JP2014213472A - 記録装置およびヘッドホルダの配列方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる記録装置およびヘッドホルダの配列方法を提供する。【解決手段】複数の記録ヘッド（１）がそれぞれ装着された複数のヘッドホルダ（２）を搭載可能なキャリッジ（３）を移動させながら、記録媒体に画像を記録する記録装置（３０）であって、前記キャリッジ（３）は、前記複数のヘッドホルダ（２）を、その配列平面において１８０度回転させて交互に配列するように搭載可能である。【選択図】図７

Description

本発明は、記録装置およびヘッドホルダの配列方法に関し、特に、記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる記録装置およびヘッドホルダの配列方法に関する。

記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に走査させながら、記録媒体を搬送することにより記録を行う記録装置において、記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動するキャリッジに記録ヘッドを装着したヘッドホルダを搭載する構成が知られている。記録ヘッドを複数用いる場合、ヘッドホルダも複数用いられることがある。その際、この複数のヘッドホルダは同一の金型を用いて製造されることが多い。

特許文献１には、金型を用いて量産されたヘッドホルダに、キャリッジにおける位置決め面に接する位置決め部を設ける構成が開示されている。特許文献１に開示されている装置においては、キャリッジの位置決め面にヘッドホルダの位置決め部が接するように、キャリッジにヘッドホルダが位置決めされる。また、特許文献１においては、キャリッジの寸法変化によるヘッドホルダの搭載位置ずれを防止するために、キャリッジに位置決め面調整機構を設ける構成が開示されている。

特開２０１１−３７２３５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているように、同一の金型を用いて、ヘッドホルダを大量に生産する場合、型に誤差が生じると、その誤差が全ての生産品に反映されてしまう。したがって、この誤差のあるヘッドホルダの位置決め部をキャリッジの位置決め面に接するように配置したとしても、キャリッジにおけるヘッドホルダの位置が所望の位置からずれてしまうことがある。また、特許文献１に開示されているように、キャリッジにヘッドホルダの搭載位置ずれを防止するための機構を設けると、キャリッジの構造が複雑となる。

さらに、形状に誤差がある複数のヘッドホルダを、ヘッドホルダの配列平面において同じ向きに配列すると、誤差が蓄積されて、所望の位置にヘッドホルダを配列することができない場合がある。それに伴い、所望の位置に配置されていないヘッドホルダに装着される記録ヘッドの搭載位置もずれて、記録ヘッドの吐出口から吐出されるインクの記録位置もずれてしまい、それによって画像品質が低下することがある。

本発明は上記課題に鑑みなされたものである。そして、その目的は、従来の構成よりもより簡単な構成によって、記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる記録装置およびヘッドホルダの配列方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る記録装置は、複数の記録ヘッドがそれぞれ装着された複数のヘッドホルダを搭載可能なキャリッジを移動させながら、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、前記キャリッジは、前記複数のヘッドホルダを、その配列平面において１８０度回転させて交互に配列するように搭載可能であることを特徴とする。

上記構成によれば、複数のヘッドホルダをその配列平面において１８０度回転させて交互に配列することによって、複数のヘッドホルダにそれぞれ装着される複数の記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる。

インクジェット記録装置の内部構成を示す概略斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はヘッドを搭載する前のヘッドホルダを示す斜視図である。 ヘッドホルダに記録ヘッドを搭載する様子を示す概略斜視図である。 ヘッドホルダを説明するための図である。 ヘッドホルダの配列を示す図である。 本発明を適用した場合のヘッドホルダの配列を示す図である。 本発明を適用した場合の４つのヘッドホルダのレイアウトを示す図である。 トランスレータにキャリッジを装着する様子を示す斜視図である。 トランスレータにキャリッジを装着した状態を示す側面図である。 キャリッジの装着位置を調整する方法を説明するための図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１はインクジェット記録装置（以下「記録装置」という）３０の内部構成を示す概略斜視図である。同図に示すように、記録装置３０は、キャリッジ３、トランスレータ５、ガイドレール６、フレーム７などを備える。キャリッジ３はヘッドホルダを搭載可能であり、本実施形態においてキャリッジ３は４つの記録ヘッド１ａ〜１ｄ（総称として「記録ヘッド１」を用いる）をそれぞれ搭載した４つのヘッドホルダ２ａ〜２ｄ（総称として「ヘッドホルダ２」を用いる）を搭載する。キャリッジ３は着脱可能にトランスレータ５に装着されている。

