JP7034629B2

JP7034629B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP7034629B2
Application number: JP2017161769A
Authority: JP
Inventors: 直倫吉田; 崇博有馬
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2022-03-14
Anticipated expiration: 2037-08-25
Also published as: JP2019038178A

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

ワークの表面に文字や図形を印字するのにインクジェット記録装置が用いられている。インクジェット記録装置は、製造ライン上に配置されるヘッド部と、ヘッド部にインクを供給する本体部とを有する。インク液を帯電させると共に粒子化し、粒子化したインク粒子を偏向させることでワーク表面に印字する。

速乾性のインク液によってノズルが目詰まりするのを防止するために、ワークにインク粒子を印字しないときもヘッド部に対するインク液の供給が継続される。このインク液はインク受けであるガターを介して回収される。

このようなインクジェット記録装置は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１では、ノズルから噴出されたインク粒子がインクビームとなって帯電検出センサの上端を通りガターへ回収される。

特開２０１５－１３４４３２号公報

しかし、特許文献１では、帯電検出センサは、帯電電極と偏向電極の間に配置されている。このため、ノズルから噴出されたインクビームが曲がってしまうと、インク粒子が帯電検出センサに衝突してインクが飛散しインク汚れが発生してしまう。

本発明の目的は、インクジェット記録装置において、インク粒子が帯電検出センサに衝突することにより発生するインク汚れを防止することにある。

本発明の一態様のインクジェット記録装置は、インク粒子を吐出するノズルと、前記ノズルから吐出された前記インク粒子を帯電させる帯電電極と、前記帯電電極によって帯電した前記インク粒子の帯電量を検出する帯電検出センサと、前記帯電電極によって帯電した前記インク粒子の進行方向を偏向させる偏向電極と、印字に使用しない前記インク粒子を回収するガターと、前記ノズルから吐出した前記インク粒子が前記帯電検出センサに衝突することを防止する衝突防止機構とを有することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、インクジェット記録装置において、インク粒子が帯電検出センサに衝突することにより発生するインク汚れを防止することができる。

実施例１のインクジェット記録装置の内部構成を示す図である。実施例１のインクジェット記録装置の斜視図である。実施例１のインクビームと帯電検出センサの関係を示す図である。実施例１のインクビームの位置合わせ構造を示す図である。実施例１の帯電検出センサの固定方法を示す図である。実施例２のインクビームの位置合わせ構造を示す図である。実施例３のインクジェット記録装置の内部構成を示す図である。

実施形態は、インク粒子が帯電検出センサに衝突することにより発生するインク汚れを防止するインクジェット記録装置を提供する。

インクジェット記録装置は、例えば、図３に示すように、ノズル５から吐出されたインク粒子２２を帯電させる帯電電極６と、インク粒子２２の帯電量を検出する帯電検出センサ２と、インク粒子２２の進行方向を偏向させる偏向電極３と、印字に使用しないインク粒子を回収するガター４と、インク粒子２２が帯電検出センサ２に衝突することを防止する衝突防止機構（例えば、薄肉３１）を有する。

以下、図面を用いて、実施例について説明する。

図１～図５を参照して、実施例１のインクジェット記録装置について説明する。
実施例１のインクジェット記録装置は、帯電検出センサとインクビームの位置出し精度を向上した構成を有する。

図１及び図２に示すように、インク粒子２２はインクビームとなってノズル５から噴出され、印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極６にて印加することで電荷を与えられる。

帯電電極６で帯電させられたインク粒子２２は、一対の偏向電極３の間の電界中を飛翔する。偏向電界は、５～６kVの高電圧が印加させた高圧電極とグランド電極との間に形成されている。帯電したインク粒子２２はその帯電量に比例した力を受けて偏向して印字対象物２３へ向かって飛翔して着弾する。

