特許 5977645 リカバリー機能付きマーキング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5977645

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】リカバリー機能付きマーキング装置

(51)【国際特許分類】

   B21C 51/00 20060101AFI20160817BHJP

【ＦＩ】

   B21C51/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2012-240554(P2012-240554)

(22)【出願日】2012年10月31日

(65)【公開番号】特開2014-87838(P2014-87838A)

(43)【公開日】2014年5月15日

【審査請求日】2015年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】502134292

【氏名又は名称】ベクトル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100089037

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邊 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(72)【発明者】

【氏名】藤井 健治

(72)【発明者】

【氏名】工藤 哲哉

(72)【発明者】

【氏名】小田 智弘

【審査官】 坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５３１６３９７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４９４５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｃ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、
前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、
前記複数のエアペンのうち、何れかのエアペンによる刻印不良が発生したことを前記不良検出器が検出した場合、故障したエアペンを故障エアペンとして記憶し、前記故障エアペンに代えて、正常エアペンのいずれかに刻印を代替えさせ、前記故障エアペンが刻印するべき予定の情報を前記正常エアペンのいずれかで被マーキング体に刻印する機能を前記制御装置に具備させたリカバリー機能付きマーキング装置。

【請求項2】

前記エアペンが４本一列に配置され、前記故障エアペンが１本の場合、該故障エアペンの隣の正常エアペンを用いて刻印し、前記故障エアペンが２本の場合、該２本の故障エアペンの刻印情報を１度の刻印で同時に補える残り２本のエアペンを選択し、前記２本の故障エアペンの刻印情報を１度の刻印で同時に補えない場合、前記２本の故障エアペンの刻印情報を他の１本の正常エアペンにて順次刻印し、前記故障エアペンが３本の場合 、残り１本の正常エアペンで全ての刻印情報を刻印する機能を前記制御装置に備えたことを特徴とする請求項１に記載のリカバリー機能付きマーキング装置。

【請求項3】

シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、
前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、
前記１つの被マーキング体に対する全ての刻印が終了した後、前記不良検出器により刻印不良を発見した場合、前記刻印不良に対応する故障エアペンのペン番号を制御装置に記憶し、故障エアペンではない正常エアペンを用いて前記刻印不良部分のみを再刻印することで前記全ての刻印が終了した前記被マーキング体に対し刻印不良をリカバリーする機能を前記制御部に具備させたリカバリー機能付きマーキング装置。

【請求項4】

シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、
前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、
全てのエアペンの刻印回数を計数して前記制御装置に記憶し、全てのエアペンの刻印回数を比較して規定の閾値以上にエアペンの刻印回数の差異を生じた場合、刻印回数の少ないエアペンを優先的に使用する機能を前記制御装置に備えたことを特徴とするリカバリー機能付きマーキング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、機械部品等に二次元コード、ロット番号などを刻印するために使用されるマーキング装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

マーキング装置は、自動車や建設機械等の自動化された工場においてロット番号等の英数字や合いマークの刻印などに使用されている。
例えば、下記特許文献１には、シリンダーと、シリンダー内で往復運動するピストンと、ピストンを基端側に付勢する弾性部材と、このピストンの往復運動に追従して先端部でワークの表面を打刻するスタイラスとを備えたマーキング装置用振動ペンが開示されている。
この振動ペンを用いて機械部品に印字を行うには、圧縮性流体を利用してピストンおよびスタイラスを振動させ規定位置に打刻し、このスタイラスを振動ペンごと移動させながら必要な位置毎に打刻を繰り返す。この操作により、機械部品の被刻印部に文字、数字、記号などをマーキングすることができる。また、スタイラスを一ヵ所で振動させるとその部分にドットが形成されるので、そのドットを所定のパターンになるように複数形成することにより、いわゆる二次元コードを形成することができる。

【0003】

また、下記特許文献２には、シリンダーと、先端にスタイラスを有するピストンと、該ピストンの往復手段を具備したマーキング装置用振動ペンを４基集合配置してなるマーキング装置が開示されている。
特許文献２に記載のマーキング装置によれば、スタイラスを４本集合配置してなり、４本のスタイラスを独自に振動制御することで４本のスタイラスにより複数の文字情報などのマーキングあるいは二次元コードなどの刻印処理ができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１−９９７９８号公報

【特許文献2】特開２００６−２７２３４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

マーキング装置はスタイラスの先端を機械部品に打ち付ける打刻によりマーキングを行う装置であり、継続使用によりスタイラスの先端が損耗するので、定期的にスタイラスを交換する必要が生じ、スタイラスや装置のメンテナンスを行う必要がある。
ところで、刻印の効率を向上するために複数のスタイラス、例えば４本のスタイラスを並列して設け、各スタイラスを独自に往復駆動する機構を設けたマーキング装置が登場している。

【0006】

４本のスタイラスを個別駆動することにより打刻を行うマーキング装置にあっては、４本のスタイラスのうち、いずれかを駆動する機構が故障した場合、故障したスタイラスが打刻するべき刻印が抜けてしまうこととなり、刻印不良を引き起こす問題があった。
例えば、４本スタイラスの駆動装置のうち、いずれかの駆動装置が故障した場合、故障したスタイラスに対応する刻印が抜けて刻印不良となってしまう問題があった。また、スタイラスを駆動する装置自体の故障が無い場合であっても、スタイラスの先端部が徐々に摩耗することで刻印不良を引き起こすこともある。

【0007】

次に、複数のスタイラスを有するマーキング装置では、刻印回数の多いスタイラスの摩耗状態により、メンテナンスの間隔が決まってしまう問題がある。例えば、複数本のスタイラスのうち、摩耗量が一番多いスタイラスを交換したとしても、二番目に摩耗量が多いスタイラスの交換時期が短い間隔で到来するなど、４本のスタイラスを順番にメンテナンスしなくてはならない問題がある。
また、摩耗量が大きいスタイラスの交換時に、摩耗が生じている他のスタイラスも交換しておくなどの操作を行うことで頻繁なメンテナンスを回避できる。ところが、この操作では交換時期が来ていない摩耗量が少ないスタイラスを交換することになるので、不要なメンテナンス費用が発生する問題がある。

【0008】

本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、複数のスタイラスを備えてそれらのスタイラスを個別駆動できるマーキング装置において、故障したスタイラスを他の故障していないスタイラスで補う機能を有し、刻印不良を生じないマーキング装置を提供することを目的とする。
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、刻印完了後に刻印不良を発見した場合、故障したスタイラスを制御部に記憶しておき、故障していないスタイラスで再刻印することで刻印不良をリカバリーすることができるマーキング装置の提供を目的とする。
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、刻印数が少ないスタイラスを優先的に使用することによりスタイラス毎の摩耗量を同量としてメンテナンス間隔を延ばすことができるマーキング装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明は、シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、前記複数のエアペンのうち、何れかのエアペンによる刻印不良が発生したことを前記不良検出器が検出した場合、故障したエアペンを故障エアペンとして記憶し、前記故障エアペンに代えて、正常エアペンのいずれかに刻印を代替えさせ、前記故障エアペンが刻印するべき予定の情報を前記正常エアペンのいずれかで被マーキング体に刻印する機能を前記制御装置に具備させたリカバリー機能付きマーキング装置に関する。

【0010】

本発明において、前記エアペンが４本一列に配置され、前記故障エアペンが１本の場合、該故障エアペンの隣の正常エアペンを用いて刻印し、前記故障エアペンが２本の場合、該２本の故障エアペンの刻印情報を１度の刻印で同時に補える残り２本のエアペンを選択し、前記２本の故障エアペンの刻印情報を１度の刻印で同時に補えない場合、前記２本の故障エアペンの刻印情報を他の１本の正常エアペンにて順次刻印し、前記故障エアペンが３本の場合、残り１本の正常エアペンで全ての刻印情報を刻印する機能を前記制御装置に備えた先に記載のリカバリー機能付きマーキング装置であっても良い。

【0011】

本発明は、シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、前記１つの被マーキング体に対する全ての刻印が終了した後、前記不良検出器により刻印不良を発見した場合、前記刻印不良に対応する故障エアペンのペン番号を制御装置に記憶し、故障エアペンではない正常エアペンを用いて前記刻印不良部分のみを再刻印することで前記全ての刻印が終了した前記被マーキング体に対し刻印不良をリカバリーする機能を前記制御部に具備させたリカバリー機能付きマーキング装置に関する。

【0012】

本発明は、シリンダーと、該シリンダーに往復動自在に設けられたピストンと、該ピストンの先端側に設けられたスタイラスとを備えたエアペンを４つ以上一列に配置してなる振動ペン装置、および、前記シリンダーに接続されて前記ピストンをその長手方向に振動させる駆動手段を備え、被マーキング体に前記スタイラスの先端を打ち付けて情報を刻印するマーキング装置であって、
前記被マーキング体に刻印された情報を読み取り、読み取った当該情報から刻印不良を検出する不良検出器または前記被マーキング体に対する前記スタイラス打刻時の振動から刻印不良を検出する不良検出器と、前記不良検出器からの刻印不良の情報に基づいて前記複数のエアペンの動作を切り替える制御装置とを備え、
全てのエアペンの刻印回数を個々に計数して前記制御装置に記憶し、全てのエアペンの刻印回数を比較して規定の閾値以上にエアペンの刻印回数の差異を生じた場合、刻印回数の少ないエアペンを優先的に使用する機能を前記制御装置に備えたことを特徴とするマーキング装置に関する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、故障したエアペンに伴う刻印不良の部分を他の正常エアペンで補い、刻印できるので、刻印不良を生じていない適正な刻印を被マーキング体に形成できる。
本発明によれば、全ての刻印が終了した時点で刻印不良を発見した場合、故障したエアペンを特定し、正常エアペンに置き換えて再刻印することにより、刻印が完了した被マーキング体に対し刻印不良をリカバリーできる。
更に、全てのエアペンの刻印回数を計測しておき、刻印回数において特定の閾値より差がついた場合、刻印回数の少ないエアペンを優先的に使用し打刻することで、複数のスタイラス間の刻印回数を均一化してメンテナンス期間を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は本発明に係るマーキング装置の第一実施形態を示すもので、図１（ａ）はその全体構成を示す図、図１（ｂ）は同装置に備えられる振動ペン装置の平面図である。

