JP5523235B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、更に詳しくは、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができるインクジェット記録装置に関する。
記録媒体に対してラインヘッドを用いて記録するラインヘッド型のインクジェット記録装置が知られている。
かかるインクジェット記録装置においては、解像度等の品質の観点から、記録媒体とラインヘッドの下端との距離(以下「ギャップ」という。)をできるだけ近付けて記録(印字)することが好ましい。また、一方でギャップが小さ過ぎると装置や記録媒体の振動等により、ラインヘッドと記録媒体とが接触する恐れがある。このため、振動幅等を見込んだ量のギャップの調整を行う必要がある。
ところで、記録媒体には様々なものがあり、求められる記録物の品質も一様ではない。したがって、記録する記録媒体の材質や厚み、また記録媒体に対する記録条件が変わる度に、それに応じてラインヘッドと記録媒体とのギャップを調整することが望ましい。
ところが、一般には条件毎の精密なギャップ調整は難しいので、全ての条件に共通して使用が可能な位置にラインヘッドを位置決めして使用されている。そのために現状では条件毎のより精密なギャップ調整による高品質な記録媒体の仕上り(見当、発色状態、シャープ度合等)を犠牲にした構成となっている。
例えば、ラインヘッドを上下移動させる装置としては、連続用紙の走行方向に対してその幅方向に移動可能にした移動基板と、この移動基板に対して水平方向と上下方向に揺動調整可能に支持した姿勢調整板と、姿勢調整板に対して所定のストロークにわたって上下動可能に設けた制御装置基台と、を有し、制御装置基台にノズルヘッドを設けた制御装置の筺体を固定したインクジェット記録装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
かかるインクジェット記録装置においては、シリンダ装置により、制御装置基台が上下移動し、制御装置基台側の2ヶ所に固定されたラインヘッドの高さ調整用の当接部品と、姿勢調整板側に2ヶ所設けられたネジ式のラインヘッドの高さ調整部材のネジ部品に、制御装置基台側の当接部品が当接することでラインヘッドの高さ方向位置が決まる構成となっている。そして、ネジ部品のロック機構を解除しネジを回動操作することで当接位置が変化し、適正高さに調整後に再度ロック機構を作動させることでラインヘッドの高さが決まるような構成となっている。
特開2005−324328号公報
しかしながら、上記特許文献1記載のインクジェット記録装置は、高さ調整機構は備えているものの、ネジを回動操作するものであり、そのロック機構もナットを回動操作して行うものであり、調整のためには工具も必要とし、印刷作業中に高精度且つ短時間でギャップ調整を行うことを意図したものではない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、ギャップ調整カムを用いてヘッドボックスを上下移動させることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(1)記録媒体に記録可能なラインヘッドと、該ラインヘッドが取り付けられたヘッドボックスと、該ヘッドボックスの底部の下面に当接されたギャップ調整カムと、を備え、ギャップ調整カムを回動させることによりヘッドボックスが上下方向に微移動可能となっているインクジェット記録装置であって、ギャップ調整カムが、記録媒体の進行方向に対して上流側に配設された上流側ギャップ調整カムと、下流側に配設された下流側ギャップ調整カムと、上流側ギャップ調整カム及び前記下流側ギャップ調整カムの間に配設された中央ギャップ調整カムと、からなり、上流側ギャップ調整カム、下流側ギャップ調整カム及び中央ギャップ調整カムが、アーチ状に湾曲したヘッドボックスの底部の下面に沿うように当接され、且つ同期されているインクジェット記録装置に存する。
本発明は、(2)ギャップ調整カムが連続曲線による偏芯カムである上記(1)記載のインクジェット記録装置に存する。
本発明は、(3)ギャップ調整カムが多段式曲線による偏芯カムである上記(1)記載のインクジェット記録装置に存する。
本発明は、(4)ギャップ調整カムを回動させる駆動機構が、段階的に切替え可能となっている上記(1)〜(3)のいずれか一つに記載のインクジェット記録装置に存する。
本発明は、()ヘッドボックスの底部の下面にカムフォロアブラケットを介してカムフォロアーが設けられており、ギャップ調整カムがカムフォロアーと連動するようになっている上記(1)〜()のいずれか一つに記載のインクジェット記録装置に存する。
本発明は、()ギャップ調整カムの当接圧を調整可能な当接圧切替え機能を備える上記(1)〜()のいずれか一つに記載のインクジェット記録装置に存する。
本発明のインクジェット記録装置においては、ギャップ調整カムを備え、該ギャップ調整カムの回動に基づいて、ヘッドボックスを上下方向に微移動させることにより、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができる。
