JP2007062071A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、インクと溶剤（補力液）の補充調整が容易に行なわれるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ガターに捕らえられたインク粒子がインクを文字や画像の形成に再利用するために戻されて入る主インクタンクと、文字や画像の形成に費やされた分量の補充インクを主インクタンクに補充するインク補充手段と、揮発した分量の補充補力液を主インクタンクに補充する補力液補充手段とを有し、主インクタンク内に溜まるインク液量を検知する液量検知手段とを有し、液量検知手段は上、中、下を含む複数の液面レベルが検知でき、かつ検知する液面レベルが環境温度に応じて選択されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、産業用インクジェット記録装置に係わり、特にインク粒子作成に好適なインク粘度調整に関する。

一般に帯電制御方式のインクジェット記録装置においては、ノズルより噴出したインク粒子の均一性が文字品質に大きな影響をする。この文字品質の安定を図るために、メインインクタンク内にインク濃度を制御するための一つのインク液面検知センサを配置して、印字に使用したインクと同じ量のインクをサブインク容器内からメインインクタンク内に補充し、大気中に揮散した補力液を補力液タンク内からメインインクタンク内にインク液面センサが検知するまで補充することでインク濃度を一定にする方法がある。

また、インク粒子の生成はインクの粘性に関係する。その粘度は温度に関係する。温度が変化しても所定の粘度が保たれるようにインク濃度を調整することは、特開２００４−６６４９９号公報（特許文献１）に示されている。

特開２００４−６６４９９号公報

上記特許文献１によれば、インクジェット記録装置の運転に伴い、インク容器内のインクが減少するとともにインク濃度が増す方向に変化して来る。備えられているインク（１００％濃度のインクもしくは濃縮インク）と、希釈用の溶剤（補力液）の補充を行なう。

この補充では、所定の粘度になるように粘度計で粘度を計測しながら入れるインクと溶剤（補力液）を調整しながら入れられる。

この補充するインクと溶剤（補力液）の調整作業は難しく、所定の粘度に保たれないとインク粒子の生成を損ねる。

本発明は、上記の問題に鑑み、インクと溶剤（補力液）の補充調整が容易に行なわれるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明は、ガターに捕らえられたインク粒子がインクを文字や画像の形成に再利用するために戻されて入る主インクタンクと、文字や画像の形成に費やされた分量の補充インクを主インクタンクに補充するインク補充手段と、揮発した分量の補充補力液を主インクタンクに補充する補力液補充手段とを有し、主インクタンク内に溜まるインク液量を検知する液量検知手段とを有し、液量検知手段は上、中、下を含む複数の液面レベルが検知でき、かつ検知する液面レベルが環境温度に応じて選択されることを特徴とする。

本発明によれば、メインインクタンク内にインク粘度を制御するための複数個のインク液面検知センサを各々液面検知高さが異なるように配置し、この複数個のインク液面検知センサは、インク温度または周囲温度に対応したインク液面検知センサが選ばれるようになっていて、インク粘度をほぼ一定に制御することにより、安定した文字を印字することが出来、また使用環境温度を広範囲にすることが出来る効果がある。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１から図３に本発明の一実施例に係わるインクジェット記録装置の概略配管図とメインインクタンク内の液面検知センサ配置図、インク温度とインク粘度及び液面高さの関係を示す。

本発明の構成について説明する。

メインインクタンク１内にインク２ａが充填されており、インク２ａと供給弁３、供給ポンプ４、メインフィルタ５、調圧弁６、噴出弁７、ノズル８は、それぞれインク供給管９で接続されている。

またインク粒子１０を回収するためのガター１１と回収ポンプ１２、メインインクタンク１は、インク回収管１３で接続されている。

サブインク容器１４内にインク２ｂが充填されており、インク２ｂと補給弁１５、供給弁３、供給ポンプ４は、インク補給管１６で接続されている。

文字や画像の形成に使われたインクの補充は、サブインク容器１４、インク補給管１６、補給弁１５、供給ポンプ４、メインフィルタ５、調圧弁６、噴出弁７、ノズル８、ガター１１、インク回収管１３、回収ポンプ１２を介してメインインクタンク１内に行なわれる。このインクの補充を行なう系統をインク補充手段と言う。

補力液タンク１７内に補力液１８が充填されており、補力液１８と補力液ポンプ１９、補力弁２０、補力液タンク１７は、それぞれ補力液補給管２１で接続されている、またメインインクタンク１は、排気管２２と接続されている。

揮散した補力液（溶剤液を含む）の補充は、補力液タンク１７、補力液ポンプ１９、補力弁２０、補力液補給管２１を介してメインインクタンク１内に行なわれる。この補力液の補充を行なう系統を補力液補充手段と言う。

主インクタンク１のインク、および補力液の補充は、文字や画像の形成に費やされたインク粒子の総数と同量のインクと、揮散した量に見合う補力液とで賄なわれる。

メインインクタンク１内には、低温時レベルセンサ２２、中温時レベルセンサ２３、高温時レベルセンサ２４がそれぞれ異なった高さに配置されて、導電線で制御基板（図示せず）に接続されている。

