JP2015148449A

JP2015148449A - 位置検出機構、およびラベル貼付装置

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Publication number: JP2015148449A
Application number: JP2014019856A
Authority: JP
Inventors: 康範斎藤; Yasunori Saito
Original assignee: Teraoka Seiko Co Ltd
Current assignee: Teraoka Seiko Co Ltd
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-08-20
Anticipated expiration: 2034-02-04
Also published as: JP6354182B2

Abstract

【課題】簡単な構造で、固定部に対する可動部の位置を容易に検出可能な位置検出機構、および、ラベル貼付装置を提供する。
【解決手段】固定部１に対する可動部２の位置を検出する位置検出機構であって、固定部１に固定され、可動部２の移動方向に沿って配置されたガイド部材１１，１１と、ガイド部材１１，１１に沿って移動自在に設けられた可動部２とを有する。可動部２は回動軸２１と、先端にローラ２２を備えるとともに、回動軸２１に対して回動自在に軸支されたアーム部材２３と、回動軸２１の回転角度を検出する角度検出部２８と、を備え、可動部２の移動方向に対して所定角度で配置され、アーム部材２３のローラ２２を案内するレール部材３と、角度検出部２８により検出した回動軸２１の角度に基づいて、固定部１に対する可動部２の位置を算出する算出部５（算出手段）と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、位置検出機構、およびラベル貼付装置に関する。

フィルム包装した商品に、商品の名称や価格などを印字したラベルを貼付するラベル貼付装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このラベル貼付装置には、ラベルを貼付するラベル貼付器（ラベル貼付部）が筐体に対して可動自在に設けられている。
一般的なラベル貼付装置は、可動式のラベル貼付器を駆動するためのステッピングモータ、ラベル貼付器の原点位置を検出する原点位置検出センサを有し、ステッピングモータへパルス信号を印加してモータを回転駆動し、ステッピングモータへ入力するパルス信号のパルス数に基づいて、原点位置を基準としたラベル貼付器の位置を検出する。

特許第３４４０８９０号公報

一般的なラベル貼付装置は、初期処理時（リセット運転時）にラベル貼付器を原点位置に戻す処理を行うが、通常動作時には原点位置に戻さずに、ラベル発行位置とラベル貼付位置の間を移動するように動作させる。ラベル貼付器の絶対位置を検出せずに、原点位置からの相対距離に基づいて移動制御を行っているので、長時間、通常動作を続けた場合、実際のラベル貼付器の位置と、パルス数に基づいて算出された位置とのずれ量が大きくなる虞がある。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構造で、固定部に対して移動自在な可動部の位置を容易に検出可能な位置検出機構を提供すること、その位置検出機構を備えたラベル貼付装置を提供すること、などを目的とする。

本発明の位置検出機構は、固定部に対する可動部の位置を検出する位置検出機構であって、前記固定部に固定され、前記可動部の移動方向に沿って配置されたガイド部材と、前記ガイド部材に沿って移動自在に設けられた前記可動部と、を有し、前記可動部は、回動軸と、先端にローラを備えるとともに、前記回動軸に対して回動自在に軸支されたアーム部材と、前記回動軸の回転角度を検出する角度検出部と、を備え、前記可動部の移動方向に対して所定角度で斜めに配置され、前記アーム部材の前記ローラを案内するレール部材と、前記角度検出部により検出した前記回動軸の角度に基づいて、前記固定部に対する前記可動部の位置を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明のラベル貼付装置は、上記本発明の位置検出機構を備えたラベル貼付装置であって、前記ラベル貼付装置は、その筐体に対して可動自在に設けられた可動部材を有し、前記位置検出機構の可動部は、前記可動部材と一体に移動自在に接続され、前記算出手段は、前記筐体に対する前記可動部材の位置を算出することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構造で、固定部に対して移動自在な可動部の位置を容易に検出可能な位置検出機構を提供することができる。
また、本発明によれば、位置検出機構を備えたラベル貼付装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る位置検出機構の一例を示す正面図。本発明の実施形態に係る位置検出機構の要部の一例を示す部分拡大斜視図。本発明の実施形態に係る位置検出機構の動作の一例を説明するための図、（ａ）は可動部が基準位置（原点）に近い位置に位置する場合、（ｂ）は可動部が基準位置（原点）から遠い位置に位置する場合を示す図。本発明の実施形態に係る位置検出機構の原理を説明するための図。位置検出機構の動作の一例を説明するための図、（ａ）はｘａと角度θの関係を示す図、（ｂ）はｘａと出力電圧比の関係を示す図。本発明の実施形態に係る位置検出機構を備えたラベル貼付装置の一例を示す上面図。本発明の実施形態に係る位置検出機構を備えたラベル貼付装置の一例を示す正面図。

