【発明の詳細な説明】
発明の名称
ホットメルト印刷方法および装置
発明の分野
本発明は、自動印刷装置により複数のパッケージまたはラベルに対して行われ
る印刷の分野に関するものである。特に、本発明は、種々のタイプの複数の容器
または複数の容器のラベルの上にホットメルト（ｈｏｔ−ｍｅｌｔ）材料を数多
くのフォーメーションおよびパターンで塗布するための改良された方法および装
置に関するものである。
先行技術の背景
接着やテキスチャード・プリント（ｔｅｘｔｕｒｅｄ ｐｒｉｎｔ ｐｕｒｐ
ｏｓｅｓｅ）の目的のために、ホットメルト材料からなる所定のパターンが印刷
された複数のパッケージ材（ｐａｃｋａｇｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）が必要と
されている。多くの場合、かかる複数のパッケージ材すなわちパッケージは、コ
ンベヤタイプの装置（ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｔｙｐｅ ｓｙｓｔｅｍ）のプロセス
ラインを介して搬送される。複数のパッケージは一般には、二つのパッケージ間
に任意の或いはランダムな直線間隔（ｌｉｎｅａｒ ｓｐａｃｉｎｇ）が得られ
るようにコンベヤの上に載置される。このように間隔が不規則であるので、各容
器またはパッケージの特定の個所にこのようなパターンを正確に印刷することは
、各パッケージを適正に位置決めするための中間装置（ｉｎｔｅｒｖｅｎｉｎｇ
ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を用いることなしには不可能である。
また、視力の弱い人または視力のない人がパッケージ商品を正しく識別するこ
とができるようにするために、所望の点字パターンが印刷されたパーケージ材も
必要とされている。このようなマーキングの重要な用途には、柔軟なパッケージ
、ボトル、缶、コップ、カートン、更には冷凍食品パッケージが含まれる。更に
、医学および薬学製品もまた、点字で表示されることが所望されている。点字パ
ターンは、容器に取付けられたラベルに印刷することができ、あるいは容器に直
接印刷することもできる。
かかる要望を満たすためには、点字マークをパッケージに塗布する製造装置は
、
ユニット当たりのコストが比較的低く、しかも容易に実施できるものでなければ
ならない。更に、この装置では、既存のプロセスラインに適用可能であるととも
に、製造ラインの作動中に印刷が可能であることが重要である。最も重要なこと
は、この装置は、接着剤パターン、テキスチャード・パターン（ｔｅｘｔｕｒｅ
ｄ ｐａｔｔｅｒｎ）または印刷パターン及び製品の輸送および取り扱いの際に
簡単に押し潰れたりあるいは損傷を受けることがない耐久性のある点字ドットお
よび点字パターンを、正確に塗布することができるものでなければならない。
点字文字は、基本的なドットフォーマットのパターンから形成されている。各
ドットは、均一な形状からなるのが理想的である。この理想的なドットは、上方
から見て、１．４ミリの直径を有している。このドットは、横から見ると、０．
４ミリの高さを有している。そしてこのドットは、比較的均一な丸い形状を有す
るものである。
これまでは、点字マーキングは、印刷点字金属モールドに樹脂のシートをプレ
ス成形することにより作られてきた。この先行技術は、低価格のプロセスである
利点を有している。しかしながら、これらのパッケージが強く擦られたり、また
は輸送のために積み重ねられると、点字ドットの先端が損傷を受けあるいは押し
潰されて、点字の読み易さと有用性が損なわれてしまう。従って、かかる先行技
術により得られる製品は、品質が低下したものとなる。
試行されている別の先行技術として、ドットのためにホットメルト材料を使用
するものがあり、これは樹脂材と比べて耐久性に優れている。このプロセスでは
、、ホットメルト溶融器（ｈｏｔ−ｍｅｌｔ ｍｅｌｔｅｒ）と、圧送装置と、
ラベルにパターンを形成するように配設された複数の分配バルブ（ｍｕｌｔｉｐ
ｌｅ ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ｖａｌｖｅｓ）とを備えている。これらの複数の
分配バルブはそれぞれ、ドットの形状に近いホットメルト材料を１滴分配するこ
とができるようになっている。この先行技術は低価格のプロセスとなる可能性が
あるが、残念ながら一連の課題を有している。
この課題の１つは、ドットそれ自体の形状にある。分配されたドットの形状は
、頂部が丸くなく、馴染みのあるソフトアイスクリームのコーンの形状と同様の
先端を有しており、これは点字を読む過程で妨げとなっている。この先行技術に
は
また、複数のバルブを互いに同じような形状に形成することと、複数のバルブに
信頼性と反復性のあるパターンを印刷させることが困難であるという別の課題が
ある。また、バルブのサイズが、文字の数および最終的なパターンのサイズを制
限することになる。更に、パターンを形成するために行わなければならないバル
ブの電子パターニングと位置合わせが複雑でありかつ費用を必要とするとともに
、極限速度がバルブの応答により制限を受けることになる。また、信頼性が問題
となる。更にまた、バルブは、操作を維持するためには数多くの保守が必要であ
り、粘着したあるいは詰まったバルブは点字のミスプリントを生じさせる。最後
に、装置の設置、設定および保守に時間と費用がかかるという問題もある。
発明の概要
先行技術におけるこれらのおよび他の課題を解決するため、本発明は、点字パ
ターン、接着剤パターン、印刷パターンなどを形成するために、複数のラベルま
たは種々のタイプの複数の容器にホットメルト材料を塗布する改良された方法お
よび装置を提供する。回転スクリーン印刷法（ｒｏｔａｒｙ ｓｃｒｅｅｎ ｐ
ｒｉｎｔｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用することにより、ホットメルトの利
点を得ることができる。設置の容易さ、高速化、低コスト化、パターンの反復精
度の向上並びに耐久性のあるテキスチャード・パターンおよびドットの形成を達
成することができるので、製品の品質を高めることができる。同時に、点字ドッ
トの形状の劣悪さ、信頼性の乏しさ、高価格、接着剤の制限並びにテキスチャー
ド・パターンおよび点字パターンのサイズの不均一さといった先行技術の欠点を
なくすことができる。
本発明の装置は、複数の製品のパッケージまたはラベルの流れまたはストリー
ム（ｓｔｒｅａｍ）を動かすコンベヤ装置（ｃｏｎｖｅｙｏｒ ｓｙｓｔｅｍ）
を有する。回転スクリーン（ｒｏｔａｒｙ ｓｃｒｅｅｎ）がコンベヤの近くに
配置される。そして、回転スクリーンは少なくとも１つの所定の印刷パターンを
形成する複数の印刷孔（ｐｒｉｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ）を有している。本発明の
装置はまた、回転スクリーンの内部にホットメルト材料を配給する装置を有して
いる。そしてこの装置に設けられた検出手段が、１つのパッケージまたはラベル
が回転スクリーンの近くを通過しようとする時点を測定し、電子制御装置（ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）に信号を送信する。この制
