印刷機、通気性ワークに対する印刷方法及び燃料電池用カーボンペーパーに対する印刷方法
【課題】 通気性ワークに対して高い位置精度で印刷ができるようにする。
【解決手段】 カーボンペーパーのような通気性のあるワークＷは、送り出しローラ２１によって送り出され、サクションローラ３によって印刷位置に送られて印刷ユニット１によって印刷された後、巻き取りローラ２２で巻き取られる。吸引機構により吸引されているサクションローラ３の吸引口３１０の付近にカバーフィルム５を位置させ、間にワークＷが挟み込まれた状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に吸引されるようにし、ワークＷをサクションローラ３に密着させる。サクションローラ３が回転することでワークＷが送られる際、そのワークＷの送りに同期させてカバー送り機構７でカバーフィルム５を送る。
【解決手段】 カーボンペーパーのような通気性のあるワークＷは、送り出しローラ２１によって送り出され、サクションローラ３によって印刷位置に送られて印刷ユニット１によって印刷された後、巻き取りローラ２２で巻き取られる。吸引機構により吸引されているサクションローラ３の吸引口３１０の付近にカバーフィルム５を位置させ、間にワークＷが挟み込まれた状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に吸引されるようにし、ワークＷをサクションローラ３に密着させる。サクションローラ３が回転することでワークＷが送られる際、そのワークＷの送りに同期させてカバー送り機構７でカバーフィルム５を送る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、通気性ワークに対する印刷技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷技術は、各種のものが存在するが、最近では電子回路の印刷等、ハイテク分野でも盛んに用いられている。このうち、ある種の用途では、通気性のワークに対して印刷を行うことが必要な場合がある。
例えば、最近特に注目されている燃料電池では、固体高分子型に注目が集まっているが、このタイプの燃料電池は、電解質膜を一対の触媒層で挟み、さらにその外側をガス拡散層で挟んだ構造を有している。ガス拡散層の外側には、それぞれ水素、酸素（空気）の流路形成するようセパレータが設けられる。ガス拡散層については、ガスを効率良く通すこと（通気性）は勿論のこと、電気を通すことも必要なため、多孔質な導電性ペーパーであるカーボンペーパー（例えば黒鉛化炭素繊維から成るペーパー）がしばしば使用される。この際、ガス拡散層と触媒層との接触性を高めるため、間に導電性の中間層を設ける提案がされており、ペースト状のものをスクリーン印刷法により塗布することで中間層を形成する提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カーボンペーパーのような多孔質な、したがって通気性のワークに対しては、従来の印刷技術で十分に印刷を行えないことが、発明者らの検討により判明した。以下、この点を説明する。
典型的な印刷対象物である紙、フィルムなどの薄いワーク（以下、薄状ワークと総称する）については、多くの場合、ロールツーロールの搬送方式により印刷が行われる。研究室での実験段階のような場合には、シート状のもの一枚ずつセットして印刷することもあり得るが、実用的な印刷機では、量産性を考慮し、ロールから引き出して印刷位置に搬送し、印刷をした後、いったんロールに巻き取り、切断機によって所定箇所で切断して個々の製品を得る場合が多い。印刷機が切断機構を備えている場合は、ロールに巻き取らずに切断を行って個々の製品を得ることもある。
【０００５】
いずれにしても、量産タイプの印刷機の場合、薄状ワークを印刷位置まで搬送する機構が必要である。図５は、薄状ワークを印刷する印刷機における搬送機構の一般的な構成を示したものである。薄状ワークＷを搬送する場合、複数のローラを組み合わせた機構が採用されることが多い。図５の印刷機では、送り出しローラ２１に巻かれた薄状ワークＷを駆動ローラ３０が引っ張り、送り出された薄状ワークＷは印刷位置１０で印刷がされた後、巻き取りローラ２２で巻き取られる。
駆動ローラ３０にはモータが付設されて回転駆動されるが、薄状ワークＷとの摩擦力が小さいと空回りしてしまう。このため、駆動ローラ３０の表面に摩擦力を高める加工を施したり、駆動ローラ３０をピンチローラの構成として薄状ワークＷを挟んで引っ張る構成としたりする場合がある。しかしながら、表面に凹凸等を設けて摩擦力を高める構成ではワークが傷つき易い問題があり、ピンチローラで挟んで引っ張る構成でもワークＷの傷つきや破れ等が発生し易い問題がある。
【０００６】
このようなことから、デリケートな薄状ワークに対しては、エア吸着機構により駆動ローラに吹い付かせて搬送することがしばしば行われる。一般的には、駆動ローラの表面に吸引口を設けるとともに、駆動ローラに真空ポンプのような吸引ポンプを付設し、吸引ポンプにより吸引口から吸引することで薄状ワークを駆動ローラに密着させている。吸引口における吸引圧力を適宜設定することで、薄状ワークを傷つけたり破損させたりすることなく搬送することができる。このようなエア吸引によりワークを密着させるローラは、サクションローラと呼ばれる。
【０００７】
従来の印刷機では、上記のような構成により薄状ワークを印刷位置まで搬送して印刷しているものの、カーボンペーパーのような通気性のワークの場合、サクションローラで吸着させながら搬送しようとしても、ローラの表面に吸い付かないため、搬送ができない。
本願の発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、通気性ワークに対して高い位置精度で印刷ができるようにする技術的意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、通気性のあるワークをサクションローラにより印刷位置に送る印刷機であって、
サクションローラは、吸引機構につながる吸引口を有しており、
通気性の無いカバーと、
吸引機構により吸引されている吸引口の付近にカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにするカバー位置制御機構と、
サクションローラが回転することでワークが送られる際、そのワークの送りに同期させてカバーを送るカバー送り機構と
が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記カバーは、ワークの送り方向に長いフィルムであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記フィルムであるカバーは、無終端のループ状であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１、２又は３の構成において、前記カバー送り機構は、複数のローラにより前記カバーを送るものであり、これらローラのうちの一つは前記カバー位置制御機構に兼用されるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記カバー位置制御機構は、間に前記ワークが挟み込まれた状態で前記カバーを前記サクションローラに押し付けるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、通気性ワークに対する印刷方法であって、サクションローラにワークを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでワークを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラが回転駆動するとともに、回転駆動により送られるワークに同期してカバーを送るという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、燃料電池用カーボンペーパーにガス拡散層を印刷するカーボンペーパーへの印刷方法であって、サクションローラにカーボンペーパーを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでカーボンペーパーを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にカーボンペーパーが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラを回転駆動するとともに、回転駆動により送られるカーボンペーパーに同期してカバーを送るという構成を有する。
