JP2010012752A - インクジェットプリンタ及び印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 メディアをより均一に乾燥させることが可能なインクジェットプリンタ及び印刷方法を提供する。
【解決手段】 メディア５０にインクを吐出するインクジェットヘッド２６と、インクを吐出されたメディア５０が、その内部を通過できるように構成された導波管１００と、導波管１００内に電磁波を供給するマグネトロン１５０とを備える。制御部４０が、水分量検出センサ６２等が検出したメディア５０の水分量に応じて、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を制御する。これにより、導波管１００内に供給された電磁波により、印刷後のメディア５０を連続した工程で効率良く乾燥させることができる。また、制御部４０が、水分量検出センサ６２等が検出したメディア５０の水分量に応じて、マグネトロン１５０の電磁波の強度を制御するため、メディア１５０の乾燥の度合を均一となるように制御できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリンタ及び印刷方法に関し、特にはインクを吐出された記録媒体を乾燥させるインクジェットプリンタ及び印刷方法に関する。

インクジェットプリンタにおいては、紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア（記録媒体）の表面あるいは表裏面に対して、酸性染料、反応染料、直接染料等の染料系インクや、ソルベントインク等の有機溶剤系の顔料系インクを吐出することによって印刷を行なう。このようなインクジェットプリンタにおいては、特に工業分野において、印刷後のメディアの出荷及び納品等を迅速かつ容易に行なうために、インクを吐出されたメディアを効率良く乾燥することが重要となる。

このため、例えば、特許文献１では、メディア上にあるインクを乾燥させるための乾燥装置であって、メディアがそれを通って移動できるように構成されたスロットを備える導波管と、電界の方向とメディア内における繊維の縦軸との間に形成される角度が１０度を超え、９０度以下になるように、導波管内に電界を生じさせるように構成されている電磁エネルギー源とを備えた乾燥装置が開示されている。
特開２００３−２２８９０号公報

しかしながら、現実のインクジェットプリンタにおいては、メディアに対する印刷速度は大きく変動する。印刷速度が変動した場合は、メディアの単位面積あたりのインクの吐出量もその箇所によって変動するため、印刷直度のメディアの乾燥の度合もメディアの箇所によって異なることになる。このような場合、上記の技術のように、メディアが通過する導波管に一定の強度の電磁波を供給するだけでは、メディアの乾燥が不均一となる可能性がある。

本発明は、斯かる実情に鑑みなされたものであり、その目的は、メディアをより均一に乾燥させることが可能なインクジェットプリンタ及び印刷方法を提供することにある。

本発明は、シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかにインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段と、導波管内を通過した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを検出する検出手段と、検出手段が検出した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を制御する制御手段とを備えたインクジェットプリンタである。

この構成によれば、記録媒体にインクを吐出する吐出手段と、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段とを備えるため、導波管内に供給された電磁波により、印刷後の記録媒体を連続した工程で効率良く乾燥させることが可能となる。

また、この構成によれば、制御手段が、検出手段が検出した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を制御するため、記録媒体の乾燥の度合を均一となるように制御することが可能となる。

この場合、制御手段は、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを制御量とし、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作量とし、検出手段が検出した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータをフィードバック量として電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を演算するフィードバック制御により、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作することが好適である。

この構成によれば、制御手段が、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを制御量とし、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作量とし、検出手段が検出した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータをフィードバック量として電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を演算するフィードバック制御により、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作するため、記録媒体の乾燥の度合をより均一となるように制御することが可能となる。

この場合、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、記録媒体の導波管内を通過する速度とすることができる。

この構成によれば、制御手段は、記録媒体の導波管内を通過する速度、すなわち印刷速度に応じて記録媒体の乾燥の度合が均一となるように制御することになり、記録媒体の乾燥の度合を一層均一となるように制御することが可能となる。

また、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、導波管内を通過した記録媒体の水分量とすることができる。

