JP5794692B2 - 光学式記号読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器等の物品に付されるバーコード等の記号を読取る技術に関する。

従来、バーコード等の記号に対してレーザー光を光学的手段によって走査し、その反射光を受光することによってバーコードを読取るバーコードリーダーが知られており、順次搬送される物品に付されたバーコードを自動的に読取る技術について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１では、ベルトコンベヤによる高さの異なる物品の横並び搬送においても、高さの高い物品と高さの低い物品上の文字やバーコード等を同時に読取ることを可能とする技術について開示している。

そして、特許文献１にも開示されるように、従来の物品の搬送では、バーコード等の記号は物品の特定の面に配置され、光学式記号読取器の発光部、受光部に対向するように搬送される。特許文献１では、バーコードは物品の上面に貼付されて必ず上面側に現れるようになっており、物品が通過する経路の上方に光学式記号読取器を配置することで、バーコードの読取が可能となっている。

特開２０１０−９１８２号公報

しかし、例えば、飲料等の筒状の容器等の搬送ラインにおいて、容器の回転などによってバーコード等の記号の位置が一定とならないものがある。

このような物品について記号の読取りを実施するためには、記号を光学式記号読取器に対向させるように容器の向きを変える必要があり、容器の向きを変えるための専用の装置や搬送機構の設置が必要となってしまう。

他方、バーコード等の記号を付したラベルを物品に貼付するタイミングにおいて、ラベルに付された記号を読取るようにし、物品に貼付された後には記号の読取を行わないという方策も考えられる。ラベル単体の状態で記号が付されたラベルの表面を光学式記号読取器に対向させる機構は、容易に実現できるものと考えられるためである。

しかしながら、バーコード等の記号が予め付与された容器を用いる場合には、ラベルと容器が一体となってしまっているため、ラベル単体の状態での記号の読取りはできないことになる。

そこで、本発明は、以上の問題点に鑑み、搬送ラインにおいて物品の向きを変えずに物品の周面に付された記号を読取ることを可能とする新規な技術を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、
記号が付される物品に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光を照射するための六個の記号リーダーを備え、前記物品に対する前記各記号リーダーの各読取可能範囲を組合わせることによって、前記物品の可能範囲とし、前記記号を読取る構成とするものであり、
三個の記号リーダーは、各記号リーダーからの各レーザー光の向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光の間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダーによって、第一の検査仕組みが構成され、
他の三個の記号リーダーは、各記号リーダーからの各レーザー光の向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光の間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダーによって第二の検査仕組みが構成され、
前記第一の検査仕組みと、前記第二の検査仕組は、前記物品の搬送方向においてずれた位置に配置され、前記第一の検査仕組みのうちの一つの記号リーダーが搬送方向と直行するように一側からレーザー光を照射する位置に配置され、前記第二の検査仕組のうちの一つの記号リーダーが搬送方向と直行するように他側からレーザー光を照射する位置に配置される構成とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、請求項１に記載の発明においては、
第一の検査仕組みにおいては、レーザー光が平面視においてそれぞれ所定の角度ずれた関係で照射されるため、仮に、レーザー光が容器を透過したり、容器で反射した場合でも、レーザー光同士の干渉が生じることがなく、確実に記号の読取りが可能となる。第二の検査仕組みでも同様である。

搬送ラインに検査ステーションを設ける実施形態について示す図。 実施例１の記号リーダーの配置について示す図。 バーコードとレーザー光のイメージについて示す図。 実施例１においてレーザー光の向きを一点に合わせる配置について示す図。 実施例２の記号リーダーの配置について示す図。 実施例２においてレーザー光の向きを一点に合わせる配置について示す図。 実施例３の記号リーダーの配置について示す図。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。

図１は本発明の一実施形態の概要を示すものであり、検査ステーション１において搬送ライン５上に搬送される容器１０，１０を随時検査することとしている。

検査ステーション１においては、後述する各実施例により、容器１０に付された記号であるバーコード１１が読取られるとともに、コントローラによって、バーコードの照合を行って合否判定が行われるようになっている。

