JP6429132B2

JP6429132B2 - マーキング装置

Info

Publication number: JP6429132B2
Application number: JP2016176325A
Authority: JP
Inventors: 古田　俊治; 俊治古田; 吉成佐藤
Original assignee: フロンティアシステム株式会社; 株式会社新栄電器製作所
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2036-09-09
Also published as: JP2018040750A

Description

本発明は、シート状対象物にマーキングする装置に関し、特には、製品の欠陥を欠陥検査装置で検出して、その欠陥検出箇所に自動で印をつけるマーキング装置に関する。

合成樹脂フィルムや金属箔、布帛等の長尺なシート状製品の製造ラインでは、製造された製品におけるキズや欠損、汚れ等の欠陥の有無を欠陥検査装置で検査し、欠陥が見つかった場合にその欠陥検出箇所にマーキングするマーキング装置が導入されている。欠陥箇所にマーキングする理由は、検査装置で見つかった欠陥を、その後の工程で除去したり修復したりするため、あるいは、検査装置で見つかった欠陥が真の欠陥であるか否かを目視により確認するため等である。マーキング装置では通常、市販されている油性のマーキングペンが用いられる。

このようなマーキング装置としては例えば特許文献１に記載の装置がある。このマーキング装置は、シート状製品の搬送路の上に配置される、市販のマーキングペンを収容するペン収容管と、該ペン収容管の下部開口を開閉するシャッターを備えている。ペン収容管には、キャップを外した状態でマーキングペンが収容される。欠陥検査装置により欠陥が検出されると、その欠陥箇所がマーキング装置の横を通過するタイミングでペン収容管が下降され、シャッターが開放されるとともに、マーキングペンが押し出されてそのペン先が下部開口から突出し、シート状製品にマーキングが施される。

特開2012-154679号公報

上記従来のマーキング装置は、マーキングペンのペン先の乾燥を防ぐため、ペン収容管はその下部開口を開閉するシャッター及びこれを駆動する開閉機構を備えており、マーキングを行っていない待機状態においては前記下部開口をシャッターで閉鎖している。このため、マーキング動作を実行するためには、ペン収容管の上下動機構、シャッターの開閉機構、マーキングペンの押出機構を適宜のタイミングで動作させる必要があり、装置構成及び制御が複雑になるという問題があった。

なお、ここでは、長尺なシート状対象物の欠陥検出箇所にマーキングする装置を例に挙げて説明したが、上述の問題は、欠陥検出箇所以外の箇所にマーキングする場合も同様に生じる。また、長尺なシート状対象物に限らず、リチウム二次電池に用いられる電極シートや液晶テレビ、プラズマテレビ、パーソナルコンピュータ及び携帯情報端末の表示パネル等に用いられるガラス板やプラスチック板、プラスチックフィルム等の枚葉のシート状対象物にマーキングする場合も同様である。

本発明が解決しようとする課題は、シート状対象物にマーキングするための装置の構成及び制御を簡単にすることである。

上記課題を解決するために成された本発明に係るマーキング装置は、筒状体の後端のノック部が押圧される毎に、該筒状体の先端部の開口の蓋体が開放して該開口からペン本体のペン先が突出したマーキング状態と、該ペン先が前記筒状体に没入して前記蓋体が前記開口を閉鎖した待機状態とに交互に変化するノック式マーキングペンを用いて、搬送路を搬送されるシート状対象物にマーキングするマーキング装置において、
a1) 前記マーキングペンを着脱可能に保持するペンホルダーと、
a2) 前記ペンホルダーに保持されたマーキングペンのノック部を押圧する押圧機構と、
a3) 前記ペンホルダーを、該ペンホルダーに保持されたマーキングペンのペン先が前記搬送路の上面に接触する近接位置と、離間する離間位置との間で変位させる変位機構と、
を備えるマーキング部と、
b) 外部からの指令に基づき、前記押圧機構に前記ノック部を押圧させ、前記変位機構に前記ペンホルダーを離間位置から近接位置に変位させる第１動作と、前記押圧機構に前記ノック部を押圧させ、前記変位機構に前記ペンホルダーを近接位置から離間位置に変位させる第２動作を実行させる制御部と
を備えることを特徴とする。

