JP5173043B2 - 缶の印刷装置、印刷方法及び円筒容器保持用マンドレル - Google Patents

Description

本発明は、飲料用容器等に加工される円筒容器の外周面に印刷や塗装を施す缶の印刷装置、印刷方法及びこの印刷の際に円筒容器を保持する円筒容器保持用マンドレルに関する。

有底筒状の円筒容器から成形される飲料用容器として、開口端部にキャップが螺着されるボトル缶や、開口端部に缶蓋が巻き締められる缶が知られている。このような缶は、アルミニウム等の金属板にＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ ＆ Ｉｒｏｎｉｎｇ）加工を施すことで形成されるため、一般的に缶の胴部の開口端部側は底部側に比べて肉厚なものとなる。そしてこのＤＩ加工の後、円筒容器の外周には印刷が施される。

従来、このような円筒容器を印刷時に保持する円筒容器保持用マンドレルとして、円筒容器の内側に挿入されるスリーブを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このスリーブは、円筒容器を緊密に挿入して支持するとともに、自由に出し入れできる直径のストレート状の円筒形状を呈している。

そして、このような円筒容器保持用マンドレルＭが備えられた缶の印刷装置として、図４に示す缶の印刷装置３０が知られている（特許文献２参照）。この缶の印刷装置３０は円筒容器２０に多色印刷を施す印刷装置であり、インキ付着機構Ａと缶移動機構Ｂとから構成されている。インキ付着機構Ａは、インキを供給する複数のインカーユニット３１と、このインカーユニット３１に接触してインキを写し取った後、円筒容器２０に接触してインキを該円筒容器２０の外周面に印刷するブランケット胴３２とから構成されている。
ブランケット胴３２はその外周に版胴３３の版よりインキを転写されるブランケット３５を備えている。

一方、缶移動機構Ｂは、ブランケット胴３２の外周に接するように配置され、かつ、自身の円周方向に一定の間隔を空けて多数が備えられた円筒容器保持用マンドレルＭを有した円筒容器保持用マンドレルターレット３４を備えている。円筒容器保持用マンドレルターレット３４は回転（公転）することで、順次、投入された円筒容器２０をブランケット胴３２に接する位置に送り出し、印刷後の円筒容器２０を排出する役目を果たす。

この缶の印刷装置では、各インカーユニット３１によって版胴３３の版に多色のインキよりなる画像を形成し、その画像をブランケット胴３２の外周のブランケット３５に写し取る。そして、この画像を、ブランケット３５と円筒容器保持用マンドレルＭに外嵌された円筒容器２０との回転接触により該円筒容器２０の外周面に印刷する。

特開平１１−２２７１５８号公報 特開平９−２６７４６６号公報

ところで、上記従来の缶の印刷装置における円筒容器保持用マンドレルのスリーブの外周はストレート状に形成されているため、上記のような円筒容器を保持した場合には、肉厚とされた開口端部側はスリーブに密着するものの、開口端部側に比べ肉薄の底部側はスリーブに密着することができず僅かに隙間が生じてしまう。従って、この状態で円筒容器の表面にブランケットが摺接されて押圧された場合、その印圧に差が生じてしまい、印刷品質が低下してしまうという問題があった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、円筒容器の外周面に印刷や塗装を施す際に、その印圧の均一化を図ることができ、印刷品質を向上させることができる缶の印刷装置、印刷方法及び円筒容器保持用マンドレルを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る缶の印刷装置は、インキが転写されるブランケットを外周に備えた回転自在なブランケット胴と、該ブランケット胴の外周に接するように配置された円筒容器保持用マンドレルとを備え、前記ブランケットに、前記円筒容器保持用マンドレルに外嵌させた円筒容器を接触させて回転させることによって該円筒容器の外周に印刷を行う缶の印刷装置において、前記円筒容器は、開口端部側が肉厚部とされ、底部側が肉薄部とされた胴部を有し、前記円筒容器保持用マンドレルは前記胴部が外嵌されるスリーブを備え、該スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされていることを特徴としている。

