JP2023066279A - Head system, and head mounting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッドシステム、及びヘッド取付方法に関する。 The present invention relates to head systems and head mounting methods.
ヘッドから液滴を吐出することにより、媒体上に画像を形成するヘッドシステムが用いられている。このようなヘッドシステムは、ヘッドと、当該ヘッドを支持するヘッド支持部材とを有する。 A head system is used that forms an image on a medium by ejecting droplets from a head. Such a head system has a head and a head support member that supports the head.
ここで、ヘッド支持部材にヘッドを取り付ける際に、ヘッド支持部材に設けた基準部とヘッドに設けた基準部とを当接させてヘッドの位置決めを行うことが知られている。特許文献1は、インクジェットヘッドに設けた支点当接部をキャリッジに設けた支点に当接させて、インクジェットヘッドの位置決めを行うことを開示している。 Here, it is known that when the head is attached to the head support member, the head is positioned by bringing a reference portion provided on the head support member and a reference portion provided on the head into contact with each other. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200000 discloses positioning of the inkjet head by bringing a fulcrum contact portion provided on the inkjet head into contact with a fulcrum provided on the carriage.
しかしながら、ヘッド支持部材の基準部とヘッドの基準部とを用いてヘッドの位置決めを行った場合に、位置決め精度が十分ではない場合が生じることが観察された。その原因につき、本発明の発明者が鋭意研究したところ、ヘッド支持部材にヘッドを取り付ける際に生じ得る、ヘッドの基準部の僅かな損傷が原因であることが見出された。 However, it has been observed that when the head is positioned using the reference portion of the head support member and the reference portion of the head, the positioning accuracy may not be sufficient. As a result of intensive research by the inventors of the present invention, it was found that the reason for this is slight damage to the reference portion of the head that can occur when the head is attached to the head support member.
本発明は、ヘッド支持部材にヘッドを取り付ける際のヘッド支持部材の基準部及び/又はヘッドの基準部の損傷を抑制することのできるヘッドシステム、及びヘッド取付方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a head system and a head mounting method capable of suppressing damage to the reference portion of the head support member and/or the reference portion of the head when mounting the head to the head support member.
本発明の第1の態様に従えば、
ヘッドと、
前記ヘッドが下方から取り付けられるヘッド支持部材とを備えるヘッドシステムが提供される。
前記ヘッドは、
前記ヘッドに液体を供給する供給管と、
前記ヘッドから前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルが形成されたノズル面と、
上方から見た前記ノズル面の外側に設けられた基準部とを有する。
前記ヘッド支持部材は、
下方に開口したヘッド収容凹部を有する本体部と、
前記液体を流通させる接続管と、
前記本体部の下面から下方に突出する位置決め部と、
前記基準部が前記位置決め部に当接するように前記ヘッドを付勢する付勢位置と前記ヘッドを付勢しない非付勢位置との間で移動可能な第1付勢部材とを有する。
前記ヘッドシステムは、前記供給管と前記接続管とが上方から見て位置合わせされた状態で前記ヘッドを前記凹部に挿入する際に、前記ヘッドを、前記ヘッドの挿入方向と交差する方向に、前記基準部が前記位置決め部から離れるよう付勢する第2付勢部材を更に備える。
前記付勢位置にある前記第1付勢部材が前記ヘッドを付勢する力が、前記第2付勢部材が前記ヘッドを付勢する力よりも大きい。
According to a first aspect of the invention,
a head;
A head system is provided that includes a head support member to which the head is attached from below.
The head is
a supply pipe for supplying liquid to the head;
a nozzle for ejecting the liquid from the head;
a nozzle surface on which the nozzle is formed;
and a reference portion provided outside the nozzle surface viewed from above.
The head support member
a body portion having a head accommodating recess opening downward;
a connecting pipe for circulating the liquid;
a positioning portion protruding downward from the lower surface of the main body;
The reference portion has a first biasing member that is movable between a biasing position that biases the head so as to contact the positioning portion and a non-biasing position that does not bias the head.
In the head system, when the head is inserted into the recess with the supply pipe and the connection pipe aligned when viewed from above, the head is moved in a direction intersecting the insertion direction of the head. It further comprises a second biasing member biasing the reference portion away from the positioning portion.
A force with which the first biasing member in the biasing position biases the head is larger than a force with which the second biasing member biases the head.
本発明の第2の態様に従えば、ヘッドをヘッド支持部材に取り付けるヘッド取付方法が提供される。
前記ヘッドは、
前記ヘッドに液体を供給する供給管と、
前記ヘッドから前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルが形成されたノズル面と、
上方から見た前記ノズル面の外側に設けられた基準部とを有する。
前記ヘッド支持部材は、
下方に開口したヘッド収容凹部を有する本体部と、
前記液体を流通させる接続管と、
前記本体部の下面から下方に突出する位置決め部とを有する。
前記方法は、前記供給管と前記接続管とが上方から見て位置合わせされた状態で前記ヘッドを前記ヘッド収容凹部に挿入する際に、前記ヘッドを、前記ヘッドの挿入方向と交差する方向に、前記基準部が前記位置決め部から離れるよう付勢する第1付勢を行うことと、
前記第1付勢を維持したまま、前記第1付勢よりも大きい力で前記ヘッドを付勢して前記基準部を前記位置決め部に当接させる第2付勢を行うことを含む。
According to a second aspect of the invention, there is provided a head attachment method for attaching a head to a head support member.
The head is
a supply pipe for supplying liquid to the head;
a nozzle for ejecting the liquid from the head;
a nozzle surface on which the nozzle is formed;
and a reference portion provided outside the nozzle surface viewed from above.
The head support member
a body portion having a head accommodating recess opening downward;
a connecting pipe for circulating the liquid;
and a positioning portion that protrudes downward from the lower surface of the main body portion.
In the method, when the head is inserted into the head housing recess with the supply pipe and the connection pipe aligned when viewed from above, the head is moved in a direction intersecting the insertion direction of the head. , performing a first biasing to bias the reference portion away from the positioning portion;
It includes performing a second urging for urging the head with a force larger than the first urging while maintaining the first urging to bring the reference portion into contact with the positioning portion.
本発明のヘッドシステム、及びヘッド取付方法によれば、ヘッド支持部材にヘッドを取り付ける際のヘッド支持部材の基準部及び/又はヘッドの基準部の損傷を抑制することができる。 According to the head system and head mounting method of the present invention, it is possible to suppress damage to the reference portion of the head support member and/or the reference portion of the head when mounting the head to the head support member.
