(57)【要約】  本発明は、溶剤の使用量を少なくしかつインク粘度を正常な範囲内にすることができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の制御方法を提供する。  ノズルに供給される前記インクをノズルの直前において加温する加温装置と、該加温装置内又は加温後のインク温度を検出する温度計と、メインインク容器内のインクの粘度を検出する粘度計とを設け、前記温度計の検出値を用いて前記加温装置を駆動して正常に印字が可能なインク粘度になるよう前記インク温度を制御し、前記インクの前記粘度が印字可能な範囲外になる場合には、前記粘度計の検出値を用いて前記溶剤または前記補給用インクを前記メインインク容器に供給して前記粘度が正常な印字が可能な範囲内になるよう制御する。
2020158759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを粒子化してインク粒子を噴出するノズルと、前記ノズルから噴出した前記インク粒子を印字文字に対応して帯電する帯電電極と、前記帯電電極を通過した帯電後の前記インク粒子を偏向する偏向電極と、無帯電インクを捕捉するガターと、メインインク容器内の前記インクを前記ノズルに供給するインク供給経路と、前記ガターで捕捉した前記無帯電インクを前記メインインク容器に回収するインク回収経路と、前記メインインク容器に溶剤を供給する溶剤補給部と、装置全体を制御する制御部と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インク供給経路と前記ノズルとの間に設置され前記インクを加温する加温装置と、
前記加温装置により加温された前記インクのインク温度を検出する温度計と、
前記メインインク容器内の前記インクの粘度を検出する粘度計と、を設け、
前記制御部は、印字可能なインク粘度の範囲内に設定した設定温度になるように、前記温度計で検出された前記温度に基づいて前記加温装置を制御し、前記メインインク容器内のインク粘度を所定インク粘度に調整するために、前記粘度計の検出値に基づいて前記溶剤の供給量を制御すること、
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記設定温度は、印字可能なインク粘度の範囲内に対応する使用温度範囲の中央値から最大値の範囲内であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、印字可能なインク粘度の範囲の中央値になるよう前記溶剤を前記メインインク容器に供給するよう前記溶剤補給部を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記メインインク容器に補助インクを供給する補助インク供給部を設け、
前記所定インク粘度に調整するために、前記溶剤又は前記補助インクを前記メインインク容器に供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、使用するインクに対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記励振電圧においてインク粒子の状態を良好にする温度に前記設定温度を設定して前記加温装置を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、予め定めた高粘度か否かの判断基準に基づき使用するインクの仕様が高粘度であるか否かを判断し、高粘度と判断した場合にはインクの最大使用温度に対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記高粘度と判断しない場合には前記インク温度に合った前記励振電圧を前記ノズルに印加するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
インクを粒子化してインク粒子を噴出するノズルと、前記ノズルから噴出した前記インク粒子を印字文字に対応して帯電する帯電電極と、前記帯電電極を通過した帯電後の前記インク粒子を偏向する偏向電極と、無帯電インクを捕捉するガターと、メインインク容器内の前記インクを前記ノズルに供給するインク供給経路と、前記ガターで捕捉した前記無帯電インクを前記メインインク容器に回収するインク回収経路と、溶剤を前記メインインク容器に供給する溶剤供給部と、を備えたインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記インク供給経路と前記ノズルとの間に設置され前記インクを加温する加温装置と、前記加温装置により加温されたインク温度を検出する温度計と、前記メインインク容器内の前記インクの粘度を検出する粘度計とを設けておき、
正常印字可能なインク粘度の範囲内に設定した設定温度と前記温度計で検出した前記インク温度とに基づいて前記加温装置を制御し、前記粘度計の検出値に基づいて前記溶剤または前記補給インクを前記メインインク容器に供給して前記粘度を印字が可能な範囲内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の制御方法。
【請求項８】
請求項７記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記設定温度は、正常印字可能なインク粘度の範囲内に対応する使用温度範囲の中央値から最大値の範囲内であることを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項９】