本発明に係るマーキング装置は、いわゆるノック式マーキングペンを用いてシート対象物の欠陥検出箇所にマーキングする。ノック式マーキングペンとは、筒状体の後端のノック部を１回押圧すると該筒状体の先端部開口に取り付けられた蓋体が開放して該開口からペン本体のペン先が突出したマーキング状態となり、もう１回押圧すると該ペン先が前記筒状体に没入して前記蓋体が前記開口を閉鎖した待機状態となる、という２状態を持つペンを指す。
本発明に係るマーキング装置のマーキング部では、初期状態において、ペンホルダーは離間位置にあり、且つペンホルダーには待機状態にあるマーキングペンが保持されている。外部から指令が送られてくると、制御部は、所定のタイミング（例えば欠陥検出装置により欠陥が検出された箇所がマーキング部の近傍を通過するタイミング）で押圧機構及び変位機構を動作させ、第１動作と第２動作を実行する。なお、外部からの指令としては、マーキング部よりも上流側に配置された欠陥検出装置でシート状対象物に欠陥が検出されて該欠陥検出装置から送られてくる指令、枚葉状のシート状対象物の場合に計数装置が該シート状対象物の枚数をカウントし、所定の枚数毎に該計数装置から送られてくる指令等が挙げられる。また、変位機構及び押圧機構は、共通の（１個の）駆動源で駆動される構成でも良く、それぞれ別の駆動源により駆動される構成でも良い。

第１動作では、押圧機構が前記マーキングペンのノック部を押圧し、これにより筒状体の先端部開口の蓋体が開き、そこからペン先が突出する。また、変位機構がペンホルダーを離間位置から近接位置に変位させる。この結果、マーキングペンのペン先がシート状対象物に接触し、該シート状対象物にマーキングが施される。第２動作では、押圧機構が前記マーキングペンのノック部を押圧し、これにより筒状体の先端部開口から該筒状体内にペン先が没入し、蓋体が閉じる。また、変位機構がペンホルダーを近接位置から離間位置に変位させる。この結果、マーキングペンのペン先がシート状対象物から離間し、マーキングが終了する。なお、第１動作において、筒状体の先端部開口からペン先が突出するタイミングは、ペンホルダーが離間位置にあるとき、近接位置にあるときのいずれでも良く、ペンホルダーが離間位置から近接位置に変位する間でも良い。また、第２動作において、筒状体の先端部開口から筒状体内にペン先が没入するタイミングは、ペンホルダーが近接位置にあるとき、離間位置にあるときのいずれでも良く、ペンホルダーが近接位置から離間位置に変位する間でても良い。

ここで、マーキングとは、一般的には、シート状対象物が搬送されることによりマーキングペンのペン先が該シート状対象物の上面を相対的に移動することによって形成される直線状の印を指す。このような場合、第１動作と第２動作の間の「所定の時間間隔」は、マーキング（直線状の印）の長さ、シート状対象物の搬送速度等に応じて設定される。

上記マーキング装置においては、マーキング部の変位機構を、前記搬送路の上面に対して平行な軸を中心に前記ペンホルダーを回転させることにより、該ペンホルダーを近接位置と離間位置との間で変位させるように構成することができる。この構成では、搬送路の上面に対して、マーキングペンがペン先を下にして傾斜ないし垂直に起立した状態にあるときが近接位置となり、搬送路の上面に対してマーキングペンがほぼ平行な状態が離間位置となる。従って、マーキングペンのノック部を押圧する押圧機構を、離間位置にあるペンホルダーの横に並べて配置することができるため、マーキング部の高さを小さくすることができる。

また、上記マーキング装置においては、複数のマーキング部を備え、これらマーキング部を、前記搬送路を横切るように該搬送路の上部に並んで配置することが好ましい。この構成によれば、シート状対象物の全面の任意の箇所にマーキングすることができる。

本発明に係るマーキング装置は、ペンホルダーに保持されたマーキングペンのノック部を押圧機構により押圧し、変位機構によりペンホルダーを近接位置と離間位置との間で変位させることにより、シート状対象物に対するマーキング動作を実行することができるため、マーキングペンのペン先を出し入れするための機構やマーキングペンを収容する収容部の先端部開口を開閉する機構が必要であった従来のマーキング装置に比べて、装置の構成及び制御を簡単にすることができる。

本発明の一実施例に係るマーキング装置を備えた欠陥検査システムの全体構成を示す概略的な正面図（ａ）、上面図（ｂ）。ペン先が突出した状態のマーキングペン（ａ）、ペン先が没入した状態のマーキングペン（ｂ）。マーキング装置の上面図（ａ）、正面図（ｂ）、支持板及びその表面に取り付けられた構成要素を破線で示す正面図（ｃ）。マーキング装置のマーキング動作の説明図。別の実施例に係るマーキング装置の概略的の上面図。

以下、本発明に係るマーキング装置の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、シート状対象物が長尺な合成樹脂フィルムである場合を例に挙げて説明する。

