JP2007313808A

JP2007313808A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2007313808A
Application number: JP2006147557A
Authority: JP
Inventors: Tadao Matsuda; 忠生松田; Yoshiharu Takizawa; 芳治滝沢
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06

Abstract

【課題】従来のインクジェット記録装置は、前記のように予め印加する励振電圧が数段階に用意されており、その中で良好印字を行える設定を選択するものである。ノズル固体によりバラツキがあり、その予めの数段階の設定外の電圧も良好に印字が出来る場合があり、印字が良好な励振電圧幅を全てに使い切ることができず環境変化の外乱の影響を受けやすい構成であった。
【解決手段】インクに与える振動を発生する圧電素子へ印加する励振電圧の大きさを、個々のインクジェット記録装置ごとに異なる電圧値に設定できる手段を有する。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェット記録装置に係わり、さらに詳細には、インクジェット記録装置の励振電圧印加手段に関する。

連続的に噴出させたインクを粒子に変化させ、文字作成に必要な粒子に帯電・偏向を行い、文字作成に不必要な粒子には帯電・偏向を行わずに回収しつづける連続型のインクジェット記録装置において、そのインクの粒子作成は、ノズルの加振部によってインクに振動を与えることによって行われる。振動部には圧電素子が設けてあり、ある特定の振動数で電圧を印加して、圧電素子の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して加振部を振動させ、その振動をインクに伝達している。また、インクジェット記録装置の印字が良好に行える励振電圧は、最小値と最大値を持ち、ある程度の電圧幅を持っている。

従来のインクジェット記録装置は、圧電素子に印加する電圧、いわゆる励振電圧が固定されている。具体的には、励振電圧は一定幅を持って数段階に区切られた設定値を持っており、その設定値は予め電圧値が決められている。

実際に装置を稼動させる場合、励振電圧はその設定値の中から一つを手動にて選択しているものが知られている。また、印字が良好に行える励振電圧の幅の中心値付近となる設定値を選択しておく。これにより、使用環境の変化や、装置内のインク物性の変化により、良好印字を可能とする励振電圧の最小値や最大値が変化してその励振電圧の幅がある程度変わっても、装置としての印字の機能を満足するようにしている。

特開昭和６３−１１２１５９号公報

しかし、前記励振電圧設定のステップ数およびステップ間の電圧幅ΔＶは、あらかじめ決められた値を使用していたため、装置で設定可能な最小励振電圧から最大励振電圧までの励振電圧幅に制限があった。それにより、ノズルが持っている印字が良好な励振電圧幅を全て使い切ることができず、結果として実際の印字の際に適用する励振電圧設定において、ステップ間の電圧幅ΔＶの幅が大きくとれずインクの濃度変化や周囲温度変化等の外乱の影響を受けやすい構成であった。

本発明の課題は、前記ノズルの印字が良好な励振電圧幅を全て使い切ることにより、インクの濃度変化や周囲温度変化等の外乱の影響に強く、より安定した良好な印字を行うことができるインクジェット記録装置を提供することにある。

前記課題は、噴出するインクに振動を与えてインク粒子を発生させ、そのインク粒子を帯電・偏向させることにより、記録媒体上の所定の場所へインク粒子を到達させて記録を行うインクジェット記録装置において、インクに与える振動を発生する圧電素子へ印加する励振電圧の大きさを、個々のインクジェット記録装置ごとに異なる電圧値に設定できる手段を有するようにすることで達成される。

本発明によれば、噴出するインクに振動を与えてインク粒子を発生させるインクジェット記録装置において、インクを噴出するノズルに加える励振電圧への外乱の影響を小さくし、より安定して良好な印字を行うことができる。

