JPH09201980A - 流量測定機構およびこれを用いた印字装置 - Google Patents
流量測定機構およびこれを用いた印字装置Info
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- JPH09201980A JPH09201980A JP1151096A JP1151096A JPH09201980A JP H09201980 A JPH09201980 A JP H09201980A JP 1151096 A JP1151096 A JP 1151096A JP 1151096 A JP1151096 A JP 1151096A JP H09201980 A JPH09201980 A JP H09201980A
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- Japan
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- ink
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Abstract
(57)【要約】
【課題】インクをノズルから吐出して形成するインク粒
子により印字を行うインクジェットプリンタで、吐出す
るインクの流量を、測定値の信頼性を低下させる可能性
のある動作機構を用いずに測定する。 【解決手段】インク１０を磁場９内で移動させ、その移
動によりインク内に発生する電流を検出する。
子により印字を行うインクジェットプリンタで、吐出す
るインクの流量を、測定値の信頼性を低下させる可能性
のある動作機構を用いずに測定する。 【解決手段】インク１０を磁場９内で移動させ、その移
動によりインク内に発生する電流を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被印字物表面に識別
文字を印字装置に関する。
文字を印字装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタは、圧力をかけ
たインクを震動を印加したノズルから吐出しながら電荷
を付与することで荷電したインク粒子を作成し、そのイ
ンク粒子を静電気的な偏向系で方向を制御することで文
字情報を記録する。その原理を図１に示す。
たインクを震動を印加したノズルから吐出しながら電荷
を付与することで荷電したインク粒子を作成し、そのイ
ンク粒子を静電気的な偏向系で方向を制御することで文
字情報を記録する。その原理を図１に示す。
【０００３】インクボトル８中のインクは供給ポンプ７
により吸引加圧される。その圧力は調圧弁１により制御
される。圧力の一例として２.９kgｆ／cm2に調圧され
る。圧力を制御されたインクはノズル３に供給される。
ノズル３には電歪素子２が設けられており、その電歪素
子２に電気信号を与えることで、インクに振動を付与す
ることができる。電気信号の一例として周波数６８.２
ｋＨｚ，２００Ｖが印加される。ノズル先端にはオリフ
ィスが設けられている。オリフィスの直径は一例として
６５μｍである。振動を付与されたインクはオリフィス
から吐出され、帯電電極４の中でインク粒子１０を形成
する。このときに帯電電極４に電圧を印加することで形
成されるインク粒子１０に電荷を付与することができ
る。電圧の一例として２００Ｖが印加される。ノズル３
から吐出されたインク粒子１０は偏向電極９の間を通過
する。偏向電極９には電圧が印加される。一例として
５.４kＶの電圧が印加される。偏向電極９の間を通過す
るインク粒子１０は静電力により偏向され被印字物５へ
飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先
ずガター１１に収納され、更に回収ポンプ６により回収
されインク容器８へ戻る。インクジェットプリンタの特
徴はインクを飛来させて印字することである。それゆえ
ノズルを被印字物から離して印字することができ、被印
字物が凹凸面，曲面でも印字可能である。また、帯電量
を電気的に変更することができるため、文字情報を容易
に変更できるという特徴がある。これらの特徴を生か
し、鉄鋼，紙，アルミ，プラスチック，ガラスなどに印
字される場合が多い。インクの材料としてこれらに対し
て付着力を持つ樹脂を使用するため、従来溶剤は、メチ
ルエチルケトンやメタノール，エタノールが主に用いら
れてきた。また、強い付着力が不要な印字物や食品への