このような特徴の缶の印刷装置においては、スリーブの外径が円筒容器の肉厚部及び肉薄部の内径の径差に追従するようにして、肉厚部に対応する部分の外径が肉薄部に対応する部分の外径より小さくなるように設定されているため、印刷時にブランケットが円筒容器の外周面に摺接して円筒容器が押圧された際には、その印圧によってクリアランスが消失し、円筒容器の肉厚部及び肉薄部の双方とスリーブの外周面とが確実に密着することができる。これによって、円筒容器の胴部の肉厚部と肉薄部とが、同様の印圧を得ることが可能となる。

また、本発明に係る缶の印刷装置は、前記小径部と前記大径部との半径差が０．０４ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴としている。

また、本発明に係る缶の印刷装置は、前記スリーブの前記胴部の開口端部に対応する部分に、前記スリーブの基端部に向かって拡径するように突出するテーパ突起部が設けられたことを特徴としている。

円筒容器の成形加工においては、しごき加工時に肉薄部は肉厚部に比較して大きく熱収縮するため肉厚部側の開口端部が胴部に比べて拡径した形状となることがある。このような開口端部が拡径した円筒容器が円筒容器保持用マンドレルのスリーブに外嵌されて、インキが転写されたブランケットが円筒容器の外周面に摺接しながら押圧する場合、開口端部は外径が大きいため、胴部の底部側が一周しても開口端部は一周が終わらない。即ち、開口端部は胴部に比べて一周の長さが長い状態にある。さらに、円筒容器の開口端部が拡径していることから、この開口端部とスリーブとの間には比較的大きなクリアランスが生じる。このような開口端部における回転の遅れとスリーブとのクリアランスの発生が同時に起こった場合、スリップすることにより円筒容器に捩れが発生し品質が低下してしまうおそれがある。

ここで本発明においては、円筒容器保持用マンドレルのスリーブの円筒容器の胴部の開口端部に対応する部分にテーパ突起部を設けることにより、円筒容器の開口端部とスリーブとのクリアランスを埋めることができるため円筒容器の捩れを抑制することが可能となる。また、このテーパ突起部は、スリーブの基端部に向かって拡径するように突出しているため、円筒容器を外嵌するに際し、妨げになることはない

また、本発明の円筒容器保持用マンドレルは、有底筒状をなし、開口端部側が肉厚部とされ、底部側が肉薄部とされた円筒容器の胴部の内側にスリーブを挿入して、その円筒容器を保持する円筒容器保持用マンドレルであって、前記スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされていることを特徴としている。

また、本発明に係る缶の印刷方法は、回転自在なブランケット胴の外周に設けられたブランケットにインキを転写し、有底筒状をなして開口端部側が肉厚部とされ底部側が肉薄部とされた胴部を有する円筒容器を円筒容器保持用マンドレルに外嵌し、該ブランケットを円筒容器に接触させて回転させることによって該円筒容器の外周に印刷する缶の印刷方法において、前記円筒容器保持用マンドレルは前記胴部が外嵌されるスリーブを備え、該スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされており、前記小径部が前記胴部の肉厚部に対応し、前記大径部が前記胴部の肉薄部に対応するように、前記円筒容器を前記円筒容器保持用マンドレルに外嵌することを特徴としている。

本発明の缶の印刷装置、印刷方法及び円筒容器保持用マンドレルによれば、円筒容器の外周面に印刷や塗装を施す際に、その印圧の均一化を図ることができ、印刷品質を向上させることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る缶の印刷装置における円筒容器保持用マンドレルの上半分を断面にして示した側面図である。 円筒容器を円筒容器保持用マンドレルに外嵌した状態における、円筒容器の内径とスリーブの外径の構成を説明するための図である。 ブランケットが円筒容器の表面を押圧した状態における、円筒容器の内径とスリーブの外径の構成を説明するための図である。 缶の印刷装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る缶の印刷装置は図４に示すものと同様の構成をしており、その円筒容器保持用マンドレルＭに特徴を有している。よって、図４に示したものをもって本実施形態における缶の印刷装置３０とし、その特徴部分である円筒容器保持用マンドレルＭについて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係る缶の印刷装置の円筒容器保持用マンドレルの上半分を断面にして示した側面図である。

本実施形態の缶の印刷装置３０における円筒容器保持用マンドレルＭは、円筒容器２０の外周面に印刷を施す際に円筒容器２０を内側から保持するためのもので、ＰＥＴ１００、ＰＥＴ２００等の樹脂、又は本体がスチール製で表面にＤＬＣコーティング等の滑り性を付加する表面処理を施したもの等からなる円筒状のスリーブ１を備えている。該スリーブ１には、内部が軸線Ｏに沿ってくり貫かれて先端側に開口する空洞部１ａが形成されており、該スリーブ１の長さ方向の中央位置よりも後端側が基端部２とされ、先端側が該基端部２よりも径が小さく形成されたスリーブ主部３とされている。

