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液体吸収性測定装置 - セイコーエプソン株式会社
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発明の名称 液体吸収性測定装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−3316(P2007−3316A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−182975(P2005−182975)
出願日 平成17年6月23日(2005.6.23)
代理人 【識別番号】100095728
【弁理士】
【氏名又は名称】上柳 雅誉
発明者 柴谷 正也 / 金田 秀将
要約 課題
従来の自動走査吸液計が有する利点を有すると共に、二色以上のインクについての吸収速度及びブリードの発生状況を同時に測定することができる液体吸収性測定装置を提供する。

解決手段
ターンテーブル11と、その上に載置された測定用紙M上を走査する一の給液ヘッド13と、該給液ヘッド13と連通し、該測定用紙Mに毛管吸収させる液体が内部に導入される複数の連通管16,17と、複数の該連通管16,17それぞれの内部におけるメニスカスの移動情報に基づいて該測定用紙Mの液体吸収量を測定する測定機構とを備える。給液ヘッド13の内部に複数の連通管16,17それぞれに対応した複数の流路40,41が形成されており、各流路40,41を通る液体が給液ヘッド13の内部で混合されずに測定用紙Mに毛管吸収され、複数の液体吸収痕が全長に亘って隣接して形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
紙等の液体吸収挙動を測定するための装置で、ターンテーブルと、該ターンテーブル上に載置された測定用紙上を走査する一の給液ヘッドと、一の該給液ヘッドと連通し、該測定用紙に毛管吸収させる液体が内部に導入される複数の連通管と、複数の該連通管それぞれの内部の液面周縁部に生じる該液体のメニスカスを検知し、該メニスカスの該毛管吸収に伴う移動に関する情報に基づいて該測定用紙の液体吸収量を測定する測定機構とを備えた液体吸収性測定装置であって、
上記給液ヘッドの内部に、複数の上記連通管それぞれに対応した複数の流路が形成されており、
各上記流路を通る液体が、上記給液ヘッドの内部で混合されずに測定用紙に毛管吸収され、該測定用紙に複数の液体吸収痕がそれらの全長に亘って隣接して形成されるようになしてある液体吸収性測定装置。
【請求項2】
複数の上記流路は、上記給液ヘッドをその用紙接触部側から見たときに、該給液ヘッドの走査方向と直行する方向に隣接して形成されている請求項1記載の液体吸収性測定装置。
【請求項3】
インクジェット記録における液体吸収挙動の測定に使用される請求項1又は2記載の液体吸収性測定装置。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、紙等の液体吸収挙動を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
印刷においてインクの紙への吸収挙動は印刷品質に大きな影響を及ぼす。従って、インク、あるいはその主溶媒である水や油等の吸収速度を測定することは非常に重要である。インクが紙に接触してから吸収されるまでの時間は非常に短く、このような短時間における紙の液体吸収挙動を測定する方法として、ブリストー法(JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.51:2000)が知られている。ブリストー法は、回転ホイールや給液ヘッド等を具備するブリストー装置を用いた測定方法で、回転している回転ホイールの周面に固定された測定用紙に、一定量の液体が収容された給液ヘッドを当接させることにより、測定用紙に液体を毛管吸収させる。そして、給液ヘッドの開口部の走査方向に沿った長さ、ホイールの周速、液体の吸収により測定用紙上に形成された液体のトレース(転移帯)の長さ及び幅などから、吸収時間、単位面積当たりの吸収量、吸収曲線(ブリストー曲線)が求められる。しかし、ブリストー装置を用いた測定は、多大な手間と時間がかかる、多量の試験片を必要とする、トレース長の計測精度に劣る等の問題があった。
【0003】
