(57)【要約】【課題】音極が溶着しようとするラベルに接触すると、溶着垂直移動動作を開始させるプロセスを提供する。【解決手段】この発明は、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成するラベル貼り機の溶着プロセスで用いられる溶着開始タイミング自動決定装置に関する。この装置は、ラベル貼り機のタレットに実装され、超音波溶着を実行する音極２等の溶着要素を有しているこの装置は、可動部と、タレットに固定された固定部とからなり、ガイド４に摺動可能に結合された摺動子を有している。摺動子は、音極が溶着しようとするラベルの抵抗によって停止されたときでも、摺動動作を可能とする。可動部と固定部との間の距離が狭まったとき、ばね部材１１が圧縮される。そこで、センサ８が作動して、溶着移動動作の引き金となる。溶着が完了して、この装置１が溶着されたラベルから遠ざかると、ばね部材１１が、音極２を初期位置に戻す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラベル貼り機の溶着タレットに取着され、超音波溶着を行うための音極からなる溶着要素を用いて、前記音極を溶着しようとするラベルに近づける第１のステップと、前記溶着要素を垂直に移動させて溶着動作を実行させる第２のステップと、溶着後、前記音極を溶着されたラベルから後退させて、初期位置に戻す第３のステップとを実行することで、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成する溶着プロセスにおいて、当該溶着プロセスの開始タイミングを自動的に決定するための方法であって、
前記第１のステップにおいて、前記音極が前記溶着しようとするラベルに接触したときに生成される溶着開始信号に基づいて、垂直溶着移動の前記第２のステップを開始すると共に、
前記溶着開始信号が、前記音極を移送する可動構造と、該可動構造を支える固定構造との相互摺動によってアクティブな状態になるセンサによって生成されることを特徴とする溶着開始タイミング自動決定方法。
【請求項２】
ラベル貼り機の溶着タレットに取着され、超音波溶着を行うための音極からなる溶着要素を用いて、前記音極を、溶着しようとするラベルの部位であって、当該ラベルの一方の端部と他方の端部とが重ねられたラベル両端部重合部位に近づける第１のステップと、前記溶着要素を、前記ラベルの前記ラベル両端部重合部位に沿って、垂直に移動させて溶着動作を実行させる第２のステップと、溶着後、前記音極を溶着されたラベルから後退させる第３のステップとを実行することで、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成する溶着プロセスにおいて、当該溶着プロセスの開始タイミングを自動的に決定するための装置であって、
前記溶着タレットに実装され、中空円筒構成の内部に前記音極が摺動自在に収納された中空円筒支持体を備える前記固定要素と、
前記音極からなる溶着要素を含み、少なくとも1つのガイドに摺動自在に結合された摺動手段によって、前記固定要素に対して摺動可能な可動要素と、
前記可動要素の摺動に伴って、前記固定要素と前記可動要素との間の距離が接近すれば、当該接近動作を止めて、前記第２のステップの垂直方向溶着動作を開始させるための溶着開始信号を出力するセンサと、
前記固定要素と前記可動要素との間に配置され、前記音極と前記溶着しようとするラベルとの接触後に起こる前記固定要素の接近伴って、圧縮される弾性部材とを備えてなることを特徴とする溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記溶着要素が前記ラベルから後退するにつれて、その復元力により前記可動要素を押圧して遠ざけて、前記音極を含む可動要素を初期位置に戻す構成とされていることを特徴とする請求項２記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項４】
前記摺動手段は、前記ガイドがどのように固定されるかに依存して、前記可動要素又は固定要素の側に属するものであることを特徴とする請求項２記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項５】
前記摺動手段は、前記ガイドに摺動自在に結合される少なくとも２つのシューと、少なくとも２つのブシュと、少なくとも２つの軸受けとからなることを特徴とする請求項２又は４記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項６】
前記弾性部材の復元力に押されて、前記可動要素が初期位置に戻される際に、前記初期位置にて前記可動要素を停止させるストッパが設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項７】
