(57)【要約】【課題】メカニカルな故障も含めたポンプの故障を検知することができるポンプの故障検知装置、インクジェット記録装置、及びプログラムを提供する。【解決手段】吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより流路内の液体を移動させるポンプと、流路にそれぞれ設けられた電極と、電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換する変換回路と、変換回路の出力に基づいて、ポンプの駆動中に電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に第一の電圧範囲より低い第二の電圧範囲を検出した場合にポンプが正常に動作していると判断し、第二の電圧範囲を検出しない場合はポンプが故障したと判断する判別回路と、を備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより前記流路内の液体を移動させるポンプと、
前記吸引側の流路内と前記吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極と、
前記電極間のインピーダンスを検知し、前記インピーダンスを直流電圧に変換する変換回路と、
前記変換回路の出力に基づいて、前記ポンプの駆動中に前記電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の正常電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に前記第一の正常電圧範囲より低い第二の正常電圧範囲を検出した場合に前記ポンプが正常に動作していると判断し、前記第二の正常電圧範囲を検出しない場合は前記ポンプが故障したと判断する判別回路と、
を備えたことを特徴とするポンプの故障検知装置。
【請求項２】
前記電極は、前記ポンプからの距離が任意であることを特徴とする請求項１に記載のポンプの故障検知装置。
【請求項３】
前記電極は、前記液体と接する表面積が任意であることを特徴とする請求項１に記載のポンプの故障検知装置。
【請求項４】
前記電極に印加する交流電圧は、電圧値、又は周波数が任意であることを特徴とする請求項１に記載のポンプの故障検知装置。
【請求項５】
前記ポンプは、駆動中にインピーダンスが周期的かつ一定で変動する他の駆動方式のポンプであることを特徴とする請求項１に記載のポンプの故障検知装置。
【請求項６】
前記判別回路が正常と判断する所定の正常電圧範囲は任意であることを特徴とする請求項１に記載のポンプの故障検知装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか一項記載のポンプの故障検知装置を備え、前記ポンプにより前処理として用紙への液体の塗布を行うようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより前記流路内の液体を移動させるポンプの故障を検知する装置のコンピュータに、
変換回路が、前記吸引側の流路内と前記吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極間のインピーダンスを検知し、前記インピーダンスを直流電圧に変換する手順、
判別回路が、前記変換回路の出力に基づいて、前記ポンプの駆動中に前記電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の正常電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に前記第一の正常電圧範囲より低い第二の正常電圧範囲を検出した場合に前記ポンプが正常に動作していると判断し、前記第二の正常電圧範囲を検出しない場合は前記ポンプが故障したと判断する手順、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプの故障検知装置、インクジェット記録装置、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置において、前処理として用紙への液体の塗布を行うための液体塗布装置がある。この液体塗布装置は、用紙に液体を塗布する塗布部に液体を供給する目的で液体の流路を多数有する。この塗布用の液体は、導電性の液体である。その液体の流路中にポンプを用いている場合、そのポンプの故障を検知する為にポンプへ供給する電流を検出する手段が既に知られている。