同図に示すように、本実施形態においては１つの記録ヘッドに１つのヘッドレバー４が対応している。ヘッドレバー４を操作することによって、記録ヘッド１はヘッドホルダ２およびキャリッジ３を介してトランスレータ５に着脱可能に装着される。なお、本実施形態において、ヘッドホルダ２は等しい金型を用いて生成されたものとする。

トランスレータ５はキャリッジ３を保持する。トランスレータ５の長手方向の両端には軸受けが設けられており、当該軸受けとガイドレール６とが嵌合することによって、トランスレータ５はガイドレール６に沿って移動可能となる。ガイドレール６は、キャリッジ３の走査方向（図中に示すＸ方向）に沿って延在しており、キャリッジ３の移動方向に移動可能なようにトランスレータ５を案内支持する。ガイドレール６はフレーム７に取り付けられている。フレーム７はその内部に記録装置３０の各構成要素を納める。

図１には示されていないが記録ヘッド１には複数の吐出口が設けられている。記録装置３０では、キャリッジ３がＸ方向に移動しながら吐出口から記録媒体に向けてインクなどの液体を吐出するとともに、搬送手段（不図示）が記録媒体２０を搬送方向（図中に示すＹ方向）に搬送することによって、記録媒体２０に画像が記録される。

キャリッジ３における記録ヘッド１の搭載位置が所望の位置からずれると、記録ヘッド間において記録媒体２０に対するインクの記録位置がずれてしまう。したがって、各記録ヘッドは互いに対して傾くことなく配置されることが好ましい。しかしながら、等しい金型を用いて成形されたヘッドホルダ２は、その設計寸法において等しい誤差を有しており、これらを単純に並列配置した場合には、個々の誤差が累積してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態においては、互いに対して傾くことなく記録ヘッド１を配置するために、記録ヘッド１を搭載するヘッドホルダ２を、配列平面（ＸＹ平面）において１８０度交互に回転させて配置する。本実施形態におけるヘッドホルダ２の配置について詳細は図６および図７を参照して後述する。

図２（ａ）および（ｂ）は、記録ヘッド１ａを搭載する前の状態のヘッドホルダ２ａを示す斜視図である。同図（ａ）はヘッドホルダ２ａにおけるキャリッジ３への搭載面とは反対側（以下「上部」）から見た状態を示し、同図（ｂ）はヘッドホルダ２ａにおけるキャリッジ３への搭載面（以下「下部」）側から見た状態を示している。

すなわち、図２（ａ）はヘッドホルダ２ａに記録ヘッド１ａを搭載した際、記録ヘッド１ａの吐出口が設けられている面とは反対側の面が向く方向から見た状態を示す。図２（ｂ）はヘッドホルダ２ａに記録ヘッド１ａを搭載した際、記録ヘッド１ａの吐出口が設けられている面が向く方向から見た状態を示す。なお、図２（ａ）および（ｂ）、後述する図３、図４においては、ヘッドホルダ２ａのみについて言及するが、他のヘッドホルダ２ｂ〜２ｄも同様の構成を有している。

図２（ａ）および（ｂ）に示すように、ヘッドホルダ２ａは、その外周に、ヘッドホルダ２ａをキャリッジ３に固定するための固定部２２ａ、２２ｂ、および他のヘッドホルダとの連結を可能にするための面９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂを有する。本実施形態においてヘッドホルダ２は略直方体の形状をしており、その内部に記録ヘッド１を搭載するための空間を有する。

