JP5930976B2

JP5930976B2 - ラベル装着装置

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Publication number: JP5930976B2
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Authority: JP
Inventors: 杉本　宏; 宏杉本; 聖仁井
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Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2016-06-08
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Description

本発明は、ラベル装着装置に係り、特に、筒状ラベルを円形容器以外の正方形または長方形容器に装着するために用いられるラベル装着装置に関する。

容器に筒状のラベルを装着するには、筒状のラベルを容器にかぶせられるように広げ、その後、容器にかぶせられたラベルをそれ自体の伸縮性または弾力性によって装着することが知られている。筒状のラベルを広げるには、複数の爪をラベルの内径側に挿入し、各爪を外径側に移動させる事が行なわれる。

例えば、特許文献１には、筒状ストレッチラベルの装着方法の従来技術として、ラベルを吸盤で拡開し、それを複数の拡径爪にて被嵌して拡開し、ラベルクランパと拡径爪との間でラベルを挟持することが述べられている。さらに、その状態で容器を上昇させて拡径爪の中に挿入し、ボトルクランパも上昇させ、ラベルと共に容器を挟持することが述べられている。

特許第２６３９６５８号公報

複数の拡径爪のそれぞれは、放射状に配置され、同時に外径側に移動する。筒状ラベルには、フラットな印刷シートを筒状に折り畳んで両側端不縁を重ね合わせて接合して形成されるシール位置があるが、容器の軸方向に垂直な方向の断面が円形の場合は、ラベルが回転して装着されても出来上がる商品は同じになるので、シール位置をあまり気にする必要がない。シール位置はシートの接合箇所であるので、他の箇所よりも硬さ、延び、滑り等が異なる。ところで、容器の軸方向に垂直な方向の断面が正方形あるいは長方形の容器形状の場合に、ラベルの正面となる印刷に合わせてラベルのシール位置を容器の正面以外の面や角部等の特定部位に合わせてラベルを装着することがある。その場合に、複数の拡径爪のそれぞれが同じように移動する構造では、ラベルの向きの規制が困難である。

特に伸長率である弾性変形率が約１０％以上の高伸縮ラベルにおいては、ラベルの伸びが均等になるように、複数の拡径爪のそれぞれを移動させる必要がある。拡径爪の間のラベルの伸びが異なることが生じ、伸びが異なると、ラベルの破れにつながる恐れがある。

本発明の目的は、筒状伸長性ラベルを容器に装着するときに、ラベルの向きの規制を可能にするラベル装着装置を提供することである。

本発明に係るラベル装着装置は、筒状伸長性ラベルを容器に装着するために用いられるラベル装着装置であって、容器が通る中心軸に開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る縮径位置と、ラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、各拡径爪の径方向の移動量を多角形形状容器の仕様に合わせて予め定めた関係に設定する移動量関係設定部と、を備え、移動量関係設定部は、容器の多角形形状における複数の頂点の中で、互いに向かい合う任意の２つの頂点を結ぶ方向をラベルの折り位置方向として、複数の拡径爪の中の互いに向かい合う任意の２つの拡径爪の移動量を折り位置方向に予め定めた折り位置方向移動量として設定し、その他の拡径爪の移動量は折り位置方向移動量よりも少ない移動量に設定する位置規制設定手段と、位置規制設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態に設定する容器形状設定手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るラベル装着装置において、移動量関係設定部は、位置規制設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状よりも小さく容器の多角形形状の相似形である前段階相似形における各頂点の位置に対応するように、複数の拡径爪の移動量を設定する相似形設定手段を含み、容器形状設定手段は、相似形設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態に設定することが好ましい。

また、本発明に係るラベル装着装置において、容器の多角形形状は、矩形形状であって、移動量関係設定部の位置規制設定手段は、ラベルのシール位置の近傍を折り位置として、矩形形状の対角線の向かい合う頂点を結ぶ方向を折り位置方向とすることが好ましい。

本発明に係るラベル装着装置において、移動量関係設定部は、複数の拡径爪の移動を径方向に沿って案内する手段と、複数の拡径爪にそれぞれ設けられるカムピンと、複数の拡径爪に対応するそれぞれのカムピンを案内するカム溝を有する円板であって、複数の拡径爪の移動量設定に応じて異なる軌跡となるカム溝をそれぞれ有するカム板と、を含むことが好ましい。

上記構成により、ラベル装着装置は、ラベルを受け取る縮径位置と、ラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で移動可能な複数の拡径爪を備え、さらに、各拡爪の径方向の移動量を多角形形状容器の仕様に合わせて予め定めた関係に設定する移動量関係設定部を備える。そして、移動量関係設定部は、容器の多角形形状における複数の頂点の中で、互いに向かい合う任意の２つの頂点を結ぶ方向をラベルの折り位置方向として、複数の拡径爪の中の互いに向かい合う任意の２つの拡径爪の移動量を折り位置方向に予め定めた折り位置方向移動量として設定し、その他の拡径爪の移動量は折り位置方向移動量よりも少ない移動量に設定する。このように折り位置を設定し、その設定の移動量状態から、各拡径爪の移動量状態を、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態となるように設定する。このようにして、筒状ラベルを容器に装着するときに、ラベルの向きを折り位置に規制することが可能になる。

