(57)【要約】      （修正有）【課題】記録インクによらず、溶存気体濃度を連続的に測定可能とする。【解決手段】インク１１が蓄えられたインクタンク１２に減圧手段１６を接続し、減圧手段に排気を溶解する純水１９が充填された密閉容器２０を接続する。インクの溶存気体は減圧手段を使って除去し純水に溶解させ、溶解させた純水の溶存気体濃度を測定し、全体の条件からインクの溶存気体濃度を間接的に算出する。溶存気体濃度の測定は純水を介して実施するので、プローブを破壊してしまうようなインクの溶存気体濃度の測定においても、長期的に安定して測定が可能となる。【選択図】図１
2009204330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項２】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項３】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項４】
前記第二の液体の容量を変化する容量変化手段を具備することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項５】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
流動する第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項６】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項７】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、
溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、
脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、
を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
【請求項８】
溶解後の前記第二の液体を前記溶解手段から前記溶解手段へ循環する循環流路と、
前記循環流路内に位置し、前記第二の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、
前記循環流路は、脱気後の前記第二の液体を、前記溶解手段で再び溶媒として利用する再利用手段を具備することを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項９】
前記第二の液体の流動量を変化する流動量変化手段を具備することを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項１０】
前記第二の液体の気体飽和溶解濃度は、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項１１】
測定する前記溶存気体は酸素であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項１２】
溶存酸素計を具備することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置。
【請求項１３】
インクジェットヘッドと、
インクを貯留するインクタンクと、
前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへ連通するインク供給路と、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定装置と、
を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１４】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第三測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程前と後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項１５】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項１６】
第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体の濃度を測定する第二測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体溶存気体の濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項１７】
前記第二の液体の容量を変化さる容量変化工程を有することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項１８】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
流動する第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第三測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程前と後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項１９】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２０】
