JP4100564B2

JP4100564B2 - Ink evaluation apparatus and printing apparatus

Info

Publication number: JP4100564B2
Application number: JP2003176672A
Authority: JP
Inventors: 正寿佐藤; 二郎大内
Original assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Current assignee: Tohoku Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005010087A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷用のＷ／Ｏエマルションインク等に対するインク評価装置及び孔版印刷装置、インクジェットプリンタ等の印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
孔版印刷機等においては、印刷用インクとして、Ｗ／Ｏ（Water in Oil）エマルションインクを用いたものがある。ここに、Ｗ／Ｏエマルションインクとは、油相中に水相を分散させたインクであり、熱力学的に不安定な性質を有する。このため、エマルションインクは、時間が経過すると状態変化（相変化）を起こし、水相の合一（水相同士が結合してしまう現象）が起こり、やがて油相と水相とに分離してしまう。図９は、製造直後から経時に伴うこのような相変化の様子を模式的に示したものであり、Ｗが水相、Ｏが油相を示している。ここに、印刷機において使用できるＷ／Ｏエマルションインクは、分離しない一定品質の範囲内にあるインクであり、従来にあっては、製造後からの使用期間を推奨期間（品質保証期間）として限定し、このような推奨期間内のインクのみを印刷に使用するように推奨している。推奨期間を過ぎたインクの場合、エマルションの油相の一部が分離し、印刷した場合に、その油相成分が印刷紙に広がり、滲みを起こして品質を低下させてしまうことが起こり得るからである。
【０００３】
ところが、このようなエマルションの分離反応は、時間と温度に依存しており、一定期間内であっても高い温度環境下で保管された場合には、油相と水相との分離が加速される。この結果、推奨期間内であっても印刷に使用できない状態になっている場合もあり得る。逆に、低温環境下で保管された場合には、油相と水相との分離が進まず、推奨期間を過ぎても印刷に何ら支障なく使用できる品質状態が続く場合もある。
【０００４】
このように、Ｗ／Ｏエマルションインクでは、製造後の保管温度によって分離する反応の進行に大きな差異が生ずるが、印刷への使用に際して、インクの外観目視だけでは印刷に使用できる品質であるかどうかを正確に判断することは極めて困難である。よって、メーカ側では推奨期間として十分に余裕を持った期間を設定することで対処している。逆にいえば、十分に使用できる品質状態のインクであっても、推奨期間が経過した場合には客先でトラブルが起きては困るので、一律に破棄させるようにしているのが実情である。
【０００５】
また、印刷機において、このようなインクを検知するための回路構成として、従来、図１０に示すような構成が一般的である。即ち、インクを収納したインク箱１００中に発振及び検知回路１０１の電極を挿入し、インクを容量成分と見做し、その容量値の変化を発振回路の周波数変化として検知し、この検知結果に基づきインク有無判定回路１０２で判定して出力するようにしている。
【０００６】
ちなみに、インクの容量変化に着目したインクの残量検知に関する提案例は種々ある（例えば、特許文献１〜４等参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１０１６８０号公報
【特許文献２】
特開平９−３０００５号公報
【特許文献３】
特開２００１−１２１６８１公報
【特許文献４】
特開平９−３１４８５６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、メーカ推奨の推奨期間に頼る方式は、曖昧な判断基準によるものであって、使用しようとする時点のインクの実際の状態に即していないため、適正な対応策とは言い難い。
【０００９】
また、図１０に示したようなインク＝容量成分に着目した検知方式の場合、Ｗ／Ｏエマルションインクにあっては、実際には、その等価回路は図２中に示すように、容量成分Ｃと抵抗値成分Ｒｆとの並列回路として表されるので、必ずしも適正な検知方法とはいえないものである。即ち、図２のように示されるインクの等価回路において、抵抗値成分Ｒｆの抵抗率が良好なインク状態時の抵抗率である１ＭΩ・ｃｍ（＝１０^６Ω・ｃｍ）以上の大きな抵抗率であれば（図２（ａ）参照）、この抵抗成分の影響が少ないので、インク全体を容量成分Ｃと見做すことができ、図１０に示したような検知方式に適用可能となるが、経時等に伴い、油相と水相とが分離したインクの場合には、抵抗率がｋΩ・ｃｍ（＝１０^５Ω・ｃｍ）程度以下に小さくなってしまい（図２（ｂ）参照）、かつ、容量成分もμＦオーダの大きさになってしまう。このように経時的に劣化したインクに関して、図１０のようにインクを容量成分と見做して検知する方式に適用した場合、抵抗値成分が小さくなると、発振回路としての正常な動作が行われなくなってしまう。これは、容量成分に並列に抵抗値の小さい抵抗値成分が存在すると、Ｑの低いコンデンサと等価となり、発振回路として動作しなくなることによる。また、例え動作したとしても、発振回路の時定数が非常に大きくなってしまい、検知動作に非常に長い時間がかかってしまい、通常の検知サイクルでは誤検知してしまうこともある。
