JP2018176628A - 液体噴射装置及び加圧クリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる液体噴射装置及び加圧クリーニング方法を提供する。【解決手段】液体噴射装置は、ノズル26から液体を噴射する液体噴射部28と、液体供給源31と液体噴射部とを接続する供給経路34と、供給経路で開弁又は閉弁し、液体噴射部に供給される液体の圧力を調整可能な圧力調整弁39と、供給経路を通じて圧力調整弁に供給される液体を加圧可能な加圧機構35と、圧力調整弁を開弁可能な開弁機構80と、を備え、開弁機構は、供給されるエアの供給量に基づく作動量が第1作動量を超える第2作動量になったときに圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部82を有し、弁駆動部は、作動量が第1作動量まで増える第1作動状態及びその後にエアの供給が中断して作動量が第1作動量で維持される作動中断状態を経た後に、作動量が第1作動量から増えて第2作動量になる第2作動状態に移行する。【選択図】図2
Description
本発明は、液体噴射装置及び加圧クリーニング方法に関する。
従来から、液体噴射部におけるノズルの目詰まり等を解消するために、加圧された液体をノズルから滲み出させる加圧クリーニングシステムを備えた液体噴射装置が知られている。加圧クリーニングシステムは、加圧ポンプと、圧力調整弁と、開弁機構とを備える。加圧ポンプは、液体供給源から圧力調整弁を介して液体噴射部に液体を供給する供給経路において液体供給源から圧力調整弁に供給される液体を加圧する。圧力調整弁は、供給経路において圧力調整弁よりも加圧ポンプ側の液体の圧力と液体噴射部側の液体の圧力との差圧に基づき開弁又は閉弁し、液体噴射部側に供給される液体の圧力を調整する。開弁機構は、加圧ポンプの駆動で圧力調整弁よりも加圧ポンプ側の液体の圧力が高められた状態において、閉弁状態の圧力調整弁を強制的に開弁することにより、加圧された液体を液体噴射部側に流動させる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、開弁機構が初期状態から作動を開始してから、閉弁状態にある圧力調整弁が開弁状態になるまでには、ある程度の時間を要する。すなわち、閉弁状態にある圧力調整弁は、開弁機構が初期状態から作動し始めるのと同時に開弁し始めるのではなく、開弁機構の作動量が所定の作動量を超えてから、その開弁機構により開弁方向に押されることで開弁し始める。そのため、閉弁状態の圧力調整弁を開弁機構が作動量を増加させることにより開弁させる加圧クリーニングにおいては、その時間短縮が望まれていた。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる液体噴射装置及び加圧クリーニング方法を提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射する液体噴射部と、液体供給源と前記液体噴射部の前記ノズルとの間を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられ、開弁又は閉弁することにより、前記液体噴射部に供給される前記液体の圧力を調整可能な圧力調整弁と、前記供給経路を通じて前記液体供給源から前記圧力調整弁に供給される前記液体を加圧可能な加圧機構と、前記圧力調整弁を開弁可能な開弁機構と、を備え、前記開弁機構は、エア供給部から供給されるエアの供給量に基づき作動し、その作動量が第1作動量を超える第2作動量になったとき、前記圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部を有し、前記弁駆動部は、前記作動量が前記第1作動量まで増える第1作動状態及び前記第1作動状態の後にエアの供給が中断して前記作動量が前記第1作動量で維持される作動中断状態を経た後に、前記作動量が前記第1作動量から増えて前記第2作動量になる第2作動状態に移行する。
上記課題を解決する液体噴射装置は、ノズルから液体を噴射する液体噴射部と、液体供給源と前記液体噴射部の前記ノズルとの間を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられ、開弁又は閉弁することにより、前記液体噴射部に供給される前記液体の圧力を調整可能な圧力調整弁と、前記供給経路を通じて前記液体供給源から前記圧力調整弁に供給される前記液体を加圧可能な加圧機構と、前記圧力調整弁を開弁可能な開弁機構と、を備え、前記開弁機構は、エア供給部から供給されるエアの供給量に基づき作動し、その作動量が第1作動量を超える第2作動量になったとき、前記圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部を有し、前記弁駆動部は、前記作動量が前記第1作動量まで増える第1作動状態及び前記第1作動状態の後にエアの供給が中断して前記作動量が前記第1作動量で維持される作動中断状態を経た後に、前記作動量が前記第1作動量から増えて前記第2作動量になる第2作動状態に移行する。
この構成によれば、開弁機構は、弁駆動部が第1作動状態になった後に作動中断状態となり、その作動量が閉弁状態の圧力調整弁を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量で維持される。そして、その後において、開弁機構は、弁駆動部が第2作動状態に移行すると、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になり、閉弁状態の圧力調整弁を開弁方向に駆動する。そのため、開弁機構の弁駆動部を予め第1作動状態にして作動量を第1作動量まで高めておけば、開弁機構を作動量がゼロの初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動させる場合よりも、閉弁状態の圧力調整弁を迅速に開弁させることができ、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
上記液体噴射装置において、前記液体噴射部は、複数種の液体ごとに対応した複数のノズルから前記液体を噴射し、前記液体供給源、前記供給経路、前記圧力調整弁及び前記弁駆動部は、前記ノズルごとに対応して複数設けられ、複数の前記弁駆動部は、一部の弁駆動部が前記第1作動状態及び前記作動中断状態を経た後において前記第2作動状態となった後に他の弁駆動部が作動を開始するように構成されることが好ましい。
供給経路を介して液体噴射部に供給される液体は、その種類によって液体の粘度が異なる場合があり、通常、高粘度の液体は低粘度の液体よりも流動性が低い。そのため、全てのノズルの加圧クリーニングを一斉に行う場合、低粘度の液体を噴射するノズルからは必要十分な液体が滲み出ても、高粘度の液体を噴射するノズルからは必要十分な液体が滲み出ないことがある。そこで、従来は全てのノズルの加圧クリーニングを一斉に行う場合、加圧クリーニングに費やす時間が、高粘度の液体を噴射するノズルからも必要十分な液体が滲み出るように、全てのノズルについて長時間に設定されていた。この点、上記構成によれば、高粘度の液体を噴射するノズルに対応した供給経路上の圧力調整弁を開弁させる際に駆動される弁駆動部を一部の弁駆動部とした場合、当該弁駆動部は予め第1作動状態と作動中断状態とを得た後に第2作動状態とされる。そのため、高粘度の液体と対応する一部の弁駆動部については、低粘度の液体と対応する他の弁駆動部よりも早くに圧力調整弁を開弁させることができ、圧力調整弁が開弁した後における高粘度の液体の流動量を稼ぐことができる。したがって、全てのノズルの加圧クリーニングを一斉に行う場合においても、加圧クリーニングに必要となる時間が長時間になってしまうことを抑制でき、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
上記液体噴射装置において、複数の前記弁駆動部は、n(nは0より大きい整数)番目の弁駆動部が前記第1作動状態及び前記作動中断状態を経た後において前記第2作動状態となった後に、n+1番目の弁駆動部が前記第1作動状態となり、その後、前記作動中断状態を経て前記第2作動状態となるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、複数のノズルを一つずつ順番に加圧クリーニングする場合、n番目のノズルと対応する圧力調整弁を開弁させるn番目の弁駆動部が第2作動状態のときに、n+1番目のノズルと対応する圧力調整弁を開弁させるn+1番目の弁駆動部が第1作動状態となる。そして、そのn+1番目の弁駆動部が第2作動状態となった後に、その次のn+2番目の弁駆動部が第1作動状態となるため、複数のノズルを一つずつ順番に加圧クリーニングする場合の時間短縮を図ることができる。
上記液体噴射装置において、前記液体噴射部は、移動体に搭載されており、前記開弁機構は、前記移動体が加圧クリーニングの行われるクリーニング位置に移動する途中で前記弁駆動部が前記第1作動状態となり、前記移動体が前記クリーニング位置に到着した後に前記弁駆動部が前記第2作動状態となるように構成されることが好ましい。
この構成によれば、閉弁状態の圧力調整弁は、移動体がクリーニング位置に到着するまでは開弁機構の弁駆動部により強制的に開弁させられないので、加圧クリーニングを行うときに液体がノズルから媒体上に垂れることを抑制できる。
