JP5024982B2 - ラベル貼着装置およびラベル貼着方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラベル貼着装置およびラベル貼着方法に関し、特に中空部を形成した被着体の中空部の内壁面にラベルを貼着するラベル貼着装置およびラベル貼着方法に関する。

中空部を形成した被着体の中空部の内壁面である内周面に、所定の印字を施したラベルを貼付することが行われている。
例えば特許文献１では、中空部を形成した容器の内周面にラベルを貼付するラベル貼付装置が開示されている。
このラベル貼付装置は、略円周面を形成したラベル保持部を備えた貼付ヘッドが設けられ、エアーの吸引により長方形状の細いラベルを保持するようにしてある。また、長方形状の細いラベルを保持された貼付ヘッドは、容器内に挿入され貼付ヘッドに設けたローラが径方向外側に移動して長方形状の細いラベルを容器の内周面に押し付けするとともに、容器を回転させて長方形状の細いラベルを貼付するようにしてある。

しかしながら、容器の軸芯方向に対して長いラベルの場合には、均一に押圧することが困難になりラベルが剥がれることがある。特に容器の高さが軸芯方向に高い場合には均一に押圧することができずラベルが剥がれる問題がある。
また、確実にラベルを貼付するために容器の内周面に強く押圧すると、容器が転倒してラベルが容器に貼り付かないことがある。
特開２００４−２１０３０２号公報

本発明は、上記問題に鑑みなされもので、ラベルを確実に被着体の内壁面に貼着することができるラベル貼着装置およびラベル貼着システムを提供することを目的とする。
また、被着体が転倒することなく、被着体にラベルを貼着することができるラベル貼着装置およびラベル貼着システムを提供することを目的とする。

本発明は、巻き芯を保持することに着目したので、請求項１記載の発明の要旨は、円柱状の中空部を形成した巻き芯の前記中空部の内壁面の貼付位置にラベルを貼着するラベル貼着装置において、ラベルを吸着する吸着手段と、押え手段と、を有したラベル吸着貼付機構を前記巻き芯の前記中空部の上部に移動させるメインシリンダと、前記中空部の上部に位置した前記ラベル吸着貼付機構を前記中空部に向けて移動させる第一の移動手段と、を備え、前記ラベル吸着貼付機構は、前記吸着手段を前記中空部の内壁面の前記貼付位置に移動させる第二の移動手段と、前記押え手段を前記吸着手段の移動方向に対して反対方向に移動させる第三の移動手段と、を設け、前記吸着手段がラベルを貼り付ける貼付動作時に前記吸着盤と前記押え手段とは、直線状に互いに離反する方向に移動し、前記吸着手段が前記中空部の前記内壁面の貼着位置に前記ラベルを貼着するのと、ほぼ同時に前記押え手段が前記中空部の前記内壁面を押圧するとともに、前記巻き芯の上面および前記内壁面に当接する弾性体を有したことを特徴とするラベル貼着装置にある。
また請求項２記載の発明の要旨は、一対の前記弾性体を有し、前記巻き芯の前記上面および前記内壁面に向けて移動する第四の移動手段を設け、前記一対の弾性体の間隔を前記円柱状の巻き芯の直径の間隔で設けたことを特徴とする請求項１記載のラベル貼着装置にある。
また請求項３記載の発明の要旨は、前記一対の弾性体は、前記巻き芯の前記上面および前記内壁面に当接する面を逆ハの字状のテーパー面を形成したことを特徴とする請求項１または２記載のラベル貼着装置にある。
また請求項４記載の発明の要旨は、円柱状の中空部を形成した巻き芯の前記中空部の内壁面の貼付位置にラベルを貼着するラベル貼着方法において、ラベルを吸着する吸着部と、押え部と、を有したラベル吸着貼付機構と、前記巻き芯の上面および内壁面に当接する一対の弾性体と、を備え、
前記ラベル吸着貼付機構を前記巻き芯の前記中空部の上部に移動させるステップと、
前記中空部の上部に位置した前記ラベル吸着貼付機構を前記中空部に向けて移動させる第一の移動ステップと、前記一対の弾性体を前記巻き芯の上面および内壁面に当接するように移動させる保持ステップと、前記吸着部を前記中空部の前記貼付位置に移動させる第二の移動ステップと、前記押え部を前記吸着部の移動方向に対し反対方向に移動させる第三の移動ステップと、前記第二の移動ステップにより、前記吸着部が前記貼付位置にラベルを貼付する時と、ほぼ同時に、前記押え部を前記貼付位置の反対の前記中空部の内壁面を押圧する押圧ステップと、を有したことを特徴とするラベル貼着方法にある。

