JP2017100327A - プリント装置および保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸引式プラテンを有するインクジェット方式のプリント装置において、シート裏面へのインクミストの付着を低減する。
【解決手段】 吸引式プラテンの支持部は、シートを支える頂部を有する壁に囲まれた凹部が備えられ、凹部には第１吸引孔が設けられており、且つ、頂部には第２吸引孔が設けられている。壁の内部には、壁の外側と凹部とをつなぐ、壁を貫く貫通路、および、一端が第２の吸引孔につながり且つ他端が貫通路の途中につながる吸引路が設けられている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、吸引式プラテンを備えたインクジェット式のプリント装置、および物品の保持装置に関する。

インクジェット方式のプリント装置には、吸引孔からの空気の吸引によってシートをプラテンに吸着させる吸引式プラテンを用いたものがある。特許文献１に示される吸引式プラテンは、凸部と凹部が交互に設けられた構造を持ち、凹部の底に設けられた第１の吸引孔と、凸部の頂に設けられた第２の吸引孔とを備えている。

特開２０１３−１０１９８号公報

特許文献１の構成では、プラテンにシートが支持された状態で第１の吸引孔から空気を吸引すると、凹部内が負圧となり、凸部と、凸部に載置されたシートと、の僅かな隙間を通って凹部内に空気が取り込まれる。その気流の多くはシート裏面に沿って流れる。特許文献１の構成では、さらに第２の吸引孔からも空気を吸引する場合があり、気流はより大きなものとなり、シートと凸部との隙間を通って、第１の吸引孔と第２の吸引孔に向かって流れる。

インクジェット方式のプリントヘッドは、インクの液滴を吐出した際に、本来の液滴とは別にインクミストと呼ばれる微小な霧状のインクが発生することがある。このインクミストが上述の気流と共にシート裏面に沿って流れると、シート裏面にインクミストが付着してシート汚れとなる可能性がある。この現象は特に、インクミストが多く浮遊するシートの端部において起こりやすい。

また、前述したシート裏面に沿って流れる気流の発生により、凸部におけるシートの吸着が弱まることがあり、シートを吸着保持するための改善が望まれていた。

本発明は、吸引式プラテンを有するインクジェット方式のプリント装置において、シート裏面へのインクミストの付着を低減することを目的とする。別の形態の本発明は、シートなどの物品を吸着保持する保持装置のさらなる改善を目的とする。

本発明の一つの形態は、インクジェット方式のプリント装置であって、空気の吸引によりシートを吸着して支持する支持部を有するプラテンを備え、前記支持部は、シートを支える頂部を有する壁に囲まれた凹部を備え、前記凹部には第１吸引孔が設けられており、且つ、前記頂部には第２吸引孔が設けられており、前記壁の内部には、前記壁の外側と前記凹部とをつなぐ、前記壁を貫く貫通路、および、一端が前記第２の吸引孔につながり且つ他端が前記貫通路の途中につながる吸引路が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、シート裏面へのインクミストの付着を低減することができるプリント装置が提供される。また、別の形態の本発明によれば、従来よりも改善されたシートなどの物品を吸着保持する保持装置が提供される。

実施形態１に係るプリント装置の要部を模式的に示した斜視図 図１の横断面図 制御系の構成について示したシステムブロック図 プラテンの一部を上から見た上面図 プラテンの支持部の一部を拡大して模式的に示した図 実施形態１が解決しようとする課題を説明するための図 実施形態１の作用効果を説明するための図 支持部での空気の流れをシミュレーションした結果を示した図 支持部の別の形態を模式的に示した図 支持部の別の形態を模式的に示した図 支持部の別の形態を模式的に示した図

以下に図面を参照して、本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する主旨のものではない。以下、インクジェット方式のプリント装置を例に挙げて説明するが、本発明のプリント装置は、複写機能やスキャン機能を持った複合機、いわゆるマルチファンクションプリント装置にも適用可能である。なお、本明細書においてシートとは、紙、プラスチック、布地などのシート状のプリント媒体をいう。また、物品とはシートを含む種々の被保持物をいう。

図１は本実施形態のプリント装置１００の構成を示す斜視図である。また、図２は図１のプリント装置１００の内部断面図である。プリント装置１００には、ロール状のシートＳを巻き出して供給するための供給部６０、供給されたシートＳを搬送する搬送部４０、および往復移動しながらシートＳにインクを付与して画像を形成するキャリッジ３２（プリント部）が設けられている。

