JP2006281685A - 処理ヘッド位置調整装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、インクジェットヘッドやレーザ加工ヘッド等の各種処理ヘッドの高さおよび傾斜を調整する処理ヘッドの位置調整装置に関し、高さおよび傾きの調整を容易として品質向上を図ることを目的とする。
【解決手段】インクジェットヘッド22が保持されるサブフレーム31,32の下方にそれぞれ対をなすようにローラ42A〜42Dがそれぞれ延出され、このローラをそれぞれテーパ部材43A〜43Dに形成されたテーパ面で当接させ、当該テーパ部材をボールネジ46,47で水平移動させることで、インクジェットヘッド22の搬送手段13の搬送方向の前段および後段を、それぞれ別個に上下動させる構成とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、インクジェットヘッドやレーザ加工ヘッド等の各種処理ヘッドの高さおよび傾斜を調整する処理ヘッドの位置調整装置に関する。
近年、例えばインクジェットプリンタの高性能化されてきており、またレーザ光により精細な加工を行うことも一般的となってきているが、インクジェットヘッドやレーザ加工ヘッドの高さや傾きが印字品質や加工精度に大きく影響を与える。そのため、高精度に高さや傾きを調整する必要があり、安価な簡易機構での実現が望まれている。
従来、例えばインクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドの位置調整として、下記の特許文献1および特許文献2に開示されているような機構が知られている。特許文献1は、ヘッド下面に並ぶインク滴を噴射させるノズルとプラテン上に搭載されたメディア表面との間の距離を調整するインクジェットプリンタのヘッド高さ調整機構が開示されており、具体的には、カム機構90のカム棒92が円錐台形状に形成されて、この円錐台形状部分にカムローラ94が当接することでカム棒92の移動に応じてカムローラ94が上下動してホルダ70(ヘッド30)が上下動する機構である。すなわち、円錐台形状部分の傾斜により高さ調整のための上下動がなされるものである。
また、特許文献2は、厚みのある木製等の板状記録媒体への印字を行うための高さ調整の機構が開示されており、具体的には、同公報の図7に示されているように、プリンタ100の印字ヘッド101を垂直方向に移動可能な状態でベース102を介してプリンタ本体103の側に取り付けるもので、ベース102には傾斜面104が形成され、この傾斜面104に密接した傾斜面105を備えた台形部材106が水平方向に移動可能な状態でプリンタ本体103の側に取り付けられて、台形部材106を水平方向に移動させることで印字ヘッド101を昇降させようとするものである。
特開2002−292968号公報 特開2000−190467号公報
しかしながら、上記特許文献1および2に開示されている機構は、インクジェットヘッドの高さ調整においては傾斜部分を用いて高精度に行うことができるが、印字される対象の被印字体が必ずしも高精度な水平面上で搬送されてくるとは限らず、このような場合には印字品質が一定しないという問題がある。例えば、上記被印字体が搬送方向に傾斜されていると最初の行と最後の行とに印字状態の違い(インクのにじみ等)を生じ、また搬送方向と垂直方向に傾いていると各行で最初の桁と最後の桁とで印字状態の違いを生じるという問題ある。
