TWI774930B - 噴墨印表機的墨水使用量檢測系統以及方法，以及噴墨印表機 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種噴墨印表機的墨水使用量檢測系統以及方法以及噴墨印表機，其是可檢測出藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量。 該噴墨印表機的墨水使用量檢測系統，為藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量檢測系統，其包含：計測墨水儲槽(ink tank)之質量的墨水儲槽質量計測裝置；比較演算裝置，其是比較演算事先預備好之墨水使用量的設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置的使用量計測值；以及顯示裝置，其是在前述使用量計測值與前述設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下，顯示警告。

Description

噴墨印表機的墨水使用量檢測系統以及方法，以及噴墨印表機
本發明關於一種噴墨印表機之墨水使用量檢測系統以及方法以及噴墨印表機，用以對帶狀印刷基材以噴墨墨水進行一次成像方式的圖像形成。
當一邊連續地搬運印刷基材一邊印刷時，有掃描方式與一次成像方式，然而，由於沒有掃描的必要，特別是一邊連續地搬運帶狀印刷基材一邊印刷時，一次成像方式更傾向高速印刷。作為以噴墨墨水進行一次成像方式的圖像形成用的噴墨印表機例如有：記載於專利文獻1者。
如專利文獻1所記載的噴墨印表機的情況下，與掃描方式的噴墨印表機不同，為了高速且大量地印刷，各種顏色的墨水使用量變多。此外，亦需要大的儲槽容量，一般而言使用例如20L容量以上的大型儲槽。
如此般的裝置中，由於印刷時的墨水使用量多，墨水從裝置構成的任一處滲漏的話也很難被察覺。以往係以目視來確認儲槽的墨水使用量是否異常。
例如，當檢測對紙等印刷用的掃描方式之噴墨印表機中的墨水殘量時，藉由各種的光學感測器等，而進行墨水的殘量檢測等。
然而，當為大型儲槽的話，由於在至少增加震動時墨水的液面會出現漣漪，僅根據上述之光學感測器等的檢測係易產生誤差。
此外，對帶狀印刷基材以噴墨墨水進行一次成像方式之圖像形成用的噴墨印表機，為連續地搬運基材的裝置構成，因此難以直接轉換與構成不同的掃描方式之噴墨印表機的檢測技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]WO2017／110441
[發明欲解決之課題]
本發明其目的在於提供一種噴墨印表機的墨水使用量檢測系統以及方法以及噴墨印表機，其是可檢測出藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述課題，本發明之噴墨印表機的墨水使用量檢測系統，係藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量檢測系統，且該噴墨印表機的墨水使用量檢測系統為包含：計測墨水儲槽(ink tank)之質量的墨水儲槽質量計測裝置；比較演算裝置，其是比較演算事先預備好之墨水使用量的設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置的使用量計測值；以及顯示裝置，其是在前述使用量計測值與前述設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下，顯示警告。
前述設定基準值為依據墨水容量或者是墨水質量所算出而成者為佳。
本發明之噴墨印表機，具備前述墨水使用量檢測系統，且具有：搬運機構，進行前述帶狀印刷基材之連續性的搬運；一次成像式噴墨頭，對藉由前述搬運機構被搬運的前述帶狀印刷基材之表面吐出噴墨墨水；以及硬化裝置，使被吐出在前述帶狀印刷基材之表面的噴墨墨水硬化。