御装置は、次の最も近い印刷パターンを印刷位置に位置合わせし、回転スクリー
ンを動かして１つの製品またはラベルと接触させ、パターンを１つの製品または
ラベルに印刷する間回転スクリーンを回転させ、１つの製品またはラベルから離
すように回転スクリーンを持ち上げる。次いで、制御装置は次の後続する１つの
製品またはラベルに対してこのサイクルを繰り返す。
本発明の方法によれば、複数の製品またはラベルは、ランダムに離隔した態様
で印刷スクリーンに接近することができ、しかも精確なかつ一貫した印刷パター
ンを受け取ることができるという利点が得られる。制御装置は、回転スクリーン
の速度をコンベヤ装置に合わせることにより、精確な形状の印刷パターンを１つ
の製品またはラベル上に形成する。本発明の方法によれば更に、制御装置のプロ
グラマブル性を印刷スクリーンの１つ以上の同じまたは異なるパターンから選択
することができる。
本発明のこれらのおよび他の特徴と利点は、本発明の好ましい実施例に関する
以下の説明から明らかとなる。
図面の簡単な説明
図１は、本発明に従って構成されたステップ動作回転スクリーン装置（ｓｔｅ
ｐ ａｃｔｉｏｎ ｒｏｔａｒｙ ｓｃｒｅｅｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ）の側面
図である。
図２は、図１の装置の背面図である。
図３は、図１の装置の平面図である。
図４は、図１の装置の回転スクリーンとダイを示す拡大詳細図である。
図５は、スクリーンステッピング機構を示す図１の装置の部分側面図である。
図６は、本発明の一の実施例に従って構成された回転印刷スクリーンの端面図
である。
図７および図８は、図１の装置の制御装置を示す概略線図である。
好ましい実施例の詳細な説明
等間隔に配置された複数のラベル材をからなる連続ウエブあるいは等間隔に配
置された搬送される複数の製品の連続または不連続なストリームにホットメルト
材料を印刷する回転スクリーン印刷機は、これまで本発明の譲受人により開発さ
れてきた。このような印刷機において、印刷シリンダ（ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｃｙ
ｌｉｎｄｅｒ）は、印刷されるべきパターンを形成する複数の孔即ち貫通孔を有
するように構成されたスクリーンの形態をなしている。一例として、ゾーンコー
ティングされたラベル素材のようなウエブ材に接着パターンを配給する装置があ
る。ホットメルト処理装置（ｈｏｔ−ｍｅｌｔ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅ
ｍ）が、ホットメルト材料を加熱し、印刷スクリーンの内部へ加圧下でホットメ
ルト材料を配給するように設けられている。スクリーンの内部上のワイパは、印
刷機が動作する際にウエブ上にホットメルト材料をスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅ
ｎ）するようにパターンがワイパに対して回転したときに，パターンの複数の孔
を通して材料の幾分かを付勢する。
印刷されるべき材料のストリームは、互いに等間隔で配置された一連の複数の
ラベルその他の製品を含んでいる。従って、回転スクリーン・プロセスおよび連
続したまたは不連続の複数の製品のコンベヤまたはウエブは、連続して監視した
り、あるいは互いに対して同期させる必要がない。
本発明によれば、かかる技術に基づき、コンベヤ・タイプの装置に沿って移動
する複数のラベル、複数のパッケージまたは複数の容器にの上に材料をスクリー
ン印刷するように独特の態様で構成されたホットメルトスクリーン印刷装置（ｈ
ｏｔ−ｍｅｌｔ ｓｃｒｅｅｎ ａｐｐａｒａｔｕｓ）が提供される。かくして
開発されたこの装置は、ステップまたはインクリメンタル（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ
ａｌ）モードの動作を行うことにより、印刷スクリーンは前進するパッケージと
接触してある円弧間で回転させられ、所望の点字ドットを印刷するようになって
いる。これは、ステップ動作により行われ、次の製品の進行と同期される。
図１〜図６を参照すると、シャフト２８により回転自在にフレーム１２上に位
置決めされたスクリーン１０を備えるホットメルト印刷装置９が図示されている
。サーボモータ２０が、ギヤボックス２４およびカップリング２６を介して動力
を加えて、スクリーン１０を回転させる。なお種々のタイプのステッピングモー
タを使用することができる。空気圧もしくは油圧シリンダのようなシリンダ３０
またはリニアモータが、ピボットアームアセンブリ３４を介して接続し、製品と
接
触するスクリーン１０を以下に説明するように接触状態から選択的に昇降させる
。
空気ブロア４０は、ダクトアセンブリ４１を介して空気流をヒータ４２に供給
し、次いで、スクリーンを全体的に包囲するスクリーンヒータフード４４を介し
空気流を供給する。溶融器（ｍｅｌｔｅｒ）及びポンプの装置は、本譲受人の先
行技術にかかる印刷機により公知であり、本明細書においては配給装置１５０と
して全体示されており、スクリーン１０の内部のダイ１５に加圧下でホットメル
ト材料を供給する。図６に示すように、図示の点字パターン１１ａ、１１ｂおよ
び１１ｃのような複数の印刷要素即ち複数の孔がスクリーン１０に設けられてい
る。所望のテキスチャード・パターン、接着パターンなどを形成する他のタイプ
のパターンを設けることもできる。複数の孔は、製品に印刷を行おうとする所望
のドット、テキスチャー（ｔｅｘｔｕｒｅ）または接着パターンに応じて、エッ
チング、ドリリング、レーザカット、ＥＤＭ（放電加工）、電着（ｅｌｅｃｔｒ
ｏ−ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、打ち抜きその他の適宜のプロセス処理のような製
造プロセスによりスクリーンに設けられる。
ライン５０は、コンベヤ装置または基体（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）５１の経路を
示し、これはラベルが付された材料の連続するウエブ、あるいは複数の平坦なカ
ートン、複数のボトルその他の複数の容器または複数のパッケージのストリーム
とすることができる。そしてこれらは、スクリーンに概ね接する経路に沿って移
送される。図１および図２に示すように、これは図示の配向状態にあるスクリー
ン１０の底部に対する接線である。印刷されるべき複数の製品は、規則的なまた
は不規則な間隔をあけて配置することができる。
図４は、スクリーン１０の詳細を示しており、またスクリーンの内部に配置さ
れたダイ（ｄｉｅ）１５を示している。ダイ１５は、加熱されるスクリーンの内
部に接触するように交互に押されて、スクリーンドラムの内部からパターンの孔
１１ａ、１１ｂおよび１１ｃを通してホットメルトを選択的に付勢し、サイクル
の最後にこのような接触から解放されてホットメルトがパターンの複数の孔を通
り抜けるのを防止する。ダイのこの選択的な接触は、ダイ退避シリンダ（ｄｉｅ
ｒｅｔｒａｃｔ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）１６により制御され、このシリンダ１６