流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、
前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、
前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、
前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、
前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２１】
前記溶解工程後の前記流動する第二の液体を前記溶解手段から前記溶解手段へ循環流路を介して循環する循環工程と、
前記循環流路内に位置し、前記第二の液体の溶存気体を脱気手段において脱気する第二脱気工程と、
前記循環流路は、脱気後の前記第二の液体を、前記溶解手段で再び溶媒として利用する再利用工程を有することを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２２】
前記第二の液体の流動量を変化する流動量変化工程を有することを特徴とする請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２３】
前記第二の液体の気体飽和溶解濃度は、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度以上であることを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２４】
測定する前記溶存気体は酸素であることを特徴とする請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【請求項２５】
前記溶存気体濃度の測定方法において、溶存酸素計を用いていることを特徴とする請求項１４〜２４に記載の溶存気体濃度の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の溶存気体濃度の測定装置及び測定方法に関し、特に、液体が油性、または溶剤系等、通常の溶存気体濃度計での測定が困難な液体の溶存気体濃度の測定方法に関する。また、それを搭載するインクジェット記録装置に関し、特に、ワイドフォーマットクラスのインク処理量の多いインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録技術において、特にインクの吐出に圧電アクチュエータによる機械的駆動力を利用する場合、記録インクに所定濃度以上の溶存気体が含まれると、キャビテーションを生じ、吐出不良となる。そのため、記録インクの溶存気体濃度は、所定濃度以下に調整しなければならない。例えば、水性系インクにおいては、未調整のインクでの溶存酸素濃度は６から８ｍｇ／Ｌ程度を示す場合があるが、後述する脱気処理による調整により、２ｍｇ／Ｌ以下程度に調整する。
【０００３】
記録インクの溶存気体濃度の調整方法は、記録インクの供給形態により異なる。例えば、記録インクの消費量が１から２Ｌ／月程度の場合は、記録インクは１から２Ｌ容量のカートリッジ形態で小分けして供給され、溶存気体濃度の調整はカートリッジ製造時に実施される。具体的に、インク充填後のインクパウチ封入前に、真空炉による減圧処理により脱気処理がなされ、溶存気体濃度が調整される。また、記録インクの消費量が２Ｌ／月以上の場合は、記録インクの供給は、１５Ｌ程度の容量であるインクタンクより直接インクジェット記録装置にインクが供給され、溶存気体濃度の調整は、インクジェット記録装置上で実施される。具体的に、気体透過性の中空糸から構成される脱気モジュール等の脱気手段が用いられ、減圧手段により減圧された脱気モジュールを通過するのみで記録インクの脱気がなされ、記録インクの溶存気体濃度の調整がされる。
【０００４】
インクジェット記録装置上で、記録インクの溶存気体濃度の調整する従来の構成図を図４に示す。図４に示すインクジェット記録装置は、記録インク１１が貯蔵されるインクタンク１２、記録インクを吐出するインクジェットヘッド１３が備えられている。また、インクタンク１２とインクジェットヘッド１３と連通するインク供給路１４、前記インク供給路１４内に設置された脱気モジュール等の脱気手段１５、脱気手段１５を減圧する減圧手段１６が備えられている。さらに、減圧手段１６により減圧された脱気手段１５を通過する際、記録インクの溶存気体が脱気され、記録インクの溶存気体濃度が調整される。
【０００５】
また溶存気体濃度調整後の溶存気体濃度を確認する場合は、脱気手段１５の下流に溶存気体濃度計２２を用いる。溶存気体濃度の確認は、溶存気体濃度計２２のプローブ部２３を記録インクに直接接触させて実施する。ただし、実際には、インクタンク１２より供給する記録インクの溶存気体濃度にはばらつきがあるため、溶存気体濃度の調整が不十分な場合が生じる。このような記録インクをインクジェットヘッド１３に導入してしまい吐出不良となった場合、その復帰には、インクジェットヘッド１３から脱気手段１５までの区間の記録インクを廃棄しなければならず、記録インクと作業時間が無駄になる。そのため、溶存気体濃度計２２により記録インクの溶存気体濃度を監視するのが適切である。
【特許文献１】特開平１１−４８４９１
