JP5337914B2 - ラベリングマシンにおけるラベル用マークレス位置決めシステム - Google Patents

Description

本発明は、物体上、すなわち容器上のラベルの正確な位置決めを提供するための、ラベリングマシンにおけるラベル用位置決めシステムに関する。

詳細には、本発明の位置決めシステムは、ラベルリールを使用し、ラベルリールから１つ１つのラベルを切断し、容器に貼り付けるタイプのラベリングマシンに適用できる。

ロール供給式ラベリングマシンとして一般に知られるこれらの機械において、容器はカルーセルによって運ばれ、ラベリングユニットと接触する。ラベリングユニットは、少なくとも１つの供給ロールがラベルリールからカルーセルへと帯状ラベルを移動させる電動経路と、供給ロールによって移動させられる帯状ラベルからラベルを適切な長さで切断するカッターと、切断されたラベルを受け取って最終的にのり付きラベルをカルーセル内の容器へ移動させるいわゆる「真空ドラム」とを備える。

これらの動作の完全な同期は、機械の初期設定によって達成することができない。とりわけ、問題は、供給ロールと真空ドラムの動きを単に同期せさるだけでラベルフィルムから複数のラベルを正確に切り取ることの難しさにある。まず第一に、帯状ラベルはかなり不規則に印刷され、その結果、一連のラベルがわずかに異なる長さとなる場合がある。また、一般に、帯状ラベル（薄い弾性プラスチック素材で作られている）は、供給ロールと真空ドラムによりかけられる引っ張り力の結果として、伸び縮みしやすい。これはまた、環境条件によって変化する。最後に、これらの機械は通常、２つのラベルリール（一方が使用中で、他方が貯蔵用の）と共に動作し、最初の１つが空になると、機械は一方のリールの末端と貯蔵リールの先端との接合を行う。例えば、２つのリールが、ラベルの中央部など、ラベルの端とは異なる位置で重ねられることがあるため、この接合は正確ではない場合がある。

上記のすべての理由により、切断ユニットを通過するラベルの位置ずれ（オフセット）が生じ、その結果、不正確に切断されたラベルを得る可能性がある。この切断誤差は、すべての残りラベルに対してこのように延々と続き、非常に多数の容器について間違ったラベルを取り換える必要性を伴う可能性がある。これは明らかに容認できない。

上記問題を解決するために、あるラベルと後続の１つとの間の帯の一部に配置され、その結果、ラベルの終わりと次のラベルの始まりを特定する複数の視覚的なマーク、例えば、長方形の黒い印などを帯状ラベルに設けることが知られている。帯状ラベルの経路に沿ってカッターに対して上流に光学センサーが配置され、それが視覚的なマークを読み取り、帯状ラベルの供給をカッターに合わせるために、供給ロールを加速または減速させる機械の制御装置に制御信号を送る。このようにして、一般に、ラベリングユニットのかなり正確な動作が得られる。

しかし、このシステムにもいくつかの欠点がある。まず第一に、ラベルの印刷物がいくつかの高コントラストの領域を有し、それらが光学センサーによって視覚的なマークとして読み取られ、それにより誤った制御信号がシステムに送られ、切断の調整が完全に誤っていることがある。この場合も、非常に多数のラベルを取り除かなければならない。

また、切断したラベルの視覚的なマークを含む部分に、このマークが容器上で見えないように、ラベルの反対側の端部を重ねなければならない。これは、ラベルを貼った容器の美的外観を改善するために必要である。したがって、ラベルは必要とされるよりも長くする必要があり、一般的なボトリング工場で年間数百万のボトルにラベルが貼られることを考えると、材料の大量消費の原因になる。

ラベリングマシンでは、上記切断の問題のほかに、ラベルの正しい位置決めが極めて重要な可能性がある、他の多くの工程が行われ得る。

一例は、上記ラベルの２つのリールの接合、リールの末端を新しいラベルリールの先端にいつ接合するかを確認する、いわゆるスプライシング動作である。正しい接続が起こることを保証することが望ましい。

別の例は、例えば製品の有効期限などのデータのラベルへの印刷動作である。これは通常、ラベリングマシンの経路に沿って行われる。

場合によっては、通常は視覚装置からなるラベル用チェックシステムを始動させることが必要である。この場合も、ラベルの正しい位置決めは重要である。

したがって、本発明の目的は、上記問題を克服するために、リールから繰り出すラベルを、ラベルに対して行われる動作に関して位置決めするためのシステムを提供することである。

この目的は、その記述が本明細書の不可欠な部分である添付の特許請求の範囲に定められた、ラベルの位置合わせ用の位置決めシステムと、前記位置決めシステムを備えるラベリングマシンとによって達成される。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の図を参照して非限定的な説明として下記に示される、好ましい実施形態に関する記載からより良く理解されるであろう。

