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(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】2025-02-04
(45)【発行日】2025-02-13
(54)【発明の名称】マーキング装置
(51)【国際特許分類】
H05K 3/00 20060101AFI20250205BHJP
B43K 8/02 20060101ALI20250205BHJP
【ＦＩ】
H05K3/00 P
B43K8/02
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021030737
(22)【出願日】2021-02-26
(65)【公開番号】P2022131675
(43)【公開日】2022-09-07
【審査請求日】2024-01-18
(73)【特許権者】
【識別番号】000002233
【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100142619
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100125690
【弁理士】
【氏名又は名称】小平 晋
(74)【代理人】
【識別番号】100153316
【弁理士】
【氏名又は名称】河口 伸子
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 史朗
(72)【発明者】
【氏名】吉田 昇悟
【審査官】関 信之
(56)【参考文献】
【文献】実開平０１－０６７７７８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０１－０８７５７７（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開平０７－０２７１８１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０００－０１５１７０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｋ ３／００
Ｂ４３Ｋ ８／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースと、前記ベースに搭載された上下駆動機構と、
前記上下駆動機構によって上下方向に駆動される可動ブロックと、
フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先が下向きとされたマーキングペンを備え、前記可動ブロックに上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッドと、
前記マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力を前記マーキングヘッドに印加するコイルバネを含み、前記コイルバネの長さを調整することより、前記マーキングペンによってワークにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構と、
を含むマーキングユニットを有し、
前記コイルバネは、前記マーキングヘッドと前記可動ブロックとの間で上下方向に圧縮された状態に配置された圧縮コイルバネであり、
前記ペン圧調整機構は、前記マーキングヘッドに設けられた第１バネ受け部材と、位置調整用の固定具によって前記可動ブロックに固定され、前記第１バネ受け部と上下方向で対向する部分の間に前記圧縮コイルバネが配置された第２バネ受け部材と、を備え、
前記固定具によって前記可動ブロックに固定される前記第２バネ受け部材の上下方向の位置の調整によって前記圧縮コイルバネの上下方向の長さが調整されることを特徴とするマーキング装置。
【請求項2】
請求項１に記載のマーキング装置において、前記第１バネ受け部材は、前記圧縮コイルバネが周りに配置される軸部と、前記軸部の上端側で突出して前記圧縮コイルバネの上端が当接する受け部と、を備え、
前記第２バネ受け部材は、上下方向の途中位置が前記固定具によって前記可動ブロックに固定された第１板部と、前記第１板部から折れ曲がって前記圧縮コイルバネの下端が当接する第２板部と、を備えていることを特徴とするマーキング装置。
【請求項3】
ベースと、
前記ベースに搭載された上下駆動機構と、
前記上下駆動機構によって上下方向に駆動される可動ブロックと、
フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先が下向きとされたマーキングペンを備え、前記可動ブロックに上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッドと、
前記マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力を前記マーキングヘッドに印加するコイルバネを含み、前記コイルバネの長さを調整することより、前記マーキングペンによってワークにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構と、
を含むマーキングユニットを有し、
前記ベースに搭載された回転駆動機構を有し、
前記マーキングヘッドは、前記マーキングペンを保持するペンホルダを含み、
