JP2013248787A - 筒状フィルム体の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状フィルム体に裂けを生じさせずに綺麗な切断面を得ることができる筒状フィルム体の製造装置を提供する。
【解決手段】ラベル製造装置１０は、長尺筒状のフィルム基材ＬＭを間欠的に送り出す送出ユニット１３と、送り出されるフィルム基材ＬＭを被嵌して開口させるマンドレル２０と、フィルム基材ＬＭを所定のカット長に切断して筒状フィルム体を生成する切断ユニット３０と、マンドレル２０との間にフィルム基材ＬＭを挟み込んだ状態で回転駆動されることにより下方へ移送する移送ユニット４０と、送出ユニット１３および移送ユニット４０の各動作を独立して制御可能である制御装置とを備える。そして、フィルム基材ＬＭが切断ユニット３０によって切断されるときのフィルム基材張力を緩和する張力緩和手段をさらに含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル容器等の被嵌体に被嵌されるキャップシールやラベル等の筒状フィルム体を、長尺筒状のフィルム基材を切断することによって製造する筒状フィルム体の製造装置および製造方法に関する。

従来、容器等への筒状フィルム体の被嵌装置として、例えば特公平６−１３３３２号公報（以下、特許文献１という）が公知である。この被嵌装置は、扁平状に折り合わされた長尺で筒状のフィルム基材を所定長さに切断して筒状フィルム体を形成した後、該筒所フィルム体を、拡開用のマンドレルに被嵌して移送装置で下方に引き降ろし、そして、マンドレルの下方に順次搬送されてくる容器に被嵌させるものである。

上記特許文献１の被嵌装置では、上記移送装置がマンドレルの上部に対して接離可能に設けられたフィードベルトによって構成され、繰出ローラによって下方へ送くられるフィルム基材をマンドレルの上端部に嵌挿するときにはフィードベルトの上部をマンドレルから離れた状態とし、切断されると同時にフィードベルトの上部をマンドレル側へ閉じて筒状フィルム体と接触させ、この状態でフィードベルトを回転駆動して上記筒状フィルム体をマンドレルの外周面に沿って下方へ移送している。

このようにフィードベルトの上部の開閉させるための開閉構成は、例えばカム機構等の機械的機構で構成されるため、構造が複雑となってコストが高くなるという問題があった。また、筒状フィルム体の切断と同時にフィードベルトの上部を閉じなければならないのでタイミング調整が非常に難しいという問題もあった。また、スリップ等の原因でフィードベルトによる筒状フィルム体の容器への受け渡しタイミングがずれると、容器への装着ミスを誘発することになる。

これらの問題を解消するために、例えば特許第３９０１７９４号公報（以下、特許文献２という）に記載されるフィルム被嵌装置では次のような改良がなされている。すなわち、このフィルム被嵌装置では、マンドレルの下端部に、上記フィードベルトから独立して駆動制御される回転体が接触配置されている。この回転体は、例えばサーボモータ等の駆動手段によって容器がマンドレルの下方位置に来たタイミングで回転駆動されることによって、容器への筒状フィルム体の装着を正確に行うことが可能になった。

また、特許文献２のフィルム被嵌装置では、フィードベルトは例えばサーボモータ等の別の駆動手段によって駆動されるので、上記回転体とは異なるタイミングでの回転駆動が可能になっている。そのため、繰出ローラによって送られてきたフィルム基材の下端部がマンドレルの上端部に被嵌されるタイミングでフィードベルトを回転させることで、マンドレルとフィードベルトとの間にフィルム基材を挟み込んで下方へ移送することができる。したがって、特許文献１に記載の被嵌装置のようにマンドレルに対してフィードベルトの上部を開閉させる機構が不要になり、装置の構成が簡素化で取扱いが容易であり且つコスト低減も図ることができた。

特公平６−１３３３２号公報 特許第３９０１７９４号公報

上記特許文献２のフィルム被嵌装置において、フィルム基材を下方へ間欠的に送り出す繰出ローラ、および、フィルム基材を切断する切断ユニットについても、それぞれ独立して制御可能な例えばサーボモータ等の駆動手段を別々に設け、上記フィードベルト用駆動手段と繰出ローラ用駆動手段とを同期制御することによって、フィルム基材を所定カット長ずつ下方へ送り出すことが可能になり、上記フィルム基材の送り出し動作が停止している間に切断ユニット用駆動手段を駆動して切断することにより個々の筒状フィルム体を順次に形成することができる。

しかしながら、繰出ローラとマンドレルとの間に配置される切断ユニットは、マンドレルの上方に近接して設けられるため、フィルム基材はマンドレルの上端部に被嵌されることで扁平状に折り畳まれた状態ではなく略舟形状に少し開口した状態で切断ユニットによって切断されることになる。そのため、切断位置において少し開口したフィルム基材を構成するフィルムシートには、鉛直下方に対して斜めに拡がるように伸ばされているために張力が作用した状態になる。そうすると、切断ユニットのカット刃と接触した瞬間にフィルム基材が横方向（すなわち幅方向）に裂けることがあり、切断端部が所望の形状、例えば横方向直線状に形成されないことがある。このような不具合は、特に、横方向に裂け易い横一軸延伸シュリンクフィルムからなるラベル（いわゆるシュリンクラベル）において生じやすい。

また、個々の筒状フィルム体が容器のキャップ部に装着されるキャップシールである場合、キャップシールの端部には所定形状に突出する摘み部が形成されることがあるが、上記のような裂け目が摘み部に形成されてしまうと、切断時に摘み部が形成されなかったり、あるいは、キャップシールを引き剥がそうとして摘み部を引っ張ったときに摘み部だけがちぎれてしまってその機能を果たさなかったりするおそれがある。

