(57)【要約】個々の生産品にラベルを張る携帯ラベルアプリケータを提供する。ラベルアプリケータの荷重は、ユーザの疲労を軽減するために、関節ブームから調節可能に吊るされる。大きなラベル供給ロールはアプリケータから離して置かれる。ラベルはラベル供給体から関節ブームに隣接する経路に沿って携帯ラベルアプリケータに移動される。ラベルは位置がずれた場合にラベルアプリケータ作動機構と位置合わせされる。自動ラベル貼り機の何分の一かの費用で、従来の携帯ラベル貼り機のほぼ２倍の速度が達成される。
2013502351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産品にラベルを貼る手動操作式ラベル貼り機であって、
携帯ラベルアプリケータと、
前記ラベルアプリケータに連結され、該ラベルアプリケータを支持する関節ブームと、
前記関節ブームに結合され、前記ラベルアプリケータの荷重の少なくとも一部を支持する懸架手段と、
前記ラベルアプリケータに連続的にラベルを送給するラベル供給手段であって、該ラベル供給手段は、ラベル片に保持されるラベルのロールを含み、前記ラベル供給手段は前記ラベルアプリケータから離して取り付けられるラベル供給手段と、
前記ラベル供給手段から前記携帯ラベルアプリケータへと、前記関節ブームに隣接する経路に沿って前記ラベル片を連続的に動かすラベル送給手段と
を備える手動操作式ラベル貼り機。
【請求項２】
請求項１に記載のラベル貼り機において、前記懸架手段は、前記関節ブームに連結されるばねであるラベル貼り機。
【請求項３】
請求項２に記載のラベル貼り機において、前記ばねの張力を調節するレバーを含む調節手段をさらに備えるラベル貼り機。
【請求項４】
請求項３に記載のラベル貼り機において、前記懸架手段は、前記ラベルアプリケータの荷重の０％〜１００％を支持するために調節可能であるラベル貼り機。
【請求項５】
請求項１に記載のラベル貼り機において、前記ラベル送給手段は、前記ラベル片を前記ラベルアプリケータへ動かすとともに案内する前記関節ブームによって保持される複数のローラを含むラベル貼り機。
【請求項６】
請求項５に記載のラベル貼り機において、前記ラベルアプリケータは、前記ラベル片を前記ラベル供給手段から前記ローラを越えて前記ラベルアプリケータへと引っ張る駆動スプロケットを含むラベル貼り機。
【請求項７】
請求項６に記載のラベル貼り機において、単独の前記ラベル片と、ラベルを保持する前記ラベル片との間の透明度の変化を検知することによってラベルの位置を感知する光ラベルセンサを前記ラベルアプリケータ内にさらに備えるラベル貼り機。
【請求項８】
請求項７に記載のラベル貼り機において、前記ラベルセンサ手段に反応し、ラベルが位置決めされていないことを感知するとともに、前記光ラベルセンサからの入力に応じて、前記ラベルがアプリケータ作動機構と位置決めされるまで前記アプリケータ内の前記ラベル片を前進させるラベル位置決め手段をさらに備えるラベル貼り機。
【請求項９】
請求項１に記載のラベル貼り機において、前記関節ブームは、第１アームおよび第２アームを備え、該第１アームは、垂直に延在する第１ピンに取り付けられた基部によって保持され、該基部および第１アームは、前記第１ピンの周りを自由に回転することができ、前記第１アームは、前記基部によって保持された水平に取り付けられたピンによっても保持され、前記第２アームは、前記第１アームに取り付けられた第２の水平ピンによって保持され、該ピンの周りを自由に回転することができる、ラベル貼り機。
【請求項１０】
請求項９に記載のラベル貼り機において、前記ラベルアプリケータは水平に延在するピンによって前記第２アームから吊るされ、それにより、前記アプリケータは該ピンに対して自由に回転することができる、ラベル貼り機。
【請求項１１】
請求項９に記載のラベル貼り機において、前記懸架手段は前記基部から前記ブームの前記第１アームに延在するばねであるラベル貼り機。
【請求項１２】
請求項１１に記載のラベル貼り機において、前記懸架手段は前記ばねを伸縮させるレバーの動きによって調節可能であるラベル貼り機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２００９年８月１８日に出願された米国仮特許出願第６１／２７４５３６号の利益および優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は一般に携帯手動操作式ラベル貼り機に関する。より具体的には、本発明は、より高速のラベル貼りを可能とし、従来のラベル貼り機における問題を解消する人間工学的な手動操作式ラベル貼り機を提供する。
