JP2004066499A

JP2004066499A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2004066499A
Application number: JP2002225490A
Authority: JP
Inventors: Akira Miyao; 宮尾　明; Yoshiharu Takizawa; 滝沢　芳治
Original assignee: Hitachi Home and Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】インクジェット記録装置において、環境温度が大きく変化しても安定した粒子化を実現でき、良好な印字を行う。
【解決手段】インクジェット記録装置では、インク補給経路２６ｂから印字用インクの貯留容器１にインクが補給される。貯留容器には溶剤補給経路２６ａから溶剤が補給される。インクと溶剤を適宜混合して、インク温度に応じてインク濃度を変化させる。インクの温度域によりインク濃度を変化させると、どの温度範囲でもインクの粘度が、粒子化が良好になる粘度範囲２００内となる。
【選択図】　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク粒子を連続的に噴出するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェット記録装置の例が、特開２００２−５９５６３号公報に記載されている。この公報に記載のインクジェットプリンタでは、インクの粘度調整を迅速かつ正確に行い、安定した印字を行えるよう、インクタンク内のインクの温度の単位時間における変化率を算出する演算手段と、その変化率が所定範囲内に達したことを確認した後で、インクの粘度を調整し始める粘度調整手段を有している。
【０００３】
インクジェット記録装置の他の例が、特開平１１−２０１５８号公報に記載されている。この公報に記載のインク噴射装置では、周囲温度の変化に応じてインク噴射装置の駆動波形を変化させ、周囲温度の変化にかかわらずほぼ一定の記録濃度で記録することを可能にしている。また、インクの粘度を一定に制御するインクジェット記録装置も知られており、温度が変化した時にインクの濃度を変化させて粘度を調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術に記載インクジェットプリンタにおいては、環境温度が変化しても印字に用いるインク濃度を一定に制御している。そのため、インク温度が異なるとインクの粘度が変化するので、インクジェット記録装置の置かれる環境温度により測定粘度値が異なってくる。そこで、温度に対する粘度の変化データを装置に記憶させ、所望の粘度となるように濃度を制御する。その際、インク濃度が設定値から変化していなければ、記憶したデータと検出値が一致するのでインクの調整を実行しない。
【０００５】
安定した粒子化、すなわち良好に印字するためには、インク粘度が極端に変化することは望ましくない。上記従来技術においては、大きな温度変化が生じてもインク濃度を変化させないので、印字の品位を保つことができる。しかし、粘度が望ましい範囲を超えてしまうおそれがあり、良好な粒子化が行えず印字不良を発生する恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の不具合に鑑みなされたものでありその目的は、インクジェット記録装置の使用環境温度が大きく変化しても、粒子化を安定させ良好に印字することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、記録媒体に記録するインクを振動させてインク粒子を発生し、このインク粒子を帯電および偏向させて記録媒体の所定の位置に到達させて記録するインクジェット記録装置において、インクの濃度を制御する制御手段を設け、この制御手段はインクの温度の変化に応じて制御濃度値を変化させるものである。
【０００８】
そしてこの特徴において、制御手段に、インクの温度に応じた制御濃度値を記憶する手段を設けるのが望ましく、制御手段は、基準温度よりもインク温度が高いときには濃度を基準温度のときよりも濃く、基準温度よりもインク温度が低いときは濃度を基準温度時よりも薄く制御するのが望ましい。
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の他の特徴は、記録媒体に記録するインクを振動させてインク粒子を発生し、このインク粒子を帯電および偏向させて記録媒体の所定の位置に到達させて記録するインクジェット記録装置において、インクの濃度を制御する制御手段を設け、この制御手段はインクの温度の変化に応じて制御濃度値を変化させ、インクの使用温度範囲内ではその粘度変化曲線が滑らかになるよう制御するものである。
【００１０】
この特徴において、制御手段は、インクの粘度がインクの使用温度範囲において粒子化良好粘度範囲となるようにインク濃度を制御するようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るインクジェット記録装置の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、インクジェット記録装置の概観斜視図であり、図２は図１に示したインクジェット記録装置の垂直断面図である。インクジェット記録装置の本体６００には、制御基盤等の制御系やポンプユニット等のインクの循環系が収納されている。本体下部の裏面側には、ケーブル６２０が接続されており、ケーブル６２０の先端近くにはインクを噴出し粒子を形成するノズルを有するヘッド部６１０が取付けられている。インクジェットの本体６００上部は、その一面が傾斜して形成され、この傾斜部には窓６３０が取付けられている。本体下部の前面側には開閉可能な扉６７０が取付けられている。