【図2】図２は同振動ペン装置の内部構造を示すもので、図２（ａ）は振動ペン装置の断面図、図２（ｂ）は振動ペン装置の分解断面図。

【図3】図３は同振動ペン装置に組み込まれているエアペンの構造を示すもので、図３（ａ）はエアペンの組み立て状態を示す断面図、図３（ｂ）はエアペンを分解した状態を示す断面図。

【図4】図４は同エアペンの動作について示すもので、図４（ａ）はスタイラスが後退している未振動状態を示す断面図、図４（ｂ）はエアペンにエアを供給し始めた初期状態を示す断面図、図４（ｃ）はエア供給によりスタイラスが伸張した状態を示す断面図、図４（ｄ）は供給したエアが排気孔から抜ける状態を示す断面図、図４（ｅ）はスタイラスが後退して初期状態に復帰した状態を示す断面図。

【図5】図５は同エアペンの動作について示すもので、図５（ａ）は４本のスタイラスを未振動状態とした場合の正面図、図５（ｂ）は４本のスタイラスのうち１本のスタイラスを振動状態とした場合の正面図、図５（ｃ）は４本のスタイラスのうち２本のスタイラスを振動状態とした場合の正面図、図５（ｄ）は４本のスタイラスを振動状態とした場合の正面図である。

【図6】図６は本発明に係るマーキング装置において４本のスタイラスを振動させて８×８ドットの４つの領域にそれぞれ文字を刻印した状態の一例を示す説明図。

【図7】図７は図６に示す８×８ドットの４つの領域に描いたそれぞれの文字の刻印順序の一例を示す説明図。

【図8】図８は４本のスタイラスを用いて３２×３２ドッドの領域に二次元コードを打刻した状態の一例を示す説明図。

【図9】図９は本発明に係るマーキング装置においてエアペンが故障した際、リカバリーを行う場合の文字刻印について説明するためのもので、図９（ａ）は正常時を示す説明図、図９（ｂ）は第２番目のエアペンが故障した場合の説明図、図９（ｃ）は第１番目のエアペンが第２番目のエアペンの代わりに刻印する状態を示す説明図。

【図10】図１０は本発明に係るマーキング装置において２本のエアペンが故障した際、リカバリーを行う場合の文字刻印について説明するためのもので、図１０（ａ）は正常時を示す説明図、図１０（ｂ）は第３番目と第４番目のエアペンが故障した場合の説明図、図１０（ｃ）は第１番目と第２番目のエアペンが第３番目と第４番目のエアペンの代わりに刻印する状態を示す説明図。

【図11】図１１は本発明に係るマーキング装置においてエアペンが故障した際、リカバリーを行う場合の二次元コード刻印について説明するためのもので、図１１（ａ）は正常時を示す説明図、図１１（ｂ）は第２番目のエアペンが故障した場合の説明図、図１１（ｃ）は故障した第２番目のエアペンの代わりに第３番目と第４番目のエアペンが刻印する状態を示す説明図、図１１（ｄ）は２本並びに刻印できない故障の場合に１本のペンで刻印する状態を示す説明図。

【図12】図１２は本発明に係るマーキング装置においてエアペンが故障した際、リカバリーを行う場合の二次元コード刻印について説明するためのもので、図１２（ａ）は正常時を示す説明図、図１２（ｂ）は第２番目のエアペンが故障した場合の説明図、図１２（ｃ）は故障した第２番目のエアペンの代わりに第１番目のエアペンが刻印する状態を示す説明図。

【図13】図１３は本発明に係るマーキング装置においてエアペンが故障した際、リカバリーを行う場合の二次元コード刻印について説明するためのもので、図１３（ａ）は第２番目と第４番目のエアペンが故障した場合の説明図、図１３（ｂ）は故障したエアペンの代わりに第１番目と第３番目のエアペンが刻印する状態を示す説明図。

【図14】図１４は本発明に係るマーキング装置においてエアペンが故障した際にリカバリーを行う場合の二次元コード刻印について説明するためのもので、図１４（ａ）は第１番目と第２番目のエアペンが故障した場合の説明図、図１４（ｂ）は故障したエアペンの代わりに第３番目と第４番目のエアペンが刻印する状態を示す説明図。

【図15】図１５は故障したエアペンに対しリカバリー刻印を行う場合のフロー図。

【図16】図１６は不良刻印が発生した被マーキング体に対するリカバリー刻印を行う場合のフロー図。

【図17】図１７は二次元コード刻印と文字刻印を行う際、刻印数が少ないエアペンを優先的に使用する場合について説明するためのもので、図１７（ａ）は文字数によってエアペンの刻印数に偏りを生じた場合の通常時を示す説明図、図１７（ｂ）はエアペンの交代によりエアペンの刻印数の偏りを改善する状態を示す説明図。

【図18】図１８は刻印回数をカウントし、刻印数が少ないエアペンを優先的に使用する場合のフロー図。

【図19】図１９は図１８のフロー図に沿ってエアペンを優先的に使用する場合に用いる刻印数が少ないエアペンの置き換えリストの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明の第一実施形態のマーキング装置、並びにマーキング方法の一例について、図面を適宜参照しながら説明する。
本実施形態のマーキング装置１は、図１（ａ）の全体構成図に示すように、被マーキング体（ワーク）２に対し、一列に配置された４本のマーキング用エアペン３を備えた振動ペン装置Ｈによって所定の情報をマーキングする装置である。
振動ペン装置Ｈには、エアペン３に加圧気体を供給して振動駆動させる駆動装置（駆動手段）４が接続され、エアペン３と駆動装置４に対し駆動信号を送出して、エアペン３及び駆動装置４の駆動を制御する制御装置５が接続されている。なお、振動ペン装置Ｈには該振動ペン装置Ｈを水平方向および垂直方向に所定距離移動制御するための図示略のステージ機構が接続されていて、振動ペン装置Ｈをｘｙｚ軸方向の任意の位置に位置決めできるようになっている。図１（ａ）に示す例では、ステージ機構の記載は略し、エアペン３を備えた振動ペン装置Ｈが移動できる方向のみをｘｙｚ軸方向として矢印にて示した。図１（ａ）の例では、ｘ軸方向は後述するワークホルダ６の長手方向に沿って被マーキング体２が移動される方向、ｙ軸方向は上下方向、ｚ軸方向はエアペン３が被マーキング体２に対して接近離間する方向に設定されている。
ｘｙｚ軸に沿う方向に振動ペン装置Ｈを移動するステージ機構は、ｘｙｚ軸に沿う方向それぞれ設けられた案内レールに振動ペン装置Ｈを支持する架台を備え、架台を案内レールに沿って移動自在に支持した一般的なステージ機構を採用することができるので、ステージ機構についての説明は省略する。

【0016】

本実施形態において被ワーキング体２は搬送路型のワークホルダ６の上に設置されてエアペン３の近傍に水平搬送される。ワークホルダ６は図１（ａ）のｘ軸方向に平行に被マーキング体２を搬送するように移動され、ライン状に配置されるワークホルダ６の上には所定の間隔で複数の被マーキング体２が支持されている。
前記ワークホルダ６によりエアペン３の近傍に搬送されてきた被マーキング体２は、エアペン３の近傍の刻印開始位置で停止される。そして、この刻印開始位置からｘ軸方向とｙ軸方向に所定距離移動しつつ被マーキング体２に対し４本のエアペン３が接近離間しつつ刻印を行うことで被マーキング体２の表面に所定の情報のマーキングができるようになっている。即ち、エアペン３を支持している図示略のステージ機構の動作により被マーキング体２の任意のマーキング位置に対し４本のエアペン３を接近離間させて位置決めし、順次刻印できるように構成されている。
本実施形態において被マーキング体２は一例として自動車エンジン用のクランクシャフトやコンロッドなどの金属製の機械部品を適用でき、この被マーキング体２に対しマーキングする情報は、文字情報、部品番号や製造ロット番号等、あるいは、二次元コード情報等を例示できるが、これらの情報刻印に特に限定されるものではなく、他の情報刻印に適用しても良い。

【0017】

前記ワークホルダ６の側面６ａの一部であって、被マーキング体２に刻印を行う位置の近くに振動センサ７が設けられ、この振動センサ７に振動検出器８とマーキングチェック部９とが電気的に接続されている。振動センサ７はワークホルダ６上の刻印中の被マーキング体２の振動を検出するもので、一例として加速度センサを適用できる。この振動センサ７から振動検出器８を介して出力される振動検出信号と、前記制御装置５がエアペン３に対して送出した駆動信号とがマーキングチェック部９において比較されるようになっている。
振動センサ７は、ワークホルダ６の側面６ａに取り付けられているので、被マーキング体２の振動の有無を高精度で検知できる。なお、この例では振動センサ７をワークホルダ６の側面６ａに取り付けたが、振動センサ７の取付位置は図１（ａ）に示す位置に限らず、被マーキング体２に対する刻印時（打刻時）の振動を検知できる位置であれば、任意の位置でよい。例えば、振動センサ７を被マーキング体２に直接取り付けて振動検出しても良いし、被マーキング体２を装着した治具等に別途取り付けることもできる。本実施形態では振動センサ７の出力を振動検出器８に入力でき、該振動検出器８が振動の有無あるいは大小を示す振動検知信号をマーキングチェック部９に対し出力する。

【0018】

マーキングチェック部９は、図１（ａ）に示すように制御装置５から駆動装置４に対して信号線５ａを介し送出されるエアペン３の駆動信号が信号線５ｂを介し分岐されて入力され、振動検出器８から信号線８ａを介し入力される振動検知信号と比較がなされる。
一例としてマーキングチェック部９は、エアペン３の駆動装置４に対し駆動信号の送出が開始されてから駆動信号の送出完了までの間、振動検出信号を監視し、振動検出信号が継続されて入力された場合は「マーキング漏れ無し」と判定し、振動検出信号が入力されなかったり、途切れたりした場合に、「マーキング漏れ有り」と判断する。あるいは、エアペン３により被マーキング体２に打刻する際の振動（打刻時の振幅や衝撃）はある程度決まっているので、規定の振動を検出した場合は「マーキング漏れ無し」と判定し、異常振動を検出した場合、規定の振動より小さい振幅や衝撃のみ検出された場合は「マーキング漏れ有り」と判定しても良い。
そして、前記「マーキング漏れ無し」の場合は制御装置５に対し正常駆動していることを示す信号をマーキングチェック部９が出力し、前記「マーキング漏れ有り」と判断された場合はエラー信号をマーキングチェック部９が制御装置５に対し出力する。本実施形態においては、振動センサ７と振動検出器８とマーキングチェック部９により振動検出装置（不良検出器）１１が構成されている。

