JPH07223322A

JPH07223322A - インクジェット・プリンタ

Info

Publication number: JPH07223322A
Application number: JP3747094A
Authority: JP
Inventors: Koji Tamura; 孝司田村; Michiko Horiguchi; 道子堀口; Taku Umegaki; 卓梅垣; Hirozo Matsumoto; 浩造松本
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1993-12-16
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-08-22

Abstract

(57)【要約】【目的】インクチューブ内に気泡を停滞させないように
し、印字品質の向上を図る。【構成】インクチューブ２１は、ポリエチレン樹脂製ま
たはポリプロピレン樹脂製である。それがオゾン処理さ
れることによって、材料表面の分子構造が改質され、Ｏ
Ｈ基が形成されて活性度が増し、ひいては、インクを撥
ねる性質が抑制されてインクに対する濡れ性が向上す
る。その結果、停滞気泡があってもこれが除去され易く
なって、印字品質の向上が図れる。また、オゾン発生用
原料ガスとして、酸素ガスに窒素ガスを同量だけ添加し
たものを用いると、さらに改善効果が高まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、走行するインクジェ
ット記録ヘッドと、定置のインク容器との間を連通，接
続するインクチューブ内に気泡を停滞させないように
し、印字品質の向上を図るインクジェット・プリンタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例について、要部の斜視図である図
１を参照しながら説明する。なお、図１は従来例ととも
に、後述する発明に係る実施例についても共通である。
従来例では、走行するインクジェット記録ヘッド（以
下、記録ヘッドという）２と、定置のインク容器20との
間が、柔軟なインクチューブ21によって連通, 接続され
る構成になっている。このインクチューブ21は、比較的
長いから、その途中に気泡が停滞するおそれがある。こ
の停滞気泡は、記録ヘッド２でのインクの良好な噴射を
阻害し、印字品質を低下させる。そのため、このインク
チューブ21における停滞気泡の除去が、記録ヘッド２に
おけるインク滓や気泡に起因する詰まりの除去とともに
おこなわれる。この除去方法について、次に具体的に説
明する。

【０００３】図１において、記録ヘッド２は、２個の案
内レール３に沿って矢印Ａ方向に直進可能に案内され、
モータ４によって、プーリ６に巻掛けされたベルト５を
介して駆動される。一方、記録紙８が、送りローラ７に
よって矢印Ｂ方向に直進可能である。この記録紙８と、
記録ヘッド２との直進関係によって、２次元の印字記録
がおこなわれる。

【０００４】保護装置10は、さらに詳しく後述するが、
記録ヘッド2 のノズル面を払拭したり、またはノズル詰
まりを解消する装置で、記録紙8 の印字範囲の外側に定
置される。以上の各部材は基枠9 に取り付けられる。次
に、保護装置10について述べる。保護装置10は主とし
て、記録ヘッド2 のノズル面に密閉的に押圧されるキャ
ップ11と、ノズル面と当接して汚れを払拭する撥水性シ
リコーンゴムのワイパ12と、これが払拭したインクを吸
い取るスポンジ13と、これらキャップ11, ワイパ12, ス
ポンジ13を搭載する、いずれも図示してない取付枠と、
これを昇降させるモータと、吸引ポンプと、これとキャ
ップ11をつなぐチューブと、廃棄インク用のタンクとか
らなる。

【０００５】記録ヘッド2 のノズル詰まりを解消すると
きには、記録ヘッド2 は、案内レール3 に沿って移動
し、ノズル面をキャップ11と相対する位置で停止する。
次に、キャップ11は、モータによって上昇してノズル面
に押圧される。それから、吸引ポンプが作動し、キャッ
プ11の密閉空間を負圧にしてノズル内に詰まっているイ
ンク滓や気泡などを吸引する。その吸引したインク滓な
どは、タンクに廃棄用インクとなって収容される。ノズ
ル面を払拭するときは、取付枠が下降した後に、記録ヘ
ッド2 が矢印Ａ方向 (左向き）に移動し、ノズル面がワ
イパ12の先端部と当接する。そのときノズル面に付着し
ているインクがワイパ12によって払拭される。払拭され
た付着インクは、ワイパ12を伝わって下降しスポンジ13
に吸い取られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例では、インクチ
ューブ21の内部に停滞する気泡は、一応は保護装置10に
よって除去される。しかし、インクチューブ21の管路が
細く長いから、そのどこかに付着した微細な気泡が、振
動や衝撃などによって離脱して、記録ヘッド２に侵入す
ることは十分起こりうる。したがって、本質的に気泡の
停滞が起こり難いインクチューブを工夫する必要があ
る。

【０００７】この発明が解決しようとする課題は、従来
の技術がもつ以上の問題点を解消して、走行するインク
ジェット記録ヘッドと、定置のインク容器との間を連
通，接続するインクチューブ内に気泡を停滞させないよ
うにし、印字品質の向上を図るインクジェット・プリン
タを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、走行するイ
ンクジェット記録ヘッドと、定置のインク容器との間が
柔軟なインクチューブによって連通，接続されたプリン
タであって、インクチューブは、結晶性で無極性の高分
子材料、たとえばポリエチレン樹脂またはポリプロピレ
ン樹脂からなり、その内面がオゾン処理される、また
は、その内面が、酸素ガスに窒素ガスを添加してなる原
料ガスを用いて発生したオゾンにより処理される。とく
に、酸素ガスと添加窒素ガスとは同量であることが好ま
しい。

