JP5275593B2 - 印刷システム - Google Patents

Description

本発明は、媒体支持部材、およびそのような媒体支持部材を備える印刷システムに関する。さらに、本発明は、そのような媒体支持部材の形成方法に関する。

印刷プロセスの際に印刷媒体を動かぬように保持して平たくしておくための媒体支持具が、一般的に使用されている。印刷の分野においては、印刷作業の際に印刷媒体を保持して平たくしておくために、吸引箱を使用することが知られている。そのような吸引箱は、通常は、孔が設けられた上面を有し、吸引箱の内容積が、真空ポンプによって負圧に維持される。

この種の媒体支持具の欠点は、印刷媒体を支持する吸引箱の構造が、吸引装置からの負圧を印刷媒体へと分配するために、きわめて複雑な構成を有する点にある。吸引箱の大きさは、印刷システムごとにさまざまである。特には、産業用の平台印刷システムのための吸引箱または吸引テーブルは、きわめて広大なものになり得る。印刷システムの吸引テーブルは、１つの大きさを有するが、そのようなシステムにおいて処理される印刷媒体は、さまざまな大きさを有する可能性がある。すべての大きさの印刷媒体が、印刷プロセスの際に吸引テーブルの全体を覆うわけではない。印刷媒体に覆われていない孔からの吸引漏れという問題を克服するために、負圧が複数の孔へと分配されるテーブルは、一部の孔が印刷媒体によって覆われない場合でも負圧を維持するために、充分な通気抵抗を含有しなければならない。マーキング材料を適用する印刷ヘッドと印刷媒体との間の距離を、きわめて上手く、好ましくは全印刷領域にわたって一定に定めなければならないため、支持テーブルの支持面が、きわめて上手く定められなければならない。このような仕様のすべてが、支持テーブルの技術的複雑さの原因となっている。

本発明の目的は、印刷媒体を平たくするとともに少なくとも一時的に動かぬように保持する媒体支持具であって、より複雑でない媒体支持具を提供することにある。この目的のために、印刷媒体を支持するための第１の表面と、上記第１の表面の反対側の第２の表面とを有する媒体支持部材であって、上記第１の表面に形成される複数の凹所、および上記第２の表面に形成される複数の突起を、それぞれの凹所がその凹所の反対側に関連の突起を有するように備え、さらにそれぞれの凹所が、凹所を突起間の空間に接続する通気路を有する媒体支持部材が提供される。

本発明による媒体支持部材は、きわめて単純な支持構造の仕様を可能にしつつ、システムの精度を損なうことがない。実際、本発明による媒体支持部材を、凹所、突起、および通気路が圧印（ｐｕｎｃｈｅｄ）されてなるシートとして実現することができる。このシートを、吸引装置への単純な接続を備える支持テーブルなど、単純な基礎部材の上へと配置することができる。この組み合わせによれば、支持部材上の印刷媒体の位置を固定することができるきわめて簡潔かつ正確な支持部材が得られる。

本発明による媒体支持部材は、突起間の空間へと加えられる負圧を、突起間の空間と凹所との間に形成された通気路を介して、複数の凹所へと分配する。一実施形態においては、凹所に組み合わせられた突起が、媒体支持部材をテーブル上に支持するための複数の支承点を形成するとともに、印刷プロセスの際に印刷媒体に覆われていない凹所を介して吸引が漏れて印刷媒体の位置の固定が有意に損なわれることがないよう、突起間の空間の内部に通気絞りを導入する。

凹所へと加えられる負圧の大きさは、実際の印刷媒体の重量、コーティング、気孔率、および他の特性に合わせて調節可能である。負圧が加えられる突起間の空間の容積は、負圧とされる知られているテーブルの容積と比べて比較的小さい。これは、制御の遅延が少なくなることで、負圧の制御容易性に貢献する。

本発明にしたがって凹所を通気路と組み合わせて設けることで、小さな孔のみの場合と比べて、保持力の大きさが増すとともに、騒音の発生を低減できることが明らかになっている。凹所および孔の寸法は、保持力が媒体を保持するために充分に大きくなるように充分に大きく、かつ吸い込みの恐れを最小限にするために充分に小さく選択される。柔らかい媒体にとって大きすぎる凹所が選択された場合、大きな負圧によって媒体が凹所へと吸い込まれる可能性がある。これは、媒体を傷める可能性がある。凹所の面積は、媒体の凹所に位置して支持されない領域の直下で、熱交換のプロファイルが大きく異なることがないように選択される。熱交換のプロファイルが大きく変化すると、色バンディング（ｃｏｌｏｒ ｂａｎｄｉｎｇ）、乾燥時間の変化、および他の望ましくない作用に起因して、画像の品質に悪影響が及ぶ可能性がある。負圧の大きさならびに凹所および孔の寸法は、支持された媒体を通過する気流が大きくなりすぎることがないように選択される。特には、多孔性の媒体の場合、多孔性の媒体を通過する気流が、印刷プロセスにおいて画像の品質に悪影響を及ぼす可能性がある。