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高さおよび傾きの調整を容易として品質向上を図る処理ヘッド位置調整装置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、請求項1の発明では、搬送手段で搬送される被処理体上に処理ヘッドが所定の処理を行う際に、当該処理ヘッドを上記被処理体に対して位置を調整する処理ヘッド位置調整装置であって、前記処理ヘッドを搬送される前記被処理体の上方に位置させて保持するための保持部を備える保持手段と、前記保持手段の下方にそれぞれ対をなすように所定数延出する当接手段と、前記当接手段と当接する所定傾きのテーパ面が形成された可動部材が、当該当接手段に応じてそれぞれ設けられ、前記保持される処理ヘッドの傾き方向に応じた所定数毎の上記可動部材をそれぞれの回動伝達部材でそれぞれ水平移動させることで前記保持手段を前記被処理体に対して全体的または部分的に上下動させる所定数の可動手段と、前記保持手段と遊びのある状態で係合して当該保持手段の上下動をガイドするガイド手段と、を有する構成とする。
請求項2、3の発明では、「前記可動手段のそれぞれの前記可動部材を水平移動させる対応の前記回動伝達部材が、前記保持手段で保持される前記処理ヘッドを、前記搬送手段の搬送方向に対する前段および後段をそれぞれ別個に上下動自在とすべくそれぞれ設けられる」構成であり、
「前記可動手段のそれぞれの前記可動部材を水平移動させる対応の前記回動伝達部材が、前記保持手段で保持される前記処理ヘッドを、前記搬送手段の搬送方向に対する両側をそれぞれ別個に上下動自在とすべくそれぞれ設けられる」構成である。
本発明によれば、処理ヘッドが保持される保持手段の下方にそれぞれ対をなすように当接手段がそれぞれ延出され、この当接手段をそれぞれ可動部材に形成されたテーパ面で当接させて当該可動部材を処理ヘッドの傾き方向に応じた所定数毎の上記可動部材をそれぞれの回動伝達部材でそれぞれ水平移動させることでガイド手段と遊びを有して係合された保持手段を被処理体に対して全体的または部分的に上下動させる構成とすることにより、処理ヘッドの被処理体に対する高さを高精度に調整できると共に、当該被処理体の傾きに対しても調整を容易とすることで処理品質を向上させることができるものである。
以下、本発明の最良の実施形態を図により説明する。本実施形態では、処理ヘッドとしてインクジェットプリンタにおけるインクジェットヘッドを例として示すが、他にレーザ加工で使用されるレーザ加工ヘッドにおいても同様に適用することができるものである。また、上記処理ヘッドには、単体のインクジェットヘッドやレーザ加工ヘッドの他に、当該インクジェットヘッドやレーザ加工ヘッドを含むそれぞれのヘッドユニットをも含む概念である。
図1に本発明に係る処理ヘッド位置調整装置における第1実施形態の構成斜視図を示すと共に、図2に図1の処理ヘッド位置調整装置における各部の構成斜視図を示す。図1(A)はインクジェットプリンタの概略斜視図、図1(B)は搬送方向の上流よりの概略側面図、図2(A)はヘッドユニットの概略斜視図、図2(B)は保持手段の概略斜視図、図2(C)はガイド棒の概略斜視図である。
図1および図2において、インクジェットプリンタ11は、ヘッドユニット12、搬送手段13および保持手段15を含んで構成され、搬送手段13は被処理体である印字対象の用紙14を矢印方向(搬送方向)に搬送する。被処理体としては、当該実施形態のインクジェットプリンタ11においては、上記用紙14の他にフィルムシートや所定用途の平板状体などのおよそインクジェットで印字可能な部材を含む。レーザ加工装置においては、プラスチックやガラス材、用紙等のおよそレーザ光で加工可能な部材を含むものである。また、上記搬送手段13は、被処理体が単片形態の場合にはベルト搬送機構をいい、被処理体が連続形態の場合には巻き取り等の機構をいう。
上記ヘッドユニット12は、底板21上に、用紙14に対して搬送方向の幅方向の一ライン上にノズル群が所定段数で配置されたインクジェットヘッド22が載置され、搬送方向の前後にガイド移動部23およびガイド部24が載置される。上記底板21の当該インクジェットヘッド22が載置される部分には、当該ヘッドのノズルが下面に表出させる開口部(図1(B)の破線部分)が形成されている。また、図2(A)に示すように、上記ガイド移動部23には、搬送手段13の搬送方向の垂直方向に、ガイド孔23Aおよび移動螺合孔23Bが形成され、上記ガイド部24には同方向にガイド孔24Aが形成されている。