【００１０】
結局、図１０等に示される検知方式は、前述の特許文献１〜４の場合も同様であるが、インク残量検知方式としては有効であっても、インク箱内などに存在するインクの印刷への使用が可能か否か等の品質評価のための検知には適しているとは言い難いものである。
【００１１】
本発明の目的は、印刷用インク、特にＷ／Ｏエマルションインク等のインクの品質（例えば、印刷への使用が可能か否か等）の判定評価を適正に行えるようにすることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のインク評価装置は、検知対象となるインクの抵抗成分を含めた交流インピーダンスを測定する交流インピーダンス測定回路と、この交流インピーダンス測定回路の測定結果に基づく前記インクの抵抗率と前記インクの容量値との検知結果に基づき前記インクの品質を判定評価する判定手段と、を備え、前記判定手段は、検知対象となる印刷用インクがＷ／Ｏエマルションインクの形態で、その交流インピーダンスを前記交流インピーダンス測定回路により測定した場合に、その直流抵抗率が１０ ^６ Ω・ｃｍ以上で、かつ、測定面積２．５ｃｍ ^２で電極間距離が２００μｍなる条件で測定した時の容量値が５ｎＦより小さい値であったときに、当該インクの品質を使用可能品と判定する。
【００１３】
従って、インクの容量成分のみに基づく検知ではなく、インクが有する抵抗成分も考慮することで、インクを容量成分と抵抗成分との並列回路と見做し、検知対象となるインクのこれらの交流インピーダンスを測定して抵抗成分又は容量成分を検知することにより、当該インクの状態が印刷に適するか否か等の品質を適正に判定評価することが可能となる。
【００１５】
また、一般に油相に用いられるオイル類の抵抗率は１０^８〜１０^９Ω・ｃｍであり、また、水相単独の抵抗率は１０^２〜１０^４Ω・ｃｍであるので、これらを混合させた印刷用のＷ／Ｏエマルションインクの場合、その抵抗率としては１０^５〜１０^７Ω・ｃｍ程度を示すので、このようなインクの抵抗成分を含めた交流インピーダンスを測定して抵抗成分又は容量成分を検知することにより、当該Ｗ／Ｏエマルションインクの状態（水相の分散状態）が印刷に適するかどうかの品質を実使用時に適正に判定評価することができる。即ち、当該Ｗ／Ｏエマルションインクの製造日（推奨期間）に頼ることなく、実際に当該インクが使用可能か否かを基準に品質を評価できるので、印刷品質の確保、使用できるインクの無駄な廃棄を回避し実際に使用不適なインクのみの廃棄の確保を達成できる。
【００１７】
また、抵抗率と容量値との双方に基づきインクの品質を評価することにより、インクの品質に関して、より適正な評価が可能となる。
【００１９】
更に、印刷用として使用可能なインクの品質を適正に判定することができる。
【００２０】
請求項２記載の発明の印刷装置は、請求項１記載のインク評価装置を備える。
【００２１】
従って、請求項１記載のインク評価装置を備えるので、当該インクの製造日（推奨期間）に頼ることなく、実際に当該インクが使用可能か否かを基準に品質を評価できるので、印刷品質の確保、使用できるインクの無駄な廃棄の回避を達成できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図５に基づいて説明する。本実施の形態のインク評価装置は例えば印刷装置に内蔵して用いられるが、当該印刷装置としては、インクジェットプリンタ、孔版印刷装置等の印刷用インクを用いる機種に適用可能であり、特に、本実施の形態では、Ｗ／Ｏエマルションインクを印刷用インクとして用いる孔版印刷装置への適用例を示す。
【００２３】
まず、このようなＷ／Ｏエマルションインクの特性及び本実施の形態の測定原理について説明する。Ｗ／Ｏエマルションインクは、例えば図１に示すように、油相Ｏ内に水相Ｗが分散した構造であり、図１（ａ）は製造直後であって印刷用として使用できる状態を示し、図１（ｂ）は経時変化後であって印刷用として使用できない状態を示している。一般に、油相Ｏに用いるオイル類の直流抵抗値（抵抗率）は１０^８〜１０^９Ω・ｃｍ程度であり、一方、水相Ｗ単独の直流抵抗値（抵抗率）は１０^２〜１０^４Ω・ｃｍ程度であり、これらの油相Ｏと水相Ｗとを混合させたＷ／Ｏエマルションインクは、その抵抗成分（抵抗率）としては１０^５〜１０^７Ω・ｃｍ程度を示すことになる。よって、このようなＷ／Ｏエマルションインクの抵抗成分を含む交流インピーダンスを測定し、その直流抵抗分或いは容量分、或いは、その両方をチェックすることにより、当該Ｗ／Ｏエマルションインクのその時点での状態が印刷に適しているか否かを判定評価することができる。例えば、図１（ａ）は抵抗成分（抵抗率）が１０^７Ω・ｃｍの状態、図１（ｂ）は抵抗成分（抵抗率）が１０^４Ω・ｃｍの状態を示している。
【００２４】