前記ペンホルダは、中心から径方向にずれた偏心位置に前記マーキングペンを保持する円盤状の内側部材と、ラジアル軸受を介して前記内側部材を前記内側部材の中心を通って上下方向に延在する回転中心軸線周りに回転可能に支持する外側部材と、を含み、
前記回転駆動機構は、前記回転中心軸線周りに前記内側部材を回転させることを特徴とするマーキング装置。
【請求項4】
請求項３に記載のマーキング装置において、前記内側部材は、中心から径方向にずれた偏心位置に前記マーキングペンを保持する円盤状の第１部材と、前記ラジアル軸受を介して前記回転中心軸線周りに回転可能に前記外側部材に支持され、前記回転中心軸線から径方向にずれた偏心位置に前記第１部材が固定された第２部材と、を備え、
前記第１部材は、前記第２部材に固定する際の角度位置を変更可能であることを特徴とするマーキング装置。
【請求項5】
ベースと、
前記ベースに搭載された上下駆動機構と、
前記上下駆動機構によって上下方向に駆動される可動ブロックと、
フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先が下向きとされたマーキングペンを備え、前記可動ブロックに上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッドと、
前記マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力を前記マーキングヘッドに印加するコイルバネを含み、前記コイルバネの長さを調整することより、前記マーキングペンによってワークにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構と、
を含むマーキングユニットを有し、
前記マーキングヘッドが上方で待機している期間、前記ペン先に被さるキャップが前記ベースに保持されていることを特徴とするマーキング装置。
【請求項6】
請求項５に記載のマーキング装置において、前記キャップは、前記マーキングペンの外周面または前記ペンホルダの下面に当接する円環状のシール部材を備えることを特徴とするマーキング装置。
【請求項7】
ベースと、
前記ベースに搭載された上下駆動機構と、
前記上下駆動機構によって上下方向に駆動される可動ブロックと、
フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先が下向きとされたマーキングペンを備え、前記可動ブロックに上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッドと、
前記マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力を前記マーキングヘッドに印加するコイルバネを含み、前記コイルバネの長さを調整することより、前記マーキングペンによってワークにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構と、
を含むマーキングユニットを有し、
前記マーキングペンによって前記ワークにマーキングしたマークを監視する監視装置が前記ベースに保持されていることを特徴とするマーキング装置。
【請求項8】
請求項１から７までの何れか一項に記載のマーキング装置において、前記ワークは平板状であり、
前記ワークと前記マーキングユニットとを前記ワークの面内方向で交差する２方向に相対移動させる駆動機構を有することを特徴とするマーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マーキングペンを備えたマーキング装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プリント配線板等の平板状のワークについては、検査工程において不具合品と判定されたものに対し、不具合の発生個所にマーキングを行い、不具合の発生原因の解析等を行うことがある。かかるマーキングを人手によりマーキングするのは非常に効率が悪い。そこで、検査工程において不具合品と判定されたものをマーキング装置において、サインペン等のマーキングペンによって不具合の発生個所に自動的にマーキングする技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０００－１５１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
マーキングペンは、ペン先がフェルト、合成繊維、または合成樹脂によって構成されており、ペン先の形状や寸法が変化しやすい。また、マーキングペンでは、毛管現象によってペン先へのインクの供給が行われるため、ペン先へのインクの供給が変化しやすい。このため、マーキングペンによってマーキングを施す際、ペン圧が低すぎると、マークが掠れてしまう一方、ペン圧が高すぎると、ペン先が潰れてしまう等、適正にマーキングを行うことが難しいという問題点がある。しかしながら、特許文献１には、かかる問題点に対する対策が開示されていない。
