打印装置制造方法

打印装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够对输送装置输送的工件的正交的2个侧面连续地进行打印的打印装置。臂（2）的一端安装有打印单元（5），该打印单元具有打印头部（8）和在与工件（10）接触的接触面设置有辊子（604、605）的头安装部（6），臂（2）的另一端以能够转动的方式被臂支撑部（3）支撑。在臂支撑部（3）上装载有对臂（2）施加转矩的转矩产生机构（320），通过该转矩产生机构对臂（2）施加的转矩将打印单元（5）按压到输送装置输送的工件（10）。一边使设置于头安装部（6）的辊子（604、605）与工件（10）抵接，一边随着工件（10）的输送使打印单元（5）沿着打印对象物（10）的侧面中与打印单元（5）相对的前表面移动，并对工件（10）前表面进行打印。
【专利说明】打印装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及在立体打印对象物上打印文字或图案的打印装置，特别涉及对通过输送装置进行输送的过程中的打印对象物实施打印的打印装置。

【背景技术】
[0002]随着大量生产、大量消费时代的到来，与各种日用生活用品相关的事故频发，1995年施行了制造物责任法(PL法)，另外，近年来，消费者越来越关注与生活相关产品从制造到物流、销售的过程。根据这样的要求，制造者这一方为了管理制造年月日、制造批次、使用期限(保质期限、消费期限)等，而在制造生产线或者物流线一方将这些信息直接打印到商品上或者打印到包装完商品之后的包装上，对制造或者物流进行管理。
[0003]在这样的制造现场，作为对单个商品或者包装好商品之后的箱子打印管理号的手段，在过去使用了橡胶印型印戳(也称作“印戳式盖章机”。)，而现在使用喷墨装置(参照专利文献1、2)。其原因在于:关于打印法，印戳式只能打印相同文字，而喷墨式则不需要打印版，只需输入数据即可变更打印文字，因此最适合打印像日期、批号这样时时刻刻在变化的文字。
[0004]而且，近年来，除了制造年月日、批号以外，还打印条形码、QR码(也称作“二维码”。)等详细识别用图案。另外，在一块儿制造多品种产品的工厂中，对什么样的产品装几个、其种类、尺寸、数量等都要进行个别打印等，在I个商品上或包装箱上打印的文字、图案的种类和数量也在增多。为此，人们使用多个打印头，在包装箱的多个面上进行打印。
[0005]具体的打印方法的例子可以阅览纪州技研工业株式会社的主页。例如，通过在输送机的两侧配置打印头，对纸箱的两侧面进行打印，更进一步，通过针对一个面配置上下2个打印头来增加打印面积，进而增加所要打印的信息量。
[0006]如上所述，使用喷墨的产业用打印装置在使用以带式输送机为代表的输送装置来输送商品的途中对打印对象物进行印字。这样的方法是常用的方法，是众所周知的事情。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献1:日本特开2010-58282号公报
[0009]专利文献2:日本特开2005-199110号公报


【发明内容】

[0010]例如，如专利文献I的图1所示，关于利用喷墨进行的打印，打印对象物是在输送机等输送装置上以规定速度(并不限于恒定速度)被输送的，对此，打印头被设置在输送装置的侧面，利用打印对象物相对于打印头进行相对移动来进行打印。因此，能够使用喷墨进行打印的部分只是与输送装置的输送方向平行的面。
[0011]喷墨装置的打印以非接触方式进行，为了提高打印精度，需要使打印头与打印对象物的距离保持一定。具体而言，如专利文献2所示，需要设置用于防止在输送装置上输送的打印对象物错位、蛇行运动的输送稳定化机构。
[0012]另外，为了增加打印量，如上所述，要增加打印头的设置台数，对打印对象物的侧面上下或者两侧面进行打印。这是因为:只要使用输送装置，就只能对与输送方向平行的面进行打印，而难以对与输送方向垂直的面进行打印。
[0013]为了对与输送装置的输送方向垂直的面进行打印，需要采用以下某种方法。
[0014]A.不管是以手动还是自动，变更置于输送装置上的打印对象物的朝向。
[0015]B.设置成使2个输送装置成直角(L状)，使与第I输送装置的输送方向正交的面成为与第2输送装置的输送方向平行的面。
[0016]C.使输送装置暂停，移动打印头而对与输送方向正交的面进行打印。
[0017]但是，A方法不管是手动还是自动都需要额外的功夫，B方法需要将输送装置设置于正交的两个方向的场所，C方法需要使输送装置停止的时间，都存在问题。此外，在上述A、B、C任一种方法中，为了对正交的2个侧面进行打印，需要2个以上的打印头，成本方面也存在问题。
[0018]本发明就是鉴于这样的问题而作出的，目的在于提供不使输送装置停止并且使用I个打印头就能够对正交的2个侧面连续地进行打印的打印装置。
[0019]为了达成上述目的，本发明涉及的打印装置的特征在于，具有:
[0020]打印单元，具有对打印对象物的表面喷出墨水来进行打印的打印头部以及在与上述打印对象物接触的接触面上设置有辊子的头安装部，
[0021]臂，上述打印单元以在水平面内能够转动的状态被安装于该臂的一端，以及
[0022]臂支撑部，设置于对上述打印对象物进行输送的输送装置的附近，以上述臂的另一端能够在水平面内转动的状态来支撑上述臂的另一端；