図２はこのようなＷ／Ｏエマルションインクの等価回路を示す説明図であり、基本的には、容量成分Ｃと抵抗成分Ｒｆとの並列回路と見做すことができる。ここに、図２（ａ）は印刷用として使用できる状態例であって、抵抗成分（抵抗率）が１０^７Ω・ｃｍの状態を示し、図２（ｂ）は印刷用として使用できない状態例であって、抵抗成分（抵抗率）が１０^５Ω・ｃｍの状態を示している。従って、Ｗ／Ｏエマルションインクにおいては、その水相分散状態を交流インピーダンスの測定により測定・評価することができる。よって、Ｗ／Ｏエマルションインクが印刷用として使用可能か否かの判定評価を、従来のようなインク製造日を基準とした推奨期間に頼ることなく、その時点で実際に当該インクが使用できるか否かを基準に行えることとなる。つまり、従来のような曖昧な判断基準を大幅に改善できる。
【００２５】
図３はこのようなＷ／Ｏエマルションインクの抵抗成分を含む等価回路の交流インピーダンスの周波数特性を示す特性図である。図３中、縦軸はイマジナリー成分（虚数成分）−ｊＸを示し、横軸はリアル成分（実数成分＝抵抗成分）Ｒｆを示している。ここに、容量成分のみであれば（或いは、抵抗成分が非常に大きい場合）、図３中のａのような特性を示すが、抵抗成分がある場合には、ｂのような特性を示す。本実施の形態においては、このような交流インピーダンスの差の大きい周波数のところで、交流インピーダンスを測定し、抵抗成分のあるインピーダンスとの違いを明確にして検知するものである。この際、計測周波数は１箇所だけでなく、数箇所設定してもよい。
【００２６】
図４は孔版印刷装置１に内蔵されたこのような測定原理のインク評価装置２の概略構成例を示すブロック図である。このインク評価装置２は印刷用インクとしてＷ／Ｏエマルションインクを収容して版胴（図示せず）内のインク溜り等に適宜このインクを供給するように適宜箇所に配設されたＷ／Ｏインク箱３に対して、そのインク中に挿入された一対の電極等を有する交流インピーダンス測定回路４が設けられている。この交流インピーダンス測定回路４は、印刷用インクとしてのＷ／Ｏエマルションインクを上述した如く容量と抵抗との並列回路と見做し、抵抗成分を含めたこれらの交流インピーダンスを測定する回路であり、その出力側には、インピーダンス測定結果に基づき、例えば、抵抗値が１ＭΩ以上又は容量値が０．５〜５ｎＦ（ただし、測定面積２．５ｃｍ^２で電極間距離が２００μｍなる条件で測定した時の容量値）の範囲内にあれば、当該Ｗ／Ｏエマルションインクは印刷用として使用可能品であると判定評価する判定手段としての判定回路５が接続されている。この判定回路５の出力信号は当該孔版印刷装置の動作制御部等に出力され、印刷動作の可否等に供される。
【００２７】
ここに、交流インピーダンス測定回路４としては、従来のアナログ方式であるインピーダンスブリッジ回路、位相弁別回路、リサージュ法などによる回路構成を利用することにより実現できる。或いは、従来のデジタル方式であるＦＲＡ（Frequency Responce Analyzer）やＦＦＴ（Fast Fourier Transform）による方法を利用することで、計測時間を短くすることができる（例えば、逢坂著「電気化学法II章」講談社サイエンティフィク参照）。ちなみに、デジタル方式は従前にあっては大掛かりな回路であったが、本実施の形態では、抵抗値と容量値とが単一周波数で或る閾値を超えるか否かを判定するだけでよいので、回路構成は簡単なものとなり、最近のＬＳＩを駆使することにより小型化も可能である。
【００２８】
もっとも、このような交流インピーダンス測定回路４としては、図５に示すような簡易的な構成例であってもよい。即ち、発振回路６の発振周波数を、前述したような抵抗、容量値の違いが判定可能な周波数に設定して、例えば、Ｗ／Ｏインク箱３中のＷ／Ｏインク７に対して微小電流を流し、その電流値、或いは、抵抗８等を介して電圧値として検出し、比較回路９において基準値Ｒｅｆと比較することにより、インピーダンスの差異を検知するように構成した例を示している。単一の周波数だけではこのような差異を検知できない場合には、発振回路６の発振周波数としてｆ１，ｆ２等で示すような複数の周波数を用いて検知するようにしてもよい。
【００２９】
何れにしても、Ｗ／Ｏエマルションインクの抵抗成分を含む交流インピーダンスの測定は、これらの例示した方式に限られることなく、適宜、他の方式を利用することができる。
【００３０】
本発明の第二の実施の形態を図６ないし図８に基づいて説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示し、説明も省略する。
【００３１】
本実施の形態のインク評価装置１１は、基本的には、第一の実施の形態に示したインク評価装置２に準ずるが、本実施の形態にあっては、対象となるＷ／Ｏエマルションインクの抵抗値（抵抗率）と容量値との双方を測定検知する交流インピーダンス測定回路１２と、当該交流インピーダンス測定回路１２のこれらの測定結果に基づき当該印刷用インクの品質が予め設定された要求閾値の範囲内にあるか否かを判定評価する判定手段としての判定回路１３とにより構成されている。
【００３２】
ここに、Ｗ／Ｏエマルションインクの抵抗値と容量値との各々を測定検知する交流インピーダンス測定回路１２の構成例としては、例えば、図７に示すように、Ｗ／Ｏインク７にダイオード１４を介して高周波パルスを印加するパルス発振器１５を備え、その蓄積電圧曲線の違いから、各々の比較回路１６，１７で各々の基準値Ｒｅｆの比較の下に、抵抗値、容量値を検知するように構成すればよい。
【００３３】
例えば、Ｗ／Ｏインク７に対してパルス電圧を印加した時のインク電圧の特性（蓄積電圧曲線）を示すと、その時の容量値Ｃ、抵抗値Ｒｆの大中小に応じて図８のようになる。図８では、Ｃ小・Ｒｆ大、Ｃ中・Ｒｆ中、Ｃ大・Ｒｆ小の３種類の場合を例示している。このように、容量値Ｃ、抵抗値Ｒｆの大中小に応じて飽和時電圧Ｖｍ１，Ｖｍ２，Ｖｍ３と各々の立上り電圧Ｖｃ１，Ｖｃ２，Ｖｃ３が異なるので、その差を利用して検知すればよい。