以下、発明の実施形態について図面に従い説明する。

まず、インクジェット記録装置の外観を図３に示す。

制御系や循環系を収納した本体６００と、インクを噴出し粒子を作成するノズルを有するヘッド部６１０と、本体６００とヘッド部６１０の循環系と制御系を結ぶケーブル６２０で構成されている。本体６００の上部にはタッチパネル式液晶ディスプレイ６３０を有する。タッチパネル式液晶ディスプレイ６３０は制御内容や装置運転状況等の表示を行うと同時に、ユーザーが印字内容や印字仕様等の入力を行うことができる。

次に本体６００の内部構造について図４を用いて説明する。

本体６００上部には制御基板６４０等の電気系部品が配置されている。本体６００下部のＡ部には、電磁弁６５０、ポンプユニット６５５等の循環系制御部品が配置されており、Ｂ部には粘度測定器６６０や、インクや溶剤を貯めた容器が収められている。ドア６７０は、開閉可能で、インク容器や溶剤容器がドア６７０側に引き出せるようになっている。

次に、インクジェット記録装置のインク循環系の概略構成について図２を用いて説明する。

インク供給経路６は、インク２を貯めておくインク容器７、インク２を圧送するインク供給ポンプ８、インク圧力を調節する調圧弁９、流路の開閉を行う電磁弁１０、フィルタ１１から成り、ノズル１２にインク２を供給する。ノズル１２に供給されたインク２は噴出口１２ａから噴出される。ノズル１２には励振源３４が接続されていてノズル１２には励振電圧が印加されており、その周波数に従い振動が発生している。その振動により噴出口１２ａから噴出したインク２は、励振源３４の周波数に従い規則的にインク粒子１５となる。帯電電極１３には、記録信号源１４が接続されており、帯電電極１３に記録信号を印加することによって、インク粒子１５を帯電する。上部偏向電極１６には高電圧源１７が印加され、下部偏向電極１８は接地されている。そのため、上部偏向電極１６と下部偏向電極１８との間には静電界が形成されており、帯電したインク粒子１５はその帯電量に応じて偏向され、記録媒体上へ飛行して行き印字が行われる。インク回収経路２０は、ガター１９、電磁弁２１、フィルタ２２、回収ポンプ２３から成る。ノズル１２の噴出口１２ａからは絶えずインク２が噴出されているが、印字に関与しないインク粒子１５は帯電電極１３で帯電されず、そのため上部偏向電極１６と下部偏向電極１８との間に形成された静電界を直進し、ガター１９から回収され、再利用するためにインク容器７へ戻される。インク循環経路２４はノズル１２から電磁弁２５を介してインク回収経路２０に接続されており、ノズル１２内のインクの循環を行う。

次にノズル１２に印加する励振電圧について説明する。連続的に噴出させたインクを粒子に変化させ、文字作成に必要な粒子に帯電・偏向を行い、文字作成に不必要な粒子には帯電・偏向を行わずに回収しつづける連続型のインクジェット記録装置において、そのインクの粒子作成は、ノズルの加振部によってインクに振動を与えることによって行われる。振動部には圧電素子が設けてあり、ある特定の振動数で電圧を印加して、圧電素子の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換することで加振部を振動させる。その印可する電圧を励振電圧と呼ぶ。また、インクジェット記録装置の印字が良好に行える励振電圧は、図５に示すように最小値と最大値を持ち、ある程度の電圧幅を持っている。その最小値と最大値間のある一定電圧を印可するようにしておけば印字は良好に行える。例えば、ステップ５からステップ１５が印字良好であれば、ステップ１０に設定しておけば少々の条件の変化（例えば使用インクの濃度変化など）によって印字良好電圧の最小値と最大値が変化しても、ステップ１０がその変化後にも印字良好な範囲に入っている確率は高い。また、図６に示すように使用環境温度が変化しインクの温度が変わる等の外乱があると印字良好励振電圧は変化する。外乱に強い印字安定性を確保するにはステップ間の電圧差ΔＶを大きく取れれば外乱に強くなる。印字良好励振電圧および印字良好励振電圧幅はノズルによって個体差があり、標準的励振電圧にて使用した時に図７のように、ステップ５からステップ２０およびステップ２０を超える範囲が印字良好であるものも存在する。ステップ２０を超える範囲は、実際の印字を行う時は使用されていない範囲であり、これを取り込むことにより、ステップ間の電圧差ΔＶを大きくすることが可能になる。