本発明の位置決めシステムを備えるラベリングユニットの詳細の斜視図である。 本発明のシステムにおけるラベル処理中に起こり得る状況の概略図を示す。 本発明のシステムにおけるラベル処理中に起こり得る状況の概略図を示す。 本発明のシステムにおけるラベル処理中に起こり得る別の状況の概略図を示す。 本発明のシステムにおけるラベル処理中に起こり得る別の状況の概略図を示し、図３ｂの間違った位置合わせは明確さのために強調されている。 本発明のシステムにおけるラベル処理中に起こり得る、ｙ軸に沿ってラベルのずれが生じた別の状況の概略図を示す。

本明細書で以下に記載する例示的な実施形態では、後続の切断動作を考慮してラベルの位置決めについて言及する。しかし、当然のことながら、以下に記載する位置決めシステムは、ラベルの正確な位置決めが望ましいラベリングマシンの他の工程、例えば、スプライシング工程、印刷工程、視覚的検査工程などに適用することができる。

本発明を適用できる可能性があるラベリングマシンまたはラベリングユニットは、ラベルが切断されて容器への貼りつけのために接着されるか、それらが切断されてスリーブを形成するように巻き付けられるか、或いは、容器への貼り付け前にサポートテープから切り離される自己接着ラベルであっても、例えば、ラベルがフィルム上に印刷されるなど、ラベルがフィルムに付随したものである。

図１に示すように、符号１で示される本発明のラベリングユニットは従来のラベリングユニットであり、このラベリングユニットは、リール（図示せず）から来るラベルフィルム３を複数のアイドルローラー４によって画定された経路に沿って移動させる被駆動供給ロール２を備える。供給ロール２に対して下流に、ラベルフィルムを１つ１つのラベルに分割することを行う切断ユニット５が配置され、ラベルは真空ドラム（図示せず）に引き寄せられ、次いでカルーセル（図示せず）上で移動する容器に取り付けられる。

本発明によれば、光学センサーなどの光検出手段６が、供給ロール２と切断ユニット５との間の適切な位置に、それらの間を通過するラベル面を読み取るように配置される。例えば、光検出手段６は、アイドルローラー４の前に配置されてもよい。

インクリメンタルエンコーダーなどの符号化手段７が、システム上で輸送されるラベルフィルム３の位置の情報をシステムに与えるために、供給ロール２またはアイドルローラー４に、或いは直接、供給ロール２を駆動するモーター手段に結合される。符号化手段７がアイドルローラー４に結合される場合、アイドルローラー４上でフィルムのすべりが起こらないことが不可欠である。これは、符号化手段７を支えるアイドルローラー４に対してラベルフィルムを押し付ける第２のアイドルローラーまたは他の押し付け手段に前記アイドルローラー４を連結することによって得られる。

光検出手段６と符号化手段７の両方が、通常、適切な配線によりまたはワイヤレスシステムにより計算制御システムに接続され、また、計算制御システムが、供給ロール２を駆動するモーター手段に、その回転速度（したがってラベルフィルム３の前進の速度）を、光検出手段６により受信されて前記計算制御システムにより計算される情報の関数として制御するために、動作可能に接続される。

本発明の計算制御システムは、ラベリングマシンの機能を制御するコンピューターに組み込まれた計算制御ユニットを含むことができる。或いは、計算制御ユニットが、光検出手段６に組み込まれ、全工程を実行するために、ラベリングマシンのコンピューターの計算制御ユニットと対話する。この場合、検出手段６に結び付けられる計算制御ユニットは、好ましくはＦＰＧＡデバイスを含む。この実施形態は、機械のレイアウトおよび制御システムを実質的に変更せずに、従来のラベリングユニットにおいて本発明のシステムを改良することができるので好ましい。

本発明の位置決めシステムは、したがって、光検出手段６と、符号化手段７と、計算制御システムとを備え、ラベル画像において基準領域を特定するための第１の設定段階と、前記基準領域に対応するラベルフィルム３におけるラベルの処理領域の位置を読み取ること、および前記処理領域に対して読み取られた位置の関数としてラベリングユニットの動作を制御することを含む第２の処理段階とを行う。

より詳細には、本発明のシステムは以下の工程、
ラベルフィルム３における１つ以上のテストラベル、好ましくは前記フィルム３の先頭の１つ以上のラベルを読み取る工程と、
前記１つ以上のテストラベルの印刷物の一部または全領域を、ラベルの仮想マークとして機能する基準領域として選択する工程であって、前記選択が信号対ノイズ比またはコントラスト測度の最大化に基づいて行われる工程と、
ラベルフィルム３の後続の処理ラベルを読み取り、検査中の前記ラベルにおける処理領域を、１つ以上のテストラベルにおいて既に選択された基準領域とそれを比較することによって特定する工程と、
検査中の処理ラベルの長さを、前記処理領域の対応する点と１つ以上のテストラベルの基準領域の対応する点との間の距離として計算する工程と、
後続の処理ラベルの各々を反復的な方法で読み取り、検査中の前記ラベルの処理領域を、１つ以上のテストラベルにおいて既に選択された基準領域とそれを比較することにより特定し、検査中の処理ラベルの長さを、前記処理領域と直前の処理ラベルの処理領域との間の距離として計算する工程と、
前の工程で計算されたラベル長さの関数として、ラベリングマシンの動作を制御する工程と
を行う。

