JP2010018001A - 印刷用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】テーパ円筒状の容器においても、熱転写印刷をはじめとする印刷をきれいに施すことができる印刷用治具を提供すること。
【解決手段】印刷部がテーパ円筒状に形成された容器１をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置２と、チャック装置２を、保持した容器１のテーパ角θの中心点Ｏを略中心とする円弧状に移動させる横移動装置３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷用治具に関し、特に、テーパ円筒状の容器においても、熱転写印刷をはじめとする印刷をきれいに施すことができる印刷用治具に関するものである。

例えば、熱転写印刷は、支持体となるベースフィルムに剥離層、一層以上の色インキ層、感熱接着剤層を順に印刷して設けた転写箔を、感熱接着剤層を下にして被印刷物のプラスチック容器等の上に載せ、熱加圧手段にて熱と圧力を加えて色インキ層を基材に接着させる印刷方法である。

この熱転写印刷は、多色の絵柄でも転写作業の１工程で絵付け作業を短縮でき、印刷ミスによる基材のロスを減らすことが可能であるため、化粧品容器等で多用されている。

ところで、円筒状の容器に熱転写印刷を施す場合は、熱転写フィルムを熱加圧手段で押し当てた状態で容器を回転させると、平行筒状の容器は印刷方向に真っ直ぐに回転するため、問題なく熱転写印刷を施すことができる。

しかしながら、上部と下部とで外径が異なるテーパ円筒状に形成された容器では、熱転写印刷の際に容器を回転させると、テーパ円筒状の容器は上部と下部とで外径が異なることから、大径部と小径部で周速にずれが生じ、このため、熱転写フィルムが均一に当接しにくくなり、印刷かすれや印刷とびなどの不良がでやすいという問題があった。
また、このテーパ円筒状容器の大径部と小径部の周速のずれは、印刷版を用いた他の印刷方法においても、同様に、印刷版が容器に均一に当接しにくく、印刷不良がでやすいという問題があった。

また、容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具の場合、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置を、容器に印刷を施した後、原点位置に復帰させる必要があるが、チャック装置を原点位置に復帰させる機構が複雑で、印刷用治具の調整に手数を要するとともに、印刷用治具の製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の印刷方法が有する問題点に鑑み、テーパ円筒状の容器においても、熱転写印刷をはじめとする印刷をきれいに施すことができる印刷用治具を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、容器に印刷を施した後、チャック装置を原点位置に復帰させるための機構を簡易にし、印刷用治具の調整に手数を要することのない印刷用治具を提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、本発明の印刷用治具は、印刷部がテーパ円筒状に形成された容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置と、該チャック装置を、保持した容器のテーパ角の中心点を略中心とする円弧状に移動させる横移動装置とを備えたことを特徴とする。

この場合において、横移動装置が、チャック装置を案内する円弧状のレールと、該レールに沿ってチャック装置を往復移動させるシリンダとを備えることができる。

また、シリンダのロッドとチャック装置との間に自在継ぎ手を介設することができる。

また、上記第２の目的を達成するため、本発明の印刷用治具は、容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置が、印刷の原点位置にチャックの角度を合わせて止めるための原点位置の角度で固定側に配設した爪と係合してチャックの逆転を止めるカムと、該原点位置の回転後方でカムを逆転方向に付勢する錘体とからなる原点復帰機構を備えたことを特徴とする。

本第１発明の印刷用治具によれば、印刷部がテーパ円筒状に形成された容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置と、該チャック装置を、保持した容器のテーパ角の中心点を略中心とする円弧状に移動させる横移動装置とを備えることから、容器に熱転写フィルムを熱加圧手段で押し当てながら円弧状に移動させることにより、テーパをなす容器の大径部と小径部の周速を等しくして容器を回転させることができ、これにより、熱転写フィルムを印刷部に均一に当接させて、印刷かすれや印刷とびなどの不良を防止することができる。
また、同様に、容器に印刷版を押し当てながら円弧状に移動させることにより、テーパをなす容器の大径部と小径部の周速を等しくして容器を回転させることができ、これにより、印刷版を印刷部に均一に当接させて、印刷かすれや印刷とびなどの不良を防止することができる。

この場合、横移動装置が、チャック装置を案内する円弧状のレールと、該レールに沿ってチャック装置を往復移動させるシリンダとを備えることにより、容器を自動で正確に円弧状に移動させるとともに、テーパ角の中心点を支点としてコンパスのように移動させる構成に比較し、横移動装置をコンパクトに形成することができる。

また、シリンダのロッドとチャック装置との間に自在継ぎ手を介設することにより、円弧状に移動するチャック装置と直線状に伸縮するロッドとの間で生じる動きの差を吸収することができる。

