JP6955994B2 - 印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、段ボールシートなどのシートに対して印刷を行う印刷装置に関するものである。

例えば、一般的な製函機は、段ボールシートを加工することで扁平形状をなす段ボール箱を製造するものであり、給紙部、印刷部、排紙部、ダイカット部、フォルディング部、カウンタエゼクタ部などから構成されている。この製函機にて、印刷部は、１色または多色の印刷を行うものであり、１個または複数個の印刷ユニットを有している。この印刷ユニットは、インキ供給ロールが回転することで、インキチャンバのインキが印刷シリンダの印版に供給され、段ボールシートが印刷シリンダと受ロールに挟まれるとき、印版から段ボールシートに対して印刷が行われる。

ところで、段ボールシートに印刷を行う印刷装置として、印版を用いた上述の印刷部に代えて、または、印刷部に加えてインクジェット式の印刷装置を設けることが考えられている。この場合、インクジェット式の印刷装置は、印刷品質の維持とインクジェットヘッドの保護のため、インクジェットヘッドと段ボールシートの印刷面との距離を所定距離に維持する必要がある。しかし、段ボールシートに反りがあると、インクジェットヘッドと段ボールシートの印刷面との距離がばらつき、段ボールシートがインクジェットヘッドに接触してインクジェットヘッドを損傷させてしまうおそれがある。そのため、従来、搬送装置が段ボールシートの下面を吸引しながら搬送するとき、ローラが段ボールシートの上面を押えて反りを矯正し、印刷装置が搬送される段ボールシートの上面に対して印刷を行うようにしている。

このような印刷装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載されたインクジェット印刷装置は、印刷部のキャリッジを、搬送方向についての位置が規制された状態で、幅方向への揺動動作と搬送方向への揺動動作及び鉛直方向への上下動が可能なように支持機構により支持し、キャリッジにインクジェットヘッドと印刷媒体との間に所定のヘッドギャップを形成する点接触ローラとを搭載したものである。

特開２０１６−１７９６１０号公報

上述した従来の印刷装置にて、キャリッジは、インクジェットヘッドが搭載されると共に、支持機構により幅方向と搬送方向への揺動動作と鉛直方向への上下動が可能となっている。そのため、インクジェットヘッドは、幅方向や搬送方向へ揺動しながら、または、上下動しながら、印刷媒体に対して印刷を行うこととなる。インクジェットヘッドは、例えば、文字をドットマトリクスに画素分割し、各画素の位置情報に比例してノズルからインクを押し出し、押し出されたインクを微小な液滴としてシートの印刷面に到達させるものである。この場合、水平方向や上下方向の慣性力を受けると、吐出部のインクの方向性が変化し、ノズルから押し出されたインクの液滴の挙動が不安定となり、印刷精度が低下してしまうという問題がある。また、インクジェットヘッドは、揺動しながら液滴を吐出するため、シートの印刷面に到達する液滴がばらつき、この点でも印刷精度が低下してしまう。

本発明は上述した課題を解決するものであり、シートの形状に拘わらずインクジェットヘッドを安定して支持することで印刷精度の低下を抑制する印刷装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の印刷装置は、シートを水平方向に搬送する搬送部と、シートの印刷面に対して印刷を行う印刷部と、を備え、前記印刷部は、水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動自在に支持される移動体と、シートの搬送方向に所定間隔を空けてシートの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に配置されると共に前記移動体にシートの幅方向に沿う回転軸により回転自在に支持される複数の支持ローラと、前記移動体に固定されてシートの印刷面に印刷を行うインクジェットヘッドと、を有することを特徴とするものである。

従って、シートは、搬送部により搬送され、印刷部により印刷面に対して印刷が行われる。このとき、シートの先端部が上方側に反っていると、この反った先端部がシートの搬送方向の上流側で上方に配置された支持ローラから順に接触していき、各支持ローラを介して移動体を上昇させ、その後、反った先端部が全ての支持ローラを通過すると、各支持ローラを介して移動体が下降する。このシートの反った先端部が各支持ローラを通過する間、移動体は、水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動することから、インクジェットヘッドも同様に水平状態に維持されることとなり、シートの印刷面に対して適切にインクの液滴を吐出することができる。その結果、シートの形状に拘わらずインクジェットヘッドを安定して支持することで印刷精度の低下を抑制することができる。

本発明の印刷装置では、前記複数の支持ローラは、シートの搬送面との間に予め設定された第１所定隙間を空けて前記移動体に支持され、前記第１所定隙間は、シートの厚さと同寸法に設定されることを特徴としている。

従って、支持ローラとシートの搬送面との間にシートの厚さと同寸法の第１所定隙間が確保されることで、支持ローラが連続して搬送されるシートの間で搬送面に落下することはなく、インクジェットヘッドの振動の発生を抑制することができる。

