JP2019059183A - 円筒印刷用治具及び円筒印刷用治具を用いた印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷を行う円筒の径に合わせたローラの間隔を調整する移動を簡単に行うことができ、円筒を精度よく回転させることができる円筒印刷用治具を提供する。【解決手段】円筒印刷用治具は、テーブル移動式印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な保持体と、該保持体に上下方向に平行移動可能に連結する基体と、円筒を支持するための所定の間隔を存して対向する一対の前記基体に設けられた円筒支持ローラと、印刷装置のテーブルの移動を回転運動に変換する動力変換機構とを備えている。一対の円筒支持ローラの軸部は回転伝動機構を介して連結される。円筒支持ローラの中の一方は動力変換機構の動力を用いて回転させる。他方の円筒支持ローラは、一方の円筒支持ローラの回転と同期して回転する。【選択図】図１

Description

本発明は、円筒印刷用治具及び円筒印刷用治具を用いた印刷装置に関する。

円筒の印刷においては、円筒の大きさが変わっても印刷ヘッドの下に円筒の中心位置がくるようにリンク機構やスライド機構を用いた位置を合わせる機構が提案されている（例えば特許文献１参照）。
上記装置においては、片側に設けられた駆動ローラにより円筒物を回転される機構のものである。また、テーブルの移動を回転方向の力に変換して円筒物を回転させる装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。この装置においても片側に設けられたローラにより円筒物を回転させる。

特開平８−２０７２６５号公報 ＷＯ２０１７−０８６００７号公報

片側に設けられた駆動ローラにより円筒物を回転させる上記特許文献１に記載された機構は、円筒物への回転力の伝達が弱く、また回転力を与えるモータなどの機構も必要になる。
上記特許文献２に記載された装置は、円筒物を回転させる専用の駆動機構は必要ないが、やはり円筒物をローラ上に載せる構造であり、片側のローラだけで円筒物を回転させる。片側に設けられたローラだけで円筒物に回転力を与える構造より両側のローラを用いて一緒に回転力を与える方が確実に円筒物に回転力を与えられる。上記特許文献１のような機構において、両方のローラにモータを設けると高価になる。また印刷する円筒の径に合わせ印刷ヘッドの下に円筒の中心が位置するにはローラ側が移動するのが理想であるが、その場合にはモータ等の駆動軸も一緒に移動させることが必要になり構造も複雑になる。
インクジェット印刷のように印刷物の搬送精度が必要となる印刷においては円筒物の回転をスリップ無く確実に行うことが必要であり、円筒物を載せる構造を用いている場合には、円筒物が軽いとスリップ等の影響も出やすくなる。
そこで本発明は、モータ等の駆動源を設けることなく、両側のローラに駆動力を与えることが可能で、しかも両側のローラの移動も簡単に行える機構により確実に円筒などの印刷物を駆動（回転）させることができる円筒印刷用治具を用いた印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、テーブル移動式印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な保持体と、該保持体に上下方向に平行移動可能に連結する基体と、円筒を支持するための所定の間隔を存して対向する一対の前記基体に設けられた円筒支持ローラと、印刷装置のテーブルの移動を回転運動に変換する動力変換機構とを備えたテーブル移動式印刷装置に用いられる円筒印刷用治具であって、前記一対の円筒支持ローラの軸部を回転伝動機構を介して連結し、前記円筒支持ローラの中の一方を前記動力変換機構の動力を用いて回転させ、該一方の円筒支持ローラの回転と同期して前記他方の円筒支持ローラが回転するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、前記動力変換機構を、前記基体に回転自在に連結し前記テーブルに前記基体の重量により接触する動力変換ローラにより構成したことを特徴とする。
また本発明は、前記動力変換ローラが前記一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラであることを特徴とする。
また本発明は、前記動力変換ローラを、前記基体に設けた駆動ローラで構成し、該駆動ローラを前記一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラに回転伝動機構を介して連結したことを特徴とする。
また本発明は、前記基体に前後方向にスライド可能に一対の取付体を設け、一方の取付体に前記駆動ローラと一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラとを回転自在に支承し、前記基体に該基体の前後方向に延びる無端状のタイミングベルトを回転自在に配置し、該タイミングベルトの片側に前記一対の支持ローラの軸部に設けたタイミングプーリを噛み合わせ、前記基体に前記一対の取付体を前記基体に脱着可能に係止する係止機構を設けたことを特徴とする。
また本発明は、前記係止機構は、設定した原点を基準として、複数の係止位置を前記基体の取付体を支持する支持面に設けた有段式であることを特徴とする。
また本発明は、前記係止機構は、設定した原点を基準として取付体をスライドさせ、任意の位置で係止するようにした無段階式であることを特徴とする。
また本発明は、機体と、テーブルと、該テーブルに対して平行な平面内で一方向に移動自在に支持された印刷ヘッドと、前記テーブルを前記印刷ヘッドの移動方向に対して直交する方向に移動可能に支持する副走査駆動機構と、前記テーブルを昇降方向に駆動するテーブル昇降駆動機構と、脱着可能な円筒印刷用治具とを備え、コントローラの制御により前記テーブルを一方向に移動し、前記印刷ヘッドを前記テーブルを横切る方向に移動し、テーブル上の印刷媒体に印刷を行うテーブル移動式の印刷装置であって、前記印刷用治具は、テーブル移動式印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な保持体と、該保持体に上下方向に平行移動可能に連結する基体と、円筒を支持するための所定の間隔を存して対向する一対の前記基体に設けられた円筒支持ローラと、印刷装置のテーブルの移動を回転運動に変換する動力変換機構とを備え、前記一対の円筒支持ローラの軸部を回転伝動機構を介して連結し、前記円筒支持ローラの中の一方を前記動力変換機構の動力を用いて回転させ、該一方の円筒支持ローラの回転と同期して前記他方の円筒支持ローラが回転するようにしたことを特徴とするものである。

