JP4713193B2 - マーキング装置用振動ペン、マーキング装置およびマーキング方法 - Google Patents

Description

本発明は、マーキング装置用振動ペン、マーキング装置、およびマーキング方法に関するものであり、機械部品等に二次元コード、ロット番号等を刻印するために使用されるマーキング装置用振動ペン、マーキング装置、およびマーキング方法に関するものである。

マーキング装置は、自動車や建設機械等の自動化された工場においてロット番号等の英数字や合いマークの刻印に使用されている。例えば、以下の特許文献１には、往復運動するピストンと、このピストンの往復運動に追従して先端部でワーク表面を打刻するスタイラスとを備えたマーキング装置用の振動ペンが開示されている。この振動ペンを用いて機械部品に印字を行なうには、まずスタイラス先端を機械部品の被刻印部に押し当てて、次に圧縮性流体を利用してピストンおよびスタイラスを振動させつつ、このスタイラスを振動ペンごと移動させる。この操作により、機械部品の被刻印部の表面に、スタイラスの軌跡に沿って溝が形成される。このようにして、機械部品の被刻印部に文字、数字、記号などをマーキングすることができる。また、スタイラスを一カ所で振動させるとその部分にドットが形成されるので、このドットを所定のパターンに複数形成することにより、いわゆる二次元コードを形成することができる。

また、複数の文字を高速で刻印するマーキング装置として、以下の特許文献２がある。このマーキング装置は、往復運動するピストンと、このピストンの往復運動に追従して先端部でワーク表面を打刻する直線状に配置された複数のスタイラスとを備えている。このマーキング装置を用いてマーキングを行う場合、マーキングされる複数の文字に対して、複数のスタイラスがそれぞれ対応してマーキングするため、複数のスタイラスで同時に複数の異なる文字がマーキングされる。すなわち、６本のスタイラスを有する場合には、同時に６文字のマーキングが可能になる。
特開平１１−９９７９８号公報 米国特許第５３１６３９７号明細書

ところが、上記特許文献２に記載のマーキング装置においては、マーキングされる文字が多数ある場合には、スタイラスの本数と同じ文字数を同時にマーキングできるので、マーキングの効率が良いが、マーキングする文字数が少ない場合には、稼動されないスタイラスが生じ、効率が減少するという問題がある。例えば、６本のスタイラスを有するマーキング装置を用いて、２文字のマーキングを行う場合には、４本のスタイラスが稼動されない状態になり、非効率的である。また、非常に小さいエリアからなる１つの文字コードをマーキングする場合にも、稼動されるスタイラスは１本のみであり、５本のスタイラスが稼動されない状態になり、非効率的である。また、このマーキング装置は、個々に製造された複数のスタイラスを配置して形成されているため、装置自体が大型化する傾向があり、それに伴ってこのマーキング装置を稼動する稼動装置も大型化する傾向がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、マーキング装置を小型化できるとともに、文字情報を高速でマーキングすることができ、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができるマーキング装置用振動ペン、マーキング装置、および効率的なマーキング方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。

本発明のマーキング装置用振動ペンは、シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、前記シリンダに前記ピストンを往復自在に移動させる往復手段とが具備されてなり、前記往復手段が、前記シリンダの基端側に配置された可動板と前記シリンダにおいて前記可動板の形成位置よりも先端側に形成された気体導入口とが具備されてなることを特徴とする。

かかる構成によれば、可動板と、気体導入口に加圧気体を供給することによって、ピストンを往復自在に移動させることができるので、別体の復帰手段を設ける必要がなく、マーキング装置用振動ペンを小型化することができるとともに、文字情報を高速でマーキングすることができる。
尚、文字情報とは文字、記号、図形、バーコード、二次元コード等であるが、一般的に印字や刻印されるものであれば、特に限定されない。二次元コードとは、ＱＲコード（株式会社デンソーウェーブの登録商標）、データマトリクス（ＤＡＴＡ ＭＡＴＲＩＸ）、ＰＤＦ４１７、マキシコード（Ｍａｘｉ Ｃｏｄｅ）等であるが、これに限定されるものではない。

本発明のマーキング装置用振動ペンは、前記スタイラスを有する前記ピストンが複数、打刻領域に配列されてなることを特徴とする。かかる構成によれば、上記と同様の効果に加え、複数のピストンが打刻領域に集中して配置されているので、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができる。
尚、打刻領域とは、上記の複数の可動板が集中して配置させた領域である。

本発明のマーキング装置用振動ペンは、１本のシリンダの先端側に複数のシリンダ孔が隣接形成されて、各シリンダ孔にピストンが出入自在に挿入され、前記シリンダの基端側に基台ベースが接続されるとともに、この基台ベースに前記ピストンの数に対応した打刻アームが片持ち支持構造によって支持され、前記打刻アームによって前記ピストンの基端部を打刻自在とされてなることを特徴とする。かかる構成によれば、上記と同様の効果が得られる。

本発明のマーキング装置は、被マーキング体に文字情報をマーキングするマーキング装置用振動ペンと、前記被マーキング体に対するマーキング装置用振動ペンの位置を決める位置決め機構と、前記マーキング装置用振動ペンに加圧気体を供給する加圧機構と、前記位置決め機構と前記加圧機構とを制御する制御系とが具備されてなり、前記マーキング装置用振動ペンが、シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、前記シリンダに前記ピストンを往復自在に移動させる往復手段とが具備されてなり、前記往復手段が、前記シリンダの基端側に配置された可動板と前記シリンダにおいて前記可動板の形成位置よりも先端側に形成された気体導入口とが具備されてなることを特徴とする。

