(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の外周面に模様が印刷された缶胴の開口周縁にネック部及びフランジ部を形成したのち、前記模様に設けられ又は前記模様とは別に設けられた位置決めマークを検出することによって缶胴の位置合せを行い、
その後、前記缶胴の内部にインナローラを挿入するとともに前記缶胴の外部にアウタローラを配置し、前記アウタローラを前記缶胴に押し付け、前記インナローラ及び前記アウタローラを回転させて、前記模様の少なくとも一部分に、前記模様と位置合せして凹部及び／又は凸部のエンボス加工を施すことを特徴としたエンボス加工缶体の製造方法。
【請求項２】
円筒状の外周面に模様が印刷された３ピース缶の開口周縁にネック部及びフランジ部を形成し、かつ、一方の開口部に上蓋又は底蓋を締着したのち、前記模様に設けられ又は前記模様とは別に設けられた位置決めマークを検出することによって缶胴の位置合せを行い、
その後、前記缶胴の内部にインナローラを挿入するとともに前記缶胴の外部にアウタローラを配置し、前記アウタローラを前記缶胴に押し付け、前記インナローラ及び前記アウタローラを回転させて、前記模様の少なくとも一部分に、前記模様と位置合せして凹部及び／又は凸部のエンボス加工を施すことを特徴としたエンボス加工缶体の製造方法。
【請求項３】
前記エンボス加工を、缶胴の周方向の一部分にのみ行う請求項１又は２記載のエンボス加工缶体の製造方法。
【請求項４】
前記缶胴を真円状にした状態で前記エンボス加工を行う請求項１〜３のいずれかに記載のエンボス加工缶体の製造方法。
【請求項５】
前記エンボス加工のための位置合せを、複数の位置決めマークを検出することによって行う請求項１〜４のいずれかに記載のエンボス加工缶体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状の缶胴の外周面に模様が印刷され、かつ、この模様の少なくとも一部分に、この模様と位置合せして凹部及び／又は凸部を成形するエンボス加工缶体の製造方法に関し、特に、模様と凹部及び／又は凸部との位置合せを確実に行わせることのできるエンボス加工缶体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デザインの多様性，缶胴肉厚の薄肉化にともなう缶胴強度向上などの理由から、缶胴に凹部及び／又は凸部の加工を施したエンボス加工缶体が開発され商品化されつつある。この場合、エンボス加工缶体に印刷してある模様，文字等（本明細書では、これらを総称して模様と記す）に合せて凹部及び／又は凸部の加工を施すと、エンボス加工缶体の意匠性が高まることから、模様の少なくとも一部分にその模様と合った凹部及び／又は凸部のエンボス加工を施すことが行われている。
【０００３】
このような凹部及び／又は凸部の加工を缶胴に施す先行技術として国際公開公報ＷＯ９８／０３２７９の「TOOLING AND METHOD THE EMBOSSING OF A CONTAINER AND THE RESULTING CONTAINER」あるいは、同ＷＯ９７／２１５０５の「METHOD OF ORIENTING CANS」が公知になっている。
これらの先行技術では、缶胴の模様部分に凹部及び／又は凸部の加工を施す成形手段を位置合せするため、缶胴に模様部分の位置を示す位置決めマークを形成し、このマークをセンサで読み取って、成形手段と対応した位置に模様がくるように缶胴の回転制御を行っている。
また、エンボス加工缶体の製造コストを削減するために、高速でエンボス加工を施すロータリー方式の装置及び方法が、例えば、国際公開公報ＷＯ９８／０３２７９、ＷＯ９８／０３２８０で開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら先行技術は、実用化の観点から改良の余地がある。特に、１０００缶〜２０００缶／分といった高速でエンボス加工を施す場合に、例えば真円度など缶胴の形状にばらつきがあると、缶胴を高速で回転させるために前記センサが位置決めマークを正確に読み取ることができない場合が生じ、正確な位置合せができなくなって、模様とエンボス加工とが一致しなくなることがある。
