JPH11236153A - ウェブ部材処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ウェブ部材に適宜のピッチで回転部材による
処理を行うことができ、更にはＰＥＴボトルに被覆され
るチューブフィルムに印字やミシン目そして切断等の処
理を、ＰＥＴボトルの種類に対応するピッチで行うこと
ができ、移送速度の変化に対しても位置ずれを起こさ
ず、処理できる高速チューブ挿入機を提供する。 【解決手段】 演算制御部はウェブ部材に印字、ミシン
目、切断等処理を施すタイミングの近傍において前記処
理を施す円筒状の回転部材の回転周速度をウェブの搬送
速度と等しくし、他の期間には速度を変更して入力手段
に入力された情報に基づくピッチに応じたウェブの処理
ができるように速度指令信号を演算する。ウェブ部材に
対する一連の制御を運転速度信号に基づいて先読みする
ことでタイミング遅れを無くす。また、マーク検出器を
設けその信号を演算制御部に与えて演算することにより
位相調整機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、搬送されるウェブ
部材に適宜のピッチで処理を行うことができるウェブ部
材処理システムに関し、特に製造年月日等の表示が印刷
されたフィルムをヒートシュリンク法によってＰＥＴボ
トル等へ高速で装着するのに適したシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、清涼飲料水等の容器としてガラス
瓶や缶に代わりＰＥＴボトルが繁用されるようになって
きた。そしてこのボトルに模様を付けたり商品名や商標
を表示させるのに、直接印刷したりラベルを貼り着けた
りしないで、それらを印刷したフィルムをボトルに被
せ、ヒートシュリンク等の方法によって収縮被覆させる
方法が一般に行われている。このプロセスの概要を図１
を参照して説明する。１はチューブ状のフィルムが二枚
重ねの状態になって潰された状態でロールに巻かれたも
ので、このロールから巻き出しロール２によって引き出
されウェブ部材として搬送されながら適宜の処理が施さ
れた後、適宜のピッチ位置で切断装置８により切断され
る。このカットされた各片（カットチューブ）は、図示
されていないがサッカーにより吸着されて移送され、エ
アーピースに渡される。このエアーピースに保持されて
移送される過程でカットチューブは広げられ帯状のリン
グとなって、そのリング内にＰＥＴボトルが挿入され
る。カットチューブが被せられたＰＥＴボトルは、加熱
炉に送られ熱によってフィルムが収縮し、ＰＥＴボトル
の形状にフィットした状態で被覆される。

【０００３】さて、この種清涼飲料水等はその製造年月
日や賞味期限等をボトルに表示することが要求される
が、この表示は清涼飲料等の内容液の製造・ボトリング
時期と確実な対応が必要なため、前もって印刷しておく
ことは不適切である。したがって、この表示はボトリン
グと同時になされる様になっており、従来はインクジェ
ットを用いてボトルに直接書き込まれていた。ところが
生産性向上の観点からこの一連のプロセスを高速かつ確
実に行うことが求められているところ、１分間に１００
０本オーダーのボトルの処理をこなすとなると、例え
ば、カットチューブをサッカーやエアーピースに確実に
受け渡すことが困難になったり、インクジェットによる
印刷では指定された位置への印字が出来なくなる等プロ
セス上に種々の問題が生じてきた。本出願人はカットチ
ューブに受け渡しに関し平成９年１２月２５日付けでこ
の課題を解決する発明を出願（特願平９−３６６２９６
号）しているが、さらに製造年月日の印刷に関しては、
インクジェットによって直接印刷する方法に替えてカッ
トチューブに印刷したものをヒートシュリンク法を用い
ることを考えた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところがフィルム上に
ドラムを圧接して印刷する従来の印刷機を組み込んでこ
れに対処しようとすると、新たな問題点が生じてきた。
そのひとつはＰＥＴボトルの形状は規格化されていない
こともあり千差万別であることに起因する。すなわちＰ
ＥＴボトルの種類によって、被覆される側のカットチュ
ーブに印字する位置や切断する間隔の違いが出てくる
が、印字ドラムの径は一定であるため、ウェブとドラム
が常に等速度で接触する通常の印刷機ではこれに対処す
ることが出来ないという問題、また、印刷はウェブ状の
チューブの送り速度と常に同期がとられていなければ位
置ずれを起こしてしまうが、従来の印刷機はウェブのス
ピードをローラをウェブの接触させてスピードを検出し
てドラムの回転を制御するものであるため、ほぼ一定速
度で行われる通常印刷と異なり、ボトルの移送に低速か
ら高速まで幅広い変化を伴うこのプロセスの印刷には、
動作遅れ等の応答追従性に問題が生じてしまうという問
題、更に、印字には適度の加熱を要するが、加熱具合も
ウェブのスピードに対応させる必要が生じる等、繁用の
印刷装置をそのまま適用することには無理があるという
問題である。

