JP2011020325A - 印刷方法および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ランダムに供給されるワークに対して簡単にかつ効率的に印刷を行うための印刷方法を提供する。
【解決手段】 ランダムに供給されるワークＷに対して印刷を行うための印刷方法を構築する。この方法は、所定のエリアＡ内に導入されたワークＷを撮像するワーク撮像工程と、ワーク撮像工程で撮像された映像に基づいて、ワークＷのワーク情報（ワークの位置、姿勢等）を検出するワーク情報検出工程と、ワーク情報検出工程で検出されたワーク情報に基づいてワークＷに印刷される印刷パターンを作成する印刷パターン作成工程と、印刷パターン作成工程で作成された印刷パターンに基づいてワークＷに印刷を行う印刷工程とを備えている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷方法および印刷装置に関する。

特開２００２−３７２２４号公報には、商品を収容する梱包体に商品関連情報を印刷する印刷方法が記載されている。この印刷方法は、同公報の段落［００３４］〜［００３５］、［００３７］および図３に記載されているように、段ボール箱（１００）をベルトコンベア（３０４）により矢印（Ｂ）方向に搬送しつつ、各印刷ヘッド（５０４ａ〜５０４ｄ）により、段ボール箱（１００）に商品関連情報を印刷している。また、段ボール箱（１００）は、ベルトコンベア（３０４）で搬送される間、ベルトコンベアの左右両側に配設された一対のガイド（３０６）により、搬送方向と直交する方向に位置決めされている。

このように、上記公報に記載のものでは、印刷処理の対象となる段ボール箱（１００）は、ベルトコンベア（３０４）の各ガイド（３０６）により左右方向から案内されつつ搬送されるので、搬送中の各段ボール箱（１００）は、ベルトコンベア（３０４）上で傾くことなく、常時一定の姿勢を保っている。すなわち、ベルトコンベア（３０４）上の各段ボール箱（１００）はすべて同じ向きに配向している。

このため、各印刷ヘッド（５０４ａ〜５０４ｄ）により印刷される商品関連情報は、容易に各段ボール箱（１００）のすべて同じ位置に印刷されることになる。

その一方、商品を梱包する前に商品自体に印刷を行いたい場合もあり、その場合に、とくに小形の商品（例えば錠剤等の薬剤）をランダムに供給しつつこれらの商品に印刷を行いたいとする業界の要請がある。

ところが、上記公報に記載の印刷方法によれば、これらの商品についても位置決めを行う必要がある。そこで、例えば、搬送コンベア上に多数の凹みを設け、これらの凹みに商品を導入して各商品を同じ向きに配向させることも考えられるが、この場合には、商品の形状に対応した凹みを有する搬送コンベアを異なる商品ごとに用意する必要があり、煩雑である。また、錠剤のような小形の商品についても１個ずつ位置決めして印刷処理を行わなければならず、非効率的である。

本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、ランダムに供給されるワーク（商品）に対して簡単にかつ効率的に印刷を行なえるようにすることにある。

請求項１の発明は、ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷方法であって、以下の工程を備えている。すなわち、
（ｉ）所定のエリア内に導入されたワークを撮像するワーク撮像工程。
（ii）ワーク撮像工程で撮像された映像に基づいて、ワークのワーク情報を検出するワーク情報検出工程。
（iii）ワーク情報検出工程で検出されたワーク情報に基づいてワークに印刷される印刷パターンを作成する印刷パターン作成工程。
（iv）印刷パターン作成工程で作成された印刷パターンに基づいてワークに印刷を 行う印刷工程。
なお、本明細書中において、「ランダム」とは、ワークが整列せずに、向き（姿勢）がばらばらな状態を指している。

請求項１の発明によれば、所定のエリア内に導入されたワークが撮像された後、撮像された映像に基づいて、ワークの位置、姿勢等のワーク情報が検出される。そして、当該ワーク情報に基づいてワークへの印刷パターンが作成され、当該印刷パターンに基づいてワークへの印刷が行われる。このため、供給されるワークの位置、姿勢等が揃ってなくランダムであっても、ワークを１個ずつ位置決めする必要がなくなり、しかも複数のワークに対して一括して処理を行えるので、印刷処理を効率化でき、高速処理が可能である。また、ワークを搬送するのに、ワークの形状に応じた搬送コンベアを用意する必要がなくなり、汎用コンベアを使用できるので、印刷処理を簡単に行なえるようになる。

