JP2007313809A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの濃度の製造時ばらつきが有る場合、またはインク濃度が急変した場合でも、常に最適な励振電圧を出力することにより、インク粒子が作成できるインクジェット記録装置の制御方法を提供する。
【解決手段】電気信号を機械振動に変化する素子を固定し、機械振動によりインクを粒子化するノズル部１とインクの粘度を検出する粘度検出器１５と、電気信号とインクの粘度の対照表である粘度−励振電圧テーブル１９備え、電気信号をインク粘度により制御するインクジェット記録装置。
【選択図】図１

Description

本発明は荷電制御型インクジェット記録装置の励振電圧調整方法に関する。

インクジェットプリンタ（以下ＩＪＰと略す）は、製品に製造ロット番号や製造日、賞味期限などの日付を印字する装置である。

そのうち、荷電量制御型ＩＪＰはポンプで加圧、圧送されたインクを周期的な振動を加えることにより粒子化させ、粒子化したインクを帯電、偏向させることにより文字を形成する装置である。

インクに周期的な振動を与える手段としては、電気信号（以下励振電圧とする。）を機械振動に変換する圧電素子を用いることがある。

圧電素子はインクをインク流にするオリフィスを固定したノズルに締結することによりインクに振動を与える。インクを粒子化するには適当な振動を与えることが必要である。振動量が少ない、または多い場合、インクは粒子化しないかもしくはサテライトを発生する。発生したサテライトはインク粒子に正常な帯電を与えることが出来ず、印字ができない。そこで、適当な振動量を決定するため、励振電圧を制御する必要がある。励振電圧の制御パラメータとして、インク温度がある。

インクの温度と励振電圧は負の相関があるので、インク毎に各温度毎の励振電圧テーブルをＩＪＰの記憶部に備えることにより最適値を与えることが出来る。

一方、インクの濃度は、インク流の粒子化状態、印字後のインク塗膜性能、印字色が変化するため常に一定になるように管理されている。

ＩＪＰは印字に不要なインク粒子は回収して再利用する。インク粒子回収時、周囲の空気と同時に取り込むので、ＩＪＰ本体の排気口より排気とともにインクの溶媒蒸気が排出される。

したがって、高い蒸気圧を持つ溶媒を用いたインクほどインク濃度が高くなりやすい。

そこで、ＩＪＰはインクの濃度を管理する機構を備えている。インク濃度を管理する方式としてインク容器内の液面レベルの検出、非検出により、溶媒を添加する方法やインク粘度を直接計測し、粘度検出値により溶媒またはインクを添加する方法がある。これらの管理方法はインク濃度が高い場合、所定の溶媒を添加することによりインクを薄め、従来の濃度に保つ。しかし、インク濃度が低い場合、特別に用意された高濃度のインクを添加しない限り、印字に使用したインク分と揮発した分以上にインクを添加することが出来ない。したがって、濃度が急激に低下した場合は、直ちに元の状態に復帰させることは難しい。これに対処する方法としては、薄まり時にエアポンプにより空気をインク容器に圧送してインク溶媒分の揮散を促す方法がある。

特開平１１−７８０５９号公報

最適な励振電圧は、粘度値に依存する。温度と粘度との間には負の相関があるため、通常は温度を検知することにより、最適な励振電圧に制御することが出来る。しかし、インクの濃度の製造時ばらつきが有る場合、またはインク濃度が急変した場合、ＩＪＰのインク容器内のインク濃度が復帰するまで電気信号を最適値にすることができない。本発明の目的は、インク濃度が急変しても、常に最適な電気信号値に設定することができるＩＪＰの制御方法を提供する。

本発明は、インク粘度検出器を備えたＩＪＰにおいて、インク粘度値により励振電圧を制御することを特徴とする。

本発明によれば、インク温度によらず直接インク粘度値により励振電圧を制御するのでインク濃度変化による粘度変化時においても最適な励振電圧に設定することが出来る。

本発明の実施の形態例を図を用いて説明する。

図１は本発明の実施形態に関わるＩＪＰの概略構成を示す。制御装置１２は励振電圧発生回路１１を制御する。励振電圧発生回路１１はノズル部１に取り付けられた圧電素子（図示せず）に所定の励振電圧を印加する。インク容器７のインクは供給ポンプ１０により圧送され減圧弁９により、所定の圧力に調整される。弁８を開放するとインクはノズル部１におくられ、ノズル部１の吐出部であるオリフィス（図示せず）から噴出する。噴出したインク流２はインクの表面張力によりやがてインク粒子１８になる。このインク粒子１８は帯電部３を通過中に帯電される。帯電回路（図示せず）は印字する文字の大きさによりに帯電量を変化させる。帯電されたインク粒子１８は偏向部４にいたる。偏向部は上下２枚の電極からなり、片方は接地され、もう一方は高電圧が印加されている。それにより電極間で静電界が形成され、帯電したインク粒子１８はその帯電量に応じて偏向される。偏向されたインク粒子１８は印字方向に移動している印字物（図示せず）着地し、文字となる。印字に使用されなかったインク粒子１８はガター５により捕捉される。補足されたインク粒子１８は回収ポンプ６により吸引されインク容器７に戻る。

