JP2021126810A - 液体噴射装置、液体噴射装置のメンテナンス方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体噴射装置は、ノズル面に形成されたノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記ノズル面をワイピング可能なワイパーと、前記ノズルに連通する圧力室内の状態を検出可能な状態検出部と、検出される前記圧力室内の状態に基づいて、前記ワイパーで前記ノズル面をワイピングするワイピング条件を変更させる制御部と、を備える。
【選択図】図9
Description
図2に示すように、圧力調整装置40は、液体供給流路30の一部を構成する圧力調整機構48と、圧力調整機構48を押し付ける押付機構49とを有する。圧力調整機構48は、液体供給源17から液体供給流路30を介して供給される液体が流入する液体流入部50と、液体を内部に収容可能な液体流出部51とが形成された本体部52を有する。
図2に示すように、液体噴射ヘッド15は、供給される液体を濾過するフィルター84を有し、フィルター84で濾過された液体をノズル24から噴射する。フィルター84は、供給される液体中の気泡、異物などを捕捉する。フィルター84は、液体供給流路30が接続される共通液室85に設けてもよい。
図4A及び図4Bに示すように、ワイパー100は、板状を成し、弾性変形可能に構成される。移動部101のモーター102を駆動させてワイパー100をノズル面25に対してワイピングが実行されるワイピング方向Dtに移動させると、ワイパー100のノズル面25に接する先端部が弾性変形した状態でワイピングが実行される。ワイピング方向Dtは水平方向である。
図4Bは、ワイパー100が、ノズル面25をワイピングしている状態を示す図である。このとき、ワイパー100は弾性変形しており、高さはD2である。
ここで、高さD1と高さD2との差分Gを、ワイパー100のノズル面25に対する干渉量Gと呼ぶ。すなわち、干渉量Gは、ワイパー100でノズル面25をワイピングするときの、ノズル面25に対する垂直方向の差分Gである。
後述するように、液体噴射装置11は、干渉量変更部110を使用して、干渉量Gを適正な数値に調整することができるように構成される。干渉量Gは、例えば、1mmが基本設定であり、変更する場合の変更幅は0.1mmである。
また、ワイパー100は、例えば硬度と厚みによって規定され、例えば、硬度40度、ワイピング方向Dtにおける厚みは1.5mmである。ワイパー100を変更する場合の変更幅は、例えば、硬度については5度、厚みについては0.1mmである。液体噴射装置11は、硬度と厚みが異なる複数枚のワイパー100から、1枚のワイパーを選択することが可能である。
ワイパー100とノズル面25との相対移動の速度は、例えば、10mm/sが基本設定であり、変更する場合の変更幅は1mm/sである。
図5に示すように、液体噴射装置11は、液体噴射装置11の構成要素を統括的に制御する制御部111と、制御部111によって制御される検出器群112とを備える。検出器群112は、圧力室86の振動波形を検出することによって、圧力室86内の状態を検出可能な状態検出部113を含む。検出器群112は、液体噴射装置11内の状況を監視する。検出器群112は、検出結果を制御部111に出力する。
駆動回路119からの信号によりアクチュエーター89に電圧が印加されると、振動板87がたわみ変形する。これにより、圧力室86内で圧力変動が生じる。この変動により、振動板87はしばらく振動する。この振動を残留振動という。残留振動の状態から圧力室86と圧力室86に通じるノズル24を含む範囲の状態を検出することが可能となる。従って、本実施形態の圧力室86内の状態の検出とは、上記残留振動の検出である。
駆動回路119がアクチュエーター89に駆動信号を印加すると、アクチュエーター89は駆動信号の電圧に応じて伸縮する。振動板87はアクチュエーター89の伸縮に応じて撓む。これにより、圧力室86の容積は、拡大した後に収縮する。このとき、圧力室86内に発生する圧力により、圧力室86を満たす液体の一部が、ノズル24から液滴として噴射される。
なお、気泡が圧力室86内に混入した場合とは、圧力室86のほかノズル24を含む領域に気泡が混入した場合をいう。
上述したように、液体噴射装置11では、ノズル24によるノズル面25の拭き取り効率を確保し、メンテナンス処理の成功率を上昇させるために、すなわち、ワイピング後における圧力室86内の気泡の存在やノズル面25のノズル24内の液体とつながる液体の存在を低減させるため、ワイピング条件を適正に設定する必要がある。また、ワイピング条件の初期設定を行う場合も同様に、ワイピング条件を確実に設定する必要がある。
