JP2852269B2 - 静電式インクジェットプリンタ - Google Patents

静電式インクジェットプリンタ

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JP2852269B2
JP2852269B2 JP8226246A JP22624696A JP2852269B2 JP 2852269 B2 JP2852269 B2 JP 2852269B2 JP 8226246 A JP8226246 A JP 8226246A JP 22624696 A JP22624696 A JP 22624696A JP 2852269 B2 JP2852269 B2 JP 2852269B2
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淳一 末次
良介 上松
忠志 溝口
仁史 峯本
人司 竹本
和男 島
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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、インクジェットプ
リンタに関し、更に詳しくは、帯電したトナーを記録媒
体に付着させて記録を行う静電式インクジェットプリン
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液状のインクを記録材として用い
るインクジェットプリンタでは、そのインク供給方式
が、大別すると2通りになる。第1の供給方式として、
インク供給用のポンプを使用せず、ヘッド部から吐出さ
れて消費された分のインクを、ヘッド部の吐出口に発生
するメニスカス(管中の液体表面が作る湾曲面)による
吸引力で、インク収容部内の液状のインクをヘッド部に
補給するドロップオンデマンド方式が挙げられる。この
第1の供給方式では、インクは、インク収容部からヘッ
ド部のインク室に向けて一方向に流れ、循環しない。
【0003】また、第2の供給方式として、ポンプを使
用してインクを循環させることにより、吐出によって消
費された分のインクをインク収容部からヘッド部に補給
するコンティニュアス方式が挙げられる。第2の供給方
式を採用したインクジェットプリンタには、例えば、特
開平5-261936号公報及び特開平5-185600号公報に示すも
のがある。両公報に示されるプリンタでは、ポンプによ
ってインク収容部からヘッド部のインク室にインクが送
り込まれ、この送り込まれたインクよってインク室から
押し出されたインクがインク収容部に単に戻る形式のイ
ンク循環が行われる。
【0004】一方、静電式インクジェットプリンタで
は、一般に、帯電したトナーの粒子が絶縁性溶媒中に分
布するインクを使用し、帯電したトナー粒子を静電界中
で絶縁性溶媒と共にヘッド部から吐出する。この吐出イ
ンクの成分は、少量の絶縁性溶媒を伴うがその飛翔成分
の殆どがトナーである。インクが連続して吐出される
と、インク中のトナーが消費されてトナー濃度が低下す
るため、吐出されるトナー量が減少する。このため、印
字ドット径が小さくなって印字濃度が低下する現象が生
じ、印字を更に続けるとついにはトナーを含まない絶縁
性溶媒だけが吐出することになる。この不具合を防ぐに
は、吐出部付近のインクとインク収容部内のインクとを
常に循環させて混ぜ合わせる必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のドロップオ
ンデマンド方式の場合には、インクを循環させることな
く、ヘッド部自身のメニスカス力によって一方向に供給
する方式であるため、インクと共に消費されたトナーを
補給することはできない。仮に、この方式においてイン
クを強制循環しようとすれば、インク室にインクを強制
的に送り込み、このインクを、吐出部から漏れ出させる
ことなくインク収容部に戻す機構が必要になる。その場
合、吐出部には通常、インクメニスカスが形成されてい
るため多少の圧力変動は吸収できるが、インクの流れを
特に速くする場合に、管路抵抗以上のメニスカス力を発
生させることは難しい。これによると、吐出部からのイ
ンク漏れが起こり易くなり、印字そのものが困難にな
る。
【0006】また、上記従来のコンティニュアス方式で
は、インクがインク収容部とヘッド部との間で単に循環
するだけであるため、インクのトナー濃度が全体的に低