【0005】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、マーキングペンによって適正にマーキングを行うことのできるマーキング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明に係るマーキング装置は、ベースと、前記ベースに搭載された上下駆動機構と、前記上下駆動機構によって上下方向に駆動される可動ブロックと、フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先が下向きとされたマーキングペンを備え、前記可動ブロックに上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッドと、前記マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力を前記マーキングヘッドに印加するコイルバネを含み、前記コイルバネの長さを調整することより、前記マーキングペンによってワークにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構と、を含むマーキングユニットを有することを特徴とする。
【0007】
本発明では、マーキングペンを含むマーキングヘッドを上下駆動機構によって駆動することによって、マーキングペンのペン先でワークにマーキングを施す。また、マーキングヘッドには、圧縮コイルバネによって、マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力が印加されているため、マーキングヘッドの自重と圧縮コイルバネの付勢力との差によって、ペン圧が規定される。従って、ペン圧調整機構によって圧縮コイルバネの上下方向の長さを調整することによって、圧縮コイルバネの付勢力を変化させることができるので、ペン圧を適正なレベルに調整することができる。それ故、マーキングする際の掠れの発生やペン先の潰れの発生を抑制することができる等、マーキングペンによって適正にマーキングを行うことができる。
【0008】
本発明において、前記コイルバネは、前記マーキングヘッドと前記可動ブロックとの間で上下方向に圧縮された状態に配置された圧縮コイルバネであり、前記ペン圧調整機構は、前記マーキングヘッドに設けられた第１バネ受け部材と、位置調整用の固定具によって前記可動ブロックベースに固定され、前記第１バネ受け部と上下方向で対向する部分の間に前記圧縮コイルバネが配置された第２バネ受け部材と、を備え、前記固定具によって前記可動ブロックに固定される前記第２バネ受け部材の上下方向の位置の調整によって前記圧縮コイルバネの上下方向の長さが調整される態様を採用することができる。
【0009】
本発明において、前記第１バネ受け部材は、前記圧縮コイルバネが周りに配置される軸部と、前記軸部の上端側で突出して前記圧縮コイルバネの上端が当接する受け部と、を備え、前記第２バネ受け部材は、上下方向の途中位置が前記固定具によって前記可動ブロックベースに固定された第１板部と、前記第１板部から折れ曲がって前記圧縮コイルバネの下端が当接する第２板部と、を備えている態様を採用することができる。
【0010】
本発明において、前記ベースに搭載された回転駆動機構を有し、前記マーキングヘッドは、前記マーキングペンを保持するペンホルダを含み、前記ペンホルダは、中心から径方向にずれた偏心位置に前記マーキングペンを保持する円盤状の内側部材と、ラジアル軸受を介して前記内側部材を前記内側部材の中心を通って上下方向に延在する回転中心軸線周りに回転可能に支持する外側部材と、を含み、前記回転駆動機構は、前記回転中心軸線周りに前記内側部材を回転させる態様を採用することができる。かかる態様によれば、ワークを円弧状に移動させることができるので、円弧状あるいは円形のマークをワークに付すことができる。
【0011】
本発明において、前記内側部材は、中心から径方向にずれた偏心位置に前記マーキングペンを保持する円盤状の第１部材と、前記ラジアル軸受を介して前記回転中心軸線周りに回転可能に前記外側部材に支持され、前記回転中心軸線から径方向にずれた偏心位置に前記第１部材が固定された第２部材と、を備え、前記第１部材は、前記第２部材に固定する際の角度位置を変更可能である態様を採用することができる。かかる態様によれば、第２部材に第１部材を固定した際の角度位置によって、回転中心軸線とペン先との距離が変化するので、ワークに付すマークの曲率半径を変化させることができる。
【0012】
本発明において、前記マーキングヘッドが上方で待機している期間、前記ペン先に被さるキャップが前記ベースに保持されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ペン先からのインクの蒸発や凝固を抑制することができる。
【0013】
本発明において、前記キャップは、前記マーキングペンの外周面または前記ペンホルダの下面に当接する円環状のシール部材を備える態様を採用することができる。かかる態様によれば、ペン先からのインクの蒸発や凝固を効果的に抑制することができる。
【0014】
本発明において、前記マーキングペンによって前記ワークにマーキングしたマークを監視する監視装置が前記ベースに保持されている態様を採用することができる。かかる態様によれば、ワークに付したマークの監視結果に基づいて、掠れの発生を予期することができる。
【0015】
