JP2010501431A - ラベル貼付方法及びラベリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の外面における目印にラベルを高い精度で貼付することが可能なラベル貼付方法及びラベリング装置を提供すること。
【解決手段】搬送手段８上に載置されつつカメラ装置１５の前を通過する各容器２固有の目印４が少なくとも１つのカメラ装置を備えた少なくとも１つの画像検出処理システムによって検出されるとともに、該画像検出処理システムによってラベリング工程を制御するための信号が送出される、ボトル、缶などの各容器固有の前記目印４上における所定の位置に正確にラベリングするラベル貼付方法において、各容器ごとの前記目印４の向き及び／又は形状を前記画像検出処理システムによって検出し、各容器ごとの前記ラベル３の貼付タイミングを、該ラベル３が前記目印４における所定の正確な位置にくるよう制御する。

Description

本発明は、ボトル、缶などの各容器における所定の位置に正確にラベリングする請求項１の上位概念に基づくラベル貼付方法及び該貼付方法を実行する請求項１６の上位概念に基づくラベリング装置に関するものである。

容器固有の目印、例えばシール面、装飾（オーナメント）、刻印された図柄、文字列等をその外面に有する特にボトル又はこれに類似した容器が知られている。このような容器にラベルを貼付する際には、ラベルをその貼付位置について、高い精度で目印に貼付する必要がある。しかも、この際、できる限り小さな誤差（例えば±０．５ｍｍの範囲）で、かつ、今日では通常に行われる高い負荷（例えば１時間当たり６００００回の貼付）において実行する必要がある。

また、軸中心線回りに回転駆動されるラベリング装置の回転装置における容器保持手段に目印の方向を合わせることなく供給される容器が、ラベリングされる前に容器保持手段を回動することにより目印が調整される方法が知られている。この方法によれば、ラベリングステーションを通過する際に、調整された容器にラベルを貼付することが可能である。

この調整は、容器保持手段を回動させることによりなされ、この際、例えば、少なくとも１つの電子的なカメラ、照明装置、コンピュータ及び画像検出処理ソフトウェアを有するカメラシステムを含んで構成された画像検出処理システムの制御信号を用いることによってなされる。

上記のようなカメラシステムによって目印の所定の領域又はエッジ部が検出され、画像比較、すなわち実際値と目標値の比較をすることで、調整に必要な容器の回転角度が算出される。そして、この算出された角度だけ容器が回動される。ここで、容器固有の目印は、各容器の形状及び／又はシール面、装飾（オーナメント）、刻印された図柄、文字列等の幾何学的な目印である。

なお、カメラシステムに必要なカメラの数は、処理する容器の特性（例えば材質、光透過率、色、表面特性、充填度など）に応じて決定される。

上記のような従来の方法によれば、ラベリング前に目印に応じて容器を調整することができるが、この場合得られるラベルの貼付位置の目印に対する正確さに狭い許容範囲が合わせられることになる。したがって、得られる精度は、今日要求される精度を満足しないことが多い。特に、同心状にラベリングする場合には、シール面内の小さなずれでも視覚的に非常に目立ってしまう。

このようなずれの原因は多種多様であるが、例えば容器の製造過程に起因した容器内部の誤差が挙げられる。ラベルが貼付される容器は、調整時に、容器保持手段の回転動作に伴い回転するが、その回転は不完全である。すなわち、容器保持手段と容器の間のスリップ、特に容器及び／又は容器保持手段における汚れ及び／又は湿気により、調整時に目標値とのずれが生じてしまう。

また、通常、容器の調整は回転装置の回転に比べて小さな角度で行われ、高い負荷で動作する際には非常に短時間で調整を行わなけらばならず、大きな回転加速度あるいは角加速度を生じさせる必要がある。

本発明の目的とするところは、上記欠点を解消するとともに、特にボトル、缶などの容器の外面における目印にラベルを高い精度で貼付することが可能なラベル貼付方法を提供することにある。

上記目的は、請求項１記載の発明により達成される。また、これに対応したラベリング装置は、請求項１６記載の発明により達成される。

本発明の方法によれば、ラベリングステーションの前を通過する容器へのラベルの貼付開始タイミング又は貼付タイミングを、各目印の向き及び／又は外見（例えば大きさ及び／又は形状）に応じて、ラベリングステーションの適当な制御及び容器の調整又は回動を行わずに制御することが可能である。

