JP4557027B2

JP4557027B2 - 記録装置

Info

Publication number: JP4557027B2
Application number: JP2008064012A
Authority: JP
Inventors: 裕二溝口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: US8113626B2; US20090231393A1; JP2009220281A

Description

本発明は、液滴を吐出して記録媒体に画像を記録する記録装置に関する。

複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、各インクジェットヘッドが所定の位置に正確に固定されている必要がある。特に、記録用紙の搬送方向に直交する方向に関するインクジェットヘッド同士の相対的な位置関係にズレが生じている場合には、当該ズレに起因する記録媒体上のドットのズレを、各インクジェットヘッドからのインク滴の吐出タイミングを調整することによっても補正することができない。そこで、複数のインクジェットヘッドが、搬送方向に沿って部分的にオーバーラップするように、搬送方向に直交する走査方向に千鳥状に配置されたインクジェットプリンタにおいて、オーバーラップしている各インクジェットヘッドのオーバーラップ領域に配置されたノズル同士の位置を基準に、または、各インクジェットヘッドのインク吐出面に形成されたノズルと別に形成されたアライメントマーク同士を基準に、各インクジェットヘッドを位置決めする技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２００６−２６４１８８号公報（図８、図１９）

特許文献１に記載のインクジェットプリンタのように、複数のインクジェットヘッドが、搬送方向に沿って部分的にオーバーラップするように、走査方向に千鳥状に配置されている場合は、これら複数のインクジェットヘッドに形成されたノズルが搬送方向に直交する走査方向に関して互いに異なる位置に印刷解像度に相当する距離をおいて配置されている。したがって、各インクジェットヘッドのオーバーラップ領域に配置されたノズル同士は、搬送方向に延在する同一直線上に配置されず、これらのノズル同士を基準として搬送方向に隣接するインクジェットヘッド同士を位置決めすることが難しい。

そこで、本発明は、記録ヘッドを正確且つ容易に位置決めすることができる記録装置を提供することを目的とする。

本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートを有しているとともに一方向に隣接した複数の記録ヘッドを備えており、前記ノズルプレートに、前記複数の記録ヘッド同士を位置決めするための前記ノズル孔と同一形状を有している二対の位置決め孔がさらに形成されており、前記二対の位置決め孔の開口が、前記ノズルプレートの中心を基準とした互いに点対称となる位置に配置されており、前記ノズルプレートに係る前記位置決め孔の開口を中心とする同一円周上に、前記ノズル孔と同一形状を有している複数の検出孔の開口が形成されており、前記一方向に互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る各ノズルプレートにおける前記複数のノズル孔が形成された領域の一部が、前記一方向に沿って互いに部分的にオーバーラップするように、且つ、２つの前記ノズルプレートの互いにオーバーラップする領域に形成されている複数の前記ノズル孔のうち各ノズルプレートにおいて前記一方向に直交する直交方向に関して当該ノズルプレートの端部に最も近い位置に形成された前記ノズル孔の開口同士の前記直交方向に関する中心を通過し且つ前記一方向に延在する直線上に、各対における一方の前記位置決め孔の開口がそれぞれ配置されるように、前記複数の記録ヘッドが配置されており、前記一方向に互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る前記ノズルプレート同士において、一方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口と他方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口及び前記ノズル孔の開口の少なくともいずれかとが、前記一方向に延在する同一直線上に配置されている。

本発明によると、記録装置に記録ヘッドを組み付けるときに、隣接する記録ヘッドのノズルプレートに係る各位置決め孔の開口または位置決め孔の開口とノズル孔の開口とが、記録ヘッドの配列方向に延在する同一直線上に配置されるように、各記録ヘッドを位置決めすればよいため、記録ヘッドを正確且つ容易に位置決めすることができる。

また、複数の記録ヘッドに反転して組み付けられた記録ヘッドが含まれている場合においても、位置決め孔の開口の位置が変化しないため、全ての記録ヘッドにおいて同じノズルプレートを使用することができる。これにより、記録ヘッドの低コスト化を図ることができる。

さらに、複数の記録ヘッドが一方向に千鳥状に配置されているとき、複数の記録ヘッドに反転して組み付けられた記録ヘッドが含まれている場合においても、計４つの位置決め孔の開口の位置が変化しないため、ノズルプレートに形成された位置決め孔の開口によって、記録ヘッドを一方向及び一方向の反対方向に隣接している他の記録ヘッドとの間で正確に位置決めすることができる。

また、本発明においては、前記ノズルプレートに係る前記位置決め孔の開口を中心とする同一円周上に、前記ノズル孔と同一形状を有しているため、位置決め孔を容易に検出することができる。