【０００９】

【作用】この発明では、結晶性で無極性の高分子材料か
らなるインクチューブが、オゾン処理されることによっ
て、高分子材料表面の分子構造が改質され、ＯＨ基が形
成されて活性度が増し、ひいては、インクを撥ねる性質
が抑制されてインクに対する濡れ性が向上する。また、
オゾン発生用原料ガスとして、酸素ガスに窒素ガスを添
加したものを用いると、オゾンの他にこれよりも分解し
やすく活性酸素を生成しやすい酸化窒素（ＮＯｘ）類が
合成され、それだけ高分子材料と反応する活性酸素の量
が増大する。したがって、これによってインクチューブ
の内面をオゾン処理すると、高分子材料表面の分子構造
が改質され、ＯＨ基が形成されて活性度が著しく増大
し、インクに対する濡れ性が向上する。しかも、酸素ガ
スと添加窒素ガスとが同量のとき、インクに対する濡れ
性が最大になる。

【００１０】

【実施例】この発明に係るインクジェット・プリンタの
実施例は、その要部が従来例で述べたと同じ図１によっ
て共通に示される。さて、インクチューブ21に要求され
る主な特性は、耐薬品性や、空気の耐透過性，耐屈曲疲
労性，インクに対する濡れ性などである。耐薬品性は、
インクに侵されず、インクに溶出せず、変色しないこと
である。空気の耐透過性は、外部の空気やガスとの遮断
性である。耐屈曲疲労性は、ある曲率で繰返し曲げを加
えても柔軟性を保持し、疲労破壊しないことである。イ
ンクに対する濡れ性は、インクを切れ難くする。従来か
ら、インクチューブとして、プラスチック材料が選ば
れ、とくにシリコンや、ナイロン, ポリウレタン，テフ
ロン（デュポン社の四ふっ化エチレン樹脂の商品名），
ポリエチレン，ポリプロピレンなどが使用目的に応じて
使い分けられてきた。

【００１１】シリコン，ナイロンは、インクに対する濡
れ性に優れるが、耐屈曲疲労性で劣ることと、インクと
接触すると変色しやすい欠点がある。ポリウレタンは、
耐薬品性に優れるが、耐屈曲疲労性で劣る。テフロン
は、一般的に優れるが、インクを撥ねる性質、つまり濡
れ性とは逆な性質があるのが欠点である。さて、ポリエ
チレン，ポリプロピレンは、とくに空気の耐透過性に優
れ、その他の点でも要求特性をほぼ満足し、かつ入手し
やすいので、従来からインクチューブとして用いられて
きた。しかし、その分子構造から、テフロンほどではな
いが、インクを撥ねる傾向がある。したがって、チュー
ブ内にインクを長期間にわたって充填させ、インクとの
相性を向上させたり、先に述べた保護装置の吸引力を強
めて気泡を強制的に吸引，除去する等の対策を講じてき
た。そこで、本発明者は、ポリエチレン，ポリプロピレ
ンの表面改質をおこなって、インクに対する濡れ性を向
上させ、もって気泡の停滞をなくすることを発想した。

【００１２】従来、この種の材料の表面改質の方法とし
て、硫酸クロム酸混液処理や、紫外線照射処理、グロー
放電処理などがある。しかし、これらの方法は、インク
チューブの内面に対する処理方法としては、適用するこ
とが困難である。そこで、その他の処理方法として、オ
ゾン処理に着目し、その有用性を確認し一応の成果を得
ることができた。

【００１３】この方法は、所定の長さに切断したポリエ
チレンまたはポリプロピレンのチューブをオゾン発生機
に接続し、その長さと、所望のインク濡れ性とに基づ
き、オゾン濃度と処理時間とを決める、という極めて簡
単なものである。この方法の意味は、結晶性で無極性の
高分子材料からなるインクチューブが、オゾン処理され
ることによって、高分子材料表面の分子構造が改質さ
れ、ＯＨ基が形成されて活性度が増し、ひいては、イン
クを撥ねる性質が抑制されてインクに対する濡れ性が向
上する、というものである。以下に、二つの事例につい
て説明する。

【００１４】実施例の効果を示す二つの試験例について
説明する。その一つは、内径1.4 mmで、長さ20 mのポリ
エチレンチューブを用意し、処理時間10分として、オゾ
ン濃度とインク接触角の関係を調べたものである。その
結果は、図２に示すように、横軸にオゾン濃度（ｇ／ｍ
³）を、縦軸にインク接触角（度）をそれぞれとって表
したとおりである。オゾン処理によって、そのオゾン濃
度が20ｇ／ｍ³以上になると、インク接触角が急速に減
少し、濡れ性が飛躍的に向上することを確認した。ま
た、オゾン濃度が20ｇ／ｍ³以上であれば、インクチュ
ーブの長さが20ｍ前後の場合、５分以上の処理時間があ
れば所望のインク接触角、約30度が得られることを確認
した。インクチューブの長さがさらに長くなったら、処
理時間を長くすることで対応できる。

