JP2021122558A - 錠剤印刷装置および錠剤印刷装置のメンテナンス方法 - Google Patents

Abstract

【課題】錠剤印刷装置において、インクの消費量を抑制しつつ、効率よくインク詰まりを解消できる技術を提供する。
【解決手段】錠剤印刷装置は、インクを吐出可能な複数のノズルを有するインクジェット式のヘッド２１と、ヘッド内の圧力を調整可能な圧力調整部７２と、ヘッドの内部においてインクを第１温度および第２温度に昇温可能なヒータ８２１と、各部を制御する制御部とを有する。制御部は、錠剤の表面に対して一部のノズル２１１から第１温度のインクを吐出させる印刷工程と、ヘッド内の圧力を高めて全てのノズルを吐出対象として第２温度のインクを吐出させる回復工程とを実行可能である。第２温度は、第１温度よりも高い温度である。これにより、回復工程において、インクの粘度を低下させてノズル内の圧損を低下させることにより、回復工程において吐出するインク量を抑制することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、錠剤の表面に印刷を行う錠剤印刷装置と、錠剤印刷装置のメンテナンス方法に関する。

医薬品の一形態である錠剤の表面には、製品を識別するための文字やコードが印字される。このような文字やコードは、刻印により印字される場合もあるが、刻印では視認性が低いという問題があった。特に、近年では、後発医薬品の普及により錠剤の種類が多様化している。このため、錠剤を識別しやすくするために、錠剤の表面にインクジェット方式で鮮明な印字を行う技術が注目されている。

特許文献１には、インクジェット方式で錠剤の表面に印刷を行う従来の装置の例が記載されている。

国際公開第２０１６／１５９０９６号

インクジェット方式の錠剤印刷装置では、錠剤を搬送しつつ、ヘッドの吐出面に設けられた複数のノズルから錠剤に向けて、インクの液滴（以下、単に「インク滴」と称する）を吐出する。このようなインクジェット方式の印刷装置では、各ノズルの内部に、インクの液面が配置される。このため、使用頻度の低いノズルでは、液面からインクの溶媒が蒸発し、ノズル内において、メニスカスの上昇、インク成分の凝集およびインク成分の濃縮等が生じる。これにより、インクの流動性が低下し、インク詰まりという問題が生じる。

このような問題を解消するため、一般的なインクジェット方式の印刷装置では、ヘッド内のインクを加圧して全てのノズルからインクを一斉に吐出させるパージ処理と呼ばれるメンテナンス方法が用いられている。パージ処理により圧力をかけてインクを吐出することにより、原因となるインク成分の凝集や、濃縮したインクをノズル外へと吐出させる。

これに対し、錠剤印刷装置は印字率が８％程度であり、その他の印刷装置と比べて印字率が低い。このため、多くのノズルにおいてインクの吐出がされない期間が長い。すなわち、その他の印刷装置と比べて、インクの流動性が低下しやすく、インク詰まりが生じるノズルの数も多くなる。

したがって、錠剤印刷装置において従来のパージ処理によってインク詰まりを解消するためには、パージ時間またはパージ回数を増加させる必要がある。すなわち、その他の印刷装置と比べてさらに多量のインクを消費することとなる。

しかしながら、錠剤印刷装置に用いられる可食性のインクは、通常の紙やフィルム等の媒体に使用されるインクと比較して非常に高価である。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、インクの消費量を抑制しつつ、効率よくインク詰まりを解消できる技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、錠剤の表面に対して印刷を行うインクジェット式の錠剤印刷装置であって、インクを吐出可能な複数のノズルを有するインクジェット式のヘッドと、前記ヘッド内の圧力を調整可能な圧力調整部と、前記ヘッドの内部において前記ノズルから吐出される前記インクを、第１温度および第２温度に昇温可能なヒータと、前記ヘッド、前記圧力調整部および前記ヒータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記錠剤の表面に対して、一部の前記ノズルから前記第１温度の前記インクを吐出させる印刷工程と、前記圧力調整部により前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記第２温度の前記インクを吐出させる回復工程と、を実行可能であり、前記第２温度は、前記第１温度よりも高い温度である。

本願の第２発明は、第１発明の錠剤印刷装置であって、前記回復工程において吐出された前記インクは、前記ヘッドの下面に滞留する。

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の錠剤印刷装置であって、前記第２温度は、前記第１温度よりも２℃以上１５℃以下高い温度である。

本願の第４発明は、第１発明ないし第３発明のいずれかの錠剤印刷装置であって、前記制御部は、前記回復工程において、ａ）前記ヒータにより前記ヘッド内の前記インクを前記第２温度まで昇温する工程と、ｂ）前記工程ａ）の後に前記ヒータを停止する工程と、ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、を含む。

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかの錠剤印刷装置であって、前記ヘッドは、前記ヘッドの下面に配置された複数のノズルと、前記ノズルのそれぞれに連通し、内部の圧力を高めるアクチュエータを有する複数の個別インク室と、複数の前記個別インク室と連通するインク貯留室と、を有し、前記ヒータは、前記インク貯留室の内部に配置される。

本願の第６発明は、錠剤の表面に対して印刷を行うインクジェット式の錠剤印刷装置において、インクを吐出する複数の前記ノズルを有するヘッドのメンテナンス方法であって、Ａ）前記ヘッド内の前記インクの温度を第２温度に昇温する工程と、Ｂ）前記工程Ａ）の後で、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、を含み、前記第２温度は、前記錠剤に対して印刷を行う場合の前記ヘッド内の前記インクの温度である第１温度よりも高い温度である。