本発明において、前記ワークは平板状であり、前記ワークと前記マーキングユニットとを前記ワークの面内方向で交差する２方向に相対移動させる駆動機構を有する態様を採用することができる。かかる態様によれば、ワークの所定位置にマーキングを行うことができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明では、マーキングペンを含むマーキングヘッドを上下駆動機構によって駆動することによって、マーキングペンのペン先でワークにマーキングを施す。また、マーキングヘッドには、圧縮コイルバネによって、マーキングヘッドの自重に抗する上向きの付勢力が印加されているため、マーキングヘッドの自重と圧縮コイルバネの付勢力との差によって、ペン圧が規定される。従って、ペン圧調整機構によって圧縮コイルバネの上下方向の長さを調整することによって、圧縮コイルバネの付勢力を変化させることができるので、ペン圧を適正なレベルに調整することができる。それ故、マーキングする際の掠れの発生やペン先の潰れの発生を抑制することができる等、マーキングペンによって適正にマーキングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施の形態１に係るマーキング装置によって付されるマークの説明図。
【図2】本発明の実施の形態１に係るマーキング装置の側面図。
【図8】本発明の実施の形態２に係るマーキング装置の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明おいて、互いに直交する３つの方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向として説明する。Ｘ軸方向は幅方向であり、Ｙ軸方向は前後方向であり、Ｚ軸方向は上下方向である。
［第１実施の形態］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマーキング装置１によって付されるマークＭの説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るマーキング装置１の側面図である。
［第１実施の形態］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るマーキング装置１によって付されるマークＭの説明図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るマーキング装置１の側面図である。
【0019】
図１において、表示パネルやプリント配線板等の平板状のワークＷにおいて、検査工程において不具合品と判定されたものに対し、不具合の発生個所にマーキングを行い、不具合合の発生原因の解析等を行うことがある。マークＭは、不具合の発生個所を囲むように形成される。本形態において、マークＭは円弧状あるいは円形である。本形態において、マークＭは、周方向の一部Ｍ０が欠落した円弧状である。
【0020】
図２に示すように、マーキング装置１は、機台３の上方位置に、ワークＷが配置されるワーク載置面２と、ワークＷにマーキングを施すマーキングユニット１０とが設けられている。マーキング装置１には、マーキングユニット１０とワークＷとをワークＷの面内方向で互いに交差するＸ軸方向、およびＹ軸方向に相対移動させる駆動機構が設けられている。例えば、図２に矢印Ｘ０、Ｙ０で示すように、マーキング装置１には、マーキングユニット１０をＸ軸方向に駆動するＸ軸駆動機構１１と、マーキングユニット１０をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構１２とが設けられている。ワークＷは、直接、あるいはトレイ等に搭載された状態でワーク載置面２に載置される。ワークＷは、例えば、マーキング装置１とは別の検査機器で検査された後、不具合が発生しているワークＷのみがロボット等によってワーク載置面２に搬送され、その後、マーキングユニット１０によって、図１に示すマークＭがマーキングユニット１０によって付される。また、検査機器がワーク載置面２に載置された状態でワークＷを検査し、不具合が発生している場合に、マーキングユ
ニット１０によって、図１に示すマークＭがマーキングユニット１０によって付されることもある。いずれの場合も、検査機器は、ワークＷにおいて不具合が発生している箇所のＸＹ座標をマーキング装置１に出力し、マーキング装置１は、検査機器から出力されたＸＹ座標に対応する位置にマークＭを付す。また、ワーク載置面２には、ワークＷが１つ載置されているが、ワークＷが複数載置されることもある。
ニット１０によって、図１に示すマークＭがマーキングユニット１０によって付されることもある。いずれの場合も、検査機器は、ワークＷにおいて不具合が発生している箇所のＸＹ座標をマーキング装置１に出力し、マーキング装置１は、検査機器から出力されたＸＹ座標に対応する位置にマークＭを付す。また、ワーク載置面２には、ワークＷが１つ載置されているが、ワークＷが複数載置されることもある。
【0021】
（マーキングユニット１０の構成）
図３は、図２に示すマーキングユニット１０の上下駆動機構３０等を示す側面図である。図４は、図２に示すマーキングユニット１０の回転駆動機構７０等を示す正面図である。図５は、図２に示すマーキング装置１のキャップ８０等の説明図である。
図３は、図２に示すマーキングユニット１０の上下駆動機構３０等を示す側面図である。図４は、図２に示すマーキングユニット１０の回転駆動機構７０等を示す正面図である。図５は、図２に示すマーキング装置１のキャップ８０等の説明図である。
【0022】
