JP4914340B2 - 可変コード化ラベルを農産物に貼る装置 - Google Patents

Description

この出願は、２００４年３月３日に出願された米国仮出願第６０／５４９，７７８号からの優先権を主張するものである。

本発明は総じて、果物および野菜に自動的にラベルを貼る技術に関する。より詳しくは、本発明は、単一の農産物農産物に対して、変動する情報を「その場」でラベルにすることに資するシステムを提供する。本発明は、農産物に自動的にラベルをつけるために必要な、ラベル貼り機、ラベルデザインおよびラベルの在庫、の数を大幅に減らす。本発明は包装の動作を単純化するとともに、自動的に農産物にラベルをつけるために必要な労力およびラベルの在庫を減らすことによってコストを削減する。

一般に、従来技術では、価格参照（Price Look Up）番号すなわちＰＬＵ番号毎に、別々のラベル貼り機およびラベルデザインを必要とする。ＰＬＵ番号は、精算時における農産物の素速い取扱いおよび農産物の正確な値段づけ取り扱いを容易にする上で、小売業者にとって必要なものである。例えば、リンゴの大きさを示す“小”、“中”または“大”サイズが表示されたラベルを貼るために、従来技術では一般に３台の別々のラベル貼り機、３つの別々のラベルデザインおよび３つのラベルの在庫を必要とする。包装作業場で複数の銘柄を包装する場合、機材構成は重複して増加する。このラベルを貼る機材装置は、高価で、保守を必要として、寸法測定器上で多大な物理的スペースを必要として、このことにより、更に果物を包装するための場所を制限する。本発明は、１台のラベル貼り機および１つのラベルデザインだけで、前述のラベル貼り作業を容易にする。

本発明は貼り付け作業の直前に、レーザーを使用して、感圧フィルム製のラベルの上に人間または機械が読み取り可能なコードを生成する。レーザーでコード化する装置を用いて、ラベル上に可視コードを生成する。このコードを、ラベルの印刷面上へ直接マークすることによって、または裏側から接着剤およびフィルム層を通過して印刷面にマークすることによって生成することができる。

レーザーコード化機は、寸法測定器または他の検出装置から信号を受信する。この信号を開始条件として、システムが個々のラベルに変動する情報を印刷する。次にラベルは、特定の目標である果物または他の農産物に貼られる。

本発明を用いれば、農産物にラベルを貼る直前に、目標となる果物または他の農産物に固有の変動する情報を印刷することにより、変動する情報を農産物ラベルに印刷することが可能となり、本明細書ではこれを「印刷および貼付」と呼ぶ。これにより、予め標準情報を印刷してある普通のラベルの使用が可能となり、その結果、複数のラベル貼り機およびラベルを貼られる農産物毎に分類された固有のラベルの在庫の必要を解消する。

コード化装置は、ラベルの外側表面をエッチングするかまたはマークする高強度光線を生成すべく、レーザーを使用する。レーザー光は、レーザー光線に対して感応性のある材料と反応し、またはこの材料を除去する。この材料は、変色すること、またはインクを除去してインク層の下にある異なる色を露出させることによって反応し、コードまたはマークを生成することができるインク、コーティングおよび／または充填材とすることができる。印刷システムにおいてレーザーを使用して、インクもしくは他の材料と反応したり、またはインクもしくは他の材料を切除したりすることは従来技術として公知であり、例えば米国特許第５，８８４，２９３号明細書、同第６，１０３，９８９号明細書、同第６，３７２，３９４号明細書および同第６，８１５，１４７号明細書に記載されており、これらの各々を援用する。他のタイプのインクや、基材や、レーザーもまた、本発明に利用可能である。

