半自动无衬标签发放器 本发明的背景和概述
无衬标签由于成本较低和对环境污染较小而日益获得广泛使用。已有若干种不同的发放器用来发放这类标签，例如可见美国专利5,375,752和5,417,783、公开的欧洲专利申请0577241和共有未决的、申请日为1994年9月26日、流水号为08/312,068的美国专利申请。所有这些发放器特别适合于某些发放要求而可顺利地发放无衬标签。但在某些情况下这些发放器就不太适用，从而本申请人研制出了本发明无衬标签发放器及其切割装置。
本发明无衬标签发放器及其切割装置非常适合于发放成卷无衬标签。本发明无衬标签发放器的工作部件少，可简单而有效地发放无衬标签。本发明发放器从(比方说成卷的)连续标签片材上自动切割下一张张标签，从而标签上无需打有小孔，尽管也可沿着打孔线进行切割。
按照本发明的一个方面，提供了一种无衬标签发放器，它包括下列部件：连续无衬标签卷材的支架，每一标签包括压敏粘接面和防粘材料面；夹住标签并把它们从标签卷材上展开的第一和第二带槽口驱动轮；分别位于第一和第二驱动轮中的至少某些槽口中的第一和第二组剥离和引导抓手，至少第一驱动轮和第一组剥离抓手上有抵靠卷材上标签的粘接面的防粘材料面；装在剥离和引导抓手一侧，与支架相对的自动切割器以及一内装驱动轮和抓手以及切割器的壳体，该壳体在标签卷材支架旁有一进口，而在切割器的与驱动轮相对地一侧有一出口。
该出口最好包括偏置件，从而在切割装置切割下一张标签时把标签的粘接面偏置成贴靠一涂有防粘材料的壁并在标签切割下后夹持住该标签直到标签完全从该壳体上取走。该偏置件最好包括若干紧抵标签的防粘材料面的弹簧臂。
第一驱动轮、第一组剥离和引导抓手和出口壁上的防粘材料最好包括如美国专利5,375,752所公开的等离子体涂层，因此该专利作为参考材料附在本申请中。但也可使用其他防粘材料，例如聚四氟乙烯和硅酮涂层。
使用各种电驱动件和传感器进行半自动操作。自动切割器和驱动轮最好各有其电驱动件，而传感器包括标签位置传感器、切割动作传感器和标签取走传感器，它们都与计算机控制器之类的控制装置连接。各电驱动件和传感器连接成：在计算机控制器的控制下，当标签位置传感器探测到卷材上一张标签的某一部位(例如分界线)时，驱动轮的驱动件停转而开动切割器的驱动件从卷材上切割下一张标签。在取走传感器探测到该切割下的标签从壳体上取走之前防止两驱动轮传送卷材上的下一张标签。切割动作传感器探测切割器的动作并在两驱动轮从新开动之前只允许切割一张标签。
该自动切割器最好包括一固定的刀砧和一可围绕枢轴转动的刀片以及一电驱动件，该驱动件使该可围绕枢轴转动的刀片围绕一枢轴转动而与该固定刀砧配合而剪下标签。该可转动的刀片起先抵靠待切下的标签的粘接面，因此该切割器最好在可转动刀片的剪切路径旁安装一浸透硅酮的毛毡件，它在可转动刀片进行剪切过程中接触可转动刀片而把硅酮加到可转动刀片上，从而防止可转动刀片上积起粘接剂。或者，也可在该可转动刀片上(以及需要时在固定刀砧上)涂上等离子体，或者同时采用上述两种措施。
壳体一般包括其上设有出口的一门，从而可进入到切割器；该门与可转动刀片的电驱动件互相电锁定，除非门关紧，可转动刀片的电驱动件无法转动。两驱动轮最好围绕大致平行的两垂直轴线转动，该可转动刀片围绕一水平轴线转动，标签卷材的支架包括一大致垂直伸展的轴，出口包括一大致垂直的狭长切口。
第一和第二组剥离和引导抓手的每一组包括沿驱动轮等距分布的2-8个抓手，每个抓手的宽度约为0.5英寸，但一般为0.1-2.5英寸。卷材标签上通常每隔标签宽度的约15-30％有一抓手。若标签上粘接剂的粘性很强，标签宽度上每隔15％就有一抓手。若粘接剂为粘性低得多的不干胶，则标签宽度上只需每隔30％有一抓手。