本発明のシステムによって制御されるラベリングマシンの動作は、好ましくは、ラベルフィルムからのラベルの切断と、２つのラベルフィルムのスプライシングと、ラベルまたはラベルフィルムへの印刷と、ラベルまたはラベルフィルムの視覚的検査とから選択される。

第１の設定段階は、各ラベルタイプに対して１回のみ、すなわち、ラベルフィルム３の供給の開始時に行われなければならず、それは通常、３から５個のラベルが光検出手段６を通過した後に完了する。

第２の処理段階が、ラベルユニットの動作状態と一致し、容器のラベリングが長引く限り続く。

一実施形態において、第１の設定段階が以下の作業工程、
１Ａ）ラベルフィルム３を供給して前記光検出手段６を通過させ、計算制御システムにラベル始まりの第１信号とラベル終わりの第２信号を入力する工程であって、前記第１信号と第２信号がそれぞれ第１空間座標値と第２空間座標値に関連付けられ、前記第１空間座標値と第２空間座標値の間隔がテストラベルの長さを画定する工程と、
２Ａ）ラベルフィルム３上のテストラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記テストラベルを通過させることによって読み取り、前記テストラベルに関連する信号のセットを得る工程であって、各信号には所定の信号対ノイズ比または所定のコントラスト測度と空間座標値とが関連付けられ、それにより空間座標値のセットを作成する工程と、
３Ａ）ラベルフィルム３の少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ａ）を繰り返す工程と、
４Ａ）工程１Ａ）から３Ａ）に従って得られた信号を比較し、得られた信号のセットの基準領域を選択する工程であって、前記基準領域は信号対ノイズ比（ＳＮＲ）またはコントラスト測度が最大となる領域であり、前記基準領域に空間座標値のサブセットが関連付けられ、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、テストラベルの前記基準領域の始点と終点とをそれぞれ特定する工程と、
５Ａ）テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル始点との間、或いは、テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル終点との間のオフセット基準値を計算する工程であって、前記オフセット基準値が空間座標値の間隔と関連付けられている工程と、
６Ａ）任意で、ａ）ラベルフィルム３における少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ａ）、４Ａ）および５Ａ）を繰り返し、新たに選択された基準領域に関連付けられた空間座標値のサブセットと、新たに計算されたオフセット基準値の空間座標値の間隔を、工程４Ａ）および５Ａ）で得た値と比較して、それからの偏差を計算し、ｂ）前記偏差がプリセット偏差値を超える場合、偏差が前記プリセット偏差値未満になるまで、さらなるラベルに工程１Ａ）から６Ａ）を繰り返す工程と
を含む。

本発明の目的のために、前記空間座標値が、符号化手段７としてインクリメンタルエンコーダーを使用する場合はカウントエンコーダーの数値Ｎであってもよく、或いは、ｘ空間またはｘｙ空間におけるラベルの点の位置を特定するような他の座標値であってもよい。ｘｙ空間の座標値を使用する必要がある場合、これらの値が、ｘ軸座標用のカウントエンコーダーの数値およびｙ軸座標用のデジタル画像値（例えば、基準点からの画素の数、または特別な座標系における画素寸法によって計算されるミリメートルで表した距離など）のような２つの異なる座標系で与えられてもよい。

前記「前記テストラベルに関連する信号のセット」における信号は、ラベルのまたはラベルフィルムのアナログ画像、デジタル画像、コントラスト測度、或いは、その反射率、フィルムの幅、または材料に関連する他の特徴のような別の特性であることができる。信号が非デジタル信号の場合、変換器がさらなる処理のためにそれをデジタル信号に変えることを行う。

ＳＮＲとしても知られる信号対ノイズ比は、平均画素値と画素値の標準偏差との比によって与えられる。或いは、本発明の目的のために、コントラスト測度、例えば、画像における隣接領域の信号強度の差と画素値の標準偏差との比によって与えられるコントラストノイズ比などを使用してもよい。

上記工程４Ａ）に従って選択されるラベルの基準領域は、ラベルの小さい領域であってもよく、場合によっては、明確な基準領域を選択することが可能でない場合、それは印刷物の全領域と一致してもよい。これは、場合によって異なるラベル印刷物の画像におけるコントラストまたはＳＮＲによって決まる。当然のことながら、テストラベルの２つ以上のアイテムが同程度の最大ＳＮＲまたはコントラストを有するものとして選択された場合、これらのすべてのアイテムを含む空間座標値の全範囲が基準領域とみなされる。これにより、処理段階における誤読エラーを最小限にすることができる。

また、当然のことながら、ＳＮＲまたはコントラスト測度は、システムが誤りなく基準領域を読み取るために所定の値を超える必要がある。非常に極端な場合として、ＳＮＲまたはコントラスト測度が最大となるラベルの１つの小領域を決定できない場合、印刷物の全領域が基準領域として選択される。

