JP4390941B2 - インクジェット方式画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを吐出する印字ヘッドを所定方向に往復動させながら記録媒体に画像を形成するインクジェット方式画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータやワークステーションの出力装置の一つとして、インクを吐出して記録紙などの記録媒体に画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が知られている。このインクジェット方式画像形成装置は、例えば、インクを吐出する複数のインク吐出口が形成された印字ヘッドと、この印字ヘッドを搭載して所定方向に往復動するキャリッジと、上記の所定方向に直交する方向に記録紙を搬送する搬送装置とを備えている。
【０００３】
記録紙に画像を形成する際は、一般に、搬送装置で搬送中の記録紙を一時的に停止させ、キャリッジを上記の所定方向に往復動させながら、画像情報を坦持した画像信号に基づいてインク吐出口からインクを吐出し、記録紙のうち、インク吐出口に向き合う画像形成領域に位置する部分に１バンド分の画像を形成する。その後、記録紙を１バンド分の幅だけ搬送して停止させ、再び、キャリッジを上記の所定方向に往復動させながら、画像信号に基づいてインク吐出口からインクを吐出し、記録紙のうち、画像形成領域に新たに位置する部分に画像を形成する。このような動作を繰り返すことにより記録紙に画像を形成する。
【０００４】
上述したインクジェット方式の画像形成装置では、一般に、上記の所定方向に延びる案内レールが形成されており、キャリッジは、この案内レールに往復動自在に固定されている。ところが、キャリッジに搭載される印字ヘッドには様々な形状のものがあり、搭載する印字ヘッドの形状に対応させてキャリッジを作製し直す必要がある。このため、キャリッジを作製し直す費用がかかったり、キャリッジ作製用の金型の費用もかかったりして、装置全体としてコストアップになる。特に、大型のキャリッジの場合は、金型の費用が高くなり、装置全体としていっそうコストアップになる。
【０００５】
そこで、印字ヘッドが搭載されるヘッドホルダと、このヘッドホルダが着脱自在に固定されるスライドベースとにキャリッジを分割したキャリッジユニットを用いることがある。このキャリッジユニットでは、スライドベースが上記の案内レールに固定されて所定方向に往復動する。このようにヘッドホルダとスライドベースに分割されたキャリッジユニットを使用する場合、各部品は小型になる。従って、ヘッドホルダを印字ヘッドの形状に対応させて作製し直しても、その費用は、一体型のキャリッジを作製し直す費用に比べて低くて済む。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、正確な画像を形成して画像品位を高品質に保つためには、印字ヘッドと記録紙の距離が正確に一定であることが望ましい。しかし、上記したキャリッジユニットや案内レールなど各種部品の精度には多少の誤差が生じることが多い。複数個の部品に誤差が生じてこれらが累積すると、印字ヘッドと記録紙の距離や角度が変わってくることもある。特に、上記した分割型のキャリッジユニットでは、ヘッドホルダ及びスライドベース双方に誤差が生じることがあり、印字ヘッドと記録紙の距離や角度が変わり易い。このため、正確な画像を形成しにくく画像品位を高品質に保てないこともある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、印字ヘッドと記録媒体との位置関係を高精度に保てるインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のインクを吐出する印字ヘッドを搭載したヘッドホルダが着脱自在に固定されたスライドベースを所定方向に往復動させながら前記印字ヘッドからインクを吐出させ、記録媒体のうち該印字ヘッドの前方の画像形成領域に位置する部分に画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