図２（ａ）および（ｂ）に示す固定部２２ｂが設けられている面をヘッドホルダ２の正面とすると、その背面に固定部２２ａが、その側面の１つの側面に面９ａ、９ｂが、残る１つの側面に面１０ａ、１０ｂが、それぞれ設けられている。ヘッドホルダ２の２つの側面は、外側に突出している部分をそれぞれ２つ有している。面９ａ、面９ｂ、面１０ａ、および面１０ｂは、この突出している部分の突出面を指す。

また、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、ヘッドホルダ２ａは、その内部に、ヘッド押圧バネ８、位置決め面１１ａ、１１ｂを有する。位置決め面１１ａ、１１ｂは記録ヘッド１ａの姿勢を規定するためのものであり、ヘッドホルダ２の内側における１つの面に設けられており、ヘッドホルダ２内の空間方向へ突出している２つの部分のそれぞれの突出面である。

ヘッド押圧バネ８は、ヘッドホルダ２ａに記録ヘッド１ａが搭載された際に、後述する図３に示す記録ヘッド１の位置決め面１２ａ、１２ｂを、位置決め面１１ａ、１１ｂに固定する。そのため、位置決め面１１ａ、１１ｂと、ヘッド押圧バネ８とは、ヘッドホルダ２の内部において互いに対向する面に設けられている。

図３はヘッドホルダ２ａに記録ヘッド１ａを搭載する様子を示す概略斜視図である。同図はヘッドホルダ２ａの下部側および記録ヘッド１ａの吐出口が設けられている面側から見たヘッドホルダ２ａおよび記録ヘッド１ａを示している。同図に示すように、本実施形態において記録ヘッド１ａには複数の吐出口１７が配列して構成された吐出口列が１つ設けられている。また、同図に示すように、記録ヘッド１ａはその外周の１つの面に２つの窪んでいる部分を有し、これらそれぞれの窪み面である位置決め面１２ａ、１２ｂを有する。

上述のように、本実施形態において、ヘッドホルダ２ａの位置決め面１１ａ、１１ｂは突出している面であり、記録ヘッド１ａの位置決め面１２ａ、１２ｂは窪んでいる面である。図３における矢印方向へ記録ヘッド１ａがヘッドホルダ２ａに差し込まれ、位置決め面１２ａ、１２ｂおよび位置決め面１１ａ、１１ｂが、それぞれ係合するように、ヘッド押圧バネ８が押圧することによって、ヘッドホルダ２ａに記録ヘッド１ａが搭載される。

図４はヘッドホルダ２ａを説明するための図である。なお、図４〜図７はヘッドホルダ２を上部側（−Ｚ方向）から見た状態を示している。図４に示す位置決め面１１ａおよび１１ｂを結ぶ一点破線をヘッド突きあて軸１３とする。

一般に、ヘッド突きあて軸１３に対し、ヘッドホルダの外側面に形成された面９ａおよび面９ｂを結ぶ線および面１０ａおよび面１０ｂを結ぶ線は平行であることが好ましい。しかし、ヘッドホルダの製造に使用する金型にはどうしてもある程度の誤差が含まれる。よって、ここでは突きあて軸１３に対する面９ａおよび面９ｂを結ぶ線の傾きをａ度、ヘッド突きあて軸１３に対する面１０ａおよび面１０ｂを結ぶ線の傾きをｂ度とする。

図５は、このようなヘッドホルダ２ａとこれと同一の金型で成型されたヘッドホルダ２ｂとをＸ方向に並列に配置した場合の状態を示す図である。ヘッドホルダ２ｂもヘッドホルダ２ａと等しい誤差を有している。同図に示すように、ヘッドホルダ２ｂのヘッド突きあて軸１４は、ヘッドホルダ２ａのヘッド突きあて軸１３に対してｂ度にａ度加えた角度だけ傾く。これによって、ヘッドホルダ２ａに搭載される記録ヘッド１ａの位置とヘッドホルダ２ｂに搭載される記録ヘッド１ｂの位置も、互いに（ａ＋ｂ）度だけ傾いてしまう。

