JP2021194815A - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップすることなく、適切な廃液回収が行えるインクジェット印刷装置を提供する。【解決手段】印刷媒体を搬送する機構を制御する搬送制御部と、搬送された印刷媒体に画像を形成するインクを吐出する印刷ヘッド５１ａと、印刷ヘッド５１ａのクリーニング動作によって生じるインクの廃液を受けるインクパン５１ｂ−１と、クリーニング動作を行う場合に印刷ヘッド５１ａの下にインクパン５１ｂ−１を移動させる駆動部５１ｄと、駆動部５１ｄによるインクパン５１ｂ−１の移動時間から該インクパン５１ｂ−１に滞留した廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、廃液の回収を制御する廃液回収制御部とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット印刷装置に関する。

インクジェット印刷装置は、印刷ヘッドに付着したごみの除去及びノズル内のインクの物性安定化のため、印刷ヘッドのクリーニング動作を行う。印刷ヘッドのノズル面のクリーニング動作は、例えば特許文献１に開示されている。

クリーニング動作で生じるインクの廃液は、所定量が溜まると回収する必要がある。廃液量はセンサで測定する。又は、センサを用いずに所定の時間間隔で一定時間の廃液回収を行う方法がある。

特開２０１１−１１０８９５号公報

しかしながら、センサを用いる方法はセンサが必要でありコストアップとなる。また、センサの汚れによる誤検出の恐れがある。センサを用いない場合は、所定の時間間隔で一定時間の廃液回収を行うことになるが、印刷装置の使用状況によって廃液量は変化する。廃液量が少ない場合は、短い時間で廃液が回収が終了し不要な回収時間が生じる。また、廃液量が多い場合は、全ての廃液を回収することができない。

このように従来の技術は、コストアップする又は適切な廃液回収が行えないという課題がある。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、コストアップすることなく、適切な廃液回収が行えるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るインクジェット印刷装置は、印刷媒体を搬送する機構を制御する搬送制御部と、搬送された前記印刷媒体に画像を形成するインクを吐出する印刷ヘッドと、前記印刷ヘッドのクリーニング動作によって生じる前記インクの廃液を受けるインクパンと、前記クリーニング動作を行う場合に前記印刷ヘッドの下に前記インクパンを移動させる駆動部と、前記駆動部による前記インクパンの移動時間から該インクパンに滞留した前記廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、前記廃液の回収を制御する廃液回収制御部とを備える。

本発明によれば、コストアップすることなく、適切な廃液回収が行えるインクジェット印刷装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の廃液配収部を説明ための平面図である。 図２に示すインクパンの右側面図である。 インクパンの移動時間と廃液量の関係例を示す特性図である。 廃液量と回収時間の関係例を示す特性図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の制御系の機能構成例を示すブロック図である。 図４に示す廃液回収部が実行する廃液回収処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一若しくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。図１に示すインクジェット印刷装置１は、巻出部１１と、搬送部１２と、印刷部３Ａ，３Ｂと、巻取部１３と、制御部５とを備える。以降の説明において、インクジェット印刷装置１が実行する印刷工程の上流を左、同下流を右、ウェブの搬送方向と鉛直方向で直交する向きを上下、ウェブの搬送方向と奥行方向で直交する方向を前後と定義する。

巻出部１１は、フィルム、紙等からなる長尺状の印刷媒体であるウェブＷを搬送部１２へ巻き出す。巻出部１１は、ウェブロールＲと、支持軸２１とを備える。

支持軸２１は、ウェブロールＲを回転可能に支持する。支持軸２１は前後方向に延びる長尺状に形成されている。ウェブロールＲは、ウェブＷがロールされたものである。

搬送部１２は、巻出部１１から巻き出されたウェブＷを搬送する。搬送部１２は、ガイドローラ３１〜４２と、20本のヘッド下支持部材４３と、搬送ローラ４４と、搬送ローラ４４を駆動する搬送モータ（図示せず）とを備える。

ガイドローラ３１〜４０は、搬送部１２において搬送されるウェブＷを凡そアルファベットのＲ文字の形状を左下から描く経路でガイドする。ガイドローラ３１〜４２は、搬送されるウェブＷに従動回転する。ガイドローラ３１〜４２は、前後方向に延びる長尺状に形成されている。