本発明の印刷装置では、前記移動体は、鉛直方向の下方への移動を阻止するストッパにより前記第１所定隙間が維持されるとことを特徴としている。

従って、ストッパにより移動体の下方への移動が阻止されることで第１所定隙間が維持されることとなり、構造の複雑化を抑制することができる。

本発明の印刷装置では、前記移動体は、シートの幅方向の外側で鉛直方向に沿って移動自在に支持されると共に、前記ストッパにより下方への移動が阻止されることを特徴としている。

従って、移動体をシートの幅方向の外側で鉛直方向に沿って移動自在に支持すると共にストッパにより下方への移動を阻止することから、搬送されるシートの上方に支持ローラとインクジェットヘッドだけを配置すればよく、構造の簡素化を図ることができる。

本発明の印刷装置では、前記複数の支持ローラは、前記インクジェットヘッドに対してシートの搬送方向の上流側と下流側に配置される複数の第１支持ローラと、前記第１支持ローラよりシートの搬送方向の上流側でシートの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に湾曲配置される複数の第２支持ローラとを有することを特徴としている。

従って、インクジェットヘッドの前後に複数の第１支持ローラを配置すると共に、第１支持ローラより後方に複数の第２支持ローラを湾曲配置することから、第１支持ローラによりインクジェットヘッドとシートの印刷面との隙間を確保することができ、第２支持ローラによりインクジェットヘッドと反ったシートの印刷面に対して隙間を確保することができる。

本発明の印刷装置では、前記複数の第２ローラ支持のうちのシートの搬送方向における最上流側の前記第２支持ローラは、シートの搬送面との間に予め設定された第２所定隙間を空けて前記移動体に支持され、前記第２所定隙間は、シートの厚さと予め設定された推定反り量との合計値以上の寸法に設定されることを特徴としている。

従って、第２支持ローラとシートの搬送面との間にシートの厚さと推定反り量との合計値以上の寸法の第２所定隙間が確保されることで、反ったシートの先端部が第２支持ローラに到達したとき、第２支持ローラは、反ったシート上を適切に転動することができ、インクジェットヘッドを適正に上下移動させることができる。

本発明の印刷装置では、前記支持ローラは、シートの幅方向に所定間隔を空けて複数配置され、シートの印刷への影響の少ない領域に対向して配置されることを特徴としている。

従って、複数の支持ローラがシートの印刷への影響が少ない領域上を転動することから、支持ローラがシートの印刷領域を損傷させることがなく、高精度な印刷を行うことができる。

本発明の印刷装置では、前記インクジェットヘッドの下部に第３支持ローラが配置されることを特徴としている。

従って、反ったシートが第３支持ローラに接触することで、シートとインクジェットヘッドとの接触を抑制し、インクジェットヘッドの損傷を抑制することができる。

本発明の印刷装置によれば、シートの形状に拘わらずインクジェットヘッドを安定して支持することで、印刷精度の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態の印刷装置を表す概略構成図である。 図２は、印刷ユニットを表す平面図である。 図３は、印刷ユニットを表す側面図である。 図４は、図２のIV−IV断面図である。 図５は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図６は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図７は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図８は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図９は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図１０は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。 図１１は、印刷装置の変形例を表す概略構成図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る印刷装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本実施形態の印刷装置を表す概略構成図である。

本実施形態において、図１に示すように、印刷装置１０は、表ライナと裏ライナの間に波形形状をなす中芯が糊付けされた段ボールシートＳの印刷面（表面）に印刷を行うものであり、給紙部１１と、搬送部１２と、印刷部１３と、乾燥部１４とを備えている。

給紙部１１は、鉛直方向に沿って積層された段ボールシートＳを一枚ずつ送り出し、一定の速度で搬送部１２に送り出すものである。この給紙部１１は、給紙テーブル２１と、シート送り出し機構２２と、フィードロール２３とを有している。給紙テーブル２１は、多数の段ボールシートＳを積み重ねて載置可能である。シート送り出し機構２２は、フロントガイド２４と、バックストップ２５と、複数の送り出しロール２６と、吸引装置２７とを有している。シート送り出し機構２２は、各送り出しロール２６を駆動することで、給紙テーブル２１に支持された多数の段ボールシートＳのうちの最下位置にある段ボールシートＳだけを前方に送り出すことができる。フィードロール２３は、フロントガイド２４より搬送方向の下流側に配置されており、駆動装置（図示略）により駆動回転することで、送り出しロール２６により給紙テーブル２１から送り出された段ボールシートＳを上下から挟持し、搬送部１２に搬送することができる。

搬送部１２は、給紙部１１から供給された段ボールシートＳを所定間隔を空けて連続して搬送するものである。搬送部１２は、段ボールシートＳの非印刷面（下面）を吸引しながら搬送する。搬送部１２は、複数の吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅと、搬送ベルト３２とを有している。吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、ほぼ同様の構成をなし、段ボールシートＳの搬送方向に沿って直線状に配置される。吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、印刷部１３の後述する印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄと乾燥部１４の乾燥ユニット５５に対向する領域に配置されている。なお、図示しないが、各吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、それぞれ密閉された中空箱型形状をなす吸引箱の上面部に多数の吸引孔が形成されて構成されている。

吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、それぞれ吸引ブロア３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅが連結されている。そのため、吸引ブロア３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅを駆動することで、吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅの各吸引箱内の空気を吸引し、各吸引孔に吸引力を発生させることができる。

搬送ベルト３２は、無端のベルトであって、駆動ローラ４１及び複数の案内ローラ４２に掛け回されて支持されている。搬送ベルト３２は、吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅの各吸引箱の上面部に接触するように配置されており、多数の貫通孔（図示略）が形成されている。そのため、吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅの各吸引箱に吸引力が作用すると、この吸引力が各吸引孔及び多数の貫通孔を通して搬送ベルト３２の上面に作用し、段ボールシートＳを吸引することができる。

印刷部１３は、段ボールシートＳの印刷面（表面）に多色刷り（本実施形態では、４色刷り）を行うものである。この印刷部１３は、４個の印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが水平方向に沿って配置され、段ボールシートＳの表面に４個のインキ色を使用して印刷を行うことができる。各印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、ほぼ同様に構成され、搬送部１２における搬送ベルト３２の上面に吸引支持される段ボールシートＳの幅方向に沿って配置されている。

印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄの上方に対向するように配置されている。印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、後述するが、それぞれ移動フレーム（移動体）５２と、複数の支持ローラ５３と、インクジェットヘッド５４とを有している。なお、インクジェットヘッド５４は、コンティニアス型やオンデマンド型（ピエゾ方式やサーマル方式）を使用することができる。

乾燥部１４は、吸引部３１Ｅの上方に対向して設けられる乾燥ユニット５５を有している。この乾燥ユニット５５は、印刷部１３で使用するインクが水性インクの場合は、ヒータユニットであり、印刷部１３で使用するインクが紫外線硬化性インクの場合は、紫外線照射ユニットである。

ところで、上述した搬送部１２は、給紙部１１から所定間隔で連続して供給された段ボールシートＳを吸引しながら搬送し、印刷部１３は、印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄが各段ボールシートＳに対して印刷を行う。この場合、印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、インクジェットヘッド５４と段ボールシートＳの印刷面とを所定距離に維持する必要がある。しかし、段ボールシートＳに反りがあると、インクジェットヘッド５４と段ボールシートＳの印刷面との距離がばらついてしまう。

そこで、本実施形態の印刷装置１０では、各印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを水平状態に維持したままで鉛直方向に沿って移動自在に支持し、インクジェットヘッド５４を段ボールシートＳの反りに合わせて上下移動させることで、インクジェットヘッド５４と段ボールシートＳの印刷面との距離を所定距離に維持するようにしている。

ここで、印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄについて説明するが、各印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、同様の構成をなすことから、印刷ユニット５１Ａについて詳細に説明する。図２は、印刷ユニットを表す平面図、図３は、印刷ユニットを表す側面図、図４は、図２のIV−IV断面図である。

印刷ユニット５１Ａは、上述したように、移動フレーム５２と、複数の支持ローラ５３と、インクジェットヘッド５４とから構成されている。図１から図４に示すように、移動フレーム５２は、水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動自在に支持されている。

移動フレーム５２は、吸引部３１Ａ及び搬送ベルト３２より段ボールシートＳの幅方向の外方の両側にそれぞれ配置されている。各移動フレーム５２は、左右対称形状をなし、水平方向に沿う支持部６１と、鉛直方向に沿う取付部６２が一体に形成されたＬ字断面形状をなしている。案内部６３は、円柱形状をなし、吸引部３１Ａ及び搬送ベルト３２における外方の両側に設けられた支持台６４上にそれぞれ配置されている。各案内部６３は、鉛直方向に沿うと共に段ボールシートＳの搬送方向に所定間隔を空けて支持台６４にそれぞれ固定されている。移動フレーム５２は、支持部６１に鉛直方向に沿う支持孔が案内部６３にそれぞれ移動自在に嵌合している。そのため、左右の移動フレーム５２は、左右の案内部６３にそれぞれ鉛直方向に沿って移動自在に支持されることとなる。この場合、案内部６３の数は、左右それぞれ２個に限定されるものではなく、１個または３個以上設けてもよい。

また、移動フレーム５２は、ストッパ６５により鉛直方向の下方への移動が阻止されている。ストッパ６５は、案内部６３の下部に固定されており、支持部６１の下面が当接している。移動フレーム５２は、支持部６１がストッパ６５に当接した位置が最下方位置であり、この最下方位置から上方側に移動可能となっている。

