KR20050074402A - 원통형 작업물 표면 인쇄장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원통형 작업물 표면 인쇄장치에 관한 것으로써, 상세하게는 작업물의 공급, 인쇄, 배출이 자동화된 장치에 의해 수행되도록 하고, 우수한 인쇄상태를 얻을 수 있도록 한 구성을 구현하여 인쇄 제품의 생산성 및 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 작업물의 공급, 이송, 배출되는 각각의 구성이 설치되기 위해 1이상으로 배열되어 구비된 작업대와; 상기 작업대에 설치되며, 일측에 원통형 작업물이 투입되는 호퍼가 설치되고, 이 호퍼와 연통되어 작업물의 작업면이 상면을 향하도록 정렬되며 배열되어 작업지점으로 공급하는 정렬장치부가 설치된 공급부와; 상기 작업대 상에 설치되어 인쇄를 수행하기 위한 각 구성이 설치되는 프레임과; 상기 프레임 내부에 설치되며, 정렬장치부와 작업물 인계가능하도록 회전롤러가 설치되고, 회전롤러의 외면에 구분돌기가 방사상으로 다수개 형성되어 작업물이 1개씩 투입되도록 한 로터리 이송부와; 상기 프레임의 내부에 설치되며, 로터리 이송부가 설치된 상부에 인쇄롤러가 설치되고, 작업물에 잉크전사를 수행하는 인쇄패드가 인쇄롤러의 외면에 결합되며, 상기 인쇄패드와 일측이 접촉되어 잉크를 목적하는 형태로 공급하기 위한 잉크공급부가 설치된 인쇄수행부와; 상기 로터리 이송부에서 이송된 작업물이 낙하되는 지점에 일 끝단이 위치되고, 타단이 목적하는 배출위치까지 연장되어 인쇄된 작업물을 외부로 배출하는 컨베이어 형태의 배출부로 이루어진다.

Description

원통형 작업물 표면 인쇄장치{Printer for cylinder type object}

본 발명은 원통형 작업물 표면 인쇄장치에 관한 것으로써, 상세하게는 작업물의 공급, 인쇄, 배출이 자동화된 장치에 의해 수행되도록 하고, 우수한 인쇄상태를 얻을 수 있도록 한 구성을 구현하여 인쇄 제품의 생산성 및 제품 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

원통으로 형성된 제품으로 주사기, 음료/식품 캔 등이 있으며, 이와 같은 제품의 외면에는 내부의 내용물의 량 또는 자사의 마크 로고 등이 인쇄되며, 상기 인쇄를 수행하기 위한 방법으로 작업이 간단하고 우수한 인쇄상태를 얻을 수 있는 전사인쇄가 주로 채택되어 적용된다.

이와 같은 전사인쇄는 외면에 목적하는 형상의 부식홈이 형성되고 부식홈의 내부에 잉크가 충진되면, 특정형상으로 형성된 잉크를 전사패드에서 옮겨 작업물에 전사하므로써 인쇄가 수행되도록 하는 것이다.

특히, 상기된 인쇄작업은 다량의 작업물이 자동공급되어 이송되도록 하고, 작업지점을 통과하는 작업물에 인쇄작업을 수행하도록 한 자동화장치를 구현하여 생산성의 향상을 도모하고 있는 실정이다.

상기와 같은 전사인쇄를 수행하기 위한 장치로, 부식홈이 형성된 부재에 잉크를 공급하는 잉크공급부와, 부식홈 내의 잉크를 전사패드에 의해 작업물로 전사수행하는 인쇄수행부로 구성된 인쇄장치를 구비하고, 그 하측에 작업물이 일렬로 배열되어 진행되는 컨베이어를 설치하여 구성된 것이 주류를 이루고 있다.

이와 같은 구성에서 컨베이어는 주로 원통형의 작업물을 개별적으로 고정지지하여 인쇄수행을 위한 가압시, 작업물의 위치변동이 발생되지 않도록 작업물을 고정지지하는 다수개의 팰릿을 배열설치하여서 된 것을 적용하게 된다.

