JPWO2016111365A1 - 液滴吐出ヘッドユニット、液滴吐出ヘッドの位置調整方法及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、調整ネジのテーパ部が液滴吐出ヘッドの位置調整部と接し、調整ネジの位置移動によって、液滴吐出ヘッドの位置調整を行う方法が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
液滴吐出ヘッドユニットであって、
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを着脱自在に保持する保持部と、
回転軸部材により回転可能なハウジングと、
前記ハウジングと当接して当該ハウジングの回転を調整する回転調整部と、
前記ハウジングに設けられ、前記液滴吐出ヘッドに当接して前記液滴吐出ヘッドの前記保持部に対する保持位置を調整する位置調整部と、
を備え、
下記式(1)を満たすことを特徴とする。
前記回転軸部材の中心から前記位置調整部と前記液滴吐出ヘッドとの当接部までの距離が、前記回転軸部材の中心から前記回転調整部と前記ハウジングとの当接部までの距離よりも短いことを特徴とする。
前記位置調整部の先端部、又は、前記位置調整部が当接する前記液滴吐出ヘッドの当接部、のどちらか一方が球面状であることを特徴とする。
前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な一面に設けられた第1当接部と、
前記一面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な他の一面に設けられた第2当接部と、を備え、
前記保持部は、
前記液滴吐出ヘッドが、前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に沿った軸周りに回動可能に、前記第1当接部が当接した状態で固定される固定部、を備え、
前記第2当接部は、前記位置調整部に当接することを特徴とする。
前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な一面に設けられた第1当接部と、
前記一面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な他の一面に設けられた第2当接部と、
を備え、
前記第1当接部及び前記第2当接部に対応して、前記ハウジング、前記回転調整部、及び前記位置調整部が各々別個に設けられ、
前記第1当接部及び前記第2当接部が、それぞれに対応した前記位置調整部に当接することを特徴とする。
前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第1面に設けられた第1当接部と、
前記第1面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第2面に設けられた第2当接部と、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第3面に設けられた第3当接部と、
を備え、
前記第1当接部、前記第2当接部、及び前記第3当接部に対応して、前記ハウジング、前記回転調整部、及び前記位置調整部が各々別個に設けられ、
前記第1当接部、前記第2当接部、及び前記第3当接部が、それぞれに対応した前記位置調整部に当接することを特徴とする。
前記ハウジングの回転により、前記位置調整部を移動させ、前記液滴吐出ヘッドの前記保持部に対する保持位置の調整を行うことを特徴とする。
なお、以下の説明では、ラインヘッドを用いた記録媒体の搬送のみで描画を行う1パス描画方式での実施形態を例にして説明するが、適宜の描画方式に適用可能であり、例えば、スキャン方式やドラム方式を用いた描画方式を採用しても良い。
また、以下の説明では、記録媒体Kの搬送方向を前後方向、記録媒体Kの搬送面において当該搬送方向に直交する方向を左右方向、前後方向及び左右方向に垂直な方向を上下方向として説明する。
画像形成装置100は、プラテン101、搬送ローラー102、及びラインヘッド200,201,202,203等を備える(図1)。
プラテン101は、上面に記録媒体Kを支持しており、搬送ローラー102が駆動されると、記録媒体Kを搬送方向(前後方向)に搬送する。
ラインヘッド200,201,202,203は、記録媒体Kの搬送方向(前後方向)の上流側から下流側にかけて、搬送方向に直交する幅方向(左右方向)に並列して設けられている。そして、ラインヘッド200,201,202,203の内部には、後述する液滴吐出ヘッドユニット1が少なくとも一つ設けられており、例えば、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y),黒(K)のインクを記録媒体Kに向けて吐出する。