請求項２の発明では、請求項１において、ワーク情報が、ワークの位置および姿勢を含んでいる。

この場合には、ワークの位置および姿勢がワーク供給のたびにワーク情報として検出されるので、ランダム供給のワークに容易に対応できる。

請求項３の発明では、請求項１において、印刷パターン作成工程に先立って、ワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを基本画像データとして格納する基本画像データ格納工程をさらに備えている。

この場合には、ワークの種別に応じて、それぞれのワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを基本画像データとして格納しておくことで、ワークの種別が異なる場合でも、簡単に対応でき、印刷処理を効率よく行うことができる。

請求項４の発明では、請求項１において、ワーク情報検出工程で検出されたワーク情報に基づいてワークが不良品であると判断された場合に、印刷パターン作成工程で当該ワークに対して印刷パターンを作成しないようにしている。

この場合には、不良品のワークに対して印刷処理が行われないので、より効率的に処理を行える。

請求項５の発明では、請求項１において、印刷工程における印刷がインクジェット方式により印刷されている。

この場合には、個々のワークに対して非接触で印刷が行われるので、印刷中にワークが印刷位置からずれることがなく、印刷処理を正確に行える。

請求項６の発明は、ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷装置であって、所定のエリア内に導入されたワークを撮像するワーク撮像手段と、ワーク撮像手段で撮像された映像に基づいて、ワークのワーク情報を検出するワーク情報検出手段と、ワーク情報検出手段で検出されたワーク情報に基づいて、ワークに印刷される印刷パターンを作成する印刷パターン作成手段と、印刷パターン作成手段により作成された印刷パターンに基づいてワークに印刷を行う印刷手段とを備えている。

請求項６の発明によれば、所定のエリア内に導入されたワークがワーク撮像手段により撮像された後、その映像に基づいて、ワークの位置、姿勢等のワーク情報がワーク情報検出手段により検出され、当該ワーク情報に基づいて、印刷パターン作成手段により、ワークへの印刷パターンが作成される。そして、この印刷パターンに基づいて、印刷手段により、ワークへの印刷が行われる。

したがって、この場合には、供給されるワークの位置、姿勢等が揃ってなくランダムであっても、ワークを１個ずつ位置決めする必要がなくなり、印刷処理を効率化できる。また、ワークを搬送するのに、ワークの形状に応じた搬送コンベアを用意する必要がなくなり、印刷処理を簡単に行なえるようになる。

請求項７の発明では、請求項６において、ワーク撮像手段に対してワークをランダムに供給するための供給コンベアが設けられている。

この場合には、供給コンベアとして、ワークの形状や大きさに対応した特殊なコンベアを用いる必要がなく、異なる種類の商品にも対応可能な汎用コンベアを使用できる。

請求項８の発明では、請求項６において、ワーク撮像手段がＣＣＤカメラから構成されている。

請求項９の発明では、請求項６において、ワーク情報が、ワークの位置および姿勢を含んでいる。

この場合には、ワークの位置および姿勢がワーク供給のたびにワーク情報として検出されるので、ランダム供給のワークに容易に対応できる。

請求項１０の発明では、請求項６において、印刷パターン作成手段が、印刷パターンを作成するに先立って、ワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを基本画像データとして格納しており、当該基本画像テータに基づいて印刷パターンを作成している。

この場合には、ワークの種別に応じて、それぞれのワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを画像データとして格納しておくことで、ワークの種別の異なった場合でも、簡単に対応でき、印刷処理を効率よく行うことができる。

請求項１１の発明では、請求項６において、印刷パターン作成手段が、ワーク情報検出手段で検出されたワーク情報に基づいてワークが不良品であると判断された場合に、当該ワークに対して印刷パターンを作成しないようにしている。

この場合には、不良品のワークに対して印刷処理が行われないので、より効率的に処理を行える。

請求項１２の発明では、請求項６において、印刷手段がインクジェットプリンタである。

この場合には、個々のワークに対して非接触で印刷が行われるので、印刷中にワークが印刷位置からずれることがなく、印刷処理を正確に行える。

以上のように、本発明によれば、所定のエリア内に導入されたワークを撮像した後、撮像された映像に基づいて、ワークの位置、姿勢等のワーク情報を検出し、当該ワーク情報に基づいてワークへの印刷パターンを作成するとともに、当該印刷パターンに基づいてワークへの印刷を行うようにしたので、供給されるワークの位置、姿勢等が揃ってなくランダムであっても、ワークを１個ずつ位置決めする必要がなくなり、印刷処理を効率化できる。また、ワークを搬送するのに、ワークの形状に応じた搬送コンベアを用意する必要がなくなり、印刷処理を簡単に行なえるようになる。