【００１５】もう一つは、オゾン濃度20ｇ／ｍ³、10分
間の処理後のインクチューブを用いて、図１に示した保
護装置10のポンプ圧を350 Torr、吸引時間を15 sec、と
したときのインクチューブ内の気泡の残留, 停滞を検査
した。その結果、インクチューブ内の気泡の残留, 停滞
は皆無であり、印字も良好であった。因みに、従来品の
インクチューブでは、その数箇所に気泡の残留, 停滞が
認められ、吸引動作を３回繰り返しても微小な気泡を完
全に除去できなかった。もちろん、その状態では、印字
の不具合発生の頻度が高かった。

【００１６】次に、インクチューブの内面を、酸素ガス
に窒素ガスを添加してなる原料ガスを用いて発生したオ
ゾンにより処理する方法がある。その原料ガスを用いる
と、オゾンの他にこれよりも分解しやすく活性酸素を生
成しやすい酸化窒素類が合成され、それだけ高分子材料
と反応する活性酸素の量が増大する。したがって、これ
によってインクチューブの内面をオゾン処理すると、高
分子材料表面の分子構造が改質され、ＯＨ基が形成され
て活性度が著しく増大し、インクに対する濡れ性が向上
する。しかも、酸素ガスと添加窒素ガスとが同量のと
き、インクに対する濡れ性が最大になる。このことにつ
いて、次に詳しく述べる。

【００１７】図３は前記した別のオゾン処理における、
インク接触角の原料ガス中の窒素ガスの比率に対する特
性図である。図において、横軸に窒素ガスと酸素ガスと
からなる原料ガス中の窒素ガスの比率（％）を、縦軸に
インク接触角（度）をとって表したとおりである。図に
おいて、原料ガス中の窒素ガスの比率が50％、つまり窒
素ガスと酸素ガスとが同量のときに、インク接触角は最
小値の15度になる。なお、このときのオゾン濃度は、15
ｇ／ｍ³である。

【００１８】

【発明の効果】この発明では、結晶性で無極性の高分子
材料からなるインクチューブは、オゾン処理されること
によって、高分子材料表面の分子構造が改質され、ＯＨ
基が形成されて活性度が増し、ひいてはインクを撥ねる
性質が抑制されてインクに対する濡れ性が向上し、その
結果、停滞気泡があってもこれが除去され易くなって、
印字品質の向上が図れる。また、オゾン発生用原料ガス
として酸素ガスに窒素ガスを添加したものを用いると、
高分子材料と反応する活性酸素の量が増大する。したが
って、これによってインクチューブの内面をオゾン処理
すると、高分子材料表面の分子構造が改質され、ＯＨ基
が形成されて活性度が著しく増大し、インクに対する濡
れ性が向上する。しかも、酸素ガスと添加窒素ガスとが
同量のときに、インクに対する濡れ性が最大になる。そ
の結果、たとえインクチューブ内に停滞気泡があって
も、除去が容易であり、ひいては印字品質の向上が図れ
る。また、インクチューブは、ポリエチレン樹脂または
ポリプロピレン樹脂が選定されるから、周囲温度100 ℃
で使用可能な耐熱性と、空気の耐透過性とに優れるとと
もに、成形時の流動性（成形性）に優れて寸法安定性が
良く、寸法のバラツキが少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る実施例と従来例とに共通な要部
の斜視図

【図２】実施例のオゾン処理における、インク接触角の
オゾン濃度に対する特性図

【図３】実施例の別のオゾン処理における、インク接触
角の原料ガス中の窒素ガスの比率に対する特性図

【符号の説明】

２記録ヘッド１０保護装置１１キャップ１２ワイパ１３スポンジ２０インク容器２１インクチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松本浩造神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号富士電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行するインクジェット記録ヘッドと、定
置のインク容器との間が柔軟なインクチューブによって
連通，接続されたプリンタであって、インクチューブ
は、結晶性で無極性の高分子材料からなり、その内面が
オゾン処理されてなることを特徴とするインクジェット
・プリンタ。
【請求項２】走行するインクジェット記録ヘッドと、定
置のインク容器との間が柔軟なインクチューブによって
連通，接続されたプリンタであって、インクチューブ
は、結晶性で無極性の高分子材料からなり、その内面
が、酸素ガスに窒素ガスを添加してなる原料ガスを用い
て発生したオゾンにより処理されてなることを特徴とす
るインクジェット・プリンタ。
【請求項３】請求項２に記載のプリンタにおいて、酸素
ガスと添加窒素ガスとは、同量であることを特徴とする
インクジェット・プリンタ。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかの項に記載の
プリンタにおいて、インクチューブの高分子材料は、ポ
リエチレン樹脂とポリプロピレン樹脂との内のいずれか
から択一されることを特徴とするインクジェット・プリ
ンタ。