請求項７記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記粘度が正常印字可能な範囲の中央値になるよう前記溶剤を前記メインインク容器に供給する制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項７記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記所定インク粘度に調整するために、前記溶剤又は補助インク供給部から補助インクを前記メインインク容器に供給することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項７記載のインクジェット記録装置の制御方法において、使用するインクに対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記励振電圧においてインク粒子の状態を良好にする温度に前記設定温度を設定して前記加温装置を制御することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項７記載のインクジェット記録装置の制御方法において、予め定めた高粘度か否かの判断基準に基づき使用するインクの仕様が高粘度であるか否かを判断し、高粘度と判断した場合にはインクの最大使用温度に対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記高粘度と判断しない場合には前記インク温度に合った前記励振電圧を前記ノズルに印加するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置およびインクジェット記録装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用に用いられるインクジェット記録装置は、連続して噴出されたインクをノズル本体によりインク粒子に変化させ、次いで帯電電極により印字文字に対応した電荷をそのインク粒子に与え、さらに電荷が帯電されたインク粒子を偏向電極により変更して飛翔させ、被印字物にインクを着弾させて文字を印字する。この印字においては、ノズル本体より噴出されるインク粒子の均一性が、印字品質に大きな影響を及ぼす。インク粒子の均一性を維持するためには、インク粘度を文字が正常に印字できる範囲内に調整することが必要である。
本技術分野の背景技術として、特開昭５８−１６８５１号公報（特許文献１）がある。この公報には、印字ヘッドの前段であるインクチューブに予熱装置を設け、印字ヘッドに流入するインクのインク温度を予熱（加温）してインク温度が設定値（例えば、１５℃）になるように制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１６８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェット記録装置ではいろいろな種類のインクが使用されるが、インク温度とインク粘度の関係の勾配が大きいインクの場合は正常に印字が可能なインク粘度に制御可能な温度範囲が狭くなる。正常な印字可能なインク粘度となる温度範囲が狭いインクを使用した場合、加温装置によりインク温度の制御範囲も狭くなる。また、周囲温度が設定した温度を超えた場合は、周囲温度によってインク粘度が変わっても、温度によりインク粘度を制御することはできない。すなわち、特許文献１の技術では、周囲温度が設定温度値を超えるとインク温度を下げる手段がなく、インク温度は周囲温度の上昇とともに上昇し、温度制御はできなくなる。この温度上昇によりインク粘度は低くなるので、インク粘度が正常な印字を行うことができる範囲を超えた場合、それによってノズルから噴出するインク噴出速度も変わり、文字大きさも変わるので、正常な印字ができなくなる。【０００５】
一方、インク粘度の調整（制御）を、インクに含まれる溶剤の量を調節することにより行うことが知られている。インク容器に貯蔵されたインクの粘度を粘度計で検出し、この検出値が正常な印字を行うことができるインク粘度の範囲（正常範囲）外になれば溶剤を供給し、このインクのインク粘度を制御するものである。しかし、このインク粘度制御は、補力液である溶剤の供給に頼るものであるから、溶剤（補力液）を多く使用することになる。また、溶剤の供給による粘度制御は、インク粘度が正常な値になるまでに多くの時間がかかるという問題もある。【０００６】
そこで、本発明の目的は、溶剤の使用量を少なくしかつインク粘度を正常な範囲内にすることができるインクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げると、インクを粒子化してインク粒子を噴出するノズルと、前記ノズルから噴出した前記インク粒子を印字文字に対応して帯電する帯電電極と、前記帯電電極を通過した帯電後の前記インク粒子を偏向する偏向電極と、無帯電インクを捕捉するガターと、メインインク容器内の前記インクを前記ノズルに供給するインク供給経路と、前記ガターで捕捉した前記無帯電インクを前記メインインク容器に回収するインク回収経路と、前記メインインク容器に溶剤を供給する溶剤補給部と、装置全体を制御する制御部と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記インク供給経路と前記ノズルとの間に設置され前記インクを加温する加温装置と、前記加温装置により加温された前記インクのインク温度を検出する温度計と、前記メインインク容器内の前記インクの粘度を検出する粘度計とを設け、前記制御部は、印字可能なインク粘度の範囲内に設定した設定温度になるように、前記温度計で検出された前記温度に基づいて前記加温装置を制御し、前記メインインク容器内のインク粘度を所定インク粘度に調整するために、前記粘度計の検出値に基づいて前記溶剤の供給量を制御すること、を特徴とするインクジェット記録装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加温装置による温度制御を行い溶剤の使用量を抑制するとともに、インク粘度を正常な印字ができる範囲内に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る加温装置の概略断面構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係るインクジェット記録装置の制御部の構成を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１に係るインクジェット記録装置の制御を示すフロー図である。
