JP2022045066A - インクジェットプリンタのヘッド支持装置、インクジェットプリンタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド位置の調整が簡単なインクジェットプリンタのヘッド支持装置、インクジェットプリンタシステムを提供する。
【解決手段】インクジェットプリンタ２のヘッド３を保持する保持部材１６と、ヘッド位置を調整するために保持部材１６を左右方向へ移動させる第１アクチュエータ１７と、保持部材１６を上下方向へ移動させる第２アクチュエータ１８と、第１アクチュエータ１７と第２アクチュエータ１８とを制御する制御装置１５と、印刷対象物６毎に調整されたヘッド３位置の情報を記憶可能な記憶部１５ｄと、を有し、制御装置１５は、記憶部１５ｄに記憶されたヘッド３位置の情報に基づいて第１アクチュエータ１７と第２アクチュエータ１８とを制御してヘッド３位置を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタのヘッド支持装置、インクジェットプリンタシステムに関する。

従来、インクジェットプリンタが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０２０－９７１５５号公報

インクジェットプリンタで印刷対象物に印刷を行う際には、ヘッドを治具等に固定し、印刷対象物に対してヘッド位置を調整する必要があり、この調整作業がとても煩雑であるという問題があった。

そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ヘッド位置の調整が簡単なインクジェットプリンタのヘッド支持装置、インクジェットプリンタシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、
インクジェットプリンタのヘッドを保持する保持部材と、
ヘッド位置を調整するために前記保持部材を左右方向へ移動させる第１アクチュエータと、前記保持部材を上下方向へ移動させる第２アクチュエータと、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御装置と、
印刷対象物毎に調整された前記ヘッド位置の情報を記憶可能な記憶部と、を有し、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ヘッド位置の情報に基づいて前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御して前記ヘッド位置を調整することを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド支持装置を提供する。
また本発明は、
印刷対象物を搬送するコンベアと、前記印刷対象物に印刷を行うためのインクジェットプリンタと、前記インクジェットプリンタのヘッドを支持するヘッド支持装置と、前記ヘッド支持装置を操作するための操作端末と、を有し、
前記ヘッド支持装置は、前記ヘッドを保持する保持部材と、ヘッド位置を調整するために前記保持部材を左右方向へ移動させる第１アクチュエータと、前記保持部材を上下方向へ移動させる第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御装置と、前記印刷対象物毎に調整された前記ヘッド位置の情報を記憶可能な記憶部と、を有し、
前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ヘッド位置の情報に基づいて前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御して前記ヘッド位置を調整することを特徴とするインクジェットプリンタシステムを提供する。

本発明によれば、ヘッド位置の調整が簡単なインクジェットプリンタのヘッド支持装置、インクジェットプリンタシステムを提供することができる。

図１は本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタシステムの構成を示す図である。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタシステムを添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１は、インクジェットプリンタ２、インクジェットプリンタ２のヘッド３を支持するヘッド支持装置５、印刷対象物であるペットボトル６を搬送するコンベア７、ヘッド支持装置５を操作するための操作端末８からなる。

インクジェットプリンタ２は、コンベア７で搬送中のペットボトル６にヘッド３のノズル（不図示）から噴射したインク粒子を帯電、偏向して付着させることで賞味期限や識別番号等の印刷を行う所謂産業用インクジェットプリンタである。
インクジェットプリンタ２は、タッチパネルディスプレイ９を備えたインクジェットプリンタ本体１１、ノズルを備えたヘッド３、インクジェットプリンタ本体１１とヘッド３とを接続するケーブル１２からなり、これらの構成は公知のものである。
インクジェットプリンタ２の印刷対象物は、ペットボトル６に限られずガラス瓶、缶、プラスチック容器、紙パック、段ボール、木材等様々である。

ヘッド支持装置５は、インクジェットプリンタ２のヘッド３を位置調整可能に支持するものであり、ヘッド調整部１３、ガイド調整部１４、ヘッド調整部１３とガイド調整部１４を制御する制御装置１５からなる。

ヘッド調整部１３は、インクジェットプリンタ２でペットボトル６の被印刷領域に対して適切に印刷を行うために、ヘッド３を保持しかつヘッド３の上下方向の位置及び左右方向（ペットボトル６の搬送方向（図１紙面垂直方向）に垂直な左右方向）の位置を調整するものである。
ヘッド調整部１３は、ヘッド３を保持する保持部材１６、保持部材１６を支持する第１アクチュエータ１７、第１アクチュエータ（水平方向用アクチュエータ）１７を支持する回動機構２０、回動機構２０を支持する第２アクチュエータ（垂直方向用アクチュエータ）１８、第２アクチュエータ１８を支持するベース１９からなる。