さらに、上記のように張力が作用した状態で略舟形状に開口したフィルム基材に横方向からカット刃が押し当てられたときにフィードベルトとマンドレルとの間でフィルム基材が上方に引っ張られてずれた場合には、切断形成された筒状フィルム体がマンドレルに対して上方にずれて位置することによって、マンドレルの下端部にある回転体に筒状フィルム体が受け渡されるタイミングにずれが生じ、被嵌位置に搬送されてきた容器への装着ミスを誘発することにもなる。

そこで、本発明の主たる目的は、筒状フィルム体に裂けを生じさせずに綺麗な切断面を得ることができる筒状フィルム体の製造装置および製造方法を提供することである。また、本発明の別の目的は、フィルム基材から切断形成される筒状フィルム体がマンドレルおよび移送ユニットに対してずれるのを抑制できる筒状フィルム体の製造装置および製造方法を提供することである。

本発明に係る筒状フィルム体の製造装置は、長尺筒状のフィルム基材を下方側へ間欠的に送り出す送出ユニットと、前記送出ユニットによって送り出されるフィルム基材を被嵌して開口させるマンドレルと、前記送出ユニットと前記マンドレルとの間に配置され、前記フィルム基材を所定のカット長に切断して筒状フィルム体を生成する切断ユニットと、前記マンドレルの表面に接触して設けられ、前記マンドレルとの間に前記フィルム基材を挟み込んだ状態で回転駆動されることにより前記フィルム基材および前記筒状フィルム体を前記マンドレルの外周面に沿って下方へ移送する移送ユニットと、前記送出ユニットおよび前記移送ユニットの各動作を独立して制御可能である制御装置と、を備え、前記フィルム基材が前記切断ユニットによって切断されるときのフィルム基材張力を緩和する張力緩和手段を含むものである。

本発明に係る筒状フィルム体の製造装置において、前記張力緩和手段は、前記制御装置が前記送出ユニットおよび前記移送ユニットを同期制御で駆動して前記フィルム基材を所定のカット長だけ移送した後に前記移送ユニットを逆転制御して所定量だけ戻すことによって構成されてもよい。

また、本発明に係る筒状フィルム体の製造装置において、前記張力緩和手段は、前記制御装置が前記送出ユニットおよび前記移送ユニットを駆動して前記フィルム基材を移送する際に前記移送ユニットによる前記フィルム基材の移送量を前記送出ユニットによる前記フィルム基材の送出量よりも小さく設定することによって構成されてもよい。

さらに、本発明に係る筒状フィルム体の製造装置において、前記張力緩和手段として、前記送出ユニットと前記移送ユニットとの間の距離を、前記フィルム基材の切断時に前記カット長よりも短くなるよう可変する可変機構が設けられてもよい。

本発明の別の態様は、長尺筒状のフィルム基材を下方側へ間欠的に移送しながら切断することによって筒状フィルム体を生成する筒状フィルム体の製造方法であって、送出ユニットにより前記フィルム基材を下方側へ所定のカット長ずつ送り出す工程と、前記送り出されたフィルム基材をマンドレルに被嵌して開口させる工程と、前記マンドレルの周囲に被嵌されたフィルム基材を移送ユニットで前記マンドレルとの間に挟み込みながら下方側へ移送する工程と、前記送出ユニットから前記移送ユニットにわたって延伸する前記フィルム基材を切断ユニットによって所定のカット長に切断して筒状フィルム体を生成する工程と、を含み、前記送出ユニットおよび前記移送ユニットがそれぞれ独立して制御されることにより、前記切断ユニットによって切断される際のフィルム基材張力を緩和することをさらに含む。

本発明に係る筒状フィルム体の製造装置および製造方法によれば、切断ユニットによってフィルム基材が切断されるときのフィルム基材張力を緩和する張力緩和手段を設けているので、筒状フィルム基材が過度に引っ張られ状態で切断ユニットの可動刃と接触した瞬間にフィルム基材が裂けるのを抑制でき、その結果、フィルム基材から切断された筒状フィルム体の切断面を綺麗な形状とすることができる。したがって、筒状フィルム体が被嵌された被嵌体における外観不良の発生を低減できる。

また、フィルム基材張力を緩和した状態で切断されることで、切断時にフィルム基材がマンドレルと移送ユニットとの間で引っ張り上げられてずれるのを抑制できる。これにより、マンドレルおよび移送ユニットに対して切断後の筒状フィルム体がずれることがなくなり、被嵌体への被嵌を確実に行うことができる。

本発明の一実施形態である筒状フィルム体の製造装置を含むラベル被嵌装置を示す正面図である。 同上のラベル被嵌装置を示す側面図である。 （ａ）は同上のラベル被嵌装置を構成しているマンドレルを示す正面図、（ｂ）は同上のマンドレルを示す側面図である。 同上のラベル被嵌装置に搭載されたボトル検出センサを示す斜視図である。 同上のラベル被嵌装置の制御系を示す機能ブロック図である。 図１における基材送出ユニットと、基材切断ユニットと、マンドレルおよびフィードベルトの各上部とを拡大して示す図である。 ラベルの上端部にフィルムの裂けが生じている様子を示す側面図である。 キャップシールの摘み部の基部にフィルムの裂けが生じている様子を示す側面図である。 ラベル被嵌装置における基材送出ユニット、基材切断ユニット、フィードベルト及びショットローラの動作の一例を示すタイミングチャートである。 ラベル被嵌装置における基材送出ユニット、基材切断ユニット、フィードベルト及びショットローラの動作の別の例を示すタイミングチャートである。 ラベル製造方法を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