또한, 상기 전사패드는 주로 상, 하로 승강하여 전사를 수행하는 장치에 설치되어 작업물의 외면에 인쇄를 수행하게 되며, 이에 따라 전사패드의 형상을 작업물의 크기, 형태에 따라 적절히 선택하게 됨은 주지된 것과 같다.

상기된 것과 같은 종래의 인쇄장치는 팰릿에 의해 구현된 컨베이어는 그 제작비용이 고가이고, 단위면적당 인쇄수행되는 작업물의 배열개수가 적어 인쇄의 생산성이 낮다.

또한, 상기 상측에서 하측으로 가압하는 방식의 인쇄는 원통형 작업물의 최 상부와 그 주변부로 제공되는 인쇄압력이 상이하여 우수한 인쇄상태를 얻기 어렵고, 다량의 작업물에 대해 단일의 인쇄패드에 의한 인쇄를 수행하기 때문에 장시간 작업시 인쇄품질이 낮아지게 되며, 이에 따라 인쇄패드의 잦은 교체를 수행해야만 한다.

더욱 심각하게는, 장시간의 작업 및 겨울철과 같이 외부의 기온이 낮을 경우 부식홈 내부에 잔여하는 잉크가 응결되는 등의 현상에 의해 고형화되며, 이와 같이 고형화된 잉크는 부식홈 내에서 잔여하는 공간체적만큼의 공급량이 줄게 되어 인쇄결과의 목적하는 채도 및 형태를 얻기 어렵기 때문에 상기된 인쇄불량이 더욱 심화되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기된 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로써, 원통형태의 작업물의 공급 및 인쇄가 로타리 방식으로 된 전용의 자동화장치를 구현하고, 부식홈 내에서 잉크가 고형화되는 현상을 방지하도록 한 인쇄장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 작업물의 공급, 이송, 배출되는 각각의 구성이 설치되기 위해 1이상으로 배열되어 구비된 작업대와; 상기 작업대에 설치되며, 일측에 원통형 작업물이 투입되는 호퍼가 설치되고, 이 호퍼와 연통되어 작업물의 작업면이 상면을 향하도록 정렬되며 배열되어 작업지점으로 공급하는 정렬장치부가 설치된 공급부와; 상기 작업대 상에 설치되어 인쇄를 수행하기 위한 각 구성이 설치되는 프레임과; 상기 프레임 내부에 설치되며, 정렬장치부와 작업물 인계가능하도록 회전롤러가 설치되고, 회전롤러의 외면에 구분돌기가 방사상으로 다수개 형성되어 작업물이 1개씩 투입되도록 한 로터리 이송부와; 상기 프레임의 내부에 설치되며, 로터리 이송부가 설치된 상부에 인쇄롤러가 설치되고, 작업물에 잉크전사를 수행하는 인쇄패드가 인쇄롤러의 외면에 결합되며, 상기 인쇄패드와 일측이 접촉되어 잉크를 목적하는 형태로 공급하기 위한 잉크공급부가 설치된 인쇄수행부와; 상기 로터리 이송부에서 이송된 작업물이 낙하되는 지점에 일 끝단이 위치되고, 타단이 목적하는 배출위치까지 연장되어 인쇄된 작업물을 외부로 배출하는 컨베이어 형태의 배출부로 이루어진다.

또한, 상기 잉크공급부와 인쇄수행부에 1이상 설치되어, 잉크저장지점, 잉크를 전사하는 지점, 잉크를 제거하는 지점을 일정온도로 가열하여, 잉크가 항상 액상을 유지하도록 한 히터를 포함하여 구성된다.

이하, 상기 구성이 적용된 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 상기 실시예의 대상이 되는 작업물은 원통형태의 외면을 갖는 주사기를 예시한다.