また、ヘッドボックス周辺の部品構成を少なくすることができるので、インクジェット記録装置の小型化、軽量化が図れる。
このとき、ギャップ調整カムが多段式の形状を有し、段階的に切替えが可能となっている場合、ラインヘッドと記録媒体とのギャップを変更する際に、ヘッドボックスの位置固定が容易となる。
また、ギャップ調整カムが連続曲線による偏芯カムである場合、ラインヘッドと記録媒体とのギャップの微調整をより高精度に行うことができる。
本発明のインクジェット記録装置においては、上流側ギャップ調整カム、下流側ギャップ調整カム及び中央ギャップ調整カムが、アーチ状に湾曲したヘッドボックスの底部の下面に沿うように当接され、且つ同期されている場合、アーチ状のままヘッドボックスを傾かせずに昇降移動させることができる。
本発明のインクジェット記録装置においては、ヘッドボックスの底部の下面にカムフォロアブラケットを介してカムフォロアーが設けられており、ギャップ調整カムがカムフォロアーと連動するようになっている場合、ギャップ調整カムが回動すると、カムフォロアーを介して、ヘッドボックスが上下方向に微移動する。この場合、ヘッドボックスをスムーズに微移動させることができる。
本発明のインクジェット記録装置においては、ギャップ調整カムの当接圧を調整可能な当接圧切替え機能を備える場合、インクジェット記録稼働中であってもヘッドボックスを微移動させることが可能となる。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す正面図である。 図2は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部を示す正面図である。 図3は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムを示す拡大図である。 図4は、本実施形態に係るインクジェット記録装置においてヘッドボックスとギャップ調整カムとがカムフォロアーを介して当接されている状態を示す概略図である。 図5は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムの配置状態を説明するための上面概略図である。 図6の(a)及び(b)は、本実施形態に係るインクジェット記録装置に用いられる駆動機構の例を示す概略図である。 図7は、他の実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムを示す拡大図である。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す正面図である。
図1に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置100は、記録媒体1に記録するためのラインヘッドが取り付けられたヘッドボックスを有するインクジェット記録ヘッド部10と、該インクジェット記録ヘッド部10の下方に位置し、記録後の記録媒体1を加熱乾燥する乾燥機3と、記録媒体1を案内する複数の案内ロール2とを備える。すなわち、インクジェット記録装置100は、ラインヘッドを有するラインヘッドタイプのインクジェット記録装置である。
インクジェット記録装置100においては、搬入された記録媒体1が、案内ロール2により案内され、インクジェット記録ヘッド部10の下に到達する。そして、インクジェット記録ヘッド部10に備わったラインヘッドによって記録媒体1が記録される。
記録された記録媒体1は、別の案内ロール2に案内されて乾燥機に到達し、乾燥される。その後、別の案内ロール2に案内されて乾燥された記録媒体1が当該装置の外方に搬出されることになる。
図2は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッド部を示す正面図である。
図2に示すように、インクジェット記録ヘッド部10は、記録媒体に記録可能な4個のラインヘッド20,21,22,23(以下「20〜23」という。)と、これらのラインヘッド20〜23が取り付けられたヘッドボックス11と、該ヘッドボックス11の両端に設けられたヘッドボックスブラケット12と、該ヘッドボックスブラケット12を介してヘッドボックス11を昇降移動させるエアシリンダ13と、を備える。
インクジェット記録装置100においては、ラインヘッド20〜23を4個有するので、4色を用いた記録が可能である。例えば、Y、M、C、Kを用いることにより、フルカラーでの記録が可能である。
上記ヘッドボックス11は、底部11bと、底部11bをカバーする筐体11aとからなる。また、底部11bは、ラインヘッド20〜23を支持する底板18aと、底板18aに設けられた窓部18bとからなる。なお、ラインヘッド20〜23から吐出されたインクは、該窓部18bを通過して記録媒体1に記録されることになる。
ここで、ヘッドボックス11の底部11bは、ゆるやかなアーチ状に湾曲している。このため、ラインヘッドを好適な設置条件にて設置することができるという利点がある。