さらに、ラベルの貼付開始タイミング又は貼付タイミングの制御が各容器の目印を検出する画像検出処理システムを用いてなされ、画像の解析あるいは処理によってラベルの貼付開始タイミング若しくは貼付タイミング又はラベリングステーションの制御が行われるため、容器における目印に対してラベルを高い精度で調整することができ、ラベルを容器に正確に貼付することが可能である。

ボトルとしての容器を目印と共に簡易に示した側面図である。 容器の外面にある目印にラベリングするラベリング装置を簡易に示した平面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図２において符号１で示すラベリング装置は、回転しつつ容器２にラベル３を貼付するものである。すなわち、このラベリング装置１は、容器２の外周面における目印４に、ラベル３を可能な限り正確に貼付するものである。この目印４は、図示の実施形態においてはシール面として形成されており、該シール面の中央にラベル３が正確に貼付される必要がある。

なお、ラベル３が高い精度で貼付される目印４について、その外面を、例えば装飾（オーナメント）、刻印された図柄、文字列等で形成してもよい。

そして、ラベル３を貼付される各容器２は、ラベリング装置１に対して長手方向へ直立して第１の運搬装置５によってそれぞれ一列に並べて運搬され、第２の運搬装置６を介して容器保持手段７へと供給される。ここで、この容器保持手段７とは、回転する搬送手段である回転装置８（矢印Ａ）の径方向外方で、該回転装置８の周方向に複数配置されたものである。

各容器２は、容器保持手段７上において、該容器保持手段７が回動することによって（矢印Ｂ）長手方向軸回りに回動し、目印４の位置が正確に調整されるようになっている。したがって、各容器２には、該容器２が回転装置８によって移動してラベリングステーション９の前を通過する際に、ラベル３がその前縁部３．１を始点として貼付される。なお、このとき、容器２に貼付されるラベル３は、目印４に対して高い正確さで貼付される。すなわち、各ラベル３は、目印４内に形成されている隆起した又は隆起した部分によって包囲されたシール面の例えば中央に貼付される。

また、図示の実施形態においては、ラベリングステーション９は接着剤が既に塗布されたラベル３を処理するものとして形成されている。しかし、ラベリングステーション９を例えばラベル３に接着剤（にかわ、のりなど）を塗布するようなものとしてもよい。

しかして、ラベル３が貼付された各容器２は、回転装置８によって移動し、第３及び第４の運搬装置１０，１１を介して回転装置８あるいは容器保持手段７から取り出され、例えばパッキング装置などの他の処理を行う工程へと搬送される。

ところで、容器保持手段７は例えば容器保持プレートであり、該プレート上に容器２が載置される。そのほか、容器保持手段７として、容器２を懸架するように保持するものも考えられる。

また、目印４の位置について何ら調整することなく運搬されてきた容器２の向きを調整するために、各容器保持手段７はそれぞれ制御可能なアクチュエータ（回転アクチュエータ）を備えており、該アクチュエータによって、矢印Ｂで示すように容器保持手段７の制御された回動がなされる。なお、容器保持手段７のアクチュエータは、中央制御装置１２（中央コンピュータ）によって、ビデオカメラ１３，１４，１５で概略的に示した３つのカメラシステムからの信号に応じて制御される。

これらビデオカメラ１３，１４，１５は、いずれも、容器保持手段７上に載置されている容器２の軌道に沿って回転装置８の周囲近傍（ただし、回転装置８と共に回転しない。）における第１の運搬装置５とラベリングステーション９の間に配置されている。さらに、これらビデオカメラ１３，１４，１５は、その前を通過する容器２の目印４を検出できるように配置されている。なお、これらビデオカメラ１３，１４，１５は、画像検出処理システムの構成要素となっている。そして、この画像検出処理システムは、これらビデオカメラ１３，１４，１５、照明装置、中央制御装置１２あるいは中央コンピュータであるコンピュータ及びこのコンピュータにインストールされた画像検出処理ソフトウェアで構成されている。

第１の運搬装置５から容器保持手段７へ供給される各容器２はまずビデオカメラ１３の前を通過し、このビデオカメラ１３あるいはこのビデオカメラ１３を含む画像検出処理システムによって、その前を通過する容器２の目印４が検出される。そして、中央制御装置１２から容器保持手段７を制御する信号が送出され、容器２が高い精度で目標位置へ回動される。

