JP2017001385A - ラインヘッドアレイ及び、これを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一平面に個々のヘッドのノズル面が無く、一度に全ヘッドを光学調整できないタイプのラインヘッドアレイを高精度に構築可能とする。【解決手段】アレイベース２０に、千鳥状の配置でヘッド１０を実装されたシート状プレート１を固定する。アレイベース２０には、異なる傾斜面２１、２２が設けられている。シート状プレート１を屈曲させ、それぞれの傾斜面２１、２２と平行に密着させて固定する。アレイベース２０に設けられた基準ピン２３とシート状プレート１の基準穴を嵌合させ、アレイベース２０との位置決めも同時に行わせる。千鳥状に配置された複数のヘッド１０は、列毎にノズル軸心がドラム３０の回転中心に向いた放射状に配置され、ドラム３０で搬送される曲率を有する記録媒体Ｐに対して良好な画像を形成することが可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、ラインヘッドアレイと、これにより記録媒体にインクを吐出して画像を形成する画像形成装置に関する。

複数ヘッドを千鳥に配置したラインヘッドアレイにより、搬送される記録媒体にインクを吐出して画像を形成する画像形成装置、及びラインヘッドアレイを構成する個々のヘッドは、画像にスジ等の不良画像が発生しないように、ミクロンオーダーで正確に狙いの位置に調整され固定されている。一般的な位置調整方法として、カメラによりノズル又はアライメントマーク等の位置を計測して位置を調整する光学アライメント方式で行われていることは既に知られている。

しかし、今までのこの種の画像形成装置では、画像が形成される記録媒体がドラムにより搬送される場合、複数ヘッドを千鳥配置して構成されたラインヘッドアレイで画像を良好に形成するためには、個々のヘッドのノズル面と記録媒体間の距離、及び角度（ドラム回転中心にノズル軸心が向く）ようにする必要がある。そのため、千鳥配置された列毎に異なる傾斜面をもつアレイベースに固定する構成となり、ドラム中心に対してヘッドが放射状に配置される。

しかし、光学アライメントによるヘッド位置調整は、同一平面内で位置を計測して行うので、前述の異なる傾斜面に配置されたヘッドを一度に位置計測し、調整、固定することができない。また列毎に光学アライメントによるヘッド位置計測、調整、固定ができても、ヘッド列間の位置のバラツキが生じ高精度のラインヘッドアレイを構築することができない。

特許文献１には、複数のヘッドを配置したラインヘッドアレイにおいて簡単な構成で、各ヘッドを高精度に位置あわせすることが目的で、解決手段として、複数ヘッドは、第一プレートに保持され、第一プレートは第二プレートに保持され、第二プレートはアレイベースに保持されており、第一プレートは第二プレートに対してヘッドの傾きを調整する回転動作可能（ノズル軸方向の回転軸）、第二プレートはアレイベースに対して主走査方向（ノズル列方向）に移動可能な構成が開示されている。しかし、異なる傾斜面に配置されたヘッドを一度に光学調整により位置計測、調整、固定できないという問題は解消できていない。

そこで本発明は、複数ヘッドを千鳥に配置して構成されたラインヘッドアレイ、特にドラムにより記録媒体が搬送されヘッドがドラム中心は対して放射状に配置され、同一平面に個々のヘッドのノズル面が無く、一度に全ヘッドを光学調整できないタイプのラインヘッドアレイを高精度に構築可能とすることを目的とする。

本発明に係るラインヘッドアレイは、複数のヘッドを千鳥状に配置したラインヘッドアレイにおいて、屈曲可能な薄いシート状プレートに、該シート状プレートに設けられた屈曲部を挟んで該屈曲部の両側に、前記複数のヘッドを千鳥配列に交互に位置を調整、固定し、前記シート状プレートを屈曲させた状態で、異なる傾斜面を有するアレイベースに位置決め装着してなる、ことを特徴とする。

本発明によれば、ドラム搬送方式で個々のヘッドがドラム中心に対して放射状に配置されたアレイであっても、光学アライメント方式にて位置調整固定された高精度なラインヘッドアレイを構築することができるという効果がある。

本発明の実施形態１に係る屈曲可能な薄いシート状プレートを示す正面図（A)と、左側面図（B)である。 図１に示したシート状プレートにヘッドを実装した状態の正面図（A)と、左側面図（B)である。 異なる傾斜面を有するアレイベースと、ドラム及び記録媒体を示す断面図である。 図３に示したアレイベースに図２に示したヘッドが実装されたシート状プレートを固定した状態を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る、千鳥配列の列間に凹形状溝部が設けられたシート状プレートを示す正面図（A)と、左側面図（B)である。 本発明の実施形態３に係る、千鳥配列の列間に複数の開口部を設けたシート状プレートを示す正面図（A)と、左側面図（B)である。 本発明の実施形態４に係る、シート状プレート１を屈曲させてアレイベース２０に固定するための押さえ部材６０を用いた例を示す断面図である。 実施形態５を示す図１相当の図である。 実施形態６を示す図１相当の図である。 実施形態７を示す図５相当の図である。

