JP3975125B2 - 細径ガラス管のマーキング方法及びマーキング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細径ガラス管の外周曲面にマーキング用インクでマーク付する方法、及びその方法の実施に適する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば電球、自動車用ヘッドランプ、蛍光ランプ、冷陰極放電灯などの管球製品は、その外周面の所定領域に製品名や製造社名、さらにはコード化された２次元コードなどの各種情報が、所謂マークとして付設されている。すなわち、この種の管球製品の製造工程においては、最終的な工程で製品個々に、それぞれ所要のマーク付け操作が行われている。
【０００３】
図３（ａ）は、管球製品に対するマーキング手段の実施態様例の要部を模式的に示す側面図、図３（ｂ）は一部拡大側面図である。図３（ａ），（ｂ）において、１はインク供給ロール２、インキングロール３、タイプホイール４及びオフセットロール５（いずれも回転型）を備えたマーク用インク転写装置である。また、６は管球たとえば電球型蛍光ランプ７を支持搬送する搬送機構、８は前記オフセットロール５に対向する領域の搬送機構６を弾撥的に支持する支持体である。ここで、インク供給ロール２及びインキングロール３（インク供給部本体を形成）は、調整具９及び支点１０によって一体的に揺動し、タイプホイール４との接離がスムースに行われる構成となっている。また、タイプホイール４の外周部には、マークキング用ゴム印（所要の文字、コードなどのパターンに加工されている）が間欠的に配設（突起状に）されている。
【０００４】
図３において、インク供給ロール２によってインキングロール３外周面に担持されたマーキング用インクは、エアーシリンダなどの進退機構の駆動によって進退し、外周面が摺接するタイプホイール４に配設されているマークキング用ゴム印に押圧的に転写・担持される。こうしてマークキング用ゴム印に転写・担持された所要のインクマークは、オフセットロール５外周面にさらに転写され、オフセットロール５外周面が摺接するように搬送される直管型蛍光ランプ７の所要領域曲面に押圧的に転写される。
【０００５】
なお、上記インクマークの転写手段として、オフセットロール５による転写の代わりに、次のような手段も採られる。すなわち、図２において、タイプホイール４のマークキング用ゴム印に対応するゴムパッドを回動的に配置させ、マークキング用ゴム印に転写・担持された所要のインクマークをゴムパッドに二次的に転写させた後、ゴムパッドを直管型蛍光ランプ７に対して回動・位置決めして、所定領域曲面へ三次的に押圧転写する方式も採られている。この場合は、押圧的なインクマークの三次的な転写時に、直管型蛍光ランプ７の固定支持がより容易であるため、転写位置ズレを回避できると言う利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、管球類においては、用途の拡大、構造素材の開発・性能向上などに伴って、コンパクト化が進められている。たとえば表示盤の軽薄短小化、液晶表示パネルの軽薄短小化などの要求に対応して、背面光源を成す管球自体の軽薄短小化、ガラス管の細径化などが進められている。また、管球の品質管理の面から個々の製品自体に付けられる情報表示（マーク付け）も多量化ないし複雑化している。そして、製品名、製造社名だけでなく、他の品質情報など多量の情報を含むマーク付けは、たとえばコード化して２次元コードで行うと、マーキング領域面の低減もできる。
【０００７】
しかし、上記インクマークを管球曲面に直接転写（印刷）する手段は、印字やバーコードなどの鮮明性に問題があるため、情報量が制約される。すなわち、外径が２〜１０ｍｍ程度のガラス管の曲面にマーク付けできる領域は、たとえば０．７ｍｍ角〜２ｍｍ角程度である。したがって、転写による文字・コード類の滲みなどの発生を避け、鮮明性を確保する上で、パターンの微細化ないし精細化に限界があって、結果的に、マーク付けできる情報も大幅に制約され、要望に対応できない状況にある。
【０００８】
