JPWO2011121744A1 - 印刷システム、シート処理システムおよびシート経路切替装置 - Google Patents

Abstract

互いに平行な第１経路と第２経路との間でシートが進行する経路を切り換えるとともに、第１経路を通過するシートの表裏を反転させることが可能な経路切替部を有する。第１経路にシートを導入する第１入力部と第２経路にシートを導入する第２入力部は隣接し、第１経路を進行するシートが出力される第１出力部と、第２経路を進行するシートが出力される第２出力部も隣接している。

Description

本発明はシートに対して高速に印刷などの処理を行うことができるシステムに関する。

印刷の生産性（時間あたりの印刷出力）を高めるべく、複数台の印刷装置を組み合わせて並行稼動させる印刷システムが知られている。例えば、特許文献１に開示される印刷システムでは、２台の片面印刷装置を有する２ライン構成として、連続シートに対して両面印刷および片面印刷を選択的に行なう。

特許第３９４４８３４号

印刷工場内でのプロセス全体を見ると、印刷工程の前後にも種々の処理工程がある。印刷工程の前にはシートの印刷面にコーティングを行なうプレコート処理工程を行なう場合がある。印刷工程の後には印刷して巻き取ったロールのカット工程や製本のための折り曲げ工程などを行なう場合がある。このような印刷工程の前後工程の処理に用いる処理装置との間でのロールの受け渡し作業を考慮すると、特許文献１に記載の印刷システムには以下に列挙するような解決すべき課題がある。

（１）前処理装置から印刷ラインへのロールの搬入作業（印刷ラインへのシート入力）、および印刷したロールを搬出して後処理装置に受け渡す搬出作業（印刷ラインからのシート出力）において、使用者に過大な負担をかける。特許文献１のレイアウト（図１、図２とも）では、搬入においては、２つのラインそれぞれに新しいロールを搬入してセットする２箇所の入力部がばらばらに分散して離れている。２箇所の入力部が離れると、搬入作業において前処理装置からロールを運び込む運搬距離も大きくなる。また、搬出においても、２つのラインそれぞれで印刷済みのロールを搬出する２箇所の出力部がばらばらに分散して離れている。２箇所の出力部が離れると、搬出作業において後処理装置までロールを運び出す運搬距離も大きくなる。大型の印刷システムでは、ラインの長さが１０ｍを越え、使用するロールも重さ数十ｋｇにもなるため、運搬距離が大きくなることは作業者への負担増大に直結する。

（２）印刷ラインを設置するのに要する工場内の床面積が大きい。特許文献１のレイアウト（図１、図２とも）では、ロール搬入の２箇所の入力部が離れている。そのため、２箇所それぞれの周囲に作業者の作業スペースが必要となる。ロール搬出の２箇所の出力部についても同様に、２箇所それぞれの周囲に作業スペースが必要となる。すなわち、合計４箇所において作業スペースが必要となるので、そのぶん余計に床面積を必要とし、高集積なレイアウトが困難である。

（３）印刷ラインの増設にフレキシブルに対応することができない。特許文献１のレイアウト（図１、図２とも）を拡張してライン増設しようとすると、入力部および出力部の位置は統一無くさらにばらばらに分散する。入力部または出力部の一部は周囲を装置に囲まれた状態となって、作業者が前処理装置からのロール搬入または後処理装置へのロール搬出の作業をすることができなくなる。つまり、さらなるライン増設は現実的にはできない。

本発明は、以上のような課題の認識に基づいてなされたものである。本発明の目的は、上述した課題の少なくとも１つを解決することができる印刷システム、ならびに印刷に限らないシート処理システムの提供である。

本発明の印刷システムは、シートに両面印刷と片面印刷を選択的に行なうことが可能な印刷システムであって、所定方向に沿って形成された第１経路に順に設けられた、第１印刷装置および第２印刷装置と、前記第１経路にシートを導入する第１入力部と、前記第１入力部の近傍に設けられ、前記第１経路と平行な第２経路にシートを導入する第２入力部と、前記第１経路を進行するシートが出力される第１出力部と、前記第１出力部の近傍に設けられ、前記第２経路を進行するシートが出力される第２出力部と、前記第１経路と前記第２経路との間でシートが進行する経路を切り換えるとともに、前記第１経路を通過するシートの表裏を反転させることが可能な経路切替部とを有し、
前記両面印刷においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１印刷装置で第１面に印刷され、前記経路切替部で表裏が反転されて前記第２印刷装置に導入され、前記第２印刷装置で前記第１面の背面側の第２面に印刷されて前記第１出力部に出力され、前記片面印刷においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１印刷装置で前記第１面に印刷され、前記経路切替部によって進行する経路が前記第２経路に切り換えられて前記第２出力部に出力され、且つ／又は、前記第２入力部から前記第２経路に導入されたシートは、前記経路切替部によって進行する経路が前記第１経路に切り換えられて前記第２印刷装置に導入され、前記第２印刷装置で前記第１面に印刷されて前記第１出力部に出力されることを特徴とする。

本発明によれば、処理ラインと前後工程の機器との間でのロールの運搬距離が小さく、作業者の負担が小さい。また本発明によれば、処理ラインを設置するのに要する工場内の床面積が小さく、高集積なレイアウトが可能となる。また本発明によれば、処理ラインの増設にフレキシブルに対応することが可能となる。また、両面印刷モード、片面印刷モードいずれの場合でも経路切替部でシートが折り返される際には、印刷面はターンバーに面しないので、印刷面が悪影響を受けることが回避される。

