JP6638981B2 - ラベル貼付装置及びラベル貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のラベルを貼付対象物の外周面に貼り付けるラベル貼付装置及びラベル貼付方法に関する。

従来より、貼着面を外側に向けた状態で複数のラベルを外周面に吸引保持すると共に、自転しながらその外周面に吸引保持された複数のラベルを被貼着体に接触させることによって被貼着体に貼り付ける貼着ドラムと、複数のラベルをそれぞれ所定のタイミングで貼着ドラムに供給することにより、複数のラベルを所定の間隔を開けて貼着ドラムの外周面に吸引保持させる複数のラベル供給手段とを備え、複数のラベル供給手段が、それぞれ個別に設けられたサーボモータによって駆動されるラベリング装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２のように、シート搬送手段が、単数の繰出手段から繰り出される複数の接着シートを接着シートの繰り出し方向及び、シート搬送手段の支持面に平行かつ当該接着シートの繰り出し方向に直交する方向に所定間隔を隔てて支持可能であり、これら複数の接着シートを１つの被着体に当接可能に設けられ、押圧手段は、被着体を押圧する押圧部材を備え、シート搬送手段による接着シートの搬送方向及び搬送速度に対し、押圧部材を同一方向かつ同速以下で移動させるか、停止させるか、又は反対方向かつ同速以下で移動させつつ、被着体に接着シートを押圧して貼付可能に構成したものが知られている。

特開平１１−３２１８３１号公報 特開２０１１−９３５８２号公報

しかしながら、特許文献１のラベリング装置では、ボトルを搬送するボトル搬送手段にボトルの外径に合わせて一対のスターホイールを設けなければならず、ボトルの形状が断面四角形などの貼付対象物には対応しづらいという問題がある。

一方、特許文献２のラベル貼付装置では、単数の繰り出し手段から接着シートを繰り出しているので、一見するとコンパクトに見えるが、１つの支持ローラに装着した１つの接着シートしか有さない。この１つの接着シートに異なる紙質の複数のラベルを貼り付けることは、ラベルの製法上、極めて困難である。例えば、ワインボトルなどのラベルとして、正面側に商品名、マークなどを記載した紙質のよいラベルを貼り、背面側には、表面側に比べて安価な紙質で材料等を表示するものを貼る場合が多い。また、日付などを印刷するために背面側のみを感熱紙のラベルとすることがある。特許文献２のものでは、１つの接着シートしか有さないので、このような紙質等の異なるラベルを貼り付けるものには適用できないという問題がある。また、接着シートの枚数を３枚以上にしたり、日付等の印刷をするプリンタを設けたりするスペースがない。また、断面四角形などの断面円形ではない貼付対象物を流すと滑らかに回転せずラベルをきれいに貼り付けられないおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紙質等の異なる複数のラベルであっても貼付対象物の外周面に簡単かつ確実に貼り付けることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、回転補助部で押さえ付けて回転される貼付対象物の外周面に、吸着用ベルトに吸着された複数のラベルを貼り付けるようにした。

具体的には、第１の発明では、複数のラベルを貼付対象物の外周面に貼り付けるラベル貼付装置を前提とし、
上記ラベル貼付装置は、
上記貼付対象物が載置される搬送用ベルトを第１速度で駆動する搬送装置と、
上記複数のラベルをそれぞれ別々のラベルロールから送り出す複数のラベル送出装置と、
上記複数のラベル送出装置から位置をずらして送出されてくる上記複数のラベルが一時的に吸着される吸着用ベルトを有し、該吸着用ベルトを第２速度で駆動するラベル吸着装置と、
上記吸着用ベルトと対向する位置に設けられ、上記搬送用ベルトによって搬送されてきた上記貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けると共に、該貼付対象物よりも柔らかい材料よりなり該貼付対象物の外周面の形状に合わせて変形可能な回転補助部とを備えている。

