JP7024453B2 - インクタンク、インク測定システムおよびインク測定方法 - Google Patents
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Description
しかし、特許文献1では、インク吸収体で反射された反射光を検出しているため、インク本来の色や成分を測定することが難しい。また、インク吸収体の状態が劣化した場合、インク吸収体の反射率が変化することにより、インクの色や成分を正確に測定できなくなる。
本適用例によれば、従来技術のようなインク吸収体を用いないため、インク本来の色または成分を正確に測定することができる。
一般に、インクジェットプリンターに用いられるインクの粒子は、最大でも0.2μm程度である。よって、本適用例では、透明部材と基準板との間の流入空間の幅を0.2μm以上にすることにより、当該流入空間にインクを流入させることができる。
また、インクジェットプリンターに用いられるインクは、色が薄いインクであっても、その膜厚が5.0μmを超えると、光の透過率が悪化する。そこで、本適用例では、インクの流入空間の幅(当該流入空間に流入するインクの膜厚)を5.0μm以下に設定している。これにより、基準板で反射する反射光について正確な色を測定するために十分な量を得ることができる。
よって本適用例では、インクタンク内のインクの色をより正確かつ確実に測定することができる。
本適用例において、タンク本体の底部は、インクタンクが設置されたときに鉛直方向下側になる部分である。よって、インクの流入空間がタンク本体の底部側に形成されることにより、インクタンク内のインク量が減少している場合であっても、インクが流入空間に流入し易い。これにより、インクタンク内のインクの色や成分をより確実に測定することができる。
本適用例では、インクの溶剤等による基準板へのアタックが一対の透明基板によって防止するため、基準板の劣化を防止することができる。これにより、インクタンク内のインクの色や成分を、長期間、正確に測定することができる。なお、透明基板としては、溶剤アタックに対して高い耐性を有する石英基板などを用いることができる。
本適用例のインク測定システムは、前述のインクタンクを備えることにより、インクタンク内のインク本来の色または成分を正確に測定することができる。このため、インクの品質管理を適切に行うことができる。
本適用例のインク測定システムでは、インク測定装置の設置傾き状態やインクタンク内のインク残量が異なる場合であっても、インクの判定をばらつきなく行うことができる。
本適用例のインク測定方法は、前述のインクタンクを用いることにより、インクタンク内のインクの判定を正確に行うことができ、インクの品質管理を適切に行うことができる。
〔プリンターの構成〕
図1に示すように、インク測定システム100は、本発明のインク測定装置であるプリンター1(インクジェットプリンター)と、プリンター1に装着されるインクカートリッジ7とを備える。
本実施形態のプリンター1は、印刷紙等のメディアを所定位置に搬送し、搬送されたメディアに対して印刷部からインクを吐出させてメディアに画像を形成する装置である。このプリンター1は、カートリッジ装着部20を備え、カートリッジ装着部20に収納されたインクカートリッジ7内のインクを印刷部に供給してメディアに画像を形成する。また、このプリンター1は、インクカートリッジ7内のインクの品質(例えば色および成分等)の測定を行い、測定結果に応じて、使用インクが適切か否かをユーザーに報知することができる。
なお、プリンター1におけるメディアの搬送機構や、印刷部の構成や、印刷部の駆動機構は、周知の構成を用いることができ、ここでの説明は省略し、以下では、プリンター1のインク測定に係る構成を中心に説明する。
本実施形態のプリンター1では、インク噴射ヘッドを搭載するキャリッジを移動可能に保持するプリンター本体(図示略)にカートリッジ装着部20が設けられている。そして、カートリッジ装着部20に装着されたインクカートリッジ7は、チューブ等を介して、キャリッジに搭載されるインク噴射ヘッドにインクを供給する。
光源31は、可視光領域(380nm~780nm)および近赤外光領域(1100~2500nm)の各々で発光する複数のLEDを含んで構成され、インクカートリッジ7に対して光を照射する。光源駆動回路32は、制御演算回路6の制御に従って、光源31の各LEDを点灯・消灯する。
