JP2010083116A

JP2010083116A - インクジェット記録装置の経路洗浄方法。

Info

Publication number: JP2010083116A
Application number: JP2008257960A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kotabe; 寛小田部; Toshihide Nagamine; 俊秀長嶺; Akira Miyao; 明宮尾
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-10-03
Filing date: 2008-10-03
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: JP5427387B2

Abstract

【課題】インク容器内のインク濃度を低下させず、ノズルから噴出するインク粒子形状が安定状態を保つことができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】印字終了時においては、洗浄液供給ポンプにより洗浄液容器２４からノズル３１に洗浄液を供給し、次いで、循環吸引ポンプ２６により吸引動作を行った後に、洗浄液供給ポンプにより洗浄液容器からノズルに洗浄液２３を供給するとともに、循環吸引ポンプにより吸引動作を行い、ついで、循環吸引弁で吸引動作を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置の経路洗浄方法に関する。

一般的に連続型インクジェット記録装置の構成を大別すると、インクの噴出を司る印字ヘッドと、インクを印字ヘッドに供給及び印字ヘッドから回収する機能が備わる本体とに分けることができる。印字ヘッドと本体はケーブルで接続され、ケーブル内部にインクを流通させる配管チューブと印字制御用の電線類を備えている。
インクを前記印字ヘッドに供給するための経路には、インクを貯留するインク容器、印字ヘッドに供給を制御するインク供給弁、前記インクを印字ヘッドに供給するためのインク供給ポンプが備わっている。インクはインク供給弁を励磁・開放させ、インク供給ポンプにて、印字ヘッドに供給される。

印字ヘッドには、インクの噴出等を制御する三方切替電磁弁が設置されており、三方切替電磁弁にはインク容器から供給されたインクを流入させるインクポートがあり、さらにインクを排出させるアウトポートがある。三方切替電磁弁から排出されたインクは、前記インクを粒子化し、噴出するノズルへと供給される。また、アウトポートとノズルの間には分岐した経路を持っている。

この分岐した経路は、三方切替電磁弁に供給されたインクを本体へ循環・吸引する機能を持つ循環吸引経路であり、この経路は循環吸引ポンプに接続され、さらにインク容器につながっている。また、分岐点と循環吸引ポンプの間にインクの流れを制御する循環吸引弁が設置されている。インクジェット記録装置の運転中、循環吸引弁は非励磁・閉止しており、循環吸引経路内にはインクが充満している。

インクジェット記録装置は、運転を停止する時、ノズルを自動洗浄している。ノズルを洗浄する洗浄液を前記印字ヘッドに供給するための経路には、前記洗浄液を貯留する洗浄液容器、洗浄液を印字ヘッドに供給する洗浄液供給ポンプ、洗浄液の供給を制御する洗浄弁が備わっている。

三方切替電磁弁には、前記インクポートと前記アウトポートの他に、もう１つ洗浄液ポートがあり、洗浄液はこの洗浄ポートに供給される。ノズルの洗浄時、ノズルに洗浄液を供給するため、前記インクポートは閉止し、前記洗浄液ポートが開放する。この切替えは、同一のタイミングで行われ、ノズル内部へ供給される液体は、インクから洗浄液に連続的に切り替わる。ノズル内部の洗浄時、循環吸引経路内には、インクが充満しており、次の工程で前記インクを吸引かつ洗浄液を供給し前記経路内を洗浄する。この時、循環吸引弁と洗浄弁が同時に励磁・開放し、洗浄液を循環吸引経路に供給する。前記経路内を洗浄するために、長時間洗浄液を供給している。その後、前記アウトポートとノズルの間と循環吸引経路内の残留液を吸引し、ノズルの洗浄は終了する（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００‐２３３５０８号公報

