JPH10267737A - 液体の重量計測方法および重量計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、噴射部材から噴射された微小な液
体の重量を高精度、かつ短時間で計測することができる
液体の重量計測方法および重量計測装置を提供するもの
である。 【解決手段】 液室14内からインク液滴を噴射するノズ
ル16が形成されたヘッド11と、チューブ24を介してヘッ
ド11に接続され、液室14内にインクを供給する計量用タ
ンク22と、計量用タンク22のみの重量を計測する電子天
秤23と、を設け、ノズル16からインクの噴射を開始する
のに十分なインクが計量用タンク22から液室14内に供給
された状態にあるとき、計量用タンク22のみの重量を計
測した後、ヘッド11からインクを所定量噴射し、次い
で、計量用タンク22のみの重量を計測することにより、
ヘッド11から噴射されたインクの重量を計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体の重量計測方
法および重量計測装置に関し、詳しくは、インクジェッ
トヘッド等の噴射孔から噴射される微小なインクの総噴
射量を計測する液体の重量計測方法および計測装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インクジェットプリンターで
は、インクジェットヘッド（以下、単にヘッドという）
に形成されたノズルからインク液滴を記録紙上に噴射す
ることにより、記録紙に画像を形成するようになってお
り、この画像の品質項目にはドット密度、ドット位置精
度、濃度ムラ、シャープネス等が挙げられる。

【０００３】上述した品質項目の中のドット密度は代表
的に300ＤＰＩ程度であるが、画像の解像力を上げるた
めにドット密度を400ＤＰＩ、600ＤＰＩと高めるには、
ドット密度を決定するためのドット間ピッチとドット径
を小さくする必要がある。このドット径はヘッドから噴
射されるインク液滴の体積と一次関数の関係にあるた
め、噴射されるインク液滴の体積を計測してインク液滴
の体積のコントロールを行なわなければ、高い解像力を
有する画像を得ることができない。ここで、例えば、60
0ＤＰＩでの画像のドット径は40μm程度でその液滴の体
積は30ｐｌ（ピコリットル）程度と非常に微小なもので
ある。

【０００４】従来、このような微小なインク液滴の体積
を計測する方法としては、例えば、ヘッドから噴射され
たインク液滴をＣＣＤカメラによって画像として捉え、
その画像の面積を画像処理装置によって求め、その面積
からインク液滴の直径を求めることによりインク液滴の
体積を算出するものがある。ところが、このような計測
方法では、30ｐｌの液滴の直径は20μm程度と非常に小
さいため、高精度の計測が必要とされる。そして、ＣＣ
Ｄカメラで噴射しているインクの形状を画像として捉え
る場合には、10倍以下の倍率を使用するため、これ以上
の倍率のレンズを使用すると視野が狭くなってしまい、
画像を良好に取込めないという不具合が発生してしま
う。

【０００５】ここで、ＣＣＤカメラの計測精度は、10倍
のレンズを使用したとしても、一般的に使用するＣＣＤ
カメラのＣＣＤ一画素長は10μm程度なので分解能が１
μmとなり、液滴の体積の計測誤差は±２ｐｌとなって
しまう。これに光学計の歪み等を考慮すると液滴の体積
の計測誤差は±６ｐｌとなり、計測誤差が非常に悪くな
る。

【０００６】このようなＣＣＤカメラによる計測誤差を
解消するものとしては、例えば、特開平６−３１７４５
２号公報に記載されたようものがある。この計測方法
は、一定周波数で一定時間噴射したインク液滴を不揮発
性溶剤の入った容器で受けた後にこの容器の重量を計測
することにより、インク液滴の総量を計測してこの総量
を噴射したインク液滴の総数で割る。次いで、噴射液の
一滴当りの重量を求め、この重量からインク液滴の体積
を算出するものである。

【０００７】また、その他の計測方法としては、インク
を含有するインクパックの重量を天秤で計測し、インク
パックをインクジェットプリンターにセットして印字を
行ない、次いで、インクパック重量の減少量と印字した
ドット数を計測し、インクパック重量の減少量を印字し
たドットした数で割ることにより、インク液滴を求める
減量法がある。