搬送部４０によるシートＳの搬送方法を説明する。シートＳは、回転軸（スプール）（不図示）を中心に回転可能に配置されている。そこから、シートＳが回転しながらシートＳの先端部分が巻き出される。シートＳの先端部分は、搬送下ガイド６１と搬送上ガイド６２との間を通り、搬送ローラ４１とピンチローラ４３とによるニップ位置を通って、プリントヘッド３１に対向したプリント位置を通過し、排出位置に到達する。このとき、シートＳの一部は、搬送ローラ４１とピンチローラ４３とによるニップ位置で挟まれる。この状態から、搬送ローラ４１が回転駆動することで、供給部６０から搬送方向（Ｙ方向）にシートＳが連続的に搬送されて供給される。搬送ローラ４１の軸にはプーリ４６が取り付けられており、搬送モータ４２による回転駆動がプーリ４６にベルト４５を介して伝達されることにより、搬送ローラ４１が回転駆動する。ピンチローラ４３は、ピンチローラアーム４４によって回転自在に軸支されている。また、ピンチローラ４３は、搬送ローラ４１に対して圧接する方向に付勢されて支持されている。

搬送ローラ４１のシートＳの搬送方向下流側には、シートＳを支持するプラテン１０が、往復移動するプリントヘッド３１に対向して設けられている。このプラテン１０の構造が本実施形態の特徴の一つであり、その詳細については後述する。

プリントヘッド３１を搭載したキャリッジ３２（プリント部）は、シートＳの搬送方向（副走査方向、Ｙ方向）と交差する主走査方向（プラテン１０の長手方向、Ｘ方向）に往復移動する。交差の角度は本実施形態では直交であるが、必ずしも直交でなくともよい。キャリッジ３２は、キャリッジモータ（不図示）が駆動することで往復移動する。プリントヘッド３１のシートＳと対向するノズル面には、所定ピッチで配列した複数の吐出口を有するノズル列が設けられている。カラープリントを行うことができるように、プリントヘッド３１には、複数の色に対応したノズル列を備える。また、プリントヘッド３１は、インクジェット方式で吐出口からインクを吐出可能に設けられている。なお、吐出口からインクを吐出させるエネルギー発生素子は、発熱体、ピエゾ素子、静電素子、ＭＥＭＳ素子などを用いることができる。プリントヘッド３１は、画像情報に基づいてシートＳにインクを吐出することにより、シートＳに画像をプリントする。プリントされたシートＳは、カッター３５により切断され、切断された部分は排出部５０から装置外へ排出される。なお、本発明はシリアルプリント装置に限らず、長尺プリントヘッドを用いて連続的にプリントを行うラインプリント装置にも適用可能である。

プラテン１０は、プリントヘッド３１と対向する位置でシートＳをエア吸引（空気の吸引）により支持する吸引式プラテンである。本実施形態のプラテン１０は、シートＳを支持する複数の支持部の一部が複数の吸引孔を有しており、吸引孔からの負圧吸引力によってシートＳがプラテン１０上に吸着される。プラテン１０の下には吸引した空気の通路となるダクト１２が配設されている。ファン１８を含む排気ユニット１１はファン１８の回転により気流を作り出し、プラテン１０で吸引した空気を、ダクト１２を通してプリント装置１００の筐体外に強制的に排気する。このように、排気ユニット１１とダクト１２は、吸引式プラテン１０のエア吸引のための負圧を発生する負圧発生部（吸引手段）として設けられている。なお、負圧発生部はファンに限らず、ポンプにより負圧を発生させるものであってもよい。

図３は、プリント装置１００の制御系の構成を示すシステムブロック図である。プリント装置１００の各部の動作は、ＲＯＭ２０１内に格納された制御プログラム及びＲＡＭ２０２に格納された種々のデータに基づいてＣＰＵ２００により制御される。ＣＰＵ２００には、プリントヘッド３１に設けられたエネルギー発生素子を駆動させるヘッド駆動回路２０３、キャリッジモータ２０４を駆動するキャリッジモータ駆動回路２０５、搬送モータ４２を駆動させる搬送モータ駆動回路２０６などが接続されている。また、ファン１８の駆動を行うための駆動源であるファン駆動用モータ２０７がＣＰＵ２００に接続されている。ＣＰＵ２００は、ファン駆動用モータ２０７に供給される電力を調節して、ファン１８の回転数を制御する。さらに、カッター３５がＣＰＵ２００に接続されている。

〔プラテンの構造〕
図４はプラテン１０の一部分を拡大して、上から見た上面図である。プラテン１０は、シートＳのプリント面とは反対側の面（シート裏面Ｓｒ）をエア吸引により吸着して支持する。プラテン１０の表面（シートＳと接する側の面）には、シート裏面Ｓｒを吸引支持する支持部２０が、プラテン１０の長手方向（Ｘ方向）に沿って複数に分割して並んで設けられている。複数の支持部２０はサイズや構造が異なるいくつかの種類が混在している。それぞれの支持部２０は、重力方向上方（シートＳの面に垂直な方向、Ｚ方向）に凸状に突出した矩形状となっている。なお、シートＳが支持部２０に支持されているときは、支持部２０の矩形状は仮想的なものとなる。それぞれの支持部２０の周囲にはインク受け面２６が設けられており、プリントヘッド３１からシートＳの外側に吐出されるインクを受けている。このような構成において、複数の支持部２０により吸引支持されたシートＳは、コックリング（インク吸収で膨張したシートＳの局所的な浮きや撓み）が抑制される。そのため、プリントヘッド３１のノズル面とシートＳとの間隔（プリントギャップ）は適正な距離範囲に維持される。なお、支持部２０は矩形状に限らず、多角形状や円形状でもよい。

