(57)【要約】【課題】パターンを構成するドットを正確なピッチで形成することを可能とする。【解決手段】複数の打刻ピンを有するヘッド３０を列方向へステップ移動させながら、打刻面に、複数のドットからなる二次元コードを形成する際に、列方向へのヘッド３０の移動量が大幅に大きくなることがないように、ヘッド３０を順次位置決めする。これにより、ヘッド３０が大幅にステップ移動する際に生じる誤差が分散され、結果的に、パターンを構成するドットを精度よくマトリクス状に形成することが可能となる。【選択図】図２
2010208101.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成する打刻装置であって、
一端が前記打刻面に対向し、前記打刻面に沿った第１方向に関して等間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドと、
前記打刻面に沿って、前記ヘッドを、前記物体に対して、前記第１方向、及び前記第１方向に交差する第２方向へ相対移動させる移動手段と、
前記打刻ピンをそれぞれ駆動して、前記打刻面にドットを形成する打刻手段と、
前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記移動手段を制御する制御手段と、
を備える打刻装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移動手段により前記ヘッドを前記第１方向に移動せしめ、前記ヘッドの改行を行うものであり、前記打刻ピン間の間隔が、必要な解像度を得るための最小改行幅よりも大きい場合において、
前記最小改行幅を１ピッチとし、前記打刻ピン間の間隔がｍピッチであるときに、前記ヘッドが改行する改行ピッチ数は、前記複数の打刻ピンの並び幅に対応する最大改行ピッチ数よりも少ないピッチ数であるとともに、前記ｍピッチで割ったときに、割り切れることが無いようなピッチ数であり、前後する改行において異なるピッチ数で改行を行う場合には、異なる改行ピッチ数間の差が、前記ｍピッチよりも小さくなるように前記ヘッドを移動させる請求項１に記載の打刻装置。
【請求項３】
前記打刻手段は、
前記打刻ピンとともに前記打刻面に直交する第３方向へ移動する可動子と、
前記可動子に電磁力を作用させて前記可動子を前記第３方向へ駆動する固定子と、
前記固定子にパルス電圧を印加する印加手段と、
を備える請求項１又は２に記載の打刻装置。
【請求項４】
前記印加手段は、前記パルス電圧のパルス幅及び電圧値のうちの少なくともいずれかを制御して、前記パターンの解像度の変更にともなって、前記打刻面に形成されるドットの大きさを制御する請求項３に記載の打刻装置。
【請求項５】
前記打刻ピンの前記一端部は、他端に向かうにつれて径が大きくなる形状である請求項１乃至４のいずれか一項に記載の打刻装置。
【請求項６】
前記第１方向と前記第２方向とは、直交する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の打刻装置。
【請求項７】
前記パターンは二次元コードである請求項１乃至６のいずれか一項に記載の打刻装置。
【請求項８】
第１方向に関して等しい間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドを駆動して、物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成するためのパターン形成方法であって、
前記ヘッドを前記第１方向へ交差する第２方向へ移動させて、前記第２方向へ前記ドットを順次形成する第１工程と、
前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記ヘッドを第１方向へ移動する工程と、
が交互に繰り返されるパターン形成方法。
【請求項９】
第１方向に関して等しい間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドを駆動して、物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成する打刻装置の制御手段に、
前記ヘッドを前記第１方向へ交差する第２方向へ移動させて、前記第２方向へ前記ドットを順次形成する手順と、
前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記ヘッドを第１方向へ移動する手順と、
を交互に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打刻装置、パターン形成方法、及びプログラムに係り、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打刻装置、打刻面に複数のドットからなるパターンを形成するためのパターン形成方法、及び打刻装置の制御に用いるプログラムに関する。