[0023]在上述臂支撑部装载有对上述臂施加转矩的转矩产生机构，通过该转矩产生机构对上述臂施加的转矩而使上述打印单元按压于输送中的上述打印对象物，
[0024]并且一边使上述辊子抵接于上述打印对象物，一边随着上述打印对象物的输送而使上述打印单元沿着上述打印对象物的侧面中的与上述打印单元相对的前表面移动，
[0025]在上述打印单元的移动过程中，使用上述打印头部对上述打印对象物的前表面进行打印。
[0026]或者本发明涉及的打印装置是具备上述打印单元、臂和臂支撑部的打印装置，其特征在于:
[0027]在上述臂支撑部装载有对上述臂施加转矩的转矩产生机构，通过该转矩产生机构对上述臂施加的转矩而使上述打印单元按压于输送中的上述打印对象物，
[0028]并且一边使上述辊子抵接于上述打印对象物，一边随着上述打印对象物的输送而使上述打印单元沿着上述打印对象物的侧面移动，
[0029]在上述打印单元的移动过程中，使用上述打印头部对上述打印对象物的侧面中相邻的2个侧面连续地进行打印。
[0030]在此，上述打印单元还具有绕轴摆动的摆动部，
[0031 ] 上述头安装部经由上述摆动部而被安装于上述臂，
[0032]该摆动部最好构成为:在上述头安装部不被施加外力时，相对于上述臂总是维持相同的姿势。
[0033]在上述头安装部装载有检测上述辊子的转动量的编码器，控制上述打印头部所进行的墨水喷出的控制器最好基于由上述编码器检测出的转动量来控制墨水喷出的时机。另夕卜，上述辊子的转动轴和上述编码器的转动轴最好通过带来联结。
[0034]在上述臂支撑部最好还装载有限制上述臂的转动范围的限制机构。另外，上述头安装部的侧面中的与上述打印对象物接触的面最好安装有保护上述头安装部的外壳的保护板。
[0035]最好还具有调整上述臂支撑部的高度的高度调整部。另外，在上述辊子的表面最好除了垂直方向的位置与上述打印头的墨水喷出面重叠的部分之外，安装有圆筒状的套筒。
[0036]在本发明涉及的打印装置中，也可以使用第I安装金属件将上述打印头部安装于上述头安装部的外壳上表面，并且上述摆动部被配置于上述外壳的下方。或者，也可以使用第2安装金属件将上述打印头部安装于上述头安装部的外壳下表面，并且上述摆动部被配置于上述外壳的上方。
[0037]如果使用本发明涉及的打印装置，则不必变更打印对象物的放置方向和输送装置，另外，也不必使输送装置停止，使用I个打印头就能够对打印对象物的正交的2个侧面连续地进行打印，因此，能够不增加成本地增加对打印对象物的打印量。

【专利附图】

【附图说明】
[0038]图1是表示本发明实施方式I涉及的打印装置的机构系统的构成和运转状态下的配置的立体图。
[0039]图2是实施方式I涉及的打印装置的臂支撑部的主视图。
[0040]图3是从该臂支撑部的上板向下观察到的剖切一部分的俯视图。
[0041]图4是实施方式I涉及的打印装置的头安装部的主视图。
[0042]图5是该头安装部的俯视图。
[0043]图6是沿图4中的A-A线剖切后的头安装部的剖视图。
[0044]图7是沿图4中的B-B线剖切后的摆动部的剖视图。
[0045]图8是表示实施方式I涉及的打印装置的控制系统的构成的方框图。
[0046]图9是说明打印装置的动作的时序图。
[0047]图10是表示打印开始前的打印装置的各部分配置的俯视图。
[0048]图11是表示头安装部相对于工件移动的情形的图。
[0049]图12是表示装载于头安装部的打印头的其它例子的主视图。
[0050]图13是表示本发明实施方式2涉及的打印装置中头安装部相对于工件移动的情形的图。
[0051]图14是本发明实施方式2涉及的打印装置的头安装部的主视图。
[0052]图15是该头安装部的侧视图。
[0053]符号说明:
[0054]I打印装置
[0055]2 臂
[0056]3臂支撑部
[0057]4高度调整部
[0058]5打印单元
[0059]6头安装部
[0060]7摆动部
[0061]8打印头部
[0062]9控制器
[0063]10 工件
[0064]11输送装置
[0065]12光电传感器
[0066]301、302 板
[0067]304>305 支撑板
[0068]311,312 辅助板
[0069]314、603 轴
[0070]315、706 轴承
[0071]320 气缸
[0072]321活塞杆
[0073]322、333、334、411 块
[0074]330制动器
[0075]331、332 环
[0076]601 外壳
[0077]602头支撑体
[0078]604、605 辊子
[0079]607编码器
[0080]608保护板
[0081]623张紧轮
[0082]626 带
[0083]701 板
[0084]702 滑轨
[0085]703 滑块
[0086]704螺旋弹簧
[0087]705内凸轮
[0088]707凸轮从动轮
[0089]801打印头
[0090]802墨水盒
[0091]803头控制部
[0092]804线缆引出部
[0093]805 线缆

【具体实施方式】
[0094]以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的打印装置进行说明。另外，对本发明的解释并不仅限定于实施方式的记载内容。在不脱离本发明的主旨以及范围的情况下可以对其实施方式进行各种变更。