要するに、設定段階によって、本発明のシステムは、従来のシステムのようにラベルに基準マークを印刷する必要なく、ラベルの独自の仮想インデントを作成することができる。また、この設定準備段階は、ＳＮＲまたはコントラスト測度が最大となるただ１つの基準領域か、２つ以上の高いコントラスト領域が存在する場合はそれらを含むより広い領域を選択することを可能にするので、光検出手段６が基準マークの代わりにラベル印刷物の別のコントラスト領域を誤読するおそれがない。

ラベリングユニットの通常の動作に対応する第２の処理段階は、前記設定段階の後に継続して行われ、以下の工程、
１Ｂ）ラベルフィルム３上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル領域の信号のセットを得る工程と、
２Ｂ）工程１Ｂ）の前記ラベル領域の得られた信号のセットにおける処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域に空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
３Ｂ）検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
４Ｂ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程５Ａ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
５Ｂ）各ラベルにまたはラベルフィルム３の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｂ）および４Ｂ）を反復的に繰り返す工程であって、工程３Ｂ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と、
６Ｂ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
を含む。

工程１Ｂ）で、「前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられた空間座標値の間隔」という表現は、空間座標値の前記間隔が基準領域の空間座標値の間隔に対応するかまたはその定数倍であり、前記定数が実質的にテストラベルの長さである。これは特に空間座標値がカウントエンコーダーの数値によって与えられる場合に当てはまる。

本発明のシステムによって制御されるラベリングマシンの動作は、前述のとおりである。したがって、前記「動作を制御する」工程は、動作の種類によって決まり、
ラベルフィルム３における次の処理ラベルを切断ユニット５と位置合わせするために、モーター手段の回転数を変化させることと、
２つのラベルフィルムの相互の接合を行うために、スプライシング手段を、例えば電磁弁またはモーターを介して制御することと、
ラベル上にまたはラベルフィルム上にデータを印刷するために印刷手段を始動させることと、
ラベルまたはラベルフィルムをチェックするための視覚システムを始動させることと
の少なくとも１つを含み得る。

「制御する」という用語によって多数の工程が意図され、それは通常、
１）光検出手段６により受け取られる情報に基づいてラベルの長さを計算することと、
２）読み取りの点と動作が行われる点との間の空間的および時間的な差を考慮に入れた調整パラメーターを計算することと、
３）モーター手段が制御される場合、モーターの速度を計算することと、
４）前記動作を行うために制御信号を送ることと
を含む。

これらのすべての工程が、従来のシステムでは、通常、ラベリングマシンの動作を管理するコンピューターによって行われる。同じことが、本発明のシステムにも当てはまる。計算制御システムが前記マシンコンピューターと一体化された実施形態では、それが上記の本発明の設定段階および処理段階を行うことを可能にするために、コンピュータソフトウェアが変更される。

ただし、計算制御ユニットが光検出手段６に結び付けられた実施形態では、前記動作を制御する工程のみが、従来どおりラベリングマシンのコンピューターによって行われ、その他の工程は前記独立した計算制御ユニットによって行われる。この実施形態の利点は、ラベリングマシンを管理するソフトウェアの変更が必要ないという点にある。したがって、前記光検出手段６と前記符号化手段７とを備える本発明のシステムを機械レイアウトに加えるだけで、従来のラベリングユニットを改良することができる。光検出手段６の計算制御ユニットは、上記工程に従って、必要な信号をラベリングマシンのコンピューターに送る。

通常、ラベル長さの変化の２つのケース、ｉ）接合で誤った長さのラベルを生じる、２つのリールのラベル相互のスプライシングにおける不正確さ（図２ａおよび２ｂ）、またはｉｉ）引き伸ばし中のラベルフィルム３の変形（図３ａおよび３ｂ）、が処理中に起こり得る。

両方のケースにおいて、本発明のシステムは、新しいラベル長さと、ラベルの始点または終点に対応する空間座標値とを計算することによって、ラベルの誤りまたは変形を修正することができる。

前記処理領域を特定する工程３Ｂ）は、処理領域とテストラベルにおいて選択された基準領域との比較に基づいている。この比較は、当技術分野で常用の方法、例えば、画素強度の比較やデジタルフィルターまたは同様の手段を用いた１ビットへの量子化などに従って実行することができる。

「前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される」という表現は、処理ラベルのためのオフセット値が、テストラベルの長さに対する検討中の処理ラベルのパーセント変化（伸び縮み）に対応するパーセント量だけ調整されること、すなわち、それが増加または減少させられることを意味する。

信号のセットが得られるラベル領域は、設定段階に従って選択された基準領域を含む必要があり、このような基準領域と一致するか、好ましくは、システムが、基準領域の信号のセットを、前記信号のセットが得られるラベル領域の一部として得ることができるように、より大きくなっている。場合によっては、信号のセットが得られるラベル領域は、ラベル全体と一致する。