【特許文献２】特開平１１−２０９６７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来方法では、溶存気体濃度の測定を、図４で説明したように、溶存気体濃度計２２を記録インクに直接接触させて実施する。しかし、この方法では、次のような課題がある。第一に記録インクによっては、溶存気体濃度計２２自体を破壊してしまい、連続して測定することが不能になってしまう。具体的に、溶存気体濃度計２２は、例えば、気体成分として酸素を検出する溶存酸素濃度計の場合、主に、ポーラロ式と蛍光式の２種類がある。
【０００７】
しかしながら、これらのいずれもプローブ部２３の構成に接着剤を使用している。上述の通り、測定の際には記録インクがプローブ部２３に接触する構成となっている。そのため、接着剤が測定するインクに対して耐性がない場合、測定中に接着している構造が破壊されてしまい測定が不能となってしまう可能性がある。すなわち、長期的に溶存気体を安定して測定できないインク種が存在するという課題があった。
【０００８】
第二に、いずれの測定方法も、溶存気体濃度計２２のプローブ部２３での測定を必要とする。しかしながら、一般的に使用されているインクの場合、樹脂成分等を多量に含むため、プローブ部２３と樹脂成分等の相性によっては、プローブ部２３に樹脂成分等が付着しやすい。その結果、測定が安定しない場合が生じる課題があった。
【０００９】
第三に、複数種類の記録インクを測定する場合、測定する度に溶存気体濃度計２２にインクが付着する。このため、別インクを測定する際には、インク混合を回避するため溶存気体濃度計２２よりインクを洗浄しなければならず、洗浄液と作業時間を要するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１１】
本発明の第２の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１２】
本発明の第３の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第１〜３のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の容量を変化する容量変化手段を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
本発明の第５の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、流動する第二の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１４】
本発明の第６の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１５】
本発明の第７の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する濃度測定手段と、前記第一の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、脱気後の前記第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解手段と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を測定する測定手段と、脱気前の前記第一の液体の溶存気体濃度と、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度を用いて、脱気後の前記第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１６】
本発明の第８の態様は、第５〜７のいずれか一つの態様において、溶解後の前記第二の液体を前記溶解手段から前記溶解手段へ循環する循環流路と、前記循環流路内に位置し、前記第二の液体の溶存気体を脱気する脱気手段と、前記循環流路は、脱気後の前記第二の液体を、前記溶解手段で再び溶媒として利用する再利用手段を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
本発明の第９の態様は、第５〜８のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の流動量を変化する流動量変化手段を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１７】
本発明の第１０の態様は、第１〜９のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の気体飽和溶解濃度は、溶解後の前記第二の液体の溶存気体濃度以上であることを特徴とする溶存気体濃度の測定装置。
本発明の第１１の態様は、第１〜１０のいずれか一つの態様において、測定する前記溶存気体は酸素であることを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
本発明の第１２の態様は、第１〜１１のいずれか一つの態様において、溶存酸素計を具備することを特徴とする溶存気体濃度の測定装置にある。
【００１８】
本発明の第１３の態様は、第１〜１２のいずれか一つの態様に記載の溶存気体濃度の測定装置と、インクジェットヘッドと、インクを貯留するインクタンクと、前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへ連通するインク供給路と、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置にある。
【００１９】