[0095](实施方式I)
[0096]<打印装置的机构系统的构成>
[0097]图1表示本发明实施方式I涉及的打印装置的机构系统的构成部件和待机状态下的配置。打印装置I由臂2、臂支撑部3、高度调整部4以及打印单元5构成。
[0098]臂2以中间部弯折大约90度的状态弯曲，打印单元5以在水平面内能够转动的状态安装于臂2的一端，臂2的另一端以在水平面内能够转动的状态被臂支撑部3支撑。臂支撑部3经由高度调整部4而被设置在基座402上，该基座402设置于作为输送装置的带式输送机(以下简称“输送机”)的附近。
[0099]打印单兀5配置于输送机11的输送路径上,与由输送机11输送的打印对象物(以下称作“工件”)10抵接。打印单元5具有头安装部6、摆动部7和打印头部8。
[0100]头安装部6装载于安装在臂2前端的摆动部7之上，在因为与工件10接触而打印单元5被施加外力的情况下，以轴为中心转动，使得打印单元5的侧面与工件10紧密接触。
[0101]头安装部6的上部安装有打印头部8，在头安装部6与工件10抵接时，从多个喷出孔喷出墨水而对工件10的侧面进行打印。
[0102]另一方面，在臂支撑部3上装载有作为转矩产生机构的气缸320 (参照图3)。气缸320对臂2施加转矩，气缸320的作用在于:当安装于臂2前端的打印单元5与由输送机11输送的工件10抵接时，将打印单元5按压于工件10。
[0103]如上所述，臂2虽然总是被气缸320施加逆时针方向的转矩，但是在待机状态下，通过后述的制动器330 (参照图3)的作用，则保持在图1所示的位置。同样，头安装部6被保持于打印头部8朝向工件10的状态。
[0104]摆动部7在打印单元5抵接于工件10时，被工件10推压而转动，但是，在待机状态下，在后述的凸轮机构的作用下，相对于臂2总是维持相同的姿势(角度)。因此，在待机状态下，臂2和打印单元5保持在图1所示的位置和姿势。
[0105]通过使用高度调整部4来调整臂支撑部3的高度，能够改变工件10的打印面的高度。操作人员转动高度调整部4的手柄401时，臂支撑部3可以沿上下方向移动来调整打印头部8的高度。
[0106]使用本发明的打印装置I来进行打印的工件10，在由输送机11进行的输送过程中，打印单元5与其侧面抵接，另外，由于施加于臂2的转矩使得打印单元5被按压，因此，工件10必须是具有某种程度硬度的立体物。工件10并不限定于图1所示那样的六面体，也可以是多棱柱或圆柱。作为典型的工件，可以列举出纸箱、一斗罐(18升的容器)、泡沫聚苯乙烯箱、铁桶、木料、钢骨、混凝土板等。
[0107]此外，在本实施方式中，虽然将打印装置I配置在工件10的输送路径的右侧，但是也可以配置在输送路径的左侧。此时，臂2被气缸320施加顺时针方向的转矩。
[0108]在对打印装置I的各部分构成进行说明之前，先说明本发明涉及的打印装置I的基本动作。本发明涉及的打印装置I将安装有打印头部8的打印单元5按压于被输送机11输送的工件10的侧面，并且利用工件10的输送而使打印单元5沿着工件10的侧面移动，在其移动过程中使用打印头部8对工件10的侧面进行打印。
[0109]本发明涉及的打印装置I除了工件10的输送以外，不需要特别的动力和复杂的控制就能够进行打印，因此能够实现低成本且故障少的打印装置。进而，能够对工件10的正交的2个侧面连续地进行打印，因此与以往的打印装置相比，能够大幅缩短进行同样打印所需要的时间。
[0110]以下，针对实现上述动作的打印装置I的各部分的构成分别加以说明。首先，对臂2进行说明。由于臂2是支撑打印单元5的部分，因此最好具有足够的强度，另一方面，为了容易移动，重量最好尽可能地轻。从这个角度出发，臂最好是将铝等金属板或者树脂板加工成方筒状而形成的。
[0111]另外，臂2向工件10侧弯曲，使得在对工件10的侧面中的前表面(工件的与输送方向正交的面)进行打印时，臂2不会与工件10接触。此外，臂2的弯曲程度需要随着打印部位是工件10的前表面的何处而不同。
[0112]接着，参照图2和图3，对臂支撑部3和高度调整部4进行说明。图2是臂支撑部3的主视图，图3是从臂支撑部3的上板301向下方观察的状态下一部分剖切的俯视图。
[0113]另外，在图中为了避免复杂化，省略了对气缸320供给压缩空气的气管和阀门。此夕卜，图中示出了固定部件的螺栓和螺母，但是，这些属于通用的紧固件，因此未添加符号进行说明。之后也一样。
[0114]臂支撑部3是金属制上板301和下板302通过多个支柱303a、303b和303c、还有后述的块411且在隔着一定的间隔的状态下利用螺栓等进行紧固而形成的。另外，上板301的下表面上安装有支撑板304，下板302的上表面上安装有支撑板305。
[0115]在方筒状的臂2的后端部的上下两个表面，使用管撑(pipe stay)313而安装有辅助板311和312，而且，以贯穿臂2和辅助板311、312的方式安装有圆柱状的轴314。轴314通过轴承315以能够转动的状态被支撑板304和305分别支撑，臂2能够以轴314为中心转动。
[0116]在臂支撑部3的上板301与下板302之间的空间中收容有作为转矩产生机构的气缸320和限制臂2的转动范围的制动器330。气缸320如箭头所示，对臂2施加逆时针方向的转矩T。