インクジェットヘッド５４は、段ボールシートＳの幅方向に沿って配置され、左右の各端部が移動フレーム５２の取付部６２に固定されている。インクジェットヘッド５４は、段ボールシートＳの表面（印刷面）に印刷を行うものであり、搬送部１２の搬送ベルト３２の上面に吸引されて搬送される段ボールシートＳの表面から所定距離だけ上方に離間する位置に配置される。

複数の支持ローラ５３は、インクジェットヘッド５４に対して段ボールシートＳの搬送方向の上流側と下流側にそれぞれ配置される複数（本実施形態では、２個）の第１支持ローラ５３ａ，５３ｂと、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂより段ボールシートＳの搬送方向の上流側に配置される複数（本実施形態では、２個）の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄとを有している。第１支持ローラ５３ａ，５３ｂ及び第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、段ボールシートＳの搬送方向に所定間隔を空けて配置されている。また、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂ及び第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、それぞれ段ボールシートＳの幅方向に所定間隔を空けて複数（本実施形態では、４個）配置されている。そして、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂ及び第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、段ボールシートＳにおける印刷への影響が少ない領域（例えば、罫線部）に対向して配置されている。

第１支持ローラ５３ａ，５３ｂ及び第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、左右の移動フレーム５２の取付部６２に段ボールシートＳの幅方向に沿う回転軸６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄにより回転自在に支持されている。２個の第１支持ローラ５３ａ，５３ｂは、回転中心Ｏａ，Ｏｂを結ぶ線が段ボールシートＳの搬送方向に反った搬送ベルト３２の上面と平行をなす水平線となっている。

そのため、各第１支持ローラ５３ａ，５３ｂは、外周面と段ボールシートＳの搬送面（搬送ベルト３２の上面）との間に予め設定された鉛直方向の第１所定隙間ｈ１が確保されている。この第１所定隙間ｈ１は、段ボールシートＳの厚さと略同寸法に設定する。この略同寸法とは、寸法公差や製造誤差、また、段ボールシートが保管されている周囲の環境、例えば温度や湿度による段ボールシートの収縮や膨張などによる寸法変化の範囲を含むものである。なお、第１所定隙間ｈ１は、段ボールシートＳの厚さより若干小さくてもよいし、段ボールシートＳの厚さより若干大きくてもよい。例えば、段ボールシートＳの厚さｔとしたとき、０．９ｔ＜ｈ１＜１．１ｔとしてもよい。第１所定隙間ｈ１が段ボールシートＳの厚さよりも若干小さくても、段ボールシートＳが弾性力を有することから、段ボールシートを損傷させることはないが、小さすぎると段ボールシートを損傷させてしまうおそれがある。一方、第１所定隙間ｈ１が段ボールシートＳの厚さよりも若干大きくても、段ボールシートＳの暴れを押えることができるが、大きすぎると段ボールシートがばたついて印刷品質が低下してしまうおそれがある。

一方、２個の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、段ボールシートＳの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に湾曲配置されている。即ち、第１支持ローラ５３ｂと２個の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、回転中心Ｏｂ，Ｏｃ，Ｏｄを結ぶ線が段ボールシートＳの搬送方向に反った搬送ベルト３２の上面に対して上方に湾曲した湾曲線となっている。

そして、第２支持ローラ５３ｄは、外周面と段ボールシートＳの搬送面（搬送ベルト３２の上面）との間に予め設定された鉛直方向の第２所定隙間ｈ２が確保されている。この第２所定隙間ｈ２は、段ボールシートＳの厚さと予め設定された段ボールシートＳの推定反り量との合計値以上の寸法に設定されている。段ボールシートＳの推定反り量は、段ボールシートＳの種類（厚さ、長さ、幅、材質など）に応じて予め計測により求めておく。更に、第２支持ローラ５３ｃは、外周面と段ボールシートＳの搬送面（搬送ベルト３２の上面）との間に第１所定隙間ｈ１より大きく第２所定隙間ｈ２より小さい隙間が確保されている。

この場合、第１支持ローラ５３ｂと２個の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄによる湾曲線の量は、段ボールシートＳの反り量に相当するものを予め設定しておくとよい。段ボールシートＳの反り量とは、反り係数（一般的にワープファクタ：ＷＦと称する。）と、流れ方向の段ボールシートＳの長さ（Ｌ：単位はｍｍ）に起因しており、TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry, Inc：紙パルプ技術協会)の規定によると、下記数式により設定される。
反り量σ＝（ＷＦ×Ｌ２）／１４６５０

なお、複数の支持ローラ５３として、インクジェットヘッド５４の下部に配置される第３支持ローラ５３ｅを設けてもよい。第３支持ローラ５３ｅは、段ボールシートＳの幅方向に所定間隔を空けて複数（本実施形態では、４個）配置されている。第３支持ローラ５３ｅは、左右の移動フレーム５２の取付部６２に段ボールシートＳの幅方向に沿う回転軸（図示略）により回転自在に支持されている。第３支持ローラ５３ｅは、外周面と段ボールシートＳの搬送面（搬送ベルト３２の上面）との間に予め設定された鉛直方向の第１所定隙間ｈ１が確保されている。

