JP2014195924A - Ink jet head array and ink jet image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット方式による画像形成を行う画像形成装置、特に、一方向に窄孔されたインク吐出ノズル列を有するインクジェットヘッドユニットを、記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個配設したラインヘッド型のインクジェットヘッドアレイを有する画像形成装置に関わる The present invention relates to an image forming apparatus for forming an image by an ink jet system, and in particular, a plurality of ink jet head units each having an ink discharge nozzle array narrowed in one direction are arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction of a recording medium. The present invention relates to an image forming apparatus having a line head type inkjet head array.
インクジェット方式による画像形成装置には、インクジェットヘッドの配設方法よって、いわゆるキャリッジ型とラインヘッド型の2種類に大別される。 Inkjet image forming apparatuses are roughly classified into two types, a so-called carriage type and a line head type, depending on the arrangement method of the inkjet head.
キャリッジ型とはインクジェットヘッドを記録媒体の搬送方向とは多くは直交する方向に移動するキャリッジ上に設け、インクジェットヘッドと記録媒体双方を相対的に移動させながら、インクジェットヘッドから吐出されるインクによって、記録媒体上に画像を形成していく方式のものである。小型のインクジェットヘッドをキャリッジ上に設ける構造のため、装置サイズを比較的小型に出来ることから一般家庭用の小型プリンタに用いられたり、逆にキャリッジ機構さえ構成すれば、いわゆる大判、広幅の記録媒体にも対応できることから、図面やポスター類の製作の他、布帛の染色、建築用内壁材の意匠塗装といった、業務用、産業用にも多く用いられている。 In the carriage type, the ink jet head is provided on a carriage that moves in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium, and the ink ejected from the ink jet head while relatively moving both the ink jet head and the recording medium. In this method, an image is formed on a recording medium. Since a small ink-jet head is provided on the carriage, the device size can be made relatively small, so that it can be used for a small printer for general home use, or conversely, if a carriage mechanism is configured, a so-called large format, wide recording medium Therefore, in addition to the production of drawings and posters, it is often used for industrial and industrial purposes such as dyeing of fabrics and design coating of interior wall materials for buildings.
一方、ラインヘッド型とは、ノズル面に一方向に窄孔されたインク吐出ノズル列を有するインクジェットヘッドを、多くはそのノズル列が記録媒体の搬送方向と直交する方向となる様に固定配設し、記録媒体を搬送しつつ複数のインク吐出ノズルから同時にインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する方式のものである。キャリッジを移動させる必要がないことから、比較的高速な画像形成が可能という特徴を有する。 On the other hand, the line head type is an ink jet head having an ink discharge nozzle row that is narrowed in one direction on the nozzle surface, and many are fixedly arranged so that the nozzle row is in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording medium. In this method, an image is formed on a recording medium by simultaneously ejecting ink from a plurality of ink ejection nozzles while conveying the recording medium. Since there is no need to move the carriage, it has a feature that image formation at a relatively high speed is possible.
さて、ラインヘッド型のインクジェット画像形成装置に於いては、画像形成が行われる記録媒体幅以上の吐出幅を有するインクジェットヘッドを一個のみ用いる場合もあるが、多くの場合、記録媒体の幅より狭い吐出幅を有するインクジェットヘッドユニットを複数個、幅方向に隣接配置(これをインクジェットヘッドアレイと呼ぶ)するのが通例である。これは例えば、記録媒体としてA3横(297mm)通し、印字密度を25.4mm当たり800ドット(いわゆる800dpi)と仮定したとすると、インクジェットヘッドに、297/25.4×800=約9354個のインク吐出孔を、32μm(25.4mm/800)間隔で窄孔する必要がある。このような場合、その製造上の歩留まりの問題等からインクジェットヘッドが高価なものとなってしまうといった問題の他、インクジェットヘッドの保守、交換の面からも好ましくない問題が生じる場合がある。周知のようにライン型のインクジェットヘッドはそのインク吐出孔が一つでも吐出不能となると、記録画像上で搬送方向にいわゆる白筋、白抜け上に画像形成不良が発生することが多い。記録媒体として多くは紙基材のものが多く、記録媒体から発生する紙粉のノズル面への付着、インクジェットヘッドや記録媒体のハンドリング不良によるノズル面への接触、インク中への異物の混入等に起因するヘッド吐出不良等は、比較的頻繁に発生する問題として知られている。このような吐出不良のノズルが一つでも発生すると、インクジェットヘッドそのものを交換が必要となる場合も多いが、記録媒体の幅より狭い吐出幅を有するインクジェットヘッドユニットを複数個、幅方向に隣接配置した構成であると、吐出不良の発生した箇所の比較的安価なインクジェットヘッドユニットのみを交換すればよく、吐出不良の度に高価なインクジェットヘッド全体を交換することが無く、メンテナンス上、コスト的に有利となる場合が多いからである。 In a line head type ink jet image forming apparatus, there may be a case where only one ink jet head having a discharge width equal to or larger than the width of a recording medium on which image formation is performed, but in many cases, it is narrower than the width of the recording medium. In general, a plurality of inkjet head units having a discharge width are arranged adjacent to each other in the width direction (referred to as an inkjet head array). For example, if it is assumed that the recording medium passes through A3 (297 mm) and the print density is 800 dots per 25.4 mm (so-called 800 dpi), the ink jet head has 297 / 25.4 × 800 = approximately 9354 ink ejection holes. It is necessary to stenosis at 32μm (25.4mm / 800) intervals. In such a case, in addition to the problem that the inkjet head becomes expensive due to the manufacturing yield problem, there are cases where an undesirable problem occurs in terms of maintenance and replacement of the inkjet head. As is well known, when a line-type ink jet head cannot eject even one ink ejection hole, so-called white streaks in the transport direction on the recorded image and image formation defects often occur on white spots. Many of the recording media are paper-based, and paper dust generated from the recording medium adheres to the nozzle surface, contact with the nozzle surface due to poor handling of the inkjet head or recording medium, contamination of foreign matter into the ink, etc. Head ejection failure or the like due to the above is known as a problem that occurs relatively frequently. If even one of these defective nozzles occurs, it is often necessary to replace the inkjet head itself, but a plurality of inkjet head units having an ejection width narrower than the width of the recording medium are arranged adjacent to each other in the width direction. With this configuration, it is only necessary to replace the relatively inexpensive inkjet head unit at the location where the ejection failure has occurred, and it is not necessary to replace the entire expensive inkjet head every time the ejection failure occurs. This is because it is often advantageous.