その際、インク粒子２２は帯電量に応じて偏向方向の着弾位置は変化し、さらに偏向方向と直行する方向に生産ラインが印字対象物２３を移動させることで、偏向方向と直行した方向にも粒子を着弾させることが可能となる。これにより、複数の着弾粒子によって文字を構成し印字を行う。印字に使用されなかったインク粒子２２は一対の偏向電極３の間を直線的に飛翔してガター４により捕捉された後に主インク容器２１に回収される。

また、帯電電極６と偏向電極３の間には、帯電検出センサ２が設けられており、インク粒子２２の帯電量の検出を行う。帯電電極６の直後に帯電検出センサ２を配置することで帯電量の検出を本体部の制御部（図示せず）へ早くフィードバックすることができ、高速印字(1，000ｍ/分)に対応することができる。

図３を参照して、インク粒子２２（インクビーム）と帯電検出センサ２の関係について説明する。

帯電検出センサ２にインク粒子２２が付着してしまうと帯電検出センサが故障してしまう恐れがある。このため、帯電検出センサ２は樹脂で覆う構造を有する。また、帯電検出センサ２とインクビーム２２は検出精度を上げるためにも、可能な限り距離を縮める方が好ましい。例えば、帯電検出センサ２の上面（端面）からインクビーム２２までの距離は中心寸法で０．７ｍｍ程度とする。そのため、帯電検出センサ２の上端を覆う樹脂は薄肉（薄膜）３１にする必要がある。成形上、薄肉３１は、例えば、０．３ｍｍ程度が好ましい。さらに縮めた距離を保持するためには帯電検出センサ２を薄肉３１に突き当てた状態で固定できる構造をとる必要がある。

ここで、薄肉３１は、インク粒子２２が帯電検出センサ２に衝突することを防止する衝突防止機構（衝突防止構造）を構成する。

一方、インクビーム２２と帯電検出センサ２の距離を縮めるということは、インクビーム２２が帯電検出センサ２を覆っている樹脂のボス部３２に衝突する恐れがあることにもなる。

そこで、図４を参照して、ノズル５とインクビーム２２の位置合わせ構造について説明する。ここで、（ａ）は断面図、（ｂ）はＡ矢視図、（ｃ）は斜視図である。

図４に示すように、ノズル５の噴出口部４１を凸部にし、偏向ベース４３に噴出口部４１を支える凹部４２を設けた構造とする。噴出口４１の形状に伴い、凹部４２の形状も変更する。また、帯電検出センサ２を覆っている樹脂と凹部４２は偏向ベース４３で一体となっている。このため、偏向ベース４３の凹部４２に噴出口４１の凸部を組付けることで、インクビーム２２の位置が決まる。この結果、帯電検出センサ２の上端を狙いの位置でインクビーム２２を飛行させることができる。

インクビーム２２を帯電検出センサ２の上端の狙いの位置で飛行させた後、ガター４で印字に使用しないインクを回収する。この時、ガター４の中心部をインクビーム２２が回収される位置に配置する。これにより、インクビーム２２が帯電検出センサ２を覆っているボス部３２へのインク衝突を回避でき、ガター４の中心部でインクビーム２２を回収することができる。

また、ボス部３２と凹部４２は偏向ベース４３への二次成形で構成してもよい。但し、薄肉３１の代わりに金属部品をインサートした場合には、帯電検出センサ２と金属部品が接触して帯電検出センサ２で検出ができなくなるため、金属部品を用いた構成は好ましくない。

ノズル５の噴出口４１の凸部は、図４で示した丸部形状に限られず、凹部４２と合わさる構成ならばどのような形状でも良い。

図５を参照して、帯電検出センサ２とインクビーム２２の位置出し構造について説明する。

帯電検出センサ２の位置出しも精度が良くないと、図４で説明したようにインクビーム２２の位置が決まっても帯電検出センサ２の上面からインクビーム２２までの距離が安定しなく検出精度が悪くなる。

