JP6411235B2 - インクジェット記録装置及びそれに用いる制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、補力液（溶剤）の使用量を低減することができる制御方法に関するものである。

インクジェット記録装置（ＩＪＰ）を使用する生産ラインにおいて、ＩＪＰの上位工程における作業停滞やトラブルなどのため、生産ラインが長時間にわたり停止してしまう場合がある。その生産ラインが停止している場合でもＩＪＰはインクを吐出し続けているために、インクに含まれる補力液が空気に触れることで揮散してしまい、補力液の使用量が増えてしまうという課題がある。これを防ぐためには生産ラインが停止している間はＩＪＰを完全に停止してしまえばよいが、その場合は、生産ラインが動き出した時にＩＪＰがすばやく立ち上げることができないため無印字の被印字物を流してしまうリスクがある。このリスクを回避するのが困難なため、使用者は生産ラインが停止している場合でもＩＪＰのインクを吐出し続けているのが一般的であった。

本技術分野の背景技術として、特開２０１２−２３６３３５号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、液体貯留部と液体吐出部との間を液体が流通可能に連結された第１の液体流路に設けられた中間タンクに空気を抜くための開閉バルブを設けることで、液体が流通する液体流路内から容易に空気を抜くことができるインクジェット記録装置が記載されている。

特開２０１２−２３６３３５号公報

特許文献１は、インクの循環経路内に空気が蓄積し当該空気が記録ヘッドに到ることによってインクの不吐出等が生じ得るという課題を解決するためのものであって、本発明の目的と異なる。よって、補力液の使用量低減についての記載はない。しかし、補力液の使用量を抑えるための１つの手段としてＩＪＰを完全に停止した場合に、インクの循環経路内の圧力が上がり過ぎることがあるため、これを防止するため、定期的に圧抜き処理をする必要があり、その際の有効な手段に関連する。

本発明にて解決する課題は、無印字の被印字物を流してしまうリスクを抑えながら、補力液の使用量を低減することを実現することである。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、インクをノズルから吐出して被印字物に印字をするインクジェット記録装置の制御方法であって、インクをノズルから吐出している印字可能状態から、被印字物を搬送する被印字物搬送装置の停止を検知し、停止の検知から所定時間経過後に、ノズルからのインクの吐出を停止するインク待機状態に移行するように構成する。

本発明によれば、ＩＪＰで使用する補力液の使用量を低減することが、容易に実現できるという効果がある。

本実施例におけるＩＪＰの構成例を示したブロック図である。 本実施例におけるＩＪＰの環境設定画面例である。 本実施例におけるＩＪＰの補力液使用料低減制御の流れを示すタイムチャートである。 本実施例におけるＩＪＰの印字可能状態からインク待機状態への移行処理を示すフローチャートである。 本実施例におけるＩＪＰのインク待機状態の処理を示すフローチャートである。 本実施例におけるＩＪＰのインク待機状態から印字可能状態への復帰処理を示すフローチャートである。 本実施例におけるＩＪＰの印字可能状態から外れた状態の処理を示すフローチャートである。 本実施例における印字可能状態での循環系統図である。 本実施例におけるインク待機状態での循環系統図である。 本実施例におけるインク循環中の循環系統図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１は、本実施例におけるＩＪＰの構成例を示したブロック図である。図１において、制御装置２はＩＪＰ１全体の制御を行う装置であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などから構成される。また制御装置２はバスを介してプログラム格納装置３、メモリ４、表示装置５、タッチパネル６、入力装置８、被印字物検知装置９、エンコーダ信号入力装置１０、偏向電圧発生装置１１、印字用帯電電圧発生装置１２、励振電圧発生装置１３、供給ポンプ２３、回収ポンプ３２と接続している。

プログラム格納装置３は制御装置２において実行されるプログラム、ＩＪＰ１を動作させるために必要なデータ及び表示用データをあらかじめ記憶している装置である。

メモリ４はプログラム実行領域とデータ記憶領域に分割されて利用される。プログラム実行領域は制御装置２により呼び出されたプログラム格納装置３に記憶されたプログラムを実行するワーク領域である。データ記憶領域は使用者が作成したデータを記憶する領域である。