【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】特許第４１５７２６１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、打刻ピンを精度よく位置決めし、所望の径のドットをある程度正確なピッチで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、パターンを構成するドットを正確なピッチで形成することが可能な打刻装置等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、本発明の打刻装置は、物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成する打刻装置であって、一端が前記打刻面に対向し、前記打刻面に沿った第１方向に関して等間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドと、前記打刻面に沿って、前記ヘッドを、前記物体に対して、前記第１方向、及び前記第１方向に交差する第２方向へ相対移動させる移動手段と、前記打刻ピンをそれぞれ駆動して、前記打刻面にドットを形成する打刻手段と、前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記移動手段を制御する制御手段と、を備える。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記移動手段により前記ヘッドを前記第１方向に移動せしめ、前記ヘッドの改行を行うものであり、前記打刻ピン間の間隔が、必要な解像度を得るための最小改行幅よりも大きい場合において、前記最小改行幅を１ピッチとし、前記打刻ピン間の間隔がｍピッチであるときに、前記ヘッドが改行する改行ピッチ数は、前記複数の打刻ピンの並び幅に対応する最大改行ピッチ数よりも少ないピッチ数であるとともに、前記ｍピッチで割ったときに、割り切れることが無いようなピッチ数であり、前後する改行において異なるピッチ数で改行を行う場合には、異なる改行ピッチ数間の差が、前記ｍピッチよりも小さくなるように前記ヘッドを移動させることとしてもよい。
【００１１】
また、前記打刻手段は、前記打刻ピンとともに前記打刻面に直交する第３方向へ移動する可動子と、前記可動子に電磁力を作用させて前記可動子を前記第３方向へ駆動する固定子と、前記固定子にパルス電圧を印加する印加手段と、を備えることとしてもよい。
【００１２】
また、前記印加手段は、前記パルス電圧のパルス幅及び電圧値のうちの少なくともいずれかを制御して、前記パターンの解像度の変更にともなって、打刻面に形成されるドットの大きさを制御することとしてもよい。
【００１３】
また、前記打刻ピンの前記一端部は、他端に向かうにつれて径が大きくなる形状であることとしてもよい。
【００１４】
また、前記第１方向と前記第２方向とは、直交することとしてもよい。
【００１５】
また、前記パターンは二次元コードであることとしてもよい。
【００１６】
本発明のパターン形成方法は、第１方向に関して等しい間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドを駆動して、物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成するためのパターン形成方法であって、前記ヘッドを前記第１方向へ交差する第２方向へ移動させて、前記第２方向へ前記ドットを順次形成する第１工程と、前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記ヘッドを第１方向へ移動する工程と、を交互に繰り返す。
【００１７】
本発明のプログラムは、第１方向に関して等しい間隔に配置された複数の打刻ピンを有するヘッドを駆動して、物体の打刻面に複数のドットからなるパターンを形成する打刻装置の制御手段に、前記ヘッドを前記第１方向へ交差する第２方向へ移動させて、前記第２方向へ前記ドットを順次形成する手順と、前記第１方向に関して隣接する前記ドットそれぞれが、相互に異なる前記打刻ピンによって形成されるように、前記ヘッドを第１方向へ移動する手順と、を交互に実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
パターンを構成するドットが正確なピッチで形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る打刻装置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】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９】３００ｄｐｉ相当のドットを打刻するときの打刻装置の動作を説明するための図である。
【図１０】２００ｄｐｉ相当のドットを打刻するときの打刻装置の動作を説明するための図である。
【図１１】打刻装置の動作の変形例を説明するための図である。
【図１２】従来の打刻方法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１１を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る打刻装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。この打刻装置１０は、外部装置や外部システムから出力された二次元コードを、対象物に打刻する装置である。なお、この管理情報は、対象物のロット番号やシリアル番号などを含む情報である。
【００２１】
図１に示されるように、打刻装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、主記憶部１２、補助記憶部１３、入力部１４、検出部１５、インターフェイス１６、及び打刻ユニット２０を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
前記入力部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。
【００２５】