本發明之噴墨印表機的墨水使用量檢測方法，為藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量檢測方法，其特徵為，包含：事先準備墨水使用量之設定基準值的步驟；利用墨水儲槽質量計測裝置計測墨水儲槽(ink tank)之質量的步驟；比較演算步驟，比較演算前述墨水使用量之設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置的使用量計測值；以及在前述使用量計測值與前述設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下，顯示警告。
前述設定基準值為依據墨水容量或者是墨水質量所算出而成者為佳。
再者，在噴墨印表機的印刷，係藉由吐出的墨水滴之像點群作成數位影像，故前述圖像形成，係指藉由吐出的墨水滴之像點群作成數位影像。
前述帶狀印刷基材為透明的薄膜以外，紙或不織布等之不透明的帶狀印刷基材亦可適用。透明的薄膜之帶狀印刷基材較佳可使用：PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PVC(聚氯乙烯)或PP(聚丙烯)等之帶狀合成樹脂薄膜的透明薄膜。 [發明的效果]
根據本發明，具有能夠提供一種可檢測出藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機的墨水使用量的噴墨印表機的墨水使用量檢測系統以及方法以及噴墨印表機之顯著效果。
[用以實施發明之形態]
於以下說明本發明之實施形態，但此等實施形態為例示性表示者，因此在不超出本發明之技術思想範圍下能夠進行各種變更。尚且，相同構件以相同符號表示。
圖1表示具備本發明之墨水使用量檢測系統的噴墨印表機之一實施型態的示意圖。圖1中，符號50表示本發明之噴墨印表機。噴墨印表機50為具備如專利文獻1所示之一次成像式噴墨頭1的噴墨印表機，且為藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機。
噴墨印表機50為一種噴墨印表機，具有：搬運機構52，進行前述帶狀印刷基材2之連續性的搬運；一次成像式噴墨頭1，對藉由前述搬運機構52被搬運的前述帶狀印刷基材2之表面吐出噴墨墨水；以及硬化裝置8，使被吐出在前述帶狀印刷基材2之表面的噴墨墨水硬化。
本發明所使用的噴墨墨水無特別限制，可使用習知的噴墨墨水，然而，水性墨水或者是UV(紫外線)硬化型墨水為佳，特別是水性墨水為更適合被使用。
在圖示的例子中，為了表示作為噴墨墨水的水性墨水之例，顯示乾燥裝置作為使噴墨墨水硬化的硬化裝置8之例。在使用UV硬化型墨水作為噴墨墨水的情況下，設置紫外線照射裝置取代乾燥裝置即可。
一次成像式噴墨頭1，係如專利文獻1所示將各色的噴墨頭並列固定好，以使印刷能夠以連續性搬運前述帶狀印刷基材2之一次通過的方式完畢。一次成像式噴墨頭1能夠適用習知的各種一次成像式噴墨頭。噴墨頭1具備有：對應W(White(白))、Y(Yellow(黃))、M(Magenta(品紅))、C(Cyan(青))、K(Black(黑))之各種顏色的複數個噴墨頭。
前述搬運機構52由前述帶狀印刷基材2捲繞成輥狀的輸送輥3、捲繞吐出噴墨墨水於表面的帶狀印刷基材的捲取輥4、使前述捲取輥4旋轉用的搬運馬達5、以及對前述捲取輥4傳達前述搬運馬達5之驅動力用的驅動傳達部6所構成。
符號7為進行前述噴墨頭1之維護(maintenance)用的淨化單元(purge unit)，在實施維護的情況下，令前述噴墨頭1藉由未圖示機構移動至前述淨化單元7的位置為止。
前述乾燥裝置8如上述般地，使從前述噴墨頭1被吐出於前述帶狀印刷基材2之表面的水性墨水之墨水滴進行乾燥。作為乾燥裝置8，係能使前述帶狀印刷基材2之表面的水性墨水的墨水滴進行乾燥者即可，能夠適用習知的乾燥裝置。例如，可作為在具有隔熱構造的加溫盒內令前述帶狀印刷基材2通過，且藉由溫風或各種習知的加熱器來加溫，而使前述帶狀印刷基材2的表面之水性墨水的墨水滴進行乾燥的構成。
符號9為儲藏從前述噴墨頭1吐出的噴墨墨水的主儲槽(main tank)，於前述主儲槽9至前述噴墨頭1為止的墨水供給路徑的途中設置有副儲槽10。尚且，符號11表示所供給的噴墨墨水。
從前述主儲槽9供給至前述副儲槽10為止之噴墨墨水用的供給路徑12設置有供給管，在其途中設置有供給泵13。
符號14為進行供給路徑12之開關的第一電磁閥，符號15為第二電磁閥，其係作為將前述主儲槽9內的氣壓成為大氣壓用的大氣釋放閥而發揮功能。
