JP5943689B2 - タイヤ印刷方法及びタイヤ印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのサイド面に印刷を行うタイヤ印刷方法及びタイヤ印刷装置に関する。

印刷ヘッドを用いてタイヤのサイド面に印刷を行う技術が知られている。例えば、タイヤのサイド面と対向するように複数の印刷ヘッドを配置してタイヤを回転させることでタイヤのサイド面に印刷を行う方式（特許文献１等参照）、あるいは、タイヤのサイド面と対向するように配置した印刷ヘッドをタイヤの回転中心軸を回転中心としてタイヤの周方向に回転させることによりタイヤのサイド面に印刷を行う方式（特許文献２等参照）等が知られている。

特開２０１０−１２５４４０号公報 特開２００６−１１１２４２号公報

印刷ヘッドを用いてタイヤのサイド面に印刷を行う場合、印刷ヘッドとタイヤのサイド面との間の距離が離れるとサイド面へのインクの着弾精度が低下する一方で、印刷ヘッドとタイヤのサイド面との間の距離が近すぎると、印刷ヘッドとタイヤのサイド面とが接触してしまい、印刷ヘッドのノズルに異物が付着したり、ノズル内に空気が侵入して吐出不良となる。このため、印刷対象となるタイヤのサイド面の凹凸を測定して印刷ヘッドとタイヤのサイド面との間の印刷時隙間を適正な隙間に設定する必要がある。
しかしながら、タイヤはゴム製品であるため、印刷対象となるタイヤのサイド面は、タイヤ円周方向に沿って波打ち状態となり易く、一つのタイヤ内における位相位置によってタイヤ表面の高さが変化してしまう。この浪打ち状態は、タイヤ毎に大きく変わり、また同種のタイヤであってもタイヤ１本毎にばらつきがあり、精度の良い印刷を行なうには、印刷を行う前にあらかじめタイヤ毎のサイド面の波打ち状態を測定しておく必要がある。

そこで本発明は上記課題を解決するため、印刷対象となるタイヤのサイド面に対する印刷ヘッドの距離の変化を少なくするようにしてタイヤのサイド面への高精度な印刷を可能にするタイヤ印刷方法及びタイヤ印刷装置を提供する。

上記課題を解決するためのタイヤ印刷方法の態様として、タイヤ、及び当該タイヤのサイド面のタイヤ半径方向の表面形状を取得する形状計測器のいずれかを前記タイヤ円周方向に回転させ、前記形状計測器により印刷対象である前記タイヤのサイド面の半径方向の印刷範囲と重複する範囲を含む表面形状をタイヤ円周方向の複数箇所において測定し、測定された表面形状に基づいて印刷ヘッドからサイド面までの距離の変化を小さくするように、タイヤのビード部間の距離を調整してサイド面に印刷することにより、印刷ヘッドに対するサイド面の距離の変化を小さくすることができるので、印刷時の印刷ヘッドとサイド部との隙間を適正に設定でき、タイヤのサイド面に高精度な印刷を行える。
また、表面形状を測定する前に、タイヤに内圧を印加することにより、タイヤのサイド面が内圧の印加前よりも平坦化されるので、より精度の高い印刷を行なうことができる。
また、印刷ヘッドからタイヤ表面までの距離の変化を１０ｍｍ以内に調整することにより、インクを精度良くタイヤのサイド面に着弾させることができるので、精度の高い印刷を行なうことができる。
また、タイヤ内に印加する内圧をあらかじめ所定の規準としてJATMA（一般社団法人 日本自動車タイヤ協会）により規定される正規内圧以下とすることにより、タイヤのサイド面に張りを与えて印刷精度を維持しながら印刷時の空気の出し入れに要する時間を短縮することができ、タイヤ印刷に係る生産性を向上させることができる。
また、印刷対象であるタイヤを横向き状態で回転させることにより、インク滴の吐出方向と重力方向とが一致するので、印刷ヘッドから吐出されたインクのサイド面への着弾位置の精度を向上させることができる。即ち、印刷ヘッドから吐出されたインクは、微小インク滴となって印刷ヘッドとサイド面との間を飛行してサイド面に着弾するため、タイヤを縦向きにした状態でサイド面に印刷を行なった場合、印刷ヘッドから吐出されてサイド面に向かって飛行するインクは重力方向に引張られるので、サイド面への着弾精度が悪化してしまう。従って、タイヤを横向き状態とすることにより精度の良い印刷が可能になる。
また、印刷ヘッドはインクジェットヘッドであることにより、高品質な印刷を行なうことができる。