このようなスリーブ１のスリーブ主部３の外周に、アルミニウム等からなる有底筒状の円筒容器２０が空洞部１ａを介して真空吸引されて、底部２２の内面がスリーブ１におけるスリーブ主部３の先端部に接触するようにして外嵌される。

この円筒容器２０は、胴部２３の開口端部２３ａ側にＤＩ加工が施されてボトル缶に成形加工されるものであり、詳しくは図２に示すように、胴部２３の開口端部２３ａ側は成形加工に耐え得る厚さを有する肉厚部２４とされ、胴部２３の底部側は肉厚部２４よりも厚さの薄い肉薄部２５とされている。

また、胴部２３の肉厚部２４及び肉薄部２５は、その外径がストレート状に形成されており、内径がそれぞれの厚さに応じて肉厚部２４の方が肉薄部２５よりも小さくされている。さらに、胴部２３における肉厚部２４と肉薄部２５との間には、肉厚部２４の内径が缶の底部に向かうに従って拡径して肉薄部２５の内径に連なるように形成された境界部２６が形成されている。なお、このようなボトル缶成形用の円筒容器２０においては、肉厚部２４と肉薄部２５との内径の半径差は、０．０４〜０．１ｍｍとされている。

そして、この円筒容器２０の胴部２３が装着されるスリーブ主部３の外径は、円筒容器２０の内径に追従すべく、先端部側と基端部側とで大きさの異なるものとなっている。即ち、スリーブ主部３の外径は、円筒容器２０の胴部２３の肉厚部２４に対応する基端部２側の部分が肉薄部２５に対応する先端側の部分の外径より小さくなるように形成されて、基端部２側が小径部３ａと、先端部側が大径部３ｂとされている。なお、これら小径部３ａと大径部３ｂの外径の半径差は、円筒容器２０の肉厚部２４と肉薄部２５の内径の半径差に対応して０．０４〜０．１ｍｍに設定されている。また、小径部３ａと大径部３ｂとの境界が小径部３ａから先端側に向かうに従って拡径して小径部３ａに連なるように形成されたテーパ径部３ｃとされている。

そして、これら小径部３ａ、大径部３ｂ及びテーパ径部３ｃを有するスリーブ主部３の外径と円筒容器２０の内径との間には、円筒容器２０がスリーブ主部３に装着された状態において僅かなクリアランスが設けられるようにスリーブ１の外径が設定されている。

また、小径部３ａと肉厚部２４との間のクリアランスｌと、大径部３ｂと肉薄部２５との間のクリアランスｍとは同一とされ、テーパ径部３ｃと境界部２６との間のクリアランスｎは、クリアランスｌ及びクリアランスｍよりも好ましくは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲で小さくなるようにスリーブ主部３の外径が設定されている。

さらに、スリーブ主部３の円筒容器２０の開口端部２３ａに対応する部分には、スリーブ主部３の小径部３ａの外径が、基端部側に向かうに連れて拡径するようにして突出したテーパ突起部３ｄが形成されている。このテーパ突起部３ｄの小径部３ａからの径方向外側へ向けての突出量は、肉厚部２４と肉薄部２５の肉厚差よりも大きく設定されており、例えば肉厚部２４と肉薄部２５との肉厚差の２〜３倍に設定されている。また、円筒容器２０における開口端部２３ａから底部２２に向かって約３〜１０ｍｍの範囲は、ブランケット胴３２の外周に設けられたブランケット３５が接触しない非印刷部Ｐとされており、テーパ突起部３ｄの軸線Ｏ方向の長さはこの非印刷部Ｐに対応して、円筒容器２０の開口端部２３ａから円筒容器の底部２２に向かって約３〜１０ｍｍの寸法となるように設定されている。

以上のような構成の円筒容器保持用マンドレルＭには、円筒容器２０が空洞部１ａによって真空吸引されることで外嵌され、さらに、その挿入された円筒容器２０が真空引きをされることで強固に保持される。

