JPWO2016186014A1 - Droplet discharge head, droplet discharge head unit, image forming apparatus, and method of mounting droplet discharge head - Google Patents
Droplet discharge head, droplet discharge head unit, image forming apparatus, and method of mounting droplet discharge head Download PDFInfo
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Abstract
本発明の課題は、記録媒体に対する液滴の着弾位置精度が高く、かつ位置調整が容易な液滴吐出ヘッド等を提供することである。本発明の液滴吐出ヘッド2は、画像形成装置の保持部3に着脱自在とされ、保持部3に設けられた位置基準ピン4に当接させることによって、位置調整を行う液滴吐出ヘッド2であって、記録媒体Kの記録面に対向する液滴吐出部21に、記録媒体Kと液滴吐出ヘッド2との相対的な移動方向に直交する第1方向D1と、第1方向D1に交差する第2方向D2とに、2次元状に配置された複数のノズルnと、位置基準ピン4に当接させたときに、基準ノズルSnの中心から、液滴吐出ヘッド2を液滴吐出部21に対して垂直な方向を軸として回転する回転方向へ位置調整するための第1回転軸41に下ろした垂線と、第1方向D1とが所定の条件となるように配置された位置固定部23と、を備えることを特徴とする。An object of the present invention is to provide a droplet discharge head or the like that has high landing position accuracy of droplets on a recording medium and that can be easily adjusted in position. The droplet discharge head 2 of the present invention is detachably attached to the holding unit 3 of the image forming apparatus, and makes contact with a position reference pin 4 provided on the holding unit 3 to adjust the position of the droplet discharge head 2. In the droplet discharge section 21 facing the recording surface of the recording medium K, the first direction D1 perpendicular to the relative movement direction of the recording medium K and the droplet discharge head 2 and the first direction D1 When a plurality of nozzles n arranged two-dimensionally in the intersecting second direction D2 and the position reference pin 4 are brought into contact with each other, the droplet discharge head 2 is discharged from the center of the reference nozzle Sn. The position is fixed so that the perpendicular line dropped on the first rotation shaft 41 for adjusting the position in the rotation direction rotating around the direction perpendicular to the portion 21 and the first direction D1 are in a predetermined condition. And a unit 23.
Description
本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドユニット、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの実装方法に関する。 The present invention relates to a droplet discharge head, a droplet discharge head unit, an image forming apparatus, and a method for mounting a droplet discharge head.
従来、液滴吐出ヘッドに備えられた複数のノズルからインクの液滴を吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus that forms an image on a recording medium by discharging ink droplets from a plurality of nozzles provided in a droplet discharge head is known.
近年、インクジェット記録装置により形成される画像の高精度化に伴い、液滴吐出ヘッドに備えられた複数のノズルは高密度に配置されている。したがって、液滴吐出ヘッドを保持する保持部に対して液滴吐出ヘッドの保持位置がずれると、形成した画像にスジやムラが生じて画像が劣化するという問題が生じる。そのため、液滴吐出ヘッドを保持部に対して高精度に位置決めすることが求められている。 In recent years, with the increase in accuracy of images formed by an ink jet recording apparatus, a plurality of nozzles provided in a droplet discharge head are arranged at high density. Therefore, when the holding position of the droplet discharge head is shifted with respect to the holding portion that holds the droplet discharge head, there is a problem that streaks or unevenness occurs in the formed image and the image deteriorates. Therefore, it is required to position the droplet discharge head with high accuracy with respect to the holding unit.
そこで、液滴吐出ヘッドを高精度に位置決めする方法として、例えば、保持部(キャリッジ)に固定された位置基準ピン(先端基準ピン)に液滴吐出ヘッドのV溝部を当接させ、当該位置基準ピンを軸として液滴吐出ヘッドを回動させることによって、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(特許文献1参照)。 Therefore, as a method of positioning the droplet discharge head with high accuracy, for example, the V-groove portion of the droplet discharge head is brought into contact with a position reference pin (tip reference pin) fixed to a holding portion (carriage), and the position reference A method for adjusting the position of a droplet discharge head by rotating the droplet discharge head around a pin is disclosed (see Patent Document 1).
ところで、液滴吐出ヘッドをインクジェット記録装置等の画像形成装置に実装するとき、液滴吐出ヘッドに設けられた多数のノズルのうち、印字幅方向の端部に配置されたノズルを基準ノズルとして、最初に当該基準ノズルの位置を合わせる。次に、印字幅を合わせるために、例えば装置側に固定された位置基準ピン等を軸として、液滴吐出ヘッドを回動させることによって、液滴吐出ヘッドの位置調整を行っている。 By the way, when mounting the droplet discharge head on an image forming apparatus such as an ink jet recording apparatus, among the many nozzles provided in the droplet discharge head, the nozzle arranged at the end in the print width direction is used as a reference nozzle. First, the position of the reference nozzle is adjusted. Next, in order to adjust the print width, for example, the position of the droplet discharge head is adjusted by rotating the droplet discharge head around a position reference pin or the like fixed to the apparatus side.