【０００８】上述した何れの計測方法にあっても、噴射
されたインク液滴の重量を把握することで、インク液滴
の体積を計測するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
公報に記載された計測方法にあっては、一定周波数で一
定時間噴射したインク液滴を不揮発性溶剤の入った容器
で受けるようになっていたため、噴射されたインク液滴
が不揮発性溶剤に到達したときにインク液滴の一部が弾
けてミスト状になって飛散してしまうため、この弾けた
分がインク液滴の重量の計測誤差の要因となってしまっ
た。この結果、この不正確な重量から割り出されるイン
ク液滴の体積の計測を正確に行なうことができないとい
う問題があった。

【００１０】また、後者の減量法にあっては、インクパ
ックをインクジェットプリンターから取り外す際に、ジ
ョイント部にインクが付着してしまい、この付着分が噴
射されたインク液滴の重量の計測誤差の要因となってし
まった。このため、この不正確な重量から割り出される
インク液滴の体積の計測を正確に行なうことができない
という問題があった。

【００１１】これに加えて、インクパックをインクジェ
ットプリンターに脱着する作業やインパックを天秤にセ
ットする作業が発生するため、計測に多くの時間を要し
て計測作業の作業性が非常に悪化してしまった。そこで
本発明は、噴射部材から噴射された微小な液体の重量を
高精度、かつ短時間で計測することができる液体の重量
計測方法および重量計測装置を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、内部に液室を有するととも
に該液室内から微小な液体を噴射する少なくとも１つ以
上の噴射孔が形成された噴射部材と、接続部材を介して
前記噴射部材に接続され、前記液室内に液体を供給する
供給タンクとを準備し、前記噴射孔から液体の噴射を開
始するのに十分な液体が供給タンクから前記液室内に供
給された状態にあるとき、前記供給タンクのみの重量を
計測する第１ステップと、重量の計測終了後に前記噴射
部材から液体を所定量だけ噴射する第２ステップと、液
体の噴射後に前記供給タンクのみの重量を計測すること
により、噴射部材から噴射された液体の重量を計測する
第３ステップと、からなることを特徴としている。

【００１３】その場合、供給タンクのみの重量の変化量
を計測することによって、噴射部材から噴射された液体
の重量を計測することができるため、液体を噴射する際
の液体の飛散の影響で重量の計測誤差が発生するのを防
止して、実際の噴射された液体の重量を高精度に計測す
ることができる。また、噴射部材を供給タンクと分離し
た状態で供給タンクのみの重量を計測することができる
ため、供給タンクを噴射部材に脱着する作業や供給タン
クの重量を計測する度に供給タンクの計量を計測する部
材上にセットする作業を不要にでき、計測時間を短縮し
て計測作業の作業性を向上させることができる。

【００１４】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載の液体の重量を計測する装置に
おいて、前記噴射部材と前記供給手段を接続する長尺の
接続部材と、前記供給タンクの重量を計測する重量計測
手段と、該重量計測手段の計測結果に基づいて前記噴射
孔から噴射された液体の重量を演算する演算手段と、を
備えたことを特徴としている。

【００１５】その場合、噴射部材と供給タンクを長尺の
接続手段を介して分離させ、供給タンクのみの重量の変
化量を計測することによって、噴射部材から噴射された
液体の重量を計測することができるため、液体を噴射す
る際の液体の飛散の影響で重量の計測誤差が発生するの
を防止して、実際の噴射された液体の重量を高精度に計
測することができる。

【００１６】また、噴射部材を供給タンクと長尺の接続
手段を介して分離することにより、供給タンクのみの重
量を計測することができるため、供給タンクを噴射部材
に脱着する作業や供給タンクの重量を計測する度に供給
タンクの計量を計測する部材上にセットする作業を不要
にでき、計測時間を短縮して計測作業の作業性を向上さ
せることができる。

