JP6999644B2 - 缶装飾機の画像見当合わせ - Google Patents

Description

本発明は、ブランケットホイールを利用する缶装飾機において画像の正確な見当合わせを確実に行ってオフセット印刷を促進することに関する。

缶体の外面に装飾を施すための缶装飾機は、当該技術で周知である。印刷は一般的に、多段オフセット印刷作業を伴う。これは、印刷版のインク塗布、印刷版からブランケットホイール上のブランケットへの画像の転写、そしてブランケットから缶体への画像の転写を伴う。

図１は、一般的な先行技術の缶装飾機１の主な特徴を図示した概略図である。図の左側には、中心軸線上で各々が回転可能な一組のマンドレル３を包含する缶体搬送機構２が示されている。印刷前または「ブランク」缶体４が、マンドレルに次々と装填される。装填された缶体は印刷ゾーン５へ運ばれ、ここで缶体は、ブランケットホイール７に取り付けられた印刷前ブランケット６と接触する、つまりブランケットの上を転がる。図１は、８個のブランケットを包含するブランケットホイールを図示している。一般的に、各ブランケット６は、画像がインク塗布される滑らかな印刷面を有する（表面に二次画像がエッチングされるか他の方法で形成されたブランケットも知られている）。ブランケットホイール７の反対側には、複数のインクステーション８が設けられ、一般的には印刷される各色に一つのインクステーションを含む。図１では、６個のインクステーション８が示されており、各々がインク容器９と、印刷シリンダ１０と、印刷シリンダ上に設けられる印刷版１１と、容器から印刷版へのインクの均一な塗着を確実に行うための一組のインク塗布ローラを包含するインク送達機構１２とを包含する。印刷版は、印刷される画像が彫刻されたカーブ状の版である。各印刷シリンダ１０は、ブランケットホイールと同期して回転する回転駆動機構（不図示）に取り付けられる。

最終インクステーションを離れたブランケットが印刷面に形成される複合つまり多色の印刷画像を有するように、各ブランケット６はインクステーション８を順に通過する。ブランケットと缶体とが互いに逆回転すると、この複合画像は印刷ゾーンで缶体に転写される。

図２は、多色印刷プロセスをさらに図示している。示されている例では、６色が使用され、６個のインクステーションを必要とする。この例では、イエロー１３、ピンク１４、オレンジ１５、グリーン１６、ブルー１７、レッド１８についてインクステーションが設けられている。そして６色が６枚の印刷版１１に転写される。色が重複しないように、印刷版のインク塗布エリアは互いにオフセットしている。次のステップは、印刷版の各々からブランケット６の印刷面へ次々にインクを転写することを包含する。それからブランケットがブランケットホイールとともに印刷ゾーンへ運ばれ、そこで必要な画像を缶体４に載せるようにインクが転写される。

印刷ブランケット６で正確な最終画像を達成するために、印刷版１１は互いに、またブランケット６について正確に整合されなければならないことが理解されるだろう。これは、それぞれの駆動機構での印刷シリンダの角度位置が手動で調節されることにより部分的に達成される。多数の色を正確に整合して単一の複合画像を形成するプロセスは、印刷技術では「見当合わせ」と呼ばれる。

本発明の第一の態様によれば、ブランケットホイールと複数のインク塗布ステーションとを有する缶装飾機が設けられる。一つ以上のインク塗布ステーションの各々は、ブランケットホイールにギヤ接続される回転シャフトと、印刷作業中のシャフトとの回転のためシャフトに取り付けられる印刷シリンダと、準備中に回転シャフト上の印刷シリンダの角度位置を調節するためと印刷作業中に角度位置を固定するための調節機構とを包含する。さらに、準備中に回転シャフトに対する印刷シリンダの角度位置を判断するためと、角度位置を表す電気信号をオペレータインタフェース装置に提供するための回転エンコーダが設けられる。