按照本发明的另一个方面，提供了一种半自动无衬标签发放器，包括下列部件：连续无衬标签片卷材的支架，每一标签包括压敏粘接面和防粘材料面；夹住标签并把它们从标签卷材上展开的第一和第二驱动轮，至少第一驱动轮上有抵靠卷材上标签的粘接面的防粘材料部；剥离抓手，其进口部互成角度而便于标签进入两驱动轮之间；装在驱动轮一侧，与支架相对的自动切割器；一内装驱动轮和切割器的壳体，该壳体在标签卷材支架旁有一进口，而在切割器的与驱动轮相对的一侧有一出口；该出口由一其上涂有防粘材料的壁界定，该出口包括偏置件，从而在切割装置切割下一张标签时把标签的粘接面偏置成贴靠该涂有防粘材料的壁并在标签切割下后夹持住该标签直到标签完全从该壳体上取走。控制装置、自动切割器等的详情最好如上所述。
按照本发明的另一个方面，提供了一种半自动无衬标签发放器，包括下列部件：连续无衬标签卷材的支架，每一标签包括压敏粘接面和防粘材料面；夹住标签并把它们从标签卷材上展开的第一和第二驱动轮，至少第一驱动轮上有抵靠卷材上标签的粘接面的防粘材料部；装在剥离和引导抓手一侧，与支架相对的自动切割器，该自动切割器包括一固定的刀砧和一可围绕枢轴转动的刀片以及一电驱动件，该驱动件使该可围绕枢轴转动的刀片围绕一枢轴转动而与该固定刀砧配合而剪下标签；以及一内装驱动轮和切割器的壳体，该壳体在标签卷材支架旁有一进口，而在切割器的与驱动轮相对的一侧有一出口。同样，自动切割器、壳体出口等的详情最好如上所述。
本发明的主要目的是提供一种具有自动切割功能的简单而有效的半自动无衬标签发放器。从下述结合附图对本发明的详述中可清楚看出本发明的这一目的和其他目的。
对附图的简要说明
图1为本发明所发放的一卷无衬标签的俯视立体图；
图2为简示出本发明发放器的主要部件的俯视图；
图3为主要简示出本发明一例示性切割装置的端视图；
图4为本发明例示性发放器的进口端详图；
图5为图4发放器的侧视图，其中部分壳体切去；
图6为图2-6的发放器的出口端图，其中壳体切去；
图7为图2-6的发放器的俯视图，其中壳体切去；
图8为图2-7的发放器的壳体的出口端图；
图9为控制示意图，示出发放器各部件之间的电控制连接。
对附图的详细说明
图1例示出按照本发明发放的一连续供应(例如成卷的)的无衬标签10。这些标签包括在纸之类基质13(见图2)的相反两面上的防粘材料(例如硅酮)涂层面11和压敏粘接剂涂层面12。标记14印刷在与涂层11相同的面上，在涂层11的底下或涂层11的表面上。尽管两两标签之间可有打孔线，但按照本发明进行切割时无需打孔线，而只需要图1所示的标记16之类的传感线或其他标记。尽管线16可在标签15的防粘材料面11上，但它们也可在粘接面12的粘接剂的表面上或底下。
图2简示出本发明无衬标签发放器的主要部件，只是未示出连续的标签卷材10的支架，这一支架在图4、5和7中为一垂直的轴18。尽管示出了一垂直轴18，但也可使用任何合适的支架供卷材10展开而进行标签的发放。如图4和5所示，尽管可用一壳体盖住卷材10，但该壳体也可省去。
本发明无衬标签发放器在图2中总的用标号19表示，它包括夹紧卷材10上的标签15的第一和第二带槽口的驱动轮20、21。驱动轮20、21可围绕两平行的、最好为垂直的轴线转动。此外，在驱动轮20、21的至少某些槽口(例如图2中驱动轮20、21的槽口24和25)中分别设置有第一和第二组剥离和引导抓手22、23。抓手22、23的进口部22a、23a互成比方说45度的角度而便于标签15的前边进入驱动轮20、21的辊隙中。进口部22a、23a之间的角度可大到180度，但该角度最好比180度小得多，以便把标签平稳地导入两驱动轮的辊隙中。至少驱动轮20在第一组抓手22上有抵靠卷材10的标签15的粘接面12的防粘材料部。例如，驱动轮20的圆周面上可有防粘材料涂层26，而抓手22的外部上同样可有防粘材料涂层27。尽管可使用各种防粘涂层，例如基于聚四氟乙烯、硅酮的材料等，但驱动轮20和抓手22最好用金属制成，而涂层26、27最好为比方说美国专利5,375,752所公开的等离子体涂层(该专利作为参考材料附在本申请中)。
