JP2003341024A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP2003341024A
JP2003341024A JP2002151682A JP2002151682A JP2003341024A JP 2003341024 A JP2003341024 A JP 2003341024A JP 2002151682 A JP2002151682 A JP 2002151682A JP 2002151682 A JP2002151682 A JP 2002151682A JP 2003341024 A JP2003341024 A JP 2003341024A
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container
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ink container
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智博 井上
Kazuyasu Sato
和恭 佐藤
Yoshiharu Takizawa
芳治 滝沢
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明 宮尾
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Abstract

(57)【要約】 【課題】インク粘度を安定して補正することができるイ
ンク物性制御方法を有したインクジェット記録装置を提
供することにある。 【解決手段】使用インク粒子数とあらかじめ設定された
制限粒子数αを比較する。使用インク粒子数N1は前回
のインク調整処理から印字に使用したインク粒子の数で
ある。N2>αの場合,補給インク粒子数N3は,N1か
らαを差し引いたものとする。インク補給処理はノズル
6より噴出するインク粒子の数N4を数える。N4がN3
に達するまでインク容器1へのインク補給を行う。次に
レベルセンサ55がインク容器1の液面を検知するま
で,インク容器1に溶剤を補給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクの粘度を測
定し、インクの粘度または濃度を調整するインク物性制
御装置を備えたインクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】インク粘度調整処理を行なう従来の装置
としては、特開平5−338201号公報に記載のもの
がある。ノズルにインクを供給する主インク容器の初期
液面レベルを液面センサで検知しておき、一定時間後に
低下した液面レベルと初期液面レベルとの差分が印字で
消費したインク量と揮散した溶剤量に相当する。インク
の使用量は印字によるものであるから、印字に用いたイ
ンク粒子の数を計数しておくことにより、インク消費量
を確定できる。インク粘度が規定範囲内なら、インク消
費量分のインクをインク容器に補給し、その後溶剤を初
期レベルまで補給することによりインク容器の濃度を一
定に保つようにしている。温度変化でインク粘度が変化
し、ノズルより噴出するインク流速が変化すると、文字
高さが変化するので粘度値をある一定範囲に保つ必要が
ある。そこでインク粘度値が規定値よりも高くなる場合
は、溶剤のみの補給かインクの補給量に対して溶剤の補
給量を多くする補給制御が行われ、インク濃度を薄める
ことにより、インク粘度を低粘度化する。逆にインク粘
度値が規定値よりも低くなる場合は、インクのみの補給
か、またはインクの補給量を多くして溶剤の補給量を少
なくする補給制御が行われ、インク濃度を濃くすること
により,インク粘度を高粘度化する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、低
粘度化する場合に溶剤のみの補給かインクの補給量に対
して溶剤の補給量を多くする補給制御が行われるが、イ
ンク使用量が多い場合、インク使用量に依存した多量の
溶剤をインク容器に補給することになるので、インク粘
度を規定範囲を超えて低下させてしまう問題がある。例
えばインク容器の10%を超えてインクを使用すると、
