JP7243396B2 - Device for ejecting liquid - Google Patents
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Description
本発明は液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for ejecting liquid.
液体を吐出する装置として、例えば、ボンベ、航空機、車両などの表面に液体を吐出して印刷するものがある。 2. Description of the Related Art Devices that eject liquid include, for example, those that eject liquid onto the surface of cylinders, aircraft, vehicles, and the like to print.
従来、例えば、ヘッドアレイと、ヘッドアレイを往復直線移動させるリニアレールと、リニアレールを適宜所定の位置へ移動させ、且つ、その位置で保持するロボットアームを備えた多関節ロボットと、位置情報に基づいてロボットアームの駆動を制御するロボットアームコントローラと、ロボットアームコントローラに位置情報を提供すると共に、当該位置情報に連動してヘッドアレイ中の所定のインクジェットノズルを駆動制御するコントローラとを備えるものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, for example, a head array, a linear rail for reciprocating linear movement of the head array, an articulated robot equipped with a robot arm that appropriately moves the linear rail to a predetermined position and holds it at that position, and a controller that provides positional information to the robot arm controller and drives and controls predetermined inkjet nozzles in the head array in conjunction with the positional information. It is known (Patent Document 1).
ところで、液体を吐出するヘッドを使用する装置にあっては、ノズル面(吐出面)の状態を維持、回復するためのクリーニング手段(メンテナンス手段)を装置本体側に備え、所定のタイミングでヘッドがクリーニング手段の位置に移動するようにしている。 By the way, in an apparatus that uses a head that ejects liquid, cleaning means (maintenance means) for maintaining and restoring the state of the nozzle surface (ejection surface) is provided on the side of the apparatus main body, and the head is cleaned at a predetermined timing. It moves to the position of the cleaning means.
そのため、ヘッドの走査距離が長い装置にあっては、クリーニング動作に伴うダウンタイムが長くなり、印刷速度が遅くなるという課題がある。 Therefore, in an apparatus with a long scanning distance of the head, there is a problem that the down time associated with the cleaning operation becomes long and the printing speed becomes slow.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、必要なときにノズル面をクリーニングできるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to enable cleaning of the nozzle surface when necessary.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
液体を吐出するノズルを有するヘッドと、
前記ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材と、
前記払拭部材を保持し、前記払拭部材が前記ノズル面に対向する位置と、前記ノズル面から退避する位置との間で移動可能な移動部材と、
前記ヘッドを保持し、前記移動部材を移動可能に支持する筐体と、
洗浄液を吐出又は滴下する洗浄液付与手段と、を備えている吐出ユニットと、
前記吐出ユニットを搭載した、往復移動する移動体と、を備えている
構成とした。
In order to solve the above problems, the device for ejecting liquid according to the present invention includes:
a head having nozzles for ejecting liquid;
a wiping member for wiping the nozzle surface of the head;
a moving member that holds the wiping member and is movable between a position where the wiping member faces the nozzle surface and a position where the wiping member is retracted from the nozzle surface;
a housing that holds the head and movably supports the moving member;
a discharge unit comprising a cleaning liquid application means for discharging or dropping a cleaning liquid ;
and a reciprocating moving body on which the ejection unit is mounted.
本発明によれば、必要なときにノズル面をクリーニングできる。 According to the present invention, the nozzle surface can be cleaned when necessary.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1ないし図3を参照して説明する。図1は同実施形態に係る液体を吐出する装置の側面説明図、図2は同じく正面説明図、図3は同じく平面説明図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. FIG. 1 is an explanatory side view of an apparatus for ejecting liquid according to the same embodiment, FIG. 2 is an explanatory front view of the same, and FIG. 3 is an explanatory plan view of the same.
液体を吐出する装置1は、基台10上に、印刷対象物としての柱状部材である例えばボンベ2を載置する載置台11と、載置台11に載置されるボンベ2を上方から固定保持する固定手段12とを備えている。また、基台10上には、ボンベ2の周面に対して液体を吐出する液体吐出手段であるヘッド300を含む吐出ユニット13と、吐出ユニット13を搭載したキャリッジ14とを備えている。
A
載置台11は、基台10に対して回転可能に設置されたターンテーブルで構成している。これにより、載置台11に載置されたボンベ2の半分の周面に印刷した後、ボンベ2を例えば半回転(180°回転)して残り半分の周面に印刷することができる。なお、載置台11は固定とし、手動でボンベ2を回転させる構成とすることもできる。また、載置台11を回転可能とする場合でも、手動回転、あるいは、駆動手段による回転のいずれの構成であってもよい。
The mounting table 11 is composed of a turntable installed rotatably with respect to the