また、上記課題を解決するためのタイヤ印刷装置の構成として、タイヤのビード部を個別に保持する保持手段と、保持手段に保持されたタイヤのサイド面のうち、印刷ヘッドと対向するサイド面の半径方向の表面形状を測定する形状測定手段と、タイヤ、及び形状測定手段のいずれかを前記タイヤ円周方向に回転させる回転手段と、形状測定手段及び回転手段を制御し、形状測定手段により印刷対象であるタイヤのサイド面の半径方向の印刷範囲と重複する範囲を含む表面形状をタイヤ円周方向の複数箇所において測定させる形状測定制御手段と、形状測定手段により測定された表面形状の高低差が小さくなるように保持手段を制御してタイヤのビード部間の距離を調整するビード部間距離調整手段とを備えることにより、印刷ヘッドに対するサイド面の距離の変化を小さくすることができるので、印刷時の印刷ヘッドとサイド部との隙間を適正に設定でき、タイヤのサイド面に高精度な印刷ができる。
また、タイヤ印刷装置がタイヤ内に内圧を印加する空気注入手段を備えることにより、タイヤのサイド面が内圧の印加前よりも平坦化されるので、より精度の高い印刷を行なうことができる。
また、ビード部間距離調整手段が、印刷ヘッドからタイヤ表面までの距離の変化を１０ｍｍ以内に調整することにより、インクを精度良くタイヤのサイド面に着弾させることができるので、精度の高い印刷を行なうことができる。
また、空気注入手段から注入されるタイヤの内圧は、あらかじめ所定の規準としてJATMAにより規定された正規内圧以下とすることにより、タイヤのサイド面に張りを与えて印刷精度を維持しながら印刷時の空気の出し入れに要する時間を短縮することができ、タイヤ印刷に係る生産性を向上させることができる。
また、保持手段はタイヤを横向きに保持することにより、インク滴の吐出方向と重力方向とが一致するので、印刷ヘッドから吐出されたインクのサイド面への着弾位置の精度を向上させることができる。即ち、印刷ヘッドから吐出されたインクは、微小インク滴となって印刷ヘッドとサイド面との間を飛行してサイド面に着弾するため、タイヤを縦向きにした状態でサイド面に印刷を行なった場合、印刷ヘッドから吐出されてサイド面に向かって飛行するインクは重力方向に引張られるので、サイド面への着弾精度が悪化してしまう。従って、タイヤを横向き状態とすることにより精度の良い印刷が可能になる。
また、印刷ヘッドはインクジェットヘッドであることにより、高品質な印刷を行なうことができる。

タイヤ印刷装置を示す図である。 上下リム体によるタイヤの支持を示す概念図である。 ２次元変位計測センサを用いた断面形状の測定例を示す模式図である。 サイド面を平坦化させるための制御フローチャートである。 内圧を変化させたときの断面形状の変化を示す実施例である。 足幅を変化させたときの断面形状の変化を示す実施例である。

以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

以下、図１を参照し、本発明のタイヤ印刷方法を含む実施形態について説明する。
タイヤ印刷装置１は、印刷対象である横向きのタイヤ２を位置決め設定するタイヤ位置設定手段３と、タイヤ２の上向きのサイド面２ａに印刷する印刷手段４とを備える。

タイヤ２は、トレッド部１１、ショルダー部１２、サイドウォール部（以下サイド部という）１３、ビード部１４を備える。タイヤ２は、トレッド部１１の円筒の両端から延長するようにショルダー部１２が設けられ、ショルダー部１２からタイヤ２の回転中心軸Ａの方向に向けて延長するようにサイド部１３が設けられ、サイド部１３の先端側にビード部１４が設けられる。
両サイド部１３，１３のビード部１４の先端側は、図２に示すように、タイヤ２の回転中心軸Ａ側の内周部１４Ａと、外側の外面部１４Ｂと、内側の内面部１４Ｍとで形成される。

この印刷対象となるタイヤ２は、横向きの状態で搬送手段５によりタイヤ位置設定手段３と印刷手段４とが配置された印刷位置に搬送される。搬送手段５は、搬送方向（紙面裏側から表側方向）に向かって延長するとともに左右に位置されたローラコンベアよりなり、各ローラコンベア間に横向きのタイヤ２を掛け渡すようにタイヤ２を載置して搬送する。また、搬送手段５は、タイヤ２の回転中心軸Ａを一対のローラコンベア間の幅方向中心に一致させた状態で印刷位置まで搬送する。

タイヤ位置設定手段３は、搬送されたタイヤ２を搬送停止位置で回転させる。タイヤ位置設定手段３は、タイヤ２の一方のビード部１４を保持する保持手段としての下側リム体３５を下側から支持する下側支持機構３１と、タイヤ２の他方のビード部１４を保持する保持手段としての上側リム体４５を上側から支持する上側支持機構３２とを備え、上記下側リム体３５，上側リム体４５でタイヤ２の上，下の開口を塞ぐように位置されてタイヤ２を上，下方向から挟み込んで回転可能に支持する。下側支持機構３１は、昇降手段３３と、回転手段３４と、回転軸３７と、下側リム体３５とを備える。

昇降手段３３は、例えば油圧ジャッキ機構により構成され、シリンダ３３ａを上，下に昇降する。これは、電動モータによる昇降機構、ボールねじ及びリニアモーションガイド機構による昇降機構等で構成しても良い。昇降手段３３は、後述の制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいてシリンダ３３ａの昇降動作が制御される。