本願の第７発明は、第６発明のメンテナンス方法であって、前記工程Ｂ）において吐出される前記インクは、前記ヘッドの下面に滞留する。

本願の第８発明は、第６発明または第７発明のメンテナンス方法であって、前記第２温度は、前記第１温度よりも２℃以上１５℃以下高い温度である。

本願の第９発明は、第６発明ないし第８発明のいずれかのメンテナンス方法であって、前記工程Ａ）において、前記ヘッドを印刷位置からメンテナンス位置へと移動させつつ、前記ヘッド内の前記インクの温度を前記第２温度まで昇温させ、前記工程Ｂ）はＢ１）前記ヘッド内の前記インクの温度が前記第２温度に達したことを確認して前記インクの昇温を停止する工程と、Ｂ２）前記工程Ｂ１）の後に、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、Ｂ３）前記ヘッドの下面に滞留した前記インクを拭き取る工程と、を含む。

本願の第１発明〜第９発明によれば、回復工程において、インクの温度を印刷工程時の第１温度よりも高い第２温度とする。これにより、インクの粘度を低下させてノズル内の圧損を低下させる。その結果、回復工程において吐出されるインクの量を抑制することができる。

特に、本願の第２発明および第７発明によれば、回復工程において吐出されるインクの量を通常のパージ処理に比べて大幅に抑制することができる。

特に、本願の第３発明および第８発明によれば、適切なインク温度で回復工程を行うことができる。

錠剤印刷装置の構成を示した図である。 錠剤搬送機構の部分斜視図である。 ヘッドの下面図である。 制御部と錠剤印刷装置内の各部との接続を示したブロック図である。 印刷部の部分側面図である。 キャップの縦断面図である。 ヘッドおよびインク供給機構の構成を示した概略図である。 印刷工程の開始前におけるヘッド内の温度管理の流れを示したフローチャートである。 回復工程の流れを示したフローチャートである。 インクの温度と粘度との関係を示した図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、複数の錠剤が搬送される方向を「搬送方向」と称し、搬送方向に対して垂直かつ水平な方向を「幅方向」と称する。

＜１．錠剤印刷装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る錠剤印刷装置１の構成を示した図である。この錠剤印刷装置１は、医薬品である複数の錠剤９を搬送しながら、各錠剤９の表面に、製品名、製品コード、会社名、ロゴマーク等の画像を印刷する装置である。図１に示すように、本実施形態の錠剤印刷装置１は、錠剤搬送機構１０、印刷部２０、乾燥機構３０、および制御部１００を備えている。

錠剤搬送機構１０は、印刷対象物である複数の錠剤９を保持しつつ搬送する機構である。錠剤搬送機構１０は、一対のプーリ１１と、一対のプーリ１１の間に掛け渡された環状の搬送ベルト１２とを有する。錠剤印刷装置１に投入された複数の錠剤９は、振動フィーダや搬送ドラム等により構成される搬入機構５１によって、等間隔に整列されるとともに、搬送ベルト１２の外周面に供給される。一対のプーリ１１の一方は、搬送用モータ１３から得られる動力により回転する。これにより、搬送ベルト１２が、図１中の矢印の方向に回動する。このとき、一対のプーリ１１の他方は、搬送ベルト１２の回動に伴い従動回転する。

図２は、錠剤搬送機構１０の部分斜視図である。図２に示すように、搬送ベルト１２には、複数の吸着孔１４が設けられている。複数の吸着孔１４は、搬送方向および幅方向に、等間隔に配列されている。また、図１に示すように、錠剤搬送機構１０は、搬送ベルト１２の内側の空間から気体を吸い出す吸引機構１５を有する。吸引機構１５を動作させると、搬送ベルト１２の内側の空間が、大気圧よりも低い負圧となる。複数の錠剤９は、当該負圧によって、吸着孔１４に吸着保持される。

このように、錠剤搬送機構１０は、複数の錠剤９を、複数の吸着孔１４に一定の間隔で保持しつつ、搬送ベルト１２の回動によって、複数の錠剤９を搬送する。後述する４つのヘッド２１の下方では、複数の錠剤９は、水平方向に搬送される。

また、図１に示すように、錠剤搬送機構１０は、搬送ベルト１２の内側に、ブロー機構１６を有する。ブロー機構１６を動作させると、搬送ベルト１２の複数の吸着孔１４のうち、搬出機構５２に対向する吸着孔１４のみが、大気圧よりも高い陽圧となる。これにより、当該吸着孔１４における錠剤９の吸着が解除され、搬送ベルト１２から搬出機構５２へ、錠剤９が受け渡される。搬出機構５２は、搬送ベルト１２から受け渡された錠剤９を、例えば他の搬送ベルトによって、錠剤印刷装置１の外部へ搬出する。

印刷部２０は、搬送ベルト１２により搬送される錠剤９の表面に、インクジェット方式で画像を記録する部位である。図１に示すように、本実施形態の印刷部２０は、４つのヘッド２１を有する。４つのヘッド２１は、搬送ベルト１２の上方に位置し、錠剤９の搬送方向に沿って、一列に配置されている。４つのヘッド２１は、錠剤９の表面に向けて、互いに異なる色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各色）のインク滴を吐出する。すると、これらの各色により形成される単色画像の重ね合わせによって、錠剤９の表面に、多色画像が記録される。なお、各ヘッド２１から吐出されるインクには、日本薬局方、食品衛生法等で認可された原料により製造された可食性インクが使用される。