はアクチュエータシャフト１７によりダイのピボットアーム１８に連結されてい
る。ダイ退避シリンダ１６もまた、シリンダ３０と同様に、空気圧もしくは油圧
シリンダまたはリニアモータとすることができる。
スクリーン１０は、印刷領域のサイズおよびパターンまたはパターン文字の数
もしくはサイズにより、スクリーンの周辺で多数回繰り返される特定の印刷フォ
ーメーションを形成するための複数のパターン孔を備えることができる。スクリ
ーンは、スクリーンの周囲のパターンの数に従って、各アプリケーションの１回
転の何分の１だけ増分される。またスクリーンは、２つ以上の異なるパターン・
フォーメーションを印刷するために、スクリーンの周囲で多数回繰り返される２
以上の異なるパターンを備えることもできる。
動作においては、印刷されるべき複数の物品は、コンベヤ装置即ち経路５０に
沿って進む。以下に説明する制御装置により決定されるように、製品の印刷面（
ｐｒｉｎｔ ｓｉｄｅ）が所定の位置にくると、（図５に明瞭に示す）シリンダ
３０は印刷スクリーン１０を下方へ動かして対象物と接触させると同時に、サー
ボモータ２０はスクリーンを、印刷領域を通過する対象物の線速度（ｌｉｎｅａ
ｒ ｓｐｅｅｄ）と同じ周速度（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｓｐｅｅｄ）で回転さ
せる。缶またはボトルの表面のように対象物が丸い場合には、目的とする対象物
もまた、その周速度（ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｐｅｅｄ）が印刷ス
クリーン１０の周速度と一致するように材料移送装置（ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｒ
ａｎｓｐｏｒｔ）即ちコンベヤ装置５０により回転させられる。かくして、パタ
ーンは所定の位置に回転され、ホットメルトは内部のダイ１５の接触によりパタ
ーン孔１１ａ、１１ｂおよび１１ｃをを通してスクリーン印刷され即ち擦りつけ
られ（ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｏｒ ｗｉｐｅｄ）、製品上にホットメルト印刷パタ
ーンを形成する。次に、シリンダ３０がアセンブリを持ち上げて接触から解放し
、ダイが退避し、装置は次の後続の製品またはラベルに対する同様の動作の繰り
返しに供される。ホットメルト材料を迅速に硬化（ｓｅｔ ｕｐ）させるために
は、冷気による冷気ブラスト（ｃｈｉｌｌ ｂｌａｓｔ）または冷却面接触を必
要とする。
ここでは、水平方向の軸線を中心に回転し、パッケージ、容器またはラベルの
水平方向に配向された面に印刷を行う回転スクリーンを有する発明について説明
している。当業者にとって明らかなように、回転スクリーンは、垂直方向に配向
される面とともに角度をなして配向される面に印刷を行うように配向させること
ができる。かかる装置においては、ホットメルト材料がスクリーンを下方へ流れ
かつ垂直または角度をなす印刷面の下部に隣接した場所に溜まるのを防止する装
置が必要となるだけである。収集装置（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）
を利用して過剰のホットメルト材料を集めて戻すとともに、これを配給装置また
は印刷面の上部に戻すようにすることができる。あるいは、供給装置とホットメ
ルトの特性を操作して、過剰の材料を印刷面の下部へ流れるのを防止するのに必
要とされるのに十分な材料だけ供給制御するように構成することもできる。
図１に示すように、高温空気ナイフアセンブリ１７０を、ブロア４０およびダ
クト４１を含む空気供給装置に組み込んで、新たに印刷したパターンと回転スク
リーンとの間でホットメルト材料を分離し易くすることができる。空気ナイフア
センブリ１７０はダクト１７１を有しており、このダクト１７１は、図示されて
はいないが、ブロア４０およびダクト４１から空気を受けるように配置されてい
る。空気ナイフは、独自の別体をなすヒータを備えることができ、あるいはヒー
タ４２から引き出すこともできる。例えば、点字ドットは、滑らかな丸い輪郭を
有するのが好ましい。本技術分野において「エンゼルヘア現象」（”ａｎｇｅｌ
ｈａｉｒ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ”）として知られる問題は、印刷された材料
とスクリーンに残っている材料との間で迅速な分離が行われないときに引き起こ
される。材料の細いストランド（ｓｔｒａｎｄ）が印刷されたパターンとスクリ
ーンとの間を延びてとともに折れて、個々の点字ドットのような各印刷要素の上
に尖端部（ｓｈａｒｐ ｔｉｐ）を残す。高温空気ナイフ１７０は、パターンと
スクリーンとの間に低いプロファイル（ｌｏｗ ｐｒｏｆｉｌｅ）の高速空気流
を吹き付けて、印刷された材料をスクリーンの材料から直ちに分離するテーパの
付いたノズル１７２を有している。スクリーンの回転速度を高めたり、ホットメ
ルト材料の組成を適宜選定することを、エンゼルヘアを防止する代替法として利
用することもできる。
図７および図８について説明すると、かかる方法の典型的な制御装置が示され
ている。上記した機械的な作動構成部材のほかに、ソレノイドバルブ１３０が配
設されており、ソレノイドバルブ１３０は該バルブに供給される信号によりシリ
ンダ３０を特に昇降させるようにシリンダ３０を制御するために設けられている
。これは、プログラマブルロジック制御装置（ＰＬＣ）１００からリード線１３
１を通して送られる電気信号により制御される。ＰＬＣ１００はまた、ダイ・シ
リンダ１６の退避を制御するソレノイドバルブ１１６をリード線１１７を介して
制御する。サーボモータ２０およびこれに付随するパルスエンコーダ１４０は、
コントローラ１０２から供給されるリード線１２０により送られる信号により制
御される。
スクリーン位置光センサ（ｓｃｒｅｅｎ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｈｏｔｏｓｅ
ｎｓｏｒ）１１０が、回転スクリーン１０またはシャフト２８に配置された位置
合わせターゲット（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｔａｒｇｅｔ）１１１を検出す
るように位置決めされており、スクリーン位置光センサ１１０はリード線１１２
を介してサーバ・サーボコントローラ（ｓｅｒｖｅｒ ｓｅｒｖｏ ｃｏｎｔｏ
ｒｏｌｌｅｒ）１０２とつながっている。製品を経路を介して案内する機構部（
ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）には，パルスエンコーダまたはタコメータ１１３が含まれ
ており、パルスエンコーダまたはタコメータ１１３は、ラインに沿って下方へ製
品を進める機構に速度基準信号を提供する。センサ１１４および製品に設けられ
ているセンサのターゲット位置合わせマーク（ｔａｒｇｅｔ ｒｅｇｉｓｔｒａ
ｔｉｏｎ ｍａｒｋ）１１５は、製品が回転スクリーンに対して適正な位置にあ
るときを示す割送り信号（ｉｎｄｅｘ ｓｉｇｎａｌ）を提供する。この場合に
も、このセンサはこれは広く知られている光センサとすることができる。
オペレータがデータを入力して操作を開始することができるように、プログラ