도 1은 본 발명에 의한 인쇄장치의 전체 구성 정면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 인쇄장치는 작업대(10) 상에 공급부(20), 프레임(30), 로터리 이송부(40), 인쇄수행부(50), 배출부(80)로 이루어진다.

상기 작업대(10)는 작업물(O)의 공급, 이송, 배출되는 각각의 구성이 설치되기 위해 1이상으로 배열(도면에서는 3개 배열)되며, 이들 각각의 하측에 바퀴 등의 구성을 설치하여 작업장의 상황여건에 따라 이동이 손쉽도록 한다.

상기 공급부(20)는 작업대(11)에 설치되며, 일측에 원통형 작업물(O)이 투입되는 호퍼(21)가 설치되고, 이 호퍼(21)와 연통되어 작업물(O)의 작업면이 상면을 향하도록 정렬되며 배열되어 작업지점으로 공급하는 정렬장치부(22)가 설치되어 구성된다.

여기서, 상기 호퍼(21)는 투입된 작업물(O)을 정렬장치부(22)로 이송하기 위한 피더(feeder) 등이 설치되고, 정렬장치부(22)는 무작위로 투입된 작업물(O)을 작업될 면이 상측으로 향하도록 배열하기 위한 장치로 상기 호퍼(21)와, 정렬장치부(21)는 이미 널리 알려진 통상의 기술사안으로 이상의 기재를 생략한다.

상기 프레임(30)은 인쇄를 수행하기 위한 각 구성이 설치되는 외장이 되며, 이 프레임(30)은 도면상 공급부(20)의 작업대(11) 옆에 배열된 작업대(12)의 상부에 설치된다.

상기 로터리 이송부(40)는 프레임(30) 내부에 설치되며, 정렬장치부(22)와 작업물(O) 인계가능하도록 회전롤러(41)가 설치되고, 회전롤러(41)의 외면에 구분돌기(42)가 방사상으로 다수개 형성되어 작업물(O)이 1개씩 투입되도록 구성된다.

상기 정렬장치부(22)에 의해 작업물(O)을 인계받기 위한 구성으로 정렬장치부(22)의 작업물(O)이 배출되는 지점보다 회전롤러(41)가 낮은 위치에 형성됨이 바람직하며, 상기 작업물(O)이 인계되기 까지의 구간은 통상의 가이더(23)가 설치되어 작업물(O)을 목적하는 위치로 진행시키게 된다.

또한, 상기 가이더(23)를 통해 진행된 작업물(O)이 구분돌기(42) 사이로 투입되는 이송력을 제공하기 위한 투입컨베이어(24)가 프레임(30)에 설치되면, 보다 원활한 작용의 작업물(O)의 공급구성을 구현할 수 있다.

여기서, 상기 회전롤러(41)의 회전은 연속회전되어도 작업이 가능하지만, 보다 정확한 구동상태를 얻기 위해 구분돌기(42)에 의해 구분된 각도마다 스테핑회전되도록 할 수 있으며, 이와 같은 구동력 모터/스테핑모터에 의해 구현된 별도의 동력제공유닛이 작업대 또는 프레임에 설치됨은 당연하다.

상기 인쇄수행부(50)는 프레임(30)의 내부에 설치되며, 로터리 이송부(40)가 설치된 상부에 인쇄롤러(51)가 설치되고, 작업물(O)에 잉크전사를 수행하는 인쇄패드(52)가 인쇄롤러(51)의 외면에 결합되며, 상기 인쇄패드(52)와 일측이 접촉되어 잉크를 목적하는 형태로 공급하기 위한 잉크공급부(60)가 설치되어 구성된다.

여기서, 상기 인쇄패드(52)는 인쇄롤러(51) 외면에 방사상 각도별로 다수개 등분되어 장착(도면상 45°간격으로 8개)되는데, 이는 인쇄롤러(51)의 1회전당 등분된 개수와 대응되는 개수(8개)의 작업물(O)에 대한 인쇄작업을 수행할 수 있도록 하기 위한 구성이다.

