(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】
(24)【登録日】2023-05-25
(45)【発行日】2023-06-02
(54)【発明の名称】均し機能付き刻印装置および刻印方法
(51)【国際特許分類】
B41K 3/36 20060101AFI20230526BHJP
B44B 5/00 20060101ALI20230526BHJP
【ＦＩ】
B41K3/36 D
B44B5/00 A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019156827
(22)【出願日】2019-08-29
(65)【公開番号】P2021030693
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-05-24
(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】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100211122
【弁理士】
【氏名又は名称】白石 卓也
(72)【発明者】
【氏名】甲斐 信行
【審査官】小宮山 文男
(56)【参考文献】
【文献】独国特許発明第００００１０３５４２５８（ＤＥ，Ｂ３）
【文献】特表２００９－５３８７５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２３３６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０３－０５７４３０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１７－２０９８２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２３１１５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２６４１６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０４８８３２９１（ＵＳ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０５０５３４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｋ ３／３６
Ｂ４４Ｂ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダーと、該シリンダーの内部に収容された円筒状の電磁コイルと、この電磁コイルによって形成された磁界により電磁コイル内側の移動空間に沿って駆動される鉄心と、前記シリンダーの先端部に設けられた軸受部と、前記鉄心の先端部に取り付けられて前記軸受部を挿通したスタイラスを有する刻印機が複数、１つのベースに一体的に取り付けられ、前記複数の刻印機のうち、少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に平坦部を有する均し機能用スタイラスであり、他の少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に尖塔部を有する刻印用スタイラスであり、前記均し機能用スタイラスを有する刻印機と前記刻印用スタイラスを有する刻印機が個別に駆動自在とされ、
前記均し機能用スタイラスを備えた刻印機が、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機による刻印に刻印ミスを生じた後、前記刻印ミスを生じたワークの刻印面を均して刻印を消去する機能を有し、前記消去後に前記刻印用スタイラスを備えた刻印機が、前記ワークの刻印消去部分に再刻印する機能を有することを特徴とする均し機能付き刻印機。
【請求項2】
前記均し機能用スタイラスを備えた刻印機と、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機を一体化したベースが３次元移動可能に支持されたことを特徴とする請求項１に記載の均し機能付き刻印機。
【請求項3】
前記均し機能用スタイラスによりワークの未刻印面を均して均し加工領域を形成した後、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機により前記均し加工領域に刻印する機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の均し機能付き刻印機。
【請求項4】
シリンダーと、該シリンダーの内部に収容された円筒状の電磁コイルと、この電磁コイルによって形成された磁界により電磁コイル内側の移動空間に沿って駆動される鉄心と、前記シリンダーの先端部に設けられた軸受部と、前記鉄心の先端部に取り付けられて前記軸受部を挿通したスタイラスを有する刻印機が複数、１つのベースに一体的に取り付けられ、
前記複数の刻印機のうち、少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に平坦部を有する均し機能用スタイラスであり、他の少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に尖塔部を有する刻印用スタイラスであり、前記均し機能用スタイラスを有する刻印機と前記刻印用スタイラスを有する刻印機が個別に駆動自在とされた均し機能付き刻印機を用いて行う刻印方法であって、