【背景技術】
【０００３】
従来の手動式ラベル貼り機は典型的に重く、ユーザによる繰り返しの動作を必要とする。ユーザは、重い機械を品物から品物へと限られた速度でしか移動させることができず、この点において、ラベル貼りの速度は、ラベル貼り機の荷重によって本質的に制限される。生産品のラベル貼りでは、ユーザは各々の生産品にラベルを貼らなくてはならない。通常の作業日に一人のユーザによって何千ものラベルが貼られる。典型的な従来のラベル貼り機は、ラベルの比較的小さなリールしか保持することができないので、リールの頻繁な再装着作業が必要となって不要なダウンタイムが発生し、また、本発明のラベルアプリケータと比べて重い。制限されたラベル貼り速度と繰り返し動作によるユーザの負傷に加えて、機械はしばしば落とされ、破損する。このような破損した機械は、ラベル貼り工程の遅滞を招くことがあり、それにより、ラベルが貼られるのを待っている生産品の高価な「格下げ」が生じる。破損したラベルアプリケータによる標準以下のラベル貼りに対する罰金が、生産品の所有者に課せられることもある。
【０００４】
この技術分野に必要とされるものは、より速い速度でのラベル貼りが可能であり、ユーザの負傷や疲労を軽減し、ラベル貼り機の落下によって生じる機械の破損および「ダウンタイム」を最小限に抑える携帯手動操作式ラベル貼り機である。
【０００５】
本発明は上述の問題を取り除く。本発明は関節ブームに繋がれ、関節ブームから吊るされる手動駆動式ラベルアプリケータを初めて提供する。ブームは、ラベルアプリケータを適切な動作範囲で簡単かつ迅速に移動させつつも、ラベラーの荷重を支持する。繰り返し動作による負傷や疲労は大幅に軽減されるか、またはなくなる。さらに関節ブームは大きなラベルロールを収容する支持構造体に連結される。ラベルロールがユーザによって保持されないので、より多くのラベルを有するより大きなロールを使用することができる。ラベルはブームを越えてラベルアプリケータに運ばれる。その結果として、ユーザの疲労と繰り返し動作による負傷の軽減とともに、従来の手動のラベル貼り機よりも大幅に速いラベル貼り速度を達成することのできる、極めて軽量のラベルアプリケータ （ラベラーの荷重がブームによって保持されるため）となる。より大きなラベルロールを使用することにより、本発明では、従来のハンドラベラーによるラベルロールの交換に必要なダウンタイムが低減される。
【０００６】
関節ツール支持部は、米国特許第３，９１７，２００号、同第６，７１１，９７２号、同第７，０５５，７８９号および同第７，３２５，７７７号に記載されているように、従来技術において知られている。米国特許第４，１６６，６０２号に記載されているように、カウンターバランス機構も知られており、この文献は、かかる機構が一体型Ｘ線発生装置を支持するためのものとして教示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，９１７，２００号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７１１，９７２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，０５５，７８９号明細書
【特許文献４】米国特許第７，３２５，７７７号明細書
【特許文献５】米国特許第４，１６６，６０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したいずれの従来技術もラベル貼り機の製造に関するものではない。さらに、そしておそらく／さらに重要なことには、上述の従来技術は、関節支持機構の経路に沿ってワーク材を支持ツールへ送給することについては教示していない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の従来技術とは対照的に、本発明は携帯手動操作式ラベル貼り機の関節支持部を初めて提供する。さらに本発明はラベルの送給機構を提供し、この場合、ラベルは関節支持部の経路に沿って支持ツールに送給される。ラベルを、関節支持部に沿ってハンドツールに連続的に送給することにより、ラベルアプリケータの質量が最小限に抑えられる。本発明によってラベルアプリケータの質量を最小限に抑え、かつ同時にアプリケータの荷重を支持することにより、従来の携帯手動式ラベル貼り機の出力は効率的にほぼ２倍になった。従来のハンドラベラーが毎分約９０〜１００枚のラベルであるのに比較して、本発明により、ユーザは、毎分約１８０枚のラベルを貼ることができる。
