JP2016193498A - インクジェット記録装置およびそれに用いるインク粘度の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
インク粘度が印字可能な粘度範囲を外れた場合に、印字可能な粘度まで戻す制御を行ない印字乱れなどを防止するインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】
インクを貯留するための主インク容器と、インクをインク粒子として吐出し被印字物に印字を行うノズルと、インク容器からノズルにインクを供給するインク供給流路と、ノズルより吐出したインク粒子のうち印字に使用しないインク粒子をエアと共に回収するガターと、ガターで回収したインク粒子をインク容器に回収するインク回収流路と、インク容器に接続され溶剤ガスを主インク容器から排出する溶剤ガス排出流路と、溶剤ガス排出流路内にて温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離する気液分離器とを備え、気液分離器から吸引したエアを主インク容器に供給し該主インク容器内の溶剤ガスを排出することでインクを濃縮する構成とする。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特にインク粘度の制御方法に関するものである。

本技術分野の背景技術として、特開２０１４−３４１４２号公報（特許文献１）がある。この特許文献１に記載された、いわゆるコンティニュアス方式のインクジェット記録装置においては、ノズルよりインクを噴出させ、印字に用いるインク粒子にのみ帯電電極で帯電させ、帯電されたインク粒子を偏向電極で飛翔方向を偏向させて印字を行い、印字に用いないインク粒子はガターに吸引されて回収され、再度印字に用いるものである。ガターにおいては、インク粒子を吸引して回収する際に周囲の空気も同時に吸引する。吸引された空気は、インク容器内に送られ続けるため、インク容器内から機外へ排出するか、若しくは電磁弁で流路を切り替えて印字ヘッド内の気液分離器に供給する構成をとっている。

また、特開２００４−６６４９９号公報（特許文献２）がある。この特許文献２に記載されたインクジェット記録装置においては、環境温度が変化した場合に印字に用いるインクの濃度を変化させ、ノズルから噴出されるインクの粒子化が良好となり印字可能なインク粘度範囲に制御する構成をとっている。

特開２０１４−３４１４２号公報 特開２００４−６６４９９号公報

例えば、特許文献１及び特許文献２に記載のいわゆるコンティニュアス方式のインクジェット記録装置においては、インク噴出を停止させる時にノズルから溶剤を噴出させて、ノズル及びインク回収経路を洗浄して運転を停止させる方式が用いられている。

顧客によっては、インクジェット記録装置の稼働頻度が低く、短時間運転及び洗浄停止を繰り返すことでインクが溶剤で薄まり、インク粘度が低くなる場合がある。

そのような場合、印字可能なインク粘度範囲を外れてしまうため印字乱れなどのトラブルに繋がる可能性がある。そのため、可能な限り早くインクを濃縮して印字可能なインク粘度値に戻すことが必要になる。この観点において、特許文献１及び特許文献２では考慮されていない。

本発明の目的は、インク粘度値が印字可能なインク粘度範囲を外れた場合に、可能な限り早く印字可能な粘度値まで戻す制御を行うことで、印字乱れなどのトラブルを防止することができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、装置本体に収納されているインクを貯留する主インク容器と、インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うノズルと、インク容器からノズルにインクを供給するインク供給流路と、ノズルより吐出したインク粒子のうち、印字に使用しないインク粒子をエアと共に回収するガターと、ガターで回収したインク粒子をインク容器に回収するインク回収流路と、インク容器に接続され溶剤ガスを主インク容器から排出する溶剤ガス排出流路と、溶剤ガス排出流路内にて温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離する気液分離器とを備えたインクジェット記録装置であって、気液分離器から吸引したエアを主インク容器に供給し該主インク容器内の溶剤ガスを排出することでインクを濃縮する構成とする。

本発明によれば、インク粘度値が印字可能なインク粘度範囲を外れた場合に、可能な限り早く印字可能な粘度値まで戻す制御を行うことで、印字乱れなどのトラブルを防止することができるインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明に係るインクジェット記録装置の本体および印字ヘッドの斜視図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の基本動作を示す斜視図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の印字ヘッド外観を示す斜視図である。 本発明の実施例におけるインクジェット記録装置の経路構成図である。 本発明の実施例における主インク容器の縦断面図である。 本発明の実施例におけるインクジェット記録装置の機能ブロック図である。 本発明の実施例におけるインク粘度制御フローである。 本発明の実施例における通常の印字動作が行われている時のインク、エア、溶剤の流れを示す流体経路図である。 本発明の実施例における印字動作が行われていて溶剤ガスを機外に排出している時のインク、エア、溶剤の流れを示す流体経路図である。 本発明の実施例における印字動作が行われていて気液分離機からエアを吸い込んでいる時のインク、エア、溶剤の流れを示す流体経路図である。 本発明の実施例における各運転条件での溶剤消費量を示す図である。 本発明の実施例における各温度での溶剤消費量を示す図である。