上記課題を解決する加圧クリーニング方法は、ノズルから液体を噴射する液体噴射部と、液体供給源と前記液体噴射部の前記ノズルとの間を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられ、開弁又は閉弁することにより、前記液体噴射部に供給される前記液体の圧力を調整可能な圧力調整弁と、前記供給経路を通じて前記液体供給源から前記圧力調整弁に供給される前記液体を加圧可能な加圧機構と、前記圧力調整弁を開弁可能な開弁機構と、を備え、前記開弁機構は、エア供給部から供給されるエアの供給量に基づき作動し、その作動量が第1作動量を超える第2作動量になったとき、前記圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部を有する液体噴射装置における加圧クリーニング方法であって、前記弁駆動部を前記作動量が前記第1作動量まで増える第1作動状態にした後、前記弁駆動部をエアの供給が中断して前記作動量が前記第1作動量で維持される作動中断状態とし、その後に、前記弁駆動部を前記作動量が前記第1作動量から増えて前記第2作動量になる第2作動状態に移行させる。
この構成によれば、上記構成の液体噴射装置の場合と同様の作用効果を享受することができる。
(第1実施形態)
以下、液体噴射装置及びその液体噴射装置において実行される加圧クリーニング方法の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
以下、液体噴射装置及びその液体噴射装置において実行される加圧クリーニング方法の第1実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、液体噴射装置11は、支持台12に支持された媒体の一例としてのシート13を支持台12の表面に沿って搬送方向Yに搬送させる搬送部14と、搬送されるシート13にインク等の液体を噴射して印刷を行う印刷部15とを備える。
支持台12、搬送部14及び印刷部15は、ハウジングやフレームなどによって構成される装置本体16に組み付けられている。なお、支持台12は、液体噴射装置11において、シート13の幅方向(図1では紙面と直交する方向)に延在している。また、装置本体16には、カバー17が開閉可能に取り付けられている。
搬送部14は、搬送方向Yにおける支持台12の上流側及び下流側にそれぞれ配置される搬送ローラー対18,19を備える。さらに、搬送部14は、搬送方向Yにおける搬送ローラー対19の下流側に配置されてシート13を支持しながら案内する案内板20を備える。そして、搬送部14は、搬送ローラー対18,19が搬送モーター(図示略)に駆動されてシート13を挟持しながら回転することにより、支持台12の表面及び案内板20の表面に沿ってシート13を搬送する。
印刷部15は、シート13の搬送方向Yと直交(交差)するシート13の幅方向となる走査方向Xに延設されたガイド軸22,23と、そのガイド軸22,23に案内されて走査方向Xに往復移動可能な移動体の一例であるキャリッジ25とを備える。なお、キャリッジ25はキャリッジモーター24(図2参照)の駆動に伴い走査方向Xに移動する。
キャリッジ25の下端部には、複数のノズル26が形成されたノズル形成面27を有する液体噴射部28が取り付けられている。液体噴射部28は、ノズル形成面27が鉛直方向Zにおいて支持台12と所定間隔をおいて対向する姿勢でキャリッジ25に取り付けられ、キャリッジモーター24の駆動に伴いキャリッジ25と共に走査方向Xに移動する。本実施形態では、一例として、二つの液体噴射部28が、走査方向Xに所定の間隔だけ離れ、且つ、搬送方向Yに所定の距離だけずれるように配置されている。なお、液体噴射部28における複数のノズル26からは、種類の異なる液体がそれぞれ噴射される。
また、走査方向Xにおいて液体噴射部28が搬送中のシート13と対峙しない非印刷領域(図1において支持台12よりも紙面と直交する方向で手前側となる領域)には、液体噴射部28をメンテナンスするためのメンテナンスユニット30(図2参照)が設けられている。メンテナンスユニット30は、液体噴射部28のノズル形成面27を払拭可能なワイパー30aと、上昇したときノズル26を囲うようにノズル形成面27に当接可能なキャップ30bとを備える。
キャリッジ25の上側には、液体供給源31から液体噴射部28に向けて液体(インク等)を供給する供給機構32の一部が取り付けられている。供給機構32は、液体供給源31側となる上流側から液体噴射部28側となる下流側に向かう供給方向Aに液体を流動させる。なお、液体供給源31と供給機構32は、液体噴射部28から噴射される液体の種類ごとに対応して複数(本実施形態では5つずつ)設けられている。
液体供給源31は、例えば液体を収容可能な収容容器であり、収容容器を交換することで液体を補給するカートリッジであってもよいし、開閉可能な補給口を有して装着部33に固定された収容タンクであってもよい。装着部33には、収容する液体の種類が異なる複数の液体供給源31を保持可能である。
液体供給源31に収容された液体が供給機構32を介して液体噴射部28に供給され、液体噴射部28から噴射されることにより、印刷部15においてカラー印刷や白黒印刷等が可能になっている。液体の一例としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック、ホワイト、シルバー、ライトシアン、ライトマゼンタ、ライトイエロー、オレンジ、グリーン、グレーなどの着色インク、及び、洗浄液などがあり、これら複数種の液体のうちから任意に選択することができる。
なお、複数種の液体のうち、ホワイトインクは、例えばシート13が透明又は半透明のフィルムであったり、濃色の媒体であったりした場合に、カラー印刷を行う前の下地印刷(ベタ印刷(塗り潰し印刷))などに使用される。本実施形態の液体噴射装置11では、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの4色のインクと洗浄液とからなる複数種(この場合は5種)の液体が、種類の異なる液体ごとに対応させて液体噴射部28に設けた複数(例えば5つのノズル群)のノズル26からそれぞれ噴射される。
ところで、液体噴射部28の複数のノズル26から噴射される液体の種類が異なる場合には、それぞれの粘度も異なっていることがある。本実施形態においては、上記した4色のインクと洗浄液とからなる複数種の液体のうち、ホワイトインクが最も高粘度であり、次いでシアン、マゼンタ、イエローのカラーインクが中粘度であり、洗浄液が最も低粘度である。そのため、複数種の液体は供給機構32を介して液体供給源31から液体噴射部28側に流れるときの流動性に差が生じる。すなわち、高粘度のホワイトインクの流動性よりも中粘度のカラーインクの流動性の方がよく、また、中粘度のカラーインクの流動性よりも低粘度の洗浄液の流動性の方がよく、供給経路上での流動抵抗が小さい。
次に、液体噴射部28に液体(インク、洗浄液)を圧送することにより液体噴射部28におけるノズル26の目詰まりを解消する加圧クリーニングシステムについて説明する。
図2に示すように、供給機構32は、液体供給源31から液体噴射部28に液体を供給する供給経路34を備える。供給経路34には、液体噴射部28に向かう供給方向Aに液体を圧送可能な加圧機構35と、供給経路34に対して着脱可能に設けられたフィルターユニット36とが設けられている。さらに、供給経路34において、キャリッジ25の移動に伴って移動する範囲B(すなわち、キャリッジ25上)には、供給経路34を流れる液体の流れに変化(例えば、流れの方向転換や分割)を起こさせるスタティックミキサー37と、液体を貯留する液体貯留室38と、液体噴射部28に供給される液体の圧力を開弁又は閉弁して調整する圧力調整弁39とが設けられている。そして、液体噴射装置11は、キャリッジモーター24及び加圧機構35の駆動と、液体噴射部28からの液体の噴射とを制御する制御部40を備える。
図2に示すように、供給機構32は、液体供給源31から液体噴射部28に液体を供給する供給経路34を備える。供給経路34には、液体噴射部28に向かう供給方向Aに液体を圧送可能な加圧機構35と、供給経路34に対して着脱可能に設けられたフィルターユニット36とが設けられている。さらに、供給経路34において、キャリッジ25の移動に伴って移動する範囲B(すなわち、キャリッジ25上)には、供給経路34を流れる液体の流れに変化(例えば、流れの方向転換や分割)を起こさせるスタティックミキサー37と、液体を貯留する液体貯留室38と、液体噴射部28に供給される液体の圧力を開弁又は閉弁して調整する圧力調整弁39とが設けられている。そして、液体噴射装置11は、キャリッジモーター24及び加圧機構35の駆動と、液体噴射部28からの液体の噴射とを制御する制御部40を備える。
供給経路34は、複数の供給経路41〜46により構成されている。第1供給経路41は、液体供給源31と加圧機構35とを接続し、第2供給経路42は、加圧機構35とフィルターユニット36の上流室48とを接続する。第3供給経路43は、フィルターユニット36の下流室49とスタティックミキサー37の上流端とを接続し、第4供給経路44は、スタティックミキサー37の下流端と液体貯留室38とを接続する。第5供給経路45は、液体貯留室38と圧力調整弁39とを接続し、第6供給経路46は、圧力調整弁39と液体噴射部28とを接続する。