前記弾性部材が、空気ばね又は機械ばね部材からことを特徴とする請求項２又は３記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【請求項８】
前記センサが、前記可動要素又は固定要素の側に属するものであることを特徴とする請求項２又は３記載の溶着開始タイミング自動決定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成するラベル貼り機の溶着プロセスで用いられる溶着開始タイミング自動決定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のラベル貼り機としては、従来、円筒体や回転体に筒型ラベルを貼り付けることができる超音波溶着装置が知られている。このラベル貼り機には、リニアタイプのものと回転タイプのものとがある。
【０００３】
また、上記ラベル貼り機には、溶着要素たる音極(sonotrode, 超音波振動子)を、ラベルの一方の端部と他方の端部とが重ねられたラベル両端部重合部位に接触した状態を保ったまま、溶着しようとする当該ラベル両端部重合部位に沿って近強制的に移動させるタレットが実装されている。
【０００４】
この発明の装置は、この発明の出願人と同一の出願人によって出願されたイタリア特許出願第ＰＲ０２Ａ００００１８号に記載のラベル貼り機に組み込まれるのが望ましい。
【０００５】
要するに、上記イタリア特許出願には、タレット上に設置された超音波溶着装置が開示されている。この特許出願の構成では、タレットが、予め決められた軸に沿ってラベルを貼ろうとする表面に接近し、この後、ラベル両端部重合部位に接触すると、当該ラベル両端部重合部位に対して長手方向移動・溶着動作を開始する。
【０００６】
当該長手方向移動・溶着動作が完了すると、超音波溶着装置は、ラベルから離脱して開始位置に戻る。
【０００７】
この発明の装置は、上述のラベル貼り機のタレットに実装されている、そして、溶着しようとするラベルの端部位置とは無関係に、言い換えれば、ラベルが貼付される容器の直径とは無関係に長手方向移動・溶着動作の開始タイミングを決定する、
【０００８】
この出願に係る発明装置は、同じ動作原理に基づく装置である限り、どのような装置にも適用可能であるけれども、とりわけ、超音波溶着システムに適用される。
【０００９】
溶着プロセスは、例えば、圧力、周波数、電流、溶着ビーズの形成速度等の物理パラメータによって設定される。滑らかで均質な溶着品質を得るためには、これらの物理パラメータが、できる限りコンスタントに維持されることが必要である。
【００１０】
ラベル両端部重合部位に沿って均質で効果的な溶着スポットを得るためには、溶着要素としての音極の垂直移動と溶着プロセスとを同時に開始させることと、音極がラベルに接触したとき、上述の各物理パラメータを一定に保つことが絶対不可欠な要件である。
【００１１】
もしも、このような条件が満たされない場合には、次のような不都合が生じる虞がある。
（１）ラベル両端部重合部位の長さ方向に沿う不完全な溶着ビーズの形成
（２）溶着ステップの完了後、はずれ易い結合力の弱い溶着ビーズの形成
（３）ラベルにミシン目を入れるまで、溶着された領域の膨れ上がり
【００１２】
このような不都合が生じれば、最適溶着品質を得られず、多量のラベル又は／及び容器を排気処分しなければならない、結果となる。
【００１３】
上記欠点を解消するために、昨今では、溶着組立体に取付けられている空気ばね上にストッパ手段を設置して、溶着組立体がこのストッパ手段に接触すると溶着動作を開始し、溶着動作が完了すると、上記溶着機構は、レバー機構やアクチュエータ等の手段を用いて、再び、リセットされる技術が知られている。
【００１４】
ところで、この種の従来技術の構成によれば、ラベルを貼り付けようとするボトル容器の直径に合わせた基準ストッパが必要となる。加えて、この種の装置では、機構上の事象、たとえば、摺動要素の磨耗や摺動要素間の遊隙の拡がりが起こりがちであるが、装置は自己修復機能を有していないので、機構の適正動作を回復するためには、頻繁な手作業による保守点検を必要とする、という不都合がある。
【００１５】
この結果、手作業の調整がラベル貼り機の稼動休止期間を増大させるという問題を併発する。たとえ、１回１回の稼動休止期間が短くても、同一の機械によって、ラベルを貼り付けようとする容器の個数が多量であれば、１日のトータルでは、到底受け入れ難い数値となる。加えて、人手による調整では、誤った調整に起因する不良品の発生を招くという欠点もある。
【発明の開示】
【００１６】