【０００５】本発明は、ウェブ部材に適宜のピッチで回
転部材による処理を行うことができるシステムを提供す
るもの、更にはＰＥＴボトルに被覆されるチューブフィ
ルムに印字やミシン目そして切断等の処理を、ＰＥＴボ
トルの種類に対応する異なるピッチで行うことができ、
幅広い移送速度の変化に対しても位置ずれを起こさず処
理できる高速チューブ挿入機を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】搬送されてくるウェブ状
のチューブに対し、印字ドラムやミシン目ローラやカッ
タローラ等の回転体は印字等の処理期間中は等しい速度
でウェブ部材と接触させ、非印字期間等の非処理期間に
はカットチューブのピッチに応じて回転体をウェブの送
り速度とは異なって加減速させると共に、運転速度に応
じた印字ドラムやミシン目ローラ、カッタローラ、送り
ローラやその他の挿入機の一連の制御を同じ運転速度信
号に基づいて先読みすることで、タイミング遅れの無い
動作を行わせるものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明における高速チューブ挿入
システムの全体構成を図１に示す。１はチューブ状のフ
ィルム４が二枚重ねの状態になって潰された状態でロー
ルに巻かれた原反で、この原反から巻き出しロール２に
よって引き出されたチューブは送りローラ５によって搬
送される過程で、製造年月日と賞味期限を印字する印字
装置６とチューブに適宜のミシン目を入れるミシン目装
置７が配置され、印字とミシン目処理がチューブに施さ
れる。更にカットチューブのピッチ毎に付けられている
マークを検出するマーク検出器９が配設され、検出のタ
イミングに応じて適宜のピッチ位置で切断装置８により
切断される。このカットされた各片（カットチューブ）
は、チューブ挿入機本体１０内でサッカーにより吸着さ
れて移送され、エアーピースに渡される。エアーピース
に保持されて移送される過程でカットチューブは広げら
れ帯状のリングとなって、そのリング内に別ルートでボ
トリングされ搬送されてきたＰＥＴボトルが挿入され
る。カットチューブが被せられたＰＥＴボトルは、加熱
炉に送られ熱によってフィルムが収縮し、ＰＥＴボトル
の形状にフィットした状態で被覆される。

【０００８】次に図２によって本発明のシステムの制御
系について説明する。タッチパネルやキーボード等の入
力手段１１によって、運転速度（本数／分）やカットチ
ューブのピッチ等の設定や製造年月日等のデータが入力
され、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントロー
ラ）１２に送られる。この入力は、例えばディスプレイ
１３上の表に順次カーソルを移動するなどして容易に入
力させることが可能である。ＰＬＣでは入力されたデー
タに基づいて、始動時から定常運転へまた、定常運転か
ら停止までの過渡的制御等の運転シーケンスやそれと同
期のとれたチューブ巻き出し制御、搬送コンベヤ制御を
処理する。このＰＬＣから運転信号、運転速度設定値を
演算制御部１４に送る。この演算制御部ではＰＬＣから
の信号によって送り速度指令を発生させ、それに基づい
た挿入機主軸、送りローラ、印字装置やミシン目装置そ
れぞれの駆動信号を演算発生し、チューブ挿入機本体１
０や搬送ローラ５の駆動系及び印字装置６，ミシン目装
置７，切断装置８の各ローラを駆動するサーボモータ１
６，１７，１８に駆動信号を送る。また、この演算制御
部１４では前記速度指令とマーク検出器９からのカット
チューブ単位のマーク検出信号とから送り長を演算し、
適正位置でのカッタの駆動を行わせる。カットチューブ
のピッチは同一のＰＥＴボトルに対しては一般に一定で
規則的であるが、チューブ原反に継ぎ目がある場合など
その部分で位相がずれることがあるが、その際にもこれ
によって所定位置で切断されるように位置ずれ補正、す
なわち位相調整を行うことができる。