【0019】

制御装置５はマーキング漏れが発生した場合、該当するエアペン３を故障ペンと判断する。具体的には、制御装置５の内部に設けられているメモリに故障ペンに対応するペン番号を記憶する。本実施形態では４本のエアペン３を備えているので、４本のエアペン３の一端側から順に、ペン番号を仮に、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４などの数字を割り当て、区別し、故障ペンを生じた場合に、これらのペン番号を制御装置５のメモリに記憶する。

【0020】

４本のエアペン３を用いて後述するように複数の領域（エリア）毎に刻印する場合、複数のエアペン３が被マーキング体２に対し同時打刻を行うこともあるので、４本のエアペン３のうち、いずれのエアペン３が故障したのかを特定するために、以下のように検知することが好ましい。
基本的には、４本のエアペン３のうち、いずれか１本のみのエアペン３が打刻する場合の振動の強さ（レベル）を振動センサ７で捕らえて４本のエアペン３のいずれか１つが故障したのかを特定することができる。また、２本のエアペン３が同時打刻する場合の振動の振幅や衝撃の強さ、３本のエアペン３が同時打刻する場合の振動の振幅や衝撃の強さ、４本のエアペン３が同時打刻する場合の振動の振幅や衝撃の強さを予め刻印前に計測してマーキングチェック部９のメモリに記憶しておき、該当本数エアペン３が動作した場合に得られるべき振動の強さに達しない場合にこれらに該当するいずれかのエアペン３の故障と判断することができる。

【0021】

なお、複数のエアペン３が同時に刻印した場合に得られるべき異常振動の強さを検出しても、いずれのエアペン３が故障したのかを特定はできないので、複数のエアペン３が同時に刻印して異常振動を検出したならば、対応する複数のエアペン３を全て故障と判断し、これらの故障エアペン３のリカバリーを後述するように行うことができる。あるいは、複数のエアペン３が刻印した場合に異常を確認したとして、複数のエアペン３の番号を制御装置５のメモリに一端記録し、刻印を続行し、該当するエアペン３のいずれかを用いて次の刻印を行った場合、次の刻印時に使用するエアペン３は予め明らかになっているので、次の刻印を行った場合にいずれかのエアペン３に故障が生じたかは特定できる。
例えば、３本のエアペン３により同時打刻して異常を検知したとして、次に３本のエアペン３の内、いずれか特定の１本を使用した場合に再度異常が生じると、特定の１本のエアペン３の故障を検知できる。３本のエアペン３により同時打刻して異常を検知したとして、次に３本のエアペン３の内、いずれか特定の２本を使用した場合に異常が生じない場合は、使用していない残り１本のエアペン３が故障したと判断できる。あるいは、次に３本のエアペン３の内、いずれか特定の２本を使用した場合に異常が生じた場合は、特定の２本のうち、いずれかが故障したと判断し、これらのエアペン番号を再度制御装置５のメモリに記憶し、これらのエアペン３のいずれかを次の刻印に使用して異常が生じたならば、その時点で特定の１本のエアペン３の故障であることを検知できる。これらいずれのパターンの検知判断手法を用いても良いので、いずれのエアペン３が故障したのか、特定ができる。

【0022】

なお、以上説明したように、振動センサ７を用いた振動検出装置１１によりエアペン３の故障や刻印不良を検知しても良いが、以下に説明する読み取り手段１０を用いてエアペン３の故障検出、並びに、刻印不良を検知することがより好ましい。

【0023】

図１（ａ）に示すマーキング装置１においてエアペン３の近傍には、被マーキング体２に刻印された情報の読み取り手段１０が設けられている。この読み取り手段１０は、対象の情報が二次元コード情報である場合は２Ｄリーダ（２次元コードリーダ）が用いられ、読み取る情報が文字や数字などの場合は、それらを読み取って判別する文字解読リーダや数字解読リーダが用いられる。
２Ｄリーダは刻印結果から予め定められた閾値に基づいて明暗の領域を検出する。具体的には、２Ｄリーダはマーキングされた刻印面に対し、光源によって光を照射し反射した光をレンズで集光した結果に従って、白黒または明暗に応じた２Ｄコード情報を生成し、この２Ｄコード情報を一定の規格に従ってマーキング情報である文字列情報を生成するものである。

【0024】

読み取り手段１０からの検出信号は信号線５ｃを介し制御装置５のメモリに送出され、制御装置５においてエアペン３により書き込みする予定であったマーキング情報と、読み取り手段１０からの読み取り結果の照合がなされ、その結果が一致していれば、正常にマーキングできていると判断でき、該当するエアペン３を正常エアペン３と判断する。また、前述の照合の結果、その結果が不一致の場合はマーキング不良と判断し、該当する刻印を行ったエアペン３を故障エアペン３と判断する。ここで検出した正常マーキングの判定とマーキング不良の判定情報を後述するように利用してエアペン３のリカバリーに利用することができる。

【0025】

図１（ａ）に示すように本実施形態のエアペン３は、振動ペン装置Ｈに４本一列に配置されており、それぞれのエアペン３を別個に独立駆動しつつ被マーキング体２に情報をマーキングして刻印できるように構成されている。
振動ペン装置Ｈは、図２に内部構造を示すようにブロック状かつ内部に４つの平行な直線状の流路１６を備えた後部ヘッド１７と、該後部ヘッド１７の先端側に着脱自在に一体化された凸ブロック型の前部ヘッド１８とを備えている。前部ヘッド１８は、４本のエアペン３を挿通するための４本の貫通孔１９を中央部に一列に隣接形成したブロック体からなる。前部ヘッド１８は、その両端部を前記貫通孔１９と平行に貫通した取付ボルト２０、２０を利用し、これらを後部ヘッド１７の先端両側端面に形成されたネジ穴２１に螺合することで後部ヘッド１７の先端側に着脱自在にネジ止めされている。

【0026】

前部ヘッド１８の４本の貫通孔１９に挿通されたエアペン３はそれらの後端側を前部ヘッド１８の後端側に所定長さ突出させ、それらの先端側を前部ヘッドの先端側に所定長さ突出させて前部ヘッド１８に装着されている。後部ヘッド１７の先端側中央には前部ヘッド１８の後端側に突出した４本のエアペン３を収容できる大きさの凹部２２が形成されている。この凹部２２の内底部側に前述の４つの流路１６が所定の間隔で開口され、凹部２２の内底部側において前記流路１６を開口させた位置に円環状の段部を備えた受部２３が形成されている。これらの受部２３は、後部ヘッド１７に前部ヘッド１８をネジ止め固定した状態においてエアペン３の後端部を受けるために設けられている。

【0027】

後部ヘッド１７の凹部内に受部２３が４つ隣接形成されているので、図２（ｂ）の状態から図２（ａ）に示すようにエアペン３を４本備えた前部ヘッド１８を後部ヘッド１７に対し取付ボルト２０、２０によりネジ止めして一体化した場合、受部２３にエアペン３の後端部を収容してエアペン３の後端部に流路１６を接続できるようになっている。なお、逆に図２（ａ）に示す状態から取付ボルト２０、２０を取り外して図２（ｂ）に示すように前部ヘッド１８を分離することで、後述するように任意のエアペン３を交換できるように構成されている。

【0028】

前記エアペン３は、図３（ａ）に拡大して示すように、細筒型のシリンダー２５と、その後端側内部に摺動自在に収容されたピストン２６と、該ピストン２６の先端部に一体化された丸棒状のスタイラス２７と、シリンダー２５の後端部側に嵌入された導入筒２８と、シリンダー２５の先端側内周部に挿入固定された肉厚の筒型の案内部材２９と、スタイラス２７の外周に挿通されたコイル型のバネ部材３０を備えて構成されている。
シリンダー２５の先端内部側に案内部材２９が接着等の手段により固定され、スタイラス２７の先端側が案内部材２９を挿通してシリンダー２５の先端から若干突出されている。スタイラス２７の後端部に一体化されたピストン２６はシリンダー２５の後端側に挿入され、ピストン２６の後端が導入筒２８の先端部にバネ部材３０の付勢力により押し付けられている。ピストン２６は、シリンダー２５の内径とほぼ等しい外径を有する中央部２６ａと、この中央部２６ａの先端側と後端側にそれぞれ形成されて前記中央部２６ａの外径より若干小さな外径の前部ピストン２６ｂ及び後部ピストン２６ｃからなる。

【0029】

図３（ｂ）はエアペン３の一部分解断面図である。シリンダー２５からバネ部材３０とスタイラス２７とピストン２６と導入筒２８を取り外し、案内部材２９をシリンダー２５内に残した状態を示している。
なお、スタイラス２７の先端には円錐形状の打刻部２７ａが形成され、この打刻部２７ａを被マーキング体２の表面の規定の刻印位置に打ち付けることで打刻痕を形成し、この打刻痕を複数形成することにより被マーキング体２の表面に文字やマークあるいは二次元コードなどの情報を刻印することができる。

【0030】

前記導入筒２８にはその全長を貫通する導入孔２８ａが形成されているので、導入筒２８の外部側から導入孔２８ａを介してシリンダー２５の内部に圧縮空気などの気体を導入することができる。
シリンダー２５の後端部分にその開口部内周縁を絞った形状の内向きのフランジ部２５ａが形成され、シリンダー２５の後端部側の周壁には第１の排気孔２５ｂが形成され、シリンダー２５の先端部側の周壁部には第２の排気孔２５ｃが形成され、シリンダー２５の外周部において排気孔２５ｂに近い位置に段部２５ｄが形成されている。