本発明の第１４の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第三測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程前と後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２０】
本発明の第１５の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
本発明の第１６の態様は、第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体の濃度を測定する第二測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体溶存気体の濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２１】
本発明の第１７の態様は、第１４〜１６のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の容量を変化さる容量変化工程を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２２】
本発明の第１８の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、流動する第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、前記第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第三測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程前と後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量と、前記第二の液体の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２３】
本発明の第１９の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度と、前記第一の液体の容量、及び前記第二の液体の容量を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２４】
本発明の第２０の態様は、流動する第一の液体の溶存気体濃度を測定する第一測定工程と、前記第一の液体の溶存気体を脱気手段により脱気する脱気工程と、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体を溶質とし、流動する第二の液体を溶媒として溶解する溶解工程と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を測定する第二測定工程と、前記脱気工程前の第一の液体の溶存気体濃度と、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度を用いて、前記脱気工程後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する算出工程と、を有することを特徴とする液体の溶存気体濃度の測定方法にある。
【００２５】
本発明の第２１の態様は、第１８〜２０のいずれか一つの態様において、前記溶解工程後の前記流動する第二の液体を前記溶解手段から前記溶解手段へ循環流路を介して循環する循環工程と、前記循環流路内に位置し、前記第二の液体の溶存気体を脱気手段において脱気する第二脱気工程と、前記循環流路は、脱気後の前記第二の液体を、前記溶解手段で再び溶媒として利用する再利用工程を有することを特徴とする溶存気体濃度の測定方法。
本発明の第２２の態様は、第１８〜２１のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の流動量を変化する流動量変化工程を有することを特徴とする溶存気体濃度の測定方法。
【００２６】
本発明の第２３の態様は、第１４〜２２のいずれか一つの態様において、前記第二の液体の気体飽和溶解濃度は、前記溶解工程後の第二の液体の溶存気体濃度以上であることを特徴とする溶存気体濃度の測定方法。
本発明の第２４の態様は、第１４〜２３のいずれか一つの態様において、測定する前記溶存気体は酸素であることを特徴とする溶存気体濃度の測定方法。
【００２７】
本発明の第２５の態様は、第１４〜２４のいずれか一つの態様において、前記溶存気体濃度の測定方法において、溶存酸素計を用いていることを特徴とする溶存気体濃度の測定方法。
かかる本発明では、第一の液体とするインクの溶存気体濃度を測定し、第二の液体とする純水の溶存気体濃度を測定する。また、インクの溶存気体を脱気し、該溶存気体を溶質とするとともに純水を溶媒として溶解し、溶解後の純水の溶存気体濃度を測定する。さらに、脱気前のインクの溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の純水の溶存気体濃度と、インクの容量と、純水の容量と、溶存期待の大気中での濃度、及び配管内の容量などの各値を用いて、脱気後のインクの溶存気体濃度を算出する。
【００２８】
これによって、従来では溶存気体濃度計自体が破壊され測定が困難であった記録インクの溶存気体濃度の測定が可能となる上に、記録インクの脱気状態を監視することができる。また、溶存気体濃度計のプローブ部に対しインクの樹脂成分等の付着力が強いインクに対しても、安定した測定が可能となる。さらに、複数種類の記録インクの溶存気体濃度の測定において、洗浄作業にともなう運用コスト、作業時間を縮小できる。
