(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験管又は採血管としての容器にラベルを貼り付ける装置において、
ラベルの貼付けを行う容器が収容される穴としての主ポジションと、それに隣接しラベル貼付け後の容器が収容される穴としてのバッファポジションと、が形成され、前記主ポジションに収容された容器に対してラベルを貼付けるラベル貼付機が内蔵された収容セクションと、
ラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記主ポジションからつかみ上げて前記バッファポジションへ搬送するサブ搬送機構と、
ラベル貼付け前のｎ＋１番目の容器をラックから前記主ポジションへ搬送し、その帰路において、ラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記バッファポジションから前記ラックへ搬送するメイン搬送機構と、
を含み、
前記メイン搬送機構がラベル貼付け前のｎ＋１番目の容器を前記ラックから前記主ポジションへ搬送しているときに、前記サブ搬送機構がラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記主ポジションから前記バッファポジションへ搬送する、
ことを特徴とするラベル貼付装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記サブ搬送機構は、
容器をつかむフィンガ機構と、
前記主ポジションと前記バッファポジションとの間にアーチ状に設置され、前記フィンガ機構が走行する走行路と、
を含むことを特徴とするラベル貼付装置。
【請求項３】
試験管又は採血管としての容器にラベルを貼り付ける装置において、
ラベルの貼付けを行う容器が収容される穴としての主ポジションと、それに隣接しラベル貼付け後の容器が収容される穴としてのバッファポジションと、が設定された収容セクションと、
前記収容セクションの下方に設けられ、前記主ポジションから作業ポジションへ落し込まれた容器に対しラベルの貼付けを行うラベル貼付機と、
前記収容セクションと前記ラベル貼付機との間の相対位置を切り換える機構であって、前記作業ポジションへの容器受入時には前記主ポジションと前記作業ポジションとを同軸上に位置決めし、前記作業ポジションからの容器排出時には前記バッファポジションと前記作業ポジションとを同軸上に位置決めする相対位置切換機構と、
前記作業ポジションへの容器受入時には前記主ポジションから前記作業ポジションへラベル貼付け前の容器の落し込みを行い、前記作業ポジションからの容器排出時には前記作業ポジションから前記バッファポジションへラベル貼付け後の容器の押上げを行うエレベータ機構と、
ラベル貼付け前の容器をラックから前記主ポジションへ搬送し、その帰路において、ラベル貼付け後の容器を前記バッファポジションから前記ラックへ搬送するメイン搬送機構と、
を含むことを特徴とするラベル貼付装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置において、
前記相対位置切換機構は、スライドにより相対位置を切り換える機構であることを特徴とするラベル貼付装置。
【請求項５】
請求項３記載の装置において、
前記相対位置切換機構は、回転により相対位置を切り換える機構であることを特徴とするラベル貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験管などの容器にバーコードラベルなどを自動的に貼付ける装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば血液試料などの検体を検査するシステムにおいては、各検体の検査を高速に行うことが望まれる。また、検体の取り違いなどを完全に防止する必要がある。このような要請から、従来の検体検査システムでは、各検体の容器（試験管や採血管など）に対してバーコードラベルなどのラベルを貼付け、そのようなラベルによる管理が行われている。
【０００３】
