JP2008194972A - 印字ヘッド、及び印字ヘッドの単位ヘッドの位置調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ラインヘッドを構成する単位ヘッドの交換作業を単純化する。
【解決手段】複数の単位ヘッド２が、同一モジュールベース１上に固定されて１色分のヘッドを構成する単位ヘッドのモジュールユニットにおいて、連結金具３によって、隣接する単位ヘッドを相互に連結するとともに、モジュールベース上に上記連結されたヘッド群を固定した構成とする。これによって、４個以上の単位ヘッドを有するラインヘッドであってもの２番目の単位ヘッドを交換する場合、一番端の単位ヘッドとの距離調整と、３番目の単位ヘッドとの距離調整のみで足りる。
【選択図】図１

Description

本発明は印字ヘッドに関し、特に、インクジェットプリンタの印字ヘッドに関するものである。

高速プリンタの印字ヘッドは図２に示すように、例えばA3の用紙Pの幅（主走査方向）に渡って多数のノズルを配設して一色分のラインヘッド１０が形成される。このラインヘッド１０（１０Y、１０M、１０C、１０K）をY（イエロー）、M（マゼンタ）、C（シアン）、K（ブラック）の各色に対応して副走査方向Aに４列配列して、ノズル本体（印字ヘッド）を構成としている。

上記において、複数のノズルを精度よく配設する必要があり、所定の長さ毎、例えばA3幅に対応する長さを複数等分（図では４等分）した長さの単位ヘッド２を複数個、主走査方向に配列する構成がとられている。

ここで、１つの単位ヘッド２に不具合が発生して取り替える必要が発生したとき、当該不具合が発生したヘッドを取り除いて、新たなヘッドと交換するのであるが、このとき、交換対象になっていない単位ヘッド２と交換対象の単位ヘッドとの位置精度が要求される。ここで位置精度が充分でないときは、色ずれが発生したり、あるいは用紙にインクが載らない筋が発生したりすることになる。そこで、例えば、特開2005-297554に開示する印字ヘッドでは、モジュールベースに位置決め用の基準ピンを立設しておき、該基準ピンに単位ヘッド側に設けたV字状の凹部が係合するようになっている。
特開2005-297554号公報

上記のように位置決めピンを持ったラインヘッドでは、単位ヘッドの交換時に簡単に位置決めをすることができるが、モジュールベースに位置決めピンを、また、単位ヘッドにV字状の凹部を形成する必要があり、これら位置決めピンあるいはV字状の凹部の位置精度が問題となる上、コストが上もデメリットが大きくなる欠点がある。

また、上記のように位置決め構造をもたず、複数の単位ヘッド２をモジュールベースに単純にビスで固定する構成のラインヘッドでは、以下のようになる。すなわち、一番端（以下図面上左からの順序をいう）の単位ヘッド２が交換対象であるときは、当該一番端の単位ヘッド２を外して新しく使用される単位ヘッドに差し替え、当該新しく使用される単位ヘッドと、それに隣接する単位ヘッド（２番目の単位ヘッド）との距離をゲージ等で調整して上記ビスを締め付けるようにすれば足りる。ところが、端から２番目の単位ヘッド２が交換対象であるときは、当該２番目の単位ヘッド２を新しい単位ヘッドに取替え、一番端の単位ヘッド２と当該新しいヘッドとの間隔を調整して、新しい単位ヘッドを固定し、次いで当該新しい単位ヘッドと３番目の単位ヘッド２との距離を調整して、3番目の単位ヘッド２を固定する。更に、３番目の単位ヘッド２と４番目の単位ヘッド２との距離を調整して当該４番目の単位ヘッド２の位置を固定することを順次繰り返すことになる。

ここで、１番目の単位ヘッド２と３番目以降の単位ヘッド２の位置を固定したまま、新しく使用する単位ヘッドと１番目および３番目の単位ヘッド２の位置が決定できれば、新しく使用する単位ヘッド２の位置のみを決めれば足りることになり、３番目以降の単位ヘッド２の位置を調整する必要はないことになる。しかしながら、各単位ヘッドは大きさが微妙に異なっており、このような簡単な作業で済ませることはできないことになる。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたものであって、位置調整が簡単にできる単位ヘッドモジュールを提供することを目的とするものである。

