼着位置ＰでラベルＬが貼着された容器Ｂをロータリ装置５２から受け取り、外部に搬出する容器搬出部５３とによって構成される。

容器移送装置５は、図１において、吸着ドラム３の右側に配置されている。具体的には、ロータリ装置５２は、吸着ドラム３と容器供給部５１及び容器搬出部５３との間に位置するように配置され、このロータリ装置５２における容器Ｂの移送経路（円軌道）上に、容器供給部５１からの容器Ｂの受け取り位置Ｒと、貼着位置Ｐと、容器排出部５３への容器Ｂの受け渡し位置Ｔとがそれぞれ配されている。

図１において、貼着位置Ｐは、ロータリ装置５２における容器Ｂの円軌道の左端に配置され、受け取り位置Ｒは、同円軌道の右端のやや下側に配置され、受け渡し位置Ｔは、同円軌道の右端のやや上側に配置されている。従って、容器Ｂは、外部からラベル貼着装置１の右下側から供給され、貼着位置Ｐを通るように円軌道を描いて移送された後、ラベル貼着装置１の右上側から外部に排出される。

容器供給部５１は、容器Ｂを移送するためのスターホイール５１１と、容器Ｂを案内するための案内部材５１２と、スターホイール５１１を回転駆動するスターホイール用モータ７１５（図２参照）と、スターホイール用モータ７１５を制御するインバータ７１６（図２参照）とによって構成されている。インバータ７１６は、図２に示すように、制御装置６に接続されており、スターホイール用モータ７１５の回転駆動は、制御装置６によりインバータ７１６を介して行われる。

スターホイール５１１には、容器Ｂを保持するための凹部５１１ａが形成されている。容器供給部５１は、外部から供給されるラベルＬが未貼着の容器Ｂをスターホイール５１１の凹部５１１ａで受け取り、スターホイール５１１の回転によりロータリ装置５２に移送する。

容器搬出部５３は、基本的に容器Ｂの移送方向が容器供給部５１と逆になるだけで、容器供給部５１と同様に、容器Ｂを移送するためのスターホイール５３１と、容器Ｂを案内するための案内部材５３２と、スターホイール５３１を回転駆動するスターホイール用モータ７１７（図２参照）と、スターホイール用モータ７１７を制御するインバータ７１８（図２参照）とによって構成されている。インバータ７１８も制御装置６に接続されており、スターホイール用モータ７１７の回転駆動は、制御装置６によりインバータ７１８を介して行われる。

スターホイール５３１には、容器Ｂを保持するための凹部５３１ａが形成されており、容器搬出部５３は、ロータリ装置５２によって移送されるラベルＬが貼着された容器Ｂをスターホイール５３１の凹部５３１ａで受け取り、スターホイール５３１の回転により外部（次工程）に搬出する。

ロータリ装置５２は、容器供給部５１によって供給された容器Ｂを貼着位置Ｐに移送し、その貼着位置Ｐで容器Ｂを吸着ドラム３に圧接してラベルＬを貼着させた後、ラベルＬが貼着された容器Ｂを容器搬出部５３に移送するものである。ロータリ装置５２は、中心Ｏ周りに回転する回転台部５２１ａと、回転台部５２１ａから延び、容器回転装置５２２が設けられた延設部５２１ｂと、回転台部５２１ａを回転駆動する回転台部用モータ７１１（図２参照）と、回転台部用モータ７１１を制御するインバータ７１２（図２参照）とによって構成される回転機構５２１を有している。

インバータ７１２は、図２に示すように、制御装置６に接続されており、回転台部用モータ７１１の回転駆動は、制御装置６によりインバータ７１２を介して行われる。回転台部５２１ａは、回転台部用モータ７１１によって一定の回転速度で所定の方向（図１では時計周り）に回転される。回転台部５２１ａの回転速度は、吸着ドラム３の回転速度と同一である。

回転台部５２１ａの回転動作は、制御装置６により吸着ドラム３の回転動作に同期して行われ、しかも、吸着ドラム３の吸着面３０１が貼着位置Ｐを通過するときに、回転台部５２１ａの延設部５２１ｂの先端（容器Ｂを保持する部分）が貼着位置Ｐを通過するように制御される。