本発明のラベル貼着装置およびラベル貼着システムは、中空部を形成した被着体の中空部の内壁面にラベルを確実に貼着することができる。
また、被着体が転倒させることがないように被着体に保持することができ、確実にラベルを内壁面の貼付位置にラベルを貼着することができる。

本発明の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。
図１は本発明の一例を示したラベル貼着装置の全体の概略構成図であり、図２はプリンタ部の一例を示した概略構成図であり、図３は吸着盤および押え板を説明する説明図であり、図４は被着体の一部を切り欠いてラベルを内壁面の貼付位置に貼付する時の説明図であり、図５はラベル吸着制御部のブロック図の模式図であり、図６はラベル貼着装置の動作を説明するフローチャート図である。

ラベル貼着装置１は主として、プリンタ部２と、移動機構部３と、ラベル吸着貼付機構４と、保持部５と、を備えている。
プリンタ部２と移動機構部３は、架台４５の鉛直方向に設けられた一対のブラケット４６に支持されている。
プリンタ部２は主として、供給部６、印字部７、剥離部８、巻取部９、プリンタ制御部１０から構成されている。
供給部６には、帯状台紙５１に所定の間隔で複数仮着されたラベル５２をロール状にしたラベル連続体５０を回転可能に保持する供給軸１１を設けてある。
供給軸１１に保持されたラベル連続体５０は、案内ローラ１２、１２を介して印字部７へ繰出し可能にすることができる。

尚、帯状台紙５１には、シリコーンなどの剥離剤を塗布した面を有し、この面に粘着剤を有したラベル５２が剥離剤と粘着剤とを合わせて剥離可能に仮着されている。
また、帯状台紙５１にはラベル５２が仮着されている間隔とほぼ同一間隔で、図示しないが基準マーク（黒色の矩形のマーク）が、帯状台紙５１の裏面（ラベルが仮着された反対側面）に形成されている。
また、ラベル５２は、感熱することにより発色することにより感熱発色層が設けられている。

印字部７は、プラテンローラ１３とサーマルヘッド１４とが設けられるとともに、サーマルヘッド１４は、プラテンローラ１３に対し接離自在に設けられている。
プラテンローラ１３は、図示しないステッピングモータに接続され、このステッピングモータの駆動により、プラテンローラ１３が回転自在に駆動するようにしてある。
また、ラベル連続体５０は、プラテンローラ１３とサーマルヘッド１４とにより挟持され、プリンタ制御部１０からの印字指令によりプラテンローラ１３が駆動するとともに、サーマルヘッド１４が選択的に発熱体（図示せず）を発熱させることにより、ラベル５２の感熱発色層を発色させて後述する被着体Ｐの情報などを文字、記号、バーコードなどで印字することができる。

剥離部８は、印字部７のラベル連続体５０の移送方向の下流側に設けられ、先端が鋭角に形成された剥離板１５を有し、移送されるラベル連続体５０から帯状台紙５１を剥離板１５の先端で折り返し、剛性のあるラベル５２を帯状台紙５１から剥離されるようにしてある。
尚、ラベル５２は、上方に向けて剥離板１５から剥離されるようにすることができ、剥離板１５で剥離されたラベル５２は、後述のラベル吸着貼付機構４の吸着盤２４により吸引されるようにしてある。
剥離板１５で転向された帯状台紙５１は、案内ローラ１６，１６を介して巻取部９に移送されるようにしてある。
巻取部９には、帯状台紙５１を巻き取る回転可能な巻取軸１７を有しており、図示しないモータに接続され、このモータの駆動により、巻取軸１７が回転駆動して帯状台紙５１を巻取りすることができるようにしてある。