また、本第２発明の印刷用治具によれば、容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置が、印刷の原点位置にチャックの角度を合わせて止めるための原点位置の角度で固定側に配設した爪と係合してチャックの逆転を止めるカムと、該原点位置の回転後方でカムを逆転方向に付勢する錘体とからなる原点復帰機構を備えることから、容器を１回転強回転させて全周印刷を終えた後、該容器をチャック装置から取り外すと、チャックが錘体の付勢力で逆転し、カムが爪と係合する原点位置で自動的に停止する。
このため、チャック装置を原点位置に復帰させるための機構を簡易にすることができ、印刷用治具の調整に手数を要さず、また、印刷用治具の製造コストを低廉にできる。

以下、本発明の印刷用治具の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図６に、本発明の印刷用治具の一実施例を示す。
この印刷用治具は、印刷部である胴部がテーパ円筒状に形成された容器１を回転させながら熱転写印刷を施すためのものであり、容器１をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置２と、該チャック装置２を、保持した容器１のテーパ角θの中心点Ｏを略中心とする円弧状に移動させる横移動装置３とを備えている。

チャック装置２は、容器１の中心軸が略水平になるように容器１を保持するもので、容器１の底部１１に外嵌する浅い凹部を備えた底部チャック２１と、チャック用エアシリンダ２２のロッド２２ａに設けられ、先端部が容器１の口部１２に挿入される円錐状の口部チャック２３と、該底部チャック２１及び口部チャック２３に保持された容器１を下から支持する２本の受けローラ２４とを備えている。

底部チャック２１は、図５に示すように、軸受２５に回動可能に支持されるとともに、該軸受２５を貫通し、該貫通した軸部４１に、印刷の原点位置に底部チャック２１の角度を合わせて止める原点復帰機構４を設けている。
この原点復帰機構４は、原点位置の角度で固定側に配設した爪４２と係合して底部チャック２１の逆転を止めるカム４３と、軸部４１に偏心して設けられ、原点位置の回転後方角度でカム４３を逆転方向に付勢する錘体４４とを備えている。
一方、底部チャック２１には、容器１の底部１１に設けられた位置決め用凹部１１ａに嵌合する位置決め用凸部２１ａが設けられており、チャック装置２に対する容器１の位置決めは、この位置決め用凸部２１ａと位置決め用凹部１１ａの嵌合によって行われる。
この場合、位置決め用凸部２１ａは、突出側に付勢された状態で退入可能に設けられており、容器１の底部１１を底部チャック２１にあてがいながら逆転方向に回転させると、カム４３で逆転が止められている底部チャック２１に対して容器１の底部１１が空転し、印刷の原点位置にくると位置決め用凸部２１ａと位置決め用凹部１１ａの位置が符合し、位置決め用凸部２１ａが突出して位置決め用凹部１１ａに嵌合することにより、容器１の回転が止まる。
また、原点復帰機構４は、チャックした容器１が全周の熱転写印刷で３６０度よりやや多めに回転するため、熱転写印刷の実施後に該容器１を底部チャック２１から取り外すと、底部チャック２１が錘体４４の付勢力で少し逆転して戻り、カム４３が爪４２と係合する原点位置で自動的に止まる。

従来、熱転写印刷等において円筒状容器の全周加工を行う場合、位置合せがある場合はラックギアとピニオンギアを使うかプーリーとワイヤーを使って原点位置の復帰を行ってきたが、本実施例のように、カム４３を原点位置に重力復帰させることにより、従来のギアやプーリー等を用いた機構を省略することができる。
そして、本実施例の原点復帰機構４を使用することにより、テーパ円筒状の容器１など、ギア径を設定できない容器の位置合せのための原点復帰を外部動力なしで可能とすることができる。

口部チャック２３は、チャック用エアシリンダ２２で進退し、容器１の口部１２に先端部を挿入した状態で、底部チャック２１と共に容器１を回転可能に保持する。
口部チャック２３の先端部にはエア噴出孔（図示省略）が設けられており、保持した容器１の口部１２から容器１の内部に圧縮エアを充填する。
これにより、プラスチックからなる容器１の内部を加圧し、熱加圧手段５による熱加圧で容器１が変形することを防止している。

受けローラ２４は、熱加圧手段５が容器１を押圧したときに支持するためのものであり、２本の受けローラ２４がそれらの間で容器１を支持するように回転可能に設置されている。
受けローラ２４は、本実施例では、テーパのない円柱状のものを使用しており、支持する容器１の中心軸が水平になるように、容器１の口部１２側が左右にやや開く角度で設置されている。