また、かかる本発明では、純水の容量を変化することができる。
【００２９】
これによって、より多くの溶存気体を溶解することができるので、溶解可能な溶存気体の量を増加させることができる。これは例えば、インクの溶存気体濃度が溶存気体濃度計の測定限界値を超えた値であっても、純水の容量を変化することで溶存気体濃度を測定することができることを示している。すなわち、本発明では、溶存気体濃度の測定範囲を拡大することができる。
【００３０】
また、かかる本発明では、流動するインクの溶存気体濃度を測定し、流動する純水の溶存気体濃度を測定する。また、インクの溶存気体を脱気し、該溶存気体を溶質とするとともに純水を溶媒として溶解し、溶解後の純水の溶存気体濃度を測定する。さらに脱気前のインクの溶存気体濃度と、溶解前と溶解後の純水の溶存気体濃度と、インクの容量と、純水の容量と、溶存気体の大気中での濃度、及び配管内の容量を用いて、前記脱気後の第一の液体の溶存気体濃度を算出する。
【００３１】
これによって、流動するインクに含まれる溶存気体濃度を脱気し、その気体濃度を測定する上に、脱気状態を監視することができる。すなわち、インクタンクからインクジェットヘッドへインクを供給するインク供給流路の途中でインクに含まれる溶存気体を脱気する上に、インクジェットヘッドに脱気が不完全な不良インクを充填することを防止することができる。つまり、本発明はインク吐出性に影響を及ぼす溶存気体を排除し、インク吐出の安定性を向上することができる。
【００３２】
また、かかる本発明は、循環流路を用いて溶解後の流動する純水を溶解手段から溶解手段へ循環し、循環流路の途中に位置する脱気手段によって純水の溶存気体を脱気する。また、脱気された純水を、溶解手段で再び溶媒として利用する。
これによって、流動する純水を脱気し、溶媒として再利用することで、何度も使用することができる。すなわち、純水の再利用を行うことによって、脱気コストを低下することができる。
【００３３】
また、かかる本発明では、溶解後の流動する純水が非飽和状態であるように、純水の流動量を変化することができる。
これによって、より多くの溶存気体を溶解することができる。これは例えば、インクの溶存気体濃度が溶存気体濃度計の測定限界値を超えた値であっても、純水の流動量を変化することで溶存気体濃度を測定することができることを示している。すなわち、本発明では溶存気体濃度計の測定限界値に依存せず、溶存気体濃度の測定範囲を拡大することができる。
【００３４】
また、かかる本発明は、純水の飽和濃度は、溶解後の純水の溶存気体の濃度以上であるとした。
【００３５】
これによって、溶解後の純水は飽和状態ではないため、溶質とした溶存気体がすべて純水の中に含まれるため、前述した脱気後のインクの溶存気体の濃度を正確に算出することができる。
また、かかる本発明は、測定する溶存気体は酸素であり、さらに溶存気体濃度計は溶存酸素計を用いるとした。
これによって、溶存気体として一般的に計測が容易である酸素を用い、安価な脱気コストを実現することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上の手段により、溶存気体濃度計に記録インクを接触することなく記録インクの溶存気体濃度を測定することが可能になるので、次のような効果を得ることができる。第一に、従来では溶存気体濃度計自体が破壊され測定が困難であった記録インクの測定が可能となる。第二に、溶存気体濃度計のプローブ部に対しインクの樹脂成分等の付着力が強いインクに対しても、安定した測定が可能となる。第三に、複数種類の記録インクの溶存気体濃度の測定において、洗浄作業にともなう運用コスト、作業時間を縮小できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明を実施例について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例により限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１）
図１に、本発明の実施例１の脱気システムの構成図を示す。図１に示す脱気システムは、第一の液体とするインク１１が貯蔵されたインクタンク１２が備えられている。インクタンク１２の周囲には、減圧環境を確保するための真空炉１８が備えられており、真空炉１８の内部を減圧するための減圧手段１６が真空炉１８に配管１７を通して連通している。減圧手段１６は、減圧手段１６からの排気を溶解する第二の液体とする純水１９が充填された密閉容器２０に配管１７を通して連通している。
【００３９】
従来の脱気方法を簡単に説明すると、真空炉内と真空炉内に設置したインクの溶存気体全てが減圧手段により除去され、除去された気体は大気に放出される。
【００４０】
ここで本発明の脱気方法を簡単に説明すると、本発明では純水１９中にインクに含まれていた溶存気体を放出し溶解する。溶解させた純水１９の溶存気体濃度を測定し、全体の条件から、インクの溶存気体濃度を間接的に算出する。具体的な方法については、以下に説明する
以下、インク１１の溶存気体濃度の具体的な算出方法について説明する。ここでは、溶存気体の一成分が酸素とし、第二の液体を純水１９とし、溶存気体濃度計２２として溶存酸素計を用いた場合について説明する。
【００４１】
溶存気体中に存在する成分の比率は、大気中に存在する窒素・酸素などの存在比率にほぼ比例することが経験的にわかっている。そのため、例えば酸素などの大気中のひとつの成分を測定することで、溶存気体中に存在する全成分の傾向を把握することができる。これを受けて、以下の説明では、酸素成分の測定を基準として説明する。
