JP4251943B2 - ラベル貼付装置およびラベル貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラベルを被着体に貼付するラベル貼付装置およびラベル貼付方法に関し、特にラベル吸着体に吸着したラベルを被着体方向に吹き付けて貼付するエアーブロー方式のラベル貼付装置およびラベル貼付方法に関する。

従来、コンベア上を搬送される被着体に台紙から剥離したラベルを貼付するラベル貼付装置としては、台紙から剥離されたラベルをラベル吸着体に吸着し、コンベア上を搬送される被着体が所定位置に到達した際に、エアーによってラベル吸着体に吸着したラベルを被着体方向に吹き付けることにより、ラベルを被着体に貼付するエアーブロー方式のものが知られている。

このようなエアーブロー方式のラベル貼付装置では、コンベア上を搬送されている被着体に非接触でラベルを貼付するため、ラベルの貼付時にコンベアを停止させる必要がなく、効率よくラベルの貼付を行うことができるが、ラベルの貼付位置にずれが生じやすく、正確な位置にラベルを貼付するためには、ラベル貼付時にラベル吸着体と被着体との距離（ラベルを吹き付ける距離）をできるだけ短く設定する必要がある。

しかし、コンベア上を搬送される被着体として高さの異なる被着体が混在している場合には、ラベル吸着体と被着体とが接触しないように、最も高さの高い被着体を基準にしてラベルを吸着したラベル吸着体と被着体との距離を設定する必要があり、ラベル吸着体と高さの低い被着体との距離が離れてしまい、高さの低い被着体には、ラベルがずれて貼付されてしまう可能性が高くなる。

そこで、複数のセンサやスリットを用いてコンベア上を搬送される被着体の高さを検出し、検出した高さに応じて印字部を含む装置全体を上下させて、ラベルを貼付する際のラベルを吸着したラベル吸着体と被着体との距離を適正なものにする技術が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、従来技術では、被着体の高さに印字部を含む装置全体を上下させているため、作業効率が悪く、コンベアによる被着体の搬送速度を遅く設定する必要があると共に、被着体の高さを複数のセンサやスリットを用いて検出しているため、部品数が多くなり、装置が大型化し、コスト高になってしまうという問題点があった。
特開昭５７−７７４３３号公報

本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ラベル吸着体のみを上下させることにより、作業効率が改善することができ、コンベアによる被着体の搬送速度を早く設定することができると共に、被着体の高さを単一のセンサによって検出することによって部品数を少なくし、装置を小型化することができ、コストを低減することができるラベル貼付装置およびラベル貼付方法を提供する点にある。

本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、ラベル吸着体に吸着したラベルを被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付装置であって、コンベア上を搬送される前記被着体の高さの変位量を上方から検出する変位センサと、該変位センサによって検出された前記変位量から求められる前記被着体の最大高さに基づいて前記ラベル吸着体がラベル貼付時に位置するラベル貼付高さを算出する被着体高さ計測手段と、前記ラベルを吸着した状態の前記ラベル吸着体を前記被着体高さ計測手段によって算出された前記ラベル貼付高さに移動させて前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付手段とを有し、前記被着体高さ計測手段は、前記変位センサによって検出された前記変位量から求められる前記被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さとに基づいてラベル貼付時に前記ラベル吸着体に供給するエアー量を算出し、前記ラベル貼付手段は、前記被着体高さ計測手段によって算出された前記エアー量を前記ラベル吸着体に供給して前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付することを特徴とするラベル貼付装置に存する。
また請求項２記載の発明の要旨は、ラベル吸着体に吸着したラベルを被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付方法であって、変位センサによってコンベア上を搬送される前記被着体の高さの変位量を上方から検出し、該変位センサによって検出した前記変位量から求められる前記被着体の最大高さに基づいて前記ラベル吸着体がラベル貼付時に位置するラベル貼付高さを算出すると共に、前記被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さとに基づいてラベル貼付時に前記ラベル吸着体に供給するエアー量を算出し、前記ラベルを吸着した状態の前記ラベル吸着体を前記ラベル貼付高さに移動させ、算出された前記エアー量を前記ラベル吸着体に供給して、前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付することを特徴とするラベル貼付方法に存する。

本発明のラベル貼付装置およびラベル貼付方法は、変位センサによって上方から被着体の到達と高さとを検出し、ラベル吸着体のみを被着体の最大高さに応じたラベル貼付高さに移動させるように構成することによって、作業効率が改善することができ、コンベアによる被着体の搬送速度を早く設定することができると共に、被着体の高さを単一のセンサによって検出することによって部品数を少なくし、装置を小型化することができ、コストを低減することができるという効果を奏する。