かかる装置によれば、可動板と、気体導入口に加圧気体を供給することによって、ピストンを往復自在に移動させることができるので、別体の復帰手段を設ける必要がなく、マーキング装置用振動ペンを小型化することができるとともに、文字情報を高速でマーキングすることができる。

本発明のマーキング装置は、前記スタイラスを有する前記ピストンが複数、打刻領域に配列されてなることを特徴とする。かかる装置によれば、上記と同様の効果に加え、複数のピストンが打刻領域に集中して配置されているので、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができる。

本発明のマーキング方法は、シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、ピストンの往復手段とを有し、前記スタイラスを有するピストンを複数、打刻領域に配列してなるマーキング装置用振動ペンで文字情報をマーキングすることを特徴とする。

かかる方法によれば、複数のピストンが打刻領域に集中して配置されているので、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができる。

本発明のマーキング方法は、前記文字情報に基づいて文字情報データテーブルを作成し、該文字情報データテーブルを複数の割付テーブルに分割し、該複数の割付テーブルの各ドットにおける論理和から打点位置テーブルを作成し、前記打点位置テーブルに基づいて前記マーキング装置用振動ペンを停止させることを特徴とする。かかる方法によれば、打点位置テーブルに基づいてマーキングの必要な位置にのみマーキング装置用振動ペンを停止させるので、マーキング装置用振動ペンの移動にかかる時間が減少し、文字情報を高速でマーキングすることができる。

本発明のマーキング方法は、位置決め機構により前記マーキング装置用振動ペンを被マーキング体に対して所定の位置に移動させ、加圧機構が往復手段に加圧気体を供給し、前記往復手段が前記マーキング装置用振動ペンのシリンダに接続された複数のピストンを往復運動させることにより前記複数のピストンの先端に取り付けられたスタイラスを前記被マーキング体に押し当てることを特徴とする。かかる方法によれば、上記同様の効果が得られる。

以上に説明したように、本発明のマーキング装置用振動ペン、マーキング装置によれば、可動板と、気体導入口に加圧気体を供給することによって、ピストンを往復自在に移動させることができるので、別体の復帰手段を設ける必要がなく、マーキング装置用振動ペンを小型化することができるとともに、文字情報を高速でマーキングすることができる。また、複数のピストンが打刻領域に集中して配置されているので、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができる。
また、本発明のマーキング方法によれば、複数のピストンが打刻領域に集中して配置されているので、複数のピストンで１つまたは複数の文字情報を同時にマーキングすることができる。また、打点位置テーブルに基づいてマーキングの必要な位置にのみマーキング装置用振動ペンを停止させるので、マーキング装置用振動ペンの移動にかかる時間が減少し、文字情報を高速でマーキングすることができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
尚、図１はマーキング装置用振動ペンの分解斜視図、図２は振動ペン基台の分解斜視図、図３はマーキング装置用振動ペンの組立状態図、図４（Ａ）はシリンダブロックの組立状態図、図４（Ｂ）はピストンの斜視図、図５はマーキング装置用振動ペンの断面図、図６はマーキング時のマーキング装置用振動ペンの断面図、図７はマーキング装置用振動ペンの斜視図、図８はマーキング時のマーキング装置用振動ペンの斜視図、図９はマーキング装置の概略構成図、図１０と図１１はマーキング方法の手順を示すフローチャート、図１２は文字データテーブルを示す図、図１３は割付テーブルを示す図、図１４は打点位置テーブルを示す図、図１５は文字コードデータテーブルを示す図、図１６は割付テーブルを示す図、図１７は打点位置テーブルを示す図、図１８はマーキングされる文字情報を示す図、図１９はマーキング装置用振動ペンの中心位置の移動状態を示す図である。

本発明のマーキング装置用振動ペン１０は、振動ペン基台１１とシリンダブロック１２から構成されている。
振動ペン基台１１は、平板状の基台ベース１３と、４つの打刻アーム１４ａ〜１４ｄと、連結部材１５と、固定具１６を有している。

基台ベース１３の一方の面の中央部には円形の逃し部１７が形成され、他方の面の中央部には、固定具１６が設けられている。逃し部１７の外側には、４つの空気導入筒１８ａ〜１８ｄが形成され、４つの空気導入筒１８ａ〜１８ｄの一端から他端にかけて基台ベース１３を貫通するように空気孔１９ａ〜１９ｄが形成されている。空気導入筒１８ａ〜１８ｄの一端には、４つのＯリング２０ａ〜２０ｄが設けられている。さらに、空気導入筒１８ａ〜１８ｄの外側には、４つの貫通孔２１ａ〜２１ｄが基台ベース１３を貫通して形成され、さらに、基台ベース１３の長軸方向の端部には、８つのねじ穴２２ａ〜２２ｄが形成されている。基台ベース１３の他面には、図３に示すように、空気供給口２３ａ〜２３ｄを有する空気供給部２４ａ〜２４ｄが設けられており、空気供給部２４ａ〜２４ｄの空気孔２５ａ〜２５ｄは、空気導入筒１８ａ〜１８ｄの空気孔１９ａ〜１９ｄに連通されている。貫通孔２１ａ〜２１ｄの上部には、可動係止具２６ａ〜２６ｄが設けられている。可動係止具２６ａ〜２６ｄの下端には、スプリング２７ａ〜２７ｄの一端が接続され、スプリング２７ａ〜２７ｄの他端には可動板係止片２８ａ〜２８ｄが設けられている。