加圧機構35は、ポンプ室の容積が可変のダイヤフラムポンプ50と、ダイヤフラムポンプ50よりも上流側の吸入弁51と、ダイヤフラムポンプ50よりも下流側の吐出弁52とを備えている。ダイヤフラムポンプ50は、例えばポンプ室の壁面の一部を構成する不図示の可撓性部材が付勢部材によりポンプ室の容積を減少させる方向に付勢された構造である。吸入弁51と吐出弁52は、液体供給源31側から液体噴射部28側に向かう供給方向Aへの液体の流れを許容すると共に、液体噴射部28側から液体供給源31側に向かう逆流方向への液体の流れを阻害する一方向弁として機能する。そのため、加圧機構35は、ダイヤフラムポンプ50のポンプ室の容積が増大するのに伴って液体供給源31側から吸入弁51を介して液体を吸引し、ポンプ室の容積が減少するのに伴って加圧された液体を液体噴射部28側へ吐出弁52を介して吐出する。
フィルターユニット36には、上流室48と下流室49とを仕切る供給源側フィルター53が設けられている。また、圧力調整弁39には、液体貯留室38よりも液体噴射部28側に設けられる噴射部側フィルター54が設けられている。さらに、供給経路34の下流端が接続される液体噴射部28には、噴射部内フィルター55が設けられている。これらのフィルターは、液体中の気泡や異物を捕捉する。また、液体噴射部28内には、噴射部内フィルター55を通過した液体が一時貯留される液室28aが設けられている。
スタティックミキサー37は、筒状ハウジング56と、筒状ハウジング56内に該筒状ハウジング56の軸方向に連設されたエレメントとしての複数の分断板57とにより構成され、連設される分断板57に、互いに逆転する捻りを加えた構造をなす。そして、液体が各分断板57を通過する毎に、通過する液体に新たな捩りと分割を付与することで、通過する液体を均一に混合する。
液体貯留室38は、供給経路34におけるスタティックミキサー37よりも液体噴射部28側に設けられ、供給経路34を介して流入した液体を貯留する。液体貯留室38は、その一部が可撓性部材58で形成されている。可撓性部材58は、例えば液体貯留室38の壁面の一部に開口を形成し、その開口を閉塞するように撓み変位可能なフィルム部材を溶着することによって形成することができる。そして、可撓性部材58は、液体貯留室38の容積を小さくする方向にばね59により付勢されている。なお、ばね59が可撓性部材58を介して液体を付勢する付勢力は、加圧機構35が液体を加圧する加圧力よりも小さくなるように設定されている。また、液体貯留室38において第4供給経路44の下流端は、第5供給経路45の上流端よりも鉛直方向Zの上方に接続されている。
圧力調整弁39は、噴射部側フィルター54により仕切られたフィルター室61と供給室62とを備える。さらに、圧力調整弁39は、供給室62と連通孔63を介して連通する圧力室64と、圧力室64と供給室62との間に配置されて連通孔63を塞ぐ閉弁方向とその反対の開弁方向に変位可能とされた弁体65と、弁体65を閉弁方向に付勢する付勢部材66とを備える。圧力室64は、付勢部材66の付勢方向において連通孔63と対向する壁面が圧力室64の容積を増減させる方向に撓み変形可能なダイヤフラム67により構成されている。
弁体65は、その一端(図2では右端)が供給室62内に位置すると共に、その他端(図2では左端)に形成された受圧部65aが圧力室64内に位置する状態で、その軸形状をなす中央部が連通孔63に挿通されている。そして、弁体65は、付勢部材66に付勢されることにより、その他端の受圧部65aが圧力室64内においてダイヤフラム67の内面(図2では右面)に常に接触している。そのため、ダイヤフラム67は、その内面側に圧力室64内の液体の圧力と付勢部材66の付勢力との合力である内面側圧力を受ける。一方、ダイヤフラム67は、その外面側(図2では左面側)に大気圧である外面側圧力を受ける。そして、ダイヤフラム67は、その内面側圧力と外面側圧力との差圧の変化に応じて撓み変形する。
図1及び図2に示すように、供給機構32は、液体が循環可能な循環経路68を供給経路34と協働して形成する分岐経路69を備える。分岐経路69は、その一端側が供給経路34における第2供給経路42に接続されると共に、その他端側が供給経路34における第6供給経路46よりも液体噴射部28側に接続されている。さらに、分岐経路69には、循環経路68内の液体を流動させる流動機構70が設けられている。
分岐経路69は、流動機構70と液体噴射部28内の液室28aとを接続する第1分岐経路71と、流動機構70と第2供給経路42とを接続する第2分岐経路72とにより構成されている。すなわち、循環経路68は、第2供給経路42、第3供給経路43、第4供給経路44、第5供給経路45、第6供給経路46、第1分岐経路71及び第2分岐経路72により構成されている。そして、循環経路68内には、フィルターユニット36、スタティックミキサー37、液体貯留室38、圧力調整弁39、液体噴射部28内の液室28a及び流動機構70が設けられている。なお、流動機構70は、例えばギヤポンプやダイヤフラムポンプとすることができ、循環経路68における液体の循環方向Fが、供給経路34において液体供給源31側から液体噴射部28側へ向かって液体が流れる供給方向Aと同じになるように液体を流動させる。また、制御部40は、流動機構70の駆動も制御する。
図2に示すように、供給機構32には、供給経路34ごとに設けられた複数の圧力調整弁39を強制的に開弁可能な開弁機構80が、キャリッジ25の移動に伴って移動する範囲B(すなわち、キャリッジ25上)に設けられている。開弁機構80は、エアを供給するエア供給部81と、エア供給部81から供給されるエアの供給量に基づき、対応する圧力調整弁39が閉弁状態のときに当該圧力調整弁39を強制的に開弁方向に駆動する複数(本実施形態では5つ)の弁駆動部82とを備えている。そして、本実施形態では、上記の加圧機構35と圧力調整弁39と開弁機構80とにより、液体噴射装置11における加圧クリーニングシステムが構成されている。
エア供給部81は、例えばエアを加圧して出力可能なエアポンプ等により構成される。また、弁駆動部82は、例えばゴムや樹脂により風船状に形成され、エア供給部81から供給されるエアの供給量に応じて、図2に実線で示す状態から更に膨張可能である一方で、二点鎖線で示すように収縮可能とされている。すなわち、弁駆動部82は、その膨張状態において、閉弁状態にある圧力調整弁39の弁体65を付勢部材66の付勢力に抗して開弁方向に押圧することにより、圧力調整弁39を強制的に開弁する。換言すると、弁駆動部82は、エア供給部81から供給される圧力に基づき作動し始めて膨張する。そして、弁駆動部82は、その作動量(膨張量)が閉弁状態の圧力調整弁39を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量(図2に実線で示す状態)を超える第2作動量(図2に実線で示す状態から更に膨張した状態)になったとき、圧力調整弁39を開弁方向に駆動可能とされている。なお、風船状の弁駆動部82は、その周りを覆う有底円筒形状のケーシング82aの底部に形成された貫通孔82bに、エア供給部81側から供給されるエアの受入口部82cが挿通されている。この受入口部82cと貫通孔82bとの間には隙間が存在するため、ケーシング82aの内部は大気圧である。なお、ケーシング82aは必ずしも設けなくてよい。
エア供給部81と弁駆動部82との間は、エア流路83とエア選択部84とエア誘導部85とを介して接続されている。エア流路83は、例えばパイプ等からなり、その上流端となる一端がエア供給部81に接続され、その下流端となる他端がエア選択部84に接続されている。エア選択部84は、その内部に分岐流路84aを有している。分岐流路84aは、その上流端となる一端がエア流路83に接続された所定長さの流路であって、その長さ方向の複数箇所(図2では5箇所)から分岐した複数(図2では5つ)の下流端が、弁駆動部82ごとに対応する複数(図2では5つ)のエア誘導部85に接続されている。
エア誘導部85は、例えばパイプ等からなり、その上流端となる一端がエア選択部84における分岐流路84aの分岐した下流端に接続され、その下流端となる他端が弁駆動部82の受入口部82cに接続されている。また、エア誘導部85の中途には、大気開放部86が設けられている。大気開放部86は、例えば電磁弁等からなる大気開放弁であり、制御部40により駆動される。弁駆動部82は、図2に実線で示す膨張状態のときに大気開放部86が大気開放動作することにより、図2に二点鎖線で示す収縮状態に変化する。
エア選択部84の分岐流路84aにおける複数(図2では5つ)の分岐箇所には、それぞれ切替弁84bが設けられている。これらの切替弁84bは、開弁することによりエア誘導部85に対して連通状態となり、閉弁することによりエア誘導部85に対して非連通状態となる。そして、本実施形態では、これら複数の切替弁84bごとに対応するように複数のソレノイド87が設けられている。これらのソレノイド87は、制御部40により動作状態が制御される。すなわち、ソレノイド87は、制御部40による制御に基づき、励磁により駆動されたときに切替弁84bを開弁させる一方、消磁により駆動停止されたときに切替弁84bを閉弁させる。
なお、本実施形態におけるソレノイド87は、永久磁石(図示略)を備えたキープソレノイドであることが好ましい。すなわち、ソレノイド87がキープソレノイドでない場合は、励磁により駆動されて切替弁84bを開弁状態にした後、その開弁状態を維持するにはソレノイド87が励磁により駆動され続けていることが必要になる。これに対し、ソレノイド87をキープソレノイドで構成した場合には、励磁により駆動されて切替弁84bを開弁状態にすると、その切替弁84bの開弁状態が永久磁石の吸着作用により維持される。そのため、例えば圧力調整弁39の開弁状態を維持させておきたい場合においても、ソレノイド87を励磁により駆動し続けておく必要がなくなり、この点で省電力に寄与できる。
