(57)【要約】【課題】  従来の装置を改良して高い処理能力を発揮することのできる物品装飾装置及び方法提供する。【解決手段】  対象物品(7)を担持する保持部材(24a, 24b, 26a; 24c, 24d, 26b)をそれぞれ装備すると共に個々に独立して駆動装置(12a, 20a; 12b, 20b)により搬送軌道に沿って走行移動する少なくとも２つの搬送キャリッジ(16a, 16b)と、搬送軌道に沿って配置された少なくとも１つの装飾付与ステーション(50a〜50d; 54a, 54b)とを備えた物品装飾装置。少なくとも一方の搬送キャリッジ(16a, 16b)に保持部材(24a, 24b, 26a; 24c, 24d, 26b)がキャリッジ走行移動面と直交する方向へ変位可能に装着され、これら２つの搬送キャリッジは搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違いできるように搬送軌道上の互いに別々の案内軌道で個別に案内される。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの対象物品（７）を担持する保持部材（２４ａ、２４ｂ、２６ａ；２４ｃ、２４ｄ、２６ｂ）をそれぞれ装備すると共に個々に独立して駆動装置（１２ａ、２０ａ；１２ｂ、２０ｂ）により搬送軌道に沿って自走移動する少なくとも２つの搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）と、搬送軌道に沿って配置された少なくとも１つの装飾付与ステーション（５０ａ〜５０ｄ；５４ａ、５４ｂ）とを備えた物品装飾装置（１）において、少なくとも一方の搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）には保持部材（２４ａ、２４ｂ、２６ａ；２４ｃ、２４ｄ、２６ｂ）がキャリッジ走行移動面と直交する方向へ変位可能に装着され、これら２つの搬送キャリッジは搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違いできるように搬送軌道上の互いに別々の案内軌道で個別に案内されていることを特徴とする物品装飾装置。
【請求項２】
２つの搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）が互いに離間して平行に延在する一対の案内軌道で個別に案内されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
各案内軌道が直線軌道であり、個々の案内軌道でそれぞれ単一のキャリッジが案内されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
個々の搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の保持部材（２４ａ、２４ｂ、２６ａ；２４ｃ、２４ｄ、２６ｂ）が複数の対象物品（７）を保持するように構成され、これら保持部材のそれぞれに個々の対象物品のための独立した複数の物品受容部（６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
保持部材（２４ａ、２４ｂ、２６ａ；２４ｃ、２４ｄ、２６ｂ）における複数の物品受容部（６）がキャリッジ走行移動方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
搬送軌道の一部の領域に設定された搬出ステーション内で搬送軌道と平行な移動方向に移動可能であると共にこの移動方向に沿って配列された複数の物品受容部（９２）を有する保持部材を備えた搬出用可動キャリッジ（９０）と、搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の保持部材の物品受容部に保持されている複数の対象物品（７）を一斉に取り込むと共にこれら取り込んだ対象物品を前記搬出用可動キャリッジ（９０）の保持部材の物品受容部に一斉に移す移載装置（１２０）とを更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
搬送軌道の一部の領域に設定された搬入ステーション内で搬送軌道と平行な移動方向に移動可能であると共にこの移動方向に沿って配列された複数の物品受容部（８２）を有する保持部材を備えた搬入用可動キャリッジ（８０）と、搬入用可動キャリッジ（８０）の保持部材の物品受容部に保持されている複数の対象物品を一斉に取り込むと共にこれら取り込んだ対象物品を前記搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の保持部材の物品受容部に一斉に移す移載装置（１２０）とを更に備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
搬送キャリッジの走行移動方向に沿って前後に配列された複数の装飾付与ステーション（５０ａ〜ｄ；５４ａ、ｂ）を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
搬送キャリッジの駆動装置がリニアモータを備え、リニアモータの一次側又は二次側のいずれか一方が搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）に搭載されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）に、その保持部材（２６ａ、２６ｂ）をキャリッジ走行移動面と直交する方向に離れた第１死点位置と第２死点位置との間で反転変位させる位置反転機構（２７ａ、２７ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
位置反転機構が、流体圧又は電力を動力エネルギーとして正逆方向に反転する機械的出力を生じる原動機（２８ａ）と、該原動機の機械的出力により高い立ち上り速度変化率で保持部材を第１死点位置と第２死点位置との間で反転変位させると共に保持部材に作用する対抗荷重に抗して該保持部材を少なくとも一方の死点位置にロックする機械的伝動装置とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
位置反転機構が、第１死点位置又は第２死点位置の近傍で保持部材の反転変位速度を最大反転変位速度未満に減じるものであることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
位置反転機構がエネルギー蓄積機構（４６ａ〜４６ｄ）を備え、該エネルギー蓄積機構は、第１死点位置と第２死点位置との間で保持部材が反転変位するに際して、いずれか一方の死点位置から保持部材が変位を開始するときに保持部材（２６ａ、２６ｂ）に対して加速のためのエネルギーを放出し、次いで他方の死点位置に到達する直前に保持部材から減速のためのエネルギーを吸収するものであることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
エネルギー蓄積機構が、保持部材（２４ａ、２６ａ；２４ｂ、２６ｂ）が少なくともいずれか一方の死点位置で運動エネルギーを蓄積するばね（４６ａ〜４６ｄ）を備えていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
搬送軌道が細長い軌道桁（１０）を含み、この軌道桁の互いに逆向きの２つの長手側面にそれぞれ案内軌道（１４ａ、１４ｂ；１４ｃ、１４ｄ）が敷設され、これらの案内軌道に少なくとも１つずつ配置された搬送キャリッジ（１６ａ；１６ｂ）のそれぞれに案内軌道上を摺動又は転動する相補形状の案内シュー（２２ａ、２２ｂ；２２ｃ、２２ｄ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）がキャリッジ走行移動方向と平行でキャリッジ走行移動面と直交する面内に延在するベースプレート（１８ａ、１８ｂ）を有し、このベースプレートには搬送軌道の片側でキャリッジ走行移動面及びキャリッジ走行移動方向と直交する方向へ変位可能に支持レール（２４ａ、２４ｂ；２４ｃ、２４ｄ）が配置され、この支持レールにより保持部材（２６ａ、２６ｂ）がベースプレート（１８ａ、１８ｂ）の端部でキャリッジ走行移動面と平行な面内に延在するように担持されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの対象物品（７）を担持する保持部材（２４ａ、２４ｂ、２６ａ；２４ｃ、２４ｄ、２６ｂ）をそれぞれ装備した少なくとも２つの搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）を個々に独立して駆動装置（１２ａ、２０ａ；１２ｂ、２０ｂ）により搬送軌道に沿って自走移動させつつ、搬送軌道に沿って配置された少なくとも１つの装飾付与ステーション（５０ａ〜５０ｄ；５４ａ、５４ｂ）で前記対象物品に塗装又は印刷による装飾を施す物品装飾方法において、少なくとも１つの搬送キャリッジの保持部材をキャリッジ走行移動面と直交する方向へ変位させ、２つの搬送キャリッジを搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違うように案内することを特徴とする物品装飾方法。