【００３４】
このような交流インピーダンス測定回路１２に対応させて、判定回路１３は、例えば、比較回路１６からの抵抗値出力に基づきその抵抗値が１ＭΩ以上であるか否かを判定する抵抗値判定回路１８と、比較回路１７からの容量値出力に基づきその容量値（ただし、測定面積２．５ｃｍ^２で電極間距離が２００μｍなる条件で測定した時の容量値）が０．５〜５ｎＦの範囲内であるか否かを判定する容量値判定回路１９と、これらの判定回路１８，１９の出力結果に基づき抵抗値が１ＭΩ以上であって、かつ、容量値が０．５〜５ｎＦの範囲内にあるかを判定する合成判定回路２０と、により構成されている。
【００３５】
なお、具体的な構成例としては、このような構成例に限られることなく、これ以外の方法を適宜利用することができる。また、図示例の比較又は判定回路としては、１個のオペアンプ構成例として示したが、これは、或る基準値に対する抵抗値や容量値を判定することを例示したものであり、具体的には、交流インピーダンス測定回路１２中に抵抗値や容量値の範囲として上述したような所定値や所定範囲を認識する回路構成を持たせるようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、インクの容量成分のみに基づく検知ではなく、インクが有する抵抗成分も考慮し、インクを容量成分と抵抗成分との並列回路と見做し、検知対象となるインクのこれらの交流インピーダンスを測定して抵抗成分又は容量成分を検知するようにしたので、当該インクの状態が印刷に適するか否か等の品質を適正に判定評価することができる。
【００３７】
また、一般に油相に用いられるオイル類の抵抗率は１０^８〜１０^９Ω・ｃｍであり、また、水相単独の抵抗率は１０^２〜１０^４Ω・ｃｍであるので、これらを混合させた印刷用のＷ／Ｏエマルションインクの場合、その抵抗率としては１０^５〜１０^７Ω・ｃｍ程度を示すことから、このようなインクの抵抗成分を含めた交流インピーダンスを測定して抵抗成分又は容量成分を検知することにより、当該Ｗ／Ｏエマルションインクの状態（水相の分散状態）が印刷に適するかどうかの品質を実使用時に適正に判定評価することができる。即ち、当該Ｗ／Ｏエマルションインクの製造日（推奨期間）に頼ることなく、実際に当該インクが使用可能か否かを基準に品質を評価できるので、印刷品質の確保、使用できるインクの無駄な廃棄を回避し実際に使用不適なインクのみの廃棄の確保を達成することができる。
【００３８】
また、前記判定手段は、前記インクの抵抗率と前記インクの容量値との検知結果に基づき前記インクの品質を評価することにより、抵抗率と容量値との双方に基づきインクの品質を評価することにより、インクの品質に関して、より適正に評価することができる。
【００３９】
更に、前記判定手段は、検知対象となる印刷用インクがＷ／Ｏエマルションインクの形態で、その交流インピーダンスを前記交流インピーダンス測定回路により測定した場合に、その直流抵抗率が１０^６Ω・ｃｍ以上で、かつ、測定面積２．５ｃｍ^２で電極間距離が２００μｍなる条件で測定した時の容量値が５ｎＦより小さい値であったときに、当該インクの品質を使用可能品と判定するようにしたので、印刷用として使用可能なインクの品質を適正に判定することができる。
【００４０】
請求項２記載の発明の印刷装置によれば、請求項１記載のインク評価装置を備えるので、当該インクの製造日（推奨期間）に頼ることなく、実際に当該インクが使用可能か否かを基準に品質を評価することができ、よって、印刷品質の確保、使用できるインクの無駄な廃棄の回避を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に関してＷ／Ｏエマルションインクの構造と抵抗変化の様子を示す模式図である。
【図２】Ｗ／Ｏエマルションインクの構造と等価回路と対応関係を示す説明図である。
【図３】等価回路の交流インピーダンス特性図である。
【図４】インク評価装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図５】交流インピーダンス測定回路の変形例を示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態のインク評価装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図７】その交流インピーダンス測定回路の構成例を示す概略ブロック図である。
【図８】動作原理を説明するための電圧特性図である。
【図９】Ｗ／Ｏエマルションインクの一般的な経時特性を示す模式図である。
【図１０】従来例を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
２インク評価装置
４交流インピーダンス測定回路
５判定手段
７Ｗ／Ｏインク
１１インク評価装置
１２交流インピーダンス測定回路
１３判定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink evaluation apparatus for a W / O emulsion ink for printing, and a printing apparatus such as a stencil printing apparatus and an inkjet printer.
