JP2004130577A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク粒子を連続的に噴出するインクジェット記録装置に関し、特に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係わる。
【0002】
【従来の技術】
インク粒子を連続的に噴出するインクジェット記録装置には、インクの粘度を測定し、その粘度または濃度を制御する機能を有するものがある。粘度を測定する装置としては、例えば、ボールの落下させて粘度を測定するものや、ボールに代わる落下物として円筒部材を用いるもの等がある。これらは、インクの充満したシリンダ内で上部から落下物を自由落下させ、その落下に要する時間をセンサ等で検出する。その落下の時間の大きさによって粘度値を算出する。(例えば、特許文献1参照)
【特許文献1】
特開平5−60676号公報(第4頁、第1図)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、粘度値を決定付けるのは落下物の落下時間である。落下速度が大きく落下時間が小さい場合は、実際のインク粘度の変化に対する検出値の変化量が少ないため精度が悪くなる。そこで、ある程度の落下時間とするために、落下物と、その落下をガイドするシリンダとの寸法ギャップを小さくしてインクの抵抗を大きくし落下速度を小さくする手段がとられている。
【0004】
しかし、寸法ギャップを小さくすればそのギャップの大きさの差に対して落下時間が大きく影響を受けるようになる。よって、落下物とシリンダ間のギャップは一定に保ちたいが、継続して落下させた場合に摩耗により寸法変化し、ギャップ寸法が経時的に大きくなる可能性がある。また、故障等により修理を行った場合、部品を交換するとギャップ寸法が従来と異なってしまい、落下時間に影響を与えることが考えられる。また、落下物とシリンダの寸法ギャップの個体差は避けられない。
【0005】
本発明の目的は、上記の問題点に対処し、インク粘度を精度良く行い、良好な印字を安定的に行えるインクジェット記録装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前述課題は、インクジェット記録装置の内部に構成する粘度測定装置が校正可能であり、さらにインクジェット記録装置本体に搭載したままユーザーによって操作できるようにすれば、任意に校正することができ、解決することが出来る。さらに、前記操作がキー入力により行えるようにすれば操作性も良い。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、各図面にしたがって説明する。
【0008】
まず、図2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上部には液晶ディスプレイ兼タッチパネル630を有するタッチパネル式液晶ディスプレイ630は、制御内容や装置運転状況等の表示を行うと同時に、ユーザーが印字内容や印字仕様等の入力を行うことが出来る。
【0009】
次に、本体600の内部構成について図3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600下部のA部には、電磁弁650や、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、B部には粘度測定器17や、インクを貯めた容器、溶剤を貯めた容器が納められている。ドア670は、図3のように開閉可能で、インク容器や溶剤容器、粘度測定器17がドア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、および粘度測定器17のメンテナンスが容易にできる。
【0010】
次に、インク循環系の概略構成について図4を引用して説明する。インク供給経路21は、インクを貯めておく容器1、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で帯電されず記録に関与しないインク粒子8を回収し、インクを再利用するために容器1へ戻す。
【0011】
粘度測定装置用インク経路24は、ポンプ32、電磁弁18、フィルタ34、粘度測定器17からなり、粘度測定器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26aは、希釈液としてインクの溶剤を貯めた容器30a、ポンプ31a、電磁弁29aからなり、電磁弁29aを開くことにより溶剤を容器1に供給し、容器1のインク濃度を希釈する。またインク補給経路26bは、100%濃度のインクもしくは濃縮したインクを貯めた容器30b、ポンプ31b、電磁弁29bからなり、電磁弁29bを開くことにより容器30b内のインクを容器1に供給し、容器1のインク濃度を高濃度化する。高濃度化は、溶剤が揮散することだけでも図れるので、インク補給経路26aはなくとも良い。
【0012】
次に、粘度測定器17の構成および動作原理の一実施例について図5を用いて説明する。プランジャ700は磁性材料でできておりSUS430等である。プランジャ700は、シリンダ701内をシリンダ701の軸方向に移動することが出来る。シリンダ701は、非磁性材料でできており例えばSUS304である。シリンダ701内には、インクが満たされており両端は粘度測定装置用インク経路24につながっている。シリンダ701の外周には、電磁コイル702がある。電磁コイル702は通電することにより電磁場を発生することができ、プランジャ700を引き上げることができる。引き上げられたプランジャ700はストッパ703の端部に接触するとその位置に保持される。電磁コイル702の通電を切断するとプランジャ700は落下し落下最下面704に到達する。落下最下面704の下部にはプランジャ700の下端を検出できるプランジャ検出器705がある。電磁コイル702の通電切断からプランジャ検出器705がプランジャ700を検出するまでの時間を測定しこれを落下時間とする。
