(57)【要約】  コンベア（２１）により連続搬送される複数のワーク（２０）の各々に、突起をマーキングするマーキング装置（１００）であって、ジェット式のディスペンサ（１３）と、マーキングパターンに基づいて、複数のタイミングを、樹脂材料を吐出させる吐出タイミングと樹脂材料を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、吐出タイミングにおいて吐出指令を送信する制御部（１４）とを備え、ディスペンサ（１３）は、受信した吐出指令に基づき樹脂材料を吐出する。
2020149009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路により連続搬送される複数のワークの各々に、液滴を吐出することでドット状の突起をマーキングするマーキング装置であって、
一定の周期で前記液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサと、
前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御部とを備え、
前記ディスペンサは、前記制御部から受信した前記吐出指令に基づき前記液滴を吐出する
マーキング装置。
【請求項２】
さらに、前記搬送路に設けられ、前記ワークの移動に対応するパルスを出力するエンコーダを備え、
前記一定の周期は、前記エンコーダの出力するパルスの周期である
請求項１に記載のマーキング装置。
【請求項３】
さらに、前記ワークの位置を検出する検出部を備え、
前記マーキングパターンは、少なくとも２つの前記吐出タイミングと関連付けられ、少なくとも２つの前記吐出タイミングのうち１回目の前記吐出タイミングは、前記検出部によって検出された前記ワークの位置と、あらかじめ設定された所定の位置とが一致した時点に基づく
請求項１または２に記載のマーキング装置。
【請求項４】
さらに、前記マーキングパターンを示す情報を取得する取得部を備える
請求項１〜３のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項５】
さらに、複数の前記ディスペンサを備え、
前記ワークと前記搬送路とが重なる方向からみた上面視において、複数の前記ディスペンサのそれぞれは、前記液滴を吐出するノズルが前記搬送路の搬送方向と直交する方向に、互いにずれるように配置され、
前記制御部は、複数の前記ディスペンサそれぞれに前記吐出指令を送信する
請求項１〜４のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項６】
前記突起の高さは、少なくとも０．５ｍｍである
請求項１〜５のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項７】
前記搬送路の搬送速度は、４００ｍｍ／ｓ以上である
請求項１〜６のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項８】
前記ワークは、前記搬送路上に複数載置され、
前記マーキング装置は、１分あたりに少なくとも１２０個の前記ワークに前記突起をマーキングする
請求項１〜７のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項９】
前記マーキング装置は、前記ワークに複数の前記突起をマーキングし、
複数の前記突起により点字が構成される
請求項１〜８のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項１０】
前記搬送路により搬送される前記ワークは、前記ワークが載置される搬送面に対して、前記突起が形成される被マーキング面が傾斜しており、
前記ディスペンサは、前記被マーキング面の鉛直方向と、前記液滴が吐出されるノズルの軸方向とが一致するよう、前記搬送面に対して傾斜して配置される
請求項１〜９のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項１１】
前記液滴は、紫外光硬化性樹脂によって構成されている
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項１２】
前記ワークに吐出された前記液滴に紫外光を照射し、前記液滴を硬化させる硬化部をさらに備える
請求項１１に記載のマーキング装置。
【請求項１３】
前記液滴は、粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、かつ２０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料である
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマーキング装置。
【請求項１４】
一定の周期で液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサを用いて、搬送路により搬送されるワークにドット状の突起をマーキングすることで、突起付き製品を製造する突起付き製品の製造方法であって、
前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと、前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御ステップと、
前記吐出指令に基づき、前記ディスペンサから前記液滴を吐出する吐出ステップとを含む
突起付き製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキング装置、および突起付き製品の製造方法に関し、特に、ディスペンサを用いてドット状の突起をマーキングするマーキング装置、およびディスペンサを用いてドット状の突起をマーキングすることで突起付き製品を製造する突起付き製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のマーキング装置として、例えば特許文献１には、ディスペンサを用いて点字を描画して点字表示板を作成する点字表示板作成装置が開示されている。具体的には、特許文献１に開示された点字表示板作成装置では、描画ツールを使用して樹脂で墨画を描画し硬化させた後、ディスペンサを用いて樹脂の点字を描画し硬化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１９２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、インラインで搬送されるワークに対して、ワークを停止させたり逆転させたりすることなく、視覚障害者が利用する点字等のドット状の突起をマーキング（形成）することは難しい。特に、インラインで一定方向に高速搬送されるワークに対して、点字の要件を満たす厚みを有するドット状の突起をディスペンサによってマーキングすることは難しい。【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができるマーキング装置、およびドット状の突起が形成された突起付き製品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るマーキング装置の一態様は、搬送路により連続搬送される複数のワークの各々に、液滴を吐出することでドット状の突起をマーキングするマーキング装置であって、一定の周期で前記液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサと、前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御部とを備え、前記ディスペンサは、前記制御部から受信した前記吐出指令に基づき前記液滴を吐出する。【０００７】
また、本発明に係る突起付き製品の製造方法の一態様は、一定の周期で液滴を非接触で吐出することができるジェット式のディスペンサを用いて、搬送路により搬送されるワークにドット状の突起をマーキングすることで、突起付き製品を製造する突起付き製品の製造方法であって、前記突起のマーキングパターンに基づいて、前記一定の周期ごとの複数のタイミングを前記ディスペンサに前記液滴を吐出させる吐出タイミングと、前記ディスペンサに前記液滴を吐出させない非吐出タイミングとに分けて、前記吐出タイミングにおいて吐出指令を前記ディスペンサに送信する制御ステップと、前記吐出指令に基づき、前記ディスペンサから前記液滴を吐出する吐出ステップとを含む。
【発明の効果】
【０００８】
インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係るマーキング装置の概略構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係るマーキング装置の機能ブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係るマーキング装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、変形例１に係るマーキング装置を説明する図である。
【図５】図５は、変形例２に係るマーキング装置を説明する概略構成図である。
【図６】図６は、実施の形態２に係るマーキング装置を説明するディスペンサの拡大斜視図である。