また、ソレノイド87がキープソレノイドでない場合は、全てのソレノイド87を開弁状態にするような場合があるため、そのような状態に備えるよう大電力に耐えうる電源装置や制御回路を準備する必要があり、電源装置や制御回路が高コストとなってしまう。この点、ソレノイド87がキープソレノイドである場合は、全てのソレノイド87を開弁状態とする制御をしても、それら全てを励磁し続けるための電力が必要ではなくなるため、電源装置や制御回路のコストを低減させることができる。さらに、同時に励磁するキープソレノイドの数を全てのソレノイド87の数よりも少なくし、時間をずらして徐々に全てのキープソレノイドを励磁していくよう制御することで、一度に消費される電力を抑えることができる。その結果、電源装置や制御装置の耐電圧を下げることができるため、電源装置と制御回路のコストを低減させることができる。
また、制御部40は、ソレノイド87の励磁と消磁の切り替えタイミングを調整することにより、切替弁84bの開弁時間を調整可能であり、エア供給部81からのエア選択部84の切替弁84bを介したエア誘導部85に対するエアの供給量を調整可能である。換言すると、制御部40は、切替弁84bの開弁時間の調整を通じて、弁駆動部82を、その作動量が第1作動量まで増える第1作動状態、その第1作動状態の後にエアの供給が中断して作動量が第1作動量で維持される作動中断状態、その作動中断状態の後に作動量が第1作動量から増えて第2作動量になる第2作動状態にすることができる。
次に、以上のように構成された液体噴射装置11及び加圧クリーニングシステムの作用について説明する。
さて、図2に示す状態において、液体噴射部28から液体が噴射されると、圧力調整弁39における圧力室64内に収容されている液体が第6供給経路46を介して液体噴射部28に供給されるため、圧力室64内の圧力が低下する。すると、ダイヤフラム67は、外面側圧力(大気圧)の方が、内面側圧力(圧力室64の内圧+付勢部材66の付勢力)よりも大きくなるため、その差圧に応じて圧力室64の容積を小さくする方向へ撓み変形する。そして、こうしたダイヤフラム67の変形に伴って弁体65が開弁方向(図2では右方向)に押圧されて移動することにより、圧力調整弁39は開弁状態となる。
さて、図2に示す状態において、液体噴射部28から液体が噴射されると、圧力調整弁39における圧力室64内に収容されている液体が第6供給経路46を介して液体噴射部28に供給されるため、圧力室64内の圧力が低下する。すると、ダイヤフラム67は、外面側圧力(大気圧)の方が、内面側圧力(圧力室64の内圧+付勢部材66の付勢力)よりも大きくなるため、その差圧に応じて圧力室64の容積を小さくする方向へ撓み変形する。そして、こうしたダイヤフラム67の変形に伴って弁体65が開弁方向(図2では右方向)に押圧されて移動することにより、圧力調整弁39は開弁状態となる。
また、圧力調整弁39において供給室62内の液体は加圧機構35により加圧されている。そのため、閉弁していた圧力調整弁39が開弁すると、供給室62から圧力室64に液体が流入し、圧力室64内の圧力が上昇する。すると、ダイヤフラム67は、内面側圧力(圧力室64の内圧+付勢部材66の付勢力)の方が、外面側圧力(大気圧)よりも大きくなるため、圧力室64の容積を増大させるように変形する。そして、このダイヤフラム67の変形に伴って弁体65が閉弁方向(図2では左方向)に移動することにより、圧力調整弁39は開弁状態から閉弁状態となり、液体が連通孔63を介して供給室62から圧力室64に流入するのを規制する。
その後、圧力調整弁39は、液体噴射部28からの液体の噴射に基づいてダイヤフラム67が外面側圧力と内面側圧力の差圧に応じて変形することにより、開弁状態と閉弁状態とを小刻みに切り替えて、液体噴射部28に供給される液体の圧力を調整し、ノズル26の背圧となる液体噴射部28内の圧力を調整する。
次に、液体噴射部28におけるノズル26の目詰まり等を解消するために行われる加圧クリーニング方法について、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、複数の弁駆動部82のうち、高粘度の液体を噴射するノズル26に対応した供給経路34上の圧力調整弁39を開弁させる際に駆動される弁駆動部82を一部の弁駆動部82とし、当該一部の弁駆動部82を作動させるために開弁される切替弁84bを特定の切替弁84bと称する。そして、全ての圧力調整弁39及び全ての切替弁84bが閉弁している前提において、加圧クリーニングの指令があった場合に図3に示すフローチャートに従った加圧クリーニングが実行される。
まず、図3に示すように、制御部40は、加圧クリーニングの指令があると、ステップS1において、特定の切替弁84bを開弁させる。すなわち、制御部40は、エア選択部84における複数の切替弁84bのうち、特定の切替弁84bだけを、対応するソレノイド87の励磁による駆動に基づき開弁させる。そして、制御部40は、次のステップS2において、エア供給部81によるエア加圧を開始し、開弁している特定の切替弁84bを通じた一部の弁駆動部82に対するエア加圧を開始する。すると、このエア加圧を受けて、高粘度の液体を噴射するノズル26と対応する一部の弁駆動部82が、収縮していた初期状態から作動(膨張)を開始する。
そして、制御部40は、次のステップS3において、先のステップS2でのエア加圧を開始してから第一時間が経過したか否かを判断し、第一時間が経過した場合(S3=YES)、その処理を次のステップS4に移行する。ここで、第一時間とは、弁駆動部82が作動し始めてからの作動量が第1作動量まで増えるのに要する時間のことをいう。すなわち、本実施形態の場合は、収縮した初期状態の弁駆動部82が膨張し始めて図2に実線で示す膨張途中の状態になるまでに要する時間のことをいう。
そして、制御部40は、次のステップS4において、その時点で開弁状態にあった特定の切替弁84bをソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させ、次のステップS5において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。すると、高粘度の液体を噴射するノズル26と対応する一部の弁駆動部82は作動中断状態となり、その作動量(膨張量)が第1作動量で維持される。
すると、制御部40は、次のステップS6において、移動体であるキャリッジ25をクリーニング位置に移動させる。この場合、走査方向Xにおいて液体噴射部28が搬送中のシート13と対峙しない非印刷領域のうち、メンテナンスユニット30のキャップ30bの位置が、ノズル26から加圧された液体を滲み出させる加圧クリーニングを行うためのクリーニング位置とされる。そのため、キャリッジ25は支持台12と対峙する印刷領域から非印刷領域のクリーニング位置に向けて移動し、当該クリーニング位置において移動を停止する。
そして、制御部40は、次のステップS7において、エア供給部81によるエア加圧を再び開始し、次のステップS8において、特定の切替弁84bを含む全ての切替弁84bを開弁させる。すると、エア供給部81からの加圧されたエアが、その時点で開弁状態にある全ての切替弁84bを通じて全ての弁駆動部82に供給される。そして、制御部40は、次のステップS9において、先のステップS8で全ての切替弁84bを開弁させてから第二時間が経過したか否かを判断し、第二時間が経過した場合(S9=YES)、その処理を次のステップS10に移行する。
ここで、第二時間とは、複数の弁駆動部82のうち、前述した一部の弁駆動部82以外の他の弁駆動部82が、供給されるエアの供給量に基づき作動量がゼロの初期状態から作動し始め、第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動し、対応するノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体を滲み出させ得る時間のことをいう。本実施形態では、高粘度の液体よりも粘度の低い液体(一例として、中粘度のカラーインク)を噴射するノズル26と対応する弁駆動部82が収縮した初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動した場合の時間を第二時間としている。なお、高粘度の液体よりも粘度の低い液体であるならば、中粘度のカラーインクではなく低粘度の洗浄液を噴射するノズル26と対応する弁駆動部82が作動し始めてからの作動量が第1作動量を超えて第2作動量まで増えるのに要する時間を第二時間としてもよい。
本実施形態では、ステップS8において全ての切替弁84bが開弁されると、特定の切替弁84bを通じてエアが供給される一部の弁駆動部82は、第1作動量の状態からエアが更に供給されるため、作動量が直ぐに第2作動量になる第2作動状態となって対応する圧力調整弁39を直ぐに開弁動作させる。なお、圧力調整弁39が直ぐに開弁しても、高粘度の液体は、その流動性が低いため、加圧クリーニングに必要十分な液体量が開弁した圧力調整弁39を通過してノズル26から滲み出るまでには、その圧力調整弁39が開弁してから第二時間に相当する時間を要する。しかし、この第二時間は、高粘度の液体を噴射するノズル26と対応した一部の弁駆動部82が供給されるエアの供給量に基づき作動量がゼロの初期状態から作動し始め、第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動し、高粘度の液体を加圧クリーニングに必要十分な液体量だけ滲み出させ得る時間よりは短い。
