(57)【要約】【課題】印字専用ラインで印字を行う印字装置に於いて、大きい設置面積を必要とせず、且つメンテナンスも容易とする。【解決手段】印字装置Ａは、被印字材Ｂを挟んで設置されたレール１に走行台車２を搭載し、走行台車２に横行キャリッジ３、該横行キャリッジ３に印字ヘッド４を搭載する。被印字材Ｂに印字すべき印字データをドットマップに変換し、該ドットマップを印字ヘッドの数及び被印字材に対して往復移動させる数に応じて分割し更に走行台車が被印字材に沿って走行する毎に各印字ヘッドを分割されたドットマップのドット印字データに応じて駆動する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印字材に沿って往復移動して被印字材に目的の印字を施す印字装置であって、被印字材を挟んで設置されたレールと、前記レールに沿って往復走行する走行台車と、前記走行台車に搭載され前記レールと直交する方向に横行する横行キャリッジと、前記横行キャリッジに搭載され前記レールに直交する方向に一列に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、被印字材に印字すべき印字データをドットマップに変換し且つ該ドットマップを印字ヘッドの数及び被印字材に対して往復移動させる回数に応じて分割し更に走行台車が被印字材に沿って走行する毎に各印字ヘッドを分割されたドットマップのドット印字データに応じて制御する印字制御装置と、前記走行台車を被印字材に沿って走行させ印字ヘッドが被印字材を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動制御装置と、を有することを特徴とする印字装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼板からなる被印字材の表面に合理的に印字することが出来る印字装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば造船所等では、鋼板を切断し、折り曲げ、溶接する作業が中心である。このため、鋼板の表面に該鋼板の引当情報や対応する図面番号、或いは切断線や溶接線及び溶接相手の部材情報や図面情報等の情報を印字することが行われている。このような印字は、数値制御（ＮＣ）切断装置に印字ヘッドを搭載しておき、このＮＣ切断装置の印字機能と切断機能とを選択的に利用して行うのが一般的である。
【０００３】
最近では、印字を専用に行う装置も開発されて利用されている。このような装置として、板材を搬送する搬送装置と、搬送装置により搬送される板材の全幅にわたるマーキング装置と、このマーキング装置を支持する支持装置とを備え、前記マーキング装置はＣＡＤシステムからのマーキング情報をドットイメージとして搬送中の板材の全幅にわたってマーキング可能なドットマーキングヘッドを具備しており、支持装置はマーキング装置を両側から支持する構造で、板厚方向の位置決め制御のための昇降機構と板幅方向の位置決め制御のための横スライド機構と板厚検出センサーと板耳検出センサーとを設け、マーキング装置には板材の搬送速度に同調して印字するための送り量検出センサーと起点センサー、板面高さ検出センサーを設けて構成された罫書装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
上記罫書装置は、例えばプライマー塗装乾燥機から切断ヤードの間に設置された搬送装置を利用して構成することが可能であり、このような、前工程と次工程との中間に設置することによって、板材に対するプライマー塗装，乾燥，マーキング，切断を一連の流れの中で行うことが可能となり、工程の合理化をはかるのに有利である。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７３６６０４号。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記罫書装置は、板材を搬送する搬送装置を跨いで支持装置が配置され、この支持装置に板材の全幅にわたるドットマーキングヘッドを設けたマーキング装置が設置されている。そして板材に印字する際には、搬送手段によって板材を一方向に搬送すると共にこの搬送過程で一度に全てのドットマーキングヘッドを駆動している。この罫書装置では、搬送装置の上流側及び下流側に夫々プライマーのような前工程，切断作業のような後工程を進行させるような、所謂オンラインでマーキングする場合に極めて有効である。
