JP2013169708A - インクジェットプリンター - Google Patents

Abstract

【課題】コロナ放電によって活性化される領域を画像に応じて制御する。
【解決手段】インクジェットプリンター１は、媒体Ｍに向けてインクを吐出する複数のノズル７１ａが形成された印刷ヘッド７１と、前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテン７３と、前記媒体に向けてコロナを放出する放電部と、前記放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かす放電領域駆動機構と、前記放電部と対向する対向電極５３と、前記放電部と前記対向電極との間から前記印刷ヘッドと前記プラテンとの間に前記媒体を搬送する搬送部と、画像データに基づいて前記印刷ヘッドと前記搬送部とを制御することにより、前記媒体に着弾した前記インクからなる画像を形成する制御部４を備える。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェットプリンターに関する。

従来、コロナ放電によって活性化されたプラスチックフィルムにインクジェットプリンターを用いて印刷すると、プラスチックフィルムへのインクの定着が促進されることが知られている。また従来、コロナ放電によって活性化されたプラスチックフィルムの表面には塵埃が付着しやすいことが知られている。特許文献１には、外周面に凹部を有する円柱状の電極を回転させることにより、電極から放出されるコロナの領域を限定可能なコロナ放電処理装置が開示されている。

特開平１０−２９６８５６号公報

しかし、特許文献１に記載されているコロナ放電処理装置は、活性化領域のパターンに応じた電極が必要になる。したがって、インクジェットプリンターによってプラスチックフィルムに印刷する場合、画像毎に電極を取り替えてコロナ放電処理を実施されたプラスチックフィルムを入手することになり、即時性が無く、高コストである。

本発明は、コロナ放電によって活性化される領域を画像に応じて制御するインクジェットプリンターを提供することを目的の１つとする。

（１）上記目的を達成するためのインクジェットプリンターは、媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成された印刷ヘッドと、前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、前記媒体に向けてコロナを放出する放電部と、前記放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かす放電領域駆動機構と、前記放電部と対向する対向電極と、前記放電部と前記対向電極との間から前記印刷ヘッドと前記プラテンとの間に前記媒体を搬送する搬送部と、画像データに基づいて前記印刷ヘッドと前記搬送部とを制御することにより、前記媒体に着弾した前記インクからなる画像を形成する制御部と、を備え、前記制御部は、前記インクからなる画像が形成される領域を含む活性化領域を前記画像データに基づいて設定し、前記活性化領域に基づいて前記搬送部、前記放電部および前記放電領域駆動機構を制御することにより、前記活性化領域をコロナによって活性化する。

本発明によると、インクからなる画像が形成される領域を含む活性化領域が画像データに基づいて設定され、設定された活性化領域に応じて放出されるコロナの領域が主走査方向に動かされるとともに媒体が印刷ヘッドの直下に搬送されるため、コロナ放電によって活性化される領域を画像に応じて制御しながら印刷を実行することができる。なお、本明細書において、画像データは、二値化、分版、インターレース処理等が施された印刷データを含む概念である。

（２）上記目的を達成するためのインクジェットプリンターにおいて、前記放電部は、前記主走査方向に平行な回転軸を備え、前記放電領域駆動機構は、前記回転軸を回転させることにより、前記放電部から放出されるコロナの領域を前記主走査方向に動かしてもよい。この構成を採用し、主走査方向に平行な回転軸まわりに放電部を回転させることによって放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かすと、主走査方向と平行に放電部を並進させる場合に比べて、コロナの領域を主走査方向に動かす機構を簡素化することができる。

（３）上記目的を達成するためのインクジェットプリンターにおいて、前記放電部は、前記回転軸を中心軸とし前記回転軸とともに回転する円筒状の外周面を有する電極と、前記電極と前記対向電極の間に位置する誘電体とを備え、前記電極の外周面は凸部を有してもよい。この構成を採用すると、誘電体によってコロナの放出を安定して制御することが可能になる。また、電極の外周面の凸部と誘電体との距離は、電極の外周面の凸部を除く部分と誘電体との距離よりも長くなるため、放電部から放出されるコロナの領域を電極の凸部と対応する領域に限定できる。したがって、このような電極を回転させることによって、放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かすことができる。

