JP4173182B1 - 描画装置の廃液送液機構 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成の圧力計により、配管内に固形物が詰まる危険性を無くしながら、管内の詰まりを検知できる廃液送液機構の提供を図る。
【解決手段】廃液送液機構１００は、複数の個別配管４Ａ〜４Ｄと単一配管５と上流配管６と圧力計９と制御部１とバッファタンク７とを備える。個別配管４Ａ〜４Ｄはそれぞれ、回復装置２０Ａ〜２０Ｄにより回収された各色インクの廃液を送液する。単一配管５は、個別配管４Ａ〜４Ｄから送液されてくる廃液を廃液タンク２に送液する。上流配管６は、単一配管５と個別配管４Ｄとの接続位置よりも上流側に接続され、上流端にバッファタンク７が接続される。バッファタンク７は蓋部８が閉められることで密閉される。圧力計９は、バッファタンク７に設けられていて、バッファタンク７内の圧力を検知する。制御部１は圧力計９の検出値に基づいて、送液ポンプＰ１〜Ｐ４の駆動を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、インクジェット方式などの描画方式を採用して吐出されるインクの廃液を、回収して配管に送液する描画装置の廃液送液機構に関する。

描画装置には、インクジェットヘッドから処理媒体にインク滴を吐出して描画を行うインクジェット方式などの各種描画方式が採用されている。

各描画方式では、描画時に不要なインクにより描画装置が汚染されることがあり、その汚染を除去する回復動作を行うことがあった。例えばインクジェット方式では、インク滴を吐出したインクジェットヘッドに、インクが付着することでインクの吐出不良が生じるため、インクジェットヘッドを汚染するインクを除去し、廃液として回収する回復装置が付設されていた。回復装置に回収された廃液は、廃液タンクなどに集液していた。

近年のカラー印刷技術の発展により、描画装置の廃液送液機構には複数種のインク液を利用するようになっており、その場合、インク種ごとに回復装置を設け、各回復装置で回収された廃液を単一の廃液タンクに貯留し、回収、廃棄を行うようにしていた。

また、例えば、一部のインクジェット画像形成装置では、回収したインク液を再利用するために、廃液の循環経路内にフィルタを設けるようにする場合があった。そのような構成では、フィルタの目詰まりによる配管内圧力の上昇を予防するために、この配管途中に圧力計を設けることがあった(例えば、特許文献１参照。)。
実開昭６０−１５０５５７号公報

従来構成では、廃液を循環させるために様々な装備が必要であり、また、インク液ごとに循環経路を設ける必要があり、構成が複雑であった。

そこで、複数種のインク廃液を単一の廃液タンクに貯留し、回収、廃棄を行う構成を採用することが考えられるが、その場合、複数種の廃液を混合することで、単一種の廃液を送液する場合よりも、配管内部で廃液が凝固しやすくなってしまい、管内付着物が生じて配管が詰まる問題が発生する。

また、配管途中に圧力計を設ける構成では、例えばピトー管のような圧力計による流体圧の測定地点において、圧力計と液剤が接触すると、その位置に固形物が付着して圧力の計測が困難になる。仮に非接触で測定を行うならば、高度で高価な圧力計が必要となる問題があった。

そこで本発明は、簡易な圧力計を用いることができ、圧力計によって配管内に固形物が詰まる危険性を無くしながら、管内の詰まりを検知できる描画装置の廃液送液機構の提供を目的とする。

この発明の描画装置の廃液送液機構は、複数の個別配管部と単一配管部と上流配管部と圧力検知部と制御部とを備える。各個別配管部は、被処理媒体に対して吐出された複数種のインクそれぞれの廃液を送液する。単一配管部は、各個別配管部が接続され、各個別配管部から送液されてくる廃液を送液する。上流配管部は、その下流を、単一配管部における各個別配管部それぞれとの接続位置よりも上流側に接続する。また、その上流を密閉する。圧力検知部は、上流配管部内の圧力を検知する。送液制御部は、圧力検知部の検出値に基づいて、各個別配管からの送液を制御する。

この構成では、単一配管部における各個別配管部との接続位置で、固形物による詰まりが生じる虞がある。その接続位置が詰まると、その接続位置より上流側の単一配管部、及び接続位置より上流側に接続された個別配管部、ならびに上流配管部内、における送液の流出側が封鎖されたことになる。一方、送液の流入側となる、接続位置より上流側に接続された個別配管部の上流側からは継続して送液されるため、これらの配管内の圧力が高まる。この圧力は圧力検知部により検知可能であり、送液制御部では圧力検知部による検出値に基づいて各個別配管からの送液を制御することで、配管内が詰まった場合にも適切に管内圧力を制御できる。圧力検知部を、廃液が送液される流路内では無く、上流配管部に設けているので、この圧力検知部が配管詰まりの要因となることが無く、簡易な圧力計などを用いて上流配管部内の圧力を検知することが可能になる。

