JP2016512475A - 印刷テーブル - Google Patents
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Abstract
フラットベッドプリンタ用のテーブルが、中間層（８）によって隔てられた上部プレート（４）および下部プレート（６）を備えている。中間層は、上部プレートと下部プレートとの間の熱伝達を促進するために、上部プレートの近傍の位置と下部プレートの近傍の位置との間を交互に移動する流体の流れを促進する流体流路（３４）を有するように構成されている。流体流路を、中間層の複数の穴（２６）を使用して形成することができる。プリンタ用テーブルの製造方法も説明される。
Description
本発明は、フラットベッドプリンタ用の印刷テーブルに関し、特にインクジェットプリンタ用の印刷テーブルに関する。さらに、本発明は、印刷テーブルの製造方法に関する。
インクジェットプリンタは、通常は、複数のインクノズルを備えた印刷ヘッドを保持している印刷カートリッジを、基材を支持するための印刷テーブルの上方に取り付けて備えている。インクジェットプリンタの印刷品質は、印刷すき間、すなわち基材と印刷ヘッドとの間のすき間の大きさに、大きく影響される。すき間は、小さくなければならず、印刷領域の全体にわたって一貫した印刷品質のために一様に保たれなければならない。典型的な印刷すき間は、約１．５ｍｍであり、印刷すき間の０．１ｍｍ程度のばらつきで、印刷された画像に目に見える印刷アーチファクトが生じる可能性がある。
フラットベッドプリンタは、一般的に、ＵＶ硬化型インクを使用し、放射熱を基材へと加え、したがって印刷テーブルの上面へと加えるＵＶランプを備えている。これにより、上下面の間の温度差に起因して印刷テーブルに歪みが生じ、印刷すき間のばらつきが生じがちである。この問題は、プリンタがより高速になって、より高い硬化能力が必要になるにつれて大きくなり、印刷品質の基準が向上し、液滴の配置の誤差をより小さくすることが求められるにつれて大きくなる。典型的には、２〜５ｋＷの熱を、上面からテーブルの厚さを横切って運び去る必要がある。
印刷テーブルの上面から熱を運び去る１つの方法は、熱伝導材料から製造される実質的に中実なテーブルを用意することであってよい。しかしながら、中実なテーブルは、特に多くのテーブルが印刷時に移動するように設計されているがゆえに、容認できないほどに高価かつ重くなる可能性がある。
したがって、重量を軽減するために、印刷テーブル（特に、大型の印刷テーブル）は、上部プレートまたは外被と、約２〜３ｍｍの厚さの下部プレートとを備えることができ、上部プレートおよび下部プレートの各々は、典型的には金属で製作され、両者の間にアルミニウムハニカム格子構造などの中間層が配置される。これにより、プレートへと接着された薄いアルミニウム格子がテーブルにおいて伝導をあまりもたらさないため、テーブルの厚さを横切って大きな温度差が生じる可能性がある。例えば、テーブルの上部プレートと下部プレートとの間の温度差が、典型的には約２〜３度である。
テーブルの上部プレートと下部プレートとの間の温度差は、金属製の上部プレートにおける熱エネルギが上部プレートを膨張させる一方で、比較的低温の下部プレートは同じようには膨張しないため、テーブルに大きな歪みを引き起こす可能性がある。
これまでのシステムおよび方法は、上部および下部プレートの間の温度差を低減するために、テーブルの上部プレートの冷却に注力している。
一態様においては、フラットベッドプリンタ用のテーブルであって、中間層によって隔てられた上部プレートおよび下部プレートを備えており、中間層は、上部プレートと下部プレートとの間の熱伝達を促進するために、上部プレートの近傍の位置と下部プレートの近傍の位置との間を交互に移動する流体の流れを促進する流体の流れを内部に有するように構成されているテーブルが提供される。