<実施形態>
本発明の実施形態のヘッドシステム100、及びヘッド取付方法について、ヘッドシステム100をプリンタ1000において用いる場合を例として説明する。
<Embodiment>
A
[プリンタ1000]
図1に示す通り、プリンタ1000は、4つのヘッドシステム100と、プラテン400と、一対の搬送ローラ501、502と、制御装置CONTと、これらを収容する筐体900とを主に備える。筐体900の内部には更に、インクタンク600と、4つのサブタンク700と、冷却機構800とが収容されている。
[Printer 1000]
As shown in FIG. 1, the
以下の説明においては、一対の搬送ローラ501、502が並ぶ方向、即ち画像形成時に媒体PMが搬送される方向をプリンタ1000の搬送方向と呼ぶ。搬送方向については、媒体PMが搬送される方向の上流側、下流側をそれぞれ、搬送方向の上流側、下流側と呼ぶ。
In the following description, the direction in which the pair of
また、搬送方向と直交する水平面内の方向、即ち、搬送ローラ501、502の回転軸の延びる方向を媒体幅方向と呼ぶ。媒体幅方向については、搬送方向の下流側から上流側を見た際の左側、右側をそれぞれ、媒体幅方向の左側、右側と呼ぶ。搬送方向及び媒体幅方向に直交する方向を上下方向と呼ぶ。
A direction in a horizontal plane orthogonal to the transport direction, that is, a direction in which the rotation shafts of the
4つのヘッドシステム100の各々は、いわゆるラインタイプのヘッドであり、媒体幅方向の両端部において支持体100aに支持されている。本実施形態では、4つのヘッドシステム100は、互いに異なる色のインクを吐出する。4つのヘッドシステム100により吐出される4色のインクは、一例としてシアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクである。4つのヘッドシステム100の各々の具体的な構造、機能は後述する。
Each of the four
プラテン400は、ヘッドシステム100から媒体PMに向けてインクが吐出される際に、媒体PMをヘッドシステム100とは反対側(下方)から支持する板状部材である。プラテン400の媒体幅方向の幅は、プリンタ1000による画像記録が可能な最も大きな媒体の幅よりも大きい。
The
一対の搬送ローラ501、502は、プラテン400を搬送方向に挟んで配置されている。一対の搬送ローラ501、502は、ヘッドシステム100による媒体PMへの画像形成時に、媒体PMを所定の態様で搬送方向の下流側に送る。
A pair of
インクタンク600は、4色のインクを収容できるよう4つに区分されている。4つのサブタンク700は、4つのヘッドシステム100の上方に、1つずつ設けられている。
The
4色のインクは、管路610によりリザーバ620に送られる。管路610及びリザーバ620は、4色のインクを流通、収容できるよう4つに区分されている。リザーバ620に送られた各色のインクは、不図示の管路及びポンプを介して、4つのサブタンク700のいずれかとリザーバ620の間で循環される。
The four colors of ink are delivered to
4つのサブタンク700の各々は、その真下に配置されたヘッドシステム100にインクを供給し、且つ当該ヘッドシステム100からインクを回収する。
Each of the four
冷却機構800は、冷媒を循環させて、ヘッドシステム100が備えるドライバIC233(後述)を冷却する機構である。冷却機構800は主に、冷媒タンク、ポンプ、冷媒供給管、冷媒回収管(いずれも不図示)を有する。冷却機構800は、冷媒供給管及び冷媒回収管を介して、冷媒タンクとヘッドシステム100との間で冷媒を循環させる。
The
制御装置CONTは、プリンタ1000の備える各部を全体的に制御し、媒体PMへの画像形成等を行わせる。制御装置CONTは、FPGA(Field Programmable Gate Array)、EEPROM(Electrically Eracable Programmable Read-Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備える。なお、制御装置CONTはCPU(Central Processing Unit)、又はASIC(Application Specific Integrated Curcuit)等を備えてもよい。制御装置CONTは、PC等の外部装置(不図示)とデータ通信可能に接続されており、当該外部装置から送られた印刷データに基づいてプリンタ1000の各部を制御する。
The control unit CONT controls all the units of the
[ヘッドシステム100]
4つのヘッドシステム100は互いに同一の構成を有するため、以下では一つを代表的に取り上げて説明する。
[Head system 100]
Since the four
ヘッドシステム100は、図2に示す通り、長尺の支持部材10と、支持部材10の長手方向に沿って千鳥状(ジグザグ状)に配置された10個のヘッド20とを備える。ヘッド20の各々は支持部材10の下面に設けられた凹部に挿入されることにより、支持部材10に取り付けられている。
The
以下の説明においては、支持部材10の長手方向、短手方向をヘッドシステム100の幅方向、前後方向と呼ぶ。幅方向及び前後方向に直交する方向を、ヘッドシステム100の上下方向と呼ぶ。説明の便宜上、図2における下側、上側を前後方向の前側、後側とし、前側から後側を見た場合の左側、右側を幅方向の左側、右側とする。
In the following description, the longitudinal direction and lateral direction of the
[支持部材10]
支持部材10は、図3に示す通り、ベース部11と、接続部12とを主に有する。
[Support member 10]
The
ベース部11は、船状(バスタブ状)であり、前壁11a、後壁11b、左壁11c、右壁11d、底板11f、及び分離壁11pを有する。
The base portion 11 is boat-shaped (bathtub-shaped) and has a
前壁11a、後壁11b、及び分離壁11pはそれぞれ、幅方向を長手方向とする矩形板であり、互いに対して平行に配置されている。前壁11aの後方に分離壁11pが位置し、分離壁11pの後方に後壁11bが位置している。前壁11aと分離壁11pとが前後方向に対向しており、分離壁11pと後壁11bとが前後方向に対向している。前壁11aと分離壁11pとの間の幅と、後壁11bと分離壁11pとの間の幅は互いに等しい。
The
左壁11c、右壁11dはそれぞれ、上下方向を長手方向とする矩形板であり、互いに対して平行に配置されている。左壁11cは前壁11a、後壁11b、及び分離壁11pの左端部に接続されており、右壁11dは前壁11a、後壁11b、及び分離壁11pの右端部に接続されている。
The
底板11fは、幅方向を長手方向、前後方向を短手方向とする矩形板である。図4(a)に示す通り、底板11fには、10個の開口OP11が幅方向に沿って千鳥状に設けられている。10個の開口OP11の各々は、幅方向を長手方向、前後方向を短手方向とする矩形である。10個の開口OP11の各々には、ヘッド20が挿入される(詳細後述)。
The
底板11fは、前壁11a、後壁11b、左壁11c、右壁11d、分離壁11pの下端部に接続されている。この状態において、分離壁11pは、前後方向において、前側の5つの開口OP11と後側の5つの開口OP11との間に位置する(図4(a))。
The
図4(b)に示す通り、10個の開口OP11の各々の周囲には、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2、第1板ばねPS1、第2板ばねPS2、第3板ばねPS3、及び偏心ボルトEBが設けられている。偏心ボルトEBは第1付勢部材の一例であり、第1板ばねPS1、第2板ばねPS2、第3板ばねPS3は第2付勢部材の一例である。 As shown in FIG. 4B, around each of the ten openings OP11 are a first positioning portion AL1, a second positioning portion AL2, a first plate spring PS1, a second plate spring PS2, and a third plate spring. PS3 and eccentric bolt EB are provided. The eccentric bolt EB is an example of a first biasing member, and the first plate spring PS1, second plate spring PS2, and third plate spring PS3 are examples of a second biasing member.
第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2は、ヘッド20を開口OP11に挿入して支持部材10に取り付ける際に、支持部材10に対するヘッド20の位置決めを行うための部材である(詳細後述)。
The first positioning portion AL1 and the second positioning portion AL2 are members for positioning the
第1位置決め部AL1は開口OP11の左側において開口OP11の前端近傍に設けられている。第2位置決め部AL2は開口OP11の右側において開口OP11の前後中央よりも前側に設けられている。第1位置決め部AL1と第2位置決め部AL2とは、前後方向において異なる位置に設けられており、第2位置決め部AL2が第1位置決め部AL1よりも後方に設けられている。 The first positioning portion AL1 is provided near the front end of the opening OP11 on the left side of the opening OP11 . The second positioning portion AL2 is provided on the right side of the opening OP11 and on the front side of the front-rear center of the opening OP11 . The first positioning part AL1 and the second positioning part AL2 are provided at different positions in the front-rear direction, and the second positioning part AL2 is provided behind the first positioning part AL1.
本実施形態では、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2はそれぞれ、底板11fの下面から下方に突出する円柱状の部材である。第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2を、傷が生じ難い材料により形成してもよい。具体的には例えば、焼き入れにより硬度を上げたステンレス等を用い得る。これにより、ヘッド20の取り付けや交換の際にヘッド20と第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2との接触により第1決め部AL1、第2位置決め部AL2に傷が発生することを抑制でき、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2を用いた高精度の位置決めを行うことが可能となる。
In this embodiment, each of the first positioning portion AL1 and the second positioning portion AL2 is a cylindrical member projecting downward from the lower surface of the
第1板ばねPS1、第2板ばねPS2、第3板ばねPS3は、ヘッド20を開口OP11に挿入する際に、ヘッド20を幅方向及び前後方向に付勢し、ヘッド20と第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2との接触、擦過を抑制する(詳細後述)。
When the
第1板ばねPS1、第2板ばねPS2は開口OP11の左側に、第3板ばねPS3は開口OP11の右側に設けられている。第1板ばねPS1は、第1位置決め部AL1の後側に、ヘッド20に後ろ向きの付勢力を与えるように配置されている。第2板ばねPS2は、第1位置決め部AL1と第1板ばねPS1との間に、ヘッド20に右向きの付勢力を与えるように配置されている。第3板ばねPS3は、第2位置決め部AL2の後側に、ヘッド20に後向きの付勢力を与えるように配置されている。第1板ばねPS1~第3板ばねPS3はそれぞれ、弾性の金属板等を湾曲させて得られる汎用の板ばねとし得る。
The first leaf spring PS1 and the second leaf spring PS2 are provided on the left side of the opening OP11 , and the third leaf spring PS3 is provided on the right side of the opening OP11 . The first plate spring PS1 is arranged on the rear side of the first positioning part AL1 so as to apply a rearward biasing force to the
本実施形態においては、第1板ばねPS1~第3板ばねPS3は、支持部材10の長手方向(ヘッドシステム100の幅方向)において開口OP11の両側に設けられており、支持部材11の短手方向(ヘッドシステム100の前後方向)における開口OP11の両側には設けられていない。これにより、ヘッドシステム100の前後方向の寸法が小さくなり、プリンタ1000において複数のヘッドシステム100を搬送方向の小さい領域内に配置することが可能となり、媒体PMが搬送方向に対してずれた方向に搬送された場合に生じ得る画像品質の劣化を抑制することができる。
In this embodiment, the first leaf spring PS1 to the third leaf spring PS3 are provided on both sides of the opening OP11 in the longitudinal direction of the support member 10 (the width direction of the head system 100). It is not provided on both sides of the opening OP11 in the hand direction (the front-rear direction of the head system 100). As a result, the dimension of the
偏心ボルトEBは、開口OP11に挿入されたヘッド20を、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2に向けて付勢し、ヘッド20を支持部材10に固定する(詳細後述)。
The eccentric bolt EB urges the
偏心ボルトEBは、開口OP11の右後方の角部に設けられている。偏心ボルトEBは、平面視円形の頭部EBhと、軸部EBaとを有する。軸部EBaの回転軸EBxが頭部EBhの中心からずれているため、回転に応じて頭部EBhの外周面の位置が変化する。 The eccentric bolt EB is provided at the right rear corner of the opening OP11 . The eccentric bolt EB has a circular head EBh in plan view and a shaft EBa. Since the rotation axis EBx of the shaft portion EBa is displaced from the center of the head EBh, the position of the outer peripheral surface of the head EBh changes according to the rotation.