【発明の効果】
【０００９】
以下に説明する通り、本願の請求項１又は６記載の発明によれば、通気性のあるワークに対しても十分な位置精度で印刷が行える。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーがワークの搬送方向に長いので、カバー位置制御機構が簡略化されるという効果がある。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーが無終端のループ状であるので、カバー送り機構が簡略化される効果がある。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、カバー送り機構を構成する複数のローラのうちの一つがカバー位置制御機構に兼用されているので、この点でさらに機構的に簡略化されるという効果がある。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーがサクションローラに押し付けられるので、ワークの滑り等を防止してより確実に精度良くワークを搬送することができる。
また、請求項７記載の発明によれば、燃料電池用カーボンペーパーに対して位置精度良くガス拡散層を印刷することができるので、より良質な燃料電池を生産するのに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る印刷機の正面概略図である。
【図２】サクションローラ３の構造を示した斜視破断概略図である。
【図３】サクションローラ３によりワークＷが送られる状態を示した断面概略図である。
【図４】サクションローラ３の別の例を示した斜視概略図である。
【図５】薄状ワークを印刷する印刷機における搬送機構の一般的な構成を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係る印刷機について説明する。図１は、実施形態に係る印刷機の正面概略図である。図１に示す印刷機は、一例としてスクリーン印刷機となっているが、本願発明はこれに限られるものではない。
図１に示す印刷機は、印刷ユニット１と、ワークＷを搬送する搬送系とを備えている。搬送系は、ロールツーロールの搬送を行う構成となっており、送り出しローラ２１と、巻き取りローラ２２と、サクションローラ３と、テンションローラ４等から構成されている。
【００１２】
本実施形態において、ワークＷは、前述した燃料電池用のカーボンペーパーとなっている。ワークＷは、厚さが０．０５〜０．５０ｍｍ程度と薄いものであり、幅が１００〜１０００ｍｍ程度の帯状である。
印刷ユニット１は、このようなワークＷの長さ方向の所定位置で版を転写して印刷を行うものとなっている。印刷ユニット１の詳細は図示されていないが、スクリーン版、スクリーン版にインキを盛って伸ばすスクレッパーと、インキをワークＷに押し付けるスキージ等から構成されている。
送り出しローラ２１には、上記のようなワークＷが巻かれて装着されている。送り出しローラ２１には、不図示の送り出し用駆動源が設けられている。送り出し用駆動源は、サクションローラ３によるワークＷの搬送に合わせてワークＷを送り出すよう送り出しローラ２１を回転駆動するものである。
【００１３】
サクションローラ３は、印刷位置にワークＷを搬送する主要な駆動機構であり、印刷位置における印刷のタイミングに合わせて間欠的にワークＷを搬送するようになっている。図２はサクションローラ３の構造を示した斜視破断概略図であり、図３はサクションローラ３によりワークＷが送られる状態を示した断面概略図である。図２及び図３に示すように、サクションローラ３は、ローラ本体３１と、ローラ本体３１の内部に設けられた中空容器３２等から構成されている。
【００１４】
ローラ本体３１は、ワークＷの幅より少し幅が長い円筒状であり、周面に多数の吸引口３１０が設けられている。吸引口３１０は、ローラ本体３１の長さ方向（ワークＷの幅方向）に均等間隔で設けられているとともに、周方向の全周に均等間隔で設けられている。ローラ本体３１の表面には、ワークＷとの摩擦力を高めるための凹凸等が形成されている場合もある。
中空容器３２は、平べったい容器であり、ローラ本体３１の内面に沿うようにして全体が少し湾曲している。中空容器３２は、ローラ本体３１の内面と対向した面（以下、対向面）に吸引用開口３２０を有している。吸引用開口３２０は、対向面に均等間隔をおいて多数設けられている。また、中空容器３２は図２中不図示の吸引ポートを有しており、吸引ポートには、吸引機構につながる配管３２２が接続されている。
一方、ローラ本体３１は、不図示の駆動軸を有しており、駆動軸にはモータのような不図示の駆動源（以下、ＳＲ用駆動源）が設けられている。尚、吸引機構は、真空ポンプのような吸引ポンプや、動作のオンオフのためのバルブを含んでおり、圧力調整用のバルブ等も必要に応じて設けられる。
【００１５】
吸引機構が駆動されると、中空容器３２内が負圧空間となり、これにより、吸引用開口３２０及びローラ本体３１の吸引口３１０を通して周囲の空気が吸引される。この結果、ワークＷがローラ本体３１に押し付けられ密着する。この状態で、ＳＲ用駆動源が動作すると、駆動軸を介してローラ本体３１が回転し、密着しているワークＷがローラ本体３１により送られる。この際、吸引機構による吸引作用は、中空容器３２の吸引用開口３２０が存在している領域でのみ生じるので、ワークＷはこの領域を過ぎるとローラ本体３１に密着することはなくなり、印刷位置に向けて進んでいく。後述するように、吸引機構による吸引作用が生じると、ワークＷがサクションローラ３に吸着されるが、以下、ワークＷの搬送方向において、吸引作用が生じることで吸着が行われる領域を吸引領域と呼ぶ。図２及び図３から解る通り、この例では、吸着領域は、ローラ本体３１の周面の方向に沿った中空容器３２の幅にほぼ一致している。
【００１６】
吸引機構は常時動作するが、ＳＲ用駆動源は、印刷ユニット１における印刷のタイミングに合わせて間欠的に動作するようになっている。即ち、印刷機は、不図示の制御ユニットを有している。ワークＷの所定の領域に対する印刷が印刷ユニット１により行われると、制御ユニットは搬送指令をＳＲ用駆動源に送り、ローラ本体３１を所定のストローク回転させる。これにより、ワークＷが所定距離送られ、ワークＷの次の印刷領域が印刷位置に達するようになっている。
【００１７】
一方、印刷後のワークＷを巻き取る巻き取りローラ２２は、送り出しローラ２１とほぼ同様の構成であるが、巻き取り用駆動源（不図示）が設けられいる。巻き取り用駆動源は、印刷ユニット１による印刷のタイミングに合わせて駆動され、印刷後のワークＷを巻き取りローラ２２に巻き取るようになっている。
テンションローラ４は、サクションローラ３に送られるワークＷに対して適切なテンションを与えるためのものである。テンションローラ４には、不図示のテンション用駆動源が付設されている。テンション用駆動源は、図１にＴで示す方向にテンションローラ４を適宜の力で引っ張り、ワークＷに対してテンションを与えるようになっている。テンション用駆動源としては、テンションローラ４をＴの方向に一定の力で引っ張るスプリングが採用できる。
【００１８】
このような実施形態の印刷機の構成において、前述した通り、通気性のワークＷに対してはサクションローラ３のみでは十分に搬送を行うことができない。このため、本実施形態の印刷機は、通気性の無いカバー５をワークＷの背後に位置させてサクションローラ３による吸引力を作用させ、この状態でサクションローラ３を回転駆動することでワークＷの搬送を行うようにしている。この場合の「背後」とは、ワークＷに対してサクションローラ３が位置する側を前側とした場合の背後という意味である。