【０００３】
電動オイルポンプの故障診断を行う目的で、電動オイルポンプに回転駆動力を与えるブラシレスモータの回転数情報、及びブラシレスモータドライバの故障情報を上位制御装置に報告する構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ポンプのメカニカルな故障を検知できない。
そこで、本発明の目的は、メカニカルな故障も含めたポンプの故障を検知することができるポンプの故障検知装置、インクジェット記録装置、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより前記流路内の液体を移動させるポンプと、前記吸引側の流路内と前記吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極と、前記電極間のインピーダンスを検知し、前記インピーダンスを直流電圧に変換する変換回路と、前記変換回路の出力に基づいて、前記ポンプの駆動中に前記電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の正常電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に前記第一の正常電圧範囲より低い第二の正常電圧範囲を検出した場合に前記ポンプが正常に動作していると判断し、前記第二の正常電圧範囲を検出しない場合は前記ポンプが故障したと判断する判別回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、メカニカルな故障も含めたポンプの故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】用紙に液体としての塗布液を塗布させる装置の一例についての説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１におけるダイアフラム型供給ポンプ５２の構造の一例について説明する図である。
【図３】本実施形態による液体検知センサを利用したダイアフラム型供給ポンプ５２の故障検知手段について説明するための説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、図３に示した回路を詳細に説明するための説明図である。
【図５】図３に示した構成において発生する電圧振幅について説明するための説明図である。
【図６】ポンプ故障チェックの動作について説明するためのフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜概  要＞
本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、メカニカルな故障も含めたポンプの故障検知に関するものであり、以下に概要を示す。
塗布液の漏液の検知やチューブ内液体の有無を検知する手段として、２本の電極を用意し、一方に交流電圧を印加し、他方を地絡させ、電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換し、基準電圧との差を比較する。液体としての塗布液の有無を検知する液体検知センサの２本の電極をそれぞれポンプの両端に接続された流路内に備え、チューブ内部の塗布液と接するようにする。ダイアフラム型のポンプ駆動時にはポンプ内部の弁が一定周期で開閉を繰り返す。この開閉に伴い電極間のインピーダンスが一定周期で変動する。つまり、インピーダンス変動を電圧に変換した電圧変動を検出し、一定の電圧変動、かつ周期的な変動であればポンプが正常に動作していることを確認することができる。また、ポンプを駆動しているにも関わらず、一定の電圧変動、又は周期的な電圧変動を検出できない場合には故障とする判断を行うことができる。
【０００９】
＜構  成＞
本実施形態について、以下、図面を用いて詳細に解説する。
図１は、用紙に液体としての塗布液を塗布させる装置の一例についての説明図である。
用紙６０に塗布液を塗布する装置は、塗布液タンク５１、ダイアフラム型の供給ポンプ５２、塗布液槽５３、塗布ローラ５４、押さえローラ５５、ソレノイドを用いた電磁弁５６、廃液タンク５７、及び各部材を接続する流路５８を有する。
ダイアフラム型の供給ポンプ５２は、駆動中にインピーダンスが周期的かつ一定で変動する他の駆動方式のポンプであってもよい。