以下において、本実施例につき図面を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

まず、装置外観の構成について説明する。図１はインクジェット記録装置５００を示す斜視図である。インクジェット記録装置５００には、外部には操作表示部３が備えられた本体１と印字ヘッド２が備えられており、本体１と印字ヘッド２は導管４で接続されている。

次に、図２を用いてインクジェット記録装置５００の動作原理について説明する。図２において、インク容器１８内のインク７Ａはポンプ２５に吸引、加圧されてインク柱７Ｂとなってノズル８から吐出される。ノズル８には、電歪素子９が備えられており、インクに所定の周波数で振動を加えてノズル８から吐出されるインク柱７Ｂを粒子化するようになっている。これにより生成されるインク粒子７Ｃの数は，電歪素子９に印加する励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。インク粒子７Ｃは、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極１１にて印加することで電荷を与えられるようになっている。

帯電電極１１で帯電させられたインク粒子７Ｃは、偏向電極１２間の電界中を飛翔している間、帯電量に比例した力を受けて偏向し、印字対象物１３へ向かって飛翔して着弾する。その際、インク粒子７Ｃは帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが印字対象物１３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となり、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。

印字に使用されなかったインク粒子７Ｃは偏向電極１２間を直線的に飛翔して、ガター１４により捕捉された後に経路を経由して、主インク容器１８に回収される。
次に、インクジェット記録装置５００の実際の使用状態の一例を図３に示す。インクジェット記録装置５００は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、本体１は使用者が操作できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を給送される印字対象物１３に近接できる位置に設置される。

ベルトコンベア１５などの生産ライン上には給送速度に係わらず同じ幅で印字するために、給送速度に応じた信号をインクジェット記録装置５００に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置５００に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは本体１内の図示しない制御部に接続されている。

エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部がノズル８から吐出されるインク粒子７Ｃへの帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子７Ｃを印字対象物１３へ付着させて印字を行うようになっている。

次に、印字ヘッド２の構成について図４を用いて説明する。図４は印字ヘッド２に印字ヘッドカバー５２が装着された状態を示している。印字ヘッド２の内部には、インク粒子を噴出するノズル８と、印字するインク粒子に帯電する帯電電極１１と、インク粒子を偏向する偏向電極１２と、非印字インク粒子を回収するガター１４が一直線上に配置されている。また、ノズル８の横には、図示しないが、気液分離器５３を設置している。５２Ａは印字するインク粒子が飛び出す開口部である。気液分離器については後で詳細に説明する。

図５は、インクジェット記録装置５００の全体的な経路構成を示す説明図である。まず、本実施例のインクジェット記録装置５００のインク供給経路について説明する。図５において、本体１には、循環するインク７Ａを保持する主インク容器１８が備えられている。主インク容器１８は、経路２０１を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ａに接続されており、電磁弁２２Ａは経路２０２を介して合流経路２９１に接続されている。合流経路２９１は、経路２０３を介してインク７Ａを吸引、圧送するために使用されるポンプ（供給用）２４に接続されている。そして、ポンプ（供給用）２４は経路２０４を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（供給用）２８に接続されている。

フィルタ２８は、経路２０５を介してポンプ（供給用）２４から圧送されたインク７Ａを印字するために適正な圧力に調整する減圧弁３３に接続されており、減圧弁３３は経路２０６を介してノズルに供給されるインク７Ａの圧力を測定する圧力計３１が備えられている。

圧力計３１は、導管４内を通る経路２０７を介して印字ヘッド２内に備えられ、インク７Ａを吐出する吐出口を備えたノズル８に接続されている。
ノズル８吐出口の直進方向には、印字に使用されないために帯電、偏向されずに直進的に飛翔するインク粒子７Ｃを捕捉するためのガター１４が配置されている。
次に本実施例のインクジェット記録装置５００のインク回収経路について説明する。ガター１４は、導管４内を通る経路２１１を介して本体１内に配置されているインク中に混入している異物を除去するフィルタ（回収用）３０と接続されており、フィルタ（回収用）３０は、経路２１２を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ｂに接続されている。電磁弁２２Ｂは経路２１３を介してガター１４により捕捉されたインク粒子７Ｃを吸引するポンプ（回収用）２５と接続されている。

ポンプ（回収用）２５は、経路２１４を介して合流経路２９２に接続され、合流経路２９２は、経路２１５を介して主インク容器１８と接続されている。

次に本実施例のインクジェット記録装置５００のインク補給経路について説明する。本体１には、補充用のインクを保持する補助インク容器１９が備えられており、補助インク容器１９は、経路２２１を介して経路の開閉を行う電磁弁２２Ｃに接続されている。そして、電磁弁２２Ｃは、経路２２２を介して合流経路２９１に接続されている。