従来技術で述べたように、運転を停止する際、前記アウトポートとノズルの間と循環吸引経路内の残留液を吸引する。しかし、運転停止時、循環吸引経路内には、吸引しきれなかった残留液がある。運転中に存在していた循環吸引経路内のインクを洗浄液に置換するために、前記経路内に洗浄液を供給しているが、完全には置換できず、この残留液はある程度インク濃度が高い。また循環吸引経路内は、この残留液とともに、空気が混入しており、残留液と空気が層状に存在している。装置停止状態の放置中に、環境温度が上昇した場合、循環吸引経路内の空気が膨張する。装置停止中は、循環吸引経路にある循環吸引弁は閉止しており、空気の膨張により、残留液がノズル内部へ浸入する。次の運転までに残留液の洗浄液成分が揮散すると、ノズル内部の経路にインク成分が固着し、装置立上げ時に、ノズルからインク噴出しない状態やインクが噴出されても曲がってしまう状態になってしまう。

循環吸引経路内の残留液のインク濃度をより薄くすることにより、ノズル内部の固着を防止できる。しかし、残留液のインク濃度を薄くするためには、循環吸引経路に洗浄液をより多量に流す必要があるが、循環吸引経路はインク容器とつながっており、その洗浄液成分を多く含んだ液が前記インク容器に混入してしまうと、前記インク容器内のインク濃度が低下してしまい、ノズルから噴出するインク粒子形状が不安定になってしまう。

本発明の課題は、インク容器内のインク濃度が低下させず、ノズルから噴出するインク粒子形状が安定状態を保つことができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、インクタンクに貯留されているインクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されたインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、一端が前記インクタンクに接続され、他端が前記ノズルに接続された第１経路上に配置されたインク供給ポンプと、一端が前記第１経路に接続されているとともに、他端が前記インクタンクに接続されている第２経路上に配置されている循環吸引ポンプと、前記インク供給ポンプと、前記第１経路及び前記第２経路の接続点の間の第１経路上に配置された三方電磁弁に一端が接続され、他端が前記洗浄液容器に接続されている第３経路上に配置されている洗浄液供給ポンプと、を備えるインクジェット記録装置の経路洗浄方法であって、印字終了時においては、前記洗浄液供給ポンプにより前記洗浄液容器から前記ノズルに洗浄液を供給する第１ステップと、前記循環吸引ポンプにより吸引動作を行う第２ステップと、前記洗浄液供給ポンプにより前記洗浄液容器から前記ノズルに洗浄液を供給するとともに、前記循環吸引ポンプにより吸引動作を行う第３ステップと、前記循環吸引弁で吸引動作を行う第４ステップと、を備えるという構成をとる。

上記手段を用いることにより、インク容器内のインク濃度が低下せず、ノズルから噴出するインク粒子形状が安定状態を保つことができるインクジェット記録装置を提供できる。

以下、本発明の実施例を説明する。図２は本発明の本実施例にかかるインクジェット記録装置を示す全体図である。インクジェット記録装置には、外部には装置表示部３が備えられた本体１と印字ヘッド２が備えられており、本体１と印字ヘッド２はケーブル４で接続されている。

図３はインクジェット記録装置の実使用状態の一例を示すものである。インクジェット記録装置は、例えば、食品や飲料などが生産される工場内の生産ラインに据え付けられ、本体１は使用者が作業できる位置に設置され、印字ヘッド２はベルトコンベア１５などの生産ライン上を搬送される印字対象物１３に接近できる位置に設置される。

ベルトコンベア１５などの生産ライン上には搬送速度に係わらず同じ幅で印字するために、搬送速度に応じた信号をインクジェット記録装置に出力するエンコーダ１６や、印字対象物１３を検出してインクジェット記録装置に印字を指示する信号を出力する印字センサ１７が設置されていて、それぞれは図５に示す制御部３７に接続されている。エンコーダ１６や印字センサ１７からの信号に応じて制御部３７がノズルから吐出されるインク粒子１０への帯電量や帯電タイミングを制御し、印字対象物１３が印字ヘッド２近傍を通過する間に帯電、偏向されたインク粒子１０を印字対象物１３へ付着されて印字を行うようになっている。

そして、後述する循環吸引弁２９、洗浄弁２８、インク供給弁２７、インク供給ポンプ２２、洗浄液供給ポンプ２５、循環吸引ポンプ２６、ノズル３１及び記録部３９も制御部３７に制御されるようになっている。