【０００９】この制御系の特徴は、ＰＥＴボトルの搬
送、チューブ原反の巻き出し、チューブの送り、印字、
ミシン目処理、切断そして挿入機での挿入の動作はすべ
て連係する一連の動作であることに基づき、運転シーケ
ンスが決まればそれを基準としてこれらの駆動信号を演
算により得るようにした点である。夫々の個所で個々に
速度検出をなし駆動制御信号を得る方法では、高速運転
を行うとどうしても相互間の動作にばらつきが出てしま
ったり、応答遅れに基づく位置ずれを生じていたが、本
発明は運転シーケンスに基づく運転指令値から先取りの
形で速度信号を得ることでチューブの送り、印字、ミシ
ン目処理、切断の応答遅れを解消したのである。

【００１０】次に、本発明の核心であるＰＥＴボトルの
種類によって異なるカットチューブのピッチに対応して
機能できる印字装置、ミシン目装置、カッタの駆動動作
について説明する。動作原理は同様であるので、ここで
は印字装置について代表的に説明する。図３に示される
ように印字装置は周面に印字部が構成された回転するド
ラム６-1とそのドラムを回転駆動するサーボモータ１６
からなる。このドラムが搬送されるチューブフィルム上
で回転駆動されるとき、印字部６ー2とチューブフィルム
４とが圧接される個所でその印字部６ー2がフィルム４上
に印字を行う。図示の実施例ではドラム上に１８０°ず
れた位置に２個所の印字部６ー2が構成されている。この
構成において、チューブフィルムのピッチすなわち後工
程で切断されるカットチューブのピッチが、πｒ（π：
円周率，ｒ：ドラムの半径）であるならば、印字ドラム
の回転周速度をチューブフィルムの搬送速度に等しく駆
動することによって適正間隔に印字が出来るわけである
が、このピッチはＰＥＴボトルの種類毎に異なっている
ので、単純にチューブフィルムの搬送速度に合わせてド
ラムを駆動するとその印字位置がずれてしまう。ＰＥＴ
ボトルの種類毎に径の異なる印字ドラムを用意すれば対
応がとれるわけであるが、ＰＥＴボトルの種類毎に印字
装置をかえることは作業上もコストの面でも効率的でな
い。そこで、本発明は印字ドラムの駆動源にサーボモー
タを用い、印字期間はドラムの回転スピードをチューブ
フィルムの搬送速度と等しくし、非印字期間は異なる速
度で駆動するものである。ちなみに図４の実線のように
非印字期間Ｔ２に回転速度を下げる運転制御をした場合
は印字間隔の長い態様となり、破線のように非印字期間
Ｔ２に回転速度を上げる運転制御をした場合は印字間隔
の短い態様となることで、異なるピッチのチューブに対
応できることになる。

【００１１】印字期間Ｔ−１の速度は、チューブフィル
ムの搬送速度に保ち、非印字期間Ｔ−２に変速してピッ
チの差を吸収する必要があるわけであるが、そのドラム
の駆動は入力手段１１によりカットチューブのピッチの
値が入力されると、印字ドラム６ー1の回転の加減速がス
ムーズに行われるように駆動系の特性に合わせて演算制
御部１４で演算され、サーボモータ１６に駆動信号とし
て出力される。そして実際の駆動を検出モニターし、こ
の検出信号と先の駆動信号とに差がでないようにサーボ
系が働くように構成されている。また、印字装置に応じ
たこの駆動系の特性は、印字装置が特定されたときに演
算制御部内１４のＲＯＭ等に記憶させておくことが望ま
しい。それに基づいて適正な速度変化が演算できるから
である。

【００１２】ところで、チューブフィルムへ印字装置で
印字するときには加熱しながら印字を行うが、綺麗な印
字が安定して行われるためにはこの印字ドラムは適当な
温度に保たれていることが必要となる。印字部の放熱は
主としてチューブフィルムとの接触によるわけであるの
で、チューブの搬送速度が速くなったり印刷ピッチが短
くなると放熱量は多くなる。そこで、本発明においては
印字装置の温度を演算制御部で得られた速度指令値とピ
ッチ情報に基づいて制御するようにしている。これによ
ってチューブフィルムの送りが如何なるシーケンスをと
っても、どのようなピッチで印刷が設定されてもそれに
追従して安定した印字が出来るものである。