【００１９】
より具体的に説明すると、図１に示すように、印刷機は、通気性の無いカバー５と、吸引機構により吸引されている吸引口３１０の付近にカバー５を位置させ、間にワークＷが挟み込まれた状態でカバー５がサクションローラ３に吸引されるようにするカバー位置制御機構６と、サクションローラ３が回転することでワークＷが送られる際、そのワークＷの送りに同期させてカバー５を送るカバー送り機構７とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、カバー５としては、帯状に長いフィルムが使用されている。フィルムであるカバー５の長さ方向は、ワークＷの長さ方向に一致し、したがって搬送方向に一致している。以下、本実施形態の説明では、カバーを「カバーフィルム」と言い換える。
カバーフィルム５は、本実施形態では、無終端のループ状となっている。カバーフィルム５は、通気性が無いものであれば足り、材質は特に限定されるものではないが、ポリエステル、ポリカーボネート、塩化ビニール、ウレタン、シリコンゴム、ポリプロピレン、又はＰＥＴのようなポリエチレン等で形成されたカバーを使用することができる。
カバーフィルム５の幅は、ワークＷの幅よりも少し大きく、サクションローラ３の長さ（軸方向の長さ）より少し短い。このため、カバーフィルム５は、サクションローラ３上でワークＷより両側で少しはみ出た状態となる。このはみ出た部分では、カバーフィルム５は、サクションローラ３のローラ本体３１に対して直接接した状態となる。
【００２１】
カバーフィルム５は、複数のローラ７１，７２，７３に張架されている。複数のローラ７１，７２，７３は、カバー送り機構７を構成するものである。複数のローラのうちの一つは、駆動ローラ７１であり、他の一つは、駆動ローラ７１によってカバーフィルム５が送られた際に従動する従動ローラ７２，７３である。
従動ローラの一つ７２は、カバー位置制御機構６に兼用されている。即ち、カバー位置制御機構６は、従動ローラ７２と、カバーフィルム５がサクションローラ３に向けて押されるよう従動ローラ７２を駆動するローラ駆動機構６１等から構成されている。
ローラ駆動機構６１の詳細は、適宜構成し得るが、例えば、スプリングとトルクモータとを使用する構成が考えられる。従動ローラ７２の軸をガイド（リニアガイド又は曲線ガイド）によって支持しておき、図１の矢印Ａの方向に常時力が働くようスプリングを設けておく。そして、スプリングの力に逆らって矢印Ｂの方向に従動ローラを引っ張るようトルクモータを従動ローラ７２の軸に連結する。
【００２２】
このような構成において、駆動ローラ７１に設けられた不図示の駆動源（以下、カバー用駆動源）は、ＳＲ用駆動源によるワークＷの送りに同期してカバーフィルム５を送るようになっている。「同期して」とは、サクションローラ３のローラ本体３１が回転駆動されることで送られるワークＷの速度（厳密に言えば線速度）と同じ速度で且つ同じタイミングでカバーフィルム５が送られる、という意味である。
上記構成に係る本実施形態の印刷機において、前述した制御ユニットは、印刷ユニット１やＳＲ用駆動源の他、送り出し用駆動源、巻き取り用駆動源、カバー用駆動源等、各部の制御も行うようになっており、所定のシーケンスでこれら各部が動作するよう制御指令を送るようになっている。
【００２３】
印刷機の動作の説明も兼ねてシーケンスの一例を説明する。以下の説明は、印刷方法の各発明の実施形態の説明でもある。
まず、送り出し用駆動源が駆動されてワークＷが少し送り出される。送り出されたワークＷは、少し弛むので、テンション用駆動源が駆動され、テンションローラ４を図１中Ｔの向きに少し引っ張り、張力を回復させる。
次に、ある回の印刷が終了すると、制御ユニットは、ＳＲ用駆動源に制御指令を送り、所定のストロークだけワークＷを送るようＳＲ用駆動源を動作させる。と同時に、巻き取り用駆動源及びカバー用駆動源に制御指令を送る。この結果、ワークＷの次の印刷箇所が印刷位置まで送られるとともに、この分だけワークＷは巻き取り用ローラ２２に巻き取られる。そして、このワークＷの送りに同期してカバーフィルム５が送られる。
【００２４】
ＳＲ用駆動源によりワークＷが搬送される際、テンションローラ４は−Ｔの向きに引っ張られる。このため、テンション用駆動源の力に逆らってテンションローラ４は−Ｔの向きに少し変位する。
その後、制御ユニットは、印刷ユニット１に制御指令を送って印刷を行わせる。そして、送り出し用駆動源に再び制御指令が送られ、送り出し用駆動源が駆動されてワークＷが送り出しローラ２１が少し送り出される。その後は、同様の動作を繰り返す。
【００２５】
上記動作において、前述したように間にワークＷを挟み込んだ状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられ、その状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に同期して送られる。このため、サクションローラ３における吸引力がカバーフィルム５に作用してカバーフィルム５が吸引され、これによりワークＷがサクションローラ３に密着した状態となって、ワークＷの送りの間、その状態が維持される。このため、ワークＷが通気性のものであっても、サクションローラ３の吸引力によりワークＷを搬送することができる。
【００２６】
そして、吸引機構による吸引力を適宜設定すれば、ワークＷのサクションローラ３に対する密着性を適宜なものとすることができ、十分な精度でワークＷを搬送することができる。このため、ワークＷを十分な精度で印刷位置に位置させることができ、ワークＷ上の必要な箇所に十分な位置精度で印刷を行うことができる。
このように、本実施形態の印刷機によれば、通気性のあるワークＷに対しても十分な位置精度で印刷が行えるので、燃料電池用のカーボンペーパーに対して印刷を行う印刷機として極めて好適なものとなる。
【００２７】
上記動作において、カバーフィルム５はワークＷの代わりに吸引力を作用させる対象である。したがって、サクションローラ３の吸引力が作用する位置にカバーフィルム５が位置していれば足り、上記のようにサクションローラ３に押し付けられる必要は無い。ただ、カバーフィルム５がサクションローラ３から離れた位置にあり、サクションローラ３の吸引力が働いた段階で吸い寄せられて密着する構成であると、密着の際の衝撃が大きくなり易く、ワークＷが傷み易いという問題がある。このため、カバー位置制御機構６によりカバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられる位置に位置させている。尚、この場合の「押し付け」とは、間にワークＷが挟み込まれているので、カバーフィルム５がサクションローラ３に直接接する訳ではなく、ワークＷがサクションローラ３に接触し、カバーフィルム５がワークＷに接触した状態となり、これらの界面に実質的に隙間が形成されないという意味である。
【００２８】
また、カバーフィルム５がワークＷに接触し、ワークＷがサクションローラ３に接触していれば足り、カバーフィルム５が押し付けられていない（力が加わっていない）状態であっても、本願発明は好適に実施可能である。
尚、ワークＷがサクションローラ３に密着した状態を維持するには、上記のようにワークＷの搬送に同期してカバーフィルム５も送られる必要がある。カバーフィルム５が送られない場合（例えば静止した状態を保つ場合）、ワークＷは背面でカバーフィルム５により擦られながら移動することになる。容易に理解できるように、この場合は、ワークＷが傷つき易くなる問題がある。
このようにカバーフィルム５がワークＷと同期して送られる場合、カバーフィルム５は、本実施形態のようにワークＷの搬送方向に長いものとしておくことが好ましい。送られるワークＷに対して背後から覆う姿勢を順次取るのが容易で、カバー位置制御機構６が簡略化されるからである。
【００２９】