本発明の一実施例による印刷装置を構成する供給コンベアの平面概略図である。 前記供給コンベア（図１）の正面概略図である。 本発明の一実施例による印刷装置の制御部の機能ブロック構成図である。 前記制御部（図３）による制御フローチャートである。 画像処理装置（図３）のメモリに予め格納されている基本画像データの一例を示す図である。 所定のエリア内で撮像されたワークの映像を示す図である。 図６の映像に基づいて作成された印刷イメージを示す図である。 前記印刷イメージ（図７）から印刷データのみを取り出して示す図である。 印刷データ（図８）に基づいてワークに印刷処理が施された状態を示す図である。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図９は、本発明の一実施例による印刷装置および当該印刷装置における印刷方法を示している。

図１および図２に示すように、この印刷装置１は、印刷されるべき複数のワークＷがランダムに供給される供給コンベア２を有している。供給コンベア２は、駆動ローラ２０および従動ローラ２１を有しており、駆動ローラ２０には、モータ２５が駆動連結されている。なお、図中、白抜きの矢印は、ワークＷの搬送方向を示している。

ワークＷとしては、例えば、錠剤（タブレット）等の薬剤の他、ＩＣチップ、工具のバイトチップ等が考えられる。なお、錠剤の中には、平面視円形でかつ中央に溝が形成されているものもあり、この場合には、円形であっても、錠剤自体に方向性があり、印刷位置が特定の位置に限定されるため、本発明による印刷方法が好適なワークである。

供給コンベア２の上方には、搬送面２ａ上のワークＷを撮像するための撮像手段としてのデジタルカメラ、例えばＣＣＤカメラ３が設けられている。ＣＣＤカメラ３は、オートフォーカス機能を有しているのが好ましい。図１中、ＣＣＤカメラ３による撮像可能範囲が一点鎖線のエリアＡで示されている。なお、ＣＣＤカメラ３は、好ましくは、照明機能付きである。

供給コンベア２の搬送方向下流側において、供給コンベア２の上方には、印刷手段としてのインクジェットプリンタ（ＩＪＰ）４が設けられている。なお、インクジェットプリンタ（ＩＪＰ）４のＩＪＰヘッドを複数個用意することにより、カラー印刷にも対応できる。また、供給コンベア２の従動ローラ２１の側方には、供給コンベア２の移動量を計測するためのエンコーダ５が設けられている。

次に、印刷装置１の制御部について、図３を用いて説明する。
制御部１０の入力ポートには、上述したＣＣＤカメラ３、エンコーダ５、およびキーボード等の他の入力部１２が接続されている。制御部１０の出力ポートには、上述したモータ２５、およびモニター等の他の出力部１３が接続されている。

また、制御部１０の出力ポートには、画像処理装置１５が接続されている。画像処理装置１５は、エリアＡでＣＣＤカメラ３により撮像された映像に基づいて、ワークＷの位置および姿勢等のワーク情報を検出するとともに、当該ワーク情報に基づいて、ワークＷに印刷されるべき印刷パターンを作成するための装置である。画像処理装置１５には、インクジェットプリンタ４のヘッド（ＩＪＰヘッド）４０を制御するコントローラ（ＩＪＰコントローラ）１６が接続されている。ＩＪＰコントローラ１６は、画像処理装置１５で作成された印刷パターンに基づいてワークＷに印刷が行われるよう、ＩＪＰヘッド４０を制御する。

次に、制御部１０による制御フローについて、図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、図４のステップＳ１において、ワークＷに対する基本印刷パターンおよびその印刷位置を含む基本画像データが入力されるのを待つ。ここでは、一例として、ワークＷに対して、図５に示すような「ＡＢＣ」の文字列からなる基本印刷パターンをワークＷのやや上部寄りの位置に印刷する場合について説明する。

なお、基本印刷パターンとしては、このような文字列に限らず、図や絵のような画像でもよい。また、基本印刷パターンとして、複数種類格納しておけば、ワークの種別が異なったときに基本印刷パターンの変更を簡単に行えるばかりでなく、複数種類のワークが同時に流れてきた場合に、種類の異なる各ワークに対して文字や絵を同時に印刷できるようになる。

操作者は、ステップＳ１において、このような基本印刷パターンおよび印刷位置からなる基本画像データを入力する。入力された基本画像データは、制御部１０のメモリに格納される。