印刷部３Ａ，３Ｂは、それぞれウェブＷのおもて面、裏面に画像を印刷する。印刷部３Ａは、ガイドローラ３６，３７間のウェブＷの上方近傍に配置されている。印刷部３Ｂは、ガイドローラ３８，３９間のウェブＷの上方近傍に配置されている。印刷部３Ａ，３Ｂは、それぞれ5つのプリントバーユニット５１を備える。

プリントバーユニット５１のそれぞれは、印刷ヘッド、昇降モータ、廃液回収部等を備える。これらの構成の図１における表記は煩雑になるので省略している。

印刷ヘッドは、そのノズルからウェブＷにインクを突出して画像を印刷する。印刷部３Ａ，３Ｂのそれぞれにおいて、5つの印刷ヘッドは、各々異なる色のインクを吐出する。

昇降モータは、印刷ヘッドを上下に昇降させる。昇降モータは、印刷時に印刷ヘッドをウェブＷの表面近くに下降させ、印刷ヘッドをクリーニングするクリーニング動作時に上昇させる。

廃液回収部は、クリーニング動作によって生じるインクの廃液を回収する。廃液回収部は、インクパン、廃液ノズル、駆動部等を備える。これらの構成及びクリーニング動作について詳しくは後述する。

搬送ローラ４４は、一対でウェブＷをニップしつつ、巻取部１３へ向けてウェブＷを搬送する。搬送ローラ４４は、ガイドローラ４１，４２の間に配置される。

巻取部１３は、印刷部３Ａ，３Ｂにより印刷されたウェブＷを巻き取る。巻取部１３は、巻取軸４８と、巻取モータ（図示せず）とを備える。

巻取軸４８は、ウェブＷを巻き取って保持する。巻取軸４８は、前後方向に延びる長尺状に形成されている。

図示を省略している巻取モータは、巻取軸４８を回転させる。巻取軸４８の回転により、ウェブＷが巻取軸４８に巻き取られ、巻き取られるウェブＷに巻出部１１への巻き戻し方向の張力が付与される。

制御部５は、インクジェット印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えて構成される。制御部５は、巻出制御部、搬送制御部、印刷制御部、廃液回収制御部、及び巻取制御部を含む。詳しくは後述する。

（廃液回収部）
図２は、廃液回収部を説明するための平面図である。図２は、印刷ヘッド５１ａと廃液回収部５１ｂを示す。印刷ヘッド５１ａと廃液回収部５１ｂは、複数のプリントバーユニット５１のそれぞれに含まれる。

印刷ヘッド５１ａは、千鳥状に配置された複数のヘッドモジュール５１ａ−１を有する。廃液回収部５１ｂは、インクパン５１ｂ−１と、ワイプブレード５１ｂ−２と、廃液ノズル５１ｃと、駆動部５１ｄを備える。駆動部５１ｄは、例えばＤＣモータで構成される。以降の説明において駆動部５１ｄは、ＤＣモータ５１ｄと称する場合もある。

インクパン５１ｂ−１は、印刷ヘッド５１ａの下方の展開位置である第１の位置Ｐ１と、収納位置である第２の位置Ｐ２とに移動する。例えば、インクパン５１ｂ−１は、第２の位置Ｐ２からクリーニング動作の際に第１の位置Ｐ１へ移動し、再び第２の位置Ｐ２に移動する。

インクパン５１ｂ−１の移動は、ＤＣモータ５１ｄの回転に基づいて行われる。ＤＣモータ５１ｄの回転制御は制御部５が行う。図２において、ＤＣモータ５１ｄの回転力を伝達する機構の表記は省略している。

クリーニング動作は、例えば、印刷ヘッド５１ａのパージ、ワイプブレード５１ｂ−２による印刷ヘッド５１ａのノズル面のワイピングなどである。なお、インクパン５１ｂ−１の移動方向は、印刷ヘッド５１ａの長手方向に平行な方向（前後）である。

ワイプブレード５１ｂ−２は、インクパン５１ｂ−１の前部に2つ固定されることによって、インクパン５１ｂ−１と一体に第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２とに移動する。ワイプブレード５１ｂ−２は、移動時にヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面をワイプする例えばゴムからなる板状の部材である。

図３は、廃液回収部５１ｂを説明するための右側面図である。図３は、印刷ヘッド５１ａの上下方向の高さがヘッドワイプ位置にある場合を示す。印刷ヘッド５１ａのヘッドワイプ位置は、ワイプブレード５１ｂ−２の先端がヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面に接触する高さである。

ヘッドモジュール５１ａ−１のクリーニング動作では、インクパン５１ｂ−１が第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１に移動した状態で、パージによりヘッドモジュール５１ａ−１からインクを強制的に排出させることによってヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面にインクを付着させる。