【００１０】
本発明の他の重要な態様においては、手動式ラベルアプリケータの費用効率の改善がもたらされる。本発明では、自動ラベル貼り機の４分の１未満の費用で、また従来のハンドラベラーよりも僅かに高い費用で、従来のハンドラベラーの出力がほぼ倍になる。
【００１１】
本発明の主な目的は、費用効率が高く、かつ高速な、個々の生産品にラベルを貼るための携帯ラベル貼り機を提供することにある。
【００１２】
本発明のさらなる目的は、操作者の疲労と負傷を軽減し、ラベル貼り機の落下を実質的になくす、手動操作式ないし手作業による生産品ラベル貼り機を提供することにある。
【００１３】
本発明のさらなる目的は、従来の手動式ないし手作業による生産品ラベル貼り機の約２倍のラベル貼り速度を達成する、簡易な機構を提供することにある。
【００１４】
さらなる目的および利点は下記の説明および図面から明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の斜視図である。
【図２】ラベル位置決めないし位置合わせ機構を含むラベルアプリケータの概略断面図である。
【図３】関節支持体の基部に隣接して取り付けられたラベル供給ロールを示す図である。
【図４】関節支持体機構の下方に位置するラベル供給ロールを示す図である。
【図５】関節アームの他の支持体を、関節アームの下方に取り付けられたラベル供給ロールとともに示す図である。
【図６】ラベルアプリケータの荷重を変化させるための調節機構を示す図である。
【図７】ラベル支持ロールからラベルアプリケータにラベルを送給するガイド機構を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の一実施形態を示す。ハンドラベリングシステムは一般に１０で示される。 手動操作式携帯ラベルアプリケータ２０は、サスペンションアーム４７により、関節ブーム４０で繋がれて支持される。ブーム４０は第１アーム４１および第２アーム４２を有する。サスペンションアーム４７は、アプリケータ２０の荷重をブーム４０の第２アーム４２に伝達させる。サスペンションアーム４７は、第２アーム４２の先端４２ｂで保持される支持ピン４８を通って延びる概して水平なＸ−Ｘ軸の周りの、アプリケータ２０の旋回を可能にする。サスペンションアーム４７は、生産品にラベルを貼布するために十分に自由なラベルアプリケータ２０の動作を可能にする代替的な構成を有するものとすることができる。ブーム４０の基部４５は、支持部５０に取り付けられたピン５１によって保持される。基部４５は、ピン４６により、第１アーム４１の、ピン４６の周りの回転を許容しつつ、第１アーム４１を保持する。ブーム４０は、支持部５０上に取り付けられた垂直ピン５１により、ピン５１の垂直軸およびピン４６の水平軸の周りを回転可能に支持部５０に連結され、それにより、ブーム４０は完全に関節接合される。
【００１７】
懸架手段８０は、関節ブーム４０に基部４５で連結されて、携帯ラベルアプリケータ２０の荷重の少なくとも一部を支持する。図１に示す実施形態では、懸架手段８０は、基部４５に取り付けられた金具８５および８６から、第１アーム４１の低端部４１ａに延在するばね８１および８２を備える。これに代えて、懸架手段８０は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備えるものとすることができる。懸架手段８０は、図６と共に後述するように調節可能である。
【００１８】
比較的大きなラベルロール６０はラベル供給手段であり、図１に示す実施形態の支持部５０によって保持される。ラベル供給手段、すなわちロール６０はラベルアプリケータ２０から離して取り付けられ、それにより、アプリケータ２０の荷重を軽減する。ラベル送給部７０（詳細は図８を用いて後述するが、分かり易くするために図１に一部分を示す）は、ラベル片（分かり易さのために図１に示さず）をラベルロール６０からブーム４０およびサスペンションアーム４７沿いにラベルアプリケータ２０へと連続的に送給する。支持部５０はＤＣ電源（分かり易さのために図示せず）も保持している。ＤＣ電力はブーム４０に沿ってラベルアプリケータ２０に供給される。
