喷墨打印装置和方法与流程

本发明涉及喷墨打印装置和方法，进一步详细而言，涉及适合用于在医药品或食品等的被打印物上形成打印图案的喷墨打印装置和方法。

背景技术：

作为以喷墨方式在片剂等的被打印物上形成打印图案的装置，例如已知专利文献1中公开的结构。该打印装置，拍摄由供给传输机随机供给的工件，基于检测出的工件的位置和状态等的工件的信息，制作工件的打印图案，基于该打印图案，利用喷墨打印机对工件进行打印。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－20325号公报

技术实现要素：

发明想要解决的技术问题

作为喷墨打印机，已知具有在与被打印物的输送方向交叉的方向上配置多个喷嘴的线型打印头的结构，能够与在被打印物上的打印位置相应地适当选择所使用的喷嘴，进行打印。线型的喷墨打印机由于不需要使打印头在打印中移动，因而适合高速打印，另一方面，一旦所使用的喷嘴出现偏斜，就可能会导致几乎不使用的喷嘴发生堵塞。

在上述现有的打印装置中，工件相对于喷墨打印机的输送位置和输送间隔是随机的，而并不是固定的，因而难以均匀地使用全部喷嘴，存在使用频率小的喷嘴容易出现喷出不良的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种能够防止喷墨喷嘴堵塞、高速且可靠地对多个被打印物进行打印的喷墨打印装置和方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的上述目的通过喷墨打印装置实现，上述喷墨打印装置，包括：在输送方向上隔开间隔地形成有多个保持被打印物的保持部的输送机构；对上述保持部供给被打印物的供给机构；以喷墨方式在由上述输送机构输送到打印区域的被打印物上形成打印图案的打印机构；和对上述输送机构、供给机构和打印机构的动作进行控制的控制单元，上述打印机构包括沿着与上述被打印物的输送方向交叉的方向设置有多个喷嘴的打印头，上述打印头以能够沿着上述喷嘴的排列方向移动的方式被支承，上述控制单元，在要换掉所使用的上述喷嘴的喷嘴更换时，使上述供给机构的动作暂时停止，在上述输送机构形成上述保持部未保持被打印物的非保持区域，在向被打印物打印后、上述非保持区域通过上述打印区域期间，使上述打印头移动。

在该喷墨打印装置中，优选：在上述输送机构中，上述保持部形成为列状，以使得输送至上述打印区域的被打印物沿着上述喷嘴的排列方向配置多个，上述保持部的各列在输送方向上隔开间隔地配置。

优选上述输送机构形成为外周面具有上述保持部的滚筒状。

优选上述供给机构包括供给滚筒，上述供给滚筒在外周面具有与上述输送机构所具有的上述保持部的间隔相对应地形成的多个保持部，上述控制单元使上述供给滚筒的旋转暂时停止，在上述输送机构形成上述非保持区域。

优选还包括在上述保持部通过上述打印区域之前对上述非保持区域进行检测的检测单元，上述控制单元基于由上述检测单元进行的上述非保持区域的检测，使上述打印头移动。

另外，本发明的上述目的通过喷墨打印方法实现，上述喷墨打印方法包括：供给步骤，向在输送方向上隔开间隔地形成有多个保持被打印物的保持部的输送机构的上述保持部供给被打印物；输送步骤，通过上述输送机构的动作，将保持于上述保持部的被打印物输送至打印机构的打印区域；和打印步骤，以喷墨方式在被输送至上述打印区域的被打印物上形成打印图案；上述打印机构包括沿着与上述被打印物的输送方向交叉的方向设置有多个喷嘴的打印头，上述打印头以能够沿着上述喷嘴的排列方向移动的方式被支承，在上述供给步骤中，当要换掉在上述打印步骤中所使用的上述喷嘴的喷嘴更替时，暂时停止向上述保持部供给被打印物，在上述输送机构形成上述保持部未保持被打印物的非保持区域，在上述打印步骤中，在对被打印物打印后、上述非保持区域通过上述打印区域期间，使上述打印头移动。

发明的效果

根据本发明，提供一种能够防止喷墨喷嘴堵塞、高速且可靠地对多个被打印物进行打印的喷墨打印装置和方法。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的喷墨打印装置的结构示意图。

