JP7388903B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
図1はインクジェット記録システムSの全体構成を例示する図である。また、図2はインクジェット記録装置Iの概略構成を例示する図であり、図3はインクジェット記録装置Iにおける印字ヘッド1の概略構成を例示する図である。そして、図4は、インクジェット記録装置Iにおけるインクおよび溶剤の経路を例示する図である。図1に例示する自動印字システムSは、例えば工場等の搬送ラインLに設置されており、その搬送ラインLを流れる各ワークWに対し、順番に印字を施すように構成されている。なお、本開示の適用対象は、自動印字システムSには限定されない。自動以外の方法を用いた印字システムに適用することもできる。搬送ラインLは、例えばベルトコンベア等で構成することができる。
コントローラ100は、印字ヘッド1を電気的に制御するとともに、印字用のインク、および、インクを希釈するための溶剤を印字ヘッド1へ供給することができるように構成されている。
記憶部102は、後述の操作表示部103、または、操作用端末800を介して設定された加工条件を記憶するとともに、外部からの制御信号に基づいて、記憶された加工条件を制御部101へと出力するように構成されている。
制御部101は、記憶部102に記憶された加工条件に基づいて、少なくとも、コントローラ100におけるインク供給部104および溶剤供給部105と、印字ヘッド1におけるノズル12、帯電電極13および偏向電極15と、を制御する。制御部101が各部を制御することにより、ワークWへの印字が所定のタイミングで実施される。
図1に示すように、操作表示部103は、例えばコントローラ100を構成する筐体等に設けることができるが、筐体とは別に構成し、筐体とは異なる所に設置するようにしてもよい。この操作表示部103は、インクジェット記録装置Iに関連した種々の情報を表示する表示部103aと、例えば、タッチ式操作パネルやボタン、スイッチ等からなる操作部103bと、を備えている。表示部103aは、例えば液晶表示パネルや有機EL表示パネル等で構成されており、制御部101によって制御され、後述するようなユーザインターフェース等も表示可能に構成されている。
インク供給部104は、主たる構成要素として、補充用のインクを収容したインクカートリッジ104aと、このインクカートリッジ104aからインクが供給されるメインタンク104bと、インク流通経路104cとを有している。インクカートリッジ104a、メインタンク104bおよび印字ヘッド1は、インク流通経路104cを介して流体的に接続されている。
溶剤供給部105は、主たる構成要素として、補充用の溶剤を収容した溶剤カートリッジ105aと、洗浄に用いられた溶剤を蓄えるコンディショニングタンク105bと、溶剤流通経路105cと、を有している。溶剤カートリッジ105a、コンディショニングタンク105bおよび印字ヘッド1は、溶剤流通経路105cを介して流体的に接続されている。溶剤が流通する溶剤流通経路105cは、複数の経路からなり、そのうちの一部は、ガター16からインクを送り戻す経路により兼用されている。
電力供給部120は、商用電源700と制御部101の間に介在しており、商用電源700から供給される電力を中継し、これを制御部101へと供給することができる。
コントローラ100には、制御信号を送受するための電気配線と、インクを送受するためのチューブ(具体的には、インク流通経路104cを区画するチューブ)と、溶剤を送受するためのチューブ(具体的には、溶剤流通経路105cを区画するチューブ)と、が束になって被覆された接続ケーブル107が設けられている。この接続ケーブル107は可撓性を有しており、印字ヘッド1の上端部に接続されている(図1を参照)。コントローラ100と印字ヘッド1は、この接続ケーブル107を介して電気的にかつ流体的に接続されている。
印字ヘッド1は、コントローラ100から供給される制御信号、インクおよび溶剤に基づいて濃度調整されたインクを粒子状のインク粒として吐出する。印字ヘッド1は、そうして吐出されたインク粒の飛翔方向を偏向せしめるとともに、偏向されたインク粒をワークWの表面に着弾させることで、そのワークWに対して印字を実行することができる。
図3に例示するように、加振器11は、筐体10の飛翔空間S1における上端付近に配置されている。本実施形態に係る加振器11には、インクに上下振動を付与(加振)するためのデバイス(例えばピエゾ素子)が内蔵されている。この加振器11は、接続ケーブル107を介してインクが供給されるように構成されており、そうして供給されたインクを加振することができる。加振器11によって加振されたインクは、ノズル12へと供給される。
