(57)【要約】【課題】パターンを構成するドットを均一な形状で、かつ正確なピッチで形成することを可能とする。【解決手段】打刻ユニット２０によって対象物２００に形成された二次元コードなどの画像から、対象物２００に形成された二次元コードを構成するドットの抜け、ドットの径、ドット間のピッチ、ドットの打刻位置などの情報を含むコード管理情報を読み取る。そして、次の対象物２００にパターンを形成する際に、読み取ったコード管理情報に基づいて、フィードバック制御を行う。これにより、対象物２００に精度良くかつ連続的に二次元コードなどのパターンを形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の打刻ピンを物体に対して相対移動させて、前記物体の打刻面にドットからなるパターンを形成する打刻ユニットと、
前記打刻ユニットによって形成された前記パターンを読み取る第１の読み取り手段と、
前記読み取り手段によって読み取られた前記パターンに関する情報に基づいて、前記打刻ユニットの制御を行う制御手段と、
を備えるマーキングシステム。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットの抜けを検出し、
前記ドットの抜けを発生させた前記打刻ピン以外の前記打刻ピンで前記打刻面に前記パターンを形成する請求項１に記載のマーキングシステム。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットそれぞれの径を検出し、
検出した前記ドットの径が所定の閾値よりも小さい前記ドットを形成した前記打刻ピン以外の前記打刻ピンで前記打刻面に前記ドットを形成する請求項１又は２に記載のマーキングシステム。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットそれぞれの径を検出し、
検出した前記ドットの径に基づいて、前記打刻面に当接する際の前記打刻ピンそれぞれの速度を制御する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のマーキングシステム。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記パターンに関する情報に基づいて、前記打刻面上の前記ドットを形成する目標位置と、形成された前記ドットの位置との差を検出し、
検出した差に基づいて、前記物体に対する前記打刻ピンの移動を制御する請求項１乃至４のいずれか一項に記載のマーキングシステム。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットのピッチを検出し、
検出した前記ピッチに基づいて、前記物体に対する前記打刻ピンの位置を制御する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のマーキングシステム。
【請求項７】
前記パターンが形成される前記打刻面を予め加熱する加熱手段を更に備える請求項１乃至６のいずれか一項に記載のマーキングシステム。
【請求項８】
前記打刻面に前記パターンを形成する前に、前記物体の管理情報を読み取る第２の読み取り手段を備え、
前記制御手段は、前記管理情報に基づいて、前記打刻面にパターンを形成する請求項１乃至７のいずれか一項に記載のマーキングシステム。
【請求項９】
前記制御手段は、前記管理情報に基づいて、前記打刻面に当接する際の前記打刻ピンの速度を制御する請求項８に記載のマーキングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキングシステムに係り、更に詳しくは、打刻面に複数のドットからなるパターンを形成するマーキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工業製品の生産工程などでは、例えばＱＲコード（登録商標）や、データマトリックスなどに代表される二次元コードを、工業製品に直接描画或いは刻印して、製品の管理やトレーサビリィティを実現するダイレクトマーキング技術が注目されている。
【０００３】
工業製品に直接形成された二次元コードは、例えばラベルなどのように製造工程で剥離する心配がなく、汚染による劣化や経年劣化なども比較的少ない。このため、高温下や、薬品などにさらされる劣悪な環境下にある製造工程などでは、ダイレクトマーキング技術は必要不可欠な技術になりつつある。
【０００４】
このダイレクトマーキング技術は、ＹＡＧレーザやＣＯ２レーザなどで、対象物に非接触でマーキングを行う方法と、例えば打刻ピンなどで対象物の表面を打刻してマーキングを行う方法とがある。
【０００５】
対象物の表面を打刻してマーキングする方法は、金属部品などによく用いられるマーキング方法であり、例えば特許文献１に記載された打刻装置によって実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７６６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された装置に代表される打刻装置では、対象物に所定のピッチでマトリクス状にドットを打刻することで、最終的なパターンが形成される。このため、例えば対象物に二次元コードをマーキングする場合などには、コードを読み取るスキャナの読み取り精度との関係を考慮して、打刻面にパターンを形成する必要がある。
