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技術 インクジェットプリンター

出願人 株式会社OKIデータ・インフォテック
発明者 堂前美徳
出願日 2011年2月28日 (9年1ヶ月経過) 出願番号 2011-042846
公開日 2012年9月20日 (7年6ヶ月経過) 公開番号 2012-179747
状態 特許登録済
技術分野 インクジェット(インク供給、その他) プラズマの発生及び取扱い
主要キーワード 斜向かい 大気圧低温プラズマ 導電体シート 移動負荷 ギャップセンサー 板状誘電体 高周波交流電源 放電ユニット
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この項目の情報は公開日時点(2012年9月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

メディア帯電して裏面がメディア搬送経路上に張り付くことがなく、メディアの厚みに関わらず表面を改質することができるインクジェットプリンターを提供する。

解決手段

メディアにインク滴吐出するインクジェットヘッドを搭載するキャリッジに、メディアの厚みを測定する測定手段と、放電電極GND電極を備え、メディアの表面を改質するプラズマ発生装置と、そのプラズマ発生装置をメディアの厚み方向に移動させる昇降機を搭載し、メディアの厚みに応じてプラズマ発生装置を昇降させ、放電電極とメディア間の距離を可変させる制御手段を備える。

概要

背景

電極交流電圧印加し、電極とGNDの間でプラズマを発生させ、記録紙や樹脂フィルムなどのメディアを電極とGNDの間を通し、プラズマによりメディアの表面を改質させ、インク濡れ性を向上させるインクジェットプリンターが知られている。

例えば、特開2009−279796号公報に記載のインクジェットプリンターは、ローラー状放電電極接地電極とを接触あるいは離間させた状態で配置し、両電極間記録媒体を通過させる構成である。放電電極が高周波電源に接続され、この放電電極に高周波電圧を印加することでプラズマを発生させ、通過する記録媒体の表面を親水化する処理を行っている。

概要

メディアが帯電して裏面がメディア搬送経路上に張り付くことがなく、メディアの厚みに関わらず表面を改質することができるインクジェットプリンターを提供する。 メディアにインク滴吐出するインクジェットヘッドを搭載するキャリッジに、メディアの厚みを測定する測定手段と、放電電極とGND電極を備え、メディアの表面を改質するプラズマ発生装置と、そのプラズマ発生装置をメディアの厚み方向に移動させる昇降機を搭載し、メディアの厚みに応じてプラズマ発生装置を昇降させ、放電電極とメディア間の距離を可変させる制御手段を備える。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
2件

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請求項1

メディアインク吐出して記録する記録ヘッドと、前記メディアを搬送する搬送装置と、前記記録ヘッドを搭載して前記メディアの搬送方向に対して交差する方向に往復走査するキャリッジと、メディアの表面を改質するプラズマ処理装置と、を有するインクジェットプリンターにおいて、絶縁体で表面を構成し、前記記録ヘッドと前記プラズマ処理装置に対向する位置に配置するプラテンと、前記キャリッジに搭載され、前記プラズマ処理装置を保持し前記プラズマ処理装置をメディアに対して垂直の方向に移動する昇降機と、を有し、前記メディアの厚さに応じて前記昇降機が前記プラズマ処理装置の高さを可変し、前記メディアと前記プラズマ処理装置との距離を所定の距離に保持することを特徴とするインクジェットプリンター。

請求項2

前記キャリッジは前記メディアの厚さを測定するセンサーを有し、前記センサーの測定データを基に、前記昇降機によって前記メディアと前記プラズマ処理装置との間隔が所定の距離となるように移動させることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンター。

請求項3

前記プラズマ処理装置は、少なくとも2つ以上の誘電体被覆された回転可能な導電体電極を有していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンター。

請求項4

前記プラズマ処理装置は、誘電体で被覆された回転可能な導電体の放電電極と、前記導電体と平行に配置された板状の導電体のGND電極を有し、前記GND電極は前記放電電極よりも前記メディアから離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンター。

