JP2018058254A - 吸着構造、吸引装置、及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡単であって安価に製造できる吸着構造、吸引装置、及び記録装置を提供する。
【解決手段】 吸着構造は、被吸着物を吸引するための複数の第１孔が形成された第１シートと、前記第１シートに対向するように設けられ、前記複数の第１孔に対応する複数の第２孔が形成された第２シートと、前記第１シートと前記第２シートとの間を離間させるとともに、前記第１孔から流入した気体が対応する前記第２孔へ流れるように流路を形成するスペーサと、前記第２シートと前記スペーサとの間に介在し、前記複数の第２孔をそれぞれ開閉する複数の弁が形成された第３シートと、を備える。前記第２シートに隣接するチャンバ内が負圧になると、前記被吸着物によって覆われた前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔から離れた第１位置を取り、前記被吸着物によって覆われていない前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔を覆う第２位置を取る。
【選択図】図８

Description

本発明は、吸着構造、吸引装置、及び記録装置に関する。

例えば、ロール紙などの記録媒体が支持面から浮き上がらないように記録媒体を吸引する吸引機構を備えた記録装置が知られている。かかる吸引機構は、支持面に設けられた多数の吸引孔を介して外気を吸引することで、記録媒体を支持面上に保持する。

しかし、記録媒体の寸法や支持面上の位置によっては、全ての吸引孔が記録媒体で覆われないこともある。このとき、記録媒体で覆われていない吸引孔から気体が流入して吸引力が低下し、記録媒体の浮き上がりを十分に抑制することができないおそれがある。

この点、支持面の裏側に、第１吸引部と、第２吸引部と、これら吸引部の間に配置された壁部と、支持面よりも小さい面積のスライド部材とを設け、このスライド部材が壁部に形成された孔を選択的に閉塞することで、記録媒体を確実に吸着保持する記録装置が知られている（例えば特許文献１）。

特許第５７３２９４６号公報

しかし、このような記録装置では、記録媒体の吸着保持のための構造が複雑であり、また、既存の記録装置への適用は困難である。

そこで、本発明は、構造が簡単であって安価に製造でき、既存の記録装置にも適用できる吸着構造、吸引装置、及び記録装置を提供することを目的の１つとする。

上記目的を達成するための主たる発明は、被吸着物を吸引するための複数の第１孔が形成された第１シートと、前記第１シートに対向するように設けられ、前記複数の第１孔に対応する複数の第２孔が形成された第２シートと、前記第１シートと前記第２シートとの間を離間させるとともに、前記第１孔から流入した気体が対応する前記第２孔へ流れるように流路を形成するスペーサと、前記第２シートと前記スペーサとの間に介在し、前記複数の第２孔をそれぞれ開閉する複数の弁が形成された第３シートと、を備え、前記第２シートに隣接するチャンバ内が負圧になると、前記被吸着物によって覆われた前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔から離れた第１位置を取り、前記被吸着物によって覆われていない前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔を覆う第２位置を取る、吸着構造である。
本発明の他の特徴については、本明細書の記載により明らかにする。

本発明によれば、構造が簡単であって安価に製造できる吸着構造、吸引装置、及び記録装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る吸着構造の概略を示す分解図である。 図１の吸着構造のうち第１シートの概略を示す上面図である。 図１の吸着構造のうち第２シートの概略を示す上面図である。 図１の吸着構造のうちスペーサの概略を示す上面図である。 図１の吸着構造のうち第３シートの概略を示す上面図である。 図１の吸着構造において第１孔、第２孔、スペーサの開口、及び弁の配置を示す上面図である。 図１の吸着構造を含む記録装置の概略を示す断面図である。 図７の記録装置の部分拡大図である。 吸引されていない状態の吸着構造を示す断面図である。 吸引が始まったときの吸着構造を示す断面図である。 弁が閉じた状態の吸着構造を示す断面図である。 被吸着物が載置された状態で吸引されたときの吸着構造を示す断面図である。 その他の構成における第１孔、第２孔、及び弁の配置を示す上面図である。

後述する明細書及び図面の記載から、上記の主たる発明の他、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