【００１０】
塗布液タンク５１内で未使用の塗布液を保持し、チューブを用いた流路５８を通して、供給ポンプ５２で塗布液タンク５１内の未使用の塗布液を塗布液槽５３に供給する。塗布液槽５３は供給された塗布液５９を保持する。塗布ローラ５４は塗布液槽５３で保持された塗布液５９を用紙６０に塗布する。用紙６０は押さえローラ５５によって塗布ローラ５４に押し付けられる。
塗布液槽５３内の塗布液５９が経時的変化等により劣化した場合、廃液する必要がある。通常は電磁弁５６を閉じることで廃液はされないようになっているが、廃液する場合、電磁弁５６を開放し、水頭差を用いて廃液タンク５７内に塗布液５９を廃液する。
【００１１】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１におけるダイアフラム型供給ポンプ５２の構造の一例について説明する図である。
ダイアフラム型供給ポンプ５２は、駆動部７１、ダイアフラム７２、吸引側逆止弁７３、吐出側逆止弁７４、液室７５、及び流路７６を有する。
駆動部７１は、例えば、図示しないソレノイドのアクチュエータ、もしくは図示しないリンク機構とギヤードモーターとを組み合わせてダイアフラム７２を矢印方向に移動させる公知の駆動部である。駆動部７１はポンプ駆動回路１１０により駆動制御される。
吸引側逆止弁７３及び吐出側逆止弁７４は、例えばシリコーンゴムやブタジエンゴム等の柔軟性を有する材質からなる弁である。
【００１２】
ダイアフラム７２は、塗布液の吸引時には駆動部７１が上方に移動し、ダイアフラム７２を上方に引っ張る。ダイアフラム７２の上方に引っ張られることにより液室７５の内部の圧力が下がり、吸引側逆止弁７３が開き、塗布液が液室７５の内部に流入する。そのとき吐出側逆止弁７４は閉じている（図２（ａ））。
塗布液の吐出時には駆動部７１が下方に駆動し、ダイアフラム７２を下方に押す。それにより液室７５の内部の圧力が上がり、吐出側逆止弁７４が開き、塗布液が液室７５の内部から吐出される。そのとき吸引側逆止弁７３は閉じている（図２（ｃ））。
液室７５は、ダイアフラム７２の吸引動作と吐出動作とを繰り返し行うことでポンプとして機能する。
また、液室７５は、吸引動作と吐出動作の中間状態として吸引側逆止弁７３と吐出側逆止弁７４とが共に開いている状態がある（図２（ｂ））。
【００１３】
図３は、本実施形態による液体検知センサを利用したダイアフラム型供給ポンプ５２の故障検知手段について説明するための説明図である。
図４（ａ）〜（ｄ）は、図３に示した回路を詳細に説明するための説明図である。すなわち、図４（ａ）は、図３に示した変換回路、及び交流電源の回路図、図４（ｂ）は、入力電圧波形、図４（ｃ）は、接続点Ｐ１の電圧波形、図４（ｄ）は、出力電圧波形を示す図である。
【００１４】
まず液体検知センサについて説明する。
図３に示す液体検知センサは、電極１０４、１０５、ＡＤ（Analog to Digital）コンバータ１０７、判別回路１０８、制御回路１０９、及びポンプ駆動回路１１０を有する。電極１０４、１０５は、ポンプからの距離は任意である。電極１０４、１０５は、塗布液と接する表面積は任意である。電極１０４、１０５に印加する交流電圧は、電圧値、又は周波数が任意である。
電極１０４は、交流電源１０１と第１のケーブル１０２とを介して接続されている。電極１０５は、第２のケーブル１０３を介して地絡されている。変換回路１０６は、電極１０４と電極１０５との間のインピーダンスを直流電圧に変換する。
【００１５】
図４に示す変換回路１０６は、微分回路、分圧回路、及び整流回路を有する。
微分回路は交流電源１０１からの交流電圧（パルス電圧）が入力される入力端子、一端が入力端子に接続されたコンデンサＣｄ、一端が地絡し、他端がコンデンサＣｄの他端に接続された抵抗Ｒｄを有する回路である。
分圧回路は、一端がコンデンサＣｄの他端に接続され、他端が電極１０４に接続された抵抗Ｒ１、電極１０４、１０５間の塗布液のインピーダンスＲ２を有する。
整流回路は、アノードが抵抗Ｒ１の他端に接続されたダイオード（例えば、シリコンダイオード）Ｄｒ、一端がダイオードＤｒのカソードに接続され他端が地絡した抵抗Ｒｒ及びコンデンサＣｒを有する。
【００１６】
判別回路１０８は、ＡＤコンバータ１０７によって変換されたデジタルデータでダイアフラム型供給ポンプ５２の故障を検知する。制御回路１０９は、判別回路１０８からの信号を受け取り、ポンプの駆動制御に反映させる。