また、インクジェットヘッド５４は、下面と各第１支持ローラ５３ａ，５３ｂの外周面との間に予め設定された鉛直方向の第３所定隙間ｈ３が確保されている。この第３所定隙間ｈ３は、インクジェットヘッド５４の印字方式に応じて設定されている。

なお、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂと第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、上述した数に限定されるものではなく、特に、第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄを多数設けることが望ましい。また、第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄは、外径を第１支持ローラ５３ａ，５３ｂの外径より小さくすることが望ましい。更に、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂ及び第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄ間に、その隙間を埋めるガイドを設けてもよい。

以下、本実施形態の印刷装置１０の作動について説明する。

本実施形態の印刷装置による印刷制御方法において、図１に示すように、多数の段ボールシートＳは、給紙部１１の給紙テーブル２１上に鉛直方向に沿って積み重ねられている。この給紙部１１にて、給紙テーブル２１上に積み重ねられている多数の段ボールシートＳは、まず、シート送り出し機構２２により最下位置にある段ボールシートＳが前方に送り出される。すると、この段ボールシートＳは、フィードロール２３により所定の一定速度で搬送部１２に向けて供給される。

搬送部１２にて、各吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、各吸引ブロア３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅから吸引力が作用する。また、搬送ベルト３２は、駆動ローラ４１により所定の速度で移動する。このとき、各吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅの吸引力が搬送ベルト３２の各貫通孔を通して搬送ベルト３２の上面に作用する。そのため、給紙部１１から供給された段ボールシートＳは、搬送ベルト３２の上面に吸引されながら搬送される。

印刷部１３にて、各印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄは、それぞれインクジェットヘッド５４が段ボールシートＳが搬送された所定のタイミングでインキを吐出することで、段ボールシートＳの表面に印刷を行う。そして、印刷された段ボールシートＳは、搬送ベルト３２の上面に吸引されながら搬送され、乾燥部１４で乾燥された後、図示しない排紙部に排紙される。

次に、印刷ユニット５１Ａの作動について具体的に説明する。図５から図１０は、印刷ユニットの作動を表す説明図である。

図５に示すように、段ボールシートＳの先端部と後端部に上向きの反りがあったとき、段ボールシートＳの先端部は、搬送面（搬送ベルト３２の上面）から浮き上がった状態で印刷ユニット５１Ａに到達する。一方、印刷ユニット５１Ａは、移動フレーム５２がストッパ６５（図３参照）に当接した最下方位置に位置しており、搬送面に対する第１支持ローラ５３ａの回転中心Ｏａの高さ（以下、第１支持ローラ高さ）はＨであり、第２支持ローラ５３ｄは、段ボールシートＳの搬送面との間に段ボールシートＳの厚さと推定反り量との合計値以上の寸法の第２所定隙間ｈ２が確保されている。

この状態で、段ボールシートＳの反った先端部が印刷ユニット５１Ａに到達すると、図６に示すように、段ボールシートＳの先端部が第２支持ローラ５３ｄの下方を通過し、第１支持ローラ高さＨ１は変化しない。但し、段ボールシートＳの厚さと推定反り量が大きかった場合であっても、段ボールシートＳの反った先端部が第２支持ローラ５３ｄに接触し、第２支持ローラ５３ｄを介して移動フレーム５２を押し上げることで、第１支持ローラ高さＨ１が大きくなる。

段ボールシートＳの先端部が第２支持ローラ５３ｄの下方を通過すると、図７に示すように、段ボールシートＳの反った先端部が第２支持ローラ５３ｃに接触し、第２支持ローラ５３ｃを介して移動フレーム５２を押し上げることで、第１支持ローラ高さＨ２が大きくなる。更に、段ボールシートＳの先端部が第２支持ローラ５３ｃを押し上げて下方を通過すると、図８に示すように、段ボールシートＳの反った先端部が第１支持ローラ５３ｂに接触し、第１支持ローラ５３ｂを介して移動フレーム５２を押し上げることで、第１支持ローラ高さＨ３が更に大きくなる。

そして、段ボールシートＳの先端部が第１支持ローラ５３ｂを押し上げて下方を通過すると、図９に示すように、段ボールシートＳの反った先端部が第１支持ローラ５３ａに接触し、このときの第１支持ローラ高さＨ４は変化しない。段ボールシートＳの先端部が第１支持ローラ５３ｂから第１支持ローラ５３ａに至るとき、段ボールシートＳは高速で搬送されることから、段ボールシートＳの反った先端部がインクジェットヘッド５４の下部に接触することはないものと考えられる。但し、インクジェットヘッド５４の下部に第３支持ローラ５３ｅ（図２参照）を設けることで、段ボールシートＳの反った先端部とインクジェットヘッドの下部との接触が阻止される。