【0031】

第１の排気孔２５ｂは、図３（ａ）に示すようにピストン２６の後端部分を導入筒２８の先端部に当接させた状態でピストン２６の中央部２６ａによって第１の排気孔２５ｂを閉じることができる位置に形成されている。第２の排気孔２５ｃの形成位置は、シリンダー２５の先端側において案内部材２９を内挿した位置より若干後ろ側に形成され、第２の排気孔２５ｃはピストン２６の移動位置によらず、常に開放状態にされている。また、第２の排気孔２５ｃは、図２（ａ）に示すようにエアペン３を前部ヘッド１８に装着した状態において前部ヘッド１８の先方側に露出される。従って、シリンダー２５の内部をピストン２６が前後移動する位置に応じてシリンダー２５の空気を第２の排気孔２５から排出するか、第２の排気孔２５ｃを介しシリンダー２５の内部に空気を吸入できる構成にされている。

【0032】

図３に示すように導入筒２８の先端部よりの部分にはシリンダー２５のフランジ部２５ａに被着するための外向きのフランジ部２８ｂが形成され、導入筒２８の先端部側にはシリンダー２５のフランジ部２５ａの内側に挿入されて導入筒２８の抜け止めとなる外周部先窄まり状の挿入部２８ｃが形成されている。また、導入筒２８の後端部よりの部分には、後部ヘッド１７の受部２３に位置合わせするためのフランジ部２８ｄが形成され、導入筒２８後端に前記フランジ部２８ｄに沿うように気密封止用のＯリング３１が装着されている。

【0033】

以上構成のエアペン３は、前記ヘッド１８の前方側にエアペン３の先端側を所定長さ突出させ、貫通孔１９にシリンダー２５を挿通し、シリンダー２５の外周部に形成されている段部２５ｄで貫通孔１９から前方側への抜け止めを行って前部ヘッド１８に取り付けられている。図２に示すように前部ヘッド１８の４つの貫通孔１９にはそれぞれエアペン３が挿通されている。図２（ａ）に示すように前部ヘッド１８を後部ヘッド１７に装着して凹部２２の内側にエアペン３の後端側を挿入し、後部ヘッド１７の受部２３にエアペン３の後端部をＯリング３１を介し押し付けることにより後部ヘッド１７の流路１６にエアペン３が接続されている。

【0034】

以上構成のエアペン３に接続された後部ヘッド１７の流路１６には、それぞれ駆動装置４に接続された圧縮空気供給管４ａが分岐接続され、図１（ａ）に示す駆動装置４から個別に圧縮空気を供給できるようになっている。従って、駆動装置４から４本の流路１６のいずれかに圧縮空気を送ることで圧縮空気を送った流路１６に対応するエアペン３を個別に振動させることができる。

【0035】

図４はエアペン３の振動動作の一例について示すもので、図４（ａ）はバネ部材３０の付勢力によってピストン２６を導入筒２８の先端側に当接させ、スタイラス２７の先端をシリンダー２５の先端から若干突出させた初期状態を示している。この初期状態のエアペン３に対し、図４（ｂ）の矢印に示すように導入筒２８を介し圧縮空気をシリンダー２５の後端側から導入すると、バネ部材３０の弾性力に抗するようにピストン２６を前進させることができるので、図４（ｃ）に示すようにスタイラス２７の先端をシリンダー２５の先端から更に前方に突出させることができる。ピストン２６の前進に伴い、ピストン２６より前方側のシリンダー２５内の空気は第２の排気孔２５ｃから排出される。

【0036】

図４（ｄ）に示すように圧縮空気圧によりピストン２６を更に前進させると、ピストン２６により閉じられていた第１の排気孔２５ｂが開口され、シリンダー２５に供給された圧縮空気が第１の排気孔２５ｂからシリンダー２５の外部に排出される。このため、ピストン２６を押圧していた空気圧は解消されるのでバネ部材３０の弾性復帰力により図４（ｅ）に示すように導入筒２８に当接するまで後退する。これにより、スタイラス２７の先端側はシリンダー２５の内部側に納まるように後退し、初期状態の位置に復帰する。

【0037】

この状態から再度圧縮空気をシリンダー２５の内部側に導入すると、図４（ｂ）〜図４（ｅ）に至るスタイラス２７の動作を繰り返すことができ、結果として圧縮空気を送ることによりスタイラス２７を往復移動させて振動させることができる。
このように振動しているスタイラス２７を用いてその先端の打刻部２７ａを被マーキング体２のマーキング位置表面の所定位置に対し打ち付けることにより被マーキング体２に対する刻印操作を実現でき、被マーキング体２の表面に打刻痕を形成できる。

【0038】

図５は４本のエアペン３に備えられているスタイラス２７をそれぞれ個別に動作させた場合の一例を示すものである。
図５（ａ）に示す如く４本のスタイラス２７をいずれも伸張させていない状態を初期状態とする。この初期状態から、図５（ｂ）に示すように一側端（左端）から第１番目のエアペン３のスタイラス２７を伸張させた状態、図５（ｃ）に示すように一側端（左端）から第１番目と第３番目のエアペン３のスタイラス２７を伸張させた状態、図５（ｄ）に示すように第１番目から第４番目まで全てのエアペン３のスタイラス２７を伸張させた状態などを適宜切り替えつつ利用して必要なスタイラス２７の先端を被マーキング体２の表面に打ち付けることで、必要位置に打刻痕を形成し、目的の情報を刻印できる。

【0039】

図５（ｂ）に示すように第１番目のスタイラス２７を伸張させることで、１箇所のみ打刻することができ、図５（ｃ）に示すように第１番目と第３番目のスタイラス２７を伸張させることで、同時に２箇所打刻することができ、図５（ｄ）に示すように４つのスタイラス２７を伸張させることで、同時に４箇所刻印することができる。
図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はスタイラス２７による刻印状態の３つの例を示したものであり、図５に示す状態以外に、４本のエアペン３のうち、任意の１本、任意の２本、任意の３本、あるいは４本を使用してそれぞれ被マーキング体２に文字情報や二次元コード情報などを刻印することができる。

【0040】

以下、被マーキング体２に対し文字情報や二次元コード情報を刻印する場合の具体例について説明する。
本実施形態の４本のエアペン３を用いることで被マーキング体２に対する任意の位置に刻印処理を行うことができるが、以下に４本のエアペン３を用い、各エアペン３について８×８ドットの刻印領域に文字情報を打刻する場合のリカバリー操作について説明する。
図６は、４本のエアペン３を用い、１つのエアペン３について８×８ドットの刻印領域に文字情報を打刻する場合の一例動作について示す図である。

【0041】

４本整列しているエアペン３のうち、第１番目のエアペン３を便宜的にPen１と表記し、第２番目のエアペン３を便宜的にPen２と表記し、第３番目のエアペン３を便宜的にPen３と表記し、第４番目のエアペン３を便宜的にPen４と表記する。
図６は、Pen１のエアペン３がＡの文字を８×８ドットの第１番目の刻印領域に刻印し、Pen２のエアペン３がＢの文字を８×８ドットの第２番目の刻印領域に刻印し、Pen３のエアペン３がＣの文字を８×８ドットの第３番目の刻印領域に刻印し、Pen４のエアペン３がＤの文字を８×８ドットの第４番目の刻印領域に刻印した状態を示している。

【0042】

図７は各刻印領域にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの文字情報を刻印する場合の刻印順序と刻印位置について示す図である。
図７に示すように、８×８ドットの第１番目〜第４番目の刻印領域について、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの文字を刻印する場合、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４のエアペン３はそれぞれ、白丸が示す８×８ドット、合計６４のドット位置において、縦列、横行とすると、いずれのエアペン３も縦列と横行に沿って同じように移動させる。
一例として、いずれのエアペン３も振動ペン装置Ｈを移動支持するステージ機構によってｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に同時移動されるので、被マーキング体２に対してエアペン３の先端位置をステージ機構によりｚ方向に沿って調整し、ステージ機構によりｘ軸方向、ｙ軸方向に移動制御しながら刻印する。

【0043】

各エアペン３の移動方向は、本実施形態では、各刻印領域の１列目を１行目から順番に８行目まで走査するように移動した後、２列目に移り、２列目の８行目から順に１行目まで走査するように移動した後、３列目に移り、３列目の１行目から８行目まで順次走査するように、順次８列目が終了するまでつづら折れ状に移動する。つづら折れ移動の順序の一例を図６中に符号ｆで示す折れ線を用いて例示する。本実施形態ではこのつづら折れ移動を振動ペン装置Ｈの単位で第１列目から第８列目まで順次繰り返すことにより、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４の各エアペン３を用いて各８×８ドット、各領域とも合計６４ドットの刻印を行うことができる。

【0044】

以上のような振動ペン装置Ｈの移動動作により、Pen１は、第１番目の刻印領域において、図７で示すように順番記号３、４、５、６、７、９、１１、１３、１５、１９、２１、２４、２５、２６、２７、２８で示す位置に移動した際、それぞれの位置においてスタイラス２７を伸張させる動作による刻印を行い、１列目〜８列目まで移動する間に最終的にＡの文字を刻印する。
同様にPen２は、第２番目の刻印領域において、図７で示すように順番記号１、２、３、４、５、６、７、８、１０、１２、１３、１４、１６、１７、２０、２２、２３、２４、２６、２７で示す位置に刻印してＢの文字を刻印する。
同様にPen３は、第３番目の刻印領域において、図７で示すように順番記号２、３、４、５、６、８、１２、１３、１６、１７、２２、２３、２７で示す位置に刻印してＣの文字を刻印する。
同様にPen４は、第４番目の刻印領域において、図７で示すように順番記号１、２、３、４、５、６、７、８、１２、１３、１６、１８、２１、２４、２５、２６で示す位置に刻印してＤの文字を刻印する。

【0045】

これらの数字は、平面視つづら折れ状にPen１、Pen２、Pen３、Pen４が順次移動する際、Ａの文字、Ｂの文字、Ｃの文字、Ｄの文字を刻印するために必要なドット位置にPen１、Pen２、Pen３、Pen４のいずれかのエアペン３が移動した際、スタイラス２７を伸張させて打刻する順番を示す。
よって、例えば、図７において順番記号１の位置について、Pen２とPen４のエアペン３が作動してスタイラス２７を伸張して刻印するが、Pen１とPen３のエアペン３については順番記号１の位置ではスタイラス２７を伸張させないので刻印していない。また、順番記号３、４、５、６の位置については、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４の全てのエアペン３が動作してスタイラス２７を伸張し刻印し、順番記号７の位置については、Pen１、Pen２、Pen４のエアペン３が動作してスタイラス２７を伸張し刻印する。

