JPS6058864A - 流体を小滴形態で排出する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は小滴を排出する装置と方法に関し、特に、イン
ク噴射印刷装置とインク噴射方法の修正形態に関する。

典型的な連続式インク噴射印刷装置においては、インク
成分はノズルヲ介して噴出されインクの噴射を形成し、
そのインク噴射がインクに適度な周期の振動２加えるこ
とにより概ね均一サイズの小滴に分断される。典型的に
前記振動は圧電性結晶に電圧を加えて振動させることに
より発生する。

小滴は、各小滴に希望する電荷を加える充電電極を通る
ことにより帯電する。帯電した小滴は、一般的に一対の
帯電したデフレクタグレートにより発生する電界を通る
こと罠よって偏向するＯ偏向により小滴は遊動軌道に追
従するようにされ、該軌道は小滴が印刷丁べき基層と衝
突しないよう捕捉装置へ運ぶか、かつ（または）、小滴
とｔ目射運動している基層上に、あるいは小滴が相対的
に偏向しつつある基層上に印刷を行うよう希望する程度
まで小滴を移動させる。

そのような装置を本明細書ならびに特許請求の範囲にお
いて「前述の種類の小滴排出装置Ｊとして指示する。

小滴の偏向程度は各小滴に供給される電荷を変えたり、
かつ（筐には）偏向電界の強度を変えることにより制御
される。しかしながら、小滴の偏向の制御にどのような
方法を用いたとしても、各小滴が確実に、基本的に均一
の質量と成分を有するようにさせる必要がある。前記要
素のいづれが変動しても、小滴に誘引される単位質量当
りの電荷が変動する。このため小滴の偏向、したがって
遊動軌道に影器し、その結果基層上でめ小滴の排出パタ
ーンに影待する。

印刷装置の作動の間、捕捉されずかつ基層に当らないイ
ンクは印刷装置を通して循環する。時間が経てば、イン
クは溶剤とその他の揮、発注成分を失い、その比重と成
分とが変化する。前記成分の喪失による影響な減少させ
るために、印刷装置中に保持されるインクの重量をモニ
ターすることが提案された。印刷装置でのインクの初期
小量と、印刷した文字数が判っていれば、いづれの所定
時においても印刷位置調整っておるべきインクの重量を
知ることができる。実際の横における不足分は印刷装置
において失われた溶剤の大体のｆｉ＋ｋＹ示す。喪失量
を補給し、インクを初期成分に層重ため必要量のインク
がインク容器に追加される。代替的に、操作者は印刷し
た文字の？ｌ！、ヲ単に評価し、溶剤の喪失量を見積っ
て、印刷装置の作動中の間隔においてインク容器へ適当
量を添加する。

しかしながら、そのような作動方法は危険であって、印
刷装置を停止し、全てのインク’Ｉ　８口１’ＣＷ器へ
排出する必要が度々ある。この方法は不都合であって、
印刷作業を阻害する。さらに、丈際には、そのような印
刷装置の印刷作業は艮い間隔をおかないとできないため
、印刷位置調整の必要性が確認しつる前にインクの成分
が比較的太き（変りうろことがある。

インク形成物の粘度が、溶剤の喪失分を指示するために
使用する粘度としてインクからの溶剤の喪失分を十分正
確に反映することが判明したのは驚（べきことである。

粘度を測定することにより、インクからの溶剤の喪失分
を検出し、評価する口１°Ｓ単で有効な手段？提供する
。希望する成分限度内にインク成分を維持するに必要な
ｆ４ｊ′ｉＩＩの１ｄは測定試験から谷易釦決定できる
。ざらに、印刷工程作業中に粘度を簡単に決定し、その
ため簡単な技術を使用して印刷工程のしゃ断を減少させ
ろ。