その後、インクパン５１ｂ−１が第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動する際に、ワイプブレード５１ｂ−２によってヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面からインクがワイプされる。これにより、インクは、廃液としてインクパン５１ｂ−１に落下する。廃液は、廃液ノズル５１ｃによって吸引することで回収される。

図３に示すように、インクパン５１ｂ−１の底である廃液を受ける面がウェブＷの搬送方向と直交する方向に傾斜している。この例は、ワイプブレード５１ｂ−２が固定されている側の底が高く、廃液ノズル５１ｃ側の底が低い。これにより、インクパン５１ｂ内の廃液を残さず吸引することができる。

本実施形態では、インクパン５１ｂ−１に滞留した廃液量に応じて回収時間を適応的に制御する。廃液量は、インクパン５１ｂ−１を移動させる移動時間から推定することが可能である。

インクパン５１ｂ−１に廃液が滞留するとインクパン５１ｂ−１を移動させるためのＤＣモータ５１ｄの負荷が増大する。そうするとＤＣモータ５１ｄの回転数が減少し、インクパン５１ｂ−１の移動時間が増大する。

インクパン５１ｂ−１を移動させるＤＣモータ５１ｄの回転数Ｎは次式で表せる。

ここで。Ｅ_ａは電源電圧、Ｋ_ｅは発電係数、Ｒは電気子抵抗、Ｋ_ｔはトルク定数、Ｔはトルクである。

図４は、インクパン５１ｂ−１の移動時間と廃液量の関係の一例を示す特性図である。図４の横軸はインクパン移動時間[ms]、縦軸はインクの廃液量[mL]である。

図４に示すように、インクパン移動時間と廃液量は比例する関係である。よって、インクパン５１ｂ−１の移動時間を計測すれば廃液量を計算することが可能である。

図５は、廃液量と回収時間の関係の一例を示す特性図である。図５の横軸は廃液量[mL]、縦軸は回収時間[sec]である。

図５に示すように、廃液量と回収時間は比例する関係である。よって、廃液量に応じた回収時間を最適化することが可能である。

インクパン５１ｂ−１の移動時間の計測及び廃液量の計算は、制御部５内の廃液回収制御部が行う。廃液回収制御部が実行する処理ステップについて詳しくは後述する。

以上説明したように本実施形態に係るインクジェット印刷装置１は、印刷媒体（ウェブＷ）を搬送する機構を制御する搬送制御部と、搬送された印刷媒体に画像を形成するインクを吐出する印刷ヘッド５１ａと、印刷ヘッド５１ａのクリーニング動作によって生じるインクの廃液を受けるインクパン５１ｂ−１と、クリーニング動作を行う場合に印刷ヘッド５１ａの下にインクパン５１ｂ−１を移動させる駆動部５１ｄと、駆動部５１ｄによるインクパン５１ｂ−１の移動時間から該インクパン５１ｂ−１に滞留した廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、廃液の回収を制御する廃液回収制御部とを備える。これにより、コストアップすることなく、適切な廃液回収が行えるインクジェット印刷装置１を提供することができる。

つまり、廃液量を検知する専用のセンサを必要とせずに廃液量を把握し、インクパン５１ｂ−１に滞留した廃液を適切に回収することができる。

（制御部）
図６は、インクジェット印刷装置１の制御系の機能構成例を示すブロック図である。各機能構成部の動作は制御部５が制御する。制御部５は、上記のように例えばコンピュータシステムで構成される。その処理内容はコンピュータプログラムによって記述される。

図６に示すように、制御部５は、巻出制御部５Ａ、搬送制御部５Ｂ、印刷制御部５Ｃ、廃液回収制御部５Ｄ、及び巻取制御部５Ｅ等を備える。

巻出制御部５Ａは、ウェブＷの張力を調整するためブレーキ（図示せず）を制御する。ブレーキは、支持軸２１の回転を制動する。制動することでガイドローラ３１とウェブＷとの間に張力を生じさせる。

搬送制御部５Ｂは、ウェブＷを搬送する搬送部１２を制御する。搬送制御部５Ｂは、搬送ローラ４４を回転駆動させてウェブＷの印刷に必要な信号を印刷制御部５Ｃに出力する。

印刷制御部５Ｃは、印刷を行う際、搬送部１２によって搬送されるウェブＷに印刷部３Ａ，３Ｂの各ヘッドモジュール５１ａ−１からインクを吐出させて画像を印刷する。

廃液回収制御部５Ｄは、印刷部３Ａ，３Ｂの各インクパン５１ｂ−１の移動時間から該インクパン５１ｂ−１に滞留した廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、廃液を回収する廃液回収部５１ｂを制御する。廃液回収制御部５Ｄについて詳しくは後述する。