図３は、１つのヘッド２１の下面図である。図３には、搬送ベルト１２と、搬送ベルト１２に保持された複数の錠剤９とが、二点鎖線で示されている。図３中に拡大して示したように、ヘッド２１の下面には、インク滴を吐出可能な複数のノズル２１１が設けられている。本実施形態では、ヘッド２１の下面に、複数のノズル２１１が、搬送方向および幅方向に二次元的に配列されている。各ノズル２１１は、幅方向に位置をずらして配列されている。このように、複数のノズル２１１を二次元的に配置すれば、各ノズル２１１の幅方向の位置を、互いに接近させることができる。ただし、複数のノズル２１１は、幅方向に沿って一列に配列されていてもよい。

ノズル２１１からのインク滴の吐出方式には、例えば、圧電素子に電圧を加えて変形させることにより、ノズル２１１内のインクを加圧して吐出する、いわゆるピエゾ方式が用いられる。ただし、インク滴の吐出方式は、ヒータに通電してノズル２１１内のインクを加熱膨張させることにより吐出する、いわゆるサーマル方式であってもよい。

乾燥機構３０は、錠剤９の表面に付着したインクを乾燥させる機構である。乾燥機構３０は、搬送ベルト１２の周囲の、印刷部２０よりも搬送方向下流側の位置に設けられている。乾燥機構３０には、例えば、搬送ベルト１２により搬送される錠剤９へ向けて、加熱された気体（熱風）を吹き付ける、熱風供給機構が用いられる。錠剤９の表面に付着したインクは、熱風により乾燥して、錠剤９の表面に定着する。

制御部１００は、錠剤印刷装置１内の各部を動作制御するための手段である。図４は、制御部１００と、錠剤印刷装置１内の各部との接続を示したブロック図である。図４中に概念的に示したように、制御部１００は、ＣＰＵ等のプロセッサ１０１、ＲＡＭ等のメモリ１０２、およびハードディスクドライブ等の記憶部１０３を有するコンピュータにより構成される。記憶部１０３内には、印刷処理を実行するためのコンピュータプログラムＰが、インストールされている。

また、図４に示すように、制御部１００は、上述した搬送用モータ１３、吸引機構１５、ブロー機構１６、４つのヘッド２１、乾燥機構３０、搬入機構５１、および搬出機構５２と、それぞれ通信可能に接続されている。また、制御部１００は、後述するヘッド移動機構２２、洗浄ユニット２４、払拭ユニット２５、およびインク供給機構７０とも、通信可能に接続されている。制御部１００は、記憶部１０３に記憶されたコンピュータプログラムＰやデータをメモリ１０２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、プロセッサ１０１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、複数の錠剤９に対する印刷処理や、後述のメンテナンス処理が進行する。

＜２．ヘッド移動機構およびキャップについて＞
次に、ヘッド移動機構２２と、キャップ２３とについて、図５および図６を参照しつつ説明する。図５は、図１中の白抜き矢印Ｖの位置から見た印刷部２０の部分側面図である。図６は、キャップ２３の縦断面図である。

図５に示すように、この錠剤印刷装置１の内部空間は、印刷エリアＡ１と退避エリアＡ２とに分けられている。印刷エリアＡ１は、上述した錠剤搬送機構１０により錠剤９を搬送しつつ、錠剤９に対して印刷を行う印刷空間である。退避エリアＡ２は、印刷前または印刷後にヘッド２１を退避および待機させるとともに、錠剤９と同じ空間にある必要の無い機器が収容される退避空間である。

印刷エリアＡ１と退避エリアＡ２との間には、両エリアを仕切る隔壁６０が設けられている。隔壁６０は、ヘッド２１が通過するための開口６１を有する。開口６１は、常に開放されていてもよく、ヘッド２１の通過時に開放されるシャッター機構が取り付けられていてもよい。

上述の通り、印刷部２０は、４つのヘッド２１を有する。また、図５に示すように、印刷部２０は、ヘッド２１ごとに、ヘッド移動機構２２と、キャップ２３とを有する。すなわち、本実施形態の印刷部２０は、４つのヘッド２１と、各ヘッド２１に対応する４つのヘッド移動機構２２と、各ヘッド２１に対応する４つのキャップ２３とを有する。

ヘッド移動機構２２は、印刷位置Ｐ１と待機位置Ｐ２との間で、ヘッド２１を移動させる機構である。本実施形態のヘッド移動機構２２は、アーム２２１およびアーム移動機構２２２を有する。

アーム２２１は、幅方向に延びる部材である。ヘッド２１は、アーム２２１の幅方向一方側の先端に固定されている。アーム移動機構２２２は、制御部１００からの指令に従って、アーム２２１を上下方向および幅方向に移動させる。これにより、アーム２２１およびヘッド２１が、一体として上下方向および幅方向に移動する。

アーム移動機構２２２は、例えば、水平方向（幅方向）の移動機構と上下方向の移動機構とを組み合わせて実現される。これらの移動機構は、例えば、モータの回転運動を、ボールねじを介して直進運動に変換する機構や、リニアモータや、エアシリンダなどの機構によって実現される。

ヘッド移動機構２２は、図５に示すように、ヘッド２１を、印刷位置Ｐ１と待機位置Ｐ２の間において、上下方向および幅方向に移動させる。ヘッド２１は、印刷位置Ｐ１において、錠剤９への印刷を行う。ヘッド２１が印刷位置Ｐ１に配置されると、複数のノズル２１１が搬送ベルト１２に保持された錠剤９と対向する。待機位置Ｐ２において、ヘッド２１の複数のノズル２１１は、キャップ２３に覆われる。

待機位置Ｐ２は、印刷位置Ｐ１と比べて低い位置である。このため、ヘッド２１を印刷位置Ｐ１から待機位置Ｐ２へと移動させる場合、ヘッド移動機構２２は、ヘッド２１を印刷位置Ｐ１から退避エリアＡ２内へと幅方向に移動させて中間位置Ｐ３に配置した後に、待機位置Ｐ２へと下降させる。