本発明の実施の形態を説明する。
本発明は、ドラムにより搬送される記録媒体に画像を形成する等に際して用いる、複数ヘッドを千鳥に配置したラインヘッドアレイであって、以下の特徴を有するものである。要するに、屈曲可能な薄いシート状プレートに複数のヘッドを千鳥配列に位置を調整固定し、屈曲させてアレイベースの異なる傾斜面に固定することが特徴になっている。すなわち、屈曲可能な薄いシート状プレートが平面の状態で千鳥に配置される複数のヘッドを光学アライメント方式にて位置計測、調整、固定した後、異なる傾斜面を有するアレイベースに固定するものである。

＜実施形態１＞
この本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図１に、本発明の実施形態１に係る屈曲可能な薄いシート状プレート１を示す。図示の薄いシート状プレート（以下、単にシート状プレートという）には、複数のヘッドを千鳥状に実装するための複数のヘッド取り付け開口部２と、シート状プレート１をアレイベースに位置決めするための位置決め基準穴３が設けられている。位置決め基準穴３は、シート状プレート１の中央の屈曲部１ａを挟んで片側のみに設けられている。なお以下では位置決め基準穴３を基準穴３と記載する。

図２は、図１に示したシート状プレート１にヘッド１０を実装した状態の正面図（A)と、左側面図（B)である。千鳥状に配置された複数のヘッド１０は、シート状プレート１が平面の状態でアレイベースに位置決めする基準穴３を基準にして目標位置に対する位置をミクロンオーダーで調整し、シート状プレート１に固定する。この位置調整固定は、千鳥配置されるヘッド１０のノズル面が同一平面になるので、図示は省略するが、特許文献３に開示されている技術と同様に光学アライメント方式により正確に位置調整される。

図３は、異なる傾斜面を有するアレイベース２０と、ドラム３０及び記録媒体Ｐを示す断面図である。
記録媒体Ｐはドラム３０の図示しないクランパにより先端がドラム３０の周面上に固定され、吸引等によりドラム３０に密着した状態で搬送され、複数のヘッド１０を千鳥配置したラインヘッドアレイ（図４を参照して後述する）により画像が形成される。良好な画像を形成するためには、個々のヘッド１０のノズル面と記録媒体Ｐの距離（ギャップ）とドラム３０の中心にノズルの軸心が向く角度にする必要がある。インクを記録媒体Ｐへ直角に吐出するためであり、ドラム３０の中心に対してヘッド１０を放射状に配置するため、アレイベース２０には異なる傾斜面２１、２２が形成されている。

またアレイベース２０には図２のヘッド１０が実装されたシート状プレート１の位置決めを行う基準ピン２３と図示していないが実装されたヘッド１０とに干渉しないように開口部が設けられている。

図４は、図３に示したアレイベース２０に図２に示したヘッド１０が実装されたシート状プレート１を固定した状態を示す断面図である。
ヘッド実装時は、シート状プレート１が平面状態で千鳥配置されたヘッド１０のノズル面が同一平面となり、光学調整により位置あわせ固定可能である。しかし、アレイベース２０には、異なる傾斜面２１、２２が設けられているので、シート状プレート１を屈曲させ、それぞれの傾斜面２１、２２と平行に密着させて固定する。またアレイベース２０に設けられた基準ピン２３とシート状プレート１の基準穴３を嵌合させることでアレイベース２０との位置決めも同時に行わせる。これにより、千鳥状に配置されたヘッド１０は列毎にノズル軸心がドラム３０の回転中心に向いた放射状に配置されることになる。そのため、ドラム３０で搬送される曲率を有する記録媒体Ｐに対して良好な画像を形成することが可能となる。

＜実施形態２＞
図５は、本発明の実施形態２に係る、千鳥配列の列間に凹形状溝部が設けられたシート状プレートを示す正面図（A)と、左側面図（B)である。
図において屈曲可能な薄いシート状プレート１の千鳥配置されるヘッド１０の列間でシート状プレート１の全幅方向に凹形状の溝部４０が設けられている。この溝部４０のため、シート状プレート１は屈曲しやすくなり、図４に示すアレイベース２０の異なる傾斜面２１、２２に対して確実に密着して固定できる。それにより、位置精度の高いラインヘッドアレイが構築可能となる。

＜実施形態３＞
図６は、本発明の実施形態３に係る、千鳥配列の列間に複数の開口部を設けたシート状プレートを示す正面図（A)と、左側面図（B)である。
図において屈曲可能な薄いシート状プレート１の千鳥配置されるヘッド１０の列間に、複数の小開口部５０を一列にかつ間隔をおいて設けてある。そのため、ヘッド１０の列間で屈曲しやすくなる。そして、図４の状態にするときアレイベース２０の異なる傾斜面２１、２２に対して確実に密着して固定でき、位置精度の高いラインヘッドアレイが構築可能となる。