好ましい実施形態において、流体は、上部および下部プレートに交互に接触する。したがって、中間層における流体の流れは、流体の流れを上部プレートおよび下部プレートに交互に接触させて上部および下部プレートの温度を等しくさせようとする蛇行または揺動する経路に沿って移動する。流体流路が、プレート間を流れる流体がテーブルから外への経路において各々のプレートに１回または２回だけ接触できるように、上部および下部プレートの間をゆっくりと交互に移動してよいが、より敏速に揺動する流体流路が、多くの用途において熱伝達を向上させるために好ましいことを、理解できるであろう。交互に移動する流体の流れを、一実施形態においては、流体の一部を上部プレートの近傍の位置から下部プレートの近傍の位置へと流し、流体の一部（好ましくは、流体の同じ一部）を下部プレートの近傍の位置と上部プレートの近傍の位置との間で流すことによって、もたらすことができる。このようにして、本システムおよび方法は、熱によって引き起こされるテーブルの歪みを軽減するために、プレート間の両方向の熱伝達を可能にすることによって、上部および下部プレートの間の温度差を小さくすることを目的とする。さらに、テーブルの歪みが軽減されることで、テーブルの表面における印刷すき間のばらつきが小さくなる。
好ましくは、流体流路は、実質的にテーブルの平面における流体の流れを促進する。したがって、流体はテーブルの上部および下部プレートの間を上下に流れることができるが、流体の流れのうちのより多くの成分は、２つのプレートの間でテーブルにおおむね沿う。したがって、流体がテーブルの内面を横切って引き出される。
これに代え、あるいはこれに加えて、流体流路は、上部プレートの近傍の位置と下部プレートの近傍の位置との間の流体の乱流を促進することができる。例えば上部および下部プレートの近傍に渦を生じさせるためのそのような乱流は、上部および下部プレートの間の熱伝達を向上させることができる。いくつかの実施形態においては、流体流路を、乱流および交互に移動する流体の流れの両方を順に、または流れの経路の同じ部分において、促進するように設定することができる。一実施形態においては、流体流路において最初に乱流を生じさせることができ、流体がテーブルを通過するにつれてこの乱流が交互に移動する流れの経路へと変化するように、テーブルを構成することができる。
きわめて好ましい実施形態においては、流体流路が、中間層の複数の穴によって形成される。流体を、上部プレートから下部プレートへと熱を伝達するために、穴を通って流れるように構成することができる。
好ましくは、上部プレートは、複数の負圧孔を備え、流体の流れは、孔のうちの少なくとも１つから空気引き出し位置までの空気の流れである。これらの負圧孔、または真空穴の行列は、主として負圧によって基材をテーブル上に保持するように設計される。穴は、空気引き出し位置において真空チャネルを介して真空源へと接続される。空気引き出し位置は、好ましくはテーブルの縁に設けられる。
このように、好都合には、上部プレートを通って真空源へと引き込まれる空気がプレート間の熱伝導の改善に使用され、空気がテーブルを通って引き出されるときにプレート間を上下に流れて熱エネルギを運ぶ。しかしながら、代案として、流体の流れは、再循環ファンによって生成される気流であってもよい。
中間層は、例えばハニカム構造などの格子構造体をなすように配置されるプレート間を延びる薄板材料の壁として形成されるスペーサ部材を備えることができる。スペーサ部材の材料は、アルミニウムなど、比較的丈夫で軽量であってよいが、変形可能である。流体流路を、薄板材料の穴によってもたらすことができる。穴を、プレート間を交互に移動する流れを生じさせるために必要なとおりに、壁の上部または下部の近傍に設けることができる。穴は、好ましくは、プレートから流れへの熱伝達を増やすために、壁の上部または下部のそれぞれに近接する。例えば、穴を、流れの方向に実質的に平行な方向において交互に上部および下部プレートの近傍に位置するように配置することができる。しかしながら、別の実施形態においては、例えば２つまたは３つの穴が上部プレートの近傍に配置され、その後に２つまたは３つの穴が下部プレートの近傍に配置されるように、穴の組またはグループを交互に上部および下部プレートの近傍に配置することができる。そのような配置は、中間層を通過する流体の流れの速度を高め、基材への真空の圧力を高めることができる。