上記の構成によると、複数のラベル送出装置の別々のラベルロールからそれぞれラベルが適切な間隔を空けて送出されて吸着用ベルトに吸着される。搬送用ベルトで搬送されてきた搬送対象物が回転補助部に押さえられながら搬送用ベルト上を滑らかに回転し、その外周に複数のラベルが貼り付けられる。このとき、貼付対象物が断面矩形状などの断面円形以外の断面形状であっても、回転補助部が適度に変形しながら貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けるので、確実にラベルが貼り付けられる。また、複数のラベルを同時に貼り付けるので、各ラベルを別々の位置で貼り付ける場合のように、２枚目以降のラベルの貼付位置を確実に制御する必要がない。さらに、複数のラベル送出装置を有するので、それぞれ異なる材質のラベルが貼り付けられたラベルロールを用いることができる。このため、例えばワインボトルなどのラベルとして、正面側に商品名、マークなどを記載した紙質のよいラベルを貼り、背面側には、表面側に比べて安価な紙質で材料等を表示するものを貼ることができる。

第２の発明では、第１の発明において、
上記貼付対象物は、断面円形であり、該貼付対象物と上記回転補助部との間で滑りが発生しないように構成されており、
上記第２速度は、上記第１速度の２倍である。

上記の構成によると、貼付対象物が断面円形の場合であって、回転保持部と貼付対象物との間で滑りが生じないときに、ラベルを貼り付ける前と後とで貼付対象物の搬送速度が変化せず、貼付対象物を滞りなく搬送できる。

第３の発明では、第１又は第２の発明において、
上記回転補助部は、スポンジ状部材とする。

上記の構成によると、簡単かつ安価な材料で、貼付対象物を傷付けることなく適度な反力で押し返して滑らかに回転させることができる。

第４の発明では、第１〜第３のいずれか１つの発明において、
上記複数のラベル送出装置のうち一方の下流側かつ上記吸着用ベルトよりも上流側には、該ラベル送出装置から繰り出されたラベルに情報を書き込む印刷機が設けられている。

上記の構成によると、印刷機により日付など適宜変化する文字等をラベルに印刷できる。また、ラベル送出装置を複数のラベル送出装置で構成しているので、その間に印刷機を設けやすい。

第５の発明では、複数のラベルを貼付対象物の外周面に貼り付けるラベル貼付方法を前提とし、
上記ラベル貼付方法は、
搬送用ベルト上に載置された上記貼付対象物を第１速度で搬送しながら、
上記複数のラベルを複数のラベル送出装置のラベルロールからそれぞれ送り出して第２速度で駆動される吸着用ベルトに位置をずらして貼り付け、
上記吸着用ベルトと対向する位置に設けられた回転補助部で上記搬送用ベルトによって搬送されてきた上記貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けると共に、上記搬送用ベルト上で回転する貼付対象物の外周面の形状に合わせて該回転補助部が変形しながら支持し、上記複数のラベルを上記貼付対象物の外周面のずれた位置にそれぞれ貼り付ける。

上記の構成によると、複数のラベル送出装置からそれぞれ別々にラベルが適切な間隔を空けて送出されて吸着用ベルトに吸着される。搬送用ベルトで搬送されてきた搬送対象物が回転補助部に押さえられながら搬送用ベルト上を滑らかに回転し、その外周に複数のラベルが貼り付けられる。このとき、貼付対象物が断面矩形状などの断面円形以外の断面形状であっても、回転補助部が適度に変形しながら貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けるので、確実にラベルが貼り付けられる。また、複数のラベルを同時に貼り付けるので、各ラベルを別々の位置で貼り付ける場合のように、２枚目以降のラベルの貼付位置を確実に制御する必要がない。さらに、複数のラベル送出装置を有するので、それぞれ異なる材質のラベルが貼り付けられたラベルロールを用いることができる。

以上説明したように、本発明によれば、紙質等の異なる複数のラベルであっても貼付対象物を滑らかに回転させながら、その外周面に簡単かつ確実に貼り付けることができる。

本発明の実施形態に係るラベル貼付装置を示す平面図である。 本発明の実施形態に係るラベル貼付装置を示す正面図である。 ビンを回転させながらラベルを貼り付ける様子の概略を示す拡大平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は本発明の実施形態のラベル貼付装置１を示し、このラベル貼付装置１は、複数のラベルＬを貼付対象物としてのビンＷの外周面に貼り付ける機能を有する。なお、図１では、貼付対象物は、断面円形のビンＷとしているが、断面は、楕円形、矩形、三角形など特に限定されない。そして、ビン以外の缶、箱など特に限定されない。

