阅读说明：本技术 印刷装置 (Printing device ) 是由 后藤裕行 丸山要一 菊地秀昭 大木繁 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供即使被印刷件倾斜也能够在准确的位置进行印刷的印刷装置。一种用于在由输送机(1)输送的钢板(2)的上表面进行印刷的印刷装置(A),该印刷装置(A)具有：印刷部(B),其具有在钢板的上表面进行印刷的印刷头(10)；倾斜检测部(C),其对钢板的倾斜进行检测；厚度检测部(D),其对钢板的厚度进行检测；两端侧高度检测部(E),其对钢板的下游侧的端部且宽度方向两端侧附近的高度进行检测；形变检测部(F),其对钢板的厚度方向的形变进行检测；输送速度检测部(G),其对钢板的输送速度进行检测；以及控制部(35),其预先存储有包含应印刷的被印刷件的板厚在内的规格数据以及印刷数据,并根据由倾斜检测部(C)检测出的钢板的倾斜来对印刷数据的坐标进行变换,且控制成使得印刷部(B)以与由厚度检测部(D)检测出的厚度对应的方式升降。(The invention provides a printing device capable of printing at an accurate position even if a printing object is inclined. A printing device (A) for printing on an upper surface of a steel sheet (2) conveyed by a conveyor (1), the printing device (A) comprising: a printing unit (B) having a printing head (10) for printing on the upper surface of the steel sheet; an inclination detection unit (C) that detects the inclination of the steel plate; a thickness detection unit (D) that detects the thickness of the steel sheet; a both-end-side height detection unit (E) that detects the height of the downstream-side end of the steel sheet in the vicinity of both ends in the width direction; a strain detection unit (F) that detects strain in the thickness direction of the steel sheet; a conveying speed detection unit (G) that detects the conveying speed of the steel sheet; and a control unit (35) which stores in advance specification data including the thickness of the material to be printed and print data, converts the coordinates of the print data in accordance with the inclination of the steel plate detected by the inclination detection unit (C), and controls the printing unit (B) to move up and down in accordance with the thickness detected by the thickness detection unit (D).)

具体实施方式

本发明的印刷装置对由输送机输送的例如钢板等被印刷件相对于输送方向的倾斜、向面外侧的翘曲、形变等进行检测，并与检测出的倾斜、翘曲、形变对应地驱动印刷头，或不进行印刷而使被印刷件通过。

以下，使用附图对本实施例的印刷装置进行说明。图1所示的印刷装置A在由输送机1向箭头X方向(以下也称为“下游方向”或者“输送方向”)输送的钢板等被印刷件(以下称为“钢板2”)的上表面的预先设定的位置印刷文字、数字或符号或者包含线的图形等。

为此，印刷装置A构成为具有：印刷部B，其用于对钢板2进行印刷；倾斜检测部C，其对钢板2的倾斜进行检测；厚度检测部D，其对钢板2的厚度进行检测；两端侧高度检测部E，其对钢板2的下游侧端部2a的附近且宽度方向端部2b1、2b2附近的高度进行检测；形变检测部F，其对钢板2的厚度方向的形变、例如翘曲等进行检测；以及输送速度检测部G，其对钢板2的输送速度进行检测。

输送机1将钢板2向箭头X方向输送。为此，只要具有能够对钢板2进行载置并输送的功能，则不对构造进行限定。作为这样的输送机，存在辊式输送机、板条式输送机或带式输送机等，但若考虑钢板的重量、翘曲等，则优选为辊式输送机。

在本实施例中，使用将多个辊排列而构成的辊式输送机以作为输送机1，通过对这些辊以成为预先设定的输送速度的方式进行驱动，从而对钢板2进行输送。

并不对钢板2的表面的状态进行限定，其也可以是黑皮的状态、除锈后的状态或涂装后的状态。在本实施例中，作为钢板2，而以在表面实施了防锈涂装的钢板为对象。即，在输送机1的输送方向上游侧设置有喷砂装置和涂装装置，钢板2在通过这些装置的过程中表面被除锈，并在除锈后的表面涂装了防锈涂料。为此，钢板2以适于喷砂处理、涂装处理的速度进行输送。

印刷部B配置于印刷装置A中的最下游侧。印刷部B具有构成为能够移动的印刷头10，通过使该印刷头10一边在将输送机1横穿的方向以及输送方向上移动一边驱动，能够在进行输送的钢板2的预先设定的位置进行印刷。