したがって、本発明は流体の粘度がモニターさお２．か
つ流体中の液体含有量な希望値に戻すよう溶剤、即ち担
体液体が流体に添加されることな特徴とする、前述した
種類の小滴排出装置を使用して、液状溶剤即ち担体媒体
を含む流体を小滴形態で排出する方法を提供する。

１だ、小滴排出装置における流体の粘度を指示−ｒろ１
個以上の測定１１１乞提供するｋめに、該装置で使用さ
れる粘度をモニターする装置と、前記測定値に応答して
流体中へ１種類以上の成分を加える装置とを含むこと化
特徴とする前述の種類の小滴排出装置乞提供″ｊる。前
記装置は流体を循環する装置を含み、該循環装置におい
て、典型的には該装荷内の圧力低下により流体の粘度が
測定される。

Ｆ１丁１の小滴サイズと粘度を得るために所定の装置を
用いて所定圧で所定ノズ／ｌ／ヲ通して排出できるよ５
Ｋｊるある粘度特注を、前述の種類の小滴排出装置を用
いて供給丁べき液体が有する必要があることが知られて
いるが、流体の初期の物性ヲ確ｇするため流体の成分で
な（粘度のみが使用されている。印刷装置の作動中粘度
を測定丁べきであることも提案されず、また、液体成分
からの溶剤あるいは担体液体の喪失分をモニターするた
めに粘度が使用しつるとの提案もこれまでなされていな
かっに０ 本発明は溶剤状、懸濁状、乳剤状、あるいはラテックス
状の例えば粘着剤、接清剤、触媒、湿潤剤あるいはその
他の流体成分である広範囲の流体な基層上に供給するｋ
め圧側用できる。しかしながら、本発明の基本的な用途
はインク形成物を供給することであり、便宜上、本発明
はその好適用途に関して以下説明する。

また、本発明は水あるいは溶剤をペースとした形成物に
使用しつるが、前記形成物がその成分から蒸発し易い溶
剤、あるいはその他の成分な有する場合、例えば本発明
による装置が１００’Ｏ以下で作動１−る状ｒ１．畦よ
り以下の沸点を有する場合にも大いに用途がある。典型
的Ｋ、そのような揮発性成分は、アルカツル、ケトン、
エーテルおよびその他の有機性溶剤を含むが、またイン
ク中の水およびその他の流体成分も含む。

前記用途に対する装置は広範囲の前述の種類から選択で
き、脅理的な範囲であれば、本発明の装置の特性を正確
罠規定しなくとも本発明の満足な作動に影響しない。

本発明の方法においては、流体成分の粘度が測定さ扛、
希望値の周辺での著しい変化を検出し。

次に粘度を希望値まで層重ため一種類以上の成分が添加
ζｎる。例えば、印刷装置の作動状態の変化に対応して
インク／Ｊ％滴の粘度を増減するように、インクの粘度
を初期の値から変えるべき場合がありうる。希望する粘
度レベルに流体を維持するに要する成分は印刷作条中の
どの時点においても添加でき、粘度の測定毎に添加する
必要はない。このように、粘度を緊密な限度内に＃Ｉｌ
：持するため頻繁に間隔をおいて少量づつ添加してよく
、あるいは許容しうる粘度限度が比較的広範囲゛の場合
、数時間単位の長い間隔をおいて添加してよい。

従来の技術を用いて１．インクあるいはその他の流体の
粘度は容易に測定できる。このように、印刷ヘッドに送
るためそこからインクを吸引し、かつ印刷装置における
捕捉装置あるいはその他の循環系統からそこへインクが
循環するりず−バの内部に旋回ディスクあるいは類似の
粘度計を装着しつる。

しかしながら、印刷装置の所定セクション、あるいは印
刷装置の流体循環装置に位置したベンチュリ装置にわた
る圧力低下により粘度を測定するのが特に好゛ましい。

このような装置により印刷装置の作動中に使用しうる簡
単な粘度測定方法を提供する。流体の粘度は測定される
圧力低下に対して概ね比例するので、所定の種類のイン
ク成分に対して、かつ多数の作動温度において特定の印
刷装置における粘度の値を測定できる。次いで、この値
が、所定の作動温度において所定の粘度レベルに流体な
層重ため添加丁べき溶剤、あるいはその他の材料の量の
決定Ｋ例えば−組の表として、ある！は適当なコンピュ
ータを介して使用できる。