さらに言及すると、マークの転写・定着面が曲面で、かつ０．７ｍｍ角〜２ｍｍ角程度の狭い領域であるため、予め文字やコード化したパターンを転写した場合、位置ズレないし滲みの発生を招来し易い。ここで、インクマークの位置ズレないし滲みの発生は、インクマークを不鮮明化することになり、この不鮮明化は、インクマークの微細化、複雑な記号化の制約となって、充分な表示情報量の確保が阻害されることになる。
【０００９】
なお、ガラス板やガラス管に対するマーク付け手段として、基体の被マーク付け面側に金属箔を対向配置し、基体の反対面側からレーザービームを所要のパターン状に照射・走査し、金属箔を蒸発させて所要パターン状のマークを基体面に蒸着形成する手段も知られている（特許第３１８４４３９号公報）。この手段は、被マーク付け面が平板の場合や外径が比較的曲率半径の大きい曲面の場合には、有効であるが、外径が２〜１０ｍｍ程度のガラス管の外周曲面を対象とする場合、上記インクマークの転写手段と同様に、微細なマーク付けが至難である。
【００１０】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、所要の情報を表示する鮮明なマーク付けが確実に行える細管のインクマーキング方法、及びインクマーキング装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決する手段】
請求項１の発明は、外径２〜１０ｍｍのガラス管外周所定領域曲面にマーキング用インクをベタ状に塗布し仮乾燥させる工程と、
前記ベタ状のマーキング用インク層に対してレーザービームを照射走査してマークパターン化する工程と、
前記パターン化したマークパターンを読み取り・評価する工程と、
前記評価したマークパターンを乾燥させガラス管曲面に定着する工程と、
を有することを特徴とする細径ガラス管のマーキング方法である。
【００１２】
請求項２の発明は、外径２〜１０ｍｍのガラス管を平面的に支持搬送する搬送機構と、
前記搬送機構に対向して配置され支持搬送されて来たガラス管の外周曲面の所定領域にマーキング用インクをベタ状に転写するマーキング用インク転写装置と、
前記マーキング用インク転写装置の下流側に配置され、かつ転写されたマーク用インクを仮乾燥させる第１の乾燥機構と、
前記第１の乾燥機構の下流側に配置され仮乾燥させたマーク用インク層をレーザービームの照射・走査でパターン化するレーザービーム照射装置と、
前記レーザービーム照射装置の下流側に配置されパターン化されたマークインクパターンを読み取り・評価するマーク読み取り装置と、
前記マーク読み取り装置の下流側に配置され読み取り評価したマークインクパターンをガラス管曲面に焼き付け・固定する第２の乾燥機構と、
を有することを特徴とする細径ガラス管用マーキング装置である。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２記載の細径ガラス管用マーキング装置において、マーキング用インク転写装置は、タイプホイール外周面に担持されたマーキング用インク層をベタ状に一次転写するゴム印及びこのゴム印に対して回動的に離接して二次転写されるゴムパッドを具備し、かつゴムパッドの回動的な離接によってガラス管に三次転写する構成を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１ないし３の発明は、外径２〜１０ｍｍのガラス管の外周曲面に所要のマーク付けを、より効果的に行う手段を鋭意、試行・検討した結果に基づいてなされたものである。すなわち、０．７ｍｍ角〜２ｍｍ角程度の被マーク付け領域に、マーク用インクをベタ状に転写・塗布して、このベタ状転写層をレーザービームの照射・走査によって文字やバーコードなどにパターン化した場合、微細ないし精細にパターン化して鮮鋭なマーク付けを行えることを見出し、上記発明に達したものである。
【００１５】
請求項１ないし３の発明において、対象となるガラス細管は、たとえば小形電球、計器盤類の指示ランプ、細管蛍光ランプ、細管冷陰極放電灯など外径が２〜１０ｍｍの管球製品である。また、マークパターンを形成するマーキング用インクは、たとえばマーケム・スペシャリティ・インク７２２４ブラック、マーケム・スペシャリティ・インク７４０１Ｒブラック１１２（いずれも市販品）などが使用される。
