JP4598561B2

JP4598561B2 - ヘッド支持構造体、記録装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP4598561B2
Application number: JP2005052181A
Authority: JP
Inventors: 勇一郎浜野
Original assignee: Oki Data Infotech Corp
Current assignee: Oki Data Infotech Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: JP2006231802A

Description

本発明は、例えば記録紙や樹脂シート等の被記録材に、画像や文字等の記録を行う記録ヘッドを支持するためのヘッド支持構造体、記録装置およびその製造方法に関する。

従来、記録紙等の被記録材にインク滴を吐出して文字や画像等の記録を行うインクジェット方式のプリンタが知られている。

この種のインクジェットプリンタでは、被記録材に記録を行う１つまたは複数個の記録ヘッドがキャリッジに搭載され、このキャリッジが、被記録材の搬送方向に直交する幅方向に走査されて、被記録材に記録が行われるものがある。このような記録ヘッドは、記録媒体に高品質な画像等を高精度に記録するために、キャリッジに対して３軸方向に位置決めされて固定されている。

キャリッジに対して記録ヘッドを位置調整するために、従来のインクジェットプリンタでは、ヘッド支持構造体として、記録ヘッドを互いに異なる方向に支持する２つの可動支点部材と、これら２つの可動支点部材に記録ヘッドを押圧する１つの板バネとを備える構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。このヘッド支持構造体では、板バネによって記録ヘッドを２つの可動支点部材に押圧することで記録ヘッドを位置調整した後に、この記録ヘッドをネジ止めする等によって固定されている。
特開２００４−９０４９３号公報（図５）

ところで、上述したような従来のインクジェットプリンタでは、例えば記録ヘッドが損傷した場合や吐出特性が低下した場合に、記録ヘッドの交換が行われる。従来の交換作業では、キャリッジに対して記録ヘッドを３軸方向に対する位置調整作業を行い、位置調整された記録ヘッドをネジ止め等で固定する必要があり、
このため、従来のインクジェットプリンタでは、３軸方向に対する記録ヘッドの位置調整作業に熟練を要するので、一般のユーザーが記録ヘッドを交換することが困難であり、記録ヘッドの交換時に、いわゆるサービスマン等の熟練者が調整作業を行っている。すなわち、記録ヘッドの位置調整作業を含めて記録ヘッドの交換に時間を要するという不都合がある。

そこで、本発明は、記録ヘッドの位置決め作業に熟練を要することなく、ヘッド装着部に記録ヘッドを容易に位置決めして固定することができるヘッド支持構造体、記録装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係るヘッド支持構造体は、インクを吐出する複数の吐出口が配置された吐出口列の外周部が突出して設けられた段差部を有し被記録材に記録を行う記録ヘッドと、この記録ヘッドを保持し被記録材に対して往復移動するヘッド保持部材と、このヘッド保持部材の前記被記録材に対向する位置に設けられ記録ヘッドが着脱可能に装着されるヘッド装着部と、前記ヘッド装着部の前記被記録材に対向する面に設けられ前記外周部を挿通する長方形状の開口部と、前記開口部の内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ軸基準面と、前記開口部の内周面であって前記Ｘ軸基準面に直交する内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＹ軸方向に対して位置決めするためのＹ軸基準面と、前記開口部の縁であって前記ヘッド装着部の前記段差部に対向する面に設けられ、前記記録ヘッドのＺ軸方向に対して位置決めするためのＺ軸基準面と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｘ軸基準面に当接するＸ軸位置決め凸部と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｙ軸基準面に当接するＹ軸位置決め凸部と、前記段差部に設けられ前記Ｚ軸基準面に当接するＺ軸位置決め面と、ヘッド装着部に設けられ記録ヘッドの前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢する第１、第２および第３の付勢手段とを備える。

以上のように構成した本発明に係るヘッド支持構造体によれば、ヘッド装着部に記録ヘッドを装着して、第１、第２および第３の付勢手段によって、位置基準部材に記録ヘッドの位置決め部を押圧させることで、ヘッド保持部材に対して記録ヘッドが３軸方向に対して容易かつ迅速に位置決めされる。

また、本発明に係るヘッド支持構造体は、ヘッド装着部に、記録ヘッドが吐出するインクを記録ヘッドに供給するインク供給部材が設けられ、記録ヘッドに、ヘッド装着部に記録ヘッドを装着したときに、インク供給部材に接続されてインクが導入されるインク導入部材が設けられてもよい。これによって、記録ヘッドをヘッド装着部に装着したときに、記録ヘッド側のインク導入部材を、ヘッド装着部側のインク供給部材に容易に接続させることが可能になる。