ここで、インピーダンスの変化は、直列接続された抵抗との分圧比によって電圧として検出される。
【００１７】
電極１０４と電極１０５との間のインピーダンスが所定値より大きかった場合、変換回路１０６によって変換される直流電圧は高くなる。逆に電極１０４と電極１０５との間のインピーダンスが所定値より小さかった場合、変換回路１０６によって変換される直流電圧は低くなる。
【００１８】
用紙６０に塗布液を塗布する装置（図１）に用いられ、図３に示した装置において、導電性の塗布液を流路内に満たし、電極１０４をダイアフラム型供給ポンプ５２の一方のチューブ１１１内に設置し、電極１０５を他方のチューブ１１２内に設置する。これにより、電極１０４が、チューブ１１１内の塗布液と接し、電極１０５がチューブ１１２内の液体と接するようにする。
ポンプ駆動回路１１０によってダイアフラム型供給ポンプ５２が駆動すると、図２を参照して説明したようにダイアフラム型供給ポンプ５２は吸引動作と吐出動作とを繰り返す。吸引側逆止弁７３もしくは吐出側逆止弁７４のいずれか一方が閉じているときは電極１０４と電極１０５との間の塗布液が吸引側逆止弁７３と吐出側逆止弁７４とで遮られるため、電極１０４、１０５間のインピーダンスが大きくなる。
しかし吸引動作と吐出動作との中間状態においては、吸引側逆止弁７３と吐出側逆止弁７４とが共に開いている状態である。このため、電極１０４と電極１０５との間の塗布液が導通し、２本の電極１０４、１０５間のインピーダンスが小さくなる。
【００１９】
結果としてダイアフラム型供給ポンプ５２の駆動時においては２本の電極１０４、１０５間のインピーダンスが大きい状態と小さい状態とが繰り返されることとなり、一定周期の電圧振幅が発生する。
このとき導電性の塗布液の導電率は１．５Ｓ／ｍとし、ダイアフラム型供給ポンプ５２から電極までの距離を例えば１０ｃｍ程度とし、交流電源を５Ｖ、６０Ｈｚとすると、振幅１．０Ｖの電圧振幅が発生する。周期はダイアフラム型供給ポンプ５２の回転数に依存する。
【００２０】
図５は、図３に示した構成において発生する電圧振幅について説明するための説明図である。
図３に示した構成において、ダイアフラム型供給ポンプ５２の駆動時においては電極１０４、１０５間のインピーダンスの変動により、変換回路１０６の出力には図５に示すような一定周期の電圧振幅が発生する。この電圧振幅の波形は正弦波となっているが、これは、吸引側逆止弁７３及び吐出側逆止弁７４が柔軟性を有するためである。
ダイアフラム型供給ポンプ５２の停止時においては一定電圧を出力する。ただし電圧は停止時の吸引側逆止弁７３もしくは吐出側逆止弁７４の状態による。
吸引側逆止弁７３もしくは吐出側逆止弁７４の何れか一方が閉じている時は電圧が高くなり、吸引側逆止弁７３と吐出側逆止弁７４とが共に開いている時は電圧が低くなる。
出力電圧差１．０［Ｖ］、周期２ｎ［ｍｓ］とする。このとき高電圧側に正常電圧範囲１を、低電圧側に正常電圧範囲２をそれぞれ設定し、正常電圧範囲１を検出後、ｎ［ｍｓ］以内に正常電圧範囲２を検出できなかった場合にはダイアフラム型供給ポンプ５２の故障であると判断する。
【００２１】
図６は、ポンプ故障チェックの動作について説明するためのフローチャートの一例である。
ポンプ故障チェック開始後、２ｎ［ｍｓ］以内に正常電圧範囲１の出力電圧を検出したか否かを判断する（ステップＳ１）。正常電圧範囲１の出力電圧を検出した場合（ステップＳ１／Ｙ）、ステップＳ２に進み、正常電圧範囲１の出力電圧を検出しない場合（ステップＳ１／Ｎ）、ダイアフラム型供給ポンプ５２が異常であると判断する（ステップＳ４）。
正常電圧範囲１の出力電圧を検出したｎ［ｍｓ］後に正常電圧範囲２の出力電圧を検出したか否かを判断する（ステップＳ２）。正常電圧範囲２の出力電圧を検出した場合（ステップＳ２／Ｙ）、ダイアフラム型供給ポンプ５２が正常であると判断する（ステップＳ３）。正常電圧範囲２の出力電圧を検出しない場合（ステップＳ２／Ｎ）、ダイアフラム型供給ポンプ５２が異常であると判断する（ステップＳ４）。
ダイアフラム型供給ポンプ５２の正常もしくは異常の判断が行われたら（ステップＳ３、Ｓ４）、ポンプ故障チェック動作を終了する（ステップＳ５）。
【００２２】
＜作用効果＞