さらに、本発明のラベル貼付装置およびラベル貼付方法は、変位センサによって上方から被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さを検出し、当該検出結果に基づいてラベルを被着体方向に吹き付けて貼付する際のエアー量を制御するように構成することにより、被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さとが大きく異なっている場合にもラベルを確実に貼付することができるという効果を奏する。

さらに、本発明のラベル貼付装置およびラベル貼付方法は、変位センサによって上方から被着体の到達と貼付位置最大高さとを検出し、ラベル吸着体のみをラベル貼付位置の最大高さに応じたラベル貼付高さに移動させるように構成することによって、ラベル貼付時のラベル吸着体と被着体との距離を最小にすることができ、ラベルを確実に貼付することができるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係るラベル貼付装置の第１の実施の形態の構成を示す概略図であり、図２は、図１に示すラベル吸着体の構成を示す断面図であり、図３は、図１に示す変位センサの配置位置を説明するための説明図であり、図４は、図１に示す制御部の構成を示すブロック図であり、図５は、図３に示す被着体高さ計測部での計測結果を説明するための説明図であり、図６は、図３に示す貼付制御部によるラベル吸着体の高さ制御を説明するための説明図である。

第１の実施の形態は、コンベア１上を搬送されてくる被着体２にラベル３を貼付する装置であり、図１を参照すると、ラベル３を被着体２に貼付するラベル貼付機構４と、ラベル３に印字を行うラベル印字機構５と、コンベア１の上方に配置され、被着体２の到達および高さを上方から検出する変位センサ６と、ホストコンピュータ８からの印字データおよび変位センサ６からの出力に基づいてラベル貼付機構４およびラベル印字機構５を制御する制御部７とからなる。なお、被着体２は、図１に矢印で示すように右から左に搬送されるものとする。

ラベル貼付機構４は、ロッド４２を上下方向に進退動作させるシリンダ４０と、ロッド４２の先端に取り付けられ、ラベル３を吸着するラベル吸着体４１とからなり、シリンダ４０によってロッド４２を上下方向に進退動作させることにより、ラベル吸着体４１をラベル印字機構５からラベル３が供給される高さ（以下、基準高さと称す）とラベル３を被着体２に貼付する高さ（以下、ラベル貼付高さと称す）との間を移動させることができる構成になっている。

ラベル吸着体４１には、図２を参照すると、中空部４４に連通するエアー給排流路４３と、中空部４４に連通する多数の吸着孔４５とが形成されており、基準高さでエアー給排流路４３から中空部４４内部の空気を排出してエアーの負圧を各吸着孔４５に生じさせることによりラベル吸着体４１の下面にラベル３を吸着させ、ラベル貼付高さでエアー給排流路４３からエアーを中空部４４に加圧状態で供給し、各吸着孔４５からエアーを吹き出させてラベル３を被着体２方向に吹き付けて貼付する。

また、ラベル貼付機構４は、ラベル貼付高さを上下方向に変位させることができる構成になっており、制御部７からの高さ指定データに基づいてラベル貼付高さを上下方向に変位させる。例えば、シリンダ４０がエアーシリンダである場合には、制御部７からの高さ指定データに基づいてエアーの供給時間を制御することにより、ラベル貼付高さを上下方向に変位させる。

さらに、ラベル貼付機構４は、エアー給排流路４３から中空部４４に供給するエアー量を可変にすることができる構成となっており、制御部７からのエアー量指定データに基づいて、エアー給排流路４３から中空部４４に供給するエアー量を変化させる。

ラベル印字機構５は、帯状の台紙に所定の間隔でラベル３が複数仮着されたラベル連続体３１を回転可能に支持する供給軸５１と、供給軸５１から供給されるラベル連続体３１に仮着されているラベル３に印字を行う印字部５２と、ラベル連続体３１を転向させて台紙からラベル３を剥離させる剥離ローラ５３と、ラベル３が剥離された台紙を巻き取る巻き取り軸５４とからなり、剥離ローラ５３により台紙から剥離されたラベル３は、ラベル貼付機構４のラベル吸着体４１に供給され、剥離ローラ５３によりラベル３が剥離された台紙は、巻き取り軸５４に巻き取られる。