上記問題を解決すべく、ブリストー法の原理に基づく液体吸収性測定装置として、近年、自動走査吸液計(動的走査吸液計)が開発された(例えば、熊谷理器工業株式会社製の自動走査吸液計「KM500WIN」)。この自動走査吸液計は、図8に示すように、レコードプレイヤーに類似した外観を有しており、回転軸を中心に回転する測定用紙載置用のターンテーブル11、給液ヘッド13が設けられた走査アーム14、該給液ヘッド13に連通する連通管16、該連通管16の内部に導入された液体の液面周縁部に生じるメニスカスの移動を光学的に検知する自走式のメニスカスセンサ18等を備えている。連通管16の内部への液体の導入は、シリンジ25,26を使って行なわれる。
【0004】
上記自動走査吸液計は、ターンテーブル11を回転させると共に該ターンテーブル11上に載置された測定用紙Mに給液ヘッド13を接触させ、連通管16の内部の液体を該測定用紙Mに毛管吸収させる。ターンテーブル11は回転と同期してスライドし、ターンテーブル11のこの動作により、給液ヘッド13は測定用紙M上をらせん状に走査し、測定用紙にらせん状の液体吸収痕(トレース)が形成される。測定用紙Mによる液体の吸収の進行に伴い、連通管16の内部に生じるメニスカスが給液ヘッド13に向かって移動するので、これをメニスカスセンサ18で検知し、その移動量あるいは移動速度から、測定用紙Mによる液体の吸収量を読み取る。ターンテーブル11の動作及び吸収量の読み取りは、自動走査吸液計に電気的に接続された図示しないコンピュータにより行われる。
【0005】
上記自動走査吸液計は、測定用紙のサイズが従来のブリストー装置で使用するものに比して小さくて済む、一回の走査距離を非常に長くできる、一回の測定で走査速度を自由に変更できるため測定用紙を取り替える必要が無い、吸収量はメニスカスの移動に基づいて正確に自動測定されるため計測精度が高い、等の従来のブリストー装置にはない利点を数多く有しており、各種印刷用紙の開発等に幅広く利用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
【0006】
ところで、複数色のインクを用いて作製された印刷物は、異なる色の境界部分における色混じりや滲み(ブリード)が無く、色の境界がはっきりしていることが求められる。ブリードは、印刷に使用する複数色のインクの全ての吸収速度が十分に速い場合はほとんど発生しないが、使用する複数色のインクのうちの一色でも吸収速度の遅いものがある場合は、たとえ他のインクの吸収速度が速くても、吸収速度の遅いインクと他のインクとの境界部分で発生し、画質を低下させる。従って、ブリードについて考える場合は、単一のインクの吸収速度も重要ではあるが、異なる色のインク間における吸収速度の相対的な差が特に重要である。このため、例えば、複数色のインクを搭載するインクジェットプリンタにおいては、各色インクによる印字部を隣接させてそれらの境界部分におけるブリードの有無を目視確認する作業により、各色インクの吐出量の上限が予め決定されており、プリンタの稼動時には、プリンタドライバによって斯かる上限値を超えない範囲で各色インクの吐出が制御され、これによってブリードの発生を抑制するようになされている。
【0007】
このように、ブリードの防止を目的とした印刷技術の開発においては、複数色のインクを用いて各色インクによる印字部が隣接するように印刷したときの各色インクの吸収速度、及びこのときの各色印字部の境界部分でのブリードの発生状況についてのデータが特に重要となるが、斯かるデータを正確且つ簡便に測定できる装置は未だ提供されていない。従来の自動走査吸液計で測定できるのは、単一のインクと用紙との間における吸収速度であり、ブリードの解析に有効な上記データを測定することはできなかった。
【0008】
【特許文献1】特開2005−88483号公報
【特許文献2】特開2000−238414号公報