또한, 상기 등분된 다른 이유는, 인쇄패드(52)는 상당히 연질의 재질로 작업물(O)을 일정압력으로 가압하며 인쇄를 수행하기 때문에, 인쇄패드(52)를 일체로 형성할 경우, 일지점의 잉크를 전사할 때 그 이후의 인쇄패드(52) 부분이 밀려지게 되어 밀려진 부분의 잉크가 의도하지 않은 형태로 확산되거나, 인쇄되는 지점이 부정확하게 되는 현상을 해소하기 위한 구성임에 기인한다.

또한, 상기 잉크공급부(60)는 부식롤러(61), 공급롤러(62), 공급용기(63), 스크래퍼(64)로 이루어진 구성을 갖는다.

상기 부식롤러(61)는 인쇄롤러(51)의 인쇄패드(52)와 접촉되며 회전가능하게 설치되며, 외면에 인쇄패드(52)로 잉크를 공급하는 부식홈(65)이 형성되어 구성되며, 상기 부식홈(65)은 주지된 것과 같이 인쇄하기 위한 형태로 식각된 홈의 구성이다.

상기 공급롤러(62)는 부식롤러(61)의 외면과 접촉되어 회전되도록 설치되며, 부식홈(65)으로 잉크를 공급하기 위해 외면에 잉크의 장력에 대응되는 마찰력을 갖도록 그 재질이 선택된 구성이다.

상기 공급용기(62)는 내부에 잉크가 담겨지며, 공급롤러(62)의 하단부가 잉크에 침수되어 공급롤러(62)의 외면에 잉크가 공급되도록 설치된 것이며, 그 재질을 금속으로 구비하여 후술될 히터(66)가 공급용기(63)를 가열가능하도록 구성함이 바람직하다.

상기 스크래퍼(64)는 부식롤러(61)의 외면과 일끝단이 접촉되도록 설치되어 부식홈(65)외측의 잉크를 제거하도록 구성된다.

즉, 상기 스크래퍼(64)는 일 끝단이 부식롤러(61)에 접촉하고, 타단이 프래임(30)의 내부에서 탄력적으로 힌지회전 또는 스크래퍼(64) 자체가 탄성체일 경우 고정결합되어 구성된다.

이와 같은 인쇄수행부(50)의 구성에서 인쇄패드(52)가 잉크를 전사하여 인쇄를 수행한 후, 잔여잉크를 제거하면 다음번 작업에서 보다 선명한 인쇄결과를 얻을 수 있게 되는데, 이를 위해 상기 인쇄패드(52)의 외면에는 점착롤러(70)가 접촉되도록 구성된다.

상기 점착롤러(70)는 인쇄롤러(51)의 회전에 의해 인쇄패드(52)와 접촉되어 회전되도록 프레임(30) 내에 설치되고, 그 외면에는 잉크를 점착하기 위한 점착표면을 갖도록 형성된다.

상기된 인쇄수행부(50)는 인쇄롤러(51), 부식롤러(61), 공급롤러(62)가 연동하여 회전되어야 하며, 이를 위해 이들 롤러(51, 61, 62)의 각 회전축은 기어 또는 밸트/풀리, 체인/스프로킷 등에 의해 상호 연결되며, 이들 중 어느 일축에 모터 또는 회전롤러(41)의 회전에 대응하기 위한 스테핑 모터 등을 연결설치하게 됨은 당연하다.

또한, 상기 인쇄수행부(50)는 상기 잉크공급부(60)와 인쇄수행부(50)에 1이상 설치되어, 잉크, 잉크를 전사하는 지점, 잉크를 제거하는 지점을 일정온도로 가열하여, 잉크가 항상 액상을 유지하도록 한 히터(66, 71)를 포함하여 구성된다.

구체적으로, 상기 공급용기(63)와 점착롤러(70)의 일측에 히터를 설치하게 되면, 상기 공급용기(63)가 가열됨에 의해 발생된 열은 잉크, 공급롤러(62), 부식롤러(61)의 부식홈(65)에 전달되어 부식홈 내에서 잉크가 고형화되는 현상을 방지하도록 구성할 수 있게 된다.

