JP6886027B2 - インクジェットヘッドメンテナンス装置、インクジェット記録装置、及びインクジェットヘッドメンテナンス支援方法 - Google Patents
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/18—Ink recirculation systems
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Description
…式2を用いて表される温度予測曲線を導出し、結露予測部は、温度予測曲線を用いて結露時刻を予測する構成としてもよい。
〈全体構成〉
図1はインクジェット記録装置の概略構成を示す全体構成図である。図1に示したインクジェット記録装置101は、枚葉の用紙Pにカラー画像を記録する枚葉式のカラーインクジェット記録装置である。
給紙部110は、給紙装置112と、フィーダボード114と、給紙ドラム116と、を備える。給紙装置112は、束の状態で給紙トレイ112Aにセットされた用紙Pを上から順に一枚ずつ取り出して、フィーダボード114に給紙する。フィーダボード114は、給紙装置112から受け取った用紙Pを給紙ドラム116へ移送する。
処理液塗布部120は、処理液塗布ドラム122と、処理液塗布装置124と、を備える。処理液塗布ドラム122は、周面にグリッパ123を備える。処理液塗布ドラム122は、グリッパ123を用いて用紙Pの先端部を把持して回転し、用紙Pを周面に巻き付けて搬送する。
処理液乾燥部130は、処理液乾燥ドラム132と、温風送風機134と、を備える。処理液乾燥ドラム132は、処理液塗布ドラム122から用紙Pを受け取る。処理液乾燥ドラム132は、受け取った用紙Pを描画部140へ移送する。処理液乾燥ドラム132は、周面にグリッパ133を備える。処理液乾燥ドラム132は、グリッパ133を用いて用紙Pの先端部を把持して回転し、用紙Pを搬送する。
描画部140は、描画ドラム142と、ヘッドユニット144と、インラインセンサ148と、を備える。描画ドラム142は、処理液乾燥ドラム132から用紙Pを受け取る。描画ドラム142は、受け取った用紙Pをインク乾燥部150へ移送する。
図1に示したインク乾燥部150は、チェーンデリバリ210と、用紙ガイド220と、温風送風ユニット230と、用紙検出センサ250と、を備える。チェーンデリバリ210は、描画ドラム142から用紙Pを受け取る。チェーンデリバリ210は、受け取った用紙Pを集積部160へ移送する。
集積部160は、集積装置162を備える。集積装置162は、集積トレイ162Aを備える。集積装置162は、チェーンデリバリ210からリリースされた用紙Pを受け取る。集積装置162は、用紙Pを集積トレイ162Aの上に束状に集積する。
図1に示したインクジェット記録装置101は、図1に図示しないメンテナンス部を備える。メンテナンス部は、インクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kに対してメンテナンス処理を施す。メンテナンス部の詳細は後述する。
〈全体構成〉
図2はインクジェットヘッドの先端部分の構成を示す斜視図である。図1に示したインクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kは、同一の構成を適用し得る。
図3はノズル面の一部拡大図である。図3に示したノズル面146A−1、ノズル面146A−2、及びノズル面146A−3の平面形状は平行四辺形状である。支持フレーム310の両端は、ウイング部311が取り付けられる。図3には支持フレーム310の一方の端を図示し、他方の端の図示を省略する。
図4はノズル配置部の平面図である。ヘッドモジュール147−iのノズル面146A−iには、二次元配置が適用されて複数のノズル開口351が配置される。符号312−iはヘッドモジュール147−iのノズル配置部を示す。
図5はイジェクタの立体的構造を示す縦断面図である。イジェクタ22は、ノズル20と、ノズル20に通じる圧力室50と、圧電素子52とを備える。ノズル20は、ノズル流路54を介して圧力室50と通じている。ノズル20の先端の開口は、図4に示したノズル開口351に相当する。
〈全体構成〉
図6はメンテナンス部の概略構成を模式的に示す正面図である。図7はメンテナンス部の概略構成を模式的に示す平面図ある。図6、及び図7に示したメンテナンス部400は、図7に示したインクジェットヘッド146C、インクジェットヘッド146M、インクジェットヘッド146Y、及びインクジェットヘッド146Kのメンテナンスを行う。
図6に示すメンテナンス部400は描画部140に隣接して配置される。メンテナンス部400は描画ドラム142の回転軸方向において、描画部140に隣接する位置に配置される。描画ドラム142の回転軸は図6に符号142Bを付して図示する。