刻印用スタイラスを用いて金属製ワークの刻印面に刻印し、該刻印の一部に刻印ミスを生じた場合、前記ワークの刻印面において前記刻印ミスの部分に前記均し機能用スタイラスを打ち付けて刻印面を均して刻印を消去し、刻印を消去した部分に対し前記刻印用スタイラスを用いて再刻印することを特徴とする刻印方法。
【請求項5】
請求項４に記載の刻印方法において、金属製ワークの未刻印面に対し、前記均し用スタイラスを打ち付けて前記未刻印面に均し加工領域を形成し、この均し加工領域に対し前記刻印用スタイラスを用いて刻印することを特徴とする刻印方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、均し機能付き刻印装置および刻印方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車や建設機械など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を行うためにマーキング装置が使用されている。例えば下記の特許文献１には、往復運動するピストンと、このピストンの往復運動に追従して先端部でワーク表面を打刻するスタイラスを備えた刻印機が開示されている。
【0003】
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を備えたマーキング装置が開示されている。
このマーキング装置を用いて金属やプラスチックからなるワークの表面に印字を行うには、ピストンおよびスタイラスを振動させてワーク表面の規定位置に点打刻を行い、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、ワークの表面の必要な位置に文字、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。
このマーキング装置を用いて金属やプラスチックからなるワークの表面に印字を行うには、ピストンおよびスタイラスを振動させてワーク表面の規定位置に点打刻を行い、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、ワークの表面の必要な位置に文字、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。
【0004】
図９は、従来の一般的な電磁式刻印機Ｄの一例を示すが、シリンダー１００の内周部に駆動用の電磁コイル１０１が設けられ、この電磁コイル１０１によって円柱状の鉄心１０２が駆動される。電磁コイル１０１の内側に筒状の軸受け１０３が設置され、軸受け１０３の内側に摺動自在に鉄心１０２が支持されている。
シリンダー１００の先端側に軸受け部材１０５が設けられ、鉄心１０２の先端側にロッド状のスタイラス１０６が取り付けられ、スタイラス１０６の先端部が軸受け部材１０５の先方に突出されている。このスタイラス１０６の先端部がワーク１０７に対向され、ワーク１０７の表面に打刻できるようになっている。
シリンダー１００の先端側に軸受け部材１０５が設けられ、鉄心１０２の先端側にロッド状のスタイラス１０６が取り付けられ、スタイラス１０６の先端部が軸受け部材１０５の先方に突出されている。このスタイラス１０６の先端部がワーク１０７に対向され、ワーク１０７の表面に打刻できるようになっている。
【0005】
鉄心１０２は駆動回路１０８に接続され、駆動回路１０８からの制御信号によって鉄心１０２への通電が制御される。
シリンダー１００の先端側にはスタイラス１０６に戻り力を作用させるための圧縮ばね１１０が収容され、圧縮ばね１１０により鉄心１０２に対しスタイラス１０６を従属動作させることでスタイラス１０６を往復駆動することができる。
シリンダー１００の先端側にはスタイラス１０６に戻り力を作用させるための圧縮ばね１１０が収容され、圧縮ばね１１０により鉄心１０２に対しスタイラス１０６を従属動作させることでスタイラス１０６を往復駆動することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開平１１－９９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
図９に示す刻印機Ｄを数値制御可能な３軸（ＸＹＺ軸）ステージ機構で支持し、スタイラス１０６による打刻位置を移動することにより、図１０に示すワーク１０７の表面に複数の凹部１０８を形成し、凹部１０８の集合により文字あるいは二次元コードなどの図柄を刻印することができる。
ところで、図９、図１０に示す従来の刻印機Ｄは多数の文字や二次元コードなどをワークに連続的に刻印するが、ワーク１０７が金属製の鋳物などからなり、鋳肌表面の粗さに応じ表面に多数の凹凸が存在する場合、刻印により形成した凹部１０８を読み取り装置が十分に読み込みできず、読み込みエラーを生じる場合があった。
また、刻印機Ｄで刻印した内容にミスを生じた場合、文字あるいは二次元バーコードなどの刻印内容を修正する必要を生じるが、従来の刻印機Ｄは一度形成した刻印内容を修正する機能は有していなかった。
