(57)【要約】【課題】一定量の粉体を通孔に押し込むことができるスポンジローラーを提供する。【解決手段】粉体を通孔に押し込むためのスポンジローラー５は、円筒状のスポンジ部材１０と、スポンジ部材１０の内周面１０ａを保持するスポンジ保持体１２を備える。スポンジ部材１０の厚さは、２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を通孔に押し込むためのスポンジローラーであって、
円筒状のスポンジ部材と、
前記スポンジ部材の内周面を保持するスポンジ保持体を備え、
前記スポンジ部材の厚さは、２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にある、スポンジローラー。
【請求項２】
前記スポンジ部材の厚さは、７ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にある、請求項１に記載のスポンジローラー。
【請求項３】
前記スポンジ部材の厚さは、８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある、請求項１に記載のスポンジローラー。
【請求項４】
前記スポンジローラーは、前記スポンジ保持体に着脱可能に取り付けられたトルク伝達部材をさらに備えており、前記トルク伝達部材は、駆動軸が挿入可能な軸孔を有している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスポンジローラー。
【請求項５】
前記スポンジ保持体は、円筒形状を有しており、
前記トルク伝達部材は、前記スポンジ保持体の内周面に嵌合する外周面を有しており、
前記トルク伝達部材は、前記外周面上に形成されたキーを有し、
前記スポンジ保持体は、前記キーが係合するキー溝を有している、請求項４に記載のスポンジローラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可食性粉体や機能性粉体などの粉体を通孔内に押し込むためのスポンジローラーに関する。また、本発明は、そのようなスポンジローラーを備えた静電スクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体を対象物上に散布したり、対象物の表面に付着させるための装置には、粉体を収容するためのホッパが備えられる。粉体は、通孔を有するホッパ箱内に収容され、ホッパ箱内のスポンジローラーを回転させることにより、通孔を通じて粉体をホッパ箱の外に押し出す。このようなホッパは、例えば、静電スクリーン印刷装置にしばしば使用される。
【０００３】
静電スクリーン印刷装置は、静電力を利用して機能性粉体や可食性粉体などの粉体を対象物の表面に付着させ、文字や図形などの印刷パターンを対象物の表面に印刷する装置である（例えば、特許文献１参照）。図５は、従来の静電スクリーン印刷装置を示す模式図である。図５に示すように、静電スクリーン印刷装置は、対象物１００の上方に配置されるスクリーン１１０と、スクリーン１１０上に置かれた擦り込みローラー１１２と、粉体を擦り込みローラー１１２に供給するホッパ１１４とを備えている。スクリーン１１０と対象物１００とは非接触とされる。スクリーン１１０は、文字や図形などの所定形状のメッシュ１１１を有している。
【０００４】
ホッパ１１４は、粉体を収容するためのホッパ箱１１４ａと、ホッパ箱１１４ａから粉体を押し出すスポンジローラー１１４ｂとを備えている。スポンジローラー１１４ｂを回転させると、ホッパ箱１１４ａ内の粉体は、ホッパ箱１１４ａの底部１１４ｃに設けられた通孔を通って擦り込みローラー１１２に供給される。
【０００５】
ホッパ１１４から擦り込みローラー１１２に供給された粉体は、擦り込みローラー１１２の回転によってスクリーン１１０に運ばれる。そして、粉体は回転する擦り込みローラー１１２によってスクリーン１１０のメッシュ１１１に擦り込まれ、メッシュ１１１を通ってスクリーン１１０の下方に押し出される。粉体は、回転する擦り込みローラー１１２でスクリーン１１０のメッシュ１１１に擦り込まれることによって摩擦帯電される。粉体を擦り込みながら、擦り込みローラー１１２はスクリーン１１０上を図５の矢印に示すように移動される。
【０００６】