固定手段12は、基台10の載置台11の側方に立てられる支柱21に、上下動可能に保持され、旋回可能なアーム部22と、アーム部22に保持され、載置台11上に載置されるボンベ2の頂部には嵌まり込むホルダ部材23とを有している。ホルダ部材23は、ボンベ2の上部の形状や大きさに合わせてアタッチメント方式で交換可能としている。
The
キャリッジ14は、載置台11に載置されるボンベ2の高さ方向に沿う第1方向(Y方向)と、ボンベ2の軸心と直交する第2方向(X方向)とに往復移動可能に配置されている。本実施形態では、柱状部材は側面に弧状の形状を有するボンベ2であり、第2方向(X方向)は、第1方向(Y方向)と直交する面内で、弧状の形状の接線に平行な方向となる。
The
本実施形態では、基台10の載置台11の側方に立てられるフレーム部材15の支柱51、51間にスライダ部材16をY方向に移動可能に保持し、スライダ部材16にキャリッジ14をX方向に移動可能に保持している。
In this embodiment, the
そして、スライダ部材16をY方向に上下動させる上下動機構(Y方向走査機構)17と、キャリッジ14をX方向に移動させるキャリッジ移動機構(X方向走査機構)18とを備えている。
A vertical movement mechanism (Y-direction scanning mechanism) 17 for vertically moving the
上下動機構17は、例えば、ねじ式回転移動機構71と上下動モータ(Y方向モータ)72とを有し、ねじ式回転移動機構71はスライダ部材16に連結されている。この上下動機構17のY方向モータ72を回転駆動することで、ねじ式回転移動機構71を介してスライダ部材16がY方向に上下動する。
The
キャリッジ移動機構18も、同様に、ねじ式回転移動機構と左右方向移動モータ(X方向モータ)82とを有し、X方向モータ82を回転駆動することで、キャリッジ14がX方向に往復移動する。
The
また、フレーム部材15の支柱51,51は、連結部材52で連結され、基台10に設けたガイド溝53、53に沿ってボンベ2(載置台11)に対して進退する第3方向(Z方向)にも移動可能に配置されている。
In addition, the
そして、フレーム部材15をZ方向に往復移動させるZ方向移動機構19を備えている。Z方向移動機構19は、吐出ユニット13を載置台11に対して進退する方向に移動させる進退手段である。
A Z-
Z方向移動機構19も、例えば、ねじ式回転移動機構91と進退動モータ(Z方向モータ)92とを有し、ねじ式回転移動機構91はフレーム部材15の連結部材52に連結されている。このZ方向移動機構19のZ方向モータ92を回転駆動することで、ねじ式回転移動機構91を介してフレーム部材15がZ方向に移動し、キャリッジ14が載置台11に対してZ方向に進退動する。
The Z-
次に、この液体を吐出する装置における制御部の概要について図4に示すブロック図を参照して説明する。 Next, an overview of the control unit in this liquid ejecting apparatus will be described with reference to the block diagram shown in FIG.
制御部500は、この装置1全体の制御を司るCPU501と、CPU501に印刷動作の制御を実行させるためのプログラム、その他の固定データを格納するROM502と、印刷データ等を一時格納するRAM503とを含む主制御部500Aを備えている。
The
制御部500は、ホスト600から印刷データ受信するときに使用するデータ及び信号の送受を行うためのI/F506を備えている。ホスト600はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置などで構成している。
The
制御部500は、吐出ユニット13を構成するヘッド300を駆動するヘッド駆動部508を備えている。
The
制御部500は、ヘッド300を搭載しているキャリッジ14をY方向に移動させるY方向モータ72を駆動するモータ駆動部510と、キャリッジ14をX方向に移動させるX方向モータ82を駆動するモータ駆動部511を備えている。
The
制御部500は、フレーム部材15を介してキャリッジ14をZ方向に移動させるZ方向モータ92を駆動するモータ駆動部512を備えている。また、制御部500は、載置台11の回転を行う載置台モータ25を駆動するモータ駆動部513を備えている。
The
制御部500は、ヘッド300をクリーニングする後述するクリーニング機構部200を駆動制御するクリーニング制御部514を備えている。
The
次に、この液体を吐出する装置1によるボンベ2対する印刷動作(描画動作)について説明する。
Next, the printing operation (drawing operation) for the
まず、印刷範囲及び印刷データについて図5及び図6を参照して説明する。図5は印刷範囲と印刷データの関係の説明に供する説明図、図6はボンベ2の全周囲に亘って印刷を行うときの分割印刷領域の一例の説明に供する説明図である。
First, the print range and print data will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the print range and the print data, and FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining an example of divided print areas when printing is performed over the entire periphery of the
本実施形態では、ボンベ2を停止した状態(ここでは、固定した状態)にして、ヘッド300を第1方向(Y方向)に移動するときに液体を吐出して印刷(描画)し、第2方向(X方向)に移動するときには液体吐出を行わない。
In this embodiment, the
ここで、停止したボンベ2に対して印刷するときには、図5に示すように、キャリッジ14をX方向に移動してヘッド300による描画位置を変更しながら印刷できる範囲Lは、ボンベ2の周方向の半分よりも少ない領域になる。このとき、キャリッジ14の移動距離Lxは、ボンベ2の直径Dよりも短くなる。
Here, when printing on the stopped
また、ボンベ2の直径はボンベ2によって異なり、ヘッド300からボンベ2の周面までの距離はボンベ2によって異なり、ヘッド300からボンベ2の周面までの距離によって飛翔する液体の着弾精度が影響を受ける。
In addition, the diameter of the
そこで、ボンベ2の周囲に印刷を行うときには、周方向で複数に分割した分割印刷領域、例えば3分割した分割印刷領域La~Lcを設定する。そして、1つの分割印刷領域の印刷が終了したときに、載置台11を回転して、ボンベ2の次の分割印刷領域をヘッド300に対向可能な位置にして印刷を行うようにしている。
Therefore, when printing is performed around the
なお、分割印刷領域は、同じ周方向長さである必要はなく、描画と描画との間の空白部、例えばY方向のいずれの位置にも描画画像等を持たない領域で区切ることが好ましい。 Note that the divided print areas do not have to have the same length in the circumferential direction, and are preferably separated by a blank portion between drawings, for example, an area that does not have a drawn image or the like at any position in the Y direction.
次に、制御部による印刷動作(描画動作)の制御について図7及び図8を参照して説明する。図7は同描画動作の制御の説明に供するフロー図、図8は同じく異なる印刷動作におけるヘッドの軌跡の説明図である。 Next, the control of the printing operation (drawing operation) by the control unit will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. FIG. 7 is a flowchart for explaining the control of the drawing operation, and FIG. 8 is an explanatory diagram of the trajectory of the head in different printing operations.