若使用聚四氟乙烯防粘涂层(特别是涂在如下所述各部件上)，可使用比方说由EmpireCoatings of Albion，New York提供的Teflon涂层。对驱动轮20、21来说，可使用由Silicon Rubber Hirel提供的、比方说可从Silicon Products of Lancaster，New York获得的防粘涂层。尽管在任何情况下驱动轮21和抓手23都不必有防粘材料涂层，但部件21、23上最好也有这类涂层，尽管在大多数情况下它们只抵靠卷材10的标签15的防粘材料面11。
在驱动轮20、21的与支架18和卷材10相对的一侧有一在图2和3中用标号29表示的自动切割器29。该自动切割器29最好包括一固定刀砧30，在各附图所示优选实施例中，它装在抓手23出口部旁，即在标签15的防粘材料面11的一边上。刀砧30与一可围绕枢轴转动的刀片31配合而剪下标签。可转动刀片包括与刀砧30配合而进行切割的刀刃32。两刀片30、31最好都用淬火钢制成，其上都有等离子体涂层(特别是在剪切过程中首先碰到标签15的粘接面12的刀刃32上)。代替这一涂层或者除这一涂层外，在可转动刀片31的剪切路径(如图3中箭头34所示)旁可设一在图2和3中用标号33表示的毛毡刮子之类的浸透硅酮的毛毡件，以便防止可转动刀片31、特别是其刀刃32上积起粘接剂。尽管浸透硅酮的毛毡件33最好相对可转动刀片31的剪切路径固定不动，但它也可如EPO的公开的专利申请0 577 241中的一类似的刮子所示可围绕一轴线转动，而其一端受一紧固在一固定支架上的弹簧33a的支撑。
发放器19还包括一壳体，图2中示出其出口部35，其其他部分36详示在图4-8中。壳体35、36可安装在可方便地放置到台面或其他表面上的支腿37(见图5和6)上。壳体部35处的出口最好包括一在图2和8中用标号38表示的垂直的狭长的槽形或切口形开口。界定该槽口38的的壁39上最好有防粘材料涂层40，该涂层最好为在用金属制成的壁39上的等离子体涂层。该壁39在发放标签15时用来抵靠标签15的粘接面12。为了在剪切时和剪切后固持住标签15，最好用一偏置件把标签15的粘接面12偏置成抵靠材料40。这类偏置件可包括多种构件，包括泡沫塑料之类本身具有弹性的材料、盘簧压紧件、重力加压件等，但最好包括图2和8所示的若干弹簧(例如弹簧钢或其他金属或具有复原性的塑料)臂41。在驱动轮20、21把标签15传送到由自动切割器29进行剪切的位置上时标签15的防粘材料涂层面11以图2中箭头43所示方向推开臂41的自由端42。弹簧臂41的材料的固有弹性以与箭头43的相反方向使标签15的粘接面紧抵涂层40，一般直到操作员用手抓住剪切下的标签并把标签从槽口38向外拉出为止。最好如图3所示沿着槽口或切口38的高度等距设置至少三根弹簧臂41。
本发明还包括各种半自动地控制发放器19而确保其简单而有效地运行的电部件。在优选实施例中，驱动轮20、21由图5、7和9所示电动机45之类的电驱动件驱动。电动机可同时驱动驱动轮20、21，也可只驱动一驱动轮，而靠在两驱动轮20、21之间的标签15的摩擦啮合驱动另一驱动轮。自动切割器29也由图3、5、6和9所示电动机46之类的电驱动件驱动。电动机46最好与图3所简示、图6所详示的连杆机构47之类的连杆机构连接而把电动机46的转动转变成刀片31围绕图3和6中所示的水平轴线的转动。
电动机45、46与图7和9所简示的计算机控制器之类的控制装置49连接，而该控制装置可由一合适的电源50供电，包括电池、交流电源或直流电源。
