JP4874269B2 - プリンター取付け部材及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明はプリンターに関し、特に、例えば、液滴噴射用のノズルの配列をもつドロップ・オン・デマンドインクジェットの変形のマルチプリントヘッドを用いるプリンターに関するものである。

複数のプリンター構成材、典型的には、複数のプリントヘッド、の位置を調整して、同一限界内の印刷幅（ｓｗａｔｈｓ）を提供することがドロップ・オン・デマンド印刷には望ましいことがある。そのような位置調整は印刷基質上の可視できる誤差を最小にするために極めて正確に実施されなければならない。例えば、［特許文献１］はテーパー状のスクリュ取付部品を用いるプリントヘッドを位置調整する方法を記載する。しかしながら、従来技術における位置調整の方法は時間を消費し及び／又は極めて高い許容誤差どおりに作られる部品を必要とする。
国際公開公報第０１／６０６２７

本発明はプリンター構成材用の改良された取り付け部材（ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）及び方法を提供する。

本発明の第一の側面によれば、プリンター構成材を実質的に堅い支持体に取り付けるための取り付け部材が提供され、該部材は該プリンター構成材又は支持体のいずれか一方に付着させた一つ以上の取り付け開口部をもつフォイル（箔）部材を含み、一つ以上の取り付けピンが該プリンター構成材又は支持体の他方に付着され、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合されることによって該ピンは該開口部と契合するように適応され、該取り付け部材において、該取り付けピンと該取り付け開口部との契合が、該フォイルが該スリーブによって変形されることによる該フォイルの局所変形を引き起こし、該支持体は該スリーブと接触せず、該フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有し、該変形が、該プリンター構成材を該フォイルと実質的に平行な平面で該支持体と正しい位置関係になるように、該ピン上に位置決め力を提供する。

該フォイルは好ましくは厚さが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの間にあり、より好ましくは厚さが０．２５ｍｍである。該フォイルは望ましい変形特性を与える任意の材料であることができるが、好ましくは金属、そして好ましくはベリリウム銅合金又は青銅である。

本発明の第二の側面は第一プリンター構成材を支持体に取り付ける方法を提供することであり、該方法は、該プリンター構成材又は該支持体のいずれか一方に一つ以上の取り付け開口部をもつフォイルを付着すること、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合するように、該プリンター構成材又は該支持体の他方上に、該取り付け開口部と契合するように適合される一つ以上の取り付けピンを配列すること、該スリーブが該フォイルを変形させることによって該フォイルを局所的に変形させるように、該取り付けピンを該取り付け開口部の中に挿入すること、該局所変形が挿入方向と垂直の面に該部品を配置するようにさせること、該プリンター構成材を該支持体に正確に確保すること、そして、フォイルが付着した該プリンター構成材又は該支持体のいずれか一方は該スリーブと接触せず、フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有すること、を含むことからなる。

第二のプリンター構成材は、一定の間隔をもつ第一及び第二のプリンター構成材を固定するために、上記と実質的に同じ方法で支持体に取り付けできる。好ましい態様では、プリンター構成材を該支持体から取りはずして、同じ又はさらに便利には置換用構成材をそこに取り付けることができる。置換用構成材を用いると最初の構成材に対して高精度、好ましくは±５μｍ、より好ましくは±２μｍに、そしてさらに好ましくは±１μｍの高精度に位置決めできる。構成材がプリントバー上に取り付けられたプリントヘッドである態様では、プリントヘッドがさらなる調整なしに印刷を可能にするに十分な精度をもつて取り替えられうる。この方法はプリントヘッドが複雑な調整工程なしに速やかに且つ容易に入れ替えられ得ることを可能にする。

本発明の第三の側面は一つ以上のプリンター構成材を支持するための支持体を製造する方法を提供するものであり、該方法は、支持体上に、少なくとも一つのプリント構成材と契合するための一つ以上の取り付け開口部を含む一つ以上のフォイル部材を付与する工程、各該フォイル上の少なくとも一つの取り付け開口部中に、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合するように、該開口部と契合するために適合された取り付けピンを挿入する工程、該ピンを所望の間隔に調整するように該一つ以上のフォイルを配置する工程、及び該フォイルを該支持体に確保する工程を含み、該フォイル部材が該スリーブによって変形され、該支持体は該スリーブと接触せず、フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有する。