【0013】
前述のように、シリンダ701内にはインクが満たされているのでプランジャ700の外周とシリンダ701の内面にできるギャップにはインクが存在し、そのインクの抵抗を受けながらプランジャ700が落下する。インクの粘度が異なれば抵抗が異なり落下時間に差を生み粘度差を測定できるのである。また、温度センサ706をシリンダ701内のインク温度を検出すべく設置しておき、落下時間測定時のインク温度を検出しておく。
【0014】
前述は落下時間を測定する動作を説明したが、引上げ時間を測定することでも検出できる。この時は、電磁コイル702に通電してからストッパ703に到達する時間を測定する。プランジャ検出器705はストッパ703付近に設置すれば良い。
【0015】
次に、インク調整制御装置のコントローラ(図示せず)の回路構成について図6を用いて説明する。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。RAM305は、プログラム実行途上でCPU300が扱うデータ等を一時的に置きか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。インターフェイス回路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31a,31b,32の駆動制御を行う。電磁弁制御回路340は、電磁弁18,29a,29bの開閉の動作制御を行う。電磁コイル制御回路330は、インク粘度測定器17の電磁コイル702への通電のオン・オフ制御を行う。プランジャ検出器705は、プランジャ700の検出有無の信号を、インターフェイス回路315を介してCPU300に入力する。インク粘度測定器17の温度センサ706の信号は、A/D変換器355、インターフェイス回路315を介してCPU300に入力する。インク容器1の液面を検出するレベルセンサ40の信号は、インターフェイス回路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、CPU300でプランジャ700の移動時間を求める。またCPU300の命令によりリセットが可能で、分周回路372の分周割合は、CPU300の命令により変更ができる。
【0016】
次に、粘度測定器17の校正について図1を用いて説明する。粘度測定器17の校正は、まず本体600上の液晶ディスプレイ兼タッチパネル630に表示の校正キー100のキー入力でスタートする。作業者の操作は、このキー入力のみである。キー入力を受けつけるとインク粘度測定動作に移行する。
【0017】
この時、測定に使用するインクはインクジェット記録装置の据付け時であれば新品のインクである。据付け時に行う校正では新品インクが基準インク101となる。新品インクであればインク温度が解れば粘度値は決定されている。インク温度は温度センサ706で検出しているので基準インク101の現在の粘度値は算出でき、これを基準インク粘度値と呼ぶことにする。そして、インク粘度測定器17の落下時間データt0102とこの基準粘度値によって基準インク粘度値を落下時間データt0で除することで係数を算出する。
【0018】
インクジェット記録装置の稼働中のインク粘度測定は、制御部から測定命令103が発せられた時に行い、その時の本体インク104での落下時間データt105と前述で決定している係数を乗することで現在粘度値を算出する。算出した現在粘度値と校正時の基準インク粘度値を比較し、インクの粘度の高低を判断し、基準インク粘度値に近づくようにポンプ31aと電磁弁29a、もしくはポンプ31bと電磁弁29bを制御している。この制御によればインクは常に校正した時に使用したインクに物性を合わせようとする。
【0019】
インク粘度測定器17のプランジャ700やシリンダ701は、寸法公差を持っており複数のインク粘度測定器17を製造すれば当然プランジャ700外周とシリンダ701内面とのギャップには、寸法のばらつきが生じる。このギャップが落下時間に影響を与えるため、寸法のばらつきは、そのまま粘度測定値のばらつきにつながる。しかし、前述したように校正を行えば、インク粘度測定器17が製造時に個々に個体差を持っていても個々の個体にて係数を決定するため個体差を問題としない。また、これから稼動するインクジェット記録装置に使用する現物インクの未使用状態にて校正しそれを基準とするため、初期的な良好な印字が行えるインク物性に常に管理される。
【0020】
ここまでは、インクジェット記録装置の現地据付けで校正した場合について記述したが、校正はいかなる時でも任意に行うことができる。例えば粘度測定器17の修理を行い一部の部品を交換した場合、その時点で校正を行えば前述ギャップ寸法が変化しても問題が無い。この時、インクを新品に交換して行えば正確に校正できるが、インクジェット記録装置内にある使用中のインクにて校正を行った場合、この使用中のインクが基準インク101となってしまい、本来の基準インク粘度値と校正に使用したインクの実際粘度値に差がある可能性があるが、そのインクにて良好な印字が行えているのであれば、そのインク物性になるよう制御していくので問題は無い。インクジェット記録装置の稼働が、ある一定の時間経過する毎に校正を行えば、プランジャ700やシリンダ701やストッパ703の経時的寸法変化があったとしてもその寸法変化後のインク粘度測定器での係数を決定するので何ら問題は無い。
【0021】
このように、インクジェット記録装置にインク粘度測定器17を搭載したまま、タッチパネル630の校正キー100の入力のみで校正が行えるので、現地据付け時や、その後のユーザーやサービスマンによっての操作も簡単であり、短時間で実行できる。
【0022】