【0046】

このように、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４のエアペン３のうち、１つのエアペン３がスタイラス２７を伸張させるか、２つのエアペン３がスタイラス２７を伸張させるか、３つのエアペン３がスタイラス２７を伸張させるか、４つのエアペン３がスタイラス２７を伸張させるか適宜切り替えつつ刻印を行う。よって、図７に示すように第１番目〜第４番目の刻印領域のそれぞれに対し、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４の全てのエアペン３がつづら折れ状に移動しつつ、必要な位置において各エアペン３が打刻する情報に合わせて刻印することで、第１番目〜第４番目の刻印領域のそれぞれに必要な文字情報を刻印できる。本実施形態のマーキング装置１においては、前部ヘッド１８に一体化された４つのエアペン３が同時移動しつつ被マーキング体２に対し刻印するので、４つのエアペンが個別に移動する構造の従来のマーキング装置に比べて効率良く刻印ができる構成となっている。

【0047】

図８は、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４のエアペン３を用いて二次元コードを刻印する場合の一例を説明するためのもので、二次元コードを刻印する場合、二次元コードのシンボルサイズに応じてエアペン３が刻印を受け持つ部分が異なる。図８の例では、シンボルサイズが３２×３２ドットのため、Pen１〜Pen４のエアペン３は横方向に８ドット、縦方向に３２ドットの領域を移動し、刻印を行うことができる。

【0048】

図８に示すように二次元コード情報を刻印する場合であっても、図６に示したつづら折れ状に振動ペン装置Ｈを移動させつつ刻印する場合と同様に、第１の刻印領域〜第４の刻印領域を順次つづら折れ状に移動することで、順次必要な位置においてスタイラス２７を伸張させて情報を刻印することができる。
なお、図８に示す例では各エアペン３が３２×８ドットの刻印領域に刻印する必要があるので、振動ペン装置Ｈを支持しているステージ機構は、Pen１のエアペン３に対し１列目は１行目から３２行目まで対応するように移動し、１列目の３２行目の位置から２列目の３２行目の位置に移り、２列目の３２行目の位置から２列目の１行目の位置まで移動し、次に３列目の１行目の位置に移動するという移動経路を８列目まで同じ順序で順次繰り返すというつづら折れ状に振動ペン装置Ｈを移動すればよい。

【0049】

なお、シンボルサイズが１０×１０ドットの場合、Pen１のエアペン３は横方向に８ドット、縦方向に１０ドットの領域を受け持ち、Pen２は横方向に２ドット、縦方向に１０ドットの領域を受け持つことで目的の１０×１０ドットの二次元コードを刻印できる。
本実施形態のように４本１列のエアペン３を用い、各エアペン３が受け持つシンボルサイズの大きさについて、ステージ機構により移動させる振動ペン装置Ｈの移動領域を適宜拡大あるいは縮小して対応できるので、刻印できるシンボルサイズを調整することができる。一例として上述したように、１０×１０ドット〜３２×３２ドットサイズのシンボルまで対応した刻印が可能となる。
これが仮に、４本のエアペン３を有する構造であっても、２本ずつ２列に、合計４本のエアペン３を設ける構造にすると、１本のエアペン３が受け持ち可能な領域８×８ドットに限定され、シンボルサイズも１６×１６ドットになるが、本実施形態のエアペン３においてシンボルサイズはこのような範囲に限定されることがなく、１０×１０ドット〜３２×３２ドットサイズのシンボルまで刻印が可能となる。

【0050】

次に、Pen１、Pen２、Pen３、Pen４の４本エアペン３を用いて図６と図７を元に説明したように文字情報を刻印している場合、Pen２のエアペン３が故障した際のリカバリー動作について説明する。
正常時においては図９（ａ）に示すように第１番目の領域〜第４番目の領域に順に文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを刻印する。ここで図９（ｂ）に示すようにPen２のエアペン３が故障して刻印ができなくなった場合、一例として、８×８ドットの第１番目の刻印領域〜第４番目の刻印領域まで全ての領域の刻印終了後、振動ペン装置Ｈをステージ機構によって再度上述と同じつづら折れ状に移動させ、この場合にPen１のエアペン３のみを代わりに作動させてPen２のエアペン３の代わりに、Pen２のエアペン３が担当していた第２番目の刻印領域に対し、Pen１のエアペン３を用いて文字Ｂの刻印を行う。この刻印の場合、Pen１のエアペン３の刻印動作は、Pen２のエアペン３が刻印しようとしていた動作と同等でよい。

【0051】

図９（ｃ）に示すように故障したPen２のエアペン３による刻印不良をリカバリーしてPen１のエアペン３による刻印動作により第２番目の刻印領域にＢの文字を刻印することにより、第１番目の刻印領域〜第４番目の刻印領域に対し全ての必要な文字情報の刻印を完了できる。
このリカバリー動作については、制御装置５がステージ機構を作動させて振動ペン装置Ｈの移動を制御し、第２の刻印領域に対しPen１のエアペン３が刻印できるようにPen１のエアペン３を移動させた後、Pen２のエアペン３を移動制御する場合と同等の制御をPen１のエアペン３に対し行えばよい。

【0052】

また、Pen２のエアペン３が故障したか否かを検出するには、読み取り装置１０により被マーキング体２の表面に刻印されている文字情報や二次元コード情報を逐次読み取り、文字情報や二次元コード情報の刻印に異常が生じたことを逐次検知する。
読み取り装置１０が刻印異常を検知した場合、該当するPen２のエアペン３を故障ペンとして制御装置５のメモリにエアペン３の番号を記憶し、故障エアペン３の動作を停止し、他の正常なエアペン３が各刻印領域に対し正常な刻印を完了した後、故障エアペン３が担当していた刻印領域に対しPen１のエアペン３で刻印することによりリカバリー動作を完了できる。なおここで、Pen２のエアペン３に対するリカバリー動作において、Pen１のエアペン３を用いたが、Pen２のリカバリー動作においてPen３のエアペン３、あるいは、Pen４のエアペン３を用いても良い。

【0053】

以上のようなリカバリー動作を行うために、振動ペン装置Ｈをｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向に移動させるステージ機構を制御して刻印終了後、故障したPen２のエアペン３の代わりにPen１のエアペン３を動作させるために、Pen２のエアペン３が故障したことを検知する必要がある。
Pen２のエアペン３が故障したことを検知するには、前述した振動センサ７による検知と読み取り手段１０による検知の少なくとも一方あるいは両方を利用することができる。あるいは、これらの検知手段とは別に作業者による目視検査の結果を利用することもできる。

【0054】

次に、Pen１〜Pen４の４本エアペン３を用いて文字情報を刻印している場合、Pen３、Pen４のエアペン３が故障した際のリカバリー動作の一例について説明する。
正常時においては図１０（ａ）に示すように第１番目の領域〜第４番目の領域に順次文字Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを刻印する。ここで図１０（ｂ）に示すようにPen３、Pen４のエアペン３が故障して刻印ができなくなった場合、一例として、８×８ドットの第１番目の刻印領域と第２番目の刻印領域まで全ての領域の刻印終了後、振動ペン装置Ｈをステージ機構によって再度つづら折れ状に移動させ、この場合にPen１、Pen２のエアペン３を作動させてPen３のエアペン３の代わりに、Pen３のエアペン３が担当していた第３番目の刻印領域に対し、Pen１のエアペン３を用いて文字Ｃの刻印を行い、Pen４のエアペン３の代わりに、Pen４のエアペン３が担当していた第４番目の刻印領域に対し、Pen２のエアペン３を用いて文字Ｄの刻印を行う。この刻印の場合、Pen１のエアペン３の刻印動作は、Pen３のエアペン３が刻印しようとしていた動作と同等でよく、Pen２のエアペン３の刻印動作は、Pen４のエアペン３が刻印しようとしていた動作と同等でよく、刻印する対象の領域のみが異なる。

【0055】

図１０に示すリカバリー動作は、故障エアペンが２本の場合、該２本の故障エアペンの刻印情報を１度の刻印で同時に補える並びの残り２本のエアペンを選択してリカバリー動作したことを意味する。このようにリカバリー動作することで、正常な１本のエアペン３を用いてリカバリー動作するよりも短い時間でリカバリー動作を行うことができる。例えば、図１０に示すようにＣとＤの文字情報を刻印する場合、Pen１とPen２のエアペン３を同時使用することによりＣとＤの文字情報を刻印できる。
本実施形態の如く４本並列されたエアペン３のち、２本並びのエアペン３が故障した場合、残りのエアペン３のうち、故障していない２本並びのエアペン３を用いてリカバリー動作することが効率的な刻印を行う上で好ましい。

【0056】

図１１は二次元コードを被マーキング体２の表面に刻印する場合のリカバリー動作の一例について説明するための図であり、Pen１とPen２の２本のエアペン３により二次元コードを刻印している場合、Pen２が故障した状態について説明するための図である。
Pen２のエアペン３が故障し、Pen１とPen２のエアペン３が２本横並びに刻印できない故障の場合、Pen３とPen４のエアペン３で刻印するように制御装置５がPen３、Pen４を制御する。更に、エアペン３が故障し、２本横並びに刻印できないような故障が発生した場合、例えば、Pen１とPen３のエアペン３の組み合わせ、あるいは、Pen２とPen４の組み合わせで故障が発生した場合は、残りの故障していない１本のエアペン３により故障したエアペン３が刻印する予定にしていた情報を刻印する。

【0057】

図１２は二次元コードを被マーキング体２の表面に刻印する場合のリカバリー動作の一例について説明するための図であり、Pen１〜Pen４の４本のエアペン３により二次元コードを刻印している場合、Pen２が故障した状態について説明するための図である。全てのエアペン３が正常の場合、図１２（ａ）に示すように二次元情報を刻印できる。
ここで、Pen２のエアペン３が故障した場合、Pen１のエアペン３で刻印するように制御装置５がPen１のエアペン３を制御する。即ち、Pen２のエアペン３が刻印できない第２番目の領域に対し、ペン１のエアペン３がリカバリーして刻印を行う。
以上のリカバリー動作においても支障なく全ての情報を刻印することができる。

