JP2008168594A

JP2008168594A - ボンベ用プリンタ

Info

Publication number: JP2008168594A
Application number: JP2007006319A
Authority: JP
Inventors: Kichi Kaiba; 佶買場
Original assignee: LAC Corp
Current assignee: Ricoh Digital Painting Co Ltd
Priority date: 2007-01-15
Filing date: 2007-01-15
Publication date: 2008-07-24

Abstract

【課題】ターンテーブル上のボンベの中心軸が傾いていても、これを垂直に補正して外周面の所定位置に印刷できるようにしたボンベ用プリンタを提供する。
【解決手段】ボンベ用プリンだ１０として、ターンテーブル１３を上部ターンテーブル部１３ａと下部回転駆動部１３ｂとに分割し、これらの間にバランス制御手段１５を配設する。バランス制御手段１５を、圧電センサを用いた３つの重量センサ１６，１６，１６と、油圧シリンダを用いた３つの昇降手段１７，１７，１７と、バランス制御回路１８とで構成する。ボンベ２５の外周筒と底板とが傾いて接合されていて、ボンベ２５が上部ターンテーブル部１３ａに傾いて載置された場合に、バランス制御手段１５が上部ターンテーブル部１３ａを傾斜させてボンベ２５の中心軸ＣＬ２を垂直方向に補正し、さらに位置決め手段２６がボンベ２５の中心軸ＣＬ２をターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１に芯合せする。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体や液体を充填して運搬するボンベの外周面に、文字や記号，絵がら等を印刷するボンベ用プリンタに係り、特に、ボンベの底板が傾いていても、ボンベを立てた状態で回転させながら外周面にきれいに印刷することができるボンベ用プリンタに関する。

プロパンガスや窒素ガス等の液体あるいは気体を充填する容器として、一般に円筒状の鋼鉄製ボンベが用いられており、このようなボンベの内容物や管理者等を識別するために、ボンベの外周面に文字や記号，マーク等を印刷することが行われている。
このような印刷は、ターンテーブル上に立て置きしたボンベの外周面にインクジェットヘッド列よりインクを噴射して、回転するボンベの外周面にプリントするボンベ用プリントが知られている（例えば、特開平１０−１００３９２号公報、特開２００４−２９１４４４号公報参照）。

特許文献１は、ボンベを載置する回転装置に関するもので、固定した受台と回転テーブルとの間に５個のボールベアと４個のカムフロアを配置してあり、この回転テーブル上にボンベを載置し、このボンベの外周面に接触する駆動輪によってボンベを回転し、ボンベの調芯はボンベの自重による前記カムフロアとボールベアによって行うようにしている。

また特許文献２は、ターンテーブルに載置したボンベの位置決め装置に関するもので、２組の支持ローラと、該支持ローラをボンベの外周面に圧接する位置決めシリンダとでこの位置決め装置を構成している。
特開平１０−１００３９２号公報特開２００４−２９１４４４号公報

しかしながら、液体あるいは気体充填容器としてのボンベは、外周筒と底板とが別体に形成され、これらを溶接によって接合しており、溶接にあたっては液漏れや気体漏れ対策には重点がおかれるものの、それ以外にはさほど精密な作りを要求されるものではなく、外周筒と底板とが直角とならずに若干傾いて接合されるなどバラつきも多い。
図６は、このようなボンベに特許文献１，２のボンベ用プリンタを用いてプリントする様子を示しており、ボンベ１をターンテーブル２に載置したとき、本来図６の二点鎖線のように位置すべきボンベ１が実線のように傾いて置かれ、ボンベ１の外周面１ａとインクジェットヘッド列３との間が部位ごとに不等距離となり、印刷が不均一になってしまうばかりか、回転中の重量バランスがわるくなる虞があり、好ましくない。

本発明は、かかる実情を背景にしてなされたもので、その目的とするところは、外周筒に対して底板が傾いた状態で接合されたボンベであっても、回転中の重量バランスを良好に保って、ボンベ外周面の所定位置に短時間で確実できれいに印刷することのできるボンベ用プリンタを提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のボンベ用プリンタは、立設したボンベを回転するターンテーブルと、前記ボンベの外周面に対峙して縦方向に配設されるインクジェットヘッド列と、前記ボンベの外周面とインクジェットヘッド列と間の距離を常時一定に保持する位置制御手段と、前記ボンベの中心軸を前記ターンテーブルの回転中心軸上に位置させる位置決め手段とを備えたボンベ用プリンタにおいて、前記ターンテーブルを、前記ボンベを支承する上部ターンテーブル部と、該上部ターンテーブル部を回転駆動する下部回転駆動部とに分割するとともに、前記上部ターンテーブル部に載置したボンベの傾きを検知し、該ボンベの傾斜に合わせて前記上部ターンテーブル部を傾斜させて、前記ボンベの中心軸を垂直方向に補正するバランス制御手段を備えたことを特徴としている。

