JP2701553B2 - インクジェット記録装置のインク供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
のインク供給装置に係り、特に荷電制御方式のインクジ
ェット記録装置におけるインク循環系でのインク物性調
整に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電制御方式のインクジェット記録装置
は、ノズルから噴出されたインクのうちで記録に使用さ
れなかったものを回収して再使用（循環）するように構
成されている。しかしながら記録に使用されないで回収
されるインクは、空気中を飛行する間にインクの溶媒が
蒸発して粘度が高くなるので、粘度調整（物性調整）が
必要である。この粘度調整は、インク循環系に溶媒を補
給することにより行っている。

【０００３】このような従来装置は、特開昭57−70667
号公報や特開昭56−19765 号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の装置には、粘度調整のためにインク中に補給し
た溶媒の拡散速度を早めて該インクの粘度が不均一にな
るのを防止し、あるいは該インクが着色のために顔料を
使用しているものであるときの該顔料の沈殿防止の配慮
がなかったり、また、粘度測定容器を備えたものでも粘
度測定容器にインクを充満させるのに時間がかかり、高
頻度での粘度測定ができない等の問題がある。従って従
来は、特に溶剤系をベースとした速乾性インクを使用す
る産業用インクジェット記録装置の分野においては、イ
ンクの物性を高頻度で正確に調整して印字品質を高める
ことができなかった。

【０００５】本発明の目的は、より良い印字品質を得る
ことができるインクジェット記録装置、特に荷電制御方
式のインクジェット記録装置におけるインク循環系での
インク物性調整手段を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、インク保持容
器の上部に、該インク保持容器より容量の小さいオーバ
ーフロー容器を設け、前記インク保持容器内のインクを
その底部から前記オーバーフロー容器に循環させる循環
撹拌流路を設け、該循環撹拌流路から送られたインクの
一部は、前記オーバーフロー容器下部からインクを自然
流下させるための自然流下流路を通り前記インク保持容
器内に入り、残りのインクは前記オーバーフロー容器の
上側からオーバーフローして前記インク保持容器の中へ
流れ落ちる構成とすることを特徴とする。

【０００７】

【作用】インク保持容器内インクは循環撹拌流路により
常にオーバーフロー容器内に供給され、オーバーフロー
容器上部からオーバーフローしている。従ってオーバー
フロー容器内インク液面は一定の高さを保つことができ
るため、循環撹拌流路を閉じるか、あるいは、循環撹拌
流路に圧送している圧送手段を停止させることによりオ
ーバーフロー容器内インク液面は自然流下だけとなり、
この流下時間を液面レベル検出手段で測定することによ
りインク粘度に対応する値を得ることができる。

【０００８】また、循環撹拌流路内を循環させることに
より、インク保持容器内インクとオーバーフロー容器内
インクが撹拌されるため、補給した溶媒や沈殿した顔料
を常に撹拌してインクの物性を均一にすることができ
る。従ってインクの物性調整が正確となり、印字品質を
低下させるようなことがない。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１に本発明になるインクジェット記録装
置のインク循環系のブロック図を示す。

【００１１】インク保持容器１内には、該容器内に保持
されているインクの量(液面レベル)の最高レベルＬ１ａ
と基準レベルＬ１ｂと最低レベルＬ１ｃを検出する３本
の電極と、各電極のグランド電極２の計４本の電極を備
えた液面レベル検出器３が設けられている。該液面レベ
ル検出器３は、インクが各電極間に電気回路を形成する
か否かで該電極の位置（レベル）までインクがあるか否
かを検出するものであり、最高レベルＬ１ａはオーバー
フロー防止のための限界制限レベル、基準レベルＬ１ｂ
は定期的にあるいはインク粘度測定前にインク保持容器
１内インク量を一定にするための基準レベル、最低レベ
ルＬ１ｃは後述する絞り４がインク保持容器１内インク
から外にでないように監視する（絞り４の乾燥防止のた
め）ための最低レベルである。