【００１９】
廃棄テープは、後述するようにラベルアプリケータ２０に巻き取られて、操作者によって廃棄される。あるいは廃棄テープを基部に送り返して、操作者の介入なしに、連続的に廃棄処理することができる。
【００２０】
図２はラベルアプリケータ２０の概略図である。
【００２１】
ラベル２２ａは、操作者によって典型的には箱の中の果物である対象物６に手作業で貼り付けられる。ラベルアプリケータ２０は、アプリケータ２０の各々のラベル貼り動作ないし作動の度に、ロールもしくはリールの１枚のラベルを自動的に分配する。各ラベル貼り工程は、ラベル貼りの技術において知られているように、送給ローラ２４上の圧力検知によって自動的に引き起こされる。
【００２２】
送り込まれるラベル２２ａは、ラベルの「巻取り紙」もしくはラベル片７９に適合する裏テープ２２ｂ上に配置される。この巻取り紙もしくはラベル片は電動式スプロケットホイール２７によって駆動される。巻取り紙が前方に駆動されるに従い、ラベル２２ａは、ストリッパプレート２５によって裏テープ２２ｂから剥がし取られ、ラベルアプリケータ２０を作動させる操作者によるラベル貼りの作業中に、送給ローラ２４の補助の下で対象物６に送給される。裏テープ２２ｂの廃棄物は、その後に巻戻しリール２８上に巻き取られる。
【００２３】
スプロケットホイール２７は、スプロケット２７の回転に基づいて各ラベル貼り工程における全ラベルピッチの正確な長さでテープ２２ｂを正確に前進させる位置決め駆動装置もしくは駆動コントローラ２９によって駆動される。
【００２４】
この方法のみで数十枚のラベルを「開ループ」的に位置決めすることができる。しかしながら、システムの許容差と抗力に起因して、ラベルは位置を失い始める。
【００２５】
この問題を克服するために、ラベルアプリケータ２０は、ラベルを送給ローラ上へのラベルの正確な位置決めないし位置合わせのための、同期もしくは位置決めにおける新規の方法を利用する。これはすなわち、光ラベルセンサ２３を使用して、ラベルの端部を検知するとともに、位置駆動コントローラ２９を介してスプロケットホイール２７に位置をフィードバックする。駆動コントローラ２９は光ラベルセンサ２３に接続され、光ラベルセンサに反応する。ラベルがアプリケータの作動機構と適切に位置決めないしは位置合わせされていない場合は、駆動コントローラ２９は、ラベルが位置合わせないしは位置決めされるまでスプロケット２７を前進させる。このようにして、ラベル位置決め手段は、光ラベルセンサ２３、 駆動コントローラ２９およびスプロケット２７を備えて形成され、ラベルがアプリケータ２０の作動機構と位置合わせされるまでラベル片を前進させることにより、アプリケータ２０内でラベル片の再位置決めを行う。
【００２６】
ラベルセンサ２３は光学原理を利用したものである。すなわち、ラベルセンサは、送り込まれるラベルの巻取り紙を「透視」し、裏テープ２２ｂだけの場合と、ラベル２２ａおよび裏テープの場合との透明度の変化を検知し、ラベルの端部位置を決定する。
【００２７】
センサは、異なる環境条件、例えば、テープとラベル厚さおよび透明度の変化、ごみ、周辺光などに合わせて「自己較正」することができる。検知工程の一部として、センサは、ａ）自身の送信電力、ｂ）自身の受信機の感度、および、ｃ）検知の閾値を動的に較正することができる。
【００２８】
スプロケットホイール２７によって比較的大量のラベルの位置が維持されるので、センサは、変化する環境条件に動的に適合するための十分な時間を有する。すなわち、ラベルが貼られる際に、センサは、数枚のラベルの後に単一の有効な端部検知信号（例えば、ラベル１０枚毎に単一の有効な位置信号）を生成することができる。
【００２９】
センサ２３から有効な端部検知信号が生成されると、スプロケットホイール２７の駆動コントローラ２９はその信号に従って位置を補正し、サイクルが再び始まる。
【００３０】
図３〜図５は本発明の代替形態の概略図である。
【００３１】
図３は一実施形態を示す。ここでは、図１に示すハンドラベル貼りシステム１０は架台９０上に取り付けられており、この架台はテーブル９５上に取り付けられている。生産品の箱は、ラベル貼りのためにテーブル９５上に置かれる。