第１アクチュエータ１７は、リニアガイド１７ａ、リニアガイド１７ａを駆動するためのパルスモータ１７ｂからなる。
リニアガイド１７ａは、左右方向へ延在する案内レール上をスライダがスライドする公知のものであり、このスライダに保持部材１６が固定されている。
パルスモータ１７ｂの駆動力によってリニアガイド１７ａのスライダをスライドさせて保持部材１６と保持部材１６に保持されたヘッド３とを一体的に左右方向へ移動させることによりヘッド３の左右方向位置を調整することができる。

回動機構２０は、第１アクチュエータ１７を上下方向へ回動自在に支持するものである。
使用者が手動で回動機構２０を回動させることで第１アクチュエータ１７、保持部材１６及びヘッド３を一体的に回動させることができ、これによってヘッド３の傾き即ち上下方向角度を調整することができる。

第２アクチュエータ１８は、リニアガイド１８ａ、リニアガイド１８ａを駆動するためのパルスモータ１８ｂからなる。
リニアガイド１８ａは、上下方向へ延在する案内レール上をスライダがスライドする公知のものであり、このスライダに回動機構２０が固定されている。
パルスモータ１８ｂの駆動力によってリニアガイド１８ａのスライダをスライドさせて回動機構２０、第１アクチュエータ１７、保持部材１６及びヘッド３を一体的に上下方向へ移動させることによりヘッド３の上下方向位置を調整することができる。

ベース１９には、ランプ２１、ブザー２２及び緊急停止ボタン２３が備えられている。
ランプ２１は、点灯色によってヘッド支持装置５の状態、例えば正常運転中、異常発生中、通信不良等の状態を示す信号灯である。なお、ランプ２１は周囲から視認しやすいように高所に備えられることが好ましい。
ブザー２２は、ヘッド支持装置５の動作開始時や異常発生時に警告音の出力を行うものである。
緊急停止ボタン２３は、ヘッド支持装置５を緊急停止するために使用者に操作されるものである。

コンベア７は、ペットボトル６を図１紙面垂直方向へ搬送する直進式の搬送装置である。
コンベア７は、ペットボトル６を搬送するコンベア部２６、コンベア部２６に備えられた左右一対のガイド２９、３０、コンベア部２６を支持するベース２７からなり、これらの構成は公知のものである。

ガイド２９、３０は、コンベア部２６で搬送されるペットボトル６の左右方向への移動を規制するものである。
ガイド２９、３０は、それぞれ上下一対の平行なレール３１、３１で構成されている。レール３１、３１は搬送方向（図１紙面垂直方向）へ延在する略角柱状部材からなり、コンベア部２６の側面に取り付けられたレールブラケット３２で支持されている。
ヘッド調整部１３側に位置するガイド３０のレールブラケット３２は、不図示の移動機構によって左右方向へガイド３０と一体的に移動可能に構成されており、第３アクチュエータ（ガイド用アクチュエータ）３３が取り付けられている。なお、ヘッド調整部１３と反対側に位置するガイド２９のレールブラケット３２の左右方向位置は固定である。

ガイド調整部１４は、インクジェットプリンタ２でペットボトル６の被印刷領域に対して適切に印刷を行うために、コンベア７で搬送中のペットボトル６の左右方向位置を調整するものであり、前述のガイド２９、３０、第３アクチュエータ３３からなる。

第３アクチュエータ３３は、リニアガイド３３ａ、リニアガイド３３ａを駆動するためのパルスモータ３３ｂからなる。
リニアガイド３３ａは左右方向へ延在する案内レール上をスライダがスライドする公知のものであり、このスライダにヘッド調整部１３側に位置するガイド３０のレールブラケット３２が固定されている。
パルスモータ３３ｂの駆動力によってリニアガイド３３ａのスライダをスライドさせてレールブラケット３２及びレール３１、３１を一体的に左右方向へ移動させることによりガイド３０の左右方向位置を調整することができる。そしてこれによりコンベア７で搬送されるペットボトル６の左右方向の寸法に合わせてガイド３０の位置を調整することができる。