その後、上記のように目印４に関して少なくともあらかじめ位置調整された（例えば回転装置８の径方向外方へ調整された）容器２は、次にビデオカメラ１４の前を通過する。そして、このビデオカメラ１４によって目印４の実際の位置が再度検出され、アクチュエータを作動させて容器保持手段７を回動させることにより容器２の位置が更に調整される（精密調整）。

ここで、ビデオカメラ１４の絞り開度は、ビデオカメラ１３とは違って容器２の全体又は大部分を検出するのではなく、容器２の目印４部分のみを検出するように設定されている。すなわち、ビデオカメラ１４の絞り開度は、例えば回転装置８の回転方向Ａについて、目印４の前縁部４．１を検出するように設定されている。

ここでも、ビデオカメラ１４を含む画像検出処理システムによって各容器２における目印４の位置が検出される。ただし、目印４自体あるいは場合によって生じ得る例えば目印４の形状及び／又は大きさについての誤差は、ビデオカメラ１３，１４を含む画像処理検出システムによって考慮されないようになっている。

次に、ビデオカメラ１５によって、その前を通過する容器２における目印４の実際の外見、すなわち、例えば目印４の形状及び／又は大きさが検出される。そして、このビデオカメラ１５によって検出された画像に基づき、該画像の外見がビデオカメラ１５を含む画像検出処理システムにおいて解析又は採寸される。そして、該画像が画像検出処理システム内で適当なもの（すなわち中央制御装置１２内にメモリされたラベリングステーション９における値（実際値））と比較されることにより、ラベル３を容器２に貼付するタイミングが制御される。

この制御は、ラベル３がその容器２への貼付後に、例えばその形状及び／又は大きさに関して目印４に対してできる限り正確な位置を占めるよう、すなわち、ラベル３がシール面における中央部を正確に占めるように行われる。なお、ラベル３を容器２に貼付するタイミングのこのような制御は、容器保持手段７を回動させることなく行われるが、ラベル３を容器２に貼付あるいは貼付を開始するタイミングは、回転装置８の実際の回転速度を考慮して算出される。

以上においては本発明の一実施形態を説明したが、この変更及び他のバリエーションも可能である。例えば、ビデオカメラ１３を容器２の容器保持手段７への供給部に設けることが可能である（図２におけるビデオカメラ１３．１，１３．２）。すなわち、ビデオカメラ１３．１の前を通過した後に容器２が自由に回動しないよう該容器２を適当な手段（例えば係止部材、係止爪）によって係止するような場合には、ビデオカメラ１３を例えば第２の運搬装置６の手前に設けることができる（ビデオカメラ１３．１）。

同様に、ビデオカメラ１３．２の前を通過した後に容器２が自由に回動しないよう該容器２を適当な手段（例えば係止部材、係止爪）によって係止するような場合には、ビデオカメラ１３を第２の運搬装置６近傍に設けることができる（ビデオカメラ１３．２）。

また、例えば、特に容易に検出することが可能な形状を有する容器を処理する際には、ビデオカメラ１４とその画像検出処理システムについて前述したような精密調整及びラベル３を容器２に貼付するタイミングの制御を、各目印４の実際の位置及び外見に応じて、共通のビデオカメラ（例えばビデオカメラ１４）によって行うことが考えられる。このような場合には、ビデオカメラ１５を設ける必要がなくなる。

そして、ビデオカメラ１４によって検出された画像は、まず精密調整に用いられ、次にラベル３を貼付するタイミングの制御に用いられる。このような実施形態によれば、ビデオカメラ１５を設ける必要がないため、精密調整及びラベル３を貼付するタイミングの検出に用いられるビデオカメラとラベリングステーション９の間の回転角度を大きくすることができ、これにより精密調整にかかる時間を大きくすることができるという利点が得られる。

このような利点により、ラベリング装置１の負荷（単位時間当たりにラベリングされる容器２の数量）が大きい場合や、回転装置８の回転数が大きい場合に、容器保持手段７の加速度（回転加速度）が低減され、精密調整時における容器保持手段７とこれに載置された容器２の間での慣性によるスリップを防止することが可能である。

