CN111601922B - 布料印刷方法以及布料印刷装置 - Google Patents

Abstract

在圆筒形状的布料的印刷中不易发生印刷不均。一种布料印刷方法，其用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料(C)的表面实施彩色印刷，其中，在套在轴上的作为印刷对象的所述布料(C)的外周面，在使所述轴(20)旋转的同时，使构成所述喷墨机构的多个打印头(31a～31f)与所述轴(20)中的至少一者沿所述轴(20)的长度方向(X)移动，从而利用所述各打印头以螺旋状对所述布料(C)的表面进行印刷。

Description

布料印刷方法以及布料印刷装置

技术领域

本发明涉及布料印刷方法以及布料印刷装置，详细而言，涉及用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料的表面实施彩色印刷的布料印刷方法以及布料印刷装置。

背景技术

以往，作为利用喷墨机构对作为印刷对象的布料进行印刷的装置，提出了例如专利文献1中记载的装置。专利文献1中记载的印刷装置具备：多个喷嘴，其容纳于打印头中，并喷射多个颜色的油墨；旋转驱动的上游侧及下游侧的驱动辊；以及环形的搬运带，其架设于该两个驱动辊之间，并在上表面支撑布料并进行搬运。以打印头的印刷间距的间隔间歇地搬运布料。每次间歇地搬运布料时，沿着与布料的搬运方向正交的方向(布料的宽度方向)移动打印头，从喷嘴喷射油墨，对布料的表面进行图案的印刷。在喷墨印刷中，例如，由于对蓝色、红色、黄色、黑色等油墨设置深浅而重复印刷，能够表现微细且复杂的图案。

近年来，也对用于制造袜子、紧身衣、游泳衣等的圆筒形状的布料进行喷墨印刷。例如，将作为印刷对象的圆筒形状的布料C套在轴101上，打印头102利用移动单元沿着轴101的长度方向向箭头A的方向移动并喷射油墨。如果长度方向的印刷结束，则使打印头102返回至原来的位置，并且利用旋转单元使轴101向箭头B的方向旋转。旋转角度α是与打印头102能够在布料的表面进行印刷的周向的距离R1相当的角度。每次该间歇旋转时，使打印头102沿轴101的长度方向移动，并对布料的表面进行图案的印刷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5116542号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1中记载的印刷装置中，如图7(B)所示，套在轴101上的布料C的表面为曲面，打印头102的宽度方向的中央部与布料C之间的距离R2、和打印头102的两端部与布料C之间的距离R3不同，因此，从打印头102喷射的油墨难以均等地到达布料C的表面。因此，若利用打印头102间歇地进行喷墨印刷，则容易在印刷部分的周向的中央部与两端部发生印刷不均。

本发明鉴于所述问题而做出，其问题在于，提供一种印刷不均少的布料印刷方法以及布料印刷装置。

用于解决问题的方案

根据本发明的布料印刷方法，用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料的表面实施彩色印刷，在套在轴上的作为印刷对象的所述布料的外周面，在使所述轴旋转的同时，使构成所述喷墨机构的多个打印头与所述轴中的至少一者沿所述轴的长度方向移动，从而利用所述各打印头以螺旋状对所述布料的表面进行印刷。

根据上述的方法，打印头相对于布料沿着曲面状的表面在周向上连续移动，因此，即使布料为曲面状，来自打印头的油墨也大致均等地到达布料的表面，不易发生印刷不均。

本发明的布料印刷装置，用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料的表面实施彩色印刷，其具备：轴，其从一端的开口部插入到作为印刷对象的所述布料的内部，并一体地支撑布料；喷墨机构，其具备沿所述轴的长度方向排列的多个打印头；旋转机构，其使所述轴进行轴旋转；移动机构，其将所述轴与所述喷墨机构中的至少一者沿所述轴的长度方向移动；以及控制装置，其控制所述移动机构的移动速度。所述控制装置以如下方式控制所述移动机构的动作，在所述轴每旋转1周时，使所述轴移动与沿着所述轴的长度方向的打印头的印刷间距相当的距离。

根据上述的结构，利用各打印头在布料的表面以螺旋状印刷图案。打印头沿着布料的表面在周向上移动，因此，来自打印头的油墨大致均等地到达布料的表面，而不受布料为曲面状的影响，不易发生印刷不均。

