JP2009297992A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】「吐出曲がり」や「しぶき」が発生しても、印字ヘッドのカバーの内部や外部をインク滴により汚損せず、取り扱いの容易なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】カバーの一部に、インク滴を外部の被印字物の表面に取り出すための開口部が形成され、その内部には、ノズルと、帯電手段と、偏向手段と、ガターと、そして、当該ガターにより取り込まれたインク滴を検出する帯電検知センサ１５を備えたインクジェット記録装置の印字ヘッド部の内部には、更に、ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後にガターで取り込まれるべきインク滴であって、当該ガターで取り込まれなかったインク滴を補足するインク滴補足手段が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、搬送システム上を移動する被印字物上にインク滴を付着させて文字や画像を印字するインクジェット記録装置に係り、さらに詳細には、かかるインクジェット記録装置において、印字に使用されないインク滴が飛散し、もって、装置の内部や被印字物や搬送システム等の周辺をインクで汚損することを防止するための技術に関する。

本発明が関わる、例えば、ベルトコンベア等からなる搬送システム上を移動する被印字物に、文字や画像などを印字する、所謂、インクジェット記録装置では、一般に、当該搬送システムに隣接して配置された筐体（カバー）内に設けられたノズルから、加圧したインクを柱状に吐出し、かつ、当該吐出インクに周期的な振動を与えることにより、インク柱からインク滴を分裂させる。そして、当該インク滴を各々に帯電し、かつ、電界を介して偏向させることにより、被印字物の表面にインク滴を選択的に付着させ、もって、所望の文字や画像などを印字することが行われる。

しかしながら、かかるインクジェット記録装置では、例えば、電源の停電時やその運転の停止時など、即ち、ノズルからのインクの吐出を停止した際、当該ノズル内でインクが固着し、その後において、再度、ノズルからインクを吐出しようとする場合、例えば、「ノズル詰まり」、「吐出曲がり」、「しぶき」等、インクを正常に吐出することが出来ない場合が生じる。なお、かかる「ノズル詰まり」とは、インクの固形成分やゴミがノズル流路を塞ぐため、インクがノズルから吐出できない状態を言う。また、「吐出曲がり」とは、インクの固形成分やゴミがノズル流路の一部を塞ぎ、又は、ノズルの出口周辺に付着するために、インクが所望の吐出経路から逸れて吐出する状態を言う。また、「しぶき」とは、ノズル内にエアーが混入し、その後、吐出時にノズル内で加圧供給されるインクと混合して一緒にノズルより吐出するために、インクが霧状に吐出する状態を言う。なお、これらのいずれの場合にも、安定したインク滴を形成することが出来ないことから、印字動作を行うことは出来ない。

加えて、特に、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」では、インクは所望の方向から外れた方向に吐出されるため、インクがノズル周辺の部品や被印字物に付着して汚損するという問題があった。

そこで、従来、かかる問題点を解消するため、以下の特許文献１に開示される従来技術によれば、ノズルから所望の経路で吐出されたインク滴であって、しかし、印字には使用しないインク滴を捕捉するためのガター内に、当該インク滴の捕捉の有無を検知するためのガターセンサを設け、そして、当該ノズルからのインクの吐出を開始してから所定の時間内において、当該ガターセンサによりインク滴の捕捉を検出できなかった場合には、異常を知らせ、もって、インクの吐出動作を停止するインクジェット記録装置が既に知られている。

特開２００３−１９１４９８公報

しかしながら、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」が発生した場合、上記の特許文献１のインクジェット記録装置では、上記のガターセンサにより、ノズルより吐出されるインクがガターから外れたことを検知して異常を知らせ、もって、インクの吐出動作を停止することは可能ではあるが、しかしながら、「吐出曲がり」や「しぶき」によりガターから外れたインクを捕捉する手段がない。そのため、ガターから外れたインク滴が、印字に使用するインク滴を通過させるために開けられたカバーの開口部から、当該カバーの外へ放出されてしまい、そのため、印字ヘッドのカバー内部や、当該カバー外部の被印字物や搬送手段等を、インク滴により汚損してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」が発生した場合でも、印字ヘッドのカバーの内部や、当該カバーの外部をインク滴により汚損することがなく、もって、メンテナンスの回数が低減されて取り扱いの容易なインクジェット記録装置を提供することをその目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明によれば、まず、少なくとも、本体部と印字ヘッド部とを備えており、前記印字ヘッド部では、そのカバーの一部には、形成されたインク滴を外部の被印字物の表面に取り出すための開口部が形成されると共に、当該印字ヘッド部の内部には、インクを吐出してインク滴を形成するノズルと、前記ノズルから吐出したインク滴を帯電する帯電手段と、前記帯電手段により帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界を形成する偏向手段と、前記偏向手段に電界が形成されない場合、前記ノズルから吐出され、かつ、前記帯電手段で帯電されて飛翔するインク滴を取り込むためのガターと、そして、前記帯電手段で帯電され、かつ、当該ガターにより取り込まれたインク滴を検出する手段とが設けられているインクジェット記録装置において、前記印字ヘッド部には、更に、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足するための手段を設けたインクジェット記録装置が提供される。

