JP6229249B2 - 弁の故障検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体検知センサを利用した弁の故障検知装置に関する。

インクジェット記録装置において、前処理として用紙に液体を塗布する装置がある。液体塗布装置は塗布部に液体を供給する目的で液体の流路を多数有している。このとき、液体は導電性のものである。その液体の流路中に電磁弁を用いている場合、その電磁弁の故障を検知するために電磁弁へ供給する電流を検出する手段が既に知られている。

特許文献１には、ソレノイドを用いた電磁弁の故障を検知する目的で、ソレノイドに直列に電流検出抵抗を設け、検出した電流量を、装置に記憶していた電流量と比較し、故障を判別する構成が開示されている。

しかし、特許文献１に開示された電流を検出する手段による電磁弁の故障検知では、電磁弁のメカニカルな故障（例えば電磁弁内部のオリフィスの劣化など）を検知できないという問題があった。

そして、オリフィスの劣化を検知できないことにより、弁を閉じているにも関わらず液が弁を通過してしまい、弁としての機能がなくなってしまう不具合を事前に察知できず、適正な液体制御が行えないという不具合が生じていた。

本発明は、前記課題を解決するためのものであり、その目的とするところは、弁のメカニカルな故障を検知することができる弁の故障検知装置を提供することである。

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。

本発明に係る、対象物に導電性の液体を塗布する塗布装置の弁の故障検知装置であって、前記塗布装置は、前記液体を収容し、塗布の際に前記液体を前記対象物に提供する供給容器と、前記液体が通る流路と、前記流路を開閉可能であって、所定の条件時に開放する弁と、を備えている。前記弁の故障検知装置は、前記弁の両端の流路内にそれぞれ液体と接するように設置される２本の電極と、前記２本の電極間のインピーダンスを検知する変換手段と、前記弁の開閉によって前記電極間のインピーダンスに差が生じることを利用して、前記弁の両端の流路内の前記導電性の液体の有無を検出することで、前記弁の故障検知を行う判別手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、２本の電極間のインピーダンスを電圧に変換し、基準電圧と比較することで弁の状態を判別し、弁のメカニカルな故障を検知することができる。

用紙に液体を塗布させる装置の一例について説明する図である。 電磁弁の構造について説明する図である。 本実施形態に係る液体検知センサを利用した電磁弁の故障検知装置について説明する図である。

以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。

図１は、用紙に液体を塗布させる装置の一例について説明する図である。用紙に液体を塗布する装置は、塗布液タンク１、供給ポンプ２、塗布液槽３、塗布ローラ４、押さえローラ５、ソレノイドを用いた電磁弁６、廃液タンク７、各部材をつなげるチューブで構成された流路８を有する。

塗布液タンク１内で未使用の塗布液を保持し、流路８を通して、供給ポンプ２で塗布液タンク１内の未使用の塗布液を塗布液槽３に供給する。塗布液槽３は供給された塗布液９を保持する。塗布ローラ４は塗布液槽３で保持された塗布液９を用紙１０に塗布する。このとき用紙１０は押さえローラ５によって塗布ローラ４に押し付けられる。

塗布液槽３内の塗布液９が経時的変化などにより劣化した場合、廃液する必要がある。通常は電磁弁６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６を開放し、水頭差を用いて廃液タンク７内に塗布液９を廃液する。

図２は、図１における電磁弁６の構造について説明する図である。電磁弁６は、コイル２１、コア２２、オリフィス２３、構造体２４によって形成された流路２５を有している。

コイル２１に電流を印加することでコア２２とオリフィス２３が上下に動作し、流路２５内の弁として開閉する。図１のように電磁弁６にチューブで構成された流路８を接続し、電磁弁６を流路内の弁として用いる。