円筒容器保持用マンドレルＭに保持された円筒容器２０は、円筒容器保持用マンドレルターレット３４の回転により缶の印刷装置３０のブランケット胴３２の外周に配置されたブランケット３５と対向する位置に回転させられ、そのブランケット３５の押圧回転により円筒容器２０の外周面に所定の印刷がなされる。そして円筒容器２０への印刷終了後、円筒容器保持用マンドレルターレット３４が所定角度で回転されて、円筒容器保持用マンドレルＭから円筒容器２０が外される。

このような缶の印刷装置３０における円筒容器保持用マンドレルＭは、スリーブ１におけるスリーブ主部３の外径と円筒容器２０の胴部２３の内径との間にクリアランスｌ、ｍ、ｎが設けられているため、容易に円筒容器にスリーブ１を挿入することができる。また、スリーブ主部３の外径は、円筒容器２０の肉厚部２４及び肉薄部２５の内径の径差に追従する小径部３ａ、大径部３ｂ、テーパ径部３ｃとされているため、印刷時にブランケット３５が円筒容器２０の外周面に摺接して円筒容器２０が押圧された際には、図３に示すように、印圧によってクリアランスｌ、ｍ、ｎが消失し、円筒容器２０の肉厚部２４、肉薄部２５及び境界部２６の内径とスリーブ主部３の外径とが確実に密着することができる。これによって、円筒容器２０の胴部２３の肉厚部２４と肉薄部２５とが、同様の印圧を得ることが可能となる。

また、肉厚部２４と肉薄部２５との間に位置する境界部２６は他の部分に比べて印圧が分散し易いが、この境界部２６のクリアランスｎは他の部分のクリアランスｌ、ｍに比べて好ましくは０．０１〜０．０５ｍｍの範囲で小さく設定されているため、ブランケット３５が円筒容器２０の外周面に摺接して押圧する際には、いち早くクリアランスｎが消失してこの境界部２６がスリーブ主部３のテーパ径部３ｃに密着し、他の部分よりも有効に印圧を得ることが可能となる。従って、境界部２６においても印圧を確実に得ることができるため、円筒容器２０の外周面全体としてブランケット３５から有効に一様な印圧を得ることが可能となる。なお、クリアランスｎがクリアランスｌ、ｍよりも０．０５ｍｍ以上大きい場合には印圧が掛かり過ぎてテーパ径部３ｃの印刷においてインキが潰れ濃く表現されてしまうが、本実施形態においてはクリアランスｎが上記の範囲に設定されているため、テーパ径部３ｃにおいても良好に印刷を施すことができる。

さらに、肉厚部２４と肉薄部２５とにおけるそれぞれのクリアランスｌ、ｍの大きさが同一とされているため、円筒容器２０の肉厚部２４及び肉薄部２５の双方とスリーブ主部３の外周面とをより均一に密着させることができ、同様の印圧を得ることが可能となる。

また、円筒容器２０の成形加工においては、しごき加工時に肉薄部２５は肉厚部２４に比較して大きく熱収縮するため肉厚部２４側の開口端部２３ａが胴部２３に比べて拡径した形状となることがある。このような開口端部２３ａが拡径した円筒容器２０がスリーブ１のスリーブ主部３に外嵌されて、インキが転写されたブランケット３５が円筒容器２０の外周面に摺接しながら押圧する場合、開口端部２３ａは外径が大きいため、胴部２３の底部２２側が一周しても開口端部２３ａは一周が終わらない。即ち、開口端部２３ａは胴部２３に比べて一周の長さが長い状態にある。さらに、円筒容器２０の開口端部２３ａが拡径していることから、この開口端部２３ａとスリーブ主部３との間には比較的大きなクリアランスが生じる。このような開口端部２３ａにおける周長が長い状態とスリーブ１とのクリアランスの発生が同時に起こった場合、スリップすることにより円筒容器２０に捩れが発生し品質が低下してしまうおそれがある。

本実施形態においては、スリーブ主部３の円筒容器２０の胴部２３の開口端部２３ａに対応する部分にテーパ突起部３ｄが設けられていることにより、円筒容器２０の開口端部２３ａとスリーブ主部３とのクリアランスを埋めることができるため円筒容器２０の捩れを抑制することが可能となる。また、このテーパ突起部３ｄは、スリーブ１の基端部２に向かって拡径するように突出しているため、円筒容器２０を外嵌するに際し妨げになることはない。さらに、テーパ突起部３ｄの突出量は肉厚部２４と肉薄部２５の内径の半径差よりも大きく設定されているため、ブランケット３５による押圧の有無に係らず、円筒容器２０を外嵌させた段階で円筒容器２０の開口端部２３ａとスリーブ１との間のクリアランスが埋められ、より一層円筒容器の捩れの発生を防止することができる。