マーキング装置について説明する前に、これが用いられる欠陥検査システム１００の全体構成について図１を参照して説明する。図１(ａ）は、欠陥検査システム１００の概略的な正面図、（ｂ）は概略的な上面図である。欠陥検査システム１００は、撮影領域とマーキング領域を有し、これら撮影領域及びマーキング領域の順に合成樹脂フィルム１を搬送するための搬送路１０と、欠陥検出装置２０と、マーキング装置３０とから構成されている。

欠陥検出装置２０は、搬送路１０の前記撮影領域の上方に配置された撮影部２１０及び該撮影部２１０によって撮影された画像を表示するモニタ２２０と、前記画像を解析することにより合成樹脂フィルム１の欠陥を検出する欠陥検出部２３０と、制御部２４０とを備える。欠陥検出部２３０は、撮影部２１０から制御部２４０に送られてくる画像データを受け、該画像データに二値化、比較演算等の画像処理を適用することで合成樹脂フィルム１の欠陥（汚れ、欠損、キズ等）を検出する。

制御部２４０は、欠陥検出部２０において欠陥が検出されると、その欠陥検出箇所の座標位置を算出し、その位置データをマーキング装置３０の制御部３０ａに送る。位置データを受け取ったマーキング装置３０の制御部３０ａは欠陥検出箇所が通過するタイミングで、合成樹脂フィルム１にマーキングを施す。マーキング動作については後述する。

搬送路１０は、２個の搬送ローラ１１、１２と、これら搬送ローラ１１、１２の間に掛け渡されたコンベアベルト１３と、図示右側の搬送ローラ１２を駆動する搬送用モータ（図示せず）から構成される。搬送用モータにより搬送ローラ１２が矢印Ａで示す方向に回転されることにより、搬送ローラ１１、１２の上側に位置するコンベアベルト１３上に載置された合成樹脂フィルム１が矢印Ｂ方向に搬送される。

搬送路１０の上流側には合成樹脂フィルム１の製造装置２００が配置されている。製造装置２００は、一定の速度で合成樹脂フィルム１をコンベアベルト１３上に排出する。搬送用モータ１４は制御部２４０に接続されており、製造装置２００から合成樹脂フィルム１が排出される速度に同期して制御部２４０は搬送用モータを回転させる。これにより、製造装置２００から排出された合成樹脂フィルム１は一定の速度で撮影領域、マーキング領域を通過する。
なお、ここでは、製造装置２００から排出される合成樹脂フィルム１をコンベアベルト１３で搬送する例を挙げて説明したが、本発明は、ロールに巻回された合成樹脂フィルムを搬送路上に引き出した後、別のロールに再び巻回する、いわゆる「ロールtoロール」形式で搬送する構成にも適用できる。

次に、マーキング装置３０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。
マーキング装置３０は、搬送路１０の側部１０ａのうちマーキング領域の近くに設置されている。マーキング装置３０は、搬送方向と平行な向きで側部１０ａに起立状態で固定された支持板３０１、該支持板３０１に取り付けられた角筒状のペンホルダー３１０、該ペンホルダー３１０を回転変位させる回転変位機構３２０、該ペンホルダー３１０に着脱可能に保持されるマーキングペン４０のノック部４０１を押圧する押圧機構３３０、からなるマーキング部Ｍと、回転変位機構３２０及び押圧機構３３０を制御する制御部３０ａとを備えている。

図２に示すように、マーキングペン４０は、筒状体４０２の後端部に位置するノック部４０１と、該ノック部４０１の押圧操作に伴い筒状体４０２の先端部開口から出没変位するペン先４０３と、先端部開口を開閉する蓋体４０４と、筒状体４０２の後部外周面に取り付けられたクリップ部４０５とを有する、いわゆるノック式のペンである。図２（ａ）はペン先４０３が先端部開口から突出した状態（以下、マーキング状態という。）を示し、図２(ｂ）はペン先４０３が先端部開口から筒状体４０２内に没入した状態（以下、待機状態という。）を示す。このマーキングペン４０は、待機状態におけるノック部４０１の筒状体４０２からの突出量は、マーキング状態よりも大きくなっている。

