JP6343775B2 - 印刷包装装置 - Google Patents

Description

本発明は、包材にパッケージデザインを印刷することができると共に、包材内に被包装物を収納し施封することができる印刷包装装置に関するものである。

グローバリゼーションが進行する中、包装された商品の出荷先が外国である場合、それぞれの国の言語でパッケージデザインされた包材を用いて包装装置にて被包装物を収納し施封していた。あるいは、パッケージデザインのうち、言語が用いられている部分をラベルシール化し、包材に国別のラベルシールを貼付してパッケージデザインを完成させていた。

しかし、前者の方法では、言語の異なる包材を使い分けて包装装置へ供給しなければならず煩雑であった。また、言語の異なる包材を多数在庫しなければならず在庫管理も煩雑であった。他方、後者の方法でも、言語毎のラベルシールの作成および包材への貼付が必要となり煩雑であった。また、ラベルシールの在庫管理も煩雑であった。

なお、従来より、包装装置内でサーマルプリンターやインクジェットプリンターを用いて賞味期限や製造年月日などを印刷すること（特許第５１２４７１９号公報）は行われていたが、パッケージデザインをインラインで印刷できる包装装置は存在しなかった。

特許第５１２４７１９号公報

そこで、本発明の課題は、パッケージデザインが異なる多種多様な包材やラベルシールの準備および在庫を不要とし、インラインにて包材にパッケージデザインを印刷することができると共に、包材内に被包装物を収納し施封することができる印刷包装装置を提供することにある。

上記課題を達成するものは、包装袋にパッケージデザインを印刷するためのパッケージデザイン印刷部と、該パッケージデザイン印刷部の下流側に設けられパッケージデザインを印刷された前記包装袋内に被包装物を収納し施封するための被包装物包装部を有し、前記パッケージデザイン印刷部は、上面に載置された前記包装紙を、順次、印刷装置へ供給するための包材送り手段を備えた包材配置部と、該包材配置部から供給される前記包装紙にパッケージデザインを順次印刷する前記印刷装置と、前記印刷装置により印刷されたパッケージデザインを前記包装袋に定着させる乾燥装置とを有していることを特徴とする印刷包装装置である。

前記パッケージデザイン印刷部は、多数の前記包装袋を収容可能な包材供給部と、該包材供給部の前記包装袋から一枚の前記包装袋を分離するための分離機構とを有していることが好ましい。

前記印刷装置は、表面側を印刷する第一印刷装置と、該第一印刷装置に隣接して設けられ裏面側を印刷するための第二印刷装置とを有し、片面印刷または両面印刷を選択的に行うことができるように構成されていることが好ましい。

前記パッケージデザイン印刷部には、パッケージデザイン印刷に先立って前記包装袋の表面処理を行う表面処理装置が配されていることが好ましい。

前記表面処理装置は、コロナ放電による表面処理装置であることが好ましい。

請求項１に記載の印刷包装装置によれば、パッケージデザインが異なる多種多様な包材やラベルシールの準備および在庫を不要とし、インラインにて包材にパッケージデザインを印刷することができると共に、包材内に被包装物を収納し施封することができる。
請求項２に記載の印刷包装装置によれば、上記請求項１の効果に加え、給袋（または給紙）スペースの省スペース化を図ることができると共に、包材供給部から一枚の包材を取り出すことができる。
請求項３に記載の印刷包装装置によれば、片面印刷または両面印刷を選択的に行うことができる。
請求項４または５に記載の印刷包装装置によれば、パッケージデザイン印刷に先立って包材の表面処理を行うことができる。

本発明の印刷包装装置の一実施例の平面概略図である。 図１に示した印刷包装装置の正面概略図である。 図１に示した印刷包装装置のパッケージデザイン印刷部における印刷工程を説明するための説明図である。 図１に示した印刷包装装置の被包装物包装部の正面概略図である。 図１に示した印刷包装装置における包材供給部の平面図である。 図５に示した包材供給部の右側面図である。 図５に示した包材供給部の作用を説明するための正面図である。 図５に示した包材供給部の作用を説明するための正面図である。 図１に示した印刷包装装置における分離機構付近の正面概略図である。 図９の右側面概略図である。 図９に示した分離機構の構造および作用を説明するための説明図である。 図１に示した印刷包装装置における包材配置部の平面概略図である。