図１について説明する。プリントヘッド１０はプリンター（図示せず）の一部を形成する取り付けプレート２０に付着される。プレート２０は、そして各ヘッドによる印刷幅が正確に調整されるように正確な間隔をもつ複数のプリントヘッド取り付け台板３０を持ってもよい。

プリントヘッド１０を取り付け板３０から取り除き、そして取り付け板でこの置換プリントヘッドを他のプリントヘッドで再配列するための別個の操作を行う必要なしに、そのプリントヘッドを他のものと置き換えることができることが好ましい。

図２はこの操作を達成するための一つの態様の分解透視図である。プリントヘッド１０は、フォイル６０に形成される対応する開口部５０’と契合する少なくとも二つのピン組立体４０を備える。第二のプリントヘッドのピン組立体との契合用の類似の開口部５０”がフォイルにまた形成され、二つの対の開口部は互いに関連して正確に配置される。そのような正確な位置決め特性をもつ開口部は、写真平板エッチングのような光学方法を用いることによって、取り付け板よりも、フォイルにおいてより容易に且つ安価に作ることができる。ピン組立体４０は、ピンの中心を通過し且つ組立て板に形成されたねじ山と契合するねじ込みボルトによって、８０で示された挿入物として有利に開口部５０内の位置に引き込まれる。

フォイルの弾性たわみ及びその結果として生ずる位置決め力が、フォイルのピン又は孔の許容誤差を考慮するときに予測されるものよりもより高度の正確で位置決めすることを可能にする。この効果は図３に示された装置に利用できる。

図に示される別の態様では、取り付けプレートが単一の単体フォイルではなく、二枚の独立フィイル６０ａ及び６０ｂを備える。各フォイルは単一のプリントヘッド用の取り付け開口部をもつ。プリントヘッドの互いに関連する正確な位置決めを確実にするために、ピンが取り付け開口部に契合され、そして該ピンは次いで、該フォイルが取り付けプレートに固定される前に、所望の位置に正確に配置される。この調整工程のために用いられるピンはプリントヘッドの一部品でもよく、そしてこの場合、プリントヘッドのノズル又は印刷幅でさえも配列を決めるために使用でき、あるいは該ピンは調整器具の一部であってもよい。該フォイルは次いで任意の適切な用法によって、例えば接着剤によって、取り付け板に堅く固定される。

各々が二個以上のプリントヘッドの取り付け用に適合される、二枚以上の独立のフォイルを用いて上記態様の組合せを採用されることが適切である。

図４にピン組立体の詳細を示す。テーパー状のスリーブ９０がフォイルの開口部５０と契合し、それによって、下記にさらに詳しく説明するように、ピン軸線１００と垂直な平面に該ピンを正確に配置する。図５において斜線で示されている様に、フォイル６０はテーパ９０によって変形され、開口部５０内に該ピンを中心に置くために該フォイルの平面と実質的に平行に作用する力を生ずる。これらの位置決め力は、位置合せの不調整を生ずるきょう雑物又はちりが存在する場合それらを砕くことができる。図５から理解されるように、プリントバー２０は該スリーブ９０と接触せず、そしてフォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部もつ。

スリーブの頂部より距離Ａだけ低く正確に位置決めしたランド部９５はフォイルがその弾性限界を超えて変形されないことを保証する。該スリーブ９０のテーパＴは典型的には５度であり、該フォイルの０．２〜０．３ｍｍの典型的な変形を生ずる。該プリントバーは典型的には１０ｍｍの厚さである。

上記記載の可撓性フォイル中のピンの契合は±２μｍの精度、ある場合では±１μｍ又はそれ以下の精度に調整することができることが判明した。換言すれば、そのような契合を用いる支持体に取り付けされた構成材は除くことができ且つ２μｍ以下、ある場合では１μｍ以下の位置誤差をもって繰返して再取り付けできる。

たとえ該フォイル及びピンそれ自体がより低い許容誤差で作られたとしても、該フォイルの局所変形を生ずるために十分な締まりばめがあれば、作動の方向に垂直な位置決め力を生ずるので、これらの正確さ達成できる。

