(57)【要約】      （修正有）【課題】リーク検知のための専用センサを不要とし、コストを増加せずにインクあるいは溶剤のリーク検知を実現するインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクを飛翔させて印字を行うインクジェット記録装置において、インクまたは溶剤を収容するための液体容器２０１，２０３と、液体容器に設けられた液面レベルを検知する液面検知手段２０４と、制御部と、表示部と、を備え、制御部で液面検知手段２０４により検知した液面レベルの変化時間が、設定された印字条件における液面レベルの変化時間よりも大きい場合に、表示部に警報を表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを飛翔させて印字を行うインクジェット記録装置において、
インクまたは溶剤を収容するための液体容器と、
前記液体容器に設けられた液面レベルを検知する液面検知手段と、
制御部と、
表示部と、を備え、
前記制御部で前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、設定された印字条件における液面レベルの変化時間よりも大きい場合に、前記表示部に警報を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、
過去の液面レベルの変化時間を記憶する記憶手段を有し、
前記制御部で前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、設定された印字条件における液面レベルの変化時間よりも大きく、
さらに、前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、前記記憶手段に記憶された過去の液面レベルの変化時間よりも大きい場合に、前記表示部に警報を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインクジェット記録装置において、
前記液面検知手段は、インクまたは溶剤の前記液体容器の液面レベルを２点以上または連続的に検知可能なセンサであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
インクを飛翔させて印字を行うインクジェット記録装置において、
インクあるいは溶剤を補充する補充容器を取り付け可能なインクまたは溶剤を収容するための液体容器と、
前記液体容器に取り付けてインクまたは溶剤容器に液面レベルを検知する液面検知手段と、
制御部と、
表示部と、を備え、
インクあるいは溶剤の補充容器を前記液体容器に取り付けて行うインクあるいは溶剤補給時において、前記制御部で前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、設定されたインクあるいは溶剤補給による液面上昇時間よりも大きい場合に、前記表示部に警報を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項４に記載のインクジェット記録装置であって、
過去の液面レベルの変化時間を記憶する記憶手段を有し、
前記制御部で前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、設定されたインクあるいは溶剤補給による液面上昇時間よりも大きく、
さらに、前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、前記記憶手段に記憶された過去のインクあるいは溶剤補給による液面上昇時間よりも大きい場合に、前記表示部に警報を表示することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のインクジェット記録装置において、
前記液面検知手段は、インクまたは溶剤の前記液体容器の液面レベルを２点以上または連続的に検知可能なセンサであることを特徴とする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、インクあるいは溶剤のリーク検知機能を備えたインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加圧インクをノズルより噴出し、文字信号となる帯電電圧を帯電電極に印加することで、このインク粒子に電荷を付与し、この帯電粒子を偏向電界中で垂直偏向させ、インク粒子の偏向方向とほぼ垂直に移動する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は、食品他への賞味期限の印字などの用途で実用化されている。そのようなインクジェット記録装置において、なんらかの原因で、経路（チューブや接続部）、容器からのインク・溶剤のリーク（漏れ）が発生することがあるが、これを完全に予防することは難しいため、リーク検知を行うことが望ましい。
【０００３】