【図７】図７は、実施の形態２に係るマーキング装置の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（本発明の一態様を得るに至った経緯）
ワークに突起をマーキングする方法としては、裏打ちによるエンボス加工を利用する方法が知られている。例えば飲料缶の天面には、アルコール飲料とその他とを区別するための点字が、上記の方法によりマーキングされている。しかしながら上記の方法は、裏打ちにより変形可能な材料、および厚みであること等の制限がある。また上記の方法は、生産ラインとは別にエンボス加工の工程を設ける必要があるため煩雑である。
【００１１】
また、上記の方法とは別に、樹脂材料を塗布してワークに突起をマーキングする方法が知られている。これは例えば、突起をマーキングしたい形状に孔が設けられた板状のスクリーンを用いて、樹脂材料を孔に合わせて塗布、および硬化させることにより、突起をマーキングするシルクスクリーンとして知られる。この方法も生産ラインを止めることなくインラインで実施するには、処理能力等の制限があり、別途樹脂材料を塗布する工程を設けることが一般的である。
【００１２】
また例えば、樹脂材料の塗布方法としては、特許文献１に開示されるような、突起をマーキングしたい位置に沿って移動するノズルから樹脂材料を吐出する方法がある。この場合、樹脂材料が繰り出されたディスペンサ先端を、被マーキング面に接触させて塗布する接触式が用いられる。しかしながら、このような接触式のディスペンサを用いるには、被マーキング面とディスペンサとが接触している期間、両者の相対的な位置関係が一定に保たれる必要がある。
【００１３】
このため、生産ラインに組み込む（言い換えると、インラインで実施する）には、生産ラインを一度停止させる、または生産ラインと同期してディスペンサを可動式にするといった方法が必要となる。塗布される樹脂材料が立体形状を保つための粘性を有するため、相対的な位置関係が崩れた場合には、ディスペンサ側に引きずられた樹脂材料がワークの他の位置にも塗布される可能性がある。
【００１４】
さらに、大量生産されるワークのそれぞれには製造ばらつきがあり、被マーキング面の位置が安定しない。このため例えば、ワークの天面に樹脂材料を塗布する場合、天面よりも上側から樹脂材料を繰り出すディスペンサがワークに接触すること、および接触面積のばらつきにより樹脂材料の塗布量が安定しないといった問題が生じる。このような理由から、上記の接触式のディスペンサを用いる場合は、ワークとディスペンサとの位置が厳密に管理される必要がある。
【００１５】
そこで、本願発明者が鋭意検討した結果、エンボス加工、シルクスクリーン、および接触式のディスペンサに代えてジェット式のディスペンサを用いることで、インラインで搬送されているワークに対して、ワークを停止させたり逆転させたりすることなく、点字等のドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができるという知見を得た。
【００１６】
本発明に係るマーキング装置、およびワークに突起がマーキングされた突起付き製品の製造方法は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１７】
さらに本発明により、マーキングするのか否かをワークごと、または製造ロットや品種ごとに任意に設定することができる。このような設定にしたがって本発明に係るマーキング装置は、インラインで搬送されるワークにドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係るマーキング装置、および突起付き製品の製造方法について、図面に基づいて説明する。
【００１９】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的、または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、および接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素の内、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２０】
また説明に用いられる各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては、同一の符号を付し、重複する説明は省略、または簡略化される場合がある。
【００２１】
（実施の形態１）
［マーキング装置］
はじめに、図１、および図２を用いて実施の形態１に係るマーキング装置について説明する。図１は、実施の形態１に係るマーキング装置１００の概略構成図である。図１にはそれぞれ互いに直交するｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸が示されている。マーキング装置１００は、搬送路のベルト面（つまり搬送面）がｘｙ平面上、かつワーク２０の移動方向がｘ軸プラス方向となるように配置されている。また以降では、搬送路のベルト面に垂直なｚ軸方向において、ワーク２０が載置される側をｚ軸プラス方向（または上方向）、逆側をｚ軸マイナス方向（または下方向）として説明する。
【００２２】
図１の（ａ）は、マーキング装置１００を含む生産ライン２００を上面視した図である。また図１の（ｂ）は、マーキング装置１００を含む生産ライン２００を横（ｙ軸マイナス方向）から見た図である。また図２は、実施の形態１に係るマーキング装置１００の機能ブロック図である。なお、図１の(ａ）においてはワーク２０、およびエンコーダ１１の隠れた一部分は、破線で示している。また、図１の（ｂ）ではワーク２０の隠れた一部分は、破線で示している。
【００２３】
なお、実施の形態においては突起付き製品の製造を想定して説明する。以降においては、生産ライン２００上にあるものをワーク２０、突起がマーキングされ出荷可能な状態のものを突起付き製品として説明する。
【００２４】
図１に示すように、本実施の形態におけるマーキング装置１００は、ワーク２０の生産ライン２００に設置され、生産ライン２００において搬送されるワーク２０のキャップ２０ａに樹脂材料を吐出し、硬化させることでドット状の突起をマーキングする。ワーク２０の生産ライン２００とは、例えば、ワーク２０の内容物である液体を充填した後のキャップ２０ａの取り付け作業が行われるラインであり、キャップ２０ａが取り付けられた複数のワーク２０が連続搬送されるものである。特に本実施の形態では、内容物の液体を飲料として説明する。なお内容物は、例えば油脂、洗剤、または塗料等、飲料以外の液体であってもよい。
【００２５】
本実施の形態においては、取り付けられたキャップ２０ａの天面を被マーキング面として、複数のワーク２０の各々について被マーキング面にドット状の突起をマーキングする構成を説明する。キャップ２０ａの天面は、搬送路の搬送面と平行な面である。したがって、本実施の形態におけるワーク２０は、被マーキング面が搬送路の搬送面と平行な面であるものとして説明する。
【００２６】
なお、ワーク２０は、物品の本体、内容物が充填された容器、または物品が外装箱等にパッケージングされたもの等である。生産ライン２００は、上記の容器が準備される内容物の充填前のライン、または外装箱等にパッケージングされた後のライン等であってもよい。したがってマーキング装置１００は、一連の突起付き製品の生産におけるいずれの工程に対応する生産ライン２００に設置されてもよい。
【００２７】
また、物品の本体、内容物が充填された容器、または外装フィルム、もしくは外装箱などのパッケージ等、いずれかの表面（被マーキング面）に対して硬化前の樹脂材料（すなわち液滴）を塗布できれば、ワーク２０の形態は、どのようなものであってもよい。また、樹脂材料の定着性を向上させるためのコーティング等の表面加工を適宜実施してもよい。
【００２８】
図２に示すように、本実施の形態におけるマーキング装置１００は、エンコーダ１１と、検出部１２と、ディスペンサ１３と、制御部１４と、取得部１５と、バーティカルベルト１６と、硬化部１７とを備える。
【００２９】
マーキング装置１００は、生産ライン２００において、ワーク２０を搬送する搬送路に設置される。搬送路とは、具体的にはベルト式のコンベア２１である。なお搬送路はこれに限らず、ローラ式、またはリニア式等のコンベアであってもよく、搬送用ロボット等であってもよい。ワーク２０をあらかじめ決められた順路に沿って移動させる構成であれば、搬送路はどのような構成であってもよい。
【００３０】
コンベア２１は、一例として、ベルト面２１ａに載置されるワーク２０を４００ｍｍ／ｓの速度で、図１に１点鎖線で示す移動方向（ｘ軸プラス方向）に移動させる。なおコンベア２１によるワーク２０の移動速度（つまり、コンベア２１の搬送速度）は、これに限らず、４００ｍｍ／ｓより速くてもよく、遅くてもよい。このようなワーク２０の移動速度についての制限は、後述するディスペンサ１３と併せて説明する。
【００３１】
また、コンベア２１のベルト面２１ａには、ワーク２０が平均２００ｍｍ間隔（つまりピッチ）で複数載置されている。本実施の形態におけるマーキング装置１００は、これら複数のワーク２０の各々にドット状の突起をマーキングすることができる。つまり、マーキング装置１００は、１分あたりに１２０個のワーク２０に突起をマーキングすることができる。なお、ワーク２０の載置される間隔も、上記に限らず、２００ｍｍよりも広くてもよく、狭くてもよい。ワーク２０の載置される間隔についても、ワーク２０の移動速度とともにディスペンサ１３と併せて後述する。なお、樹脂材料が吐出されるワーク２０は、一定間隔に配置されていてもよく、間隔にばらつきのある不揃いな配置であってもよい。