【０００７】
しかし、プライマー塗装を必要としない板材に印字する場合、上記罫書装置を利用したのでは、プライマー塗装を必要とする板材に対する印字作業に支障をきたすことになる。このため、印字専用ラインを構成することが好ましいことがあるが、この印字専用ラインを上記罫書装置によって構成した場合、特に、印字作業に割り当てられた時間に余裕があるような場合には幾つかの問題が生じる。即ち、ドットマーキングヘッドが固定されているため、目的の板材に印字を行う場合、罫書装置に必要な板材の搬送長さは板材の２倍よりも大きい長さとなり大きい面積が必要になるという問題、板材にワンパスで印字を実行するため、板材の全幅にわたる長さを持ったドットマーキングヘッドが必須となりメンテナンスが容易ではないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、前後の工程と直接連続することのない印字専用ラインで印字を行う印字装置であって、大きい設置面積を必要とせず、且つメンテナンスも容易な印字装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る印字装置は、被印字材に沿って往復移動して被印字材に目的の印字を施す印字装置であって、被印字材を挟んで設置されたレールと、前記レールに沿って往復走行する走行台車と、前記走行台車に搭載され前記レールと直交する方向に横行する横行キャリッジと、前記横行キャリッジに搭載され前記レールに直交する方向に一列に配列した複数の印字ノズルを有する複数の印字ヘッドと、被印字材に印字すべき印字データをドットマップに変換し且つ該ドットマップを印字ヘッドの数及び被印字材に対して往復移動させる数に応じて分割し更に走行台車が被印字材に沿って走行する毎に各印字ヘッドを分割されたドットマップのドット印字データに応じて制御する印字制御装置と、前記走行台車を被印字材に沿って走行させ印字ヘッドが被印字材を通過する毎に横行キャリッジを印字ヘッドの印字可能寸法に対応させて横行させる走行駆動制御装置とを有して構成されるものである。
【００１０】
上記印字装置では、被印字材が移動することなく、走行台車がレールに沿って往復移動し、この過程で被印字材に対する印字がなされるので、印字装置が占有する面積は、想定される最大の被印字材の面積よりも多少大きい程度で良い。従って、設置面積を小さくすることが出来る。
【００１１】
また走行台車に横行キャリッジを搭載し、この横行キャリッジに複数の印字ヘッドを搭載し、走行台車の往復移動に伴って横行キャリッジを印字ヘッドの幅に対応させて横行させるので、印字ヘッドの幅寸法は、被印字材の幅に応じた有効印字幅と印字に必要な往復回数と印字ヘッドの数とによって決定する。即ち、１個の印字ヘッドの幅寸法を小さくすることが可能となり、印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、上記印字装置の好ましい実施形態を図を用いて説明する。図１は印字装置の全体構成を模式的に説明する図である。図２は印字装置の制御系のブロック図である。図３は板材に対する切断又は印字を行う際のフローを説明する図である。図４，図５は板材に対して印字する際の手順を説明する図である。図６は印字装置によって印字する際の方法の他の例を説明する図である。
【００１３】
先ず、図１により印字装置Ａの構成について説明する。印字装置Ａは、被印字材Ｂを挟んで設置された一対のレール１に載置されて走行する走行台車２と、走行台車２に搭載されてレール１の設置方向と直交する方向に横行する横行キャリッジ３と、横行キャリッジ３に搭載された複数の印字ヘッド４とを有して構成されている。
