JP2016159583A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】缶体へインクを吐出して印刷を行う印刷手段を複数有した印刷装置に設けられる、インク詰まり抑制のための機構の共用化を図る。
【解決手段】複数設けられたインクジェットヘッドＨ（第１インクジェットヘッドＨ１〜第５インクジェットヘッドＨ５）の各々を経由して移動し、各インクジェットヘッドＨから吐出されるインクを受けるインク受け部４００が設けられている。各インクジェットヘッドＨの下方にインク受け部４００が達すると、インク受け部４００が達したインクジェットヘッドＨから、インク受け部４００に対してインクが吐出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、印刷装置に関する。

特許文献１には、マンドレルホイール、マンドレルホイールに備えられた複数個の自転可能なマンドレル、および、マンドレルに装着された円筒形状容器外面に対して印刷画像を形成するインクジェット印刷ステーションを有する印刷装置が開示されている。

特開２０１４−５０７８６号公報

缶体へインクを吐出して缶体への印刷を行う場合、インク詰まりに起因して、形成される画像の質が低下することがある。
ここで、缶体への印刷を行う印刷手段が複数設けられている場合に、インク詰まりを抑制するには、例えば、印刷手段毎に、インク詰まり抑制のための機構を設ける。ところで、この場合、インク詰まり抑制のための機構が複数設けられることになり、この機構の各々を管理者等が管理する場合には、この機構の数が少ない場合に比べ、管理のための工数をより多く要することになる。
本発明の目的は、缶体へインクを吐出して印刷を行う印刷手段を複数有した印刷装置に設けられる、インク詰まり抑制のための機構の共用化を図ることにある。

本発明が適用される印刷装置は、缶体を搬送する缶体搬送手段と、前記缶体搬送手段により搬送される缶体へインクを吐出して缶体への印刷を行う複数の印刷手段と、前記複数の印刷手段の各々を経由して移動し、当該印刷手段から吐出されるインクを受けるインク受け部と、を備える印刷装置である。

ここで、前記インク受け部は、先行して搬送される缶体と、当該缶体に後続して搬送される缶体との間に位置しながら、前記複数の印刷手段の各々を経由して移動することを特徴とすることができる。この場合、デットスペースを活用でき、デットスペース以外にインク受け部を設ける場合に比べ、印刷装置の小型化を図れる。
また、前記複数の印刷手段に含まれる個々の印刷手段間にて缶体が移動している最中に、当該印刷手段から前記インク受け部へインクが吐出されることを特徴とすることができる。この場合、缶体への印刷効率を高めることができる。
また、前記インク受け部は、前記缶体搬送手段により移動していく缶体の頂部が通過していく頂部通過経路と、当該缶体の中心部が通過していく中心部通過経路との間に位置する領域を通って移動していくことを特徴とすることができる。この場合、印刷手段からインク受け部に向けて吐出されたインクが缶体に付着することを抑制可能となる。
また、前記インク受け部の底面には、凹部が設けられていることを特徴とすることができる。この場合、凹部が設けられていない場合に比べ、インク受け部の外部へのインクの漏れ出しを抑制できる。
また、前記インク受け部には、当該インク受け部に吐出されたインクを吸収するインク吸収体が設けられていることを特徴とすることができる。この場合、インク吸収体が設けられていない場合に比べ、インク受け部の外部へのインクの漏れ出しを抑制できる。
また、前記インク受け部に吐出されたインクを硬化させる硬化手段を更に備えることを特徴とすることができる。この場合、硬化手段が設けられていない場合に比べ、インク受け部の外部へのインクの漏れ出しを抑制できる。

本発明によれば、缶体へインクを吐出して印刷を行う印刷手段を複数有した印刷装置に設けられる、インク詰まり抑制のための機構の共用化を図れる。

（Ａ）、（Ｂ）は、缶体への印刷を行う印刷装置を説明する図である。 インク受け部を説明する図である。 図１（Ａ）の矢印III方向から第１インクジェットヘッド、缶体、インク受け部を眺めた場合の図である。 印刷装置の他の構成例を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１（Ａ）、（Ｂ）は、缶体への印刷を行う印刷装置１を説明する図である。なお、図１（Ａ）は、印刷装置１を上方から眺めた場合の図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）における矢印ＩＢ方向から印刷装置１を眺めた場合の図である。