【００１６】
請求項１ないし３の発明において、ガラス管外周曲面に対するマーキング用インクのベタ状転写は、特に限定されないが、一般的に、次のような手段が好ましい。すなわち、インキングロール外周面に担持されたマーキング用インクを、摺接・回転するタイプホイールの外周部に転写・担持させる一方、このタイプホイールの進退によって、別設されたベタ状印刷用ゴム印に転写・担持させ。さらに、このベタ状印刷用ゴム印に対応して一定の位置で、回動的に接離するゴムパッドに二次的に転写させた後、これを細管ガラスの所定領域曲面に押圧的に三次的に転写する手段で、より信頼性の高いベタ状転写を行える。なお、上記ゴムパッドによる三次的な転写手段の代わりに、オフセットロールの外周面に転写し、これを細管ガラスの所定領域曲面に押圧的に転写する手段などでもよい。いずれの場合も、ベタ状マーキング用インク層の厚さは、ほぼ一様で、かつ所要のベタ状を維持する限り薄い方がよい。
【００１７】
請求項１ないし３の発明において、ガラス管外周曲面に転写したベタ状マーキング用インク層は、精度よく微細なレーザービーム照射加工を行うために、このレーザービーム照射加工に先だって、仮乾燥処理が施される。ここで、仮乾燥温度及び乾燥処理時間は、マーキング用インクの組成や種類などによって適宜設定されるが、レーザービーム照射・走査による選択的な切除を容易に行える一方、前記切除が精細に行える程度の硬さを呈するように行われる。なお、レーザービーム照射装置としては、たとえばＹＡＧレーザービーム装置などの市販品が使用される。
【００１８】
また、レーザービーム照射・走査によってパターン化されたマークパターンは、その微細精度・鮮明性などから所要の情報を充分に表示しているか否かを確認する。つまり、画像処理装置でパターニングされたマークパターンの品質・規格の適否を検査判別し、合格品については、二次的な乾燥処理を行って、ガラス管外周面に対しするマークパターンの定着・固定を行うことになる。一方、不合格品については、マークパターンを除去して、再度マークパターニング操作を施すことも容易である。
【００１９】
【発明の実施態様】
以下、図１及び図２を参照して実施例を説明する。
【００２０】
図１は実施例に係るマーキング装置の概略構成を示す側面図、図２は図１に図示した装置のマーキング用インク転写手段の要部を示す拡大側面図である。図１及び図２において、１１は外径２〜１０ｍｍの細径ガラス管を平面的に支持搬送する搬送機構、たとえば回転ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって矢印方向に走行するエンドレスコンベアで、ガラス管をほぼ一定の間隔をおいて支持するする支持機構を有している。
【００２１】
また、１３は前記搬送機構１１に対向して配置され支持搬送されて来るガラス管の外周曲面の所定領域にマーキング用インクをベタ状に転写するマーキング用インク転写装置である。ここで、マーキング用インク転写装置１３は、インク供給部本体、タイプホイール４、これに近接して固定配置されたマークキング用ゴム印1４ａ及びマークキング用ゴム印1４ａに転写・担持されたベタ状インクをゴムパッド１４bに転写させさせる回動型のゴムパッド操作機構１４で構成されている。すなわち、この構成では、先ず、インク供給ロールでインキングロール３外周面にマーキング用インクを供給・担持させ、この供給・担持させたマーキング用インクを進退可能に設置されているタイプホイール４外周面に、再度供給・担持させる。一方、タイプホイール４のマークキング用ゴム印1４ａに対する進退によって、マークキング用ゴム印1４ａ面に、ベタ状にマーキング用インクを転写・担持させる。次いで、回動型操作機構１４で１８０°回動させられるゴムパッド１４bにマーキング用インクを転写する。その後、回動型操作機構１４によって、細径ガラス管7の所定領域曲面に対して回動・位置決めし、押圧的に転写する方式が採られている。
【００２２】