そのインク使用量分の溶剤をインク容器に補給するの
で、インク濃度が10%以上薄まってしまう。インクジ
ェットプリンタで用いるインクでは、インク濃度が10
%変化するとインク粘度は20%以上変化してしまう。
インク濃度が10%変化すると印字したドットが目視に
おいて認識でき、インク粘度が20%以上変化するとド
ットが大きくなってしまう問題がある。インク容器をイ
ンク使用量の影響を小さくするため大容量化する方法も
考えられるが、装置の大型化に繋がる弊害がある。
【0004】本発明の目的は、粘度測定装置を備え、イ
ンク粘度の補正精度がよいインク物性制御方法を有した
インクジェット記録装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第一の手段はインクを満たしたインク容器と、イン
ク容器内のインク量を検知(または検出)する手段と、
印字に使用したインク粒子を数える手段(または印字に
使用したインク量を検出する手段)と、インク容器にイ
ンクを供給する手段と、インク容器に溶剤を供給する手
段と、インク容器内のインク粘度を測定する手段を有す
るインクジェット記録装置において、測定したインク粘
度が既定値よりも高い場合、印字に使用したインク量か
ら所定値(または一定値α)を減じた量のインクをイン
ク容器に補給し、揮散した溶剤量(消失した溶剤量が揮
散した溶剤量と考えられる)に一定値αを加えた量の溶
剤をインク容器に補給するようにしたものである。第二
の手段は、インクを満たしたインク容器と、インク容器
内のインク液面を検知(または検出)する手段と、印字
に使用したインク粒子を数える手段(または印字に使用
したインク量を検出する手段)と、インク容器にインク
を供給する手段と、インク容器に溶剤を供給する手段
と、インク容器内のインク粘度を測定する手段を有する
インクジェット記録装置において、測定したインク粘度
が既定値よりも高い場合,印字に使用したインク量から
所定値(または一定値α)を減じた量のインクをインク
容器に補給し、その後インク液面を検知するまで、溶剤
をインク容器に補給するようにしたものである。第三の
手段は,インクを満たしたインク容器と、インク容器内
のインク粘度を測定する手段、インク粘度を補正する手
段を有するインクジェット記録装置において、インク粘
度の規定範囲を少なくとも2つ以上有し、測定したイン
ク粘度が第一既定値を超える場合、インク粘度補正処理
を第二既定範囲に切り替えてインク粘度補正処理を行な
い、第二既定範囲内に到達後、第一既定範囲に切り替え
てインク粘度補正処理を行なうようにしたものである。
第四の手段は、第三の手段において第二規定範囲が第一
既定範囲に含まれるようにしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施形態について図
面に従って説明する。まず図5にインクジェット記録装
置の概観を示す。制御系や循環系を収納した本体600
とインクを噴出し粒子を作成するノズルを有するヘッド
部610と本体600とヘッド部610の循環系と制御
系を結ぶケーブル620で構成されている。本体600
には、ユーザが印字内容や印字仕様等の入力及び制御内
容や装置運転状況等の表示が可能なタッチパネル式の液
晶パネルがある。
【0007】次に本体600の内部構成について図6を
用いて説明する。本体600上部には制御基盤640等
の電気系部品が配置されている。本体下部680には、
電磁弁650、ポンプユニット655等の循環系制御部
品が配置されており、660には粘度計17や、ノズル
に供給するインクを貯めたインク容器1、溶剤を貯めた
溶剤容器30、補給用インクを貯めた補給インク容器2
8が納められている。ふた670は、開閉可能で、イン
ク容器や溶剤容器、粘度計がふた670側に引き出せる
ようになっており、インク、溶剤の補給、廃棄、および
粘度計のメンテナンスが容易にできる。また粘度計17
は落下時間を調整できるように、取付け角度が調整でき
るようになっている。
【0008】次にインクジェット記録装置のインク循環
系の概略構成について図8を用いて説明する。インク供
給経路21は、インクを貯めておくインク容器1、流路
の開閉を行う電磁弁33、インクを圧送するポンプ2、
インク圧力を調節する調圧弁3、供給インクの圧力を表