【００３２】
検出部１２と、ディスペンサ１３と、制御部１４と、取得部１５とを含むマーキング装置１００の本体部１０は、コンベア２１のベルト面２１ａから上側に所定距離だけ離間して設置される。所定距離とは、コンベア２１により搬送されるワーク２０が通過可能な距離であり、マーキング装置１００を適用したいワーク２０のｚ軸方向の大きさに合わせて設定される。また、所定距離は、ワーク２０の被マーキング面のｚ軸方向における位置ぶれに対応可能なように構成される。一例として、ワーク２０の被マーキング面がｚ軸方向に２〜３ｍｍ程度のぶれを有する場合、所定距離は、樹脂材料を吐出するディスペンサ１３のノズル１３ａの下側先端が、ワーク２０の被マーキング面と５〜１０ｍｍ程度離間するような値に設定される。マーキング装置１００の本体部１０は、例えばコンベア２１をｙ軸方向に挟む両側に、上下方向に延在する支柱を設け、当該支柱に支持されることでコンベア２１の上側に所定距離だけ離間して設置される。
【００３３】
例えば、当該支柱が上下方向に伸縮可能な機構を有すれば、ワーク２０の大きさに合わせて本体部１０の上下方向における位置を適宜設定可能となる。これにより本体部１０の上下方向における位置が所定距離の条件を満たすような、ワーク２０ごとの支柱の設計が不要となる。
【００３４】
なお、このような支柱を設けず、本体部１０を上から吊り下げる機構で構成してもよい。このような吊り下げ機構は、例えば生産ライン２００を有する建物の天井等からチェーン等の手段で吊り下げて構成すればよい。
【００３５】
以下ではさらに、マーキング装置１００を構成する各構成要素について詳細に説明する。
【００３６】
［エンコーダ］
エンコーダ１１は、コンベア２１を動作させる駆動部２１ｂに設けられ、後述する制御部１４と通信可能に接続される。エンコーダ１１は、例えばサーボモータによって実現される。エンコーダ１１は、コンベア２１の動作を検出し、動作に対応するパルスを発生（出力）する。発生されたパルスは、パルスの波数がカウントされることで、駆動部２１ｂの駆動量に換算され、コンベア２１の動作量（言い換えると、ワーク２０の移動量）が算出される。したがって、エンコーダ１１によりワーク２０の移動量を検出できる。
【００３７】
エンコーダ１１の発生するパルスは、制御部１４において受信され、当該パルスの周期がマスタクロック（つまり、一定の周期）として用いられる。したがって、マスタクロックのカウントにより、制御部１４は、ワーク２０の移動量を算出できる。なお、エンコーダ１１の発生するパルスは、後述するディスペンサ１３による樹脂材料の吐出における最大の吐出周波数よりも周波数が大きい。
【００３８】
つまり、エンコーダ１１の発生するパルスは、ディスペンサ１３による樹脂材料の吐出よりも分解能が高い。したがって、エンコーダ１１から発生されるパルスを基に制御される樹脂材料の吐出は、ディスペンサ１３からの樹脂材料の吐出に十分な精度で制御される。またエンコーダ１１は、設置される箇所もコンベア２１の駆動部２１ｂに限定されず、例えばコンベア２１のベルト面２１ａに接して、ワーク２０の移動を検出するロータリエンコーダで構成されてもよい。
【００３９】
［検出部］
検出部１２は、マーキング装置１００の本体部１０に含まれ、コンベア２１上に載置されたワーク２０が、コンベア２１の動作に伴って搬送される際のワーク２０の位置を検出する。より具体的には検出部１２は、カメラと、プロセッサと、メモリとを用い、画像認識等の手段により実現される。例えば検出部１２は、ワーク２０がカメラによって取得された画像内のどの位置にあるかを、メモリに格納されたソフトウェアを用いて検出する。このような画像認識は、あらかじめソフトウェアに登録されたワーク２０の特徴（またはワーク２０に付されたマーカー）を認識することで行われる。
【００４０】
このような検出部１２は、例えば後述するディスペンサ１３の上流側（ｘ軸方向マイナス側）に設置される。さらに検出部１２は、搬送面に垂直な方向を撮影し、ワーク２０の位置を検出することで樹脂材料を精度よく吐出することができる。つまり、ワーク２０が検出部１２に対応する位置にあることを検知し、検出部１２の設置された位置からディスペンサ１３から吐出される樹脂材料の着弾位置までの移動に要する時間だけ経過した後、ディスペンサ１３から樹脂材料を吐出させる。
【００４１】
なお上記のカメラは、下流側に設置されたディスペンサ１３が吐出する樹脂材料の着弾位置を撮影できる構成であってもよい。つまり上記のカメラは、当該着弾位置が画角内に入るような広角のレンズを用いて構成すればよい。また、上記のカメラは、上流側に設置されて下流側の着弾位置に向けてレンズの軸方向が傾いて配置される構成であってもよく、下流側に設置されて上流側の着弾位置に向けてレンズの軸方向が傾いて配置される構成であってもよい。上記のカメラの画角内に着弾位置が入るような構成であれば、検出部１２の配置はいずれの箇所であってもよい。この場合においては、検出部１２が検出したワーク２０の位置があらかじめ設定された位置と一致した時に、ディスペンサ１３から樹脂材料を吐出させる。
【００４２】
検出部１２は、制御部１４と通信可能に接続されており、検出したワーク２０の位置を、制御部１４へと送信する。検出部１２は、ワーク２０の単純な位置を送信してもよく、あらかじめ設定された位置と、検出したワーク２０の位置とが一致したことを送信する構成であってもよい。
【００４３】
なお、検出部１２はカメラに替えて、音波、または赤外線の反射を用いた距離センサによって構成されてもよい。また、コンベア２１によるワーク２０の搬送方向と直交する方向（ｙ軸方向）に、当該コンベア２１を挟むように配置された赤外線の送信ユニット、および受信ユニットによるワーク２０の通過センサによって構成されてもよい。このような通過センサを用いる場合は、あらかじめ設定された位置（つまり、搬送方向上における通過センサの設置位置）をワーク２０が通過したことを制御部１４に送信する構成を用いる。
【００４４】
［ディスペンサ］
ディスペンサ１３は、マーキング装置１００の本体部１０に含まれ、ワーク２０に非接触で樹脂材料を吐出する装置である。ディスペンサ１３は、ジェット式により、一定の周期で樹脂材料を吐出することができる。ディスペンサ１３からの樹脂材料の吐出は、ピエゾジェット式により行われるが、サーマルジェット式であってもよい。また、応答性高く非接触で樹脂材料を吐出できる構成であれば、どのような方式を用いてもよい。ディスペンサ１３は、制御部１４と通信可能に接続され、制御部１４から受信した、ディスペンサ１３に樹脂材料を吐出させる吐出指令に基づき、樹脂材料を吐出する。
【００４５】
より具体的には、ディスペンサ１３は、樹脂材料を貯留する貯留室と、ピエゾ素子と、ノズル１３ａとを有する。制御部１４から吐出指令が受信されると、ピエゾ素子の内部電極に電圧が印加され、ピエゾ素子が変形する。ピエゾ素子は、貯留室に当接しており、変形することで貯留室の当接面を押圧する。当該押圧によって貯留室の容積は小さくなり、貯留室の内圧が高まる。これにより貯留室と外部とを連通するノズル１３ａへと内圧が逃げ、その際に貯留室内の樹脂材料の一部が吐出される。ピエゾ素子の内部電極への電圧印加が解除されると、ピエゾ素子は、もとの形状に復元して貯留室の内圧が低下するため、ノズル１３ａとは異なって貯留室に連通する樹脂材料の供給管を介して貯留室に樹脂材料が再充填される。
【００４６】
ディスペンサ１３は、このような吐出動作を、吐出指令を受信するごとに繰り返し、各吐出指令ごとに１打滴の樹脂材料を吐出する。ここで、ディスペンサ１３より吐出される樹脂材料は例えば、粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、かつ２０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料である。より好ましくは、樹脂材料の粘度は、１５Ｐａ・ｓ以上、かつ２０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料である。このような高粘度材料を用いることで、被マーキング面に吐出された樹脂材料は、硬化前に形状が崩れることなく、ドット状の立体形状を保つことができる。よって、硬化により、触覚で感知可能な突起をマーキングすることができる。
【００４７】
ここで、ディスペンサ１３による樹脂材料の吐出における最大吐出周波数について説明する。本実施の形態では、突起のマーキングパターンによって、ディスペンサ１３に要求される吐出周波数（つまり、１秒間に何打滴の樹脂材料の吐出を行えるか）が異なる。
【００４８】
１つのワーク２０に対して一打滴のみを行う場合、突起をマーキングしたいワーク２０の数に依存して要求される吐出周波数が決定される。要求される吐出周波数以上の最大吐出周波数を有するディスペンサ１３であれば好適に用いることができる。例えば、１つのワーク２０に対して一打滴のみを行う構成、かつ１分あたりに１２０個のワーク２０に突起をマーキングしたい場合、最大吐出周波数が１２０個÷６０秒＝２Ｈｚ以上のディスペンサ１３を用いればよい。同様に６００個のワーク２０に突起をマーキングするには、６００個÷６０秒＝１０Ｈｚ以上のディスペンサ１３であればよい。
【００４９】