マブル入力装置１０４を設けることができる。これにはパターンの長さ、シリン
ダのパターンの数、割送りパルスおよび一時停止パルス（ｉｎｄｅｘ ａｎｄ
ｄｗｅｌｌ ｐｕｌｓｅｓ）、始動空気圧シリンダ起動パラメータおよび終了空
気圧シリンダ起動パラメータに関する特性が含まれる。あるいは、コンピュータ
１０５を図示されるように経路１０６を介して接続して、予め作成されたプログ
ラムをコントローラ１０２およびＰＬＣ１００にダウンロードさせることができ
る。
動作においては、リード位置速度（ｌｅａｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ
）並びに製品およびスクリーンに関する適正な始動割送り位置合わせ（ｓｔａｒ
ｔ ｉｎｄｅｘ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を示す信号が、製品の上にパター
ンをスクリーン印刷するために、シリンダ３０とサーボモータ２０を調整する（
ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ）ために制御装置により使用される。スクリーン位置を示
す信号は、スクリーン１０上の既知の位置を有する位置合わせターゲット１１１
を検出する位置センサ１１０からＰＬＣ１００に供給される。センサ１１４は、
印刷されるべき容器の所定の位置に配設された位置合わせマークを検出し、ある
いは容器の前縁を検出することができる。制御装置は位置合わせのエラー（ｒｅ
ｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒｓ）を修正する。スクリーンが基体に接触し
ている間の位置合わせ修正は、印刷要素をその意図される形状および輪郭からず
らせることになる。例えば、１１ａ、１１ｂまたは１１ｃのような印刷パターン
の１つの点字ドットは楕円形状になってしまう。そこで印刷要素の形状および輪
郭がずれることがないようにするため、位置合わせの修正はサイクルの割送り（
ｉｎｄｅｘｉｎｇ）部分において行われる。
スクリーンと基体の線速度（ｌｉｎｅ ｓｐｅｅｄ）もまた、上記したずれ現
象を防止するように制御されるべきである。多くの場合は、線速度と回転スクリ
ーンの速度は対称をなす均一な印刷要素を形成するように整合されるのが好まし
い。ある場合には、スクリーンは、所望の印刷効果が得られるように、線速度よ
りも速くあるいは遅い速度で回転するのが望ましいが、印刷パターンの位置合わ
せは依然として、基体にパターンを塗布する前に行わなければならない。
パルスエンコーダ１４０が、スクリーン１０の駆動部材（ｄｒｉｖｅ）、例え
ばモータ２０の上のある部分に設けられて、パルスエンコーダ１４０は割送りお
よびパターンパルスを出力する。これは、従来の電気機械式タコメータまたはパ
ルスエンコーダ１１３により測定することができるスクリーニング・ステージを
通過して前進する容器の速度と比較され、ＰＬＣ１００とコントローラ１０２に
伝達される。スクリーンの適正な位置合わせ割り送りの後に、シリンダ３０がス
クリーンを基体まで降下させ、ホットメルト材料のパターンを容器に印刷する。
次に、ダイを退避させ、サイクルの次の割送り工程に備えてスクリーンを基体か
ら上昇させ、次いで、動作を繰り返す。
別の特徴を本発明の装置に組み込むことができる。回転スクリーンに移送され
ているパッケージまたはラベルがあるか否かを検出するのに、光センサ１８０を
用いることができる。スクリーンに接近している製品がない場合には、光センサ
１８０は、ＰＬＣ１００およびコントローラ１０２に信号を送り、材料の配給と
スクリーンの動きを必要があるまで停止する。
このスクリーン処理により得られる印刷要素の形状即ち点字ドットの形状とプ
ロファイルは、上記した先行技術の装置とは異なり、形状の均一性と耐久性の点
で理想に近いものである。更に、パターンは、スクリーンの最初の製作（ｏｒｉ
ｇｉｎａｌ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）により精確に制御される。各印刷要素の
形状とサイズの形成を容易にするために、スクリーンの各印刷孔並びにホットメ
ルト、スクリーンおよびダイの温度は正しく制御されるべきである。一の実施例
においては、直径が１．４ｍｍで高さが０．４ｍｍのサイズと形状の所望の点字
ドットを形成するには、スクリーンの厚さは約０．４１乃至約０．５６ｍｍ（０
．０１６乃至０．０２２インチ）の範囲にあるのが好ましい。一例として、スク
リーンの点字ドットの孔は所望の点字ドットの直径よりもわずかに大きくすべき
であり、上記した特定の点字ドットを形成するには、孔の直径は、約１．５乃至
２．３ｍｍ（０．０６０乃至０．０９０インチ）の範囲にあるのが好ましい。
更に、一層均一な点字ドットを確保するために、ホットメルト自体の化学組成
を特別に配合したものとする。ホットメルトコーティング流体は、スクリーンか
ら分離する際に剪断力（ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅｓ）を受けるときの塗布温度で
容易に流動するとともに、塗布後は粘度が素早く上昇して非流動状態から固体に
なるような流体でなければならない。このように制御された粘度および流動特性
は、添加剤、充填剤および／または化学ゲル化剤（ｇｅｌｌａｎｔ）を使用する
ことにより得られ、高度のチキソトロピ性を生じさせることができる。更に、流
体のドットは、非粘着性を著しく迅速に呈するとともに、基体にしっかりと接着
しなければなければならない。最終的に得られるものは、強靭な材料でなければ
ならず、パッケージの反復取り扱いに耐えることができるものでなければならな
い。
点字ドットパターンを形成するには、以下に記載するタイプのホットメルト材
料を使用するのが好ましい。これらには、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅｓ）
およびポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒｓ）が含まれ、これらは双方とも開放
時間（ｏｐｅｎ ｔｉｍｅ）が著しく短くかつ種々の基体に良好に接着する。更
に、エチレン−酢酸ビニルコーポリマ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌ ａｃｅ
ｔａｔｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）を石油ワックスおよび改質ポリエチレン（ｍｏ
ｄｉｆｉｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）と組み合わせたものも適している。
制御された流動性は、Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ・Ｍ−５またはＥＨ−５のようなヒュ
ームドシリカ（ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ）およびタルク（ｔａｌｃ）、炭酸カ
ルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、カーボンブラックなどのよ