[0117]气缸320的活塞杆321被固定于安装在一对辅助板311、312之间的块322，气缸320的另一端通过轴承以能够转动的状态安装于支柱303a。通过对气缸320供给压缩空气而使活塞杆321收缩，从而使得臂2被施加绕轴314转动的转矩T。
[0118]另一方面，在棒状杆的外周面形成有螺纹槽的制动器330的中途安装有尿烷橡胶制的环331和332，环331和332的位置分别能够通过改变相邻的一对螺母335、336的锁紧位置来调整。
[0119]制动器330的一端固定于安装在辅助板311、312之间的块333，另一端保持悬浮状态。在制动器330的中间部配置有块334，块334形成有使支柱通过的孔，块334的上下端部分别被固定于上板301和下板302。
[0120]块333可自由转动地固定于辅助板311和312，另外，块334可自由转动地固定于上板301和下板302，因此，在臂2转动时，制动器330能够以块334为支点自由转动。
[0121]即使在气缸320的作用下臂2要沿箭头所示方向、即逆时针方向转动，由于环331与块334抵接，臂2的转动也会被阻止。在该状态下，安装于臂2的前端的打印单元5被保持于图1所示的位置。
[0122]针对于此，当输送机11输送的工件10与打印单元5抵接，臂2顺时针方向转动时，能够一直转动，直到图3中环331离开块334而环332与块334抵接为止。
[0123]这样，通过气缸320，使得臂2总是被施加逆时针方向的转矩，另一方面，通过制动器330限制臂2的转动范围。随着臂2的运动，安装于臂2的前端的打印单元5被保持于工件10的输送路径上，另外，与工件10抵接之后，打印单元5被工件10推压而移动。
[0124]接着，参照图1和图3，说明调整臂支撑部3的高度的高度调整部4的构成。高度调整部4由以下部件构成:固定于金属制的基座402的一对导杆403和404、固定导杆403和404的上端的上端板405、其上端以能够转动的状态被上端板405支撑的螺杆406、安装于螺杆406的上端的手柄401 (以上如图1所示)、嵌装于臂支撑部3的2块支撑板304和305之间的块411、以及安装于该块411的一对固定螺栓412和413 (以上如图3所示)。
[0125]块411上设置有:供一对导杆403、404通过的孔、以及内周面形成有与螺杆406的外螺纹旋合的内螺纹的孔。当操作人员旋转手柄401使螺杆406转动时，臂支撑部3的支撑板304、305随着螺杆406的转动而沿着导杆403、404向上方或者向下方移动。
[0126]在要改变打印头部8的高度、即改变针对工件10的打印高度的情况下，当操作人员旋转手柄401时，随着螺杆406的转动，臂支撑部3向上方或者向下方移动。之后，拧紧固定螺栓412和413，则将块411固定于导杆403和404。
[0127]另外，在本实施方式中，虽然使用高度调整部4调整打印头部8的高度，但是，也可以通过将臂支撑部3固定于基座402，并改变基座402的高度，来调整打印头部8的高度。或者也可以使用金属件将臂支撑部3直接安装于输送机11的主体，利用安装金属件的位置来调整打印头部8的高度。
[0128]接着，参照图4?图7说明构成打印单元5的头安装部6、摆动部7和打印头部8的构成。图4是打印单元5的主视图，图5是其俯视图，图6是沿图4的A-A线剖切后的头安装部6的剖视图，图7是沿图4的B-B线剖切后的摆动部6的剖视图。
[0129]头安装部6在长方体形状的外壳601内收容有具有转动轴603的头支撑体602。头安装部6的外壳601的上表面设置有:一对辊子604和605、用于固定打印头部8的安装金属件606、以及打印时产生时机信号的编码器607。另外，外壳601的侧面中的与工件10抵接的面上安装有保护板608。另外，虽然在实际装置中从编码器607引出有与控制器(参照图8)连接用的线缆，但是，在图中为了避免复杂化而省略了。
[0130]头安装部6的外壳601和头支撑体602是固定辊子604、605等的作为基础底座的部分，因此与臂2同样的理由，最好具有足够的强度，并且为了容易移动，重量最好尽可能地轻。具体而言，最好是铝板或树脂板。
[0131]辊子604和605夹着打印头单元8的墨水喷出面而配置于左右，在各辊子的上部和下部装有环状套筒609。另外，外壳601的角部被切割成圆弧状，以便不妨碍辊子604和605的转动。
[0132]辊子604和605是:在头安装部6与由输送机11输送的工件10抵接，并沿着工件10的侧面移动时实现圆滑移动的部件。因此，各辊子604和605的套筒609的外周比保护板608向前方突出。
[0133]此外，辊子604和605的套筒609只设置于上下部分是为了避免发生以下情况:如果在垂直方向的位置与打印头部8的墨水喷出面重叠的部分设置套筒，则套筒609会与被喷墨水的面接触而弄脏打印面。
[0134]套筒609是与工件10抵接，并利用与工件10的摩擦力而转动的部分，因此最好使用能吸收抵接时的冲击并且摩擦系数大的原材料。具体而言，最好是橡胶、海绵、尿烷橡胶、经表面加工过的金属等。
[0135]另外，也可以不在棍子604和605的外周面上安装套筒609,而是用上述任一原材料来制作辊子604和605本身，并且加工成与装有套筒的辊子同样的形状。
