JP7192097B2 - ヘッド調整装置、ヘッド装置及び印刷装置 - Google Patents
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Description
本発明はヘッド調整装置、ヘッド装置及び印刷装置に関する。
近年、画像の印刷装置としてインクジェット方式の印刷装置が普及している。インクジェット印刷装置に具備されるインクジェットヘッドとして、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせた構造が知られている。複数のヘッドモジュールをつなぎ合わせたインクジェットヘッドは、各ヘッドモジュールが正確につながれていない場合、印刷された画像はすじ及びむら等の画像欠陥を生じるおそれがある。そこで、複数のヘッドモジュールの位置を調整する構造が必要となる。
特許文献１は、印刷ヘッドの回転角度及び副走査方向の位置を調整するヘッド調整駆動部を備える印刷装置が記載されている。同文献に記載の装置は、キャリッジを用いて印刷ヘッドの主走査方向の位置を調整し、副走査方向についてヘッド調整部の位置を調整して、印刷ヘッドとヘッド調整部との位置を合わせて、印刷ヘッドの調整を実施する。
特許文献２は、複数のヘッドモジュールをインクジェットヘッドの長手方向に沿って繋ぎ合わせて構成されたライン型インクジェットヘッドを備えたインクジェット印刷装置が記載されている。同文献に記載のインクジェットヘッドは、ヘッドモジュールの主走査方向の位置及び回転方向の位置を調整する調整機構を備えている。同文献は、ヘッドモジュールに内蔵される、ヘッドモジュールの自動調整機構を開示している。
特許文献１に記載の装置は、印刷ヘッドの自動調整を実施する際に、印刷ヘッド、キャリッジ及びヘッド調整部は一定の位置決め精度が要求される。しかしながら、特許文献１は印刷ヘッド、キャリッジ及びヘッド調整部の位置決めを実現する構成に関する記載はない。
特許文献２に記載のヘッドモジュールの自動調整機構は、カムを回転させる回転機構及びモータ等が、ヘッドモジュールに内蔵される。そうすると、ヘッドモジュールの内部構造が複雑になることが懸念される。また、ヘッドモジュール自体の大型化が懸念される。更に、ヘッドモジュールと同数の自動調整機構が必要となり、コストアップが懸念される。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、一つ以上のヘッドモジュールを備えるヘッドにおいて、ヘッドモジュールの自動位置調整を実施し得る、ヘッド調整装置、ヘッド装置及び印刷装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、次の発明態様を提供する。
第１態様に係るヘッド調整装置は、一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドにおけるヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置であって、ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、調整部をヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、ヘッドの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、調整部材の座標値に基づいて調整部を移動させる移動制御部と、を備えたヘッド調整装置である。
第１態様によれば、ヘッドの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、ヘッドモジュールの調整部材の座標値に基づいて移動部を移動させ、調整部材と調整部材を連結させるアクチュエータとの位置合わせを実施する。これにより、ヘッドモジュールの自動位置調整が可能となる。
ヘッドはヘッドモジュールを一つだけ備えてもよいし、複数のヘッドモジュールを備えてもよい。複数のヘッドモジュールを備える場合、複数のヘッドモジュールを一方向に一列に並べる配置を適用し得る。
第２態様は、第１態様のヘッド調整装置において、ヘッドモジュールの基準位置を検出する検出部を備えた構成としてもよい。
第２態様によれば、ヘッド調整装置において、ヘッドの基準位置を特定し得る。
検出部は、検出光を照射する検出光照射部、検出光の反射光を受光する受光部及び検出光の反射光に基づき、ヘッドの基準位置を特定する信号処理部を備える態様を採用し得る。
第３態様は、第２態様のヘッド調整装置において、移動部は、検出部を一方向へ移動させ、検出部は、ヘッドの段差を検出する構成としてもよい。
第３態様によれば、検出部はヘッドにおける機械的に安定した位置である段差を検出する。これにより、ヘッドにおける基準位置を高精度に特定し得る。
第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか一態様のヘッド調整装置において、アクチュエータと調整部材とを連結させる際の、アクチュエータと調整部材との相対移動方向に弾性変形する弾性変形部材を備えた構成としてもよい。
第４態様によれば、アクチュエータと調整部材との接触の際に弾性変形部材が作用して、アクチュエータからヘッドモジュールへ付与される負荷を低減し得る。
第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか一態様のヘッド調整装置において、アクチュエータと調整部材との連結を検出する連結検出部と、連結検出部を用いてアクチュエータと調整部材との連結が検出された場合に、アクチュエータを動作させるアクチュエータ制御部と、を備えた構成としてもよい。
第５態様によれば、アクチュエータと調整部材とを連結させた状態において、調整部材を操作し得る。
第６態様は、第５態様のヘッド調整装置において、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の検出信号を取得する検出信号取得部を備え、アクチュエータ制御部は、検出信号取得部を用いて取得した検出信号に基づきアクチュエータを動作させる構成としてもよい。
第６態様によれば、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置を特定し得る。これにより、アクチュエータと調整部材との高精度の位置合わせが可能となる。
ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置を検出する構成として、ヘッドモジュールを支持する支持部材にセンサを備える態様を採用し得る。
第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか一態様のヘッド調整装置において、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の情報を含むヘッド情報を取得するヘッド情報取得部を備え、移動制御部は、ヘッドモジュールの基準位置を基準として、調整部材の座標値を導出する構成としてもよい。
第７態様によれば、ヘッドにおけるヘッドの基準位置とヘッドモジュールの位置との位置関係を用いて、調整部材の座標値を導出し得る。
第８態様に係るヘッド装置は、一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドと、ヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置と、を備え、ヘッド調整装置は、ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、調整部をヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、ヘッドの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、調整部材の座標値に基づいて調整部を移動させる移動制御部と、を備えたヘッド装置である。
第８態様によれば、第１態様と同様の効果を得ることができる。
第８態様において、第２態様から第７態様で特定した事項と同様の事項を適宜組み合わせることができる。その場合、ヘッド調整装置において特定される処理や機能を担う構成要素は、これに対応する処理や機能を担うヘッド装置の構成要素として把握することができる。
第９態様は、第８態様のヘッド装置において、調整部材は、ヘッドモジュールに具備される偏芯カムを備え、移動制御部は、ヘッドの基準位置としてヘッドモジュールの位置を適用して、ヘッドモジュールの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、調整部材の座標値に基づいて調整部を移動させる構成としてもよい。
第９態様によれば、ヘッドモジュールの移動に応じて調整部材が移動する場合において、高精度にアクチュエータと調整部材との高精度の位置決めが可能となる。
