(57)【要約】【課題】  ラベルの帯電量を所定の範囲に制御することができるラベル帯電方法を提供する。【解決手段】  擬似コア２の外周に吸引手段による吸気によりラベルＬを巻き付けて射出成形金型５Ａ内に擬似コア２に巻き付けた状態で帯電したラベルＬを供給する。擬似コア２にラベルを巻き付ける巻き付けステージ１０に、擬似コア２を一方の帯電用電極としてラベルに静電気を帯電させる帯電用電極８１とラベルの帯電量を測定する帯電量測定センサ８３とを配置する。帯電量測定センサ８３で帯電したラベルの帯電量を測定し、測定した帯電量に基づいて、静電気帯電装置８の出力をフィードバック制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インモールド成形における、ラベルの帯電量を測定する帯電量測定手段、該帯電量測定手段により測定された帯電量を記憶する記憶手段、該帯電量記憶手段ならびに該帯電量記憶手段と接続された制御手段、該制御手段と接続された静電気発生手段を備えたラベル帯電方法において、
該帯電量記憶手段には予め該帯電量測定手段により測定したラベルの適正帯電量を記憶させておき、
該制御手段が該帯電量測定手段により測定した帯電量と該帯電量記憶手段に記憶された適正帯電量とを対比させ、当該静電気発生手段から発する静電気量を調整してラベルへの帯電量を適性に帯電させることを特徴とするラベル帯電方法。
【請求項２】
インモールド成形における、帯電後のラベルを搬送する部品の帯電量を測定する帯電量測定手段、該帯電量測定手段により測定された帯電量を記憶する帯電量記憶手段、該帯電量測定手段ならびに該帯電量記憶手段と接続された制御手段、該制御手段と接続された静電気発生手段を備えたラベル帯電方法において、
該帯電量記憶手段には予め該帯電量測定手段により測定したラベル搬送部品の適正帯電量を記憶させておき、該制御手段が該帯電量測定手段により測定した帯電量と該帯電量記憶手段に記憶された適正帯電量とを対比させ、当該静電気発生手段から発する静電気量を調整してラベルへの帯電量を適性に帯電させることを特徴とするラベル帯電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラベル帯電方法に関し、特に、帯電したラベルを射出成形機の金型内に静電吸着力を利用して吸着させる射出成形機システムのラベル吸着方法及び射出成形機システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−７６１７７号公報（特許文献１）の図１及び図１０には、擬似コアに合成樹脂製のラベルを吸着させた後、ラベルに電荷を耐電する技術が開示されている。この従来技術では、ラベルを吸着させた擬似コアを金型に搬送する途中に、一対の電極バー（５１ａ，５１ｂ）を備えた帯電装置を配置する。そして、これら一対の電極バーに、高電圧を印加して高電圧電界を形成し、ラベルを保持した擬似コアをこの高電圧電界の中を通過させて、ラベルに電荷を帯電させている。電荷が帯電したラベルは、金型の内面に電荷の静電吸着力を利用して吸着される。
【特許文献１】特開２００７−７６１７７号公報  図２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示されるように、金型へのラベルの吸着に静電吸着力を利用する従来の射出成形機システムにおいては、ラベルの帯電量が適正であるか否かを、システムの設置作業者が感覚または測定器で確認し、必要に応じて帯電用電極に印加する高電圧を調整していた。しかしながらラベルの帯電量は、周囲環境の湿度や温度の変化等の要因によって、常に一定になるものではない。そのためラベルの帯電量が不足していること、またはラベルの帯電量が多すぎることが原因となって、金型内でのラベルの位置決め精度が悪くなる問題が発生することがある。
【０００４】
本発明の目的は、ラベルの帯電量を所定の範囲に制御することができるラベル帯電方法を提供することにある。
【０００５】