次に本実施例のインクジェット記録装置５００のインク循環経路について説明する。印字ヘッド２内に備えられたノズル８には、インク供給用の経路２０７の他に導管４内を通る経路２２５を介して本体１内に備えられ、流路の開閉を行う電磁弁２２Ｄに接続されている。

電磁弁２２Ｄは、経路２２６を介してノズル８からのインクの吸引を行うポンプ（循環用）２６に接続され、ポンプ（循環用）２６は、経路２２７を介して合流経路２９２に接続された構成となっている。

次に本実施例のインクジェット記録装置５００の粘度測定経路について説明する。主インク容器１８内のインク７Ａの粘度を把握するために、粘度測定器２１が設けられている。粘度測定器２１の一次側の流路には、経路２３２を介してインク７Ａ中に混入している異物を除去するフィルタ（粘度測定用）３４に接続されており、フィルタ（粘度測定用）３４は、経路２３１を介して主インク容器１８に接続されている。

粘度測定器２１の二次側の流路には、経路２３３を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｅに接続されており、電磁弁２２Ｅは、経路２３４を介して経路２２６と合流する合流経路２９３に接続されている。

次に本実施例のインクジェット記録装置５００の溶剤補給経路について説明する。本体１には、溶剤補給用の溶剤を保持する溶剤容器２０が備えられており、溶剤容器２０は、経路２３６を介して溶剤を吸引、圧送するために使用されるポンプ（溶剤用）２７に接続されている。ポンプ（溶剤用）２７は、経路２３７を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｆに接続されており、電磁弁２２Ｆは、経路２３８を介して主インク容器１８と接続されている。

次に本実施例の排気経路、および溶剤ガス循環経路について説明する。主インク容器１８は、経路２４６を介して流路の開閉を行うために電磁弁２２Ｈに接続されており、電磁弁２２Ｈは、導管４内を通る経路２４８を介して印字ヘッド２内に設置された気液分離器５３に接続されている。

気液分離器５３の液出口管は、導管４内を通る経路２５０を介して本体１内に設置され、流路の開閉を行うための電磁弁２２Ｊに接続されており、電磁弁２２Ｊは、経路２４４を介して経路２２６と合流する合流経路２９４に接続されている。

次に本実施例の主インク容器について説明する。図６は本発明の一実施例に係る主インク容器１８の断面図を示している。図６において、主インク容器１８は、インク７Ａを保持する液貯留部６１と、液貯留部６１を密閉するための蓋の役割を有する容器蓋６２とを備えている。容器蓋６２は、経路２０１と接続され、先端が液貯留部６１に保持されたインク７Ａに浸漬している吸引パイプ６３と、経路２４６と接続され先端が図示しない電極（オーバーフローセンサ用）より上部にある排気パイプ６４と、インク回収経路２１５に接続される回収パイプ６５と、溶剤補給経路２３８と接続された溶剤補給パイプ６６とを備えている。

また、容器蓋６２は、先端が液貯留部６１に保持されたインク７Ａに浸漬している電極（ＧＮＤ）６７と、先端が液面レベルＢを示す７７Ｂに配置されたレベル２電極６９と、先端が液面レベルＢの下方に設置されており液面レベルＣを示す７７Ｃに配置されたレベル３電極７０と、先端が液面レベルＢを示す７７Ｂの上方に設置されており液面レベルＡを示す７７Ａに配置されたレベル１電極６８と、を備えている。このような構成により、電極６７,６８，６９，７０は、主インク容器１８内の液体が内部に保持されるのに適正な量である基準液面レベルに達しているか否かを検知する液面センサとして働き、図示していないが例えば検流計などを用い、電極に接続された電線から２本を選択して検流計に接続し、電流の有無により導通状態をみることができる。すなわち電極間のインクの有無をチェックできる。

次に、本実施例の制御系について説明する。図７にインクジェット記録装置５００の機能ブロック図を示す。インクジェット記録装置５００には、例えばＭＰＵを備える制御部３００が備えられており、制御部３００はバスライン３０１を介して、操作表示部３、ノズル８、帯電電極１１、偏向電極１２、エンコーダ１６、印字センサ１７、粘度測定器２１、電磁弁２２Ａ〜Ｋ、ポンプ２４〜２７、減圧弁３０、液面センサ６７,６８，６９，７０及び記録部３０２等の各部を制御するようになっている。

記録部３０２には、インクジェット記録装置５００を制御するためのプログラムが格納されており、制御部３００はこのプログラムに基づいてインクジェット記録装置５００を構成する各部位を制御するようになっている。

