インクジェットプリンタ

【課題】コロナ放電ユニットをインクジェットプリンタに内蔵しようとすると、装置が複雑で大きくなる課題があった。
【解決手段】印字用紙に向けてインクを吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェトヘッドを搭載して主走査方向に往復移動するキャリッジと、該キャリッジと同方向に移動して印字用紙の表面にコロナ放電処理を施すための小型の放電電極を備える電極ユニットと、放電電極のコロナ放電の放電先となる対向電極と該電極ユニットに高電圧を印加するための小型の高圧電源から構成されるインクジェットプリンタとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水系インクを使用したインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＶＣフィルムやＰＥＴフィルム等のプラスチック系の印字用紙に、水系のインクを用いてインクジェットプリンタで直接印字しようとすると、印字用紙に吸収層をもたないために、吐出したインクが印字用紙上ではじけ、ドットサイズが小さくなり、ベタ画像を印字しようとするとインクが埋まらない課題があった。またインクがはじいて印字用紙上で広がらないために、インクの厚さが増して乾燥しにくくなる課題もあった。この課題を解決するために、例えばコロナ放電や、プラズマ処理により印字用紙の表面に改質を施し、親水性を良くすることで、インクの濡れ広がり性を良くしてドットサイズを大きくすることや、また乾燥性を向上させる方法が知られている。最近ではプラズマ処理ユニットを、プリンタに内蔵させた例が特許文献１に記載されている。例えば特許文献１には、インクジェットヘッドの前段に印字用紙の幅に応じた放電電極を設置して、親水化処理を施す構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７９７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の方法では、印字用紙の幅よりも長い放電電極が必要となるため、電極を駆動してコロナ放電を発生させるには、電力容量の大きな高圧電源が必要となった。例えばＡ４サイズの印字用紙に対する電極を搭載する場合でも、２１０ミリメートル以上の電極が必要となり、これを駆動するには１００ワット〜３００ワットの高圧電源が必要とされる。このためコロナ放電ユニットをインクジェットプリンタに内蔵しようとすると、装置が複雑で大きくなり、また装置コストが高価になる課題があった。またコロナ放電によるオゾンが大量に発生し、オゾン排出用の換気装置も必要となり、さらに装置が複雑で大きくなり、また装置コストが高価になる課題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、印字用紙に向けてインクを吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェトヘッドを搭載して主走査方向に往復移動するキャリッジと、該キャリッジと同方向に移動して印字用紙の表面にコロナ放電処理を施すための電極ユニットと、コロナ放電の放電先となる対向電極と、該電極ユニットに高電圧を印加するための高圧電源とを有する構成のインクジェットプリンタとした。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、印字用紙幅以上の長い放電電極を用いることなく、短い電極を用いることができるため、小型の安価な電源によるコロナ放電処理ユニットを構成することが可能となり、高画質印字が可能でかつオゾン発生量が少ない水系インクを使用するジェットプリンタを安価に提供することができる。またコロナ処理からインクの吐出までの間隔を非常に短くできるために、コロナ処理による親水化効果の減衰を抑えた状態でインクを印字用紙上に吐出することが可能となり、コロナ処理によりインク滴が広がる割合を一様にできる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明のインクジェットプリンタを上面からみた概略図である。
【図２】図２は、本発明のインクジェットプリンタを側面からみた概略図である。
【図３】図３は、本発明の制御ブロック図である
【図４】図４は、本発明の放電電極とインクジェットヘッドの比較図である
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明を実施する形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の形態のインクジェットプリンタを上面から見た概略の図である。図２は本発明の形態のインクジェットプリンタを側面から見た概略の図である。インクジェットヘッド１〜４は、インクを印字用紙８に向けて吐出させるヘッドで、インクジェットヘッド１はマゼンタ、インクジェットヘッド２はシアン、インクジェットヘッド３はブラック、インクジェットヘッド４はイエローのインクをそれぞれ吐出する。キャリッジ５はインクジェットヘッド１〜４を搭載して主走査方向に往復移動するものである。主走査方向は印字用紙８の搬送方向に対して交差する方向であり、本形態では垂直方向である。印字用紙８は紙、樹脂フィルムなどの記録媒体である。放電電極ユニット６は、コロナ放電用の電極を搭載するユニットで、電極に高電圧を印加することで対向電極７に対してコロナ放電を発生させる。対向電極７はコロナ放電の放電先となるもので、アースに接続されている。放電電極ユニット６と対向電極７の間でコロナ放電を発生させている際に、印字用紙８を間に通すことで、印字用紙上がコロナ放電により表面改質され、親水性が向上する。放電電極ユニット６は主走査方向に移動可能なユニットで、キャリッジ５と同期して移動することで印字直前に印字用紙８に対してコロナ処理をすることが可能となる。印字用紙８は、例えば、紙、樹脂フィルムなどの記録媒体である。用紙駆動ローラー９は印字用紙８を搬送させるローラーである。高圧電源１０は、放電電極ユニット６に交流の高電圧を印加するための電源である。
