JP5882767B2 - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドからインク滴を吐出して印刷用紙に印刷を行うインクジェット印刷装置に係り、特に、インクジェットヘッドに電圧を供給する技術に関する。

従来、この種の装置として、インク滴を吐出する複数個のインクジェットヘッドと、各インクジェットヘッドを駆動するための電圧を供給する複数個の電源回路とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）具体的には、各インクジェットヘッドは、いずれか一つの電源回路に接続され、接続された電源回路だけから電圧を供給されている。

特開２００９−２８５９９８号公報（図６）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、各インクジェットヘッドが、複数個の電源回路のうちいずれか一つだけから電圧の供給を受けている。そのため、一つの電源回路が故障した場合には、その電源回路に接続されたインクジェットヘッドがインク滴を吐出することができない。このような事態が生じると、電源回路を交換するまでの間、インクジェット印刷装置による印刷を停止させざるを得ず、電源回路のトラブルに起因してスループットが低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、電源回路の一部を共有可能に切り換えられる構成を採用することにより、電源回路のトラブルに起因するスループットの低下を防止できるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、印刷用紙に対してインク滴を吐出させて印刷を行うインクジェット印刷装置において、入力された電気信号に応じて前記印刷用紙に対して同時にインク滴を吐出可能であって、前記印刷用紙が搬送される方向に対して直交する方向に配設された少なくとも３個のインクジェットヘッドと、前記各インクジェットヘッドに駆動電圧を供給する少なくとも３個の電源回路と、前記各インクジェットヘッドと前記各電源回路との間に介在し、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとをそれぞれ電気的に接続するとともに、前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、前記故障した電源回路に対応する前記インクジェットヘッドに前記故障した電源回路以外の電源回路を電気的に接続することにより、前記各インクジェットヘッドに駆動電圧を供給できるように電気的な接続を切り換える切り換えスイッチであって、前記電源回路に故障がないとき、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとを１対１で電気的に接続し、前記電源回路の１個が故障したとき、前記故障した電源回路に対応する前記インクジェットヘッドを含む全てのインクジェットヘッドと前記故障した電源回路以外の全ての電源回路とを電気的に接続する切り換えスイッチと、を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、電源回路の１個に故障が生じた場合には、切り換えスイッチが故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドに故障した電源回路以外の電源回路を電気的に接続するように接続を切り換える。したがって、電源回路の一部を３個のインクジェットヘッドで共有することができるので、１個の電源回路に故障が生じても電源回路の交換のために装置を停止させる必要がない。その結果、装置のスループットの低下を防止することができる。

また、本発明において、前記各電源回路の異常動作を監視する電源監視回路と、前記電源監視回路が前記電源回路の１個に故障を検出した場合、前記故障した電源回路を前記インクジェットヘッドから切り離し、前記故障した電源回路以外の電源回路と、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドとを電気的に接続するように前記切り換えスイッチを操作する制御部と、をさらに備えていることが好ましい（請求項２）。

各電源回路の異常動作を電源監視回路が監視するので、いずれかの電源回路に故障が生じたことを確実に検出できる。その結果を受けて制御部が切り換えスイッチを操作するので、確実に駆動電圧を切り換えることができる。

また、本発明において、前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッド及び前記インクジェットヘッドを除いた残りのインクジェットヘッドからのインク滴の吐出速度を遅くさせる吐出制御回路をさらに備えていることが好ましい（請求項３）。

電源回路の一部を共有するので、電源回路の電源容量を超える恐れがある。そのため、通常動作を継続すると動作が不安定になる可能性があるが、吐出制御回路によりインク滴の吐出速度を遅くさせるので、電源回路の電源容量の範囲内で動作を継続させることができる。したがって、印刷速度が低下するものの、印刷動作を安定して継続させることができる。

また、本発明において、前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、印刷用紙と前記各インクジェットヘッドとの相対移動速度を遅くさせる移動制御回路をさらに備えていることが好ましい（請求項４）。

電源回路の一部を共有するので、電源回路の電源容量を超える恐れがある。そのため、通常動作を継続すると動作が不安定になる可能性があるが、移動制御回路により相対移動速度を遅くさせるので、インクジェットヘッドからのインク滴の吐出も遅くされ、電源回路の電源容量の範囲内で動作を継続させることができる。したがって、印刷速度が低下するものの、印刷動作を安定して継続させることができる。