また、本実施形態においては、筒状フィルム体が被嵌体であるボトル容器の胴部に被嵌されるラベルである例について説明するが、筒状フィルム体がボトル容器のキャップ部に被嵌されるキャップシールであってもよい。

図１及び図２は、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等からなる厚さ１５〜６０μｍの横一軸延伸シュリンクフィルムに印刷等を施して形成された筒状のラベルＬをボトル容器Ｂの胴部に被嵌するラベル被嵌装置１を示している。ここで、横一軸延伸とは、縦方向に１〜１．５倍程度、横方向に２〜７倍程度延伸するもので、横方向に大きく延伸されるため横方向に裂け易い性質がある。

ラベル被嵌装置１は、同図に示すように、筒状のラベルＬが連続的に繋がった、シート状に折り畳まれた状態のラベル基材ＬＭから個別のラベルＬを切り離しながら、このラベルＬをラベル被嵌位置αに順次送出することで、ボトル搬送装置２によって所定の搬送ピッチでラベル被嵌位置αに順次搬送されてくるボトル容器Ｂの胴部に被嵌するようになっている。

ラベル被嵌装置１は、筒状ラベル供給装置に装着されたラベルロール（図示せず）から繰り出された長尺帯状のラベル基材（フィルム基材）ＬＭを所定長さに切断して個々のラベルＬを製造するラベル製造装置１０と、ラベル製造装置１０によって製造されたラベルＬを受け取ってラベル被嵌位置αに送出する一対のショットローラ５０とを含む。

ラベル製造装置１０は、ラベル基材ＬＭを切断位置に向けて間欠的に送り出す駆動ローラ１１及び従動ローラ１２からなる基材送出ユニット１３と、この基材送出ユニット１３によって送出されてきたラベル基材ＬＭを被嵌することによって所定状態に開口するマンドレル２０と、基材送出ユニット１３とマンドレル２０との間に配設され、ラベル基材ＬＭを所定のカットピッチで順次切断することで個別のラベルＬを形成する固定刃３１及び可動刃３２からなるギロチン方式の基材切断ユニット３０と、マンドレル２０に被嵌した状態で切り離されたラベルＬをマンドレル２０の下方側に間欠的に移送する移送ユニット４０とを備える。

マンドレル２０は、図１〜図３に示すように、上端側が先細楔状のラベル開口部２１と、このラベル開口部２１の下部に連設された断面円形状のラベル整形部２５とを有しており、ラベル開口部２１の上端部に被嵌されたラベル基材ＬＭがラベル開口部２１の下方側に移送されることによって徐々に開口されていき、個別のラベルＬに切り離された後、ラベル整形部２５に被嵌されることで円筒状に整形されるようになっている。

マンドレル２０のラベル開口部２１の下半部には、ボトル容器Ｂの搬送方向の上流側及び下流側の側面に、周面が僅かに突出した状態で、一対の上位ローラ２２、一対の中位ローラ２３及び一対の下位ローラ２４がそれぞれ回転可能に取り付けられており、ラベル開口部２１の両側面には、各中位ローラ２３の周面下部を露出させる窪み部２１ａが形成されている。

マンドレル２０のラベル整形部２５の外周面には、ラベルＬとの接触面積を少なくするために、多数の縦溝２５ａが形成されており、ラベル整形部２５の下端部には、ボトル容器Ｂの搬送方向に直交する位置に、一対のショットローラ５０との間にラベルＬを挟み込む一対のローラ２６が、その周面が僅かに突出した状態で、回転可能に取り付けられている。

また、ボトル容器Ｂの搬送方向の上流側には、反射型の光電センサからなるラベル検出センサ６０が配設されていると共に、マンドレル２０のラベル整形部２５の下端部には、ラベル検出センサ６０から射出された光を反射する反射鏡６１が取り付けられており、移送ユニット４０によってマンドレル２０の下端位置まで移送されてきたラベルＬを検出するようになっている。

また、図４に示すように、ラベル被嵌位置α付近におけるボトル容器Ｂの搬送方向の上流側には、ボトル容器Ｂの搬送経路を挟んでその両側に、反射型の光電センサからなるボトル検出センサ６２と、このボトル検出センサ６２から射出された光を反射する反射鏡６３とが配設されており、ボトル搬送装置２によって搬送されてくるボトル容器Ｂを、ラベル被嵌位置αの直前位置で検出するようにしてある。

移送ユニット４０は、図１及び図２に示すように、マンドレル２０のラベル開口部２１に被嵌した状態で、基材切断ユニット３０によってラベル基材ＬＭから切り離されたラベルＬを、ラベル開口部２１との間に挟み込んでラベル整形部２５に移送する、マンドレル２０におけるボトル容器Ｂの搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ配設されたフィードベルトユニット４０Ａ、４０Ｂから構成されており、フィードベルトユニット４０Ａ、４０Ｂは、それぞれ駆動プーリ４１と４個の従動プーリ４２、４３、４４、４５と、これらに掛け渡されるフィードベルト４６とから構成されている。

フィードベルトユニット４０Ａ、４０Ｂの駆動プーリ４１及び従動プーリ４４、４５は、マンドレル２０におけるラベル開口部２１の下位ローラ２４及び上位ローラ２２、中位ローラ２３に対応する位置にそれぞれ配設されており、下位ローラ２４及び上位ローラ２２、中位ローラ２３との間にフィードベルト４６を介して、ラベルＬを挟み込むようにされている。