本発明は、粘着性ラベルを農産物に自動的に貼るために農産物ラベリング産業で使用されるあらゆる標準タイプのラベル貼り機に適用可能である。そのようなラベル貼り機として、標準のシンクレア・モデルＲＭ６（これについてはラ・メースの米国特許第４，２１７，１６４号明細書、同第４，３０３，４６１号明細書、同第４，４５４，１８０号明細書、同４，５４７，２５２号明細書、およびブリッグスその他の米国特許第４，８９６，７９３号明細書に記載されており、これらの全ての文献の全体を援用する）または、ＳＰＲＭ６ラベリングシステムがある。本発明は、農産物ラベル、レーザーコード化装置および農産物を選別する主機材からレーザーを制御するためのインタフェースを用いる。農産物にラベルを貼る従来の方法として、ＲＭ６およびＳＰＲＭ６ラベリングシステムが用いられる。シンクレア・モデルＲＭ６およびＳＰＲＭ６機材と、シンクレア・ラベルは、カリフォルニア州９３７２５ フレズノ サウスウィロー通３１１５番地のシンクレアシステムス インターナショナル エルエルシー から市販されている。

ラベリングシステムは、個々の農産物にラベルを貼る手段を提供する。ラベリングシステムは予め印刷がされている表面を有するラベルをレーザーに向ける。このレーザーは、寸法測定器または他の検出装置からの信号に応答して予め定められたコードをラベル上に作成する。このレーザーはラベルにマークするために高強度光を与える。そして、インタフェースはレーザーの出力を制御するために寸法測定器（または他の検出装置）からの情報を解読する。レーザーを制御するためのインタフェースは、前述した米国特許第５，８８４，２９３号明細書および同第６，３７２，３９４号明細書に記載されているように当業で公知の技術である。

本発明の主要目的は、ラベルを農産物の単品に貼る直前に、変動する情報を「その場」でラベルに適用する装置および方法を提供することである。

本発明のさらなる目的は、ラベルを農産物品に貼る直前に、所定の農産物品に固有のコード化された情報を固有のラベルに適用する「印刷および貼付」システムを提供することにある。

他の目的は、農産物の所定数量にラベルを貼るのに必要となるラベル貼り機、ラベルデザインの数を大幅に減らす農産物用自動ラベル化システムを提供することである。

他の目的および利点は以下の説明および図面から明らかになる。

添付図面および以下の説明は本発明の好ましい形態となる実施例を例示する。この実施例において、回転蛇腹式アプリケータは個々のラベルを、ラベル搬送帯状体から、農産物運搬装置上に移動している特定の農産物品に移す。なお本発明は、他方式の自動ラベル貼り機にも適用可能である。

以下の説明は、ラベルをつけようとしている特定の農産物品の寸法を検出するセンサに応答して、“小”、“中”または“大”といった変動するサイズ情報を固有のラベルに適用する実施例を含む。また本発明は、等級づけ、成熟度、もしくは固さといった、農産物に関連する情報をラベルに適用するために利用可能である。

図面を参照し、図１Ａは、本発明によるラベリングシステム１００の概略図である。市販のシンクレアＲＭ６またはＳＰＲＭ６機材は、ラベル供給カセット１０１を担持する。図１Ａは、アプリケータ１０２を通り過ぎて運ばれている農産物品１１９〜１２２を示す。ラベルアプリケータ１０２は、個々のラベル１０３を単一の蛇腹部材１０４の先端に配置する。回転式アプリケーション・ヘッド１０５には複数の蛇腹部材を取り付ける。図１Ｂは、レーザービーム方向管１０７の経路にある特定の蛇腹部材１０６を示す。センサ１９９は、農産物品１２２の寸法を検出して、当該情報をレーザーコード化手段１０９へ送信する。ラベル１０８が、適切に対応するポケットに入れられて整列配置された果物１２２に貼られる直前に、管１０７は、農産物品１２２の寸法を有するレーザー１０９の出力を、蛇腹部材１０６に担持されたラベル１０８へ向ける。

図２は、図１Ａおよび図１Ｂのラベル１０３の層を、紙製のキャリア１１３とともに示す概略図である。ラベル１０３は、個々のラベル１０３の本体を形成する薄膜プラスチック基材１１０を有している。図２に示す向きで、プラスチック基材の底面は、本発明に則ったインク層１１１でおおわれている。基材１１０の上層は、プラスチック基材１１０を農産物の表面に付着する役割を果たす接着材層１１２で被覆される。紙ウエブ１１３は、何千もの個々のラベル１０３を搬送する連続したウエブである。

