JP7382224B2 - 液体噴射ヘッドおよび、液体噴射記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドおよび、液体噴射記録装置に関する。

液体噴射記録装置の１つとして、記録紙等の被記録媒体にインク（液体）を吐出（噴射）して画像や文字等の記録を行う、インクジェット方式の記録装置が提供されている。この方式のプリンタでは、インクタンクからインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）へインクを供給し、このインクジェットヘッドのノズル孔から被記録媒体に対してインクを吐出することで、画像や文字等の記録が行われるようになっている。

インクジェットヘッドの設置には、例えば、高精度なノズル配列精度が確保されたままインクジェットヘッドを配置できる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２５２７２４号公報

このような液体噴射記録装置におけるインクジェットヘッドには、高精度なノズル配列精度が確保されたままインクジェットヘッドを配置できるとともに、できるだけ簡便な方法で、高精度なノズル配列精度を保ちつつ、インクジェットヘッドを交換できることが望まれている。

そこで、高精度なノズル配列精度を確保しつつ、簡便な方法でインクジェットヘッドを交換することが可能なインクジェットヘッドおよび液体噴射記録装置を提供することが望ましい。

上記課題を解決するために、本発明によれば、位置決め穴が設けられた、キャリッジに取り付けられる液体噴射ヘッドであって、位置決め穴より径が大きく、位置決め穴に対して挿入すると径方向へ収縮することにより位置決め穴の内面に対して圧接する挿入部を有する位置決め部材と、位置決め部材が取り付けられている中間部材と、を有し、中間部材は、位置決め穴に位置決め部材が挿入されたときのキャリッジと位置決め部材との位置関係を固定するように、キャリッジに取り付けられている、液体噴射ヘッドが提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明によれば、上記本開示の一実施形態に係る液体噴射ヘッドを備えた液体噴射記録装置が提供される。

本発明によれば、中間部材に取り付けられた位置決め部材がヘッドベースに空けられた位置決め穴と嵌合することにより、中間部材と液体噴射ヘッドの位置を一定に保つことができる。

本開示の実施形態におけるプリンタの構成を示す斜視図である。 本開示の実施形態におけるインクジェットヘッドの配置を示す斜視図である。 本開示の実施形態におけるインクジェットヘッド及び中間部材、位置決め部材の構成を示す斜視図である。 本開示の実施形態におけるヘッドベース、中間部材および位置決め部材の構成を示す断面図である。 本開示の実施形態における中間部材の構成を示す斜視図である。 本開示の実施形態におけるインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。 本開示の実施形態における位置決め部材の構成を示す斜視図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施の形態＞
図１は、プリンタ１の構成を示す斜視図である。なお、以下の図では、説明を分かり易くするために各部材の縮尺を適宜変更している。
同図に示すように、プリンタ１は、記録紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送手段２，３と、被記録媒体Ｓに図示しないインクを噴射するインクジェットヘッド４と、インクジェットヘッド４にインクを供給するインク供給手段５と、インクジェットヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向Ｙと直交する走査方向Ｘに走査させる走査手段６と、を備えている。
なお、本実施形態では、搬送方向Ｙおよび走査方向Ｘの２方向に直交する方向を上下方
向Ｚとする。

一対の搬送手段２，３は、搬送方向Ｙに間隔をあけて配置されており、一方の搬送手段２が搬送方向Ｙの上流側に位置し、他方の搬送手段３が搬送方向Ｙの下流側に位置している。
これら搬送手段２，３は、走査方向Ｘに延設されたグリッドローラ２ａ，３ａと、このグリッドローラ２ａ，３ａに対して平行に配置されると共に、グリッドローラ２ａ，３ａとの間で被記録媒体Ｓを挟み込むピンチローラ２ｂ，３ｂと、グリッドローラ２ａ，３ａをその軸回りに回転させるモータ等の図示しない駆動機構と、をそれぞれ備えている。
そして、一対の搬送手段２，３のグリッドローラ２ａ，３ａを回転させることで、被記録媒体Ｓを搬送方向Ｙに沿った矢印Ｂ方向に搬送することが可能とされている。

インク供給手段５は、インクが収容されたインクタンク１０と、インクタンク１０とインクジェットヘッド４とを接続するインク配管１１と、を備えている。
図示の例では、インクタンク１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の四色のインクがそれぞれ収容されたインクタンク１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂが搬送方向Ｙに並んで配置されている。インク配管１１は、例えば可撓性を有するフレキシブルホースであり、インクジェットヘッド４を支持するキャリッジ１６の動作（移動）に追従可能とされている。