実施形態の印刷システムの全体斜視図 図１の経路切替部の拡大図 各ターンバーの高さ関係を示した図 片面ｘ２印刷モードにおける経路切替部を通過するシートの状態を示す図 片面ｘ１印刷モードにおける経路切替部を通過するシートの状態を示す図 片面ｘ１印刷モードにおける経路切替部を通過するシートの状態を示す図 両面印刷モードにおける経路切替部を通過するシートの状態を示す図 片面２回印刷モードにおける経路切替部を通過するシートの状態を示す図 印刷ラインを増設した場合の全体斜視図 印刷システムの制御部のブロック図

本発明は連続シートを用いて印刷処理を行なう印刷システムに適用可能である。また、本発明は印刷処理に限らず連続シートに種々の処理（記録、加工、塗布、照射、読取、検査など）を施し、両面処理および片面処理が可能なシート処理システムにも適用可能である。以下、インクジェットプリント装置の印刷システムに本発明を適用した例を説明する。本明細書において、シートとは、紙、プラスチック、フィルム、織物、金属、フレキシブル基板など、材質は問わずフレキシブルで且つ連続したシート状の物品を意味する。以降の説明においては、連続シートまたは単にシートという。

図１は実施形態の印刷システムの全体斜視図である。図中、経路Ｒ１と経路Ｒ２からなる直進の経路を第１経路といい、経路Ｒ３と経路Ｒ４からなる直進の経路を第２経路という。第１経路と第２経路は平行であり、ほぼ同じ全長さを有している。なお、本明細書において、平行とは厳密な平行に限定されず、若干の方向の違いがある略平行も含むものとする。床に平行な面内において、第１経路と第２経路の向きを第１方向（所定方向）と定義し、第１方向と直交する方向を第２方向と定義する。また、第１方向と第２方向が含まれる床に平行な面を所定面という。

印刷工場の床１６には、プロセス全体の処理機器がレイアウトされている。全体は、連続シートに対して印刷処理を行なう印刷システム１００、印刷工程の前処理のための前処理装置１０１、印刷工程の後処理のための後処理装置（シート切断装置１０２、製本装置１０３）からなる第１方向に沿って順次処理がなされるラインとなっている。本実施形態のプリント装置は、ロール状に巻かれた連続シートを用いて、シートの第１面と第１面の背面側の第２面に両面印刷、およびシートの片面に片面印刷を選択的に行なうことができる。

印刷システム１００の核となるのは、第１印刷装置１（第１処理装置）、第２印刷装置２（第２処理装置）の２台の印刷装置、経路切替部３および乾燥装置４である。第１印刷装置１、第２印刷装置２ともにシートの片面（図１の上面側）に印刷を行なう。印刷装置の印刷方式はインクジェット方式を採用しており、発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式などを採用することができる。なお、本発明はインクジェット方式に限定されず、電子写真プリンタ、サーマルプリンタ（昇華型、熱転写型など）、ドットインパクトプリンタ、液体現像式のプリンタなど、様々な印刷方式の印刷装置に適用可能である。

印刷システム１００は２系統で並行処理を行なう。そのため、ロールの搬入（入力）と搬出（出力）もそれぞれ２系統設けられている。搬入については、第１入力部５と第２入力部６の２系統を有する。第１入力部５は、第１方向から第１の連続シートＳ１を導入して第１印刷装置１に供給するためのものであり、第２入力部６は、第１方向から第２の連続シートＳ２を導入して第２印刷装置２に供給するためのものである。第２入力部６は第１入力部５の近傍に隣接して設けられている。第１入力部５は、シートホルダに連続シートがロール状に巻かれた未使用のロールがセットされ、ロールが回転しながら経路に沿ってシートが導入される。第２入力部６は、シートホルダに連続シートがロール状に巻かれた未使用のロールがセットされ、ロールが回転しながら経路に沿ってシートが導入される。なお、連続シートであれば、ロール状に巻かれたものに限らない。例えば、単位長さごとのミシン目が付与された連続シートがミシン目ごとに折り返されて積層され、シートホルダに収納されるものでもよい。

なお、第１入力部５と第２入力部６はともに第１方向からシートを導入するものであるが、上述したように両者は厳密な平行であることに限定されず、若干の方向の違いがあることも許容する。また、第１入力部５と第２入力部６は第１方向における位置が一致して隣接する配置には限られない。シートを導入する方向がともに第１方向であれば、第１入力部５と第２入力部６が第１方向において設置位置にずれをもって近接するレイアウトであってもよい。

搬出については、第１出力部７と第２出力部８の２系統を有する。第１出力部７には、第２印刷装置２で印刷されて第１方向に進行する連続シートが出力され、第２出力部８には第１印刷装置２で印刷されて第１方向に進行する連続シートが出力される。第２出力部８は第１出力部７の近傍に隣接して設けられている。第１出力部７は、シートホルダ（巻取器）に印刷済みの連続シートが巻き取られていき、ロールとして出力される。第２出力部８は、シートホルダ（巻取器）に印刷済みの連続シートが巻き取られていき、ロールとして出力される。出力部での出力はロールの形態でなく、カッタで所定長さごとに切断してカットシートとして１枚ずつ出力してシートスタックを形成するようにしてもよい。