上記エアシリンダ13は、インクジェット記録装置100の本体フレーム5に設けられたスライドブラケット17に固定されている。したがって、インクジェット記録装置100においては、エアシリンダ13のピストン杆の昇降移動に基づいて、インクジェット記録ヘッド部10が本体フレーム5に対して昇降移動するようになっている。これにより、例えば、非記録時にはヘッドボックス11を上昇位置に移動させ、記録時にはヘッドボックス11を下降位置に移動させる等、ヘッドボックス11を大きく昇降移動させることができる。
ここで、インクジェット記録装置100は、ギャップ調整カム30〜32の当接圧を調整可能とするため、エアシリンダ13にリリース弁を設ける等の当接圧切替え機能を備えることが好ましい。具体的には、エアシリンダ13のエアー供給部が所定圧以上になるとエアー供給部に供給されるエアーがリリースされるリリース弁を設けることが好ましい。ギャップ調整時にカムへの負担を低減した状態とすることにより、インクジェット記録稼働中であってもヘッドボックス11を容易に微移動させることが可能となる。
インクジェット記録装置100においては、ヘッドボックス11の底部11bの下面に沿うように、複数のギャップ調整カム30,31,32(以下「30〜32」という。)が後述するカムフォロアーを介して当接されている。
ここで、ギャップ調整カム30〜32は、記録媒体1の進行方向に対して上流側に配設された一対のギャップ調整カム(以下便宜的に「上流側ギャップ調整カム」ともいう。)30と、下流側に配設された一対のギャップ調整カム(以下便宜的に「下流側ギャップ調整カム」ともいう。)32と、上流側ギャップ調整カム30及び下流側ギャップ調整カム32の間に配設された一対のギャップ調整カム(以下便宜的に「中央ギャップ調整カム」ともいう。)31と、からなる。
上流側ギャップ調整カム30、中央ギャップ調整カム31及び下流側ギャップ調整カム32は、いずれも同じ扇形の形状となっている。
図3は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムを示す拡大図である。
図3に示すように、上流側ギャップ調整カム(ギャップ調整カム)30は、後述する第1カム軸30aに固定された連続曲線による偏芯カムであり、且つ径H1>径H2となるように一端から他端に向かうにつれて徐々に径が小さくなる形状を有している。このとき、径H1と径H2との差は、例えば0.5mm程度に設定することが好ましい。なお、中央ギャップ調整カム31及び下流側ギャップ調整カム32も同じ形状であるため、これらの説明は省略する。
図4は、本実施形態に係るインクジェット記録装置においてヘッドボックスと上流側ギャップ調整カムとがカムフォロアーを介して当接されている状態を示す概略図である。
図4に示すように、インクジェット記録装置100においては、ヘッドボックス11の底部11b(底板18a)の下面にカムフォロアブラケット36を介してカムフォロアー37が設けられている。
一方、上流側ギャップ調整カム30は、第1カム軸30aに取り付けられている。
そして、上流側ギャップ調整カム30がカムフォロアー37に当接されると、両者は連動するようになっている。すなわち、上流側ギャップ調整カム30が回動すると、それに応じてカムフォロアー37が回動するようになっている。なお、中央ギャップ調整カム31及び下流側ギャップ調整カム32にも同様に、カムフォロアーが設けられている。
インクジェット記録装置100においては、ギャップ調整カム30〜32が回動すると、各カムフォロアーを介して、ヘッドボックス11が上下方向に微移動する。このため、アーチ状のヘッドボックスを傾かせず且つスムーズに微移動させることができる。
図5は、本実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムの配置状態を説明するための上面概略図である。
図5に示すように、ギャップ調整カムは、第1カム軸30aの両端に一対の上流側ギャップ調整カム30が設けられ、第2カム軸31aの両端に一対の中央ギャップ調整カム31が設けられ、第3カム軸32aの両端に一対の下流側ギャップ調整カム32が設けられている。また、第1カム軸30a、第2カム軸31a及び第3カム軸32aは、本体フレーム35に支持されている。
そして、第1カム軸30a、第2カム軸31a及び第3カム軸32aは、駆動機構(変速ギア等)及び駆動モーターMにより同期された状態で回動可能となっている。また、駆動モーターMはコントローラCで制御されている。
図6の(a)及び(b)は、本実施形態に係るインクジェット記録装置に用いられる駆動機構の例を示す概略図である。
図6の(a)に示すように、駆動機構として、例えば、無段階切替えの場合、ウォームホイール41及びウォーム41aの組合せが用いられる。ウォームホイール41は、第1カム軸30a、第2カム軸31a又は第3カム軸32aに取り付けられる。
ここで、第1カム軸30a、第2カム軸31a及び第3カム軸32aは、ウォーム41aにより同期されているので、ギャップ調整カム30〜32は同時に回動する。