図3に例示するように、ノズル12は、加振器11の下端部に接続されており、その開口端(インクの噴射口)を下方に向けた姿勢で配置されている。ノズル12の開口端から、加振器11によって加振されたインクを吐出することができる。このノズル12には、例えば立下時に印字ヘッド1内部の圧力を抜くためのリターン経路として機能する吸引経路27が接続されている(図4を参照)。また、吸引経路27を通じて、ノズル12から溶剤を吸引させることもできる。
図3に例示するように、帯電電極13は、一対の伝導性を有する金属板によって構成されており、ノズル12の下方に配置されている。ここで、帯電電極13を構成する一対の金属板は、それぞれの長手方向を上下方向に沿わせた姿勢で、かつ互いに水平方向に向い合うような姿勢で筐体10に固定されている。一対の金属板の間隔は、ノズル12から吐出されたインクの粒径よりも大きく設定されており、ノズル12から吐出されたインクが一対の金属板の間を通過することになる。
図3に例示するように、帯電検出センサ14は、帯電電極13の下方に配置されている。詳しくは、帯電検出センサ14は、帯電電極13を構成する金属板(図3に示す例では、紙面右側の金属板)の下方において、インク粒が飛翔する際の軌跡と交わらないように配置されている。帯電検出センサ14をこのように配置することで、インク粒と帯電検出センサ14との衝突を避けることが可能となる。
図3に例示するように、偏向電極15は、一対の伝導性を有する金属板(いわゆる「対向電極」)によって構成されており、帯電電極13および帯電検出センサ14の下方に配置されている。ここで、一対の金属板は、それぞれの長手方向を略上下方向に沿わせた姿勢で、かつ互いに水平方向に向い合うような姿勢で筐体10に固定されている。帯電電極13を構成する一対の金属板の間を通過したインク粒は、偏向電極15を構成する一対の金属板の間を通過することになる。
図3や図15に例示するように、ガター16は、その開口16aを上方に向けた曲管によって構成されており、偏向電極15の下方に配置されている。本実施形態に係るガター16は、ワークWの印字に関与しないインクと、ノズル12を通過した溶剤(具体的には、ノズル12から吐出された溶剤)と、を回収することができる。
前述のように、本実施形態に係るコントローラ100は、印字ヘッド1にインクを供給するためのインク流通経路104cと、印字ヘッド1およびメインタンク104b等に溶剤を供給するための溶剤流通経路105cと、を備えている。
図6は、インクジェット記録装置Iの基本動作を例示するフローチャートである。このフローチャートは、立上処理をはじめとするインクジェット記録装置Iの基本動作を例示している。
図16は電力供給部120の構成を例示するブロック図である。本実施形態に係る電力供給部120は、商用電源(外部電源)700から供給される電力に基づいて、制御部101に供給するための主電源電圧V1を生成する主電源生成部121と、商用電源700からの電力によって充電されるバッテリ(蓄電デバイス)122bを備え、該バッテリ122bの放電に応じた予備電源電圧を生成する予備電源生成部122と、を有している。バッテリ122bは、満充電時には、少なくとも、インクジェット記録装置Iの立下処理を実行可能な容量を有している。なお、バッテリ122bが装着されていない場合もあり、この場合は、バッテリ122bが装着されていないことを制御部101が検知可能になっている。
図2に例示するように、主電源生成部121は、外部電源としての商用電源700に接続されており、同電源から電力が供給されるように構成されている。
図16に例示するように、予備電源生成部122は、主電源生成部121に接続されており、この主電源生成部121から供給された電力を変圧し、それを充電することができる。具体的に、本実施形態に係る予備電源生成部122は、主電源電圧V1を所定の充電用電圧Vtまで低下させる降圧部122aと、充電用電圧Vtまで低下された電力を蓄えるバッテリ122bと、充電用電圧Vtとされた電力を所定の予備電源電圧V2まで高める昇圧部122cと、を有している。
図2に示すように、コントローラ100には洗浄動作部101aが設けられている。洗浄動作部101aは、インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に、主電源電圧を用いた正常な洗浄動作(第1の洗浄動作)を行うとともに、予備電源電圧を用いた主電源遮断時の洗浄動作(第2の洗浄動作)を行うように構成されている。主電源電圧を用いた正常な洗浄動作は、上述した通常の立下処理によって行うことができる。