第１０態様に係る印刷装置は、一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドと、ヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置と、を備え、ヘッド調整装置は、ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、調整部をヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、ヘッドの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、調整部材の座標値に基づいて調整部を移動させる移動制御部と、を備えた印刷装置である。
第１０態様によれば、第１態様と同様の効果を得ることができる。
第１０態様において、第２態様から第７態様で特定した事項と同様の事項を適宜組み合わせることができる。その場合、ヘッド調整装置において特定される処理や機能を担う構成要素は、これに対応する処理や機能を担う印刷装置の構成要素として把握することができる。
本発明によれば、ヘッドの基準位置に基づき移動部に適用される座標を設定し、ヘッドモジュールの調整部材の座標値に基づいて移動部を移動させ、調整部材と調整部材を連結させるアクチュエータとの位置合わせを実施する。これにより、ヘッドモジュールの自動位置調整が可能となる。
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。本明細書では、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明は適宜省略する。
［課題の明確化］
図１から図３を用いて、本実施形態に示すインクジェットヘッドの調整方法が解決した課題について説明する。
図１から図３を用いて、本実施形態に示すインクジェットヘッドの調整方法が解決した課題について説明する。
〔インクジェットヘッドの構造〕
図１はインクジェットヘッドの全体構成を示す斜視図である。図１に示すインクジェットヘッド１０は、複数のヘッドモジュール２０を用紙幅方向に繋ぎ合わせた構造を有し、フレーム３０に固定される。各ヘッドモジュール２０は、電気配線を備えるフレキシブル基板４０が接続される。ここで、用紙幅方向は用紙搬送方向と直交する方向であり、用紙の紙面と平行となる方向を示す。以下の説明において、用紙幅方向は符号Ｘを用いることがある。また、用紙搬送方向は符号Ｙを用いることがある。鉛直方向は符号Ｚを用いることがある。
図１はインクジェットヘッドの全体構成を示す斜視図である。図１に示すインクジェットヘッド１０は、複数のヘッドモジュール２０を用紙幅方向に繋ぎ合わせた構造を有し、フレーム３０に固定される。各ヘッドモジュール２０は、電気配線を備えるフレキシブル基板４０が接続される。ここで、用紙幅方向は用紙搬送方向と直交する方向であり、用紙の紙面と平行となる方向を示す。以下の説明において、用紙幅方向は符号Ｘを用いることがある。また、用紙搬送方向は符号Ｙを用いることがある。鉛直方向は符号Ｚを用いることがある。
なお、本明細書における平行という用語は、二方向が厳密には平行でなくても、平行と同様の作用効果を得ることができる実質的な平行が含まれ得る。また、直交という用語は二方向が厳密には直交していなくても、直交と同様の作用効果を得ることができる実質的な直交が含まれる。
図２はヘッドモジュールの取付け構造を示す斜視図である。なお、図２には図１に示すインクジェットヘッド１０の一部を図示する。
ヘッドモジュール２０はベースフレーム５０に固定される。ヘッドモジュール２０は短尺のインクジェットヘッドであり、単体で規定の印刷幅に対して印刷を実施し得る。ヘッドモジュール２０は、インクを吐出する本体部６０及びブラケット部６２を備える。本体部６０は複数のノズル開口を備えるノズル面２２を備える。複数のノズル開口はマトリクス配置が適用される。なお、ノズル開口の図示は省略する。
ブラケット部６２は、水平部６４及び垂直部６６を備える。水平部６４と垂直部６６とは垂直に接合されて、一体化される。水平部６４は本体部６０が固定される。垂直部６６はベースフレーム５０に取り付けられる。
垂直部６６は、Ｙ方向の位置の基準となるＹ基準部材６８を備える。垂直部６６は、Ｚ方向の位置の基準となるＺ基準部材７０を備える。Ｙ基準部材６８及びＺ基準部材７０はＸ方向について垂直部６６の両側に具備される。
図３はヘッドモジュールの斜視図である。図３に示すように、Ｙ基準部材６８はＹ固定接点部材７２が取り付けられる。また、垂直部６６はＹ可動接点部材７４が取り付けられる。Ｙ固定接点部材７２及びＹ可動接点部材７４は金属製の球が適用される。Ｙ固定接点部材７２はＹ基準部材６８に形成される穴に固定支持される。Ｙ可動接点部材７４は、垂直部６６に形成される穴に挿入され、図示しないねじを用いてＹ方向に移動可能に支持される。
Ｚ基準部材７０はＺ固定設定部材７６が取り付けられる。Ｚ固定設定部材７６は金属製の球が適用される。Ｚ固定設定部材７６はＺ基準部材７０に形成された穴に固定支持される。
垂直部６６は、カム機構８０、プランジャ８２及び板ばね８４を備える。カム機構８０は、軸部８６及びカム部８８を備える。軸部８６は溝部９０を備える。軸部８６はカム部８８に対して偏芯して連結される。板ばね８４はカム部８８の周面を押圧する。これにより、軸部８６を回転させる際の一定の抵抗が付与される。なお、実施形態に記載のカム機構８０は、偏芯カムの一例に相当する。
プランジャ８２は、先端部がカム部８８と対向する位置に配置される。プランジャ８２の先端部とカム部８８とは一定の間隔をおいて配置される。ヘッドモジュール２０を、図２に示すベースフレーム５０に取り付けた際に、ベースフレーム５０に具備される位置決めピン９２がカム部８８とプランジャ８２との間に挿入される。なお、位置決めピン９２は図２に図示する。
プランジャ８２はＸ方向について位置決めピン９２を押圧する。これにより、ヘッドモジュール２０はＸ方向に付勢される。この状態において軸部８６を回転させると、ヘッドモジュール２０はカム部８８の回転量に応じてＸ方向へ移動する。
図２及び図３に示す垂直部６６は、ガイド溝９３を備える。ガイド溝９３は、ヘッドモジュール２０をベースフレーム５０へ取り付ける際に、図２に示すガイドポスト９４が嵌入される。ガイド溝９３はガイドポスト９４の位置決め構造が具備される。ガイドポスト９４は、ばねを備える。なお、ばねの図示は省略する。ヘッドモジュール２０をベースフレーム５０に取り付けた際に、ガイドポスト９４はＹ方向についてベースフレーム５０に対してヘッドモジュール２０を付勢させる。
垂直部６６は磁石９５が取り付けられる。磁石９５は、ヘッドモジュール２０がベースフレーム５０に取り付けられる際に、図２に示すベースフレーム５０に具備される磁気センサ９６と対向する位置に配置される。磁気センサ９６から出力される信号に基づき、ベースフレーム５０に対するヘッドモジュール２０の相対位置を把握し得る。
〔ヘッドモジュールの位置調整における課題〕
次に、図１から図３に示すヘッドモジュール２０のＸ方向の位置調整における課題について説明する。
次に、図１から図３に示すヘッドモジュール２０のＸ方向の位置調整における課題について説明する。
ヘッドモジュール２０のＸ方向の位置の調整は、軸部８６の溝部９０にスクリュードライバーの先端を挿入し、スクリュードライバーを回して、軸部８６を回転させる。軸部８６の回転量に応じて、ヘッドモジュール２０はＸ方向の正方向及び負方向へ移動する。
図４はカム機構の上面図である。図５はカム機構の正面図である。図４及び図５に示す符号８１は軸部８６及びカム部８８の回転軸を表す。図４及び図５はカム部８８と位置決めピン９２との相対位置関係を模式的に示す。カム機構８０はヘッドモジュール２０に具備されるので、ヘッドモジュール２０をＸ方向へ移動させた場合、ヘッドモジュール２０と同様に、カム機構８０もＸ方向へ移動する。
図６はカム曲線の説明図である。図６は、横軸をヘッドモジュール２０のＸ方向の移動量とし、縦軸を軸部８６の回転角度としたグラフを適用して、ヘッドモジュール２０のＸ方向の移動量と軸部８６の回転角度との関係を示す。
図６に示すように、軸部８６を一回転させると、ヘッドモジュール２０は、Ｘ方向の初期位置からＸ方向の正方向にプラスＸ１ミリメータの位置まで移動し、Ｘ方向の初期位置からＸ方向の負方向にマイナスＸ２ミリメータの位置まで移動し得る。ヘッドモジュール２０の移動に起因して、溝部９０はＸ方向にヘッドモジュール２０と同じ距離だけ移動してしまう。Ｘ１及びＸ２は任意の値を表す。
Ｘ１及びＸ２は同一値でもよい。Ｘ１及びＸ２の具体例として、０マイクロメートルを超え、１０マイクロメートル以下の任意の数値を適用し得る、なお、実施形態に示す軸部８６は、調整部材の一例に相当する。
複数のヘッドモジュール２０の自動調整を低コストで実現する方法として、一つのアクチュエータを移動させて、各ヘッドモジュール２０の調整を実施することが考えられる。具体的には、カム機構８０の軸部８６を回転させるアクチュエータを、インクジェットヘッド１０の外部に配置する。