変位センサ６は、コンベア１に向けてレーザ光を照射する投光素子と、拡散反射成分を受光する位置検出素子とからなるレーザ型センサであり、コンベア１上を搬送される被着体２の複数箇所で高さ方向の変位量をそれぞれ検出し、検出した高さ方向の変位量を変位量データとして制御部７に出力する。また、変位センサ６は、図３に示すように、コンベア１上を搬送される被着体２におけるラベル３の貼付位置が変位センサ６の下方を通過するように配置されており、ラベル３の貼付位置を含む、図３に一点鎖線で示すライン上の高さ方向の変位量を検出する。なお、変位センサ６は、レーザ型センサに限らず、例えば超音波型センサ等を用いても良い。

制御部７は、図４を参照すると、ホストコンピュータ８からの印字データを受信する印字データ受信部７１と、タイミング決定部７２と、ラベル印字機構５を制御してラベル３に印字を行う印字制御部７３と、ラベル貼付機構４を制御してコンベア１上を搬送される被着体２にラベル３を貼付する貼付制御部７４と、被着体高さ計測部７５とからなる。

タイミング決定部７２は、被着体高さ計測部７５から到達信号に基づいてラベル３への印字タイミングおよび被着体２へのラベル３の貼付タイミングを決定する。

被着体高さ計測部７５は、変位センサ６からの変位量データの立ち上がりを被着体２の到達信号としてタイミング決定部７２に出力すると共に、変位センサ６からの変位量データに基づいてラベル貼付高さを指定する高さ指定データと、エアー給排流路４３から中空部４４に供給するエアー量を指定するエアー量指定データとを計測結果として算出し、算出した高さ指定データおよびエアー量指定データをラベル貼付機構４に出力する。

被着体高さ計測部７５における高さ指定データの算出は、図５および図６を参照すると、変位センサ６からの変位量データの中から最も高い地点の高さを被着体２の最大高さＨとして抽出し、ラベル吸着体４１のラベル３の吸着面とコンベア１の表面との距離Ｋから抽出した最大高さＨと予め設定されているマージンギャップＧとを減算することによりラベル吸着体４１の移動量Ｎを高さ指定データとして算出する。なお、マージンギャップＧは、ラベル吸着体４１が被着体２に接触しないように予め設定されている値であり、オペレータの入力によって任意に設定できるように構成しても良い。

被着体高さ計測部７５におけるエアー量指定データの算出は、図５を参照すると、変位センサ６からの変位量データからラベル貼付位置Ｗの平均高さＬを算出し、最大高さＨから平均高さＬを減算した間隙値Ｍに対応し、当該間隙値Ｍが大きいほどエアー給排流路４３から中空部４４に供給するエアー量を増やすエアー量指定データが算出される。なお、間隙値Ｍの算出に際し、ラベル貼付位置Ｗの平均高さＬの代わりにラベル貼付位置Ｗの最大高さや最小高さを用いても良い。

次に、第１の実施の形態のラベル貼付動作について図７を参照して詳細に説明する。
図７は、本発明に係るラベル貼付装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。

図７を参照すると、被着体高さ計測部７５は、変位センサ６からの変位量データの入力を監視しており（ステップＡ１）、変位センサ６から変位量データが入力されると、変位センサ６からの変位量データの立ち上がりを被着体２の到達信号としてタイミング決定部７２に出力し、タイミング決定部７２は、被着体高さ計測部７５から到達信号が入力されると、印字制御部７３に印字を指示すると共に、貼付制御部７４にラベル３の吸着を指示し、印字制御部７３は、ラベル印字機構５を制御してラベル３に印字を行い（ステップＡ２）、貼付制御部７４は、ラベル貼付機構４を制御してラベル印字機構５によって印字されたラベル３をラベル吸着体４１に吸着する（ステップＡ３）。

また、被着体高さ計測部７５は、変位センサ６から変位量データが入力されると、変位量データに基づいて高さ指定データとエアー量指定データとを算出して、算出した高さ指定データとエアー量指定データとを貼付制御部７４に出力する（ステップＡ４、Ａ５）。

次に、貼付制御部７４は、ラベル３を吸着した状態のラベル吸着体４１を高さ指定データによって指定されたラベル貼付高さに移動させる（ステップＡ６）。なお、ステップＡ２〜ステップＡ６までの処理は、変位センサ６とラベル貼付機構４との間に他の被着体２が存在する場合には、他の被着体２へのラベル貼付動作が終了した後に行われる。