なお、ワイピング条件を設定する場合、変更基準を明確にして、効果的にワイピング条件を設定する必要がある。
これにより、例えば、検出される圧力室86内の状態と基準となる圧力室86内の状態とを比較することにより、ワイピング条件の変更が可能となる。従って、ワイピング条件の変更基準が明確化され、効果的にワイピング条件を変更することができる。
第1干渉量G1から第2干渉量G2への変更は干渉量変更部110を駆動させることにより行われる。具体的には、干渉量変更部110を駆動させ液体噴射ヘッド15をZ軸に沿って上昇させる。これによりワイパー100に対してノズル面25が上昇するため干渉量Gを少なくさせることができる。例えば、液体噴射ヘッド15をZ軸に沿って0.1mm上昇させることで、第1干渉量G1よりも干渉量Gが0.1mm少ない第2干渉量G2に変更可能となる。
さらには、干渉量Gを第1干渉量G1としてワイピングを実行させた後に、検出される振動波形に基づいて圧力室86内に気泡が有る、または、圧力室86内に気泡の成長や増加があるノズル24数(圧力室86数)が増加したと判断した場合には、第1干渉量G1よりも干渉量Gが少ない第2干渉量G2に変更させてもよい。
これにより、ワイピング能力を向上させる方向に容易に干渉量を変更することができる。また、ワイピング条件が、第1干渉量G1を基準として比較設定されるため、基準が明確化され、効果的にワイピング条件を設定することができる。
第1干渉量G1から第3干渉量G3への変更は干渉量変更部110を駆動させることにより行われる。具体的には、干渉量変更部110を駆動させ液体噴射ヘッド15をZ軸に沿って下降させる。これによりワイパー100に対してノズル面25が下降するため干渉量Gを多くさせることができる。例えば、液体噴射ヘッド15をZ軸に沿って0.1mm下降させることで、第1干渉量G1よりも干渉量Gが0.1mm多い第3干渉量G3に変更可能となる。
第1干渉量G1及び第3干渉量G3は、メモリー117に記憶される。記憶された第3干渉量G3は最新の干渉量Gとして記憶される。また、第1干渉量G1及び第3干渉量G3の判断基準となる振動波形の減衰傾向や周波数もメモリー117に記憶される。
これにより、ワイピング能力を向上させる方向に容易に干渉量を変更することができる。また、ワイピング条件が、第1干渉量G1を基準として比較設定されるため、基準が明確化され、効果的にワイピング条件を設定することができる。
第1速度Sp1から第2速度Sp2への変更は、移動部101を駆動させることにより行われる。具体的には、移動部101のモーター102の回転数を下げる。これにより、ノズル面25に対して移動するワイパー100の速度Spを遅くさせることができる。例えば、第1速度Sp1よりも速度Spが1mm/s遅い第2速度Sp2に変更可能である。
これにより、干渉量Gを変更した後に、圧力室86内の状態に不具合が検出された場合であっても、ワイピング時の相対移動の速度Spを最適化し、ワイピング能力を向上させることができる。
液体噴射装置11のメンテナンス方法は、検出される圧力室86内の状態に基づいて、ワイパー100でノズル面25をワイピングするワイピング条件を変更するものである。
まず、以下では、ワイピング条件の設定にかかるメンテナンス方法について説明する。
図9は、ワイピング条件の初期設定を示すフローチャートである。詳細には、ワイピング条件のうちの干渉量Gの最適化を行うためのフローチャートである。
ワイピング条件の初期設定が実行される前の液体噴射装置11の初期状態では、標準の振動波形の減衰や周波数、標準の振動波形に基づく標準の干渉量G及びワイピングの標準の速度Spがメモリー117に記憶された状態である。標準の振動波形は、事前の評価等の結果に基づいて設定される。また、液体噴射装置11の初期状態では、液体噴射ヘッド15内に液体が充填されていない状態である。このため、標準の振動波形に基づく標準の干渉量G及びワイピングの標準の速度Spによるワイピング条件を基に液体噴射ヘッド15内に液体を充填させて圧力室86内の状態検出を行い、最適な干渉量Gの条件を設定していく。以下、具体的に説明する。
液体噴射ヘッド15からの液体の排出処理は、アクチュエーター89を駆動させてフラッシングを実行させてもよいし、液体噴射ヘッド15をキャップ80でキャッピングした状態で吸引ポンプ82を駆動させて、ノズル24から液体を強制的に排出させてもよい。また、圧力調整装置40から加圧された液体を液体噴射ヘッド15に供給させてもよい。
上記の液体を排出処理は、所定の期間、または回数が実行させてもよい。