非特許文献１に記載のように、従来、リーク検知を行うために、リーク検知専用のセンサを装置内の床面部に備え、そのセンサにより床面部に溜まったインク・溶剤を検知することでリークの発生を検出する方式が一般的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】紀州技研工業株式会社発行  ＫＧＫＪＥＴ  ＣＣＳ３０００取扱説明書（操作編・保守編２１３ページ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１に記載の技術では、専用のセンサを必要とすることから、コストの増加、センサ配置における構造上の制約、製造上の工数増加などの欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明はリーク検知のための専用センサを不要とし、コストを増加せずにインクあるいは溶剤のリーク検知を実現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】
【０００７】
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。
【０００８】
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、「インクを飛翔させて印字を行うインクジェット記録装置において、インクまたは溶剤を収容するための液体容器と、前記液体容器に設けられた液面レベルを検知する液面検知手段と、制御部と、表示部と、を備え、前記制御部で前記液面検知手段により検知した液面レベルの変化時間が、設定された印字条件における液面レベルの変化時間よりも大きい場合に、前記表示部に警報を表示すること」を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コストを増加せずにインクあるいは溶剤のリーク検知を実現するインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】インクジェット記録装置の構成を示した説明図である。
【図２】インクジェット記録装置のインク・溶剤経路、容器、センサ配置を示した説明図である。
【図３】カートリッジ式で補助容器を持つインクジェット記録装置の説明図である。
【図４】リーク検知の実施例１を示したフローチャートである。
【図５】リーク検知の実施例２を示したフローチャートである。
【図６】カートリッジ交換時の液面レベル変化を利用したリーク検知方法のフローチャートである。
【図７】液面レベル検知が１点の場合のリーク検知方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
インクと溶剤を蓄える容器を備え、また、必要に応じてそれらを混合、または粘度調整することを目的とした容器を備え、それらの各容器に液面を検知する手段を備える、連続式インクジェット記録装置において、液面レベルの変化を時間とともに監視することで、リーク発生有無の検知を実現した。
【００１２】
本発明の実施の形態例を、図を用いて説明する。図１は本実施例におけるインクジェット記録装置の代表的な構成を示すブロック図である。
【００１３】
インクジェット記録装置は、ＩＪＰ全体を制御するＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）１０１と、ＭＰＵ１０１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またはフラッシュメモリ１０２と、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ＲＡＭ１０３を有する。
【００１４】
プログラムや印字データなどを記憶する外部記憶装置１２０と接続可能であり、代表的なものとしてＵＳＢメモリなどがある。また、印字内容や設定値等を入力する入力パネル１０４、入力されたデータ及び印字内容等を表示する表示装置１０５、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１０６を有する。
【００１５】
また、ノズル１０９に接続された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１０８、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１０７を有する。また、ロータリーエンコーダ１１９によってコンベアの移動速度に応じてパルス信号を発生する。ロータリーエンコーダはインクジェット記録装置には内蔵されず、コンベアに設置されるもので、既存のものを使用したり、ユーザーが新たに準備する場合など使用されるロータリーエンコーダの種類は多岐に渡る。
【００１６】
印字対象物を検出するセンサ１２２は、光電センサなどが使用されることが多く、印字物が光を遮る間信号を出力する方式が一般的である。
【００１７】