図３および図４に示すように、マーキングユニット１０は、以下に説明する各部材を支持するベース２０と、ベース２０の垂直板２０１に固定された上下駆動機構３０と、上下駆動機構３０によってベース２０に対して上下方向に駆動される可動ブロック４０と、可動ブロック４０に上下方向に移動可能に支持されたマーキングヘッド５０とを備えている。ベース２０は、垂直板２０１、および垂直板２０１の端部で水平に折れ曲がった水平板２０２、２０３等を有する。上下駆動機構３０は、可動ブロック４０が下方に連結された流体圧シリンダ装置３１であり、ベース２０の垂直板２０１に固定されている。マーキングヘッド５０は、フェルト、合成繊維、または合成樹脂からなるペン先５ａが下向きとされたマーキングペン５を備えており、マーキングペン５は、油性インクを適宜補充できるタイプのペンである。
【0023】
マーキングヘッド５０は、マーキングペン５を保持するペンホルダ５１を含む。ペンホルダ５１は、中心から径方向にずれた偏心位置にマーキングペン５を保持する円盤状の内側部材５２と、円筒状のラジアル軸受５３を介して内側部材５２を内側部材５２の中心を通って上下方向に延在する回転中心軸線Ｌ周りに回転可能に支持する外側部材５４とを含む。
【0024】
図５に示すように、内側部材５２は、内側にペンホルダ５１を保持する円筒状のカラーからなる第１部材５２１と、第１部材５２１がボルト５９２によって内側に固定された第２部材５２２と、第１部材５２１の下端部にボルト５９３によって固定されたストッパ５２３とを備えており、ストッパ５２３は、マーキングペン５の先端側に係合している。従って、マーキングペン５は、第１部材５２１の内側に上方から挿入可能であるが、ストッパ５２３によって第１部材５２１から下方に抜け落ちることが防止されている。なお、第２部材５２２には、ラジアル軸受５３を支持する支持板５９０がボルト５９１によって固定されている。
【0025】
再び図３および図４において、マーキングヘッド５０において、外側部材５４からは上方に垂直軸５６が延在しており、可動ブロック４０は、ペンホルダ５１の垂直軸５６を上下方向に移動可能に支持する筒状部材４１が固定されている。従って、マーキングヘッド５０は、垂直軸５６を介して可動ブロック４０に上下方向に移動可能に支持されている。ペンホルダ５１において、外側部材５４は、垂直軸５６および筒状部材４１によって回転不能である。
【0026】
垂直軸５６の上端部には、筒状部材４１に上方から当接するストッパ５７が当接している。従って、流体圧シリンダ装置３１が可動ブロック４０を下降させると、ペンホルダ５１を含むマーキングヘッド５０は、垂直軸５６が筒状部材４１にガイドされながら自重によって下降する。また、流体圧シリンダ装置３１が可動ブロック４０を上昇させると、マーキングヘッド５０は上昇する。本形態では、外側部材５４と可動ブロック４０との間には、マーキングペン５の周りに垂直軸５６、筒状部材４１、およびストッパ５７が２組設
けられている。
けられている。
【0027】
ベース２０と可動ブロック４０との間にはショックアブソーバー２６が設けられている。ショックアブソーバー２６は、可動ブロック４０が下降する際に下降端での下降速度を減衰させる。可動ブロック４０には、流体圧シリンダ装置３１と隣り合うように垂直板４２が連結されており、垂直板４２とベース２０との間にはショックアブソーバー２７が設けられている。ショックアブソーバー２７は、可動ブロック４０が上昇する際に、上降端での下降速度を減衰させるとともに、可動ブロック４０の上昇位置を規定するストッパとして作用する。
【0028】
マーキングユニット１０は、ベース２０の水平板２０２に搭載された回転駆動機構７０を有している。回転駆動機構７０は、ペンホルダ５１の内側部材５２を回転中心軸線Ｌ周りに回転させる。より具体的には、内側部材５２からは上方に向けて垂直軸５５が延在している一方、回転駆動機構７０は、ロータリーアクチュエータ７１と、ロータリーアクチュエータ７１の出力軸７２に連結された水平板７３と、水平板７３の端部から下方に延在する垂直板７４とを備えており、垂直板７４の側面には、垂直軸５５に両側から当接する２つのローラ７５が取り付けられている。従って、ロータリーアクチュエータ７１の出力軸７２が回転して水平板７３および垂直板７４が回転中心軸線Ｌ周りに回転した際、内側部材５２が垂直軸５５とともに回転する。なお、垂直軸５５には、マーキングペン５の上端部が当接する押さえ部材５８が固定されている。
【0029】
このように構成したマーキングユニット１０では、ペンホルダ５１の外側部材５４が固定されている一方、内側部材５２は、回転駆動機構７０に接続されている。また、マーキングペン５の中心軸線Ｌ０は、回転中心軸線Ｌから離間している。また、回転駆動機構７０は、内側部材５２を３６０°未満の角度範囲で回転させる。このため、マーキングペン５のペン先５ａは、図１に示すように、周方向の一部Ｍ０が欠落した円弧状のマークＭをワークＷに付すことができる。
【0030】
（ペン圧調整機構９０の構成）
図３において、マーキングユニット１０では、マーキングヘッド５０の自重Ｇを利用してマーキングペン５のペン先５ａをワークＷに当接させてマーキングを施す。本形態において、可動ブロック４０とマーキングヘッド５０との間には、マーキングヘッド５０の自重Ｇに抗する上向きの付勢力Ｓをマーキングヘッド５０に印加するコイルバネ９４が配置されている。従って、ワークＷにマーキングを施す際にペン先５ａがワークＷに当接する力であるペン圧は、マーキングヘッド５０の自重Ｇからコイルバネ９４の付勢力Ｓを減算した値である。
