JP5968726B2 - ラベル装着システム - Google Patents

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本発明は、筒状フィルムからなるキャップシールやラベル等をボトル等の容器に装着するラベル装着システムに関する。
従来、例えば、図１５に示す、薄肉の筒状フィルムによって形成されたラベルをボトルの胴部に装着するラベル装着システムが提案されている。
ラベル装着システム１００は、筒状のラベルＬを生成するラベル生成部１０１と、ラベル生成部１０１で生成されたラベルＬをボトルＢに被嵌するラベル被嵌部１０２とを含む。ラベル生成部１０１は、薄肉のシュリンクフィルムからなり長手方向に所定ピッチで繰り返し同じ印刷が施され帯状に折り畳まれた筒状のラベル基材ＬＭを基材ロール１０１ａから繰り出し、張力機構１０１ｂで一定の張力を与えながら基材切断位置Ｐ１に搬送し、そのラベル切断位置Ｐ１でラベル基材ＬＭをラベルカッタ(図示省略)によって切断することにより、連続的にラベルＬを生成する。
基材切断位置Ｐ１にはラベル基材ＬＭを筒状に開くマンドレル１０１ｃが設けられている。マンドレル１０１ｃは、上流側が錐状で下流側がボトルＢの胴径より僅かに大きい径を有する円柱状の棒部材である。マンドレル１０１ｃは、棒部材の中間部分の所定の位置を基材切断位置Ｐ１に合わせて取り付けられている。ラベル基材ＬＭをラベル生成部１０１にセットする際、ラベル基材ＬＭの先端部はマンドレル１０１ｃに被せるようにしてセットされる。マンドレル１０１ｃの側面の基材切断位置Ｐ１よりも上流側の適所には一対の搬送ローラ１０１ｄがラベル基材ＬＭに圧接されており、この搬送ローラ１０１ｄによってラベル基材ＬＭの先端部が筒状に開いた状態で基材切断位置Ｐ１に搬送される。従って、各ラベルＬは基材切断位置Ｐ１で筒状に開いた状態でラベル基材ＬＭから切り離される。
ラベル被嵌部１０２は、マンドレル１０１ｃの側面の基材切断位置Ｐ１よりも下流側の適所に圧接された搬送ローラ１０２ａと、マンドレル１０１ｃの下方位置に所定の間隔で多数のボトルＢを搬送するコンベア１０２ｂとを含む。コンベア１０２ｂは、ラベル生成部１０１がラベルＬを生成する周期と同期して各ボトルＢをマンドレル１０１ｃの下方位置（ラベル装着位置）Ｐ２に搬送する。
搬送ローラ１０２ａは、マンドレル１０１ｃの軸方向に対して傾いた状態で当該マンドレル１０１ｃとの間でラベルＬを挟み込むように配設されている。搬送ローラ１０２ａは、ラベル基材ＬＭから切り離されたラベルＬに周方向に回転をかけて下方向に送出する。搬送ローラ１０２ａで送出されたラベルＬは周方向に回転しながら直進するので、マンドレル１０１ｃの下端を飛び出した後も筒状に開いた状態を保持してラベル装着位置Ｐ２に搬送されたボトルＢの胴部に確実に装着することができる。
特表２０１０−５１６５６７号公報
特表２０１０−５１６５６７号公報に記載のボトルＢにラベルＬを装着する方法は、マンドレル１０１ｃでラベル基材ＬＭを筒状に開き、その状態でラベルＬをラベル基材ＬＭから切り離した後、搬送ローラ１０２ａで回転を掛けながらラベルＬをボトルＢに向かって送出する方法であるので、ボトルＢとラベルＬとの摩擦抵抗の状態によってボトルＢの胴部におけるラベルＬの装着位置が変化する。
特に、例えば２０μｍ厚の薄肉のラベルＬでは、ボトルＢとラベルＬとの摩擦抵抗の変化が僅かであってもボトルＢの胴部におけるラベルＬの装着位置は大きく変化する。
ボトルＢの表面に水滴が付着している場合、ボトルＢとラベルＬとの摩擦抵抗が大きくなるので、搬送ローラ１０２ａで打ち出された薄肉のラベルＬはコンベア１０２ｂに到達するまでにボトルＢに付着する現象が生じる。一方、ボトルＢの表面に水滴等が付着しておらず、湿度が低い場合、ボトルＢとラベルＬとの摩擦抵抗は低くなるので、搬送ローラ１０２ａで打ち出された薄肉のラベルＬはコンベア１０２ｂに衝突し、その反動で跳ね返った後にボトルＢに付着する現象が生じる。
いずれの場合もボトルＢに付着するラベルＬの位置（以下、「ラベル装着位置」という。）は不安定で、特表２０１０−５１６５６７号公報に記載のボトルＢへのラベルＬの装着方法はボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置がばらつくという不都合がある。ボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置がばらつくと、後工程でラベルＬを熱収縮させた場合にボトルＢにおけるラベルＬの固定位置が大きくばらつき、ラベル装着不良が多発することになる。
従って、この方式を用いたラベル装着装置では、コンベア１０２ｂの下流側にボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置を修正するポジショニング装置を設け、そのポジショ二ング装置でボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置を所定の範囲以内に修正する処理を行うものもある。
しかしながら、ポジショニング装置でボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置を修正できる範囲が限られているので、ボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置が大きくばらついた場合は、ポジショニング装置でもそのラベル装着位置を修正できない場合が生じる。従って、ラベル装着位置Ｐ２でボトルＢに装着されるラベルＬのラベル装着位置を可及的にポジショニング装置で修正可能な範囲に制御することが望まれるが、従来、その制御方法は提案されておらず、実用化もされていない。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ラベル装着位置でボトルに装着されるラベルの装着位置を可及的に所定の範囲内に制御することができるラベル装着システムを提供することを目的とする。
本発明によって提供されるラベル装着システムは、複数の容器を所定の間隔でコンベアに載置し、当該コンベアによって所定のラベル装着位置に所定の周期で搬送する容器搬送手段と、前記ラベル装着位置の上方に配設され、ラベルを筒状に整形した状態で保持するラベル保持手段と、前記容器が前記ラベル装着位置に搬送される毎に、前記ラベル保持手段に保持されているラベルを下方向に所定の速度で送出して前記容器に被せるようにして装着するラベル装着手段と、前記ラベル装着手段が前記ラベルを送出する毎に、次のラベルを生成して前記ラベル保持手段に供給するラベル供給手段と、を備えたラベル装着システムであって、前記ラベル装着手段によって送出された前記ラベルが前記コンベアの載置面に到達する前に停止して前記容器に装着される第１の装着態様と前記ラベル装着手段によって送出された前記ラベルが前記コンベアの載置面でバウンドした後に停止して前記容器に装着される第２の装着態様のいずれの装着態様で装着されたのかを検出するラベル装着態様検出手段と、前記ラベル装着手段によって前記容器に装着されたラベルの前記コンベアの載置面からの装着位置を検出するラベル装着位置検出手段と、前記ラベル装着位置検出手段により検出された前記ラベルの装着位置に基づいて、前記ラベル装着手段の前記ラベルの送出速度の修正の要否を判断する判断手段と、前記判断手段により前記ラベルの送出速度の修正が必要と判断されると、前記ラベル装着態様検出手段により検出された前記ラベルの装着態様と前記ラベル装着位置検出手段により検出された前記ラベルの装着位置とに基づいて、前記ラベル装着手段の前記ラベルの送出速度を予め設定された変化量だけ変化させるラベル送出速度変化手段と、を備え、前記ラベル送出速度変化手段は、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合は前記ラベルの送出速度を前記変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合は前記ラベルの送出速度を前記変化量だけ減少させることを特徴とする（請求項１）。
上記のラベル装着システムにおいて、前記ラベル供給手段は、長手方向に所定ピッチで繰り返し同じ印刷が施され帯状に折り畳まれた筒状のラベル基材を前記ラベル保持手段より上方の所定の位置に設けられた基材切断位置に搬送する基材搬送手段と、前記該基材切断位置で前記ラベル基材を切断して前記ラベルを生成するラベル生成手段と、前記ラベル生成手段が生成した前記ラベルを前記ラベル保持手段に移送するラベル移送手段とを有し、前記ラベル保持手段は、一方の端部に錐状の開口ガイド部が形成され、他方の端部に前記容器の外径より大きい外径の円柱状のラベル整形部が形成されており、前記ラベル移送手段によって移送される前記ラベルを前記開口ガイド部に被せて開口した後前記ラベル整形部で筒状に整形した状態で保持するマンドレルで構成され、前記ラベル装着手段は、前記ラベル保持手段の前記ラベル整形部に移送された前記ラベルを当該ラベル整形部との間に挟み込んで保持するローラと、前記ラベル整形部に保持された前記ラベルを前記ラベル装着位置に向けて送出させるべく前記ローラを回転させる駆動手段とを有するとよい（請求項２）。
上記のラベル装着システムにおいて、前記ラベル装着態様検出手段は、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの移動経路上における前記コンベアの載置面を基準にした前記所定の装着範囲の外側近傍の所定の位置に配設された第１の光センサと、前記第１の光センサの出力信号の波形に基づいて、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの装着態様を判別する判別手段と、を有し、前記ラベル装着位置検出手段は、前記第１の光センサに隣接して当該前記第１の光センサの高さ位置から上方に延びるように配設された所定の長さを有する第２の光センサと、前記第２の光センサの出力信号の波形に基づいて、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの装着位置を検出する位置検出手段と、を有するとよい（請求項３）。
上記のラベル装着システムにおいて、前記判断手段は、前記ラベル装着位置検出手段により検出される前記ラベルの装着位置が前記所定の装着範囲内である場合は前記ラベルの送出速度の修正は不要と判断し、前記ラベルの装着位置が前記所定の装着範囲より外側に設定された所定の閾値以下である第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を予め設定された第１の変化量で修正が必要と判断し、前記ラベルの装着位置が前記所定の閾値よりも大きい第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量よりも大きい予め設定された第２の変化量で修正が必要と判断し、前記ラベル送出速度変化手段は、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が前記第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が前記第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第２の変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が前記第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量だけ減少させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が前記第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第２の変化量だけ減少させるとよい（請求項４）。