また、本発明において、前記切り換えスイッチは、前記電源回路の１個が故障した後で装置が起動された場合、前記故障した電源回路以外の電源回路と、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドとの電気的接続から、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとをそれぞれ電気的に接続する状態に切り換えることが好ましい（請求項５）。

電源回路に異常が生じて切り換えスイッチが切り換えられた後、印刷動作を継続させるが、印刷処理に支障が生じないタイミングで装置を停止させる。そして、故障した電源回路を新たなものに交換し、装置を起動する。その時点では、切り換えスイッチが各電源回路と各インクジェットヘッドとを一対一で電気的に接続した状態となるので、装置を起動した直後から、電源回路に異常が生じた際の電源回路の一部共有に備えることができる。

また、本発明において、少なくとも３個の前記インクジェットヘッドによって一つの吐出モジュールを構成していることが好ましい（請求項６）。

本発明に係るインクジェット印刷装置によれば、電源回路の１個に故障が生じた場合には、切り換えスイッチが故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドに故障した電源回路以外の電源回路を電気的に接続するように接続を切り換える。したがって、電源回路の一部を３個のインクジェットヘッドで共有することができるので、１個の電源回路に故障が生じても電源回路の交換のために装置を停止させる必要がない。その結果、装置のスループットの低下を防止することができる。

実施例に係るインクジェット印刷システムの全体を示す概略構成図である。 印刷ヘッドの周辺回路を含むブロック図である。 第１の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図である。 第２の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図である。 第３の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明する。
図１は、実施例に係るインクジェット印刷システムの全体を示す概略構成図である。

本実施例に係るインクジェット印刷システムは、給紙部１と、インクジェット印刷装置３と、排紙部５とを備えている。

給紙部１は、ロール状の連続紙ＷＰを水平軸周りに回転可能に保持し、インクジェット印刷装置３に対して連続紙ＷＰを巻き出して供給する。インクジェット印刷装置３は、連続紙ＷＰに対して印刷を行う。排紙部５は、インクジェット印刷装置３で印刷された連続紙ＷＰを水平軸周りに巻き取る。連続紙ＷＰの供給側を上流とし、連続紙ＷＰの排紙側を下流とすると、給紙部１はインクジェット印刷装置３の上流側に配置され、排紙部５はインクジェット印刷装置３の下流側に配置されている。

インクジェット印刷装置３は、給紙部１からの連続紙ＷＰを取り込むための駆動ローラ７を上流側に備えている。駆動ローラ７によって給紙部１から巻き出された連続紙ＷＰは、複数個の搬送ローラ９に沿って下流側の排紙部５に向かって搬送される。最下流の搬送ローラ９と排紙部５との間には、駆動ローラ１１が配置されている。この駆動ローラ１１は、搬送ローラ９上を搬送されている連続紙ＷＰを排紙部５に向かって送り出す。

インクジェット印刷装置３は、駆動ローラ７と駆動ローラ１１との間に、印刷ユニット１３と、乾燥部１５と、検査部１７とを上流側からその順で備えている。乾燥部１５は、印刷ユニット１３によって印刷された部分の乾燥を行う。検査部１７は、印刷された部分に汚れや抜け等がないかを検査する。

印刷ユニット１３は、インク滴を吐出する印刷ヘッド１９を備えている。印刷ユニット１３は、連続紙ＷＰの搬送方向に沿って複数個配置されているのが一般的である。例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）について個別に４個の印刷ユニット１３を備えている。しかし、以下においては、発明の理解を容易にするために、１個の印刷ユニット１３だけを備えているものとして説明する。また、印刷ユニット１３は、連続紙ＷＰの幅方向（紙面の奥手前方向）における印刷領域を移動することなく印刷できるだけの印刷ヘッド１９を複数個備えている。つまり、本実施例におけるインクジェット印刷装置３は、印刷ヘッド１９が連続紙ＷＰの搬送方向に直交する方向に主走査のために移動することがなく、位置固定のままで連続紙ＷＰを副走査方向に送りながら連続紙ＷＰに対して印刷を行う。なお、このような構成は、１パス機と呼ばれる。

駆動ローラ７，１１、印刷ユニット１３、乾燥部１５、検査部１７は、制御部２１によって統括的に制御される。制御部２１は、ＣＰＵやメモリなどを備えており、連続紙ＷＰに印刷する画像のデータを印刷ユニット１３に送るとともに、印刷速度や印刷ユニット１３におけるインク滴の吐出速度等に応じて駆動ローラ７，１１の駆動速度を操作する。