【特許文献3】特開平10−131091号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従って、本発明の目的は、従来の自動走査吸液計が有する利点を有すると共に、二色以上のインクについての吸収速度及びブリードの発生状況を同時に測定することができる液体吸収性測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、紙等の液体吸収挙動を測定するための装置で、ターンテーブルと、該ターンテーブル上に載置された測定用紙上を走査する一の給液ヘッドと、一の該給液ヘッドと連通し、該測定用紙に毛管吸収させる液体が内部に導入される複数の連通管と、複数の該連通管それぞれの内部の液面周縁部に生じる該液体のメニスカスを検知し、該メニスカスの該毛管吸収に伴う移動に関する情報に基づいて該測定用紙の液体吸収量を測定する測定機構とを備えた液体吸収性測定装置であって、上記給液ヘッドの内部に、複数の上記連通管それぞれに対応した複数の流路が形成されており、各上記流路を通る液体が、上記給液ヘッドの内部で混合されずに測定用紙に毛管吸収され、該測定用紙に複数の液体吸収痕がそれらの全長に亘って隣接して形成されるようになしてある液体吸収性測定装置を提供することにより上記目的を達成したものである。
【0011】
また、本発明は、複数の上記流路は、上記給液ヘッドをその用紙接触部側から見たときに、該給液ヘッドの走査方向と直行する方向に隣接して形成されている上記液体吸収性測定装置を提供することにより上記目的を達成したものである。
【0012】
また、本発明は、インクジェット記録における液体吸収挙動の測定に使用される上記液体吸収性測定装置を提供することにより上記目的を達成したものである。
【0013】
本発明の液体吸収性測定装置は、従来の自動走査吸液計が有する利点(JAPAN TAPPI 紙パルプ試験方法 No.51:2000のブリストー法に準拠した液体吸収性試験を、短時間で正確且つ簡便に行なうことができる)を有すると共に、二色以上のインクについての吸収速度の測定と、各色インクによる印字部の境界部分におけるブリードの発生状況の目視観察とを、同時に正確且つ簡便に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の液体吸収性測定装置の一実施形態について図1〜図5を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の液体吸収性測定装置の斜視図、図2は、図1に示す液体吸収性測定装置の制御構成を示す図、図3は、図1に示す液体吸収性測定装置の給液ヘッドの斜視図、図4は、図3に示す給液ヘッドの模式的なX−X線縦断面図、図5は、図3に示す給液ヘッドの用紙接触部を模式的に示した平面図である。
【0015】
本実施形態の液体吸収性測定装置は、図1及び図2に示すように、測定用紙Mが載置されるターンテーブル11と、該ターンテーブル11を回転駆動させると共に水平方向にスライド移動させるテーブル駆動部12と、該ターンテーブル11上に載置された測定用紙M上を走査する一の給液ヘッド13と、該給液ヘッド13が取り付けられた走査アーム14と、該走査アームを駆動するアーム駆動部15と、一の該給液ヘッド13と連通し、測定用紙Mに毛管吸収させる液体が内部に導入される2本の連通管16,17と、これら2本の連通管16,17それぞれの内部の液面周縁部に生じる該液体のメニスカスの移動を光学的に検知する自走式のメニスカスセンサ18と、メニスカスセンサ18を自走させるセンサ駆動部19と、連通管16,17それぞれにおける液体のメニスカスの移動量を表示する表示装置20と、これらの機器をコントロール用信号線を介して制御する制御手段である制御部21とを含んで構成されている。
【0016】
また、本実施形態においては、ターンテーブル11及び走査アーム14の動作並びにメニスカスセンサ18を用いたメニスカスの移動に基づく液体吸収性の測定を自動化するために、その自動制御機構としてホストコンピュータ30を設置している。本発明でいう「複数の連通管それぞれの内部の液面周縁部に生じる液体のメニスカスを検知し、該メニスカスの毛管吸収に伴う移動に関する情報に基づいて測定用紙の液体吸収量を測定する測定機構」とは、メニスカスセンサ18と、センサ駆動部19と、ホストコンピュータ30とを含んで構成される。本実施形態の液体吸収性測定装置は、2本の連通管16,17に対応した二つの測定機構を持っている。ホストコンピュータ30の制御部31と液体吸収性測定装置本体の制御部21とは電気的に接続されており、該制御部31からの出力信号により自動制御測定を行なう。
【0017】
このように、本実施形態の液体吸収性測定装置は、熊谷理器工業株式会社製のKM500WINに代表される従来の自動走査吸液計が単一の連通管及び測定機構しか持たなかったのに対し(図8参照)、複数の連通管及びこれらに対応した複数の測定機構を持っており、この点が本実施形態の液体吸収性測定装置の特徴の一つとなっている。