なお、第１出力部７と第２出力部８にはともに第１方向からシートが出力されるものであるが、上述したように両者は厳密な平行であることに限定されず、若干の方向の違いがあることも許容する。第１出力部７と第２出力部８は第１方向における位置が一致して隣接する配置には限られない。第１出力部７と第２出力部８が第１方向において設置位置にずれをもって近接するレイアウトであってもよい。さらに、２つの入力部は近接するが２つの出力部は近接せず異なる方向にシートを出力するレイアウト、もしくは２つの出力部は近接するが２つの入力部は近接せず異なる方向からシートを導入するレイアウトとしてもよい。本発明はこれらの形態を広く包含する。

第１入力部５からは搬送機構９によって連続シートＳ１が経路Ｒ１に沿って送り出され、第１印刷装置１に導入される。第２入力部５からは搬送機構１１によって連続シートＳ２が経路Ｒ３に沿って送り出され、続いて搬送機構１３により搬送されて経路切替部３にシートが導入される。また、経路切替部３からは、シートは搬送機構１０によって経路Ｒ２に沿って搬送され、第２印刷装置２さらには乾燥装置４に導入される。経路切替部３からは、シートは搬送機構１２によって経路Ｒ４に沿って搬送され、乾燥装置４に導入される。

乾燥装置４は、第２印刷装置２と第１出力部７の間で、第１出力部７に出力される前の連続シートを乾燥させる。さらに、同一の乾燥装置４は第２出力部８に出力される前の連続シートも乾燥させる。つまり、乾燥装置４は、第１経路（経路Ｒ３）と第２経路（経路Ｒ４）に対して共通に設けられている。なお、第１印刷装置１に専用の乾燥装置１４を第１印刷装置１の直後に配置して、乾燥装置４は第２印刷装置２の専用としてもよい。

経路切替部３には、経路Ｒ１と経路Ｒ３からシートが導入され、経路Ｒ２と経路Ｒ４にシートが導出される。経路切替部３によって、経路Ｒ１と経路Ｒ２からなる第１経路と、経路Ｒ３と経路Ｒ４からなる第２経路の間で進行するシートの経路を任意に切り替えることができる。また、シートが第１経路に沿って経路Ｒ１から経路Ｒ２に移行する際には、経路切替部３によりシートの表裏を反転させることが可能となっている。つまり、経路切替部３は、２系統の連続シートのシート経路切替装置として機能する。

図２は経路切替部３の拡大斜視図である。経路切替部３は、２つのユニットを結合した構成を有する。第１ユニット（図２の手前側）は第１経路の側に設けられ、第２ユニット（図２の奥側）は第２経路の側に設けられている。

経路切替部３のより具体的な構造について以下説明する。第１ユニットは、第１ターンバー１７、第２ターンバー２１、第３ターンバー１８を基本構成とする。これらをまとめて第１ターンバー群と称する。第１ユニットはさらに補助的な従動ローラとして入力側のローラ２３、出力側のローラ２４、第２ターンバー２１と平行で且つ対向する第４ターンバー２２を有する。以上の各ターンバーおよびローラはフレーム２５にそれぞれ回転自在に保持されている。第１ターンバー１７はシートが導入される第１方向（所定方向）に対し、所定面内で４５度傾いた回転軸を有する従動ローラである。第３ターンバー１８は第１方向に対し所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する従動ローラである。導入されたシートが斜めに半周だけ巻き付いて折り返され、シートの進行方向を第１方向と第２方向の間で９０度転換させる働きをする。第２ターンバー２１および第４ターンバー２２はともに第１方向と平行な方向の回転軸を有する従動ローラあり、シートは第２ターンバー２１および第４ターンバー２２のペアに対して半周分だけ正面から巻き付いて、進行方向を１８０度反転させる働きをする。なお、ここでいうそれぞれの角度は若干の誤差が含まれることを許容する中心的な値である。

第２ユニットは、第５ターンバー１９、第６ターンバー２０を基本構成とし、これらがフレーム２６に回転自在に保持されている。第５ターンバー１９は第１方向に対し所定面内で４５度傾いた回転軸を有する従動ローラである。第６ターンバー２０は第１方向に対し所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する従動ローラである。フレーム２５とフレーム２６は一体に結合されている。なお、フレーム２５とフレーム２６を結合せずに、第１ユニットと第２ユニットを別体構造としてもよい。第１方向においてフレーム２５の壁面にはシートが出入りするための開口２５ａおよび２５ｂが形成されている。第１方向においてフレーム２６の壁面にもシートが出入りするための開口２６ａおよび開口２６ｂが形成されている。なお、フレーム２５とフレーム２６の間には壁は形成されておらず、シートが自由に通過できるようなっている。

図３は、図２の第２方向から経路切替部３を見た図であり、各ターンバーの高さ関係を示したものである。第１ターンバー１７、第２ターンバー２１、第５ターンバー１９の組（第１組）はほぼ同じ高さに配置される。第３ターンバー１８、第４ターンバー２２および第６ターンバー２０の組（第２組）はほぼ同じ高さに配置される。第１組と第２組は高さが異なり、第２組のほうが高い位置に配置される。ローラ２３とローラ２４は第２組よりもさらに高い位置に配置される。