その後、段ボールシートＳの先端部が第１支持ローラ５３ａを通過すると、図１０に示すように、移動フレーム５２を押し上げるものがなくなって自重により下降し、第１支持ローラ高さＨ５が小さくなる。このとき、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂが段ボールシートＳの表面を転動することとなる。

段ボールシートＳが印刷ユニット５１Ａを通過するとき、段ボールシートＳの反り量に応じて各支持ローラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを介して移動フレーム５２が水平状態を維持して上下移動することから、インクジェットヘッド５４も鉛直方向に揺動せずに上下移動だけする。そのため、インクジェットヘッド５４の振動が抑制され、下方を通過する段ボールシートＳの表面に対して適切に印刷することができる。なお、最後に、段ボールシートＳの上向きに反った後端部が印刷ユニット５１Ａを通過するが、このときも同様の動作となる。

このように本実施形態の印刷装置にあっては、段ボールシートＳを水平方向に搬送する搬送部１２と、段ボールシートＳの印刷面に対して印刷を行う印刷部１３とを備え、印刷部１３は、水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動自在に支持される移動フレーム５２と、段ボールシートＳの搬送方向に所定間隔を空けて段ボールシートＳの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に配置されると共に移動フレーム５２に段ボールシートＳの幅方向に沿う回転軸６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄにより回転自在に支持される複数の支持ローラ５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）と、移動フレーム５２に固定されて段ボールシートＳの印刷面に印刷を行うインクジェットヘッド５４とを有している。

従って、段ボールシートＳは、搬送部１２により搬送され、印刷部１３により印刷面に対して印刷が行われる。このとき、段ボールシートＳの先端部が上方側に反っていると、この反った先端部が段ボールシートＳの搬送方向の上流側で上方に配置された第２支持ローラ５３ｄから順に接触していき、各支持ローラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを介して移動フレーム５２を上昇させ、その後、反った先端部が全ての支持ローラを通過すると、各支持ローラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを介して移動フレーム５２が下降する。この段ボールシートＳの反った先端部が各支持ローラ５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを通過する間、移動フレーム５２は、水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動することから、インクジェットヘッド５４も同様に水平状態に維持されることとなり、段ボールシートＳの印刷面に対して適切にインクの液滴を吐出することができる。その結果、段ボールシートＳの形状に拘わらずインクジェットヘッド５４を安定して支持することで印刷精度の低下を抑制することができる。

本実施形態の印刷装置では、複数の支持ローラ５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）は、段ボールシートＳの搬送面との間に予め設定された第１所定隙間ｈ１を空けて移動フレーム５２に支持され、第１所定隙間ｈ１を段ボールシートＳの厚さと略同様の寸法に設定している。従って、支持ローラ５３と段ボールシートＳの搬送面との間に段ボールシートＳの厚さと略同様の寸法の第１所定隙間ｈ１が確保されることで、支持ローラ５３が連続して搬送される段ボールシートＳの間で搬送面に落下することはなく、インクジェットヘッド５４の振動の発生を抑制することができる。

本実施形態の印刷装置では、移動フレーム５２の鉛直方向の下方への移動を阻止するストッパ６５を設けることで、第１所定隙間ｈ１を維持している。従って、構造の複雑化を抑制することができる。

本実施形態の印刷装置では、移動フレーム５２を段ボールシートＳの幅方向の外側で鉛直方向に沿って移動自在に支持すると共に、ストッパ６５により下方への移動を阻止している。従って、移動フレーム５２を搬送される段ボールシートＳの上方に配置せず、搬送される段ボールシートＳの上方に支持ローラ５３とインクジェットヘッド５４だけを配置すればよく、構造の簡素化を図ることができる。

本実施形態の印刷装置では、複数の支持ローラ５３として、インクジェットヘッド５４に対して段ボールシートＳの搬送方向の上流側と下流側に配置される複数の第１支持ローラ５３ａ，５３ｂと、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂより段ボールシートＳの搬送方向の上流側で段ボールシートＳの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に湾曲配置される複数の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄとを設けている。従って、インクジェットヘッド５４の前後に複数の第１支持ローラ５３ａ，５３ｂを配置すると共に、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂより後方に複数の第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄを湾曲配置することから、第１支持ローラ５３ａ，５３ｂによりインクジェットヘッド５４と段ボールシートＳの印刷面との隙間を確保することができ、第２支持ローラ５３ｃ，５３ｄによりインクジェットヘッド５４と反った段ボールシートＳの印刷面に対して隙間を確保することができる。