まず、ボンベ2を載置台11に載置し、ボンベ2の上部を固定手段12によって固定する。
First, the
そして、図7を参照して、X方向モータ82、Y方向モータ72、Z方向モータ92を回転駆動して、キャリッジ14をX,Y、Z方向に移動させ、ヘッド300を所定の描画開始位置(印刷開始位置:書き出し位置)に移動させる(ステップS1、以下、単に「S1」というように表記する。)。
Then, referring to FIG. 7, the
ここでは、ボンベ2の上方から下方に向けて印刷(描画)するものとし、ヘッド300はY方向の上部位置をホーム位置とし、ホーム位置から載置されたボンベ2の描画開始位置にヘッド300を移動する。
Here, it is assumed that printing (drawing) is performed from the top to the bottom of the
その後、ヘッド300のY方向下向きへの移動を開始し(S2)、ヘッド300から液体の吐出動作を開始して(S3)、所定の描画を行い、ヘッド300のY方向下向きへの移動を停止する(S4)。
After that, the
ここで、描画終了(印刷終了)か否かを判別する(S5)。 Here, it is determined whether or not drawing is finished (printing is finished) (S5).
そして、描画終了でなければ、1つの分割印刷領域の描画が終了したか否かを判別する(S6)。 Then, if the drawing is not finished, it is determined whether or not the drawing of one divided print area is finished (S6).
このとき、1つの分割印刷領域の描画が終了していなければ、ヘッド300をX方向に所定距離(例えば3.2mm)移動させ(S7)、ヘッド300のY方向上向きへの移動を開始し(S8),所定移動量を移動したときにヘッド300のY方向上向きへの移動を停止する(S9)。その後、ステップS2に戻り、次の行(ライン)についての描画を行う。
At this time, if drawing of one divided print area has not been completed, the
これに対し、1つの分割印刷領域の描画が終了したときには、載置台11を回転して、次の分割印刷領域を印刷可能な位置にする(S10)。その後、ステップS1に戻り、描画開始位置にして印刷を続行する。 On the other hand, when the drawing of one divided print area is completed, the table 11 is rotated to bring the next divided print area to a printable position (S10). Thereafter, the process returns to step S1 to continue printing at the drawing start position.
そして、ステップS5で描画終了になれば、描画動作を終了する。 Then, when the drawing ends in step S5, the drawing operation is terminated.
このように、本実施形態では、図8(a)の軌跡aで示すように、ヘッド300を、Y方向において、所定の片方向(一方向)に移動させるときにヘッド300から液体を吐出して印刷を行う片方向印刷を行っている。この片方向印刷では、所定の片方向(一方向)と反対の方向に移動するときにはヘッド300から液体を吐出させない。
要の印刷を行う。
As described above, in the present embodiment, liquid is ejected from the
print as required.
このような片方向印刷を行うことで、ヘッド300から吐出した液体に対して重力方向(Y方向下向き)にかかる力の影響を画質に与えないようにすることができる。
By performing such unidirectional printing, it is possible to prevent the image quality from being affected by the force applied to the liquid ejected from the
これに対し、双方向印刷を行うときには、図8(b)に軌跡bで示すように、ヘッド300をY方向に上から下に移動しながら液体を吐出させてボンベ2の周面に所要の印刷を行う。Y方向の上から下へのスキャンが終了したときに、ヘッド300をX方向に所定距離移動させ、ヘッド300をY方向に下から上に向けて移動しながら印刷を行う。
On the other hand, when bi-directional printing is performed, the
この双方向印刷では生産性を向上することができる。 This bi-directional printing can improve productivity.
このように、液体吐出手段としてのヘッド300は、載置台11に載置される柱状部材の上下方向を第1方向Yとするとき、第1方向Y、及び、第1方向Yと直交する面内で、柱状部材の接線方向に沿う第2方向Xにそれぞれ往復移動可能に配置されている
As described above, the
これにより、柱状部材が回転しない状態で柱状部材の周面に液体を吐出して印刷(描画)を行うことができるので、柱状部材を回転しながら印刷する場合のように、柱状部材の周面と液体吐出手段との著しい距離変動が生じることがなく、高い画像品質で印刷することができる。 As a result, printing (drawing) can be performed by ejecting the liquid onto the peripheral surface of the columnar member while the columnar member is not rotating. and the liquid ejecting means, a high image quality can be printed.
また、本実施形態においては、柱状部材であるボンベ2の上部を固定手段12で固定する構成としている。これにより、載置台11に載置されたボンベ2の姿勢を固定したまま印刷をおこなうことができ、より安定して高画質画像を印刷できる。
Further, in this embodiment, the upper portion of the
この場合、本実施形態では、ボンベ2を回転させながら液体を吐出する構成ではないので、ボンベ2の姿勢が安定しているのであれば、特に上部を固定する必要ない。また、例えば、ボンベ2の姿勢を維持する姿勢維持手段としては、上部を固定する固定手段に限らない。例えば、ボンベ2が磁力で吸着できる材質であれば載置台11に電磁石を配置する構成としたり、あるいは、吸引吸着できるときには載置台11に吸引手段を設ける構成としたりすることもできる。
In this case, in this embodiment, since the liquid is not discharged while the
なお、ここでは、液体を吐出する装置で印刷する柱状部材としてボンベを例にして説明したが、ボンベ以外の柱状部材、また、円筒状部材以外の柱状部材、例えば角柱部材などにも印刷することができる。 Here, a cylinder is used as an example of a columnar member to be printed by a device for ejecting liquid, but the printing can also be performed on a columnar member other than a cylinder, or on a columnar member other than a cylindrical member, such as a prismatic member. can be done.