またコンベア２１上に載置される複数のワーク２０それぞれの間隔は、ワーク２０の移動速度、およびマーキングしたいワーク２０の数によって規定される。一例として４００ｍｍ／ｓで移動し、１分あたりに１２０個のワーク２０に突起がマーキングされる場合は、平均２００ｍｍ間隔でワーク２０が配置される。ワーク２０の移動速度は、同じ時間内に同じ数のワーク２０に突起をマーキングする場合、ワーク２０の載置される間隔と比例関係にあり、移動速度が２倍になれば、載置される間隔も２倍になる。
【００５０】
さらに、１つのワーク２０に対して、二打滴以上を行う場合、コンベア２１によるワーク２０の移動速度と、１つのワーク２０における各打滴の間隔とに依存して要求される吐出周波数が決定される。要求される吐出周波数以上の最大吐出周波数を有するディスペンサ１３であれば好適に用いることができる。例えば、１つのワーク２０に対して二打滴以上を行う構成、かつコンベア２１によるワーク２０の移動速度が４００ｍｍ／ｓ、かつ各打滴の間隔が２ｍｍである場合、４００ｍｍ／ｓ÷２ｍｍ＝２００Ｈｚ以上のディスペンサ１３を用いればよい。同様に移動速度が１０００ｍｍ／ｓ、かつ各打滴の間隔が１ｍｍであれば、１０００ｍｍ／ｓ÷１ｍｍ＝１０００Ｈｚ以上のディスペンサ１３であればよい。
【００５１】
本実施の形態では、マーキング装置１００は、一例として１０００Ｈｚの最大吐出周波数を有するディスペンサ１３を備えるものとして説明する。つまり、１つのワーク２０に対して一打滴のみを行う構成であれば、１分間に６００００個のワーク２０に突起をマーキングできる。また１つのワーク２０に対して二打滴以上を行う構成、かつ各打滴の間隔が２．１ｍｍであれば、２１００ｍｍ／ｓのワーク２０の移動速度に対応可能である。
【００５２】
なお、ディスペンサ１３は、前述したように高粘度の樹脂材料を吐出する。したがって、加温装置を貯留室内、または樹脂材料のタンク等に設けて樹脂材料の粘度を下げ、吐出性能を向上させる構成であってもよい。また、冷却装置を貯留室内、または樹脂材料のタンク等に設けて樹脂材料の粘度を上げ、被マーキング面への着弾後に樹脂材料が立体形状を維持しやすくさせる構成であってもよい。このような付加的な装置は、マーキングに用いるディスペンサ１３、および樹脂材料の仕様に合わせ、適宜構成すればよい。また樹脂材料が、高いチキソ性を有する材料で構成される場合、ディスペンサ１３は、貯留室、または樹脂材料のタンク等に攪拌装置を設けてもよい。
【００５３】
［制御部］
制御部１４は、プロセッサと、メモリとによって構成される処理装置であり、マーキング装置１００の本体部１０に含まれる。制御部１４は、エンコーダ１１から受信したパルスに基づくワーク２０の移動量、および検出部１２から受信したワーク２０の位置をもとに、樹脂材料を吐出させる吐出指令をディスペンサ１３に送信する。
【００５４】
より詳しくは、制御部１４は、エンコーダ１１から取得したパルスの周期をマスタクロックとして用い、樹脂材料の吐出タイミングを決定して、吐出指令をディスペンサ１３に送信する。さらに具体的には、制御部１４は、エンコーダ１１からパルスの周期を取得し、周期ごとの複数のタイミングを吐出タイミングと、非吐出タイミングとに分ける。この際、制御部１４は、後述する取得部１５において取得した突起のマーキングパターンに基づいて、吐出タイミング、および非吐出タイミングを分ける。なお、吐出タイミングは、ディスペンサ１３に樹脂材料を吐出させるタイミングであり、非吐出タイミングは、ディスペンサ１３に樹脂材料を吐出させないタイミングである。
【００５５】
制御部１４は、このようにして複数のタイミングから分けられた吐出タイミングと、非吐出タイミングとを含むタイミングチャートを生成し、タイミングチャート上の吐出タイミングにおいてディスペンサ１３へと吐出指令を送信する。これにより、制御部１４は、突起のマーキングパターンにしたがった樹脂材料の吐出をディスペンサ１３に行わせる。
【００５６】
［取得部］
取得部１５は、マーキングパターンを示す情報を取得する装置であり、マーキング装置１００の本体部１０に含まれる。取得部１５は、取得したマーキングパターンを示す情報を制御部１４へと送信する。したがって、取得部１５は、制御部１４と通信可能に接続され、また、マーキングパターンを示す情報を生成する外部の装置２２とも通信可能に接続されている。図２に示すように、取得部１５は、無線により外部の装置２２と通信可能に接続されるが、有線により接続されてもよい。
【００５７】
外部の装置２２とは例えば、マーキング装置１００に備えられたタッチパネル等のユーザインタフェースである。タッチパネルを介してユーザによって入力された突起のマーキングパターンは、マーキングパターンを示す情報に含まれ、取得部１５により取得される。なお外部の装置２２は、携帯端末であってもよく、携帯端末に格納されたアプリケーションによって生成されたマーキングパターンを示す情報を取得部１５へと送信する構成であってもよい。
【００５８】
［バーティカルベルト］
バーティカルベルト１６は、ベルト面が互いに向かい合う少なくとも２つのベルト１６ａと、少なくとも２つのベルト１６ａを回転させるプーリ１６ｂとを有する。バーティカルベルト１６は、コンベア２１とワーク２０とが重なる方向（つまり上方向）からみた上面視において、コンベア２１によるワーク２０の移動方向と直交する方向（ｙ軸方向）における両側から、少なくとも２つのベルト１６ａのベルト面によってワーク２０を挟持するよう配置される。
【００５９】
バーティカルベルト１６は、上記構成によって、ワーク２０を挟持し、コンベア２１によるワーク２０の移動等に伴う被マーキング面のぶれを抑制する。なお、バーティカルベルト１６は、コンベア２１によるワーク２０の移動と同期していることが望ましい。つまり、バーティカルベルト１６のプーリ１６ｂは、コンベア２１によるワーク２０の移動速度と対応する速度で少なくとも２つのベルト１６ａを回転させる構成である。
【００６０】
なお、バーティカルベルト１６のプーリ１６ｂは、コンベア２１の駆動部２１ｂと同期するため、ギア等の適切な動力伝達手段によって駆動力を共通化した構成であってもよい。
【００６１】
また例えば、被マーキング面が十分の広さ、かつ被マーキング面のどの位置に突起がマーキングされてもよい場合、このようなｙ軸方向におけるワーク２０のぶれを抑制する必要がないことがある。よってこのような場合においては、バーティカルベルト１６は備えられなくてもよい。また、バーティカルベルト１６に代えて、ｙ軸方向におけるワーク２０のぶれを一部抑制するガイドレールを設ける構成であってもよい。
【００６２】
［硬化部］
硬化部１７は、吐出された樹脂材料による立体形状を硬化させるための硬化手段を備える装置である。ここで、本実施の形態においては、飲料を生産するラインであるため、加温による樹脂の硬化を用いないことが望ましく、例えば樹脂材料は、紫外光硬化性樹脂によって構成される。つまり、樹脂材料が硬化されるには紫外光が照射される必要がある。したがって、硬化部１７は、ワーク２０の被マーキング面に吐出された樹脂材料による立体形状に対して紫外光を照射する光源を含む。また硬化部１７は、ワーク２０の被マーキング面に対して吐出された樹脂材料の量に合わせ、必要な時間だけ紫外光が照射されるように、コンベア２１によるワーク２０の移動方向に沿って延在している。
【００６３】
また、硬化部１７は、制御部１４によって制御されてもよい。より具体的には制御部１４は、吐出された樹脂材料の量とワーク２０の位置とにより、硬化部１７の紫外光照射範囲にワーク２０が進入した時点から、必要な硬化時間のみ硬化部１７の光源を点灯し、当該硬化時間が経過した時点で、光源を消灯する構成であってもよい。また、制御部１４は、光源の発光強度を制御してもよい。
【００６４】
また硬化部１７は、樹脂材料の硬化特性に合わせ、適宜樹脂材料を硬化させるために作用する装置に代えられてもよい。
【００６５】
［マーキング装置の動作］
次に、図３を用いて、以上に説明したマーキング装置１００の動作について説明する。図３は、実施の形態１に係るマーキング装置１００の動作を説明するフローチャートである。
【００６６】
はじめに、取得部１５は、突起付き製品においてマーキングされる突起のマーキングパターンを示す情報を取得する（Ｓ１０１）。これは、外部の装置２２と通信することにより、外部の装置２２の有するマーキングパターンを示す情報を取得部１５が受信して行われる。取得されたマーキングパターンを示す情報は、さらに制御部１４へと送信され、制御部１４の有するメモリに格納される。
【００６７】
制御部１４は、格納されたマーキングパターンを示す情報を読み出し、吐出タイミングと、非吐出タイミングとを、マーキングパターンにしたがって配列したタイミングチャートを生成する。
【００６８】
制御部１４は、エンコーダ１１が発生するパルスから、ワーク２０の移動量を検出する（Ｓ１０２）。具体的には、エンコーダ１１から送信されるパルスを受信し、当該パルスの周期をマスタクロックとして、マスタクロックのカウントにより、制御部１４は、コンベア２１によって移動するワーク２０の移動量を検出する。制御部１４は、生成したタイミングチャートを、検出したワーク２０の移動量を基に更新する。より具体的には、タイミングチャートに含まれる吐出タイミング、または非吐出タイミングである複数のタイミングそれぞれの間の長さを設定し、各吐出または非吐出から、次の吐出または非吐出までの間にワーク２０が移動する距離を設定する。
【００６９】