図2に示すように、コントローラ100には、洗浄情報記録部101bが設けられている。洗浄情報記録部101bは、インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に洗浄動作部101aにより行われた洗浄動作を記録する部分である。具体的には、洗浄動作部101bにより正常な洗浄動作または主電源遮断時の洗浄動作のいずれが行われたかに関する洗浄情報を記録するように構成されている。例えば、洗浄動作部101aが正常な洗浄動作を行った場合には、正常な洗浄動作を行ったことを示す信号を洗浄動作部101aから洗浄情報記録部101bが受け取り、これに基づいて、洗浄情報記録部101bは、インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に正常な洗浄動作が行われたことを記録する。また、洗浄動作部101aが主電源遮断時の洗浄動作を行った場合には、主電源遮断時の洗浄動作を行ったことを示す信号を洗浄動作部101aから洗浄情報記録部101bが受け取り、これに基づいて、洗浄情報記録部101bは、インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に主電源遮断時の洗浄動作が行われたことを記録する。なお、洗浄情報記録部101bは、バッテリ122bの有無に基づいて洗浄動作を記録するようにしてもよい。
図2に示すように、コントローラ100には、洗浄パターン記憶部101cが設けられている。洗浄パターン記憶部101cには、インクジェット記録装置Iを立ち上げる際に行われる洗浄動作を規定する複数の洗浄パターンが記憶されている。洗浄パターンとしては、溶剤のみで洗浄動作を行うパターン、インクのみで洗浄を行うパターン、溶剤及びインクで洗浄を行うパターンがあり、また、洗浄を行う経路(洗浄経路)が異なる複数のパターンもある。
図19は、インクによる汚れの付着状態を示しており、図15に相当する図である。符号500で示す球状のものが、洗浄動作が不十分な場合等に発生するインク堆積物である。このインク堆積物500の形成メカニズムについて図20A~Cに基づいて説明する。図20Aは、第10バルブV10からガター16までの経路断面を示している。この図に示すように、例えば急な電源遮断によってガター16内にインクINKが残った状態で、第10バルブV10が仮想線で示す開状態から実線で示す閉状態になると、図20Bに示すように、時間の経過に伴ってインクINKが膜状になる。膜状のインクINKの間に矢印501で示すような方向に蒸気圧が作用する。図20Bの一番左に存在するインクINKは開口16aを介して外気に接しているので、力学的なつり合いが取れず、相対的に圧力の低い開口16a側へ移動していく。その結果、図20Bにおいて一番左に存在していたインクINKが開口16aまで移動して溢れ、図20Cに示すようにガター16内の蒸気圧によって膨張して中空球状のインク堆積物500としてガター16に付着する。なお、インク堆積物500の形状は一例であり、このような形状以外のインク堆積物が形成される場合もある。
図21は、洗浄動作部101aによる制御の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートは、インクジェット記録装置Iの電源がオフされた時に開始される。インクジェット記録装置Iが商用電源700から電源供給を受けながら、即ち、主電源電圧が供給されている状態で、インクジェット記録装置Iの電源が正常にオフされた場合には、通常の立下処理が行われるので、正常な洗浄動作を経て稼働停止状態になる。インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に正常な洗浄動作が行われたことは、ステップSD1において洗浄情報記録部101bに記憶される。
図22に示すフローチャートは、洗浄動作部101aによる制御の詳細の変形例を示すものである。この変形例では、図18に示すインク循環動作A~Cのうちの一つを選択して実行する。
以上説明したように、この実施形態によれば、インクジェット記録装置Iの電源がオフされる際に、主電源電圧を用いた洗浄動作と、予備電源電圧を用いた洗浄動作とのいずれが行われたかを記録しておき、次回インクジェット記録装置Iを立ち上げる際に、電源がオフされる際に行われた洗浄動作に応じてインクジェット記録装置Iの洗浄動作を変更することができるので、装置立上処理の際に適切な洗浄処理を行うことができ、印字品質の低下や動作不良を防ぐことができる。
12 ノズル
13 帯電電極
15 偏向電極
16 ガター
100 コントローラ
101 制御部
101a 洗浄動作部
101b 洗浄情報記録部
101c 洗浄パターン記憶部
104 インク供給部
105 溶剤供給部
I インクジェット記録装置
Claims (7)
- インク粒を吐出するノズル、該ノズルから吐出されたインク粒を帯電させる帯電電極、該帯電電極により帯電されたインク粒の飛翔方向を偏向させる偏向電極、及び非偏向のインク粒を回収して循環させるためのガターを内部に収容し、かつ前記偏向電極により偏向されたインク粒を外部に吐出する印字ヘッドと、
前記印字ヘッドに対してインクを供給するインク供給部、前記印字ヘッドに対して溶剤を供給する溶剤供給部、および、前記インク供給部から前記印字ヘッドへのインク供給を制御するとともに、前記溶剤供給部から前記印字ヘッドへの溶剤供給を制御する制御部を有するコントローラとを備え、