容器回転装置５２２は、延設部５２１ｂの先端で容器Ｂを回転自在に保持する容器回転部５２３（図５参照）を備えている。容器回転部５２３は、図１において、容器供給部５１から移送された容器Ｂの受け取り位置Ｒで容器Ｂを回転自在に保持し、ラベルＬが貼着された容器Ｂの容器排出部５３への受け渡し位置Ｔで当該容器Ｂを開放する。

延設部５２１ｂには、更に容器Ｂの回転力を発生する容器回転モータ７１３と、容器回転モータ７１３の回転力を容器回転部５２３に伝達し、容器Ｂを回転させる複数のギアで構成される伝達機構（図略）とが設けられている。容器回転モータ７１３は、サーボアンプ７１４を介して制御装置６に接続され（図２参照）、容器回転部５２３の回転動作は、サーボアンプ７１４と制御装置６とによって行われる。なお、容器回転モータ７１３の回転力は、容器Ｂを上方から回転自在に保持する他の容器回転部５２４（図５参照）によって容器Ｂに伝達してもよい。あるいは、両容器回転部５２３，５２４によって、容器Ｂに伝達してもよい。

容器回転装置５２２は、回転台部５２１ａの回転により、図６に示すように、容器Ｂが貼着位置Ｐに移送されたときに、容器回転モータ７１３の回転力を伝達機構によって容器回転部５２３に伝達し、容器Ｂを所定の回転速度で所定の方向（図６で時計周り）に回転させる。

具体的には、容器Ｂが貼着位置Ｐに移送されたときには、吸着ドラム３の周速度をｖ₁［ｍｍ／ｓ］とすると、容器回転装置５２２は、図６に示すように、吸着ドラム３の周速度ｖ₁と同じ周速度で容器Ｂを回転させる。また、容器回転装置５２２は、ラベルＬの容器Ｂに対する貼着動作が終了する所定のタイミングで、吸着ドラム３の周速度ｖ₁よりも大きい周速度ｖ₂に切り換えて容器Ｂを回転させる。吸着ドラム３の周速度ｖ₁と容器Ｂの周速度ｖ₂との関係については、後述する。なお、図６では、吸着ドラム３の吸引孔３０２を概略的に示している。

次に、ラベル貼着装置１の貼着動作について説明する。

図１を参照すると、供給リール２０１に巻回されていた長尺状のラベル基材Ｓは、ラベル送り装置２０３のラベル送りローラ２０３ａが回転駆動されることにより、供給リール２０１から繰り出される。繰り出されたラベル基材Ｓは、カッター装置２０４のカット刃ローラ２０４ａが回転駆動されることにより切り抜かれ、ラベルＬとなる部分と不要となる部分とにそれぞれ分離される。切り抜かれたラベルＬは、吸引装置８によって吸引されているラベル受渡しドラム２０５の表面で吸着され、ラベル受渡しドラム２０５の回転により移送される。一方、不要となる部分は、残余巻取りリール２０６が回転駆動されることにより当該残余巻取りリール２０６で巻き取られる。

ラベル受渡しドラム２０５で移送されたラベルＬは、ラベル受渡しドラム２０５上の所定の受け渡し位置Ｑで吸着ドラム３に受け渡される。受け渡されたラベルＬは、吸引装置９によって吸引されている吸着ドラム３の吸着面３０１で吸着され、加熱装置４によって加熱され、吸着ドラム３の回転により貼着位置Ｐに移送される。

一方、外部から供給される多数のラベルＬが未貼着の容器Ｂは、容器供給部５１のスターホイール５１１の凹部５１１ａで１個ずつ分離されてロータリ装置５２側に移送され、受け取り位置Ｒで回転機構５２１の延設部５２１ｂに設けられた容器回転部５２３に受け取られる。容器回転部５２３に受け取られた容器Ｂは、回転台部５２１ａが回転することにより貼着位置Ｐに移送される。このとき、容器Ｂは、容器回転モータ７１３によって容器回転部５２３が回転されることにより、吸着ドラム３の周速度ｖ₁とほぼ同一の周速度で回転される。