実施形態において、回転エンコーダは第１部分と第２部分とを包含し、第１部分はインク塗布ステーションの本体に対して固定位置にあり、第２部分は印刷シリンダに対して固定位置にある。使用時に、これらの部分の一方は他方の部分を通過するまで回転してこれに対向し、角度位置を検出する方法としてこの通過を検出する。

ある実施形態において、第１部分はインク塗布ステーションの本体に装着される。

ある実施形態において、第１部分は回転シャフトに装着される。

ある実施形態において、第１部分は能動コンポーネントを包含し、第２部分は受動装置を包含する。

ある実施形態において、回転エンコーダは誘導エンコーダである。これは、エッチング銅またはプリントコイルを包含する層状構造を包含しうる。

ある実施形態において、印刷シリンダはスリーブを介して回転シャフトに取り付けられ、誘導エンコーダの第２部分は、第１部分と対向しこれから離間してスリーブに固定される。

ある実施形態において、缶装飾機はさらに、シャフトに対するシリンダの軸方向位置の測定値を得るためと、軸方向位置を表す電気信号をオペレータインタフェース装置に提供するための線形位置センサを包含する。

本発明の第二の態様によれば、ブランケットホイールと複数のインク塗布ステーションとを有する缶装飾機で印刷見当合わせを実施する方法が提供され、各インク塗布ステーションは、印刷シリンダと回転シャフトとを有し、この方法は、一つ以上のインク塗布ステーションの各々について、回転エンコーダを使用して、印刷シリンダが取り付けられる回転シャフトに対する印刷シリンダの角度位置を検出することと、検出された角度位置を使用して、シャフト上の印刷シリンダの角度位置を調節することとを含む準備手順を実施することを包含する。

ある実施形態において、回転エンコーダを使用して回転シャフトに対する印刷シリンダの角度位置を検出することは、それぞれのインク塗布ステーションでの場所に対する印刷シリンダの角度位置を測定するステップを包含する。

ある実施形態において、この方法はさらに、一つ以上のインク塗布ステーションについて、線形位置センサを使用して回転シャフトに対する印刷シリンダの軸方向位置を検出することと、検出された軸方向位置を使用してシャフト上の印刷シリンダの軸方向位置を調節することとを包含する。

ある実施形態において、検出された角度位置を使用してシャフト上の印刷シリンダの角度位置を調節するステップは、調節を手動で実施しながら、検出された角度位置をディスプレイに表示することを包含する。

先行技術による缶装飾機の概略図である。 図１の装飾機を使用して缶表面に印刷するプロセスを示す図である。 部分的に設置され回転エンコーダが嵌着した印刷シリンダとシャフトの斜視図である。 組立状態の印刷シリンダおよびシャフトの斜視図である。 回転シャフトを含む、部分的に分解されたインク塗布ステーションの斜視図である。 サポートスリーブがシャフトに嵌着した図５のインク塗布ステーションの斜視図である。 ディスプレイユニットを含む組立済みのインク塗布ステーションの斜視図である。 ある実施形態による印刷シリンダの整合方法を示すフローチャートである。 ある実施形態による印刷シリンダの軸方向整合方法を示すフローチャートである。

ある種の実施形態が示されている添付図面を参照して、これから実施形態がより詳しく説明される。しかしながら、本開示の範囲内において多くの異なる形での他の実施形態が可能である。それゆえ以下の実施形態は、本開示が綿密かつ完全であるように例として提示されるものであり、開示の範囲を当業者に充分に伝えることになるだろう。

従来の缶ブランケット装飾機は、図１を参照して上で説明された。以下の記載を目的として、缶装飾機について提案される唯一の変更がインク塗布ステーションへの変更、具体的には、インク塗布ステーションの本体に対する印刷シリンダの角度位置を判断するための機構への変更であると仮定されうる。