その一方、特定の切替弁84b以外の他の切替弁84bを通じてエアが供給される他の弁駆動部82は、収縮した初期状態から作動し始めて作動量が第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動する。そして、当該他の弁駆動部82は、作動量が第2作動量になることで対応する圧力調整弁39を開弁させ、第二時間が経過したときに対応するノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体量の液体(すなわち、高粘度の液体よりも粘度の低い液体)を滲み出させる。
すると、制御部40は、次のステップS10において、その時点で開弁している全ての切替弁84bをソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させ、次のステップS11において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。そして、このステップS11の終了後、粘度の異なる複数種の液体を各々が対応するノズル26から一斉に滲み出させる加圧クリーニングが終了する。
上記第1実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1−1)開弁機構80は、特定の切替弁84bと対応する一部の弁駆動部82が第1作動状態になった後に作動中断状態となり、その作動量が閉弁状態の圧力調整弁39を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量で維持される。そして、その後において、開弁機構80は、前述した一部の弁駆動部82が第2作動状態に移行すると、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になり、閉弁状態の圧力調整弁39を開弁方向に駆動する。そのため、開弁機構80の弁駆動部82を予め第1作動状態にして作動量を第1作動量まで高めておけば、開弁機構80を作動量がゼロの初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動させる場合よりも、閉弁状態の圧力調整弁39を迅速に開弁させることができる。したがって、この点で、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
(1−1)開弁機構80は、特定の切替弁84bと対応する一部の弁駆動部82が第1作動状態になった後に作動中断状態となり、その作動量が閉弁状態の圧力調整弁39を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量で維持される。そして、その後において、開弁機構80は、前述した一部の弁駆動部82が第2作動状態に移行すると、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になり、閉弁状態の圧力調整弁39を開弁方向に駆動する。そのため、開弁機構80の弁駆動部82を予め第1作動状態にして作動量を第1作動量まで高めておけば、開弁機構80を作動量がゼロの初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動させる場合よりも、閉弁状態の圧力調整弁39を迅速に開弁させることができる。したがって、この点で、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
(1−2)供給経路34を介して液体噴射部28に供給される液体は、その種類によって液体の粘度が異なる場合があり、通常、高粘度の液体は低粘度の液体よりも流動性が低い。そのため、粘度の異なる複数種の液体を複数のノズル26から噴射させる液体噴射部28において、全てのノズル26の加圧クリーニングを一斉に行う場合、低粘度の液体を噴射するノズル26からは必要十分な液体が滲み出ても、高粘度の液体を噴射するノズル26からは必要十分な液体が滲み出ないことがある。また、液体の粘度によって開弁機構80にかかる力が異なるため、開弁するまでの時間が異なってしまう場合があり、よって滲み出させる液体の量を一定量とすることが難しく、正常に液体を吐出できるようにならないことがある。このような場合に、一斉に行う加圧クリーニングの時間を、高粘度の液体を噴射するノズル26からも必要十分な液体が滲み出るようにすると、加圧クリーニングの時間が長くなってしまう。さらに、低粘度の液体を噴射するノズル26からは、液体の流動性が高いために必要以上に液体が滲み出て無駄に消費されるという弊害もある。
この点、第1実施形態によれば、高粘度の液体を噴射するノズル26に対応した供給経路34上の圧力調整弁39を開弁させる際に駆動される一部の弁駆動部82が、予め第1作動状態と作動中断状態とを経た後に第2作動状態とされる。そのため、高粘度の液体と対応する一部の弁駆動部82については、低粘度の液体と対応する他の弁駆動部82よりも早くに圧力調整弁39を開弁させることができ、圧力調整弁39が開弁した後における高粘度の液体の流動量を稼ぐことができる。したがって、全てのノズル26の加圧クリーニングを一斉に行う場合においても、加圧クリーニングに必要となる時間が長時間になってしまうことを抑制でき、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
(1−3)複数の切替弁84bのうち、予め第1作動状態にする一部の弁駆動部82と対応する特定の切替弁84bについては、その特定の切替弁84bと個別に対応するソレノイド87を励磁により駆動することにより、適宜に選択して開弁させることができる。
(1−4)ソレノイド87がキープソレノイドである場合には、励磁により駆動された後において消磁により駆動停止されても永久磁石の吸着作用により、励磁により駆動されたときに複数のエア誘導部85のうちから選択したエア誘導部85の選択状態を省電力で維持できる。
(第2実施形態)
次に、液体噴射装置11における加圧クリーニング方法の第2実施形態について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態でも、複数の供給経路34にそれぞれ設けられた全ての圧力調整弁39及びそれらと個別に対応する全ての切替弁84bが閉弁している前提において、加圧クリーニングの指令があった場合に、図4に示すフローチャートに従った加圧クリーニングが実行される。
次に、液体噴射装置11における加圧クリーニング方法の第2実施形態について、図4に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態でも、複数の供給経路34にそれぞれ設けられた全ての圧力調整弁39及びそれらと個別に対応する全ての切替弁84bが閉弁している前提において、加圧クリーニングの指令があった場合に、図4に示すフローチャートに従った加圧クリーニングが実行される。
まず、図4に示すように、制御部40は、加圧クリーニングの指令があると、ステップS21において、移動体であるキャリッジ25をクリーニング位置に移動させる。すなわち、第1実施形態では、特定の切替弁84bと対応する一部の弁駆動部82が作動し始め第1作動状態を経て作動中断状態になってからキャリッジ25がクリーニング位置に移動したが、本実施形態では、まず最初に、キャリッジ25がクリーニング位置に移動する。
そして、制御部40は、次のステップS22において、エア選択部84における複数の切替弁84bの全てを、各々が対応するソレノイド87の励磁による駆動に基づき開弁させる。そして、制御部40は、次のステップS23において、エア供給部81によるエア加圧を開始し、開弁している全ての切替弁84bを通じた全ての弁駆動部82に対するエア加圧を開始する。すると、このエア加圧を受けて、複数のノズル26と対応する複数の圧力調整弁39を各々開弁させる複数の弁駆動部82の全てが、収縮していた初期状態から作動(膨張)を開始する。
そして、制御部40は、次のステップS24において、先のステップS23でのエア加圧を開始してから第一時間が経過したか否かを判断し、第一時間が経過した場合(S24=YES)、その処理を次のステップS25に移行する。ここで、第一時間とは、第1実施形態の場合と同様に、弁駆動部82が作動し始めてからの作動量が第1作動量まで増えるのに要する時間のことをいう。すなわち、本実施形態の場合も、収縮した初期状態の弁駆動部82が膨張し始めて図2に実線で示す膨張途中の状態になるまでに要する時間のことをいう。
そして、制御部40は、次のステップS25において、その時点で開弁している全ての切替弁84bを各々が対応するソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させ、次のステップS26において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。すると、複数のノズル26と対応する複数の圧力調整弁39を各々開弁させる複数の弁駆動部82の全てが、作動中断状態となり、それぞれの作動量(膨張量)が第1作動量で維持される。
すると、制御部40は、次のステップS27において、先のステップS21で移動を開始したキャリッジ25がクリーニング位置に到着したか否かを判断し、クリーニング位置に到着したと判断した場合(S27=YES)、その処理を次のステップS28に移行する。そして、制御部40は、次のステップS28において、エア供給部81によるエア加圧を再び開始し、次のステップS29において、全ての切替弁84bを開弁させる。