第１ターンバー１７ないし第６ターンバー２０は、巻き付いたシートがターンバーのローラ表面に接触して回転する接触型ターンバーである。別の形態として、全てあるいは一部のターンバーに非接触型の静圧面を持った非接触型ターンバーを用いてもよい。非接触型の静圧面とは、表面からエアを噴出してシートを微小間隔で浮上させながら非接触でシートを支持するものである。静圧面は例えば多孔質体からなり、多孔質の微小孔からエアを噴出して静圧または静圧＋動圧でシートを浮上させる。経路切替部３において非接触型ターンバーは固定または回転可能に支持される。非接触型ターンバーは必ずしも回転させる必要はないのでローラ形状でなくともよく、少なくともシートと面する部分（シートと対向して非接触で支持する部分）が所定の曲面の静圧面を有していればよい。接触型、非接触型のいずれの形態であっても、連続シートがターンバーの表面に巻き付いて方向を転換させる働きをすることに変わりはない。

次に、印刷工程の前処理のための前処理装置、および後処理のための後処理装置について説明する。図１において、印刷システム１００の第１入力部５および第２入力部６の上流には、前処理装置１０１としてプレコート装置が設けられている。プレコート装置は、印刷前にシート表面の平滑度や光沢度を向上させるためにシートの片面あるいは両面にプレコート処理を施すものである。前処理装置１０１で前処理されたシートはロールとして出力される。このロールは作業者Ｕ１によって運搬されて第１入力部５、第２入力部６のいずれかに搬入される。第１入力部５と第２入力部６は隣接しており、且つ前処理装置１０１との間の距離も短い。いずれの入力部にロールを搬入する際にも前処理装置１０１からの距離は短くて済む。印刷システム１００にシートを搬入するために作業者Ｕ１が作業する作業スペースが１つに集約されているので、全体の床面積も大きくならずに済み、且つ作業者Ｕ１の作業性も高い。また、作業者Ｕ１が前処理装置１０１からロールを運び込む運搬距離が第１入力部５と第２入力部６のいずれも短いので、作業者Ｕ１の作業負担が小さくて済む。加えて、第１入力部５と第２入力部６はロールを装填する方向が等しいので、どちらの力部に装填する場合も作業者Ｕ１が混乱することがない。

印刷システム１００の第１出力部７および第２出力部８の下流には、後処理装置として、シート切断装置１０２およびその下流に製本装置１０３が設けられている。第１出力部７または第２出力部８のロールは、作業者によって運搬されてシート切断装置１０２に搬入される。印刷済みのロールはシート切断装置１０２で所定の単位長さごとにカットされ、複数のトレイにロット毎に排出される。切断されたシートはさらに下流の製本装置１０３に送られて製本処理が行なわれる場合もある。製本装置１０３は、紙折り処理や綴じ処理などを行なう。シート切断装置１０２から出力されたカットシートは製本装置１０３に送られて、紙折りや紙綴じの処理がなされて、完成品が出力される。

印刷システム１００の第１出力部７および第２出力部８に出力されたロールは、作業者Ｕ２によって運搬されてシート切断装置１０２に搬入される。ここで、第１出力部７と第２出力部８は隣接しており、且つシート切断装置１０２との間の距離も短い。いずれの出力部からロールを搬出する際にもシート切断装置１０２までの距離は短くて済む。印刷システム１００からシートを搬出するために作業者Ｕ２が作業する作業スペースが１つに集約されているので、全体の床面積も大きくならずに済み、且つ作業者Ｕ２の作業性も高い。また、作業者Ｕ２がシート切断装置１０２にロールを運び込む運搬距離が第１出力部７と第２出力部８のいずれも短いので、作業者Ｕ２の作業負担が小さくて済む。加えて、第１出力部７と第２出力部８はロールが保持される方向が等しいので、どちらの出力部からロールを取り出す場合も作業者Ｕ２が混乱することがない。なお、前処理装置および後処理装置は上述の例には限らず、いかなる種類の処理装置であってもよい。

図１０は印刷システム１００の制御系のブロック図を示す。制御装置２０２は第１印刷装置１および第２印刷装置２の動作制御を司る。制御装置２０２には、操作部２０３、インターフェース２０４、コントローラ２０５が含まれ、コントローラ２０５はＣＰＵ２０７、ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０８から構成される。操作部２０３は作業者が情報を入力するためのキーやボタンと、作業者に対して情報を表示する表示器を備えている。コントローラ２０５は、インターフェース２０４を介して外部サーバ２０１に接続されている。外部サーバ２０１は、印刷する画像データの作成や処理等を行うコンピュータ、あるいは画像リーダ、デジタルカメラ、フォトストレージ等の専用の画像入力機器である。制御装置２０２は、さらに印刷システム１００を構成する各ユニットを制御する専用の制御部を有する。専用の制御部は、入力部制御部２０９、出力部制御部２１１、印刷制御部２１３、乾燥制御部２１５などである。入力部制御部２０９には第１入力部５、第２入力部６のエンコーダ等の各種センサの信号が入力される。出力部制御部２１１には第１出力部７、第２出力部８のエンコーダ等の各種センサの信号が入力される。印刷制御部２１３には、第１印刷装置１、第２印刷装置２の各種センサの信号が入力される。乾燥制御部２１５には乾燥装置４の各種センサの信号が入力される。これら専用の制御部にはコントローラ２０５から指令が与えられて、システム全体が制御されるようになっている。