印刷部B具有跨越输送机1而设置的梁部11。在该梁部11搭载有第一滑架12，该第一滑架12构成为被第一滑架驱动马达12a驱动而能够在与输送机1的输送方向(箭头X方向)交叉的方向上横行。另外，在第一滑架12搭载有第二滑架13，该第二滑架13构成为被第二滑架驱动马达13a驱动而能够在输送机1的输送方向上移动。而且，在第二滑架13配置有升降托架14，该升降托架14构成为被升降马达14a驱动而能够在输送机1的竖直方向(箭头Z方向，以下也简称为“竖直方向”)上升降，在该升降托架14搭载有印刷头10。因此，通过对驱动马达12a、13a以及升降马达14a进行驱动，能够使印刷头10三维地移动。

印刷头10只要具有在钢板2的上表面印刷文字、数字或符号或者包含线的图形等的功能即可，并不对结构进行限定。作为这样的印刷头，存在从单独的喷嘴喷射墨而进行线状的印刷的线状标记头、从配置为矩阵状的多个喷嘴选择性地喷射墨而进行标记的点标记头。在本实施例中，利用了点标记头。

第一滑架12构成为能够使所搭载的印刷头10与满足预先设定的钢板2的最大宽度尺寸的距离对应地横行。并且，通常保持退避到在输送机1的宽度方向上的任一方的端部侧设定的初始位置的状态。

另外，第二滑架13以与输送机1输送钢板2的输送速度和钢板2的最大宽度尺寸对应的方式设定长度。并且，通常保持退避到在输送机1的输送方向上游侧的端部设定的初始位置的状态。

另外，升降托架14通常保持使印刷头10退避到设定为上升限度的初始位置的状态。

说明当在第一滑架12以及第二滑架13、升降托架14处于初始位置的状态下开始对钢板2的印刷的情况下的动作。首先，利用升降托架14使印刷头10下降，直到距钢板2的上表面的距离(高度)成为预先设定的尺寸。接着，一边利用第一滑架12使第二滑架13以及印刷头10在箭头Y方向(以下也称为“输送机1的宽度方向”)上横行，一边利用第二滑架13使第二滑架13以及印刷头10与钢板2的输送速度对应地在箭头X方向上移动。通过在该移动过程中对印刷头10进行驱动，能够进行对钢板2的印刷。

倾斜检测部C配置于比印刷部B靠输送机1的输送方向上游侧的位置，并在该钢板2到达印刷部B以前对进行输送的钢板2的倾斜进行检测。为此，倾斜检测部C具有：长度方向端部检测构件18，其对钢板2的长度方向的下游侧的端部2a进行检测；以及一对宽度方向端面检测构件19a、19b，它们配置于比该长度方向端部检测构件18靠输送方向上游侧的位置，并对被印刷件的成为宽度方向的端部的宽度方向的端面2c进行检测。

由长度方向端部检测构件18、宽度方向端面检测构件19a、19b构成的钢板2的检测机构并没有限定，可以是接触式传感器、非接触式传感器。在本实施例中，作为各检测构件，分别使用了非接触式的激光传感器。

长度方向端部检测构件18沿竖直方向配置于输送机1的上方且宽度方向的大致中央。另外，一对宽度方向端面检测构件19a、19b配置于输送机1的宽度方向一方侧且比输送机1的输送面靠上方的位置，且分开预先设定的距离地朝向该输送机1的中央方向平行配置。并且，通过使由长度方向端部检测构件18进行的钢板2的长度方向的端部2a的检测与由宽度方向端面检测构件19a、19b进行的钢板2的宽度方向的端面2c的检测同步，能够检测出钢板2相对于输送方向的倾斜。

能够根据由倾斜检测部C检测出的钢板2的倾斜，利用后述的控制部35对预先存储的针对钢板2的印刷数据的坐标进行变换，并利用变换后的印刷数据对印刷头10进行驱动控制。

厚度检测部D配置于比印刷部B靠输送机1的输送方向上游侧的位置，并在该钢板2到达印刷部B以前对由输送机1输送的钢板2的厚度进行检测。为此，厚度检测部D具有对钢板2的厚度进行检测的厚度检测构件20。厚度检测构件20由激光传感器构成，并沿竖直方向配置于输送机1的宽度方向的大致中央。