偏心ボルトEBは、頭部EBhがヘッド20を付勢(押圧)する付勢位置(図11(b))と、頭部EBhがヘッド20を付勢(押圧)しない非付勢位置(図12(b))との間で変移可能である。
The eccentric bolt EB has a biasing position (FIG. 11B) in which the head EBh biases (presses) the
接続部12(図3、図5)は、中空板121と、中空板121に取り付けられた10個のコネクタセットCNSと、10個のコネクタセットCNSの各々について2つずつ設けられた磁石MG(第2磁性部の一例)とを主に有する。
The connection unit 12 (FIGS. 3 and 5) includes a
中空板121は、上板121e、下板121f、前板121a、後板121b、左板121c、及び右板121dを有する。上板121e、下板121fはそれぞれ幅方向を長手方向とする矩形板であり、上下方向に対向している。前板121a、後板121b、左板121c、及び右板121dが上板121eと下板121fの四辺を上下方向に繋いでいる。
The
図5に示す通り、10個のコネクタセットCNSは、幅方向に沿って千鳥状に配置されている。10個のコネクタセットCNSの各々は、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、冷媒排出管コネクタCDC、及び電気配線コネクタEWCを有する。 As shown in FIG. 5, the ten connector sets CNS are arranged in a zigzag pattern along the width direction. Each of the ten connector sets CNS has an ink supply line connector ISC, an ink discharge line connector IDC, a coolant supply line connector CSC, a coolant discharge line connector CDC, and an electrical wiring connector EWC.
インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCは互いに同一の構造を有する。図6に示す通り、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCは、インク又は冷媒を流通する円筒状の管部Tと、管部Tからその径方向に突出する一対の上側フランジF1及び一対の下側フランジF2とを含む(図6)。一対の上側フランジF1、及び一対の下側フランジF2は管部Tから突出する平板である。 The ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, and the coolant discharge tube connector CDC have the same structure. As shown in FIG. 6, the ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, and the coolant discharge tube connector CDC include a cylindrical tube portion T through which ink or coolant flows, and a It includes a pair of upper flanges F1 and a pair of lower flanges F2 projecting radially thereof (FIG. 6). A pair of upper flanges F1 and a pair of lower flanges F2 are flat plates protruding from the tube portion T. As shown in FIG.
図6に示すように、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCはそれぞれ、管部Tが、上板121e、下板121fに設けられた開口OP121を通って中空板121を上下方向に貫通するように設けられている。
As shown in FIG. 6, each of the ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, and the coolant discharge tube connector CDC has a tube portion T provided on the
インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの各々において、一対の上側フランジF1の上面が上板121eの下面に当接し、一対の下側フランジF2の下面が下板121fの上面に当接している。したがって、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの管路Tは、上下方向の移動が規制されている。
In each of the ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, and the coolant discharge tube connector CDC, the upper surface of the pair of upper flanges F1 abuts the lower surface of the
一方で、上板121e、下板121fの開口OP121の直径は、管路Tの外径よりも大きい。したがって、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの管路Tは、幅方向及び前後方向に移動可能である。移動可能な距離は一例として0.5mm~1mm程度とし得る。
On the other hand, the diameter of the opening OP 121 of the
インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの各々において、管路Tの下端部近傍の外周にOリングOR(弾性封止部材の一例)が設けられている。 In each of the ink supply pipe connector ISC, the ink discharge pipe connector IDC, the coolant supply pipe connector CSC, and the coolant discharge pipe connector CDC, an O-ring OR (an example of an elastic sealing member) is provided on the outer periphery near the lower end of the pipe T. is provided.
電気配線コネクタEWCは、平坦な箱状であり、下端部にヘッド20の電気配線コネクタ24(後述)が挿入される。電気配線コネクタEWCは中空基板121を上下方向に貫通して配置されている。電気配線コネクタEWCも、インク供給管コネクタISC等と同様に、箱状部から突出する一対の上側フランジ(不図示)と一対の下側フランジ(不図示)とを有する構造により、上下方向に移動が規制され且つ幅方向及び前後方向に移動可能な態様で中空板121に取り付けられている。
The electrical wiring connector EWC has a flat box shape, and an electrical wiring connector 24 (described later) of the
10個のコネクタセットCNSの各々において、冷媒供給管コネクタCSC及び冷媒排出管コネクタCDCの後方にインク供給管コネクタISC及びインク排出管コネクタIDCが設けられており、インク供給管コネクタISC及びインク排出管コネクタIDCの後方に電気配線コネクタEWCが設けられている。 In each of the ten connector sets CNS, an ink supply tube connector ISC and an ink discharge tube connector IDC are provided behind the coolant supply tube connector CSC and the coolant discharge tube connector CDC. An electrical wiring connector EWC is provided behind the connector IDC.