この高、中、低のレベルセンサを含めて液量検知手段と言う。

次に動作について説明する。

メインインクタンク１内のインク２ａ液面が液量検知手段の中温時レベルセンサ２３の位置まで充填されたインク２ａは、噴出弁７を開くことにより、供給ポンプ４によりインク供給管９を通りメインフィルタ５で不純物が除去され、調圧弁６により任意の圧力に調圧され、ノズル８に供給される。

この供給されたインクは、ノズル８内の振動子（図示せず）の振動により液柱に腹と節を作り、ノズル８の先端より噴出し、インクの表面張力によりインク粒子１０が生成される。

このインク粒子１０は、帯電電極（図示せず）により文字情報に合った電荷量が帯電されて、偏向電極（図示せず）により偏向し、被印字物（図示せず）に印字する。また印字に使用されないインク粒子１０は、ガター１１に入り、回収ポンプ１２によりメインインクタンク１に回収される。

温度検知機（温度）（図示せず）により、インク温度または周囲温度が検知される。インク温度または周囲温度を含めて環境温度と言う。

中温度範囲２５の最下点２８よりも低い低温度範囲２６の場合は、液量検知手段の低温時レベルセンサ２２が選択される。

そして、補力液ボトル１７内の補力液１８を補力ポンプ１９で補力弁２０を開いてメインインクタンク１内の低温時レベルセンサ２２の位置までインク液面が到達するまで補給する。到達後は低温時レベルセンサ２２でインク液面が一定になるようにコントロールする。

また、インク温度または周囲温度が中温度範囲２５の最上点２９よりも高い高温度範囲２７の場合は、液量検知手段の高温時レベルセンサ２４が選択される。

そして、ガター１１からインクの混じったエアーを回収ポンプ１２でメインインクタンク１に送り込むことにより、インクに含まれる補力液を揮散させてメインインクタンク１内の高温時レベルセンサ２４の位置までインク液面が到達するまで補力液１８の補給はしない。

到達後は高温時レベルセンサ２４でインク液面が一定になるようにコントロールする。コントロール方法は従来と同様に、印字に使用したインクと同量のインクをサブインク容器１４内のインク２ｂをメインインクタンク１内に補給し、揮散した補力液分は、補力液タンク１７内の補力液１８をメインインクタンク１内に補給する。

主インクタンク１のインク、および補力液の補充は、文字や画像の形成に費やされたインク粒子の総数と同量のインクが主インクタンク１に入れられ、注入している補力液が前記液量検知手段の液面レベルに達したところで注入終了にする。

図４に示すようにメインインクタンク１と送風機３０を接続し、メインインクタンク１内にエアーを送り込む。或いはメイン容器１内のエアーを吸い出すことにより、インク液面が高温時レベルセンサ２４の位置までの到達時間を短くすることが出来る効果がある。

送風機３０は、補力液分を積極的に揮散させるので、揮散手段と言う。

安定した文字を印字するためには、インク温度の変化に対してインクの噴出速度の変化を小さくすることである。

なぜなら、安定した文字を印字するためには好適なインク粒子の作成であり、この粒子の作成には粒子化定数が影響する。この粒子化定数はインクの噴出速度の関数にある。インク噴出速度はインクの粘度が低いと小さく粘度が高いと大きくなる。

インク温度の変化に対してもインク粘度をほぼ一定になるように制御することは、インク噴出速度もほぼ一定になり、使用温度も広範囲で安定した文字を印字することが可能である。

次にその他の実施例について、図５から図７を用いて説明する。

図５は、他の実施例の配管図でメインインクタンク１、粘度計３１、攪拌弁３２、攪拌ポンプ３３は、攪拌チューブ３４で接続されている。

図６は、他の実施例１のメインインクタンク内の液面レベルセンサ（液量検知手段）の配置図で高さ位置の異なる複数のレベルセンサ３５，３６，３７が配置されている。

粘度計３１でインク２ａの粘度を測定し、中程度の粘度範囲内の場合はレベルセンサＢ３６が選択され、レベルセンサＢ３６の液面高さで制御される。

中程度の粘度範囲よりも低い場合は、インクに含まれる補力液を回収ポンプ１２或いは送風機３０でインク液面をレベルセンサＣ３７まで揮散させてインク粘度を高くする。

この積極的な揮散により、中程度の粘度範囲内にして、レベルセンサＣ３７で液面高さを制御する。

インク粘度が中程度の粘度範囲よりも高い場合は、補力容器１７内の補力液１８をレベルセンサＡ３５の位置まで補給しインク粘度を低くし中程度の粘度範囲内にして、レベルセンサＡ３５で液面高さを制御する。

以上の方法でも使用環境温度も広範囲で安定した文字を印字することが出来る効果がある。

又、図７は他の実施例２のメインインクタンク内の液面レベルセンサの配置図で１つのレベルセンサ３８が配置されている。１つのレベルセンサ３８は、複数の液面レベルを検知できる検知部を有する。