複数の支持部２０の配置は、プリント位置の基準に従って定められている。本実施形態では、プリント位置の基準をシートＳの幅の中心に設定する、センタ基準のシート供給を採用している。センタ基準では、種々のシート幅のいずれにおいても、シート幅（プリント幅）の中心とプラテン１０の幅方向（Ｘ方向）における中心Ｃとを一致させるようにシートＳが搬送される。従って、プラテン１０のＸ方向における幅の中心位置Ｃを基準として、左右対称となる位置に支持部２０を配置している（図４参照）。なお、センタ基準ではなく、種々のシート幅のシートＳをいずれも左右のいずれか一方の基準位置に揃える片側基準としてもよい。

シート幅（Ｘ方向におけるシートＳのサイズ）が異なる複数種のシートＳに対応するため、プラテン１０には構造が異なる３種類のグループの支持部である、第１の支持部２０Ａ、第２の支持部２０Ｂ、および第３の支持部２０Ｃが設けられている。上から見たときの各支持部のサイズは、大きい順に、第１の支持部２０Ａ、第２の支持部２０Ｂ、第３の支持部２０Ｃとなっている。いずれの支持部も横から見たときの高さは同じである。ここで、第１の支持部２０Ａのグループは２種類のサイズを有し、第２の支持部２０Ｂのグループも２種類のサイズを有する。

第１の支持部２０Ａと第２の支持部２０Ｂはいずれも、矩形枠状の壁２１（壁枠体）と、壁２１の内側に凹部２３が設けられている。壁２１の最上位はシートＳに接触する頂部２２を有しており、頂部２２がシート支持枠体となっている。頂部２２は上から見ると幅が一定の枠で途切れなく矩形を形成し、横から見ると高さが一定となっている。凹部２３は矩形枠状の壁２１に囲まれた窪みであり、その底部２４は周囲のインク受け面２６と略同じ高さ、若しくはインク受け面２６よりも低い高さで設けられている。底部２４およびインク受け面２６は本実施形態では水平面であるが、傾斜面や曲面であってもよい。底部２４には、複数の第１吸引孔Ｖ（凹部吸引孔）が設けられている。加えて、第１の支持部２０Ａと第２の支持部２０Ｂの頂部２２には、複数の第２吸引孔Ｔ（凸部吸引孔）が設けられている。詳細は後述する。なお、最も小さい第３の支持部２０Ｃは、凹部２３の空間容積が小さいため、第１吸引孔Ｖと第２吸引孔Ｔのどちらも設けられていない。このように、プラテン１０は幅方向（Ｘ方向）に沿って複数種類の支持部２０が設けられている。ここで本実施形態は、複数種類の支持部２０のうち、第１吸引孔Ｖと第２吸引孔Ｔとの両方を有する第１の支持部２０Ａと第２の支持部２０Ｂに特徴がある。第１の支持部２０Ａは第２の支持部２０Ｂよりも第１吸引孔Ｖおよび第２吸引孔Ｔが多く設けられている。具体的には、Ｘ方向に沿った壁２１に設けられている第２吸引孔Ｔの数が、支持部２０のサイズが大きいほど多くなっている。また、第１吸引孔ＶはＹ方向に沿って２列設けられており、サイズが大きい支持部２０ほどＸ方向に沿って並んだ第１吸引孔Ｖが多く設けられている。なお、本実施形態では第１吸引孔Ｖは２列で設けられているが、列の数はこれに限らず、また、直線状に設けられていなくてもよい。

プリント装置１００が水平な設置面に置かれているときは、１つの支持部２０において、頂部２２は重力方向における最上部となり、底部２４は重力方向における最下部になる。ただし、重力方向に対する装置の設置向きによっては、頂部２２および底部２４の重力方向における高さの関係は変わり得る。

第１の支持部２０Ａには、凹部２３内に、頂部２２と同じ高さを有する複数（２本または３本）の中間リブ２５がＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）に沿って設けられている。中間リブ２５の上面は、頂部２２と連続したシートＳの支持面となっている。中間リブ２５が補助的にシート裏面Ｓｒを支えることで、吸引の際にシートＳが局所的に変形して凹部２３の中に落ち込むことが抑制される。なお、相対的に小さいサイズの第２の支持部２０Ｂおよび第３の支持部２０Ｃには、中間リブ２５は設けられていない。なお、吸引孔の数、吸引孔の径、および中間リブ２５の本数などは、凹部２３のサイズ、対応するシート剛性、エア吸引力などに応じて適宜設定すればよい。