記録部３０２には、印字を行うためのインクの適正なインク粘度、すなわち印字を行うにあたっての上限値（η max）及び下眼値（η min）が記録されている。

インクジェット記録装置においては、ノズルから吐出するインクの粘度を印字が適正に行うことができる範囲内に制御する必要があり、適正な範囲から外れたインク粘度になると、ノズルから吐出したインクが粒子化する位置が変化したり、インク粒子が均一な形状に粒子化しないなどの現象が発生して、インク粒子に所望の帯電量を与えることができず、適正な印字結果を得ることができない。

そこで、上記現象の発生を避けるため、インクジェット記録装置においては、インク粘度を調整し、所定範囲のインク粘度に維持する手段が必要となる。

本実施例のインクジェット記録装置５００においては、インクの濃度が溶剤で薄まってしまった場合、通常稼働中では溶剤消費量が少ないため、インクの濃度を正常値に戻すまで時間がかかってしまう。そこで、インクの粘度を測定した時に規定値以下の場合には、一時的に溶剤消費量を増加させ、インクの濃度を正常な値に戻す制御（インク高粘度化制御）を行う。

また、インクジェット記録装置は本体１内部に温度センサを備えており、測定した値を元にインク高粘度化制御方法を決める。 次に、本実施例によるインクジェット記録装置５００の運転動作について説明する。

図９は、本実施例によるインクジェット記録装置５００において、印字操作が行われている時、すなわちノズル８からインク噴出が行われている時（以降、運転条件Ａと称する）におけるインク流れおよびエア流れを太線で示す流体経路図である。図９において、印字動作が行われている運転動作中においては、電磁弁２２Ａが通電されて流路を開放し、インク供給流路４０１に示すように、主インク容器１８に貯留されたインク７Ａがポンプ（供給用）２４を稼動することによりノズル８に供給される。ここで、インク供給流路４０１のインク流量は、例えばノズル８の穴径が６５［μｍ］でノズル８へのインク供給圧力が０．２５０［ＭＰａ］の場合は、約３．５［ｍｌ／分］となる。

また、インク回収経路においては、電磁弁２２Ｂが通電されて流路を開放し、インク回収流路４０２に示すように、印字に使用されなかったインク粒子７Ｃが、ポンプ（回収用）２５を稼動することによりガター１４から主インク容器１８に回収され、インクを装置内で循環させる動作を行っている。ここで、インク回収流路４０２では、ノズル８から吐出されたインク粒子７Ｃ（約３．５［ｍｌ／分］）と、印字に使用されたインク粒子（仮に、０．５［ｍｌ／分］とする）の場合、差分の約３．０［ｍｌ／分］（＝３．５−０．５）のインクがガター１４から回収されることになる。また、インク回収流路４０２では、ガター１４からインクと共に吸い込んだエアが流れている。これは、印字ヘッド２内のガター１４と、本体１内のポンプ（回収用）２５を接続する経路２１１が４［ｍ］程度あり、インクのみを吸引しようとすると負荷が大きくなり、吸引できずにインクがガター１４から溢れてしまうからである。そのため、ガター１４からインクを吸引する時は、エアを約１５０［ｍｌ／分］吸引するようにしている。つまり、インク回収流路４０２は、インク（例えば、約３．０［ｍｌ／分］）とエア（例えば、約１５０［ｍｌ／分］）が共に混じった気液混合の状態で流れている。

インクジェット記録装置５００に使用されるインク７Ａは、印字後すぐに乾燥することが求められており、インク７Ａの溶媒には、揮発性の高い溶剤（例えば、メチルエチルケトン、アセトン、エタノール、等）が使用される。インク７Ａに揮発性の高い溶媒を用いているために、インク回収流路４０２を流れるエアには、飽和蒸気濃度に近い溶剤蒸気が溶け込む。さらに、本体１の温度上昇による主インク容器１８の温度分、エアの中に溶剤蒸気が溶け込むことになる。

次に図９において、溶剤ガス循環流路４０３、液回収流路４０５、溶剤ガス供給流路４０４について説明する。

液回収経路２５０においては、電磁弁２２Ｊが通電されて流路を開放し、液回収流路４０５に示すように、気液分離器５３に流入した液がポンプ（循環用）２６を稼動することにより主インク容器１８に回収されている。ここで、液回収流路４０５では、液と飽和した溶剤蒸気が気液混合した状態で流れており、液は例えば約５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）、溶剤蒸気は約１５０［ｍｌ／分］の流量となっている。