[0136]打印头部8使用截面L字状的安装金属件606而被固定于外壳601的上表面。打印头部8由打印头801、墨水盒802、头控制部803和线缆引出部804构成，打印头801的墨水喷出面806上形成有纵向排列的多个墨水喷出孔。
[0137]此外，在本实施方式中，使用墨水盒802向打印头801供给墨水，但是，也可以不用墨水盒802而从墨水箱供给墨水。
[0138]一边使打印单兀5横向移动，一边通过头控制部803针对各嗔出孔控制是否嗔出墨水和喷出墨水的时机，由此能够对打印面进行任意图案的打印。
[0139]头控制部803的内部收容有打印控制用电路，通过从线缆引出部804引出的线缆805与打印装置的控制器(参照图8)连接。
[0140]在头安装部6的头支撑体602的中心部收容有固定于摆动部7的支撑板的轴603，头支撑体602通过轴承610以能够转动的状态被轴603支撑。当打印单元5与处于被输送机11输送的过程中的工件10的侧面抵接时，通过对臂2施加的转矩而使得头支撑体602和外壳601转动，辊子604和605被按压于工件10的侧面。
[0141]如图5所不,在外壳601的上表面,左右各形成一个圆弧状的孔611。另一方面,如图4所示，在该孔611之下设置有圆柱状的头支撑体602。头支撑体602通过轴承610以相对于轴603能够转动的状态被支撑。
[0142]因此，通过使外壳601相对于头支撑体602转动任意角度，并在该状态下使用螺钉612将外壳601固定于头支撑体602,从而能够使头安装部6以任意角度安装于臂2。
[0143]接着，参照图6对检测辊子604、605的转动量的编码器607进行说明。在头安装部6的外壳601内的4个角中，在前部位置安装有辊子604和605的转动轴621和622。另夕卜，在外壳601的后部的左角位置安装有张紧轮623的转动轴624。另外，在外壳601的后部的右角位置安装有编码器607的转动轴625。
[0144]并且这4个转动轴621、622、624和625之间挂装有带626。此外，张紧轮623是为了将带626挂装于外壳601的4个角以及容易装卸和维护带626而设置的。
[0145]当与工件10抵接的辊子604和605 —边沿着工件10转动一边在工件10的侧面移动时，其转动通过转动轴621、622、624和带626传递给编码器607的转动轴625，由编码器607检测出辊子604和605的转动量。
[0146]打印单元5相对于工件10的相对速度随着工件10的输送而发生变化。另一方面，辊子604和605的转动量由于与打印头801针对打印面的移动量相对应，因此，如果根据其转动量来控制从喷出孔喷出墨水的喷出时机，则能够在任意位置打印任意图案。
[0147]另外，虽然即使只在辊子604和605中的一个辊子的转动轴上挂装带626，来将其转动传递给编码器607的转动轴，也能检测出打印单元5的移动量，但是，考虑到辊子604和605与打印面的接触状态，则在辊子604和605两者的转动轴上挂装带626会使得移动量检测的可靠性提高。另外，作为将编码器607的转动轴与辊子604和605连接起来的机构也可以使用齿轮。在利用齿轮的情况下，与带相比，可以使用耐老化较强的材质，因此装置的可靠性提高。
[0148]接下来，参照图7说明摆动部7的构成和功能。摆动部7将头安装部6以能够转动的状态支撑于臂2，并且通过凸轮机构在不对头安装部6施加外力时相对于臂2总是以相同姿势(角度)维持头安装部6。摆动部7由板701、一对滑轨702、滑块703、一对螺旋弹簧704、内凸轮705和凸轮从动轮707构成。
[0149]板701的端部通过螺栓固定于臂2。一对滑轨702保持一定间隔地设置于板701上，其间以能够滑动的状态设置有滑块703。另外，在一对滑轨702之间与它们平行地配置有一对螺旋弹簧704，螺旋弹簧704的一端安装于板701，另一端安装于滑块703。
[0150]板701是支撑整个打印单元5的部分，因此最好具有足够的强度，另一方面，为了容易移动，最好重量尽可能地轻。因此，材质最好使用铝等金属板或者树脂板，但是并不限定于此。
[0151]形成有心形的凸轮槽的内凸轮705通过轴承706以能够转动的状态被轴603支撑，其上端部通过螺栓固定于头支撑体602。另外，滑块703的上部安装有具有滚珠轴承环的凸轮从动轮707。
[0152]凸轮从动轮707与内凸轮705的心形凸轮槽接触，安装有凸轮从动轮707的滑块703被一对螺旋弹簧704朝向纸面的右方拉拽。内凸轮704的凸轮槽呈少许偏心，因此内凸轮705被保持于螺旋弹簧704的长度最短的位置、即图7所示的位置。
[0153]当打印单元5被施加外力而绕轴603转动时，固定于头支撑体602的内凸轮705也进行转动。内凸轮705转动时，螺旋弹簧704拉伸，产生要使内凸轮705返回到最稳定状态(图7所示的状态)的力，但是，在该力比外力弱的情况下，外力使内凸轮705持续转动。
[0154]因此，当输送中的工件10与打印单元5抵接时，在保持辊子604和605抵接于工件10的状态下，打印单元5在工件10的侧面沿横向移动。
[0155]当对工件10的打印结束，打印单元5离开工件10，对内凸轮705施加的外力消失时，螺旋弹簧704的力使得内凸轮705 —边反复摆动一边返回到图7所示的状态，之后维持该状态。