回転手段３４は、回転モータ３６と、ギア３６Ａと平歯車３７Ａとより成り、モータ３６の回転力でギア３６Ａ，平歯車３７Ａを介して回転軸３７を回転する。回転モータ３６は、後述の制御装置１００と接続され、制御装置１００から出力される信号に基づいて回転駆動する。

下側リム体３５は、搬送手段５により搬送された横置き状態のタイヤ２の下側に位置するビード部１４、即ちサイド部１３の先端側で囲まれる開口に下方から嵌り込んでこの開口を塞ぎ、タイヤ２の回転中心軸Ａと下側リム体３５の中心軸とを一致させてタイヤ２を下側から支持しながら、回転力をタイヤ２に伝達するものである。下側リム体３５は、断面台形状である。下側リム体３５は、回転軸３７の軸心と、当該下側リム体３５の中心軸とが一致するように、小径面３５ａを上向きにして大径面３５ｂ側を下向きにして回転軸３７に固定される。下側リム体３５の外周面は、大径面３５ｂ側から小径面３５ａ側に向かう階段状の係合部３９が形成される。

係合部３９は、ビード部１４の内周部１４Ａが接する内周面３９Ａと、外面部１４Ｂが係合する側面３９Ｂとにより構成される。
係合部３９の内周面３９Ａは、下側から上側に向けて縮径するテーパー状に形成される。また、側面３９Ｂは、下側リム体３５の中心軸に直角方向に延長するように形成される。

図１において、上側支持機構３２は、下側リム体３５とでタイヤ２を挟み込む第２リム体としての上側リム体４５と、下側，上側リム体３５；４５とで支持されたタイヤ２のサイド面２ａの形状を測定する形状測定手段４６とを備える。上側リム体４５は、横フレーム４２の先端側に取り付けられる。横フレーム４２は、後端がフレーム４１に取り付けられ、先端に鉛直下方向に延長する支持軸４３を備える。支持軸４３は、下側支持機構３１の下側リム体３５の中心軸と軸心が一致するように横フレーム４２の先端に固着される。

上側リム体４５は、下側リム体３５と上，下対称形状となっており、下側リム体３５と同様に外周面が階段状の断面逆台形である。上側リム体４５は、支持軸４３の軸心と当該上側リム体４５の中心軸、即ちタイヤ２の回転中心軸Ａと一致するように、小径面４５ａを下向きにして大径面４５ｂ側が支持軸４３の下端にベアリング４４等を介して回転自在に取り付けられる。上側リム体４５の外周面には、大径面側４５ｂから小径面側４５ａに向けて階段状の係合部４９を備える。即ち、係合部４９は、ビード部１４の内周部１４Ａが接する内周面４９Ａと、この内周面４９Ａと直角でかつ外側の外面部１４Ｂが係合する側面４９Ｂとにより構成される。

従って、下側支持機構３１の昇降手段３３を駆動して下側リム体３５を上昇させることで、所定のタイヤ幅サイズのタイヤ２の下側のサイド部１３の先端側としてのビード部１４で囲まれる開口に下側リム体３５の係合部３９を係合させ、タイヤ２の上側のビード部１４で囲まれる開口に上側リム体４５の係合部４９に係合するまで、下側リム体３５とともにタイヤ２を上昇させて、下側リム体３５と上側リム体４５とでタイヤ２を挟み込んでタイヤ２を保持する。

また、上側リム体４５には、下側，上側リム体３５；４５で支持されたタイヤ２内に空気を注入するため空気注入装置４７が接続される。空気注入装置４７は、空気供給源４８と、空気供給路４９と、バルブ５０とを備える。空気供給源４８は、例えばコンプレッサーにより構成される。空気供給路４９は、例えば上側リム体４５の大径面４５ｂから小径面４５ａにかけて連通する空気流通孔の大径面４５ｂの開口と、コンプレッサーの空気出口とを連通可能に繋ぐ連通管とにより構成される。

バルブ５０は、空気供給路４９上に設けられ、後述の制御装置１００から出力される信号によりタイヤ２内に注入する空気の空気圧の制御を可能にする電動バルブよりなる。従って、タイヤ２内には、制御装置１００により制御されたバルブ５０の動作によって所定圧に調整された空気がタイヤ２内に注入される。

タイヤ２内に空気を所定圧で注入することで、タイヤ２のビード部１４の内周部１４Ａが、下側，上側リム体３５，４５の内周面３９Ａ，４９Ａに沿って側面３９Ｂ，４９Ｂ側に向けて押圧されるように移動して、ビード部１４の外面部１４Ｂが側面３９Ｂ，４９Ｂに密着した気密状態となり、印刷対象面となるタイヤ２の上側のサイド面２ａをできるだけ平坦に近い状態にして、上側のサイド面２ａの高低差を小さくする。

