(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体インキを所定の印刷パターンが形成されたスクリーンに擦り込むと共に、該スクリーンと被印刷物との間に電圧を印加することによって前記粉体インキを前記被印刷物に付着させる静電印刷装置であって、
被印刷物を搬送する搬送コンベアと、
楕円軌道を描くように移動可能な複数のスクリーンと、
粉体インキを前記スクリーンに擦り込む円筒状のスクリーンブラシと、
前記搬送コンベアにより移動される被印刷物の上方に前記複数のスクリーンを連続的に移動させるスクリーン移動機構と、
前記搬送コンベアによる被印刷物の移動速度と前記スクリーン移動機構による前記スクリーンの移動速度とを同期させる同期機構とを備えたことを特徴とする静電印刷装置。
【請求項２】
印刷位置の上流側で前記搬送コンベア上の被印刷物の高さを検出する高さ検出センサと、
前記高さ検出センサの検出結果に基づいて、前記被印刷物の高さに応じて前記搬送コンベアを上下動させるリフタとを備えたことを特徴とする請求項１に記載の静電印刷装置。
【請求項３】
前記スクリーンを配置する開口部を有する平板と、前記平板の一方の側部の上面に取付けられた側片とを有するスクリーンユニットを備え、
前記側片は、前記開口部に配置されたスクリーンを挟持する挟持部と、前記平板の一方の側部から突出する突出部を備え、
前記側片の突出部の長さは、前記平板の他方の側部から前記開口部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電印刷装置。
【請求項４】
前記側片の角部を上方に折り曲げたことを特徴とする請求項３に記載の静電印刷装置。
【請求項５】
前記スクリーンブラシの中心の真上よりも該スクリーンブラシの回転方向側の位置から粉体インキを該スクリーンブラシに供給するホッパを備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電印刷装置。
【請求項６】
粉体インキを前記スクリーンに擦り込むスクリーンブラシと、
印刷位置の上流側で前記搬送コンベア上に被印刷物が載置されているか否かを検知する被印刷物検知センサと、
前記被印刷物検知センサの検出結果に基づいて前記搬送コンベア上に被印刷物が載置されていないと判断された場合に、前記スクリーンブラシを該スクリーンから離間するブラシ離間機構とを更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の静電印刷装置。
【請求項７】
印刷が行われた後に前記スクリーン移動機構によって移動されるスクリーンの上面及び／又は下面に当接する当接片と、前記当接片により掻き集められた粉体インキを回収する回収ボックスとを有するインキ回収装置を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の静電印刷装置。
【請求項８】
前記スクリーンブラシを回転させると同時に軸方向に移動させるスクリーンブラシ駆動機構とを備えたことを特徴とする請求項５に記載の静電印刷装置。
【請求項９】
交互に配置された複数の加熱フィンと、前記加熱フィンを加熱するヒータと、前記ヒータの温度を検知して制御する温度センサと、加熱された高温蒸気を被印刷物に噴射するスリットが形成された噴射板とを有し、蒸気導入口から導入された蒸気を加熱フィンに接触させて被印刷物の定着に必要な温度の蒸気を生成する定着装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の静電印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電印刷装置に係り、特に静電力を利用して粉体インキを被印刷物の表面に付着させ、文字や図形などの印刷パターンを被印刷物の表面に印刷する静電印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、静電力を利用して粉体インキを被印刷物の表面に付着させ、文字や図形などの印刷パターンを被印刷物の表面に印刷する静電印刷装置が知られている。図９はこの種の静電印刷装置の構成を示す概略図である。従来の静電印刷装置は、被印刷物５００の上方に配置されるステンシルスクリーン５１０と、スクリーン５１０上の回転ブラシ５２０と、粉体インキ５３０をブラシ５２０に供給するホッパ５４０とを備えている。スクリーンには文字や図形などの印刷パターンがメッシュ網５１１によって形成されている。
【０００３】
ホッパ５４０から供給される粉体インキ５３０は、ブラシ５２０の回転によってスクリーン５１０のメッシュ網５１１から下方に押し出される。被印刷物５００とスクリーン５１０との間には直流電源ＤＣによって直流高電圧が印加され、被印刷物５００とスクリーン５１０との間に静電界が形成されている。メッシュ網５１１を通過し荷電された粉体インキは、静電界中を対電極である被印刷物５００に向かって直進して被印刷物５００の表面に付着する。このようにして、スクリーン５１０の文字や図形などの印刷パターンが被印刷物５００の表面に印刷される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の静電印刷装置において、複数の被印刷物に対して連続的に印刷を行う場合には、各被印刷物について、毎回スクリーン５１０の下に被印刷物５００を配置してから印刷を行う必要がある。従って、印刷までの処理時間が長くなり、また印刷にも手間がかかる。このように、従来の静電印刷装置では、連続印刷が実質的にできていないのが現状である。