次に、第1実施形態における吐出ユニットの一例について図9ないし図11を参照して説明する。図9は同吐出ユニットの斜視説明図、図10は同じく側面説明図、図11は同じくヘッド部の正面説明図である。 Next, an example of the ejection unit in the first embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a perspective explanatory view of the ejection unit, FIG. 10 is a side explanatory view of the same, and FIG. 11 is a front explanatory view of the head portion.
吐出ユニット13は、液体を吐出するヘッド部(液体吐出部)30を有し、ヘッド部30には、吐出面であるノズル面302aを払拭する払拭部材201を含むクリーニング機構部200を一体に備えている。
The
ヘッド部30は、異なる色の液体を吐出する複数(ここでは、3つ)のヘッド300(300A~300C)がホルダ部材31に保持されている。ヘッド300は、液体を吐出する複数のノズル302が配列され、ノズル302の配列方向をY方向に対して傾斜させて筐体となるホルダ部材31に保持している。
In the
クリーニング機構部200は、ヘッド300のノズル面302aを払拭する払拭部材201と、ヘッド300のノズル面302aに洗浄液220(後述)を吐出又は滴下して付与する洗浄液付与手段である洗浄液吐出部202とを備えている。
The
これらの払拭部材201及び洗浄液吐出部202は、移動部材205に取付けられて保持されている。
The wiping
一方、ヘッド部30のホルダ部材31の両側には、ガイド溝206aを有するガイド部材206、206が取付けられている。ガイド部材206のガイド溝206aには移動部材205の支軸205aが移動可能に嵌合している。つまり、ホルダ部材31は、ヘッド300を保持し、移動部材205を移動可能に支持する筐体となっている。
On the other hand, on both sides of the
これにより、移動部材205は、ガイド溝206aに倣って、払拭部材201がヘッド300のノズル面302aに対向する位置とノズル面302aから退避する位置との間で移動可能である。
Accordingly, the moving
そして、移動部材205を移動させる駆動手段としてのロータリエアーシリンダ210を備えている。ロータリエアーシリンダ210に一端部を取り付けたアーム211の他端部に設けた長穴211aと移動部材205の側面に設けたピン部材205bとを移動可能に嵌合している。なお、駆動手段はキャリッジ14側に取付け、吐出ユニット13はキャリッジ14側から駆動力を伝達される構成とすることもできる。
A
これにより、ロータリエアーシリンダ210を駆動してアーム211を図9で矢印A方向に回動することで、移動部材205がガイド部材206のガイド溝206aに案内され、図10に仮想線で示す退避位置から実線で示す対向する位置でもある払拭終了位置まで矢印Bで示すように移動する。この移動部材205の移動によって、払拭部材201でヘッド300のノズル面302aを払拭することができる。
As a result, the
このように、吐出ユニット13は、液体を吐出する液体吐出部であるヘッド部30とヘッド部30のヘッド300のノズル面302aを払拭清掃するクリーニング機構部200を一体に備えている。
Thus, the
これにより、吐出ユニット13がいずれの位置にあっても、液体を吐出していないときであれば、ヘッド300のノズル面302aを払拭して清浄化することができ、必要なときに吐出面(ノズル面)を随時クリーニングできる。
As a result, regardless of the position of the
次に、クリーニング機構部200に対する洗浄液供給系及びクリーニング動作の制御系について図12を参照して説明する。図12は同説明に供する説明図である。
Next, a cleaning liquid supply system for the
洗浄液220を貯留した洗浄液貯留手段である洗浄液タンク221を備えている。洗浄液タンク221は、エアーレギュレータ232を含む経路231を介してコンプレッサ230と接続され、コンプレッサ230からの加圧空気が供給される。
A cleaning
また、洗浄液タンク221は、経路233を介して洗浄液吐出部202と接続され、経路232には開閉弁234が設けられている。
Also, the cleaning
一方、ロータリエアーシリンダ210は、エアーレギュレータ242を含む経路241を介してコンプレッサ230と接続され、コンプレッサ230からの加圧空気が供給される。経路241には開閉弁244が設けられている。
On the other hand, the
前述した制御部500のクリーニング制御部514は、クリーニング機構部200の払拭部材201によってヘッド300のノズル面302aを払拭するときには、開閉弁244を開閉制御して、ロータリエアーシリンダ210を駆動し、前述したように、移動部材205を退避位置から払拭終了位置まで移動させる。
When the
このとき、開閉弁234を開閉制御して、必要に応じて、あるいは、常時、洗浄液吐出部202から洗浄液220を吐出させてヘッド300のノズル面302aに洗浄液を付与し、払拭部材201を濡らしながら払拭する。
At this time, the opening/
この制御部500による払拭動作の制御タイミングは、例えば、吐出ユニット13(ヘッド300)をホーム位置に戻すとき、片方向印刷を行う場合に吐出ユニット13をX方向に移動させるときなど、ヘッド300から液体を吐出していない任意のタイミングで行うことができる。
The control timing of the wiping operation by the
なお、払拭動作をおこなうときには、吐出ユニット13をZ方向に移動させて、ヘッド300とボンベ2との間に移動部材205が入れる空間を確保する。
When performing the wiping operation, the
次に、第1実施形態におけるヘッドの一例について図13を参照して説明する。図13は同ヘッドの1つのノズル部分の断面説明図である。なお、図13(a)はノズルが閉じている状態、(b)はノズルが開いている状態をそれぞれ示している。 Next, an example of the head in the first embodiment will be described with reference to FIG. 13. FIG. FIG. 13 is a cross-sectional explanatory view of one nozzle portion of the head. Note that FIG. 13(a) shows a state in which the nozzles are closed, and FIG. 13(b) shows a state in which the nozzles are open.