さて、記録媒体の幅より狭い吐出幅を有するインクジェットヘッドユニットを複数個、記録媒体の幅方向に隣接配置する場合、個々のインクジェットヘッドユニットの配置は、図3や図4に示すように、隣接するインクジェットヘッドユニットを記録媒体の搬送方向に所定距離dだけずらして、いわゆる千鳥状或いは階段状に配列させるのが通例である。これは個々のインクジェットヘッドユニットにおいて、ユニットそのもの全幅より吐出幅の方が小さくなるのは致し方なく、幅方向に隙間無く、個々のインクジェットヘッドユニットの吐出幅を連続させるためには、記録媒体の搬送方向に最小量ずらして配置させる必要があるからである。 When a plurality of inkjet head units having a discharge width narrower than the width of the recording medium are arranged adjacent to each other in the width direction of the recording medium, the individual inkjet head units are arranged adjacent to each other as shown in FIGS. In general, the inkjet head units to be moved are shifted by a predetermined distance d in the conveyance direction of the recording medium and arranged in a so-called zigzag or staircase pattern. This is because the discharge width of the individual inkjet head unit is not smaller than the entire width of the unit itself, and there is no gap in the width direction. This is because it is necessary to shift the direction by a minimum amount.
もちろん、この様な千鳥状、階段状の配置の場合には、例えば記録媒体上に搬送方向と直交する横線を形成するには、記録媒体の搬送速度vと前記の所定距離dから定まる時間差Δt(=d/v)を設けて、隣接するインクジェットヘッドユニットからインクを吐出させ、記録媒体上に於いて連続した直線が形成されるようにしている。 Of course, in the case of such a staggered or stepped arrangement, for example, in order to form a horizontal line perpendicular to the transport direction on the recording medium, the time difference Δt determined from the transport speed v of the recording medium and the predetermined distance d is used. (= D / v) is provided so that ink is ejected from the adjacent inkjet head unit so that a continuous straight line is formed on the recording medium.
以降の説明に於いては、記録媒体面をxy面とし、記録媒体の搬送方向にy軸、それと直交する方向(記録媒体の幅方向)にx軸、xyと直交方向(記録媒体とヘッド間の距離方向)にz軸を仮定する。記録媒体の幅より狭い吐出幅を有するインクジェットヘッドユニットを複数個、記録媒体の幅方向に隣接配置する場合には、個々のインクジェットヘッドユニットと記録媒体との相対位置調整の他に、個々のインクジェットヘッドユニット相互間の相対位置の調整も必要となる。 In the following description, the recording medium surface is the xy plane, the recording medium transport direction is the y axis, the direction perpendicular to it (the recording medium width direction), the x axis, and the direction orthogonal to xy (between the recording medium and the head). Z-axis in the distance direction). When a plurality of inkjet head units having a discharge width narrower than the width of the recording medium are arranged adjacent to each other in the width direction of the recording medium, in addition to adjusting the relative position between the individual inkjet head units and the recording medium, It is also necessary to adjust the relative position between the head units.
個々のインクジェットヘッドユニットにおいては、少なくともノズル面が記録媒体面と平行であること(z軸方向の位置調製)が必要であるが、これは、インクジェットヘッドユニットを搭載するする支持部材と記録媒体の搬送面間の、機構的及び構造的な精度で確保されることが多い。もちろんこれの調整機構を設けてもかまわない。 In each ink jet head unit, it is necessary that at least the nozzle surface is parallel to the recording medium surface (position adjustment in the z-axis direction). This is because of the support member on which the ink jet head unit is mounted and the recording medium. It is often ensured with mechanical and structural accuracy between the transport surfaces. Of course, this adjustment mechanism may be provided.
