JP2009073649A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】包装体ロールを引き出して、包装材に変更する必要のある表示部を印刷した後、製袋充填機による包装が可能な程、高精度に包装材を巻き取ることができる印刷装置を提供する。
【解決手段】トルクリミッタ２３は、巻き取り軸１１が包装材Ｆを巻き取るに従って巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大し、巻き取り軸１１の回転速度が低下するに連れて、モータ１４から巻き取り軸１１に伝達される回転力のトルクを減少するように調整する。従って、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が変化しても、引き出し側包装材ロールＦａから引き出されている包装材Ｆに対するテンションが一定の範囲に保たれる。よって、包装材Ｆを巻き付け管Ｐｂに高精度に巻き取ることができて、製袋充填機による包装が可能な巻き取り側包装材ロールＦｂを形成することが可能となる。
【選択図】 図４

Description

本発明は印刷装置に係り、特に長尺な包装材を引き出して印刷を施してからロール状に巻き取る印刷装置に関するものである。

例えば図５、図６に示すように茶のティーバッグを封入した包装体Ｈの表面には品名を装飾的に表した表示部Ｈａ、品名から成る表示部Ｈｆ、ＱＲコードから成る表示部Ｈｂが印刷されており、また包装体Ｈの裏面には品名、内容量等を表した表示部Ｈｃ、茶の入れ方を表示した表示部Ｈｄ及び原産地や賞味期限および製造者を表示した表示部Ｈｅ、品名から成る表示部Ｈｆが印刷されている。
これらのうち、表示部Ｈａ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｆは封入する茶の原産地等が変わっても変更する必要のない表示部であるが、表示部Ｈｂ、Ｈｅは変更する必要のあるものである。

ところで、包装体Ｈは製袋充填機を用いて製造されることが殆どであり、この製袋充填機は包装材をロール状に巻いた包装材ロールを引き出しながら、製袋すると共に充填物を充填、封入する装置である。包装材ロールは５００ｍから１０００ｍであり、1本の包装材ロールで何万個単位の包装体Ｈを製造することができる。
上記のように表示部Ｈａ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｆは変更する必要がないので、包装材を製造する際に印刷すればよいが、表示部Ｈｂ、Ｈｅを包装材Fの製造の際に印刷すると包装材が多種類となってしまう。その結果、多くの包装材ロールを在庫として抱えなければならないばかりか、結局使用しない包装材がでてしまうおそれも高くなるという不都合がある。
従って、変更する必要のない表示部Ｈａ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｆは包装材製造の際に印刷しておき、変更する必要のある表示部Ｈｂ、Ｈｅは製造する包装体Ｈの数に応じた包装材の分だけ別に印刷できれば、多くの包装材ロールを在庫として抱える必要がなく、包装材の無駄が発生するのを防止することができる。

しかしながら、変更する必要のある表示部Ｈｂ、Ｈｅを印刷するため包装材ロールを一旦引き出してしまうと、弛みや両端面からのはみ出しがない状態の包装材ロールにきちんと巻き取ることは、巻取り中の包装材のテンションを一定範囲に保つ相当に大掛かりで高価な装置を用いない限り困難であった。
包装材ロールが高精度に巻かれていない場合には、上述した製袋充填機による包装ができず、一方、包装体Ｈを製造する現場に包装材ロールが高精度に巻き取るための大掛かりで高価な装置を導入することは非現実的である。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、比較的簡単な構造で、しかも包装体ロールを引き出して、包装材に変更する必要のある表示部を印刷した後、製袋充填機による包装が可能な程、高精度に包装材を巻き取ることができる印刷装置を提供することを、その目的とする。

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、請求項１の発明は、長尺なシート状の包装材がロール状に巻かれた引き出し側包装材ロールを装着する回転可能な従動軸と、前記従動軸に装着された引き出し側包装材ロールから引き出された包装材を一定速度で送る包装材送り手段と、前記包装材送り手段によって送られる包装材に対し印刷を施す印刷手段と、前記印刷手段によって印刷が施された包装材を巻き取って巻き取り側包装材ロールを形成する巻き取り軸と、前記包装材を巻き取る方向へ巻き取り軸を回転させるため一定の回転速度で回転して巻き取り軸に回転力を付与する回転力付与手段と、を有する包装材の印刷装置において、引き出し側包装材ロールから引き出された包装材に加わるテンションを一定範囲に保つテンション保持手段を備えたことを特徴とする印刷装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載した印刷装置において、テンション保持手段は、巻き取り軸が包装材を巻き取るに従って巻き取り側ロールの直径が増大し、巻き取り軸の回転速度が低下するに連れて、回転力付与手段から巻き取り軸に伝達される回転力のトルクを減少するように調整するトルクリミッタであることを特徴とする印刷装置である。