一実施形態において、工程１Ｂ）に従って信号のセットが得られるラベル領域は、好ましくはラベル全体である。この場合、処理段階は以下の工程、
１Ｅ）ラベルフィルム３上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、ラベル全体に対する信号のセットを得る工程と、
２Ｅ）設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値に相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル全体の領域を選択する工程と、
３Ｅ）工程２Ｅ）の前記ラベル領域の得られた信号のセットにおける処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域に空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
４Ｅ）工程３Ｅ）の処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
５Ｅ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程５Ａ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
６Ｅ）各ラベルにまたはラベルフィルム３の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｅ）から５Ｅ）を反復的に繰り返す工程であって、工程４Ｅ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と、
７Ｅ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
を含み、
工程３Ｅ）で前記処理領域が特定できない場合、前記処理領域が特定されるまで、前記工程２Ｅ）および３Ｅ）がより大きなラベル領域で反復的に繰り返される。

工程１Ｅ）において、その空間座標値の間隔が前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられたラベル領域において、画像のサンプリング周波数を増やすことができる。このオーバーサンプリングは、より必要性の高い領域における画像解像度を最大化することができる。

光検出手段６は読み取り窓を有し、画素の数で表される読み取り窓の幅と高さは基準領域の寸法に相応しなければならない。大きすぎる読み取り窓は、システムに、画像処理を非常に長くする大きな寸法の画像を得させる。しかし、読み取り窓が小さすぎる場合、関連情報の多くを取り損なう可能性がある。好ましくは、光検出手段６の読み取り窓の寸法は、１ｘ１ピクセルと１ｘ２５６ピクセルの間で構成される。

場合によっては、リール上のまたはリールから繰り出し中のラベルフィルム３の起こりうる垂直方向のずれ（シフト）の結果として、ラベルをｙ軸に沿って移動させることができる。この場合、処理領域がテストラベルの基準領域に対してｙ軸に沿って異なる空間座標値を有するので、本発明のシステムが処理領域を認識することができないということが起こり得る。

本発明の一実施形態では、この問題を未然に防ぐために、上記の設定段階が、
１Ｃ）ラベルフィルム３を供給して前記光検出手段６を通過させ、計算制御システムにラベル始まりの第１信号とラベル終わりの第２信号を入力する工程であって、前記第１信号と第２信号はそれぞれ第１空間座標値と第２空間座標値に関連付けられ、前記第１空間座標値と第２空間座標値の間隔がテストラベルの長さを画定する工程と、
２Ｃ）ラベルフィルム３上のテストラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記テストラベルを通過させることによって読み取り、そのデジタル画像を得る工程であって、前記光検出手段６の読み取り窓がテストラベルの下縁または上縁にまたがる工程と、
３Ｃ）得られた画像において、所定の信号対ノイズ比または所定のコントラスト測度を有する各点に空間座標値を割り当て、それにより空間座標値のセットを作成し、テストラベルの前記下縁または上縁にｙ軸に沿った空間座標値を割り当てる工程と、
４Ｃ）ラベルフィルム３の少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ｃ）および３Ｃ）を繰り返す工程と、
５Ｃ）工程１Ｃ）から４Ｃ）に従って得られた画像を比較し、得られたデジタル画像の基準領域を選択する工程であって、前記基準領域が、好ましくは信号対ノイズ比（ＳＮＲ）またはコントラスト測度が最大となる領域であり、前記基準領域に空間座標値のサブセットが関連付けられ、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、テストラベルの前記基準領域の始点と終点とをそれぞれ特定する工程と、
６Ｃ）テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル始点との間、或いは、テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル終点との間のｘ軸に沿ったオフセット基準値を計算する工程であって、前記オフセット基準値が空間座標値の間隔と関連付けられている工程と、
７Ｃ）ラベルの下縁または上縁のそれぞれと前記計算された基準地域との間のｙ軸に沿った距離を計算する工程であって、前記距離がｙ軸に沿った空間座標値の差を用いて表される工程と、
８Ｃ）任意で、ａ）ラベルフィルム３における少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ｃ）、３Ｃ）、５Ｃ）、６Ｃ）および７Ｃ）を繰り返し、新たに選択された基準領域に関連付けられた空間座標値のサブセットと、新たに計算されたオフセット基準値の空間座標値の間隔と、新たに計算されたラベルの下縁または上縁それぞれの間のｙ軸に沿った距離を、工程５Ｃ）、６Ｃ）および７Ｃ）で得られた値と比較して、それからの偏差を計算し、ｂ）前記偏差がプリセット偏差値を超える場合、偏差が前記プリセット偏差値未満になるまで、さらなるラベルに工程１Ｃ）から８Ｃ）を繰り返す工程と
を含む。

また、この実施形態では、処理段階が、
１Ｄ）ラベルフィルム３上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル領域のデジタル画像を得る工程であって、前記光検出手段６の読み取り窓がテストラベルの下縁または上縁にまたがる工程と、
２Ｄ）前記基準領域に対するシフトしたｙ軸空間座標値を計算するために、検査中の処理ラベルの下縁または上縁に、ｙ軸に沿った空間座標値を関連付け、このような空間座標値に工程７Ｃ）で計算された前記基準領域からのｙ軸に沿った対応する距離を加える工程と、
３Ｄ）工程２Ｄ）に従って計算されたシフトしたｙ軸空間座標値に基づいて、工程１Ｄ）の画像領域における処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域にｘ軸空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
４Ｄ）検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
５Ｄ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程６Ｃ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
６Ｄ）各ラベルにまたはラベルフィルム３の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｄ）から５Ｄ）を反復的に繰り返す工程であって、工程４Ｄ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と
７Ｄ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
を含むために変更される。