上述の事情に鑑みてなされたもので、ラベルの溶着移動プロセスの開始タイミングを、容器の直径とは無関係に、決定することができると共に、摺動機構の磨耗や遊隙の増大の影響を受けることなく、溶着完了後は適正な開始位置に常に戻ることができる溶着開始タイミング自動決定方法及び装置を提供することを目的としている。
具体的には、この発明は、溶着要素の接触直径や移動距離がどうであろうと、溶着要素がラベルに到達したとき、溶着パラメータを一定に保ったまま、正確に溶着移動プロセスの開始タイミングを保証できる溶着開始タイミング自動決定方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、ラベル貼り機の溶着タレットに取着され、超音波溶着を行うための音極からなる溶着要素を用いて、前記音極を溶着しようとするラベルに近づける第１のステップと、前記溶着要素を垂直に移動させて溶着動作を実行させる第２のステップと、溶着後、前記音極を溶着されたラベルから後退させて、初期位置に戻す第３のステップとを実行することで、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成する溶着プロセスにおいて、当該溶着プロセスの開始タイミングを自動的に決定するための方法に係り、前記第１のステップにおいて、前記音極が前記溶着しようとするラベルに接触したときに生成される溶着開始信号に基づいて、垂直溶着移動の前記第２のステップを開始すると共に、前記溶着開始信号が、前記音極を移送する可動構造と、該可動構造を支える固定構造との相互摺動によってアクティブな状態になるセンサによって生成されることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、ラベル貼り機の溶着タレットに取着され、超音波溶着を行うための音極からなる溶着要素を用いて、前記音極を、溶着しようとするラベルの部位であって、当該ラベルの一方の端部と他方の端部とが重ねられたラベル両端部重合部位に近づける第１のステップと、前記溶着要素を、前記ラベルの前記ラベル両端部重合部位に沿って、垂直に移動させて溶着動作を実行させる第２のステップと、溶着後、前記音極を溶着されたラベルから後退させる第３のステップとを実行することで、樹脂フィルムからなる筒型ラベルを形成する溶着プロセスにおいて、当該溶着プロセスの開始タイミングを自動的に決定するための装置に係り、前記溶着タレットに実装され、中空円筒構成の内部に前記音極が摺動自在に収納された中空円筒支持体を備える前記固定要素と、前記音極からなる溶着要素を含み、少なくとも1つのガイドに摺動自在に結合された摺動手段によって、前記固定要素に対して摺動可能な可動要素と、前記可動要素の摺動に伴って、前記固定要素と前記可動要素との間の距離が接近すれば、当該接近動作を止めて、前記第２のステップの垂直方向溶着動作を開始させるための溶着開始信号を出力するセンサと、前記固定要素と前記可動要素との間に配置され、前記音極と前記溶着しようとするラベルとの接触後に起こる前記固定要素の接近伴って、圧縮される弾性部材とを備えてなることを特徴としている。
【００１９】
この発明の構成によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）溶着開始時点から溶着終了時点までの間、溶着速度を確実に一定に保つことができる。
（２）溶着装置を長期間稼動させても均質な溶着品質を維持できる。
（３）ラベルが溶着される容器やドラムの直径に依存せずに、加えて、追加の初期調整を必要とせずに、均質な溶着品質を得ることができる。
（４）溶着装置について、始めに１度だけ適正な溶着パラメータに調整しておくだけで、不良品数を、略ゼロに削減することができる。
（５）このような調整は、音極や各部がたとえ磨耗したとしても、必要とされない。
【００２０】
上記目的及び特長は、特許請求の範囲の欄に記載した内容によって特徴付けられる、この発明の主題である、溶着プロセスの開始時点を自動的に決定するための装置によって達成されることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
上記した特徴と利点は、この発明の好ましい実施態様の記載を添付図面と共に検討すれば、よりたやすく明白になる。なお、この発明は、次節で詳述する実施態様に限定されるものではないことは勿論である。
【図１】この発明による溶着開始時点を自動決定するための装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１の装置の平面図である。
【図４】この発明の好適な実施例である超音波溶着式ラベル貼り機の要部を分解して示す概略斜視図である