以上において、本実施形態によれば、漏液の検知やチューブ内の塗布液の有無を検知する手段として、２本の電極を用意し、一方に交流電圧を印加し、もう一方を地絡させ、電極間のインピーダンスを検知する。検知後、インピーダンスを直流電圧に変換し、基準電圧との差を比較することで塗布液の有無を検知する液体検知センサがある。この液体検知センサの２本の電極をそれぞれポンプの両端に接続された流路内に備え、チューブ内部の塗布液と接するようにする。このとき、ダイアフラム型のポンプ駆動時にはポンプ内部の弁が一定周期で開閉を繰り返す。それに伴い２本の電極間のインピーダンスが一定周期で変動する。
つまり、本実施形態によれば、インピーダンス変動を電圧に変換した電圧変動を、ＡＤコンバータを用いて検出し、一定の電圧変動、かつ周期的な変動であればポンプが正常に動作していることを確認することができる。ポンプを駆動しているにも関わらず、一定の電圧変動、又は周期的な電圧変動を検出できない場合には故障とする判断を行うことができる。
すなわち、本実施形態によれば、メカニカルな故障も含めたポンプの故障検知ができる。
【００２３】
＜プログラム＞
以上で説明した本発明に係る装置は、コンピュータで処理を実行させるプログラムによって実現されている。コンピュータとしては、例えばパーソナルコンピュータやワークステーション等の汎用的なものが挙げられるが、本発明はこれに限定されるものではない。よって、一例として、プログラムにより本発明を実現する場合の説明を以下で行う。
【００２４】
例えば、
吸引側の流路と吐出側の流路とを両端に有し、両方の流路内に出力側に開く弁をそれぞれ配置し、容積を変化させることにより流路内の液体を移動させるポンプの故障を検知する装置のコンピュータに、
変換回路が、吸引側の流路内と吐出側の流路内とにそれぞれ設けられた電極間のインピーダンスを検知し、インピーダンスを直流電圧に変換する手順、
判別回路が、変換回路の出力に基づいて、ポンプの駆動中に電極間のインピーダンスが周期的に変動することを利用し、第一の電圧範囲を検出した後に、所定の時間後に第一の電圧範囲より低い第二の電圧範囲を検出した場合にポンプが正常に動作していると判断し、第二の電圧範囲を検出しない場合はポンプが故障したと判断する手順、
を実行させるプログラムが挙げられる。
【００２５】
これにより、プログラムが実行可能なコンピュータ環境さえあれば、どこにおいても本発明に係るポンプの故障検知装置及びインクジェット記録装置を実現することができる。
【００２６】
＜記憶媒体＞
このようなプログラムは、コンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記憶されていてもよい。
記憶媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ（CD Recordable）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＦｅＲＡＭ（強誘電体メモリ）等の半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disc Drive）が挙げられる。
【００２７】
なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００２８】
５１    塗布液タンク
５２    ダイアフラム型供給ポンプ
５３    塗布液槽
５４    塗布ローラ
５５    押さえローラ
５６    電磁弁
５７    廃液タンク
５８、７６    流路
５９    塗布液
６０    用紙
７１    駆動部
７２    ダイアフラム
７３    吸引側逆止弁
７４    吐出側逆止弁
７５    液室
１０１    交流電源
１０２    第１のケーブル
１０３    第２のケーブル
１０４、１０５    電極
１０６    変換回路
１０７    ＡＤＣ
１０８    判別回路
１０９    制御回路
１１０    ポンプ駆動回路
１１１、１１２    チューブ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２０１０−１８３７８７号公報
【図１】
2014101759.tif 000003
【図２】
2014101759.tif 000004
【図３】
2014101759.tif 000005
【図４】
2014101759.tif 000006
【図５】
2014101759.tif 000007
【図６】
2014101759.tif 000008