請求項３の発明は、請求項２に記載した印刷装置において、回転力発生手段から回転力が伝達されて回転する動力伝達軸と、前記動力伝達軸から回転力が伝達され回転して巻き取り軸に回転力を伝達する回転軸と、前記動力伝達軸の回転力を回転軸に伝達する回転力伝達部材とを有し、前記動力伝達軸または回転軸と、動力伝達部材との間にトルクリミッタが備えられていることを特徴とする印刷装置である。

請求項４の発明は、請求項２または３に記載した印刷装置において、トルクリミッタは複数設けられ、前記トルクリミッタに対応する数の動力伝達部材が設けられており、前記動力伝達部材はトルクリミッタにそれぞれ対応して備えられていることを特徴とする印刷装置である。

本発明の印刷装置は、比較的簡単な構造で、しかも包装体ロールを引き出して、包装材に変更する必要のある表示部を印刷した後、製袋充填機による包装が可能な程、高精度に包装材を巻き取ることができる。

本発明の実施の形態に係る印刷装置１を図１〜図６の図面にしたがって説明する。
包装材Ｆは、図５、図６に示した包装体Ｈを製造するための物であり、包装材Ｆは長尺なシート状で、ロール状に巻かれて、引き出し側包装材ロールＦａを形成している。ロール状に巻かれた包装材Ｆの長さは５００ｍ〜１０００ｍ程度である。包装材Ｆには変更する必要のない表示部Ｈａ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｆは印刷されているが、変更する必要のある表示部Ｈｂ、Ｈｅは印刷されていない。
印刷装置１は、包装材Ｆに変更する必要のある表示部Ｈｂ、Ｈｅの印刷を、製造する包装体Ｈの数に応じた包装材Ｆの分だけ行うものである。

印刷装置１の構成について説明する。
符号３は本体を示し、この本体３には２つの印刷手段としての印刷ユニット５が備えられている。また本体３内には複数のガイドローラ６が備えられている。
本体３の側部には駆動系を収容する収容ボックス７が取り付けられている。この収容ボックス７には従動軸９と巻き取り軸１１が回転自在に支持されられており、従動軸９と巻き取り軸１１は収容ボックス７から突出している。従動軸９の突出部分は本体３の図２において左側に位置し、巻き取り軸１１の突出部分は本体３の右側に位置している。

図３、図４に示すように、巻き取り軸１１の一端部にはスプロケット１３が固定されており、このスプロケット１３は収容ボックス７内に備えられている。
収容ボックス７にはトルクが２０ｋｇｆ・ｃｍのモータ１４が備えられ（図３参照）、このモータ１４の出力軸１５にはスプロケット１７が固定されている。モータ１４によって回転力付与手段が構成されている。

また、収容ボックス７には動力伝達軸１９が回転自在に備えられており、この動力伝達軸１９にはスプロケット２１が固定されている。このスプロケット２１とモータ１４の出力軸１５のスプロケット１７とにはチェーン２２が掛け渡されている。
更に動力伝達軸１９にはテンション保持手段としての４つのトルクリミッタ２３が取り付けられており、これら４つのトルクリミッタ２３にはスプロケット２５がそれぞれ固定されている。トルクリミッタ２３は２ｋｇｆ・ｃｍ以上のトルクがかかると、２ｋｇｆ・ｃｍを超えた分のトルクを逃がすものである。従って、各々のスプロケット２５に２ｋｇｆ・ｃｍ以上のトルクが加わるとトルクリミッタ２３が作動し、トルクリミッタ２３が動力伝達軸１９に対してスリップして、スプロケット２５と動力伝達軸１９との連結が断たれるようになっている。

回転軸２７には４つのスプロケット２９が固定されており、これらのスプロケット２９と動力伝達軸１９の４つのスプロケット２５とにはチェーン３５が掛け渡されている。
更に、回転軸２７には上記４つのスプロケット２９とは別にスプロケット３７が固定されており、このスプロケット３７と巻き取り軸１１のスプロケット１３とにはチェーン３９が掛け渡されている。