例えば、フォイルの開口部が５．８０±０．１０ｍｍの直径をもつならば、干渉を保証するたに、該ピンの直径は少なくとも５．９０ｍｍであるべきである。従って、この場合該ピンは５．９５±０．０５ｍｍの直径に指定できる。エッチングの場合±０．０５ｍｍの許容範囲まで腐食部分を提供することは比較的に容易であるので、エッチングがそのような部品ための適切な製法である。これらの例示的な外形寸法及び許容範囲がほぼ±５μｍｍ又は±０．００５ｍｍの正確さに位置合せを提供することが判明した。つまり、本発明が、同じ配置の別々の構成材を作る正確さよりもほほ１０倍も大きい正確さで、プリンター構成材と支持体との間の位置合せを可能にする一体配置方法を提供することが判明した。

取り付け開口部の形状及び配置を考慮すると、実質的に円形の開口部６０２が２次元（自由度２）の側面の位置合せを提供するために好まれるけれども、他の形状、例えば三つ葉模様（トレフォイル）の構成も可能であることが図６からわかる。

また、図６から知られるように、単一の自由度で位置合せを提供するために使用される第二の開口部は好ましくは細長い開口部の形を好ましくはもつ。円形又は三つ葉模様と連結して使用されるこの形状は、フォイルの平面中で構成材が回転して６１０で示される様に円形の開口部で既に画定された側面位置を余分に拘束することなしに、拘束されることを可能にする。

本発明の更なる有用性は、該ピン及びフォイル契合装置が挿入の方向に構成材を拘束しないこと、例えば、該フォイルに実質的に垂直であることにある。これは残りの自由度が該フォイルをもつランド９５の取付部によって、該ピンからの過剰な拘束なしに、拘束されることを可能にする。

例えば、図７に示されているプリントヘッドノズル配列１１０のいずれかの末端に配置された二つのそのようなピン４０は、従って、ピン軸１００及びプリントヘッドノズル軸の両者（例えば、他のプリントヘッド取付台３０に関連し）に垂直な平面にプリントヘッドを正確に配置する。

さらに、フォイルがその塑性限界を超えて変形されない限り、そのような位置決めは、すでに記載した様に、プリントヘッドが除くことができそして置換用プリントヘッドが極めて高い正確度をもって同じ位置に設置されるように、繰返ことができるであろう。もしすべてのプリントヘッドが位置合せピンに関し同じノズル位置決めによって、例えば、本発明の位置合せ機構を用いて作られるならば、交換用プリントヘッドによって印刷される幅は、他の一つのプリントヘッドによって印刷された幅に関しても正確に配置され、そして画像品質が維持されるであろう。

本発明は、上記したように、プリントバー２０のプリントヘッドの位置決めを適用されるだけでなく、プリンター等の複数のプリントバーの位置決めにもまた使用し得る。

プリントバーに取り付けられたプリントヘッドを示す。 図１の分解図を示す。 図２の装置の別の態様を示す。 取り付けピンの詳細図を示す。 フォイルのたわみを説明する図である。 フォイルの開口部及び構成を説明する図である。 図１の装置の別の図である。

符号の説明

１０・・・・・プリントヘッド
２０・・・・・取り付けプレート又はプリントバー
３０・・・・・取り付け板
４０・・・・・ピン組立体
５０’、５０”・開口部
６０・・・・・フォイル
９０・・・・・テーパスリーブ
９５・・・・・ランド部
１００・・・・・ピン軸線
６０２・・・・・円形の開口部
６０４・・・・・三つ葉模様の開口部

Claims (24)