連結部材１５は、２つの立脚壁２９ａ、２９ｂと、２つの立脚壁２９ａ，２９ｂに連結される接続板３０とから構成されている。接続板３０の中央には円形の開口部３１が形成され、開口部３１の外側に位置決め凸部３２と位置決め凹部３３が対向して形成されている。連結部材１５には、ねじ止めするための４つのねじ穴３４ａ〜３４ｄが接続板３０と立脚壁２９ａ，２９ｂを貫通するように設けられている。

４つの打刻アーム１４ａ〜１４ｄの一端には、それぞれ、可動板３５ａ〜３５ｄが形成され、可動板３５ａ〜３５ｄの端部に当接部３６ａ〜３６ｄが形成されている。４つの打刻アーム１４ａ〜１４ｄの他端には、切欠部３７ａ〜３７ｄが形成され、それぞれコ字形の支持部３８ａ〜３８ｄが形成されている。各支持部３８ａ〜３８ｄを貫通するように、支持孔３９ａ〜３９ｄが形成され、支持孔３９ａ〜３９ｄには、支持基台４０ａ〜４０ｄと支持部４１ａ〜４１ｄからなる支持台４２ａ〜４２ｄが支持ピン４３ａ〜４３ｄによって回動可能に係止されている。４つの打刻アーム１４ａ〜１４ｄの中央上部には、図５に示すように、円柱状に切り抜かれた圧縮空気室４４ａが形成されている。圧縮空気室４４ａと支持部３８ａ〜３８ｄとの間には、各打刻アーム１４ａ〜１４ｄを貫通する貫通穴５６ａ〜５６ｄが形成されている。

図１と図４に示すように、シリンダブロック１２は、連通される大径筒４５と小径筒４６からなるシリンダ４７と、上板４８と、円板４９と、４本のピストン５０ａ〜５０ｄを有している。大径筒４５は、４つのシリンダ孔５７ａと４つのシリンダ孔５７ａにそれぞれ連通する４つの気体導入口５２ａ（往復手段）を有している。小径筒４６は、４つのシリンダ孔５８ａを有している。図５に示すように、上板４８には、後述の加圧機構７４から気体を導入する４つの気体導入通路５３ａが形成されている。気体導入通路５３ａの一端には、気体導入具５４ａが設けられ、他端は大径部４５の気体導入口５２ａに連通されている。上板４８には、上板４８を貫通するように４つのシリンダ孔５１ａが形成されている。円板４９には、円板４９を貫通するように４つのシリンダ孔５９ａが形成されている。上板４８の一方の面には、シリンダ４７の基端側に配置されている大径筒４５が接続され、対向する他方の面には円板４９が接続されている。小径筒４６、大径筒４５、上板４８、円板４９を接続したとき小径筒のシリンダ孔５８ａ、大径筒４５のシリンダ孔５７ａ、上板４８のシリンダ孔５１ａ、円板４９のシリンダ孔５９ａが連通された状態になる。この状態で、一端に基端部６０ａ〜６０ｄを有し、他端にスタイラス５５ａ〜５５ｄを有している４本のピストン５０ａ〜５０ｄが、円板４９の上方から各シリンダ孔を貫通して挿入される。

尚、スタイラス５５ａ〜５５ｄは、ピストン５０ａ〜５０ｄに接続される図示略のスタイラス本体と、スタイラス本体の先端側に取り付けられて被マーキング体にマーキングする打刻体とから概略構成されている。また、スタイラス本体の先端には座金が接合されており、この座金に打刻体がろう付けされている。また打刻体は略円錐状に成形されている。スタイラス本体は、例えば、超硬合金、鋼材、軟鉄材などで構成されている。また、座金は、例えば、Ｗ：８９質量％ないし９２質量％、Ｃｏ：３質量％ないし５質量％、Ｃ：５質量％ないし７質量％からなるＧ種１号の超硬合金から構成されている。また、座金と打刻体をろう付けするろう材は、たとえばＡｇ：５０質量％、Ｃｕ：３０質量％、Ｚｎ：２０質量％からなる銀ろう材が使用されている。なお、座金については上記の材質に限定されるものではなく、超硬合金であればどのような材質でもよい。超硬合金からなる座金を使用することで、スタイラス本体を保護することができる。