根据优选的实施方式，还具备支撑管，该支撑管从一端的开口部插入到所述布料的内部，并一体地支撑所述布料，所述轴从所述支撑管的开口部插入到所述支撑管内。

在一个实施方式中，所述轴是能够沿径向扩大和缩小的气胀轴，所述气胀轴包括：圆筒形状的轴主体；多个叶片，其具有沿着所述轴主体的外周面的弯曲形状的叶片板，并以能够沿径向位移的方式支撑于所述轴主体上；以及套管，其设置于所述轴主体的内部，并通过空气的导入而向所述轴主体扩大。所述各叶片具备动作片，该动作片贯穿设置于所述轴主体的沿着长度方向的槽，并以防脱状态向所述轴主体内突出。

发明效果

根据本发明，能够提供印刷不均少的布料印刷方法以及布料印刷装置。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的布料印刷装置的整体的概要结构的主视图。

图2是示出移动机构及旋转机构的立体图。

图3是气胀轴、连结部件、安装部件的侧视图。

图4中(A)是示出气胀轴的叶片与支撑管的内壁紧贴的状态的剖视图，(B)是示出叶片与支撑管的内壁的紧贴解除后的状态的剖视图。

图5是支撑管的立体图。

图6中(A)～(F)是布料相对于头单元沿轴的长度方向移动时的布料的表面的说明图。

图7是示出现有技术的图，头单元及套上布料的轴的(A)为主视图、(B)为侧视图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出本发明的一个实施方式的布料印刷装置10的整体的概要结构的主视图。布料印刷装置10用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料C的表面实施彩色印刷，其包括：轴20，其从一端的开口部插入到作为印刷对象的布料C的内部，并一体地支撑布料C；作为喷墨机构的头单元30，其具备多个打印头31a～31f；旋转机构40，其使轴20进行轴旋转；移动机构50，其使轴20沿轴20的长度方向X(在图1中为左右方向)移动；以及控制装置60，其控制头单元30、旋转机构40和移动机构50。圆筒形状的布料C优选为无缝的，利用布料C制造例如袜子、紧身衣、游泳衣、服装的袖等，但不限于此。布料C的原材料没有限定，可以由棉、丝等天然纤维、聚酯、人造丝、醋酸纤维等人造纤维等构成。

如图2所示，在布料印刷装置10的基座框架11设置有两根支撑柱12，在该支撑柱12之间架设有桥梁13。在桥梁13上载置有移动机构50、利用移动机构50移动的轴20、以及旋转机构40。

移动机构50包括直线马达51和滑动箱52，滑动箱52一体地安装于直线马达51的动子(未图示)。滑动箱52能够沿着直线马达51的长度方向X(在图1中为左右方向)移动。此外，移动机构50不限定于直线马达51，例如，可以由滚珠丝杠和螺母部件构成，也可以由环形带和驱动马达等构成，只要能使轴20及旋转机构40移动，就可以是任意的结构。

在滑动箱52的上方安装有旋转机构40。旋转机构40对安装有布料C的轴20进行旋转支撑，该旋转机构40具备：轴支架41，其安装于滑动箱52的上表面，并对轴20进行支撑；以及马达42和减速器43，其与轴支架41连结，并使轴20以预定的旋转速度旋转。轴20以使其长度方向成为沿着滑动箱52的移动方向(图1中的左右方向、即长度方向X)的方向的方式支撑于轴支架41。轴20能够利用移动机构50在图1中示出的待机位置P1与动作开始位置P2之间移动。

在轴20套上图5所示的圆筒形状的支撑管70。轴20从支撑管70的开口部70a插入到支撑管70内。支撑管70从布料C的一端的开口部Ca插入到布料C的内部，并一体地支撑布料C。布料C也可以利用带、容易剥离的粘接剂等固定单元固定于支撑管70的外周面。布料C由具有伸缩性的原材料构成时，通过将支撑管70的直径设定为当套上布料C时能够利用布料C的收缩力将布料C固定于支撑管70的程度的大小，从而不需要布料C对支撑管70的所述固定单元。

如图3、图4所示，轴20是能够进行空气的导入导出的气胀轴，并且具有：圆筒形状的轴主体21，其安装有支撑管70；套管22，其设置于轴主体21的内部，并通过空气的导入或导出而向轴主体21扩大或向内侧收缩；以及多个(在本实施方式中为4个)叶片23，其以能够沿径向位移的方式支撑于轴主体21上。