【０００８】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、その目的は、打刻面に精度良くパターンを形成することが可能なマーキングシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のマーキングシステムは、複数の打刻ピンを物体に対して相対移動させて、前記物体の打刻面にドットからなるパターンを形成する打刻ユニットと、前記打刻ユニットによって形成された前記パターンを読み取る第１の読み取り手段と、前記読み取り手段によって読み取られた前記パターンに関する情報に基づいて、前記打刻ユニットの制御を行う制御手段と、を備える。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットの抜けを検出し、前記ドットの抜けを発生させた前記打刻ピン以外の前記打刻ピンで前記打刻面に前記パターンを形成することとしてもよい。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットそれぞれの径を検出し、検出した前記ドットの径が所定の閾値よりも小さい前記ドットを形成した前記打刻ピン以外の前記打刻ピンで前記打刻面に前記ドットを形成することとしてもよい。
【００１２】
また、前記制御手段は、前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットそれぞれの径を検出し、検出した前記ドットの径に基づいて、前記打刻面に当接する際の前記打刻ピンそれぞれの速度を制御することとしてもよい。
【００１３】
また、前記制御手段は、前記パターンに関する情報に基づいて、前記打刻面上の前記ドットを形成する目標位置と、形成された前記ドットの位置との差を検出し、検出した差に基づいて、前記物体に対する前記打刻ピンの移動を制御することとしてもよい。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記パターンに関する情報に基づいて、前記パターンを形成する前記ドットのピッチを検出し、検出した前記ピッチに基づいて、前記物体に対する前記打刻ピンの位置を制御することとしてもよい。
【００１５】
また、前記マーキングシステムは、前記パターンが形成される前記打刻面を予め加熱する加熱手段を備えていてもよい。
【００１６】
また、前記マーキングシステムは、前記打刻面に前記パターンを形成する前に、前記物体の管理情報を読み取る第２の読み取り手段を備え、前記制御手段は、前記管理情報に基づいて、前記打刻面にパターンを形成することとしてもよい。
【００１７】
また、前記制御手段は、前記管理情報に基づいて、前記打刻面に当接する際の前記打刻ピンの速度を制御することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
打刻面に精度良くパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るマーキングシステムのブロック図である。
【図２】打刻ユニットの斜視図である。
【図３】ヘッドを＋Ｙ側から見た図である。
【図４】打刻ピンの配置を説明するための図である。
【図５】打刻ユニットのブロック図である。
【図６】図６（Ａ）は、パルス信号を示す図である。また、図６（Ｂ）は、打刻ピンの変位と時間との関係を表す曲線を示す図である。
【図７】打刻ユニットの配置を説明するための図である。
【図８】主制御装置のブロック図である
【図９】対象物に形成される二次元コードの一例を示す図である。
【図１０】打刻装置の動作を説明するための図である。
【図１１】打刻ユニットの変形例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係るマーキングシステム１００の概略的な構成を示すブロック図である。一例として、マーキングシステム１００は、対象物２００を次の作業ラインに搬送する際に、対象物２００の表面に、例えばシリアル番号などを示す二次元コードをマーキングするシステムである。
【００２１】
図１に示されるように、マーキングシステム１００は、対象物２００を＋Ｘ方向へ順次搬送するベルトコンベア１３０、対象物２００の搬送方向の上流側から下流側へ順に配置された第１読み取りユニット１２１、加熱ユニット１２２、打刻ユニット２０、第２読み取りユニット１２３、振り分け装置１４０、及び上記各部を統括的に制御する主制御装置１０を含んで構成されている。
【００２２】
前記打刻ユニット２０は、対象物２００の表面に複数のドットから構成される二次元コードなどのパターンを形成する。図２は、打刻ユニット２０の斜視図である。図２に示されるように、打刻ユニット２０は、ベース部材２１、ベース部材２１に対してＹ軸に沿って移動可能に設けられたＹ移動体２３、Ｙ移動体２３に対してＸ軸に沿って移動可能に設けられたＸ移動体２４、Ｘ移動体２４にホルダ２５を介して取り付けられたヘッド３０、及び打刻ユニット２０の制御を行うドライバ２６を備えている。
【００２３】