また、本発明のバランス制御手段は、上部ターンテーブル部と下部回転駆動部との間で、上部ターンテーブル部の重量バランスを検知する少なくとも３個の重量センサと、同じく上部ターンテーブル部と下部回転駆動部との間で、上部ターンテーブル部を傾動する少なくとも３個の昇降手段と、重量センサからの電気信号に基づいて前記昇降手段を傾動させるバランス制御回路とを備えた構成とすることができる。

本発明のボンベ用プリンタにおいて、上部ターンテーブル部は通常水平状態にあり、バランス制御手段の重量センサは、この上部ターンテーブル部に載置されたボンベの重量を部位ごとに検出する。
例えば、外周筒と底板とが直角に接合された正常なボンベが上部ターンテーブル部に載置された場合には、重量センサごとに計測される重量が等しいので、バランス制御回路から昇降手段への信号指令はなく、上部ターンテーブル部は水平状態を保ったまま回転する。
また、外周筒と底板とが傾いて接合されたボンベが上部ターンテーブル部に載置された場合には、ボンベから重量センサに作用する荷重が部位ごとに異なり、これを電気信号で受けたバランス制御回路が、各昇降手段に指令を出してそれぞれの昇降手段を個別に作動する。昇降手段は、重量センサからの検出荷重に基づいて上部ターンテーブル部を傾斜させ、これによってボンベの中心軸を垂直方向に補正し、さらに位置決め手段がボンベの中心軸をターンテーブルの回転中心軸上に位置させる。

昇降手段として、油圧シリンダやエアシリンダのほか、送りねじによる上下機構，ラック＆ピニオンなどの移動装置を利用することができる。上部ターンテーブル部の各部位の重量を検出するセンサとして、圧電センサや磁歪センサ，ピエゾ抵抗センサなどがある。

本発明のボンベ用プリンタは、ボンベの外周筒と底板とが傾いて接合されていて、ボンベが上部ターンテーブル部上に傾いて載置されることがあっても、バランス制御手段が、ボンベの中心軸を垂直方向に補正するので、回転中の重量バランスが良好に保て、ボンベ外周面の所定位置に所望の印刷を精度よく短時間で美麗に行うことができる。

以下，本発明のボンベ用プリンタの一実施例を図１〜図５に基づいて説明する。図中、図１はボンベ用プリンタの概略図、図２は図１の補正前の状態を示す概略図、図３は図１のターンテーブルの駆動部概略平面図、図４はボンベの位置決め機構の平面概略図、図５はボンベ用プリンタの制御系統図である。なお、理解を容易にするために、各図におけるボンベの傾きを誇張して示してある。

図１〜図４に示すように、ボンベ用プリンタ１０は、基台１１に電動機１２を有するターンテーブル１３とプリント手段１４とが設置されている。ターンテーブル１３は、電動機１２の駆動によって回転する上部ターンテーブル部１３ａと、電動機１２の回転軸に直結する下部回転駆動部１３ｂとの上下二分割となっている。
上部ターンテーブル部１３ａは、円筒部の上部を円板で塞いだ縦断面下向きのコ字状に形成され、また下部回転駆動部１３ｂは、ほぼ円盤状に形成されていて、下部回転駆動部１３ｂの外縁に上部ターンテーブル部１３ａの円筒部が被るように組み合わせされるとともに、これらの間に介装されるバランス制御手段１５によって、上部ターンテーブル部１３ａが所定範囲傾斜可能で且つ回転可能に支持されている。

図１〜図３に示す通り、上部ターンテーブル部１３ａと下部回転駆動部１３ｂとの間には、圧電センサを用いた３つの重量センサ１６，１６，１６と、油圧シリンダを用いた３つの昇降手段１７，１７，１７とが、ターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１からほぼ等距離の位置に交互で且つ等間隔に配設されており、昇降手段１７の駆動源である小型モータ１７ａ及び重量センサ１６と、後述するバランス制御回路１８とをケーブル１９ａ，１９ｂで接続して前述のバランス制御手段１５を構成している。
各昇降手段１７のシリンダロッド１７ａは、上端が上部ターンテーブル部１３ａの下面を支承しており、シリンダロッド１７ａのそれぞれの伸縮によって、上部ターンテーブル部１３ａの傾斜度合いを調節するようになっている。