巻取制御部５Ｅは、巻取部１３の巻取軸４８を回転させる巻取モータ（図示せず）を回転させる。巻取モータを制御することでウェブＷに張力を与え、ウェブＷにたるみが生じないようにしてウェブＷをロール状に巻き取る。

（廃液回収制御部）
図７は、廃液回収制御部が廃液回収部５１ｂを制御して実行する廃液回収処理の処理手順を示すフローチャートである。

廃液回収部５１ｂが動作を開始すると、先ず初めにインクパージを行う（ステップＳ１）。インクパージは、ヘッドモジュール５１ａ−１からインクを強制的に排出させる動作である。

ステップＳ１において、印刷ヘッド５１ａの上下方向の位置はヘッド待機位置であり、インクパン５１ｂ−１の前後方向の位置は第１の位置Ｐ１の展開位置である。ヘッド待機位置は、ヘッドモジュール５１ａ−１がヘッドワイプ位置よりも上方向に高い位置にあり、ワイプブレード５１ｂ−２の先端がヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面に接触しない高さである。

次に、印刷ヘッド５１ａをヘッドワイプ位置に下げる。ヘッドワイプ位置は、ヘッドモジュール５１ａ−１とワイプブレード５１ｂ−２の先端とが接触する高さである（図３）。

次に、インクパン５１ｂ−１を第１の位置Ｐ１（展開位置）から第２の位置Ｐ２（収納位置）に移動させ、ヘッドモジュール５１ａ−１のノズル面からインクをワイプする（ステップＳ３）。ワイプされたノズル面のインクはインクパン５１ｂ−１に落下する。

次に、印刷ヘッド５１ａをヘッド待機位置に上げる（ステップＳ４）。このステップＳ４は、ヘッドモジュール５１ａ−１とワイプブレード５１ｂ−２の先端とが接触しないようにするために行う。

次に、インクパン５１ｂ−１を第２の位置Ｐ２（収納位置）から第１の位置Ｐ１（展開位置）に移動させる（ステップＳ５）。ステップＳ５では、インクパン５１ｂ−１を収納位置から展開位置までに移動させるのに要する時間を計測し、図４に示す関係から廃液量を求め、図５に示す関係から廃液量に対応する廃液回収時間を設定する。

次に、展開位置にあるインクパン５１ｂ−１から滞留している廃液を、廃液ノズル５１ｃで吸引して回収する（ステップＳ６）。

以上の処理ステップで廃液回収処理は終了する。廃液を回収した後は、インクパン５１ｂ−１を収納位置に移動させ、印刷ヘッド５１ａをウェブＷを印刷する位置に移動させる。

なお、廃液回収時間は、インクパン５１ｂ−１を展開位置（Ｐ１）から収納位置（Ｐ２）に移動させるのに要する第１時間ｔ１と、収納位置（Ｐ２）から展開位置（Ｐ１）に移動させるのに要する第２時間ｔ２との平均時間に基づいて廃液量を求め、その廃液量に対応する廃液回収時間を設定するようにしてもよい。

つまり、前記廃液回収制御は、印刷ヘッド５１ａの下に位置する場合の第１の位置Ｐ１と、ウェブＷの搬送方向と直交する方向に移動した印刷ヘッド５１ａの下に位置しない第２の位置（Ｐ２）とを有し、第１の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２にインクパン５１ｂ−１を移動させるのに要する第１時間ｔ１と、第２の位置Ｐ２から第１の位置Ｐ１にインクパン５１ｂ−１を移動させるのに要する第２時間ｔ２とを計測し、第１時間ｔ１と第２時間ｔ２の平均時間に基づいて廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定する。これにより、廃液回収時間の精度を向上させることができる。なお、第２時間ｔ２のみに基づいて廃液回収時間を設定しても構わない。