ペンホルダー３１０は支持板３０１の両面のうち搬送路１０側の面（以下、表（おもて）面という）に配置されている。具体的には、支持板３０１の下半部のうち搬送方向下流側の部分には該支持板３０１と垂直な方向に延びる回転軸３２１が回転自在に支持されており、該回転軸３２１の搬送路１０側の端部にペンホルダー３１０が固定されている。ペンホルダー３１０は両端部が開口しており、一方の開口部近傍にはばね材からなるストッパー３１１が取り付けられている。また、ペンホルダー３１０の内部にはマーキングペン４０のクリップ部４０５が係止される凸部（図示せず）が設けられている。マーキングペン４０は次のようにしてペンホルダー３１０に取り付けられ、取り外される。まず、ストッパー３１１の弾性力に抗してマーキングペン４０をペンホルダー３１０の一方の開口部から挿入し、クリップ部４０５を凸部に係止させる。このとき、ストッパー３１１がマーキングペン４０の後端部に当たるため、該マーキングペン４０がペンホルダー３１０から抜け出ることが防止される。一方、マーキングペン４０がペンホルダー３１０に保持された状態においてストッパー３１１をマーキングペン４０の後端部から離間させ、該マーキングペン４０を引き抜く。これにより、ペンホルダー３１０からマーキングペン４０が取り外される。

また、支持板３０１の表面の下部のうちペンホルダー３１０よりも搬送方向上流側にはエアシリンダー３３１から成る押圧機構３３０が固定具３３３を介して固定されている。押圧機構３３０は図示しないエアポンプからエアシリンダー３３１に空気を圧入することにより矢印Ｄ１方向に突出し、空気の圧入を停止することにより元に戻る押圧部３３２を備えている。

支持板３０１の搬送路１０側と反対側の面（以下、裏面という）から突出する回転軸３２０の端部には揺動体３２１が固定されている。この揺動体３２１は、外力が加わっていないときは回転軸３２０から真上に向かって延びるように構成されている（図３（ｃ）参照）。
また、揺動体３２１の上端部には搬送路１０と平行な変位部３２２が該揺動体材３２１に対して回動自在に取り付けられている。さらに、支持板３０１の裏面のうち変位部３２２の搬送方向上流側には、エアシリンダー３２３が取り付けられ、揺動体３２１よりも搬送方向下流側の下部には該揺動体３２１の回動範囲を規制するストッパー３２４が取り付けられている。

次に、図４（ａ）〜（ｃ）を参照してマーキング装置３０のマーキング動作について説明する。まず、ペンホルダー３１０にマーキングペン４０を装着する。本実施形態では、図示しない操作盤を操作してペン交換を指示すると、制御部３０ａはエアシリンダー３２３のシリンダー３２３ａに図示しないエアポンプから空気を圧入させ、ピストン３２３ｂを突出させる。これにより変位部３２２がピストン３２３ｂに押され、これに伴い揺動体３２１が約４５°揺動してペンホルダー３１０が図４（ｃ）に示す状態となる。このとき、ペンホルダー３１０にマーキングペン４０が装着されていて、これを別のマーキングペン４０に交換する場合は、上述した手順でマーキングペン４０をペンホルダー３１０から引き抜く。そして、なにも装着されていない状態のペンホルダー３１０に対して、上述した手順でマーキングペン４０を装着する。このとき、ストッパー３１１がマーキングペン４０の後端部に当たるまで該マーキングペン４０をペンホルダー３１０に挿入する。そして、マーキングペン４０のノック部４０１を手指で押してペン先４０３を突出させて該ペン先４０３が搬送路１０の上面に接触することを確認する。

確認が終了すると、マーキングペン４０のノック部４０１を再び手指で押してペン先４０３を筒状体４０２の内部に没入させ、操作盤を操作してペン交換の終了を指示する。この結果、エアシリンダー３２３に圧入されていた空気が遮断され、図４（ａ）に示すように、ペンホルダー３１０が搬送路１０の上面と平行な初期状態に戻る。この状態で、欠陥検出システム１００の動作を開始する。なお、マーキング動作を行うときに必ずペン交換を行う必要はなく、ペンホルダー３１０に装着されているマーキングペン４０を引き続き使用する場合は、ペン交換作業を省略することができる。

そして、搬送路１０を搬送される合成樹脂フィルム１００が撮影領域を通過する際に、欠陥検出装置２０により欠陥が検出されると、その検出結果から欠陥検出箇所が算出され、その位置データがマーキング装置３０の制御部３０ａに送られる。この位置データは、欠陥検出箇所の搬送方向下流側の位置と、欠陥検出箇所の搬送方向の長さを含む。
欠陥検出装置２０から位置データを受け取った制御部３０ａはエアシリンダー３３１に空気を圧入する。これにより、マーキングペン４０の筒状体４０２から大きく突出したノック部４０１が押圧部３３２に押圧されて、ペン先４０３が突出し、図４（ｂ）に示すマーキング状態となる。なお、エアシリンダー３３１へは所定の短時間だけ空気が流されるため、押圧部３３２は直ぐに元の位置に戻る。