凹所の形状は、円形、四角形、角の丸い四角形、あるいは印刷媒体の保持および支持という要請を満足させる任意の形状であってよい。好ましい実施形態においては、凹所および通気路の形状が、支持面に直交する方向に見たときにおおむね円形であり、通気路の中心点が凹所の周辺部分に位置している。凹所および通気路の形状および寸法は、媒体支持部材の局所的な吸引および保持の特性を最適化するために、支持領域の各所において異なってもよい。凹所を、凹所の内部に補強要素が形成されるように形成することができる。後者を、凹所の領域のすべてを圧印するのではなく、凹所の内側に補強壁要素を備える凹所を圧印するポンチによって、形成することができる。これは、特には大きな凹所が使用される用途または高い負圧が加えられる用途において、好都合であると考えられる。

本発明による媒体支持部材の実施形態においては、通気路が、凹所の縁の付近に形成された孔である。この構成によれば、突起をテーブル上の媒体支持部材のための支持部として機能させることができる一方で、そのような孔の製作が簡単かつ低コストである。孔を、関連の凹所および突起と同時に基材へと圧印することができる。この場合、穿孔器の位置合わせという追加の工程が不要である。

本発明による媒体支持部材の他の実施形態においては、突起が、上記第２の表面に関してほぼ同じ高さを有する。突起を、すべてが第２の表面に対して同じ高さを有するように形成することで、媒体支持部材の支持面が、印刷領域の全体にわたって印刷ヘッドに対して一定の距離となる。これは、印刷品質について直接的な確実な効果を有する。突起の高さ、したがって関連の凹所の深さは、動作時に負圧をすべての凹所へと分配できるように突起間の空間が充分に大きくなり、かつ全体としての構造、特には突起と素材との間に残る材料が、印刷媒体を含む媒体支持部材の重量および負圧によって加えられる保持力に耐えるための充分な剛性を有するように選択される。

本発明による媒体支持部材の他の実施形態においては、複数の凹所が、第１の表面の全体にわたって一様なパターンを形成している。一様なパターンは、負圧を凹所から印刷媒体へと一様な様相で分配する。支持領域の全体にわたる一様な凹所のパターンは、印刷媒体の一様な平坦化に貢献し、これは印刷品質にとって有利である。本発明による媒体支持部材の他の実施形態においては、複数の凹所の凹所間距離が支持表面の領域の各所で異なっている。支持面の縁の付近において印刷媒体へと追加の保持力が加えられるよう、凹所の密度を、縁の付近において高くすることができる。あるいは、支持面全体を覆うことがない小さな印刷媒体の場合に、縁の付近における空気の漏れを少なくするため、凹所の密度を縁に向かって小さくすることができる。

本発明による媒体支持部材の他の実施形態においては、テーブルが、さまざまな媒体サイズに一致するよう複数の部位に分割されている。負圧を全体としておおむね印刷媒体によって覆われる１つ以上の部位へと加えることで、全体としての負圧の漏れを抑制することができる。複数の部位への分割は、突起間の空間に設けられる分割部材によって実行することができる。それらの部材は、突起間の空間に配置され、突起間の空間の小区分を画定する。突起間の空間を複数の小空間へと分割することで、すべての小空間に負圧を印加するための別個の手段を設け、負圧の制御性を向上させることができる。負圧を印加するための手段は、大量の空気流を低い負圧と組み合わせて印加することができ、あるいは少ない空気流を高い負圧と組み合わせて印加することができる。後者の状況は、複数の小空間への分割の利点をさらに大きくする。

第２の態様において、本発明は、マーキング材料を画像形成の様相で印刷媒体へと適用するための手段と、上記印刷媒体を支持するための支持構造とを備える印刷システムであって、上記支持構造が、基礎部材および本発明による媒体支持部材を備える印刷システムに関する。本発明による印刷システムによれば、印刷プロセスの際に印刷媒体の良好に制御された保持が可能になる一方で、構成は、比較的簡単かつ低コストなままである。基礎部材と媒体支持部材との間の容積が比較的小さいことが、負圧の制御性に貢献し、負圧の大きさを実際の印刷媒体の特性に関して容易に調節することができる。