次に、図２〜図５を参照して、印刷ヘッド１９について説明する。なお、図２は、印刷ヘッドの周辺回路を含むブロック図である。また、図３は、第１の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図であり、図４は、第２の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図であり、図５は、第３の電源回路が故障した際の動作を示すブロック図である。

印刷ヘッド１９は、吐出モジュール２３と、駆動信号モジュール２５と、切り換えスイッチ２７と、第１の電源回路２９と、第２の電源回路３１と、第３の電源回路３３と、電源監視回路３５とを備えている。

吐出モジュール２３は、インク滴を吐出するための複数個のノズルを備えたノズルユニットＭ１〜Ｍ２０を主走査方向に配置され、かつ、一つおきに副走査方向にずらして配置された千鳥配列で構成されている。ここでは、ノズルユニットＭ１〜Ｍ４，Ｍ１１〜Ｍ１４をインクジェットヘッドＩＨ１とし、ノズルユニットＭ５〜Ｍ８，Ｍ１５，Ｍ１６をインクジェットヘッドＩＨ２とし、ノズルユニットＭ９，Ｍ１０，Ｍ１７〜Ｍ２０をインクジェットヘッドＩＨ３とする３個のインクジェットヘッドＩＨ１〜ＩＨ３で構成されているものとする。

駆動信号モジュール２５は、インクジェットヘッドＩＨ１に対して画像のデータに応じた信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ１〜ＤＲＢ４と、インクジェットヘッドＩＨ２に対して画像のデータに応じた信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ５〜ＤＲＢ７と、インクジェットヘッドＩＨ３に対して画像のデータに応じた信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ８〜ＤＲＢ１０とを備えている。

駆動信号基板ＤＲＢ１は、ノズルユニットＭ１，Ｍ２に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ２は、ノズルユニットＭ１１，Ｍ１２に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ３は、ノズルユニットＭ３，Ｍ４に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ４は、ノズルユニットＭ１３，Ｍ１４に接続されている。また、駆動信号基板ＤＲＢ５は、ノズルユニットＭ５，Ｍ６に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ６は、ノズルユニットＭ１５，Ｍ１６に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ７は、ノズルユニットＭ７，Ｍ８に接続されている。また、駆動信号基板ＤＲＢ８は、ノズルユニットＭ１７，Ｍ１８に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ９は、ノズルユニットＭ９，Ｍ１０に接続され、駆動信号基板ＤＲＢ１０は、ノズルユニットＭ１９，Ｍ２０に接続されている。

第１の電源回路２９と、第２の電源回路３１と、第３の電源回路３３とは、駆動信号モジュール２５に対して、その動作に必要な電圧を供給する。具体的には、第１の電源回路２９は、インクジェットヘッドＩＨ１に信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ１〜ＤＲＢ４に対して電圧を供給する。第２の電源回路３１は、インクジェットヘッドＩＨ２に信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ５〜ＤＲＢ７に対して電圧を供給する。第３の電源回路３３は、インクジェットヘッドＩＨ３に信号を出力する駆動信号基板ＤＲＢ８〜ＤＲＢ１０に対して電圧を供給する。

切り換えスイッチ２７は、第１の電源回路２９と、第２の電源回路３１と、第３の電源回路３３と、駆動信号モジュール２５との間に配置されている。切り換えスイッチ２７は、第１の切り換えスイッチ群４１と、第２の切り換えスイッチ群４３と、第３の切り換えスイッチ群４５とを備えている。

第１の切り換えスイッチ群４１は、第１の電源回路２９が正常動作している場合には、第１の電源回路２９を、インクジェットヘッドＩＨ１の駆動信号基板ＤＲＢ１〜ＤＲＢ４だけに電気的に接続する（図２）。一方、第１の電源回路２９だけが異常動作となった場合には、第２の電源回路３１を駆動信号基板ＤＲＢ１，ＤＲＢ２にも接続し、第３の電源回路３３を駆動信号基板ＤＲＢ３，ＤＲＢ４にも接続する（図３）。