うな充填剤を使用することにより得ることができる。グリコールまたはヒドロキ
シ官能ポリエーテル（ｈｙｄｒｏｘｙｌ−ｆｕｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｌｙｅｔｈ
ｅｒｓ）のような化学添加剤は、上記した充填剤の有効性を高める作用を行う。
更に、上記した添加剤あるいは他の添加剤とともに、またはこれらの添加剤なし
に使用して所望の効果を発揮することができる種々の光化学反応物質および樹脂
を利用することができる。
所望のテキスチャード・パターンの製品に対する印刷、製品またはラベルに対
する接着剤の特定のパターンでの塗布のような他の用途については、当業者に自
明なように、他のホットメルト配合物を使用することができる。本発明は、点字
ドット文字パターンに関して上記した特定のホットメルト配合物に限定されるも
のではない。
上記説明から明らかなように、本発明によれば、先行技術の方法に比べて一層
精確、簡単かつ効率的であり、しかも点字ドットパターン並びに他のテキスチャ
ード・パターンおよび接着剤パターンの印刷にも良好に適合する、ラベルおよび
製品容器にホットメルト材料を印刷する新規かつ有効な方法および装置が提供さ
れている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Title of invention
Hot melt printing method and apparatus
Field of the invention
The present invention is applied to a plurality of packages or labels by an automatic printing device.
Related to the field of printing. In particular, the invention relates to a plurality of containers of various types.
Alternatively, a number of hot-melt materials may be placed on the labels of a plurality of containers.
Method and Apparatus for Applying in Multiple Formations and Patterns
It is related to the location.
Prior art background
Glued or textured print purp
a predetermined pattern of hot melt material is printed for the purpose of
Need multiple packaged materials
Have been. In many cases, such multiple packaging materials or packages are
Process of conveyor type system
Conveyed through the line. Multiple packages are generally between two packages
Any or random linear spacing can be obtained
Placed on a conveyor as shown. Since the intervals are irregular,
It is not possible to accurately print such a pattern on a specific location on a container or package.
And an intermediate device for properly positioning each package.
It is not possible without using equipment.
In addition, people with low or no vision can correctly identify the packaged product.
Packaging material on which the desired Braille pattern is printed
is necessary. An important application for such markings is the flexible package
, Bottles, cans, cups, cartons and even frozen food packages. Further
, Medical and pharmaceutical products are also desired to be displayed in Braille. Braille pa
The turn can be printed on a label attached to the container or can be printed directly on the container.
Contact printing can also be performed.
In order to satisfy such demands, a manufacturing apparatus for applying a Braille mark to a package is required.
,
If the cost per unit is relatively low and not easily implemented
No. In addition, this device can be applied to existing process lines.
In addition, it is important that printing be possible during operation of the production line. The most important thing
This device uses an adhesive pattern, a textured pattern (texture pattern).
d pattern) or printed patterns and products for transportation and handling
Durable Braille dots and punctures that are not easily crushed or damaged
And the Braille pattern must be able to be applied accurately.
Braille characters are formed from a basic dot format pattern. each
Ideally, the dots have a uniform shape. This ideal dot is above
From the perspective of It has a diameter of 4 mm. When viewed from the side, this dot is 0.