本発明では、包材ａにパッケージデザインを印刷するためのパッケージデザイン印刷部８０と、パッケージデザイン印刷部８０の下流側に設けられパッケージデザインを印刷された包材ａ内に被包装物を収納し施封するための被包装物包装部９０を有することで、パッケージデザインが異なる多種多様な包材やラベルシールの準備および在庫を不要とし、インラインにて包材にパッケージデザインを印刷することができると共に、包材内に被包装物を収納し施封することができる印刷包装装置１を実現した。

本発明の印刷包装装置を図１ないし図１２に示した一実施例を用いて説明する。
この実施例の印刷包装装置１は、包材ａにパッケージデザインを印刷するためのパッケージデザイン印刷部８０と、パッケージデザイン印刷部８０の下流側に設けられパッケージデザインを印刷された包材ａ内に被包装物を収納し施封するための被包装物包装部９０を有している。以下、各構成について順次詳述する。

この実施例の印刷包装装置１は、被包装物であるペットフードを大袋（長さ６００〜１０５０ｍｍ、幅３００〜４５０ｍｍ）の袋口付近にチャックを備えたガゼット袋（包材ａ）内に充填し施封するためのものである。印刷包装装置１は、このペットフードの充填および施封の前に、上流側のパッケージデザイン印刷部８０にてパッケージデザインが包材ａに印刷される。

なお、本発明における包材とは、この実施例のような包装袋の他、製袋される前の包装紙を含む概念である。よって、パッケージデザイン印刷部で包装紙の状態でパッケージデザイン印刷が施され、被包装物包装部９０に製袋方式の包装機が配されたものなども本発明の範疇に包含される。また、本願におけるパッケージデザインとは、印刷で包材に施すことができるデザインを広く包含する概念であり、例えばグラフィック、キャッチコピー、色彩、写真、イラスト、キャラクター、ネーミング、シンボルマーク、文字、ロゴタイプ、品質表示などを含む概念である。

パッケージデザイン印刷部８０は、図１または図２に示すように、多数の包材を積み重ねて収容可能な包材供給部２と、包材供給部２に積み重ねられた包材から一枚の包材を分離するための分離機構３と、分離機構３にて分離した一枚の包材ａを把持して受け取り包材配置部４まで移送するための水平移送手段８と、水平移送手段８にて１枚ずつ移送される包材ａを配置すると共に印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）へ供給するための包材配置部４と、パッケージデザインを印刷するための印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）と、印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）により印刷されたパッケージデザインを包材ａに定着させるための紫外線硬化装置８２（８２ａ，８２ｂ）を有している。

包材供給部２は、図５または図６に示すように、第１駆動軸１２と、第１駆動軸１２の回転に伴って回転する第１環状体１３と、第１環状体１３に突設された第１包材ガイド１４と、第２駆動軸１５と、第２駆動軸１５の回転に伴って回転する第２環状体１６と、第２環状体１６に突設された第２包材ガイド１７と、第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間に構成された複数の包材積載部１８とを有するコンベアにて構成されており、第１駆動軸１２と第２駆動軸１５が同一方向に回転することにより第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間に積み上げられた包材ａが移送され、第１駆動軸１２と第２駆動軸１５を逆方向に回転することにより第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間の離間距離が調整可能に構成されている。以下、包材供給部２の構成および作用について詳述する。

一端側に配された第１駆動軸１２は、第１駆動手段（サーボモーター）１９により正逆両方向に回転可能に構成されており、第１駆動軸１２に第１スプロケット２１が固定されることにより、第１駆動軸１２の回転に伴って第１環状体１３（この実施例では図５中、上から２番目と４番目のチェーン）が回転するように構成されている。第１環状体１３には、第１環状体１３に対して直交する方向に延在して固定された第１幅板２３が設けられており、第１幅板２３には第１包材ガイド１４が外方に向かって突出するように固定され、第１環状体１３の回転に伴って第１包材ガイド１４も回転するように構成されている。

他方、他端側に配された第２駆動軸１５は、第２駆動手段（サーボモーター）２０により正逆両方向に回転可能に構成されており、図６に示すように、第２駆動軸１５に第２スプロケット２２が固定されることにより、第２駆動軸１５の回転に伴って第２環状体１６（この実施例では図５中、上から１番目と３番目のチェーン）が回転するように構成されている。第２環状体１６には、第２環状体１６に対して直交する方向に延在して固定された第２幅板２４が設けられており、第２幅板２４には第２包材ガイド１７が外方に向かって突出するように固定され、第２環状体１６の回転に伴って第１包材ガイド１７も回転するように構成されている。