制御装置１５は、操作端末８からの指示に基づいてヘッド調整部１３及びガイド調整部１４を制御するものである。
制御装置１５は、ヘッド調整部１３及びガイド調整部１４の各アクチュエータ１７、１８、３３を駆動するためのドライバ１５ａ、ドライバ１５ａを制御する制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１５ｂ、操作端末８と無線通信を行う通信部１５ｃ、各種情報を記憶する記憶部（例えばＳＤメモリーカード）１５ｄ、検出部１５ｅ、電源３６からの電力を各部に供給する電源回路１５ｆからなる。斯かる制御装置１５はシングルボードコンピュータで構成することが可能であり、これによって低コスト化を図ることができる。

制御装置１５は、１００ｖの電源３６にケーブルを介して接続されている。また、制御装置１５は、インクジェットプリンタ２やコンベア７を含む製造ラインを監視、管理するコントロールルームのコンピュータ３７にも接続されている。

検出部１５ｅは、コントロールルームのコンピュータ３７や緊急停止ボタン２３からの緊急停止信号を検出するものである。検出部１５ｅで検出された緊急停止信号に基づき制御部１５ｂはヘッド支持装置５を緊急停止することができる。また、検出部１５ｅには製造ラインの稼働中は制御装置１５に操作端末８からの指示を無視させるための指示信号がコントロールルームのコンピュータ３７から入力される。これにより、インクジェットプリンタ２やコンベア７の動作中に使用者が操作端末８を誤操作してもヘッド支持装置５が動作してしまうことを防ぐことができる。

操作端末８は、使用者がヘッド支持装置５を操作するためのコントローラである。
操作端末８は、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）８ａ、各種情報を記憶する記憶部８ｂ、制御装置１５と無線通信を行う通信部８ｃ、表示部兼入力部であるタッチパネルディスプレイ８ｄを備えている。

記憶部８ｂには、ヘッド支持装置５のヘッド調整部１３及びガイド調整部１４を操作するためのアプリケーションプログラム（以下「操作アプリ」という）が保存されている。
操作アプリは、具体的には印刷対象物の種類や大きさ等の情報、ヘッド３の上下左右方向への移動指示、ガイド３０の左右方向への移動指示、印刷対象物の後述する最適調整情報の保存指示、複数のヘッド支持装置５を操作する際のヘッド支持装置５の選択指示、ヘッド支持装置５の緊急停止指示等を使用者が入力するための操作画面を操作端末８のタッチパネルディスプレイ８ｄに表示するものである。

制御部８ａは、記憶部８ｂに保存されている操作アプリを実行するものである。
操作端末８の通信部８ｃと制御装置１５の通信部１５ｃとは無線通信によって信号の送受信が可能であり、通信方式はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を採用している。なお、通信方式はこれに限られずＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等でもよく、操作端末８と制御装置１５とをケーブルで接続して有線通信する構成としてもよい。

本実施形態では操作端末８としてスマートフォンを用いている。なお、これに限られずタブレット端末やノートパソコン等を操作端末８として用いてもよい。操作端末８としてヘッド支持装置５を操作するための専用のコントローラを用意してもよいが、スマートフォンやタブレット端末を用いることでヘッド支持装置５、インクジェットプリンタシステム１の低コスト化を図ることができる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１において、使用者は操作端末８のタッチパネルディスプレイ８ｄを操作して操作アプリを起動し、例えばインクジェットプリンタ２のヘッド３を上昇させる指示を入力する。この指示に基づく信号が操作端末８の通信部８ｃから制御装置１５の通信部１５ｃへ無線通信で伝達され、制御装置１５の制御部１５ｂはドライバ１５ａを制御する。これにより、ドライバ１５ａが第２アクチュエータ１８のパルスモータ１８ｂを駆動することでリニアガイド１８ａが上方へスライドしヘッド３が上昇する。これと同様に使用者は操作端末８の操作アプリを操作してヘッド３を上下左右方向へ移動、コンベア７のガイド３０を左右方向へ移動させることにより、ヘッド３の上下左右方向位置、及びガイド３０の左右方向位置即ちペットボトル６の左右方向位置を調整することができる。これにより、ペットボトル６の被印刷領域、例えばペットボトル６のキャップ６ａ下方のリング部分６ｂに対してヘッド３を適切に位置合わせすることができ（「最適調整状態」という）、ペットボトル６に対して適切に印刷を行うことが可能となる。なお、ヘッド３の傾き即ち上下方向角度は予め使用者が回動機構２０を操作して最適な角度に調整しておく。

