JP2003524538A - 三次元の球体もしくは曲面体印刷用のフレキシブルスタンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 三次元の物体、特にほぼ球体の形状を有する物体を印刷するための装置であって、パッド印刷によって印刷を行うためのパッドを有しているものであり、前記パッドには所定の厚みのシリコン型があり、それは形くずれしない材質の中空パッド・ホルダー（１）に取り付けられており、その中空パッド・ホルダー（１）と前記シリコン型（２）とが合わさって、隔離された空間を構成しており、そこに圧縮空気が供給され、そこを圧力容器につなぐために設けられたメイン・パイプ（４）が開口部（３）を通っていて、その特徴は、当該印刷装置がオープン・ループとして配置されており、空気の別々の入口と出口（各３、８）のための付加的な別の孔（８）が設けられており、その一方で、圧力調整ユニット（６）によって、パッド内の圧力が既定のレベルＰにまたはより高く保てるようになっており、前記圧力調整ユニット（６）によって、供給メイン・パイプ（７）を通って調整器に入る圧縮空気が調整されることを特徴とする印刷装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の分野） 本発明は三次元の球体および／または曲面体印刷用のフレキシブルスタンプ装
置に関するものである。

【０００２】 （先行技術） おもちゃのボールのような球体に印刷するために、中空で半球体状のシリコン
型を用いることは現在知られている。このシリコン型の厚みは約２ｃｍであり、
それを中空でフレキシブルのスタンプまたはパッド・ホルダーに取り付ける。シ
リコン型とパッド・ホルダーとを、以後、「パッド」と呼ぶことにする。

【０００３】 パッド・ホルダーの材質は形くずれしないものであり、その形はドラム状であ
る。そのパッド・ホルダーとシリコン型とで形成される空間は気密封止され閉鎖
されたものであり、外部との接触としては、孔が一つあるだけである。この唯一
の孔で、十分な大きさの直径のフレキシブルチューブが圧力容器とつながってい
る。前記圧力容器は、寸法どおりには表されていない。この圧力容器の容積とし
ては、パッドの実際の容積の１０から１００倍の容量がなければならない。この
圧力容器にはさらに、軽い過剰圧力が掛けられているのが一般的であって、その
ために別の圧力調整器が用いられる。

【０００４】 この構造は、印刷作業が一巡する間ずっと、パッド内の圧力をできるだけ一定
に保つのに役立つものである。実際、パッド内の圧力が変化すると、シリコン部
分が膨張したり収縮したりする。このために、シリコン部分の画像が大きくなっ
たり小さくなったりして、印刷する球体の上の印刷の質が悪くなる。その結果、
先行技術で印刷作業を一巡する際の様々な場面で、パッド内の圧力と圧力容器内
の圧力が等しくなるような休止位置が示されている。この圧力を、以後、参照記
号Ｐで示す。

【０００５】 パッドをその休止位置から印刷したい前記物体へと動かす運動は、矢印Ｆで示
される相対運動であって、それが印刷したい物体の上を屈曲する。パッド内の空
気は、フレキシブルチューブを通って圧力容器に押しつけられる。しかしながら
、圧力容器の容積は、パッドの中身の数倍であるという事実があるにもかかわら
ず、この空気の量の変位がもたらす結果としてのパッドおよび容器内の圧力の増
大は、依然として僅かなものであり、このパッドおよび容器内の圧力を、以後、
参照記号Ｐ’で示す。

【０００６】 この後、矢印Ｆの方向に従って、パッドは原状に復帰するが、その復帰する位
置は休止位置である。ここで、空気は圧力容器からパッドに戻る。ここでシステ
ム内の圧力はＰよりも大きくなり、それを、以後、Ｐ”と呼ぶことにするが、作
業が一巡する途中のこの部分では、Ｐ”は再び減少し、再び圧力Ｐとなる。

【０００７】 上記の従来知られたシステムは閉鎖回路であり、そこでは印刷およびインク付
け段階でパッドから押し出された空気は圧力容器に戻る。パッドが元の位置に戻
る時には、空気は圧力容器からパッドへと再び戻る。

【０００８】 このシステムの大きな利点は、圧力容器の容積がパッドの容積の数倍大きいに
もかかわらず、圧力の変動は依然として、Ｐ，Ｐ’，Ｐ”というように、小さい
ことにあるが、印刷したい物体にパッドが作用する際には、それが印刷の質に不
利な影響を及ぼす。

【０００９】 （発明の目的） 本発明は、上記の欠点を克服することを目指すものである。従って、本発明に
おいては、上記のような中空のパッドを用いるものの、閉鎖回路を用いず、その
代わりに、本発明では、パッドを開放回路に一体化することにする。