本発明は複数の単位ヘッドが、同一モジュールベース上に固定されて１色分のヘッドを構成する単位ヘッドのモジュールユニットにおいて、連結部材によって、隣接する単位ヘッドを相互に連結するとともに、モジュールベース上に上記連結されたヘッド群を固定した構成とする。

上記構成において、２番目の単位ヘッドを交換する場合、まず、１番目の単位ヘッドと当該新しく使用する単位ヘッドの位置調整をして２番目の単位ヘッドをモジュールベースに固定する。次いで、当該新しい単位ヘッドと３番目の単位ヘッドの位置調整をして３番目の単位ヘッドのモジュールベース上の位置を固定する。このとき３番目の単位ヘッドの位置と４番目以降の単位ヘッドの位置は連結部材によって、相対位置は決まっているので、更に調整する必要はないことになる。

高速プリンタのインクジェット用の印字ヘッド１００は、図２に示すように例えばＡ３の用紙幅（主走査方向）に渡って多数のノズルを配設して一色分のラインヘッド１０（１０Y、１０M、１０C、１０K）が形成される。このラインヘッド１０をY（イエロー）、M（マゼンタ）、C（シアン）、K（ブラック）の各色に対応して４列配列して、ノズル本体（印字ヘッド１００）を構成としている。この構成によって、ヘッドを幅方向に位置を固定し（ヘッドを移動させないで）、用紙を副走査方向Aに移動するのみで印刷ができるようになっている。

上記において、複数のノズルを精度よく配設する必要があり、例えば600dpiでは40μｍのピッチで配設することになる。ところが、Ａ３幅に渡って、各ノズルが所定のピッチを保った状態で上記ラインヘッド１０を形成することは非常に困難であるところから、所定の長さ毎、例えばA3に相当する長さを複数等分（図２では４等分）した長さの単位ヘッド２を複数個、主走査方向に配列する構成がとられている。これによって、各ノズル間のピッチを精度よく配列することができることになる。また、ノズル間のピッチ精度は異なる単位ヘッド間のノズルに対しても要求され、各単位ノズルの相互の位置を精度よく配列する必要がある。

図３は、上記の印字ヘッド１００を搭載したインクジェット記録装置２００の一実施形態の内部構造図である。

このインクジェット記録装置２００は、下部に配置された給紙カセット２１１と、その上方に配置されたインクタンク１２１と、このインクタンク１２１の上方に配置された搬送ベルト２１３とを備えている。また、この搬送ベルト２１３の上方に配置された印字ヘッド１００と、装置の右端に配置された用紙搬送路２１６とを備えている。

給紙カセット２１１は、印刷が行われる記録媒体Pを収納するもので、この給紙カセット２１１には、給紙を行うための給紙ローラ２１２が用紙搬送路２１６側の端部に配置されている。この用紙搬送路２１６は、給紙カセット２１１から給紙された記録媒体Pを搬送ベルト２１３に導くガイド板から構成されている。この用紙搬送路２１６には、給紙された用紙を搬送する搬送ローラ対２２２が給紙カセット２１１側に配置され、2次給紙を行うレジストローラ対２２３が搬送ベルト２１３側に配置されている。

上記インクタンク１２１は、左右方向に並設されたインクタンク１２１K、１２１C、１２１M、１２１Yから構成され、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを貯留している。

上記搬送ベルト２１３は、レジストローラ対２２３により2次給紙された記録媒体Pを図面上左方に向けて搬送するもので、印字ヘッド１００の左右両外側（用紙搬送方向の下流側と上流側）に配置された駆動ローラ２２４及び従動ローラ２２５に張設されている。

上記駆動ローラ２２４の下方には、印刷の際に余剰となったインクを回収するための、上面に開口を有する回収口２２６が配置され、この回収口２２６の下方には、廃インクタンク２２７が配置されている。そして、上記回収口２２６及び上記廃インクタンク２２７は、連通管２２８によって連通し、回収インク貯留部を構成している。