【０００９】
図４に本形態で使用した放電電極の例を示す。鋸歯電極１１の長さはインクジェットヘッド１〜４のノズル配列の幅と同等にした。鋸歯電極１１の長さ方向を、記録紙８の搬送方向に沿って配置して用いている。従ってインクジェットヘッドのノズル配列の幅分のコロナ放電処理を主走査方向に走査しながら処理することで、１バンド分のコロナ放電処理が実施可能である。ここで１バンド分とは、インクジェットヘッドが１走査で印字可能な領域ことである。鋸歯電極１１の形状は鋸歯型となっており、鋭利な歯先から効率よく放電し、放電効率が高い安定した放電が可能である。このため本実施例で使用した高圧電源１０は、１０ワット程度の小電力の電源でコロナ放電が可能となっている。高圧電源１０の出力仕様は、電圧の実効値として１０キロボルトとし、出力波形は１キロヘルツの正弦波とした。
【００１０】
図３は本実施例を実施するための制御ブロック図である。印字制御部２１は、インクジェットヘッド１〜４とキャリッジ５を制御するブロックで、画像データに応じたインクの吐出タイミングを制御し、吐出タイミングにあわせて主走査方向にキャリッジ５を移動させ、印字用紙８に画像を形成する。放電ユニット制御部２２は、放電電極ユニット６を主走査方向に移動させて、高圧電源１０の印加タイミングを制御する。高圧電源１０は放電電極２５に交流の高電圧を印加する。シーケンス制御部２３は、印字制御部２１、放電ユニット制御部２２に動作の指令を与えて、プリンタ全体のシーケンスを制御する。プリントヘッド部２４はインクジェットヘッド１〜４を含み構成される。
【００１１】
次に図１、図２、図３を参照して印字動作を説明する。印字制御部２１の制御により、用紙駆動ローラー９は印字用紙８をヘッド幅分の距離毎に順次間欠送りし、印字用紙８が停止した状態で印字動作を実施する。印字用紙８の搬送幅は、複数パス印字の場合にはそのパス数に応じて搬送幅が異なるが、ここでは説明を簡単にするため１パス印字を行い、搬送幅をヘッド幅分、すなわち印字幅分として説明する。まず印字用紙８が停止した状態で、放電ユニット制御部２２の制御により、放電電極ユニット６に高圧電源１０から高圧が印加され、コロナ放電を施しながら、印字用紙８の上を主走査方向に移動し、ヘッド幅分のコロナ放電処理を施す。その後、印字用紙８は用紙駆動ローラー９によりヘッド幅分送られて停止する。インクジェットヘッドは主走査方向に移動しながらインクを吐出し、１バンドの印字がされるのと同時に、その印字用紙８の上流では放電電極ユニット６も同時に、印字用紙８上を主走査方向に移動しながらコロナ放電を施す。以上のようにシーケンス制御部２３と、印字制御部２１と、放電ユニット制御部２２のそれぞれの制御により、印字動作とコロナ放電処理を同時に動作させながら、1面に必要なバンド数に応じた回数だけ繰り返すことで、１面の印字物を得ることができる。
【００１２】
本実施例ではキャリッジ２と放電電極ユニット６は別々に移動できる構造としたため、必ずしもキャリッジ５と放電電極ユニット６の速度をあわせる必要がないメリットがあるが、キャリッジ５と放電電極ユニット６を一体にすることにより、さらに安価な構造が可能となる。
【００１３】
また本実施例では4色のインクジェットプリンタに関して説明したが、4色以上の色数を持つインクジェットプリンタや、単色のモノクロプリンタに関しても同様に適用が可能である。
【００１４】
また、放電電極２５をインクジェットヘッド１〜４のノズル配列幅として説明したが、印字用紙８の搬送幅に等しくすることができる。またこのとき、放電電極２５とインクジェットヘッド１〜４のノズルまでの間隔は搬送幅の整数倍の間隔に等しくすることで、コロナ放電処理から印字までの時間間隔を一定にすることができ、印字品質の一定化ができる。また、搬送幅を複数種から選択できる場合は、その搬送幅に応じて、放電電極２５を分割配置し、小さな電極を複数個用いるようにしてもよい。そうすれば、より小さな電極を用いることができる。
【符号の説明】
【００１５】
１マゼンタ色のインクを吐出するインクジェットヘッド
２シアン色のインクを吐出するインクジェットヘッド
３ブラック色のインクを吐出するインクジェットヘッド
４イエロー色のインクを吐出するインクジェットヘッド
５キャリッジ
６放電電極ユニット
７対向電極
８印字用紙
９用紙駆動ローラー
１０高圧電源
１１鋸歯電極
２１印字制御部
２２放電ユニット制御部
２３シーケンス制御部
２４プリントヘッド部
２５放電電極

【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字用紙に向けてインクを吐出するインクジェットヘッドと、該インクジェトヘッドを搭載して主走査方向に往復移動するキャリッジと、該キャリッジと同方向に移動して前記印字用紙の表面にコロナ放電を施すための放電電極を備える放電電極ユニットと、該放電電極のコロナ放電の放電先となる対向電極と、該放電電極ユニットに高電圧を印加するための高圧電源と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記放電電極の電極形状を鋸歯形状とすることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記放電電極の長さは、前記インクジェットヘッドのノズル配列長さ以下であ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。
【請求項４】
前記高圧電源の電力は２０ワット以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記放電電極の長さは、前記印字用紙の搬送幅の整数倍に等しいことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記放電電極は前記キャリッジに固定されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。

【図１】