図6に示すヘッド移動機構402は、ヘッド支持フレーム410と、フレーム移送装置とを412を備える。
図7に示すように、メンテナンス部400は、払拭部460Cと、払拭部460Mと、払拭部460Yと、払拭部460Kと、を備える。払拭部460C、払拭部460M、払拭部460Y、及び払拭部460Kは同一の構成を適用可能である。ここでは、図6に示した払拭部460Cについて説明する。
図7に示すように、メンテナンス部400は、キャップ480Cと、キャップ480Mと、キャップ480Yと、キャップ480Kと、を備える。キャップ480C、キャップ480M、キャップ480Y、及びキャップ480Kは同一の構成を適用可能である。ここでは、キャップ480Cについて説明する。
図8はキャップの傾斜配置を示す斜視図である。図8に示したキャップ480Cは、図1に示したインクジェットヘッド146Cの水平面に対する傾斜配置に対応して、水平面に対して傾斜して配置される。図8に示したキャップ480M、キャップ480Y、及びキャップ480Kについても、同様である。
メンテナンス部400を用いたメンテナンスの例として、インクジェットヘッドのパージ処理、及びノズル面の払拭処理が挙げられる。パージ処理を実行する際に、予備吐出、及びダミージェット等の処理を併用してもよい。
保湿液は、水を主溶媒とし、かつ、保湿剤を含有する水系保湿液を適用した。保湿剤とは、低揮発性で保水能力が比較的高い水溶性化合物をいう。保湿剤の例として、ポリオール類、ラクタム類、及び水溶性の固体保湿液が挙げられる。保湿液の表面張力が予め定められた範囲に調整可能であれば、任意の保湿剤を適用可能である。
図9はインク供給系の構成、及びインク循環系の構成を示すブロック図である。図9では、複数のヘッドモジュール147−iのうち、一部のヘッドモジュール147−iの図示を省略する。
図10は制御系の概略構成を示すブロック図である。インクジェット記録装置101は、システムコントローラ600を備える。システムコントローラ600は、図示しないCPU、図示しないROM、及び図示しないRAMを含んで構成されてもよい。
〈概要〉
次に、インクジェットヘッドメンテナンス支援方法について詳細に説明する。以下の説明では、主として、インクジェットヘッドの結露の対処について説明する。
インクを一定の温度に温調する場合、インクジェットヘッドの温度Tnzlは固定値である。インクジェットヘッドの温度Tnzlはインクジェットヘッドの温度を測定して得られた測定値としてもよい。インクジェットヘッドの温度Tnzlはインクジェットヘッドの温度設定値としてもよい。
図11は温度情報取得の模式図である。ここでいう温度情報には、インクジェットヘッド146の温度の情報、及びキャップ480の温度の情報が含まれる。図11には、インクジェットヘッド146の温度として、供給側マニホールド520内のインクの温度、及び循環側マニホールド522内のインクの温度の少なくともいずれか一方を適用した例を示す。
上記の式1における温度差dTの取得について説明する。温度差dTは、キャップ480の温度Tcapから、インクジェットヘッド146の温度Tnzlを減算して算出することが可能である。
次に、キャップの予測温度T(t)として、キャップ温度予測曲線を導出する態様について説明する。図13はキャップ温度予測曲線の一例を示すグラフである。図13は、キャッピング開始時刻t=0におけるキャップの温度が28.3℃の場合のキャップの温度予測曲線720を示す。キャッピング開始時刻t=0はインクジェットヘッドにキャップが装着された時刻である。
上記の式2における飽和温度Tsat、及び緩和時間τは、キャップの温度Tcapの測定値が取得される度に更新される。サンプリング時刻ごとに飽和温度Tsat、及び緩和時間τを記憶してもよい。
〈メインフロー〉
図16はインクジェットヘッドメンテナンス支援方法の手順の流れを示すフローチャートである。以下に説明するインクジェットヘッドメンテナンス支援方法は、図10に示したシステムコントローラ600、メンテナンス制御部626、ヘッド温度検出部640、キャップ温度検出部642、結露予測部644、及びメンテナンス予告部646等を用いて実行される。
図17は図16のキャップ温度予測工程の手順の流れを示すフローチャートである。図17に示したキャップ温度予測工程では、キャップの温度測定を取得する度に、ヘッド温度測定工程S42からアンキャップ命令判定工程S56までの各工程が実行される。そして、アンキャップ命令判定工程S56においてYES判定となるまで、ヘッド温度測定工程S42からアンキャップ命令判定工程S56までの各工程が、繰り返し実行される。