厚度检测构件20在输送机1的竖直方向上配置于距该输送机1的输送面(将并列的辊的顶点连结的面)预先设定的高度H的位置。并且，构成为能够根据预先设定的高度H与检测出钢板2的表面时的距离h之差而检测出钢板2的厚度t。

根据由厚度检测部D检测出的钢板2的厚度t，利用后述的控制部35对预先存储的钢板2的厚度与检测出的厚度t进行比较，并使印刷头10下降以使得距钢板2的表面的距离成为最适于执行印刷的高度。特别是，在检测出的钢板2的厚度t与预先存储的厚度不同的那种情况下，判断为不是印刷对象的钢板，并进行控制以使得印刷部B通过。

由厚度检测构件20进行的钢板2的厚度的检测时机没有特别限定，但优选的是，使其与由前述的倾斜检测部C中的长度方向端部检测构件18进行的钢板2的长度方向的端部2a的检测同步。但是，在该情况下，厚度检测构件20与长度方向端部检测构件18的距离会由于钢板2的长度而受到限制。因此，并不限定于必须使由厚度检测构件20进行的钢板2的厚度t的检测与由长度方向端部检测构件18进行的钢板2的长度方向的端部2a的检测同步。

如上述那样，在对钢板2执行印刷时，与由厚度检测部D检测出的钢板2的厚度t对应地设定印刷头10距钢板2的表面的高度。在该情况下，若钢板2在宽度方向、长度方向的范围内平坦，则表面也平坦，从而能够执行顺畅的印刷。但是，无法保证钢板2在整个面的范围内平坦。并且，在厚度检测部D中，厚度检测构件20配置于输送机1的宽度方向的大致中央，因此在钢板2产生了宽度方向的翘曲的那种情况下，会产生翘起来的钢板2的端部与印刷头10发生碰撞的风险。因此，构成为通过利用两端侧高度检测部E对钢板2的宽度方向两端部附近的高度进行检测，从而对该钢板2的翘曲进行检测。

两端侧高度检测部E配置于比印刷部B靠输送机1的输送方向上游侧的位置，并在该钢板2到达印刷部B以前对进行输送的钢板2的下游侧的宽度方向的两端部附近的高度进行检测。并且，构成为，能够利用检测出的钢板2的宽度方向的两端部附近的高度hb1、hb2与由厚度检测部D检测出的钢板2的厚度t之差对印刷头10的高度进行修正而执行印刷。

两端侧高度检测部E具有构成为能够在将输送机1横穿的方向上移动的一对距离检测构件23a、23b，并构成为，能够通过利用该一对距离检测构件23a、23b对与钢板2的宽度方向两端部附近2b1、2b2的表面之间的距离进行检测，从而对它们的高度进行检测。对于钢板2的宽度方向的端部附近而言，并不对距长度方向的端部2a的尺寸以及距宽度方向的端面2c的尺寸严格进行限定，只要大致是端部的附近即可。

因此，一对距离检测构件23a、23b构成为能够移动到与由输送机1输送的钢板2的宽度方向的端部附近对置的位置。即，在沿着输送机1的输送方向的两侧且对置的位置分别设置有架台(stand)24，在这些架台24配置有被驱动马达26a、26b驱动而在将输送机1横穿的方向上移动的臂25a、25b。并且，在各个臂25a、25b的前端安装有距离检测构件23a、23b。

各个距离检测构件23a、23b与厚度检测构件20同样地由激光传感器构成，并在输送机1的竖直方向上配置于距该输送机1的输送面预先设定的高度H的位置。并且构成为，能够根据预先设定的高度H与检测出钢板2的宽度方向的端部附近的表面时的距离之差而检测出该附近的高度hb1、hb2。

两端侧高度检测部E并不是仅单纯限定于对钢板2的仅宽度方向的端部附近的高度进行检测，而优选构成为，将臂25a或者臂25b在将输送机1横穿的方向上陆续派出并在钢板2的宽度方向上改变位置，从而能够对高度进行检测。特别是，通过先行将伴随着对钢板2的印刷的进行而变化的印刷头10的横行位置与钢板2的输送速度建立关联并预先检测出钢板2的高度，能够与检测出的高度对应地对印刷头10的高度进行修正。