すなわち、前記複数の第１孔の径は、対応する前記複数の第２孔の径より小さい吸着構造が明らかとなる。

また、前記複数の弁のそれぞれは、前記第３シートと一体的に形成され、前記第１位置を取るとき先端部が前記第１シート側を向くように前記第２シートに対して傾く舌片である吸着構造が明らかとなる。

また、前記複数の弁のそれぞれの前記第２シートに対する傾きは、先端部が前記第１シートに接触した状態における前記傾きに規制される吸着構造が明らかとなる。

更に、上述の吸着構造と、前記吸着構造の前記第２シート側に設けられたチャンバと、前記チャンバ内を減圧するファンと、を備える吸引装置が明らかとなる。

また、上述の吸引装置と、前記吸引装置上に支持された記録媒体に印刷を行う印刷ヘッドと、を備える記録装置が明らかとなる。

＜実施形態＞
以下、適宜図面を参照し、本発明の実施形態に係る吸着構造１を説明する。ここでは、吸着構造１が印刷装置に適用される場面について説明するが、吸着構造１の適用は印刷装置に限られない。なお、図面において共通の又は類似する構成要素には同一又は類似の参照符号が付されている。

［吸着構造の構成］
図１〜図６を参照して、本発明の実施形態に係る吸着構造１の構成を説明する。図１は、吸着構造１の概略を示す分解図である。また、図２〜図５はそれぞれ第１シート１０、第２シート２０、スペーサ３０、及び第３シート４０の概略を示す。図６は、吸着構造１において第１孔１１、第２孔２１、スペーサ３０の開口３１、及び弁４１の配置を示す上面図である。

なお、図１〜図５において、第１〜第３シート１０，２０，４０及びスペーサ３０の厚み方向をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸をＺ軸に直交するように定め、Ｙ軸をＸ軸及びＺ軸に直交するように定めるものとする。後述するように、第１孔１１、第２孔２１、スペーサ３０の開口３１、及び弁４１はＸ軸方向及びＹ軸方向に整列している。

吸着構造１は、例えば記録媒体のような被吸着物を吸引した状態を保持したり解除したりすることができる。吸着構造１は、図１に示すように、第１シート１０、第２シート２０、スペーサ３０、及び第３シート４０を含んで構成される。以下、各構成要素を具体的に説明する。

第１シート１０は、被吸着物が接触するシート材であり、図２に示すように、被吸着物を吸引するための複数の孔（第１孔）１１を有する。ここでは、第１孔１１の形状は円型であるが、これに限られない。また、第１孔１１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って整列するように形成されているが、これに限られない。第１孔１１の径Ａは、被吸着物に対する処理（印刷など）に支障が生じない程度の長さであることが好ましい。例えば、吸着構造１が紙などの記録媒体への印刷のために用いられる場合、吸着構造１に吸着される記録媒体に凹凸や撓みが生じないように、第１孔１１の径Ａは１ｍｍ以下であることが好ましい。

第１シート１０は、例えばポリエチレンテレフタレートのような樹脂で形成されたシート材であり、例えば０．５ｍｍの厚みを有していてもよい。

第２シート２０は、第１シート１０に対向するように配置されるシート材であり、図３に示すように複数の孔（第２孔）２１を有する。第２孔２１の形状は第1孔１１と同一形状（円型）であるが、これに限られない。また、第２孔２１は、第１シート１０の第１孔１１に対応し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って整列している。第２孔２１の径Ｂは、第１シート１０の第１孔１１の径Ａより大きいことが好ましい。これにより、吸引時に、開いた位置（第１位置）にある弁４１を閉じた位置（第２位置）に移動させるのに十分な気体の流れ（流量又は流速）を発生させることができる（詳細は後述）。