そして、このラベル貼付装置１は、鋼製のフレーム等よりなるベース２を備え、このベース２は、下端部に例えば脚部３及び車輪４を備えている。ベース２の上流側には、ビンＷが載置される搬送用ベルト１１を第１速度Ｖ１で駆動する搬送装置１０が設けられている。搬送用ベルト１１は、例えばプラスチック製のベルトよりなり、載置されたビンＷ等の貼付対象物を確実に搬送しながらも適度に貼付対象物が、その上で回転しやすくなっている。この搬送装置１０は、搬送用モータ１２を備えており、この搬送用モータ１２によって搬送用ベルト１１が第１速度Ｖ１で駆動される。搬送用ベルト１１の幅方向両側には、搬送ガイド１３が立設されており、ビンＷを搬送用ベルト１１から落下しないようにしながら下流側へ誘導するようになっている。搬送ガイド１３の一方側には、切り離し装置１４が設けられている。この切り離し装置１４の上流側に切り離し用センサ１５が設けられており、この切り離し用センサ１５でビンＷを検知し、切り離し装置１４によって適切なピッチＰ１を空けてビンＷを下流側へ流すようにしている。

ラベル貼付装置１は、複数のラベルＬをそれぞれ別々のラベルロール２３から送り出す、第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１を備えている。詳しくは図示しないが、ラベルロール２３は、例えば、表面基材、粘着材及び剥離紙の３つの要素で構成されたラベル用原紙に印刷や切り取り等の加工を行って巻き取ったものよりなる。表面基材は、用途に合わせていろいろな紙質のものが使用されており、ビンＷの正面側と背面側とで異なる紙質のものを使用することが多い。本実施形態では、２つのラベル送出装置２０，２１を設けているが、場合によっては３つ以上設けてもよい。第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１は、それぞれ異なるラベルＬが多数配列されたラベルロール２３が、それぞれの供給用ローラ２０ａ，２０ｂに回転可能に装着されている。供給用ローラ２０ａ，２０ｂから供給されたラベル用原紙は、第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１の先端側でそれぞれ剥離紙から剥がれた後、それぞれの剥離紙が回収ローラ２１ｂ，２２ｂで回収されるようになっている。第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１は、それぞれ第１ラベラー制御盤２４及び第２ラベラー制御盤２５でそれぞれ制御可能となっている。第１ラベラー制御盤２４及び第２ラベラー制御盤２５は、それぞれラベラー上下ハンドル２６、ラベラー前後ハンドル２７、ラベラー方向き調整ハンドル２８等が設けられ、ラベルＬの貼付位置を適度に調整可能となっている。ラベルＬを送り出す先端部分よりも上流側には、ラベル送出用センサ１６が設けられている。なお、見やすくするために、図２において、第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１は、第１ラベラー制御盤２４及び第２ラベラー制御盤２５以外は省略されている。

そして、第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１のラベルＬの送出先には、これら第１ラベル送出装置２０及び第２ラベル送出装置２１からそれぞれ位置をずらして送出されてくる複数（ここでは２枚）のラベルＬが一時的に吸着される吸着用ベルト３１を有し、この吸着用ベルト３１を駆動するラベル吸着装置３０が設けられている。２枚のラベルＬは、粘着材と反対側の面が吸着用ベルト３１に吸着されるようになっている。この吸引力は、ラベルＬの粘着力よりも小さいものとする。詳しくは図示しないが、吸着用ベルト３１は、多数の吸引孔を有し、密閉状の吸着装置ケーシング３２に設けた吸引ファン３３の作用により、吸引孔から空気を吸引することで、この吸着用ベルト３１にラベルＬを適度な力で吸引するようになっている。吸着用モータ３４により、吸着用ベルト３１は、第２速度Ｖ２で駆動される。後述するように、この吸着用ベルト３１の第２速度Ｖ２は、搬送用ベルト１１の第１速度Ｖ１の２倍とすると（Ｖ２＝２Ｖ１）、ラベルＬ貼付後のピッチＰ２が貼付前のピッチＰ１とほぼ等しくなる。ここで、「ほぼ等しくなる」とは完全に等しくなくてもよく、若干異なっていてもよいという意味である。なお、ビンＷの断面が円形でない場合、ピッチのずれが許容される場合など、第２速度Ｖ２は、搬送用ベルト１１の第１速度Ｖ１の２倍である必要はない。