引き出し側包装材ロールＦａは包装材Ｆを巻き付け管Pａに巻き付けて構成されている。引き出し側包装材ロールＦａは従動軸９に装着されており、この引き出し側包装材ロールＦａの包装材Ｆは先端側が引き出されている。そして、包装材Ｆはガイドローラ６にガイドされて、印刷ユニット５の印刷部５ａに対向する領域を通り、巻き取り軸１１に固定された巻き付け管Ｐｂに巻き付けられている。
また、この印刷装置１は、包装材Ｆを上下からクランプして走行して、後述するように包装材Ｆの走行速度を常に一定保持する、公知の図示しない包装材送り手段を有している。

次に、印刷装置１の動作について説明する。
印刷装置１のスイッチを入れるとモータ１４が駆動し、出力軸１５と共にスプロケット１７が回転して、この回転力がチェーン２２を介してスプロケット２１に伝達され、動力伝達軸１９が回転する。動力伝達軸１９と共にスプロケット２５が回転して、この回転力が４本のチェーン３５を介して４つのスプロケット２９にそれぞれ伝達され、回転軸２７が回転する。回転軸２７と共にスプロケット３７が回転し、この回転力がチェーン３９を介して巻き取り軸１１のスプロケット１３に伝達されて、巻き取り軸１１が図２において時計回りの方向へ回転する。これにより包装材Ｆが巻き取り軸１１に装着された巻き付け管Ｐｂに巻き取られ、これに伴い引き出し側包装材ロールＦａと共に従動軸９が回転して、引き出し側包装材ロールＦａから包装材Ｆが引き出されて走行する。この包装材Ｆの走行速度は、図示しない包装材送り手段によって常に一定保持されている。

上記モータ１４の駆動は連続して行われ、包装材Ｆが連続走行し、走行する包装材Ｆに対して、印刷ユニット５により包装材Ｆに変更する必要のある表示部Ｈｂ、Ｈｅが印刷される。そして、包装材Ｆは巻き取り軸１１に固定された巻き付け管Ｐｂに巻き取られて、巻き取り側包装材ロールＦｂが形成される。
上記のようにして巻き付け管Ｐｂに包装材Ｆが巻き取られるに従って巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大する。また、包装材Ｆの走行速度は上記したように図示しない包装材送り手段によって常に一定保持されているので、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大するに連れて、巻き取り軸１１の回転速度は遅くなり、スプロケット１３の回転速度が遅くなっていく。

一方、モータ１４の出力軸１５の回転速度は一定なので、動力伝達軸１９の回転速度も一定である。このため、スプロケット１３の回転速度が遅くなっていくに連れて、トルクリミッタ２３に加わるトルクが大きくなる。即ち、出力軸１５と動力伝達軸１９の回転速度は常に一定であるのに対し、巻き取り軸１１と回転軸２７の回転速度は、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大するに連れて遅くなる。このためチェーン３５を介してスプロケット２５にかかるトルクが増大することになる。これにより巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大するに連れてトルクリミッタ２３がより頻繁に作動するようになる。即ち、トルクリミッタ２３が動力伝達軸１９に対しスリップして、スプロケット２５と動力伝達軸１９との連結が断たれる頻度が高くなる。従って、巻き取り軸１１に伝達されるモータ１４のトルクは減少することになる。

これとは逆に、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が小さいほど、巻き取り軸１１の回転速度が速い。このためトルクリミッタ２３が作動する頻度は低く、トルクリミッタ２３が動力伝達軸１９に対してスリップすることが少なく、スプロケット２５と動力伝達軸１９との連結が断たれる頻度が低い。従って、巻き取り軸１１に伝達されるモータ１４のトルクは増大することになる。

既述のように、モータ１４はトルクが２０ｋｇｆ・ｃｍであり、４つトルクリミッタ２３は２ｋｇｆ・ｃｍ以上のトルクがかかると、２ｋｇｆ・ｃｍを超えた分のトルクを逃がすものである。従って、摩擦等を無視した計算上においては、巻き取り軸１１が最も速く回転している状態でモータ１４のトルクが２０ｋｇｆ・ｃｍのうち、８ｋｇｆ・ｃｍを越えた分である１２ｋｇｆ・ｃｍが、４つトルクリミッタ２３の作用によって巻き取り軸１１に伝達されないことになる。また、巻き付け管Ｐｂに包装材Ｆが巻き取られるに従って巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大すると、１２ｋｇｆ・ｃｍより大きいトルクが４つのトルクリミッタ２３の作用によって巻き取り軸１１に伝達されないことになる。