本実施形態の印刷装置では、段ボールシートＳの搬送方向における最上流側の第２支持ローラ５３ｄを、段ボールシートＳの搬送面との間に予め設定された第２所定隙間ｈ２を空けて移動フレーム５２に支持し、第２所定隙間ｈ２を段ボールシートＳの厚さと予め設定された推定反り量との合計値以上の寸法に設定している。従って、第２支持ローラ５３ｄと段ボールシートＳの搬送面との間に段ボールシートＳの厚さと推定反り量との合計値以上の寸法の第２所定隙間ｈ２が確保されることで、反った段ボールシートＳの先端部が第２支持ローラ５３ｄに到達したとき、第２支持ローラ５３ｄは、反った段ボールシートＳ上を適切に転動することができ、インクジェットヘッド５４を適正に上下移動させることができる。

本実施形態の印刷装置では、支持ローラ５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）を段ボールシートＳの幅方向に所定間隔を空けて複数配置し、段ボールシートＳの印刷への影響が少ない領域に対向して配置している。従って、複数の支持ローラ５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）が段ボールシートＳの印刷への影響が少ない領域上を転動することから、支持ローラ５３（５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）が段ボールシートＳの印刷領域を損傷させることがなく、高精度な印刷を行うことができる。

本実施形態の印刷装置では、インクジェットヘッド５４の下部に第３支持ローラ５３ｅを配置している。従って、反った段ボールシートＳが第３支持ローラ５３ｅに接触することで、段ボールシートＳとインクジェットヘッド５４との接触を抑制し、インクジェットヘッド５４の損傷を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、印刷部１３として、インクジェットヘッド５４を有する４個の印刷ユニット５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを設けたが、この構成に限定されるものではない。図１１は、印刷装置の変形例を表す概略構成図である。

図１１に示すように、印刷装置７０は、表ライナと裏ライナの間に波形形状をなす中芯が糊付けされた段ボールシートＳの印刷面（表面）に印刷を行うものであり、給紙部１１と、搬送部１２と、印刷部７１と、乾燥部１４と、排紙部１５を備えている。ここで、給紙部１１と搬送部１２と乾燥部１４は、上述した実施形態と同様である。

印刷部７１は、５個の印刷ユニット８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅが水平方向に沿って配置され、段ボールシートＳの表面に４個のインキ色を使用して印刷を行うことができる。各印刷ユニット８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄは、ほぼ同様に構成され、印刷シリンダ８２、インキ供給ロール（アニロックスロール）８３、インキチャンバ８４、受ロール８５を有している。印刷シリンダ８２は、その外周部に印版（図示略）が取付けられ、回転可能に設けられている。インキ供給ロール８３は、印刷シリンダ８２の近傍にて印版に対接するように配置され、回転可能に設けられている。インキチャンバ８４は、インキを蓄えるものであり、インキ供給ロール８３の近傍に設けられている。受ロール８５は、印刷シリンダ８２との間で段ボールシートＳを挟持することで、所定の印圧を付与しながら搬送するものであり、印刷シリンダ８２の下方に対向して回転可能に設けられている。

印刷ユニット８１Ｅは、移動フレーム９１と、複数の支持ローラ９２と、インクジェットヘッド９３とから構成されている。複数の支持ローラ９２は、段ボールシートＳの搬送方向に所定間隔を空けて段ボールシートＳの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に配置されると共に移動フレーム９１に段ボールシートＳの幅方向に沿う回転軸により回転自在に支持されている。搬送部１２は、吸引部としての吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆと、搬送ベルト（図示略）とを有している。吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅは、各印刷ユニット８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅに対応する領域に配置されている。吸引部３１Ｆは、乾燥部１４に対応する領域に配置されている。この場合、インクジェットヘッド９３は、１個のユニットが１色印刷用であっても、多色印刷用であってもよい。また、印刷ユニット８１Ｅを印刷ユニット８１Ａより上流側や各印刷ユニット８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅの間に配置してもよい。

そのため、給紙部１１にて、給紙テーブル２１上に積み重ねられている多数の段ボールシートＳは、まず、シート送り出し機構２２により最下位置にある段ボールシートＳが前方に送り出される。すると、この段ボールシートＳは、フィードロール２３により所定の一定速度で搬送部１２に向けて供給される。搬送部１２にて、各吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆは、各吸引ブロアから吸引力が作用し、搬送ベルトは、所定の速度で移動する。このとき、各吸引部３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆの吸引力が搬送ベルトの各貫通孔を通して搬送ベルトの上面に作用する。そのため、給紙部１１から供給された段ボールシートＳは、搬送ベルトの上面に吸引されながら搬送される。

印刷部７１にて、各印刷ユニット８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄでは、インキ供給ロール８３の表面にインキチャンバ８４からインキが供給されており、印刷シリンダ８２及びインキ供給ロール８３が回転すると、インキ供給ロール８３の表面のインキが印版に転移される。そして、印刷シリンダ８２と受ロール８５との間に段ボールシートＳが搬送されると、この段ボールシートＳが印刷シリンダ８２（印版）と受ロール８５とにより挟持され、この段ボールシートＳに印圧が付与されることでその表面に印刷が施される。また、印刷部７１にて、印刷ユニット８１Ｅは、インクジェットヘッド９３が段ボールシートＳが搬送された所定のタイミングでインキを吐出することで、段ボールシートＳの表面に印刷を行う。そして、印刷された段ボールシートＳは、搬送ベルトの上面に吸引されながら搬送され、乾燥部１４に乾燥された後、排紙部１５に排紙される。