対象物１００とスクリーン１１０との間には電源ＤＣによって直流電圧が印加されており、対象物１００とスクリーン１１０との間に静電界が形成されている。メッシュ１１１を通過し荷電された粉体は、静電界中を対電極である対象物１００に向かって直進して対象物１００の表面に付着する。このようにして、スクリーン１１０に形成された文字や図形などの印刷パターンが対象物１００の表面に印刷される。このような静電スクリーン印刷技術は、粉体からなる膜を対象物上に均一に形成することができるので、食品から工業製品に至るまで幅広い分野で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４７２２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
粉体からなる膜を対象物上に均一に形成するためには、粉体を一定の量でホッパ１１４から擦り込みローラー１１２に供給する必要がある。しかしながら、スポンジローラー１１４ｂは、弾性材料から構成されているため、図６に示すように、ホッパ箱１１４ａの底部１１４ｃとの接触によりスポンジローラー１１４ｂがねじれ、図７に示すように、スポンジローラー１１４ｂと底部１１４ｃとの間に粉体が溜まってしまう。結果として、スポンジローラー１１４ｂが通孔１１５から離れ、過剰な量の粉体が通孔１１５に流れ込んでしまう。
【０００９】
また、スポンジローラー１１４ｂの変形が大きくなると、スポンジローラー１１４ｂに加わる負荷は低下し、スポンジローラー１１４ｂは元の形状に戻る。このとき、スポンジローラー１１４ｂの周速が瞬間的に上昇する。このようなスポンジローラー１１４ｂの間欠的な変形に起因して、スポンジローラー１１４ｂの周速が変動し、結果として、ホッパ１１４から供給される粉体の量が不安定となってしまう。
【００１０】
さらに、粉体をスクリーン１１０のメッシュ１１１に擦り込む擦り込みローラー１１２も、弾性材料であるスポンジから構成されているので、上述と同じ問題が起こりうる。
【００１１】
そこで、本発明は、一定量の粉体を通孔に押し込むことができるスポンジローラーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では、粉体を通孔に押し込むためのスポンジローラーであって、円筒状のスポンジ部材と、前記スポンジ部材の内周面を保持するスポンジ保持体を備え、前記スポンジ部材の厚さは、２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にある、スポンジローラーが提供される。
【００１３】
一態様では、前記スポンジ部材の厚さは、７ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にある。
一態様では、前記スポンジ部材の厚さは、８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある。
一態様では、前記スポンジローラーは、前記スポンジ保持体に着脱可能に取り付けられたトルク伝達部材をさらに備えており、前記トルク伝達部材は、駆動軸が挿入可能な軸孔を有している。
一態様では、前記スポンジ保持体は、円筒形状を有しており、前記トルク伝達部材は、前記スポンジ保持体の内周面に嵌合する外周面を有しており、前記トルク伝達部材は、前記外周面上に形成されたキーを有し、前記スポンジ保持体は、前記キーが係合するキー溝を有している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スポンジ部材の厚さは２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にあるので、スポンジ部材は、ホッパ箱の底部またはスクリーンに接触したときに実質的にねじれない。したがって、スポンジ部材は通孔の上に常に存在し、スポンジローラーは、一定量の粉体を通孔に押し込むことができる。結果として、通孔を通過する粉体の流量が安定する。
【００１５】
また、本発明によれば、スポンジ部材は乾燥しやすいという利点がある。本発明のスポンジローラーを可食性粉体に使用する場合、衛生上の観点から、スポンジ部材は定期的に洗浄する必要がある。従来のスポンジローラーは、洗浄した後の乾燥に約一週間かかることがあった。本発明のスポンジ部材は、従来のスポンジローラーに比べて薄いので、約一日で乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】粉体を供給するためのホッパの一実施形態を示す断面図である。