なお、本発明では、前記に記載したインクジェット記録装置において、前記インク滴補足手段は、その内面側にインク吸収体を取り付け、かつ、前記カバーの一部に形成された開口部を塞ぐシャッタにより構成されていることが好ましく、更には、前記インク滴補足手段を構成するシャッタは、前記印字ヘッド部の開口部を開閉可能に移動可能であることが好ましい。そして、かかるインクジェット記録装置においては、更に、少なくとも、前記帯電手段によるインク滴の帯電と、前記偏向手段による帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界の形成を制御するための制御手段を備えており、前記制御手段は、更に、当該インクジェット記録装置の停止後のインク吐出指令の後、インク滴が正常に吐出されるまで、前記インク滴補足手段により、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足することが好ましく、加えて、前記制御手段は、前記ガターにより取り込まれたインク滴を検出するインク滴検出手段からの検出信号を利用して、前記ガターで取り込まれなかったインク滴の検出を行うことが好ましい。

また、本発明によれば、前記に記載したインクジェット記録装置において、前記インク滴補足手段は、前記カバーの一部に形成された開口部に近接して配置され、前記インク滴の飛翔方向に対して略直角方向にエアーを吹き出す手段と、前記カバーの内部において、当該エアーを吹き出す手段に対向する位置に取り付けられたインク吸収体により構成されていることが好ましく、更に、少なくとも、前記帯電手段によるインク滴の帯電と、前記偏向手段による帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界の形成を制御するための制御手段を備えており、前記制御手段は、更に、当該インクジェット記録装置の停止後のインク吐出指令の後、インク滴が正常に吐出されるまで、前記インク滴補足手段により、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足することが好ましい。加えて、かかるインクジェット記録装置において、前記制御手段は、前記ガターにより取り込まれたインク滴を検出するインク滴検出手段からの検出信号を利用して、前記ガターで取り込まれなかったインク滴の検出を行うことが好ましい。

即ち、上述した本発明になるインクジェット記録装置によれば、特に、装置の停止後において、ノズルから吐出するインクに上述したような「吐出曲がり」や「しぶき」が発生してしまい、ガターで捕捉できない場合でも、当該インク滴が印字ヘッド部を構成するカバーから放出されることがなく、また、その内部で飛散することもないため、装置の外部において被印字物や搬送装置等を汚損することがなく、印字ヘッド部の内部を汚損することもない。そのため、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」が発生した場合でも、印字ヘッドのカバーの内部や、当該カバーの外部をインク滴により汚損することがなく、もって、メンテナンスの回数が低減されて取り扱いの容易なインクジェット記録装置を提供することが可能となるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の一実施の形態について、添付の図面を参照しながら、詳細に説明する。

まず、添付の図１には、本発明の一実施の形態になるインクジェット記録装置の全体概観が示されおり、この図からも明らかなように、このインクジェット記録装置は、その内部に制御系や循環系を収納した本体６００と、例えばコンベア等、その上に被印字物を移動するための搬送システムの経路に隣接して配置され、後にも説明するが、インク滴を形成する印字ヘッド部６１０と、そして、当該本体６００と印字ヘッド６１０とを結ぶケーブル６２０とから構成されている。なお、本体６００には、例えば、ユーザが、その印字内容や印字仕様等を入力し、あるいは、その上に、装置の制御内容や装置運転状況等を表示することを可能にするための、所謂、タッチパネル式の液晶パネル６３０が設けられている。また、この本体６００の下部には、開閉可能な扉６７０が取り付けられており、ここから、その内部の構成部品のメンテナンスを行うことが可能となっている。

一方、印字ヘッド部６１０は、その外周を、例えばステンレス製のカバー６１５によって覆われており、その内部には、以下にも詳細に説明するが、インクを吐出してインク滴を形成するためのノズルと、インク滴を帯電／偏向するための電極類と、更には、印字に使用しないインク滴を回収するためのガター等、所謂、装置の構成部品とが収納されている。なお、この印字ヘッド６１０を構成するカバー６１５の先端部（即ち、コンベア等の上を移動する被印字物に対向する面であり、図中における左下の面）には、印字に使用するインク滴が通過可能な、所謂、送出用の開口部６４０が開口されている。