在轴主体21中，沿着轴主体21的长度方向X在周向上以等间隔形成有与叶片23对应的数量的槽21a。

套管22例如由能够通过弹性变形而扩大或收缩的橡胶制的弹性套管构成，并且在轴主体21的整个长度范围配置于轴主体21的中空部。

叶片23具备：柄23a，其以沿径向自由移动的方式插入轴主体21的槽21a；截面为圆弧形状的动作片23c，其设置于柄23a的位于轴主体21内的端部，并以防脱状态向轴主体21内突出；以及截面为圆弧形状的板23b，其设置于柄23a的位于轴主体21外的端部，并且沿着轴主体21的外周面。另外，在叶片23安装有将叶片23向内方向施力的未图示的复位弹簧。

如图4(A)所示，在套管22扩大的状态下，利用套管22将叶片23的动作片23c向外方向推压，由此，克服复位弹簧的作用力，板23b向外方向移动并与支撑管70的内壁紧贴，由此支撑管70牢固地固定于轴20。

如图4(B)所示，若套管22收缩，则由于复位弹簧的作用力，叶片23的动作片23c向内方向移动，板23b与支撑管70的内壁的紧贴被解除，能够将支撑管70从轴20拔出。

如图3所示，在轴20的轴主体21的基端侧连接有圆柱状的连结部件44。连结部件44经由设置于轴支架41内的未图示的轴承以能够旋转的方式支撑于轴支架41内。在连结部件44的基端侧设置有与减速器43的输出轴连结的安装部件45。连结部件44、安装部件45是中空，并且内部与套管22连通。利用未图示的压缩机等空气供给源，将空气经由安装部件45、连结部件44导入套管22。

减速器43经由驱动力的传递方向转换用的齿轮与步进马达42的马达轴连结，经由安装部件45、连结部件44使轴20旋转。

头单元30位于轴20的上方，多个(在本实施方式中为6个)油墨用打印头31(31a～31f)沿轴20的长度方向X隔开预定的间隔配置。在各打印头31a～31f设置有多个向布料C喷出油墨的喷嘴(未图示)。在各打印头31a～31f中填充有例如黑色、蓝色、品红色、黄色、浅蓝色、浅品红色等颜色的油墨。此外，油墨用打印头31的数量不限于6个，只要是能进行彩色印刷，就可以是多个任意的个数。而且，在油墨用打印头31中填充的油墨的颜色也不限于本实施方式。

另外，虽未图示，但各打印头31a～31f经由脱气模块与油墨盒连接，从油墨盒导出的油墨，在脱气模块中被去除油墨中所含的气体后，填充于各打印头31a～31f。

在使轴20连续旋转的同时，利用各打印头31a～31f喷出油墨，由此，如图6所示，以各打印头31a～31f的油墨的喷出宽度L1对布料C的表面进行周向的印刷。该周向的印刷是在使轴20沿长度方向X移动的同时进行的，因此成为螺旋状。在轴20旋转1周期间，轴20沿长度方向X移动的距离成为“印刷间距”，以使该印刷间距与油墨的喷出宽度L1一致的方式，即，以使轴20每旋转1周时布料C移动距离L1的方式，设定轴20的旋转速度和移动速度，从而，利用各打印头31a～31f进行的印刷的螺旋成为不产生间隙及重叠的螺旋。

头单元30由上下移动机构14以能够上下移动的方式被支撑。头单元30的上下方向的位置根据布料C的厚度进行调整。上下移动机构14只要能够将头单元30保持水平的同时上下移动，就可以是任意结构，例如由滚珠丝杠、螺母部件、驱动马达等构成。

控制装置60例如由具有CPU、存储器等的计算机构成，并且用于控制旋转机构40的步进马达42、空气供给源、移动机构50的直线马达51、头单元30、上下移动机构14等的动作，在本实施方式中，一体地具备图1所示的操作面板61。控制装置60控制步进马达42使轴20连续地旋转，并且控制移动机构50的直线马达51的动作，使得在轴20每旋转1周时，使轴20连续地移动与沿着轴20的长度方向X的打印头31a～31f的印刷间距L1相当的距离。轴20的旋转速度根据支撑管70的外径、打印头31的印刷速度等设定为适当的速度。

使用了布料印刷装置10的本实施方式的布料印刷方法如下，在套在轴20上的布料C的外周面，在使轴20旋转的同时使轴20沿长度方向X移动，从而利用各打印头31以螺旋状对布料C的表面进行印刷。图6中示意性地示出布料印刷方法的具体例。

