WO2014002671A1 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

インクジェット記録装置

　本発明は、インクジェット記録装置に関する。

　従来、記録媒体を搬送し、搬送される記録媒体に記録ヘッドからインク滴を吐出して画像を形成するインクジェット記録装置が利用されている。
　インクジェット記録装置においては、性能の維持、回復等のためにインクジェットヘッド等のモジュールを交換する必要性があるが、安全に作業を行えることが望まれる。
　特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、プリントヘッド交換作業時に生じるヘッド電源遮断等の煩雑な操作を軽減することを目的に、ヘッドカバーの開閉を検知するセンサーを設け、ヘッドカバーの開操作の検知に応じてヘッド電源の遮断を指示するとともに、さらに当該指示に応じてヘッド電源が確実に遮断されたことを電圧センサーにより確認し、その上でプリントヘッドの交換を許容する旨の報知を行う。

特開平１０－３２９３１５号公報

　特許文献１記載の発明にあっては、ヘッドカバー等のプリントヘッドの交換の前後に操作される部材の当該操作に応じてヘッド電源遮断等の所要の処理を操作者の手を煩わせることなく行うようにした。
　しかしながら、常温で粘度が高く、高温に加熱することによってインクジェットヘッドでのインク吐出が可能となるインクを適用したインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドが高温化しており、作業者は熱傷防止のために安全な温度が下がってから交換作業を開始する必要があり、数十分以上の時間を待たなければならないことがある。
　特許文献１記載の発明を適用すると、電源遮断後に時間を置かずにプリントヘッドの交換を許容する旨の報知を行うから、作業者に安全な温度に低下した時点を知らせることができない。
　各ノズルに対応してインクに吐出力を与える加圧室の上流のインク供給路においてインクを加熱しておくために、インクジェットヘッド内のインク流路のみならず、インクジェットヘッドに接続するインク供給路にヒーターを設けてインクを加熱するインクジェット記録装置がある。このようなインクジェット記録装置にあっては、インクジェットヘッドに接続するインク供給路も高温化し、インクジェットヘッドのみならず、インクジェットヘッドに接続するインク供給路を構成する部品の交換においても、作業者は熱傷防止のために安全な温度が下がってから交換作業を開始する必要がある。
　作業者は、触れても安全な温度に低下するまで時間を待たなければならないが、作業者が正確に安全な温度範囲になった時点を把握することは難しいから、安全な温度に低下する前に触れたり、必要以上に時間を過ごして不効率化したりするおそれがある。

　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたもので、作業者が高温化したインクジェットヘッド等の交換対象の構成に触れて熱傷する危険を回避した安全な交換作業を、確実かつ効率的に行えるようにすることを課題とする。

　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置において、
　前記ノズル、前記ノズルからのインク吐出力を作用させる加圧室、及び前記加圧室へインクを供給するインク供給路を有するインクジェットヘッドと、
　前記インクジェットヘッドへインクを供給するインク供給機構と、
　前記インクジェットヘッドの有する前記インク供給路に保持されるインク又は／及び前記インク供給機構に保持されるインクを加熱するヒーターと、
　前記ヒーターを制御するとともに、前記インクジェットヘッド及び前記インク供給機構を構成する全部又は一部の構成の交換作業許可要求を入力可能にされた制御装置と、
　前記交換作業許可要求に係る構成の温度を検出する温度センサーと、
を備え、
　前記制御装置は、前記交換作業許可要求が入力されたら、前記ヒーターをオフにし、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成への接触による熱傷を回避した交換作業開始へ作業者を誘導する表示の指令を出力することを特徴とするインクジェット記録装置である。

　請求項２記載の発明は、前記制御装置は、作業者が触れても安全である温度を規定する安全基準温度を参照し、前記交換作業許可要求が入力されたとき前記ヒーターをオフにして、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったか否かを監視し、当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度を超えるとき、当該交換作業許可要求に係る構成への接触の回避へ作業者を誘導する表示の指令を出力し、当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったら、交換作業開始へ誘導する表示の指令を出力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である。

　請求項３記載の発明は、閉じることで作業者の前記交換作業許可要求に係る構成への接触を阻止し、開くことで作業者による前記交換作業許可要求に係る構成の交換作業を可能とする開閉機構を備え、
　前記制御装置は、前記開閉機構を閉じた状態でのロックを制御し、前記交換作業許可要求が入力されたとき、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったと判断したら、前記開閉機構のロックを解除する請求項２に記載のインクジェット記録装置である。