また、カバーフィルム５が無終端のループ状である点は、カバー送り機構７が簡略化される長所がある。カバーフィルム５が無終端のループ状でない場合、例えば、送り出しローラで送り出して巻き取りローラで巻き取る構成が考えられるが、このような機構は、上記本実施形態の機構に比べて複雑になる。尚、本実施形態では、カバー送り機構７を構成する複数のローラのうちの一つがカバー位置制御機構６に兼用されているので、この点でさらに機構的に簡略化されている。
また、カバー位置制御機構６が押し付け機構６１を有しており、カバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられる点は、上記説明から解る通り、ワークＷがサクションローラ３により密着した状態にしている。このため、ワークＷの滑り等を防止してより確実に精度良くワークＷを搬送することができる。
【００３０】
次に、サクションローラの別の例について図４を使用して説明する。図４は、サクションローラ３の別の例について示した斜視概略図である。図４に示すサクションローラ３も、ローラ本体３１と中空容器３２とから成っている。
この例におけるローラ本体３１も、周面に多数の吸引口３１０を有している。ローラ本体３は、同軸状の二つの円筒部と、二つの円筒部の間の空間を等間隔に区切る多数の隔壁とからなる構造を有している。以下、各隔壁によって区切られた空間を本体内空間と呼ぶ。吸引口３１０は、外側の円筒部を貫通して設けられており、各本体内空間とローラ本体３１の外側空間とを連通させている。
【００３１】
一方、中空容器３２は、ローラ本体３１と外径がほぼ同じ円環状の部材である。中空容器３２は、ローラ本体３１側の側面から掘り下げるようにして形成された凹部を五つほど有しており、各凹部の開口が吸引用開口３２０となっている。そして、各凹部内の空間に連通するようにしてそれぞれ吸引ポート３２１が設けられている。各吸引ポート３２１は、不図示の配管によって不図示の吸引ポンプが接続されている。尚、五つの凹部は、中空容器３２の中心軸と同心円周上に設けられているとともに、図４に示すように、１００〜１３０度程度の角度範囲において均等間隔に設けられている。
また、中空容器３２の中心を通して挿通させるようにしてシャフト３４が設けられている。シャフト３４は、モータ３３に連結されている。
【００３２】
尚、図４の（１）は分解図であり、ローラ本体３１を中空容器３２から離した状態が描かれている。実際に使用する場合には、図４（２）に示すように、ローラ本体３１を中空容器３２に接近させた状態でシャフト３４に固定する。シャフト３４の先端を端板で軸支させ、モータ３３によってローラ本体３１が回転するようにする。モータ３３とシャフト３４との間には、減速器が必要に応じて設けられる。
不図示の吸引ポンプを動作させると、中空容器３２の各凹部内の空間が負圧空間となるため、吸引用開口３２０を通して吸引される。この際、ローラ本体３１が中空容器３２に接近しているため、吸引用開口３２０を通してローラ本体３１の各本体内空間が負圧となり、これによって各吸引口３１０から吸引が行われる。
【００３３】
図４に示すサクションローラ３を使用する場合も、ローラ本体３１に対しては、間にワーク（図４中不図示）を挟み込んだ状態でカバーフィルム（図４中不図示）が押し付けられる。各吸引口３１０からの吸引によってカバーフィルムが吸引され、この結果、ワークがローラ本体３１に密着する。このため、モータ３３を駆動してローラ本体３１を回転させると、精度良くワークが送られる。尚、中空容器３２は、シャフト３４には連結されていないので、静止した状態を保つ。上記説明及び図４から解るように、この例では、中空容器３２において各凹部（及び各吸引ポート３２１）が並んでいる角度範囲が吸着領域であり、上述したように１００〜１２０度の範囲となっている。このような構成をサクションローラ３を使用する場合も、通気性のあるワークを精度良く印刷位置に送ることができ、位置精度の良い印刷が行える。
【００３４】
上記各実施形態では、カバーとしてフィルムより成るものを採用したば、一般的には「フィルム」と呼ばないものをカバーとして採用することはあり得る。カバーは、ワークの代わりに吸引力を作用させるものであるから、通気性が無いものであって背後からワークを覆うことができるものであれば、どんなものでも良い。一例を示せば、ワークの搬送方向に長いベルトのようなものをカバーとして採用することもある。この場合、ベルトを無終端のループ状とし、同様に送り機構によってワークに同期して送るようにする場合もある。さらに、「フィルム」とは言っても樹脂製のものに限られないことは勿論である。
【００３５】
また、ワークについて「通気性がある」とは、サクションローラのみでは搬送が行えないという意味の「通気性」であって、物理的に完全に空気を遮断する場合以外のすべてを言うという意味ではないことは勿論である。この点は、カバーの「通気性が無い」という点についても同様である。サクションローラにより吸引されてワークＷをサクションローラに密着できる程度の「通気性の無さ」であれば足り、物理的に完全に空気を遮断するものに限られる訳ではないことは勿論である。
また、上記各実施形態では、印刷ユニットはスクリーン印刷を行う構成であったが、グラビア印刷等、他の方式の印刷を行う構成であっても良い。印刷の対象物としては、通気性のあるものであれば良く、カーボンペーパー以外のものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明した通り、本願発明は、通気性のあるワークに対して印刷を行うことができるという点で、大きな産業上の利用性がある。
【符号の説明】
【００３７】
１ 印刷ユニット
２１ 送り出しローラ
２２ 巻き取りローラ
３ サクションローラ
３１ ローラ本体
３１０ 吸引口
３２ 中空容器
３２０ 吸引用開口
４ テンションローラ
５ カバーフィルム
６ カバー位置制御機構
６１ 押し付け機構
７ カバー送り機構
７１ 駆動ローラ
７２ 従動ローラ
７３ 従動ローラ
【技術分野】
【０００１】
本願の発明は、通気性ワークに対する印刷技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷技術は、各種のものが存在するが、最近では電子回路の印刷等、ハイテク分野でも盛んに用いられている。このうち、ある種の用途では、通気性のワークに対して印刷を行うことが必要な場合がある。
例えば、最近特に注目されている燃料電池では、固体高分子型に注目が集まっているが、このタイプの燃料電池は、電解質膜を一対の触媒層で挟み、さらにその外側をガス拡散層で挟んだ構造を有している。ガス拡散層の外側には、それぞれ水素、酸素（空気）の流路形成するようセパレータが設けられる。ガス拡散層については、ガスを効率良く通すこと（通気性）は勿論のこと、電気を通すことも必要なため、多孔質な導電性ペーパーであるカーボンペーパー（例えば黒鉛化炭素繊維から成るペーパー）がしばしば使用される。この際、ガス拡散層と触媒層との接触性を高めるため、間に導電性の中間層を設ける提案がされており、ペースト状のものをスクリーン印刷法により塗布することで中間層を形成する提案がされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４１３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、カーボンペーパーのような多孔質な、したがって通気性のワークに対しては、従来の印刷技術で十分に印刷を行えないことが、発明者らの検討により判明した。以下、この点を説明する。
典型的な印刷対象物である紙、フィルムなどの薄いワーク（以下、薄状ワークと総称する）については、多くの場合、ロールツーロールの搬送方式により印刷が行われる。研究室での実験段階のような場合には、シート状のもの一枚ずつセットして印刷することもあり得るが、実用的な印刷機では、量産性を考慮し、ロールから引き出して印刷位置に搬送し、印刷をした後、いったんロールに巻き取り、切断機によって所定箇所で切断して個々の製品を得る場合が多い。印刷機が切断機構を備えている場合は、ロールに巻き取らずに切断を行って個々の製品を得ることもある。
【０００５】