また、ラベル装着装置において、移動量関係設定部は、位置規制設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状よりも小さく容器の多角形形状の相似形である前段階相似形における各頂点の位置に対応するように、複数の拡径爪の移動量を設定する相似形設定手段を含む。その相似形移動量設定から各拡径爪の移動量状態を、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態となるように設定する。これによって、ラベルの向きを規制したのち、複数の拡径爪の間におけるラベルの伸びを均一にできるので、特に高伸縮性ラベルに有効である。

また、ラベル装着装置において、容器の多角形形状が、矩形形状のときは、ラベルのシール位置の近傍を折り位置として、矩形形状の対角線の向かい合う頂点を結ぶ方向を折り位置方向とする。これによって、ラベルの向きについて、容器の角部から外れた近傍にシール位置が来るように、ラベルの向きを規制することができる。この場合、多角形の正面の面には、シール位置が来ないようにラベルの向きを設定することもできる。

また、ラベル装着装置において、複数の拡径爪の移動を径方向に沿って案内する手段と、複数の拡径爪にそれぞれ設けられるカムピンと、複数の拡径爪に対応するそれぞれのカムピンを案内するカム溝を有する円板であって、複数の拡径爪の移動量設定に応じて異なる軌跡をそれぞれ有するカム板とを有する。このように、カム機構において、カム溝の軌跡を各拡径爪のそれぞれの移動量設定に応じて異なるものとすることで、ラベルの向きを規制し、所望の容器形状に広げることができる。

本発明に係る実施の形態のラベル装着装置が用いられるラベル装着システムの構成を説明する図である。従来技術のラベル装着装置に用いられる８本の拡径爪の様子を説明する図である。図２のカム板のガイド溝軌跡の様子を示す図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置に用いられる４本の拡径爪の様子を説明する図である。図４のカム板のガイド溝軌跡の様子を示す図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置において、ラベルを受け渡されるときの拡径爪とラベルの様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置において、正方形容器用にラベルに折り位置方向を規制しながら、ラベルを広げる様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、容器にラベルを装着する手順の様子を説明する図で、最初に縮径位置の爪部にラベルが配置される様子を示す図である。図８の次の手順で、爪部が拡径位置となる様子を示す図である。図９の次の手順で、容器が複数の爪部の内周側に入ってくる様子を示す図である。図１０の次の手順で、爪部が抜かれて、容器にラベルが装着されたときの様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置において、正方形容器の外形の相似形に一旦ラベルを整えてから、所望の正方形の大きさの形状にラベルを広げる様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置において、長方形容器用のラベルを広げる様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態のラベル装着装置において、六角形容器用のラベルを広げる様子を説明する図である。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ラベル装着システムとして、ボトル供給装置と、ラベル装着装置と、ラベル生成装置と、ラベル基材供給装置と、ラベル搬送装置と、ラベル受渡装置と、ボトル搬送装置とを備えるものとして説明するが、これは構成の１つの例示であって、これら以外の要素を付け加えてもよく、これらの要素の全部ではないいくつかを組み合わせてラベル装着システムとしてもよい。

以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。

図１は、ラベル装着装置３を含むラベル装着システム１の構成図である。このラベル装着システム１は、例えばＰＥＴボトルの表面に、そのボトル内に注入される清涼飲料水等の名称を表す筒状のストレッチラベルＬを装着するためのものである。以下では、ストレッチラベルＬを、特に断らない限り、単にラベルＬと呼ぶことにする。

このラベル装着システム１では、水平面内で多数の容器であるボトルＢを一列に配列して搬送する。また、多数のラベルＬが一定の間隔で印刷された長尺状のラベル基材Ｓを繰り出しながら各ラベルＬに切断する。そして切断されたラベルＬをボトルＢの搬送経路に順次搬送し、その搬送経路上の位置で各ボトルＢに各ラベルＬを装着する。ラベルＬが装着された各ボトルは、再び水平面内に一列に配列して搬出される。

ラベル装着システム１は、図１に示されるように、ボトルＢを供給するためのボトル供給装置２と、ボトル供給装置２によって供給されたボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着装置３と、長尺状のラベル基材Ｓを繰り出してラベル生成装置４に向けて供給するラベル基材供給装置５と、ラベル基材供給装置５から供給された長尺状のラベル基材Ｓを間欠搬送しながら切断することで個々のラベルＬを生成するラベル生成装置４と、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを吸着しながら下流側に搬送するラベル搬送装置６と、ラベル搬送装置６からラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すラベル受渡装置７と、ラベルＬが装着されたボトルＢを搬出するためのボトル搬送装置８とを含む。

ラベル基材Ｓは、ボトルＢに装着される筒状のラベルＬが連続的につながったものである。ラベル基材Ｓ、すなわち各ラベルＬは、例えば、高伸長性の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）樹脂やエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリエチレン系樹脂で形成される。勿論、同程度の高伸長性のフィルムであれば、これ以外の材料、例えば、ポリプロピレン系樹脂や塩化ビニル系樹脂等で形成してもよい。本実施形態のラベル拡開装置は、ラベルＬの弾性変形率が１０％以上で、例えば、３０〜５０％の高伸長性のものに特に有効であり、５０％以上の高伸長性を有するラベルＬに対しても有効である。