【図５】温度制御の設定値を低く設定した場合のインク温度を加温する制御を示す図である。
【図６】図５の制御を行う場合の周囲温度とノズル内インク粘度の関係を示す図である。
【図７】図５の制御を実施行う場合の周囲温度と印字文字大きさの関係を示す図である。
【図８】温度制御の設定値を高く設定した場合のインク温度を加温する制御を示す図である。
【図９】図８の制御を行う場合の周囲温度とインク粘度の関係を示す図である。
【図１０】図８の制御を行う場合の周囲温度と印字文字の大きさの関係を示す図である。
【図１１】加温装置内の温度とノズル内インク温度の関係を示す図である。
【図１２】インク粒子速度と印字文字大きさの関係を示す図である。
【図１３】インク粘度とインク粒子速度の関係を示す図である。
【図１４】本発明の実施例２に係るインクジェット記録装置の制御を示すフロー図である。
【図１５】インクジェット記録装置のノズルの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に説明する実施例に限定されるものではない。また、なお、以下の説明における各図面において、共通する各装置、機器には、同一の符号（番号）を用いており、すでに説明した各装置、機器の説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１１】
次に、本発明の実施例１について図面を用いて説明する。図１〜図４は、本発明の実施例１に係る図面である。すなわち、図１は、本発明の実施例１における全体構成を示す図である。ただし、図１では、制御部に関する部分は省略している。図２は、図１における加温装置の具体的構成を示す図である。図３は、実施例１におけるインクジェット記録装置の制御部を説明する図である。図４は、本発明の実施例１に係る制御を示すフロー図である。【００１２】
（全体構成の説明）
まず、本発明の実施例１におけるインクジェット記録装置の構成について説明する。
図１において、メインインク容器１内にインク２ａが充填されており、メインインク容器１は、インク供給経路を経由してノズル９と接続され、インク２ａがノズル９に供給される。すなわち、メインインク容器１と、供給弁３と、供給ポンプ４と、メインフィルタ５と、調圧弁６と、噴出弁７と、加温装置８と、ノズル９の間は、インク供給管３０により、連通接続されている。このような構成により、インク２ａをノズル９に供給することができる。【００１３】
インク２ａは、ノズル９でインク粒子となり、このインク粒子は、帯電電極２３、偏向電極２４を経て、被印字物２６に飛翔し、印字が行われる。帯電電極２３において、インク粒子は印字文字に応じた電荷量を付与される。インク粒子は、偏向電極２４により電荷量に応じて偏向され、被印字物２６に飛翔し着弾する。【００１４】
一方、印字に用いられない無帯電インク粒子（帯電電極２３で電荷が付与されないインク粒子）は直進し、ガター１１に捕捉される。ガター１１に捕捉されたインクは、インク回収経路を経由してメインインク容器１に回収され再使用に供される。すなわち、ガター１１と、回収ポンプ２９と、メインインク容器１の間は、インク回収管１３により接続されている。これにより、ガター１１で捕捉されたインクは、メインインク容器１に回収することができる。【００１５】
メインインク容器１内のインク２ａの粘度（インク粘度）は、インクの粘度を測定（検出）する粘度計１４により測定（検出）される。この実施例における粘度計１４は、はメインインク容器１から拡散弁１２、循環ポンプ２８を介してメインインク容器１戻るインク経路の途中に設けられている。なお、粘度計１４は、インクをノズルに供給するインク供給経路の途中に設けても良い。【００１６】
サブインク容器２５内には補給インク２ｂが充填されており、補給インク２ｂと補給弁１５、供給弁３、供給ポンプ４は、インク補給管１６で接続されている。このような構成により、補助インク供給部が構成される。なお、補助インク供給部は、この実施例で説明した構成に限らず、補助インクをメインインク容器１に供給可能なものであればどのような構成でも良い。例えば、メインインク容器の上部にインクカートリッジを備え、インクカートリッジから補助インクを供給するものでも良い。図示しないメインインク容器内のインク液位を検出する液位計により検出された液位が所定液位より低くなっている場合、補給インク２ｂがメインインク容器１に供給される。また、補給インク２ｂは、インク粘度（粘度計１４の検出値）が正常な印字を行うためのインク粘度の範囲から外れている場合に、メインインク容器１に供給される。この制御については、後述する。【００１７】
補力液容器１７内には補力液１８が充填されている。補力液には、溶剤が使用される。補力液容器１７、補力液ポンプ１９、補力弁２０、メインインク容器１の間は、それぞれ補力液補給管２１で連通接続されている。これにより、溶剤補給部が構成され、補力液（溶剤）１８を、メインインク容器１に供給することが可能となる。なお、溶剤補給部は、この実施例に記載したような構成に限らず、メインインク容器に溶剤を供給できるものであればどのような構成でも良い。また、メインインク容器１は、排気管２２と接続されている。粘度計１４により検出されたインク粘度が、予め定めた（設定された）値と異なる場合、補力液１８がメインインク容器１に供給され、粘度が調整（制御）される。なお、この制御は、後述する制御部により実施される。この補力液の供給は、補力液容器１７、補力液ポンプ１９、補力弁２０、メインインク容器１の間を補力液補給管２１で接続する経路により行なわれる。【００１８】