【００１３】以上ピッチの変化に対応させる駆動制御を
印字装置を例にして説明をしたが、ミシン目装置や切断
装置の場合もほぼ同様である。すなわちミシン目やカッ
タの歯がチューブフィルムに接する個所の近傍では、ミ
シン目装置や切断装置のローラの周速度をチューブフィ
ルムの搬送速度に保ち、ミシン目を入れたり切断を行っ
たりしない期間に変速してピッチの差を吸収させる。こ
こで歯がチューブフィルムに接する個所の近傍では、ミ
シン目装置やカッタ装置のローラの周速度をチューブフ
ィルムの搬送速度に合わせるのは、正確な位置に綺麗な
ミシン目や切断端を得るために必要な条件である。

【００１４】なお、ミシン目は製品となったＰＥＴボト
ルの栓を開ける際の被覆フィルム切除のためであった
り、最終的にカットチューブがＰＥＴボトルに被せら
れ、熱処理されてシュリンクされる際に、ボトルの窪み
部分にもチューブがフィットするためのガス抜きのため
のものである。また、本明細書ではＰＥＴボトル用のチ
ューブフィルムを対象とするシステムについて説明して
きたが、本発明は、これに限らずウェブ部材に対し回転
部材によって異なるピッチで処理を行うシステムには広
く適用できる技術である。

【００１５】

【発明の効果】以上の説明からも理解できるように、本
発明によるウェブ部材処理システムは、入力された情報
に基づくピッチに応じたウェブの処理、特にＰＥＴボト
ルの種類によって異なるカットチューブのピッチに対応
させて、印字、ミシン目、切断等の処理位置調整が可能
となるものである。また、マーク検出器１５からのピッ
チ単位のマーク検出信号を用いてウェブに不連続部が存
在しても処理タイミングの位相を調整し、適正位置での
処理を可能とするものである。さらにウェブをＰＥＴボ
トル用チューブフィルムに特定すれば、高速処理にも対
応がとれ、速度変化にも応答遅れの無いＰＥＴボトル用
チューブ挿入機システムが実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるチューブ挿入機の全体図

【図２】本発明のシステムの制御系ブロック図

【図３】本発明の実施例の印字部を示す図

【図４】印字ドラムの速度変化を示す図

【符号の説明】

１ チューブフィルム原反 ２ 巻き出しロ
ール ４ チューブフィルム ５ 送りローラ ６ 印字装置 ６-1 印字ドラム ６ー2 印字部 ７ ミシン目装置 ８ 切断装置 ９ マーク検出器 １０ チューブ挿
入機本体 １１ 入力手段 １４ 演算制御部 １６，１７，１８ サーボモータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力手段と演算制御部と搬送されるウェ
   ブ部材に印字、ミシン目、切断等の処理を施す円筒状の
   回転部材と該回転部材を前記演算制御部の出力に応じて
   駆動するサーボモータとからなり、前記演算制御部は前
   記処理を施すタイミングの近傍において前記回転部材の
   回転周速度を前記ウェブの搬送速度と等しくし、他の期
   間には速度を変更して前記入力手段に入力された情報に
   基づくピッチに応じたウェブ部材の処理ができるように
   速度指令信号を演算することを特徴とするウェブ部材処
   理システム。
2. 【請求項２】 搬送されるウェブ部材を切断する回転部
   材の上流側にマーク検出手段を配設し、該マーク検出手
   段の検出信号を演算制御部に送信し、この情報を加味し
   て切断処理のタイミングを前記演算部で演算することに
   より、ウェブ部材に不連続部が存在してもタイミングの
   位相を調整できることを特徴とする請求項１に記載のウ
   ェブ部材処理システム。
3. 【請求項３】 ウェブ部材がボトルにヒートシュリンク
   されるチューブフィルムであり、入力手段により入力さ
   れる情報がウェブ搬送速度とピッチ情報を含むものであ
   る請求項１又は２に記載のウェブ処理システム。
4. 【請求項４】 チューブフィルムに印字する印字装置に
   加熱手段を設け、チューブフィルム搬送速度とピッチ情
   報に基づいた温度制御信号を演算制御部より前記加熱手
   段に出力することを特徴とする請求項３に記載のウェブ
   処理システム。