图2是上述喷墨打印装置的主要部分放大图。

图3是以平面方式表示上述喷墨打印装置的其他主要部分的展开图。

图4是表示上述喷墨打印装置的整体结构的框图。

图5是表示使用上述喷墨打印装置对被打印物进行打印的方法的一例的流程图。

图6是上述喷墨打印装置的动作说明图。

图7是上述喷墨打印装置的动作说明图。

图8是上述喷墨打印装置的动作说明图。

图9是上述喷墨打印装置的动作说明图。

图10是本发明的其他实施方式所涉及的喷墨打印装置的结构示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的一个实施方式所涉及的喷墨打印装置的结构示意图。如图1所示，喷墨打印装置1包括：供给被打印物的供给装置10；接收从供给装置10供给的被打印物并进行输送的第一输送装置20；从第一输送装置20接收被打印物并进行输送的第二输送装置30；和从第二输送装置30接收被打印物并排出至外部的排出装置40。

供给装置10包括：片剂、胶囊剂、空胶囊等具有定形性的被打印物所投入的供料斗11；使供料斗11内的被打印物排列的送料器12；和对被送料器12导引的被打印物进行输送的供给滚筒13，被打印物从供给滚筒13经由中间滚筒14被供给到第一输送装置20。供给滚筒13和中间滚筒14包括由沿着圆筒状的外周面的轴方向和圆周方向整齐配置的凹部构成的多个保持部13a、14a，能够吸引保持分别收纳在保持部13a、14a中的被打印物并进行输送。

第一输送装置20与供给滚筒13和中间滚筒14同样形成为滚筒状，如图2中将部分切去所示的那样，保持被打印物P的保持部22沿着外周面的圆周方向和旋转轴方向双方以等间隔设置有多个。保持部22在底部形成吸引孔24，利用真空吸引装置(未图示)对第一输送装置20的内部进行减压，经由吸引孔24吸引保持收纳在保持部22中的被打印物P，能够防止被打印物P的方向在输送中发生变化，并且沿着第一输送装置20的旋转方向输送被打印物P。

第二输送装置30以与第一输送装置20同样的方式构成，在滚筒状的外周面形成保持部32。由第一输送装置20输送的被打印物在递送到第二输送装置30时，正面背面反转，被输送至排出装置40。

在具有上述结构的喷墨打印装置1中，在第一输送装置20附近，第一检测装置210、第一打印装置220和第一打印检查装置230沿着第一输送装置20的输送方向依次设置。

第一检测装置210包括：向输送至检测区域的被打印物照射照明光的照射部212；和从与照射部212的照射方向不同的方向拍摄被打印物的CCD区域摄像机或CCD线摄像机等的摄像部214。照射部212例如为环形照明，能够从整个外周均匀地照射被打印物。第一检测装置210检测第一输送装置20的保持部22是否保持有被打印物P，并且在保持有被打印物P的情况下，为了辨别被打印物P的位置和方向，检测被打印物P的分割线、凹部、外形线(轮廓线)等。

第一打印装置220包括以能够移动的方式支承在沿着第一输送装置20的旋转轴方向延伸的导轨221上的打印头222。打印头222在与第一输送装置20相对的表面上具备多个(例如几百个左右)的喷嘴224，以喷墨方式对由第一输送装置20输送至打印区域A的被打印物P进行打印，在被打印物P的表面形成打印图案。喷嘴224的排列方向与打印头222的移动方向大致一致，在本实施方式中与被打印物P的输送方向正交，但只要是与被打印物P的输送方向交叉的方向即可，并不必须限定为正交方向。

图3是以平面方式表示第一输送装置20的外周面的一部分的展开图。第一输送装置20的各保持部22以能够收纳被打印物P的方式形成，在与输送方向正交的方向上设置成列状，各列在输送方向上隔开间隔配置。第一打印装置的打印头222以将输送至打印区域A的保持部22的一列全部覆盖的方式配置，能够如箭头所示沿着导轨221往复运动。

第一打印检查装置230包括：向输送至检查区域的被打印物照射照明光的照射部232；和拍摄被打印物的CCD区域摄像机或CCD线摄像机等的摄像部234，基于第一检测装置210所检测的被打印物P的位置和方向，进行被打印物上形成的打印图案的检查。

另外，在第二输送装置30附近，第二检测装置310、第二打印装置320和第二打印检查装置330沿着第二输送装置30的输送方向依次设置。第二检测装置310、第二打印装置320和第二打印检查装置330的结构分别与第一检测装置210、第一打印装置220和第一打印检查装置230相同，第二检测装置310包括照射部312和摄像部314，第二打印检查装置330包括照射部332和摄像部334。第二输送装置30从第一输送装置20接收被打印物并进行输送，对与由第一输送装置20进行的输送中形成打印图案的面相反一侧的面，依次利用第二检测装置310、第二打印装置320和第二打印检查装置330进行被打印物P的检测、打印图案的形成和打印检查。