印刷装置１には、円柱状に形成され、図中反時計回り方向へ間欠的に回転する旋回タレット２が設けられている。さらに、旋回タレット２の外周面から突出するように設けられ、且つ、放射状に配置され、缶体１０を支持する缶体支持部材３が設けられている。
旋回タレット２は、缶体１０を保持した状態で回転を行って缶体１０の搬送を行う缶体搬送手段として捉えることができる。

缶体支持部材３は、合計で８個設けられ、旋回タレット２の回転方向において、４５°おきに配置されている。
さらに、各缶体支持部材３の先端には、円筒状のマンドレル４が設けられている。マンドレル４は、缶体１０の内部に挿入され、缶体１０の内側から缶体１０を支持する。

さらに、本実施形態では、印刷装置１への缶体１０の投入が行われる缶体投入部１００、印刷装置１からの缶体１０の排出が行われる缶体排出部２００が設けられている。
缶体投入部１００には、不図示の缶体供給装置が設けられ、この缶体供給装置によって、マンドレル４への缶体１０の供給が行われる。
缶体排出部２００には、不図示の缶体取り外し装置が設けられ、マンドレル４からの缶体１０（印刷済みの缶体１０）の取り外しが行われる。

さらに、本実施形態では、缶体１０が移動していく移動経路の上に（鉛直方向における上方に）、印刷手段として機能する第１インクジェットヘッドＨ１〜第５インクジェットヘッドＨ５の５つのインクジェットヘッドＨが設けられている。
５つのインクジェットヘッドＨは、旋回タレット２の回転方向において、４５°おきに配置されている。インクジェットヘッドＨの各々は、下面に、複数のインク吐出口（不図示）を備え、このインク吐出口から下方の缶体１０に向けてインクを吐出し、缶体１０への印刷を行う。

なお、第１インクジェットヘッドＨ１は、例えば、イエローのインクを下方に位置する缶体１０に吐出する。また、第２インクジェットヘッドＨ２は、マゼンタのインクを吐出し、第３インクジェットヘッドＨ３は、シアンのインクを吐出し、第４インクジェットヘッドＨ４は、白のインクを吐出する。さらに、第５インクジェットヘッドＨ５は、黒のインクを吐出する。

さらに、旋回タレット２の回転方向において、５つのインクジェットヘッドＨの下流側には、ＵＶＬＥＤ（紫外線照射装置）３００が設置されている。
各インクジェットヘッドＨでは、ＵＶ硬化型のインクが、缶体１０の外周面へ吐出される。本実施形態では、ＵＶＬＥＤ３００から缶体１０へ紫外線を照射することで、缶体１０の外周面に形成された画像を硬化させる。
なお、ＵＶＬＥＤ３００に換えて、ＵＶランプを設置してもよい。また、熱硬化型のインクを用いる場合には、ＵＶＬＥＤ３００に換えてヒータを設置する。

印刷装置１の動作を説明する。
缶体投入部１００では、回転を停止したマンドレル４が待機しており、不図示の缶体供給装置によって、このマンドレル４に対し、缶体１０が供給される。これにより、マンドレル４による缶体１０の保持が開始される。
マンドレル４による缶体１０の保持が開始されると、旋回タレット２の回転が開始され、マンドレル４は、第１インクジェットヘッドＨ１の下部に到達する。マンドレル４が第１インクジェットヘッドＨ１の下部に到達すると、旋回タレット２の回転は一旦停止される。

また、本実施形態では、マンドレル４による缶体１０の保持が開始された後、不図示のロータリエンコーダ付モータによりマンドレル４の回転が開始される。
缶体支持部材３内には、ロータリエンコーダ付モータが設けられおり、マンドレル４による缶体１０の保持が開始されると、このロータリエンコーダ付モータによりマンドレル４の回転が開始される。

このため、本実施形態では、第１インクジェットヘッドＨ１の下部にマンドレル４が達した際、マンドレル４および缶体１０が周方向に回転している。そして、本実施形態では、第１インクジェットヘッドＨ１から、鉛直方向における下向きにインクが吐出される。これにより、缶体１０に画像が形成される。
缶体１０が１回転すると、缶体１０の全周に亘って画像が形成された状態となり、第１インクジェットヘッドＨ１における印刷は終了する。