上記保持手段15は、ヘッドユニット12を、搬送される用紙14の上方に位置させて保持するためのもので、図2(B)に示すように、搬送方向の両側にサブフレーム31,32が配置され、当該サブフレーム31,32上の所定位置にボールネジ保持部33,34が設けられている。サブフレーム31の両端には、搬送方向と垂直方向に貫通孔31A,31Bが形成され、鉛直方向に鉛直ガイド孔31C,31Dが形成されている。また、サブフレーム32の両端においても、搬送方向と垂直方向に貫通孔32A,32Bが形成され、鉛直方向に鉛直ガイド孔32C,32Dが形成されている。さらに、ボール保持部33,34の上記垂直方向には、それぞれ貫通孔33A,34Aが形成されている。
上記サブフレーム31,32の貫通孔31A,32A間には、水平ガイド棒35が懸架されて固定され、貫通孔31B,32Bには、水平ガイド棒36が懸架されて固定される。また、ボール保持部33,34の貫通孔33A,34A間にはボールネジ37が回転自在に懸架されて保持される。すなわち、ガイド棒35がヘッドユニット12のガイド移動部23のガイド孔23Aに摺動自在に嵌挿され、ガイド棒36がヘッドユニット12のガイド部24のガイド孔24Aに摺動自在に嵌挿される。また、ボールネジ37がヘッドユニット12のガイド保持部23の移動螺合孔23Bに対して螺合状態に嵌挿される。このボールネジ37の一端には調整操作部37Aが設けられている。
さらに、サブフレーム31,32に形成された鉛直ガイド孔31C,31D,32C,32Dには、図2(C)に示すように、設置底板38に植設された鉛直ガイド棒39A,39B,40A,40Bのそれぞれが摺動自在に嵌挿されて係合状態とされる。この場合、鉛直ガイド孔31C,31D,32C,32Dとガイド手段である鉛直ガイド棒39A,39B,40A,40Bとが遊びを有するような係合状態とされる。この遊びが、保持手段15、ひいてはヘッドユニット12の傾きを許容することとなる。
一方、サブフレーム31,32の下方であって、所定位置に支持部材41A〜41Dが延出され、当該支持部材41A〜41Dにローラ42A〜42Dが回転自在に設けられる。この場合、ローラ42A,42Bとローラ42C,42Dとが対をなす。当該支持部材41A〜41Dおよびローラ42A〜42Dにより当接手段が構成される。
上記ローラ42A〜42Dのそれぞれと当接するテーパ部材43A〜43Dが配置され、当該テーパ部材43A〜43Dの下方にそれぞれ移動伝達部材44A〜44Dが設けられる。また、移動伝達部材44A〜44Dのそれぞれには螺合孔45A〜45Dが形成される。テーパ部材43A〜43Dは、上記ローラ42A〜42Dのそれぞれが当接する部分が同方向にテーパ面が形成されている。当該テーパ部材43A〜43Dおよび移動伝達部材44A〜44Dにより可動部材が構成される。
そこで、移動伝達部材44Aと移動伝達部材44Bのそれぞれの螺合孔45A,45B間には回動伝達部材であるボールネジ46が螺合され、他端が固定部材46Bに回動自在に固定される。一端には、調整操作部46Aが設けられる。そして、移動伝達部材44Cと移動伝達部材44Dのそれぞれの螺合孔45C,45D間には回動伝達部材であるボールネジ47が螺合され、他端が固定部材47Bに回動自在に固定される。一端には、調整操作部47Aが設けられる。上記可動部材および上記ボールネジ46,47(調整操作部46A,47Aおよび固定部材46B,47Bを含む)により可動手段が構成されるものである。