また、印字部７と供給部６との間のラベル連続体５０の移送路の下方にピッチンサ１８が配置されている。ピッチセンサ１８は、所定の光を出射する図示せぬ発光部と発光部から出射された光を帯状台紙５１からの反射光を受光し、受光した光の強度（単位時間当たりの受光量）に対応する電気信号を出力する図示せぬ受光部とからなり、帯状台紙５１の裏面側に発光部と受光部を配し、帯状台紙５１の裏面に印刷等によって形成された図示しない基準マークを受光部の受光量に基づいて検出するようにしている。
ピッチセンサ１８は、基準マークの検出結果に基づいて、ラベル５２の印字基準位置、およびラベルの剥離停止の基準位置などの基準データとしてプリンタ制御部１０に供給することができる。

被着体は、円形状の中空部Ｐａを形成した巻き芯Ｐから成り、所望の長尺状の長尺物Ｐｂが巻かれている。尚、本実施の形態の長尺物Ｐｂは、糸状の繊維が巻き芯Ｐに巻回されている例で説明する。
また巻き芯Ｐは、被着体用の架台４７の上に載置することができるようにしてある。被着体用の架台４７は、複数の脚部４８・・４８を有し、被着体用の架台４７の上部に巻き芯Ｐを載置することができるように平面部を形成してある。また、巻き芯Ｐを位置決めする位置決め用の突起（図示せず）が設けられ、巻き芯Ｐの内径よりやや短い直径を形成している。

移動機構部３は、プリンタ部２の上方に位置するように配置されるとともに、一対のブラケット４６、４６に支持されている。
移動機構部３は主に、移動機構本体１９と、メインシリンダ２０（図１の破線で示した部分）と、保持部５と、を有してある。
移動機構本体１９は、所定の長さを有するとともに、中空部を形成した断面略長方形の形状とする略四角柱の形状とすることができる。
メインシリンダ２０は、移動機構本体１９の中空部内に設けられ、メインシリンダ２０のロッド（図示せず）の先端にラベル吸着貼付機構４が固着されている。
また、メインシリンダ２０のロッドが進退動作することにより、ラベル吸着貼付機構４は、移動機構本体１９の中空部に設けた図示しない案内レールに沿って移動可能にしてある。

ラベル吸着貼付機構４は主に、第一のシリンダ（第一の移動手段）２２と、スライダ部２３と、吸着盤（吸着部）２４と、押え板（押え部）２５と、を有してある。
第一のシリンダ２２は、鉛直方向にロッド２２ａが進退可能に設けられおり、ロッド２２ａの先端に設けられたスライダ部２３を介して吸着盤２４と、押え板２５とが設けられている。
スライダ部２３には、吸着盤２４を水平方向に進退自在に移動させる吸着盤用シリンダ（第二の移動手段）２６（図３の破線で示した部分）と、押え板２５を水平方向に進退自在に移動させる押え板用シリンダ（第三の移動手段）２７（図３の破線で示した部分）と、が設けられている。
尚、吸着盤用シリンダ２６と、押え板用シリンダ２７とは、スライダ部２３の内方に配置されている。
吸着盤２４は、プリンタ部２で剥離されるラベル５２の印字面側を吸引する吸着面２４ａを形成することができ、ラベル５２の粘着剤側を表面とすることができる。押え板２５は、略長方形状のプレート２８の表面に弾性体２８ａが設けられている。弾性体２８ａは、硬質または軟質からなるゴム状の部材を設けることができる。