ヘッド２１を待機位置Ｐ２から印刷位置Ｐ１へと移動させる場合、ヘッド移動機構２２は、ヘッド２１をその逆の順で移動させる。すなわち、ヘッド移動機構２２は、待機位置Ｐ２から中間位置Ｐ３までヘッド２１を上昇させた後に、ヘッド２１を印刷エリアＡ１内へと幅方向に印刷位置Ｐ１まで移動させる。

なお、中間位置Ｐ３が印刷位置Ｐ１よりも高い位置であってもよい。その場合、ヘッド移動機構２２は、印刷位置Ｐ１からヘッド２１を中間位置Ｐ３と同じ高さまで上昇させ、その後当該高さにおいて退避エリアＡ２内の中間位置Ｐ３へと幅方向に移動する。そして、その後、待機位置Ｐ２へと下降させてもよい。

その場合、ヘッド２１を待機位置Ｐ２から印刷位置Ｐ１へと移動させる際には、ヘッド移動機構２２は待機位置Ｐ２から中間位置Ｐ３までヘッド２１を上昇させた後に、ヘッド２１を印刷エリアＡ１内へと幅方向に移動させ、その後に、ヘッド２１を下降させて印刷位置Ｐ１に配置する。

キャップ２３は、上面が開放された略直方体状の筐体である。キャップ２３は、退避エリアＡ２内の所定の位置に、固定されている。キャップ２３は、待機位置Ｐ２に配置されたヘッド２１の複数のノズル２１１を覆う。このように、ヘッド２１を使用していない間に、ノズル２１１をキャップ２３により覆うことにより、ノズル２１１内のインクが乾燥するのを防止できる。

本実施形態では、キャップ２３には、洗浄ユニット２４と、払拭ユニット２５とが備えられている。

洗浄ユニット２４は、ヘッド２１の複数のノズル２１１を洗浄するためのユニットである。図５および図６に示すように、洗浄ユニット２４は、洗浄ノズル２４１および洗浄液供給部２４２を有する。

洗浄ノズル２４１は、キャップ２３の内部において、洗浄液供給部２４２から供給された洗浄液を複数のノズル２１１に向けて吐出する。具体的には、図６に示すように、洗浄ノズル２４１は、上方へ向かって洗浄液を吐出する複数の吐出口２４０を有する。洗浄ユニット２４によりヘッド２１の複数のノズル２１１を洗浄することにより、印刷エリアＡ１においてノズル２１１に付着した微粉等を除去することができる。なお、キャップ２３には、洗浄ユニット２４が備えられていなくてもよい。

払拭ユニット２５は、複数のノズル２１１を含むヘッド２１の吐出面（下面）を払拭するためのユニットである。払拭ユニット２５は、ブレード２５１およびブレード移動機構２５２を有する。

ブレード２５１は、ヘッド２１の下面に付着したインク滴や洗浄液を、拭き取るための部材である。ブレード２５１には、例えば、可撓性を有するゴムなどで形成された板状の部材が用いられる。なお、ブレード２５１は、ヘッド２１に接触する先端部２５０のみが可撓性の部材で形成されていてもよい。

ブレード移動機構２５２は、ブレード２５１を回転移動させる機構である。ブレード移動機構２５２は、例えば、モータ等の駆動源と、モータの回転運動をブレード２５１に伝達する動力伝達機構とを有する。ブレード移動機構２５２を動作させると、ブレード２５１は、図６中に実線で示した収納位置Ｑ１と、図６中に二点鎖線で示した払拭位置Ｑ２との間で、回転移動する。

ヘッド２１が待機位置Ｐ２に配置され、複数のノズル２１１がキャップ２３に覆われるときには、ブレード２５１は、収納位置Ｑ１に配置される。収納位置Ｑ１では、ブレード２５１の全体が、キャップ２３の内部に収納される。

一方、ブレード２５１によるヘッド２１の下面のインク滴や洗浄液の払拭を行う時には、ヘッド移動機構２２はヘッド２１を待機位置Ｐ２よりも高い払拭位置Ｐ４へと上昇させて、ヘッド２１の下面をキャップ２３から引き離す。そして、ブレード２５１を収納位置Ｑ１から払拭位置Ｑ２へと回転移動させる。払拭位置Ｑ２では、ブレード２５１の先端部２５０がヘッド２１の下面に接触する。その後、ヘッド移動機構２２がヘッド２１を幅方向に水平移動させる。これにより、ヘッド２１の下面の複数のノズル２１１およびその周囲に付着したインク滴や洗浄液等が、ブレード２５１の先端部２５０によって払拭される。

なお、ヘッド２１の下面の払拭が行われる払拭位置Ｐ４は、中間位置Ｐ３と同じ位置であってもよいし、中間位置Ｐ３と異なっていてもよい。

＜３．インク供給機構およびヘッドの構成について＞
続いて、ヘッド２１にインクを供給するインク供給機構７０と、ヘッド２１の構成について、図７を参照しつつ説明する。図７は、ヘッド２１およびインク供給機構７０の構成を示した概略図である。上述の通り、印刷部２０は、４つのヘッド２１を有する。印刷部２０は、ヘッド２１ごとに、ヘッド２１にインクを供給するインク供給機構７０を有する。すなわち、本実施形態の印刷部２０は、４つのインク供給機構７０をさらに有する。

