JP4570254B2 - 物品に印刷する方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、物品に印刷する方法と装置、特に３次元物品の表面に印刷する方法と装置に関する。
【０００２】
本発明が意図する実用的用途は、ポータブル電話機のケーシング特にＧＳＭデバイスの前面の装飾被覆への適用である。そのようなデバイスの前面は内側に向いた部分たとえばプッシュボタンの受け座を有することが知られている。一般に、これらの前面には、塗料噴霧技術により着色剤またはインキ被覆が与えられている。この技術の一つの欠点は、内側に曲った部分にインクおよび／または着色剤を付着させるのが難しいということである。また、被覆が同一の着色剤層だけから成っているのではなく、たとえば、前面に像を形成することが必要で、マスクを使用しなければならない場合、さらに困難が大きくなる。もう一つの欠点は、この技術は、着色剤またはインキの大きな部分が物品に付着せず飛び散るため、はなはだ環境にやさしくない、ということである。
【０００３】
本発明の第一の目的は、３次元の物品に印刷するのに特に適した方法と装置の提供である。より詳しく言うと、ＧＳＭデバイスまたは同様のものの前面を印刷するときに前記欠点を示さない技術の提供を目的とする。
【０００４】
この目的のために、本発明は、
物品に印刷する方法であって、少なくとも、
膜状軟質材料から成るキャリヤー上に印刷インキを塗布し、
前記キャリヤーと印刷される物品とを相互接触させ、印刷される物品を少なくとも部分的に包囲するように、補助加圧手段によって、前記キャリヤーに加圧することによって、印刷インキを印刷される物品に転移させること、
から成ることを特徴とする方法、に関する。
【０００５】
軟質キャリヤーを使用することにより、キャリヤーが容易に、印刷される面の形状をとることができ、またさらに、補助加圧手段をともに使用することにより、完全な押しつけが保証される、という利点が得られる。
【０００６】
好ましくは、補助加圧手段に対して、少なくとも、流体圧、特に空気圧が使用され、それによって、印刷される物品に接触させられる面の反対側のキャリヤーの面に圧力が及ぼされる。
【０００７】
他の可能性によれば、機械的な補助加圧手段、たとえば印刷される物品の相補型を使用し、それによってキャリヤーを物品に押しつけることができる。
【０００８】
もっとも好ましい実施形態の場合、前記２種類の加圧手段を組合せることができ、これはまず第一に、ポータブル電話機の前面を印刷するときに有効である。この組合せによって実現されるのは、相補型によりキャリヤーを小さくて割合に深いくぼみに押し込むことができ、このとき、一方では、圧縮空気によって実現される加圧により、常に、印刷される面全体にわたる完全な加圧が保証され、他方、相補型が届くのが難しい物品の曲った横のへりにも印刷できる、ということである。
【０００９】
一つの好ましい実施形態においては、印刷される像を２次元状態でキャリヤーに塗布してから、キャリヤーの変形によって、３次元状態で物品に印刷する。この方法により、図形から成りうる像の塗布、および同一着色剤その他の均一被覆の塗布を容易に実現することができる。
【００１０】
実用的な実施形態においては、キャリヤーは、少なくとも印刷インキの塗布時に、塗布中に平坦な副構造が与えられるように、引き延ばされる。しかし、変形実施形態においては、キャリヤーの引き延ばしと組合せるかいなかにかかわらず、印刷インキの塗布中、キャリヤー下に支持面を与えることは排除されない。
【００１１】
好ましくは、また、キャリヤーを、印刷実行中、印刷される物品を明確に定められた距離だけキャリヤーの面内に押し込むことにより、引き延ばすこともできる。
【００１２】
より具体的にいうと、好ましくは、キャリヤーを、印刷インクの塗布中と印刷実行中とで、反対向きに引き延ばし、このとき、キャリヤーは大体同じ距離だけ変位し、さらに好ましくは、印刷される像の位置で大体同じ延びが起るように変位させる。このようにすれば、キャリヤーに塗布される像と印刷された像との間に寸法差がほとんどないという利点が得られる。
【００１３】
実用的には、着色剤またはインキ反発材料から成る接触面を有するキャリヤーが使用される。本発明の独自の特徴により、この目的のために、シリコーンマット、またはシリコーンを基材とする材料の軟質膜が使用される。そのような材料は、非常に軟らかく、同時に印刷中に印刷インキを容易に解放するという利点を与える。
【００１４】
本発明の一つの側面によれば、印刷インキはプリンターによってキャリヤーに塗布される。その結果、いろいろな像の形成と一つの像から他の像への高速切り替えが、プリンターを制御するだけで非常に簡単に実行される。