また、缶胴の形状にばらつきがあると、エンボス加工を施すための成形金型であるインナローラに缶胴をセットする際に、缶胴のセット位置がばらつき、模様と一致したエンボス加工を確実に行えないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の事情にかんがみなされたもので、缶胴の形状のばらつきを抑制してエンボス加工を施す際の模様の位置決めを確実に行い、かつ、インナローラ等の成形金型に缶胴をセットする際にも、前記成形金型に対するセット位置のばらつきをなくし、模様とエンボス加工とが一致した高品質のエンボス加工缶体を得ることのできるエンボス加工缶体の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、円筒状の外周面に模様が印刷された缶胴の開口周縁にネック部及びフランジ部を形成したのち、前記模様に設けられ又は前記模様とは別に設けられた位置決めマークを検出することによって缶胴の位置合せを行い、その後、前記缶胴の内部にインナローラを挿入するとともに前記缶胴の外部にアウタローラを配置し、前記アウタローラを前記缶胴に押し付け、前記インナローラ及び前記アウタローラを回転させて、前記模様の少なくとも一部分に、前記模様と位置合せして凹部及び／又は凸部のエンボス加工を施す方法としてある。
【０００７】
通常、ネック部及びフランジ部の加工はエンボス加工の終了後に行われるが、本発明のようにエンボス加工の前にネック部及びフランジ部を形成するようにすれば、開口周縁の剛性を高めることができる。
これによって、缶胴の円周方向の形状を均一に整え、缶胴の形状のばらつきをきわめて小さくすることができるので、模様の位置合せを確実に行い、かつ、成形金型に対する缶胴のセット位置のばらつきを防止して、模様と一致した高品質のエンボス缶体の製造を可能とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、円筒状の外周面に模様が印刷された３ピース缶の缶胴の開口周縁にネック部及びフランジ部を形成し、かつ、一方の開口部に上蓋又は底蓋を締着したのち、前記模様に設けられ又は前記模様とは別に設けられた位置決めマークを検出することによって缶胴の位置合せを行い、その後、前記缶胴の内部にインナローラを挿入するとともに前記缶胴の外部にアウタローラを配置し、前記アウタローラを前記缶胴に押し付け、前記インナローラ及び前記アウタローラを回転させて、前記模様の少なくとも一部分に、前記模様と位置合せして凹部及び／又は凸部のエンボス加工を施す方法としてある。
【０００９】
この方法によれば、缶胴と、この両側に締着される上蓋及び底蓋からなる３ピース缶にも本発明を適用することが可能になり、上記と同様の効果を得ることができる。特に、一方の開口に上蓋又は底蓋を締着しているので、バキュームやマグネットを使用した缶体保持手段による缶体の保持が容易になる。
【００１０】
ところで、缶胴の外周に部分的にエンボス加工を施すと、材料の引き込み作用によって開口周縁の高さにばらつきができる。特に、エンボス加工が缶胴の周方向の一部分にのみ行われる場合には、この傾向が著しい。そのため、このままでネック部又はフランジ部を形成すると缶胴に皺が生じるおそれがある。しかし、本発明のように先にネック部やフランジ部を形成しておけばこのような不都合は回避でき、さらに、開口周縁の剛性が高められているので引き込み作用による開口周縁の高さのばらつきも抑制することができる。
そこで、請求項３にかかる発明は、前記エンボス加工を、缶胴の周方向の一部分にのみ行う方法としてある。
【００１１】
請求項４にかかる発明は、缶胴を真円状にした状態で前記エンボス加工を行う方法としてある。
このように、缶胴を真円形状にすると、缶胴の断面形状のばらつきを小さくして、模様の位置決め不良や成形金型へのセット不良を防止することができる。
したがって、高速加工においても缶胴の模様の位置合せを確実に行い、かつ、成形金型に対する缶胴のセット位置のばらつきを防止して、模様と一致した高品質のエンボス加工缶体を得ることができる。
【００１２】
請求項５にかかる発明は、エンボス加工のための位置合せを、複数の位置決めマークを検出することによって行う方法としてある。