次に、タイミング決定部７２は、到達信号の受信（変位量データの立ち上がり）からの時間をカウントすることでラベル３を貼付する貼付タイミングを監視し（ステップＡ７）、カウントが予め設定された貼付タイミングになると、貼付制御部７４にラベル３の貼付を指示する。貼付タイミングとしては、図１を参照すると、被着体２が変位センサ６によってその到達が検出される位置からラベル３の貼付が行われる位置までの搬送距離Ｘをコンベア１によって搬送される時間が予め設定されている。

貼付制御部７４は、エアー量指定データによって指定されたエアー量をエアー給排流路４３から中空部４４に供給し、各吸着孔４５からエアーを吹き出させてラベル３を被着体２方向に吹き付けて貼付し（ステップＡ８）、ラベル３の貼付後、ラベル吸着体４１を基準高さに移動させ（ステップＡ９）、一連のラベル貼付動作が終了する。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、変位センサ６によって上方から被着体２の到達と高さとを検出し、ラベル吸着体４１のみを被着体２の最大高さに応じたラベル貼付高さに移動させるように構成することによって、作業効率が改善することができ、コンベアによる被着体の搬送速度を早く設定することができると共に、被着体の高さを単一のセンサによって検出することによって部品数を少なくし、装置を小型化することができ、コストを低減することができるという効果を奏する。

さらに、第１の実施の形態によれば、変位センサ６によって上方から被着体２の最大高さとラベル貼付位置Ｗの高さとを検出し、当該検出結果に基づいてラベル３を被着体２方向に吹き付けて貼付する際のエアー量を制御するように構成することにより、被着体２の最大高さとラベル貼付位置Ｗの高さとが大きく異なっている場合にもラベル３を確実に貼付することができるという効果を奏する。

（第２の実施の形態）
図８は、本発明に係るラベル貼付装置の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートであり、図９は、本発明に係るラベル貼付装置の第２の実施の形態の動作を説明するための説明図である。

第１の実施の形態では、高さ指定データの算出をラベル吸着体４１の最大高さＨに基づいて行うように構成したが、第２の実施の形態では、高さ指定データの算出をラベル貼付位置Ｗの貼付位置最大高さＰに基づいて行うと共に、貼付位置最大高さＰよりも高い地点が前縁部側に存在するか否かに応じてラベル吸着体４１の移動タイミングを制御するように構成した。

被着体高さ計測部７５における高さ指定データの算出は、図６および図９を参照すると、変位センサ６からの変位量データからラベル吸着体４１のラベル貼付位置Ｗの最も高い地点の高さを貼付位置最大高さＰとして抽出し、ラベル吸着体４１のラベル３の吸着面とコンベア１の表面との距離Ｋから抽出した貼付位置最大高さＰと予め設定されているマージンギャップＧとを減算することによりラベル吸着体４１の移動量Ｎを高さ指定データとして算出する。

図８を参照すると、被着体高さ計測部７５は、変位センサ６からの変位量データの入力を監視しており（ステップＡ１）、変位センサ６から変位量データが入力されると、変位センサ６からの変位量データの立ち上がりを被着体２の到達信号としてタイミング決定部７２に出力し、タイミング決定部７２は、被着体高さ計測部７５から到達信号が入力されると、印字制御部７３に印字を指示すると共に、貼付制御部７４にラベル３の吸着を指示し、印字制御部７３は、ラベル印字機構５を制御してラベル３に印字を行い（ステップＡ２）、貼付制御部７４は、ラベル貼付機構４を制御してラベル印字機構５によって印字されたラベル３をラベル吸着体４１に吸着する（ステップＡ３）。

また、被着体高さ計測部７５は、変位センサ６から変位量データが入力されると、変位量データに基づいて高さ指定データを算出して、算出した高さ指定データを貼付制御部７４に出力すると共に（ステップＢ１）、貼付位置最大高さＰよりも高い地点が前縁部側に存在するか否かを示す判定し（ステップＢ２）、当該判定結果をタイミング決定部７２および貼付制御部７４に出力する。

図９（ａ）および（ｂ）に示すように、貼付位置最大高さＰよりも高い地点が前縁部側に存在しない場合には、第１の実施形態と同様にステップＡ６〜Ａ９の処理を行って一連のラベル貼付動作が終了する。