一方、図6の(b)に示すように、駆動機構として、例えば、2位置切替えの場合、エアシリンダ(以下便宜的に「カム用エアシリンダ」という。)42が用いられる。カム用エアシリンダ42は、第1カム軸30a、第2カム軸31a又は第3カム軸32aに取り付けられる。そして、カム用エアシリンダ42のピストン杆の直動機構は、カム軸の回動機構に変換されるようになっている。また、カム用シリンダ42のピストン杆の直動運動が押し位置又は引き位置の2位置で位置決めされるように、インクジェット記録装置100に第1ストッパー44及び第2ストッパー45が設けられる。すなわち、カム用シリンダ42のピストン杆の摺動に基づいて、カム軸が回動し、該ピストン杆が第1ストッパー44又は第2ストッパー45に当接されることで、カム軸の回動が停止される。
なお、記録媒体が厚紙、薄紙の所定の厚さに限定された2種類の寸法に切り替わり、その他の印刷条件が変化しない場合等には、この2位置切替え方式とすることが可能である。この場合、ギャップ調整カムは図3のような連続曲線による偏芯カムでもよいし、2段階の切替え高さを有する段階的な偏芯カムでもよい。
インクジェット記録装置100においては、制御されたモーター等による駆動機構を選択することによって、ギャップ調整カム30〜32の回動を無段階で制御することも可能であり、又、段階的に切替えることも可能である。なお、段階的に切替える場合、予め規定された数種類の高さ位置で切替え使用することとなり、連続的な微調整はできないが、規定高さに間違いなく切替え設定することが容易となる。ラインヘッド20〜23と記録媒体1とのギャップを変更する際のヘッドボックス11の位置を予め規定された位置に一挙に切替えることができる。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100において、記録媒体1は、案内ロール2aに案内され、インクジェット記録ヘッド部10と、各カム軸30a,31a,32aとの間を通るようになっている。このとき、アーチ状に湾曲したヘッドボックス11の底部11bに沿うように、記録媒体1もアーチ状に湾曲したルートを通るようになっている。このため、インクジェット記録装置100においては、記録媒体1に適当なテンションを掛けることができるので、記録媒体1への皴の発生や機械による記録媒体1の振動を少なくすることができるという利点がある。なお、ヘッドボックス11の底部11bと記録媒体1との距離、すなわちギャップの大きさは、0.5〜1mmに設定することが好ましい。
次に、ギャップの調整方法について説明する。
まず、記録媒体やインクジェットの記録条件を変更し、記録する記録媒体の材質や厚み、また記録媒体に対する記録条件に応じてギャップを設定する。
そして、例えば、駆動機構として、例えば、ウォームホイール41及びウォーム41aの組合せを用いる場合、コントローラCを用い、コントローラCからの駆動信号により、駆動モーターMが駆動機構を駆動させる。そうすると、第1カム軸30a、第2カム軸31a及び第3カム軸32aが同期されて回動し、それに基づいて、各カム軸に取り付けられたギャップ調整カム30〜32も回動し、それに当接された各カムフォロアー37を介してヘッドボックス11が上下方向に微移動するようになる。これにより、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができる。なお、ギャップ調整カム30〜32の回動停止位置についても、コントローラCにより制御される。
また、駆動機構として、例えば、カム用エアシリンダ42を用いる場合、コントローラからの駆動信号により、カム用エアシリンダ42にエアーを供給する。そうすると、ピストン杆の摺動移動に基づいて、第1カム軸30a、第2カム軸31a及び第3カム軸32aが回動する。それに基づいて、各カム軸に取り付けられたギャップ調整カム30〜32も回動し、それに当接された各カムフォロアー37を介してヘッドボックス11が上下方向に微移動するようになる。これにより、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができる。なお、ピストン杆がストッパーに当接されることにより、ギャップ調整カム30〜32の回動が停止される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、記録後の記録媒体1を加熱乾燥する乾燥機3を備えているが、これに限定されない。例えば、記録媒体に記録後、別体の乾燥機で乾燥させてもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100は、1台に限らず、複数台、配列されていてもよい。例えば、第1のインクジェット記録装置100で記録媒体の表面を記録し、第2のインクジェット記録装置100で記録媒体の裏面を記録してもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、4個のラインヘッドを有しているが、1〜3個であってもよく、5個以上であってもよい。なお、各ラインヘッドに注入されるインクの色は特に限定されない。また、インクは、染料や顔料等でもよく、艶出し剤、防炎剤等の薬剤であってもよい。さらに、水性、油性を問わない。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、ヘッドボックス11の底部11bがアーチ状に湾曲しているが、形状はこれに限定されるものではない。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、ギャップ調整カムが合計6基設けられているが、これに限定されず、ヘッドボックスの大きさに応じて自由に増減させればよい。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100においては、ギャップ調整カム30〜32が、カムフォロアー37を介してヘッドボックス11の底部11bに当接されているが、敢えてカムフォロアー37を介さず、直接、ギャップ調整カムをヘッドボックスの底部に当接してもよい。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100において、ギャップ調整カムの形状が扇形となっているが、これに限定されるものではない。