本発明の他の目的は、ラベルの帯電量を所定の範囲に制御することができる射出成形機システムのラベル吸着方法及び射出成形機システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のラベル帯電方法を適用する射出成形機システムは、静電気帯電装置を用いて帯電させたラベルが巻き付けられている擬似コアを、帯電したラベルと一緒に射出成形機の金型内に挿入し、帯電したラベルを静電吸着力により金型内に吸着させる。本発明においては、ラベルの帯電量を測定する帯電量測定手段、該帯電量測定手段により測定された帯電量を記憶する帯電量記憶手段、該帯電量測定手段ならびに該帯電量記憶手段と接続された制御手段、該制御手段と接続された静電気発生手段を備え、該帯電量記憶手段には予め該帯電量測定手段により測定したラベルの適正帯電量を記憶させておき、該制御手段が該帯電量測定手段により測定した帯電量と該記憶手段に記憶された適正帯電量とを対比させ、当該静電気発生手段から発する静電気量を調整することにより、測定した帯電量に基づいて、静電気帯電装置の出力をフィードバック制御する。そのため、ラベルの帯電量を常に所定の範囲内のものとすることができるので、ラベルの帯電量の過不足による金型内でのラベルの位置決め精度の低下を防止することができる。
【０００７】
なお帯電量の測定は、帯電した直後に行ってもよいが、金型近傍に擬似コアを移動させた後に、帯電量を測定すると、金型に挿入される直前のラベルの帯電状態を知ることができるので、制御の精度が高くなる。
【０００８】
また、ラベルの帯電量を直接測定するのではなく、ラベル搬送部品の帯電量を測定して、該制御手段が該帯電量測定手段により測定した帯電量と該記憶手段に記憶された適正帯電量とを対比させ、当該静電気発生手段から発する静電気量を調整してラベルへの帯電量を適性に帯電させるように静電気帯電装置の出力のフィードバック制御を行ってもラベルの帯電量を常に所定の範囲内のものとすることができる。
【０００９】
本発明のラベル帯電方法を適用する射出成形機システムにおけるラベル吸着方法は、静電気帯電装置を用いて帯電させたラベルが巻き付けられている擬似コアを、帯電したラベルと一緒に射出成形機の金型内に挿入し、帯電したラベルを静電吸着力により金型内に吸着させる。本発明においては、帯電したラベルの帯電量を測定し、測定した帯電量に基づいて、静電気帯電装置の出力をフィードバック制御する。そのため、ラベルの帯電量を常に所定の範囲内のものとすることができるので、ラベルの帯電量の過不足による金型内でのラベルの位置決め精度の低下を防止することができる。
【００１０】
フィードバック制御の具体的な制御方法は任意である。例えば、測定した帯電量が予め定めた基準帯電範囲より多い場合には、静電気帯電装置の出力を下げ、測定した帯電量が基準帯電範囲より少ない場合には、静電気帯電装置の出力を上げるようにすれば、帯電量は簡単に所定の範囲内のものとすることができる。
【００１１】
本発明の方法を実施する本発明の射出成形機システムは、静電気帯電装置の放電用電極からの放電を利用して帯電させたラベルが巻き付けられている擬似コアを、ラベルと一緒に射出成形機の金型内に挿入し、ラベルを静電吸着力により金型内に吸着させる。本発明においては、静電気帯電装置が、帯電したラベルの帯電量を測定する帯電量測定センサと、帯電量測定センサの検出値に基づいて帯電量を判定し、フィードバック量として出力をする帯電量判定手段と、フィードバック量に基づいて放電用電極に印加する高電圧をフィードバック制御する高電圧発生器とを備えている。本発明の装置によれば、帯電量測定センサを用いて測定したラベルの帯電量に基づいて、高電圧発生器の出力電圧をフィードバック制御することになるので、既存の設備を利用して簡単に、ラベルの帯電量を所定の範囲内のものとすることができる。
【００１２】