【0018】
給液ヘッド13について説明する。給液ヘッド13は、図3〜図5に示すように、矩形形状を有し、その上面に連通管16,17との接続部を備え、該上面との対抗面(底面)が、測定用紙Mと接触する用紙接触部13aとなっている。図中、矢標Aは、給液ヘッド13の走査方向(ヘッド走査方向)を示し、矢標Bは、該ヘッド走査方向と直行する方向(走査直交方向)を示す。
【0019】
給液ヘッド13の内部には、図4及び図5に示すように、2本の連通管16,17それぞれに対応した2つの流路40,41が形成されている。流路40と流路41とは、隔壁42によって隔てられており、連通管16を通ってきた液体と、連通管17を通ってきた液体とが、給液ヘッド13の内部で混合されずに、測定用紙に毛管吸収されるようになされている。隔壁42は、給液ヘッド13をその用紙接触部13a側から見たときにおける形状が、曲線状に形成されている。
【0020】
連通管16と連通する流路40は、給液ヘッド13の走査直行方向Bの中央部に形成されている。また、連通管17と連通する流路41は、給液ヘッド13内部の上方部分で二つに分岐し、且つ分岐した流路41,41が給液ヘッド13の走査直行方向Bの両側部に位置するように形成されている。従って、流路40と流路41とは、図5に示すように、給液ヘッド13をその用紙接触部13a側から見たときに、走査直交方向Bに沿って隔壁42を挟んで隣接するように形成されている。
【0021】
このように、給液ヘッド13の内部に複数の連通管16,17それぞれに対応した複数の流路40,41が形成され、且つ該給液ヘッド13をその用紙接触部13a側から見たときに、複数の該流路40,41が走査直行方向Bに沿って隣接するように形成されていることにより、図6に示すように、測定用紙に、連通管16を通ってきた液体のらせん状吸収痕16Tと、連通管17を通ってきた液体のらせん状吸収痕17Tとを、これらの全長に亘って隣接して形成することが可能となり、このような液体吸収痕の形成により、吸収痕16Tと吸収痕17Tとの境界部分におけるブリードの発生状況を目視で容易に観察することができる。ブリードが発生しやすい状況を作る観点から、給液ヘッド13をその用紙接触部13a側から見たときにおける隔壁42の厚みtは、なるべく薄いことが好ましい。
【0022】
以下、本実施形態の液体吸収性測定装置における上述した構成以外の構成について説明する。
【0023】
ターンテーブル11は、図示しないモータ等から構成されるテーブル駆動部12によって、回転軸を回転中心として所定の周速で回転(自転)すると共に、水平方向にスライド移動する。走査アーム14は、図示しないモータ等から構成されるアーム駆動部15によって、その先端に取り付けられた給液ヘッド13を、ターンテーブル11に対して上下動させる。
【0024】
連通管16(17)のうち、メニスカスセンサ18によってメニスカスが検知される部分は、ガラス管161(171)から形成されており、連通管16(17)のその他の部分は、テフロン(登録商標)などから形成された樹脂製のチューブ162(172)から形成されている。チューブ162(172)には、コック22,23,24が取り付けてあり、これらのコックを使って連通管16(17)への液体の導入又は排出を行なうことができる。連通管16(17)の内部への液体の導入は、シリンジ25,26を使って行なわれる。通常、ガラス管161(171)、及びチューブ162(172)におけるコック24(給液ヘッドから最も離れたコック)よりガラス管161(171)側の部分には、メニスカスの検知を容易にするため、水が導入され、チューブ162(172)のその他の部分には、測定用紙Mに毛管吸収させる液体(例えばインク)が導入される。
【0025】
メニスカスセンサ18は、ガラス管161(171)を挟んで平行に設けられた2本のレール27,28によって案内支持されており、図示しないモータ等から構成されるセンサ駆動部19によって、ガラス管161(171)に沿って自走可能に構成されている。
【0026】
以上のような構成の本実施形態の液体吸収性測定装置においては、ターンテーブル11を回転させると共に該ターンテーブル11上に載置された測定用紙Mに給液ヘッド13を接触させて、連通管16,17の内部に導入された液体をそれぞれ測定用紙Mに毛管吸収させる。ターンテーブル11は、ホストコンピュータ30の制御により、回転と同期して水平にスライドし、この動作によって給液ヘッド13は、測定用紙M上を内方から外方に向かってらせん状に走査する。また、ターンテーブル11の回転速度は一定のパターンに従い加速される。