図３において、マーキングユニット１０では、マーキングヘッド５０の自重Ｇを利用してマーキングペン５のペン先５ａをワークＷに当接させてマーキングを施す。本形態において、可動ブロック４０とマーキングヘッド５０との間には、マーキングヘッド５０の自重Ｇに抗する上向きの付勢力Ｓをマーキングヘッド５０に印加するコイルバネ９４が配置されている。従って、ワークＷにマーキングを施す際にペン先５ａがワークＷに当接する力であるペン圧は、マーキングヘッド５０の自重Ｇからコイルバネ９４の付勢力Ｓを減算した値である。
【0031】
マーキングユニット１０には、コイルバネ９４を利用して、マーキングペン５によってワークＷにマーキングする際のペン圧を調整するペン圧調整機構９０が設けられている。ペン圧調整機構９０では、コイルバネ９４の長さを調整することより、付勢力Ｓを調整し、ペン圧を調整する。
【0032】
本形態において、コイルバネ９４は、可動ブロック４０とマーキングヘッド５０との間で上下方向に圧縮された状態に配置された圧縮コイルバネ９５である。ペン圧調整機構９０は、圧縮コイルバネ９５と、マーキングヘッド５０に固定された第１バネ受け部材９１と、位置調整用の固定具９３によって可動ブロック４０に固定された第２バネ受け部材９２とを備えており、第１バネ受け部材９１と第２バネ受け部材９２とが上下方向で対向する部分の間に圧縮コイルバネ９５が配置されている。従って、固定具９３によって可動ブロック４０に固定された際の第２バネ受け部材９２の上下方向の位置によって圧縮コイルバネ９５の上下方向の長さが調整される。
【0033】
より具体的には、第１バネ受け部材９１は、圧縮コイルバネ９５が周りに配置される軸部９１１と、軸部９１１の上端側で突出して圧縮コイルバネ９５の上端が当接する受け部９１２とを備えている。第２バネ受け部材９２は、上下方向の途中位置が固定具９３によって可動ブロック４０に固定された第１板部９２１と、第１板部９２１の下端部から折れ曲がって圧縮コイルバネ９５の下端が当接する第２板部９２２とを備えており、第１バネ受け部材９１の受け部９１２と第２バネ受け部材９２の第２板部９２２との間に圧縮コイルバネ９５が圧縮された状態で配置される。固定具９３はボルトである。第２板部９２２には上下方向に延在する長穴９２３が設けられ、可動ブロック４０の側面は、固定具９３が止められるネジ穴が形成されている。このため、長穴９２３の上下方向の範囲内において、固定具９３によって第２バネ受け部材９２を可動ブロック４０に固定する際の上下位置を調整することができる。
【0034】
本形態のペン圧調整機構９０では、圧縮コイルバネ９５、第１バネ受け部材９１、第２バネ受け部材９２および固定具９３が２組設けられている。
【0035】
かかるペン圧調整機構９０では、可動ブロック４０の上面からの第２バネ受け部材９２の上端部分の高さｈを調整する。例えば、マーキングヘッド５０の自重Ｇが８５０ｇであり、圧縮コイルバネ９５の自由長が４５ｍｍで、圧縮コイルバネ９５の１本当たりのバネ定数を８１ｇ／ｍｍであるとき、高さｈを変化させたときの圧縮コイルバネ９５の圧縮長（ｍｍ）、圧縮コイルバネ９５の２本分の付勢力Ｓ、およびペン圧（ｇ）は以下の通りである。
高さｈ 圧縮長 付勢力Ｓ ペン圧
３１ ３９．５ ８９１ －４１
３０ ４０．５ ７２９ １２１
２９ ４１．５ ５６７ ２８３
２８ ４２．５ ４０５ ４４５
２７ ４３．５ １１７ ７３３
２６ ４４．５ ５２ ７９８
高さｈ 圧縮長 付勢力Ｓ ペン圧
３１ ３９．５ ８９１ －４１
３０ ４０．５ ７２９ １２１
２９ ４１．５ ５６７ ２８３
２８ ４２．５ ４０５ ４４５
２７ ４３．５ １１７ ７３３
２６ ４４．５ ５２ ７９８
【0036】
従って、例えば、ペン圧の適正値が４４５ｇであれば、高さｈを２８ｍｍとすることによって、最適なペン圧を実現することができる。それ故、マーキングを行う際、インクの掠れや、ペン先５ａの変形等の不具合が発生しにくい。
【0037】
（監視装置６０の構成）
マーキングユニット１０では、マーキングペン５によってワークＷにマーキングしたマークＭを監視する監視装置６０がベース２０に保持されている。監視装置６０は、マークＭの掠れ度合等を監視し、マーキングペン５にインクを補充するタイミングを検出する。
マーキングユニット１０では、マーキングペン５によってワークＷにマーキングしたマークＭを監視する監視装置６０がベース２０に保持されている。監視装置６０は、マークＭの掠れ度合等を監視し、マーキングペン５にインクを補充するタイミングを検出する。
【0038】
本形態では、ベース２０の水平板２０２に固定された支持軸６５の下端部に監視装置６０が保持されており、監視装置６０はマーキングヘッド５０の側方に位置する。監視装置６０は、マークＭを撮像する撮像装置であり、ワークＷの表面を適正に監視できるように角度を５°程度、傾けてある。
【0039】
（キャップ８０の構成）
図４において、マーキング装置１は、マーキングヘッド５０が上方で待機している期間、ペン先５ａに下方から被さるキャップ８０を有している。キャップ８０は、図２に示す機台３から上方に延在する支柱４に、図４に示す連結部材８６、８７、８８、８９を介して固定されており、マーキングヘッド５０の下方に位置する。なお、連結部材８６とベース２０の水平板２０３との間には、マーキングユニット１０をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆
動機構１２が設けられている。