また、ギャップ調整カム30〜32は、連続曲線による偏芯カムとなっているが、多段式曲線による偏芯カムであってもよい。
図7は、他の実施形態に係るインクジェット記録装置のギャップ調整カムを示す拡大図である。
図7に示すように、ギャップ調整カム33は、多段式曲線による偏芯カムであり、円周上に一定径の領域を備え、径H3>径H4、及び、径H4>径H5となった3段式の形状を有している。
この多段式曲線の偏芯カムを用いた場合は、連続的な微調整ができないかわりに規定寸法に間違いなく容易にギャップ設定を行うことが可能となる。なお、2段式の場合は、上述の駆動機構として、カム用エアシリンダを用いると好適である。
本実施形態に係るインクジェット記録装置100に用いられる記録媒体1は、紙、フィルム、金属箔等、特に限定されない。
本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体にインクジェット方式により記録する装置として利用できる。かかるインクジェット記録装置によれば、ギャップの調整を高精度且つ簡便に行うことができるので、最適の記録条件で記録物の生産が可能であり、精度向上、生産効率向上、品質の安定化、調整時間の削減等、多面的な効果を得ることができる。
1・・・記録媒体
2,2a・・・案内ロール
3・・・乾燥機
5・・・本体フレーム
10・・・インクジェット記録ヘッド部
11・・・ヘッドボックス
11a・・・筐体
11b・・・底部
12・・・ヘッドボックスブラケット
13・・・エアシリンダ
17・・・スライドブラケット
18a・・・底板
18b・・・窓部
20,21,22,23・・・ラインヘッド
30・・・上流側ギャップ調整カム(ギャップ調整カム)
30a・・・第1カム軸(カム軸)
31・・・中央ギャップ調整カム(ギャップ調整カム)
31a・・・第2カム軸(カム軸)
32・・・下流側ギャップ調整カム(ギャップ調整カム)
32a・・・第3カム軸(カム軸)
33・・・ギャップ調整カム
36・・・カムフォロアブラケット
37・・・カムフォロアー
41・・・ウォームホイール
41a・・・ウォーム
42・・・カム用エアシリンダ
44・・・第1ストッパー
45・・・第2ストッパー
100・・・インクジェット記録装置
C・・・コントローラ
H1,H2,H3,H4,H5・・・径
M・・・駆動モーター

Claims (6)

  1. 記録媒体に記録可能なラインヘッドと、
    該ラインヘッドが取り付けられたヘッドボックスと、
    該ヘッドボックスの底部の下面に当接されたギャップ調整カムと、
    を備え、
    前記ギャップ調整カムを回動させることにより前記ヘッドボックスが上下方向に微移動可能となっているインクジェット記録装置であって、
    前記ギャップ調整カムが、記録媒体の進行方向に対して上流側に配設された上流側ギャップ調整カムと、下流側に配設された下流側ギャップ調整カムと、前記上流側ギャップ調整カム及び前記下流側ギャップ調整カムの間に配設された中央ギャップ調整カムと、からなり、
    前記上流側ギャップ調整カム、下流側ギャップ調整カム及び中央ギャップ調整カムが、アーチ状に湾曲した前記ヘッドボックスの底部の下面に沿うように当接され、且つ同期されているインクジェット記録装置。
  2. 前記ギャップ調整カムが連続曲線による偏芯カムである請求項1記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記ギャップ調整カムが多段式曲線による偏芯カムである請求項1記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記ギャップ調整カムを回動させる駆動機構が、段階的に切替え可能となっている請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記ヘッドボックスの底部の下面にカムフォロアブラケットを介してカムフォロアーが設けられており、
    前記ギャップ調整カムが前記カムフォロアーと連動するようになっている請求項1〜のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記ギャップ調整カムの当接圧を調整可能な当接圧切替え機能を備えることを特徴とする、請求項1〜のいずれか一項記載のインクジェット記録装置。
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