また上記のようなエンコーダ１１による移動量の検出は、継続的に実行される。よって制御部１４は、ワークの移動量検出を開始し、以降継続的にワーク２０の移動量を検出している。つまり、コンベア２１の動作量の変動があった際、制御部１４では、周期の変動したパルスが受信され、これに同期してマスタクロックが変動する。ここで、タイミングチャート上に設定される複数のタイミングそれぞれの間のワーク２０の移動する距離は、マスタクロックに基づいて指定される。つまり、タイミングチャートは、樹脂材料の吐出または非吐出から次の吐出または非吐出までの間にエンコーダ１１が発生するパルスの波数がいくつであるかを指定している。このため、制御部１４は、マスタクロックの変動からワーク２０の移動量の変動を検出し、タイミングチャートを更新することで、コンベア２１の動作量の変動に左右されず正確に樹脂材料の吐出を制御することができる。
【００７０】
言い換えると、制御部１４は、ここまでの処理によりマスタクロック上の複数のタイミングを、マーキングパターンに基づいて吐出タイミングと非吐出タイミングとに分けて、樹脂材料を正確に吐出できる吐出タイミングを含むタイミングチャートを生成している。
【００７１】
ここで、検出部１２は、コンベア２１によって移動するワーク２０の位置を、画像認識により検出する（Ｓ１０３）。より具体的には、ワーク２０の上面（キャップ２０ａの取り付けられた面）のうち、キャップ２０ａよりもｘ軸方向プラス側の一部の箇所にあらかじめ印刷されたマーカーを画像認識により認識し、取得される画像内でマーカーの位置がどこにあるかを基にワーク２０の位置を検出する。検出されたワーク２０の位置は、制御部１４へと送信される。このようなワーク２０の位置の検出は、継続的に実行される。よって検出部１２は、ワークの位置検出を開始し、以降継続的にワーク２０の位置を送信している。
【００７２】
例えば、マーキングパターンに少なくとも２つの吐出タイミングが関連付けられていた場合を説明する。これら少なくとも２つの吐出タイミングのうち１回目の吐出タイミングは、検出部１２によって検出されたワーク２０の位置と、あらかじめ設定された所定の位置とが一致した時点に基づく。つまり、所定の位置からディスペンサ１３のノズル１３ａに対応する位置までワーク２０が移動するのに要する時間が経過した時点が１回目の吐出タイミングである。このような移動に要する時間は、エンコーダ１１から受信するパルスに基づくワーク２０の移動量をもとに計算される。
【００７３】
したがって、検出部１２により検出されたワーク２０の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致し、ワーク２０が移動するのに要する時間が経過した後、制御部１４は、タイミングチャート上の１回目の吐出タイミングにおける吐出指令をディスペンサ１３へと送信する制御ステップ（Ｓ１０４）を実施する。ディスペンサ１３は、受信した吐出指令にしたがってワーク２０に非接触で樹脂材料を吐出する吐出ステップ（Ｓ１０５）を実施する。ここで、樹脂材料の吐出量は、一例として、マーキングされた突起の高さが少なくとも０．５ｍｍよりも高くなるように、硬化の際に揮発する溶剤、および流動性に起因する樹脂材料による立体形状の径方向への広がり等を考慮して設定される。
【００７４】
なお、所定の位置とは、タイミングチャートの生成、更新、送受信、および受信してから樹脂材料の吐出動作に入るまでの処理時間、ならびに樹脂材料が吐出されてから着弾されるまでの飛翔時間等、タイムラグを考慮して設定される。したがって所定の位置は、ディスペンサ１３のノズル１３ａに対応する位置までの距離に加え、タイムラグ内におけるワーク２０の移動距離に対応する距離だけ、ｘ軸方向の上流側（マイナス側）に設定される。
【００７５】
さらに制御部１４は、タイミングチャート上の吐出タイミングごとに吐出指令を送信し（Ｓ１０４）、ディスペンサ１３に樹脂材料を吐出させる動作（Ｓ１０５）を実施させる。また、前述したようにコンベア２１の動作量の変動、つまりワーク２０の移動量の変動が検出された際には、ディスペンサ１３は、更新されたタイミングチャートに基づく吐出タイミングにおいて制御部１４から送信された吐出指令を受信し、樹脂材料の吐出を実施する。このようにして、マーキング装置１００は、マーキングパターンにしたがって樹脂材料を被マーキング面に吐出する。したがって、マーキング装置１００は、インラインで搬送されるワーク２０にドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
【００７６】
一方、例えば、マーキングパターンに、１つの吐出タイミングが関連付けられていた場合を説明する。この場合、上記同様に検出部１２により検出されたワーク２０の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致し、ワーク２０が移動するのに要する時間が経過した後、制御部１４は、吐出指令をディスペンサ１３へと送信する制御ステップ（Ｓ１０４）を実施してもよい。
【００７７】
また例えば、コンベア２１上における複数のワーク２０の載置される間隔が一定である条件においては、一定の間隔でディスペンサ１３から樹脂材料が吐出されればよい。したがって、検出部１２によらず、エンコーダ１１から送信されるパルスに基づき一定間隔でディスペンサ１３に吐出指令を送信する（Ｓ１０４）構成であってもよい。この場合、ワーク２０を整列する整列装置を備え、当該整列装置によって複数のワーク２０それぞれの位置をディスペンサ１３による樹脂材料の吐出間隔に整合する構成であってもよい。
【００７８】
このような整列装置は例えば、等間隔に並ぶ櫛歯状の複数のホルダそれぞれにより、コンベア２１の動作に逆らって複数のワーク２０それぞれの移動を等間隔に止めることで実現される。その後、複数のホルダを同時に解除することで、ワーク２０を再度コンベア２１の駆動による移動に戻す。この複数のホルダの解除のタイミングをディスペンサ１３の吐出のタイミングと整合することで、マーキング装置１００は、このような構成においてもインラインで搬送されるワーク２０にドット状の突起をオンデマンドでマーキングすることができる。
【００７９】
以上の動作によりワーク２０の被マーキング面に吐出された樹脂材料は、上記で説明したように高粘度の材料であるため、立体形状を有したままコンベア２１によって移動を継続する。コンベア２１によるワーク２０の移動方向下流には、さらに硬化部１７が設置されており、樹脂材料が吐出され終えたワーク２０は、コンベア２１の動作に伴って硬化部１７に対応する位置へと移動し、樹脂材料による立体形状が硬化される。より詳しくは、硬化部１７は、紫外光を照射する光源を備え、常に点灯状態となっている。本実施の形態における樹脂材料は、前述したように紫外光硬化性樹脂であり、硬化部１７に対応する位置を通過した際に紫外光が照射されるため（Ｓ１０６）、被マーキング面上の樹脂材料による立体形状は、硬化される。
【００８０】
樹脂材料が硬化し形成された突起の色は、例えば被マーキング面と同色であるが、これに限定されない。形成された突起は、被マーキング面と異なる色であってもよい。例えば、形成された突起は透明であり、当該突起が透過されて被マーキング面が健常者により視認できる構成でもよい。この場合、被マーキング面に対して配色、および濃淡により健常者が視認可能な情報が印刷されていてもよい。つまり被マーキング面の色についても、限定なく任意の配色を構成できる。
【００８１】
なお、以上では、１つのワーク２０に対してドット状の突起が１つ、または複数である構成を説明した。特に複数の突起をマーキングする構成について、ディスペンサ１３が、上面視におけるワーク２０の移動方向と直交する方向（ｙ軸方向）に走査可能に構成されていれば、ドット状の突起を３行２列の６点についてマーキングすることができる。つまり、ワーク２０の被マーキング面に複数、かつ３行２列の６点を単位とする突起をマーキングし、これらの突起により６点点字が構成されることも可能である。
【００８２】
以上の動作が、生産ライン２００を流れる複数のワーク２０のそれぞれに対して順次実施される。したがって、マーキング装置１００は、大量生産される突起付き製品の生産ライン２００に組み込まれ、インラインで搬送されるワーク２０のそれぞれに対してドット状の突起をワーク２０の移動、および突起のマーキングパターンに基づいてオンデマンドでマーキングすることができる。
【００８３】
［効果］
以上説明したように、本実施の形態におけるマーキング装置１００は、ジェット式のディスペンサ１３と、突起のマーキングパターンに基づいて、一定の周期ごとの複数のタイミングを吐出タイミングと非吐出タイミングとに分け、吐出タイミングにおいて吐出指令をディスペンサ１３に送信する制御部１４とを備え、ディスペンサ１３は、受信した吐出指令に基づき樹脂材料を吐出する。
【００８４】
ジェット式のディスペンサ１３により、マーキング装置１００は、高速に樹脂材料の吐出が実行でき、マーキングパターンから吐出、および非吐出のタイミングを設定してディスペンサ１３を制御することで、高速にマーキングパターンに基づく樹脂材料の吐出を実現できる。よって、マーキング装置１００は、生産ライン２００に組み込まれ（インラインで）、かつ生産性を低下させることなく、搬送されているワーク２０にオンデマンドでドット状の突起をマーキングできる。
【００８５】