また、プラテン１０のＹ方向における上流側の端部には、支持部２０から隙間を空けて、すなわちインク受け面２６を挟んで、シート裏面Ｓｒを支持する上流支持部２７が設けられている。Ｙ方向において、上流支持部２７よりさらに上流側に、搬送ローラ４１とピンチローラ４３（シート搬送手段）によるシートＳのニップ位置がある。つまり、支持部２０から上流に向けて、支持部２０、インク受け面２６、上流支持部２７、シート搬送手段が順に配置されている。一方、プラテン１０のＹ方向における下流側の端部には、支持部２０から隙間を空けて、すなわちインク受け面２６を挟んで、シート裏面Ｓｒを支持する下流支持部２８が設けられている。Ｙ方向において、下流支持部２８よりさらに下流側に、カッター３５の切断位置がある。つまり、支持部２０から下流に向けて、支持部２０、インク受け面２６、下流支持部２８、カッター３５の切断位置が順に配置されている。

これら上流支持部２７と下流支持部２８は、いずれもシートＳの搬送方向（Ｙ方向）に沿って伸びる複数の小さなリブを有し、一定の間隔をあけてＸ方向に複数配置されている。上流支持部２７と下流支持部２８は、前述の支持部２０の頂部２２と中間リブ２５と同じ高さになるように設けられている。従って、頂部２２、中間リブ２５、上流支持部２７および下流支持部２８によって形成される仮想支持面に、シートＳは支持されている。上流支持部２７および下流支持部２８は、シートＳの端部の落ち込みや巻き込みなどが発生するのを抑制する機能を果たす。これらはさらに、プラテン１０の支持部２０の壁２１に設けられた貫通路７１（後述）に空気を導入するための、空気導入口としての機能を果たす。すなわち、上流支持部２７および下流支持部２８は２つの機能を兼ね備えている。

〔支持部の構造〕
図５は、図４に示すプラテン１０の支持部２０の一つ（２種類の第１の支持部２０Ａのうち、大きい方）を拡大して模式的に示す図である。図５（ａ）は支持部２０を斜めから見た斜視図、図５（ｂ）は上から見た上面図、図５（ｃ）は所定の切断面から見た断面図である。理解を容易にするために、図５では中間リブ２５は省略している。

前述した通り、支持部２０の外形を形作るのは、シートＳを下から支持する頂部２２を有する壁２１であり、頂部２２は数ミリの一定の幅を有している。支持部２０には壁２１に囲まれた矩形の凹部２３が設けられている。凹部２３の底部２４には、プラテン１０を貫通する第１吸引孔Ｖが設けられている。また、頂部２２には、複数の第２吸引孔Ｔが設けられている。第２吸引孔Ｔは矩形枠状の頂部２２の四辺それぞれに設けられている。すなわち、凹部２３の周囲を取り込むように複数の第２吸引孔Ｔが設けられている。本実施形態では、Ｘ方向に沿った壁２１に対して５つの第２吸引孔Ｔを備え、Ｙ方向に沿った壁２１に対して３つの第２吸引孔Ｔを備えている。また、底部２４には第１吸引孔Ｖが４つ設けられている。第１吸引孔Ｖはプラテン１０の下部に配置されているダクト１２とつながり、ファン１８によって凹部２３の空気を吸引される。なお、第１吸引孔Ｖと第２吸引孔Ｔの数は、支持部の大きさに応じて適宜変更してよい。また、第２吸引孔Ｔは必ずしも頂部２２の矩形の四辺すべてに設けられている必要はなく、Ｘ方向に沿った平行な二辺のそれぞれ、もしくはＹ方向に沿った平行な二辺のそれぞれの、いずれかだけに設けられていてもよい。平行な二辺に第２吸引孔Ｔを設けることで、二辺と直交する方向におけるシートＳの片浮きを抑制することができる。仮に、頂部２２の一辺のみで第２吸引孔Ｔからのエア吸引を行うと、これを平行な他方の一辺の上でシートＳが片浮きして、片浮きした部分からの空気流入が大きくなりやすい。従って、Ｘ方向とＹ方向の両方においてこのようなシートＳの浮きを抑制するには、頂部２２の四辺すべてに第２吸引孔Ｔを設けることが好ましい。

壁２１の内部には、底部２４（水平面）と平行な向きに壁２１を貫く貫通路７１が設けられている。貫通路７１は、壁２１の外側から凹部２３内部に向けて空気を導入するための、壁２１を貫く流路である。さらに壁２１の内部には、一端が頂部２２に開口する第２吸引孔Ｔにつながり、他端は貫通路７１の途中（中間）で、貫通路７１と交わって流路としてつながる吸引路７２が設けられている。吸引路７２は、シートＳがプラテン１０に載置された際に、貫通路７１の中間部７５の圧力（負圧）を第２吸引孔Ｔに導いて同じ負圧とするための導圧路としての機能を果たす。シートＳがプラテン１０に載置されていないときには、吸引路７２から外気が取り込まれるが、シートＳがプラテン１０に載置されたときには外気を取り込むことなくシートＳを吸着する。第２吸引孔Ｔでの吸引は、吸引路７２、貫通路７１、凹部２３および第１吸引孔Ｖを経由して行われる。そのため、第２吸引孔Ｔでの吸引は、第１吸引孔Ｖと共通の単一の負圧発生部であるファン１８を共用して行われる。