【００１２】
図２に示すように、本体６００内部の上部には、制御基盤６４０等の電気系部品が配置されている。本体６００内部の下部背面側には、電磁弁６５０やポンプユニット６５５等の循環系制御部品が配置されている。本体６００内部の下部前面側には、粘度計１７やインクを貯めた容器（図示せず）、溶剤を貯めた容器（図示せず）が納められている。上述したように扉６７０は、下辺の回りに開閉可能になっている。扉６７０を開くことにより、インク容器や溶剤容器、粘度計を本体６００の前方に引き出せるようになっており、インクや溶剤の補給と廃棄、および粘度計１７のメンテナンスを容易にしている。
【００１３】
インクジェット記録装置に用いるインク循環系の模式図を、図３に示す。インク供給経路２１は、インクを貯めておく容器１と、この容器１に貯められたインクをノズル６まで圧送するポンプ２と、このポンプ２の下流側に設けられインクの圧力を調節する調圧弁３と、供給されるインクの圧力を計測する圧力計４と、ノズル６に供給する前に不純物を取り除くフィルタ５とを有している。ノズル６の下流側には平行平板状の帯電電極７が配置されている。この帯電電極７には図示しない記録信号源が接続されている。帯電電極７に記録信号電圧を印加すると、ノズル６から規則的に噴射されたインク粒子８が帯電される。
【００１４】
帯電電極７の下流側には、平行平板を形成する下部偏向電極１０と、この下部偏向電極１０と帯電電極７側では平行平板を形成し、この平行部の下流側では傾斜平板部を形成する上部偏向電極９とが配置されている。上部偏向電極９には図示しない高電圧源が接続されている。一方、下部偏向電極１０は接地されている。これにより、上部偏向電極９と下部偏向電極１０との間に静電界を形成する。ノズル６から噴出されたインク粒子８は帯電電極７で帯電し、その帯電量に応じて上部偏向電極９と下部偏向電極１０間で偏向され、図示しない記録媒体に印字される。
【００１５】
印字に用いられなかったインク粒子８は、インク回収経路２２からインク貯留容器１に回収される。インク回収経路２２は、印字に用いられなかったインク粒子を受け止めるガター１１と、このガター１１で回収したインク粒子８に含まれる不純物を取り除くフィルタ１２とフィルタリングされたインクを貯留容器１まで圧送するポンプ１４とを備えている。これにより、帯電電極７で帯電されず記録に関与しなかったインク粒子８は、回収され再利用に供される。
【００１６】
本インクジェット記録装置では、インクの粘度を検出するために、粘度計測経路２４を有している。この粘度計測経路２４は、粘度計１７とインク貯留容器１との間でインクを循環させるポンプ３２と、このポンプ３２で圧送されたインクの粘度を計測する粘度計１７と、粘度計１７に流入するインクから不純物を取り除くフィルタ３４と、粘度計１７へのインクの流入を制御する電磁弁１８とを有している。
【００１７】
なお、インク濃度を最適にするために、インクは溶剤で希釈される。そこで本実施例では、インクを希釈するための溶剤補給経路２６ａを備えている。一方、インクをインク貯留容器１に補充するためにインク補給経路も設けられている。溶剤補給経路２６ａは、希釈液である溶剤を貯留する溶剤貯留容器３０と、溶剤貯留容器３０から容器１へ溶剤を圧送するポンプ３１と、溶剤補給経路２６ａを開閉する電磁弁２９とを有している。電磁弁２９を開くと、溶剤が容器１に供給され、容器１のインク濃度が希釈される。インク補給経路２６ｂは、１００％濃度のインクもしくは濃縮したインクを貯留するインク貯留容器３０ｂと、このインク貯留容器３０ｂから容器１へインクを圧送するポンプ３１ｂと、インク補給経路２６ｂを開閉する電磁弁２９ｂとを備えている。電磁弁２９ｂを開くとインク貯留容器３０ｂ内のインクが容器１に供給され、容器１のインク濃度を増大させる。なお、インク濃度は、溶剤量を減らしても増大できる。例えば、溶剤を蒸発させれば高濃度にできるので、インク補給経路２６ａは必ずしも必要ではない。
【００１８】
このように構成した本実施例に動作について、図４ないし図６を用いて説明する。図４に、インク温度を変化させたときのインク粘度の変化を示す。インク温度が低いときにはインクの粘度は高く、インク温度が上昇するにつれてインク粘度は低下する。図中２００で示した範囲は、インクをジェット噴射したときに粒子化が良好であった領域である。なお、この図４ではインク濃度を一定にしている。
【００１９】
従来のインクジェット記録装置においては、インク濃度を一定に保つよう制御していたので、粘度は図４のように変化していた。従来のインク粒子を連続的に噴出するインクジェット記録装置においては、高温域や低温域でインクの粒子化の点で不十分な範囲２０１、２０２があることがこの図４から知られる。
【００２０】
ところで、インクの温度が一定でも、インクの濃度が変化すればインクの粘度は変化する。例えば、同じ温度３０℃において、１００％濃度のインクを９０％に希釈すると、粘度は低下する。図５に、温度を変化させたときの粘度の変化を、濃度をパラメータにして示す。曲線２０３はインク濃度を１００％にしたときのものであり、曲線２０４は高濃度インクでインク濃度を１１０％にしたときのものである。また、曲線２０５は低濃度インクの場合であり、インク濃度を９０％にしたときのものである。どの濃度においてもインク温度が低いときは粘度が高く、また温度が高いときは粘度が低い。さらに、どの温度においても濃度が高いときは粘度が高く、濃度が低いときは粘度が低い。