図３は、本発明の一実施例を示す。ラベル１０３が紙キャリア支持体１１３から切り離されたあと、特定の農産物１２２が（例えば）大きさを計測されたあと、そして、ラベル１０３が農産物に貼られる直前に、レーザー１０９の出力ビームは、ラベル１０３と相互に作用する。図３に示す向きでラベル１０３の下にある蛇腹部材（明確にするため図示せず）はラベル１０３を担持する。レーザーコード化手段１０９の出力は、当該分野では公知の一次元または二次元の検流計スキャナを通過し、光学ガイド管１０７（図１Ａおよび図１Ｂを参照）を通過し、次にラベル１０３の接着フィルム１１２および薄膜プラスチック基材１１０を通過し、図３に示すラベル１０３の底面上のインクコーティングと相互に作用する。あるいはオプションとして、検流計に連結する単一のレーザーを使用する代わりに、アドレス指定可能な固体半導体レーザー配列を、レーザーコード化手段として利用することができる。更なるオプションとして、光変調器に連結した固体半導体レーザー配列を、レーザーコード化手段として利用することができる。

図４は変形されたラベルアプリケータ２０２を使用している本発明の別の実施例を示す。この実施例では、レーザー出力が光ファイバ案内管２０６を通過してラベル帯状体２０９の反対側に向かう。そして、レーザー出力ビームが検流計スキャナ２０７を通過して、図３および図４にて示したように、薄膜プラスチック基材１１０または接着材層１１２を通過する必要がなく直接、インク層１１１に導かれる。この実施例では、ラベルを蛇腹部材に置く前にレーザー印刷できるなスキャナ２０７を設置することを目的として、装置２０２のラベル供給ハウジングを変更することを必要とする。図４は、キャリア帯状体２０９の部分破断図であり、このキャリア帯状体２０９は、図４に示すように、その下面でラベル２１０を担持している。したがってレーザー出力ビームは、スキャナ２０７を出て、ラベルの印刷面に直接接触する。

図５は、米国特許第４，３０３，４６１号明細書の図面を再現したものであって、本発明に使用可能なラベル・キャリア帯状体の１つの形を例示する。しかしながら、本発明の好ましい実施例は、キャリア帯状体およびプレートを図５に示される位置から逆にする。便宜のために、図５につき簡単に説明する。ラベル１４をキャリア帯状体１２からはぎとるための図５に示される従来技術装置は、一対のセパレータ端２６，２８を形成する実質的にＶ型の端領域すなわち切欠き２４を有するプレート２２の形でラベル・ストリッパまたはセパレータを有する。ラベルを有するキャリア帯状体は、最初にラベル・セパレータの上面３０に沿って進み、Ｖ型の端部または端領域２４に向かう。Ｖ型の端領域２４ではＶの字の頂点に分離線１６を合わせる。キャリア帯状体部分１８，２０がそれぞれ、異なる一つのセパレータ端２６とセパレータ端２８の周辺に伸びる。その結果、キャリア帯状体はそこで引き離される。セパレータ端２６の周辺に伸びる帯状体部分１８は、プレートの下側すなわち下面３２に沿って動き、補助ガイド端３４周辺に延び、分離板の上面３０に沿って延びる。他のキャリア帯状体の一部分２０は、セパレータ端２８周辺と、他の補助ガイド端３６周辺と、および分離板の上表面に沿って、対応する様式で延びる。各々のラベル１４がＶ型領域２４に移動するので、２つのキャリア帯状体部分１８，２０が下方へ向かい、互いに離れる。その結果、ラベル３８はそのキャリア帯状体から切り離されることがわかる。分離されたラベル３８は、図１Ａに示すように蛇腹部材に受け取られて、農産物品へ転送される。

