JP5749946B2 - タイヤ用印刷装置およびタイヤ表面印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの表面に文字や絵柄等を印刷するタイヤ用印刷装置およびタイヤ表面印刷方法に関する。

タイヤの表面に文字や絵柄等を印刷する装置としては、特許文献１に開示された旋回式タイヤ用プリンタが知られており、このものは、基台に固定されたタイヤの大きさに合わせて、中心位置、高さ、旋回半径を調節する機能を有し、タイヤの中心に直立する支柱を軸にタイヤの側面上を旋回しながら文字や絵柄を印刷するものである。

しかしながら、タイヤの側面は平面でなく曲面であるから、特許文献１記載のプリンタでは、タイヤ側面の位置によって、プリンタヘッドの、タイヤ表面に対する位置、姿勢が異なり、すなわち、図４に示すように、タイヤ側面の最大幅位置では、タイヤＴの側面とプリンタヘッド１０３の距離が最小となり、そこから離れるに連れてタイヤＴの側面とプリンタヘッド１０３の距離は大きくなっていく。そのため、タイヤＴの側面とプリンタヘッド１０３の距離が過大となった位置ではプリンタヘッド１０３から吐出されたインクが拡散し、文字や絵柄等がぼけるという問題が生じる。また、特許文献１のプリンタでは、プリンタヘッドをタイヤの側面に沿って旋回させるものであるから、タイヤの大きさが変更されるたびに、旋回半径や高さを調節する必要が生じて作業が煩雑となる。

なお、これらの問題については、特許文献２に記載のように、タイヤの側面を押えローラにより圧接して印刷面を平坦にしつつ、タイヤを回転してインクジェットヘッドにより印刷を行うことで解消することも不可能ではないが、このように、タイヤの側面を押えローラにより圧接し印刷面を平坦にした状態で印刷した場合には、タイヤに内圧を付加しタイヤ側面が曲面となった際（例えばタイヤ使用時）に文字や絵柄等が引き伸ばされる結果、文字や絵柄がいびつになり外観を損ねるという問題がある。また、特許文献２記載の技術では、押えローラによりタイヤの側面を均等に圧接しなければならないことから作業が煩雑である。

特開２００６−１１１２４２号公報 特開２０１０−１２５４４０号公報

それゆえ、本発明は、上述した問題点を解決し、煩雑な作業を必要とすることなしに、タイヤ表面に文字や絵柄等を鮮明に印刷することができるタイヤ用印刷装置およびタイヤ表面印刷方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のタイヤ用印刷装置は、タイヤ表面に対して塗料を吐出し、塗布するプリンタヘッドを備えるタイヤ用印刷装置であって、前記プリンタヘッドを前記タイヤの幅方向に沿って移動させる幅方向移動部と、前記プリンタヘッドを前記タイヤの径方向に沿って移動させる径方向移動部と、前記プリンタヘッドを、前記タイヤの周方向に沿う軸線周りに揺動させる揺動部と、を備え、さらに
前記タイヤのビード部に嵌め込まれて該タイヤを保持する上側リムおよび下側リムと、前記上側リムに連結されたタイヤ回転主軸と、前記下側リムに連結された従動軸と、前記タイヤ回転主軸を回転させる回転主軸駆動装置とを備え、
リム組みした前記タイヤに内圧を充填した状態で、前記プリンタヘッドにより、回転する前記タイヤの表面に対して塗料を吐出するよう構成されており、
前記プリンタヘッドは、前記幅方向移動部、前記径方向移動部、及び前記揺動部の駆動によりタイヤの表面との距離及び姿勢を一定に保ちながら移動し、塗料を吐出することを特徴とするものである。

なお、本発明のタイヤ用印刷装置は、前記プリンタヘッドを複数備えることが好ましい。

また、上記課題を解決するため、本発明のタイヤ表面印刷方法は、回転するタイヤの表面にプリンタヘッドから塗料を吐出し、塗布して印刷を行うタイヤ表面印刷方法であって、印刷を行うにあたり、前記プリンタヘッドを、前記タイヤの幅方向および径方向に沿って移動させるとともに前記タイヤの周方向に沿う軸線周りに揺動させて、該プリンタヘッドの、タイヤ表面に対する距離および姿勢を一定に保つことを特徴とし、
前記タイヤをリム組みし、リム組みした該タイヤに内圧を充填した状態で、前記プリンタヘッドによるタイヤ表面への印刷を行うものである。