上記構成のインクジェットプリンタ11は、図1(B)に示すように、調整操作部37Aを回動させることでヘッドユニット12を、搬送方向と垂直方向(図における左右方向)に移動させて同方向の位置調整を行わせる。また、調整操作部46Aを回動させることでテーパ部材43A,43B(移動伝達部材44A,44B)を搬送方向と垂直方向に移動させることでサブフレーム31,32、ひいてはヘッドユニット12の搬送方向の後段側を上下動させて位置調整を行わせる。同様に、図には示されないが、調整操作部47Aを回動させることでテーパ部材43C,43D(移動伝達部材44C,44D)を搬送方向と垂直方向に移動させることでサブフレーム31,32、ひいてはヘッドユニット12の搬送方向の前段側を上下動させて位置調整を行わせるものである。
そこで、図3に、図1の処理ヘッド位置調整装置における位置調整の説明図を示す。まず、図3(A)に示すように、インクジェットプリンタ22のヘッド面と用紙14の印字面の距離H0に対して、調整操作部46Aを回動させることでテーパ部材43A,43B(移動伝達部材44A,44B)を図上左方向に移動させると、テーパ部材43A,43Bのテーパ面に沿って、ローラ42A,42Bが保持手段15およびヘッドユニット12の自重で当接状態が維持されて下降する。
また、図に表れない調整操作部47Aを同じ分だけ回動させることでテーパ部材43C,43D(移動伝達部材44C,44D)を図上左方向に同量移動させると、テーパ部材43C,43Dのテーパ面に沿って、ローラ42C,42Dが保持手段15およびヘッドユニット12の自重で当接状態が維持されて同量下降することによって、全体的なインクジェットプリンタ22のヘッド面と用紙14の印字面の距離がH1に調整されるものである。
例えば、テーパ部材43A〜43Dの傾斜角度を3度とし、ボールネジ46,47をM10でピッチ1.25mmとすると、厚みの異なる用紙14に対して厚みの差5μm毎に上記ヘッド面と用紙面上との距離を調整することができる。すなわち、tan3=0.0524の比率から5μm毎に変化させるためには、ボールネジ46,47を約27度ずつ回転させればよいこととなる。これによって、厚みの異なる用紙14に対して印字品質を維持することができるものである。
ところで、上記ヘッドユニット12を搬送面に平行になるように全体を設計しても、機械的な組み立て精度、材料の微妙なたわみなどにより、用紙14の印字面と、インクジェットヘッド22に微妙な角度がつくと共に、搬送手段13のベルトなどにテンションをかけるために搬送面(コンベアベルトなど)を設置面に対して、少し斜めに張り、その斜め具合を設置面によって変更、調整するということが行われる。
例えば、カラー印刷のインクジェットヘッド22の場合、一ライン配置のノズル群を搬送方向に対して複数段で構成させると、搬送方向の長さが数十cmレベルとなり、例えば2つのヘッド群の距離が10cmで、図3(B)に示すように、インクジェットヘッド22と用紙印字面とに0.1度の角度があると、
tan0.1 = 0.00174
10cm × 0.00174 = 0.0174cm =0.174mm
となり、あるノズル群と用紙印字面の距離が1.0mmとしても、0.1度の傾きにより、インクジェットヘッド22内の当該ノズル群から離れたもう一つのノズル群と用紙印字面との距離が1.174mmとなる。上記の差は、印刷品質に大きな影響を与えることとなる。
そこで、図3(C)に示すように、まず調整操作部46Aを回動させてテーパ部材43A,43B(移動伝達部材44A,44B)を図3(A)上の右方向に移動させて、保持手段15(ヘッドユニット12)を適量上昇させ、また、整操作部47Aを逆回動させてテーパ部材43C,43D(移動伝達部材44C,44D)を左方向に移動させて、保持手段15(ヘッドユニット12)を適量下降させることで、保持手段15ひいてはインクジェットヘッド22を搬送方向上で傾かせ、当該ヘッドの対応数のノズル群と用紙14の送り前段および後段との距離を略同一とさせるものである。