また、本発明に係る記録装置は、上述の本発明のヘッド支持構造体と、被記録材が巻回された供給ロールから被記録材を供給する供給部と、記録ヘッドで記録された被記録材を巻取りロールに巻き取る巻取り部とを備える。

また、本発明に係る記録装置の製造方法は、インクを吐出する複数の吐出口が配置された吐出口列の外周部が突出して設けられた段差部を有し被記録材に記録を行う記録ヘッドと、この記録ヘッドを保持し被記録材に対して往復移動するヘッド保持部材と、このヘッド保持部材の前記被記録材に対向する位置に設けられ記録ヘッドが着脱可能に装着されるヘッド装着部と、前記ヘッド装着部の前記被記録材に対向する面に設けられ前記外周部を挿通する長方形状の開口部と、前記開口部の内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ軸基準面と、前記開口部の内周面であって前記Ｘ軸基準面に直交する内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＹ軸方向に対して位置決めするためのＹ軸基準面と、前記開口部の縁であって前記ヘッド装着部の前記段差部に対向する面に設けられ、前記記録ヘッドのＺ軸方向に対して位置決めするためのＺ軸基準面と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｘ軸基準面に当接するＸ軸位置決め凸部と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｙ軸基準面に当接するＹ軸位置決め凸部と、前記段差部に設けられ前記Ｚ軸基準面に当接するＺ軸位置決め面と、ヘッド装着部に設けられ記録ヘッドの前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢する第１、第２および第３の付勢手段とを備えるヘッド支持構造体を用いる、記録装置の製造方法であって、ヘッド保持部材を往復移動可能に組み付ける第１工程と、ヘッド保持部材のヘッド装着部に位置基準部材を３軸方向に位置決めして固定する第２工程と、ヘッド装着部に記録ヘッドを装着し、第１、第２および第３の付勢手段によって、前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢して固定する第３工程とを有する。

上述したように本発明によれば、ヘッド装着部に対して記録ヘッドを３軸方向に容易に位置決めして固定することができ、記録ヘッドの交換作業を容易かつ迅速に行うことを可能にする。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態に係るインクジェットプリンタでは、被記録材として、例えば、搬送方向に直交する幅寸法が例えば２ｍ〜２．５ｍ程度の比較的幅広にされた紙や合成樹脂等からなる被記録材が用いられるが、便宜上、記録紙を一例に説明する。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、インクジェットプリンタは、記録紙３に記録を行う記録ユニット５と、この記録ユニット５によって記録される記録紙３を搬送する搬送ユニットとを備えている。

記録ユニット５は、記録紙３にインク滴を吐出する記録ヘッド７と、記録紙３の搬送方向に直交する幅方向に記録ヘッド７を走査させるヘッド移動手段であるヘッド移動機構８とを有している。ヘッド移動機構８は、記録ヘッド７を保持するキャリッジ９と、このキャリッジ９を記録紙３の幅方向に移動可能に案内するガイドレール１０と、キャリッジ９をガイドレール１０に沿って駆動するための駆動ベルト１３と、プーリ１４を介してこの駆動ベルト１３を駆動させる駆動モータ（不図示）等を有して構成されている。

そして、キャリッジ９には、記録ヘッド７を、図２に示すように、記録紙３の搬送方向であるＸ軸方向、記録紙の搬送方向に直交する幅方向であるＹ軸方向、記録ヘッド７に対向する記録紙３の記録面に直交する方向であるＺ軸方向の３軸方向に対してそれぞれ位置決めするためのヘッド支持構造が設けられている。

キャリッジ９には、複数の記録ヘッド７が着脱可能に装着される複数のヘッド装着部３１を構成するヘッドホルダ３２と、ヘッド装着部３１に対して記録ヘッド７を３軸方向にそれぞれ位置決めするための位置決め基準部材であるヘッドベース３３とがそれぞれ組み付けられて設けられている。ヘッドホルダ３２には、複数の記録ヘッド７がそれぞれ装着される複数のヘッド装着部３１がＹ軸方向に配列されている。

ヘッドベース３３は、ヘッドホルダ３２の底面側に設けられており、ヘッド移動機構８のガイドレール１０に組み付けられたキャリッジ９に対して高精度に位置決めされて固定されている。このヘッドベース３３には、各ヘッド装着部３１に対応する位置に、記録ヘッド７の吐出口の近傍部分が挿通される長方形状の開口３４がそれぞれ形成されている。