図４に示すように、インクジェット記録装置の本体１には、インク２０を貯留するインク容器２１、インク２０の供給を制御するインク供給弁２７、インク２０を印字ヘッド２に供給するためのインク供給ポンプ２２、洗浄液２３を貯留する洗浄液容器２４、洗浄液２３を印字ヘッド２に供給するための洗浄液供給ポンプ２５、洗浄液２３の供給を制御する洗浄弁２８、印字ヘッド２にある液を循環または吸引する循環吸引ポンプ２６と循環または吸引を制御する循環吸引弁２９が備わっている。印字ヘッド２から循環及び吸引した液は、循環吸引弁２９、循環吸引ポンプ２６を通り、インク容器２１に戻される。また、インク供給ポンプ２２、洗浄弁２８や循環吸引弁２９から印字ヘッド２まで配管チューブでケーブル４内を通り、印字ヘッド２に接続されている。

印字ヘッド２内には、インク２０をインク粒子１０に変え、噴出するノズル３１が設置されている。さらに、前記本体１から供給されるインク２０または洗浄液２３は印字ヘッド２内の電磁弁に接続されており、その電磁弁は三方切替電磁弁３０である。本体１から供給されるインク２０は、三方切替電磁弁３１のインクポート３２に接続され、洗浄液２３は、三方切替電磁弁３１の洗浄液ポート３４に接続されている。さらにインク２０または洗浄液２３は三方切替電磁弁３１のアウトポート３３からノズル３０へ供給される。また、アウトポート３３とノズル３０間には、その間にある液を循環・吸引する分岐点３５があり、循環吸引弁２９に接続されている。この経路は循環吸引経路３６である。

インク２０をノズル３１に送るための動作は（インクの噴出開始状態）、インク供給弁２２を励磁・開放させ、インク容器２１からインク２０をインク供給ポンプ２２にて印字ヘッド２に供給し、インクポート３２に流入され、アウトポート３３からノズル３１へ送られる。インクの噴出中、循環吸引経路３６内にはインク２０が充満しており、この時、循環吸引弁２９は非励磁・閉止している。また洗浄弁２８も非励磁・閉止している。

図１は本発明の自動洗浄シーケンスであり、前記シーケンスは自動洗浄開始から終了までの動作を示している。自動洗浄時、インク供給ポンプ、洗浄液供給ポンプと循環吸引ポンプは起動しており、三方切替電磁弁の洗浄液ポートが開放状態となっている。各種弁の動作状態は、励磁・開放状態の場合、シーケンス上onとなり、非励磁・閉止状態の場合はoffとなる。各ステップの動作内容を図１に示す。

始めに洗浄液をノズルに供給するために、洗浄弁２８を励磁・開放し、洗浄液容器２４から洗浄液２３を洗浄液供給ポンプ２５にて、洗浄液ポート３４へ供給する。この時、インクポート３２と洗浄液ポート３４の切替えは、同一のタイミングで行われ、ノズル３１へ供給される液体は、インク２０から洗浄液２３に連続的に切り替わり、ノズル３１内部を洗浄する。この時、洗浄弁２８は励磁・開放し、インク供給弁２７と循環吸引弁２９は非励磁・閉止する（ステップ１）。

次にアウトポート３３とノズル３１の間の残留液とインクの噴出中に充満した循環吸引経路内のインクを吸引するために、循環吸引弁２９を励磁・開放し、インク供給弁２７と洗浄弁２８を非励磁・閉止する（ステップ２）。

次に循環吸引経路に洗浄液を流入させるために、洗浄弁２８と循環吸引弁２９を励磁・開放し、インク供給弁２７を非励磁・閉止し、このステップの洗浄弁２８と循環吸引弁２９の励磁・開放時間は短時間にする（ステップ３）。