　請求項４記載の発明は、前記制御装置は、前記交換作業許可要求が入力されたとき、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったと判断する時点までに前記インクジェットヘッドに供給する電力を遮断する請求項２又は請求項３に記載のインクジェット記録装置である。

　請求項５記載の発明は、前記インクジェットヘッドの有する前記インク供給路に保持されるインクを加熱するヒーター、及び前記インク供給機構に保持されるインクを加熱するヒーターを備える請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のインクジェット記録装置である。

　本発明によれば、ヒーターにより加熱されるインクを保持するインクジェットヘッド等の構成の交換作業許可要求が入力されたら、そのヒーターをオフにし、温度センサーの検出信号に基づき交換作業許可要求に係る構成への接触による熱傷を回避した交換作業開始へ作業者を誘導する表示の指令を出力するので、作業者に、高温化した交換対象の構成に触れて熱傷する危険を回避した安全な交換作業を確実かつ効率的に行わせることができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の主要構成を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の制御装置が実行する交換作業許可処理の流れを示すフローチャートである。

　以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。

　まず、図１及び図２を参照して、好ましい一実施形態につき説明する。
　図１に示すように本実施形態のインクジェット記録装置１は、制御装置１０と、表示出力装置２０と、操作入力装置３０と、インクジェットヘッド４０と、インク供給機構５０と、インターフェース６０と、メモリー７０と、カバーロック機構８０とを備える。
　制御装置１０は、全体制御部１１と、供給系ヒーター制御部１２と、ヘッド制御部１３とを有する。全体制御部１１は、表示出力装置２０に表示指令を出力し、操作入力装置からの操作入力信号の入力を受ける。また、全体制御部１１は、制御コマンドを供給系ヒーター制御部１２と、ヘッド制御部１３とに出力する。ヘッド制御部１３にはヒーター駆動及びヘッド駆動のための電源Ａ４が入力される。

　表示出力装置２０として、画像表示装置２１と、パトランプ２２とが設けられている。画像表示装置２１は、液晶表示装置等で構成され、全体制御部１１から入力された情報に基づき画像を表示する。パトランプ２２は、赤・青・黄・緑・紫等の色に発光する回転灯である。
　操作入力装置３０は、作業者の操作に供され、その操作に応じた信号を全体制御部１１に入力する。画像表示装置２１と操作入力装置３０は例えばコントロールパネルとして一体的に構成されたものが適用される。なお、操作入力装置３０と画像表示装置２１を通信ネットワークを介して接続される通信機器に構成して実施してもよい。

　インクジェットヘッド４０には、インク滴を吐出する複数のノズル４１，４１，・・・が形成されている。複数のノズル４１，４１，・・・は、インクジェットヘッド４０の記録媒体（不図示）に対向する端面に吐出口を開口して配列している。ノズル４１に連続してノズル４１からのインク吐出力を作用させる加圧室４２が形成されている。ヘッド制御部１３が全体制御部１１からの画像形成に係る制御コマンドに基づき、加圧室４２に配備された圧電素子を駆動する吐出駆動電力Ａ３を生成してインクジェットヘッド４０に出力し、インクジェットヘッド４０において加圧室４２の圧電素子に吐出駆動電力が印加されてノズル４１，４１，・・・からインク滴を記録媒体上に吐出し、画像を形成する。

　インクジェットヘッド４０は、交換単位となる組立てモジュールである。インクジェットヘッド４０には、各加圧室４２，４２，・・・へのインク供給路４３が構成されている。さらにインクジェットヘッド４０に、インク供給機構５０のインク送出端５３が接続される。インク供給機構５０は、インクジェットヘッド４０へインクを供給する構成であり、インクタンク（不図示）、インクタンクからインクジェットヘッド４０にインクを送液するためのポンプ（不図示）やパイプ、チューブ等で構成され、インクタンクからインク送出端５３までインクが保持され流動するインク流路（インク貯留空間を含む。以下同じ。）が形成されている。
　ノズル４１、加圧室４２及びインク供給路４３に保持されるインクを加熱するヒーター４４が設けられている。インク供給機構５０に保持されるインクを加熱するヒーター５１が設けられている。ヒーター４４、ヒーター５１は、インク流路を構成する部材に接触させて設けても良いし、非接触で熱伝導するように設けてもよい。ヒーター５１は、インクタンクより先のインク供給路のほかインクタンクに設けられる場合もある。
　インクはまず、インク供給機構５０においてヒーター５１を熱源として加熱されて温度上昇し、次にインクジェットヘッド４０のインク供給路４３に流入して保持されている間に、ヒーター４４を熱源としてノズル４１での吐出性を良好にする温度範囲に保たれ、ノズル４１からのインクの吐出に伴って加圧室４２に補給される。