液滴吐出ヘッドユニット1は、液滴吐出ヘッド2、液滴吐出ヘッド2を着脱自在に保持する保持部3、液滴吐出ヘッド2を回動可能に保持部3に固定するための位置基準ピン4、及び液滴吐出ヘッド2の位置調整を行う調整部5等を備える(図2〜5等参照)。
液滴吐出ヘッド2は、底面に液滴を吐出する複数のノズルNが配列された液滴吐出部21と、複数のノズルNのそれぞれにインクを供給するインク室22と、インク室22にインクを供給するインク供給部221と、インク室22のインクを排出するインク排出部222等によって構成されている。
液滴吐出部21は、各ノズルNに対応する圧力室(図示省略)を内部に有しており、インク室22からインクが当該圧力室に供給され、当該圧力室の上部に設けられた圧電素子(図示省略)が変位することで圧力室のインクが加圧されると、ノズルNからインクの液滴が吐出するように構成されている。
なお、図4は、説明の便宜のため、図2に図示された液滴吐出ヘッドユニット1のうち、右方向前側に設けられた液滴吐出ヘッド2と、その位置調整機構のみを図示している。
液滴吐出ヘッド2の位置調整を行う調整部5は、位置決め部25に当接する位置調整部51と、回転軸部材52により回転可能に保持部3に設けられたハウジング53と、ハウジング53の回転を調整する回転調整部としての調整ネジ54と、保持部3に固定されており、ハウジング53及び調整ネジ54を回転可能に保持する調整ネジ保持部55等を備える。
また、回転軸部材52の中心から位置調整部51と位置決め部25の当接部までの距離は、回転軸部材52の中心からハウジング53と調整ネジ54との当接部までの距離よりも短いため、調整ネジ54の移動距離に比べて位置調整部51の移動距離は小さくなり、高い縮小率が得られる構成となっている。
調整部5における位置調整部51と調整ネジ54の位置関係について、位置調整部51、回転軸部材52、ハウジング53、及び調整ネジ54の模式図及び以下に示す関係式を用いて説明する(図6参照)。
なお、図6では、説明の便宜のため、回転軸部材52の中心を原点Oとした場合に、調整ネジ54とハウジング53の当接部をA1、位置調整部51の先端部の球面中心を基準部位B1として、前後方向及び上下方向における関係式を説明する。ここで、基準部位B1とは、位置調整部51における位置移動の基準となる部位である。
また、図6〜図9において、前方向をX方向とする。
なお、本実施形態のように、液滴吐出ヘッド2の一方を位置固定部23によって位置基準ピン4に回動可能に固定し、他方を位置調整部51で移動させる場合、液滴吐出ヘッド2は位置基準ピン4の軸周りに沿って回転方向に移動する。しかし、x1の変化量(dx1/dθ)及びx2の変化量(dx2/dθ)はそれぞれ微小であり、前後方向への移動量に対して左右方向への移動量が極めて小さいため、液滴吐出ヘッド2の移動量は位置調整部51の前後方向の移動量に近似することができる。
ここで、位置調整部51を針形状とする場合には、当該針形状の先端の尖った部分と位置決め部25の当接部を基準部位B1として、本実施形態と同様に、d1、θ1、d2及びθ2の関係式を上記式(1)により表すことができる。
また、位置調整部51を直方体形状とする場合には、当該直方体形状の角の部分と位置決め部25の当接部を基準部位B1として、本実施形態と同様に、d1、θ1、d2及びθ2の関係式を上記式(1)により表すことができる。
なお、基準部位B1は位置調整部51における位置移動の基準となる部位であれば、適宜任意に決めることができ、例えば、位置調整部51の重心を基準部位B1としても良い。ところで、本実施形態のように位置調整部51の先端部が球面状である場合には、位置調整部51と位置決め部25との当接部の位置は球面表面を位置移動するため、当該当接部を基準部位B1とすることはできない。一方で、位置調整部51に針形状又は直方体形状を選択する場合には、位置調整部51と位置決め部25の当接部は移動しないため、当該当接部を基準部位B1とすることが可能である。
調整部5における位置調整機構において、調整ネジ54を前方向にdx位置移動させた場合における位置調整部51の前方向への移動量dsについて、位置調整部51、回転軸部材52、ハウジング53、及び調整ネジ54の模式図及び以下に示す関係式を用いて説明する(図9参照)。
なお、図9では、説明の便宜のため、回転軸部材52の中心を原点Oとした場合に、調整ネジ54とハウジング53の当接部をA1、調整ネジ54を前方向にdx移動させた後におけるA1の移動後の位置をA2、調整ネジ54を前方向にdx移動させた際のハウジング53の回転角度をγ、位置調整部51の先端の球面中心を基準部位B1、ハウジング53が角度γ回転した際に基準部位B1の移動後の位置をB2として、前後方向及び上下方向における関係式を説明する。
そして、当該関係式の傾きより、ネジ動作量(度)と、位置調整変位量(μm)とは、略比例関係にあることが分かる。なお、図10(a)において、ネジ動作量(度)と位置調整変位量(μm)の関係を直線近似した値を破線で表している。