また、廃液回収後のインクパン５１ｂ−１の移動時間を計測し、該移動時間が閾値を越えた場合に警報を発するようにしてもよい。つまり、廃液回収後のインクパン５１ｂは、廃液が回収された後なので移動時間は小さくなるのが通常である。その移動時間が閾値よりも大きい場合は、ＤＣモータ５１ｄ及びインクパン５１ｂ−１の劣化が懸念されるため警報を発する。インクパン５１ｂ−１の劣化は、例えば廃液の固着等が考えられる。警報は、例えば操作パネル（図示せず）等に表示する。これにより、インクジェット印刷装置１の信頼性を向上させることができる。

以上説明したように本実施形態に係るインクジェット印刷装置１は、専用のセンサを使用しないため、コストアップすることなく廃液量に応じた最適な廃液回収動作が可能になる。また、廃液回収時間は、廃液量に応じて設定されるため、廃液が回収済みであるのに関わらず回収時間が生じる場合がない。また、廃液の回収が終了していないのに回収を終了してしまう場合がない。

また、クリーニング動作に関係なくインクパン５１ｂ−１の移動時に（例えば印刷動作）廃液量を求めることが可能である。よって、廃液回収動作を補完することもでき、廃液がインクパン５１ｂ−１から溢れるリスクを低減することが可能である。

なお、上記の実施形態のインクジェット印刷装置１は、巻出装置とインクジェット印刷装置と巻取装置とで構成されるインジェット印刷システムとしても構わない。また、上記の図４と図５に示した特性例は一例であり、この例に限定されない。これらの特性は、インクパンの大きさ及び廃液の吸引速度で変化するものであることはいうまでもないことである。

また、ＤＣモータ５１ｄは、複数のプリントバーユニット５１のそれぞれが備える例で説明したが、本発明はこの例に限定されない。複数のインクパン５１ｂ−１を1つのＤＣモータで駆動させるようにしても構わない。

また、印刷媒体はウェブＷ（ロール紙）の例で説明したが、この例に限定されない。印刷媒体はカット紙でも構わない。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
[付記]
本出願は、以下の発明を開示する。
（付記１）
印刷媒体を搬送する機構を制御する搬送制御部と、
搬送された前記印刷媒体に画像を形成するインクを吐出する印刷ヘッドと、
前記印刷ヘッドのクリーニング動作によって生じる前記インクの廃液を受けるインクパンと、
前記クリーニング動作を行う場合に前記印刷ヘッドの下に前記インクパンを移動させる駆動部と、
前記駆動部による前記インクパンの移動時間から該インクパンに滞留した前記廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、前記廃液の回収を制御する廃液回収制御部と
を備えるインクジェット印刷装置。
（付記２）
前記インクパンは、
前記廃液を受ける面が前記印刷媒体の搬送方向と直交する方向に傾斜している
付記１に記載のインクジェット印刷装置。
（付記３）
前記廃液回収制御は、
前記印刷ヘッドの下に位置する場合の第１の位置と、前記印刷媒体の搬送方向と直交する方向に移動した前記印刷ヘッドの下に位置しない第２の位置とを有し、前記第１の位置から前記第２の位置に前記インクパンを移動させるのに要する第１時間と、前記第２の位置から前記第１の位置に前記インクパンを移動させるのに要する第２時間とを計測し、前記第１時間と前記第２時間の平均時間に基づいて前記廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定する
付記１又は２に記載のインクジェット印刷装置。
（付記４）
前記廃液回収制御部は、
前記廃液を回収した後の前記インクパンの前記移動時間を計測し、該移動時間が閾値を越えた場合に警報を発する
付記１乃至３の何れかに記載のインクジェット印刷装置。

１ インクジェット印刷装置
３Ａ，３Ｂ 印刷部
５１ａ 印刷ヘッド
５１ｂ インクパン
１１ 巻出部
１２ 搬送部
１３ 巻取部
５１ａ 印刷ヘッド
５１ｄ 駆動部（ＤＣモータ）
５Ｄ 廃液回収制御部
Ｗ ウェブ（印刷媒体）

Claims (1)

1. 印刷媒体を搬送する機構を制御する搬送制御部と、
   搬送された前記印刷媒体に画像を形成するインクを吐出する印刷ヘッドと、
   前記印刷ヘッドのクリーニング動作によって生じる前記インクの廃液を受けるインクパンと、
   前記クリーニング動作を行う場合に前記印刷ヘッドの下に前記インクパンを移動させる駆動部と、
   前記駆動部による前記インクパンの移動時間から該インクパンに滞留した前記廃液の廃液量を計算して該廃液量に対応する廃液回収時間を設定し、前記廃液の回収を制御する廃液回収制御部と
   を備えるインクジェット印刷装置。

Images