具体的には、アクチュエーター89及び状態検出部113を駆動させ、圧力室86内の振動波形を検出させ、検出した振動波形のデータを取得する。
なお、ステップS202で取得される振動波形の減衰や周波数は、液体噴射ヘッド15に特に不具合がなければ標準の振動波形の減衰や周波数の所定範囲内となる。
具体的には、液体噴射ヘッド15に対してワイパー100をワイピング方向Dtに移動させ、ノズル面25をワイピングさせる。
ワイピング条件は、標準の干渉量G及び標準の速度Spで実行される。
具体的には、アクチュエーター89及び状態検出部113を駆動させ、圧力室86内の振動波形を検出させ、検出した振動波形のデータを取得する。
本実施形態では、ステップS203のワイピング処理の前に検出されるステップS202の振動波形と、ステップS203のワイピング処理の後に検出されるステップS204の振動波形と、を比較することにより圧力室86内の状態を判断する。これにより、ワイピング処理による影響の有無を正確に判断することができる。
そして、圧力室86内の状態が正常であると判断した場合(YES)、ステップS206に移行する。
一方、圧力室86内の状態が異常であると判断した場合(NO)、ステップS207に移行する。
ノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が有ると判断した場合(YES)は、ステップS208に移行し、ノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が無いと判断した場合(NO)は、ステップS209に移行する。
そして、ステップS210では、制御部111は、干渉量Gを第3干渉量G3として変更内容をメモリー117に記憶する。なお、ワイピングの速度Spは第1速度Sp1を維持する。
そして、ステップS210では、制御部111は、干渉量Gを第2干渉量G2として変更内容をメモリー117に記憶する。なお、ワイピングの速度Spは第1速度Sp1を維持する。次いで、ステップS201に移行する。以降繰り返し行われる。
これにより、ワイピング能力を向上させる方向に容易に干渉量を変更することができる。また、ワイピング条件を変更する干渉量Gの基準が明確化され、効果的にワイピング条件を設定することができる。
なお、図10におけるステップS301からステップS307は、図9におけるステップS201からステップS207の内容と同じなので説明を省略する。
そして、前回もノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が有った場合(YES)、すなわち、前回の処理でも今回の処理でもノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が有った場合(YES)は、ステップS309に移行する。一方、前回はノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が無かった場合(NO)は、ステップS310に移行する。
そして、ステップS313に移行し、干渉量Gを第3干渉量G3として変更内容をメモリー117に記憶する。なお、ワイピングの速度Spは第1速度Sp1を維持する。次いで、ステップS301に移行する。
次いで、ステップS306に移行して、制御部111は、ワイピング条件をメモリー117に記憶する。この場合、干渉量Gを第4干渉量G4としてメモリー117に記憶する。また、ステップS303におけるワイピングの速度Spが第1速度Sp1であった場合は、速度Spを第1速度Sp1としてメモリー117に記憶する。
否(NO)の場合はステップS306に移行し、制御部111は、ワイピング条件をメモリー117に記憶する。この場合、ステップS303における干渉量Gが第1干渉量G1である場合、干渉量Gを第1干渉量G1としてメモリー117に記憶する。
そして、ステップS313では、干渉量Gを第2干渉量G2として変更内容をメモリー117に記憶する。なお、ワイピングの速度Spは第1速度Sp1を維持する。次いで、ステップS301に移行する。以降繰り返し行われる。
これにより、ワイピング能力を向上させる方向に容易に干渉量を変更することができる。また、ワイピング条件を変更する干渉量Gの基準が明確化され、効果的にワイピング条件を設定することができる。
具体的には、アクチュエーター89及び状態検出部113を駆動させ、圧力室86内の振動波形を検出させ、検出した振動波形のデータを取得する。
なお、ステップS403で取得される振動波形の減衰や周波数は、液体噴射ヘッド15に特に不具合がなければステップS401における標準の振動波形の減衰や周波数の所定範囲内となる。以下、本ステップS403で取得される振動波形が所定範囲内として説明する。