さらに、本発明においては、前記一方向に関して互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る前記ノズルプレート同士において、一方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口と他方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口とが、前記同一直線上に配置されていることがより一層好ましい。これによると、特定のノズル孔の開口を位置決めに用いる必要がないため、さらに容易に記録ヘッドを位置決めすることができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る実施形態である制御装置を含むインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図２は、８つのインクジェットヘッド１を下方から見た図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、８つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、搬送機構１３が設けられている。この搬送機構１３は、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内に配置されたプラテン１５とを含む。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する位置において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。

図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が走行する。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。なお、搬送ベルト８の表面には、弱粘着性のシリコン樹脂層が形成されている。

搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中右方の排紙部１２に向けて導くように構成されている。

図２に示すように、８つのインクジェットヘッド１は、用紙搬送方向（図２中下方から上方に向かう方向）に直交した方向（主走査方向）に長尺な細長い直方体形状となっており、用紙搬送方向に千鳥状に配列されている。このとき、各インクジェットヘッド１は、用紙搬送方向に沿って順に反転するように配置されている。そして、用紙搬送方向の上流側から順に現れる２つずつのインクジェットヘッド１が、それぞれインクジェットヘッド組を形成している。これにより、４つのインクジェットヘッド組が用紙搬送方向Ｂに配列されている。これら４つのインクジェットヘッド組は、互いに異なる４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応しており、各インクジェットヘッド１は、対応する色のインク滴を吐出する。

各インクジェットヘッド組の２つのインクジェットヘッド１は、用紙搬送方向に沿って一部がオーバーラップするように、且つ、用紙搬送方向に直交する主走査方向に関して互いに隣接するように固定されている。インクジェットヘッド組の２つのインクジェットヘッド１に係るインク吐出範囲の主走査方向に関する長さが、用紙Ｐの幅より長くなっている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。

また、図１に示すように、インクジェットヘッド１の下端には、ヘッド本体２が配置されている。ヘッド本体２の底面が外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。後述するように、インク吐出面２ａはノズルプレート１３０（図５参照）の下方の面に形成されている。インク吐出面２ａには複数のノズル孔１０８が開口している。そして、１つのインクジェットヘッド組に係る２つのインク吐出面２ａに開口するノズル孔１０８が、用紙搬送方向に直交する主走査方向に関して６００ｄｐｉの間隔で配置されている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが８つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面２ａから各色のインク滴が吐出されることで、用紙Ｐの印刷面に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次に、図３〜図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図３は、ヘッド本体２の平面図である。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図４では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル孔１０８の開口を実線で描いている。図５は、図４に示すV−V線に沿った部分断面図である。

図３に示すように、ヘッド本体２は、４つのアクチュエータユニット２１が、流路ユニット９の上面９ａに固定されている。図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、図示しないドライバＩＣに駆動されることによって、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット９は、直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニットのインク流出流路（不図示）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図３及び図４に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、多数のノズル孔１０８の開口がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面においてノズル孔１０８の開口と同様マトリクス状に多数配列されている。

本実施形態では、等間隔に流路ユニット９の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル孔１０８の開口も、これと同様の配置がされている。

図５に示すように、流路ユニット９は、ステンレス鋼など金属材料からなる９枚のプレート１２２〜１３０から構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。

これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、プレート１２２〜１３０に形成された貫通孔が連結され、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル孔１０８の開口に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。そして、プレート１２２〜１３０のうち、ノズル孔１０８が形成されたノズルプレート１３０の下方の面が、インク吐出面２ａとなっている。

次に、流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニットからインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル孔１０８に至る。

次に、図２、図６及び図７を参照しつつ、ノズルプレート１３０について詳細に説明する。図６（ａ）は、２つのインクジェットヘッド１のオーバーラップしている領域を示す部分拡大図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図７は、位置決め孔１０９の開口の拡大図である。図２及び図６に示すように、ノズルプレート１３０には、複数のノズル孔１０８と、ノズル孔１０８と同一形状を有する４つの位置決め孔１０９とが形成されている。

４つの位置決め孔１０９のうち、２つの位置決め孔１０９の開口は、用紙搬送方向に互いに隣接する２つのノズルプレート１３０（インク吐出面２ａ）の互いにオーバーラップする領域に形成されている複数のノズル孔１０８のうち、各ノズルプレート１３０において主走査方向に関して当該ノズルプレート１３０の端部に最も近い位置に形成されたノズル孔１０８の開口同士の主走査方向に関する中心であって、ノズルプレート１３０の幅方向に関する両端近傍にそれぞれ配置されている。さらに、これら２つの位置決め孔１０９の開口に関するノズルプレート１３０の中心を基準とした互いに点対称となる位置に、残り２つの位置決め孔１０９の開口が配置されている。