符號16表示測定前述主儲槽9之重量的墨水儲槽質量計測裝置。前述主儲槽9係在圖示的例子中以20L容量的儲槽之例表示。此外，墨水儲槽質量計測裝置16係使用測力器(load cell)的質量計測裝置為佳。墨水儲槽質量計測裝置16，常以圖2及圖3表示使用了測力器(load cell) 的墨水儲槽質量計測裝置之例。
圖2及圖3中，墨水儲槽質量計測裝置16係成為在安裝有腳輪54的基台56，設置有複數個墨水儲槽計量器58a～58e的構造。墨水儲槽計量器58a～58e為測力器(load cell)。在基台56之上部亦形成有通過供給路徑12的管插入孔60。如此一來，墨水儲槽質量計測裝置16，由於能夠以腳輪54移動，而主儲槽9例如即使複數並排已放入噴墨墨水的容量20L之大型墨水儲槽(ink tank)，也能夠容易地移動。
在圖2以及圖3的例子中，主儲槽9放入有各色的噴墨墨水，以主儲槽9a：W(White(白))、主儲槽9b：Y(Yellow(黃))、主儲槽9C：M(Magenta(品紅))、主儲槽9d：C(Cyan(青))、主儲槽9e：K(Black(黑))作為例表示。
接著，如圖3所示，主儲槽9之複數個主儲槽9a～9e個別載置於墨水儲槽計量器58a～58e，且每個主儲槽9a～9e的質量從0.1g單位起為可計測。尚且，對應於主儲槽9而設置有副儲槽10，雖省略圖示，個別設置有複數個副儲槽作為與複數個主儲槽9a～9e對應的副儲槽10。
此外，圖1中，符號17係將前述副儲槽10的噴墨墨水之墨水量保持一定用的由光學元件而成的副儲槽液面感測器。當藉由前述副儲槽液面感測器17檢測出：由於前述噴墨頭1的印刷伴隨的墨水消耗使前述副儲槽10內的墨水液面比指定位置更低下時，前述第一電磁閥14以及前述第二電磁閥15成為開啟狀態，且前述供給泵13運轉，而對前述副儲槽10供給前述主儲槽9內的噴墨墨水11。此時，前述主儲槽9內的氣壓藉由前述第二電磁閥15為開啟而保持於大氣壓。
此外，在副儲槽10設置有副儲槽加熱器18，且被供給於前述噴墨頭1的噴墨墨水11係維持一定的溫度。符號19以及20，係使前述副儲槽10與前述噴墨頭1之間的噴墨墨水循環用的循環供給路徑，在其途中設置有循環泵21以及第三電磁閥22及第四電磁閥23。使前述第三電磁閥22以及第四電磁閥23開啟，藉由運轉前述循環泵21，對前述噴墨頭1供給墨水溫度被維持一定的噴墨墨水11。
此外，圖1中，符號24係對前述噴墨印表機50輸出印刷用吐出資訊的主機，符號25係控制前述噴墨印表機50之動作的裝置控制部，符號26係根據被生成在前述裝置控制部25的印刷用吐出資訊來進行驅動前述噴墨頭1的噴頭控制部。符號27表示具有顯示前述噴墨印表機50之狀態的表示部之操作面板。
利用圖4來說明前述裝置控制部25之作用。符號30表示進行前述裝置控制部25之整體的控制用的CPU(Central Processing Unit)，符號31表示保持前述CPU30之動作程式的ROM(Read Only Memory)。
符號32表示具有印刷緩衝區等的工作區域之RAM(Random access memory)，符號33為用以接收從前述主機24發送的圖像資訊之介面部。從前述主機24收訊的圖像資訊，係根據保持在ROM31的動作程式而藉由CPU30在RAM32的緩衝區上，變換且保持作為從噴墨頭1吐出噴墨墨水11的吐出資訊。在印刷時，根據此吐出資訊，從前述噴墨頭1吐出各色的噴墨墨水11，且在被印刷媒體亦即帶狀印刷基材2之表面上進行印刷。
在圖示的例子，CPU30係於本發明之墨水使用量檢測系統中，成為比較演算預先準備好的墨水使用量之設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置16的使用量計測值之比較演算裝置。此外，操作面板27在本發明之墨水使用量檢測系統中，成為表示前述使用量計測值與前述設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下顯示警告的表示裝置。
於圖5，表示流程，該流程表示對帶狀印刷基材印刷複數次重複操作相同圖像的印刷作業的情況下，關於本發明之噴墨印表機50的墨水使用量檢測系統的操作程序。