[0002]
[Prior art]
Some stencil printers use W / O (Water in Oil) emulsion ink as printing ink. Here, the W / O emulsion ink is an ink in which a water phase is dispersed in an oil phase, and has thermodynamically unstable properties. For this reason, the emulsion ink undergoes a state change (phase change) over time, and a coalescence of the aqueous phase (a phenomenon in which the aqueous phases are combined) occurs, eventually separating into an oil phase and an aqueous phase. End up. FIG. 9 schematically shows the state of such a phase change with the passage of time from immediately after production, where W indicates an aqueous phase and O indicates an oil phase. Here, the W / O emulsion ink that can be used in a printing press is an ink that is within a certain range of quality that is not separated. In the past, the use period after production is limited as the recommended period (quality assurance period). However, it is recommended that only ink within such a recommended period be used for printing. In the case of ink that has passed the recommended period, when part of the oil phase of the emulsion is separated and printed, the oil phase component may spread on the printing paper, causing bleeding and reducing the quality. It is.
[0003]
However, the separation reaction of such an emulsion depends on time and temperature, and when stored in a high temperature environment even within a certain period, the separation between the oil phase and the aqueous phase is accelerated. The As a result, it may be in a state where it cannot be used for printing even within the recommended period. Conversely, when stored in a low temperature environment, separation between the oil phase and the water phase does not proceed, and there may be a quality state that can be used without any trouble even after the recommended period.
[0004]
In this way, with W / O emulsion inks, there is a large difference in the progress of the reaction that separates depending on the storage temperature after production, but when used for printing, whether the quality can be used for printing only by visual inspection of the ink appearance It is extremely difficult to accurately determine Therefore, the manufacturer deals with this by setting a period with a sufficient margin as the recommended period. In other words, even if the ink is of a quality state that can be used satisfactorily, if the recommended period has passed, it will not be possible for the customer to have trouble, so the fact is that it is uniformly discarded. .
[0005]
Further, in a printing press, a configuration as shown in FIG. 10 is generally used as a circuit configuration for detecting such ink. That is, the electrode of the oscillation and detection circuit 101 is inserted into the ink box 100 containing the ink, the ink is regarded as a capacitance component, and the change in the capacitance value is detected as the frequency change of the oscillation circuit. Based on this, the ink presence / absence determination circuit 102 determines and outputs the result.
[0006]
Incidentally, there are various proposal examples related to the detection of the remaining amount of ink focusing on the change in the ink capacity (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-101680 [Patent Document 2]
JP-A-9-30005 [Patent Document 3]
JP 2001-121681 A [Patent Document 4]
JP-A-9-314856 [0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method that relies on the recommended period recommended by the manufacturer is based on an ambiguous judgment criterion and does not correspond to the actual state of the ink at the time of use, so it is difficult to say that it is an appropriate countermeasure.
[0009]
In addition, in the case of the detection method focusing on ink = capacitance component as shown in FIG. 10, in the case of W / O emulsion ink, the equivalent circuit is actually a capacitance component C as shown in FIG. And the resistance value component Rf, it is not necessarily an appropriate detection method. That is, in the equivalent circuit of the ink shown in FIG. 2, the resistivity of the resistance component Rf is a large resistivity of 1 MΩ · cm (= 10 ⁶ Ω · cm) or more, which is a resistivity in a good ink state. If present (see FIG. 2A), the influence of the resistance component is small, so that the entire ink can be regarded as the capacitive component C, and can be applied to the detection method as shown in FIG. In the case of the ink in which the oil phase and the water phase are separated with the passage of time, the resistivity decreases to about kΩ · cm (= 10 ⁵ Ω · cm) or less (see FIG. 2B). In addition, the capacitance component is in the order of μF. When the ink deteriorated with time as described above is applied to a method in which the ink is detected as a capacitive component as shown in FIG. 10, when the resistance component becomes small, normal operation as an oscillation circuit is performed. It will disappear. This is because if a resistance value component having a small resistance value exists in parallel with the capacitance component, it becomes equivalent to a capacitor having a low Q value and does not operate as an oscillation circuit. Even if the operation is performed, the time constant of the oscillation circuit becomes very large, the detection operation takes a very long time, and a false detection may occur in a normal detection cycle.