くなった場合には、印字濃度の低下等の不具合に対処で
きない。
【0007】上記のように、従来のドロップオンデマン
ド方式及びコンティニュアス方式の何れのインク供給方
式によっても、静電式インクジェットプリンタにおい
て、トナー濃度低下により生じる不具合を回避すること
はできない。
【0008】本発明は、上記に鑑み、インク中のトナー
濃度を調整することによって印字品質を常に安定化させ
ることができる静電式インクジェットプリンタを提供す
ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の静電式インクジェットプリンタは、帯電し
たトナーを絶縁性溶媒に含有させたインクを収容するイ
ンク収容部と、該インク収容部から流出したインクを循
環させる循環流路と、該循環流路内にインク取出し口を
有するヘッド部とを備えた静電式インクジェットプリン
タにおいて、前記循環流路の前記ヘッド部より上流側の
第1流路及び下流側の第2流路を相互に連通するバイパ
ス流路と、前記第1流路の前記バイパス流路への分岐点
の上流側に配設され、前記第1流路のヘッド部側への流
路及び前記バイパス流路に夫々流入するインク中の帯電
トナーの比率を変更するトナー濃度制御手段とを備える
ことを特徴とする。
【0010】本発明の静電式インクジェットプリンタに
よれば、ヘッド部に備えたインク室に供給するインク中
のトナー濃度を、トナー濃度制御手段によって適時調整
することにより、印字品質を常に安定化できる。
【0011】好ましくは、前記トナー濃度制御手段は、
インクに電圧を印加することによりインク中の帯電トナ
ーの比率を変更するトナー濃度制御電極を有する。ま
た、好ましくは、前記トナー濃度制御手段は、前記第1
流路のヘッド部側への流路に流入するインクのトナー濃
度を測定する第1トナー濃度センサと、該第1トナー濃
度センサによる濃度検出信号に基づいて前記トナー濃度
制御電極を制御するコントローラとを更に備える。
【0012】更に、前記トナー濃度制御手段が、インク
収容部に循環するインクのトナー濃度が印字限界値以下
になったことを検出する第2トナー濃度センサを更に備
えることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施形態例の静電式イ
ンクジェットプリンタの構成を成すインク循環の系統
図、図2及び図3は、図1のトナー濃度制御部が位置す
る流路の分岐点近傍を示す拡大図であり、図2は、トナ
ー濃度が全体的に低下したインクのトナー濃度を調整す
る際の状態を模式的に示し、図3は、トナー濃度が全体
的に高くなったインクのトナー濃度を調整する際の状態
を模式的に示す。
【0014】図1に示すように、静電式インクジェット
プリンタは、液状のインク15を収容するインクタンク
(インク収容部)16と、インクタンク16から流出し
たインク15を循環させる循環流路14と、循環流路1
4内にインク取出し口を有するヘッド部13とを備え
る。ヘッド部13は、循環流路14内に開口し該循環流
路14から印字用のインクを取り入れてこれを一時的に
収容するインク室12と、インク室12内のインクを記
録媒体に向けて吐出する吐出口11とを備える。インク
15は、帯電したトナーを絶縁性溶媒に含有させたもの
である。
【0015】循環流路14は、ヘッド部13より上流側
の第1流路17と、ヘッド部13より下流側の第2流路
18と、第1流路17及び第2流路18を相互に連通す
るバイパス流路19とから構成される。第2流路18と
バイパス流路19との接続部より下流側には、インクタ
ンク16内のインク15を循環流路14内で循環させる
ためのポンプ33が配設されている。第1流路17は、
インクタンク16から流出したインク15をヘッド部1
3に向けて送り、第2流路18は、ヘッド部13のイン
ク室12を通過したインク15をインクタンク16に向
けて送り、バイパス流路19は、第1流路17を流れる
インク15の一部を、ヘッド部13をバイパスしてイン
クタンク16に向けて戻す。
【0016】第1流路17のバイパス流路19への分岐
点近傍の上流側には、トナー濃度制御電極20が配設さ
れ、第1流路17のヘッド部13側への流路17aに
は、流路17aに流入するインク15のトナー濃度を測
定する第1トナー濃度センサ21が配設されている。ト
ナー濃度制御電極20は、インク15に電圧を印加する
ことにより、第1流路17のヘッド部13側への流路1
