JP5449885B2

JP5449885B2 - ラベル貼付装置

Info

Publication number: JP5449885B2
Application number: JP2009153971A
Authority: JP
Inventors: 修河野
Original assignee: Sato Holdings Corp
Current assignee: Sato Holdings Corp
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2029-06-29
Also published as: JP2011006134A

Description

本発明は、ラベル貼付装置に関し、繰り出されるラベルをエアーの吸引により一旦吸
着保持する吸着面を有した吸着盤を備え、この吸着盤を被着体に向けて進出してラベルを被着体に貼付するラベル貼付装置に関する。

図６に基づいて従来のラベル貼付装置を説明する。
ラベル貼付装置５０は、図示しない架台に支持されるとともに、プリンタ部５１と、ラベル貼付部５２と、を備えている。また、ラベル貼付装置５０の下方には、コンベヤＣが配置され被着体Ｂを右から左方向（図６中、矢印Ｆ方向)に搬送するように駆動することができる。

プリンタ部５１には、用紙供給部２と、巻取部５と、図示しないが印字部と、剥離部と、が配置されている。
供給部２は、帯状の台紙Ｄに所定の間隔で複数のラベルＬを仮着されたラベル連続体Ｐをロール状にしたロール状ラベル連続体Ｐを回転可能に保持する供給軸７を設けている。
用紙供給部２から繰り出されたラベル連続体Ｐは、印字部(図示せず)でラベルＬに所望の印字を行い、印字されたラベルＬは、剥離部で帯状の台紙Ｄを転向させてラベルＬを帯状の台紙ＤからラベルＬを剥離することができる。剥離されたラベルＬは、後述のラベル貼付部５２の吸着盤５５に吸着することができる。
また、巻取部５は、ラベルＬを剥離した後の帯状の台紙Ｄを巻き取る巻取軸１４を設けている。

ラベル貼付部５２は、エアーシリンダ５３と吸着盤５５とを備えている。
エアーシリンダ５３は、進退自在に設けたロッド５４を備え、このロッド５４の先端に吸着盤５５を設けている。
吸着盤５５には、ラベルＬをエアーの吸引により吸着できる吸着面５６を有し、剥離部で帯状の台紙Ｄから剥離されるラベルＬを、一旦吸着する水平に沿った平面状の吸着面５６を備えている。

吸着面５６に吸着されたラベルＬは、エアーシリンダ５３のロッド５４が被着体Ｂに向けて前進することにより吸着盤５５が下方に移動してラベルを被着体Ｂに押圧して貼付することができる。

しかしながら、ラベルの吸着面が水平に沿った平面形状を有している場合には、コンベヤにより搬送されてくる被着体のラベル貼付面が水平に沿った平面状の形状に対してラベルを貼付するのに適しているが、被着体のラベル貼付面が傾斜している場合には、ラベルの一部分のみしか貼付することができない問題がある。
また、ラベルの吸着面を円弧状のスポンジ体からなる吸着盤を備えたラベル貼付装置の場合には、ラベルが吸着盤の移動途中で落下、あるいはラベルが綺麗に貼り付けできない問題がある。

特許文献１には、外側吸着パットの上面にユニバーサルジョイントを介して吊り下げ軸が設けられた真空吸着リフトが開示されている。

特開２００２−１８７５７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、被着体のラベルの貼着面が水平方向に沿った平面状または傾斜状においてもラベルを確実に貼着することができるラベル貼付装置を提供することを目的としている。
また、繰り出されるラベルを確実に吸着盤の吸着面に吸着することができるラベル貼付装置を提供することを目的としている。
また、吸着盤の構造を複雑化させないようにしたラベル貼付装置を提供することを目的としている。

本発明は、ラベルを吸着する吸着盤に着目したもので、請求項１記載の発明の要旨は、繰り出されるラベルを吸着盤のエアーの吸引により一旦吸着保持するラベル受位置と、前記吸着盤を被着体に向けて進出し、吸着保持した前記ラベルを前記被着体に貼付するラベル貼付位置との間を進退自在にするエアーシリンダとを備えたラベル貼付装置において、前記エアーシリンダのロッドの先端に設けた基盤と、前記吸着盤と前記基盤との間に配置され、前記吸着盤を揺動自在に設けたボールジョイントと、前記吸着盤と前記基盤との間の前記吸着盤の重心位置に配置されるとともに、前記吸着盤の背面側を押圧可能にしたサブエアーシリンダと、を備え、前記ラベル受位置で、前記サブエアーシリンダにより前記吸着盤の背面側を押圧し、前記ラベル貼付位置で、前記吸着盤を揺動自在にすることを特徴とするラベル貼付装置にある。
また請求項２記載の発明の要旨は、前記ボールジョントは、ハウジング内に揺動自在に設けた頭頂部と、前記頭頂部と一体に形成したボールスタッドと、前記ハウジングに鉛直方向に設けた支持軸と、を備え、前記ボールスタッドを前記基盤に支持し、前記支持軸の端部を前記吸着盤に設けたことを特徴とする請求項１記載のラベル貼付装置にある。

