JP2826539B2 - 静電式インクジェット記録装置 - Google Patents

静電式インクジェット記録装置

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徹 薬師寺
良広 萩原
忠志 溝口
淳一 末次
仁史 峯本
人司 竹本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は静電式インクジェッ
ト記録装置に関し、特にインクの循環速度を変化させる
ことによって、常に一定期間に吐出部に供給されるイン
ク中のトナー量が一定となり印字品質が安定するインク
循環系を有する、キャリア液体中にトナー粒子を分散さ
せたインクを用い静電力によりトナー粒子を飛翔させて
記録を行う静電式インクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液状のインクを記録剤として用いたイン
クジェット記録装置における、従来からあるインク供給
方法は、大別して2通りある。一つは、インク供給にポ
ンプを用いず、吐出による消費分のインクを、自身の吐
出部に発生するメニスカス力によってインクタンクから
補給する方法で、これは主にドロップオンデマンド方式
のインクジェット記録装置に用いられている。もう一つ
は、インクをインク貯蔵部からポンプによりヘッド部に
供給する方法で、これは主にコンティニュアス方式のイ
ンクジェット記録装置に用いられる。
【0003】しかし、前者のものは、インクの流れる方
向はインク貯蔵部からインク室への一方向のみで、イン
ク循環をしていない。また後者のものについては、例え
ば特開平6−166185号公報などがある。これら
は、インク循環を行っているが、ポンプにより流れを起
こしている方向は、インク貯蔵部からインク室への一方
向のみで、インク室内のインクは送り込まれるインクに
よって押し出されてインク貯蔵部内に戻ることで、イン
ク循環を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の静電式インク
ジェット記録装置に用いるインクは、絶縁性溶媒中に帯
電したトナーが分布したものである。吐出の際には少量
の溶媒を伴うものの飛翔成分のほとんどがトナーであ
る。つまり吐出が続くとインク中のトナーが消費されて
いくため、吐出するに従いインク中のトナーの濃度が次
第に減っていき、吐出電極部に集まるトナーが減少し、
吐出量が減少、つまりは印字ドット径の減少、印字濃度
の低下が起こり、更に吐出を続けるとついには吐出しな
くなるという現象が起こるという第1の問題点がある。
【0005】第2の問題点は、従来のドロップオンデマ
ンド方式のようなメニスカス力によるインク補給も、コ
ンティニュアス方式に用いられるインク貯蔵部からポン
プによりインクを押し出すことによるインク循環も、本
記録方式のインク供給方法として適したものではないこ
とである。
【0006】その理由は、本記録方式の吐出部付近のイ
ンクは常にインク貯蔵部内の新しいインクとの間で循環
されている必要があり、従来のドロップオンデマンド方
式にあるような自身のメニスカス力によるインク供給で
は、消費されるインク中のトナーを供給するのは不可能
であることにある。ドロップオンデマンド方式でインク
の強制循環をするためには、強制循環でインク室に送り
込まれたインクが吐出部から外部に漏れ出すことなくイ
ンク貯蔵部に戻らなければならない。吐出部には通常イ
ンクメニスカスが形成されていて多少の圧力変動は吸収
できるものの、特に流速が早くなったとき流出管路の管
路抵抗以上のメニスカス力を発生させることは難しく、
吐出部からのインク漏れが起こりやすくなることもその
理由である。また上述した、ポンプを用いてインク循環
を行うコンティニュアス方式にあげられるようなインク
供給については、従来の方法はインク貯蔵部からインク
室の一方向にのみインクを送るもののみである。
【0007】本発明の目的は、溶媒中のトナーを吐出さ
せる静電式記録方式のドロップオンデマンド方式におい
て、インク貯蔵部とインク室との間でインクを循環する
速度を変化させることによって、常に一定期間に吐出部
に供給されるインク中のトナー量が一定となり、印字品
質が安定した静電式インクジェット記録装置を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の静電式インクジ
ェット記録装置は、帯電したトナーを含んだ絶縁性イン
クで内部が満たされているインク室と、前記インク室と
外部とを連通する吐出部と、前記吐出部付近に位置しパ
ルス電圧をかけることにより前記トナーを外部に吐出さ
せる吐出電極と、前記インク室中の前記吐出部と反対側