プレート２８の裏面側には、吸着盤２４の裏面側が相対的になるように位置することができ、吸着盤２４と押え板２５は、待機時において接近または当接する位置なるように吸着盤用シリンダ２６と押え板用シリンダ２７とを制御することができる。
吸着盤２４と押え板２５との待機時においては、吸着盤２４の吸着面２４ａの反対の裏面側と、押え板２５のプレート２８とが接近または当接する位置にある。
吸着盤２４に吸引されたラベル５２を巻き芯Ｐに貼り付ける貼付動作時に、ほぼ同時に吸着盤２４と押え板２５とは、直線状に互いに離反する方向に移動するように吸着盤用シリンダ２６と押え板用シリンダ２７とが制御することができる。

また、第一のシリンダ２０のロッド（図示せず）が進退動作により、ラベル吸引貼着部４は、プリンタ部２のラベル５２が剥離されてラベル５２を吸着盤２４で受け取るラベル受位置（図１の実線で示した分部）と、巻き芯Ｐの中空部Ｐａを形成した巻き芯Ｐの略中心位置（図１の一点鎖線で示した分部）と、の間を水平方向に移動自在に設けられるように移動機構本体１９に上面および下面に開口部（図示せず）が形成されている。

保持シリンダ（第四の移動手段）２９は、移動機構本体１９の巻き芯Ｐ側の端部１９ａに設けられている。
保持シリンダ２９のロッド３０の先端には、一対の支持板３１，３１が所定の間隔をおいて設けられ、各支持板３１，３１に保持体３２が設けられている。支持板３１，３１同士の間隔は、被着体Ｐの中空部Ｐａのほぼ直径の間隔で設けられている。
また保持体３２，３２は、硬質または軟質から成るゴムなどの弾性体から成り、保持体３２，３２が巻き芯Ｐに当接した時に、弾性変形して保持することができる。
尚、保持体３２，３２が巻き芯Ｐに当接する面は、逆ハの字状のテーパー面３３を形成してあり、各保持体３２が確実に巻き芯Ｐの内壁面および巻き芯Ｐの上面に当接して巻き芯Ｐを下方および外方に向けて押圧可能にすることができる。
尚、吸着盤２４および押え板２５は、支持板３１，３１および保持体３２，３２と互いに干渉しないように配置されている。

図５は、メインシリンダ２０とラベル吸着貼付機構４と保持シリンダとを制御するラベル吸着制御部３５の一例を示したブロック図である。
同図に示すように、ラベル吸着制御部３５は、ラベル吸着制御プログラム、各種固定データ、制御テーブルデータ、等を記憶し、この記憶されている各種制御プログラムに従って動作し、各部を制御するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）（図示せず）を備えた中央制御部３６と、中央制御部３６に電気的に接続されラベル吸着貼付機構４をラベル受位置と巻き芯Ｐの上部位置（巻き芯の略中心部）とを往復するようにメインシリンダ２０を制御することができるメインシリンダ制御部３７と、中央制御部３６に電気的に接続されラベル吸着貼付機構４を巻き芯Ｐの上部位置から巻き芯Ｐの中空部Ｐａの内方位置と、を往復するように第一のシリンダ２２を制御することができる第一のシリンダ制御部３８と、中央制御部３６に電気的に接続され吸着盤２４を水平方向に進退可能に移動するように吸着盤用シリンダ２６を制御することができる吸着盤用シリンダ制御部３９と、中央制御部３６に電気的に接続され押え板２５を吸着盤２４の進出する方向と反対方向に移動するように押え板用シリンダ２７を制御させることができる押え板用シリンダ制御部４０と、中央制御回路３６に電気的に接続され保持体３２，３２を巻き芯Ｐに向けて進退可能に移動するように保持シリンダ２９を制御することができる保持シリンダ制御部４１と、インタフェース４２を介してプリンタ部２からラベル５２を剥離したことを示す信号または各種信号を中央制御部３６に供給するようにした構成とすることができる。
また中央制御部３６は、吸着盤２４がラベル受位置にあることを示す信号がインタフェース４２を介してプリンタ部２に供給することができる。