走査手段６は、走査方向Ｘに延び、搬送方向Ｙに間隔をあけて互いに平行に配置された一対のガイドレール１５と、これら一対のガイドレール１５に沿って移動可能に配置されたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を走査方向Ｘに移動させる駆動機構１７と、を備えている。
駆動機構１７は、一対のガイドレール１５の間に配置され、走査方向Ｘに間隔をあけて配置された一対のプーリ１８と、これら一対のプーリ１８の間に巻回されて走査方向Ｘに移動する無端ベルト１９と、一方のプーリ１８を回転駆動させる駆動モータ２０と、を備えている。

キャリッジ１６は、無端ベルト１９に連結されており、一方のプーリ１８の回転駆動による無端ベルト１９の移動に伴って走査方向Ｘに移動可能とされている。また、キャリッジ１６には、複数のインクジェットヘッド４が走査方向Ｘに並んだ状態で搭載されている。
図示の例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各インクをそれぞれ噴射する４つのインクジェットヘッド４、すなわちインクジェットヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂが搭載されている。

次に、インクジェットヘッド４について詳細に説明する。
図２は、キャリッジ１６に配置されたインクジェットヘッド４配置の一例を示している。
本実施形態では、同図に示すように、インクジェット４は複数個がキャリッジ１６に対して千鳥状に配置されている。

図３および図６は、図２のように配置されたインクジェットヘッド４の構成を示している。同図に示すように、インクジェットヘッド４は、外形が矩形である板状のベース部材４ａと、ベース部材４ａ上に取り付けられている、インクを吐出する本体部４ｂと、から構成されている。さらに、インクジェットヘッド４は、キャリッジ１６に取り付けられた中間部材４０と、中間部材４０に取り付けられた位置決め部材３０と、を含む。ベース部材４ａには、中間部材４０を取り付けるための中間部材取付け部４ａａと、位置決め部材３０を挿入するための位置決め穴４ａｂと、が設けられている。

インクジェットヘッド４は、駆動電圧が印加されることで、各色のインクを所定の噴出量で吐出する。このとき、インクジェットヘッド４が走査手段６により走査方向Ｘに移動することにより、被記録媒体Ｓにおける所定範囲に記録を行うことができる。この走査を、搬送手段２，３により被記録媒体Ｓを搬送方向Ｙに搬送しながら繰り返し行うことで、被記録媒体Ｓの全体に記録を行うことが可能となる。

図５に示すように、中間部材３０は、薄板材にプレス加工や切削加工を施して形成されたものであって、例えば、矩形の外形をしている。本実施形態では、中間部材３０は、中間部材３０をキャリッジ１６に取り付けるための４つのキャリッジ取付け部３０ａを四隅に有し、インクジェットヘッド４を中間部材３０に取り付けるための２つのヘッド取付け部３０ｂを両端部のそれぞれに有する。そして、中間部材３０は、一方の端部に形成されている２つのヘッド取付け部３０ｂの間に、位置決め部材４０を取り付けるための位置決め部材取付け部３０ｃを有する。

（位置決め部材）
図７に示すように、位置決め部材４０は、金属材料にプレス加工や切削加工を施して形成されたものであって、２段の筒状の形をしており、径の大きい上部４０ａと径の小さい下部４０ｂを含む。上部４０ａは上部４０ａの外周が薄肉となるよう中空になっており、上部４０ａには、位置決め部材４０の軸と平行な方向に延びるスリット４０ｃが上部４０ａの外周を貫通するように形成されている。それにより、上部４０ａは、ヘッドベース４ａの位置決め穴４ａｂに対して挿入すると径方向に収縮することにより位置決め穴４ａｂの内面に対して圧接する。その結果、図４に示すように、上部４０ａｂは位置決め穴４ａｂに嵌合する。下部４０ｂは、中間部材３０の位置決め部材取付け部３０ｃの穴に取り付けるため、本実施形態では、位置決め部材取付け部３０ｃの穴の内径とほぼ同じ径を有する中実な円柱となっている。