第１ラベル送出装置２０の下流側かつ吸着用ベルト３１よりも上流側には、第１ラベル送出装置２０から繰り出されたラベルＬに日付などの情報を適宜書き込む印刷機２９が設けられている。例えば、第１ラベル送出装置２０側のラベルロール２３のラベルＬの表面基材を感熱紙で構成する場合、印刷機２９はサーマルプリンタとすればよい。

そして、吸着用ベルト３１と対向する位置には、搬送用ベルト１１によって搬送されてきたビンＷを吸着用ベルト３１側に押さえ付ける回転補助部４０が設けられている。回転補助部４０は、吸着用ベルト３１に対向する側にビンＷなどの貼付対象物よりも柔らかい材料、例えばスポンジよりなる。回転補助部４０は、この回転補助部４０を吸着用ベルト３１側へ押し付けるスポンジ押圧機構４１に設けられている。回転補助部４０の搬送用ベルト１１の幅方向の位置は、回転補助位置決め用ハンドル４２により調整可能となっている。このように回転補助部４０がビンＷの外周面の形状に合わせて変形可能に構成されていることで、貼付対象物の断面形状が三角形、四角形などであっても、この貼付対象物を回転させながら吸着用ベルト３１側へ押し付けるように構成されている。回転補助部４０は、形状追随性からスポンジ状の部材が望ましいが、ゴム、エラストマー等適度な弾性力及び摩擦力を有するものでもよい。スポンジ状部材であれば、簡単かつ安価な材料で、貼付対象物を傷付けることなく適度な反力で押し返して滑らかに回転させることができる。なお、回転補助部４０は、スポンジ押圧機構４１に設けたバネなどの弾性部材によって適度な力で吸着用ベルト３１側に付勢されていてもよい。

搬送用ベルト１１の下流には、例えば、ターンテーブル５０が設けられている。このターンテーブル５０は、テーブル用モータ５１で低速で回転され、搬送用ベルト１１で搬送されてきたビンＷが一時的に留め置かれるようになっている。このターンテーブル５０上でビンＷに２枚のラベルＬが適切に貼り付けられているか確認の上、出荷されるようになっている。なお、搬送用ベルト１１は、ターンテーブル５０に接続するのではなく、次のラインに直接連結されていてもよい。

次に、本実施形態に係るラベル貼付装置１の作動について説明する。

まず、ラベル貼付装置１の電源を入れる。搬送用モータ１２を駆動して搬送用ベルト１１を第１速度Ｖ１で駆動する。同様に吸着用モータ（図示せず）を駆動して第２速度Ｖ２で吸着用ベルト３１を駆動する。作業者Ｍが第１ラベラー制御盤２４及び第２ラベラー制御盤２５を操作してラベルＬの貼付位置を設定するとともに、印刷機２９で印刷する日付などを設定しておく。２枚のラベルＬは、吸着用ベルト３１の進行方向に沿ってずらして送り出すとよいが、上下にずらすのであれば、送り出し方向に重なる位置に貼り付けてもよい。

そして、搬送用ベルト１１の上にビンＷを載置する。載置されたビンＷを第１速度Ｖ１で搬送しながら、切り離し用センサ１５でビンＷを検知し、切り離し装置１４によって適切なピッチＰ１を空けてビンＷを下流側へ流す。