このように、インクジェットヘッド22の用紙14に対する全体の高さを高精度に調整することができると共に、搬送手段13の傾きによる用紙14の搬送方向の傾きに対しても、インクジェットヘッド22を傾かせる調整を容易に行うことができることから、傾きの前段および後段でヘッド面と用紙印字面との距離を略一定とさせて印字品質を維持でき、ひいては全体的に印字品質を向上させることができるものである。また、位置調整をモータやその制御手段を使用せずに実現することができることから、構成が簡易であり、安価とすることができるものである。
次に、図4に、本発明に係る処理ヘッド位置調整装置における第2実施形態の構成斜視図を示す。図4(A)はインクジェットプリンタの概略斜視図、図4(B)は保持手段の概略斜視図である。なお、図1および図2と同一の構成部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図4(A)、(B)において、保持手段15の備えるそれぞれのサブフレーム31,32の下方であって、所定位置に支持部材61A〜61Dが延出され、当該支持部材61A〜61Dにローラ62A〜62Dが回転自在に設けられる(図1、図2とは方向を異にする)。この場合、ローラ62A,62Cとローラ62B,62Dが対をなす。
上記ローラ62A〜62Dのそれぞれと当接するテーパ面(用紙搬送方向に傾斜)を有するテーパ部材63A〜63Dが配置され、当該テーパ部材63A〜63Dの下方にそれぞれ移動伝達部材64A〜64Dが設けられる。これら移動伝達部材64A〜64Dのそれぞれには螺合孔が形成される。移動伝達部材64Aと移動伝達部材64Cのそれぞれの螺合孔間には固定部材65で回動自在に固定される回動伝達部材である第1ボールネジ67が螺合される。また、移動伝達部材64Bと移動伝達部材64Dのそれぞれの螺合孔間には固定部材66で回動自在に固定される回動伝達部材である第1ボールネジ68が螺合される。
上記第1ボールネジ68に対して、固定部材69A,69B間で回動自在に固定された回動伝達部材である第2ボールネジ70が、互いの一部分のネジ部を螺合させて設けられ、当該第2ボールネジ70の一端には調整操作部70Aが設けられる。すなわち、調整操作部70Aを回動させることで第2ボールネジ70と螺合する第1ボールネジ68が回動し、これによってテーパ部材63B,63D(移動伝達部材64B,64D)が搬送方向に水平移動するものである。
また、上記第1ボールネジ67に対して、固定部材71A,71B間で回動自在に固定された回動伝達部材である第2ボールネジ72が、互いの一部分のネジ部を螺合させて設けられ、当該第2ボールネジ72の一端には調整操作部72Aが設けられるものである。すなわち、調整操作部72Aを回動させることで第2ボールネジ72と螺合する第1ボールネジ72が回動し、これによってテーパ部材63A,63C(移動伝達部材64A,64C)が搬送方向に水平移動するものである。
そこで、図5に、図4の処理ヘッド位置調整装置における位置調整の説明図を示す。図5(A)に示すように、インクジェットプリンタ22のヘッド面と用紙14(搬送方向は図上手前から奥側)の印字面に対して、調整操作部70Aを回動させることでテーパ部材63B,63D(移動伝達部材64B,64D)を一方向に移動させると、テーパ部材63B,63Dのテーパ面に沿って、ローラ62B,62Dが保持手段15およびヘッドユニット12の搬送方向に対する一方側を上下動させる。
また、図に表れない調整操作部72Aを同じ方向に同じ分だけ回動させることでテーパ部材63A,63C(移動伝達部材64A,64C)を上記同一方向に同量移動させると、テーパ部材63A,63Cのテーパ面に沿って、ローラ62A,62Cが保持手段15およびヘッドユニット12の搬送方向に対する他方側を上下動させるもので、これによって、全体的なインクジェットプリンタ22のヘッド面と用紙14の印字面の距離が全面的に調整されるものである。