本件の構造を用いると、円筒（印刷媒体）の径に合わせた円筒支持ローラの移動が簡単に行えるようになり、しかも円筒を回転させるためのモータなどの特別な機構が必要なく、また両方の円筒支持ローラにより円筒に回転力を与えることができるので円筒を精度良く回転させて印刷する事ができるので、重量のある円筒や軽い円筒（ローラとの密着性が低い）に対しても良好な印刷結果が得られる。

円筒印刷用治具の外観図である。 円筒印刷用治具の説明図である。 円筒印刷用治具の一部の断面説明図である。 印刷装置の外観図である。 円筒印刷用治具の外観図である。 円筒印刷用治具の一部の断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図４は、インクジェットプリンタ（印刷装置）２に、円筒印刷用治具４を装着した状態の外観説明図を示している。
プリンタ２の機体６には、インクジェット型の印刷ヘッド８を、主走査方向（Ｙ軸方向）に案内するヘッド案内レール（図示省略）が架設されている。印刷ヘッド８は、ヘッドキャリッジに一体的に形成され、該ヘッドキャリッジは、ヘッド案内レールに移動自在に連結している。

プリンタ２の機体６には、テーブル１０が設けられ、該テーブル１０は機体６の前後方向即ち副走査方向（Ｘ軸方向）に移動可能なＸ軸移動体（図示省略）に昇降機構（図示省略）を介して支持されている。Ｘ軸移動体は、機体６に配設されたＸ軸ガイド（図示省略）に沿って移動可能に取り付けられ、コントローラの制御によりＸ軸方向に移動するように構成されている。

プリンタ２の機体６には、テーブル昇降自動制御機構が設けられ、テーブル１０の高さを自動的に制御できるように構成されている。また、プリンタ２の機体６には、テーブル昇降操作ハンドル１１が設けられ、このハンドルを操作することで、テーブル１０の高さをテーブル面が床面に対して平行を保持した状態で変えることができ、印刷対象物とインクジェット印刷ヘッド８との距離を個々の対象物の高さに対して手動でも調整することができるようにされている。