図４において、マーキング装置１は、マーキングヘッド５０が上方で待機している期間、ペン先５ａに下方から被さるキャップ８０を有している。キャップ８０は、図２に示す機台３から上方に延在する支柱４に、図４に示す連結部材８６、８７、８８、８９を介して固定されており、マーキングヘッド５０の下方に位置する。なお、連結部材８６とベース２０の水平板２０３との間には、マーキングユニット１０をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆
動機構１２が設けられている。
【0040】
キャップ８０は、ペン先５ａが収容される凹部８１の開口縁にマーキングペン５の外周面に当接する円環状のシール部材８２を備える。シール部材８２は、ゴム等からなる。ここで、キャップ８０は、マーキングヘッド５０の下方位置にあるが、マーキング装置１には、マーキングヘッド５０を上下方向に駆動する上下駆動機構３０と、マーキングユニット１０をＹ軸方向に駆動するＹ軸駆動機構１２が設けられている。従って、マーキングヘッド５０については、ワークＷにマーキングを施す際にはキャップ８０を避けた位置で上下方向に移動させることができ、待機位置ではキャップ８０と上下方向で重なる位置でマーキングヘッド５０を上下方向に移動させることによりキャップ８０への装着およびキャップ８０の脱離が行われる。なお、ペンホルダ５１が、後述する図８および図９に示す態様の場合、ペンホルダの下面に当接するように円環状のシール部材８２を設けてもよい。
【0041】
【0042】
本形態のマーキング装置１において、上下駆動機構３０は、マーキングヘッド５０の高さ位置を最上端、最下端、および中間の３段階に切り替える。図４には、マーキングヘッド５０が最上端に位置する様子が示されており、ペン先５ａはキャップ８０に装着されていない。
【0043】
この状態から上下駆動機構３０が可動ブロック４０を下降させると、マーキングヘッド５０が下降する。その結果、図６に示すように、ペン先５ａがキャップ８０の凹部８１の内側に嵌り、マーキングペン５の外周面にシール部材８２が当接する待機状態となる。従って、待機状態では、ペン先５ａからのインクの蒸発やインクの凝固が発生しにくい。
【0044】
この状態で、上下駆動機構３０が可動ブロック４０を上昇させると、マーキングヘッド５０が最上端まで上昇し、図４に示す状態となる。次に、Ｙ軸駆動機構１２がマーキングヘッド５０をＹ軸方向に駆動すると、マーキングヘッド５０は、キャップ８０と上下方向で重ならない位置に移動する。次に、上下駆動機構３０が可動ブロック４０を下降させると、図７に示すように、マーキングヘッド５０が最下端まで下降し、ペン先５ａがワークＷに当接する。その際、ペン先５ａは、ペン圧調整機構９０によって設定された最適なペン圧でワークＷに当接する。従って、回転駆動機構７０がペンホルダ５１の内側部材５２を回転中心軸線Ｌ周りに回転させると、ワークＷにマークＭが付される。
【0045】
このようにしてマーキングが終了した後は、上下駆動機構３０がマーキングヘッド５０を最上端まで上昇させた後、Ｙ軸駆動機構１２がマーキングヘッド５０をキャップ８０の真上位置に移動させ、しかる後、図６に示すように、上下駆動機構３０がマーキングヘッド５０を中間位置まで下降させる。その結果、マーキングヘッド５０は再び、待機状態となる。
【0046】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２に係るマーキング装置１の説明図である。図９は、図８に示す状態からマークＭの曲率半径を変更したときの説明図である。図８および図９には、マーキングヘッド５０、ペンホルダ５１、および第１部材５２１の各々を拡大して模式的に示してある。但し、図８および図９において、最上段に示すマーキングヘッド５０の断面では、マーキングヘッド５０の切断位置を各部材が示される位置に設定してある。また、図８および図９には、回転中心軸線Ｌが通る内側部材５２の中心Ｏ５２（第２部材５２２の中心）を白丸で示し、マーキングペン５の中心軸線Ｌ０が通る位置Ｏ５を黒丸で示
し、第１部材５２１の中心Ｏ５２１を「＋」で示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
図８は、本発明の実施の形態２に係るマーキング装置１の説明図である。図９は、図８に示す状態からマークＭの曲率半径を変更したときの説明図である。図８および図９には、マーキングヘッド５０、ペンホルダ５１、および第１部材５２１の各々を拡大して模式的に示してある。但し、図８および図９において、最上段に示すマーキングヘッド５０の断面では、マーキングヘッド５０の切断位置を各部材が示される位置に設定してある。また、図８および図９には、回転中心軸線Ｌが通る内側部材５２の中心Ｏ５２（第２部材５２２の中心）を白丸で示し、マーキングペン５の中心軸線Ｌ０が通る位置Ｏ５を黒丸で示
し、第１部材５２１の中心Ｏ５２１を「＋」で示してある。なお、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【0047】
図８に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、ペンホルダ５１は、中心Ｏ５２から径方向にずれた偏心位置にマーキングペン５を保持する円盤状の内側部材５２と、円筒状のラジアル軸受５３を介して内側部材５２を内側部材５２の中心を通って上下方向に延在する回転中心軸線Ｌ周りに回転可能に支持する外側部材５４とを含んでいる。内側部材５２は、内側にペンホルダ５１を保持する円筒状のカラーからなる第１部材５２１と、第１部材５２１が内側に固定された第２部材５２２と、第１部材５２１の下端部に固定されたストッパ５２３とを備えており、ストッパ５２３は、マーキングペン５の先端側に係合している。