示する圧力計4、フィルタ5から成り、ノズル6にイン
クを供給する。帯電電極7には、記録信号源(図示せ
ず)が接続されており、帯電電極7に記録信号電圧を印
加することによって、ノズル6より規則的に噴射するイ
ンク粒子8を帯電する。上部偏向電極9には高電圧源
(図示せず)が印加され、下部偏向電極10は接地され
ている。そのため上部偏向電極9と下部偏向電極10と
の間に静電界が形成されており、帯電したインク粒子8
はその帯電量に応じて偏向され、印字が行われる。イン
ク回収経路22は、ガタ−11、フィルタ12、ポンプ
14から成り、帯電電極7で帯電されない記録に関与し
ないインク粒子8を回収し、インク再利用するために容
器1へを戻す。
【0009】粘度計測経路24は、ポンプ32、電磁弁
18、フィルタ34、粘度計17からなり、粘度計17
に容器1の液体を電磁弁18を開くことによりフィルタ
34を介して供給する。溶剤補給経路26は、希釈液と
してインクの溶剤を貯めた容器30、ポンプ31、電磁
弁29からなり、電磁弁29を開くことにより溶剤を容
器1に供給する。コントローラ35は,電磁弁18,2
7,29,33と粘度計17に接続されており、粘度計
17の出力値により、インク調整制御を行なう。インク
補給経路37は、インクを貯めた補給インク容器28、
電磁弁27からなり、インクをインク容器1に補給する
時は、電磁弁33を閉じ、電磁弁27を開くことにより
インクをノズル6経由でインク容器1に供給する。
【0010】次に粘度計17の構成について図8を用い
て説明する。プランジャ42は磁性材料でできており、
シリンダ41内をシリンダ41の軸方向に移動すること
が可能である。本実施例では、シリンダ41は非磁性材
料であるSUS304、プランジャ42はSUS430、プランジャ
長を35mmとした。シリンダ41内は液体が満たされ、
下端でブロック49に押さえ板44で固定され、上端に
は継ぎ手が接続できるようにねじ部52がある。シリン
ダ41の上部には、流路を絞ったストッパ42があり、
プランジャ42の移動をストッパ42とシリンダ下端面
51との間に制限している。本実施例では移動距離を2
0mmとした。シリンダ41の外部には、コイル43、コ
イル43の軸方向の位置を調整するスペーサ48、コイ
ル41をねじにより固定するコイル押さえ47がある。
コイル43は、通電することにより電磁場を発生するこ
とができる。プランジャ42はコイル43の電磁場内に
常に包含されるように配置されているので、コイル42
に通電するとストッパ50の位置まで移動し、保持され
る。ブロック49には、容器1からの液体をシリンダ4
1に供給する経路と接続する継ぎ手53、シリンダ41
に接触するように配置された温度センサ54、プランジ
ャ42の下端を検出するプランジャ検出器45が設置さ
れている。本実施例では、温度センサ54にはサーミス
タ、プランジャ検出器45には渦電流式の近接センサを
使用した。プランジャ検出器45には,超音波センサや
機械式の接触センサでもよい。また透明な液体であれば
光センサでもよい。さらにプランジャ42が磁化してい
ればホール素子も利用可能である。
【0011】次に粘度計17の動作方法について図9を
用いて説明する。ステップ400でポンプ32を駆動す
る。ステップ405で電磁弁18を開き、容器1の液体
を粘度計17に導く。ステップ410で液体を十分に攪
拌しながら供給し、所定時間に達した時、ステップ41
5で電磁弁18を閉じて粘度計17への液体供給を停止
する。次にステップ420で粘度計17のコイル43に
通電を行なうことにより、粘度計17のプランジャ42
を所定の位置まで引き上げる。ステップ425でシリン
ダ41内の流れが安定するのを待つ(約10秒)。ステッ
プ430で粘度計17に取り付けた温度センサ54で液
体の温度を測定する。次にステップ435でコイル43
の通電をオフにすると同時に、タイマー370で計数を
開始する。そのときプランジャ42は落下を始める。ス
テップ440では、シリンダ41の下端51に達し、プ
ランジャ検出器45がオンになると同時に、タイマー3
70で計数を停止する。ステップ445では、タイマー
370で計測値をCPU300に入力し、プランジャ4
2の落下時間が求められる。ステップ450では、落下
時間の測定回数が判断され、所定の回数に達するまでス