そして、第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間には、図７に示すように複数の包材積載部１８が構成され、これらの包材積載部１８に包材ａを積載して、第１駆動軸１２と第２駆動軸１５を同一方向に回転することにより、第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間（包材積載部１８）に積み上げられた包材ａが移送されるように構成されている。これにより、コンベアを利用した複数の包材積載部１８を備えた包材供給部２を構成でき、給袋スペースの省スペース化を図ることができる。

他方、図８に示すように、第１駆動軸１２と第２駆動軸１５を逆方向に回転することにより、第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間の離間距離を調整することができ、これによって、包材ａの幅に応じて包材積載部１８の幅を調整することができる包材供給部２となる。

なお、第１駆動軸１２と第２駆動軸１５を逆方向に回転することにより、第１包材ガイド１４と第２包材ガイド１７との間の離間距離を調整可能な構成は、上記のように予め包材ａの幅に応じて包材積載部１８の幅を調整することに使用できるが、この他に、包材積載部１８に適当に包材ａが積載されても、包材ａを幅方向の両側から寄せて積載状態を修正するために使用することも可能である。

分離機構３は、包材供給部２に積み重ねられた包材ａから一枚の包材ａを分離するためのものであり、この実施例では、図９に示すように、包材供給部２のコンベアによって図中右端に送られてきた包材積載部１８から一枚の包材ａのみを取り上げるように作用するものである。包材積載部１８に積載された包材ａは、チャック袋やガゼット袋では反った状態となることに加え、静電気や負圧によって包材同士が軽く接着することがあり、この分離機構３および昇降手段（上下用アクチュエーター）２５により、確実に一枚の包材ａを包材積載部１８から取り上げることができるように構成されている。

分離機構３は、少なくとも一対の吸着盤６０ａ，６０ｂ（この実施例では、図９または図１０に示すように、包材ａの長さ方向に沿って３対の吸着盤６０ａ，６０ｂ）により包材ａを吸着するものであって、３対の吸着盤６０ａ，６０ｂは包材ａを吸着した状態で水平状態から傾斜状態に移行可能に構成されている。

具体的には、分離機構３は、図１１に示すように、包材ａの幅方向の左右において吸着する右吸着盤６０ａと左吸着盤６０ｂを長さ方向に３対備えている。ただし、本発明における分離機構は、これに限定されるものではなく、例えば右吸着盤と左吸着盤を長さ方向に２対備え、中央に紙垂れ防止の吸着盤を１つ有するようなものも本発明の範疇に包含される。

分離機構３では、図１１（Ａ）側面図または（Ｂ）正面図に示すように、駆動ユニット（シリンダー）６５にＬ字型レバーの一端側６６が取り付けられ、Ｌ字型レバーは取付台に回動可能に連結されている。他方、Ｌ字型レバーの他端側６７は回転支点６８ａに回動可能に連結されている。

取付台の下部には傾斜状の誘導カム７０が形成されており、吸着盤６０ａ、６０ｂを取り付けた基台６９には、回転ローラ６８ｂが取り付けられている。そして、回転ローラ６８ｂは傾斜状の誘導カム７０に沿って前記回転支点６８ａを起点として摺動するように構成されており、誘導カム７０と基台６９は弾性体７１を介して常時付勢されている。

この分離機構３の作用について説明すると、駆動ユニット（シリンダー）６５の往動によって、回転支点６８ａを介して回動ピン６８ｂが誘導カム７０で誘導されて、基台６９、即ち、吸着盤６０ａ，６０ｂのそれぞれの底が水平状態から外側に向く傾斜状態になり、吸着盤６０ａ，６０ｂにて吸着した包材ａをＵ字状にし、積層された包材ａから１枚だけを分離するように作用する（図１１（Ｃ）〜図１１（Ｄ））。

他方、駆動ユニット（シリンダー）６５の復動によって、分離機構３に付設の吸着盤６０ａ，６０ｂは傾斜状態から水平状態になる（図１１（Ｅ））。そして、包材ａが水平状態に保持されたところを水平移送手段８の掴み手段８ａに把持されるよう構成されている。