具体的には、l1を大きくする、又はr2を小さくことにより、ds/dxを小さくすることができ、縮小率を高めることができる。また、r1を大きくする、又はl2を小さくすることによって、ネジ動作量と位置調整変位量の関係式の直線性を高めることができる。
以下、本実施形態の変形例について説明する。なお、本実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
変形例1は、液滴吐出ヘッド2の異なる2箇所で位置調整を行う場合の変形例であり、一例について図11を用いて説明する。なお、図11は、説明の便宜のため、液滴吐出ヘッド2と調整部5の位置関係のみを模式図で示し、細部は省略して図示している。
また、それぞれの位置決め部25は、本実施形態と同様に、保持部3に設けられた付勢手段としての弾性部材(図示省略)によって、位置調整部51に対して突き当てる方向に押し付けてられており、それぞれの当接部(第1当接部T1及び第2当接部T2)によって固定されている。
具体的には、2つの位置調整部51を同時に前後方向の同じ方向に移動させた場合は、液滴吐出ヘッド2を前後方向に位置移動することが可能である。また、片側の位置調整部51のみを前後方向に移動させた場合は、他の片側の位置調整部51は回動可能に固定されているため、片側の位置調整部51の前後方向への位置移動によって、液滴吐出ヘッド2を前後左右方向の面に対して回転移動させることができる。
変形例2は、液滴吐出ヘッド2の異なる3箇所で位置調整を行う場合の変形例であり、一例について図12を用いて説明する。なお、図12は、説明の便宜のため、液滴吐出ヘッド2と調整部5の位置関係のみを模式図で示し、細部は省略して図示している。
また、液滴吐出ヘッド2は、保持部3に設けられた付勢手段としての弾性部材(図示省略)によって、液滴吐出ヘッド2の前側及び右側から、それぞれの位置調整部51に対して突き当てる方向に押し付けてられており、それぞれの当接部(第1当接部T1、第2当接部T2及び第3当接部T3)によって固定されている。
変形例3は、調整部5の構成の変形例であり、一例について図13を用いて説明する。なお、図13は、説明の便宜のため、液滴吐出ヘッド2と、液滴吐出ヘッド2の前方向及び後方向部分の箇所のみを簡易的に示した保持部3と、調整部5を模式図で示し、細部は省略して図示している。
液滴吐出ヘッド2を挟んで保持部3の前側には、位置決め部25が設けられており、保持部3の後側に設けられた弾性部材(図示省略)によって、液滴吐出ヘッド2が前方向に押し付けられ、位置調整部51が位置決め部25に突き当てられた状態で固定されている。
そして、位置調整部51の前後方向の位置移動によって、液滴吐出ヘッド2を保持部3に対して位置移動することができる。
変形例4は、調整部5の構成の変形例であり、一例について図14を用いて説明する。なお、図14は、説明の便宜のため、液滴吐出ヘッド2と、液滴吐出ヘッド2の前方向及び後方向部分の箇所のみを簡易的に示した保持部3と、調整部5を模式図で示し、細部は省略して図示している。
液滴吐出ヘッド2を挟んで保持部3の後側には、本実施形態の調整部5が備えられており、調整部5の位置調整部51は、保持板26の後側の面に当接するように設けられている。また、保持部3の前側に設けられた弾性部材(図示省略)によって、液滴吐出ヘッド2が後方向に押し付けられており、位置調整部51は保持板26に突き当てられた状態で固定されている。
そして、位置調整部51の前後方向の位置移動によって、液滴吐出ヘッド2を保持部3に対して位置移動することができる。
なお、位置調整部51を保持板26に突き当てる構成としたが、突き当てる箇所は液滴吐出ヘッド2の一部であれば適宜変更可能である。
以上のように、本発明の液滴吐出ヘッドユニット1は、液滴吐出ヘッド2に当接する位置調整部51を位置移動させることによって、液滴吐出ヘッド2の位置調整を行い、記録媒体に対する液滴の着弾精度を向上させることができる。
このような構成とすることで、調整ネジ54の移動量に対して位置調整部51の移動量を更に小さくすることができ、高い縮小率を得ることができる。
本発明の今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した詳細な説明に限定されるものではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
また、調整部5の配置箇所についても、本実施形態、変形例1及び変形例2の実施形態に限られるものではなく、当然適宜変更可能である。
また、位置基準ピン4は保持部3に固定されているとしたが、位置固定部23が固定できる構成であれば適宜変更可能であり、例えば、位置基準ピン4を保持部3に対して前後左右に位置移動できるような構成としても良い。