本発明の実施形態に係る位置検出機構、および位置検出機構を備えたラベル貼付装置を、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係る位置検出機構１００の一例を示す正面図である。図２は位置検出機構１００の要部の一例を示す部分拡大斜視図である。

本発明の実施形態に係る位置検出機構１００は、固定部１と、可動部２と、レール部材３と、算出部５と、ガイド部材１１，１１と、回動軸２１と、アーム部材２３と、角度検出部２８と、などを有する。

固定部１は、可動部２やレール部材３などを収容するケースなどであり、金属や樹脂などの所定の材料により形成されている。本実施形態では、固定部１であるケースは矩形板形状に形成されており、四辺に壁部１ａ、１ｂ，１ｃ，１ｄが形成されている。

ガイド部材１１，１１は、固定部１に固定され、可動部２の移動方向に沿って配置されている。本実施形態では、ガイド部材１１，１１は、二本の金属製のシャフトであり、所定間隔をあけて平行に配置され、両端部が壁部１ａ，１ｂに固定されている。

可動部２は、ガイド部材１１，１１に沿って移動自在に設けられている。可動部２は、回動軸２１と、アーム部材２３と、角度検出部２８と、軸受部２ａと、などを有する。

回動軸２１は、可動部２の略中央などに設けられている。アーム部材２３は、先端部にローラ２２が設けられており、他方の端部は回動軸２１に対して回動自在に軸支されている。ローラ２２は回転軸２２ａに回転自在に設けられている。

角度検出部２８は、回動軸２１の回転角度を検出する。本実施形態では、角度検出部２８として、ロータリーポテンショメータを採用している。尚、角度検出部２８は、ロータリーポテンショメータ以外であってもよく、回転角度を検出することができるセンサ、例えば、エンコーダー等であってもよい。
ロータリーポテンショメータは、回転角度に応じて抵抗値が変化し、入力電圧に対して回転角度に応じた出力電圧となる。この出力電圧を測定することにより、回転角度を容易に検出することができる。

本実施形態では、可動部２は軸受部２ａを有し、可動部２は軸受部２ａによりガイド部材１１，１１に対して摺動自在に設けられている。

レール部材３は、可動部２の移動方向に対して所定角度で斜めに配置され、アーム部材２３のローラ２２を案内する。レール部材３はビスなどの固定部材３ａによりケースに固定されている。可動部２は、移動時であっても、ローラ２２をレール部材３に当接するように、アーム部材２３およびローラ２２をレール部材３側に付勢する付勢部６（バネ部材）を有する。尚、アーム部材２３の自重でレール部材３と接触状態が保てる場合などには、バネ部材などの付勢部６を設けなくともよい。

算出部５（算出手段）は、角度検出部２８により検出した回動軸２１の角度に基づいて、固定部１に対する可動部２の位置を算出する。詳細には、本実施形態では、ロータリーポテンショメータによる出力電圧に基づいて、回動軸２１の角度を特定し、その回動軸２１の角度に基づいて、固定部１に対する可動部２の位置を算出する。算出部５はデジタル式のコンピュータなどの演算回路であってもよいし、アナログ式の回路であってもよい。

本実施形態では、可動部２は、２つの平行な金属製の板部材２ｆ，２ｅが所定間隔で平行に配置され、板部材２ｆ，２ｅが複数の支持部材２ｇにより支持されている（図２参照）。板部材２ｆ，２ｅの間には角度検出部２８としてのロータリーポテンショメータが配置されている。ロータリーポテンショメータには、回動軸２１が接続されている。
板部材２ｆは、移動方向に突出した突出部２ｂを有し（図１、図２参照）、突出部２ｂに付勢部６の一端部６ａが固定され、付勢部６の他端部６ｂがアーム部材２３の所定位置に固定されている（図１参照）。