タイヤ２内に注入される空気圧は、ＪＡＴＭＡ（一般社団法人：日本自動車タイヤ協会）によりタイヤの構造及び用途毎に最適値として規定される規定内圧よりも少なく、規定内圧の半分以上の範囲内で設定される。上記圧力の範囲内で、空気をタイヤ２の内側に注入することで、タイヤ２への空気の出し入れに要する時間を短縮できるとともに、印刷時の精度を維持することができる。なお、上記範囲外、例えば、規定内圧の半分よりも少ない圧力で空気を注入すると、タイヤ２のサイド面２ａに好適な張りが得られないとともに、タイヤ２の回転中心軸Ａを下側，上側リム体３５；４５の中心軸と一致させるセンタリング精度が低下してしまう虞がある。

形状測定手段４６は、２次元変位計測センサ５１と、センサ移動機構５２とを備える。
２次元変位計測センサ（以下、変位センサという）５１は、印刷可能状態に設定されたタイヤ２の上側のサイド面２ａと対向する当該サイド面２ａの上方位置に設けられる。変位センサ５１は、例えば図３に示すように、タイヤ２の上側のサイド面２ａの半径方向に延長する延長線上の一定範囲Ｘにレーザー光ａを照射してサイド面２ａで反射したレーザー光ｂを受光することにより、タイヤ表面におけるレーザー光ａを照射した一定範囲Ｘ部分のサイド面２ａの断面形状Ｇを取得する。つまり、タイヤ２の上側のサイド面２ａにおける当該サイド面２ａの径方向に延長する延長線上の一定範囲Ｘの位置情報と高さ情報とを同時に取得する形状計測器である。上記一定範囲Ｘは、サイド部１３の全域に亘る範囲、若しくは、サイド面２ａにおける印刷範囲と重複する範囲に設定される。

センサ移動機構５２は、タイヤ２の回転中心軸Ａに沿った軸方向、及び、タイヤ２の回転中心軸Ａと直交するタイヤ２の直径線に沿う半径方向に変位センサ５１を移動させる機構である。即ち、センサ移動機構５２は、変位センサ５１をタイヤ２の軸方向及びタイヤ２の半径方向に移動させる機構であり、例えば、変位センサ５２を取付けた部材をボールねじとＬＭガイドとが一体化された直動移動機構により移動させる構成を組み合わせて構成され、タイヤ２の軸方向及びタイヤ２の半径方向への移動量をサーボモーターで制御する構成である。従って、異なるサイズのタイヤであっても、センサ移動機構５２が変位センサ５１をタイヤ２のサイド面２ａに対して垂直方向、半径方向に移動させることで、サイド面２ａの断面形状Ｇの取得において、タイヤ毎に一定範囲Ｘを同様に設定することができる。

印刷手段４は、タイヤ２に印刷を実施する印刷装置であって、タイヤ２のサイド面２ａに対してインク等を吐出する印刷ヘッド２１と、印刷ヘッド２１を印刷対象に対して移動させる印刷ヘッド移動機構とを備える。
印刷ヘッド移動機構は、印刷ヘッド２１をタイヤ２のサイド面２ａに対する位置を調節する高さ方向移動機構２３と、印刷ヘッド２１をタイヤ２の半径方向に移動させる径方向移動機構２４とにより構成される。

高さ方向移動機構２３は、搬送手段５の印刷位置において、搬送されたタイヤ２の上側のサイド面２ａよりも上方まで延長するように床面から立設された支柱２５の上端側に取り付けられる。高さ方向移動機構２３は、例えば、レール２３Ａとスライダ２３Ｂからなるリニアガイドであって、支柱２５の上端側において、レール２３Ａが鉛直方向を向けて支柱２５に取り付けられ、図外の駆動手段の駆動によってレール２３Ａの延長方向に沿ってスライダ２３Ｂを移動させる。

径方向移動機構２４は、高さ方向移動機構２３と同様に、レール２４Ａ及びレール２４Ａ上を移動するスライダ２４Ｂからなるリニアガイドが適用される。径方向移動機構２４は、レール２４Ａの一端が高さ方向移動機構２３のスライダ２３Ｂに固定され、他端が搬送されたタイヤ２の回転中心軸Ａの軸線上に向けて水平に延長するように配置される。

印刷ヘッド２１は、径方向移動機構２４のスライダ２４Ｂから鉛直方向に延長する延長部材２６の下端に取り付けられる。印刷ヘッド２１は、例えば、インクジェットヘッドであって、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ホワイト、ブラック等のインクをノズルから吐出することで印刷を実行する。

印刷ヘッド２１は、図外のインク供給機構から供給されたインクを吐出するノズルを配列したノズル面２１ａを備え、印刷ヘッド２１の内部に配置された例えば圧電素子を伸縮させることで、ノズルに連通するインク質の容積を変化させて、ノズルの開口からインクを吐出する。なお、印刷ヘッド２１の直後には、印刷対象であるサイド面２ａに付着した図外のインク乾燥手段が設けられる。インク乾燥手段は、例えば、紫外線照射ランプ（以下、ＵＶランプという）である。なお、印刷ヘッド２１の直後とは、印刷ヘッド２１による印刷の進行方向の移動元側を意味する。