面に位置し前記トナーを電気泳動現象により前記吐出部
に集中させる泳動電極と、前記インクを貯蔵するインク
貯蔵部と、前記インク室と前記インク貯蔵部とを管路で
連通させ前記インクをポンプにより循環させる循環部と
を備える静電式インクジェット記録装置において、前記
インク室に流入する前記インク中の前記トナー量を測定
するトナー量測定手段と、前記インク室に流入する前記
インク中の前記トナー量によって前記ポンプ搬送量を制
御する制御手段とを備える。
【0009】また、本発明の静電式インクジェット記録
装置は、前記トナー量測定手段により測定された前記ト
ナー量が安定した印字を得ることができる印字可能範囲
以下になったとき前記ポンプの循環量を増加させ、一定
時間に通過するインク中のトナー量が印字可能範囲内の
場合と同等のトナー量になるよう前記ポンプ搬送量を制
御する前記制御手段を備える。
【0010】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記トナー量測定手段により測定された前記
トナー量が前記インクの循環速度を上昇させても必要な
前記トナー量を前記吐出部に供給することができない値
のとき、もしくは前記ポンプの循環量が最大となり、そ
れ以上の供給を行うことができないとき、前記トナー量
の減少を表示し、ユーザに前記インクまたは前記トナー
の追加を促する表示をし、前記インクまたは前記トナー
が追加され前記インク中の前記トナー量が上昇した場合
には、前記トナー量測定手段で得られたトナー量データ
により、最適な循環量になるように前記ポンプの循環量
を変更する前記制御手段を備える。
【0011】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記トナー量測定及び前記ポンプ搬送量制御
を、印字実行中及び待機中に常時行うか、または、所定
期間毎、例えば印字命令の終了後等に行うことを特徴と
する。
【0012】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、前記ポンプの搬送速度の変更及び搬送方向の
変更により、前記インク室の前記インク中の前記トナー
を撹拌するトナー撹拌手段を備える。
【0013】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、光源と光センサとを組み合わせて、光が前記
インク内を通過する際の減衰量を前記光センサで検出す
る前記トナー量測定手段を備える。
【0014】さらに、本発明の静電式インクジェット記
録装置は、インクの粘度、比重等の物性値を測定し、そ
れらのデータの総合演算によってトナー量を決定する前
記トナー量測定手段を備える。
【0015】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の静電
式インクジェット記録装置のインク循環系の一実施の形
態を示す概略図である。図2は本発明の静電式インクジ
ェット記録装置のヘッド部の一実施の形態を示す拡大図
である。
【0016】図1及び図2を参照すると、この実施の形
態の静電式インクジェット記録装置は、帯電したトナー
17を含んだ絶縁性インク2で内部が満たされているイ
ンク室15と、このインク室15と外部とを連通する吐
出部16と、この吐出部16付近に位置しパルス電圧を
かけることによりトナー17を外部に吐出させる吐出電
極18と、インク室15中の吐出部16と反対側面に位
置しトナー17を泳動電極制御データ13に基づいて電
気泳動現象により吐出部16に集中させる泳動電極19
と、インク2を貯蔵するインク貯蔵部1と、インク室1
5とインク貯蔵部1とを管路で連通させインク2をポン
プ駆動データ14に基づいてインク供給用ポンプ7及び
インク排出用ポンプ3により循環させる循環部とを備
え、インク室15に流入するインク2中のトナー量を測
定するトナー量測定センサ9と、インク室15に流入す
るインク2中のトナー量によってポンプ搬送量を制御す
る制御部8とから構成される。
【0017】インク貯蔵部1とヘッド部5(ヘッド部5
内のインク室15)とは、インク室15からみて流入管
路6と流出管路4とで、それぞれ少なくとも1本以上づ
つで連通している。流入管路6中には、ヘッド部5内イ
ンク室15に連通する間に、流入管路6を流れるインク
2中のトナー量を測定するトナー量測定センサ9と、ヘ
ッド部5内インク室15にインク2を送り込む為のイン
ク供給用ポンプ7とがある。また、流出管路4中には、
ヘッド部5内インク室15を通過したインク2をインク
貯蔵部1へ戻すためのインク排出用ポンプ3がある。ま
た、トナー量測定センサ9からのトナー量データ11を