例えば、あらかじめ設定している標準的励振電圧を使用し印字良好範囲を測定する。測定結果が標準的特性の上限電圧まで印字良好な場合は、図８のように想定して作成した電圧幅を広くしたテスト用印字電圧で測定し、斜線部に示す印字が良好な励振電圧領域全体を探し、図９のように印字良好最小電圧値をＶｍｉｎ、最大値をＶｍａｘとすれば、Ｖｍｉｎの値がステップ１となるように、設定すればよい。一方、Ｖｍａｘも例えばステップ２０になるようにインプットすればよい。この場合、ステップ間の電圧幅ΔＶはそのインプットにより（Ｖ２０−Ｖ１）／ステップ数により決定される。

つまり、図１を使って説明すると、テスト用印字ステップ電圧にてテストする。その結果から印字良好範囲の最小ステップ数および最大ステップ数をタッチパネル式液晶ディスプレイ６３０のキー操作にてインプットし、その最小電圧値Ｖｍｉｎをステップ１に置き換える制御をおよび最大電圧値Ｖｍａｘをステップ２０に置き換える制御を行う。置き換えるステップは１や２０以外でも良い。

これにより、ノズルの印字が良好な励振電圧幅を全てに使い、インクの濃度変化や周囲温度変化等の外乱の影響に強く、より安定した良好な印字を行うことができる。

本発明の一実施例にかかる励振設定手段をあらわすブロック図。本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置の循環系の概略図。本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置の外観図。本発明の一実施例にかかるインクジェット記録装置本体の構成図。本発明の一実施例にかかる印字良好励振電圧の説明図。本発明の一実施例にかかる印字良好励振電圧範囲と温度の関係の説明図。本発明の一実施例にかかる全印字良好励振電圧の説明図。本発明の一実施例にかかる全印字良好励振電圧測定の説明図。本発明の一実施例にかかる励振電圧設定後の説明図。

符号の説明

２…インク、６…インク供給経路、７…インク容器、８…インク供給ポンプ、９…調圧弁、１０…電磁弁、１１…フィルタ、１２…ノズル、１２ａ…噴出口、１３…帯電電極、１４…記録信号源、１５…インク粒子、１６…上部偏向電極、１７…高電圧源、１８…下部偏向電極、１９…ガター、２０…インク回収経路、２１…電磁弁、２２…フィルタ、２３…回収ポンプ、２４…インク循環経路、２５…電磁弁、３４…励振源、６００…本体、６１０…ヘッド部、６２０…ケーブル、６３０…タッチパネル式液晶ディスプレイ、６４０…制御基板、６５０…電磁弁、６５５…ポンプユニット、６６０…粘度測定器、６７０…ドア。

Claims

噴出するインクに振動を与えてインク粒子を発生させ、そのインク粒子を帯電・偏向させることにより、記録媒体上の所定の場所へインク粒子を到達させて記録を行うインクジェット記録装置において、インクに与える振動を発生する圧電素子へ印加する励振電圧の大きさを、個々のインクジェット記録装置ごとに異なる電圧値に設定する手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１において、インクに振動を与える圧電素子への励振電圧は、実際に励振電圧を印加してテスト印字を行い、印字結果が良好である電圧を調べ、その良好に印字が行えた励振電圧の最小電圧値および最大電圧をインクジェット記録装置の任意の励振電圧設定に置き換えることを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１から２において、テスト印字を行う時の励振電圧値は一定幅をもって数段階に区切られた設定値を有しており、その数段階の設定各々のテスト結果から印字が良好に行えた最小設定値をそのインクジェット記録装置の最小励振電圧設定に置き換え、印字が良好に行えた最大設定値をそのインクジェット記録装置の最大励振電圧設定に置き換えることを特徴とするインクジェット記録装置。