各個別配管部はそれぞれ、前記廃液を送液する送液ポンプを備えてもよい。これにより、配管詰まりの無い通常時に、効率よく廃液を送液することができる。

上流配管部は、蓋を閉じられることで密閉されるバッファタンクを備えてもよい。これにより、配管詰まりの生じた場合に、上流配管部内を廃液が逆流して管内圧力が高まって破裂する危険性を低減できる。

圧力検知部は、バッファタンクの蓋の変形に基づいて上流配管部内の圧力を検知してもよい。これにより非接触で圧力を検知可能になる。

バッファタンクは、クリーニング液を貯留するためのものであってもよい。これにより、配管詰まりの生じた場合に蓋を開いて、バッファタンク内にクリーニング液を注ぎ込んで、バッファタンク下流の配管内の詰まりや管内付着物を洗浄することができる。

送液制御部は、圧力検知部による検出値が閾値を超えた場合に、送液ポンプの動作を停止する停止手段を備えてもよい。これにより管内付着物が成長する途中で送液を停止し、管内クリーニング作業などを行い、配管詰まりが生じないようにすることができる。

送液制御部は、圧力検知部による検出値が閾値を超えた場合に、単一配管部における液詰まりに関する情報を利用者に報知する報知手段を備えてもよい。これにより、管理者が配管詰まりの危険性を把握することが可能になる。

単一配管部は、下流に複数の廃液の混合液を貯留する廃液タンクを備えてもよい。この場合に、接続された単一配管部からの混合液の流入を遮蔽する流入遮蔽手段を備えると好適である。これにより、廃液タンクを容易に交換することが可能になる。また、流入を遮蔽したまま送液を開始してしまう異常操業を行った場合に、管内圧力の高まりから流入を遮蔽したままであることを検知できるので、異常操業の危険性が無くなり装置の安全性が高まる。

廃液タンクは混合液からの蒸散気体を取り除く気体除去手段を備えると好適である。これにより、廃液に含まれる有機溶媒などが揮散しても、その蒸散気体を濾過して周囲が汚染されることが防げる。

この発明によれば、簡易な圧力計を用いて、配管内に固形物が詰まる危険性を低減しながら、管内圧力の高まりを検知できる。

以下、描画装置の廃液送液機構の構成例を説明する。

この例での描画装置は、工業製品の塗装工程にて用いられる。例えば、液晶装置の筐体外装の塗装や、液晶パネルのカラーフィルタの描画などに用いられる。そして、この描画装置は色ごとに、対応するインクジェットヘッドと回復装置とを備え、インクジェットヘッドから漏出してインクジェットヘッドのノズル面を汚染するインクを回復装置で回収する。

図１は描画装置の廃液送液機構１００の概念図である。

廃液送液機構１００は、送液ポンプＰ１〜Ｐ４と制御部１と廃液タンク２とバルブ３と個別配管４Ａ〜４Ｄと単一配管５と上流配管６とバッファタンク７と蓋部８と圧力計９と有機溶媒フィルタ１０と排気管１１とを備える。

制御部１は、本発明の圧力検知部と送液制御部とを兼ねるものであり、圧力計９から取得する信号を基に、バッファタンク７内の圧力を把握し、その値が閾値を超えた際に、送液ポンプＰ１〜Ｐ４の駆動を停止するように制御信号を出力する。また、パイプ詰まりの可能性があることを示す表示信号を表示装置１２に出力し、表示装置１２にその旨を表示させる。

送液ポンプＰ１〜Ｐ４は、回復装置２０Ａ〜２０Ｄに設けられていて、制御部１からの制御信号に基づき駆動する。そして、回復装置２０Ａ〜２０Ｄそれぞれの回収する各色インクの廃液を個別配管４Ａ〜４Ｄに負圧をかけて送液する。回復装置２０Ａ〜２０Ｄは、図示しない４つのインクジェットヘッドそれぞれに対応し、各インクジェットヘッドから吐出される各色インク（ブラック、イエロー、マゼンダ、シアン）の廃液を回収する。なお、個別配管４Ａ〜４Ｄの回収口の位置が個別配管４Ａ〜４Ｄおよび単一配管５ならびに上流配管６の位置よりも高ければ、送液ポンプＰ１〜Ｐ４は必須の構成ではない。