この構成によれば、制御手段は、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータとして、記録媒体の乾燥の度合に最も直接に関連するパラメータである記録媒体の水分量に応じて記録媒体の乾燥の度合が均一となるように制御することになり、記録媒体の乾燥の度合を一層均一となるように制御することが可能となる。

あるいは、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、導波管内を通過した記録媒体の温度とすることができる。さらに、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、導波管内を通過した記録媒体周囲の大気の湿度とすることができる。

この構成によれば、記録媒体の温度や、記録媒体周囲の大気の湿度は、比較的に検出することが容易なパラメータであるため、温度や湿度を検出するための装置の構成を簡易なものとすることが可能となる。

また、本発明は、吐出手段が、シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかにインクを吐出するステップと、電磁波供給手段が、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体がその内部を通過することが可能なように構成された導波管内に電磁波を供給するステップと、吐出手段によりインクを吐出された記録媒体を、導波管内に通過させるステップと、検出手段が、導波管内を通過した記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを検出する検出手段と、制御手段が、記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を制御するステップとを含む印刷方法である。

本発明のインクジェットプリンタ及び印刷方法によれば、メディアをより均一に乾燥させることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、基台１２上にプリンタ部１４と、導波管１００が搭載されている。プリンタ部１４は、メディアに吐出する各種のインクを貯蔵したトナー部１６と、ユーザが操作入力を行なう操作部１８とを備えている。導波管１００の一端には、導波管１００内部に電磁場を供給するためのマグネトロン１５０が取り付けられている。

図２は、第１実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるメディアを印刷及び乾燥する様子を示す図である。図２に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１０は、プリンタ部１４に挿入された紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０は、ローラ駆動部３０によって駆動されるローラ２０，２２によって搬送される。ローラ２０，２２によって搬送されたメディア５０は、プラテン２４上においてインクジェットヘッド２６から、酸性染料、反応染料、直接染料等の染料系インクや、ソルベントインク等の有機溶剤系の顔料系インクを表面に吐出される。

インクを表面に吐出されたメディア５０は、導波管１００のメディア導入口部１０８から導波管本体部１０６の内部に導入される。導波管本体部１０６の内部には、マグネトロン１５０から電磁波が供給される。マグネトロン１５０が供給する電磁波は、波長１００μｍ〜１ｍ、周波数３００ＭＨｚ〜３ＴＨｚのマイクロ波であり、より好ましくは、波長０．０７５ｍ〜０．１５ｍ、周波数２〜４ＧＨｚのマイクロ波である。電磁波が供給された導波管本体部１０６内において、メディア５０は表面に吐出されたインクを乾燥させられる。導波管本体部１０６の内部に導入されたメディア５０は、メディア導出口部１１０から導出される。

メディア導出口部１１０の直下には、メディア５０の水分量を検出する水分量検出センサ６２、メディア５０の温度を検出する温度検出センサ６４、及びメディア５０周囲の大気の湿度を検出する湿度検出センサ６６が配置されている。

例えば、水分量検出センサ６２は、メディア５０周囲の水蒸気圧の変化をセンサのインピーダンスの変化として検出することにより、メディア５０の水分量を検出する静電容量式によるものとできる。また、水分量検出センサ６２は、メディア５０にレーザ光を照射し、レーザ光と物質の相互作用を利用する分光吸収法によって、メディア５０の水分量を検出するレーザ式によるものとできる。あるいは、水分量検出センサ６２は、高精度温度センサによる鏡面温度を正確に測定することによって直接露点あるいは霜点を測定する鏡面冷却式によるものとできる。鏡面上に水分が水または霜として凝縮すると、発光器から照射される光は鏡面で散乱し結果として受光検知器の光強度が減少する。この変化を、鏡面上の水分子の凝縮率・蒸発率が一定となるよう温度を維持する。鏡面冷却式の水分量検出センサ６２は、このときの温度を露点または霜点として測定する。