いくつかの実施形態において、穴は、流体を上部および下部プレートの内面に隣接させて流す中間層の上面および下面の刻み目（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ）であってよい。
好ましい実施形態において、中間層は、複数のセルを含む格子構造体を備える。好ましくは、穴が、各セルの少なくとも１つの壁に設けられる。
中間層のハニカム構造は、好都合には、アルミニウム薄板材料の層の間に接着剤を縞模様に塗布することによって形成される。接着剤の帯は、帯状片を引き離したときにおおむね六角形の格子が形成されるように、層間で互い違いにされる。穴を、引き離し前の積み重ねられた状態の薄板において、交互に高い位置および低い位置に穿孔または他のやり方で形成することができる。
さらなる態様によれば、上部および下部プレートを両者の間に配置された中間層とともに有する印刷テーブルに使用するための中間層を製造する方法であって、平坦な変形可能材料からなる複数の細長い層を、各層の一部分を隣の層へと取り付け、かつ各層の一部分は取り付けずに、積み重ねて配置するステップと、前記層の前記取り付けられた部分の間において、前記細長い層の長さに沿って間隔を開けつつ、前記層の積み重ねを貫く穴の形成を、第１の複数の穴が前記細長い層の一方の辺の近傍に形成され、第２の複数の穴が前記細長い層の他方の辺の近傍に形成されるように行うステップと、前記材料からなる層の前記取り付けられていない部分を引き離すことで、前記積み重ねから複数のセルを備える格子構造体を形成するステップと、を含む方法が提供される。
本方法は、印刷テーブル用の中間層であって、印刷テーブルの上部プレートから下部プレートへの熱の伝達を促進する流体流路を内部に有する中間層を製造するための効率的なやり方を提供することができる。
好ましい実施形態において、第１の複数の穴は、第２の複数の穴と交互配置される。各々の細長い層に沿って、第１の複数の穴は、第２の複数の穴と交互に位置することができ、あるいは第１の複数の穴のうちの２つまたは３つの穴の次に第２の複数の穴のうちの２つまたは３つの穴が続くように、穴を或る程度グループ化することができる。しかしながら、穴の交互配置は、穴を上部および下部プレートに交互に隣接させて形成でき、プレート間の空気の流れおよび熱エネルギの伝達を促進できる。
好ましい実施形態において、穴の位置は、層の取り付け位置に対して位置決め（ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）される。したがって、穴を、層のうちの他の層へと取り付けられた部分の間に配置することができる。これは、層が格子構造体へと広げられたときのセルの斜めの面への穴の形成を生じさせる。
好ましくは、穴は、格子構造体の各セルの少なくとも１つの壁に形成され、好ましくはセルを通過する流体流路をもたらすように各セルの２つの壁に形成される。
好ましくは、穴が交互に細長い層の一方の辺および他方の辺の近傍に形成されるよう、一連の穴は、細長い層の長さに沿って第１の複数の穴と第２の複数の穴との間を交互に移動する。
好ましくは、本方法は、上部プレートを格子構造体の面へと取り付けるステップをさらに含み、好ましくは上部プレートの表面の少なくとも一部分について配置される複数の穴を上部プレートに形成するステップをさらに含み、さらに好ましくは下部プレートを格子構造体の反対側の面へと取り付けるステップをさらに含む。
積み重ねにおける隣同士の層を、細長い層の長さに沿って周期的な間隔で位置する取り付け位置において取り付けることができる。好ましくは、第１の組の層の間の前記取り付け位置は、次の組の層の間の取り付け位置に対してずらされる。穴の配置は、１つの穴が各々の取り付け位置の間に形成されるように、取り付け位置に対して指示され（ｉｎｄｅｘｅｄ）されてよい。これは、積み重ねが格子構造体を形成するように引き離されたときに、格子の各セルに２つの穴をもたらす。