[0156]此外，摆动部的构成并不限定于图7所示的凸轮功能。在本实施方式中，为了小型化而采用了使用内凸轮的凸轮机构，但是，如果容积有富余，则也可以采用使用外凸轮的凸轮机构。进而，也可以使用螺线管等来实现同样的功能。
[0157]<打印装置的控制系统的构成>
[0158]接下来，参照图8和图9，说明打印装置的控制系统的构成和动作。图8是表示打印装置I的控制系统的构成的方框图，图9是动作说明用的时序图。
[0159]打印装置I具有动作控制用的控制器9，控制器9收容于设置在与输送机11相邻的部位的壳体(未图示)。另外，控制器9和打印头部8的头控制部803用线缆805 (参照图5)连接。线缆805在臂2动作时有可能受到外力作用而断线，因此最好使用具有耐弯曲性的线缆。
[0160]控制器9由控制部901、输入显示部902和存储部903构成，另外，控制部901通常由针对喷墨控制进行了最优化设计的CPU和控制波形的IC等构成。输入显示部902由触摸式液晶显示器构成，用于输入使用打印头801对打印面进行打印的文字、数字、图案等数据。
[0161]如上所述，打印头801通过从在纵向形成的多个喷出孔有选择性地喷出墨水而在打印面上形成墨点来进行打印。通常，通过一边使打印面相对于打印头801在横向错开，一边从喷出孔反复进行有选择性的喷出，由此在打印面上以矩阵状形成墨点，用该墨点图案表现文字和图案。
[0162]在由非易失性存储器构成的存储部903中预先存储有文字、图形等的数据，控制部903读出与从输入显示部902输入的文字等对应的数据，并将该数据发送给头控制部803。
[0163]控制器9上连接有检测工件10的光电传感器12。虽然未图示，但是光电传感器12使用发光器和受光器一体的反射型传感器。当从发光器发射出的光被在输送机11上输送的工件10反射而输入到受光器时，从光电传感器12向控制部901发送检测信号。控制部901接收到来自光电传感器12的检测信号后，由内置的计时器计测时间，经过规定时间τ后，向头控制部803发送打印用数据。
[0164]上述时间τ对应于从光电传感器12检测出工件10的接近开始算起到头安装部6的一对辊子604和605与工件10的侧面抵接而沿着横向开始移动为止的时间，预先设定的值被存储于存储部903。
[0165]控制部901基于由编码器607检测出的辊子604、605的转动量来控制墨水喷出的时机。如上所述，由于辊子的转动量与打印头801相对于打印面而言的移动量成正比，因此，如果每当辊子的转动量超过规定值时就从喷出孔喷出墨水，则能够由墨水的墨点打印文字等。
[0166]接着，基于图9的时序图对从打印头801嗔出墨水时的时机控制进彳丁说明。
[0167]控制部901从光电传感器12接收到图9的(b)所示的工件检测脉冲时，对图9的(a)所示的时钟脉冲进行计数，等待经过预定的时间τ。
[0168]另一方面，控制部901如图9的(C)所示从编码器607以与辊子604、605的转动量成正比的间隔被输入脉冲。如上所述，该脉冲的数量对应于打印头801相对于工件10而言的移动量，因此控制部901每接收到规定数量的脉冲，就将图9的(d)所示那样的规定墨水喷出时机的脉冲与要打印的文字等的I列所对应的数据一起发送给头控制部803。
[0169]接收到时机脉冲和I列所对应的数据的头控制部803根据接收到的数据制作喷出孔驱动用信号，并发送给打印头801，从所选择出的喷出孔喷出墨水。每当从编码器607发送的脉冲经过规定数量，就反复进行上述处理，由此在工件10的侧面打印文字等。
[0170]<打印头的打印动作>
[0171]接下来，参照图10和图11，关于打印头部8对工件10进行打印的动作进行说明。图10表示开始对工件10的打印之前的打印装置I的各部分的配置。另外，图11表示打印单元5相对于工件10移动的情形。以下，关于针对由输送机11输送的长方体形状的工件10的相邻2个侧面连续地进行打印的情况加以说明。
[0172]如图10所示，在待机状态下，打印单元5被保持于输送机11的上方、即工件10的输送路径上。臂2因被气缸320所施加的转矩而具有返回到初始位置(图10所示的位置)的力。另外，在初始位置，打印单元5的前表面5A在上述摆动部7的作用下被保持于与工件10的前表面1A正对的位置。
[0173]工件10在输送机11上被输送来时，如图11的(A)所示，打印单元5的前表面5A与工件10的前表面1A接触。在摆动部7的作用下，辊子604和605与工件10的前表面1A接触，工件10将打印单元5向箭头所示的工件输送方向推压。
[0174]接下来，如图11的(B)所示，头安装部10在施加于臂2的转矩和摆动部7的作用下，一边保持前表面5A与工件10的前表面1A正对的位置关系，一边沿着工件10的前表面1A横向移动。在打印单元5沿着工件10的前表面1A移动时，辊子604和605转动，其转动量通过带626传送给编码器607。
[0175]由编码器607检测出的辊子604和605的转动量被发送给控制器9的控制部901。控制器基于由编码器607测定的转动量的数据控制墨水喷出的时机。这样，在工件10的前表面1A的规定位置进行规定的墨点图案的打印。
[0176]当打印单元5沿着工件10的前表面1A继续移动时，如图11的(C)所示，打印单元5到达工件10的角部1B并从前表面10 A探出。此时，打印单元5因施加于臂2的转矩而以轴603为中心顺时针方向转动。然后，辊子604和605离开工件10。