上記のラベル装着システムにおいて、前記ローラはリング状をなし、そのローラ面の鉛直線に対する角度が変更可能であり、前記ラベルの送出速度を変化させる所定の変化量は、前記ローラ面の鉛直線に対する角度に対応して予め設定されているとよい（請求項５）。
本発明に係るラベル装着システムでは、容器がラベル装着位置に搬送されると、ラベル保持手段に筒状に整形した状態で保持されているラベルが所定の速度で送出されてその容器に被せるようにして装着される。そして、ラベル供給手段からラベル保持手段に次のラベルが供給され、筒状に整形した状態で保持された後、次の容器がラベル装着位置に搬送されると、同様に方法で次のラベルが次の容器に被せるように装着され、以下、同様のラベル装着処理が所定の周期で繰り返される。
本発明によれば、ラベル装着手段によってラベルが送出されると、そのラベルが第１の装着態様と第２の装着態様のいずれの態様で装着されたのかが検出されるとともに、ボトルにおけるラベルの装着位置が検出される。そして、そのラベルの装着位置に基づいて、ラベル装着手段によるラベルの送出速度の修正の要否が判断され、修正要のときは、ラベルが第１の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合はラベルの送出速度を所定の変化量だけ増加させ、ラベルが第２の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合はラベルの送出速度を所定の変化量だけ減少させるので、可及的速やかにラベルの送出速度をラベル装着位置が所定の装着範囲内となるような適正な送出速度に制御することができる。
これにより、ラベル装着システムのラベル装着不良による不良率と稼働率の低下を低減することができる。
本発明に係るラベル装着システムの要部を示す正面図である。 ボトル検出センサの構成を示す斜視図である。 ラベルを筒状に開口するための部材であるマンドレルの構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 ラベル装着システムにおけるショットローラの部分を拡大した側面図である。 ラベル装着システムにおけるショットローラとマンドレルの部分を示す側面図である。 ボトル検出センサ及びラベル検出センサの検出信号とショットローラ、ラベル移送ユニット及び基材搬送ユニットの速度制御と基材切断ユニットの駆動制御との関係を示すタイムチャートである。 ラベル装着システムにおけるラベルの生成から送出までの位置の変化を示す図である。 ラベル装着位置がばらついている状態を示す図である。 ラベル装着態様検出センサ、ラベル装着動作検出センサ及びラベル装着動作検出センサの配設位置を示す図である。 ショットローラによって送出されたラベルがボトルに装着されるときのラベル装着態様検出センサとラベル装着動作検出センサの出力信号の波形の一例を示す図である。 ラベルがボトルに装着されたときのラベル装着位置検出センサの出力信号の波形の一例を示す図である。 ラベル装着システムの電気的構成を示すブロック図である。 制御部が行うショットローラの速度制御の処理手順（ステップＳ１〜Ｓ１５の部分）を示すフローチャートである。 制御部が行うショットローラの速度制御の処理手順（ステップＳ１６〜Ｓ２３の部分）を示すフローチャートである。 従来のラベル装着システムを示す概略構成図である。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、フィルム被嵌装置の一つであるラベル装着システムを例に、添付図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明に係るラベル装着システムの要部を示す正面図である。図２は、ボトル検出センサの構成を示す斜視図である。図３は、ラベルを筒状に開口するための部材であるマンドレルの構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図４は、ラベル装着システムにおけるショットローラの部分を拡大した図であり、図５は、ショットローラとマンドレルの部分を示す側面図である。
ラベル装着システム１は、多数のボトルタイプの容器Ｂ（以下、「ボトルＢ」という。）を水平方向に所定の間隔で搬送し、各ボトルＢがその搬送経路の所定の位置（以下、この位置を「ラベル装着位置Ｐ２」という。）に搬送される毎に上方位置から筒状に開いたラベルＬを下方向に飛ばして各ボトルＢの胴部に被せるように装着するシステムである。ボトルＢは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの合成樹脂でできている。
ラベル装着システム１は、ボトルＢを所定の間隔ＤB［ｍｍ］で搬送するボトル搬送部２と、ラベルＬを供給するラベル供給部３と、ラベル供給部３から供給されるラベルＬを筒状に開いて保持するラベル保持部４と、ラベル保持部４で筒状に開いたラベルＬをそのラベルＬの搬送方向に高速で送出してボトルＢに被せるように装着するラベル装着部５とを含む。ラベル供給部３、ラベル保持部４及びラベル装着部５は、ラベル装着位置Ｐ２の上方位置に配設されている。
ボトル搬送部２は、多数のボトルＢを立った状態で搬送するコンベアで構成されている。図１では、多数のボトルＢは左側から右側に搬送され、各ボトルＢがラベル装着位置Ｐ２を通過するときに上方から筒状に開口されたラベルＬが打ち出されて各ボトルＢの胴部に被せるように装着される。コンベアベルト２ａのラベル装着位置Ｐ２よりも上流側にはスクリュー（図示省略）が設けられており、一列に隙間なく並んで搬送された多数のボトルＢの間隔がこのスクリューにより所定のボトル間隔ＤB［ｍｍ］に設定される。
本実施形態では、ボトル搬送部２としてベルトコンベアを用いているが、ベルト以外の他のコンベアであってもよい。
また、図２に示すように、コンベアベルト２ａの一方の側面（図２では手前側の側面）のラベル装着位置Ｐ１よりも上流側の所定の位置Ｐ３（ボトル検出位置Ｐ３）に光センサ６が設けられている。光センサ６は、反射型のフォトインターラプタによって構成され、ラベル装着位置Ｐ１に搬送されるボルトＢを検出する。コンベアベルト２ａの他方の側面には光センサ６（以下、「ボトル検出センサ６」という。）から射出された光を光ボトル検出センサ６側に反射する反射鏡６Ａが設けられている。ボトル検出センサ６からは、発光部から射出し、反射鏡６Ａで反射された光を受光部で受光した信号（例えば、ハイレベルの信号）が出力されるが、ボトル検出センサ６と反射鏡６Ａの間をボトルＢが通過すると、ボトル検出センサ６の射出光がそのボトルＢによって遮光された信号（例えば、ローレベルの信号）が出力される。従って、ボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6のレベルが反転する（例えば、ハイレベルからローレベルに反転する）ことによってラベル装着位置Ｐ１の直前に搬送されたボトルＢが検出される。
本実施形態では、ボトルＢの側面が球面のため、フォトインターラプタから射出した光のボトルＢでの反射方向が不安定であるので、フォトインターラプタからの射出光を反射鏡６Ａで反射させる構成を採っている。ボトルＢの側面の形状が安定した光の反射方向を有している形状の場合は、反射鏡６Ａを除去し、ボトルＢでの反射光をフォトインターラプタで受光する構成にしてもよい。この場合は、ボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6のレベルが反射鏡６Ａを用いた場合とは逆になるので、ボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6のレベルがローレベルからハイレベルに反転することによってボトルＢが検出される。
ラベル供給部３は、薄肉のシュリンクフィルムからなり長手方向に所定ピッチで繰り返し同じ印刷が施され帯状に折り畳まれた筒状のラベル基材ＬＭを基材ロールから繰り出し、張力機構で一定の張力を与えながら基材切断位置Ｐ１に搬送する基材搬送機構と、基材切断位置Ｐ１でラベル基材ＬＭの所定のカット位置ＭCを切断して連続的にラベルＬを生成する基材切断ユニットを備える。基材切断位置Ｐ１は、ラベル装着位置Ｐ１の上方の所定の高さ位置に設定されている。ラベル供給部３の基材ロールから張力機構を経て基材切断位置Ｐ１に至る基材搬送経路は、図１５に示す従来の構成と同じであるので、図１では、その部分は省略し、基材切断位置Ｐ１の部分のみを記載している。
ラベル基材ＬＭのシュリンクフィルムには、例えば、厚さ１５〜４０μｍのポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等からなる薄肉のシュリンクフィルムが用いられる。ラベル基材ＬＭのカット位置ＭCは、シュリンクフィルムの長手方向に所定ピッチで繰り返し施されている同じ印刷の各境界部分に設けられている。
ラベル供給部３は、基材切断位置Ｐ１の上流側の所定の位置に配設された駆動ローラ３１Ａと従動ローラ３１Ｂからなる基材搬送ユニット３１と、基材切断位置Ｐ１に配設された可動刃３２Ａと固定刃３２Ｂからなる基材切断ユニット３２と、を備える。ラベル基材ＬＭは、ラベル供給部３にセットされる際、駆動ローラ３１Ａと従動ローラ３１Ｂで挟み込まれるようにセットされ、先頭のカット位置ＭCが基材切断位置Ｐ１に位置合わせされている。
基材搬送ユニット３１の駆動ローラ３１Ａは、サーボモータ（図示省略。図１２の基材搬送用モータＭ３参照）によってラベル基材ＬＭを下方向に搬送するように所定の周期Ｔで間欠的に回転駆動される（図１では時計回りに回転駆動される）。この周期Ｔは、ボトル搬送部２が各ボトルＢをラベル装着位置Ｐ２に搬送する周期ＴBと同一である。駆動ローラ３１Ａの１回当たりの回転量は、ラベル基材ＬＭの次のカット位置ＭCを基材切断位置Ｐ１に搬送するまでの量（以下、ラベル基材ＬＭの隣接するカット位置ＭCの間隔Ｄｃを「ラベル長」という。）である。基材搬送ユニット３１の従動ローラ３１Ｂは駆動ローラ３１Ａに圧接されているので、駆動ローラ３１Ａの回転に伴い反時計回りに間欠的に回転する。駆動ローラ３１Ａ及び従動ローラ３１Ｂの間欠的な回転動作により、ラベル基材ＬＭは所定の周期Ｔでラベル長Ｄｃずつ基材切断位置Ｐ１に搬送される。
基材切断ユニット３２は、ギロチン方式によりラベル基材ＬＭを切断する。基材切断ユニット３２の可動刃３２Ａは、基材切断位置Ｐ１に水平方向に往復動可能に配設され、固定刃３２Ｂは刃の先端を基材切断位置Ｐ１に位置合わせして垂直方向に固定されている。可動刃３２Ａは、基材搬送ユニット３１によりラベル基材ＬＭのカット位置ＭCが基材切断位置Ｐ１に搬送される毎に固定刃３２Ｂ側に往復動してラベル基材ＬＭを切断する。
ラベル保持部４は、シート状に折り畳まれたラベルＬを筒状に開口する部材であるマンドレル４１と、基材切断ユニット３２によりラベル基材ＬＭから切り離された各ラベルＬをマンドレル４１に被嵌させるための移送手段であるラベル移送ユニット４２と、を備える。
マンドレル４１は、図３に示すように、一方端側が錐状で他方端側がボトルＢの胴径より僅かに大きい径を有する円筒状の棒部材で構成される。マンドレル４１の錐状の部分は、ラベルＬを筒状に開口するためのガイド機能を果たす開口ガイド部４１Ａであり、円筒状の部分はラベルＬを断面円形の円筒に整形する機能を果たすラベル整形部４１Ｂである。開口ガイド部４１Ａは、正面視で前後左右の４つの側面に先窄まりの傾斜を設けて四角錐状となっている。開口ガイド部４１Ａの先端部は、左右の傾斜面だけ傾斜角を大きくして楔形に整形されている。開口ガイド部４１Ａの先端を楔形にしているのは、基材搬送ユニット３２によってシート状のラベル基材ＬＭが搬送されたとき、ラベル基材ＬＭの下端をマンドレル４１の楔形部分に衝突させ、ラベル基材ＬＭの下端を押し広げてマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａをラベル基材ＬＭの中に嵌入させるためである。