印字においては水を溶剤として用いる場合もある。特に
作業環境への影響を低減するため、主溶剤はメチルエチ
ルケトンからエタノール，水へと移行する傾向にある。
により吸引加圧される。その圧力は調圧弁１により制御
される。圧力の一例として２.９kgｆ／cm2に調圧され
る。圧力を制御されたインクはノズル３に供給される。
ノズル３には電歪素子２が設けられており、その電歪素
子２に電気信号を与えることで、インクに振動を付与す
ることができる。電気信号の一例として周波数６８.２
ｋＨｚ，２００Ｖが印加される。ノズル先端にはオリフ
ィスが設けられている。オリフィスの直径は一例として
６５μｍである。振動を付与されたインクはオリフィス
から吐出され、帯電電極４の中でインク粒子１０を形成
する。このときに帯電電極４に電圧を印加することで形
成されるインク粒子１０に電荷を付与することができ
る。電圧の一例として２００Ｖが印加される。ノズル３
から吐出されたインク粒子１０は偏向電極９の間を通過
する。偏向電極９には電圧が印加される。一例として
５.４kＶの電圧が印加される。偏向電極９の間を通過す
るインク粒子１０は静電力により偏向され被印字物５へ
飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先
ずガター１１に収納され、更に回収ポンプ６により回収
されインク容器８へ戻る。インクジェットプリンタの特
徴はインクを飛来させて印字することである。それゆえ
ノズルを被印字物から離して印字することができ、被印
字物が凹凸面，曲面でも印字可能である。また、帯電量
を電気的に変更することができるため、文字情報を容易
に変更できるという特徴がある。これらの特徴を生か
し、鉄鋼，紙，アルミ，プラスチック，ガラスなどに印
字される場合が多い。インクの材料としてこれらに対し
て付着力を持つ樹脂を使用するため、従来溶剤は、メチ
ルエチルケトンやメタノール，エタノールが主に用いら
れてきた。また、強い付着力が不要な印字物や食品への
印字においては水を溶剤として用いる場合もある。特に
作業環境への影響を低減するため、主溶剤はメチルエチ
ルケトンからエタノール，水へと移行する傾向にある。
【０００４】これらの溶媒はいずれも大気圧で多少なり
とも蒸気圧を有するものであるため、図２に示す様にイ
ンク粒子１０としてノズル３から吐出され、ガター１１
を経由してインク容器８に回収される間に大気と接触す
るときに、その一部は蒸気として大気中に揮散される。
その結果、回収されたインク中の溶剤の組成比率は初期
状態から減少する。そのため、インクの濃度及びインク
粘度は上昇する。インクジェットプリンタは上述の様に
ノズル３から吐出する時、電歪素子２から与えられた振
動によりインクが変形し、インク粒子１０を形成するも
のである。そのため、インクの粘度が上昇した場合、イ
ンクの変形が阻害され、電歪素子２から与えられた振動
によるインク粒子１０形成が速やかに行われない場合が
生ずる。これを防止するため、図には記載していない機
構により揮散した溶剤を補給する機能を有している。そ
のため、インクの液面を管理するための液面センサなど
が取り付けられている。
とも蒸気圧を有するものであるため、図２に示す様にイ
ンク粒子１０としてノズル３から吐出され、ガター１１
を経由してインク容器８に回収される間に大気と接触す
るときに、その一部は蒸気として大気中に揮散される。
その結果、回収されたインク中の溶剤の組成比率は初期
状態から減少する。そのため、インクの濃度及びインク
粘度は上昇する。インクジェットプリンタは上述の様に
ノズル３から吐出する時、電歪素子２から与えられた振
動によりインクが変形し、インク粒子１０を形成するも
のである。そのため、インクの粘度が上昇した場合、イ
ンクの変形が阻害され、電歪素子２から与えられた振動
によるインク粒子１０形成が速やかに行われない場合が
生ずる。これを防止するため、図には記載していない機
構により揮散した溶剤を補給する機能を有している。そ
のため、インクの液面を管理するための液面センサなど
が取り付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来装置では、揮散し
た溶剤の量をインクの体積変化で検出していた。すなわ
ち、基準となるセンサの位置にインクを充填し、その後
に装置を稼働させる。このとき、印字に使用したインク
の量を装置内で記憶しておく。一定時間、たとえば３０
分毎に印字に使用したインクの量を予備のインクボトル