以上の状況を踏まえ、本実施形態においては、ヘッドホルダ２に搭載される各記録ヘッド１間の傾きを調整するために、複数のヘッドホルダ２を互い違いの向きに配列する。より詳細には、ヘッドホルダ２の上部および下部の向きは変更せず、ＸＹ平面において１８０度回転させた向き、すなわち１つのヘッドホルダの面１０ａおよび面１０ｂと、他のヘッドホルダの面１０ａおよび面１０ｂとが、接するように配置する。詳細は図６を用いて後述する。

図６は本発明を適用した場合のヘッドホルダ２の配列を示す図である。同図は本発明を適用し、ヘッドホルダ２を配列平面において１８０度回転させて交互に配列する場合を示している。同図に示すように、ヘッドホルダ２ａのヘッド突きあて軸１３に対する面１０ａおよび面１０ｂを結ぶ線の傾き（ｂ度）は、ヘッドホルダ２ｂにおけるヘッド突きあて軸１４に対する面１０ａおよび面１０ｂを結ぶ線の傾き（ｂ度）と同じである。

本実施形態においては、ヘッドホルダ２を互い違いの向きに配置しているため、ヘッドホルダ２ａおよびヘッドホルダ２ｂのヘッド突きあて軸に対する傾きの方向が逆転する。そのため、ヘッドホルダ２ａおよびヘッドホルダ２ｂ間の傾きは相殺され、傾きがほぼない状態、すなわち、ヘッド突きあて軸１３とヘッド突きあて軸１４とが略平行な状態となる。したがって、ヘッドホルダ２ａおよびヘッドホルダ２ｂ間に傾きがほぼない状態となり、夫々に搭載される記録ヘッド１ａおよび記録ヘッド１ｂ間の傾きもほぼなく、夫々の吐出口から吐出されるインクの記録位置のずれを抑制することができる。

このように、本実施形態は、ヘッドホルダ２を互い違いの向きに配置することによって、公差などのヘッドホルダ２の形態に起因するヘッドホルダ２間の配置ずれを抑制し、ヘッドホルダ２に搭載される記録ヘッド１の搭載位置のずれを抑制することができる。

図７は本発明を適用した場合の４つのヘッドホルダのレイアウトを示す図である。同図においては、図６に示したヘッドホルダ２ａ、２ｂに加えて、ヘッドホルダ２ｃ、２ｄも配置されている状態を示している。同図に示すように、配置するヘッドホルダ２の個数が増えた場合においても、１つのヘッドホルダにおける面９ａ、面９ｂを他のヘッドホルダにおける面９ｂ、面９ａと接するように配列する。１つのヘッドホルダにおける面１０ａ、面１０ｂを他のヘッドホルダにおける面１０ｂ、面１０ａと接するように配列する。

本実施形態においては、このように配置することによって、隣接する２つのヘッドホルダ間で互いの誤差を相殺させることが出来るので、記録ヘッドの数が増えても累積誤差はほぼ０に維持することが出来る。このように、本実施形態においては、従来の構成における位置ずれを防止するための機構などを設けることなく、より簡単な構成によって、記録ヘッド間の傾きを抑制し、記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる。

なお、本実施形態においては、同一の金型によって製作された複数のヘッドホルダ２を用いる場合について説明したが、本発明は必ずしもこのような形態に限定されるものではない。誤差の程度が互いに異なる複数のヘッドホルダを並列配置する場合であっても、その傾向が類似していれば、本発明は有効に機能する。