本発明のマーキング装置用振動ペン１０は、以下の手順で組み立てられる。
打刻アーム１４ａ〜１４ｄの支持部３８ａ〜３８ｄに支持台４２ａ〜４２ｄを支持ピン４３ａ〜４３ｄで回動自在に取り付ける。次に、固定具１６と空気供給部２４ａ〜２４ｄとＯリング２０ａ〜２０ｄが取り付けられた基台ベース１３に可動係止具２６ａ〜２６ｄを固定し、可動係止具２６ａ〜２６ｄに設けられているスプリング２７ａ〜２７ｄを基台ベース１３の貫通穴２１ａ〜２１ｄおよび打刻アーム１４ａ〜１４ｄの貫通穴５６ａ〜５６ｄに挿入し、可動係止片２８ａ〜２８ｄで打刻アーム１４ａ〜１４ｄを支持し、スプリング２７ａ〜２７ｄで打刻アーム１４ａ〜１４ｄを上方に付勢する。支持台４２ａ〜４２ｄの支持基台４０ａ〜４０ｄをねじで基台ベース１３に固定する。この状態で、打刻アーム１４ａ〜１４ｄは、支持台４２ａ〜４２ｄによって片持ち支持されたことになる。このとき、複数の打刻アーム１４ａ〜１４ｄの一端は逃し部１７付近に集中して配置され、他端は逃し部１７より外側に配置されることになる。これにより、打刻アーム１４ａ〜１４ｄに取り付けられている可動板３５ａ〜３５ｄは、逃し部１７の内部に集中して配置されることになる。
尚、可動板３５ａ〜３５ｄの当接部３６ａ〜３６ｄが配置されている領域を打刻領域と呼ぶこととする。

次に、円板４９、上板４８、大径筒４５、小径筒４６を接続したシリンダブロック１２に４本のピストン５０ａ〜５０ｄを円板４９の上方から挿入する。その後、連結部材１５の位置決め凸部３２と上板４８の位置決め凹部６５を、連結部材１５の位置決め凹部３３と上板４８の位置決め凸部６４をそれぞれ接続し、仮係止する。その後、４つのねじを上板４８の貫通穴６１ａ〜６１ｄと連結部材１５の貫通穴３４ａ〜３４ｄと基台ベース１３の貫通穴６２ａ〜６２ｄに挿入し、シリンダブロック１２と連結部材１５と基台ベース１３を固定する。
このようにして、マーキング装置用振動ペン１０の組立が完了する。

図９に示すように、本発明のマーキング装置７０は、上述のマーキング装置用振動ペン１０と位置決め機構７３と加圧機構７４と制御系７５を有している。位置決め機構７３は、被マーキング体６３に対するマーキング装置用振動ペン１０の位置を決めるもので、マーキング装置用振動ペン１０の固定具１６を固定する振動ペン固定部７１と、マーキング装置用振動ペン１０を移動する振動ペン移動機構７２を備えている。加圧機構７４は、マーキング装置用振動ペン１０に加圧気体を供給するもので、ポンプ装置を備えている。制御系７５は、位置決め機構７３と加圧機構７４とを制御するものであり、不揮発メモリを備えている。位置決め機構７３と加圧機構７４は、制御系７５に電気的に接続されている。

本発明のマーキング装置７０は、以下の手順で組み立てられる。
前述のように組み立てたマーキング装置用振動ペン１０の固定具１６を位置決め機構７３の振動ペン固定部７１に固定する。次に、加圧機構７４の抽出口を空気供給部２４ａ〜２４ｄと空気導入具５４ａに取り付ける。位置決め機構７３と加圧機構７４を制御系７５に電気的に接続する。
このようにして、マーキング装置の組立が完了する。

次に、マーキング装置の動作状態について説明する。図５と図７はマーキング開始前の状態を示し、図６と図８はマーキング開始時の状態を示す図である。
尚、ここでは一例として、打刻アーム１４ａにて金属製の被マーキング体６３をマーキングする場合の動作状態を説明する。

図５に示すように、動作前においては、打刻アーム１４ａは支持台４２ａによって片持ち支持されているとともに、スプリング２７ａで上方（基台ベース側）に向けて付勢されている。このとき、打刻アーム１４ａの圧縮空気室４４ａは、気体供給部２４ａから供給される気体が圧縮空気室４４ａの外部に漏れないようにＯリング２０ａによって密閉されている。可動板３５ａの当接部３６ａは、ピストン５０ａの基端部６０ａに当接している。スライタス５５ａは、図示略の被マーキング体６３から離間されて配置されている。この状態で、加圧機構７４から供給された加圧気体は、空気供給部２４ａの空気孔２５ａと空気導入筒１８ａの空気孔１９ａを通過して圧縮空気室４４ａに供給される。供給された加圧気体は、圧縮空気室４４ａに蓄積されていき、圧縮空気室４４ａの圧力がスプリング２７ａの付勢力より大きくなった際に、図６に示すように打刻アーム１４ａは下方（被マーキング体側）に向けて打ちつけられる。これにより、打刻アーム１４ａの可動板３５ａがピストン５０ａを下方へ打ちつけ、スタイラス５５ａが被マーキング体６３にマーキングを行う。

打刻アーム１４ａが下方に移動したことにより、圧縮空気室４４ａは外部と連通し、圧縮気体は開放される。その後、スプリング２７ａの付勢力により、動作前の状態に戻される。また、加圧機構７４から供給された加圧気体が、気体導入通路５３ａと気体導入口５２ａを通って大径筒４５ａのシリンダ孔５７ａに供給されることにより、下方に打ち付けられたピストン５０ａは上方に戻され、再びマーキングが可能な状態になる。可動板３５ａがピストン５０ａを下方に打ちつけ、その後気体導入口５２ａからの圧縮空気の導入により、ピストン５０ａはシリンダ４７の長手方向に往復可能とされている。すなわち、可動板３５ａと気体導入口５２ａがピストンの往復手段として機能する。