からメインのインク容器８に供給する。このときの液面
と基準位置との差の体積が揮散した溶剤の量である。そ
れゆえ、この体積分の溶剤を供給することで、溶剤の補
充がされる。
た溶剤の量をインクの体積変化で検出していた。すなわ
ち、基準となるセンサの位置にインクを充填し、その後
に装置を稼働させる。このとき、印字に使用したインク
の量を装置内で記憶しておく。一定時間、たとえば３０
分毎に印字に使用したインクの量を予備のインクボトル
からメインのインク容器８に供給する。このときの液面
と基準位置との差の体積が揮散した溶剤の量である。そ
れゆえ、この体積分の溶剤を供給することで、溶剤の補
充がされる。
【０００６】しかし、この方法はインクが印字以外の原
因で消費されないことを前提としている。例えば、異常
状態が発生してインクが吹きこぼれた場合などは、この
インクの減少分は溶剤の減少と認識されてしまう。それ
ゆえ溶剤の量が徐々に増加し、希釈されてしまう。その
結果インクの粘度が減少し、インク粒子形成が正常に行
われなくなり、印字が困難となる。また、この方法はイ
ンクの濃度を一定とする方法のため、インク温度が変化
した場合、インクの粘度が変化し、適切なインク粒子の
形成ができない可能性があるという問題がある。
因で消費されないことを前提としている。例えば、異常
状態が発生してインクが吹きこぼれた場合などは、この
インクの減少分は溶剤の減少と認識されてしまう。それ
ゆえ溶剤の量が徐々に増加し、希釈されてしまう。その
結果インクの粘度が減少し、インク粒子形成が正常に行
われなくなり、印字が困難となる。また、この方法はイ
ンクの濃度を一定とする方法のため、インク温度が変化
した場合、インクの粘度が変化し、適切なインク粒子の
形成ができない可能性があるという問題がある。
【０００７】これに代替する方法として、インクの粘度
を直接測定する方法が取られる。粘度は液体の運動に対
する抵抗と認識される。例えば細管にインクを通過させ
た時の流量の変化や圧力の変化を粘度として検出するこ
とができる。また、インクの中に球を落下させ、その落
下速度から粘度を検出する方法も使用することができ
る。さらに、インク内で円筒状や円盤状の物を回転さ
せ、その回転に必要なトルクから粘度を検出する方法も
採用される。
を直接測定する方法が取られる。粘度は液体の運動に対
する抵抗と認識される。例えば細管にインクを通過させ
た時の流量の変化や圧力の変化を粘度として検出するこ
とができる。また、インクの中に球を落下させ、その落
下速度から粘度を検出する方法も使用することができ
る。さらに、インク内で円筒状や円盤状の物を回転さ
せ、その回転に必要なトルクから粘度を検出する方法も
採用される。
【０００８】しかし、これらの方法ではなんらかの動作
が必要となる。例えば細管にインクを通過させる場合、
その動作により細管が詰まり検出が不安定となる場合が
ある。またインク内で球を落下させる場合、そのインク
を収納する容器の壁との距離により落下速度が変化する
場合や、落下球に汚れなどが付着した場合、落下の抵抗
となり正確な粘度の検出が不能となる。さらに、回転物
のトルクにより検出する場合も、それを測定する機構が
存在するため、機構の動作信頼性上、測定値の信頼性が
低下するという問題がある。
が必要となる。例えば細管にインクを通過させる場合、
その動作により細管が詰まり検出が不安定となる場合が
ある。またインク内で球を落下させる場合、そのインク
を収納する容器の壁との距離により落下速度が変化する
場合や、落下球に汚れなどが付着した場合、落下の抵抗
となり正確な粘度の検出が不能となる。さらに、回転物
のトルクにより検出する場合も、それを測定する機構が
存在するため、機構の動作信頼性上、測定値の信頼性が
低下するという問題がある。
【０００９】一方、インクの粘度は、吐出口を通過する
インクの流量を関連づけて管理することが可能である。
すなわち、一定の口径の吐出口を一定の圧力で通過する
インクの流量は、そのインクの粘度と密接な関係があ
る。それゆえ、インクの流量を管理することでもインク
の粒子化を管理することが可能である。
インクの流量を関連づけて管理することが可能である。
すなわち、一定の口径の吐出口を一定の圧力で通過する
インクの流量は、そのインクの粘度と密接な関係があ
る。それゆえ、インクの流量を管理することでもインク
の粒子化を管理することが可能である。
【００１０】一般にインクを連続的に粒子化して印字を
行うインクジェットプリンタにおいては、そのインクの
吐出流量とその吐出径と、粒子化を行う印加振動の周波