なお、本実施形態では、第１インクジェットヘッドＨ１がインクの吐出を開始したときの缶体１０の回転位置を、ロータリエンコーダを用いて検出し、制御部（不図示）に格納する。

その後、本実施形態では、旋回タレット２の回転が再び開始され、缶体１０が、第２インクジェットヘッドＨ２の下部に達する。そして、第２インクジェットヘッドＨ２からインクが吐出される。
より具体的には、缶体１０の回転位置が、制御部に格納された上記回転位置になると、第２インクジェットヘッドＨ２からのインクの吐出が開始される。そして、缶体１０が１回転すると、第２インクジェットヘッドＨ２における印刷は終了する。

次いで、旋回タレット２の回転が再び行われ、缶体１０が、第３インクジェットヘッドＨ３の下部に達する。そして、第３インクジェットヘッドＨ３からのインクの吐出が開始される。そして、インクの吐出開始から缶体１０が１回転すると、第３インクジェットヘッドＨ３での印刷は終了する。

同様に、旋回タレット２の回転が再び行われ、缶体１０が、第４インクジェットヘッドＨ４の下部に達し、第４インクジェットヘッドＨ４からのインクの吐出が行われる。そして、インクの吐出開始から缶体１０が１回転すると、第４インクジェットヘッドＨ４での印刷は終了する。
その後、旋回タレット２の回転が再び行われ、缶体１０が、第５インクジェットヘッドＨ５の下部に達し、第５インクジェットヘッドＨ５からのインクの吐出が行われる。インクの吐出開始から缶体１０が１回転すると、第５インクジェットヘッドＨ５での印刷は終了する。

なお、互いに隣接するインクジェットヘッドＨ間において、マンドレル４（缶体１０）は、継続して回転させてもよいし、停止や減速させてもよい。
なお、停止や減速させる場合は、各インクジェットヘッドＨに缶体１０が到達する度に、マンドレル４の回転数を増加させ、回転数が予め定められた回転数になると、印刷が開始される。

第５インクジェットヘッドＨ５での印刷が終了すると、缶体１０は、旋回タレット２の更なる回転に伴い、ＵＶＬＥＤ３００の下部に到達する。
この位置でも、缶体１０の回転（自転）が行われ、ＵＶＬＥＤ３００からのＵＶ光が缶体１０の外周面に照射される。これにより、缶体１０に付着したインクが硬化する。その後、旋回タレット２の回転に伴い、缶体１０は、缶体排出部２００に到達する。

缶体排出部２００では、マンドレル４からの缶体１０の取り外しが行われる。
取り外された缶体１０は、後の工程へ移送される。なお、缶体１０が取り外れた後の空のマンドレル４は、缶体投入部１００に再び達し、缶体投入部１００では、このマンドレル４に対して新たな缶体１０が供給される。

ここで、上記では説明を省略したが、本実施形態では、複数設けられたインクジェットヘッドＨ（第１インクジェットヘッドＨ１〜第５インクジェットヘッドＨ５）の各々を経由して移動し、各インクジェットヘッドＨから吐出されるインクを受けるインク受け部４００が設けられている。

インク受け部４００は、旋回タレット２の回転方向において互いに隣接する２つのマンドレル４間に配置されている。
また、インク受け部４００は、旋回タレット２の外周面に取り付けられ、旋回タレット２の回転に伴い、各インクジェットヘッドＨの下方を通過する。
各インクジェットヘッドＨの下方にインク受け部４００が達すると、インク受け部４００が達したインクジェットヘッドＨから、インク受け部４００に対してインクが吐出される。

具体的には、本実施形態では、第１インクジェットヘッドＨ１〜第５インクジェットヘッドＨ５の各々において、予め定められた印刷回数に到達すると、第１インクジェットヘッドＨ１〜第５インクジェットヘッドＨ５の各々から、下方に位置するインク受け部４００に対してインクが吐出される。
なお、インクの吐出時期は、このように印刷回数で管理するのではなく、使用時間で管理してもよい。