基にインク供給用ポンプ7及びインク排出用ポンプ3を
制御する制御部8を設置している。
【0018】次に本発明のインク循環系の動作について
説明する。ヘッド部5内インク室15にはインク供給用
ポンプ7の動作によってインク貯蔵部1からインク流入
方向10に流入管路6を通ってインク2が送り込まれ、
インク2は吐出部16を通過して流出管路4を通り、イ
ンク排出用ポンプ3の動作によってインク流出方向12
にインク貯蔵部1へと流れる。インク2の一部は、吐出
の際にトナー17と共に飛翔するが、飛翔成分のほとん
どがトナー17であるため、インク供給用ポンプ7及び
インク排出用ポンプ3それぞれのインク2の搬送量はほ
ぼ一定である。
【0019】トナー量測定センサ9は、流入管路6中を
通過するインク2中のトナー量を測定し、トナー量デー
タ11として制御部8に送出する。制御部8は、トナー
量データ11に基づいてインク供給用ポンプ7及びイン
ク排出用ポンプ3の搬送量をポンプ駆動データ14によ
り制御する。これらの測定、制御は印字の実行中、およ
び待機中に常時行われることが望ましいが、一定期間
毎、例えば印字命令の終了後等に行ってもよい。
【0020】ここでトナー量測定センサ9は、光源と光
センサとを組み合わせ、光がインク内を通過する際の減
衰量を光センサで検出するような方法でもよいし、イン
クの粘度、比重等の物性値を測定し、それらのデータの
総合演算によってトナー量を求めてもよい。このような
演算は、トナー量測定センサ9で行ってもよいし、制御
部8で行ってもよい。
【0021】この得られたトナー量データ11によっ
て、制御部8はインク2中のトナー量が安定した印字を
得ることができる印字可能範囲以下になった場合に、イ
ンク供給用ポンプ6及びインク排出用ポンプ3の循環量
を増加させ、一定時間に通過するインク2中のトナー量
が印字可能範囲内の場合と同等のトナー量になるよう循
環させる。
【0022】さらに、トナー量測定センサ9によって得
られたトナー量データ11がインク2の循環速度を上昇
させても必要量のトナー17を吐出部16に供給するこ
とができないと判断される値のとき、もしくはインク供
給用ポンプ7及びインク排出用ポンプ3による循環量が
最大となり、それ以上の供給を行うことができないと判
断された場合、制御部8は不図示の表示部にトナー量の
減少を表示し、ユーザにインク2又はトナー17の追加
を促す。インク2又はトナーが追加され、インク2中の
トナー量が上昇した場合には、トナー量測定センサ9で
得られたトナー量データ11により、制御部8は適した
循環量になるように、インク供給用ポンプ7及びインク
排出用ポンプ3の循環量を変更する。
【0023】また、長期間の印字動作停止が続くと、前
記ヘッド5内インク室15のインク2中のトナー17は
ヘッド5部内インク室15に沈殿する。そこで、印字動
作再開時には、ヘッド5部内インク室15にトナー17
の沈殿がなくなるまでの間、制御部8によってインク供
給用ポンプ7及びインク排出用ポンプ6の搬送速度を上
昇、又は通常の循環方向と逆方向に循環させるなどし
て、インク2中のトナー17を撹拌する制御を行う。
【0024】以上により、ヘッド部5内インク室15に
流入するインク2のトナー量を制御することができ、吐
出部16に印字に必要とされる一定量のトナー17の供
給を行うことができ、濃度変化による影響が吐出に及ぼ
されることなく、長期間の安定した印字を行うことが可
能である。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の効果は、
インクのトナー量が変化しても必要量のトナーを吐出部
に供給できるということである。その理由は、インクの
供給のためのポンプの循環量を上げられるからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の静電式インクジェット記録装置のイン
ク循環系の一実施の形態を示す概略図である。
【図2】本発明の静電式インクジェット記録装置のヘッ
ド部の一実施の形態を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 インク貯蔵部 2 インク 3 インク排出用ポンプ 4 流出管路 5 ヘッド部 6 流入管路 7 インク供給用ポンプ 8 制御部 9 トナー量測定センサ 10 インク流入方向 11 トナー量データ 12 インク流出方向 13 泳動電極制御データ 14 ポンプ駆動データ 15 インク室 16 吐出部 17 トナー 18 吐出電極 19 泳動電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末次 淳一 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 