（４）上記目的を達成するためのインクジェットプリンターにおいて、前記放電部は、前記回転軸を中心軸とし前記回転軸とともに回転する円筒状の外周面を有する中空の誘電体と、前記誘電体に挿入された電極とを備え、前記誘電体の外周面は凸部を有してもよい。この構成を採用すると、誘電体によってコロナの放出を安定して制御することが可能になる。また、誘電体の外周面の凸部と対向電極との距離は、誘電体の外周面の凸部を除く部分と対向電極との距離よりも長くなるため、放電部から放出されるコロナの領域を電極の凸部と対応する領域に限定できる。したがって、このような誘電体を回転させることによって、放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かすことができる。

（５）上記目的を達成するためのインクジェットプリンターにおいて、前記放電領域駆動機構は、前記放電部を前記主走査方向に移動させることにより、前記放電部から放出されるコロナの領域を前記主走査方向に動かしてもよい。この構成を採用すると、放電部から放出されるコロナの領域の幅と位置を自由に制御することができる。

図１Ａは本発明の実施形態にかかるブロック図。図１Ｂは本発明の実施形態にかかる断面図。図１Ｃは本発明の実施形態にかかる模式図。 本発明の実施形態にかかる平面図。 本発明の実施形態にかかる断面図。 本発明の実施形態にかかる平面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．全体の概要
図１は、本発明の一実施例としてのプリンター１を示している。プリンター１は、プラスチックフィルムからなる媒体Ｍに画像を形成するシリアル型インクジェットプリンターである。プリンター１は、印刷ヘッド７１と、媒体Ｍに向けてコロナを放出する放電部と、放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かす放電領域駆動機構と、放電部と対向する対向電極５３と、媒体Ｍを副走査方向に搬送する搬送部と、画像データに基づいて印刷ヘッド７１、搬送部、放電部および放電領域駆動機構を制御する制御部と、を備える。制御部は、インクからなる画像が形成される領域を含む活性化領域を画像データに基づいて設定し、活性化領域に基づいて搬送部、放電部および放電領域駆動機構を制御することにより、活性化領域をコロナによって活性化する。さらに制御部４は、画像データに基づいて印刷ヘッド７１および搬送部を制御することにより、活性化された媒体Ｍの活性化領域内にインクからなる画像を形成する。このため、プラスチックフィルムからなる媒体Ｍにインクを定着させて画像を形成できるとともに、コロナによって活性化される領域を画像が形成される領域に応じて限定することができる。

２．プリンターの構成
印刷ヘッド７１は、主走査方向に往復移動可能に支持されている。印刷ヘッド７１は、図示しないプーリー、無端ベルト、電動モーター、駆動回路等からなる印刷ヘッド牽引部８によって主走査方向に牽引される。印刷ヘッド７１には、複数のノズル７１ａが形成されている。それぞれのノズル７１ａに設けられた圧電素子を印刷ヘッド駆動部７が駆動することにより、プラテン７３に支持された媒体Ｍに向けて各ノズル７１ａからインクが吐出される。

プラテン７３は複数のノズル７１ａの直下に設けられている。プラテン７３の主走査方向の長さは印刷ヘッド７１の主走査方向の移動範囲に対応している。

放電部は印刷ヘッド７１よりも媒体Ｍの搬送方向の後方（上流側）に設けられている。放電部は電極５１と誘電体５２と放電駆動部５とを備えている。誘電体５２はセラミックからなり中心軸が主走査方向と平行な円筒形である。電極５１は、誘電体５２に挿入され、誘電体５２の内周面によって回転可能に支持されている。電極５１は、導電材料からなり、主走査方向に平行な回転軸５１ａと、中心軸を回転軸５１ａに有し回転軸５１ａとともに回転する円筒状の外周面を有する。電極５１の外周面には円筒形の凸部５１ｂが形成されている。凸部５１ｂの外周面は、切り開いて平坦に引き延ばすと台形になる形態である。この台形の下底の長さはＷ１、上底の長さはＷ２である。すなわち、凸部５１ｂの主走査方向の最大幅はＷ１であり、凸部５１ｂの主走査方向の最小幅はＷ２である。凸部５１ｂの端面は、電極５１の中心軸に対して垂直な線分が電極５１の中心軸方向に移動しながら電極５１の中心軸周りに回転した軌跡に相当する。電極５１の凸部５１ｂの外径と誘電体５２の内径との差は約０．０１ｍｍである。放電駆動部５は、電極５１に交流電圧を印加することにより誘電体５２からコロナを放出させる回路である。図１において黒く塗りつぶした領域Ａは、コロナが放出される領域を示している。図示するようにコロナは誘電体５２と対向電極５３とが近接している領域に発生する。また、コロナが発生する領域は、誘電体５２が電極５１に近接している領域に限定される。コロナが放出される領域Ａの主走査方向の幅Ｗは、電極５１の回転に伴って変化し、最大で凸部５１ｂの主走査方向の最大幅Ｗ１となり、最小で凸部５１ｂの主走査方向の最小幅Ｗ２となる。