图6示出布料C相对于头单元30沿轴20的长度方向X移动时的布料C的表面。在图6(A)～(F)中，圆筒形状的布料C在最靠近头单元30的位置、即在布料C的截面圆形的上端位置展开成平面。即，将布料C的周向记载为图6的上下方向，图6(A)～(F)的布料C的上下端成为圆筒形状的布料的上端位置。此外，在图6中，为了方便说明，设为具备4个打印头31a～31d的头单元30，将利用打印头31a～31d向布料C喷出油墨的宽度(沿着轴20的长度方向X的长度)即印刷间距L1表示为打印头31a～31d沿着轴20的长度方向X的长度，将利用相邻的打印头31(31a～31d)进行的印刷部分间的距离L2表示为相邻的打印头31(31a～31d)间的距离。在本实施方式中，将利用相邻的打印头31(31a～31d)的印刷部分间的距离L2设定为大于印刷间距L1，但不限于此，可以将距离L2与印刷间距L1设定为相同长度，也可以将印刷间距L1设定为大于距离L2。

图6(A)示出刚要开始印刷前的时刻的布料C相对于头单元30的位置，开始印刷布料C的位置S位于打印头31a的左端的位置Pa。

图6(B)示出布料C的位置S位于打印头31a的右端的位置Pb的情况，示出从图6(A)的状态向位置Pb移动与印刷间距L1相当的距离量、并且使布料C旋转1周的状态。利用打印头31a从布料C的长度方向的前端以螺旋状开始印刷。在利用打印头31a进行的印刷的初期，打印头31a的长度方向X的全长不在布料C上，因此，打印头31a仅从位于布料C上的部分喷出油墨进行印刷，其印刷部分Aa(Aa-1)在将布料C展开的状态下成为三角形状。

图6(C)示出布料C的位置S位于打印头31b的左端的位置Pc的情况，示出从图6(B)的状态向位置Pc移动与利用相邻的打印头31的印刷部分间的距离L2相当的距离量、并且旋转的状态。距离L2比印刷间距L1长，因此，布料C从图6(B)的状态旋转1周以上。利用打印头31a进行了印刷的印刷部分Aa(Aa-2)成为与之前的印刷部分Aa(Aa-1)连续的第二圈、第三圈的螺旋，在之前的印刷部分Aa(Aa-1)与第二圈的螺旋之间、以及第二圈的螺旋与第三圈的螺旋之间未产生间隙、重叠。

图6(D)示出布料C的位置S位于打印头31b的右端的位置Pd的情况，示出从图6(C)的状态向位置Pd移动与印刷间距L1相当的距离量、并且使布料C旋转1周的状态。利用打印头31b从布料C的长度方向的前端以螺旋状对布料C开始印刷。在利用打印头31b对布料C进行印刷的初期，其印刷部分Ab在将布料C展开的状态下成为三角形状。另外，利用打印头31a进一步进行印刷，该印刷部分Aa是与之前的印刷部分Aa连续的螺旋。

图6(E)示出布料C的位置S位于打印头31c的右端的位置Pe的情况，示出从图6(D)的状态向位置Pe移动与利用相邻的打印头31的印刷部分间的距离L2及印刷间距L1相当的距离量、并旋转的状态。利用打印头31c从布料C的长度方向的前端以螺旋状对布料C开始印刷。在利用打印头31c对布料C进行印刷的初期，打印头31c的长度方向X的全长不在布料C上，因此，其印刷部分Ac在将布料C展开的状态下成为三角形状。另外，利用打印头31a、31b进一步进行印刷，这些印刷部分Aa、Ab分别是与之前的印刷部分Aa、Ab连续的螺旋。

图6(F)示出布料C的位置S位于打印头31d的右端的位置Pf的情况，示出从图6(E)的状态向位置Pf移动与利用相邻的打印头31的印刷部分间的距离L2及印刷间距L1相当的距离量、并且旋转的状态。利用打印头31d从布料C的长度方向的前端以螺旋状对布料C开始印刷。在利用打印头31d对布料C进行印刷的初期，打印头31d的长度方向X的全长不在布料C上，因此，其印刷部分Ad在将布料C展开的状态下成为三角形状。另外，利用打印头31a、31b、31c继续进行印刷，这些印刷部分Aa、Ab、Ac分别是与之前的印刷部分Aa、Ab、Ac连续的螺旋。