【００１４】
走行台車２は、印字ヘッド４をレール１に沿って略一定の速度で走行させると共に被印字材Ｂの端部に到達した後、前記走行方向とは反対の方向に略一定の速度で走行させるためのものであり、このレール１に沿った往復走行の過程で印字ヘッド４を予め入力された印字データに従って駆動することで、被印字材Ｂの表面に所望の文字，直線或いは曲線、更に他の情報を印字するものである。
【００１５】
このため、走行台車２は、レール１上に配置され内部に走行モーター５を設けたサドル２ａと、レール１と直交する方向に設置さ両端が夫々サドル２ａに接続されたガーダー２ｂとを有して構成されており、サドル２ａに制御装置を内蔵した制御盤６が設けられている。
【００１６】
横行キャリッジ３は、印字を開始する際に、先ず、被印字材Ｂの端部に配置された印字ヘッド４（４ａ）の位置を一致させ、その後、前記位置を維持して走行台車２を走行時させて印字を行い。１列の印字が終了した後、印字ヘッド４の幅方向の寸法分横行させ、更に、この位置を維持して走行台車２を走行させて印字を行うものである。従って、横行キャリッジ３は、走行台車２が被印字材Ｂに対する一列の印字を終了する毎に、印字ヘッド４の幅に応じて横行し、これらの印字ヘッド４を新たな印字すべき位置に横行させるものである。
【００１７】
このため、横行キャリッジ３は、ガーダー２ｂに設けた横行レール２ｃに沿ってレール１と直交する方向に横行させる横行モーター７を有して構成され、１台のキャリッジに複数の印字ヘッド４を予め設定された間隔を保持して固定して搭載し、この印字ヘッド４の間隔と被印字材Ｂに対する印字回数とに応じて横行させるように、或いは印字ヘッド４を個々に横行キャリッジ３に搭載し、これらの横行キャリッジ３を同時に横行させるように構成しても良い。
【００１８】
図１に示す実施例では、１台の横行キャリッジ３に複数の印字ヘッド４が予め設定された所定の間隔を持って固定されている。
【００１９】
印字ヘッド４は、走行台車２の走行に伴って図示しない塗料供給装置から供給された塗料を短時間噴射して被印字材Ｂの表面にドット状のマークを形成し、このマークの連続によって目的の文字，直線，曲線を印字するものである。
【００２０】
このため、印字ヘッド４は、走行台車２の横行レール２ｃと平行方向に一列に配置された複数のノズル８（図４，図５参照）を有し、各ノズル８毎に制御装置によって開閉が制御される電磁弁等を介して塗料供給装置が接続されている。印字ヘッド４に於けるノズル８のピッチや数は特に限定するものではなく、ノズル８から噴射された塗料が被印字材Ｂに至る間での広がり率や、印字ヘッド４の被印字材Ｂからの距離等の条件に応じて適宜設定される。
【００２１】
また印字ヘッド４に配置された複数のノズル８の幅方向の寸法（レール２ｃに沿った方向の寸法）は、予め設定された被印字材Ｂの幅寸法と、被印字材Ｂを印字するのに要する回数（往復回数）と、被印字材Ｂに対する分割数（印字ヘッド４の数）と、に応じて設定される。
【００２２】
例えば、幅２ｍの被印字材Ｂを２往復で印字を行うものとし、且つ印字ヘッド４の数を４とした場合、複数のノズル８の幅方向の寸法は、２ｍ／（４×４）から１２５mmに設定され、隣接する印字ヘッド４の間隔は５００mmに設定される。
【００２３】
本実施例に於いて、印字ヘッド４は、ノズル８の径が１５mm、各印字ヘッド４に於ける複数のノズル８の幅寸法が１２５mm、ピッチが１７．８６mmで形成され、印字ヘッド４の数は４個に設定されている。
【００２４】
次に図２により印字装置Ａの制御系について簡単に説明する。図に於いて、21は制御装置であり、制御盤６に内臓されている。この制御装置21は、印字作業を実行するのに必要なノズル８を駆動するためのプログラムや印字装置Ａの独自のプログラム、例えば、端面検出センサー22からの信号に基づいて被印字材Ｂの姿勢を検出し、検出した姿勢に基づいて印字データの座標軸を変換するプログラム、更には、高さ検出センサー23からの信号に基づいて印字ヘッド４の高さを制御する高さ制御モーター24を駆動するプログラム等を記憶した記憶部21ａと、キーボード等からなる入力部材25、或いはＣＤＲＯＭドライブ26等からのデータを一時記憶する一時記憶部21ｂと、演算部21ｃとを有して構成されている。