従来、以上のようなラベルの貼付けは人手により行われていたが、極めて多量の検体に人為的にラベルを貼付けるのは煩雑であり、また多くの労力が必要となることから、自動的にラベルを貼付けるラベル貼付装置が実用化されている。例えば、検体検査システムは、遠心分離装置、開栓装置、分注装置、分析装置などの他に、ラベル貼付装置を具備し、各検体に対し所定の段階でラベルが貼付けられている。ちなみに、自動分注装置で小分けされた一部の検体を一連のラインから取り出して別の分析装置にセットする場合やそのような一部の検体の検査を外注業者などに委託する場合などにおいては、特にラベルによる管理が重要となる。ラベル貼付け時間は、検体検査全体の効率を左右するものであり、その貼付け速度の向上が要請されている。
【０００４】
ところで、例えば特開平５−９７１３３号公報に開示された従来のラベル貼付装置においては、ハンドラーなどの搬送機構によって第１ラックから容器がつかみ上げられ、その容器がラベル貼付機へ送り込まれている。そして、ラベル貼付け後において、搬送機構によってラベル貼付機から第２ラックへ容器が移送されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のラベル貼付装置では、単位時間当たりのラベル貼付け本数を向上させることが困難であった。その理由は、搬送機構による搬送が行われている間においてはラベル貼付機が機能しておらず、その一方、ラベル貼付機が動作している間においては搬送機構が実質的に機能していないためと考えられる。
【０００６】
現在普及している既存のラベル貼付装置に関し、その処理時間を実測したところ、ラックとラベル貼付装置との間の容器の搬送には往路及び復路とも３秒程度の時間を要する。また、容器がセットされてからラベル貼付けが完了するまでには４秒程度の時間を要する。すなわち、合計で、１本の検体当たり、少なくとも１０秒程度の時間を要し、１時間当たり約３６０本程度しか処理できない。実際には多少の待ち時間が存在するため、通常運転時においては１時間当たり約３００本程度しか処理できないものと思われる。
【０００７】
上述のように、検体検査システムは、システム全体としての処理能力を最大限引き上げることが要請されており、ラベル貼付け工程がボトルネックとなってシステム全体の処理能力が大きく低下してしまうことを防止する必要がある。
【０００８】
なお、ラベル処理の高速化のためには、複数台のラベル貼付機を利用したり、あるいは互いに独立して三次元駆動される複数のハンドラーを利用して搬送効率を上げることも考えられる。しかし、その場合には、システムコストを著しく増大させてしまうという問題と設置スペースの問題が派生し、後者の場合にはハンドラー間の衝突制御が別途必要になるという問題もある。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、複雑・高度な機構を要することなく、ラベル貼付け効率を向上することにある。
【００１０】
また、本発明の目的は、簡単な構成を付加するだけで、搬送機構やラベル貼付機が稼働待ち状態にある時間をできる限り削減し、１台のラベル貼付装置の処理能力を最大限引き上げることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、試験管又は採血管としての容器にラベルを貼り付ける装置において、ラベルの貼付けを行う容器が収容される穴としての主ポジションと、それに隣接しラベル貼付け後の容器が収容される穴としてのバッファポジションと、が形成され、前記主ポジションに収容された容器に対してラベルを貼付けるラベル貼付機が内蔵された収容セクションと、ラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記主ポジションからつかみ上げて前記バッファポジションへ搬送するサブ搬送機構と、ラベル貼付け前のｎ＋１番目の容器をラックから前記主ポジションへ搬送し、その帰路において、ラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記バッファポジションから前記ラックへ搬送するメイン搬送機構と、を含み、前記メイン搬送機構がラベル貼付け前のｎ＋１番目の容器を前記ラックから前記主ポジションへ搬送しているときに、前記サブ搬送機構がラベル貼付け後のｎ番目の容器を前記主ポジションから前記バッファポジションへ搬送する、ことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ラベルの貼付けを行う前の容器が収容される主ポジションに隣接して、ラベル貼付け後の容器が一時的に収容される退避場所としてのバッファポジションが設定され、更に、主ポジションからバッファポジションへ容器をシフトさせるサブ搬送機構が具備されているので、以下のように効率的なラベル貼付け処理を実現できる。