【００１５】
本発明は、また、前記方法を実施するための装置であって、少なくとも、 膜状軟質材料から成るキャリヤー、
該キャリヤーに印刷インキを塗布する手段、
印刷インキを印刷される物品に転移させる手段であって、前記キャリヤーと前記物品とを相互接触させるための変位機構を有する手段、
前記キャリヤーと協同し、印刷される物品を少なくとも部分的に包囲するように、キャリヤーに加圧することのできる補助加圧手段、
から成ることを特徴とする装置、にも関する。
【００１６】
以下、本発明の特徴をより十分に示すために、添付の図面を参照しつつ、好ましい実施形態について説明する。この例は本発明を限定するものではない。
【００１７】
図面に示すように、本発明の装置１は、実質的に、
膜状軟質材料から成るキャリヤー２、
キャリヤー２に印刷インキを塗布する手段３、
印刷される物品５、この場合はＧＳＭデバイスの前部に印刷インキを転移させる手段４、
キャリヤー２と協同し、印刷される物品５を少なくとも部分的に包囲するように、キャリヤー２に加圧することのできる補助加圧手段６、
から成る。
【００１８】
キャリヤー２は、着色剤またはインキ反発材料、より詳しくは、周縁で保持されたマット、この場合、ボルト７によって枠８に周縁でクランプすることによって保持されたマット、から成る。この例の場合、図１の状態でのキャリヤー２はまったくまたはほとんど引き延ばされていない。
【００１９】
本発明においては、このキャリヤー２は好ましくはシリコーンマットから成る。特に良い結果は、引き延ばされていない状態で、１〜３ｍｍ好ましくは２ｍｍの厚さを有するマットの場合に得られる。
【００２０】
印刷インキをキャリヤー２に塗布する手段３は、実質的にプリンター９から成り、プリンター９は、適当なソフトウェアパッケージ、またはここでは示さないコンピュータユニットによって、適当なやり方で制御することができる。
【００２１】
こプリンター９自身は、標準的な構成を有することができ、実質的に、好ましくはいくつかの色を印刷することのできる印刷ヘッド１０と、印刷ヘッド１０を、一方では一つ以上の縦方向ガイド１１に沿って、他方では一つ以上の横方向ガイド１２に沿って、動かすための駆動手段とから成る。
【００２２】
さらに、装置１は、印刷される物品を保持する手段１３を有し、手段１３は、ここに示す実施形態の場合、物品５を保持するホルダー１４と、ホルダー１４を上下に動かす駆動シリンダー１５とから成る。ここには示さない変形の場合、この手段１３は、印刷される物品５を順次に取り上げて装置１に供給するロボットアームから成ることもできる。
【００２３】
印刷インキを印刷される物品に転移させる手段４は、印刷される物品５を保持する手段１３、ならびに、キャリヤー２、および／または手段３、および／または手段１３を相互に変位させることのできる変位手段の一部を構成し、キャリヤー２、手段３、および手段１３を、以下で説明するようなやり方で、キャリヤー２が印刷インキを塗布する手段３と協同する第一の位置に配置し、またキャリヤー２が物品５と協同する第二の位置に配置することができるようになっている。
【００２４】
ここに示す実施形態の場合、前記補助加圧手段６は、圧力室１６特に圧縮空気室と相補型１９とを有し、圧力室が、印刷される物品５と接触させられる面１８と反対側のキャリヤー２の面１７と協同し、相補型１９によって、キャリヤー２を印刷される物品５に対して押しつけることができるか、または少なくともキャリヤー２を印刷される物品５の形をとるように大なり小なり強制することができる。
【００２５】
圧力室１６は、キャリヤー２によって、上部が閉鎖されるケーシング２０を有する。このケーシング２０は、導管２１によって、圧力下に置くことができ、あるいは圧力を解放することができる。ここに示す実施形態の場合、相補型１９は、圧力室１６内に固定取りつけされている。
【００２６】
ここに示す実施形態の場合、前記変位手段は、保持されている物品５を変位させるための前記駆動シリンダー１５と、圧力室１６を図１〜３に示すようなプリンター９の下方の位置と図４に示すような駆動シリンダー１５の下方の位置との間で変位させる駆動シリンダー２２と、から成る。
【００２７】
本発明の装置は、印刷インキのキャリヤー２への塗布中にキャリヤー２を引き延ばす手段２３をも備えている。手段２３は、長方形枠の形の枠２４から成り、該枠はキャリヤー２の下面と協同することができる。もっと詳しく言うと、枠２４は、図１に示すように枠２４がキャリヤー２の下方に自由な状態で配置される位置と、図３に示すように枠２４が上方に動き、その結果キャリヤー２に張力が与えられて引き延ばされる位置との間で、上下することができる。枠２４のこの動きは駆動シリンダー２５によって与えられる。