また、フィードベルトユニット４０Ａ、４０Ｂの駆動プーリ４１及び従動プーリ４４、４５は、それぞれ同一の支持部材に回転可能に支持されており、従動プーリ４５が、マンドレル２０におけるラベル開口部２１に形成された窪み部２１ａに入り込むことで、中位ローラ２３を介して、マンドレル２０を支持するようになっている。

一対のショットローラ５０は、図１及び図２に示すように、マンドレル２０のラベル整形部２５の下部において径方向に対向する位置に設けられている。各ショットローラ５０は、サーボモータからなるショットローラモータ５１の回転軸にそれぞれ直結されている。本実施形態では、ショットローラ５０は、マンドレル２０の軸芯方向に沿って回転するように設けられている。これにより、マンドレル２０に被嵌されたラベルＬが、ショットローラ５０とマンドレル２０との間に挟み込まれた状態でショットローラ５０を回転させると、ラベルＬがマンドレル２０のラベル整形部２５の外周面に沿って下方側に送出されることになる。

図５は、このラベル被嵌装置１及びボトル搬送装置２から構成されるラベル装着システムの電気的構成を示すブロック図である。このラベル装着システムは、容器搬送制御装置２Ａ及びラベル制御装置１Ａを備えており、容器搬送制御装置２Ａには、ラベル制御装置１Ａが接続され、容器搬送制御装置２Ａ及びラベル制御装置１Ａの間では、ラベル装着動作に関するデータ及び制御信号等が互いに入出力されるようになっている。なお、上記ラベル制御装置１Ａが、本発明における制御装置に相当する。

容器搬送制御装置２Ａには、ボトル搬送装置２のコンベア２ａを動作させるためのコンベアモータ２ｂを駆動するインバータ７１が接続されており、コンベア２ａを動作させるための制御信号をインバータ７１に出力すると、インバータ７１からコンベアモータ２ｂに対して駆動信号が出力され、これにより、コンベアモータ２ｂが回転駆動され、コンベア２ａがラベル被嵌装置１に向けてボトル容器Ｂを搬送する。

また、容器搬送制御装置２Ａには、ボトル搬送装置２に搭載されたスクリュー等の容器ピッチ切り装置２ｃを動作させるための容器ピッチ切りモータ２ｄを駆動するインバータ７２が接続されており、容器ピッチ切り装置２ｃを動作させるための制御信号をインバータ７２に出力すると、インバータ７２から容器ピッチ切りモータ２ｄに対して駆動信号が出力され、これにより、容器ピッチ切りモータ２ｄが回転駆動され、容器ピッチ切り装置２ｃがボトル容器Ｂを所定の搬送ピッチで搬送する。

また、容器搬送制御装置２Ａは、コンベアモータ２ｂ及び容器ピッチ切りモータ２ｄの回転速度を変化させることが可能とされ、これらの回転速度が変化されることにより、ボトル容器Ｂの搬送速度を変化させることができる。

ラベル制御装置１Ａは、図示しないマイクロコンピュータを備えており、容器搬送制御装置２Ａからの指令及び予め記憶された動作プログラムに基づいて、基材送出ユニット１３の駆動ローラ１１、基材切断ユニット３０の可動刃３２、移送ユニット４０のフィードベルト４６及びショットローラ５０の各動作を制御するものである。ラベル制御装置１Ａ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。

また、ラベル制御装置１Ａには、操作表示装置７３が接続されており、センサアンプ７８、７９を介して、ラベル検出センサ６０及びボトル検出センサ６２が接続されている。

また、ラベル制御装置１Ａには、基材送出ユニット１３の駆動ローラ１１を回転駆動するためのサーボモータからなるピッチ送りモータ１０ａを制御するサーボアンプ７４が接続されており、ラベル検出センサ６０及びボトル検出センサ６２から出力されるラベル検出信号及びボトル検出信号に基づいて、駆動ローラ１１を回転動作させるための制御信号をサーボアンプ７４に出力すると、サーボアンプ７４からピッチ送りモータ１０ａに対して駆動信号が出力され、これにより、ピッチ送りモータ１０ａが駆動して、駆動ローラ１１が回転する。

また、ラベル制御装置１Ａには、可動刃３２を駆動するためのサーボモータからなる可動刃モータ３０ａを制御するサーボアンプ７５が接続されており、ラベル検出センサ６０及びボトル検出センサ６２から出力されるラベル検出信号及びボトル検出信号に基づいて、可動刃３２を進退動作させるための制御信号をサーボアンプ７５に出力すると、サーボアンプ７５から可動刃モータ３０ａに対して駆動信号が出力され、これにより、可動刃モータ３０ａが駆動して、可動刃３２が固定刃３１に対して進退する。

また、ラベル制御装置１Ａには、フィードベルト４６が掛け渡された駆動プーリ４１を回転駆動するためのサーボモータからなるフィードベルトモータ４０ａを制御するサーボアンプ７６が接続されており、ラベル検出センサ６０及びボトル検出センサ６２から出力されるラベル検出信号及びボトル検出信号に基づいて、駆動プーリ４１を回転動作させるための制御信号をサーボアンプ７６に出力すると、サーボアンプ７６からフィードベルトモータ４０ａに対して駆動信号が出力され、これにより、フィードベルトモータ４０ａが回転駆動され、駆動プーリ４１が回転してフィードベルト４６が循環移動する。