ステップＳ１において、基本画像データが入力されれば、プログラムはステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、モータ２５を駆動して、供給コンベア２の搬送を開始する。次に、ステップＳ３では、ワークＷの供給を開始する。ワークＷは、図示しない上流側コンベア等の供給装置により、供給コンベアの上流端（図１左側端）に供給される。このとき、各ワークＷは、整列しておらず、向きがばらばらになっており、ランダムに供給されている。

次に、ステップＳ４では、エリアＡ内にワークＷが導入されるのを待つ。エリアＡへのワーク導入は、ＣＣＤカメラ３により検知される。なお、エリアＡの上流側の一端に、光電スイッチ等の非接触センサを設け、当該センサにより、エリアＡへのワーク導入を検知するようにしてもよい。エリアＡ内へのワーク導入が検知されると、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、供給コンベア２が一定量移動したか否か判断する。供給コンベア２の搬送面２ａの移動量は、エンコーダ５により計測されており、その計測値に基づいて、ステップＳ５での判断が実行される。また、この一定量は、エリアＡの搬送方向長さに実質的に一致しており、すなわち、供給コンベア２に供給されたワークＷがエリアＡの上流側の一端で検知されてから、当該ワークＷがエリアＡの下流側の一端に到達するまでの距離に相当している。供給コンベア２が一定量移動すると、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、ＣＣＤカメラ３により、エリアＡ内のワークＷを撮像する。いま、撮像された映像が図６に示すようなものだったとする。同図には、複数のワークＷがエリアＡ内にランダムに配置された状態が示されている。

次に、ステップＳ７では、ステップＳ６で撮像された映像に基づいて、エリアＡ内のワーク情報を検出する。この処理は、画像処理装置１５において実行される。

ここで、ワーク情報は、エリアＡ内に配置された各ワークの位置および姿勢（平面内の向きの他、表裏の向きを含む）を含んでいる。すなわち、このステップでは、エリアＡのどの位置にワークＷが配置され、どの向きを向いているかなどのワーク情報が検出される。この場合に、ワークＷが表裏のいずれを向いているかの情報は、例えば、ワークＷの表面に溝を形成しておくようにすれば、溝の形成された側が表側であり、溝の形成されていない側が裏側となる。また、ステップＳ７では、ワークＷの形状の一部に欠け等のある不良品が含まれていないかも併せて判断され、不良品のワークＷの位置も検出される。不良品のワークＷの位置情報は、後工程の制御装置に出力され、不良品のワークＷは、後工程で排出される。なお、ワーク情報としては、ワークＷの位置や姿勢（向き）、形状の他、ワークの種別、個数およびナンバリングを含むようにしてもよい。

次に、ステップＳ８では、ステップＳ７で検出されたワーク情報に基づいて、各ワークＷに印刷されるべき印刷パターンを作成する。このとき、まず、図７に示すように、エリアＡ内にランダムに配置された各ワークＷに対して、それぞれのワークＷのどの位置にどのような傾きで基本画像データ（図５）を印刷するかを設定する。なお、このとき、ステップＳ７で不良品と判断されたワークＷに対して、このような設定を行わない。そして、この設定に基づいて、図８に示すような、各ワークＷに対する印刷パターンを作成する。この処理は、画像処理装置１５において実行される。作成された印刷パターンは、ＩＪＰコントローラ１６に転送される。

次に、ステップＳ９では、ステップＳ８で作成された印刷パターンに基づいて、インクジェットプリンタ４により、各ワークＷに対して印刷処理を実行する（図９参照）。なお、この印刷処理は、画像処理装置１５から転送された印刷パターンに基づいて、ＩＪＰコントローラ１６がＩＪＰヘッド４０を駆動制御することにより実行される。このとき、不良品のワークＷに対しては、印刷パターンが作成されていないので、印刷は行われない。また、印刷処理は、各ワークＷがインクジェットプリンタ４の下を通過する間に実行される。

次に、ステップＳ１０では、プログラムを終了するか否か判断する。ステップＳ１０での判断が「ｙｅｓ」となれば、プログラムは終了する。また、ステップＳ１０での判断が「ｎｏ」となれば、プログラムはステップＳ４に戻り、ステップＳ４〜Ｓ１０の処理を繰り返して行う。すなわち、複数のワークＷが連続して供給されている場合には、エリアＡの長さに応じて一定のピッチごとにワークＷの撮像が行われ、上述した画像処理が連続して行われることになる。