【００２８】
装置全体は、制御ユニット２６によって制御される。該ユニットはコンピュータまたは同様のものから成ることができる。駆動シリンダー１５、２２、および２５は、圧縮空気供給源２７による空気供給を受け、弁２８によって制御される。弁２８は、適当なやり方で、以下で説明する作業サイクルにしたがって、制御ユニット２６によって作動させられる。
【００２９】
図１は、非作動状態を示す。この非作動状態から、駆動シリンダー２５が作動し、その結果、枠２４が図３の位置に持ち上げられる。このとき、キャリヤー２は、引き延ばされた状態で、印刷ヘッド１０の下に正確に配置される。
【００３０】
そのあと、プリンター９は、印刷インキ２９がキャリヤー２に付着し、印刷される像が形成されるように、制御される。このとき、この動作は、図形を示す像に関するか、または、好ましくは印刷される物品５の形の、ある量の同一色の印刷インキのみから成る像に関するものとすることができる。
【００３１】
注意すべきことは、印刷インキという言葉は、広い意味に解釈すべきであり、したがって本発明においては、被覆を与えることのできるすべての材料、たとえばインキそのもの、ならびに塗料、ワニス、あるいは任意の他の材料が含まれると解釈すべきである。
【００３２】
キャリヤー２に像が形成された後、枠２４はふたたび下げられ、圧力室１６は、相補型１９が物品５の下に配置される位置に来るように動かされる。次に、駆動シリンダー１５により物品５を下方に動かし、物品５を相補型１９に押しつけ、また圧縮空気を圧力室１６に送り込むことにより、図４および５に示す状態が得られる。この状態においては、キャリヤー２は、一方では相補型１９の存在により、他方では圧力室１６内の圧力Ｐの存在により、印刷される物品５にぴったり重なるように押しつけられる。その結果、像の印刷インキ２９は物品５に正しく転移する。このとき、相補型１９の突起３０は電話機プッシュボタンのための受け座３１内にはいり込む。
【００３３】
キャリヤー２の押しつけのために圧力室１６内に加える圧力は、好ましくは＜１００ｇ／ｃｍ２さらに好ましくは５０〜６０ｇ／ｃｍ２の割合に低い圧力である。
【００３４】
最後に、物品５を、ふたたび上方に動かしてから、運び去ることができる。そのあと、サイクルを後続の物品５に関して、繰り返すことができる。
【００３５】
注意すべきことは、図３において、キャリヤー２が動かされる距離Ａは、好ましくは、図４において、キャリヤー２が動かされる距離Ｂと大体同じになるようにして、物品５の位置において、キャリヤー２の材料の大体同じ引き延ばしが得られるようにする、ということである。
【００３６】
場合によっては、装置１に、キャリヤー２から余分のインキ残留物を除去するための清浄化機構を備えることができ、この機構は自動であってもなくても良い。
【００３７】
明らかに、いくつかの変形が可能である。たとえば、枠８をボルト７で取りつける代りに、枠８に取扱いの簡単な引き延ばし機構を備えることができる。
【００３８】
運動サイクルも、図面に示したものと厳密に同じに実施する必要はない。たとえば、圧力室１６を固定取りつけし、プリンター９上方に手段１３を取りつけ、このとき、印刷ヘッド１０が、物品５がキャリヤー２と接触させられるときに、横方向に動かされる、というのも排除されない。
【００３９】
一つの変形においては、相補型１９がキャリヤー２のすぐ下に配置され、そうすることによって、図１の配置と図３の配置とが同時に可能になる。
【００４０】
注意すべきことは、本発明は、補助加圧手段に対して、流体圧のみ、または機械的加圧手段のみを使用する方法と装置にも関する、ということである。また、流体圧のために気体ではなく液体を使用することも排除されない。
【００４１】
本発明は、例として説明し、かつ図面に示した実施形態のみに決して限定されるものではなく、逆に、物品に印刷する本発明の方法と装置は、本発明の範囲を逸脱することなく、いろいろな変形によって実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置を模式的に示す図である。
【図２】 図１の線II−IIに沿う断面図である。
【図３および４】 他の二つの位置にある図１の装置を示す。
【図５】 図４にＦ５で示す部分の拡大図である。
【符号の説明】
１ 本発明の装置
２ キャリヤー
３ インキ塗布手段
４ インキ転移手段
５ 印刷される物品
６ 補助加圧手段