さらに、ラベル制御装置１Ａには、ショットローラ５０を回転駆動するためのショットローラモータ５１を制御するサーボアンプ７７が接続されており、ラベル検出センサ６０及びボトル検出センサ６２から出力されるラベル検出信号及びボトル検出信号に基づいて、ショットローラ５０を回転動作させるための制御信号をサーボアンプ７７に出力すると、サーボアンプ７７からショットローラモータ５１に対して駆動信号が出力され、これにより、ショットローラモータ５１が回転駆動され、ショットローラ５０が回転する。

上記のように本実施形態のラベル製造装置１０では、ラベル制御装置１Ａによって、基材送出ユニット１３の駆動ローラ１１と、移送ユニット４０に含まれるフィードベルト４６とをそれぞれ独立して制御することができようになっている。

図６は、図１における基材送出ユニット１３と、基材切断ユニット３０と、マンドレル２０およびフィードベルト４６の各上部とを拡大して示す図であり、図７は、ラベルＬの上端部にフィルムの裂け端７０が生じている様子を示すラベルＬの側面図である。

ラベル被嵌装置１を作動させて、ラベル基材ＬＭを所定長さＤのラベルＬを切断して個々のラベルＬを製造するとき、図６に示すように、基材切断ユニット３０に対応する切断位置ではラベル基材ＬＭがマンドレル２０のラベル開口部２１がラベル基材ＬＭの下端部の内部に挿入されることによって略舟形状に開口した状態になっている。ここで「舟形状」とは、ラベル基材ＬＭの幅方向両側の折位置から幅方向中央側にいくにしたがって、対向する２枚の薄肉フィルム間の距離が次第に大きくなるような開口形状をいう。

このとき、基材送出ユニット１３と移送ユニット４０とが同期制御されて、基材送出ユニット１３から送り出される送出量が所望のラベル長であるカット長Ｄに設定されるとともに、移送ユニット４０によるラベル基材ＬＭの下端部の移送量もまた上記カット長Ｄに設定されていると、切断位置においてラベル基材ＬＭを構成する薄肉フィルムがフィルム基材ＬＭの移送方向、すなわち上下方向に対して斜めになって延びているために、上記薄肉フィルムには張力が作用した状態でラベル基材ＬＭの切断が行われることになる。

この場合、基材切断ユニット３０の可動刃３２と接触した瞬間にラベル基材Ｍが横方向、すなわち長手方向に略直交する幅方向に裂けることによって、図７Ａに示すように、ラベルＬの切断端部に裂け目７０が生じたり或いは切断端部が波打った形状に形成されたりして、切断端部の形状がきれいに直線状とならないことがある。そうすると、ボトル容器ＢにラベルＬが装着されたときに外観不良が生じることになる。このような外観不良は、特に、上記横方向に裂け易い横一軸延伸シュリンクフィルムからなるラベル（いわゆるシュリンクラベル）において生じやすい。

また、長尺筒状のフィルム基材から切断形成される個々の筒状フィルム体が容器のキャップ部に装着されるキャップシールである場合、図７Ｂ中の左図に示すように、キャップシールＳの上端部には例えば矩形状に突出する摘み部８０が形成されることがある。このような摘み部８０は、ボトル容器Ｂのキャップ部に熱収縮されて装着されているキャップシールＳを引き剥がす際に指で摘まれる部分である。この摘み部８０の基部に図７Ｂ中の右図に示すような裂け目８２が形成されてしまうと、切断ユニット３０による切断時に摘み部８０が形成されなかったり、あるいは、ボトル容器Ｂに装着されているキャップシールＳを引き剥がそうとして摘み部８０を引っ張ったときに摘み部８０だけがちぎれてしまってその機能を果たさなかったりするおそれがある。

さらに、上記のように張力が作用した状態で略舟形状に開口したラベル基材Ｍに横方向から可動刃３２が押し当てられたときに、フィードベルト４６とマンドレル２０との間に把持されたフィルム基材ＬＭが上方に引っ張られる力が作用する。そのときに、マンドレル２０に対するフィードベルト４６の押し付け力が弱いか、または、ラベル基材ＬＭが滑りやすい表面性状を有する場合などに、切断されるラベルＬがマンドレル２１に対して滑ることによってずれることがある。このようなラベルＬのずれは、特に、カット長が短いラベルＬにおいて発生しやすい。そうすると、その後にフィードベルト４６からショットローラ５０に受け渡されたラベルＬがボトル容器Ｂへ向けてマンドレル８１から放出されるときの放出タイミングにずれが生じ、被嵌位置に来たボトル容器Ｂにうまく被嵌されない可能性がある。

そこで、本実施形態のラベル製造装置１０では、後述するような張力緩和手段を構成する制御を実行する等により、上記のような不具合を解消することとしている。このような張力緩和制御を含めて、本実施形態のラベル製造装置１０を含むラベル被嵌装置１の動作について図８も参照しながら次に説明する。図８は、ラベル被嵌装置１における基材送出ユニット１３、基材切断ユニット３０、フィードベルト４６及びショットローラ５０の動作の一例を示すタイミングチャートである。

まず、図１及び図２に示す待機状態において、上述したボトル検出センサによってボトル容器Ｂが検出されると（Ｔ０）、ショットローラ５０が回転を開始し、ラベル整形部２５に被嵌されているラベルＬ（Ｌ１）を下方側に送出することで、ラベル被嵌位置αを通過するボトル容器Ｂにタイミングを合わせて、その胴部に被嵌する。このとき、ショットローラ５０は、被嵌速度に対応する最終周速Ｖｃまで急速に加速した後、最終周速Ｖｃで所定時間回転する。そして、ラベルＬがショットローラ５０から離れた後に回転を停止する（Ｔ１）。