ところで、図９、図１０に示す従来の刻印機Ｄは多数の文字や二次元コードなどをワークに連続的に刻印するが、ワーク１０７が金属製の鋳物などからなり、鋳肌表面の粗さに応じ表面に多数の凹凸が存在する場合、刻印により形成した凹部１０８を読み取り装置が十分に読み込みできず、読み込みエラーを生じる場合があった。
また、刻印機Ｄで刻印した内容にミスを生じた場合、文字あるいは二次元バーコードなどの刻印内容を修正する必要を生じるが、従来の刻印機Ｄは一度形成した刻印内容を修正する機能は有していなかった。
【0008】
本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、刻印面が凹凸の大きな粗面であっても、支障なく読み取り判別可能な明確な刻印ができるとともに、一度刻印した内容に刻印ミスを生じていた場合、刻印内容の打ち直しが可能な刻印装置および刻印方法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。
（１）本発明に係る刻印装置は、シリンダーと、該シリンダーの内部に収容された円筒状の電磁コイルと、この電磁コイルによって形成された磁界により電磁コイル内側の移動空間に沿って駆動される鉄心と、前記シリンダーの先端部に設けられた軸受部と、前記鉄心の先端部に取り付けられて前記軸受部を挿通したスタイラスを有する刻印機が複数、１つのベースに一体的に取り付けられ、前記複数の刻印機のうち、少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に平坦部を有する均し機能用スタイラスであり、他の少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に尖塔部を有する刻印用スタイラスであり、前記均し機能用スタイラスを有する刻印機と前記刻印用スタイラスを有する刻印機が個別に駆動自在とされ、前記均し機能用スタイラスを備えた刻印機が、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機による刻印に刻印ミスを生じた後、前記刻印ミスを生じたワークの刻印面を均して刻印を消去する機能を有し、前記消去後に前記刻印用スタイラスを備えた刻印機が、前記ワークの刻印消去部分に再刻印する機能を有することを特徴とする。
（１）本発明に係る刻印装置は、シリンダーと、該シリンダーの内部に収容された円筒状の電磁コイルと、この電磁コイルによって形成された磁界により電磁コイル内側の移動空間に沿って駆動される鉄心と、前記シリンダーの先端部に設けられた軸受部と、前記鉄心の先端部に取り付けられて前記軸受部を挿通したスタイラスを有する刻印機が複数、１つのベースに一体的に取り付けられ、前記複数の刻印機のうち、少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に平坦部を有する均し機能用スタイラスであり、他の少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に尖塔部を有する刻印用スタイラスであり、前記均し機能用スタイラスを有する刻印機と前記刻印用スタイラスを有する刻印機が個別に駆動自在とされ、前記均し機能用スタイラスを備えた刻印機が、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機による刻印に刻印ミスを生じた後、前記刻印ミスを生じたワークの刻印面を均して刻印を消去する機能を有し、前記消去後に前記刻印用スタイラスを備えた刻印機が、前記ワークの刻印消去部分に再刻印する機能を有することを特徴とする。
【0010】
個別駆動自在であり、均し機能用スタイラスを備えた刻印機と刻印用スタイラスを備えた刻印機を有するので、均し機能用スタイラスを備えた刻印機でワークの表面を均して刻印面を平坦化した後、刻印用スタイラスを備えた刻印機で目的の刻印ができる。仮に、ワークが金属の鋳造品などのように表面に多数の凹凸が存在し、表面が粗いワークであっても、刻印面を平坦化して滑らかとした上に刻印ができる。このため、鮮明な刻印を形成可能であり、読み取り装置で読み取りミスを引き起こすことのない正確な読み取りができる刻印を形成できる効果がある。
また、刻印用スタイラスを備えた刻印機が刻印ミスを起こした場合、刻印ミスの部分を均し機能用スタイラスで均し、再度の刻印ができる。この機能は、金属製ワークなどのように塑性変形により、刻印面の平坦化が可能なワークに好適であり、刻印ミスを生じたとして再刻印が可能となる。
また、刻印用スタイラスを備えた刻印機が刻印ミスを起こした場合、刻印ミスの部分を均し機能用スタイラスで均し、再度の刻印ができる。この機能は、金属製ワークなどのように塑性変形により、刻印面の平坦化が可能なワークに好適であり、刻印ミスを生じたとして再刻印が可能となる。
【0011】
（２）本発明に係る刻印機において、前記均し機能用スタイラスを備えた刻印機と、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機を一体化したベースが３次元移動可能に支持されたことが好ましい。
【0012】
（３）本発明に係る刻印機において、前記均し機能用スタイラスによりワークの未刻印面を均した後、前記刻印用スタイラスを備えた刻印機により刻印する機能を有することが好ましい。