本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１によれば、インクジェットプリンタ２はコンベア７で搬送中のペットボトル６に対してヘッド支持装置５に保持されたヘッド３で適切に印刷を行うことができる。また、本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１では、従来のインクジェットプリンタにおいて使用者が手作業で行っていたヘッド３位置やガイド３０位置の煩雑な調整作業を、操作端末８を操作することによって簡単に行うことができる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１において、使用者は上述のようにヘッド３の上下左右方向位置及びガイド３０の左右方向位置を調整した際に、操作端末８の操作アプリを操作して最適調整状態のヘッド３位置の情報及びガイド３０位置の情報（「最適調整情報」という）を保存する指示を入力する。この指示に基づく信号が操作端末８の通信部８ｃから制御装置１５の通信部１５ｃへ無線通信で伝達され、制御装置１５の制御部１５ｂは最適調整状態における各アクチュエータ１７、１８、３３のリニアガイド１７ａ、１８ａ、３３ａのスライド量をペットボトル６の最適調整情報として記憶部１５ｄに保存する。

前述のようにしてペットボトル６の最適調整情報を制御装置１５の記憶部１５ｄに保存しておき、インクジェットプリンタシステム１でペットボトル６以外の印刷対象物、例えば大きさや形状の異なるペットボトル等に印刷を行った後、再度ペットボトル６に印刷を行う際には、使用者は操作端末８の操作アプリを操作してペットボトル６の最適調整状態を復元する指示を入力する。この指示が操作端末８の通信部８ｃから制御装置１５の通信部１５ｃへ無線通信で伝達され、制御装置１５の制御部１５ｂは、記憶部１５ｄからペットボトル６の最適調整情報を読み出し、当該情報に基づいてドライバ１５ａを制御する。これによりドライバ１５ａが各アクチュエータ１７、１８、３３を駆動してヘッド３の上下左右方向位置及びガイド３０の左右方向位置が調整され、ペットボトル６の最適調整状態が復元される。

本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１では、種類の異なる印刷対象物毎にヘッド３の上下左右方向位置及びガイド３０の左右方向位置の調整を行い、最適調整情報を制御装置１５の記憶部１５ｄに保存しておくことにより、印刷対象物を変更する度に、変更した印刷対象物の最適調整情報に基づいて最適調整状態を復元することができる。
したがって、印刷対象物を変更する度にヘッド３やガイド３０の位置調整作業を使用者は熟練した調整技術を要することなく操作端末８のワンタッチ操作で行うことが可能となるため、安価な構成でありながら型替え作業の時間を大幅に短縮化することができる。そして型替え作業の時間短縮により製造ラインの製造量の増加に貢献することもできる。なお、型替え作業とは、印刷対象物を変更する際に印刷対象物に合わせてヘッド３及びガイド３０の位置調整を含むインクジェットプリンタシステム１の各部の準備、設定作業をいう。

また従来、ヘッド３やガイド３０の位置調整作業は使用者の手作業で行われていたため、印刷対象物を変更する度に調整にバラつきが生じてしまう問題があったが本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１はこれを解消して品質を維持することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１のインクジェットプリンタ２、ヘッド支持装置５及びコンベア７を複数組用意し、各組のヘッド支持装置５を共通の操作端末８で操作する構成としてもよい。ヘッド支持装置５毎にヘッド３及びガイド３０の位置調整作業を行い、最適調整情報を制御装置１５の記憶部１５ｄに印刷対象物毎に保存しておけば、型替え作業時に１つの操作端末８で各ヘッド支持装置５を操作してそれぞれ最適調整状態を復元することができるため、型替え作業を大幅に短縮化することができる。この場合、操作端末８のタッチパネルディスプレイ８ｄに表示される操作アプリの操作画面に、各ヘッド支持装置５の使用状況が表示される構成とすることが好ましい。具体的には操作画面に、他の使用者が操作中のヘッド支持装置５や製造ライン稼働中のヘッド支持装置５について「操作不可」の表示をしたり、各ヘッド支持装置５で現在選択されている品種（印刷対象物名）を表示したり、エラー情報等を表示することが好ましい。これにより使用者は各ヘッド支持装置５の使用状況を把握しながら各ヘッド支持装置５を適切に操作することができ、誤操作の発生を防止することができる。

なお、本実施形態に係るインクジェットプリンタシステム１では、ヘッド支持装置５の回動機構２０にパルスモータを組み合わせて第４アクチュエータを構成し、この第４アクチュエータの動作を制御装置１５で制御する構成としてもよい。これにより、操作端末８でヘッド３の傾き即ち上下方向角度を調整することが可能となり、調整した角度情報を最適調整情報として記憶部１５ｄに保存することにより、上述した最適調整状態の復元時にヘッド３の傾きも併せて復元することができる。