また、ボトル検出センサによってボトル容器Ｂが検出されると（Ｔ０）、移送ユニット４０も駆動を開始し、マンドレル２０のラベル開口部２１との間に把持している次のラベルＬ（Ｌ２）をマンドレル２０のラベル整形部２５に移送し始め、ラベルＬ（Ｌ２）の下端部がショットローラ５０に把持される直前位置まできたときに、ラベルＬの移送動作を一旦停止する（Ｔ２）。このとき、ラベルＬ（Ｌ２）の上端部は、移送ユニット４０のフィードベルト４６とラベル開口部２１との間に把持された状態となっている。

また、移送ユニット４０が駆動を開始した後、ラベルＬの移送動作を一旦停止するまでの間（Ｔ０〜Ｔ２）に、基材送出ユニット１３がラベル基材ＬＭをカット長Ｄに相当する長さだけ下方側に送出する。このとき、ラベル基材ＬＭの下端部は、前回の基材切断ユニット３０の作動によって切断された切断端部となっており、この切断端部が、ラベル基材ＬＭ内において上部が基材送出ユニット１３のローラ対１１，１２に挟持されて保持される一方で下部が基材切断ユニット３０の可動刃３２の直上位置まで垂下しているワイヤ状または薄板状のインナーガイド（図示せず）によって、略舟形状に開口されている。したがって、この状態でラベル基材ＬＭが基材送出ユニット１３によって下方側へ送出されることによって、ラベル基材ＬＭはその下端部から内部にマンドレル２０のラベル開口部２１が挿入されて被嵌される。そして、ラベル基材ＬＭの下端部は、移送ユニット４０によって、フィードベルト４６とマンドレル２０との間に挟持された状態でラベル開口部２１の下半部当りまで移送されたとき、基材送出ユニット１３および移送ユニット４０の駆動が一旦停止される（Ｔ２）。

それから、移送ユニット４０が所定の戻し量だけラベル基材ＬＭを上方側へ戻すように逆転駆動される（Ｔ２〜Ｔ３）。これにより、基材切断ユニット３０に対応する切断位置において、略舟形状に開口した状態となっているラベル基材ＬＭの張力が緩和される。より詳しくは、上記のような移送ユニット３０のフィードベルト４６を逆転制御することによって、ラベル基材ＬＭを構成する薄肉フィルムに作用する張力が例えば略ゼロの状態でマンドレル２０のラベル開口部２１に沿う方向に真っ直ぐに延びた状態になる。

この場合のフィードベルト４６の逆転制御によるラベル基材ＬＭの戻し量は、ラベルＬのカット長Ｄなどによっても異なるが、例えば、５００ミリリットル容量のＰＥＴボトルの胴部の略全体を覆うラベルの場合で約３ｍｍ程度とすることが好ましい。この戻し量は、例えばオペレータが上記操作表示装置７３を介して入力および設定することができる。

上記のような移送ユニット４０の逆転制御を行ってフィードベルト４６が停止した後に、基材切断ユニット３０の可動刃３２が作動してラベル形成基材ＬＭを切断することで、移送ユニット４０のフィードベルト４６とラベル開口部２１との間に把持された状態で、ラベルＬが切り離される（Ｔ４）。

移送ユニット４０が駆動を停止した後、所定時間が経過した時点（Ｔ５）において、移送ユニット４０及びショットローラ５０が共に駆動を再開し、マンドレル２０に被嵌されている上位及び下位の２枚のラベルＬが僅かに下方側に移送され、下位のラベルＬ（Ｌ２）が移送ユニット４０からショットローラ５０に引き渡される。このとき、移送ユニット４０のフィードベルト４６の移動速度Ｖｂ１と、ショットローラ５０の周速Ｖｃ１とが略等しくなるように設定されている。

ただし、このラベル被嵌装置１では、ラベルＬを移送ユニット４０のフィードベルト４６からショットローラ５０に引き渡す際、フィードベルト４６とショットローラ５０とがラベルＬを同時に把持することはなく、ラベルＬがフィードベルト４６から離れた後に、ショットローラ５０がラベルＬを受け取ることができるように、移送ユニット４０とショットローラ５０との間隔が設定されている。

また、移送ユニット４０は、ラベルＬがフィードベルト４６から離れると同時に停止動作（減速−停止）を実行するが、ショットローラ５０は、ラベル検出センサ６０によってラベルＬの下端部が検出されるまで定速回転を継続し、ラベル検出センサ６０によってラベルＬが検出された時点（Ｔ６）において、ショットローラ５０の停止信号が出力され、停止動作（減速−停止）を実行する。

このようにして、図１及び図２に示す待機状態となり、以下、同様の動作を繰り返すことになる。

上述したように、本実施形態のラベル製造装置１０を含むラベル被嵌装置１では、基材切断ユニット３０によってラベル基材ＬＭを切断してラベルＬを生成する前に、移送ユニット４０のフィードベルト４６を逆転制御することによって、切断位置において略舟形状に開口するラベル基材ＬＭに作用する張力を緩和することができる。これにより、ラベル基材ＬＭに可動刃３２が接触した瞬間にラベル基材Ｍの構成する薄肉フィルムが横方向に裂けることがなく、ラベルＬの切断面が所望の形状、例えば直線状に綺麗に形成される。その結果、ボトル容器ＢにラベルＬが装着されたときに外観不良が生じることがなく、歩留まりが向上する。また、筒状フィルム体が図７Ｂを参照して説明したキャップシールＳの場合には、切断端部から所定形状に突出した摘み部８０を確実に形成することができ、摘み部８０の機能を損なうことがない。