以上のような、インク粘度測定器17を校正する手段を有すれば、インク粘度を精度よく検出および制御でき、良好な印字を安定的に行える。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、容易にインク粘度測定器の校正を行うことができ、インク粘度を精度よく検出および制御でき、良好な印字を安定的に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる粘度測定器の校正を表すブロック図。
【図2】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置の外観図。
【図3】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置本体の構成図。
【図4】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置の循環系の外略図
【図5】本発明の一実施例にかかる粘度測定器の構成図。
【図6】本発明の一実施例にかかるインク調整装置の回路構成図。
【符号の説明】
1…容器、2…ポンプ、3…調圧弁、4…圧力計、5…フィルタ、6…ノズル、7…帯電電極、8…インク粒子、9…上部偏向電極、10…下部偏向電極、11…ガター、12…フィルタ、14…ポンプ、17…粘度測定器、21…インク供給経路、22…インク回収経路、24…粘度測定装置用インク経路、26a…溶剤補給経路、26b…インク補給経路、29a…電磁弁、29b…電磁弁、30a…容器、30b…容器、31a…ポンプ、31b…ポンプ、40…レベルセンサ、100…校正キー、101…基準インク、102…落下時間データt0、103…測定命令、104…本体インク、105…落下時間データt、300…CPU、305…RAM、310…ROM、315…インターフェイス回路、320…ポンプ制御回路、330…電磁コイル制御回路、340…電磁弁制御回路、355…A/D変換器、370…タイマー、371…クロック発生器、372…分周回路、373…カウンタ回路、600…本体、610…ヘッド部、620…ケーブル、640…制御基板、650…電磁弁、655…ポンプユニット、670…ドア、700…プランジャ、701…シリンダ、702…電磁コイル、703…ストッパ、704…落下最下面、705…プランジャ検出器、706…温度センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus for continuously ejecting ink particles, and more particularly to an ink jet printer having an ink physical property control device for measuring the viscosity of ink and adjusting the viscosity or density of the ink.
[0002]
[Prior art]
Some ink jet recording apparatuses that continuously eject ink particles have a function of measuring the viscosity of ink and controlling the viscosity or density. Examples of the device for measuring the viscosity include a device for measuring the viscosity by dropping a ball, and a device using a cylindrical member as a falling object instead of the ball. In these, a falling object is allowed to freely fall from above in a cylinder filled with ink, and the time required for the falling is detected by a sensor or the like. The viscosity value is calculated based on the time of the fall. (For example, see Patent Document 1)
[Patent Document 1]
JP-A-5-60676 (page 4, FIG. 1)
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above prior art, it is the falling time of a falling object that determines the viscosity value. When the falling speed is large and the falling time is short, the accuracy is deteriorated because the amount of change in the detected value with respect to the actual change in ink viscosity is small. Therefore, in order to reduce the falling time to some extent, a measure is taken to reduce the dimensional gap between the falling object and the cylinder that guides the falling object to increase the resistance of the ink and reduce the falling speed.