放電領域駆動機構は、電極回転機構６２と、放電キャリッジ牽引機構６１と、電極回転機構６２および放電キャリッジ牽引機構６１を駆動する放電領域駆動部６と、を備えている。電極回転機構６２は、電極５１の回転軸５１ａとともに回転する無端ベルトおよびプーリーと、プーリーを回転させる図示しない電動モーターとを備えている。放電キャリッジ牽引機構６１は、図１Ｃに示すように、電極５１と誘電体５２と電極回転機構６２とを搭載する放電キャリッジ６５と、プーリー６４と、プーリー６４とともに回転することにより放電キャリッジ６５を主走査方向に牽引する無端ベルト６３と、プーリー６４を回転させる図示しないモーターとを備えている。放電領域駆動部６は、電極回転機構６２の電動モーターと放電キャリッジ牽引機構６１の電動モーターを駆動する回路である。

対向電極５３は、接地電位に接続された導電材料からなり、中心軸が主走査方向と平行な円柱形である。対向電極５３の主走査方向の長さは、誘電体５２の主走査方向の長さより長く、印刷ヘッド７１の主走査方向の移動範囲に対応している。対向電極５３と誘電体５２の距離は約１ｍｍである。

搬送部は、中継ローラー９３、送出ローラー９２、引出ローラー９１、搬送機構駆動部９等を備えている。中継ローラー９３、送出ローラー９２、引出ローラー９１は、この順に媒体Ｍの搬送方向に並んでいる。中継ローラー９３は、回転することにより媒体Ｍを誘電体５２と対向電極５３との間に送り出す。送出ローラー９２は、回転することにより媒体Ｍを誘電体５２と対向電極５３との間から引き出すとともに媒体Ｍを印刷ヘッド７１とプラテン７３の間に送り出す。引出ローラー９１は、回転することにより媒体Ｍを印刷ヘッド７１とプラテン７３の間から引き出す。搬送機構駆動部９は、中継ローラー９３、送出ローラー９２および引出ローラー９１を回転させる電動モーターとその駆動回路とを備えている。

制御部４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を備えるコンピューターである。制御部４はＲＯＭから読み出した印刷制御プログラムをＣＰＵで実行することによって、媒体Ｍの一部を活性化し、媒体Ｍの活性化された領域にインクを着弾させて画像を形成する。ここで媒体Ｍの活性化される領域を活性化領域といい、インクからなる画像が形成される領域を印刷領域というものとする。以下、制御部４が印刷制御プログラムを実行することによって制御されるプリンター１の作動を詳細に説明する。

３．プリンターの作動
はじめに制御部４は画像データを取得し、画像データに基づいて活性化領域を設定する。活性化領域はインクによって画像が形成される領域を含むようにできるだけ狭く設定される。また、活性化領域の設定や放電領域駆動部６の制御が複雑化しないように、活性化領域はある程度単純な図形であることが好ましい。例えば図２に示すように媒体Ｍに製造番号、品名、原材料、製造年月日、製造者、販売者を示す文字列が印刷されるとする。互いに近接して配列された品名、原材料、製造年月日、製造者、販売者を示す文字列に対しては、幅の異なる複数の矩形領域が合成された閉じた領域Ｓ２を活性化領域として設定すればよい。また品名、原材料、製造年月日、製造者、販売者からかなり離れて配列された製造番号を示す文字列に対しては、領域Ｓ２から切り離されて閉じた矩形の領域Ｓを活性化領域として設定すればよい。このように活性化領域を設定するにあたっては、画像データに基づいて生成される印刷ヘッド７１の移動制御情報を利用することが可能である。

活性化領域を設定すると、プリンター１は、インクを媒体Ｍに吐出する前に注目バンド毎に媒体Ｍの活性化領域をコロナ放電によって活性化する。ここでいう注目バンドとは、媒体Ｍが特定の副走査方向の位置で静止している状態でコロナによって活性化される領域である。

まず搬送機構駆動部９は、中継ローラー９３を回転させることにより媒体Ｍの活性化領域の注目バンドを誘電体５２と対向電極５３の間に送り出す。

活性化領域の注目バンドが誘電体５２と対向電極５３の間に移動するまでに、放電領域駆動部６は活性化領域の注目バンドの主走査方向の長さと、対向電極５３と最も近い領域における凸部５１ｂの主走査方向の長さとが等しくなるように電極５１を回転させる。また、放電領域駆動部６は、活性化領域の注目バンドの主走査方向の位置と、対向電極５３と最も近い領域における凸部５１ｂの主走査方向の位置とが等しくなるように放電キャリッジ６５を主走査方向に移動させる。