具体的には、読取られたバーコード１１が検査ステーション１において登録されたものと一致する場合には、合格として検査がパスされる。一方、読取られたバーコード１１が検査ステーション１において登録されたものと一致しない場合には、不合格として検査ステーション１の下流に備えた排除機構７にて搬送ライン５から排除されるようになっている。

検査ステーション１には、モニター２が設けられ、検査ステーション１を通過する容器１０の数や、検査の合否の結果などが表示可能となっている。また、モニター２では、検査の通過が可能なバーコード１１の番号などの各種情報が設定可能となっている。

容器１０は、図１の実施形態では、アルコール飲料が充填されるペットボトルが現されている。容器に充填される液体は、アルコール飲料のほかにも、清涼飲料、調味料、食用油類などの各種食品系の液体のほか、化粧品、医薬品、工業用薬品、工業用油など、各種の液体が充填されることが想定される。また、容器１０は、ペットボトルのほかにも、缶、瓶、樹脂容器など、各種の素材からなるものが想定される。また、容器１０には液体のほか、固体などが収容される場合も想定され、特に、内容物を限定するものではない。

各容器１０，１０の所定の位置にはバーコード１１が付されているが、容器１０の向き（角度）に応じてバーコード１１の位置が異なるようになっている。つまり、例えば、ある容器１０については、搬送ライン５に向かって手前側にバーコード１１が位置し、ある容器１０については、搬送ライン５に向かって裏側にバーコード１１が位置するという状況が生じ、バーコード１１の位置は一定でなくなる（ランダムになる。）。

このようにバーコード１１の位置が一定でなく搬送されてくる容器１０について、検査ステーション１では、容器１０の向きを変えずにバーコード１１を読取ることができる構成としている。

即ち、例えば、図２の実施例を参照すれば、バーコード１１が付される容器１０に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光２１ａ〜２１ｄを照射するための複数の記号リーダー２０ａ〜２０ｄを備え、容器１０に対する各記号リーダー２０ａ〜２０ｄの各読取可能範囲２２ａ〜２２ｄを組合わせることによって、容器１０の側面全周を読取可能範囲とし、バーコード１１を読取る構成とするものである。以下では、検査ステーション１の実施例について説明する。

図２に示すごとく、実施例１では、バーコード１１が容器１０の円弧状をなす表面１０ａに付される容器１０に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光２１ａ〜２１ｄを照射するための複数の記号リーダー２０ａ〜２０ｄを備え、容器１０に対する各記号リーダー２０ａ〜２０ｄの各読取可能範囲２２ａ〜２２ｄを組合わせることによって、容器１０の側面全周を読取可能範囲とし、バーコード１１を読取る構成とするものである。

なお、「円弧状をなす表面１０ａ」について、本実施例１では、搬送ライン５が水平な搬送面を構成し、その搬送面に筒状の容器を直立して搬送させるため、平面視において表面１０ａが円弧状（カーブがかかっている表面）をなすこととなっている。また、表面１０ａのうちバーコード１１が付される部位のみが、平面視において円弧状をなす場合も含まれる。また、本実施例の容器１０においてバーコード１１が付される表面１０ａは平面視において真円をなすこととしているが、楕円などである場合も想定される。

図２の例では、１つの容器１０が搬送される様子が示されており、互いに９０度ずれた方向からレーザー光２１ａ〜２１ｄを照射する記号リーダー２０ａ〜２０ｄを、搬送方向Ａに並べて配置しており、例えば、記号リーダー２０ａについては、容器１０の搬送方向Ａにおける最前部から最左部までの４分の１周の範囲が読取可能範囲２２ａとなっている。他の記号リーダー２０ｂ〜２０ｄについても同様である。

また、図２のような平面視において、記号リーダー２０ａは搬送方向Ａに対して約４５度の角度で照射されており、記号リーダー２０ａにおいては、読取可能範囲２２ａにバーコード１１が配置される場合に、バーコード１１を読取ることができるようになっている。