上記プリンタ２は、円筒印刷用治具４を外した状態では、通常の平坦な面を有するメディアへの印刷を行うために使用される。なお平坦な面を有するメディアとはシート状の薄いものから、板状の厚さのあるものまで、形状に関係なく搬送ができるのものであれば対応が可能である。メディアへの印刷では、テーブル１０上にメディアをセットし、コントローラの制御によりテーブル１０をＸ軸方向に移動させながら印刷ヘッド８を、ヘッド案内レールに沿ってＹ軸方向に往復移動させ、印刷ヘッド８のインク吐出部から紫外線硬化型インクをメディア（印刷媒体）の頂部の印刷施行エリアに吐出して、メディアの印刷施行エリアに印刷を行う。

一定の厚みがあるメディアへの印刷を行う場合には、テーブル１０を下げ印刷ヘッド８とメディアとの距離を自動調整して印刷を行う。ヘッドキャリッジには、印刷ヘッド８に隣接して紫外線照射装置１３が装備され、印刷時、メディアの印刷面上にインクが吐出された後、紫外線が照射される。なおインクは印刷対象物との組み合わせにより必要な用途のものを使用すればよく、紫外線硬化型インクに限定されるものではない。

円筒印刷用治具４は、図１に示すように一方向に長いレール状部材から成る保持体１２と、各種の部品を取り付けるための基体１４とカバー１６とを備えている。保持体１２の両端部には、保持体１２をプリンタ２の機体６の上縁部に形成された取付部に脱着可能にねじ止め固定するためのクランプ用取付片１８，２０が設けられている。保持体１２の両端近傍には突片２２，２４が一体的に形成され、各突片２２，２４に軸穴２６，２８が形成されている。

基体１４の前方部の両側には、昇降ガイド部３０，３２が一体的に設けられ、これにテーブル１０の載置面に対して垂直な方向に延びる長穴３４，３６が形成されている。長穴３４，３６にはボルト３８，４０の軸部がスライド自在に嵌合配置され、ボルト３８，４０のねじ部が、昇降ガイド部３０，３２の枠部４２に配置された板ナット４４にねじ込まれている。

ボルト３８，４０の軸部には、筒体４８が嵌挿配置され、該軸部は、軸穴２６，２８に嵌挿されている。長穴２４，２６に軸部がスライド自在に嵌合するボルト３８，４０と、枠部４２に移動方向が規制された板ナット４４，４６は、基体１４を、テーブル１０の載置面に対して水平な状態で、テーブル１０の載置面に対して垂直な方向に平行移動可能な連結体１２に結合する昇降連結機構を構成する。

基体１４の底板５０の後方部上に一対の取付体５２，５４が前後方向にスライド自在に配置され、一方の取付体５２の枠板間に２個のローラから成る駆動ローラ５６が設けられた軸５８と１２個のローラから成るメディア駆動ローラ６０が設けられた軸６２が回転自在に掛架されている。他方の取付体５４の枠板間には、１２個のローラから成るメディア従動ローラ６４が設けられた軸６６が回転自在に掛架されている。

前記取付体５２，５４の基体１４の底板５０上のスライド方向は、基体１４の側枠部６８，７０によって基体１４の前後方向に規制されている。各取付体５２，５４の平板部には、それぞれ互いに所定の間隔を有してナット７２が固定され、各ナット７２に保持されたパイプにインデックスプランジャ７４，７６，７８，８０が挿入配置されている。基体１４の底板５０には、各インデックスプランジャ７４，７６，７８，８０ごとにプランジャ用のインデックス孔８２が形成されている。

インデックス孔８２の配置は、円筒１０６の大小に対応したメディア駆動ローラ６０とメディア従動ローラ６４の対向位置との間隔に対応して設定され、本実施形態では２段階でローラ６０，６４の間隔を変更できる位置にローラ６０，６４間に設定した原点を基準として前後方向に対称にインデックス孔８２が設けられている。