首先，當印刷動作開始時，前述噴墨印表機50從前述主機24將印刷作業的圖像資訊與圖像重複次數TN作為資訊而收訊(S101)。
前述CPU30，係變換將收訊的圖像資訊從前述噴墨頭1吐出噴墨墨水用的印刷用之吐出資訊而在前述RAM32上展開(S102)。接著，前述CPU30根據被展開於RAM32上的前述吐出資訊，使用預先保持有吐出墨水滴的質量資訊，且對印刷比前述印刷作業之圖像重複次數TN還少的指定重複次數TM之圖像資訊，計算所被使用的墨水使用量之重量S1，並將此作為墨水使用量之設定基準值而保持於RAM32上的工作區域(S103)。
其次，前述CPU30藉由前述墨水儲槽質量計測裝置16取得前述主儲槽9(在圖示的例子係各個主儲槽9a～9e)的質量資訊G1，並保持於被設定在前述RAM32的工作區域(S104)。
接著，對應於前述噴墨頭1(W(White(白))、Y(Yellow(黃))、M(Magenta(品紅))、C(Cyan(青))、K(Black(黑))之各色的複數個噴墨頭)以及使前述搬運馬達5運轉，並在被印刷媒體亦即前述帶狀印刷基材2的表面上實施印刷。
在實施印刷之際，使用開始印刷起的累積之圖像重複次數N與指定重複次數TM個別被重置的重複次數M，並判定印刷作業的圖像資訊1次份的印刷步驟(S107)是否達到指定重複次數TM、或者是否達到印刷作業的圖像重複次數TN(S105～S111)。
當印刷達到指定重複次數TM時，藉由前述墨水儲槽質量計測裝置16(各個墨水儲槽計量器58a～58e)分別測定前述主儲槽9(各個主儲槽9a～9e)之重量，並作為質量資訊G2保持於前述RAM32(S112)。之後，對指定重複次數TM印刷的圖像資訊計算從主儲槽9所消耗的墨水質量(G1-G2)，並將此作為前述墨水儲槽質量計測裝置16的使用量計測值，另一方面，將從之前計算的吐出資訊所算出的墨水使用量之重量S1作為墨水使用量的設定基準值，而比較演算此等之值(S113)。
此二者之值的差[(G1-G2)-S1]在被預先設定的範圍內(例如二者之值的差為±5%以內)的話，維持原樣印刷續行。在前述二者之值的差超過被預先設定的範圍的情況下，當作動作異常來停止印刷，並將前述第一電磁閥14、第二電磁閥15、第三電磁閥22、第四電磁閥23全部關閉後，於前述操作面板27顯示警訊(S115～S117)。
此外，於圖5雖未圖示，在(G1-G2)之值小於S1的情況下，正意味著從前述噴墨頭1所吐出的墨水量少。為此，有必要維護前述噴墨頭1，而停止印刷，並自動地藉由前述淨化單元7，進行前述噴墨頭1的維護後，可重新開始已停止的印刷。
此外，在上述說明，雖使用從之前計算的吐出資訊所算出的墨水使用量之重量S1作為墨水使用量的設定基準值，但亦可根據墨水容量算出墨水使用量的設定基準值。
若如上述般，因為能夠檢測藉由對帶狀印刷基材2以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成的噴墨印表機50之墨水使用量的異常，而易於發現墨水滲漏或故障等。
1‧‧‧一次成像式噴墨頭 2‧‧‧帶狀印刷基材 3‧‧‧輸送輥 4‧‧‧捲取輥 5‧‧‧搬運馬達 6‧‧‧驅動傳達部 7‧‧‧淨化單元(purge unit) 8‧‧‧硬化裝置、乾燥裝置 9，9a，9b，9c，9d，9e‧‧‧主儲槽(main tank) 10‧‧‧副儲槽 11‧‧‧噴墨墨水、水性墨水 12‧‧‧供給路徑 13‧‧‧供給泵 14‧‧‧第一電磁閥 15‧‧‧第二電磁閥 16‧‧‧墨水儲槽質量計測裝置 17‧‧‧副儲槽液面感測器 18‧‧‧副儲槽加熱器 19，20‧‧‧循環供給路徑 21‧‧‧循環泵 22‧‧‧第三電磁閥 23‧‧‧第四電磁閥 24‧‧‧主機 25‧‧‧裝置控制部 26‧‧‧噴頭控制部 27‧‧‧操作面板 30‧‧‧CPU 31‧‧‧ROM 32‧‧‧RAM 33‧‧‧介面部 50‧‧‧本發明之噴墨印表機 52‧‧‧搬運機構 54‧‧‧腳輪 56‧‧‧基台 58a～58e‧‧‧墨水儲槽計量器 60‧‧‧管插入孔
[圖1]表示具備本發明之墨水使用量檢測系統的噴墨印表機之一實施型態的示意圖。 [圖2]表示本發明之墨水使用量檢測系統的墨水儲槽質量計測裝置之一實施型態的立體圖。 [圖3]表示於圖2的墨水儲槽質量計測裝置載置有墨水儲槽(ink tank)之狀態的立體圖。 [圖4]為具備本發明之墨水使用量檢測系統的噴墨印表機之功能方塊圖。 [圖5]表示關於本發明之噴墨印表機的墨水使用量檢測系統之操作程序的流程。