開口３４の互いに直交する内周面には、ヘッド装着部３１内に装着される記録ヘッド７を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対してそれぞれ位置決めするための平面としてＸ軸基準面３５ｘおよびＹ軸基準面３５ｙがそれぞれ形成されている。また、開口３４縁部には、ヘッドホルダ３２側に隣接するヘッドベース３３の端面に、ヘッド装着部３１内に装着される記録ヘッド７を、Ｚ軸方向に対して位置決めするための平面としてＺ軸基準面３５ｚが形成されている。

また、記録ヘッド７には、図３および図４に示すように、複数の吐出口が配列されてなる吐出口列７ａの外周部が突出された段差部３７が一体に形成されている。この段差部３７には、開口３４のＸ軸基準面３５ｘおよびＹ軸基準面３５ｙにそれぞれ対向する外周面に、記録ヘッド７をＸ軸方向およびＹ軸方向に対して位置決めするためのＸ軸位置決め凸部３８ｘおよびＹ軸位置決め凸部３８ｙが一体に形成されている。また、段差部３７には、開口３４のＺ軸基準面３５ｚに対向する外周面に、記録ヘッド７をＺ軸方向に対して位置決めするためのＺ軸位置決め面３８ｚが形成されている。

また、ヘッドホルダ３２の各ヘッド装着部３１の内周面には、ヘッド装着部３１内に装着された記録ヘッド７のＸ軸位置決め凸部３８ｘおよびＹ軸位置決め凸部３８ｙを、ヘッドベースのＸ軸基準面３５ｘおよびＹ軸基準面３５ｙにそれぞれ押圧する第１の板バネ４１および第２の板バネ４２がそれぞれ設けられている。

また、ヘッドホルダ３２には、ヘッド装着部３１内に装着された記録ヘッド７の上面を覆う蓋体４０が、ヒンジ部（不図示）を介して開閉可能に設けられている。また、ヘッドホルダ３２には、記録ヘッド７の上面を覆って閉じられた蓋体４０をＺ軸方向に付勢するためのフック部材４５と、このフック部材４５が蓋体４０を付勢する位置にロックするロック部材４６がそれぞれ設けられている。したがって、ヘッド装着部３１内に装着された記録ヘッド７は、フック部材４５を介して蓋体４０によって、記録ヘッド７のＺ軸位置決め面３８ｚをヘッドベース３３のＺ軸基準面３５ｚに押圧させる方向に付勢されており、Ｚ軸方向に対して位置決めされる。

なお、図示しないが、記録ヘッド７をＺ軸方向に付勢する付勢手段としては、例えば、蓋体を付勢する引っ張りコイルバネや、蓋体の内面に設けられ記録ヘッドを押圧する板バネ等を備える構成が採られてもよい。

また、上述した実施形態では、ヘッドベース３３に形成された各Ｘ軸基準面３５ｘおよびＹ軸基準面３５ｙに、記録ヘッド７に形成されたＸ軸位置決め凸部３８ｘおよびＹ軸位置決め凸部３８ｙが当接する構成にされたことで、記録ヘッド７に各位置決め面を高精度に加工するのに比較して、各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙを容易に加工できるので、加工コストを軽減することができる。

なお、記録ヘッド７には、必要に応じて、各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙの代わりに、各基準面３５ｘ，３５ｙに当接される各位置決め面が形成される構成が採られても良い。また、ヘッドベース３３には、各基準面３５ｘ，３５ｙ，３５ｚの代わりに基準凸部が形成され、これらの基準凸部に当接される位置決め面が記録ヘッド７に形成される構成が採られてもよいことは勿論である。

また、図示しないが、各ヘッド装着部３１内には、インクタンク（不図示）から記録ヘッド７にインクを供給するためのインク供給管が設けられている。また、記録ヘッド７には、ヘッド装着部３１の底面側に対応する位置に、インク供給管に接続されるインク導入管が設けられており、記録ヘッド７がヘッド装着部３１内に装着されたときに、インク導入管がインク供給管に接続される。

搬送ユニットは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、記録紙３の搬送経路の順に、記録紙３を供給する供給部（不図示）と、記録ヘッド７側に搬入される記録紙３をガイドするフロントペーパガイド１７と、記録ヘッド７によって記録される記録紙３を支持するプラテン１８と、記録ヘッド７側から搬出される記録紙３をガイドするリアペーパガイド１９と、記録ヘッド７によって記録された記録紙３を巻き取る巻取り部（不図示）とを有している。