次に、上述した本体６００の内部構成について、添付の図２を参照しながら説明する。図にも示すように、本体６００の内部上方には、制御回路６４５等、所謂、電気系部品が配置されている。他方、本体６００の下部空間６８０（破線で示す）には、電磁弁６５０、ポンプユニット６５５等の、所謂、循環系制御部品が配置されており、更に、本体６００の他の下部空間６６０（一点鎖線で示す）には、ノズルに供給するインクを溜めたインク容器１や、ここでは図示しないが、洗浄などに使用する溶剤を溜めた溶剤容器が納められている。なお、この扉６７０は、上述したように、開閉可能であり、これにより、その内部に収容したインク容器１や溶剤容器が、当該扉６７０から外部へ引き出せるようになっている。即ち、インクと溶剤の補給や廃棄等を含め、そのメンテナンスが容易に可能になっている。

続いて、上記にその概略構成を説明したインクジェット記録装置、特に、印字ヘッド部６１０の詳細の構成やその印字動作について、添付の図３を参照しながら、以下に説明する。

まず、本体６００のインク供給流路２１は、図からも明らかなように、上述したインクを貯めておくインク容器１と、インクを圧送するポンプ２と、インク圧力を調節する調圧弁３と、供給インクの圧力を表示する圧力計４と、流路の開閉を行う電磁弁３３と、そして、フィルタ５とによって構成されている。なお、ノズル６に対し、所定の圧力に加圧したインクを供給することにより、ノズル６からインクが柱状に吐出する。そして、当該ノズル６には、インクを加振する圧電アクチュエータ（図示せず）が取り付けられ、かつ、当該圧電アクチュエータに、励振源３７０（以下に説明する図４を参照）からの一定周期の正弦波（以後、励振信号と呼ぶ）を加えることにより、ノズル６から柱状に吐出していたインク（インク柱１６）は分裂し、もって、ほぼ球状のインク滴８となり、飛翔を続ける。

なお、本発明では、一例として、ノズル６の吐出孔の直径を６０μｍ、正弦波の周波数を７０ｋＨｚとすることにより、直径約１２０μｍのインク滴８が得られた。なお、その後、当該インク滴８は、例えば速度２０ｍ/sで飛翔し、帯電／偏向するための電極類を通過して被印字物６９０又はガター１１へ向かって飛翔する。また、ノズル６から吐出したインク柱１６が所望のインク滴８に分裂するまでに必要な距離（インク柱１６の長さ）は、約５ｍｍであった。なお、電極類に関しては、帯電電極７は、インク柱１６の一部とインク滴８を囲むように配置されており、当該帯電電極７に記録信号電圧を印加することによって、帯電電極７内にあるインク滴８を帯電する。この帯電電極７を通過したインク滴８は、更に、偏向電極９、１０の間を通過する。これらの電極のうち、上部偏向電極９には高電圧源（図示せず）が印加され、他方、下部偏向電極１０は接地（ＧＮＤ電位）されている。そのため、上部偏向電極９と下部偏向電極１０との間には静電界が形成され、当該電極間に形成された静電界により、インク滴８はその帯電量に応じて偏向されることとなる。

また、本発明では、インク滴８はマイナス（−）電荷を持つように帯電され、そして、上部偏向電極９には、＋５ｋＶの電圧を印加した。その結果、帯電したインク滴８は、上部偏向電極９側に偏向力を受ける。そのため、印字に使用するために帯電したインク滴８は、帯電・偏向により、ガター１１を飛び越え、開口部６４０に向かう経路、即ち、飛翔経路１３に沿って飛翔する。なお、この飛翔経路１３に沿って飛翔するインク滴８は、カバー６１５の開口部６４０を通過し、被印字物６９０の表面に付着する。なお、このインク滴８の偏向量（角度）は、インク滴８の帯電電荷量を変えることによって制御可能である。また、このインク滴８の偏向は、上記の例では、一方向にのみ行われるものとして説明したが、しかしながら本発明はこれに限定されることなく、例えば、偏向方向に対して、直角方向に被印字物６９０を移動させることによっても、同様に、被印字物６９０上に、二次元マトリクスで構成される文字を形成することができることは、当業者であれば明らかであろう。

一方、印字に使用しないインク滴８に対しては、上述した帯電は行われず、そのため、静電界中を直進する経路、即ち、飛翔経路１４に沿って飛翔し、その結果、ガター１１によって捕捉され、その後、インク回収流路２２に導かれる。なお、このインク回収流路２２は、上述したガター１１と共に、更に、帯電検知センサ１５、フィルタ１２、ポンプ１４から構成されており、その結果、印字に使用しないインク滴、即ち、帯電電極７で帯電されないインク滴８をガター１１で回収し、ポンプ１４によりインク容器１に戻す。