なお擬似コアとして導電性を有するものを用いる場合には、擬似コアにラベルを巻き付ける巻き付けステージに、擬似コアを一方の帯電用電極としてラベルに静電気を帯電させる静電気帯電装置の他方の帯電用電極を配置して、ラベルへの帯電を行ってもよい。このような構成を採用すると、巻き付けステージにおいてラベルを擬似コアに巻き付ける際に、ラベルに電荷を帯電させることができる。したがって、巻き付けステージと金型との間に大きな帯電装置を設ける必要がないという利点が得られる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、帯電したラベルの帯電量を測定し、測定した帯電量に基づいて、静電気発生手段の出力をフィードバック制御するため、ラベルの帯電量を常に所定の範囲内のものとすることができ、ラベルの帯電量の過不足による金型内でのラベルの位置決め精度の低下を防止することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の一例を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のラベル帯電方法及びラベル吸着方法を実施する射出成形機システム１の構成を概略的に示す図である。図１においては、符号２で示した部材は導電性を有する材料で形成された擬似コアであり、符号３で示したブロックはラベル供給装置である。図１には、ラベル供給装置３の構成は具体的に示していないが、ラベル供給装置３としては、前述の特許文献１や出願人が先に提案して既に特許になっている特許第２７９７０４３号公報等に開示されている公知のラベル供給装置を用いることができる。また図１において符号４で示した部材は、擬似コア２をラベル巻き付けステージ１０から射出成形機５に移動させる際に揺動するアームである。更に符号６Ａで示した部材は真空ポンプ等の吸気手段であり、６Ｂで示した部材はブロアー等の送気手段であり、そして符号７で示した部分は、切替弁Ｖ１を有する通路である。また符号８で示した装置は、静電気帯電装置である。
【００１５】
図１に示したラベルル供給装置３からラベルの供給を受ける射出成型機システム１では、吸気手段６Ａは切換弁Ｖ１とホース等からなる通路７を介して擬似コア２の内部の中空部と連通する。また吸気手段６Ａは、切換弁Ｖ２とホース等からなる通路７を介して金型５Ａの中空部と連通する。また送気手段６Ｂは、切換弁Ｖ１と通路７を介して擬似コア２の中空部と連通する。疑似コア２は、所定の角度範囲内を回転するアーム４に取り付けられている。なお本実施の形態の擬似コア２は、導電性を有する材料で一体に形成されており、中空の金型５Ａの内部に嵌る形状を有している。そして擬似コア２の周壁部２ａには、複数の通気孔２ｂが形成されている。この通気孔２ｂを通して吸気手段６Ａにより擬似コア２の内部から吸気を行うことにより発生する吸引力で、ラベルＬを擬似コア２の周壁部２ａの外周面に吸着する。そのために擬似コア２の中空部は切換弁Ｖ１を介して通路７により吸気手段６Ａおよび送気手段６Ｂに接続されている。具体的には、ラベルＬが擬似コア２の近くに配置された状態で、切換弁Ｖ１を吸気手段６Ａ側に切換えて、吸気によりラベルＬを擬似コア２の外周面に吸着する。疑似コア２外周の周辺部の空気に複数の通気孔２ｂに向かう空気流が生じ、この空気流により、ラベルＬは、疑似コア２の外周の一部に当接している裏面の中央部から両端部にかけて順次疑似コアの外周に吸引され、最終的に、疑似コア２の外周に巻き付けられる。
【００１６】
なおこの例では、ラベル巻き付けステージ１０に、後に詳しく説明する静電気帯電装置８の帯電用電極８１が配置されている。静電気帯電装置８は、ラベルＬの擬似コア２への巻き付けを完了した後に、帯電用電極８１と導電性を有する擬似コア２との間に高電圧発生器８２から高電圧を印加して放電を生じさせ、ラベルＬを帯電させる。
【００１７】