図６〜図１１は、本発明の方法の基本的概念を例示している概略図である。該方法は、何千もの個々のラベルを何千もの個々の農産物品に貼り付けるために利用される。農産物品、ラベルおよび蛇腹部材は、好ましくは連続的に移動する。農産物およびラベルが移動する間、検出手段およびレーザーコード化手段が作動する。単純化して描かれた図６〜図１１は、“大”のリンゴ３３３等の個々の農産物に、最終的にどのように固有のラベル３４３を付すかを説明するために用いられる。ここでは、リンゴのサイズが検出された後であって、大きなリンゴ３３３にラベルを物理的に貼り付ける前に、ラベルは印刷される。図６〜図１１の印刷部３８０は、図６〜図１１に示されるような位置に、図１Ａおよび図１Ｂに示されるような位置に、または他の位置に置くことができることが理解できる。

本発明の方法の第１のステップは図６に示すとおりであり、ばらばらに分け隔てられた農産物、例えば異なる大きさのリンゴ３３１、３３２、３３３、の一群が検知部３７０を通過するよう運ばれる。この例では検出手段３１０が、従来技術において公知の寸法測定装置によって、上記したリンゴが“小”、 “中”または“大”であるかを検出する。印刷部３８０およびラベル貼り付け部３９０は、破線によって模式的に示される。

図７は、左方に移動して回転蛇腹式アプリケータ３００の個々の蛇腹部材３０１〜３０６によって受け取られる複数のラベル３４０を示す。図７は、一度に複数のラベル３４０を、レーザーコード化手段３２０を含む印刷部３８０の方へ進め、そして、通過させるステップを示す。ラベルは、運搬されている農産物と同時に移動する。

図８は本発明の方法の第３のステップを示しており、ここでは、“大”のリンゴが、検出手段３１０がリンゴ３３３のサイズを検出する検出部３７０を通過している。また図８は、蛇腹部材３０３が単一のラベル３４３を、レーザーコード化装置３２０によって印刷部３８０で印刷するための位置へ転送する様子を示す。

図９は本発明の方法の第４のステップを示しており、ここでは、検出された変動する特徴、すなわちリンゴ３３３の“大”サイズが、検出手段３１０から印刷手段すなわちレーザーコード化装置３２０へ送信される。

図１０は本発明の方法の第５のステップを示しており、ここでは、レーザーコード化装置３２０が印刷部３８０でラベル３４３に“大”の印を印刷している。図８、図９および図１０において示されるステップの間、個々の蛇腹部材３０３は連続的に移動し、ラベル３４３を、印刷部３８０を通過してレーザーコード化装置３２０によって印刷されるように転送する。

図１１は本発明の方法の最終ステップを示しており、ここでは、個々の蛇腹部材３０３が、図１０に示す位置から反時計回りに連続的に２つの位置を移動している。“大”のリンゴ３３３は、図１１に示すように連続的に２つの位置を図の右方へ移動して、連続的に回転する蛇腹式アプリケータ３００中心の直下にあるラベル貼り付け部３９０にある。前記変動する特徴（つまりリンゴ３３３に対する“大”サイズ）が検出されて印刷された固有のラベル３４３は、特徴が検出されたその特定のリンゴ３３３に貼られる。

図１２は、ラベルが回転蛇腹式アプリケータ４００へ移される前の位置であって、ラベルの入って来る流れからみて図中の上方に、レーザー４２０を配置する本発明の別の方法を示す。図１２に示す配置によれば、レーザー４２０の出力は、ラベルの上に設けた接着材層を通過して、反応型もしくは除去型のフィルム表面を有するラベル底面にまで達しなければならない。

図１３は、ラベルの入って来る流れの下方にレーザー５２０を配置する他の方法を示す。レーザーは印刷ラベル面上へ直接印刷することが可能であり、図１３にて示すように、レーザー出力ビームはラベルの上面に設けた接着層を通過する必要はない。この方法が、図４に示される装置において用いられる。