すると、エア供給部81からの加圧されたエアが、その時点で開弁状態にある全ての切替弁84bを通じて全ての弁駆動部82に供給される。そのため、その時点において第1作動状態を経て作動中断状態となり作動量が第1作動量に維持されている全ての弁駆動部82は、それぞれ作動量が第1作動量から増えて第2作動量になる第2作動状態に移行する。その結果、全ての弁駆動部82の作動量がそれぞれ第2作動量になったことにより、それぞれ対応する全ての圧力調整弁39も閉弁状態から開弁方向に駆動される。そして、制御部40は、次のステップS30において、先のステップS29で全ての切替弁84bを開弁させてから第二時間が経過したか否かを判断し、第二時間が経過した場合(S30=YES)、その処理を次のステップS31に移行する。
ここで、本実施形態での第二時間とは、高粘度の液体を噴射するノズル26と対応する圧力調整弁39を開弁させる一部の弁駆動部82が、第1作動量から作動を再開して第2作動量になり、対応する圧力調整弁39を開弁させてノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体を滲み出させ得る時間のことをいう。なお、高粘度の液体は低粘度の液体よりも流動性が低いため、高粘度の液体を噴射するノズル26と対応する圧力調整弁39の開弁速度は、低粘度の液体を噴射するノズル26と対応する圧力調整弁39の開弁速度よりも遅い。また、その圧力調整弁39が開弁されてから、高粘度の液体を対応するノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体量だけ滲み出させ得る時間も、低粘度の液体を対応するノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体量だけ滲み出させ得る時間よりも長くなる。そのため、第二時間が経過した場合には、粘度の異なる複数種の液体を噴射する複数のノズル26から各々の加圧クリーニングに必要とされる液体量の液体が滲み出ていることになる。
そして、制御部40は、次のステップS31において、その時点で開弁している全ての切替弁84bをソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させ、次のステップS32において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。そして、このステップS32の終了後、粘度の異なる複数種の液体を各々が対応するノズル26から一斉に滲み出させる加圧クリーニングが終了する。
上記第2実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(2−1)開弁機構80は、全ての弁駆動部82が第1作動状態になった後に作動中断状態となり、その作動量が閉弁状態の圧力調整弁39を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量で維持される。そして、その後において、開弁機構80は、全ての弁駆動部82が第2作動状態に移行すると、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になり、閉弁状態の全ての圧力調整弁39を開弁方向に駆動する。そのため、複数の弁駆動部82の全てを予め第1作動状態にして作動量を第1作動量まで高めておけば、開弁機構80を作動量がゼロの初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動させる場合よりも、閉弁状態の圧力調整弁39を迅速に開弁させることができる。したがって、この点で、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
(2−1)開弁機構80は、全ての弁駆動部82が第1作動状態になった後に作動中断状態となり、その作動量が閉弁状態の圧力調整弁39を開弁動作させる直前の作動量である第1作動量で維持される。そして、その後において、開弁機構80は、全ての弁駆動部82が第2作動状態に移行すると、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になり、閉弁状態の全ての圧力調整弁39を開弁方向に駆動する。そのため、複数の弁駆動部82の全てを予め第1作動状態にして作動量を第1作動量まで高めておけば、開弁機構80を作動量がゼロの初期状態から第1作動量を超えて第2作動量になるまで連続的に作動させる場合よりも、閉弁状態の圧力調整弁39を迅速に開弁させることができる。したがって、この点で、加圧クリーニングの時間短縮を図ることができる。
(2−2)閉弁状態の圧力調整弁39は、液体噴射部28を搭載して走査方向Xに移動するキャリッジ25がメンテナンスユニット30のキャップ30bがあるクリーニング位置に到着するまでは開弁機構80の弁駆動部82により強制的に開弁させられない。そのため、キャリッジ25に搭載された液体噴射部28がシート13と対峙する印刷領域では、圧力調整弁39が強制的に開弁されることもないので、加圧クリーニングのときに液体がノズル26からシート(媒体)13上に垂れることを抑制できる。
(第3実施形態)
次に、液体噴射装置11における加圧クリーニング方法の第3実施形態について、図5及び図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態でも、複数の供給経路34にそれぞれ設けられた全ての圧力調整弁39及びそれらと個別に対応する全ての切替弁84bが閉弁している前提において、加圧クリーニングの指令があった場合に、図5及び図6に示すフローチャートに従った加圧クリーニングが実行される。なお、本実施形態では、複数種の異なる液体を噴射する複数のノズル26が一つずつ(具体的にはノズル形成面27に並列に形成された複数のノズル列における一つのノズル列ずつ)順番に加圧クリーニングされる。
次に、液体噴射装置11における加圧クリーニング方法の第3実施形態について、図5及び図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。なお、本実施形態でも、複数の供給経路34にそれぞれ設けられた全ての圧力調整弁39及びそれらと個別に対応する全ての切替弁84bが閉弁している前提において、加圧クリーニングの指令があった場合に、図5及び図6に示すフローチャートに従った加圧クリーニングが実行される。なお、本実施形態では、複数種の異なる液体を噴射する複数のノズル26が一つずつ(具体的にはノズル形成面27に並列に形成された複数のノズル列における一つのノズル列ずつ)順番に加圧クリーニングされる。
まず、図5に示すように、制御部40は、加圧クリーニングの指令があると、ステップS41において、エア選択部84における複数の切替弁84bの全てを、各々が対応するソレノイド87の励磁による駆動に基づき開弁させる。そして、制御部40は、次のステップS42において、全てのエア誘導部85に設けられている全ての大気開放部86を大気開放動作させる。すると、全ての弁駆動部82について、その時点で相対的に高圧の膨張した状態にあったとしても、各々の大気開放部86が大気開放動作することによりエア減圧が開始される。
そして、制御部40は、次のステップS43において、所定時間の経過をカウントした後、次のステップS44において、その時点で開弁している全ての切替弁84bを各々が対応するソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させる。そして、制御部40は、次のステップS45において、その時点で大気開放動作している全ての大気開放部86を閉弁させて各弁駆動部82を大気遮断状態にする。これにより、全ての弁駆動部82について、それまでのエア減圧が停止される。
そして、制御部40は、次のステップS46において、キャリッジ25をクリーニング位置に向けて移動させた後、次のステップS47において、n(nは0より大きい整数であり、この場合は1)番目の切替弁84bを開弁させる。ここで、n番目の切替弁84bは、加圧クリーニングの順番として最初に加圧クリーニングされるn番目のノズル26とn番目の圧力調整弁39及びn番目の弁駆動部82を介して対応する切替弁84bのことである。そして、制御部40は、次のステップS48において、エア供給部81によるエア加圧を開始し、開弁しているn番目の切替弁84bを通じたn番目の弁駆動部82に対するエア加圧を開始する。すると、このエア加圧を受けて、複数のノズル26と対応する複数の圧力調整弁39を各々開弁させる複数の弁駆動部82のうち、加圧クリーニングの順番としてn番目の弁駆動部82だけが、収縮していた初期状態から作動(膨張)を開始する。
そして、制御部40は、次のステップS49において、先のステップS48でのエア加圧を開始してから第一時間が経過したか否かを判断し、第一時間が経過した場合(S49=YES)、その処理を次のステップS50に移行する。ここで、第一時間とは、第1実施形態の場合と同様に、弁駆動部82が作動を開始してからの作動量が第1作動量まで増えるのに要する時間のことをいう。すなわち、本実施形態の場合も、収縮した初期状態の弁駆動部82が膨張し始めて図2に実線で示す膨張途中の状態になるまでに要する時間のことをいう。
そして、制御部40は、次のステップS50において、その時点で開弁しているn番目の切替弁84bをソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させ、次のステップS51において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。すると、複数のノズル26と対応する複数の圧力調整弁39を各々開弁させる複数の弁駆動部82のうち、n番目の弁駆動部82が作動中断状態となり、その作動量(膨張量)が第1作動量で維持される。