主インク容器１８には、インク回収流路４０２を流れるインクと、液回収流路４０５を流れる液が、流入し保持される構成となっている。また、インク回収流路４０２を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）と、液回収流路４０５を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）とを合わせた溶剤蒸気約３００［ｍｌ／分］（＝１５０＋１５０）は、主インク容器１８に流入した後、電磁弁２２Ｈが通電されて流路を開放されることで、溶剤ガス循環流路４０３で示したように経路２４８を通り気液分離器５３へ流入する。この溶剤蒸気約３００［ｍｌ／分］については、主インク容器１８と気液分離器５３との温度差で一部が液化し（例えば約５［ｍｌ／時］（環境温度２０［℃］）とする）、気液分離器５３へ流入する構成となっている。気液分離器５３では、液は液回収経路２５０から吸引することができるため、経路２４９には気体（溶剤ガス、流量約１５０［ｍｌ／分］）を印字ヘッド２内部へ排出する。これを、溶剤ガス供給流路４０４として図中に示した。

これにより、印字ヘッド２内にあるガター１４からは、飽和蒸気濃度の高い溶剤ガスを吸わせることができるため、インク回収流路４０２でインクとエアが気液混合の状態で流れたとしても、インク内の溶剤成分の揮発を低減することができる。また、気液分離器５３により、液が印字ヘッド２内に流れ出ることを防止している。

次に、図１０は、本実施例によるインクジェット記録装置５００において、粘度測定が行なわれている時、および、機外への溶剤ガス排出が行なわれている時（以降、運転条件Ｂと称する）におけるインク流れおよびエア流れ、溶剤流れを太線で示す流体経路図である。インク供給流路４０１、および、インク回収流路４０２については、図９と同じため説明を省略する。

排気経路においては、電磁弁２２Ｋが通電されて流路を開放し、インク回収流路４０２から主インク容器１８に流入した溶剤ガス（約１５０［ｍｌ／分］）は、溶剤ガス排出流路４０６に示すように、排気ダクト５０内へ排出され、さらに機外へ排出される。

また、粘度測定時に、電磁弁２２Ｅが通電されて流路を開放し、粘度測定時インク流路４０７に示すように、主インク容器１８に貯留されたインク７Ａがポンプ（循環用）２６を稼動することにより粘度測定器２１に供給される。このように動作することで、ポンプ（循環用）２６を、液回収流路４０５と、粘度測定時インク流路４０７とで使い分けている。

また、インク回収流路４０２にてインク中の溶剤が揮発した分、主インク容器１８内のインク濃度が高くなってしまう。そのため、定期的に溶剤を主インク容器１８に補給し、ノズル８へ供給するインク濃度を調整している。溶剤補給中は、電磁弁２２Ｆが通電されて流路を開放し、溶剤容器２０に貯留された溶剤がポンプ（溶剤用）２７を稼動することにより主インク容器１８に補給される。

次に、図１１は、本実施例によるインクジェット記録装置５００において、気液分離器５３からエアを吸引して主インク容器１８に供給し、機外への溶剤ガス排出が行なわれている時（以降、運転条件Ｃと称する）におけるインク流れおよびエア流れ、溶剤流れを太線で示す流体経路図である。インク供給流路４０１、および、インク回収流路４０２については、図９と同じため説明を省略する。

液回収経路においては、電磁弁２２Ｊが通電されて流路を開放し、エア吸引流路４０８に示すように、ポンプ（循環用）２６を稼働することで気液分離器５３からエアを吸引して主インク容器１８に供給する。エア吸引流路４０８の流量は、ポンプ（循環用）２６の能力で決まる。

主インク容器１８には、インク回収流路４０２を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）と、エア吸引流路４０８を流れる溶剤蒸気（約１５０［ｍｌ／分］）とを合わせた溶剤蒸気約３００［ｍｌ／分］（＝１５０＋１５０）は、主インク容器１８に流入した後、電磁弁２２Ｋが通電されて流路を開放されることで、溶剤ガス排出流路４０６で示したように経路２５７を通り排気ダクト５０へ流入し、機外へ排出される。

図１２は、前述した各運転条件での溶剤消費量を比較した図である。すなわち、図１２において、運転条件Ａは、図９に示した、印字操作が行われている時、すなわちノズル８からインク噴出が行われている時の状態であり、溶剤の揮発を抑える運転条件であるので、例えば、溶剤消費量は２．５ｍｌ／hourと小さな値となる。

また、運転条件Ｂは、図１０に示した、粘度測定が行なわれている時、および、機外への溶剤ガス排出が行なわれている時の状態であり、インク供給流路４０１、および、インク回収流路４０２については、図９の運転条件Ａと同じであるが、気液分離器による溶剤成分の揮発低減効果がない分、及び、機外への溶剤ガスを排出している分だけ溶剤消費量が増え、例えば、溶剤消費量は５ｍｌ／hourとなる。