（加温装置の説明）
次に、この実施例における加温装置８の具体的な構成を図２により説明する。図２において、加温装置８は、加温ブロック３１、ブロック蓋３２、ＰＴＣヒータ３３、サーミスタ３４、インク室３５、ヒータプレート３６、弾性部材３７で構成されている。サーミスタ３４は、加温装置内のインク温度を検出する。後述する実施例の制御動作においては、サーミスタ３４によりインク温度を検出し、この検出値に基づきノズル内のインク温度を推定している。しかし、加温装置をノズルの直前の位置に設置すれば、加温装置のインク温度とノズル内のインク温度との差はさほど大きくないので、その検出した温度を使用することでも良い。なお、インク温度を検出するものとしては、サーミスタ以外の温度計でも良い。また、ノズル内のインク温度を直接検出する温度計を設置しても良い。【００１９】
図２において、入力口からインク室３５内にインクが流入すると、ＰＴＣヒータ３３、ヒータプレート３６によりインク室内のインクが加温される。加温されたインクは流出口から流出し、ノズル９に供給される。なお、加温装置８はこの図２に示すものに限らず、インク温度を加温する機能があり、装置に取付けることができるものであればどのようなものでも良い。【００２０】
（制御部の説明）
次に、装置全体を制御する制御部の構成について図３を用いて説明する。制御部は、インクジェット記録装置全体を制御するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）４０、インクジェット記録装置内で一時的にデータを記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）４３、プログラムなどをあらかじめ記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）４２、操作の指示を行なったり運転状態等を表示する操作表示部４４を有する。また、制御部は、インク粒子１０に帯電させるビデオデータ記憶しておくビデオＲＡＭ４５、ビデオデータを帯電信号にする帯電信号発生回路４１、ノズル９を駆動するためのノズル駆動回路４７、加温装置８を制御するための加温装置制御回路４６、インク粘度を制御するインク粘度制御回路４８を有する。【００２１】
加温装置制御回路４６は、ＭＰＵ４０の指示（命令）に基づき加温装置８に流入するインクのインク温度を制御する。インク粘度制御回路４８は、粘度計１４の検出値に基づいて、溶剤（補力液）および補給インクをメインインク容器１に供給してインク粘度が所定値または所定の範囲内になるように制御する。これらの各機器は、バスによりＭＰＵ４０と接続され、ＭＰＵ３１の指示により制御される。なお、図３におけるその他の構成機器はすでに説明したので、ここでの説明は省略する。【００２２】
（インク粘度制御動作の説明）
次に、本発明の一実施例におけるインク粘度の制御動作を図４〜図１３を用いて説明する。図４は本発明の一実施例の動作フロー図である。図５は温度制御の設定値を低く設定してインク加温制御を実施する場合の周囲温度とノズル内インク温度の関係を示す図である。図６は、図５の制御を実施する場合の周囲温度とインク粘度の関係を示す図である。図７は、図５の制御を実施した場合の周囲温度と印字文字の大きさの関係を示す図である。図８は、温度制御の設定値を高く設定してインク温度を加温する場合を示す図である。図９は、図８の制御を実施する場合の周囲温度とインク粘度の関係を示す図である。図１０は、図８の制御を実施する場合の周囲温度と印字文字の大きさの関係を示す図である。図１１は、加温装置内の温度とノズルインク温度との関係を示す図である。図１２は、インク粒子速度と印字文字大きさの関係を示す図である。図１３は、インク粘度とインク粒子速度の関係を示す図である。【００２３】
図４において、運転を開始すると、図１に示す供給ポンプ４、回収ポンプ２９、補力液ポンプ１９がそれぞれ動作し、供給弁３、噴出弁７が開放され調圧弁６で任意の圧力に調圧されたインクが、加温装置８を経由してノズル９に供給される。そして、ノズル９からはインク粒子が噴出される。この処理（動作）が、図４のステップＳ０１である。【００２４】
さて、ノズル駆動電圧（励振電圧）によるノズル９内のインクに圧力脈動が付与され、噴出されたインクの表面張力によりインクは粒子化される。このインク粒子の状態（インク粒子の粒径や速度）はインクの駆動電圧、表面張力以外にもインクの粘度により大きな影響を受け、印字文字に影響を与える。図１３はインク粘度とインク粒子速度の関係を、図１２はインク粒子速度と印字文字の大きさの関係を示す。また、インクの粘度は、インク温度の影響を受ける。すなわち、インク温度が高くなるとインク粘度は低くなり、インク温度が低くなるに従いインク粘度は高くなることがわかる。【００２５】
次に、図４において、ステップＳ０２では、インク温度が検出される。この温度測定は、図２に示す加温装置８に組み込まれたサーミスタ３４が行う。サーミスタが検出したインク温度は、厳密に言えばノズル９から噴出されるインク（インク粒子）の温度とは異なるが、加温装置８とノズル９の間の距離を近接しているのでほぼ同様の温度と考えて差し支えない。しかし、この実施例では、図１１に示すようにサーミスタの検出温度とノズル内のインク温度との関係を予め求め、サーミスタの温度からノズル内のインク温度を推定することによりノズル９から噴出されるインク粒子のインク温度を正確に求めるようにしている。【００２６】