次いで、ラベル送出用センサ１６がビンＷを検知すると、異なる２枚のラベルＬを第１ラベル送出装置２０と第２ラベル送出装置２１からそれぞれ別々のラベルロール２３から送り出す。第１ラベル送出装置２０から送り出されるラベルＬには印刷機２９により日付等の情報を印刷する。そして、２枚のラベルＬを第２速度Ｖ２で駆動される吸着用ベルト３１に適切な間隔を空けて貼り付ける。このとき、２枚のラベルＬの粘着材と反対側が吸着用ベルト３１に吸着される。

図１に示すように、回転補助部４０の手前に搬送されて来たビンＷは、回転補助部４０によって吸着用ベルト３１側に押さえ付けられながら、搬送用ベルト１１上で回転する。このとき、ビンＷの外周面の形状に合わせて回転補助部４０が変形しながら支持し、２枚のラベルＬの粘着材がビンＷの外周面のずれた位置にそれぞれ貼り付けられる。このとき、ビンＷが断面矩形状などの断面円形以外の断面形状であっても、回転補助部４０が適度に変形しながらビンＷを吸着用ベルト３１側に押さえ付けるので、確実に２枚のラベルＬが貼り付けられる。また、２枚のラベルＬを同時にビンＷの外周に貼り付けるので、各ラベルＬを別々の位置で貼り付ける場合のように、２枚目以降のラベルＬの貼付位置（間隔）を確実に制御する必要がない。２枚のラベルＬ間の間隔は、吸着用ベルト３１に吸着されたときに決まるからである。

次いで、２枚のラベルＬが貼り付けられたビンＷは、回転補助部４０の領域を超えると回転を停止し、搬送用ベルト１１の上を速度Ｖ１で移動し、ターンテーブル５０に流れ込む。そして、作業員Ｍがターンテーブル５０上でゆっくりと回転するビンＷを２枚のラベルＬが適切に貼り付けられたかを確認して容器に詰め込んだり、後工程に流す。

本実施形態では、第１ラベル送出装置２０の下流側かつかつ吸着用ベルト３１よりも上流側に印刷機２９を設けたので、印刷機２９により日付など適宜変化する文字等をラベルに印刷できる。また、ラベル送出装置を２つのラベル送出装置２０，２１で構成しているので、その間に印刷機２９を設けやすく、また、第１ラベル送出装置２０側のラベルロール２３の表面基材は感熱紙とし、第２ラベル送出装置２１側のラベルロール２３の表面基材は、感熱紙ではない上質な紙とするというような柔軟な対応が可能となる。

ここで、速度Ｖ１と速度Ｖ２の関係について説明する。ビンＷは、断面円形とし、ビンＷと回転補助部４０との間で滑りが発生しないものと仮定する。

まず、図３のように、点ａ，ｂ，ｃを定義する。この場合、２点ａ，ｃの相対速度は、
Ｖｃ＝Ｖａ＋Ｖｃ／ａ…（１）
となり、Ｐ１＝Ｐ２から各位置でのビンＷの中心速度は第１速度Ｖ１となり、Ｖａ＝Ｖ１となる。

点ｃは、理論上、滑りが発生しないので、Ｖｃ＝０である。

ベクトルＶｃ／ａは、ベクトルａｃに対して垂直で、その向きはωと一致しなければならない。このためＶｃ／ａは、プラス方向を向き、角速度をω（ｒａｄ／ｓ）とすると、その大きさはＤω／２である。これを式（１）に代入すると、
０＝ーＶ１＋Ｄω／２となる。
よって反時計方向にω＝２Ｖ１／Ｄ（ｒａｄ／ｓ）となる。

吸着用ベルト３１の速度は、点ｂでの速度であるため、
Ｖ２＝Ｖｂ＝Ｖａ＋Ｖｂ／ａ＝Ｖ１＋Ｄω／２＝Ｖ１＋Ｄ／２×２Ｖ１／Ｄ＝２Ｖ１
よって、Ｖ２＝２Ｖ１となる。

したがって、本実施形態に係るラベル貼付装置１によると、紙質等の異なる複数のラベルであっても複数のラベルＬをビンＷを滑らかに回転させながら、その外周面に簡単かつ確実に貼り付けることができる。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