さらにxy面内方向にあっては、隣接するインクジェットヘッドユニット間に於いて、まず、双方の吐出ノズル列がともにx軸と平行となるように、xy面内での回転方向の位置調整が必要であり、その上で、一方の吐出幅と他方の吐出幅が、x軸方向に隙間無くかつオーバーラップすることなく連続する様にx軸方向の位置調整を、さらに、双方の吐出ノズル列のy軸方向の間隔が正確に前述の所定距離dとなるようにy軸方向の位置調整も必要となる。 Further, in the xy plane direction, first, it is necessary to adjust the position of the rotation direction in the xy plane so that both ejection nozzle arrays are parallel to the x axis between adjacent inkjet head units. In addition, position adjustment in the x-axis direction is performed so that one discharge width and the other discharge width are continuous in the x-axis direction without gaps and without overlapping, and further, both discharge nozzle arrays Position adjustment in the y-axis direction is also necessary so that the distance in the y-axis direction is exactly the predetermined distance d described above.
従来技術に於いては、個々のインクジェットヘッドユニットごとに、上記の回転方向、x軸方向、y軸方向の3自由度の調整が可能な調整機構を設け、実際に記録媒体上に画像形成を行って、その画像を確認しつつトライアンドエラーで3自由度の調整を行っていた。 In the prior art, an adjustment mechanism capable of adjusting the three degrees of freedom in the rotation direction, the x-axis direction, and the y-axis direction is provided for each individual inkjet head unit to actually form an image on a recording medium. I went and checked the image and adjusted the 3 degrees of freedom by trial and error.
さてこのような従来技術に於いては、まず、個々のインクジェットヘッドユニット毎に3自由度の調整機構が必要であり、支持部材、インクジェットヘッドユニットの取付、固定機構、調整機構が複雑で高価なものとなるという問題があった。また、実際の調整作業においても、例えばx軸方向の調整に於いては実際の画像形成の結果を顕微鏡等で観察して、隣接するインクジェットヘッドユニット間でいわゆる白抜けやオーバーラップがないかを確認しつつトライアンドエラーで位置調整を行うなど、煩雑で時間の有する調整作業を行う必要があった。 In such a conventional technique, first, an adjustment mechanism with three degrees of freedom is required for each individual inkjet head unit, and the support member, the attachment, fixing mechanism, and the adjustment mechanism for the inkjet head unit are complicated and expensive. There was a problem of becoming something. Also, in actual adjustment work, for example, in the adjustment in the x-axis direction, the actual image formation result is observed with a microscope or the like to check whether there are so-called white spots or overlap between the adjacent inkjet head units. It was necessary to perform complicated and time-consuming adjustment work such as performing position adjustment by trial and error while checking.
この煩雑な調整作業は、インクジェットヘッドユニットを有するプリンタ等の画像形成装置を工場で製作、出荷する際にも問題となるが、それ以上に、プリンタ等のユーザにおけるヘッドユニットの交換等といったメンテナンス作業に於いて、ユーザのプリンタ等を長期間停機させるといった問題ともなっていた。 This complicated adjustment work also becomes a problem when an image forming apparatus such as a printer having an inkjet head unit is manufactured and shipped in a factory, but moreover, maintenance work such as replacement of a head unit by a user of the printer or the like. However, there has been a problem that the user's printer is stopped for a long time.
そこで、上記問題に鑑み、一方向に窄孔されたインク吐出ノズル列を有するインクジェットヘッドユニットを記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個配設した、ラインヘッド型のインクジェットアレイを有する画像形成装置の、インクジェットヘッドユニットの交換等といったメンテナンス作業が簡単、短時間で行えるインクジェットアレイ及び画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, in view of the above problems, image formation having a line head type ink jet array in which a plurality of ink jet head units each having an ink ejection nozzle array narrowed in one direction is arranged in a direction perpendicular to the recording medium conveyance direction. An object of the present invention is to provide an inkjet array and an image forming apparatus that can perform maintenance work such as replacement of an inkjet head unit of the apparatus in a short time.
以上の課題を解決するため、本発明に於いては、所定の配列方向に所定間隔で窄孔されたノズル列を有するインクジェットヘッドユニットが、支持部材上に複数個配設搭載されるインクジェットヘッドアレイにおいて、隣接する前記インクジェットヘッドユニットの前記ノズル列の少なくとも一部が、前記記録媒体の搬送方向に沿って見てオーバーラップするように前記複数のインクジェットヘッドユニットを配設し、かつ、前記複数のインクジェットヘッドユニットの前記ノズル列間相互の平行度のみを機構的に調整可能としたことを特徴とするインクジェットヘッドアレイが提供される。 In order to solve the above problems, in the present invention, an ink jet head array in which a plurality of ink jet head units each having a nozzle array narrowed at a predetermined interval in a predetermined arrangement direction are arranged and mounted on a support member. The plurality of inkjet head units are disposed so that at least a part of the nozzle rows of the adjacent inkjet head units overlap each other when viewed in the transport direction of the recording medium, and There is provided an inkjet head array characterized in that only the parallelism between the nozzle rows of the inkjet head unit can be mechanically adjusted.