또한, 상기 점착롤러(70)의 일측에 설치된 히터(71)는 점착롤러(70)를 통해 인쇄패드(52)로 전달되어 잔여잉크의 제거 효율을 높이고, 인쇄패드(52)와 접촉된 부식롤러(61)를 통해 부식홈(65)에 전달되어 잉크의 고형화를 방지할 수 있게 된다.

상기 배출부(80)는 로터리 이송부(40)에서 이송된 작업물(O)이 낙하되는 지점에 일 끝단이 위치되도록 작업대(13) 상에 설치되고, 타단이 목적하는 배출위치까지 연장되어 인쇄된 작업물(O)을 외부로 배출하는 컨베이어(81) 형태로 구성된다.

또한, 상기 배출부(80)는 컨베이어(81)의 작업물(O)이 이송하는 구간에 건조실(82)을 설치하고, 건조실(82) 내부로 열풍을 토출하는 열풍분사기구(83)를 설치하여 전사되어 인쇄된 잉크를 건조시키도록 구성된다.

도면 중 부호 90은 프레임(30)의 내부에 인쇄수행부(50)의 구성이 설치되는 하우징(91)을 설치하고, 이 하우징(91)과 프레임(30)에 결합되어 인쇄수행부(50)를 상, 하로 승강시키기 위한 스크류 방식의 승강장치이며, 100은 각 구동부분을 전기, 전자적으로 제어하기 위한 PLC, 마이크로 프로세서 회로 등이 내장된 컨트롤러이다.

상기와 같이 구성된 인쇄장치는 호퍼(21)에 다량의 작업물(O)을 투입하면, 투입된 작업물(O)은 정렬장치부(22)에 의해 작업면이 상측을 향하도록 정렬되어 로터리 이송부(40)로 이송된다.

이와 같이 이송된 작업물(O)은 로터리 이송부(40)의 구분돌기(42) 사이에 1개씩 투입되고 원형의 궤적으로 이송되는데, 이와 같이 이송하는 과정에서 인쇄작업위치를 통과할 때 인쇄롤러(51)의 인쇄패드(52)에 의해 목적하는 인쇄형상의 잉크가 전사되어 인쇄가 수행된다.

여기서, 상기 인쇄를 수행하기 위해 인쇄수행부(50)에서는 인쇄패드(52)에 이미 잉크를 공급한 상태가 되어야 하며, 이를 위해 상기 공급용기(63)의 내부에 하측이 침수된 공급롤러(62)의 회전에 의해 부식롤러(61)의 부식홈(65)에 잉크가 공급되고, 부식홈(65)의 잉크는 부식롤러(61)의 회전에 의해 각각의 인쇄패드(52)에 공급되는 것이다.

이와 같이 인쇄가 수행된 작업물(O)은 로터리 이송부(40)의 회전에 의해 배출부(80)의 컨베이어(81) 상측으로 낙하되고, 컨베이어(81)에 의해 건조실(82)을 통과하며 인쇄면이 건조되어 완성된 인쇄제품으로 구현된다.

이상에서 설명한 것과 같이 본 발명은, 로타리 방식의 작업물 이송 및 인쇄작업이 수행되어, 단위구간당 보다 많은 작업물 배열 및 작업개수를 구현함에 따라 장치의 제작단가를 낮추고 생산성을 향상시키게 되며, 상기 로타리 방식의 인쇄작업에 의해 작업물의 인쇄면에 균일한 압력으로 인쇄가 수행되어 보다 우수한 인쇄결과를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전사패드에 잔여하는 잉크를 제거하는 클리닝기구 및 클리닝 기구를 통해 전사롤러와 부식롤러로 열을 전달하여 잉크의 고형화가 방지되는 구성이 마련되어 더욱 우수한 인쇄품질을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 인쇄장치의 구성 정면도.