ラベル整形部４１Ｂの外周面には、ラベルＬとの接触面積を少なくする（ラベルＬとの摩擦力を小さくする）ために、多数の縦溝４１５が形成されている。ラベル整形部４１Ｂの下端部の前後の側面には、任意の方向に自由回転可能な一対のボールローラ４１６が取り付けられている。ボールローラ４１６は、外表面の一部をラベル整形部２５の側面から僅かに突出させた状態で取り付けられている。ボールローラ４１６は、ラベル装着部５の構成要素であるショットローラ５１との間でラベルＬを挟み込み、ショットローラ５１が回転してラベルＬをボトルＢに打ち出す際にショットローラ５１の回転に従動してラベルＬを滑らかに打ち出す機能を果たす。
ラベル整形部４１Ｂの下端部の左右の側面には、反射型のフォトインターラプタで構成される光センサ７からの射出光を反射する反射鏡４１７が取り付けられている。光センサ７は、ラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに移送されたことを検出するセンサである。光センサ７（以下、「ラベル検出センサ７」という。）は、マンドレル４１がラベル移送ユニット４２に装着されたとき、当該マンドレル４１の反射鏡４１７と略同一の高さ位置に光センサ７の受光部が当該反射鏡４１７に対向するように固定部材８に固着されている。
ラベル検出センサ７の発光部から反射鏡４１７に向けて射出された光は、反射鏡４１７で反射してラベル検出センサ７の受光部に入射する。ラベル検出センサ７から出力される信号は、ラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに移送されていなければ、例えば、ハイレベルとなるが、ラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに移送されると、当該ラベルＬによって反射鏡４１７が遮光されるので、ローレベルとなる。従って、ラベル検出センサ７の出力信号のレベルが反転する（例えば、ハイレベルからローレベルに反転する）ことによってラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに移送されたことが検出される。
マンドレル４１は、ラベル移送ユニット４２に着脱可能に装着されている。ラベル移送ユニット４２には、図１に示すように、ラベル基材ＬＭの下端がマンドレル４１の楔形の部分で押し広げられて開口ガイド部４１Ａにラベル基材ＬＭが被嵌された後、ラベル基材ＬＭから切り離されラベルＬをラベル整形部４１Ｂに搬送するためのプーリが４対設けられている。４対のプーリ４２１，４２２，４２３，４２４は、マンドレル４１を装着したときに開口ガイド部４１Ａの左右の側面がフィードベルト４２６を介して当接するように縦に並べて配置されており、プーリ４２１，４２２，４２３は、マンドレル４１を着脱可能に装着する装着部材の機能も果たしている。
一番下の一対のプーリ４２１は、フィードベルト４２６を回転させるための駆動プーリであるが、他のプーリ４２２，４２３，４２４，４２５は、フィードベルト４２６の回転によって回転する従動プーリである。
マンドレル４１の左右の側面には、図３（ｂ）に示すように、傾斜面の下端から開口ガイド部４１Ａの下端にかけて３対のローラ４１３，４１２，４１１が所定の間隔を設けて回転可能に取り付けられている。６個のローラ４１３，４１２，４１１は、ローラ周面がマンドレル４１の側面から僅かに露出するように設けられている。左右の側面のローラ３１２が設けられた部分には窪み４１４が形成されている。この窪み４１４は、マンドレル４１を装着する際、ラベル移送ユニット４２の一対の従動プーリ４２２を嵌まり込ませるための窪みである。
一対の窪み４１４に一対の従動プーリ４２２を嵌まり込ませるようにしてマンドレル４１が装着されると、一対の従動プーリ４２２の下側の一対の駆動プーリ４２１がマンドレル４１の一対のローラ４１１にそれぞれフィードベルト４２６を挟んで圧接され、上側の一対の従動プーリ４２３がマンドレル４１の一対のローラ４１３にそれぞれフィードベルト４２６を挟んで圧接される。また、ラベル移送ユニット４２の一対の従動プーリ４２４は、マンドレル４１の上端部の楔形部分の左右の側面にそれぞれフィードベルト４２６を挟んで圧接される。これにより、マンドレル４１は、ラベル移送ユニット４２の一対の駆動ローラ４２１と二対の従動ローラ４２２，４２３により挟持させるようにして垂直に保持され、一対の駆動ローラ４２１と三対の従動ローラ４２２，４２３，４２４によって１対のフィードベルト４２６がそれぞれマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａの左右の側面に圧接される。
ラベル移送ユニット４２は、フィードベルトによる同一構成の２つの移送機構４２Ａ，４２Ｂで構成されている。一方の移送機構４２Ａは、ラベル装着位置Ｐ２を通る鉛直線Ｎに対して左側に配設され、他方の移送機構４２Ｂは、同鉛直線Ｎに対して右側に配設されている（図１参照）。
移送機構４２Ａ，４２Ｂは、上述した１個の駆動プーリ４２１、３個の従動プーリ４２２，４２３，４２４及びフィードベルト４２６と１個の従動プーリ４２５とで構成されている。移送機構４２Ａの駆動プーリ４２１と２つの従動プーリ４２４，４２５は三角形を描くように配置され、フィードベルト４２６は、駆動プーリ４２１と４つの従動プーリ４２２，４２３，４２４，４２５に掛け渡されている。移送機構４２Ｂも移送機構４２Ａと同様に、駆動プーリ４２１と２つの従動プーリ４２４，４２５が三角形を描くように配置され、フィードベルト４２６が駆動プーリ４２１と４つの従動プーリ４２２，４２３，４２４，４２５に掛け渡されている。移送機構４２Ａの駆動プーリ４２１及び従動プーリ４２２，４２３，４２４，４２５と移送機構４２Ｂの駆動プーリ４２１及び従動プーリ４２２，４２３，４２４，４２５は、鉛直線Ｎに対して対称位置に配置されている。
移送機構４２Ａの一列に並んだ駆動プーリ４２１と従動プーリ４２２，４２３は同一の支持部材に回転可能に支持されている。移送機構４２Ｂの一列に並んだ駆動プーリ４２１と従動プーリ４２２，４２３も移送機構４２Ａと同様、同一の支持部材に回転可能に支持されている。移送機構４２Ａ，４２Ｂの各駆動プーリ４２１は、サーボモータ（図示省略）によって駆動され、移送機構４２Ａのフィードベルト４２６と移送機構４２Ｂのフィードベルト４２６は、ラベルＬを上から下に搬送するように駆動される。すなわち、図１で、移送機構４２Ａのフィードベルト４２６は時計回りに回転され、移送機構４２Ｂのフィードベルト４２６は反時計回りに回転される。
ラベル装着部５は、２個のショットローラ５１と、各ショットローラ５１がロータに固着された２つのサーボモータ５２と、鉛直線Ｎに対するショットローラ５１のローラ面の角度θを変更できるようにサーボモータ５２を支持する支持プレート５３とを含む構成である。サーボモータ５２は、ショットローラ５１の回転を制御する駆動源であり、図１２のブロック図におけるラベルショット用モータＭ６に相当している。
図１では、マンドレル４１の奥側に配置されるショットローラ５１については、サーボモータ５２のみが描かれ、そのサーボモータを取り付ける支持プレート５３とその支持プレート５３を固定する固定部材８は省略されているが、マンドレル４１の手前側に描かれているショットローラ５１、サーボモータ５２、支持プレート５３及び固定部材８と同様の構成であるので、ここでは、マンドレル４１の手前側に描かれているショットローラ５１乃至固定部材８について説明する。
ショットローラ５１は、図４に示すにように、マンドレル４１のラベル整形部４１Ｂの直径よりも少し大きい直径を有するリング状のローラである。ショットローラ５１は、サーボモータ５２のロータの先端にローラ面がロータ軸と直交するように固着されている。サーボモータ５２は、ショットローラ５１がマンドレル４１の前後の側面に設けられたボールローラ４１６に垂直に当接するように支持プレート５３に取り付けられている。
支持プレート５３におけるサーボモータ５２の取付位置は、本体５２１がショットローラ５１のボールローラ４１６への当接位置を中心に回転するように変更可能になっている。サーボモータ５２の支持プレート５３への取り付けは、支持プレート５３に形成された２本の円弧状に湾曲した長孔５３１ａ，５３１ｂと、サーボモータ５２の本体５２１の側面上部に所定の間隔を設けて突設された２つのピン５２１ａ，５２１ｂと、ピン５２１ａにネジによって結合される固定レバー５５とによって行われる。
長方形状の支持プレート５３の先端には円弧状に湾曲したサーボモータ５２の支持部５３Ａが延設され、その支持部５３Ａに２本の長孔５３１ａ，５３１ｂが形成されている。支持プレート５３は、長方形状の本体部分を略水平にし、支持部５３Ａがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂを臨むように固定部材８に固定されている。
図１では、マンドレル４１よりも外側（図１では手前側）に配置される一方の支持プレート５３が支持部５３Ａを右向きにして固定部材８に固定され、これによりその支持部５３Ａに形成された２本の長孔５３１ａ，５３１ｂが手前側のボールローラ４１６を中心とした２つの同心円の円周上に位置するようになっている。一方、図１には描かされていないが、マンドレル４１よりも内側（図１では奥側）に配置される他方の支持プレート５３は支持部５３Ａを左向きにして固定部材８に固定され、これによりその支持部５３Ａに形成された２本の長孔５３１ａ，５３１ｂが奥側のボールローラ４１６（図１では見えていない）を中心とした２つの同心円の円周上に位置するようになっている。
支持部５３Ａに形成された長孔５３１ａは、サーボモータ５２の本体５２１を支持するための孔であり、長孔５３１ｂは、支持部５３Ａにおける本体５２１の支持点を長孔５３１ａに沿って移動させる際のガイドをするための孔である。本体５２１に突設された２つのピン５２１ａ，５２１ｂの間隔は２本の長孔５３１ａ，５３１ｂの間隔と同じである。従って、サーボモータ５２は、本体５２１に突設された２つのピン５２１ａとピン５２１ｂをそれぞれ長孔５３１ａと５３１ｂに嵌入し、ピン５２１ａに固定レバー５５を螺合してネジ締結することにより支持プレート５３に固定される。
固定レバー５５の締結力を緩めると、サーボモータ５２は、長孔５３１ａに沿って移動可能となる。ピン５２１ｂ（以下、「ガイドピン５２１ｂ」という。）が長孔５３１ｂ（以下、「ガイド孔５３１ｂ」という。）に嵌入しているので、固定レバー５５の締結力を緩めてもサーボモータ５２がピン５２１ａを中心として回転することはない。サーボモータ５２は、本体５２１の軸方向が長孔５３１ａと略直交する姿勢を保持しながら当該長孔５３１ａに沿って移動することができる。この移動は、サーボモータ５２のロータの先端に固着されたショットローラ５１をマンドレル４１のボールローラ４１６に当接させた状態でローラ面を回転させる移動となる。
従って、固定レバー５５を緩め、サーボモータ５２を長孔５３１ａ，５３１ｂに沿って所望の位置に移動させた後、固定レバー５５を締め付けることによりショットローラ５１のローラ面の角度θを所定の角度範囲で所望の角度に設定することができる。