例えば、上記実施形態では、２枚のラベルＬをビンＷの外周に貼り付けるようにしているが、３枚以上貼り付けるようにしてもよい。

１ ラベル貼付装置
２ ベース
３ 脚部
４ 車輪
１０ 搬送装置
１１ 搬送用ベルト
１２ 搬送用モータ
１３ 搬送ガイド
１４ 切り離し装置
１５ 切り離し用センサ
１６ ラベル送出用センサ
２０ 第１ラベル送出装置
２０，２１ ラベル送出装置
２０ａ，２０ｂ 供給用ローラ
２１ 第２ラベル送出装置
２１ｂ，２２ｂ 回収ローラ
２３ ラベルロール
２４ 第１ラベラー制御盤
２５ 第２ラベラー制御盤
２６ ラベラー上下ハンドル
２７ ラベラー前後ハンドル
２８ 調整ハンドル
２９ 印刷機
３０ ラベル吸着装置
３１ 吸着用ベルト
３２ 吸着装置ケーシング
３３ 吸引ファン
３４ 吸着用モータ
４０ 回転補助部
４１ スポンジ
４２ 回転補助位置決め用ハンドル
５０ ターンテーブル
５１ テーブル用モータ

Claims (5)

1. 複数のラベルを貼付対象物の外周面に貼り付けるラベル貼付装置において、
   上記貼付対象物が載置される搬送用ベルトを第１速度で駆動する搬送装置と、
   上記搬送装置に設けられ、上記搬送用ベルトに流れてくる上記貼付対象物を検知する切り離し用センサと、
   上記切り離し用センサの下流側に設けられ、該切り離し用センサの値を用いて上記貼付対象物を所定の一定ピッチを空けて下流側に流す切り離し装置と、
   上記複数のラベルをそれぞれ別々のラベルロールから送り出す複数のラベル送出装置と、
   上記複数のラベル送出装置から位置をずらして送出されてくる上記複数のラベルが一時的に吸着される吸着用ベルトを有し、該吸着用ベルトを第２速度で駆動するラベル吸着装置と、
   上記吸着用ベルトと対向する位置に設けられ、上記搬送用ベルトによって搬送されてきた上記貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けると共に、該貼付対象物よりも柔らかい材料よりなり該貼付対象物の外周面の形状に合わせて変形可能な回転補助部とを備えている
   ことを特徴とするラベル貼付装置。
2. 請求項１に記載のラベル貼付装置において、
   上記貼付対象物は、断面円形であり、該貼付対象物と上記回転補助部との間で滑りが発生しないように構成されており、
   上記第２速度は、上記第１速度の２倍である
   ことを特徴とするラベル貼付装置。
3. 請求項１又は２に記載のラベル貼付装置において、
   上記回転補助部は、スポンジ状部材である
   ことを特徴とするラベル貼付装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のラベル貼付装置において、
   上記複数のラベル送出装置のうち一方の下流側かつ上記吸着用ベルトよりも上流側には、該ラベル送出装置から繰り出されたラベルに情報を書き込む印刷機が設けられている
   ことを特徴とするラベル貼付装置。
5. 複数のラベルを貼付対象物の外周面に貼り付けるラベル貼付方法において、
   搬送用ベルト上に載置された上記貼付対象物を搬送装置に設けられた切り離し用センサの値を用いて、切り離し装置によって上記貼付対象物を所定のピッチを空けて第１速度で搬送しながら、
   上記複数のラベルを複数のラベル送出装置のラベルロールからそれぞれ送り出して第２速度で駆動される吸着用ベルトに位置をずらして貼り付け、
   上記吸着用ベルトと対向する位置に設けられた回転補助部で上記搬送用ベルトによって搬送されてきた上記貼付対象物を吸着用ベルト側に押さえ付けると共に、上記搬送用ベルト上で回転する貼付対象物の外周面の形状に合わせて該回転補助部が変形しながら支持し、上記複数のラベルを上記貼付対象物の外周面のずれた位置にそれぞれ貼り付ける
   ことを特徴とするラベル貼付方法。

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