運転条件Ｃは、図１１に示した、気液分離器５３からエアを吸引して主インク容器１８に供給し、機外への溶剤ガス排出が行なわれている時の状態であり、インク供給流路４０１、および、インク回収流路４０２については、図９の運転条件Ａと同じであるが、インク回収流路４０２を流れる溶剤蒸気と、エア吸引流路４０８を流れる溶剤蒸気とを合わせた溶剤蒸気が、主インク容器１８に流入した後、排気循環パイプ６４から溶剤ガス排出流路４０９で機外へ排出される分だけ溶剤消費量が増え、例えば、溶剤消費量は１０ｍｌ／hourとなる。

また、運転条件Ｄ、Ｅは、運転条件Ｃの図１１のインク、エアの流れと同じであるが、ポンプの流量を変化させている。本実施例で採用しているポンプ２４〜２７はダイヤフラムポンプであり、例えば、運転条件Ｃではポンプ周波数２Ｈｚ、運転条件Ｄではポンプ周波数３Ｈｚ、運転条件Ｅではポンプ周波数４Ｈｚと変更することでポンプ流量を制御することが可能となっている。したがって、エア流量が運転条件Ｄ、Ｅとなるに従って大きくなるので、それに伴い溶剤消費量が増え、例えば、溶剤消費量は、運転条件Ｄで１５ｍｌ／hour、運転条件Ｅで２０ｍｌ／hourとなる。このように、運転条件を変えることにより、溶剤消費量を制御できる。

図１３は、運転条件Ａ及び運転条件Ｃでの温度別溶剤消費量を比較した図である。図１３において、運転条件Ｃでの溶剤消費量を左軸に示し、運転条件Ａでの溶剤消費量を右軸に示している。図１３に示すように、環境温度が高温なほど溶剤消費量は大きくなり、特に、運転条件Ｃで制御することで、溶剤消費量を増加させてインクを早く濃縮することが可能となる。したがって、インク粘度の状況に応じて、早く粘度を上げたい場合には、運転条件Ｃに切替え、さらには、温度を高温とすることで、促進できる。また、溶剤の消費量を抑えてランニングコストを抑える運転条件Ａと、インク粘度を高くするために溶剤の消費量を大きくする運転条件Ｃの高粘度化制御を切替えることが可能となる。

次に、本実施例におけるインク粘度制御について、図８を用いて説明する。図８は、インク粘度測定を行い、インク粘度値が一定値より低かった場合の高粘度化制御方法と、インク粘度値が一定値より高かった場合の低粘度化制御方法とを示した制御フロー図である。

まず、ステップＳ８０１は、運転条件Ａにてノズル８から粒子化されたインク７Ｃが噴出されており、インク粒子７Ｃがガター１４から回収されている状態を示している。ステップＳ８０１は、運転条件Ａ（図９）の状態で稼働しており、主インク容器１８では液面レベルＢの位置で制御している。例えば、インク粘度値は標準値η＝１００±７［％］の範囲になるように制御している。

ステップＳ８０２は、インク粘度測定を実施することを示している。ステップＳ８０３は、「粘度値≧ηｍｉｎ」であるかを判定する。例えば、インク粘度値ηｍｉｎ＝７５（標準値の７５［％］）である。インク粘度値がηｍｉｎ以上である場合は「Ｙｅｓ」と判定され、ステップＳ８０４へ進む。インク粘度値がηｍｉｎより小さければ「Ｎｏ」と判定され、ステップＳ８１１へ進む。

ステップＳ８１１では、インク粘度が低いと判断されたため、運転条件Ｂ〜Ｅで動作させることで、通常の運転（運転条件Ａ）の時より早くインクを濃縮することができる。本ステップでは、主インク容器１８の液面レベルＢから液面レベルＣまで濃縮させるようにしている。例えば、液面レベルＢの時にインク粘度値７５の場合に、液面レベルＣまでインクを濃縮するとインク粘度値１００になる。

ステップＳ８１２は、インク粘度測定を実施することを示している。ステップＳ８１３は、「粘度値≧ηｍｉｎ」であるかを判定する。インク粘度値がηｍｉｎ以上である場合は「Ｙｅｓ」と判定され、ステップＳ８１４へ進む。インク粘度値がηｍｉｎより小さければ「Ｎｏ」と判定され、ステップＳ８１５へ進む。

ステップＳ８１５は、高粘度化制御を実施しても粘度が印字可能なインク粘度範囲に入らないために顧客に注意を促すために警報「粘度低い」を発生させることを示している。例えば、ステップＳ８１２でのインク粘度が５０である場合など極端に低い場合は、一度のインク濃縮制御では標準粘度値１００にならない。そのため、もう一度ステップＳ８１１に戻し、再度インク濃縮制御を実施する。