ラベルの縁の検出は、当技術分野で既知の方法、例えば、背景に対するラベルの異なる反射性に基づくエッジ検出方法によって行うことができる。

図４は、ラベルフィルム３の処理において起こり得るｙ軸に沿ったずれを検出するために、光検出手段６の読み取り窓がラベルの下縁にまたがる上記の実施形態を概略的に示す。

本発明のシステムおよびそれを備えるラベルユニットの利点は明らかである。

システムはそれぞれのラベルタイプに仮想マークを合わせるので、先に説明したように、ラベルの処理中に誤読が生じるおそれがない。

また、従来の視覚的なマークを避けるので、従来のシステムのように、視覚的なマークを隠すために容器上でラベルの両端を重ねる必要はない。つまり、ラベルを通常より短くすることができる。これは結果として、大幅なコスト削減を伴う、ラベルフィルムの材料のかなりの節約となる。

本発明のシステムの、特に計算制御ユニットが光検出手段６に組み込まれた場合の別の利点は、ユニット全体を交換する必要なく、既存のラベルユニットを改良するためにこの位置決めシステムを使用できることである。これもまたかなりのコスト削減である。

当然のことながら、本発明の特定の実施形態のみを説明してきたが、当業者は、その特定の用途への適合に必要なありとあらゆる変更を、添付の特許請求の範囲に定められた本発明の保護範囲から逸脱することなく行うことができる。

Claims (14)

