(57)【要約】【課題】  防水、防塵性能が要求されるような過酷な使用環境において、印字ヘッド内部に液体や塵埃が進入することで発生する不具合を予防し、特別なメンテナンスを必要とせずに、装置の正常な状態を維持できるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  ノズルより噴出されたインク粒子に文字信号となる帯電電圧を印加する帯電電極と、帯電電極により帯電電圧を印加されたインク粒子に電荷を付与し、飛翔方向を偏向させる偏向電極と、ノズル、帯電電極及び偏向電極を覆う印字ヘッドカバーが備えられた印字ヘッドより噴出されたインク粒子により印字対象物に文字を形成する荷電制御型インクジェット記録装置において、印字ヘッドカバーには、ノズルより噴出されたインク粒子を通過させるための開口部が開口されているとともに、開口部を遮蔽するための遮蔽機構が備えられている。【選択図】  図３
2010069745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体から供給されたインクを加圧して噴出するノズルと、前記ノズルより噴出されたインク粒子に文字信号となる帯電電圧を印加する帯電電極と、前記帯電電極により帯電電圧を印加されたインク粒子に電荷を付与し、飛翔方向を偏向させる偏向電極と、前記ノズル、前記帯電電極及び前記偏向電極を覆う印字ヘッドカバーが備えられた前記印字ヘッドより噴出されたインク粒子により印字対象物に文字を形成する荷電制御型インクジェット記録装置において、
前記印字ヘッドカバーには、前記ノズルより噴出されたインク粒子を通過させるための開口部が開口されているとともに、前記開口部を遮蔽するための遮蔽機構が備えら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】
前記遮蔽機構は、前記印字ヘッドカバーの外部より前記開口部に挿入する凸部を有する部材であ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。
【請求項３】
前記遮蔽機構は、前記印字ヘッドカバーに設けられた前記開口部を開閉自在のシャッター機構であ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。
【請求項４】
前記遮蔽機構のうち前記開口部を塞ぐ部材は、耐溶剤性を有しているとともに、プラスチック又はゴムであることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記シャッター機構の開閉は、前記ノズルからのインク粒子の噴出の有無に連動して行われることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記シャッター機構の開閉は、前記偏向電極における偏向電圧の有無に連動して行なわれることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は荷電制御型インクジェット記録装置の印字ヘッドの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、現在、あらゆる業種の製品に対して製造ロット番号や製造日、賞味期限などの文字を印字するといった用途に広く用いられている。業種が多岐に渡ることから使用される環境も様々であり、その中には食品や飲料の生産ラインに設置され、その生産ライン洗浄用の液体がかかるような環境や、木材加工、プラスチックパイプ加工ラインなどの塵埃の非常に多い環境など、インクジェット記録装置に対して過酷な環境もある。そのため、近年のインクジェット記録装置は防水、防塵性能を持つものが一般的となっている。
【０００３】
このような状況の中で、防水、防塵性能を確保する上で問題となるのが、印字ヘッド部の開口部である。インクジェット記録装置においては、原理的にインク粒子を印字ヘッド外に噴出する必要があり、この開口部は必ず必要となる。従来は特開２００６−３４１５２９号公報（特許文献１）に示されるように、この開口部を極力少なく、小さくすることで、水や塵埃の浸入を極力減らす構造としていた。しかし、インクジェット記録装置本体側の防塵、防水性能が上がるにつれて、使用される環境も厳しいものとなってきているため、この開口部が無視できなくなってきている。
【０００４】
そのような厳しい環境で発生する問題としては、顧客の生産ライン洗浄用の液体がこの開口部から印字ヘッド内部に侵入し、ノズルや電極部に付着することで、正常なインクの噴出ができない場合や、電極に電圧を印加した際に、付着した液体を通して電極間がショートした状態となり、装置が正常に動作できなくなる場合がある。
【０００５】
その他にも、塵埃の多い環境では、インクの噴出を行っていない間に、ノズルに塵埃が侵入し、ノズルが詰まりインクを正常に噴出できなくなる場合や、印字に使用しないインク粒子を回収するガター部から塵埃が侵入することで、インク粒子の回収ができなくなる場合や、インク循環経路に異物が混入することで装置全体の動作に悪影響を及ぼす場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３４１５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のインクジェット記録装置では、食品、飲料などの生産ラインで、ライン洗浄時に液体がかかるような環境や、木材加工、プラスチックパイプ加工ラインなど塵埃の非常の多い環境で使用される場合には、印字ヘッド内部に液体や塵埃が進入することで、装置が正常に印字が行えない状態となることがある。その状態を回避するためには、ライン稼動の度に手作業により印字ヘッド内部や、ノズルの洗浄を行う必要があり、その結果、段取り時間の増加に繋がり、生産効率の低下を招くといった問題がある。