容器Ｂが容器回転部５２３によって回転されながら貼着位置Ｐに移送されると、図１に示すように、容器Ｂはロータリ装置５２の回転中心Ｏと吸着ドラム３の回転中心Ｏ’を結ぶ線分上に位置し、図５に示したように、容器Ｂの側面が吸着ドラム３の外周面に圧接される。

図７は、ラベルＬが容器Ｂに貼着される過程を示す図である。また、図８は、貼着動作時における容器Ｂの周速度の変化を示す図である。

図７（ａ）は、貼着位置ＰにラベルＬの先端が移送され、かつ、容器Ｂが貼着位置Ｐに移送され、容器ＢにラベルＬが貼着され始めるときを示し、ラベルＬの先端が容器Ｂに接着されていない状態を示している。図７（ａ）の状態は、図８に示すように、容器ＢにラベルＬの貼着が始まる時刻ｔ₁における状態であり、この状態では容器Ｂの周速度（容器Ｂの側面の移動速度）は、吸着ドラム３の周速度ｖ₁（ラベルＬの移動速度）と同じ速度に設定され、吸着ドラム３と容器Ｂとはともに周速度ｖ₁で回転している。制御装置６は、吸着ドラム３と容器回転部５２３の各回転動作を制御するので、容器ＢにラベルＬの貼着が始まる時刻ｔ₁を認識している。

図７（ｂ）は、容器Ｂの側面にラベルＬが巻き取られる状態を示している。この状態では、貼着位置Ｐには吸着ドラム３により感熱接着剤１１が活性化された状態でラベルＬが移送されているので、容器Ｂの側面がラベルＬの感熱接着剤１１に押し付けられ、これによりラベルＬが容器Ｂの側面に巻き取られながら貼着される。図７（ｂ）の状態においても、吸着ドラム３と容器Ｂとはほぼ同速度の周速度ｖ₁で回転している。

図７（ｃ）は、ラベルＬの容器Ｂに対する貼着動作が終了される前の状態を示している。この状態は、吸着ドラム３の吸着面３０１に格子状に配置された吸引孔３０２のうち、ラベルＬの移動方向における最後列の吸引孔３０２が貼着位置Ｐに達したときの状態であり、最後列の吸引孔３０２のみによってラベルＬが吸着面３０１に吸着されている状態である。

この状態におけるタイミングで、制御装置６は、容器Ｂの周速度を、図８の時刻ｔ₂に示すように、吸着ドラム３の周速度ｖ₁よりも速い周速度ｖ₂に切り換える。容器Ｂの周速度がｖ₂に上昇することにより、図７（ｄ）に示すように、ラベルＬは、容器Ｂの回転によって引っ張られ、ラベルＬの後端部Ｌａ（図７（ｃ）の交差線部参照）が吸着ドラム３の吸着面３０１上を距離Ｄ（図７（ｃ）参照）だけスライドする。

すなわち、ラベルＬの容器Ｂに対する貼着動作が終了する前では、図７（ｃ）に示すように、ラベルＬの後端部Ｌａは、吸引孔３０２によって吸引されないので、吸着ドラム３の吸着面３０１から浮き上がることになる。そのため、ラベルＬの後端部Ｌａには、吸着ドラム３を介しての熱が伝達されなくなり、感熱接着剤１１の粘着持続時間が経過してしまうと、ラベルＬの後端部Ｌａは不活性状態となる。したがって、ラベルＬの後端部Ｌａは、容器Ｂに接着せず、その部分がしわとなる。

しかしながら、本実施形態に係るラベル貼着装置１では、上記のように、容器ＢへのラベルＬの貼着が開始されるときには、容器Ｂの周速度が、吸着ドラム３の周速度ｖ₁と同じ速度とされ、ラベルＬの移動方向における最後列の吸引孔３０２が貼着位置Ｐに達したタイミングで、容器Ｂの周速度が吸着ドラム３の周速度ｖ₁よりも速い周速度ｖ₂に上昇される。そのため、ラベルＬの移動速度が吸着ドラム３の周速度ｖ₁からｖ₂に上昇したとき、ラベルＬの後端部Ｌａは、容器Ｂにより吸着ドラム３の周面に対して相対的に速度（ｖ₂−ｖ₁）で引っ張られることになる。