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、均一で綺麗な印刷を連続的に行うことができ、また粉体インキの無駄の少ない静電印刷装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、本発明の第１の態様は、粉体インキを所定の印刷パターンが形成されたスクリーンに擦り込むと共に、該スクリーンと被印刷物との間に電圧を印加することによって上記粉体インキを上記被印刷物に付着させる静電印刷装置であって、被印刷物を搬送する搬送コンベアと、楕円軌道を描くように移動可能な複数のスクリーンと、粉体インキを上記スクリーンに擦り込む円筒状のスクリーンブラシと、上記搬送コンベアにより移動される被印刷物の上方に上記複数のスクリーンを連続的に移動させるスクリーン移動機構と、上記搬送コンベアによる被印刷物の移動速度と上記スクリーン移動機構による上記スクリーンの移動速度とを同期させる同期機構とを備えたことを特徴とする静電印刷装置である。
【０００７】
上述の構成によれば、連続して静電印刷を行うことができるので、印刷速度が極めて速くなり印刷効率を上げることができる。また、簡単な構成により小型軽量化された静電印刷装置を安価に提供することができる。また、スクリーンの清掃などを行うために装置の運転を停止する必要がなく、稼働率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の好ましい一態様は、印刷位置の上流側で上記搬送コンベア上の被印刷物の高さを検出する高さ検出センサと、上記高さ検出センサの検出結果に基づいて、上記被印刷物の高さに応じて上記搬送コンベアを上下動させるリフタとを備えたことを特徴としている。
【０００９】
被印刷物の被印刷面とスクリーンとの間の距離（印刷距離）は、被印刷物とスクリーンとの間で放電が生じない最小距離とするのが鮮明な印刷を行う上で理想的である。被印刷物の高さは、各被印刷物によって異なるので、搬送コンベアとスクリーンとの間の距離を一定にした場合には、それぞれの被印刷物で最適な印刷距離を得ることができない。従って、上記高さ検知センサによりそれぞれの被印刷物の高さを検知し、この高さ検知センサからの出力に基づいてリフタの上昇距離を調整して、それぞれの被印刷物の高さに応じて印刷距離を最適なものとすることで、それぞれの被印刷物の高さが異なっても鮮明で綺麗な印刷を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明の好ましい一態様は、上記スクリーンを配置する開口部を有する平板と、上記平板の一方の側部の上面に取付けられた側片とを有するスクリーンユニットを備え、上記側片は、上記開口部に配置されたスクリーンを挟持する挟持部と、上記平板の一方の側部から突出する突出部を備え、上記側片の突出部の長さは、上記平板の他方の側部から上記開口部までの距離よりも長いことを特徴としている。
【００１１】
このような構成により、２つのスクリーンユニットが隣接した場合に、一方のスクリーンユニットの開口部の上方に他方のスクリーンユニットの突出部が位置することとなる。このとき、スクリーンは、スクリーンユニットの側片の挟持部と後側のスクリーンユニットの側板の突出部との双方によって拘束されることとなり、スクリーンが移動しない。従って、２つのスクリーンユニットを隣接させて印刷を行うことにより正確な位置で的確な印刷が可能となる。また、スクリーンの清掃などを２つのスクリーンユニットを隣接させて行うこととすれば、作業がしやすくなり効果的である。
【００１２】
この場合において、上記側片の角部を上方に折り曲げることが好ましい。２つのスクリーンユニットを隣接させる場合に、一方のスクリーンユニットは他方のスクリーンユニットと徐々に接触面積を増しながら隣接する。このとき、スクリーンユニットは上記角部から接触し始めるので、この角部を上方に曲げることにより、接触時の抵抗を少なくしてスクリーンユニットをスムーズに隣接させることができる。
【００１３】
本発明の好ましい一態様は、上記スクリーンブラシの中心の真上よりも該スクリーンブラシの回転方向側の位置から粉体インキを該スクリーンブラシに供給するホッパを備えたことを特徴としている。
【００１４】
粉体インキをスクリーンブラシに散布する際には粉体同士の凝集などによって散布された粉体インキが不均一となるが、スクリーンブラシの真上から粉体インキを散布した場合、スクリーンブラシに散布された不均一な粉体インキがそのままスクリーンに擦り込まれ、被印刷物に付着する粉体インキにも濃淡が生じてしまう場合がある。上述の構成によれば、スクリーンブラシの中心の真上から回転方向側にずれた位置から粉体インキを供給するので、このような問題が解決される。即ち、スクリーンブラシに散布された粉体インキが不均一であっても、スクリーンブラシの中心の真上から回転方向側にずれた位置に散布されるため、粉体インキはスクリーンブラシの傾斜角度の大きな外周面に当たり、スクリーンブラシの回転の勢いによってバラバラに砕けて拡散し、擦り込む位置の手前（印刷位置の手前）のスクリーン上に落下する。このため、粉体インキをスクリーンに均一に擦り込むことができるので、均一で綺麗な印刷が可能となる。
【００１５】
本発明の好ましい一態様は、粉体インキを上記スクリーンに擦り込むスクリーンブラシと、印刷位置の上流側で上記搬送コンベア上に被印刷物が載置されているか否かを検知する被印刷物検知センサと、上記被印刷物検知センサの検出結果に基づいて上記搬送コンベア上に被印刷物が載置されていないと判断された場合に、上記スクリーンブラシを該スクリーンから離間するブラシ離間機構とを更に備えたことを特徴としている。
【００１６】