形变检测部F配置于比印刷部B靠输送方向上游侧的位置，并通过对钢板2的宽度方向的凹凸进行检测，从而对厚度方向的形变进行检测。即，如前述那样，无法保证钢板2在整个面的范围内平坦，有时会在宽度方向及/或长度方向上产生起伏那样的形变。当在钢板2产生了较大的形变的那种情况下，产生印刷头10不能迎合该形变的风险、或者产生所形成的印刷的品质降低的风险。因此，优选的是，在检测出在钢板2产生了较大的形变的情况下，将对该钢板2的印刷中止并使印刷部B通过。

形变检测部F通过在将输送机1横穿地设置的框架28以预先设定的间隔配置多个距离检测构件29而构成。距离检测构件29利用了激光传感器，并以在输送机1的竖直方向上设定为彼此相同的高度H的方式安装于框架28。相邻的距离检测构件29彼此的间隔没有特别限定，优选的是，根据预先设定的钢板2的最大宽度尺寸、假定的形变而适当设定。

钢板2由以预先设定的速度驱动的输送机1输送。但是，存在在钢板2与输送机1之间产生打滑的风险，有时输送机1的驱动速度与钢板2实际上被输送的速度不一致。在该情况下，对钢板2执行的印刷会从目标的位置偏离。因此，需要对钢板2的实际的输送速度进行检测并与检测出的输送速度对应地对印刷头10进行驱动。

输送速度检测部G对钢板2的实际的输送速度进行检测，并配置于比印刷部B靠输送机1的输送方向上游侧的位置且输送机1的宽度方向的大致中央。输送速度检测部G具有：旋转体31，其与进行输送的钢板2的表面接触并伴随着该钢板2的输送而旋转；以及按压构件32，其支承于框架28并将该旋转体31相对于钢板2的表面按压。

并且构成为，通过利用未图示的旋转编码器对旋转体31的旋转进行检测，能够对钢板2的输送速度进行检测。特别是，旋转体31被按压构件32以大致恒定的力按压于钢板2的表面。因此，不会在旋转体31与钢板2的表面之间产生打滑的风险，且即使在钢板2的长度方向产生了凹凸的那种情况下，也能够迎合该凹凸，从而能够检测出钢板2的准确的输送速度。

在本实施例中，旋转体31构成为通过与钢板2的上表面接触，从而伴随着该钢板2的输送而旋转。但是，供旋转体31接触的表面并不仅限定于钢板2的上表面，也可以是下表面，还可以是侧面。

控制部35构成为具有：印刷数据存储部35a，其存储从输入装置36输入的印刷数据；程序存储部35b，其存储构成印刷装置A的印刷部B、倾斜检测部C、厚度检测部D、两端侧高度检测部E、形变检测部F、输送速度检测G的动作程序；以及运算部35c。

在印刷数据存储部35a中，预先从输入装置36输入目标的钢板2的板厚、长尺寸、长度尺寸等规格信息、应印刷的印刷信息，并存储为规格数据、印刷数据。另外，在程序存储部35b预先存储有针对从输送机1的上游侧供给的钢板2而进行的各部B～G的动作程序。

接下来，说明利用如上述那样构成的印刷装置A进行的对钢板2的印刷。

从输送机1的上游侧供给钢板2，当该钢板2的规格信息从配置于输送机1的上游侧的例如喷砂装置向控制部35传递、或输入时，读取对钢板2设定的规格数据、印刷数据。

当由输送机1输送的钢板2的长度方向下游侧的端部2a由倾斜检测部C的长度方向端部检测构件18检测出时，与此同时，由宽度方向端面检测构件19a、19b检测出到钢板2的宽度方向的端面2c的距离并送向控制部35。在控制部35中，基于由各个宽度方向端面检测构件19a、19b检测出的到端面2c的距离之差来计算钢板2的倾斜，并基于该计算结果对所存储的印刷数据的坐标进行变换。

在由长度方向端部检测构件18进行的钢板2的长度方向的端部2a的检测的同时，由厚度检测部D的厚度检测构件20对到钢板2的表面的距离进行检测，并将检测出的距离h送向控制部35。利用控制部35，将根据厚度检测构件20距输送机1的高度H和检测出的距离h得到的钢板2的厚度t与预先存储的钢板2的规格数据进行比较，若两者之差处于允许范围，则判断为是目标的钢板。