次に、本発明のマーキング装置を用いて、被マーキング体６３に文字情報をマーキングする方法について、図１０と図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
尚、文字情報とは文字、記号、図形、バーコード、二次元コード等であるが、一般的に印字や刻印されるものであれば、特に限定されない。二次元コードとは、ＱＲコード（株式会社デンソーウェーブの登録商標）、データマトリクス（ＤＡＴＡ ＭＡＴＲＩＸ）、ＰＤＦ４１７、マキシコード（Ｍａｘｉ Ｃｏｄｅ）等であるが、これに限定されるものではない。また、被マーキング体６３は、マーキング装置の所定の位置に予め載置されているものとする。

図１０は文字をマーキングする場合のフローチャート、図１１は文字コードをマーキングする場合のフローチャートである。制御系７５は、不揮発メモリに表１に示すような制御データベースを有している。制御データベースには、パラメータ格納番地が付されたパラメータ格納エリアが設けられており、文字列、開始位置（開始点Ｘ、開始点Ｙ）、速度等のマーキングパラメータが格納されている。

制御系７５にマーキング指令が入力されると、制御系７５はマーキング指令を読み取り、制御データベースの指定されたパラメータ格納番地のマーキングパラメータを参照して、文字データテーブルを抽出する（Ｓ１〜Ｓ３）。文字データテーブルは、縦番地と横番地からなるｍ行ｎ列のマトリクス状に形成され、マトリクスには二値化データが与えられている。

文字データテーブルを複数の領域に分割し、複数の割付テーブルを作成する（Ｓ４）。複数の割付テーブルは、縦番地と横番地からなるｐ行ｑ列のマトリクス状に形成されている。複数の割付テーブルに対して、マーキング装置用振動ペン１０のピストン５０ａ〜５０ｄを割り当てる（Ｓ５）。複数の割付テーブルのマトリクス行列上の対応する縦番地と横番地の各ドット位置において論理和を求め、ｐ行ｑ列のマトリクス状に形成された打点位置テーブルを作成する（Ｓ６）。

位置決め機構７３を稼動し、マーキング装置用振動ペン１０の中心を文字マーキング開始点に移動する（Ｓ７）。打点位置テーブルを参照し、打点をするか否か判断する（Ｓ８）。各ピストン５０ａ〜５０ｄに割り付けられた割付テーブルを参照して、打点が必要なピストン５０ａ〜５０ｄを動作させ、マーキングを行う（Ｓ９）。打点位置テーブルを参照して、すべての打点が終了したか否か確認する（Ｓ１０）。終了していない場合には、次の打点位置へマーキング装置用振動ペン１０を移動し、各ピストン５０ａ〜５０ｄに割り付けられた割付テーブルを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキングする（Ｓ１０〜Ｓ１２）。このとき、打点位置テーブルを参照して、二値化データが「１」の位置にのみマーキング装置用振動ペン１０を移動する。すなわち、二値化データが「０」の位置については、何れのピストンもマーキングする必要がないので、マーキング装置用振動ペン１０を停止する必要もない。全ての打点の終了を確認した時点で、文字のマーキングは終了する。

次に、制御データベースの指定されたパラメータ格納番地のマーキングパラメータを参照して、文字コードデータテーブルを抽出する（Ｓ１３）。文字コードデータテーブルは、縦番地と横番地からなるｒ行ｓ列のマトリクス状に形成され、マトリクスには二値化データが与えられている。

文字コードデータテーブルを複数の領域に分割し、複数の割付テーブルを作成する（Ｓ１４）。複数の割付テーブルは、縦番地と横番地からなるｔ行×ｕ列のマトリクス状に形成されている。複数の割付テーブルに対して、マーキング装置用振動ペン１０のピストン５０ａ〜５０ｄを割り当てる（Ｓ１５）。複数の割付テーブルのマトリクス行列上の対応する縦番地と横番地の各ドット位置において論理和を求め、ｔ行×ｕ列の打点位置テーブルを作成する（Ｓ１６）。

位置決め機構７３を稼動し、マーキング装置用振動ペン１０の中心を文字コードマーキング開始点へ移動する（Ｓ１７）。打点位置テーブルを参照し、打点をするか否か判断する（Ｓ１８）。各ピストン５０ａ〜５０ｄに割り付けられた割付テーブルを参照して、打点が必要なピストン５０ａ〜５０ｄを動作させ、マーキングを行う（Ｓ１９）。打点位置テーブルを参照して、すべての打点が終了したか否か確認する（Ｓ２０）。終了していない場合には、次の打点位置へマーキング装置用振動ペン１０を移動し、各ピストン５０ａ〜５０ｄに割り付けられた割付テーブルを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキングする（Ｓ２０〜Ｓ２２）。このとき、打点位置テーブルを参照して、二値化データが「１」の位置にのみマーキング装置用振動ペン１０を移動する。すなわち、二値化データが「０」の位置については、何れのピストンもマーキングする必要がないので、マーキング装置用振動ペン１０を停止する必要もない。全ての打点の終了を確認した時点で、文字コードのマーキングは終了する。
文字と文字コードをマーキングすることにより、マーキング処理が完了する。

実施例として、本発明のマーキング装置を用いて文字情報をマーキングする方法について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施例においては、文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる文字列と、それに対応する文字コードを作成し、金属製の被マーキング体６３に対して、図１８に記載の文字情報をマーキングする方法について説明する。

表１に制御データベースを示す。制御データベースには、パラメータ格納番地が付さ
れたパラメータ格納エリアが設けられており、文字列、開始位置（開始点Ｘ、開始点Ｙ）、
速度等のマーキングパラメータが格納されている。