ヘッド300は、先端部に液体を吐出するノズル302が設けられ、ノズル302の近傍に液体が注入される注入口303が設けられた中空状のハウジング304を備えている。
The
ハウジング304内には、外部からの電圧の印加に応じて伸縮する圧電素子305と、ノズル302を開閉する弁体307と、弁体307と圧電素子305との間に配置され、弁体307をノズル302に対して進退させる弁体移動手段308とが配置されている。
The
圧電素子305はケース315内に収容され、電圧印加用の一対の配線部材310a,310bが接続されて外部に引き出されている。
The
弁体307とハウジング304との間には、注入口303から注入される加圧液体の圧電素子305側への侵入を阻止する封止部材306が配置されている。これにより、注入口303から加圧液体が注入される液室309が形成される。
A sealing
ハウジング304は、円筒状、角筒状などの筒状体であり、ノズル302及び注入口303以外は閉じられている。ノズル302は、ハウジング304の先端部に開けられた開口であり、液体311を吐出する。注入口303は、ノズル302の近傍のハウジング304の側面に設けられ、加圧された液体が連続的に供給される。
The
圧電素子305は、ジルコニアセラミックス等を用いて形成されている。圧電素子305には、配線部材310a、310bを介して駆動波形(駆動電圧)が与えられる。
The
封止部材306は、例えばパッキン、Oリング等であり、封止部材306を弁体307に外嵌することで、注入口303側から圧電素子305側へ液体が流入することを防止している。
The sealing
弁体移動手段308は、ゴム、軟質樹脂、薄い金属板等で形成された復元可能に変形可能な弾性部材で形成された断面略台形状の変形部308aを有する。変形部308aの断面略台形状の上辺に相当する連結部308eは弁体307の基端側の面に固定されている。変形部308aの断面略台形状の底辺に相当する長辺側は屈曲辺部308dと連結されている。屈曲辺部308dは、径方向中央部がガイド部308cと連結され、径方向中央部と端部との間が、一端がケース315に連結された固定部312と連結されている。
The valve body moving means 308 has a
この弁体移動手段308は、圧電素子305に所定の電圧が印加されて圧電素子305が伸張することにより、図13(b)に示すように、ガイド部308cがノズル302側へ例えば距離eだけ移動し、屈曲辺部308dの中央部付近が押し込まれる。
In this valve body moving means 308, a predetermined voltage is applied to the
このとき、屈曲辺部308dは、ガイド部308cの外周側が固定部312に連結されているので、固定部312との連結部と起点として矢印方向に変位する。屈曲辺部308dが矢印方向に変位することで、変形部308aは拡開するので、弁体307との連結部308eが矢印方向に引き込まれる。
At this time, since the outer peripheral side of the
この弁体移動手段308の変形部308aの変形により、変形部308aの連結部308eに固定された弁体307が距離dだけ引き込まれて、ノズル302が開かれる。
Due to the deformation of the
つまり、圧電素子305の伸張によってガイド部308cがノズル302側へ距離eだけ移動することで、弁体307はガイド部308の移動方向(圧電素子305の伸長方向)と逆方向に距離でだけ移動する。
In other words, the extension of the
ここで、弁体移動手段308の変形部308aにおける弁体307との連結部308eと屈曲辺部308dとの距離や屈曲辺部308dの長さを調整することにより、弁体307の移動量を圧電素子305の変位量よりも長くすることができる。
Here, by adjusting the distance between the connecting
つまり、弁体移動手段308は圧電素子305の変位量を増幅することができ、圧電素子305の変位量を少なくすることができるため、圧電素子305を小型化することができる。
That is, the valve body moving means 308 can amplify the amount of displacement of the
次に、ヘッド300の動作について図14も参照して説明する。図14は同動作説明に供する駆動電圧の一例の説明図である。
Next, the operation of the
ヘッド300は、圧電素子305に電圧が印加されていない状態においては、圧電素子305は収縮状態にあるので、弁体移動手段308には圧電素子305による力が加わらない状態にある。このとき、弁体移動手段308の変形部308aは、図14(a)に示すように、膨らんだ状態(通常状態)になっており、弁体307は変形部308aの弾性力によってノズル302方向に付勢されている。したがって、ノズル302は弁体307の端面によって閉じられており、ノズル302から液体311が吐出されることはない。
In the
ここで、圧電素子305に対し、図14(a)に示すように、波形P1の電圧(+EV)を印加することで、圧電素子305が伸長し、前述したように、弁体移動手段308の変形部308aが変形して、弁体307を図13(b)に示す矢印方向に引き込む。これにより、弁体307がノズル302を開くので、注入口303から注入されている加圧液体がノズル302から吐出される。
Here, as shown in FIG. 14(a), a voltage (+EV) having a waveform P1 is applied to the
一方、図14(b)に示すように、圧電素子305に対する波形P2の電圧(+EV)が途中で消失した波形P2が印加されたり、また、図14(c)に示すように印加されるべき波形の電圧が停電等によって圧電素子305に印加されなかったりすることがある。
On the other hand, as shown in FIG. 14(b), a waveform P2 in which the voltage (+EV) of the waveform P2 to the
このとき、圧電素子305は収縮した状態を保持するので、弁体移動手段308の変形部308aは図13(a)に示す通常状態に戻っている。したがって、弁体307はノズル302を閉じた状態を維持するので、液体311がノズル302から吐出されることはない。
At this time, since the
これにより、停電等の場合であっても、液体311がノズル302から不用意に漏れ出したり、ノズル詰まりを生じたりすることを低減できる。
As a result, even in the event of a power failure or the like, the liquid 311 can be prevented from accidentally leaking out of the
次に、ヘッド300に対する液体供給系について図15を参照して説明する。図15は同液体供給系の説明図である。
Next, a liquid supply system for
ここでは、各ヘッド300(300A~300C)から吐出する各色の液体311が収容された密閉容器としての液体タンク330(330A~330C)を備えている。液体タンク330とヘッド300の注入口303とはそれぞれチューブ333を介して接続されている。
Here, liquid tanks 330 (330A to 330C) are provided as airtight
一方、液体タンク330は、エアーレギュレータ332を含むパイプ331を介してコンプレッサ340と接続され、コンプレッサ340からの加圧空気が供給される。
On the other hand, the
これにより、各ヘッド300の注入口303には各色の加圧された液体311が供給され、前述したように、弁体307の開閉に応じてノズル302から液体311が吐出される。
As a result, the
次に、制御部によるクリーニング処理の一例について図16のフロー図を参照して説明する。 Next, an example of cleaning processing by the control unit will be described with reference to the flowchart of FIG. 16 .