図７に示すように、インク供給機構７０はそれぞれ、インク貯留部７１、圧力調整機構７２および配管７３を有する。

インク貯留部７１は、ヘッド２１に供給するためのインクを貯留する容器である。インク貯留部７１は、インク貯留部７１内の圧力を検知するための圧力センサ７１１を有する。

圧力調整機構７２は、インク貯留部７１の内部の圧力を調整するための機構である。圧力調整機構７２がインク貯留部７１内の圧力を調整することにより、インク貯留部７１とヘッド２１との連通時には、圧力調整機構７２が間接的にヘッド２１内の圧力を調整することができる。すなわち、圧力調整機構７２は、ヘッド２１内の圧力を調整可能な圧力調整部を構成する。

本実施形態において、インク貯留部７１は、容量が一定のタンクである。そして、圧力調整機構７２は、インク貯留部７１の上部の気体層の気圧を調整することにより、インク貯留部７１内の圧力を調整する。しかしながら、インク貯留部７１は、フレキシブルな容器にインクが充填された所謂インクバッグであってもよい。その場合、圧力調整機構７２は、例えば、インクバッグであるインク貯留部７１を挟んで外部からかける圧力を調整することにより、インク貯留部７１内の圧力を調整するものであってもよい。

配管７３は、インク貯留部７１の下端部と、ヘッド２１の後述するインク供給口８１とを連通接続する。配管７３には、例えば、配管７３の連通を制御する電磁弁７３１が介挿される。電磁弁７３１が開放された状態において、インク貯留部７１内の圧力がヘッド２１内の圧力より大きくなると、インク貯留部７１からヘッド２１へとインクが供給される。なお、配管７３には、電磁弁７３１とともに、あるいは、電磁弁７３１に代えて、逆止弁が介挿されてもよい。また、配管７３には、インク内の固形成分や異物などを除去するためのフィルタが介挿されてもよい。

ヘッド２１はそれぞれ、ケーシング８０と、ケーシング８０に設けられたインク供給口８１、インク貯留室８２、複数の個別流路８３、複数の個別インク室８４および複数のノズル２１１を有する。なお、図７には、便宜的にそれぞれ６つの個別流路８３、個別インク室８４およびノズル２１１が示されているが、実際のヘッド２１には、多数のノズル２１１と同数の個別流路８３および個別インク室８４が設けられている。

インク供給口８１は、インク貯留室８２と外部とを連通する連通口である。インク供給口８１には、インク供給機構７０の配管７３の下流側の端部が接続される。これにより、インク貯留部７１から配管７３を介して供給されたインクは、インク供給口８１を介してインク貯留室８２内へ一次的に貯留される。

インク貯留室８２は、各個別インク室８４へ供給するためのインクを一次的に貯留する。インク貯留室８２の内部には、インクを加熱するためのヒータ８２１と、インクの温度を検知する温度センサ８２２とが備えられている。

ヒータ８２１は、ヘッド２１内のインクを昇温させるための加熱機構である。制御部１００は、温度センサ８２２の検知したインクの温度に基づいてヒータ８２１を制御する。これにより、ヒータ８２１は、ヘッド２１内のインクを、後述する第１温度および第２温度などの温度に昇温可能である。すなわち、ヒータ８２１は、複数のノズル２１１から吐出されるインクを、第１温度および第２温度に昇温可能である。

個別流路８３は、インク貯留室８２とそれぞれの個別インク室８４とを繋ぐインクの流路である。個別インク室８４内の圧力がインク貯留室８２内の圧力よりも低くなると、個別流路８３を介して、インク貯留室８２から当該個別インク室８４へとインクが供給される。

個別インク室８４は、ノズル２１１ごとに設けられたインクの貯留部である。個別インク室８４には、ヘッド２１内に供給されたインクが二次的に充填される。個別インク室８４の下端部はそれぞれ、ノズル２１１と連通する。

ノズル２１１は、個別インク室８４と外部の空間とを連通する。インクの非吐出時には、ノズル２１１の内部において、インクの液面がメニスカスを形成する。また、ノズル２１１の下端部は、ケーシング８０の下面に露出して配置される。

個別インク室８４の壁面にはそれぞれ、圧力発生素子８４１が配置されている。圧力発生素子８４１は、個別インク室８４の内部の圧力を高めるアクチュエータである。本実施形態のヘッド２１は、いわゆるピエゾ方式の吐出ヘッドである。そのため、本実施形態の圧力発生素子８４１には、圧電素子が用いられる。制御部１００から圧力発生素子８４１へ電気信号である吐出信号が送られると、圧力発生素子８４１が変形し、個別インク室８４内に充填されたインクが加圧される。そして、個別インク室８４内の圧力が高まることにより、ノズル２１１から個別インク室８４内のインクが液滴として吐出される。なお、ヘッド２１は、ピエゾ方式に限られず、他の方式の吐出ヘッドであってもよい。

＜４．印刷工程および回復工程におけるヘッド内の温度管理について＞
続いて、錠剤印刷装置１における印刷工程の開始前および回復工程におけるヘッド２１内の温度管理について、図８および図９を参照しつつ説明する。図８は、印刷工程の開始前におけるヘッド２１内の温度管理の流れを示したフローチャートである。図９は、回復工程の流れを示したフローチャートである。

制御部１００は、錠剤印刷装置１に、少なくとも、印刷工程と回復工程とを実行させることが可能である。印刷工程では、制御部１００は、錠剤９を搬送させつつ、錠剤９の表面に対して、一部のノズル２１１から第１温度のインクを吐出させる。これにより、錠剤９の表面に印刷処理が行われる。一方、回復工程では、制御部１００は、ヘッド２１内の圧力を高めて、全てのノズル２１１を吐出対象として第２温度のインクを吐出させる。すなわち、回復工程において、制御部１００は、いわゆるパージ処理と称されるメンテナンス方法を実施する。制御部１００は、印刷工程および回復工程の他に、例えば、ヘッド２１の下面を洗浄する洗浄工程などの他の工程を実行可能であってもよい。