より具体的に説明すると、インク供給部本体を形成するインク供給ロール、インキングロール３側は、調整具及び支点によって一体的に揺動して、タイプホイール４の外周部にマーキング用インクの転写・担持が容易に行われる。また、タイプホイール４の間欠的な進退・駆動によって、マークキング用ゴム印1４ａ面に、ベタ状にマーキング用インクを転写・担持がスムースに行われるように構成されている。
【００２３】
一方、ベタ状マークキング用ゴム印1４ａに対応するゴムパッド１４bは、たとえば硬度５５〜６０程度のニトリルゴム製であり、ロータリーアクチュエータ１４ｂを介して、エアースライド式テーブル１５ａ，１５ｂによって、１８０°回動させられる。つまり、タイプホイール4の間欠的な進退に応答したエアースライド式テーブル１５ａの上昇で、前記ベタ状マークキング用ゴム印1４ａにゴムパッド１４b面が対接し、ゴムパッド１４bにベタ状マークキング用インク層が転写される。また、エアースライド式テーブル１５ａが定位置まで下降するまでの間に、ロータリーアクチュエータ１４ｂによって１８０°回動する。一方、エアースライド式テーブル１５ｂが下降し、前記ベタ状マークキング用インク層を転写・担持したゴムパッド１４ａは、細径ガラス管7の所定領域曲面に対して位置決めされ、押圧的に転写する機構になっている。なお、この回動型操作機構１４は、被マーク付けガラス管の搬送をセンサによって検知し、この検知に伴って動作してゴムパッド１４bの回動的な転写が行われる。
【００２４】
さらに、１６は前記マーキング用インク転写装置１３の下流側に配置され、かつ転写されたマーク用インクを仮乾燥させる第１の乾燥機構、たとえばトンネル型電気炉、１７は前記第１の乾燥機構１６の下流側に配置され、仮乾燥させたマーク用インク層をレーザービームの照射・走査でパターン化するレーザービーム照射装置、たとえばＹＡＧレーザービーム照射装置である。ここで、レーザービーム照射装置１７は、レーザービーム発振器、及び出力されるレーザービームを照射・走査するヘッド部を有する構成を採っており、ヘッド部に内蔵されたガルバノメーターによってレーザービームを水平方向に二次元走査し、ベタ状のマークキング用インク層をパターン化する。
【００２５】
１８は前記レーザービーム照射装置１７の下流側に配置されパターン化されたマークインクパターンを読み取り・評価するマーク読み取り装置、１９は前記マーク読み取り装置１８の下流側に配置され読み取り評価したマークインクパターンをガラス管曲面に焼き付け・固定する第２の乾燥機構、たとえばトンネル型電気炉である。なお、図１において、２０は被マーキング細径ガラス管の供給ホッパー、２１ａ，２１ｂは回転ローラ１２ａ，１２ｂの支持機構、２２は支持基台である。そして、第２の乾燥機構１９で処理されたガラス管は、図示を省略してあるが回転ローラ１２ｂ側で回収される。
【００２６】
上記構成のマーキング装置によって、外径２〜１０ｍｍの細径直管型の蛍光ランプや冷陰極放電灯の一端側の曲面に、インクマーク付けしたところ、鮮明ないし高品質なインクマークを歩留まりよく形成することができた。すなわち、マーキング用インクとして、マーケム・スペシャリテイ・インク７２２４ブラック、もしくはマーケム・スペシャリテイ・インク４０１Ｒブラック１１２を使用し、マーキング用インク転写装置１３で、蛍光ランプなどの一端側外周面に１〜５ｍｍ角のベタ状インク層を転写した。
【００２７】
次いで、このベタ状転写インク層を１８０℃程度の温度で１４０秒乾燥した後に、ＹＡＧレーザービーム照射装置１７によって、前記乾燥させたベタ状転写インク層をレーザービームで照射走査し、製品名、製造社名などの各種情報に対応した微細、かつ鮮明なバーコード類にパターン化した。つまり、パターン読み取り装置１８で、レーザービーム照射によって形成したパターンを検知・評価したところ、精細で、かつ鮮鋭なパターンが確実に形成されていた。ここで、インクマークの合格・不合格を判別し、不合格と判定された管球を取り除き、合格品は、第２の乾燥機構１９に搬送して、インクマークの最終的な焼き付け・固定化を行った。この一連のマーキング手段においては、信頼性ないし精度の高いインクマーク付けを実施できるため、インクマーク付けの補修が低減・解消され、歩留まり及び生産性の大幅な向上が図られた。