均し機能用スタイラスによる均し動作後、刻印用スタイラスを備えた刻印機による刻印ができる。仮に、表面に多数の凹凸があって表面が粗面のワークであっても、刻印面を平坦化して滑らかとした上に刻印ができる。このため、鮮明な刻印が可能であり、読み取り装置で読み取り誤差を引き起こすことのない正確な読み取りができる刻印をワークに形成できる効果がある。
均し機能用スタイラスによる均し動作後、刻印用スタイラスを備えた刻印機による刻印ができる。仮に、表面に多数の凹凸があって表面が粗面のワークであっても、刻印面を平坦化して滑らかとした上に刻印ができる。このため、鮮明な刻印が可能であり、読み取り装置で読み取り誤差を引き起こすことのない正確な読み取りができる刻印をワークに形成できる効果がある。
【0013】
（４）シリンダーと、該シリンダーの内部に収容された円筒状の電磁コイルと、この電磁コイルによって形成された磁界により電磁コイル内側の移動空間に沿って駆動される鉄心と、前記シリンダーの先端部に設けられた軸受部と、前記鉄心の先端部に取り付けられて前記軸受部を挿通したスタイラスを有する刻印機が複数、１つのベースに一体的に取り付けられ、前記複数の刻印機のうち、少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に平坦部を有する均し機能用スタイラスであり、他の少なくとも１つの刻印機のスタイラスが先端に尖塔部を有する刻印用スタイラスであり、前記均し機能用スタイラスを有する刻印機と前記刻印用スタイラスを有する刻印機が個別に駆動自在とされた均し機能付き刻印機を用いて行う刻印方法であって、刻印用スタイラスを用いて金属製ワークの刻印面に刻印し、該刻印の一部に刻印ミスを生じた場合、前記ワークの刻印面において前記刻印ミスの部分に前記均し機能用スタイラスを打ち付けて刻印面を均して刻印を消去し、刻印を消去した部分に対し前記刻印用スタイラスを用いて再刻印することを特徴とする。
（５）先の（４）に記載の刻印方法であって、金属製ワークの未刻印面に対し、前記均し用スタイラスを打ち付けて前記未刻印面に均し加工領域を形成し、この均し加工領域に対し前記刻印用スタイラスを用いて刻印することを特徴とする。
（５）先の（４）に記載の刻印方法であって、金属製ワークの未刻印面に対し、前記均し用スタイラスを打ち付けて前記未刻印面に均し加工領域を形成し、この均し加工領域に対し前記刻印用スタイラスを用いて刻印することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、均し機能用スタイラスを備えた刻印機と刻印用スタイラスを備えた刻印機を有するので、均し機能用スタイラスを備えた刻印機でワークの表面を均して刻印面を平坦化した後、刻印用スタイラスを備えた刻印機で目的の刻印ができる。
仮に、表面に多数の凹凸があって表面が粗面のワークであっても、刻印面を平坦化して滑らかとした上に刻印ができる。このため、鮮明な刻印が可能であり、読み取り装置で読み取り誤差を引き起こすことのない正確な読み取りができる刻印をワークに形成できる効果がある。
また、刻印ミスを起こした場合、刻印ミスの部分を均し機能用スタイラスで均し、刻印用スタイラスで再度の刻印ができる。
仮に、表面に多数の凹凸があって表面が粗面のワークであっても、刻印面を平坦化して滑らかとした上に刻印ができる。このため、鮮明な刻印が可能であり、読み取り装置で読み取り誤差を引き起こすことのない正確な読み取りができる刻印をワークに形成できる効果がある。
また、刻印ミスを起こした場合、刻印ミスの部分を均し機能用スタイラスで均し、刻印用スタイラスで再度の刻印ができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の第１実施形態に係る刻印装置の概要を示す説明図。
【図2】同刻印装置の内部構造と駆動系の一例を示す図。
【図3】同刻印装置により刻印面を均した後に刻印する場合について、段階的に示す説明図であり、（ａ）は均し機能用スタイラスの駆動について示す図、（ｂ）は均し機能用スタイラスにより均し動作を行っている状態を示す図、（ｃ）は刻印用スタイラスにより刻印を行っている状態を示す図。
【図4】同刻印機の駆動について刻印ミスを生じた後の動作を段階的に示す説明図であり、（ａ）は刻印用スタイラスの駆動について示す図、（ｂ）は均し機能用スタイラスにより均し動作を行っている状態を示す図、（ｃ）は刻印用スタイラスにより再度刻印を行っている状態を示す図。
【図5】第１実施形態の刻印機を用いて鋳造品のワークに対し均し後に刻印した状態を拡大して示す写真。
【図6】従来の刻印機を用いて粗い刻印面を有する鋳造品のワークに対し刻印した場合のワーク刻印面を拡大して示す写真。
【図7】第１実施形態の刻印装置を用いて鋳造品のワークに対し均した部分と均していない部分をそれぞれ拡大して示すデジタルマイクロスコープ撮影画像。
【図8】第１実施形態の刻印装置を用いてワークに対する刻印部分を修正した状態を示すもので、（ａ）は刻印ミスをした文字を示す拡大写真、（ｂ）は刻印部分をならした状態を示す拡大写真、（ｃ）は再刻印後の状態を示す拡大写真。
【図9】従来の刻印機の一例を示す構成図。
【図10】従来の刻印機によりワークに対し刻印を行っている状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明に係る第１実施形態の刻印機について、図面を適宜参照しながら説明する。