続いて、ステップＳ０３では、ノズル９内のインク温度が正常な印字を実行可能なインク粘度の範囲に対応する温度範囲内の最大値に近い温度になっているかどうかを判断する。この実施例では、設定値はインクの使用最大値よりもわずかに小さな値（以下、最大値近傍と称する。）を選択している。この例では、温度設定値を４５℃として説明する。なお、加温装置８の加温を行う際の設定温度は、正常に印字が実行可能なインク粘度に対応する温度範囲内（使用可能温度範囲内）であれば温度制御は可能である。しかし、あまり設定温度を低くしすぎると温度制御の範囲が狭くなるので好ましくない。設定温度は、その範囲の中央値から最大値までの間にすることにより、温度制御を実施する範囲を広げることができ、溶剤の使用量を少なくすることができるので好ましい。この測定された推定のノズル９内のインク温度（図８の関係から推定する）が、設定された４５℃より低い場合はステップＳ０４に進む。すでに、インク温度が、設定値である４５℃に達している場合、ステップＳ０５に進む。すなわち、４５℃になるように加温装置制御回路４６で加温装置８のＰＴＣヒータ３３を加温する。【００２７】
ステップＳ０４では、インク温度を設定温度になるように加温制御を実施する。すなわち、ノズル９から噴出するインクの温度が４５℃になるように加温装置制御回路４６で加温装置８のＰＴＣヒータ３３を加温する制御を行う。具体的には、図９に示すように制御する。この加温制御により、インク粘度が低くなるので、溶剤を使用する量を減らしても、インク粘度を一定に制御可能となり、溶剤使用量を減らすことができる。また、加温装置８はインクの温度を瞬時に加温するので速効性があり、速やかにインク温度が制御され、ノズル９に供給されるインクのインク粘度の調整が行なわれる。【００２８】
しかし、周囲温度が設定値である４５℃以上になると、温度制御によりインク粘度をそれ以上低くする制御はできなくなる。この実施例では、このような場合でもインク粘度を正常な印字が可能なインク粘度範囲内に制御することができるように構成している。そのために、ステップＳ０５〜ステップＳ０７を実行する。ステップＳ０５〜ステップＳ０７により、インク粘度を正常な印字が可能な範囲内に制御することができる。【００２９】
すなわち、ステップＳ０４でインク温度が４５℃を超えるような場合でも、ステップＳ０５に進むことにより、インク粘度の制御を実行する。まず、ステップＳ０５では、インク粘度を粘度計１４により検出する。この検出の結果、インク粘度が正常な印字を行う範囲外の粘度になっている場合には、ステップＳ０７に進む。【００３０】
ステップＳ０７では、補力液容器１７内の補力液（溶剤）あるいはサブインク容器２５内の補給インクをメインインク容器１に供給し、インク粘度が所定値あるいは所定の範囲（正常な印字を実行可能なインク粘度の範囲）内にするよう制御する。インク粘度が所定値あるいは正常な範囲よりも高い場合には、基本的には溶剤の供給を行う。そして、インク粘度が正常な範囲よりも低い場合には補給インクを供給して、メインインク容器１内のインク２ａのインク粘度を調節する制御を行う。この制御は、正常な印字が実行できるインク粘度の範囲内であれば問題ないが、この実施例では、その範囲の中央値になるまで制御するようにしている。【００３１】
すなわち、粘度計１４の検出値が図９に示すように、周囲温度とインク粘度の関係の正常印字範囲の中央値の粘度値より低い場合は、サブインク容器２５内のインク２ｂを補給弁１５、供給ポンプ４、調圧弁６、加温装置８、ノズル９、ガター１１、回収ポンプ２９を介して、メインインク容器１に補給する。また図９に示す周囲温度とインク粘度の関係の正常印字範囲の中央値の粘度値より高い場合は、補力液容器１７内の補力液１８を補力液ポンプ１９、補力弁２０を介してメインインク容器１に補給する。これらの制御をインク粘度制御回路４８（図３参照）で行い、インク粘度を正常印字範囲の中央値の粘度値になるように制御する。使用可能温度範囲の最大値近傍の４５℃に制御されたノズル９内インク温度と正常印字範囲の中央値近傍のインク粘度に制御されたインクで印字を行うことにより、安定した文字の印字が可能になる。また周囲温度の影響を受けずに文字の大きさは一定の大きさで印字できる。【００３２】
ステップＳ０８では、このような処理を行った後に文字の印字を行う。すなわち、インク粘度が調整されたインクは、ノズル９に供給され、帯電電極２３により帯電されたインク粒子が、偏向電極２４により偏向され、被印字物に着弾し印字が行われる。また、噴出されたインク粒子の内、帯電されなかったインク粒子は直進し、ガター１１に捕捉され、回収ポンプ２９を介してメインインク容器１に戻る。これらの制御は、図３に示す制御部により実行される。【００３３】
次に、ステップＳ０９では、予定の印字が終了し停止するかどうか判断を行う。もし、予定の印字作業が終了していない場合（印字を継続したい場合）は、ステップＳ０２に戻る。予定の印字作業が終了した場合には運転を停止する。【００３４】
（設定温度を高くする理由に関して）
ここで、上記の実施例において、温度制御の設定値を高くしている理由をさらに詳しく説明する。図５〜図７は、温度制御の設定値として低い値とし、周囲温度が比較的低温の場合に加温装置によるインク温度制御を実施する場合を示している。図５において、周囲温度が設定値（例えば、１５℃）より低い場合は、インク温度が１５℃になるように加温する。しかし、周囲温度が設定値である１５℃より高い場合は、温度制御ができなくなる。その場合にはインク温度は周囲温度に依存することになり、加温装置によるインク温度の制御は出来ない。このように制御された場合は、図６に示すように、インク温度とインク粘度の関係勾配が急峻なインクＢではインク粘度が正常印字領域より低くなり、印字不良になる可能性が高くなる。また図７に示すように、インク温度とインク粘度の関係勾配が急峻なインクＢの場合は温度によって文字の大きさが大きくなる（文字を構成するインク粒子の大きさが大きくなる）という問題がある。なお、インク温度によって文字大きさが異なるのは、図６と図１２と図１３に示しているように、インク温度によってインク粘度が変わり、インク粘度によってインク粒子速度が変わり、インク粒子速度によって印字文字大きさが変わる関係にあるからである。【００３５】