（１）前記ヘッドホルダが前記スライドベースに固定される固定位置を調整する調整機構を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、
（２）前記調整機構は、前記ヘッドホルダを動かすことにより前記固定位置を調整するものであってもよい。
【００１０】
また、
（３）前記ヘッドホルダは、前記所定方向に直交する第１方向に移動して突き当たる少なくとも３つの第１突当部と、前記所定方向に移動して突き当たる少なくとも１つの第２突当部と、前記第１方向及び前記所定方向双方に直交する第３方向に移動して突き当たる少なくとも２つの第３突当部とを備えたものであり、
（４）前記スライドベースは、前記第１突当部に突き当たる第４突当部と、前記第２突当部に突き当たる第５突当部と、前記第３突当部に突き当たる第６突当部とを備えたものであり、
（５）前記調整機構は、前記第１突当部から前記第６突当部までのうちの少なくとも一つを移動させるものであってもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一実施形態を説明する。
【００１２】
図１は、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例であるプロッタの概略構成を示す斜視図である。
【００１３】
プロッタ１０は、矢印Ａ方向に搬送される記録紙１２が載置されるプラテン１４を備えている。このプラテン１４の上方には、プラテン１４に対して平行に２本の案内レール１６が掛け渡されている。この案内レール１６には、モータ（図示せず）とベルト（図示せず）によって矢印Ｂ，Ｂ’方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に自在に往復動するスライドベース４０が固定されている。このスライドベース４０には、インクを吐出するインク吐出口（図示せず）を有する印字ヘッド２０が搭載されるヘッドホルダ６０が着脱自在に固定されている。スライドベース４０とヘッドホルダ６０によってキャリッジユニット３０が構成されている。
【００１４】
ヘッドホルダ６０に搭載された印字ヘッド２０のインク吐出口の前方は、画像が形成される画像形成領域１８であり、記録紙１２のうち、この画像形成領域１８に位置する部分にインク吐出口からインクが吐出されて画像が形成される。なお、図１では、印字ヘッド２０、スライドベース４０、及びヘッドホルダ６０の概略構成が描かれている。また、図１では、１つの印字ヘッド２０のように表わされているが、実際は、図２に示すように、４つの印字ヘッド２０Ｋ（ブラック），２０Ｃ（シアン），２０Ｍ（マゼンタ），２０Ｙ（イエロー）から構成されている。
【００１５】
記録紙１２に画像を形成するに当っては、プラテン１４に記録紙１２を載置し、この記録紙を、プラテン１４に形成された開口部（図示せず）から外周面の一部を露出した搬送ローラ２２と、記録紙１２の幅方向両端部を上方から押えるピンチローラ２４とによって挟持し、モータ（図示せず）により搬送ローラ２２を回転させて搬送する。記録紙１２の上方でスライドベース４０を矢印Ｂ，Ｂ’方向に往復動させ、制御装置２６から印字ヘッド２０に送信された画像情報を担持する画像信号に基づいてインクを吐出して、記録紙１２のうち、画像形成領域１８に位置する部分に画像を形成する。
【００１６】
図２から図６までを参照して、キャリッジユニット３０について説明する。
【００１７】
図２は、図１のキャリッジユニットを示す斜視図であり、図３は、図２のキャリッジユニットのスライドベースを示す斜視図である。図４は、印字ヘッドが搭載されたヘッドホルダを示す斜視図である。また、図５は、キャリッジユニットの一部を破断して示す側面図であり、図６は、キャリッジユニットの平面図である。
【００１８】