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この例の溶着開始タイミング決定装置は、ラベル貼り機のタレットに実装され、超音波溶着を実行する音極２等の溶着要素を有しているこの装置は、可動部と、タレットに固定された固定部とからなり、ガイド４に摺動可能に結合された摺動子を有している。摺動子は、音極が溶着しようとするラベルの抵抗によって停止されたときでも、摺動動作を可能とする。可動部と固定部との間の距離が狭まったとき、ばね部材１１が圧縮される。そこで、センサ８が作動して、溶着移動動作の引き金となる。溶着が完了して、この装置１が溶着されたラベルから遠ざかると、ばね部材１１が、音極２を初期位置に戻す。音極が溶着しようとするラベルに接触すると、溶着垂直移動動作を開始させるプロセスが提供される。
【００２３】
まず、図１において、符号１は、溶着動作、具体的には、超音波による溶着動作の開始タイミングを自動的に決定する装置（溶着開始タイミング決定装置１）を示している。この装置は、図４に示すように、熱収縮性フィルムからなる筒形ラベルを形成して容器に貼着するラベル貼り機の単数又は複数のタレットに取付けられている。
各タレットは、垂直アクチュエータ１７と、垂直アクチュエータ１７に固定された整合板１６と、整合板１６に固定された水平アクチュエータ１５とを備えている。垂直アクチュエータ１７は、ラベルの両端面同士が重なり合う部位であるラベル両端部重合部位（ラベル・オーバラップ領域）に沿って、溶着装置を垂直移動させる駆動力を発生する。
【００２４】
溶着開始タイミング決定装置１において、中空円筒構成の支持体（以下、中空円筒支持体ともいう）３は、タレット、具体的には、水平アクチュエータ１５に載置固定されて、溶着要素、この実施例では、音極２（超音波振動子）を収納する。
【００２５】
音極２は、中空円筒支持体３の内部に、当該中空円筒と軸心を共通にして、かつ、同心円状の態様で、配置されている。上記音極２は、取付け部７にネジ締め７ａされて固定されている。
【００２６】
取付け部７は、摺動機構のうち、直線状のガイド（固定部）４に摺動自在に結合された可動部に接合されていて、さらに、中空円筒支持体３に接合されている。
この結果、ガイド４上を摺動するスライド手段が前進又は後退移動すると、それに伴い、取付け部７、ひいては、音極２も前進又は後退移動する。
【００２７】
上記摺動機構のうち、上記可動部は、この実施例では、前後して配備された少なくとも２つの摺動子（スライド・シュー）５ａ、５ｂと、図示せぬ少なくとも２つのブシュと、図示せぬ少なくとも２つの軸受けとディスク６とから構成されている。摺動子５ａ、５ｂは、ディスク６にネジ締め６ａされて固定されている。さらに、取付け部７も、上記ディスク６の先端部にネジ締め７ｂされて固定されている。
【００２８】
中空円筒支持体３の上面は、略完全に平らに形成されてガイドレール４を載置接合するする載置接合面３ｃとなっている。
【００２９】
加えて、中空円筒支持体３の載置接合面３ｃには、その先端部にだけ、壁部３ｂが突設されていて、摺動子５ｂが、後述するばね部材（弾性部材）１１によって上記壁部３ｂに押付けられている。
【００３０】
上述の説明及び図２及び図３の構成から明らかなように、音極２の軸方向移動を可能とするために、音極２は、取付け部７及びディスク６を介して、ガイド４上を自由に摺動できる摺動子５ａ、５ｂに接続固定される構成となっている。摺動機構の可動部の後退動作は、取付け部７が中空円筒支持体３に接したとき、停止するようになっている。
【００３１】
溶着開始タイミング決定装置１には、機能遂行のために、さらに、コイル状のばね部材１１とセンサ８とを有している。ばね部材１１は、溶着開始タイミング決定装置１を初期位置戻す役割を担い、センサ８は、溶着移動動作を開始させる役割を担っている。
【００３２】
ディスク６の（取付け部７が取着されている先端部とは反対側の）後端部は、湾曲されて、枠壁（ストラップ）６ｂが垂直に立設されている。枠壁６ｂには、2つの穴部が穿孔されていて、一方の穴部にはセンサ８が、他方の穴部にはネジ９が挿通されている。ネジ９はピン１０を保持するために用いられている。枠壁６ｂから所定距離離れたところで、端面板１２が設けられていて、この端面板１２は、ガイド４にネジ１３締めされ、さらに、小型の固定用桟１４により締結されて固着されている。
【００３３】
上記端面板１２と上記枠壁６ｂとの間には、コイル状のばね部材１１が、ピン１０に部分的に嵌合される態様で、介挿されている。端面板１２には座部１２ａが凹設されていて、座部１２ａに、ピン１０からはみ出す側のばね部材１１の一端部が、圧縮時に位置ずれが生じないように、嵌着されている。
【００３４】
言い換えれば、溶着開始タイミング決定装置１は、次述するように、相互移動関係にある2種類の組立要素（固定組立要素、可動組立要素）から構成されていると考えることができる。