【００１３】
すなわち、メイン搬送機構によりｎ＋１番目の容器を主ポジションへ搬送（往路搬送）する際に、それと同時進行でサブ搬送機構によりｎ番目の容器を主ポジションからバッファポジションへいったん退避でき、メイン搬送機構によりｎ＋１番目の容器を主ポジションへ搬送した後、それに引き続いて、バッファポジション上のｎ番目の容器をラックへ搬送（復路搬送）することができる。主ポジションとバッファポジションは隣接しているため、その間の容器のシフトは迅速に行うことができ、またメイン搬送機構がその間を移動する時間もきわめて短時間である。そして、メイン搬送機構が容器を搬送（復路搬送から往路搬送）している間にラベルの貼付け作業を同時進行で行うことができる。
【００１４】
すなわち、本発明によれば、ラベル貼付け作業と容器搬送とを並行して実行でき、メイン搬送機構やラベル貼付機が遊んでいる時間をできる限り削減できる。もちろん、このような制御は、簡単な機構を付加するだけで実現され、装置構成の簡易化の要請と迅速なラベル処理の要請とを同時に満たすことができる。
【００１５】
本発明の好適な態様では、前記収容セクションは、前記主ポジションに収容された容器に対してラベルを貼付けるラベル貼付機を内蔵し、前記サブ搬送機構は、前記主ポジションから前記バッファポジションへ容器をつかみ上げて搬送する機構であることを特徴とする。この構成によれば、主ポジションに位置決めされた容器に対してラベルの貼付けがなされ、主ポジションからバッファポジションへの容器の移送は収容セクションの上方空間を利用して行われる。
【００１６】
ここで、前記サブ搬送機構は、望ましくは、容器をつかむフィンガ機構と、前記主ポジションと前記バッファポジションとの間にアーチ状に設置され、前記フィンガ機構が走行する走行路と、を含む。
【００１７】
また、本発明は、試験管又は採血管としての容器にラベルを貼り付ける装置において、ラベルの貼付けを行う容器が収容される穴としての主ポジションと、それに隣接しラベル貼付け後の容器が収容される穴としてのバッファポジションと、が設定された収容セクションと、前記収容セクションの下方に設けられ、前記主ポジションから作業ポジションへ落し込まれた容器に対しラベルの貼付けを行うラベル貼付機と、前記収容セクションと前記ラベル貼付機との間の相対位置を切り換える機構であって、前記作業ポジションへの容器受入時には前記主ポジションと前記作業ポジションとを同軸上に位置決めし、前記作業ポジションからの容器排出時には前記バッファポジションと前記作業ポジションとを同軸上に位置決めする相対位置切換機構と、前記作業ポジションへの容器受入時には前記主ポジションから前記作業ポジションへラベル貼付け前の容器の落し込みを行い、前記作業ポジションからの容器排出時には前記作業ポジションから前記バッファポジションへラベル貼付け後の容器の押上げを行うエレベータ機構と、ラベル貼付け前の容器をラックから前記主ポジションへ搬送し、その帰路において、ラベル貼付け後の容器を前記バッファポジションから前記ラックへ搬送するメイン搬送機構と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、収容セクションの下側にラベル貼付機を設置できるので、それが比較的大きい場合でも設置スペースを十分に確保できる。すなわち、装置の空間を階層的に有効利用でき、ひいては装置全体を小型化することも可能である。上記構成において、相対位置の切換えは、収容セクション及びラベル貼付機の一方を移動させることにより実現される。ここで、通常のラベル貼付機の重量及びその大きさを考慮した場合、収容セクション側を移動させるのが望ましいと言える。
【００１９】
上記構成において、前記相対位置切換機構は、スライドにより相対位置を切り換える機構であり、あるいは、回転により相対位置を切り換える機構である。
【００２０】
なお、上記構成では、バッファポジションをラベル貼付け後の容器の退避エリアとして利用したが、それとは逆にバッファポジションをラベル貼付け前の容器の待機エリアとして利用してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１には、本発明に係るラベル貼付装置の好適な実施形態が示されており、図１は第１の実施形態を示す外観図である。
【００２３】