도 2는 도 1의 인쇄장치 중 잉크 공급부 단면도.

도 3은 도 1의 인쇄장치 중 작업물 공급부의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 작업대 20: 공급부

30: 프레임 40: 로터리 이송부

41: 회전롤러 42: 구분돌기

50: 인쇄수행부 60: 잉크공급부

66, 71: 히터 70: 점착롤러

Claims (5)

1. 작업물(O)의 공급, 이송, 배출되는 각각의 구성이 설치되기 위해 1이상으로 배열되어 구비된 작업대(10)와;

   상기 작업대(10)에 설치되며, 일측에 원통형 작업물(O)이 투입되는 호퍼(21)가 설치되고, 이 호퍼(21)와 연통되어 작업물(O)의 작업면이 상면을 향하도록 정렬되며 배열되어 작업지점으로 공급하는 정렬장치부(22)가 설치된 공급부(20)와;

   상기 작업대(10) 상에 설치되어 인쇄를 수행하기 위한 각 구성이 설치되는 프레임(30)과;

   상기 프레임(30) 내부에 설치되며, 정렬장치부(22)와 작업물(O) 인계가능하도록 회전롤러(41)가 설치되고, 회전롤러(41)의 외면에 구분돌기(42)가 방사상으로 다수개 형성되어 작업물(O)이 1개씩 투입되도록 한 로터리 이송부(40)와;

   상기 프레임(30)의 내부에 설치되며, 로터리 이송부(40)가 설치된 상부에 인쇄롤러(51)가 설치되고, 작업물(O)에 잉크전사를 수행하는 인쇄패드(52)가 인쇄롤러(51)의 외면에 결합되며, 상기 인쇄패드(52)와 일측이 접촉되어 잉크를 목적하는 형태로 공급하기 위한 잉크공급부(60)가 설치된 인쇄수행부(50)와;

   상기 로터리 이송부(40)에서 이송된 작업물(O)이 낙하되는 지점에 일 끝단이 위치되고, 타단이 목적하는 배출위치까지 연장되어 인쇄된 작업물(O)을 외부로 배출하는 컨베이어(81) 형태의 배출부(80)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원통형 작업물 표면 인쇄장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크공급부(60)는

   인쇄롤러(51)의 인쇄패드(52)와 접촉되며 회전가능하게 설치되며, 외면에 인쇄패드(52)로 잉크를 공급하는 부식홈(65)이 형성된 부식롤러(61)와;

   상기 부식롤러(61)의 외면과 접촉되어 회전되도록 설치되어 부식홈(65)으로 잉크를 공급하는 공급롤러(62)와;

   내부에 잉크가 담겨지며, 공급롤러(62)의 하단부가 잉크에 침수되어 공급롤러(62)의 외면에 잉크가 공급되도록 설치된 공급용기(63)와;

   상기 부식롤러(61)와 공급롤러(62)의 외면과 일끝단이 접촉되도록 설치되어 부식홈(65)외측의 잉크를 제거하는 스크래퍼(64)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 작업물 표면 인쇄장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄수행부(50)는

   인쇄패드(52)가 잉크전사를 수행한 이 후의 구간에서 인쇄패드(52)와 접촉되어 회전되도록 설치되며, 외면에 잉크를 점착하기 위한 점착표면을 갖도록 형성된 점착롤러(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 작업물 표면 인쇄장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인쇄패드(52)는

   인쇄롤러(51) 외면에 방사상 각도별로 다수개 등분되어 장착된 것을 특징으로 하는 원통형 작업물 표면 인쇄장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 잉크공급부(60)와 인쇄수행부(50)에 1이상 설치되어, 잉크저장지점, 잉크를 전사하는 지점, 잉크를 제거하는 지점을 일정온도로 가열하여, 잉크가 항상 액상을 유지하도록 한 히터(66, 71)를 포함하는 것을 특징으로 하는 원통형 작업물 표면 인쇄장치.