本発明の好ましい態様に於いては、前記複数のインクジェットヘッドユニットは、それ自体を前記支持部材上に位置決めする位置決め部材を該複数のインクジェットヘッドユニット毎に有するものであり、該位置決め部材は前記支持部材に設けられた当接部材と係合して、前記インクジェットヘッドユニットを前記支持部材上に位置決めするため当接面を有し、前記複数のインクジェットヘッドユニットの前記ノズル列間の平行度の機構的な調整を、前記ノズル列と前記当接面間の相対位置の調整に於いて行うことを特徴するインクジェットヘッドアレイが提供される。 In a preferred aspect of the present invention, each of the plurality of inkjet head units has a positioning member for positioning the plurality of inkjet head units on the support member for each of the plurality of inkjet head units. A mechanism for engaging the contact member provided on the member to position the inkjet head unit on the support member, and a mechanism for parallelism between the nozzle rows of the plurality of inkjet head units; An ink jet head array is provided in which the adjustment is performed by adjusting the relative position between the nozzle row and the contact surface.
本発明のさらに好ましい態様に於いては、前記オーバーラップ部に於いては、隣接する各々の前記インクジェットヘッドユニットのノズル列を、非オーバーラップ部と連続しインクを吐出する吐出領域とインクを吐出しない非吐出領域に2分割し、一方の前記吐出領域と他方の前記吐出領域の前記所定の配列方向に見た間隔が、前記インクジェットヘッドユニットの幅方向印字解像度の0.5倍以上1.0倍以下であることを特徴とするインクジェットヘッドアレイが提供される。 In a further preferred aspect of the present invention, in the overlap portion, the nozzle row of each of the adjacent inkjet head units is continuous with the non-overlap portion, and a discharge region for discharging ink and an ink discharge. The interval between the one ejection area and the other ejection area as viewed in the predetermined arrangement direction is 0.5 to 1.0 times the print resolution in the width direction of the inkjet head unit. An inkjet head array is provided.
本発明のさらに好ましい態様に於いては、前記複数のインクジェットヘッドユニットは、前記記録媒体の搬送方向に見て異なる位置に前記支持部材上に配設搭載されるものであり、前記複数のインクジェットヘッドユニットからのインク滴の吐出タイミングの補正を、前記複数のインクジェットヘッドユニット毎に設定することを特徴とするインクジェットヘッドアレイが提供される。 In a further preferred aspect of the present invention, the plurality of inkjet head units are disposed and mounted on the support member at different positions as viewed in the conveyance direction of the recording medium, and the plurality of inkjet heads An inkjet head array is provided in which correction of ejection timing of ink droplets from a unit is set for each of the plurality of inkjet head units.
本発明の別の態様に於いては、上記のインクジェットヘッドアレイを有するインクジェット画像形成装置が提供される。 In another aspect of the present invention, an inkjet image forming apparatus having the above-described inkjet head array is provided.
この発明により、一方向に窄孔されたインク吐出ノズル列を有するインクジェットヘッドユニットを記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個配設した、ラインヘッド型のインクジェットアレイを有する画像形成装置の、インクジェットヘッドユニットの交換等といったメンテナンス作業が簡単、短時間で行える。 According to the present invention, there is provided an image forming apparatus having a line head type ink jet array in which a plurality of ink jet head units each having an ink discharge nozzle array narrowed in one direction are arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction of a recording medium. Maintenance work such as replacement of the inkjet head unit can be performed easily and in a short time.
以下、本発明の一実施態様であるインクジェット画像形成装置たる連続紙インクジェットプリンタ1を、図1ほかを用いて詳細に説明する。
Hereinafter, a continuous
連続紙インクジェットプリンタ1は、幅方向両端部に送り孔を有する連続紙記録媒体MRCに対しインクジェット方式により画像形成を行う画像形成装置である。連続紙記録媒体MRCは長手方向(搬送方向)の所定間隔に交互に折り目が設けられた、いわゆるZ紙が主として用いられる。勿論これ以外に、ロール形態に巻かれたいわゆるロール紙にも画像形成可能である。
The continuous
下部筐体1b上に上部筐体1aが載り、上部筐体1a内に主たる搬送手段であるピントラクタ3、インクジェットヘッドユニット9を有するインクジェットヘッドアレイ4、インクジェットヘッドユニット9と対向するプラテン5と搬送手段である搬送テーブル10を有する搬送ユニット6、硬化装置7などが配されている。
An