個別配管４Ａ〜４Ｄそれぞれは、上流端が送液ポンプＰ１〜Ｐ４に接続されていて、下流端が単一配管５に接続されている。

単一配管５は上流端から下流端にかけて、順に個別配管４Ｄ，４Ｃ，４Ｂ，４Ａが接続されていて、個別配管４Ａ〜４Ｄそれぞれから各色インクの廃液が送液される。この単一配管５の上流端には上流配管６の下流端が接続されていて、単一配管５の下流端にはバルブ３が接続されている。

上流配管６は上流端にバッファタンク７が接続されている。なお、この上流配管６と単一配管５とは、連続した配管として形成していても良く、ジョイントなどを介してそれぞれの配管を接続して形成していても良い。

バッファタンク７は、後述するクリーニング液を貯留するためのものであるが、この廃液送液機構の通常操業時、即ち各色インクの廃液を送液しているときには、クリーニング液の無い空の状態、または上流配管６を介して逆流してきた廃液を一時的に貯留する状態になる。なお、バッファタンク７の流出口の位置を、配管内の液面の最高到達高さよりも高くすれば、上流配管６を介して逆流する廃液がバッファタンク７まで到達しないので好適である。

このバッファタンク７には蓋部８が設けられていて、蓋部８を閉めることで、バッファタンク７内は密閉される。蓋部８はその上面が可撓性材料で形成されていて、バッファタンク７内の圧力に応じた撓みを生じる。バッファタンク７内の圧力は、単一配管５内の圧力よりもその配置位置の高さの分だけ圧力が低下するが、その低下した圧力もインク詰まりにより変動するので、蓋部８の撓み量の変化からインク詰まりを検知することが可能である。

なお、バッファタンク７内や上流配管６内にどのような液体が有ろうと、また、液体でなく気体が存在していても、それらによる圧力はインク詰まりにより変動するので、インク詰まりを検知することが可能である。

蓋部８の上面のバッファタンク７の外側には、圧力計９を当接させている。この圧力計９は、ここでは、歪みゲージを用いて蓋部８の上面撓み量を検出し、制御部１にその量に応じた信号を出力する。制御部１は、演算によりバッファタンク７内から蓋部８にかかる圧力を検知する。

なお、この圧力の演算処理は制御部１が担うのではなく、圧力計９が担うように構成していても良い。また、歪みゲージを用いて、バッファタンク７の内容物と非接触で圧力の変化を検出する以外にも、ピトー管などの接触式の圧力計により圧力の変化を検出してもよい。

単一配管５の下流端に接続されたバルブ３は、開状態では単一配管５から送液されてくる廃液を廃液タンク２に向け通過させる。閉状態では単一配管５から送液されてくる廃液の通過を遮蔽する。このバルブ３を閉じることで、廃液タンク２を交換可能になる。

廃液タンク２は、廃液を貯留する密閉容器を形成していて、バルブ３が接続されると共に排気管１１が接続されている。排気管１１は有機溶媒フィルタ１０を介して外部空間につながっている。

有機溶媒フィルタ１０は廃液タンク２から排気される気体のなかから、有機溶媒の揮散気体を濾過する。この有機溶媒フィルタ１０を設けることにより、簡易な構成で有機溶媒の揮散気体を濾過することができ、有機溶媒の揮散気体を除外するための他の除外設備が必要と無くなる。

このような構成の廃液送液機構１００において、単一配管における各個別配管との接続位置よりも下流側で、固形物による詰まりが生じる虞がある。そして、詰まりにより生じる配管内圧力の高まりは、その詰まり位置よりも上流側の配管内となる。この配管内圧力の高まる配管には上流配管６が含まれ、その上流配管６に密閉した状態で接続されるバッファタンク７内の圧力も、配管詰まりにより高まる。したがって、その圧力変化に応じて蓋部８に撓みが生じて、その撓み量に応じた電流が圧力計９の歪みゲージに発生することになる。この電流の変化や、その電流に基づき算出するバッファタンク７内の圧力の変化により、制御部１は配管詰まりや、管内付着物の成長を把握することが可能になり、送液ポンプＰ１〜Ｐ４の駆動を適切なタイミングで停止できる。

配管詰まりが生じた場合、廃液送液機構１００の管理者は送液ポンプＰ１〜Ｐ４の駆動を停止したまま、バッファタンク７内にクリーニング液を注ぐようにする。このクリーニング液が単一配管５内に送液されることで、単一配管５内の管内付着物は洗浄され配管詰まりは解消される。

このように上流配管６とバッファタンク７とを設け、単一配管５よりも上流側に圧力計９を配置することにより、単一配管５内のどの位置で、配管詰まりや管内付着物の成長が起こっても、そのことを速やかに把握することが可能になる。また、圧力計９を要因として管内付着物が生成される危険性が抑制され、これによる配管詰まりが起こらなくなる。