本実施形態では、ボールローラ４１６の位置と長孔５３１ａの両端（若しくは長孔５３１ｂの両端）を挟む角度が凡そ６０°となるように長孔５３１ａ，５３１ｂの長さを設定しているので（図４参照）、所定の角度範囲は凡そ６０°である。サーボモータ５２の取り付け位置を長孔５３１ａの上端に設定すると、鉛直線Ｎに対するショットローラ５１のローラ面の角度θは０°となり、サーボモータ５２の取り付け位置を長孔５３１ａの下端に設定すると、水平方向に対するショットローラ５１のローラ面の角度θは反時計回りで６０°となる。
支持プレート５３にはサーボモータ５２がマンドレル４１と支持プレート５３の間に配置されるように取りつけられる。図１では、マンドレル４１の手前左側に描かれている支持プレート５３には、サーボモータ５２を当該支持プレート５３の後側に配置し、ピン５２１ａとガイドピン５２１ｂを当該支持プレート５３の支持部５３１の後側から前側にそれぞれ支持部５３１の長孔５３１ａとガイド孔５３１ｂに嵌入させた後ピン５２１ａに固定レバー５５をネジ締結して、サーボモータ５２が取り付けられている。支持部５３Ａには、ガイド孔５３１ｂの外側に当該ガイド孔５３１ｂに沿って鉛直線Ｎに対するローラ面の角度θを示す目盛Ｍが刻印されている。
従って、作業者は、目盛Ｍを見ながらサーボモータ５２の支持プレート５３の支持部５３Ａへの取付位置を調節することによってショットローラ５１のローラ面の鉛直線Ｎに対する傾斜角θを０°から６０°の範囲で所望の角度に設定することができる。
２つのサーボモータ５２は、ラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに移送される毎に、それぞれ所定の回転速度で所定の回転数だけ間欠的に駆動される。この駆動は、２つのショットローラ５１がラベル整形部４１Ｂに移送されたラベルＬをボトルＢに装着するために下方向に打ち出す駆動である。ショットローラ５１のローラ面の角度θが０°に設定されている場合は、当該ショットローラ５１の回転トルクは鉛直方向の成分だけであるので、筒状のラベルＬは周方向に回転することなく真下に打ち出される。ショットローラ５１のローラ面の角度θが０°でない場合は、当該ショットローラ５１の回転トルクは鉛直方向だけでなく水平方向の成分を含むので、筒状のラベルＬは周方向に回転しながら真下に打ち出される。
ローラ面の角度θを小さくすると、ショットローラ５１の回転トルクの水平成分／垂直成分の成分比は小さくなるから、筒状のラベルＬの周方向の回転力を抑えて下方向への直進力を大きくすることができる。逆に、ローラ面の角度θを大きくすると、ショットローラ５１の回転トルクの水平成分／垂直成分の成分比は大きくなるから、筒状のラベルＬの下方向への直進力を抑えて周方向の回転力を大きくすることができる。
ショットローラ５１の周速度をＶS［ｍｍ／秒］とすると、筒状のラベルＬにはショットローラ５１から周速度ＶS×sin(θ)［ｍｍ／秒］の回転力が付与され、速度ＶS×cos(θ)［ｍｍ／秒］の直進力が付与される。筒状のラベルＬは、周方向に適度の回転を与えていると、ボトルＢに被せる際の直進方向におけるボトルＢとの摩擦力を抑制することができる。このため、筒状に開いたラベルＬに付与する送出力（ショットローラ５１の回転トルクの鉛直成分）と周方向の回転力（ショットローラ５１の回転トルクの水平成分）のバランスを調整できるようにするため、本実施形態では、上記のようにショットローラ５１のローラ面の角度θを所定の角度範囲（６０°）で調整できるようにしている。
ここで、図６と図７を用いて、ラベル装着システムのラベル装着動作の基本的なシーケンスについて説明する。図６は、ボトル検出センサ６及びラベル検出センサ７の出力信号Ｓ6，Ｓ7とショットローラ５１、ラベル移送ユニット４２及び基材搬送ユニット３１の速度制御と基材切断ユニット３２の駆動制御との関係を示すタイムチャートである。
ボトル搬送部２によってラベル装着位置Ｐ２に搬送されるボトルＢがボトル検出センサ６で検出される直前（図６のタイミングｔ0の直前）では、２枚のラベルＬ1，Ｌ2（添え字は図７におけるラベルＬの配列順を示す。）が図７（ａ）に示す位置関係でマンドレル４１に被嵌された状態で停止している。先頭のラベルＬ1の停止位置は、その下端がラベル整形部４１Ｂの下端にほぼ一致する位置であり、２番目のラベルＬ2は、その下端がラベルＬ1の上端に対して所定の間隔ＤL（以下、「ラベル間隔ＤL」という。）だけ上方に離れた位置である。
また、ラベル基材ＬＭは、先端のカット位置ＭCが基材切断ユニット３２によって切断された状態で停止している（図７（ａ）参照）。マンドレル４１のラベル整形部４１Ｂに被嵌されているラベルＬ2の上端と基材切断位置Ｐ１との間隔は略ラベル間隔ＤLである。従って、ラベルＬ2の上方にラベル間隔ＤLだけ離れて次のラベルＬ3がラベル基材ＬＭに接続された状態で待機している。
ラベル整形部４１Ｂの反射鏡４１７は、ラベルＬ1によって遮光されているので、ラベル検出センサ７の出力信号Ｓ7はローレベルになっている（図６のＳ7の波形参照）。ラベルＬ1は、先端部だけが一対のショットローラ５１と一対のボールローラ４１６に挟まれた状態で停止しており、ラベルＬ2は、左右の側面が一対のフィードベルト４２６と開口ガイド部４１Ａの左右の側面に挟まれた状態で停止している。
タイミングｔ0でボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6がハイレベルからローベルに反転し、ボトルＢがラベル装着位置Ｐ２の直前に設定されているボトル検出位置Ｐ３（図２参照）に到達したことが検出されると、ショットローラ５１、ラベル搬送ユニット４２及び基材搬送ユニット３１の間欠動作が同時に開始される。
図６に示すショットローラ５１の速度制御Ａは、ラベル装着位置Ｐ２を通過するボトルＢに対してラベルＬ1を送出する（ボトルＢにラベルＬ1を装着する）ための制御である。ショットローラ５１は、サーボモータ５２によって所定の周速度ＶSまで急加速された後、その周速度ＶSでラベルＬ1を回転させながら下方向に送出する。そして、ラベルＬ1の上端がショットローラ５１とボールローラ４１６とのニップから外れた後に所定のタイミングｔ1で減速を開始してタイミングｔ2で停止する。タイミングｔ1ではラベルＬ1による反射鏡４１７の遮光が解除されるので、ラベル検出センサ７の出力信号Ｓ7はハイレベルに反転する（図６のｔ1におけるＳ7のレベル変化参照）。
図６に示すラベル搬送ユニット４２の速度制御Ｂは、マンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに待機している次のラベルＬ2をラベル整形部４１Ｂに移送するための制御である。また、基材搬送ユニット３１の速度制御Ｃは、マンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに搬送するための制御である。すなわち、速度制御Ｂ，Ｃは、ラベルＬ2とラベル基材ＬＭの先頭に位置しているラベルＬ3をそれぞれ図７（ｂ）に示す位置に移送若しくは搬送する制御である。
ラベル基材ＬＭをラベルＬ２とのラベル間隔ＤLを保持してマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに搬送するために、ラベル搬送ユニット４２と基材搬送ユニット３１の制御は同期して行われ、ラベル搬送ユニット４２のフィードベルト４２６の移動速度（ラベルＬの移送速度）と基材搬送ユニット３１の駆動ローラ３１Ａの周速度（ラベル基材ＬＭの搬送速度）の速度制御Ｂ，Ｃには同一の速度プロファイルが設定されている。また、速度制御Ｂ，Ｃにおける移動速度Ｖb（速度プロファイルの最高速度（定速時の速度））は、移送開始後にラベルＬ2がラベルＬ1と干渉しないようにするため、ショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶS（速度プロファイルの最高速度（定速時の速度））よりも遅く設定されている。
ラベル移送ユニット４２のフィードベルト４２６は、駆動プーリ４２１によって所定の移動度Ｖbまで加速された後、その移動速度ＶbでラベルＬ2を下方向に移送する。そして、ラベルＬ2の上端が駆動プーリ４２１とローラ４１１とのニップから外れた後に所定のタイミングｔ3で減速を開始してタイミングｔ4で停止する。基材搬送ユニット３１の駆動ローラ３１Ａは、サーボモータによって所定の周速度Ｖbまで加速された後、その周速度Ｖbでラベル基材ＬＭを下方向に移送し、タイミングｔ3で減速を開始してタイミングｔ4で停止する。
タイミングｔ0からタイミングｔ4までは、ラベルＬ2とラベル基材ＬＭはラベル間隔ＤLを保持して下方向に移送若しくは搬送される。ラベル基材ＬＭが下方向に搬送され、その先端がマンドレル４１の楔形部分に衝突すると、ラベル基材ＬＭの下端がその楔形部分で押し広げられ、ラベル基材ＬＭの先端部分がマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに被嵌される（図７（ｂ）参照）。
そして、タイミングｔ4でラベル基材ＬＭの搬送が停止すると、ラベル基材ＬＭは、先頭のカット位置Ｍｃが基材切断位置Ｐ１に設定された状態となる。この状態は、ラベル基材ＬＭの先端からラベル長Ｄｃの長さの部分が基材切断位置Ｐ１から下方向に繰り出され、先端側がマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに被嵌された状態である。ラベルＬ2の停止位置は、ラベルＬ2の上端がラベル基材ＬＭの下端からラベル間隔ＤLだけ離れた位置となるが、この位置は、図７（ａ）と図７（ｃ）から分かるように、ラベルＬ2の下端がマンドレル４１の下端から略ラベル間隔ＤLだけ上方にある位置である。
この状態では、ラベルＬ2の下端部は、一対のショットローラ５１と一対のボールローラ４１６には挟まれておらず、ラベルＬ2の上端部がラベル移送ユニット４２の一対のフィードベルト４２６とマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａの側面とに挟まれた状態となっている。マンドレル４１の反射鏡４１７は、ラベルＬ2によって遮光されていないので、ラベル検出センサ７の出力信号Ｓ7のレベルは、ハイレベルが保持されている。
ラベルＬ2とラベル基材ＬＭを図７（ｃ）の状態で一旦停止させるのは、ラベル基材ＬＭをカット位置Ｍｃで切断するためである。タイミングｔ4でラベル基材ＬＭが停止すると、所定のタイミングで基材切断ユニット３２の可動刃３２Ａが往復動してラベル基材ＬＭの切断処理が行われる（図６の切断制御Ｆと図７（ｄ）参照）。
ラベル基材Ｍの切断処理が終了すると、タイミングｔ4から所定時間が経過したタイミングｔ5でショットローラ５１の速度制御Ｄとラベル移送ユニット４２の速度制御Ｅが行われる。ショットローラ５１の速度制御Ｄは、図７（ｅ）に示すように、ラベルＬ2の下端部を一対のショットローラ５１と一対のボールローラ４１６で挟まれた状態にする制御であり、ラベル移送ユニット４２の速度制御Ｅは、ラベル基材ＬＭから切り離されたラベルＬ3をラベルＬ2に対してラベル間隔ＤLを保持してマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに被嵌させる制御である。
速度制御Ｅでは、タイミングｔ5でフィードベルト４２６による移送が開始され、移送速度の加速中にラベルＬ2の上端がフィードベルト４２６から離れると、減速を開始する。一方、速度制御Ｄでは、タイミングｔ5でショットローラ５１の駆動が開始されるが、ショットローラ５１の送出速度の加速中にフィードベルト４２６から移送されたラベルＬ2の下端がショットローラ５１とボールローラ４１６にニップされると、そのラベルＬ2を回転させながら所定の周速度ＶS’まで加速した後、その周速度ＶS’下方向に移動させる。そして、ラベル検出センサ７の出力信号Ｓ7のレベルがハイレベルからローベルに反転するタイミングｔ6で減速を開始してタイミングｔ7でラベルＬ2を停止させる。