請求項5

前記プラズマ処理装置は、誘電体で被覆された線状の導電体の放電電極と、放電電極と平行に配置され、誘電体に被覆された線状の導電体のGND電極を有し、前記放電電極と前記GND電極とが前記メディアから等距離に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンター。

請求項6

前記プラズマ処理装置は、誘電体で被覆された板状の導電体の放電電極と、板状の導電体のGND電極と、一定厚み板状誘電体と、を有し、前記板状誘電体を挟み前記放電電極と前記GND電極が斜向いに配置され、前記放電電極、前記板状誘電体および前記GND電極を前記メディアに対して前記放電電極側が前記メディア側に近くなるように斜めに配置することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェットプリンター。

技術分野

0001

本発明は、プラズマ処理装置を搭載したインクジェットプリンターに関する。

背景技術

0002

電極交流電圧印加し、電極とGNDの間でプラズマを発生させ、記録紙や樹脂フィルムなどのメディアを電極とGNDの間を通し、プラズマによりメディアの表面を改質させ、インク濡れ性を向上させるインクジェットプリンターが知られている。

0003

例えば、特開2009−279796号公報に記載のインクジェットプリンターは、ローラー状放電電極接地電極とを接触あるいは離間させた状態で配置し、両電極間記録媒体を通過させる構成である。放電電極が高周波電源に接続され、この放電電極に高周波電圧を印加することでプラズマを発生させ、通過する記録媒体の表面を親水化する処理を行っている。

先行技術

0004

特開2009−279796号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、この方法では、放電電極とGND電極間のメディアの厚みや材質によってプラズマが発生し辛く、表面改質処理ができない問題がある。空気中で大気圧低温プラズマジェット照射できるような周波数帯高周波交流電源は一般的な電源ではなく、構成も複雑でありまた価格も高い。それよりも低い周波数帯の交流電源を用いて、放電電極とGND電極間を放電させて生じるプラズマでメディアの表面改質をする大気圧低温プラズマ処理を行う場合、放電電極とGND電極間にメディアを通すのが一般的である。しかし、大気圧低温プラズマ処理を行うとメディアが帯電して電極やプラテンなどのメディア搬送経路上に張り付いてしまう問題がある。また、メディアにシワ凹凸があると放電電極とメディアの距離が一定ではなくなってしまい、処理ムラができてしまう問題がある。メディアが厚すぎると放電電極とGND電極間で放電できなくなり、表面処理ができない場合がある。

課題を解決するための手段

0006

上述課題を解決するための本発明のインクジェットプリンターは、メディアにインクを吐出して記録する記録ヘッドと、前記メディアを搬送する搬送装置と、前記記録ヘッドを搭載して前記メディアの搬送方向に対して交差する方向に往復走査するキャリッジと、メディアの表面を改質するプラズマ処理装置と、を有するインクジェットプリンターにおいて、絶縁体で表面を構成し、前記記録ヘッドと前記プラズマ処理装置に対向する位置に配置するプラテンと、前記キャリッジに搭載され、前記プラズマ処理装置を保持し前記プラズマ処理装置をメディアに対して垂直の方向に移動する昇降機と、を有し、前記メディアの厚さに応じて前記昇降機が前記プラズマ処理装置の高さを可変し、前記メディアと前記プラズマ処理装置との距離を所定の距離に保持することを特徴とする。

発明の効果

0007

メディアが帯電して裏面がメディア搬送経路上に張り付くことを防止でき、メディアの厚みなどに関わらず表面をムラ無く改質することができ、安価な交流電源で装置が構成できる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、インクジェットプリンターの一例の構成を示す概略図である。
図2は、一例の電極構成図である。
図3は、一例の電極構成図である。
図4は、一例の電極構成図である。
図5は、一例の電極構成図である。
図6は、一例の電極構成図である。