本発明による装置の％に好ましい形態においては、イン
クはボン７″によってリザーバあるいはその他の容器か
ら印刷ヘッドに送られ、ポンプから吐出されるインクの
一部はリザーバ、あるいはそノ他の容器へ循環する。ポ
ンプからリザーバへの循環ループにおいてインクの粘度
が測定されることが好ましい。代替的に、捕捉装置から
リザーバあるいはその他の容器に循環するインクにおい
て粘度を測定できる。

いづれの場合においても、直径が判っているパイプある
いはその他のダクトに流体を通し、前記ダクトの既知の
長さにわたる圧力低下を測定することが好ましい。この
作業は前記ダクトに沿った希望位置で圧力センサあるい
は変換器を使用して行うことができる。しかしながら、
単一の変換器またはその他の圧力測定装置を弁とポンプ
の間に位置させて、ダクトの一端に弁を設けるｑとが好
ましい。弁が閉鎖するとポンプによって送られる流体の
静圧ヘッドに対応した圧力の最初の読取りができる。次
罠弁が開放して、第２回の圧力の読取りが行われる。圧
力の前記２個の読取り卸の差が粘度な指示する。

概ね同じの圧力の初期読取りが行えるようポンプの作動
速度を調整することにより、特定の印刷装置に対して、
粘度が既知の柿々インクを使用して測定読取り値の表を
得ることができる。また、測定値読取りにより、その中
の圧力低下が測定されたダクトの長さと直径に対する期
待値周辺のいづれの変動をも補正する。その後の圧力読
取りに同じ初期圧力が使用される場合、粘度は到定値表
から読み取れるか、あるいは単純な計算により得ろこと
ができる。

測定作業の間ポンプの作動速度は概ね一定に保持される
ことが望ましいことが判る。Ｃれは、ボンのグのモータ
を駆動する電圧を概ね一定にすることによって都合よ（
達成できる。電圧低下は圧力低下、したがって粘度を反
映するので、電圧は変換器を使用した圧力低下測定の代
案を提供するために使用できる。

本装置で使用される流体の粘度をモニターする別の代替
的な方法は該装置の流体の貫流系統の一区分におけるベ
ンチュリ型装置にわたる圧力低下を測定することである
。前述の装置においては、前記測定は印刷装置の循環セ
クションにおいて行い、流体を概ね一定の速度でベンチ
ュリな貫流させることが好ましい。

前記印刷装置における流体の粘度は印刷作業を何ら著し
くしゃ断させることな（前記方法を用いて測定し、いづ
れの希望する間隔においても粘度の読屯りを行うことが
できる。前記読取り値な用いて、溶剤あるいはその他の
揮発性成分ないづれか適当な個所において流体の貫流系
統、例えば、そこからインクが吸引され印刷ヘッドに送
られるリザーバ中へ送るよう罠できる。溶液は、いづれ
かの適当な装置、例えば測定された分量を送るソレノイ
ドポンプにより送ることができる。しかしながら、前述
のように、溶剤は粘度が希望する適正饋からずれる度毎
に添加する必要はない。粘度の許容値の公差が大きい場
合は間隔頻度な少なくしてより多（の添加を行ってよい
。このように、ある種の作業に対しては補給溶剤を１日
に１回添如してもよい。

前記印刷装置にはその作動を向上させるその他乃特徴を
具備させることができる。印刷ヘッド罠おける小滴捕捉
装置から循環するインクと共に印刷装置に空気の流れを
吸引し、捕捉装置の入口へ練丁ことが好ましいことが判
明した。このように、前記空気の流れの中に保持された
溶剤およびその他の蒸気が印刷装置の内部で保持され、
危険ならびに溶剤の喪失を意味する大気中への放出がな
いようＫされる。