このとき、印刷ユニット８１Ｅにて、段ボールシートＳの反った先端部が到達すると、段ボールシートＳの先端部が湾曲配置された複数の支持ローラ９２を介して移動フレーム９１を押し上げる。そして、段ボールシートＳの先端部が複数の支持ローラ９２を通過すると、移動フレーム９１を押し上げるものがなくなって自重により下降する。段ボールシートＳが印刷ユニット８１Ｅを通過するとき、段ボールシートＳの反り量に応じて各支持ローラ９２を介して移動フレーム９１が水平状態を維持して上下移動することから、インクジェットヘッド９３も鉛直方向に揺動せずに上下移動だけする。そのため、インクジェットヘッド９３の振動が抑制され、下方を通過する段ボールシートＳの表面に対して適切に印刷することができる。

なお、上述した実施形態では、印刷部の印刷ユニットを移動体と支持ローラとインクジェットヘッドにより構成したが、インクジェットヘッドの振動を抑制する目的で、移動体に所定重量の重りを搭載してもよい。

また、上述した実施形態では、支持ローラをシートの幅方向に所定間隔を空けて複数配置し、シートの印刷への影響が少ない領域に対向して配置したが、シートの大きさにより印刷への影響が少ない領域の位置が相違することから、支持ローラをシートの幅方向に移動調整可能としてもよい。

また、上述した実施形態では、シートとして段ボールシートＳを用いて説明したが、枚葉印刷機で使用する枚葉紙などでもよく、本発明の印刷装置は、所定の大きさのシートを所定間隔で連続して搬送しながら印刷する印刷機に適用することができる。

１０，７０ 印刷装置
１１ 給紙部
１２ 搬送部
１３，７１ 印刷部
１４ 乾燥部
３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ 吸引部
３２ 搬送ベルト
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅ 吸引ブロア
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ，８１Ｄ，８１Ｅ 印刷ユニット
５２，９１ 移動フレーム（移動体）
５３，９２ 支持ローラ
５３ａ，５３ｂ 第１支持ローラ
５３ｃ，５３ｄ 第２支持ローラ
５３ｅ 第３支持ローラ
５４，９３ インクジェットヘッド
６１ 支持部
６２ 取付部
６３ 案内部
６４ 支持台
６５ ストッパ
６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ 回転軸
ｈ１ 第１所定隙間
ｈ２ 第２所定隙間
ｈ３ 第３所定隙間
Ｓ 段ボールシート（シート）

Claims (8)

1. シートを水平方向に搬送する搬送部と、
   シートの印刷面に対して印刷を行う印刷部と、
   を備え、
   前記印刷部は、
   水平状態に維持されたままで鉛直方向に沿って移動自在に支持される移動体と、
   シートの搬送方向に所定間隔を空けてシートの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に配置されると共に前記移動体にシートの幅方向に沿う回転軸により回転自在に支持される複数の支持ローラと、
   前記移動体に固定されてシートの印刷面に印刷を行うインクジェットヘッドと、
   を有することを特徴とする印刷装置。
2. 前記複数の支持ローラは、シートの搬送面との間に予め設定された第１所定隙間を空けて前記移動体に支持され、前記第１所定隙間は、シートの厚さと同寸法に設定されることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記移動体は、鉛直方向の下方への移動を阻止するストッパにより前記第１所定隙間が維持されるとことを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記移動体は、シートの幅方向の外側で鉛直方向に沿って移動自在に支持されると共に、前記ストッパにより下方への移動が阻止されることを特徴とする請求項３に記載の印刷装置。
5. 前記複数の支持ローラは、前記インクジェットヘッドに対してシートの搬送方向の上流側と下流側に配置される複数の第１支持ローラと、前記第１支持ローラよりシートの搬送方向の上流側でシートの搬送方向の上流側が鉛直方向における上方側に湾曲配置される複数の第２支持ローラとを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の印刷装置。
6. 前記複数の第２支持ローラのうちのシートの搬送方向における最上流側の前記第２支持ローラは、シートの搬送面との間に予め設定された第２所定隙間を空けて前記移動体に支持され、前記第２所定隙間は、シートの厚さと予め設定された推定反り量との合計値以上の寸法に設定されることを特徴とする請求項５に記載の印刷装置。
7. 前記支持ローラは、シートの幅方向に所定間隔を空けて複数配置され、シートの印刷への影響の少ない領域に対向して配置されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の印刷装置。
8. 前記インクジェットヘッドの下部に第３支持ローラが配置されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の印刷装置。

Images