JP2003311447A - 移動ワークへの印字装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】移動するワークに印字する文字・図形の印字位
置を高精度に制御することができる移動ワークへの印字
装置を提供する。 【解決手段】コンベア１によりワーク２を一方向に搬送
する間にレーザマーカ３を用いてワーク２に文字・図形
が印字される。ワーク２の搬送中における先端位置は基
準位置検出センサ４により検出され、基準位置検出セン
サ４でワーク２の先端位置が検出された後のワーク２の
移動量は移動位置検出センサ８により検出される。移動
位置検出センサ８はワーク２の移動量を非接触で直接監
視することができ、移動位置検出センサ８で検出した位
置を制御装置６であらかじめ設定されている文字・図形
の位置に照合することによりレーザマーカ３による印字
位置を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンベアのような
搬送装置により搬送されるワークにレーザ光を用いて文
字・図形を印字する移動ワークへの印字装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンベアのような搬送装置によ
り搬送されるワークに文字・図形を印字する際には、レ
ーザ光によりワークに印字するレーザマーカが用いられ
ている。この種の技術を採用した印字装置の構成例とし
ては、図６に示すように、コンベア１のベルト１ａの上
に載せたワーク２の搬送中にレーザマーカ３を用いて文
字・図形を印字するものが知られている。図示例では矢
印で示す向きにワーク２が搬送される。この装置ではレ
ーザマーカ３によってワーク２に正確に印字するため
に、搬送方向における各ワーク２の先端位置を検出する
基準位置検出センサ４と、搬送中におけるワーク２の移
動量を検出するロータリエンコーダ５とが設けられる。
ロータリエンコーダ５はコンベア１のベルト１ａの走行
を検出するように配置され、ロータリエンコーダ５の出
力によってベルト１ａの走行量を知ることができ、つま
りワーク２の移動量をロータリエンコーダ５により間接
的に検出していることになる。

【０００３】上述のようにして基準位置検出センサ４に
よってワーク２の先端位置を検出し、さらにロータリエ
ンコーダ５によってワーク２の移動量を検出することに
より、レーザマーカ３によってワーク２に印字する文字
・図形の位置を正確に設定することができ、ワーク２の
所定位置に文字・図形を印字することが可能になるので
ある。ここに、基準位置検出センサ４とロータリエンコ
ーダ５との出力は制御装置６に入力され、制御装置６で
は入力情報されたワーク２の位置情報に基づいてレーザ
マーカ３による印字の位置を制御する。また、制御装置
６には操作表示器７が付設され、レーザマーカ３により
印字する文字・図形の設定や、基準位置検出センサ４お
よびロータリエンコーダ５の出力に対して文字・図形を
印字するタイミングの設定などが可能になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成ではコンベア１のベルト１ａの走行をロータリエンコ
ーダ５で検出しており、ベルト１ａにプーリを接触させ
ることによりベルト１ａとロータリエンコーダ５とを摩
擦力によって結合しているものであるから、ベルト１ａ
とプーリとの間に滑りが生じることがある。また、ワー
ク２がベルト１ａに対して滑る場合もある。このような
滑りが生じると、ロータリエンコーダ５により検出され
る位置とワーク２の実際の位置との間にずれが生じ、ロ
ータリエンコーダ５の出力によって制御されている文字
・図形の印字位置にずれが生じることになる。さらに、
コンベア１のベルト１ａに対して滑りが生じないように
ロータリエンコーダ５を結合することができたとして
も、ベルト１ａは伸縮するものであるからワーク２の移
動量をロータリエンコーダ５によって間接的に検出する
構成ではワーク２の位置を精度よく検出することは困難
である。要するに、ロータリエンコーダ５の出力に基づ
いて文字・図形のワーク２に対する位置を制御すると、
ワーク２に対する文字・図形の印字位置にずれが生じる
おそれがある。