これにより、本実施形態では、各インクジェットヘッドＨにおけるインク詰まりが抑制される。
各インクジェットヘッドＨでは、インクの吐出が行われないインク吐出口（以下、「不吐出インク吐出口」と称する）や、インクの吐出回数が少ないインク吐出口（以下、「少回数インク吐出口」）が存在し、これらのインク吐出口では、インクの組成物が沈殿したり、インクの粘度が上昇したり、インクが硬化するなどして、インクが吐出されにくくなるおそれがある。
このため、本実施形態では、各インクジェットヘッドＨの下部にインク受け部４００が到達した際に、このインク受け部４００に対して、インクを吐出するようにし、インク詰まりを抑制するようにしている。

さらに説明すると、インクジェットヘッドＨでは、各インクジェットヘッドＨに充填されたインクは、ピエゾ素子などのインク吐出駆動源が設置された小空間へ供給され、この小空間にインクが充填される。

そして、例えば、あるインク吐出口にてインクが吐出されない状態が続くと、このインク吐出口や上記小空間にてインクが硬化し、意図したとおりのインクの吐出がなされなくなるおそれがある。
このため、本実施形態では、上記のとおり、このインク受け部４００に対して、各インクジェットヘッドＨからインクを吐出するようにし、インク詰まりの発生を抑制するようにしている。

なお、インク受け部４００へのインクの吐出は、不吐出インク吐出口や少回数インク吐出口からのみ行うようにしてもよいし、不吐出インク吐出口、少回数インク吐出口に加え、通常のインク吐出口（インク吐出頻度が通常の頻度のインク吐出口）からインクを吐出させるようにしてもよい。言い換えると、インク受け部４００へのインクの吐出は、不吐出インク吐出口や、少回数インク吐出口に限らず、全インク吐出口からインクを吐出させるようにしてもよい。

通常のインク吐出口であっても、長期間使用していなかった場合などには、インクの出が悪くなるときがある。かかる場合に、インク受け部４００へのインクの吐出を行うようにすれば、インク受け部４００へのインクの吐出を行わない場合に比べ、インクの出を、より良好なものとすることができる。

なお、本実施形態では、旋回タレット２の回転方向において互いに隣り合うマンドレル４間に、インク受け部４００を設けるようにし、旋回タレット２の回転動作中に（缶体１０の下流側への移動中に）、インク受け部４００へのインクの吐出が行われるようにしている。

付言すると、本実施形態では、複数のインクジェットヘッドＨに含まれる個々のインクジェットヘッドＨ間にて缶体１０が移動している最中に、インクジェットヘッドＨからインク受け部４００へインクが吐出されるようにしている。
これにより、缶体１０への印刷に影響を与えることなく、インク受け部４００へのインクの吐出を行えるようになる。
付言すれば、インクジェットヘッドＨは、缶体１０へインクの吐出を行った後、次の缶体１０が移動してくるまでの間、インクの吐出を停止している。本実施形態では、このインクジェットヘッドＨが停止しているときに、インク受け部４００へインクの吐出を行うようにしている。そのため、インク受け部４００へインクの吐出を行っても、それはインクジェットヘッドＨがインクの吐出を停止している時を利用するため、印刷処理能力に影響を及ぼすことはない。そのため、缶体１０への印刷に影響を与えることなく、インクジェットヘッドＨのクリーニングを行うことができる。

図１を参照して更に具体的に説明すると、図１にて示す状態では、第２インクジェットヘッドＨ２と第３インクジェットヘッドＨ３との間を缶体１０が移動している最中に、第２インクジェットヘッドＨ２からインク受け部４００へインクが吐出される。
さらに説明すると、本実施形態では、旋回タレット２の回転方向におけるインク受け部４００の長さＬ１を、ある程度確保し、これにより、旋回タレット２を停止させずに、インク受け部４００へのインクの吐出を行えるようにしている。

インク受け部４００の長さＬ１が小さいと、旋回タレット２を停止させあるいは減速させた状態で、インク受け部４００へのインクの吐出を行う必要が生じる。この場合、印刷装置１の処理能力が低下する。これに対し、本実施形態のように、インク受け部４００の長さＬ１が大きいと、旋回タレット２の回転中に、インク受け部４００へのインクの吐出を行えるようになり、印刷装置１の処理能力の低下を抑制できる。