また、ラベル基材Ｓは、ラベル基材供給装置５の基材繰出部１８においては、筒状のラベルＬに折り目をつけて略シート状として折り畳んだ状態で、例えば図示されていない基材リールに巻回されている。筒状とするときのシール位置と折り目の折り位置の関係は、ボトルＢとラベルＬの仕様に応じて、予め設定される。例えば、シール位置を折り位置の近傍で折り位置から数ｍｍずらした位置とすることができる。

ラベル基材Ｓを構成する各ラベルＬには、ボトルＢの飲料名称等が印刷される。また、各ラベルＬには、ラベル生成装置４でラベル基材Ｓが切断されるときの基準位置を示す基準マークが形成される。基準マークとしては、例えば、矩形形状のものを用いることができる。

ラベル基材供給装置５は、基材繰出部１８から繰り出された長尺状のラベル基材Ｓを所定の速度で連続的にラベル生成装置４へと送り出すものである。送り出しには、支持ローラを用いることができる。

ラベル生成装置４は、ラベル基材供給装置５によって供給されたラベル基材Ｓを、基準マークを用いながら、所定長さに切断することで複数のラベルＬを生成するものである。ラベル生成装置４は、切断装置と、ラベル基材Ｓを切断装置へ搬送するための送り装置と、基準マークを検出するマークセンサ等を含んで構成される。

ラベル搬送装置６は、ラベル生成装置４によって生成されたラベルＬを、下流側のラベル受渡装置７に搬送するものである。ラベル搬送装置６は、ラベルを吸引する機構と、ベルト等の搬送機構を含んで構成される。

ラベル受渡装置７は、ラベル搬送装置６によって搬送されたラベルＬを受け取り、ラベル装着装置３に受け渡すためのものである。ラベル受渡装置７は、ラベルＬを吸着保持するテイクアップ部材４６と、それらを回転軸から放射状に支持するアーム４７とを含んで構成される。回転軸の回転速度は、ラベル搬送装置６によってラベルＬが搬送されるタイミングでテイクアップ部材４６がラベルＬを順次受け取ることができるように制御される。

ボトル供給装置２は、複数のボトルＢを搬送してラベル装着装置３に供給するものである。ボトル供給装置２は、コンベア１１、スクリューコンベア１２およびスターホイール１３を含んで構成される。

コンベア１１は、図示されていない搬送モータによって駆動され、スクリューコンベア１２は、ラベル装着装置３の主軸１４に連結されて駆動され、複数のボトルＢを搬送する。具体的には、コンベア１１は、多数のボトルＢを一列に並べて搬送する機能を有し、スクリューコンベア１２は、コンベア１１によって搬送される多数のボトルＢの間隔を所定の搬送間隔に調整する機能を有する。この所定の搬送間隔は、スターホイール１３の周縁に形成されたボトルＢを保持するための複数の凹部１３ａの間隔にほぼ相当する。

スターホイール１３は、ラベル装着装置３の主軸１４と同期して回転し、外周部において複数のボトルＢを等間隔で保持しながらラベル装着装置３に受け渡す。具体的には、スターホイール１３は、コンベア１１およびスクリューコンベア１２によって搬送された各ボトルＢをボトル保持用の各凹部１３ａで保持してラベル装着装置３に搬送する機能を有する。

ラベル装着装置３は、ボトル供給装置２から供給されたボトルＢを保持しながら、それらを周方向に搬送するロータリ式の装置である。ラベル装着装置３は、ボトルＢを周方向に搬送する途中において、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け渡され、受け渡されたラベルＬを筒状に拡径してその中にボトルＢを挿入することでラベルＬをボトルＢに装着する。そして、さらに周方向に搬送して、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。

ラベル装着装置３は、ボトルＢにラベルＬを装着するためのラベル装着ヘッド２０と、複数のラベル装着ヘッド２０を放射状に一定間隔で取り付けられた主軸１４とを有する。各ラベル装着ヘッド２０の間隔は、スターホイール１３の各凹部１３ａの間隔と略同一である。ラベル装着ヘッド２０は、図示されていない主軸モータによって主軸１４が図１の矢印方向に回転駆動されることで、周方向に回転される。ラベル装着ヘッド２０の回転速度は、ボトルＢの生産量に応じて変更可能である。

ラベル装着ヘッド２０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る機能と、受け取ったラベルＬは筒状を平らにした折り畳み状態であるのでこれを筒状に開く機能と、筒状に開いたラベルＬをボトルＢが挿入できる程度に拡開する機能と、拡開したラベルＬにボトルＢを上昇させて挿入し、ラベルＬをボトルＢに装着させる装着機能と、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトルクランパでラベル拡開装置から引き上げる機能等を有する。図１では、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取る過程と、受け取ったラベルＬを筒状に開く過程が示されている。

ラベル装着装置３は、図１に示されるように、ボトル受渡位置Ｐ１においてボトル供給装置２から供給されたボトルＢを、ラベル装着ヘッド２０に保持しながら周方向に搬送する。ラベル装着装置３は、ラベル受渡装置７からラベル受渡位置Ｐ２においてラベルＬを受け取る。このラベルＬは、ラベル吸着位置Ｐ６において、ラベル搬送装置６から受け取ったものをラベル受渡装置７が吸着し、回転軸の周りに回転してラベル受渡位置Ｐ２に搬送されたものである。ラベル装着装置３は、ラベルＬを受け取って、ラベル装着位置Ｐ３において、主軸１４周りに矢印方向へ移動しながらボトルＢに装着する。そして、ラベル装着装置３は、ボトル受渡位置Ｐ４において、ラベルＬが装着されたボトルＢをボトル搬送装置８に受け渡す。