まず、図８を参照しつつ、印刷工程の開始前におけるヘッド２１内の温度管理の流れを説明する。図８に示すように、印刷工程の開始時には、まず、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２およびステップＳ１１３を含む印刷前昇温工程と、ステップＳ１２１およびステップＳ１２２を含む印刷前移動工程とを並行して行う。

印刷前昇温工程（ステップＳ１１１〜Ｓ１１３）では、まず、制御部１００は、ヒータ８２１を駆動させてヘッド２１内のインクの第１温度への昇温を開始する（ステップＳ１１１）。そして、昇温を開始すると、制御部１００は、温度センサ８２２の検知したインクの温度が第１温度に達したか否かを監視する（ステップＳ１１２）。

ステップＳ１１２において、制御部１００が、インクの温度が第１温度に達していないと判断した場合、ステップＳ１１２に戻り、待機する（ステップＳ１１２／Ｎｏ）。ステップＳ１１２において、インクの温度が第１温度に達したと判断すると（ステップＳ１１２／Ｙｅｓ）、制御部１００は、ヘッド２１内のインク温度を第１温度に維持するように、ヒータ８２１のフィードバック制御を開始する（ステップＳ１１３）。

一方、印刷前移動工程（ステップＳ１２１〜Ｓ１２２）では、まず、制御部１００は、ヘッド移動機構２２を動作させて、ヘッド２１を印刷位置Ｐ１へ移動させる（ステップＳ１２１）。そして、移動開始後、制御部１００は、ヘッド２１が印刷位置Ｐ１に達したか否かを監視する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２において、制御部１００が、ヘッド２１が印刷位置Ｐ１に達していないと判断した場合、ステップＳ１２２に戻る（ステップＳ１２２／Ｎｏ）。

制御部１００がステップＳ１１３においてフィードバック制御を開始し、かつ、ステップＳ１２２においてヘッド２１が印刷位置Ｐ１に達したと判断すると（ステップＳ１２２／Ｙｅｓ）、ステップＳ１３へと進み、印刷工程が開始される（ステップＳ１３）。

ここで、第１温度は、印刷工程におけるヘッド２１内のインク温度である。印刷工程において、ヘッド２１内のインク温度は、フィードバック制御によって第１温度に保たれる。このため、印刷工程では、制御部１００は、錠剤９の表面に対して、ヘッド２１の一部のノズル２１１から第１温度のインクを吐出させる。

続いて、図９を参照しつつ、回復工程の流れを説明する。図９に示すように、回復工程が開始されると、まず、ステップＳ２１１およびステップＳ２１２を含むパージ前昇温工程と、ステップＳ２２１およびステップＳ２２２を含むパージ前移動工程とを並行して行う。

パージ前昇温工程（ステップＳ２１１〜Ｓ２１２）では、ヒータ８２１によりヘッド２１内のインクを、第１温度よりも高い第２温度まで昇温する。まず、制御部１００は、ヒータ８２１を駆動させてヘッド２１内のインクの第２温度への昇温を開始する（ステップＳ２１１）。そして、昇温を開始すると、制御部１００は、温度センサ８２２の検知したインクの温度が第２温度に達したか否かを監視する（ステップＳ２１２）。

ステップＳ２１２において、制御部１００が、インクの温度が第２温度に達していないと判断した場合（ステップＳ２１２／Ｎｏ）、ステップＳ２１２に戻り、待機する。

一方、パージ前移動工程（ステップＳ２２１〜Ｓ２２２）では、まず、制御部１００は、ヘッド移動機構２２を動作させて、ヘッド２１を待機位置Ｐ２へと移動させる（ステップＳ２２１）。そして、移動開始後、制御部１００は、ヘッド２１が待機位置Ｐ２に達したか否かを監視する（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２２において、制御部１００が、ヘッド２１が待機位置Ｐ２に達していないと判断した場合、ステップＳ２２２へと戻る（ステップＳ２２２／Ｎｏ）。

制御部１００が、ステップＳ２１２においてインクの温度が第２温度に達していると判断し（ステップＳ２１２／Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ２２２においてヘッド２１が待機位置Ｐ２へと達したと判断すると（ステップＳ２２２／Ｙｅｓ）、ステップＳ２３へと進む。そして、制御部１００は、ヒータ８２１によるヘッド２１内のインクの昇温を停止する（ステップＳ２３）。すなわち、制御部１００は、ヘッド２１内のインクの温度が第２温度に達したことを確認してインクの昇温を停止する。

なお、ステップＳ２１２においてインクの温度が第２温度に達していると判断した（ステップＳ２１２／Ｙｅｓ）時点で、まだステップＳ２２２においてヘッド２１が待機位置Ｐ２へと達したと判断されていない場合、制御部１００は、ヘッド２１内のインクの温度を第２温度に保つようにヒータ８２１のフィードバック制御を行ってもよい。

ヒータ８２１によるインクの昇温を停止後、制御部１００は、ヘッド２１内の圧力を高めて、全てのノズル２１１を対象としてインクを吐出させる（ステップＳ２４）。

ステップＳ２４において制御部１００が行う具体的な手順として、例えば、まず、電磁弁７３１を閉鎖してインク貯留部７１とヘッド２１との連通を遮断する。そして、圧力調整機構７２によりインク貯留部７１内の圧力を高める。その後、電磁弁７３１を開放することにより、ヘッド２１内の圧力が一気に高まる。