7aとバイパス流路19とに夫々流入するインク15中
の帯電トナーの比率を変更する。更に、循環流路14の
近傍には、第1トナー濃度センサ21による濃度検出信
号に基づいてトナー濃度制御電極20を制御するコント
ローラ22が配設されている。
【0017】トナー濃度センサ21として、例えば、光
源から投射されてインク15内を通過した光を光センサ
で受光してその減衰量を測定し、これに基づいてトナー
濃度を検出する光センサを採用することができる。或い
は、インク15の粘度及び比重等の物性値を測定し、そ
のデータを総合演算することに基づいてトナー濃度を検
出する構成とすることができる。本実施形態例では、ト
ナー濃度の演算はコントローラ22で実行するが、この
演算をトナー濃度センサ21で実行する構成としても良
い。
【0018】第1流路17のトナー濃度制御電極20の
上流側には、インクタンク16から流出するインク15
のトナー濃度が印字限界値以下になったことを検出する
第2トナー濃度センサ31が配設されている。また、コ
ントローラ22には報知部24が接続されている。
【0019】トナー濃度制御電極20、第1トナー濃度
センサ21、コントローラ22、及び第2トナー濃度セ
ンサ31等によりトナー濃度制御手段が構成される。
【0020】上記構成の本静電式インクジェットプリン
タでは、ポンプ33が作動すると、第1流路17を通っ
て矢印25方向に流れるインク15が、分岐点から矢印
26方向及び矢印28方向に分岐して流れる。矢印26
方向のインク15は、トナー濃度センサ21を通過して
ヘッド部13を通過した後に矢印27方向に流れて第2
流路18に流入する。矢印28方向のインク15は、ヘ
ッド部13を通過せずにバイパス流路19を通過し、ポ
ンプ33を経由してインクタンク16に戻る。
【0021】インク15の循環時において、第2トナー
濃度センサ31は、インクタンク16から流出して矢印
25方向に流れるインク15のトナー濃度を絶えず測定
し、その測定情報をコントローラ22に出力する。ま
た、第1トナー濃度センサ21は、矢印26方向に流れ
るインク15のトナー濃度を絶えず測定し、その測定情
報をコントローラ22に出力する。コントローラ22
は、第2トナー濃度センサ31の測定情報に基づいて報
知24を制御すると共に、第1トナー濃度センサ21の
測定情報に基づいてトナー濃度制御電極20を制御す
る。
【0022】コントローラ22は、第1トナー濃度セン
サ21の測定情報に基づいて、流路17aに流入したイ
ンク15のトナー濃度が印字限界値以下になったことを
検出した場合に、トナー濃度制御電極20を閉成(オ
ン)し、バイパス流路19に分岐する以前のインク15
に対して電気泳動電圧を印加する。電気泳動電圧が印加
されると、インク15中のトナー粒子30が、図2に示
すように、電気泳動現象によって流路17a側に移動し
て、矢印26方向に流れるインク15と共にヘッド部1
3のインク室12内に流入する。これにより、矢印19
方向に流動してインクタンク16に戻る側のインク15
のトナー濃度が低下し、これと反対に、矢印26方向に
流動するインク15のトナー濃度が高くなる。このよう
にして、コントローラ22が、トナー濃度制御電極20
を用いてインク15のトナー濃度を一定の印字可能範囲
内に制御するため、印字可能な濃度範囲で印字が安定し
て実行され、しかも安定に印字できる時間が長続きす
る。
【0023】また、コントローラ22は、第2トナー濃
度センサ31による検出結果を受けた際に、インク15
中のトナー濃度が極端に低下し、電気泳動現象によりイ
ンク15のトナー濃度変更を行っても、安定した印字品
質を得るために必要なトナー濃度にはならないと判断し
たときには、報知部24によって警報を出力する。報知
部24は、トナー補給が必要であることをブザーの警告
音又は所定のメッセージによって報知する。これによ
り、操作者は、トナーの補給が必要であることを知る。
【0024】インク15にトナーを補給した際、トナー
濃度センサ21によって過剰なトナー濃度が検出された
ときには、トナー濃度制御電極20を上記と逆に制御す
る。これにより、トナー粒子30が、図3に示すよう
に、バイパス流路19側に多く流れるように誘導され
る。従って、過剰なトナー粒子30がインク室12に流
れ込むことがないため、一定のトナー濃度範囲内のイン
ク15で適正な印字が実行される。