次に印字、インク循環部の構成概要を説明する。ノズル１０９から噴出されるインク柱１１０は、励振電圧発生回路１０８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１１３となる。帯電電圧発生回路１０７により生成された電圧は、帯電電極１１１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１１３は、偏向電極１１２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１１６により移動する被印字物１１５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１１４により回収され、ポンプ１１７により再びノズル１０９へ供給される。
【００１８】
図２はインクジェット記録装置の配管図の一例である。主な構成部品としては、インク容器２０１、インク粘度調整用容器２０２、溶剤容器２０３、これら容器に備わる液面レベルを検知する液面レベルセンサ２０４、インクの粘度を測定する粘度計２０５、インク・溶剤を送出または吸引するためのポンプ１１７、インク・溶剤を封止するための電磁弁２０７、インク・溶剤を噴出するノズル１０９、ノズルから噴出されたインク・溶剤を回収するガター１１４がある。
【００１９】
液面レベルセンサ２０４としては、導電性を有した単一または長さの異なる複数の棒または板状のセンサを用いて、その電気的な導通の有無により液面を検出する方法、液体に浮かぶフロートの浮き沈みをセンサにより検出し、液面を検知する方法、非接触で赤外線により液面を検知する方法、静電容量の変化により液面を検知する方法、その他にソフトウェアにより、使用量・消費量を計算して液面を算出する方法などがある。また、これらの方式は液面レベルを断続的にあるポイントで検知可能な方式と、液面レベルを連続的に検知可能な方式とに分けることができる。
【００２０】
これらセンサを備えた容器側にも種類があり、キャップを備え、自由に注ぎ足しが可能な方式（以下、注ぎ式）と、専用の接続口を備え、容器ごと交換する方式（以下、カートリッジ式）の２種類がある。さらに、カートリッジ式には、図２においてインク容器２０１がインクカートリッジ、溶剤容器２０３が溶剤カートリッジに相当し、カートリッジ容器から直接インク・溶剤を供給する方式と、図３に示すようなインクカートリッジ２０８、溶剤カートリッジ２０９内のインク・溶剤を一時的に別のインク補助容器２１０または溶剤補助容器２１１に蓄え、その補助容器から印字、粘度調整、洗浄などに必要なインク・溶剤を供給する方式がある。また、注ぎ式、カートリッジ式いずれの方式においても、インク粘度調整用容器を持つ構成と、持たない構成のものがある。
【００２１】
上記のようにインクあるいは溶剤の供給構成はさまざまあるが、ここでは実施例の１つとして、図３に示すインク・溶剤にそれぞれカートリッジ式容器２０８、２０９と補助容器２１０、２１１を備え、その補助容器に連続的に液面レベルの検知が可能なセンサを備えたインクジェット記録装置における具体的なリーク検知方法を以下に示す。ただし、本実施例における発明構成は、以下の具体的な構成に限定されるものではなく、発明の本質を異にしない範囲で適宜変更可能である。
【００２２】
まず初めに、リークが発生していない場合の液面の変化について説明する。インク・溶剤の補助容器２１０、２１１の残量が十分にある場合、検知される液面は、印字や粘度の調整、インクを噴出するノズル１０９の洗浄、容器その他経路での揮散などによって消費された量だけ、時間とともに徐々に下がっていく。
【００２３】
インクジェット記録装置の使用とともに液面は下がり、ある特定の液面まで来ると、インク・溶剤の残量が少ない旨のメッセージ、またはカートリッジ２０８、２０９の交換を促すメッセージ、あるいはアイコンなどによる表示がなされ、ユーザーはカートリッジ２０８、２０９の交換を実施する。カートリッジ交換により、液面は残量が十分にある状態まで短時間で上昇する。リークがない正常な状態においては、上述の液面変化を繰り返すことになる。
【００２４】
次にリークが発生している場合の液面の変化とリーク有無の判定について説明する。リークが発生している状態においては、正常時の消費量に加え、リークによる消費が上乗せされるため、使用中の液面の低下が正常時に比べ早くなる。この点を利用することでリーク発生の有無を判定することができる。
【００２５】
液面の低下にかかる時間は、印字内容、インク種類、使用環境、使用方法により異なるが、理論上の消費量を計算により推定可能であるため、その理論上の消費量に基づいた推定時間と、実際にかかった時間を比較することで判定を行うことができる。また、過去の液面レベルの変化を記録しておき、その時間との比較を判定に用いることも可能であり、この２つを併用することで、リーク発生有無の判定精度を高めることが可能となる。
【００２６】
図４は本発明におけるリーク有無の判定方法についてフローチャートにて説明したものである。このフローチャートでは、判定処理の開始基準位置とする初期的な液面レベルをレベル１とし、インク・溶剤が消費され液面レベル低下後の判定処理の終了基準位置をレベル２と定義する。まず初めに、液面レベルがレベル１まで低下するまで、すなわち液面レベルがレベル１よりも上にあったものが、レベル１を下回り、センサとして見ればレベル１を非検知の状態になるまで、液面レベル検知処理を繰り返し実行する。