磁石MGは、ヘッド20を支持部材10に取り付ける際に、磁力によりヘッド20を支持部材10側に引き付け、取り付け作業を補助する(詳細後述)。本実施形態では、磁石MGは平板状、ブロック状等のネオジム磁石である。ヘッド20よりも大きい支持部材10に磁石MGを配置することで、装置の大型化を招くことなくより大きい磁石を配置でき、より大きい磁力を確保できる。また、ヘッド20と比較して交換頻度の低い支持部材10にコストの高い磁石MGを設けることで、ヘッドシステム100のランニングコスト増加を抑制できる。
When the
10個のコネクタセットCNSの各々について、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCを幅方向に挟んで2つの磁石MGが設けられている。本実施形態では、磁石MGはそれぞれ、中空板121の下板121fの下面に設けられている。
For each of the ten connector sets CNS, two magnets MG are provided across the width of the ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, and the coolant discharge tube connector CDC. In this embodiment, the magnets MG are provided on the lower surface of the
図3に示すように、接続部12の中空板121が、ベース部11の前壁11a、後壁11b、分離壁11pの上縁に取り付けられている。ベース部11と中空板121とにより支持部材10の本体部が構成される。ベース部11に接続部12が取り付けられた支持部材10を上下方向に見ると、ベース部11の10個の開口OP11の各々の内側に、10個のコネクタセットCNSのいずれか1つと、当該コネクタセットCNSを挟む2個の磁石MGが位置している。即ち、支持部材10を下方から見ると、開口OP11を開口部とする凹部RC11(図11(a)、図12(a))が10個、幅方向に沿って千鳥状に並んでおり、10個の凹部RC11の各々の底部にコネクタセットCNSが1つと、磁石MGが2つ配置されている。
As shown in FIG. 3, the
支持部材10は、ベース部11の左壁11c、右壁11dの上端部を介して支持体100aに支持されている。支持部材10は、ヘッドシステム100の幅方向、前後方向がプリンタ1000の媒体幅方向、搬送方向にそれぞれ一致するように配置される。
The
インク供給管コネクタISCの上端部には、サブタンク700から延びる管路(不図示)が接続される。インク排出管コネクタIDCの上端部には、サブタンク700から延びる管路(不図示)が接続される。冷媒供給管コネクタCSCの上端部には、冷却機構800の冷媒供給管(不図示)が接続される。冷媒排出管コネクタCDCの上端部には冷却機構800の冷媒排出管(不図示)が接続される。電気配線コネクタEWCは、フレキシブル配線(不図示)及び中継基板(不図示)を介して制御装置CONTに接続される。
A pipe (not shown) extending from the sub-tank 700 is connected to the upper end of the ink supply pipe connector ISC. A pipe (not shown) extending from the sub-tank 700 is connected to the upper end of the ink discharge pipe connector IDC. A coolant supply pipe (not shown) of the
[ヘッド20]
図7、図8に示す通り、10個のヘッド20の各々は、流路ブロック21、平面視矩形の吐出ヘッド22、吐出制御部23、電気配線コネクタ24、フレーム25、及びカバー26を主に有する。フレーム25は吐出ヘッド22にねじで固定されている。
[Head 20]
As shown in FIGS. 7 and 8, each of the ten
流路ブロック21は、本体部211と、本体部211の上部に設けられたインク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDとを有する。インク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDはいずれも円管である。
The
本体部211の内部には、インク供給管ISを介して流入したインクを後述する吐出ヘッド22の4つのマニホールドM1~M4(図9)に分配する流路、及び吐出ヘッド22の4つのマニホールドM1~M4から排出されたインクをインク排出管IDに送るための流路が設けられている。流路は、マニホールドM1~M4の全てにおいて同一方向にインクが流れるように構成されていてもよく、マニホールドM1、M3におけるインクの流れる方向とマニホールドM2、M4におけるインクの流れる方向とが互いに反対向きとなるように構成されていてもよい。
Inside the
また、本体部211の内部には、冷媒供給管CSを介して流入した冷媒を吐出制御部23のドライバIC233(後述)の近傍に送り、ドライバIC233との熱交換により(即ち、ドライバIC233を冷却することにより)温度が上昇した冷媒を冷媒排出管CDに送るための流路が設けられている。
In addition, the refrigerant that has flowed into the
吐出ヘッド22は、流路部材221と、圧電アクチュエータ222とを備える(図9、図10)。
The
図9に示す通り、流路部材221は、平面視矩形である。
As shown in FIG. 9, the
図10に示す通り、流路部材221は、インク封止膜221A、プレート221B~221E、及びノズルプレート221Fが、上からこの順に積層された積層構造体である。図9に示す通り、流路部材221の内部には、流路CHが形成されている。流路部材221は一例としてステンレス(焼き入れ処理に適さず耐腐食性が高く、線膨張係数が低いタイプ。具体的には例えば、SUS430等のフェライト系ステンレス)により形成されている。これにより、インクの流通による流路部材221の腐食を良好に抑制することができる。
As shown in FIG. 10, the
流路CHは、8個のインク流通口IP22と、4本のマニホールド流路M1、M2、M3、M4と、48個の個別流路iCHとを含む。4本のマニホールド流路M1~M4の各々は、直線状の流路であり、両端部においてインク流通口IP22に連通している。4本のマニホールド流路M1~M4の各々には12個の個別流路iCHが接続している。 The channels CH include eight ink flow ports IP 22 , four manifold channels M1, M2, M3, M4, and 48 individual channels iCH. Each of the four manifold flow paths M1 to M4 is a straight flow path and communicates with the ink flow port IP22 at both ends. Twelve individual channels iCH are connected to each of the four manifold channels M1 to M4.
個別流路iCHの各々は、図10に示す通り、圧力室1、ディセンダ流路2、ノズル3を含む。圧力室1の上面はインク封止膜221Aにより形成されている。ディセンダ流路2は圧力室1からノズル3に向けて、上下方向に延びている。ノズル3は、インクを媒体PMに向けて吐出する微小開口であり、ノズルプレート221Fに形成されている。ノズルプレート221Fの下面がヘッド20の下面であり、ノズル面20nである。ノズル面20nには、マニホールド流路M1~M4が延びる方向に沿ってノズル列L3(図9)が形成される。
Each individual channel iCH includes a
圧電アクチュエータ222は、図10に示す通り、流路ユニット221の上面に設けられた第1圧電層L1と、第1圧電層L1の上方の第2圧電層L2と、第1圧電層L1、第2圧電層L2に挟まれた共通電極cETと、第2圧電層L2の上面に設けられた複数の個別電極iETにより構成されている。複数の個別電極iETは、複数の個別流路iCHの圧力室1の上方にそれぞれが位置するように、第2圧電層L2の上面に設けられている。第2圧電層L2のうち、共通電極cETと複数の個別電極iETの各々とに挟まれた部分は、厚み方向に分極した活性部ACとなる。
As shown in FIG. 10, the
吐出制御部23は、図8に示す通り、保持板231と、保持板231に巻き付けられたFPC(Flexible Printed Circuits、フレキシブルプリント回路基板)232と、FPC232に実装された2つのドライバIC233とを備える。
As shown in FIG. 8, the
FPC232の、保持板231の下面側に位置する部分には、複数の接点(不図示)が形成されている。FPC232の、保持板231の上面側に位置する部分には、2つのドライバIC233が実装されている。
A plurality of contacts (not shown) are formed in a portion of the
吐出制御部23は、FPC232の複数の接点の各々が、圧電アクチュエータ222の複数の個別電極iETの各々と電気的に接続するように、圧電アクチュエータ222の上面に配置される。これにより、圧電アクチュエータ222の複数の個別電極iETの各々が、FPC232を介して、ドライバIC233に接続される。
The
吐出ヘッド22は、流路ブロック21の下面に固定されている。この状態において、8個のインク流通口IP22の各々が、流路ブロック21内の流路と連通する。圧電アクチュエータ222、吐出制御部23は、流路ブロック21の下面に設けられた凹部(不図示)の内部に配置される。
The
電気配線コネクタ24(第1電気コネクタの一例)は平坦な箱状であり、流路ブロック21の側方に、流路ブロック21の上方に突出するように設けられている。電気配線コネクタ24は、上端部が下端部に対して、電気配線コネクタ24の左右方向(ヘッド20の長手方向)に延びる軸を中心として揺動可能に構成されている。これにより、電気配線コネクタ24を支持部材10の電気配線コネクタEWCに差し込む際の位置合わせが容易となる。
The electrical wiring connector 24 (an example of a first electrical connector) has a flat box shape and is provided to the side of the
電気配線コネクタ24は、FPC(フレキシブルプリント回路基板)241(回路基板の一例)を内部に有する。FPC241の下端部は吐出制御部23のドライバIC233に接続されている。
The
フレーム25は、ヘッド20の支持部材10に対する位置決め、及び固定を行うための部材である。フレーム25は、流路部材221の周囲に設けられている。
The
図8に示す通り、フレーム25は、平面視矩形の本体部251と、本体部251の側面251sに設けられた第1突起PR1、第2突起PR2、第3突起PR3、及び第4突起PR4を有する。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態では、フレーム25は、吐出ヘッド22と同一の材料により形成されている。このように、吐出ヘッド22とフレーム25とを同一の材料で形成することにより(即ち、吐出ヘッド22の熱膨張係数とフレーム25の熱膨張係数とを同一とすることにより)、温度変化に伴う吐出ヘッド22の変形が抑制され、温度変化に起因する吐出状態の変化が抑制される。なお、吐出ヘッド22の流路部材221とフレーム25とを一体として形成してもよい。
In this embodiment, the
本体部251は、平面視矩形のブロック状或いは厚手の板状であり、上面251eの中央部に平面視矩形の開口OP25が設けられている。フレーム25は、開口OP25に吐出ヘッド22を挿入し、フレーム25に吐出ヘッド22がねじ止めされることにより、吐出ヘッド22に固定される。
The
第1突起PR1は、本体部251の長手方向の一方側において、短手方向の一端部の近傍に設けられている。第1突起PR1は平面視正方形の平板状であり、上面PR1eと、上下方向に沿って延びる側面PR1sとを有する。上面PR1eは本体部251の上面251eと面一である。
The first protrusion PR1 is provided on one side of the
第2突起PR2は、本体部251の長手方向の一方側において、短手方向の他端部に設けられている。第2突起PR2は平面視台形の平板状であり、上面PR2eと、上下方向に沿って延びる側面PR2sとを有する。上面PR2eは本体部251の上面251eと面一である。側面PR2sは長手方向一方側に進むにつれて短手方向の一方側にシフトするよう傾斜した傾斜部PR2ssを含む。本実施形態では、傾斜部PR2ssは、上下方向に見て長手方向及び短手方向の両方に対して45°傾いている。
The second protrusion PR2 is provided on one side of the
第3突起PR3は、本体部251の長手方向の他方側において、短手方向の中央部の近傍に設けられている。第3突起PR3は平面視正方形の平板状であり、上面PR3eと、上下方向に沿って延びる側面PR3sとを有する。上面PR3eは本体部251の上面251eと面一である。
The third protrusion PR3 is provided on the other side of the