被印刷物が印刷位置にないときに、粉体インキをスクリーンに擦り込むと、スクリーンの下方に粉体インキが飛び散ってしまい、被印刷物を搬送する搬送コンベアや機械周辺を汚してしまうばかりでなく、粉体インキが無駄に消費される。また、このように粉体インキで汚れた後の搬送コンベアに被印刷物を載せると、その被印刷物の底面が汚れてしまう。上述の構成によれば、搬送コンベア上に被印刷物が載置されていない場合にスクリーンブラシをスクリーンから離すことで、粉体インキがスクリーンに擦り込まれることがない。従って、粉体インキによって搬送コンベアや機械周辺を汚すことがなく、また、粉体インキの無駄をなくすことができる。
【００１７】
本発明の好ましい一態様は、印刷が行われた後に上記スクリーン移動機構によって移動されるスクリーンの上面及び／又は下面に当接する当接片と、上記当接片により掻き集められた粉体インキを回収する回収ボックスとを有するインキ回収装置を更に備えたことを特徴としている。
【００１８】
印刷に使用されなかった粉体インキを回収する方法としてはバキュームにより粉体インキを吸い取るものがあるが、この方法では粉体インキと共に空気中の埃も吸引してしまい、回収された粉体インキを再利用することができず、廃棄しなければならない。印刷に使用されない粉体インキは全体の約３割程度あり、このようにバキュームによる方法では多量の粉体インキが無駄になってしまう。上述したインキ回収装置によれば、粉体インキだけを容易に回収することができ、回収された粉体インキには埃などの不純物が含まれないため、これを再利用することができる。このため、装置のランニングコストを低減することができる。
【００１９】
本発明の好ましい態様は、上記スクリーンブラシを回転させると同時に軸方向に移動させるスクリーンブラシ駆動機構とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
スクリーンの印刷パターンによっては、スクリーン上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合があるが、軸方向にもスクリーンブラシを移動させて擦り込みを行うことで、スクリーン上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合であっても、スクリーン上の粉体インキを全体的に拡散させることが可能となる。従って、複雑なインキ量制御をすることなく、スクリーン上のインキの量を均一にして、均一で綺麗な印刷を行うことが可能となる。特に、１つの駆動源によりスクリーンブラシの回転と軸方向の移動とを行うことができるので、機構が簡単になり製造コストを削減することができる。また、電気的な制御も１系統で済むため、制御のための電気回路も簡単になり製造コストを削減することができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様は、交互に配置された複数の加熱フィンと、上記加熱フィンを加熱するヒータと、上記ヒータの温度を検知して制御する温度センサと、加熱された高温蒸気を被印刷物に噴射するスリットが形成された噴射板とを有し、蒸気導入口から導入された蒸気を加熱フィンに接触させて被印刷物の定着に必要な温度の蒸気を生成する定着装置を備えたことを特徴としている。
【００２２】
被印刷物の表面に付着させた粉体インキを蒸気により定着する場合、被印刷物の表面の温度が低い場合には、被印刷物の表面に当たった蒸気の温度が低下して結露してしまう。このように蒸気が必要以上に結露してしまうと、被印刷物の表面が水分で濡れて印刷された粉体インキが定着前に流されてうまく定着できない。これを防止するためには、短時間（２秒から５秒）の間に高温の蒸気を被印刷物の表面に噴射し、被印刷物の表面に粉体インキが流されないで綺麗に定着できる必要な水分と温度を与える必要がある。上述の構成によれば、粉体インキの定着に必要な温度の高温蒸気を瞬時に噴出板のスリットから連続的に噴出できるので、粉体インキが水分により流れることがなく、粉体インキの定着を完全に行って綺麗な印刷を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る静電印刷装置の実施形態について図１乃至図８を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態における静電印刷装置の概略を示す平面図、図２は図１の正面図である。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施形態における静電印刷装置は、菓子やパンなどの被印刷物１の表面に粉体インキを付着させる印刷部１０と、被印刷物１の表面に付着させた粉体インキを定着させる定着部２０と、各部の制御を行う制御部３０とを備えている。なお、被印刷物１は菓子などの食品に限らず、工業製品であってもよい。また、粉体インキとしては、天然色素又は合成色素を含んだ可食性インキ、ココア粉、小麦粉、抹茶粉、シュガー粉、あるいは工業用の粉体インキなど、用途に応じて種々な粉体を用いることができる。
【００２５】
印刷部１０には、平板状の複数のスクリーンユニット１００と、印刷位置のスクリーンユニット１００の上方に配置された円筒状のスクリーンブラシ１０２と、スクリーンブラシ１０２の上方に配置されたホッパ１０４と、被印刷物１が載置される搬送パレット１０６を搬送する搬送コンベア１０８とが設けられている。また、定着部２０には、印刷部１０において粉体インキを付着させた被印刷物１を搬送する搬送コンベア２００と、被印刷物１に付着した粉体インキを定着させる定着装置２１０とが設けられている。
【００２６】