It has a height of 4 mm. And this dot has a relatively uniform round shape
Things.
Until now, braille marking was done by printing a resin sheet on a printed braille metal mold.
It has been made by molding. This prior art is a low cost process
Has advantages. However, these packages are strongly rubbed,
When stacked for transportation, the tips of the Braille dots may be damaged or pushed.
It will be crushed and the readability and usefulness of Braille will be impaired. Therefore, such prior art
The product obtained by the operation is of reduced quality.
Another prior art being tried is using hot melt material for dots
Which are more durable than resin materials. In this process
, A hot-melt melter, a pumping device,
A plurality of distribution valves (multip) arranged to form a pattern on the label.
le dispensing valves). These multiple
Each dispensing valve dispenses one drop of hot melt material close to the shape of a dot.
And can be. This prior art could be a low cost process
Yes, but unfortunately has a series of challenges.
One of the problems lies in the shape of the dots themselves. The shape of the distributed dots is
The shape is similar to the shape of a soft ice cream cone with a rounded top
It has a tip, which hinders the process of reading braille. This prior art
Is
Also, forming a plurality of valves in the same shape as each other,
Another challenge is that it is difficult to print reliable and repeatable patterns.
is there. Also, the size of the valve controls the number of characters and the size of the final pattern.
Will be limited. In addition, the valves that must be performed to form the pattern
Electronic patterning and alignment of the probe is complex and costly
, The ultimate speed will be limited by the response of the valve. Also, reliability is a problem
Becomes Furthermore, valves require a lot of maintenance to maintain operation.
Sticky or clogged bulbs can cause Braille misprints. last
Another problem is that it takes time and money to install, set, and maintain the device.
Summary of the Invention
To solve these and other problems in the prior art, the present invention provides
Multiple labels to form turns, adhesive patterns, print patterns, etc.
Or an improved method and method for applying hot melt material to multiple containers of various types.
And equipment. Rotary screen printing
(printing approach) to improve hot melt
You can get points. Easy installation, high speed, low cost, pattern repetition
For enhanced texture and durable textured patterns and dots
Therefore, the quality of the product can be improved. At the same time,
Poor shape, poor reliability, high cost, adhesive restrictions and texture
The disadvantages of the prior art, such as the uneven size of
Can be eliminated.
The device of the present invention can be used to stream or stream multiple product packages or labels.
Conveyor system for moving a stream
Having. Rotary screen near the conveyor
Be placed. And the rotating screen forms at least one predetermined printing pattern.
It has a plurality of print openings to be formed. Of the present invention
The device also has a device for dispensing the hot melt material inside the rotating screen
I have. Then, the detecting means provided in this device is one package or label.
Measures the point at which it tries to pass near the rotating screen,
a signal to an electronic control system. This system
The controller aligns the next closest print pattern to the print position and
To move the pattern into contact with one product or label and apply the pattern to one product or label.
Rotate the rotating screen while printing on the label to separate it from one product or label.
Lift the rotating screen as you do. The controller then proceeds to the next following one
Repeat this cycle for products or labels.
According to the method of the invention, the plurality of products or labels are randomly spaced apart
Accurate and consistent printing pattern that allows access to the printing screen
The advantage is that the user can receive the service. The control device is a rotating screen
Speed of the conveyor to match the speed of the conveyor to produce one precisely shaped print pattern.
Formed on the product or label. According to the method of the present invention, the control device
Selectable from one or more same or different patterns on the print screen
can do.
These and other features and advantages of the present invention relate to preferred embodiments of the present invention.
It will be apparent from the following description.
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
FIG. 1 shows a step-action rotating screen device (ste) constructed in accordance with the present invention.
Aspects of the action rotation screen apparatus
FIG.
FIG. 2 is a rear view of the apparatus of FIG.
FIG. 3 is a plan view of the apparatus of FIG.
FIG. 4 is an enlarged detail showing the rotating screen and die of the apparatus of FIG.
FIG. 5 is a partial side view of the apparatus of FIG. 1 showing a screen stepping mechanism.
FIG. 6 is an end view of a rotating printing screen constructed in accordance with one embodiment of the present invention.
It is.
7 and 8 are schematic diagrams showing a control device of the device of FIG.
Detailed Description of the Preferred Embodiment
A continuous web consisting of a plurality of labels arranged at equal intervals or
Hot melt into a continuous or discontinuous stream of multiple conveyed products
A rotary screen printing machine for printing materials has been developed by the assignee of the present invention.
I have been. In such a printing press, a printing cylinder is used.
inder) has a plurality of holes or through holes that form the pattern to be printed.
In the form of a screen that is configured to As an example,
There are devices that distribute adhesive patterns to web materials such as printed label materials.
You. Hot-melt handling system
m) heats the hot melt material and presses the hot melt under pressure into the interior of the printing screen.
It is provided to distribute the default material. The wiper on the inside of the screen is marked
Screen printing of hot melt material on the web as the press runs
n) when the pattern is rotated with respect to the wiper,
Bias some of the material through.
The stream of material to be printed is made up of a series of multiple
Includes labels and other products. Therefore, the rotating screen process and chain
Continuous or discontinuous multiple product conveyors or webs were monitored continuously
Need not be synchronized with respect to each other.
According to the present invention, based on such technology, it moves along a conveyor type device.
Screen the material on multiple labels, multiple packages or multiple containers
Hot melt screen printing device (h
ot-melt screen apparatus is provided. Thus
This device, which has been developed, is designed for step or incremental
al) The operation of the mode allows the printing screen to move with the advancing package.
Rotated between the arcs touching, printing the desired Braille dots
I have. This is done by a step operation and is synchronized with the progress of the next product.
With reference to FIGS. 1 to 6, the shaft 28 is rotatably placed on the frame 12.
A hot melt printing device 9 with a positioned screen 10 is shown.
. The servo motor 20 is powered by a gear box 24 and a coupling 26
And rotate the screen 10. Various types of stepping modes
Can be used. Cylinder 30 such as a pneumatic or hydraulic cylinder
Alternatively, a linear motor is connected via the pivot arm assembly 34 to
Contact
The touching screen 10 is selectively raised and lowered from the contact state as described below.