実施例

0009

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明のプラズマ処理装置を搭載したインクジェットプリンターを正面から見た概略図である。プラテン1は充分な絶縁性を有した絶縁体で表面が構成されている。プラテン1の上にメディア2が置かれており、メディア2の上をキャリッジ3が走査方向に往復動作を行いながら、搭載する記録ヘッドからインクを吐出して印刷する。メディア2の搬送方向に対して垂直方向が走査方向である。メディア2は記録紙や樹脂製のフィルムなどである。不図示であるがメディア2を挟み込むように配置されたローラーを駆動することで、メディア2を搬送する搬送装置を備える。周囲を均一な厚みの誘電体被覆された円筒状の導電体が二本あり、プラズマ放電が可能な距離で二本が平行に保持されており、一本は電源に接続された放電電極4で、もう一本はアースに接続されたGND電極5になっている。プラズマ処理装置6は、放電電極4とGND電極5を含み構成されている。放電電極4とGND電極5は昇降機7に円柱の軸を中心に回転可能に保持されている。昇降機7は放電電極4とGND電極5を上下方向に移動させることができ、またメディア2に接触させて加圧することができる。昇降機7はキャリッジ3に取り付けられている。また、メディア2とヘッドの隙間を測るためのギャップセンサー8がキャリッジ3に取り付けられている。ギャップセンサー8がメディア2とヘッドの隙間を読み取り、昇降機7で放電電極4とGND電極5を昇降させてメディア2に近づけ、所定距離を保つことができ、また接触させることもできる。接触させる場合は、メディア2をキャリッジ3の走査方向に対して垂直な副走査方向に移動させる際に、一度放電電極4とGND電極5をメディア2から離す。

0010

また不図示であるが、制御回路を備え、ギャップセンサー8が読み取った値を基にメディア2の厚みを演算する。ギャップセンサー8はメディア2が保持されているプラテン1の表面を基準にして、メディア2の厚みを測定する。また制御回路は昇降機7の昇降制御を行う。その昇降制御は、メディア2の厚みに応じて、入力された所望の位置にプラズマ処理装置6を位置させるように制御する。例えば、メディア2とプラズマ処理装置6の電極との間隔が、接触する位置、1mm離れた位置、2mmは離れた位置など、数種類の所望の位置に応じた昇降制御の制御値が予め制御回路に記憶されている。外部スイッチからの所望の位置の入力に応じて、さらにメディア2の厚みに応じてプラズマ処理装置6の昇降距離を演算して、その演算結果を基にして制御回路は昇降機7を制御する。

0011

このような構成をとることで、キャリッジ3を走査方向に移動させながら放電電極4とGND電極5をメディア2に近づけるか接触させることで、放電電極4とGND電極5間に発生したプラズマがメディア2に接触し、メディア2の表面を改質することができる。メディア2にシワや凹凸等がある場合、放電電極4とGND電極5は昇降機7によってメディア2との距離を均一に保つか、メディア2に圧力をかけて接触させることで、放電電極4とGND電極5間で発生したプラズマとメディアの距離を一定にして処理ムラを防ぐ。

0012

放電電極4とGND電極5はその長手方向が、キャリッジ3の進行方向に対して垂直方向に沿うように配置される。放電電極4とGND電極5は記録ヘッドよりメディア2の搬送方向の上流側に配置されている。

0013

図2は、図1の電極構成の1例を示す概略図である。放電電極4もアースに接続されるGND電極5も同じ形状をしている。ローラー状の導電体9に均一な厚みの誘電体10を被覆したローラー電極である。これら電極は、プラズマ発生部以外の部分で放電が起きないように、電極周囲は導電体を近づけない配慮が必要である。

0014

図3は、別の電極構成の例を示す概略図である。放電電極4は回転可能な円筒状の導電体11に均一な厚みの誘電体12で被覆したものである。アースに接続されるGND電極5は板状の導電体13であり、誘電体で被覆しても良い。GND電極5のメディア2側の先端は、電極の外周と並行で均一な距離を保つような形状を有し、メディア2に接触しないように放電電極4の最下部よりもメディア2から離れた位置に配置している。放電電極4とGND電極5の距離が一番近いところでプラズマは一番高濃度になるため、GND電極5は最もメディア2側を放電電極4と近づける。この構成は、放電電極4をメディア2に接触させる処理方法を用いた場合、メディア2に接触するのは放電電極4だけになり、GND電極5はメディア2と接触せず、そのためキャリッジ3の移動負荷を軽減することができる。ギャップセンサー8で距離を測定し、メディア2と放電電極4が接触し、GND電極5がメディア2と接触しない位置に放電ユニットを昇降機7で昇降させる。