いずれにしても、量産タイプの印刷機の場合、薄状ワークを印刷位置まで搬送する機構が必要である。図５は、薄状ワークを印刷する印刷機における搬送機構の一般的な構成を示したものである。薄状ワークＷを搬送する場合、複数のローラを組み合わせた機構が採用されることが多い。図５の印刷機では、送り出しローラ２１に巻かれた薄状ワークＷを駆動ローラ３０が引っ張り、送り出された薄状ワークＷは印刷位置１０で印刷がされた後、巻き取りローラ２２で巻き取られる。
駆動ローラ３０にはモータが付設されて回転駆動されるが、薄状ワークＷとの摩擦力が小さいと空回りしてしまう。このため、駆動ローラ３０の表面に摩擦力を高める加工を施したり、駆動ローラ３０をピンチローラの構成として薄状ワークＷを挟んで引っ張る構成としたりする場合がある。しかしながら、表面に凹凸等を設けて摩擦力を高める構成ではワークが傷つき易い問題があり、ピンチローラで挟んで引っ張る構成でもワークＷの傷つきや破れ等が発生し易い問題がある。
【０００６】
このようなことから、デリケートな薄状ワークに対しては、エア吸着機構により駆動ローラに吹い付かせて搬送することがしばしば行われる。一般的には、駆動ローラの表面に吸引口を設けるとともに、駆動ローラに真空ポンプのような吸引ポンプを付設し、吸引ポンプにより吸引口から吸引することで薄状ワークを駆動ローラに密着させている。吸引口における吸引圧力を適宜設定することで、薄状ワークを傷つけたり破損させたりすることなく搬送することができる。このようなエア吸引によりワークを密着させるローラは、サクションローラと呼ばれる。
【０００７】
従来の印刷機では、上記のような構成により薄状ワークを印刷位置まで搬送して印刷しているものの、カーボンペーパーのような通気性のワークの場合、サクションローラで吸着させながら搬送しようとしても、ローラの表面に吸い付かないため、搬送ができない。
本願の発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、通気性ワークに対して高い位置精度で印刷ができるようにする技術的意義を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、通気性のあるワークをサクションローラにより印刷位置に送る印刷機であって、
サクションローラは、吸引機構につながる吸引口を有しており、
通気性の無いカバーと、
吸引機構により吸引されている吸引口の付近にカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにするカバー位置制御機構と、
サクションローラが回転することでワークが送られる際、そのワークの送りに同期させてカバーを送るカバー送り機構と
が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記カバーは、ワークの送り方向に長いフィルムであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記フィルムであるカバーは、無終端のループ状であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項１、２又は３の構成において、前記カバー送り機構は、複数のローラにより前記カバーを送るものであり、これらローラのうちの一つは前記カバー位置制御機構に兼用されるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記カバー位置制御機構は、間に前記ワークが挟み込まれた状態で前記カバーを前記サクションローラに押し付けるものであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、通気性ワークに対する印刷方法であって、サクションローラにワークを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでワークを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラが回転駆動するとともに、回転駆動により送られるワークに同期してカバーを送るという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項７記載の発明は、燃料電池用カーボンペーパーにガス拡散層を印刷するカーボンペーパーへの印刷方法であって、サクションローラにカーボンペーパーを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでカーボンペーパーを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にカーボンペーパーが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラを回転駆動するとともに、回転駆動により送られるカーボンペーパーに同期してカバーを送るという構成を有する。
【発明の効果】
【０００９】
以下に説明する通り、本願の請求項１又は６記載の発明によれば、通気性のあるワークに対しても十分な位置精度で印刷が行える。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーがワークの搬送方向に長いので、カバー位置制御機構が簡略化されるという効果がある。
また、請求項３記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーが無終端のループ状であるので、カバー送り機構が簡略化される効果がある。
また、請求項４記載の発明によれば、上記効果に加え、カバー送り機構を構成する複数のローラのうちの一つがカバー位置制御機構に兼用されているので、この点でさらに機構的に簡略化されるという効果がある。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、カバーがサクションローラに押し付けられるので、ワークの滑り等を防止してより確実に精度良くワークを搬送することができる。
また、請求項７記載の発明によれば、燃料電池用カーボンペーパーに対して位置精度良くガス拡散層を印刷することができるので、より良質な燃料電池を生産するのに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る印刷機の正面概略図である。
【図２】サクションローラ３の構造を示した斜視破断概略図である。
【図３】サクションローラ３によりワークＷが送られる状態を示した断面概略図である。
【図４】サクションローラ３の別の例を示した斜視概略図である。
【図５】薄状ワークを印刷する印刷機における搬送機構の一般的な構成を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本願発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本願発明の実施形態に係る印刷機について説明する。図１は、実施形態に係る印刷機の正面概略図である。図１に示す印刷機は、一例としてスクリーン印刷機となっているが、本願発明はこれに限られるものではない。
図１に示す印刷機は、印刷ユニット１と、ワークＷを搬送する搬送系とを備えている。搬送系は、ロールツーロールの搬送を行う構成となっており、送り出しローラ２１と、巻き取りローラ２２と、サクションローラ３と、テンションローラ４等から構成されている。
【００１２】
本実施形態において、ワークＷは、前述した燃料電池用のカーボンペーパーとなっている。ワークＷは、厚さが０．０５〜０．５０ｍｍ程度と薄いものであり、幅が１００〜１０００ｍｍ程度の帯状である。
印刷ユニット１は、このようなワークＷの長さ方向の所定位置で版を転写して印刷を行うものとなっている。印刷ユニット１の詳細は図示されていないが、スクリーン版、スクリーン版にインキを盛って伸ばすスクレッパーと、インキをワークＷに押し付けるスキージ等から構成されている。
送り出しローラ２１には、上記のようなワークＷが巻かれて装着されている。送り出しローラ２１には、不図示の送り出し用駆動源が設けられている。送り出し用駆動源は、サクションローラ３によるワークＷの搬送に合わせてワークＷを送り出すよう送り出しローラ２１を回転駆動するものである。