そこで、図５に示すように、帯電検出センサ２を偏向ベース４３に組込んだ後、固定スペーサー５２を取付ける。固定スペーサー５２の端面にボス部５３を設けており、基板５１の開口穴５４に嵌め合せる。この構成により、基板５１をヘッドベース５５に固定する時に固定スペーサー５２と基板５１が接触して固定される。これにより、帯電検出センサ２を偏向ベース４３の薄肉部３１に押し当てた状態で固定できるので、帯電検出センサ２とインクビーム２２との距離を安定させることができる。

尚、接着剤等を使用した固定は、帯電検出センサ２の単独交換ができなく、メンテナンス性が悪いので好ましくない。

実施例１によれば、帯電検出センサ２とインクビーム２２の位置出し精度を向上した構成を有するインクジェット記録装置を提供することができる。

図６を参照して、実施例２のインクジェット記録装置について説明する。
ここで、（ａ）は断面図、（ｂ）はＢ矢視図、（ｃ）は斜視図である。

実施例２は、実施例１とは異なり、インクビーム２２をノズルストッパー６１で調整して制限し位置合わせを行う構造になっている。従来では、インクビーム２２をガター４内に入れる際にインクビーム２２が外れていた時、ノズル５を上下及び左右方向に調整し、インクビーム２２をガター４内に入れる構成をとっている。しかし、ノズル５を下方向に調整している時に、ガター４の下端側にインクビーム２２が入ってしまった場合、帯電検出センサ２を帯電電極６と偏向電極３の間に配置していることから、インクビーム２２が帯電検出センサ２を覆っている樹脂のボス３２に衝突する恐れがある。

そこで、実施例２では、ノズル５の下端に偏向ベース４３と一体でノズルストッパー６１を設ける。ノズルストッパー６１を設けることにより、ノズル５の下方向の調整を制限することができ、ボス３２へのインクビーム２２の衝突を防ぐことができる。

実施例２によれば、帯電検出センサ２とインクビーム２２の位置出し精度を向上した構成を有するインクジェット記録装置を提供することができる。

図７を参照して、実施例３のインクジェット記録装置について説明する。
実施例３は、ガター４側に帯電検出センサ２を配置し、ガター４とインクビーム２２の位置合わせを行う。

図７に示すように、帯電検出センサ２をガター４と一体成形とすることで、インクビーム２２と帯電検出センサ２の距離を維持することができる。実施例１と同様に帯電検出センサ２を覆う樹脂の上面は薄肉３１とする。

実施例３によれば、帯電検出センサ２とインクビーム２２の位置出し精度を向上することができる。

１印字ヘッド
２帯電検出センサ
３偏向電極
４ガター
５ノズル
６帯電電極
２１インク容器
２２インク粒子
２３印字対象物
３１薄肉
３２ボス
４１噴出口部
４２凹部
４３偏向ベース
５１基板
５２固定スペーサー
５３ボス部
５４開口穴
５５ヘッドベース
６１ノズルストッパー

Claims

インク粒子を吐出するノズルと、
前記ノズルから吐出された前記インク粒子を帯電させる帯電電極と、
前記帯電電極によって帯電した前記インク粒子の帯電量を検出する帯電検出センサと、
前記帯電電極によって帯電した前記インク粒子の進行方向を偏向させる偏向電極と、
印字に使用しない前記インク粒子を回収するガターと、
を有し、
前記帯電検出センサは、前記帯電電極と前記ガターとの間に配置され、
前記帯電検出センサは、樹脂で形成される樹脂部に収容され、
前記樹脂部の上面は薄肉で構成され、
前記樹脂部の上面が、前記ノズルから前記ガターまで飛翔するインクビームよりも下に位置するように前記樹脂部が形成されており、
前記帯電検出センサは、その上面を前記薄肉に突き当てた状態で固定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記薄肉の厚さは、前記帯電検出センサの側面を覆う樹脂部の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記帯電検出センサを覆う前記樹脂部を介して前記ノズルを固定することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記帯電検出センサの下面に固定スペーサーを設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
前記ノズルの下面にノズルストッパーを設けたことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。