JP7069869B2 - 搬送装置、印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は搬送装置、印刷装置に関する。

搬送ドラムにシート材を巻き付けて搬送しながらシート材の印刷を施す印刷装置においては、シート材が搬送ドラムに周面に皺などがない状態で担持される必要がある。

従来、回転ドラムの外周面に設けられ、記録媒体の搬送方向先端部を保持する保持手段と、保持手段に対して記録媒体の搬送方向上流側であって回転ドラム外周面の幅方向両端部位置に設けられ、記録媒体の幅方向側端部に接触して記録媒体を回転ドラム側に押えつける一対の接触式抑えつけ手段と、回転ドラムの外周面に形成され、搬送される記録媒体の非画像面側を外周面に吸着する多数の吸着孔とを備えるものが知られている（特許文献１）。

特開２０１２－０２０８７０号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、押えつけ手段による押えつけを行う前に吸着手段で吸着しているため、押えつけ手段でシート材を搬送ドラムの周面にならして皺や浮きを抑制する効果が十分に得られなくなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、搬送ドラムの周面にシート材を吸着保持するときの皺や浮きなどの発生を低減することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る搬送装置は、
シート材を搬送する搬送ドラムと、
前記シート材に対する所定の動作が開始される動作開始位置よりも搬送方向上流側で前記シート材を前記搬送ドラムの周面に押し付ける押し付け手段と、
前記搬送ドラム上に前記シート材を吸引して吸着させる吸着手段と、を備え、
前記搬送ドラムは、複数枚の前記シート材を担持可能であり、
前記吸着手段は、１枚の前記シート材に対応する複数の吸着部を含み、
前記複数の吸着部は、いずれも、前記押し付け手段と前記動作開始位置との間の距離よりも短い長さの吸着領域を有し、
前記吸着部は前記搬送ドラムとともに回転し、
前記吸着手段は、最下流側の前記吸着部が前記押し付け手段を通過した後に前記シート材の吸着を開始する
構成とした。

本発明によれば、搬送ドラムの周面にシート材を吸着保持するときの皺や浮きなどの発生を低減することができるようになる。

本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。 吸着装置の説明に供する搬送ドラム周りの模式的説明図である。 同吸着装置の構成説明図である。 吸着制御手段による吸着タイミングの制御の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態の説明に供するシート材の幅サイズ、吸着力、時間の関係の一例の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態について図１を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。

印刷装置１は、搬入部１０と、印刷部２０と、乾燥部３０と、搬出部４０とを備えている。印刷装置１は、搬入部１０から搬入されるシート状部材であるシート材Ｐに対し、印刷部２０で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部３０でシート材Ｐに付着した液体を乾燥させた後、シート材Ｐを搬出部４０に排出する。

搬入部１０は、複数のシート材Ｐが積載される搬入トレイ１１と、搬入トレイ１１からシート材Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２と、シート材Ｐを印刷部２０へ送り込むレジストローラ対１３とを備えている。

給送装置１２には、ローラやコロを用いた装置や、エア吸引を利用した装置など、あらゆる給送装置を用いることが可能である。給送装置１２により搬入トレイ１１から送り出されたシート材Ｐは、その先端がレジストローラ対１３に到達した後、レジストローラ対１３が所定のタイミングで駆動することにより、印刷部２０へ送り出される。

印刷部２０は、シート材Ｐを外周面に担持して搬送する搬送手段である搬送ドラム２１と、搬送ドラム２１に担持されたシート材Ｐに向けて液体を吐出する液体吐出部２２とを備えている。

また、印刷部２０は、送り込まれたシート材Ｐを受け取って搬送ドラム２１へ渡す渡し胴２４と、搬送ドラム２１によって搬送されたシート材Ｐを乾燥部３０へ受け渡す受け渡し胴２５を備えている。

搬入部１０から印刷部２０へ搬送されてきたシート材Ｐは、渡し胴２４の表面に設けられたシートグリッパによって先端が把持され、渡し胴２４の回転に伴って搬送される。渡し胴２４により搬送されたシート材Ｐは、搬送ドラム２１との対向位置で搬送ドラム２１へ受け渡される。