あらかじめステップ２にて、循環吸引経路内にインク濃度の高い残留液量を減らし、前記残留液が洗浄液に置換する量を減らすことにより、前記経路内の残留液が低濃度化でき、また、洗浄弁２８と循環吸引弁２９の励磁・開放時間が短時間のため、前記経路内に流入する洗浄液が少量ですむ。次に低濃度化された残留液を吸引するために、循環吸引弁２９を励磁・開放し、インク供給弁２７と洗浄弁２８を非励磁・閉止する（ステップ４）。

最後に自動洗浄終了するために、インク供給弁２７、洗浄弁２８や循環吸引弁２９すべて非励磁・閉止している（ステップ５）。

以上のように、ステップ２からステップ４の処理を行うことにより、循環吸引経路を洗浄する洗浄液量は従来と較べ低減できかつ、循環吸引経路の残留液を低濃度化することができる。

即ち、本実施の形態にかかる発明によれば、インク容器内のインク濃度が低下させず、ノズルから噴出するインク粒子形状が安定状態を保つことができるインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明の自動洗浄シーケンスである。インクジェット記録装置の本体および印字ヘッドの斜視図である。インクジェット記録装置の使用状態を示す斜視図である。インクジェット記録装置の循環系統図である。インクジェット記録装置の機能ブロック図である。

符号の説明

１…本体、２…印字ヘッド、３…操作表示部、４…ケーブル、１０…インク粒子、１３…印字対象物、１５…ベルトコンベア、１６…エンコーダ、１７…印字センサ、２０…インク、２１…インク容器、２２…インク供給ポンプ、２３…洗浄液、２４…洗浄液容器、２５…洗浄液供給ポンプ、２６…循環吸引ポンプ、２７…インク供給弁、２８…洗浄弁、２９…循環吸引弁、３０…三方切替電磁弁、３１…ノズル、３２…インクポート、３３…アウトポート、３４…洗浄液ポート、３５…分岐点、３６…循環吸引経路、３７…制御部、３８…バスライン、３９…記録部

Claims

インクタンクに貯留されているインクを吐出するノズルと、前記ノズルから吐出されたインク粒子に帯電電圧を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極により帯電させられたインク粒子に偏向電圧を加え、インク粒子の飛翔方向を偏向させる偏向電極と、
一端が前記インクタンクに接続され、他端が前記ノズルに接続された第１経路上に配置されたインク供給ポンプと、
一端が前記第１経路に接続されているとともに、他端が前記インクタンクに接続されている第２経路上に配置されている循環吸引ポンプと、
前記インク供給ポンプと、前記第１経路及び前記第２経路の接続点の間の第１経路上に配置された三方電磁弁に一端が接続され、他端が前記洗浄液容器に接続されている第３経路上に配置されている洗浄液供給ポンプと、
を備えるインクジェット記録装置の経路洗浄方法であって、
印字終了時においては、前記洗浄液供給ポンプにより前記洗浄液容器から前記ノズルに洗浄液を供給する第１ステップと、
前記循環吸引ポンプにより吸引動作を行う第２ステップと、
前記洗浄液供給ポンプにより前記洗浄液容器から前記ノズルに洗浄液を供給するとともに、前記循環吸引ポンプにより吸引動作を行う第３ステップと、
前記循環吸引弁で吸引動作を行う第４ステップと、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置の経路洗浄方法。
前記第１経路上の前記インクタンクと前記インク供給ポンプの間にはインク供給弁が配置され、前記第２経路上の循環吸引ポンプと、前記第１経路及び前記第２経路の接続点の間には循環吸引弁が配置され、前記第３経路上の洗浄液供給ポンプと、前記三方電磁弁の間には洗浄弁が配置されており、前記第１ステップにおいては、前記インク供給弁と前記循環吸引弁は閉止され、前記洗浄弁は開放されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置の経路洗浄方法。
前記第２のステップにおいては、前記インク供給弁と前記洗浄弁は閉止され、前記循環吸引弁は開放されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置の経路洗浄方法。
前記第３ステップにおいては、前記インク供給弁が閉止され、前記洗浄弁と前記循環吸引弁が開放されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置の経路洗浄方法。
前記第４ステップにおいては、前記インク供給弁と前記洗浄弁が閉止され、前記循環吸引弁が開放されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置の経路洗浄方法。