この結果、ラベルＬの後端部Ｌａは、図７（ｄ）に示すように、粘着持続時間が経過する前に、前方（図７（ｄ）では右側）にスライドする。そのため、感熱接着剤１１のラベルＬの後端部Ｌａに伝達されている吸着ドラム３の熱が持続し、ラベルＬの後端部Ｌａは活性化された状態で容器Ｂに貼着されることになる。したがって、ラベルＬの後端部Ｌａにおいてしわが生じることを抑制することができる。

その後、制御装置６は、容器Ｂの周速度を、ラベルＬが容器Ｂに対する貼着を終える時刻ｔ₃（図８参照）でｖ₂からｖ₁に戻し、容器Ｂを吸着ドラム３の周速度ｖ₂と同速度で回転させる。

なお、吸着ドラム３は周速度ｖ₁で回転し、容器Ｂは回転機構５２１により円軌道上を移動しているので、図７の（ｃ）と（ｄ）との時間差により厳密には同図（ｄ）では吸着ドラム３も容器Ｂも右側に移動しているが、その時間差は微小であるので図７（ｃ），（ｄ）では吸着ドラム３及び容器Ｂの移動はないものとして描いている。

なお、上記の説明では、容器Ｂの周速度を貼着位置Ｐに移送されるまでは、吸着ドラム３の周速度ｖ₁とほぼ同じにしていたが、容器Ｂを容器供給部５１から受け取って貼着位置Ｐに移送するまでは停止させておき、貼着を開始すると同時に周速度ｖ₁で回転させるようにしてもよい。

また、容器Ｂの周速度を吸着ドラム３の周速度ｖ₁よりも速い周速度ｖ₂にするのは、感熱接着剤１１の粘着持続時間が終了する前に容器ＢによってラベルＬを引っ張り、しわを生じさせずにラベルＬの後端部Ｌａを貼着するためであるから、周速度ｖ₂は、最後列の吸引孔３０２からラベルＬの終端までの距離と、吸着ドラム３に対する相対速度（ｖ₂−ｖ₁）とに基づいて、その目的を達成し得る適当な値に設定すればよい。

この場合、本実施形態では、吸着ドラム３の直径に対して回転台部５２１ａによる容器Ｂを移送する円軌道の直径は比較的大きいので、貼着位置Ｐでは容器Ｂの円軌道上の移動速度よりも吸着ドラム３に吸着されたラベルＬの移動速度が大きく、ラベルＬを貼着する非常に短い時間では、ラベルＬに対し容器Ｂは停止しており、周速度ｖ₂で自転しているとみなすことができる。従って、周速度ｖ₂の設定では、容器Ｂの円軌道上の移動速度を無視することができる。

もちろん、この発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において示した、ラベルが容器に貼着されるラベル貼着装置の構成は一例であり、同様の機能を有するものであれば、上記実施形態に係る構成に限るものではない。

また、上記実施形態では、制御装置６によってラベルＬの移動方向における最後列の吸引孔３０２が貼着位置Ｐに達したときのタイミング（図７（ｃ）参照）が認識されていたが、これに代えて、吸着ドラム３の適所に、ラベルＬの移動方向における最後列の吸引孔３０２が貼着位置Ｐに達したことを検出する位置検出装置を設け、この位置検出装置の出力により上記タイミングが認識されるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ラベルＬを円筒状の吸着ドラム３の吸着面３０１に吸着して貼着位置Ｐに移送し、容器Ｂも円軌道を描く回転機構５２１によって貼着位置Ｐに移送しているので、ラベルＬ及び容器Ｂの移送経路は円形となっていたが、ラベルＬ及び容器Ｂの移送経路は円形に限定されるものではない。本発明は、図７に示したように、ラベルＬと容器Ｂを同方向に移動させながら貼着位置Ｐで容器ＢをラベルＬの移動方向に自転させながらラベルＬに圧接させることによって、ラベルＬを容器Ｂに貼着させる構成を有していれば、任意の移動経路に適用できる。