＜実施形態４＞
図７は、シート状プレート１を屈曲させてアレイベース２０に固定するための押さえ部材６０を用いた例を示す断面図である。
図において押さえ部材６０は、アレイベース２０の異なる傾斜面２１、２２とそれぞれ平行になる角度に折り曲げた形状に成形されている。そして、シート状プレート１をアレイベース２０の異なる傾斜面２１、２２との間に挟んで屈曲させ、押さえて固定する。そのため、シート状プレート１の浮き等の不具合が無く、確実にアレイベース２０の異なる傾斜面２１、２２に、シート状プレート１を正確に密着させて固定できる。それにより、ドラム３０に対して放射状に配置されたラインヘッドアレイでも高精度に構成することが可能となる。

また、搬送される記録媒体Ｐに対して主走査方向と傾きを正確に位置決め可能であり、さらに、ヘッド列間で屈曲しやすいので、屈曲可能な薄いシート状プレート１が、それぞれの異なる傾斜面２１、２２に正確に密着して固定することが可能である。そして、シート状プレート１をヘッド実装を行う設備の平面状テーブルに固定した状態（シート状プレート１は平面状態）で光学調整により千鳥に配置されたヘッド１０の位置計測、調整、固定を完了する。その後に、ヘッド１０が実装された薄いシート状プレート１を異なる傾斜面２１、２２に対応させて屈曲させ、密着、固定することが可能なためである。すなわち、例えば、ステンレスの薄いシート状プレートは板厚方向の直交する方向には強度が高く、平面状態で光学調整により実装されたヘッドの位置を変化させることなく屈曲することが可能なためである。

＜実施形態５＞
図８は実施形態５を示す図１相当の図である。実施形態１では、基準穴３はシート状プレート１の屈曲部１ａを挟んで片側のみ、かつシート状プレート１の長い縁に沿って設けられているが、これに限定することなく図８に記載のように、屈曲部１ａに対してその両側に、かつシート状プレート１の対角線上に配置して設けてもよい。

＜実施形態６＞
図９は実施形態６を示す図１相当の図である。実施形態１では、基準穴３はシート状プレート１の屈曲部１ａを挟んで片側のみに、かつシート状プレート１の長い縁に沿って設けられているが、これに限定することなく図９に記載のように、屈曲部１ａに対してその両側に、かつシート状プレート１の短い縁に沿って線対称に配置して設けてもよい。

＜実施形態７＞
図１０は実施形態７を示す図５相当の図である。実施形態２では、２つの異なる傾斜面に千鳥配列の列毎にヘッドを搭載する一色分のアレイを例に説明したが、図１０に示すように、２色が一体で構成されるアレイでは４つの異なる傾斜面それぞれに千鳥配列の列毎にヘッドを搭載してもよい。この場合、図示のように屈曲部１ａは３つ設けられ、シート状プレート１の端部側に位置する一つの屈曲部１ａの片側に基準穴３を設ける。なお図示はしないが、３色のヘッドでは６つの異なる傾斜面を、４色では８つの異なる傾斜面を設けることとなるが、本発明ではこのような構成も可能となる。また、実施形態５のようにシート状プレート１の対角線上に基準穴３を配置して設けてもよいし、実施形態６のようにシート状プレート１の短い縁に沿って線対称に配置して設けてもよい。

本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：シート状プレート
２ ：ヘッド取り付け開口部
３ ：位置決め基準穴（基準穴）
１０ ：ヘッド
２０ ：アレイベース
２１ ：傾斜面
２２ ：傾斜面
２３ ：基準ピン
３０ ：ドラム
４０ ：溝部
５０ ：小開口部
６０ ：押さえ部材
Ｐ ：記録媒体

特開２０１４−０１４９７２号公報 特開２０１２−０７１４７３号公報 特開２００７−２２３１９６号公報

Claims (10)

1. 複数のヘッドを千鳥状に配置したラインヘッドアレイにおいて、
   屈曲可能な薄いシート状プレートに、該シート状プレートに設けられた屈曲部を挟んで該屈曲部の両側に、前記複数のヘッドを千鳥配列に交互に位置を調整、固定し、
   前記シート状プレートを屈曲させた状態で、異なる傾斜面を有するアレイベースに位置決め装着してなる、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
2. 請求項１に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートの前記屈曲部を挟んで片側のみに位置決め基準穴を設け、前記アレイベースの対応位置に位置決め基準ピンを設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
3. 請求項１又は２に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートの前記屈曲部を挟んで両側に位置決め基準穴を設け、前記アレイベースの対応位置に位置決め基準ピンを設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
4. 請求項３に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記位置決め基準穴を前記シート状プレートの対角線上に設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
5. 請求項３に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記位置決め基準穴を前記屈曲部に対して線対称に設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートの前記屈曲部を複数設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートの前記ヘッドの列間に凹形状の溝部を設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートの前記ヘッドの列間に開口部を複数設けた、
   ことを特徴とするラインヘッドアレイ。
9. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のラインヘッドアレイにおいて、
   前記シート状プレートを前記アレイベースの前記異なる傾斜面に固定する押さえ部材を備えた、
   こと特徴とするラインヘッドアレイ。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のラインヘッドアレイを、搬送される記録媒体にインクを吐出して画像を形成するために備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。