[0177]此时，安装于打印单元5的前表面5A的保护板608与工件的角部1B接触。如图5所示，打印头801位于保护板608的后方，因此，打印单元5转动时，打印头801不会与工件10的角部1B接触。
[0178]当工件10被进一步输送时，如图11的(D)所示，打印单元5的前表面5A与工件10的侧面1C正对。此时也因施加于臂2的转矩而使得打印单元5的正面5A被按压于工件10的侧面10C，辊子604和605再次与工件10接触而转动。
[0179]从此时起，编码器607再次能够进行转动量的检测，能够对工件10的侧面1C的规定位置连续且准确地进行打印。对工件10的前表面1A和侧面1C打印的内容预先被存储于控制器9的存储部903，因此只要配合打印单元5的移动来控制从喷出孔喷出墨水，就能够对工件10的前表面1A和侧面1C打印不同的内容。
[0180]当工件10又被进一步输送，打印单元5通过工件10的侧面1C时，打印单元5因施加于臂2的转矩而再次返回到输送路径上的待机位置(图10所示的位置)。另外，打印单元5也因摆动部7施加的复原力而保持图9所示的姿势，下一次的工件的打印准备结束。
[0181]如上所述，通过使用本发明涉及的打印装置，能够对由输送机输送的工件的多个打印面连续地进行打印。另外，即使打印的文字或者图案发生变化也能够简单地应对，因此从打印装置这个方面，能够以低成本支持制造现场的多种多样的质量管理体制。
[0182]参照图12对装载了多个打印头801的打印单元5进行说明。通过装载多个打印头8，能够增大一次可打印的面积，或者打印多种颜色而实现多色化。
[0183]图12是通过装载3个相同的打印头，增大一次可打印的面积的例子。3个打印头801a、801b、801c如虚线所示，分别配置成:使自身的墨水喷出面的下端或者上端与相邻的其它打印头所具有的墨水喷出面806a、806b、806c的上端或者下端一致。通过这样配置，能够没有缝隙地增大可打印范围。另外，最好与可打印范围的变大相对应地改变辊子604和605的长度以及设置套筒609的位置。
[0184](实施方式2)
[0185]在实施方式I中，关于对工件的前表面1A和侧面1C连续地进行打印的情况进行了说明，但是，通过改变设置打印装置的位置，能够对工件10的另一侧面和后表面连续地进行打印。图12表示此时打印单元5相对于工件10移动的情形。
[0186]如图10所示，在实施方式I中，将打印装置I的臂支撑部3设置于工件10的输送路径的右侧，但是，在本实施方式中，将臂支撑部3相对于工件的输送路径设置于左侧。另夕卜，在图10中，使打印单元5在工件10的输送路径上待机，但是，在本实施方式中，如图13的(E)所示，使打印单元5在从工件的输送路径离开的位置待机。
[0187]在本实施方式中，臂2使用机械的锁止装置(未图示)被保持于图13的(E)所示的位置。在光电传感器12检测到工件10的接近时，锁止装置被解除。这样，气缸320对臂2施加的转矩使得打印单元5从图13的(E)所示的位置移动到(F)所示的位置，抵接于工件10的侧面1D。
[0188]之后，打印单元5随着输送机11对工件10的输送，因施加于臂2的转矩而从侧面1D开始且通过角部1E之后移动至后表面10F，通过与使用图11所说明的控制相同的控制，进行对侧面1D和后表面1F的打印。
[0189]因此，如果在工件10的输送路径的左右各设置一台本实施方式中说明的打印装置和实施方式I中说明的打印装置，则通过一次输送就能够对长方体形状的工件10的4个侧面都进行打印。
[0190]此外，由于在后表面1F的打印中是打印单元5追赶打印工件10的方式，因此与被工件推回去的实施方式I相比，需要加大气缸320对臂2施加的转矩的值。
[0191]另外，在本实施方式中，在工件10的后表面1F的打印结束而打印单元5离开工件10后，改变提供给气缸320的压缩空气的方向，对臂2施加反方向的转矩而使臂2顺时针方向转动，使打印单元5移动到从输送路径离开的位置。之后，再次改变对气缸320供给的压缩空气的方向时，在制动器(未图示)的作用下，打印单元5保持于图13的(E)所示的待机位置。
[0192]如果在工件10的输送路径的左右各设置一台上述本实施方式的打印装置和实施方式I中说明的打印装置，则通过一次输送就能够对长方体形状的工件10的4个侧面都进行打印。
[0193](实施方式3)
[0194]在实施方式I涉及的打印装置中，将打印单元5配置在摆动部7的上方。与此相反，在本实施方式涉及的打印装置中，将打印单元5配置在摆动部7之下。图14是本实施方式涉及的打印装置的打印单元5的主视图，图15是其侧视图。在图中，省略了左侧的辊子604，以便容易了解打印头部8安装于打印单元5的安装构造。
[0195]首先，对将打印单元5配置于摆动部7的下方的理由进行说明。如图4所示，在打印头部8的下方配置有摆动部7和打印单元5的外壳601，由于分别收容有机构部件，因此高度较高。另一方面，根据工件的不同，也有高度低的，对这样的工件而言，用实施方式I的打印装置难以打印。
[0196]因此，在本实施方式中，以使打印单元5与摆动部7的配置颠倒了的状态安装于臂
2。但是，对于打印头部8，上下颠倒设置时，由于对打印头801的墨水供给出现障碍，因此需要维持如图4所示的姿势。