【図２】スポンジローラーの中心軸線に沿った断面図である。
【図３】図１および図２を参照して説明したスポンジローラーを有するホッパを備えた静電スクリーン印刷装置を示す模式図である。
【図４】図３に示す静電スクリーン印刷装置の側面図である。
【図５】従来の静電スクリーン印刷装置を示す模式図である。
【図６】従来のスポンジローラーがねじれている様子を示す図である。
【図７】従来のスポンジローラーとホッパ箱の底部との間に粉体が溜まる様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、粉体を供給するためのホッパの一実施形態を示す断面図である。図１に示すように、ホッパ１は、内部に粉体を収容するためのホッパ箱２と、粉体をホッパ箱２から外に押し出すためのスポンジローラー５を備ええている。ホッパ箱２は、粉体が通過可能な通孔３が形成された底部２ａを有している。この底部２ａの両側は、通孔３に向かって下方に傾斜している。ホッパ箱２は矩形状の水平断面を有している。
【００１８】
スポンジローラー５は、ホッパ箱２内に配置されている。スポンジローラー５の最下部は、ホッパ箱２の底部２ａに接触している。スポンジローラー５は駆動軸６に支持されており、駆動軸６はホッパ箱２の側壁を貫通して延びている。駆動軸６は図示しない電動機に連結されている。スポンジローラー５は、駆動軸６と一体に回転可能であり、電動機が駆動軸６を回転させると、スポンジローラー５は駆動軸６を中心に回転する。スポンジローラー５および駆動軸６は、ホッパ箱２の底部２ａに対して平行である。スポンジローラー５は、ホッパ箱２内の粉体を通孔３に送り、通孔３を通じてホッパ箱２の外に押し出す機能を有する。
【００１９】
図２は、スポンジローラー５の中心軸線に沿った断面図である。スポンジローラー５は、円筒状のスポンジ部材１０と、スポンジ部材１０の内周面１０ａを保持するスポンジ保持体１２を備えている。スポンジ部材１０は、多数の空隙を有する軟質のスポンジから構成されている。スポンジ部材１０の厚さＴは、２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にある。好ましくは、スポンジ部材１０の厚さＴは、７ｍｍ〜２０ｍｍの範囲内にあり、さらに好ましくは、スポンジ部材１０の厚さＴは、８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある。図２に示す実施形態に係るポンジ部材１０の厚さＴは、８ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内にある。
【００２０】
スポンジ保持体１２は、ポリ塩化ビニルなどの硬質の合成樹脂から構成されている。スポンジ保持体１２は、円筒形状を有している。したがって、スポンジローラー５の全体は、中空構造を有している。スポンジ部材１０の内周面１０ａは、接着剤によりスポンジ保持体１２の外周面１２ａに固定されている。したがって、スポンジ部材１０とスポンジ保持体１２は、一体に回転可能である。
【００２１】
スポンジローラー５は、スポンジ保持体１２に着脱可能に取り付けられたトルク伝達部材１５をさらに備えている。本実施形態では、２つのトルク伝達部材１５がスポンジ保持体１２の両側に着脱可能に取り付けられている。一実施形態では、１つのトルク伝達部材１５がスポンジ保持体１２に着脱可能に取り付けられてもよい。
【００２２】
各トルク伝達部材１５は、円盤形状を有している。各トルク伝達部材１５は、その中心に形成された軸孔１６を有している。駆動軸６は、２つのトルク伝達部材１５の軸孔１６に挿入されている。駆動軸６は軸孔１６に単に挿入されているだけであり、２つのトルク伝達部材１５は駆動軸６に固定されていない。したがって、駆動軸６は、トルク伝達部材１５から簡単に引き抜くことができる。
【００２３】
駆動軸６は、その外周面に形成されたキー２０を有しており、２つのトルク伝達部材１５のうちの１つは、その軸孔１６に形成されたキー溝２１を有している。キー溝２１は、キー２０が係合可能な形状を有している。トルク伝達部材１５は、スポンジ保持体１２の内周面１２ａに嵌合する外周面１５ａを有している。２つのトルク伝達部材１５のうちの１つは、その外周面１５ａ上に形成されたキー２５を有している。スポンジ保持体１２は、キー２５が係合するキー溝２６を有している。