このように、ノズルプレート１３０には、ノズルプレート１３０の中心を基準とした互いに点対称となる位置に配置された二対の位置決め孔１０９の開口が形成されている。そして、用紙搬送方向に延在する直線Ｘ上に、各対における一方（オーバーラップする領域に形成されている方）の位置決め孔１０９の開口がそれぞれ配置されている。したがって、インクジェットヘッド１が反転して取り付けられているか否かにかかわらず、全てのノズルプレート１３０に係るオーバーラップする領域に形成された各位置決め孔１０９の開口がそれぞれ直線Ｘ上に配置される。これにより、用紙搬送方向に互いに隣接する２つのインクジェットヘッド１に係るノズルプレート１３０同士において、一方のノズルプレート１３０に形成された位置決め孔１０９の開口と他方のノズルプレート１３０に形成された位置決め孔１０９の開口とが、直線Ｘ上に配置されるようになっている。

なお、位置決め孔１０９同士を直線Ｘ上に配置することで、１つのインクジェットヘッド組に含まれるノズル孔１０８は、主走査方向に６００ｄｐｉの等間隔で配置されることになる。また、インクジェットヘッド１が反転して取り付けられていても、この関係（主走査方向の等間隔配置）は成り立つ必要がある。そのため、ノズルプレート１３０の中心は、インクジェットヘッド１におけるノズル孔１０８の配置の中心にもなっている。さらに、ノズルプレート１３０の外形形状に依らず、単にノズル孔１０８の配置の中心を基準に位置決め孔１０９が形成されていてもよく、２つのノズルプレート１３０の位置決め孔１０９同士が直線Ｘ上に配置されるように位置の調整をすることで、少なくとも主走査方向に所定の解像度を持つインクジェットヘッド組を実現できる。

本実施形態では、アクチュエータユニット２１の台形形状に対応して、ノズル孔１０８が配置されている。４つのアクチュエータユニット２１は、図３に示すように、流路ユニット９の長手方向に千鳥状に配置され、上述のノズル孔１０８の配置の中心は、このアクチュエータユニット２１の配置の中心でもある。

さらに、図７に示すように、ノズルプレート１３０には、各位置決め孔１０９の開口を中心とする円周Ｃ上に、ノズル孔１０８と同一形状を有する４つの検出孔１０９ａの開口が形成されている。４つの検出孔１０９ａの開口は、円周Ｃに沿って等間隔に配置されている。これにより、検出孔１０９ａの開口を基準として、位置決め孔１０９の開口を容易に検出することができる。

ノズル孔１０８、位置決め孔１０９及び検出孔１０９ａは、ノズルプレート１３０の製作工程において、同一の加工機及び同一のポンチ部材によって同時に形成される。このため、ノズル孔１０８の開口、位置決め孔１０９の開口及び検出孔１０９ａの開口の相対的な位置関係が、高精度に維持される。

次に、インクジェットプリンタ１０１の組立工程において、インクジェットヘッド１を組み付けるときの手順について説明する。まず、インクジェットプリンタ１０１に対して、８つのインクジェットヘッド１を仮固定する。その後、用紙搬送方向に互いに隣接するインクジェットヘッド１における各インク吐出面２ａ（ノズルプレート１３０）のオーバーラップする領域を高倍率カメラで視認する。さらに、検出孔１０９ａの開口を基準にして、隣接する各インク吐出面２ａにおける用紙搬送方向に関して互いに隣接する方の端部近傍に形成された位置決め孔１０９の開口の位置をそれぞれ確認する。そして、各インク吐出面２ａの位置決め孔１０９の開口が、用紙搬送方向に延在する直線Ｘ上に配置されるように、各インクジェットヘッド１を位置決めする。

以上、説明した本実施形態によると、インクジェットプリンタ１０１にインクジェットヘッド１を組み付けるときに、隣接するインクジェットヘッド１のインク吐出面２ａに係るノズル孔１０８と同一形状を有する各位置決め孔１０９の開口が、用紙搬送方向に延在する直線Ｘ上に配置されるように、各インクジェットヘッド１を位置決めすればよいため、インクジェットヘッド１を正確且つ容易に位置決めすることができる。

また、４つの位置決め孔１０９の開口が、インク吐出面２ａの中心を基準とした互いに点対称となる位置に形成されているため、８つのインクジェットヘッド１に反転して組み付けられたインクジェットヘッド１が含まれていても、４つの位置決め孔１０９の開口の位置関係が同じになる。このため、全てのインクジェットヘッド１において同じノズルプレート１３０を使用することができる。これにより、インクジェットヘッド１の低コスト化を図ることができる。