第4突起PR4は、本体部251の長手方向の他方側において、短手方向の他端部に設けられている。第4突起PR4は平面視台形の平板状であり、上面PR4eと、上下方向に沿って延びる側面PR4sとを有する。上面PR4eは本体部251の上面251eと面一である。側面PR4sは長手方向他方側に進むにつれて短手方向の一方側にシフトするように傾斜した傾斜部PR4ssを含む。本実施形態では、傾斜部PR4ssは、上下方向に見て長手方向及び短手方向の両方に対して45°傾いている。
The fourth protrusion PR4 is provided on the other side of the
カバー26はヘッド20内への液体の侵入を抑制して、電気配線コネクタ24等の電気的構造を保護する。カバー26は、平面視矩形の上板261と、上板261の四辺から下方に延びる側板部262とを有する。
The
上板261には、開口OP26とスリットSL26とが設けられている。開口OP26は、上板261の長手方向の中央部に設けられている。スリットSL26は、上板261の短手方向において開口OP26と隣接し且つ上板261の長手方向に延びるように設けられている。
The
上板261の、長手方向における開口OP26の両側に、磁性材料により形成された磁性部MGP(第1磁性部の一例)が設けられている。磁性材料としては、例えばステンレス(SUS430)等を用いることが出来る。磁性部MGPの上面は上板261の上面と面一でもよく、上板261の上面の上方又は下方にあってもよい。
Magnetic portions MGP (an example of a first magnetic portion) made of a magnetic material are provided on both sides of the opening OP 26 in the longitudinal direction of the
上板261と側板部262とにより囲まれた空間内に、流路ブロック21及び電気配線コネクタ24が収容される。流路ブロック21のインク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDは開口OP26を通って上板261の上方に突出する。電気配線コネクタ24はスリットSL26を通って上板261の上方に突出する。一対の磁性部MGPの間にインク供給管IS等を配置することで、配管と磁性部とをヘッド20の大型化を引き起こすことなく効率よく配置することができる。
A space surrounded by the
[ヘッド20の支持部材10への取り付け構造]
支持部材10にヘッド20を取り付けた状態における各部の配置は、図11(a)、図11(b)に示す通りである。
[Mounting Structure of
The arrangement of each part in the state where the
ヘッド20は、その長手方向及び短手方向をヘッドシステム100の幅方向及び前後方向に一致させて、支持部材10に取り付けられている。
The
ヘッド20のフレーム25よりも上側に位置する部分が、支持部材10のベース部11の開口OP11(凹部RC11)に挿入されて、ベース部11の内部に収容されている。フレーム25の第1突起PR1~第4突起PR4の上面PR1e~PR4e(ヘッド基準部の一例)はベース部11の下板11fの下面(支持部材基準部の一例)と当接している。ベース部11の下板11fの下面は、ヘッド20の上下方向の位置決めにおいて支持部材10側の基準面として機能している。フレーム25の上面PR1e~PR4eは、ヘッド20の上下方向の位置決めにおいて、ヘッド20側の基準面として機能している。
A portion of the
ヘッド20のインク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDにはそれぞれ、支持部材10のインク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの下端部が挿入されている。ヘッド20の電気配線コネクタ24の上端部は、支持部材10の電気配線コネクタEWCの下端部に挿入されている。
The ink supply pipe IS, the ink discharge pipe ID, the coolant supply pipe CS, and the coolant discharge pipe CD of the
支持部材10の一対の磁石MGは、ヘッド20のカバー26に設けられた一対の磁性部MGPと、隙間を有して上下方向に対向している。
The pair of magnets MG of the
図11(b)に示す通り、支持部材10のベース部11の下面11fに設けられた偏心ボルトEBは、頭部EBhが開口OP11寄りに位置する付勢位置にあり、偏心ボルトEBが第4突起PR4の側面PR4sの傾斜部PR4ssを左前方に押圧している。これにより、第1突起PR1の側面PR1sの前方を向く領域及び本体部251の側面251sの左方を向き且つ突起PR1よりも前方に位置する領域(以下、「第1基準領域RA1」と呼ぶ。)が第1位置決め部AL1に当接しており、第3突起PR3の側面PR3sの前方を向く領域(以下、「第2基準領域RA2」と呼ぶ。)が第2位置決め部AL2に当接している。第1基準領域RA1、第2基準領域RA2は「基準部」の一例である。
As shown in FIG. 11(b), the eccentric bolt EB provided on the
ヘッド20は、偏心ボルトEBと、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2とに挟持されることにより、支持部材10に対して固定されている。本実施形態では、第1突起PR1~第4突起PR4が上下方向の同じ位置にあり、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2と板ばねPS1~PS3とが上下方向の同じ位置にある。そのため、ヘッド20が上下方向に位置合わせされた状態、即ち、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2と第1基準領域RA1、第2基準領域RA2が水平方向(幅方向及び前後方向)に対向している状態においては、板ばねPS1~PS3が、ヘッド20を、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2が第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2から離間する方向に付勢している。偏心ボルトEBは、板ばねPS1~PS3の付勢力よりも大きい付勢力をヘッド20に与えて、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2を第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2に当接させている。
The
[ヘッド20の支持部材10への取り付け方法]
支持部材10へのヘッド20の取り付けは、一例として次のようになされる。
[Method of Attaching
An example of attaching the
まず作業者は、図12(a)に示すように、ヘッド20を開口OP11(凹部RC11)に挿入し、ヘッド20を上方に移動させる。
First, as shown in FIG. 12A, the operator inserts the
ヘッド20の上方への移動は、支持部材10の一対の磁石MGと、ヘッド20のカバー26の一対の磁性部MGPとの間に生じる引力により補助される。ヘッド20の長手方向の両端部のそれぞれに磁性部MGPが設けられており、各磁性部MGPに対向するように磁石MGが設けられている。よって、ヘッド20はバランスよく上方に引かれ、取り付け時にヘッド20の水平状態を保ちやすい。
The upward movement of the
次に、ヘッド20のインク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDにそれぞれ、支持部材10のインク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの下端部を挿入する。
Next, the ink supply pipe IS, the ink discharge pipe ID, the coolant supply pipe CS, and the coolant discharge pipe CD of the
本実施形態のヘッドシステム100では、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCはそれぞれ、支持部材10のベース部11に対して幅方向及び前後方向に移動可能であり、その可動範囲は開口OP11(凹部RC11)内におけるヘッド20の幅方向及び前後方向の可動範囲よりも大きい。よって、開口OP11(凹部RC11)内に挿入されたヘッド20のインク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDに対するインク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCの位置合わせは容易である。
In the
ヘッド20の各管に支持部材10の各コネクタを挿入しながら、ヘッド20を上方に移動する際、第1板ばねPS1が第2突起PR2の側面PR2sの前方を向く領域を後方に付勢し、第2板ばねPS2が本体部251の側面251sの左方を向く領域を右方に付勢し、第3板ばねPS3が第4突起PR4の前方を向く面を後方に付勢する。
When the
これにより、上方に移動するヘッド20の第1基準領域RA1、第2基準領域RA2と、支持部材10の第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2との接触が抑制され、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2、第1位置決め部AL1、及び第2位置決め部AL2に擦過や衝突による傷が生じることを抑制することが出来る。
As a result, the first reference area RA1 and the second reference area RA2 of the
次に、ヘッド20の第1突出部PR1~第4突出部PR4の上面PR1e~PR4eを支持部材10のベース部11の底板11fの下面に当接させる。これにより、ヘッド20の上下方向の位置決めがなされる。この状態において、磁石MGと磁性部MGPとは隙間を有している。そのため、ヘッド20の上下方向の位置決めを、磁石MGや磁性部MGPに干渉されることなく高い精度で行うことができる。この状態においては、ヘッド20の各管は支持部材10の各コネクタに結合されている。この状態において、ヘッド20は、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2を第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2から離間させる付勢力を板ばねPS1~PS3から受け続けている。
Next, the upper surfaces PR1e to PR4e of the first protruding portion PR1 to the fourth protruding portion PR4 of the
なお、インク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDがインク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCに結合された状態では、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、及び冷媒排出管コネクタCDCに設けられたOリングORの変形(ねじれ等)により、インク供給管IS、インク排出管ID、冷媒供給管CS、及び冷媒排出管CDを下方に押す力が生じる。本実施形態では、磁石MGと磁性部MGPとの間に生じる引力がOリングORの変形により生じる押圧力よりも大きくなるように構成されており、OリングORからの押圧力に起因するヘッド20の上下位置の変化が抑制されている。 The ink supply pipe IS, the ink discharge pipe ID, the coolant supply pipe CS, and the coolant discharge pipe CD are connected to the ink supply pipe connector ISC, the ink discharge pipe connector IDC, the coolant supply pipe connector CSC, and the coolant discharge pipe connector CDC. In this state, deformation (torsion, etc.) of the O-rings OR provided on the ink supply pipe connector ISC, the ink discharge pipe connector IDC, the coolant supply pipe connector CSC, and the coolant discharge pipe connector CDC causes the ink supply pipe IS and the ink discharge. A force is generated that pushes the pipe ID, the coolant supply pipe CS, and the coolant discharge pipe CD downward. In this embodiment, the attractive force generated between the magnet MG and the magnetic portion MGP is larger than the pressing force generated by the deformation of the O-ring OR. The change in the vertical position of is suppressed.