【請求項１８】
２つの搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）を、搬送軌道に沿って互いに離間して平行に延設された一対の案内軌道で個別に案内することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの搬送キャリッジ（１６ａ）を他の搬送キャリッジ（１６ｂ）とは独立して駆動することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
個々の搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）を、対象物品（７）へ装飾を施す間に搬送軌道の直線区間で双方向に移動させることを特徴とする請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
個々の搬送キャリッジの保持部材に同時に複数の対象物品（７）を保持させることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
搬送軌道の一部の領域に搬入ステーションを設定しておき、この搬入ステーション内に複数の対象物品を担持するための保持部材を備えた搬入用可動キャリッジ（８０）を搬送軌道と平行な方向へ移動可能に配置し、搬入ステーションにおいて順次別々の工程で搬入用可動キャリッジの保持部材に複数の対象物品を取り込み、その後、この搬入用可動キャリッジの保持部材から複数の対象物品を一斉に搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の保持部材へ移載することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
搬送軌道の一部の領域に搬出ステーションを設定しておき、この搬出ステーション内に複数の対象物品を担持するための保持部材を備えた搬出用可動キャリッジ（９０）を搬送軌道と平行な方向へ移動可能に配置し、搬出ステーションにおいて搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の保持部材に保持されている装飾付与済みの複数の対象物品を搬出用可動キャリッジの保持部材に一斉に移載し、その後、搬出用可動キャリッジの保持部材から装飾付与済みの対象物品を少なくとも１つずつ順次別々の工程で取り出すことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
搬送キャリッジの走行移動方向に沿って前後に配列した少なくとも２つの装飾付与ステーション（５０ａ〜５０ｄ、５４ａ、５４ｂ）で対象物品に順次装飾を付与することを特徴とする請求項１７〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
少なくとも２つの装飾付与ステーションにおいて対象物品に順次印刷を施し、先行する装飾付与ステーションで印刷された対象物品上の印刷インクを、後続の装飾付与ステーションにおける印刷の開始前に乾燥することを特徴とする請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
搬送中の対象物品の位置を検出し、該対象物品を搬送する搬送キャリッジの移動を検出位置情報に基づいて装飾付与ステーションにおける装飾付与動作に適合させることを特徴とする請求項１７〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの搬送キャリッジの保持部材に同時に複数の対象物品を保持させ、該搬送キャリッジの保持部材に保持された状態の複数の対象物品に対し、該搬送キャリッジの走行移動方向に関して互いに離間した複数の装飾付与ステーションで同時に装飾を付与することを特徴とする請求項１７〜２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
搬送キャリッジ（１６ａ、１６ｂ）の走行移動メント直交する方向への保持部材（２６ａ、２６ｂ）の変位に少なくとも１つの死点位置を設定し、該保持部材に保持された対象物品に対して装飾付与ステーションで装飾が施される間に該保持部材を前記死点位置にロックすることを特徴とする請求項１７〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
保持部材を搬送キャリッジに対して互いに離間した２つの死点位置の間で反転変位させることを特徴とする請求項１７〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
キャリッジ走行移動面と直交する方向への保持部材の変位に伴って生じる位置エネルギーを搬送キャリッジに設けたエネルギー蓄積機構（４６ａ〜４６ｄ）に蓄積して死点位置近傍での保持部材の変位速度の減速を行い、蓄積された位置エネルギーを保持部材の反転変位の開始時の助勢に消費することを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンパクトディスク等の物品に塗装や印刷等による装飾を施すための装置、特に、対象物品を担持する保持部材をそれぞれ装備すると共に個々に独立して駆動装置により搬送軌道に沿って自走移動する複数の搬送キャリッジと、搬送軌道に沿って配置された装飾付与ステーションとを備えた形式の物品装飾装置に関するものであり、また係る装置を使用して行われる物品装飾方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の物品装飾装置は例えば特許文献１に開示されている。この公知の装置は、それぞれ駆動装置により搬送軌道に沿って自走移動する複数の搬送キャリッジと、搬送軌道に沿って配列された複数の装飾付与ステーションとを備えており、各搬送キャリッジには対象物品を担持するための保持部材が設けられ、従って対象物品には搬送キャリッジによって各装飾付与ステーションに移動される間に順次装飾が施される。ここで言う対象物品とは、例えばＣＤ、ＤＶＤ、クレジットカード、テレフォンカード、或いはそれに類する他の定形の固形成形品であり、母材はプラスチック、金属、紙、繊維、又はそれらの任意の複合材からなる場合が殆どである。装飾の付与は、対象物品に対する被覆、塗装及び／又は印刷等、任意の表面処理操作による。特にＣＤ、ＤＶＤ、テレフォンカード又はクレジットカードに印刷を施す場合、印刷業者に受け入れられている通常のロットサイズは凡そ５００〜１０００個単位であり、これは最短の印刷時間で納品されるべき単位量である。即ち、この種の物品には他品種少量印刷を極めて短期間のうちに仕上げなければならないという要求があり、これに答えるために冒頭に記載したタイプの物品装飾装置がしばしば用いられるが、従来の装置では処理量が比較的低いという問題点が指摘されている。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１０８８６６１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って本発明の課題は、従来の装置を改良して高い処理能力を発揮することのできる物品装飾装置及び方法提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、この課題は意外なほど簡単に解決される。即ち、冒頭に記載したタイプの物品装飾装置において、本発明に係る装置では、少なくとも一方の搬送キャリッジに保持部材がキャリッジ走行移動面と直交する方向へ変位可能に装着されており、これら２つの搬送キャリッジは搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違いできるように搬送軌道上の互いに別々の案内軌道で個別に案内されている。このような搬送キャリッジのための案内軌道を別々に分けるには、例えば２つの搬送キャリッジを互いに平行な位置関係で個別に案内することによって達成することができる。
【０００５】
本発明による構成を備えた物品装飾装置は、装飾付与ステーションの外部及び内部で複数の搬送キャリッジの走行移動パターンに関して高い柔軟性をもたせることができる。即ち、同じ搬送軌道に沿って自走移動する２台の搬送キャリッジが別々の案内軌道で個別に案内されており、これら２台の搬送キャリッジが同じ搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違いできるように構成されているので、同一装飾付与ステーションで別々の搬送キャリッジに担持された対象物品を次々に処理することができるのである。このように、搬送キャリッジの走行移動パターンに高い柔軟性をもたせることにより、本発明の物品装飾装置によれば従来装置に比べて時間当たりの処理量を大幅に高めた運用が可能となる。
【０００６】