しかしながら、特許文献1のような液滴吐出ヘッドでは、基準ノズルとの位置合わせを行った後、液滴吐出ヘッドを回動したときに、基準ノズルの位置がわずかにずれてしまう。そのため、わずかに基準ノズルがずれた状態で印刷すると、形成した画像にスジやムラが生じて画像が劣化するという問題があった。特に、最近の多数のノズルが高精度に位置決めされた液滴吐出ヘッドほど、このような問題がより顕著となってきた。
However, in the droplet discharge head as in
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、記録媒体に対する液滴の着弾位置精度が高く、かつ位置調整が容易な液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドユニット、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの実装方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and has a liquid droplet ejection head, a liquid droplet ejection head unit, an image forming apparatus, and a liquid droplet landing head that has high landing position accuracy with respect to a recording medium and can be easily adjusted. A method for mounting a droplet discharge head is provided.
上記課題の解決のために、請求項1に記載の発明は、
画像形成装置の保持部に着脱自在とされ、前記保持部に設けられた位置基準部に当接させることによって、位置調整を行う液滴吐出ヘッドであって、
記録媒体の記録面に対向するノズル形成面上に、前記記録媒体と当該液滴吐出ヘッドとの相対的な移動方向に直交する第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに、2次元状に配置された複数のノズルと、
前記位置基準部に当接させたときに、前記複数のノズルにおける基準ノズルの中心から、前記液滴吐出ヘッドを前記ノズル形成面に対して垂直な方向を軸として回転する回転方向へ位置調整するための第1回転軸に下ろした垂線と、前記第1方向とが所定の条件となるように配置された位置固定部と、
を備えることを特徴とする。In order to solve the above problems, the invention described in
A droplet discharge head that is detachably attached to a holding unit of an image forming apparatus and performs position adjustment by contacting a position reference unit provided in the holding unit,
On a nozzle forming surface facing the recording surface of the recording medium, a first direction orthogonal to the relative movement direction of the recording medium and the droplet discharge head and a second direction intersecting the first direction A plurality of nozzles arranged two-dimensionally;
When contacting the position reference portion, the position of the droplet discharge head is adjusted from the center of the reference nozzle of the plurality of nozzles in a rotation direction that rotates about a direction perpendicular to the nozzle formation surface. A position fixing portion arranged so that a perpendicular line to the first rotation shaft for the first direction and the first direction are a predetermined condition;
It is characterized by providing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記基準ノズルは、前記ノズル形成面の前記位置固定部側の端部に位置するノズルであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to the first aspect,
The reference nozzle is a nozzle located at an end of the nozzle forming surface on the position fixing portion side.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記基準ノズルは、前記ノズル形成面の前記第1方向に直交する第3方向の端部に位置するノズルであることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to the second aspect,
The reference nozzle is a nozzle located at an end portion in a third direction orthogonal to the first direction of the nozzle forming surface.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記第2方向は、前記相対的な移動方向が前記第1方向に傾斜した方向であり、
前記第1方向に隣接するドットを形成する二つのノズルが、前記第2方向に隣接しないように分散させて配置すると共に、前記2次元状に配置された複数のノズルの前記第1方向に直交する第3方向における一端部と他端部とに分離されないように配置したことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to any one of the first to third aspects,
The second direction is a direction in which the relative moving direction is inclined in the first direction,
Two nozzles that form dots adjacent in the first direction are arranged so as not to be adjacent in the second direction, and are orthogonal to the first direction of the two-dimensionally arranged nozzles It arrange | positions so that it may not isolate | separate into the one end part and other end part in a 3rd direction.
請求項5に記載の発明は、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを着脱自在に保持する前記保持部と、を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドユニットである。The invention described in
A liquid droplet ejection head according to any one of
A droplet discharge head unit comprising: the holding unit that detachably holds the droplet discharge head.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記位置固定部は、V溝部を有し、
前記保持部は、前記V溝部に当接する前記位置基準部を有することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head unit according to the fifth aspect,
The position fixing portion has a V-groove portion,
The holding portion includes the position reference portion that contacts the V-groove portion.
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載の液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
第2回転軸を有する軸部材を有するハウジングと、
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。The invention according to
A housing having a shaft member having a second rotating shaft;
A rotation adjusting unit that contacts the housing and adjusts the rotation of the housing;
A position adjusting unit that is provided in the housing and adjusts a holding position of the droplet discharge head with respect to the holding unit in contact with the droplet discharge head;
With
The following formula (1) is satisfied.
(式中、d1は、前記軸部材の中心から前記回転調整部と前記ハウジングの当接部までの距離を表す。θ1は、前記軸部材の中心を通り前記液滴吐出ヘッドの移動方向に平行な軸から前記回転調整部と前記ハウジングの当接部までの角度を表す。d2は、前記軸部材の中心から前記位置調整部における位置移動の基準となる基準部位までの距離を表す。θ2は、前記軸部材の中心を通り前記液滴吐出ヘッドの移動方向に平行な軸から前記基準部位までの角度を表す。)(Where d 1 represents the distance from the center of the shaft member to the contact portion of the rotation adjusting portion and the housing. Θ 1 passes through the center of the shaft member and the moving direction of the droplet discharge head) .d 2 representing the angle of to the contact portion of the housing and the rotary adjuster from an axis parallel to represent the distance from the center of the shaft member to the reference site as a reference of position movement in the position adjusting section .Shita 2 represents the angle from the axis parallel to the moving direction of said axis around the street the droplet discharge head member to the reference site.)