本発明による印刷システムの一実施形態においては、印刷システムが、基礎部材と第２の表面と突起との間に形成される突起間の空間に負圧を加えるための手段をさらに備える。突起間の空間へと負圧を加えることで、支持部材の凹所に、印刷プロセスの際に印刷媒体を保持するための力が供給される。これらの手段は、負圧が媒体支持部材と基礎部材との間の開口を通って漏れ出すことがないよう、媒体支持部材の縁に吸引の漏れを防止するための手段を備えることができる。

本発明による印刷システムのさらなる実施形態においては、負圧を加えるための手段が、真空ポンプを備える。空気を凹所および通気路を介して突起間の空間へと汲み出し、さらに吸引ダクトを介して真空ポンプによって汲み出すことにより、印刷媒体の下方の気圧が、印刷媒体の周囲の環境の気圧よりも低くなる。したがって、周囲の空気が印刷媒体を媒体支持部材へと押し付け、印刷媒体の位置を固定する。

本発明による印刷システムの他の実施形態においては、媒体支持部材が、複数の突起によって基礎部材上に支持されている。この構成は、印刷システムの簡単かつ低コストな組み立てを可能にしつつ、精度を維持する。

第３の態様において、本発明は、媒体支持部材に凹所、通気路、および突起を形成する方法であって、素材のシートを支持する工程、所定の形状を有する第１のポンチを素材のシートへと押し付けて、素材のシートに凹所および関連の突起を形成する工程、および所定の通気路の形状を有する第２のポンチを素材のシートへと、素材のシートに孔が設けられるように押し付ける工程を備える方法に関する。

媒体支持部材を形成するために、この比較的汎用的な製造プロセスを使用することで、精密かつ低コストな媒体支持部材が製造される。この製造プロセスは、特には例えばドリル加工と比べて、きわめて再現性に富んでいる。凹所および突起が一度に形成されるため、きわめて効率的である。

本発明による方法の一実施形態においては、第１のポンチによって素材のシートに凹所および関連の突起を形成する前に、まず素材のシートが、通気路を形成すべく第２のポンチによって穿孔される。この順序は、凹所を圧印するときに生じる内部応力が上手く吸収されるため、圧印プロセスの速度にとって好都合である。穿孔に先立って凹所を形成しても所望の効果が得られることは、理解できるであろう。

本発明による方法のさらなる実施形態においては、所定の形状を有する第１のポンチを素材のシートへと押し付けて、それによって素材のシートに凹所および関連の突起を形成する工程、および所望の通気路の形状を有する第２のポンチを素材のシートへと、素材のシートに孔が設けられるように押し付ける工程が、ただ１つのポンチによって同時に適用される。これにより、この方法の実行の際に大きな時間の節約が達成される。

本発明による方法のさらなる実施形態においては、複数の凹所、複数の通気路、および複数の突起が、同時に圧印される。したがって、凹所を圧印する工程と穿孔の工程との間に、位置合わせの工程を追加する必要がない。これにより、この方法の実行の際に、さらなる大きな時間の節約を達成しつつ、本発明による媒体支持部材が製造される。

次に、本発明を以下の実施例を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態による媒体支持部材を備える印刷システムの概略図を示している。印刷システム１が、基礎部材として機能するテーブル７を有する。媒体支持部材３が、テーブル７の上に配置されている。媒体支持部材３は、複数の吸い込み凹所１０を備える。複数の凹所は、媒体支持部材３とテーブル７との間に形成される空間への通気路を有する。この空間が、動作時に負圧に保たれる。この負圧は、吸引装置として機能する真空ポンプ４によって加えられる。この真空ポンプ４は、吸引ダクト６によって、媒体支持部材３とテーブル７との間の空間に作用可能に組み合わせられている。このダクト６は、真空ポンプ４からテーブル７を通ってこの空間へと延びている。ダクト６の両端は、動作時に空間内の負圧が維持されるように封じられている。

吸い込み凹所１０の負圧が、媒体支持部材３の上へと配置された印刷媒体５を、静止かつ平坦な状態に維持する。１つ以上の印刷ヘッド２を備えるキャリッジ（図示されていない）が、媒体支持部材３の上方に配置される。簡単にするため、印刷ヘッド２が１つだけ示されているが、複数の印刷ヘッドを適用してもよいことは明らかであろう。このキャリッジは、媒体支持部材３を横切って移動可能である。動作時には、印刷ヘッド２を備えるこのキャリッジが、マーキング材料の液滴を画像形成の様相で噴出させつつ、印刷媒体５を横切って移動するように制御される。本実施形態においては、印刷ヘッド２がＵＶ硬化型インクの液滴を噴出させるが、油性インク、水性インク、あるいはホットメルトインクなど、他の種類のマーキング材料も適用可能であることは、当業者にとって明らかであろう。本実施形態においては、印刷媒体５が、印刷作業の全体にわたって静止かつ平坦な状態に保たれる一方で、印刷ヘッド２が、交互に主走査方向および副走査方向に移動する。他の実施形態においては、印刷媒体が、印刷ヘッドが副走査方向に移動（スワス（ｓｗａｔｈ））している間は静止かつ平坦な状態に保たれ、スワスとスワスとの間で主の走査方向に送られる。