【００４２】
脱気前と脱気後におけるインクの溶存酸素濃度をそれぞれＡ１（ｍｇ／L）、Ａ２（ｍｇ／L）、脱気前と脱気後における純水１９の溶存酸素濃度をＢ１（ｍｇ／L）、Ｂ２（ｍｇ／L）、大気中の酸素濃度をＣ（ｍｇ／L）とし、インク１１の容量をＶａ（L）、純水１９の容量をＶｂ（Ｌ）、真空炉１８と配管系の容積からインク１１とインクタンク１２の容積を引いた容積、すなわち配管内の容積をＶｃ（L）とすると、次の収支式が成立する。
【００４３】
（Ａ１−Ａ２）×Ｖａ＋Ｃ×Ｖｃ＝（Ｂ２−Ｂ１）×Ｖｂ           （計算式１）
ここで、Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃは、計量および設計値により規定される。また、Ｃは基本物性のため文献等により規定できる。また、Ａ１は短期間であれば溶存酸素計により、インク１１の溶存酸素濃度を測定することができるので、インク１１の飽和溶存酸素濃度を事前に測定しておくことで規定できる。また、Ｂ１、Ｂ２については純水であるので、溶存酸素計により長期的に連続して測定することで規定することができる。以上により、Ａ２以外の数値を規定することができるので、Ａ２が以下の式により算出される。
【００４４】
Ａ２＝Ａ１−｛（Ｂ２−Ｂ１）×Ｖｂ−Ｃ×Ｖｃ｝／Ｖａ         （計算式２）
また、Ｖｃを十分小さく設計し、予め純水１９の脱気を十分に行い、Ｂ１が十分に小さいとすると、計算式１は、下記のように簡略化される。
【００４５】
Ａ２＝Ａ１−Ｂ２×Ｖｂ／Ｖａ                                 （計算式３）
ただし、実際には、Ｂ２は純水の飽和溶存酸素濃度に規定されることから、計算式３が成立するためには、（Ａ１−Ａ２）×Ｖａ／Ｂ２≦Ｖｂとなるよう、Ｖｂの容量を調整しなければならない。例えば、純水の溶存酸素濃度は２５℃において８．１１ｍｇ／Ｌとなるが、油性インク等は、純水に比べ５から１０倍程度溶存酸素濃度が大きい場合がある。そのため、そのようなインク１１と純水１９が同量の場合、すなわち、Ｖａ＝Ｖｂの条件の場合、計算式３よりＡ１−Ａ２＝Ｂ２となるが、Ｂ２の上限値は８．１１ｍｇ／Ｌのため、Ａ１が８．１１ｍｇ／Ｌ以上の場合、計算式３は適応できない。すなわち、例えばインク１１の溶存気体濃度が純水１９の溶存気体濃度の飽和値を超えていると測定が困難になる。これを受けて一般化すると、下記条件を満たしていることが好ましい。
【００４６】
（Ａ１−Ａ２）×Ｖａ≦Ｂ２×Ｖｂ                        （計算式４）
そのため、例えば、Ａ１＝Ｂ２×５の場合、計算式４より、
Ｖｂ≧（５−Ａ２／Ｂ２）×Ｖａ                          （計算式５）
また、計算式５において、Ａ２＜Ｂ２程度まで十分に脱気されていれば、Ａ２／Ｂ２の項は１以下になるため、結局、簡易的にはＶｂ≧５ＶａになるようＶｂを調整すればよい。
【００４７】
以上のように、本実施例では、溶存気体濃度の測定は純水を介して間接的に実施するので、従来ではプローブ部２３を破壊してしまうようなインクの溶存気体濃度の測定においても、長期的に安定して測定を実施することができる。また、純水１９の容量を変えることで、純水１９の飽和気体濃度以上の溶存気体濃度のインク１１の溶存気体濃度を測定することができる。
【００４８】
前述の溶存気体を純水１９に溶解する際、溶解過程を加速するために、図１に記載していないがスターラー等の撹拌手段を利用してもよい。また純水１９は、使用するプローブ部２３を破壊せず、導入する気体を溶解する液体であれば種類は限定されない。減圧手段１６は、溶剤対応のダイヤフラムポンプ等を用いるのが簡易である。
【００４９】
（実施例２）
実施例１は、インク１１の量が一定である場合の実施例であったが、次に、プリンタにインク１１を連続供給する場合を想定し、インク１１を連続的に供給する場合における本発明の実施例を説明する。
【００５０】
図２に本発明の実施例２の脱気システムの構成図を示す。図２に示す脱気システムには、インク１１が貯蔵されたインクタンク１２を備え、インクタンク１２に送液ポンプ１０を介して連通する第一脱気手段１５Ａが備わっている。第一脱気手段１５Ａで脱気されたインク１１は、プリントヘッド２７へ充填され、図示しない紙などの被記録媒体に吐出される。
【００５１】
また、第一脱気手段１５Ａには、第一脱気手段１５Ａを減圧する第一減圧手段１６Ａが連通しており、第一減圧手段１６Ａは、第一減圧手段１６Ａからの排気を吸気する吸気手段２１へと連通している。
【００５２】
この吸気手段２１は、第一減圧手段１６Ａから排気された酸素を純水１９に溶解させる機能を持つ上に、循環流路２６に連通しており、液体循環システム２５に含まれている。液体循環システム２５は、吸気手段２１、第一溶存気体濃度計２２Ａ、第二脱気手段１５Ｂ、送液ポンプ１０、及び第二溶存気体濃度計２２Ｂを環状に繋ぐシステムである。これらの各構成部材を循環流路２６により連通し、酸素を純水に溶解する工程を含む吸気と、脱気を連続的に実施しながら純水を循環できる構成になっている。また、吸気手段２１の前後に設置された第一溶存気体濃度計２２Ａ及び第二溶存気体濃度計２２Ｂにより、吸気前後の溶存気体濃度の変化を測定できる構成になっている。第二脱気手段１５Ｂには、第二脱気手段１５Ｂを減圧するための第二減圧手段１６Ｂが設けられ、以上の構成要素により本実施例の脱気システムを構成している。
【００５３】