【００１０】 本発明による装置の空気消費量はより低くなっているのであるが、それにもか
かわらず、印刷作業を一巡するごとに、非常に厳密にパッド内の圧力を測定する
ことが可能である。これは、少なくとも部分的に球体となっている物体に印刷を
行う上での非常に重要なパラメーターであり、それは特にその印刷の質に関連し
て重要なのであって、その重要性は、印刷の質に求められる要求水準が常により
厳密なものとなっている今日、益々、増大している。

【００１１】 更なる特性と詳細な事項が添付の特許請求の範囲に記載されている。

【００１２】 本発明によるシステムのいくつかの例示的実施例が、添付図面に照らし合わせ
て、以後示される。

【００１３】 本発明はまた、少なくとも一部分が球体の及び／又は曲面体の三次元物体に印
刷を行う方法にも関するものである。本発明における実質的な差別化の要素は、
クローズド・ループではなくオープン・ループを使用することであり、さらに、
そこではパッドの入口側と出口側がはっきりと互いに分離されているということ
にあるということを理解されたい。本発明によるこの特定な方法によって、印刷
の質の明らかな向上が達成される。

【００１４】 （図面の簡単な説明） 図１は、先行技術で知られている球体印刷用閉鎖型パッド・システムを概略的
に示したものである。

【００１５】 図２ａから２ｃは、従来知られている球体印刷用閉鎖型パッド・システムが（
最初から最後まで）作業を一巡する間の様々な手順や状態を概略的に示したもの
である。

【００１６】 図３は、本発明による球体印刷用パッドを用いる開放型システムを概略的に示
したものである。

【００１７】 図４は、図３に示された本発明による装置の概観を機能的に示したものである
。

【００１８】 図４ａから４ｃは、その基本的な実施例で図４に示された本発明による装置の
様々な手順や状態を、概略的に示したものである。

【００１９】 図５は、図４で基本的な実施例として概略的に示された本発明による球体印刷
用パッド付き装置の第一の変形例を示している。

【００２０】 図６は、本発明による球体印刷用パッドを用いる装置の、もう一つの変形例を
示している。

【００２１】 図７は、本発明による球体印刷用パッドを用いる装置の、さらにもう一つの変
形例を示している。

【００２２】 （説明） 図１に示される装置にはパッド・ホルダー１と所謂シリコン型２があり、それ
らはこの先行技術に対応するものである。しかしながら、このパッド・ホルダー
１の内部には従来の孔３に加えて付加的な孔８があり、その結果、システムには
、そのために設けられた各導管４、４’を通る空気の入口３と空気の出口８のそ
れぞれのための別々の孔が備えられている。入口４に一体化された迅速で精確な
圧力調整ユニット６により、パッド２５内部の圧力は、圧力Ｐで設定された所定
のレベルを決して下回ることがないようになっている。従って、圧力調整ユニッ
トが調節する圧縮空気はＦに従ってフレキシブル供給チューブ７を通って調整器
６に入る。精確かつ迅速な過剰圧力弁９は、出口穴８のところで、パッド・ホル
ダー２５の出口８に接続されている。パッド２５内部の圧力が圧力Ｐの既定値を
越えるや否や、過剰圧力弁９は、Ｇ’の方向に出口１０を通して外気４０を吹き
放つことになる。

【００２３】 本発明による装置の上述の基本的な実施例がどのように作動するかの予備的な
説明にならって、以下に様々な実施例を説明するものである。

【００２４】 図４ａの示す装置はＡで示される休止位置にある。パッド２５の内部には一定
の圧力Ｐがある。圧力調整システム６と過剰圧力弁９は、両方とも、閉鎖位置に
ある。

【００２５】 図４ｂには、パッド２５が矢印Ｈに従ってどのように下降していくのか、そし
て、印刷したい物体３０の上にどのように屈曲していくのか（状態Ｂ）が示され
ている。パッド２５の中の空気はパッドから押し出され、Ｇの方向に過剰圧力弁
９を通り、矢印の方向Ｇ’に従って外部４０に至る。このようにしてパッド内部
の圧力は圧力Ｐに保たれる。

【００２６】 図４ｃに示される続く状態Ｃにおいては、パッド２５は再び−Ｈの方向に、つ
まり、休止位置Ａに向かって上昇していく。過剰圧力弁９は閉じられ、圧力調整
ユニット６は動作を開始する。圧力調整ユニット６は、適正な量の空気をパッド
２５に送り込んで、圧力を圧力Ｐに保つことになる。

【００２７】 本発明によるシステムは確かに空気の消費量が大きくなるのではあるが、それ
にもかかわらず、印刷作業が一巡する毎のパッド２５内部の圧力を非常に精確に
定めることが可能である。これは、球体３０に印刷を行う上で、非常に重要なパ
ラメーターであり、印刷の質についてより高い水準の要求が課せられつつある今
日、そのパラメーターは、特に印刷品質について、重要性が増している。