之后，继续移动轴20，从而对布料C的长度方向X整体范围利用打印头31a～31d进行印刷。

接下来，对布料印刷装置10的动作进行说明。

在布料印刷装置10的动作开始前，轴20在图1所示的待机位置P1待机。若操作者从操作面板61输入布料印刷装置10的动作开始指示，则控制装置60使轴20移动至动作开始位置P2。操作者将套上布料C的支撑管70安装在位于动作开始位置P2的轴20。详细而言，操作者将支撑管70套在轴20上，并从操作面板61输入印刷开始指示，则控制装置60控制空气供给源，向气胀轴20的套管22供给空气，从而使气胀轴20的叶片23向径向的外方向移动，使叶片23的板23b与支撑管70的内壁紧贴。然后，控制装置60使移动机构50及旋转机构40动作，从而使轴20旋转的同时从动作开始位置P2沿着长度方向X向待机位置P1移动，并且使头单元30动作，进行如图6所示的印刷。控制装置60中预先存储有轴20的长度信息、旋转速度信息、各打印头31a～31f进行印刷的印刷部分的图案信息等，基于这些信息控制移动机构50、旋转机构40、头单元30。

若对布料C的印刷结束，则控制装置60使轴20返回至动作开始位置P2，控制空气供给源从气胀轴20的套管22导出空气，由此使气胀轴20的叶片23向径向的内方向移动，解除叶片23与支撑管70的内壁的紧贴，能够将支撑管70从轴中拔出。

操作者将支撑管70拔出、并从操作面板61输入印刷结束指示，则控制装置60使轴20返回至待机位置P1，结束动作。另外，在连续地对其它布料C进行印刷的情况下，操作者将支撑管70拔出后，将套上下一个待印刷的布料C的支撑管70插入轴20，输入印刷开始指示。

根据上述的结构，利用各打印头31a～31f，对布料C的表面以螺旋状印刷图案。打印头31a～31f相对于布料C连续地沿周向移动，因此不易发生印刷不均。

另外，使用气胀轴作为支撑套上布料C的支撑管70的轴20，因此即使是内径稍微不同的支撑管70，也能够固定于轴20。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，只要不脱离本发明的主旨，就能够进行各种变更。

例如、在本实施方式中，利用移动机构50使轴20沿轴20的长度方向X移动，但也可以将移动机构50设置于头单元30，使头单元30相对于轴20移动。

另外，在本实施方式中，将套上布料C的支撑管70安装于轴20，但也可以不使用支撑管70，而将布料C直接安装于轴20。在该情况下，轴20只要能够安装圆筒形状的布料C即可，例如，也可以为不是中空的圆柱状的轴20，而且也可以在轴20上设置布料C的固定单元。

附图标记说明：

10 布料印刷装置

20 轴

21 轴主体

21a 槽

22 套管

23 叶片

23b 板

23c 动作片

30头单元(喷墨机构)

31(31a～31f) 打印头

40 旋转机构

50 移动机构

60 控制装置

70 支撑管

C 布料

L1 打印头的印刷间距

X 轴的长度方向

Claims (3)

1.一种布料印刷装置，用于利用喷墨机构对圆筒形状的布料的表面实施彩色印刷，其特征在于，所述布料印刷装置具备：

轴，其从一端的开口部插入到作为印刷对象的所述布料的内部，并一体地支撑布料；

喷墨机构，其具备沿所述轴的长度方向排列的多个打印头，相邻的所述打印头的印刷部分间的距离大于与所述打印头的印刷间距相当的距离，或者与所述打印头的印刷间距相当的距离大于相邻的所述打印头的印刷部分间的距离；

旋转机构，其使所述轴进行轴旋转；

移动机构，其使所述轴与所述喷墨机构中的至少一者沿所述轴的长度方向移动；以及

控制装置，其控制所述移动机构的移动速度，

所述控制装置以如下方式控制所述移动机构的动作：在所述轴旋转1周期间，使所述轴和所述喷墨机构中的至少一个移动与沿着所述轴的长度方向的各打印头的印刷间距相当的距离，所述各打印头以螺旋状对所述布料的表面进行印刷。

2.根据权利要求1所述的布料印刷装置，其特征在于，

所述布料印刷装置还具备支撑管，该支撑管从一端的开口部插入到所述布料的内部，并一体地支撑所述布料，

所述轴从所述支撑管的开口部插入到所述支撑管内。

3.根据权利要求2所述的布料印刷装置，其特征在于，

所述轴是能够沿径向扩大和缩小的气胀轴，

所述气胀轴包括：圆筒形状的轴主体；多个叶片，其具有沿着所述轴主体的外周面的弯曲形状的板，并以能够沿径向位移的方式支撑于所述轴主体上；以及套管，其设置于所述轴主体的内部，并通过空气的导入而向所述轴主体扩大，

所述各叶片具备动作片，该动作片贯穿设置于所述轴主体的沿着长度方向的槽，并以防脱状态向所述轴主体内突出。

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