図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の一実施形態による媒体支持部材の細部の概略を、それぞれ斜視図および上面図で示している。媒体支持部材は、複数の吸い込み凹所を備え、そのうちの１つが図２に示されている。媒体支持部材は、３×４メートルの大きさを有し、１５０μｍの厚さである。媒体支持部材３は、平方メートル当たりに約４５０個の凹所を備える。凹所は、約０．５ｍｍの直径を有する。凹所１０は、負圧が加えられたときに圧力チャンバとして機能する。この圧力チャンバが、印刷プロセスの際に印刷媒体５の位置を動かぬように保つ。負圧を加えつつ印刷媒体５を吸い込み凹所１０の上へと配置すると、印刷媒体５が媒体支持部材３の上面３１へと吸い付けられて平たくされ、印刷媒体５の位置が固定される。吸い込み凹所１０の内部の負圧は、印刷媒体の固定および平坦化のために充分高く、かつ印刷媒体５を変形させて傷つけることがないように充分低く制御される。

図２は、媒体支持部材３の吸い込み凹所の構成を示している。それぞれの凹所１０が、この凹所１０の反対側の関連の突起１１を有する。突起１１は、媒体支持部材３の素材に凹所１０を圧印することによって形成されている。本実施形態においては、凹所１０が、素材の第１の表面３１へと、素材の厚さの半分の深さまで圧印されている。したがって、残りの材料は、印刷媒体５を含む媒体支持部材３の重量を支えるための充分な剛性を有する。凹所の内部へと負圧を加えることができるよう、通気路として機能する孔１２が、凹所の縁の付近に圧印されている。

図３Ａおよび図３Ｂが、それぞれ本発明の一実施形態による媒体支持部材の概略の断面図および上面図を示している。図３Ａに示されているように、媒体支持部材３は、凹所１０に組み合わせられた突起１１によって、テーブル７上に支持されている。テーブルの側縁が、負圧が突起の間の空間を経由して通気路１２を通って凹所１０へと導かれ、テーブル７の側縁を通り抜けることがなく、あるいは少なくともテーブル７の側縁を通り抜ける量がきわめて少ないように、媒体支持部材３を囲んでいる。

吸引装置４が負圧を発生させる。この負圧が、突起間の空間４０、すなわちテーブル、媒体支持部材の第２の表面３２、および複数の突起１１の間に画定される空間へと加えられる。吸引装置４と突起間の空間４０との間の接続は、テーブルを貫いて延びる吸引ダクトによって実現されている。実際の実施においては、ダクトの寸法が、複数の突起がダクトの外周の内側に位置するほどに大きくてよい。ダクトの寸法は、印刷媒体の保持および平坦化という要求を満足するために必要とされる負圧の大きさによって決まる。吸引装置４と突起間の空間４０との間の接続が、吸引装置４から突起間の空間４０へと負圧を加える任意の実施例を有してよいことは、当業者にとって明らかであろう。

媒体支持部材３上で印刷媒体５の位置を固定するために、突起間の空間４０の負圧が、通気路１２を介して複数の凹所１０へと分配される。本実施形態においては、孔１２が凹所１０の縁の付近に設けられているが、凹所１０と突起間の空間４０との間の通気路のあらゆる実施例が充分であることは、当業者にとって明らかであろう。

他の実施形態においては、システムが、複数の吸引装置４を備える。それらの吸引装置４は、突起間の空間４０へと接続されている。あるいは、突起間の空間４０が、媒体支持部材３の第２の表面３２とテーブル７との間の１つ以上の気密の封鎖によって、複数の吸引領域へと分割される。これらの吸引領域が、吸引ダクトへと接続される。これらのダクトは、圧力バルブを使用して１つの真空ポンプへと接続され、あるいはダクトごとに１つのポンプへと接続される。