搬送ドラム２１の表面にもシートグリッパが設けられており、シート材Ｐの先端がシートグリッパによって把持される。搬送ドラム２１の表面には、複数の吸引孔が分散して形成されている。吸着手段である吸着装置２６によって搬送ドラム２１の吸引孔から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。

そして、渡し胴２４から搬送ドラム２１へ受け渡されたシート材Ｐは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸着装置２６による吸い込み気流によって搬送ドラム２１上に吸着され、搬送ドラム２１の回転に伴って搬送される。

液体吐出部２２は、吐出ユニット２３（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄ）を備えている。例えば、吐出ユニット２３Ａはシアン（Ｃ）の液体を、吐出ユニット２３Ｂはマゼンタ（Ｍ）の液体を、吐出ユニット２３Ｃはイエロー（Ｙ）の液体を、吐出ユニット２３Ｄはブラック（Ｋ）の液体を、それぞれ吐出する。なお、必要に応じて、白色、金色、銀色などの特殊な液体、表面コート液などの処理液を吐出する吐出ユニットを設けることもできる。

液体吐出部２２の各吐出ユニット２３は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。搬送ドラムに担持されたシート材Ｐが液体吐出部２２との対向領域を通過するときに、吐出ユニット２３から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。

乾燥部３０は、印刷部２０でシート材Ｐ上に付着した液体を乾燥させるための乾燥機構部３１と、印刷部２０から搬送されてくるシート材Ｐを吸引した状態で搬送する（吸引搬送する）吸引搬送機構部３２とを備えている。

印刷部２０から搬送されてきたシート材Ｐは、吸引搬送機構部３２に受け取られた後、乾燥機構部３１を通過するように搬送され、搬出部４０へ受け渡される。

乾燥機構部３１を通過するとき、シート材Ｐ上の液体には乾燥処理が施される。これにより液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材Ｐ上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Ｐのカールが抑制される。

搬出部４０は、複数のシート材Ｐが積載される搬出トレイ４１を備えている。乾燥部３０から搬送されてくるシート材Ｐは、搬出トレイ４１上に順次積み重ねられて保持される。

なお、印刷装置１には、例えば、シート材Ｐに対して前処理を行う前処理部を印刷部２０の上流側に配置したり、液体が付着したシート材Ｐに対して後処理を行う後処理部を乾燥部３０と搬出部４０との間に配置したりすることもできる。

前処理部としては、例えば、液体と反応して滲みを抑制するための処理液をシート材Ｐに塗布する先塗り処理を行うものが挙げられる。また、後処理部としては、例えば、印刷部２０で印刷されたシートを反転させて再び印刷部２０へ送ってシート材Ｐの両面に印刷するためのシート反転搬送処理や、複数枚のシートを綴じる処理などを行うものが挙げられる。

次に、吸着装置について図２及び図３を参照して説明する。図２は搬送ドラム周りの模式的説明図、図３は同吸着装置の構成説明図である。

まず、図２を参照して、搬送ドラム２１の周囲には、吐出ユニット２３（２３Ａ）よりも搬送方向上流側で、渡し胴２４よりも搬送方向下流側に、シート材Ｐを搬送ドラム２１の周面に押し付ける押し付け手段であるならしローラ２８が配置されている。

すなわち、本実施形態では、所定の動作はシート材Ｐに対する印刷部２０による印刷動作であり、所定の動作である印刷動作が開始される動作開始位置（以下、「印刷動作開始位置」という。）は、最も上流側の吐出ユニット２３Ａによる液体吐出位置となる。

搬送ドラム２１のグリップでシート材Ｐの先端を把持し、ならしローラ２８でシート材Ｐの後端を押さえることで、シート材Ｐにテンションが付与され、シート材Ｐの皺や浮きが矯正され、シート材Ｐは搬送ドラム２１の周面に倣って担持される。

そして、搬送ドラム２１の内部には、吸着装置２６を構成する吸着部（吸引部）２０１（２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ）が配置されている。吸着部２０１は、搬送ドラム２１の回転に同動して回転する。