第２シート２０もまた、例えばポリエチレンテレフタレートのような樹脂で形成されたシートであり、例えば０．５ｍｍの厚みを有していてもよい。

スペーサ３０は、一定の厚みを有するシート材であり、第１シート１０と第２シート２０との間を離間させる。スペーサ３０は、図４に示すように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って整列するように形成された複数の開口３１を有する。開口３１は、第１シート１０の第１孔１１から流入した気体が対応する第２シート２０の第２孔２１へ流れるように、流路Ｐを形成する（図９Ａ参照）。ここでは、開口３１の形状は第1孔１１等と同一形状（円型）であるが、これに限られない。また、開口３１の径Ｃは、後述する弁４１が適切に動作するように、第１シート１０の第１孔１１の径Ａ、第２シート２０の第２孔２１の径Ｂ、及び弁４１の寸法Ｄのいずれよりも大きいことが好ましい。

スペーサ３０は、例えばポリエチレンテレフタレートのような樹脂で形成されたシート材であり、例えば０．５ｍｍの厚みを有していてもよい。この場合、後述する弁４１のＺ軸方向の可動範囲は０．３ｍｍほどである。

第３シート４０は、第２シート２０とスペーサ３０との間に介在するシート材である。第３シート４０は、図５に示すように複数の弁４１を有する。ここでは、複数の弁４１は、対応する第２シートの第２孔２１を覆うことができるように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って整列している。個々の弁４１は、第３シート４０を打ち抜くことで形成された舌片である。従って、弁４１は、第３シート４０と一体的に設けられている。

弁４１は、図５に破線で示される折り目４２に沿って第１シート１０側に折り込まれている。したがって、弁４１は、吸引力が作用しない場合には、先端部が第１シート１０側を向くように第２シート２０に対して傾いている（図９Ａ参照）。そのため、第１シート１０、第２シート２０、スペーサ３０、及び第３シート４０が一体化された状態では、弁４１は第２シート２０の第２孔２１から離れた位置（第１位置）にある。ただし、弁４１の傾きが大きいと弁４１の先端部４３が第１シート１０に接触するため、弁４１の第３シート４０に対する傾きは一定の範囲に規制されることになる。かかる弁４１の可動範囲の規制により、十分な吸引力の下で弁４１が第２孔２１を塞ぐ位置（第２位置）まで移動しない事態を回避することができる。

弁４１が第１位置にあるとき、第２シート２０の第２孔２１は開き、流路Ｐは被吸着物側とチャンバ５１側とを連通する。したがって、第１孔１１から流入した気体は第２孔２１に向かって流れることになる（図９Ｂ参照）。

気体が孔１１から第２孔２１に向かって流れているとき、弁４１は、第１シート１０側から圧力を受け、あるいは、第２シート２０側から吸引力を受けて、第２シート２０に押し付けられる。その結果、弁４１は第２シート２０の第２孔２１を覆う位置（第２位置）を取る（図９Ｃ参照）。

第２位置にある弁４１は、第１位置に戻ろうとする復元力を有する。したがって、弁４１を第２シート２０に引き付ける吸引力が弁４１の復元力を上回る場合には、弁４１は第２位置を維持し、その結果、第２シート２０の第２孔２１（流路Ｐ）の閉塞状態が保持される。しかし、かかる吸引力が弁４１の復元力を下回ると、弁４１は第１位置に戻ろうとし、第２孔２１（流路Ｐ）の閉塞状態が解除される。

第３シート４０は、例えばポリエチレンテレフタレートのような樹脂で形成されたシート材であり、例えば０．２ｍｍの厚みを有していてもよい。

以上のような第１シート１０、第２シート２０、スペーサ３０、及び第３シート４０が例えば接着により一体化され、吸着構造１が形成される。このような吸着構造１を上面から見ると、１つの第１孔１１並びにこれに対応する第２孔２１、開口３１及び弁４１は、例えば図６のように同心円状に配置される。ただし、第１孔１１及び第２孔２１は、弁４１による開閉が効率よく行われるように、弁４１の先端側に位置してもよい。

弁４１は、吸着構造１の上面から見たとき、第２孔２１を覆うように配置される。弁４１はまた、上述した第１位置と第２位置との間を移動できるように、スペーサ３０の開口３１の内側に位置する。