【００１３】
サクションローラ３は、印刷位置にワークＷを搬送する主要な駆動機構であり、印刷位置における印刷のタイミングに合わせて間欠的にワークＷを搬送するようになっている。図２はサクションローラ３の構造を示した斜視破断概略図であり、図３はサクションローラ３によりワークＷが送られる状態を示した断面概略図である。図２及び図３に示すように、サクションローラ３は、ローラ本体３１と、ローラ本体３１の内部に設けられた中空容器３２等から構成されている。
【００１４】
ローラ本体３１は、ワークＷの幅より少し幅が長い円筒状であり、周面に多数の吸引口３１０が設けられている。吸引口３１０は、ローラ本体３１の長さ方向（ワークＷの幅方向）に均等間隔で設けられているとともに、周方向の全周に均等間隔で設けられている。ローラ本体３１の表面には、ワークＷとの摩擦力を高めるための凹凸等が形成されている場合もある。
中空容器３２は、平べったい容器であり、ローラ本体３１の内面に沿うようにして全体が少し湾曲している。中空容器３２は、ローラ本体３１の内面と対向した面（以下、対向面）に吸引用開口３２０を有している。吸引用開口３２０は、対向面に均等間隔をおいて多数設けられている。また、中空容器３２は図２中不図示の吸引ポートを有しており、吸引ポートには、吸引機構につながる配管３２２が接続されている。
一方、ローラ本体３１は、不図示の駆動軸を有しており、駆動軸にはモータのような不図示の駆動源（以下、ＳＲ用駆動源）が設けられている。尚、吸引機構は、真空ポンプのような吸引ポンプや、動作のオンオフのためのバルブを含んでおり、圧力調整用のバルブ等も必要に応じて設けられる。
【００１５】
吸引機構が駆動されると、中空容器３２内が負圧空間となり、これにより、吸引用開口３２０及びローラ本体３１の吸引口３１０を通して周囲の空気が吸引される。この結果、ワークＷがローラ本体３１に押し付けられ密着する。この状態で、ＳＲ用駆動源が動作すると、駆動軸を介してローラ本体３１が回転し、密着しているワークＷがローラ本体３１により送られる。この際、吸引機構による吸引作用は、中空容器３２の吸引用開口３２０が存在している領域でのみ生じるので、ワークＷはこの領域を過ぎるとローラ本体３１に密着することはなくなり、印刷位置に向けて進んでいく。後述するように、吸引機構による吸引作用が生じると、ワークＷがサクションローラ３に吸着されるが、以下、ワークＷの搬送方向において、吸引作用が生じることで吸着が行われる領域を吸引領域と呼ぶ。図２及び図３から解る通り、この例では、吸着領域は、ローラ本体３１の周面の方向に沿った中空容器３２の幅にほぼ一致している。
【００１６】
吸引機構は常時動作するが、ＳＲ用駆動源は、印刷ユニット１における印刷のタイミングに合わせて間欠的に動作するようになっている。即ち、印刷機は、不図示の制御ユニットを有している。ワークＷの所定の領域に対する印刷が印刷ユニット１により行われると、制御ユニットは搬送指令をＳＲ用駆動源に送り、ローラ本体３１を所定のストローク回転させる。これにより、ワークＷが所定距離送られ、ワークＷの次の印刷領域が印刷位置に達するようになっている。
【００１７】
一方、印刷後のワークＷを巻き取る巻き取りローラ２２は、送り出しローラ２１とほぼ同様の構成であるが、巻き取り用駆動源（不図示）が設けられいる。巻き取り用駆動源は、印刷ユニット１による印刷のタイミングに合わせて駆動され、印刷後のワークＷを巻き取りローラ２２に巻き取るようになっている。
テンションローラ４は、サクションローラ３に送られるワークＷに対して適切なテンションを与えるためのものである。テンションローラ４には、不図示のテンション用駆動源が付設されている。テンション用駆動源は、図１にＴで示す方向にテンションローラ４を適宜の力で引っ張り、ワークＷに対してテンションを与えるようになっている。テンション用駆動源としては、テンションローラ４をＴの方向に一定の力で引っ張るスプリングが採用できる。
【００１８】
このような実施形態の印刷機の構成において、前述した通り、通気性のワークＷに対してはサクションローラ３のみでは十分に搬送を行うことができない。このため、本実施形態の印刷機は、通気性の無いカバー５をワークＷの背後に位置させてサクションローラ３による吸引力を作用させ、この状態でサクションローラ３を回転駆動することでワークＷの搬送を行うようにしている。この場合の「背後」とは、ワークＷに対してサクションローラ３が位置する側を前側とした場合の背後という意味である。
【００１９】
より具体的に説明すると、図１に示すように、印刷機は、通気性の無いカバー５と、吸引機構により吸引されている吸引口３１０の付近にカバー５を位置させ、間にワークＷが挟み込まれた状態でカバー５がサクションローラ３に吸引されるようにするカバー位置制御機構６と、サクションローラ３が回転することでワークＷが送られる際、そのワークＷの送りに同期させてカバー５を送るカバー送り機構７とを備えている。
【００２０】
本実施形態では、カバー５としては、帯状に長いフィルムが使用されている。フィルムであるカバー５の長さ方向は、ワークＷの長さ方向に一致し、したがって搬送方向に一致している。以下、本実施形態の説明では、カバーを「カバーフィルム」と言い換える。
カバーフィルム５は、本実施形態では、無終端のループ状となっている。カバーフィルム５は、通気性が無いものであれば足り、材質は特に限定されるものではないが、ポリエステル、ポリカーボネート、塩化ビニール、ウレタン、シリコンゴム、ポリプロピレン、又はＰＥＴのようなポリエチレン等で形成されたカバーを使用することができる。
カバーフィルム５の幅は、ワークＷの幅よりも少し大きく、サクションローラ３の長さ（軸方向の長さ）より少し短い。このため、カバーフィルム５は、サクションローラ３上でワークＷより両側で少しはみ出た状態となる。このはみ出た部分では、カバーフィルム５は、サクションローラ３のローラ本体３１に対して直接接した状態となる。
【００２１】
カバーフィルム５は、複数のローラ７１，７２，７３に張架されている。複数のローラ７１，７２，７３は、カバー送り機構７を構成するものである。複数のローラのうちの一つは、駆動ローラ７１であり、他の一つは、駆動ローラ７１によってカバーフィルム５が送られた際に従動する従動ローラ７２，７３である。
従動ローラの一つ７２は、カバー位置制御機構６に兼用されている。即ち、カバー位置制御機構６は、従動ローラ７２と、カバーフィルム５がサクションローラ３に向けて押されるよう従動ローラ７２を駆動するローラ駆動機構６１等から構成されている。
ローラ駆動機構６１の詳細は、適宜構成し得るが、例えば、スプリングとトルクモータとを使用する構成が考えられる。従動ローラ７２の軸をガイド（リニアガイド又は曲線ガイド）によって支持しておき、図１の矢印Ａの方向に常時力が働くようスプリングを設けておく。そして、スプリングの力に逆らって矢印Ｂの方向に従動ローラを引っ張るようトルクモータを従動ローラ７２の軸に連結する。
【００２２】
このような構成において、駆動ローラ７１に設けられた不図示の駆動源（以下、カバー用駆動源）は、ＳＲ用駆動源によるワークＷの送りに同期してカバーフィルム５を送るようになっている。「同期して」とは、サクションローラ３のローラ本体３１が回転駆動されることで送られるワークＷの速度（厳密に言えば線速度）と同じ速度で且つ同じタイミングでカバーフィルム５が送られる、という意味である。
上記構成に係る本実施形態の印刷機において、前述した制御ユニットは、印刷ユニット１やＳＲ用駆動源の他、送り出し用駆動源、巻き取り用駆動源、カバー用駆動源等、各部の制御も行うようになっており、所定のシーケンスでこれら各部が動作するよう制御指令を送るようになっている。
【００２３】
印刷機の動作の説明も兼ねてシーケンスの一例を説明する。以下の説明は、印刷方法の各発明の実施形態の説明でもある。
まず、送り出し用駆動源が駆動されてワークＷが少し送り出される。送り出されたワークＷは、少し弛むので、テンション用駆動源が駆動され、テンションローラ４を図１中Ｔの向きに少し引っ張り、張力を回復させる。
