JP6922401B2 - ヘッド取付部材、アレイユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッド取付部材、アレイユニット及び画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出するヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置が知られている。このような画像形成装置として、搬送ドラムや搬送ベルトにより記録媒体を搬送し、ヘッドをライン状に配置したラインヘッドにより画像を形成するものが知られている。

このような画像形成装置では、記録媒体を搬送ベルトにより搬送する場合（ベルト搬送方式）、ヘッドは平面状に配置されるが、記録媒体を搬送ドラムにより搬送する場合（ドラム搬送方式）、搬送ドラムに対してヘッドを放射状に配置することが必要となる。このように配置するには、アレイユニットを搬送ドラムの曲面に応じた形状に形成することが挙げられるが、ヘッドの配置位置がずれると良好な画像が得られにくくなる。

特許文献１には、ヘッドを高精度に容易に所定位置に位置決めすることを目的として、ヘッドが配置された板状部材の端部同士がヒンジ部を介して回転可能に連結され、角度を調整可能に形成されていることが開示されている。板状部材をヒンジ部により回転可能に連結する構成の場合、ベルト搬送方式の場合は板状部材が全て平面状になるようにし、ドラム搬送方式の場合は所望の角度になるようにすればよく、ベルト搬送方式とドラム搬送方式に適用し得るという利点がある。

しかしながら、ヘッドの位置決め精度はミクロンオーダに高精度な位置決めが要求されるが、回転支持部分のクリアランスによりヘッドの位置ずれが生じるという問題は解消できていない。

特許文献２には、同一平面に個々のヘッドのノズル面が無く、一度に全ヘッドを光学調整できないタイプのヘッドアレイを高精度に構築可能とすることを目的として、屈曲可能なシート状プレートに設けられた屈曲部の両側に複数のヘッドを固定し、このシート状プレートを屈曲させた状態で、異なる傾斜面を有するアレイベースに位置決め装着することが開示されている。複数のヘッドは搬送ドラムに対して放射状に配置されている。

しかしながら、ヘッドアレイの精度の向上は期待できるものの、屈曲部の変形によるヘッドの位置ずれが懸念される。また、ベルト搬送方式と、ドラム搬送方式とで求められるアレイベースの形状が異なることから、共通使用ができずに専用に開発・設計が必要となり、開発工数、コストの増加が生じてしまう。

このため、ヘッドを高精度に位置決めすることができ、最小限の部品追加によりドラム搬送方式とベルト搬送方式に共通に使用できる技術が求められている。

本発明は、ヘッドを高精度に位置決めすることができ、最小限の部品追加によりドラム搬送方式とベルト搬送方式に共通に使用できるヘッド取付部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、液体を吐出するヘッドを複数取り付けるためのヘッド取付部材であって、前記ヘッドの液体の吐出側を挿通させて保持するとともに、平面状に形成されたベース部材と、前記ヘッドの液体の吐出側とは反対側において、前記ヘッドと前記ベース部材との間に設けられて、前記ベース部材と対向する対向面と、該対向面と反対側に設けられ前記ヘッドを所定角度で傾斜した状態で配置させるための傾斜面とを有するスペーサ部材と、を備え、前記ヘッドは前記傾斜面に接触していることを特徴とする。

本発明によれば、ヘッドを高精度に位置決めすることができ、最小限の部品追加によりドラム搬送方式とベルト搬送方式に共通に使用できるヘッド取付部材を提供することができる。

ベルト搬送方式の画像形成装置の一例を示す概略図である。 ドラム搬送方式の画像形成装置の一例を示す概略図である。 本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。 本発明におけるスペーサ部材の一例を示す概略図である。 本発明のアレイユニットの一例を示す概略図である。

以下、本発明に係るヘッド取付部材、アレイユニット及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

まず、図１を用いてベルト搬送方式の一例を説明する。図１はヘッド配列方向と垂直な方向における断面図を模式的に示したものであり、ベース部材１４の短手方向が記録媒体の搬送方向になっている。図１では、ヘッド１２とベース部材１４を有するアレイユニット１０、搬送ベルト１６が図示されており、記録媒体等は省略している。搬送ベルト１６としては、例えば吸引搬送ベルトを用いて記録媒体を搬送する。

ベルト搬送方式では、記録媒体は搬送ベルト１６によりフラットに搬送されるため、ヘッド１２を複数有するベース部材１４は平面形状で構成されている。これにより、各ヘッドと記録媒体とのギャップを同一にしてインク（液滴、液体などとも称される）を吐出し、画像を形成する。