前記プリント手段１４は、多数のインクジェットノズル２０を縦方向に配列したインクジェットヘッド列２１と、基台１１に立設される支柱２２と、該支柱２２にインクジェットヘッド列２１を支持する支持枠２３と、該支持枠２３を支柱２２に沿って上下方向に駆動するエレベータ部２４のほか、インクジェットヘッド列２１とボンベ２５との間を一定間隔に維持するための位置決め手段２６とを備えている。

位置決め手段２６は、位置決めシリンダ２７と、該位置決めシリンダ２７の伸縮で基台１１の上面に沿って進退するアーム２８と、該アーム２８の先端でボンベ２５の外周面２５ａに接触するように設けられた２個１組の支持ローラ２９，２９とからなっている。
アーム２８の先端は二股状になっており、それぞれの先端に１組の支持ローラ２９，２９が回転可能に軸支され、位置決めシリンダ２７の伸長によってボンベ２５の外周面２５ａに接触して支持するようになっている。

位置決め手段２６を用いたボンベ２５の位置決めは、位置決めシリンダ２７を伸縮させて、支持ローラ２９，２９をボンベ２５の外周面２５ａに接触させ、ボンベ２５の中心軸ＣＬ２をターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１に合致させることによって行われ、位置決め手段２６は、ターンテーブル１３に対するボンベ２５の最初の搭載位置を特定すれば、ボンベ２５の片側に設けるだけでよいが、ボンベ２５の両側に配置してもよい。

前記エレベータ部２４は、一般的によく知られるねじ送り機構で、電動モータの出力軸に接続されるねじ式の回転棒３０に支持枠２３の移動体２３ａを噛合させ、電動モータの作動により移動体２３ａを上下動させて、支持枠２３とインクジェットヘッド列２１をボンベ２５の外周面２５ａに沿って上下動すようになっている。
インクジェットヘッド列２１は、ボンベ２５の外周面２５ａとの距離を一定に保つために、位置検知センサ３１をインクジェットヘッド列２１の上端に配置してあり、位置検知センサ３１からの出力信号によってインクジェットヘッド列駆動機構３２を作動し、インクジェットヘッド列２１を駆動して高さ調節する。位置検知センサ３１は、反応の速い光センサが好ましく、特にレーザーセンサがより好適である。この位置検知センサ３１は、インクジェットヘッド列２１の上端だけでなく、上下端にはいちしてもよい。

図５は、ボンベ２５の位置決めとインクジェットヘッド列２１の位置を制御するための系統図で、タッチパネル式の表示器３３及び操作盤３４と、中央制御盤３５，ＣＰＲ３６，インクジェットノズルコントローラ３７，ヘッド駆動制御部３８，エレベータ制御部３９，ターンテーブル駆動制御部４０，位置決めシリンダ２７を駆動するためのエア電磁弁４１，ボンベ２５を前後に移動するための前後移動制御部４２を備えている。

位置検知センサ３１からの出力信号は前後移動制御部４２に入り、前後移動制御部４２からの指令によってインクジェットヘッド列駆動機構３２を位置調節する。中央制御盤３５は、所定のシーケンスに従ってエア電磁弁４１やターンテーブル駆動制御部４０，エレベータ制御部３９を制御して、前記ボンベ２５を位置決めするとともに、ターンテーブル１３の上部ターンテーブル部１３ａを調節し、支持枠２３を上下動してインクジェットヘッド列２１の前後移動を実行する。またＣＰＲ２４は、中央制御盤３５およびインクジェットノズルコントローラ３７を制御して、ボンベ２５の外周面２５ａに印刷を行う。

次に、以上のように構成される本実施例のボンベ用プリンタ１０の使用手順を説明する。
まず、ボンベ２５をターンテーブル１３の上部ターンテーブル部１３ａに載置する。ボンベ２５は、外周筒と底板とが傾いて接合されていたるめ、上部ターンテーブル部１３ａに載置した際には、その中心軸ＣＬ２がターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１に対して傾斜している。

このように傾いたボンベ２５の荷重は、上部ターンテーブル部１３ａへ偏荷重として作用し、さらにその下側に位置する３つの重量センサ１６に作用する。各重量センサ１６は、それぞれに検出した部位ごとの荷重を検出してバランス制御回路１８へ出力し、さらにバランス制御回路１８がこれら出力信号を比較検討して電気信号を小型モータ１７ａに出力する。