装飾付与ステーションにおける装飾付与操作に際しては、何れの搬送キャリッジに担持されているにせよ同一搬送軌道上を搬送される対象物品は同じパスラインを通過することが望ましい。この点に関して、２台の搬送キャリッジを別々の案内軌道で案内した場合に同一装飾付与ステーションにおける対象物品のパスラインに生じる位置偏差は、これら２台の搬送キャリッジにおける対象物品のための保持部材の配置を、２台の搬送キャリッジの保持部材に保持された各対象物品の位置が装飾付与ステーション内で同一パスライン上に揃うように予め適合させた配置とすることによって補償することができる。このような構成を採用しておけば、対象物品に対する装飾付与のための表面処理操作自体には、搬送キャリッジが何れの案内軌道に案内されているにせよ、パスライン偏差に対する特別な調整を行う必要はない。
【０００７】
本発明による装置の２台の搬送キャリッジは、相互に離間して平行に延在する一対の案内軌道で個別に案内されていることが望ましく、特に各案内軌道が直線軌道である場合は個々の案内軌道にはそれぞれ単一の搬送キャリッジが案内されていることが望ましい。
【０００８】
対象物品を保持するために個々の搬送キャリッジに装備される保持部材は、それぞれ同時に複数の対象物品を保持するように構成されていることが好ましく、この場合、各搬送キャリッジの保持部材には、個々の対象物品のための独立した複数の物品受容部がそれぞれ設けられる。これにより個々の搬送キャリッジで複数の対象物品を一斉に装飾付与ステーションに通すことができ、従って特に駆動原動機を個々に搭載した自走式搬送キャリッジを個々の対象物品毎に配置する必要がなくなるので、装置全体の設備及びその保守に要するコストを減じることができる。この場合、複数の物品受容部は互いに剛的な配置、即ち、各物品受容部間の相対位置が固定されるように配置されていることが好ましい。これらの物品受容部は、例えば保持すべき対象物品と形状同士の嵌り合いが形成されるように保持対象物品の幾何学形状に適合した形状の凹部によって構成することができ、それによって搬送時における対象物品の位置を確実に固定状態に維持することができる。ＣＤやＤＶＤの場合、各物品受容部にはＣＤやＤＶＤの中心部に穿たれている中央開口穴に挿入されて物品受け入れ時にガイドとなるスピンドルを設けておくことができる。
【０００９】
この場合、個々の保持部材における複数の物品受容部は搬送キャリッジの走行移動方向に沿った方向へ配列されていることが特に望ましく、これにより搬送キャリッジの保持部材上で一列に担持された複数の対象物品を搬送キャリッジの走行移動の制御操作のみで装飾付与ステーションに順次進入させて次々と装飾付与操作に付することが可能となる。
【００１０】
尚、本発明では複数の物品受容部を搬送キャリッジの走行移動方向と直交する方向に配列することを排除するものではないが、その場合は装飾付与ステーションにおいて例えば印刷ヘッド等の表面処理機器を対応して搬送キャリッジ走行移動方向と直交する方向に複数列配置する必要がある。
【００１１】
本発明の好適な実施形態においては、対象物品への装飾が付与された後に搬送キャリッジの保持部材に担持されている複数の対象物品を単一工程で取り出すため、搬送軌道の一部の領域に設定された搬出ステーション内に搬送軌道と平行な移動方向に移動可能な搬出用可動キャリッジが配置され、この搬出用可動キャリッジには搬送キャリッジとほぼ同様に移動方向に沿って配列された複数の物品受容部を有する保持部材が装備され、更に搬出ステーション内には搬送キャリッジの保持部材の物品受容部に保持されている複数の対象物品を一斉に取り込むと共にこれら取り込んだ対象物品を前記搬出用可動キャリッジの保持部材の物品受容部に一斉に移す移載装置が設けられている。
【００１２】
本発明の他の好適な実施形態においては、同様にして、これから装飾を付与すべき複数の対象物品を空荷状態の搬送キャリッジへ単一工程で積込むため、搬送軌道の一部の領域に設定された搬入ステーション内に搬送軌道と平行な移動方向に移動可能な搬入用可動キャリッジが配置され、この搬入用可動キャリッジには搬送キャリッジとほぼ同様に移動方向に沿って配列された複数の物品受容部を有する保持部材が装備され、更に搬入ステーション内には搬入用可動キャリッジの保持部材の物品受容部に保持されている複数の対象物品を一斉に取り込むと共にこれら取り込んだ対象物品を搬送キャリッジの保持部材の物品受容部に一斉に移す移載装置が設けられている。
【００１３】
本発明による物品装飾装置は、対象物品に対する多数回の表面処理、特に対象物品へ多数の部分印刷像の印刷を施して合成印刷像を得る例えば多色印刷などの用途に好適に利用可能である。この場合、搬送キャリッジの走行移動方向に沿って前後に配置される複数の装飾付与ステーションを設けることが有利である。搬送キャリッジの保持部材には、該搬送キャリッジで搬送される複数の対象物品のうちの１つが走行移動方向における搬送キャリッジの位置に応じて何れか１つの装飾付与ステーション内に位置すると共に同じ搬送キャリッジで搬送される別の１つの対象物品が別の１つの装飾付与ステーション内に位置するように、複数の装飾付与ステーションの位置に対応した相対位置関係でキャリッジ走行移動方向に沿って配列された複数の物品受容部を設けておくことが望ましく、これにより同じ搬送キャリッジで搬送される両方の対象物品にそれぞれ別の装飾付与ステーションで同時に装飾又は印刷を施すことが可能となる。このようにして、走行移動方向に沿って配列した複数の対象物品を一斉に移動させる単一の搬送キャリッジの移動により、例えば異なる印刷ステーションにおいて複数の対象物品に対する同時印刷を実行することが可能であり、これは、複数の対象物品の搬送に、対象物品毎に駆動原動機付き自走搬送キャリッジを割り当てることなく、それよりも少ない台数の自走搬送キャリッジで多数の対象物品を一斉に移動させながら高い作業効率で装飾付与操作を実行できることを意味する。
【００１４】
本発明によれば、個々の装飾付与ステーションに対して、例えばオフセット印刷、スクリーン印刷、又はインクジェット印刷、或いはレーザ印刷等の非接触印刷等、従来から使用されている種々の印刷手法の何れも割り当てることができる。印刷ステーションでの印刷工程中に印刷対象物品を搬送キャリッジによって搬送方向へ移動させるか又は固定保持させるかは、その印刷ステーションで実行される印刷の手法や対象物品に対する印刷機構の幾何学的配置によって異なる。例えば一般的なスクリーン印刷機のように印刷中に対象物品を搬送方向へ移動させる必要がある場合、対象物品の移動は印版の移動を同期するように印刷工程と整合をとる必要がある。この点については当業者に馴染深いことであり、従ってここでは詳しい説明は省略する。
【００１５】
搬送キャリッジを搬送軌道に沿って自走させるための駆動装置としては、搬送キャリッジを個々に独立して駆動するダイレクトドライブ装置として小形回転電動機と伝達機構の組み合わせ等を採用してもよいが、特に好ましくはリニアモータを採用することが望ましい。この場合、搬送キャリッジ側には、実際の装置構成に応じてリニアモータの一次側又は二次側のいずれか一方を構成する可動子構体が搭載され、他方を構成する固定子構体は搬送機道に沿って固定的に敷設される。特に、搬送キャリッジの軽量化の観点で好ましいのは、リニアモータの一次側をコイルで構成してこれを搬送キャリッジに搭載し、二次側を構成する磁石を装置の固定部分に配列して敷設した構造である。但し、なお付言しておくならば、本発明の物品装飾装置における搬送キャリッジの自走駆動機構として、歯車スプロケットと歯付ベルト、ラックとピニオン、送りねじスピンドル、スプロケットとチェーンなどと組み合わせた電動又は流体圧駆動の回転原動機や往復動シリンダピストン機構による駆動系を採用することも可能である。
【００１６】
本発明の更に好適な実施形態においては、装飾付与ステーションにおける表面処理機構に対して各搬送キャリッジに保持された対象物品の相対位置関係を各搬送キャリッジで共通に維持しながらも、２つの搬送キャリッジを同じ搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違いできるようにするために、少なくとも１つの搬送キャリッジにその保持部材をキャリッジ走行移動面と直交する方向に離れた二位置間で反転変位させる位置反転機構が設けられている。位置反転機構は、流体圧又は電力を動力エネルギーとして正逆方向に反転する機械的出力を生じる原動機と、該原動機の機械的出力により急激な立ち上り速度変化率で保持部材を前記二位置間で反転変位させると共に保持部材に作用する対抗荷重に抗して該保持部材を少なくとも一方の反転位置にロックする機械的伝動装置とを備えていることが好ましい。このロック位置は、例えば装飾付与ステーション内で対象物品がとるべき位置（例えば印刷位置）を与える保持部材のロック位置であり、これにより少なくともこのロック位置に留まった状態の保持部材には、装飾付与ステーションにおける装飾付与操作時に対抗荷重に抗するための付加的な力を印加する必要はない。
【００１７】