なお、本発明のタイヤ表面印刷方法にあっては、前記プリンタヘッドの、タイヤ表面に対する距離および姿勢をプログラムで制御することが好ましい。

本発明のタイヤ用印刷装置および印刷方法によれば、印刷を行うにあたり、プリンタヘッドを、タイヤの幅方向および径方向に沿って移動させるとともにタイヤの周方向に沿う軸線周りに揺動させることで、該プリンタヘッドの、タイヤの側面に対する距離および姿勢を適正に保つことができ、プリントヘッドから吐出された塗料を拡散させることなくタイヤの表面に塗布することができるので、文字や絵柄等をぼけることなく鮮明に印刷することが可能となる。また、タイヤの側面を押えローラにより圧接して印刷面を平坦にするというような従来技術における煩雑な作業も不要とすることができる。

本発明にしたがう実施の形態に係るタイヤ表面印刷方法を実施するタイヤ用印刷装置の概略構成図である。 （ａ）は図１のタイヤ用印刷装置の一部拡大図、（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ矢視図である。 図１のタイヤ用印刷装置を用いてタイヤの側面に印刷を行う際の、プリンタヘッドのタイヤ側面に対する位置、姿勢を示す模式図である。 従来の印刷装置を用いてタイヤの側面に印刷を行う際の、プリンタヘッドのタイヤ側面に対する位置、姿勢を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係るタイヤ表面印刷方法を実施するタイヤ用印刷装置の概略構成図であり、図２（ａ）は図１のタイヤ用印刷装置の一部拡大図、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ矢視図である。なお、図中、符号Ｘは、印刷対象であるタイヤの幅方向を指し、符号Ｙは、該タイヤの径方向を指し、符号Ｚは、該タイヤの周方向を指し、符号Ｚ１は周方向Ｚに沿う軸線である。

図１に示すタイヤ用印刷装置１は、タイヤ表面（側面）に対して塗料を吐出し、塗布する少なくとも１つ、ここでは２つのプリンタヘッド３、４と、プリンタヘッド３、４をタイヤＴの軸方向Ｘに沿って移動させる幅方向移動部６、７と、プリンタヘッド３、４をタイヤＴの径方向Ｙに沿って、幅方向移動部６、７とともに移動させる径方向移動部９、１０と、プリンタヘッド３、４を、タイヤＴの周方向に沿う軸線Ｚ周りに揺動させる揺動部１２、１３と、を備える。

なお、プリンタヘッド３、４は、インクジェット方式のほかに、エアスプレー方式、エアレススプレー方式等を採用することが可能である。また、同時回転で多色刷りを行うときは、塗色数に応じて、本実施形態のように複数のプリンタヘッド３、４を配置する。

幅方向移動部６、７および径方向移動部９、１０には、ここでは、送りネジ機構を採用し、具体的には、ボールネジ（図示省略）と、該ボールネジを回転させるサーボモータ６ａ、７ａ、９ａ、１０ａと、ボールネジと螺合してプリンタヘッド３、４を移動させるスライダ（図示省略）と、位置検出器（図示省略）とを有するものである。サーボモータ６ａ、７ａ、９ａ、１０ａの動作は、位置検出器により検出され、検出した位置は制御装置であるＰＣ（パーソナルコンピュータ）１５に伝達される。なお、幅方向移動部６、７および径方向移動部９、１０は、プリンタヘッド３、４を幅方向Ｘおよび径方向Ｙに移動させることができれば、その移動機構に限定はなく、送りネジ機構に代えて油圧シリンダを用いてプリンタヘッド３、４を移動させるようにしてもよい。径方向移動部９、１０は、柱部１７ａとビーム部１７ｂからなる門型のフレーム１７のビーム部１７ｂに支持される。幅方向移動部６、７は、径方向移動部９、１０のスライダに支持されて径方向Ｙに移動可能である。

揺動部１２、１３は、図２（ａ）、（ｂ）に一方の揺動部１２を代表して示すように、プリンタヘッド３に連結された揺動軸１２ａと、この揺動軸１２ａをプリンタヘッド３とともに軸線Ｚ１周りに揺動させるサーボモータと、揺動軸１２ａの揺動角を検出する揺動角検出器（図示省略）とを有し、揺動角検出器で検出された揺動角は、ＰＣ１５に伝達される。なお、サーボモータに代えて油圧シリンダや圧電素子等を用いてプリンタヘッド３、４を軸線Ｚ１周りに揺動させるようにしてもよい。