次に、図２を用いてドラム搬送方式の一例を説明する。図２は図１と同様に、ヘッドの配列方向と垂直な方向における断面図を模式的に示したものである。図２のアレイユニット２０としては、ヘッド２２が配置されたベース部材２４が屈曲するように形成されており、ヘッド２２が搬送ドラム２６の回転中心に対して放射状に配置されている。これにより、各ヘッドと記録媒体とのギャップを同一にしてインクを吐出し、画像を形成する。

このように、各ヘッドと記録媒体とのギャップを同一にするには、ベルト搬送方式とドラム搬送方式とで、ベース部材の形状を変える必要が生じる。

次に、本発明の一実施形態について説明する。図３に本実施形態の画像形成装置を示す。図３は図１と同様に、ヘッドの配列方向と垂直な方向における断面図を模式的に示したものである。
本実施形態の画像形成装置は、本実施形態のアレイユニットと、該アレイユニットの液体の吐出側に対向する位置に設けられて、記録媒体を搬送する搬送ドラム３６とを備える。
本実施形態のアレイユニットは、本実施形態のヘッド取付部材と、前記ヘッド取付部材に取り付けられる複数のヘッド３２を備える。本実施形態のアレイユニットは複数のヘッド（ヘッドユニット）が配列（アレイ化）したものであり、アレイユニットの長手方向がヘッドの配列方向、アレイユニットの短手方向がヘッドの配列方向と垂直な方向となる。

本実施形態のヘッド取付部材は、液体を吐出するヘッド３２を複数取り付けるためのヘッド取付部材であって、ヘッド３２を挿通させて保持するとともに、少なくともヘッド３２を保持する部分は平面状に形成されたベース部材３４と、ヘッド３２の液体の吐出側とは反対側において、ヘッド３２とベース部材３４との間に設けられて、３４ヘッドを所定角度で傾斜した状態で配置させるための傾斜面を有するスペーサ部材３８と、を備える。

本実施形態におけるスペーサ部材について、図４に斜視図を示す。本実施形態のスペーサ部材３８はヘッド３２を挿通させるための穴が開いた構造となっており、ヘッド３２ごとに個別に設けられる。なお、本発明におけるスペーサ部材は、これに限られるものではなく、後述のように、ヘッド間で一体となっていてもよいし、穴の開いた構造でなくてもよい。

図３（Ａ）に示されるように、本実施形態のヘッド取付部材によれば、ヘッド３２を所定角度で傾斜した状態で配置させることができ、各ヘッドと記録媒体とのギャップを同一にしてインクを吐出し、画像を形成することができる。

また、ベース部材３４は、ヘッド３２を保持する部分が平面状に形成されているため、スペーサ部材３８を取り除くことでベルト搬送方式においても共通に使用することができる。従って、ベルト搬送方式の画像形成装置におけるヘッド取付部材やアレイユニットをドラム搬送方式の画像形成装置について、スペーサ部材３８のみを追加することで共通使用することが可能となる。

これにより、ドラム搬送方式とベルト搬送方式とでスペーサ部材以外（ベース部材、ヘッドユニット、インク供給系、電装系などのアレイユニットを構成する部品等）を共通使用できるため、開発・設計工数やコストの低減が可能となる。また、ベース部材を回動させるためのヒンジ部やベース部材を屈曲させるための屈曲部がないので、ベース部材のクリアランスや変形を防止し、ヘッドの位置ずれを抑制することができ、ヘッドを高精度に位置決めすることができる。

ヘッド３２をベース部材３４に配置させる際には、ヘッドの位置ずれをより抑制するため、ヘッド３２をベース部材３４に固定することが好ましい。ヘッド３２をベース部材３４に固定する方法としては、例えばネジ止めにより行う。

また、ヘッドをより精度よく位置決めするため、基準穴や調整ピンを用いて位置決め配置してもよい。位置決め配置としては、適宜変更することが可能であるが、例えばベース部材に基準穴を設け、スペーサ部材に調整ピンを設けて両者を勘合させて行うことができる。