さらに、上記のようにフィルム基材張力を緩和した状態で基材切断ユニット３０を作動させてラベルＬを切断するので、略舟形状に開口したラベル基材Ｍに横方向から可動刃３２が押し当てられたときにフィードベルト４６とマンドレル２０との間に把持されたフィルム基材ＬＭが上方に引っ張られる力を抑制することができる。これにより、マンドレル２０と移送ユニット４０とによって把持されたラベル基材ＬＭがずり上がることがなくなる。したがって、マンドレル２０の外周に沿って下方へ移送される各ラベルＬ間の間隔を正確に規定することができ、ショットローラ５０によってマンドレル８１からラベルＬがボトル容器Ｂに向けて放出されるときの放出タイミングが一定となる。その結果、被嵌位置に来たボトル容器ＢにラベルＬを確実に被嵌することが可能となり、ラベル被嵌装置の稼働率が向上することになる。

次に、図９を参照して、切断時におけるラベル基材の張力緩和手段を構成する別の制御について説明する。図９は、ラベル被嵌装置１における基材送出ユニット１３、基材切断ユニット３０、フィードベルト４６及びショットローラ５０の動作の別の例を示すタイミングチャートである。

上記においては、基材送出ユニット１３と移送ユニット４０とを同期制御してラベル基材ＬＭを所定のカット長Ｄだけ送出した後に移送ユニット４０を逆転制御することにより切断位置におけるラベル基材張力を緩和するようにしたが、図９に示すように、移送ユニット４０の駆動を停止する時点（Ｔ２）を基材送出ユニット１３の駆動停止時点（Ｔ３）よりも早くして、上記戻し量に相当する長さだけ、移送ユニット４０によるラベル基材ＬＭの移送量を基材送出ユニット１３による送出量よりも小さくしてもよい。他の構成および制御については、上記と同様である。これによっても、切断位置におけるラベル基材張力を緩和することができ、上述したのと同様の作用効果を奏することができる。

次に、図１０を参照して、本実施形態におけるラベル製造方法について要約すると、次のようになる。

まず、基材送出ユニット１３を駆動して、ラベル基材ＬＭを所定のカット長Ｄだけ下方側へ送出する（ステップＳ１０）。

次に、基材送出ユニット１３によって送出されたラベル基材ＬＭの下端部がマンドレル２０のラベル開口部２１に被嵌される（ステップＳ１２）。

続いて、マンドレル２０の周囲に被嵌されたラベル基材ＬＭが移送ユニット４０のフィードベルト４６によってマンドレル２０との間に挟まれた状態で下方側へ移送される（ステップＳ１４）。

そして、切断位置におけるラベル基材ＬＭの張力緩和処理を実行する（ステップＳ１６）。具体的には、移送ユニット４０のフィードベルト４６を逆転制御するか、または、移送ユニット４０によるラベル基材ＬＭの移送量を基材送出ユニット１３による送出量よりも小さくする。

最後に、基材切断ユニット３０を作動させてラベル基材ＬＭを切断して、所定のカット長ＤのラベルＬを生成する（ステップＳ１８）。

なお、本発明は、上述したラベル製造装置１０の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能である。

例えば、ラベル基材ＬＭの張力緩和手段として、基材送出ユニット１３と移送ユニット４０との間の距離を、ラベルＬの切断時に上記所定カット長Ｄよりも短くなるよう可変する可変機構を設けてもよい。具体的には、図６及び図７Ａを参照すると、基材送出ユニット１３のローラ対１１，１２間のニップ部からマンドレル２０のラベル開口部２１とフィードベルト４６との接触開始位置までの距離Ｈを、切断位置におけるラベル基材張力の緩和に相当する長さ分だけ可変機構によって切断時に短くする。これにより、基材送出ユニット１３と移送ユニット４０を同期制御しながら、移送ユニット４０の逆転制御等を行うことなく、切断位置においてラベル基材ＬＭを適度な張り具合で弛みなく延びた、切断に適した張力緩和状態とすることができる。

また、上述した実施形態では、基材送出ユニット１３の駆動ローラ１１の駆動手段であるピッチ送りモータ１０ａ、および、移送ユニット４０のフィードベルト４６の駆動手段であるフィードベルトモータ４０ａとして、サーボモータをそれぞれ使用しているが、これに限定されるものではない。例えば、ステッピングモータ等の回転速度および回転量を高精度に制御可能な他の種類のモータを用いることができる。

また、上述した実施形態では、ショットローラ５０がマンドレル２０との間にラベルＬを挟み込んでいるときは、そのラベルＬが移送ユニット４０から離反した状態になっているが、これに限定されるものではなく、ラベルＬの受渡時間が短ければ、移送ユニット４０とショットローラ５０とが同時にラベルＬを把持してもよい。ただし、ラベルＬの受け渡し時に、移送ユニット４０とショットローラ５０とが同時にラベルＬを把持する場合は、受け渡しの際にラベルＬが上下方向に引っ張られて損傷を受けないように、ラベルＬの受け渡し時における移送ユニット４０によるラベルＬの移送速度と、ショットローラ５０によるラベルＬの下方側への移動速度とを略同一速度に設定しておくことが望ましい。

また、上述した実施形態では、移送ユニット４０が、フィードベルトユニット４０Ａ、４０Ｂから構成されているが、これに限定されるものではなく、マンドレル２０との間にラベル基材ＬＭやラベルＬを挟み込む複数のローラだけを備えた単なるローラユニットによって構成することも可能である。