排出装置40包括基于第一打印检查装置230和第二打印检查装置330的打印检查的结果将被打印物分开的分开部42，仅将合格品导向排出传输机44并排出。

图4是表示上述的喷墨打印装置1的整体结构的框图。第一检测装置210、第一打印检查装置230、第二检测装置310和第二打印检查装置330的检测结果被输入控制装置50。控制装置50控制供给装置10、第一输送装置20、第二输送装置30、排出装置40、第一打印装置220和第二打印装置320的动作。

下面，参照图5所示的流程图，对于使用具备上述结构的喷墨打印装置1对被打印物进行打印的方法的一例进行说明。作为片剂的被打印物P从供给装置10被供给到第一输送装置20时(步骤S1)，如图6的(a)所示，被打印物P以在与第一输送装置20的输送方向正交的方向上排列的状态，被分别地收纳在保持部22中。在被打印物P上形成分割线C的情况下，各个被打印物P上形成的分割线C的方向是随机的。

被打印物P被输送至第一检测装置210的检测区域时(步骤S2)，摄像部214检测保持部22是否保持有被打印物P(步骤S3)。控制装置50，在存在被打印物P的情况下，获取被打印物P的图像数据，通过检测分割线C而获取各被打印物P的位置数据和方向数据(X、Y、θ)(步骤S4)。其中，对于所获取的图像数据不存在分割线C的被打印物P，代替方向数据而将该信息输出。

接着，在被打印物P被输送至第一打印装置220的打印区域A时，如图6的(b)所示，与各被打印物P的位置和方向相对应地形成打印图案M(步骤S5)。关于控制装置50，由文字、数字、符号、图形等或它们的组合构成的打印图案的在基准坐标系中的坐标数据预先被存储在存储部中，基于从第一检测装置210输入的每个被打印物的位置数据和方向数据，选自所使用的打印头222的喷嘴224，进行喷墨打印。

所使用的喷嘴224和各喷嘴224的喷射时间因被打印物P的位置和方向而有所不同。例如，如图7的(a)所示，在被打印物P的位置和方向与基准位置和基准方向一致的情况下，在利用喷嘴224－1形成直线状的打印图案M时，在由第一检测装置210获取的被打印物P的位置数据(与输送方向正交的X方向的数据)偏离基准位置的情况下，如图7的(b)所示，使用与该偏离量相应地选择的喷嘴224－2进行打印。另外，在由第一检测装置210获取的被打印物P的方向数据(以基准位置为原点的θ方向的数据)偏离基准方向的情况下，如图7的(c)所示，将与该偏离量相应地使用的喷嘴224－3扩张进行打印。

在对被打印物P形成打印图案后，被打印物P被输送至第一打印检查装置230的检查区域时，摄像部234获取每一列的被打印物P的图像数据。控制装置50将该图像数据与预先设定的基准图案数据进行比较，通过图案匹配等公知的检查方法进行打印精度的检查(步骤S6)。

这样一来，被打印物P从供给装置10被连续地供给至第一输送装置20，这些被打印部P被输送至第一打印装置220，依次进行打印图案的形成，一旦重复进行对被打印物P的打印，所使用的喷嘴224就会出现偏斜，可能会导致使用频率小的喷嘴224出现喷嘴堵塞。因此，控制装置50判断是否需要更换喷嘴(步骤S7)，在更换喷嘴时，在供给装置10中，使供给滚筒13的旋转暂时停止(步骤S8)。由此，在中间滚筒14的保持部14a形成未保持被打印物P的非保持区域，第一输送装置20也形成有保持部22未保持被打印物P的非保持区域。并且，也可以以被打印物P从供给滚筒13向第一输送装置20的供给不经由中间滚筒14而直接进行的方式构成。

利用控制装置50判断喷嘴更替时期的方法没有特别限定，例如可以通过第一打印装置220的打印个数是否达到统计学上预先设定的次数来进行，或者也可以时常检测各喷嘴224的使用频率，通过使用频率是否出现规定的偏离来进行。

如图8所示，第一输送装置20中形成的非保持区域N在第一检测装置210中被检测。在第一输送装置20检测保持部22未保持被打印物P时(步骤S3)，控制装置50在该非保持区域N通过第一打印装置220期间，使打印头222移动而不进行打印(步骤S9)。由此，第一打印装置220的下一次以后的打印可以变更所使用的喷嘴224而进行。第一输送装置20中形成的非保持区域N在本实施方式中仅为一列保持部22，考虑到打印头222移动所需要的时间，也可以使多列保持部22为非保持区域N。