【００１２】インク保持容器１の最下部から導出された
インク循環撹拌管５は、フィルタ６と加圧ポンプ７と電
磁弁８とを順次に介在させてオーバーフロー容器９に接
続される。このインク循環撹拌管５は、オーバーフロー
容器９との接続部で導電性パイプ１０（具体的にはステ
ンレス製のパイプ）に接続され、オーバーフロー容器９
の最下部から導出されたインク自然流下管１１の中まで
導かれている。ここで導電性パイプ１０の先端は、常に
インクの中にあるように設定してある。オーバーフロー
容器９内には、インク粘度測定時インク液面の低レベル
Ｌ９を検出するための低レベルセンサ電極１２を備えた
液面レベル検出器１３があり、この低レベルセンサ電極
１２のグランド電極は、導電性パイプ１０が受け持って
いる。つまり、前記グランド電極２とインク保持容器１
内インクと導電性パイプ１０とオーバーフロー容器９内
インクと低レベルセンサ電極１２の間に電気回路を形成
するか否かで該電極の位置（レベル）までインクがある
か否かを検出する。

【００１３】オーバーフロー容器９の中に入ったインク
は、オーバーフロー容器９の最下部から導出されたイン
ク自然流下管１１を通り、絞り４で流量調整されてイン
ク保持容器１へ戻る。また、加圧ポンプ７で供給される
インク量よりも絞り４を通るインク量の方が少なく設定
してあるため、オーバーフロー容器９上部からはインク
がオーバーフローしてインク保持容器１へ戻る。ここ
で、オーバーフロー容器９の上側には斜めにカットした
カット部９ａを備え、ここからのみオーバーフロー容器
９内のインクがオーバーフローするようにしている。カ
ット部９ａを備える目的は、オーバーフローしたインク
の液流の空気と触れる表面積をできるだけ小さくし、イ
ンク溶媒の揮発量を押えるためである。また、オーバー
フロー容器９のカット部９ａに続くオーバーフロー容器
９の側面に溝を入れて、オーバーフローしたインクがこ
の溝だけを流れ落ちるようにしてもよい。

【００１４】また、インク供給管１４は、インク循環撹
拌管５のフィルタ６の前路から分岐した後に電磁弁１５
と加圧ポンプ１６とフィルタ１７と調圧弁１８と圧力計
１９及び電磁弁２０を順次に介在させて記録ノズル２１
に接続されている。

【００１５】補給用インクを収容して保持する補給イン
ク保持容器２２から導出されたインク補給管２３は、電
磁弁２４を介して前記電磁弁１５と加圧ポンプ１６の間
で前記インク供給管１４に接続される。インク物性調整
に使用するインク溶媒を収容して保持する溶媒保持容器
２５から導出された溶媒供給管２６は、フィルタ２７と
加圧ポンプ２８と電磁弁２９及び流量調整用の絞り３０
を介して後述のガター３１とフィルタ３３の間で後述の
回収管３２に接続されている。なお、絞り３０は、加圧
ポンプ２８と回収ポンプ３４の流量の関係で不要となる
場合もある。具体的には、ノズル２１から噴出されたイ
ンクと加圧ポンプ２８で送られる溶媒との合計流量より
も回収ポンプ３４の流量の方を大きく設定し、電磁弁２
９が開放状態となった場合でもガター３１で捕捉したイ
ンクを十分に回収できる状態であれば、絞り３０は不要
となる。

【００１６】記録ノズル２１から噴出されたインクのう
ち記録に使用されなかったものは、ガター３１で捕捉さ
れる。ガター３１から導出された回収管３２は、フィル
タ３３と回収ポンプ３４とを順次介在させてインク保持
容器１に接続される。

【００１７】また、インク保持容器１内の液面レベル検
出器３を安定して動作させるため、回収管３２から戻っ
てきたインクによりインク保持容器１内のインク液面が
乱れるのを防ぐために仕切板３５を設け、インク保持容
器１内を回収管３２側と液面レベル検出器３側に分けて
いる。

【００１８】制御装置３６は、前記液面レベル検出器３
及び１３からの出力信号を入力し、前記記録ノズル２１
と電磁弁８，１５，２０，２４，２９と加圧ポンプ７，
１６，２８及び回収ポンプ３４を制御する。

【００１９】次に、図２と図３を参照して記録制御及び
インク物性調整制御について説明する。

【００２０】図２は記録制御のための制御装置３６が実
行する制御処理のフローチャートである。該記録制御は
インク保持容器１内に所定量のインク（基準レベルＬ１
ｂ）が満たされた状態で開始される。

【００２１】先ず、ステップ２１０ではポンプ制御を実
行し、ポンプ７，１６，３４を運転状態にし、ポンプ２
８を休止状態のままにする。ここで加圧ポンプ７，１
６，２８がその駆動源、例えばポンプ駆動用モーターを
共用にするタイプでかつ圧力がある値より増えない安全
弁等のプロテクトが具備されているものであれば、全て
のポンプを運転状態のままにしてもよい。