活性化領域の注目バンドが誘電体５２と対向電極５３の間に移動し、活性化領域の注目バンドの主走査方向の長さと位置に応じて電極５１の角度と主走査方向の位置とが調整されると、放電駆動部５は電極５１に交流電圧を印加して誘電体５２と対向電極５３の間にコロナを発生させる。その結果、後にインクによって画像が形成される活性化領域の注目バンドに限定して媒体Ｍがコロナ放電によって活性化される。

このような注目バンド毎の活性化処理を、注目バンドを順次設定しながら繰り返すことにより、媒体Ｍに設定された活性化領域の全体がコロナ放電によって活性化される。

搬送機構駆動部９は、送出ローラー９２を回転させることにより、コロナ放電によって活性化された媒体Ｍの活性化領域を印刷ヘッド７１とプラテン７３の間に送り出す。

媒体Ｍの活性化領域の注目バンドが印刷ヘッド７１とプラテン７３の間に移動すると、印刷ヘッド牽引部８が印刷領域の注目バンドに応じて印刷ヘッド７１を主走査方向に移動させながら、印刷ヘッド駆動部７が印刷ヘッド７１の画像データに対応するノズル７１ａからインクを吐出させる。ここでいう注目バンドとは、媒体Ｍが特定の副走査方向の位置で静止している状態で印刷ヘッド７１を主走査方向に移動させながら全てのノズル７１ａからインクを吐出することにより画像を形成できる領域である。

このような注目バンド毎の画像形成処理を、注目バンドを順次設定しながら繰り返すことにより、画像データに応じた画像の全体が媒体Ｍの活性化領域に定着したインクによって形成される。なお、注目バンド毎の活性化処理と、注目バンド毎の画像形成処理とを同期させてもよいし、同期させなくとも良い。すなわち、同一の媒体Ｍに対して活性化処理と画像形成処理とを同時的に実施することも可能であるし、１の媒体Ｍに対する活性化処理が全て終了してから当該媒体Ｍに対する画像形成処理を実施してもよい。

以上説明したように、インクからなる画像が形成される領域を含む活性化領域が画像データに基づいて設定され、設定された活性化領域に応じて放出されるコロナの領域が主走査方向に動かされるとともに媒体が印刷ヘッド７１の直下に搬送されるため、コロナ放電によって活性化される領域を画像に応じて制御しながら印刷を実行することができる。そして、主走査方向に平行な回転軸まわりに電極５１を回転させることによって誘電体５２から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かすため、主走査方向と平行に平板状の電極を並進させる場合に比べて、コロナの領域を主走査方向に伸縮させる機構を簡素化することができる。そして、電極５１と対向電極５３との間に誘電体５２を設け、誘電体５２からコロナを放出させるため、電極からコロナを放出する場合に比べて、コロナの放出を安定して制御することが可能である。また、電極５１の外周面の凸部５１ｂと誘電体５２との距離は、電極５１の外周面の凸部５１ｂを除く部分と誘電体５２との距離よりも長くなるため、誘電体５２から放出されるコロナの領域を電極５１の凸部５１ｂと対応する領域に限定できる。したがって、電極５１を回転させることによって、誘電体５２から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かすことができる。さらに、放電領域駆動部６および放電キャリッジ牽引機構６１は、電極５１および誘電体５２を主走査方向に移動させることにより、誘電体５２から放出されるコロナの領域の位置を自由に制御することができる。そして、電極５１を回転させることによりコロナの領域の幅を制御できるため、凸部５１ｂの最大幅までの注目バンドに対しては電極５１および誘電体５２を主走査方向に移動させることなく注目バンドを活性化することができる。したがって、活性化領域全体をコロナにより活性化するのに要する時間を短縮することができる。

４．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施例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、放電部が放出するコロナの領域の主走査方向の長さを制御するために、凸部を設けた電極を回転させる代わりに、凸部を設けた誘電体を回転させてもよい。図３に示す放電部において、電極５６は外周面に凸部のない円柱形であり、主走査方向と平行に、かつ回転不能に支持されている。誘電体５５の円孔５５ｃに挿入された電極５６によって誘電体５５は回転可能に支持されている。そして誘電体５５の外周面には凸部５５ａが形成されている。このような構成では、誘電体５５の凸部５５ａと対向電極５３とが対向する領域にコロナが放出される領域Ａが限定され、誘電体５５の回転軸５５ｂを回転させることによってコロナが放出される領域Ａの幅を制御することができる。