次に、制御部１による制御例について説明する。

制御部１は圧力計９から検出信号を取得する（Ｓ１）。

制御部１は検出信号に基づき蓋部８の歪み量を算出し、管内圧力を把握する（Ｓ２）。

制御部１は把握した管内圧力、即ち、検出値が所定の閾値を超えて変化した場合に、管内付着物が一定以上のサイズに成長したと判断し、そうでなければ、管内付着物が一定以下のサイズであると判断する（Ｓ３）。

制御部１は、管内付着物が一定以上のサイズに成長したと判断した場合に、送液ポンプを停止制御する制御信号を出力する（Ｓ４）。

また、制御部１は、管内付着物が一定以上のサイズに成長したことを警告するために、その旨の表示信号を表示部に出力する（Ｓ５）。

次に、上記廃液送液機構による本例送液実験と、上流配管およびバッファタンクならびに圧力計を用いない廃液送液機構による比較例送液実験と、を比較する。

この送液実験では、各個別配管をＰＦＡ樹脂製のφ６×４ｍｍ配管として構成し、単一配管をＳＵＳ製のφ１２×１０ｍｍ配管として構成した。なお、本例送液実験では上流配管を、単一配管を延長して構成した。

比較例送液実験においては、約３週間で単一配管の内壁に管内付着物の生成が確認され、約３ヶ月でその成長により栓が形成されインク詰まりが発生した。そのため、廃液送液機構の操業を停止せざるを得なくなった。

一方、本例送液実験においては、定期的にクリーニング液の送液を行うことになり、３ヶ月以上経過してもインク詰まりが発生することなく、廃液送液機構の操業を継続することができた。

このような送液実験からわかるように、本例の構成では、単一配管にインク詰まりが生じることが無く、その結果、単一配管の耐久時間が延長され、その交換コストが抑制できる。

以上の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る描画装置の廃液送液機構の概念図である。 同廃液送液機構の制御部による制御フローチャートである。

符号の説明

１…制御部
２…廃液タンク
３…バルブ
４Ａ〜４Ｄ…個別配管
５…単一配管
６…上流配管
７…バッファタンク
８…蓋部
９…圧力計
１０…有機溶媒フィルタ
１１…排気管
１２…表示装置
２０Ａ〜２０Ｄ…回復装置
１００…廃液送液機構
Ｐ１〜Ｐ４…送液ポンプ

Claims (10)

1. 被処理媒体に対して吐出された複数種のインクそれぞれの廃液を送液する複数の個別配管部と、
   前記複数の個別配管部が接続され、各個別配管部から送液されてくる廃液を送液する単一配管部と、
   前記単一配管部における前記複数の個別配管部それぞれとの接続位置よりも上流側に一端を接続し、他端を密閉した上流配管部と、
   前記上流配管部内の圧力を検知する圧力検知部と、
   前記圧力検知部の検出圧力に基づいて、各個別配管からの送液を制御する送液制御部と、を備える描画装置の廃液送液機構。
2. 各個別配管部はそれぞれ、前記廃液を送液する送液ポンプを備える請求項１に記載の描画装置の廃液送液機構。
3. 前記上流配管部は、蓋を閉じられることで密閉されるバッファタンクを備える請求項１または２に記載の描画装置の廃液送液機構。
4. 前記圧力検知部は、前記バッファタンクの前記蓋の変形量に基づいて前記上流配管部内の圧力を検知する請求項３に記載の描画装置の廃液送液機構。
5. 前記バッファタンクは、クリーニング液を貯留するためのものである請求項３または４のいずれかに記載の描画装置の廃液送液機構。
6. 前記送液制御部は、前記圧力検知部による検出値が閾値を超えた場合に、前記送液ポンプの動作を停止する停止手段を備える請求項２に記載の描画装置の廃液送液機構。
7. 前記送液制御部は、前記圧力検知部による検出値が閾値を超えた場合に、前記単一配管部における液詰まりに関する情報を利用者に報知する報知手段を備える請求項１〜６のいずれかに記載の描画装置の廃液送液機構。
8. 前記単一配管部は、下流に前記複数の廃液の混合液を貯留する廃液タンクを備える請求項１〜７のいずれかに記載の描画装置の廃液送液機構。
9. 前記廃液タンクは、接続された前記単一配管部からの前記混合液の流入を遮蔽する流入遮蔽手段を備える請求項８に記載の描画装置の廃液送液機構。
10. 前記廃液タンクは、前記混合液からの蒸散気体を取り除く気体除去手段を備える請求項８または９に記載の描画装置の廃液送液機構。

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