表示装置５はプログラム格納装置３に記憶された表示用データを表示する形式に変換して表示する装置である。使用者は表示装置５に表示された画面により、ＩＪＰ１の状態などを認識する。

タッチパネル６は表示装置５に重ねて設置されており、使用者がその表面にタッチした時、タッチした位置に対応した電圧値を出力する装置である。制御装置２はこの電圧値を読み取ることにより、タッチされた位置座標を検出する。使用者がタッチパネル６を介して表示装置５に表示されたアイコンやボタンにタッチすることにより、制御装置２はタッチした位置座標より使用者の入力を判定し、対応したプログラムをプログラム格納装置３より呼び出して実行する。

入力装置８は使用者がＩＪＰ１を操作する際に使用する操作部分であり、ＩＪＰ１の電源のオン／オフを切り替える電源ボタン７を有する。本ブロック図では入力装置として電源ボタンのみを示しているが、これはボタンの数を限定するものではない。また必要に応じて数字や文字を入力するためのキーボードやテンキーを搭載することも可能である。

インク容器（メインインク容器）２１は被印字物３５への印字に用いるインク２２を貯蔵するための装置である。メインインク容器２１内のインク２２は、制御装置２からの命令により作動する供給ポンプ２３で加圧されることにより、インク供給用配管２４を通りノズル２５に供給される。

ノズル２５はメインインク容器２１より供給されるインク２２を吐出する装置である。またノズル２５には電気的信号を機械的信号に変換する圧電素子２６が取り付けられており、励振電圧発生装置１３で発生された励振電圧信号を圧電素子２６に印加することにより、ノズル２５から吐出されるインク２２を粒子化し、インク粒子２７にする。

吐出されたインク粒子２７は、コの字状の帯電電極２８の間を通過する。帯電電極２８には、印字用帯電電圧発生装置１２で発生された印字する文字情報に対応した帯電電圧が印加される。インク粒子２７は帯電電極２８の間を通過する際に印加された帯電電圧により帯電される。更に帯電電極２８の間を通過したインク粒子２７は、偏向電極２９の間を通過する。偏向電極２９には、偏向電圧発生装置１１で発生された偏向電圧が印加される。インク粒子２７は偏向電圧により形成された偏向電界を通過する際に帯電量に応じて偏向され、偏向されたインク粒子２７は被印字物３５に印字される。

インク回収口（ガター）３０は印字に使用しないインク粒子２７を回収するためのものである。インク回収口３０より回収されたインク粒子２７は、制御装置２からの命令により作動する回収ポンプ３２で吸引されることにより、インク回収用配管３１を通り、メインインク容器２１に戻される。

被印字物搬送装置３４は、生産ライン等で、ＩＪＰ１が印字する被印字物３５を所定の速度で搬送する装置であり、その搬送方向は前記インク粒子２７の偏向方向と直交する方向となる。被印字物センサ３３は被印字物搬送装置３４で搬送される被印字物３５を検知する装置であり、被印字物３５を検知すると、被印字物検知装置９に被印字物検知信号を送信する。被印字物検知装置９は被印字物センサ３３から送信された被印字物検知信号を制御装置２に送信する装置である。制御装置２は被印字物検知信号を受信すると、被印字物３５がＩＪＰ１の印字領域に到着したことを検知する。制御装置２は被印字物３５が印字領域に到達したことを検知すると、被印字物３５への印字を行うための処理を開始する。

エンコーダ信号入力装置１０はロータリーエンコーダ３６から発信されてくるエンコーダ信号を入力する装置である。ロータリーエンコーダ３６とは被印字物搬送装置３４が動作していれば定期的にパルス信号（ＯＮ⇔ＯＦＦ）を出力する装置である。そのパルス信号に変化があれば被印字物搬送装置３４は動作しているものと判別し、パルス信号に変化がなければ被印字物搬送装置３４は停止しているものと判断することができる。制御装置２はエンコーダ信号入力装置１０から取込んだエンコーダ信号を定期的に監視することで、被印字物搬送装置３４の動作／停止を判断して、その動作変化に対応する。すなわち、本実施例は、ＩＪＰにロータリーエンコーダからの信号を入力するプログラムと、エンコーダ信号入力装置から入力したエンコーダ信号により生産ラインが動作しているのか停止しているのかを判断するプログラムと、生産ラインの動作／停止状態によりＩＪＰのインク吐出状態を変更させるプログラムを用いることで実現できる。