【００２８】 本発明による装置の様々な実施例と変形例を、図６から８を参照しつつ、以下
に説明していく。ある特定の実施例を選択するについては、印刷速度、システム
のコスト、そして、どの程度の印刷精度が望まれるかなどの、様々な要因が考慮
される。

【００２９】 付加的なパイロット弁１３が図５に示されたシステムに一体的に組み込まれて
いるという条件の下でも必要な流量を供給することのできる精確で迅速な弁を見
つけなければならないというのが上記の要求事項であるが、その要求事項に解決
の糸口をもたらすのが、上述の機械式弁６、９付きパッド２５を備えたシステム
の変形例である。

【００３０】 この図において、前記パイロット弁１３は、圧縮空気導管１１を通して直接、
空気供給メイン・パイプ７に接続されている。さらに、前記パイロット弁１３は
また、計測チューブ１２を通して、パッド２５、特にパッド・ホルダー１にも直
接、接続されている。前記パイロット弁はまた、制御圧力導管１４を通して、前
記圧力調整ユニット６にも直接、接続されている。

【００３１】 従って、後者の変形例が示しているのは、機械式弁６、９及びパイロット弁１
３付きのパッド２５であり、そこではこのパイロット弁への供給は圧縮空気導管
１１を通して行われる。パッド２５内部の圧力は、パイロット弁１３により、計
測チューブ１２を通して計測され、圧力調整システム６は、制御圧力導管１４を
通して制御される。

【００３２】 図６に示されているのは、システムのさらにもう一つの変形例であり、圧力感
知器１９付きのパッド２５と電子制御ユニット１８を備えている。単数または複
数の圧力感知器１９は、パッド２５、特にパッド・ホルダー１のところで、シス
テムのこの変形例に一体的に組み込まれており、導管１７を通して電子制御ユニ
ット１８に直接、接続されている。前記電子制御ユニット１８はまた、一方では
、取り入れ側で電子弁６に接続されており、他方では、上述されたのと同じタイ
プの過剰圧力弁９に接続され、どちらの場合もそれぞれ信号担体１５及び１６を
通して接続される。

【００３３】 電子圧力感知器１９はパッド２５の適正圧力を継続的に計測し、この情報は前
記圧力感知器１９によって伝達される、感知器信号ｓで集められる。

【００３４】 この実施変形例が入力側で示しているのは、パッド２５と入力部７との間にあ
る、単式圧力調整器２２であり、供給される圧縮空気の下流方向に緩衝容器２０
が付属しており、供給メイン・パイプ４に一体的に組み込まれていて、パッド２
５の入口のところに逆流防止弁２１が取り付けられている。

【００３５】 前記ドの出力部には、上述の変形例にあるのと同じ出口分岐が設けられていお
り、つまり過剰圧力弁９が付いている。

【００３６】 感知器信号ｓは電子制御ユニット１８例えば、ＰＬＣ、マイクロ・コントロー
ラ、ＰＣ、電子調整器、その他に送信される。測定された圧力がプログラムされ
た値を下回る場合には、電子弁６は、導管１５に沿って、信号ｓ₁で開かれ、そ
れにより、圧縮空気が供給メイン・パイプを通ってパッド２５に導入される。パ
ッド２５内部の圧力が制御ユニット１８でプログラムされた値を上回る場合には
、もう一つの信号ｓ₂が導管１６を通して電気排気弁９に送信される。

【００３７】 図８が示すのは、さらにもう一つの変形実施例であり、緩衝容器及び逆流防止
弁付きパッド２５がある。この実施例においては、図５及び３から４ｃに示され
た上述の基本的実施例で用いられたのと同じ過剰圧力弁９が用いられている。し
かしながら、ここで入口への供給を行っているのは単式圧力調整器２２であり、
それによって、印刷作業が一巡して次に移る際の前記緩衝容器２０内部で既定の
圧力がかけられる。逆流防止弁２１は、印刷段階でパッド２５から押し出される
空気が緩衝容器２０に戻らないようにしているが、それは、この空気の逆流が緩
衝容器内の圧力を高める恐れがあるからである。パッドから押し出された空気は
、上述の過剰圧力弁９を通ってシステムから出ていく。供給メイン・パイプ４の
直径は、インク付けまたは印刷の作業が一巡した後、パッドが印刷された物体３
０から再び離れていく度に、必要とされる空気の流量を供給するのに十分なだけ
の大きさの直径である。

【００３８】 さらに上述された実施例を組み合わせて用いることも可能であるが、その場合
に理解しておくべきは、そのような組み合わせがこの出願の保護範囲内のもので
あることである。