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
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。The invention according to
Either the tip of the position adjusting unit or the contact portion of the droplet discharge head with which the position adjusting unit abuts has a spherical shape.
請求項9に記載の発明は、請求項5〜8のいずれか一項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である。 A ninth aspect of the present invention is an image forming apparatus comprising the droplet discharge head unit according to any one of the fifth to eighth aspects.
請求項10に記載の発明は、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを前記保持部に実装する、液滴吐出ヘッドの実装方法であって、
前記ノズル形成面に対して垂直な軸に対する回転方向への位置調整を、前記位置固定部と前記位置基準部とを当接させながら、前記位置基準部を軸にして回動させることによって行うことを特徴とする。The invention according to
A method for mounting a droplet discharge head, wherein the droplet discharge head according to any one of
Position adjustment in the rotational direction with respect to an axis perpendicular to the nozzle forming surface is performed by rotating the position reference portion as an axis while contacting the position fixing portion and the position reference portion. It is characterized by.
本発明によれば、記録媒体に対する液滴の着弾位置精度が高く、かつ位置調整を容易に行うことができる。 According to the present invention, the droplet landing position accuracy with respect to the recording medium is high, and the position adjustment can be easily performed.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態(以下、「本実施形態」ともいう。)について説明する。但し、発明の範囲は図示例に限定されない。また、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
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(副走査方向Y)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印字幅方向(主走査方向X)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。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention (hereinafter also referred to as “present embodiments”) will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples. Moreover, in the following description, about what has the same function and structure, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the following description, an embodiment of a one-pass drawing method in which drawing is performed only by transporting a recording medium using a line head will be described as an example. However, the embodiment can be applied to an appropriate drawing method. A drawing method using a method or a drum method may be adopted.
In the following description, the conveyance direction (sub-scanning direction Y) of the recording medium K is the front-rear direction, and the print width direction (main scanning direction X) orthogonal to the conveyance direction on the conveyance surface of the recording medium K is the left-right direction. The direction perpendicular to the direction and the left-right direction will be described as the up-down direction.
[画像形成装置の概略]
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。[Outline of image forming apparatus]
The
The
The line heads 200, 201, 202, and 203 are provided in parallel in the width direction (left-right direction) orthogonal to the transport direction from the upstream side to the downstream side in the transport direction (front-rear direction) of the recording medium K. In the line heads 200, 201, 202, and 203, at least one droplet
[液滴吐出ヘッドユニット]
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部としての位置基準ピン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2〜4等参照)。[Droplet discharge head unit]
The droplet
液滴吐出ヘッドユニット1は、保持部3によって、液滴吐出ヘッド2をその底面が保持部3の開口部から露出するように、着脱自在に保持することで構成されている。また、保持部3は、全体として千鳥格子状となるように複数の液滴吐出ヘッド2を保持しており、具体的には、例えば、左右方向に3つ、前後方向に2つの液滴吐出ヘッド2を保持している。
The droplet
[液滴吐出ヘッド]
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が配列されたノズル形成面としての液滴吐出部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。[Droplet ejection head]
The
The
また、液滴吐出ヘッド2は、液滴の吐出方向(上下方向)に平行な1つの側面に設けられた固定部としての位置固定部23と、位置固定部23の設けられた側面に対向する側面に設けられた位置決め部25を備えている(図4等参照)。
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、右方向前側の部分を拡大して図示している。The
FIG. 4 is an enlarged view of the right front portion of the droplet
位置固定部23は、V溝部24を有しており、保持部3に固定された位置基準部としての位置基準ピン4に対して、V溝部24を突き当てることができるように構成されている。また、位置固定部23は、保持部3に設けられた付勢手段としての弾性部材31によって、位置基準ピン4に突き当てる方向に押し付けられて当接部(第1当接部T1)によって固定されており、液滴吐出ヘッド2が位置基準ピン4の軸周りに沿って回動可能となるように固定されている。そして、液滴吐出ヘッド2は、位置基準ピン4の中心を通る軸である第1回転軸41を回転軸として、回転方向に位置調整が行われる。
なお、位置基準ピン4の形態は、位置固定部23が安定して当接できるようになっていれば、適宜選択可能である。例えば、図4に示したように、前後左右方向の断面において、第1回転軸41から外周までの距離が一定の真円となる形態としてもよく、第1回転軸41から円周までの距離が一定でない板カムの形態(図示省略)としても良い。板カムの形態とする場合は、板カムの回転軸が第1回転軸となる。The
The form of the
位置決め部25は、後述する調整部5の位置調整部51に突き当てられており、保持部3に設けられた付勢手段としての弾性部材32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られて当接部(第2当接部T2)によって固定されている。そして、位置調整部51の前後方向の位置移動によって、位置決め部25は、保持部3に対して前後方向に位置移動できるようになっている。
The
[ノズルの配置]
次に、図5〜図8に基づいて、液滴吐出部21に形成されるノズルnの配置例について、好ましい形態を説明する。[Nozzle arrangement]
Next, based on FIGS. 5-8, a preferable form is demonstrated about the example of arrangement | positioning of the nozzle n formed in the
各ノズルnは、図5に示すように、主走査方向Xに平行な第1方向D1と、副走査方向Yから主走査方向Xに対して幾分傾斜した第2方向D2と、に平行な平行四辺形状の四つのノズル形成エリアN1〜N4内において、第1方向D1と第2方向D2とに沿ってマトリクス状に並んで配置されている。
また、上記四つのノズル形成エリアN1〜N4は、いずれも、主走査方向Xに沿って長尺な平行四辺形であり、向きとサイズも同一である。そして、これらのノズル形成エリアN1〜N4は副走査方向Yに沿って所定の順番で配列されている。かかる順番については後述する。As shown in FIG. 5, each nozzle n is parallel to a first direction D1 parallel to the main scanning direction X and a second direction D2 slightly inclined from the sub-scanning direction Y to the main scanning direction X. The four nozzle formation areas N1 to N4 having a parallelogram shape are arranged in a matrix along the first direction D1 and the second direction D2.