テップ435からの処理を再び行なう。
【0012】次にインク調整制御装置のコントローラ3
5の回路構成について図10を用いて詳細に説明する。
CPU300は、本実施例のインクジェット記録装置の
制御を司る中央演算処理装置である。ROM310は、
CPU300が動作するのに必要なプログラムや制御デ
ータを記憶する読み出し専用のメモリである。RAM3
05は、プログラム実行途上でCPU300が扱うデー
タ等を一時的に記憶する書き換え可能なメモリである。
バスライン380はCPU300からのデータ、アドレ
ス信号、コントロール信号全てを含む信号ラインであ
る。インターフェース回路315は、データ、アドレス
信号、コントロール信号等の入出力を仲介する。ポンプ
制御回路320は、ポンプ31,32,33の駆動制御
を行う。電磁弁制御回路340は、電磁弁18,27,
29の開閉の動作制御を行う。コイル制御回路330
は、粘度計17のコイル43への通電のオン・オフの制
御を行なう。プランジャ検出器45は、プランジャ42
の検出有無の信号をインターフェース回路315を介し
てCPU300に入力する。粘度計17の温度センサ5
4の信号は、A/D変換器355、インターフェース回
路315を介してCPU300に入力する。インク容器
1の液面を検知するレベルセンサ55の信号は、インタ
ーフェース回路315を介してCPU300に入力す
る。タイマー370は、クロック発生器371、分周回
路372、カウンタ回路373で構成される。分周回路
372はクロック発生器371から出力される信号を分
周する。カウンタ回路373は、CPU300の命令に
より分周回路372で分周された信号を計数し、CPU
300でプランジャ42の移動時間を求める。またCP
U300の命令によりリセットが可能で、分周回路37
2の分周割合は、CPU300の命令により変更ができ
る。
【0013】次に、インク粘度調整の方法について図1
から図4を参照しながら説明する。上述した粘度計17
の動作によるプランジャ42の落下時間の測定が終了す
ると、ステップ700の粘度算出処理に移行する。ここ
で、プランジャ42の落下時間と粘度の関係は、図10
に示すように、線形の関係にあるので、プランジャ42
の落下時間tfを求めることにより粘度η0を算出するこ
とができる。図11に示す落下時間と粘度の関係は、デ
ータテーブルとしてRAM305にあらかじめ記憶して
ある。
【0014】次にステップ705でインクの許容濃度D
max, Dminを設定する。本実施例では、初期インクの濃
度D0=100%とし、許容濃度の初期設定値をDmax=
105%,Dmin=95%と設定した。次にステップ71
0〜725で前回のインク粘度調整処理を調べる。前回
インク粘度が許容値より高いと判断され、低濃度化処理
を行った場合は、ステップ715でDmax=100%と
設定する。前回インク粘度が許容値より低いと判断さ
れ、高濃度化処理を行った場合は、ステップ725でD
min=100%と設定する。前回インク粘度が許容範囲
内であった場合は、初期値であるDmax=105%,Dmi
n=95%の設定となる。
【0015】次にステップ735で、インク温度Tでの
上限粘度ηmax、下限粘度ηmin、中心粘度η0を求め
る。濃度、粘度、温度の関係を図12のようにあらかじ
め求めておけば、上限粘度ηmaxは上限濃度Dmaxから、
下限粘度ηminは下限濃度Dminから、中心粘度η0は中
心濃度D0から求まる。
【0016】次にステップ740で、測定粘度η0と上
限粘度ηmaxを比較する。η0≧ηmaxの場合、粘度が高
い(濃度が濃い)と判定し、ステップ745の低濃度化
処理に移行する。η0<ηmaxの場合、ステップ755に
進み、測定粘度η0と下限粘度ηminを比較する。ηmin
≧η0の場合、粘度が低い(濃度が薄い)と判定し、ス
テップ755の高濃度化処理に移行する。ηmin<η0の
場合、ステップ760に進み、正常補給(ドットカウン
ト)処理を行う。
【0017】次に図4を用いて、図1のステップ760
の正常補給処理について説明する。ステップ860でイ
ンク容器1の液面レベルをレベルセンサ55にて確認す
る。液面レベルが初期レベルに達していれば正常補給処
理を終了する。液面レベルが初期レベルに達していない
