JP2016132226A - ヘッドユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ヘッドユニット21は、ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッド21bと、複数のインクジェットヘッド21bを支持する底板c1と、底板c1に対して立設する補強板c2と、を有する支持部材21cと、補強板c2を加熱するヒーター23と、ヒーター23を制御する制御部50と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図5
Description
上記従来の技術にあっては、支持部材が平板状に形成されているため、インクジェットヘッド等の重量によって撓みによる変形が生じやすい。
ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッドと、
前記複数のインクジェットヘッドを支持する底板と、前記底板に対して立設する補強板と、を有する支持部材と、
前記補強板を加熱するヒーターと、
前記ヒーターを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
前記制御部は、前記ヒーターが前記補強板を加熱していない状態において、所定の最高外部環境温度であって、且つ前記複数のインクジェットヘッドから前記補強板への伝熱量が最大である場合における前記補強板の温度よりも高い温度となるように、前記ヒーターにより前記補強板を加熱することを特徴とする。
前記複数のインクジェットヘッドは、前記底板の上面に前記補強板を挟んで両側に配列されていることを特徴とする。
前記支持部材が取り付けられる長尺なフレーム部を更に備え、
前記支持部材は長尺に形成され、長手方向端部に当該長手方向に延びる切欠部が設けられ、
前記フレーム部の長手方向端部には前記切欠部の内側に挿通する軸部材が設けられていることを特徴とする。
前記支持部材が取り付けられる長尺なフレーム部と、
前記フレーム部に支持され前記複数のインクジェットヘッドを駆動する回路基板と、を更に備え、
前記フレーム部は熱伝導性を有し、前記回路基板に接触して前記回路基板の放熱を行うことを特徴とする。
請求項1から5のいずれか一項に記載のヘッドユニットを備えることを特徴とする。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明を適用した一実施形態のインクジェット記録装置100の概略構成を示す斜視図である。
なお、図1にあっては、インクジェット記録装置100を構成するラインヘッド20を模式的に表している。
以下の説明では、記録媒体の搬送方向を前後方向(副走査方向)とし、当該前後方向に直交する一の方向を左右方向(主走査方向)とし、前後方向及び左右方向に直交する方向を上下方向とする。
搬送装置10は、駆動ローラー11及び従動ローラー(図示略)と、これら駆動ローラー11及び従動ローラー(図示略)の間に架け渡された無端状の搬送ベルト12を備えている。
駆動ローラー11及び従動ローラーは、記録媒体の搬送方向に略直交する左右方向に延在するように配置されている。そして、例えば、駆動ローラー11に取り付けられた搬送モーター(図示略)により駆動ローラー11を回転駆動させることで、搬送ベルト12が駆動ローラー11と従動ローラーとの間を周回してその上面に載置された記録媒体を搬送し、その一方で、駆動ローラー11の回転駆動を停止させることで、搬送ベルト12が停止して記録媒体の搬送を停止する。
なお、記録媒体としては、例えば、紙や布帛のほか、樹脂フィルムや金属類等を用いることが可能である。
支持台40は、例えば、前後方向に沿って延在する支持フレーム41を備えている。
支持フレーム41は、搬送ベルト12を左右方向に挟むように二本設けられ、各支持フレーム41の両端部に回転自在に設けられた駆動ローラー11及び従動ローラーを介して搬送ベルト12を支持している。
また、二本の支持フレーム41、41は、搬送ベルト12を跨ぐように複数のラインヘッド20、…及び複数の架台30、…を支持している。
複数のラインヘッド20、…及び複数の架台30、…は、前後方向に沿って互い違いとなるように隣り合って配置されている。すなわち、複数の架台30、…は、各ラインヘッド20をその長手方向に略直交する前後方向に挟むようにそれぞれ設けられている。
これにより、各ラインヘッド20において、搬送方向下流側(前側)に配設されている各部のメンテナンス、例えば、インクジェットヘッド21bの交換、供給用配管21fや排出用配管21g(図3等参照)の繋ぎ替え等の作業を、作業員が当該ラインヘッド20に対して搬送方向下流側に配置されている架台30に載って行うことができる。