次に、印刷システム１００における、両面印刷モード（第１モード）と片面印刷モード（第２モード）のそれぞれの動作について説明する。作業者は操作部２０３からいずれかのモードを選択して、以下に説明するようにシートをセットしてから、印刷を開始する。

＜片面印刷モード＞
最初に片面印刷モードについて説明する。片面印刷モードには、第１印刷装置１と第２印刷装置２の両方を同時並列に稼動させる片面ｘ２印刷モード、いずれか一方の印刷装置だけを稼動させる片面ｘ１印刷モードがあり、どのモードを実行するかは作業者によって任意に選択可能である。

片面印刷においては、経路切替部３の第１ユニットに含まれる２本のターンバーと第２ユニットに含まれる２本のターンバー（これら４本をまとめて第２ターンバー群と称する。第２ターンバー群の一部（２本）と第１ターンバー群の一部（２本）は共通である。）でシートが２回折り返されて進行する経路が切り換えられる。経路Ｒ１から導入されたシートは経路切替部３を経て経路Ｒ４に導出され、経路Ｒ３から導入されたシートは経路切替部３を経て経路Ｒ２に導出される。

図４は、片面ｘ２印刷モードにおける経路切替部３を通過するシートの状態を示す。２系統のシートは、経路切替部３において異なる高さ位置で交差するためシート同士が互いに接触することはない。具体的には、経路Ｒ１において第１入力部５から導入され第１印刷装置１で片面（第１面）に印刷された第１の連続シートＳ１は、経路切替部３の第１ユニットに導入される。連続シートＳ１は第１ターンバー１７に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第１方向から第２方向に転換され、第２ターンバー２１の下を通過して進行する。そして、連続シートＳ１は、第５ターンバー１９に下から上に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第２方向から第１方向に転換され、経路Ｒ４に導出される。ターンバーでの折り返し回数が２回（偶数回）でシートの反転も２回なので、結果として経路切替部３でシートの表裏反転はなされず、第１経路から第２経路への経路切替だけがなされる。経路Ｒ４に導出されたシートは乾燥装置４で乾燥処理がなされた後に第２出力部８に出力される。

一方、第２入力部６から導入された第２の連続シートＳ２は、経路切替部３の第２ユニットに導入される。連続シートＳ２は第６ターンバー２０に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第１方向から第２方向に転換され、ターンバー１５の下（第２ターンバー２１との間）を通過して進行する。そして、連続シートＳ２は、第３ターンバー１８に下から上に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第２方向から第１方向に転換され、経路Ｒ２に導出される。ターンバーでの折り返し回数が２回（偶数回）でシートの反転も２回なので、結果として経路切替部３でシートの表裏反転はなされず、第２経路から第１経路への経路切替だけがなされる。経路Ｒ２において、連続シートＳ２には第２印刷装置２で片面（第１面）に印刷が行なわれ、乾燥装置４で乾燥処理がなされた後に第１出力部７に出力される。このように、連続シートＳ１と連続シートＳ２は、経路切替部３において異なる高さを逆方向に通過し、装置内でシート同士が互いに接触することが回避される。

このようなシートの通し方にすることで、第１印刷装置１で第１面に印刷された連続シートＳ１は、第１ターンバー１７ならびに第５ターンバー１９に巻き付いた際に、すべて非印刷面であるシートの第２面がターンバーの表面に面する。印刷された第１面はいずれのターンバーの表面にも面しない。連続シートＳ１が経路切替部３を通過するのは、第１印刷装置１での印刷直後であり乾燥装置４を通過していないので、インクの乾燥が不十分な状態である。もしこの状態で印刷面がいずれかのターンバーに接触すると、ターンバーからゴミが印刷面に付着したり、ターンバーにインクが転写されて印刷画像に悪影響が及ぶ畏れがある。上述した非接触型ターンバーを用いた場合も、接触はしなくても印刷直後の印刷面にターンバー表面からエアが吹き付けられると、乾燥状態が変わって色ムラ等が起きる畏れがある。本例のようなシートの通し方にすることで、印刷面はいずれのターンバーの表面にも面しないので、印刷面にシートが接触したり静圧面からエアが吹き付けられて印刷画像が悪影響を受けることが回避される。連続シートＳ２については、経路切替部３を通過した後に第２印刷装置２で印刷を行なうが、これから印刷される面がどこにも触れないので印刷前に印刷面に傷やゴミが付着することが回避される。

図５は、第１印刷装置１だけを稼動させる片面ｘ１印刷モードにおける経路切替部３を通過するシートの状態を示す。なお、図５では、経路切替部３でシートが接触または近接する部材にのみ符号を付している。連続シートＳ１は第１ターンバー１７に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第１方向から第２方向に転換され、第２ターンバー２１の下を通過して進行する。そして、連続シートＳ１は、第５ターンバー１９に下から上に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第２方向から第１方向に転換され、経路Ｒ４に導出される。