アーム４は、基準線Ｃ２を回動中心として実線で示す受取り位置と鎖線で示す射出成形機５の縦軸線Ｃ上の位置との間を旋回する。符号９で示した部材は、アーム４の駆動装置である。疑似コア２にラベルＬを巻回保持した後、図１のアーム４を鎖線で示す位置に向けて旋回させ、疑似コア２を射出成形機５の縦軸線Ｃ上の位置に移動させる。射出成形機５の縦軸線Ｃ上の位置に疑似コア２が到達した時点で、旋回アーム４を一点鎖線で示す位置に水平移動させ、疑似コア２を、型開きされている固定金型５Ａ内に挿入して該金型５Ａの内面にラベルを沿わせた状態で送り出し位置に停止させる。つづいて、図１の切換弁Ｖ１を送気手段６Ｂ側に切換え、疑似コア２の中空部に空気を送り込む。擬似コア２の中空部に送り込まれた空気は、複数の通気孔２ｂから排気され、この時の排気圧でラベルＬを固定金型５Ａの内面に送り出す。固定金型５Ａの内面に送り出されたラベルＬは、帯電する静電気による静電吸着力で固定金型５Ａの内面５２に吸着される。このように、疑似コア２を固定金型５Ａ内に挿入して該金型の内面にラベルＬを沿わせた状態で送り出し位置に位置決めすることによって、ラベルＬには固定金型５Ａの内面に近い部分と内面から遠く離れた部分とが存在しなくなり、固定金型５Ａの内面に一様に沿った状態になる。このため、位置ずれや皺などが発生することなく固定金型５Ａの内面で静電吸着力によってラベルＬを保持することができる。
【００１８】
その後、型開き位置にある可動金型のコア５Ｃを固定金型６に挿入して型閉めする。固定金型５Ａは、射出成形機５における周知の金型ホルダー５Ｂに着脱可能に取付けられている。コア５Ｃを有する可動金型５Ｄは、射出成形機５における周知の金型ホルダー５Ｅに着脱可能に取付けられている。そして図示していない型締機構の作動によって可動金型５Ｄが水平方向に往復移動して、型開きおよび型閉めがなされる。型閉め後、両金型５Ａ及び５Ｄ間に形成される成形用空間部（キャビティ）に成形用樹脂を射出すれば、全周にラベルＬを貼着した樹脂成形品が得られる。
【００１９】
帯電用電極８１は、１以上の針状電極部を備えており、アースに接地された導電性を有する擬似コア２との間に高電圧発生器８２から高電圧が印加されている間、放電をする。この放電により、擬似コア２に巻き付いたラベルＬには電荷が帯電する。このときに帯電した電荷は、擬似コア２から固定金型５Ａへラベルを移動させる際に静電吸着力を発生する。なお帯電用電極８１の擬似コア２に対する取付位置は、ステージ１０が静電気の帯電を防止できる材料により形成されている場合には、擬似コア２との間で発生する放電でラベル全体に電荷を帯電させることができる位置であればどのような位置であってもよい。しかしステージ１０に静電気が帯電する場合には、放電時にステージ１０の表面を帯電させないようにステージ１０との間の距離を所定の距離以上離すように、帯電用電極８１の配置位置を定めればよい。具体的には帯電用電極８１の配置位置を、図１に示すように擬似コア２の上方で且つステージ１０から上方に所定の距離れた位置とする。そして帯電用電極８１に高電圧を印加するタイミングは、エア吸引によりラベルＬがステージ１０から離れた後に、帯電用電極８１への高電圧の印加を開始するのが好ましい。
【００２０】
また特許文献１に示すように、擬似コア２にラベルＬを巻き付けた後、固定金型５Ａへの挿入位置に至る途中に帯電用電極を配置して、ラベルへの帯電を行うようにしてもよいのは勿論であり、帯電用電極の配置位置は任意である。また使用する帯電用電極の個数及び構造も任意である。
【００２１】
静電気帯電装置８は、帯電用電極８１と、高電圧発生器８２と、帯電したラベルＬの帯電量（静電気量）を測定する帯電量測定センサ８３と、帯電量判定手段８４、記憶手段８５とを備えている。なお帯電量測定センサ８３が、本発明の帯電量測定手段を構成し、帯電量判定手段８４が本発明の制御手段を構成し、記憶手段８５が本発明の帯電量記憶手段を構成し、帯電量電極８１及び高電圧発生器８２が本発明の静電気発生手段を構成している。
【００２２】
帯電量測定センサ８３には、市販の静電気センサを用いることができる。例えば、オムロン株式会社が「ＺＪ−ＳＤ」の製品番号で販売する静電気センサや、キーエンス株式会社が「高精度静電気センサＳＫ」の名称で販売する表面電位センサを利用した静電気センサ等を用いることができる。帯電量測定センサ８３は、ラベルに帯電している静電電荷の量に比例した検出信号を出力する。
【００２３】