ステップＳ８１４は、液面レベルＣから液面レベルＢまでインクを補助インク容器１９から主インク容器１８に補給することを示している。完了すればステップＳ８０５に進み、通常の液面レベルＢでのインク噴出中の制御に戻る。
このステップＳ８０５はステップＳ８０１と同じ稼動制御である。ステップＳ８０４は、「粘度値≦ηｍａｘ」であるかを判定する。例えば、インク粘度値ηｍａｘ＝１２５（標準値の１２５［％］）である。インク粘度値がηｍａｘ以下である場合は「Ｙｅｓ」と判定され、ステップＳ８０５へ進む。インク粘度値がηｍａｘより大きければ「Ｎｏ」と判定され、ステップＳ８２１へ進む。

ステップＳ８２１では、インク粘度が高いと判断されたため、主インク容器１８の液面レベルＢから液面レベルＡまで溶剤容器２０から主インク容器１８に溶剤を補給する。例えば、液面レベルＢの時にインク粘度値１２５の場合に、液面レベルＡまで溶剤を入れて稀釈するとインク粘度値１００になる。

ステップＳ８２２は、インク粘度測定を実施することを示している。ステップＳ８２３は、「粘度値≦ηｍａｘ」であるかを判定する。インク粘度値がηｍａｘ以下である場合は「Ｙｅｓ」と判定され、ステップＳ８２４へ進む。インク粘度値がηｍａｘより大きければ「Ｎｏ」と判定され、ステップＳ８２５へ進む。

ステップＳ８２４は、運転条件Ａ（図９）の状態で稼働しており、主インク容器１８では液面レベルＡの位置で制御している。

ステップＳ８２５は、低粘度化制御を実施しても粘度が印字可能なインク粘度範囲に入らないために顧客に注意を促すために警報「粘度高い」を発生させることを示している。例えば、ステップＳ８２２でのインク粘度が１５０である場合など極端に高い場合は、インク稀釈制御では標準粘度値１００にならない。そのような場合、メイン容器１８からのインク排出及び溶剤補給を実施することで、更なるインク稀釈を行う。そのためのステップＳ８３１に進む。

ステップＳ８３１は、メイン容器１８内のインクを液面レベルＡから液面レベルＣまで排出することを示している。完了すれば、ステップＳ８３２に進む。

ステップＳ８３２は、メイン容器１８内の液面レベルＣから液面レベルＢまで溶剤を補給することを示している。例えば、インク粘度値１２５の場合に、液面レベルＢまで溶剤を入れて稀釈するとインク粘度値１００になる。完了すればステップＳ８３３に進む。

ステップＳ８３３は通常のインク噴出を実施することを示している。完了すれば、ステップＳ８０５に進む。ステップＳ８０５は、印字可能なインク粘度範囲に入っていることを確認できたため、運転条件Ａでのインク噴出を継続することを示している。

以上のように、本実施例は、装置本体に収納されているインクを貯留する主インク容器と、インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うノズルと、インク容器からノズルにインクを供給するインク供給流路と、ノズルより吐出したインク粒子のうち、印字に使用しないインク粒子をエアと共に回収するガターと、ガターで回収したインク粒子をインク容器に回収するインク回収流路と、インク容器に接続され溶剤ガスを主インク容器から排出する溶剤ガス排出流路と、溶剤ガス排出流路内にて温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離する気液分離器とを備えたインクジェット記録装置であって、気液分離器から吸引したエアを主インク容器に供給し該主インク容器内の溶剤ガスを排出することでインクを濃縮する構成とする。

また、インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うインクジェット記録装置において用いられるインク粘度の制御方法であって、インクを貯留するための主インク容器内の溶剤ガスを排出する溶剤ガス排出流路内にて、温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離するための気液分離器から吸引したエアを主インク容器に供給することで溶剤の揮発を抑える運転条件Ａと、主インク容器内の溶剤ガスを排出する運転条件Ｂと、気液分離器から吸引したエアを主インク容器に供給し主インク容器内の溶剤ガスを排出する運転条件Ｃとを有し、運転条件Ａ、Ｂ、Ｃを切り替えてインク粘度の制御を行うように構成した。