【００１７】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２記載の発明において、前記供給タン
クを、前記液室に液体を供給する計量用タンクと、該計
量用タンクに液体を供給する液体供給源とに分離し、前
記重量計測手段が計量用タンクのみの重量を計測するこ
とを特徴としている。その場合、計量用タンクのみの重
量を重量計測手段によって計測することができるため、
実際に計量される計量用タンクの重量を軽減することが
できる。このため、重量計測手段の計測分解能を高める
ことができる。

【００１８】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項２または３記載の発明において、前記
噴射部材と計量用タンクを接続する第１接続手段と、前
記計量用タンクと液体供給源を接続する第２接続手段と
を有し、前記第１および第２接続手段の計量用タンク側
の端部を前記計量用タンクに非接触にしたことを特徴と
している。

【００１９】その場合、第１および第２接続手段内を流
れる液体によって第１および第２接続手段に振動が発生
した場合に、第１および第２接続手段の振動が計量用タ
ンクに伝達されるのを防止することができ、液体の重量
の計測誤差が発生するのを防止することができる。請求
項５記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項
４記載の発明において、前記第１接続手段を高剛性部材
から構成したことを特徴としている。

【００２０】その場合、第１接続手段を剛性体から構成
したため、第１接続手段の自重や第１接続手段内を流れ
る液体の圧力や振動で第１接続手段が変形するのを防止
することができ、液体の重量の計測誤差が発生するのを
防止することができる。請求項６記載の発明は、上記課
題を解決するために、請求項２〜５何れかに記載の発明
において、前記計量用タンクの重量を計測する際に前記
第２接続手段の計量用タンク側の端部から液漏れが発生
するのを防止する液漏れ防止機構を設けたことを特徴と
している。

【００２１】その場合、計量用タンクの重量計測時に液
漏れが発生しないため、計量用タンクの重量が液漏れに
よって変化するのを防止することができ、液体の重量の
計測誤差が発生するのを防止することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１〜７は本発明に係る液体の重量
計測方法および重量計測装置の一実施形態を示す図であ
り、液体の重量計測方法および重量計測装置として、イ
ンクジェットヘッドから噴射された微小な液体であるイ
ンク液滴の総重量を計測することができるものに適用し
た例を示している。

【００２３】まず、インクジェットヘッドの構成を図１
に基づいて説明する。図１（ａ）において、11はヘッド
（噴射部材）であり、このヘッド11は、内部にインク
（液体）13が充填される液室14が形成された本体12と、
この本体12の上部に設けられたピエゾ振動子15と、イン
ク13を微小なインク液滴として噴射するノズル（噴射
孔）16と、から構成されている。また、ヘッド11の本体
12には供給用のインク17が充填されたインクタンク18が
供給管19を介して接続されており、この供給管19は供給
孔12ａに連結されている。なお、ノズル16は少なくとも
１つ以上あれば良いものである。

【００２４】ここで、インク液滴の噴射方法について説
明する。このヘッド11は、液室14内は大気圧に対して負
圧になるように設定されており、このようにするために
ヘッド11に対してインクタンク18の位置が所定位置に設
定されている。このため、図１（ｂ）に示すように、ノ
ズル16のインクメニスカスＭが凹面球状になっている。

【００２５】そして、画像信号に応じてピエゾ振動子15
にパルス状の電界が加えられると、ピエゾ振動子15が液
室14内側方向に変形して液室14内のインクを急激に加圧
する。このとき、液室14内のインク13はノズル16および
供給孔12ａの両方向に移動し、ノズル16側に移動したイ
ンクは柱状となってノズル16の開口部から大気中に噴射
される。

【００２６】一方、供給路12ａ側のインクは逆方向に移
動するため、液室14内には急激に大きな負圧が発生す
る。この結果、ノズル16の開口部のインクが引戻され、
インク中の切断が起こり、先端部がインク液滴となって
飛翔される。このとき、ノズル1616の開口部では空気を
大きく吸込んだ形のメニスカスが形成される。そして、
液室14の内圧は再び正の圧力に戻りノズル16の開口部の
メニスカスもインクの表面張力によってノズル16の開口
方向に引戻され、インクが再充填される。以降、インク
メニスカスは初期位置を平衡点として減衰振動する。