制御手段としての帯電量判定手段８４は、帯電量測定センサ８３の検出値に基づいて帯電量を判定し、判定した帯電量に基づくフィードバック量を示す指令を高電圧発生器８２に出力する。本実施の形態の高電圧発生器８２は、図２に示すアルゴリズムに従って帯電電用電極８１と擬似コア２との間に印加する高電圧をフィードバック制御により変更して出力する。記憶手段８５には、フィードバック制御に必要な判定を行う際の基準となる帯電量範囲が記憶されている。この基準となる帯電量範囲は、予め適正な帯電量を実際の射出成形機でテストを行って事前に定めておくものである。例えば、事前に定める場合には、帯電量測定センサ８３により適正なラベルの帯電量を測定し、その測定結果に基づいて定めた帯電量範囲を適正帯電量として記憶手段８５に記憶させるようにしてもよい。このようにすれば、ラベルの種類を変更するたびに、帯電量測定センサ８３により適正なラベルの帯電量を測定して、帯電量範囲を定めることができる。なおここで帯電量範囲は、最小値と最大値とを有する所定の幅を持った基準値である。ここで帯電量範囲の最大値は、ラベルＬを固定金型５Ａに吸着させる際に、ラベルＬと固定金型５Ａの内面との間に発生する吸着力の分布に大きなバラツキが生じて、金型５Ａの内面に吸着されるラベルに皺等が発生することがない帯電量を基準にして定められている。また帯電量範囲の最小値は、金型５Ａの内面にラベルを吸着させるのに必要な吸着力を発生するのに必要な帯電量を基準にして定められる。
【００２４】
図２のステップＳＴ１では、帯電量範囲の設定や、印加する高電圧の初期値等が設定される。次にステップＳＴ２で所定の制御モードに従って所定の高電圧が帯電用電極８１と擬似コア２との間に印加される。所定の制御モードは、射出成形機システム１の動作と同期して、高電圧発生器３を動作させて、高電圧を発生するように定められている。次に帯電量測定センサ８３が、ラベルの帯電量を測定する。測定値は、帯電量判定手段８４に入力され、記憶手段８５に記憶されている帯電量範囲と対比される（ステップＳＴ４，ＳＴ５）。帯電量が、帯電量範囲の最小値以上ある場合には、ステップＳＴ５へと進み、帯電量が帯電量範囲の最大値以下であるか否かが判定される。帯電量が最大値以下である場合には、ステップＳＴ２に戻って、電圧値の変更をすることなく電圧の印加が継続される。ステップＳＴ５で帯電量が最大値より大きい場合には、過電圧状態になっているので、ステップＳＴ６へ進んで、印加する高電圧の設定レベルを１レベル下げる指令が出力される。また帯電量が最小値以下の場合には、ステップＳＴ４からステップＳＴ７へと進んで、印加する高電圧の設定レベルを１レベル上げる指令が出力される。「１レベル」の変化で、どの程度電圧を上げ下げするかは、予め試験を行って定めることになる。このようにすると測定した帯電量が予め定めた基準帯電範囲より多い場合には、高電圧発生器８２の出力を下げ、測定した帯電量が基準帯電範囲より少ない場合には、高電圧発生器８２の出力を上げるようにフィードバック制御が実行されることになる。したがって帯電量を簡単に所定の範囲内に維持制御することができる。
【００２５】
なお図２のアルゴリズムでは、１レベルずつ段階的に電圧を変えているが、帯電量の増減量に比例するように連続的に電圧を変更するフィードバック制御を行ってもよく、フィードバック制御の具体的手法は本実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
上記実施の形態では、帯電量測定センサ８３を、ラベル巻き付けステージ１０に配置して帯電直後にラベルの帯電量を測定している。しかしながら図１に点線で示すように、金型近傍に擬似コアを移動させた後に、帯電量を測定できる位置に帯電量測定センサ８３´を配置してもよい。このようにすると、金型に挿入される直前のラベルの帯電状態を知ることができるので、フィードバック制御の精度が更に高くなる。
【００２７】