【００２１】
濃度も変化させたときに、良好に印字できないおそれのある高温側の範囲２０１を改善するためには、インク濃度を高濃度化すればよい。例えば１１０％濃度にインク濃度を変更するとインク粘度が矢印２０６方向に変化し、ほぼ温度５０℃までインクの粒子化が良好な粘度範囲２００に移すことができる。同様に低温側の良好に印字できないおそれのある範囲２０２を改善するためには、インクを低濃度化する。例えば９０％濃度にインク濃度を変更すれば、インクの粘度は矢印２０７方向にシフトし、インク温度が０℃程度になってもインクの粒子化が良好な粘度範囲２００になる。
【００２２】
そこで、本実施例では図６に示すように、温度範囲を低温域、常温域、高温域に分割し、それぞれの範囲に応じたインク濃度とした。図６において、インク温度が１０℃から４０℃であれば常温域とし、１０℃以下であれば低温域とし、４０℃以上であれば高温域とした。低温域ではインク濃度を９０％にし、高温域ではインク濃度を１１０％に制御した。常温域では、インク濃度を１００％に設定した。なお、この温度範囲は、使用するインクに応じて設定すればよい。常温域を例えば２０℃から３０℃等に設定してもよい。インクの種類が異なれば温度に対する粘度変化の様子も異なるから、図６に示した変化よりも急激な変化が生じたり、図６に示したほどの変化が生じたりする。その場合には、インクの種類毎に常温域を設定してもよい。
【００２３】
本実施例では温度範囲を３段階にステップ状に分けているが、更に細かく４段階以上に設定してもよい。その場合、最も低温側の温度域の設定インク濃度を、その隣の温度域の設定インク濃度よりも低濃度にする。例えば、インク温度が０℃〜５℃のときにはインクの設定濃度を９０％にし、インク温度が５℃〜１０℃のときにはインクの設定濃度を９５％にする。同様に、最も高温側の温度域の設定インク濃度を、その隣の温度域の設定インク濃度よりも高濃度にする。例えばインク温度が４５℃〜５０℃のときには設定インク濃度を１１０％とし、インク温度が４０℃〜４５℃のときには、設定インク濃度を１０５％とする。温度の区画段階多くすれば、それだけ各温度に応じた濃度制御が可能になる。また、インクの粒子化が良好な粘度範囲２００内で粘度変化の曲線を滑らかにすることも可能である。
【００２４】
以上のようにインク濃度値を段階的に調整すれば、温度変化により著しく粘度が変化する領域でも安定してインクを粒子化できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、温度変化に対して段階的に異なるインク濃度に調整するように制御すれば、安定してインク粒子化を行うことが出来、常に良好な印字を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一実施例の斜視図。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の垂直断面図。
【図３】図１に示したインクジェット記録装置に用いる循環系の模式図。
【図４】インクの温度と粘度の関係を説明する図。
【図５】インクの温度と粘度と濃度の関係を説明する図。
【図６】インクの状態を説明する図。
【符号の説明】
１…容器、２…ポンプ、３…調圧弁、４…圧力計、５…フィルタ、６…ノズル、７…帯電電極、８…インク粒子、９…上部偏向電極、１０…下部偏向電極、１１…ガター、１２…フィルタ、１４…ポンプ、１７…粘度計、２１…インク供給経路、２２…インク回収経路、２４…粘度計測経路、２６ａ…溶剤補給経路、２６ｂ…インク補給経路、２９ａ…電磁弁、２９ｂ…電磁弁、３０ａ…容器、３０ｂ…容器、３１ａ…ポンプ、３１ｂ…ポンプ２００…粒子化良好粘度範囲、２０１…範囲、２０２…範囲、２０３…曲線、２０４…曲線、２０５…曲線、２０６…矢印、２０７…矢印、６００…本体、６１０…ヘッド部、６２０…ケーブル、６４０…制御基板、６５０…電磁弁、６５５…ポンプユニット、６７０…扉。

Claims

記録媒体に記録するインクを振動させてインク粒子を発生し、このインク粒子を帯電および偏向させて記録媒体の所定の位置に到達させて記録するインクジェット記録装置において、
インクの濃度を制御する制御手段を設け、この制御手段はインクの温度の変化に応じて制御濃度値を変化させることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記制御手段に、インクの温度に応じた制御濃度値を記憶する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記制御手段は、基準温度よりもインク温度が高いときには濃度を基準温度のときよりも濃く、基準温度よりもインク温度が低いときは濃度を基準温度時よりも薄く制御することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
記録媒体に記録するインクを振動させてインク粒子を発生し、このインク粒子を帯電および偏向させて記録媒体の所定の位置に到達させて記録するインクジェット記録装置において、インクの濃度を制御する制御手段を設け、この制御手段はインクの温度の変化に応じて制御濃度値を変化させ、インクの使用温度範囲内ではその粘度変化曲線が滑らかになるよう制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
前記制御手段は、インクの粘度がインクの使用温度範囲において粒子化良好粘度範囲となるようにインク濃度を制御することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。