印刷部１０のスクリーンユニット１００には、導電性の材質からなるステンシルスクリーン１１０が収容されており、このスクリーン１１０には文字や図形などの印刷パターンがメッシュ網によって形成されている。本実施形態では、８つのスクリーンユニット１００が印刷部１０に設けられている。ホッパ１０４は粉体インキをスクリーンブラシ１０２に供給するものであり、スクリーンブラシ１０２はホッパ１０４から供給された粉体インキをスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０に擦り込むものである。
【００２７】
搬送パレット１０６上に載置された被印刷物１は搬送コンベア１０８により印刷位置に搬送され、このときスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０と搬送パレット１０６との間に直流高電圧、例えば５０００〜６０００Ｖの高電圧を印加して、スクリーン１１０と搬送パレット１０６との間に静電界を形成する。そして、スクリーンブラシ１０２により粉体インキがスクリーン１１０に擦り込まれ、メッシュ網を通過し荷電された粉体インキが上記静電界によって対電極である搬送パレット１０６に向けて加速され、搬送パレット１０６上の被印刷物１に付着する。粉体インキを付着させた被印刷物１は、印刷部１０の搬送コンベア１０８から定着部２０の搬送コンベア２００に送られ、定着部２０の定着装置２１０の内部を通過する。定着装置２１０においては、被印刷物１が高温蒸気によって加熱され、この加熱によって被印刷物１の表面に付着した粉体インキが定着する。
【００２８】
印刷部１０の搬送コンベア１０８には、搬送方向に連続する複数の搬送パレット１０６が取付けられており、この搬送パレット１０６の上に被印刷物１が載置される。搬送コンベア１０８の下方には駆動モータ１１２が設置されており、この駆動モータ１１２の出力軸１１２ａはマイタ歯車（図示せず）を介して搬送コンベア１０８の駆動軸１１４に連結されている。
【００２９】
また、印刷部１０の各スクリーンユニット１００は、２つのスプロケット１１６ａ，１１６ｂ間に架け渡された搬送チェーン１１８に取付けられており、一方のスプロケット１１６ａは、マイタ歯車（図示せず）を介して従動軸１２０に連結されている。この従動軸１２０及び搬送コンベア１０８の駆動軸１１４にはそれぞれスプロケット１２２ａ，１２２ｂが取付けられており、これらのスプロケット１２２ａ，１２２ｂ間にはチェーン１２４が架け渡されている。
【００３０】
上述した駆動モータ１１２を駆動すると、駆動モータ１１２の回転は、搬送コンベア１０８の駆動軸１１４に伝達されると共に、駆動軸１１４のスプロケット１２２ｂに連結されたチェーン１２４を介してスプロケット１２２ａ及び１１６ａにも伝達される。従って、駆動モータ１１２の回転により、搬送コンベア１０８が駆動されると共に、スプロケット１１６ａが回転してスクリーンユニット１００が図１に示すような楕円軌道を描いて移動する。このように、本実施形態では、駆動モータ１１２、駆動軸１１４、スプロケット１１６ａ，１１６ｂ，１２２ａ，１２２ｂ、チェーン１１８，１２４、従動軸１２０によって、搬送コンベア１０８により移動される被印刷物１の上方にスクリーン１１０を移動するスクリーン移動機構が構成されている。
【００３１】
ここで、搬送コンベア１０８の駆動軸１１４の回転とスプロケット１１６ａの回転とは同期しており、搬送コンベア１０８による搬送パレット１０６の移動速度とスクリーンユニット１００との移動速度とが同じになるようになっている。このように、本実施形態では、上述したスクリーン移動機構及び搬送コンベア１０８によって、搬送コンベア１０８による被印刷物１の移動速度とスクリーン移動機構によるスクリーン１１０の移動速度とを同期させる同期機構が構成されている。この場合において、搬送コンベア１０８による被印刷物１の移動速度とスクリーン移動機構によるスクリーン１１０の移動速度との比を調整しながら同期させることとしてもよい。このようにすれば、被印刷物１に印刷されるパターンを移動方向に伸縮させることができる。
【００３２】
上述したように、各スクリーンユニット１００は楕円軌道を描きながら移動するが、図１に示すように、スクリーンユニット１００が印刷位置にあるときはその前後のスクリーンユニット１００と隣接するようになっている。印刷位置で印刷が行われた後、スクリーンユニット１００は前後のスクリーンユニットと離れ（以下、この位置を第１中間位置という）、再び、印刷位置とは反対側の位置（以下、作業位置という）で前後のスクリーンユニットと隣接する。その後、スクリーンユニット１００は前後のスクリーンユニットと離れて（以下、この位置を第２中間位置という）、再び印刷位置で前後のスクリーンユニットと隣接する。
【００３３】
印刷位置の上流側、即ち、搬送コンベア１０８の進行方向の上流側には、搬送コンベア１０８の上側に位置する搬送パレット１０６を挟んで被印刷物検知センサ１２６が配置されている。この被印刷物検知センサ１２６としては投光部１２６ａと受光部１２６ｂからなる光センサが用いられている。図１に示すように、各搬送パレット１０６には、光センサの投光部１２６ａから発された光を通過させるための通光孔１０６ａが形成されている。被印刷物１が搬送パレット１０６上に載置されていない場合には、投光部１２６ａから発された光は搬送パレット１０６の通光孔１０６ａを通過して受光部１２６ｂで受光され、搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていないことが検知される。一方、被印刷物１が搬送パレット１０６上に載置されている場合には、投光部１２６ａからの光は搬送パレット１０６上の被印刷物１により遮断されて受光部１２６ｂには届かず、搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていることが検知される。この被印刷物検知センサ１２６の出力信号は制御部３０に送られる。