ステップＳ２４において、ヘッド２１内の圧力が高まることにより、第２温度のインクがノズル２１１から吐出される。このとき、ステップＳ２４において吐出されるインクの量は、一般的なパージ処理において吐出されるインクの量に比べて少ない。このため、ステップＳ２４において吐出されたインクは、ヘッド２１の下面に滞留する。

このように、ステップＳ２４では、待機位置Ｐ２においてパージ処理が行われる。すなわち、待機位置Ｐ２は、パージ工程が行われるメンテナンス位置である。また、ステップＳ２１１〜Ｓ２１２およびステップＳ２２１〜Ｓ２２２が並行して行われることにより、パージ工程の前に、ヘッド２１を印刷位置Ｐ１からメンテナンス位置である待機位置Ｐ２へと移動させつつ、ヘッド２１内のインクの温度を第２温度まで昇温させる工程が行われている。

ステップＳ２４の後、制御部１００は、払拭ユニット２５によってヘッド２１の下面を払拭する（ステップＳ２５）。具体的には、ヘッド移動機構２２によりヘッド２１を払拭位置Ｐ４へと移動させた後に、ブレード移動機構２５２によりブレード２５１を払拭位置Ｑ２へと配置する。そして、ヘッド移動機構２２によりヘッド２１を幅方向に移動させることにより、ブレード２５１がヘッド２１の下面に接触し、ヘッド２１の下面に滞留したインクを拭き取る。

なお、ステップＳ２４においてヘッド２１が払拭位置Ｐ４に配置されていてもよい。その場合、パージ前移動工程（ステップＳ２２１〜Ｓ２２２）において、ヘッド２１が待機位置Ｐ２ではなく、払拭位置Ｐ４に配置される。すなわち、パージ工程が行われるメンテナンス位置は、払拭位置Ｐ４となる。

ステップＳ２５の払拭工程が完了すると、ヘッド２１の回復工程が完了する。この後、印刷工程を行う場合には、ヘッド２１が印刷位置Ｐ１に配置される。また、この後、印刷工程を行わない場合には、ヘッド２１が待機位置Ｐ２に配置される。

以上のように、この錠剤印刷装置１では、回復工程においてノズル２１１から吐出されるインクの温度（第２温度）が、印刷工程においてノズル２１１から吐出されるインクの温度（第１温度）よりも高い温度である。

使用頻度の低いノズル２１１では、インク表面から溶媒が蒸発したり、ノズル２１１内におけるインクの流動がないことが原因となって、メニスカスの上昇、インク成分の凝集およびインク成分の濃縮等が生じ、インクの流動性が低下し、ノズル２１１内の圧損が増大する。

そこで、回復工程において、ヘッド２１内のインクの温度を、印刷工程におけるインク温度である第１温度よりも高い第２温度とする。第２温度のインクは、第１温度のインクよりも粘度が低い。このため、パージ処理を行う際に、インクの粘度を低下させて、インクの流動性を向上させ、ノズル２１１内の圧損を低下させることができる。これにより、パージ処理において吐出させるインク量を、通常のパージ処理と比べて少量とした場合であっても、ノズル２１１内のインク詰まりを解消することができる。

すなわち、回復工程において、インクの温度を印刷工程よりも高くすることにより、回復工程におけるインクの消費量を抑制することができる。

本実施形態において、第１温度は３２℃前後であり、第２温度は４０℃前後である。第２温度は、第１温度よりも２℃以上１５℃以下高い温度であることが好ましい。

２℃以上インクの温度が高くなると、吐出状況に変化が生じる程度にインクの粘度が低下する。このため、第２温度は、第１温度よりも少なくとも２℃以上高いことが好ましい。一方、第２温度を高くしすぎると、回復工程後に、ヘッド２１内の温度が第１温度まで低下しない虞がある。そうなると、回復工程後、印刷工程までにヘッド２１内のインクを降温させるための冷却期間を設けたり、降温機構を設けたりする必要が生じる。このため、第１温度と第２温度との差は、１５℃以下であることが好ましい。

ここで、図１０は、本実施形態で使用される可食性インクの温度と粘度との関係を示した図である。図１０において、横軸は、温度［℃］であり、縦軸はインクの粘度［ｍＰａ・ｓ］である。なお、図１０のインクの粘度の計測に用いた測定器は、BROOKFIELD製のVISCOMETER DV-IIProである。

本実施形態の錠剤印刷装置１では、印刷工程に適したインクの粘度は３．９±０．２ｍＰａ・ｓである。このため、第１温度は３２℃前後としている。これに対し、パージ工程では、印刷工程と比較して粘度が約２０％低い３．２±０．２ｍＰａ・ｓとすることが好ましい。このため、第２温度は４０℃前後としている。

具体的には、本実施形態では、パージ処理において吐出されたインクは、ヘッド２１から滴り落ちずにヘッド２１の下面に滞留する程度の少量となっている。例えば、パージ処理において６０ｃｃ程度のインクを吐出するのが一般的な従来の印刷装置と同規模のヘッド２１を有する錠剤印刷装置１において、ステップＳ２４のパージ工程におけるインクの吐出量を１ｃｃ程度とすることができる。

＜５．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

上記の実施形態では、キャップ２３の位置が固定され、ヘッド２１が下降することによって、ヘッド２１の下面をキャップ２３で覆っていた。しかしながら、キャップ２３に上下移動機構を設け、キャップ２３を上昇させることによって、ヘッド２１の下面をキャップ２３で覆ってもよい。