前記ベース部材２１は、長手方向をＸ軸方向としＸＹ平面に平行な板状の第１部分２１ａと、長手方向をＸ軸方向としＸＺ面に平行な板状の第２部分２１ｂの２部分からなる断面Ｌ字状の部材である。また、このベース部材２１に形成された第１部分２１ａの＋Ｙ側端部には、長手方向をＸ軸方向とする支持プレート２２が固定されている。
【００２４】
前記支持プレート２２の−Ｙ側の面と、ベース部材２１に形成された第２部分２１ｂの＋Ｙ側の面とはほぼ平行になっている。そして、支持プレート２２とベース部材２１の第２部分２１ｂの間には、一端部が支持プレート２２に固定され、他端部が第２部分２１ｂに固定された、長手方向をＹ軸方向とする円柱状のＹガイド５２Ａ，５２Ｂがそれぞれ架設されている。
【００２５】
前記Ｙ移動体２３は、Ｘ軸方向を長手方向とする板状の移動部２３ａと、移動部２３ａの＋Ｘ側端部及び−Ｘ側端部から−Ｚ方向へ延びる一対の支持部２３ｂとからなる部材である。また、Ｙ移動体２３の移動部２３ａの中央部には、Ｙ軸方向に貫通する円形開口２３ｃが形成され、この円形開口２３ｃの＋Ｘ側及び−Ｘ側には円形開口２３ｄがそれぞれ形成されている。そして、Ｙ移動体２３の一対の支持部２３ｂの間には、両端部が一対の支持部２３ｂにそれぞれ固定された、長手方向をＸ軸方向とする円柱状のＸガイド５１Ａ，５１Ｂがそれぞれ架設されている。
【００２６】
上述のように構成されたＹ移動体２３は、移動部２３ａの円形開口２３ｄにそれぞれ挿入された１組のＹガイド５２Ａ，５２Ｂによって、ベース部材２１に対してＹ軸方向に移動可能に支持されている。
【００２７】
また、Ｙ移動体２３の移動部２３ａに形成された円形開口２３ｃには、ベース部材２１の第２部分２１ｂ、及び支持プレート２２に、＋Ｙ側端部及び−Ｙ側端部が回転可能に支持された送りネジ６０Ｙが螺合されている。Ｙ移動体２３は、送りネジ６０ＹがＹモータ５０Ｙによって回転されることで、Ｙ軸方向に移動される。
【００２８】
前記Ｘ移動体２４は、Ｚ軸方向を長手方向とする直方体状の部材である。このＸ移動体２４の中央部にはＸ軸方向に貫通する円形開口２４ａが形成され、この円形開口２４ａの＋Ｚ側及び−Ｚ側には円形開口２４ｂがそれぞれ形成されている。
【００２９】
上述のように構成されたＸ移動体２４は、円形開口２４ｂにそれぞれ挿入されたＸガイド５１Ａ，５１Ｂによって、Ｙ移動体２３に対してＸ軸方向に移動可能に支持されている。
【００３０】
また、Ｘ移動体２４に形成された円形開口２４ａには、両端部がＹ移動体２３に形成された支持部２３ｂによって回転可能に支持された送りネジ６０Ｘが螺合されている。Ｘ移動体２４は、送りネジ６０ＸがＸモータ５０Ｘによって回転されることで、Ｘ軸方向に移動される。
【００３１】
前記ヘッド３０は、Ｘ移動体２４の＋Ｙ側の面に固定されたＵ字状のホルダ２５によって支持されている。図３は、ヘッド３０を＋Ｙ側から見た図である。図３に示されるように、ヘッド３０は、９本の打刻ピン３３と、打刻ピン３３それぞれをＺ軸方向へ移動可能に保持する保持部材３２と、保持部材３２に保持された９本の打刻ピン３３それぞれを駆動する９つの駆動ユニット４０（図３には不図、図５参照）と、駆動ユニット４０が収容される円筒状のケーシング３１とを有している。
【００３２】
打刻ピン３３それぞれは、−Ｚ側端部が下方に向かって細くなる円錐状、或いは球状に整形されている。そして、−Ｚ側端部が保持部材３２から突き出た状態で、保持部材３２によってＺ軸方向へ所定のストロークで移動可能に保持されている。以下、説明の便宜上、打刻ピン３３が最も＋Ｚ側（上方）にきたときの打刻ピン３３の位置を待機位置と定義し、最も−Ｚ側（下方）にきたときの打刻ピン３３の位置を打刻限界位置と定義する。
【００３３】
本実施形態に係るマーキングシステム１００のヘッド３０は、一例として、特許第４１１０１５８号公報に開示されている印字ヘッドのプリントワイヤの駆動機構と同様な打刻ピンの駆動機構を備える。図示はしないが、この打刻ピンの駆動機構は、保持部材と、打刻ピン３３と、復帰ばねと、打刻ピン駆動レバーと、例えばカシメ等の結合手段で一体化された可動ヨークと、ヨークケースと、ヨークプレートと、駆動コイルと、を備える。
【００３４】
打刻ピン駆動レバー、可動ヨーク、駆動コイルにより、打刻ピン３３を−Ｚ方向へ駆動する駆動ユニット４０が構成される。打刻ピン３３はＺ軸方向に移動可能に配置されている。この打刻ピン３３は、復帰ばねによって＋Ｚ方向に付勢され、打刻ピン駆動レバーに当接することで、それ以上の＋Ｚ方向への移動が規制される。
【００３５】
駆動ユニット４０の駆動コイルに電圧が印加されていない間は、復帰ばねの弾性力によって打刻ピン３３は待機位置に待機させられているが、駆動コイルに電圧が印加されて、ヨークケースとヨークプレートとが磁化されると、可動ヨークがヨークケースに引き付けられて、−Ｚ方向に移動する。可動ヨークが−Ｚ方向に移動するのに伴って、打刻ピン駆動レバーも−Ｚ方向に移動する。これにより、打刻ピン３３は待機位置から打刻限界位置（−Ｚ方向）へ向けて移動する。
【００３６】