[0197]在本实施方式中，在头安装部6的外壳601的下表面安装有中间连接部件631，在该中间连接部件631上通过滑块632安装有支撑打印头部8的截面L字状的安装金属件606。
[0198]长方形的中间连接部件631的各侧面形成有槽，其中左右的槽中嵌合有在支撑安装金属件606的滑块632的上端部形成的突起。通过使滑块632沿着槽滑动，能够使打印头部8沿前后方向(图15中左右方向)移动。
[0199]说明将打印头部8安装于头安装部6时的步骤。首先，将安装金属件606安装于打印头部8的侧面，进而在安装金属件606的上表面上暂时安装一对滑块632。在该状态下，使暂时安装的滑块632的上端的突起嵌合于中间连接部件631的左右槽中，进而将滑块632固定于安装金属件606。在该状态下，打印头部8和安装金属件606位于中间连接部件631的后端部。
[0200]接下来，使用滑块632使打印头部8向中间连接部件631的前方滑动，最后，转动插入在中间连接部件631下表面的槽中的螺栓633的手柄，将螺栓633固定于中间连接部件 631。
[0201]如上所述，通过使用中间连接部件631，能够在空间上有富余的中间连接部件631的后端部进行安装的准备作业，因此，能够顺畅地将打印头部8安装于头安装部6。另外，如果采用上述构成，则能够将打印头部8的墨水喷出面806设定在工件10侧面的下方，因此，即使是高度低的工件，也能够没有问题地进行打印。
【权利要求】
1.一种打印装置，其特征在于，具有: 打印单元，具有对打印对象物的表面喷出墨水来进行打印的打印头部以及在与上述打印对象物接触的接触面上设置有辊子的头安装部， 臂，上述打印单元以在水平面内能够转动的状态被安装于该臂的一端，以及臂支撑部，设置于对上述打印对象物进行输送的输送装置的附近，以上述臂的另一端能够在水平面内转动的状态来支撑上述臂的另一端； 在上述臂支撑部装载有对上述臂施加转矩的转矩产生机构，通过该转矩产生机构对上述臂施加的转矩而使上述打印单元按压于输送中的上述打印对象物， 并且一边使上述辊子抵接于上述打印对象物，一边随着上述打印对象物的输送而使上述打印单元沿着上述打印对象物的侧面中的与上述打印单元相对的前表面移动， 在上述打印单元的移动过程中，使用上述打印头部对上述打印对象物的前表面进行打印。
2.—种打印装置，其特征在于，具有: 打印单元，具有对打印对象物的表面喷出墨水来进行打印的打印头部以及在与上述打印对象物接触的接触面上设置有辊子的头安装部， 臂，上述打印单元以在水平面内能够转动的状态被安装于该臂的一端，以及臂支撑部，设置于对打印对象物进行输送的输送装置的附近，以上述臂的另一端能够在水平面内转动的状态来支撑上述臂的另一端； 在上述臂支撑部装载有对上述臂施加转矩的转矩产生机构，通过该转矩产生机构对上述臂施加的转矩而使上述打印单元按压于输送中的上述打印对象物， 并且一边使上述辊子抵接于上述打印对象物，一边随着上述打印对象物的输送而使上述打印单元沿着上述打印对象物的侧面移动， 在上述打印单元的移动过程中，使用上述打印头部对上述打印对象物的侧面中相邻的2个侧面连续地进行打印。
3.根据权利要求1或者2所述的打印装置，其特征在于: 上述打印单元还具有绕轴摆动的摆动部， 上述头安装部经由上述摆动部而被安装于上述臂， 该摆动部构成为:在上述头安装部不被施加外力时，相对于上述臂总是维持相同的姿势。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 在上述头安装部装载有检测上述辊子的转动量的编码器， 控制上述打印头部所进行的墨水喷出的控制器基于由上述编码器检测出的转动量来控制墨水喷出的时机。
5.根据权利要求4所述的打印装置，其特征在于: 上述辊子的转动轴和上述编码器的转动轴通过带来联结。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 在上述臂支撑部还装载有限制上述臂的转动范围的限制机构。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 在上述头安装部的侧面中的与上述打印对象物接触的面，安装有保护上述头安装部的外壳的保护板。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 还具有调整上述臂支撑部的高度的高度调整部。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 在上述辊子的表面，除了垂直方向的位置与上述打印头的墨水喷出面重叠的部分之夕卜，安装有圆筒状的套筒。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 使用第I安装金属件将上述打印头部安装于上述头安装部的外壳上表面，并且上述摆动部被配置于上述外壳的下方。
11.根据权利要求1至9中任意一项所述的打印装置，其特征在于: 使用第2安装金属件将上述打印头部安装于上述头安装部的外壳下表面，并且上述摆动部被配置于上述外壳的上方。
【文档编号】B41J2/145GK104228362SQ201310659213
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年6月10日
【发明者】弓庭佳明, 津田晃孝 申请人:纪州技研工业株式会社