The four nozzle formation areas N1 to N4 are all parallelograms that are long along the main scanning direction X, and have the same direction and size. These nozzle formation areas N1 to N4 are arranged in a predetermined order along the sub-scanning direction Y. This order will be described later.
液滴吐出ヘッド2は、主走査方向Xについてドットピッチdpx、副走査方向Yについてドットピッチdpy(制御上の設定値のため図示略)でドット形成することを可能としている。そして、液滴吐出部21に形成された全ノズルnは、当該液滴吐出ヘッド2のドット形成可能範囲内で主走査方向Xに沿ってドットピッチdpxで形成される全てのドットDに個別に対応している。
The
ここで、各ノズルnの分散配置について、図6に基づいて説明する。図6は、図5に示した本発明の各ノズルnの分散配置を説明するために、ノズル形成エリアN1〜N4の並ぶ順番を、図5と異なる分散配置とした比較例である。
なお、図6において、○に数字を記載したものが、液滴吐出部21を下側から見た場合の各ノズルnの配置を示している。そして、○の中の数字は、当該ノズルnが主走査方向Xに沿って並ぶドットDの中で主走査方向Xの上流端部(図6における左端部)から何番目のドットDを吐出するかを示している。
また、図6及び後述する図7及び図8では、理解を容易にするために、第2方向D2の副走査方向Yに対する傾斜角度を大きくして図示している。Here, the dispersed arrangement of each nozzle n will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a comparative example in which the order in which the nozzle formation areas N1 to N4 are arranged differs from that in FIG. 5 in order to explain the dispersion arrangement of the nozzles n of the present invention shown in FIG.
Note that in FIG. 6, numbers in circles indicate the arrangement of the nozzles n when the
In FIG. 6 and FIGS. 7 and 8 to be described later, in order to facilitate understanding, the inclination angle of the second direction D2 with respect to the sub-scanning direction Y is increased.
ところで、主走査方向Xについて隣接するドットD,Dを形成する二つのノズルn,n同士を近接して配置すると、インク吐出による共振が生じた場合に、隣接する他方のノズルnの吐出速度を変化させるため、画質低下の原因となる。このため、隣接するドットD,Dを形成する二つのノズルn,n同士は、同一のノズル形成エリアとならないように分散して配置することが望ましい。 By the way, when two nozzles n and n that form adjacent dots D and D in the main scanning direction X are arranged close to each other, when resonance occurs due to ink discharge, the discharge speed of the other adjacent nozzle n is set to be the same. This causes the image quality to deteriorate. For this reason, it is desirable that the two nozzles n, n forming the adjacent dots D, D are dispersedly arranged so as not to have the same nozzle formation area.
ここで、隣接するドットD,Dを形成する二つのノズルn,nを、単に同一のノズル形成エリアとならないように分散して配置するとすれば、図6の比較例のように、副走査方向Yに順番に並んだノズル形成エリアN1〜N4に対して、ドットの並び順に対応するノズルnを順番に割り振るように配置される。つまり、4k+1番目のドットに対応するノズルnはノズル形成エリアN1に配置され、4k+2番目のドットに対応するノズルnはノズル形成エリアN2に配置され、4k+3番目のドットに対応するノズルnはノズル形成エリアN3に配置され、4k+4番目のドットに対応するノズルnはノズル形成エリアN4に配置される(但し、k=0,1,2,3,…)。 Here, if the two nozzles n, n forming the adjacent dots D, D are arranged so as not to be simply the same nozzle formation area, as in the comparative example of FIG. For the nozzle formation areas N1 to N4 arranged in order in Y, the nozzles n corresponding to the dot arrangement order are arranged in order. That is, the nozzle n corresponding to the 4k + 1th dot is arranged in the nozzle formation area N1, and the nozzle n corresponding to the 4k + 2nd dot is arranged in the nozzle formation area N2, corresponding to the 4k + 3rd dot. The nozzles n are arranged in the nozzle formation area N3, and the nozzles n corresponding to the 4k + 4th dot are arranged in the nozzle formation area N4 (where k = 0, 1, 2, 3,...).