図４は、打刻ピン３３の配置を示す図である。図４に示されるように、本実施形態では、打刻ピン３３は、対象物２００に当接する下端（以下、当接部ともいう）のＸＹ面における位置が、ＸＹ面上の円Ｃの円周上に位置するように、保持部材３２によって保持されている。また、打刻ピン３３は、当接部がＹ軸方向に関して距離ｄずつ離間するように、保持部材３２によって保持されている。この距離ｄは、解像度を２００ｄｐｉとするパターンを構成するドットＤ２の径の２倍の距離に概ね相当し、解像度を３００ｄｐｉとするパターンを構成するドットＤ３の径の３倍の距離に概ね相当する。以下、９本の打刻ピン３３について、最も−Ｙ側にある打刻ピン３３を打刻ピン３３１と表示し、＋Ｙ方向に向かってそれぞれの打刻ピン３３を打刻ピン３３２、３３３、…３３９とも表示する。
【００３７】
図５は、打刻ユニット２０のブロック図である。前記ドライバ２６は、ベース部材２１に形成された第２部分２１ｂの＋Ｙ側に配置され、Ｘモータ５０Ｘ、Ｙモータ５０Ｙ、及びヘッド３０と電気的に接続されている。そして、図５を参照するとわかるように、前記ドライバ２６は、ＣＰＵ１１の指示に基づいて、Ｘモータ５０Ｘ及びＹモータ５０Ｙを駆動して、ヘッド３０をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動する。また、前記ドライバ２６は、ヘッド３０の打刻ピン３３１〜３３９を駆動する駆動ユニット４０１〜４０９それぞれの駆動コイルにパルス信号を供給する。
【００３８】
一例として図６（Ａ）には、ドライバ２６が、駆動ユニット４０１〜４０９それぞれの駆動コイルに供給するパルス信号Ｐが示されている。このパルス信号Ｐは、対象物２００にパターンを構成するドットを打刻するための電圧信号の１例であり、最大電圧がＶ、パルス幅がＴの矩形波である。
【００３９】
一例として図６（Ｂ）には、打刻ピン３３の、待機位置Ｄ０からの変位と時間との関係を示す曲線Ｓが示されている。曲線Ｓは、駆動ユニット４０にパルス信号Ｐが供給されたときの打刻ピン３３の変位と時間との関係を示す曲線である。この曲線Ｓは、時間と打刻ピン３３の変位とを表す曲線なので、傾きの大きさは速度と等価である。このため、打刻ピン３３が対象物２００に当接するときの変位ＤＴにおける傾きは、打刻ピン３３が対象物２００に当接するときの速度を示す。
【００４０】
ドライバ２６は、主制御装置１０の指示に基づいて、駆動ユニット４０１〜４０９それぞれに供給するパルス信号Ｐの最大電圧或いはパルス幅を制御することで、打刻ピン３３１〜３３９が対象物２００に当接する際の速度をそれぞれ制御し、解像度に応じた径のドットを対象物２００に打刻する。
【００４１】
上述のように構成された打刻ユニット２０は、図７を参照するとわかるように、ベース部材２１の上面がほぼ水平となった状態で、例えばベルトコンベア１３０の上方にヘッド３０が位置するように不図示の支持部材によって支持されている。また、本実施形態では、ベルトコンベア１３０に載置された対象物２００の上面は、打刻ピン３３の待機位置と打刻限界位置との間に位置した状態となっている。
【００４２】
図１に戻り、前記第１読み取りユニット１２１は、例えば対象物２００の表面を照明するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、対象物２００に形成された管理情報を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などを含んで構成されている。
【００４３】
管理情報とは、対象物２００の材質、部品番号などの情報である。このような情報は、例えばバーコードや図形情報、文字情報などからなり、例えば対象物２００が成形品である場合には、予め金型に形成された情報が、成形時に対象物２００に転写されてなるものである。
【００４４】
第１読み取りユニット１２１は、予め対象物２００の表面に設けられた管理情報を撮像する。そして、撮像した画像に公知の画像処理を施すことで対象物２００の管理情報を取得する。第１読み取りユニット１２１は、この管理情報を主制御装置１０へ出力する。
【００４５】
前記加熱ユニット１２２は、対象物２００の上面に接するヒートローラを含んで構成されている。この加熱ユニット１２２は、ベルトコンベア１３０によって移動する対象物２００の表面にヒートローラを当接させる。これにより、打刻ユニット２０によってパターンが形成される面が所望の温度まで加熱される。
【００４６】
前記第２読み取りユニット１２３は、第１読み取りユニット１２１と同等の構成を有している。この第２読み取りユニット１２３は、打刻ユニット２０によって対象物２００の上面に形成されたパターンを撮像し、撮像結果としてのデジタル画像を主制御装置１０へ出力する。
【００４７】
前記ベルトコンベア１３０は、一対のローラと、これらのローラに巻回された無端環状のベルトを含んで構成されている。このベルトコンベア１３０は、主制御装置１０からの指示に基づいて、対象物２００を振り分け装置１４０へ向けて搬送する。
【００４８】
前記振り分け装置１４０は、ベルトコンベア１３０によって搬送された対象物２００を、主制御装置１０の指示に基づいて、例えば対象物２００の性質や種類ごとに振り分けてストックする。
【００４９】
図８は、主制御装置１０の概略構成を示すブロック図である。図８に示されるように、前記主制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、主記憶部１２、補助記憶部１３、入力部１４、及びインターフェイス１６を有している。