図９（ｃ）に示すように、貼付位置最大高さＰよりも高い地点が前縁部側に存在する場合には、被着体高さ計測部７５は、貼付位置最大高さＰをタイミング決定部７２に出力し、タイミング決定部７２は、到達信号の受信（変位量データの立ち上がり）からの時間をカウントすることでラベル吸着体４１を移動させる移動タイミングを監視し（ステップＢ３）、カウントが移動タイミングになると、貼付制御部７４にラベル吸着体４１の移動を指示する。なお、移動タイミングとしては、ラベル吸着体４１が移動量Ｎ（高さ指定データ）を移動するのに要する時間を貼付タイミングから減算した時間が設定される。すなわち、ラベル吸着体４１を図９（ｃ）に示すラベル貼付高さへ移動させた後に、被着体２が搬送されてくるのを待つのではなく、被着体２が図９（ｃ）に示す位置に搬送されてきた時に、ちょうど、図９（ｃ）に示すラベル貼付高さにラベル吸着体４１が移動されるようにして、ラベル吸着体４１が被着体２（貼付位置最大高さＰよりも高い地点）に接触しないように制御する。

次に、貼付制御部７４は、ラベル３を吸着した状態のラベル吸着体４１を高さ指定データによって指定されたラベル貼付高さに移動させ（ステップＢ４）、直ちにエアー給排流路４３から中空部４４に供給し、各吸着孔４５からエアーを吹き出させてラベル３を被着体２方向に吹き付けて貼付し（ステップＡ８）、ラベル３の貼付後、ラベル吸着体４１を基準高さに移動させ（ステップＡ９）、一連のラベル貼付動作が終了する。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、変位センサ６によって上方から被着体２の到達と貼付位置最大高さＰとを検出し、ラベル吸着体４１のみをラベル貼付位置Ｗの最大高さに応じたラベル貼付高さに移動させるように構成することによって、ラベル貼付時のラベル吸着体４１と被着体２との距離を最小にすることができ、ラベル３を確実に貼付することができるという効果を奏する。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

本発明に係るラベル貼付装置の第１の実施の形態の構成を示す概略図である。 図１に示すラベル吸着体の構成を示す断面図である。 図１に示す変位センサの配置位置を説明するための説明図である。 図１に示す制御部の構成を示すブロック図である。 図３に示す被着体高さ計測部での計測結果を説明するための説明図である。 図３に示す貼付制御部によるラベル吸着体の高さ制御を説明するための説明図である。 本発明に係るラベル貼付装置の第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係るラベル貼付装置の第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係るラベル貼付装置の第２の実施の形態の動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１ コンベア
２ 被着体
３ ラベル
４ ラベル貼付機構
５ ラベル印字機構
６ 変位センサ
７ 制御部
８ ホストコンピュータ
３１ ラベル連続体
４０ シリンダ
４１ ラベル吸着体
４２ ロッド
４３ エアー給排流路
４４ 中空部
４５ 吸着孔
５１ 供給軸
５２ 印字部
５３ 剥離ローラ
５４ 巻き取り軸
７１ 印字データ受信部
７２ タイミング決定部
７３ 印字制御部
７４ 貼付制御部
７５ 被着体高さ計測部

Claims (2)

1. ラベル吸着体に吸着したラベルを被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付装置であって、
   コンベア上を搬送される前記被着体の高さの変位量を上方から検出する変位センサと、
   該変位センサによって検出された前記変位量から求められる前記被着体の最大高さに基づいて前記ラベル吸着体がラベル貼付時に位置するラベル貼付高さを算出する被着体高さ計測手段と、
   前記ラベルを吸着した状態の前記ラベル吸着体を前記被着体高さ計測手段によって算出された前記ラベル貼付高さに移動させて前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付手段とを有し、
   前記被着体高さ計測手段は、前記変位センサによって検出された前記変位量から求められる前記被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さとに基づいてラベル貼付時に前記ラベル吸着体に供給するエアー量を算出し、前記ラベル貼付手段は、前記被着体高さ計測手段によって算出された前記エアー量を前記ラベル吸着体に供給して前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付することを特徴とするラベル貼付装置。
2. ラベル吸着体に吸着したラベルを被着体の方向に吹き付けて貼付するラベル貼付方法であって、
   変位センサによってコンベア上を搬送される前記被着体の高さの変位量を上方から検出し、該変位センサによって検出した前記変位量から求められる前記被着体の最大高さに基づいて前記ラベル吸着体がラベル貼付時に位置するラベル貼付高さを算出すると共に、前記被着体の最大高さとラベル貼付位置の高さとに基づいてラベル貼付時に前記ラベル吸着体に供給するエアー量を算出し、前記ラベルを吸着した状態の前記ラベル吸着体を前記ラベル貼付高さに移動させ、算出された前記エアー量を前記ラベル吸着体に供給して、前記ラベルを前記被着体の方向に吹き付けて貼付することを特徴とするラベル貼付方法。

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