（１）溶着タレットに固定されている固定組立要素：この実施例では、固定組立要素は、中空円筒支持体３とガイド４と端面板１２とからなっている。
（２）上記固定組立要素に対して摺動自在に移動できる可動組立要素：この実施例では、可動組立要素は、音極２と取付け部７とディスク６と摺動子５ａ、５ｂとから構成されている。ここで、センサ８も、溶着開始タイミング決定装置１の可動組立要素に属している。
【００３５】
次に、上記溶着開始タイミング決定装置１を用いて、ラベル貼り機の溶着動作の開始タイミングを自動的に決定（認識判断）するプロセスについて説明する。
水平アクチュエータ１５は、溶着開始タイミング決定装置１を、溶着されるべきラベルを保持する巻きドラムに向けて、移動させる。この移動工程では、固定組立要素と可動組立要素とは、同じ量、水平移動する。
【００３６】
音極２が巻きドラムに接すると、水平アクチュエータ１５は、音極２のさらなる前進を止める。そして、この後は、ガイド４上の摺動子５ａ、５ｂの摺動機能によって、可動組立要素（音極２、取付け部７、ディスク６、及びセンサ８）は、案内された位置に留まることができる一方、固定組立要素（中空円筒支持体３、ガイド４、端面板１２）は摺動しない状態のままにして置くことができる。この結果、音極２は、その軸方向への移動を保持できる。
【００３７】
音極２が容器に接触していて、コイル状のばね部材１１が圧縮されている間は、端面板１２と枠壁６ｂとの間（すなわち、固定組立要素と可動組立要素との間）の距離は減少する。この距離がさらに短くなってくると、取付け部７は、中空円筒支持体３の先端面３ａに近づいてきて、また、センサ８が（端面板１２の存在に反応して）作動して、音極２とラベルとが相対面する状態を維持したまま、垂直アクチュエータ１７の垂直方向移動を開始させる。ここで、センサ８は、可動組立要素の摺動に伴って、固定組立要素と可動組立要素との間の距離が接近すれば、当該接近動作を止めて、垂直方向溶着動作を開始させるための溶着開始信号を出力する。この実施例では、中空円筒支持体３の先端面３ａと取付け部７との衝突を緩和するために、先端面３ａと取付け部７との間に、単数又は複数のダンパー部材１８が介挿されている。
【００３８】
上記溶着動作が完了すると、水平アクチュエータ１５はラベルから後退する。水平アクチュエータ１５がラベルから後退すると、ばね部材１１が、圧縮から解かれて、ディスク６を押し遠ざける。このとき、ガイド４上の摺動子５ｂが、中空円筒支持体３の先端部に突設された壁部３ｂに接触するまで、ディスク６は、ばね部材１１によって押し遠ざけられる。結果として、溶着開始タイミング決定装置１の各要素が、正確に初期位置に戻る。コイル状のばね部材１１の押圧動作後、センサ８はオフ状態となり、待機状態のスタンバイ位置に戻る。
【００３９】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上記した固定組立要素のうちのある要素は、可動組立要素として構成されても良いし、反対に、上述の可動組立要素のうちのある要素は、固定組立要素として構成されても良い。とくに、摺動子５ａ、５ｂとガイド４とは、互換性があるので、どちらかを可動組立要素とすれば、他は、組立動組立要素となり得る。センサ８と端面板１２との関係において同様である。摺動手段は、ガイドがどのように固定されるかに依存して、可動要素又は固定要素の側に属するように構成できる。また、弾性部材としては、機械ばね部材に限らず、空気ばねを用いるようにしても良い。
【００４０】
また、上述の実施例では、超音波溶着装置を用いるようにしたが、音極２（超音波溶着装置）に代えて、何か別種の非超音波溶着装置を用いるようにしても良い。
【００４１】
上述の実施例では、センサ８は概念的なセンサとして述べたが、好適には、近接センサ又は位置センサが良い。
【００４２】
この発明の溶着開始タイミング決定方法は、音極を溶着しようとするラベルに近づけ、ラベル接触するまで移動させる第１のステップからなる。この接触が垂直方向に移動しながら実施する第２のステップ（すなわち、実際の溶着ステップ）のトリガとなる。それゆえ、第２のステップの開始タイミングを決定するのは、音極とラベルとの接触なのである。
【００４３】
溶着が完了したとき、垂直移動も終了する。この後、第３のステップが開始され、音極が溶着されたラベルから遠ざかって、初期位置に戻る。
【図１】
2008524077.tif 000003
【図２】
2008524077.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008524077.tif 000006
【国際調査報告】
2008524077.tif 000007
2008524077.tif 000008
2008524077.tif 000009