次に、図18から図21を用いて、メンテナンス予告の具体例について説明する。以下に説明するメンテナンス予告は、図10に示した表示部632を用いて、文字情報を表示させるものである。文字情報はメンテナンス予告情報の一例である。
上記の如く構成されたインクジェット記録装置、及びインクジェットヘッドメンテナンス支援方法によれば、インクジェットヘッドのキャッピング中において、インクジェットヘッドの結露時刻が予測され、必要に応じてメンテナンスが予告される。
本実施形態に示したインクジェット記録装置の一部の構成を用いて、インクジェットヘッドメンテナンス装置を構成することが可能である。例えば、図6等に示したインクジェットヘッド146、及びメンテナンス部400、並びに図10に示したシステムコントローラ600、ヘッド移動制御部620、メンテナンス制御部626、パラメータ記憶部634、プログラム格納部636、ヘッド温度検出部640、キャップ温度検出部642、結露予測部644、及びメンテナンス予告部646等を用いてインクジェットヘッドメンテナンス装置を構成し得る。
本実施形態に示したインクジェットヘッドメンテナンス支援方法は、各工程の機能をコンピュータに実行させるプログラムを用いて実現することが可能である。例えば、キャップの温測定値を取得する機能、インクジェットヘッドの温度測定値を取得する機能、キャップ温度予測曲線を更新する機能、キャップ温度予測曲線に基づきインクジェットヘッドの結露温度を予測する機能、メンテナンスの予告を行う機能をコンピュータに実行させるプログラムを用いて、インクジェットヘッドメンテナンス支援方法の実現が可能である。
本実施形態では、描画ドラム142等の搬送ドラムを用いて用紙Pを搬送する方式を例示したが、用紙Pを搬送する方式は限定されない。例えば、搬送ベルトを用いる方式などの搬送方式を適用してもよい。
上記の実施形態で説明した構成要素、及び変形例で説明した構成要素は、適宜組み合わせて用いることができ、また、一部の構成要素を置き換えることもできる。
用紙は媒体の一態様である。媒体は、記録紙、及び記録用紙等と呼ばれるものが含まれる。また、媒体は、樹脂製のシート、金属製のシートなど、インクを用いて画像記録が可能な紙以外の材料が用いられたシート状の部材が含まれる。
20A、146A、146A−i ノズル面
21 ノズルプレート
22 イジェクタ
24 個別供給路
26 供給側共通支流路
50 圧力室
52 圧電素子
54 ノズル流路
56 振動板
58 個別電極
60 圧電体
66 カバープレート
68 可動空間
101 インクジェット記録装置
110 給紙部
112 給紙装置
112A 給紙トレイ
114 フィーダボード
116 給紙ドラム
120 処理液塗布部
122 処理液塗布ドラム
123、133、143 グリッパ
124 処理液塗布装置
130 処理液乾燥部
132 処理液乾燥ドラム
134 温風送風機
140 描画部
142 描画ドラム
142B 回転軸
144 ヘッドユニット
146、146C、146M、146Y、146K インクジェットヘッド
147−1、147−2、147−3、147−i ヘッドモジュール
148 インラインセンサ
150 インク乾燥部
160 集積部
162 集積装置
162A 集積トレイ
210 チェーンデリバリ
212 チェーン
214 グリッパ
220 用紙ガイド
222 第一用紙ガイド
224 第二用紙ガイド
230 温風送風ユニット
250 用紙検出センサ
309 ケーブル
310 支持フレーム
311 ウイング部
312、312−i ノズル配置部
350 ノズル開口列
351 ノズル開口
400 メンテナンス部
402 ヘッド移動機構
410 ヘッド支持フレーム
412 フレーム移送装置
414 ヘッド支持部
416 ガイドレール
417 スライダ
418 送り装置
418A 送りねじ
418B ナット部材
418C モータ
460、460C、460M、460Y、460K 払拭部
462 払拭ウエブ
466 廃液トレイ
467 廃液回収配管
468 廃液タンク
480、480C、480M、480Y、480K キャップ
480A 底面
500 供給側個別流路
502 供給側ダンパ
504 供給側バルブ
510 循環側個別流路
512 循環ダンパ
514 循環側バルブ
520 供給側マニホールド
522 循環側マニホールド
530 第一バイパス流路
532 第一バイパスバルブ
540 第二バイパス流路
542 第二バイパスダンパ
544 第二バイパスバルブ
550 供給側温度センサ
552 循環側温度センサ
560 第一供給流路
562 共通流路
564 第一供給背圧タンク
566 第一供給流路バルブ
570 第一循環流路
572 第二供給背圧タンク
574 第二供給流路バルブ
578 方向切換バルブ
578A 第一出力口
578B 第二出力口
578C 入力口
580 第二供給流路