図１において、装置本体１０の上面をなすテーブル１２Ａ上には複数の容器１４を起立保持したラック１６が配置されている。もちろん、図１には単一のラック１６が示されているが、テーブル１２Ａ上に複数のラック１６を配置し、それぞれ用途に応じて使い分けてもよい。容器１４内には液体試料が収容されており、例えばその液体試料は血液試料である。容器１４は例えば試験管であり、あるいは採血管などである。このラベル貼付装置は、例えば検体検査システムの一部として構成することもでき、その場合にはラック１６あるいは容器１４を自動的に他の装置へ搬送する制御が行われる。
【００２４】
メインハンドラー１８は容器１４の搬送を行うものであり、ラック１６と後述する収容セクション２０との間で容器１４の搬送を行ってている。メインハンドラー１８には一対のフィンガ２２が設けられており、このフィンガ２２によって容器１４の上部が保持される。メインハンドラー１８はハンドラー搬送機構２４によってＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に自在に移動可能である。このメインハンドラー１８は図示されていない制御部によってその動作や搬送が制御されている。
【００２５】
収容セクション２０には、挿入穴２６とバッファ穴２８とが形成されている。ラベルの貼付けが行なわれる容器１４は挿入穴２６に挿入され、ラベル貼付け後の容器１４は挿入穴２６からバッファ穴２８へ移送される。すなわち、バッファ穴２８はラベル貼付け後の容器が一時的に退避される退避エリアをなすものである。挿入穴２６からバッファ穴２８への容器１４の移送は、サブハンドラー３０によって行われており、このサブハンドラー３０も一対のフィンガ３２を有し、それらのフィンガ３２によって容器１４がつかみ上げられる。サブハンドラー３０は後述するように、走行路をなすレール３４上を移動するものであり、図１においてＺ方向及びＹ方向の極めて制限された動きのみが許容されている。サブハンドラー３０の動作及びその搬送は図示されていない制御部によって制御されている。もちろんその制御部は収容セクション２０内に収納されているラベル貼付機３６の動作も制御している。
【００２６】
図２には、収容セクション２０及びサブハンドラー３０の具体的な構成が示されている。図２に示されるように、ラベル貼付け前の容器（図２において＃１）が挿入される挿入穴２６に隣接して、ラベル貼付け後の容器（図２において＃２）が挿入されるバッファ穴２８が形成されている。挿入穴２６及びバッファ穴２８は所定の深さを有し容器を挿入した状態ではその上部のみが外部に露出する。図２に示されるように、収容セクション２０内には挿入穴２６を取り囲むようにラベル貼付機３６が埋設されている。このラベル貼付機３６は容器に対して例えばバーコードラベルなどのラベルを貼付ける装置であり、ラベル形成機能、ラベル印刷機能、ラベル貼付け機能などのうち、少なくともラベル貼付け機能を有するものである。他の機能については、収容セクション２０の外部に、その機能を実現するための構成を設けてもよい。なお、図２に示されるように挿入穴２６及びバッファ穴２８はここでは非貫通孔である。
【００２７】
上述したようにサブハンドラー３０には一対のフィンガ３２が設けられており、具体的にはそれらのフィンガ３２はフィンガベース３８によって開閉自在に支持されている。フィンガベースは基台４０に固定されており、その基台４０は図示されていない駆動機構によってレール３４上を運動可能である。レール３４は図２に示されるように、アーチ状の形態を有しており、挿入穴２６の上方とバッファ穴２８の上方とを自在に運動可能である。具体的には、サブハンドラー３０の上方運動によって容器の上方への引き上げが行われ、サブハンドラー３０の水平方向の運動によって容器の右方向の搬送が行われ、サブハンドラー３０の下方への運動によってバッファ穴２８への容器の挿入がなされる。なお、図２において容器＃２にはラベル４２が付された状態が示されている。
【００２８】
図２において、符号１００はメインハンドラー１８による挿入穴２６への容器の搬送を示しており、符号１０２はサブハンドラー３０による挿入穴２６からバッファ穴２８への容器の移送を示しており、符号１０４はメインハンドラー１８によるバッファ穴２８からの容器の取り出しを示している。
【００２９】
次に、図２を参照しながら図３を用いてラベル貼付け動作を説明する。
【００３０】