0015

図4は、別の電極構成の1例を示す概略図である。放電電極4とアースに接続されるGND電極5は線状の導電体14に均一な厚みの誘電体15を被覆したものであり、それぞれ平行に配線されている。この電極構造被覆導線でも代用できる。配線が細いと、放電電極4とGND電極5間に発生するプラズマをより多くメディア2に接触でき、配線が密であると、より高密度なプラズマを発生させることができ、処理能力が高まる。この構成はメディア2に接触させて処理を行うと、移動時に摩擦抵抗が大きくなりキャリッジ3の移動負荷が大きくなる上、電極の被覆が磨耗するため、メディア2に近づけるが接触させない方法で表面処理を行う方が良い。また、ギャップセンサー8で距離を測定し、メディア2と両電極が所定間隔となる位置に昇降機7で昇降させる。例えば、メディア2と両電極間の間隔がメディア2と記録ヘッドの間隔と同程度の2mm程度となるように移動させる。近づけすぎるとメディア2と電極が接触してしまうおそれがある。

0016

図5は、別の電極構成の1例を示す概略図である。放電電極4は線状の導電体16で、均一な厚みの誘電体17で被覆されており、放電電極4のメディア2側とは逆側にはアースに接続されるGND電極5となる導電体シート18が配置されている。GND電極5は電源の出力によって、導電体または誘電体で被覆した導電体のものを使用する。この方法は放電電極4をGND電極5に接着することで、放電電極4とGND電極5間の距離を一定にすることができるため、比較的簡単に、電極構成を組み立てることができて、プラズマを安定的に発生させることができる。この方式は放電電極4とGND電極5が共に固定された状態になるため、メディア2に近づけるが接触させない方法で表面処理を行う方が良い。また、ギャップセンサー8で距離を測定し、メディア2と両電極が所定間隔となる位置に昇降機7で昇降させる。例えば、メディア2と両電極間の間隔がメディア2と記録ヘッドの間隔と同程度の2mm程度となるように移動させる。近づけすぎるとメディア2と電極が接触してしまうおそれがある。

0017

図6は、別の電極構成の1例を示す概略図である。放電電極4は板状の導電体20である。GND電極5は板状の導電体21である。両電極はある程度の厚みを持っている。放電電極4とGND電極5は均一な厚みの板状の誘電体19を挟んで斜向かいに配置されている。すなわち両電極は平行になっており、向かい合わせで、端面同士は平行だが同一面上ではなく少しずらした位置に配置されている。そのずれた部分の放電電極4の端面から、誘電体19のGND電極5が貼り付けられている部分の裏側にプラズマが発生する。この構成では、図の破線矢印のような流れで、プラズマ発生範囲とその周囲の気体が放電電極4からGND電極5方向に流れるという特性を持っている。そのため、この気体の流れ方向にメディア2を配置することで、発生したプラズマやオゾン、その他イオン電子等の表面改質効果があるものを積極的にメディア2に衝突させて表面改質を行うことができる。この方法も電極とメディア2は非接触式が好ましいが、効率的にメディアの表面改質を行うことができる。ギャップセンサー8で距離を測定し、メディア2と電極が所定間隔となる位置に昇降機7で昇降させる。例えば、メディア2と電極間の間隔がメディア2と記録ヘッドの間隔と同程度の2mm程度となるように移動させる。近づけすぎるとメディア2と電極が接触してしまうおそれがある。

0018

1プラテン
2メディア
3キャリッジ
4放電電極
5GND電極
6プラズマ処理装置
7昇降機
8 ギャップセンサー

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