【００３９】 上述の装置を用いて一つの物体の表面を印刷するための方法は、オープン・ル
ープにおいて、まず、最初にインク付けされた表面にパッドを押しつけることか
ら始まり、このインク付けされた表面に密着したパッドの半球表面をその上でぺ
しゃんこにすることによって、印刷したい図柄がパッド表面に写り、その後、前
記パッドを元の表面から外すことによって、パッドが元の半球の形に戻れるよう
にし、そしてその後、前記パッドを三次元の球体及び／又は曲面に押しつけるの
であるが、その際に、前記パッドが前記物体の球体または曲面の少なくとも一部
分を包含するように、押しつけ、そして、インク付けされた図柄の載ったパッド
表面を前記物体の表面と接触させることによって、このインク付けされた図柄を
受入れ側の物体の所望の球形または曲面部分に移す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】三次元の物体、特にほぼ球体の形状を有する物体を印刷するた
   めの装置であって、パッド印刷によって印刷を行うためのパッドを有しているも
   のであり、前記パッドには所定の厚みのシリコン型があり、それは形くずれしな
   い材質の中空パッド・ホルダー（１）に取り付けられており、その中空パッド・
   ホルダーと前記シリコン型（２）とが合わさって、隔離された空間を構成してお
   り、そこに圧縮空気が供給され、そこを圧力容器につなぐために設けられたメイ
   ン・パイプ（４）が開口部（３）を通っていて、その特徴は、当該印刷装置がオ
   ープン・ループとして配置されており、空気の別々の入口と出口（各３、８）の
   ための付加的な別の孔（８）が設けられており、その一方で、圧力調整ユニット
   （６）によって、パッド内の圧力が既定のレベルＰに、またはより高く保てるよ
   うになっており、前記圧力調整ユニット（６）によって、供給メイン・パイプ（
   ７）を通って調整器に入る圧縮空気が調整されることを特徴とする印刷装置。
2. 【請求項２】排出導管（４’）を通してパッド・ホルダー（１）の出口（８
   ）に接続された過剰圧力弁（９）が設けられていることを特徴とする、請求項１
   に記載の装置。
3. 【請求項３】パッドには、圧縮空気メイン・パイプ（１１）を通して供給を
   受けるパイロット弁（１３）と、パッド内部の圧力を測定し、制御圧力導管（１
   ４）を通して圧力調整ユニット（６）を制御するための計測ユニット（１２）が
   設けられており、その制御圧力導管はパイロット弁（１３）と圧力調整ユニット
   （６）とを互いに接続していることを特徴とする、請求項１または２に記載の装
   置。
4. 【請求項４】前記パッド（２５）にはパッド（２５）の圧力を計測するため
   の圧力感知器（１９）があり、前記感知器（１９）が伝達する信号（ｓ）は電子
   制御ユニット（１８）に送信されることを特徴とする、請求項１から３のいずれ
   か一つに記載の装置。
5. 【請求項５】前記パッド（２５）には、緩衝容器（２０）と逆流防止弁（２
   １）があり、そこでは入口に圧力調整器（２２）が設けられていて、それによっ
   て、印刷作業が一巡して次に移る際に前記緩衝容器（２０）内部で既定の圧力が
   かけられ、前記逆流防止弁（２１）は、印刷段階でパッドから押し出される空気
   が緩衝容器（２０）に戻らないようにしており、その後、パッドから押し出され
   た空気は、過剰圧力弁（９）を通って装置から出ていき、供給メイン・パイプ（
   ４）の直径は、インク付けまたは印刷の作業が一巡した後、パッドがその休止位
   置（Ａ）に復帰するたびに、必要とされる空気の流量を供給するのに十分なだけ
   の大きさの直径であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一つに記載
   の装置。
6. 【請求項６】請求項１から５のいずれかひとつに記載の装置を用いて一つの
   物体の表面を印刷するための方法であって、開放回路において、まず、最初にイ
   ンク付けされた表面にパッドを押しつけ、このインク付けされた表面に密着した
   パッドの半球表面をその上でぺしゃんこにすることによって、印刷したい図柄を
   パッド表面に写し、その後、前記パッドを元の表面から外すことによって、パッ
   ドが元の半球の形に戻れるようにし、そしてその後、前記パッドを三次元の球体
   及び／又は曲面に押しつけるのであるが、その際に、前記パッドが前記物体の球
   体または曲面の少なくとも一部分を包含するように、押しつけ、そして、インク
   付けされた図柄の載ったパッド表面を前記物体（３０）の表面と接触させること
   によって、このインク付けされた図柄を受入れ側の物体の所望の球形または曲面
   部分に移すことからなることを特徴とする方法。