【００２７】本実施形態は、このヘッド11のノズル16か
ら噴射されるインク液滴の総重量を正確に計測し、この
計測結果に基づいてインク液滴の体積を計測するもので
あり、以下、図２〜５に基づいてインクの重量計測装置
（液体の重量計測装置）について説明する。なお、ヘッ
ド11の構造は図１と同様であるが、供給孔12ａに後述す
る第１接続手段を接続した点が異なるため、図２〜５で
は異なる部分以外は図１の符号を用いて説明する。

【００２８】図２〜５において、ヘッド11の供給孔12ａ
には高剛性部材からなる長尺のチューブ（第１接続手
段）21の一端部が取付けられており、このチューブ21の
他端部は計量用タンク22内に非接触で挿入されている。
この計量用タンク22は電子天秤（質量計測手段）23の計
量皿23ａにセットされており、この電子天秤23は計量用
タンク22に供給されるインクの重量を計測するようにな
っている。

【００２９】また、液室14内は大気圧に対して負圧にな
るように設定されており、このようにするためにヘッド
11に対して計量用タンク22の位置が所定位置になるよう
に計量皿23ａの高さが設定されている。また、計量用タ
ンク22は透明なポリカーボネイトから構成されており、
ＬＥＤ光が透過可能になっている。また、この計量用タ
ンク22には弾性変形可能な部材からなる長尺のチューブ
（第２接続手段）24の一端部が非接触で挿入されてお
り、このチューブ24の他端部は密閉されたインク供給源
25に接続されている。このインク供給源25は注入口25ａ
からインクが注入されるようになっているとともに、こ
の注入口25ａからＮ2等の気体を注入することにより、
その圧力によってチューブ24を介して計量用タンク22に
インクを供給するようになっている。

【００３０】また、チューブ24は図示に示すインクタン
ク18の供給管19と長さ、材質、直径等が略同一に形成さ
れており、インクタンク18からヘッド11にインクを供給
したときの流体抵抗値と計量用タンク22にインクが供給
されるときの流体抵抗値が略同一に設定されるようなっ
ている。なお、本実施形態では、計量用タンク22とイン
ク供給源25が供給タンクを構成している。

【００３１】また、計量用タンク22の上部の一側面には
ＬＥＤ光を計量用タンク22に向かって照射する発光素子
26ａが設けられているとともに、計量用タンク22の上部
の他側面には発光素子26ａから透過されたＬＥＤ光を受
光する受光素子26ｂが設けられており、発光素子26ａか
らのＬＥＤ光を受光素子26ｂが検知しないと、インクに
よってＬＥＤ光が遮られるため計量用タンク22内にイン
クが満杯であることを検知し、発光素子26ａからのＬＥ
Ｄ光を受光素子26ｂが検知すると、ＬＥＤ光が計量用タ
ンク22を透過するため、計量用タンク22内にインクが減
少したことを検知するようになっている。

【００３２】また、計量用タンク22の下部の一側面には
ＬＥＤ光を計量用タンク22に向かって照射する発光素子
27ａが設けられているとともに、計量用タンク22の下部
の他側面には発光素子27ａから透過されたＬＥＤ光を受
光する受光素子27ｂが設けられており、発光素子27ａか
らのＬＥＤ光を受光素子27ｂが検知しないと、インクに
よってＬＥＤ光が遮られるため計量用タンク22内にイン
クがあることを検知し、発光素子27ａからのＬＥＤ光を
受光素子27ｂが検知すると、ＬＥＤ光が計量用タンク22
を透過するため、計量用タンク22内のインクの残量が少
ないことを検知するようになっている。

【００３３】そして、受光素子26ｂ、27ｂの検知結果は
図示しないコントローラに出力されるようになってお
り、コントローラは受光素子27ｂからの検出信号に基づ
いて計量用タンク22内の残量が少なくなったものと判断
したとき、Ｎ2供給源28からインク供給源25にＮ2を供給
することにより、計量用タンク22内にインクを供給し、
受光素子26ｂからの検出信号に基づいて計量用タンク22
内が満杯になったものと判断したとき、Ｎ2供給源28の
駆動を停止して、計量用タンク22内にインクを供給する
のを停止するようになっている。