次に、偏心ボルトEBを工具により回転させて、図12(b)に示す非付勢位置から図11(b)に示す付勢位置に変位させることにより、頭部EBhを左前方に移動させ、頭部EBhによりヘッド20を左前方に付勢する。これにより、ヘッド20は幅方向及び前後方向に移動し、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2が第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2に当接することによりヘッド20の幅方向及び前後方向の位置決めがなされる。
Next, the eccentric bolt EB is rotated by a tool and displaced from the non-biased position shown in FIG. 12(b) to the biased position shown in FIG. 11(b), thereby moving the head EBh forward left. , and the head EBh urge the
本実施形態では、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、冷媒排出管コネクタCDC、及び電気配線コネクタEWCは、位置決めのためのヘッド20の移動に応じて幅方向及び/又は前後方向に移動可能である。よって、ヘッド20は位置決めのために幅方向及び前後方向に僅かに移動するが、各管と各コネクタの接続部における不都合なひずみや応力の発生は抑制される。
In this embodiment, the ink supply tube connector ISC, the ink discharge tube connector IDC, the coolant supply tube connector CSC, the coolant discharge tube connector CDC, and the electric wiring connector EWC are arranged in the width direction and the width direction according to the movement of the
本実施形態では、偏心ボルトEBが開口OP11の角部に設けられており、平面視矩形のヘッド20の角部に付勢力を与える。したがって、ヘッド20に対する幅方向の付勢及び前後方向の付勢を、単一の偏心ボルトEBにより良好に行うことができる。
In this embodiment, the eccentric bolt EB is provided at the corner of the opening OP11 , and exerts an urging force on the corner of the
位置決めがなされたヘッド20は、第1アライメント部AL1、第2アライメント部AL2及び偏心ボルトEBにより挟持されることにより、ベース部11に対して、上下方向、幅方向、及び前後方向において位置決めされた状態で固定される。
The positioned
この状態においては、偏心ボルトEBがヘッド20を左前方に付勢する付勢力は、板ばねPS1~PS3がヘッド20に与える付勢力よりも大きい。したがって、ヘッド20は、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2を第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2から離間させる付勢力を板ばねPS1~PS3から受け続けているにも関わらず、幅方向及び前後方向において位置決めされた状態に維持される。
In this state, the biasing force exerted by the eccentric bolt EB on the
[画像形成方法]
プリンタ1000及びヘッドシステム100を用いた媒体PMへの画像形成は次のように行われる。
[Image forming method]
Image formation on the medium PM using the
まず、給送トレイ(不図示)の媒体PMが搬送ローラ501へと送られ、搬送ローラ501によってプラテン400の上へと送られる。ヘッドユニット100の複数のヘッド20は、搬送ローラ501、502によって搬送方向に送られる媒体PMに対して連続的にインクの液滴を吐出し、媒体PMに画像を形成していく。画像が形成された媒体PMは、搬送ローラ502の下流側へと送られ、排送トレイ(不図示)へと排出される。
First, the medium PM in a feed tray (not shown) is sent to the
ヘッド20を用いたインクの液滴の吐出は、圧電アクチュエータ222を用いて所定の圧力室1のインクに圧力を付与することにより行う。圧力室1には、サブタンク700内のインクが、インク供給管コネクタISC、流路ブロック21、マニホールドM1~M4等を介して連続的に供給される。また、マニホールドM1~M4内のインクのうち、圧力室1に供給されなかったインクは、流路ブロック21、インク排出管コネクタIDC等を介してサブタンク700に排出される。
Ink droplets are ejected using the
本実施形態のヘッドシステム100の有利な効果を以下にまとめる。
Advantageous effects of the
本実施形態のヘッドシステム100は、支持部材10に設けられた磁石MGとヘッド20に設けられた磁性部MGPとの間に生じる磁力でヘッド20を支持部材10に向けて引き付けることにより、ヘッド20を上下方向において位置決めされた状態に維持することができる。したがって、ヘッド20を支持部材10に取り付ける作業者は、ヘッド20の落下や上下方向の位置ずれを防ぐための労力を要することなく、ヘッド20の水平方向(即ち、幅方向及び前後方向)の位置決めを容易に行うことが出来る。
The
本実施形態のヘッドシステム100は、偏心ボルトEBを回転させてヘッド20の第1基準領域RA1、第2基準領域RA2を第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2に当接させるだけで、ヘッド20の水平方向の位置決めを特に容易に行うことが出来る。
In the
本実施形態のヘッドシステム100は、支持部材10の開口OP11の周囲に、第1板ばねPS1~第3板ばねPS3が設けられており、ヘッド20を開口OP11に挿入する際には、第1板ばねPS1~第3板ばねPS3が、ヘッド20の第1基準領域RA1、第2基準領域RA2を、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2から離間する方向に付勢する。したがって、ヘッド20を開口OP11に挿入する際に生じ得る第1基準領域RA1、第2基準領域RA2と第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2との接触、擦過を抑制することができ、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2、第1位置決め部AL1、及び第2位置決め部AL2の損傷を抑制することが出来る。よって、第1基準領域RA1、第2基準領域RA2、第1位置決め部AL1、及び第2位置決め部AL2の損傷に起因する位置決め精度の低下を抑制できる。これにより、誤差が1μm~2μm程度である高い精度の位置決めを実現できる。
In the
本実施形態のヘッドシステム100においては、支持部材10に設けられる第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2を焼き入れにより硬度を高められる材料で形成しており、ヘッド20のフレーム25を焼き入れ処理には適さないが耐腐食性の高い材料で形成している。これにより、ヘッド20よりも交換頻度の低い支持部材10に設けられた第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2の硬度がヘッド20の第1基準領域RA1、第2基準領域RA2の硬度より高くなり、ヘッド20の位置決めを長期間に渡って高い精度で行うことができる。更に、流路部材221とフレーム25とを同一の材料で形成すれば、流路部材221とフレーム25との熱膨張係数を一致させつつ、流路部材221をインクの流通に適した耐腐食性の高い材料により形成することができる。
In the
本実施形態のヘッド取付方法は、ヘッドシステム100を用いるため、ヘッドシステム100と同様の有利な効果を奏する。
Since the head mounting method of the present embodiment uses the
<変形例>
上記実施形態のヘッドシステム100において、次の変形態様を用いることもできる。
<Modification>
The following modifications can also be used in the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、支持部材10に磁石MGが設けられており、ヘッド20に磁性部MGPが設けられているが、これには限られない。支持部材10に磁性部MGPを設けてヘッド20に磁石MGを設けてもよく、支持部材10及びヘッド20の両方に磁石MGを設けてもよい。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、支持部材10のコネクタセットCNSの両側に一対の磁石MGが設けられており、ヘッド20のインク供給管IS等の両側に一対の磁性部MGPが設けられているが、これには限られない。磁石MGはコネクタセットCNSの一方側に配置されるのみでもよい。或いは、コネクタセットCNS及びインク供給管IS等の配置を調整し、ヘッド20の長手方向中央部に磁性部MGPを設けるとともに支持部材10の当該磁性部MGPと対向する位置に磁石MGを設けてもよい。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、磁石MGを支持部材10の接続部12に設け、磁性部MGPをヘッド20のカバー26の上板261に設けているがこれには限られない。磁石MG及び磁性部MGPは、支持部材10にヘッド20を取り付ける際に磁石MGと磁性部MGPとが上下方向に対向するように、任意の位置に設けることが出来る。
In the
具体的には例えば、支持部材10のベース部11の底板11fに磁石MGを設け、ヘッド20のフレーム25に、本体部251の側面251sから突出する、第1突起PR1~PR4と同様の突起部を設け、該突起部に磁性部MGPを設けてもよい。或いは、フレーム25の第1突起PR1~PR4のいずれかに磁性部MGPを設けてもよい。