図７（ｅ）と図７（ａ）から分かるように、図７（ｅ）の状態は、図７（ａ）のラベルＬ1，Ｌ2，Ｌ3の各停止位置にラベルＬ2，Ｌ3，Ｌ4を移動させた状態である。速度制御Ｄにおける移送速度ＶS’は、速度制御Ａにおける送出速度ＶSの凡そ１/２である。また、マンドレル４１のローラ面の角度θが６０°に設定されている場合、速度制御Ｅにおける移送速度Ｖb’（速度プロファイルのピーク速度）は、移送速度ＶS’の凡そ１/２に設定される。
θ=６０°の場合、ショットローラ５１によるラベルＬの下方向の搬送速度ＶnはＶn＝ＶS’×cos(60°)＝ＶS’／２となるから、Ｖb’＝ＶS’／２に設定することにより、ラベル移送ユニット４２によるラベルＬ3の下方向の移送速度Ｖb’とショットローラ５１によるラベルＬ3の下方向の移送速度Ｖnを略同一にし、ラベル間隔ＤLを保持してラベルＬ2，Ｌ3のマンドレル４１における位置を図７（ｄ）の状態から同図（ｅ）の状態に移動させている。
図７（ｅ）の状態は、図７（ａ）の状態に戻っているから、次のボトルＢがボトル検出センサ６によって検出されると、上述したタイミングｔ0からタイミングｔ7までのショットローラ５１、ラベル移送ユニット４２及び基材搬送ユニット３１の速度制御と基材切断ユニット３２の切断制御のシーケンスが繰り返されることになる。ボルト搬送部２によるボトルＢの搬送速度をＶB［ｍｍ／秒］とすると、各ボトルＢがラベル装着位置Ｐ１に搬送される周期ＴBは、ＴB＝ＤB／ＶB［秒］であるから、上記のラベル装着のシーケンスは周期ＤB／ＶBで繰り返される。
ボトル搬送部２によりボトル間隔ＤBで搬送される多数のボトルＢは、ラベル装着位置Ｐ２を通過する毎にラベル装着部５のショットローラ５１によってラベルＬの装着処理が行われる。マンドレル４１のラベル整形部４１Ｂで筒状に開口されたラベルＬの直径ＲLは、ボトルＢの断面で最も大きい断面の直径ＲBよりも大きく設定されているが、その差分ΔＲ＝ＲL−ＲBは僅かである。このため、ボトルＢがラベル装着位置Ｐ２を通過する際にショットローラ５１によって送出されたラベルＬは、ボトルＢに被せられた後、当該ボトルＢの胴部と擦れ合いながら直進し（下降し）、ボトルＢにおける任意の高さ位置で停止する。
ボトルＢにおけるラベルＬの装着位置を、図８に示すように、ラベルＬの下端のボトルＢの底面（コンベアベルト２ａの載置面Ｑ）からの高さ位置Ｈ［ｍｍ］で定義すると、水平方向に移動しているボトルＢに対してラベルＬを垂直方向に送出して当該ボトルＢに被せる処理を繰り返した場合、各処理でのボトルＢとラベルＬの間の摩擦抵抗は一定ではないから、各ボトルＢのラベルＬの装着位置Ｈは変動する。このため、ラベル装着位置Ｐ２の下流側にはポジショニング装置（図示省略）が設けられ、各ボトルＢのラベルＬの装着位置Ｈがポジショニング装置によって所定の位置ＨRに調整されるようになっている。
しかしながら、ポジショニング装置には調整可能なラベル装着範囲（０〜Ｈmax［ｍｍ］）があり、Ｈmax≦Ｈのラベル装着済みボトルＢは、ポジショニング装置では所定の位置ＨRに調整できず、熱収縮処理後に行われるラベル装着検査でラベル装着不良となって排出されることになる。
本実施形態に係るラベル装着システム１では、ラベル装着不良の数を可及的に低減するため、ラベル装着位置Ｐ２でボトルＢにラベル装着処理が行われる毎に当該ボトルＢに装着されたラベルの装着位置Ｈを検出し、その検出値Ｈがラベル装着範囲の上限値Ｈmax以上の場合はショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶSを変化させる制御を行うようにしている。ショットローラ５１の送出速度ＶSの制御は、本実施形態に係るラベル装着システム１の特徴的な構成である。
ショットローラ５１の送出速度ＶSを制御する制御系は、図９と図１２に示すように、少なくとも２つの光センサ９，１０と１つのライン状の光センサ１１と、光センサ９，１１の出力信号に基づいてサーボモータ５２の回転速度（ショットローラ５１の送出速度ＶS）を速くしたり、遅くしたりする制御をする制御部１２とを含む。
ショットローラ５１によって送出されたラベルＬがボトルＢの胴部に装着される態様として、コンベアベルト２ａの載置面Ｑに到達する前に停止して装着される態様（ラベル装着態様（イ））とコンベアベルト２ａの載置面Ｑに到達し、その載置面Ｑでバウンドした後に停止して装着される態様（ラベル装着態様（ロ））の２種類がある。光センサ９は、ショットローラ５１によって送出されたラベルＬがラベル装着態様（イ），（ロ）のいずれの態様で装着されたのかを判別するためのセンサである。光センサ１１はボトルＢのラベル装着位置Ｈがポジショニング装置の調整可能な変動範囲内であるか否かを判別するためのセンサである。
本実施形態に係るラベル装着システム１では、ラベルＬがボトルＢに装着されるラベル装着位置Ｈがラベル装着範囲（０〜Ｈmax）内となるように、ラベルＬの送出速度ＶSが所定の速度に初期設定されている。ラベルＬがラベル装着態様（イ）でボトルＢに装着され、そのラベル装着位置Ｈがラベル装着範囲の上限値Ｈmax以上となる場合（ラベル装着不良となる場合）、ラベルＬの送出速度ＶSは適切な送出速度よりも遅すぎると考えられる。逆に、ラベルＬがラベル装着態様（ロ）でボトルＢに装着され、そのラベル装着位置Ｈがラベル装着範囲の上限値Ｈmax以上となる場合、ラベルＬの送出速度ＶSは適切な送出速度よりも速すぎると考えられる。
このため、制御部１２は、光センサ９と光センサ１１の出力信号に基づき、ラベル装着態様（イ）でラベル装着不良が生じたことを検出すると、ショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶSを予め設定された変化量ΔＶだけ増大し、ラベル装着態様（ロ）でラベル装着不良が生じたことを検出すると、同送出速度ＶSを変化量ΔＶだけ減少する処理を行う。送出速度ＶSの変化量ΔＶは、任意の値を設定することができるが、例えば、送出速度ＶSの初期設定値の１０％等の値が設定される。
制御部１２は、ショットローラ５１がラベルＬを送出する毎に、光センサ９（以下、「ラベル装着態様検出センサ９」という。）によって各ラベルＬのラベル装着態様を判別するとともに光センサ１１（以下、「ラベル装着位置検出センサ１１」という。）によって各ラベルＬのラベル装着位置Ｈを検出し、その判別結果と検出結果に基づいてショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶSを変化させる処理を繰り返すが、各処理は、各ラベルＬのボトルＢへの装着動作に同期して行う必要がある。
光センサ１０は、ショットローラ５１によって送出されたラベルＬのボトルＢへの装着動作を検出するセンサである。制御部１２は、光センサ１０（以下、「ラベル装着動作検出センサ１０」という。）の出力信号によって各ラベルＬがボトルＢへの装着動作中であることを検出し、この検出中に各ラベルＬのラベル装着態様の判別とボトルＢのラベル装着位置Ｈの検出の処理を行い、その処理結果に基づきショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶSを変化させる処理を行う。
ラベル装着態様検出センサ９は、ラベル検出センサ７と同様に反射型のフォトインターラプタで構成されている。ラベル装着態様検出センサ９は、図９に示すように、鉛直線Ｎより右側に所定の距離だけずれた線上のコンベアベルト２ａの載置面Ｑから所定の高さＨsの位置に設けられている。所定の距離は、ラベルＬの幅ＷLの１／２よりも短い距離であり、所定の高さＨsは、ラベル装着範囲の上限値Ｈmaxと略同一の高さである。ラベル装着態様検出センサ９の正面手前にはラベル装着態様検出センサ９からの射出光を反射する反射鏡が設けられているが、図９では描かれていない。
ラベル装着位置検出センサ１１は、反射型のフォトインターラプタを複数個一列に配列した光センサで構成される。ラベル装着位置検出センサ１１は、鉛直線Ｎに対してラベル装着態様検出センサ９よりも外側の所定の位置に縦向きに配設されている。ラベル装着位置検出センサ１１の鉛直線Ｎからの配設位置もラベルＬの幅ＷLの１／２よりも短い距離の位置である。また、ラベル装着位置検出センサ１１の高さ位置は、縦に配列された最も下位のフォトインターラプタがラベル装着態様検出センサ９と略同一の高さとなる位置である。ラベル装着位置検出センサ１１の正面手前にもラベル装着位置検出センサ１１からの射出光を反射する反射鏡が設けられているが、図９では描かれていない。
ラベル装着動作検出センサ１０は、ラベル装着態様検出センサ９と同一の反射型のフォトインターラプタで構成されている。ラベル装着動作検出センサ１０は、ラベル装着位置検出センサ１１の下側に近接させて配設されている。ラベル装着動作検出センサ１０の正面手前にもラベル装着動作検出センサ１０からの射出光を反射する反射鏡が設けられているが、図９では描かれていない。
図１０は、ショットローラ５１によって送出されたラベルＬがボトルＢに装着されるときのラベル装着態様検出センサ９とラベル装着動作検出センサ１０の出力信号の波形の一例を示す図である。
図１０（ａ）は、ラベルＬがラベル装着態様（ロ）でボトルＢに装着されて「ラベル装着不良」となる（Ｈ≧Ｈmaxとなる）場合のラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9の波形を示し、図１０（ｂ）は、ラベルＬがラベル装着態様（イ）又はラベル装着態様（ロ）でボトルＢに装着されて「ラベル装着良」となる（Ｈ＜Ｈmaxとなる）場合のラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9の波形を示し、図１０（ｃ）は、ラベルＬがラベル装着態様（イ）でボトルＢに装着されて「ラベル装着不良」となる（Ｈ≧Ｈmaxとなる）場合のラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9の波形を示している。また、図１０（ｄ）は、図１０（ｃ）の場合に対応するラベル装着状態検出センサ１０の出力信号Ｓ10の波形を示している。
図７の例を用いて、図１０に示す各タイミングを説明すると、図１０（ａ）〜図１０（ｃ）において、タイミングｔ0は、ショットローラ５１の駆動が開始された（ラベルＬ1の送出が開始された）タイミングである。タイミングｔCは、送出されたラベルＬ1が停止するタイミングである。ショットローラ５１は、ボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6によりボトルＢが検出されると（図６のタイミングｔ0参照）、駆動が開始されるから、タイミングｔ0は、ボトル検出センサ６によるボトルＢの検出周期ＴB＝ＤB／ＶBと同一の周期で発生する。
また、タイミングｔAは、送出されたラベルＬ1の下端がラベル装着態様検出センサ９の遮光を開始したタイミングであり、このタイミングｔAでラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9はハイレベルからローレベルに反転する。タイミングｔBは、送出されたラベルＬ1の上端がラベル装着態様検出センサ９を通過してラベル装着態様検出センサ９の遮光が解除されるタイミングであり、このタイミングｔBでラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9はローレベルからハイレベルに反転する。