本方法は、六角形のセルからなる格子を生み出し、穴が格子の斜めの側面のうちの２つに形成されている。格子の斜めの面への穴の形成は、流体を任意の方向に格子を通って引き出すことができることを意味する。特に、上述の方法によって形成される穴は、穴の形成の方向に明確に整列する。しかしながら、流体を、穴の形成の方向に対して垂直な方向に格子構造体を通って引き出すことができ、これは、流体流路を格子の上面および下面の間で交互させる。
特定の実施形態においては、積み重ねにおける隣同士の層が、細長い層の長さに対して垂直に配置される接着剤の帯を使用して取り付けられる。好ましくは、接着剤の帯は、規則的な縞模様として配置され、第１の組の層の間の縞模様は、次の組の層の間の縞模様に対してずらされる。
好ましくは、本方法は、格子構造体の穴を通って流体を引き込むために格子構造体の一辺に負圧源を取り付けるステップをさらに含む。好ましくは、流体は、穴の形成の方向に対して実質的に垂直な方向に格子構造体を通って引き出される。すなわち、流体は、材料の細長い層に平行な方向に格子構造体を通って引き出される。
次に、本発明をより容易に理解できるように、添付の図面をあくまでも例として参照する。
図１を参照すると、テーブル２が、上部プレートまたは外被４と、下部プレートまたは外被６とを、さらに詳しく後述される格子構造を有するハニカム中間層８によって支持して備えている。ハニカム中間層８は、格子の面の全域で上部プレート４および下部プレート６へと接着されている。上部プレート４は、印刷対象の基材をテーブル上に保持するために使用される複数の負圧孔１０（一部だけが図示されている）を備えている。真空引き出しポート１２が、テーブルの一辺に設けられ、１４に概略的に示されている負圧源へと接続されている。このようにして、空気が孔を通って引き込まれ、中間層８内を引き出しポート１２へと移動することを、見て取ることができる。
エッジピース（図示せず）を、空気が主として上部プレート４に形成された孔１０を通って中間層へと引き込まれることを保証し、負圧源１４によるテーブル全体にわたる負圧の維持を可能にするために、テーブルの各辺を巡って設けることができる。しかしながら、エッジピースが必ずしも気密でなくてもよいことを、理解できるであろう。
次に図２および３を参照すると、中間層は、例えばアルミニウム薄板の帯状片１６、１８で形成されたハニカム格子である。各々の帯状片（例えば、１６）は、隣の帯状片（例えば、１８）へと共通壁部分２０において接着されている。斜め壁部分２２が、各々の帯状片１６、１８の各々の共通壁部分２０の間を延び、おおむね六角形のセル２４を形成している。第１および第２組の穴２６、２８が、斜め壁部分２２に設けられている。第１の組の穴２６は、各々の帯状片の各々の交互の斜め壁部分２２の上縁３０の近傍に位置し、第２組の穴２８は、他方の交互の壁部分２２の下縁３２の近傍に位置している。
中間層８を製造するために、平坦な帯状片が互いに積層され、接着剤が共通壁部分２０を形成すべく互い違いの縞模様にて各層の間に塗布される。斜め壁部分が、各々の接着部分の間の接着されない領域によって形成されることを、理解できるであろう。次いで、接着された縞模様の間において交互に上縁３０および下縁３２の近傍で積層構造体を貫く穿孔を行うだけで、第１および第２組の穴２６を形成することができる。次いで、この構造体を引き離すことによって、最終的な格子を形成することができる。
別の製造方法においては、穴を、アルミニウムの各々の帯状片に、帯状片を互いに積層して固定する前に形成することができる。例えば、格子を、アルミニウムの複数のあらかじめ穿孔された帯状片を、接着剤を上述のとおりの規則的な互い違いの模様にて配置し、かつ隣り合う層の間で穴をずらしつつ、互いに重ねることによって形成することができる。
使用時に、真空源１４が、上部プレート４の孔１０から中間層８を通って引き出しポート１２へと空気を吸い込む。中間層は、図３に矢印３４によって示される空気の流れの方向に対して実質的に垂直になるように格子の各々の帯状片１６、１８をテーブル２の長さに沿って延ばすように向けられる。空気の流れが、蛇行または揺動する経路に沿って第１の穴２６および第２の穴２８を交互に通って案内されることを、見て取ることができる。これにより、空気が上部プレート４および下部プレート６に交互に接近することで、プレート４、６の温度を等しくするようにプレート間の熱の伝導が促進される。