本発明のラベル貼付装置は、被着体のラベル貼付面が水平方向あるいは傾斜方向であってもラベルを確実に貼着することができる。
また、ラベル貼付部の構造を複雑化させることがなく、メンテナンスを容易にすることができる。さらに、繰り出されるラベルを確実に吸着盤の吸着面に吸着保持することができる。

本発明のラベル貼付装置の一例を示した概略構成図である。同上、ラベル吸着貼付部を説明する要部構成図である。同上、ボールジョイントを説明する断面図である。同上、制御部を説明するブロック図である。同上、動作フローを説明するフローチャートである。従来のラベル貼付装置を説明する説明図である。

本発明の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。尚、従来と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

ラベル貼付装置１は主に、供給部２、印字部３、剥離部４、巻取部５、ラベル吸着貼付部６とから構成されている。
また、ラベル貼付装置１の下方にはコンベアＣが配置され、図示しない駆動源により、コンベアＣを駆動させて、コンベアＣ上に載置した被着体Ｂを右から左方向（図１中、矢印Ｆ１方向）に搬送されるように設けてある。

供給部２は、帯状の台紙Ｄに所定の間隔でラベルＬが複数仮着されたラベル連続体Ｐをロール状にしたラベルの連続体Ｐを回転可能に保持する供給軸７が設けられている。
供給軸７に保持されたラベル連続体Ｐは、案内ローラ８、８を介して印字部３へ繰出しすることができる。
また、ラベルＬは紙類からなり、一方面に後述するサーマルヘッド１０の発熱体（図示せず）の発熱作用により感熱発色する感熱発色層を有した感熱発色面を有し、他方面に粘着剤（図示せず）が塗布された粘着面を有している。

帯状の台紙Ｄには、シリコーンなどの剥離剤（図示せず）を塗布した剥離面に、ラベルＬの粘着面を剥離可能に仮着されている。
また、帯状の台紙Ｄに仮着されたラベルＬと、ラベルＬとの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、帯状の台紙Ｄの裏面（ラベルＬが仮着された反対面）に形成されている。

印字部３は、プラテンローラ９とサーマルヘッド１０とが設けられるとともに、サーマルヘッド１０は、プラテンローラ９に対し接離自在に設けられている。
プラテンローラ９は、ステッピングモータ３４に接続され、このステッピングモータ３４の駆動により、プラテンローラ９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Ｐは、プラテンローラ９とサーマルヘッド１０とにより挟持され、後述する制御部３０からの印字指令によりプラテンローラ９が駆動するとともに、サーマルヘッド１０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Ｌの印字面に感熱発色層を発色させて、文字、記号、バーコードなどの視認情報を印字することができる。

剥離部４は、印字部３のラベル連続体Ｐの移送方向下流側に設けられ、先端が鋭角に形成された剥離板１１を有し、移送されるラベル連続体Ｐから帯状の台紙Ｄを剥離板１１の先端で折り返し、剛性のあるラベルＬを帯状の台紙Ｄから剥離されるようにしてある。
尚、剥離板１１で剥離されたラベルＬは、後述のラベル吸着貼付部６の吸着盤２３に形成した吸着面２４にエアーの吸引（負圧）により吸着することができる。
尚、コンプレッサー（図示せず）などのエアー供給源からエアーが供給され、吸着盤２３の吸着面２４に形成した複数の孔部２５・・・２５にエアーの正圧（吹き付）またはエアーの負圧（吸引）が生じるようにしてある。

また、剥離板１１で転向された帯状の台紙Ｄは、案内ローラ１２および牽引部１３を介して巻取部５に移送されるようにしてある。
巻取部５は、帯状の台紙Ｄを巻き取る回転可能な巻取軸１４を有している。この巻取軸１４には、ステッピングモータ３６が接続され、このステッピングモータ３６の駆動により、巻取軸１４が回転駆動して帯状の台紙Ｄを巻取りすることができる。
尚、牽引部１３は、タイミングベルト(図示せず)などを介してステッピングモータ３６の駆動により同期回転する駆動ローラ１５と、フリーに回転する従動ローラ１６とを配置され、駆動ローラ１５と従動ローラ１６とにより帯状の台紙Ｄを牽引して巻取軸１４に導くことができる。