【００２４】
駆動軸６が電動機（図示せず）により回転されると、駆動軸６のトルクは、キー２０およびキー溝２１の係合によりトルク伝達部材１５に伝わり、さらにキー２５およびキー溝２６の係合によりスポンジ部材１０に伝わる。スポンジ部材１０はスポンジ保持体１２に固定されているので、スポンジ部材１０、スポンジ保持体１２、トルク伝達部材１５、および駆動軸６は、一体に回転する。
【００２５】
スポンジ部材１０は、切削工具（図示せず）を用いて製造される。より具体的には、スポンジ部材１０をその軸心を中心に回転させながら、切削工具をスポンジ部材１０の外周面に押し付けてスポンジ部材１０の外周面を研削する。本実施形態のスポンジ部材１０は薄いので、回転するスポンジ部材１０の外周面に切削工具を押し付けたときに、スポンジ部材１０はねじれにくい（変形しにくい）。したがって、スポンジ部材１０の外周面の加工精度が向上する。結果として、スポンジ部材１０は、ホッパ箱２の底部２ａに一定の圧力で押し付けられ、通孔３を通過する粉体の流量が安定する。
【００２６】
図１に示すように、回転するスポンジローラー５は、ホッパ箱２内に収容されている粉体を底部２ａの通孔３に導き、粉体を通孔３内に押し込む。スポンジ部材１０の厚さは２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内にあるので、スポンジ部材１０は、ホッパ箱２の底部２ａとの接触したときにねじれない。したがって、スポンジ部材１０は通孔３の上に常に存在し、スポンジローラー５は、一定量の粉体を通孔３に押し込むことができる。結果として、ホッパ１は、粉体を安定して供給することができる。
【００２７】
また、本実施形態によれば、スポンジ部材１０は乾燥しやすいという利点がある。スポンジローラー５を可食性粉体に使用する場合、衛生上の観点からスポンジ部材１０は定期的に洗浄する必要がある。従来のスポンジローラーは、洗浄した後の乾燥に約一週間かかることがあった。本実施形態のスポンジ部材１０は、従来のスポンジローラーに比べて薄いので、約１日で乾燥することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態のスポンジローラー５は、工具を用いることなく駆動軸６から簡単に取り外すことが可能であり、さらに、工具を用いることなくトルク伝達部材１５をスポンジ保持体１２から簡単に取り外すことができる。したがって、スポンジ部材１０およびスポンジ保持体１２のみを洗浄することが可能である。
【００２９】
スポンジ部材１０の厚さの最小値は、２ｍｍである。この理由は次の通りである。
第１に、ある程度の量の粉体をスポンジ部材１０内に保持させるためである。スポンジ部材１０の厚さが１０ｍｍの場合、スポンジ部材１０をホッパ箱２の底部２ａに押し付けているときに、粉体は、スポンジ部材１０の外周面から２ｍｍほど内部に入り込む。スポンジ部材１０が通孔３上を通過するときに、スポンジ部材１０に保持された粉体がスポンジ部材１０から放出され、通孔３に押し込まれる。このような現象が連続的に起こることで、スポンジローラー５は、粉体を所望の流量で通孔３に送ることができる。
【００３０】
スポンジ部材１０の厚さが２ｍｍよりも小さいと、スポンジ部材１０は十分な量の粉体を保持することができない。結果として、スポンジローラー５は、粉体を所望の流量で通孔３に送ることができない。よって、スポンジ部材１０の厚さは２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３１】
第２に、スポンジローラー５の機械的な回転振れを吸収するためである。スポンジローラー５が回転しているとき、機械的な寸法誤差に起因して、スポンジローラー５の回転はわずかに振れる。弾性材料から構成されているスポンジ部材１０は、そのようなスポンジローラー５の回転振れを吸収することができる。スポンジ部材１０の厚さが２ｍｍよりも小さいと、そのようなスポンジローラー５の回転振れを吸収することができず、ホッパ１の全体が振動してしまうことがある。よって、スポンジ部材１０の厚さは２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３２】