位置反転機構には、２つの死点位置、即ち保持部材の反転位置を設定することが可能である。この場合、これらの反転位置は保持部材の反転変位の両終端位置である。これら反転位置の一方又は双方で保持部材の変位がロック又は係止されるようにしてもよい。これは例えばスラストクランク機構を組込んだ伝導装置を採用することによって達成でき、またスラストクランク機構の代わりに、例えばクランクローラやスライダークランクを用いてもよい。ロック動作は少なくとも一方の反転位置で達成されるのがよく、これは、機械的伝導装置を使用していることから位置反転機構が反転位置近傍で極めて急激な、理想的には無限大の立ち上り速度変化率を示し、保持部材を大きな力の負担なしに、もしくは全く力の負担なしに反転位置で保持できることによる。
【００１８】
位置反転機構は、２つの反転位置の一方又は双方の近傍で保持部材の反転変位速度を最大反転変位速度よりも遅い速度に減速するものであることが好ましい。これによって保持部材が反転変位の終端位置に僅かな衝撃で接することが確保され、終端位置に達するときに保持部材から搬送キャリッジ各部に衝撃が伝達されることはない。
【００１９】
保持部材の反転変位の駆動原動機としては、例えばステッピングモータなどの各種電動モータ、流体圧揺動モータ、或いは圧電モータ等を用いることができる。
【００２０】
位置反転機構には、搬送キャリッジにおける保持部材の反転変位動作を支援する目的で少なくとも一方の終端位置で機能するエネルギー蓄積機構を装置を設けておくことが好ましい。このエネルギー蓄積機構は、２つの死点位置の間で保持部材が反転変位するに際して、いずれか一方の死点位置から保持部材が変位を開始するときに保持部材に対して加速のためのエネルギーを放出し、次いで他方の死点位置に到達する直前に保持部材から減速のためのエネルギーを吸収する。このようなエネルギー蓄積機構は、例えばコイルばね又は空気ばねで構成することができる。このようなエネルギー蓄積機構を使用すると、一方で位置反転機構に小型軽量の原動機を使用できるようになり、他方で終端位置に到達したときに機構全体に強い衝撃が印加されるのをほぼ防止することができる。これは、終端位置に到達する前に反転変位の移動体部分に生じている運動エネルギーの大部分がエネルギー蓄積機構によって吸収されるからである。衝突衝撃及びこれに起因する機構内部の振動は、本来なら装飾付与ステーションでの対象物品に対する表面処理の外乱となることがあるが、これをも実質的に防止することができる。
【００２１】
本発明の好適な実施形態においては、搬送軌道は細長い軌道桁を含み、この軌道桁の互いに逆向きの２つの長手側面にそれぞれ案内軌道が敷設され、これらの案内軌道に少なくとも１つずつ配置された搬送キャリッジのそれぞれに案内軌道上を摺動又は転動する相補形状の案内シューが設けられている。勿論、この軌道桁は複数の単位長の桁を連結したものとすることができる。案内シューは、例えばレール状の案内軌道上で搬送キャリッジの強制案内を果たすことになる。
【００２２】
本発明の更に好適な実施形態によれば、搬送キャリッジはキャリッジ走行移動方向と平行でキャリッジ走行移動面と直交する面内に延在するベースプレートを有し、このベースプレートには搬送軌道の片側でキャリッジ走行移動面及びキャリッジ走行移動方向と直交する方向へ変位可能に支持レールが配置され、この支持レールにより保持部材がベースプレートの端部でキャリッジ走行移動面と平行な面内に延在するように担持されている。このような構成により、例えば水平面上に敷設された搬送軌道においては搬送キャリッジにおける保持部材の全高を比較的低く抑えて低床タイプの搬送キャリッジとすることができる。搬送キャリッジの走行移動方向と直交する方向へ保持部材を変位させるため、支持レールをベースプレート面上で摺動可能に配置することもできる。
【００２３】
本発明は前述の課題を解決するための物品装飾方法も提供し、それによれば、少なくとも１つの対象物品を担持する保持部材をそれぞれ装備した少なくとも２つの搬送キャリッジを個々に独立して駆動装置により搬送軌道に沿って自走移動させつつ、搬送軌道に沿って配置された少なくとも１つの装飾付与ステーションで前記対象物品に塗装又は印刷による装飾を施すに際し、少なくとも１つの搬送キャリッジの保持部材がキャリッジ走行移動面と直交する方向へ変位され、２つの搬送キャリッジは搬送軌道上で少なくとも互いの一部が非接触状態で重なり合ってすれ違うように案内される。これにより、装飾付与工程中に対象物品を移送するキャリッジは同一搬送軌道上を互いにすれ違って走行移動でき、従って搬送キャリッジの走行移動パターンに高い柔軟性をもたせることにより、従来法に比べて時間当たりの処理量を大幅に高めた運用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を添付図面に示す実施形態を参照しながら更に詳述すれば以下の通りである。
【００２５】
図示の実施形態による物品装飾装置は、ＣＤ又はＤＶＤの表面に印刷を施すための例である。この装置を全体符号１で示し、主要部の構成が図１の側面図と図２の平面図に模式的に示されている。この装置１は水平面上に敷設された軌道桁１０によって構成された搬送軌道を含み、この軌道桁１０は細長いほぼ直方体形状のものを連設し、支持脚１１によって床に支えられている。軌道桁１０の互いに逆向きの両側の長手側面にはそれぞれ１台ずつの搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂが配置され、各搬送キャリッジは前記長手側面に平行なベースプレート１８ａ、１８ｂで軌道桁１０の全長に沿って自走移動可能である。各ベースプレート１８ａ、１８ｂには図１に矢印で示すように上下方向へ摺動可能な支持レール２４ａ、２４ｂ；２４ｃ、２４ｄが取付けられており、各支持レールの頂部には保持部材としての平らな保持板２６ａ、２６ｂはほぼ水平に担持されている。これらの保持板は、特に図２に明らかなように複数の物品受容部６を有しており、これらの物品受容部は各搬送キャリッジの走行移動方向で前後に並ぶように配列されている。尚、本実施形態における物品受容部にはそれぞれ１本ずつの短いリンクピンが中心部に立設されており、このリンクピンがＣＤの各中心穴に丁度嵌り込むような寸法となっている。従って支持レール上端にそれぞれ固定された保持板２６ａ、２６ｂは、支持レール２４ａ、２４ｂの昇汞移動によって高さ調整が可能である。図から明らかとなるように、支持レール２４ａ、２４ｂと２４ｃ、２４ｄはそれぞれ保持板２６ａ、２６ｂの長手側面に固着され、各搬送キャリッジの走行移動面と直交する方向に延在している。
【００２６】
２台の搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂは図１において図示面の表裏で鏡像対称に構成されている。これらの搬送キャリッジは、軌道桁１０の両側面の各々で、上下に離間し且つ軌道桁長手方向に延在する一対ずつ案内レール１４ａ，１４ｂ；１４ｃ、１４ｄによって搬送軌道に案内及び保持されている。各搬送キャリッジは個々に独立して駆動装置により自走移動し、本実施形態においては駆動装置はリニアモータで構成されている。軌道桁の長手向への搬送キャリッジの走行移動と保持板２６ａ、２６ｂの上下方向の反転変位は互いに整合するように調整され制御される。搬送キャリッジの走行駆動や保持板の反転変位に関しては図３及び図４を参考して後述する通りである。
【００２７】
図示の実施形態において、印刷装置１は４色刷の多重印刷を行うものであり、本来の印刷前に対象物品の表面には下塗プライマーが塗られ、本来の印刷後の表面はラッカー層の被覆塗装で封止される。下塗プライマーとラッカーはそれぞれスクリーン印刷ステーション５４ａ、５４ｂによってＣＤに被着される。４色刷のために搬送キャリッジの走行移動方向に沿って前後に並ぶように４つのインクジェット印刷ステーション５０ａ〜５０ｂが配置されており、これらの印刷ステーションではそれぞれ４色のうちの各１色ずつを使用した部分印刷像が対象物品に印刷される。これら全ての印刷ステーションが本発明で言う装飾付与ステーションである。搬送キャリッジの走行移動方向で個々のインクジェット印刷ステーションの間にそれぞれ１つずつの乾燥ステーション５２ａ〜５２ｄが配置されており、これらの乾燥ステーションでは、それぞれ紫外線放射管によって被着インクが乾燥され、もちろんこれは後続の色の印刷の前に乾燥が済むように行われる。
【００２８】
物品受容部６に載置された対象物品への下塗プライマーの塗布、多色印刷、そしてラッカー塗布のため、各搬送キャリッジは対象物品を載置したままそれぞれ所要の装飾付与ステーションに移動し、各装飾付与ステーションにおいてそれぞれ特定の表面処理が実施される。スクリーン印刷ステーションでは、図示しないスクリーン印刷スキィージが搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂの走行移動方向を横断する方向に移動するので、印刷中は対象物品（ＣＤ／ＤＶＤ）を担持した各搬送キャリッジは停止している。これとは異なり、インクジェット印刷ステーション５０ａ〜５０ｄでは図示しない印刷ヘッドが固定位置で印刷動作を行うので、対象物品を担持した搬送キャリッジは印刷中に或る所定の印刷速度に対応する移動速度で搬送方向へ移動し、これによって対象物品は印刷速度で印刷ヘッドの下を通過する。このため、搬送軌道の長手方向における搬送キャリッジの位置、この搬送キャリッジに担持されている個々の対象物品の実際位置が測定装置によって検出され、印刷ヘッドの下を通過する搬送キャリッジの移動が印刷工程と同期化される。