【００２５】
被印字材Ｂに目的の印字を実行する場合、図３に示すように、予め被印字材Ｂに対する作業内容が設定される。この作業の流れについて簡単に説明する。
【００２６】
即ち、ステップＳ１に示すように、印字部材Ｂから切断すべき部材を計画し、ステップＳ２で計画された部材を被印字材Ｂに無駄なく割りつけるネスティングを行う。そして合理的なネスティングが行われると、ステップＳ３で切断計画図が設定される。
【００２７】
被印字材Ｂがそのまま切断させるような場合には、上記切断計画図から切断データが作成され、この切断データを数値制御（ＮＣ）切断データに変換してＮＣ切断装置に伝達することで、被印字材Ｂに対する切断を実行することが可能である。
【００２８】
被印字材Ｂに対する印字を行う場合、ステップＳ３で得た切断計画図からステップＳ４で作図され、ステップＳ５で図形データが作成される。そしてステップＳ６で文字データが抽出されてステップＳ７で印字データが作成される。次いでステップＳ８では、印字装置Ａの構成（ノズル８の数、印字ヘッド４の幅、印字に要する往復回数等）に応じてドットマップに変換され、更にステップＳ９でドット印字データが作成される。
【００２９】
上記ドット印字データは、直接印字装置Ａの制御装置21に伝達され、或いはＣＤＲＯＭ等の媒体を介して制御装置21に伝達される。
【００３０】
次に、図４，図５により被印字材Ｂに対して印字を実行する手順について説明する。先ず、印字装置Ａの制御装置21に対し、入力装置25から被印字材Ｂの板厚や、幅，長さのデータが入力される。このデータはインターフェース27を介して制御装置21に伝達され、一時記憶部21ｂに一時記憶される。またＣＤＲＯＭドライブ26からドット印字データを入力し、一時記憶部21ｂに記憶させる。
【００３１】
次いで印字装置Ａを走行させ、図示しない位置に設けた端面検出センサー22によって被印字材Ｂの端面を複数個所で検出し、この検出データから被印字材Ｂの姿勢、即ち、レール１に対する被印字材Ｂの傾き角度を検出する。そして検出した傾き角度から、被印字材Ｂに対するドット印字データの座標を変換する。同時に図示しない位置に設けた高さ検出センサー23によって被印字材Ｂの表面を検出し、横行キャリッジ３に設けた図示しない高さ制御モーター24を駆動して印字ヘッド４を被印字材Ｂから予め設定された高さに保持する。
【００３２】
上記の如くして被印字材Ｂの姿勢を検出すると共に印字ヘッド４の高さを保持した後、横行キャリッジ３に於ける端部側の印字ヘッド４ａを被印字材Ｂの端部に一致させるように横行キャリッジ３を横行させ、これにより、印字作業の準備が完了する。
【００３３】
本実施例に係る印字装置Ａでは、４つの印字ヘッド４を被印字材Ｂに対し２往復（印字回数４）させて、図５（ｂ）に示すような印字を行う。この場合、制御装置21では、記憶部21ａに記憶された被印字材Ｂに対するドット印字データを演算部21ｃで読み出すと共に、各走行行程毎に必要な幅に分割して印字ヘッド４に形成されたノズル８の駆動データを演算するプログラムが実行され、この駆動データは各印字ヘッド４に伝達される。
【００３４】
即ち、図４（ａ）に示すように、被印字材Ｂは印字ヘッド４ａ〜４ｄによって印字される領域４ａ−１〜４ｄ−４まで１６の領域に分割され、被印字材Ｂに設定されたドットマップ（図５（ｂ）参照）が各領域毎に分割され、走行台車２の行程と同期させてノズル８に対する駆動データが演算される。
【００３５】
従って、走行台車２の往復走行に伴う各行程毎に走行台車２の走行と同期して印字ヘッド４のノズル８を駆動することで、被印字材Ｂに対して１／４の印字面の印字を行い、走行台車２が２往復したとき、被印字材Ｂに目的の印字を行うことが可能となる。
【００３６】