[0010]
After all, the detection method shown in FIG. 10 and the like is the same as in the above-described Patent Documents 1 to 4, but printing of ink existing in the ink box or the like is effective even when the remaining ink amount detection method is effective. It is difficult to say that it is suitable for detection for quality evaluation such as whether or not it can be used.
[0011]
An object of the present invention is to make it possible to appropriately determine and evaluate the quality of printing ink, particularly ink such as W / O emulsion ink (for example, whether or not it can be used for printing).
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Ink evaluation apparatus of the invention described in claim 1 includes an AC impedance measuring circuit for measuring the AC impedance including a resistance component of the ink to be the detection target, based rather resistance of the ink on the measurement result of the AC impedance measurement circuit A determination unit that determines and evaluates the quality of the ink based on the detection result of the rate and the capacity value of the ink, and the determination unit is configured such that the printing ink to be detected is in the form of a W / O emulsion ink. When the AC impedance is measured by the AC impedance measurement circuit, the capacitance when the DC resistivity is 10 ⁶ Ω · cm or more, the measurement area is 2.5 cm ² , and the distance between the electrodes is 200 μm. When the value is smaller than 5 nF, the quality of the ink is determined to be usable.
[0013]
Therefore, by considering not only detection based on the ink capacitance component but also the resistance component of the ink, the ink is regarded as a parallel circuit of the capacitance component and the resistance component, and these AC impedances of the ink to be detected are detected. By measuring the resistance component or the capacitance component, it is possible to appropriately determine and evaluate the quality such as whether or not the state of the ink is suitable for printing.
[0015]
In addition, the resistivity of oils generally used in the oil phase is 10 ⁸ to 10 ⁹ Ω · cm, and the resistivity of the water phase alone is 10 ² to 10 ⁴ Ω · cm. In the case of W / O emulsion ink for printing, the resistivity is about 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω · cm. Therefore, the AC impedance including the resistance component of such ink is measured to determine the resistance component or the capacity. By detecting the components, the quality of whether or not the state of the W / O emulsion ink (dispersion state of the aqueous phase) is suitable for printing can be appropriately judged and evaluated during actual use. That is, the quality can be evaluated based on whether or not the ink can actually be used without depending on the production date (recommended period) of the W / O emulsion ink. It is possible to avoid disposal and ensure the disposal of only ink that is actually unsuitable.
[0017]
In addition, by evaluating the quality of the ink based on both the resistivity and the capacitance value, a more appropriate evaluation can be made regarding the quality of the ink.
[0019]
Furthermore, the quality of ink that can be used for printing can be determined appropriately.
[0020]
Printing apparatus of the invention of claim 2 wherein is provided an ink evaluation apparatus according to claim 1.
[0021]
Therefore, since the ink evaluation apparatus according to claim 1 is provided, the quality can be evaluated based on whether or not the ink can actually be used without depending on the date of manufacture (recommended period) of the ink. It is possible to avoid wasteful disposal of ink that can be secured and used.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The ink evaluation apparatus according to the present embodiment is used, for example, in a printing apparatus, but the printing apparatus can be applied to a model using printing ink, such as an ink jet printer or a stencil printing apparatus. In this embodiment, an application example to a stencil printing apparatus using W / O emulsion ink as a printing ink is shown.
[0023]
First, the characteristics of such a W / O emulsion ink and the measurement principle of this embodiment will be described. For example, as shown in FIG. 1, the W / O emulsion ink has a structure in which the water phase W is dispersed in the oil phase O. FIG. 1 (a) shows a state immediately after production and can be used for printing. FIG. 1B shows a state after change with time and cannot be used for printing. Generally, the DC resistance value (resistivity) of oils used for the oil phase O is about 10 ⁸ to 10 ⁹ Ω · cm, while the DC resistance value (resistivity) of the water phase W alone is 10 ² to 10 ^4. The W / O emulsion ink in which the oil phase O and the water phase W are mixed is about 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω · cm as its resistance component (resistivity). Become. Therefore, by measuring the AC impedance including the resistance component of such a W / O emulsion ink and checking the DC resistance component, the capacitance component, or both, the W / O emulsion ink at that point in time. Whether or not the state is suitable for printing can be determined and evaluated. For example, FIG. 1A shows a state where the resistance component (resistivity) is 10 ⁷ Ω · cm, and FIG. 1B shows a state where the resistance component (resistivity) is 10 ⁴ Ω · cm.
[0024]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an equivalent circuit of such W / O emulsion ink, and can basically be regarded as a parallel circuit of a capacitance component C and a resistance component Rf. 2A is a state example that can be used for printing, and shows a state where the resistance component (resistivity) is 10 ⁷ Ω · cm, and FIG. 2B is a state example that cannot be used for printing. The resistance component (resistivity) is 10 ⁵ Ω · cm. Therefore, in the W / O emulsion ink, the aqueous phase dispersion state can be measured and evaluated by measuring the AC impedance. Therefore, whether or not the W / O emulsion ink can actually be used at that time without relying on the conventional recommended period based on the date of manufacture of the ink, as to whether or not the W / O emulsion ink can be used for printing. It can be done based on whether or not. That is, it is possible to greatly improve the conventional ambiguous judgment criteria.