一方、横移動装置３は、チャック装置２を案内する円弧状のレール３１と、該レール３１に沿ってチャック装置２を往復移動させるエアシリンダ３２とを備えている。

レール３１は、チャック装置２で保持した容器１のテーパ角θの中心点Ｏを中心とする円弧状に形成されている（図３（ａ）参照）。
また、レール３１は、断面が鼓状に形成されており、チャック装置２の底部に固定されたチャネル状のガイド部２６が摺動可能に嵌着している。

エアシリンダ３２は、ロッド３２ａの先端部に２個の自在継ぎ手３３を配設し、この自在継ぎ手３３を介してロッド３２ａをチャック装置２に接続している。
エアシリンダ３２は、ロッド３２ａの伸縮により、チャック装置２をレール３１に沿って移動させるが、円弧状に移動するチャック装置２と直線状に伸縮するロッド３２ａとの間で生じる動きの差を、上記自在継ぎ手３３で吸収するようにしている。

次に、本実施例の印刷用治具の作用を説明する。
横移動装置３のエアシリンダ３２のロッド３２ａを収縮させ、チャック装置２を初期位置に移動させた状態で、容器１を受けローラ２４の上に載置する。
そして、容器１の底部１１を、印刷の原点位置に復帰している底部チャック２１にあてがいながら逆転方向に回転させると、底部チャック２１の位置決め用凸部２１ａが容器１の位置決め用凹部１１ａに自動的に突出して嵌合するため、容器１が印刷の原点位置で止まる。

次に、チャック用エアシリンダ２２を作動させ、容器１を口部チャック２３と底部チャック２１とで保持するとともに、口部チャック２３から容器１の内部に変形防止用の圧縮エアを充填する。
そして、図４に示すように、上方に設置されている熱加圧手段５と熱転写フィルム６を下降させ、容器１の胴部に押し当てると同時に、横移動装置３を作動させる。
なお、熱加圧手段５は、その下面の接触部が耐熱性のシリコンゴムからなり、かつ容器１が転動できる広さの平板状に形成されている。
また、熱加圧手段５は、上面が軸方向でやや斜めに傾斜して支持されているテーパ円筒状の容器１に対し、これに対応するように接触部がやや斜めに設定されている。

横移動装置３が作動すると、容器１は横方向に円弧状に移動するが、容器１はチャック装置２で回転可能に保持されているため、熱加圧手段５で押し当てられた熱転写フィルム６上を円弧状の軌跡で転動する。
熱転写フィルム６には、図３（ｂ）に示すように、容器１の胴部を展開した扇形状の転写箔６１がベースフィルム６２上に設けられており、熱加圧手段５で押し当てられた状態で容器１が円弧状に転動することで、容器１の胴部全周に転写箔６１が熱転写印刷される。

容器全周の熱転写印刷が完了すると、熱加圧手段５と熱転写フィルム６が上方に復帰するとともに、横移動装置３のエアシリンダ３２が収縮し、チャック装置２が初期位置に復帰する。
そして、チャック用エアシリンダ２２が収縮して、チャック装置２から容器１を取り外すと、図５（ｂ）に示すように、容器１と共に原点位置から１回転強回転していた原点復帰機構４のカム４３が、錘体４４の作用により、原点位置を少し越えた位置から逆転して戻り、原点位置の角度で爪４２と係合して止まる。

なお、チャック用エアシリンダ２２や横移動装置３のエアシリンダ３２の伸縮、熱加圧手段５と熱転写フィルム６の昇降等は、図６に示すように、作動のタイミングや速度を遅延タイマー電磁弁７１や連動電磁弁７２、スピードコントローラ７３等で自動制御されており、一連の流れで連動するようになっている。
なお、図６では、底部チャックや原点復帰機構を省略している。

かくして、本実施例の印刷用治具は、印刷部がテーパ円筒状に形成された容器１を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器１をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置２と、該チャック装置２を、保持した容器１のテーパ角θの中心点Ｏを略中心とする円弧状に移動させる横移動装置３とを備えることから、容器１に熱転写フィルム６を熱加圧手段５で押し当てながら円弧状に移動させることにより、テーパをなす容器１の大径部と小径部の周速を等しくして容器１を回転させることができ、これにより、熱転写フィルム６を印刷部に均一に当接させて、印刷かすれや印刷とびなどの不良を防止することができる。
また、熱転写フィルム６と熱加圧手段５の代わりに印刷版（図示省略）を用い、容器１に印刷版を押し当てながら円弧状に移動させることにより、同様に、テーパをなす容器１の大径部と小径部の周速を等しくして容器１を回転させることができ、これにより、印刷版を印刷部に均一に当接させて、印刷かすれや印刷とびなどの不良を防止することができる。