キャリッジユニット３０は、上述したように、矢印Ｂ，Ｂ’方向に自在に往復動するスライドベース４０と、このスライドベース４０に着脱自在に固定されるヘッドホルダ６０とを備えている。スライドベース４０とヘッドホルダ６０にはそれぞれ、これら両者を固定したときに互いに対向する対向面４２，６２が形成されている。スライドベース４０の対向面４２は、矢印Ａ方向（本発明にいう第１方向の一例である）に突出しているコ字状の凸面４２ａと、矢印Ａ’方向に奥まった位置に形成された凹面４２ｂから構成されており、２つの面４２ａ，４２ｂの境界には段差が形成されている。
【００１９】
図４に示すように、ヘッドホルダ６０の対向面６２の上部には、矢印Ａ’方向に突出した第１突当部６４が形成されている。この第１突当部６４の先端面６４ａに突き当たるものとして、スライドベース４０の対向面４２の上部の凸面４２ａには、図３に示すように、第１偏心コマ２０１（本発明にいう第４突当部の一例である）が固定されている。この第１偏心コマ２０１は、横断面が楕円形の柱状のものであり、その一部が露出している。
【００２０】
また、図４に示すように、ヘッドホルダ６０の対向面６２の下部のうち、矢印Ｂ，Ｂ’方向の両端にも、Ｌ字を逆にしたような形状の２つの第１突当部６６，６８が形成されている。これら２つの第１突当部６６，６８の内側面６６ａ（図５参照），６８ａ（面６８ａは図示せず）に突き当たるものとして、図５に示すように、スライドベース４０の一側面４６の凸部５０には、第２偏心コマ２０２（本発明にいう第４突当部の一例である。）が固定されている。この第２偏心コマ２０２は、横断面が楕円形の柱状のものであり、その一部が露出している。また、スライドベース４０の他側面４８には、図６に示すように、柱状の凸部５２（本発明にいう第４突当部の一例である。）が形成されている。ここでは、第２偏心コマ２０２と凸部５２の外周面５２ａ（図９参照）がそれぞれ第１突当部６６，６８の内側面６６ａ，６８ａに突き当たる。
【００２１】
スライドベース４０の対向面４２ｂの下部には、ヘッドホルダ６０を矢印Ａ方向（スライドベース４０から離れる方向）に付勢する板ばね５４が固定されている。図５に示すように、この板ばね５４によって、ヘッドホルダ６０は矢印Ａ方向に押される。しかし、第１突当部６６，６８の内側面６６ａ，６８ａがそれぞれ第２偏心コマ２０２と凸部５２の外周面５２ａに突き当たるので、これらの矢印Ａ，Ａ’方向への移動が禁止され、これらの停止する位置が決められる。
【００２２】
また、スライドベース４０の対向面４２ｂの中央部に形成された逆Ｌ字状の突起５６と，ヘッドホルダ６０の対向面６２の中央部に形成された突起７０との間には、コイルばね７２が掛け渡されている。このコイルばね７２は、スライドベース４０とヘッドホルダ６０とを互いに引き寄せる（近付ける）働きをする。コイルばね７２によって、図５に示すように、スライドベース４０の対向面４２ａとヘッドホルダ６０の対向面６２の上部とが互いに引き寄せられる。しかし、第１突当部６４が第１偏心コマ２０１に突き当たるので、これらの矢印Ａ，Ａ’方向への移動が禁止され、これらの停止する位置が決められる。
【００２３】
図３に示すように、スライドベース４０の側面４６には、ヘッドホルダ６０を矢印Ｂ’方向に押す板ばね５８が固定されている。一方、ヘッドホルダ６０の第１突当部６８の側面には、矢印Ｂ’方向に突出した第２突当部７４が形成されている。板ばね５８によって、図６に示すように、第２突当部７４がスライドベース４０の側面４８（ここでは第５突当部の一例である）に引き寄せられる。しかし、これらは互いに突き当たるので、これらの矢印Ｂ，Ｂ’方向への移動が禁止され、これらの停止する位置が決められる。このように、１つの第２突当部７４、１つの第５突当部（側面４８）、及び板ばね５８によって、ヘッドホルダ６０が矢印Ｂ，Ｂ’方向に移動することが禁止される。
【００２４】