【００５０】
前記主記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んで構成されている。この主記憶部１２は、ＣＰＵ１１の作業領域として用いられる。
【００５１】
前記補助記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリを含んで構成されている。この補助記憶部１３は、ＣＰＵ１１が実行するプログラム、及びプログラムの実行に必要な各種パラメータなどを記憶している。また、ＣＰＵ１１による処理結果などを含む情報を逐次記憶する。
【００５２】
入力部１４は、電源スイッチや打刻装置１０に対する指令を入力するための操作パネルなどを含んで構成されている。ユーザの指示は、この入力部１４を介して入力され、システムバス１０ａを経由してＣＰＵ１１に通知される。
【００５３】
前記インターフェイス１６は、シリアルインターフェイスまたはＬＡＮ（Local Area Network）インターフェイスなどの入力ポートと、入力ポートに入力された情報を一時蓄積するバッファなどを備えている。このインターフェイス１６には、第１読み取りユニット１２１、加熱ユニット１２２、打刻ユニット２０、第２読み取りユニット１２３、ベルトコンベア１３０、振り分け装置１４０、及びパソコンなどの不図示の外部装置などが接続されている。
【００５４】
前記ＣＰＵ１１は、補助記憶部１３に記憶されたプログラムなどを読み出して実行し、このプログラムに従って、インターフェイス１６に接続された各機器を統括的に制御する。
【００５５】
具体的には、主制御装置１０は、例えば不図示の生産ラインでの加工などが終了した対象物２００がベルトコンベア１３０上に搬送されると、ベルトコンベア１３０を駆動して、対象物２００の搬送を開始する。これにより、対象物２００は、＋Ｘ方向への移動を開始する。
【００５６】
次に、主制御装置１０は、対象物２００が第１読み取りユニット１２１の下方まで搬送されると、第１読み取りユニット１２１を介して、対象物２００上のバーコードなどの画像を取得する。そして、この画像中のバーコードから対象物２００に対する管理情報を検出する。
【００５７】
次に、主制御装置１０は、第１読み取りユニット１２１を介して取得した管理情報から、対象物２００の性質と、対象物２００に形成すべき二次元コードなどのパターンを特定する。対象物２００の性質としては、例えば対象物２００の材料、形状、名称などが考えられる。
【００５８】
次に、主制御装置１０は、対象物２００が加熱ユニット１２２の下方まで搬送されると、加熱ユニット１２２を駆動して、対象物２００の性質に見合った温度になるまで、対象物２００のパターンが形成される面を加熱する。
【００５９】
次に、主制御装置１０は、対象物２００が打刻ユニット２０の下方まで搬送されると、打刻ユニット２０に対して二次元コードに関する情報を出力するとともに、この二次元コードの形成を指示する。
【００６０】
打刻ユニット２０は、主制御装置１０からの指示を受けると、対象物２００の表面にパターンを形成する。以下、打刻ユニット２０の動作について説明する。なお、本実施形態では、主制御装置１０から打刻ユニット２０に対し、図９に示される二次元コードに関する情報が出力され、この二次元コードを対象物２００に形成する指示がなされたものとして説明する。
【００６１】
打刻ユニット２０を構成するドライバ２６は、主制御装置１０の指示を受けると、対象物２００への二次元コードの形成を開始する。以下ドライバ２６の動作について、図１０を参照しつつ説明する。なお、図１０においては、打刻ピン３３１〜３３９それぞれは、１〜９までの番号が割り当てられ、この番号を囲む丸で示されている。また、Ｙ軸方向への移動距離は、１／３００インチをＤとして、このＤを用いて示すものとする。
【００６２】
また、本実施形態では、打刻ユニット２０は、図９に示される二次元コードを、例えば１７４行１７４列のマトリクス上に３００ｄｐｉの分解能に相当するドットを打刻して形成する。以下、説明の便宜上、上記１７４行１７４列のマトリクスを単にコードマトリクス（ＣＭ）という。
【００６３】
ドライバ２６は、まず、ヘッド３０を移動させて、図１０に示されるように、コードマトリクスＣＭの１行目、４行目、７行目の＋Ｘ側に、打刻ピン３３７〜３３９を位置決めする。そして、この状態から、ヘッド３０を−Ｘ方向へ移動させながら、打刻ピン３３７〜３３９をそれぞれ駆動して、コードマトリクスＣＭの１行目、４行目、７行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００６４】
コードマトリクスＣＭの１行目、４行目、７行目につていの打刻が完了すると、ドライバ２６は、ヘッド３０を距離１０Ｄだけ＋Ｙ方向へ移動させ、コードマトリクスＣＭの２行目、５行目、８行目、１１行目、１４行目、１７行目の＋Ｘ側に、打刻ピン３３４〜３３９を位置決めする。そして、この状態から、ヘッド３０を−Ｘ方向へ移動させながら、打刻ピン３３４〜３３９をそれぞれ駆動して、コードマトリクスＣＭの２行目、５行目、８行目、１１行目、１４行目、１７行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００６５】