在判断为所供给的钢板2是成为印刷对象的目标的钢板的情况下，按照预先设定的动作程序，分别对在输送方向下游侧后续的两端侧高度检测部E、形变检测部F、输送速度检测部G以及印刷部B进行控制。此时，对印刷部B的升降托架14的升降马达14a指定应使印刷头10从钢板2的表面分开的高度。

另外，在钢板2的厚度背离了预先存储的规格数据的情况下，判断为所供给的钢板2不是目标的钢板，且不将其作为印刷对象而通过在输送方向下游侧后续的两端侧高度检测部E、形变检测部F、输送速度检测部G以及印刷部B。

在由输送机1输送的钢板2是印刷对象的情况下，基于来自控制部35的指令，使得两端侧高度检测部E的驱动马达26a、26b旋转而将臂25a、25b分别在将输送机1横穿的方向上陆续派出。通过臂25a、25b的陆续派出，从而使距离检测构件23a、23b与钢板2的宽度方向的端部2b1、2b2的附近对置。

然后，由各距离检测构件23a、23b将钢板2的宽度方向的两端附近的高度hb1、hb2检测出并送向控制部35。利用控制部35，对由距离检测构件23a、23b检测出的钢板2的宽度方向的两端附近的高度hb1、hb2与由厚度检测部D检测出的钢板2的厚度进行比较。

当在两者之间产生差的情况下，若该差在允许范围内，则印刷部B的升降马达14a基于该差，对印刷头10距钢板2的表面的高度的值进行修正。另外，在两者之差背离了允许范围的那种情况下，判断为不能对钢板2执行印刷并使其通过后续的形变检测部F、输送速度检测部G以及印刷部B。

当由输送机1输送的成为印刷对象的钢板2到达形变检测部F时，由配置于该形变检测部F的多个距离检测构件29同时将到钢板2的表面的距离检测出并送向控制部35。通过利用控制部35对送到的距各距离检测构件29的距离彼此进行比较，从而探知钢板2的宽度方向的形变、即凹凸的状况。然后，若形变的状况为允许范围内，则印刷部B的升降马达14a基于该形变，对印刷头10距钢板2的表面的高度的值进行修正。另外，在两者之差背离了允许范围的那种情况下，判断为不能执行对钢板2的印刷并使其通过后续的形变检测部F、输送速度检测部G以及印刷部B。

当由输送机1输送的成为印刷对象的钢板2到达输送速度检测部G时，旋转体31被按压构件32向钢板2的表面按压，且该旋转体31伴随着钢板2的输送而旋转。旋转体31的旋转由内置或者连接于该旋转体31的旋转编码器检测出并被送向控制部35，从而由该控制部35检测出钢板2的准确的输送速度。然后，基于检测出的准确的钢板2的输送速度，对印刷部B的第一滑架12的驱动马达12a、第二滑架13的驱动马达13a的驱动进行控制。

利用控制部35，基于由厚度检测部D检测出的钢板2厚度来设定印刷头10的高度，且与由倾斜检测部C检测出的钢板2的倾斜对应地对印刷数据的坐标进行变换，然后，基于由输送速度检测部G检测出的钢板2的准确的输送速度对第一滑架12、第二滑架13的速度进行设定而分别驱动第一滑架12、第二滑架13，从而能够对钢板2执行目标的印刷。并且，通过基于由两端侧高度检测部E、形变检测部F检测出的高度的不同来对印刷头10的高度进行修正，能够执行清晰的印刷。

工业实用性

本发明的印刷装置并不限定于在对钢板进行印刷时利用是有利的，而是在对由输送机输送的板状的件进行印刷时利用就是有利的。

附图标记说明：

A 印刷装置

B 印刷部

C 倾斜检测部

D 厚度检测部

E 两端侧高度检测部

F 形变检测部

G 输送速度检测部

1 输送机

2 钢板

2a 端部

2b1、262 宽度方向两端部附近

2c 端面

10 印刷头

11 梁部

12 第一滑架

12a 第一滑架驱动马达

13 第二滑架

13a 第二滑架驱动马达

14 升降托架

14a 升降马达

18 长度方向端部检测构件

19a、19b 宽度方向端面检测构件

20 厚度检测构件

23a、23b 距离检测构件

24 架台

25a、25b 臂

26a、26b 驱动马达

28 框架

29 距离检测构件

31 旋转体

32 按压构件

35 控制部

35a 印刷数据存储部

35b 程序存储部

35c 运算部

36 输入装置。