本発明の特に好適な形態を添付図面を参照して以下説明
する。

インクはりず−バラ中に入れられ、印刷ヘッド２に送ら
れる。該ヘッドは配管３を介して一連のノズ／ｌ”ｉ’
含み、該ノズｚ＋／、’通してインクはポンプ４により
発生した圧力により圧送される。印刷ヘッド２に送られ
たインクはぜん動ポング６により抽気管５を介して印刷
ヘッド２からりず−バ１へ循環する。代替的にポンプ４
から出たインクの一部は別個のボン７”６１１必要とす
ることなく分岐配管１３乞通って循環する。

印刷ヘッド２に送られたインクは一連の概ネ単−寸法の
小滴とさ牡、該小滴は充電電極７を遡り、帯電した小滴
をつ（る。次に１インクを供給子べき基層上に希望する
印刷パターンを形成するよ５帯電した小滴は図示の直線
軌道から側方へ偏向するよう一対の偏向板８０間を通る
。小滴が基層と衝突しない部分、即ち基層上に何ら印Ｊ
ｊｌＪ　Ｌない部分においては、小滴は偏向し、捕捉が
ツタ１０に捕捉される。小滴に程度の変る充電を行い、
一定の偏向市、界を通丁か、あるいは逆にし、かつガッ
タ１０を静止させ、該ガッタから偏向する小滴が基層に
衝突するか、あるいはがツタを小滴の流れの中へ運動さ
せ小滴を捕捉するよ５にさせてもよいことが認められる
。

がツタＩＯＫ捕捉された小滴はぜん動ポング１１で再使
用するようリデーバ１に戻される。循環配管９ヘインク
を吸引することにより空気も吸引し、そのため特にイン
クがリテーバ１へ排出される際、循環しにインクからの
溶剤の喪失片が増加する。したがって、空気を含んだ溶
剤Ｙ　ＩＪず−バ１から循環配管９へ層重にめに空気配
管２０を設げろことが好ましい。

粘度測定を可能にする圧力低下は抽気配管５、印刷ヘッ
ドへの送入配管３あるいは分岐配管１３において測定で
きる。圧力低下を測定するために、各配管には、例えば
電磁弁１６，１５．１瓦は１４のような弁と、各弁の上
流で例えば変換器筐には圧力計１１のような圧力センサ
が設けられている。

作動時、インクは印刷ヘッドに送られ、該インクの一部
は配管３，５および（筐たは）１３へ送られる。関連の
配管における弁は閉鎖し、ポンプ４を作動させ、弁を閉
鎖させて最初の圧力読取りが行わする。またポンプのモ
ータに供給これる電圧を読み取るのが好ましく、この均
圧は最初の圧力低下の測定の間概ね一定に保持される。

次に弁が開放し、インクが配管３，５、または１３の全
長にわ定り流へるにつれて第２回の低圧の読取ワが行わ
れる。圧力低下の値は可視表示でき、より好ましくは、
印刷装置の作動を制御するコンピュータ１８に送らｔ、
関連の作動温度罠おいて所定の粘度値箇でインクの粘度
を層重に必要な溶剤のＭｗコンピュータが計算できるよ
うにする。次に、コンピュータは添加丁べき溶剤の量を
表示し、あるいは図示していないがある種の自動分配機
＃Ｉを作動させて必要量のインクをリデーパ１に送るよ
うにしつる。