以下、実施例１と同様、インク１１は溶存気体成分として酸素を含み、第一及び第二溶存気体濃度計２２Ａ、２２Ｂとしては溶存酸素計を用い、吸気と脱気を実施しながら循環する液体としては純水１９を用いた場合の実施例について説明する。
【００５４】
脱気前と脱気後におけるインク１１の溶存酸素濃度をそれぞれＡ１（ｍｇ／Ｌ）、Ａ２（ｍｇ／Ｌ）、吸気前と吸気後における純水１９の溶存酸素濃度をＢ１（ｍｇ／Ｌ）、Ｂ２（ｍｇ／Ｌ）、インク１１の流量をＩa（Ｌ／ｍｉｎ）、純水１９の流量をＩｂ（Ｌ／ｍｉｎ）とし、脱気と吸気が速やかに実施される条件化である場合、インク１１と純水１９の流量に関して検討すると次の収支式が成立する。
【００５５】
（Ａ１−Ａ２）×Ｉａ＝（Ｂ２−Ｂ１）×Ｉｂ            （計算式６）
ここで、Ｉａ、Ｉｂは、使用する送液ポンプ１０の出力に対するインク１１と純水１９の流量の特性をあらかじめ測定しておくことで規定することができる。また、Ａ１は、実施例１と同様、短時間であれば溶存酸素計によりインク１１の溶存酸素濃度を測定することができるので、インク１１の飽和溶存酸素濃度を事前に測定しておくことで規定することができる。また、Ｂ１、Ｂ２については純水であるので、吸気手段の前後に設置した溶存酸素計により長期的に連続して計測することで規定することができる。以上より、Ａ２以外の数値を規定することができるので、Ａ２が以下の式より算出される。
【００５６】
Ａ２=Ａ１−（Ｂ２−Ｂ１）×Ｉｂ／Ｉａ                 （計算式７）
ここで、予め純水１９の脱気を十分に行い、Ｂ１が十分に小さいとすると、計算式７は、下記のように簡易化される。
【００５７】
Ａ２＝Ａ１−Ｂ２×Ｉｂ／Ｉａ                          （計算式８）
ただし、実施例１と同様に、Ｂ２は純水の飽和溶存気体濃度に規定されることから、下記条件を満たすことが好ましい。
（Ａ１−Ａ２）×Ｉａ≦Ｂ２×Ｉｂ                        （計算式９）
具体的に、実施例１と同様にＡ１＝Ｂ２×５の場合、計算式９より、下記条件を満たすように、Ｉｂを調整しなければならない。
Ｉｂ≧（５−Ａ２／Ｂ２）×Ｉａ                          （計算式１０）
また、計算式１０において、Ａ２＜Ｂ２程度まで十分に脱気されていればＡ２／Ｂ２の項は１以下になるため、結局、簡易的にはＩｂ≧５ＩａになるようＶｂを調整すればよい。
以上のように、本実施例では、純水の流量のみを調整するだけで計算式７が適応でき、実施例１のように純水の容量を増加する必要がないことから、装置サイズをコンパクトにすることができる。さらに流動中のインク１１に対して脱気を行うことができるため、インク１１を図示しないインクジェットヘッドへ供給するインク供給流路中においても脱気を実施し、脱気状態を監視することができる。これで、安定したインク吐出の妨げとなる溶存気体をインクジェットヘッドへ供給することを防ぎ、良好なインク吐出性能を実現することができる。
【００５８】
（実施例３）
複数種類のインクの溶存気体濃度を測定する場合において、各インクから脱気された気体を共通の純水に導入することで、一つの溶存気体濃度計で測定を実施することができる。
【００５９】
図３に２つのインク経路を有し、それぞれに異なるインクを通液する場合の脱気システムの構成図を示す。図３に示す脱気システムは、基本構成は実施例２で説明した図２と同様であるが、インクタンク１２と脱気手段１５が２組設けてあり、それぞれに違う種類のインク１１を通液できる構成になっている。また、第一減圧手段１６Ａと連通する第一脱気手段１５Ａの間に、インク１１の種類ごとにバルブ２４が設置されており、測定したい側のバルブ２４を開放し、もう一方のバルブ２４を閉鎖することで、測定したいインク経路からの脱気のみを実行し、液体循環システム２５に導入することができ、溶存気体濃度の測定したいインク経路を指定できる構成となっている。追加するインク１１ごとに同様の構成を追加すれば、２種類以上に対しても本実施例は適応できる。
【００６０】
以上のように、本実施例では、液体循環システム２５に導入する脱気をバルブにより選択可能とし、溶存気体濃度の測定系は共通としたので、溶存気体濃度計や関連機器をインク種類の数量分設置する必要がなく、設備費用と装置サイズを縮小できる。
上述の実施例では、溶存気体濃度計として溶存酸素計を用いて説明した。ただし本発明では、例えば酸素以外の窒素などを計測する計器を用いても良い。
また実施例２での、脱気手段１５と吸気手段２１は、気体透過性の中空糸モジュールを利用するのが適当である
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１の装置構成図
【図２】本発明の実施例２の装置構成図
【図３】本発明の実施例３の装置構成図
【図４】従来の実施例の装置構成図
【符号の説明】
【００６２】
１０   送液ポンプ
１１   記録インク
１２   インクタンク
１３   インクジェットヘッド
１４   インク供給路
１５   脱気手段
１６   減圧手段
１７   配管
１８   真空炉
１９   純水
２０   密閉容器
２１   呼気手段
２２   溶存気体濃度計
２３   プローブ部
２４   バルブ
２５   液体循環システム
２６   循環流路
２７   プリントヘッド
【図１】
2009204330.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009204330.tif 000005
【図４】
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