【００３４】なお、本実施形態では、発光素子26ａと受
光素子26ｂおよび発光素子27ａと受光素子27ｂはそれぞ
れ水平方向の同一線上に設けられており、受光素子26ｂ
と受光素子27ｂによって検出されるインクの量（インク
の高さ）はチューブ21からヘッド11の液室14内に供給さ
れるインク量に相当するものである。一方、チューブ21
の計量用タンク22側の一端部には液漏れ防止機構29が取
付けられている。この液漏れ防止機構29は、チューブ24
に取付けられたピストンロッド30ａを有し、ピストンロ
ッド30ａを図５中、上下方向に移動させることにより、
チューブ24を上下方向に移動させるエアシリンダー30
と、このエアシリンダー30に取付けられたピストンロッ
ド31ａを有し、ピストンロッド31ａを図５中、左右方向
に移動させてエアシリンダー31を左右方向に移動させる
ことにより、チューブ24を左右方向に移動させるエアシ
リンダー31と、から構成される。

【００３５】このため、チューブ24の一端部はエアシリ
ンダー30、31によって計量用タンク22に対して挿脱可能
になっており、チューブ24が計量用タンク22から抜け出
たときにチューブ24から計量用タンク22に余分なインク
が漏れるのを防止することができる。また、このエアシ
リンダー30、31は図示しないコントローラによって制御
されるエア供給源に接続されており、コントローラは受
光素子27ａおよび計量開始信号に基づいてエア供給源を
駆動するようになっている。なお、図３〜５において符
号Ｉはインクである。

【００３６】次に、インク液滴の体積を計測する方法を
図６、７のフローチャートに基づいて説明する。なお、
本フローはコントローラによって実行されるものであ
る。作業を開始する前の初期状態としては、エア供給源
からエアシリンダー30、31内の一方の室にエアを供給す
ることにより、チューブ24の一端部を計量用タンク22に
挿入する。

【００３７】そして、計測を開始するには、まず、ノズ
ル16が下面になるようにして図示しないヘッド取付け用
のブラケットにヘッド11を装着する（ステップＳ1）。
次いで、受光素子26ａがＯＮしているか否かを判別し
（ステップＳ2）、ＯＮしていない場合には、計量用タ
ンク22内のインクが満杯状態にないため、Ｎ2供給源28
からインク供給源25にＮ2を供給することにより、イン
ク供給源25から計量用タンク22にインクを補充する（ス
テップＳ3）。

【００３８】一方、ステップＳ2で受光素子26ａがＯＮ
の場合には、計量用タンク22が満杯状態にあるため、Ｎ
2による加圧を停止した後（ステップＳ4）、ヘッド11側
から計量用タンク22内のインクを負圧で吸引することに
より液室14内にインクを供給する（ステップＳ5）。次
いで、受光素子27ａがＯＮしたか否かを判別し（ステッ
プＳ6）、ＯＮした場合には、液室14内にインクが十分
に供給、充填されたものと判断してインクの吸引を停止
する（ステップＳ7）。このとき、ノズル16のインクメ
ニスカスＭが凹面球状に保持された状態になる。

【００３９】次いで、計量用タンク22内にインクを補充
するため、Ｎ2供給源28からインク供給源25にＮ2を供給
することにより、インク供給源25から計量用タンク22に
インクを補充する（ステップＳ8）。次いで、受光素子2
6ａがＯＮになったか否かを判別し（ステップＳ9）、Ｏ
Ｎになった場合にはＮ2による加圧を停止した後（ステ
ップＳ10）、インクの液漏れを防止するためにエア供給
源からエアシリンダー30、31の他方の室にエアを供給す
ることにより、チューブ24の一端部を計量用タンク22か
ら抜く（ステップＳ11）。