ボトル搬送装置８は、ラベルＬが装着されたボトルＢをラベル装着装置３から受け取り、さらに検査、梱包等の下流工程に搬出するためのものである。ボトル搬送装置８は、スターホイール１５およびコンベア１６を含んで構成される。

ボトル搬送装置８のスターホイール１５は、ラベル装着装置３の主軸と同期して図１に示す矢印方向に回転し、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０から受け渡されたボトルＢを保持してコンベア１６に向けて搬送する。スターホイール１５の周縁に形成されたボトル保持用の凹部１５ａは、ラベル装着装置３のラベル装着ヘッド２０の間隔と等間隔に形成される。コンベア１６は図示されていない搬送モータによって駆動され、スターホイール１５から受け取ったボトルＢを下流工程に向けて搬出する。

図２と図３は、従来技術として、軸方向に垂直な方向の断面が円形であるボトルＢに用いられるラベル装着ヘッド２０におけるラベル拡張部３０の様子を示す図である。図２は斜視図で、図３は、カム板３４におけるカム溝４０の軌跡の様子を説明する図である。図４、図５は、軸方向に垂直な方向の断面が四角形であるボトルＢに用いられるラベル装着ヘッド２０におけるラベル拡張部３０の様子を示す図である。図４は斜視図で、図５は、カム板３４におけるカム溝４０の軌跡の様子を説明する図である。

円型のボトルＢ用の従来技術のラベル拡張部３０と、四角形のボトルＢ用のラベル拡張部３０とは、拡径爪５０の数が前者は何本でもよいが後者では４本であることが相違し、カム溝の軌跡の形状が前者と後者とでは異なる。その他の構成は同じである。そこで、ラベル拡張部３０の基本構成については、図２、図３を用いて説明し、実施形態を示す図４と図５については、相違点を中心に説明する。

ラベル拡張部３０は、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開いた後に、筒状のラベルＬをボトルＢが挿入できる程度に拡開する装置である。このラベル拡張部３０の上方に、ラベル受渡装置７からラベルＬを受け取り、これを筒状に開くラベル拡開部が設けられ、ラベル拡張部３０の下方に、ボトルＢを昇降させるボトル昇降部が設けられる。また、後述するように、ラベル拡開部とラベル拡張部３０との間に、ボトルＢとラベルＬをクランプして保持するクランプ部７０が設けられる。

ラベル拡張部３０は、基部３２と、基部３２の上に設けられるカム板３４と、カム板３４の上に設けられる上板３６と、上板３６に配置される拡径爪５０を含んで構成される。基部３２とカム板３４と上板３６は、いずれも中心軸に開口部３８を有する円環状部材である。この開口部３８は、その中をラベルＬが装着される対象容器であるボトルＢが昇降するために貫通部である。

基部３２は、ラベル拡張部３０を含むラベル装着ヘッド２０をラベル装着装置３に取り付ける部材である。カム板３４は、カム溝４０が設けられ、中心軸周りに回転可能な円環部材である。カム板３４に設けられるカム溝４０は、拡径爪５０を上板３６の径方向に移動させるための溝である。カム溝４０は、各拡径爪５０のそれぞれに１つずつ設けられる。

上板３６は、拡径爪５０を予め定めた個数の複数個、周方向に配置する円環状部材である。図２の例では、拡径爪５０は８個が用いられているので、４５度間隔で拡径爪５０が周方向に等間隔で放射状に配置される。このように、上板３６は、拡径爪５０を放射状に配置する基台に相当する。拡径爪５０の配置には、上板３６に径方向に沿って放射状に設けられるガイド溝４２が用いられる。上板３６はカム板３４と異なり、回転しない。

拡径爪５０は、スライド板５２と、爪部５４と、スライド板５２に設けられるカムピン５６を含んで構成される。

スライド板５２は、上板３６のガイド溝４２に支持されて、上板３６の径方向に移動可能な案内板である。スライド板５２は１枚の板材であってもよく、複数の板材を組み合わせたものであってもよい。

爪部５４は、スライド板５２の一方側端部から軸方向に沿って長く延びる軸部材である。ここで軸方向とは、ラベル拡張部３０の開口部３８の中心軸に平行な方向である。爪部５４が上板３６の上に配置されるときの爪部５４の外周側の面は、ラベルＬが接触する面である。爪部５４は、スライド板５２と一体化される。一体化には、同一部材をＬ字型に加工して、爪部５４とスライド板５２としてもよく、別部材で爪部５４とスライド板５２を作って、これらを組み立てて一体化してもよい。

カムピン５６は、スライド板５２の下部に突き出て、カム板３４のカム溝４０にはまりこむピンである。図２では、スライド板５２におけるカムピン５６の位置が示されている。

カム板３４は、上記の例では８本の拡径爪５０に対応するそれぞれのカムピン５６を案内するカム溝４０を有する円板である。図３に、カム板３４におけるカム溝４０の様子が示される。カム溝４０の軌跡は、カム板３４が中心軸周りに回転するときに、カムピン５６が移動すべき動きを示すもので、カム板３４の回転角度とカムピン５６の径方向の位置で与えられる。