【０００５】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、移動するワークに印字する文字・図
形の印字位置を高精度に制御することができる移動ワー
クへの印字装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ワー
クを搬送する搬送装置と、レーザ光を用いてワークに所
要の文字・図形を印字するレーザマーカと、搬送装置に
対して規定された位置で搬送方向におけるワークの先端
位置を検出する基準位置検出センサと、ワークを直接監
視することにより搬送方向におけるワークの移動量を検
出する移動位置検出センサと、基準位置検出センサによ
りワークの先端位置が検出された後に移動位置検出セン
サにより検出されるワークの移動量に応じてレーザマー
カによる文字・図形の位置を制御する制御装置とを備え
ることを特徴とする。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ワークが、搬送方向の少なくとも一端部に前記
基準位置検出センサによる各ワークの端部の識別を可能
とする形状である識別部を備えることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本実施形態は図１に示すように基
本的な構成は図６に示した従来構成と同様であって、従
来構成ではワーク２の位置をロータリエンコーダ５（図
６参照）により検出していたのに対して、本実施形態で
はワーク２の移動量を直接かつ非接触で検出することが
できる移動位置検出センサ８を用いることによって搬送
方向におけるワーク２の移動量を高精度に検出する点が
相違する。

【０００９】移動位置検出センサ８はワーク２の移動量
を直接検出できる構成であればよくとくに制限はない
が、本実施形態では、ワーク２に対してレーザ光を照射
し、ワーク２の表面に生じるスペックルパターンがワー
ク２の移動に伴って移動することを利用してワーク２の
移動速度を求めるようにした光学式の測長センサを用い
る。この種の測長センサの原理は、特開平４−５０７０
８号公報などに記載されている。すなわち、ワーク２の
移動方向に沿って受光素子を配列したリニアセンサ（１
次元ＣＣＤイメージセンサなど）を用い、ワーク２にレ
ーザ光を照射したときにワーク２の表面に形成されるス
ペックルパターンをリニアセンサにより観測し、スペッ
クルパターンの移動速度を検出することによってワーク
２の移動速度を検出するのである。移動速度を求めれば
時間との積によって移動量を求めることができる。

【００１０】以下に、さらに詳しく説明する。図１に示
すように、ワーク２は搬送装置としてのコンベア１のベ
ルト１ａに載置されて一方向に（矢印で示す向きに）搬
送される。コンベア１による搬送路の適宜位置の上方に
はレーザマーカ３が配置され、レーザマーカ３による文
字・図形の印字を行う部位の側方には上述した移動位置
検出センサ８が配置される。また、ワーク２の搬送方向
において移動位置検出センサ８よりも前方の位置（つま
り、ワーク２の先端が移動位置検出センサ８の位置を通
過した後に通過する位置）に、コンベア１の側方におい
て基準位置検出センサ４が配置される。基準位置検出セ
ンサ４はワーク２の先端位置を検出するものであって、
ビーム光の投受光によって物体の存否を検出する光電セ
ンサを用いる。ワーク２の搬送方向において基準位置検
出センサ４と移動位置検出センサ８との距離はワーク２
の長さ寸法よりも十分に小さく設定されている。すなわ
ち、基準位置検出センサ４は１つのワーク２の先端位置
を検出するものであって、後述するように、基準位置検
出センサ４でのワーク２の検出時点を基準として移動位
置検出センサ８によるワーク２の移動量が検出されるか
ら、基準位置検出センサ４がワーク２の先端位置を検出
した時点からレーザマーカ３による印字が終了するまで
の期間においてワーク２の移動量を検出することができ
るように移動位置検出センサ８が配置される。また、移
動位置検出センサ８で求めた移動速度に、基準位置検出
センサ４がワーク２の先端位置を検出してからの経過時
間を乗じることによってワーク２の移動量を求める。移
動位置検出センサ８は、基準位置検出センサ４でワーク
２の先端位置が検出された後にレーザマーカ３による文
字・図形の印字が終了するまでの間においてワーク２の
移動量を検出するから、パルス出力ユニット９からの出
力される開始パルスと終了パルスとによって指定された
期間内でのみ移動量を検出するようにワーク２ごとに間
欠駆動される。

【００１１】レーザマーカ３、基準位置検出センサ４、
移動位置検出センサ８、パルス出力ユニット９は制御装
置６に接続されており、制御装置６では、基準位置検出
センサ４および移動位置検出センサ８の出力に基づいて
レーザマーカ３およびパルス出力ユニット９を制御す
る。さらに、制御装置６には液晶表示器とタッチパネル
ないしスイッチを備えた操作表示器７が接続され、操作
表示器７では、レーザマーカ３により印字する文字・図
形の内容および位置を設定したり、基準位置検出センサ
４および移動位置検出センサ８の出力とレーザマーカ３
による文字・図形の印字タイミングとの関係を設定する
ことが可能になっている。