また、このタイヤ用印刷装置１は、タイヤＴのビード部Ｂに嵌め込まれてタイヤＴを保持する上側リム１９および下側リム２０と、上側リム１９に連結されたタイヤ回転主軸２２と、下側リム２０に連結された従動軸２４と、タイヤ回転主軸２２を回転させる回転主軸駆動装置２６とを備え、タイヤＴは、タイヤ回転主軸２２の回転にともなって回転する。また、従動軸２４の内部には、従動軸２４の下端に設けられた圧縮空気の導入口２８とタイヤの内部とを連通する連通路２４ａが形成されており、該連通路２４ａを介してタイヤの内部に空気を出し入れ可能に構成されている。なお、図中、符号２９は、従動軸２４を支持する軸受、符号３０は、フレーム１７の柱部１７ａに設けられたレール３１に沿って走行し、軸受２９を従動軸２４とともに昇降させる昇降部である。

ＰＣ１５は、回転制御手段３３と、移動部制御手段３４と、揺動部制御手段３５と、印刷制御手段３６とを備える。回転制御手段３３は、回転主軸駆動装置２６に接続され、タイヤＴが一定速度で回転するように回転主軸駆動装置２６を制御する。移動部制御手段３４は、幅方向移動部６、７および径方向移動部９、１０に接続され、プリンタヘッド３、４がタイヤ側面上の所定位置に位置するように幅方向移動部６、７および径方向移動部９、１０をそれぞれ制御する。揺動部制御手段３５は、揺動部１２、１３に接続され、プリンタヘッド３、４がタイヤ側面の曲面に対して所定の角度（略平行）となるよう揺動部１２、３を制御する。印刷制御手段３６は、プリンタヘッド３、４に接続され、プリンタヘッド３、４に印刷制御信号と印刷データ信号を出力する。

なお、回転制御手段３３、移動部制御手段３４、揺動部制御手段３５、印刷制御手段３６のそれぞれの機能は、ＰＣ１５が保持するソフトウエア（プログラム）を実行することによって実現される。タイヤＴの形状に関する情報は、あらかじめＰＣ１５に入力しておいてもよいし、タイヤ側面の輪郭形状（曲面）を読み取るスキャナーを設けて、該スキャナーで読み取ったデータをＰＣ１５に入力するようにしてもよい。

次に、本実施形態のタイヤ用印刷装置１を用いてタイヤＴの表面（側面）に文字や絵柄等を印刷する方法を説明する。先ず、加硫後のタイヤＴを上側リム１９および下側リム２０に組み付け（リム組み工程）、リム組みしたタイヤＴをタイヤ用印刷装置１に設置し（タイヤ設置工程）、空気導入口２８を介してタイヤＴに内圧を充填してインフレートする（インフレート工程）。このとき、タイヤＴに適用する内圧にはとくに制限はないが、印刷時のタイヤ側面の曲率とタイヤ使用時のタイヤ側面の曲率とを同等とする観点からは正規内圧とすることが好ましい。「正規内圧」とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」を指す。

次いで、回転主軸駆動装置２６によりタイヤ回転主軸２２を駆動してタイヤＴを回転させる（タイヤ回転工程）。次に、幅方向移動部６、７および径方向移動部９、１０を駆動してプリンタヘッド３、４をタイヤ幅方向Ｘおよび径方向Ｙに沿って移動させ、プリンタヘッド３、４をタイヤＴの側面上の所定位置に位置させるとともに、揺動部１２、１３を駆動してプリンタヘッド３、４の、タイヤＴの側面に対する距離および姿勢が一定となるよう調整する（プリンタヘッドの位置および姿勢調整工程）。そして、プリンタヘッド３、４とタイヤＴの側面との距離および姿勢を一定に保ちながら、回転するタイヤＴの側面に、プリンタヘッド３、４から塗料を吐出し、塗布して、所望の文字、絵柄、記号、模様等（所定のパターン）を描画（印刷）する（印刷工程）。タイヤＴの側面に塗布された塗料は、プリンタヘッド３、４に隣接して設置されたＵＶ照射ランプ（図示省略）により、乾燥、硬化される（乾燥工程）。なお、上記タイヤ回転工程と上記プリンタヘッドの位置および姿勢調整工程との順序は逆にしてもよい。

したがって、このタイヤ用印刷装置１および印刷方法によれば、印刷を行うにあたり、回転するタイヤＴに近接して配置されたプリンタヘッド３、４を、タイヤＴの幅方向Ｘおよび径方向Ｙに沿って移動させるとともにタイヤＴの周方向Ｚに沿う軸線Ｚ１周りに揺動させることで、図３に示すように、該プリンタヘッド３、４の、タイヤＴの側面に対する距離および姿勢を一定（適正）に保つことができ、プリントヘッド３、４から吐出された塗料を拡散させることなくタイヤＴの表面に塗布することができるので、文字や絵柄等をぼけることなく鮮明に印刷することができる。また、タイヤの側面を押えローラにより圧接して印刷面を平坦にするというような従来技術における煩雑な作業も不要とすることができる。