制御装置１００は、いわゆるコンピュータであって、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイスを備え、記憶手段には、タイヤ印刷に係る動作を制御するための制御プログラムが記憶され、制御プログラムを実行することによりタイヤ印刷に係る動作を制御する。
制御装置１００は、タイヤ位置設定制御手段７０、形状計測制御手段７１、高低差検出手段７２と、高低差判定手段７３と、印刷制御手段７５とを備える。

タイヤ位置設定制御手段７０は、昇降手段３３のシリンダ３３ａの上下動動作、空気供給源４８のオンオフ動作による空気供給動作を制御するための、足幅制御手段７６と、内圧制御手段７７とを備える。

足幅制御手段７６は、昇降手段３３のシリンダ３３ａの上下動動作を制御して下側リム体３５と上側リム体４５とでタイヤ２を支持するときのタイヤ２の上下のビード部１４：１４間の回転中心軸Ａ方向の距離を制御する。本実施形態では、下側リム体３５の小径面３５ａから上側リム体４５の小径面４５ａまでの距離をビード部１４；１４間の足幅Ｃとして定義する。即ち、足幅制御手段７６は、ビード部１４；１４間のタイヤ２の回転中心軸Ａ方向の距離を調整するビード部間距離調整手段としての機能を有する。
具体的には、足幅制御手段７６は、下側リム体３５を上昇させて下側リム体３５と上側リム体４５とでタイヤ２を保持する制御と、タイヤ２のサイズに応じて、タイヤ２のビード部１４の係合部３９；４９に嵌り合う下側リム体３５と上側リム体４５との距離を基準距離に設定する制御と、基準距離に設定された下側リム体３５と上側リム体４５との距離を所定距離ずつ近接、又は離間させる制御とを行う。即ち、足幅制御手段７６は、下側リム体３５と上側リム体４５とでタイヤ２を基準距離で保持した後に、下側リム体３５と上側リム体４５との距離を変化させることでタイヤ２のビード部１４；１４間の距離を調整する制御を行ない、下側リム体３５と上側リム体４５とでタイヤ２を支持させる。本実施形態では、基準距離は、タイヤ２をホイールリムに組付けるときに推奨される推奨リム幅のうち小さいリム幅とする。

内圧制御手段７７は、下側リム体３５及び上側リム体４５により支持されたタイヤ２に供給する空気圧を制御する。具体的には、内圧制御手段７７は、下側リム体３５と上側リム体４５とに支持されたタイヤ２に基準内圧を印加する制御と、基準内圧から所定圧力ずつ上昇又は下降するように内圧を調整する制御とを行なう。本実施形態では、基準内圧は、タイヤ毎に規定される規定内圧の半分の圧力とする。また、規定内圧は、記憶手段にあらかじめ記憶させておく。なお、タイヤ２内の内圧は、規定内圧を最大内圧とし、この規定内圧を上限として設定する。

形状測定制御手段７１は、下側リム体３５の回転動作、変位センサ５１のオンオフ動作、センサ移動機構５２を制御し、タイヤ２が１回転する間、変位センサ５１を複数回動作させて変位センサ５１の下方に位置する印刷対象面となるサイド面２ａの一定範囲Ｘ部分の断面形状Ｇを複数回測定する。

高低差検出手段７２は、タイヤ２を１回転させる間に変位センサ５１で取得された断面形状Ｇから最高位値と最低位値とを検出して、最高位値と最低位値との差を検出する。本実施形態では、変位センサ５１によりタイヤ円周方向に沿って複数回取得されたサイド面２ａの各断面形状Ｇにおける上側のサイド面２ａの凹凸の高さが一番高い位置Ｐの高さ情報と、一番低い位置Ｑの高さと情報とを検出し、タイヤ１周分の最高位値の平均値と、最低位値の平均値とを算出して、最高位値の平均値と最低位値の平均値との差からタイヤ２のサイド面２ａにおける高低差Ｈを算出する。なお、最高位置や最低位値とを示す高さ情報は、変位センサ５１により測定される変位センサ５１からサイド面２ａまでの距離である。

高低差判定手段７３は、高低差検出手段７２により検出されたタイヤ２のサイド面２ａの高低差Ｈが所定差以下であるかどうかを判定する。具体的には、高低差判定手段７３は、断面形状Ｇにおける高低差Ｈが所定差よりも大きいときには、足幅制御手段７６及び内圧制御手段７７とに信号を出力して、下側リム体３５と上側リム体４５との距離や、タイヤ２内の内圧を変化させて、高低差Ｈが所定差以下、かつ最も高低差Ｈが小さくなるまで判定を繰り返す。

印刷制御手段７５は、印刷ヘッド２１による印刷動作、印刷ヘッド移動機構、インク乾燥手段を制御する。印刷ヘッド２１を駆動してサイド面２ａに印刷を行った後に印刷された部分がＵＶランプの下に位置するようにタイヤ２の回転を制御することで、印刷された部分のインクを印刷直後に乾燥させてタイヤを１周させる間に各色を印刷させる。