なお、被印字物センサ３３、被印字物搬送装置３４、被印字物３５、ロータリーエンコーダ３６は、インクジェット記録装置（ＩＪＰ）の本体外に設置、または配置されるものである。

図２に本実施例におけるＩＪＰの環境設定画面を示す。本実施例における補力液使用料低減制御を行う際には、使用者は、図２の環境設定画面４１にて環境設定を行なう必要がある。図２において、補力液使用料低減を行わない場合は、インク待機制御に０：しない（４２）を、補力液使用料低減を行いたい場合はインク待機制御に１：する（４３）を設定する。またインク待機制御に１：する（４３）を設定した場合は、インク待機移行までの時間（４４）を０１分〜９９分の範囲内で設定する。また、図２に示すように、環境設定画面にタイムチャート（４５）を表示することで使用者に機能の説明をわかりやすく提示する。このタイムチャート（４５）中の（４６）部分には使用者が設定したインク待機移行までの時間（４４）をそのまま表示する。

次に、本実施例の補力液使用料低減制御の流れを説明する。図３は、本実施例におけるＩＪＰの補力液使用料低減制御の流れを示すタイムチャートである。図３において、（１）、（２）、（３）で示す、印字可能状態で生産ライン（被印字物搬送装置）の停止を検知し、インク待機状態に移行するまでの処理について説明する。このフローチャートを図４に示す。図４において、ＩＪＰ状態が印字可能状態かつ、インク待機制御に１：する（４３）が設定されているかを判定し（６１）、する（４３）が設定されている場合（６２）に進み、ＩＪＰは搬送装置動作中信号を定期的に取込み、被印字物搬送装置が動作しているのか、停止しているのかを判定する。被印字物搬送装置が停止していると判定した場合（図３に示す（１）の時点）、ステップ６３で、停止時間計測用のタイマーを動作させ、被印字物搬送装置が停止したままの状態で、停止時間計測用のタイマーがインク待機移行までの設定時間（４４）に達し、生産ラインが停止したままの状態が指定時間に達したら（図３に示す（２）の時点）、ステップ６４で、印字可能状態からインク待機状態へと状態変更させる。その際、図３に示す（２）から（３）の間の例えば４５秒間、インク回収経路に残っているインクを回収するための時間待って、ステップ６５でインク待機状態となる（図３に示す（３）の時点）。

次に、図３において（４）で示す、インク待機状態中の処理について、図５のインク待機状態の処理を示すフローチャートを用いて説明する。インク待機状態で放置した場合、循環ユニット内の圧力が上がり過ぎてしまうのを防止するため定期的（１０秒毎）に圧抜きを行う必要がある。そのため、ステップ６６で、一定時間（１０秒）が経過したかどうかを判定し、経過した場合は（６７）に進み、（６７）で圧抜き処理を実施する。
また、インク待機状態のまま長時間放置した場合、ノズル内のインクが固着してしまい、ノズル詰りになる可能性がある。それを防止するため定期的（３０分毎）にノズルからインクを吐出させる必要がある。そのためにステップ６８で、同じように一定時間（３０分）が経過したかどうかを判定し、経過した場合は（６９）に進み、（６９）でインク固着防止専用のインク循環シーケンスを動作させる。

次に、図３において（５）、（６）で示す、インク待機状態から印字可能状への復帰について説明する。図６が、インク待機状態から印字可能状態への復帰処理を示すフローチャートである。図６において、ＩＪＰ状態がインク待機状態の場合、ＩＪＰは搬送装置動作中信号を定期的に取込み、被印字物搬送装置が動作しているのか、停止しているのかをステップ７１で判定する。被印字物搬送装置が動作していると判定した場合（７２）に進む。（７２）では循環制御シーケンスを動作させて「インク待機状態→印字可能状態」へと状態変更させ、その後（７３）で印字可能状態へと状態復帰する。なお、図３において（５）と（６）の間の時間（例えば１０秒）は、インク回収経路にインクを充填させ、インク回収経路内の圧力を確保するための時間である。