第２の切り換えスイッチ群４３は、第２の電源回路３１が正常動作している場合には、第２の電源回路３１とインクジェットヘッドＩＨ２の駆動信号基板ＤＲＢ５〜ＤＲＢ７とを電気的に接続する（図２）。一方、第２の電源回路３１だけが異常動作となった場合には、第１の電源回路２９を駆動信号基板ＤＲＢ５にも接続し、第３の電源回路３３を駆動信号基板ＤＲＢ６，ＤＲＢ７にも接続する（図４）。

第３の切り換えスイッチ群４５は、第３の電源回路３３が正常動作している場合には、第３の電源回路３３とインクジェットヘッドＩＨ３の駆動信号基板ＤＲＢ８〜ＤＲＢ１０とを電気的に接続する（図２）。一方、第３の電源回路３３だけが異常動作となった場合には、第１の電源回路２９を駆動信号基板ＤＲＢ８にも接続し、第２の電源回路３１を駆動信号基板ＤＲＢ９，ＤＲＢ１０にも接続する（図５）。

第１の電源回路２９と、第２の電源回路３１と、第３の電源回路３３の電圧出力ラインには、電源監視回路３５が接続されている。この電源監視回路３５は、電圧の信号レベルを監視しており、所定の信号レベルを電圧が下回った場合には、どの電源回路が異常動作となったかを制御部２１に対して出力する。制御部２１は、電源監視回路３５からの異常動作通知を受けて、異常動作となった電源回路を停止させるとともに、切り換えスイッチ２７を操作する。その操作は、上述した「異常動作となった場合」のように行われる。

また、制御部２１は、故障により「異常動作」となった場合には、上述したように切り換えスイッチ２７を操作するとともに、次のような操作を行うことが好ましい。

駆動信号基板ＤＲＢ１〜ＤＲＢ１０に対して、インク滴の吐出速度を低下させる「吐出調整」を行わせる。また、駆動ローラ７，１１の回転速度を低下させる「速度調整」を行わせる。

なお、制御部２１が本発明における「吐出制御回路」及び「移動制御回路」に相当する。

上述した「異常動作」となった場合には、電源回路の一部を共有するので、電源回路の電源容量を超える恐れがある。そのため、印刷のために通常動作を継続すると動作が不安定になる可能性があるが、制御部２１によりインク滴の吐出速度を遅くさせるので、電源回路の電源容量の範囲内で動作を継続させることができる。したがって、印刷速度が低下するものの、印刷動作を安定して継続させることができる。また、制御部２１により相対移動速度を遅くさせるので、インク滴の吐出も遅くされ、電源回路の電源容量の範囲内で動作を継続させることができる。したがって、印刷速度が低下するものの、印刷動作を安定して継続させることができる。

また、上述した切り換えスイッチ２７は、装置が起動された直後には、第１の電源回路２９がインクジェットヘッドＩＨ１の駆動信号基板ＤＲＢ１〜ＤＲＢ４だけに接続され、第２の電源回路３１がインクジェットヘッドＩＨ２の駆動信号基板ＤＲＢ５〜ＤＲＢ７だけに接続され、第３の電源回路３３がインクジェットヘッドＩＨ３の駆動信号基板ＤＲＢ８〜ＤＲＢ１０だけに接続されるように構成されている。換言すると、正常時における図２の状態が起動時に設定されるようになっている。

電源回路に異常が生じて切り換えスイッチ２７が切り換えられた後、印刷動作をある程度は継続させるが、印刷処理に支障が生じないタイミングで装置を停止させる。そして、故障した電源回路を新たなものに交換し、装置を起動する。その時点では、切り換えスイッチ２７が各第１〜第３の電源回路２９，３１，３３と各インクジェットヘッドＩＨ１〜ＩＨ３とを一対一で電気的に接続した状態となるので、装置を起動した直後から、電源回路に異常が生じた際の電源回路の一部共有に備えることができる。

上述した実施例によると、第１〜第３の電源回路２９，３１，３３のいずれか一つに故障が生じた場合には、第１〜第３の電源回路２９，３１，３３のうちの正常なものから、故障した電源回路に接続されているインクジェットヘッドにも駆動電圧を供給できるように切り換えスイッチ２７が電気的な接続を切り換える。したがって、電源回路の一部を複数個のインクジェットヘッドＩＨ１〜ＩＨ３で共有することができるので、１個の電源回路に故障が生じても電源回路の交換のために装置を停止させる必要がない。その結果、装置のスループットの低下を防止できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、インクジェット印刷装置３が３個のインクジェットヘッドＩＨ１〜ＩＨ３で構成されているが、２個のインクジェットヘッドや４個以上のインクジェットヘッドを備えている場合であっても本発明を適用することができる。