1‧‧‧一次成像式噴墨頭
2‧‧‧帶狀印刷基材
3‧‧‧輸送輥
4‧‧‧捲取輥
5‧‧‧搬運馬達
6‧‧‧驅動傳達部
7‧‧‧淨化單元(purge unit)
8‧‧‧硬化裝置、乾燥裝置
9‧‧‧主儲槽(main tank)
10‧‧‧副儲槽
11‧‧‧噴墨墨水、水性墨水
12‧‧‧供給路徑
13‧‧‧供給泵
14‧‧‧第一電磁閥
15‧‧‧第二電磁閥
16‧‧‧墨水儲槽質量計測裝置
17‧‧‧副儲槽液面感測器
18‧‧‧副儲槽加熱器
19，20‧‧‧循環供給路徑
21‧‧‧循環泵
22‧‧‧第三電磁閥
23‧‧‧第四電磁閥
24‧‧‧主機
25‧‧‧裝置控制部
26‧‧‧噴頭控制部
27‧‧‧操作面板
50‧‧‧本發明之噴墨印表機
52‧‧‧搬運機構

Claims (3)

  1. 一種噴墨印表機的墨水使用量檢測系統，為藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成，其特徵為，包含：計測墨水儲槽(ink tank)之質量的墨水儲槽質量計測裝置；比較演算裝置，比較演算事先預備好之墨水使用量的設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置的使用量計測值；顯示裝置，在前述使用量計測值與前述墨水使用量的設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下，顯示警告；副儲槽，以對應於前述主儲槽的方式，設於前述主儲槽至前述噴墨頭為止的墨水供給路徑的途中；儲槽液面感測器，檢測前述副儲槽的墨水量；以及供給泵，在檢測出前述副儲槽的墨水液面比指定位置更低下時，對前述副儲槽供給前述主儲槽內的噴墨墨水，前述墨水使用量的設定基準值，係將前述噴墨印表機收訊的圖像資訊變換為印刷用的吐出資訊之後，於前述比較演算裝置，使用根據前述吐出資訊使用前述吐出墨水滴的質量資訊，根據為了印刷的墨水容量或者是墨水質量所算出的值，在前述比較演算裝置之比較演算的結果為前述使用量 計測值與前述墨水使用量的設定基準值之間的差為被預先設定之範圍內，則續行印刷，前述兩個值的差超過被預先設定之範圍內的情況下，當作動作異常來停止印刷，並於前述顯示裝置顯示警訊。
  2. 一種噴墨印表機，其中，具備請求項1所記載之墨水使用量檢測系統，且具有：搬運機構，進行前述帶狀印刷基材之連續性的搬運；一次成像式噴墨頭，對藉由前述搬運機構被搬運的前述帶狀印刷基材之表面吐出噴墨墨水；以及硬化裝置，使被吐出在前述帶狀印刷基材之表面的噴墨墨水硬化。
  3. 一種噴墨印表機的墨水使用量檢測方法，為使用請求項1之墨水使用量檢測系統，藉由對帶狀印刷基材以一次成像方式吐出噴墨墨水而進行圖像形成之噴墨印表機的墨水使用量檢測方法，其特徵為，包含：事先準備墨水使用量之設定基準值的步驟；利用墨水儲槽質量計測裝置計測墨水儲槽(ink tank)之質量的步驟；比較演算步驟，比較演算前述墨水使用量之設定基準值與前述墨水儲槽質量計測裝置的使用量計測值；在前述使用量計測值與前述墨水使用量的設定基準值之間的差超過被預先設定之範圍內的情況下，顯示警告的 步驟；藉由前述儲槽液面感測器檢測前述副儲槽的墨水量的步驟；以及在藉由前述儲槽液面感測器檢測出前述副儲槽的墨水液面比指定位置更低下時，使前述供給泵運轉，對前述副儲槽供給前述主儲槽內的噴墨墨水的步驟，前述比較演算步驟中之前述墨水使用量的設定基準值，係將前述噴墨印表機收訊的圖像資訊變換為印刷用的吐出資訊之後，於前述比較演算裝置，使用根據前述吐出資訊使用前述吐出墨水滴的質量資訊，根據為了印刷的墨水容量或者是墨水質量所算出的值，在前述比較演算步驟之比較演算的結果為前述使用量計測值與前述墨水使用量的設定基準值之間的差為被預先設定之範圍內，則續行印刷，在前述兩個值的差超過被預先設定之範圍內的情況下，當作動作異常來停止印刷，並於前述顯示裝置顯示警訊。
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