峯本 仁史 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 竹本 人司 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (72)発明者 島 和男 新潟県柏崎市大字安田7546番地 新潟日 本電気株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−85955(JP,A) 特開 平9−150525(JP,A) 特開 平9−193390(JP,A) 特開 平10−67111(JP,A) 特開 平10−67113(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/06 B41J 2/125 B41J 2/175

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電したトナーを含んだ絶縁性インクで
    内部が満たされているインク室と、前記インク室と外部
    とを連通する吐出部と、前記吐出部付近に位置しパルス
    電圧をかけることにより前記トナーを外部に吐出させる
    吐出電極と、前記インク室中の前記吐出部と反対側面に
    位置し前記トナーを電気泳動現象により前記吐出部に集
    中させる泳動電極と、前記インクを貯蔵するインク貯蔵
    部と、前記インク室と前記インク貯蔵部とを管路で連通
    させ前記インクをポンプにより循環させる循環部とを備
    える静電式インクジェット記録装置において、前記イン
    ク室に流入する前記インク中の前記トナー量を測定する
    トナー量測定手段と、前記インク室に流入する前記イン
    ク中の前記トナー量によって前記ポンプ搬送量を制御す
    る制御手段とを備えることを特徴とする静電式インクジ
    ェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記トナー量測定手段により測定された
    前記トナー量が安定した印字を得ることができる印字可
    能範囲以下になったとき前記ポンプの循環量を増加さ
    せ、一定時間に通過するインク中のトナー量が印字可能
    範囲内の場合と同等のトナー量になるよう前記ポンプ搬
    送量を制御する前記制御手段を備えることを特徴とする
    請求項1記載の静電式インクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 前記トナー量測定手段により測定された
    前記トナー量が前記インクの循環速度を上昇させても必
    要な前記トナー量を前記吐出部に供給することができな
    い値のとき、もしくは前記ポンプの循環量が最大とな
    り、それ以上の供給を行うことができないとき、前記ト
    ナー量の減少を表示し、ユーザに前記インクまたは前記
    トナーの追加を促する表示をし、前記インクまたは前記
    トナーが追加され前記インク中の前記トナー量が上昇し
    た場合には、前記トナー量測定手段で得られたトナー量
    データにより、最適な循環量になるように前記ポンプの
    循環量を変更する前記制御手段を備えることを特徴とす
    る請求項1または2記載の静電式インクジェット記録装
    置。
  4. 【請求項4】 前記トナー量測定及び前記ポンプ搬送量
    制御を、印字実行中及び待機中に常時行うか、または、
    所定期間毎、例えば印字命令の終了後等に行うことを特
    徴とする請求項1,2または3記載の静電式インクジェ
    ット記録装置。
  5. 【請求項5】 前記ポンプの搬送速度の変更及び搬送方
    向の変更により、前記インク室の前記インク中の前記ト
    ナーを撹拌するトナー撹拌手段を備えることを特徴とす
    る請求項1記載の静電式インクジェット記録装置。
  6. 【請求項6】 光源と光センサとを組み合わせて、光が
    前記インク内を通過する際の減衰量を前記光センサで検
    出する前記トナー量測定手段を備えることを特徴とする
    請求項1,2,3または4記載の静電式インクジェット
    記録装置。
  7. 【請求項7】 インクの粘度、比重等の物性値を測定
    し、それらのデータの総合演算によってトナー量を決定
    する前記トナー量測定手段を備えることを特徴とする請
    求項1,2,3または4記載の静電式インクジェット記
    録装置。
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