なお、上述した帯電検知センサ１５は、ガター１１で取り込んだインクと接触する導電性のパイプと、電流を増幅するアンプとから構成されており、これにより、帯電したインクが導電性パイプに到達する量に比例した電流が流れるようになっている。その結果、インク滴８を帯電電極７で帯電させた場合であっても、上部偏向電極９と下部偏向電極１０とを同電位（例えば、両者を接地（ＧＮＤ）電位）にしても上記帯電検知センサ１５で電流が検出できない場合には、当該インク滴８がガター１１で回収されていないことを意味しており、これにより、ノズル６からのインク滴８の吐出が、上述した「ノズル詰まり」、「吐出曲がり」、「しぶき」等を理由として、正常に行われていないものと判断することができる。

そして、本発明では、特に、「吐出曲がり」や「しぶき」により、ノズル６からのインク滴８の吐出が正常に行われていない場合には、ガター１１から外れたインク滴がカバー６１５の開口部６４０を通過して外部へ放出され、又は、当該カバー６１５の内部を汚損してしまうという課題を解消するため、更に、ガター１１では取り込まれなかったインク滴（即ち、「吐出曲がり」や「しぶき」により、ノズル６から非正常に吐出されたインク滴）を補足するためのインク滴補足手段５００が、当該インク滴の飛翔方向に設けられている。

加えて、以上にその構成を説明したインクジェット記録装置において、その動作を制御するための制御回路６４５（図２を参照）について、添付の図４を用いて説明する。

まず、ＣＰＵ３００は、本発明になるインクジェット記録装置の諸動作の制御を司る中央演算処理装置であり、ＲＯＭ３２０は、当該ＣＰＵ３００が動作するのに必要なプログラムや制御データをその内部に記憶するための、読み出し専用のメモリである。また、ＲＡＭ３１０は、プログラムの実行途上でＣＰＵ３００が扱うデータ等を一時的に記憶するための書き換え可能なメモリである。

また、バスライン３７０は、上記ＣＰＵ３００からのデータ、アドレス信号、コントロール信号の全てを含む信号を伝送するための信号ラインであり、インターフェース回路３３０は、これらデータ、アドレス信号、コントロール信号等の入出力を仲介する。ポンプ制御回路３２０は、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて、上述した供給ポンプ２や回収ポンプ１４の動作を制御する。電磁弁制御回路３４０は、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて、電磁弁３３の開閉動作を制御する。励振源３７０は、上述したように、ノズル動作条件に基づいた励振信号を作成し、ノズル６に取り付けた圧電アクチュエータ（図示せず）を駆動する。記録信号源３６０は入力された印字データに基づいて各インク滴８の記録信号及び印字有無情報を作成した後、ＲＡＭ３１０に保存し、ＣＰＵ３００からの命令に基づいて、帯電電極７に記録信号を印加する。帯電検知回路３５０は、帯電検知センサ１５からの電流信号に基づいて、ノズル６より吐出したインク滴８がガター１１により回収できているか否かを判断する。インク滴飛翔制御回路３５５は、インク滴補足手段５００の制御を司るものであり、具体的は、上記帯電検知センサ１５により正常なインクの吐出が確認された場合には、印字に使用するインク滴８の飛翔を妨げないように、そして、上記帯電検知センサ１５により非正常なインクの吐出が確認された場合には、当該インク滴８を補足するように、上記インク滴補足手段５００を制御する。

次に、上述した本発明になるインクジェット記録装置について、特に、そのインク滴補足手段５００を中心として、以下の実施例により、その具体的構成と制御方法について、詳細に説明する。

添付の図５〜図７には、本発明の実施例１になるインク滴補足手段５００を中心として、インクジェット記録装置を構成する印字ヘッド部６１０の内部構造が示されており、図８には、その動作を示すフローチャートが示されている。