中間層について他の構造も可能であることを、理解できるであろう。穴の配置は、上述のように、真空引き出しポートの位置および上部プレートを通過する空気の吸い込みの速度に依存することができる。中間層８が格子構造を有する場合、上部および下部プレートの間の温度の同一化を促進するために、好ましくは各セルに少なくとも１つの穴を設けるべきである。
いくつかの実施形態においては、穴を、格子を通る空気の流れの方向がおおむね抽出ポートへと向かうように格子に配置することができる。すなわち、穴を、格子のハニカム構造の同じ面に規則的なパターンにて配置しなくてもよく、むしろ格子内の空気流路をおおむね引き出しポートに集めることができるように格子の異なる面に配置することができる。
いくつかの実施形態においては、図４に概略的に示されるとおり、例えば格子の中央部分４１０を、穴によって引き出しポート４１６へと向かうテーブルの長さに沿った空気の流れ４１８を可能にすべく構成できるように、格子構造を、個別の部分にて構成することができる。格子の側方部分４１２、４１４を別途製造し、テーブルの辺から格子の中央部分へと向かう横方向の空気の流れ４２０、４２２を可能にすべくテーブル内に配置できるように、９０度回転させることができる。
あるいは、気流が主としてテーブルを横切り、テーブルの中央が最大の冷却を被るように、テーブルの側面を空気を集めるためのマニホールドとして使用し、空気をテーブルの中心線に沿って分布した絞りを通してテーブルの下面に進入できるようにすることができる。これは、熱の管理を印刷対象の材料の多孔性とは無関係にするうえでも役に立つ。
いくつかの実施形態においては、格子内の各点における空気の流れの方向を、より正確に引き出しポートに向けて配置できるように、穴のさらに複雑な配置を、格子内に設けることができる。したがって、各々の空気流路の方向が、空気流路が引き出しポートに向かって格子を通過するにつれて変化してよい。しかしながら、空気を強制的にテーブルの上部および下部プレートの間で移動させる空気流路の揺動または蛇行の特徴は、維持される。
このような空気流路のより複雑な配置の設計においては、所望の空気流路を可能にするために必要な空気流路および穴の配置のモデルを、最初に例えばコンピュータによって設計することができる。次いで、モデルの最終的な格子の設計を、コンピュータによってリバースエンジニアリングし、所望の空気流路を生み出すために必要な格子の各層の穴の配置を決定することができる。次いで、製造において、アルミニウム格子の各層に、必要な位置に穴が形成されるようにあらかじめ穿孔を行うことができる。次いで、アルミニウム格子の各層を、所定の順序で所定の位置に取り付け、設計どおりの空気流路を有する格子構造を生み出すことができる。
また、穴が、必ずしも格子構造の本体へと切り込まれた完全な開口でなくてもよいことを、理解できるであろう。代わりに、穴は、格子の縁へと切り込まれた刻み目または半円であってよい。これにより、空気を、格子を通過するときに上部および下部プレートの近傍に流すことができる。
Claims (27)
- 中間層によって隔てられた上部プレートおよび下部プレートを備えるフラットベッドプリンタ用のテーブルであって、
前記中間層は、前記上部プレートと前記下部プレートとの間の熱伝達を促進するために、前記上部プレートの近傍の位置と前記下部プレートの近傍の位置との間を交互に移動する流体の流れを促進する流体流路を内部に有するように構成されている
テーブル。 - 前記流体流路は、実質的に当該テーブルの平面内の流体の流れを促進する
請求項１に記載のフラットベッドプリンタ用のテーブル。 - 前記流体流路は、前記上部プレートの近傍の位置と前記下部プレートの近傍の位置との間の乱流を促進する
請求項１または２に記載のフラットベッドプリンタ用のテーブル。 - 前記流体流路は、前記中間層における複数の穴によって形成される