【0025】以上、本発明をその好適な実施形態例に基
づいて説明したが、本発明の静電式インクジェットプリ
ンタは、上記実施形態例の構成にのみ限定されるもので
はなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更
を施した静電式インクジェットプリンタも、本発明の範
囲に含まれる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の静電式イ
ンクジェットプリンタは、インク室に流入するインクの
トナー濃度を一定の印字可能範囲に制御することができ
るので、長期間使用によるトナー濃度の低下や、トナー
補給によるトナー濃度過剰等の濃度変化による影響をヘ
ッド部の吐出状態に及ぼすことなく、常に安定に印字す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例の静電式インクジェット
プリンタのインクの循環系統図である。
【図2】図1の循環系統図のトナー濃度制御電極が位置
する流路の分岐点近傍を示す拡大図である。
【図3】図1の循環系統図のトナー濃度制御電極が位置
する流路の分岐点近傍を示す拡大図である。
【符号の説明】
13 ヘッド部 14 循環流路 15 インク 16 インクタンク(インク収容部) 17 第1流路 17a 流路 18 第2流路 19 バイパス流路 20 トナー濃度制御電極 21 第1トナー濃度センサ 22 コントローラ 24 報知手段 31 第2トナー濃度センサ 30 トナー粒子 33 ポンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 溝口 忠志 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 (72)発明者 萩原 良広 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9−193390(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/175 B41J 2/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯電したトナーを絶縁性溶媒に含有させ
    たインクを収容するインク収容部と、該インク収容部か
    ら流出したインクを循環させる循環流路と、該循環流路
    内にインク取出し口を有するヘッド部とを備えた静電式
    インクジェットプリンタにおいて、 前記循環流路の前記ヘッド部より上流側の第1流路及び
    下流側の第2流路を相互に連通するバイパス流路と、 前記第1流路の前記バイパス流路への分岐点の上流側に
    配設され、前記第1流路のヘッド部側への流路及び前記
    バイパス流路に夫々流入するインク中の帯電トナーの比
    率を変更するトナー濃度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プリンタ。
  2. 【請求項2】 前記トナー濃度制御手段は、インクに電
    圧を印加することにより分岐点の下流側流路内のインク
    中の帯電トナーの比率を変更するトナー濃度制御電極を
    有する、請求項1に記載の静電式インクジェットプリン
    タ。
  3. 【請求項3】 前記トナー濃度制御手段は、前記第1流
    路のヘッド部側への流路に流入するインクのトナー濃度
    を測定する第1トナー濃度センサと、該第1トナー濃度
    センサによる濃度検出信号に基づいて前記トナー濃度制
    御電極を制御するコントローラとを更に備える、請求項
    2に記載の静電式インクジェットプリンタ。
  4. 【請求項4】 前記トナー濃度制御手段が、インク収容
    部に循環するインクのトナー濃度が印字限界値以下にな
    ったことを検出する第2トナー濃度センサを更に備え
    る、請求項1乃至3の内の何れか1項に記載の静電式イ
    ンクジェットプリンタ。
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CN109551897A (zh) * 2017-09-25 2019-04-02 东芝泰格有限公司 液体循环装置、液体喷出装置
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