また、印字部３と供給部２との間のラベル連続体Ｐの移送路の下方に、ピッチセンサ１７が配置されている。ピッチセンサ１７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の台紙Ｄ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、帯状の台紙Ｄの裏面側に発光部と受光部を配し、帯状の台紙Ｄ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１７は、基準マークの検出結果に基づいて、ラベルＬの印字基準位置、およびラベルＬ先端を剥離板１１の先端で停止できる基準位置などの基準データとして制御部３０に供給することができる。

ラベル吸着貼付部６は、吸着体１８と、メインシリンダ１９と、が設けられ、メインシリンダ１９には、メインエアーシリンダ１９ａが配置されている。
また、メインエアーシリンダ１９ａのロッド２０の先端に吸着体１８が設けられている。
またメインエアーシリンダ１９ａは、吸着体１８をラベル受位置と、ラベル貼付位置との間で往復動作することができるようにロッド２０が進退することができる。
ラベル受位置は、繰り出されるラベルＬを吸着体１８に配置した吸着盤２３に吸着されるラベルＬの受位置であり、ラベル貼付位置は、ロッド２０が下方に向けて進出し被着体Ｂの上面に吸着盤２３を押圧してラベルＬを貼付する位置である。

吸着体１８は、上から順に基盤２１と、揺動部２２と、吸着盤２３と、サブシリンダ２６とが配置されている。
基盤２１は、略長方形状のプレートから成り、基盤２１の上面には、取付プレート２１ａを介してメインエアーシリンダ１９ａのロッド２０が固着されている。
また基盤２１には、図示しないが貫通孔が形成され、後述するボールスタッド２２ｂを貫通孔に略垂直方向に嵌通するように設けることができる。基盤２１に形成された貫通孔は、４箇所形成されており、貫通孔の数に対応してボールスタッド２２ｂが上下方向に嵌通可能に設けられている。
尚、ボールスタッド２２ｂの落下を防止するために、ボールスタッド２２ｂ上端部に図示しないがストッパー部材が設けられている。

揺動部２２は、基盤２１と吸着盤２３との間に配置され、ハウジング２２ａと、ボールスタッド２２ｂと、支持軸２２ｃとを有している。
ハウジング２２ａには、ハウジング２２ａの形状に沿ってベアリング２２ｆが形成されている。
また、金属状から成るボールスタッド２２ｂの一方端部に、球頭部２２ｇを有し、ハウジング２２ａに設けたベアリング２２ｆの中に頭頂部２２ｇを揺動自在に包着されている。

ボールスタッド２２ｂの他方端部は、基盤２１の貫通孔に嵌通するように、略垂直状に配置されている。
またボールスタッド２２ｂには、コイルスプリング２２ｄが嵌挿されており、基盤２１とハウジング２２ａとを離反する方向に付勢することができる。尚、ボールスタッド２２ｂには、ストッパリング２２ｅが設けられ、基盤２１とストッパリング２２ｅとの間にコイルスプリング２２ｄが配置されている。

ハウジング２２ａに支持軸２２ｃが一体で形成され、鉛直下方に支持軸２２ｃが配置されている。
支持軸２２ｃの下方端部には、吸着盤２３の背面側２３ｂに固着されている。
揺動部２２は、この実施の形態では、４つ設けることができるが、揺動部２２の設ける数は任意とすることができるが、少なくとも３個以上設けることが好ましい。
また、揺動部２２に設けた各ハウジング２２ａ、各ベアリング２２ｆ、各頭頂部２２ｇ、各ボールスタッド２２ｂ、各支持軸２２ｃ、各ストッパリング２２ｅ、各コイルスプリング２２ｄは、同一の形状を有している。

サブシリンダ２６は、基盤２１と吸着盤２３との間に配置されている。サブシリンダ２６は、サブエアーシリンダ２６ａとロッド２６ｂを備えている。
サブエアーシリンダ２６ａは、吸着盤２３の重心位置とほぼ同一の上方に位置して、基盤２１に固設され、ロッド２６ｂを吸着盤２３の背面側２３ｂ（下方）に向けている。
サブエアーシリンダ２６ａに駆動信号を供給することによりロッド２６ｂの先端が吸着盤２３の背面側２３ａに押圧することができるようにしてある。
吸着盤２３の背面側２３ｂから押圧することにより、吸着盤２３の吸着面２４を水平に保つことができる。
また、サブエアーシリンダ２６ａに駆動信号を解除することによりロッド２６ｂが後退して、吸着盤２３の押圧を解除することができる。