吸着部２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃは、ならしローラ２８から最上流の吐出ユニット２３Ａによる印刷動作開始位置までの距離Ｌ０よりも短い長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３（Ｌ１＜Ｌ０、Ｌ２＜Ｌ０、Ｌ３＜Ｌ０）の吸着領域（吸引領域）を有している。

本実施形態では、搬送ドラム２１は、複数枚のシート材Ｐを同時に担持することができ、１枚のシート材Ｐの長さに対応して三分割された吸着部２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃを配置しているが、これに限るものではない。

この場合、複数の吸着部２０１の吸着領域の長さは同じである必要はない。例えば、シート材Ｐのサイズ対応を考慮する場合、吸着領域の長さは最小サイズに合わせることになるので、搬送方向下流側の吸着部２０１が一番長い吸着領域になる。それ以降の後端寄りの吸着領域はサイズ分割によって長さを決めることになるので、吸着領域の長さは短めになる。

ただし、搬送方向下流側の吸着部２０１の吸着領域の長さは、ならしローラ２８（押し付け手段）から最上流の吐出ユニット２３Ａによる印刷動作開始位置までの距離よりも短い長さである。

次に、図３も参照して、吸着装置２６の吸着部２０１は、個別吸引経路２０２及び共通吸引経路２０３を介して吸引手段として吸引ポンプ２０４に接続され、個別吸引経路２０２には経路を開閉する開閉手段としての電磁弁２０５（２０５Ａ、２０５Ｂ、２０５Ｃ）が配置されている。

これらの吸引ポンプ２０４の駆動制御、電磁弁２０５の開閉制御は、吸着制御手段５０１によって行われる。

吸着制御手段５０１は、搬送ドラム２１の回転に応じて出力されるホームセンサ５０２からのホーム位置信号と、ドラムエンコーダ５０３からの出力パルスのカウント値から、ならしローラ２８に対する各吸着部２０１の位置を検出し、これらに基づいて電磁弁２０５を開閉閉制御して、吸着部２０１によるシート材Ｐの吸着を制御する。

次に、吸着制御手段による吸着制御について図４も参照して説明する。図４は吸着制御タイミングの説明に供する説明図である。

まず、搬送ドラム２１上に渡し胴２４によってシート材Ｐが渡され、シート材Ｐは、搬送ドラム２１のグリップでシート材Ｐの先端が把持され、搬送ドラム２１の回転によって搬送される。そして、シート材Ｐがならしローラ２８を通過することで、シート材Ｐにテンションが付与され、シート材Ｐの皺や浮きが矯正される。

ここで、例えば、図４に示す時点ｔ０で吸着部２０１Ａの先端がならしローラ２８を通過したものとすると、この時点ｔ０から吸着部２０１Ａによるシート材Ｐの吸着は開始しない状態を継続する。

そして、吸着部２０１Ａの後端がならしローラ２８を通過した後の時点ｔ１で、例えば、電磁弁２０５Ａを開いて、吸着部２０１Ａによる吸着を開始する。この場合、時点ｔ０から時点ｔ１までの距離は、吸着部２０１Ａの吸着領域の長さＬ１にマージン量αを加算した距離としている。

なお、ここでは、電磁弁２０５の動作と実際の吸着力の発生との間のタイムラグがないものとして説明するが、タイムラグが生じるときには、当該タイムラグ分早く電磁弁２０５を開状態にすればよい。

したがって、シート材Ｐはならしローラ２８を通過した後、先端のグリップとならしローラ２８との間でのテンションを受けるときに、搬送ドラム２１上に吸着されていない状態にあり、テンションによって皺や浮きが矯正される。

これに対して、シート材Ｐはならしローラ２８を通過した段階で搬送ドラム２１上に吸着されていると、シート材Ｐと搬送ドラム２１との間の摩擦力が大きくなる。そのため、吸着された段階でシート材Ｐの皺や浮きが固定され、ならしローラ２８でテンションを付与してもならすことができなくなる。