エタロン駆動回路42は、制御演算回路6の制御に従って、波長可変エタロン41の静電アクチュエーターに駆動電圧を印加し、一対の反射膜間のギャップを変化させることにより、波長可変エタロン41を透過する光の波長を変化させる。
受光素子51は、フォトダイオード等の光電変換素子であり、波長可変エタロン41を透過した光を受光し、受光量に応じた受光信号(電流信号)を出力する。
IV変換回路52は、オペアンプ、抵抗およびコンデンサーにより構成されており、受光素子51から出力された受光信号を電流信号から電圧信号に変換する。
AD変換器54は、増幅回路53に増幅された電圧信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、制御演算回路6に出力する。
制御演算回路6は、メモリーに記憶されたプログラムを実行することで、エタロン制御部61、算出部62、品質判定部63および色補正部65として機能する。
色補正部65は、記憶部66に記憶された異常情報に基づいて、印刷色を正常に再現するための補正情報を算出する。
次に、図2を参照して、インクカートリッジ7の構成について説明する。
インクカートリッジ7は、本発明のインクタンクであり、インクを収容するタンク本体71と、タンク本体71の一部を構成する透明部材72と、タンク本体71の内部に設置された基準板73と、基準板73を挟む一対の透明基板74とを備える。
図3に示すフローチャートを参照して、本実施形態のインク測定方法について説明する。本実施形態のインク測定方法は、プリンター1に対して、インクカートリッジ7が装着されたときをタイミングとして開始する。例えば、プリンター1におけるインクカートリッジ7の交換時がインク測定方法を開始するタイミングとなる。
具体的には、まず、下記の式(1)によって、反射スペクトルを濃度スペクトルに変換する。なお、式(1)において、Rは反射率であり、Dは濃度である。
D=-log10R ・・・式(1)
R=10-D ・・・式(2)
式(2)によって再変換された反射スペクトルは、規格化反射率の分光分布を表わした規格化反射スペクトルとなる。
図5は、図4に示す各反射スペクトルを濃度スペクトルに変換した例を示し、図6は、図5の各濃度スペクトルを規格化した例を示している。なお、図5,図6において、規格化の基準波長は550nm付近に設定されている。
図7は、図に示す各濃度スペクトルを反射スペクトルに再変換した例を示している。図7に示す規格化反射スペクトルでは、図4に見られた反射スペクトル間のばらつきが取り除かれている。
なお、図4~図7には、可視光範囲の反射スペクトルの規格化を例示しているが、赤外光範囲の反射スペクトルの規格化についても同様である。
その後、品質判定部63は、近赤外光領域の反射スペクトルの異常状態を示す情報(異常情報)を記憶部66に保存する(ステップS23)。
一方、ステップS14においてインクの色に異常が生じていないと判定された場合、フローチャートは正常に終了する。
(1)本実施形態のインクカートリッジ7では、タンク本体71の透明部材72と基準板73との間に流入空間75が形成されている。このため、流入空間75に流入したインクに対して透明部材72を介して光を照射し、基準板73で反射された反射光を透明部材72を介して検出することによって、インクの色や成分を測定することができる。
本実施形態によれば、従来技術のようなインク吸収体を用いないため、インク本来の色や成分を正確に測定することができる。
一般に、インクジェットプリンターに用いられるインクの粒子は、最大でも0.2μm程度である。よって、流入空間75の幅dが0.2μm以上であることにより、流入空間75にインク粒子が詰まることを抑制することができる。
また、一般的なインクジェットプリンターに用いられるインクは、色が薄いインクであっても、その膜厚が5.0μmを超えると、光の透過率が悪化する。そこで、本実施形態では、インクの流入空間75の幅d(流入空間75に流入するインクの膜厚)を5.0μm以下に設定している。これにより、基準板73で反射する反射光について正確な色を測定するために十分な量を得ることができる。
よって、本実施形態では、インクカートリッジ7内のインクの色を正確かつ確実に測定することができる。
一般に、インクジェットプリンターに用いられるインクは、濃度と膜厚との間に比較的線形な関係を有するが、膜厚が一定値以上になると、線形性が失われ、濃度は一定になる。具体的には、インクの膜厚が1.0μm以下までは濃度が膜厚に比例して上昇するが、膜厚が1.0μmを超えると膜厚に対する濃度の上昇率が徐々に緩やかになり、膜厚が2.5μm以上になると膜厚に対する濃度が一定になる(濃度が飽和する)。