調整対象のヘッドモジュール２０とアクチュエータとの位置を合わせ、アクチュエータを溝部９０に結合させ、カム部８８を回転させる。この調整がヘッドモジュール２０の数の分、繰り返し実施される。
アクチュエータとカム機構８０との結合の例として、カム機構８０の回転部に歯車を備え、カム機構８０の歯車とアクチュエータに具備される歯車とを嵌合させる方法が挙げられる。かかる方法は、部品が増え、機構が複雑になり、低コストの課題を解決できない。また、歯車を回転させた場合、ラジアル方向及びスラスト方向への荷重が生じ、ヘッドモジュールは、荷重に耐え得る剛性が必要となる。すなわち、かかる方法は現実的でない。
アクチュエータとカム機構８０との結合の他の例として、十字穴、すり割り、六角穴及びヘクサロビュラ穴等の形状を軸部８６に付与し、アクチュエータを用いて十字穴等に嵌合可能な形状の先端部を有するスクリュードライバーを回す方法が挙げられる。かかる方法は、軸部８６を回す際に、軸部８６の回転軸８１とスクリュードライバーの回転軸とを一致させる必要がある。
しかし、ヘッドモジュール２０の位置調整の基準となるベースフレーム５０に対して、Ｘ方向に移動可能なヘッドモジュール２０にカム機構８０が具備されている場合、ヘッドモジュール２０の位置が軸部８６をどのくらい回したかに依存する。そうすると、軸部８６の回転軸８１の位置が不確定となる。したがって、ベースフレーム５０から規定の位置にカム機構８０の軸部８６の回転軸８１があり、ベースフレーム５０を基準としてアクチュエータの軸を回転軸８１に位置決め制御するといったオープンループ制御では対応が困難である。
すなわち、アクチュエータの位置決めにオープンループ制御を適用した場合、軸部８６の回転軸８１とアクチュエータの回転軸とを一致させることが困難である。したがって、インクジェットヘッド１０の外部に具備されるアクチュエータを用いた、ヘッドモジュール２０の自動調整は困難である。
別の方法として、ヘッドモジュール２０の位置を検出するセンサを備え、ベースフレーム５０に対するヘッドモジュール２０の移動量を補正して、オープンループ制御を適用したアクチュエータの位置決めを実施する方法が考えられる。
しかし、インクジェットヘッド１０を装置に搭載する際に精密な位置決めが要求されるため、装置自体のコストアップが懸念される。
以上まとめると、複数のヘッドモジュールを備えたインクジェットヘッドにおけるヘッドモジュールの自動位置調整において上記の課題が存在することを発明者らは見出した。かかる課題を解決し得るヘッド調整装置等を以下に説明する。
なお、上記の課題は、図１から図６を用いて説明したインクジェットヘッドに固有ではなく、一つ以上のヘッドモジュール２０を備えたインクジェットヘッド１０に共通している。また、上記の課題はインクジェットヘッド１０等の液体吐出ヘッドに限定される課題ではなく、電子写真方式の記録ヘッド等にも共通している。
［インクジェット印刷装置の構成例］
〔インクジェット印刷装置の全体構成〕
図７は実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。同図に示すインクジェット印刷装置１００は、用紙搬送部１１０、印刷部１２０、メンテナンス部１３０及びヘッド調整部１５０を備える。図７では用紙搬送部１１０及びメンテナンス部１３０の詳細な図示は省略する。なお、用紙搬送部１１０及びメンテナンス部１３０の構成の一例を、図８及び図９に図示する。
〔インクジェット印刷装置の全体構成〕
図７は実施形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。同図に示すインクジェット印刷装置１００は、用紙搬送部１１０、印刷部１２０、メンテナンス部１３０及びヘッド調整部１５０を備える。図７では用紙搬送部１１０及びメンテナンス部１３０の詳細な図示は省略する。なお、用紙搬送部１１０及びメンテナンス部１３０の構成の一例を、図８及び図９に図示する。
印刷部１２０は、インクジェットヘッド１０を備える。図７にはインクジェットヘッド１０を一つだけ図示したが、印刷部１２０は複数のインクジェットヘッド１０を具備し得る。図７に示すインクジェットヘッド１０及びヘッドモジュール２０の詳細は、図１から図６に示すとおりである。ここでは、これらの詳細な説明は省略する。
ヘッド調整部１５０はヘッド調整ユニット１５１を備える。ヘッド調整ユニット１５１は、用紙搬送部１１０からメンテナンス部１３０へのインクジェットヘッド１０の移動経路において、インクジェットヘッド１０に具備されるヘッドモジュール２０の調整を実施する。ヘッド調整部１５０は移動機構を備える。ヘッド調整ユニット１５１は、インクジェットヘッド１０に対してＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれに移動可能に構成される。
図７に示すヘッド調整部１５０は、一つのインクジェットヘッド１０に対応する一つのヘッド調整ユニット１５１を図示したが、複数のインクジェットヘッド１０を備える場合、ヘッド調整部１５０は複数のヘッド調整ユニット１５１を備え得る。なお、複数のインクジェットヘッド１０が並ぶ方向にヘッド調整ユニット１５１を移動させて、一つのヘッド調整ユニット１５１を用いて複数のインクジェットヘッド１０に対応してもよい。
図８は図７に示すインクジェット印刷装置の正面図である。図９は図７に示すインクジェット印刷装置の上面図である。用紙搬送部１１０は印刷ドラム１１２を備える。印刷ドラム１１２は円筒形状を有し、外周面に用紙を支持する。
印刷ドラム１１２の外周面における用紙を支持する用紙支持領域は、複数の吸着穴を備える。吸着穴は規定のサイズが適用される。また、複数の吸着穴は規定の配置パターンを適用して配置される。複数の吸着穴は流路を介してポンプと接続される。なお、印刷ドラム１１２の外周面に支持される用紙、複数の吸着穴、流路及びポンプの図示は省略する。
印刷ドラム１１２の回転軸１１２Ａは連結部材を介してモータの回転軸と連結される。モータを回転させると印刷ドラム１１２は回転軸１１２Ａの周りを回転する。これにより、印刷ドラム１１２の外周面に吸着支持される用紙は、用紙搬送方向に沿って搬送される。
印刷部１２０は、図示しない給紙部から供給された用紙に印刷を実施する。図９に示すように、印刷部１２０は、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクのそれぞれに対応するインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを備える。インクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋの任意の一ヘッドは、図７に示すインクジェットヘッド１０に相当する。
以下、図９に示すインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋに共通する構成の説明では、これらをインクジェットヘッド１０と記載する。
インクジェットヘッド１０は、インクタンクからインク供給路を経由してインクが供給される。インクジェットヘッドは、インク流路、圧力室及びノズル部を備える。インクジェットヘッド１０は、インク流路はインク供給口を介してインク供給路と連通する。インク流路は供給絞りを介して圧力室と連通する。圧力室はノズル部と連通する。ノズル部の先端はノズル開口が形成される。
インクジェットヘッド１０はドロップオンデマンド方式が適用される。インクジェットヘッド１０は圧力発生素子として圧電素子を備える。圧電素子は圧力室の壁に配置される。圧電素子に対して駆動電圧が供給されると駆動電圧に応じて圧力室が圧縮され、ノズル開口からインク液滴が吐出される。インクジェットヘッドの吐出方式はサーマル方式を適用してもよい。なお、インクタンク、インク供給路、インク流路、圧力室、ノズル部、供給絞り及び圧電素子の図示は省略する。
インクジェットヘッド１０の構造はライン型が適用される。ライン型のインクジェットヘッド１０は、用紙幅方向について、用紙の全長に対応する長さに渡って複数のノズル開口が配置される。複数のノズル開口の配置はマトリクス配置を適用し得る。
ライン型のインクジェットヘッド１０は、用紙とインクジェットヘッド１０とを相対的に一回だけ走査させ、用紙の印刷領域の全領域にわたって印刷を行うシングルパス方式の印刷を実施し得る。なお、インクジェットヘッド１０は、シリアル方式を適用してもよい。
メンテナンス部１３０は、ヘッド移動機構１３２、払拭部１３４及びキャップ部１３６を備える。ヘッド移動機構１３２は、インクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを一括して移動させる。
ヘッド移動機構１３２は昇降機構を備える。昇降機構は、鉛直方向に沿ってインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを一括して昇降させる。なお、昇降機構の図示は省略する。