　ヘッド制御部１３が全体制御部１１からの制御コマンドに基づき、ヒーター４４への電力供給Ａ１を制御する。供給系ヒーター制御部１２が全体制御部１１からの制御コマンドに基づき、ヒーター５１への電力供給を制御する。なお、ヒーター５１に関しては、スイッチ機能を有したヒーター接続部５３にヒーター電源Ｂ１と、ヒーターＯＮ／ＯＦＦ信号線Ｂ２とが接続し、供給系ヒーター制御部１２からのヒーターＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、ヒーター５１にヒーター電力Ｂ３が供給・遮断させる構成を図示した。同機能は、ヒーター４４に関してはヘッド制御部１３に構成される。

　また、インク供給路４３には、サーミスタ４５が付設されている。サーミスタ４５は、インク供給路４３のインクの温度を制御するためのものである。全体制御部１１からのインク温度制御に係る制御コマンドを受けたヘッド制御部１３が、サーミスタ４５が検出した信号Ａ２に基づき目標のインク温度となるようにヒーター４４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
　インク供給機構５０にはサーミスタ５２が付設されている。サーミスタ５２は、インク供給機構５０のインクの温度を制御するためのものである。全体制御部１１からのインク温度制御に係る制御コマンドを受けた供給系ヒーター制御部１２が、サーミスタ５２が検出した信号Ｂ４に基づき目標のインク温度となるようにヒーター５１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

　また、サーミスタ４５及びサーミスタ５２を、インクジェットヘッド４０やインク供給機構５０の交換作業許可処理において、交換作業許可要求に係る構成の温度を検出する温度センサーとしても用いる。すなわち、インクの温度制御のためのサーミスタ４５及びサーミスタ５２を、交換作業許可要求に係る構成の温度を検出するために流用する。交換作業許可要求に係る構成の温度を検出する温度センサーを別途設けても良い。
　本実施形態において交換作業許可の対象となる構成は、インクジェットヘッド４０とインク供給機構５０である。
　インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０を構成する全部の交換の場合は、交換作業許可を要するものとする。インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０を構成する一部であっても、熱傷するほど高温化するおそれがあれば、交換作業許可を要するものとする。
　以上説明したインクジェットヘッド４０及びこれに接続するインク供給機構５０は、一組又は複数組設けられる。図１には例として２組を示すが、これに拘泥されるものではない。

　インターフェース６０は外部からの情報の入力、外部への情報の出力に用いられる。
　インターフェース６０を介して又は操作入力装置３０から入力された安全基準温度が予めメモリー７０に記憶されている。安全基準温度は、作業者が触れても安全である温度を規定するものである。

　カバーロック機構８０は、インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０が設置された機械室の開口を覆う開閉カバー（不図示）を閉じた状態にロックする機構であり、全体制御部１１の制御に基づきロック・ロック解除動作する。この開閉カバーが閉じている時、作業者はインクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０に接触することができず、開いている時、作業者はインクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０に接触でき、その交換作業をすることができる。