【００２７】
次に液面レベルがレベル１に達すると、その時刻をフラッシュメモリ１０２やＲＡＭ１０３などに記憶する。続いてその時点における印字内容、周囲温度などから判定に用いる基準時間すなわち判定時間の計算を行う。
【００２８】
その後、印字内容の変更や周囲温度の変化などを監視し、インク・溶剤の消費量に影響を及ぼすような条件変化があれば、その都度判定時間の再計算を実施する。条件変化が無かった場合は、液面レベルが判定処理の終了基準位置であるレベル２に到達したかどうか（レベル２を下回ったかどうか）を監視するため、液面レベルの検知処理を実行する。液面レベルがレベル２に到達するまで本処理を繰り返す。
【００２９】
液面レベルがレベル２に達した場合は、先に記憶しておいた開始基準位置であるレベル１の検知時刻から実際にレベル１からレベル２到達までに要した経過時間を計算する。
【００３０】
最後に経過時間と判定時間を比較し、経過時間の方が短ければ、リーク発生有りと判断し、メッセージ表示など必要な処理を実行する。経過時間と判定時間が同じ、もしくは予め設定された許容範囲内に収まっている場合は、レベル１の検知処理を開始する。この後、通常の使用においては、インク・溶剤が補充されるため、レベル１の検知処理以降を繰り返すことになる。
【００３１】
図５は図４に示したフローチャートに、過去の同条件における実際の経過時間との比較処理を追加した場合のフローチャートである。本フローチャートにおいては、レベル２検知後に経過時間を計算し、その値をその時点における条件とともにフラッシュメモリ１０２やＲＡＭ１０３などに記憶する。
【００３２】
その後、リーク有無の判定処理において、計算によって求めた判定時間による判定と合わせ、記憶されている過去の実際の経過時間との判定を併用することで、判定精度を高めることができる。このように過去の実際の経過時間を蓄積しておくことで、個々のインクジェット記録装置のバラツキや、インク種類、使用環境、使用条件の違いによる、計算による推定時間との差の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００３３】
以上の実施例は液面レベルを２点以上検知可能な構成であれば、いずれの方式の液面レベルセンサにも適用が可能である。
【００３４】
本実施例においては、インク・溶剤補助容器にて検出を行うため、補助容器そのもの、または補助容器から先の経路におけるインク・溶剤のリークが検知可能であるが、カートリッジと補助容器を持つ構成の場合には、カートリッジ交換時の補助容器の液面レベルの変化を監視することによっても、リーク発生有無の検知が可能である。
【００３５】
本構成の場合には、カートリッジを交換する度に、補助容器の液面レベルは一旦上昇し、その後使用とともに液面レベルは低下していくという動作を繰り返す。このときリークが発生している場合には、正常時に比べ、カートリッジからの充填による液面レベルの上昇にかかる時間が長くなるか、所定の液面レベルまで上昇する前に、カートリッジからの充填が完了し、再び液面レベルは下降に転じるため、このような検知動作を行った場合にも、リークが発生していると判定することが可能である。
【００３６】
図６はカートリッジ交換時の液面レベル変化を利用したリーク検知方法をフローチャートにより示したものである。ここではカートリッジ交換が可能な液面レベルをレベル２、それよりも上に位置する液面レベルをレベル１と定義する。初めにカートリッジ交換が可能な状態にあるとすると、液面レベルがレベル２を下回っている状態であるため、液面レベルがレベル２を検知するまで、検知処理を繰り返す。
【００３７】
次に、カートリッジが交換されると、カートリッジから補助容器にインク・溶剤が補充されるため、液面レベルは上昇し、レベル２が検知される。その時の時刻をフラッシュメモリ１０２やＲＡＭ１０３などに記憶しておく。また、同時にタイマーもスタートさせ、経過時間も計測する。ここではインク・溶剤は比較的短い時間で補充されるため、タイマーも併用している。
【００３８】
補充されたインク・溶剤により液面レベル１が検知されるまで、検知処理を繰り返す。レベル１が検知された場合は、レベル２を検知してからの経過時間を計算し、予め設定された判定時間との比較を行う。
【００３９】
経過時間が判定時間より長い場合は、リークが発生していると判定する。また、リーク量が多い場合には、レベル１を検知する前に、カートリッジから補助容器への充填が完了してしまう可能性があるため、タイマーの値により予め設定された規定時間との比較も行い、タイマー値が規定時間を超えた場合は、処理を中断し、リークが発生していると判定する。
【００４０】
また、本判定方法によれば、補助容器以降のリーク以外に、カートリッジと補助容器の接続部に問題が発生している場合も、それを異常として検知可能である。
【００４１】
上述した実施例以外の容器構成、例えば、カートリッジ式で補助容器を用いない方式においても、カートリッジを補助容器と見なして、インク・溶剤の液面レベル（残量）を監視し、液面の低下にかかる時間によりリーク有無の検知が可能である。