【0058】

図１３は二次元コードを被マーキング体２の表面に４本のエアペン３を用いて刻印する場合のリカバリー動作の一例について説明するための図であり、Pen１〜Pen４の４本のエアペン３により二次元コードを刻印している場合、１つ飛びのPen２とPen４のエアペン３が故障した状態について説明するための図である。
Pen２とPen４のエアペン３がいずれも故障した場合、Pen１とPen３のエアペン３による刻印終了後、Pen２のエアペン３が刻印する予定としていた情報をPen１のエアペン３が刻印し、Pen４のエアペン３が刻印する予定としていた情報をPen３のエアペン３が刻印するように制御装置５がPen１、Pen３のエアペン３を制御する。このように１つ飛びのPen２とPen４のエアペン３が故障した場合は、同じように１つ飛びのPen１とPen３のエアペン３で代用し、刻印することで、刻印不良を生じた領域に対して効率良く目的の刻印ができる。

【0059】

図１４は二次元コードを被マーキング体２の表面に４本のエアペン３を用いて刻印する場合のリカバリー動作の一例について説明するための図であり、Pen１〜Pen４の４本のエアペン３により二次元コードを刻印している場合、Pen１とPen２のエアペン３が故障した状態について説明するための図である。
Pen１とPen２のエアペン３がいずれも故障した場合、Pen３とPen４のエアペン３による第３番目の領域と第４番目の領域への刻印終了後、Pen１のエアペン３が刻印する予定としていた情報をPen３のエアペン３が第１番目の領域に刻印し、Pen２のエアペン３が刻印する予定としていた情報をPen４のエアペン３が第２番目の領域に刻印するように制御装置５がPen３、Pen４のエアペン３を制御する。
以上のリカバリー動作においても支障なく全ての情報を刻印することができる。

【0060】

図１５は、Pen１〜Pen４の４本のエアペン３を用いて被マーキング体２に対し情報を刻印する場合、図９〜図１４を参照して例示した各々の場合の故障エアペン３の発生本数に対応し、故障エアペン３に代わりに、他の正常エアペン３を用いてリカバリー動作により刻印を行う場合を統括的に示すフローチャートである。
このリカバリー動作の機能は、先の刻印工程において故障エアペン３が発生した場合、故障した該当エアペン３のペン番号、例えば、Pen１〜４のいずれか１つのペン番号、あるいは、複数の該当ペン番号を事前に制御装置５に記憶しておき、自動的に他の故障していないエアペン３を用い、故障したエアペン３の代わりに被マーキング体２に刻印を実施するものである。先の刻印工程においていずれかのエアペン３に故障が発生したか否かについての情報は、読み取り装置（不良検出器）１０による二次元情報の読み取り結果、あるいは、振動センサ７による振動検出装置（不良検出器）１１の検出結果に応じて得られる。そして、この故障したエアペン３の特定により先の刻印工程において発生したエアペン３のペン番号を制御装置５のメモリに記憶することにより、故障エアペン３の特定がなされる。なお、読み取り装置１０や振動検出装置１１による検出結果を利用しない場合は、作業者の目視検査により被マーキング体２の表面の刻印情報を読み取り、刻印情報に異常が生じていた場合に、該当するエアペン３を特定し、該当するエアペン３のペン番号を制御装置５に作業者自身が記録することで行うこともできる。制御装置５に作業者がペン番号を記録する場合のことを想定し、制御装置５にパーソナルコンピュータなどの情報処理装置を接続し、この情報処理装置から故障したペン番号を入力して制御装置５のメモリに記憶する構成としてもよい。
以下、図９〜図１４に基づき故障ペンのリカバリー動作について説明した種々のパターンについて、統括的に制御する場合の制御装置５のリカバリー動作について図１５のフロー図に従い説明する。

【0061】

ステップＳ１においてPen１〜Pen４の４本エアペン３により被マーキング体２に対し必要な情報を刻印する。被マーキング体２に対する情報刻印を行っている間、図１（ａ）に示す読み取り装置１０により刻印を撮像して監視するか、あるいは、振動センサ７により被マーキング体２の振動を検知して４本のエアペン３の作動を制御装置５が監視する。
刻印が全て終了するまで、振動センサ７が検出する被マーキング体２の振動に異常が生じていない場合、あるいは、読み取り装置１０の画像監視の結果、正常に刻印が形成されている状態が継続されている場合は、リカバリー動作を必要としないので、Pen１〜Pen４のエアペン３を用いて刻印を続行し、最終の情報まで刻印して刻印終了とする。
また、作業者が被マーキング体２の表面の刻印情報を読み取り、異常がない場合はリカバリー動作が必要ないので、通常の刻印作業を続行すればよい。

【0062】

図１（ａ）に示すマーキング装置１の動作については先に説明した如く、ステージ機構により被マーキング体２の表面に対しｘ軸方向とｙ軸方向とｚ軸方向に移動する振動ペン装置Ｈを作動させ、文字情報を刻印する場合は図６、図７に例示して説明した如くPen１〜Pen４のエアペン３を作動させてそれらのスタイラス２７を振動させて被マーキング体２の表面の所定位置に打刻を繰り返して刻印し、文字情報を刻印する。振動ペン装置Ｈにより二次元コード情報を刻印する場合は図８を元に先に記載した例示の如くPen１〜Pen４のエアペン３を作動させてそれらのスタイラス２７を振動させて被マーキング体２の表面の所定位置に打刻を繰り返して二次元コード情報を刻印する。

【0063】

前述の文字情報あるいは二次元コード情報を刻印する間、図１（ａ）に示す読み取り装置１０により刻印を撮像して監視するか、あるいは、振動センサ７により被マーキング体２の振動を検知して４本のエアペン３の作動を制御装置５が監視している。ここで、エアペン３のいずれかに故障が発生した場合、制御装置５は読み取り装置１０からの検出信号により、あるいは、振動センサ７からの振動検知結果により、ステップＳ２において使用中のエアペン３に故障が発生しているか否か検知する。
故障を検知しない場合は、Pen１〜Pen４のエアペン３を作動させてそれらのスタイラス２７を振動させて被マーキング体２の表面の所定位置に打刻を繰り返して二次元コード情報を最後まで刻印する。

【0064】

この判断手法については先に説明した通り、読み取り装置１０による画像解析の結果、被マーキング体２の表面に刻印した文字情報あるいは二次元コード情報が正確に刻印されないことをもっていずれのエアペン３に故障が発生したのか特定することができる。また、振動センサ７を用いてエアペン３の故障を検知している場合は、特定のエアペン３が被マーキング体２の表面に刻印する際の振動を把握し、この振動が正常ではない場合にエアペン３の故障を判別できる。また、先に説明した通り、複数のエアペン３が同時刻印した場合、複数のエアペン３が与える振動と異なる振動を検出した場合において、同時刻印に対応した複数のエアペン３をまとめて故障エアペン３として認定しても良い。また、刻印後の被マーキング体２の表面を作業者が観察し、刻印情報を確認して刻印不良を検知し、この刻印不良結果から故障したエアペン３を特定することも可能である。

【0065】

Pen１〜Pen４のエアペン３のいずれかに異常を生じた場合、制御装置５は、ステップＳ３において４本のエアペン３のうち、故障したエアペン３が何本であるか判断する。４本のエアペン３のうち、何本のエアペン３が故障したのかについては、読み取り装置１０が刻印中の刻印情報の全てを読み取っているので、第１番目〜第４番目の刻印領域のいずれの刻印領域における刻印情報に不良を生じたのか、制御装置５において把握することで判断できる。例えば、第１番目の刻印領域の刻印情報のみに不良を検知した場合は、Pen１のエアペン３が不良となったことを意味し、第１番目と第３番目の刻印領域の刻印情報に不良を検知した場合は、Pen１とPen３のエアペン３が不良となったことを意味する。

【0066】

また、振動センサ７が振動を検知しながらエアペン３により刻印している場合、第１番目の刻印領域〜第４番目の刻印領域のうち、いずれか１つの刻印領域に１つのエアペン３が刻印している場合は、該当するエアペン３のみの振動を検知しているので、個々のエアペン３の不良を検知できる。また、２つか３つあるいは４つのエアペン３が故障している場合は、動作している複数のエアペン３の打刻により発生する被ワーキング体２の振動量が変化するので、２つあるいは３つあるいは４つのエアペン３が故障していることを振動センサ７からの検知信号によって検知できる。
例えば、１本のエアペン３での刻印時の打刻力は、用いるエアペン３の本数が増加すればするほど大きくなるので、不良の検知は以下のように行うことができる。
一例として、振動検知中に特定の振動検出した時に正常な振動量ではなく、故障と判断される振動量を検出した場合、直前の正常振動検出時に正常であったエアペン３の番号と今回使用したエアペン３のペン番号の比較を行い、今回新たに使用したエアペン３が故障したと認識することができる。例えば、二次元コードや複数の文字を刻印すると、エアペン３の組み合わせパターンを複数得ることができ、故障したエアペン３がいずれの番号のエアペン３であるのか判別可能となる。なお、以上の場合でも何らかの原因により故障エアペン３を特定できない場合は、複数同時に使用したエアペン３を制御装置５が全て故障と一端判断してラインを停止し、制御装置５が作業者に異常を通知する構成とするならば、作業者はいずれのエアペン３が故障しているのか否か、目視で直に確認でき、エアペン３の交換や装置の修理ができるので、刻印の正確性を高める面では望ましい。