図１、図２は第１実施形態の均し機能付き刻印装置を示すもので、この実施形態の刻印装置Ａは、図示略の３軸ステージ機構などの駆動機構により全体を水平方向のＸ軸方向とＹ軸方向に移動自在に、かつ、鉛直方向のＺ軸方向に沿って移動自在に支持されている。
３軸ステージ機構はＸ軸とＹ軸とＺ軸のそれぞれの軸に沿って移動自在にステージが設けられ、それらの各軸のステージを支持する支柱や支持体、アクチュエーターなどを備えて構成される公知の駆動機構である。
各軸をスクリュウ軸としてスクリュウ軸に沿ってステージが移動される機構、各軸に取り付けられたリニアアクチュエーターによってステージが移動される機構など公知の種々の機構があるが、本実施形態では刻印機ＡをＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に３軸移動できる構造であれば、公知の範囲でいずれの構造の３軸ステージ機構を用いても良い。
ＸＹＺ軸に沿う方向に刻印機Ａ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刻印機を支持するステージ（架台）を備え、各ステージを案内レールに沿って移動自在に支持した一般的な３軸ステージ機構を広く採用することができる。具体的には、３軸ステージ機構によりベース１が支持され、このベース１の下面側に左右に隣接するように刻印用の刻印機Ａ１と均し用の刻印機Ａ２が取り付けられている。
図１、図２は第１実施形態の均し機能付き刻印装置を示すもので、この実施形態の刻印装置Ａは、図示略の３軸ステージ機構などの駆動機構により全体を水平方向のＸ軸方向とＹ軸方向に移動自在に、かつ、鉛直方向のＺ軸方向に沿って移動自在に支持されている。
３軸ステージ機構はＸ軸とＹ軸とＺ軸のそれぞれの軸に沿って移動自在にステージが設けられ、それらの各軸のステージを支持する支柱や支持体、アクチュエーターなどを備えて構成される公知の駆動機構である。
各軸をスクリュウ軸としてスクリュウ軸に沿ってステージが移動される機構、各軸に取り付けられたリニアアクチュエーターによってステージが移動される機構など公知の種々の機構があるが、本実施形態では刻印機ＡをＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向に３軸移動できる構造であれば、公知の範囲でいずれの構造の３軸ステージ機構を用いても良い。
ＸＹＺ軸に沿う方向に刻印機Ａ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刻印機を支持するステージ（架台）を備え、各ステージを案内レールに沿って移動自在に支持した一般的な３軸ステージ機構を広く採用することができる。具体的には、３軸ステージ機構によりベース１が支持され、このベース１の下面側に左右に隣接するように刻印用の刻印機Ａ１と均し用の刻印機Ａ２が取り付けられている。
【0017】
図１、図２に示す第１実施形態の構成において、刻印機Ａ１はベース１の下面側に下向きに円筒状のシリンダー２を有し、その下端部に刻印用のピン型のスタイラス３が着脱自在に取り付けられている。
シリンダー２の上端部にベース１が一体化され、シリンダー２の上部側が閉じられるとともに、下端部には小径部からなる軸受部６が形成されている。軸受部６の内部に厚肉筒型の軸受け部材７が設けられ、この軸受け部材７の貫通孔７ａを通過して下方に突出するようにスタイラス３が設けられている。
シリンダー２の上端部にベース１が一体化され、シリンダー２の上部側が閉じられるとともに、下端部には小径部からなる軸受部６が形成されている。軸受部６の内部に厚肉筒型の軸受け部材７が設けられ、この軸受け部材７の貫通孔７ａを通過して下方に突出するようにスタイラス３が設けられている。
【0018】
シリンダー２の内周部に筒型の電磁コイル８が設置され、この電磁コイル８の内周面に軸受筒９が装着されている。シリンダー２の上端部には天井壁１０が形成されているが、天井壁１０には電磁コイル８の内径と同一径の透孔１０ａが形成されていて、この透孔１０ａの位置まで軸受筒９の上端部が延在されている。
【0019】
天井壁１０の上方に矩形ブロック状のベース１が装着されている。このベース１の底部側に電磁コイル８の内径と同一程度の内径を有する凹部１２が形成され、軸受筒９に挿通された円柱状の鉄心１３がこの凹部１２に達するように収容されている。凹部１２の内上部にはＯリングなどの弾性を有するクッション部材１５が収容されている。
ベース１には、凹部１２の内側面に開口部１６を有し、ケース部材１５の周縁部下面に開口部１７を有する上部通気孔１８が形成されている。この上部通気孔１８は凹部１２の周囲を囲むようにケース部材１５の底部側に複数、例えば４つ形成されている。上部通気孔１８の開口部１７は、ケース部材５の周縁部下面に開口されているが、この開口位置はシリンダー２の周壁より若干外側に配置されている。
ベース１には、凹部１２の内側面に開口部１６を有し、ケース部材１５の周縁部下面に開口部１７を有する上部通気孔１８が形成されている。この上部通気孔１８は凹部１２の周囲を囲むようにケース部材１５の底部側に複数、例えば４つ形成されている。上部通気孔１８の開口部１７は、ケース部材５の周縁部下面に開口されているが、この開口位置はシリンダー２の周壁より若干外側に配置されている。