【００２２】次に、ステップ２２０では電磁弁制御を実
行し、電磁弁８，１５，２０を開放状態にし、他の電磁
弁２４，２９を閉合状態のままにする。ステップ２１
０，２２０は同じステップで動作させてもよい。

【００２３】以上の処理により記録ノズル２１へのイン
ク供給が開始される。これによりインク保持容器１内の
インクは、電磁弁１５と加圧ポンプ１６とフィルタ１７
と調圧弁１８と圧力計１９と電磁弁２０を順次に経て記
録ノズル２１に至り、該記録ノズル２１のノズル孔から
噴出され、噴出したインクの一部は画像（文字）記録に
使用され、該記録に使用されなかったインクはガター３
１に捕捉され、該ガター３１に捕捉されたインクは回収
ポンプ３４により回収管３２を介してインク保持容器１
に戻る。

【００２４】次に、ステップ２３０でインク物性調整を
行うタイミングを出すためのタイマーを始動する。ステ
ップ２４０で前記タイマー値が設定されたタイマー値に
なったかどうかを見て、設定されたタイマー値になって
いなければステップ２５０に移って印字制御を開始す
る。

【００２５】ステップ２５０の印字制御では、記録に使
用されるインク粒子（印字ドット）の計数を開始する。
この計数値は、後述するインク物性調整制御時に補給す
る新しいインクの補給量を制御するのに使用される。そ
の後、ステップ２６０でその他の制御処理を実行する。

【００２６】ステップ２４０で設定されたタイマー値に
なると、ステップ２７０に移ってインク保持容器１内の
インクの物性調整制御を開始する。

【００２７】図３は、このインク物性調整制御のために
制御装置３６が実行する制御処理のフローチャートであ
る。

【００２８】ステップ２７１では、記録に使用して消費
されたインク量を補給するためのインク補給制御を実行
する。この制御では、電磁弁１５を閉じ電磁弁２４を開
放して記録ノズル２１へのインク供給を補給インク保持
容器２２から行う。記録に使用されないインクは、ガタ
ー３１から回収管３２を経てインク保持容器１に回収さ
れる。消費されたインク量の補給が終ると、ステップ２
７２でポンプ２８の運転，電磁弁２９の開放を行い、イ
ンク保持容器１内のインク量が基準レベルL1aになるま
で溶媒を補給する。ポンプ２８の駆動源、例えばポンプ
駆動用モーターがポンプ７，１６のモーターと共用であ
れば、電磁弁２９の開放だけを行いインク保持容器１内
のインク量が基準レベルＬ１ａになるまで溶媒を補給す
る。以上でインク保持容器１内のインク量は基準レベル
Ｌ１ａとなる。

【００２９】次にステップ２７３で電磁弁８を閉じる
と、オーバーフロー容器９へのインク供給がたたれるた
め、オーバーフロー容器９内のインクは自然流下を始め
る。電磁弁８を閉じてから粘度測定用タイマーを始動
し、オーバーフロー容器９内のインク量が低レベルＬ９
となるまでの時間を測定する。ポンプ７は、圧力がある
値より増えない安全弁等のプロテクトが具備されている
ものであれば運転状態のままでもよい。

【００３０】ステップ２７４では前記タイマーから得ら
れるインク自然流下時間に基づいて、インクの粘度を推
定し、推定したインク粘度が規定値にあるかどうか比較
する。粘度が高ければステップ２７５でインク粘度に見
合った量だけポンプ２８の運転と電磁弁２９の開放を行
い溶媒を補給する。粘度が低ければステップ２７６に移
る。ステップ２７６では今回は何も行わず、制御プログ
ラムが一巡した後の制御で、ステップ２７１の動作をイ
ンク保持容器１内のインク量が基準レベルL1bになるま
で行う。以下、ステップ２７２を省略してステップ２７
３へ移る。