ヘッド移動機構１３２は水平移動機構１３８を備える。水平移動機構１３８は、一対のガイドレール１４０、ボールねじ１４２、ナット１４４、モータ１４６及びヘッド支持フレーム１４８等を備える。
水平移動機構１３８は、印刷ドラム１１２の位置に対応する印刷位置から、キャップ部１３６に対応するキャップ位置までの間について、Ｘ方向に沿ってインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを一括して往復移動させる。
水平移動機構１３８は、ヘッド調整部１５０の位置に対応するヘッド調整位置、払拭部１３４の位置に対応する払拭位置及びキャップ部１３６の位置に対応するキャッピング位置において、インクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを停止させる。
ヘッド支持フレーム１４８はインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋを支持する。ヘッド支持フレーム１４８はナット１４４に連結される。モータ１４６を動作させボールねじ１４２を回転させると、インクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋは、Ｘ方向に沿って移動する。モータ１４６は、ステッピングモータ及びサーボモータ等の電気信号を用いて回転及び停止の制御が可能でモータを適用し得る。
払拭部１３４は、払拭装置１３４Ｃ、払拭装置１３４Ｍ、払拭装置１３４Ｙ及び払拭装置１３４Ｋを備える。払拭装置１３４Ｃはインクジェットヘッド１０Ｃのノズル面２２を払拭する。同様に、払拭装置１３４Ｍ、払拭装置１３４Ｙ及び払拭装置１３４Ｋはそれぞれ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋのそれぞれのノズル面２２を払拭する。
払拭装置１３４Ｃ、払拭装置１３４Ｍ、払拭装置１３４Ｙ及び払拭装置１３４Ｋは、払拭シートを走行させ、払拭シートをノズル面２２に接触させ、ノズル面２２の払拭を実施する。
キャップ部１３６は、キャップ１３６Ｃ、キャップ１３６Ｍ、キャップ１３６Ｙ及びキャップ１３６Ｋを備える。キャップ１３６Ｃは、インクジェットヘッド１０Ｃをキャッピングする。キャップ１３６Ｍ、キャップ１３６Ｙ及びキャップ１３６Ｋのそれぞれは、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋをキャッピングする。
ヘッド調整部１５０は四つのヘッド調整ユニット１５１を備える。ヘッド調整ユニット１５１Ｃはインクジェットヘッド１０Ｃに具備されるヘッドモジュール２０の調整を実施する。ヘッド調整ユニット１５１Ｍ、ヘッド調整ユニット１５１Ｙ及びヘッド調整ユニット１５１Ｋはそれぞれ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋのそれぞれに具備されるヘッドモジュール２０の調整を実施する。
〔ヘッド調整部の構成例〕
図１０は図７に示すヘッド調整部の概略構成を示す斜視図である。同図に示すヘッド調整部１５０はヘッド調整ユニット１５１を備える。ヘッド調整ユニット１５１は、図９に示すヘッド調整ユニット１５１Ｃ、ヘッド調整ユニット１５１Ｍ、ヘッド調整ユニット１５１Ｙ及びヘッド調整ユニット１５１Ｋの任意の一つを表す。
図１０は図７に示すヘッド調整部の概略構成を示す斜視図である。同図に示すヘッド調整部１５０はヘッド調整ユニット１５１を備える。ヘッド調整ユニット１５１は、図９に示すヘッド調整ユニット１５１Ｃ、ヘッド調整ユニット１５１Ｍ、ヘッド調整ユニット１５１Ｙ及びヘッド調整ユニット１５１Ｋの任意の一つを表す。
ヘッド調整部１５０は、Ｘ移動機構、Ｙ移動機構及びＺ移動機構を備える。Ｘ移動機構はヘッド調整ユニット１５１をＸ方向へ移動させる。Ｙ移動機構はヘッド調整ユニット１５１をＹ方向へ移動させる。Ｚ移動機構はヘッド調整ユニット１５１をＺ方向へ移動させる。
Ｘ移動機構及びＹ移動機構は、図８に示す水平移動機構１３８と同様に、ガイドレール、ボールねじ、ナット、モータ及び支持フレーム等を備える。Ｚ移動機構はＸ移動機構等と同様に、ボールねじを用いた昇降機構を適用し得る。なお、Ｘ移動機構、Ｙ移動機構及びＺ移動機構の図示は省略する。
ヘッド調整ユニット１５１は、第一スクリュードライバー部１６０及び第二スクリュードライバー部１６２を備える。第一スクリュードライバー部１６０は、Ｙ方向について、図３等に示すインクジェットヘッド１０の両側に配置されるカム機構８０のうち、一方の側のカム機構８０の溝部９０に嵌入する。第二スクリュードライバー部１６２は、Ｙ方向についてインクジェットヘッド１０の両側に配置されるカム機構８０のうち、他方の側のカム機構８０の溝部９０に嵌入する。
第一スクリュードライバー部１６０は、第一ドライバー支持部１６４に回転可能に支持される。第一スクリュードライバー部１６０の基端は、複数の歯車１６６を介して第一モータの回転軸と連結される。
第二スクリュードライバー部１６２は、第二ドライバー支持部１６８に回転可能に支持される。第二スクリュードライバー部１６２の基端は、複数の歯車１７０を介して第二モータの回転軸と連結される。なお、図１０では第一モータ及び第二モータの図示は省略する。
ヘッド調整ユニット１５１は、第一レーザセンサ１７４Ａ及び第二レーザセンサ１７４Ｂを備える。第一レーザセンサ１７４Ａ及び第二レーザセンサ１７４Ｂは、ヘッドモジュール２０の規定位置に照射したレーザ光の反射光を受光する。第一レーザセンサ１７４Ａ及び第二レーザセンサ１７４Ｂの出力信号は、ヘッド調整ユニット１５１を用いるヘッドモジュール２０の位置調整に適用される。
第一スクリュードライバー部１６０及び第二スクリュードライバー部１６２等はケース１７２に収納される。ケース１７２はＸ移動機構、Ｙ移動機構及びＺ移動機構を用いてＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向へ移動可能に支持される。なお、実施形態に示す第一スクリュードライバー部１６０及び第二スクリュードライバー部１６２は、アクチュエータの一例に相当する。
〔インクジェット印刷装置の機能ブロック〕
図１１は図７に示すインクジェット印刷装置の機能ブロック図である。インクジェット印刷装置１００は、システムコントローラ２００を備える。システムコントローラ２００は、インクジェット印刷装置１００の各部を統括的に制御する全体制御部として機能する。また、システムコントローラ２００は、各種演算処理を行う演算部として機能する。
図１１は図７に示すインクジェット印刷装置の機能ブロック図である。インクジェット印刷装置１００は、システムコントローラ２００を備える。システムコントローラ２００は、インクジェット印刷装置１００の各部を統括的に制御する全体制御部として機能する。また、システムコントローラ２００は、各種演算処理を行う演算部として機能する。
システムコントローラ２００は、プログラムを実行して、インクジェット印刷装置１００の各部を制御してもよい。更に、システムコントローラ２００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random access memory）などのメモリにおけるデータの読み出し、及びデータの書き込みを制御するメモリーコントローラとして機能する。
インクジェット印刷装置１００は、通信部２０２、画像メモリ２０４、搬送制御部２１０、印刷制御部２１２、ヘッド移動制御部２１４、メンテナンス制御部２１６及びヘッド調整制御部２１８を備える。通信部２０２は、図示しない通信インターフェースを備える。通信部２０２は通信インターフェースと接続されたホストコンピュータ２０３との間でデータの送受信を行うことができる。
画像メモリ２０４は、画像データを含む各種データの一時記憶部として機能する。画像メモリ２０４は、システムコントローラ２００を通じてデータの読み書きが行われる。通信部２０２を介してホストコンピュータ２０３から取り込まれた画像データは、一旦画像メモリ２０４に格納される。
搬送制御部２１０は、システムコントローラ２００からの指令に応じて、インクジェット印刷装置１００における用紙搬送部１１０の動作を制御する。
印刷制御部２１２は、システムコントローラ２００からの指令に応じて、印刷部１２０の動作を制御する。すなわち、印刷制御部２１２は、図９に示すインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋのインク吐出を制御する。
印刷制御部２１２は、図示しない画像処理部を備える。画像処理部は入力画像データからドットデータを形成する。画像処理部は、図示しない色分解処理部、色変換処理部、補正処理部及びハーフトーン処理部を備える。
色分解処理部は、入力画像データに対して色分解処理を施す。例えば、入力画像データがＲＧＢで表されている場合、色分解処理部は、入力画像データをＲＧＢの色ごとのデータに分解する。ここで、Ｒは赤を表す。Ｇは緑を表す。Ｂは青を表す。