【００３４】
また、印刷位置の上流側には、搬送パレット１０６に載置された被印刷物１の高さを検知する高さ検知センサ１２８も設けられており、この高さ検知センサ１２８も上述の被印刷物検知センサ１２６と同様に光センサにより構成される。この高さ検知センサ１２８の出力信号も制御部３０に送られる。
【００３５】
印刷位置には、搬送コンベア１０８の搬送レールを上下動させるリフタ１３０が設けられており、リフタ１３０によって搬送レールが上方に持ち上げられると、搬送コンベア１０８の搬送パレット１０６も上昇するようになっている。被印刷物１の被印刷面とスクリーン１１０との間の距離（以下、印刷距離という。）は、被印刷物１とスクリーン１１０との間で放電が生じない最小距離とするのが鮮明な印刷を行う上で理想的である。被印刷物１の高さは、各被印刷物１によって異なるので、搬送パレット１０６とスクリーン１１０との間の距離を一定に固定した場合には、それぞれの被印刷物１で最適な印刷距離を得ることができない。従って、本実施形態では、上述した高さ検知センサ１２８によりそれぞれの被印刷物１の高さを検知し、この高さ検知センサ１２８からの出力に基づいてリフタ１３０の上昇距離を調整して、それぞれの被印刷物１の高さに応じて印刷距離を最適なものとしている。このように、本発明の静電印刷装置によれば、それぞれの被印刷物１の高さが異なっても鮮明で綺麗な印刷を行うことが可能となる。
【００３６】
図３（ａ）はスクリーン１１０を取り外した状態のスクリーンユニット１００を示す斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の正断面図、図３（ｃ）は印刷位置におけるスクリーンユニット１００を示す断面図である。本実施形態におけるスクリーンユニット１００は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、方形状の開口部１３２が形成された平板１３４と、スクリーンユニット移動方向側の平板１３４の側部上面に取付けられた側片１３６と、搬送チェーン１１８に取付けられる取付板１３８とを備えている。平板１３４の開口部１３２の下部には、スクリーン１１０を支持するスクリーン支持部１４０が設けられている。
【００３７】
側片１３６は、図３（ｂ）に示すように、平板１３４のスクリーン支持部１４０の上方からスクリーンユニット１００の移動方向に延びており、スクリーン支持部１４０の上方に位置する挟持部１４２と平板１３４の側部から突出する突出部１４４とを有している。スクリーン１１０は、その一端が平板１３４のスクリーン支持部１４０と側片１３６の挟持部１４２との間に挟持された状態で平板１３４の開口部１３２に配置される。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、側片１３６の突出部１４４の長さＬ１は、他方の側部から開口部１３２までの長さＬ２よりも長くなっている。従って、２つのスクリーンユニットが隣接した場合には、前側のスクリーンユニットの開口部１３２の上方に後側のスクリーンユニットの突出部１４４が位置することとなる。このような構成により、図３（ｃ）に示すようにスクリーンユニット１００ｂが印刷位置にきたときには、スクリーン１１０ｂは、そのスクリーンユニット１００ｂの挟持部１４２ｂと後側のスクリーンユニット１００ａの突出部１４４ａとの双方によって拘束されることとなり、スクリーンブラシ１０２を擦り込む際にスクリーン１１０ｂが移動しないので、正確な位置で的確な印刷が可能となる。また同様に、作業位置においてもスクリーンユニット１００内でスクリーン１１０が移動しないため、スクリーン１１０の清掃などを作業位置で行うこととすれば、作業がしやすくなり効果的である。
【００３９】
また、図３（ａ）に示すように、側片１３６の取付板１３８側の角部１４６は上方に折れ曲がっている。スクリーンユニット１００が楕円軌道を描きながら移動する過程で、スクリーンユニット１００が第２中間位置から印刷位置に至るとき又は第１中間位置から作業位置に至るときに、前側のスクリーンユニット１００と徐々に接触面積を増しながら最終的に印刷位置又は作業位置において前側のスクリーンユニット１００に隣接する。このとき、スクリーンユニット１００は前側のスクリーンユニット１００と上述の角部１４６から接触し始めるので、この角部１４６を上方に曲げることにより、接触時の抵抗を少なくしてスクリーンユニット１００をスムーズに隣接させることができる。
【００４０】
図４は図１に示す印刷部１０の印刷位置周辺の正断面図、図５は側断面図である。図４及び図５に示すように、ホッパ１０４は、粉体インキを収容するホッパ容器１５０と、ホッパ容器１５０の内部に設けられたホッパブラシ１５２と、固定フレーム１５４に取付けられたホッパ容器支持部１５６とを備えている。スクリーンブラシ１０２に供給される粉体インキは、ホッパ容器１５０の上方から投入される。ホッパ容器１５０の底面及びホッパ容器支持部１５６には、投入された粉体インキをスクリーンブラシ１０２に散布するための散布孔１５７が形成されている。また、固定フレーム１５４にはホッパブラシ１５２を回転させるホッパブラシ回転モータ１５８が設けられており、このホッパブラシ回転モータ１５８にはホッパブラシ１５２の回転軸１５２ａが連結されている。ホッパブラシ回転モータ１５８の駆動によりホッパブラシ１５２を回転させることで、ホッパ容器１５０内に投入された粉体インキが散布孔１５７からスクリーンブラシ１０２に散布される。
【００４１】