各種部位の寸法の一例を挙げると、第１孔１１の径Ａは１ｍｍ、第２孔２１の径Ｂは３ｍｍで、開口３１の径Ｃは１２ｍｍ、弁４１の径Ｄは１０ｍｍ、折り目４２の長さは１ｍｍ〜１．５ｍｍである。

上述した寸法で各要素を構成すると、吸着構造１の厚みは１．７ｍｍほどとなり、薄くて軽量な吸着構造を得る。

［吸着構造の記録装置への適用］
図７及び図８を参照して、本実施形態に係る吸着構造１が適用された記録装置６０を説明する。図７は、吸着構造１を含む記録装置６０の概略を示す断面図である。図８は、図７に領域Ｓで示す記録装置６０の部分拡大図である。

吸着構造１が適用される記録装置６０は、たとえばロール紙のような大きな記録媒体９０に印刷を行う印刷装置であり、吸着構造１を介して記録媒体９０を吸引する吸引装置５０と、吸着構造１に吸着された記録媒体９０に印刷を行う印刷ヘッド（図示せず）と、を含む。

吸引装置５０は、図７に示すように、吸引構造１の第２シート２０側に隣接して設けられるチャンバ５１と、チャンバ５１内を減圧するためのファン５２と、を含む。ファン５２が作動し、チャンバ５１内が外気（記録媒体９０側の気体）に対して負圧になると、記録媒体９０側の気体が第１孔１１及び第２孔２１を介してチャンバ５１に流入しようとする。その際に生ずる吸引力により、記録媒体９０が吸着構造１に吸着される。

このときの記録装置６０の領域Ｓに着目すると、図８のように、記録媒体９０によって覆われている第１シート１０の第１孔１１に対応する弁４１は、第２シート２０の第２孔２１から離れ、開いた状態（第１位置）にある。第１孔１１が記録媒体９０によって覆われているため、弁４１を押し下げるのに十分な力Ｑが生じないためである（図９Ｂ参照）。

他方、記録媒体９０によって覆われていない第１シート１０の第１孔１１に対応する弁４１は、上述した力Ｑを受けて、第２シート２０の第２孔２１を塞ぐ（図９Ｃ参照）。つまり、弁４１は第２位置にある。

このように、吸着構造１は、弁４１が記録媒体９０との関係に応じて第１位置及び第２位置を取ることで、記録媒体９０を吸着構造１に保持するのに足りる吸引力を確保している。

［吸着構造の動作］
以下、図９Ａ〜図９Ｄを参照して、吸着構造１の具体的な動作を説明する。図９Ａは、吸引されていない状態の吸着構造１を示す断面図である。図９Ｂは、吸引が始まったときの吸着構造１を示す断面図である。図９Ｃは、弁４１が閉じた状態の吸着構造１を示す断面図である。図９Ｄは、被吸着物が載置された状態で吸引されたときの吸着構造１を示す断面図である。

例えばファン５２が停止している場合のように、ファン５２が弁４１を閉じさせるのに十分な吸引力を生じさせていない場合には、弁４１は、図９Ａに示すように、開いた状態（第１位置）を維持する。

ファン５２が作動し、チャンバ５１内の圧力が低下し始めると、図９Ｂに示すように、記録媒体９０側の気体が第１孔１１及び第２孔２１を介してチャンバ５１内に流入し始める。ただし、この状態では、気体の流入量ないし流速が十分でないため、弁４１の先端部４３を十分に押し下げるには至らない。

ファン５２による吸引力が増大し、チャンバ５１内への気体の流入量ないし流速が大きくなると、弁４１を押し下げる力Ｑが弁４１の復元力に打ち勝って、図９Ｃのように弁４１が第２シート２０に押し付けられ、第２孔２１を塞ぐ。これにより、気体の流れは止まる。

この状態では、チャンバ５１内外の圧力差により、弁４１は、第２シート２０に押し付けられた状態（第２位置）を維持し、開いた位置（第１位置）に戻らない。したがって、弁４１が第２孔２１を塞いだ状態を維持することができる。ただし、ファン５２の停止又は回転不足によりチャンバ５１内外の圧力差が小さくなると、弁４１の復元力が上記力Ｑを上回り、弁４１が開く。