また、上述した実施形態では、切断ユニット３０が固定刃３１と、該固定刃３１に対して進退移動する可動刃３２とで構成されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、可動刃は回転動作することによってフィルム基材を切断する構成であってもよいし、あるいは、２つの可動刃がフィルム基材を挟んだ両側で相対的に近接および離反する構成であってもよい。

さらに、上述した実施形態では、ラベルＬとの接触面積を少なくし、ラベルＬを径方向に広がりやすくするために、マンドレル２０のラベル整形部２５に多数の縦溝を形成したが、これに限定されるものではなく、傾斜した溝や格子状の溝でもよいし、あるいは、溝を設けなくてもよい。

１ ラベル被嵌装置
１Ａ ラベル制御装置
２ ボトル搬送装置
２Ａ 容器搬送制御装置
２ａ コンベア
２ｂ コンベアモータ
２ｃ 容器ピッチ切り装置
２ｄ 容器ピッチ切りモータ
１０ ラベル製造装置（筒状フィルム体の製造装置）
１０ａ ピッチ送りモータ
１１ 駆動ローラ
１２ 従動ローラ
１３ 基材送出ユニット
２０ マンドレル
２１ ラベル開口部
２１ａ 窪み部
２２ 上位ローラ
２３ 中位ローラ
２４ 下位ローラ
２５ ラベル整形部
２６ ローラ
２７ ボール
３０ 基材切断ユニット
３０ａ 可動刃モータ
３１ 固定刃
３２ 可動刃
４０ ラベル移送手段
４０ａ フィードベルトモータ
４０Ａ、４０Ｂ フィードベルトユニット
４１ 駆動プーリ
４２、４３、４４、４５ 従動プーリ
４６ フィードベルト
５０ ショットローラ
５１ ショットローラモータ
５２ 支持プレート
５３、５４ 長孔
５５、５６ スライドピン
５７ 固定レバー
６０ ラベル検出センサ
６１ 反射鏡
６２ ボトル検出センサ
６３ 反射鏡
７０ ラベル切断端部の裂け目
８０ 摘み部
８２ 摘み部基部の裂け目
７１、７２ インバータ
７３ 操作表示装置
７４、７５、７６、７７ サーボアンプ
７８、７９ センサーアンプ
Ｂ ボトル容器（被嵌体）
Ｄ カット長
Ｈ 基材送出ユニットと移送ユニット間の距離
Ｌ ラベル（筒状フィルム体）
ＬＭ ラベル基材（長尺筒状フィルム基材）
Ｓ キャップシール（筒状フィルム体）

Claims (5)

1. 長尺筒状のフィルム基材を下方側へ間欠的に送り出す送出ユニットと、
   前記送出ユニットによって送り出されるフィルム基材を被嵌して開口させるマンドレルと、
   前記送出ユニットと前記マンドレルとの間に配置され、前記フィルム基材を所定のカット長に切断して筒状フィルム体を生成する切断ユニットと、
   前記マンドレルの表面に接触して設けられ、前記マンドレルとの間に前記フィルム基材を挟み込んだ状態で回転駆動されることにより前記フィルム基材および前記筒状フィルム体を前記マンドレルの外周面に沿って下方へ移送する移送ユニットと、
   前記送出ユニットおよび前記移送ユニットの各動作を独立して制御可能である制御装置と、を備え、
   前記フィルム基材が前記切断ユニットによって切断されるときのフィルム基材張力を緩和する張力緩和手段を含む、筒状フィルム体の製造装置。
2. 請求項１に記載の筒状フィルム体の製造装置において、
   前記張力緩和手段は、前記制御装置が前記送出ユニットおよび前記移送ユニットを同期制御で駆動して前記フィルム基材を所定のカット長だけ移送した後に前記移送ユニットを逆転制御して所定量だけ戻すことによって構成される、筒状フィルム体の製造装置。
3. 請求項１または２に記載の筒状フィルム体の製造装置において、
   前記張力緩和手段は、前記制御装置が前記送出ユニットおよび前記移送ユニットを駆動して前記フィルム基材を移送する際に前記移送ユニットによる前記フィルム基材の移送量を前記送出ユニットによる前記フィルム基材の送出量よりも小さく設定することによって構成される、筒状フィルム体の製造装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の筒状フィルム体の製造装置において、
   前記張力緩和手段として、前記送出ユニットと前記移送ユニットとの間の距離を、前記フィルム基材の切断時に前記カット長よりも短くなるよう可変する可変機構が設けられている、筒状フィルム体の製造装置。
5. 長尺筒状のフィルム基材を下方側へ間欠的に移送しながら切断することによって筒状フィルム体を生成する筒状フィルム体の製造方法であって、
   送出ユニットにより前記フィルム基材を下方側へ所定のカット長ずつ送り出す工程と、
   前記送り出されたフィルム基材をマンドレルに被嵌して開口させる工程と、
   前記マンドレルの周囲に被嵌されたフィルム基材を移送ユニットで前記マンドレルとの間に挟み込みながら下方側へ移送する工程と、
   前記送出ユニットから前記移送ユニットにわたって延伸する前記フィルム基材を切断ユニットによって所定のカット長に切断して筒状フィルム体を生成する工程と、を含み、
   前記送出ユニットおよび前記移送ユニットがそれぞれ独立して制御されることにより、前記切断ユニットによって切断される際のフィルム基材張力を緩和することをさらに含む、筒状フィルム体の製造方法。

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