電磁弁６は手動で駆動することができ、電気的に駆動するソレノイドを用いた２方向以上の電磁弁である。また、電磁弁６は電磁弁を用いた電気的に駆動するポンプである。

図３は、本実施形態に係る液体検知センサを利用した電磁弁６の故障検知装置について説明する図である。まず、液体検知センサについて説明する。

電磁弁６の故障検知装置は、交流電源３１と、第１のケーブル３２を介して接続された電極３４と、第２のケーブル３３を介して地絡された電極３５と、電極３４と電極３５間のインピーダンスを直流電圧に変換する変換回路３６と、液体を検知していない場合と液体を検知した場合を判別する判別回路３７と、判別回路３７からの信号を受け取る制御回路３８と、電磁弁６を開閉させる電磁弁駆動回路３９とを含んで構成される。

電極３４と電極３５間に液体がなかった場合、電極３４と電極３５間のインピーダンスは開放状態となる。一方、電極３４と電極３５間に液体があった場合、電極３４と電極３５間のインピーダンスは短絡状態となる。なお、電極３４，３５に印加する交流電圧は、電圧値、または周波数が任意である。

図１で説明した用紙に液体を塗布する装置において、導電性の液体を流路内部に満たし、上記液体検知センサの電極３４を電磁弁６の片側のチューブ４１内に設置し、電極３５をもう一方のチューブ４２内に設置し、チューブ内部の液体と接するようにする。なお、電極３４，３５は弁からの距離が任意であり、液体と接する表面積が任意である。

これにより電磁弁駆動回路３９によって電磁弁６が開いた時には電極３４、電極３５間が流路内部の液体によって導通するため、２本の電極３４,３５間のインピーダンスが小さくなる。

また、電磁弁６が閉じた時には電極３４、電極３５間の液体が電磁弁６によって遮られるため、２本の電極３４,３５間のインピーダンスが大きくなる。このとき導電性の液体の導電率は１．５S/mとし、電磁弁６から電極までの距離は５cm程度、交流電源が５V、６０kHzとすると、電極３４,３５間のインピーダンスは電磁弁６が開いた時に２kΩ程度、電磁弁６が閉じた時には開放状態となり、判別に十分なインピーダンスの差を得られる。

このインピーダンスを電圧に変換し、基準電圧と比較することで電磁弁６の駆動状態を判別し、メカニカルな故障も含めた電磁弁の故障検知を行うことができる。具体的には、オリフィスの劣化、異物が混入したことによる弁の開閉不具合、駆動軸の動作不具合等を検知することが可能となる。

６ 電磁弁
８ 流路
３１ 交流電源
３２，３３ ケーブル
３４，３５ 電極
３６ 変換回路
３７ 判別回路
３８ 制御回路
３９ 変換回路
４１，４２ チューブ

特開２００４−１９８３０８号公報

Claims (7)

1. 対象物に導電性の液体を塗布する塗布装置の弁の故障検知装置であって、
   前記塗布装置は、前記液体を収容し、塗布の際に前記液体を前記対象物に提供する供給容器と、前記液体が通る流路と、前記流路を開閉可能であって、所定の条件時に開放する弁と、を備えており、
   前記弁の故障検知装置は、
   前記弁の両端の流路内にそれぞれ液体と接するように設置される２本の電極と、
   前記２本の電極間のインピーダンスを検知する変換手段と、
   前記弁の開閉によって前記電極間のインピーダンスに差が生じることを利用して、前記弁の両端の流路内の前記導電性の液体の有無を検出することで、前記弁の故障検知を行う判別手段と、を有する
   ことを特徴とする、液体塗布装置の弁の故障検知装置。
2. 前記流路に設置する前記電極は、前記弁からの距離が任意であることを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
3. 前記流路に設置する前記電極は、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に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
4. 前記流路に設置する前記電極に印加する交流電圧は、電圧値、または周波数が任意であることを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
5. 前記弁は手動で駆動することを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
6. 前記弁は、電気的に駆動するソレノイドを用いた２方向以上の電磁弁であることを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
7. 前記弁は、電磁弁を用いた電気的に駆動するポンプであることを特徴とする請求項１に記載の液体塗布装置の弁の故障検知装置。
   

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