また、このとき、ステップＳ７でエリアＡ内の各ワークＷのナンバリングを行っていた場合には、エリアＡ内に次々に導入される各ワークＷを順次検出することで、各ワークＷの印刷処理の際に、各ワークＷに連番（通し番号）を印刷することも可能である。

このような本実施例では、所定のエリア内に導入されたワークを撮像し、その映像に基づいて、ワークの位置、姿勢等のワーク情報を検出し、当該ワーク情報に基づいて、ワークへの印刷パターンを作成し、当該印刷パターンに基づいて、ワークへの印刷を行うようにしたことにより、供給されるワークの位置、姿勢等が揃ってなくランダムであっても、ワークを１個ずつ位置決めする必要がなくなり、しかも複数のワークに対して一括して処理を行えるので、印刷処理を効率化でき、高速処理が可能になる。しかも、ワークを搬送するのに、ワークの形状に応じた搬送コンベアを用意する必要がなくなり、印刷処理を簡単に行なえるようになる。

以上のように、本発明は、ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷方法に有用であり、とくに簡単かつ効率的な印刷方法を要求されるものに適している。

１： 印刷装置

１５： 画像処理装置（ワーク情報検出手段/印刷パターン作成手段）

２： 供給コンベア

３： ＣＣＤカメラ（ワーク撮像手段）

４： インクジェットプリンタ（印刷手段）

Ｗ： ワーク
Ａ： エリア

特開２００２−３７２２４号公報（段落［００３４］〜［００３５］、［００３７］および図３参照）

Claims (12)

1. ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷方法であって、
   所定のエリア内に導入された前記ワークを撮像するワーク撮像工程と、
   前記ワーク撮像工程で撮像された映像に基づいて、前記ワークのワーク情報を検出するワーク情報検出工程と、
   前記ワーク情報検出工程で検出された前記ワーク情報に基づいて前記ワークに印刷される印刷パターンを作成する印刷パターン作成工程と、
   前記印刷パターン作成工程で作成された前記印刷パターンに基づいて前記ワークに印刷を行う印刷工程と、
   を備えた印刷方法。
2. 請求項１において、
   前記ワーク情報が、前記ワークの位置および姿勢を含んでいる、
   ことを特徴とする印刷方法。
3. 請求項１において、
   前記印刷パターン作成工程に先立って、前記ワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを基本画像データとして格納する基本画像データ格納工程をさらに備えた、
   ことを特徴とする印刷方法。
4. 請求項１において、
   前記ワーク情報検出工程で検出された前記ワーク情報に基づいて前記ワークが不良品であると判断された場合に、前記印刷パターン作成工程において当該ワークに対し印刷パターンを作成しないようにした、
   ことを特徴とする印刷方法。
5. 請求項１において、
   前記印刷工程における印刷がインクジェット方式により印刷されている、
   ことを特徴とする印刷方法。
6. ランダムに供給されるワークに対して印刷を行うための印刷装置であって、
   所定のエリア内に導入された前記ワークを撮像するワーク撮像手段と、
   前記ワーク撮像手段で撮像された映像に基づいて、前記ワークのワーク情報を検出するワーク情報検出手段と、
   前記ワーク情報検出手段で検出された前記ワーク情報に基づいて前記ワークに印刷される印刷パターンを作成する印刷パターン作成手段と、
   前記印刷パターン作成手段により作成された前記印刷パターンに基づいて前記ワークに印刷を行う印刷手段と、
   を備えた印刷装置。
7. 請求項６において、
   前記ワーク撮像手段に対して前記ワークをランダムに供給するための供給コンベアが設けられている、
   ことを特徴とする印刷装置。
8. 請求項６において、
   前記ワーク撮像手段がＣＣＤカメラから構成されている、
   ことを特徴とする印刷装置。
9. 請求項６において、
   前記ワーク情報が、前記ワークの位置および姿勢を含んでいる、
   ことを特徴とする印刷装置。
10. 請求項６において、
    前記印刷パターン作成手段が、前記印刷パターンを作成するに先立って、前記ワークに対する印刷位置および基本印刷パターンを基本画像データとして格納しており、当該基本画像テータに基づいて前記印刷パターンを作成している、
    ことを特徴とする印刷装置。
11. 請求項６において、
    前記印刷パターン作成手段は、前記ワーク情報検出手段で検出された前記ワーク情報に基づいて前記ワークが不良品であると判断された場合に、当該ワークに対し印刷パターンを作成しないようにした、
    ことを特徴とする印刷装置。
12. 請求項６において、
    前記印刷手段がインクジェットプリンタである、
    ことを特徴とする印刷装置。

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