図２の例では、円形のボトルＢ用であるので、８本の拡径爪５０のそれぞれは、同時に同じように径方向に移動する。したがって、８つのカム溝４０は、同じ軌跡を有している。

したがって、カム板３４が回転すると、カム溝４０の軌跡に沿ってカムピン５６が駆動される。カムピン５６が配置されるスライド板５２は、上板３６の径方向にのみ移動可能にガイド溝４２に案内されるので、カム板３４が回転するとスライド板５２が上板３６の径方向に移動する。爪部５４はスライド板５２と一体であるので、結局、カム板３４が回転すると、カム溝４０の軌跡で与えられる径方向の位置に従って、爪部５４が上板３６の径方向に移動することになる。

カム板３４が正回転するときに、拡径爪５０が上板３６の外周側に移動するとすれば、カム板３４が逆回転のときは、正回転と逆方向に、すなわち上板３６の内周側に拡径爪５０が移動する。このように、カム板３４の回転方向を変えることで、拡径爪５０を上板３６の外周側または内周側に移動させることができる。

そこで、ラベルＬを拡径するためにラベルＬを受け取るときは、拡径爪５０を内周側に移動させ、ラベルＬを径方向に引き延ばしてその中にボトルＢを挿入させるときは、拡径爪５０を外周側に移動させる。前者の拡径爪５０の位置を縮径位置、後者の拡径爪５０の位置を拡径位置と呼ぶことにする。拡径爪５０は、拡径する前で縮径したままのラベルＬを受け取る縮径位置と、ラベルＬを引き延ばす拡径した拡径位置との間で、上板３６の径方向に移動可能な部材である。

図４と図５は、軸方向に垂直な方向の断面が多角形であるボトルＢの代表として、断面が四角形であるボトルＢに用いられるラベル拡張部３０と、そのカム板３４の様子を示す図である。ここでは、拡径爪５０の数が４本である。一般的に、多角形断面形状のボトルＢの場合、拡径爪５０の数は、ボトルＢの多角形断面の頂点の数とすることができる。なお、多角系断面形状には、各角や面が少し湾曲したものも含まれる。

図５は、図４におけるカム板３４の様子を示す図であるが、拡径爪５０の本数つまりカムピン５６の本数に合わせ、カム溝４０は４つである。これら４つのカム溝４０は、軌跡が同じではない。軌跡の詳細については後述する。これらの４つのカムピン５６とカム溝４０を区別するため、カムピン５６についてはｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４、カム溝４０についてはＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４として、図５では示されている。

図６は、図４で説明したラベル拡張部３０を用いて、正方形断面形状のボトルＢに、Ｌ６０として示されるラベルＬを装着するときの初期状態における拡径爪５０の様子を示す図である。ラベルＬは、筒状ストレッチラベルである。図６の下側には断面図、上側には、スライド板５２と爪部５４の部分を示す上面図が示されている。

各拡径爪５０の位置は、縮径位置に設定されている。拡径爪５０の数は４つである。各爪部５４を区別するために、図６では、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４と符号が付けられている。Ｆ１は、カムピンｐ１、カム溝Ｔ１に対応するものである。同様に、Ｆ２は、カムピンｐ２、カム溝Ｔ２に対応し、Ｆ３は、カムピンｐ３、カム溝Ｔ３に対応し、Ｆ４は、カムピンｐ４、カム溝Ｔ４に対応する。

Ｌ６０のラベルＬは、ラベル拡開部から受け取った状態のもの、つまり初期状態のもので、ラベル基材Ｓから切断されて扁平なものを、折り位置の間を開いて上面図で見ると舟形のような形状に開いた状態のものである。そこで、以下では、初期状態の形状を舟形形状に開かれたものとして説明を続ける。なお、図６では、拡径爪５０のスライド板５２の上面からの軸方向の長さは、ラベルＬの軸方向長さであるラベル丈よりも短いものとして示されているが、拡径爪の長さやラベル丈はこれに限定される必要はない。

図７は、図６で説明した初期状態のラベルＬ６０を広げて、正方形断面形状のボトルＢに装着するときの経過を説明する図である。図７は白抜き矢印で順序が示される３つの状態を示す図で、左側の図（ａ）が初期状態、真ん中の図（ｂ）がラベルの向きの規制状態、右側の図（ｃ）が最終的にラベルＬにボトルＢを装着するときの状態である。各状態の図の上側には拡径爪５０の各爪部５４であるＦ１等とラベルＬの配置状態が示され、下側には各爪部５４の配置状態に対応するカム板３４の回転状態と各カムピンｐ１等とカム溝Ｔ１等の関係が示されている。

図７（ａ）に示される初期状態においては、カム板３４の回転状態は初期状態にある。図７では、紙面上で、カム板３４が予め定めた回転範囲の中で、反時計方向に最も回転した状態を初期状態としてある。そのときに、各カム溝Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４のそれぞれの軌跡の時計方向の端部に、各カムピンｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４が位置する。このときに、各爪部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４が縮径位置となっている。そして、舟形形状に開かれた初期状態のラベルＬがＬ６０として示されている。このときに、扁平なラベルＬの折り位置が向かい合う２つの爪部に合わせられる。ここでは、折り位置が、爪部Ｆ２，Ｆ４に合わせられたものとして説明を続ける。図６、図７には、両側に折り位置のある扁平なラベルＬが示されている。