[0025]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the frequency characteristics of the AC impedance of an equivalent circuit including the resistance component of such W / O emulsion ink. In FIG. 3, the vertical axis represents the imaginary component (imaginary component) -jX, and the horizontal axis represents the real component (real component = resistance component) Rf. If only the capacitance component is present (or if the resistance component is very large), a characteristic such as a in FIG. 3 is shown. If there is a resistance component, a characteristic such as b is shown. In the present embodiment, the AC impedance is measured at such a frequency where the difference in AC impedance is large, and the difference from the impedance having a resistance component is clarified and detected. At this time, the measurement frequency may be set not only at one place but also at several places.
[0026]
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration example of the ink evaluation apparatus 2 of such a measurement principle built in the stencil printing apparatus 1. This ink evaluation device 2 contains W / O emulsion ink as printing ink and W / O disposed at appropriate locations so as to supply this ink appropriately to an ink reservoir or the like in a plate cylinder (not shown). An AC impedance measurement circuit 4 having a pair of electrodes inserted into the ink is provided for the ink box 3. The AC impedance measurement circuit 4 is a circuit that measures W / O emulsion ink as a printing ink as a parallel circuit of capacitance and resistance as described above, and measures these AC impedances including a resistance component. On the output side, based on the impedance measurement result, for example, when the resistance value is 1 MΩ or more or the capacitance value is 0.5 to 5 nF (however, the measurement area is 2.5 cm ² and the distance between the electrodes is 200 μm) If it is within the range of (capacitance value), a determination circuit 5 is connected as a determination means for determining and evaluating that the W / O emulsion ink is usable for printing. An output signal of the determination circuit 5 is output to an operation control unit or the like of the stencil printing apparatus, and is used for whether or not a printing operation is possible.
[0027]
Here, the AC impedance measuring circuit 4 can be realized by using a circuit configuration based on a conventional analog method such as an impedance bridge circuit, a phase discrimination circuit, a Lissajous method, or the like. Alternatively, the measurement time can be shortened by using a conventional digital method such as FRA (Frequency Response Analyzer) or FFT (Fast Fourier Transform) (for example, Kosaka's "Electrochemical Method Chapter II" Kodansha) See Scientific). Incidentally, the digital method used to be a large circuit in the past, but in this embodiment, it is only necessary to determine whether the resistance value and the capacitance value exceed a certain threshold at a single frequency. The circuit configuration is simple and downsizing is possible by making full use of recent LSIs.
[0028]
However, such an AC impedance measurement circuit 4 may have a simple configuration example as shown in FIG. That is, the oscillation frequency of the oscillation circuit 6 is set to a frequency at which the difference between the resistance and capacitance values can be determined as described above, for example, a minute current with respect to the W / O ink 7 in the W / O ink box 3. In this example, a difference in impedance is detected by detecting a current value or a voltage value via a resistor 8 or the like and comparing it with a reference value Ref in a comparison circuit 9. When such a difference cannot be detected with only a single frequency, the oscillation frequency of the oscillation circuit 6 may be detected using a plurality of frequencies as indicated by f1, f2, and the like.
[0029]
In any case, the measurement of the AC impedance including the resistance component of the W / O emulsion ink is not limited to these exemplified methods, and other methods can be used as appropriate.
[0030]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same parts as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is also omitted.
[0031]
The ink evaluation apparatus 11 of the present embodiment is basically the same as the ink evaluation apparatus 2 shown in the first embodiment. However, in this embodiment, the target W / O emulsion ink is used. AC impedance measurement circuit 12 that measures and detects both the resistance value (resistivity) and the capacitance value of the ink, and a required threshold value in which the quality of the printing ink is preset based on the measurement results of the AC impedance measurement circuit 12 It is comprised with the determination circuit 13 as a determination means to determine and evaluate whether it exists in this range.
[0032]
Here, as a configuration example of the AC impedance measurement circuit 12 that measures and detects each of the resistance value and the capacitance value of the W / O emulsion ink, for example, as shown in FIG. And a resistance value and a capacitance value are detected under the comparison of the respective reference values Ref by the comparison circuits 16 and 17 due to the difference in the accumulated voltage curve. What is necessary is just to comprise.
[0033]
For example, the ink voltage characteristics (accumulated voltage curve) when a pulse voltage is applied to the W / O ink 7 are shown in FIG. 8 according to the capacitance value C and the resistance value Rf at that time. Become. FIG. 8 illustrates three types of cases: C small / large Rf, medium C / Rf medium, large C / Rf small. As described above, the saturation voltages Vm1, Vm2, and Vm3 are different from the rising voltages Vc1, Vc2, and Vc3 according to the large, medium, and small values of the capacitance value C and the resistance value Rf.