【０００８】
本発明は、高い防水、防塵性能を要求されるような過酷な使用環境においても、印字ヘッド内部への液体や塵埃の侵入を防止するインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、例えば、本体から供給されたインクを加圧して噴出するノズルと、前記ノズルより噴出されたインク粒子に文字信号となる帯電電圧を印加する帯電電極と、前記帯電電極により帯電電圧を印加されたインク粒子に電荷を付与し、飛翔方向を偏向させる偏向電極と、前記ノズル、前記帯電電極及び前記偏向電極を覆う印字ヘッドカバーが備えられた前記印字ヘッドより噴出されたインク粒子により印字対象物に文字を形成する荷電制御型インクジェット記録装置において、前記印字ヘッドカバーには、前記ノズルより噴出されたインク粒子を通過させるための開口部が開口されているとともに、前記開口部を遮蔽するための遮蔽機構が備えられているという構成をとる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い防水、防塵性能を要求されるような過酷な使用環境においても、その環境が原因で発生する印字ヘッドのメンテナンスが不要となり、生産ラインのダウンタイムを最小限に抑えられるインクジェット記録装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一実施の形態例を、図を用いて説明する。図１は本発明におけるインクジェット記録装置の全体構成を示した図である。インクジェット記録装置は大きく分けて本体１０１と印字ヘッド１０２から構成される。印字ヘッド１０２には印字ヘッドカバー１０３が取り付けられており、印字ヘッドのメンテナンスは、この印字ヘッドカバー１０３を取り外して行う。通常の使用時は、印字ヘッドカバー１０３は取り付けられたままであり、印字の際には、インク粒子が印字ヘッドカバー１０３上に設けられた開口部１０４を通って、印字対象物１１５に到達することで文字が印字される。
【００１２】
図２は本発明における印字ヘッドの構成を示した図である。印字ヘッド内部は、インクを粒子化して噴出するノズル１０５、インク粒子に文字信号となる帯電電圧を印加するための帯電電極１０６、帯電されたインク粒子を電界により偏向させるための偏向電極１０７、印字に使用しないインク粒子を回収するためのガター１０８から構成される。
【００１３】
印字に使用するインク粒子は印字ヘッドカバー１０３に設けられた開口部１０４を通って、印字ヘッド１０２の外へ噴出される。従来の課題は、この開口部１０４から液体や塵埃が印字ヘッド内部に侵入し、ノズル１０５を詰まらせたり、帯電電極１０６、偏向電極１０７に付着して、電極間のショートを引き起こしたり、ガター１０８からインク循環経路内に異物が混入したりすることにある。
【００１４】
そこで、本課題を解決するための手段として、開口部１０４を塞ぐシャッター機構を印字ヘッド部に持つ構造を発明した。開口部１０４を塞ぐシャッター機構としては、例えば、図２に示すような凸形状の突起を持つキャップ状の部品１１０を使用して、ユーザーが任意に開口部を塞ぐことができる構造が考えられる。その他には、図３に示すような印字ヘッドカバー１０３に密接するように、ガター１０８の先にスライド式の板１０９を設ける構造が考えられる。このスライド式の板を手動により開閉できる構造としておけば、ユーザーはインクジェット記録装置の稼動終了後にそのスライド式の板を閉じ、稼動開始時に再び開けることで、インクジェット記録装置の非稼動時における印字ヘッド内部の防水、防塵を実現することが可能となる。
【００１５】
手動式の場合には、インク停止処理完了後に表示装置１２０にキャップ１１０もしくはシャッター１０９を閉る旨の警告メッセージ表示を行うことで、キャップの付け忘れ、シャッターの閉め忘れを防止することが可能である。逆に、インク噴出処理が選択された場合には、キャップ１１０もしくはシャッター１０９が開いていることを確認するメッセージ表示を行うことで、キャップ１１０の外し忘れやシャッター１０９の開き忘れも防止できる。
【００１６】
これらの機構を設ける際に考慮が必要な点として、ヘッド内部には高電圧が印加されている偏向電極があるために、その電極との十分な距離を確保する必要がある。また、材質の選定に当たっては、耐溶剤性を有するプラスチック、ゴム、金属などの材料を選ぶ必要がある。
【００１７】
その他の実施例として、図３に示したシャッター機構１０９に電磁式のシャッターなど電気的に開閉制御可能な機構を使用したものが考えられる。これにより開閉動作の自動化が可能となり、装置の稼動状態に合わせた開閉動作の最適化が実現でき、手動式に比べ防水、防塵の効果を高めることができる。また、手動式におけるユーザーの開閉動作し忘れによる２次的な問題の発生を防ぐことができる。
【００１８】