また、この搬送ユニットには、フロントペーパガイド１７と記録ヘッド７との間の搬送経路上に、フロントペーパガイド１７から搬送された記録紙３を挟んで搬送する一組のグリッドローラ２１およびピンチローラ２２が設けられている。

以上のように構成されたインクジェットプリンタについて、キャリッジ９のヘッド支持構造によって、記録ヘッド７がヘッド装着部３１に３軸方向に対してそれぞれ位置決めされる状態を説明する。

キャリッジ９は、ヘッド移動機構８のガイドレール１０に組み付けられて、このキャリッジ９にヘッドホルダ３２およびヘッドベース３３が組み付けられる。続いて、ヘッドベース３３は、３軸方向に対して高精度に位置決めされ、キャリッジ９に取り付けられたヘッドホルダ３２のヘッド装着部３１に固定される。これによって、ヘッドベース３３の各基準面３５ｘ，３５ｙ，３５ｚは、３軸方向に対して高精度に位置決めされる。

次に、ヘッドホルダ３２のヘッド装着部３１内に記録ヘッド７を装着することで、３軸方向に位置決めされたヘッドベース３３の各基準面３５ｘ，３５ｙに対して、各第１および第２の板バネ４１，４２の付勢力によって記録ヘッド７の各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙがそれぞれ押圧されて、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して容易に位置決めされる。続いて、ヘッド装着部３１内に装着された記録ヘッド７が蓋体４０で覆われることで、ヘッドベース３３の基準面３５ｚに対して、蓋体４０による押圧力によって記録ヘッド７の位置決め面３８ｚが押圧されて、Ｚ軸方向に対して容易に位置決めされる。

したがって、記録ヘッド７の交換時には、記録ヘッド７をヘッド装着部３１内に装着して蓋体４０を閉じることによって、記録ヘッド７側の各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙおよび位置決め面３８ｚが、ヘッドベース３３側の各基準面３５ｘ，３５ｙ，３５ｚにそれぞれ良好に押圧され、記録ヘッド７をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に対して高精度に容易に位置決めすることができる。

最後に、本実施形態のインクジェットプリンタの製造方法について、簡単に説明する。本実施形態のインクジェットプリンタは、キャリッジ９をヘッド移動機構８に往復移動可能に組み付ける第１工程と、キャリッジ９のヘッド装着部３１にヘッドベース３３を３軸方向に位置決めして固定する第２工程と、ヘッド装着部３１内に記録ヘッド７を装着し、第１、第２の板バネ４１，４２および蓋体４０によって、ヘッドベース３３側の各基準面３５ｘ，３５ｙ，３５ｚに対して記録ヘッド７側の各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙおよび位置決め面３８ｚを当接させる方向に付勢して固定する第３工程とを有する。

上述したように、インクジェットプリンタによれば、各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙおよび位置決め面３８ｚを有する記録ヘッド７と、各基準面を有しキャリッジに３軸方向に位置決めされたヘッドベース３３と、ヘッドベース３３の各基準面３５ｘ，３５ｙ，３５ｚに対して記録ヘッド７の各位置決め凸部３８ｘ，３８ｙ、位置決め面３８ｚを押圧させる方向に付勢する第１、第２の板バネ４１，４２および蓋体４０とを備えることによって、キャリッジ９のヘッド装着部３１に対して記録ヘッド７をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向にそれぞれ高精度に容易に位置決めして固定することが可能になり、記録ヘッド７の交換作業に熟練を要することなく、一般のユーザーであっても容易かつ迅速に交換することができ、交換作業に要する時間を短縮することができる。

また、上述のインクジェットプリンタの製造方法によれば、複数の記録ヘッド７をキャリッジ９の各ヘッド装着部３１に対して３軸方向に高精度に容易に位置決めして固定することが可能になるので、生産性を向上し、製造コストの低減を図ることができる。

本実施形態のインクジェットプリンタの構成を模式的に示す図である。ヘッド支持構造体を模式的に示す斜視図である。前記ヘッド支持構造体を説明するために示す底面図である。前記ヘッド支持構造体において記録ヘッドが位置決めされた状態を示す断面図図である。記録ヘッドの位置決め凸部および位置決め面を示す断面図である。