Specifically, for example, a magnet MG is provided on the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、磁石MGと磁性部MGPとは、ヘッド20の上下方向の位置決めに干渉しないよう、ヘッド20が支持部材10に取り付けられた状態において磁石MGと磁性部MGPとが隙間を有して対向するよう設けられているが、これには限られない。磁石MGと磁性部MGPとは、ヘッド20の上下位置が位置合わせされた状態において互いに当接するように設けられてもよい。この場合、磁石MGの一面及び/又は磁性部MGPの一面をヘッド20の上下方向の位置決めのための基準面として用いてもよい。例えば、ヘッド20のフレーム25の第1突起PR1~第4突起PR4の上面PR1e~PR4eを磁性部MGPとし、これに対向するように支持部材10のベース部11の底板11fの下面に磁石MGを設けてもよい。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、インク供給管コネクタISC、インク排出管コネクタIDC、冷媒供給管コネクタCSC、冷媒排出管コネクタCDC、及び電気配線コネクタEWCを、幅方向及び前後方向に移動可能な態様で中空板121に取り付けているが、これらは中空板121に移動不能に固定されていてもよい。また電気配線コネクタEWCを電気配線コネクタ24と同様に揺動可能としてもよく、電気配線コネクタ24を電気配線コネクタEWCと同様にカバー26に対して水平方向に移動可能としてもよい。その他、電気配線コネクタ24を、水平移動及び揺動のいずれも行わない態様としてもよい。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、開口OP11の左側に第1位置決め部AL1、右側に第2位置決め部AL2が設けられているが、これには限られない。第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2は、ヘッド20との当接によりヘッド20の幅方向及び/又は前後方向の位置決めがなされるよう、任意の位置に配置し得る。また、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2のいずれかを省略してもよく、第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2と同様の位置決め部を追加して3つ以上の位置決め部を設けてもよい。ヘッド20のフレーム25が有する突起部の数及び配置は、位置決め部に当接する基準領域を有するように、位置決め部の数及び配置に応じて適宜変更し得る。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、開口OP11の左側に第1板ばねPS1、第2板ばねPS2が設けられており、右側に第3板ばねPS3が設けられているが、これには限られない。開口OP11の周囲には、ヘッド20を開口OP11(凹部RC11)に挿入する際に第1基準領域RA1、第2基準領域RA2が第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2から離れる方向に付勢されるよう、任意の数の板ばねを任意の配置で設けることが出来る。
In the
第1板ばねPS1~第3板ばねPS3に代えて、又はこれらに加えて、ヘッド20(例えばカバー26)に、第1板ばねPS1~第3板ばねPS3と同様の機能を果たす板ばねを設けてもよい。 Instead of or in addition to the first leaf spring PS1 to the third leaf spring PS3, the head 20 (for example, the cover 26) is provided with leaf springs that perform the same functions as the first leaf spring PS1 to the third leaf spring PS3. may be provided.
第1板ばねPS1~第3板ばねPS3において、板ばねに代えて、コイルバネ等、弾性で付勢力を与える任意の付勢部材を用いてもよい。また、板ばねに代えて磁石を用いて磁力で付勢してもよい。この場合は例えば、支持部材10とヘッド20とに同極の磁石を配置する。
In the first leaf spring PS1 to the third leaf spring PS3, instead of the leaf springs, arbitrary biasing members such as coil springs that apply an elastic biasing force may be used. Alternatively, magnets may be used instead of leaf springs for magnetic biasing. In this case, for example, magnets of the same polarity are arranged on the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、開口OP11の右後方の角部に偏心ボルトEBを設けているがこれには限られない。偏心ボルトEBは、付勢位置において第1基準領域RA、第2基準領域RA2が第1位置決め部AL1、第2位置決め部AL2に当接するようにヘッド20を付勢するように、任意の位置に設けることが出来る。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100において、偏心ボルトEBに代えて頂部に近づくほど外径が大きくなるテーパ状の頭部を有するテーパボルトを用いてもよい。テーパボルトも偏心ボルトと同様に、回転に応じて頭部の外周の位置が変化し、付勢位置と非付勢位置との間で変移する。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100においては、フレーム25の第1突起PR1~第4突起PR4の上面PR1e~PR4eをヘッド20側の基準面、ベース部11の下板11fの下面を支持部材10側の基準面として、これらを当接させてヘッド20の上下位置を位置決めしているが、これには限られない。ヘッド20の上下位置を位置決めするための基準部は、面状の部分には限られず、線状、点状の部分であってもよい。
In the
上記実施形態のヘッドシステム100において、磁石MG及び磁性部MGPを省略してもよい。
In the
以上、ヘッドシステム100からインクを吐出して媒体PMに画像形成する場合を例として実施形態及び変形例を説明した。ヘッドシステム100は、画像成形のために任意の液体を吐出する液体吐出システムであってよく、画像を形成される媒体PMは、例えば用紙、布、樹脂等であってもよい。また、ヘッドシステム100を、シリアルヘッド型のプリンタのヘッドシステムとして用いても良い。
In the above, the embodiment and the modified example have been described by exemplifying the case where ink is ejected from the
本明細書に記載の実施形態は、全ての点で例示であって、限定的なものではないと考えられるべきである。例えば、プリンタ1000におけるヘッドシステム100の数、構成等は変更し得る。印刷装置1000が同時に印刷可能な色の数も限定はされず、単色印刷のみが可能な構成であってもよい。また、個別流路iCHの数、配置等も適宜変更し得る。また、各実施形態及び変形例にて記載されている技術i的特徴は互いに組み合わせることができる。
The embodiments described herein are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. For example, the number, configuration, etc. of
本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 As long as the features of the present invention are maintained, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. be
10 支持部材
20 ヘッド
21 流路ブロック
22 吐出ヘッド
23 吐出制御部
24 電気配線コネクタ
25 フレーム
26 カバー
100 ヘッドシステム
1000 プリンタ
AL1 第1位置決め部
AL2 第2位置決め部
MG 磁石
MGP 磁性部
OP11 開口
PR1 第1突起
PR2 第2突起
PR3 第3突起
PR4 第4突起
PS1 第1板ばね
PS2 第2板ばね
PS3 第3板ばね
RA1 第1基準領域
RA2 第2基準領域
RC11 凹部
10 Supporting
Claims (18)
前記ヘッドが下方から取り付けられるヘッド支持部材とを備えるヘッドシステムであって、
前記ヘッドは、
前記ヘッドに液体を供給する供給管と、
前記ヘッドから前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルが形成されたノズル面と、
上方から見た前記ノズル面の外側に設けられた基準部とを有し、
前記ヘッド支持部材は、
下方に開口したヘッド収容凹部を有する本体部と、
前記液体を流通させる接続管と、
前記本体部の下面から下方に突出する位置決め部と、
前記基準部が前記位置決め部に当接するように前記ヘッドを付勢する付勢位置と前記ヘッドを付勢しない非付勢位置との間で移動可能な第1付勢部材とを有し、
前記供給管と前記接続管とが上方から見て位置合わせされた状態で前記ヘッドを前記凹部に挿入する際に、前記ヘッドを、前記ヘッドの挿入方向と交差する方向に、前記基準部が前記位置決め部から離れるよう付勢する第2付勢部材を更に備え、
前記付勢位置にある前記第1付勢部材が前記ヘッドを付勢する力が、前記第2付勢部材が前記ヘッドを付勢する力よりも大きいヘッドシステム。 a head;
A head system comprising a head support member to which the head is attached from below,
The head is
a supply pipe for supplying liquid to the head;
a nozzle for ejecting the liquid from the head;
a nozzle surface on which the nozzle is formed;
a reference portion provided outside the nozzle surface viewed from above,
The head support member
a body portion having a head accommodating recess opening downward;
a connecting pipe for circulating the liquid;
a positioning portion protruding downward from the lower surface of the main body;
a first biasing member movable between a biasing position biasing the head so that the reference portion contacts the positioning portion and a non-biasing position not biasing the head;
When the head is inserted into the recess with the supply pipe and the connection pipe aligned as viewed from above, the head is moved in a direction intersecting the insertion direction of the head so that the reference portion is aligned with the further comprising a second biasing member biasing away from the positioning portion;
A head system in which a force with which the first biasing member in the biasing position biases the head is greater than a force with which the second biasing member biases the head.