前記インク供給部から供給されるインクを用いてワークへの印字を行うインクジェット記録装置であって、
外部電源からの電力に基づいて、前記制御部に供給するための主電源電圧を生成する主電源生成部と、
外部電源からの電力によって充電される蓄電デバイスを備え、該蓄電デバイスの放電に応じた予備電源電圧を生成する予備電源生成部と、
前記主電源生成部、前記予備電源生成部及び前記制御部に接続され、前記主電源生成部からの主電源電圧を前記制御部に供給するとともに、外部電源からの電力供給が遮断されたとき、前記予備電源生成部からの予備電源電圧を前記制御部に供給する電源切替部と、
前記インクジェット記録装置の電源がオフされる際に、前記主電源電圧を使用して前記溶剤供給部から供給される溶剤を用いた第1の洗浄動作を行う、または、前記予備電源電圧を使用して前記溶剤供給部から供給される溶剤を用いた第2の洗浄動作であって、かつ、該第1の洗浄動作より少なくとも洗浄時間が短い又は洗浄箇所が少ない第2の洗浄動作を行う洗浄動作部と、
前記洗浄動作部により前記第1の洗浄動作または前記第2の洗浄動作のいずれが行われたかに関する洗浄情報を記録する洗浄情報記録部と、
前記インクジェット記録装置の洗浄動作を規定する洗浄パターンであって、前記第1の洗浄動作または前記第2の洗浄動作のいずれかに対応付けられた異なる洗浄パターンを記憶する洗浄パターン記憶部と、を備え、
前記洗浄動作部は、前記インクジェット記録装置を立ち上げる際に、前記洗浄情報記録部に記録された内容に基づいて、前記洗浄パターン記憶部に記憶された前記異なる洗浄パターンのうちの一つにより規定される前記インクジェット記録装置の洗浄動作を行うように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記異なる洗浄パターンは、洗浄動作を行う時間、及び洗浄箇所の少なくとも一方が異なっていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項2に記載のインクジェット記録装置において、
前記洗浄動作部は、前記インクジェット記録装置を立ち上げる際に、前記洗浄情報記録部に前記第2の洗浄動作が行われたことが記録されている場合には、前記第1の洗浄動作が行われたことが記録されている場合よりも洗浄動作を行う時間が長い洗浄パターンを選択するように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項2または3に記載のインクジェット記録装置において、
前記洗浄動作部は、前記インクジェット記録装置を立ち上げる際に、前記洗浄情報記録部に前記第2の洗浄動作が行われたことが記録されている場合には、前記第1の洗浄動作が行われたことが記録されている場合よりも洗浄箇所が多い洗浄パターンを選択するように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1から4のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、
前記洗浄情報記録部は、前記ノズルから吐出されたインク粒を前記ガターに回収させるインク循環動作中に前記主電源生成部からの主電源電圧が遮断されたか否かを記録するように構成され、
前記洗浄パターン記憶部には、前記インク循環動作中に主電源電圧が遮断された場合の洗浄パターンとして、前記ノズルの外部及び内部の両方を洗浄する洗浄パターンが記憶されており、
前記洗浄動作部は、前記インクジェット記録装置を立ち上げる際に、前記洗浄情報記録部に、インク循環動作中に主電源電圧が遮断されたことが記録されている場合には、前記ノズルの外部及び内部の両方を洗浄する洗浄パターンを選択するように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1から5のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、
前記洗浄パターン記憶部には、前記第1の洗浄動作に対応付けられた洗浄パターンとして、前記ノズルの外部を洗浄する洗浄パターンが記憶されており、
前記洗浄動作部は、前記インクジェット記録装置を立ち上げる際に、前記洗浄情報記録部に前記第1の洗浄動作が記録されている場合には、前記ノズルの外部を洗浄する洗浄パターンを選択するように構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1から6のいずれか1つに記載のインクジェット記録装置において、
前記洗浄パターン記憶部には、前記インク供給部から供給されるインクを前記ノズルに供給して前記ガターに回収させる洗浄パターンが記憶されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
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