本実施例によれば、洗浄停止の繰り返し等によりインクが薄まり、印字可能なインク粘度範囲を外れた場合に、気液分離器からエアを吸い込みインクを濃縮させることで従来よりも早くインクを濃縮させることができる。そのため、インク粘度変化による印字乱れなどのトラブルを防止することができるインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…本体部、２…印字ヘッド部、３…操作表示部、４…導管、７Ａ…インク（主インク容器１８内）、７Ｂ…インク柱、７Ｃ…インク粒子、８…ノズル、９…電歪素子、１１…帯電電極、１２…偏向電極、１３…印字対象物、１４…ガター、１５…ベルトコンベア、１６…エンコーダ、１７…印字センサ、１８…主インク容器、１９…補助インク容器、２０…溶剤容器、２１…粘度測定器、２２Ａ〜Ｋ…電磁弁、２４…ポンプ（供給用）、２５…ポンプ（回収用）、２６…ポンプ（溶剤用）、２７…ポンプ（循環用）、２８…フィルタ（供給用）、３０…フィルタ（回収用）、３１…圧力計、３３…減圧弁、３４…フィルタ（粘度測定器用）、６７,６８，６９，７０…液面センサ、３９…温度センサ、５０…排気ダクト、５１…ファン、５２…印字ヘッドカバー、５３…気液分離器、６１…液貯留部、６２…容器蓋、６３…吸引パイプ、６４…排気循環パイプ、６５…回収パイプ、６６…溶剤補給パイプ、６７…電極（ＧＮＤ）、６８…レベル１電極、６９…レベル２電極、７０…レベル３電極、７７Ａ…液面レベルＡ、７７Ｂ…液面レベルＢ、７７Ｃ…液面レベルＣ、２０１〜２０７…経路（インク供給用）、２１１〜２１５…経路（インク回収用）、２２１〜２２２…経路（インク補給用）、２２５〜２２７…経路（循環用）、２３１〜２３４…経路（粘度測定用）、２３６〜２３８…経路（溶剤補給用）、２４１〜２４４…経路（溶剤ガス循環用）、２４６〜２５１…経路（溶剤ガス循環用）、２５６〜２５７…経路（排気用）、２９１〜２９５…合流経路、３００…制御部、３０１…バスライン、３０２…記録部、４０１…インク供給流路、４０２…インク回収流路、４０３…溶剤ガス循環流路、４０４…溶剤ガス供給流路、４０５…液回収流路、４０６…溶剤ガス排出流路、４０７…粘度測定器インク循環流路、４０８…エア吸引流路、５００…インクジェット記録装置

Claims (6)

1. 装置本体に収納されているインクを貯留する主インク容器と、
   前記インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うノズルと、
   前記インク容器から前記ノズルに前記インクを供給するインク供給流路と、
   前記ノズルより吐出した前記インク粒子のうち、印字に使用しない前記インク粒子をエアと共に回収するガターと、
   前記ガターで回収した前記インク粒子を前記インク容器に回収するインク回収流路と、
   前記インク容器に接続され溶剤ガスを主インク容器から排出する溶剤ガス排出流路と、
   前記溶剤ガス排出流路内にて温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離する気液分離器とを備えたインクジェット記録装置であって、
   前記気液分離器から吸引したエアを前記主インク容器に供給し該主インク容器内の溶剤ガスを排出することで前記インクを濃縮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１に記載のインクジェット記録装置であって、
   前記主インク容器は、インク液面を検出するための第一液面検出部と、前記第一液面検出部の下部の液面を検出するための第二液面検出部とを備えており、
   前記インクの粘度を測定するための粘度測定器を備え、
   前記粘度測定器により測定した前記インクの粘度が一定値以下の場合に、前記インク液面の位置が、前記第一液面検出部から第二液面レベルの位置になるまで濃縮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１に記載のインクジェット記録装置であって、
   前記主インク容器は、インク液面を検出するための第一液面検出部と、前記第一液面検出部の上部の液面を検出するための第三液面検出部とを備えており、
   前記インクの粘度を測定するための粘度測定器を備え、
   前記粘度測定器により測定した前記インクの粘度が一定値以上の場合に、前記インク液面の位置が、前記第一液面検出部から第三液面レベルの位置になるまで溶剤を補給することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. インクをインク粒子として吐出して被印字物に印字を行うインクジェット記録装置において用いられるインク粘度の制御方法であって、
   インクを貯留するための主インク容器内の溶剤ガスを排出する溶剤ガス排出流路内にて、温度低下による溶剤ガスの凝集液を気液分離するための気液分離器から吸引したエアを前記主インク容器に供給することで溶剤の揮発を抑える運転条件Ａと、
   前記主インク容器内の溶剤ガスを排出する運転条件Ｂと、
   前記気液分離器から吸引したエアを前記主インク容器に供給し該主インク容器内の溶剤ガスを排出する運転条件Ｃとを有し、
   前記運転条件Ａ、Ｂ、Ｃを切り替えて前記インク粘度の制御を行うことを特徴とするインク粘度の制御方法。
5. 請求項４に記載のインク粘度の制御方法であって、
   前記インクの粘度が一定値以下の場合に、前記運転条件Ｃで運転を行い溶剤の消費量を増加させ前記インクを濃縮することを特徴とするインク粘度の制御方法。
6. 請求項４に記載のインク粘度の制御方法であって、
   前記インクの粘度が一定値以上の場合に、前記運転条件Ａで運転を行い溶剤の消費量を抑えることを特徴とするインク粘度の制御方法。

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