また、テーパ突起部３ｄが肉厚部２４と肉薄部２５との肉厚差の２倍より小さい場合は前記スリップが発生し易くなることにより、円筒容器２０の捩れが発生しやすくなってしまう。一方、テーパ突起部３ｄが前記肉厚さの３倍より大きい場合は、テーパ突起部３ｄにより円筒容器２０の開口端部２３ａに外径方向への折れ曲がりが発生し、ネッキング等の後工程に悪影響を及ぼす。本実施形態においては、テーパ突起部３ｄは前記肉厚差の２〜３倍に設定されているため、上記のような不具合が生じることなく円滑に印刷加工を行うことができる。

なお、このテーパ突起部３ｄは、ブランケット３５が接触しない非印刷部Ｐに対応して、円筒容器２０の開口端部２３ａから円筒容器の底部２２に向かって約３〜１０ｍｍの範囲に形成されているため、印刷に影響を及ぼすことはない。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、上述の例では、円筒容器２０として肉厚部２４と肉薄部２５との内径の半径差が約０．０４〜０．１ｍｍのボトル缶成形用のものを用いたが、これに限定されず、円筒容器の内径に追従するようにスリーブ１の外径を設定することによって、例えば半径差が約０．０４〜０．０６ｍｍの通常の缶の成形用の円筒容器に用いることも可能である。

１ スリーブ
３ スリーブ主部
３ａ 小径部
３ｂ 大径部
３ｃ テーパ径部
３ｄ テーパ突起部
２０ 円筒容器
２３ 胴部
２４ 肉厚部
２５ 肉薄部
２６ 境界部
３０ 缶の印刷装置
３２ ブランケット胴
３５ ブランケット
Ｍ 円筒容器保持用マンドレル

Claims (5)

1. インキが転写されるブランケットを外周に備えた回転自在なブランケット胴と、該ブランケット胴の外周に接するように配置された円筒容器保持用マンドレルとを備え、前記ブランケットに、前記円筒容器保持用マンドレルに外嵌させた円筒容器を接触させて回転させることによって該円筒容器の外周に印刷を行う缶の印刷装置において、
   前記円筒容器は、開口端部側が肉厚部とされ、底部側が肉薄部とされた胴部を有し、
   前記円筒容器保持用マンドレルは前記胴部が外嵌されるスリーブを備え、該スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされていることを特徴とする缶の印刷装置。
2. 前記小径部と前記大径部との半径差が０．０４ｍｍ以上０．１ｍｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の缶の印刷装置。
3. 前記スリーブの前記胴部の開口端部に対応する部分に、前記スリーブの基端部に向かって拡径するように突出するテーパ突起部が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の缶の印刷装置。
4. 有底筒状をなし、開口端部側が肉厚部とされ、底部側が肉薄部とされた円筒容器の胴部の内側にスリーブを挿入して、その円筒容器を保持する円筒容器保持用マンドレルであって、
   前記スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされていることを特徴とする円筒容器保持用マンドレル。
5. 回転自在なブランケット胴の外周に設けられたブランケットにインキを転写し、有底筒状をなして開口端部側が肉厚部とされ底部側が肉薄部とされた胴部を有する円筒容器を円筒容器保持用マンドレルに外嵌し、該ブランケットを円筒容器に接触させて回転させることによって該円筒容器の外周に印刷する缶の印刷方法において、
   前記円筒容器保持用マンドレルは前記胴部が外嵌されるスリーブを備え、該スリーブは、基端側に形成された小径部と、先端側に形成された大径部と、を有し、前記小径部と前記大径部との境界が、前記小径部から先端側に向かうに従って拡径するテーパ径部とされており、
   前記小径部が前記胴部の肉厚部に対応し、前記大径部が前記胴部の肉薄部に対応するように、前記円筒容器を前記円筒容器保持用マンドレルに外嵌することを特徴とする缶の印刷方法。

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