582 第二循環流路
584 供給ポンプ
586 回収ポンプ
588 ポンプ
590 供給タンク
592 回収タンク
594 流路
600 システムコントローラ
602 通信部
603 ホストコンピュータ
604 画像メモリ
610 給紙制御部
612 搬送制御部
614 搬送部
616 処理液塗布制御部
617 処理液乾燥制御部
618 描画制御部
620 ヘッド移動制御部
622 インク乾燥制御部
624 集積制御部
626 メンテナンス制御部
630 操作部
632 表示部
634 パラメータ記憶部
636 プログラム格納部
640 ヘッド温度検出部
642 キャップ温度検出部
644 結露予測部
646 メンテナンス予告部
700 第一温度センサ
702 第二温度センサ
704 第三温度センサ
720、722 温度予測曲線
721、723、725 ドット
740、744、746、748 予告画面
742 オーケーボタン
dT 温度差
dTth 温度差閾値
T(t) 予測温度
Tcap キャップの温度
Tnzl インクジェットヘッドの温度
Tsat 飽和温度
Tth 結露温度閾値
t 時刻
tcon 結露時刻
τ 緩和時間
S10からS56 インクジェットヘッドメンテナンス支援方法の各工程
Claims (19)
- 液体を吐出するノズル開口が形成されるノズル面を備えたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを保湿するキャップと、
前記キャップの温度変化を用いて任意の時刻tにおける前記キャップの温度を予測し、任意の時刻tにおける前記キャップの予測温度をT(t)とし、前記インクジェットヘッドの温度をTnzlとし、前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記キャップの温度、及び前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記インクジェットヘッドの温度を用いて導出される温度差をdTとした場合に、下記の式1、
T(t)>Tnzl+dT …式1
を満たす時刻tである結露時刻を予測する結露予測部と、
前記予測された前記結露時刻に関する情報を報知する報知部と、
を備えたインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記インクジェットヘッドの温度を取得するヘッド温度取得部を備えた請求項1に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記ヘッド温度取得部は、前記インクジェットヘッドの内部のインクの温度を検出するインク温度検出部を備えた請求項2に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記インクジェットヘッドは、インクジェットヘッドの内部においてインクを循環させるインク循環流路を備え、
前記インク温度検出部は、前記インク循環流路に備えられる請求項3に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記ヘッド温度取得部は、前記インクジェットヘッドの前記ノズル面の温度を検出するヘッド温度検出部を備えた請求項2から4のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記キャップの温度を検出するキャップ温度検出部と、
前記キャップ温度検出部を用いて検出された前記キャップの温度測定値を用いて、前記予測温度T(t)を導出するキャップ温度予測部と、
を備えた請求項1から5のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記キャップ温度予測部は、前記インクジェットヘッドに前記キャップが装着された時刻であるキャッピング開始時刻における前記キャップの温度をT0とし、任意の時刻tにおける前記キャップの飽和温度をTsatとし、任意の時刻tにおける緩和時間をτとした場合に、予測温度T(t)として、下記の式2、
T(t)=T0+(Tsat−T0)×{1.0−exp(−t/τ)} …式2
を用いて表される温度予測曲線を導出し、
前記結露予測部は、前記温度予測曲線を用いて前記結露時刻を予測する請求項6に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記結露予測部は、前記温度予測曲線における予め定められた結露温度閾値に対応する時刻を前記結露時刻として導出する請求項7に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記結露予測部は、前記インクジェットヘッドの温度Tnzlと、前記温度差dTとを加算した値を前記結露温度閾値として、前記結露時刻を予測する請求項8に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記キャップは、保湿液を貯留する保湿液貯留部を備え、