【００２８】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない限りいろいろの変形を採ることができる。たとえばマーキング用インクは、例示以外の代替品であってもよいし、さらに、転写手段も若干信頼性が懸念されるがオフセットロール方式でもよい。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、微細ないし精細なパターン化ができるため、径の小さいガラス管外周曲面に、所要の情報量を含むマーク付けを容易に行える。すなわち、マーク付け面が曲率半径の小さい細管の外周曲面であっても、微細で鮮明な文字やバーコード表示を確実に行えるので、細径ガラス管や管球の信頼性及び歩留まりないし生産性の向上が図られる。
【００３０】
請求項２及び３の発明によれば、マーク付け面が曲率半径の小さい細管の外周曲面であっても、微細で鮮明な文字やバーコード表示を確実に行える。すなわち、細径ガラス管や管球の信頼性及び歩留まりないし生産性の向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るインクマーキング装置の概略構成を示す側面図。
【図２】図１に図示したインクマーキング装置が具備するマーキング用インク転写装置の要部を示す拡大側面図。
【図３】従来のインクマーキング装置の概略構成を示すもので、（ａ）は要部側面図、（ｂ）はマーキング用インク転写装置の要部を示す側面図。
【符号の説明】
２……インク供給ロール
３……インキングロール
４……タイプホイール
５……オフセットロール
１１……搬送機構
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……回転ローラ
１３……マーキング用インク転写装置
１４……マーキング用インク転写操作機構
１４ａ……ベタ状マーキング用ゴム印
１４ｂ……ベタ状インクゴムパット
１５ａ，１５ｂ……スライドテーブル
１６……第１の乾燥機構
１７……レーザービーム照射装置
１８……パターン読み取り装置
１９……第２の乾燥機構

Claims (3)

1. 外径２〜１０ｍｍのガラス管外周曲面にマーキング用インクをベタ状に塗布し仮乾燥させる工程と、
   前記ベタ状のマーキング用インク層に対してレーザービームを照射走査してマーキングパターン化する工程と、
   前記パターン化したマーキングパターンを読み取り・評価する工程と、
   前記評価したマーキングパターンを乾燥させガラス管曲面に定着する工程と、
   を有することを特徴とする細径ガラス管のマーキング方法。
2. 外径２〜１０ｍｍのガラス管を平面的に支持搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構に対向して配置され支持搬送されて来たガラス管の外周曲面の所定領域にマーキング用インクをベタ状に転写するインク転写装置と、
   前記インク転写装置の下流側に配置され、かつ転写されたマーク用インクを仮乾燥させる第１の乾燥機構と、
   前記第１の乾燥機構の下流側に配置され仮乾燥させたマーク用インク層をレーザービームの照射・走査でマーキングパターニングするレーザービーム照射装置と、
   前記レーザービーム照射装置の下流側に配置されパターニングされたマークパターンを読み取り・評価するマーク読み取り装置と、
   前記マーク読み取り装置の下流側に配置され読み取り評価したマークパターンをガラス管曲面に焼き付け・固定する第２の乾燥機構と、
   を有することを特徴とする細径ガラス管用マーキング装置。
3. マーキング用インク転写装置は、タイプホイール外周面に担持されたマーキング用インク層をベタ状に一次転写するゴム印及びこのゴム印に対して回動的に離接して二次転写されるゴムパッドを具備し、かつゴムパッドの回動的な離接によってガラス管に三次転写する構成を備えていることを特徴とする請求項２記載の細径ガラス管用マーキング装置。

Images