なお、容器２としては、ボトル、缶などが考えられる。

１ ラベリング装置
２ 容器
３ ラベル
３．１ ラベルの前縁部
４ 目印
４．１ 目印の前縁部
５ 第１の運搬装置
６ 第２の運搬装置
７ 容器保持手段
８ 回転装置
９ ラベリングステーション
１０ 第３の運搬装置
１１ 第４の運搬装置
１２ 中央制御装置
１３．１，１３．２ ビデオカメラ
１３，１４，１５ ビデオカメラ
Ａ 回転装置の回転方向
Ｂ 容器保持手段の調整方向

Claims (27)

1. 搬送手段（８）上に載置されつつカメラ装置（１５）の前を通過する各容器（２）固有の目印（４）が少なくとも１つのカメラ装置を備えた少なくとも１つの画像検出処理システムによって検出されるとともに、該画像検出処理システムによってラベリング工程を制御するための信号が送出される、ボトル、缶などの各容器固有の前記目印（４）上における所定の位置に正確にラベリングするラベル（３）貼付方法において、
   各容器ごとの前記目印（４）の向き及び／又は形状を前記画像検出処理システム（４，１５）によって検出し、各容器ごとの前記ラベル（３）の貼付タイミングを、該ラベル（３）が前記目印（４）における所定の正確な位置にくるよう制御することを特徴とするラベル貼付方法。
2. 前記ラベル（３）の前記貼付タイミング又は貼付開始時点を、更に前記搬送手段（８）の速度に応じて制御することを特徴とする請求項１記載のラベル貼付方法。
3. 前記画像検出処理システムによって、例えば前記目印（４）における少なくとも２つの特定のエッジ部又は特定の領域の間の間隔などの前記目印（４）の形状を検出することを特徴とする請求項１又は２記載のラベル貼付方法。
4. 少なくとも１つの前記カメラ装置（１５）の前を前記各容器（２）が通過する方向に連続した少なくとも２つの前記目印（４）における特定のエッジ部又は特定の領域の間の間隔を検出することを特徴とする請求項３記載のラベル貼付方法。
5. 前記画像検出処理システムにおける少なくとも１つの前記カメラ装置（１５）による検出前に、前記各容器（２）における前記目印（４）を所定の向きに調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
6. 前記目印（４）の所定の向きへの調整を、前記各容器（２）を軸中心線回りに制御しつつ回動させて行うことを特徴とする請求項５記載のラベル貼付方法。
7. 前記各容器（２）を容器保持手段（７）上に載置するとともに、該容器保持手段を、アクチュエータによって前記軸中心線回りに制御しつつ回動させることを特徴とする請求項６記載のラベル貼付方法。
8. 前記各容器（２）の調整を、前記目印における少なくとも１つの領域、例えば前記目印における少なくとも１つのエッジ部（４．１）を光学的に検出することにより行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
9. 前記調整を、少なくとも１つの前記カメラ装置（１３，１４）を備えた前記画像検出処理システムによって行うことを特徴とする請求項８記載のラベル貼付方法。
10. 時間的に前後した少なくとも２つの以下のステップ、すなわち、
    前記目印の実際の位置又は向きを検出することで前記各容器（２）の位置又は向きをおおまかに調整し、この実際の位置又は向きをこれらの目標値と比較し、前記各容器（２）を目標位置又は目標とする向きへ回動させるステップと、
    前記目印の実際の位置又は向きを精密に検出することで前記各容器（２）の位置又は向きを精密に調整し、この実際の位置又は向きをこれらの目標値と比較し、前記各容器（２）を目標位置又は目標とする向きへ回動させるステップと
    により前記各容器（２）の調整を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
11. 前記おおまかな調整及び精密な調整を、少なくとも１つのカメラ装置（１３，１４）を備えた前記画像検出処理システムを用いて行うことを特徴とする請求項１０記載のラベル貼付方法。
12. 前記貼付タイミングを制御する画像検出処理システム及び前記各容器（２）の調整を制御する画像検出処理システムに対して共通のコンピュータ（１２）を用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
13. 前記貼付タイミングを制御する画像検出処理システム及び前記各容器（２）の調整、例えば精密な調整を制御する画像検出処理システムに対して共通のカメラ装置（１４）を用いることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