即ち、各ノズル形成エリアN1〜N4内で、ドットの並び順が四つ飛びとなるように第2方向D2に沿って規定数(例えば、8つ)のノズルnが並び、当該規定数のノズルnからなるノズルの列が第1方向D1に沿って一定の間隔で規定本数(例えば、32本)形成されている。
各ノズル形成エリアN1〜N4内で、第2方向D2に沿って隣接するノズルn,nのノズルピッチは、主走査方向Xについてnpx、副走査方向Yについてnpyとなっている。
上記主走査方向Xのノズルピッチnpxは、ドットの並び順が四つ飛びであることから主走査方向Xのドットピッチdpxの4倍となっている。
また、副走査方向Yのノズルピッチnpyは任意であるが、記録媒体Kの搬送速度と各ノズルnのインク吐出タイミングの同期化との関係から副走査方向Yのドットピッチdpyの整数倍とすることが望ましい。
なお、第2方向D2は、副走査方向Yに対する傾斜角度をθとすると、θ=tan−1(npx/npy)となる。
また、上記方法によってドットDの並び順に対応するノズルnの割り振りを行うことにより、各ノズル形成エリアN1〜N4の主走査方向Xにおける端部位置は、ノズル形成エリアN1から順番に主走査方向Xの下流側にドットピッチdpxずつオフセットした配置となる。That is, within each nozzle formation area N1 to N4, a prescribed number (for example, eight) of nozzles n are arranged along the second direction D2 so that the arrangement order of the dots is four, and the prescribed number of nozzles. A predetermined number (for example, 32) of n nozzle rows is formed at regular intervals along the first direction D1.
In each of the nozzle formation areas N1 to N4, the nozzle pitches of the nozzles n and n adjacent along the second direction D2 are npx in the main scanning direction X and npy in the sub-scanning direction Y.
The nozzle pitch npx in the main scanning direction X is four times the dot pitch dpx in the main scanning direction X because the dot arrangement order skips four.
The nozzle pitch npy in the sub-scanning direction Y is arbitrary, but is set to an integer multiple of the dot pitch dpy in the sub-scanning direction Y from the relationship between the conveyance speed of the recording medium K and the synchronization of the ink ejection timing of each nozzle n. It is desirable.
The second direction D2 is θ = tan −1 (npx / npy), where θ is an inclination angle with respect to the sub-scanning direction Y.
Further, by assigning the nozzles n corresponding to the arrangement order of the dots D by the above method, the end positions in the main scanning direction X of the nozzle forming areas N1 to N4 are sequentially arranged from the nozzle forming area N1 in the main scanning direction X. In this arrangement, the dot pitch dpx is offset on the downstream side.
ドットDの主走査方向Xの並び順に従って各ノズルnを四つのノズル形成エリアN1〜N4に順番に分配すると、ドットが隣接する二つのノズルn,nがいずれも別々のノズル形成エリアに属することとなる。これにより、ノズル同士の隣接配置を回避することができ、ノズルnからの共振による他のノズルnへの影響を低減し、画質の低下を回避することが可能となる。 When the nozzles n are distributed in order to the four nozzle formation areas N1 to N4 in accordance with the arrangement order of the dots D in the main scanning direction X, the two nozzles n and n adjacent to the dots belong to different nozzle formation areas. It becomes. Thereby, it is possible to avoid the adjacent arrangement of the nozzles, reduce the influence on the other nozzles n due to the resonance from the nozzles n, and avoid the deterioration of the image quality.
しかしながら、図6のノズル配置は、ドットの並び順に従ってノズルnを割り振る順番と、ノズル形成エリアN1〜N4の副走査方向Yの並び順とが一致しているので、主走査方向Xにドットが隣接する二つのノズルn,nが、四つのノズル形成エリアN1〜N4からなる全体的なエリア内で副走査方向Yについて最も離れた配置となる場合が生じる。
例えば、32番目のドットのノズルnと33番目のノズルnや、64番目のドットのノズルnと65番目のノズルnがこれに当たる。
このように、主走査方向Xにドットが隣接する二つのノズルn,nが副走査方向Yに離れて配置されると、液滴吐出ヘッド2をラインヘッド200,201,202,203に取り付ける際の取り付け誤差等により液滴吐出ヘッド2に傾きを生じた場合に、各ドットD,Dの主走査方向Xのズレ量が大きくなり、画質低下の原因となる。However, in the nozzle arrangement of FIG. 6, the order in which the nozzles n are allocated according to the dot arrangement order matches the arrangement order in the sub-scanning direction Y of the nozzle formation areas N1 to N4. In some cases, two adjacent nozzles n and n are arranged farthest in the sub-scanning direction Y within the overall area including the four nozzle formation areas N1 to N4.
For example, the nozzle n of the 32nd dot and the 33rd nozzle n, the nozzle n of the 64th dot and the 65th nozzle n correspond to this.