数には以下の関係がある。ｋ＝２πａｆ／ｖ ここでａ
は吐出口の半径を、ｆは印加振動の周波数を、ｖはイン
クの流速を示している。このｋがインクの粒子化を支配
する値であり、一般には０.６ 近辺の値である。このパ
ラメータにおいて、周波数を固定した場合、変動し得る
値は、ｖすなわち流速である。すでに、印字条件が粘度
により変動する可能性を示したが、上記の式より、粘度
により流量ｖが変動することにより、粒子化の条件が変
動すると示される。すなわち流量を管理することによ
り、粒子化の条件を管理することができる。
行うインクジェットプリンタにおいては、そのインクの
吐出流量とその吐出径と、粒子化を行う印加振動の周波
数には以下の関係がある。ｋ＝２πａｆ／ｖ ここでａ
は吐出口の半径を、ｆは印加振動の周波数を、ｖはイン
クの流速を示している。このｋがインクの粒子化を支配
する値であり、一般には０.６ 近辺の値である。このパ
ラメータにおいて、周波数を固定した場合、変動し得る
値は、ｖすなわち流速である。すでに、印字条件が粘度
により変動する可能性を示したが、上記の式より、粘度
により流量ｖが変動することにより、粒子化の条件が変
動すると示される。すなわち流量を管理することによ
り、粒子化の条件を管理することができる。
【００１１】装置内で流速を検出する方法として、流れ
の中に回転子を置き、その回転子の回転数にて検出する
方法がある。しかし、この方法でも回転子の汚れなどに
より、測定値の信頼性が低下するという問題がある。
の中に回転子を置き、その回転子の回転数にて検出する
方法がある。しかし、この方法でも回転子の汚れなどに
より、測定値の信頼性が低下するという問題がある。
【００１２】本発明の目的は、これらの信頼性を低下さ
せる可能性のある動作機構を用いずに流量を測定するこ
とにある。
せる可能性のある動作機構を用いずに流量を測定するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本課題はインクを磁場内
で移動させ、その移動によりインク内に発生する電流を
検出することにより達成される。
で移動させ、その移動によりインク内に発生する電流を
検出することにより達成される。
【００１４】インクを帯電させ、その帯電量にて印字を
行うインクジェットプリンタでは、インクは導電性を有
する。一方、導電性を有する液体を磁場内部で移動させ
た場合、磁場の方向と液体の流路方向と直角の方向に電
流が発生する。この電流値は、インクの移動速度、すな
わち流速と相対的な関係を持つ。一定断面積を通過する
流速は流量と同義である。それゆえ、電流値を検出する
ことで流量を検出することができる。この検出方法では
動作機構部分を有しない。そのため、機構に起因する測
定値の信頼性低下を誘因することはない。
行うインクジェットプリンタでは、インクは導電性を有
する。一方、導電性を有する液体を磁場内部で移動させ
た場合、磁場の方向と液体の流路方向と直角の方向に電
流が発生する。この電流値は、インクの移動速度、すな
わち流速と相対的な関係を持つ。一定断面積を通過する
流速は流量と同義である。それゆえ、電流値を検出する
ことで流量を検出することができる。この検出方法では
動作機構部分を有しない。そのため、機構に起因する測
定値の信頼性低下を誘因することはない。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１およ
び図２で記述する。
び図２で記述する。
【００１６】図１はインクジェットプリンタの原理を示
す図である。インク容器８中のインクは供給ポンプ７に
より吸引加圧される。その圧力は調圧弁１により制御さ
れる。圧力の一例として２.９kgｆ／cm2 に調圧され
る。圧力を制御されたインクはノズル３に供給される。
ノズル３には電歪素子２が設けられており、電歪素子２
に電気信号を与えることで、インクに振動を付与するこ
とができる。電気信号の一例として周波数６８.２ ｋＨ
ｚ，２００Ｖが印加される。ノズル先端にはオリフィス
が設けられている。オリフィスの直径は一例として６５
μｍである。振動を付与されたインクはオリフィスから
吐出され、帯電電極４の中でインク粒子１０を形成す
る。このときに帯電電極４に電圧を印加することで形成
されるインク粒子１０に電荷を付与することができる。
電圧の一例として２００Ｖが印加される。ノズル３から
吐出されたインク粒子１０は偏向電極９の間を通過す
る。偏向電極９には電圧が印加される。一例として５.