制御系７５にマーキング指令Ｊ１／Ｎ２／Ｄ２が入力されると、制御系７５はマーキング指令を読み取る。指令Ｊ１はパラメータ格納番地１のマーキングパラメータに従って文字をマーキングすることを表す。また、指令Ｎ２は、指令Ｊ１のマーキングパラメータの文字列の行数を指定するもので、一行の文字数が２文字であることを表す。指令Ｄ２は、パラメータ格納番地２のマーキングパラメータに従って、文字コードを生成し、文字コードをマーキングすることを表す。尚、記号「／」は、指令の区切り位置を表す。

マーキング指令Ｊ１に従い、制御系は、パラメータ格納番地１のマーキングパラメータを参照して、図１２に示した文字データテーブルを抽出する。文字データテーブルは、縦８ドット×横３２ドットからなるマトリクス状に形成されている。マトリクスには、二値化データが与えられていて、マーキングする位置には「１」、マーキングしない位置には「０」が格納されている。

文字データテーブルを４つの領域に分割し、図１３に示すように４つの割付テーブルＡ〜Ｄを作成する（Ｓ４）。すなわち、文字データテーブルの１〜８列目を割付テーブルＡとし、９〜１６列目を割付テーブルＢとし、１７〜２４列目を割付テーブルＣとし、２５〜３２列目を割付テーブルＤとする。４つの割付テーブルＡ〜Ｄは、縦８ドット、横８ドットのマトリクス状に形成される。４つの割付テーブルに対して、マーキング装置用振動ペン１０の４つのピストンＡ〜Ｄをそれぞれ１つずつ割り当てる（Ｓ５）。ここでは、割付テーブルＡにピストンＡを、割付テーブルＢにピストンＢを、割付テーブルＣにピストンＣを、割付テーブルＤにピストンＤを割り付けることとする。４つの割付テーブルＡ〜Ｄの対応する各ドット位置において、論理和を計算し、図１４に示す打点位置テーブルを作成する（Ｓ６）。

位置決め機構７３を稼動し、マーキングパラメータを参照して、マーキング装置用振動ペン１０の中心を文字マーキング開始位置に移動する（Ｓ７）。すなわち、複数のマーキング装置用振動ペン１０の中心が、座標原点を基準として、Ｘ軸上で９ｍｍ、Ｙ軸上で１６ｍｍの位置に移動される。

打点位置テーブルを参照し、打点をするか否か判断する（Ｓ８）。すなわち、打点位置テーブルの１行１列の二値化データが「１」なので、打点動作が必要であると判断する。各ピストンＡ〜Ｄに割り付けられた割付テーブルＡ〜Ｄを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキングを行う（Ｓ９）。この場合、割付テーブルＡとＣの１行１列の二値化データは「０」であり、割付テーブルＢとＤの１行１列の二値化データは「１」なので、加圧機構７４がピストンＢとＤに対応する空気供給部２４ｂ，２４ｄに加圧気体を供給し、ピストンＢとＤに対応する打刻アーム１４ｂ，１４ｄを動作することで、ピストンＢ、Ｄのスタイラス５５ｂ，５５ｄが被マーキング体６３にマーキング作業を行う。

続いて、打点位置テーブルを参照して、すべての打点が終了したか否か確認する（Ｓ１０）。終了していない場合には、次の打点位置へマーキング装置用振動ペン１０を移動し、各ピストンＡ〜Ｄに割り付けられた割付テーブルＡ〜Ｄを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキング作業を繰り返す（Ｓ１０〜Ｓ１２）。このとき、打点位置テーブルを参照して、二値化データが「１」の位置にのみマーキング装置用振動ペン１０を移動する。すなわち、打点位置テーブルの二値化データが「０」の位置については、何れのピストンもマーキングする必要がないので、マーキング装置用振動ペン１０を停止する必要もない。打点の終了を確認した時点で、文字のマーキングは終了する。

次に、マーキング指令Ｄ２に従い、制御系は、パラメータ格納番地２のマーキングパラメータを参照して、図１５に示した文字コードデータテーブルを抽出する。文字コードデータテーブルは、縦１６ドット×横１６ドットからなるマトリクス状に形成されている。マトリクスには、二値化データが与えられていて、マーキングする位置には「１」、マーキングしない位置には「０」が格納されている。

文字コードデータテーブルを４つの領域に分割し、図１６に示すように４つの割付テーブルＥ〜Ｈを作成する（Ｓ１４）。すなわち、文字コードデータテーブルの１〜８行目と１〜８列目で囲われる領域を割付テーブルＥとし、１〜８行目と９〜１６列目で囲われる領域を割付テーブルＦとし、９〜１６行目と１〜８列目で囲われる領域を割付テーブルＧとし、９〜１６行目と９〜１６列目で囲われる領域を割付テーブルＨとする。４つの割付テーブルＥ〜Ｈは、縦８ドット、横８ドットのマトリクス状に形成される。４つの割付テーブルＥ〜Ｈに対して、マーキング装置用振動ペン１０の４つのピストンＡ〜Ｄをそれぞれ１つずつ割り当てる（Ｓ１５）。ここでは、割付テーブルＥにピストンＡを、割付テーブルＦにピストンＢを、割付テーブルＧにピストンＣを、割付テーブルＨにピストンＤを割り付けることとする。４つの割付テーブルＥ〜Ｈの対応する各ドット位置において、論理和を計算し、図１７に記載の打点位置テーブルを作成する（Ｓ１６）。