1. 検出手段（６）と、符号化手段（７）と、計算制御システムとを有するタイプのユニットにおけるラベリングを制御するための位置決めシステムであって、前記システムが、
   基準領域を構成するために、ラベルフィルム（３）におけるテストラベルの印刷物の信号対雑音比またはコントラストの最大値を有する部分を決定する工程と、
   ラベルフィルム（３）の後続の処理ラベルの処理領域を特定する工程と、
   前記基準領域と前記処理領域の対応する点を比較し、処理ラベルの長さを計算する工程と、
   各後続の処理ラベルの各処理領域を読み取り、それを前記基準領域と比較し、処理ラベルの長さを計算する工程と、
   前の工程で計算されたラベル長さの関数として、ラベリングマシンの動作を制御する工程と
   を行うことを特徴とする、位置決めシステム。
2. 請求項１に記載の位置決めシステムであって、ラベルにおいて基準領域を特定するための第１の設定段階と、前記基準領域に対応するラベルフィルム（３）におけるラベルの処理領域の位置を読み取ること、および前記処理領域に対して読み取られた位置の関数としてラベリングユニットの動作を制御することを含む第２の処理段階とを含む方法を行い、以下の工程、
   ラベルフィルム（３）における１つ以上のテストラベル、または前記ラベルフィルム（３）の先頭の１つ以上のラベルを読み取る工程と、
   前記１つ以上のテストラベルの印刷物の一部または全領域を、ラベルの仮想マークとして機能する基準領域として選択する工程であって、前記選択が信号対ノイズ比またはコントラスト測度の最大化に基づいて行われる工程と、
   ラベルフィルム（３）の後続の処理ラベルを読み取り、検査中の前記ラベルにおける処理領域を、１つ以上のテストラベルにおいて既に選択された基準領域とそれを比較することによって特定する工程と、
   検査中の処理ラベルの長さを、前記処理領域の対応する点と１つ以上のテストラベルの基準領域の対応する点との間の距離として計算する工程と、
   後続の処理ラベルの各々を反復的な方法で読み取り、検査中の前記ラベルの処理領域を、１つ以上のテストラベルにおいて既に選択された基準領域とそれを比較することにより特定し、検査中の処理ラベルの長さを、前記処理領域と直前の処理ラベルの処理領域との間の距離として計算する工程と、
   前の工程で計算されたラベル長さの関数として、ラベリングマシンの動作を制御する工程と
   を行う、位置決めシステム。
3. 請求項２に記載の位置決めシステムであって、第１の設定段階が以下の作業工程、
   １Ａ）ラベルフィルム（３）を供給して前記光検出手段（６）を通過させ、計算制御システムにラベル始まりの第１信号とラベル終わりの第２信号を入力する工程であって、前記第１信号と第２信号がそれぞれ第１空間座標値と第２空間座標値に関連付けられ、前記第１空間座標値と第２空間座標値の間隔がテストラベルの長さを画定する工程と、
   ２Ａ）ラベルフィルム（３）上のテストラベルに付随する印刷物を、光検出手段（６）のための読み取り経路に沿って前記テストラベルを通過させることによって読み取り、前記テストラベルに関連する信号のセットを得る工程であって、各信号には所定の信号対ノイズ比または所定のコントラスト測度と空間座標値とが関連付けられ、それにより空間座標値のセットを作成する工程と、
   ３Ａ）ラベルフィルム（３）の少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ａ）を繰り返す工程と、
   ４Ａ）工程１Ａ）から３Ａ）に従って得られた信号を比較し、得られた信号のセットの基準領域を選択する工程であって、前記基準領域は信号対ノイズ比（ＳＮＲ）またはコントラスト測度が最大となる領域であり、前記基準領域に空間座標値のサブセットが関連付けられ、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、テストラベルの前記基準領域の始点と終点とをそれぞれ特定する工程と、
   ５Ａ）テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル始点との間、或いは、テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル終点との間のオフセット基準値を計算する工程であって、前記オフセット基準値が空間座標値の間隔と関連付けられている工程と、
   ６Ａ）任意で、ａ）ラベルフィルム３における少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ａ）、４Ａ）および５Ａ）を繰り返し、新たに選択された基準領域に関連付けられた空間座標値のサブセットと、新たに計算されたオフセット基準値の空間座標値の間隔を、工程４Ａ）および５Ａ）で得た値と比較して、それからの偏差を計算し、ｂ）前記偏差がプリセット偏差値を超える場合、偏差が前記プリセット偏差値未満になるまで、さらなるラベルに工程１Ａ）から６Ａ）を繰り返す工程と
   を含む、位置決めシステム。
4. 請求項２または３に記載の位置決めシステムであって、第２の処理段階が、
   １Ｂ）ラベルフィルム（３）上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段（６）のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル領域の信号のセットを得る工程と、
   ２Ｂ）工程１Ｂ）の前記ラベル領域の得られた信号のセットにおける処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域に空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
   ３Ｂ）検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
   ４Ｂ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程５Ａ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
   ５Ｂ）各ラベルにまたはラベルフィルム（３）の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｂ）および４Ｂ）を反復的に繰り返す工程であって、工程３Ｂ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と、
   ６Ｂ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
   を含む、位置決めシステム。
5. 請求項２から４のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、前記空間座標値は、符号化手段（７）としてインクリメンタルエンコーダーを使用する場合はカウントエンコーダーの数値Ｎであり、或いは、ｘ空間またはｘｙ空間におけるラベルの点の位置を特定するような他の座標値である、位置決めシステム。
6. 請求項２から５のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、信号のセットにおける前記信号が、ラベルのまたはラベルフィルムのアナログ画像、デジタル画像、コントラスト測度、または、その反射率、フィルムの幅、材料に関連する他の特徴などの別の特性である、位置決めシステム。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、前記計算制御システムが、前記ラベリングマシンを管理するコンピューターと一体化されている、位置決めシステム。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、前記計算制御システムが前記光検出手段（６）に結び付けられた計算制御ユニットを含み、前記計算制御ユニットが好ましくはＦＰＧＡデバイスを含む、位置決めシステム。
9. 請求項２または３に記載の位置決めシステムであって、処理段階が、
   １Ｅ）ラベルフィルム（３）上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段（６）のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、ラベル全体に対する信号のセットを得る工程と、
   ２Ｅ）設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値に相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル全体の領域を選択する工程と、