連続紙記録媒体MRCは、図示のように、連続紙インクジェットプリンタ1の右側の導入口1cから導入され、左側の排出口1dから排出される。図1においてインクジェットプリンタ1の左側にはスタッカ8が取付られており、排出口1dから排出される連続紙記録媒体MRCを再折りたたみする。尚、スタッカ8は連続紙インクジェットプリンタ1に対し着脱可能となっており、スタッカ8なしでも連続紙インクジェットプリンタ1は勿論印字可能である。
The continuous paper recording medium MRC is introduced from the right inlet 1c of the continuous
主たる搬送手段であるピントラクタ3は図示しない駆動モータによって駆動され、連続紙記録媒体MRCを搬送する。連続紙記録媒体MRCの搬送速度は423.33mm/sに設定されている。この搬送速度は1行(6/25.4mm)として、1分間6000行の印字速度に相当する。また、連続紙記録媒体MRCは最小177.8mm(7インチ)幅のものから最大508mm(20インチ)幅のものにまで対応可能である。
The
ピントラクタ3は、連続紙記録媒体MRCの搬送に当たって、その搬送ピン3a(ピン部材)が連続紙記録媒体MRCの送り孔と嵌合しつつ、即ち該連続紙記録媒体MRCを拘束しながら搬送するものであり、連続紙記録媒体MRCの搬送速度、スタート/ストップ/加減速等のタイミング制御などはすべてこのピンピントラクタ3に因り執り行われる。
When the continuous paper recording medium MRC is transported, the
連続紙記録媒体MRCの搬送方向に見て、ピントラクタ3の後方にはインクジェットヘッドユニット9を有するインクジェットヘッドアレイ4が位置し、該インクジェットヘッドユニット9によって、連続紙記録媒体MRC上にインクジェット画像の形成がなされる。
An
インクジェットヘッドユニット9は、25.4mm当たり600ドット(いわゆる800DPI)の記録密度を有するインクジェットヘッドユニットである。使用されるインクは紫外線硬化型インク(活性光線硬化型インク)で波長385nmに吸収ピークを有する。
The ink
プラテン5は、インクジェットヘッドアレイ4と連続紙記録媒体MRCを挟んで対向する位置にあり、当該部位での連続紙記録媒体MRCの搬送面を構成する部材である。プラテン5本体はSUSの切削加工によって形成される。後述の搬送テーブル10等が連続紙記録媒体MRCへ付与する張力によって、連続紙記録媒体MRC裏面がプラテン5に適度に圧接され、連続紙記録媒体MRCが適度の張力を持って安定して搬送される。連続紙記録媒体MRCの搬送面と、インクジェットヘッドユニット9のインク吐出面の間隔は、図示しない間隔設定手段により1〜3mmの間の任意の値に設定可能である。
The
搬送ユニット6内に前記プラテン5と搬送手段の一つである搬送テーブル10が存する。搬送テーブル10は、図2に示すように負圧吸着型の搬送ベルト12を有する搬送手段であり、スカフローラ対11と共業して連続紙記録媒体MRCに適度な張力を付与する機能と、硬化手段7によるインクジェット画像の硬化時の連続紙記録媒体MRCの保持、搬送の2つの機能を有する。図2に於いては煩雑となるため、プラテン5他は図示していない。
Within the
搬送テーブル10は、板金部材によって形成された筐体13内部を図示しないブロア等の負圧発生手段でもって負圧とし、搬送面に窄孔された複数の吸引口14(一部は吸着搬送ベルト12を除去して図示)でもって記録媒体MRCを吸着する。記録媒体MRCの搬送方向に見て筐体13の両側に駆動ローラ17と従動ローラ15が配され、両ローラに掛け渡されかつ筐体13を内包するように4本の吸着搬送ベルト12が巻装されている。吸着搬送ベルト12にも前記吸引口14と共業する開口16が設けられ、駆動ローラ14によって、吸着搬送ベルト12は筐体13と摺動しつつ連続紙記録媒体MRCを吸着しながら搬送する。
The conveyance table 10 is configured such that the inside of the
スカフローラ対11も搬送手段の一つで、スカフローラ11aと従動ローラ11bとから成る、スカフローラは直径40mmのSUS製、従動ローラは表面がポリアセタールから成る直径20mmのもので、スカフローラ11aに圧接従動する。
A pair of
スカフローラ対11、搬送テーブル10の駆動ローラ17の両者は共に、図示しないモータによって共通駆動され、その搬送速度はトラクタユニット3による搬送速度より相対的に2%早い速度に設定されている。搬送テーブル10の搬送ベルト12と連続紙記録媒体MRC裏面は負圧により適度に吸着しており、この速度差に起因する両者の滑りが可能な状態で連続紙記録媒体MRCを搬送する。スカフローラ対11も同様に記録媒体との相対的な滑りが可能な適度な圧接力でもって連続紙記録媒体MRCを挟持搬送しており、両者でもって連続紙記録媒体MRCに適度な張力が付与される。
Both the
搬送テーブル10は駆動ローラ17を回動軸として、搬送テーブル10全体が時計周りに下方に回動可能で、該回動動作を行うことで硬化装置7と搬送テーブル10との間隔を拡大し、当該箇所に於ける紙ジャム等の処理が容易となるようにしている。
The conveyance table 10 can be rotated clockwise around the
インクジェットプリンタ1内での連続紙記録媒体MRC全体の搬送経路の形状はプラテン5を頂点とする凸型となっており、この為、前記張力により連続紙記録媒体MRCはプラテン5へ適度な圧力でもって圧接され、プラテン5上を安定して連続紙記録媒体MRCはプラテン上を搬送することが出来る。
The shape of the conveyance path of the entire continuous paper recording medium MRC in the
搬送テーブル10上方に、連続紙記録媒体MRCを挟んで硬化装置9が配置される。硬化装置9は連続紙記録媒体MRC上に形成した紫外線硬化型インクによるインクジェット画像を硬化するもので、紫外線光源として発光波長385nmのUV-LED(紫外線発光LED)を有する。
A
尚、硬化装置としてはUV-LED以外にも、メタルハライドランプ等の紫外線光源を用いたものでもかまわない。また、本実施態様のインクジェットプリンタに於いては、紫外線硬化型インクと紫外線硬化装置の組み合わせを用いているが、熱乾燥型、熱硬化型の水性又は油性インクと、各種熱源から成る熱硬化装置、熱乾燥装置の組み合わせにおいても、本発明は実施可能である。 In addition to the UV-LED, the curing device may be an ultraviolet light source such as a metal halide lamp. In the ink jet printer of this embodiment, a combination of an ultraviolet curable ink and an ultraviolet curable apparatus is used, but a thermosetting apparatus comprising a heat drying type, thermosetting aqueous or oil-based ink, and various heat sources. The present invention can also be implemented in a combination of heat drying apparatuses.