すると、図6に示すように、制御部40は、次のステップS52において、先のステップS46で移動を開始したキャリッジ25がクリーニング位置に到着したか否かを判断し、クリーニング位置に到着したと判断した場合(S52=YES)、その処理を次のステップS53に移行する。そして、制御部40は、次のステップS53において、エア供給部81によるエア加圧を再開し、次のステップS54において、n番目の切替弁84bを開弁する。
すると、エア供給部81からの加圧されたエアが、その時点で開弁状態にあるn番目の切替弁84bを通じてn番目の弁駆動部82に供給される。そのため、その時点において第1作動状態を経て作動中断状態となり作動量が第1作動量に維持されているn番目の弁駆動部82は、その作動量が第1作動量から増えて第2作動量になる第2作動状態に移行する。その結果、n番目の弁駆動部82の作動量が第2作動量になったことにより、それと対応するn番目の圧力調整弁39も閉弁状態から開弁方向に駆動される。そして、制御部40は、次のステップS55において、先のステップS54でn番目の切替弁84bを開弁させてから第二時間が経過したか否かを判断し、第二時間が経過した場合(S55=YES)、その処理をステップS59に移行する。
ここで、本実施形態での第二時間とは、n番目のノズル26と対応するn番目の圧力調整弁39を開弁させるn番目の弁駆動部82が、第1作動量から作動を再開して第2作動量になり、対応するn番目の圧力調整弁39を開弁させてn番目のノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体を滲み出させ得る時間のことをいう。なお、n番目のノズル26から噴射される液体の粘度は予め液体情報の一つとして記憶されているため、制御部40は、その液体情報に基づきn番目のノズル26から加圧クリーニングに必要十分な液体量だけ液体を滲み出させ得る時間を、この場合の第二時間として記憶している。
その一方、制御部40は、先のステップS54においてn番目の切替弁84bを開弁させたのと並行して、ステップS56において、n+1番目の切替弁84bを開弁させる。ここで、n+1番目の切替弁84bは、ノズル形成面27のn番目のノズル26の隣りに設けられたn+1番目のノズル26に対してn+1番目の圧力調整弁39及びn+1番目の弁駆動部82を介して対応する切替弁84bである。そのため、このn+1番目の切替弁84bが開弁されたことにより、n+1番目の弁駆動部82が、それまでの収縮していた初期状態から作動(膨張)を開始する。
そして、制御部40は、次のステップS57において、先のステップS56でのn+1番目の切替弁84bが開弁してから第一時間が経過したか否かを判断し、第一時間が経過した場合(S57=YES)、その処理を次のステップS58に移行する。そして、制御部40は、次のステップS58において、その時点で開弁しているn+1番目の切替弁84bをソレノイド87の消磁に基づき閉弁させる。このステップS58の実行によって、n+1番目の弁駆動部82は、作動中断状態となり、その作動量(膨張量)が第1作動量で維持される。
すると、制御部40は、次のステップS59において、エア供給部81によるエア加圧を停止する。このとき、複数の弁駆動部82は、n番目の弁駆動部82だけが第2作動量の第2作動状態にあり、n+1番目の弁駆動部82だけが作動量を第1作動量で維持した作動中断状態にある。そのため、それまで閉弁していた複数の圧力調整弁39は、n番目の圧力調整弁39だけが強制的に開弁され、そのn番目の圧力調整弁39を通過した液体がn番目のノズルから滲み出ることにより加圧クリーニングが行われる。
そして、制御部40は、次のステップS60において、n番目の弁駆動部82に下流端が接続されたエア誘導部85に設けられているn番目の大気開放部86を大気開放動作させる。すると、その時点で相対的に高圧の膨張した状態にあったn番目の弁駆動部82において、これと対応するn番目の大気開放部86の大気開放動作によりエア減圧が開始される。
そして、制御部40は、次のステップS61において、所定時間の経過をカウントした後、次のステップS62において、その時点で開弁しているn番目の切替弁84bを対応するソレノイド87の消磁による駆動停止に基づき閉弁させる。そして、制御部40は、次のステップS63において、その時点で大気開放動作しているn番目の大気開放部86を閉弁させてn番目の弁駆動部82を大気遮断状態にする。これにより、n番目の弁駆動部82における、それまでのエア減圧が停止される。ステップS63が終了した時点で、n番目の弁駆動部82は収縮した初期状態に戻っているため、n番目の圧力調整弁39も元の閉弁状態に戻る。
すると、制御部40は、次のステップS64において、全てのノズル26について加圧クリーニングが終了したか否かを判断し、終了している場合(ステップS64=YES)には、本フローチャートのルーチン処理を終了する。その一方、全てのノズル26の加圧クリーニングが終了していない場合(ステップS64=NO)には、ステップS65において、変数nの値を1つインクリメント(n=n+1)し、その処理を先のステップS53から繰り返す。
すると、この2回目のステップS53以降の処理により、今度はn+1番目の弁駆動部82が第2作動状態となってn+1番目の圧力調整弁39を強制的に開弁させる。そのため、加圧クリーニングの順番が2番目に予定されていたn+1番目のノズル26から液体が加圧クリーニングにより滲み出る。その一方、加圧クリーニングの順番が3番目に予定されていたn+2番目(=(n+1)+1番目)のノズル26と対応する圧力調整弁39を開弁させる弁駆動部82は第1作動状態から作動中断状態となり作動量が第1作動量に維持される。
以上のように、複数の並列に設けられた複数のノズル26が一つずつ(一つのノズル列ずつ)順番に加圧クリーニングされる。
上記第3実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
上記第3実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(3−1)n番目のノズル26と対応する圧力調整弁39を開弁させるn番目の弁駆動部82が第2作動状態のときに、n+1番目のノズル26と対応する圧力調整弁39を開弁させるn+1番目の弁駆動部82が第1作動状態となる。そして、そのn+1番目の弁駆動部82が第2作動状態となるときに、その次のn+2番目の弁駆動部82が第1作動状態となる。そのため、複数のノズル26を一つずつ順番に加圧クリーニングする場合の時間短縮を図ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第1実施形態において、ステップS1の前段階でキャリッジ25をクリーニング位置に向けて移動させ、ステップS6において、キャリッジ25がクリーニング位置に到着したか否かを判断し、到着していたら次のステップS7に移行するようにしてもよい。この構成によれば、キャリッジ25の移動途中に、特定の切替弁84bで開弁される一部の弁駆動部82を初期状態から第1作動状態を経て作動中断状態まですることができ、この点で、加圧クリーニング時間の短縮に寄与できる。
・第1実施形態において、ステップS1の前段階でキャリッジ25をクリーニング位置に向けて移動させ、ステップS6において、キャリッジ25がクリーニング位置に到着したか否かを判断し、到着していたら次のステップS7に移行するようにしてもよい。この構成によれば、キャリッジ25の移動途中に、特定の切替弁84bで開弁される一部の弁駆動部82を初期状態から第1作動状態を経て作動中断状態まですることができ、この点で、加圧クリーニング時間の短縮に寄与できる。
・第1実施形態及び第2実施形態において、第3実施形態における加圧クリーニング前と加圧クリーニング後に行っている弁駆動部82の減圧処理(ステップS42〜ステップS45など)を弁駆動部82に対して行ってもよい。
・第3実施形態において、制御部40は、ステップS46でキャリッジ25を移動させず、ステップS52においてキャリッジ25をクリーニング位置に移動させた後、次のステップS53に処理を移行させてもよい。
・開弁機構80において、気圧計を備え、エア供給部81からの弁駆動部82に対するエア供給時間(具体的には、切替弁84bの開弁時間)を気圧に応じて補正するようにしてもよい。すなわち、高地など気圧の低いところでは、弁駆動部82に第1作動量や第2作動量になるまでエアを供給するのに平地よりも時間がかかってしまう。そのため、気圧に応じてエア供給時間を補正することにより、加圧クリーニング時間の誤差を修正することができる。
・液体噴射装置11は、液体噴射部28がキャリッジ25に搭載されるタイプでなく、液体噴射部28がシート13の搬送経路の上方に固定配置された所謂ラインヘッドタイプであってもよい。この場合は、シート13の余白又はシート13とは別体のクリーニングシートが液体噴射部28の下方に位置したとき加圧クリーニングが実行される。
・開弁機構80において、弁駆動部82の作動量が、第1作動量になったこと及び第2作動量になったことは、制御部40が第一時間の経過事実や第二時間の経過事実によって判断する以外の方法でもよい。例えば、弁駆動部82の周りを覆うケーシング82aの内側にメカニカルスイッチを配置し、風船状の弁駆動部82が第1作動量まで膨張したとき、又は、第2作動量まで膨張したときに、その弁駆動部82と接触して検出する構成でもよい。