同様に、各ラインヘッド20において、搬送方向上流側(後側)に配設されている各部のメンテナンスの作業を、作業員が当該ラインヘッド20に対して搬送方向上流側に配置されている架台30に載って行うことができる。
また、複数のラインヘッド20、…の各々は、複数のインクジェットヘッド21b、…が搭載された左右方向に長尺なヘッドユニット21と、このヘッドユニット21を昇降自在に支持する一対の昇降機構22、22とを備えている。
また、複数のラインヘッド20、…は、例えば、Y(イエロー),Lm(ライトマゼンタ),Or(オレンジ),M(マゼンタ),Bk(ブラック),Bl(ブルー),C(シアン),Lc(ライトシアン)等の八色のカラーに応じて設けられている。また、これらのラインヘッド20、…は、例えば、搬送方向上流側からY,Lm,Or,M,Bk,Bl,C,Lcの順に並んでいる。
なお、上記した複数のラインヘッド20、…のカラー、並び順、個数等は、一例であってこれらに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。
なお、インクジェット記録装置100が、インクジェットヘッド21bに対してインクの強制吸い出し、インク排出、ノズル面の拭き取り、キャッピング、保湿処理等を行うメンテナンス装置を備える場合には、昇降機構22によりヘッドユニット21をメンテナンス装置に対応する高さに調節することもできる。
次に、ヘッドユニット21について、図2〜図4を参照して詳細に説明する。
図2は、一のラインヘッド20を構成するヘッドユニット21を斜め後方から視て示す斜視図であり、図3は、ヘッドユニット21を斜め前方から視て示す斜視図である。また、図4は、ヘッドユニット21のIV−IV線に沿った面を模式的に示す図である。
また、フレーム部21aは、例えば、アルミニウム製の部材であるが、一例であってこれに限られるものではなく、当該フレーム部21aの素材は適宜任意に変更可能である。例えば、フレーム部21aは、回路基板21dの放熱を効率的に行う観点から熱伝導性に優れる素材で構成されていることが好ましい。
また、二本の第一梁部材a1、a1のうち、前後方向の何れか一方の側(例えば、前側)の第一梁部材a1には、その長手方向に沿うように共通流路形成部材21eが取付けられている。すなわち、共通流路形成部材21eは、支持部材21cにより支持されるインクジェットヘッド21bよりも上方に設けられている。
具体的には、図示は省略するが、共通流路形成部材21eは、主として左右方向に延在する筒状の部材であり、共通流路の延在方向に直交する断面(共通流路形成部材21eの内部の形状)が略円形状をなしている。
また、複数の分岐流路形成部e1、…の各々は、流路を遮断する状態と連通する状態とに切り換える電磁弁21h(図4参照)を介して供給用配管21fと連接されており、共通流路形成部材21eの共通流路内のインクは、電磁弁21hにより流路を連通させた状態で、複数の分岐流路形成部e1、…及び対応する供給用配管21fを介してインクジェットヘッド21b側に供給される。
また、共通流路形成部材21eの左右方向の他端部(例えば、右端部)には、当該共通流路内のインクを流出するインク流出路(図示略)を形成する流出路形成部e3が配設されている(図4参照)。この流出路形成部e3は、複数の分岐流路形成部e1、…の全てよりも他端側(例えば、右側)であって、これら複数の分岐流路形成部e1、…よりも上側に配設されている。
また、四本の柱部材a2、…のうち、左右両側の二つの柱部材a2、a2の下端同士に略水平な板部材a5がそれぞれ架け渡されている。
取付部材a7は、上下方向に起立した柱状の部材であり、第一梁部材a1と長尺部材a3とに架け渡されている。また、取付部材a7の基板保持部a6側となる内側部分には、基板保持部a6の端部が差し込まれる溝状のガイド(図示略)が上下方向に沿って形成されている。なお、本実施形態では、左右方向に隣合う二つの基板保持部a6、a6の隣接する各端部が一の取付部材a7に取り付けられるようになっているため、二つの基板保持部a6、a6に対して三つの取付部材a7、…が設けられている。
そして、基板保持部a6に保持された回路基板21dの交換等の際には、取付部材a7のガイドに沿って基板保持部a6が上下方向に挿脱されるようになっている。
また、支持部材21cは、例えば、アルミニウム製の部材であるが、一例であってこれに限られるものではなく、当該支持部材21cの素材は適宜任意に変更可能である。
なお、図示は省略するが、底板c1には、各インクジェットヘッド21bに対応する開口部が設けられ、当該開口部を介してインクジェットヘッド21bのノズルが記録媒体側に露出されるようになっている。