本実施形態において、ヘッドホルダをその配列平面において１８０度回転させて交互に配列し、記録ヘッドの向きも１８０度回転させてヘッドホルダに搭載させる場合、隣接する記録ヘッド間において、記録ヘッドの吐出口の配置順が交互に異なることとなる。しかしながら、吐出口からのインクの吐出を制御する制御部において、吐出データと吐出口との関係を入れ替えることにより、記録ヘッドを同一方向に配列した場合と同様に記録を行うことができる。

なお、図３に示した記録ヘッド１ａにおける位置決め面１２ａ、１２ｂの反対側の側面にも、これらと同じように２つ位置決め面を設けてもよい。この場合、記録ヘッドにおける２つの側面のいずれにも位置決め面が設けられているので、ヘッドホルダの向きが異なっていても、記録ヘッドの２つの側面のいずれかの位置決め面とヘッドホルダの位置決め面とを合わせることができる。これによって、記録ヘッドの向きを交互に異ならせることなく、同一の向きの記録ヘッドをヘッドホルダにそれぞれ搭載することができる。

図８はトランスレータ５にキャリッジ３を装着する様子を示す斜視図である。同図においては、記録ヘッド１を搭載したヘッドホルダ２の固定部２２ｂがビス２３ｂによってキャリッジ３に固定されている状態を示している。同図に示すように、キャリッジ３は、ヘッドホルダ２の配列方向に沿う調整軸１８を有する。また、キャリッジ３にはトランスレータ５の開口部２５と嵌合するための突起２４が設けられている。トランスレータ５の側面には、キャリッジ３の調整軸１８の位置を調整するための調整板１９が設けられている。調整板１９は調整軸１８を嵌合するための開口部を有している。

キャリッジ３の突起２４をトランスレータ５の開口部２５と、調整軸１８を調整板１９の開口部と、それぞれ嵌合することによって、トランスレータ５にキャリッジ３が装着される。本実施形態においては、調整板１９の開口部は調整軸１８の大きさよりも大きく、調整板１９の開口部内において、調整軸１８の位置を調整できるようになっている。

ガイドレール６に対して記録ヘッド１が傾いて搭載されると、記録ヘッド１の吐出口から吐出されるインクが、記録媒体２０における所望の位置に記録されない。したがって、記録ヘッド１は傾くことなく搭載されることが好ましい。そこで、ヘッドホルダ２を互い違いの向きに配置してヘッドホルダ間の傾きを調整した後、ヘッドホルダ２全体としてガイドレール６に対する傾きを調整する。この調整方法を図９および図１０を参照して説明する。

図９はトランスレータ５にヘッドホルダ２が固定されているキャリッジ３を装着した状態を示す側面図である。同図に示すように、トランスレータ５の側面には固定バネ２１が設けられている。固定バネ２１は、その一方がトランスレータの突起部にて固定されており、もう片方が調整軸の側面を付勢している。調整板１９は、図中矢印１８ａ方向または矢印１８ｂ方向に移動可能であり、調整板１９の開口部に支持された調整軸１８が適切な位置に配置した状態においてビス止めされる。調整軸１８は、開口部の内壁と固定ばね２１によってその位置が固定される。

このような、トランスレータ５（ガイドレール６）に対するキャリッジ３の位置決めは、キャリッジ３の両端部にて行うことが可能であり、ガイドレール６に対するキャリッジ３の直角精度を高めることが出来る。本実施形態においては、調整手段として調整軸１８および調整板１９を用いて、ガイドレール６に対するキャリッジ３の位置を調整する。

図１０はキャリッジ３の装着位置を調整する方法を説明するための図であり、ヘッドホルダ２の上部側から見た際のトランスレータ５およびキャリッジ３などを示す図である。同図はトランスレータ５にキャリッジ３が装着されている状態を示している。

図１０に示すように、キャリッジ３の突起２４とトランスレータ５の開口部２５とが、調整軸１８と調整板１９の開口部とが、それぞれ嵌合することによって、トランスレータ５にキャリッジ３が装着されている。同図に示すガイドレール６の中心軸を中心軸６ａとし、調整軸１８の中心軸を中心軸１８ｃとする。なお、説明の便宜のため、図１０において記録ヘッド１は示されていない。