先ず、図４（ａ）に示すように、印字材Ｂの端面に印字ヘッド４ａの端部（ノズル８ａ１）を対応させる。このとき、他の印字ヘッド４ｂ〜４ｄは互いに予め設定された距離離隔して固定されている。その後、走行台車２を走行させて印字ヘッド４ａ〜４ｄを矢印ａ方向（往動）に移動させ、この過程で、制御装置21から伝達された印字データに従ってノズル８ａ１〜８ｄｎを駆動することで、被印字材Ｂの対応する領域４ａ１，４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１に部分的な印字を形成することが可能である。
【００３７】
そして走行台車２が走行限に到達し、印字ヘッド４ａ〜４ｄが被印字材Ｂから外れたとき、領域４ａ１，４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１に対する印字の第１行程が終了する。
【００３８】
次いで、横行キャリッジ３を印字ヘッド４に於けるノズル８ａ１〜８ａｎの幅に対応した寸法だけ横行させ、同図（ｂ）に示すように、各印字ヘッド４ａ〜４ｄを領域４ａ２，４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２に対向させる。その後、走行台車２を走行させて印字ヘッド４ａ〜４ｄを矢印ｂ方向（復動）に移動させ、この過程で、制御装置21から伝達された印字データに従ってノズル８１〜８ｄｎを駆動することで、被印字材Ｂの対応する領域４ａ２，４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２に部分的な印字を形成することが可能である。
【００３９】
そして走行台車２が走行限に到達し、印字ヘッド４ａ〜４ｄが被印字材Ｂから外れたとき、領域４ａ２，４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２に対する印字の第２行程が終了する。
【００４０】
更に、横行キャリッジ３を印字ヘッド４に於けるノズル８ａ１〜８ａｎの幅に対応した寸法だけ横行させ、図５（ａ）に示すように、各印字ヘッド４ａ〜４ｄを領域４ａ３，４ｂ３，４ｃ３，４ｄ３に対向させる。その後、走行台車２を走行させて印字ヘッド４ａ〜４ｄを矢印ａ方向（往動）に移動させ、この過程で、制御装置21から伝達された印字データに従ってノズル８ａ１〜８ｄｎを駆動することで、被印字材Ｂの対応する領域４ａ３，４ｂ３，４ｃ３，４ｄ３に部分的な印字を形成することが可能である。
【００４１】
そして走行台車２が走行限に到達し、印字ヘッド４ａ〜４ｄが被印字材Ｂから外れたとき、領域４ａ３，４ｂ３，４ｃ３，４ｄ３に対する印字の第３行程が終了する。
【００４２】
横行キャリッジ３を印字ヘッド４に於けるノズル８ａ１〜８ａｎの幅に対応した寸法だけ横行させ、同図（ｂ）に示すように、各印字ヘッド４ａ〜４ｄを領域４ａ４，４ｂ４，４ｃ４，４ｄ４に対向させる。その後、走行台車２を走行させて印字ヘッド４ａ〜４ｄを矢印ｂ方向（復動）に移動させ、この過程で、制御装置21から伝達された印字データに従ってノズル８ａ１〜８ｄｎを駆動することで、被印字材Ｂの対応する領域４ａ４，４ｂ４，４ｃ４，４ｄ４に部分的な印字を形成することが可能である。
【００４３】
そして走行台車２が走行限に到達し、印字ヘッド４ａ〜４ｄが被印字材Ｂから外れたとき、領域４ａ４，４ｂ４，４ｃ４，４ｄ４に対する印字の第４行程が終了し、これに伴って被印字材Ｂに対する印字作業が全て終了する。
【００４４】
次に、他の実施例に係る印字装置Ａの構成について図６により説明する。図に示す印字装置Ｃは、基本的な構成は前述の印字装置Ａと変わることはなく、単に４つの印字片４ａ〜４ｄを互いに当接させて１つの大きな印字ブロックを形成し、走行台車２の往復走行に伴ってこの印字ブロックを横行させて異なる領域に対する印字を実行し得るようにしたものである。
【００４５】
このため、各印字ヘッド４ａ〜４ｄは１台の横行キャリッジ３に夫々横行可能に搭載されていても良く、夫々の印字ヘッド４ａ〜４ｄが個々の横行キャリッジに搭載されていても良い。
【００４６】
本実施例では、図６（ａ）に示すように、印字ヘッド４ａ〜４ｄを互いに当接させて印字ブロック４を構成している。このため、ノズル８ａ１〜８ｄｎが一列に並び、被印字材Ｂの１／４幅に対応して連続する。また制御装置21からは印字ブロック４に対して一連の駆動データが伝達される。