【００２９】
使用されるインクジェット印刷ヘッドは搬送キャリッジの走行移動方向を横断する方向に固有の寸法で延在する印刷幅をもち、このヘッド印刷幅は対象物品の装飾対象領域の単位幅以上である。印刷ヘッドはこの印刷幅で直線状に並んだ多数のノズル孔を有し、これらのノズル孔からインクが射出される。このような固定配置のインクジェット印刷ヘッドと移動する対象物品との印刷適合性に関しては前掲の特許文献１に詳しく述べられており、従って繰返しの説明を避けるためにここでは特許文献１を引用するに留める。
【００３０】
先に述べた先行技術とは異なり、本発明による図示の実施形態に係る装置では、複数、この場合は４つの対象物品が１台の搬送キャリッジで同時に搬送される。この場合、保持板２６ａ、２６ｂの４カ所の物品受容部６でそれぞれ対象物品が適正な姿勢に保持されているので、搬送キャリッジの実際位置の検出結果から該キャリッジ上の４つの対象物品の実際位置をコンピュータで求めることができる。例えば、図２の右側に示されている搬送キャリッジが左方向に移動し、順に配列された印刷ステーション５０ａ〜５０ｄ及びそれらの間の乾燥ステーション５２ａ〜５２ｄを通過するとき、保持板２６ｂ上で配列されている４つの対象物品は各印刷ステーション内で順次印刷され、乾燥ステーション内で順次乾燥され、或る動作時点においては搬送キャリッジの位置に応じて４つ全ての対象物品が異なる処理ステーションで同時に表面処理、即ち印刷又は乾燥を受けることになる。このため、乾燥ステーション５２ａ〜５２ｄの放射強度又は乾燥対象物品の滞留時間等の動作パラメータは、この乾燥ステーション内で乾燥される第１の対象物品と、印刷ステーションで印刷される第２の対象物品とを同じ速度で移動させることができるように、主に印刷ステーション５０ａ〜５０ｄ内での印刷速度に適合するように制御される。これは、前後に配列された印刷ステーション及び乾燥ステーション内を第１と第２の両方の対象物品が同じ搬送キャリッジで移動できることの前提条件である。
【００３１】
２台の搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂは印刷のために処理ステーション内に順次走り込むことができ、物品の搬送軌道、すなわち印刷中に１つの処理ステーション内を通過する物品が描く軌道は、すべての物品で同じである。本発明による構成により、２台の搬送キャリッジは、その各保持板２６ａ、２６ｂが互いに非接触状態で重なり合ってすれ違うことが可能となる。この場合、双方の搬送キャリッジでは保持板２６ａ、２６ｂが衝突することのないように互いに相対的に上下方向に変位可能であるので、各搬送キャリッジの走行移動は各相手側の搬送キャリッジの位置や移動に制約されない。例えば、２つの搬送キャリッジの保持板２６ａ、２６ｂが同じ印刷ステーションの内部に位置したとしても、一方の搬送キャリッジの保持板だけが印刷位置、すなわち物品受容部６で保持された対象物品に印刷が施されるべき位置にあるように、各搬送キャリッジの移動とその保持板の反転位置の切り換えを工程プログラムにより制御することができる。勿論、この場合の他方の搬送キャリッジの保持板は印刷位置とは異なる別の高さの水平面にある。これに関する詳細は図５を参照して後述する。
【００３２】
保持板２６ａ、２６ｂの受容部６によって保持された両方の搬送キャリッジ上の物品は異なる処理ステーション内で同時に表面処理され、すなわちここでは印刷及び／又は乾燥させることができる。
【００３３】
この過程を述べる前に、以下に図３及び図４を参照して軌道桁１０による搬送キャリッジの支承と、各搬送キャリッジのベースプレートに対して保持板を相対的に昇降させるための位置反転機構の一例を説明する。
【００３４】
図３は本発明による物品装飾装置の搬送キャリッジ部分を正面から示している。この物品装飾装置は細長いほぼ直方体状の軌道桁１０を備え、この軌道桁は支持脚１１で床に支えられ、装飾対象物品のための図示しない各種処理ステーションは軌道桁の上方から軌道面を臨むように配置されている。軌道桁１０の両側面にはそれぞれリニアモータの固定子１２ａ、１２ｂが取付けられており、これらの固定子は軌道桁１０の長手方向に亘って延在している。両側のリニアモータ固定子１２ａ、１２ｂの上下はそれぞれ一対ずつの案内レール１４ａ、１４ｃ及び１４ｂ、１４ｄで挟まれており、これらの案内レールもそれぞれリニアモータの固定子１２ａ、１２ｂと平行に軌道桁１０の長手方向へ延在している。
【００３５】
軌道桁１０の各側面にはキャリッジ１６ａ、１６ｂが軌道長手方向へ移動可能に配置されており、各キャリッジはそれぞれ１つずつのベースプレート１８ａ、１８ｂを有する。これらのベースプレートは、それぞれ軌道桁１０に向き合う側の内面にリニアモータの可動子２０ａ、２０ｂを担持しており、この可動子はそれぞれ対面する固定子１２ａ、１２ｂと共に搬送キャリッジの走行駆動装置を構成する。リニアモータの各可動子２０ａ、２０ｂの上下でプレート１８ａ、１８ｂに設けられているのはそれぞれ２つずつの案内シュー２２ａ、２２ｂ及び２２ｃ、２２ｄであり、これらの案内シューはそれぞれ対向する案内レール１４ａ、１４ｂ及び１４ｃ、１４ｄを相対摺動可能に抱持している。
【００３６】
軌道桁１０の長手方向で各搬送キャリッジの実際位置を検出する測定システムを構成するために、各搬送キャリッジのベースプレート１８ａ、１８ｂは内方に軌道桁１０へ向かって開口する溝形部６０ａ、６０ｂを有し、この溝形部のそれぞれ内側端部に設けられた上向きの脚部６１ａ、６１ｂに図示しない光センサが配置されている。ベースプレートの溝形部６０ａ、６０ｂには軌道桁１０に設けられた突出部６２ａ、６２ｂが相対移動可能に嵌り込み、これらの突出部は案内レールと同様に搬送キャリッジの移動区間全域に亘って軌道桁１０の両側面で長手方向に延在している。突出部６２ａ、６２ｂは、各脚部６１ａ、６１ｂに取付けられたセンサの方を向く側面に目盛を有し、この目盛が搬送キャリッジの移動に伴ってセンサにより光学的に走査される。測定システムは各搬送キャリッジの実際位置を１μｍよりも高い精度でリアルタイムに測定できるよう設計されている。
【００３７】
２台の搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂにそれぞれ１つずつ設けられた保持板２６ａ、２６ｂは、所属する搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂのベースプレート１８ａ、１８ｂに上下方向の位置を切り換え可能に取付けられている。このため、各搬送キャリッジは、各保持板２６ａ、２６ｂを担持すると共にこれと強固に結合された支持レール２４ａ、２４ｃを備え、支持レールは位置反転機構２７ａ、２７ｂによってキャリッジの走行移動メント直交する方向に変位可能である。
【００３８】
図４には、軌道桁１０に支承された片側の搬送キャリッジ１６ａを装置側面から示してあり、この搬送キャリッジはベースプレート１８ａと一対の支持レール２４ａ、２４ｂとを備えている。各支持レールにボルトで固定された保持板２６ａは上面に複数の物品受容部６を有し、これらの物品受容部には後述するようにそれぞれ対象物品が位置決め載置される。支持レール２４ａ、２４ｂは、ベースプレートに対して上下方向に変位可能となるようにベースプレート１８ａに対してスライドベアリングを介して取り付けられている。保持板２６ａ、従って支持レール２４ａ、２４ｂの上下移動は、キャリッジ走行移動方向に関して互いに離間したアリ溝２５ａ、２５ｂ内でのレール２４ａ、２４ｂの強制案内で搬送キャリッジ１６ａの走行移動面と直交する方向に行われ、アリ溝２５ａ、２５ｂは支持レール２４ａ、２４ｂの相補形状の突条とそれぞれ摺動可能に嵌合し合っている。
【００３９】
図示の実施形態においては、ベースプレート１８ａに対して相対的に保持板２６ａを昇降変位させるための原動機として空圧揺動モータ２８ａがベースプレート１８ａに固定配置されている。空圧モータ２８ａは内部に揺動ベーンを有し、この揺動ベーンは空気圧の供給によって２つの圧力室の一方へ揺動回転する。揺動角度は無段調整可能であり、揺動の終端位置の調整は止めねじを回すことで行われ、これらの止めねじは揺動ベーンのストッパーレバーと協動して両終端端位置を確定する。揺動端でのベーンの衝撃の減衰は減衰板又は緩衝器で行われる。両終端端位置の調整については更に後述する。
【００４０】
揺動ベーンの回動軸は駆動軸３０として空圧揺動モータ２８ａの先端から突出し、歯車３１を介して歯付ベルト３２を駆動する。歯付ベルトは、また別の歯車を介してシャフト３４を動かし、この場合、駆動軸３０側の歯車３１とシャフト３４側の歯車３３との歯数比を相応に選定することによって所定の減速比が設定されている。シャフト３４は、ベースプレートに剛性に固定された一対の玉軸受支持体３６ａ、３６ｂで両端部近傍を軸受支承されている。シャフト３４の両端部は玉軸受支持体３６ａ、３６ｂを越えて突き出ており、この両端部にはそれぞれ１つずつのクランク３８ａ、３８ｂが固定されている。この場合、両クランクはシャフト３４によって同期して回動する。