このとき、２つの位置決め孔１０９の開口が、用紙搬送方向に互いに隣接する２つの各ノズルプレート１３０において主走査方向に関して当該ノズルプレート１３０の端部に最も近い位置に形成されたノズル孔１０８の開口同士の主走査方向に関する中心であって、ノズルプレート１３０の幅方向に関する両端近傍にそれぞれ配置されているため、４つの位置決め孔１０９の開口によって、インクジェットヘッド１を、用紙搬送方向に関する両側に隣接している他のインクジェットヘッド１との間で正確に位置決めすることができる。

さらに、ノズルプレート１３０における各位置決め孔１０９の開口を中心とする円周Ｃ上に、４つの検出孔１０９ａの開口が形成されているため、ノズル孔１０８の開口と位置決め孔１０９の開口とを容易に区別することができる。これにより、位置決め孔１０９の開口を容易に検出することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述した実施形態においては、用紙搬送方向に互いに隣接する２つのインクジェットヘッド１に係るノズルプレート１３０同士において、一方のノズルプレート１３０に形成された位置決め孔１０９の開口と他方のノズルプレート１３０に形成された位置決め孔１０９の開口とが、用紙搬送方向に延在する直線Ｘ上に配置される構成であるが、図８に示すように、用紙搬送方向に互いに隣接する２つのインクジェットヘッド１に係るノズルプレート１３０同士において、一方のノズルプレート１３０に形成された位置決め孔１０９の開口と他方のノズルプレート１３０に形成されたノズル孔１０８の開口とが、用紙搬送方向に延在する直線Ｘ'上に配置される構成であってもよい。

また、上述した実施形態においては、４つの位置決め孔１０９の開口が、ノズルプレート１３０の中心を基準とした互いに点対称となる位置に形成される構成であるが、ノズルプレートに形成される位置決め孔の数は、１〜３つでもよいし、５つ以上であってもよい。また、各位置決め孔の開口が、ノズルプレートの中心を基準とした互いに点対称となる位置に配置されていなくてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、ノズルプレート１３０における各位置決め孔１０９の開口を中心とする円周Ｃ上に、位置決め孔１０９の開口を取り囲むように４つの検出孔１０９ａの開口が形成される構成であるが、検出孔の数及び位置は任意のものであってよい。例えば、位置決め孔１０９の開口の両側に１つずつ検出孔の開口が形成されていてもよい。また、ノズルプレートに検出孔が形成されない構成であってもよい。

加えて、上述した実施形態においては、８つのインクジェットヘッド１が用紙搬送方向に千鳥状に配列する構成であるが、複数のインクジェットヘッド１が用紙搬送方向に直線状に配列する構成であってもよい。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの外観側面図である。図１に示すインクジェットヘッドを下方から見た図である。図１に示すヘッド本体の平面図である。図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４に示すV−V線断面図である。図２に示す２つのインクジェットヘッド１のオーバーラップしている領域の部分拡大図である。図７に示す位置決め孔の拡大図である。変形例を説明するための図である。

符号の説明

１インクジェットヘッド
２ヘッド本体
２ａインク吐出面
９流路ユニット
１０１インクジェットプリンタ
１０８ノズル
１０９位置決め孔
１０９ａ検出孔
１３０ノズルプレート

Claims

液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートを有しているとともに一方向に隣接した複数の記録ヘッドを備えており、
前記ノズルプレートに、前記複数の記録ヘッド同士を位置決めするための前記ノズル孔と同一形状を有している二対の位置決め孔がさらに形成されており、
前記二対の位置決め孔の開口が、前記ノズルプレートの中心を基準とした互いに点対称となる位置に配置されており、
前記ノズルプレートに係る前記位置決め孔の開口を中心とする同一円周上に、前記ノズル孔と同一形状を有している複数の検出孔の開口が形成されており、

前記一方向に互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る各ノズルプレートにおける前記複数のノズル孔が形成された領域の一部が、前記一方向に沿って互いに部分的にオーバーラップするように、且つ、２つの前記ノズルプレートの互いにオーバーラップする領域に形成されている複数の前記ノズル孔のうち各ノズルプレートにおいて前記一方向に直交する直交方向に関して当該ノズルプレートの端部に最も近い位置に形成された前記ノズル孔の開口同士の前記直交方向に関する中心を通過し且つ前記一方向に延在する直線上に、各対における一方の前記位置決め孔の開口がそれぞれ配置されるように、前記複数の記録ヘッドが配置されており、
前記一方向に互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る前記ノズルプレート同士において、一方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口と他方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口及び前記ノズル孔の開口の少なくともいずれかとが、前記一方向に延在する同一直線上に配置されていることを特徴とする記録装置。
前記一方向に関して互いに隣接する２つの前記記録ヘッドに係る前記ノズルプレート同士において、一方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口と他方の前記ノズルプレートに形成された前記位置決め孔の開口とが、前記同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。