　次に、図２を参照して制御装置１０が実行する交換作業許可処理につき説明する。
　まず、操作入力装置３０から制御装置１０に交換作業許可要求が入力される（ステップＳ１）。ここでは、インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０を構成する全部の交換を受け付け、処理するものとする。
　制御装置１０は交換作業許可要求が入力されたら、ヒーター４４，５１及びヘッド駆動電力をオフにし（ステップＳ２）、「温度低下待ち」である旨の表示を表示出力装置２０に出力させる（ステップＳ３）。但し、サーミスタ４５，５２からの検出信号を得るため、サーミスタ４５，５２への電圧印加は行う。
　次に制御装置１０は、サーミスタ４５，５２の検出信号に基づき交換作業許可要求に係るインクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０の温度を算出する（ステップＳ４）。
　次に制御装置１０は、安全基準温度を参照し、インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０の温度が安全基準温度以下となったか否かを判断する（ステップＳ５）。
　ステップＳ５でＮＯの場合、すなわち、インクジェットヘッド４０又はインク供給機構５０の温度が安全基準温度を超える場合には、制御装置１０は、ステップＳ４に戻ってインクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０の温度の監視を続ける。この時、「温度低下待ち」である旨の表示、及びカバーロック機構８０のロックは維持される。
　ステップＳ５でＹＥＳの場合、すなわち、インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０の温度が安全基準温度以下である場合には、「交換可能」である旨の表示を表示出力装置２０に出力させるとともに、カバーロック機構８０のロックを解除して（ステップＳ６）、終了する。なお、その後は、操作入力装置３０からの交換完了指示の入力を受けて、制御装置１０は、ヒーター４４，５１及びインクジェットヘッド４０に電力を供給して画像形成動作の準備処理を行う。
　なお、カバーロック機構８０が無い場合には、ステップＳ６中のカバーロック解除の処理が無いものとして実施することができる。また、ステップＳ２でヘッド駆動電力をオフにしなくても、遅くともステップＳ５でＹＥＳとなった時点までヘッド駆動電力をオフにすればよい。制御装置１０は、ステップＳ５でＹＥＳとなった時点、すなわち、安全基準温度以下となったと判断した時点で、インクジェットヘッド４０に供給するすへての電力を遮断し、交換に備える。

　次に、表示の形態につき説明する。
　上述のステップＳ３とステップＳ６とで構成される表示は、交換作業許可要求に係る構成への接触による熱傷を回避した交換作業開始へ作業者を誘導するものである。
　したがって、パトランプ２２の表示としては、例えば、安全基準温度を超える時、黄色のパトランプを点灯動作させ、安全基準温度以下となった時に黄色のパトランプを消灯する表示形態や、黄色のパトランプの消灯と同時に青色のパトランプを点灯動作させる表示形態を適用する。
　画像表示装置２１による表示としては、図２に示す例では、安全基準温度を超える時、「温度低下待ち」である旨の表示を行い、安全基準温度以下となった時に「交換可能」である旨の表示に切り替えた。他の例としては、安全基準温度を超える時、「温度低下待ち」である旨の表示を行い、安全基準温度以下となった時に「温度低下待ち」である旨の表示を消すだけでもよい。積極的な表示が消えることも表示に相当する。このような表示形態であっても、「温度低下待ち」である旨の表示中には作業者は交換作業を待ち、「温度低下待ち」である旨の表示が消えた時に交換作業を開始することができ、交換対象の構成への接触による熱傷を回避した交換作業開始へ作業者を誘導することができる。「温度低下待ち」である旨の表示を省略し、安全基準温度以下となった時に「交換可能」である旨の表示を出力する場合も同じことがいえる。
　他の代替例としては、「温度低下待ち」に代えて「処理中」、「お待ちください」等の待たされている理由を示さない表示形態も適用できる。また、「温度低下待ち」に代えて「ヘッド高温注意」等の高温であることの注意を表示してもよい。これらの表示でも、その表示中には作業者は交換作業を待ち、その表示が消えた時（又はそれと同時に「交換可能」が表示された時）に交換作業を開始することができる。
　また、安全基準温度を用いない表示形態も適用し得る。例えば、ステップＳ４の後にステップＳ４で算出した温度を表示するステップを設けるものである。この温度の表示を見て作業者が交換対象のインクジェットヘッド４０やインク供給機構５０の温度を認識できるようにするためである。ステップＳ４を一定の時間間隔で実行し、算出した温度を順次更新して表示する。この場合、ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６はそのまま採用してもよいし、廃止してもよい。ステップＳ３，Ｓ５，Ｓ６を廃止した場合でも、作業者がステップＳ４で算出された温度の表示を見て交換対象のインクジェットヘッド４０やインク供給機構５０の温度を認識し、触れることが困難な高温であれば交換作業を待ち、触れても安全な温度となったら交換作業を開始することができるからである。
　なお、画像表示装置２１への表示は、文字による表示のみならず、記号や絵柄で表現したものや、それらの組合せであってもよい。画像表示装置２１による表示とパトランプ２２による表示は、いずれか一方のみを採用してもよい。