次に、図3以降を用いて本発明に関わるにインクジェットヘッドアレイ4及びインクジェットヘッドユニット9及びその周辺の構造詳細、調整方法について説明する。
Next, the details of the structure of the
インクジェットヘッドアレイ4は図3、図4に示すように、支持部材たるベースプレート30上に、図5に示すインクジェットヘッドユニット9を最大5個まで搭載可能な構造を有する。ベースプレート30は図7示す形状を有する板厚14mmのステンレス材で、千鳥状に配置された矩形開口部31を各インクジェットヘッドユニット9が覆う形で載置され、該矩形開口部31から露出したノズル面から該矩形開口部31を通して記録媒体MRC上にインク滴が吐出される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図8に示すように、ベースプレート30の各矩形開口部31の両端部には当接部材たる位置決めピンA32及び位置決めピンB33が、各インクジェットヘッドユニット9毎に1組設けられている。本実施例に於いては、後述するように、ベースプレート30に対して各インクジェットヘッドユニット9の位置調製は行わない。よって、位置決めピンA32および位置決めピンB33の形状精度、各位置決めピン間相互の寸法精度、形状精度は必要十分な精度で加工する必要がある。即ち位置決めピンA32及び位置決めピンB33は+0.005〜+0.01の公差を有する直径5mmのSUS製でベースプレート30に圧入固定され、各位置決めピンA32、位置決めピンB33のx軸方向、及びy軸方向位置精度は±0.005mmに、位置決めピンA32及び位置決めピンB33の中心を通る仮想線分の平行度も0.005mmの精度を持って加工される。
As shown in FIG. 8, a set of positioning pins A32 and positioning pins B33, which are contact members, are provided for each
インクジェットヘッドユニット9は図5に示す構造を有し、25.4mm当たり600ドット(いわゆる600DPI)の幅方向印字解像度を有する。そのインクノズル面を図6に示す。本インクジェットヘッドユニット9は、600dpi即ち幅方向42.3μmの印字解像度でもつが、インク吐出ノズルは、幅方向(所定の配列方向)に635μmのピッチで窄孔されており、該ピッチが幅方向に42.3μmづつずれたノズル列35が16列平行に設けられることで上記の42.3μm(=635/15)の幅方向印字解像度を実現している。本発明はこのように所定の配列方向に所定間隔で窄孔されたノズル列が複数列ある場合にも勿論適用可能である。
The
図8、図9に示すように、各インクジェットヘッドユニット9はその幅方向両端部に位置決め部材たるV型板40とL型板41を有する。このV型板40のV型切り欠き面40a、40bとL型板41のL型切り欠き面41a各々が当接面となっている。V型板40、L型板41は2本の6角ボルト42でインクジェットヘッドユニットベース板9aに調整固定される。V型切り欠き面40a及び40bに当接する直径5mmの仮想円の中心と、L型切り欠き面41aに当接する直径5mmの仮想円の中心を結ぶ線分と、ノズル面のノズル列35との平行度のみが0.005mmに調整され(図10(b)参照)、6角ボルト42でインクジェットヘッドユニットベース板9aに固定される。この各当接面40a、40b、41aとノズル列35との平行度のみの調整は、特許文献1にあるような種々公知の方法で可能である。調整代は、V型板40、L型板41に設けられている、各々をインクジェットヘッドユニットベース板9aに締結する6角ボルト42の貫通孔(図示せず)に若干の遊び代を設けることで十分である。
As shown in FIGS. 8 and 9, each
図8、図9も参照しながら、各インクジェットヘッドユニット9のベースプレート30への搭載方法について述べる。図8は位置決め部材であるL型板41近辺を、図9は同じく置決め部材であるV型板40近辺を拡大して示す斜視図である。尚、煩雑となるため、インクジェットヘッドユニット9は1個のみ搭載し、また、位置決めの機構や動作と直接関係のない部材は省略している。ベースプレート30の各開口部31の片側に設けられた位置決めピンA32にV型板40のV型切り欠き面41a及び41bを当接させ、次いで他方のL型板41のL型切り欠き面41aを、位置決めピンB33に当接させて、ベースプレート30上にインクジェットヘッドユニット9を位置決めする。その状態で、固定ビス44によってベースプレート30上にインクジェットヘッドユニット9を固定する。ベースプレート30上で、L型板41の突出部を三方から囲むように、位置決めピンB33、プランジャA38,プランジャB39が配されている。プランジャA38はインクジェットヘッドユニット9を図中矢印A方向(即ち幅方向)に付勢し、他方のV型板40のV型切り欠き面40a、40bを位置決めピンA32に押圧する。これにより、インクジェットヘッドユニット9のx軸方向の位置決めがなされる。一方、プランジャB39はインクジェットヘッドユニット9を図中矢印Bの方向に付勢し、L型板41のL型切り欠き面41aを位置決めピンB33に押圧する。これにより、インクジェットヘッドユニット9のxy面内での回転方向の位置決めがなされる。同時に、両者合わせてインクジェットヘッドユニット9のy軸方向への位置決めがなされる構造となっている。
A method of mounting each
図10に模式的に示すが、各インクジェットヘッドユニット9に取り付けられたV型板40と L型板41の各当接面(正確には各当接面と当接する、直径5mmの仮想円中心)とノズル列35との相対平行度は0.005mmに調整済み(図10(a))であり、ベースプレート30の位置決めピンA32及びB33相互の平行度も0.005mmに加工されている(図10(b))。よって、ベースプレート30に各インクジェットヘッドユニット9を搭載しただけで、各インクジェットヘッドユニット9のノズル列35間相互の、少なくとも平行度は両者合わせた0.01mm以内に調整されることとなる。