・エア誘導部85に設けられた大気開放部86は、電源のオフ時に大気開放動作させてもよい。この場合、供給されるエアの供給量に基づき弁駆動部82が圧力調整弁39を開弁方向に駆動することもなくなるため、圧力調整弁39が開弁したままとなることを回避でき、液体が無駄に漏れ出ることを抑制できる。
・開弁機構80においてエア選択部84の切替弁84bを開弁させるときに励磁により駆動されるソレノイド87は、永久磁石を備えたキープソレノイドでなく、永久磁石を備えない通常のソレノイドであってもよい。
・開弁機構80は、液体噴射部28及び圧力調整弁39が搭載されたキャリッジ25上ではなく、キャリッジ25上以外の装置本体16内の一部に配置される構成であってもよい。
・加圧クリーニングシステムの一部を構成する加圧機構35は、供給経路34において圧力調整弁39よりも上流側であれば、例えばスタティックミキサー37が設けられた位置などに配置されていてもよい。
・開弁機構80において、弁駆動部82は、エア供給部81から供給されるエアの供給量で対応する圧力調整弁39の弁体65を開弁方向に駆動する構成であれば、ゴムや樹脂により風船状に形成された構成に限らず、エアシリンダーなどで構成されていてもよい。
・開弁機構80において、エア選択部84における分岐流路84aの分岐箇所(切替弁84b)、エア誘導部85及び弁駆動部82の数は、実施形態における数(5つ)に限定されない。すなわち、液体噴射部28における複数種の液体を噴射する複数のノズル26と対応する数であればよく、5つ以外の複数(例えば4つ、6つ等)であってもよい。
・上記実施形態において、液体噴射装置は、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置であってもよい。なお、液体噴射装置から微小量の液滴となって吐出される液体の状態としては、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう液体は、沈降性を有する含有物を含む液体であって、液体噴射装置から噴射させることができるような材料であればよい。例えば、物質が液相であるときの状態のものであればよく、粘性の高い又は低い液状体、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属(金属融液)のような流状体を含むものとする。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散又は混合されたものなども含むものとする。液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インク及び油性インク並びにジェルインク、ホットメルトインク等の各種液体組成物を包含するものとする。液体噴射装置の具体例としては、例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルターの製造等に用いられる電極材や色材等の材料を分散又は溶解のかたちで含む液体を噴射する液体噴射装置がある。
11…液体噴射装置、12…支持台、13…シート、14…搬送部、15…印刷部、16…装置本体、17…カバー、18…搬送ローラー対、19…搬送ローラー対、20…案内板、22,23…ガイド軸、24…キャリッジモーター、25…キャリッジ(移動体)、26…ノズル、27…ノズル形成面、28…液体噴射部、28a…液室、30…メンテナンスユニット、30a…ワイパー、30b…キャップ、31…液体供給源、32…供給機構、33…装着部、34…供給経路、35…加圧機構、36…フィルターユニット、37…スタティックミキサー、38…液体貯留室、39…圧力調整弁、40…制御部、41…第1供給経路、42…第2供給経路、43…第3供給経路、44…第4供給経路、45…第5供給経路、46…第6供給経路、48…上流室、49…下流室、50…ダイヤフラムポンプ、51…吸入弁、52…吐出弁、53…供給源側フィルター、54…噴射部側フィルター、55…噴射部内フィルター、56…筒状ハウジング、57…分断板、58…可撓性部材、59…ばね、61…フィルター室、62…供給室、63…連通孔、64…圧力室、65…弁体、65a…受圧部、66…付勢部材、67…ダイヤフラム、68…循環経路、69…分岐経路、70…流動機構、71…第1分岐経路、72…第2分岐経路、80…開弁機構、81…エア供給部、82…弁駆動部、82a…ケーシング、82b…貫通孔、82c…受入口部、83…エア流路、84…エア選択部、84a…分岐流路、84b…切替弁、85…エア誘導部、86…大気開放部、87…ソレノイド(キープソレノイド)、A…供給方向、B…範囲、F…循環方向、X…走査方向、Y…搬送方向、Z…鉛直方向。
Claims (5)
- ノズルから液体を噴射する液体噴射部と、
液体供給源と前記液体噴射部の前記ノズルとの間を接続する供給経路と、
前記供給経路に設けられ、開弁又は閉弁することにより、前記液体噴射部に供給される前記液体の圧力を調整可能な圧力調整弁と、
前記供給経路を通じて前記液体供給源から前記圧力調整弁に供給される前記液体を加圧可能な加圧機構と、
前記圧力調整弁を開弁可能な開弁機構と、を備え、
前記開弁機構は、エア供給部から供給されるエアの供給量に基づき作動し、その作動量が第1作動量を超える第2作動量になったとき、前記圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部を有し、
前記弁駆動部は、前記作動量が前記第1作動量まで増える第1作動状態及び前記第1作動状態の後にエアの供給が中断して前記作動量が前記第1作動量で維持される作動中断状態を経た後に、前記作動量が前記第1作動量から増えて前記第2作動量になる第2作動状態に移行することを特徴とする液体噴射装置。 - 前記液体噴射部は、複数種の液体ごとに対応した複数のノズルから前記液体を噴射し、前記液体供給源、前記供給経路、前記圧力調整弁及び前記弁駆動部は、前記ノズルごとに対応して複数設けられ、複数の前記弁駆動部は、一部の弁駆動部が前記第1作動状態及び前記作動中断状態を経た後において前記第2作動状態となった後に他の弁駆動部へのエアの供給が開始されるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
- 複数の前記弁駆動部は、n(nは0より大きい整数)番目の弁駆動部が前記第1作動状態及び前記作動中断状態を経た後において前記第2作動状態となるとき、n+1番目の弁駆動部が前記第1作動状態となり、その後、前記作動中断状態を経て前記第2作動状態となるように構成されることを特徴とする請求項2に記載の液体噴射装置。
- 前記液体噴射部は、移動体に搭載されており、前記開弁機構は、前記移動体が加圧クリーニングの行われるクリーニング位置に移動する途中で前記弁駆動部が前記第1作動状態となり、前記移動体が前記クリーニング位置に到着した後に前記弁駆動部が前記第2作動状態となるように構成されることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の液体噴射装置。
- ノズルから液体を噴射する液体噴射部と、液体供給源と前記液体噴射部の前記ノズルとの間を接続する供給経路と、前記供給経路に設けられ、開弁又は閉弁することにより、前記液体噴射部に供給される前記液体の圧力を調整可能な圧力調整弁と、前記供給経路を通じて前記液体供給源から前記圧力調整弁に供給される前記液体を加圧可能な加圧機構と、前記圧力調整弁を開弁可能な開弁機構と、を備え、前記開弁機構は、エア供給部から供給されるエアの供給量に基づき作動し、その作動量が第1作動量を超える第2作動量になったとき、前記圧力調整弁を開弁方向に駆動可能な弁駆動部を有する液体噴射装置における加圧クリーニング方法であって、
前記弁駆動部を前記作動量が前記第1作動量まで増える第1作動状態にした後、
前記弁駆動部をエアの供給が中断して前記作動量が前記第1作動量で維持される作動中断状態とし、
その後に、前記弁駆動部を前記作動量が前記第1作動量から増えて前記第2作動量になる第2作動状態に移行させることを特徴とする加圧クリーニング方法。
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JP2017082628A JP2018176628A (ja) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 液体噴射装置及び加圧クリーニング方法 |
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JP2020192756A (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ユニット、および、液体吐出装置 |
-
2017
- 2017-04-19 JP JP2017082628A patent/JP2018176628A/ja active Pending
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JP7306063B2 (ja) | 2019-05-29 | 2023-07-11 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出ユニット、および、液体吐出装置 |
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