【0048】
ここで、内側部材５２の中心Ｏ５２は、回転中心軸線Ｌが通る位置であり、第２部材５２２の中心と一致している。第１部材５２１は、中心Ｏ５２１から径方向にずれた偏心位置にマーキングペン５を保持しており、第２部材５２２は、ラジアル軸受５３を介して回転中心軸線Ｌ周りに回転可能に外側部材５４に支持されている。また、第２部材５２２には、回転中心軸線Ｌから径方向にずれた偏心位置に第１部材５２１がボルト５９２によって固定されている。また、第２部材５２２に止められた複数のボルト５９２のうちの一部のボルト５９２は、第１部材５２１の円弧状のガイド溝５２１ａの内側に嵌って周方向のガイド軸を構成している。
【0049】
ここで、第２部材５２２の中心（内側部材５２の中心Ｏ５２）に対して第１部材５２１の中心Ｏ５２１がずれている方向は、第１部材５２１の中心Ｏ５２１に対してマーキングペン５の中心軸線Ｌ０がずれている方向と反対側である。従って、回転中心軸線Ｌに対してマーキングペン５がずれている距離ｄ０は、以下に示すように、第２部材５２２に対して第１部材５２１がずれている距離ｄ１から第１部材５２１に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ２を減算した値である。
ｄ０＝ｄ１－ｄ２
ｄ０＝ｄ１－ｄ２
【0050】
例えば、第２部材５２２に対して第１部材５２１がずれている距離ｄ１が４．５ｍｍで、第１部材５２１に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ２が２ｍｍである場合、第２部材５２２に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ０は２．５ｍｍとなる。従って、図１に示すマークＭの曲率半径は２．５ｍｍである。
【0051】
本形態では、第２部材５２２に第１部材５２１を固定する際、第１部材５２１の角度方向を変えることができるように、ボルト５９２の固定位置等が設定されている。従って、図９に示すように、第２部材５２２の中心（内側部材５２の中心Ｏ５２）に対して第１部材５２１の中心Ｏ５２１がずれている方向を、第１部材５２１の中心Ｏ５２１に対してマーキングペン５の中心軸線Ｌ０がずれている方向と同一の側とすることができる。この場合、回転中心軸線Ｌに対してマーキングペン５がずれている距離ｄ０は、以下に示すように、第２部材５２２に対して第１部材５２１がずれている距離ｄ１に対して、第１部材５２１に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ２を加算した値である。
ｄ０＝ｄ１＋ｄ２
ｄ０＝ｄ１＋ｄ２
【0052】
従って、第２部材５２２に対して第１部材５２１がずれている距離ｄ１が４．５ｍｍで、第１部材５２１に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ２が２ｍｍである場合、第２部材５２２に対してマーキングペン５がずれている距離ｄ０は６．５ｍｍとなる。従って、図１に示すマークＭの曲率半径は６．５ｍｍである。
【0053】
それ故、第２部材５２２に第１部材５２１を固定する際の角度位置を変更することによって、マークＭの曲率半径を変更することができる。
【0054】
［その他の実施の形態］
上記の実施の形態において、マークＭは、周方向の一部Ｍ０が欠落した円弧状であったが、円形のマークＭを付す構成であってもよい。また、上記の実施の形態において、マークＭを付す際、マーキングペン５を回転させる構成であったが、マーキングペン５を回転させずにペン先５ａをワークＷに当接させるタイプのマーキング装置において、ペン圧を調整する場合に本発明を適用してもよい。
上記の実施の形態において、マークＭは、周方向の一部Ｍ０が欠落した円弧状であったが、円形のマークＭを付す構成であってもよい。また、上記の実施の形態において、マークＭを付す際、マーキングペン５を回転させる構成であったが、マーキングペン５を回転させずにペン先５ａをワークＷに当接させるタイプのマーキング装置において、ペン圧を調整する場合に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【0055】
１…マーキング装置、２…ワーク載置面、２０…ベース、３…機台、５…マーキングペン、５ａ…ペン先、１０…マーキングユニット、１１…Ｘ軸駆動機構、１２…Ｙ軸駆動機構、３０…上下駆動機構、３１…流体圧シリンダ装置、４０…可動ブロック、５０…マーキングヘッド、５１…ペンホルダ、５４…外側部材、５２…内側部材、５３…ラジアル軸受、６０…監視装置、７０…回転駆動機構、７１…ロータリーアクチュエータ、８０…キャップ、８１…凹部、８２…シール部材、９０…ペン圧調整機構、９１…第１バネ受け部材、９２…第２バネ受け部材、９３…固定具、９４…コイルバネ、９５…圧縮コイルバネ、５２１…第１部材、５２２…第２部材、９１１…軸部、９１２…受け部、９２１…第１板部、９２２…第２板部、９２３…長穴、Ｇ…自重、Ｌ…回転中心軸線、Ｌ０…中心軸線、Ｍ…マーク、Ｓ…付勢力
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】