また例えば、マーキング装置１００はさらに、コンベア２１に設けられ、ワーク２０の移動に対応するパルスを出力するエンコーダ１１を備え、一定の周期は、エンコーダ１１の出力するパルスの周期であってもよい。
【００８６】
これにより、エンコーダ１１から送信されたパルスをもとにコンベア２１の動作量、つまり載置されたワーク２０の移動量を検出できる。よって、ワーク２０の移動量の変動があった際にも、変動に対応して正確にワーク２０の被マーキング面に樹脂材料を吐出できる。
【００８７】
また例えば、マーキング装置１００はさらに、ワーク２０の位置を検出する検出部１２を備え、マーキングパターンは、少なくとも２つの吐出タイミングと関連付けられ、少なくとも２つの吐出タイミングのうち１回目の吐出タイミングは、検出部１２によって検出されたワーク２０の位置と、あらかじめ設定された所定の位置とが一致した時点に基づいてもよい。
【００８８】
これにより、コンベア２１により移動するワーク２０の位置を検出し、検出したワーク２０の位置をもとに樹脂材料の吐出を行うことができる。よって、コンベア２１に載置されたワーク２０の載置間隔にばらつきがあってもワーク２０の位置を起点として、正確にワーク２０の被マーキング面に樹脂材料を吐出することができる。
【００８９】
また例えば、マーキング装置１００はさらに、マーキングパターンを示す情報を取得する取得部１５を備えてもよい。
【００９０】
これにより、既存の入力装置等、または携帯端末等にアプリケーションを導入すること等により構成される外部の装置２２において指定されたマーキングパターンを取得することができる。よってマーキングパターンの指定のための装置を新たに備える必要がなく、簡便なマーキング装置１００を実現できる。
【００９１】
また例えば、突起の高さは、少なくとも０．５ｍｍであるとよい。
【００９２】
これにより、マーキング装置１００によってマーキングされるドット状の突起は、触覚で容易に識別可能な形状となる。よって、視覚障害者における判読性の高い突起をマーキングすることができる。
【００９３】
また例えば、コンベア２１の搬送速度は、４００ｍｍ／ｓ以上であってもよい。
【００９４】
これにより、少なくとも４００ｍｍ／ｓの搬送速度の生産ライン２００にマーキング装置１００を組み込むことができる。よって、生産ライン２００の生産性を一定以上に保つことができる。
【００９５】
また例えば、ワーク２０は、コンベア２１上に複数載置され、マーキング装置１００は、１分あたりに少なくとも１２０個のワーク２０に突起をマーキングしてもよい。
【００９６】
これにより、少なくとも１分あたりに１２０個のワーク２０が生産される生産ライン２００にマーキング装置１００を組み込むことができる。よって、生産ライン２００の生産性を一定以上に保つことができる。
【００９７】
また例えば、マーキング装置１００は、ワーク２０に複数の突起をマーキングし、複数の突起により点字が構成されてもよい。
【００９８】
これにより、マーキング装置１００は、生産ライン２００の生産性を大きく損なうことなく、ワーク２０の被マーキング面に対して点字を構成できる。よって、視覚障害者において判別可能かつ、より多くの情報を有するドット状の突起をマーキングできる。
【００９９】
また例えば、樹脂材料は、紫外光硬化性樹脂によって構成され、マーキング装置１００は、ワーク２０に吐出された樹脂材料による立体形状に紫外光を照射し、樹脂材料を硬化させる硬化部１７をさらに備えてもよい。
【０１００】
これにより、マーキング装置１００は、紫外光照射により迅速に樹脂材料による立体形状を硬化させることができ、生産ライン２００の生産性を大きく損なうことなく、ドット状の突起をマーキングすることができる。
【０１０１】
また例えば、樹脂材料は、粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、かつ２０００Ｐａ・ｓ以下の高粘度材料であってもよい。
【０１０２】
これにより、ワーク２０の被マーキング面に吐出された樹脂材料は、立体形状を有したまま硬化される。よって、ドット状の突起をマーキングすることができる。
【０１０３】
さらに以上の構成により、マーキング装置１００は、生産ライン２００の停止や加減速を伴うもの、ワーク２０の載置間隔（ピッチ）が一定でなく、不揃いにワークが配置されたものを含む、幅広い生産ライン２００に適合可能である。したがって、マーキング装置１００は、各種製品を生産する既存の生産ライン２００に、付加的に導入することができる。このような各種製品の生産ライン２００に対して、本発明のマーキング装置１００を導入することで、例えば、視覚障害者において、触覚により判読可能な点字等のドット状の突起を容易にマーキングすることができる。
【０１０４】
（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１に係るマーキング装置について説明する。
【０１０５】
前述した実施の形態１では、ワーク２０の被マーキング面が、コンベア２１のワーク２０が載置される搬送面と平行な面である例について説明した。これに対し、本変形例では、ワークの被マーキング面が、コンベア２１のワークが載置される搬送面に対して傾斜している面である例について説明する。すなわち、本変形例では、以上のような搬送面に対して被マーキング面が傾斜しているワークにドット状の突起をマーキングできるマーキング装置について説明する。
【０１０６】
図４は、実施の形態１の変形例１に係るマーキング装置１０１を説明する図である。
【０１０７】
図４の（ａ）は、実施の形態１におけるワーク２０とディスペンサ１３との相対的な位置関係を示している。図４の（ｂ）は、変形例１におけるワーク２３とディスペンサ１３との相対的な位置関係を示している。なお、本変形例では、マーキング装置１０１のうちディスペンサ１３に着目して図示し、その他については省略する。
【０１０８】
図４の（ａ）に示すように、実施の形態１におけるワーク２０の被マーキング面は、液体飲料が充填される容器のキャップ２０ａにおける天面であり、コンベア２１のワーク２０が載置される搬送面と平行な面である。このような被マーキング面に対して、ディスペンサ１３は、ノズル１３ａの軸方向が、被マーキング面の鉛直方向と略一致する構成である。したがってノズル１３ａの軸方向は、ワーク２０の搬送面においても鉛直方向と略一致する関係にある。これは、ワーク２０の被マーキング面が、搬送面に対して平行な面であるため、重力方向にしたがう方向に樹脂材料を吐出させる構成が、樹脂材料の着弾位置の精度が高くなるため最も好適な構成であることによる。
【０１０９】
図４の（ｂ）に示す本変形例におけるワーク２３の被マーキング面は、液体飲料が充填される容器のキャップ２３ａにおける天面である点で前述の実施の形態１と共通している。しかしながら当該天面は、コンベア２１のワーク２３が載置される搬送面と所定の角度をなす面である点で実施の形態１とは異なっている。被マーキング面が搬送面に対して傾斜しているワーク２３に、図４の（ａ）に示した搬送面の鉛直方向とノズル１３ａの軸方向とが略一致する構成を適用した場合、被マーキング面に対して傾斜した方向から樹脂材料が進入するため、着弾ずれに対する許容範囲が狭くなる。つまり、要求される着弾位置の精度がより高くなる。
【０１１０】
また、吐出された樹脂材料の推進力が、被マーキング面の傾斜方向に慣性として作用するため、着弾後、樹脂材料が傾斜方向に向かって被マーキング面上を流れ、立体形状を維持できずドット状の突起がマーキングできない可能性がある。吐出された樹脂材料の進行を停止させるためには、吐出された樹脂材料の進行方向に対して垂直な面で樹脂材料が着弾される被マーキング面であることが望ましい。
【０１１１】
よって、図４の（ｂ）に示すように本変形例におけるディスペンサ１３は、樹脂材料の進行方向を被マーキング面に対して鉛直方向となるように傾斜して配置される。このような配置により、ディスペンサ１３は、ノズル１３ａの軸方向と、被マーキング面の鉛直方向とが略一致する。ノズル１３ａから吐出される樹脂材料は、進行方向がノズル１３ａの軸方向と略一致し、被マーキング面に対して鉛直方向から侵入する。よって、搬送面に対して傾斜した被マーキング面を有するワーク２３に対しても着弾位置の精度が高く、正確にドット状の突起をマーキングできるマーキング装置１０１を実現できる。
【０１１２】
なお、ノズル１３ａの軸方向が被マーキング面の鉛直方向と略一致すれば、同様の効果が得られる。したがって、ディスペンサ１３とノズル１３ａとを傾斜させてノズル１３ａの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。また、本体部１０とディスペンサ１３とを傾斜させてノズル１３ａの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。また、マーキング装置１０１と本体部１０とを傾斜させてノズル１３ａの軸方向を搬送面に対して傾斜させてもよい。さらに、ノズル１３ａが重力方向に樹脂材料を吐出し、当該重力方向と直交する水平面に対して搬送面が傾斜することで、被マーキング面の傾斜を緩和する構成であってもよい。このような構成はコンベア２１、またはバーティカルベルト１６を傾斜させることで実現してもよい。
【０１１３】
以上説明したように、本変形例におけるマーキング装置１０１において、コンベア２１により搬送されるワーク２３は、ワーク２３が載置される搬送面に対して、突起が形成される被マーキング面が傾斜しており、ディスペンサ１３は、被マーキング面の鉛直方向と、樹脂材料が吐出されるノズル１３ａの軸方向とが一致するよう、搬送面に対して傾斜して配置される。