上述した散布孔１５７は、図４に示すように、スクリーンブラシ１０２の中心の真上に位置しておらず、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置に配置されている。粉体インキをスクリーンブラシ１０２に散布する際には粉体同士の凝集などによって散布された粉体インキが不均一となるが、スクリーンブラシ１０２の真上から粉体インキを散布した場合、スクリーンブラシ１０２に散布された不均一な粉体インキがそのままスクリーン１１０に擦り込まれ、被印刷物１に付着する粉体インキにも濃淡が生じてしまう場合がある。本実施形態では、上述したように、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置から粉体インキを供給するので、このような問題が解決される。即ち、スクリーンブラシ１０２に散布された粉体インキが不均一であっても、スクリーンブラシ１０２の中心の真上から回転方向側にずれた位置に散布されるため、散布孔１５７から落下した粉体インキは、スクリーンブラシ１０２の傾斜角度の大きな外周面に当たり、スクリーンブラシ１０２の回転の勢いによってバラバラに砕けて拡散し、擦り込む位置の手前（印刷位置の手前）のスクリーン１１０上に落下する。このため、粉体インキをスクリーン１１０に均一に擦り込むことができるので、均一で綺麗な印刷が可能となる。
【００４２】
図５に示すように、固定フレーム１５４には、支軸１６０を中心として回転可能な可動フレーム１６２が取付けられている。この可動フレーム１６２の下部には上述したスクリーンブラシ１０２が取付けられている。スクリーンブラシ１０２は、ウレタンスポンジ１６４と、ウレタンスポンジ１６４を装着したスライド筒体１６６と、スライド筒体１６６の内部に配置されたスプライン軸１６８とを備えている。図５に示す状態においては、スクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４はスクリーン１１０に接触している。スライド筒体１６６は、軸受を介してスプライン軸１６８の軸方向に滑動自在となっており、またスライド筒体１６６に設けられたキー（図示せず）とスプライン軸１６８に形成されたキー溝（図示せず）との係合によりスプライン軸１６８と共に回転可能となっている。
【００４３】
スクリーンブラシ１０２のスプライン軸１６８は可動フレーム１６２に取付けられており、このスプライン軸１６８の端部にはスプロケット１７０が設けられている。また、可動フレーム１６２の上部にはスクリーンブラシ１０２を回転させるスクリーンブラシ回転モータ１７２が設けられており、このスクリーンブラシ回転モータ１７２はチェーン１７４を介して上記スプライン軸１６８のスプロケット１７０に連結されている。このスクリーンブラシ回転モータ１７２の駆動によってスクリーンブラシ１０２のスプライン軸１６８が回転するようになっている。
【００４４】
スクリーンブラシ１０２のスライド筒体１６６には、可動フレーム１６２に固定されたカム１７６が係合するカム溝１７８が形成されている。従って、スクリーンブラシ回転モータ１７２の駆動によりスプライン軸１６８が回転すると、スプライン軸１６８と共にスライド筒体１６６が回転すると共に、上記カム１７６の係合によってスライド筒体１６６が軸方向に往復運動を行う。このように、本実施形態では、スライド筒体１６６、スプライン軸１６８、スプロケット１７０、スクリーンブラシ回転モータ１７２、チェーン１７４、カム１７６によって、スクリーンブラシ１０２を回転させると同時に軸方向に移動させるスクリーンブラシ駆動機構が構成されている。
【００４５】
スクリーン１１０の印刷パターンによっては、スクリーン１１０上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合があるが、上述のように軸方向にもスクリーンブラシ１０２を移動させて擦り込みを行うことで、スクリーン１１０上の位置によって粉体インキの消費量が異なる場合であっても、スクリーン１１０上の粉体インキを全体的に拡散させることが可能となる。従って、複雑なインキ量制御をすることなく、スクリーン１１０上のインキの量を均一にして、均一で綺麗な印刷を行うことが可能となる。特に、本実施形態では、１つのモータだけでスクリーンブラシ１０２の回転と軸方向の移動とを行うことができるので、機構が簡単になり製造コストを削減することができる。また、電気的な制御も１系統で済むため、制御のための電気回路も簡単になり製造コストを削減することができる。なお、軸方向への移動幅Ｗは、粉体インキの消費量の少ない位置から粉体インキの消費量の多い位置に至るような幅とするのが好ましい。
【００４６】
図５に示すように、可動フレーム１６２の上部にはエアシリンダ１８０が設けられており、このエアシリンダ１８０のロッド１８０ａの先端は固定フレーム１５４にヒンジ結合されている。このエアシリンダ１８０は、上述した被印刷物検知センサ１２６からの出力に基づいて作動する。即ち、印刷位置に搬送された搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていない場合にエアシリンダ１８０が作動し、エアシリンダ１８０のロッド１８０ａが延びて可動フレーム１６２が支軸１６０を中心として回転して図６に示す状態となる。このとき、スクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４は図５に示す状態よりも上方に位置することとなり、スクリーン１１０から離間する。このように、本実施形態では、可動フレーム１６２、支軸１６０、エアシリンダ１８０によりスクリーンブラシ１０２をスクリーン１１０から離間するブラシ離間機構が構成されている。
【００４７】