【００１２】ところで、レーザマーカ３は図２に示すよ
うに基本的には印字用のレーザ光源１１と、レーザ光源
１１から放射されたレーザ光の照射方向を変向するガル
バノメータ１２と、レーザ光源１１を駆動する駆動回路
１３とを備える。レーザ光源１１の出力パワーとガルバ
ノメータ１２の向きとは外部信号により調節可能になっ
ている。本実施形態の制御装置６は、レーザ光源１１の
出力パワーを制御する駆動回路１３への外部信号を発生
するために出力指示部１４を備え、ガルバノメータ１２
への外部信号を発生するために変向指示部１５を備え
る。出力指示部１４および変向指示部１５の出力値は、
移動位置検出センサ８により検出されるワーク２の移動
量と、操作表示部７により設定されたワーク２に対する
文字・図形の位置とを比較する比較部１６の出力に基づ
いて制御される。すなわち、比較部１６では、移動位置
検出センサ８で検出されたワーク２の移動量を、操作表
示部７に設定されている文字・図形の位置に照合するこ
とによって、検出されたワーク２の位置に対応するガル
バノメータ１２の向きが決定される。このようにして、
操作表示部７で設定された位置に対してワーク２に印字
する文字・図形の位置を正確に合わせることが可能にな
る。また、ワーク２に印字する文字・図形の内容、ワー
ク２の材料、ワーク２の搬送速度などに応じてレーザ光
源１１の出力パワーが制御される。

【００１３】以上の動作をまとめると、コンベア１のベ
ルト１ａに載って一方向に搬送される各ワーク２の先端
位置が基準位置検出センサ４により検出されると、パル
ス出力ユニット９を介して移動位置検出センサ８による
移動量の検出が開始され、移動位置検出センサ８で検出
された移動量が比較部１６において操作表示部７で設定
された文字・図形の位置に照合されることによって、文
字・図形に対応するガルバノメータ１２の向きが変向指
示部１５を通して設定されるとともにレーザ光源１１の
出力パワーが出力指示部１４を通して調節される。この
ような動作により、ワーク２の移動量を直接監視するこ
とが可能になり、ワーク２の位置を間接的に監視してい
ることによる誤差の発生を防止し、ワーク２に対して設
定された位置通りの正確な位置で文字・図形を印字する
ことができるのである。

【００１４】ところで、コンベア１上のワーク２は必ず
しも個別に離間した状態で搬送されるわけではなく、前
後のワーク２が接触している場合もある。ここで、ワー
ク２の接触面に隙間がないとすれば、上述した光電セン
サを用いた基準位置検出センサ４では隣接する２個のワ
ーク２を連続した１個のワーク２として検出する可能性
が生じる。そこで、各ワーク２の先端位置を識別可能と
するようにワーク２に識別部を設けることが望ましい。
たとえば、ワーク２の先端位置となる部位に基準位置検
出センサ４によって検出可能なマークを施して識別部に
用いることが考えられる。

【００１５】本実施形態では、ワーク２として図３およ
び図４に示す構成のスイッチを例示する。図示するスイ
ッチは、ボディ２１とカバー２２との２部材を結合して
形成した器体２３を備える押釦スイッチに、一端部（図
３の左端部）を器体２３に枢着したピアノハンドル式の
操作ハンドル２４を設けたものである。器体２３を構成
するカバー２２からは押釦２５の一部が突出しており、
操作ハンドル２４を押すたびに押釦２５が押されること
によって、押釦スイッチのオンオフが反転する。ここで
は押釦スイッチの内部構造は本発明の趣旨ではないから
説明を省略する。本実施形態の押釦スイッチは、図４に
示すように、器体２３を構成するボディ２１の背面に接
点の構成と端子との関係を示すための図形ＩＭを印字し
てある。つまり、この図形ＩＭの印字のために上述した
レーザマーカ３を用いている。ここに、図示例において
ボディ２１の背面の四隅には電線挿入口２６が開口して
おり、各電線挿入口２６を通して絶縁被覆電線の芯線を
挿入することによって、器体２３の内部に設けた錠ばね
を備える速結端子に芯線が接続されるようにしてある。
つまり、絶縁被覆電線の芯線は錠ばねによって抜け止め
がなされるとともに電気的接続がなされるようにしてあ
る。図形ＩＭの四隅の黒丸は各電線挿入口２６に対応し
た速結端子を表しており、図形ＩＭの中央部に示したス
イッチのシンボルと速結端子との接続関係が図形ＩＭに
よってわかるようになっている。