図5に示すように、補強板c2の面上には、当該補強板c2の長手方向に沿って面状のヒーター23が複数設けられている。各ヒーター23は、補強板c2を加熱し、補強板c2を含む支持部材21c全体が一定の温度となるように加熱する。各ヒーター23と補強板c2との間には薄板状に形成されたサーミスタ24がそれぞれ介在して設けられている。各ヒーター23は、各サーミスタ24により検知される温度に基づいて制御部50により温度制御が行われる。このようなヒーター23としては、例えば、帯状発熱体を薄板状の絶縁断熱材上に波形に配置したヒーター、具体的には、ラバーヒーター等が用いられる。ヒーター23としてラバーヒーターが用いられる場合には、補強板c2に対する密着性が向上するため好ましい。
そして、図4に示すように、複数のインクジェットヘッド21b、…よりも上方には、複数のインクジェットヘッド21b、…からなる二つの列のうち、何れか一方の列側(例えば、前側)に共通流路形成部材21eが配設され、他方の列側(例えば、後側)に回路基板21dが配設されている。
二つの連結用部材c41、c42及び調整板c5により、支持部材21cがフレーム部21aの板部材a5に対して取り付けられている。
これにより、搬送装置10による記録媒体の搬送方向に対する複数のインクジェットヘッド21b、…の相対的な水平方向の角度を調節可能となっている。
ここで、フレーム部21aの二つの板部材a5のうち左側に配置される板部材a5の下面には、アジャスターボルト保持部a53が設けられており、当該アジャスターボルト保持部a53には前後方向に延在するアジャスターボルト(軸部材)a52が設けられている。
調整板c5の切欠部c51の内側に、アジャスターボルトa52が挿通されていることで、支持部材21cの左端部がフレーム部21aの左端部に対して取り付けられている。これにより、支持部材21cのピンc411を軸心とした水平方向の回動を阻害せず、且つ、支持部材21cが長手方向に熱膨張した場合においても調整板c5の位置がアジャスターボルトa52に対して左右方向に移動することでフレーム部21aに対する支持部材21cの取付状態を維持することができる。
また、アジャスターボルトa52は、軸周りに回転されることでアジャスターボルト保持部a53に対して前後方向に移動可能に構成されている。更に、アジャスターボルトa52は、切欠部c51よりも前側及び後側に、前後方向から見て切欠部c51よりも大きく形成された当接部a521、a522を有している。これにより、アジャスターボルトa52を軸周りに回転することで、アジャスターボルトa52が前後方向に移動して当接部a521又はa522が調整板c5に当接し、支持部材21cをピンc411を軸心として水平方向に回動させて位置調整することが可能となっている。
また、支持部材21cが上記のようにフレーム部21aに取り付けられているため、ヒーター23により加熱された補強板c2からフレーム部21aに熱が伝わることが抑制されている。
なお、本実施形態では、二股に分岐した供給用配管21fに対応させて二つのインレットb1が設けられているが、一例であってこれに限られるものではなく、適宜任意に変更可能である。
なお、インクジェットヘッド21bから流出されるインクは、例えば、排出用配管21gと連通された廃液タンクやインクを循環させる機構(何れも図示略)に流入する。
また、図示は省略するが、インクジェットヘッド21bには、回路基板21dと電気的に接続するための端子が設けられ、当該端子を介して接続された回路基板21dからの信号に応じて当該インクジェットヘッド21bが駆動してインクの吐出動作を行う。
なお、インクジェットヘッド21bは、上記した以外の点で、インクジェット方式によりインクを吐出する一般的なヘッドであり、その詳細な説明は省略する。
制御部50は、図9に示すように、上記ヘッドユニット21を構成する各部と接続されており、ヘッドユニット21を構成する各部を制御する。制御部50は、CPU51、RAM52及びROM53等を有する。CPU51は、ROM53等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じてヘッドユニット21の各部の動作を制御する。RAM52は、CPU51により処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ROM53は、CPU51等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。
ここで、本発明において、所定の最高外部環境温度とは、インクジェット記録装置100の設置場所におけるインクジェット記録装置100外部の環境温度(気温)が、想定し得る最も高い状態であることをいう。また、複数のインクジェットヘッド21bから支持部材21cへの伝熱量が最大とは、インクジェットヘッド21bが印字率の高い画像を形成すること等により、インクジェットヘッド21bの発熱量が最も高い場合において、インクジェットヘッド21bから支持部材21cへの伝熱量が想定し得る最も高い状態であることをいう。