优选设定喷嘴更替时打印头222的移动方向和移动量，使得对于基准位置和基准方向的被打印物P，使用使用频率最小的喷嘴224。例如如图9的(a)所示，在被打印物P的位置和方向与基准位置和基准方向一致的情况下，利用喷嘴224－1形成直线状的打印图案M时，通过如图9的(b)所示使打印头222向右方向移动，基准位置和基准方向的被打印物P所使用的喷嘴变更为位于原来的喷嘴224－1左侧的其他的喷嘴224－4。另一方面，如图9的(c)所示使打印头222向左方向移动时，基准位置和基准方向的被打印物P所使用的喷嘴变更为位于原来的喷嘴224－1右侧的其他的喷嘴224－5。基准位置和基准方向所使用喷嘴224通过打印头222的移动量也能够进行调节，通过以使用最少的喷嘴224为对象使打印头222移动，能够有效地进行喷嘴更替。

这样一来，在对被打印物P的一个表面进行打印和检查之后，被打印物P从第一输送装置20被递送至第二输送装置30，依次被输送到第二检测装置310、第二打印装置320和第二打印检查装置330，由此，与上述同样地对被打印物P的另一表面进行打印和打印检查。即，在第二打印装置320中，基于第二检测装置310所获取的位置数据和方向数据，进行对被打印物的打印，在第二打印检查装置330中，基于第二检测装置310的检测数据进行打印精度的检查。对于被打印物P的另一表面的打印处理也可以按照图5所示的流程图，通过与上述同样的步骤来进行，利用在第二输送装置30形成的非保持区域，适当地进行喷嘴更替。

之后，被打印物P从第二输送装置30被运送至排出装置40。从第一打印检查装置230和第二打印检查装置330向排出装置40输出判断每个被打印物P的打印是否合格的数据，判定为合格品的被打印物P经由分开部42被导向排出传输机44，而判断为不合格品的被打印物P在不合格品排出部45被空气吹出，被导向不合格品排出单元46。不合格品排出确认传感器47检查被判定为不合格品的被打印物P是否残留在第二输送装置30中，在不合格品的被打印物P未残留的情况下，在分开部42中将被打印物P导向废弃单元48。

根据本实施方式的喷墨打印装置1构成为：在变更第一打印检查装置230和第二打印检查装置330所使用的喷嘴的喷嘴更替时，使供给装置10所具有的供给滚筒13的动作暂时停止，形成第一输送装置20和第二输送装置30的保持部22、32未保持被打印物P的非保持区域N，在被打印物P形成打印图案M后，在非保持区域N通过打印区域A期间使打印头222、322移动，因而，能够利用第一输送装置20和第二输送装置30维持被打印物P的高速输送，并且能够确保喷嘴更替所需要的打印头222、322的移动时间。因此，通过实现所使用的喷嘴224、324的均匀化，能够有效地方式喷嘴堵塞，能够迅速且可靠地对大量的被打印物P进行打印。

以上，对本发明的一个实施方式进行了详细说明，但本发明的具体的方式并不限定于上述实施方式。例如，在本实施方式中，第一输送装置20和第二输送装置30均为输送滚筒，但只要是所保持的被打印物的状态在输送中没有变化的结构，也可以为其他的结构。例如，可以如图10的(a)和图10的(b)所示，使第一输送装置20和第二输送装置30均为板条式传输机或皮带传输机等的传输机装置，利用反转机构60使由第一输送装置20水平输送的被打印物正面背面反转，搭载在第二输送装置30上进行水平输送，从而与本实施方式同样，能够在被打印物的正面背面两面进行打印。另外，还可以如图10的(c)所示，由具有能够从上方真空吸引被打印物的吸引孔的吸引传送带构成第二输送装置30，由第二输送装置30吸附保持由第一输送装置20水平输送的被打印物，从下方进行打印，由此，能够在被打印物的正面背面两面进行打印。在图10的(a)～的(c)中，对与图1相同的构成部分标注相同的附图标记。关于供给装置10，也可以为传输机状的结构以代替具备供给滚筒13的结构。可以为仅在被打印物的一个表面形成标记的结构，也可以为不具备第二输送装置30、第二检测装置310、第二打印装置320和第二打印检查装置330的结构。

附图标记说明

1 喷墨打印装置

10 供给装置

13 供给滚筒

20 第一输送装置

210 第一检测装置

220 第一打印装置

222 打印头

224 喷嘴

230 第一打印检查装置

30 第二输送装置

310 第二检测装置

320 第二打印装置

322 打印头

324 喷嘴

330 第二打印检查装置。