次に、図３において（７）で示す、印字可能状態でない場合の処理について、図７の印字可能状態から外れた状態の処理を示すフローチャートを用いて説明する。印字可能状態から外れた状態（具体的には図３において（２）でインク待機状態へ移行開始した時から、（６）で印字可能状態に復帰するまでの間）の時に、生産ライン上を被印字物が流れると、その被印字物は無印字となるので、この無印字を使用者に伝えるために無印字検出の信号を発生させる必要がある。したがって、ステップ７４にて、印字可能状態から外れた状態で被印字物を検知したかどうかを判定し、検知した場合はステップ７５で、無印字検出の異常を発生させる。

図８は、本実施例における印字可能状態での循環系統図である。図８を用いて印字可能状態時のインク吐出状態を説明する。図８において、印字可能状態時は供給ポンプ２３、回収ポンプ３２、供給用電磁弁８０、回収用電磁弁８１、封止弁８２がＯＮ状態（導通状態）であり、図中太線の配管部分にインクが充填されている。メインインク容器２１内のインクは、供給ポンプ２３で加圧されることにより、インク供給用配管２４を通りノズル２５から吐出される。そして、印字に使用しないインク粒子２７はインク回収口（ガター）３０にて回収される。その際、インクが空気に触れることにより補力液が揮散してしまう。インク回収口（ガター）３０より回収されたインク粒子は回収ポンプ３２で吸引されることにより、インク回収用配管３１を通り、メインインク容器２１に戻される。

図９は、本実施例におけるインク待機状態での循環系統図である。図９を用いてインク待機状態時のインク吐出状態を説明する。図９において、インク待機状態時は供給ポンプ２３、供給用電磁弁８０がＯＮ状態（導通状態）で、メインインク容器２１のインクはインク供給用配管２４内に留まっている。そのためインク供給用配管２４内の圧力が上がり過ぎてしまうのを防止するため定期的に圧抜弁８３をＯＮ（導通状態）にして圧抜きを行う必要がある。

図１０は、本実施例におけるインク循環中の循環系統図である。図１０を用いてインク循環中のインク吐出状態を説明する。図１０において、インク循環シーケンス中は供給ポンプ２３、供給用電磁弁８０、回収用電磁弁８１、循環用電磁弁８４、封止弁８２を時間をずらしながらそれぞれをＯＮ状態（導通状態）にする。すなわち、定期的に回収用電磁弁８１、循環用電磁弁８４、封止弁８２をＯＮ（導通状態）にしてインク循環用配管８５、インク回収用配管３１のインク循環を行い、インク待機状態に戻る前にインクを回収し、図９の状態に戻す。また、封止弁８２をＯＮ（導通状態）することでノズルからインクが吐出され、ノズル内のインクの固着防止を行うことができる。

以上のように、本実施例は、インクをノズルから吐出して被印字物に印字をするインクジェット記録装置の制御方法であって、インクをノズルから吐出している印字可能状態から、被印字物を搬送する被印字物搬送装置の停止を検知し、停止の検知から所定時間経過後に、ノズルからのインクの吐出を停止するインク待機状態に移行するように構成する。

また、インクをノズルから吐出して被印字物に印字をするインクジェット記録装置であって、インクが収容されるインク容器と、インクを吐出するノズルと、インク容器とノズルに接続されインクを供給するインク供給用配管と、インク供給用配管の途中に接続されインクを加圧する供給ポンプと、インク供給用配管の途中に接続され供給ポンプとノズルとの間に配置された封止弁と、ノズルから吐出されて印字に使用されないインクを回収するガターと、ガターに接続されインクをインク容器に戻すインク回収用配管と、インク回収用配管に接続されインクを回収する回収ポンプと、インク回収用配管の途中に接続されガターと回収ポンプとの間に配置された回収用電磁弁と、供給ポンプと封止弁と回収ポンプと回収用電磁弁の動作を制御する制御装置とを備え、制御装置は、インクをノズルから吐出している印字可能状態から、被印字物を搬送する被印字物搬送装置の動作状態を示す信号から被印字物搬送装置の停止を検知し、停止の検知から所定時間経過後に、封止弁を制御してノズルからのインクの吐出を停止するインク待機状態に移行する構成とする。