.
Air blower 40 supplies airflow to heater 42 via duct assembly 41
And then through a screen heater hood 44 entirely surrounding the screen.
Supply air flow. Melter and pump equipment will be available from the assignee.
It is known from printing presses according to line technology, and in this specification,
The hot melt is applied to the die 15 inside the screen 10 under pressure.
Supply the materials. As shown in FIG. 6, the illustrated Braille patterns 11a, 11b and
Screen 11 is provided with a plurality of printing elements or holes, such as
You. Other types to form the desired textured pattern, adhesive pattern, etc.
Can be provided. Multiple holes are desired to print on the product
Depending on the dot, texture or adhesive pattern of the
Ching, drilling, laser cutting, EDM (electric discharge machining), electrodeposition (electr)
o-deposition, stamping or other suitable processing.
It is provided on the screen by a fabrication process.
The line 50 follows the path of the conveyor device or substrate 51
This can be a continuous web of labeled material, or multiple flat covers.
Tons, multiple bottles and other multiple containers or multiple package streams
It can be. These move along a path generally touching the screen.
Sent. As shown in FIGS. 1 and 2, this is the screen in the orientation shown.
Tangent to the bottom of the housing 10. The products to be printed are
Can be arranged at irregular intervals.
FIG. 4 shows details of the screen 10 and is located inside the screen.
Die 15 is shown. The die 15 is placed on the heated screen.
The holes of the pattern are pressed alternately to
Selectively energizing the hot melt through 11a, 11b and 11c,
Finally, the hot melt is released from such contact and passes through multiple holes in the pattern.
Prevent it from slipping through. This selective contact of the die causes the die retraction cylinder (die
The cylinder 16 is controlled by a retract cylinder 16.
Is connected to a die pivot arm 18 by an actuator shaft 17.
You. Similarly to the cylinder 30, the die retraction cylinder 16 is also provided with a pneumatic or hydraulic pressure.
It can be a cylinder or a linear motor.
The screen 10 has a print area size and the number of patterns or pattern characters.
Or, depending on the size, a specific print folder that is repeated many times around the screen
A plurality of pattern holes for forming the animation can be provided. Screw
One application for each application, according to the number of patterns around the screen
It is incremented by a fraction of the turn. The screen also has two or more different patterns
Repeated many times around the screen to print the formation2
The above different patterns can be provided.
In operation, the articles to be printed are placed on a conveyor device or path 50.
Follow along. The printing surface of the product (as determined by the controller described below)
When the print side is in place, the cylinder (shown clearly in FIG. 5)
30 moves the printing screen 10 downward to contact the object,
The motor 20 moves the screen through the linear velocity (linea) of the object passing through the printing area.
r speed) at the same peripheral speed (peripheral speed).
Let If the object is round, such as the surface of a can or bottle, the target object
Also, its circumferential speed is the printing speed.
The material transfer device (material tr) is set to match the peripheral speed of the clean 10.
rotated by conveyor apparatus 50. Thus, puta
The hot melt is rotated to a predetermined position, and the hot melt is
Screen-printed through holes 11a, 11b and 11c
Screened or wiped and the hot melt printing pattern on the product
To form Next, the cylinder 30 lifts the assembly to release it from contact.
The die retracts and the device repeats the same operation for the next subsequent product or label.
It is offered for return. For quick set up of hot melt materials
Requires cold blast or cold surface contact with cold air.
I need it.
Here, you rotate around a horizontal axis to
Description of the invention having a rotating screen for printing on a horizontally oriented surface
doing. As will be clear to those skilled in the art, the rotating screen is oriented vertically
Orienting to print on a surface that is oriented at an angle with the surface to be
Can be. In such an apparatus, the hot melt material flows down the screen.
And a device to prevent accumulation near the bottom of the vertical or angled printing surface
Only need to be installed. Collection system (collection system)
The excess hot melt material is collected and returned using a
Can be returned to the top of the printing surface. Alternatively, supply device and hot
Necessary to manipulate the properties of the filter to prevent excess material from flowing to the bottom of the print surface.
It is also possible to configure such that only a sufficient amount of material is controlled to be supplied.
As shown in FIG. 1, hot air knife assembly 170 is connected to blower 40 and die.
A newly printed pattern and a rotary scroll
The hot melt material can be easily separated from the lean. Air knife
The assembly 170 has a duct 171 which is shown in the drawing.
But it is arranged to receive air from blower 40 and duct 41.
You. Air knives can have their own separate heater or
Can be pulled out from the table 42. For example, a braille dot has a smooth, round outline.
It is preferred to have. In this technical field, the “angel hair phenomenon” (“angel
A problem known as hair phenomenon ") is the problem of printed materials.
Caused when there is no quick separation between the material and the material remaining on the screen
Is done. Printed pattern and screen with thin strands of material
And breaks over each print element, such as individual braille dots.
Leave a sharp tip. The hot air knife 170 has a pattern and
High air flow with low profile between screen
Spray on the taper to immediately separate the printed material from the screen material.
It has a nozzle 172 attached. Increase the screen rotation speed or use a hot
Proper selection of the composition of the default material can be used as an alternative to prevent angel hair.
Can also be used.
Referring to FIGS. 7 and 8, a typical controller for such a method is shown.
ing. A solenoid valve 130 is provided in addition to the mechanical operating components described above.
The solenoid valve 130 is operated by a signal supplied to the valve.
Provided to control the cylinder 30 so as to raise and lower the cylinder 30 in particular.
. This is because the lead 13 from the programmable logic controller (PLC) 100
Controlled by an electrical signal sent through 1. PLC 100 also provides
A solenoid valve 116 for controlling the retraction of the cylinder 16 is connected via a lead 117
Control. The servomotor 20 and the associated pulse encoder 140
It is controlled by a signal sent from the lead wire 120 supplied from the controller 102.
Is controlled.