次に、ある回の印刷が終了すると、制御ユニットは、ＳＲ用駆動源に制御指令を送り、所定のストロークだけワークＷを送るようＳＲ用駆動源を動作させる。と同時に、巻き取り用駆動源及びカバー用駆動源に制御指令を送る。この結果、ワークＷの次の印刷箇所が印刷位置まで送られるとともに、この分だけワークＷは巻き取り用ローラ２２に巻き取られる。そして、このワークＷの送りに同期してカバーフィルム５が送られる。
【００２４】
ＳＲ用駆動源によりワークＷが搬送される際、テンションローラ４は−Ｔの向きに引っ張られる。このため、テンション用駆動源の力に逆らってテンションローラ４は−Ｔの向きに少し変位する。
その後、制御ユニットは、印刷ユニット１に制御指令を送って印刷を行わせる。そして、送り出し用駆動源に再び制御指令が送られ、送り出し用駆動源が駆動されてワークＷが送り出しローラ２１が少し送り出される。その後は、同様の動作を繰り返す。
【００２５】
上記動作において、前述したように間にワークＷを挟み込んだ状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられ、その状態でカバーフィルム５がサクションローラ３に同期して送られる。このため、サクションローラ３における吸引力がカバーフィルム５に作用してカバーフィルム５が吸引され、これによりワークＷがサクションローラ３に密着した状態となって、ワークＷの送りの間、その状態が維持される。このため、ワークＷが通気性のものであっても、サクションローラ３の吸引力によりワークＷを搬送することができる。
【００２６】
そして、吸引機構による吸引力を適宜設定すれば、ワークＷのサクションローラ３に対する密着性を適宜なものとすることができ、十分な精度でワークＷを搬送することができる。このため、ワークＷを十分な精度で印刷位置に位置させることができ、ワークＷ上の必要な箇所に十分な位置精度で印刷を行うことができる。
このように、本実施形態の印刷機によれば、通気性のあるワークＷに対しても十分な位置精度で印刷が行えるので、燃料電池用のカーボンペーパーに対して印刷を行う印刷機として極めて好適なものとなる。
【００２７】
上記動作において、カバーフィルム５はワークＷの代わりに吸引力を作用させる対象である。したがって、サクションローラ３の吸引力が作用する位置にカバーフィルム５が位置していれば足り、上記のようにサクションローラ３に押し付けられる必要は無い。ただ、カバーフィルム５がサクションローラ３から離れた位置にあり、サクションローラ３の吸引力が働いた段階で吸い寄せられて密着する構成であると、密着の際の衝撃が大きくなり易く、ワークＷが傷み易いという問題がある。このため、カバー位置制御機構６によりカバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられる位置に位置させている。尚、この場合の「押し付け」とは、間にワークＷが挟み込まれているので、カバーフィルム５がサクションローラ３に直接接する訳ではなく、ワークＷがサクションローラ３に接触し、カバーフィルム５がワークＷに接触した状態となり、これらの界面に実質的に隙間が形成されないという意味である。
【００２８】
また、カバーフィルム５がワークＷに接触し、ワークＷがサクションローラ３に接触していれば足り、カバーフィルム５が押し付けられていない（力が加わっていない）状態であっても、本願発明は好適に実施可能である。
尚、ワークＷがサクションローラ３に密着した状態を維持するには、上記のようにワークＷの搬送に同期してカバーフィルム５も送られる必要がある。カバーフィルム５が送られない場合（例えば静止した状態を保つ場合）、ワークＷは背面でカバーフィルム５により擦られながら移動することになる。容易に理解できるように、この場合は、ワークＷが傷つき易くなる問題がある。
このようにカバーフィルム５がワークＷと同期して送られる場合、カバーフィルム５は、本実施形態のようにワークＷの搬送方向に長いものとしておくことが好ましい。送られるワークＷに対して背後から覆う姿勢を順次取るのが容易で、カバー位置制御機構６が簡略化されるからである。
【００２９】
また、カバーフィルム５が無終端のループ状である点は、カバー送り機構７が簡略化される長所がある。カバーフィルム５が無終端のループ状でない場合、例えば、送り出しローラで送り出して巻き取りローラで巻き取る構成が考えられるが、このような機構は、上記本実施形態の機構に比べて複雑になる。尚、本実施形態では、カバー送り機構７を構成する複数のローラのうちの一つがカバー位置制御機構６に兼用されているので、この点でさらに機構的に簡略化されている。
また、カバー位置制御機構６が押し付け機構６１を有しており、カバーフィルム５がサクションローラ３に押し付けられる点は、上記説明から解る通り、ワークＷがサクションローラ３により密着した状態にしている。このため、ワークＷの滑り等を防止してより確実に精度良くワークＷを搬送することができる。
【００３０】
次に、サクションローラの別の例について図４を使用して説明する。図４は、サクションローラ３の別の例について示した斜視概略図である。図４に示すサクションローラ３も、ローラ本体３１と中空容器３２とから成っている。
この例におけるローラ本体３１も、周面に多数の吸引口３１０を有している。ローラ本体３は、同軸状の二つの円筒部と、二つの円筒部の間の空間を等間隔に区切る多数の隔壁とからなる構造を有している。以下、各隔壁によって区切られた空間を本体内空間と呼ぶ。吸引口３１０は、外側の円筒部を貫通して設けられており、各本体内空間とローラ本体３１の外側空間とを連通させている。
【００３１】
一方、中空容器３２は、ローラ本体３１と外径がほぼ同じ円環状の部材である。中空容器３２は、ローラ本体３１側の側面から掘り下げるようにして形成された凹部を五つほど有しており、各凹部の開口が吸引用開口３２０となっている。そして、各凹部内の空間に連通するようにしてそれぞれ吸引ポート３２１が設けられている。各吸引ポート３２１は、不図示の配管によって不図示の吸引ポンプが接続されている。尚、五つの凹部は、中空容器３２の中心軸と同心円周上に設けられているとともに、図４に示すように、１００〜１３０度程度の角度範囲において均等間隔に設けられている。
また、中空容器３２の中心を通して挿通させるようにしてシャフト３４が設けられている。シャフト３４は、モータ３３に連結されている。
【００３２】
尚、図４の（１）は分解図であり、ローラ本体３１を中空容器３２から離した状態が描かれている。実際に使用する場合には、図４（２）に示すように、ローラ本体３１を中空容器３２に接近させた状態でシャフト３４に固定する。シャフト３４の先端を端板で軸支させ、モータ３３によってローラ本体３１が回転するようにする。モータ３３とシャフト３４との間には、減速器が必要に応じて設けられる。
不図示の吸引ポンプを動作させると、中空容器３２の各凹部内の空間が負圧空間となるため、吸引用開口３２０を通して吸引される。この際、ローラ本体３１が中空容器３２に接近しているため、吸引用開口３２０を通してローラ本体３１の各本体内空間が負圧となり、これによって各吸引口３１０から吸引が行われる。
【００３３】
図４に示すサクションローラ３を使用する場合も、ローラ本体３１に対しては、間にワーク（図４中不図示）を挟み込んだ状態でカバーフィルム（図４中不図示）が押し付けられる。各吸引口３１０からの吸引によってカバーフィルムが吸引され、この結果、ワークがローラ本体３１に密着する。このため、モータ３３を駆動してローラ本体３１を回転させると、精度良くワークが送られる。尚、中空容器３２は、シャフト３４には連結されていないので、静止した状態を保つ。上記説明及び図４から解るように、この例では、中空容器３２において各凹部（及び各吸引ポート３２１）が並んでいる角度範囲が吸着領域であり、上述したように１００〜１２０度の範囲となっている。このような構成をサクションローラ３を使用する場合も、通気性のあるワークを精度良く印刷位置に送ることができ、位置精度の良い印刷が行える。
【００３４】