1. プリンター構成材を実質的に堅い支持体に取付けるための取付け部材において、該取付け部材が、一つ以上の取付け開口部をもち且つ該プリンター構成材又は該支持体のいずれか一方に付着されたフォイル部材、及び該プリンター構成材又は該支持体の他の一方に該開口部に係合するように付着された一つ以上の取付けピンからなり、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合されることによって生じる該取付けピンと該取付け開口部との係合が、該フォイルが該スリーブによって変形されることによる該フォイル部材の局所変形を生じ、該支持体は該スリーブと接触せず、該フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有し、該変形が、該プリンター構成材を該フォイル部材と実質上平行な平面の該支持体と位置合せするように該ピン上に局所力を与えることを特徴とする取付け部材。
2. 該フォイルが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの厚さをもつ請求項１記載の部材。
3. 該フォイルが金属である請求項２記載の部材。
4. 該フォイルの取付け開口部が光学方法で形成される請求項１又は２記載の部材。
5. 少なくとも二つのピン及び開口部を含む請求項１〜４のいずれか１項記載の部材。
6. 第１のピンが該支持体と一緒になって自由度２で位置合せを与える請求項５記載の部材。
7. 第２のピンが該支持体と一緒になって第３の自由度で位置合せを与える請求項６記載の部材。
8. 該ピンがテーパー状である請求項１〜７のいずれか１項記載の部材。
9. 部材が該プリンター構成材と該支持体との間の位置合せの精度に±２μｍの精度を与える請求項１〜８のいずれか１項記載の部材。
10. 該プリンター部構成材がプリントヘッドである請求項１〜９のいずれか１項記載の部材。
11. 一つの取付け部材が一定の間隔で二つ以上のプリントヘッドを取り付けるようになっている請求項１０記載の部材。
12. 該取付け部材が該プリントヘッドを該プリントヘッドのノズル間隔と同等又はそれよりも高い精度で調整する請求項１０又は１１記載の部材。
13. 該局所変形が弾性変形である請求項１〜１２のいずれか１項記載の部材。
14. 第一のプリンター構成材を支持体に取付ける方法において、該方法が、該プリンター構成材又は支持体のいずれか一方に、取付け開口部を一つ以上もつフォイルを付着し、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合するように、該プリンター構成材又は支持体の他方に、該取付け開口部に係合するように適用される一つ以上のピンを配置し、該取付けピンを、該スリーブが該フォイルを変形させることによって該フォイルを局所的に変形するために該取付け開口部に挿入し、該局所変形が挿入方向に垂直な平面に該構成材を配置するようにさせ、該支持体に該プリンター構成材を堅く固定し、及びフォイルが付着した該プリンター構成材又は該支持体のいずれか一方は該スリーブと接触せず、フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有することを特徴とする方法。
15. 該取付け開口部がエッチングによって形成される請求項１４記載の方法。
16. 該方法が該プリンター構成材を該挿入方向に垂直に±２μｍの精度で配置する請求項１４又は１５記載の方法。
17. 第二のプリンター構成材を該支持体に取付け、それにより該第一及び第二のプリンター構成材を一定の間隔で固定することをさらに含む請求項１４〜１６のいずれか１項記載の方法。
18. 該プリンター構成材を該支持体から取り除き、そして置換用プリントヘッド構成材を挿入し且つ固定する該方法を繰返すことを含むさらに請求項１４〜１７のいずれか１項記載の方法。
19. 該プリンター構成材と該支持体との間の位置合せの精度が取付け開口部が形成される精度よりも少なくとも１０倍高い請求項１４〜１８のいずれか１項記載の方法。
20. 該プリンター構成材と該支持体との間の位置合せの精度が取付けピンが形成される精度よりも１０倍の程度高い請求項１４〜１９のいずれか１項記載の方法。
21. 一つ以上のプリンター構成材を支持する支持体を製造する方法において、該方法が、各フォイル部材が少なくとも一つのプリンター構成材との係合用の一つ以上の取付け開口部を含む一枚以上のフォイル部材を用意する工程、各該フォイル部材上の少なくとも一つの取付け開口部の中に、テーパー状のスリーブが該取付け開口部と係合するように、該開口部と係合するための取付けピンを挿入する工程、該ピンを所望の間隔で位置決めするために該支持体に対して該一つ以上フォイル部材を位置決めする工程、及び該支持体に該一つ以上のフォイル部材を固定する工程を含み、該フォイル部材が該スリーブによって変形され、該支持体は該スリーブと接触せず、フォイルが自由に変形するように十分な大きさの凹部を有する、ことを特徴とする方法。
22. 該取付け開口部と該取付けピンとの係合が該フォイルの局所変形を生ずる請求項２１記載の方法。
23. 該フォイルが該ピンの位置合せの必要な精度よりも低い精度で製造される請求項２１又は２２記載の方法。
24. 該ピンが、該フォイルが作られる精度よりも１０倍高い精度で位置合せされる請求項２１〜２３のいずれか１項記載の方法。

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