図７（ｂ）は、カム板３４が初期状態から時計方向にθ₁回転して、ラベルＬの向きを折り位置に規制する位置規制状態の様子を示す図である。ここでは、舟形形状の両側の折り位置で位置規制を行なうために、向かい合う２つの爪部Ｆ２，Ｆ４が先行して外周側に適当に移動される。残りの２つの爪部Ｆ１，Ｆ２はここではまだ移動しない。

このように、向かい合う２つの爪部Ｆ２，Ｆ４を先行して外周側に移動させることで、ラベルＬの折り位置を各爪部Ｆ２，Ｆ４に位置決めすることができ、ラベルＬの向きを規制することができる。この状態のラベルＬは、Ｌ６２として示されている。

初期状態から位置規制状態に移るとき、ラベルＬは形状を変更するが、引き延ばし等の変形を受けないものとすることができる。つまり、初期状態の舟形形状が、位置規制状態で、細長い菱形形状となるだけで、ラベルＬの周囲長に変化が生じないものとできる。勿論、場合によって、多少の変形を伴うものとしてもよい。

初期状態から位置規制状態に移るとき、カム板３４はθ₁回転するが、その回転の間、爪部Ｆ１，Ｆ３の位置状態は変わらないので、カムピンｐ１，ｐ３の径方向位置が変わらない。したがって、カム溝Ｔ１，Ｔ３は、カム板３４の回転角度が０度の初期状態からθ₁だけ回転する間、径方向の位置が同じ軌跡となる。一方、爪部Ｆ２，Ｆ４の位置状態は、カム板３４のθ₁回転の間に、外周側に移動する。したがって、その回転の間に、カムピンｐ２，ｐ４の径方向位置は外周側に移動する。したがって、カム溝Ｔ２，Ｔ４は、カム板３４の回転角度が０度の初期状態からθ₁だけ回転する間に、径方向の位置が外周側に大きくなる軌跡となる。

上記では、初期状態から位置規制状態の間で、Ｆ１，Ｆ３の位置状態が変化しないものとして説明したが、Ｆ１，Ｆ３の径方向の移動量を、Ｆ２，Ｆ４の径方向の移動量よりも少なく設定することでも、ラベルＬの向きに関する位置規制を十分に行うことができる。

このように、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡を異ならせることで、ラベルＬを初期状態から位置規制状態に移すことができる。その意味で、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡は、４つの爪部５４の中の互いに向かい合う２つの爪部Ｆ２，Ｆ４の移動量を折り位置方向に予め定めた折り位置方向移動量として設定し、その他の爪部Ｆ１，Ｆ３の移動量を折り位置方向移動量よりも少ない移動量に設定する位置規制設定手段と呼ぶことができる。

位置規制状態において、ラベルＬの２つの折り位置がそれぞれ２つの爪部Ｆ２，Ｆ４に定まると、この状態でラベルＬが径方向に引き延ばされ、ボトルＢの外形に対応する開口を有するようにされる。この開口にボトルＢが挿入されて、ラベルＬがボトルＢに装着されることになる。

図７（ｃ）は、カム板３４が時計方向にθ₂まで回転して、ラベルＬの開口をボトルＢの外形に対応するまで広げた容器形状状態の様子を示す図である。ここでは、４つの爪部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４がそれぞれ径方向において同じ位置になるように外周側に移動される。この状態のラベルＬは、Ｌ６６として示されている。

位置規制状態から容器形状状態に移るとき、カム板３４はθ₁からθ₂まで回転するが、その回転の間、爪部Ｆ１，Ｆ３は、径方向に外周側に向かって移動する。爪部Ｆ２，Ｆ４も、径方向に外周側に向かって移動するが、位置規制状態のときに既に外周側に移動済みであるので、その移動量は、爪部Ｆ１，Ｆ３の径方向の移動量よりは少ない。

したがって、カム板３４はθ₁からθ₂まで回転する間に、カムピンｐ１，ｐ３もカムピンｐ２，ｐ４も共に径方向に外周側に向かって移動するが、カムピンｐ１，ｐ３の移動量がカムピンｐ２，ｐ４の移動量よりも大きい。

これに応じ、カム溝Ｔ１，Ｔ３も、カム溝Ｔ２，Ｔ４も、カム板３４の回転角度がθ₁からθ₂まで回転する間、径方向の位置が共に大きくなる軌跡となるが、カム溝Ｔ１，Ｔ３の径方向の位置の変化量が、カム溝Ｔ２，Ｔ４の径方向の位置の変化量よりも大きい。

このように、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡を異ならせることで、ラベルＬを位置規制状態から容器形状状態に移すことができる。その意味で、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡は、位置規制状態のときに設定された２つの爪部５４のそれぞれの移動量状態から、ボトルＢの正方形形状の拡径位置に対応する移動量状態に設定する容器形状設定手段と呼ぶことができる。

図８から図１１は、ボトルＢにラベルＬを装着する手順の様子を説明する図である。図８は、図６をモデル的に示す図で、拡径爪５０を縮径位置として、Ｌ６０として示されるラベルＬが配置される様子を示す図である。Ｌ６０は、まだ径方向に引き延ばされていない状態のラベルＬである。