（発明の作用・効果）
図４に示すように、位置決め部材４０は、位置決め部材取付け部３０ｃの穴に下部４０ｂを通して予め中間部材３０に、本実施形態では圧入することで取り付けられている。まず、中間部材３０を、位置決め部材４０が取り付けられた状態で、キャリッジ取付け部３０ａの穴を通して、本実施形態では、中間部材３０が動かせる程度のトルクをかけてねじＳ１で仮固定し、キャリッジ１６の所定の位置に取付ける。次に、ヘッドベース４ａに空けられた位置決め穴４ａｂに位置決め部材の上部４０ａを嵌合しつつ、本実施形態ではねじＳ２で、中間部材３０にインクジェットヘッド４を取り付けて固定する。そして、プリンタ１での印刷物を確認しながら、都度中間部材３０の位置をずらして、中間部材３０の位置を調整する。中間部材３０の位置が決まったら、中間部材３０が動かないようトルクをねじＳ２にかけて固定し、インクジェットヘッド４の取り付け位置を決定する。上述したように、上部４０ａは、外周の径が位置決め穴４ａｂの径に対して大きくなっており、位置決め穴５０ｂの径に沿って収縮することで、インクジェットヘッド４を取り付け直したり別のインクジェットヘッド４を取り付けたりしたとしても、中間部材３０とインクジェットヘッド４の位置関係を常に一定に保つことができる。

また、本実施形態では、位置決め部材４０は、位置決め穴５０ｂに対して挿入すると、径方向における寸法が収縮するように、軸と平行な方向に延びているスリット４０ｃが形成されている上部４０ａと、中間部材３０に取付け可能な下部４０ｂと、を有する。その結果、スリット４０ｃが形成されていることにより上部４０ａの剛性が減り、収縮する際に塑性変形を起こさずに弾性変形を起こすことができるため、繰り返しインクジェットヘッド４の位置決めが可能となる。

また、本実施形態では、中間部材３０が、キャリッジ１６に所定の位置で取り付けるためのキャリッジ取付け部３０ａと、インクジェットヘッド４を取り付けるためのヘッド取付け部３０ｂと、位置決め部材４０を取り付けるための位置決め部材取付け部３０ｃと、を有する。その結果、中間部材３０に位置決めの機能が集約できるため、省スペースでインクジェットヘッド４の位置決めが可能となる。

また、本実施形態では、中間部材３０が、少なくとも四隅にキャリッジ取付け部３０ａと、少なくとも両端部にヘッド取付け部３０ｂと、少なくとも両端部に位置決め部材取付け部３０ｃと、を有すると好ましい。

また、本実施形態では、位置決め部材４０が、少なくとも中間部材３０の両端部に取り付けられている。その結果、少なくともヘッドベース４ａの両端部で、インクジェットヘッド４の位置が決められ、中間部材３０とインクジェットヘッド４の位置関係を一定に保つことが可能となり、より精度の高いインクジェットヘッド４の位置決めが繰り返し可能になる。

（その他の変形例）
以上、実施の形態をいくつか挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態では、プリンタおよびインクジェットヘッドにおける各部材の構成例（形状、配置、個数等）を具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。

また、上記実施の形態では、ヘッドベース４ａの長辺方向の両端部に位置決め穴４ａａを設け、中間部材３０の長手方向の両端部に位置決め部材取付け部３０ｃを設ける場合について説明したが、ヘッドベース４ａの長辺方向の一方の端部に位置決め穴４ａａを設け、中間部材３０の長辺方向の一方の端部に位置決め部材取付け部を設けるようにしてもよい。あるいは、位置決め穴４ａａおよび位置決め部材取付け部３０ｃは、ヘッドベース４ａの内側および中間分部材３０がヘッドべ―ス４ａと当接する領域の内側に設けられていればよく、例えば、ヘッドベース４ａの短辺方向の端部等に設けることも可能である。

また、プリンタ１は、インクタンク３とインクジェットヘッド４との間でインクを循環させるインク循環機構を備えていてもよく、あるいは、インクが循環しない非循環型のインクジェットヘッド４を備えたものであってもよい。

また、インクジェットヘッド４は、いわゆるエッジシュートタイプのインクジェットヘッドであってもよく、あるいは、いわゆるサイドシュートタイプのインクジェットヘッドであってもよい。