【0020】
鉄心１３の下端部には取付部２０を介しスタイラス３が取り付けられ、スタイラス３の周囲にコイル型のばね部材２１が巻装されている。このばね部材２１は、圧縮コイルばねからなり、鉄心１３が下降してスタイラス３を下方に所定長さ押し出した場合に軸受部材７に当接して縮小し、鉄心１３に反力を与える。電磁コイル８からの電磁力により鉄心１３が下降し、次いで電磁コイル８からの電磁力が解消された場合、ばね部材２１の反発力により鉄心１３は上方に押し戻され元の位置に復帰する。
スタイラス３の先端部３ａは円錐形状に加工されている。スタイラス３は鉄心１３に対し取付部２０を介し着脱自在に取り付けられ、スタイラス３の先端部が摩耗した場合にスタイラス３を単独で交換できるように構成されている。スタイラス３は取付部２０を介しばね部材２１により取付部２０を鉄心１３に押し当てられ、必要に応じて交換できるようになっている。
スタイラス３の先端部３ａは円錐形状に加工されている。スタイラス３は鉄心１３に対し取付部２０を介し着脱自在に取り付けられ、スタイラス３の先端部が摩耗した場合にスタイラス３を単独で交換できるように構成されている。スタイラス３は取付部２０を介しばね部材２１により取付部２０を鉄心１３に押し当てられ、必要に応じて交換できるようになっている。
【0021】
前記軸受部６の周壁においてその周回りの複数位置に下部通気孔２２が形成されている。本実施形態において、下部通気孔２２は周壁の周回りに等間隔で４つ設けられている。軸受部６において下部通気孔２２はシリンダー２に近い部分に形成されている。
下部通気孔２２において、軸受部６の内部側の開口部２２ａの形成位置が低く、軸受部６の外部側の開口部２２ｂの形成位置が高く形成されている。即ち、下部通気孔２２は斜め上向きに、換言すると、外側開口部２２ｂはその上方のシリンダー２に向くように形成されている。
下部通気孔２２において、軸受部６の内部側の開口部２２ａの形成位置が低く、軸受部６の外部側の開口部２２ｂの形成位置が高く形成されている。即ち、下部通気孔２２は斜め上向きに、換言すると、外側開口部２２ｂはその上方のシリンダー２に向くように形成されている。
【0022】
刻印機Ａ１において電磁コイル８に対し配線２４を介し駆動回路２５Ａと制御回路２５Ｂが接続されている。駆動回路２５Ａから電磁コイル８に通電することで磁界を発生させることができ、この磁界発生により鉄心１３を軸受筒９に沿って所定距離下降させることができる。
鉄心１３が下降することでスタイラス３も下降する。鉄心１３が下降するとばね部材２１を圧縮するので鉄心１３に反力が作用する。ここで駆動回路２５Ａから電磁コイル８への通電を停止すると、ばね部材２１の反力により鉄心１３は元の位置に戻り、スタイラス３も元の位置に戻る。駆動回路２５Ａから、例えば矩形波を印加するとスタイラス３は上下に所定距離間欠的に移動するので、先のバネ部材２１の作用も相俟ってスタイラス３を上下方向に振動させることができる。
鉄心１３が下降することでスタイラス３も下降する。鉄心１３が下降するとばね部材２１を圧縮するので鉄心１３に反力が作用する。ここで駆動回路２５Ａから電磁コイル８への通電を停止すると、ばね部材２１の反力により鉄心１３は元の位置に戻り、スタイラス３も元の位置に戻る。駆動回路２５Ａから、例えば矩形波を印加するとスタイラス３は上下に所定距離間欠的に移動するので、先のバネ部材２１の作用も相俟ってスタイラス３を上下方向に振動させることができる。
【0023】
なお、図１、図２ではワークＷの被刻印面が単純な平面形状として描かれているが、ワークは機械部品であれば種々の形状の立体形であるので、平面に限らず、円周面や凹凸を有する立体面であるが、説明の簡略化のために図では平面状に描いている。例えば、ワークがコンロッドやピストンなどの機械部品であれば被刻印面は円周面や曲面となる場合がある。
【0024】
刻印機Ａ１はスタイラス３の先端部３ａをその下方に設置されたワークＷの被刻印面に打ち付けることにより１００μφ程度のドット形状をワークＷに打刻することができ、３軸ステージ機構によってワークの被刻印面に対するドット形状の打刻位置を順次変更することで文字や二次元コードなどの刻印ができるようになっている。一例として図１などに示すように打刻したドットの集合体として、アルファベットの文字を刻印することができる。
【0025】
一方、均し機能を有する刻印機Ａ２は、先端に平坦部５ａを有する均し機能用スタイラス５を有している点が刻印機Ａ１と異なる。その他の構成において、刻印機Ａ１と刻印機Ａ２は同等の構成であるので、同一構成要素については同一の符号を付し、詳細な説明を略する。
先のスタイラス３は、超硬合金や工具鋼などのように硬質であり、耐摩耗性に優れた金属材料からなるが、スタイラス５も同様に超硬合金や工具鋼などのように硬質であり、耐摩耗性に優れた金属材料からなる。ただし、スタイラス５は先端に平坦部５ａを有するので、このスタイラス５によって刻印面の均し作業を行うことができる。
先のスタイラス３は、超硬合金や工具鋼などのように硬質であり、耐摩耗性に優れた金属材料からなるが、スタイラス５も同様に超硬合金や工具鋼などのように硬質であり、耐摩耗性に優れた金属材料からなる。ただし、スタイラス５は先端に平坦部５ａを有するので、このスタイラス５によって刻印面の均し作業を行うことができる。