この場合、横移動装置３が、チャック装置２を案内する円弧状のレール３１と、該レール３１に沿ってチャック装置２を往復移動させるエアシリンダ３２とを備えることにより、容器１を自動で正確に円弧状に移動させるとともに、テーパ角θの中心点Ｏを支点としてコンパスのように移動させる構成に比較し、横移動装置３をコンパクトに形成することができる。

また、シリンダのロッド３２ａとチャック装置２との間に自在継ぎ手３３を介設することにより、円弧状に移動するチャック装置２と直線状に伸縮するロッド３２ａとの間で生じる動きの差を吸収することができる。

また、チャック装置２が容器１の口部１２から圧縮エアを充填することにより、容器１の内部を加圧し、熱加圧手段５による熱加圧等で容器１が変形することを防止することができる。

また、チャック装置２が印刷の原点位置にチャックの角度を合わせて止める原点復帰機構４を有し、該原点復帰機構４が、原点位置の角度で爪４２と係合してチャックの逆転を止めるカム４３と、該原点位置の回転後方角度でカム４３を逆転方向に付勢する錘体４４とを備えることにより、容器１を１回転強回転させて全周印刷を終えた後、該容器１をチャック装置２から取り外すと、チャックが錘体４４の付勢力で逆転し、カム４３が爪４２と係合する原点位置で自動的に停止する。

以上、本発明の印刷用治具について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。
そして、本発明の印刷用治具は、上記実施例に記載した、上部が大径で下部が小径のテーパ円筒状に形成された容器のほか、上部が小径で下部が大径のテーパ円筒状に形成された容器の熱転写印刷にも適用することができる。
また、本発明の印刷用治具は、印刷部がテーパ円筒状に形成された容器のほか、例えば、蓋部材との位置合わせの必要な円筒状の容器の熱転写印刷にも適用することができる。

本発明の印刷用治具は、テーパ円筒状の容器においても印刷をきれいに施すことができるという特性を有していることから、例えば、テーパ円筒状の化粧品容器の熱転写印刷に広く好適に用いることができる。
また、本発明の印刷用治具は、容器に印刷を施した後、チャック装置を原点位置に復帰させるための機構を簡易にし、印刷用治具の調整に手数を要しないという特性を有していることから、例えば、蓋部材との位置合わせの必要な円筒状の化粧品容器の熱転写印刷に広く好適に用いることができる。

本発明の印刷用治具の一実施例を示す平面図である。 チャック装置で容器を保持した印刷用治具を示す平面図である。 （ａ）は同印刷用治具で印刷するテーパ円筒状容器とテーパ角及び中心点を示す説明図、（ｂ）は熱転写フィルムの底面図である。 同印刷用治具と熱加圧手段及び熱転写フィルムを示す要部拡大図である。 原点復帰機構を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は同正面図、（ｃ）は口部チャック側から見た図である。 同印刷用治具の空圧制御を示す回路図である。

符号の説明

１ 容器
１１ 底部
１１ａ 位置決め用凹部
１２ 口部
２ チャック装置
２１ 底部チャック
２１ａ 位置決め用凸部
２２ チャック用エアシリンダ
２２ａ ロッド
２３ 口部チャック
２４ 受けローラ
２５ 軸受
２６ ガイド部
３ 横移動装置
３１ レール
３２ エアシリンダ
３２ａ ロッド
３３ 自在継ぎ手
４ 原点復帰機構
４１ 軸部
４２ 爪
４３ カム
４４ 錘体
５ 熱加圧手段
６ 熱転写フィルム
６１ 転写箔
６２ ベースフィルム
７１ 遅延タイマー電磁弁
７２ 連動電磁弁
７３ スピードコントローラ

Claims (4)

1. 印刷部がテーパ円筒状に形成された容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置と、該チャック装置を、保持した容器のテーパ角の中心点を略中心とする円弧状に移動させる横移動装置とを備えたことを特徴とする印刷用治具。
2. 横移動装置が、チャック装置を案内する円弧状のレールと、該レールに沿ってチャック装置を往復移動させるシリンダとを備えたことを特徴とする請求項１記載の印刷用治具。
3. シリンダのロッドとチャック装置との間に自在継ぎ手を介設したことを特徴とする請求項２記載の印刷用治具。
4. 容器を回転させながら印刷を施す印刷用治具であって、容器をその軸を中心に回転可能に保持するチャック装置が、印刷の原点位置にチャックの角度を合わせて止めるための原点位置の角度で固定側に配設した爪と係合してチャックの逆転を止めるカムと、該原点位置の回転後方でカムを逆転方向に付勢する錘体とからなる原点復帰機構を備えたことを特徴とする印刷用治具。

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