上記したコイルばね７２によってヘッドホルダ６０が矢印Ｃ’方向に引っ張られる。しかし、第１突当部６６，６８の内面６６ｂ，６８ｂが第４突当部５０の上面５０ｂ及び第３偏心コマ２０３に突き当たる。これにより、ヘッドホルダ６０の矢印Ｃ，Ｃ’方向への移動が禁止される。従って、ここでは、第１突当部６６，６８が、本発明にいう第３突当部（６６ｂ，６８ｂ）を兼ねており、第４突当部５０，５２が、本発明にいう第６突当部（５０ｂ）を兼ねている。なお、第３偏心コマ２０３は第４突当部５２にその一部を露出して固定されており、この第３偏心コマ２０３が本発明にいう第６突当部の一例である。
【００２５】
上述したように、第１から第６までの突当部６４，２０１（第１偏心コマ），６６ａ，６８ａ，２０２（第２偏心コマ），５２ａ，６６ｂ，６８ｂ，５０ｂ，２０３（第３偏心コマ），７４，４８、板ばね５４，５８、及びコイルばね７２によって、矢印Ａ，Ａ’，Ｂ，Ｂ’，Ｃ，Ｃ’で示される互いに直交する方向にヘッドホルダ６０が移動することが禁止されるので、ヘッドホルダ６０とスライドベース４０との位置決めを正確にできる。なお、矢印Ｂ，Ｂ’方向が、本発明にいう第２方向の一例である。また、矢印Ｃ，Ｃ’方向が、本発明にいう第３方向の一例である。また、３つの偏心コマ２０１，２０２，２０３によって、本発明にいう調整機構の一例が構成されている。
【００２６】
図７から図１１までを参照して、ヘッドホルダがスライドベースに固定される固定位置の調整について説明する。
【００２７】
図７は、矢印Ｃ’方向から視た第１偏心コマを示す平面図である。図８は、矢印Ｂ方向から視た第２偏心コマを示す平面図である。図９は、矢印Ｂ’方向から視た第３偏心コマを示す平面図である。図１０は、第１当接部と凸部の接合位置を示す斜視図である。図１１は、第１当接部と凸部及び第３偏心コマの接合状態を矢印Ｂ方向から視た平面図である。
【００２８】
図７に示すように、第１偏心コマ２０１は、矢印Ｄ方向に自在に回転（自転）できるようにスライドベース４０に固定されており、その一部が面４２ａから露出している。第１偏心コマ２０１の回転中心は第１偏心コマ２０１自身である。第１偏心コマ２０１の外周面のうち、面４２ａから露出している部分には、中心角が約９０°の範囲に第１偏心コマ２０１の外周面よりも小さい半径で偏心面２０１ａが形成されている。偏心面２０１ａは、第１偏心コマ２０１の回転中心に対して偏心している。また、第１偏心コマ２０１の天面（頂面）には、ドライバ（図示せず）の先端部が差し込まれるドライバ用長孔２０１ｂが形成されている。
【００２９】
ドライバの先端部をドライバ用長孔２０１ｂに差し込んで、第１偏心コマ２０１を矢印Ｄ方向に回転させると、第１突当部６４の先端面６４ａに対するヘッドホルダ６０の高さが変化し、矢印Ｂ，Ｂ’方向に延びる軸（仮想の軸）を中心軸としてヘッドホルダ６０が回転する。これにより、ヘッドホルダ６０がスライドベース４０に固定される固定位置のうち上記の中心軸回りの位置が調整できる。従って、記録紙のうち画像形成領域に位置する部分と印字ヘッド２０（図１参照）のインク吐出面との平行性を調整でき、バンド内におけるインク滴着弾のばらつきを抑えられる。
【００３０】
図８に示すように、第２偏心コマ２０２は、矢印Ｅ方向に自在に回転（自転）できるようにスライドベース４０の凸部５０に固定されており、その一部が面５０ａから露出している。第２偏心コマ２０２の回転中心は第２偏心コマ２０２自身である。第２偏心コマ２０２の外周面のうち、面５０ａから露出している部分には、中心角が約９０°の範囲に第２偏心コマ２０２の外周面よりも小さい半径で偏心面２０２ａが形成されている。偏心面２０２ａは、第２偏心コマ２０２の回転中心に対して偏心している。また、第２偏心コマ２０２の天面（頂面）には、ドライバ（図示せず）の先端部が差し込まれるドライバ用長孔２０２ｂが形成されている。
【００３１】
ドライバの先端部をドライバ用長孔２０２ｂに差し込んで、第２偏心コマ２０２を矢印Ｅ方向に回転させると、第１突当部６６ａに対するヘッドホルダ６０の高さが変化し、矢印Ｃ，Ｃ’方向に延びる軸（仮想の軸）を中心軸としてヘッドホルダ６０が回転する。これにより、ヘッドホルダ６０がスライドベース４０に固定される固定位置のうち、矢印Ｃ，Ｃ’方向に延びる中心軸回りの位置が調整できる。従って、記録紙搬送方向に対する印字ヘッド２０（図１参照）のインク吐出列の傾きを調整でき、バンド合せ部の縦線（矢印Ａ，Ａ’方向に延びる直線）の方向における印字のずれを無くせる。