制御部500は、クリーニング処理を開始すると、吐出ユニット13のZ方向の退避位置へ移動を開始して(S21)、吐出ユニット13のZ方向の退避位置へ移動を完了する(S22)。つまり、払拭部材201でノズル面302aを払拭する払拭動作を行う前に、進退手段(Z方向移動機構19)によって吐出ユニット13を柱状部材(ボンベ2)から離れる方向に退避させる。
When the cleaning process is started, the
その後、クリーニング制御部514によってクリーニング動作を開始させる(S23)。 After that, the cleaning operation is started by the cleaning control unit 514 (S23).
そして、クリーニング動作終了後に、吐出ユニット13の描画開始位置への移動を開始し(S24)、吐出ユニット13の描画開始位置への移動を完了して(S25)、クリーニング処理を終了する。
After the cleaning operation ends, the
なお、吐出ユニット13の退避位置への移動、クリーニング動作、描画位置への復帰動作において、X方向、Y方向、Z方向の移動は、クリーニング動作における移動部材205の移動がボンベ2と干渉しない限り並行して行うこともできる。
In the movement of the
次に、クリーニング制御部514によるクリーニング動作の制御の一例について図17のフロー図を参照して説明する。
Next, an example of cleaning operation control by the
クリーニング制御部514は、クリーニング動作を開始すると、洗浄液吐出部202から洗浄液220の付与を開始する(S31)。そして、移動部材205を図10の仮想線図示の退避位置から払拭位置に向かって移動させ、払拭部材201をノズル面302aに接触させる(S32)。
After starting the cleaning operation, the
つまり、洗浄液付与手段(洗浄液吐出部202)は、払拭部材201がノズル面302aに接触する前に、洗浄液220を付与(吐出又は滴下)する。
In other words, the cleaning liquid applying means (cleaning liquid ejector 202) applies (discharges or drops) the cleaning
その後、移動部材205を払拭位置(ノズル面302aの上端)から払拭位置(ノズル面302aの下端)へ移動させて、払拭部材201によってノズル面302aを払拭する(S33)。
After that, the moving
次いで、移動部材205を払拭位置(ノズル面302aの下端)から払拭位置(ノズル面302aの上端)へ移動させて、払拭部材201によってノズル面302aを払拭する(S34)。
Next, the moving
その後、洗浄液吐出部202から洗浄液220の付与を完了する(S35)。その後、移動部材205を払拭位置から退避位置へ移動させて(S26)、クリーニング動作を終了する。
After that, application of the cleaning liquid 220 from the cleaning
つまり、洗浄液付与手段(洗浄液吐出部202)は、払拭部材201が退避位置に戻る前に、洗浄液220の付与(吐出又は滴下)を終了する。
In other words, the cleaning liquid application unit (cleaning liquid discharge unit 202) finishes applying (discharging or dropping) the cleaning
なお、洗浄液付与手段(洗浄液吐出部202)による洗浄液220の付与は、洗浄液220の付与開始(S31)から付与完了(S35)までの間、連続的、あるいは、間欠的に行うことができる。
The application of the cleaning
次に、本発明の第2実施形態について図18を参照して説明する。図18は同実施形態における吐出ユニットの説明に供する斜視説明図である。 Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a perspective explanatory view for explaining the discharge unit in the same embodiment.
本実施形態では、ヘッド300は、複数のノズル302を配列した複数(ここでは、6つ)のノズル列302Aを有するものを使用している。
In this embodiment, the
そして、クリーニング機構部200は、払拭を行うときに落下する余剰の洗浄液220を受ける洗浄液受け261を備えている。この洗浄液受け261には廃液チューブ262が接続されており、回収された廃液は廃液タンクなどに排出される。
The
なお、上記各実施形態では、吐出ユニットの払拭部材と洗浄液付与部とが移動部材に保持されて共に移動する構成としているが、これに限定するものではない。 In each of the above-described embodiments, the wiping member and the cleaning liquid applying section of the ejection unit are held by the moving member and moved together, but the present invention is not limited to this.
例えば、ホーム位置に洗浄液を付与する洗浄液付与手段を備え、洗浄液を付与して払拭する動作を行うときには吐出ユニットをホーム位置に戻し、その他は洗浄液を付与しないで払拭動作のみを行う構成とすることもできる。 For example, a cleaning liquid applying means for applying cleaning liquid is provided at the home position, and the ejection unit is returned to the home position when the cleaning liquid is applied and the wiping operation is performed, and otherwise only the wiping operation is performed without applying the cleaning liquid. can also
また、上記第2実施形態では、洗浄液受け261を吐出ユニット13側に備えているが、装置本体側に例えば溝部材などの洗浄液受け261を配置し、洗浄液を付与するときだけ洗浄液受け261を配置した位置に移動して洗浄液220を付与する構成とすることができる。これにより、キャリッジ14が洗浄液受け261を伴って移動する必要がなくなり、キャリッジ14全体の重量増加を抑制できる。
In the second embodiment, the cleaning
次に、本発明の第3実施形態について図19及び図20を参照して説明する。図19は同実施形態に係る液体を吐出する装置で印刷対象物を航空機として印刷するときの説明に供する説明図、図20は同液体を吐出する装置の斜視説明図である。 Next, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. FIG. 19 is an explanatory diagram for explaining printing of an aircraft as an object to be printed by the apparatus for ejecting liquid according to the embodiment, and FIG. 20 is a perspective explanatory diagram of the apparatus for ejecting liquid.