【００４１】
クランク３８ａ、３８ｂの径方向外縁部にはそれぞれ１つずつのリンクピン３９ａ、３９ｂが取り付けられており、このリンクピンが連結棒４２ａ、４２ｂの各一端部のリンクヘッド４０ａ、４０ｂによって相対回動自在に支承されている。各連結棒４２ａ、４２ｂは他端部にそれぞれ別のリンクヘッド４４ａ、４４ｂを有し、このリンクヘッドにはリンクピン４３ａ、４３ｂが相対回転自在に支承され、これらのリンクピンはそれぞれ支持レール２４ａ、２４ｂに固定されている。クランク３８ａ、３８ｂの回転によって連結棒４２ａ、４２ｂ、従ってこれに連結された支持レールが同期して昇降変位する。例えば図４に示す状態からクランク３８ａ、３８ｂが回転すると、連結棒４２ａ、４２ｂと共に支持レール２４ａ、ｂが下方に変位する。この場合、支持レールはベースプレートの側面と平行に昇降移動する。
【００４２】
本実施例による位置反転機構２７ａ、２７ｂは、支持レール、従って保持板２６ａの昇降変位に２つの死点位置、即ち反転位置をもたせている。モータ２８ａは図示の上死点位置から下方へ向けて下死点位置へとクランク３８ａ、３８ｂを回す。一般的な水平面上に搬送軌道を敷設した場合を考えると、下死点は重力の影響で安定均衡位置であるが、上死点は不安定な動作点である。上死点においてクランクがごく僅かでも揺動すると、ベースプレートに対して相対的に上下移動可能な保持板と支持レール２４ａ、ｂからなる構造体は、上死点位置を維持するための対抗力がモータ２８ａから与えられていない限り、重力の作用で勝手に下方へ動くことになる。上死点の領域ではクランクによる力の伝達作用が無限に高く、従ってモータ２８ａでこの上死点位置を固定維持するには極く僅かなトルクを与える必要があるだけである。
【００４３】
本実施形態において、クランクは両側で対称的な一対のクランク３８ａ、ｂとして構成されている。この場合、支持レールの並進運動範囲、従って保持板２６ａの昇降変位の範囲は、一方のリンクヘッド４０ａ、４０ｂのリンクピンをクランク３８ａ、３８ｂに固定している点とシャフト３４の中心点との間の距離の２倍である。
【００４４】
調整用の止めねじによって揺動モータ２８ａで予め調整される揺動の両端位置はクランク３８ａ、３８ｂの両死点に一致する。これら両端の反転位置に達するためのモータ２８ａの揺動ベーンの揺動角度は約１８０°である。尚、この場合の歯車３１、３３の歯数比は、図３及び図４に示す実寸法に対応するものではない。既に述べたように、揺動ベーンが揺動の両端位置に到達すると調整止めねじに対するストッパーレバーの衝撃は減衰機構によって減衰され、揺動ベーンの質量が小さいので上死点もしくは下死点に到達しても衝撃は保持板２６ａに殆ど伝達されない。これらの衝撃は保持板の振動を引き起こし、その結果、印刷工程を乱すことがあるので極力回避すべきである。
【００４５】
保持板と支持レールとからなる複合構造体全体の運動エネルギーの主要部分は機械的圧縮ばね４６ａ〜４６ｄによって吸収され、各圧縮ばねの一方の端部はベースプレート１８ａに結合され、他方の端部は支持レール２４ａ、２４ｂ又は保持板２６ａと結合されている。これらのばねは、各動作位置において予荷重を有し、従って圧縮ばねとして働くように両端が対向板で挟持されている。下側ばね４６ａ、４６ｂはそれぞれ２つの対向板４８ａ、４８ｂ及び４９ａ、４９ｂの間で挟持されている。下側対向板４８ａ、４９ａは支持レール２４ａ、２４ｂに剛性に固着され、上側対向板４８ｂ、４９ｂはベースプレート１８ａに剛性に固着されている。図４に明らかなように、上側圧縮ばね４６ｃ、４６ｄは一方の端部がベースプレート１８ａに固着され、他方の端部はそれぞれ保持板２６ａに直接固着されている。
【００４６】
保持板２６ａが図４に示す位置にあるときはクランクが上死点にあるので、例えば印刷工程中に外力が作用した場合に保持板２６ａを安定的に図示の上側反転位置に保持するために空圧モータ２８ａから与えるべきトルクは僅かな大きさであるにすぎない。上死点からクランクが移動されると、予荷重を受けている圧縮ばね４６ａ〜４６ｄが保持板の下降を促進し、下側ばね対は上側ばね対に対抗する。この状況において、下側ばね４６ａ、４６ｂが上側ばね４６ｃ、４６ｄよりも大きな予荷重を有するので、下側ばねから大きな力が生じる。下側ばね４６ａ、４６ｂが予荷重を維持しながら弛緩する一方、上側ばね４６ｃ、４６ｄ内の予荷重が高まり、クランク３８ａ、３８ｄが下死点に到達する。このようなばねの組立構体を設けておくことにより、一方で第１死点位置からの保持板の変位は作用するばね力で助勢促進され、他方で第２死点位置に到達するときに変位が減速される。図示の実施形態における特殊性は、両方の死点領域で駆動原動機がゼロに向かう運動成分を保持板２６ａの変位方向で保持板に伝達することにある。
【００４７】
保持板２６ａ、２６ｂを昇降変位させて反転させるための位置反転機構が提供する２つの死点位置はスラストクランクを反転機構に採用することによってロック位置となる。ロック位置はモータ２８ａの僅かなトルク出力で維持することができる。別の実施形態において、反転変位機構の駆動原動機はステッピングモータ等の電動機又は別のアクチュエータとすることもできる。反転変位の少なくとも一方の終端位置をロック位置とし、このロック位置が厳密に定められ、印刷工程中に亘って維持されると、特に印刷品質の面で好ましい結果が得られる。ばね等のエネルギー蓄積機構を使用することにより、保持部材の反転変位に必要なエネルギーの主要部分をなす保持板の加速のためのエネルギーはエネルギー蓄積機構から取り出すことができ、減速時には相応のエネルギーが再び蓄積装置に蓄えられる。これにより、変位駆動原動機は小型軽量のモータに抑えることができる。さらにこれにより、減速時にモータによって吸収される運動エネルギーが極めて小さくなり、僅かな力のみが揺動モータのストッパー減衰部に消費されるだけとなり、従って搬送キャリッジ又は装置全体に亘ってエネルギーの有効利用が果たされる。図示しない別の変形実施形態では、スラストクランク機構の代わりに保持板の２つの反転位置をロック作用付きで同様に提供するカムローラ機構又はスライダークランク機構が採用される。
【００４８】
ところで軌道桁１０でのキャリッジ１６ａ、１６ｂの支承と保持板２６ａ、２６ｂの高さ調節を説明した後は、両方のキャリッジの互いに調整された移動を解説する前に、図示を明確にするために、本発明に係る装置１内の単一のキャリッジ１６ａ上の物品の印刷をまず説明する。
【００４９】
搬送キャリッジ１６ａはまず図２に示す位置から右方向に動き、走行方向で最後の物品受容部もしくはそのなかで支承されたＣＤがスクリーン印刷ステーション５４ｂ内の印刷位置に来る。この印刷位置は一方でキャリッジの印刷ステーションへの移動方向における当該ＣＤの所定位置を特徴とし、他方で前記の如くに遮断位置となる上側反転位置に保持板２６ａがあることを特徴としている。そこで、移動方向で最初のＣＤに上記の如くにキャリッジを停止させて下塗りが実行される。次に、キャリッジが所定距離だけさらに左方向に移動し、移動方向で第２の物品受容部もしくは第２のＣＤがスクリーン印刷ステーション５４ｂ内の印刷位置に位置することになり、キャリッジを停止させて下塗りすることができる。この過程は、最後の、瞬時移動方向で後方のＣＤがスクリーン印刷ステーション５４ｂ内に前記印刷位置に位置することになるまで継続され、これも下塗りすることができる。
【００５０】
ところで保持板２６ａ上のすべてのＣＤが下塗りされた後、キャリッジ１６ａは一様な速度で乾燥ステーション５６内を通過する。乾燥ステーションは被着された下塗りを乾燥させるための紫外線放射管を有する。従ってスクリーン印刷ステーション５４ｂにおける印刷過程とは異なり、乾燥ステーション５６におけるＣＤの乾燥はキャリッジが乾燥ステーション内を移動中に行われる。
【００５１】
保持板２６ａはキャリッジ１６ａの移動によってその長さ広がり全体にわたって乾燥ステーション５６内に通された後、図２に示す位置に再び到来する。保持板２６ａは次に、図４に関連して述べたように下側反転位置に低下され、キャリッジはリニアモータによって再び右方向に移動し、すべての処理ステーション５６、５４ａ、５４ｂ、５０ａ〜５０ｄ、５２ａ〜５２ｄを通過し、キャリッジ１６ａもしくはその保持板２６ａが処理ステーション内を移動するときこれらの処理ステーションは作動しない。キャリッジ１６ａは軌道桁１０の図２にキャリッジ１６ｂについて示した縦位置に達するが、基本的印刷過程をここで説明するうえで後者は留意されない。キャリッジ１６ａの保持板２６ａは次に揺動モータの操作によって、ばね内に蓄積されたエネルギーを利用して下側遮断位置から、保持板２６ａの水平な印刷及び乾燥位置である上死点へと移される。次にキャリッジは保持板２６ａもしくは物品受容部６内で保持されるＣＤを、インクジェット印刷ヘッドをそれぞれ弧低して前後に配置される印刷ステーション５０ａ〜５０ｄ内に一様に通す。それぞれ１つの色がＣＤに被着された後、その背後にある乾燥ステーション５２ａ〜５２ｄにおいて、各ＣＤが後続の印刷ステーションを通過する前に、この色の予備乾燥が行われる。キャリッジ１６ａがその長手方向寸法全体にわたって印刷ステーションと乾燥ステーション、乾燥ステーション列５０ａ〜５０ｄ、５２ａ〜５２ｄを通過したなら、保持板２６ａ上に配置された４つのＣＤ用の４色印刷が完了する。それらは引き続き再びキャリッジの歩進移動によって印刷ステーション５４ａに走り込み、キャリッジを停止させて塗装される。４つすべてのＣＤは印刷ステーション５４ａにおいて順次塗装された後、引き続き一様に乾燥ステーション５６内を順次通過する。その後、キャリッジ１６ａ上のＣＤの印刷過程が完了し、ＣＤは保持板２６ａから取り出すことができ、そのことには以下でなお詳しく言及される。