場合、ステップ865に移行し、補給インク粒子数を決
定する。補給インク粒子数N0は前回のインク調整処理
から印字に使用したインク粒子の数である。ステップ8
70で電磁弁33を閉じ、電磁弁27を開くと同時に、
ステップ875でノズル6より噴出するインク粒子の数
N1を数える。N1がN0に達すると、ステップ890
に移行し、電磁弁27を閉じ、電磁弁33を開くことに
よりインク容器1へのインク補給を停止する。次にステ
ップ895で電磁弁29を開き、インク容器1に溶剤を
補給する。この処理はステップ900でレベルセンサ5
5がインク容器1の液面を検知するまで行われる。液面
が検知した時、ステップ905に移行して、電磁弁29
をとじることにより溶剤補給を停止し、正常補給処理7
60を終了する。
【0018】次に図2を用いて、図1のステップ745
の低濃度化処理について説明する。ステップ770でイ
ンク容器1の液面レベルをレベルセンサ55にて確認す
る。液面レベルが初期レベルに達していれば低濃度化処
理を終了する。液面レベルが初期レベルに達していない
場合、ステップ775に移行し、使用インク粒子数N2
とあらかじめ設定された制限粒子数αを比較する。使用
インク粒子数N2は前回のインク調整処理から印字に使
用したインク粒子の数である。本実施例では制限粒子数
αは、インク容器1内のインク量の2%に相当する粒子
数とした。このように設定することにより溶剤の最大補
給量は揮散量とインク容器1内のインク量の2%相当と
の合計値となり、溶剤による薄めすぎを防止できる。N
2≦αの場合、インク容器1にインクの補給は行わず、
ステップ805に移行し、溶剤のみの補給を行う。N2
>αの場合、ステップ780に移行し、補給インク粒子
数N3を決定する。補給インク粒子数N3は、N2からα
を差し引いたものである。次にステップ785から80
0で、インク補給処理を行う。ステップ785で電磁弁
33を閉じ、電磁弁27を開くと同時に、ステップ79
0でノズル6より噴出するインク粒子の数N4を数え
る。N4がN3に達すると、ステップ800に移行し、電
磁弁27を閉じ、電磁弁33を開くことによりインク容
器1へのインク補給を停止する。次にステップ805か
ら820で溶剤補給を行う。ステップ805で電磁弁2
9を開き、インク容器1に溶剤を補給する。この処理は
ステップ810でレベルセンサ55がインク容器1の液
面を検知するまで行われる。液面が検知した時、ステッ
プ815に移行して、電磁弁29をとじることにより溶
剤補給を停止し、高濃度化処理745を終了する。
【0019】次に図3を用いて、図1のステップ755
の高濃度化処理について説明する。まずステップ830
でインク容器1の液面レベルをレベルセンサ55にて確
認する。液面レベルが初期レベルに達していれば高濃度
化処理を終了する。液面レベルが初期レベルに達してい
ない場合、ステップ835に移行し、電磁弁33を閉
じ、電磁弁27を開くことにより、補給インク28のイ
ンクを初期レベルに達するまで行う。ステップ840で
レベルセンサで液面を検知するとステップ845に移行
し、電磁弁27を閉じ、電磁弁33を開くことによりイ
ンク補給を停止し、高濃度化処理755を終了する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、インクの消費量が多い
場合でも、溶剤の補給量を制限するように制御されてい
るので、インク濃度を薄めすぎることがなく、安定した
印字が可能となる。またインクが許容範囲の中心値にイ
ンクの濃度を補正するため、粘度計の測定ばらつきによ
る誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるインク制御の濃度判定
動作フローである。
【図2】本発明の一実施例であるインク制御の低濃度化
処理の動作フローである。
【図3】本発明の一実施例であるインク制御の高濃度化
処理の動作フローである。
【図4】本発明の一実施例であるインク制御の正常補正
処理の動作フローである。
【図5】本発明の一実施例であるインクジェット記録装
置の外観図である。
【図6】本発明の一実施例であるインクジェット記録装
置の本体の構成図である。
【図7】本発明の一実施例であるインク循環系の構成図
である。