以上、本実施形態によれば、シンプルかつ安価な構成でありながらヘッド３位置の調整を容易に行うことが可能で、型替え作業の大幅な短時間化を図ることが可能なヘッド支持装置５、インクジェットプリンタシステム１を実現することができる。特に、操作端末８に操作アプリをインストールしたスマートフォンやタブレット端末を採用することにより、ヘッド支持装置５の利便性を効果的に高めることができる。具体的には、スマートフォンやタブレット端末でヘッド支持装置５を簡単に操作してヘッド３位置及びガイド３０位置の調整を容易に短時間で行うことができる。また、スマートフォンやタブレット端末によりヘッド支持装置５を遠隔操作することができる。

１ インクジェットプリンタシステム
２ インクジェットプリンタ
３ インクジェットプリンタのヘッド
５ ヘッド支持装置
６ ペットボトル（印刷対象物）
７ コンベア
８ 操作端末
１３ ヘッド調整部
１４ ガイド調整部
１５ 制御装置
１５ａ ドライバ
１５ｂ 制御部
１５ｄ 記憶部
１６ 保持部材
１７ 第１アクチュエータ（水平方向用アクチュエータ）
１８ 第２アクチュエータ（垂直方向用アクチュエータ）
２０ 回動機構
２６ コンベア部
２９、３０ ガイド
３３ 第３アクチュエータ（ガイド用アクチュエータ）
３７ コントロールルームのコンピュータ

Claims (9)

1. インクジェットプリンタのヘッドを保持する保持部材と、
   ヘッド位置を調整するために前記保持部材を左右方向へ移動させる第１アクチュエータと、前記保持部材を上下方向へ移動させる第２アクチュエータと、
   前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御装置と、
   印刷対象物毎に調整された前記ヘッド位置の情報を記憶可能な記憶部と、を有し、
   前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ヘッド位置の情報に基づいて前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御して前記ヘッド位置を調整することを特徴とするインクジェットプリンタのヘッド支持装置。
2. 印刷対象物を搬送するコンベアのガイドを左右方向へ移動させる第３アクチュエータを有し、
   前記制御装置は、前記第３アクチュエータを制御し、
   前記記憶部は、印刷対象物毎に調整されたガイド位置の情報を記憶可能であり、
   前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ガイド位置の情報に基づいて前記第３アクチュエータを制御して前記ガイド位置を調整することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタのヘッド支持装置。
3. 前記ヘッド支持装置の動作状態を示すランプとブザーの少なくとも１つを有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタのヘッド支持装置。
4. 前記ヘッド支持装置の動作を緊急停止するための緊急停止ボタンを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタのヘッド支持装置。
5. 印刷対象物を搬送するコンベアと、前記印刷対象物に印刷を行うためのインクジェットプリンタと、前記インクジェットプリンタのヘッドを支持するヘッド支持装置と、前記ヘッド支持装置を操作するための操作端末と、を有し、
   前記ヘッド支持装置は、前記ヘッドを保持する保持部材と、ヘッド位置を調整するために前記保持部材を左右方向へ移動させる第１アクチュエータと、前記保持部材を上下方向へ移動させる第２アクチュエータと、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御する制御装置と、前記印刷対象物毎に調整された前記ヘッド位置の情報を記憶可能な記憶部と、を有し、
   前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ヘッド位置の情報に基づいて前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとを制御して前記ヘッド位置を調整することを特徴とするインクジェットプリンタシステム。
6. 前記ヘッド支持装置は、前記コンベアの前記印刷対象物を案内するガイドを左右方向へ移動させる第３アクチュエータを有し、
   前記制御装置は、前記第３アクチュエータを制御し、
   前記記憶部は、印刷対象物毎に調整されたガイド位置の情報を記憶可能であり、
   前記制御装置は、前記記憶部に記憶された前記ガイド位置の情報に基づいて前記第３アクチュエータを制御して前記ガイド位置を調整することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタシステム。
7. 前記インクジェットプリンタ、前記コンベア及び前記ヘッド支持装置を複数組有し、
   複数の前記ヘッド支持装置を共通の前記操作端末で操作することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のインクジェットプリンタシステム。
8. 共通の前記操作端末の表示部に、複数の前記ヘッド支持装置の使用状況の情報が表示されることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットプリンタシステム。
9. 前記操作端末がスマートフォン、タブレット端末又はノートパソコンであることを特徴とする請求項５から請求項８のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタシステム。

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