【００４０】次いで、電子天秤23によって計量用タンク
22の重量を計測した後（ステップＳ12）、次いで、ピエ
ゾ振動子15にパルス状の電界を加えることにより、ピエ
ゾ振動子15を振動して上述した原理に基づいて液室14内
のインクをノズル16から噴射する（ステップＳ13）。な
お、この噴射は一定周期で一定時間だけ行なう。次い
で、インクを一定時間噴射したとき、ピエゾ振動子15の
駆動を停止してインクの噴射を停止する（ステップＳ1
4）。次いで、計量用タンク22の重量を計測し、この重
量とインクの噴射前の計量用タンク22の重量の差に基づ
いてノズル16から噴射されたインクの総重量を計測す
る。そして、この総重量を噴射したインク液滴の数で割
り、インク液滴の体積を求める（ステップＳ16）。

【００４１】このインク液滴の体積は、噴射したノズル
16の数と噴射した時間とヘッド11を駆動した周波数を掛
合わせることにより求める。すなわち、インク液滴の吐
出前の電子天秤23の読取値をＭ1、インク液滴の吐出後
の電子天秤23の読取値をＭ2、駆動周波数をＡ、吐出時
間をＴ、吐出ノズル数をＮ、インク密度をρ、インク一
滴当りの体積をＭｊとすると、以下の式によってイン
ク液滴の体積を求める。

【００４２】 Ｍｊ＝（Ｍ1−Ｍ2）／（Ａ×Ｔ×Ｎ×ρ）…… 次いで、エア供給源からエアシリンダー30、31内の一方
の室にエアを供給することにより、チューブ24の一端部
を計量用タンク22に挿入する（ステップＳ17）。次い
で、ヘッド11をブラケットから取り外して作業を終了す
る。このように本実施形態では、内部に液室14を有する
とともにこの液室14内からインク液滴を噴射するノズル
16が形成されたヘッド11と、チューブ24を介してヘッド
11に接続され、液室14内にインクを供給する計量用タン
ク22と、計量用タンク22のみの重量を計測する電子天秤
23と、を設け、ノズル16からインクの噴射を開始するの
に十分なインクが計量用タンク22から液室14内に供給さ
れた状態にあるとき、計量用タンク22のみの重量を計測
する第１ステップと、重量の計測終了後にヘッド11から
インクを所定量だけ噴射する第２ステップと、インクの
噴射後に計量用タンク22のみの重量を計測することによ
り、ヘッド11から噴射されたインクの重量を計測する第
３ステップと、によりインクの重量を計測している。

【００４３】このため、計量用タンク22のみの重量の変
化量を計測することによって、ヘッド11から噴射された
インクの重量を計測することができるため、インクを噴
射する際のインクの飛散の影響で重量の計測誤差が発生
するのを防止して、実際の噴射されたインクの重量を高
精度に計測することができる。この結果、このインクの
重量からインク液滴の体積を高精度に計測することがで
きる。

【００４４】また、ヘッド11をチューブ21を介して計量
用タンク22と分離することにより、計量用タンク22のみ
の重量を計測することができるため、計量用タンク22を
ヘッド11に脱着する作業、計量用タンク22の重量を計測
する度に計量用タンク22を電子天秤23にセットする作
業、あるいは電子天秤23の静定時間の待ち時間を不要に
でき、計測時間を短縮して計測作業の作業性を向上させ
ることができる。

【００４５】なお、本実施形態による計測方法では、ヘ
ッド11にノズル16が100個あるものとして、ピエゾ振動
子15の駆動周波数を10ｋＨｚ、噴射時間を20秒という条
件でインク液滴を噴射したときに、±0.2mgの計測精度
を持つ電子天秤を使用した場合に、一滴当りの計測誤差
を±0.02ｐｌにすることができた。また、液室14にイン
クを供給するタンクを計量用タンク22とこの計量用タン
ク22にインクを供給するインク供給源25とに分離し、電
子天秤23によって計量用タンク22のみの重量を計測する
ようにしたため、実際に計量される計量用タンクの重量
を軽減することができ、電子天秤23の計測分解能を高め
ることができる。本実施形態では、計測分解能±0.2m
g、最大計測重量200ｇのものを使用することができる。