このようにすれば、二つ以上の位置決めマークを位置決め停止用マーク及び位置決め確認用マークとすることにより、エンボス加工缶体の回転停止の前後において模様の向きをチェックすることができ、より一層正確に模様と凹部及び／又は凸部の位置合せを行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエンボス加工缶体の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
まず、図１を参照して本発明の製造方法によって製造されるエンボス加工缶体を説明する。図１は、本発明の製造方法によって製造されるエンボス加工缶体の説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は模様部分の断面図である。
エンボス加工缶体１０は、絞り成形によって形成された缶胴１１と、この缶胴１１の開口１８に締着される上蓋１２からなる２ピース缶である。缶胴１１の外周面には、「ＣＡＮ」なる模様（文字）１５が印刷してある。この模様１５は、缶胴１１の外周表面に印刷した後、その上をポリエステルフィルム又は有機被膜で覆ってあるが、ポリエステルフィルム又は有機被膜の裏面（缶胴外周表面と接する側）に印刷しておくこともできる。
また、印刷をポリエステルフィルムの裏面に施した場合には、搬送時に缶同士が衝突しても印刷に傷が入ったりインキが剥がれたりするおそれがない。
【００１５】
また、缶胴１１には、模様１５と位置合せした状態で、「ＣＡＮ」なる凹部１６が成形加工される。この凹部１６は、縁部１６ａを緩い傾斜状とすることにより、成形加工する際に缶胴自体、あるいは模様１５の部分に損傷が生じないようにしてある。
【００１６】
なお、模様１５と凹部１６を一致させて成形する態様としては、模様全体と凹部全体を一致させる態様だけでなく、模様１５と凹部１６の一部を少なくとも一致させる態様、たとえば、模様「ＣＡＮ」の「Ａ」のみに凹部の加工を施したり、凹部「ＣＡＮ」の「Ａ」のみに印刷を施したりした態様もある。
【００１７】
また、模様１５に合せた成形態様としては、凹部に成形加工したものだけでなく、模様の部分を凸部に成形加工したもの、あるいは凹部と凸部の成形加工を混在させたものなどがある。さらにまた、模様１５の縁の部分のみを凹部１６に成形した態様、あるいは縁の部分のみを凸部に成形した態様や凸部と凹部を混在させた態様が考えられる。
【００１８】
２ピース缶では絞り成形又は絞り−しごき成形等によって缶胴を形成するため、材料の異方性によって缶胴に内部応力が生じ、また、３ピース缶ではロール成形後の溶接によって内部応力が生じる。さらに、絞り成形又はロール成形をする成形工具の精度のばらつきによっても内部応力が生じる。これら内部応力が、缶胴をひずませて缶胴ごとの形状をばらつかせる原因になっていると考えられる。
また、缶胴の搬送時に、例えば搬送路上で缶同士が詰まったりした場合には、缶に外力が作用して多少の変形を生じることもある。
【００１９】
本実施形態のエンボス加工缶体の製造方法では、缶胴の形状を整え、塑性変形を施すことによって前記缶胴の剛性を高めてその形状を保持させる工程を、エンボス加工工程の前に設けている。このように缶胴の一部に塑性変形を加えると、その部分が加工硬化するとともに材料の断面形状が変化して、剛性が高められる。
これによって、缶胴を一定の形状、例えば真円状に保持することができ、後述する位置決めマークの検出を確実に行い、かつ、成形金型であるインナーロールへの缶胴のセット位置を正確にして、模様と一致したエンボス加工を可能にする。
【００２０】
図２及び図３は、本発明の製造方法における塑性変形部の一例にかかり、図２は塑性変形部であるネック部１１ａ及びフランジ部１１ｃを形成した２ピース缶の缶胴の斜視図、図３は塑性変形部であるネック部１１ａ′及びフランジ部１１ｃ′を形成した３ピース缶の缶胴の斜視図である。
図２に示す缶胴は、図１のエンボス加工缶体１０を構成する缶胴１１と同じものであるので、同一の符号１１を付している。
【００２１】