まず、メインハンドラー１８によって１本目の容器が挿入穴２６に挿入され、その後、ラベル貼付機３６によって１本目の容器に対してラベルの貼付けが行われる。そのラベルの貼付けが行われた後、サブハンドラー３０によって１本目の容器が挿入穴２６からバッファ穴２８へ移送される。これと並行あるいは若干先行してメインハンドラー１８が動作して、空になった挿入穴２６へ２本目の容器が搬送される。その搬送の直後、メインハンドラー１８はバッファ穴２８に退避された１本目の容器をつかみ上げてラック１６へ戻す搬送を行う。このような戻し搬送が行われている間、ラベル貼付機３６では２本目の容器に対するラベルの貼付けが実行され、そのラベル貼付けの後、サブハンドラー３０によって挿入穴２６からバッファ穴２８へ２本目の容器が移送される。この移送と同時進行あるいは若干先行しつつメインハンドラー１８によって３本目の容器が挿入穴２６へ搬送され、その搬送の直後にバッファ穴２８に退避された２本目の容器がラック１６に向けて戻し搬送される。すなわち、本実施形態では、メインハンドラーの往動作においてｎ＋１番目の容器の搬送を行うことができ、それに引き続いてメインハンドラー１８の復動作においてｎ番目の容器の搬送を行うことができ、すなわちメインハンドラー１８を遊ばせることなく連続的に稼動させて効率的な搬送を行うことができる。また、ラベル貼付機３６においても、ｎ番目の容器に対するラベルの貼付けが完了した後、あまり時間をおくことなく引き続いてｎ＋１番目の容器が投入されてラベルの貼付けを行うことができ、ラベル貼付機３６の効率も向上することができる。
【００３１】
図４には、本発明に係るラベル貼付け動作に対比される比較例１及び比較例２が示されている。比較例１は、１台のハンドラーによってすなわちサブハンドラーを使用せずにラベルの貼付けを行う場合の動作例であり、比較例２は図１に示したメインハンドラー１８と同様の２つのハンドラーを機能させてラベルの貼付けを行う場合の動作例である。図３及び図４の対比から明らかなように、本発明によれば、比較例１との対比をした場合、単位時間当たりのラベル貼付け処理数を極めて向上でき、比較例２と同等の効率を実現できる。比較例２では、メインハンドラーが２つ利用されているため、装置の構成が複雑になり、それゆえ装置のコストアップとなるが、図２に示した実施形態によれば、バッファ穴２８と、挿入穴２６からバッファ穴２８への容器移送を行うサブハンドラーと、によって、極めて簡易な構成でありながら比較例２と同様の効率を実現できる。また、比較例２では、メインハンドラー相互間の衝突回避のための特別な制御が必要となるが、本実施形態ではメインハンドラーとサブハンドラーを同期させて動作させればそのような衝突の問題も生じない。
【００３２】
次に、図５及び図６には本発明に係る他の実施形態が示されている。なお、この実施形態においてラベル貼付装置の外観は図１に示したものとほぼ同様であるが、この実施形態では収容セクション２０の上方に図１に示したサブハンドラー３０及びレール３４が設けられておらず、収容セクション２０自体が左右にスライドする機能をもっている。以下、この実施形態について詳述する。
【００３３】
図５に示す実施形態では、図２に示した実施形態と同様に、収容セクション２０に、挿入穴５０及びそれに隣接してバッファ穴５２が設けられている。挿入穴５０及びバッファ穴５２は容器が上下方向に挿通する貫通孔である。
【００３４】
テーブル１２Ａの上側には、図５に示すように、収容セクション２０が左右方向にスライド自在に設けられており、テーブル１２Ａの下側にはラベル貼付機５４が固定配置されている。なお、収容セクション２０を左右方向に駆動する駆動機構については図示省略されている。その駆動機構は上述した制御部により制御される。
【００３５】
ラベル貼付機５４は通常比較的大型でその重量も多いことから、図５に示す実施形態によれば、装置のデッドスペースを有効利用してラベル貼付機５４を装置内部に収納することにより効率的な部材配置を行うことができる。ひいては、装置全体の大きさを小型化できるという利点がある。
【００３６】
ラベル貼付機５４はラベル形成機能、ラベル印刷機能、ラベル貼付機能などの各種の機能を有するものである。ラベル貼付機５４には、上下方向に貫通する作業穴５６が形成されており、挿入穴５０に挿入された容器が上方からその作業穴５６へ挿入される。容器の上下方向の運動はエレベータ機構５８によって制御されており、このエレベータ機構５８は具体的には押し棒で構成されている。収容セクション２０が右端へ移動した状態では、挿入穴５０と作業穴５６とが同一軸上に並び、一方、収容セクション２０が左端に移動した状態では、バッファ穴５２と作業穴５６とが同一軸上に並ぶことになる。
