JP2014101759A - ポンプの故障検知装置、インクジェット記録装置、及びプログラム - Google Patents
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【解決手段】吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより流路内の液体を移動させるポンプと、流路にそれぞれ設けられた電極と、電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換する変換回路と、変換回路の出力に基づいて、ポンプの駆動中に電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に第一の電圧範囲より低い第二の電圧範囲を検出した場合にポンプが正常に動作していると判断し、第二の電圧範囲を検出しない場合はポンプが故障したと判断する判別回路と、を備えた。
【選択図】図3
Description
そこで、本発明の目的は、メカニカルな故障も含めたポンプの故障を検知することができるポンプの故障検知装置、インクジェット記録装置、及びプログラムを提供することにある。
本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、メカニカルな故障も含めたポンプの故障検知に関するものであり、以下に概要を示す。
塗布液の漏液の検知やチューブ内液体の有無を検知する手段として、2本の電極を用意し、一方に交流電圧を印加し、他方を地絡させ、電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換し、基準電圧との差を比較する。液体としての塗布液の有無を検知する液体検知センサの2本の電極をそれぞれポンプの両端に接続された流路内に備え、チューブ内部の塗布液と接するようにする。ダイアフラム型のポンプ駆動時にはポンプ内部の弁が一定周期で開閉を繰り返す。この開閉に伴い電極間のインピーダンスが一定周期で変動する。つまり、インピーダンス変動を電圧に変換した電圧変動を検出し、一定の電圧変動、かつ周期的な変動であればポンプが正常に動作していることを確認することができる。また、ポンプを駆動しているにも関わらず、一定の電圧変動、又は周期的な電圧変動を検出できない場合には故障とする判断を行うことができる。
本実施形態について、以下、図面を用いて詳細に解説する。
図1は、用紙に液体としての塗布液を塗布させる装置の一例についての説明図である。
用紙60に塗布液を塗布する装置は、塗布液タンク51、ダイアフラム型の供給ポンプ52、塗布液槽53、塗布ローラ54、押さえローラ55、ソレノイドを用いた電磁弁56、廃液タンク57、及び各部材を接続する流路58を有する。
ダイアフラム型の供給ポンプ52は、駆動中にインピーダンスが周期的かつ一定で変動する他の駆動方式のポンプであってもよい。
塗布液槽53内の塗布液59が経時的変化等により劣化した場合、廃液する必要がある。通常は電磁弁56を閉じることで廃液はされないようになっているが、廃液する場合、電磁弁56を開放し、水頭差を用いて廃液タンク57内に塗布液59を廃液する。
ダイアフラム型供給ポンプ52は、駆動部71、ダイアフラム72、吸引側逆止弁73、吐出側逆止弁74、液室75、及び流路76を有する。
駆動部71は、例えば、図示しないソレノイドのアクチュエータ、もしくは図示しないリンク機構とギヤードモーターとを組み合わせてダイアフラム72を矢印方向に移動させる公知の駆動部である。駆動部71はポンプ駆動回路110により駆動制御される。
吸引側逆止弁73及び吐出側逆止弁74は、例えばシリコーンゴムやブタジエンゴム等の柔軟性を有する材質からなる弁である。
塗布液の吐出時には駆動部71が下方に駆動し、ダイアフラム72を下方に押す。それにより液室75の内部の圧力が上がり、吐出側逆止弁74が開き、塗布液が液室75の内部から吐出される。そのとき吸引側逆止弁73は閉じている(図2(c))。
液室75は、ダイアフラム72の吸引動作と吐出動作とを繰り返し行うことでポンプとして機能する。
また、液室75は、吸引動作と吐出動作の中間状態として吸引側逆止弁73と吐出側逆止弁74とが共に開いている状態がある(図2(b))。
図4(a)〜(d)は、図3に示した回路を詳細に説明するための説明図である。すなわち、図4(a)は、図3に示した変換回路、及び交流電源の回路図、図4(b)は、入力電圧波形、図4(c)は、接続点P1の電圧波形、図4(d)は、出力電圧波形を示す図である。
図3に示す液体検知センサは、電極104、105、AD(Analog to Digital)コンバータ107、判別回路108、制御回路109、及びポンプ駆動回路110を有する。電極104、105は、ポンプからの距離は任意である。電極104、105は、塗布液と接する表面積は任意である。電極104、105に印加する交流電圧は、電圧値、又は周波数が任意である。
電極104は、交流電源101と第1のケーブル102とを介して接続されている。電極105は、第2のケーブル103を介して地絡されている。変換回路106は、電極104と電極105との間のインピーダンスを直流電圧に変換する。