色変換処理部は、赤、緑及び青に分解された色ごとの画像データを、インク色に対応するシアン、マゼンタ、イエロー及び黒に変換する。
補正処理部は、シアン、マゼンタ、イエロー及び黒に変換された色ごとの画像データに対して補正処理を施す。補正処理の例として、ガンマ補正処理、濃度むら補正処理及び異常記録素子補正処理などが挙げられる。
ハーフトーン処理部は、例えば、０から２５５といった多階調数で表された画像データを、二値又は入力画像データの階調数未満の三値以上の多値で表されるドットデータに変換する。
ハーフトーン処理部は、予め決められたハーフトーン処理規則が適用される。ハーフトーン処理規則の例として、ディザ法及び誤差拡散法などが挙げられる。ハーフトーン処理規則は、画像形成条件及び画像データの内容等に応じて変更されてもよい。
印刷制御部２１２は、図示しない波形生成部、波形記憶部及び駆動回路を備える。波形生成部は駆動電圧の波形を生成する。波形記憶部は駆動電圧の波形が記憶される。駆動回路はドットデータに応じた駆動波形を有する駆動電圧を生成する。駆動回路は駆動電圧を、図９に示すインクジェットヘッド１０Ｃ、インクジェットヘッド１０Ｍ、インクジェットヘッド１０Ｙ及びインクジェットヘッド１０Ｋへ供給する。
すなわち、画像処理部を用いた処理を経て生成されたドットデータに基づいて、各画素位置の吐出タイミング及びインク吐出量が決められる。各画素位置の吐出タイミング及びインク吐出量に応じた駆動電圧、並びに各画素の吐出タイミングを決める制御信号が生成される。駆動電圧がインクジェットヘッド１０へ供給され、インクジェットヘッド１０からインクを吐出させる。インクジェットヘッド１０から吐出させたインクはドットを形成する。
ヘッド移動制御部２１４は、システムコントローラ２００からの指令に応じて、メンテナンス制御部２１６及びヘッド調整制御部２１８と連携して、ヘッド移動機構１３２を動作させる。ヘッド移動制御部２１４は、昇降機構を制御する昇降制御部及び水平移動機構１３８を制御する、水平移動制御部を備えてもよい。
なお、実施形態に記載のヘッド移動機構１３２は、調整部をヘッドに対して相対的に移動させる移動部の一例に相当する。ヘッド移動制御部２１４は、調整部を移動させる移動制御部の一例に相当する。
メンテナンス制御部２１６は、システムコントローラ２００からの指令に応じてメンテナンス部１３０を動作させる。メンテナンス制御部２１６は、払拭部１３４を制御する払拭制御部及びキャップ部１３６を制御する、キャップ制御部を備え得る。
ヘッド調整制御部２１８は、システムコントローラ２００からの指令に応じてヘッド調整部１５０を制御する。ヘッド調整制御部２１８は、モジュール情報取得部２４０、座標設定部２４２、ユニット移動制御部２４４及びモータ制御部２４６を備える。
モジュール情報取得部２４０は、調整対象のヘッドモジュール２０を特定する情報、及び調整対象のヘッドモジュール２０の位置を特定する情報を取得する。モジュール情報取得部２４０は取得した調整対象のヘッドモジュール２０の情報を座標設定部２４２、ユニット移動制御部２４４及びモータ制御部２４６へ送信する。
調整対象のヘッドモジュール２０を特定する情報の例として、各ヘッドモジュール２０の番号が挙げられる。調整対象のヘッドモジュール２０の位置を特定する情報は、磁気センサ９６から出力されるヘッドモジュール２０のＸ方向の位置の情報が含まれる。
なお、実施形態に記載の調整対象のヘッドモジュール２０の位置を特定する情報は、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の情報を含むヘッド情報の一例に相当する。モジュール情報取得部２４０は、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の情報を含むヘッド情報を取得するヘッド情報取得部の一例である。
また、実施形態に記載のモジュール情報取得部２４０は、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の検出信号を取得する検出信号取得部の一例に相当する。磁気センサ９６から出力される信号は、ヘッドにおけるヘッドモジュールの位置の検出信号の一例に相当する。
座標設定部２４２は、モジュール情報取得部２４０から送信されるヘッドモジュール２０の情報及びレーザセンサ１７４の出力信号を用いて、調整対象のヘッドモジュール２０を調整する際のヘッド調整ユニット１５１の移動制御に適用される座標を設定する。
なお、図１１に示すレーザセンサ１７４は、図１０に示す第一レーザセンサ１７４Ａ又は第二レーザセンサ１７４Ｂの任意の一つを示す。図１０に示す第一レーザセンサ１７４Ａ、第二レーザセンサ１７４Ｂ及び図１１に示すレーザセンサは、ヘッドの基準位置を検出する検出部の一例に相当する。
ユニット移動制御部２４４は、モジュール情報取得部２４０から送信された調整対象のヘッドモジュール２０の情報及び座標設定部２４２を用いて設定された座標を適用して、ユニット移動機構２４８の動作を制御する。図１１に示すユニット移動機構２４８は、Ｘ移動機構、Ｙ移動機構及びＺ移動機構が含まれる。
なお、実施形態に記載のユニット移動制御部２４４は、調整部を移動させる移動制御部の一例に相当する。ユニット移動機構２４８は、調整部をヘッド対して相対移動させる移動部の一例に相当する。
モータ制御部２４６は、モジュール情報取得部２４０から送信されるヘッドモジュール２０の情報を適用して、図１０に示す第一スクリュードライバー部１６０を回転させる第一モータ及び第二スクリュードライバー部１６２を回転させる第二モータの動作を制御する。なお、実施形態に記載のモータ制御部２４６は、アクチュエータ制御部の一例に相当する。
インクジェット印刷装置１００は、操作部２３０を備える。操作部２３０は、操作ボタン、キーボード及びタッチパネル等の操作部材を備える。操作部２３０は複数の種類の操作部材が含まれていてもよい。操作部材の図示は省略する。
操作部２３０を介して入力された情報は、システムコントローラ２００に送られる。システムコントローラ２００は、操作部２３０から送出された情報に応じて各種処理を実行させる。
インクジェット印刷装置１００は、表示部２３２を備える。表示部２３２は、液晶パネル等の表示装置及びディスプレイドライバーを備える。表示装置及びディスプレイドライバーの図示を省略する。表示部２３２はシステムコントローラ２００からの指令に応じて、装置の各種設定情報及び異常情報などの各種情報を表示装置に表示させる。
インクジェット印刷装置１００は、パラメータ記憶部２３４を備える。パラメータ記憶部２３４は、インクジェット印刷装置１００に使用される各種パラメータが記憶される。パラメータ記憶部２３４に記憶されている各種パラメータは、システムコントローラ２００を介して読み出され、装置各部に設定される。
インクジェット印刷装置１００は、プログラム格納部２３６を備える。プログラム格納部２３６は、インクジェット印刷装置１００の各部に使用されるプログラムが格納される。プログラム格納部２３６に格納されている各種プログラムは、システムコントローラ２００を介して読み出され、装置各部において実行される。
図１１に示すシステムコントローラ２００及び搬送制御部２１０等の各制御部は、以下に説明するハードウェアを用いて、規定のプログラムを実行してインクジェット印刷装置１００の機能を実現する。各制御部のハードウェアは、各種のプロセッサを適用し得る。プロセッサの例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）及びＧＰＵ（Graphics Processing Unit）が挙げられる。ＣＰＵはプログラムを実行して各種処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＧＰＵは画像処理に特化したプロセッサである。プロセッサのハードウェアは、半導体素子等の電気回路素子を組み合わせた電気回路が適用される。各制御部は、プログラム等が記憶されるＲＯＭ及び各種演算の作業領域等であるＲＡＭを備える。
一つの制御部に対して二つ以上のプロセッサを適用してもよい。二つ以上のプロセッサは、同じ種類のプロセッサでもよいし、異なる種類のプロセッサでもよい。また、複数の制御部に対して一つのプロセッサを適用してもよい。
［ヘッドモジュールの自動位置調整の具体例］
つぎに、図７から図１１を用いて説明したインクジェット印刷装置１００におけるヘッドモジュール２０の自動位置調整について説明する。ヘッドモジュール２０の自動調整は、インクジェット印刷装置１００の設置の際、ヘッドモジュール２０の交換が実施された場合、ヘッドモジュール２０の位置に起因するインクジェットヘッド１０の性能低下が検出された場合等に実施される。
つぎに、図７から図１１を用いて説明したインクジェット印刷装置１００におけるヘッドモジュール２０の自動位置調整について説明する。ヘッドモジュール２０の自動調整は、インクジェット印刷装置１００の設置の際、ヘッドモジュール２０の交換が実施された場合、ヘッドモジュール２０の位置に起因するインクジェットヘッド１０の性能低下が検出された場合等に実施される。