なお、記号リーダー２０ａの形態は特に限定されるものではないが、レーザー光の発光部と受光部を有するバーコードリーダーと称される周知の装置にて実現することができる。

図３は、図２の記号リーダー２０ａにおいて、バーコード１１が位置Ｐ１、Ｐ２にあるときを想定したバーコード１１の読取り（スキャニング）のイメージをそれぞれ示したものである。バーコード１１は、容器１０の表面に複数の横線を上下方向に配列して表示されており、レーザー光２１ａはバーコード１１の平行に配列される線を横切るように現れる。

なお、本発明の技術において読取る対象となる記号は、レーザー光２１ａの照射によって読取られることを対象とした記号（情報：数値、アルファベット、図形、線、模様など）であり、バーコード１１に限られるものではない。また、バーコード１１は容器１０（物品）の素材表面に直接表示（印字）されるほか、容器１０（物品）に貼付されるラベルに表示されるもののいずれであってもよい。

バーコード１１が位置Ｐ１にあるとき、つまりは、バーコード１１が搬送方向Ａにおいて最前部に近い位置Ｐ１（図２参照）にある場合には、レーザー光２１ａは搬送方向Ａに対して略４５度の角度で照射されるため、容器１０が搬送される過程において、レーザー光２１ａはバーコード１１の一部の範囲Ｙ１を走査することになる。

同様に、バーコード１１が位置Ｐ２（図２）にある場合には、レーザー光２１ａは搬送方向Ａに対して略４５度の角度で照射されるため、容器１０が搬送される過程において、レーザー光２１ａはバーコード１１の全範囲Ｙ２を走査することになる。

また、このように、バーコード１１の位置によってレーザー光２１ａが走査する範囲Ｙ１、Ｙ２が異なることからも判るように、記号リーダー２０ａによる読取可能範囲２２ａは制限されるものであり、記号リーダー２０ａについては、図２の読取可能範囲２２ａに示される容器１０の側面全周の約４分の１の範囲にバーコード１１が位置する場合に、読取りが可能となっている。

なお、例えば、バーコード１１が搬送方向Ａにおいて最前部に近い位置Ｐ１（図２）にある場合では、複数（図２の例では２つ）の記号リーダー２０ａ，２０ｄによって、それぞれ、バーコード１１が重複して読取られる場合も生じ得る。

そして、他の記号リーダー２０ｂ〜２０ｄにおいても同様にレーザー光２１ｂ〜２１ｄを照射することにより、全ての記号リーダー２０ａ〜２０ｄによる読取可能範囲２２ａ〜２２ｄによって、容器１０の側面全周を読取可能範囲とすることができ、バーコード１１が容器１０の周方向のいずれの位置にあっても読取ることが可能となる。

なお、本実施形態で使用する記号リーダー２０ａについては、バーコード１１に対する入射角α（図２）が４５度よりも小さくなる場合に、読取が困難となる仕様の記号リーダー２０ａであるため、四個の記号リーダー２０ａ〜２０ｄを同一面内において互いに９０度ずらすように配置し、四個の記号リーダー２０ａ〜２０ｄによって、容器１０の側面全周の読取が実現されることとしている。

このように記号リーダーの仕様によって記号リーダーの個数が決められるものであるから、容器１０の側面全周の読取が実現されるのであれば、記号リーダーの個数は、四個よりも少ない、或いは、多くする構成が考えられる。また、記号リーダーは図示せぬステーに対し固定される固定式とすることで、記号リーダーを移動させて読取りを実現する構成と比較して安価に装置を構成することができる。

また、容器１０の搬送の妨げとならないように、搬送ライン５を挟んで二個ずつ配置し、各記号リーダー２０ａ〜２０ｄからは同一面内において容器１０に対して４５度の方向にレーザー光２１ｂ〜２１ｄが照射されるようになっている。

さらに、図４に示すごとく、容器１０が缶容器などの光を透過しない部材で構成される場合や、容器１０が光を透過しないフィルムで覆われるような場合であって、レーザー光２１ａ〜２１ｄが容器１０を透過しないような場合には、レーザー光２１ａ〜２１ｄが容器１０を通過して互いに干渉することがないため、例えば、記号リーダー２０ａ〜２０ｄのレーザー光２１ａ〜２１ｄが一点に合わせられるような配置が可能となる。