次に、図６のフローチャートに基づいてラベル貼着装置１の動作を説明する。
ステップＳ１において、ラベル吸着貼付機構４がラベル受位置に位置する時に、プリンタ部２で印字されたラベル５２が剥離板１５でラベル５２が上方に向けて剥離され、吸着盤２４がラベル５２を吸着するとステップＳ２に進み、ラベル５２が吸着盤２４に吸引されていない場合には、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ２において、メインシリンダ２０が駆動してラベル吸着貼付機構４を巻き芯Ｐの上部位置（中空部Ｐａの略中心部）に移動させるようにメインシリンダ制御部により制御してステップＳ３に進む。
ステップＳ３では、ラベル吸着貼付機構４が巻き芯Ｐの上部位置に達したか否かを判断する。巻き芯Ｐの上部位置に達したと判断した場合には、ステップＳ４に進み、巻き芯Ｐの上部に達していないと場合には、ステップＳ３に戻りステップＳ３の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ４において、ラベル吸着制御部３５からの指令により、保持シリンダ２９が駆動して一対の保持体３２，３２が下方に向けて駆動してステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、保持体３２，３２が巻き芯Ｐの上部および内壁面に当接したか否かを判断する。保持シリンダ２９が巻き芯Ｐに向けて進み保持体３２，３２が巻き芯Ｐの上部および内壁面に当接した場合には、ステップＳ６に進み、保持体３２，３２が巻き芯Ｐの上部に達していないと判断した場合には、ステップＳ５に戻りステップＳ５の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ６において、ラベル吸着制御部３５からの指令により、第一のシリンダ２２が吸着盤２４および押え板２５を巻き芯Ｐの中空部Ｐａの内方に向けて下降駆動するように制御してステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、吸着盤２４が中空部Ｐａの内壁面の貼付位置Ｐｃに位置したか否かを判断する。吸着盤２４が貼付位置Ｐｃの位置に達したと判断した場合には、ステップＳ８に進み、吸着盤２４が貼付位置Ｐｃの位置に達していない判断した場合には、ステップＳ７に戻りステップＳ７の処理が繰り返し実行される。

ステップＳ８において、ラベル吸着制御部３５からの指令により、スライダ部２３の吸着盤用シリンダ２６と、押え板用シリンダ２７と、が駆動する。
吸着盤２４と押え板２５は、相反する方向に移動して、吸着盤２４は巻き芯Ｐｂの内壁面の貼付位置Ｐｃにラベル５２を貼着するのと、ほぼ同時に押え板２５が貼付位置Ｐｃと、対称する巻き芯Ｐの内壁面の押え位置Ｐｄに押圧することにより、吸着盤２４が貼付位置Ｐｃを押圧する押圧力の方向と、押え板２５が押え位置Ｐｄを押圧する押圧力の方向が相反する方向とすることができるので、バランスが略均等になり巻き芯Ｐのバランスがとれるので倒れることない。
また、ラベル５２を均一に押圧することができラベル５２が確実に貼着することができる。
そして、吸着盤用シリンダ２６と、押え板用シリンダ２７と、が後退駆動して吸着盤２４と押え板２５とを互いに接近または当接する待機位置に戻るようにラベル吸着制御部３５からの指令により制御され、その後、第一のシリンダ２２、保持シリンダ２９が上方に後退して戻る。さらに、メインシリンダ２０が後退してラベル吸引貼着部４をラベル受位置に戻るように制御して終了する。

尚、被着体の巻き芯を円筒状の形状で説明したが、巻き芯に限定することなく中空部を形成した形状であれば何れでもよく、多角形とすることもできる。
各シリンダはシリンダ内に設けた図示しないセンサーにより、ロッドの進退動作の停止位置とすることができる。また各シリンダは、エアーの正負によりロッドの進退動作することができる。
吸着盤の形状は、巻き芯の内壁面の形状に沿う形状とすることができる。さらに、吸着盤には、図示しないが吸着パットが設けられ、この吸着パットと押え板の弾性体とは同一の材質とすることができる。

この実施の形態では、各構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施するうえで好適な数、位置、形状等にすることができる。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、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。