なお、本実施形態では第２吸引孔Ｔおよび第１吸引孔Ｖは略円形状の断面を有するが、円に限らず四角形その他の多角形などであってもよい。なお、貫通路７１と吸引路７２のどちらも円筒形状の管であるが、吸引による気流を妨げない形であれば角柱や円錐、角錐でも良い。

これらの２種類の吸引孔から空気を吸引することで、シートＳは確実に吸着される。すなわち、第１吸引孔Ｖで凹部２３内を負圧にしてシートＳの面積の大部分に負圧を与えるとともに、第２吸引孔Ｔによってその周囲をさらに大きな負圧によって吸着する。このような二重の吸着によって、シートＳは確実にプラテン１０に吸着されるので、プリントの際には、プリントヘッド３１とシートＳとの間隔（プリントギャップ）は、適正な範囲に保たれる。

図５（ｃ）に示すように、支持部２０をＡ―Ａ´間とＢ―Ｂ´間のどちらで切断しても、寸法は異なるものの、同じ相対位置関係の断面が得られる。従って、後述する作用効果はＸ方向とＹ方向の、どちらの向きでも得ることができる。

壁２１において底部２４と接する面を内壁面２１ｎ、内壁面２１ｎと対向する面を外壁面２１ｇとすると、貫通路７１の内壁面２１ｎ側の端部である内端部７３と、貫通路７１の外壁面２１ｇ側の端部である外端部７４のそれぞれの面積が略等しくなっている。また、貫通路７１は管状の構造であり、内端部７３と外端部７４は貫通路７１における最も大きい径（断面積）を有する。一方、貫通路７１と吸引路７２の交わる部分である、貫通路７１の中間部７５の径（断面積）は最も小さく、貫通路７１において最も絞られた最狭窄部となっている。貫通路７１は、このような異なる径を有する部分を段差のない滑らかな曲面で結んだ曲面形状の管である。この貫通路７１と第２吸引孔Ｔとを結ぶのが吸引路７２である。吸引路７２と貫通路７１とは、貫通路７１の絞られた中間部７５で交わっている。これにより、貫通路７１及び吸引路７２でもって、ベンチュリ効果を奏するベンチュリ管を成している。吸引路７２はさらに、第２吸引孔Ｔを有する頂部２２に向かってロート状に広がっている。一方、吸引路７２における貫通路７１と交わる部分においては、中間部７５と接続するために、吸引路７２の径は小さくなっている。

ここで、本実施形態による技術的効果を具体的に説明する。図６（ａ）は、本実施形態の優位性を説明するための比較参考例であり、支持部２０を横から見た図である。プラテン１０においても、支持部２０は、底部２４にのみ第１吸引孔Ｖを有しているが、実際にシートＳに接触して支持する頂部２２には第２吸引孔Ｔが設けられていない。

この構造では、支持部２０においては、エア吸引を行ったときに空気が取り込まれる経路となるのは、シート裏面Ｓｒと頂部２２の隙間しかない。つまり、第１吸引孔Ｖからの吸引の際にシート裏面Ｓｒと頂部２２の隙間から空気が取り込まれて、凹部２３の外側から凹部２３内への大きな気流Ｆが、シート裏面Ｓｒと頂部２２の隙間に生じる。このような隙間があると、プラテン１０にシートＳを強固に吸着しようとしても限度がある。

インクジェット方式のプリントヘッド３１では、インクの液滴を吐出した際に、本来の液滴とは別に微細なインクインクミストＭが発生することは先に述べた。例えば、シートＳの端部に縁無プリントを行う際には、発生したインクミストＭが、上述の気流Ｆと共にシート裏面Ｓｒに沿って流れて、シート裏面ＳｒにインクミストＭが付着しやすい。特に、シート裏面Ｓｒと支持部２０の間に隙間ができると、主にシートＳの端部においてシートＳの裏汚れが起こりやすくなる。

また、図６（ｂ）に示すように、第１吸引孔Ｖからのエア吸引により、シートＳが凹部２３に落ち込みやすくなり、その結果シートＳの端部に上向きの反りが生じる。このような反りの発生は、頂部２２でシートＳの支持を安定させることを困難にするとともに、シート裏面Ｓｒと支持部２０との間により隙間ができやすくなる。