前記打刻ユニット２０は、対象物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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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＋Ｙ側端部及び−Ｙ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Ｙ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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
前記打刻ピン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。
【００３６】
前記駆動ユニット４０は、一例として、特許第４１１０１５８号公報に開示されているように、打刻ピン３３に設けられた可動子と、可動子を電磁的に駆動することで打刻ピン３３を−Ｚ方向に駆動する駆動コイルと、打刻ピン３３を＋Ｚ方向へ付勢するスプリングなどを含んで構成されている。この駆動ユニット４０は、駆動コイルが励磁されていない間は、スプリングの弾性力によって打刻ピン３３を待機位置に待機させ、駆動コイルに電圧が印加されると可動子を駆動して、打刻ピン３３を待機位置から打刻限界位置へ向けて移動させる。
【００３７】
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。
【００３８】
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、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、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。
【００３９】
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Ｐ２及びパルス信号Ｐ３が示されている。パルス信号Ｐ２は、対象物に解像度を２００ｄｐｉとする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、パルス信号Ｐ３は、対象物に解像度を３００ｄｐｉとする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例である。また、パルス信号Ｐ２は、最大電圧がＶ２であり、パルス幅がＴの矩形波である。一方、パルス信号Ｐ３は、最大電圧がＶ２よりも小さいＶ３であり、パルス幅がＴの矩形波である。
【００４０】
ここで、解像度２００ｄｐｉと３００ｄｐｉでは異なるドットを打刻しなければならない理由について説明する。本発明では、隣接するドットは互いの外形が重ならないように配置される。３００ｄｐｉの解像度で連続線を打刻する場合を考えると、打刻するドットの径は、互いに重ならない程度であって、かつ見かけ上連続しているように見える程度の大きさとする必要がある。従って、この場合のドット径は最大でも互いの外径が接する直径となる。次に３００ｄｐｉにおけるドット径と同じドット径で２００ｄｐｉにおけるドットを打刻をすると、２００ｄｐｉにおけるドットの配置間隔は３００ｄｐｉのときの配置間隔よりも広いため、連続線にならずに点線になってしまう。
【００４１】
この問題を解決するためには、２００ｄｐｉにおけるドットを打刻する場合にも、そのドット径を互いに重ならない程度であって、かつ見かけ上連続しているように見える程度の大きさとする必要がある。具体的には２００ｄｐｉにおけるドットを打刻する際のドットの径を３００ｄｐｉにおけるドットの径よりも大きくする必要がある。このように２００ｄｐｉのパターンを形成する場合と３００ｄｐｉのパターンを形成する場合では解像度に応じて適切なドット径を選択する必要がある。これが解像度が２００ｄｐｉの打刻を行う場合と解像度が３００ｄｐｉの打刻を行う場合とで、ドットの径を変えなければならない理由である。
【００４２】
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Ｓ２及び曲線Ｓ３が示されている。曲線Ｓ２は、駆動ユニット４０にパルス信号Ｐ２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。また、曲線Ｓ３は、駆動ユニット４０にパルス信号Ｐ３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。
【００４３】
曲線Ｓ２と曲線Ｓ３とを見るとわかるように、打刻ピン３３はパルス信号がハイレベルとなる時刻ｔ１から少し遅れて移動を開始する。移動を開始した打刻ピン３３は、パルス信号がローレベルとなる時刻ｔ２までの間に加速され、パルス信号がローレベルとなった後も移動を継続し、変位がＤＴとなる対象物に当接する位置に達する。そして、しばらくその位置に留まった後に変位がＤ０となる待機位置まで戻る。
【００４４】
ここで図６（Ｂ）は時間と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が対象物に当接するときの変位ＤＴにおける曲線の傾きは、打刻ピン３３が対象物に当接するときの速度となる。
【００４５】
図６（Ｂ）において、打刻ピン３３が対象物に当接するときの変位ＤTにおける傾きは曲線Ｓ３よりも曲線Ｓ２の方が大きい。すなわちパルス信号Ｐ３で駆動された打刻ピン３３の速度よりも、パルス信号Ｐ２で駆動された打刻ピン３３の速度の方が速い。従ってパルス信号Ｐ２で駆動された打刻ピン３３の方が大きな運動エネルギーを持っている。
【００４６】
ところで、本実施形態において対象物は打刻ピン３３よりも柔らかい部材で構成されている。また、打刻ピン３３の対象物との当接部は円錐状、或いは球状に整形されている。このため、打刻ピン３３が対象物に当接すると、当接部は打刻ピン３３の運動エネルギーの大きさに従って対象物に食い込む。すなわち運動エネルギーが大きければ深く食い込み、少なければ浅く食い込む。