As described above, when the two nozzles n and n having dots adjacent to each other in the main scanning direction X are arranged apart from each other in the sub-scanning direction Y, the
そこで、発明の実施形態である液滴吐出ヘッド2では、液滴吐出部21に形成される各ノズル形成エリアN1〜N4の副走査方向Yの並び順を入れ替えて、主走査方向Xについて隣接するドットD,Dを形成する二つのノズルn,nが、全てのノズル形成エリアN1〜N4を含む範囲内で副走査方向Yにおける上流側端部と副走査方向Yにおける下流側端部とに分離されないように配置している。
図7は、各ノズル形成エリアN1〜N4の副走査方向Yの並び順を入れ替えたノズルnの配置を示す液滴吐出部21の平面図である。図7において、各ノズル形成エリアN1〜N4の内側に記載した数字は、ノズルnの配置と当該ノズルnが主走査方向Xの上流側から何番目のドットDを吐出するかを示している。Therefore, in the
FIG. 7 is a plan view of the
液滴吐出ヘッド2の液滴吐出部21には、ノズル形成エリアが副走査方向Yの上流側から順にN1,N4,N2,N3の順番で並んでいる。
この順番とした場合、全ノズル形成エリアN1〜N4を含む領域の中で副走査方向Yの最も下流側の端部には32k+31番目のドットに対応するノズルnが並び、副走査方向Yの最も上流側の端部には32k+1番目のドットに対応するノズルnが並ぶ(但し、k=0,1,2,3,…)。
従って、複数のノズル形成エリアN1〜N4を含む領域全体における副走査方向の一端部のノズルnと他端部のノズルnは、いずれも形成するドットDが主走査方向Xに隣接しない配置となる。In the
In this order, the nozzle n corresponding to the 32k + 31st dot is arranged at the most downstream end in the sub-scanning direction Y in the region including all the nozzle formation areas N1 to N4, and the sub-scanning direction Y The nozzles n corresponding to the 32k + 1-th dot are arranged at the most upstream end (where k = 0, 1, 2, 3,...).
Accordingly, the nozzle n at one end in the sub-scanning direction and the nozzle n at the other end in the entire region including the plurality of nozzle formation areas N1 to N4 are arranged so that the dots D to be formed are not adjacent to the main scanning direction X. .
なお、ノズル形成エリアの副走査方向Yの並び順はN1,N4,N2,N3の順番に限られず、副走査方向Yの最も下流側のノズル形成エリアと最も上流側のノズル形成エリアとが、前述したドットの並び順に対応するノズルnを割り振る順番と一致しないのであれば、他の順番でもよい。
即ち、副走査方向Yの最も下流側のノズル形成エリアと最も上流側のノズル形成エリアとがN1−N2、N2−N3、N3−N4又はN4−N1のいずれにもならないようにすれば良い。The arrangement order of the nozzle formation area in the sub-scanning direction Y is not limited to the order of N1, N4, N2, and N3, and the most downstream nozzle formation area and the most upstream nozzle formation area in the sub-scanning direction Y are: Other orders may be used as long as they do not coincide with the order in which the nozzles n corresponding to the dot arrangement order are allocated.
That is, the most downstream nozzle formation area and the most upstream nozzle formation area in the sub-scanning direction Y may be N1-N2, N2-N3, N3-N4, or N4-N1.
なお、ノズル形成エリアを全て同じ向きとしたがこれに限られない。例えば、図8に示すように、図7のノズル形成エリアN3とN4の向きを変えたノズル形成エリアNA3とNA4としても良い。 Although all nozzle formation areas have the same orientation, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 8, nozzle formation areas NA3 and NA4 in which the directions of the nozzle formation areas N3 and N4 in FIG. 7 are changed may be used.
具体的には、図8に示すように、ノズル形成エリアNA3,NA4について、図7のノズル形成エリアN3,N4の外形及び各ノズルnの配置を、主走査方向Xに沿った軸周りに反転させた構成としても良い。このようにノズルnの配置を反転させた場合でも、各ノズルnの副走査方向Yの配置は変わらないので、主走査方向XにおけるドットDの順番とノズルnとの対応関係は維持される。
そして、これらノズル形成エリアを副走査方向Yについて上流側からN1,N2,NA4,NA3の順番で配置することにより、図7の例と同様に、ドットD,Dが隣接するノズルn,nが隣接する配置となることを回避すると共に、ドットD,Dが隣接するノズルn,nがノズル形成エリアN1,N2,NA4,NA3全体における副走査方向Yの下流側端部と上流側端部とに離れた配置となることを回避することができる。Specifically, as shown in FIG. 8, with respect to the nozzle formation areas NA3 and NA4, the outer shapes of the nozzle formation areas N3 and N4 in FIG. 7 and the arrangement of the nozzles n are reversed around the axis along the main scanning direction X. It is good also as the structure made to do. Even when the arrangement of the nozzles n is reversed in this way, the arrangement of the nozzles n in the sub-scanning direction Y does not change, so the correspondence between the order of the dots D in the main scanning direction X and the nozzles n is maintained.
Then, by arranging these nozzle formation areas in the order of N1, N2, NA4, and NA3 from the upstream side in the sub-scanning direction Y, the nozzles n and n adjacent to the dots D and D are arranged as in the example of FIG. While avoiding the adjacent arrangement, the nozzles n and n adjacent to the dots D and D are arranged at the downstream end and the upstream end in the sub-scanning direction Y in the entire nozzle formation areas N1, N2, NA4, and NA3. It can be avoided that the arrangement is far away.