さらに、本実施形態では、周方向において互いに隣接する２つのマンドレル４（缶体１０）の間に、インク受け部４００を設けるようにし、デットスペースの有効利用を図っている。
付言すると、本実施形態では、先行して搬送される缶体１０と、この缶体１０に後続して搬送される缶体１０との間にインク受け部４００を位置させて、デットスペースの有効利用を図っている。

ここで、周方向において互いに隣接する２つのマンドレル４の間には、通常、間隙が形成されるが、この間隙は、デッドスペースとなりやすい。
本実施形態では、このデッドスペースとなりやすい箇所に、インク受け部４００を設けるようにし、インク受け部４００をこのようにデッドスペースに設置しない構成に比べ、印刷装置１の小型化を図っている。

図２は、インク受け部４００を説明する図である。
インク受け部４００は、インク吸収体４１０と、このインク吸収体４１０を収容する収容容器４２０とから構成されている。インク受け部４００は、インク吸収体４１０が収容容器４２０に収容されることで構成されている。
なお、図２では、収容容器４２０からインク吸収体４１０を取り外した状態を示している。また、収容容器４２０については、上面図、正面図を表示している。

収容容器４２０は、周囲に側壁４２２を有し、さらに、収容容器４２０には、４か所にツメ４２１が設けられている。本実施形態では、このツメ４２１にインク吸収体４１０が引っ掛かり、収容容器４２０からのインク吸収体４１０の離脱が起きにくくなっている。
さらに、正面図にて示しているように、収容容器４２０の底部４２３は、下に向かって凸となっており、この底部４２３には、凹部が設けられている。

本実施形態では、インク吸収体４１０からインクがにじみ出した場合、この凹部にインクが貯まる。これにより、にじみ出たインクが、旋回タレット２の旋回に起因する遠心力によって、インク受け部４００の縁に溜まってしまうことが起きにくくなる。
なお、本実施形態では、底部４２３に、４つの稜線４２４が設けられ、この４つの稜線４２４が交わる箇所が最も深くなっている。付言すると、本実施形態では、この交わる箇所は、収容容器４２０が有する外側側壁４２２Ａよりも内側側壁４２２Ｂ側に位置している。

これにより、旋回タレット２の旋回に起因する遠心力による、外側側壁４２２Ａ側へのインクの移動が起きにくくなっている。より具体的には、上記交わる箇所を、内側側壁４２２Ｂ側ではなく外側側壁４２２Ａ側に設ける場合に比べ、外側側壁４２２Ａ側へのインクの移動が起きにくくなっている。
付言すると、本実施形態では、凹部のうちの最も深い部分が、内側側壁４２２Ｂ側に位置しており、外側側壁４２２Ａ側へのインクの移動が起きにくくなっている。

ここで、旋回タレット２の旋回に起因する遠心力によって、外側側壁４２２Ａ側へインクが移動すると、外側側壁４２２Ａを超えてインクが漏れ出すおそれがある。
これに対し、本実施形態のように、外側側壁４２２Ａ側へのインクの移動が起きにくいと、外側側壁４２２Ａを超えてのインクの漏れ出しが起きにくくなる。

図３は、図１（Ａ）の矢印III方向から第１インクジェットヘッドＨ１、缶体１０、インク受け部４００を眺めた場合の図である。
本実施形態では、インク受け部４００は、缶体１０の頂部１０Ｄよりも低い箇所に、また、缶体１０の径方向における中心部１０Ｅよりも高い位置に設置されている。
このため、本実施形態では、缶体１０の頂部１０Ｄからインク受け部４００までの距離を距離Ｄ１とし、缶体１０の中心部１０Ｅからインク受け部４００までの距離を距離Ｄ２とした場合に、０≦Ｄ１＜Ｒ、０＜Ｄ２≦Ｒが成立する。ここで、Ｒは、缶体１０の半径である。