【００４７】
このように、打刻ピン３３の当接部が対象物に食い込むことによってドットが形成されるが、打刻ピン３３の対象物との当接部は円錐状、あるいは球状に形成されているので、当接部が対象物に食い込む深さによって、形成されるドットの径は異なる。具体的には当接部が深く食い込むほどドットの径は大きくなる。
【００４８】
上記したように、パルス信号Ｐ２で駆動された打刻ピン３３の方が、パルス信号Ｐ３で駆動された打刻ピン３３よりも運動エネルギーが大きい。従ってパルス信号Ｐ２で駆動された打刻ピン３３の当接部の方が対象物に深く食い込む。従って、ドットの径が大きくなる。一方、パルス信号Ｐ３で駆動された打刻ピン３３によって形成されるドットの径は、パルス信号Ｐ２で駆動された場合よりも小さくなる。
【００４９】
このようにパルス信号の条件を変えることで、所望するドット径を得ることが可能となる。本実施形態においてはパルス信号Ｐ２によって得られるドット径が、２００ｄｐｉのパターンを形成するためのドット径であり、パルス信号Ｐ３によって得られるドット径が３００ｄｐｉのパターンを形成するためのドット径となるように設定されている。
【００５０】
なお、本実施形態においては駆動電圧を変えることでドットの径を変えたが、例えばパルス幅を変更することによってもドットの径を変えることができる。
【００５１】
ドライバ２６は、ＣＰＵ１１からの指示により、最大電圧値及びパルス幅がそれぞれ異なるパルス信号Ｐ２、及びパルス信号Ｐ３を選択的に駆動ユニット４０１〜４０９それぞれに供給する。これにより、対象物に当接するときの打刻ピン３３１〜３３９の速度が解像度に見合った速度となり、対象物に、解像度が３００ｄｐｉのパターンを構成するドットと、解像度２００ｄｐｉのパターンを構成するドットとを選択的に打刻することができる。
【００５２】
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１２０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１２０に載置された対象物１００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。
【００５３】
図１に戻り、前記検出部１５は、打刻ユニット２０の下方にある対象物１００を検出しこの検出結果を含む情報を出力する。
【００５４】
前記インターフェイス１６は、シリアルインターフェイス又は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。本実施形態では、パソコンなどの外部装置などがインターフェイス１６に接続され、このインターフェイス１６とシステムバス１０ａを介して、対象物１００の管理情報がＣＰＵ１１に通知される。
【００５５】
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、このプログラムに従って、打刻ユニット２０などの各部を統括的に制御する。
【００５６】
次に、上述のように構成された打刻装置１０の動作について説明する。前提として、対象物１００は、図７に示されるように、打刻ユニット２０の下方に搬送され、ＣＰＵ１１によって検出部１５を介して検出されているものとする。また、本実施形態では、一例として図８に示される二次元コードを、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ものとする。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。
【００５７】
まず、ＣＰＵ１１は、外部装置などから二次元コードが供給されると、この管理情報から対象物１００に形成するパターンを生成する。本実施形態では、図８に示される二次元コードが生成される。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１１は、打刻ユニット２０を制御して、生成した二次元コードを対象物１００の上面に打刻する。以下、この動作について図９を参照しつつ説明する。なお、図９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。
【００５９】
ＣＰＵ１１は、ヘッド３０を移動させて、図９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。
【００６０】
コードマトリクスＣＭの１行目、４行目、７行目の打刻が完了すると、ＣＰＵ１１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。
【００６１】
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行目の打刻が完了すると、ＣＰＵ１１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。
【００６２】
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行目の打刻が完了すると、ＣＰＵ１１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。
【００６３】