温度検出センサ６４としては、非接触式の放射温度計を用いることが好ましく、赤外線を受けたセンサ素子の熱変化を利用する熱型の放射温度計や、赤外線の光量子を受けたセンサ素子の変化を利用した量子型の放射温度計を用いることができる。また、湿度検出センサ６６は、メディア５０周囲の大気の相対湿度あるいは絶対湿度のいずれを検出するものであっても適用可能である。

水分量検出センサ６２、温度検出センサ６４、及び湿度検出センサ６６の検出値は、それぞれ制御部４０に出力される。また、ローラ駆動部３０から、ローラ２０，２２によるメディア５０の搬送速度が制御部４０に出力される。さらに、操作入力部１８からは、目標とする印刷後のメディア５０の水分量、温度、あるいはメディア５０周囲の大気の湿度等が入力される。制御部４０は、後述するように、これらの乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、マグネトロン１５０からの電磁波の強度を制御する。

図３は、実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御系を示すブロック図である。図３に示すように本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０は、メディア５０の水分量を制御量とし、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を操作量とし、水分量検出センサ６２が検出したメディア５０の水分量をフィードバック量として、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を演算するフィードバック制御により、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を操作する。

操作入力部１８には、目標とする印刷後のメディア５０の水分量が入力される。操作入力部１８は、当該目標とする水分量を、水分量検出センサ６２からの検出信号と比較可能な基準入力信号に変換して、制御部４０に出力する。

制御部４０は、比較部４２、調節部４４、及びマグネトロン制御部４６を有している。比較部４２は、操作入力部１８からの基準入力信号と、水分量検出センサ６２からの検出信号とを比較し、その偏差を検出する。基準入力信号と検出信号との偏差は、調節部４４に出力される。調節部４４は、基準入力信号と検出信号との偏差を、要求を満たす応答特性となる制御ゲインに応じて調整する。

マグネトロン制御部４６は、調節部４４からの信号に応じてマグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を操作するための操作量をマグネトロン１５０に出力する。マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度に応じたメディア５０の水分量は、水分量検出センサ６２により検出される。水分量検出センサ６２により検出されたメディア５０の水分量は、フィードバック量として比較部４２に出力される。

本実施形態によれば、メディア５０にインクを吐出するインクジェットヘッド２６と、インクジェットヘッド２６によりインクを吐出されたメディア５０が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管１００と、導波管１００内に電磁波を供給するマグネトロン１５０とを備えるため、導波管１００内に供給された電磁波により、印刷後のメディア５０を連続した工程で効率良く乾燥させることが可能となる。

また、本実施形態によれば、制御部４０が、水分量検出センサ６２等が検出したメディア５０の水分量に応じて、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を制御するため、メディア１５０の乾燥の度合を均一となるように制御することが可能となる。

特に、本実施形態によれば、制御部４０が、メディア５０の水分量を制御量とし、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を操作量とし、水分量検出センサ６２が検出したメディア５０の水分量をフィードバック量としてマグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を演算するフィードバック制御により、マグネトロン１５０が供給する電磁波の強度を操作するため、メディア５０の乾燥の度合をより均一となるように制御することが可能となる。

また、本実施形態では、制御部４０は、メディア５０の乾燥の度合に最も直接に関連するパラメータであるメディア５０の水分量に応じてメディア５０の乾燥の度合が均一となるように制御するため、メディア５０の乾燥の度合を一層均一となるように制御することが可能となる。

なお、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１０によれば、紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０について、酸性染料、反応染料、直接染料等の染料系インクや、ソルベントインク等の有機溶剤系の顔料系インクを用いて印刷を行い、連続して乾燥を行うことが可能となる。

紙、絹、綿、塩化ビニル等のシート状のメディア５０に対して、水性インクあるいは溶剤インクを用いた場合、染料系のインクである酸性染料及び反応染料においては、メディア５０の繊維内にインクが浸透し、繊維内でインクが反応することによって、染色が行なわれる。そのため、本実施形態のように、導波管１００によりメディア５０に電磁波を供給することにより、メディア５０の繊維内でのインクの反応が促進され、乾燥の速度を向上させることができる。