尚、ローラピッチ変更の移動量は段階的である必要はなく、無段階に変更できるようにしても良い。前記各軸５８，６２，６６は互いに平行に配置され、ローラ６０，６４は同径に設定されている。基体１４の側部に、前後方向に所定の間隔を有してタイミングベルトプーリ８４，８６が回転自在に取り付けられ、プーリ８４，８６間に無端状のタイミングベルト８８が掛け渡されている。軸６６，６２の各一端には、ローラ６０，６４と同径のタイミングベルトプーリ（歯付きプーリ）９０，９２が固設され、該歯付きプーリ９０，９２は、タイミングベルト８８の片側である上位走行部に噛み合っている。

軸５８と軸６２には、それぞれには歯付きプーリ９４，９６が固定され、該プーリ９４，９６間に無端状のタイミングベルト９８が掛け渡されている。駆動ローラ５６は、その摩擦周面が、プリンタのテーブル１０と接触し、テーブル１０の機体６の前後方向（副操作方向）の移動を回転運動に変換するように、基体１４に配置されている。メディア駆動ローラ６０はタイミングベルト９８とプーリ９４，９６によって、駆動ローラ５６との回転比が、テーブル送り量とメディア駆動ローラ６０の回転周長が同じになるように調整されている。

メディア従動ローラ６４は、メディア駆動ローラ６０と作画原点位置を基準とし、該原点に対して対称な位置に配置され、タイミングプーリ９０，９２とタイミングベルト８８によって、ローラ６０，６４は互いに同期して同方向に回転するように構成されている。 基体１４の四隅には、補助輪１００が回転自在に軸支されている。基体１４には、カバー１６が設けられている。該カバー１６には、開口部が設けられ、該開口部に配置されたローラ６０，６４上に円筒を載置するように構成されている。カバー１６には、インデックスプランジャ７４，７６，７８，８０配置用の長穴と、基体１４に設けた把手１０２配置用の穴が形成され、長穴の近傍には、インデックス孔８２の位置を示すインデックス表示１０４が設けられている。

上記した構成において、円筒メディア１０６の径に応じて適正なローラピッチを選択する場合には、インデックスプランジャ７４，７６，７８，８０のノブを引き上げ取付体５２，５４をスライドさせ大径な円筒用又は小径な円筒用のインデックス孔８２の中のいずれかを選択して、インデックスプランジャ７４，７６，７８，８０のピンを、選択したインデックス孔８２に挿入することで、ローラピッチを２段階で調整できる。このとき、ローラの軸６２，６６に固着されたタイミングベルトプーリ９０，９２は、タイミングベルト８８の上側（片側）で常時噛み合っているため、ローラピッチが変わっても対向する２つのローラ６０，６４の同期をとり続けることができる。

タイミングベルトプーリ８４，８６はそれぞれプーリ保持体に回転自在に支持され、各プーリ保持体は基体４の底板５０に取り付けられている。各プーリ保持体の中の、タイミングベルトプーリ８４を保持するプーリ保持体は、基体４の前後方向にスライド自在に底板５０に取り付けられている。タイミングベルト８８とプーリ９０，９２の歯がしっかりと噛み合うためにはタイミングベルト８８はテンションが掛かった状態にしておく必要がある。そのため基体１４に設けたばね１１０により、プーリ８４のプーリ保持体を外側に引っ張った状態でタイミングベルト８８の弛みを無くして、プーリ８４のプーリ保持体を底板５０にネジにより固定する。またプーリ９０，９２とプーリ８４，８６との間にローラ部材１０８を設けその下をタイミングベルト８８を通す構造を用いているのでタイミングベルト間をプーリ９０，９２がどの場所に移動しても確実にタイミングベルト８８に接触させることができ、ローラ部材１０８の下を通すことで、同時にタイミングベルトにテンションも与えている。円筒印刷用治具４の保持体１２をプリンタ２の機体６の前方に配置し、クランプ用取付片１８，２０を、機体６の所定のクランプ位置にねじにより固定すると、円筒印刷用治具４の基体１４は、自重により、前方の補助輪１００と、駆動ローラ５６を介して、又は後方の補助輪１００と駆動ローラ５６を介してテーブル１０上に平行に載置される。