本発明の一例を示したラベル貼着装置の全体を示した概略構成図である。 同上、プリンタ部の一例を示した概略構成図である。 同上、吸着盤および押え板を説明する説明図である。 同上、被着体の一部を切り欠いてラベルを内壁面の貼付位置に貼付する時の説明図である。 同上、ラベル吸着制御部のブロック図の模式図である。 同上、ラベル貼着装置の動作を説明するフローチャート図である。

符号の説明

１ ラベル貼着装置
２ プリンタ部
３ 移動機構本体部
４ ラベル吸着貼付機構
５ 保持部（保持手段）
１９ 移動機構本体
２０ メインシリンダ
２２ 第一のシリンダ（第一の移動手段）
２３ スライダ部
２４ 吸着盤（吸着手段）
２５ 押え板（押え手段）
２６ 吸着盤用シリンダ（第二の移動手段）
２７ 押え板用シリンダ（第三の移動手段）
２９ 保持シリンダ（第四の移動手段）
３３ テーパー面
３５ ラベル吸着制御部
５２ ラベル
Ｐ 巻き芯（被着体）
Ｐａ 中空部
Ｐｂ 長尺物
Ｐｃ 貼付位置
Ｐｄ 押え位置

Claims (4)

1. 円柱状の中空部を形成した巻き芯の前記中空部の内壁面の貼付位置にラベルを貼着するラベル貼着装置において、
   ラベルを吸着する吸着手段と、押え手段と、を有したラベル吸着貼付機構を前記巻き芯の前記中空部の上部に移動させるメインシリンダと、
   前記中空部の上部に位置した前記ラベル吸着貼付機構を前記中空部に向けて移動させる第一の移動手段と、を備え、
   前記ラベル吸着貼付機構は、
   前記吸着手段を前記中空部の内壁面の前記貼付位置に移動させる第二の移動手段と、
   前記押え手段を前記吸着手段の移動方向に対して反対方向に移動させる第三の移動手段と、を設け、
   前記吸着手段がラベルを貼り付ける貼付動作時に前記吸着盤と前記押え手段とは、直線状に互いに離反する方向に移動し、
   前記吸着手段が前記中空部の前記内壁面の貼着位置に前記ラベルを貼着するのと、ほぼ同時に前記押え手段が前記中空部の前記内壁面を押圧するとともに、前記巻き芯の上面および前記内壁面に当接する弾性体を有したことを特徴とするラベル貼着装置。
2. 一対の前記弾性体を有し、前記巻き芯の前記上面および前記内壁面に向けて移動する第四の移動手段を設け、前記一対の弾性体の間隔を前記円柱状の前記巻き芯の直径の間隔で設けたことを特徴とする請求項１記載のラベル貼着装置。
3. 前記一対の弾性体は、前記巻き芯の前記上面および前記内壁面に当接する面を逆ハの字状のテーパー面を形成したことを特徴とする請求項１または２記載のラベル貼着装置。
4. 円柱状の中空部を形成した巻き芯の前記中空部の内壁面の貼付位置にラベルを貼着するラベル貼着方法において、
   ラベルを吸着する吸着部と、押え部と、を有したラベル吸着貼付機構と、
   前記巻き芯の上面および内壁面に当接する一対の弾性体と、を備え、
   前記ラベル吸着貼付機構を前記巻き芯の前記中空部の上部に移動させるステップと、
   前記中空部の上部に位置した前記ラベル吸着貼付機構を前記中空部に向けて移動させる第一の移動ステップと、
   前記一対の弾性体を前記巻き芯の上面および内壁面に当接するように移動させる保持ステップと、
   前記吸着部を前記中空部の前記貼付位置に移動させる第二の移動ステップと、
   前記押え部を前記吸着部の移動方向に対し反対方向に移動させる第三の移動ステップと、
   前記第二の移動ステップにより、前記吸着部が前記貼付位置にラベルを貼付する時と、ほぼ同時に、前記押え部を前記貼付位置の反対の前記中空部の内壁面を押圧する押圧ステップと、
   を有したことを特徴とするラベル貼着方法。
   

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