なお、この実施例１では、インク滴補足手段５００は、印字ヘッド部６１０の外部を覆うカバー６１５の内部に設けられており、より具体的には、特に、図６及び７から明らかなように、印字ヘッド部６１０のカバー６１５の前面に開口された開口部６４０を塞ぐためのシャッタ５１０と、当該シャッタ５１０を所定の方向に（本例では横方向）に滑動可能に支持するガイド５２０と、そして、当該シャッタ５１０を移動させるための電磁アクチュエータ（５３０、５５０、５３０、５４０を含む）とから構成されている。なお、このシャッタ５１０又はその一部は、特に、その内側面（図５の左側の面）において、例えば、紙片やプラスチックを発泡成形したスポンジ等のインク吸収体を取り付け、もって、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」等を理由として正常に行われていないインク滴（非正常に吐出されたインク滴）を補足／吸収（吸着）する構成となっている。即ち、かかるインク滴補足手段５００を非正常なインク滴の飛翔方向に配置することにより、当該非正常なインク滴がカバー６１５の開口部６４０を通過して外部へ放出、又は、当該カバー６１５の内部を汚損してしまうという課題を解消するものである。

また、上述した電磁アクチュエータは、電磁コイル５３０、ばね５５０、電磁コイル５３０とばね５５０を支えるホルダ５４０からなり、更に、上記シャッタ５１０の一部は磁性材料で構成されており、その一部（図６及び７の左側突出部）が電磁コイル５３０に内包されるように配置されている。かかる電磁アクチュエータの構成によれば、図３にも示すように、電磁コイル５３０に通電することにより、シャッタ５１０は電磁コイル５３０側に移動し、もって、開口部６４０とシャッタ５１０が重ならない状態（以後、「開放状態」と呼ぶ）を得ることができる。なお、この開放状態において、印字に用いる帯電したインク滴８は、シャッタ５１０に衝突／吸着されることなく、開口部６４０を通って、カバー６４０の外に飛び出すことができる。また、このとき、ばね５５０は、ホルダ５４０とシャッタ５１０に挟まれて圧縮された状態となる。

他方、電磁コイル５３０の通電を停止した時には、上述した圧縮された状態のばね５５０により、図７にも示すように、シャッタ５１０が、開口部６４０と重なる位置（以後、「遮蔽状態」と呼ぶ）まで移動することとなる。このとき、開口部６４０に向かって飛翔するインク滴８は、その帯電の有無に関わらず、シャッタ５１０にてその進路が妨げられ、その表面の吸収体に吸着されることから、印字ヘッド部６１０の外部を覆うカバー６１５から外部へ飛び出すことはなく、また、その内部において周辺に飛散することもない。なお、本実施例では、シャッタ５１０の素材としては、インクに対して耐食性があり、かつ、磁性体であるＳＵＳ４３０採用すると共に、その内側面には、スポンジなどの吸収体を貼り付けている。また、本実施例では、シャッタ５１０をカバー６１５内部側に設けているが、当該カバー６１５の外部に設けることも可能であるが、しかしながら、特に、カバー６１５内部におけるインク滴の周辺への飛散を考慮した場合、シャッタ５１０をカバー６１５の内部側に設けることが好ましい。

加えて、上記シャッタ５１０の内側面に取り付けたスポンジ部材を着脱可能にすることによれば、当該シャッタ５１０にインクが付着して汚損しても、当該吸収体を除去する（取り替える）ことにより、容易にメンテナンスすることが可能となる。あるいは、それに代え、上記吸収体の下部にインク溜を形成しておき、当該吸収体に吸収されて下方に移動するインクを、例えば、パイプなどのインク回収流路やポンプ（例えば、図３の符号２２や１４を参照）によりインク容器１へ回収するように構成することも可能であろう。

続いて、上記インクジェット記録装置において、特に、上述した「ノズル詰まり」、「吐出曲がり」、「しぶき」等が発生し易い期間である、インクの吐出開始から印字の開始までの動作について、添付の図８を参照しながら、以下に説明する。なお、かかる動作は、上記図４にも示した、インクジェット記録装置の諸動作の制御を司る中央演算処理装置である、ＣＰＵ３００により実行される。

図８において、インクの吐出の開始が指令されると、まず、ステップ７００において、ポンプ２及び１４を起動する。特に、ポンプ２が起動することにより、インク供給流路２１内のインクの圧力が上昇する。続いて、ステップ７０５では、インク供給流路２１の圧力が、所定の圧力設定値に達したか否かを圧力計４で検出し、その後、電磁弁３３を開く。これにより、次にステップ７１０では、ノズル６からインクを吐出する。このとき、シャッタ５１０は遮蔽状態であることから、上述した「吐出曲がり」や「しぶき」が発生しても、吐出したインクが開口部６４０を通過して印字ヘッド部６１０のカバー６１５の外部に漏れ出ることはない。