前述した本発明の実施例は、図示および説明を目的として示すものであり、網羅的なものではなく、また、本発明を開示された形態に厳格に限定することを意図するものではない。修正変更は、上記の教示を考慮して可能である。本発明の原理および実際の用途を最も分かり易く説明するために、前述した実施例を選択し記述した。このことにより、実用化にあたって他の当業者は、各種実施形態の中から最良ものを利用でき、そして、特定の用途に適しているさまざまな変更態様を考察できる。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

本発明の第１実施例になる装置概略図である。 図１Ａの装置の一部を取り出して示す下面透視図である。 図１Ａ、図１Ｂ中のラベルに用いられる層を示す断面図である。 本発明の一実施例であり、ラベルが紙製の搬送帯状体から切り離されたあと、レーザーコード化手段の出力をラベルに当てる様子を例示する概略図である。 ラベルが回転蛇腹式アプリケータへ移される前に、レーザー出力を直接各々のラベルの印刷面に当てる本発明の別の実施例の概略図である。 従来技術となるラベル搬送用の帯状体を例示して、ラベルがどのように搬送帯状体から切り離されるかについて説明する図である。 本発明の方法の第１のステップで農産物品を検出部の方へ運搬する様子を示している簡略化された形の概略図である。 前記方法の第２のステップで複数のラベルを印刷部の方へ移動させ、そして、通過させる様子を示している図である。 前記方法の第３のステップで検出手段が農産物品のサイズまたは他の特性を計測している様子を示している図である。 前記方法の次のステップで、検出された変動する特徴を検出手段から印刷手段まで送信する様子を示している図である。 前記方法の次のステップで、ラベルが印刷部を通過する際に印刷手段が送信された変動する特徴を固有のラベルに適用する様子を示している図である。 最終ステップで、特定のリンゴまたは他の農産物品のための固有のラベルをその特定の農産物品に貼り付ける様子を示している図である。 本発明の別な方法を示す概略図であり、ラベルを蛇腹部材へ移す前に当該ラベルを印刷するようレーザーコード化または印刷手段を配置してあり、かつ、前記印刷はレーザービームがラベルの接着材層を通過して反応型もしくは除去型のラベル表面と相互作用するものであることを示す。 さらに別な方法を示す図であり、接着材層を通過する必要なしに、直接、印刷可能な除去型のラベル表面に印刷するために、レーザーコード化デバイスをラベルの下に配置することを示す。

Claims (2)

1. 回転する装置ヘッドに複数の蛇腹部材を取り付けてなるラベル装置を具え、該ラベル装置を用いて、個々のラベルをラベル搬送帯状体から単一の蛇腹部材の先端へ、そして、その後で個々の農産物品へ転送する、ラベルを農産物に貼るために使用される自動ラベル貼り機において、
   プラスチック基材と、該プラスチック基板の表面に設けられたレーザー反応フィルムと、該プラスチック基材の裏面に設けられた接着材層とをそれぞれ具え、前記搬送帯状体によって運ばれる複数のプラスチック・ラベルと、
   前記個々の農産物品の各々につき少なくとも一つの変動する特徴を検出するための検出手段と、
   変動する特徴が検出された特定の農産物品に前記個々のラベルを貼りつける前に、前記検出手段に応答して作動して、前記変動する特徴を代表する、人間または機械が読み込み可能なコード化情報を個々のラベル上に生成するレーザーコード化手段と、を具え、
   前記レーザーコード化手段は、前記ラベルを蛇腹部材の先端に転送した後で前記個々のラベルに向かうレーザー出力ビームを有し、
   前記レーザー出力ビームは、各々のラベルの前記接着材層を通過して、各々のラベルの前記プラスチック基材を通過して、前記プラスチック基材の前記表面に設けた前記反応フィルムと反応し、これにより、各々の前記プラスチック・ラベルの前記表面上に、個々の農産物品に応じて変動する前記コード化情報を作成するよう構成したことを特徴とする、自動ラベル貼り機。
2. 前記ラベルの各々がプラスチックで、前記ラベル上に前記コード化情報を生成するために、前記レーザーコード化手段によって切除されるレーザー除去型のフィルムを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動ラベル貼り機。

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