また、液滴吐出ヘッド2を保持部3へ固定する方法として、更に固定ネジ等を設けて保持部3に固定可能な構成としても良い。
2 液滴吐出ヘッド
23 位置固定部
3 保持部
51 位置調整部
52 回転軸部材
53 ハウジング
54 調整ネジ(回転調整部)
100 画像形成装置
B1 基準部位
T1 第1当接部
T2 第2当接部
T3 第3当接部
Claims (9)
- 液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを着脱自在に保持する保持部と、
回転軸部材により回転可能なハウジングと、
前記ハウジングと当接して当該ハウジングの回転を調整する回転調整部と、
前記ハウジングに設けられ、前記液滴吐出ヘッドに当接して前記液滴吐出ヘッドの前記保持部に対する保持位置を調整する位置調整部と、
を備え、
下記式(1)を満たすことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
- 前記回転軸部材の中心から前記位置調整部と前記液滴吐出ヘッドとの当接部までの距離が、前記回転軸部材の中心から前記回転調整部と前記ハウジングとの当接部までの距離よりも短いことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドユニット。
- 前記位置調整部の先端部、又は、前記位置調整部が当接する前記液滴吐出ヘッドの当接部、のどちらか一方が球面状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッドユニット。
- 前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な一面に設けられた第1当接部と、
前記一面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な他の一面に設けられた第2当接部と、を備え、
前記保持部は、
前記液滴吐出ヘッドが、前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に沿った軸周りに回動可能に、前記第1当接部が当接した状態で固定される固定部、を備え、
前記第2当接部は、前記位置調整部に当接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドユニット。 - 前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な一面に設けられた第1当接部と、
前記一面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な他の一面に設けられた第2当接部と、
を備え、
前記第1当接部及び前記第2当接部に対応して、前記ハウジング、前記回転調整部、及び前記位置調整部が各々別個に設けられ、
前記第1当接部及び前記第2当接部が、それぞれに対応した前記位置調整部に当接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドユニット。 - 前記液滴吐出ヘッドは、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第1面に設けられた第1当接部と、
前記第1面とは異なる前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第2面に設けられた第2当接部と、
前記液滴吐出ヘッドの液滴の吐出方向に平行な第3面に設けられた第3当接部と、
を備え、
前記第1当接部、前記第2当接部、及び前記第3当接部に対応して、前記ハウジング、前記回転調整部、及び前記位置調整部が各々別個に設けられ、
前記第1当接部、前記第2当接部、及び前記第3当接部が、それぞれに対応した前記位置調整部に当接することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドユニット。 - 前記液滴吐出ヘッドが1次元又は2次元に複数配列されてなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドユニット。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドユニットにおける液滴吐出ヘッドの位置調整方法であって、
前記ハウジングの回転により、前記位置調整部を移動させ、前記液滴吐出ヘッドの前記保持部に対する保持位置の調整を行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの位置調整方法。 - 請求項7に記載の液滴吐出ヘッドユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。
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