また、有機溶剤系の顔料系インクであるソルベントインクにおいては、インク内に樹脂が含まれており、当該樹脂によりメディア５０の表面への染色を行なう。そのため、本実施形態のように、導波管１００によりメディア５０に電磁波を供給することにより、ソルベントインクの樹脂に含まれる水分の乾燥が促進され、乾燥の速度を向上させることができる。

一方、染料系のインクである直接染料においては、メディア５０の繊維内にインクが浸透せず、メディア５０の表面にインクが付着することによって染色が行なわれる。しかし、直接染料においても、インク内に樹脂を含ませることにより、樹脂に含まれる水分の乾燥が促進されることになるため、本実施形態のように、導波管１００によりメディア５０に電磁波を供給することにより、乾燥の速度を向上させることができる。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、メディア５０の水分量を制御量とする形態を中心に説明したが、本発明はこれに限定されず、メディア５０の温度あるいはメディア５０周囲の大気の湿度を制御量としても良い。このように、メディア５０の温度あるいはメディア５０周囲の大気の湿度を制御量とした場合は、温度や湿度は比較的に検出することが容易なパラメータであるため、温度や湿度を検出するための装置の構成を簡易なものとすることが可能となる。

あるいは、ローラ駆動部３０からのメディア５０の搬送速度の変化に応じたフィードフォワード制御を併用することにより、メディア５０の搬送速度の変化に対するマグネトロン１５０の電磁波の強度における応答遅れを低減することが可能となる。

実施形態に係るインクジェットプリンタを示す斜視図である。 実施形態に係るインクジェットプリンタにおける記録媒体を印刷及び乾燥する様子を示す図である。 実施形態に係るインクジェットプリンタにおける制御系を示すブロック図である。

符号の説明

１０…インクジェットプリンタ、１２…基台、１４…プリンタ部、１６…トナー部、１８…操作入力部、２０，２２…ローラ、２４…プラテン、２６…インクジェットヘッド、３０…ローラ駆動部、４０…制御部、４２…比較部、４４…調節部、４６…マグネトロン制御部、５０…メディア、６２…水分量検出センサ、６４…温度検出センサ、６６…湿度検出センサ、１００…導波管、１０６…導波管本体部、１０８…メディア導入部、１１０…メディア導出部、１５０…マグネトロン。

Claims (7)

1. シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかにインクを吐出する吐出手段と、
   前記吐出手段によりインクを吐出された前記記録媒体が、その内部を通過することが可能なように構成された導波管と、
   前記導波管内に電磁波を供給する電磁波供給手段と、
   前記導波管内を通過した前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを検出する検出手段と、
   前記検出手段が検出した前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、前記電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を制御する制御手段と、
   を備えたインクジェットプリンタ。
2. 前記制御手段は、前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを制御量とし、前記電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作量とし、前記検出手段が検出した前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータをフィードバック量として前記電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を演算するフィードバック制御により、前記電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を操作する、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、前記記録媒体の前記導波管内を通過する速度である、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、前記導波管内を通過した前記記録媒体の水分量である、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、前記導波管内を通過した前記記録媒体の温度である、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータは、前記導波管内を通過した前記記録媒体周囲の大気の湿度である、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
7. 吐出手段が、シート状の記録媒体の表面及び裏面のいずれかにインクを吐出するステップと、
   電磁波供給手段が、前記吐出手段によりインクを吐出された前記記録媒体がその内部を通過することが可能なように構成された導波管内に電磁波を供給するステップと、
   前記吐出手段によりインクを吐出された前記記録媒体を、前記導波管内に通過させるステップと、
   検出手段が、前記導波管内を通過した前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータを検出する検出手段と、
   制御手段が、前記記録媒体の乾燥の度合に関連するパラメータに応じて、前記電磁波供給手段が供給する電磁波の強度を制御するステップと
   を含む印刷方法。

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