本実施の形態のように、擬似コア２にラベルＬを巻き付ける巻き付けステージ１０に、擬似コア２を一方の帯電用電極としてラベルに静電気を帯電させる静電気帯電装置８の他方の帯電用電極８１を配置して、ラベルへの帯電を行い、またラベルＬへの帯電量を測定する帯電量測定センサ８３を巻き付けステージ１０に配置している。そのため本実施の形態によれば、帯電と帯電量の測定を巻き付けステージ１０で実施することができるので、射出成形機５の構造として任意の構造のものを用いることができ、既存の射出成形機システムに簡単に適用できるという利点が得られる。また巻き付けステージ１０と金型との間に大きな帯電装置を設ける必要がないという利点が得られる。
【００２８】
上記実施の形態では、帯電量測定センサ８３を用いてラベルの帯電量を直接測定しているが、ラベルを搬送する部品（擬似コア２）の帯電量を測定することにより、間接的にラベルの帯電量を測定するようにしてもよい。ラベルを搬送する部品の帯電量を測定する場合にも、帯電量の測定対象が変わるだけで、前述の構成をそのまま採用することができる。したがって本発明において、ラベルの帯電量を測定するとは、実際にラベルに帯電している帯電量を直接測定する場合と、ラベルを搬送する部品の帯電量を測定して間接的にラベルの帯電量を測定する場合の両方を含むものである。
【００２９】
なお本願明細書に記載した発明をラベル吸着方法及び射出成形機システムとして把握した場合の構成要件を以下に列記する。
【００３０】
（１）静電気帯電装置を用いて帯電させたラベルが巻き付けられている擬似コアを、帯電した前記ラベルと一緒に射出成形機の金型内に挿入し、帯電した前記ラベルを静電吸着力により前記金型内に吸着させる射出成形機システムにおけるラベル吸着方法であって、
帯電した前記ラベルの帯電量を測定し、測定した前記帯電量に基づいて、前記静電気帯電装置の出力をフィードバック制御することを特徴とする射出成形機システムにおけるラベル吸着方法。
【００３１】
（２）前記金型近傍に前記擬似コアを移動させた後に、前記帯電量を測定することを特徴とする上記（１）に記載の射出機成形機システムにおけるラベル吸着方法。
【００３２】
（３）測定した前記帯電量が予め定めた基準帯電範囲より多い場合には、前記静電気帯電装置の出力を下げ、測定した前記帯電量が前記基準帯電範囲より少ない場合には、前記静電気帯電装置の出力を上げることを特徴とする上記（１）に記載の射出成形機システムにおけるラベル吸着方法。
【００３３】
（４）静電気帯電装置の放電用電極からの放電を利用して帯電させたラベルが巻き付けられている擬似コアを、前記ラベルと一緒に射出成形機の金型内に挿入し、前記ラベルを静電吸着力により前記金型内に吸着させる射出成形機システムであって、
前記静電気帯電装置は、帯電した前記ラベルの帯電量を測定する帯電量測定センサと、前記帯電量測定センサの検出値に基づいて前記帯電量を判定し、フィードバック量として出力をする帯電量判定手段と、前記フィードバック量に基づいて前記放電用電極に印加する高電圧をフィードバック制御する高電圧発生器とを備えていることを特徴とする射出成形機システム。
【００３４】
（５）前記擬似コアが導電性を有しており、
前記擬似コアに前記ラベルを巻き付ける巻き付けステージに、前記擬似コアを一方の帯電用電極として前記ラベルに静電気を帯電させる静電気帯電装置の他方の帯電用電極が配置されていることを特徴とする上記（４）に記載の射出成形機システム。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の射出成形機システムの実施の形態の一例の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の実施の形態におけるフィードバック制御のアルゴリズムの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１  射出成形機システム
２  擬似コア
３  ラベル供給装置
５  射出成形機
５Ａ  固定金型
８  静電気帯電装置
８１  帯電用電極
８２  高電圧発生器
８３  帯電量測定センサ
８４  帯電量判定手段
８５  記憶手段
【図１】
2009096019.tif 000003
【図２】
2009096019.tif 000004