【0026】
刻印機Ａ２の電磁コイル８に対し配線２６を介し駆動回路２５Ｄと制御回路２５Ｂが接続されている。制御回路２５Ｂの命令により駆動回路２５Ｄから電磁コイル８に通電することで磁界を発生させることができ、この磁界発生により鉄心１３を軸受筒９に沿って所定距離下降させることができる。
鉄心１３が下降することでスタイラス５も下降する。鉄心１３が下降するとばね部材２１を圧縮するので鉄心１３に反力が作用する。ここで駆動回路２５Ｄから電磁コイル８への通電を停止すると、ばね部材２１の反力により鉄心１３は元の位置に戻り、スタイラス５も元の位置に戻る。駆動回路２５Ｄから、例えば矩形波を印加するとスタイラス５は上下に所定距離間欠的に移動するので、ばね部材２１の作用も相俟ってスタイラス５を上下方向に振動させることができる。
鉄心１３が下降することでスタイラス５も下降する。鉄心１３が下降するとばね部材２１を圧縮するので鉄心１３に反力が作用する。ここで駆動回路２５Ｄから電磁コイル８への通電を停止すると、ばね部材２１の反力により鉄心１３は元の位置に戻り、スタイラス５も元の位置に戻る。駆動回路２５Ｄから、例えば矩形波を印加するとスタイラス５は上下に所定距離間欠的に移動するので、ばね部材２１の作用も相俟ってスタイラス５を上下方向に振動させることができる。
【0027】
＜刻印面の均し機能＞
刻印機Ａ１によってワークＷの刻印面に刻印する場合、ワークＷが鋳造品などのように表面に微小凹凸が存在する表面の粗いワークである場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように最初に刻印機Ａ２を用いてワークＷの刻印面にスタイラス５の平坦部５ａを打ち付けてワークＷの刻印するべき領域に図３（ｂ）に示すように凹凸の少ない平面状の均し加工領域Ｗ１を形成する。
均し加工領域Ｗ１を形成後、３軸ステージ機構により図３（ｃ）に示すように刻印機Ａ１を均し加工領域Ｗ１の上方に移動させ、制御回路２５からの指令に応じ駆動回路２５Ａから駆動信号を刻印機Ａ１の電磁コイル８に送ることでスタイラス３を振動させ、ドットを複数打刻することにより、文字や二次元コードなどの情報を均し加工領域Ｗ１に形成することができる。
なお、スタイラス５の平坦部５ａによって均し加工領域Ｗ１を形成すると、ワークＷが金属からなる場合、均し加工領域Ｗ１は表面の硬度が向上する。硬度を向上させた均し加工域Ｗ１にスタイラス３により打刻を行ってドットを形成すると、刻印された文字や二次元コードは型崩れのない綺麗なドットからなる鮮明な文字や二次元コードを形成することができる。
刻印機Ａ１によってワークＷの刻印面に刻印する場合、ワークＷが鋳造品などのように表面に微小凹凸が存在する表面の粗いワークである場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように最初に刻印機Ａ２を用いてワークＷの刻印面にスタイラス５の平坦部５ａを打ち付けてワークＷの刻印するべき領域に図３（ｂ）に示すように凹凸の少ない平面状の均し加工領域Ｗ１を形成する。
均し加工領域Ｗ１を形成後、３軸ステージ機構により図３（ｃ）に示すように刻印機Ａ１を均し加工領域Ｗ１の上方に移動させ、制御回路２５からの指令に応じ駆動回路２５Ａから駆動信号を刻印機Ａ１の電磁コイル８に送ることでスタイラス３を振動させ、ドットを複数打刻することにより、文字や二次元コードなどの情報を均し加工領域Ｗ１に形成することができる。
なお、スタイラス５の平坦部５ａによって均し加工領域Ｗ１を形成すると、ワークＷが金属からなる場合、均し加工領域Ｗ１は表面の硬度が向上する。硬度を向上させた均し加工域Ｗ１にスタイラス３により打刻を行ってドットを形成すると、刻印された文字や二次元コードは型崩れのない綺麗なドットからなる鮮明な文字や二次元コードを形成することができる。
【0028】
図４は、刻印機Ａ１と刻印機Ａ２を用いて刻印する場合、刻印ミスを生じた場合に打ち直しを行う例について示す説明図である。
図４（ａ）に示すようにワークＷの刻印面に打刻を行って文字などの情報を打刻した後、描いた情報に誤りが見つかった場合、該当打刻領域に対し、図４（ｂ）に示すように打刻機Ａ２のスタイラス５の平坦部５ａを打ち付けて打刻領域を均し、該当打刻情報を消去する。
次に、情報を消去した打刻領域に対し、打刻機Ａ１のスタイラス３を用いて再度正確な情報に基づき打刻を行って必要な情報を打刻することができる。
図４（ａ）に示すようにワークＷの刻印面に打刻を行って文字などの情報を打刻した後、描いた情報に誤りが見つかった場合、該当打刻領域に対し、図４（ｂ）に示すように打刻機Ａ２のスタイラス５の平坦部５ａを打ち付けて打刻領域を均し、該当打刻情報を消去する。
次に、情報を消去した打刻領域に対し、打刻機Ａ１のスタイラス３を用いて再度正確な情報に基づき打刻を行って必要な情報を打刻することができる。
【実施例】
【0029】
図２に示す構成であり、シリンダー２の内壁部に２７４回巻きコイルを有する電磁コイル８を備え、ＪＩＳ規定ＳＵＭ２３からなる円柱状の鉄心１３を用いた刻印機Ａ１、Ａ２を有する刻印装置を作製した。シリンダー２の内部で鉄心を上下方向に５ｍｍ振動させ、刻印機のスタイラス３による刻印を行った。刻印機の駆動条件として、２４．５Ａ／４．３ｍｓ通電ＯＮ、１３０ｍｓ通電ＯＦＦの条件とし、一方の刻印機の鉄心下端に超硬合金製の先端に尖塔部を有するピン形状の刻印用スタイラス３を取り付け、他方の刻印機には先端に平坦部を有する超硬合金製の円柱状の均し機能用スタイラス５を取り付けた。