前記キャップ温度検出部は、前記保湿液貯留部に備えられ、かつ、前記保湿液貯留部に貯留される前記保湿液の温度を検出する請求項6から9のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記保湿液貯留部は、水系保湿液が貯留される請求項10に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記ノズル面は、少なくともノズル開口が形成されるノズル開口形成領域が、シリコンを用いて形成される請求項1から11のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 前記温度差dTを記憶する温度差記憶部を備え、
前記結露予測部は、温度差記憶部から前記温度差dTを取得する請求項1から12のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。 - 前記結露予測部は、前記インクジェットヘッドの温度が20℃以上35℃以下の場合に、インクジェットヘッドの結露が発生する条件から導出された前記キャップの温度から前記インクジェットヘッドの温度を減算して算出される温度差を1.8℃として前記結露時刻を予測する請求項1から13のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドメンテナンス装置。
- 液体を吐出するノズル開口が形成されるノズル面を備えたインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを保湿するキャップと、
前記キャップの温度変化を用いて任意の時刻tにおける前記キャップの温度を予測し、任意の時刻tにおける前記キャップの予測温度をT(t)とし、前記インクジェットヘッドの温度をTnzlとし、前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記キャップの温度、及び前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記インクジェットヘッドの温度を用いて導出される温度差をdTとした場合に、下記の式1、
T(t)>Tnzl+dT …式1
を満たす時刻tである結露時刻を予測する結露予測部と、
前記予測された前記結露時刻に関する情報を報知する報知部と、
を備えたインクジェット記録装置。 - 前記インクジェットヘッドに対してメンテナンス処理を実行するメンテナンス部を備え、
前記報知部は、前記結露時刻の以降の時刻において画像記録が実行される場合、前記画像記録の実行前に前記メンテナンス部を用いて前記インクジェットヘッドに対してメンテナンス処理を実行することを予告するメンテナンス予告情報を報知する請求項15に記載のインクジェット記録装置。 - 前記メンテナンス部を制御するメンテナンス制御部を備え、
前記インクジェットヘッドに前記キャップが装着されたキャッピング開始時刻における前記キャップの温度をT0が予め定められた結露温度閾値を超える場合に、次の画像記録の前に、前記メンテナンス部を用いて前記インクジェットヘッドに対してメンテナンス処理を実行する請求項16に記載のインクジェット記録装置。 - 前記報知部は、前記結露時刻に関する情報を表示する表示部を備え、
前記表示部は、キャッピング開始時刻から予め定められた期間は、結露時刻が計算中であることを表す情報を表示する請求項15から17のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 液体を吐出するノズル開口が形成されるノズル面を備えたインクジェットヘッドのメンテナンス支援方法であって、
前記インクジェットヘッドを保湿するキャップの温度変化を用いて任意の時刻tにおける前記キャップの温度を予測し、任意の時刻tにおける前記キャップの予測温度をT(t)とし、前記インクジェットヘッドの温度をTnzlとし、前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記キャップの温度、及び前記インクジェットヘッドの結露が発生する場合の前記インクジェットヘッドの温度を用いて導出される温度差をdTとした場合に、下記の式1、
T(t)>Tnzl+dT …式1
を満たす時刻tである結露時刻を予測する結露予測工程と、
前記予測された前記結露時刻に関する情報を報知する報知工程と、
を含むインクジェットヘッドメンテナンス支援方法。
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