各小型モータ１７ａは、それぞれに連結される３つの昇降手段１７を個別に作動し、上部ターンテーブル部１３ａをボンベ２５の傾いた角度と反対方向に同一傾斜角度傾かせ、これによりボンベ２５の中心軸ＣＬ２が垂直に補正される。このとき、位置検知センサ３１の検知信号をバランス制御回路１８に出力することにより、ボンベ２５の位置をより正確に制御することができる。

次に、位置決め手段２６の位置決めシリンダ２７を伸長または縮小して、アーム２８先端の支持ローラ２９，２９をボンベ２５下端部の外周面２５ａに圧接し、該ボンベ２５の中心軸ＣＬ２をターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１に合致するよう位置決めする。
そして、ボンベ２５の外周面２５ａに対向するインクジェットヘッド列２１の位置検知センサ３１により、ボンベ２５の所定の印刷位置を検知し、エレベータ部２４の作動によりインクジェットヘッド列２１を上下動させ、また、インクジェットヘッド列駆動機構３２を作動させる。

上部ターンテーブル部１３ａに設置されたボンベ２５は、上部ターンテーブル部１３ａとともに回転中心軸ＣＬ１を中心に回転し、ボンベ２５の回転中に連れてインクジェットヘッド列２１を上方または下方に移動ながらインクを噴射することにより、ボンベ２５の外周面２５ａに文字や絵柄等を印刷する。

このように、ボンベ２５の外周筒と底板とが傾いて接合されていて、ボンベ２５が上部ターンテーブル部１３ａに傾いて載置されても、バランス制御手段１５が上部ターンテーブル部１３ａを傾斜させてボンベ２５の中心軸ＣＬ２を垂直方向に補正し、さらに位置決め手段２６がボンベ２５の中心軸ＣＬ２をターンテーブル１３の回転中心軸ＣＬ１に芯合せする。
この結果、ボンベ２５を例えば毎秒１回転のような高速で回転させながらも、外周面２５ａの所定位置に正確で且つ短時間に印刷することが可能となる。

本発明の一実施例を示すボンベ用プリンタの正面概略図である。本発明の一実施例を示す図１の補正前の状態を示す正面概略図である。本発明の一実施例を示すターンテーブル駆動部の平面概略断面図である。本発明の一実施例を示すボンベの位置決め機構の平面概略図である。本発明の一実施例を示すボンベ用プリンタの制御系統図である。従来のボンベ用プリンタの正面概略図である。

符号の説明

１０…ボンベ用プリンタ
１３…ターンテーブル
１３ａ…上部ターンテーブル部
１３ｂ…下部回転駆動部
１４…プリント手段
１５…バランス制御手段
１６…重量センサ
１７…昇降手段
１７ａ…小型モータ
１８…バランス制御回路
２０…インクジェットノズル
２１…インクジェットヘッド列
２４…エレベータ部
２５…ボンベ
２５ａ…ボンベ２５の外周面
２６…位置決め手段
２７…位置決めシリンダ
２９…支持ローラ
３１…位置検知センサ
３２…インクジェットヘッド列駆動機構
ＣＬ１…ターンテーブル１３の回転中心軸
ＣＬ２…ボンベ２５の中心軸

Claims

立設したボンベを回転するターンテーブルと、
前記ボンベの外周面に対峙して縦方向に配設されるインクジェットヘッド列と、
前記ボンベの外周面とインクジェットヘッド列と間の距離を常時一定に保持する位置制御手段と、
前記ボンベの中心軸を前記ターンテーブルの回転中心軸上に位置させる位置決め手段と
を備えたボンベ用プリンタにおいて、
前記ターンテーブルを、前記ボンベを支承する上部ターンテーブル部と、
該上部ターンテーブル部を回転駆動する下部回転駆動部とに分割するとともに、
前記上部ターンテーブル部に載置したボンベの傾きを検知し、該ボンベの傾斜に合わせて前記上部ターンテーブル部を傾斜させて、前記ボンベの中心軸を垂直方向に補正するバランス制御手段を備えた
ことを特徴とするボンベ用プリンタ。
前記バランス制御手段は、前記上部ターンテーブル部と前記下部回転駆動部との間で、上部ターンテーブル部の重量バランスを検知する少なくとも３個の重量センサと、
同じく前記上部ターンテーブル部と前記下部回転駆動部との間で、上部ターンテーブル部を傾動する少なくとも３個の昇降手段と、
前記重量センサからの電気信号に基づいて前記昇降手段を傾動させるバランス制御回路とを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のボンベ用プリンタ。