次に、ステップ７１５では、励振信号をノズル６に取り付けた圧電アクチュエータに印加することで、ノズル６より吐出するインク柱１６を分断し、インク滴８を形成する。続いて、ステップ７２０では、帯電信号を帯電電極７に出力し、インク滴８に電荷を与える。このとき、上部偏向電極９には偏向電圧が印加されていないので、当該帯電したインク滴８は、偏向電極で偏向されずに飛翔する。その結果、上述した「ノズル詰まり」や「しぶき」等の吐出トラブルが発生していなければ、当該インク滴８は飛翔経路１４を通り、ガター１１に向かって飛翔することとなり、帯電検知センサ１５によって検出される。

そこで、ステップ７２５では、帯電検知センサ１５によって、当該帯電したインク滴８がガター１１において回収されていることが、検出することが出来ない場合には、インク滴８の吐出が正常でない、即ち、「ノズル詰まり」等の吐出トラブルが発生しているものと判断し、ステップ７３５へ移行し、インクの吐出を直ちに停止する。

一方、上記のステップ７２５において、帯電したインク滴８がガター１１において回収されていることが、帯電検知センサ１５によって検出することが出来れば、インクの吐出は正常であると判断し、次のステップ７３０に移行し、帯電信号の出力を停止する。次に、ステップ７４０では、上部偏向電極９に偏向電圧を印加し、偏向電極９、１０間に静電界を形成する。このとき、上記インク滴８は帯電されていないことから、当該静電界で偏向されることなく、ガター１１によって回収されることとなる。

次に、ステップ７５０では、電磁コイル５３０に通電を行い、もって、シャッタ５１０を開放状態とする。その後、ステップ７６０において、当該装置による印字を許可する。例えば、上記本体６００のタッチパネル式の液晶パネル６３０により入力された印字情報に基づいて帯電信号を帯電電極７に印加して、印字を実行することとなる。

続いて、添付の図９〜図１１には、本発明の実施例２になるインク滴補足手段５００’を中心として、インクジェット記録装置を構成する印字ヘッド部６１０の内部構造が示されており、更に、添付の図１２には、その動作を示すフローチャートが示されている。

なお、このインクジェット記録装置の概観、インク循環構成、制御回路構成、及び、その印字方法は、上記実施例１とほぼ同様であるため、ここでの説明は省略する。そして、この実施例２になるインク滴補足手段５００’は、図９〜図１１にも示すように、本体６００内に取り付けられたエアーポンプ４６０、エアーフィルタ４５０、エアー切替弁４３０と共に、印字ヘッド部６１０を構成するカバー６１５の内部に設けられたエアー供給流路４２０、エアーパージ流路４４０、そして、エアー吐出ノズル４１０から構成される。

まず、本体６００内に取り付けられたエアーポンプ４６０は、エアーフィルタ４５０を通して、エアー切替弁４３０にエアーを供給する。当該エアー切替弁４３０には、エアー供給流路４２０と共に、エアーパージ流路４４０が接続されており、そして、エアー切替弁４３０の流路の切替により、そのいずれか一方にエアーを供給することが可能となっている。なお、このエアーパージ流路４４０は、カバー６１５内にエアーを供給するための配管である。即ち、本実施例２では、上述した実施例になる開口部６４０を塞ぐためのシャッタ５１０に代えて、エアー吐出ノズル４１０からのエアーを利用して、非正常なインク滴がカバー６１５の開口部６４０を通過して外部へ放出、又は、当該カバー６１５の内部を汚損してしまうという課題を解消するものである。

より具体的には、エアーパージ流路４４０（図９を参照）は、印字ヘッド部６１０を構成するカバー６１５の内部において、ノズル６から吐出されたインク滴８の飛翔に影響を与えないように、ケーブル６２０側に近い位置でエアーをカバー６１０内に放出するようにしている。

一方、エアー供給流路４２０は、エアー切替弁４３０とエアー吐出ノズル４１０とを結ぶ配管であり、ここで、上記エアー吐出ノズル４１０の詳細について、添付の図１０及び図１１を用いて説明する。

これらの図にも示すように、エアー吐出ノズル４１０は、エアー供給流路４２０の配管との接続部４７０と、エアーを吐出する吐出口４６０とを備えており、かつ、印字ヘッド部６１０を構成するカバー６１５の内部において、開口部６４０が形成された位置の近傍（例えば、一方の側に隣接して）において、その内側面上に固定されている。かかる構成によれば、エアー供給流路４２０から供給されたエアーは、エアー吐出ノズル４１０において、ノズル６から吐出されたインク滴８の飛翔経路に対してほぼ直角な方向に（即ち、インク滴８が開口部６４０を通過しないように）、その流れを変え、もって、開口部６４０の全領域を横切るエアー（図１１中の矢印４４０を参照）を吐出する。また、カバー６１５の他の内面には、上記エアー吐出ノズル４１０から吐出されたエアーが当たる位置（開口部６４０を挟んでエアーノズル４１０に対向する位置）にインク吸収体４９０が設けられている。なお、このインク吸収体４９０は、上述した実施例１において開口部６４０を塞ぐためのシャッタ５１０と同様に、その素材として、スポンジなどの吸収体からなり、カバー６１５の内面に貼り付けられている。