上記各実施形態では、カバーとしてフィルムより成るものを採用したば、一般的には「フィルム」と呼ばないものをカバーとして採用することはあり得る。カバーは、ワークの代わりに吸引力を作用させるものであるから、通気性が無いものであって背後からワークを覆うことができるものであれば、どんなものでも良い。一例を示せば、ワークの搬送方向に長いベルトのようなものをカバーとして採用することもある。この場合、ベルトを無終端のループ状とし、同様に送り機構によってワークに同期して送るようにする場合もある。さらに、「フィルム」とは言っても樹脂製のものに限られないことは勿論である。
【００３５】
また、ワークについて「通気性がある」とは、サクションローラのみでは搬送が行えないという意味の「通気性」であって、物理的に完全に空気を遮断する場合以外のすべてを言うという意味ではないことは勿論である。この点は、カバーの「通気性が無い」という点についても同様である。サクションローラにより吸引されてワークＷをサクションローラに密着できる程度の「通気性の無さ」であれば足り、物理的に完全に空気を遮断するものに限られる訳ではないことは勿論である。
また、上記各実施形態では、印刷ユニットはスクリーン印刷を行う構成であったが、グラビア印刷等、他の方式の印刷を行う構成であっても良い。印刷の対象物としては、通気性のあるものであれば良く、カーボンペーパー以外のものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明した通り、本願発明は、通気性のあるワークに対して印刷を行うことができるという点で、大きな産業上の利用性がある。
【符号の説明】
【００３７】
１ 印刷ユニット
２１ 送り出しローラ
２２ 巻き取りローラ
３ サクションローラ
３１ ローラ本体
３１０ 吸引口
３２ 中空容器
３２０ 吸引用開口
４ テンションローラ
５ カバーフィルム
６ カバー位置制御機構
６１ 押し付け機構
７ カバー送り機構
７１ 駆動ローラ
７２ 従動ローラ
７３ 従動ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性のあるワークをサクションローラにより印刷位置に送る印刷機であって、
サクションローラは、吸引機構につながる吸引口を有しており、
通気性の無いカバーと、
吸引機構により吸引されている吸引口の付近にカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにするカバー位置制御機構と、
サクションローラが回転することでワークが送られる際、そのワークの送りに同期させてカバーを送るカバー送り機構と
が設けられていることを特徴とする印刷機。
【請求項２】
前記カバーは、ワークの送り方向に長いフィルムであることを特徴とする請求項１記載の印刷機。
【請求項３】
前記フィルムであるカバーは、無終端のループ状であることを特徴とする請求項１記載の印刷機。
【請求項４】
前記カバー送り機構は、複数のローラにより前記カバーを送るものであり、これらローラのうちの一つは前記カバー位置制御機構に兼用されるものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の印刷機。
【請求項５】
前記カバー位置制御機構は、間に前記ワークが挟み込まれた状態で前記カバーを前記サクションローラに押し付けるものであることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の印刷機。
【請求項６】
通気性ワークに対する印刷方法であって、サクションローラにワークを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでワークを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラが回転駆動するとともに、回転駆動により送られるワークに同期してカバーを送ることを特徴とする通気性ワークに対する印刷方法。
【請求項７】
燃料電池用カーボンペーパーにガス拡散層を印刷するカーボンペーパーへの印刷方法であって、サクションローラにカーボンペーパーを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでカーボンペーパーを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にカーボンペーパーが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラを回転駆動するとともに、回転駆動により送られるカーボンペーパーに同期してカバーを送ることを特徴とする燃料電池用カーボンペーパーに対する印刷方法。
【請求項１】
通気性のあるワークをサクションローラにより印刷位置に送る印刷機であって、
サクションローラは、吸引機構につながる吸引口を有しており、
通気性の無いカバーと、
吸引機構により吸引されている吸引口の付近にカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにするカバー位置制御機構と、
サクションローラが回転することでワークが送られる際、そのワークの送りに同期させてカバーを送るカバー送り機構と
が設けられていることを特徴とする印刷機。
【請求項２】
前記カバーは、ワークの送り方向に長いフィルムであることを特徴とする請求項１記載の印刷機。
【請求項３】
前記フィルムであるカバーは、無終端のループ状であることを特徴とする請求項１記載の印刷機。
【請求項４】
前記カバー送り機構は、複数のローラにより前記カバーを送るものであり、これらローラのうちの一つは前記カバー位置制御機構に兼用されるものであることを特徴とする請求項１、２又は３記載の印刷機。
【請求項５】
前記カバー位置制御機構は、間に前記ワークが挟み込まれた状態で前記カバーを前記サクションローラに押し付けるものであることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の印刷機。
【請求項６】
通気性ワークに対する印刷方法であって、サクションローラにワークを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでワークを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にワークが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラが回転駆動するとともに、回転駆動により送られるワークに同期してカバーを送ることを特徴とする通気性ワークに対する印刷方法。
【請求項７】
燃料電池用カーボンペーパーにガス拡散層を印刷するカーボンペーパーへの印刷方法であって、サクションローラにカーボンペーパーを吸着させながらサクションローラを回転駆動することでカーボンペーパーを印刷位置まで搬送するに際して、吸引機構により吸引されている吸引口の付近に通気性の無いカバーを位置させ、間にカーボンペーパーが挟み込まれた状態でカバーがサクションローラに吸引されるようにし、この状態でサクションローラを回転駆動するとともに、回転駆動により送られるカーボンペーパーに同期してカバーを送ることを特徴とする燃料電池用カーボンペーパーに対する印刷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１１９０７（Ｐ２０１１−１１９０７Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０２５２（Ｐ２００９−１６０２５２）
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（０００１１１２７０）ニューロング精密工業株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月６日（２００９．７．６）
【出願人】（０００１１１２７０）ニューロング精密工業株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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