　以上の実施形態に拘わらず、インクジェットヘッド４０の交換作業許可要求の入力メニューや、インク供給機構５０の交換作業許可要求の入力メニュー、インク供給機構５０のうちヒーター５１が設けられた熱交換モジュールの交換作業許可要求の入力メニューなど、個別の入力メニューを設け、それぞれを対象に交換作業許可処理を実施してもよい。その場合でも、インクジェットヘッド４０及びインク供給機構５０は相互に熱が伝わるから双方のヒーター電力をオフにすることが好ましい。
　また以上の実施形態にあっては、ヒーター及び温度センサーが設けられて接触による熱傷回避の対象となる構成がインクジェットヘッド４０とインク供給機構５０であったが、いずれか一方のみにヒーターが設けられる場合にも本発明を実施することができる。その場合、少なくともヒーターが設けられた構成を対象に交換作業許可処理を実施する。
　また以上の実施形態における表示出力装置として、音による表示出力装置を採用することもできる。その場合、例えば、安全基準温度以下となった時に「交換可能」である旨の音表示の出力を開始することで実施する。

　本発明は、記録媒体への画像の記録に利用することができる。

１ インクジェット記録装置
１０ 制御装置
１１ 全体制御部
１２ 供給系ヒーター制御部
１３ ヘッド制御部
２０ 表示出力装置
２１ 画像表示装置
２２ パトランプ
３０ 操作入力装置
４０ インクジェットヘッド
４１ ノズル
４２ 加圧室
４３ インク供給路
４４ ヒーター
４５ サーミスタ（温度センサー）
５０ インク供給機構
５１ ヒーター
５２ サーミスタ（温度センサー）
６０ インターフェース
７０ メモリー
８０ カバーロック機構

Claims (5)

1. 　ノズルからインク滴を吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置において、
   　前記ノズル、前記ノズルからのインク吐出力を作用させる加圧室、及び前記加圧室へインクを供給するインク供給路を有するインクジェットヘッドと、
   　前記インクジェットヘッドへインクを供給するインク供給機構と、
   　前記インクジェットヘッドの有する前記インク供給路に保持されるインク又は／及び　前記インク供給機構に保持されるインクを加熱するヒーターと、
   　前記ヒーターを制御するとともに、前記インクジェットヘッド及び前記インク供給機構を構成する全部又は一部の構成の交換作業許可要求を入力可能にされた制御装置と、
   　前記交換作業許可要求に係る構成の温度を検出する温度センサーと、
   を備え、
   　前記制御装置は、前記交換作業許可要求が入力されたら、前記ヒーターをオフにし、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成への接触による熱傷を回避した交換作業開始へ作業者を誘導する表示の指令を出力することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 　前記制御装置は、作業者が触れても安全である温度を規定する安全基準温度を参照し、前記交換作業許可要求が入力されたとき前記ヒーターをオフにして、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったか否かを監視し、当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度を超えるとき、当該交換作業許可要求に係る構成への接触の回避へ作業者を誘導する表示の指令を出力し、当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったら、交換作業開始へ誘導する表示の指令を出力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。
3. 　閉じることで作業者の前記交換作業許可要求に係る構成への接触を阻止し、開くことで作業者による前記交換作業許可要求に係る構成の交換作業を可能とする開閉機構を備え、
   　前記制御装置は、前記開閉機構を閉じた状態でのロックを制御し、前記交換作業許可要求が入力されたとき、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったと判断したら、前記開閉機構のロックを解除する請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 　前記制御装置は、前記交換作業許可要求が入力されたとき、前記温度センサーの検出信号に基づき当該交換作業許可要求に係る構成の温度が前記安全基準温度以下となったと判断する時点までに前記インクジェットヘッドに供給する電力を遮断する請求項２又は請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 　前記インクジェットヘッドの有する前記インク供給路に保持されるインクを加熱するヒーター、及び前記インク供給機構に保持されるインクを加熱するヒーターを備える請求項１から請求項４のうちいずれか一に記載のインクジェット記録装置。

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