【0067】

ステップＳ３において故障しているエアペン３が１つ（１本）と判断された場合は、ステップＳ４に進み、ステップＳ４においては制御装置５が故障しているエアペン３の隣の１本のエアペン３で故障しているエアペン３が行う予定であった刻印を補う刻印を実施する。
ステップＳ３において故障しているエアペン３が２つ（２本）と判断された場合は、ステップＳ５に進み、故障したエアペン３が２本並んで故障しているか否か判断される。ステップＳ５において故障したエアペン３が２本並びであると判断された場合、ステップＳ６に移行し、制御装置５は故障していない残り２本並びのエアペン３で故障したエアペン３が行う予定であった刻印を補う刻印を被マーキング体２に対し実施する。故障したエアペン３が２本並びではないと判断された場合、ステップＳ７に移行し、２本並びで刻印できないので、故障した２本のエアペン３が行う予定であった刻印を制御装置５が故障していない１本のエアペン３を用いて順次１本分ずつ刻印し、全部の刻印を実施する。
ステップ３において故障エアペン３の本数を制御装置５が３つ（３本）と判断した場合は、ステップＳ８に移行し、ステップＳ８において故障していない１本のエアペン３を用いて故障した３本のエアペン３が刻印するべき予定であった位置に順次刻印を補い、刻印を完了する。

【0068】

以上説明のように、４本のエアペン３により刻印する場合、先の刻印工程における１本のエアペン３の故障、２本のエアペン３の故障、３本のエアペン３の故障のいずれの場合についても次の刻印工程で対応し、残りの故障していないエアペン３を用いて次の刻印工程で各刻印領域に対し刻印を行うことができる。なお、４本のエアペン３が４本とも故障した場合は、刻印を直ちに中止し、ステップＳ９に示すように４本のエアペン３を交換し、再度刻印を行えばよい。
なおまた、１〜３本のエアペン３が故障した場合、所定ロット数の刻印が終了した後、速やかに故障した分のエアペン３を新規のエアペン３に交換しておくことが好ましいが、生産状況などの理由によりすぐに交換できない場合は、数ロット後に交換しても良い。

【0069】

本実施形態において用いるエアペン３は、図２、図３を基に先に説明したように後部ヘッド１７に対し取付ボルト２０を介し取り付けた前部ヘッド１８に着脱自在に取り付けられた構造とされている。このため、図２（ｂ）に示すように取付ボルト２０を後部ヘッド１７から取り外して前部ヘッド１８を分離し、前部ヘッド１８からエアペン３を後ろ側に向けて引き抜き、故障していない新しいエアペン３と交換することでエアペン３の交換ができる。
なお、エアペン３が故障して刻印不良となった場合、スタイラス２７の先端が損耗して刻印不良となる場合と、エアペン３のスタイラス以外の部分、例えばシリンダー２５やピストン２６が故障して刻印不良となる場合が考えられる。このため、故障が生じたエアペン３の故障部分を特定し、必要な部分のみ修理するか新規部品と交換してエアペン３の故障を無くし、再度故障していない修理済みのエアペン３として再利用することができる。図３に示すように本実施形態のエアペン３は、シリンダー２５とピストン２６およびスタイラス２７とバネ部材３０と導入筒２８と案内部材２９を主体としてなり、図３（ｂ）に示すように容易に分解できる構造であるので、分解修理も容易にできる。

【0070】

図１６は、Pen１〜Pen４の４本のエアペン３を用いて被マーキング体２に対し情報を刻印する際、特定の被マーキング体２に対し全ての刻印が完了した時点で刻印不良を発見した場合、該当する被マーキング体２に対しリカバリー動作により刻印不良の部分を刻印し直す操作の一例について示すフロー図である。
図１６に示すようにいずれかのエアペン３が故障し、故障による刻印不良が発生した場合、ステップＳ１１において故障しているエアペン３のペン番号を制御装置５がメモリに記憶し、指定する。故障の発生は、先に説明した場合と同様、読み取り装置１０による検知結果か振動センサ７により検知された検知結果に基づき、ペン番号が制御装置５のメモリに記憶される。ペン番号が記憶された後、ステップＳ１２において再刻印動作が開始され、制御装置５はメモリに記憶された故障ペンのペン番号を基に以下のリカバリー動作を行う。
なお、特定の被マーキング体２に対し刻印後に作業者が目視検査により刻印不良を発見した場合、故障したペン番号を作業者が手動により制御装置５のメモリに入力し、制御装置５に故障したペン番号を指定した後、ステップＳ１２以降の以下のリカバリー動作を行わせるように構成してもよい。

【0071】

ステップＳ１３において故障エアペン３の発生本数が何本か制御装置５が判断する。故障ペンが１本の場合、ステップＳ１４において制御装置５が故障ペンの隣の正常なエアペン３を選択し、故障したエアペン３が刻印するべき刻印を補うように刻印を実施する。
故障ペンが２本の場合、ステップＳ１５において故障ペンが２本並んで故障しているか否か制御装置５が判断し、２本並びのエアペン３が故障していると判断された場合、ステップＳ１６において、以下のリカバリー動作を行う。即ち、故障していない２本並びのエアペン３を用いて故障した２本分のエアペン３の刻印を補うように刻印し、被マーキング体２に対する刻印を実施するリカバリー動作を行う。
ステップＳ１５において、故障ペンが２本並びで故障していないと判断された場合、２本並びのエアペン３にて刻印はできないため、ステップＳ１７において故障していない１本のエアペン３を用いて故障した２本のエアペン３の分の刻印を順次行うリカバリー動作を行う。

【0072】

ステップＳ１３において、故障ペンが３本と判断された場合、ステップＳ１８において故障していない１本のエアペン３を用いて故障した３本のエアペン３の分の刻印を順次行うリカバリー動作を行う。
以上説明の各リカバリー動作を行うことで、いずれかのエアペン３の故障による刻印不良が発生した被マーキング体２に対し、全ての刻印を行うことができ、被マーキング体２に対し完全な刻印ができる。
なお、ステップＳ１３において、故障ペンが４本と判断された場合、ステップＳ１９において直ちに刻印を中止してエアペン３の全数を交換する。

【0073】

なお、作業者が目視検査で刻印不良を発見した場合、故障したエアペン３のペン番号について読み取り装置１０と振動センサ７が不良として検出していないことが考えられる。読み取り装置１０と振動センサ７を作動させていても検査工程で作業者が刻印不良を発見した場合、ステップＳ１３で行う故障エアペン３の本数特定と、ステップＳ１５において行う２本並んで故障しているか否かの特定ができない可能性がある。この場合の故障エアペン３の本数やその位置は作業者が制御装置５のメモリに記録する必要があるので、故障エアペン３が何本であるのか、２本並んで故障しているか否かの判定を作業者が行う必要がある。
このような場合を想定し、先に説明したように制御装置５に作業者がペン番号を記録する場合のことを想定し、制御装置５にパーソナルコンピュータなどの情報処理装置を接続し、この情報処理装置から故障したペン番号を入力できる構成としておく。この構成を採用した場合、制御装置５のメモリには作業者が手作業にてペン番号を入力できるので、読み取り装置１０あるいは振動検出装置１１による故障ペン番号の特定の他に、作業者自身の情報入力により故障したエアペン３の番号を記録し、上述した各種のリカバリー動作に適用することができる。
即ち、作業者の検査結果の判定に基づき、故障エアペン３の本数特定と、２本並んでいるか否かの判別が可能となるので、先のステップＳ１４、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８のいずれかに移行して再刻印することで、刻印不良を無くすることができる。

【0074】

次に、複数のエアペン３を用いて被マーキング体２に刻印する場合、個々のエアペン３の刻印回数を逐次記録し、刻印数が少ないエアペン３を優先的に使用する場合について説明する。
図１７はPen１とPen２のエアペン３を用いて二次元コード情報を刻印するとともに、Pen１〜Pen４のエアペン３を用いて文字情報も併せて刻印する場合について説明するための図である。
図１７に示す場合、Pen１とPen２のエアペン３は二次元コード情報と文字情報の両方を刻印するのに対し、Pen３とPen４のエアペン３は文字情報のみを刻印するのでPen１とPen２のエアペン３はPen３とPen４のエアペン３よりも刻印回数が多くなる。複数のエアペン３において刻印回数差が大きくなると、複数のエアペン３において個々のスタイラス２７の先端の損耗状態が大きく異なることとなる。

【0075】

エアペン３においてスタイラス２７の損耗状態が異なると、刻印数の大きい特定のスタイラス２７が刻印不良を起こすおそれがある。
このため、本実施形態においては、各エアペン３の刻印回数（打刻回数）を逐一計数（若しくはカウント）してPen１〜Pen４のエアペン３の個々の刻印回数を制御装置５のメモリに記憶しておく。
制御装置５はPen１〜Pen４のエアペン３の個々の刻印回数を記憶して各エアペン３の刻印回数を比較し、各エアペン３の刻印回数差が特定の閾値を超えたならば、二次元コード情報の刻印をPen１、２のエアペン３ではなく、Pen３、４のエアペン３で刻印するように変更し、Pen１、２のエアペン３とPen３、４のエアペン３の刻印数の偏りを改善することができる。

【0076】

図１８はPen１、２のエアペン３を用いて二次元コード情報を刻印するとともに、Pen３、４のエアペン３を用いて文字情報も併せて刻印する際、各エアペン３の刻印数の偏りを改善する場合のフロー図である。
図１８に示すように刻印開始した時点からステップＳ３１に示すようにPen１〜Pen４の各エアペン３の刻印ドット数（打刻回数）は、制御装置５で刻印指示した回数を積算し、制御装置５のメモリに記憶する。制御装置５のメモリには特定の閾値が記録されていて、各エアペン３の刻印ドット数の差が閾値を超えているか否か、判断する。ここで制御装置５のメモリに記録している閾値として、例えば後述する表１に示すように、限界刻印数÷（１回の刻印で最も多く刻印するエアペン３の刻印回数＋１回の刻印で最も少なく刻印するエアペン３の刻印回数）を例示することができる。

【0077】

４つのエアペン３の打刻数差が特定の閾値を超えた場合、制御装置５はステップＳ３３において刻印ドット数の多いエアペン３が何本あるのか判断する機能を有する。
１本の場合、ステップＳ３４において制御装置５は刻印ドット数が閾値を越えているエアペン３に代え、刻印ドット数が最も少ないエアペン３を用いて刻印する。
刻印ドット数の閾値を越えているエアペン３が２本の場合、ステップＳ３５において制御装置５はエアペン３を２本同時に置き換え可能か判断する。即ち、同時に置き換え可能な場合、ステップＳ３６において刻印ドット数が閾値を越えている２本のエアペン３が刻印するべき刻印を刻印ドット数が最も少ない２本のエアペン３に替えて刻印を実施する。
同時に置き換え不能の場合、ステップＳ３７において刻印ドット数が閾値を越えている２本のエアペン３が刻印するべき刻印を刻印ドット数が最も少ない１本のエアペン３に替えて刻印を実施する。
刻印ドット数の閾値を越えているエアペン３が３本の場合、ステップＳ３８において、刻印ドット数が閾値を越えている３本のエアペン３が刻印するべき刻印を刻印ドット数が最も少ない１本のエアペン３に替えて刻印を実施する。