以下、図４を用いてタイヤ２の設定方法について説明する。
印刷対象であるタイヤ２が搬送手段５により印刷位置に搬送されると、印刷を実行するためのタイヤ２の設定動作が実行される。
まず、ステップＳ１０１では、制御装置１００の足幅制御手段７６が昇降手段３３を制御してシリンダ３３ａを上動させ、下側リム体３５の内周面３９Ａをビード部１４の内周部１４Ａに嵌めながら下側リム体３５の側面３９Ｂがビード部１４の外周部１４Ｂに接するまで下側リム体３５を上動させた後に、さらに、シリンダ３３ａを上動させて、上側のビード部１４の内周部１４Ａが上側リム体４５の内周面４９に嵌り、ビード部１４の外周部１４Ｂが上側リム体４５の側面４９Ｂと接触するまで上昇させて、上側リム体４５に対する下側リム体３５の距離、即ちビード部１４；１４間の距離を基準距離に設定する。

次に、ステップＳ１０２では、内圧制御手段７７により空気注入装置４７の空気供給源４８を駆動させて下側リム体３５と上側リム体４５とで気密状態となったタイヤ２の内側に内圧が基準内圧となるように空気を注入する。
これにより、タイヤ２の外側面１４Ｂが下側，上側リム体３５；４５の側面３９Ｂ；４９Ｂと密着して、印刷対象面となる上側のサイド面２ａが平坦に近い状態となり上側のサイド面２ａの高低差Ｈをできるだけ小さくすることができる。

次に、ステップＳ１０３では、形状測定制御手段７１が、変位センサ５１のオンオフ動作、センサ移動機構５２、回転モータ３６を制御し、タイヤ２を１回転させる間、変位センサ５１を複数回動作させて変位センサ５１の下方に位置するサイド面２ａの一定範囲Ｘ部分の断面形状Ｇを複数回計測する。
タイヤ２を１回転させる間にサイド面２ａの位置情報とサイド面２ａの高さ情報とを円周方向に沿って複数回取得する。なお、断面形状Ｇの測定において、測定する間隔を短くするほど精度を高めることができる。

次に、ステップＳ１０４では、高低差検出手段７２により、タイヤ２を１回転させる間に得られた複数の断面形状Ｇからそれぞれ最高位値と最低位値とを検出した後に最高位値と最低位値の差である高低差Ｈを検出する。

次に、ステップＳ１０５では、高低差判定手段７３により内圧の変更回数が規定回数に到達しているかどうかの判定がなされ、規定回数に到達したときにはステップＳ１０６に移行し、規定回数に到達していないときにはステップＳ１０７に移行してタイヤ２の内圧を所定圧力変化するように内圧を変更し、内圧の変更回数が規定回数に到達するまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０４を繰り返す。

ステップＳ１０６では、高低差検出手段７２により複数回の内圧の変更により得られた複数の高低差Ｈのうち最も高低差Ｈが小さい最小高低差を検出した後に、ステップＳ１０８に移行して当該最小高低差となったときの内圧にタイヤ２の内圧を設定する。

ステップＳ１０９では、タイヤ２の内圧が設定されると、足幅制御手段７６によりビード部１４；１４間の距離を所定距離変化させて足幅Ｃを変更させる。
次に、ステップＳ１１０では、形状測定制御手段７１により変位センサ５１のオンオフ動作、センサ移動機構５２、回転モータ３６を制御させて、タイヤ２のサイド面２ａの１周分の一定範囲Ｘ部分の断面形状Ｇを複数回測定する。

次に、ステップＳ１１１では、高低差検出手段７２により、再び、タイヤ２を１回転させる間に得られた複数の測定結果から最高位値と最低位値とを検出した後に、最高位値と最低位値の差である高低差Ｈを検出する。高低差Ｈは、図６に示すように、足幅Ｃを変化させることで変化し、最低位値が、レーザー光ａが照射された一定範囲Ｘのうちビード部１４側からトレッド部１１側に変化する。

次に、ステップＳ１１２では、高低差判定手段７３により足幅Ｃの変更回数が規定回数に到達しているかどうかの判定がなされ、規定回数に到達したときにはＳ１１３に移行し、規定回数に到達していないときにはステップＳ１０９からステップＳ１１１を繰り返して、タイヤ２の足幅Ｃをさらに所定距離変化するように変更した後に、断面形状Ｇを測定して高低差Ｈを検出する工程を繰り返す。

ステップＳ１１３では、高低差検出手段７２により複数回の足幅Ｃの変更により得られた複数の高低差Ｈから最も高低差Ｈが小さい最小高低差を検出した後に、ステップＳ１１４に移行して当該最小高低差となったときの足幅Ｃにタイヤ２の足幅Ｃを設定する。

次に、ステップＳ１１５では、足幅Ｃが設定されると、最終的に内圧及び足幅Ｃが最終的に設定されたときの断面形状Ｇにおける高低差Ｈが、印刷可能な高さの範囲内かどうかの判定を行い、印刷可能範囲内であるときにはタイヤ２の位置設定を終了して印刷制御手段に信号を出力し、印刷可能範囲外であるときには“ＥＲＲＯＲ”を報知して終了する。印刷可能な高さの範囲である高低差Ｈは、例えば、１０ｍｍ以下として設定される。