位置決め機構７３を稼動し、マーキングパラメータを参照して、マーキング装置用振動ペン１０の中心を文字コードマーキング開始位置に移動する（Ｓ１７）。すなわち、マーキング装置用振動ペン１０の中心が、座標原点を基準として、Ｘ軸上で３１ｍｍ、Ｙ軸上で１６ｍｍの位置に移動される。

打点位置テーブルを参照し、打点をするか否か判断する（Ｓ１８）。すなわち、打点位置テーブルの１行１列の二値化データが「１」なので、打点動作が必要であると判断する。各ピストンＡ〜Ｄに割り付けられた割付テーブルＥ〜Ｈを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキングを行う（Ｓ１９）。この場合、割付テーブルＥ、Ｆ、Ｈの１行１列の二値化データは「１」であり、割付テーブルＧの１行１列の二値化データは「０」なので、加圧機構７４がピストンＡ、Ｂ、Ｃに対応する空気供給部２４ａ〜２４ｃに加圧気体を供給し、ピストンＡ、Ｂ、Ｃに対応する打刻アーム１４ａ〜１４ｄを動作することで、ピストンＡ、Ｂ、Ｃのスタイラス５５ａ〜５５ｃが被マーキング体６３にマーキング作業を行う。

続いて、打点位置テーブルを参照して、すべての打点が終了したか否か確認する（Ｓ２０）。終了していない場合には、次の打点位置へマーキング装置用振動ペンを移動し、各ピストンＡ〜Ｄに割り付けられた割付テーブルＡ〜Ｄを参照して、打点が必要なピストンを動作させ、マーキング作業を繰り返す（Ｓ２０〜Ｓ２２）。このとき、打点位置テーブルを参照して、二値化データが「１」の位置にのみマーキング装置用振動ペン１０を移動する。すなわち、打点位置テーブルの二値化データが「０」の位置については、何れのピストンもマーキングする必要がないので、マーキング装置用振動ペン１０を停止する必要もない。打点の終了を確認した時点で、文字コードのマーキングは終了する。
文字と文字コードをマーキングすることにより、マーキング処理が完了する。
このように、文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄからなる文字列と、それに対応する文字コードをマーキングした場合、およそ５秒必要であった。

次に、上記のようにマーキングを行った際のマーキング装置用振動ペン１０の中心位置の移動について、説明する。尚、マーキング装置用振動ペン１０の中心位置とは、配列された複数のピストンの中心位置のことである。

動作前において、マーキング装置用振動ペン１０の中心は原点位置（Ｘ軸上で「０」、Ｙ軸上で「０」（以下、位置（０−０）と略記する。）にある。制御系７５がマーキング指令Ｊ１／Ｎ２／Ｄ２を読み取ると、指令Ｊ１に基づいて、制御データベース１の開始点Ｘと開始点Ｙを参照して、位置（９−１６）に移動する。上述のように、文字データテーブルから割付テーブルが作成され、割付テーブルから打点位置テーブルが作成される。マーキング装置用振動ペン１０の中心位置（以下、単に中心位置と略記する。）は、この打点位置テーブルの情報に基づいて、移動する。位置（９−１６）でのマーキング処理が完了すると、打点位置テーブルを参照して、次の打点位置である位置（１０−１６）へと移動する。続いて、順次、位置（１１−１６）、（１２−１６）と移動してマーキングする。続いて、打点位置テーブルの縦１横５を参照すると、二値化データは「０」であり、何れのピストンもマーキングする必要がないことが分かる。

さらに順次、打点位置テーブルを参照すると、縦１横６、縦１横７、縦１横８の何れもマーキングする必要がないことが分かる。次に、打点位置テーブルの縦２横１を参照すると、二値化データが「１」であり、何れかのピストンでマーキングする必要があることが分かる。すなわち、打点位置テーブルの縦２横１に対応する位置（９−１５）でマーキング装置用振動ペン１０の中心位置を停止させる必要があることが分かる。したがって、マーキング装置用振動ペン１０は、位置（１２−６）でマーキングした後、位置（９−１５）に移動する。すなわち、何れのピストンもマーキングする必要がない位置には、ペン中心が停止しない。以下、同様の手順で文字がマーキングされる。

次に、打点位置テーブルの縦８横８を参照して何れのピストンもマーキングする必要がないことを確認すると、中心位置を位置（３１−１６）に移動する。以下、文字のマーキングと同様の手順で、文字コードがマーキングされる。最後に、打点位置テーブルの縦８横８を参照すると、位置（３８−９）に移動し、ピストンＡ〜Ｄでマーキングすることで文字コードのマーキングが完了し、中心位置の移動も完了する。

尚、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施例においては、４つのピストンを用いた場合について説明したが、ピストンは複数個設けてあればよく、２個、３個、５個以上であってもよい。尚、ピストンが１つの場合においては、同時に複数の文字情報をマーキングすることはできないが、マーキング装置用振動ペンを小型化できることや、上記マーキング方法を適用して高速でマーキングできることは言うまでもない。