ブランケット装飾機により印刷される色成分の精密な整合を達成するため、シリンダ上の印刷版が印刷ブランケットと接触する時にその色が他の色成分に対して正確に転写されるように、色成分の各々のための印刷シリンダが回転方向および（自身の回転軸線についての）軸方向に配置されなければならない。上に記載されたように、準備作業中に、印刷シリンダが載置された回転駆動機構の上で印刷シリンダを回転させることにより、回転方向の整合が達成されうる。これは一般的に、印刷される画像の精密な見当合わせが達成されるまで熟練作業者が印刷シリンダの各々を次々に調節する試行錯誤手順を必要とする。これは通常、サンプル缶の印刷と印刷された缶の視覚的検査とを必要とする。本開示は、作業者を補助して高速でより精密な見当合わせを達成する手段を提供することを目的とする。

各インク塗布ステーションは、印刷シリンダを回転させるための回転シャフトを包含する。このシャフトは、ブランケットホイールとギヤ接続されている。準備プロセス中、このシャフトはインク塗布ステーションの本体に対して静止位置に保持される。印刷シリンダは、シャフトの周りに嵌着するスリーブを包含する。印刷版は、固定位置でシリンダの表面に装着される。準備手順の間に、シリンダの角度位置がシャフトに対して調節される。インク塗布ステーションの駆動シャフトに対するインク塗布ステーションの各々でのシリンダの角度位置の調節は、印刷版の互いに対する整合または見当合わせを可能にし、正確に調整された状態で色が塗布されることを確実にする。シリンダの正確な位置が達成されると、インク塗布の開始に先立ってシリンダの位置が固定される。

本願で開示される方法は、インク塗布ステーションに載置されて、シリンダが載置されるシャフトに対する印刷シリンダの角度位置を測定するように設定された回転エンコーダを使用する。ある実施形態では、シャフトに対する印刷シリンダの角度位置を直接的に測定することによりこれが実施される。代替的な実施形態では、印刷シリンダとインク塗布ステーションの本体との間で角度位置測定が行われる。また、準備中に、シャフトは本体に対して静止しており、エンコーダは、印刷シリンダが載置されたシャフトに対するシリンダの角度位置を効果的に測定する。

シャフトエンコーダとも呼ばれる回転エンコーダは、シャフトまたは回転軸の角度位置を測定してこの測定値をアナログまたはデジタルコードに変換する装置である。印刷版が所望の位置でブランケットと接触するように、必要であれば作業に先立って印刷シリンダを再配置するのにこの測定値が使用される。印刷シリンダ位置の手動調節を補助するため、回転エンコーダからの情報は、ディスプレイ画面などの出力装置に表示されうる。

回転エンコーダのタイプは、電気機械エンコーダ、光学エンコーダ、磁気エンコーダ、容量エンコーダを含む。電気機械エンコーダは一般的に、導電性および非導電性のエリアを発生させるように回路基板にエッチングされた金属接点を包含する。電気センサに接続されたブラシ接点がこれらのエリアを摺動する。導電性エリアのパターンは、回転軸の可能な各位置が、接点の幾つかが電流源に接続され他は接続されない独自のバイナリコードを作成するように設計される。

光学エンコーダは一般的に、不透明および透明のエリア、または交互の反射および非反射エリアを備えるディスクを包含する。エンコーダは光源と光検出器とを利用する。ディスクの角度位置が変化すると、異なる光学パターンが検出器により観察される。そして角度位置を判断するのにこれらのパターンが使用される。

磁気エンコーダは、一連の磁極を使用してエンコーダ位置を特定する。ホール効果センサなどの磁気センサは、極位置を読み取るのに使用される。

容量センサは一般的に、エンコーダ内で回転する非対称形状のディスクを包含する。ディスクの動きは、二つの電極の間の静電容量を変化させる。この静電容量が測定され、その結果は角度位置を判断するのに使用される。

誘導エンコーダは一般的に、回転体の位置が変化する際に静止体のコイルとの相互誘導の変化を引き起こす回転体でのコイルの構成を使用する。相互誘導の変化は静止体の受信コイルの電圧変化を引き起こし、これは角度位置を判断するのに使用されうる。誘導エンコーダは、他のタイプのエンコーダ、特に容量エンコーダよりも、水、汚れ、水滴、そして静電作用に対する耐性が高いという利点を有する。