また、上記の実施形態では、印刷部２０に、４つのヘッド２１が設けられていた。しかしながら、印刷部２０に含まれるヘッド２１の数は、１〜３つであってもよく、５つ以上であってもよい。

また、上記の実施形態では、１つのヘッド２１の中に１つのインク貯留室と複数の個別インク室８４を有する２段構造になっていたが、本発明はこれに限られない。例えば、１つのヘッドの中に共通インク流路と、共通インク流路からインクが供給される複数のインク貯留室と、インク貯留室のそれぞれと連通する複数の個別インク室とが設けられた３段構造であってもよい。また、ヘッドは、その他の構造であってもよい。

また、上記の実施形態では、搬送方向の同じ箇所において同じ種類のインクを吐出するヘッド２１が１つであったが、本発明はこれに限られない。搬送方向の同じ箇所において同じ種類のインクを吐出するヘッドユニットが、複数のヘッドを組み合わせて構成されたものであってもよい。

また、上記の実施形態の錠剤印刷装置１は、錠剤９の表面に印刷を行う印刷部を１つ備えているが、本発明はこれに限られない。錠剤印刷装置は、錠剤の一方側の面に印刷を行う印刷部と、錠剤の他方側の面（裏面）に印刷を行う印刷部との、２つの印刷部を備えていてもよい。

また、本発明において処理対象となる「錠剤」は、例えば、素錠、口腔内崩壊錠（ＯＤ錠）、フィルムコーティング錠（ＦＣ錠）、糖衣錠、割線錠などを含むが、必ずしも医薬品としての錠剤には限定されない。本発明の錠剤印刷装置は、健康食品としての錠剤や、ラムネ等の錠菓に対して、印刷を行うものであってもよい。

また、錠剤印刷装置１の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ 錠剤印刷装置
９ 錠剤
２０ 印刷部
２１ ヘッド
７１ インク貯留部
７２ 圧力調整機構
８２ インク貯留室
８４ 個別インク室
８５ ノズル
１００ 制御部
２１１ ノズル
２５１ ブレード
８２１ ヒータ
８２２ 温度センサ
８４１ 圧力発生素子
Ｐ１ 印刷位置
Ｐ２ 待機位置
Ｐ３ 払拭位置

Claims (9)

1. 錠剤の表面に対して印刷を行うインクジェット式の錠剤印刷装置であって、
   インクを吐出可能な複数のノズルを有するインクジェット式のヘッドと、
   前記ヘッド内の圧力を調整可能な圧力調整部と、
   前記ヘッドの内部において前記ノズルから吐出される前記インクを、第１温度および第２温度に昇温可能なヒータと、
   前記ヘッド、前記圧力調整部および前記ヒータを制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記錠剤の表面に対して、一部の前記ノズルから前記第１温度の前記インクを吐出させる印刷工程と、
   前記圧力調整部により前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記第２温度の前記インクを吐出させる回復工程と、
   を実行可能であり、
   前記第２温度は、前記第１温度よりも高い温度である、錠剤印刷装置。
2. 請求項１に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記回復工程において吐出された前記インクは、前記ヘッドの下面に滞留する、錠剤印刷装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の錠剤印刷装置であって、
   前記第２温度は、前記第１温度よりも２℃以上１５℃以下高い温度である、錠剤印刷装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の錠剤印刷装置であって、
   前記制御部は、前記回復工程において、
   ａ）前記ヒータにより前記ヘッド内の前記インクを前記第２温度まで昇温する工程と、
   ｂ）前記工程ａ）の後に前記ヒータを停止する工程と、
   ｃ）前記工程ｂ）の後に、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、
   を含む、錠剤印刷装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の錠剤印刷装置であって、
   前記ヘッドは、
   前記ヘッドの下面に配置された複数の前記ノズルと、
   前記ノズルのそれぞれに連通し、内部の圧力を高めるアクチュエータを有する複数の個別インク室と、
   複数の前記個別インク室と連通するインク貯留室と、
   を有し、
   前記ヒータは、前記インク貯留室の内部に配置される、錠剤印刷装置。
6. 錠剤の表面に対して印刷を行うインクジェット式の錠剤印刷装置において、インクを吐出する複数のノズルを有するヘッドのメンテナンス方法であって、
   Ａ）前記ヘッド内の前記インクの温度を第２温度に昇温する工程と、
   Ｂ）前記工程Ａ）の後で、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、
   を含み、
   前記第２温度は、前記錠剤に対して印刷を行う場合の前記ヘッド内の前記インクの温度である第１温度よりも高い温度である、メンテナンス方法。
7. 請求項６に記載のメンテナンス方法であって、
   前記工程Ｂ）において吐出される前記インクは、前記ヘッドの下面に滞留する、メンテナンス方法。
8. 請求項６または請求項７に記載のメンテナンス方法であって、
   前記第２温度は、前記第１温度よりも２℃以上１５℃以下高い温度である、メンテナンス方法。
9. 請求項６ないし請求項８のいずれかに記載のメンテナンス方法であって、
   前記工程Ａ）において、前記ヘッドを印刷位置からメンテナンス位置へと移動させつつ、前記ヘッド内の前記インクの温度を前記第２温度まで昇温させ、
   前記工程Ｂ）は
   Ｂ１）前記ヘッド内の前記インクの温度が前記第２温度に達したことを確認して前記インクの昇温を停止する工程と、
   Ｂ２）前記工程Ｂ１）の後に、前記ヘッド内の圧力を高めて、全ての前記ノズルを吐出対象として前記インクを吐出させる工程と、
   Ｂ３）前記ヘッドの下面に滞留した前記インクを拭き取る工程と、
   を含む、メンテナンス方法。

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