コードマトリクスＣＭの２行目、５行目、８行目、１１行目、１４行目、１７行目につていの打刻が完了すると、ドライバ２６は、ヘッド３０を距離１０Ｄだけ＋Ｙ方向へ移動させ、コードマトリクスＣＭの３行目、６行目、９行目、１２行目、１５行目、１８行目、２１行目、２４行目、２７行目の＋Ｘ側に、打刻ピン３３１〜３３９を位置決めする。そして、この状態から、ヘッド３０を−Ｘ方向へ移動させながら、打刻ピン３３１〜３３９をそれぞれ駆動して、コードマトリクスＣＭの３行目、６行目、９行目、１２行目、１５行目、１８行目、２１行目、２４行目、２７行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００６６】
コードマトリクスＣＭの３行目、６行目、９行目、１２行目、１５行目、１８行目、２１行目、２４行目、２７行目につていの打刻が完了すると、ドライバ２６は、ヘッド３０を距離７Ｄだけ＋Ｙ方向へ移動させ、コードマトリクスＣＭの１０行目、１３行目、１６行目、１９行目、２２行目、２５行目、２８行目、３１行目、３４行目の＋Ｘ側に、打刻ピン３３１〜３３９を位置決めする。そして、この状態から、ヘッド３０を−Ｘ方向へ移動させながら、打刻ピン３３１〜３３９をそれぞれ駆動して、コードマトリクスＣＭの１０行目、１３行目、１６行目、１９行目、２２行目、２５行目、２８行目、３１行目、３４行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００６７】
以下、ドライバ２６は、上述の動作を繰り返しながら、コードマトリクスＣＭのすべての行について、二次元コードを構成するドットを打刻する。そして、ドライバ２６は、対象物２００に対する二次元コードの生成が完了すると、二次元コードの生成が完了したことを主制御装置に通知し、処理を終了する。
【００６８】
次に、主制御装置１０は、対象物２００が第２読み取りユニット１２３の下方まで搬送されると、第２読み取りユニット１２３を介して、打刻ユニット２０によって対象物２００に形成された二次元コードの画像を取得する。そして、二次元コードの画像に所定の画像処理を施すことにより、対象物２００に形成された二次元コードを構成するドットの抜け、ドットの径、ドット間のピッチ、ドットの打刻位置などを読み取る。そして、このコード管理情報を打刻ユニット２０へ通知する。
【００６９】
以降、打刻ユニット２０は、通知されたコード管理情報に基づいて、ヘッド３０の制御を行う。この制御の内容は、例えばドット抜けを生じさせる打刻ピン３３以外の打刻ピン３３を用いて、ドットを打刻する制御（第１制御）、ドットの径と閾値とを比較し、ドットの径が小さい場合或いは大きい場合に、そうしたドットを打刻する打刻ピン３３以外の打刻ピン３３を用いて、ドットを打刻する制御（第２制御）、ドットの径と閾値とを比較し、ドットの径が小さい場合或いは大きい場合に、図６（Ａ）に示されるパルス信号の電圧Ｖ及びパルス幅Ｔを調整することにより、複数の打刻ピン３３それぞれの速度を制御して、それぞれ所望の径のドットを打刻する制御（第３制御）、ドット間のピッチ、ドットの打刻位置などに基づいて、Ｘモータ５０Ｘ、及びＹモータ５０Ｙによるヘッドの移動量を調整し、目標位置にドットを打刻する制御（第４制御）などが考えられる。
【００７０】
なお、二次元コードが形成された対象物２００は、ベルトコンベア１３０によって振り分け装置１４０へ搬送され、対象物２００の種類ごとに振り分けられる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態では、対象物２００に形成された二次元コードの画像から、対象物２００に形成された二次元コードを構成するドットの抜け、ドットの径、ドット間のピッチ、ドットの打刻位置などの情報を含むコード管理情報が読み取られる。そして、次の対象物２００にパターンを形成する際には、読み取られたコード管理情報に基づいて、第１〜第４制御などのフィードバック制御が行われる。
【００７２】
第１制御及び第２制御によれば、特定の打刻ピンに、例えば摩耗、折れなどの不具合が発生した場合にも、パターンの形成が継続して行われる。具体的には、パターンの形成速度が問題とならない場合には、不具合の発生した打刻ピンによる打刻を停止し、不具合のない打刻ピンに、不具合の発生した打刻ピンが形成するべきパターンの形成を引き継がせて、継続的にパターンが形成される。これにより、不具合のない打刻ピンが１本でもあれば、パターンの形成が継続されるので、対象物２００についての製造ラインの停止頻度が低減し、歩留まりを向上させることが可能となる。なお、ドットの抜けは、完全に抜けている場合に限らず、所定の閾値よりも径が小さいドットについてはドットの抜けと判断して第１制御を行ってもよい。
【００７３】
第３制御によれば、例えば打刻ピン３３が摩耗することにより、打刻ピン３３相互間で打刻ピンの先端の形状が異なることになったとしても、打刻ピン３３の速度が適切に制御される。また、打刻ピン３３の駆動部の摩耗などによって、打刻ピン３３の移動速度が変化しても、パルス信号の電圧Ｖ及びパルス幅Ｔが適切に調整され、打刻ピンの速度は目的の速度となるように制御される。したがって、打刻する打刻ピンによってドットの径及び形状がばらつくことがなくなり、対象物２００に、大きさ及び形状が揃ったドットを連続的に形成することが可能となる。