具体的には、アクチュエーター89及び状態検出部113を駆動させ、圧力室86内の振動波形を検出させ、検出した振動波形のデータを取得する。
本実施形態では、ステップS404のワイピング処理の前に検出されるステップS403の振動波形と、ステップS404のワイピング処理の後に検出されるステップS405の振動波形と、を比較することにより圧力室86内の状態の変化を判断する。これにより、ワイピング処理による影響の有無を正確に判断することができる。
そして、圧力室86内の気泡の増加や気泡が有る圧力室86の数の増加が無い、かつ、ノズル面25に付着し、ノズル24内の液体とつながる液体が無い、と判断した場合は、ワイピング処理による圧力室86内の状態の悪化がなく正常であると判断(YES)し、ステップS407に移行する。すなわち、圧力室86内の状態の悪化がなく正常であると判断した場合は、ステップS401における初期のワイピング条件としてのワイピングの速度がステップS402で実行されるクリーニング処理の仕様に対して適切であると判断される。
一方、制御部111は、検出される振動波形に基づいて、圧力室86内の気泡の増加や気泡がある圧力室86の数の増加が有ると判断した場合、または、ノズル面25にノズル24内の液体とつながる液体が有ると判断した場合には、ワイピング処理後の圧力室86内の状態が正常でない、すなわち、異常であると判断(NO)し、ステップS408に移行する。
これにより、干渉量Gに関してワイピング条件が初期設定された後に、圧力室86内の状態に不具合が検出された場合であっても、ワイピング時の相対移動の速度Spを最適化し、ワイピング能力を向上させることができる。
図12は、干渉量Gにかかる基準点の設定方法を示すフローチャートである。また、図13A及び図13Bは、干渉量Gにかかる基準点の設定方法を示す模式図である。
なお、以下の説明において、液体噴射ヘッド15内に液体が充填された状態であってもよいし、充填されていない状態であってもよい。
具体的には、アクチュエーター89及び状態検出部113を駆動させ、圧力室86内の振動波形を検出させ、検出した振動波形のデータを取得する。
ここで、ワイパー100の先端部100aとノズル面25とが非接触の場合と、接触した場合とでは、それぞれの振動波形の形態が異なる。具体的には、圧力室86の壁面の一部はノズル面25およびノズルを含むノズル形成部材によって形成されているので、ワイパー100の先端部100aとノズル面25とが非接触の場合よりも接触した場合の方が振動波形の減衰が大きい。そこで、制御部111は、非接触の状態における振動波形に対して、取得した振動波形が、非接触の状態における振動波形に対して減衰が大きいか否かで判断する。
そして、接触したと判断した場合(YES)は、ステップS504に移行し、接触していないと判断した場合(NO)は、ステップS505に移行する。図13Bは、ワイパー100の先端部100aとノズル面25とが接触した状態を示す。
なお、ステップS503において制御部111は、予め取得された接触の状態における振動波形と比較することにより接触の有無を判断してもよい。
なお、上記のステップS505では、ノズル面25とワイパー100とを所定量近づけた後に、圧力室86内の状態を検出したが、これに限定されず、例えば、ワイパー100に対してノズル面25を下降させながら圧力室86内の状態を検出してもよい。このようにすれば、処理時間を短縮させることができる。
液体噴射装置11は、液体噴射ヘッド15をワイピングが実行される方向に移動させて、ワイパー100と液体噴射ヘッド15とをワイピングが実行される方向に相対移動させてもよい。例えば、ワイピングが実行される方向が走査方向Xsと同じであれば移動機構16の駆動により液体噴射ヘッド15をワイピングが実行される方向に移動させてもよい。
干渉量変更部110は、モーターを駆動させることで、ワイパー100をZ軸に沿って昇降させることで、ワイピング時におけるノズル面25に対するワイパー100の干渉量を変更してもよい。
ワイピング条件のうちの干渉量Gの基本設定値を、先に実行されるクリーニングによって異ならせてもよい。例えば、干渉量Gの基本設定値を、先に実行されるクリーニングがフラッシングの場合には0.7mm、吸引クリーニングの場合には1mm、加圧クリーニングの場合には1.2mmにしてもよい。
ワイパー100とノズル面25との相対移動の速度であるワイピング速度の基本設定値は、先に実行されるクリーニングによって異ならせてもよい。例えば、ワイピング速度の基本設定値を、先に実行されるクリーニングがフラッシングの場合には20mm/s、吸引クリーニングの場合には15mm/s、加圧クリーニングの場合には10mm/sにしてもよい。