そして、印刷制御手段７５が印刷手段４を制御して、最小高低差となったときの最高位値の高さ、サイド面２ａから離れた位置に印刷ヘッド２１のノズル面２１ａを配置し、印刷ヘッド２１の位置を一定に保ちながら、タイヤ２を回転させて印刷ヘッド２１を駆動し、サイド面２ａに対して印刷を行う。
なお、タイヤ２のサイズ幅、径等を異ならせた場合には、センサ移動機構５２、印刷ヘッド移動機構２２、インク乾燥手段移動機構を制御して、変位センサ５１、印刷ヘッド２１、ＵＶランプのタイヤ２の半径方向及び軸方向の位置を調整する。

以下、図５及び図６を用いてタイヤ内圧及び足幅Ｃを変化させたときのタイヤ２のサイド面２ａの挙動について説明する。
図５（ａ）は、下側リム体３５と上側リム体４５とを基準距離離間させてタイヤ２を支持させて、タイヤ２内に基準内圧から空気圧を印加し、さらに所定圧力ずつ上昇させたときのタイヤの断面形状Ｇの変化を示したものである。また、図５（ｂ）は、各断面形状Ｇにおける最高位値、最低位値及び高低差Ｈをまとめた表である。本実施例では、基準内圧を規定内圧の半分に相当する０．１５０ＭＰａとし、所定圧力として０．０５ＭＰａずつ増加させた。図５（ａ）に示すように、タイヤ２の足幅Ｃを基準距離に設定してタイヤ２内の内圧を基準内圧から増加させることで、断面形状Ｇにおける最高位値と最低位値との高低差Ｈが徐々に小さくなる結果が得られることがわかる。従って、内圧を０．３５１ＭＰａに設定することで、サイド面２ａにおける高低差Ｈが最も小さく、平坦となり、タイヤ２内の内圧をこの内圧に設定することで、サイド面２ａと印刷ヘッド２１との距離の変化を最小とすることができる。

図６（ａ）は、下側リム体３５と上側リム体４５とを基準距離で配置してタイヤ２を支持させた後に基準内圧を印加し、足幅Ｃを基準距離から所定距離ずつ増加させたときのタイヤ２の断面形状Ｇの変化を示したものである。また、図６（ｂ）は、各断面形状Ｇにおける最高位値、最低位値及び高低差Ｈをまとめた表である。本実施例では、足幅Ｃの基準距離を１４８ｍｍ、基準内圧を０．３５１ＭＰａに設定して所定距離として１ｍｍずつ増加させて断面形状Ｇの変化について調べた。なお、同図では、断面形状Ｇの変化を示すため、間引いた結果を示してある。図６（ａ），（ｂ）に示すように、タイヤ２内に基準内圧を印加した状態で、足幅Ｃを基準距離から増加させることで、Ｆ１からＦ５のように、断面形状Ｇにおける最高位値と最低位値との高低差Ｈが徐々に小さくなる結果が得られることがわかる。しかし、Ｆ６，Ｆ７に示すように、足幅Ｃを広げ過ぎた場合、再び高低差Ｈが大きくなってしまう。従って、高低差Ｈが最も小さくなるように、足幅Ｃを変化させることで、サイド面２ａにおける高低差Ｈを最も小さくして平坦化することができ、サイド面２ａと印刷ヘッド２１との距離の変化を最小とすることができる。

従って、タイヤ２内の内圧や足幅Ｃのいずれかを変化させることによりタイヤ２のサイド面２ａにおける高低差Ｈを小さくすることが可能となる。
また、上記実施形態で説明したように、タイヤ２のサイド面２ａが平坦化するように、内圧と足幅Ｃとを変化させてタイヤ２のサイド面２ａにおける高低差Ｈを最も小さくするようにしても良い。
即ち、下側，上側リム体３５；４５により基準足幅で支持されたタイヤ２に規定内圧を印加し、内圧を所定圧力で変化させて印刷面側のサイド面２ａの形状を測定して、測定された形状のうち、最高位値と最低位値との高低差Ｈが最も小さくなるときの内圧に設定した後に、さらに、ビード部１４；１４間の距離を基準足幅から所定距離で変化させて印刷面側のサイド面２ａの形状を測定することで、測定された形状のうち、最高位値と最低位値との高低差Ｈが最も小さくなるときの足幅Ｃに設定することで、よりサイド面２ａの断面形状Ｇを平坦化することが可能となる。

なお、本実施例では、基準内圧を規定内圧の半分、足幅Ｃの基準距離を推奨リム幅の最も狭い幅に設定したため、内圧や足幅Ｃを増加させることで、サイド面２ａの断面形状Ｇの高低差Ｈが小さくなったが、基準内圧を規定内圧、足幅Ｃの基準距離を推奨リム幅の最も広い幅に設定した場合、内圧や足幅Ｃを減少させることで、サイド面２ａの断面形状Ｇの高低差Ｈが小さくすることも可能である。