前述のように、変換器１Ｔを省略してよく、弁１４．１
５葦たは１６が開放しているときはボン７″４のモータ
の電圧変化を観察することにより粘度をモニターできる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による方法において使用する装置１７）　
７０−　チャート２示す線図である。 図において、 １・・・リスーバ、２・・印刷ヘッド、３・・・配管、
４・・・ポンプ、５・・・抽気配管、６・・・ポンプ、
７・・・電極、８・・・偏向板、１０・・・ガツタ、１
４，１５，１６・・・電磁弁、１７・・・圧力計、１８
・・・コンピュータ、２０・・・空気配管 代理人　浅　村　皓 手続補正書（自発） 昭和５９年Δ月２乙日 特許庁長官殿 １、事件の表示　１・ 昭和５９年特許願第　７８８２２　号 ２、発明の名称　２・ 流体を小滴形態で排出する方法と装置 ３、補正をする者　３・ 事件との関係　特ｙ１出願人 住　所 氏名　ライレット　インターナショナル　リミテッド（
名　称） ５、補正命令の日イＪ ５゜ 昭和　年　月　日 ６、補正により増加する発明の数 ６゜ 明細書の浄Ｗ（同各に夏丈なし］ 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示 昭和、＋ｆ年特許願第　’；’ｌ’？２２　号補正をす
る者 事件との関係　特１１出願人 住　所 代理人 氏　名　（６６６９）　浅　村　能憎曲・Ｉ・−：゛昭
和４年　７月３ノ日 図　面 補正の内容　別紙のとおり 図面″ｂ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１本発明による小滴排出装置を用いて、液状溶剤あ
   るいは担体媒体を含む流体を小滴形態で基層へ排出する
   方法において、流体の粘度がモニターされ、流体中の液
   体含有分を希望値まで層重ため溶剤あるいは担体液体が
   前記流体に添加されることを特徴とする流体を小滴形態
   で排出する方法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記装置の１つの区画内での圧力低下を測定することによ
   り粘度がモニターされることを特徴とする流体を小滴形
   態で排出する方法。 （３）％許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法
   において、前記装置の循環系統の周りで流体が送られ、
   前記循環系統における弁が閉鎖されたときと、開放した
   ときに得られる圧力の差を測定することにより粘度がモ
   ニターされることを特徴とする流体を小滴形態で排出す
   る方法。 （４１％許請求の範囲第１項から第３項までのいづれか
   １項に記載の方法において、流体を循環させるポンプを
   駆動するモータの電圧変化の形で圧力低下が測定される
   ことを特徴とする流体を小滴形態で排出する方法。 （５）特許請求の範囲第１項から第４項までのいづれか
   １項忙記載の方法において、前記流体がインクであるこ
   とを特徴とする流体を小滴形態で排出する方法。 （６）　流体を小滴形態で排出する装置に使用する流体
   の粘度を指示する１個以上の測定値を提供するために、
   該装置に使用する流体の粘度をモニターする装置と；前
   記測定値に応答して前記流体中へ該流体の一種類以上の
   成分を添加する装置とを含むことを特徴とする小滴な排
   出する装置。 （７）　特許請求の範囲第６項に記載の装置において、
   流体な循環させる装置を含み、流体の粘度が前記循環装
   置において測定されることを特徴とする小滴を排出する
   装置。 （８）％許請求の範囲第６項まＫは第７項に記載の装置
   において、粘度をモニターする装置が、ポンプによって
   その中を流体が流れるダクトの一部と、前記ダク）Ｙ閉
   鎖する装置と、前記ポンプと前記閉鎖装置との中間圧位
   置し、圧力を検出する装置とを含む、前記小滴排出装置
   の一区画内で圧力低下を測定する装置を含むことを特徴
   とする小滴を排出する装置。 （９）特許請求の範囲第６項または第７項に記載の装置
   において、前記小滴排出装置を１流して流体を循環させ
   るポンプを駆動する電動モータの電圧をモニターする装
   置と、前記小滴排出装置の流体のぼ流回路における閉鎖
   装置とを含み、前記閉鎖装置が開放し前記回路を前記流
   体が貫流できるようにするにつれて、前記モータの電圧
   の変化がモニターされうろことを特徴とする小滴を排出
   する装置。