これにより、ＩＪＰで使用する補力液の使用量を低減することが、容易に実現できるという効果がある。

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１：インクジェット記録装置、２：制御装置、３：プログラム格納装置、４：メモリ、５：表示装置、６：タッチパネル、７：電源ボタン、８：入力装置、９：被印字物検知装置、１０：エンコーダ信号入力装置、１１：偏向電圧発生装置、１２：印字用帯電電圧発生装置、１３：励振電圧発生装置、２１：インク容器（メインインク容器）、２２：インク、２３：供給ポンプ、２４：インク供給用配管、２５：ノズル、２６：圧電素子、２７：インク粒子、２８：帯電電極、２９：偏向電極、３０：インク回収口（ガター）、３１：インク回収用配管、３２：回収ポンプ、３３：被印字物センサ、３４：被印字物搬送装置、３５：被印字物、３６：ロータリーエンコーダ、８０：供給用電磁弁、８１：回収用電磁弁、８２：封止弁、８３：圧抜弁、８４：循環用電磁弁、８５：インク循環用配管

Claims (6)

1. インクをノズルから吐出して被印字物に印字をするインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記インクを前記ノズルから吐出している印字可能状態から、前記被印字物を搬送する被印字物搬送装置の停止を検知し、該停止の検知から所定時間経過後に、前記ノズルからのインクの吐出を停止するインク待機状態に移行することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
2. 請求項１に記載のインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記インク待機状態では、一定期間毎に、前記ノズルにインクを供給しているインク供給用配管内の圧力抜きを行うことを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
3. 請求項２に記載のインクジェット記録装置の制御方法であって、
   前記インク待機状態では、一定期間毎に、前記インクが収容されるインク容器と前記ノズルとに接続された循環用配管と、前記ノズルから吐出されて印字に使用されないインクを回収するガターに接続され前記インクを前記インク容器に戻すインク回収用配管の内部のインク循環を行い、前記ノズルからインクを吐出することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
4. インクをノズルから吐出して被印字物に印字をするインクジェット記録装置であって、
   インクが収容されるインク容器と、
   インクを吐出するノズルと、
   前記インク容器と前記ノズルに接続されインクを供給するインク供給用配管と、
   該インク供給用配管の途中に接続されインクを加圧する供給ポンプと、
   前記インク供給用配管の途中に接続され前記供給ポンプと前記ノズルとの間に配置された封止弁と、
   前記ノズルから吐出されて印字に使用されないインクを回収するガターと、
   前記ガターに接続され前記インクを前記インク容器に戻すインク回収用配管と、
   前記インク回収用配管に接続されインクを回収する回収ポンプと、
   前記インク回収用配管の途中に接続され前記ガターと前記回収ポンプとの間に配置された回収用電磁弁と、
   前記供給ポンプと前記封止弁と前記回収ポンプと前記回収用電磁弁の動作を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記インクを前記ノズルから吐出している印字可能状態から、前記被印字物を搬送する被印字物搬送装置の動作状態を示す信号から前記被印字物搬送装置の停止を検知し、該停止の検知から所定時間経過後に、前記封止弁を制御して前記ノズルからのインクの吐出を停止するインク待機状態に移行することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項４に記載のインクジェット記録装置であって、
   前記インク供給用配管の途中に接続され前記供給ポンプと前記封止弁との間に配置された圧抜弁を有し、
   前記制御装置は、前記インク待機状態では、一定期間毎に、前記圧抜弁を制御して前記インク供給用配管内の圧力抜き行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 請求項５に記載のインクジェット記録装置であって、
   前記ノズルと前記インク容器に接続された循環用配管と、
   該循環用配管の途中に接続されノズルからのインクを吸引する循環ポンプと、
   前記循環用配管の途中に接続され前記ノズルと前記循環ポンプとの間に配置された循環用電磁弁を有し、
   前記制御装置は、前記インク待機状態では、一定期間毎に、前記封止弁と前記循環用電磁弁と前記回収用電磁弁を導通状態にして、前記循環用配管と前記インク回収用配管内のインク循環を行い、前記ノズルからインクを吐出することを特徴とするインクジェット記録装置。

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