次いで、吸着部２０１Ｂの後端がならしローラ２８を通過した後の時点ｔ２で、例えば、電磁弁２０５Ｂを開いて、吸着部２０１Ｂによる吸着も開始する。この場合、時点ｔ１から時点ｔ２までの距離は、吸着部２０１Ａ、２０１Ｂの吸着領域の長さＬ１、Ｌ２にマージン量αを加算した距離としている。

さらに、吸着部２０１Ｃの後端がならしローラ２８を通過した後の時点ｔ３で、例えば、電磁弁２０５Ｃを開いて、吸着部２０１Ｃによる吸着も開始する。この場合、時点ｔ１から時点ｔ３までの距離は、吸着部２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃの吸着領域の長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３からマージン量βを減算した距離としている。

ここで、マージン量βは、シート材Ｐの後端がならしローラ２８を抜ける前に吸着部２０１Ｃによる吸着を行うために差し引く距離である。

つまり、シート材Ｐの後端が吸着部２０１の途中に対向しているときには、当該吸着部２０１がならしローラ２８を通過する前に、シート材Ｐの後端が吸着される前にならしローラ２８を抜けてしまうことになる。シート材Ｐの後端が吸着されないまま、ならしローラ２８を抜けると浮きなどが生じる。

そこで、シート材Ｐの後端が吸着部２０１に対向しているときには、当該吸着部２０１がならしローラ２８を通過する前であっても、シート材Ｐの後端がならしローラ２８を抜ける前に、当該吸着部２０１による吸着を行う。

このように、吸着装置２６は、シート材Ｐの後端が吸着部２０１に対向するときには、シート材Ｐの後端がならしローラ２８（押し付け手段）を抜ける前に、当該吸着部２０１でシート材Ｐを搬送ドラム２１上に吸着させる。

これにより、シート材Ｐの後端部の浮きを防止して、安定した搬送を行うことができる。

また、例えば、シート材Ｐの後端が吸着部２０１Ｂ、あるいは、吸着部２０１Ａに対向するようなサイズのシート材Ｐであるときにも、いずれも、シート材Ｐの後端がならしローラ２８を抜ける前に吸着を行うようにすることが好ましい。

言い換えれば、吸着装置２６は、シート材Ｐの吸着長さがならしローラ２８（押し付け手段）と印刷動作開始位置との間の距離Ｌ０よりも短くなるときには、シート材Ｐがならしローラ２８を抜ける前に、シート材Ｐを搬送ドラム２１上に吸着させる。

これにより、シート材Ｐの浮きを防止して、安定した搬送を行うことができる。

次に、本発明の第２実施形態について図５も参照して説明する。図５は同実施形態の説明に供するシート材の幅サイズ、吸着力、時間の関係の一例の説明図である。

本実施形態では、吸着装置２６は、シート材Ｐの搬送方向と直交する方向の幅に応じて、吸着部２０１の吸着力を付与するタイミングを変更している。

つまり、シート材Ｐの搬送方向と直交する方向の幅が広いときには、搬送ドラム２１の吸引孔のうちのシート材Ｐで塞がれない吸引孔の数が少なくなるのに対し、幅が狭いときには、シート材Ｐで塞がれない吸引孔の数が多くなる。

したがって、シート材Ｐで塞がれない吸引孔の数によって、所定の吸着力に達するまでの時間が異なることになる。例えば、図５に示すように、吸着部２０１の吸引開始から目標吸着力に達するまでの時間は、シート材Ｐで塞がれない吸引孔の数が少ない幅狭の場合の方が、シート材Ｐで塞がれない吸引孔の数が多い幅広の場合よりも長くなる。

そこで、シート材Ｐの幅が相対的に広いときには吸着力を付与するタイミング（吸引力を発生させるタイミング）を遅くし、シート材Ｐの幅が相対的に狭いときには吸着力を付与するタイミング（吸引力を発生させるタイミング）を早くする。この場合、幅が最大のシート材を搬送するときに吸着力を付与するタイミングが最も遅く、幅が最小のシート材を搬送するときに吸着力を付与するタイミングが最も早くなる。