このような課題を解決すべく、本実施形態では、壁２１の内部にベンチュリ管構造の貫通路７１と、貫通路７１に通じる吸引路７２を設けた構造を採っている。ここで、外端部７４の断面積をＳ１［ｍ^２］、空気が外端部７４を通過する際の気流Ｇの速度をｖ１［ｍ／ｓ］とする。また、中間部７５の断面積をＳ２［ｍ^２］、空気が中間部７５を通過する際の気流Ｇの速度をｖ２［ｍ／ｓ］とする。このとき、流体の質量保存則から、以下が成立する。
（数１）
Ｓ１×ｖ１＝Ｓ２×ｖ２
一方、貫通路７１を通過する気流Ｇの流線に沿ってベルヌーイの定理が成立し、外端部７４における静圧をＰ１［Ｐａ］、中間部７５における静圧をＰ２［Ｐａ］、気流Ｇの密度をΡ［ｋｇ／ｍ^３］とするとき、以下の関係が成り立つ。
（数２）
１／２×Ρ×ｖ１^２＋Ｐ１＝１／２×Ρ×ｖ２^２＋Ｐ２
上述の二式より、断面積と静圧の関係が求められる。
（数３）
Ｐ２−Ｐ１＝１／２×Ρ×（１―（Ｓ１／Ｓ２）^２）×ｖ１^２
ここで、外端部７４の面積Ｓ１は中間部７５の面積Ｓ２よりも小さいことから、Ｓ１／Ｓ２≧１とすると、Ｐ２−Ｐ１≦０となり、外端部７４における静圧よりも中間部７５の静圧を小さくすることができる。これは、ベルヌーイの定理より、外端部７４における気流Ｇの速度ｖ１［ｍ／ｓ］よりも中間部７５における気流Ｇの速度ｖ２［ｍ／ｓ］の方が大きくなることを示す。

このように、管の途中に径（断面積）の小さい絞りを設けて流体を流すと、ベンチュリ効果により流体の圧力差が生じる。つまり、貫通路７１を通過する気流Ｇは、外端部７４から流入して、中間部７５に向かうにつれて速度を増し、中間部７５を最大の速度で通過して、内端部７３に向かうにつれて速度が減少し、内端部７３から流出して凹部２３に流入する。外端部７４の面積と内端部７３の面積は略等しいことから、それぞれにかかる静圧も略等しい。従って、外端部７４を通過する際の気流Ｇの速度と内端部７３を通過する際の気流Ｇの速度は、略等しくなっている。

上述の理論通りに効果を得るためには、貫通路７１の流路内は気流Ｇを妨げるような凹凸が少ないことが好ましい。中間部７５とその他の部分の境界部に角が存在すると、境界部に渦などの乱流が発生しやすくなるため、境界部は滑らかな局面で結ばれていることが望ましい。また、吸引路７２が壁の頂部２２に開口する第２吸引孔Ｔの形状は、開口が大きいほどシートＳの吸着面積が大きくなって吸着が安定する。そのため、本実施形態では、第２吸引孔Ｔは開口に向かって徐々に広がるロート形状にしている。

本実施形態では、貫通路７１の絞りの最狭窄部である中間部７５とつながるように吸引路７２が設けられている。吸引路７２は、第２吸引孔Ｔから流入する空気が第１吸引孔Ｖからの吸引によって吸引されるように、吸気流路を成すものである。吸引を行うと、吸引路７２は導圧管の役割を果たして、中間部７５における静圧Ｐ２［Ｐａ］を第２吸引孔Ｔまで導くことができる。従って、頂部２２でシートＳを支持すると、吸引路７２は周囲よりもさらに低い負圧空間となるため、第２吸引孔ＴにおいてシートＳがより確実に吸着される。先の図６の比較参考例では、支持部２０にて、特にシートＳの端部において上向きの反りが生じた場合、プリントギャップを一定に保ちにくいが、第２吸引孔Ｔで強く吸引を行うことで、シートＳの反りを抑制することができる。

吸引圧を大きくしたい場合は、中間部７５の面積Ｓ２に対する外端部７４の面積Ｓ１をさらに大きくすることで、面積比Ｓ１／Ｓ２の値が大きくなり、結果として、凹部吸引圧に対する凸部吸引圧の圧力もさらに大きくなる。これにより、強い反りが生じやすい剛性の高いシートＳであっても、確実なシートＳの吸着保持ができる。

吸引路７２がつながる貫通路７１の部位（交点）は、最も絞られている中間部７５であることが好ましい。なぜならば、ベンチュリ効果により、貫通路７１の最も絞られた中間部７５における静圧Ｐ２［Ｐａ］が低くなり、吸引路７２（導圧路）によって第２吸引孔Ｔが強い負圧状態になる、すなわちシートＳの吸着力を大きくすることができるためである。また、吸引路７２は貫通路７１と直交するように交わることが好ましい。なぜならば、貫通路７１と吸引路７２が直交することで、外端部７４から取り込んだ空気が、流れの勢いで吸引路７２に流入してしまうことを抑制でき、効率的に減圧できるためである。