Screen position photo sensor (screen position photo sensor)
nsor) 110 is located on the rotating screen 10 or shaft 28
Detect a registration target 111
And the screen position light sensor 110 is connected to the lead wire 112.
Server servo controller via
(roller) 102. A mechanism that guides the product through the route (
machine) includes a pulse encoder or tachometer 113.
And the pulse encoder or tachometer 113 is manufactured downward along the line.
A speed reference signal is provided to the mechanism for advancing the goods. Provided on the sensor 114 and the product
Target registration mark (target register)
mark 115 indicates that the product is in the correct position with respect to the rotating screen.
An index signal is provided to indicate when to run. In this case
Again, this sensor can be an optical sensor, which is widely known.
Program so that the operator can enter data and begin operation
A mable input device 104 can be provided. This includes the length of the pattern, syringe
Number of patterns, index pulses and pause pulses (index and
dwell pulses), starting pneumatic cylinder starting parameters and ending air
Includes properties related to pneumatic cylinder activation parameters. Or a computer
105 is connected via a path 106 as shown in FIG.
RAM can be downloaded to the controller 102 and the PLC 100.
You.
In operation, the lead position speed (lead position speed)
) And proper start indexing alignment (star) for product and screen
t index registration) is put on the product.
Adjust the cylinder 30 and the servomotor 20 to screen print the
Used by the controller for coordination. Show screen position
A signal is output to an alignment target 111 having a known position on the screen 10.
Is supplied to the PLC 100 from the position sensor 110 that detects The sensor 114 is
Detecting an alignment mark arranged at a predetermined position of a container to be printed,
Alternatively, the leading edge of the container can be detected. The control unit issues an alignment error (re
Gistration errors). The screen touches the substrate
Alignment corrections during printing will cause the print element to be out of its intended shape and contour.
I will let you. For example, a print pattern such as 11a, 11b or 11c
One Braille dot becomes an elliptical shape. Therefore, the shape and loop of the printing element
Alignment corrections should be made using a cycle index (
(indexing) part.
The line speed of the screen and the substrate is also the same as the above-described deviation.
It should be controlled to prevent elephants. In most cases, linear velocity and rotation
Preferably, the speeds of the lines are matched to form a symmetric, uniform print element.
No. In some cases, the screen may have a linear speed to achieve the desired printing effect.
Although it is desirable to rotate at a faster or slower speed,
Strain must still be performed before applying the pattern to the substrate.
The pulse encoder 140 is used to drive the screen 10, for example,
For example, the pulse encoder 140 is provided at a certain portion on the
And output a pattern pulse. This is a conventional electromechanical tachometer or
A screening stage that can be measured by the encoder 113
The speed is compared with the speed of the container passing through and moving forward.
Is transmitted. After proper alignment indexing of the screen, cylinder 30
The clean is lowered to the substrate and a pattern of hot melt material is printed on the container.
The die is then retracted and the screen is removed from the substrate in preparation for the next indexing step in the cycle.
And then repeat the operation.
Other features can be incorporated into the device of the present invention. Transferred to a rotating screen
Light sensor 180 to detect if there is a package or label
Can be used. If no product is near the screen, the light sensor
180 sends signals to the PLC 100 and the controller 102 for material distribution and
Stop screen movement until needed.
The shape of the printing element obtained by this screen processing, that is, the shape of the Braille dot and the print
Profiles differ from the prior art devices described above in that uniformity of shape and durability are important.
It is close to ideal. In addition, the pattern is the first fabrication of the screen (ori
It is precisely controlled by a ginal fabrication. For each printing element
To facilitate the formation of the shape and size, each printing hole on the screen and the hot
The tilt, screen and die temperatures should be controlled correctly. One embodiment
Has a diameter of 1. 4mm and height is 0. Desired Braille with 4mm size and shape
To form the dots, the screen thickness should be about 0,0. 41 to about 0. 56mm (0
. 016 to 0. 022 inches). As an example,
Lean Braille dot holes should be slightly larger than desired Braille dot diameter
In order to form the above-mentioned specific Braille dot, the diameter of the hole is about 1. 5 or more
2. 3 mm (0. 060 to 0. 090 inches).
Furthermore, in order to ensure more uniform Braille dots, the chemical composition of the hot melt itself
Is specially blended. Is the hot melt coating fluid a screen
At the application temperature when subjected to shear forces when separating from
Easy to flow, and viscosity increases quickly after application to change from non-fluid state to solid
It must be a fluid. Viscosity and flow properties thus controlled
Uses additives, fillers and / or chemical gellants
And a high degree of thixotropic properties can be produced. Furthermore, the flow
Body dots exhibit non-stickiness very quickly and adhere firmly to the substrate
Have to do it. What you end up with is a tough material
Must be able to withstand repeated handling of the package.
No.
To form a Braille dot pattern, a hot melt material of the type described below
It is preferred to use a charge. These include polyamides
And polyesters, both of which are open
The open time is very short and adheres well to various substrates. Change
In addition, ethylene-vinyl acetate copolymer (ethylene-vinyl acetate)
Tate copolymer is converted to petroleum wax and modified polyethylene (mo).
Also suitable in combination with modified polyethylene).
Controlled fluidity can be achieved with a hue such as Cab-O-Sil.
Fumed silica and talc, carbonated
Calcium (carbonium), carbon black, etc.
It can be obtained by using such a filler. Glycol or hydroxy
Hydroxy-functional polyether
Chemical additives such as ers) act to increase the effectiveness of the fillers described above.
In addition, with or without these additives or other additives
Photochemical reactants and resins that can be used to produce desired effects
Can be used.
Print on the product with the desired textured pattern,
For other applications, such as applying a specific pattern of adhesive to be applied, those skilled in the art
As will be apparent, other hot melt formulations can be used. The present invention is based on Braille
Limited to the specific hot melt formulations described above with respect to the dot character pattern
Not.
As is evident from the above description, the present invention provides a further advantage over prior art methods.
Accurate, simple and efficient, but also with Braille dot patterns and other textures
Labels and adhesives that are well suited for printing
New and effective method and apparatus for printing hot melt material on product containers are provided
Have been.