図２に示す缶胴１１の開口１８の周縁には、その全周にわたってネッキング加工が施され、缶胴１１を縮径させてネック部１１ａが形成され、さらにネック部１１ａの周縁を外側に折り曲げてフランジ部１１ｃが形成されている。
ネッキング加工を施す際に開口周縁を真円形状に整える。ネッキング加工によって缶胴１１を形成する材料が加工硬化し、缶胴１１の開口周縁の形状を真円形状に保持する。缶胴１１は絞り成形によって有底状に形成されているので、缶胴１１の両端のネック部１１ａと缶底１１ｂとによって、缶胴１１がほぼ全体にわたって真円状に保たれる。
【００２２】
図３は、薄い金属板をロール状に巻き、溶接部１４で溶接して筒状体を形成した後、この筒状体の一方の開口に底蓋（又は上蓋）１３を締着した３ピース缶の缶胴１１′の斜視図である。図３において図１及び図２と同一の部位には同一の符号を付す。
３ピース缶の場合は、前記筒状体の両端の開口周縁にネック部１１ａ′及びフランジ部１１ｃ′を形成するものとしてもよいが、２ピース缶と比べて材料内に残留している応力が大きく、前記筒状体の両端の剛性を高めても不十分であることがあるので、前記筒状体の一方の開口に底蓋１３を締着するのが好ましい。この場合、締着は通常、二重巻締めで行う。なお、ネック部１１ａ′は一方の端部だけに形成するものとしてもよい。
【００２３】
もちろん、缶胴１１，１１′の形状を一定に保つことができるものであれば、塑性変形部は図２及び図３で示すように開口周縁に形成する必要は必ずしもなく、缶胴の中央又は任意の位置に形成することも可能である。また、塑性変形部は加工硬化や材料の断面形状の変更によって缶胴１１，１１′の剛性を高めることができるものであればよい。
【００２４】
缶胴１１の模様１５と凹部１６を一致させて成形加工を施すには、凹部１６の加工を施す成形手段を模様１５に対して正確に位置合せする必要がある。この位置合せを行うために必要なのが位置決めマーク１７である。
本実施形態では、位置決めマーク１７として停止用マーク（位置決め停止用マーク）１７ａと確認用マーク（位置決め確認用マーク）１７ｂの二つのマークを有しており、かつ、この停止用マーク１７ａと確認用マーク１７ｂを缶胴１１の同一円周上に形成してある。
【００２５】
停止用マーク１７ａと確認用マーク１７ｂの形成位置は、本実施形態のように缶胴の同一円周上に形成したもののほか、缶胴１１の高さ方向の異なる位置に形成してもよいが、もっとも真円度の高い、つまり缶胴１１ごとの形状のばらつきの小さいネック部１１ａ又は缶底１１ｂの近くに設けるのが好ましい。また、位置決めマーク１７ａ，１７ｂは、模様の印刷と同時に印刷するようにすれば、工程数を増加させることがなく、好ましい。
【００２６】
次に、図４及び図５を参照して、缶胴にエンボス加工を施す手順を説明する。図４は、缶胴にエンボス加工を施す手順の説明図で、エンボス加工装置のインナローラとアウタローラ及び缶胴の関係を示す図、図５はエンボス加工時におけるエンボス加工装置のインナローラとアウタローラ及び缶胴の関係を示す図４のＡ−Ａ断面図である。
エンボス加工装置としては、例えば、本出願人の出願に係る特開平９−１９２７６３号に開示されたものを使用することができる。特開平９−１９２７６３号に開示されたエンボス加工装置では、缶胴１１は円周に沿って送られながら、缶胴１１に挿入されたインナローラ１０１と缶胴１１の外側に配置されたアウタローラ１０２とで、模様部分のエンボス加工が行われる。
【００２７】
図４中▲１▼で示す位置から缶胴１１が導入される。缶胴１１には、図２に示したように塑性変形部であるネック部１１ａが予め形成されている。エンボス加工装置に導入された缶胴１１は、各ポケットに配置されたセンサ１５１，１５２，１５１′，１５２′・・・（他のポケットのものは図示を省略）等によって、▲１▼及び▲２▼のターレット位置において缶胴１１に形成してある位置決めマーク１７の検出が行なわれる。
センサ１５１，１５１′・・・等が缶胴１１の停止用マーク１７ａを検出し、模様１５が所定の位置（成形型の凹凸部と一致する位置）を向くよう缶胴１１を回転させる。次いで、センサ１５２，１５２′・・・等が確認用マーク１７ｂを検出して模様が所定の位置を向いているか否かを判定する。
【００２８】