[位置固定部]
位置固定部23は、V溝部24を有しており、位置基準ピン4に対して、V溝部24を突き当てることができるように構成されている。また、位置固定部23は、保持部3に設けられた弾性部材31によって、位置基準ピン4に突き当てる方向に押し付けられて第1当接部T1によって固定されており、液滴吐出ヘッド2が位置基準ピン4の軸周りに沿って回動可能となるように固定されている(図4参照)。
また、位置固定部23は、位置固定部23を位置基準ピン4に当接させたときに、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、主走査方向X(第1方向D1)とが所定の条件となるように配置されている(図5参照)。所定の条件については後述し、まず最も好ましい形態である、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、主走査方向X(第1方向D1)とが完全に平行となる例を用いて、基準ノズルSnについて説明する。[Position fixing part]
The
Further, the
本発明において、基準ノズルSnとは、位置合わせの基準となるノズルのことである。液滴吐出ヘッド2の上下方向を軸とした回転方向への位置調整は、最初に基準ノズルSnの位置に合わせてから、印字幅を合わせるために、位置基準ピン4を軸として、液滴吐出ヘッド2の回転方向への位置調整が行われている。
In the present invention, the reference nozzle Sn is a nozzle that serves as a reference for alignment. Position adjustment in the rotational direction about the vertical direction of the
基準ノズルSnは、液滴吐出部21内に設けられたノズルnから任意に選択可能であるが、位置合わせをより容易に行う観点から、位置固定部23の側の端部に位置するノズルnであることが好ましい。また、同様の観点から、位置固定部23の側の端部、かつ副走査方向Yの端部であることが、さらに好ましい。
具体的には、本発明のノズル配置を示した図7において、1〜4番目のノズルnであることが好ましく、1番目のノズルであることがさらに好ましい。
なお、図5においては、1番目のノズルを基準ノズルSnとして、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、第1方向D1とが平行となるように、位置固定部23が備えられている例を示している。The reference nozzle Sn can be arbitrarily selected from the nozzles n provided in the
Specifically, in FIG. 7 showing the nozzle arrangement of the present invention, the first to fourth nozzles n are preferable, and the first nozzle is more preferable.
In FIG. 5, the first nozzle is set as the reference nozzle Sn, and the
液滴吐出ヘッド2を回転方向への位置調整を行うとき、基準ノズルSnの位置も、主走査方向X及び副走査方向Yに位置がずれる。ここで、主走査方向X(印字幅方向)に直交する副走査方向Yへのずれは、液滴の吐出タイミングを制御することによって容易に調整することができるが、主走査方向X(印字幅方向)へのずれは、調整することが難しい。
When the position of the
本発明の位置固定部23は、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線が、主走査方向X(第1方向D1)とが平行となるように、液滴吐出ヘッド2に備えられているため、主走査方向Xへのずれを抑えることができる。
具体的には、図9に示すように、液滴吐出ヘッド2を、第1回転軸41を回転軸として角度dθ回転させたとき、本発明の基準ノズルSn1は主走査方向Xに対して、dx1のずれが生じる。これに対し、位置基準ピン4から主走査方向X(第1方向D1)に平行でない箇所に比較例としての基準ノズルSn2が配置された場合には、基準ノズルSn2は主走査方向Xに対して、dx2のずれが生じる。
ここで、基準ノズルSn1の中心から第1回転軸41に下ろした垂線は、主走査方向Xと平行であるため、液滴吐出ヘッド2を回転方向に移動させると、主走査方向Xと垂直な副走査方向Y方向への移動となり、主走査方向Xへはほとんどずれない。そのため、液滴吐出ヘッド2を、第1回転軸41を回転軸として角度dθ回転させたとき、本発明の基準ノズルSn1と比較例の基準ノズルSn2の主走査方向Xへのずれは、dx1<dx2となる。The
Specifically, as shown in FIG. 9, when the
Here, since the perpendicular line drawn from the center of the reference nozzle Sn 1 to the
また、上記の通り、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線は、主走査方向X(第1方向D1)と完全に平行となる場合が最も好ましいが、所定の条件を満たしていればよい。
本発明において、所定の条件とは、基準ノズルSnを後述する条件式C1及びC2を満たすように配置して、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線が、主走査方向Xと平行又は概平行となる場合をいう。Further, as described above, it is most preferable that the perpendicular line drawn from the center of the reference nozzle Sn to the
In the present invention, the predetermined condition is that the reference nozzle Sn is arranged so as to satisfy conditional expressions C1 and C2 to be described later, and the perpendicular line drawn from the center of the reference nozzle Sn to the
以下、基準ノズルSnを条件式C1及びC2を満たすように配置した場合について、図10に基づいて詳細に説明する。図10は、XY平面において、第1回転軸41に直交し主走査方向Xに垂直な方向に平行な直線m、直線mからY方向にわずかにずれた位置の基準ノズルSn3、基準ノズルSn3の中心から第1回転軸41に下ろした垂線と直線mとの角度をθ、基準ノズルSn3を第1回転軸41を回転軸として角度dθ回転させたときの主走査方向Xに対するずれをdx3を示している。また、このとき、基準ノズルSn3の中心から第1回転軸41へ下ろした垂線は、主走査方向Xに概平行となっている。
ところで、本発明の回転調整では、第1回転軸41を回転軸としてdθが±1°の範囲内で回転調整を行うことになる。また、主走査方向Xへ位置のずれが、主走査方向Xについての隣接するドットDの間隔であるドットピッチdpx(図6等参照)の1/2以下であれば、目視等で認識できる白筋などの画像不良とはならない。
したがって、|dθ|≦1°のとき、dx3<(dpx/2)を満たす位置に基準ノズルSn3が配置されていればよい。また、dx3は、dx3=|rcos(θ)−rcos(θ+dθ)|と表すことができるので、以下の条件式C1及びC2を満たす位置に基準ノズルSn3が配置されていれば、基準ノズルSn3の中心から第1回転軸41に下ろした垂線は、主走査方向Xと概平行であっても、本発明の効果が得られる。