ワイピング条件のうちの干渉量Gの最適化を行う場合のワイピング速度は、標準の速度や基本設定値より遅い速度であってもよい。
例えば、ワイピング条件が、ノズル面25に対するワイパー100の傾きを含むものでもよい。具体的には、ワイピング方向Dtに交差するワイパー100の先端部100aの傾きを調整してもよい。この場合、ワイパー100の先端部100aのワイピング方向Dtに交差する両端がノズル面25に接触するように調整する。例えば、状態検出部113を駆動させ、先端部100aの一方端がノズル面25に接触する場合の振動波形と、先端部100aの両端がノズル面25に接触する場合の振動波形と、を比較することでワイパー100の両端をノズル面25に接触するように調整することができる。これにより、ワイパー100によるノズル面25の払拭効率を高めることができる。
以上、上記各ワイピング条件を適宜組み合わせてもよい。
Claims (8)
- ノズル面に形成されたノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
前記ノズル面をワイピング可能なワイパーと、
前記ワイピング時における前記ノズル面に対して前記ワイパーが干渉する干渉量を変更可能な干渉量変更部と、
前記ワイパーと前記ノズル面とを前記ワイピングが実行される方向に相対移動する移動部と、
前記ノズルに連通する圧力室内の状態を検出可能な状態検出部と、
検出される前記圧力室内の状態に基づいて、前記ワイパーで前記ノズル面をワイピングするワイピング条件を変更させる制御部と、を備える液体噴射装置。 - 前記状態検出部は、前記圧力室を振動させるアクチュエーターの駆動により振動した前記圧力室の振動波形を検出することによって前記圧力室内の状態を検出し、
前記制御部は、前記干渉量を第1干渉量として前記ワイピングを実行させた後に、前記振動波形に基づいて前記圧力室内に気泡が有ると判断した場合には、前記第1干渉量よりも前記干渉量が少ない第2干渉量に変更させる、請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記制御部は、
前記第1干渉量で前記ワイピングを実行させた後に、前記振動波形に基づいて前記ノズル面に前記ノズル内の前記液体とつながる前記液体が有ると判断した場合には、前記第1干渉量よりも前記干渉量が多い第3干渉量に変更させる、請求項2に記載の液体噴射装置。 - 前記制御部は、
前記ワイパーと前記ノズル面との前記相対移動の速度を第1速度として、前記第2干渉量または前記第3干渉量に変更させた後に、前記振動波形に基づいて、前記圧力室内に気泡が有ると判断した場合、または、前記ノズル面に前記ノズル内の前記液体とつながる前記液体が有ると判断した場合には、前記第1速度よりも速度が遅い第2速度に変更させる、請求項3に記載の液体噴射装置。 - ノズル面に形成されたノズルから液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、前記ノズル面をワイピング可能なワイパーと、を備えた液体噴射装置のメンテナンス方法であって、
前記ノズルに連通する圧力室内の状態に基づいて、前記ワイパーで前記ノズル面をワイピングするワイピング条件を変更する液体噴射装置のメンテナンス方法。 - 前記圧力室を振動させるアクチュエーターの駆動により振動した前記圧力室の振動波形を検出することによって前記圧力室内の状態を検出し、
干渉量を第1干渉量として前記ワイピングを実行させた後に、前記振動波形に基づいて前記圧力室内に気泡が有ると判断した場合には、前記第1干渉量よりも前記干渉量が少ない第2干渉量に変更する、請求項5に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。 - 前記第1干渉量で前記ワイピングを実行させた後に、前記振動波形に基づいて前記ノズル面に前記ノズルとつながる前記液体が有ると判断した場合には、前記第1干渉量よりも前記干渉量が多い第3干渉量に変更する、請求項6に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
- 前記ワイピングにおける前記ワイパーと前記ノズル面との前記ワイピングが実行される方向への相対移動の速度を第1速度として、前記第2干渉量または前記第3干渉量に変更させた後に、前記振動波形に基づいて、前記圧力室内に気泡が有ると判断した場合、または、前記ノズル面に前記ノズル内の前記液体とつながる前記液体が有ると判断した場合には、前記第1速度よりも速度が遅い第2速度に変更する、請求項7に記載の液体噴射装置のメンテナンス方法。
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