【００１６】図３を見るとわかるように、ボディ２１の
左下隅部にはボディ２１の側面に対して凹設された凹没
部２１ａが形成されている。したがって、図５に示すよ
うに、ワーク２であるボディ２１がコンベア１の上で接
触している状態でも凹没部２１ａの存在によって両ワー
ク２の間の一部に隙間が形成されることになり、基準位
置検出センサ４ではこの隙間を検出することによって２
個のワーク２を個別に識別することが可能になる。つま
り、凹没部２１ａがワーク２の端部を識別する識別部と
して機能するのである。

【００１７】上述したように識別部を形成することによ
って、後工程を待機する場合のようにワーク２がコンベ
ア１の上で滞留している場合などであって隣接するワー
ク２が接触している状態であっても、各ワーク２を個別
に識別して各ワーク２に個別に印字することが可能にな
る。また、隣接するワーク２が接触した状態でも各ワー
ク２を個別に識別することができるから、ワーク２の滞
留が生じてもコンベア１を停止させたりワーク２の供給
を停止させたりするような制御がほとんど不要であり、
結果的に単位時間当たりに印字可能なワーク２の個数を
増やすことができ印字工程を高速化することができる。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の発明は、ワークを搬送する搬
送装置と、レーザ光を用いてワークに所要の文字・図形
を印字するレーザマーカと、搬送装置に対して規定され
た位置で搬送方向におけるワークの先端位置を検出する
基準位置検出センサと、ワークを直接監視することによ
り搬送方向におけるワークの移動量を検出する移動位置
検出センサと、基準位置検出センサによりワークの先端
位置が検出された後に移動位置検出センサにより検出さ
れるワークの移動量に応じてレーザマーカによる文字・
図形の位置を制御する制御装置とを備えるものであり、
ワークの移動量を直接監視してワークの位置を決定して
いるから、従来構成のようにワークの位置を間接的に検
出する構成に比較するとワークの位置を正確に検出する
ことになり、結果的にレーザマーカによりワークに印字
される文字・図形の印字位置を、設定された位置に正確
に合わせることができるという利点がある。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記ワークが、搬送方向の少なくとも一端部に前記
基準位置検出センサによる各ワークの端部の識別を可能
とする形状である識別部を備えるものであり、ワークが
搬送装置において滞留し隣接するワークが接触した場合
でも各ワークを個別に識別することができ、各ワークに
対する印字が可能になる。また、隣接するワークが接触
した状態でも各ワークを個別に識別することができるか
ら、ワークに滞留が生じても搬送装置を停止させたりワ
ークの供給を停止させたりする必要がなく印字工程を高
速化することが可能になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す概略構成図である。

【図２】同上のブロック図である。

【図３】同上に用いるワークの例を示す側面図である。

【図４】同上に用いるワークの例を示す背面図である。

【図５】同上の動作説明図である。

【図６】従来例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ コンベア ２ ワーク ３ レーザマーカ ４ 基準位置検出センサ ６ 制御装置 ８ 移動位置検出センサ ２１ａ 凹没部（識別部）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを搬送する搬送装置と、レーザ光
   を用いてワークに所要の文字・図形を印字するレーザマ
   ーカと、搬送装置に対して規定された位置で搬送方向に
   おけるワークの先端位置を検出する基準位置検出センサ
   と、ワークを直接監視することにより搬送方向における
   ワークの移動量を検出する移動位置検出センサと、基準
   位置検出センサによりワークの先端位置が検出された後
   に移動位置検出センサにより検出されるワークの移動量
   に応じてレーザマーカによる文字・図形の位置を制御す
   る制御装置とを備えることを特徴とする移動ワークへの
   印字装置。
2. 【請求項２】 前記ワークは、搬送方向の少なくとも一
   端部に前記基準位置検出センサによる各ワークの端部の
   識別を可能とする形状である識別部を備えることを特徴
   とする請求項１記載の移動ワークへの印字装置。