これに対し、設定温度を使用温度範囲の中央値から最大値の範囲内であるように高い設定値とした（上述した実施例では、図８に示すように４５℃に選択している）場合には、図９に示すように、温度制御の範囲が広がり周囲温度が大きく変動しても、加温装置８による加温制御によりインク粘度を正常の範囲に保つことができる。その結果、図１０に示すように、印字文字の大きさを一定にすることが可能となる。したがって、温度制御のための温度設定値は、高くする方がより最適に制御することができる。もちろん、温度制御によりカバーできる範囲外になれば、インク粘度制御回路４８（図３参照）により溶剤や補給インクをメインインク容器１に供給してインク２ａのインク粘度を制御する。【００３６】
（実施例１の効果）
このように、上記した本発明の実施例１では、加温装置の加温によるインク温度制御を優先した制御を行い、溶剤および補給インクをメインインク容器に供給する制御を併用しているので、溶剤の使用量を少なくしかつ正常な印字を行うことができる。つまり、温度制御によるインク粘度制御を行うことで、溶剤によるインク粘度の制御への依存を少なくし、かつ瞬時にインク温度を加温して最適なインク粘度に調整することが可能である。さらに、粘度計が検出したインク粘度が正常な印字が可能なインク粘度の範囲外になると、その状況に応じて、溶剤及び補給インクをメインインク容器に供給するよう制御するので、常に安定した正常な印字を実行することができる。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で様々な変形が可能である。
【実施例２】
【００３７】
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２では、ノズル９において噴出するインク粒子の状態（インク粒子の粒径や速度）を加温装置９の制御により予め想定した理想の状態と一致するよう調整する。この実施例２におけるインクジェット記録装置の全体構成は、実施例１と同様の図１の構成とする。この図１の構成の説明は既に説明したので、重複した説明は省略する。図１４は、本発明の実施例２におけるインクジェット記録装置の制御を示すフロー図である。また、図１５は、インクジェット記録装置のノズル９の構成を示す図である。【００３８】
まず、実施例２の動作説明の前に、ノズル９の構成及びノズルから噴出されるインク粒子の状態を最適化する制御について、図１５を用いて説明する。図１５において、ノズル９は、圧電素子５０と、ノズルボデイ５１と、オリフィスプレート５２と、インク流路５３とを備えている。ノズル駆動回路４７は、励振電圧を圧電素子に付与し、圧電素子５０はこの励振電圧（ノズル駆動電圧）により励振し、インク流路５３内を流れるインク圧力脈動を起こさせる。これにより、インク５４がノズルボデイ５１、オリフィスプレート５２から噴出した後に表面張力によってインクが粒子化しインク粒子を噴出する。このときの励振電圧が大きすぎても小さすぎてもインク粒子の状態は最適とはならない。そのようなインク粒子により印字を行うと印字品質が低下する。そのため、従来から行われている一般的な制御手法は、制御部が、ノズル駆動回路４７を制御してこの励振電圧を調整し、インク粒子の状態を最適にするよう制御している。しかし、インク粒子は、インクの粘度により状態が大きく変化するので、インク粘度の変動に対応して励振電圧を調整する必要があり、インク粒子を最適な状態になるようにこの励振電圧を頻繁に制御するのは困難が伴う。【００３９】
そのような状況に鑑み、本発明の実施例２では、ノズル９から噴出されるインク粒子の状態が、インク粘度により変動すること、およびインク粘度がインク温度により変更可能であることを利用し、励振電圧は使用するインクの種類により定まる一定電圧に設定しておき、加温装置によりインク温度を調整することにより稼働中のインク粘度を最適に調整して、インク粒子の状態を最適化する。【００４０】
次に、本発明の実施例２における制御動作を、図１４を用いて詳細に説明する。この図１４においては、既に説明した実施例１の制御動作を示す図４と同様の動作には同じ符号を付している。そのため、図１４において、図４と同様の符号を付した処理フローについての説明は省略する。【００４１】
図１４において、運転が開始されると、まず、使用するインク（メインインク容器１内のインク）の種類を入力する。このインクの種類（高粘度、または低粘度のインクであるか）の入力は、操作者が図３に示す制御部の操作表示部４４から入力しても良いし、装置側でインクボトルのラベルなどに表示されたインクの種類に関する情報を自動的に読み取ることでも良い。この動作が、ステップＳ１０である。このステップＳ１０の後、ステップＳ０１に進む。【００４２】
ステップＳ０１では、ノズル９にインクを供給し、ノズルからインク粒子を噴出させる。このステップＳ０１の動作は，すでに説明した図４のステップＳ０１と同様の動作である。ステップＳ０１の動作後、ステップＳ１１に進む。【００４３】
ステップＳ１１では、予め定めた高粘度か否かの判断基準に基づき高粘度仕様のインクかそうでないかを判断する。判断基準は、判断基準となる基準粘度を定め、その基準粘度以上である場合を高粘度と判断する。この判断の結果、高粘度仕様のインクの場合（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）には、ステップＳ１２に進む。この判断において、高粘度仕様のインクでない場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）には、ステップＳ１３に進む。ここで、高粘度のインクであるかどうかを区別しているのは、高粘度インクの場合には、溶剤の使用をできるだけ少なくするため、そのインクの使用最大温度の近傍に温度設定する制御を行うためである。相対的に低粘度の場合には、この制限が緩和されるため、予め求めた温度と励振電圧との関係を表すインクの励振カーブを使用する。【００４４】