（２）上述した実施例では、切り換えスイッチ２７を切り換えた後、「吐出調整」や「速度調整」を行っているが、各電源回路の電源容量に余裕がある場合には、これらの調整を行う必要はない。

（３）上述した実施例では、起動時に切り換えスイッチ２７が図２の状態が設定されるとしているが、異常動作により切り換えられた状態のままとしてもよい。この場合には、手動で図２の状態にリセットするようにすればよい。

（４）上述した実施例では、ロール状の連続紙ＷＰに印刷するインクジェット印刷装置を例にとって説明した。しかし、本発明はこのような連続紙ＷＰに限定されるものではなく、枚葉用紙などの各種の印刷用紙に印刷するインクジェット印刷装置に適用できる。

１ … 給紙部
３ … インクジェット印刷装置
５ … 排紙部
７，１１ … 駆動ローラ
ＷＰ … 連続紙
１３ … 印刷ユニット
１９ … 印刷ヘッド
２３ … 吐出モジュール
２５ … 駆動信号モジュール
２７ … 切り換えスイッチ
２９ … 第１の電源回路
３１ … 第２の電源回路
３３ … 第３の電源回路
３５ … 電源監視回路
Ｍ１〜Ｍ２０ … ノズルユニット
ＩＨ１〜ＩＨ３ … インクジェットヘッド
ＤＲＢ１〜ＤＲＢ１０ … 駆動信号基板
４１ … 第１の切り換えスイッチ群
４３ … 第２の切り換えスイッチ群
４５ … 第３の切り換えスイッチ群

Claims (6)

1. 印刷用紙に対してインク滴を吐出させて印刷を行うインクジェット印刷装置において、
   入力された電気信号に応じて前記印刷用紙に対して同時にインク滴を吐出可能であって、前記印刷用紙が搬送される方向に対して直交する方向に配設された少なくとも３個のインクジェットヘッドと、
   前記各インクジェットヘッドに駆動電圧を供給する少なくとも３個の電源回路と、
   前記各インクジェットヘッドと前記各電源回路との間に介在し、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとをそれぞれ電気的に接続するとともに、前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、前記故障した電源回路に対応する前記インクジェットヘッドに前記故障した電源回路以外の電源回路を電気的に接続することにより、前記各インクジェットヘッドに駆動電圧を供給できるように電気的な接続を切り換える切り換えスイッチであって、
   前記電源回路に故障がないとき、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとを１対１で電気的に接続し、前記電源回路の１個が故障したとき、前記故障した電源回路に対応する前記インクジェットヘッドを含む全てのインクジェットヘッドと前記故障した電源回路以外の全ての電源回路とを電気的に接続する切り換えスイッチと、
   を備えていることを特徴とするインクジェット印刷装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット印刷装置において、
   前記各電源回路の異常動作を監視する電源監視回路と、
   前記電源監視回路が前記電源回路の１個に故障を検出した場合、前記故障した電源回路を前記インクジェットヘッドから切り離し、前記故障した電源回路以外の電源回路と、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドとを電気的に接続するように前記切り換えスイッチを操作する制御部と、
   をさらに備えていることを特徴とするインクジェット印刷装置。
3. 請求項１または２に記載のインクジェット印刷装置において、
   前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッド及び前記インクジェットヘッドを除いた残りのインクジェットヘッドからのインク滴の吐出速度を遅くさせる吐出制御回路をさらに備えていることを特徴とするインクジェット印刷装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
   前記各電源回路のうちの１個が故障した際には、印刷用紙と前記各インクジェットヘッドとの相対移動速度を遅くさせる移動制御回路をさらに備えていることを特徴とするインクジェット印刷装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
   前記切り換えスイッチは、前記電源回路の１個が故障した後で装置が起動された場合、前記故障した電源回路以外の電源回路と、前記故障した電源回路に対応するインクジェットヘッドとの電気的接続から、前記各電源回路と前記各インクジェットヘッドとをそれぞれ電気的に接続する状態に切り換えることを特徴とするインクジェット印刷装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
   少なくとも３個の前記インクジェットヘッドによって一つの吐出モジュールを構成していることを特徴とするインクジェット印刷装置。

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