続いて、上記にその構成を説明した本発明の実施例２になるインク滴補足手段５００’を備えたインクジェット記録装置における、特に、インク吐出開始から印字開始までの動作について、添付の図１２を参照しながら説明する。なお、かかる動作も、上記実施例１と同様、上記図４にも示した、インクジェット記録装置の諸動作の制御を司る中央演算処理装置である、ＣＰＵ３００により実行される。

まず、インク吐出の開始が指令されると、ステップ７０１では、ポンプ２、ポンプ１４、エアーポンプ４６０を起動する。そして、ポンプ２が運転すると、インク供給流路２１の圧力が上昇する。その後、ステップ７０２では、エアー供給流路４２０にエアーを送るように、エアー切替弁４３０を切り替える。更に、ステップ７０５では、インク供給流路２１の圧力が所定の圧力設定値に達したことを、圧力計４で検出した後、電磁弁３３を開く。これにより、ステップ７１０では、ノズル６からインクが吐出される。

このとき、本実施例２では、上記エアー吐出ノズル４１０からは、インク滴８の飛翔方向に対しほぼ直角方向にエアーが吐出しているため、当該ノズル６内に上述した「吐出曲がり」や「しぶき」が発生しても、当該直角方向の吐出エアーによってその飛翔経路が曲げられ、当該ノズル６から吐出されたインク滴８が、印字ヘッド部６１０を構成するカバー６１５の開口部６４０を通過して外部に漏れ出ることはない。即ち、ノズル６から吐出されたインク滴８は、
その進路が妨げられ、上記インク吸収体４９０の表面に衝突し、その吸収体内に吸着されることから、印字ヘッド部６１０の外部を覆うカバー６１５から外部へ飛び出すことはなく、また、その内部においてもその周辺に飛散することもない。

次に、ステップ７１５では、励振信号をノズル６の圧電アクチュエータに印加することにより、ノズル６から吐出するインク柱１６を分断し、インク滴８を形成する。続いて、ステップ７２０では、帯電信号を帯電電極７に出力し、インク滴８に電荷を与える。なお、このとき、上部偏向電極９には偏向電圧が印加されていないことから、帯電したインク滴８は、当該偏向電極で偏向されることなく、そのまま飛翔する。その結果、上述した「ノズル詰まり」や「しぶき」等の吐出トラブルが生じていない場合には、当該インク滴８は飛翔経路１４を通り、即ち、ガター１１に向かって飛翔することとなり、その結果、帯電検知センサ１５によって検出される。

そこで、ステップ７２５では、帯電検知センサ１５により、帯電したインク滴８がガター１１において回収されていることが検出できなければ、インク滴８の吐出が正常でないと判断し、ステップ７３５へ移行し、インクの吐出を直ちに停止する。

一方、帯電検知センサ１５により、帯電したインク滴８がガター１１にて回収されていることが検出された場合には、インクの吐出は正常であると判断し、次のステップ７３０において、帯電信号の出力を停止する。続いて、ステップ７４０では、上部偏向電極９に偏向電圧を印加し、もって、偏向電極９、１０間に静電界を形成する。このとき、インク滴８は帯電されていないことから、静電界で偏向されることはなく、それ故、ガター１１で回収されることとなる。

次に、ステップ７５５では、エアーパージ流路４４０にエアーを送るようにエアー切替弁４３０を切り替える。その後、ステップ７６０では、装置による印字を許可し、入力した印字情報に基づいて、帯電信号を帯電電極７に印加し、もって、印字を実行する。

以上に詳述したように、本発明になるインクジェット記録装置によれば、印字ヘッド部内に設けたインク滴補足手段によれば、装置の停止後において、ノズルから吐出するインク滴に上述したような「吐出曲がり」や「しぶき」が発生してしまい、ガターで捕捉できない場合でも、当該インク滴が印字ヘッド部を構成するカバーから放出することがなく、また、その内部で飛散することもないため、装置の外部において被印字物や搬送装置等を汚損することがなく、印字ヘッド部の内部を汚損することもない。