符号の説明

３記録紙
５記録ユニット
６搬送ユニット
７記録ヘッド
９キャリッジ
３１ヘッド装着部
３２ヘッドホルダ
３３ヘッドベース
３４開口
３５ｘＸ軸基準面
３５ｙＹ軸基準面
３５ｚＺ軸基準面
３８ｘＸ軸位置決め凸部
３８ｙＹ軸位置決め凸部
３８ｚＺ軸位置決め面
４０蓋体
４１第１の板バネ
４２第２の板バネ
４５フック部材
４６ロック部材

Claims

インクを吐出する複数の吐出口が配置された吐出口列の外周部が突出して設けられた段差部を有し被記録材に記録を行う記録ヘッドと、
前記記録ヘッドを保持し被記録材に対して往復移動するヘッド保持部材と、
前記ヘッド保持部材の前記被記録材に対向する位置に設けられ前記記録ヘッドが着脱可能に装着されるヘッド装着部と、
前記ヘッド装着部の前記被記録材に対向する面に設けられ前記外周部を挿通する長方形状の開口部と、
前記開口部の内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ軸基準面と、
前記開口部の内周面であって前記Ｘ軸基準面に直交する内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＹ軸方向に対して位置決めするためのＹ軸基準面と、
前記開口部の縁であって前記ヘッド装着部の前記段差部に対向する面に設けられ、前記記録ヘッドのＺ軸方向に対して位置決めするためのＺ軸基準面と、
前記外周部の外周面に設けられ前記Ｘ軸基準面に当接するＸ軸位置決め凸部と、
前記外周部の外周面に設けられ前記Ｙ軸基準面に当接するＹ軸位置決め凸部と、
前記段差部に設けられ前記Ｚ軸基準面に当接するＺ軸位置決め面と、
前記ヘッド装着部に設けられ前記記録ヘッドの前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢する第１、第２および第３の付勢手段とを備えるヘッド支持構造体。
前記ヘッド装着部には、前記記録ヘッドが吐出する前記インクを前記記録ヘッドに供給するインク供給部材が設けられ、
前記記録ヘッドには、前記ヘッド装着部に前記記録ヘッドを装着したときに、前記インク供給部材に接続されて前記インクが導入されるインク導入部材が設けられている請求項１に記載のヘッド支持構造体。
請求項１または２に記載のヘッド支持構造体と、
前記被記録材が巻回された供給ロールから前記被記録材を供給する供給部と、
前記記録ヘッドで記録された前記被記録材を巻取りロールに巻き取る巻取り部とを備える記録装置。
インクを吐出する複数の吐出口が配置された吐出口列の外周部が突出して設けられた段差部を有し被記録材に記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドを保持し被記録材に対して往復移動するヘッド保持部材と、前記ヘッド保持部材の前記被記録材に対向する位置に設けられ前記記録ヘッドが着脱可能に装着されるヘッド装着部と、前記ヘッド装着部の前記被記録材に対向する面に設けられ前記外周部を挿通する長方形状の開口部と、前記開口部の内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＸ軸方向に対して位置決めするためのＸ軸基準面と、前記開口部の内周面であって前記Ｘ軸基準面に直交する内周面に設けられ、前記記録ヘッドのＹ軸方向に対して位置決めするためのＹ軸基準面と、前記開口部の縁であって前記ヘッド装着部の前記段差部に対向する面に設けられ、前記記録ヘッドのＺ軸方向に対して位置決めするためのＺ軸基準面と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｘ軸基準面に当接するＸ軸位置決め凸部と、前記外周部の外周面に設けられ前記Ｙ軸基準面に当接するＹ軸位置決め凸部と、前記段差部に設けられ前記Ｚ軸基準面に当接するＺ軸位置決め面と、前記ヘッド装着部に設けられ前記記録ヘッドの前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢する第１、第２および第３の付勢手段とを備えるヘッド支持構造体を用いる、記録装置の製造方法であって、
前記ヘッド保持部材をヘッド移動手段に往復移動可能に組み付ける第１工程と、
前記ヘッド保持部材の前記ヘッド装着部に前記記録ヘッドを３軸方向に位置決めして固定する第２工程と、
前記ヘッド装着部に前記記録ヘッドを装着し、前記第１、第２および第３の付勢手段によって、前記Ｘ軸位置決め凸部、前記Ｙ軸位置決め凸部およびＺ軸位置決め面を前記Ｘ軸基準面、前記Ｙ軸基準面および前記Ｚ軸基準面のそれぞれに対して当接させる方向に付勢して固定する第３工程とを有する記録装置の製造方法。