【００３１】図４は、本発明の他の実施例に係るインク
ジェット記録装置のインク循環系のブロック図である。
ここでは図１の実施例と異なる部分のみ説明する。

【００３２】図１の実施例では、インク保持容器１内の
インクは、電磁弁１５と加圧ポンプ１６とフィルタ１７
と調圧弁１８と圧力計１９及び電磁弁２０を順次に介在
させて常に記録ノズル２１に供給されているが、図４の
実施例ではインク保持容器１と電磁弁１５の間にインク
供給容器３９を備えている。図４の実施例のインク循環
系では、インク保持容器１内で物性調整されたインクの
みがインク供給容器３９内に送られるように動作する。
例えば通常の運転では電磁弁８が開放状態で電磁弁３８
が閉合状態であり、インク供給容器３９内のインクがノ
ズル２１に供給されているが、インク供給容器３９内の
インクの量（レベル）が最低レベルＬ３９ａになると、
液面レベル検出器４０により最低レベルが検出され、こ
れをトリガとしてインク保持容器１内のインク物性調整
制御が始まる。インク物性調整制御は前述した図３の制
御内容と同じである。インク保持容器１内でインク物性
調整が終了すると電磁弁８の閉合，電磁弁３８の開放を
行うことにより、物性調整されたインクのみがインク供
給容器３９へ送られる。このインク移送は、インク保持
容器１内の液面レベル検出器３が最低レベルＬ１ｃを検
出するまで行われる。従ってインク供給容器３９内には
物性調整されたインクのみが保持されるため、ノズル２
１には物性調整されたインクのみが供給される。また、
この方法によれば、インク循環系内のインク量に関係な
く物性調整されたインクのみをノズル２１に供給するこ
とができるため、インク循環系内のインク量が少ない場
合でも物性調整されたインクのみをノズル２１に供給で
きる。

【００３３】また、液面レベル検出器４０は、オーバー
フロー防止のための限界制限レベルＬ３９ｂを検出する
電極も備えている。

【００３４】図４の実施例のインク循環系では、補給イ
ンク保持容器２２内に補給インクが残り少なくなったこ
とを検出するための液面レベル検出器４１を備えてい
る。本装置では液面レベル検出器４１により液面の最低
レベルＬ２２を検出すると、アラーム表示をし、さらに
外部にアラーム信号をだすように働く。

【００３５】図４の実施例のインク循環系では、溶媒保
持容器２５内に溶媒が残り少なくなったことを検出する
ための液面レベル検出器４２を備えている。導電性の低
い溶媒を使用することも考慮に入れ、ここではフロート
方式のレベル検出器を用いている。溶媒保持容器２５か
ら導出された溶媒供給管２６から、加圧ポンプ２８と電
磁弁２９の間でノズル洗浄管４３を分岐し、電磁弁４４
を介してチェック弁４５に接続されている。本インク循
環系で電磁弁４４を開放させるとノズル２１に溶剤が供
給されるため、ノズル２１の洗浄が可能となる。インク
停止時に自動的にこのノズル２１の洗浄を行うことによ
りインクの自動停止が可能となり、取扱性が良くなる。

【００３６】チェック弁４５には、ノズル洗浄管４３の
他にインク供給管１４とインク循環管４６とノズル２１
とが接続されている。チェック弁４５は、インク供給管
１４内のインクとノズル洗浄管４３内の溶媒あるいはイ
ンク循環管４６内のインクあるいは溶媒が混じらないよ
うな機能を有する。

【００３７】また、インク循環管４６は電磁弁４７を介
してインク保持容器１に接続されている。電磁弁４７を
開放することにより、ノズル２１を経由しないでインク
を循環させることができるため、ノズル２１の直前の流
路まで、インクを速やかに充填できる。

【００３８】さらに、インク供給管１４から、電磁弁２
０とチェック弁４５の間で圧抜き管４８を分岐し、電磁
弁４９を介してガター３１とフィルタ３３の間で回収管
３２に接続されている。この圧抜き管４８は、加圧ポン
プ１６とフィルタ１７と調圧弁１８と圧力計１９及び電
磁弁２０をメンテナンスするときにインク供給管１４内
のインクの圧力を抜くための流路であり、加圧ポンプ１
６の停止，電磁弁４９の開放を行うことにより、インク
の圧抜きを速やかに行う。

【００３９】上記動作は全て制御装置３６により制御さ
れる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、粘度測定
のためのオーバーフロー容器内は常にオーバーフロー状
態となっているため、常に粘度測定スタンバイ状態にな
っており、粘度測定後も速やかにオーバーフロー状態に
することができるため、速乾性インクを使用した場合で
も高頻度で粘度測定ができる。また、インク保持容器内
のインクを常にオーバーフロー容器まで循環撹拌流路に
より循環させることにより、補給した溶剤や沈殿した顔
料を撹拌して、インク物性を均一にすることができる。
従ってインクの物性調整が正確となり、印字品質を低下
させることがないという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すインク循環系のブロッ
ク図である。