また、上記搬送ベルト２１３の左方には排出ローラ対２２９が配置され、排出ローラ対２２９の左方の装置の左側壁には排出口２３０が穿設され、この排出口２３０を通して装置内から装置外に突出する排出トレイ２３１が配置されている。

上記印字ヘッド１００は、下面のノズル面１０１が搬送ベルト２１３の用紙搬送面から微小間隔をおいた印刷位置に支持されている。この印字ヘッド１００は、左右方向に並設されたラインヘッド１０K、１０C、１０M、１０Y(図２参照)から構成されている。なお、各ラインヘッド１０K、１０C、 １０M、 １０Yは、下記のような構造により、それぞれブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のインクを吐出する。

印字ヘッド１００の上記ノズル面１０１には、各ラインヘッド１０K、１０C、１０M、 １０Y毎に、多数のノズルが用紙幅方向に用紙幅分だけ配列形成されている(図２参照)。これらの各ノズルはラインヘッド内に各ノズルに対応して形成された加圧室(図示しない)にそれぞれ連通し、各加圧室は更に各ラインヘッド１０K、１０C、１０M、１０Y内に形成されたインク液室(図示しない)に連通している。そして、各ラインヘッド１０K、１０C、１０M、１０Yのインク液室は、インク供給チューブ(図示しない)によって、それぞれ上記インクタンク１２１K、１２１C、１２１M、１２１Yに連通している。

さらに、印字ヘッド１００の下流には、各ラインヘッド１０K、１０C、１０M、１０Yから記録媒体Pに吐出されたインクを乾燥させるための乾燥手段２１５が配置されている。

図１は上記ラインヘッド１０の拡大図である。モジュールベース１を複数等分（ここでは４等分、以下ラインヘッド１０は４つの単位ヘッド２で構成されるものとして記述する）した長さの単位ヘッド２が形成され、各単位ヘッド２は枠体２１とその内側に配列された複数のノズル２２よりなる。上記のように各ノズル２２は色ずれが発生しないように相互の間隔が所定にかつ精密に配列されている。この精度は異なる単位ヘッド２を構成するノズル間においても当然保たれるべき精度であり、各単位ヘッド２をモジュールベース１に固定するときにはその配列位置が精密に調整される。

各単位ヘッド２の枠体２１の左右にはモジュールベース１との固定用のビス穴２３が設けられ、当該ビス穴２３に対してビス２４をねじ込むことによって各単位ヘッド２は長手方向がモジュールベース１の長手方向になるように固定されることになる。これによって、１つの色に対応するラインヘッド１０が形成される。ここで、各単位ヘッド２の位置を決定するときには、ゲージ等が使用されることになる。

さらに、本発明では各単位ヘッド２はその枠体２１が連結部材である連結金具３で相互にビス31等で連結される。これによって、４個の単位ヘッド２の相互の間隔が、モジュールベース１と連結金具３とで2重に固定されることになる。さらに、各連結金具３はその中央でモジュールベース１にビス32等で固定されるようになっている。

尚、上記においてモジュールベースと各単位ヘッドの主走査方向の相対位置、連結金具と各単位ヘッドの主走査方向位置の相対位置は微調整できる程度に、各ビス穴等にクリアランスが設けられている。

ここで、上記一番端の単位ヘッド２に不具合が生じて取り替える必要が生じた場合を想定する。この場合は、当該不具合が生じた一番端の単位ヘッド２を新しい単位ヘッド２に入れ替えることになる。この場合は、２番目の単位ヘッド２と当該新しい単位ヘッド２の間隔が精密に保たれるように、ゲージ等を用いて新しい単位ヘッドの位置を調整し、その後ビス穴２３にビス２４を差し込んでモジュールベース１に固定することで足り、この作業は従来の印字ヘッドにおける作業と同じとなる。

