【実施例1】
【0014】
以下、実施例を示す図に従って本発明を説明する。
図1乃至
図3に示すように、本発明に係るインモールドラベル成形用ラベル形成装置1における架台3(
図1において二点鎖線で示す。)の図示右方には、上部にシートロール5が従転可能に支持されると共に下部にラベル7が打抜かれたスクラップシート13cを巻き取る巻取りロール9が回転可能に支持され、該巻取りロール9には、サーボモータ等の数値制御可能に巻取り用電動モータ11が連結される。
【0015】
なお、シートロール5を従転するように支持する代わりに該シートロール5を巻取りロール9の回転駆動速度より遅い回転速度で駆動して移送するラベルシート13に張力を与えて皺や蛇行の発生を低減する構成としてもよい。
【0016】
上記シートロール5には、移送直交方向に対し、本例では4個で、移送方向に対して所要の間隔をおいて多数のラベル図柄13aが印刷された所要の長さのラベルシート13(
図1において一点鎖線で示す。)が卷回され、該シートロール5から導出されたラベルシート13は、転向ロール15a、テンションロール15b等を介して架台3の図示左側面に沿った垂直状態で、かつラベル図柄13aが外側を向くように掛渡された後に、同様の転向ロール15a、テンションロール15b等を介して巻取りロール9に巻き取られるように掛渡される。
【0017】
なお、巻取りロール9に巻き取られるラベルシート13は、後述するレーザ光によりラベル7の切断分離により該ラベル7に一致する抜き穴13bが形成される。以後においては、説明の便宜上、抜き穴13bが形成されたラベルシートをスクラップシート13cとする。
【0018】
また、ラベルシート13の移送直交方向両端部には、架台3のラベル形成領域に設けられたフォトセンサー(図示せず)により検出される検出孔等が移送方向に対するラベル図柄13a相互の間隔に対応して形成され、フォトセンサーにより検出孔が検出された際にラベルシート13の移送を停止してラベル図柄13aをラベル形成領域に位置させる。
【0019】
更に、図に示すテンションロール15bに付いては、架台3に固定される複数個の固定側テンションロール及び該固定側テンションロールに対して引張ばね等の弾性部材またはテンションロールの自重により遠ざかる方向へ付勢される搖動アーム(いずれも図示せず)に取り付けられる複数個の搖動側テンションロールを互いに向い合せて配置し、固定側テンションロールに対して搖動側テンションロールを遠ざかる方向へ付勢して順に掛渡されたラベルシート13に張力を付与する構成であるが、弾性部材及びアームに付いては、図示を省略する。
【0020】
上記架台3における図示左側面内側には、図示する前後方向に延出する固定盤17が設けられ、該固定盤17には、図示する前後方向へ延出する上下一対の直線ガイド部材19が固定される。そして該直線ガイド部材19には、前後可動体21が図示前後方向へ移動するように支持される。
【0021】
該前後可動体21には、軸線が上記前後方向へ延出し、軸線方向各端部が上記固定盤17に回転するように支持された送りねじ23が摺動可能に噛合わせされる。該送りねじ23の一方軸端部には、固定盤17に設けられた数値制御可能なサーボモータ等の前後動用電動モータ25が連結され、前後用電動モータ25の駆動に伴って正逆回転する送りねじ23により前後可動体21が上記前後方向へ移動される。
【0022】
上記前後可動体21には、図示する上下方向へ延出する前後一対の直線ガイド部材27が固定され、該直線ガイド部材27には、上下可動体29が図示上下方向へ移動するように支持される。該上下可動体29には、軸線が上記前後方向へ延出し、軸線方向各端部が上記前後可動体21に回転するように支持された送りねじ(図示せず)が摺動可能に支持される。該送りねじの一方軸端部には、前後可動体21に設けられた数値制御可能なサーボモータ等の上下用電動モータ33が駆動連結され、上下用電動モータ33の駆動に伴って正逆回転する送りねじにより上下可動体29が上下方向へ移動される。
【0023】
上記上下可動体29には、上下方向に軸線を有した中空円筒状の導波管35が固定され、該導波管35の上端部には、水平方向に軸線を有して図示する左方へ延出する出力ヘッド37が第1反射部材39を介して接続される。上記出力ヘッド37は、架台3の図示する左側面に対して上下方向へ平面状に掛渡されたラベルシート13に対してレーザ光を所要のビーム径に収斂する光学レンズ(図示せず)が内蔵される。上記導波管35の下部は、複数個の管が軸線方向へ摺動するように支持されて上下方向へ伸縮するテレスコーピック型の伸縮導波管部35aに形成される。
【0024】
一方、架台3の内部には、取付け盤41が固定され、該取付け盤41上には、レーザ光発振装置43が設けられる。該レーザ光発振装置43の出力部には、図示する水平左右方向に軸線を有した導波管45が接続され、該導波管45の出力側には、図示する水平前後方向に軸線を有し、複数個の管が軸線方向へ摺動するように支持されて前後方向へ伸縮する伸縮導波管47が第2反射部材49を介して接続される。そして上記伸縮導波管47は、上記導波管35の伸縮導波管部35aに第3反射部材51を介して接続される。