【００４６】また、チューブ21、24を計量用タンク22に
非接触にしたため、チューブ21、24を流れるインクによ
ってチューブ21、24に振動が発生した場合に、チューブ
21、24の振動が計量用タンク22に伝達されるのを防止す
ることができ、インクの重量の計測誤差が発生するのを
防止することができる。なお、チューブ21、24を計量用
タンク22に直接取付けた場合には、チューブ21、24が剛
体である場合には、計量用タンク22内のインクが減少し
ても計量用タンク22の計測値が変化しないことからイン
クの重量を計測することができず、一方、チューブ21、
24が弾性体の場合には、チューブ21、24の自重による変
形や振動の影響で計測誤差が発生して好ましくない。

【００４７】また、チューブ21を高剛性部材から構成し
たため、チューブ21の自重やチューブ21内を流れるイン
クの圧力や振動でチューブ21が変形するのを防止するこ
とができ、インクの重量の計測誤差が発生するのを防止
することができる。また、チューブ24の計量用タンク22
側の端部から液漏れが発生するのを防止する液漏れ防止
機構29を設けたため、計量用タンク22の重量が液漏れに
よって変化するのを防止することができ、インクの重量
の計測誤差が発生するのを防止することができる。

【００４８】また、チューブ24と供給管19の流体抵抗値
を略同一に形成したため、ヘッド11をインクジェットプ
リンターに装着して実際に稼働させたときに、インク液
滴の体積が実験値に対して変化するのを防止することが
できる。さらに、受光素子26ａ、27ａおよび発光素子26
ｂ、27ｂによって計量用タンク22内のインクの量を監視
しているため、作業者はヘッド11をブラケットに取付け
る作業を行なうだけでインクのヘッド11に供給する作業
やインクを計量用タンク22に補充する作業を自動化する
ことができ、作業効率を向上させることができる。

【００４９】なお、本実施形態では、インク供給源25に
Ｎ2を供給して加圧しているが、これに限らず、インク
供給源25を計量用タンク22よりも上方に配設し、重量に
よってインクを供給しても良い。また、計量用タンク22
内のインク量を発光素子26ａ、27ａおよび受光素子26
ｂ、27ｂによって検出しているが、これに限らず、超音
波センサや液面接触式の液面検知センサ等によって検出
しても良い。

【００５０】また、インク供給源25からチューブ24を介
して計量用タンク22にインクを供給しているが、これに
限らず、インク供給源25を計量用タンク22に直結してイ
ンクを直接供給しても良い。また、液漏れ防止機構29を
エアシリンダー30、31から構成し、このエアシリンダー
30、31によって計量量タンク22に挿脱自在にしている
が、これに限らず、チューブ24にチューブ24を開閉可能
なバルブを設けても良い。

【００５１】さらに、本実施形態では、重量計測装置を
ヘッド11から噴射されたインクの重量を計測するものに
適用しているが、微小な液体を噴射する噴射部材から噴
射される液体の重量を計測するものであれば、どのよう
なものにでも適用できることを言うまでもない。

【００５２】

【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、供給
タンクのみの重量の変化量を計測することによって、噴
射部材から噴射された液体の重量を計測することができ
るため、液体を噴射する際の液体の飛散の影響で重量の
計測誤差が発生するのを防止して、実際の噴射された液
体の重量を高精度に計測することができる。

【００５３】また、噴射部材を供給タンクと分離した状
態で供給タンクのみの重量を計測することができるた
め、供給タンクを噴射部材に脱着する作業や供給タンク
の重量を計測する度に供給タンクの計量を計測する部材
上にセットする作業を不要にでき、計測時間を短縮して
計測作業の作業性を向上させることができる。請求項３
記載の発明によれば、計量用タンクのみの重量を重量計
測手段によって計測することができるため、実際に計量
される計量用タンクの重量を軽減することができる。こ
のため、重量計測手段の計測分解能を高めることができ
る。