水平移送手段８は、図９に示すように、分離機構３にて分離した一枚の包材ａを把持して受け取り、包材配置部４まで移送するためのものである。この水平移送手段８は分離機構３により水平状態（図１１（Ｅ）の状態）に保持された一枚の包材ａを右側方から把持する掴み手段（チャックシリンダー）８ａを備えており、掴み手段８ａが水平方向に往復動することにより一枚ずつ包材ａを包材配置部４まで移送するように構成されている。

なお、この実施例では、分離機構３とは別に水平移送手段８が設けられているが、分離機構３が一枚の包材を把持したまま包材配置部４へ移送するように構成されたものも本発明の範疇に包含される。

包材配置部４は、分離機構３にて分離した一枚の包材ａを水平移送手段８にて１枚ずつ移送される包材ａを配置すると共に印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）へ供給するための部位である。包材配置部４は、図１２に示すように、包材配置部４の上面に載置された一枚の包材ａを、順次、印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）へ供給するための包材送り手段２６を有している。この包材送り手段２６は、往復動手段２７により、包材ａの幅方向に往復動して包材ａを印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）へ供給するように作用する。

印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）は、パッケージデザインを印刷するためのものであり、この実施例では、ＩＪＰ（インクジェットプリンター）にて構成されている。ただし、本発明の印刷包装装置における印刷装置はＩＪＰに限定されるものでなく、包材にパッケージデザインを印刷することができるものであればとのような印刷装置であってもよい。

また、この実施例の印刷装置８１（８１ａ，８１ｂ）は、図２に示すように、片面（表面）側を印刷する第一印刷装置８１ａと、第一印刷装置８１ａに隣接して設けられ他面（裏面）側を印刷するための第二印刷装置８１ｂとを有し、片面印刷または両面印刷を選択的に行うことができるように構成されている。

第一印刷装置８１ａおよび第二印刷装置８１ｂのそれぞれの下流側には、図２に示すように、パッケージデザインを包材ａに定着させるための第１紫外線硬化装置８２ａ，第２紫外線硬化装置８２ｂ（乾燥装置）がそれぞれ設けられている。なお、この実施例の第１紫外線硬化装置８２ａ，第２紫外線硬化装置８２ｂとしては、ＵＶランプが好適に使用できる。

そして、上記構成を備えたパッケージデザイン印刷部８０では、図３に示した各工程が行われる。具体的には、包材供給部２への包材供給工程（Ａ）、分離機構３による包材分離工程（Ｂ）、水平移送手段８による包材配置部４への包材移送工程（Ｃ）、第一印刷装置８１ａによる包材ａへの表面側パッケージデザイン印刷工程（Ｄ）、第１紫外線硬化装置８２ａによる表面側パッケージデザイン印刷の硬化工程（Ｅ）、さらに、包材ａの裏面側にもパッケージデザインを印刷する場合は、第二印刷装置８１ｂによる包材ａへの裏面側パッケージデザイン印刷工程（Ｆ）、第２紫外線硬化装置８２ｂによる裏面側パッケージデザイン印刷の硬化工程（Ｇ）が順次行われた後、被包装物包装部９０のベルトコンベア９１へ包材ａが送られるように構成されている。

なお、パッケージデザイン印刷部には、パッケージデザイン印刷に先立って包材の表面処理を行う表面処理装置が配されていてもよく、そのような表面処理装置としては、例えばコロナ放電による表面処理（改質）装置などが挙げられる。

ベルトコンベア９１の下流側には、図１または図４に示すように、被包装物包装部９０の主装置である包装機Ｐが設けられている。
包装機Ｐでは、図４に示すように、縦向きの間欠回転軸３４を回転自由に支持するスタンド３５が機台３６上に設けられ、その間欠回転軸３４の上端部に取り付けられた移動体（円盤状回転体）３２に、包材ａを掴着又は釈放するための１０個のグリップ対ｇが間欠回転軸３４を中心として等角度間隔で放射方向に突出するように設けられている。そして、グリップ対ｇにより垂直状につり下げ状態に保持された包材ａが図１中時計回りに間欠回転することにより、包材ａ内に被包装物（ペットフード）が充填され施封されて系外へ排出されるように構成されている。

なお、この実施例の包装機Ｐは、ロータリー方式の包装機であるがこれに限定されるものではなく、公知の直線移動方式やトラック方式の包装機が被包装物包装部９０に配されていてもよい。また、被包装物包装部９０に配される包装機としては、縦ピロー式包装機、横ピロー式包装機でもよく、さらに、この実施例のように、給袋式包装機に限定されるものではなく、製袋式包装機であってもよい。