【００３２】
図４は図３に示すものと類似の実施形態を示すが、図４では、ラベルロール１６０が、ラベルアプリケータ（図示せず）から離してテーブル１９５の下に取り付けられ、それにより、ラベルが貼られるテーブル１９５上の作業領域からラベルロール１６０までの距離が増大する。
【００３３】
図５はさらなる実施形態を示す。ここでは、ブーム支持部２５０がマスト２９０上に取り付けられている。ラベルロール２６０は、ラベルアプリケータ（図示せず）から離され、かつマスト２９０の基部の近くに配置されている。
【００３４】
図６は調節手段３０を示し、調節手段により、ユーザは、関節ブーム４０によって保持されるラベルアプリケータ２０の荷重の割合を簡単かつ迅速に調節することができる。図６は調節手段３０の片側を示す。すなわち、ばね８１（図１）は図６では見えない。
【００３５】
可動レバーもしくはハンドル３１は、ピン３２によってブーム４０の基部４５に枢動可能に取り付けられている。レバーもしくはハンドル３１の近位端３１ａは、ユーザによって簡単に把持され、矢印９９によって示すように上方または下方に動かされる。ハンドル３１の遠位端３１ｂは、ピン４１ｃで第１アーム４１の近位端４１ａに連結されたばね８２を支持する。ハンドル３１の近位端３１ａが上昇するにつれて、ばね８２は伸びてアプリケータ２０の荷重のより多くの部分を支持する。この一方で、レバーもしくはハンドルが下降すると、ばね８２は収縮し、アプリケータ２０の荷重のより少ない部分がばね８２によって支持される。固定ノブ３３はハンドル３１によって保持される。ノブ３３はねじ搭載ピン（図６には示さず）を保持し、このピンは基部４５に形成された複数の保持穴３５の内の一つと係合する。ユーザは、アプリケータの荷重の０〜１００％の範囲で、ブーム４０によって保持されるラベルアプリケータの荷重の割合を簡単に調節することができる。
【００３６】
図７は、本明細書に記載するように、ラベル片７９をラベル供給手段もしくはロール６０から携帯ラベルアプリケータ２０まで経路調節ブーム４０に沿って連続的に移動するために使用されるラベル送給手段７０を概略的に示す。複数のローラ７１〜７５は、ブーム４０の第１アーム４１および第２アーム４２の経路に沿って、又は該経路に隣接して配置される。テープ引張りアーム７６は、ロール６０から上方に延在し、ローラ７１およびその上端７６ａを保持する。テープ引張りアーム７６は駆動スプロケット２７（図２）に「ソフトスタート」を提供し、これによってローラ７１〜７５に沿ってラベル片７９が引っ張られる。ローラ７１および７２は、図７に示すように供給ロール７０上に配置される。ローラ７２は支持アーム７８の先端７７に取り付けられている。支持アーム７８はラベル供給部６０から上方に延在する。ローラ７３は第１アーム４１の枢着点４６の上に位置する。ローラ７４は第１アーム４１と第２アーム４２の交差点に配置される。ローラ７５は第２アーム４２の先端もしくは遠位端４２ｂに配置される。ローラのこの配置により、ラベル片７９は、操作者がラベルアプリケータを動かすにつれてアーム４１および４２が関節接合する際に、これらのアームに隣接する経路を連続的にたどることができる。第１アーム４１が垂直ピン５１に対して回転すると、ラベル片は、ローラ７３が静止ローラ７２に対して垂直軸の周りを回転する際に捩れる。ローラ７２とローラ７３との間の間隔が、これら２つのローラ間のラベル片７９の捩れを許容する。ブームアーム４１および４２の側壁は、ラベル片がロール６０からラベルアプリケータ２０に動く際にラベル片を保護する。
【００３７】
本発明の上述の記載は例示および説明のためのものであり、本発明を開示された明確な形態に包括または限定することを意図するものではない。上述の教示の点から種々の修正および変形が可能である。本実施形態は本発明の原理およびその活用を最もわかりやすく説明するために選ばれ、そして記載されたものであり、それによって当業者は本発明を種々の実施形態および考案した具体的な用途に適するような種々の変形で最適に使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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