ここで、被印刷物１が印刷位置にないときに、粉体インキをスクリーン１１０に擦り込むと、スクリーン１１０の下方に粉体インキが飛び散ってしまい、被印刷物１を搬送する搬送パレット１０６や機械周辺を汚してしまうばかりでなく、粉体インキが無駄に消費される。また、このように粉体インキで汚れた後の搬送パレット１０６に被印刷物１を載せると、その被印刷物１の底面が汚れてしまう。本実施形態では、印刷位置に搬送された搬送パレット１０６上に被印刷物１が載置されていない場合にスクリーンブラシ１０２のウレタンスポンジ１６４をスクリーン１１０から離すことで、粉体インキがスクリーン１１０に擦り込まれることがない。従って、粉体インキによって搬送パレット１０６や機械周辺を汚すことがなく、また、粉体インキの無駄をなくすことができる。なお、エアシリンダ１８０の作動と同時にホッパブラシ回転モータ１５８の駆動を停止して、ホッパ１０４からスクリーンブラシ１０２への粉体インキの供給を停止することが好ましい。
【００４８】
本実施形態では、複数のスクリーンブラシ１０２を設けずに、単一のスクリーンブラシ１０２により粉体インキをスクリーン１１０に擦り込んでいる。スクリーン１１０に粉体インキを短時間に多量に擦り込むために複数のスクリーンブラシ１０２が用いられる場合があるが、この場合には、スクリーンブラシ１０２、スクリーン１１０、及び被印刷物１の位置関係が各スクリーンブラシ１０２において一致していないと印刷ズレが生じてしまう。本実施形態におけるスクリーンブラシ１０２は、径の大きなブラシを用いているため、１本のブラシで必要量の粉体インキを擦り込むことができるので、印刷ズレが生じず綺麗な印刷を行うことができる。
【００４９】
図１に示すように、印刷部１０の第１中間位置には、印刷後のスクリーンユニット１００から印刷に使用されなかった粉体インキを回収するインキ回収装置１８２が設置されている。図７は、図１に示すインキ回収装置１８２の縦断面図である。図７に示すように、インキ回収装置１８２は、スクリーンユニット１００を搬入する搬入口１８４ａとこれを搬出する搬出口１８４ｂとが形成された回収ボックス１８４を備えており、この回収ボックス１８４の内部には移動するスクリーンユニット１００の上下面に当接する複数のゴム板（当接片）１８６が配置されている。スクリーンユニット１００は回収ボックス１８４の搬入口１８４ａから回収ボックス１８４の内部に導入され、その上下面が内部のゴム板１８６に当接して、印刷に使用されなかった粉体インキがゴム板１８６により掻き集められてスクリーンユニット１００の通過後に回収ボックス１８４の底部に落ちる。回収ボックス１８４の底部に溜まった粉体インキは図示しない取出口から取り出して再利用することができる。
【００５０】
印刷に使用されなかった粉体インキを回収する方法としてはバキュームにより粉体インキを吸い取るものがあるが、この方法では粉体インキと共に空気中の埃も吸引してしまい、回収された粉体インキを再利用することができず、廃棄しなければならない。印刷に使用されない粉体インキは全体の約３割程度あり、このようにバキュームによる方法では多量の粉体インキが無駄になってしまう。本実施形態では、上述のようなインキ回収装置を設けることにより、粉体インキだけを容易に回収することができ、回収された粉体インキには埃などの不純物が含まれないため、これを再利用することができる。このため、装置のランニングコストを低減することができる。
【００５１】
次に、本実施形態における定着装置２１０について詳細に説明する。図８は、定着装置２１０を示す縦断面図である。図８に示すように、定着装置２１０は、側壁に埋設されたヒータ２１２と、複数の加熱フィン２１４を有する一対の加熱部２１６ａ，２１６ｂと、ヒータ２１２の温度を検知する温度センサ２１８とを備えている。定着装置２１０の上部には例えば１００℃の蒸気を導入する蒸気導入口２２０が形成されており、この蒸気導入口２２０は図示しない蒸気源に接続される。定着装置２１０の下部には、複数のスリット２２２が形成された噴射板２２４が配置されている。一対の加熱部２１６ａ，２１６ｂはそれぞれの加熱フィン２１４が交互に位置するように配置されており、これにより加熱部２１６ａ，２１６ｂの間には蛇行する流路２２６が形成されている。
【００５２】
蒸気導入口２２０から導入された蒸気は、加熱部２１６ａ，２１６ｂの間の蛇行流路２２６をヒータ２１２によって加熱された加熱フィン２１４と接触しながら流れ、短時間で例えば４００℃の高温蒸気となる。この高温蒸気は噴射板２２４のスリット２２２から被印刷物１の表面に噴射される。加熱部２１６ａ，２１６ｂの加熱フィン２１４は交互に配置されているので、加熱フィン２１４と蒸気との接触面積が大きくなり、短時間に蒸気の温度を確実に上げることができる。このとき、温度センサ２１８によりヒータ２１２の温度を制御して、被印刷物１の定着に必要な温度の蒸気を生成する。被印刷物１の比熱や表面温度に応じて噴射する蒸気の温度を設定する必要があり、例えば、饅頭のような比熱の小さいものは約１２０℃、玉子焼のような比熱の大きいものは約４００℃の高温蒸気とする。
【００５３】
被印刷物の表面に付着させた粉体インキを蒸気により定着する場合、被印刷物の表面の温度が低い場合には、被印刷物の表面に当たった蒸気の温度が低下して結露してしまう。このように蒸気が必要以上に結露してしまうと、被印刷物の表面が水分で濡れて印刷された粉体インキが定着前に流されてうまく定着できない。これを防止するためには、短時間（２秒から５秒）の間に高温の蒸気を被印刷物の表面に噴射し、被印刷物の表面に粉体インキが流されないで綺麗に定着できる必要な水分と温度を与える必要がある。
【００５４】