【００５４】請求項４記載の発明によれば、第１および
第２接続手段内を流れる液体によって第１および第２接
続手段に振動が発生した場合に、第１および第２接続手
段の振動が計量用タンクに伝達されるのを防止すること
ができ、液体の重量の計測誤差が発生するのを防止する
ことができる。請求項５記載の発明によれば、第１接続
手段を剛性体から構成したため、第１接続手段の自重や
第１接続手段内を流れる液体の圧力や振動で第１接続手
段が変形するのを防止することができ、液体の重量の計
測誤差が発生するのを防止することができる。

【００５５】請求項６記載の発明によれば、計量用タン
クの重量計測時に液漏れが発生しないため、計量用タン
クの重量が液漏れによって変化するのを防止することが
でき、液体の重量の計測誤差が発生するのを防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体の重量計測方法および重量計
測装置の一実施形態を示す図であり、（ａ）はその液体
の重量計測方法および重量計測装置に適用されるヘッド
の断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡで示す部分の拡大図
であり、メニスカスが形成されたノズル部分の断面部で
ある。

【図２】一実施形態の液体の重量計測方法を達成する重
量計測装置の全体構成図である。

【図３】（ａ）は一実施形態の重量計測装置におけるイ
ンク供給源、計量用タンクの断面図、（ｂ）はヘッドの
断面図である。

【図４】一実施形態の発光素子と受光素子の配置を示す
図である。

【図５】一実施形態の液漏れ防止機構の構成図である。

【図６】一実施形態のインクの重量計測方法の計測手順
を示すフローチャートである。

【図７】図６に後続する計測手順を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

11 ヘッド（噴射部材） 16 ノズル（噴射孔） 21 チューブ（第１接続手段） 22 計量用タンク（供給タンク） 23 電子天秤（重量計測手段） 24 チューブ（第２接続手段） 25 インク供給源（供給タンク） 29 液漏れ防止機構

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に液室を有するとともに該液室内から
   微小な液体を噴射する少なくとも１つ以上の噴射孔が形
   成された噴射部材と、接続部材を介して前記噴射部材に
   接続され、前記液室内に液体を供給する供給タンクとを
   準備し、 前記噴射孔から液体の噴射を開始するのに十分な液体が
   供給タンクから前記液室内に供給された状態にあると
   き、前記供給タンクのみの重量を計測する第１ステップ
   と、 重量の計測終了後に前記噴射部材から液体を所定量だけ
   噴射する第２ステップと、 液体の噴射後に前記供給タンクのみの重量を計測するこ
   とにより、噴射部材から噴射された液体の重量を計測す
   る第３ステップと、からなることを特徴とする液体の重
   量計測方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の液体の重量を計測する装置
   において、 前記噴射部材と前記供給手段を接続する長尺の接続部材
   と、 前記供給タンクの重量を計測する重量計測手段と、 該重量計測手段の計測結果に基づいて前記噴射孔から噴
   射された液体の重量を演算する演算手段と、を備えたこ
   とを特徴とする液体の重量計測装置。
3. 【請求項３】前記供給タンクを、前記液室に液体を供給
   する計量用タンクと、該計量用タンクに液体を供給する
   液体供給源とに分離し、前記重量計測手段が計量用タン
   クのみの重量を計測することを特徴とする請求項２記載
   の液体の重量計測装置。
4. 【請求項４】前記噴射部材と計量用タンクを接続する第
   １接続手段と、前記計量用タンクと液体供給源を接続す
   る第２接続手段とを有し、前記第１および第２接続手段
   の計量用タンク側の端部を前記計量用タンクに非接触に
   したことを特徴とする請求項２または３記載の液体の重
   量計測装置。
5. 【請求項５】前記第１接続手段を高剛性部材から構成し
   たことを特徴とする請求項４記載の液体の重量計測装
   置。
6. 【請求項６】前記計量用タンクの重量を計測する際に前
   記第２接続手段の計量用タンク側の端部から液漏れが発
   生するのを防止する液漏れ防止機構を設けたことを特徴
   とする請求項２〜５何れかに記載の液体の重量計測装
   置。