[0034]
Corresponding to such an AC impedance measurement circuit 12, the determination circuit 13 includes, for example, a resistance value determination circuit 18 that determines whether the resistance value is 1 MΩ or more based on a resistance value output from the comparison circuit 16. The capacitance value based on the capacitance value output from the comparison circuit 17 (however, the capacitance value measured under the condition that the measurement area is 2.5 cm ² and the distance between the electrodes is 200 μm) is in the range of 0.5 to 5 nF. Whether or not the resistance value is 1 MΩ or more and the capacitance value is in the range of 0.5 to 5 nF based on the output results of these determination circuits 18 and 19. And a combination determination circuit 20 for determining whether or not.
[0035]
A specific configuration example is not limited to such a configuration example, and other methods can be used as appropriate. Further, the comparison or determination circuit in the illustrated example is shown as one operational amplifier configuration example, but this is an example of determining a resistance value or a capacitance value with respect to a certain reference value. The AC impedance measurement circuit 12 may have a circuit configuration for recognizing the predetermined value or the predetermined range as described above as the range of the resistance value or the capacitance value.
[0036]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the detection is based not only on the capacitance component of the ink but also on the resistance component of the ink, and the ink is regarded as a parallel circuit of the capacitance component and the resistance component to be a detection target. Since these AC impedances of the ink are measured to detect the resistance component or the capacitance component, the quality such as whether or not the state of the ink is suitable for printing can be appropriately judged and evaluated.
[0037]
In addition, the resistivity of oils generally used in the oil phase is 10 ⁸ to 10 ⁹ Ω · cm, and the resistivity of the water phase alone is 10 ² to 10 ⁴ Ω · cm. In the case of the W / O emulsion ink for printing, the resistivity is about 10 ⁵ to 10 ⁷ Ω · cm. Therefore, the AC impedance including the resistance component of such an ink is measured, and the resistance component or By detecting the volume component, the quality of whether or not the state of the W / O emulsion ink (dispersed state of the aqueous phase) is suitable for printing can be appropriately determined and evaluated during actual use. That is, the quality can be evaluated based on whether or not the ink can actually be used without depending on the production date (recommended period) of the W / O emulsion ink. It is possible to avoid disposal and to ensure disposal of only ink that is actually unsuitable.
[0038]
The determination unit evaluates the ink quality based on both the resistivity and the capacitance value by evaluating the ink quality based on the detection result of the ink resistivity and the ink capacitance value. Thus, the ink quality can be more appropriately evaluated.
[0039]
Furthermore, the determination means has a DC resistivity of 10 ⁶ Ω · cm or more when the printing ink to be detected is in the form of W / O emulsion ink and the AC impedance is measured by the AC impedance measurement circuit. In addition, when the capacitance value measured under the condition that the measurement area is 2.5 cm ² and the distance between the electrodes is 200 μm is a value smaller than 5 nF, the quality of the ink is determined to be usable. Therefore, the quality of ink that can be used for printing can be properly determined.
[0040]
According to the printing apparatus of the invention described in claim 2, since the ink evaluation apparatus according to claim 1 is provided, whether or not the ink is actually usable can be determined without depending on the date of manufacture (recommended period) of the ink. The quality can be evaluated based on the standard, and therefore, it is possible to achieve the printing quality and avoid the wasteful disposal of the usable ink.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a W / O emulsion ink and the state of resistance change in the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a correspondence relationship between the structure of an W / O emulsion ink, an equivalent circuit, and the like.
FIG. 3 is an AC impedance characteristic diagram of an equivalent circuit.
FIG. 4 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of an ink evaluation device.
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a modification of the AC impedance measurement circuit.
FIG. 6 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of an ink evaluation device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic block diagram showing a configuration example of the AC impedance measurement circuit.
FIG. 8 is a voltage characteristic diagram for explaining an operation principle.
FIG. 9 is a schematic diagram showing general aging characteristics of a W / O emulsion ink.
FIG. 10 is a schematic block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
2 Ink Evaluation Device 4 AC Impedance Measurement Circuit 5 Determination Unit 7 W / O Ink 11 Ink Evaluation Device 12 AC Impedance Measurement Circuit 13 Determination Unit

Claims

An AC impedance measurement circuit that measures AC impedance including the resistance component of the ink to be detected;
A judging means for judging evaluating the quality of the ink based on the detection result of the capacitance values of the resistivity and the ink based rather the ink on the measurement result of the AC impedance measurement circuit,
Equipped with a,
The determination means has a DC resistivity of 10 ⁶ Ω · cm or more when the printing ink to be detected is in the form of W / O emulsion ink and the AC impedance is measured by the AC impedance measurement circuit . And, when the capacitance value when measured under the condition that the measurement area is 2.5 cm ² and the distance between the electrodes is 200 μm is a value smaller than 5 nF, the quality of the ink is determined to be usable.
Ink evaluation device.

A printing apparatus comprising the ink evaluation apparatus according to claim 1 .