ヘッドモジュール２０のＸ方向の自動位置調整は、インクジェットヘッド移動工程、座標設定工程、回転軸位置特定工程、スクリュードライバー回転量設定工程及びスクリュードライバー回転工程が含まれる。
〔インクジェットヘッド移動工程〕
図１２はインクジェットヘッド移動工程の説明図である。インクジェットヘッド移動工程では、図１０に示すヘッド移動制御部２１４は、インクジェットヘッド１０をＸ方向に沿って移動させる。
図１２はインクジェットヘッド移動工程の説明図である。インクジェットヘッド移動工程では、図１０に示すヘッド移動制御部２１４は、インクジェットヘッド１０をＸ方向に沿って移動させる。
図１３はヘッド停止位置の説明図である。インクジェットヘッド移動工程において、ヘッド移動制御部２１４は、調整対象のヘッドモジュール２０がヘッド調整ユニット１５１の初期位置に到達した場合に、インクジェットヘッド１０を停止させる。なお、図１２及び図１３においてドットハッチを付したヘッドモジュール２０Ａが調整対象である。インクジェットヘッド移動工程の後に座標設定工程へ進む。
〔座標設定工程〕
図１４はＺ方向基準位置検出の模式図である。座標設定工程では、図１１に示す座標設定部２４２は、調整対象のヘッドモジュール２０Ａに具備されるカム機構８０の回転軸８１の位置を認識する際に適用する座標系を設定する。換言すると、座標設定部２４２は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の基準位置を設定する。
図１４はＺ方向基準位置検出の模式図である。座標設定工程では、図１１に示す座標設定部２４２は、調整対象のヘッドモジュール２０Ａに具備されるカム機構８０の回転軸８１の位置を認識する際に適用する座標系を設定する。換言すると、座標設定部２４２は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向の基準位置を設定する。
まず、第一レーザセンサ１７４Ａからレーザ光３００Ａを照射する。この状態においてユニット移動制御部２４４は、ヘッド調整ユニット１５１をＺ方向へ移動させる。レーザ光３００Ａの照射位置３０２Ａは、測定対象のヘッドモジュール２０Ａの任意の面を適用し得る。図１４に示す例では、Ｙ基準部材６８の下面がレーザ光３００Ａの照射位置３０２Ａに適用される。
第一レーザセンサ１７４Ａはレーザ光３００Ａの反射光を受光する。第一レーザセンサ１７４Ａを用いて測定された測定対象のヘッドモジュール２０Ａとヘッド調整ユニット１５１との距離が規定の距離に達した場合に、ユニット移動制御部２４４はヘッド調整ユニット１５１を停止させる。ヘッド調整ユニット１５１の停止位置がＺ方向基準位置となる。座標設定部２４２は、Ｚ方向基準位置に対するカム機構８０の回転軸８１の座標値を確定する。
なお、ヘッドモジュール２０Ｂの自動調整を実施する際は、第二レーザセンサ１７４Ｂを用いてヘッドモジュール２０Ｂに具備されるカム機構８０の回転軸８１のＺ方向の座標を設定する。符号３００Ｂは第二レーザセンサ１７４Ｂから照射位置３０２Ｂへ照射されるレーザ光を表す。
次に、Ｙ方向基準位置を特定する。図１５はＹ方向基準位置検出の模式図である。Ｙ方向に沿ってヘッド調整ユニット１５１を移動させ、Ｙ方向にレーザ光３００Ａを走査させ、ヘッドモジュール２０Ａの規定の段差を認識する。図１５には段差として、Ｙ基準部材６８の下面の縁を例示する。
カム機構８０はヘッドモジュール２０に組み込まれているので、座標設定部２４２が認識したヘッドモジュール２０Ａの段差の位置と、カム機構８０の回転軸８１の位置との距離は固定値となる。この固定値はヘッドモジュール２０Ａの設計情報から特定することができ、座標設定部２４２はＹ方向基準位置に対するカム機構８０の回転軸８１のＹ座標値を確定する。
次に、Ｘ方向基準位置を特定する。図１６はＸ方向基準位置検出の模式図である。図１６はＹ方向について調整対象のヘッドモジュール２０Ａを見た図である。Ｘ方向に沿ってヘッド調整ユニット１５１を移動させ、Ｘ方向にレーザ光３００Ａを走査させ、ヘッドモジュール２０Ａの規定の段差を認識する。なお、ヘッド調整ユニット１５１を移動させる方向は、検出部を移動させる一方向の一例に相当する。
図１６には段差として、Ｙ基準部材６８の段差を例示する。カム機構８０の回転軸８１のＹ座標値と同様に、座標設定部２４２はＸ方向基準位置に対するカム機構８０の回転軸８１のＸ座標値を確定する。座標設定工程の後に回転軸位置特定工程へ進む。
本実施形態では、Ｘ方向基準位置、Ｙ方向基準位置及びＺ方向基準位置にヘッドモジュール２０の任意の面を適用したが、インクジェットヘッド１０の任意の面を適用してもよい。
〔回転軸位置特定工程〕
回転軸位置特定工程では、ユニット移動制御部２４４は、座標設定部２４２を用いて設定された三次元直交座標系を適用して、軸部８６の回転軸８１の位置を特定する。すなわち、ユニット移動制御部２４４は、軸部８６の回転軸８１の座標値を導出する。
回転軸位置特定工程では、ユニット移動制御部２４４は、座標設定部２４２を用いて設定された三次元直交座標系を適用して、軸部８６の回転軸８１の位置を特定する。すなわち、ユニット移動制御部２４４は、軸部８６の回転軸８１の座標値を導出する。
ユニット移動制御部２４４は、ユニット移動機構２４８を用いてヘッド調整ユニット１５１を移動させ、第一スクリュードライバー部１６０の軸と軸部８６の回転軸８１との位置合わせを実施する。回転軸位置特定工程の後にスクリュードライバー回転量設定工程へ進む。
〔スクリュードライバー回転量設定工程〕
スクリュードライバー回転量設定工程では、モータ制御部２４６は、磁気センサ９６の出力信号に基づき第一スクリュードライバー部１６０の回転量を設定する。モータ制御部２４６は、第一スクリュードライバー部１６０の分解能が磁気センサ９６の分解能未満となる、モータ１４６の分解能を適用する。スクリュードライバー回転量設定工程の後にスクリュードライバー回転工程へ進む。
スクリュードライバー回転量設定工程では、モータ制御部２４６は、磁気センサ９６の出力信号に基づき第一スクリュードライバー部１６０の回転量を設定する。モータ制御部２４６は、第一スクリュードライバー部１６０の分解能が磁気センサ９６の分解能未満となる、モータ１４６の分解能を適用する。スクリュードライバー回転量設定工程の後にスクリュードライバー回転工程へ進む。
〔スクリュードライバー回転工程〕
図１７はスクリュードライバー回転工程の模式図である。図１７には、ヘッド調整ユニット１５１の第一スクリュードライバー部１６０をカム機構８０の溝部９０へ嵌入した状態を示す。
図１７はスクリュードライバー回転工程の模式図である。図１７には、ヘッド調整ユニット１５１の第一スクリュードライバー部１６０をカム機構８０の溝部９０へ嵌入した状態を示す。
第一スクリュードライバー部１６０をカム機構８０の溝部９０へ嵌入させる際に、第一スクリュードライバー部１６０の位相と溝部９０の位置とを合わせなければならない。第一スクリュードライバー部１６０の位相と溝部９０の位置とが合っていない場合、第一スクリュードライバー部１６０が軸部８６と干渉して、ヘッドモジュール２０の破損が生じ得る。そこで、以下に説明する第一スクリュードライバー部１６０の支持構造を適用して、上記の課題を解決している。
図１８はスクリュードライバー部の支持構造の模式図である。第一スクリュードライバー部１６０は、スラスト方向に沿ってスライド可能に支持される。第一スクリュードライバー部１６０は、ばね３１２を用いて与圧が付与され、無負荷の際は第一ドライバー支持部１６４からスラスト方向へ突出した状態となっている。ばね３１２はウエーブワッシャ等の板ばねを適用し得る。なお、実施形態に記載のばね３１２は、弾性変形部材の一例に相当する。
第一スクリュードライバー部１６０と溝部９０との位相ずれに起因する干渉が発生した場合、ばね３１２が圧縮され、第一スクリュードライバー部１６０が第一ドライバー支持部１６４の内部へ引っ込む。そうすると、第一スクリュードライバー部１６０の基端はスイッチ３１４と接触する。第一スクリュードライバー部１６０とスイッチ３１４との接触を検知して、第一スクリュードライバー部１６０と溝部９０との非結合を確認し得る。
なお、実施形態に記載の第一スクリュードライバー部１６０のスライド方向は、アクチュエータと調整部材との相対移動方向の一例に相当する。スイッチ３１４は、アクチュエータと調整部材との連結を検出する連結検出部の一例に相当する。
第一スクリュードライバー部１６０が溝部９０と非結合の状態において、第一スクリュードライバー部１６０を回転させる。第一スクリュードライバー部１６０が軸部８６と擦れながら、第一スクリュードライバー部１６０のみが回転する。
図１９はスクリュードライバーが軸部に嵌入した状態の説明図である。図１９に示すように、第一スクリュードライバー部１６０が溝部９０へ嵌入されると、第一スクリュードライバー部１６０と軸部８６との干渉がなくなり、ばね３１２の圧縮が開放され、第一スクリュードライバー部１６０がスラスト方向へ突出する。