【００５２】
印刷装置の本発明に係る構成によって、複数のＣＤをそれぞれ移送する複数のキャリッジを同時に移動させて印刷装置を作動させることができる。強調しておくなら、例えば３つ又は４つのキャリッジを有する実施形態も本発明の範囲に含まれており、その場合軌道桁の長辺面に複数のキャリッジ軌道を配置しておくことができ、キャリッジ軌道は例えば軌道桁の中心軸線に対して異なる距離を有する。
【００５３】
既に詳しく検討したように、図に示した本発明に係る印刷装置１は２つのこのようなキャリッジを有し、キャリッジはそれぞれ移動可能に軌道桁要素１０の長辺面に固着されている。これらキャリッジのそれぞれは装置内で前記印刷過程を実行することができる。ところで、キャリッジが互いに脇を通過するとき各保持板２６ａ、２６ｂの高さを各位置反転機構２７ａ、２７ｂによって互いにずらすことができることによって、衝突は回避することができる‐図３参照。このような状況が図５に示してある。キャリッジ１６ｂは移動方向においてその第１受容部がまさに塗装部５４ａ内の印刷位置ある一方、キャリッジ１６ａは逆方向に、図で右方向に移動して前記４色印刷が実行される。キャリッジ１６ａがキャリッジ１６ｂを通過できるように、保持板２６ａは下側反転位置に移動しており、この位置でキャリッジは印刷ステーション５０ｄ〜５０ａをも通過する。図面の右側で端位置に到達後、前記の如くに保持板２６ａはその印刷位置、すなわち上側反転位置に移動され、こうして４色印刷を実行することができる。同時にキャリッジ１６ｂはさらに左方向に逆端位置へと移動し、印刷され塗装され乾燥されたＣＤがそこで取り出される。この取出し個所でも受容部６は未印刷ＣＤが装着され、印刷過程全体は再び最初から始めることができる。
【００５４】
特に図２から明らかとなるように、キャリッジ１６ａ、１６ｂ上での受容部６の配置は、ＣＤの上記４色印刷の実行後にスクリーン印刷ステーション５４ａでクリヤラッカーを被着する必要がない場合の両方のスクリーン印刷ステーション５４ａ、５４ｂの距離Ｄ１に適合されている。その限りで、その場合両方のスクリーン印刷ステーション５４ａ、５４ｂは下塗りを被着するのに使用することができる。この目的のために、保持板上でキャリッジ移動方向に配置される第１受容部と第３受容部もしくは第２受容部と第４受容部は、それらの中心点の有する距離Ｄ１が両方のスクリーン印刷ステーション５４ａ、５４ｂ内の印刷位置の図２に示す距離にちょうど一致するように離間している。こうして下塗りはキャリッジ受容部上の第１、第３ＣＤにそれぞれ被着し、引き続きキャリッジを距離Ｄ２だけ移送後に第２、第４ＣＤに被着することができる。
【００５５】
特定事例において、印刷ステーション５０ａ〜５０ｄ内で使用されるインクジェットヘッドの解像度が所要の印刷品質にとって十分でないこともある。その場合、色ごとに２つのフレームが被着され、最初の４色フレームの印刷後にキャリッジは再び図２にキャリッジ１６ｂについて示した右側出発位置に戻され、印刷ヘッドは半画素距離だけキャリッジ移動方向を横切って移動され、次に第２フレームが４色すべてについて被着される。
【００５６】
図６〜図８を参考に、キャリッジ上の受容部６にこれから装飾を施すべき物品を装着しもしくは印刷済み物品をキャリッジの受容部から取り出すための本発明に係る印刷装置の一部の構成が説明される。図が示す搬入搬出ステーション１５０は図１、図２に示す軌道桁１０に左側で続き、軌道桁が搬入搬出ステーション内に延在しており、各搬送キャリッジがこの搬入搬出ステーションに走り込むことができる。搬入搬出ステーション内での各搬送キャリッジもしくは各保持板の停止位置は符号１４０とされている。保持板のこの位置において、印刷済みＣＤを装備したキャリッジが移動する。
【００５７】
搬入搬出ステーション１５０は、図６〜図８の上側領域に配置される搬入部と図の下側領域に配置される搬出部とを有する。被印刷ＣＤは４つのＣＤ搬入トレー７２上に積み重ねてあり、搬入トレーが中心に有する長いスピンドルはＣＤの中央穴内を延在する。ＣＤ搬入トレー７２は搬入トレー用回転台７０の周方向に配列されている。ＣＤ搬入トレーの１つに供給されたＣＤが取り出された後、搬入トレー用回転台７０は次に充填されるＣＤ搬入トレーへと回転し、次にこの搬入トレーが空にされる。搬入部はさらに搬入用可動キャリッジ８０を含み、この搬入用可動キャリッジが有する受容板は搬送キャリッジの受容板と同一に構成されている。その限りで搬入用可動キャリッジは、搬送キャリッジのそれと同様に受容板上に配置されるＣＤ受容部８２も有する。搬入用可動キャリッジはステッピングモータ８４によって搬送キャリッジ停止位置１４０の長手方向と平行に歩進的に動かすことができる。
【００５８】
同様に、搬出部が有する搬出用可動キャリッジ９０はやはり搬入用可動キャリッジと同様にＣＤ受容部を有し、受容部の距離は搬送キャリッジの距離と同一である。搬出用可動キャリッジもステッピングモータ９４を介して搬入用可動キャリッジもしくは搬送キャリッジと平行に移動可能である。前記実施形態において搬入用可動キャリッジと搬出用可動キャリッジは相互に独自に歩進移動する。歩進幅は各キャリッジ８０、９０上の２つの受容部８２、９２の距離によって確定される。
【００５９】
図６〜図８に示すように、搬入用可動キャリッジと搬出用可動キャリッジは搬入搬出ステーションの内部でのみ移動する。
【００６０】
搬出部が有する搬出トレー用回転台１００は周方向で離間した４つのＣＤ受容用トレー１０２を含む。各用トレーがやはりスピンドルを有し、搬出されたＣＤはこのスピンドル上に並べられる。各スピンドルの末端に至るまでＣＤ受容用トレーが充填されると、回転台１００が次のＣＤ受容用トレーへと回転し、引き続きこの受容用トレーに印刷済みＣＤが充填される。
【００６１】
搬入トレー用回転台７０内にあるＣＤが、印刷のまさに実行されるとき通過するのを確保するために、各搬入ＣＤはいわゆる識別子検査を受ける。これに役立つのが識別子検査トレー７８（図７）であり、ＣＤ搬入トレーから取り出されたＣＤはまずこの識別子検査トレーに載置され、引き続き当該ＣＤの識別子が検出される。このため各ＣＤは、データ内容を明確に表す符号目印を有する。各ＣＤの識別子を点検して、調整された印刷過程にこれが一致しないことが判明すると、ＣＤは廃棄用トレー７６に載置される。
【００６２】
同様に搬出部でいわゆる印刷検査が実行され、そこで印刷品質が点検される。このため、点検されるべきＣＤは検査トレー用回転台１０７上に載置され、この回転台は卵形に構成され、回転台の回転軸１０９に対して対称に２つの印刷検査トレー１０８ａ、１０８ｂを有する。検査されるべきＣＤは、符号１０８ａとした用トレーに載置される。次に、検査トレー用回転台１０７は図面平面に垂直な回転軸１０９で１８０°回転し、これによりＣＤは検査カメラ１１０の撮影範囲内に入り、印刷面の撮像が画像処理される。検査実行後、検査トレー用回転台１０７は再び出発位置に回転復帰し、検査済みＣＤがそこで取り出される。
【００６３】
印刷画像の検査かが肯定的結果であると、ＣＤは４つのＣＤ搬出トレー１０２の１つに下ろされ、そうでない場合には廃棄用トレー１０６に下ろされる。同時に、特別な実施形態において、各１つの色で生成される個々の印刷画像の重なりが十分でないことによって一般に引き起こされる総印刷画像の欠陥が検出されるとき、単数もしくは複数の当該色印刷ヘッドをずらして、個々の単色印刷の最適な重なりが達成されるようにしておくことができる。このため個々の色印刷ヘッドは主に１平面で摺動可能に支承されており、ヘッドは検出された印刷欠陥に応答して制御装置によって、装置の動作中に位置を再調整することができる。このような再調整は例えば印刷ヘッド交換後に不可欠となることがある。
【００６４】
搬入搬出ステーション１５０内でのＣＤの受容と載置はＣＤ移載装置１２０によって実行され、この移載装置は移動可能に門形横断移送クレーン１２２の水平ビーム１２４に固着されている。ＣＤ移載装置１２０の移動はキャリッジ、例えば搬入用可動キャリッジの移動方向を横断する方向に行われる。ＣＤ移載装置１２０は矢印Ｃの方向で往復歩進移動し、歩進幅は両方向で同じであり、搬入用可動キャリッジもしくは搬出用可動キャリッジの受容部８２、９２の中心線間距離の半分に一致する。この歩進幅は、搬送キャリッジの保持板が停止位置１４０にある限り、搬出用可動キャリッジ及び搬入用可動キャリッジの中心線と搬送キャリッジ受容部の中心線との距離と同一である。