さらに本実施形態によれば、先に図６（ａ）に示した比較参考例の課題、すなわち吸引の際にインクミストＭがシート裏面Ｓｒに回り込んでシートＳが汚れることも抑制される。図７は、本実施形態での気流Ｇの挙動を示す。第１吸引孔Ｖでエア吸引を行うと、貫通路７１を通して空気が取り込まれ、ベンチュリ効果によって頂部２２に開口する第２吸引孔Ｔでのシート裏面Ｓｒとの吸着力が強くなる。このため、頂部２２とシート裏面Ｓｒの間に、隙間はほとんど生じない。つまり、壁２１に設けられた貫通路７１が迂回経路（バイパス）の役割を果たして、貫通路７１から凹部２３に向かって空気が取り込まれる。すなわち、頂部２２とシート裏面Ｓｒとの隙間から凹部２３に向かって生じる気流Ｆは減って、貫通路７１から凹部２３に向かって生じる気流Ｇがほとんどになる。従って、貫通路７１に向かって流れる大きな気流Ｇに沿って、インクミストＭも貫通路７１の側に吸い寄せられる。

なお、中間部７５の径は細過ぎると、前述の気流Ｇに沿って流れてきた多量のインクミストＭによって、貫通路７１が詰まってしまうことがある。そのため、中間部７５の径は０．１ｍｍ以上とするのが良く、特に０．５ｍｍ〜１．０ｍｍであることが望ましい。

図８は、本実施形態における空気の流れをシミュレーションした結果を示すものである。凹部２３の外側での気流Ｚ１は、貫通路７１から取り込まれて、細く整った気流Ｚ２となって、第１吸引孔Ｖから吸引される。そして、気流Ｚ１は第２吸引孔Ｔにはほとんど向かわないことが判る。図６（ａ）の比較参考例と比較して、貫通路７１によって生じた気流の変化により、シート裏面Ｓｒ近くを流れる気流Ｆが少なくなり、インクミストＭがシート裏面Ｓｒに付着することが抑制される。なお、シート端部のみならず、シートＳで覆われた中央領域の支持部２０においても、上流支持部２７および下流支持部２８のリブ間の隙間から空気が導入されるので、貫通孔７１には十分な空気が取り込まれる。

また、上述のように、第２吸引孔Ｔにおいて、第１吸引孔Ｖによる凹部２３の空間への負圧よりも強い負圧状態としている。すなわち、第１吸引孔Ｖによる容積が大きい凹部２３の吸着に加えて、その周囲を容積が小さい第２吸引孔Ｔで強く吸着している。これにより、シートＳをより強固にプラテン１０に吸着することができる。そのため、プリントの際に生じるコックリングを矯正しやすくなり、プリントギャップが一定範囲に保たれ、プリント品位の向上につながる。また、コックリングの抑制によって、プリントヘッド３１とシートＳが接触してプリントヘッド３１が傷つく可能性も低減する。

さらに、単一の排気ユニット１１（単一のファン１８）でもって第１吸引孔Ｖと第２吸引孔Ｔとで異なる吸引圧で吸引を行うことができる。２種類の吸引圧に別々のダクト１２や排気ユニット１１をつなぐ必要がないため、プリント装置１００の小型化につながる。加えて、ファン１８の数を増やす必要がないため、ファン１８の回転振動を抑制できる。

以上説明した実施形態では、貫通路７１は途中が絞られた部位を有し、最も絞られた部位に吸引路７２の一端がつながれている。ただし、本発明はこれに限らず、外壁面２１ｇにおける貫通路７１の断面積は、貫通路７１において吸引路７２とつながる部位の断面積よりも大きければよい。更に、図５（ｄ）に示すように、貫通路７１は絞りのない直線状の経路として設けられたものであってもよい。この形態は、貫通路７１を形成する加工が容易である。貫通路７１に絞りがなくても、細い経路に流れる気流は流れが速くなり、負圧空間となるので、その中間に吸引路（導圧路）をつないだ構成とすれば、第２の吸引孔には負圧が供給される。従って、外端部７４の面積が中間部７５の面積よりも大きい構成や、貫通路７１が曲面によって形成されていない構成であっても同様の効果が得られる。

〔支持部の別形態〕
上述した支持部２０の別の形態について、図９および図１０を用いて説明する。図９（ａ）と図１０（ａ）は斜視図、図９（ｂ）と図１０（ｂ）は上から見た図である。本実施形態では、凹部２３の４辺を成す頂部２２の長手方向に沿って、細長いスリット形状の第２吸引孔Ｔが設けられている点が、先の実施形態１との相違点である。図９の形態では、第２吸引孔Ｔのスリット形状に合わせて、吸引路７２も壁２１の形状に合わせた細長い直方体で形成されている。さらに、貫通路７１の外端部７４と内端部７３もそれぞれ外壁面２１ｇと内壁面２１ｎに合わせて、細長い矩形で形成されている。つまり１つの支持部２０につき、それぞれ４つの第２吸引孔Ｔ、吸引路７２および貫通路７１が設けられている。一方、図１０の形態では、第２吸引孔Ｔの形が図９と同様のスリット形状であり、他の吸引路７２や外端部７４、内端部７３の形状は実施形態１と同じである。