上記実施形態では、基準足幅に設定した後に、先にタイヤ内の内圧を基準内圧から変化させてタイヤ２のサイド面２ａの高低差Ｈが最小となるタイヤ内圧を検出して、タイヤ内の内圧を当該内圧に設定した後に、さらに足幅Ｃを変更して、サイド面２ａの高低差Ｈが最小となる足幅Ｃを検出して、タイヤ２の足幅Ｃを当該足幅Ｃに設定するとして説明したが、先にサイド面２ａの断面形状Ｇの高低差Ｈが最小となるように足幅Ｃを設定した後に、タイヤ内の内圧を変化させて断面形状Ｇの高低差Ｈが最小となるタイヤ内圧に設定するようにしても良い。

また、実施形態では、印刷ヘッド２１のノズル面２１ａを最小高低差となるときの最高位値の高さに設定したが、タイヤ２の回転に応じてサイド面２ａと、印刷ヘッド２１の印刷時の隙間を逐次最適な間隔に設定するようにしてもよい。

実施形態では、タイヤ２を回転させてサイド面２ａの断面形状Ｇを測定する例を示したが、サイド面２ａの周方向に沿って変位センサ５１を移動させることによってタイヤ２の回転中心軸Ａを回転中心とした所定角度位置毎のサイド面２ａの位置情報と高さ情報とを計測するようにしてよい。

実施形態では、タイヤ２を回転させて印刷動作を行う例を示したが、印刷ヘッド２１をサイド面２ａの周方向に沿って移動させながら印刷を行うようにしてもよい。

１ タイヤ印刷装置、２ タイヤ、２ａ サイド面、３ タイヤ位置設定手段、
４ 印刷手段、１４ ビード部、２１ 印刷ヘッド、３５ 下側リム体、
４５ 上側リム体、４６ 形状測定手段、４７ 空気注入装置、
７０ タイヤ位置設定制御手段、７１ 形状測定制御手段、
７２ 高低差検出手段、７３ 高低差判定手段、７５ 印刷制御手段、
７６ 足幅制御手段、７７ 内圧制御手段、１００ 制御装置、Ｃ 足幅、Ｇ 断面形状。

Claims (12)

1. タイヤ、及び当該タイヤのサイド面のタイヤ半径方向の表面形状を取得する形状計測器のいずれかを前記タイヤ円周方向に回転させ、前記形状計測器により印刷対象である前記タイヤのサイド面の半径方向の印刷範囲と重複する範囲を含む表面形状をタイヤ円周方向の複数箇所において測定し、測定された表面形状に基づいて印刷ヘッドからサイド面までの距離の変化を小さくするように、タイヤのビード部間の距離を調整してサイド面に印刷するタイヤ印刷方法。
2. 表面形状を測定する前に、タイヤに内圧を印加する請求項１記載のタイヤ印刷方法。
3. 印刷ヘッドからタイヤ表面までの距離の変化を１０ｍｍ以内に調整する請求項１又は請求項２記載のタイヤ印刷方法。
4. 前記タイヤの内圧は、あらかじめ所定の基準としてJATMAにより規定された正規内圧以下である請求項２又は請求項３記載のタイヤ印刷方法。
5. 前記タイヤは横向きとする請求項１乃至請求項４いずれか記載のタイヤ印刷方法。
6. 前記印刷ヘッドはインクジェットヘッドである請求項１乃至請求項５いずれか記載のタイヤ印刷方法。
7. タイヤのビード部を個別に保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持されたタイヤのサイド面のうち、印刷ヘッドと対向するサイド面の半径方向の表面形状を測定する形状測定手段と、
   前記タイヤ、及び形状測定手段のいずれかを前記タイヤ円周方向に回転させる回転手段と、
   前記形状測定手段及び前記回転手段を制御し、前記形状測定手段により印刷対象である前記タイヤのサイド面の半径方向の印刷範囲と重複する範囲を含む表面形状をタイヤ円周方向の複数箇所において測定させる形状測定制御手段と、
   前記形状測定手段により測定された表面形状の高低差が小さくなるように上記保持手段を制御して、タイヤのビード部間の距離を調整するビード部間距離調整手段と、
   を備えるタイヤ印刷装置。
8. タイヤ内に内圧を印加する空気注入手段を備える請求項７記載のタイヤ印刷装置。
9. 前記ビード部間距離調整手段は、印刷ヘッドからタイヤ表面までの距離の変化を１０ｍｍ以内に調整する請求項７又は請求項８記載のタイヤ印刷装置。
10. 前記空気注入手段から注入されるタイヤの内圧は、あらかじめ所定の基準としてJATMAにより規定された正規内圧以下である請求項８又は請求項９記載のタイヤ印刷装置。
11. 前記保持手段はタイヤを横向きに保持する請求項７乃至請求項１０いずれか記載のタイヤ印刷装置。
12. 前記印刷ヘッドはインクジェットヘッドである請求項７乃至請求項１１いずれか記載のタイヤ印刷装置。
    

Images