ある実施形態において、誘導回転エンコーダは、印刷による層状構造を包含する。このような構成は、旧来の構造による誘導検出器の巻きスプールを、エッチング銅から製造される巻線、あるいはポリエステルフィルム、紙、エポキシラミネート、またはセラミックなど多様な基板への印刷で代用する。印刷による層状構造は、従来の巻線よりも精密に製作されうる。測定性能の改良が達成されうる。加えて、印刷薄膜を利用するエンコーダは軽量でかさばらない。米国特許出願公開第２０１５／０２６０５４９号と国際公開第２００５／００３６８７号とは、このタイプの誘導変位検出器を開示している。本願に提示される実施形態では、印刷シリンダが載置された回転シャフトに対する印刷シリンダの角度位置の変化を追跡するのに、このタイプの誘導回転エンコーダが使用される。

ある実施形態において、回転エンコーダは第１部分と第２部分とを包含する。ある実施形態において、第１部分はインク塗布ステーションの本体に装着される。第２部分は印刷シリンダに装着される。この実施形態の利点は、回転エンコーダの容易な改造を可能にすることである。代替的実施形態において、第１部分は回転シャフトに装着される。

図３は、ある実施形態による印刷シリンダとシャフトとの斜視図であり、印刷シリンダは一部が省略されている。以下でさらに説明される中間取り付けスリーブは、印刷シリンダとともに単一ユニットを形成すると仮定される。シャフト１９は、インク塗布ステーションの本体２０に回転可能に取り付けられる。印刷シリンダ２１はシャフトに嵌着し、作業時には固定されてシャフトとともに回転する。作業時に、ブランケットホイールと、また他の印刷シリンダと同期して回転するように、シャフトはブランケットホイールとギヤ接続される。準備中に、印刷シリンダはシャフトについて移動可能であって正確な整合を可能にする。

回転エンコーダ２２の第１部分は、インク塗布ステーションの本体２０に装着される。回転エンコーダの第２部分２３は印刷シリンダ２１に装着される。第１部分２２は、電源２４と、誘導装置からの信号を角度位置２５に変換するための電子機器と、角度位置データを外部装置に送るための通信線２６とを備える能動装置である。第２部分２３は、誘導目標を包含する受動装置である。第１部分は、交流電流が供給される送信巻線を包含する。誘導目標を包囲する電磁場が形成される。第１および第２部分の巻線は、角度位置が変化する際に部分の間の相互誘導が変化するように構成される。第１部分は、第１および第２部分の相対的角度位置とともに変化する出力信号を発する受信巻線を有する。当業者は、誘導回転エンコーダの他の構成が可能であることを理解するだろう。本発明は、回転エンコーダのいずれか一つの構成には限定されない。

図４は、図３の構成の斜視図であり、印刷シリンダは通常作業位置へ移動している。準備中には、シャフト自体は静止位置に保持されたまま他のインク塗布ステーションの印刷シリンダとシャフトを正確に整合させるように、シャフトに対してシリンダが回転されうる。準備プロセス中には、回転エンコーダを使用して、インク塗布ステーションの本体に対する印刷シリンダの角度位置について測定が行われる。準備中には、インク塗布ステーションの本体に対してシャフトが固定位置に保持されるので、この読み取り値はシャフトに対するシリンダの角度位置を表す。注意。絶対的な位置は必ずしも重要ではない。重要なのは、作業者がシャフト上で印刷シリンダを回転させる際にシャフトに対するシリンダの角度位置の変化を追跡するのにシステムが使用されうることである。