【００７４】
第４制御によれば、Ｘモータ５０Ｘ、及びＹモータ５０Ｙによるヘッドの移動量が調整され、目標位置にドットが打刻される。これにより、対象物２００の表面には等ピッチでドットが形成される。
【００７５】
以上のように、本実施形態では第１制御〜第４制御などのフィードバック制御が行われることにより、打刻面に大きさ及び形状が均一なドットを継続して形成することが可能となり、結果的に対象物２００に精度良くかつ継続的に二次元コードなどのパターンを形成することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、打刻ユニット２０によって対象物２００にパターンが形成される前に、加熱ユニット１２２によって対象物２００のパターン形成面が所望の温度まで加熱される。このとき通常の作業環境における周囲温度に影響を受けない程度の温度まで対象物２００のパターン形成面を加熱しておけば、周囲温度が変化しても対象物２００の硬度が周囲温度に影響されて変化してしまうことを防止できる。すなわち、ドットが打刻される際の対象物２００のパターン形成面の硬度を、一定の条件に保ちながら加工を行うことができる。
【００７７】
したがって、周囲温度の変化などによって対象物２００の硬度が変化し、対象物２００に形成されるドットの大きさがばらつくことがなくなる。これにより、対象物２００に、均一な大きさのドットを形成することができる。
【００７８】
または、対象物２００のパターンが形成される面の温度を、荷重たわみ温度以上であって、かつ、ガラス転移点温度よりは低い温度まで加熱すると、対象物２００の硬度は通常の作業環境における硬度よりも低くなる。
【００７９】
硬度が低くなった状態で、ドットを形成すると、通常の作業環境においてドットを
形成する場合よりも、打刻に要する力が小さくて済む。また、硬度が低いので磨耗も少なくなる。
【００８０】
このように、本実施形態では、対象物２００が加熱されることにより、対象物２００の硬度が低下する。このため、打刻に要する力が少なくて済むので、打刻ピンの折れが少なくなる。また、打刻ピン３３の摩耗の進行が抑制され、打刻ピン３３の長寿命化、ひいては打刻ユニット２０の長寿命化を図ることができる。また、本実施形態では、対象物２００の硬度が低下するので、ドット径を容易に規格値まで大きくすることができる。
【００８１】
また、本実施形態では、対象物２００にパターンが形成される前に、第１読み取りユニット１２１を介して取得された対象物２００の管理情報に基づいて、例えば対象物２００の材料、形状、名称などの対象物２００の性質が特定される。したがって、主制御装置１０は、対象物２００の性質に基づいて、打刻ユニット２０の条件を予め設定することができ、ユーザは、例えば対象物２００の種類などが変更されるごとに、対象物２００の種類などに応じた駆動条件を設定する必要がなくなる。
【００８２】
また、対象物２００にドットを打刻することにより直接形成された二次元コードや文字などのパターンは、視認するのが困難である。さらに、これらのパターンは、コントラストが低いためスキャナでの判読にも不向きである。そこで、本マーキングシステム１００においては、予め打刻面に色つきの紙ラベルを貼り付ける装置を設けてもよい。このような装置を用いて、打刻面に、予め対象物２００の色と異なる色に着色されたラベルを貼り付けておくと、ドットが形成された部分を容易に視認することが可能となる。例えば、表面が黒色の対象物２００に白のラベルを予め貼り付けておけば、ドットが形成された部分が黒くなり、それ以外の部分が白くなる。これにより、パターンの視認性の向上、及びスキャナでの判読精度の向上が実現する。
【００８３】
また、本マーキングシステム１００においては、色つきの紙ラベルを貼り付ける装置に代えて、対象物２００にインクや塗料などを転写或いは塗布する装置を備えることとしてもよい。この場合にも同様の効果が得られ、例えば、表面が黒色の対象物２００に白のインクを予め転写しておけば、ドットが形成された部分が黒くなり、それ以外の部分が白くなる。これにより、パターンの視認性の向上、及びスキャナでの判読精度の向上が実現する。
【００８４】
また、打刻ユニット２０のヘッド３０は、対象物２００の表面と打刻ピンとの距離（ギャップ）を調整するギャップ調整機能を有していてもよい。これによれば、例えば打刻ピンの先端が摩耗した場合にも、対象物２００の表面と打刻ピンの先端との距離が一定に維持される。したがって、対象物２００に打刻されるドットの大きさの変化を少なくすることができる。
【００８５】
また、ドットを打刻した際には対象物２００の破片などのゴミが発生する。これが打刻ピン３３に付着すると、打刻ピン３３が保持部材３２に対して移動する際の負荷が大きくなる。この負荷は、打刻ピンの移動速度に影響を及ぼし、ひいてはドット形状やドット径のばらつきの要因となる。また、ゴミが対象物２００に付着した場合には、読み取りユニットなどによるパターンの読み取り精度が低下する。そこで、打刻ユニット２０は、打刻ピン３３が突出するヘッド３０の先端部をクリーニングするクリーニング機構を有していてもよい。
【００８６】