【0078】

以上説明の刻印数が少ないエアペン３への置き換え例として図１９に示すリストを制御装置５のメモリに記憶しておき、このリストに示すいずれかのＮｏ.のケースであるのかに従ってPen１〜Pen４のいずれかのエアペン３の代替えペンを選択し、刻印することが好ましい。
図１９に示すリストにはＮｏ.１〜Ｎｏ.１０のケースに分けて代替えエアペン３のいずれを選択するのか記載されている。図１９に示すリストのケースのＮｏ.１〜４は、Pen１〜Pen４のエアペン３のいずれか１つが閾値から刻印数を越えた場合である。Pen１のエアペン３が閾値を越えた場合は、Pen２〜４のエアペン３のいずれか最も刻印数の小さなエアペン３に置き換えて刻印できる。
ケースＮｏ.２のようにPen２のエアペン３が閾値を越えた場合は、Pen１あるいはPen３〜Pen４のいずれか最も刻印数の小さなエアペン３に置き換えて刻印できる。ケースＮｏ.３のようにPen３のエアペン３が閾値を越えた場合は、Pen１〜Pen２またはPen４のいずれか最も刻印数の小さなエアペン３に置き換えて刻印できる。ケースＮｏ.４のようにPen４のエアペン３が閾値を越えた場合は、Pen１〜Pen３のいずれか最も刻印数の小さなエアペン３に置き換えて刻印できる。

【0079】

ケースＮｏ.５のようにPen１とPen２のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen１のエアペン３をPen３のエアペン３に替え、Pen２のエアペン３をPen４のエアペン３に替えて刻印する。
ケースＮｏ.６のようにPen１とPen３のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen１のエアペン３をPen３のエアペン３に替え、Pen２のエアペン３をPen４のエアペン３に替えて刻印する。
ケースＮｏ.７のようにPen１とPen４のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen１のエアペン３をPen２のエアペン３に替え、Pen３のエアペン３をPen４のエアペン３に替えて刻印する。

【0080】

ケースＮｏ.８のようにPen２とPen３のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen２のエアペン３をPen１のエアペン３に替え、Pen３のエアペン３をPen４のエアペン３に替えて刻印する。
ケースＮｏ.９のようにPen２とPen４のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen２のエアペン３をPen１のエアペン３に替え、Pen４のエアペン３をPen３のエアペン３に替えて刻印する。
ケースＮｏ.１０のようにPen３とPen４のエアペン３が閾値を超えた場合は、Pen３のエアペン３をPen１のエアペン３に替え、Pen４のエアペン３をPen２のエアペン３に替えて刻印する。

【0081】

なお、図１９のリストの欄外に記載したが、Pen１〜Pen４のエアペン３のうち、３本のエアペン３が閾値を超えた場合は、残り１本のエアペン３で残った刻印を順次行うこととする。
図１９に示すリストに記載のケースＮｏ.毎にいずれのエアペン３を代替えとするのか決めておき、Pen１〜Pen４のエアペン３の打刻数を逐次計数（もしくはカウント）して制御装置５のメモリに記憶しておき、図１９のリストのいずれのケースに該当するか監視しながら刻印することで４本のエアペン３のスタイラス２７の摩耗量を均一化し、メンテナンス間隔を延ばすことができる。

【0082】

ところで、刻印数のカウントは、以下の２種類を想定できる。
第一の想定：エアペン３はドットを刻印し文字や二次元コードを形成するため、それらに必要なドット数を刻印する。文字の形状や二次元コードにより刻印するドット数が異なる。文字や二次元コードを刻印する度に刻印したドット数を４つのエアペン３毎にカウントする。
第二の想定：文字数をカウントする。文字の形状により刻印するドット数は異なるが、同等のドット数と見なし、二次元コードは刻印したシンボルサイズから文字数換算を行いカウントする。
例えば、１６×１６ドットシンボルの場合、刻印するドット数は概ね１６×１６／２＝１２８ドットになる。１文字当たりの刻印数を概ね２０ドットと見積もると、１６×１６ドットのシンボルの二次元コードの文字数換算値は６文字となる。

【0083】

この背景の基、エアペン３毎の刻印数の差を少なくするためには、刻印を開始する度に１回の刻印において、刻印数の多いエアペン３を刻印カウントの少ないエアペン３と入れ替えることで各エアペン３の刻印数を均一化することができる。
しかし、１回の刻印の度にエアペン３の入れ替えを行ったのでは、複数のエアペン４で同時に刻印し、刻印時間を短くするというマーキング装置１としての本来の機能が失われるので、全てのエアペン３の刻印カウント数を同じにするのではなく、以下に説明するような条件下での刻印において、エアペン３の摩耗量を揃えることが好ましい。

【0084】

「二次元コードと文字を併記して刻印する場合」
この場合、二次元コードは１６×１６ドット以下のシンボルサイズのものが多く、二次元コードをPen１〜Pen２のエアペン３で刻印し、文字をPen１〜Pen４のエアペン３で刻印する。二次元コードを刻印するエアペン３は文字も刻印するので、Pen３〜Pen４のエアペン３に比べて刻印カウント数が多くなる。また、文字も４の倍数であれば、Pen１〜Pen４の刻印カウント数はほぼ同じになるが、６文字を刻印する場合は、Pen１〜Pen２のエアペン３では４文字刻印し、Pen３〜Pen４のエアペン３では２文字刻印するため、文字カウント数に違いが生じる。即ち、４の倍数以外の刻印カウント数で構成される文字を刻印する場合、複数のエアペン３間の刻印カウント数に差が生じる。
よって、Pen１〜Pen２〜Pen３〜Pen４のエアペン３の刻印カウント数の差を無くするように、Pen１〜Pen２のエアペン３の刻印部分と、Pen３〜Pen４のエアペン３の刻印部分を自動的に入れ替えて刻印することが好ましい。

【0085】

「文字のみを刻印する場合」
文字のみを刻印する場合について、先の場合と同等、文字が４の倍数であれば、Pen１〜Pen４の刻印カウント数はほぼ同じになるが、６文字を刻印する場合は、Pen１〜Pen２のエアペン３では４文字刻印し、Pen３〜Pen４のエアペン３では２文字刻印するため、文字カウント数に違いが生じる。即ち、４の倍数以外の刻印カウント数で構成される文字を刻印する場合、複数のエアペン３間の刻印カウント数に差が生じる。
よって、Pen１〜Pen４のエアペン３の刻印カウント数の差を無くするように、Pen１〜Pen２のエアペン３の刻印部分と、Pen３〜Pen４のエアペン３の刻印部分を自動的に入れ替えて刻印することが好ましい。

【0086】

次に、エアペン３の切り替え方法について以下のようにすることが好ましい。
制御装置５のメモリに設定するパラメータとして、エアペン３の交換目安数を設定することが好ましい。最も多く刻印するエアペン３と最も少なく刻印するエアペン３の１回当たりの刻印数を求め加算する。エアペン３の交換目安数を上で求めた刻印数で割った値をエアペン３の入れ替え刻印回数とする。これにより、最も多く刻印するエアペン３と最も少なく刻印するエアペン３では、エアペン交換目安数に到達するタイミングを同じにすることができる。
以下に表１に示す数値を用い、エアペン３の切り替えを行う場合の一例について説明する。

【0087】

【表1】

【0088】

表１に示すようにPen１とPen２のエアペン３が１回の刻印で１０回の刻印数（打刻数）となり、Pen３とPen４のエアペン３が１回の刻印で２回の打刻数となる場合、刻印を繰り返し行い、１８回行った場合を想定する。Pen１とPen２のエアペン３は刻印１回当たり１０ずつ刻印数が増加するので、刻印回数８０回までそのまま刻印し、刻印回数８回目の終了後にPen１とPen２のエアペン３と、Pen３とPen４のエアペン３を切り替える。エアペン３の交換刻印数は１００と規定しておく。

【0089】

切り替え後は、Pen３とPen４のエアペン３の刻印数が１０ずつ増加し、Pen１とPen２のエアペン３の刻印数が２ずつ増加する。このため、刻印回数が１７回の場合においてPen１とPen２の刻印数が９８となり、Pen３とPen４の刻印数が１０５となるので、エアペン３の交換のための刻印数を１００と定めた場合、１７回の刻印終了後、Pen１〜Pen４のエアペン３を全て交換するならば、エアペン３毎のスタイラス２７の摩耗量を均一化することができ、メンテナンス間隔をできる限り延ばすことができる効果を奏する。

【0090】

なお、エアペン３の交換刻印数は表１に示す如く１００回に限らず、被マーキング体２とスタイラス２７の相対硬度や互いの耐摩耗性などの関係から、交換に必要な回数は任意の数に設定できる。このため、交換刻印数に応じたペン交換時期を選択できる。表１はペン交換時期を決める場合の一つの例として表示したもので、本発明が表１の例に限定されないのは勿論である。

【符号の説明】

【0091】

１…マーキング装置、２…被マーキング体、３…エアペン、Ｈ…振動ペン装置、４…駆動装置、５…制御装置、６…ワークホルダ、７…振動センサ、８…振動検出器、９…マーキングチェック部、１０…読み取り装置（不良検出器）、１１…振動検出装置（不良検出器）、１６…流路、１７…後部ヘッド、１８…前部ヘッド、２０…取付ボルト、２２…凹部、２３…受部、２５…シリンダー、２５ａ…フランジ部、２５ｂ、２５ｃ…排気孔、２５ｄ…段部、２６…ピストン、２７…スタイラス、２７ａ…打刻部、２８…導入筒、２８ａ…導入孔、２９…案内筒、３０…バネ部材、３１…Ｏリング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】