より具体的には、この実施例の包装機Ｐでは、（１）給袋工程（包材ａを包材供給装置（図示しない）によりグリップ対ｇに供給する工程）、（２）チャック開口工程（包材ａのチャックを開く工程）、（３）開口・膨らまし工程（包材ａの袋口を開口して膨らます工程）、（４）充填工程（被包装物充填手段３１により包材ａ内にペットフードを充填する工程）、（５）および（６）振動・窒素充填・整形工程（ペットフードを充填した包材ａに振動を与えると共に窒素を充填しながら整形する工程）、（７）脱気・仮付けシール工程（包材ａ内を脱気すると共に袋口付近に仮付けシールを施す工程）、（８）トップシールシール工程（包材ａの袋口にトップシールを施す工程）、（９）冷却工程（シール部位を冷却する工程）、（１０）系外排出工程（製品を機外に排出する工程）が順次行われるよう構成されている。

以上のように、本発明の印刷包装装置１では、包材ａにパッケージデザインを印刷するためのパッケージデザイン印刷部８０と、パッケージデザイン印刷部８０の下流側に設けられパッケージデザインを印刷された包材ａ内に被包装物を収納し施封するための被包装物包装部９０を有することで、パッケージデザインが異なる多種多様な包材やラベルシールの準備およびそれらの在庫を不要とし、インランで包材にパッケージデザインを印刷することができると共に、包材内に被包装物を収納し施封することができる。

１ 印刷包装装置
２ 包材供給部
３ 分離機構
４ 包材配置部
５ トラック式移動体
６ 被包装物充填手段
７ａ 第１シール手段
７ｂ 第２シール手段
８ 水平移送手段
８ａ 掴み手段
９ 回動アーム
ｇ グリップ対
１１ 把持手段
１２ 第１駆動軸
１３ 第１環状体
１４ 第１包材ガイド
１５ 第２駆動軸
１６ 第２環状体
１７ 第２包材ガイド
１８ 包材積載部
１９ 第１駆動手段
２０ 第２駆動手段
２１ 第１スプロケット
２２ 第２スプロケット
２３ 第１幅板
２４ 第２幅板
２５ 昇降手段
２６ 包材送り手段
２７ 往復動手段
３１ 被包装物充填手段
３２ 移動体（円盤状回転体）
３４ 間欠回転軸
３５ スタンド
３６ 機台
８０ パッケージデザイン印刷部
８１ａ，８１ｂ 印刷装置
８２ａ，８２ｂ 乾燥装置（紫外線硬化装置）
９０ 被包装物包装部
９１ ベルトコンベア
ａ 包材
ｇ グリップ対
Ｐ 包装機

Claims (5)

1. 包装袋にパッケージデザインを印刷するためのパッケージデザイン印刷部と、該パッケージデザイン印刷部の下流側に設けられパッケージデザインを印刷された前記包装袋内に被包装物を収納し施封するための被包装物包装部を有し、
   前記パッケージデザイン印刷部は、上面に載置された前記包装袋を、順次、印刷装置へ供給するための包材送り手段を備えた包材配置部と、該包材配置部から供給される前記包装袋にパッケージデザインを順次印刷する前記印刷装置と、前記印刷装置により印刷されたパッケージデザインを前記包装袋に定着させる乾燥装置とを有していることを特徴とする印刷包装装置。
   
2. 前記パッケージデザイン印刷部は、多数の前記包装袋を収容可能な包材供給部と、該包材供給部の前記包装袋から一枚の前記包装袋を分離するための分離機構とを有している請求項１に記載の印刷包装装置。
3. 前記印刷装置は、表面側を印刷する第一印刷装置と、該第一印刷装置に隣接して設けられ裏面側を印刷するための第二印刷装置とを有し、片面印刷または両面印刷を選択的に行うことができるように構成されている請求項１または２に記載の印刷包装装置。
4. 前記パッケージデザイン印刷部には、パッケージデザイン印刷に先立って前記包装袋の表面処理を行う表面処理装置が配されている請求項１ないし３のいずれかに記載の印刷包装装置。
5. 前記表面処理装置は、コロナ放電による表面処理装置である請求項４に記載の印刷包装装置。

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