図１０（ｂ）の場合は、送出されたラベルＬ1の上端がラベル装着態様検出センサ９を通過した後Ｈ＜Ｈmaxとなる位置に停止するので、ラベル装着態様検出センサ９の遮光が解除された状態が次のタイミングｔ0まで継続する。このため、出力信号Ｓ9のタイミングｔBから次のタイミングｔ0までの期間はハイレベルとなっている。
図１０（ｃ）の場合は、コンベアベルト２ａの載置面Ｑに到達したラベルＬ1が当該載置面Ｑでバウンドし、タイミングｔBの直後にラベルＬ1の上端部がラベル装着態様検出センサ９を再び遮光するので、タイミングｔAからタイミングｔCまでの間にパルス状の信号ＳPが出力される。一方、図１０（ａ）の場合は、送出されたラベルＬ1の上端がラベル装着態様検出センサ９を通過することがなく、図１０（ｂ）の場合は、送出されたラベルＬ1の上端がラベル装着態様検出センサ９を通過した後、ラベルＬがコンベアベルト２ａの載置面ＱでバウンドしてＨ＜Ｈmaxとなる位置に停止するので、いずれの場合もタイミングｔAからタイミングｔCまでの間にパルス状の信号ＳPが出力されることはない。
タイミングｔEは、ボトル搬送部２によるボトルＢの水平移動によってラベル装着態様検出センサ９の射出光の遮光が解除されるタイミングであり、このタイミングｔEでラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9はローレベルからハイレベルに反転する。タイミングｔEの後は、次のラベルＬ2が送出され、そのラベルＬ2の下端がラベル装着態様検出センサ９の遮光を開始するまで（次のタイミングｔAまで）、出力信号Ｓ9のハイレベルが継続される。
図１０（ｄ）において、タイミングｔDは、送出されたラベルＬ1の下端がラベル装着動作検出センサ１０の射出した光の遮光を開始したタイミングであり、このタイミングｔDで出力信号Ｓ10はハイレベルからローレベルに反転する。タイミングｔFは、ボトル搬送部２によるボトルＢの水平移動によってラベル装着動作検出センサ１０の射出光の遮光が解除されるタイミングであり、このタイミングｔFで出力信号Ｓ10はローレベルからハイレベルに反転する。タイミングｔFの後は、次のラベルＬ2が送出され、そのラベルＬ2の下端がラベル装着動作検出センサ１０の遮光を開始するまで（次のタイミングｔDまで）、出力信号Ｓ10のハイレベルが継続される。ラベル装着動作検出センサ１０は、ラベル装着態様検出センサ９よりも僅かに低い位置に配設されているので、タイミングｔD，ｔFはそれぞれ図１０（ｃ）のタイミングｔA，ｔEより微小時間だけ遅れている。
制御部１２は、出力信号Ｓ9がタイミングｔAでハイレベルからローレベルに反転すると、所定の時間ＴGだけ出力信号Ｓ9のレベルを監視する。ローレベルが所定の時間ＴG以上継続する場合（図１０（ａ）の場合）は、ラベルＬ1の送出速度ＶSは適切な速度範囲ＶAL〜ＶAH（ボトルＢにおけるラベルＬ1のラベル装着位置Ｈ1をポジショニング装置のラベル装着範囲（０〜Ｈmax）内に制御可能な速度範囲）に対して遅すぎる場合である。所定の時間ＴGが経過するまでにパルス状の信号Ｓpが出力される場合（図１０（ｃ）の場合）は、ラベルＬ1の送出速度ＶSは適切な速度範囲に対して速すぎる場合である。
制御部１２は、ラベルＬの送出速度ＶSが適切な速度範囲に対して遅すぎる又は速すぎる場合、ラベル装着位置検出センサ１１によってラベルＬ1のラベル装着位置Ｈ1を検出し、その検出結果に基づいてレベルＬの送出速度ＶSを２段階で速くしたり、遅くしたりする制御を行う。
図１１は、ラベルＬがボトルＢに装着されたときのラベル装着位置検出センサ１１の出力信号の波形の一例を示す図である。
図１１の横軸は複数個のフォトインターラプタの配列方向を示し、「０」の位置がラベル装着位置検出センサ１１の最も下位にあるフォトインタ―ラプタである。縦軸は各フォトインターラプタの出力レベルを示し、図１１は、ラベルＬ1の上端がコンベアベルト２ａの載置面から高さＨ1の位置で停止した場合の例を示している。
図１１の例では、ラベル装着位置検出センサ１１の下端から長さＤS［ｍｍ］の部分までのフォトインターラプタがラベルＬ1によって遮光されているので、その部分の出力レベルはローレベルとなっている。ラベル装着位置検出センサ１１の出力レベルが全てハイレベルの場合、ラベルＬ1の装着位置は、図９に示すように、ラベルＬの下端がコンベアベルト２ａの載置面Ｑに略一致した位置（Ｈ＝０の位置）となるから、ラベル装着位置検出センサ１１の出力レベルがローレベルとなっている部分の長さＤSはラベルＬの下端のコンベアベルト２ａの載置面Ｑからの高さ位置Ｈに対応している。
制御部１２は、ラベル装着位置検出センサ１１の出力信号Ｓ11のローレベルとなっているフォトインターラプタによってラベルＬ1のラベル装着位置Ｈ1を検出する。
ラベルＬ1がラベル装着態様（イ）若しくはラベル装着態様（ロ）で送出された場合、ラベル装着位置Ｈ1は、適正な送出速度ＶSCに対する送出速度ＶSの速度差ΔＶS＝｜ＶSC−ＶS｜が大きいほど高くなる。従って、ラベル装着位置Ｈ1の検出値が大きいほど、送出速度ＶSの変化量ΔＶを大きくして送出速度ＶSを早く適正速度ＶSCに修正する必要がある。
制御部１２には、ラベル装着位置Ｈ1に基づいて送出速度ＶSの速度差ΔＶSを２段階に評価するための閾値ＨTH［ｍｍ］が設定され、その閾値ＨTHを用いた速度差ΔＶSの評価結果に対して送出速度ＶSを修正するための２種類の変化量ΔＶ1，ΔＶ2（ΔＶ2＞ΔＶ1）が設定されている。制御部１２は、ラベルＬ1のラベル装着位置Ｈ1を検出すると、その検出値を閾値ＨTHと比較し、Ｈ1＜ＨTHであれば、ショットローラ５１の送出速度ＶSを第１の変化量ΔＶ1で変化させ、ＨTH≦Ｈ1であれば、ショットローラ５１の送出速度ＶSを第２の変化量ΔＶ2で変化させる。
すなわち、制御部１２は、ラベルＬ1がラベル装着態様（イ）で送出され、ラベル装着位置Ｈ1の検出値がＨ1＜ＨTHであれば、ショットローラ５１の送出速度ＶSを（ＶS＋ΔＶ1）に増大し、ＨTH≦Ｈ1であれば、同送出速度ＶSを（ＶS＋ΔＶ2）に増大する。また、制御部１２は、ラベルＬ1がラベル装着態様（ロ）で送出され、ラベル装着位置Ｈ1の検出値がＨ1＜ＨTHであれば、ショットローラ５１の送出速度ＶSを（ＶS−ΔＶ1）に減少し、ＨTH≦Ｈ1であれば、同送出速度ＶSを（ＶS−ΔＶ2）に減少する。制御部１２は、ラベルＬ２，Ｌ３，…についても同様の速度制御を行い、ショットローラ５１の速度制御Ａにおける送出速度ＶSを適切な送出速度ＶSCに自動的に調整する。
次に、図１２のブロック図を用いてラベル装着システム１の電気的な構成について説明する。図１２において、図１〜図９に示す部材と同一の部材には同一の符号を付している。これらの部材については既に説明しているので、以下では、重複説明は省略し、補充的な説明だけをする。
制御部１２は、ラベル装着システム１におけるラベルＬの供給及び装着の動作を制御し、制御部１３は、ラベル装着システム１におけるボトルＢの搬送動作を制御する制御部である。制御部１２，１３は、それぞれＣＰＵ（Central Process Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含むマイクロコンピュータで構成されている。制御部１２と制御部１３は相互に接続され、両制御部１２，１３の間でボトル搬送動作とラベル装着動作に関するデータ及び制御信号等が相互に送受されるようになっている。
スクリュー２ｂは、コンベアベルト２ａ上に載置されて搬送される多数のボトルＢにボトル間隔ＤBを設けるための部材である。スクリュー２ｂは、円筒状の棒部材の側面に凹溝が間隔ＤBで螺旋条に形成された部材である。コンベア用モータＭ１は、コンベアベルト２ａに回転力を与えるモータであり、スクリュー用モータＭ２は、スクリュー２ｂに回転力を与えるモータである。コンベア用モータＭ１とスクリュー用モータＭ２には、インダクションモータが用いられている。インバータＩＶ１は、コンベア用モータＭ１に交流電力を供給する電源であり、インバータＩＶ２は、スクリュー用モータＭ２に交流電力を供給する電源である。コンベアベルト２ａ、スクリュー２ｂ、コンベア用モータＭ１、スクリュー用モータＭ２及びインバータＩＶ１，ＩＶ２は、ボトル搬送部２の構成要素である。
インバータＩＶ１，ＩＶ２は、ラベル装着システム１におけるボトルＢの搬送動作を制御する制御部１３に接続されている。制御部１３は、ＲＯＭに記憶されているボトル搬送制御プログラムに基づいてインバータＩＶ１，ＩＶ２を介してコンベア用モータＭ１とスクリュー用モータＭ２とに供給する交流電力を制御し、これによりコンベアベルト２ａとスクリュー２ｂの駆動開始／駆動停止や駆動中の回転速度を制御する。制御部１３は、コンベアベルト２ａによるボトルＢの搬送速度とスクリュー２ｂによるボトルＢの搬送速度が同一になるように制御する。コンベア用モータＭ１とスクリュー用モータＭ２の回転速度は変更可能で、制御部１３は、両モータＭ１，Ｍ２の回転速度を連動して変化させることにより、ボトル搬送部２によるボトルＢの搬送速度を変化させる。
基材搬送用モータＭ３は、駆動ローラ３１Ａに回転力を与えるモータであり、基材切断用モータＭ４は、可動刃３２Ａに駆動力を与えるモータである。また、ラベル移送用モータＭ５は、フィードベルト４２６に移動力を与えるモータであり、ラベルショット用モータＭ６は、ショットローラ５１に回転力を与えるモータである。ラベルショット用モータＭ６は、上述したモータ５１に相当するモータである。基材搬送用モータＭ３、基材切断用モータＭ４、ラベル移送用モータＭ５及びラベルショット用モータＭ６にはサーボモータが用いられている。４つのサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ４は、それぞれ基材搬送用モータＭ３、基材切断用モータＭ４、ラベル移送用モータＭ５、ラベルショット用モータＭ６の駆動を制御する制御器である。
駆動ローラ３１Ａ、可動刃３２Ａ、フィードベルト４２６、基材搬送用モータＭ３、基材切断用モータＭ４、ラベル移送用モータＭ５及びサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ３は、ラベル供給部３の構成要素である。ショットローラ５１、ラベルショット用モータＭ６およびサーボアンプＳＡ４は、ラベル装着部４の構成要素である。
基材搬送用モータＭ３、基材切断用モータＭ４、ラベル移送用モータＭ５及びラベルショット用モータＭ６は、それぞれサーボアンプＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３，ＳＡ４から出力される駆動信号によって回転動作を行う。４つのサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ４は、制御部１２に接続されている。制御部１２は、ＲＯＭに記憶されているラベル供給制御プログラムに基づいてサーボアンプＳＡ１〜ＳＡ４からそれぞれ出力される駆動信号を制御し、これにより基材搬送用モータＭ３、基材切断用モータＭ４、ラベル移送用モータＭ５及びラベルショット用モータＭ６の駆動の駆動開始／駆動停止や駆動中の回転速度を制御する。
５つのセンサアンプＣＡ１〜ＣＡ５は、それぞれボトル検出センサ６、ラベル検出センサ７、ラベル装着態様検出センサ９、ラベル装着動作検出センサ１０及びベル装着位置検出センサ１１の各出力信号Ｓ6，Ｓ7，Ｓ9，Ｓ10，Ｓ11のレベルを所定のレベルに増幅する増幅器である。５つのセンサアンプＣＡ１〜ＣＡ５は、制御部１２に接続されている。ボトル検出センサ６、ラベル検出センサ７、ラベル装着態様検出センサ９、ラベル装着動作検出センサ１０及びベル装着位置検出センサ１１の各出力信号Ｓ6，Ｓ7，Ｓ9，Ｓ10，Ｓ11は、それぞれセンサアンプＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３，ＣＡ４，ＣＡ５で所定のレベルに増幅された後、制御部１２に入力される。