また、本実施形態では、ヘッド３０を、送りねじ６０Ｘ及び送りねじ６０Ｙを用いてＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させたが、ヘッド３０の移動機構としては種々の方法が考えられる。例えば、図１１に示すようにＹ移動体２３を歯車等によりＸ軸方向に移動させるようにしてもよい。
【００８７】
図１１では、Ｙ移動体２３を構成する一対の支持部２３ｂが所定の間隔を持って対向するように配置されており、その間にはヘッド３０がＸ軸方向に移動可能に設置されている。また、一対の支持部２３ｂ間にわたる回転軸７１が支持部２３ｂに対して回転可能に設けられている。なお、図１１中には回転軸７１は支持部２３ｂの＋Ｙ側と−Ｙ側に１本ずつ設けられている。
【００８８】
回転軸７１の＋Ｘ側端と−Ｘ側端にはピニオン７２が設けられており、ピニオン７２は、図示しない部材によって支持され、Ｘ軸方向に沿って設けられた一対のラック７３ａと噛合している。ピニオン７２の＋Ｘ側端または、−Ｘ側端にはフランジ部７２ａが設けられており、フランジ部７２ａの−Ｘ側側面または、＋Ｘ側側面がラック７３ａの＋Ｘ側側面、または−Ｘ側側面と係合しており、これによってＹ移動体２３がＸ軸方向に移動することを規制している。
【００８９】
一対の支持部２３ｂの一方にはＹモータ５０Ｙが固定されており、その回転軸の先端には、歯車７６が取り付けられている。また、回転軸７１の一方（図１１における−Ｙ側に設けられた回転軸７１）には動力伝達歯車(不図示)が固定されている。歯車７６と動力伝達歯車との間には輪列（不図示）が噛合しており、Ｙモータ５０Ｙの回転に伴って歯車７６が回転すると、輪列を介して動力伝達歯車も回転する。
【００９０】
動力伝達歯車が回転すると動力伝達歯車が固定されている回転軸７１およびピニオン７２も回転する。ピニオン７２には、ラック７３が噛合しているので、ピニオン７２の回転に伴いＹ移動体２３はＹ軸方向に移動する。
【００９１】
図１１に示したような構成によれば、図２に示す送りネジ６０Ｙが不要となる。また、Ｙガイド５２Ａ，５２Ｂを打刻ユニット２０上に設ける必要が無くなるので、打刻ユニット２０を小型化できる。
【００９２】
また、本実施形態では、打刻ユニット２０と読み取りユニット１２１，１２３とが個別に設けられているが、打刻ユニットと読み取りユニットとは一体的に構成されていてもよい。これにより、装置の小型化が可能となる。また、打刻ユニットと読み取りユニットとの相対位置が変動することがなくなり、打刻ユニットによって形成されたパターンを精度よく読み取ることが可能となる。
【００９３】
また、上記実施形態において主制御装置１０の補助記憶部１３に記憶されているプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、そのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する装置を構成することとしてもよい。
【００９４】
また、プログラムをインターネット等の通信ネットワーク上の所定のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、ダウンロード等するようにしても良い。
【００９５】
なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを媒体に格納して配布してもよく、また、ダウンロード等しても良い。
【００９６】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明のマーキングシステムは、対象物にドットを打刻して、ドットから構成されるパターンを形成するのに適している。
【符号の説明】
【００９８】
１０  主制御装置
１１  ＣＰＵ
１２  主記憶部
１３  補助記憶部
１４  入力部
１５  検出部
１６  インターフェイス
２０  打刻ユニット
２１  ベース部材
２１ａ  第１部分
２１ｂ  第２部分
２２  支持プレート
２３  Ｙ移動体
２３ａ  移動部
２３ｂ  支持部
２３ｃ，２３ｄ  円形開口
２４  Ｘ移動体
２４ａ，２４ｂ  円形開口
２５  ホルダ
２６  ドライバ
３０  ヘッド
３１  ケーシング
３２  保持部材
３３  打刻ピン
４０  駆動ユニット
５０Ｘ  Ｘモータ
５０Ｙ  Ｙモータ
５１Ａ，５１Ｂ  Ｘガイド
５２Ａ，５２Ｂ  Ｙガイド
６０Ｘ，６０Ｙ  送りネジ
１００  マーキングシステム
１２１  第１読み取りユニット
１２２  加熱ユニット
１２３  第２読み取りユニット
１３０  ベルトコンベア
１４０  振り分け装置
２００  対象物
【図１】
2010240924.tif 000003
【図２】
2010240924.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010240924.tif 000006
【図５】
2010240924.tif 000007
【図６】
2010240924.tif 000008
【図７】
2010240924.tif 000009
【図８】
2010240924.tif 000010
【図９】
2010240924.tif 000011
【図１０】
2010240924.tif 000012
【図１１】
2010240924.tif 000013