[0004]
However, when the dimensional gap is reduced, the drop time is greatly affected by the difference in the size of the gap. Therefore, the gap between the falling object and the cylinder is desired to be kept constant, but when continuously dropped, the dimension changes due to abrasion, and the gap dimension may increase with time. In addition, when repair is performed due to a failure or the like, if the parts are replaced, the gap size differs from the conventional one, which may affect the drop time. In addition, individual differences in the dimensional gap between the falling object and the cylinder are inevitable.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus which addresses the above problems, performs ink viscosity with high accuracy, and can stably perform good printing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned problem can be arbitrarily calibrated if the viscosity measuring device configured inside the ink jet recording device can be calibrated and further operated by a user while being mounted on the main body of the ink jet recording device. Can be done. Further, operability is good if the operation can be performed by key input.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0008]
First, FIG. 2 shows an overview of the ink jet recording apparatus. It comprises a
[0009]
Next, the internal configuration of the
[0010]
Next, a schematic configuration of the ink circulation system will be described with reference to FIG. The ink supply path 21 includes a container 1 for storing ink, a
[0011]
The viscosity measuring
[0012]
Next, an embodiment of the configuration and operation principle of the viscosity measuring
[0013]
As described above, since the ink is filled in the
[0014]
Although the operation of measuring the falling time has been described above, it can also be detected by measuring the pulling time. At this time, the time from when the
[0015]
Next, a circuit configuration of a controller (not shown) of the ink adjustment control device will be described with reference to FIG. The
[0016]
Next, calibration of the
[0017]
At this time, the ink used for the measurement is a new ink when the ink jet recording apparatus is installed. In calibration performed at the time of installation, new ink becomes the
[0018]
The ink viscosity measurement during the operation of the ink jet recording apparatus is performed when a
[0019]
The
[0020]
Up to this point, the case where the calibration has been performed on the site of the inkjet recording apparatus has been described, but the calibration can be arbitrarily performed at any time. For example, when the
[0021]
As described above, since the calibration can be performed only by inputting the
[0022]
If the means for calibrating the ink
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the calibration of the ink viscosity measuring device can be easily performed, the ink viscosity can be accurately detected and controlled, and good printing can be stably performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing calibration of a viscosity measuring device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an external view of an inkjet recording apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an ink jet recording apparatus main body according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram of a circulation system of the ink jet recording apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration diagram of a viscosity measuring device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit configuration diagram of an ink adjustment device according to one embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Pump, 3 ... Pressure regulating valve, 4 ... Pressure gauge, 5 ... Filter, 6 ... Nozzle, 7 ... Charging electrode, 8 ... Ink particle, 9 ... Upper deflection electrode, 10 ... Lower deflection electrode, 11 ... Gutter, 12: Filter, 14: Pump, 17: Viscometer, 21: Ink supply path, 22: Ink recovery path, 24: Ink path for viscosity measuring device, 26a: Solvent supply path, 26b: Ink supply path, 29a ... solenoid valves, 29 b ... solenoid valves, 30a ... vessel, 30b ... container, 31a ... pumps, 31b ... pump, 40 ... level sensor, 100 ...
Claims (5)
インク粘度測定器の校正は、インクジェット記録装置の使用者が行うことの出来る手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。In claim 1,
An ink jet recording apparatus comprising means capable of calibrating an ink viscosity measuring device by a user of the ink jet recording apparatus.
インク粘度測定器の校正は、インクジェット記録装置本体に搭載した状態で行うことを特徴とするインクジェット記録装置。In claim 1 or 2,
An ink jet recording apparatus characterized in that calibration of an ink viscosity measuring device is performed while the ink viscometer is mounted on an ink jet recording apparatus main body.
インク粘度測定器の校正は、インクジェット記録装置の操作パネル上からのキー入力により行うことを特徴とするインクジェット記録装置。In any one of claims 1 to 3,
An ink jet recording apparatus, wherein calibration of the ink viscosity meter is performed by key input from an operation panel of the ink jet recording apparatus.
インク粘度測定器の測定値から粘度値を算出するための係数は、基準インクを充填してインク粘度測定器を動作させたときの測定値を基準とし決定していることを特徴とするインクジェット記録装置。In any one of claims 1 to 4,
A coefficient for calculating a viscosity value from a measured value of an ink viscosity meter is determined based on a measured value obtained when the ink viscosity meter is operated with a reference ink filled therein. apparatus.
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