よって、流入空間75の幅d(流入空間75に流入するインクの膜厚)が2.5μm以上であることにより、流入空間75内のインク濃度が飽和し、ばらつきの少ない測定を行うことができる。
例えば、インクの色に異常があると判定した場合には、正常な色を印刷するための補正データを算出することにより、再現性良く印刷を行うことができる。また、インクの成分に異常があると判定した場合には、ユーザーにアラートを出すことにより、プリンター1の故障を防止することができる。
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
また、本発明のインクタンクは、インクカートリッジ7であることに限られず、パックやボトルを含む様々な態様のインクタンクに適用可能である。
前記実施形態では、インクカートリッジ7内のインクの色および成分を判定しているが、インクの色または成分のいずれか一方を判定してもよい。また、インクの色または成分を測定すると同時に、インクカートリッジ7内のインク濃度からインク残量を算出してもよい。
前記実施形態では、本発明のインク測定装置としてプリンター1を例示したが、これに限定されない。例えば、インクカートリッジ7内のインクの測定のみを実施する測定装置であってもよい。
Claims (7)
- インクを収容するタンク本体と、
前記タンク本体の少なくとも一部を構成して光を透過させる透明部材と、
前記タンク本体の内部で前記透明部材に対向する位置に設置され、前記透明部材との間に前記インクの流入空間を形成する基準板と、を備え、
前記基準板に対して垂直な方向の前記流入空間の幅は、0.2μm以上かつ5.0μm以下である
ことを特徴とするインクタンク。 - インクを収容するタンク本体と、
前記タンク本体の少なくとも一部を構成して光を透過させる透明部材と、
前記タンク本体の内部で前記透明部材に対向する位置に設置され、前記透明部材との間に前記インクの流入空間を形成する基準板と、を備え、
前記基準板を挟む一対の透明基板をさらに備える
ことを特徴とするインクタンク。 - 請求項1または請求項2に記載のインクタンクにおいて、
前記透明部材は、前記タンク本体の底部に配置されている
ことを特徴とするインクタンク。 - インクタンクと、前記インクタンクが装着されるインク測定装置とを備えるインク測定システムであって、
前記インクタンクは、
インクを収容するタンク本体と、
前記タンク本体の少なくとも一部を構成して光を透過させる透明部材と、
前記タンク本体の内部で前記透明部材に対向する位置に設置され、前記透明部材との間に前記インクの流入空間を形成する基準板と、を備え、
前記インク測定装置は、
前記透明部材に向かって光を照射する光源と、
前記基準板で反射された前記光を受光する受光器と、
前記受光器の出力に基づいて前記光の反射率を算出する算出部と、
前記反射率に基づいて前記インクの品質を判定する品質判定部と、を備える
ことを特徴とするインク測定システム。 - 請求項4に記載のインク測定システムにおいて、
前記算出部は、前記反射率を濃度に変換して当該濃度を規格化し、規格化された前記濃度を反射率に再変換することによって、規格化反射率を算出し、
前記品質判定部は、前記規格化反射率に基づいて前記インクの色または成分を判定する
ことを特徴とするインク測定システム。 - 請求項4または請求項5に記載のインク測定システムにおいて、
前記インク測定装置は、
前記基準板で反射された前記光のうち所定の波長の光を透過させる波長可変エタロンと、
前記波長可変エタロンを透過する光の波長を変化させるエタロン駆動回路と、をさらに備え、
前記受光器は、前記基準板で反射され、かつ、前記波長可変エタロンを透過した光を受光する
ことを特徴とするインク測定システム。 - インクを収容するタンク本体と、前記タンク本体の少なくとも一部を構成して光を透過させる透明部材と、前記タンク本体の内部で前記透明部材に対向する位置に設置され、前記透明部材との間に前記インクの流入空間を形成する基準板と、を有するインクタンクを用いたインク測定方法であって、
前記透明部材に向かって光を照射し、前記基準板で反射された前記光の反射率を測定する測定工程と、
前記反射率に基づいて前記インクの色または成分を判定する判定工程と、を含む
ことを特徴とするインク測定方法。
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