他方、記録媒体９０が吸着構造１（第１シート１０）に吸着されると、記録媒体９０で覆われた第１孔１１からの気体の流入が妨げられて、弁４１を第２シート２０側に押し下げるのに十分な力Ｑは働かない。したがって、図９Ｄのように、弁４１は開いた状態を取る。なお、記録媒体９０が吸着構造１（第１シート１０）に吸着された状態は、チャンバ５１内外の圧力差が解消されない限り、維持される。

以上のとおり、本実施形態に係る吸着構造１によれば、吸着構造１の上面を占有する割合の小さい記録媒体を、占有割合の高い記録媒体と同等の吸着力で、吸着構造１上に保持することができる。

また、吸着構造１は、樹脂製の薄いシート４枚を貼り合わせるだけの簡単な構成であり、低価格で作製することができる。また、吸着構造１は、全体としても薄いシート状ないし板状であるので、既存の記録装置のチャンバ上にセットすることも可能である。

更に、吸着構造１がインクジェットプリンタに適用される場合には、インクミストのチャンバ５１内への吸引を抑制することができる。したがって、チャンバ５１内を清浄に保つことができる。また、インクを乾燥させるためのヒータからの熱をチャンバ５１に逃がすことを抑制することができる。したがって、インクを効率よく乾燥させることができる。

＜その他の構成＞
例えば、図１０に示すように１つの第２孔２１に対して複数の第１孔１１が対応してもよい。この場合、１つの第２孔２１の開口面積は、複数の第１孔１１の開口面積の合計よりも大きいことが好ましい。これにより、吸着構造１の吸着面が更に平坦になり、記録媒体９０への印刷精度の向上が期待できる。

また、第１孔１１、第２孔２１、開口３１は、例えば矩形状のように、円状以外の形状でもよい。

また、吸着構造１は、例えば直方体状のチャンバ５１の側壁に設けられてもよい。これにより、被吸着物をチャンバ５１の側壁に吸着することが可能になる。あるいは、吸着構造１は、円筒状のチャンバ５１の周面を覆うように設けられてもよい。

上記実施形態は、発明の例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。上記の構成は、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。上記実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。

１ 吸着構造
１０ 第１シート
１１ 第１孔
２０ 第２シート
２１ 第２孔
３０ スペーサ
４０ 第３シート
４１ 弁
５０ 吸引装置
６０ 記録装置

Claims (6)

1. 被吸着物を吸引するための複数の第１孔が形成された第１シートと、
   前記第１シートに対向するように設けられ、前記複数の第１孔に対応する複数の第２孔が形成された第２シートと、
   前記第１シートと前記第２シートとの間を離間させるとともに、前記第１孔から流入した気体が対応する前記第２孔へ流れるように流路を形成するスペーサと、
   前記第２シートと前記スペーサとの間に介在し、前記複数の第２孔をそれぞれ開閉する複数の弁が形成された第３シートと、を備え、
   前記第２シートに隣接するチャンバ内が負圧になると、前記被吸着物によって覆われた前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔から離れた第１位置を取り、前記被吸着物によって覆われていない前記第１孔に対応する前記弁は、前記第２孔を覆う第２位置を取る、吸着構造。
2. 前記複数の第１孔の径は、対応する前記複数の第２孔の径より小さい
   請求項１に記載の吸着構造。
3. 前記複数の弁のそれぞれは、前記第３シートと一体的に形成され、前記第１位置を取るとき先端部が前記第１シート側を向くように前記第２シートに対して傾く舌片である
   請求項１又は２に記載の吸着構造。
4. 前記複数の弁のそれぞれの前記第２シートに対する傾きは、先端部が前記第１シートに接触した状態における前記傾きに規制される
   請求項３に記載の吸着構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の吸着構造と、
   前記吸着構造の前記第２シート側に設けられたチャンバと、
   前記チャンバ内を減圧するファンと、
   を備える吸引装置。
6. 請求項５に記載の吸引装置と、
   前記吸引装置上に支持された記録媒体に印刷を行う印刷ヘッドと、
   を備える記録装置。

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