図１１は支持部２０のさらに別の形態を示す図である。図１１（ａ）は支持部２０を上から見た上面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＣ−Ｃ´間で切断したときの断面図である。図１１の形態は、は図１１（ｂ）に示すように、第２吸引孔Ｔが頂部２２から上に突出している点が特徴である。つまり、支持部２０において実質的にシート裏面Ｓｒを支持する部分が、第２吸引孔Ｔのみとなっており、頂部２２とシート裏面Ｓｒの間には隙間が生じている。図１１の形態によれば、摩擦が大きいシートＳを搬送する際に、シートＳがプラテン１０に接する面積を小さくすることで、円滑にシートＳを搬送することができる。図１１の形態においても、図５（ｄ）、図９および図１０のように第２吸引孔Ｔ、吸引路７２、貫通路７１の外端部７４および内端部７３の形状を変えてもよい。

以上説明してきた実施形態はインクジェット方式のプリント装置に用いられる吸引式プラテンの形態であるが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。本発明はさらに、シートなどの物品の面を吸着保持する保持装置にも広く適用することができる。例えば、物品を吸着保持して各種処理や検査などを行う際の吸着機構や、物品を吸着保持して搬送するロボットアームなどにも本発明は有用である。例えば、ロボットアームは物品を横向きや下向きに保持する場合があり、吸着が不十分であると物品を落下させる可能性がある。本発明によれば、第１吸引孔により凹部を負圧空間にして物品を広い範囲で吸着するとともに、その周囲を取り囲むように設けられた第２吸引孔により強い負圧で、物品を二重に吸着する。そのため従来よりも大きな重量の物品であっても落下させることなく確実に保持することができ、より改善された吸着装置が実現する。

Ｓ ロール状シート
Ｔ 第２吸引孔
Ｖ 第１吸引孔
１０ プラテン
２０ 支持部
２１ 壁
２２ 頂部
２３ 凹部
７１ 貫通路
７２ 吸引路（導圧路）
１００ プリント装置

Claims (15)

1. インクジェット方式のプリント装置であって、空気の吸引によりシートを吸着して支持する支持部を有するプラテンを備え、
   前記支持部は、前記シートを支える頂部を有する壁に囲まれた凹部を備え、前記凹部には第１吸引孔が設けられており、且つ、前記頂部には第２吸引孔が設けられており、
   前記壁の内部には、前記壁の外側と前記凹部とをつなぐ、前記壁を貫く貫通路、および、一端が前記第２吸引孔につながり且つ他端が前記貫通路の途中につながる吸引路が設けられていることを特徴とするプリント装置。
2. 前記壁の外側の壁面における前記貫通路の断面積は、前記貫通路において前記吸引路とつながる部位の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
3. 前記壁の前記凹部の側の壁面における前記貫通路の内端部の面積は、中間部の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のプリント装置。
4. 前記貫通路は曲面形状を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のプリント装置。
5. 前記貫通路は絞りのない経路として設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリント装置。
6. 前記第１吸引孔と前記第２吸引孔とが、負圧発生部を共用することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のプリント装置。
7. 前記頂部は、前記シートの面に対して垂直な方向から見たときに矩形を成し、前記第２吸引孔は、前記頂部の矩形の四辺のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のプリント装置。
8. 前記プラテンは、前記支持部の周囲に設けられ、前記シートの面に対して垂直な方向において前記頂部よりも低いインク受け面、および、前記シートの搬送方向において前記インク受け面の上流または下流の少なくとも一方に設けられ、複数のリブによりシートを支持する支持部をさらに有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のプリント装置。
9. 前記プラテンは前記プラテンの長手方向に沿って複数の前記支持部が設けられており、複数の前記支持部は、第１のサイズの第１支持部と前記第１支持部よりもサイズが小さい第２支持部を含み、前記第１支持部は前記第２支持部よりも前記第２吸引孔の数が多いことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のプリント装置。
10. 前記プリント装置は、さらにインクジェット方式のプリントヘッドと、前記シートを搬送する搬送手段と、を有し、前記プラテンに支持される前記シートに対して前記プリントヘッドによりプリントを行うことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のプリント装置。
11. 前記プリントヘッドは、前記プラテンの長手方向に往復移動するキャリッジに保持されており、前記キャリッジが移動しながら前記プリントヘッドからインクを吐出する動作と、前記搬送手段によって前記シートをステップ送りする動作とを繰り返して画像をプリントすることを特徴とする請求項１０に記載のプリント装置。
12. 空気の吸引により物品を負圧により吸着して保持する保持装置であって、
    吸着の際に物品と接触する頂部を有する壁に囲まれた凹部を備え、前記凹部には前記凹部を負圧にする吸引孔が設けられており、
    前記壁の内部には、前記壁を貫く貫通路、および、一端が前記頂部にて開口し、且つ他端が前記貫通路の途中につながる導圧路が設けられていることを特徴とする保持装置。
13. 前記貫通路は途中が絞られた部位を有し、前記絞られた部位に前記導圧路の一端が接続されていることを特徴とする請求項１２に記載の保持装置。
14. 前記貫通路は絞りのない経路として設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の保持装置。
15. 前記頂部には、複数の前記導圧路の開口が、前記凹部の周囲を取り囲むように設けられていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の保持装置。
    

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