図９は、拡径爪５０を拡径位置としたときの様子を示す図である。拡径爪５０を拡径位置にするには、カム板３４を回転させ、カムピン５６を外周側に移動するようにすればよい。このとき、ラベルＬは、拡径爪５０の爪部５４に相当する高さの部分は、爪部５４の強度によって、径方向に一様に引き延ばされる。この引き延ばしのときに、まずラベルＬの向きについて、折り位置を爪部５４の位置に合わせる位置規制が行われ、その後に、ボトルＢの外形に対応した開口に引き延ばされる。爪部５４の先端と最先端側との間は、ラベルＬの弾性で連続的に変形する。この状態のラベルＬは、図９にＬ６４として示される状態となる。このＬ６４の下半分は、図７のＬ６６と同じである。

図１０は、図９の状態でボトルＢが上昇してくる様子を示す図である。図９に示されるように、Ｌ６４として示されるラベルＬは、最先端側の開口の寸法が引き延ばされる前のＬ６０と同じであるので、ボトルＢの胴部の外形よりも狭い。その状態で、ボトルＢが上昇すると、ボトルＢの胴部の肩の部分で引き延ばされてボトルＢとラベルＬが密着する。なお、ボトルＢの上昇によって、ラベルＬがずれ上がることを防止するために、ラベルＬの下端を爪部５４とは別体のクランプで一時的に挟持してもよい。図１０では、その状態のラベルＬを、Ｌ６６として示してある。ボトルＢが上昇し、ちょうどラベルＬの上端が予め設定されたラベル装着位置となると、いままで待機していたクランプ部７０が径方向に進み、肩部のところで、ボトルＢとラベルＬをクランプして保持する。クランプ部７０は、ボトルＢの昇降に同期して、軸方向に移動する。

さらにボトルＢが上昇を続けると、ラベルＬは、拡径爪５０の爪部５４の外周を摺動しながら上方に移動する。そして、さらにボトルＢが上昇を続けることで、ラベルＬは拡径爪５０から離れ、ラベルＬの弾性によってボトルＢの表面に密着し、ラベルＬのボトルＢへの装着が完成する。図１１には、そのようにボトルＢの表面に装着された状態のラベルＬがＬ６８として示されている。

図７で説明したように、ラベルＬは、位置規制状態から容器形状状態に移るときに、爪部Ｆ１，Ｆ３の移動量と爪部Ｆ２，Ｆ４の移動量が異なる。これをできるだけ同じとする構成の例を図１２に示す。図１２は、図７に対応する図であるが、４つの状態が示されている。最も左側の図（ａ）は、初期状態で、図７（ａ）に対応する。左側から２番目の図（ｂ）は、位置規制状態で、図７（ｂ）に対応する。一番右側の図（ｄ）は、容器形状状態で、図７（ｃ）に対応する。左から３番目の図（ｃ）が新たに加わった状態で、図１２（ｄ）の容器形状状態に対応する正方形形状の大きさよりも小さい相似形のラベルＬとする相似形設定状態である。

図１２の構成では図７よりも相似形設定状態が増えているので、カム溝４０の軌跡が図７における軌跡と異なる。図１２では、カムピンｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４のそれぞれに対応するカム溝をＴ１１，Ｔ２１，Ｔ３１，Ｔ４１として示してある。そして、カム板３４の回転角度を、初期状態を０度として、位置規制状態のときをθ₁₁、相似形設定状態のときをθ₁₂、容器形状状態のときをθ₁₃として示した。

図１２（ａ），（ｂ），（ｄ）は、カム板３４の回転角度の大きさが少し異なるだけで、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）と異なるだけで、爪部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の位置、カムピンｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４の位置は同じで、それらの状態におけるカム溝Ｔ1，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の設定の方法も同じであるので、詳細な説明を省略する。

図１２（ｃ）の相似形設定状態は、その前の位置規制状態と比べ、爪部Ｆ１，Ｆ３は、径方向に外周側に向かって移動し、爪部Ｆ２，Ｆ４は径方向に内周側に戻される。このようにして、４つの爪部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の径方向に沿った位置が同じとされる。この径方向に沿った位置は、４つの爪部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４によって保持されるラベルＬの形状がボトルＢの形状よりも小さい相似形となるように設定される。図１２では、Ｌ６３としてその相似形のラベルＬが示されている。

位置規制状態から相似形設定状態に移るとき、ラベルＬは形状を変更するが、引き延ばし等の変形を受けないものとすることができる。つまり、位置規制状態の細長い菱形形状の形状が、相似形設定状態で、正方形形状となるだけで、ラベルＬの周囲長に変化が生じないものとできる。勿論、場合によって、多少の変形を伴うものとしてもよい。

カム板３４がθ₁₁からθ₁₂に回転する間に、爪部Ｆ１，Ｆ３が、径方向に外周側に向かって移動し、爪部Ｆ２，Ｆ４が径方向に内周側に戻されるのに対応し、カムピンｐ１，ｐ３の径方向位置は外周側に移動し、カムピンｐ２，ｐ４の径方向位置は内周側に移動する。したがって、カム溝Ｔ１１，Ｔ３１は、径方向の位置が増加する軌跡となるのに対し、カム溝Ｔ２１，Ｔ４１は、径方向の位置が減少する軌跡となる。

このように、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡を異ならせることで、ラベルＬを位置規制状態から相似形設定状態に移すことができる。その意味で、カム溝Ｔ１，Ｔ３の軌跡と、カム溝Ｔ２，Ｔ４の軌跡は、位置規制状態のときに設定された４つの爪部５４のそれぞれの移動量状態から、ボトルＢの正方形よりも小さくボトルＢの正方形の相似形である前段階相似形における各頂点の位置に対応するように、４つの爪部の移動量を設定する相似形設定手段と呼ぶことができる。