被印刷物１に付着させた粉体インキを蒸気により定着させるためには、粉体インキが蒸気により水分を吸収しゲル化することが必要である。ゲル化した粉体インキに８０℃以上の熱を加えれば、粉体インキはその後硬化し表面に定着する。このとき、被印刷物１の表面も粉体インキと同様に８０℃又はそれ以上の温度でないと粉体インキが完全に定着しない。本実施形態によれば、粉体インキの定着に必要な温度の高温蒸気を瞬時に噴射板２２４のスリット２２２から連続的に噴出できるので、粉体インキが水分により流れることがなく、粉体インキの定着を完全に行って綺麗な印刷を行うことができる。
【００５５】
上述したように、スクリーンユニット１００は、搬送コンベア１０８により搬送される被印刷物１と同期して楕円軌道を描いて移動する。スクリーンユニット１００が印刷位置にくると、スクリーンブラシ１０２により粉体インキがスクリーンユニット１００内のスクリーン１１０に擦り込まれ、被印刷物１の表面に粉体インキを付着させて印刷を行う。印刷を行った後のスクリーンユニット１００は第１中間位置に配置されたインキ回収装置１８２内に導入され、ここでスクリーンユニット１００の上下面に残った粉体インキが回収される。その後、スクリーンユニット１００は、作業位置及び第２中間位置を経由した後、再び印刷位置に移動され、ここで上述した印刷処理が行われる。このような一連の処理が連続して繰り返される。なお、第２中間位置に、スクリーンユニット１００の上下面に頑強に付着した粉体インキをバキュームにより吸い取るクリーニング装置を設けてもよい。
【００５６】
上述したように、本発明によれば、連続して静電印刷を行うことができるので、印刷速度が極めて速くなり印刷効率を上げることができる。また、簡単な構成により小型軽量化された静電印刷装置を安価に提供することができる。また、作業位置でスクリーン１１０の清掃などができるため、スクリーン１１０の清掃などを行うために装置の運転を停止する必要がなく、稼働率を向上させることができる。
【００５７】
上述した実施形態では、複数のスクリーンユニット１００が水平面内と楕円軌道を描きながら移動する例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、複数のスクリーンユニット１００を上下に移動させてもよい。
【００５８】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【００５９】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、連続して静電印刷を行うことができるので、印刷速度が極めて速くなり印刷効率を上げることができる。また、簡単な構成により小型軽量化された静電印刷装置を安価に提供することができる。また、スクリーンの清掃などを行うために装置の運転を停止する必要がなく、稼働率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における静電印刷装置の概略を示す平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の一実施形態におけるスクリーンユニットを示す斜視図、図３（ｂ）は図３（ａ）の正断面図、図３（ｃ）は印刷位置におけるスクリーンユニットを示す断面図である。
【図４】図１に示す印刷部の印刷位置周辺の正断面図である。
【図５】図１に示す印刷部の印刷位置周辺の側断面図である。
【図６】図５に示すスクリーンブラシが上方に移動した状態を示す図である。
【図７】図１に示すインキ回収装置の縦断面図である。
【図８】図１に示す定着装置の縦断面図である。
【図９】従来の静電印刷装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１    被印刷物
１０    印刷部
２０    定着部
３０    制御部
１００    スクリーンユニット
１０２    スクリーンブラシ
１０４    ホッパ
１０６    搬送パレット
１０８，２００    搬送コンベア
１１０    ステンシルスクリーン
１１２    駆動モータ
１１４    駆動軸
１１６ａ，１１６ｂ，１２２ａ，１２２ｂ，１７０    スプロケット
１１８，１２４，１７４    搬送チェーン
１２０    従動軸
１２６    被印刷物検知センサ
１２８    高さ検知センサ
１３０    リフタ
１３２    開口部
１３４    平板
１３６    側片
１３８    取付板
１４０    スクリーン支持部
１４２    挟持部
１４４    突出部
１４６    角部
１５０    ホッパ容器
１５２    ホッパブラシ
１５４    固定フレーム
１５６    ホッパ容器支持部
１５７    散布孔
１５８    ホッパブラシ回転モータ
１６０    支軸
１６２    可動フレーム
１６４    ウレタンスポンジ
１６６    スライド筒体
１６８    スプライン軸
１７２    スクリーンブラシ回転モータ
１７６    カム
１７８    カム溝
１８０    エアシリンダ
１８２    インキ回収装置
１８４    回収ボックス
１８６    ゴム板
２１０    定着装置
２１２    ヒータ
２１４    加熱フィン
２１６ａ，２１６ｂ    加熱部
２１８    温度センサ
２２０    蒸気導入口
２２２    スリット
２２４    噴射板
２２６    蛇行流路
【図１】
0004066314.tif 000002
【図２】
0004066314.tif 000003
【図３】
0004066314.tif 000004
【図４】
0004066314.tif 000005
【図５】
0004066314.tif 000006
【図６】
0004066314.tif 000007
【図７】
0004066314.tif 000008
【図８】
0004066314.tif 000009
【図９】
0004066314.tif 000010