本実施形態のヘッド取付部材において、スペーサ部材３８の傾斜面の傾斜角はヘッド３２の列ごとに同じであり、ベース部材３４の短手方向の中心を挟んで、ヘッド３２の列間では異なる向きに傾斜している。図３ではベース部材３４の短手方向の中心と搬送ドラム３６の回転中心との線分に対してヘッド３２の列どうしが線対称となるように傾斜角が設定されている。このような例では２つのヘッドの列におけるインクの吐出方向をともに搬送ドラムの回転中心に向けさせることができる。

また、本実施形態では、ヘッド３２はスペーサ部材３８に挿通され、スペーサ部材３８の傾斜面（符号３８ａ）、ベース部材との対向面（符号３８ｂ）およびヘッド３２が挿通される面（符号３８ｃ）を除く面、すなわち図３（Ｂ）における符号３８ｄで示される面は、ベース部材３４に対して垂直な面となっている。この場合、ベース部材におけるヘッドの配置位置の調整がしやすくなり、ドット単位での位置調整も可能となる。また、基準穴および調整ピンを用いて位置調整を行う際に、より調整しやすくなる。

本実施形態のアレイユニットの別の図を図５に示す。図５はベース部材３４の面方向と垂直な方向から見た場合の模式図である。本実施形態のアレイユニットでは、図示されるように、ヘッド３２が千鳥状に配置されている。なお、図５のＡ−Ａ断面図は図３（Ａ）に相当する。

また、本実施形態の画像形成装置では、傾斜面を有するスペーサ部材３８の傾斜角度は、搬送ドラム３６の回転中心とヘッド３２の吐出位置とを結んでできる線分の搬送ドラム３６周面との交点における搬送ドラム３６周面に対する接線と、スペーサ部材３８の傾斜面とが平行となる角度になっている。

この場合、ヘッドと記録媒体のギャップをヘッド列間で同一にすることができ、ヘッドから吐出されるインクが記録媒体に垂直に着弾するようにすることができる。ヘッドの吐出方向が記録媒体に対して垂直になると、より高画質な画像形成が可能となる。一方、垂直でない場合、着弾形状が楕円となり良好な画像が得られないことがある。

また、スペーサ部材としては、上記の他にも適宜変更することが可能である。上記実施形態ではヘッドごとにスペーサ部材を設けていたが、例えばスペーサ部材は一体であってもよい。この場合、ヘッドの列ごとに一体になっていてもよく、複数のヘッドの列、例えば２つのヘッドの列で一体であってもよい。また、１つのアレイユニットに対して１つのスペーサ部材であってもよい。
その他にも、例えば棒状であってもよく、この場合、棒の間にヘッドが挿通される。

１０、２０ アレイユニット
１２、２２、３２ ヘッド
１４、２４、３４ ベース部材
１６ 搬送ベルト
２６、３６ 搬送ドラム
３８ スペーサ部材

特開２０１１−１５６８０６号公報 特開２０１７−１３８５号公報

Claims (5)

1. 液体を吐出するヘッドを複数取り付けるためのヘッド取付部材であって、
   前記ヘッドの液体の吐出側を挿通させて保持するとともに、平面状に形成されたベース部材と、
   前記ヘッドの液体の吐出側とは反対側において、前記ヘッドと前記ベース部材との間に設けられて、前記ベース部材と対向する対向面と、該対向面と反対側に設けられ前記ヘッドを所定角度で傾斜した状態で配置させるための傾斜面とを有するスペーサ部材と、を備え、
   前記ヘッドは前記傾斜面に接触していることを特徴とするヘッド取付部材。
2. 前記スペーサ部材は開口を有し、
   前記ヘッドは前記スペーサ部材に挿通され、
   前記スペーサ部材の前記傾斜面、前記ベース部材との対向面および前記ヘッドが挿通される面を除く面は、前記ベース部材に対して垂直な面であることを特徴とする請求項１に記載のヘッド取付部材。
3. 請求項１または２に記載のヘッド取付部材と、
   前記ヘッド取付部材に取り付けられる複数のヘッドを備えることを特徴とするアレイユニット。
4. 請求項３に記載のアレイユニットと、
   該アレイユニットの液体の吐出側と対向する位置に設けられて、記録媒体を搬送する搬送ドラムと、を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記傾斜面を有するスペーサ部材の傾斜角度は、前記搬送ドラムの回転中心と前記ヘッドの吐出位置とを結んでできる線分の前記搬送ドラム周面との交点における前記搬送ドラム周面に対する接線と、前記スペーサ部材の傾斜面とが平行となる角度であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。

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