図３は位置検出機構１００の動作の一例を説明するための図である。詳細には、図３（ａ）は可動部２が基準位置（原点０）に近い位置に位置する場合、（ｂ）は可動部２が基準位置（原点０）から遠い位置に位置する場合を示す図である。

本実施形態では、図３（ａ），図３（ｂ）に示したように、可動部２がガイド部材１１，１１の軸方向である移動方向に沿って移動自在に構成されている。可動部２の回動軸２１の角度は、固定部１に対する可動部２の位置に応じて規定されている。図３に示した例では、可動部２が右側に移動した場合、回動軸２１の角度が大きくなり、可動部２が左側に移動した場合、回動軸２１の角度が小さくなるように構成されている。

図４は本発明の実施形態に係る位置検出機構１００の原理を説明するための図である。
可動部２の回動軸２１の位置Ａ（ｘ_A,０）、ローラ２２の中心軸である回転軸２２ａの位置Ｂ（ｘ_B,ｙ_B）、回動軸２１と回転軸２２ａとの間の距離Ｒ、可動部２の移動方向に沿った直線Ｌに対するレール部材３の角度β（固定値）、ローラ２２とレール部材３との交点Ｃ（ｘ_C，ｙ_C）、可動部２の移動方向に沿った直線に対するアーム部材２３の角度θは、数式（１）〜数式（３）の関係がある。

そして、数式（４）のように定義すると、数式（５），数式（６）となる。

そして、図４に示したように、数式（７）、数式（８）となる。

ここで、αは数式（９）に示すように規定した。このため、数式（１０）に示すように表すことができる。

△ＢＦＧより、数式（１１）、数式（１２）で示される関係となり、数式（１２）をδと規定した。

そして、数式（１３）、数式（１４）となる。

数式（１５）の関係式より、数式（１６）が導き出される。

そして、数式（１７）の関係から、数式（１８）が導き出される。

つまり、可動部２の回動軸２１の位置ｘ_A（原点０基準）を数式（１８）により示すことができる。

図５は位置検出機構の動作の一例を説明するための図である。詳細には、図５（ａ）はｘ_Aと角度θの関係を示す図、図５（ｂ）はｘ_Aと出力電圧比の関係を示す図である。図５（ａ）において、縦軸に角度θを示し、横軸に可動部の回動軸の位置ｘ_A（原点基準）を示している。図５（ｂ）において、縦軸に出力電圧比（％）を示し、横軸に可動部の回動軸の位置ｘ_A（原点を基準）を示している。

本実施形態では、可動部の回動軸の位置ｘ_Aと角度θとは、図５（ａ）に示した関係となっている。算出部は、角度検出部により検出した角度に基づいて、可動部の位置ｘ_Aを算出する。角度検出部としてのポテンショメータの出力電圧比は、図５（ｂ）に示したように、可動部の回動軸の位置ｘ_A（原点０基準）と一対一の関係となっている。尚、本実施形態では、ポテンショメータの出力電圧比は、可動部の回動軸の位置ｘ_A（原点０基準）と略リニアな関係となっているが、非線形な関係（ステップ状や曲線など）であってもよい。

本実施形態では、算出部は、ポテンショメータの出力電圧比に基づいて可動部の位置ｘ_Aを算出する。すなわち、算出部は可動部の位置を容易に算出することができる。

図６は本発明の実施形態に係る位置検出機構１００を備えたラベル貼付装置２００の一例を示す上面図である。図７は位置検出機構１００を備えたラベル貼付装置２００の一例を示す正面図である。

位置検出機構１００を備えたラベル貼付装置２００は、筐体２０１にラベル発行部２１１，２１１、操作部２２０、包装部（不図示）などを有し、包装部でフィルム包装された被包装物に対して、ラベル発行部２１１，２１１で発行されたラベルを、可動部材であるラベル貼付部２０２にて貼付する処理を行う。可動部材であるラベル貼付部２０２は、接続部材２０２ａ，２０２ｂを介して、位置検出機構１００の可動部２と一体に移動自在に接続されている。算出部５（算出手段）は、筐体２０１に対する可動部材（ラベル貼付部２０２）の位置を算出する。