図６は、第２印刷装置２だけを稼動させる片面ｘ１印刷モードにおける経路切替部３を通過するシートの状態を示す。なお、図６では、経路切替部３でシートに接触または近接する部材にのみ符号を付している。連続シートＳ２は第６ターンバー２０に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第１方向から第２方向に転換され、第４ターンバー２２の下を通過して進行する。そして、連続シートＳ２は、第３ターンバー１８に下から上に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第２方向から第１方向に転換され、経路Ｒ２に導出される。

＜両面印刷モード＞
次に、両面印刷モードについて説明する。両面印刷モードでは、第１印刷装置１と第２印刷装置２を直列で使用してシートの表裏に順次印刷を行なう。両面印刷においては、経路Ｒ１から導入されたシートは、第１ユニットに含まれる３本のターンバー（第１ターンバー群）でシートが３回折り返されて表裏が反転され、経路Ｒ２に導出される。

図７は、第１印刷装置１と第２印刷装置２を稼動させる両面印刷モードにおける経路切替部３を通過するシートの状態を示す。なお、図７では、経路切替部３でシートが接触または近接する部材にのみ符号を付している。経路Ｒ１において第１入力部５から導入され第１印刷装置１で片面（第１面）に印刷された連続シートＳ１は、経路切替部３の第１ユニットに導入される。連続シートＳ１は第１ターンバー１７に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第１方向から第２方向に転換される。そして、第２ターンバー２１と第４ターンバー２２のペアに対して下から上に正面から巻き付いて、進行方向が１８０度反転される。なお、第４ターンバー２２はあくまで補助的なものなので省略することが可能である。この場合、第２ターンバー２１だけに連続シートＳ１を巻き付けてシートの進行方向を反転させる。続いて、連続シートＳ１は第３ターンバー１８に対して上から下に半周分だけ斜めに巻き付いて、進行方向が第２方向から第１方向に転換され、経路Ｒ２に導出される。経路切替部３において、ターンバーでの折り返し回数が３回（奇数回）でシートの反転も３回なので、結果として経路切替部３でシートの表裏反転がなされる。経路Ｒ２において、連続シートＳ２には第２印刷装置２で第２面に印刷が行なわれ、両面が乾燥装置４で乾燥処理がなされた後に第１出力部７に出力される。

このようなシートの通し方にすることで、第１印刷装置１で第１面に印刷された連続シートＳ１は、第１ターンバー１７、第２ターンバー２１、第３ターンバー１８に巻き付いた際に、すべて非印刷面であるシートの第２面がターンバーの表面に面する。印刷された第１面はいずれのターンバーの表面にも面しない。そのため、印刷面が悪影響を受けることが回避される。

＜片面２回印刷モード＞
印刷システム１００は、以上説明した片面印刷モードと両面印刷モードのほかに、片面２回印刷モードを実行することも可能となっている。図８は、第１印刷装置１だけを稼動させる片面２回印刷モードにおける経路切替部３を通過するシートの状態を示す。なお、図８では、経路切替部３でシートが接触または近接する部材にのみ符号を付している。

片面２回印刷モードでは、第１印刷装置１と第２印刷装置２を直列で使用してシートの同じ片面（第１面）に順次印刷を行なう。具体的には、第１入力部５から供給された連続シートは、第１印刷装置１で第１面に印刷され、経路切替部３で連続シートの表裏を反転させずに且つ第１経路を直進する。経路切替部３ではローラ２３とローラ２４の上を各ローラで第２面を案内されながら通過する。印刷された第１面はいずれのローラの表面にも接触しないので、印刷面が悪影響を受けることが回避される。そして、第２印刷装置２で同じく第１面に印刷されて、乾燥装置４を経て第２出力部７に出力される。

片面２回印刷モードでは、２台の印刷装置で異なる色のインクを付与すれば、印刷速度を維持しながらトータルの色数を２倍に増すことができるので、さらなる画質向上を図ることができる。また、シートの印刷面を微小に空間分割して２台の印刷装置で分担して同期印刷すれば、シート搬送速度を最大２倍に引き上げることができるので、印刷スループットが向上する。

＜ライン増設＞
印刷システム１００を１つの単位として、容易に印刷ラインを増設することができる。図９は増設したラインの全体構成を示す斜視図である。図１で説明したものと全く同じラインを平行に２つ並べて配置したものであり、印刷システム１００全体としては、２系統×２の合計４ラインとなっている。各ラインにおける、両面印刷モード、片面１回印刷モード、片面２回印刷モードの組み合わせは作業者の使用目的に応じて任意である。

乾燥装置４は２台が設けられているが、４ラインに共通の１台の乾燥装置としてもよい。前処理装置１０１は４ラインに対して共通の１台としているが、２台あるいは４台としてもよい。後処理装置であるシート切断装置１０２、製本装置１０３は２ラインごとに１つ設けているが、４ラインに共通の１台としてもよいし、各ラインごとに１台設けてもよい。

このように処理ラインの増設が容易であり、且つライン増設後の入力部と出力部がそれぞれ同じ場所に集約される。増設した印刷システム１００は、４つの入力部が互いに隣接して同じ位置に集約され、４つの出力部も互いに隣接して同じ位置に集約されている。つまり、印刷システム１００にシートを搬入するために作業者Ｕ１が作業する作業スペース、ならびに印刷システム１００からシートを搬出するために作業者Ｕ２が作業する作業スペースがそれぞれ１つに集約される。このため、全体の床面積も大きくならずに済み、且つ作業者Ｕ１ならびに作業者Ｕ２の作業性も高い。