加えて、上記実施例１及び２に記載したインクジェット記録装置の印字ヘッド部内に設けたインク滴補足手段によれば、「吐出曲がり」や「しぶき」による非正常なインク滴をカバーからを放出することがなく、また、その内部で飛散することを防止するが、更には、インク滴補足手段で補足したインクを集め、再度、インク容器１に戻すようにすることも可能であろう。なお、その場合、例えば、図示はしないが、上記インク滴補足手段を構成するシャッタ５１０（図５を参照）やインク吸収体４９０（図１１を参照）の下部にインク溜部と共にパイプを設け、例えば、ポンプ１２を利用してインク容器１に戻す構造が考えられる。

本発明の一実施例であるインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。 上記インクジェット記録装置を構成する本体の内部構成を示す断面図である。 上記インクジェット記録装置におけるインク循環経路と、その印字ヘッド部の内部の構成の一例を示す図である。 上記インクジェット記録装置における制御回路構成を示す回路図である。 上記インクジェット記録装置における実施例１になる印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図５と同様に、印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図５と同様に、印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図５に示したインクジェット記録装置における起動時の動作の詳細を示すフローチャート図である。 上記インクジェット記録装置における実施例２になる印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図９と同様に、印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図９と同様に、印字ヘッド部の内部の構成を、特に、そのインク滴補足手段を中心に説明する断面図である。 上記図９に示したインクジェット記録装置における起動時の動作の詳細を示すフローチャート図である。

符号の説明

１…インク容器，２…供給ポンプ，５…フィルタ，６…ノズル，７…帯電電極，８…インク滴，１１…ガター，１４…回収ポンプ，１５…帯電検知センサ，２１…インク供給流路，２２…インク回収流路，４１０…エアー吐出ノズル、５００…インク滴補足手段、５１０…シャッタ、６１０…ヘッドカバー、６４０…開口部。

Claims (8)

1. 少なくとも、本体部と印字ヘッド部とを備えており、
   前記印字ヘッド部では、そのカバーの一部には、形成されたインク滴を外部の被印字物の表面に取り出すための開口部が形成されると共に、当該印字ヘッド部の内部には、
   インクを吐出してインク滴を形成するノズルと、
   前記ノズルから吐出したインク滴を帯電する帯電手段と、
   前記帯電手段により帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界を形成する偏向手段と、
   前記偏向手段に電界が形成されない場合、前記ノズルから吐出され、かつ、前記帯電手段で帯電されて飛翔するインク滴を取り込むためのガターと、そして
   前記帯電手段で帯電され、かつ、当該ガターにより取り込まれたインク滴を検出する手段とが設けられているインクジェット記録装置において、
   前記印字ヘッド部には、更に、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足するための手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記請求項1に記載したインクジェット記録装置において、
   前記インク滴補足手段は、その内面側にインク吸収体を取り付け、かつ、前記カバーの一部に形成された開口部を塞ぐシャッタにより構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 前記請求項２に記載したインクジェット記録装置において、
   前記インク滴補足手段を構成するシャッタは、前記印字ヘッド部の開口部を開閉可能に移動可能であることを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 前記請求項３に記載したインクジェット記録装置において、更に、少なくとも、前記帯電手段によるインク滴の帯電と、前記偏向手段による帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界の形成を制御するための制御手段を備えており、
   前記制御手段は、更に、当該インクジェット記録装置の停止後のインク吐出指令の後、インク滴が正常に吐出されるまで、前記インク滴補足手段により、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 前記請求項４に記載したインクジェット記録装置において、前記制御手段は、前記ガターにより取り込まれたインク滴を検出するインク滴検出手段からの検出信号を利用して、前記ガターで取り込まれなかったインク滴の検出を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 前記請求項1に記載したインクジェット記録装置において、
   前記インク滴補足手段は、前記カバーの一部に形成された開口部に近接して配置され、前記インク滴の飛翔方向に対して略直角方向にエアーを吹き出す手段と、前記カバーの内部において、当該エアーを吹き出す手段に対向する位置に取り付けられたインク吸収体により構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 前記請求項６に記載したインクジェット記録装置において、更に、少なくとも、前記帯電手段によるインク滴の帯電と、前記偏向手段による帯電したインク滴の飛翔方向を偏向させるための電界の形成を制御するための制御手段を備えており、
   前記制御手段は、更に、当該インクジェット記録装置の停止後のインク吐出指令の後、インク滴が正常に吐出されるまで、前記インク滴補足手段により、前記ノズルから吐出されて前記帯電手段で帯電された後に前記ガターで取り込まれるべきインク滴であって、前記ガターで取り込まれなかったインク滴を補足することを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 前記請求項７に記載したインクジェット記録装置において、前記制御手段は、前記ガターにより取り込まれたインク滴を検出するインク滴検出手段からの検出信号を利用して、前記ガターで取り込まれなかったインク滴の検出を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。

Images