請求項１〜３のいずれかに記載のフラットベッドプリンタ用のテーブル。 - 前記上部プレートは、複数の負圧孔を備えており、前記流体流路は、該孔のうちの少なくとも１つからの空気流路を含む
請求項１〜４のいずれかに記載のテーブル。 - 前記テーブルの少なくとも１つの辺の近傍に流体引き出し位置を有しており、
前記流体流路は、前記流体引き出し位置へと向かう経路を含んでいる
請求項１〜５のいずれかに記載のテーブル。 - 前記中間層内に流体の流れを生じさせるように構成された再循環ファンを備える
請求項１〜６のいずれかに記載のテーブル。 - 前記中間層は、前記プレート間を延びる薄板材料の壁から形成された複数のスペーサ部材を含んでいる
請求項１〜７のいずれかに記載のテーブル。 - 前記流体流路は、前記スペーサ部材の穴によって形成されている
請求項８に記載のテーブル。 - 前記中間層は、複数のセルを含む格子構造を備える
請求項１〜９のいずれかに記載のテーブル。 - 各セルの少なくとも１つの壁に穴が設けられている
請求項１０に記載のテーブル。 - 前記穴は、前記流れの方向に実質的に平行な方向において交互に前記上部および下部プレートの近傍に位置するように配置されている
請求項９〜１１のいずれかに記載のテーブル。 - 前記穴は、前記プレートから流体への熱伝達を促進するために、前記壁の上部および下部のそれぞれに密接して設けられている
請求項１２に記載のテーブル。 - 上部および下部プレートを両者の間に配置された中間層とともに有する印刷テーブルに使用するための前記中間層を製造する方法であって、
平坦な変形可能材料からなる複数の細長い層を、各層の一部分を隣の層へと取り付け、かつ各層の一部分は取り付けずに、積み重ねて配置するステップと、
前記層の前記取り付けられた部分の間において、前記細長い層の長さに沿って間隔を開けつつ、前記層の積み重ねを貫く穴の形成を、第１の複数の穴が前記細長い層の一方の辺の近傍に形成され、第２の複数の穴が前記細長い層の他方の辺の近傍に形成されるように行うステップと、
前記材料からなる層の前記取り付けられていない部分を引き離すことで、前記層の積み重ねから複数のセルを備える格子構造体を形成するステップとを含む
方法。 - 前記格子構造体の各セルの少なくとも１つの壁に穴が形成される
請求項１４に記載の方法。 - 前記第１の複数の穴は、前記第２の複数の穴と交互に配置されている
請求項１４または１５に記載の方法。 - 前記穴の位置は、前記層の前記取り付けられた部分に対して位置決めされている
請求項１４〜１６のいずれかに記載の方法。 - 上部プレートを前記格子構造体のある面へと取り付けるステップをさらに含む
請求項１４〜１７のいずれかに記載の方法。 - 前記上部プレートに複数の穴を形成するステップをさらに含み、
前記複数の穴は、前記上部プレートの表面の少なくとも一部分について配置されている
請求項１４〜１８のいずれかに記載の方法。 - 下部プレートを前記格子構造体の反対側の面へと取り付けるステップをさらに含む
請求項１８または１９に記載の方法。 - 前記層の積み重ねにおける隣同士の層は、前記細長い層の長さに沿って周期的な間隔で位置する取り付け位置において取り付けられている
請求項１４〜２０のいずれかに記載の方法。 - 第１の組の層の間の前記取り付け位置は、次の組の層の間の前記取り付け位置に対してずらされている
請求項２１に記載の方法。 - 前記層の積み重ねにおける隣同士の層は、前記細長い層の長さに対して垂直に配置された接着剤の帯を使用して取り付けられる
請求項１４〜２２のいずれかに記載の方法。 - 前記接着剤の帯は、規則的な縞模様にて配置され、第１の組の層の間の縞模様は、次の組の層の間の縞模様に対してずらされている
請求項２３に記載の方法。 - 前記格子構造体の前記穴を通って流体を引き込むために前記格子構造体の一辺に負圧源を取り付けるステップをさらに含む
請求項１４〜２４のいずれかに記載の方法。 - 添付の図面を参照して実質的に本明細書において説明したとおりのテーブル。
- 実質的に本明細書において説明したとおりの方法。
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