微分回路は交流電源101からの交流電圧(パルス電圧)が入力される入力端子、一端が入力端子に接続されたコンデンサCd、一端が地絡し、他端がコンデンサCdの他端に接続された抵抗Rdを有する回路である。
分圧回路は、一端がコンデンサCdの他端に接続され、他端が電極104に接続された抵抗R1、電極104、105間の塗布液のインピーダンスR2を有する。
整流回路は、アノードが抵抗R1の他端に接続されたダイオード(例えば、シリコンダイオード)Dr、一端がダイオードDrのカソードに接続され他端が地絡した抵抗Rr及びコンデンサCrを有する。
ここで、インピーダンスの変化は、直列接続された抵抗との分圧比によって電圧として検出される。
ポンプ駆動回路110によってダイアフラム型供給ポンプ52が駆動すると、図2を参照して説明したようにダイアフラム型供給ポンプ52は吸引動作と吐出動作とを繰り返す。吸引側逆止弁73もしくは吐出側逆止弁74のいずれか一方が閉じているときは電極104と電極105との間の塗布液が吸引側逆止弁73と吐出側逆止弁74とで遮られるため、電極104、105間のインピーダンスが大きくなる。
しかし吸引動作と吐出動作との中間状態においては、吸引側逆止弁73と吐出側逆止弁74とが共に開いている状態である。このため、電極104と電極105との間の塗布液が導通し、2本の電極104、105間のインピーダンスが小さくなる。
このとき導電性の塗布液の導電率は1.5S/mとし、ダイアフラム型供給ポンプ52から電極までの距離を例えば10cm程度とし、交流電源を5V、60Hzとすると、振幅1.0Vの電圧振幅が発生する。周期はダイアフラム型供給ポンプ52の回転数に依存する。
図3に示した構成において、ダイアフラム型供給ポンプ52の駆動時においては電極104、105間のインピーダンスの変動により、変換回路106の出力には図5に示すような一定周期の電圧振幅が発生する。この電圧振幅の波形は正弦波となっているが、これは、吸引側逆止弁73及び吐出側逆止弁74が柔軟性を有するためである。
ダイアフラム型供給ポンプ52の停止時においては一定電圧を出力する。ただし電圧は停止時の吸引側逆止弁73もしくは吐出側逆止弁74の状態による。
吸引側逆止弁73もしくは吐出側逆止弁74の何れか一方が閉じている時は電圧が高くなり、吸引側逆止弁73と吐出側逆止弁74とが共に開いている時は電圧が低くなる。
出力電圧差1.0[V]、周期2n[ms]とする。このとき高電圧側に正常電圧範囲1を、低電圧側に正常電圧範囲2をそれぞれ設定し、正常電圧範囲1を検出後、n[ms]以内に正常電圧範囲2を検出できなかった場合にはダイアフラム型供給ポンプ52の故障であると判断する。
ポンプ故障チェック開始後、2n[ms]以内に正常電圧範囲1の出力電圧を検出したか否かを判断する(ステップS1)。正常電圧範囲1の出力電圧を検出した場合(ステップS1/Y)、ステップS2に進み、正常電圧範囲1の出力電圧を検出しない場合(ステップS1/N)、ダイアフラム型供給ポンプ52が異常であると判断する(ステップS4)。
正常電圧範囲1の出力電圧を検出したn[ms]後に正常電圧範囲2の出力電圧を検出したか否かを判断する(ステップS2)。正常電圧範囲2の出力電圧を検出した場合(ステップS2/Y)、ダイアフラム型供給ポンプ52が正常であると判断する(ステップS3)。正常電圧範囲2の出力電圧を検出しない場合(ステップS2/N)、ダイアフラム型供給ポンプ52が異常であると判断する(ステップS4)。
ダイアフラム型供給ポンプ52の正常もしくは異常の判断が行われたら(ステップS3、S4)、ポンプ故障チェック動作を終了する(ステップS5)。
以上において、本実施形態によれば、漏液の検知やチューブ内の塗布液の有無を検知する手段として、2本の電極を用意し、一方に交流電圧を印加し、もう一方を地絡させ、電極間のインピーダンスを検知する。検知後、インピーダンスを直流電圧に変換し、基準電圧との差を比較することで塗布液の有無を検知する液体検知センサがある。この液体検知センサの2本の電極をそれぞれポンプの両端に接続された流路内に備え、チューブ内部の塗布液と接するようにする。このとき、ダイアフラム型のポンプ駆動時にはポンプ内部の弁が一定周期で開閉を繰り返す。それに伴い2本の電極間のインピーダンスが一定周期で変動する。
つまり、本実施形態によれば、インピーダンス変動を電圧に変換した電圧変動を、ADコンバータを用いて検出し、一定の電圧変動、かつ周期的な変動であればポンプが正常に動作していることを確認することができる。ポンプを駆動しているにも関わらず、一定の電圧変動、又は周期的な電圧変動を検出できない場合には故障とする判断を行うことができる。
すなわち、本実施形態によれば、メカニカルな故障も含めたポンプの故障検知ができる。
以上で説明した本発明に係る装置は、コンピュータで処理を実行させるプログラムによって実現されている。コンピュータとしては、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用的なものが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。よって、一例として、プログラムにより本発明を実現する場合の説明を以下で行う。
吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより流路内の液体を移動させるポンプの故障を検知する装置のコンピュータに、
変換回路が、吸引側の流路内と吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換する手順、
判別回路が、変換回路の出力に基づいて、ポンプの駆動中に電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に第一の電圧範囲より低い第二の電圧範囲を検出した場合にポンプが正常に動作していると判断し、第二の電圧範囲を検出しない場合はポンプが故障したと判断する手順、
を実行させるプログラムが挙げられる。
このようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。
記憶媒体としては、例えばCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、フレキシブルディスク(FD)、CD−R(CD Recordable)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、FeRAM(強誘電体メモリ)等の半導体メモリやHDD(Hard Disc Drive)が挙げられる。
52 ダイアフラム型供給ポンプ
53 塗布液槽
54 塗布ローラ
55 押さえローラ
56 電磁弁
57 廃液タンク
58、76 流路
59 塗布液
60 用紙
71 駆動部
72 ダイアフラム
73 吸引側逆止弁
74 吐出側逆止弁
75 液室
101 交流電源
102 第1のケーブル
103 第2のケーブル
104、105 電極
106 変換回路
107 ADC
108 判別回路
109 制御回路
110 ポンプ駆動回路
111、112 チューブ
Claims (8)
- 吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより前記流路内の液体を移動させるポンプと、
前記吸引側の流路内と前記吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極と、
前記電極間のインピーダンスを検知し、前記インピーダンスを直流電圧に変換する変換回路と、
前記変換回路の出力に基づいて、前記ポンプの駆動中に前記電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の正常電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に前記第一の正常電圧範囲より低い第二の正常電圧範囲を検出した場合に前記ポンプが正常に動作していると判断し、前記第二の正常電圧範囲を検出しない場合は前記ポンプが故障したと判断する判別回路と、
を備えたことを特徴とするポンプの故障検知装置。 - 前記電極は、前記ポンプからの距離が任意であることを特徴とする請求項1に記載のポンプの故障検知装置。
- 前記電極は、前記液体と接する表面積が任意であることを特徴とする請求項1に記載のポンプの故障検知装置。
- 前記電極に印加する交流電圧は、電圧値、又は周波数が任意であることを特徴とする請求項1に記載のポンプの故障検知装置。
- 前記ポンプは、駆動中にインピーダンスが周期的かつ一定で変動する他の駆動方式のポンプであることを特徴とする請求項1に記載のポンプの故障検知装置。
- 前記判別回路が正常と判断する所定の正常電圧範囲は任意であることを特徴とする請求項1に記載のポンプの故障検知装置。
- 請求項1から6の何れか一項記載のポンプの故障検知装置を備え、前記ポンプにより前処理として用紙への液体の塗布を行うようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
- 吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより前記流路内の液体を移動させるポンプの故障を検知する装置のコンピュータに、
変換回路が、前記吸引側の流路内と前記吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極間のインピーダンスを検知し、前記インピーダンスを直流電圧に変換する手順、
判別回路が、前記変換回路の出力に基づいて、前記ポンプの駆動中に前記電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の正常電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に前記第一の正常電圧範囲より低い第二の正常電圧範囲を検出した場合に前記ポンプが正常に動作していると判断し、前記第二の正常電圧範囲を検出しない場合は前記ポンプが故障したと判断する手順、
を実行させることを特徴とするプログラム。
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