これにより、安定した吸着を行うことができる。

例えば、図４の例において、電磁弁２０５Ａを開いて吸着部２０１Ａによる吸着を時点ｔ１で行うとき、幅が狭いシート材Ｐの場合には幅が広いシート材Ｐよりも電磁弁２０５Ａを開くタイミングを早くする。これにより、時点ｔ１において、所要の吸着力を吸着部２０１Ａで発生できるようになる。

なお、本実施形態では、吸着力を付与するタイミングを制御しているが、シート材Ｐの幅に応じて吸着部２０１の吸引力を変更するようにすることもできる。

吸引力の変更は、吸引手段としての吸引ポンプ２０４の吸引力をシート材Ｐの幅に応じて変更することで実現できる。これによれば、図５の目標吸着力までの時間をシート材Ｐの幅にかかわらず、ほぼ同じにすることもできる。

なお、上記各実施形態においては、所定の動作が印刷動作である例で説明しているが、所定の動作は印刷動作に限るものではなく、例えばシート材上の画像を読取り動作、シート材の位置検出マークや先端などを検出する検出動作などが含まれる。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ 印刷装置
１０ 搬入部
２０ 印刷部
２１ 搬送ドラム
２２ 液体吐出部
２６ 吸着装置（吸着手段）
２８ ならしローラ（押し付け部材）
２０１（２０１Ａ～２０１Ｃ） 吸着部
５０１ 吸着制御手段

Claims (10)

1. シート材を搬送する搬送ドラムと、
   前記シート材に対する所定の動作が開始される動作開始位置よりも搬送方向上流側で前記シート材を前記搬送ドラムの周面に押し付ける押し付け手段と、
   前記搬送ドラム上に前記シート材を吸引して吸着させる吸着手段と、を備え、
   前記搬送ドラムは、複数枚の前記シート材を担持可能であり、
   前記吸着手段は、１枚の前記シート材に対応する複数の吸着部を含み、
   前記複数の吸着部は、いずれも、前記押し付け手段と前記動作開始位置との間の距離よりも短い長さの吸着領域を有し、
   前記吸着部は前記搬送ドラムとともに回転し、
   前記吸着手段は、最下流側の前記吸着部が前記押し付け手段を通過した後に前記シート材の吸着を開始する
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記吸着手段は、前記吸着部の吸着領域が前記押し付け手段を抜けた後に、当該吸着部で前記シート材を前記搬送ドラム上に吸着させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記押し付け手段と前記動作開始位置との間の距離よりも短い吸着領域を有する前記吸着部が搬送方向最下流側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
4. 前記吸着手段は、前記シート材の後端が前記吸着部に対向するときには、前記シート材の後端が前記押し付け手段を抜ける前に、当該吸着部で前記シート材を前記搬送ドラム上に吸着させる
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の搬送装置。
5. 前記吸着手段は、前記シート材の吸着長さが前記押し付け手段と前記動作開始位置との間の距離よりも短くなるときには、前記シート材が前記押し付け手段を抜ける前に、前記シート材を前記搬送ドラム上に吸着させる
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の搬送装置。
6. 前記シート材の搬送方向と直交する方向の幅に応じて、前記吸着部の吸着力を付与するタイミングを変更する
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の搬送装置。
7. 前記幅が最大の前記シート材を搬送するときに前記吸着力を付与するタイミングが最も遅く、前記幅が最小シート材を搬送するときに前記吸着力を付与するタイミングが最も早い
   ことを特徴とする請求項６に記載の搬送装置。
8. 前記シート材の搬送方向と直交する方向の幅に応じて、前記吸着手段の吸引力を変更する
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の搬送装置。
9. 前記所定の動作が、前記シート材に対する印刷動作、読取り動作、検出動作の少なくともいずれかである
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の搬送装置。
10. シート材に対して印刷を施す印刷手段と、
    請求項１ないし９のいずれかに記載の搬送装置と、を備えている
    ことを特徴とする印刷装置。

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