【0025】
上記第1乃至第3反射部材39,49,51は、それぞれの導波管35、45及び伸縮導波管47内を伝播するレーザ光の光軸を直交方向へ転向する反射ミラー(図示せず)が内蔵される。
【0026】
一方、ラベル形成領域(レーザ光の出力領域)に応じた架台3には、ラベルシート13の厚さより若干広い間隔をおいて相対する一対のシート案内板53a・53bが取り付けられる。出力ヘッド側のシート案内板53aには、レーザ光の出力領域に対応する大きさの開口53cが形成され、出力ヘッド37から出力されるレーザ光を通過させると共に吸着保持板67側のシート案内板53bとの協働により切断個所へ移送されるラベルシート13を平面状にさせる。また、吸着保持板67側のシート案内板53bには、該吸着保持板67の外径より若干大きい相似形の開口53dが形成され、ラベルシート13からラベル7を切断する際に開口53d内に吸着保持板67を、外縁との間に間隙を有した状態で進入させる。
【0027】
なお、図示した開口53aは、長方形状としたが、後述する吸着保持板67より若干大きい相似形状、従ってラベル7より若干大きい相似形状としてもよい。
【0028】
また、上記一方のシート案内板53aの上方に応じた架台3には、一対のシート案内板53a・53b間において垂直状態に掛渡されたラベルシート13に対して圧縮空気を噴射する複数の噴射部材54が設けられ、ラベルシート13の背面に噴射される圧縮空気により該ラベルシート13を後述する吸着保持板67へ平面状に押し付けて皺等の発生を防止する。
【0029】
また、上記他方のシート案内板53b側の架台3には、ラベル保持機構55が、上記側面に沿って掛渡されたラベルシート13の正面に相対して設けられる。該ラベル保持機構55の取付けフレーム57は、図示前後方向に延出し、かつ取付けフレーム57の中心に対して上方へずれた長手方向両端部を中心に架台3に対して回動するように支持される。該取付けフレーム57は、架台3に設けられたシリンダ及びリンクまたは電動モータ等の反転回動部材59に連結され、該反転回動部材59の作動により反転回動される。
【0030】
上記取付けフレーム57には、長手方向中心部から長手方向両端部へそれぞれ延出する2本の直線ガイド61が取り付けられ、各直線ガイド61には、2個の可動ブロック63が長手方向へ移動するように支持される。各可動ブロック63には、取付けフレーム57にそれぞれ取り付けられたシリンダ等の作動部材65が連結され、各直線ガイド61に支持された各可動ブロック63を、互いに近づく受け渡し位置及び遠ざかる吸着保持位置へ移動させる。
【0031】
各可動ブロック63には、ラベル7の外形状に一致する形状の吸着保持板67がそれぞれ取り付けられ、各吸着保持板67には、負圧発生源(図示せず)に接続された多数の吸引孔(図示せず)が形成される。
【0032】
各吸着保持板67は、反転回動部材59の作動によりその吸着保持面が架台3の側面に垂直状態で掛渡されたラベルシート13の他面に近接して上記した支持板53との協働により掛渡されたラベルシート13を保持する位置と吸着保持面が下方を向く位置の間で反転回動される。
【0033】
次に、上記のように構成されたインモールドラベル成形用ラベル形成装置1によるラベル7の形成作用を説明する。
シートロール5から導出されたラベルシート13は、テンションロール15bを経て架台3の図示左側面上部にて転向ロール15aにより下方へ転向された後に該側面に沿って垂直状態で、かつ支持板53及びラベル保持機構55間を通過し、架台3の図示左側面下部にて転向ロール15aにより転向された後にテンションロール15bを経て巻取りロール9に卷回されるように掛渡される。
【0034】
そして該ラベルシート13は、巻取り用電動モータ11の駆動に伴って移送されてラベル図柄13aに対応する検出孔がフォトセンサーにより検出された際に、巻取り用電動モータ11の駆動を停止してラベル図柄13aをラベル形成領域に位置させる。
【0035】
ラベルシート13におけるラベル図柄13aがラベル形成領域に位置されると、反転駆動部材59を作動して取付けフレーム57を回動して各吸着保持板67を、その吸着保持面が掛渡されたラベルシート13の正面に近接して負圧吸着させる。(
図4参照)
【0036】
各吸着保持板67に対してラベルシート13を負圧吸着させるに先立って一対のシート案内板53a・53b間内に対してエアー噴射部材54から圧縮空気を噴射し、圧縮空気の圧力で垂直状態に掛渡されたラベルシート13をそれぞれの吸着保持板67へ押し付けて平面状にさせる。これにより各吸着保持板67の吸着保持面に対してラベルシート13を皺等のない平面状態で吸着保持させる。(
図5参照)
【0037】