粘度計３１でインク２ａの粘度を測定し、中程度の粘度範囲内であればレベルセンサ３８で液面高さが一定になるようにして粘度を制御する。

インク粘度が中程度の粘度範囲よりも低い場合にはインクの含まれる補力液を回収ポンプ１２あるいは送風機３０で揮散させ、液面を下げてインク粘度を高くして中程度の粘度範囲内に入るようにする。

インク粘度が中程度の粘度範囲よりも高い場合には、補力容器１７内の補力液１８を補給し液面を上げてインク粘度を低くし中程度の粘度範囲内に入るようにする。

以上の方法でも使用環境温度も広範囲で安定した文字を印字することが出来る効果がある。

本発明装置に係わる実施例の概略配管系統図。 本発明装置に係わる実施例で、メインインクタンク内の液面検知センサ配置図。 本発明装置に係わる実施例で、インク温度とインク粘度及び液面高さの関係を示す図。 本発明装置に係わる実施例で、短時間粘度制御の概略配管系統図。 他の実施例に係わるもので、概略配管系統図。 他の実施例に係わるもので、メインインクタンク内の液面検知センサ配置図。 他の実施例に係わるもので、メインインクタンク内の液面高さを示す図。

符号の説明

１…メインインクタンク、２ａ，２ｂ…インク、３…供給弁、４…供給ポンプ、５…メインフィルタ、６…調圧弁、７…噴出弁、８…ノズル、９…インク供給管、１０…インク粒子、１１…ガター、１２…回収ポンプ、１３…インク回収管、１４…サブインク容器、１５…補給弁、１６…インク補給管、１７…補力液タンク、１８…補力液、１９…補力ポンプ、２０…補力弁、２１…補力液補給管、２２…低温時レベルセンサ、２３…中温時レベルセンサ、２４…高温時レベルセンサ、２５…中温度範囲、２６…低温度範囲、２７…高温度範囲、２８…最下点、２９…最上点、３０…送風機、３１…粘度計、３２…攪拌弁、３３…攪拌ポンプ、３４…攪拌チューブ、３５…レベルセンサＡ、３６…レベルセンサＢ、３７…レベルセンサＣ、３８…レベルセンサ。

Claims (10)

1. 生成されるインク粒子を噴出するノズルと、
   噴出された前記インク粒子に文字や画像の信号を帯電させる帯電電極と、
   帯電された前記インク粒子を偏向させるための偏向電極と、
   文字や画像の形成に用いられない前記インク粒子を捕らえるガターと、
   前記ガターに捕らえられた前記インク粒子がインクを文字や画像の形成に再利用するために戻されて入る主インクタンクと、
   文字や画像の形成に費やされた分量の補充インクを前記主インクタンクに補充するインク補充手段と、
   揮発した分量の補充補力液を前記主インクタンクに補充する補力液補充手段とを有し、
   前記主インクタンク内に溜まるインク液量を検知する液量検知手段とを有し、
   前記液量検知手段は上、中、下を含む複数の液面レベルが検知でき、かつ検知する液面レベルが環境温度に応じて選択されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 生成されるインク粒子を噴出するノズルと、
   噴出された前記インク粒子に文字や画像の信号を帯電させる帯電電極と、
   帯電された前記インク粒子を偏向させるための偏向電極と、
   文字や画像の形成に用いられない前記インク粒子を捕らえるガターと、
   前記ガターに捕らえられた前記インク粒子がインクを文字や画像の形成に再利用するために戻されて入る主インクタンクと、
   文字や画像の形成に費やされた分量の補充インクを前記主インクタンクに補充するインク補充手段と、
   揮発した分量の補充補力液を前記主インクタンクに補充する補力液補充手段とを有し、
   前記主インクタンク内に溜まるインクの液量を検知する液量検知手段と、
   前記液量検知手段は上、中、下を含む複数の液面レベルが検知でき、かつ検知する液面レベルが主インクタンクのインク粘度に応じて選択されることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
   前記液量検知手段は、前記複数の液面レベルに対応する複数の液量検知センサを有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１または２記載のインクジェット記録装置において、
   前記液量検知手段は、複数の液面レベルを検知できる検知部を有する一つの液量検知センサにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１または２記載のインクジェット記録装置において、
   前記主インクタンク内のインクに含まれる補力液を積極的に揮散させる揮散手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 請求項５記載のインクジェット記録装置において、
   前記揮散手段は送風機であることを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記環境温度を検知する温度計を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 請求項２記載のインクジェット記録装置において、
   前記主インクタンク内のインク粘度を検知する粘度計を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
9. 請求項１〜８記載された何れのインクジェット記録装置において、
   前記主インクタンクのインク、および補力液の補充は、
   文字や画像の形成に費やされたインク粒子の総数と同量のインクと、揮散した量に見合う補力液とで賄うことを特徴とするインクジェット記録装置。
10. 請求項１〜８記載された何れのインクジェット記録装置において、
    文字や画像の形成に費やされたインク粒子の総数と同量のインクが前記主インクタンクに入れられ、注入している補力液が前記液量検知手段の液面レベルに達したところで注入終了にすることを特徴とするインクジェット記録装置。

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