図７を用いて説明したように、キャリッジ３にヘッドホルダ２を互い違いの向きに配置することによって、各ヘッドホルダ２のヘッド突きあて軸同士は略平行となる。しかしながら、トランスレータ５にキャリッジ３が装着された際に、各ヘッドホルダ２のヘッド突きあて軸とガイドレール６の中心軸６ａとが垂直や略垂直な状態でない場合、記録ヘッド１全体として記録位置がずれてしまうおそれがある。

したがって、各ヘッドホルダ２のヘッド突きあて軸とガイドレール６の中心軸６ａとは垂直な配置であることが好ましい。また、キャリッジ３の調整軸１８の中心軸１８ｃとトランスレータ５のガイドレール６の中心軸６ａとは、平行な配置であることが好ましい。

本実施形態においては、ヘッドホルダ２を搭載したキャリッジ３のトランスレータ５への装着位置を、調整軸１８の位置を調整することによって、調整する。そうすることによって、複数のヘッドホルダ２の位置をまとめて調整することができ、ヘッドホルダ２全体としてガイドレール６に対する位置を調整して、記録ヘッド全体として記録位置のずれを抑制することができる。なお、キャリッジ３の位置を調整する際には、センサなどを用いてキャリッジ３の位置などを測定し、これに応じて、その位置を調整する。

以上のように、本実施形態においては、各ヘッドホルダ２間の傾きを抑制することに加え、トランスレータ５へのキャリッジ３の装着位置を調整することによって、全てのヘッドホルダ２のガイドレール６に対する位置もまとめて調整することもできる。このように、本実施形態においては、簡単な構成によって記録ヘッドの搭載位置のずれを抑制することができる。

（その他）
上記実施形態においては１つの記録ヘッドに１つの吐出口列が設けられている構成について説明したが、本発明における１つの記録ヘッドに設けることができる吐出口列の数や配置はこれに限定されるものではない。また、上記実施形態においては、４つのヘッドホルダを設ける構成について説明したが、ヘッドホルダの数が２つ以上であれば本発明を適用することができる。

また、上記実施形態においては、ヘッドホルダを成形する際に使用する型として、金属性の金型を用いる場合について説明した。しかし、ヘッドホルダを成形する際に使用する型の材料は、特に限定されず、鋼材などの金属以外にも、ガラス、樹脂などを用いることもできる。

１ 記録ヘッド
２ ヘッドホルダ
３ キャリッジ
３０ 記録装置

Claims (6)

1. 複数の記録ヘッドがそれぞれ装着された複数のヘッドホルダを搭載可能なキャリッジを移動させながら、記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
   前記キャリッジは、前記複数のヘッドホルダを、その配列平面において１８０度回転させて交互に配列するように搭載可能であることを特徴とする記録装置。
2. 前記キャリッジを保持するトランスレータと、
   該トランスレータを、前記キャリッジの移動方向に移動可能なように案内支持するガイドレールと、
   該ガイドレールに対する前記キャリッジの位置を調整する調整手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記複数の記録ヘッドも前記複数のヘッドホルダの配列平面において１８０度回転されて交互に装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
4. 前記複数の記録ヘッドは前記複数のヘッドホルダの配列平面において同一の向きに装着されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録装置。
5. 前記複数のヘッドホルダは同一の金型を用いて成形されたものであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の記録装置。
6. 複数の記録ヘッドがそれぞれ装着された複数のヘッドホルダを搭載可能なキャリッジを移動させながら、記録媒体に画像を記録する記録装置における前記複数のヘッドホルダの配列方法であって、
   前記キャリッジに前記複数のヘッドホルダを、その配列平面において１８０度回転させて交互に配列することを特徴とするヘッドホルダの配列方法。

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