以上、説明したように、本発明の実施形態に係る位置検出機構１００は、固定部１に対する可動部２の位置を検出する。詳細には、位置検出機構１００は、固定部１に固定され、可動部２の移動方向に沿って配置されたガイド部材１１，１１と、ガイド部材１１，１１に沿って移動自在に設けられた可動部２と、を有し、可動部２は、回動軸２１と、先端にローラ２２を備えるとともに、回動軸２１に対して回動自在に軸支されたアーム部材２３と、回動軸２１の回転角度を検出する角度検出部２８と、を備え、可動部２の移動方向に対して所定角度で斜めに配置され、アーム部材２３のローラ２２を案内するレール部材３と、角度検出部２８により検出した回動軸２１の角度に基づいて、固定部１に対する可動部２の位置を算出する算出部５（算出手段）と、を有する。
算出部５が、角度検出部２８により検出した回動軸２１の角度に基づいて、固定部１に対する可動部２の位置（絶対位置）を検出する。このため、簡単な構造で、固定部１に対する可動部２の位置を容易に検出可能な位置検出機構１００を提供することができる。

また、本実施形態では、角度検出部２８として、ロータリーポテンショメータを採用している。このため、安価で、簡単な構造の位置検出機構１００を提供することができる。
尚、角度検出部２８としては、ロータリーポテンショメータに限られるものではなく、回動軸２１の角度検出を行える検出装置であればよい。

また、本発明の実施形態に係るラベル貼付装置２００は、上記位置検出機構１００を備え、その筐体２０１に対して可動自在に設けられた可動部材としてのラベル貼付部２０２を有する。位置検出機構１００の可動部２は、ラベル貼付装置２００の可動部材（ラベル貼付部２０２）と一体に移動自在に接続されている。算出部５（算出手段）は、筐体２０１に対する可動部材（ラベル貼付部２０２）の位置を算出する。
ラベル貼付装置２００は、ラベル貼付部２０２をラベル発行位置とラベル貼付位置の間を移動するように動作させる場合、上記位置検出機構１００により、ラベル貼付部２０２の絶対位置を容易に検出することができる。このため、長時間、通常動作時であっても、ラベル貼付部２０２の位置検出のためにラベル貼付器を原点位置に戻すことなく、実際のラベル貼付器の位置を容易に検出することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

例えば、ラベル貼付装置２００のラベル貼付部２０２の位置を検出する場合に、本発明の実施形態に係る位置検出機構１００を用いたが、この形態に限られるものではない。例えば、位置検出機構１００は、ラベル貼付装置２００を構成する所定の部材の位置を検出してもよい。
また、位置検出機構１００は包装装置を構成する所定の部材の位置を検出してもよい。位置検出機構１００は、包装装置（例えば、特開２０１１−０１３２６３号公報等参照）のフィルムフィード手段（フィルム張架手段）の位置検出に用いてもよい。
また、位置検出機構１００は所定の装置を構成する所定の部材の位置を検出してもよい。

１固定部
２可動部
３レール部材
５算出部（算出手段）
６付勢部（バネ部材）
１１ガイド部材（ロッド）
２１回動軸
２２ローラ（当接部）
２３アーム部材
２８角度検出部（ポテンショメータ）
１００位置検出機構
２００ラベル貼付装置
２０２ラベル貼付部（可動部材）

Claims

固定部に対する可動部の位置を検出する位置検出機構であって、
前記固定部に固定され、前記可動部の移動方向に沿って配置されたガイド部材と、
前記ガイド部材に沿って移動自在に設けられた前記可動部と、を有し、
前記可動部は、回動軸と、
先端にローラを備えるとともに、前記回動軸に対して回動自在に軸支されたアーム部材と、
前記回動軸の回転角度を検出する角度検出部と、を備え、
前記可動部の移動方向に対して所定角度で配置され、前記アーム部材の前記ローラを案内するレール部材と、
前記角度検出部により検出した前記回動軸の角度に基づいて、前記固定部に対する前記可動部の位置を算出する算出手段と、を有することを特徴とする
位置検出機構。
前記角度検出部は、ロータリーポテンショメータであることを特徴とする請求項１に記載の位置検出機構。
請求項１または請求項２に記載の位置検出機構を備えたラベル貼付装置であって、
前記ラベル貼付装置は、その筐体に対して可動自在に設けられた可動部材を有し、
前記位置検出機構の可動部は、前記可動部材と一体に移動自在に接続され、
前記算出手段は、前記筐体に対する前記可動部材の位置を算出することを特徴とするラベル貼付装置。