【００６５】
キャリッジの個々の用トレーもしくは受容部からＣＤを持ち上げて別の個所で限定的に載置できるようにするために、前記実施形態においてＣＤ移載装置は合計１２の真空インジェクタを有し、この真空インジェクタでＣＤは吸引によって受容することができる。図に認めることができるように、ＣＤ移載装置のちょうど歩進幅だけ離間した２列のインジェクタ１２６が移載装置の中央領域に配置されており、これらのインジェクタは３つのキャリッジの１つに配置されたＣＤを同時に持ち上げるのに役立つ。持ち上げられたＣＤはＣＤ移載装置が１歩進長だけ摺動後に図面平面において下方に隣接キャリッジ上に載置される。その限りで、搬入用可動キャリッジ８０内に配置されるＣＤが単一の工程において受容され、搬送キャリッジ１６ａ、１６ｂに載置され、又は搬送キャリッジ内に配置されるＣＤが受容され、搬出用可動キャリッジ９０内に載置される。
【００６６】
それぞれ４つの真空インジェクタの前記２列の他に、ＣＤ移載装置１２０は搬入部でも搬出部でも板状軌道桁にそれぞれ２つの他のインジェクタを有し、それぞれ一方は揺動可能に構成されている。ＣＤ移載装置が２つの動作位置の間で歩進移動することに起因して、個々の真空シンジェクタに対して、ＣＤが受容される単一の個所と、ＣＤが載置される単一の個所が、搬入搬出ステーション１５０の内部で付設されている。搬入部で揺動アーム１２８に固着されるインジェクタ１２６と、搬出部で揺動アーム１２７に固着されるインジェクタ１２６のみは、識別子検査もしくは印刷品質検査の結果に応じて選択される２つの選択的載置個所を有する。
【００６７】
図６が示す搬入部における動作状況のとき、一方で１つのＣＤが識別子検査トレーに載置され、事前に識別子検査トレー上で検査されたＣＤは搬入用可動キャリッジ８０に載置される。搬出部に搬出用可動キャリッジ９０はなお２つの印刷済みＣＤを有する。事前に搬出用可動キャリッジによって受容されたＣＤは検査トレー用回転台１０７の印刷検査トレー１０８ａに載置され、同時に揺動アーム１２７は肯定的結果で検査されたＣＤを搬出トレー用回転台１００のＣＤ搬出トレー１０２に載置する。述べたようにＣＤが載置された後、搬入用可動キャリッジ８０は１歩進だけ右方向に移動し、搬出用可動キャリッジ９０は１歩進だけ左方向に移動する。
【００６８】
ＣＤ移載装置１２０は次に前記歩進幅だけ図面平面で上方に移動し、図７に示す動作状況が得られる。搬入部内の上側真空インジェクタ１２６はＣＤ搬入トレー７２からまさに１つのＣＤを受容し、同時に、揺動アーム１２８に固着された真空インジェクタ１２６は識別子検査トレー７８から１つのＣＤを受容する。搬出部では揺動アーム１２７の最も外側のインジェクタ１２６は印刷画像に関して検査されたＣＤを受容する一方、隣接する真空インジェクタは搬出用可動キャリッジ９０から１つのＣＤを受容する。
【００６９】
ところで載置を説明するために、識別子検査トレー７８上での識別子検査も搬出部内で受容されたＣＤの印刷画像検査も否定であったと仮定する。それゆえに、図８に示すように揺動アーム１２８がその揺動軸１３０の周りで揺動し、廃棄ＣＤは廃棄用トレー７６に載置することができる。同様に、揺動アーム１２７がその揺動軸１２９の周りで揺動し、印刷欠陥のあるＣＤは廃棄用トレー１０６に載置することができる。
【００７０】
しかし搬入ＣＤの識別子検査と搬出ＣＤの印刷品質検査が肯定的に推移すると、図６に示す動作状況が得られる。ＣＤ移載装置は１歩進だけ下方に移動することができ、検査済み搬入ＣＤは搬入用可動キャリッジに載置され、検査済み搬出ＣＤは搬出トレー用回転台に載置される。
【００７１】
ＣＤ移載装置１２０の動作時の図示しない実施形態において揺動アーム１２７、１２８は廃棄品の載置時に、図８に示すように約９０°揺動するのでなく、その代わりに約１８０°揺動する。従って、ＣＤ移載装置は廃棄品を載置するときにも下方に移動し、同時に例えば新たなＣＤも識別子検査トレー７８に載置することができる。
【００７２】
ＣＤ移載装置の個々の真空インジェクタは前記実施形態において共通平面で作動する。すなわち、ＣＤ移載装置１２０も、述べたように歩進的に１平面でのみ移動する。ＣＤが取り出されるＣＤ搬入トレー７２の１用トレー上のＣＤを真空インジェクタ１２６の受容平面に移動させるために、ＣＤリフタ７４が設けられている。ＣＤ移載装置の前記往復動によって、一方で単一の工程において、搬入搬出ステーション１５０に走り込んだ搬送キャリッジに被印刷ＣＤを装填しもしくは印刷済みＣＤを取り出すことができる。引き続き、搬出用可動キャリッジが空にされもしくは搬入用可動キャリッジが再び装填され、搬入搬出ステーションは次に進入する搬送キャリッジ用に再び準備される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明により構成された物品印刷装置の一部を示す原理的側面図である。
【図２】図１に示す装置の平面図である。
【図３】図１に示す装置のＩＩＩ‐ＩＩＩ線に沿った正面図と２つの搬送キャリッジの側面図である。
【図４】図３に示す搬送キャリッジを、図３に示すＩＶ方向に対して法線方向に示す正面図である。
【図５】図１に示す状態から移動したキャリッジを示す同様の側面図である。
【図６】本発明に係る印刷装置の搬入搬出ステーションを第１動作状況において原理的に示す平面図である。
【図７】図６に示す搬入搬出ステーションを第２動作状況において示す平面図である。
【図８】図６に示す搬入搬出ステーションを第３動作状況において示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１                ：印刷装置
６                ：物品受容部
７                ：対象物品、ＣＤ
１０              ：軌道桁
１１              ：支持脚
１２ａ、１２ｂ    ：リニアモータ固定子
１４ａ〜１４ｄ    ：案内レール
１６ａ、１６ｂ    ：搬送キャリッジ
１８ａ、１８ｂ    ：キャリッジベースプレート
２０ａ、２０ｂ    ：リニアモータ可動子
２２ａ〜２２ｄ    ：案内シュー
２４ａ〜２４ｄ    ：支持レール
２６ａ、２６ｂ    ：保持板
２７ａ、２７ｂ    ：位置反転機構
２８ａ            ：空圧揺動モータ
３０              ：駆動軸
３１              ：歯車
３２              ：歯付ベルト
３３              ：歯車
３４              ：シャフト
３６ａ、３６ｂ    ：玉軸受支持体
３８ａ、３８ｂ    ：クランク
３９ａ、３９ｂ    ：リンクピン
４０ａ、４０ｂ    ：リンクヘッド
４２ａ、４２ｂ    ：連結棒
４３ａ、４３ｂ    ：リンクピン
４４ａ、４４ｂ    ：リンクヘッド
４６ａ〜４６ｄ    ：圧縮ばね
４８ａ、４８ｂ    ：対向板
４９ａ、４９ｂ    ：対向板
５０ａ〜５０ｄ    ：インクジェット印刷ステーション
５２ａ〜５２ｄ    ：乾燥ステーション／紫外線放射管
５４ａ〜５４ｂ    ：スクリーン印刷ステーション
５６              ：乾燥ステーション／紫外線放射管
６０ａ、６０ｂ    ：溝形部
６１ａ、６１ｂ    ：脚部
６２ａ、６２ｂ    ：突出部
７０              ：搬入トレー用回転台
７２              ：ＣＤ搬入トレー
７４              ：ＣＤリフタ
７６              ：廃棄用トレー
７８              ：識別子検査トレー
８０              ：搬入用可動キャリッジ
８２              ：ＣＤ受容部
８４              ：ステッピングモータ
９０              ：搬出用可動キャリッジ
９２              ：ＣＤ受容部
９４              ：ステッピングモータ
１００            ：搬出トレー用回転台
１０２            ：ＣＤ搬出トレー
１０６            ：廃棄用トレー
１０７            ：検査トレー用回転台
１０８ａ、１０８ｂ：印刷検査トレー
１０９            ：検査トレー用回転台の回転軸
１１０            ：ＣＤ検査カメラ
１２０            ：ＣＤ移載装置
１２２            ：門形横断移送クレーン
１２４            ：水平ビーム
１２６            ：真空インジェクタ
１２７            ：揺動アーム
１２８            ：揺動アーム
１２９            ：揺動軸
１３０            ：揺動軸
１４０            ：搬送キャリッジの保持板停止位置
１５０            ：搬入搬出ステーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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