以下、ＣＰＵ１１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、ＣＰＵ１１は、対象物１００に対する二次元コードの生成が完了すると、処理を終了する。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態では、対象物１００に、コードマトリクス上に配置された複数のドットからなる二次元コードを形成する際に、列方向へのヘッド３０の移動量、すなわち改行量が大幅に大きくなることがない。このため、対象物１００に形成されたパターンに生じる列方向のピッチずれを抑制することがきる。したがって、パターンを構成するドットが正確なピッチで配列され、結果的に対象物にノイズ成分の少ない二次元コードなどのパターンを形成することができる。
【００６５】
具体的には、本実施形態では、図１２に示されるように、ヘッド３０を＋Ｙ方向へ順次距離Ｄ、距離Ｄ、距離２５Ｄと移動させながら対象物１００にドットを形成する場合に比較して、ヘッド３０が一度に大幅に＋Ｙ方向に移動することがない。例えば図１２では、２７行目を打刻した後に２８行目を打刻するためにヘッド３０を＋Ｙ方向に２５Ｄだけ動かさなければならないが、本実施形態によれば、このように長距離を移動することがなくなる。このため、本実施形態では、ヘッド３０が大幅に移動することにより生じるヘッド３０の位置決め誤差が分散され、ドットがコードマトリクス上に均一に配置される。
【００６６】
具体的には、図１２に示されるようなヘッド３０の移動方法によると、１行目から２７行目までを打刻する場合には１Ｄずつヘッド３０を＋Ｙ方向に移動させていくので、ヘッド３０の位置きめ誤差も小さい。従って精度よくドットをコードマトリクス上に配置することができる。
【００６７】
ところが、２７行目を打刻した後に２８行目を打刻するためにはヘッド３０を＋Ｙ方向に２５Ｄだけ動かさなければならない。そのため、大幅に移動することによる位置決め誤差が大きくなるので、２７行目が打刻されている位置に対する２８行目の位置決め精度が悪くなる。例えば２７行目に打刻されたドット位置に対して２８行目に打刻されたドット位置が通常よりも離れてしまう。
【００６８】
それに対して、本実施形態に示すような移動方法によれば、図１２に示すような移動方法に比べれば、大幅に移動することが無くなる。したがって、結果的に精度よくノイズ成分の少ない二次元コードなどのパターンを形成することができる。
【００６９】
本実施形態では、図１２に示すような大幅な移動を無くすために、次のようにヘッド３０を移動させる。すなわち、本実施形態で要求される解像度を得るための最小改行幅を１ピッチとし、打刻ピン３３１〜３３９間の間隔がｍピッチであるときに、ヘッド３０が改行する改行ピッチ数は、打刻ピン３３１〜３３９の並び幅すなわち打刻ピン３３１の中心軸から打刻ピン３３９の中心軸までの間隔に対応する最大改行ピッチ数よりも少ないピッチ数であるとともに、前記ｍピッチで割ったときに、割り切れることが無いようなピッチ数であり、前後する改行において異なるピッチ数で改行を行う場合には、異なる改行ピッチ数間の差が、前記ｍピッチよりも小さくなるように前記ヘッドを移動させる。
【００７０】
また、本実施形態では、打刻ピン３３１〜３３９の駆動ユニット４０１〜４０９それぞれに供給されるパルス信号の電圧及びパルス幅を変更することにより、解像度が２００ｄｐｉのパターン及び解像度が３００ｄｐｉのパターンの双方を形成することができる。
【００７１】
以下に、２００ｄｐｉのパターンを打刻する際の打刻装置１０の動作について、図１０を参照しつつ説明する。前提として、図８に示される二次元コードを、１１６行１１６列のコードマトリクスＣＭ２上に２００ｄｐｉの分解能に相当するドットを打刻して形成するものとする。また、Ｙ軸方向への移動距離は、１／２００インチをＤ２として、このＤ２を用いて示すものとする。
【００７２】
ＣＰＵ１１は、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ＣＭ２の２行目、４行目、６行目、８行目の＋Ｘ側に、打刻ピン３３６〜３３９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３３６〜３３９をそれぞれ駆動して、コードマトリクスＣＭ２の２行目、４行目、６行目、８行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００７３】
コードマトリクスＣＭ２の２行目、４行目、６行目、８行目の打刻が完了すると、ＣＰＵ１１は、ヘッド３０を距離９Ｄ２だけ＋Ｙ方向へ移動させ、コードマトリクスＣＭ２の１行目、３行目、５行目、７行目、９行目、１１行目、１３行目、１５行目、１７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ＣＭ２の１行目、３行目、５行目、７行目、９行目、１１行目、１３行目、１５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。
【００７４】
コードマトリクスＣＭ２の１行目、３行目、５行目、７行目、９行目、１１行目、１３行目、１５行目、１７行目の打刻が完了すると、ＣＰＵ１１は、ヘッド３０を距離９Ｄ２だけ＋Ｙ方向へ移動させ、コードマトリクスＣＭ２の１０行目、１２行目、１４行目、１６行目、１８行目、２０行目、２２行目、２４行目、２６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ＣＭ２の１０行目、１２行目、１４行目、１６行目、１８行目、２０行目、２２行目、２４行目、２６行目に、二次元コードを構成するドットを打刻していく。
【００７５】