続いて、制御部３０ａはエアシリンダー３２３のシリンダー３２３ａに空気を圧入する。これにより、ピストン３２３ｂがＤ２方向に所定の長さだけ突出して変位部３２２を押圧する。この結果、揺動体３２１がストッパー３２４に当接するまで揺動し、これに伴い回転軸３２０が約４５°回転して近接位置となる（図４（ｃ）に示す状態）。このとき、マーキングペン４０のペン先４０３が搬送路１０上の合成樹脂フィルム１に接触し、マーキングが施される（第１動作）。そして、所定の時間が経過すると、シリンダー３２３ａへの空気の圧入が停止される。これにより、ピストン３２３ｂが元の位置に戻り、これに伴い、揺動体３２１が揺動して元の位置（離間位置）に戻る。また、制御部３０ａは、エアシリンダー３３１に空気を圧入して押圧部３３２を突出させてマーキングペン４０のノック部４０１を押圧し、ペン先４０３が筒状体４０２の中に没入した待機状態にする（図４（ａ）に示す状態）。

なお、上記実施形態に係るマーキング装置３０はマーキング部Ｍを１個だけ備えており、マーキング動作ではシート状対象物の端に欠陥検出箇所の搬送方向の位置を示す印を付けるようにした。これに対して、図５に示すマーキング装置３０Ａのように、複数個（図５では１２個）のマーキング部Ｍを備えるようにしても良い。これらのマーキング部Ｍは搬送路１０を横切るように搬送路１０の両側の側部１０ａの間に掛け渡された支持部３１０Ａに取り付けられている。このような構成によれば、シート状対象物に欠陥が検出された箇所の搬送方向の位置だけでなく、幅方向の位置をも示す印を付けることができる。

本発明は上記した実施形態に限らず、適宜の変更が可能である。
例えば、上記実施形態では押圧機構及び回転変位機構をエアシリンダーを用いて構成したが、ソレノイドやモータを駆動源としても良い。
また、押圧機構及び回転変位機構はそれぞれ別の駆動源で駆動するようにしたが、共通の駆動源で駆動するように構成しても良い。
上記実施形態ではペンホルダーを回転させて離間位置と近接位置とに変位させたが、ペンホルダーを上下動させることにより離間位置と近接位置とに変位させるようにしても良い。

１０…搬送路
２０…欠陥検出装置
３０、３０Ａ…マーキング装置
３０ａ…制御部
３０１…支持板
３１０…ペンホルダー
３２０…回転変位機構（変位機構）
３３０…押圧機構
１００…欠陥検出システム
４０…マーキングペン
４０１…ノック部
４０２…筒状体
４０３…ペン先
Ｍ…マーキング部

Claims

筒状体の後端のノック部が押圧される毎に、該筒状体の先端部の開口の蓋体が開放して該開口からペン本体のペン先が突出したマーキング状態と、該ペン先が前記筒状体に没入して前記蓋体が前記開口を閉鎖した待機状態とに交互に変化するノック式マーキングペンを用いて、搬送路を搬送されるシート状対象物にマーキングするマーキング装置において、
a1) 前記マーキングペンを着脱可能に保持するペンホルダーと、
a2) 前記ペンホルダーに保持されたマーキングペンのノック部を押圧する押圧機構と、
a3) 前記ペンホルダーを、該ペンホルダーに保持されたマーキングペンのペン先が前記搬送路の上面に接触する近接位置と、離間する離間位置との間で変位させる変位機構と、
を備えるマーキング部と、
b) 外部からの指令に基づき、前記押圧機構に前記ノック部を押圧させ、前記変位機構に前記ペンホルダーを離間位置から近接位置に変位させる第１動作と、前記押圧機構に前記ノック部を押圧させ、前記変位機構に前記ペンホルダーを近接位置から離間位置に変位させる第２動作を実行させる制御部と
を備えることを特徴とするマーキング装置。
前記マーキング部の前記変位機構が、前記搬送路の上面に対して平行な軸を中心に前記ペンホルダーを回転させることにより、該ペンホルダーを前記近接位置と前記離間位置との間で変位させることを特徴とする請求項１に記載のマーキング装置。
複数のマーキング部を備え、これらマーキング部が前記搬送路を横切るように該搬送路の上部に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマーキング装置。
前記外部からの指令が、前記マーキング部よりも上流側に配置された欠陥検出装置から送られてくる指令であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマーキング装置。