   ３Ｅ）工程２Ｅ）の前記ラベル領域の得られた信号のセットにおける処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域に空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
   ４Ｅ）工程３Ｅ）の処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
   ５Ｅ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程５Ａ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
   ６Ｅ）各ラベルにまたはラベルフィルム（３）の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｅ）から５Ｅ）を反復的に繰り返す工程であって、工程４Ｅ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と、
   ７Ｅ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
   を含み、
   工程３Ｅ）で前記処理領域が特定できない場合、前記処理領域が特定されるまで、前記工程２Ｅ）および３Ｅ）がより大きなラベル領域で反復的に繰り返される、位置決めシステム。
10. 請求項９に記載の位置決めシステムであって、工程１Ｅ）において、その空間座標値の間隔が前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられたラベル領域において、画像のサンプリング周波数を増やすことができる、位置決めシステム。
11. 請求項２および５から１０のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、設定段階が、
    １Ｃ）ラベルフィルム（３）を供給して前記光検出手段（６）を通過させ、計算制御システムにラベル始まりの第１信号とラベル終わりの第２信号を入力する工程であって、前記第１信号と第２信号はそれぞれ第１空間座標値と第２空間座標値に関連付けられ、前記第１空間座標値と第２空間座標値の間隔がテストラベルの長さを画定する工程と、
    ２Ｃ）ラベルフィルム（３）上のテストラベルに付随する印刷物を、光検出手段６のための読み取り経路に沿って前記テストラベルを通過させることによって読み取り、そのデジタル画像を得る工程であって、前記光検出手段６の読み取り窓がテストラベルの下縁または上縁にまたがる工程と、
    ３Ｃ）得られた画像において、所定の信号対ノイズ比または所定のコントラスト測度を有する各点に空間座標値を割り当て、それにより空間座標値のセットを作成し、テストラベルの前記下縁または上縁にｙ軸に沿った空間座標値を割り当てる工程と、
    ４Ｃ）ラベルフィルム（３）の少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ｃ）および３Ｃ）を繰り返す工程と、
    ５Ｃ）工程１Ｃ）から４Ｃ）に従って得られた画像を比較し、得られたデジタル画像の基準領域を選択する工程であって、前記基準領域が、好ましくは信号対ノイズ比（ＳＮＲ）またはコントラスト測度が最大となる領域であり、前記基準領域に空間座標値のサブセットが関連付けられ、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、テストラベルの前記基準領域の始点と終点とをそれぞれ特定する工程と、
    ６Ｃ）テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル始点との間、或いは、テストラベルの基準領域の前記始点または前記終点とラベル終点との間のｘ軸に沿ったオフセット基準値を計算する工程であって、前記オフセット基準値が空間座標値の間隔と関連付けられている工程と、
    ７Ｃ）ラベルの下縁または上縁のそれぞれと前記計算された基準地域との間のｙ軸に沿った距離を計算する工程であって、前記距離がｙ軸に沿った空間座標値の差を用いて表される工程と、
    ８Ｃ）任意で、ａ）ラベルフィルム（３）における少なくとも１つの後続のテストラベルに工程２Ｃ）、３Ｃ）、５Ｃ）、６Ｃ）および７Ｃ）を繰り返し、新たに選択された基準領域に関連付けられた空間座標値のサブセットと、新たに計算されたオフセット基準値の空間座標値の間隔と、新たに計算されたラベルの下縁または上縁それぞれの間のｙ軸に沿った距離を、工程５Ｃ）、６Ｃ）および７Ｃ）で得られた値と比較して、それからの偏差を計算し、ｂ）前記偏差がプリセット偏差値を超える場合、偏差が前記プリセット偏差値未満になるまで、さらなるラベルに工程１Ｃ）から８Ｃ）を繰り返す工程と
    を含む位置決めシステム。
12. 請求項１１に記載の位置決めシステムであって、前記処理段階が、
    １Ｄ）ラベルフィルム（３）上の処理ラベルに付随する印刷物を、光検出手段（６）のための読み取り経路に沿って前記ラベルを通過させることによって読み取り、設定段階に従って選択された前記基準領域の空間座標値と相互に関連付けられた空間座標値の間隔を有するラベル領域のデジタル画像を得る工程であって、前記光検出手段（６）の読み取り窓がテストラベルの下縁または上縁にまたがる工程と、
    ２Ｄ）前記基準領域に対するシフトしたｙ軸空間座標値を計算するために、検査中の処理ラベルの下縁または上縁に、ｙ軸に沿った空間座標値を関連付け、このような空間座標値に工程７Ｃ）で計算された前記基準領域からのｙ軸に沿った対応する距離を加える工程と、
    ３Ｄ）工程２Ｄ）に従って計算されたシフトしたｙ軸空間座標値に基づいて、工程１Ｄ）の画像領域における処理領域を、最大ＳＮＲまたは最大コントラスト測度を有する領域として特定し、前記処理領域にｘ軸空間座標値のサブセットを関連付ける工程であって、前記サブセットが第１空間座標値と第２空間座標値とを含み、第１空間座標値と第２空間座標値が、前記読み取り経路に対して、前記処理領域の始点と終点をそれぞれ特定する工程と、
    ４Ｄ）検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、工程４Ａ）に従って特定された基準領域の対応する始点または終点との間の距離を計算する工程であって、前記距離が検討中の処理ラベルの長さを示す工程と、
    ５Ｄ）前記処理領域の始点にまたは終点に、工程６Ｃ）に従って計算された前記オフセット基準値を加える工程であって、前記オフセット基準値が、検査中の処理ラベルの始点または終点を決定するために、工程１Ａ）で計算されたテストラベルの長さに対する処理ラベルの長さのパーセント変化の関数として拡大縮小される工程と、
    ６Ｄ）各ラベルにまたはラベルフィルム（３）の複数の選択されたサンプルラベルに工程３Ｄ）から５Ｄ）を反復的に繰り返す工程であって、工程４Ｄ）で、検査中のラベルの処理領域の始点または終点と、直前の処理ラベルの処理領域の対応する始点または終点との間の距離が計算される工程と、
    ７Ｄ）ラベリングマシンの動作を制御する工程と
    を含む位置決めシステム。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、前記動作を制御する工程が、
    ラベルフィルム（３）における次の処理ラベルを切断ユニット（５）と位置合わせするために、モーター手段の回転数を変化させることと、
    ２つのラベルフィルムの相互の接合を行うために、スプライシング手段を、例えば電磁弁またはモーターを介して制御することと、
    ラベル上にまたはラベルフィルム上にデータを印刷するために印刷手段を始動させることと、
    ラベルまたはラベルフィルムをチェックするための視覚システムを始動させることと
    の少なくとも１つを含む位置決めシステム。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の位置決めシステムであって、ラベリングマシンのコンピューターが以下の工程、
    １）光検出手段（６）により受け取られる情報に基づいてラベルの長さを計算することと、
    ２）読み取りの点と動作が行われる点との間の空間的および時間的な差を考慮に入れた調整パラメーターを計算することと、
    ３）モーター手段が制御される場合、モーターの速度を計算することと、
    ４）前記動作を行うために制御信号を送ることと
    の１つ以上を行う、位置決めシステム。

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