上述した実施形態に係るスポンジローラー５は、粉体散布装置、静電スクリーン印刷装置などに使用することができる。図３は、図１および図２を参照して説明したスポンジローラー５を有するホッパを備えた静電スクリーン印刷装置を示す模式図であり、図４は図３に示す静電スクリーン印刷装置の側面図である。
【００３３】
図３に示すように、静電スクリーン印刷装置は、対象物５０の上方に配置されるスクリーン５１と、スクリーン５１上に置かれたスポンジローラー５３と、スポンジローラー５３をその軸心まわりに回転させる電動機５４と、粉体をスポンジローラー５３に供給するための上述したホッパ１とを備えている。ホッパ１は、図１に示す実施形態に係るホッパである。スクリーン５１と対象物５０とは非接触とされる。スクリーン５１は、文字や図形などの所定形状のメッシュを構成する複数の通孔６０を有している。
【００３４】
ホッパ１の駆動軸６は、電動機６５に連結されている。スポンジローラー５は電動機６５によって回転され、これによりホッパ１からスポンジローラー５３に粉体が供給される。ホッパ１からスポンジローラー５３に供給された粉体は、スポンジローラー５３の回転によってスクリーン５１に運ばれる。そして、粉体は回転するスポンジローラー５３によってスクリーン５１に擦り込まれ、スクリーン５１の複数の通孔６０に押し込まれる。粉体は、通孔６０を通ってスクリーン５１の下方に押し出される。粉体は、回転するスポンジローラー５３でスクリーン５１に擦り込まれることによって摩擦帯電される。粉体を擦り込みながら、スポンジローラー５３はスクリーン５１上を図３の矢印に示すように移動される。スポンジローラー５３を移動させることに代えて、スクリーン５１を移動させてもよい。
【００３５】
対象物５０は、載置台６２の上に置かれる。電源ＤＣの正極は載置台６２に電気的に接続され、電源ＤＣの負極はスクリーン５１に電気的に接続されている。粉体の種類によっては、電源ＤＣの負極が載置台６２に電気的に接続され、電源ＤＣの正極がスクリーン５１に電気的に接続される場合もある。
【００３６】
対象物５０とスクリーン５１との間には電源ＤＣによって直流電圧が印加され、対象物５０とスクリーン５１との間に静電界が形成されている。メッシュを構成する通孔６０を通過し荷電された粉体は、静電界中を対電極である対象物５０に向かって直進して対象物５０の表面に付着する。このようにして、スクリーン５１に形成された文字や図形などの印刷パターンが対象物５０の表面に印刷される。このような静電スクリーン印刷技術は、粉体からなる膜を対象物上に均一に形成することができるので、食品から工業製品に至るまで幅広い分野で使用されている。
【００３７】
図３に示す実施形態は、ホッパ１を静電スクリーン印刷装置に適用した例であるが、ホッパ１は静電スクリーン印刷装置に限らず、粉体を取り扱う他のタイプの装置にも適用することが可能である。
【００３８】
図１および図２を参照して説明したスポンジローラー５は、粉体をスクリーン５１の通孔６０に粉体を押し込むための擦り込みローラーとしてのスポンジローラー５３にも適用することができる。
【００３９】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。
【符号の説明】
【００４０】
１      ホッパ
２      ホッパ箱
３      通孔
５      回転ドラム
６      スポンジローラー
１０      スポンジ部材
１２      スポンジ保持体
１５      トルク伝達部材
１６      軸孔
２０      キー
２１      キー溝
２５      キー
２６      キー溝
５０      対象物
５１      スクリーン
５３      スポンジローラー
５４      電動機
６０      通孔
６５      電動機
【図１】
2020157566.tif 000003
【図２】
2020157566.tif 000004
【図３】
2020157566.tif 000005
【図４】
2020157566.tif 000006
【図５】
2020157566.tif 000007
【図６】
2020157566.tif 000008
【図７】
2020157566.tif 000009