また、文字情報データベースには、文字列、開始点、速度以外にも種々のパラメータが入っていてもよい。また、マーキングを行わずに、マーキング装置用振動ペンの位置を移動させるためのパラメータが入っていてもよい。また、シリンダ孔の間隔を異ならせたシリンダブロックを用意することで、挿入されるピストンの間隔を変更することができる。また、本実施例においては、４つの文字と４つの文字コードをそれぞれ１つずつ４つのピストンに割り当てた例を示したが、ピストンの間隔を適宜設定することで、複数のピストンで１つの文字や１つの文字コードをマーキングすることもできる。例えば、文字「Ａ」の文字データテーブルを抽出し、この文字データテーブルから４つの割付テーブルを作成し、この４つの割付テーブルに４つのピストンを割り当ててマーキングすることもできる。

本発明のマーキング装置用振動ペンの分解斜視図である。 本発明の振動ペン基台の分解斜視図である。 本発明のマーキング装置用振動ペンの組立状態図である。 （Ａ）は本発明のシリンダブロックの組立状態図であり、（Ｂ）はピストンの斜視図である。 本発明のマーキング装置用振動ペンの断面図である。 本発明のマーキング時におけるマーキング装置用振動ペンの断面図である。 本発明のマーキング装置用振動ペンの斜視図である。 本発明のマーキング時におけるマーキング装置用振動ペンの斜視図である。 本発明のマーキング装置の概略構成図である。 本発明のマーキング方法の手順を示すフローチャートである。 本発明のマーキング方法の手順を示すフローチャートである。 本発明の文字データテーブルを示す図である。 本発明の割付テーブルを示す図である。 本発明の打点位置テーブルを示す図である。 本発明の文字コードデータテーブルを示す図である。 本発明の割付テーブルを示す図である。 本発明の打点位置テーブルを示す図である。 本発明のマーキングする文字情報の図である。 本発明のマーキング装置用振動ペンの中心位置の移動状態を示す図である。

符号の説明

１０・・・マーキング装置用振動ペン、１３・・・基台ベース、１４（１４ａ〜１４ｄ）・・・打刻アーム、３５（３５ａ〜３５ｄ）・・・可動板、４７・・・シリンダ、５０（５０ａ〜５０ｄ）・・・ピストン、５１ａ・・・シリンダ孔（上板の）、５２ａ・・・気体導入口、５５（５５ａ〜５５ｄ）・・・スタイラス、５７ａ・・・シリンダ孔（大径筒の）、５８ａ・・・シリンダ孔（小径筒の）、５９ａ・・・シリンダ孔（円板の）、６０（６０ａ〜６０ｄ）・・・基端部、６３・・・被マーキング体、７０・・・マーキング装置、７１・・・振動ペン固定部、７２・・・振動ペン移動機構、７３・・・位置決め機構、７４・・・加圧機構、７５・・・制御系

Claims (8)

1. シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、前記シリンダに前記ピストンを往復自在に移動させる往復手段とが具備されてなり、前記往復手段が、前記シリンダの基端側に配置された可動板と前記シリンダにおいて前記可動板の形成位置よりも先端側に形成された気体導入口とが具備されてなることを特徴とするマーキング装置用振動ペン。
2. 前記スタイラスを有する前記ピストンが複数、打刻領域に配列されてなることを特徴とする請求項１に記載のマーキング装置用振動ペン。
3. １本のシリンダの先端側に複数のシリンダ孔が隣接形成されて、各シリンダ孔にピストンが出入自在に挿入され、前記シリンダの基端側に基台ベースが接続されるとともに、この基台ベースに前記ピストンの数に対応した打刻アームが片持ち支持構造によって支持され、前記打刻アームによって前記ピストンの基端部を打刻自在とされてなることを特徴とする請求項１または２に記載のマーキング装置用振動ペン。
4. 被マーキング体に文字情報をマーキングするマーキング装置用振動ペンと、前記被マーキング体に対するマーキング装置用振動ペンの位置を決める位置決め機構と、前記マーキング装置用振動ペンに加圧気体を供給する加圧機構と、前記位置決め機構と前記加圧機構とを制御する制御系とが具備されてなり、前記マーキング装置用振動ペンが、シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、前記シリンダに前記ピストンを往復自在に移動させる往復手段とが具備されてなり、前記往復手段が、前記シリンダの基端側に配置された可動板と前記シリンダにおいて前記可動板の形成位置よりも先端側に形成された気体導入口とが具備されてなることを特徴とするマーキング装置。
5. 前記スタイラスを有する前記ピストンが複数、打刻領域に配列されてなることを特徴とする請求項４に記載のマーキング装置。
6. シリンダと、先端にスタイラスを有するピストンと、ピストンの往復手段とを有し、前記スタイラスを有するピストンを複数、打刻領域に配列してなるマーキング装置用振動ペンで文字情報をマーキングすることを特徴とするマーキング方法。
7. 前記文字情報に基づいて文字情報データテーブルを作成し、該文字情報データテーブルを複数の割付テーブルに分割し、該複数の割付テーブルの各ドットにおける論理和から打点位置テーブルを作成し、前記打点位置テーブルに基づいて前記マーキング装置用振動ペンを停止させることを特徴とする請求項６に記載のマーキング方法。
8. 位置決め機構が前記マーキング装置用振動ペンを被マーキング体に対して所定の位置に移動させ、加圧機構が往復手段に加圧気体を供給し、前記往復手段が前記マーキング装置用振動ペンのシリンダに接続された複数のピストンを往復運動させることにより前記複数のピストンの先端に取り付けられたスタイラスを前記被マーキング体に押し当てることを特徴とする請求項６または７に記載のマーキング方法。

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