ステップＳ１２では、インクの最大使用温度近傍の温度（４５℃）時の励振電圧をノズルに印加するように、励振電圧を設定する。すなわち、高粘度仕様インクにおける使用温度の最大近傍値（この例では４５℃）において適切なインク粒子状態となる励振電圧をノズル９の圧電素子５０に供給するよう設定する。この処理の後、ステップＳ０２に進む。【００４５】
ステップＳ１３では、予め求めていた使用するインクの励振カーブ（温度励振電圧の関係）を選び、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、加熱装置内のインク温度を測定する。ステップＳ１５では、この測定したインク温度を用いて、使用するインクの測定温度に合った励振電圧をノズルに印加するように、励振電圧を設定する。すなわち、使用するインクにおいて適切なインク粒子状態となる励振電圧をノズル９の圧電素子５０に供給するよう設定する。この処理の後ステップＳ１６に進む。【００４６】
ステップＳ０２〜ステップＳ０９の動作処理については、図４において説明したので、ここでは簡単な説明にとどめる。すなわち、ステップＳ０２においてインク温度を測定し、ステップＳ０３ではその温度がインクの最大温度近傍に設定した設定温度（この実施例ではＣであるか否かを判断する。設定温度以下の場合、ステップＳ０４に進み加温装置８を制御してインク温度が設定温度になるまで調整（加温）する。設定温度に達している場合には、ステップＳ０５に進む。ステップＳ０５では、粘度計１４により、インク粘度を測定するステップＳ０６では、インク粘度が印字可能な粘度範囲であるか否かを判断し、インク粘度が印字可能な範囲でない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ０７に進み、インク粘度を調整する制御を実行する。ステップＳ０６でインク粘度が印字可能な範囲内である場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ０８に進み、印字を実行する。そして、所定の印字作業が終了すると（ステップＳ０９でＹＥＳの場合）、装置の動作を終了する。【００４７】
ステップＳ１６では、ステップＳ０５と同様に、インク粘度を測定する。ステップＳ１７では、ステップＳ０６と同様に、インクが印字可能な粘度範囲内にあるかどうかを判断し、インク粘度が印字可能な範囲でない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１８に進み、インク粘度を調整する制御を実行する。
ステップＳ１７でインク粘度が印字可能な範囲内である場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ１９に進み、印字を実行する。そして、所定の印字作業が終了すると（ステップＳ２０でＹＥＳの場合）、装置の動作を終了する。【００４８】
（実施例２の効果）
本発明の実施例２によれば、実施例１と同様の効果を有するとともに、加温装置によりインク加温制御を行い、ノズルにおけるインク粒子の状態を印字に最適な状態に制御することができる。これにより、励振電圧を調整しなくても、最適な印字を行うことができるインク粒子をノズル９から噴出することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１…メインインク容器、２ａ…インク、２ｂ…補給インク、３…供給弁、４…供給ポンプ、５…メインフィルタ、６…調圧弁、７…噴出弁、８…加温装置、９…ノズル、１０…インク粒子、１１…ガター、１２…拡散弁、１３…インク回収管、１４…粘度計、１５…補給弁、１６…インク補給管、１７…補力液容器、１８…補力液、１９…補力液ポンプ、２０…補力弁、２１…補力液補給管、２２…排気管、２３…帯電電極、  ２４…偏向電極、２５…サブインク容器、２６…被印字物、２７…循環弁、２８…循環ポンプ、２９…回収ポンプ、３０…インク供給管、３１…加温ブロック、３２…ブロック蓋、３３…ＰＴＣヒータ、３４…サーミスタ、３５…インク室、３６…ヒータプレート、３７…弾性部材、４０…ＭＰＵ，４１…帯電信号発生回路、４２…ＲＯＭ、４３…ＲＡＭ、４４…操作表示部、４５…ビデオＲＡＭ、４６…加温装置制御回路、４７…ノズル駆動回路、４８…インク粘度制御回路、５０…圧電素子、５１…ノズルボデイ、５２…オリフィスプレート、５３…インク流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月21日(2021.7.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを粒子化してインク粒子を噴出するノズルと、前記ノズルから噴出した前記インク粒子を印字文字に対応して帯電する帯電電極と、前記帯電電極を通過した帯電後の前記インク粒子を偏向する偏向電極と、無帯電インクを捕捉するガターと、メインインク容器内の前記インクを前記ノズルに供給するインク供給経路と、前記ガターで捕捉した前記無帯電インクを前記メインインク容器に回収するインク回収経路と、前記メインインク容器に溶剤を供給する溶剤補給部と、装置全体を制御する制御部と、を備えたインクジェット記録装置であって、
前記インク供給経路と前記ノズルとの間に設置され前記インクを加温する加温装置と、
前記加温装置により加温された前記インクのインク温度を検出する温度計と、
前記メインインク容器内の前記インクの粘度を検出する粘度計と、を設け、
前記制御部は、印字可能なインク粘度の範囲内に設定した設定温度になるように、前記温度計で検出された前記温度に基づいて前記加温装置を制御し、前記メインインク容器内のインク粘度を所定インク粘度に調整するために、前記粘度計の検出値に基づいて前記溶剤の供給量を制御すること、