【００３２】
図９や図１０などに示すように、第３偏心コマ２０３は、矢印Ｆ方向に自在に回転（自転）できるようにスライドベース４０の凸部５２に固定されており、その一部が面５２ａから露出している。第３偏心コマ２０３の回転中心は第３偏心コマ２０３自身である。第３偏心コマ２０３の外周面のうち、面５２ａから露出している部分には、中心角が約９０°の範囲に第３偏心コマ２０３の外周面よりも小さい半径での偏心面２０３ａが形成されている。偏心面２０３ａは、第３偏心コマ２０３の回転中心に対して偏心している。また、第３偏心コマ２０３の天面（頂面）には、ドライバ（図示せず）の先端部が差し込まれるドライバ用長孔２０３ｂが形成されている。
【００３３】
ドライバの先端部をドライバ用長孔２０３ｂに差し込んで、第３偏心コマ２０３を矢印Ｆ方向に回転させると、第３突当部６６ｂに対するヘッドホルダ６０の高さが変化し、矢印Ａ，Ａ’方向に延びる軸（仮想の軸）を中心軸としてヘッドホルダ６０が回転する。これにより、ヘッドホルダ６０がスライドベース４０に固定される固定位置のうち、矢印Ａ，Ａ’方向に延びる中心軸回りの位置が調整できる。従って、記録紙のうち画像形成領域に位置する部分（画像形成部分）から印字ヘッドのインク吐出口までの距離が調整される。この調整によって、上記の画像形成部分から４つの印字ヘッド２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ（図２参照）それぞれまでの距離の差を最小にできる。この結果、４つの印字ヘッド２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙにおけるインク滴着弾のばらつきを抑えられる。
【００３４】
なお、３つの偏心コマ２０１，２０２，２０３は、ヘッドホルダ６０がスライドベース４０に固定される固定位置を調整された後、スライドベース４０に接着して固定される。
【００３５】
上記した実施形態では、３つの突当部の高さを調整することにより、ヘッドホルダ６０がスライドベース４０に固定される固定位置を調整したが、調整箇所を少なくしてもよいし、この逆に、細かに調整する場合は調整箇所を増やしてもよい。また、上記の実施形態では３つの偏心コマ２０１，２０２，２０３を用いて固定位置を調整したが、突当部の高さを調整できれば偏心コマに限定されずに、螺子などを用いてもよい。さらに、突当部の高さを調整するための部品を予め大きめに調整しておき、必要に応じて削除して調整するようにしてもよい。
【００３６】
また、上記の実施形態では、スライドベース４０に調整機構（３つの偏心コマ２０１，２０２，２０３）を設けたが、調整機構の一部もしくは全てをヘッドホルダ６０に設けてもよく、この場合も同様の効果を得られる。さらに、本発明ではインクジェット方式画像形成装置を組立てる際に固定位置を調整することを前提にしたが、出力画像（記録媒体に形成された画像）を視て判断し易い第２偏心コマ２０２の調整（上記した縦線ずれの調整）などは、レバー等を設けてユーザが調整できるように構成してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のインクジェット方式画像形成装置では、ヘッドホルダやスライドベースなどの部品の精度に誤差が生じ、この誤差に起因して画像形成領域に対する印字ヘッドの位置がずれても、調整機構で固定位置を調整できるので、画像形成領域に対する印字ヘッドの位置を調整できる。従って、印字ヘッドと記録媒体との位置関係を高精度に保てることとなり、高品質の画像を得られることとなる。
【００３８】
ここで、前記調整機構は、前記ヘッドホルダを動かすことにより前記固定位置を調整するものである場合は、ヘッドホルダを動かすだけで固定位置を調整できるので、固定位置を容易に調整できる。