【０１１４】
これにより、マーキング装置１０１は、搬送面に対して傾斜した被マーキング面を有するワーク２３に対して、同様に傾斜したディスペンサ１３を用いて樹脂材料の吐出を実施できる。よってマーキング装置１０１は、着弾位置の精度が高く、正確にドット状の突起をマーキングできる。本変形例におけるマーキング装置１０１は、前述した実施の形態１に対して、ワーク２３の被マーキング面の傾斜に対応してディスペンサ１３が傾斜するため、より多様なワークにドット状の突起をマーキングすることができる。
【０１１５】
（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２に係るマーキング装置について、図５を用いて説明する。図５は、実施の形態１の変形例２に係るマーキング装置１０２を説明する概略構成図である。
【０１１６】
図５の（ａ）は、マーキング装置１０２を含む生産ライン２０１を上面視した図である。また図５の（ｂ）は、マーキング装置１０２を含む生産ライン２０１を横から見た図である。なお、図１と同様に、図５の(ａ）、および図５の（ｂ）においては、ワーク２０の隠れた一部分は、破線で示している。なお、生産ライン２０１のコンベア２１の硬化部１７よりも上流側（ｘ軸マイナス側）は、省略されている。また本変形例においては、樹脂材料の硬化により形成された突起の検査を行う。したがって、検査が完了するまでの生産ライン２０１上にあるものをワーク２０、検査が完了し出荷可能と判断された状態のものを突起付き製品として説明する。
【０１１７】
本変形例では、さらに、ワーク２０上にマーキングされた突起に対して負荷を付与する負荷装置と、負荷装置によって負荷が付与された後の突起を観察する観察装置とを有し、ワーク２０上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を備えるマーキング装置１０２について説明する。
【０１１８】
図５は、生産ライン２０１に設置されたマーキング装置１０２における硬化部１７のさらに下流（ｘ軸プラス側）を示している。図５に示すように、硬化部１７の下流には、負荷ローラ３１（負荷装置の一例）と、観察カメラ３２（観察装置の一例）とが、この順で配置されている。負荷ローラ３１、および観察カメラ３２は、ワーク２０上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を構成している。
【０１１９】
以下では、さらに負荷ローラ３１、および観察カメラ３２について詳細に説明する。
【０１２０】
［負荷ローラ］
負荷ローラ３１は、モータと、モータの駆動により当該モータの回転軸回りに回転する円筒状のローラと、ローラの径方向に沿って形成された毛状部材を含むブラシとを有する。モータは所定の速度と力でブラシが形成されたローラを回転させる。ローラとともに回転されるブラシは、ワーク２０に対してマーキングされた突起に毛状部材が接触する。負荷ローラ３１は、モータの力（トルク）と毛状部材の硬度とにより、突起に対して付与する所定の負荷が設定されている。所定の負荷とは、生産された突起付き製品の取り扱い時に、突起に対して付与されうる負荷を仮想的に設定した値であり、突起付き製品の輸送中における振動に伴う負荷等が設定される。
【０１２１】
なお、実際に突起に対して付与される負荷は、あらゆる方向の力を有するため、負荷ローラ３１は、複数の方向の力を突起に付与できるよう、複数備えられてもよい。また、突起に対して付与されうる様々な負荷に合わせて、負荷ローラ３１は、任意の突起脱落につながる負荷を付与する装置に代えられてもよい。
【０１２２】
［観察カメラ］
観察カメラ３２は、ワーク２０上にマーキングされた突起が、突起のマーキングパターンにしたがって形成されているか否かを判定するための画像を取得するカメラである。観察カメラ３２にはさらに、プロセッサと、メモリと、アプリケーションとにより構成される処理装置が備えられる。観察カメラ３２は、当該処理装置により、取得された画像を解析することで、ワーク２０上にマーキングされた突起が脱落しているか否かを判定する。
【０１２３】
なお、観察カメラ３２は、負荷ローラ３１による突起の脱落だけでなく、ディスペンサ１３の吐出不良等による突起の形成不良を検出する機能を備えてもよい。
【０１２４】
観察カメラ３２はさらに、突起が脱落していると判定される画像を取得した際に、生産ライン２０１の管理者（例えば突起付き製品の製造責任者等）に対して警報を発する警報信号を出力する構成であってもよい。また、観察カメラ３２は、突起が脱落していると判定される画像を取得した際に、生産ライン２０１を停止させる停止信号を出力する構成であってもよい。
【０１２５】
以上説明したように、本変形例におけるマーキング装置１０２はさらに、ワーク２０上にマーキングされた突起に対して負荷を付与する負荷ローラ３１と、負荷ローラ３１によって負荷が付与された後の突起を観察する観察カメラ３２とを有し、ワーク２０上の突起が所定の脱落耐性を有するか否かを検査する検査部を備える。
【０１２６】
これにより、マーキング装置１０２はマーキングされた突起が正常に形成されているか否かを判定し、大量生産される複数の突起付き製品のそれぞれについて正確にドット状の突起をマーキングできていることを保証できる。なお、本変形例は、実施の形態１だけでなく前述の変形例１にも適用することができる。
【０１２７】
（実施の形態２）
次に、図６を用いて実施の形態２に係るマーキング装置について説明する。図６は、実施の形態２に係るマーキング装置１０３を説明するディスペンサ４０の拡大斜視図である。なお、本実施の形態においては、主としてディスペンサの構成が異なるため、主に実施の形態１におけるディスペンサ１３との違いを説明し、その他の実質的に同一の構成要素については、説明を省略する。
【０１２８】
［ディスペンサ］
本実施の形態におけるマーキング装置１０３は、複数のディスペンサ４０を備える点で実施の形態１におけるマーキング装置１００とは異なっている。図６には、複数のディスペンサ４０と、被マーキング面を天面に有する、液体飲料が充填された容器のキャップ２０ａが図示されている。キャップ２０ａの天面には、複数のディスペンサ４０から吐出された立体形状４５が形成されている。また複数のディスペンサ４０は、本説明ではディスペンサ４１、ディスペンサ４２、およびディスペンサ４３の３つのディスペンサによって構成されているがこれに限られない。複数のディスペンサ４０の数は、４つであってもよく、５つであってもよく、６つであってもよい。複数のディスペンサ４０の数は、マーキングパターンに合わせ、また被マーキング面の広さなど、種々の制限を加味して適宜設定される。
【０１２９】
また、ディスペンサ４１〜４３のそれぞれは、樹脂材料を吐出するノズル４１ａ〜４３ａを有する。
【０１３０】
ここで、複数のディスペンサ４０のそれぞれには、制御部１４から吐出指令が送信され、それぞれのディスペンサ４１〜４３は、独立して樹脂材料を吐出できる。より具体的には、ディスペンサ４１は、ディスペンサ４１に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部１４から受信する。また、ディスペンサ４２は、ディスペンサ４２に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部１４から受信する。また、ディスペンサ４３は、ディスペンサ４３に樹脂材料を吐出させる吐出指令を、制御部１４から受信する。
【０１３１】
複数のディスペンサ４０のうちそれぞれのディスペンサ４１〜４３は、マーキングパターン上において樹脂材料を吐出する行がそれぞれ割り当てられている。つまりディスペンサ４１〜４３は、ワーク２０の移動方向と直交する方向の位置が固定され、当該直交する方向におけるそれぞれの位置での樹脂材料の吐出が割り当てられている。このため、それぞれのノズル４１ａ〜４３ａは、ワーク２０の移動方向と直交する方向に、互いにずれるように配置され、各ディスペンサ４１〜４３に割り当てられた、マーキングパターン上の第１行ｉ〜第３行ｉｉｉ（図６中の２点鎖線）に指定された行パターンにしたがって樹脂材料の吐出を実施する。
【０１３２】
［マーキング装置の動作］
本実施の形態におけるディスペンサ４０による樹脂材料の吐出について、図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２に係るマーキング装置１０３の動作を説明する図である。
【０１３３】
図７には、複数のディスペンサ４０と、キャップ２０ａの被マーキング面が示され、被マーキング面に対応するマーキングパターン４００を仮想的に重ね合わせて示している。
【０１３４】
図７では、一例としてマーキングパターン４００に示される突起の行列が３つのディスペンサそれぞれに１行ずつ（第１行ｉ〜第３行ｉｉｉ）割り当てられた際の樹脂材料の吐出を、一打滴ごとに区切って示している。また、図７では、マーキングパターン４００の移動（つまりワーク２０の被マーキング面の移動）は、紙面右側から左側に向けての方向の移動である。
【０１３５】
図７の（ａ）は、第１打滴における複数のディスペンサ４０の動作を示している。また、図７の（ｂ）は、第２打滴における複数のディスペンサ４０の動作を示している。また、図７の（ｃ）は、第３打滴における複数のディスペンサ４０の動作を示している。また、図７の（ｄ）は、第４打滴における複数のディスペンサ４０の動作を示している。