【００４７】
そして前述の実施例と同様にして印字ヘッド４ａの端部を被印字材Ｂの端部に対応させ、この状態で走行台車２を矢印ａに走行させて第１行程の印字を実行し、この第１行程の印字が終了した後、印字ブロック４をノズル８１〜８ｄｎの寸法分横行させた後、走行台車２を矢印ｂ方向に走行させて第２行程の印字を実行し、引き続き、第３行程，第４行程の印字を実行することで、例えば図５（ｂ）に示す印字を形成することが可能である。
【００４８】
上記の如く、本発明の印字装置Ａ，Ｃでは、定置された被印字材Ｂに沿って走行台車２を走行させつつ、該走行に同期させて印字ヘッド４を作動させてノズル８を選択的に駆動することで印字することが可能であり、且つ１行程の印字が終了する都度、印字ヘッド４を横行させて隣接する領域に対向させて更に次の行程の印字を実行することで、被印字材Ｂに対する全ての印字を行うことが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明に係る印字装置では、被印字材を定置しておき、この被印字材に沿って走行台車が往復移動する過程で被印字材に対する印字がなされるので、印字装置が占有する面積を小さくすることが出来る。
【００５０】
また横行キャリッジに複数の印字ヘッドを搭載し、走行台車の往復移動に伴って横行キャリッジを印字ヘッドの幅に対応させて横行させるので、印字ヘッドの幅寸法が小さくなり、印字ヘッド単位での交換やメンテナンス作業を容易に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】印字装置の全体構成を模式的に説明する図である。
【図２】印字装置の制御系のブロック図である。
【図３】板材に対する切断又は印字を行う際のフローを説明する図である。
【図４】板材に対して印字する際の手順を説明する図である。
【図５】板材に対して印字する際の手順を説明する図である。
【図６】印字装置によって印字する際の方法の他の例を説明する図である。
【符号の説明】
Ａ，Ｃ                  印字装置
Ｂ                      被印字材
１                      レール
２                      走行台車
２ａ                    サドル
２ｂ                    ガーダー
２ｃ                    横行レール
３                      横行キャリッジ
４，４ａ〜４ｄ          印字ヘッド，印字ブロック
４ａ−１〜４ｄ−４      領域
５                      走行モーター
６                      制御盤
７                      横行モーター
８，８ａ１〜８ｄｎ      ノズル
21                      制御装置
21ａ                    記憶部
21ｂ                    一時記憶部
21ｃ                    演算部
22                      端面検出センサー
23                      高さ検出センサー
24                      高さ制御モーター
25                      入力部材
26                      ＣＤＲＯＭドライブ
27                      インターフェース
【図１】
2004195891.tif 000003
【図２】
2004195891.tif 000004
【図３】
2004195891.tif 000005
【図４】
2004195891.tif 000006
【図５】
2004195891.tif 000007
【図６】
2004195891.tif 000008