【００３９】
また、前記ヘッドホルダは、第１突当部と第２突当部と第３突当部とを備えたものであり、前記スライドベースは、第４突当部と第５突当部と第６突当部とを備えたものであり、さらに、前記調整機構は、前記第１突当部から前記第６突当部までのうちの少なくとも一つを移動させるものである場合は、第１突当部から第６突当部までのうちの少なくとも一つを移動させるだけで固定位置を調整できるので、固定位置をいっそう容易に調整できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例であるプロッタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のキャリッジユニットを示す斜視図である。
【図３】図２のキャリッジユニットのスライドベースを示す斜視図である。
【図４】印字ヘッドが搭載されたヘッドホルダを示す斜視図である。
【図５】キャリッジユニットの一部を破断して示す側面図である。
【図６】キャリッジユニットの平面図である。
【図７】矢印Ｃ’方向から視た第１偏心コマを示す平面図である。
【図８】矢印Ｂ方向から視た第２偏心コマを示す平面図である。
【図９】矢印Ｂ’方向から視た第３偏心コマを示す平面図である。
【図１０】第１当接部と凸部の接合位置を示す斜視図である。
【図１１】第１当接部と凸部及び第３偏心コマの接合状態を矢印Ｂ方向から視た平面図である。
【符号の説明】
１０ プロッタ
２０Ｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙ 印字ヘッド
３０ キャリッジユニット
４０ スライドベース
４８ 第５突当部
６０ ヘッドホルダ
６４，６６，６８ 第１突当部
７４ 第２突当部
２０１ 第１偏心コマ
２０２ 第２偏心コマ
２０３ 第３偏心コマ

Claims (4)

1. インクを吐出する印字ヘッドを搭載したヘッドホルダが着脱自在に固定されたスライドベースを所定方向に往復動させながら前記印字ヘッドからインクを吐出させ、記録媒体のうち該印字ヘッドの前方の画像形成領域に位置する部分に画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
   前記ヘッドホルダが前記スライドベースに固定される固定位置を調整する調整機構を備え、
   該調整機構は、複数の軸を中心軸として前記ヘッドホルダを回転させて前記固定位置を調整するものであることを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
2. 前記調整機構は、
   前記ヘッドホルダを動かすことにより前記固定位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット方式画像形成装置。
3. 前記ヘッドホルダは、
   前記所定方向に直交する第１方向に移動して突き当たる少なくとも３つの第１突当部と、前記所定方向に移動して突き当たる少なくとも１つの第２突当部と、前記第１方向及び前記所定方向双方に直交する第３方向に移動して突き当たる少なくとも２つの第３突当部とを備えたものであり、
   前記スライドベースは、
   前記第１突当部に突き当たる第４突当部と、前記第２突当部に突き当たる第５突当部と、前記第３突当部に突き当たる第６突当部とを備えたものであり、
   前記調整機構は、
   前記第１突当部から前記第６突当部までのうちの少なくとも一つを移動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット方式画像形成装置。
4. 前記複数の軸は、互いに直交する３本の軸であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のインクジェット方式画像形成装置。

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