第一スクリュードライバー部１６０が溝部９０へ嵌入された状態は、スイッチ３１４を用いて検出可能である。このようにして、ヘッドモジュール２０に一定以上の負荷をかけずに、第一スクリュードライバー部１６０とカム機構８０との結合を実現し得る。
スクリュードライバー回転工程では、第一スクリュードライバー部１６０とカム機構８０との結合が検出された場合に、磁気センサ９６の出力信号に応じて、モータ制御部２４６は、モータ２５０を回転させて、調整対象のヘッドモジュール２０Ａの調整を実施する。
スクリュードライバー回転工程において、ヘッド調整制御部２１８は、調整対象のヘッドモジュール２０Ａの調整の終了を認識した場合に、調整対象のヘッドモジュール２０Ａの調整方法を終了させる。
［作用効果］
本実施形態に示すインクジェット印刷装置１００によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
本実施形態に示すインクジェット印刷装置１００によれば、以下の作用効果を得ることが可能である。
〔１〕
複数のヘッドモジュール２０を備えたインクジェットヘッド１０の各ヘッドモジュール２０を調整するヘッド調整部１５０を備える。ヘッド調整部１５０は、カム機構８０における軸部８６の溝部９０に嵌入可能な第一スクリュードライバー部１６０を備える。ヘッド調整部１５０は、ヘッドモジュール２０の基準位置に基づき、ヘッド調整部１５０の移動に適用される座標を設定し、カム機構８０の軸部８６の座標値に基づきヘッド調整部１５０を移動させる。
複数のヘッドモジュール２０を備えたインクジェットヘッド１０の各ヘッドモジュール２０を調整するヘッド調整部１５０を備える。ヘッド調整部１５０は、カム機構８０における軸部８６の溝部９０に嵌入可能な第一スクリュードライバー部１６０を備える。ヘッド調整部１５０は、ヘッドモジュール２０の基準位置に基づき、ヘッド調整部１５０の移動に適用される座標を設定し、カム機構８０の軸部８６の座標値に基づきヘッド調整部１５０を移動させる。
これにより、ヘッド調整部１５０とカム機構８０の軸部８６との位置合わせが実施され、第一スクリュードライバー部１６０を動作させたカム機構８０の軸部８６の操作に基づき、ヘッドモジュール２０の位置を調整し得る。
〔２〕
ヘッド調整部１５０に具備されるレーザセンサ１７４を用いて、ヘッドモジュール２０の基準位置を検出する。これにより、ヘッド調整部１５０はヘッドモジュール２０の基準位置を特定し得る。
ヘッド調整部１５０に具備されるレーザセンサ１７４を用いて、ヘッドモジュール２０の基準位置を検出する。これにより、ヘッド調整部１５０はヘッドモジュール２０の基準位置を特定し得る。
〔３〕
レーザセンサ１７４は、ヘッドモジュール２０の段差を検出する。これにより、ヘッドモジュールの基準位置を高精度に特定し得る。
レーザセンサ１７４は、ヘッドモジュール２０の段差を検出する。これにより、ヘッドモジュールの基準位置を高精度に特定し得る。
〔４〕
第一スクリュードライバー部１６０の基端側にばね３１２を備え、第一スクリュードライバー部１６０に与圧を付与する。第一スクリュードライバー部１６０と軸部８６とが接触した際に、第一スクリュードライバー部１６０は、ばね３１２の弾性変形に応じて基端側へスライドする。これによりヘッドモジュール２０に対して過大な負荷を付与せず、ヘッドモジュール２０の破損を防止し得る。
第一スクリュードライバー部１６０の基端側にばね３１２を備え、第一スクリュードライバー部１６０に与圧を付与する。第一スクリュードライバー部１６０と軸部８６とが接触した際に、第一スクリュードライバー部１６０は、ばね３１２の弾性変形に応じて基端側へスライドする。これによりヘッドモジュール２０に対して過大な負荷を付与せず、ヘッドモジュール２０の破損を防止し得る。
〔５〕
第一スクリュードライバー部１６０の溝部９０への嵌入を検出するスイッチ３１４を備える。第一スクリュードライバー部１６０の溝部９０への嵌入を検出が検出された場合に、第一スクリュードライバー部１６０を回転させる。これにより、溝部９０の破損を防止し得る。
第一スクリュードライバー部１６０の溝部９０への嵌入を検出するスイッチ３１４を備える。第一スクリュードライバー部１６０の溝部９０への嵌入を検出が検出された場合に、第一スクリュードライバー部１６０を回転させる。これにより、溝部９０の破損を防止し得る。
〔６〕
磁気センサ９６の出力信号に基づき、第一スクリュードライバー部１６０の回転量を設定する。これにより、ヘッドモジュール２０の現実の位置に基づく、ヘッドモジュール２０の自動位置調整を実施し得る。
磁気センサ９６の出力信号に基づき、第一スクリュードライバー部１６０の回転量を設定する。これにより、ヘッドモジュール２０の現実の位置に基づく、ヘッドモジュール２０の自動位置調整を実施し得る。
〔７〕
モジュール情報取得部２４０は、インクジェットヘッド１０におけるヘッドモジュール２０の位置の情報を取得する。これにより、インクジェットヘッド１０の設計情報を用いて、ヘッドモジュール２０の位置を特定し得る。
モジュール情報取得部２４０は、インクジェットヘッド１０におけるヘッドモジュール２０の位置の情報を取得する。これにより、インクジェットヘッド１０の設計情報を用いて、ヘッドモジュール２０の位置を特定し得る。
〔８〕
ヘッドモジュール２０に具備されるカム機構８０を用いて、ヘッドモジュール２０の位置を調整する。ヘッドモジュール２０の移動に応じて、カム機構８０の軸部８６の回転軸８１が移動する場合においても、ヘッドモジュール２０の自動位置調整を実施し得る。
ヘッドモジュール２０に具備されるカム機構８０を用いて、ヘッドモジュール２０の位置を調整する。ヘッドモジュール２０の移動に応じて、カム機構８０の軸部８６の回転軸８１が移動する場合においても、ヘッドモジュール２０の自動位置調整を実施し得る。
本実施形態では、ヘッドモジュール２０のＸ方向における自動位置調整を例示したが、Ｙ方向及びＺ方向の自動位置調整にも適用可能である。また、インクジェットヘッド１０にヘッドモジュール２０の位置を調整するカム機構８０を備える態様にも適用可能である。
本実施形態には、Ｘ方向について複数のヘッドモジュール２０を一例に並べたインクジェットヘッド１０を例示したが、複数のヘッドモジュール２０の配置は、二列のジグザク配置及び三列以上の二次元配置等を適用し得る。
［ヘッド調整装置及びヘッド装置への適用例］
本実施形態に示すヘッド調整ユニット１５１及びヘッド調整制御部２１８は、インクジェット印刷装置１００とは独立したヘッド調整装置として構成し得る。また、インクジェットヘッド１０とヘッド調整ユニット１５１とを組み合わせた構成は、ヘッド装置として構成し得る。なお、実施形態に記載のインクジェットヘッド１０はヘッドの一例に相当する。ヘッド調整ユニット１５１は、アクチュエータを備えた調整部の一例に相当する。
本実施形態に示すヘッド調整ユニット１５１及びヘッド調整制御部２１８は、インクジェット印刷装置１００とは独立したヘッド調整装置として構成し得る。また、インクジェットヘッド１０とヘッド調整ユニット１５１とを組み合わせた構成は、ヘッド装置として構成し得る。なお、実施形態に記載のインクジェットヘッド１０はヘッドの一例に相当する。ヘッド調整ユニット１５１は、アクチュエータを備えた調整部の一例に相当する。
［他の装置への適用例］
本実施形態では、インクジェット方式の印刷装置に具備されるヘッド調整装置を例示したが、本実施形態に示すヘッド調整装置は、電子写真方式のヘッドを備えた電子写真方式の印刷装置へ適用し得る。
本実施形態では、インクジェット方式の印刷装置に具備されるヘッド調整装置を例示したが、本実施形態に示すヘッド調整装置は、電子写真方式のヘッドを備えた電子写真方式の印刷装置へ適用し得る。
以上説明した本発明の実施形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜構成要件を変更、追加、削除することが可能である。本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者により、多くの変形が可能である。
１０ インクジェットヘッド
１０Ｃ インクジェットヘッド
１０Ｍ インクジェットヘッド
１０Ｙ インクジェットヘッド
１０Ｋ インクジェットヘッド
２０ ヘッドモジュール
２０Ａ 調整対象のヘッドモジュール
２０Ｂ ヘッドモジュール
２２ ノズル面
３０ フレーム
４０ フレキシブル基板
５０ ベースフレーム
６０ 本体部
６２ ブラケット部
６４ 水平部
６６ 垂直部
６８ Ｙ基準部材
７０ Ｚ基準部材
７２ Ｙ固定接点部材
７４ Ｙ可動接点部材
７６ Ｚ固定設定部材
８０ カム機構
８１ 回転軸
８２ プランジャ
８４ 板ばね
８６ 軸部
８８ カム部
９０ 溝部
９２ 位置決めピン
９３ ガイド溝
９４ ガイドポスト
９５ 磁石
９６ 磁気センサ
１００ インクジェット印刷装置
１１０ 用紙搬送部
１１２ 印刷ドラム
１１２Ａ 回転軸
１３０ メンテナンス部