９ プリンター
１３ 物品５を保持する手段
１６ 圧力室
１７、１８ キャリヤー２の面
１９ 相補型
２０ ポータブル電話機のケーシング
２３ キャリヤー２を引き延ばす手段
２４ 枠
２９ インキ
Ａ、Ｂ 距離

Claims (13)

1. 物品に印刷する方法であって、
   膜状軟質材料から成るキャリヤー（２）上に印刷インキ（２９）を塗布し、
   前記キャリヤー（２）と印刷される物品（５）とを相互接触させ、印刷される物品（５）を少なくとも部分的に包囲するように、流体圧力を利用する補助加圧手段（６）により、前記キャリヤーを加圧することによって、印刷インキ（２９）を印刷される物品（５）に転移させること、
   から成り、
   印刷される物品（５）に接触させられる面（１８）の反対側のキャリヤー（２）の面（１７）に流体圧力がかけられる方法において、
   補助加圧手段（６）として、機械的加圧手段と流体圧力による加圧との組合せが使用され、
   該機械的加圧手段が印刷される物品（５）の相補型（１９）から成り、キャリヤー（２）が、印刷される物品（５）の相補型（１９）によって、物品（５）と接触するように強制されることを特徴とする方法。
2. ３次元物品（５）の印刷のために使用され、印刷すべき像が２次元状態でキャリヤー（２）に塗布され、該像が、キャリヤー（２）の変形により、３次元状態で物品（５）に印刷されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. キャリヤー（２）が、少なくとも該キャリヤー上への印刷インキ（２９）の塗布中、引き延ばされることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. キャリヤー（２）が、少なくとも印刷実行中、引き延ばされることを特徴とする請求項１から３の中のいずれか１つに記載の方法。
5. 着色剤またはインキ反発材料から成る接触面を有するキャリヤー（２）が使用されることを特徴とする請求項１から４の中のいずれか１つに記載の方法。
6. キャリヤー（２）がシリコーンマットから成ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 印刷インキ（２９）がプリンター（９）によってキャリヤー（２）に塗布されることを特徴とする請求項１から６の中のいずれか１つに記載の方法。
8. ポータブル電話機のケーシング（２０）の印刷に使用されることを特徴とする請求項１から７の中のいずれか１つに記載の方法。
9. 請求項１から８の中のいずれか１つに記載の方法を実施するための装置であって、少なくとも、
   膜状軟質材料から成るキャリヤー（２）と、
   該キャリヤー（２）に印刷インキ（２９）を塗布する手段（３）と、
   印刷される物品（５）とキャリヤー（２）を相互に接触させ、キャリヤー（２）と協同して、印刷される物品（５）を少なくとも部分的に包囲するように、キャリヤー（２）を加圧することのできる補助加圧手段（６）によって、キャリヤー（２）を加圧することにより、印刷インキ（２９）を印刷される物品（５）に転移させる手段（４）と、
   から成り、
   該補助加圧手段（６）が機械的加圧手段と流体加圧手段の組合せとして実施され、該機械的加圧手段が、キャリヤー（２）を印刷される物品（５）に対して押しつけることのできる印刷される物品（５）の相補型（１９）から成り、該流体加圧手段が、印刷される物品と接触させられる面（１８）と反対側のキャリヤー（２）の面（１７）と協同する圧力室（１６）から成ることを特徴とする装置。
10. キャリヤー（２）が、その周縁で保持されている着色剤またはインキ反発マットから成ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 相補型（１９）が、圧力室（１６）内に配置されていることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。
12. キャリヤー（２）への印刷インキ（２９）の塗布中にキャリヤー（２）を引き延ばすための手段（２３）を備えており、該手段が、キャリヤー（２）と協同することができる枠（２４）を有することを特徴とする請求項９から１１の中のいずれか１つに記載の装置。
13. キャリヤー（２）に印刷インキ（２９）を塗布する手段（３）が、キャリヤー（２）上を動くことのできるプリンター（９）から成ることを特徴とする請求項９から１２の中のいずれか１つに記載の装置。

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