【００４２】
さらに、カートリッジ式ではなく、注ぎ式においても同様の判定処理によりリーク有無の検知が可能である。
【００４３】
以上、２点以上の液面レベル検知が可能な構成におけるリーク有無検知方法について述べたが、液面レベル検知が１点しかない場合のリーク有無検知方法について、以下に説明する。
【００４４】
液面レベル検知が１点の場合には、そのレベルを検知しているか、していないかの情報しかないため、その経過時間を用いて、同様の判定を行う必要があり、インク・溶剤の補充有無が関係するため、注ぎ式のように、いつでも任意量のインク・溶剤を補充可能な場合には適用が不可能で、カートリッジ式かつ補助容器を持つ構成の場合のみに適用可能である。
【００４５】
具体的な判定処理を図７のフローチャートに示す。このフローチャートでは、判定処理の基準位置とする液面レベルをレベル１とする。この液面レベル１は、カートリッジ交換が可能な液面レベルを示し、レベル１非検知時にカートリッジ交換が可能、インク・溶剤の補充はカートリッジ交換のみによるものとする。
【００４６】
すなわち、レベル１の検知有無が変化するのは、カートリッジ交換時のみであることを意味する。本前提において、まず初めに、カートリッジが交換されるのを待つために、液面レベルがレベル１を上回り、検知した状態になるまで、液面レベル検知処理を繰り返し実行する。
【００４７】
次に液面レベルがレベル１に達すると、その時刻をフラッシュメモリ１０２やＲＡＭ１０３などに記憶する。続いてその時点における印字内容、周囲温度などから判定に用いる基準時間すなわち判定時間の計算を行う。
【００４８】
その後、印字内容の変更や周囲温度の変化などを監視し、インク・溶剤の消費量に影響を及ぼすような条件変化があれば、その都度判定時間の再計算を実施する。条件変化が無かった場合は、次に液面レベルがレベル１を非検出の状態、すなわち液面レベルが低下し、レベル１を下回ったかどうかを判定する。
【００４９】
レベル１を下回った場合には、前回レベル１を検知した時点から、カートリッジにより補充されたインク・溶剤が全量消費されたと見なすことができるため、その時刻から全量消費に要した経過時間を計算し、メモリに記憶する。
【００５０】
最後に経過時間と判定時間を比較し、経過時間の方が短ければ、次に過去の実際の経過時間のデータとの比較判定も行い、それでも経過時間が短い場合は、リーク発生有りと判断し、メッセージ表示など必要な処理を実行する。
【００５１】
経過時間と判定時間が同じ、もしくは予め設定された許容範囲内に収まっている場合は、フローチャートの初めに戻り、レベル１の検知処理を開始する。この後、通常の使用においては、インク・溶剤が補充されるため、レベル１の検知処理以降を繰り返すことになる。
【００５２】
上記実施例に示した容器構成またはそれ以外の構成のインクジェット記録装置においても、それらの容器に液面レベルセンサを備えていれば、同様の方法によりリーク検知が可能である。例えば、図２、図３に示した構成においては、インク粘度調整用容器にも液面レベルセンサを備えているため、インク粘度調整用容器単独、または、インク容器、溶剤容器と併用したリーク検知も可能である。
【００５３】
インク粘度調整用容器の液面レベル変化によりリーク検知を行えば、その容器自体または、インク・溶剤容器には直接接続されていない経路でのリーク検知が可能となる。また、インク・溶剤容器単独ではレベル変化に時間がかかる場合に、より早い検知が可能となる。さらに、インク・溶剤容器とインク粘度調整用容器の両方の液面レベル変化を併用すれば、より精度が高く、検知までの時間を短縮した検知が可能となる。
【００５４】
以上により説明した手段を用いることで、専用のリークセンサを用いることなく、コストを増加せずにインクあるいは溶剤のリーク検知を実現するインクジェット記録装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０１    ＭＰＵ
１０２    ＲＯＭ
１０３    ＲＡＭ
１０４    入力パネル
１０５    表示装置
１０６    バスライン
１０７    帯電電圧発生回路
１０８    励振電圧発生回路
１０９    ノズル
１１０    インク柱
１１１    帯電電極
１１２    偏向電極
１１３    インク粒子
１１４    ガター
１１５    被印字物
１１６    搬送用コンベア
１１７    ポンプ
１１９    ロータリーエンコーダ
１２２    印字物検出器
２０１    インク容器
２０２    インク粘度調整用容器
２０３    溶剤容器
２０４    液面レベルセンサ
２０５    粘度計
２０７    電磁弁
２０８    インクカートリッジ
２０９    溶剤カートリッジ
２１０    インク補助容器
２１１    溶剤補助容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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