１３２ ヘッド移動機構
１３４ 払拭部
１３４Ｃ 払拭装置
１３４Ｍ 払拭装置
１３４Ｙ 払拭装置
１３４Ｋ 払拭装置
１３６ キャップ部
１３６Ｃ キャップ
１３６Ｍ キャップ
１３６Ｙ キャップ
１３６Ｋ キャップ
１３８ 水平移動機構
１４０ ガイドレール
１４２ ボールねじ
１４４ ナット
１４６ モータ
１４８ ヘッド支持フレーム
１５０ ヘッド調整部
１５１ ヘッド調整ユニット
１５１Ｃ ヘッド調整ユニット
１５１Ｍ ヘッド調整ユニット
１５１Ｙ ヘッド調整ユニット
１５１Ｋ ヘッド調整ユニット
１６０ 第一スクリュードライバー部
１６２ 第二スクリュードライバー部
１６４ 第一ドライバー支持部
１６６ 歯車
１６８ 第二ドライバー支持部
１７０ 歯車
１７２ ケース
１７４ レーザセンサ
１７４Ａ 第一レーザセンサ
１７４Ｂ 第二レーザセンサ
２００ システムコントローラ
２０２ 通信部
２０３ ホストコンピュータ
２０４ 画像メモリ
２１０ 搬送制御部
２１２ 印刷制御部
２１４ ヘッド移動制御部
２１６ メンテナンス制御部
２１８ ヘッド調整制御部
２３０ 操作部
２３２ 表示部
２３４ パラメータ記憶部
２３６ プログラム格納部
２４０ モジュール情報取得部
２４２ 座標設定部
２４４ ユニット移動制御部
２４６ モータ制御部
２４８ ユニット移動機構
２５０ モータ
３００Ａ レーザ光
３００Ｂ レーザ光
３０２Ａ 照射位置
３０２Ｂ 照射位置
３１２ ばね
３１４ スイッチ
１０Ｃ インクジェットヘッド
１０Ｍ インクジェットヘッド
１０Ｙ インクジェットヘッド
１０Ｋ インクジェットヘッド
２０ ヘッドモジュール
２０Ａ 調整対象のヘッドモジュール
２０Ｂ ヘッドモジュール
２２ ノズル面
３０ フレーム
４０ フレキシブル基板
５０ ベースフレーム
６０ 本体部
６２ ブラケット部
６４ 水平部
６６ 垂直部
６８ Ｙ基準部材
７０ Ｚ基準部材
７２ Ｙ固定接点部材
７４ Ｙ可動接点部材
７６ Ｚ固定設定部材
８０ カム機構
８１ 回転軸
８２ プランジャ
８４ 板ばね
８６ 軸部
８８ カム部
９０ 溝部
９２ 位置決めピン
９３ ガイド溝
９４ ガイドポスト
９５ 磁石
９６ 磁気センサ
１００ インクジェット印刷装置
１１０ 用紙搬送部
１１２ 印刷ドラム
１１２Ａ 回転軸
１３０ メンテナンス部
１３２ ヘッド移動機構
１３４ 払拭部
１３４Ｃ 払拭装置
１３４Ｍ 払拭装置
１３４Ｙ 払拭装置
１３４Ｋ 払拭装置
１３６ キャップ部
１３６Ｃ キャップ
１３６Ｍ キャップ
１３６Ｙ キャップ
１３６Ｋ キャップ
１３８ 水平移動機構
１４０ ガイドレール
１４２ ボールねじ
１４４ ナット
１４６ モータ
１４８ ヘッド支持フレーム
１５０ ヘッド調整部
１５１ ヘッド調整ユニット
１５１Ｃ ヘッド調整ユニット
１５１Ｍ ヘッド調整ユニット
１５１Ｙ ヘッド調整ユニット
１５１Ｋ ヘッド調整ユニット
１６０ 第一スクリュードライバー部
１６２ 第二スクリュードライバー部
１６４ 第一ドライバー支持部
１６６ 歯車
１６８ 第二ドライバー支持部
１７０ 歯車
１７２ ケース
１７４ レーザセンサ
１７４Ａ 第一レーザセンサ
１７４Ｂ 第二レーザセンサ
２００ システムコントローラ
２０２ 通信部
２０３ ホストコンピュータ
２０４ 画像メモリ
２１０ 搬送制御部
２１２ 印刷制御部
２１４ ヘッド移動制御部
２１６ メンテナンス制御部
２１８ ヘッド調整制御部
２３０ 操作部
２３２ 表示部
２３４ パラメータ記憶部
２３６ プログラム格納部
２４０ モジュール情報取得部
２４２ 座標設定部
２４４ ユニット移動制御部
２４６ モータ制御部
２４８ ユニット移動機構
２５０ モータ
３００Ａ レーザ光
３００Ｂ レーザ光
３０２Ａ 照射位置
３０２Ｂ 照射位置
３１２ ばね
３１４ スイッチ
Claims (12)
- 一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドにおける前記ヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置であって、
前記ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、前記調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、
前記調整部を前記ヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、
前記ヘッドが有する面又は前記ヘッドモジュールが有する面に対して設定される前記ヘッドの基準位置を基準として前記移動部に適用される座標を設定し、前記調整部材の座標値に基づいて前記調整部を移動させる移動制御部と、
を備えたヘッド調整装置。 - 前記ヘッドの基準位置を検出する検出部を備えた請求項１に記載のヘッド調整装置。
- 前記検出部は、光学センサを備え、
前記調整部と前記ヘッドとを相対移動に応じて前記光学センサから前記ヘッドへ光線を照射して、前記ヘッドの前記基準位置を検出する請求項２に記載のヘッド調整装置。 - 前記座標は、３次元直交座標系が適用され、３次元直交座標系における互いに直交する３方向をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向とする場合に、
前記検出部は、１つの光学センサを用いて、前記ヘッドのＸ方向の前記基準位置、前記ヘッドのＹ方向の前記基準位置及び前記ヘッドのＺ方向の前記基準位置を検出する請求項３に記載のヘッド調整装置。 - 前記移動部は、前記検出部を一方向へ移動させ、
前記検出部は、前記ヘッドの段差を検出する請求項２から４のいずれか一項に記載のヘッド調整装置。 - 前記アクチュエータと前記調整部材とを連結させる際の、前記アクチュエータと前記調整部材との相対移動方向に弾性変形する弾性変形部材を備えた請求項１から５のいずれか一項に記載のヘッド調整装置。
- 前記アクチュエータと前記調整部材との連結を検出する連結検出部と、
前記連結検出部を用いて前記アクチュエータと前記調整部材との連結が検出された場合に、前記アクチュエータを動作させるアクチュエータ制御部と、
を備えた請求項１から６のいずれか一項に記載のヘッド調整装置。 - 前記ヘッドにおける前記ヘッドモジュールの位置の検出信号を取得する検出信号取得部を備え、
前記アクチュエータ制御部は、前記検出信号取得部を用いて取得した前記検出信号に基づき前記アクチュエータを動作させる請求項７に記載のヘッド調整装置。 - 前記ヘッドにおける前記ヘッドモジュールの位置の情報を含むヘッド情報を取得するヘッド情報取得部を備え、
前記移動制御部は、前記ヘッドモジュールの前記位置の情報を用いて、前記調整部材の座標値を導出する請求項１から８のいずれか一項に記載のヘッド調整装置。 - 一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドと、
前記ヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置と、
を備え、
前記ヘッド調整装置は、
前記ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、前記調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、
前記調整部を前記ヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、
前記ヘッドが有する面又は前記ヘッドモジュールが有する面に対して設定される前記ヘッドの基準位置を基準として前記移動部に適用される座標を設定し、前記調整部材の座標値に基づいて前記調整部を移動させる移動制御部と、
を備えたヘッド装置。 - 前記調整部材は、前記ヘッドモジュールに具備される偏芯カムを備え、
前記ヘッド調整装置は、前記ヘッドにおける前記ヘッドモジュールの位置の情報を含むヘッド情報を取得するヘッド情報取得部を備え、
前記移動制御部は、前記ヘッドモジュールの前記位置の情報を用いて、前記調整部材の座標値を導出し、前記調整部材の座標値に基づいて前記調整部を移動させる請求項１０に記載のヘッド装置。 - 一つ以上のヘッドモジュールを備えたヘッドと、
前記ヘッドモジュールの位置を調整するヘッド調整装置と、
を備え、
前記ヘッド調整装置は、
前記ヘッドモジュールの位置を調整する際に操作される調整部材と連結され、前記調整部材を操作するアクチュエータを備えた調整部と、
前記調整部を前記ヘッドに対して相対的に移動させる移動部と、
前記ヘッドが有する面又は前記ヘッドモジュールが有する面に対して設定される前記ヘッドの基準位置を基準として前記移動部に適用される座標を設定し、前記調整部材の座標値に基づいて前記調整部を移動させる移動制御部と、
を備えた印刷装置。
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