As schematically shown in FIG. 10, each contact surface of the V-shaped
次に、x軸方向の調整について図11を用いて説明する。尚、図11では後述する各インクジェットヘッドユニット9のy軸方向のずれは無い状態とする。
Next, adjustment in the x-axis direction will be described with reference to FIG. In FIG. 11, it is assumed that there is no displacement in the y-axis direction of each
まず、x軸方向についてであるが、前述の通り各インクジェットヘッドユニット9において、ノズル列35は、V型切り欠き面40a、40bに当接する直径5mmの仮想円の中心とL型切り欠き面41aに当接する直径5mmの仮想円の中心を結ぶ仮想線分との平行度のみが所定の値となるよう調整されており(図10(a))、x軸方向に関してノズル列35の有効吐出幅の位置と各当接面(位置決めピン)との位置決めはなされていない。従って、ベースプレート30に各インクジェットヘッドユニット9を搭載した状態で、各インクジェットヘッドユニット9の有効吐出幅内のノズル列35は図11(a)、図12(a)、図13(a)のいずれかに示す様な状態となる。即ち有効吐出幅内のノズル列35は記録媒体MRCの搬送方向から見てオーバーラップはしているものの、その相互の位置は何ら規定されない状態となる。
First, with respect to the x-axis direction, as described above, in each
図11に示すように隣接するインクジェットヘッドユニット9のノズル孔のx軸方向位置が揃っていたとする。双方のインクジェットヘッドユニット9のオーバーラップ部50のノズル列35を、非オーバーラップ部51と連続する吐出領域53と、その外側に位置する非吐出領域54に二分割したとすると、両インクジェットヘッドユニット9の吐出領域53の間隔は、インクジェットヘッドユニット9の幅方向印字解像度と正確に一致ささることが出来る。このときは、印字上も何ら問題なく印字が可能となる。
Assume that the nozzle holes of adjacent ink
次に、図12に示すように隣接するインクジェットヘッドユニット9のノズル孔のx軸方向位置がずれている場合を考える。このとき、上記の両インクジェットヘッドユニット9の吐出領域53同士の間隔は、そのずれ量に応じて0以上の任意の値に設定できる。
Next, consider a case where the positions of the nozzle holes of adjacent ink
本発明者らが、両吐出領域53同士の間隔と印字結果を比較したところ、両吐出領域53同士の間隔が、インクジェットヘッドユニット9の幅方向印字解像度の0.5倍(図12(a))から1.0倍(図11の状態)であれば実用上問題ない印字が可能であることが判明した。吐出領域53の間隔が、インクジェットヘッドユニット9の幅方向印字解像度の0.5倍よりも小さいと、両吐出領域53から吐出されたインク滴が近接しすぎ、ハーフトーン画像等に於いて印字濃度の高い筋状の印字ムラとなる場合がある(図12(b)の状態)。また、1.0倍よりも大きい、例えば図12(c)に示す1.5倍のような場合は、逆にベタ画像に於いて白筋状の印字抜けとなる場合がある(図12(d))。
When the present inventors compared the interval between the two
両吐出領域53同士の間隔は、両インクジェットヘッドユニット9の吐出領域53と非吐出領域54の境界位置を設定することにより、ずれ量にかかわらず上記の0.5〜1.0の範囲に設定可能である。 尚、オーバーラップ部50のノズル列35を、吐出領域53と非吐出領域54に二分割することは、オーバーラップ部50の各ノズルを個々別々に駆動制御したり、画像データを例えばビットマップ単位でシフトする等の手段で行うことが出来る。
The interval between the two
次に、y軸方向の調整であるが、y軸方向もx軸方向同様に、ノズル列35が、V型切り欠き面40a、40bに当接する直径5mmの仮想円の中心とL型切り欠き面41aに当接する直径5mmの仮想円の中心を結ぶ仮想線分との平行度のみが所定の値となるよう調整されているため、y軸方向に関して個々のインクジェットヘッドユニット9のノズル列35間(y軸方向)距離は何ら規定されない。従って、この状態で例えば連続紙記録媒体MRC幅方向に延びるドット列を画像形成したとすると、図13に示すような、各インクジェットヘッドユニット9毎にy軸方向にずれた階段状に描かれることとなる。尚、図13では各インクジェットヘッドユニット9のノズルのx軸方向のずれは無い状態である。
Next, with regard to the adjustment in the y-axis direction, the y-axis direction is the same as the x-axis direction. Since only the parallelism with the imaginary line segment connecting the centers of the imaginary circles having a diameter of 5 mm that abuts the