上記状態にて制御手段の記憶出段(いずれも図示せず)に記憶されたラベル図柄13aのパターンデータやラベルシート13における移送直交方向に対するラベル図柄13aの間隔データ等に基づいて前後用電動モータ25を駆動して前後可動体21を図示する前後方向へ移動させると共に上下用電動モータ33を駆動して上下可動体29を上下方向へ移動させて出力ヘッド37を二次元方向へ移動しながらレーザ光発振装置43から発振して導波管45、伸縮導波管47及び導波管35内を伝播するレーザ光をラベルシート13におけるラベル図柄13aの外縁に沿って出力する。(
図6参照)
【0038】
これによりラベルシート13におけるラベル図柄13aは、吸着保持板67の吸着保持面に吸着保持された状態で外縁に沿って出力されるレーザ光の熱エネルギーにより溶融切断される。
【0039】
上記動作の繰り返しによりラベルシート13の移送直交方向に印刷された複数(4個)の各ラベル図柄13aの外縁に沿ってレーザ光を順に出力して4枚のラベル7が形成されると、反転回動部材59を作動して取付けフレーム57を、吸着保持されたラベル7が下方を向くように回動させる。(
図7参照)
【0040】
取付けフレーム57を回動開始するタイミング又は取付けフレーム57が回動したタイミングでそれぞれの作動部材65を作動し、各直線ガイド61に支持されたそれぞれの可動ブロック63を互いに近づく方向へ移動してそれぞれの吸着保持板67を、ラベル7を吸着保持して樹脂成形機の金型内に装着する疑似コア(いずれも図示せず)の相互間隔に一致させる。(
図8参照)
【0041】
上記動作と同期したタイミング又は動作後のタイミングで巻取り用電動モータ11を駆動して巻取りロール9を回転し、ラベル図柄13aが分離された抜き穴13bが形成されたスクラップシート13cをラベル図柄13a、1枚分、垂直状態で下方へ移送して次位のラベル図柄13aをラベル形成領域に位置させる。
【0042】
このとき、ラベルシート13のスクラップシート13cに4個の抜き穴13bが移送直交方向に形成されているため、スクラップシート13cに対して巻取り力が不均一に作用して皺等を発生させる恐れがあるが、ラベルシート13自体、垂直状態で平面状に広げられた状態で移送されるため、次にラベル形成領域へ移送されるラベルシート13に皺等が発生するのを抑制することができる。
【0043】
本実施例は、ラベル形成領域に対して垂直状態で平面状に掛渡されたラベルシート13におけるラベル図柄13aの外縁に沿ってレーザ光を出力してラベル7を形成した後にラベル図柄13aの抜け穴13bを有したスクラップシート13cを垂直状態で巻き取って次位のラベル図柄13aをラベル形成領域へ移送するため、巻取りに伴ってラベルシート13に皺等が発生するのを抑制し、ラベル形成領域に対し、次位のラベル図柄13aが印刷されたラベルシート13を平面状に展開した状態で移送することができる。
【0044】
上記説明は、説明の便宜上、上下可動体29に1個の出力ヘッド37を取り付けた構成としたが、上下可動体29に対し、ラベルシート13における移送直交方向に印刷されたラベル図柄13aの数に応じた個数の出力ヘッド37を取り付けてラベル7の切断時間を短縮するように構成してもよい。
【0045】
また、上記説明は、説明の便宜上、ラベルシート13における移送直交方向1行分の4個のラベル図柄13aに対してレーザ光を順に出力してラベル7を形成する構成としたが、上下可動体29に対して上下方向に2個以上の出力ヘッド37を移送方向に対するラベル図柄13a相互の間隔をおいて取り付け、一度の作業によりラベルシート13における複数行のラベル図柄13aに対してレーザ光を同時に出力してラベル7を同時に形成する構成としてもよい。
【0046】
上記説明は、前後可動体21を前後方向へ、また上下可動体29を上下方向へそれぞれ移動制御して出力ヘッド37を垂直状態に掛渡されたラベルシート13に対して二次元移動させてラベル図柄13a外縁に沿ってレーザ光を出力する構成としたが、ラベル形成領域に対応する架台3に、出力軸に反射ミラーが固定された2台のガルバノモータ、反射レーザ光を所要のビーム径に収斂するfθレンズ等またはポリゴンミラー、ポリゴンミラー回転用電動モータ、fθレンズ、光学系反射ミラー等のレーザ光走査装置を設け、レーザ光走査装置によりラベルシート13の移送直交方向に印刷された各ラベル図柄13aに対してレーザ光を順に走査してラベル7を切断する構成としてもよい。
【0047】
上記説明は、ラベル7のラベル形成領域に応じ架台3の側面上部(搬入側)及び下部(搬出側)に円筒状の転向ロール15aを設け、ラベル形成領域に対してラベルシート13を垂直状態で平面状に広がった状態で掛渡す構成としたが、少なくとも搬入側の転向ロール15a、テンションロール15bの固定側テンションロールを、軸線方向中間部が大径で、軸線方向端部側へ徐々に小径になるテーパ状の外周面を有したクラウンロールとする構成であってもよい。
【0048】
これにより各クラウンロールに掛渡されたラベルシート13を平面状に修正することができ、ラベル形成領域へ移送されるラベルシート13にあっては、移送に伴う蛇行の発生を防止することができる。