液体を吐出する装置1は、前記吐出ユニット13を搭載した移動体であるキャリッジを往復直線移動させるリニアレール404と、リニアレール404を適宜所定の位置へ移動させ、その位置で保持する多関節ロボット405とを備えている。
The
多関節ロボット405は、複数の関節によって人間の腕のように自由な動きを可能としたロボットアーム405aを備えており、ロボットアーム405aの先端を自由に移動させ、且つ、正確な位置に配置することができる。
The articulated
多関節ロボット405としては、例えば、6つの軸、すなわち6つの関節を備えた6軸制御型の産業用ロボットを用いることができる。6軸型の多関節ロボットによれば予め動作に関する情報をティーチングしておくことできわめて正確、且つ、迅速にリニアレール404を印刷対象物702(航空機)の所定位置に対峙させることができる。ロボット405は、6軸に限定されるものではなく、5軸、7軸など適宜の軸数を備えた多関節ロボットを用いることができる。
As the articulated
このロボット405のロボットアーム405aに二股に枝分かれしたフォーク状の支持部材424を設け、この支持部材424の左側の枝部424aの先端に垂直リニアレール423aを、右側の枝部424bの先端に垂直リニアレール423bを平行になるようにして取り付けている。
The
そして、吐出ユニット13を移動可能に保持したリニアレール404の両端を、2つの垂直リニアレール423a,423bにそれぞれ架け渡すようにして支持させている。
Both ends of the
吐出ユニット13は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数のヘッド300、又は、複数のノズル列を有するヘッド300を備えている。この吐出ユニット13の各ヘッド300又はヘッド300の各ノズル列に対しては、前述した液体供給系と同様にして、液体タンク330から各色の液体が加圧供給される。
The
この液体を吐出する装置1においては、ロボット405によってリニアレール404を印刷対象物702の所要の印刷領域に対向する位置に移動させ、印刷データに応じて吐出ユニット13をリニアレール404に沿って移動しながら、ヘッド300を駆動して、印刷を行う。
In the
そして、1ライン分の印刷が終了したときに、垂直リニアレール423a,423bを駆動することにより、吐出ユニット13のヘッド300をあるラインから次のラインに移動させる。
When one line of printing is completed, the vertical
この動作を繰り返して、印刷対象物702の所要の印刷領域に印刷することができる。
This operation can be repeated to print on the desired print area of the
このとき、吐出ユニット13(ヘッド300)の移動距離が長くなるが、吐出ユニット13は払拭部材201を備えてヘッド300のノズル面302aを随時クリーニングすることができる。
At this time, the ejection unit 13 (head 300) moves a long distance, but the
これにより、少ないダウンタイムで、高品質印刷を継続して行うことができる。 As a result, high-quality printing can be continuously performed with little downtime.
次に、本発明の第4実施形態について図21及び図22を参照して説明する。図21は同実施形態に係る液体を吐出する装置の斜視説明図、図22は同装置の駆動部の斜視説明図である。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 21 and 22. FIG. FIG. 21 is a perspective explanatory view of a device for ejecting liquid according to the same embodiment, and FIG. 22 is a perspective explanatory view of a drive section of the same device.
液体を吐出する装置1は、車両のボンネットなどの曲面を有する印刷対象物702に対向させて据付けられる移動可能な枠ユニット802を備えている。枠ユニット802を構成する左右の枠部材810,811には、枠部材810,811に架け渡されるようにして、可動ユニット813が垂直方向(Y方向)へ昇降可能に取り付けられている。
The
可動ユニット813には、可動ユニット813上を水平方向(X方向)に往復移動可能に配置されたモータを内蔵する駆動部803と、この駆動部803に取り付けられて印刷対象物702へ向けて液体を吐出する吐出ユニット13とが搭載されている。
The
また、吐出ユニット13からの液体の吐出、駆動部803の往復移動及び可動ユニット813の昇降を制御するコントローラ805と、このコントローラ805に対して指示を行うPC(パーソナルコンピュータ)などの情報処理装置806とを備えている。情報処理装置806には、形状や大きさなどの印刷対象物702に関する情報を記録保存するデータベース部(DB部)807が接続されている。
In addition, a
枠ユニット802は、金属柱状体等によって形成された上下左右の枠部材808,809,810,811と、枠ユニット802を自立させるために下側の枠部材809の両側に直角且つ水平に取り付けられた左右の脚部材812a,812bを備えている。
The
そして、左右の枠部材810,811の間に架け渡された可動ユニット813は、駆動部803を支持した状態で昇降可能に構成されている。
A
印刷対象物702は、液体の吐出方向(Z方向)に直角に、すなわち、枠ユニット802の上下左右の枠部材808,809,810,811によって形成される平面に対向するようにして配置される。
The
この場合、印刷を行うべき所定の位置に印刷対象物702を配置させるためには、例えば、多関節型アームロボットのアームの先端に取り付けたチャックによって印刷対象物702の印刷領域の裏側を吸着保持させることによって行うことができる。多関節型アームロボットを用いることで印刷対象物702をプリント位置に正確に配置することが可能となり、印刷対象物702の姿勢を適宜に変更することもできる。
In this case, in order to place the
駆動部803は、図22に示すように、可動ユニット813上を水平方向(X方向)に往復移動可能に配置されている。そして、可動ユニット813は、枠ユニット802の左右の枠部材810,811に架け渡されるようにして水平に配設されたレール830と、このレール830と平行となるように配設されたラックギヤ831と、レール830の一部に外嵌されてスライドしながら移動するリニアガイド832と、このリニアガイド832と連結されてラックギヤ831と噛合うピニオンギヤユニット833と、このピニオンギヤユニット833を回転駆動する減速機836付きのモータ834と、印刷点位置検出用のロータリエンコーダ835を備えて構成されている。
As shown in FIG. 22, the
モータ834を駆動(正転又は逆転)することによって吐出ユニット13を可動ユニット813に沿って右方向または左方向に移動させる。そして、駆動部803は吐出ユニット13のX方向の駆動機構として機能する。なお、減速機836の筐体の両側にはリミットスイッチ37a,37bが取付けられている。
By driving the motor 834 (rotating forward or backward), the
吐出ユニット13は、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の液体を吐出する複数のヘッド300、又は、複数のノズル列を有するヘッド300を備えている。この吐出ユニット13の各ヘッド300又はヘッド300の各ノズル列に対しては、前述した液体供給系と同様にして、液体タンク330から各色の液体が加圧供給される。
The