この際、缶胴１１には予め塑性変形を施してネック部１１ａ及びフランジ部１１ｃを形成しているので、缶胴１１はほぼ真円形状に保たれており、缶胴１１を高速で回転させても位置決めマーク１７を正確に検出することができる。
この後、その位置を保持したままで、缶胴１１は図４中の▲３▼で示す位置まで送られ、インナローラ１０１が挿入される。なお、インナローラ１０１の径は、ネック部１１ａの内径より小さく形成してある。
また、▲３▼から▲６▼の範囲よりやや広い範囲にわたって、カム部材１４０がインナローラ１０１の外方に配置してある。このカム部材１４０は、図示しないカムローラで缶胴１１の外周を押すことで、▲４▼から▲５▼の範囲でアウタローラ１０２と接する側の缶胴１１の内壁をインナローラ１０１に押し付ける。
【００２９】
▲４▼から▲５▼の範囲で、インナローラ１０１及びアウタローラ１０２を回転させながら缶胴１１にエンボス加工が施される。図５に示すように、缶胴１１には予めネック部１１ａが形成されているので、缶胴１１の外周の一部にエンボス加工を施した場合に、缶胴１１の開口周縁の高さが円周方向に不均一になるということを防止できる。また、エンボス加工を施す前にネック部１１ａを形成しているので、エンボス加工後にネッキング加工を行う必要がなく、缶胴１１に皺が生じるという不都合もない。
缶胴１１が図４の▲６▼の位置まで送られてくると、カム部材４０による図示しないカムローラの押圧が解除され、インナローラ１０２が缶胴１１から抜け出る。缶胴１１は図４の▲７▼の位置でエンボス加工装置の外に搬出される。このようにして、缶胴１１の模様部分に凹部１６の加工が施される。
【００３０】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、図１及び図２で示した２ピース缶のエンボス加工について説明したが、図３に示した３ピース缶のエンボス加工についても本発明の適用が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のエンボス加工缶体の製造方法によれば、缶胴ごとの断面形状のばらつきをきわめて小さくして、缶胴の模様と金型の位置合わせを正確に行い、高速加工においても模様の位置決めを確実に行うとともに、成形金型への缶胴のセット位置のずれを防止して、模様と一致した高品質のエンボス加工缶体を得ることができる。
【００３２】
特に、缶胴の開口の周縁にネック部を形成してからエンボス加工を施すようにすることにより、エンボス加工の際の材料の引き込み作用に起因するネック部の皺の発生をなくすことができるほか、開口周縁の高さのばらつきを抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって製造されるエンボス加工缶体の説明図で、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は模様部分の断面図である。
【図２】本発明の製造方法における塑性変形部の一例にかかり、塑性変形部としてネック部及びフランジ部を形成した２ピース缶の缶胴の斜視図である。
【図３】本発明の製造方法における塑性変形部の一例にかかり、塑性変形部としてネック部及びフランジ部を形成した３ピース缶の缶胴の斜視図である。
【図４】缶胴にエンボス加工を施す手順の説明図で、エンボス加工装置のインナローラとアウタローラ及び缶胴の関係を示す図である。
【図５】エンボス加工時におけるエンボス加工装置のインナローラとアウタローラ及び缶胴の関係を示す図４のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
１０  エンボス加工缶体
１１，１１′  缶胴
１１ａ，１１ａ′  ネック部（塑性変形部）
１１ｃ，１１ｃ′  フランジ部（塑性変形部）
１３  底蓋
１４  溶接部
１５  模様
１６  凹部
１７  位置決めマーク
１７ａ  停止用マーク
１７ｂ  確認用マーク
１８  開口
１０１  インナローラ（成形金型）
１０２  アウタローラ（成形金型）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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