図４は、本発明の一実施形態による媒体支持部材の概略の断面図である。図４は、テーブルを介して突起間の空間へと至る吸引装置の取り付けのさらなる詳細を示している。媒体支持部材３が、テーブル７上に配置されている。複数の凹所１０が、突起１１、テーブル７、および第２の表面３２によって画定される突起間の空間４０に、通気路１２を介して接続されている。負圧が、吸引ダクト６によって突起間の空間４０へと接続された吸引装置４によって、突起間の空間４０へと加えられている。この吸引ダクト６は、第１の側において吸引装置４に接続されており、第２の側は、テーブル７の穴に通されている。テーブル７は、知られている箱形のテーブルである。箱は、ハニカム構造によって補強されている。テーブルの上面および下面の両者に、上面の穴が下面の穴よりも小さくなるように穴が設けられている。下面の穴の直径よりも小さく、かつ上面の穴の直径よりも大きい直径を有するおおむね円筒形の要素４３が、穴の内側に配置されている。ねじ山４４を有する円筒形の要素４３が、気密の接着剤４１によって上面の穴の周囲に固定されている。円筒形の要素４３はフランジ４７を備え、フランジ４７に、円筒形の部材４３をテーブル７の穴へと固定するための気密の接着剤４２が供給されている。吸引ダクト６には、この吸引ダクト６をテーブル７の円筒形の要素４３へと着脱可能に取り付けることができるよう、関連のねじ山４５が設けられている。これは、吸引装置４と突起間の空間４０との間におおむね気密の接続をもたらしている。

本発明の一実施形態による媒体支持部材を備える印刷システムを示す概略図である。 本発明の一実施形態による媒体支持部材の細部の概略の斜視図である。 図２Ａの細部の概略の上面図である。 本発明の一実施形態による媒体支持部材の概略の断面図である。 本発明の一実施形態による媒体支持部材の概略の上面図である。 本発明の一実施形態による媒体支持部材の概略の断面図である。

符号の説明

１ 印刷システム
２ 印刷ヘッド
３ 媒体支持部材
４ 吸引装置
５ 印刷媒体
６ 吸引ダクト
７ テーブル
１０ 吸い込み凹所
１１ 突起
１２ 通気路（孔）
３１ （媒体支持部材の）第１の表面
３２ （媒体支持部材の）第２の表面
４０ 突起間の空間
４１、４２ （気密の）接着剤
４３ 円筒形の部材
４４、４５ ねじ山
４７ フランジ

Claims (12)

1. 印刷媒体を支持するための第１の表面と、前記第１の表面の反対側の第２の表面とを有する媒体支持部材であって、
   前記第１の表面に形成される複数の凹所、および前記第２の表面に形成される複数の突起を、それぞれの凹所が前記凹所の反対側に関連の突起を有するように備え、さらにそれぞれの凹所が、凹所を突起間の空間に接続する通気路を有する、媒体支持部材。
2. 通気路が、凹所の縁の付近に形成された孔である、請求項１に記載の媒体支持部材。
3. 突起が、前記第２の表面に対してほぼ同じ高さを有する、請求項１または２に記載の媒体支持部材。
4. 複数の凹所が、第１の表面の全体にわたって一様なパターンを形成している、請求項１から３のいずれか一項に記載の媒体支持部材。
5. 隣り合う凹所間の距離が、支持表面の領域において変化する、請求項１から３のいずれか一項に記載の媒体支持部材。
6. マーキング材料を画像形成の様相で印刷媒体へと適用するための手段と、前記印刷媒体を支持するための支持構造とを備え、
   前記支持構造が、基礎部材および請求項１から５のいずれか一項に記載の媒体支持部材を備える、印刷システム。
7. 基礎部材と第２の表面と突起との間に形成される突起間の空間に負圧を加えるための手段をさらに備える、請求項６に記載の印刷システム。
8. 負圧を加えるための手段が、真空ポンプを備える、請求項７に記載の印刷システム。
9. 媒体支持部材が、複数の突起によって基礎部材上に支持されている、請求項６から８のいずれか一項に記載の印刷システム。
10. 媒体支持部材に凹所、通気路、および突起を形成する方法であって、
    ａ）素材のシートを支持する工程、
    ｂ）所定の形状を有する第１のポンチを素材のシートへと押し付けて、素材のシートに凹所および関連の突起を形成する工程、および
    ｃ）所定の通気路の形状を有する第２のポンチを素材のシートへと、素材のシートに孔が設けられるように押し付ける工程
    を備える方法。
11. 工程ｂ）およびｃ）が、ただ１つのポンチによって同時に適用される、請求項１０に記載の方法。
12. 複数の凹所、複数の通気路、および複数の突起が、同時に圧印される、請求項１０または１１に記載の方法。

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