以上の実施形態によれば、処理ラインの増設にフレキシブルに対応することが可能である。基本単位でもライン増設しても入力部と出力部はそれぞれ同じ場所に集約されるので、前後処理装置との間でのロールの運搬距離が小さく、作業者の負担が小さい。加えて、処理ラインを設置するのに要する工場内の床面積が小さく高集積なレイアウトが可能となる。また、両面印刷モード、片面印刷モード、片面２回印刷モードのいずれの場合でも経路切替部でシートが折り返される際には、印刷面はターンバーの表面に面しない。そのため、接触型ターンバーとの接触あるいは非接触型ターンバーの静圧面からのエア吹き付けにより、印刷面が悪影響を受けることが回避される。

なお、以上説明してきた実施形態においては、入力部は連続シートを導入するものであるが、予め所定の長さにカットされた複数枚のカットシートを連続して導入する形態であってもよい。あるいは、入力部に入力された連続シートを印刷装置で印刷する前にカッタで自動的に切断して、カットシートに印刷して出力するような形態であってもよい。これらの形態の場合は、各ラインにおいてカットシートを１枚ずつ搬送するローラやベルトからなる搬送機構を設ける。また、経路切替部３においては、カットシートが所定のターンバーに自動的に巻き付いて搬送されるように、各ターンバーはシートを挟持して搬送するための駆動力を持ったローラ対とする。

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。

１ 第１印刷装置
２ 第２印刷装置
３ 経路切替部
４ 乾燥装置
５ 第１入力部
６ 第２入力部
７ 第１出力部
８ 第２出力部
９ 床
１７ 第１ターンバー
１８ 第２ターンバー
１９ 第５ターンバー
２０ 第６ターンバー
２１ 第３ターンバー
２２ 第４ターンバー
２５ フレーム
２６ フレーム

Claims (15)