円筒の印刷を行う場合には、被印刷物であるメディア１０６をローラ６０，６４に載せる。このときメディア１０６の直径が大きくても小さくてもメディア１０６の頂部の位置又はメディア１０６の中心が、印刷ヘッド８のインク吐出経路に対してずれることがないように、メディア１０６の頂部（又は中心）の位置は、印刷ヘッド８に対して同じ位置となるようにしている。メディア１０６表面と印刷ヘッド８との間隔を調整するには、プリンタ２の操作パネルで、「テーブル高さ変更メニュー」を選択してメディアの直径値をコントローラに入力し、プリンタ２のテーブル高さの設定を行う。

印刷中は、駆動ローラ５６と前方又は後方の補助輪１００が、基体４の自重によりテーブル１０に接触する。テーブル１０の、図２中、矢方向で示すＸ軸方向（副走査方向）の移動に伴い、駆動ローラ５６は、テーブル１０との接触摩擦で回転し、これによりメディア駆動ローラ６０が回転する。メディア駆動ローラ６０の回転により円筒メディア１０６が回転し、メディア従動ローラ６４がメディア駆動ローラ６０と同期して回転する。

このとき、メディア駆動ローラ６０の回転は、タイミングプーリ９２を介してタイミングベルト８８に伝達され、タイミングベルト８８の回転は、これに噛み合うタイミングプーリ９０を介してメディア従動ローラ６４に伝達され、両ローラ６０，６４は同期して同方向に回転するので、ローラ６０，６４の両方を使用して円筒メディア１０６を回転させることができる。
上記実施形態において、駆動ローラ５６は、テーブル１０の移動を回転運動に変換する動力変換機構を構成するが、メディア駆動ローラ６０が動力変換駆動ローラを兼ねる構成としても良い。また実施形態は片方だけ駆動ローラ５６を設けているが、もう一方に設けても良い。
また駆動ローラ５６はテーブル１０と接触しテーブルの移動により回転するため、ゴムなどすべり難く力が伝わりやすい部材が使用されるが、テーブル１０面上で滑りにくい部材が使用されている場合などでは駆動ローラ５６は樹脂や金属などでも対応が可能であり、両方の接触で回転力が与えられる構造であれば良い。またメディア駆動ローラ６０、メディア従動ローラ６４も円筒物に回転を与えるためゴムなど比較的滑りにくい部材を使用すると良い。なお対象となる円筒印刷物がメディア駆動ローラ６０、メディア従動ローラ６４の表面を滑りやすく又は汚すなど悪影響を与える可能性がある部材を使用する場合には、対象となる円筒物の印刷を行わない周面部分にサポート部材などを一時的に巻き付け、それを介しローラに接触させるようにしてもよく、必ずしも円筒物の表面に直接接触して回転力を与えなくても良い。

また、上記実施形態において、駆動ローラ５６、軸５８に固定された歯付きプーリ９４、軸６２に固定された歯付きプーリ９６及びタイミングベルト９８は、回転伝動機構を構成するが、特にベルトとプーリを用いた構成に限定されるものではない。
インデックスプランジャ７４，７６，７８，８０とインデックス孔８２は、一対の取付体５２，５４を基体１４に脱着可能に係止する係止機構を構成するが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、原点を基準として任意の位置に取付体５２，５４を係止する無段式の構成としても良い。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の態様は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２ プリンタ
４ 円筒印刷用治具
６ 機体
８ 印刷ヘッド
１０ テーブル
１１ テーブル昇降操作ハンドル
１２ 保持体
１３ 紫外線照射装置
１４ 基体
１６ カバー
１８ 取付片
２０ 取付片
２２ 突片
２４ 突片
２６ 軸穴
２８ 軸穴
３０ 昇降ガイド部
３２ 昇降ガイド部
３４ 長穴
３６ 長穴
３８ ボルト
４０ ボルト
４２ 枠部
４４ 板ナット
４６ 板ナット
４８ 筒体
５０ 底板
５２ 取付体
５４ 取付体
５６ 駆動ローラ
５８ 軸
６０ メディア駆動ローラ
６２ 軸
６４ メディア従動ローラ
６６ 軸
６８ 側枠部
７０ 側枠部
７２ ナット
７４ インデックスプランジャ
７６ インデックスプランジャ
７８ インデックスプランジャ
８０ インデックスプランジャ
８２ インデックス孔
８４ プーリ
８６ プーリ
８８ タイミングベルト
９０ プーリ
９２ プーリ
９４ プーリ
９６ プーリ
９８ タイミングベルト
１００ 補助輪
１０２ 把手
１０４ インデックス表示
１０６ 円筒メディア
１０８ ローラ部材
１１０ ばね