さらに、上記実施の形態等では、本開示における「プリンタ」の一具体例として、プリンタ１（インクジェットプリンタ）を挙げて説明したが、この例には限られず、インクジェットプリンタ以外の他の装置にも、本開示を適用することが可能である。換言すると、本開示の「液体噴射ヘッド」（インクジェットヘッド４）を、インクジェットプリンタ以外の他の装置に適用するようにしてもよい。具体的には、例えば、ファクシミリやオンデマンド印刷機などの装置に、本開示の「液体噴射ヘッド」を適用するようにしてもよい。

更に、これまで説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

また、本開示は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
位置決め穴が設けられた、キャリッジに取り付けられる液体噴射ヘッドであって、
前記位置決め穴より径が大きく、前記位置決め穴に対して挿入すると径方向へ収縮することにより前記位置決め穴の内面に対して圧接する挿入部を有する位置決め部材と、
前記位置決め部材が取り付けられている中間部材と、
を備え、
前記中間部材は、前記位置決め穴に前記位置決め部材が挿入されたときの前記キャリッジと前記位置決め部材との位置関係を固定するように、前記キャリッジに取り付けられている、
液体噴射ヘッド。
（２）
前記位置決め部材が、
前記位置決め穴に対して挿入すると、径方向における寸法が収縮するように、軸と平行な方向に延びている切欠きが形成されている挿入部と、
前記中間部材に取付け可能な取付け部と、
を有する、
前記（１）に記載の液体噴射ヘッド。
（３）
前記中間部材が、
前記キャリッジに、所定の位置で取り付けるための第１の取付け部と、
前記液体噴射ヘッドを取り付けるための第２の取付け部と、
前記位置決め部材を取り付けるための第３の取付け部と、
を有する
前記（１）又は（２）に記載の液体噴射ヘッド。
（４）
前記中間部材が矩形であり、
前記中間部材が、
少なくとも四隅に、前記第１の取付け部と、
少なくとも両端部に、前記第２の取付け部と、
少なくとも両端部に、前記第３の取付け部と、
を有する、
前記（３）に記載の液体噴射ヘッド。
（５）
前記位置決め部材が所定の方向に延在しており、
前記位置決め部材が、少なくとも前記所定の方向における前記中間部材の両端部に取付
けられている、
前記（１）～（４）のいずれか１つに記載の液体噴射ヘッド。
（６）
前記（１）～（５）のいずれか１つに記載の液体噴射ヘッドを備える、
液体噴射記録装置。

１…プリンタ（液体噴射記録装置）
４…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）
４ａ…ヘッドベース
４ａａ…中間部材取付け部
４ａｂ…位置決め穴
１６…キャリッジ
３０…中間部材
３０ａ…キャリッジ取付け部（第１の取付け部）
３０ｂ…ヘッド取付け部（第２の取付け部）
３０ｃ…位置決め部材取付け部（第３の取付け部）
４０…位置決め部材
４０ａ…上部（挿入部）
４０ｂ…下部（取付け部）
４０ｃ…スリット（切欠き）

Claims (6)

1. 位置決め穴が設けられた、キャリッジに取り付けられる液体噴射ヘッドであって、
   前記位置決め穴より径が大きく、前記位置決め穴に対して挿入すると径方向へ収縮することにより前記位置決め穴の内面に対して圧接する挿入部を有する位置決め部材と、
   前記位置決め部材が取り付けられている中間部材と、
   を備え、
   前記中間部材は、前記位置決め穴に前記位置決め部材が挿入されたときの前記キャリッジと前記位置決め部材との位置関係を固定するように、前記キャリッジに取り付けられている、
   液体噴射ヘッド。
2. 前記位置決め部材が、
   前記位置決め穴に対して挿入すると、径方向における寸法が収縮するように、軸と平行な方向に延びている切欠きが形成されている挿入部と、
   前記中間部材に取付け可能な取付け部と、
   を有する、
   請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記中間部材が、
   前記キャリッジに、所定の位置で取り付けるための第１の取付け部と、
   前記液体噴射ヘッドを取り付けるための第２の取付け部と、
   前記位置決め部材を取り付けるための第３の取付け部と、
   を有する
   請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記中間部材が矩形であり、
   前記中間部材が、
   少なくとも四隅に、前記第１の取付け部と、
   少なくとも両端部に、前記第２の取付け部と、
   少なくとも両端部に、前記第３の取付け部と、
   を有する、
   請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記位置決め部材が所定の方向に延在しており、
   前記位置決め部材が、少なくとも前記所定の方向における前記中間部材の両端部に取付けられている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを備える、
   液体噴射記録装置。

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