制御装置１２は温度検出器１３で検出された温度とインク毎の温度-励振電圧値により励振電圧を決定する。温度検出器１３はインクの温度を直接はかる場合と周囲温度をインクの温度として検出する方法がある。インク温度と励振電圧は負の相関があり、インク温度が高くなるとインク粘度が低くなるため、インク流２が粒子化しやすくなり、最適な励振電圧は低くなる。励振電圧の低下度はインク固有であり、励振電圧の決定は温度-振電圧テーブル１４を参照し制御装置１２で決定され、励振電圧発生回路１１は応じた励振電圧を発生する。

インク温度はインク粘度と負の相関があるためインク温度を検出することはインク粘度を間接的に測定していることと同義である。しかし、インク粘度を直接監視しているわけではないので、インク濃度は常に一定値、望ましくは濃度100％の状態に管理されていることが理想である。

そこで、インク粘度検出器１５はインク濃度の制御に利用される。インク容器７から粘度検出器供給ポンプ１７によってインクが粘度検出器１５に供給される。粘度検出器弁１６を閉じ、粘度を測定する。粘度検出器の原理はボールを落下して落下時間を測定する方式、回転体のずり抵抗を測る方式などを用いても良いが、粘度値と相当の出力を得られる粘度検出器であればよい。検出された粘度値は温度検出器１３より測定された温度値とインク毎に求められた温度-粘度テーブル（図示せず）と比較される。温度値により求められたインク粘度値より粘度検出器１３の値が高い場合はインクが濃いと判断し、インク溶媒を添加する。また、その逆の場合はインクを添加し、インク容器７内の濃度を管理する。ここで、インクが薄いと判断した場合、インクを添加するのであるが、インクは初期の充填時は濃度100％であり、仮に濃度が90％となった場合は、インクをインク容器７の容量以上に添加することが出来ないので、インクの使用量すなわち、印字数が少ない場合、濃度を元に戻すまでに時間がかかる。

インク濃度が低下すると、ノズル部１の抵抗が減少し、インク流量が増加するためインク流２が長くなる。通常インク流２の長さの変動は帯電部３の長さを長くすることで対応できる。しかし、帯電部３の長さはインク粒子１８の飛行距離の増加させる。インク粒子１８の飛行距離の増加は、空気抵抗、その他のじょう乱を受けやすいため、インク粒子１８の印字物着弾位置のずれを招く。着弾位置のずれは見かけ上の文字のゆがみにつながり、印字の品質が低下する。また、ノズル部１、帯電部３、偏向部４、ガター５を備える印字ヘッド（図示せず）の全長も長くなるため印字ヘッドをコンパクトにする設計が困難になる。

図２に本発明のフローを示す。

ステップ２０で粘度検出器１５は粘度を測定する。ステップ２１で制御装置１２は粘度検出器１５のデータから粘度値を算出する。ステップ２２で算出した粘度値より制御装置１２は粘度-励振電圧変換テーブル１９より、励振電圧を決定する。

さらに、粘度-励振電圧テーブル１９について図３を用いて説明する。

このグラフの横軸は粘度ηであり、縦軸は励振電圧である。テーブルはインクＩ１とインクＩ２では同じ粘度でも励振電圧が異なる。これらの差はインク固有である。したがって、ＩＪＰにインクを入れたときにはインク種別をあらかじめ設定しておく必要がある。

本発明の実施例であり、ＩＪＰの概略構成と回路ブロック図。 本発明の実施例であるフローチャート。 本発明の実施例である粘度と励振電圧の関係を示すグラフ。

符号の説明

１…ノズル部、２…インク流、３…帯電部、４…偏向部、５…ガター、６…回収ポンプ、７…インク容器、８…インク供給弁、９…減圧弁、１０…供給ポンプ、１１…励振電圧発生回路、１２…制御装置、１３…温度検出器、１４…温度-励振電圧テーブル、１５…粘度検出器、１６…粘度検出器弁、１７…粘度検出器ポンプ、１８…インク粒子、１９…粘度-励振電圧変換テーブル。

Claims (1)

1. 電気信号を機械振動に変化する素子と前記素子を固定し、機械振動によりインクを粒子化するノズルとインクの粘度を検出する手段と、前記電気信号とインクの粘度の対照表を備え、前記電気信号はインクの粘度により制御さ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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