を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記設定温度は、印字可能なインク粘度の範囲内に対応する使用温度範囲の中央値から最大値の範囲内であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、印字可能なインク粘度の範囲の中央値になるよう前記溶剤を前記メインインク容器に供給するよう前記溶剤補給部を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記メインインク容器に補助インクを供給する補助インク供給部を設け、
前記所定インク粘度に調整するために、前記溶剤又は前記補助インクを前記メインインク容器に供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、使用するインクに対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記励振電圧においてインク粒子の状態を良好にする温度に前記設定温度を設定して前記加温装置を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記制御部は、予め定めた高粘度か否かの判断基準に基づき使用するインクの仕様が高粘度であるか否かを判断し、高粘度と判断した場合にはインクの最大使用温度に対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記高粘度と判断しない場合には前記インク温度に合った前記励振電圧を前記ノズルに印加するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記インクがあらかじめ定めた粘度以上の高粘度の場合、前記インクの最大使用温度になるまで前記加温装置を制御した後、前記最大使用温度にて最適な粒子形成ができるように前記ノズルに加える励振電圧を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
インクを粒子化してインク粒子を噴出するノズルと、前記ノズルから噴出した前記インク粒子を印字文字に対応して帯電する帯電電極と、前記帯電電極を通過した帯電後の前記インク粒子を偏向する偏向電極と、無帯電インクを捕捉するガターと、メインインク容器内の前記インクを前記ノズルに供給するインク供給経路と、前記ガターで捕捉した前記無帯電インクを前記メインインク容器に回収するインク回収経路と、溶剤を前記メインインク容器に供給する溶剤供給部と、を備えたインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記インク供給経路と前記ノズルとの間に設置され前記インクを加温する加温装置と、前記加温装置により加温されたインク温度を検出する温度計と、前記メインインク容器内の前記インクの粘度を検出する粘度計とを設けておき、
正常印字可能なインク粘度の範囲内に設定した設定温度と前記温度計で検出した前記インク温度とに基づいて前記加温装置を制御し、前記粘度計の検出値に基づいて前記溶剤または前記補給インクを前記メインインク容器に供給して前記粘度を印字が可能な範囲内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の制御方法。
【請求項９】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記設定温度は、正常印字可能なインク粘度の範囲内に対応する使用温度範囲の中央値から最大値の範囲内であることを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記粘度が正常印字可能な範囲の中央値になるよう前記溶剤を前記メインインク容器に供給する制御を行うことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１１】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記所定インク粘度に調整するために、前記溶剤又は補助インク供給部から補助インクを前記メインインク容器に供給することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、使用するインクに対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記励振電圧においてインク粒子の状態を良好にする温度に前記設定温度を設定して前記加温装置を制御することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１３】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、予め定めた高粘度か否かの判断基準に基づき使用するインクの仕様が高粘度であるか否かを判断し、高粘度と判断した場合にはインクの最大使用温度に対応する励振電圧を前記ノズルに印加し、前記高粘度と判断しない場合には前記インク温度に合った前記励振電圧を前記ノズルに印加するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項８記載のインクジェット記録装置の制御方法において、前記インクがあらかじめ定めた粘度以上の高粘度の場合、前記インクの最大使用温度になるまで前記加温装置を制御した後、前記最大使用温度にて最適な粒子形成ができるように前記ノズルに加える励振電圧を制御することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
【国際調査報告】
2020158759.tif 000018
2020158759.tif 000019
2020158759.tif 000020
2020158759.tif 000021