【図8】本発明の一実施例である粘度測定装置の断面図
である。
【図9】本発明の一実施例である粘度測定装置の動作フ
ローである。
【図10】本発明の一実施例であるインク制御装置の回
路構成図である。
【図11】本発明の一実施例である粘度と落下時間の相
関図である。
【図12】本発明の一実施例である温度と粘度と濃度の
相関図である。
【符号の説明】
1…インク容器、2…ポンプ、6…ノズル、7…帯電電
極、8…インク粒子、9…偏向電極、11…ガター、1
7…粘度計、28…補給インク容器、30…溶剤容器、
35…粘度コントローラ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 芳治 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 日 立ホーム・アンド・ライフ・ソリューショ ン株式会社多賀事業所内 (72)発明者 宮尾 明 茨城県日立市東多賀町一丁目1番1号 日 立ホーム・アンド・ライフ・ソリューショ ン株式会社多賀事業所内 Fターム(参考) 2C056 EB20 EB32 EB50 EC21 EC43 EC64

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを満たしたインク容器と、インク容
    器内のインク量を検知する手段と、印字に使用したイン
    ク粒子を数える手段と、インク容器にインクを供給する
    手段と、インク容器に溶剤を供給する手段と、インク容
    器内のインク粘度を測定する手段を有するインクジェッ
    ト記録装置において、 測定したインク粘度が既定値よりも高い場合、印字に使
    用したインク量から所定値を減じた量のインクをインク
    容器に補給し、揮散した溶剤量に前記所定値を加えた量
    の溶剤をインク容器に補給することを特徴とするインク
    ジェット記録装置。
  2. 【請求項2】インクを満たしたインク容器と、インク容
    器内のインク量を検出する手段と、印字に使用したイン
    ク量を検出する手段と、インク容器にインクを供給する
    手段と、インク容器に溶剤を供給する手段と、インク容
    器内のインク粘度を検出する手段を有するインクジェッ
    ト記録装置において、 検出したインク粘度が既定値よりも高い場合、印字に使
    用したインク量から予め設定した所定値を減じた量のイ
    ンクをインク容器に補給し、消失した溶剤量に前記所定
    値を加えた量の溶剤をインク容器に補給することを特徴
    とするインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】インクを満たしたインク容器と、インク容
    器内のインク液面を検知する手段と、印字に使用したイ
    ンク粒子を数える手段と、インク容器にインクを供給す
    る手段と、インク容器に溶剤を供給する手段と、インク
    容器内のインク粘度を測定する手段を有するインクジェ
    ット記録装置において、 測定したインク粘度が既定値よりも高い場合、印字に使
    用したインク量から所定値を減じた量のインクをインク
    容器に補給し、その後インク液面を検知するまで、溶剤
    をインク容器に補給することを特徴とするインクジェッ
    ト記録装置。
  4. 【請求項4】インクを満たしたインク容器と、インク容
    器内のインク粘度を測定する手段、インク粘度を補正す
    る手段を有するインクジェット記録装置において、 インク粘度の規定範囲を少なくとも2つ以上有し、測定
    したインク粘度が第一既定値を超える場合、インク粘度
    補正処理を第二既定範囲に切り替えてインク粘度補正処
    理を行ない、第二既定範囲内に到達後、第一既定範囲に
    切り替えてインク粘度補正処理を行なうことを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
  5. 【請求項5】請求項4に記載のインクジェット記録装置
    において、第二規定範囲は第一既定範囲に含まれること
    を特徴とするインクジェット記録装置。
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