若干传感器、最好为光传感器与电动机45、46和计算机控制器49配合而控制各部件的运行。在附图所示优选实施例中，设置了三个这样的传感器，一传感标签15上的标记(例如标记16)的标签进料传感器51(见图2、3、6、7和9)；一在剪切下的标签从槽口/切口38取走后进行传感的标签取走传感器52(见图2、5和9)；以及一在图2、3、6和9中用标号53表示的剪切动作传感器，该传感器传感自动切割器29的可转动刀片31的动作。传感器51-53如图9所示与计算机控制器49连接。
最好还设置有其他电部件，例如启动电动机45的进料按钮54(见图6和9)和电互锁件55(见图9)。界定出口槽口38的壳体部35最好为一门的一部分，该门可用铰链从壳体36的其余部分上打开，或者(通过拆下弹簧连接件或螺丝连接件或用任何其他合适的现有方法)从壳体36的其余部分上拆下。可为任何现有结构的互锁件55在包括壳体部35的门未关紧时进行传感，从而门若不关紧就不容许切割器的电动机46转动，从而当操作员进入内装切割器29、驱动轮20、21等等的壳体36中时，确保可转动的刀片31不会伤害操作员。
发放器19还可设置其他部件。例如，电动机45与驱动轮20、21之一或与两驱动轮20、21之间的传动齿轮或传动皮带等，它们都是公知的，因此未示出；需要时还可包括其他各种传感器和保安部件。此外，还可用一手动推进旋钮57(见图4和6)与驱动轮20连接而在开始展开新的一卷卷材10时转动驱动轮20使卷材10的第一张标签15正确定位。
上面说明了发放装置19，下面说明其工作情况。
发放装置的工作情况
无衬标签15的一卷材10套在一垂直轴18上，把该卷材的第一张标签送入壳体36的进口59(见图2和4)中而使其粘接面12抵靠驱动轮20和剥离引导抓手22的等离子体涂层面，而其防粘涂层面11抵靠驱动轮21和抓手23。转动手动旋钮57而驱动驱动轮20直到卷材10的第一张标签15的前边60(见图2)与刀砧30大致对齐。然后关上壳体36的门部35后操作员按下进料按钮54。这启动电动机45从而以图2中箭头61、62的方向驱动驱动轮20、21之一或同时驱动驱动轮20、21，从而标签15一路推开弹簧臂41的前边42而第一张标签15的前边穿过出口槽38。
电动机45继续转动，直到传感器51探测到表示第一张标签终止的标记16或打孔线。此时传感器51的光传感--通过计算机控制器49--立即使电动机45停止转动。此时第一张标签15由于与下一张(在抓手22、23之间的)标签连接并由于弹簧臂41把它偏置成紧贴在出口壁39的等离子体涂层40上而得以固定，然后计算机控制器49开动电动机46。
电动机46通过连杆机构47使可转动刀片31从图2和3所示位置转动到图6所示位置，从而转过路径34后与刀砧30配合而从卷材10的下一张标签上剪切下第一张标签15。光传感器53探测到刀片31的转动后通过计算机控制器49在电动机46转动一圈后停止电动机46的转动，同时可转动刀片31回到图2和3所示其原位。
从卷材10上剪切下的第一张标签15由于弹簧臂41把它的粘接面12偏置成紧贴等离子体涂层40而不从发放器上掉下。在取走传感器52探测到剪切下的标签15被取走之前电动机45无法转动。操作员一旦抓住标签并把它拉出槽口38，取走传感器52就探测到这一情况而通过计算机控制器49让操作员可按下进料按钮54而从新开动电动机45。或者，也可不用进料按钮54，而是传感器52一旦探测到剪切下的标签被取走(或稍后)，计算机控制器49就自动启动电动机45而推进卷材10上的下一张标签15。
当刀片31沿其路径34转动时，至少其刀刃32向上转动时抵靠浸透硅酮的毛毡件33而被涂上一薄层硅酮，从而当刀刃32转动而碰上标签15的粘接面上的粘接剂时防止其上积起粘接剂。
从而可看到，本发明提供了一种简单而有效的半自动无衬标签发放器。尽管上面以当前最实际而优选的实施例示出并说明了本发明，但本领域普通技术人员显然可看出，在本发明范围内可对该发明作出种种改动，该范围应看成对后附权利要求作最宽泛的解释，从而包括所有相当的结构和装置。