この調整は、従来の技術で述べた時間差Δtの値を各インクジェットヘッドユニット9毎に設定することで事足りる。尚、参考までに、図13に示すように、オーバーラップ部50の吐出領域53および非吐出領域54は、どちらかのインクジェットヘッドユニット側のそれをノズル1個だけにすることも可能であるし、或いは一方のインクジェットヘッドユニット側の非吐出領域を無くし、他方のインクジェットヘッドユニット側のノズルをすべて吐出領域とすることも可能である。
This adjustment is sufficient by setting the time difference Δt described in the prior art for each
以上まとめれば、インクジェットヘッドユニット9のベースプレート30への搭載に当たり、あらかじめ、ノズル列35と位置決め部材の当接面との平行度が調整済みのインクジェットヘッドユニット9を用意し、平行度が規定範囲内に加工されたベースプレート30の位置決め部材に当接させることで、ベースプレート30上にノズル列35の平行度(のみ)が規定範囲に収まったインクジェットヘッドアレイ4が実現できる。
In summary, when mounting the
この後、x軸、y軸方向の印字位置調整が必要となるが、この両者は機構的な調整でなく、オーバーラップ部50、51の各ノズル個々の駆動を制御したり、画像データを例えばビットマップ単位でシフトしたり、記録媒体の搬送速度vと前記の所定距離dから定まる時間差Δt(=d/v)の調整を行ったり等、電気的、ソフト的に制御、調整が可能である。
After this, it is necessary to adjust the print position in the x-axis and y-axis directions. However, both of these are not mechanical adjustments, and control of the individual nozzles of the
よって、従来技術にあった、複雑で高価な3自由度の調整機構、固定機構不要となり。煩雑で時間のかかるトライアンドエラーによる該調整機構、固定機構の調整作業も不要となるという特徴が発揮される。 This eliminates the need for complicated and expensive three-degree-of-freedom adjustment mechanisms and fixing mechanisms. The feature is that the adjustment work of the adjustment mechanism and the fixing mechanism due to complicated and time-consuming trial and error is not required.
さらには、ユーザにおけるインクジェットヘッドユニット9の交換等といったメンテナンス作業に於いて、ユーザのプリンタ等を長期間停機させるといった問題の発生も回避することが可能となる。
Furthermore, in the maintenance work such as replacement of the
インクジェット方式による画像形成を行う画像形成装置、特に、一方向に窄孔されたインク吐出ノズル列を有するインクジェットヘッドユニットを、記録媒体の搬送方向と直交する方向に複数個配設したラインヘッド型のインクジェットヘッドアレイを有する画像形成装置に適用される。 An image forming apparatus for forming an image by an ink jet method, in particular, a line head type in which a plurality of ink jet head units each having an ink ejection nozzle array narrowed in one direction are arranged in a direction perpendicular to the conveyance direction of a recording medium. The present invention is applied to an image forming apparatus having an inkjet head array.
1 連続紙インクジェットプリンタ
1a 上部筐体
1b 下部筐体
1c 導入口
1d 排出口
3 ピントラクタ
4 インクジェットヘッドアレイ
5 プラテン
6 転写ユニット
7 硬化装置
8 スタッカ
9 インクジェットヘッドユニット
9a インクジェットヘッドユニットベース板
10 搬送テーブル
11 スカフローラ対
11a スカフローラ
11b 従動ローラ
12 吸着搬送ベルト
13 筐体
14 吸引口
15 従動ローラ
16 開口
17 駆動ローラ
30 ベースプレート
31 矩形開口部
32 位置決めピンA
33 位置決めピンB
35 ノズル列
38 プランジャA
39 プランジャB
40 V型板
40a V型切り欠き面
40b V型切り欠き面
41 L型板
41a L型切り欠き面
42 六角ボルト
44 固定ビス
50 オーバーラップ部
51 オーバーラップ部
52 非オーバーラップ部
53 吐出領域
54 非吐出領域
DESCRIPTION OF
33 Positioning pin B
35 Nozzle array 38 Plunger A
39 Plunger B
40 V-shaped plate 40a V-shaped notched
Claims (5)
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-
2013
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