【0027】
測定用紙Mによる液体の毛管吸収により、ガラス管161,171の内部の液面周縁部に生じるメニスカスが、それぞれ給液ヘッド13に向かって移動する。ホストコンピュータ30は、この毛管吸収に伴うメニスカスの移動に関する情報に基づいて液体吸収性を測定する。本実施形態においては、メニスカスセンサ18により、ガラス管161,171の内部を移動するメニスカスにレーザー光を照射し、メニスカスからの散乱光の周波数が、メニスカスの移動速度に比例してシフトする効果(ドップラー効果)を利用して、メニスカスの移動速度を測定する。そして、この移動速度(メニスカスの毛管吸収に伴う移動に関する情報)に基づいて、測定用紙Mによる2種類の液体(連通管16に導入された液体と、連通管17に導入された液体)の液体吸収量をそれぞれ測定する。測定結果は、ホストコンピュータ30の表示装置32に表示される。
【0028】
また、測定用紙Mには、図6に示すように、連通管16を通ってきた液体のらせん状吸収痕16Tと、連通管17を通ってきた液体のらせん状吸収痕17Tとが、それらの全長に亘って隣接して形成されるので、ブリードの発生状況を一目で把握することができる。尚、ブリードは、らせん状吸収痕の形成開始点S(らせん状吸収痕の最内部)から遠ざかるほど、つまり、らせん状吸収痕の外方部分ほど、目立つ傾向がある。これは、らせん状吸収痕は、通常、給液ヘッドが測定用紙上をその内方から外方に向かってらせん状に走査されることにより形成され、また、給液ヘッドの走査速度は、走査距離の増加に伴い一定のパターンで加速されるので、らせん状吸収痕の形成開始点Sから遠ざかるほど、給液ヘッドと測定用紙との接触時間が短くなり、測定用紙による液体吸収が阻害されやすくなるためである。
【0029】
本発明の液体吸収性測定装置は、ブリストー法に準拠した液体吸収挙動の測定用途に幅広く使用することができるが、特に、インクジェット記録における液体吸収挙動の測定に有効である。
【0030】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、連通管の本数を3本以上にすることも可能である。また、給液ヘッドの形状は、図3に示す如き矩形形状に限定されず、円筒形状を有していてもよい。但し、円筒形状を有する給液ヘッドであっても、その底面における用紙接触部の平面視形状は、上述の実施形態のような矩形形状とすることが好ましい。
【0031】
また、給液ヘッドをその用紙接触部側から見たときの形状は、上述の実施形態に制限されず、例えば図7に示すように、隔壁42が、用紙接触部側から見たときに直線状となるように形成されていてもよい。要は、給液ヘッドの内部に形成された複数の流路が、該給液ヘッドをその用紙接触部側から見たときに、該給液ヘッドの走査方向と直行する方向に隣接して形成されていればよく、斯かる構成により、複数の液体吸収痕をそれらの全長に亘って隣接して形成することが可能となり、ブリードの発生状況を目視で確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の液体吸収性測定装置の一実施形態の斜視図である。
【図2】図1に示す液体吸収性測定装置の制御構成を示す図である。
【図3】図1に示す液体吸収性測定装置の給液ヘッドの斜視図である。
【図4】図3に示す給液ヘッドの模式的なX−X線縦断面図である。
【図5】図3に示す給液ヘッドの用紙接触部を模式的に示した平面図である。
【図6】図1に示す液体吸収性測定装置により得られる液体吸収痕の平面図である。
【図7】本発明に係る給液ヘッドの他の実施形態の図5相当図である。
【図8】従来の自動走査吸液計の斜視図である。
【符号の説明】
【0033】
11…ターンテーブル、13…給液ヘッド、13a…給液ヘッドの用紙接触部、14…走査アーム、16,17…連通管、16T,17T…液体吸収痕、18…メニスカスセンサ、装置本体の制御部…21、22,23,24…コック、25,26…液体導入用シリンジ、30…ホストコンピュータ、40,41…流路、42…隔壁、161,171…ガラス管(連通管)、162,172…チューブ(連通管)、M…測定用紙





 

 


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