1. シートに両面印刷と片面印刷を選択的に行なうことが可能な印刷システムであって、
   所定方向に沿って形成された第１経路に順に設けられた、第１印刷装置および第２印刷装置と、
   前記第１経路にシートを導入する第１入力部と、
   前記第１入力部の近傍に設けられ、前記第１経路と平行な第２経路にシートを導入する第２入力部と、
   前記第１経路を進行するシートが出力される第１出力部と、
   前記第１出力部の近傍に設けられ、前記第２経路を進行するシートが出力される第２出力部と、
   前記第１経路と前記第２経路との間でシートが進行する経路を切り換えるとともに、前記第１経路を通過するシートの表裏を反転させることが可能な経路切替部と、
   を有し、
   前記両面印刷においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１印刷装置で第１面に印刷され、前記経路切替部で表裏が反転されて前記第２印刷装置に導入され、前記第２印刷装置で前記第１面の背面側の第２面に印刷されて前記第１出力部に出力され、
   前記片面印刷においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１印刷装置で前記第１面に印刷され、前記経路切替部によって進行する経路が前記第２経路に切り換えられて前記第２出力部に出力され、且つ／又は、前記第２入力部から前記第２経路に導入されたシートは、前記経路切替部によって進行する経路が前記第１経路に切り換えられて前記第２印刷装置に導入され、前記第２印刷装置で前記第１面に印刷されて前記第１出力部に出力される
   ことを特徴とする印刷システム。
2. さらに片面２回印刷を選択することが可能であって、前記片面２回印刷においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１印刷装置で第１面に印刷され、前記経路切替部で表裏反転せずに前記第２印刷装置に導入され、前記第２印刷装置で前記第１面に印刷されて前記第１出力部に出力されることを特徴とする、請求項１記載の印刷システム。
3. 前記経路切替部は第１ターンバー群と第２ターンバー群を含み、前記第１ターンバー群と前記第２ターンバー群は一部のターンバーが共通であり、
   前記両面印刷においては前記第１ターンバー群でシートが３回折り返されて表裏が反転され、前記片面印刷においては前記第２ターンバー群でシートが２回折り返されて進行する経路が切り換えられることを特徴とする、請求項１記載の印刷システム。
4. 前記第１ターンバー群は３本のターンバーを有し、前記両面印刷においては前記３本のターンバーの表面にシートの前記第２面が面するように巻き付き且つ前記第１面には面しないことを特徴とする、請求項３記載の印刷システム。
5. 前記第２ターンバー群は４本のターンバーを有し、うち２本は前記第１ターンバー群に含まれるターンバーと共通であり、
   前記片面印刷において、前記第１印刷装置で前記第１面に印刷されたシートは、前記第２ターンバー群のターンバーで折り返される際には前記第２ターンバー群のターンバーの表面に前記第２面が面し且つ前記第１面は面することなく、且つ、前記第２入力部から前記第２経路に導入されたシートは、前記第２ターンバー群のターンバーで折り返される際には前記第２ターンバー群のターンバーの表面に前記第２面が面し且つ前記第１面は面することがないことを特徴とする、請求項４記載の印刷システム。
6. 前記第１ターンバー群は、前記所定方向に対し所定面内で４５度傾いた回転軸を有する第１ターンバーと、前記所定方向と平行な方向の回転軸を有する第２ターンバーと、前記所定方向に対し前記所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する第３ターンバーを含み、
   前記第２ターンバー群は、前記所定方向に対し前記所定面内で４５度傾いた回転軸を有する第５ターンバーと、前記所定方向に対し前記所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する第６ターンバーを含み、
   上記両面印刷において、前記第１印刷装置で印刷され導入されたシートは、前記第１ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第２ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第３ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて３回折り返され、
   前記片面印刷において、前記第１印刷装置で前記第１面に印刷されたシートは、前記第１ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第５ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて２回折り返され、
   前記第２入力部から前記第２経路に導入されたシートは、前記第６ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第３ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて２回折り返される
   ことを特徴とする、請求項４または５記載の印刷システム。
7. 前記第１ターンバー、前記第２ターンバーおよび前記第３ターンバーは第１ユニットにそれぞれ回転自在に保持され、前記第５ターンバーおよび前記第６ターンバーは第２ユニットにそれぞれ回転自在に保持され、前記第１ユニットと前記第２ユニットは一体又は別体として隣接していることを特徴とする、請求項６記載の印刷システム。
8. 前記所定面内で前記所定方向と交差する方向から見たとき、前記第１ターンバー、前記第２ターンバーおよび前記第５ターンバーの組と、前記第３ターンバーおよび第６ターンバーの組とは異なる高さで配置されていることを特徴とする、請求項６または７記載の印刷システム。
9. 前記第１ターンバー群は、前記２ターンバーと平行に且つ対向して設けれた第４ターンバーを有し、前記両面印刷においては前記第２ターンバーと前記第４ターンバーのペアに対してシートが巻き付けられることを特徴とする、請求項６から８のいずれか記載の印刷システム。
10. 前記片面印刷においては前記第２ターンバーと前記第４ターンバーの間にシートが通されることを特徴とする請求項９載の印刷システム。
11. 前記第１印刷装置および前記第２印刷装置はインクジェット方式で印刷を行なうことを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の印刷システム。
12. シートに両面処理と片面処理に選択的に行なうことが可能な処理システムであって、
    所定方向に沿って形成された第１経路に順に設けられた、第１処理装置および第２処理装置と、
    前記第１経路にシートを導入する第１入力部と、
    前記第１経路と平行な第２経路にシートを導入する第２入力部と、
    前記第１経路を進行するシートが出力される第１出力部と、
    前記第２経路を進行するシートが出力される第２出力部と、
    前記第１経路と前記第２経路との間でシートが進行する経路を切り換えるとともに、前記第１経路を通過するシートの表裏を反転させることが可能な経路切替部と、
    を有し、
    前記両面処理においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１処理装置で第１面に処理され、前記経路切替部で表裏が反転されて前記第２処理装置に導入され、前記第２処理装置で前記第１面の背面側の第２面に処理されて前記第１出力部に出力され、
    前記片面処理においては、前記第１入力部から前記第１経路に導入されたシートは、前記第１処理装置で前記第１面に処理され、前記経路切替部によって進行する経路が前記第２経路に切り換えられて前記第２出力部に出力され、且つ／又は、前記第２入力部から前記第２経路に導入されたシートは、前記経路切替部によって進行する経路が前記第１経路に切り換えられて前記第２処理装置に導入され、前記第２処理装置で前記第１面に処理されて前記第１出力部に出力される
    ことを特徴とするシート処理システム。
13. 第１面と第２面を有するシートの経路切替え装置であって、
    所定方向に対し所定面内で４５度傾いた回転軸を有する第１ターンバーと、
    前記所定方向と平行な方向の回転軸を有する第２ターンバーと、
    前記所定方向に対し前記所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する第３ターンバーと、
    前記所定方向に対し前記所定面内で４５度傾いた回転軸を有する第５ターンバーと、
    前記所定方向に対し前記所定面内で−４５度傾いた回転軸を有する第６ターンバーと
    を含み、
    第１モードにおいては、前記所定方向から前記第１ターンバーに向けて導入されたシートは、前記第１ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第２ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第３ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて３回折り返されて、前記第１面と前記第２面が表裏反転した状態で前記所定方向に導出され、
    前記第１モードとは異なる第２モードにおいては、前記所定方向から前記第１ターンバーに向けて導入された第１のシートは、前記第１ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第５ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて２回折り返されて前記所定方向に導出され、且つ、前記所定方向から前記第６ターンバーに向けて導入された第２のシートは、前記第６ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付き、前記第３ターンバーの表面に前記第２面が面するように巻き付いて２回折り返されて前記所定方向に導出され、前記第１のシートと前記第２のシートは互いに接触せずに装置内を通過することを特徴とするシート経路切替装置。
14. 前記第１ターンバー、前記第２ターンバーおよび前記第３ターンバーは第１ユニットにそれぞれ回転自在に保持され、前記第５ターンバーおよび前記第６ターンバーは第２ユニットにそれぞれ回転自在に保持され、前記第１ユニットと前記第２ユニットは一体又は別体として隣接していることを特徴とする、請求項１３記載のシート経路切替装置。
15. 前記所定面内で前記所定方向と交差する方向から見たとき、前記第１ターンバー、前記第２ターンバーおよび前記第５ターンバーの組と、前記第３ターンバーおよび第６ターンバーの組とは異なる高さで配置されていることを特徴とする、請求項１３または１４記載のシート経路切替装置。

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