これによれば、図２の場合と比較して、搬送方向Ａにおける記号リーダー２０ａ〜２０ｄの設置スペースを縮小することができ、また、検査に要する時間を短縮することができる。なお、レーザー光２１ａ〜２１ｄが一点に合わせられるような形態のほか、容器１０の形状などに応じ、適宜、搬送方向Ａにおける記号リーダー２０ａ〜２０ｄの配置を設定することとしてもよい。

以上の実施例１によれば、容器１０の向きによってバーコード１１の記号リーダー２０ａに対する位置が一定とされずに搬送される場合であっても、容器１０の向きを変えずにバーコード１１を読取ることができる。また、これにより、容器１０の向きを変えるための機構を設ける必要がなくなる。

図５に示すごとく、実施例２では、バーコード１１が容器５０の平坦な表面５０ａに付される容器５０に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光２１ａ〜２１ｆを照射するための複数の記号リーダー２０ａ〜２０ｆを備え、容器５０に対する各記号リーダー２０ａ〜２０ｆの各読取可能範囲２２ａ〜２２ｆを組合わせることによって、容器５０の側面全周を読取可能範囲とし、バーコード１１を読取る構成とするものであって、複数の記号リーダー２０ａ〜２０ｆのうち、一つの記号リーダー２０ｅは、容器５０の搬送方向Ａと直交するように一側からレーザー光２１ｅを容器５０に向けて照射し、複数の記号リーダー２０ａ〜２０ｆのうち、他の一つの記号リーダー２０ｆは、容器５０の搬送方向Ａと直交するように他側からレーザー光２１ｆを容器５０に向けて照射する構成とする。

本実施例２は、例えば、容器５０が多面体で構成され、バーコード１１が平らな表面５０ａ（平面視において直線状をなす表面、カーブをなさない表面）に付される場合を想定したものである。

記号リーダー２０ａは、レーザー光２１ａが照射される平らな表面５０ａに対して９０度で入射されると（表面５０ａに対して垂直にレーザー光２１ａが当たる）、強い反射光（正反射光）が生じることになり、読取りができないという問題が生じる。

このため、容器５０の向きによっては、図５に示すように、記号リーダー２０ａでは、平らな表面５０ａに付されたバーコード１１を読取できず、エラー（未読取り）が生じてしまうことになる。

そこで、本実施例２では、搬送方向Ａと直交するように一側からレーザー光２１ｅを容器５０に向けて照射させる記号リーダー２０ｅを設けることにより、図５の状態が生じた場合においても、表面５０ａのバーコード１１を読取ることを可能としている。記号リーダー２０ａｆは、同様に、表面５０ａが記号リーダー２０ｄに対向した場合を想定したものである。なお、図５では、１つの容器５０が搬送される様子が示されている。

このように、本実施例２によれば、平坦な表面５０ａにバーコード１１が付される容器５０について、強い反射光（正反射光）が生じる状況が生じた場合でも、確実にバーコード１１の読取りが可能となる。

なお、図６に示すごとく、容器５０が缶容器などの光を透過しない部材で構成される場合や、容器５０が光を透過しないフィルムで覆われるような場合であって、レーザー光２１ａ〜２１ｆが容器５０を透過しないような場合には、レーザー光２１ａ〜２１ｆが容器５０を通過して互いに干渉することがないため、例えば、記号リーダー２０ａ〜２０ｆのレーザー光２１ａ〜２１ｆが一点に合わせられるような配置が可能となる。

これによれば、図５の場合と比較して、搬送方向Ａにおける記号リーダー２０ａ〜２０ｆの設置スペースを縮小することができ、また、検査に要する時間を短縮することができる。なお、レーザー光２１ａ〜２１ｆが一点に合わせられるような形態のほか、容器５０の形状などに応じ、適宜、搬送方向Ａにおける記号リーダー２０ａ〜２０ｆの配置を設定することとしてもよい。