以下、ＣＰＵ１１は、上述の動作を繰り返しながら、コードマトリクスＣＭ２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、ＣＰＵ１１は、対象物１００に対する二次元コードの生成が完了すると、処理を終了する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態によれば、対象物１００にＱＲコード（登録商標）などを形成する場合には、二次元コードを読み取るスキャナの分解能などに応じて、二次元コードを形成するパターンの分解能を変えることができる。これにより、分解能が低いパターンを形成する場合には、例えば２００ｄｐｉのパターンを形成し、分解能が高いパターンを形成する場合には、例えば３００ｄｐｉのパターンを形成することで、低分解能のパターンを短時間に形成することが可能となる。
【００７７】
具体的には、ＱＲコード（登録商標）のモデル２Ｖｅｒ３（２９×２９セル）を３００ｄｐｉの分解能で１セルあたり６ドットでマーキングした際の大きさは、１４．７３×１４．７３となり、ドットの打刻回数は３０，２７６回（＝１７４×１７４）となる。それに対して上述のＱＲコード（登録商標）を、２００ｄｐｉの分解能でマーキングするとドット経が大きいために、１セルあたりのドット数は４ドットで構成できる。したがって必要なドットの打刻回数は、１３、４５６回となり、３００ｄｐｉで打刻した場合の４４％程度の打刻回数でＱＲコード（登録商標）を形成できる。したがって、同じパターンを短時間に形成することが可能となる。また、打刻回数も少なくなるので、打刻ピンの劣化を抑制することが可能となる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。
【００７９】
例えば、上記実施形態では、解像度が３００ｄｐｉのパターンを形成する際に、ヘッド３０を＋Ｙ方向へ順次距離１０Ｄ、距離１０Ｄ、距離７Ｄと移動させながら対象物１００にドットを形成する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１１を参照するとわかるように、ヘッド３０を＋Ｙ方向へ順次距離８Ｄ、距離８Ｄ、距離１１Ｄと移動させながら対象物１００にドットを形成してもよい。
【００８０】
また、＋Ｙ方向への移動量は、打刻ピン３３のＹ軸方向への配列ピッチにより決定することができ、この他にも、種々の移動パターンが考えられる。
【００８１】
また、本実施形態では、パルス信号の電圧値とパルス幅とを変更することにより、対象物に形成されるドットの径を変更したが、これに限らず、パルス信号の最大電圧、或いはパルス幅のいずれかのみを変更することにより、対象物に形成されるドットの径を変更することとしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、解像度が２００ｄｐｉ及び３００ｄｐｉのパターンを形成する場合について説明したが、これに限らず、対象物に当接するときの打刻ピン３３の速度を制御することで、種々の解像度のパターンを構成するドットを打刻することができる。一般に、対象物に当接するときの打刻ピンの速度とドット径とは比例関係にある。この特性を利用して、打刻ピン３３の速度を制御することで、種々の解像度のパターンを構成するドットを打刻することができる。
【００８３】
また、上記実施形態では、行方向（Ｘ軸方向）にヘッド３０を移動して、行ごとにドットを打刻する場合について説明したが、これに限らず、列方向（Ｙ軸方向）にヘッド３０を移動して、列ごとにドットを打刻してもよい。この場合には、行方向へ等間隔に配置された打刻ピンを有するヘッドを用い、このヘッドをＸ軸方向へ、順次距離１０Ｄ、距離１０Ｄ、距離７Ｄと移動させながら、或いはＸ軸方向へ順次距離８Ｄ、距離８Ｄ、距離１１Ｄと移動させながら対象物１００にドットを形成すればよい。
【００８４】
また、本実施形態では、対象物１００に対してヘッド３０を移動させながら対象物１００にパターンを形成したが、これに限らず、ヘッド３０に対して、対象物１００を移動させてもよい。
【００８５】
また、本実施形態に係る打刻ユニット２０では、ヘッド３０を相互に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる場合について説明したが、これに限らずヘッド３０は、対象物１００の打刻面に沿って移動可能な構成であればよい。
【００８６】
また、上記実施形態において打刻装置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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明の打刻装置は、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。また、本発明のパターン形成方法及びプログラムは、対象物に打刻されたドットからなるパターンを形成するのに適している。
【符号の説明】
【００９１】
１０  打刻装置
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  対象物
１２０  ベルトコンベア
【図１】
2010208101.tif 000003
【図２】
2010208101.tif 000004
【図３】
2010208101.tif 000005
【図４】
2010208101.tif 000006
【図５】
2010208101.tif 000007
【図６】
2010208101.tif 000008
【図７】
2010208101.tif 000009
【図８】
2010208101.tif 000010
【図９】
2010208101.tif 000011
【図１０】
2010208101.tif 000012
【図１１】
2010208101.tif 000013
【図１２】
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