この液体を吐出する装置1においては、可動ユニット813をY方向に移動させ、吐出ユニット13をX方向に移動させて、印刷対象物702に所要の画像を印刷する。
In the
このとき、吐出ユニット13(ヘッド300)の移動距離が長くなるが、吐出ユニット13は払拭部材201を備えてヘッド300のノズル面302aを随時クリーニングすることができる。
At this time, the ejection unit 13 (head 300) moves a long distance, but the
これにより、少ないダウンタイムで、高品質印刷を継続して行うことができる。 As a result, high-quality printing can be continuously performed with little downtime.
1 液体を吐出する装置
2 ボンベ(柱状部材)
10 基台
11 載置台
12 固定手段
13 吐出ユニット(液体吐出手段)
14 キャリッジ
15 フレーム部材
16 スライダ部材
300 ヘッド
200 クリーニング機構部
201 払拭部材
202 洗浄液吐出部
302 ノズル
305 圧電素子
307 弁体
500 制御部
702 印刷対象物
1 Device for discharging liquid 2 Cylinder (columnar member)
REFERENCE SIGNS
14
Claims (7)
前記ヘッドのノズル面を払拭する払拭部材と、
前記払拭部材を保持し、前記払拭部材が前記ノズル面に対向する位置と、前記ノズル面から退避する位置との間で移動可能な移動部材と、
前記ヘッドを保持し、前記移動部材を移動可能に支持する筐体と、
洗浄液を吐出又は滴下する洗浄液付与手段と、を備えている吐出ユニットと、
前記吐出ユニットを搭載した、往復移動する移動体と、を備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 a head having nozzles for ejecting liquid;
a wiping member for wiping the nozzle surface of the head;
a moving member that holds the wiping member and is movable between a position where the wiping member faces the nozzle surface and a position where the wiping member is retracted from the nozzle surface;
a housing that holds the head and movably supports the moving member;
a discharge unit comprising a cleaning liquid application means for discharging or dropping a cleaning liquid ;
An apparatus for ejecting a liquid, comprising: a moving body that reciprocates, on which the ejection unit is mounted.
ことを特徴とする請求項1に記載の液体を吐出する装置。 2. The apparatus for ejecting liquid according to claim 1, wherein said cleaning liquid applying means is held by said moving member.
前記吐出ユニットの前記ヘッドから前記柱状部材に対して前記液体を吐出し、
前記移動体は、前記載置台に載置される前記柱状部材の上下方向を第1方向とするとき、前記第1方向、及び、前記第1方向と直交する面内で、前記柱状部材の接線方向に沿う第2方向にそれぞれ往復移動可能に配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体を吐出する装置。 Equipped with a mounting table for mounting the columnar member,
ejecting the liquid from the head of the ejection unit onto the columnar member;
When the up-and-down direction of the columnar member placed on the mounting table is defined as a first direction, the movable body is arranged in the first direction and in a plane perpendicular to the first direction, and a line tangent to the columnar member. 3. The apparatus for ejecting liquid according to claim 1, wherein the apparatus is arranged to be reciprocatable in a second direction along the direction.
前記払拭部材で前記ノズル面を払拭する払拭動作を行う前に、前記進退手段によって前記吐出ユニットを前記柱状部材から離れる方向に退避させる
ことを特徴とする請求項3に記載の液体を吐出する装置。 an advance/retreat means for moving the discharge unit in a direction to advance/retreat with respect to the mounting table;
4. The apparatus for ejecting liquid according to claim 3 , wherein the advancing/retreating means retracts the ejecting unit in a direction away from the columnar member before performing the wiping operation of wiping the nozzle surface with the wiping member. .
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の液体を吐出する装置。 5. The apparatus for ejecting liquid according to claim 3 , wherein the cleaning liquid applying means ejects or drips the cleaning liquid before the wiping member and the nozzle surface come into contact with each other.
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 6. The apparatus for ejecting liquid according to claim 3 , wherein the cleaning liquid applying means finishes ejecting or dropping the cleaning liquid before the wiping member returns to the retracted position.
ことを特徴とする請求項3ないし6のいずれかに記載の液体を吐出する装置。 7. The apparatus for ejecting liquid according to claim 3 , further comprising a cleaning liquid receiving member for collecting the cleaning liquid.
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