測定値は一般的に出力装置に表示され、こうして作業者は、調節機構を使用して印刷シリンダの角度位置の調節を行うことが可能である。プロセスの開始時に、作業者は、実施される調節の量をディスプレイが反映するようにディスプレイを「ゼロ設定する」ことを選択しうる。このプロセスは、インク塗布ステーションの各々で印刷シリンダについて反復される。シリンダの各々の、その駆動シャフトに対する角度位置を測定および補正することにより、印刷シリンダの互いに対する正確な整合が達成されうる。これは、印刷シリンダに載置される印刷版の正確な見当合わせを確実にする。

図５および６は、ある実施形態による回転エンコーダを取り入れたインク塗布ステーションの斜視図である。図５は、印刷シリンダを駆動するのに使用されるシャフト２７を示している。回転エンコーダの第１部分２８ａはインク塗布ステーションの本体に装着され、これは印刷版見当合わせプロセスの間は静止している。図６は、シャフト２７に嵌着したスリーブ２９を図示している。スリーブは、機構３０を介してシャフトについて回転可能である。回転エンコーダの第２部分２８ｂは、第１部分２８ａに対向しこれから離間して、スリーブ２９に固定される。

図７は、ある実施形態による、回転エンコーダを使用する準備中の組立済みインク塗布ステーションの斜視図である。印刷シリンダ３１はスリーブ２９に嵌着して、これら二つの部品が一緒に固定されるようになっている。ディスプレイユニット３２は回転エンコーダに結合されて出力を表示する。機構３０を使用して、作業者は、ディスプレイユニット３２に表示される値の変化を監視しながら、印刷シリンダとスリーブとをシャフト２７の周りで回転させることが可能である。非常に精密な測定が実施可能であり、これはシャフト上のシリンダの角度位置の精緻な手動調節を可能にする。

図８は、ある実施形態による、ブランケットホイールと複数のインク塗布ステーションとを有する缶装飾機で印刷見当合わせを実施する方法を示すフローチャートである。第１ステップは、一つ以上のインク塗布ステーションについて、回転エンコーダを使用して、印刷シリンダが取り付けられた回転シャフトに対する印刷シリンダの角度位置を検出すること（ステップ１）を包含する。出力は作業者に表示される。第２ステップ（ステップ２）は、検出された角度位置を使用して、シャフト上の印刷シリンダの角度位置を手動で調節する３３ことを包含する。

実際には、作業者はこの段階で缶に画像を印刷するために装飾機を作動させ、それから様々な色の見当合わせを再び点検してもよい。色の間にずれが残っている場合には、同じか異なるインク塗布ステーションについて図８の手順を再び反復できる。この手順は、見当合わせが充分となるまで反復される。

ある実施形態では、シャフト上での印刷シリンダの軸方向変位の測定を可能にするためさらに線形位置センサが設けられる。図９は、シャフト上での印刷シリンダの軸方向整合も調節される実施形態による方法を示すフローチャートである。この方法は、一つ以上のインク塗布ステーションについて、線形位置センサを使用して回転シャフトに対する印刷シリンダの軸方向位置を検出すること（ステップ３）と、検出された軸方向位置を使用してシャフトでの印刷シリンダの軸方向位置を調節すること（ステップ４）とを包含する。やはり、すべての色が正確に整合されるまで、プロセスが反復されて各調節プロセスの間に印刷が行われる。

主として幾らかの実施形態を参照して本開示が上に説明された。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、上に開示されたものとは別の他の実施形態が、添付の請求項に規定された本開示の範囲内で等しく可能である。

１ 缶装飾機
２ 缶体搬送機構
３ マンドレル
４ 印刷前の缶体
５ 印刷ゾーン
６ インク塗布前のブランケット
７ ブランケットホイール
８ インク塗布ステーション
９ インク容器
１０ 印刷シリンダ
１１ 印刷版
１２ 送達機構
１３ イエロー
１４ ピンク
１５ オレンジ
１６ グリーン
１７ ブルー
１８ レッド
１９ 回転シャフト
２０ 本体
２１ 印刷シリンダ
２２ 回転エンコーダ／第１部分
２３ 回転エンコーダ／第２部分
２４ 電源
２５ 角度位置
２６ 通信線
２７ シャフト
２８ａ 第１部分
２８ｂ 第２部分
２９ スリーブ
３０ 機構
３１ 印刷シリンダ
３２ ディスプレイユニット