【０１３６】
図７の（ａ）では、コンベア２１の動作により移動しているワーク２０において、第１行ｉに示される吐出タイミング（吐出位置）と、ディスペンサ４１のノズル４１ａとの位置が一致している。このため、ディスペンサ４１が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第１打滴による樹脂材料の立体形状４５ａが形成されている。次に、図７の（ｂ）では、ワーク２０がさらに移動し、第２行ｉｉに示される吐出タイミングと、ディスペンサ４２のノズル４２ａとの位置が一致している。このため、ディスペンサ４２が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第２打滴の樹脂材料による立体形状４５ｂが形成されている。
【０１３７】
次に、図７の（ｃ）では、ワーク２０がさらに移動し、第１行ｉに示される吐出タイミングと、ディスペンサ４１のノズル４１ａとの位置が一致している。このため、ディスペンサ４１が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第３打滴の樹脂材料による立体形状４５ｃが形成されている。次に、図７の（ｄ）では、ワーク２０がさらに移動し、第３行に示される吐出タイミングと、ディスペンサ４３のノズル４３ａとの位置が一致している。このため、ディスペンサ４３が樹脂材料を吐出して被マーキング面に第４打滴の樹脂材料による立体形状４５ｄが形成されている。
【０１３８】
なお、前述したように図７の（ａ）に示す第１打滴は、検出部１２によって検出されたワーク２０の位置が、あらかじめ設定された所定の位置と一致した時点に基づいて実施される。また、図７の（ｂ）〜図７の（ｄ）に示す第２〜第４打滴は、第１打滴の時点におけるワーク２０の位置を起点とし、エンコーダ１１が送信したパルスに基づくワーク２０の移動距離によって管理される。
【０１３９】
このように、３個のディスペンサによるマーキング装置１０３の構成は、３行の行列状の突起のマーキングに特に好適に用いることができる。つまり、マーキング装置１０３は、３行２列の突起の行列によって表記される６点点字等の点字マーキングに用いることが用途として好適である。なお、マーキング装置１０３は、上記の点字マーキングに限らず、凸記号等のドット状の突起をマーキングするいかなる用途にも用いることができる。
【０１４０】
以上説明したように、本実施の形態におけるマーキング装置１０３はさらに、複数のディスペンサ４０を備え、ワーク２０とコンベア２１とが重なる方向からみた上面視において、複数のディスペンサ４０のそれぞれは、樹脂材料を吐出するノズル４１ａ〜４３ａがコンベア２１の搬送方向と直交する方向に、互いにずれるように配置され、制御部１４は、複数のディスペンサ４０それぞれに吐出指令を送信する。
【０１４１】
これにより、前述の実施の形態１に比べ、各ディスペンサ４１〜４３が走査する機構を必要とせず、点字等を含む複数かつ、２次元面にわたる樹脂材料の吐出を実施できる。また、単一のディスペンサを用いる場合に比べ、複数のディスペンサ４０に含まれるディスペンサの数に比例して、複数のディスペンサ４０による見かけの吐出周波数が増加するため、マーキング装置１０３は、より微細なマーキングパターンにも適合できる。よってマーキング装置１０３は、生産ライン２００に組み込まれ（インラインで）、かつ生産性を低下させることなく、搬送されるワーク２０にオンデマンドでドット状の複数の突起をマーキングできる。
【０１４２】
＜その他の実施の形態＞
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１４３】
また、上記実施の形態においてマーキング装置を構成する構成要素について例示したが、マーキング装置が備える構成要素の各機能は、マーキング装置を構成する複数の部分にどのように振り分けられてもよい。
【０１４４】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素、および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【０１４５】
上記実施の形態においては、硬化部１７により樹脂材料を硬化させる構成について説明した。例えば、さらに樹脂材料が硬化されるまで、立体形状の維持を補助する冷却部を備えてもよい。これは、生産ライン２００におけるディスペンサ１３に対応する位置よりも下流側においてワーク２０の周囲温度を低下させる構成で実現してもよい。またもしくは、ワーク２０に吐出された樹脂材料による立体形状４５に対して冷風をあて、当該樹脂材料による立体形状４５を冷却する構成で実現してもよい。
【０１４６】
また、上記実施の形態においては、被マーキング面と、ディスペンサ１３のノズル１３ａの軸とが直交する位置関係であることを説明した。例えば、吐出速度の制御、および位置精度等が高精度である樹脂材料の吐出が可能なディスペンサ１３を備える構成においては、被マーキング面とノズル１３ａの軸方向との位置関係は垂直でなくてもよい。
【０１４７】
上記実施の形態においては、制御部１４は、ディスペンサ１３に吐出指令を送信する構成について説明した。例えば、制御部１４は、ディスペンサ１３にタイミングチャートを送信してもよい。その際、ディスペンサ１３は、受信したタイミングチャートにしたがって、吐出タイミングにおいては樹脂材料を吐出し、非吐出タイミングにおいては樹脂材料を吐出しない制御を実施してもよい。
【０１４８】
また、タイミングチャートは、マスタクロックの変動に伴い随時更新されるため、更新されたタイミングチャートの送信が必要となる。このようなタイミングチャートの送信は、タイミングチャートが更新されるごと、あらかじめ設定された期間ごと、または１打滴の吐出ごとにその時点の最新のタイミングチャートが送信される構成であってもよい。
【０１４９】
また例えば、被マーキング面の融点が十分に高い金属等である場合、液滴として溶融金属、溶融ガラス等を用いてもよい。
【０１５０】
また例えば、ワーク２０がディスペンサ１３による吐出における着弾のぶれよりも厳密に位置管理可能な構成であればエンコーダ１１、および検出部１２のいずれか一方、または両方を備えなくてもよい。
【０１５１】
また例えば、マーキングパターン４００を取得部１５により取得する構成を説明したが、マーキングパターン４００をあらかじめマーキング装置内に有していてもよい。この場合は、取得部１５を備えずにマーキング装置を実現することができる。
【０１５２】
また例えば、ディスペンサは、生産ライン２００の複数個所に配置され、それぞれ被マーキング面の異なる箇所に樹脂材料による立体形状を形成してもよい。より具体的には、実施の形態２において複数のディスペンサ４０は、１つのマーキングパターンを３分割してそれぞれのディスペンサ４１〜４３に割り当てる構成を説明した。一方で、複数のディスペンサそれぞれが個別のマーキングパターンにしたがう樹脂材料の吐出を行ってもよい。
【０１５３】
また例えば、突起の高さは、少なくとも０．５ｍｍである例について説明したが、ディスペンサ１３による樹脂材料の吐出量によって突起の高さを制御できるため、任意の高さの突起をマーキングしてもよい。
【０１５４】
実施の形態に用いた樹脂材料は紫外光硬化性樹脂であり、紫外光を照射する硬化部１７により樹脂材料を硬化させて突起を形成させた。例えば、樹脂材料を熱硬化、赤外光硬化、または放射光硬化による硬化性樹脂で構成し、硬化部をそれぞれの樹脂の硬化に必要な熱源、および光源を含めて構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１５５】
本発明におけるマーキング装置等は、インラインでワークに対して突起を形成でき、例えば、触覚により判読可能な記載等を製品に付与する用途等において有用である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０  本体部
１１  エンコーダ
１２  検出部
１３、４０、４１、４２、４３  ディスペンサ
１３ａ、４１ａ、４２ａ、４３ａ  ノズル
１４  制御部
１５  取得部
１６  バーティカルベルト
１６ａ  ベルト
１６ｂ  プーリ
１７  硬化部
２０、２３  ワーク
２０ａ、２３ａ  キャップ
２１  コンベア
２１ａ  ベルト面
２１ｂ  駆動部
２２  外部の装置
３１  負荷ローラ
３２  観察カメラ
４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ  立体形状
１００、１０１、１０２、１０３  マーキング装置
２００、２０１  生産ライン
４００  マーキングパターン
【図１】
2020149009.tif 000003
【図２】
2020149009.tif 000004
【図３】
2020149009.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020149009.tif 000007
【図６】
2020149009.tif 000008
【図７】
2020149009.tif 000009
【国際調査報告】
2020149009.tif 000010
2020149009.tif 000011
2020149009.tif 000012
2020149009.tif 000013