上記のようにトルクリミッタ２３は、巻き取り軸１１が包装材Ｆを巻き取るに従って巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が増大し、巻き取り軸１１の回転速度が低下するに連れて、モータ１４から巻き取り軸１１に伝達されるトルクを減少するように調整する。従って、巻き取り軸１１に伝達されるトルクは、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が大きくなるに連れて減少することになる。これより、巻き取り側包装材ロールＦｂの直径が変化しても、引き出し側包装材ロールＦａから引き出されている包装材Ｆに対するテンションが一定の範囲に保たれることになる。
よって、包装材Ｆが走行中に蛇行等することなく、巻き取り側包装材ロールＦｂに弛みや両端面からのはみ出しが発生するのを防止でき、包装材Ｆを巻き付け管Ｐｂに高精度に巻き取ることができて、製袋充填機による包装が可能な巻き取り側包装材ロールＦｂを形成することが可能となる。
また、印刷装置１は、主として市販のトルクリミッタ２３を備えて包装材Ｆに対するテンションが一定の範囲に保つ機構を構成しているので、簡単な構造で、小型のものとでき、包装体Ｈを製造する現場にも容易に配置することが可能である。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、回転力を伝達する機構としてスプロケットとチェーンを用いているが、ギアの組み合わせ、プーリとベルト等によって回転力を伝達する機構を構成してもよい。
また、印刷ユニットは上記したように２つではなく、１つ、或いは３つ以上備えてもよい。

本発明の印刷装置は、茶等の食品を封入した包装体を構成する包装材だけでなく、食品以外の物品を包装するための包装材に印刷を施す場合にも利用可能性を有する。

本発明の実施の形態に係る印刷装置の斜視図である。 図１の印刷装置の側面図である。 図１の印刷装置の一部を破断した部分平面図である。 図１の印刷装置の駆動系の斜視図である。 図１の印刷装置によって印刷が施された包装材によって構成される包装体の表面側が見える状態の斜視図である。 図１の印刷装置によって印刷が施された包装材によって構成される包装体の裏面側が見える状態の斜視図である。

符号の説明

Ｈ 包装体
Ｈｂ、Ｈｅ…変更する必要のある表示部
Ｈａ、Ｈｃ、Ｈｄ、Ｈｆ…変更する必要のない表示部
Ｆ…包装材 Ｆａ…引き出し側包装材ロール
Ｆｂ…巻き取り側包装材ロール Ｐａ、Ｐｂ…巻き付け管
１…印刷装置 ３…本体 ５…印刷ユニット
６…ガイドローラ ７…収容ボックス
９…従動軸 １１…巻き取り軸 １３…スプロケット
１４…モータ １５…出力軸
１７…スプロケット １９…動力伝達軸 ２１…スプロケット
２２…チェーン ２３…トルクリミッタ ２５…スプロケット
２７…回転軸 ２９…スプロケット
３５…チェーン ３７…スプロケット
３９…チェーン

Claims (4)

1. 長尺なシート状の包装材がロール状に巻かれた引き出し側包装材ロールを装着する回転可能な従動軸と、前記従動軸に装着された引き出し側包装材ロールから引き出された包装材を一定速度で送る包装材送り手段と、前記包装材送り手段によって送られる包装材に対し印刷を施す印刷手段と、前記印刷手段によって印刷が施された包装材を巻き取って巻き取り側包装材ロールを形成する巻き取り軸と、前記包装材を巻き取る方向へ巻き取り軸を回転させるため一定の回転速度で回転して巻き取り軸に回転力を付与する回転力付与手段と、を有する包装材の印刷装置において、引き出し側包装材ロールから引き出された包装材に加わるテンションを一定範囲に保つテンション保持手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載した印刷装置において、テンション保持手段は、巻き取り軸が包装材を巻き取るに従って巻き取り側ロールの直径が増大し、巻き取り軸の回転速度が低下するに連れて、回転力付与手段から巻き取り軸に伝達される回転力のトルクを減少するように調整するトルクリミッタであることを特徴とする印刷装置。
3. 請求項２に記載した印刷装置において、回転力発生手段から回転力が伝達されて回転する動力伝達軸と、前記動力伝達軸から回転力が伝達され回転して巻き取り軸に回転力を伝達する回転軸と、前記動力伝達軸の回転力を回転軸に伝達する回転力伝達部材とを有し、前記動力伝達軸または回転軸と、動力伝達部材との間にトルクリミッタが備えられていることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項２または３に記載した印刷装置において、トルクリミッタは複数設けられ、前記トルクリミッタに対応する数の動力伝達部材が設けられており、前記動力伝達部材はトルクリミッタにそれぞれ対応して備えられていることを特徴とする印刷装置。

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