Claims (14)

1. ブランケットホイールと複数のインク塗布ステーションとを有する缶装飾機であって、前記インク塗布ステーションのうち一つ以上が、
   前記ブランケットホイールにギヤ接続される回転シャフトと、
   印刷作業中の前記回転シャフトとの回転のため前記回転シャフトに取り付けられる印刷シリンダと、
   準備中に前記回転シャフト上の前記印刷シリンダの角度位置を調節するため、および印刷作業のために前記角度位置を固定するための調節機構と、
   準備中に前記回転シャフトに対する前記印刷シリンダの前記角度位置を判断するため、および前記角度位置を表す電気信号をオペレータインタフェース装置に提供するための回転エンコーダと、
   を包含する、缶装飾機。
2. 前記回転エンコーダが第１部分と第２部分とを包含し、前記第１部分が前記インク塗布ステーションの本体に対して固定位置にあって前記第２部分が前記印刷シリンダに対して固定位置にある、請求項１に記載の缶装飾機。
3. 前記第１部分が前記インク塗布ステーションの前記本体に装着される、請求項２に記載の缶装飾機。
4. 前記第１部分が前記回転シャフトに装着される、請求項２に記載の缶装飾機。
5. 前記第１部分は、複数の能動部品で構成され、前記第２部分は、受動部品である、請求項２から４のいずれか一項に記載の缶装飾機。
6. 前記回転エンコーダが誘導エンコーダである、請求項２から５のいずれか一項に記載の缶装飾機。
7. 前記誘導エンコーダが、エッチング銅またはプリントコイルを包含する層状構造を包含する、請求項６に記載の缶装飾機。
8. 前記印刷シリンダがスリーブを介して前記回転シャフトに取り付けられ、前記誘導エンコーダの前記第２部分が、前記第１部分と対向し前記第１部分から離間して前記スリーブに固定される、請求項７に記載の缶装飾機。
9. 前記回転シャフトに対する前記印刷シリンダの軸方向位置の測定値を得るため、および前記軸方向位置を表す電気信号を前記オペレータインタフェース装置に提供するための線形位置センサをさらに包含する、請求項１から８のいずれか一項に記載の缶装飾機。
10. ブランケットホイールと複数のインク塗布ステーションとを有する缶装飾機で印刷見当合わせを実施する方法であって、各インク塗布ステーションが印刷シリンダと回転シャフトとを有し、一つ以上の前記インク塗布ステーションの各々について、回転エンコーダを使用して、前記印刷シリンダが取り付けられた前記回転シャフトに対する前記印刷シリンダの角度位置を検出するステップと、検出された前記角度位置を使用して、前記回転シャフト上の前記印刷シリンダの前記角度位置を調節するステップとを含む準備手順を実施することを包含する方法。
11. 前記回転エンコーダを使用して前記回転シャフトに対する前記印刷シリンダの前記角度位置を検出するステップが、それぞれの前記インク塗布ステーションでの場所に対する前記印刷シリンダの角度位置を測定するステップを包含する、請求項１０に記載の方法。
12. 一つ以上の前記インク塗布ステーションについて、線形位置センサを使用して前記回転シャフトに対する前記印刷シリンダの軸方向位置を検出するステップと、検出された前記軸方向位置を使用して前記回転シャフト上の前記印刷シリンダの前記軸方向位置を調節するステップとをさらに包含する、請求項１０または請求項１１に記載の方法。
13. 前記回転エンコーダが誘導エンコーダである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 検出された前記角度位置を使用して前記回転シャフト上の前記印刷シリンダの前記角度位置を調節するステップが、前記調節を手動で実施しながら、検出された前記角度位置をディスプレイに表示するステップを包含する、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。

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