吸着盤２３は、中空部２３ａと吸着面２４が形成されている。
吸着面２４は、矩形状に形成されており、繰り出されるラベルＬを吸着保持できるように略平面形状を有している。
また、吸着面２４には、中空部２３ａに連通する複数の孔部２５・・２５を形成することができる。
さらに別設のコンプレッサーの圧縮機から電磁弁（何れも図示せず）を介して中空部２３ａに接続するように設けられている。
電磁弁の切り換えにより吸着面２４の各孔部２５・・２５には、エアーの吸引（負圧）と、エアーの吹く付け（正圧）と、を切り換えすることができる。
吸着盤２３のラベル受位置では、剥離板１１から繰り出されるラベルＬをエアーの吸引に切り換えて吸着面２４に吸着することができる。

吸着面２４には、ラベル確認サンサ２７を設けることができる。
ラベル確認サンサ２７は、光反射型センサが設けられ、ラベルＬが剥離板１１から繰り出されて、ラベルＬの先端が吸着盤２３の吸着面２４に当接する前端辺の近傍に埋設されている。
またラベル確認サンサ２７は、ラベルＬが１枚分、吸着面２４に摺接しながら繰り出されて、ラベルＬの繰り出し完了後に、ラベルＬが吸着面２４に吸着されているか否かを検出して後述の制御部３０に信号を供給することができる。

さらに、吸着面２４には、近接センサ２８を設けることができる。
近接センサ２８は、吸着盤２３が被着体Ｂに押圧したことを検出することができ、被着体Ｂに押圧したことを検出すること、この検出信号を制御部３０に供給することができる。

次に、図４に基づいてラベル貼付装置１の制御部３０のブロック図について説明する。
制御部３０は、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＯＭ３２に記憶されている制御プログラムに従って動作し、各部を制御するＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）３１と、ＣＰＵ３１が動作する上で必要となる各種データを記憶するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）３３と、ステッピングモータ３４にパルス信号を供給し、ステッピングモータ３４を回転駆動させてプラテンローラ９を回転駆動させるプラテン制御回路３５と、ＣＰＵ３１の制御下、帯状の台紙Ｄを巻き取るステッピングモータ３６にパルス信号を供給し、ステッピングモータ３６を回転駆動させて巻取軸１４を回転駆動させる台紙巻取制御回路３７と、ＣＰＵ３１の制御下、印字すべき文字、図形またはバーコードなどの印字データに対応する制御信号を生成し、サーマルヘッド１０に供給し、印字動作を行わせるヘッド制御回路３８と、ＣＰＵ３１の制御下、ピッチセンサ１７の発光部を制御し、光を出射させるとともに、受光部から出力される電気信号を受け取り、基準マークを検出データとしてＣＰＵ３１に供給するピッチセンサ制御回路３９と、各種サンサのエラー信号、用紙切れなどのエラー信号を警報発生部４０に供給し、音(警報)や音声で異常であることを知らせる警報制御回路４１と、を備えている。

またラベル貼付装置１の機能設定、印字情報の入力、警報発生部４０の解除などの入力を行う入力部４３と、入力部４３で入力された情報をＣＰＵ３１に供給し、入力情報に基づいて、インタフェース４２を介して必要な情報を表示部４４に表示することができる。
また吸着盤２３に設けたラベル確認サンサ２７からのラベルＬが吸着したか否かの信号は、インタフェース４５を介してＣＰＵ３１に供給することができる。

さらに吸着盤２３が被着体Ｂを押圧した否かの信号をインタフェース４５を介してＣＰ
Ｕ３１に供給する近接センサ２８を設けることができる。
またコンベアＣの側方に設けた物体検出センサ２９からの信号をＣＰＵ３１に供給する
インタフェース４６と、が設けられている。

次に、フローチャートについて図５に基づいて説明する。
ステップＳ１では、物体検出センサ２９がコンベアＣの駆動により搬送されてくる被着体Ｂを検出したか否かを判断する。
被着体Ｂを検出した場合にはステップＳ２に進み、被着体Ｂを検出されていないと判断した場合には、ステップＳ１の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ２では、プラテンローラ９が駆動してラベルＬに印字するとともに、剥離板１１でラベルＬが剥離されて吸着盤２３の吸着面２４にラベルＬが吸着される。