また、コロナを放出するために電極または誘電体に設ける凸部の形状は、凸部を切り開いて平板にしたときに、三角形になっても良いし、図４に示すように幅の異なる矩形を組み合わせた形状になっても良い。また凸部の表面が回転軸から等距離にあってもよいし、回転軸から凸部の表面までの距離を変化させることによってコロナ放電のエネルギーを制御しても良い。また凸部のない円筒状の外周面を支持する誘電体の内周面に凸部を設けても良い。

またコロナが放出される領域の幅を凸部によって制御する代わりに、例えば台形平板状の電極を誘電体または対向電極に対して並進させることによって制御しても良いし、図４に示すように幅の異なる矩形を組み合わせた輪郭を形成している平板状の電極を並進させることによって制御しても良い。また、コロナを放出する誘電体は、局所的に対向電極に近接する形状であれば、円筒形に限らず、半円筒形でも良いし、角筒形でもよいし、中空でない柱形でも良い。また誘電体と電極とを一体に回転するように構成しても良い。また、誘電体を省略しても良い。

また、印刷ヘッド、電極および誘電体を主走査方向に移動させる機構にねじの回転を用いるリニアガイド等を用いても良い。また電極および誘電体を回転させずに主走査方向に移動させることのみでコロナの領域を動かしても良い。逆に、電極および誘電体を並進させずに回転させることのみでコロナの領域を動かしても良い。
また、本発明はライン型インクジェットプリンターに適用しても良い。

１…プリンター、４…制御部、５…放電駆動部、６…放電領域駆動部、７…印刷ヘッド駆動部、８…印刷ヘッド牽引部、９…搬送機構駆動部、５１…電極、５１ａ…回転軸、５１ｂ…凸部、５２…誘電体、５３…対向電極、５５…誘電体、５５ａ…凸部、５５ｂ…回転軸、５５ｃ…円孔、５６…電極、６１…放電キャリッジ牽引機構、６２…電極回転機構、６３…無端ベルト、６４…プーリー、６５…放電キャリッジ、７１…印刷ヘッド、７１ａ…ノズル、７３…プラテン、７３…対向電極、９１…引出ローラー、９２…送出ローラー、９３…中継ローラー、Ｍ…媒体、Ｓ１・Ｓ２…活性化領域

Claims (5)

1. 媒体に向けてインクを吐出する複数のノズルが形成された印刷ヘッドと、
   前記媒体を前記複数のノズルの直下で支持するプラテンと、
   前記媒体に向けてコロナを放出する放電部と、
   前記放電部から放出されるコロナの領域を主走査方向に動かす放電領域駆動機構と、
   前記放電部と対向する対向電極と、
   前記放電部と前記対向電極との間から前記印刷ヘッドと前記プラテンとの間に前記媒体を搬送する搬送部と、
   画像データに基づいて前記印刷ヘッドと前記搬送部とを制御することにより、前記媒体に着弾した前記インクからなる画像を形成する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記インクからなる画像が形成される領域を含む活性化領域を前記画像データに基づいて設定し、前記活性化領域に基づいて前記搬送部、前記放電部および前記放電領域駆動機構を制御することにより、前記活性化領域をコロナによって活性化する、
   インクジェットプリンター。
2. 前記放電部は、前記主走査方向に平行な回転軸を備え、
   前記放電領域駆動機構は、前記回転軸を回転させることにより、前記放電部から放出されるコロナの領域を前記主走査方向に動かす、
   請求項１に記載のインクジェットプリンター。
3. 前記放電部は、前記回転軸を中心軸とし前記回転軸とともに回転する円筒状の外周面を有する電極と、前記電極と前記対向電極の間に位置する誘電体とを備え、
   前記電極の外周面は凸部を有する、
   請求項２に記載のインクジェットプリンター。
4. 前記放電部は、前記回転軸を中心軸とし前記回転軸とともに回転する円筒状の外周面を有する中空の誘電体と、前記誘電体に挿入された電極とを備え、
   前記誘電体の外周面は凸部を有する、
   請求項２に記載のインクジェットプリンター。
5. 前記放電領域駆動機構は、前記放電部を前記主走査方向に移動させることにより、前記放電部から放出されるコロナの領域を前記主走査方向に動かす、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンター。

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