制御部１２は、センサアンプＣＡ１から入力される出力信号Ｓ6によってボトルＢがラベル装着位置Ｐ１の直前に搬送されたことを検出し、センサアンプＣＡ２から入力される出力信号Ｓ7によってラベルＬがマンドレル４１のラベル整形部４１Ｂにセットされたことを検出する。また、制御部１２は、センサアンプＣＡ３から入力される出力信号Ｓ9によってショットローラ５１によって送出されたラベルＬの装着態様を判別し、センサアンプＣＡ４から入力される出力信号Ｓ10によってラベルＬの装着動作を検出し、センサアンプＣＡ５から入力される出力信号Ｓ11によってボトルＢにおけるラベルＬのラベル装着位置Ｈを検出する。
操作表示装置１４は、制御部１２，１３がボトル供給制御とラベル装着制御を行うために必要なデータをユーザが設定するための入力装置と運転中のラベル装着動作の状態を示すデータやユーザによって設定されたデータを表示するための表示装置が一体化された装置である。ラベル装着システム１の生産能力（１分間当たりのラベル装着処理数）、速度制御Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける速度ＶS，ＶS’，速度Ｖb，速度Ｖb’の初期値、閾値ＨTH、送出速度ＶSの変化量ΔＶ1，ΔＶ2等のデータがユーザによって操作表示装置１４から設定される。また、ユーザは本運転中の送出速度ＶSの変化状態を操作表示装置１４に表示させることができる。
次に、図１３，図１４に示すフローチャートを用いて、制御部１２が行うショットローラ５１の速度制御の処理手順について説明する。
図１３，図１４に示すフローチャートは、ラベル装着システム１を試運転させてボトルＢの搬送準備とラベルの供給準備が終了した後に本運転を開始させたときの処理手順である。本運転開始時は、多数のボトルＢがラベル装着部２によりボトル間隔ＤBでラベル装着位置Ｐ２に搬送可能な状態で停止しており、マンドレル４１にはラベル整形部４１ＢにラベルＬがセットされた状態で停止している。制御部１２には、速度制御Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける速度ＶS，ＶS’，速度Ｖb，速度Ｖb’の初期値が設定されている。
操作表示装置１４から本運転の操作信号が入力されると、制御部１３がインバータＩＮ１，ＩＶ２に駆動制御信号を出力し、インバータＩＮ１とインバータＩＶ２からそれぞれコンベア用モータＭ１とスクリュー用モータＭ２に交流電力を出力させてコンベアベルト２ａとスクリュー２ｂを所定の速度で駆動させる（Ｓ１）。これによりコンベアベルト２ａが所定の搬送速度ＶBで多数のボトルＢを搬送し、スクリュー２ｂがコンベアベルト２ａで搬送される多数のボトルＢに所定のボトル間隔ＤBを設定する。従って、多数のボトルＢが周期ＴB＝ＤB／ＶB［秒］でラベル装着位置Ｐ２に搬送される。
制御部１２は、センサアンプＣＡ１から入力されるボトル検出センサ６の出力信号Ｓ6がハイレベルからローレベルに反転すると（タイミングｔ0の検出。Ｓ２：ＹＥＳ）、サーボアンプＳＡ４を介してラベルショット用モータＭ６（５２）に駆動信号を出力し、ラベルショット用モータＭ６（５２）によってショットローラ５１を速度制御Ａの速度プロファイルで回転駆動させる。これにより、マンドレル４１のラベル整形部４１ＢにセットされているラベルＬがラベル装着位置Ｐ１に向けて送出される（Ｓ３）。
また、制御部１２は、タイミングｔ0が検出されると（Ｓ２：ＹＥＳ）、サーボアンプＳＡ３を介してラベル移送用モータＭ５に駆動信号を出力し、ラベル移送用モータＭ５によってフィードベルト４２６を速度制御Ｂの速度プロファイルで回転駆動させる。それと同時に、サーボアンプＳＡ１を介して基材搬送用モータＭ３に駆動信号を出力し、基材搬送用モータＭ３によって駆動ローラ３１Ａを速度制御Ｃの速度プロファイルで回転駆動させる。これによりマンドレル４１の開口ガイド部４１Ａに被嵌されているラベルＬがラベル整形部４１Ｂに移送されるとともに、ラベル基材ＬＭが搬送され、その先端部が開口ガイド部４１Ａに被嵌される（Ｓ４）。
制御部１２は、速度制御Ｃによるラベル基材ＬＭの搬送が終了した後の所定のタイミングでサーボアンプＳＡ２を介して基材切断用モータＭ４に駆動信号を出力し、基材切断用モータＭ４によって可動刃３２Ａを往復動させる。これによりラベル基材ＬＭから先端のラベルＬが切り離される（Ｓ５）。
制御部１２は、ラベルＬを送出した後、センサアンプＣＡ３から入力されるラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9がハイレベルからローレベルに反転すると（タイミングｔAの検出。Ｓ６：ＹＥＳ）、予め設定された時間ＴGの計時を開始し（Ｓ７）、時間ＴGの計時が終了するまでセンサアンプＣＡ４から入力されるラベル装着動作検出センサ１０の出力信号Ｓ10を監視する（Ｓ８，Ｓ９のループ）。
制御部１２は、出力信号Ｓ10がハイレベルからローレベルに反転することなく時間ＴGの計時が終了すると（Ｓ９:ＹＥＳ）、エラーと判断してステップＳ２に戻る。一方、制御部１２は、時間ＴGの計時が終了するまでに出力信号Ｓ10がハイレベルからローレベルに反転すると（タイミングｔDの検出。Ｓ８：ＹＥＳ）、ラベル装着の態様を示すフラグＦを「０」にリセットした後（Ｓ１０）、時間ＴGの計時が終了するまでセンサアンプＣＡ３から入力されるラベル装着態様検出センサ９の出力信号Ｓ9を監視する（Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３のループ又はＳ１１,Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５のループ）。
フラグＦは、送出されたラベルＬがラベル装着態様（イ）とラベル装着態様（ロ）のいずれであるかを示す情報で、本実施形態ではＦ＝０がラベル装着態様（イ）を示し、Ｆ＝１がラベル装着態様（ロ）を示すように設定されている。Ｆ＝０をラベル装着態様（ロ）に対応させ、Ｆ＝１をラベル装着態様（イ）に対応させるようにしてもよい。
制御部１２は、Ｓ１１〜Ｓ１３のループの監視処理で時間ＴGの計時が終了するまでに出力信号Ｓ9がローレベルからハイレベルに反転し（タイミングｔBの検出。Ｓ１１：ＹＥＳ）、そのハイレベルが時間ＴGの計時が終了するまで継続すると（Ｓ１２：ＮＯ、Ｓ１３：ＹＥＳ）、ラベルＬの送出速度ＶSの修正は不要と判断し、ステップＳ２に戻る。
一方、制御部１２は、Ｓ１１,Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５のループの監視処理で時間ＴGの計時が終了するまでに出力信号Ｓ9がローレベルからハイレベルに反転した後直ちにローレベルに反転すると（パルス状の信号ＳPの検出。Ｓ１２：ＹＥＳ）、ラベルＬの送出速度ＶSは速すぎると判断し、フラグＦを「１」にセットする（Ｓ１４）。
制御部１２は、Ｓ１１,Ｓ１２，Ｓ１４，Ｓ１５のループの監視処理で時間ＴGの計時が終了すると(Ｓ１５：ＹＥＳ)、ステップＳ１６に移行し、センサアンプＣＡ５から入力されるラベル装着位置検出センサ１１の出力信号Ｓ11に基づいてラベルＬのラベル装着位置Ｈ（＝ＤS）を検出し、その検出値Ｈが所定の閾値ＨTH以上であるか否かを判別する（Ｓ１７）。
制御部１２は、ＨTH≦Ｈであれば（Ｓ１７：ＹＥＳ）、フラグＦの状態を判別し（Ｓ１８）、Ｆ＝１であれば（Ｓ１８：ＹＥＳ）、速度制御Ａの送出速度ＶSの現在値を予め設定された変化量ΔＶ2だけ減少させた後（Ｓ１９）、ステップＳ２に戻る。この処理は、ラベルＬがラベル装着態様（ロ）で送出され、その送出速度ＶSが適正な送出速度ＶSCよりも速すぎるためにベルトコンベア２ａの載置面Ｑでバウンドして停止した高さ位置Ｈが閾値ＨTH以上であるケースであるので、２つの変化量ΔＶ1，ΔＶ2のうち、大きい方の変化量ΔＶ2でラベルＬの送出速度ＶSを減少させる処理である。
制御部１２は、ステップＳ１８でＦ＝０であれば（Ｓ１８：ＮＯ）、速度制御Ａの送出速度ＶSの現在値を予め設定された変化量ΔＶ2だけ増加させた後（Ｓ２０）、ステップＳ２に戻る。この処理は、ラベルＬがラベル装着態様（イ）で送出され、その送出速度ＶSが適正な送出速度ＶSCよりも遅すぎるためにベルトコンベア２ａの載置面Ｑに到達する前に停止した高さ位置Ｈが閾値ＨTH以上であるケースであるので、大きい方の変化量ΔＶ2でラベルＬの送出速度ＶSを増加させる処理である。
制御部１２は、ステップＳ１７でＨ＜ＨTHであれば（Ｓ１７：ＮＯ）、フラグＦの状態を判別し（Ｓ２１）、Ｆ＝１であれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、速度制御Ａの送出速度ＶSの現在値を予め設定された変化量ΔＶ1だけ減少させた後（Ｓ２２）、ステップＳ２に戻る。この処理は、ラベルＬがラベル装着態様（ロ）で送出され、その送出速度ＶSが適正な送出速度ＶSCより速いがベルトコンベア２ａの載置面Ｑでバウンドして停止した高さ位置Ｈが閾値ＨTHよりも小さいケースであるので、２つの変化量ΔＶ1，ΔＶ2のうち、小さい方の変化量ΔＶ1でラベルＬの送出速度ＶSを減少させる処理である。
制御部１２は、ステップＳ２１でＦ＝０であれば（Ｓ２１：ＮＯ）、速度制御Ａの送出速度ＶSの現在値を予め設定された変化量ΔＶ1だけ増加させた後（Ｓ２３）、ステップＳ２に戻る。この処理は、ラベルＬがラベル装着態様（イ）で送出され、その送出速度ＶSが適正な送出速度ＶSCよりも遅いがベルトコンベア２ａの載置面Ｑに到達する前に停止した高さ位置Ｈが閾値ＨTHよりも小さいケースであるので、小さい方の変化量ΔＶ1でラベルＬの送出速度ＶSを増加させる処理である。
なお、ステップＳ１９〜Ｓ２３では、速度制御Ａの送出速度ＶSの修正に伴い、速度制御Ｂの移動速度Ｖbと速度制御Ｄの移送速度ＶS’も送出速度ＶSの修正値に応じた速度に修正される。
本実施形態に係るラベル装着システム１におけるショットローラ５１の速度制御によれば、ボトルＢに装着されるラベルＬのラベル装着位置Ｈが閾値ＨTHよりも小さい場合、そのラベルＬがラベル装着態様（イ）で送出され、ベルトコンベア２ａの載置面ＱでバウンドすることなくボトルＢに装着された場合はショットローラ５１の送出速度ＶSを小さい変化量ΔＶ1で増加させ、そのラベルＬがラベル装着態様（ロ）で送出され、ベルトコンベア２ａの載置面Ｑでバウンドした後にボトルＢに装着された場合はショットローラ５１の送出速度ＶSを小さい変化量ΔＶ１で減少させるので、可及的迅速にショットローラ５１の送出速度ＶSを適正な送出速度ＶSCに安定化させることができる。
また、ボトルＢに装着されるラベルＬのラベル装着位置Ｈが閾値ＨTH以上の場合、そのラベルＬがラベル装着態様（イ）で送出され、ベルトコンベア２ａの載置面ＱでバウンドすることなくボトルＢに装着された場合はショットローラ５１の送出速度ＶSを大きい変化量ΔＶ2で増加させ、そのラベルＬがラベル装着態様（ロ）で送出され、ベルトコンベア２ａの載置面Ｑでバウンドした後にボトルＢに装着された場合はショットローラ５１の送出速度ＶSを大きい変化量ΔＶ2で減少させるので、可及的迅速にショットローラ５１の送出速度ＶSを適正な送出速度ＶSCに安定化させることができる。
従って、ボトルＢに装着されたラベルＬのラベル装着位置Ｈがラベル装着範囲（０〜Ｈmax）を超える現象が発生すると、ラベル装着位置Ｈがラベル装着範囲（０〜Ｈmax）内となるように、ラベルＬの送出速度ＶSが所定の変化量ΔＶ1又はΔＶ2で修正されるので、可及的に少ないラベル装着不良数でショットローラ５１の送出速度ＶSを適正な送出速度ＶSCに自動制御することができる。これにより、ラベル装着システム１のラベル装着処理の不良率と稼働率の低下を低減することができる。