一方、図5(B)に示すように、搬送手段13(用紙14)が搬送方向と垂直方向に傾が生じた場合、図5(C)に示すように、まず調整操作部72Aを回動させてテーパ部材63A,43C(移動伝達部材64A,64C)を図上手前側に移動させて、保持手段15(ヘッドユニット12)を適量上昇させ、また、整操作部70Aを逆回動させてテーパ部材63B,63D(移動伝達部材64B,64D)を図上奥側に移動させて、保持手段15(ヘッドユニット12)を適量下降させることで、保持手段15ひいてはインクジェットヘッド22を搬送方向の両側で傾かせ、当該ヘッドの対応数のノズル群と用紙14の一方側部分および他方側部分との距離を略同一とさせるものである。
このように、インクジェットヘッド22の用紙14に対する全体の高さを高精度に調整することができると共に、搬送手段13の傾きによる用紙14の送り方向の両側間の傾きに対しても、同方向にインクジェットヘッド22を傾かせる調整を容易に行うことができることから、傾きの両側でヘッド面と用紙印字面との距離を略一定とさせて印字品質を維持でき、ひいては全体的に印字品質を向上させることができるものである。また、上記同様に、位置調整をモータやその制御手段を使用せずに実現することができることから、構成が簡易であり、安価とすることができるものである。
本発明のインクジェットプリンタやレーザ加工装置等の処理ヘッドの精細な位置調整を必要とする装置等に適する。
本発明に係る処理ヘッド位置調整装置における第1実施形態の構成斜視図である。 図1の処理ヘッド位置調整装置における各部の構成斜視図である。 図1の処理ヘッド位置調整装置における位置調整の説明図である。 本発明に係る処理ヘッド位置調整装置における第2実施形態の構成斜視図である。 図4の処理ヘッド位置調整装置における位置調整の説明図である。
符号の説明
11 インクジェットプリンタ
12 ヘッドユニット
13 搬送手段
14 印字媒体
15 保持手段
22 インクジェットヘッド
31,32 サブフレーム
37,46,47,67,68 ボールネジ
42A〜41D,62A〜62D ローラ
43A〜43D,63A〜63D テーパ部材
46A,47A,70A,72A 調整操作部

Claims (3)

  1. 搬送手段で搬送される被処理体上に処理ヘッドが所定の処理を行う際に、当該処理ヘッドを上記被処理体に対して位置を調整する処理ヘッド位置調整装置であって、
    前記処理ヘッドを搬送される前記被処理体の上方に位置させて保持するための保持部を備える保持手段と、
    前記保持手段の下方にそれぞれ対をなすように所定数延出する当接手段と、
    前記当接手段と当接する所定傾きのテーパ面が形成された可動部材が、当該当接手段に応じてそれぞれ設けられ、前記保持される処理ヘッドの傾き方向に応じた所定数毎の上記可動部材をそれぞれの回動伝達部材でそれぞれ水平移動させることで前記保持手段を前記被処理体に対して全体的または部分的に上下動させる所定数の可動手段と、
    前記保持手段と遊びのある状態で係合して当該保持手段の上下動をガイドするガイド手段と、
    を有することを特徴とする処理ヘッド位置調整装置。
  2. 請求項1記載の処理ヘッド位置調整装置であって、前記可動手段のそれぞれの前記可動部材を水平移動させる対応の前記回動伝達部材が、前記保持手段で保持される前記処理ヘッドを、前記搬送手段の搬送方向に対する前段および後段をそれぞれ別個に上下動自在とすべくそれぞれ設けられることを特徴とする処理ヘッド位置調整装置。
  3. 請求項1記載の処理ヘッド位置調整装置であって、前記可動手段のそれぞれの前記可動部材を水平移動させる対応の前記回動伝達部材が、前記保持手段で保持される前記処理ヘッドを、前記搬送手段の搬送方向に対する両側をそれぞれ別個に上下動自在とすべくそれぞれ設けられることを特徴とする処理ヘッド位置調整装置。
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