４ ｋＶの電圧が印加される。偏向電極９の間を通過す
るインク粒子１０は静電力により偏向され被印字物５へ
飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先
ずガター１１に収納され、更に回収ポンプ６により回収
されインク容器８へ戻る。
す図である。インク容器８中のインクは供給ポンプ７に
より吸引加圧される。その圧力は調圧弁１により制御さ
れる。圧力の一例として２.９kgｆ／cm2 に調圧され
る。圧力を制御されたインクはノズル３に供給される。
ノズル３には電歪素子２が設けられており、電歪素子２
に電気信号を与えることで、インクに振動を付与するこ
とができる。電気信号の一例として周波数６８.２ ｋＨ
ｚ，２００Ｖが印加される。ノズル先端にはオリフィス
が設けられている。オリフィスの直径は一例として６５
μｍである。振動を付与されたインクはオリフィスから
吐出され、帯電電極４の中でインク粒子１０を形成す
る。このときに帯電電極４に電圧を印加することで形成
されるインク粒子１０に電荷を付与することができる。
電圧の一例として２００Ｖが印加される。ノズル３から
吐出されたインク粒子１０は偏向電極９の間を通過す
る。偏向電極９には電圧が印加される。一例として５.
４ ｋＶの電圧が印加される。偏向電極９の間を通過す
るインク粒子１０は静電力により偏向され被印字物５へ
飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先
ずガター１１に収納され、更に回収ポンプ６により回収
されインク容器８へ戻る。
【００１７】ノズル３の流路の前には流量測定機構１２
が設けられている。流量測定機構１２の詳細構造を図２
に示す。流量測定機構１２にはチューブ１３が接続され
ている。流量測定機構１２の内部には電極１６ａと電極
１６ｂが対向して設けられている。この電極１６ａおよ
び電極１６ｂには電気回路１７が接続され、その回路内
に電流計１８が設けられている。また、この流量測定機
構１２は磁場内部に設置されている。その磁場の方向を
１５に示す。インクはチューブ１３内を通り、流量測定
機構１２に導入される。インクは流れ方向１４のベクト
ルを有する。一方、この測定機構は、磁場方向１５のベ
クトルの磁場内に設置されている。その結果、電極１６
ａと電極１６ｂの方向に電流が発生する。この電流は電
流計１８により検出される。
が設けられている。流量測定機構１２の詳細構造を図２
に示す。流量測定機構１２にはチューブ１３が接続され
ている。流量測定機構１２の内部には電極１６ａと電極
１６ｂが対向して設けられている。この電極１６ａおよ
び電極１６ｂには電気回路１７が接続され、その回路内
に電流計１８が設けられている。また、この流量測定機
構１２は磁場内部に設置されている。その磁場の方向を
１５に示す。インクはチューブ１３内を通り、流量測定
機構１２に導入される。インクは流れ方向１４のベクト
ルを有する。一方、この測定機構は、磁場方向１５のベ
クトルの磁場内に設置されている。その結果、電極１６
ａと電極１６ｂの方向に電流が発生する。この電流は電
流計１８により検出される。
【００１８】インクの流量とこの検出電流は相関性を有
するため、あらかじめ既知の流量と電流値を求めておく
ことで流量を検出することができる。
するため、あらかじめ既知の流量と電流値を求めておく
ことで流量を検出することができる。
【００１９】この検出した流量を印字装置にフィードバ
ックすることでより好ましい印字条件を得ることができ
る。すなわち流量が低下した場合、調圧弁１を自動的に
変え、圧力を上昇させる。これにより一定の流量が得ら
れる。この作用は装置の使用環境温度が変化し、インク
粘度が変化した場合にも適用される。すなわち温度が低
下し、インク粘度が上昇し、流量が低下した場合でも、
この流量の変化を検出し、圧力の自動調節により、低下
した流量を補正することができる。
ックすることでより好ましい印字条件を得ることができ
る。すなわち流量が低下した場合、調圧弁１を自動的に
変え、圧力を上昇させる。これにより一定の流量が得ら
れる。この作用は装置の使用環境温度が変化し、インク
粘度が変化した場合にも適用される。すなわち温度が低
下し、インク粘度が上昇し、流量が低下した場合でも、
この流量の変化を検出し、圧力の自動調節により、低下
した流量を補正することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、使用状態，環境などの
変化によるインクの流量の変化を信頼性を低下すること
なく検知し、その状態を調整圧力にフィードバックし、