Claims (8)

1. テーブル移動式印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な保持体と、該保持体に上下方向に平行移動可能に連結する基体と、円筒を支持するための所定の間隔を存して対向する一対の前記基体に設けられた円筒支持ローラと、印刷装置のテーブルの移動を回転運動に変換する動力変換機構とを備えたテーブル移動式印刷装置に用いられる円筒印刷用治具であって、前記一対の円筒支持ローラの軸部を回転伝動機構を介して連結し、前記円筒支持ローラの中の一方を前記動力変換機構の動力を用いて回転させ、該一方の円筒支持ローラの回転と同期して前記他方の円筒支持ローラが回転するようにしたことを特徴とする円筒印刷用治具。
2. 前記動力変換機構を、前記基体に回転自在に連結し前記テーブルに前記基体の重量により接触する動力変換ローラにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の円筒印刷用治具。
3. 前記動力変換ローラが前記一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラであることを特徴とする請求項２に記載の円筒印刷用治具。
4. 前記動力変換ローラを、前記基体に設けた駆動ローラで構成し、該駆動ローラを前記一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラに回転伝動機構を介して連結したことを特徴とする請求項２に記載の円筒印刷用治具。
5. 前記基体に前後方向にスライド可能に一対の取付体を設け、一方の取付体に前記駆動ローラと一対の円筒支持ローラの中の一方の円筒支持ローラとを回転自在に支承し、前記基体に該基体の前後方向に延びる無端状のタイミングベルトを回転自在に配置し、該タイミングベルトの片側に前記一対の支持ローラの軸部に設けたタイミングプーリを噛み合わせ、前記基体に前記一対の取付体を前記基体に脱着可能に係止する係止機構を設けたことを特徴とする請求項４に記載の円筒印刷用治具。
6. 前記係止機構は、設定した原点を基準として、複数の係止位置を前記基体の取付体を支持する支持面に設けた段階式であることを特徴とする請求項５に記載の円筒印刷用治具。
7. 前記係止機構は、設定した原点を基準として取付体をスライドさせ、任意の位置で係止するようにした無段階式であることを特徴とする請求項５に記載の円筒印刷用治具。
8. 機体と、テーブルと、該テーブルに対して平行な平面内で一方向に移動自在に支持された印刷ヘッドと、前記テーブルを前記印刷ヘッドの移動方向に対して直交する方向に移動可能に支持する副走査駆動機構と、前記テーブルを昇降方向に駆動するテーブル昇降駆動機構と、脱着可能な円筒印刷用治具とを備え、コントローラの制御により前記テーブルを一方向に移動し、前記印刷ヘッドを前記テーブルを横切る方向に移動し、テーブル上の印刷媒体に印刷を行うテーブル移動式の印刷装置であって、前記印刷用治具は、テーブル移動式印刷装置の機体に脱着可能に固定可能な保持体と、該保持体に上下方向に平行移動可能に連結する基体と、円筒を支持するための所定の間隔を存して対向する一対の前記基体に設けられた円筒支持ローラと、印刷装置のテーブルの移動を回転運動に変換する動力変換機構とを備え、前記一対の円筒支持ローラの軸部を回転伝動機構を介して連結し、前記円筒支持ローラの中の一方を前記動力変換機構の動力を用いて回転させ、該一方の円筒支持ローラの回転と同期して前記他方の円筒支持ローラが回転するようにしたことを特徴とする印刷装置。

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