【0030】
アルミニウム合金製鋳物のワークを用い、ワーク表面に均し機能用スタイラス５で均し加工領域を形成し、その均し加工領域に刻印用スタイラス３で刻印した結果を図５に一例として示す。
【0031】
図５は刻印機Ａ２のスタイラス５を用いてワークに作成した均し加工領域に刻印機Ａ１のスタイラス３を用いて内径０．６５ｍｍのドットからなる二次元コードを打刻した状態の一例を示す。また、図６はワークに均し加工を行うことなく直接刻印機Ａ１を用いて刻印領域に二次元コードを打刻した状態の一例を示す。
図５と図６に用いたワークは、アルミニウム合金の鋳造品であり、この鋳造品の鋳肌面に形成したドッドの集合体からなる二次元コードを示している。図５と図６に示す刻印範囲は縦横１３ｍｍ×１３ｍｍ、ドットは約０．６５ｍｍ径の穴であり、前記サイズの刻印範囲に１６ドット×１６ドットの打刻点を形成している。
図６に示すように鋳造品の鋳肌面が粗い場合、読み取り装置による二次元コードの読み取りに支障を来すことがあるが、図５に示すように均し加工領域Ｗ１に形成した二次元コードであるならば、十分に鮮明であり、読み取り装置が読み取りエラーなどを生じることはない。
図５と図６に用いたワークは、アルミニウム合金の鋳造品であり、この鋳造品の鋳肌面に形成したドッドの集合体からなる二次元コードを示している。図５と図６に示す刻印範囲は縦横１３ｍｍ×１３ｍｍ、ドットは約０．６５ｍｍ径の穴であり、前記サイズの刻印範囲に１６ドット×１６ドットの打刻点を形成している。
図６に示すように鋳造品の鋳肌面が粗い場合、読み取り装置による二次元コードの読み取りに支障を来すことがあるが、図５に示すように均し加工領域Ｗ１に形成した二次元コードであるならば、十分に鮮明であり、読み取り装置が読み取りエラーなどを生じることはない。
【0032】
図７（ａ）は、図５に示す均し加工を行った領域と均し加工を行っていない領域の境界領域について、デジタルマイクロスコープで撮影した結果を示す。
図７（ａ）の横軸において０．０μｍ～１０００μｍ近傍がアルミニウム合金鋳造品の鋳肌領域を示し、横軸において１０００μｍ近傍～１７８６．２μｍ近傍が均し加工領域を示す。図７（ｂ）に図７（ａ）の縦軸１０００.０μｍを示すラインに沿って測定した各部の深さを示すが、均し加工領域ではアルミニウム合金鋳物の表面を平坦な面に均すことができていることが明らかである。
図７（ａ）の横軸において０．０μｍ～１０００μｍ近傍がアルミニウム合金鋳造品の鋳肌領域を示し、横軸において１０００μｍ近傍～１７８６．２μｍ近傍が均し加工領域を示す。図７（ｂ）に図７（ａ）の縦軸１０００.０μｍを示すラインに沿って測定した各部の深さを示すが、均し加工領域ではアルミニウム合金鋳物の表面を平坦な面に均すことができていることが明らかである。
【0033】
図８（ａ）はアルミニウム合金（Ａ５０５２）の板材からなるの刻印面に対し、打刻機Ａ１により内径０．６５ｍｍのドットを打刻してＡの文字を描いた状態の一例を示す。
図８（ｂ）はＡの文字を打刻した情報が間違っていた場合、打刻機Ａ２のスタイラス５による打刻を行って、刻印領域の表面を均し、刻印領域の情報を消去した状態の一例を示す。
図８（ｃ）は情報を消去した刻印領域に対し、再度打刻機Ａ１のスタイラス３によるドットの打刻を行ってＣの文字を描いた状態の一例を示す。
打刻機Ａ１のスタイラス３と打刻機Ａ２のスタイラス５を用いて図８（ａ）～（ｃ）に示すように打刻と消去と再打刻を行うことによって打刻ミスを生じた場合であっても、打刻情報の修正、打ち直しができることが明らかである。
図８（ｂ）はＡの文字を打刻した情報が間違っていた場合、打刻機Ａ２のスタイラス５による打刻を行って、刻印領域の表面を均し、刻印領域の情報を消去した状態の一例を示す。
図８（ｃ）は情報を消去した刻印領域に対し、再度打刻機Ａ１のスタイラス３によるドットの打刻を行ってＣの文字を描いた状態の一例を示す。
打刻機Ａ１のスタイラス３と打刻機Ａ２のスタイラス５を用いて図８（ａ）～（ｃ）に示すように打刻と消去と再打刻を行うことによって打刻ミスを生じた場合であっても、打刻情報の修正、打ち直しができることが明らかである。
【符号の説明】
【0034】
Ａ１、Ａ２…刻印機、２…シリンダー、３…刻印用スタイラス、５…均し機能用スタイラス、５ａ…平坦部、６…軸受部、７…軸受部材、８…電磁コイル、９…軸受筒、
１２…凹部、１３…鉄心、１５…クッション部材、１６、１７…開口部、
１８…上部通気孔、２１…ばね部材、２２…下部通気孔、２５…駆動回路、
３０…空気供給孔、３１…空気供給源、３４…凹部、３５…スタイラスホルダ、
３６…下部通気孔、３６ａ、３６ｂ…開口部、３８…通気溝、３９…上部通気孔、
Ｗ…ワーク。
１２…凹部、１３…鉄心、１５…クッション部材、１６、１７…開口部、
１８…上部通気孔、２１…ばね部材、２２…下部通気孔、２５…駆動回路、
３０…空気供給孔、３１…空気供給源、３４…凹部、３５…スタイラスホルダ、
３６…下部通気孔、３６ａ、３６ｂ…開口部、３８…通気溝、３９…上部通気孔、
Ｗ…ワーク。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】