ラベルＬの繰り出しが完了すると、ステップＳ３に進み、ラベル確認センサ２７がラベルＬを検知したか否かを判断する。
ラベルＬが吸着面２４に吸着されていると判断した場合には、ステップＳ４に進み、ラベルＬが吸着盤２３に吸着されていないと判断した場合には、ステップＳ９に進み、吸着ミスとしてブザー４０を鳴らしてオペレータに知らせるとともに、その後動作を停止させる。

ラベルＬが吸着面２４に吸着されていると判断した場合に、ステップＳ４に進み、サブエアーシリンダ２６ａの駆動を解除して、吸着盤２３に対する押圧を解き、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、メインエアーシリンダ１９ａを駆動させることにより、吸着盤２３を下方（被着体に向け）に移動し、吸着盤２３に吸着したラベルＬを被着体Ｂに貼着し、ステップＳ６に進む。

この時に、被着体Ｂの貼付面Ｂ１が吸着盤２３の吸着面２４とほぼ平行（水平面）の場合には、吸着盤２３は、小さな揺動でラベルＬを被着体Ｂに貼付することができる。（図１参照）
また、被着体Ｂの貼着面Ｂ２が傾斜状にある場合には、吸着盤２３が傾斜面Ｂ２に沿うように大きく揺動してラベルＬを貼付面Ｂ２に確実に貼付することができる。（図１参照）

ステップＳ６では、吸着盤２３が被着体Ｂを押圧したと近接センサ２８が判断した時は、ステップＳ７に進み、吸着盤２３が被着体Ｂを押圧していないと判断した場合には、ステップＳ６の処理が繰り返し実行される。
ステップＳ７では、メインエアーシリンダ１９ａのロッド２０が被着体Ｂから離反する方向に戻り、吸着盤２３が後退してラベル受位置に戻り、ステップＳ８に進む。
ステップＳ８では、サブエアーシリンダ２６ａが駆動してロッド２６ｂが前進して、ロッド２６ｂの先端が吸着盤２３の背面側２３ａを押圧することにより、吸着盤２３の揺動を抑制することができるので、吸着面２４を水平に保つようにできるので、繰り出されるラベルＬの吸着を確実にすることができる。

このように、被着体の貼着面に沿うように吸着盤が揺動することができ、貼着面が水平面や傾斜面であってもラベルを確実に貼付することができる。
また、被着体の貼着面が水平面または傾斜面を有した被着体がランダムにコンベアで搬送されることがあってもラベルを貼着面に貼付することができる。

尚、本実施の形態のラベル貼付装置は、被着体の上面に貼付する例で説明したが、被
着体の側面または底面に貼付するようにすることができる。

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。

１ラベル貼付装置（本発明）
２用紙供給部
３印字部
４剥離部
５巻取部
６ラベル吸着貼付部
１８吸着体
１９メインシリンダ
２０ロッド
２１基盤
２２ボールジョイント（揺動部）
２２ａハウジング
２２ｂボールスタッド
２２ｃ支持軸
２２ｆベアリング
２２ｇ頭頂部
２３吸着盤
２４吸着面
２６サブシリンダ
３０制御部
Ｄ帯状の台紙
Ｌラベル
Ｐラベル連続体
Ｂ被着体

Claims

繰り出されるラベルを吸着盤のエアーの吸引により一旦吸着保持するラベル受位置と、前記吸着盤を被着体に向けて進出し、吸着保持した前記ラベルを前記被着体に貼付するラベル貼付位置との間を進退自在にするエアーシリンダとを備えたラベル貼付装置において、
前記エアーシリンダのロッドの先端に設けた基盤と、
前記吸着盤と前記基盤との間に配置され、前記吸着盤を揺動自在に設けたボールジョイントと、
前記吸着盤と前記基盤との間の前記吸着盤の重心位置に配置されるとともに、前記吸着盤の背面側を押圧可能にしたサブエアーシリンダと、を備え、
前記ラベル受位置で、前記サブエアーシリンダにより前記吸着盤の背面側を押圧し、前記ラベル貼付位置で、前記吸着盤を揺動自在にすることを特徴とするラベル貼付装置。
前記ボールジョントは、ハウジング内に揺動自在に設けた頭頂部と、前記頭頂部と一体に形成したボールスタッドと、
前記ハウジングに鉛直方向に設けた支持軸と、を備え、
前記ボールスタッドを前記基盤に支持し、前記支持軸の端部を前記吸着盤に設けたことを特徴とする請求項１記載のラベル貼付装置。