カム板３４がθ₁₂からθ₁₃まで回転すると、ラベルＬは、相似形設定状態の相似形が引き伸ばされて、最終的なボトルＢの正方形に対応する開口を有するＬ６６となる。Ｌ６６は、図７（ｃ）のＬ６６、図９のＬ６４と同じである。

図１３は、ボトルＢの断面形状が長方形の場合において、ラベルＬを長方形に引き延ばすための４つの状態を示す図である。ここでは、図７、図１２の上側の図に対応する図を示し、下側の図は省略した。

４つの状態は、図１２における４つの状態にそれぞれ対応する。すなわち、図１３（ａ）は初期状態を示し、（ｂ）は位置規制状態を示し、（ｃ）は相似形設定状態を示し、（ｄ）は容器形状状態を示す。図１３の各図に示されるように、ボトルＢが長方形形状の場合も、図１２の正方形形状の場合と同様に、ラベルＬの位置規制を行って、その後に相似形設定状態を経て、最終的な容器形状に引き延ばすことができることが分かる。

上記では、ボトルＢの断面形状が正方形、長方形である矩形形状の場合について説明したが、六角形、八角形等の偶数の頂点数を有する多角形の場合にも同様に位置規制状態を経てラベルＬを引き延ばすことができる。図１４は、ボトルＢの断面形状が六角形の場合について、位置規制状態を経て、ラベルＬが六角形に引き延ばされる様子を説明する図である。ここでも、扁平なラベルＬの折り位置が向かい合う２つの爪部に合わせられ、その２つの爪部が先行して外周側に移動することで位置規制が行なわれる。その後に他の爪部が移動して、六角形を形成する。

なお、上記では、カム板に形成されたカム溝の軌跡によって各爪部を径方向に移動させたが、これに限られない。各爪部の移動手段は、それぞれの爪部に取り付けられたエアシリンダの伸縮を利用してもよく、サーボモータによって所定量移動するようにしてもよい。また、上記では、ラベル装着ヘッド２０に対し、ボトルＢが上昇するものであったが、ラベル装着ヘッド２０が下降してラベルＬを装着するものでもよい。

本発明に係るラベル装着装置は、容器にラベルを付着するシステム、装置に利用できる。

１ラベル装着システム、２ボトル供給装置、３ラベル装着装置、４ラベル生成装置、５ラベル基材供給装置、６ラベル搬送装置、７ラベル受渡装置、８ボトル搬送装置、９折変装置、１１，１６コンベア、１２スクリューコンベア、１３，１５スターホイール、１３ａ，１５ａ凹部、１４主軸、１８基材繰出部、２０ラベル装着ヘッド、３０ラベル拡張部、３２基部、３４カム板、３６上板（基台）、３８開口部、４０カム溝、４２ガイド溝、４６テイクアップ部材、４７アーム、５０拡径爪、５２スライド板、５４爪部、５６カムピン、７０クランプ部。

Claims

筒状伸長性ラベルを容器に装着するために用いられるラベル装着装置であって、
容器が通る中心軸に開口部を有する基台上に放射状に配置され、ラベルを拡径するためにラベルを受け取る縮径位置と、ラベルを引き延ばす拡径した拡径位置との間で径方向に移動可能で軸方向に長く延びる複数の拡径爪と、
各拡径爪の径方向の移動量を多角形形状容器の仕様に合わせて予め定めた関係に設定する移動量関係設定部と、
を備え、
移動量関係設定部は、
容器の多角形形状における複数の頂点の中で、互いに向かい合う任意の２つの頂点を結ぶ方向をラベルの折り位置方向として、複数の拡径爪の中の互いに向かい合う任意の２つの拡径爪の移動量を折り位置方向に予め定めた折り位置方向移動量として設定し、その他の拡径爪の移動量は折り位置方向移動量よりも少ない移動量に設定する位置規制設定手段と、
位置規制設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態に設定する容器形状設定手段と、
を含むことを特徴とするラベル装着装置。
請求項１に記載のラベル装着装置において、
移動量関係設定部は、
位置規制設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状よりも小さく容器の多角形形状の相似形である前段階相似形における各頂点の位置に対応するように、複数の拡径爪の移動量を設定する相似形設定手段を含み、
容器形状設定手段は、相似形設定手段によって設定された複数の拡径爪のそれぞれの移動量状態から、容器の多角形形状の拡径位置に対応する移動量状態に設定することを特徴とするラベル装着装置。
請求項１に記載のラベル装着装置において、
容器の多角形形状は、矩形形状であって、
移動量関係設定部の位置規制設定手段は、ラベルのシール位置の近傍を折り位置として、矩形形状の対角線の向かい合う頂点を結ぶ方向を折り位置方向とすることを特徴とするラベル装着装置。
請求項１に記載のラベル装着装置において、
移動量関係設定部は、
複数の拡径爪の移動を径方向に沿って案内する手段と、複数の拡径爪にそれぞれ設けられるカムピンと、
複数の拡径爪に対応するそれぞれのカムピンを案内するカム溝を有する円板であって、複数の拡径爪の移動量設定に応じて異なる軌跡となるカム溝をそれぞれ有するカム板と、
を含むことを特徴とするラベル装着装置。