なお、本実施形態では、ラベルショット用モータＭ６としてサーボモータを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ステッピングモータ等、ショットローラ５１の回転駆動を開始した後、極めて短時間で最終の被嵌速度に対応する回転速度まで増速させることができる種々の駆動手段を採用することができる。
また、本実施形態では、マンドレル４１のラベル整形部４１Ｂの下端位置にショットローラ５１を配設しているが、ショットローラ５１は、ラベル整形部４１Ｂの任意の位置に配設することができる。
また、本実施形態では、ショットローラの送出速度ＶSの変化量をラベル装着位置Ｈに応じて２段階に変化させるようにしているが、その変化量は１種類だけでも良く、３段階以上であってもよい。また、ラベル装着位置検出手段により検出されたラベル装着位置Ｈに基づいて、ラベル装着手段のラベルの送出速度ＶSの修正の要否を判断する判断手段について、上記実施形態ではラベル装着位置Ｈの各検出値に逐次対応して送出速度ＶSを修正する例を示したが、本発明はこれに限らず、状態判断を適正に行うためにラベル装着位置Ｈの各検出値が所定数になった時点でその傾向に沿った送出速度ＶSに修正するようにしてもよい。
また、本実施形態では、ショットローラ５１のローラ面の傾斜角θを固定とし、その傾斜角θに対するショットローラの送出速度ＶSの変化量ΔＶ1，ΔＶ2を予め設定する場合について説明したが、ショットローラ５１のローラ面の傾斜角θの調整範囲内の代表的な複数の角度についてショットローラの送出速度ＶSの変化量ΔＶ(θ)をそれぞれ設定しておき、作業者が傾斜角θを調整した場合は変化量ΔＶ(θ)もその調整値に対する変化量ΔＶ(θ)に変更設定するようにしてもよい。
この場合、作業者に操作表示装置１４から変化量ΔＶ(θ)を直接入力させるようにしてもよく、作業者が操作表示装置１４から傾斜角θを入力すると、その傾斜角θに対応する変化量ΔＶ(θ)をメモリから読み出して制御部１２に自動的に設定するようにしてもよい。また、変化量ΔＶ(θ)が設定されていない傾斜角θについては、設定されている傾斜角θの変化量ΔＶ(θ)を用いて補間演算により変化量ΔＶ(θ)を算出して自動的に設定するようにしてもよい。
また、本実施形態では、ラベルショット用モータＭ６の取り付け位置（ショットローラ５１のローラ面の傾斜角θ）を手動で変更するようにしているが、モータを駆動源として変更させるようにしてもよい。この場合は、作業者が操作表示装置１４からボタン操作でモータを駆動させると、その駆動量に基づいてショットローラ５１のローラ面の傾斜角θ（ラベルショット用モータＭ６の取り付け位置）を算出し、その傾斜角θに対応する変化量ΔＶ(θ)を自動的に設定するようにすればよい。
また、本実施形態では、長尺のラベル基材ＬＭからラベルＬを切り離して、ボトル容器Ｂの胴部に装着するラベル装着システム１について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、容器の口部に筒状のキャップシールを装着するキャップシール装着装置等、シート状に折り畳まれた筒状フィルムを開口しながら、容器に装着する種々の装置に適用することができる。
１ ラベル装着システム
２ ボトル搬送部（容器搬送手段）
２ａ コンベアベルト
２ｂ スクリュー
３ ラベル供給部（ラベル供給手段）
３１ 基材搬送ユニット（基材搬送手段）
３１Ａ 駆動ローラ
３１Ｂ 従動ローラ
３２ 基材切断ユニット（ラベル生成手段）
３２Ａ 可動刃
３２Ｂ 固定刃
４ ラベル保持部（ラベル保持手段）
４１ マンドレル
４１Ａ 開口ガイド部
４１Ｂ ラベル整形部
４１１，４１２，４１３ ローラ
４１４ 窪み
４１５ 縦溝
４１６ ボールローラ
４１７ 反射鏡
４２ ラベル移送ユニット（ラベル移送手段）
４２Ａ，４２Ｂ 移送機構
４２１ 駆動プーリ
４２２，４２３，４２４，４２５ 従動プーリ
４２６ フィードベルト
５ ラベル装着部（ラベル装着手段）
５１ ショットローラ
５２ サーボモータ（駆動手段）
５２１ａ，５２１ｂ ピン
５３ 支持プレート
５４ 固定レバー
６ 光センサ（ボトル検出センサ）
６Ａ 反射鏡
７ 光センサ（ラベル検出センサ）
８ 固定部材
９ 光センサ（ラベル装着態様検出手段の構成要素、第１の光センサ）
１０ 光センサ（ラベル装着動作検出センサ）
１１ ラベル装着位置検出センサ（ラベル装着位置検出手段の構成要素、第２の光センサ）
１２ 制御部（ラベル装着態様検出手段とラベル装着位置検出手段の構成要素、判断手段、ラベル送出速度変化手段、判別手段、位置検出手段）
１３ 制御部
１４ 操作表示装置
Ｂ ボトル容器
Ｌ ラベル
ＬＭ ラベル基材
ＳＡ１〜ＳＡ４ サーボアンプ
ＣＡ１〜ＣＡ５ センサアンプ
ＩＶ１，ＩＶ２ インバータ
Ｍ１ コンベア用モータ
Ｍ２ スクリュー用モータ
Ｍ３ 基材搬送用モータ
Ｍ４ 基材切断用モータ
Ｍ５ ラベル移送用モータ
Ｍ６ ラベルショット用モータ（駆動手段）
Ｐ１ 基材切断位置
Ｐ２ ラベル装着位置
Ｐ３ ボトル検出位置

Claims (5)

  1. 複数の容器を所定の間隔でコンベアに載置し、当該コンベアによって所定のラベル装着位置に所定の周期で搬送する容器搬送手段と、
    前記ラベル装着位置の上方に配設され、ラベルを筒状に整形した状態で保持するラベル保持手段と、
    前記容器が前記ラベル装着位置に搬送される毎に、前記ラベル保持手段に保持されているラベルを下方向に所定の速度で送出して前記容器に被せるようにして装着するラベル装着手段と、
    前記ラベル装着手段が前記ラベルを送出する毎に、次のラベルを生成して前記ラベル保持手段に供給するラベル供給手段と、
    を備えたラベル装着システムであって、
    前記ラベル装着手段によって送出された前記ラベルが前記コンベアの載置面に到達する前に停止して前記容器に装着される第１の装着態様と前記ラベル装着手段によって送出された前記ラベルが前記コンベアの載置面でバウンドした後に停止して前記容器に装着される第２の装着態様のいずれの装着態様で装着されたのかを検出するラベル装着態様検出手段と、
    前記ラベル装着手段によって前記容器に装着されたラベルの前記コンベアの載置面からの装着位置を検出するラベル装着位置検出手段と、
    前記ラベル装着位置検出手段により検出された前記ラベルの装着位置に基づいて、前記ラベル装着手段の前記ラベルの送出速度の修正の要否を判断する判断手段と、
    前記判断手段により前記ラベルの送出速度の修正が必要と判断されると、前記ラベル装着態様検出手段により検出された前記ラベルの装着態様と前記ラベル装着位置検出手段により検出された前記ラベルの装着位置とに基づいて、前記ラベル装着手段の前記ラベルの送出速度を予め設定された変化量だけ変化させるラベル送出速度変化手段と、
    を備え、
    前記ラベル送出速度変化手段は、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合は前記ラベルの送出速度を前記変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が所定の装着範囲から外れている場合は前記ラベルの送出速度を前記変化量だけ減少させる
    ことを特徴とするラベル装着システム。
  2. 前記ラベル供給手段は、長手方向に所定ピッチで繰り返し同じ印刷が施され帯状に折り畳まれた筒状のラベル基材を前記ラベル保持手段より上方の所定の位置に設けられた基材切断位置に搬送する基材搬送手段と、前記該基材切断位置で前記ラベル基材を切断して前記ラベルを生成するラベル生成手段と、前記ラベル生成手段が生成した前記ラベルを前記ラベル保持手段に移送するラベル移送手段とを有し、
    前記ラベル保持手段は、一方の端部に錐状の開口ガイド部が形成され、他方の端部に前記容器の外径より大きい外径の円柱状のラベル整形部が形成されており、前記ラベル移送手段によって移送される前記ラベルを前記開口ガイド部に被せて開口した後前記ラベル整形部で筒状に整形した状態で保持するマンドレルで構成され、
    前記ラベル装着手段は、前記ラベル保持手段の前記ラベル整形部に移送された前記ラベルを当該ラベル整形部との間に挟み込んで保持するローラと、前記ラベル整形部に保持された前記ラベルを前記ラベル装着位置に向けて送出させるべく前記ローラを回転させる駆動手段とを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載のラベル装着システム。
  3. 前記ラベル装着態様検出手段は、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの移動経路上における前記コンベアの載置面を基準にした前記所定の装着範囲の外側近傍の所定の位置に配設された第１の光センサと、前記第１の光センサの出力信号の波形に基づいて、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの装着態様を判別する判別手段と、を有し、
    前記ラベル装着位置検出手段は、前記第１の光センサに隣接して当該前記第１の光センサの高さ位置から上方に延びるように配設された所定の長さを有する第２の光センサと、前記第２の光センサの出力信号の波形に基づいて、前記ラベル装着手段によって送出されたラベルの装着位置を検出する位置検出手段と、を有する、
    ことを特徴とする請求項２に記載のラベル装着システム。
  4. 前記判断手段は、前記ラベル装着位置検出手段により検出される前記ラベルの装着位置が前記所定の装着範囲内である場合は前記ラベルの送出速度の修正は不要と判断し、前記ラベルの装着位置が前記所定の装着範囲より外側に設定された所定の閾値以下である第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を予め設定された第１の変化量で修正が必要と判断し、前記ラベルの装着位置が前記所定の閾値よりも大きい第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量よりも大きい予め設定された第２の変化量で修正が必要と判断し、
    前記ラベル送出速度変化手段は、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が前記第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第１の装着態様で装着され、その装着位置が前記第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第２の変化量だけ増加させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が前記第１の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第１の変化量だけ減少させ、前記ラベルが前記第２の装着態様で装着され、その装着位置が前記第２の装着位置となる場合は前記ラベルの送出速度を前記第２の変化量だけ減少させる、
    ことを特徴とする請求項３に記載のラベル装着システム。
  5. 前記ローラはリング状をなし、そのローラ面の鉛直線に対する角度が変更可能であり、
    前記ラベルの送出速度を変化させる所定の変化量は、前記ローラ面の鉛直線に対する角度に対応して予め設定されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のラベル装着システム。
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