【００３７】
図５において、符号１００はメインハンドラー１８の動作を示しており、すなわち容器を挿入穴５０へ挿入させる際の動作を表している。符号１０２は収容セクション２０の左右方向へのスライドを表しており、符号１０４はバッファ穴５２からラベル貼付け後の容器をメインハンドラー１８によって戻し搬送する際の動作を表している。
【００３８】
図６には、図５に示した実施形態の動作が模式的に示されており、図６に示す（Ａ）〜（Ｅ）の各工程が循環的に実行される。（Ａ）には収容セクション２０が右端に移動した状態が示されており、バッファ穴５２にはラベル貼付け後の容器が一時的に退避されている。（Ｂ）には（Ａ）に示した状態においてメインハンドラー１８によって次の容器が挿入穴５０に挿入された状態が示されている。このような時相ではエレベータ機構５８が上方に突き上げられている。（Ｃ）にはエレベータ機構５８によってラベル貼付け前の容器が挿入穴５０から下方に引き下げられて作業穴５６内に収納された状態が示されている。また、この（Ｃ）にはメインハンドラー１８によってラベル貼付け後の容器が戻し搬送される状態が示されている。
【００３９】
（Ｄ）には、収容セクション２０が左端へスライド移動し、また作業穴５６内に収納された容器に対してラベルが貼付けられた状態が示されている。（Ｅ）には、エレベータ機構５８によって容器が上方に突き上げられ、すなわち作業穴５６からバッファ穴５２へラベル貼付け後の容器が挿入された状態が示されている。この（Ｅ）に示す工程の後、次に（Ａ）工程からの各工程が繰り返し実行される。
【００４０】
したがって、この実施形態によれば、挿入穴５０が入口側の穴とされ、バッファ穴５２が出口側の穴とされ、その両者をつなぐ穴として作業穴５６が利用されている。もちろん、その作業穴５６内に容器が収納されている状態では、ラベル貼付け処理が実行される。
【００４１】
この実施形態においては、図３に示したタイミングチャート同様の動作によってラベル貼付け処理を実現することができ、すなわちメインハンドラー１８を連続的に動作させ、かつラベル貼付機５４の稼働効率を向上させることができる。
【００４２】
ちなみに、上記の各実施形態によれば、１本の容器に対するラベル貼付けに係る時間をおよそ６秒程度とでき、１時間当たりの処理本数を約６００本まで向上することができる。これは従来装置に比べ約１．７倍の速度であり、極めて簡易な構成でありながら処理効率を向上できるという利点がある。
【００４３】
なお、図５及び図６に示した実施形態では、収容セクション２０が左右方向にスライドされていたが、もちろん収容セクション２０の中心軸を回転軸とし、収容セクション２０を回転させることにより、作業穴５６と同一軸上になる穴を切り換えてもよい。このような構成によっても上記同様の作用を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複雑・高度な機能を要することなくラベル貼付け効率を向上でき、すなわち、本発明によれば簡単な構成を付加するだけで、搬送機構やラベル貼付機が稼動待ち状態になる時間をできる限り削減して、１台のラベル貼付装置の処理能力を最大限引き上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施形態に係るラベル貼付装置の外観図である。
【図２】  第１の実施形態の具体的な構成を示す図である。
【図３】  本発明に係るラベル貼付け動作を示すタイミングチャートである。
【図４】  比較例のラベル貼付け動作を示すタイミングチャートである。
【図５】  第２の実施形態の具体的な構成を示す図である。
【図６】  第２の実施形態の動作を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１０  装置本体、１８  メインハンドラー、２０  収容セクション、２６  挿入穴、２８  バッファ穴、３０  サブハンドラー、３６  ラベル貼付機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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