(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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し、
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電極を少なくとも２つ以上有し、前記電極は、電源に接続された放電電極とアースに接続されたＧＮＤ電極を有し、前記放電電極と前記ＧＮＤ電極間で放電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】
前記キャリッジに搭載され、前記メディアの厚さを測定するセンサーと、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ための移動量を演算し、該移動量に基づいて前記昇降機を制御する制御手段と、を有す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。
【発明の詳細な説明】
【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】
電極に交流電圧を印加し、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、インクの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、ローラー状の放電電極と接地電極とを接触あるいは離間させた状態で配置し、両電極間に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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【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を照射できるような周波数帯の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、メディアにシワや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し、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電極を少なくとも２つ以上有し、前記電極は、電源に接続された放電電極とアースに接続されたＧＮＤ電極を有し、前記放電電極と前記ＧＮＤ電極間で放電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】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】図２は、一例の電極構成図である。
【図３】図３は、一例の電極構成図である。
【図４】図４は、一例の電極構成図である。
【図５】図５は、一例の電極構成図である。
【図６】図６は、一例の電極構成図である。
【発明を実施するための形態】
【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で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。この電極構造は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、その他イオンや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。
【符号の説明】
【００１８】
１  プラテン
２  メディア
３  キャリッジ
４  放電電極
５  ＧＮＤ電極
６  プラズマ処理装置
７  昇降機
８  ギャップセンサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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