本実施例３は、図７に示すごとく、容器６０が例えばペットボトルなどの光を透過する容器で構成されることで、各記号リーダー２０ａ〜２０ｆからのレーザー光２１ａ〜２１ｆが容器６０を透過して干渉することや、容器６０と透過しなくても、反射するレーザー光によって干渉が生じ、エラー（未読取り）が生じる可能性を想定したものである。

図７に示すごとく、実施例３では、バーコード１１が付される容器６０に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光２１ａ〜２１ｆを照射するための六個の記号リーダー２０ａ〜２０ｆを備え、容器６０に対する各記号リーダー２０ａ〜２０ｆの各読取可能範囲２２ａ〜２２ｆを組合わせることによって、容器６０の可能範囲とし、バーコード１１を読取る構成とする。

また、三個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは、各記号リーダー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅからの各レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅの向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅの間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅによって、第一の検査仕組みＤ１が構成される。

なお、ここでいう「所定の角度」とは、例えば、二個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄの間の角度を約９０度とし、記号リーダー２０ｅと他の二個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄとの間の角度をそれぞれ約１３５度とすることや、三個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅの間の角度をそれぞれ約１２０度とすることなどが考えられ、三個の記号リーダー２０ｃ，２０ｄ，２０ｅによって、容器５０の側面全周の読取が実現されるとともに、各レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅの干渉が生じないこととする。

さらに、他の三個の記号リーダー２０ａ，２０ｂ，２０ｆは、各記号リーダー２０ａ，２０ｂ，２０ｆからの各レーザー光２１ａ，２１ｂ，２０ｆの向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光２１ａ，２１ｂ，２０ｆの間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダー２０ａ，２０ｂ，２０ｆによって第二の検査仕組みＤ２が構成される。なお、「所定の角度」については、第一の検査仕組みＤ１と同様である。

そして、第一の検査仕組みＤ１と、第二の検査仕組みＤ２は、容器５０の搬送方向Ａにおいてずれた位置に配置され、第一の検査仕組みＤ１のうちの一つの記号リーダー２０ｆが搬送方向Ａと直行するように一側からレーザー光２１ｆを照射する位置に配置され、第二の検査仕組みＤ２のうちの一つの記号リーダー２０ｅが搬送方向Ａと直行するように他側からレーザー光２１ｆを照射する位置に配置される。

以上の実施例３によれば、第一の検査仕組みＤ１においては、レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅが平面視においてそれぞれ所定の角度ずれた関係で照射されるため、仮に、レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅが容器６０を透過したり、容器６０で反射した場合でも、レーザー光２１ｃ，２１ｄ，２０ｅ同士の干渉が生じることがなく、確実にバーコードの読取りが可能となる。第二の検査仕組みＤ２でも同様である。

本発明は、物品に付されたバーコード等の記号を読取るための技術として、様々な分野に利用することができる。

１ 検査ステーション
２ モニター
５ 搬送ライン
７ 排除機構
１０ 容器
１１ バーコード
２０ａ 記号リーダー
２１ａ レーザー光
２２ａ 読取可能範囲
Ａ 搬送方向
α 入射角

Claims (1)

1. 記号が付される物品に対し、それぞれ異なる方向からレーザー光を照射するための六個の記号リーダーを備え、前記物品に対する前記各記号リーダーの各読取可能範囲を組合わせることによって、前記物品の可能範囲とし、前記記号を読取る構成とするものであり、
   三個の記号リーダーは、各記号リーダーからの各レーザー光の向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光の間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダーによって、第一の検査仕組みが構成され、
   他の三個の記号リーダーは、各記号リーダーからの各レーザー光の向きを一点に合わせるように配置し、かつ、同一面において各レーザー光の間に所定の角度が形成されるように配置され、三個の記号リーダーによって第二の検査仕組みが構成され、
   前記第一の検査仕組みと、前記第二の検査仕組は、前記物品の搬送方向においてずれた位置に配置され、前記第一の検査仕組みのうちの一つの記号リーダーが搬送方向と直行するように一側からレーザー光を照射する位置に配置され、前記第二の検査仕組のうちの一つの記号リーダーが搬送方向と直行するように他側からレーザー光を照射する位置に配置される構成とする、
   光学式記号読取装置。

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