図４は本実施例の構成を示すブロック図である。始めに制御部の構成概要を説明する。１１６はインクジェット記録装置全体を制御するＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）であり、１２２はＭＰＵが動作するのに必要な制御用プログラム及びデータを記憶するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、１２３はプログラム実行中に必要となるデータを一時的に記憶するＲＡＭ（書き換え可能なメモリ）である。１２４はプログラムや印字データなどを記憶する記憶装置である。
【００１９】
１１９は印字内容や設定値等を入力する入力パネル、１２０は入力されたデータ及び印字内容等を表示する表示装置、１２５はＭＰＵのデータ信号、アドレス信号及びコントロール信号を伝送するバスラインである。１１８はインクを粒子化するための電圧を発生させるための励振電圧発生回路であり、１１７はインク粒子に文字信号に応じた電圧を発生させるための帯電電圧発生回路である。１２１が本発明におけるシャッター機構を電気的に動作させるための制御回路である。
【００２０】
次に印字、インク循環部の構成概要を説明する。ノズル１０５から噴出されるインクは、励振電圧発生回路１１８で生成される励振電圧により、ノズルの電歪素子で粒子化されインク粒子１１２となる。帯電電圧発生回路１１７により生成された電圧は、帯電電極１０６に与えられ、インク粒子は文字信号に応じた電圧により帯電される。帯電されたインク粒子１１２は、偏向電極１０７により作られる電界中を飛行し、その帯電量に応じて偏向され、搬送用コンベア１１４により移動する被印字物１１３に到達し、文字を形成する。印字に使用しないインク粒子は、インク回収用のガター１０８により回収され、ポンプ１１５により再びノズル１０９へ供給される。
【００２１】
図４に示す構成としたときの具体的な開閉動作の制御タイミングとしては、例えば、ノズルからのインク噴出の有無により制御することが考えられる。インクジェット記録装置の状態はＭＰＵ１１６にて制御されているため、シャッター制御回路１２１に開閉の指示信号を出力することで、ノズルからインクが噴出されていないときには、シャッター機構を閉じておき、ユーザーがインク噴出の操作を行った場合に、シャッターを自動的に開くといった制御が実現できる。また、ユーザーがインク噴出停止の処理を行ったときには、再びシャッターを閉じれば良い。
【００２２】
さらに細かい開閉動作を実現する方法として、偏向電極１０７への偏向電圧印加の有無により制御する方式が考えられる。通常、インクジェット記録装置においては、印字対象物を検出するセンサからの入力信号を検知して、その信号毎に印字を行う。センサからの信号を検知して、瞬時に印字を行うためには、偏向電圧は印加した状態で待機し、帯電電圧を印加したインク粒子のみが偏向され、印字に使用される。そのため、偏向電圧が印加された場合のみシャッターを開く制御を行うことで、ウォームアップ動作や異常発生時など、ノズルからインクが噴出されているが、印字待機の状態になっていない場合には、シャッターを閉じて、防水、防塵の状態を維持できる。上述したインク噴出の有無と同様にＭＰＵ１１６から高圧電源制御回路１２６に指示する偏向電圧の印加有無に応じて、シャッター制御回路１２１に開閉の指示信号を出力すればよい。
【００２３】
これらの電磁式のシャッター機構を使用する場合には、インクジェット記録装置の非通電時にもシャッター機構は閉じておく必要があるため、非通電で閉じるシャッター機構とする必要がある。このように構成することで、電力事情の悪い環境などにおける停電発生時にも、即座にシャッターが閉じられるために、制御不能となったノズルからインクが漏れて、滴下したインクが顧客のラインや、印字対象物を汚すことも最小限に留めることが可能となる。
【００２４】
以上、上述した構成とすることで、印字ヘッド内部への液体や塵埃の侵入を防止することが可能なインクジェット記録装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施例に係るインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本実施例に係る印字ヘッド内部の構成の一例を示す図である。
【図３】本実施例に係る印字ヘッド内部の構成の一例を示す図である。
【図４】本実施例にかかるインクジェット記録装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０１…インクジェット記録装置本体、１０２…印字ヘッド、１０３…印字ヘッドカバー、１０４…印字ヘッドカバー開口部、１０５…印字ノズル、１０６…帯電電極、１０７…偏向電極、１０８…ガター、１０９…シャッター、１１０…キャップ、１１１…高圧電源、１１２…インク粒子、１１３…印字対象物、１１４…コンベア、１１５…ポンプ、１１６…ＭＰＵ、１１７…帯電電圧発生回路、１１８…励振電圧発生回路、１１９…入力パネル、１２０…表示装置、１２１…シャッター制御回路、１２２…ＲＯＭ、１２３…ＲＡＭ、１２４…記憶装置、１２５…バスライン、１２６…高圧電源制御回路
【図１】
2010069745.tif 000003
【図２】
2010069745.tif 000004
【図３】
2010069745.tif 000005
【図４】
2010069745.tif 000006