本発明に係るラベル貼着装置を示す概略構成図である。ラベル貼着装置の電気的構成を示すブロック図である。ラベル生成装置におけるラベルの生成方法を示す図である。吸着ドラムの外周面に形成される吸引孔とその吸引孔に吸引されるラベルとを示す図である。貼着位置でラベルが容器に貼着される様子を示す側面図である。貼着位置でラベルが容器に貼着される様子を示す上面図である。吸着ドラムからラベルが容器に貼着される過程を示す図である。容器の周速度の変化を示す図である。従来のラベル貼着装置を示す概略構成図である。従来のラベルが容器に貼着されるときの状態を示す図である。従来のラベル貼着装置におけるラベルの容器への貼着動作を説明するための図である。

符号の説明

１ラベル貼着装置
２ラベル生成装置
２０１供給リール
２０２ガイドローラ
２０３ラベル基材送り部
２０４ラベルカット部
２０５ラベル受渡しドラム
２０６残余巻取りリール
３吸着ドラム
３０１吸着面
３０２吸引孔
４加熱装置
５容器移送装置
５１容器供給部
５２ロータリ装置
５３容器搬出部
６制御装置
７駆動部
８，９吸引装置
１０操作表示装置
１１感熱接着剤
Ｂ容器
Ｌラベル
Ｓラベル基材

Claims

多数の吸引孔が設けられた吸着面を有し、裏面に感熱接着剤が塗布されたラベルの表面を前記多数の吸引孔で吸引して当該ラベルを保持するとともに、当該ラベルを加熱して前記感熱接着剤を活性化させるラベル保持手段と、
前記ラベル保持手段を所定の経路で移動させることにより、前記ラベルを前記経路で移送するラベル移送手段と、
容器を回転自在に保持する容器保持手段と、
前記容器保持手段を前記ラベル保持手段とは異なる経路で移動させ、前記経路上の所定の貼着位置で前記容器の側面を前記ラベル保持手段に保持された前記ラベルの裏面に圧接させる容器移送手段と、
を備え、前記経路を移送するラベルを前記貼着位置で前記容器の側面に巻き取らせて前記感熱接着剤で貼着するラベル貼着装置において、
前記容器の側面が前記ラベルに圧接されるときに、その側面の移動が前記ラベルの移動と同一の方向となるように前記容器を回転させる容器回転手段と、
前記容器の回転速度を、前記ラベルの貼着動作が開始されたとき、当該容器の側面の移動速度が前記ラベルの移動速度とほぼ同一となる回転速度に設定し、前記ラベルの貼着動作の終了前の所定のタイミングで容器の側面の移動速度が前記ラベルの移動速度よりも速い所定の回転速度に切り換える容器回転速度制御手段と、
を備えたことを特徴とする、ラベル貼着装置。
前記多数の吸引孔は、前記吸着面に格子状に配置され、
前記容器回転速度制御手段が前記容器の回転速度を切り換えるタイミングは、前記ラベルが前記容器に巻き取られ、前記吸着面のラベル移動方向における最後の吸引孔によって前記ラベルが前記吸着面に吸着された状態になるタイミングである、請求項１に記載のラベル貼着装置。
前記ラベル保持手段は、回転自在に支持され、外周面の一部に前記吸着面が形成された円筒状のドラムと、前記ドラム内に設けられ、前記吸着面に形成された多数の吸引孔を吸引する吸引手段と、前記ドラムを加熱する加熱手段とで構成され、
前記ラベル移送手段は、前記ドラムを所定の回転速度で回転させるドラム駆動手段で構成され、
前記容器移送手段は、回転自在に支持され、先端に前記容器を回転自在に支持する支持部が設けられた回転台と、前記回転台を前記ドラムと逆方向に回転させる回転台駆動手段とで構成され、
前記容器移送手段は、前記ドラムの外周面が前記ドラムの回転中心と前記回転台の回転中心とを結ぶ線と交差する位置を前記貼着位置として、前記ドラム駆動手段により前記ドラムの吸着面に吸着されたラベルが前記貼着位置に移送されるタイミングで前記回転台の先端に支持された容器を前記貼着位置に移送し、当該容器の側面を前記ラベルに圧接させる、請求項１または２に記載のラベル貼着装置。