ついで、２番目の単位ヘッド２に不具合が発生して取り替える必要が生じたときは以下のようになる。すなわち、まず当該不具合が生じた単位ヘッド２を取り外す。このとき、当然のことながら当該２番目の単位ヘッド２と１番目および３番目の単位ヘッドを連結している連結金具３も外すことになる。次いで、一番目の単位ヘッド２と交換される新しい単位ヘッドとの間隔をゲージ等で調整し、当該新しい単位ヘッド２をモジュールベース１に固定する。各単位ヘッド２の大きさは微妙に異なるので、上記のように一番目の単位ヘッド２との距離を決定すると、３番目の単位ヘッド２と当該入れ替えた単位ヘッド２との間隔が要求される精度を満たさないおそれがある。そこで、３番目の単位ヘッド２をモジュールベース１から外す。ここで３番目と４番目の単位ヘッド２は連結金具３で連結されているので、４番目の単位ヘッド２もモジュールベース１から同時に外す。３番目の単位ヘッド２と４番目の単位ヘッド２は連結金具３によって、その位置関係が保たれているので、当該位置関係を保った状態で双方同時にモジュールベース１から外されることになる。

この状態で、上記入れ替えた単位ヘッド２と３番目の単位ヘッド２との間隔をゲージ等で調整する。上記のように、３番目の単位ヘッド２と４番目の単位ヘッド２はその位置関係が保たれた状態であるので、上記のように入れ替えた単位ヘッド２と３番目の単位ヘッド２との間隔を決定すると、３番目の単位ヘッド２と４番目の単位ヘッド２の間隔は当然自然に決定することになる。すなわち、４番目の単位ヘッド２に対して３番目の単位ヘッド２との位置関係を決める作業をする必要がなくなることになる。

以上４つの単位ヘッド２がモジュールベース１上に固定される場合について説明したが、本発明はモジュールベース１上に４つ以上の単位ヘッド２が搭載される場合はさらに効果が大きいことになる。即ち、３番目の単位ヘッド２と４番目以降の単位ヘッド２とは相互に連結金具で連結されているので、２番目の単位ヘッド２と３番目の単位ヘッド２の位置合わせをすると同時に、４番目以降の単位ヘッド２の相互の位置合わせが完了したことになる。

以上説明したように、本発明は複数の単位ヘッドをモジュールベースに固定するとともに、各単位ヘッド相互を固定しているので、複数の単位ヘッドの内の端に位置する単位ヘッド以外の単位ヘッドに不具合が発生して取り替える必要は発生したときであっても、単位ヘッド相互の位置合わせが２回の作業で済むことになり、作業時間を大幅に改善できることになる。

尚、プリンタに使用する印字ヘッドを例に説明したが、本発明はプリンタだけではなく印字が必要は他の機器にも使用できることはもちろんである。

また、本実施例では連結部材として金属製の連結金具を用いたが、強度や精度を確保する上で問題がなければ樹脂製やセラミック製の連結部材を用いることも可能である。

本発明は、印字ヘッドの単位ヘッドが連結部材で連結された状態でモジュールベース上に固定されているので、印字ヘッドの位置調整が簡単になるので産業上の利用可能性が極めて大きい。

本発明のラインヘッドを示す平面図。 本発明のラインヘッドを使用した印字ヘッド平面図。 印字ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の概念図。

符号の説明

１ モジュールベース
２ 単位ヘッド
３ 連結金具

Claims (2)

1. 複数の単位ヘッドが、同一モジュールベース上に固定されて１色分のヘッドを構成する印字ヘッドにおいて、
   隣接する単位ヘッドを相互に連結する連結部材と、
   上記連結された単位ヘッド群を固定するモジュールベースと、
   を備える印字ヘッド。
2. 複数の単位ヘッドが、同一モジュールベース上に固定されて１色分のヘッドを構成する印字ヘッド上の単位ヘッドの位置調整方法において、
   隣接する単位ヘッドを相互に連結部材で連結した状態で、交換対象の単位ヘッドと隣接する単位ヘッドとの位置調整のみを行う、
   印字ヘッドの単位ヘッドの位置調整方法。

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