なお、上記温度Tmは、ヒーター23が支持部材21cを加熱していない状態で、予め測定又は算出された値であって、制御部50に記憶されているものである。
上記したように、制御部50が、ヒーター23により支持部材21cを上記温度Tmよりも高い温度となるように加熱した上で、インクジェットヘッド21bにより画像形成を行うことで、画像形成を行うタイミング毎における支持部材21cの熱膨張量の差異を低減することができる。これにより、画像形成を行うタイミング毎の画像形成精度のばらつきを抑制し、均一な精度で画像形成を行うことができる。
以上、上記した実施形態によれば、ヘッドユニット21が、ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッド21bと、複数のインクジェットヘッド21bを支持する底板c1と、底板c1に対して立設する補強板c2と、を有する支持部材21cと、補強板c2を加熱するヒーター23と、ヒーター23を制御する制御部50と、を備えるので、インクジェットヘッドが発熱することにより底板c1が加熱され、ヒーター23により補強板c2が加熱されることで、支持部材21c全体の温度を一定に保つことができ、底板c1と補強板c2との間で発生する温度差に起因して支持部材に反りが発生することを抑制することができる。
また、底板c1に補強板c2が設けられていることにより、底板c1が補強されて底板c1の撓みの発生を抑制することができる。
図10を参照してヘッドユニット21の他の例について説明する。図10は、他の例のヘッドユニットの一部を示す概略斜視図である。
以下、他の例のヘッドユニットについて説明するが、上記したヘッドユニット21と同様に構成されている部分については説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。
補強板j2の各穴部j3にはそれぞれ、ヒーター25が挿入されている。ヒーター25は、例えば、SUS製の棒状部材の内部に電熱線及び熱電対を有して構成されている。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態にあっては、支持部材21cとして、底板c1と補強板c2とが別体で形成されたものを例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、例えば、底板c1と補強板c2とが一体に形成されたものであっても良い。
21a フレーム部
a52 アジャスターボルト(軸部材)
21b インクジェットヘッド
21c、21j 支持部材
c1、j1 底板
c2、j2 補強板
c51 切欠部
21d 回路基板
23、25 ヒーター
50 制御部
100 インクジェット記録装置
Claims (6)
- ノズルからインクを吐出する複数のインクジェットヘッドと、
前記複数のインクジェットヘッドを支持する底板と、前記底板に対して立設する補強板と、を有する支持部材と、
前記補強板を加熱するヒーターと、
前記ヒーターを制御する制御部と、を備えることを特徴とするヘッドユニット。 - 前記制御部は、前記ヒーターが前記補強板を加熱していない状態において、所定の最高外部環境温度であって、且つ前記複数のインクジェットヘッドから前記補強板への伝熱量が最大である場合における前記補強板の温度よりも高い温度となるように、前記ヒーターにより前記補強板を加熱することを特徴とする請求項1に記載のヘッドユニット。
- 前記複数のインクジェットヘッドは、前記底板の上面に前記補強板を挟んで両側に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のヘッドユニット。
- 前記支持部材が取り付けられる長尺なフレーム部を更に備え、
前記支持部材は長尺に形成され、長手方向端部に当該長手方向に延びる切欠部が設けられ、
前記フレーム部の長手方向端部には前記切欠部の内側に挿通する軸部材が設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のヘッドユニット。 - 前記支持部材が取り付けられる長尺なフレーム部と、
前記フレーム部に支持され前記複数のインクジェットヘッドを駆動する回路基板と、を更に備え、
前記フレーム部は熱伝導性を有し、前記回路基板に接触して前記回路基板の放熱を行うことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のヘッドユニット。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のヘッドユニットを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
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