14. 前記ラベル（３）として既にのりの付けられたものを使用することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
15. 軸中心線回りに回転駆動される搬送手段（８）と、少なくとも１つのカメラ装置（１３，１３．１，１３．２，１４，１５）及びラベリングステーション（９）の前を通過する前記各容器（２）を保持しつつ前記搬送手段（８）における周囲に配設された複数の容器保持手段（７）とを備えて成るラベリング装置（１）を用いることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のラベル貼付方法。
16. ボトル、缶などの容器（２）の目印（４）上における所定の位置に正確にラベリングするラベリング装置であって、少なくとも１つのカメラ装置（１５）を備えた少なくとも１つの画像検出処理システムを備え、搬送手段（８）上に載置されつつ該カメラ装置の前を通過する前記各容器（２）における前記目印（４）が前記カメラ装置によって検出され、ラベリング工程を制御する信号が前記画像検出処理システムによって送出され、前記搬送手段（８）の回転軌道に沿って少なくとも１つのラベリングステーション（９）を備えて成る前記ラベリング装置において、
    前記各容器ごとの前記目印（４）の向き及び／又は形状を前記画像検出処理システム（４，１５）によって検出し、前記ラベリングステーション（９）におけるラベル（３）の貼付タイミングを制御する信号を前記画像検出処理システムによって送出するよう構成したことを特徴とするラベリング装置。
17. 前記ラベル（３）の前記貼付タイミング又は貼付開始時点を、更に前記搬送手段（８）の速度に応じて制御するよう構成したことを特徴とする請求項１６記載のラベリング装置。
18. 前記画像検出処理システムによって、例えば前記目印（４）における少なくとも２つの特定のエッジ部又は特定の領域の間の間隔などの前記目印（４）の形状を検出するよう構成したことを特徴とする請求項１６又は１７記載のラベリング装置。
19. アクチュエータによって制御されつつ軸中心線回りに回動可能な容器保持手段（７）を前記搬送手段（８）に設けたことを特徴とする請求項１８記載のラベリング装置。
20. 前記目印における少なくとも１つの領域、例えば前記目印における少なくとも１つのエッジ部（４．１）を光学的に検出して前記各容器（２）の調整を行う手段を設けたことを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のラベリング装置。
21. 前記手段を、少なくとも１つのカメラ装置（１３，１４）を備えた画像検出処理システムとして構成したことを特徴とする請求項２０記載のラベリング装置。
22. 時間的に前後した少なくとも２つの以下のステップ、すなわち、
    前記目印の実際の位置又は向きを検出することで前記各容器（２）の位置又は向きをおおまかに調整し、この実際の位置又は向きをこれらの目標値と比較し、前記各容器（２）を目標位置又は目標とする向きへ回動させるステップと、
    前記目印の実際の位置又は向きを精密に検出することで前記各容器（２）の位置又は向きを精密に調整し、この実際の位置又は向きをこれらの目標値と比較し、前記各容器（２）を目標位置又は目標とする向きへ回動させるステップと
    により前記各容器（２）の調整を行う手段を設けたことを特徴とする請求項１６〜２１のいずれか１項に記載のラベリング装置。
23. 前記手段を、少なくとも１つのカメラ装置（１３，１４）を備えた前記画像検出処理システムで構成したことを特徴とする請求項２２記載のラベリング装置。
24. 前記貼付タイミングを制御する画像検出処理システム及び前記各容器（２）の調整を制御する画像検出処理システムに対して共通のコンピュータ（１２）を設けたことを特徴とする請求項１６〜２３のいずれか１項に記載のラベリング装置。
25. 前記貼付タイミングを制御する画像検出処理システム及び前記各容器（２）の調整、例えば精密な調整を制御する画像検出処理システムに対して共通のカメラ装置（１４）を設けたことを特徴とする請求項１６〜２４のいずれか１項に記載のラベリング装置。
26. 前記ラベリングステーション（９）を、既にのりの付けられたラベル（３）を処理するように構成したことを特徴とする請求項１６〜２５のいずれか１項に記載のラベリング装置。
27. 軸中心線回りに回転駆動される搬送手段（８）と、前記各容器（２）を保持しつつ前記搬送手段（８）における周囲に配設された複数の容器保持手段（７）とを備える構成としたことを特徴とする請求項１６〜２６のいずれか１項に記載のラベリング装置。

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