付言すると、本実施形態では、インク受け部４００は、図３にて右方向へ移動するが、この際、インク受け部４００は、缶体１０の頂部１０Ｄが通過していく頂部通過経路（軌跡）Ｒ１と、缶体１０の中心部１０Ｅが通過していく中心部通過経路（軌跡）Ｒ２との間に位置する領域を通って移動していく。

ここで、本実施形態の構成では、インク受け部４００と、インクジェットヘッドＨとの距離が小さくなり、インク受け部４００へ吐出したつもりのインクが、缶体１０に付着することを抑制できる。そのため、Ｄ１＜Ｄ２が好ましくなる。

本実施形態では、旋回タレット２が回転している際に、インクジェットヘッドＨからインク受け部４００にインクが吐出されるが、インクジェットヘッドＨとインク受け部４００との離間距離が大きい場合、インク受け部４００に向けて吐出されたインクが、インク受け部４００に後続する缶体１０に付着するおそれがある。
本実施形態のように、インクジェットヘッドＨとインク受け部４００との離間距離を小さくした場合、インク受け部４００に後続する缶体１０へのインクの付着を抑制できる。

さらに、本実施形態では、硬化手段の一例としてのＵＶＬＥＤ３００の下を、インク受け部４００が通過する際に、インク受け部４００のインクに対してＵＶ光が照射され、インク受け部４００のインクが硬化する。
これにより、インク吸収体４１０を交換する際の作業性を、インクの硬化を行わない場合に比べ、良好なものとすることができる。

具体的には、インク吸収体４１０を交換する際に、インク吸収体４１０からインクが垂れるなどの不具合が生じにくくなり、インク吸収体４１０の交換を行いやすくなる。さらに、インクが液体のままだと、揺れなどに起因する外部へのインクの漏れ出しが生じやすくなるが、硬化させると、このような漏れ出しを抑制できる。
このように、インク吸収体４１０に塗布されたインクが、液体の状態でインク受け部４００に濡れ出すことがなくなれば、インク吸収体４１０の交換頻度を少なくすることができる。また、インク吸収体４１０が濡れていないため、交換も容易になる。
なお、ここでは、ＵＶ光を照射してインクを硬化させたが、熱硬化型のインクの場合は、例えばヒータを用いて硬化させる。

（その他）
上記では、インクジェットヘッドＨが旋回タレット２の回転方向に並べられた印刷装置１を一例に説明したが、印刷装置１は、図４（印刷装置１の他の構成例を示した図）のように構成してもよい。図４にて示す、この印刷装置１では、１つの直線状の経路上にインクジェットヘッドＨを並べるとともに、缶体１０を直線状に移動させる。また、複数設けられたインクジェットヘッドＨの各々を経由させてインク受け部４００を移動させる。このとき、インク受け部４００は、直線状に移動する。

１…印刷装置、２…旋回タレット、１０…缶体、３００…ＵＶＬＥＤ、４００…インク受け部、４１０…インク吸収体、Ｈ１〜Ｈ５…第１インクジェットヘッド〜第５インクジェットヘッド、Ｒ１…頂部通過経路、Ｒ２…中心部通過経路

Claims (7)

1. 缶体を搬送する缶体搬送手段と、
   前記缶体搬送手段により搬送される缶体へインクを吐出して缶体への印刷を行う複数の印刷手段と、
   前記複数の印刷手段の各々を経由して移動し、当該印刷手段から吐出されるインクを受けるインク受け部と、
   を備える印刷装置。
2. 前記インク受け部は、先行して搬送される缶体と、当該缶体に後続して搬送される缶体との間に位置しながら、前記複数の印刷手段の各々を経由して移動することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記複数の印刷手段に含まれる個々の印刷手段間にて缶体が移動している最中に、当該印刷手段から前記インク受け部へインクが吐出されることを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
4. 前記インク受け部は、前記缶体搬送手段により移動していく缶体の頂部が通過していく頂部通過経路と、当該缶体の中心部が通過していく中心部通過経路との間に位置する領域を通って移動していくことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の印刷装置。
5. 前記インク受け部の底面には、凹部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の印刷装置。
6. 前記インク受け部には、当該インク受け部に吐出されたインクを吸収するインク吸収体が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の印刷装置。
7. 前記インク受け部に吐出されたインクを硬化させる硬化手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の印刷装置。

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