また、この実施形態のタイヤ用印刷装置１および印刷方法によれば、プリンタヘッド３、４を複数設けたことから、同時回転で多色刷りを行うことができる。

また、この実施形態のタイヤ用印刷装置１および印刷方法によれば、プリンタヘッド３、４の、タイヤＴの側面に対する距離および姿勢をプログラムで制御するよう構成したことから、タイヤＴをタイヤ用印刷装置１に設置した後には、タイヤＴの側面の特定の位置に文字や絵柄等を自動で印刷することが可能である。

さらに、この実施形態のタイヤ用印刷装置１および印刷方法によれば、タイヤＴをリム組みし、リム組みした該タイヤＴに内圧を充填した状態で、プリンタヘッド３、４によるタイヤＴの側面への印刷を行うよう構成したことから、印刷時のタイヤＴの形状を一定に保つことができ、タイヤＴの側面の曲面に、文字や絵柄等を、ブレやしわが発生すること無く印刷することができる。また、タイヤＴに内圧を充填した状態で印刷を行うことで、印刷時のタイヤＴの側面の曲率を使用時（タイヤＴを正規リムに組み付けて正規内圧を付加した時）のタイヤＴの側面の曲率に近づけることができるので、タイヤ使用時に視認される文字や絵柄等の外観を向上させることができる。この観点からは、タイヤＴの内部に正規内圧を適用した状態で印刷を行うことが好ましい。

以上、図示例に基づき説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することができるものである。例えば、上記実施形態では、印刷対象のタイヤとして空気入りタイヤを用いて説明したが、本発明はソリッドタイヤに適用することもできる。また、上記実施形態では、プリンタヘッドが２つの例を示したが、プリンタヘッドは１つでも３つ以上設けてもよい。さらに、タイヤの内部に内圧を適用して印刷する場合には、その内圧は正規内圧よりも低くてもよい。

かくして、本発明により、煩雑な作業を必要となることなしに、タイヤ表面に文字や絵柄を鮮明に印刷することができるタイヤ用印刷装置およびタイヤ表面印刷方法を提供することが可能となった。

１ タイヤ用印刷装置
３、４ プリンタヘッド
６、７ 幅方向移動部
９、１０ 径方向移動部
１２、１３ 揺動部
１２ａ 揺動軸
１５ ＰＣ
１７ フレーム
１９ 上側リム
２０ 下側リム
２６ 回転主軸駆動装置
２８ 空気導入口
Ｔ 印刷対象となるタイヤ

Claims (4)

1. タイヤ表面に対して塗料を吐出し、塗布するプリンタヘッドを備えるタイヤ用印刷装置であって、
   前記プリンタヘッドを前記タイヤの幅方向に沿って移動させる幅方向移動部と、
   前記プリンタヘッドを前記タイヤの径方向に沿って移動させる径方向移動部と、
   前記プリンタヘッドを、前記タイヤの周方向に沿う軸線周りに揺動させる揺動部と、を備え、さらに
   前記タイヤのビード部に嵌め込まれて該タイヤを保持する上側リムおよび下側リムと、前記上側リムに連結されたタイヤ回転主軸と、前記下側リムに連結された従動軸と、前記タイヤ回転主軸を回転させる回転主軸駆動装置とを備え、
   リム組みした前記タイヤに内圧を充填した状態で、前記プリンタヘッドにより、回転する前記タイヤの表面に対して塗料を吐出するよう構成されており、
   前記プリンタヘッドは、前記幅方向移動部、前記径方向移動部、及び前記揺動部の駆動によりタイヤの表面との距離及び姿勢を一定に保ちながら移動し、塗料を吐出することを特徴とするタイヤ用印刷装置。
2. 前記プリンタヘッドを複数備える、請求項１に記載のタイヤ用印刷装置。
3. 回転するタイヤの表面にプリンタヘッドから塗料を吐出し、塗布して印刷を行うタイヤ表面印刷方法であって、
   印刷を行うにあたり、前記プリンタヘッドを、前記タイヤの幅方向および径方向に沿って移動させるとともに前記タイヤの周方向に沿う軸線周りに揺動させて、該プリンタヘッドの、タイヤ表面に対する距離および姿勢を一定に保つことを特徴とし、
   前記タイヤをリム組みし、リム組みした該タイヤに内圧を充填した状態で、前記プリンタヘッドによるタイヤ表面への印刷を行う、タイヤ表面印刷方法。
4. 前記プリンタヘッドの、タイヤ表面に対する距離および姿勢をプログラムで制御する、請求項３に記載のタイヤ表面印刷方法。

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