【図２】制御装置が実行する記録制御及びインク物性調
整制御の処理のフローチャートである。

【図３】制御装置が実行するインク物性制御調整の処理
のフローチャートである。

【図４】本発明の他の実施例を示すインク循環系のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１…インク保持容器、３…液面レベル検出器、４…絞
り、５…インク循環撹拌管、７…加圧ポンプ、９…オー
バーフロー容器、１０…導電性パイプ、１１…インク自
然流下管、１３…液面レベル検出器、１６…加圧ポン
プ、２１…ノズル、２２…補給インク保持容器、２５…
溶媒保持容器、２８…加圧ポンプ、３１…ガター、３４
…回収ポンプ、３６…制御装置、３９…インク供給容
器、４０…液面レベル検出器、４１…液面レベル検出
器、４２…液面レベル検出器、４５…チェック弁。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インク保持容器と、該インク保持容器に保
   持されたインクを記録ノズルに供給する供給手段と、前
   記記録ノズルから噴出されたインクのうち記録に使用さ
   れなかったものを回収して前記インク保持容器に戻すイ
   ンク回収手段と、前記記録保持容器に新しいインク及び
   ／またはインク溶媒を補給するインク物性調整手段とを
   備えたインクジェット記録装置のインク供給装置におい
   て、前記インク保持容器の上部に設けられ、かつその上
   側からオーバーフローしたインクが自然流下で該インク
   保持容器の中に流れ落ちる位置関係に設けられた該イン
   ク保持容器より容量の小さいオーバーフロー容器と、前
   記インク保持容器内のインクをその底部から前記オーバ
   ーフロー容器に循環させる循環撹拌流路と、該循環撹拌
   流路を流れるインク流量より少ない流量でインクが流れ
   るように流路を構成した自然流下流路と、前記インク保
   持容器及びオーバーフロー容器内の液面の高さを検出す
   る液面レベル検出手段と、該液面レベル検出手段の検出
   出力に基づいて前記循環撹拌流路を制御する制御装置と
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置のイ
   ンク供給装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記制御装置は前記イ
   ンク保持容器及びオーバーフロー容器の液面レベル検出
   出力に基づいてインクの粘度を推定し、前記インク物性
   調整手段を制御することを特徴とするインクジェット記
   録装置のインク供給装置。
3. 【請求項３】請求項１において、前記インク保持容器及
   びオーバーフロー容器に設けた液面レベル検出手段は、
   各々１対の電極で構成したことを特徴とするインクジェ
   ット記録装置のインク供給装置。
4. 【請求項４】請求項１において、前記オーバーフロー容
   器下部の自然流下流路に設けた流量制限手段を絞りで構
   成し、該絞りは常に前記インク保持容器の中のインクの
   中にあるような位置に設置し、かつ前記オーバーフロー
   容器内にインクを循環させる循環撹拌流路を前記自然流
   下流路内にまで伸ばし、かつ前記循環撹拌流路のうち前
   記オーバーフロー容器内のインクに接する部分を導電性
   のパイプで構成し、該導電性パイプを前記オーバーフロ
   ー容器内の液面レベルを検出するグランド電極として使
   用したことを特徴とするインクジェット記録装置のイン
   ク供給装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記インク保持容器の
   中に低レベル検出手段を設け、該低レベル検出手段の検
   出位置は、前記導電性パイプ下端よりもまた前記絞りよ
   りも高い位置に設置し、前記インク保持容器内インクが
   前記低レベルになるまたは低レベル以下になると、前記
   制御装置はインク物性調整手段と連動して低レベル以下
   にならないように動作する、またはアラーム信号をだ
   す、または、アラーム表示をすることを特徴とするイン
   クジェット記録装置のインク供給装置。
6. 【請求項６】請求項１において、前記オーバーフロー容
   器の上側を斜めにカツトし、または、前記オーバーフロ
   ー容器の上側の一部に溝を設け、オーバーフローしたイ
   ンクはオーバーフロー容器のある限定された部分を通っ
   て落ちる構成にしたことを特徴とするインクジェット記
   録装置のインク供給装置。
7. 【請求項７】請求項１において、前記インク保持容器の
   中に、前記インク回収手段により回収されたインクを前
   記インク保持容器の中に戻すインク回収流路側と前記液
   面レベル検出手段側とを分ける仕切板を設けたことを特
   徴とするインクジェット記録装置のインク供給装置。