安定した印字条件を得ることが可能なため、印字を安定
化できる。
変化によるインクの流量の変化を信頼性を低下すること
なく検知し、その状態を調整圧力にフィードバックし、
安定した印字条件を得ることが可能なため、印字を安定
化できる。
【図１】本発明の流量測定機構を用いた印字装置の一実
施例の説明図。
施例の説明図。
【図２】本発明の流量測定機構の一実施例の説明図。
１…調圧弁、２…電歪素子、３…ノズル、４…帯電電
極、５…被印字物、６…回収ポンプ、７…供給ポンプ、
８…インクボトル、９…偏向電極、１０…インク粒子、
１１…ガター、１２…流量測定機構、１３…チューブ、
１４…流れ方向、１５…磁場方向、１６ａ，１６ｂ…電
極、１７…電気回路、１８…電流計。
極、５…被印字物、６…回収ポンプ、７…供給ポンプ、
８…インクボトル、９…偏向電極、１０…インク粒子、
１１…ガター、１２…流量測定機構、１３…チューブ、
１４…流れ方向、１５…磁場方向、１６ａ，１６ｂ…電
極、１７…電気回路、１８…電流計。
Claims (2)
- 【請求項１】インクをノズルから吐出して形成するイン
ク粒子により印字を行うインクジェットプリンタにおい
て、吐出するインクの流量を、磁場内でインクを流して
これに発生する電流により検出する機構を用いたことを
特徴とする印字装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の前記機構により流量の変
化を検出し、状況が変化した場合にも流量を一定にする
制御を行う印字装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151096A JPH09201980A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 流量測定機構およびこれを用いた印字装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1151096A JPH09201980A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 流量測定機構およびこれを用いた印字装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201980A true JPH09201980A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11780020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1151096A Pending JPH09201980A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 流量測定機構およびこれを用いた印字装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201980A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253433A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造装置、及び、その製造方法 |
| EP3222428A1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-27 | Dover Europe Sàrl | Device for measuring flow rate and viscosity and use thereof in a printer |
| US10065427B2 (en) | 2016-03-22 | 2018-09-04 | Dover Europe Sàrl | Flow meter and use thereof in a printer |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP1151096A patent/JPH09201980A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253433A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Seiko Epson Corp | 液体噴射ヘッドの製造装置、及び、その製造方法 |
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