前記接続管の前記水平方向の可動範囲が、前記ヘッド収容凹部に収容された前記ヘッドの前記水平方向の可動範囲よりも大きい請求項1に記載のヘッドシステム。 the connection pipe is held by the main body so that movement in the vertical direction is restrained and the connection pipe is movable relative to the main body in the horizontal direction;
2. The head system according to claim 1, wherein the horizontal movable range of the connection pipe is larger than the horizontal movable range of the head housed in the head housing recess.
前記ヘッド支持部材は下方を向く第2電気コネクタを有し、
前記第1電気コネクタは前記ヘッド内において揺動可能又は水平方向に移動可能であり、且つ/又は前記第2電気コネクタは前記ヘッド支持部材内において揺動可能又は水平方向に移動可能であり、
前記ヘッドが前記ヘッド支持部材に取り付けられた状態において、前記第1電気コネクタと前記第2電気コネクタとが結合する請求項1又は2に記載のヘッドシステム。 the head has a circuit board with a first electrical connector;
the head support member has a downwardly facing second electrical connector;
the first electrical connector is pivotable or horizontally movable within the head and/or the second electrical connector is pivotable or horizontally movable within the head support member;
3. The head system according to claim 1, wherein the first electrical connector and the second electrical connector are coupled in a state in which the head is attached to the head support member.
前記ノズルを含む流路を有する流路部材と、
前記流路部材に固定され且つ前記基準部を有するフレームとを有し、
前記流路部材と前記基準部とが同じ材料により形成された請求項1~3のいずれか一項に記載のヘッドシステム。 The head is
a channel member having a channel including the nozzle;
a frame fixed to the flow path member and having the reference portion;
4. The head system according to claim 1, wherein the channel member and the reference portion are made of the same material.
前記ヘッド収容凹部は前記本体部の前記第1方向に沿って千鳥状に配置された複数の凹部を含み、
前記第2付勢部材が前記ヘッド支持部材の前記本体部に設けられており、
前記第2付勢部材は前記複数の凹部の各々の前記第1方向の少なくとも一方側に設けられており、且つ前記複数の凹部の各々の前記第2方向の両側には設けられていない請求項1~6のいずれか一項に記載のヘッドシステム。 the body portion of the head support member has a longitudinal shape with a dimension in a first direction that is larger than a dimension in a second direction perpendicular to the first direction when viewed from above;
the head accommodating recess includes a plurality of recesses arranged in a zigzag pattern along the first direction of the main body;
the second biasing member is provided on the body portion of the head support member,
The second biasing member is provided on at least one side of each of the plurality of recesses in the first direction, and is not provided on both sides of each of the plurality of recesses in the second direction. 7. The head system according to any one of 1-6.
前記第1突起の、前記ヘッドが前記ヘッド収容凹部に収容された状態において前記第2方向の一方側を向く面が前記基準部であり、
前記第2付勢部材は前記第2突起を前記第2方向の他方側へ付勢する第1部材を有する請求項7に記載のヘッドシステム。 The frame has a first projection and a second projection that project to one side in the first direction when the head is housed in the head housing recess,
a surface of the first projection facing one side in the second direction when the head is housed in the head housing recess is the reference portion;
8. The head system according to claim 7, wherein said second biasing member has a first member biasing said second projection toward the other side in said second direction.
前記第3突起の、前記ヘッドが前記ヘッド収容凹部に収容された状態において前記第2方向の前記一方側を向く面が前記基準部であり、
前記第2付勢部材は前記第4突起を前記第2方向の前記他方側へ付勢する第3部材を有する請求項9に記載のヘッドシステム。 the frame has a third projection and a fourth projection that project toward the other side in the first direction when the head is accommodated in the head accommodation recess;
a surface of the third projection facing the one side in the second direction when the head is housed in the head housing recess is the reference portion;
10. The head system according to claim 9, wherein said second biasing member has a third member biasing said fourth projection toward said other side in said second direction.
第1磁性部と、
上方を向くヘッド基準部とを有し、
前記ヘッド支持部材は、
第2磁性部と、
下方を向く支持部材基準部とを有し、
前記第1磁性部と前記第2磁性部との少なくとも一方が磁石を含み、
前記ヘッドが前記ヘッド支持部材に取り付けられた状態において、前記第1磁性部と前記第2磁性部とが上下方向に対向し、且つ前記ヘッド基準部と前記支持部材基準部とが当接する請求項1~13のいずれか一項に記載のヘッドシステム The head is
a first magnetic part;
a head reference portion facing upward;
The head support member
a second magnetic part;
a downward facing support member reference portion;
At least one of the first magnetic portion and the second magnetic portion includes a magnet,
2. A state in which said head is attached to said head support member, said first magnetic portion and said second magnetic portion face each other in the vertical direction, and said head reference portion and said support member reference portion are in contact with each other. Head system according to any one of 1 to 13
前記ヘッドは、
前記ヘッドに液体を供給する供給管と、
前記ヘッドから前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルが形成されたノズル面と、
上方から見た前記ノズル面の外側に設けられた基準部とを有し、
前記ヘッド支持部材は、
下方に開口したヘッド収容凹部を有する本体部と、
前記液体を流通させる接続管と、
前記本体部の下面から下方に突出する位置決め部とを有し、
前記供給管と前記接続管とが上方から見て位置合わせされた状態で前記ヘッドを前記ヘッド収容凹部に挿入する際に、前記ヘッドを、前記ヘッドの挿入方向と交差する方向に、前記基準部が前記位置決め部から離れるよう付勢する第1付勢を行うことと、
前記第1付勢を維持したまま、前記第1付勢よりも大きい力で前記ヘッドを付勢して前記基準部を前記位置決め部に当接させる第2付勢を行うことを含む方法。 A head attachment method for attaching a head to a head support member, comprising:
The head is
a supply pipe for supplying liquid to the head;
a nozzle for ejecting the liquid from the head;
a nozzle surface on which the nozzle is formed;
a reference portion provided outside the nozzle surface viewed from above,
The head support member
a body portion having a head accommodating recess opening downward;
a connecting pipe for circulating the liquid;
a positioning portion protruding downward from the lower surface of the main body,
When the head is inserted into the head housing recess with the supply pipe and the connection pipe aligned when viewed from above, the head is moved to the reference portion in a direction intersecting the insertion direction of the head. performing a first bias that biases away from the positioning portion;
The method includes performing a second bias that biases the head with a force greater than the first bias to bring the reference portion into contact with the positioning portion while maintaining the first bias.
前記ヘッドと前記接続管とを一体として前記水平方向に移動することを更に含む請求項15に記載の方法。 the connection pipe is held by the main body so that movement in the vertical direction is restrained and the connection pipe is movable relative to the main body in the horizontal direction;
16. The method of claim 15, further comprising moving the head and the connecting tube as a unit in the horizontal direction.
前記ヘッド支持部材は下方を向く第2電気コネクタを有し、
前記第1電気コネクタは前記ヘッド内において水平方向に移動可能であり、且つ/又は前記第2電気コネクタは前記ヘッド支持部材内において水平方向に移動可能であり、
前記第1電気コネクタと前記第2電気コネクタとを結合することを更に含む請求項15又は16に記載の方法。 the head has a circuit board with a first electrical connector;
the head support member has a downwardly facing second electrical connector;
the first electrical connector is horizontally movable within the head and/or the second electrical connector is horizontally movable within the head support member;
17. The method of claim 15 or 16, further comprising mating the first electrical connector and the second electrical connector.
第1磁性部と、
上方を向くヘッド基準部とを有し、
前記ヘッド支持部材は、
第2磁性部と、
下方を向く支持部材基準部とを有し、
前記第1磁性部と前記第2磁性部との少なくとも一方が磁石を含み、
前記ヘッドを前記ヘッド収容凹部に挿入する際に、前記第1磁性部と前記第2磁性部とを上下方向に対向させながら前記ヘッドを前記ヘッド支持部材に向けて上方に移動することと、
前記ヘッド基準部と前記支持部材基準部とを当接させることを更に含む請求項15~17のいずれか一項に記載の方法。 The head is
a first magnetic part;
a head reference portion facing upward;
The head support member
a second magnetic part;
a downward facing support member reference portion;
At least one of the first magnetic portion and the second magnetic portion includes a magnet,
moving the head upward toward the head support member while the first magnetic portion and the second magnetic portion face each other in the vertical direction when the head is inserted into the head accommodating recess;
18. The method according to any one of claims 15 to 17, further comprising abutting said head reference portion and said support member reference portion.
Priority Applications (1)
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