|rcos(θ)−rcos(θ+1°)|<0.5dpx ・・・C1
|rcos(θ)−rcos(θ−1°)|<0.5dpx ・・・C2
以上のように、本発明の位置固定部23は、位置固定部23を位置基準ピン4に当接させたときに、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、主走査方向X(第1方向D1)とが所定の条件となるような位置に配置されていればよい。
なお、ドットピッチdpxは、例えば、1200npi(nozzle per inch)の高解像度のインクジェットヘッドを用いる場合は約21.2μm、600npiのインクジェットヘッドを用いる場合は約42.3μm、300npiのインクジェットヘッドを用いる場合は約84.7μmとなる。Hereinafter, the case where the reference nozzles Sn are arranged so as to satisfy the conditional expressions C1 and C2 will be described in detail with reference to FIG. FIG. 10 shows a straight line m orthogonal to the
By the way, in the rotation adjustment of the present invention, the rotation adjustment is performed within the range of dθ of ± 1 ° with the
Therefore, when | dθ | ≦ 1 °, the reference nozzle Sn 3 only needs to be arranged at a position satisfying dx 3 <(dpx / 2). Further, dx 3 can be expressed as dx 3 = | rcos (θ) −rcos (θ + dθ) |. Therefore, if the reference nozzle Sn 3 is arranged at a position satisfying the following conditional expressions C1 and C2, the reference The effect of the present invention can be obtained even if the perpendicular drawn from the center of the nozzle Sn 3 to the
| Rcos (θ) −rcos (θ + 1 °) | <0.5 dpx... C1
| Rcos (θ) −rcos (θ−1 °) | <0.5 dpx... C2
As described above, the
The dot pitch dpx is, for example, about 21.2 μm when using a 1200 npi (nozzle per inch) high-resolution inkjet head, about 42.3 μm when using a 600 npi inkjet head, and using a 300 npi inkjet head. Is about 84.7 μm.
[位置調整機構]
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、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(図11等参照)。[Position adjustment mechanism]
The
位置調整部51は、ハウジング53の下部付近前側であって、軸部材52の中心より上側に設けられており、後述するハウジング53の回転によって、前後方向に位置移動可能な構成となっている。また、位置調整部51は先端部が球面状となっており、当該先端部が位置決め部25に当接している。
The
ハウジング53は、ハウジング53の下部に設けられた軸部材52の中心を第2回転軸521として回転可能な構成となっている。また、ハウジング53の上部付近後側には、調整ネジ54との当接面を有しており、調整ネジ54が当該当接面に接しながら前方向に位置移動すると、ハウジング53は、第2回転軸521を中心として前回り方向に回転する。一方で、調整ネジ54が当該当接面に接しながら後方向に移動すると、ハウジング53は、第2回転軸521を中心として後回り方向に回転する。
The
また、位置調整部51と位置決め部25の当接部(第2当接部T2)、及び、調整ネジ54とハウジング53との当接部は、それぞれハウジング53の第2回転軸521よりも上側に位置しているため、ハウジング53が前方向(又は後方向)に回転した場合、それぞれの当接部も前方向(又は後方向)に移動する。
また、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、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。Further, the abutting portion (second abutting portion T2) between the
Further, since the distance from the center of the
また、液滴吐出ヘッド2は、位置固定部23によって位置基準ピン4に回動可能に固定されている。そのため、位置調整部51の前後方向への位置移動によって、位置基準ピン4の軸周りに沿って位置移動することができ、液滴吐出方向に垂直な前後左右方向に対する回転角度の調整を行うことができる。
The
調整ネジ54は、調整ネジ54が回転可能な状態で調整ネジ保持部55に保持されており、回転することによって前後方向に移動可能である。そして、調整ネジ54の位置移動によって、ハウジング53の回転を制御することができる。
The
[位置調整部と調整ネジの位置関係]
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、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12参照)。
なお、図12では、説明の便宜のため、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12において、前方向をX方向とする。[Positional relationship between position adjustment section and adjustment screw]
The positional relationship between the
In FIG. 12, for convenience of explanation, when the center of the
In FIG. 12, the forward direction is the X direction.
原点OとA1間の距離をd1、原点OとA1の前後方向の距離をx1、原点Oを通る前方向に平行な軸からA1までの角度をθ1、原点Oと基準部位B1間の距離をd2、原点Oと基準部位B1の前後方向の距離をx2、原点Oを通る前方向に平行な軸から基準部位B1までの角度をθ2とする場合、関係式を以下のように表すことができる。
また、ハウジング53の回転によるx1の変化量(dx1/dθ)の絶対値及びx2の変化量(dx2/dθ)の絶対値は、微分によって以下の式で表すことができる。
また、本実施形態においては、x2のハウジング回転に伴う移動量の絶対値が、x1のハウジング回転に伴う移動量の絶対値よりも小さくなるように設計されているため、|dx2/dθ|<|dx1/dθ|となり、d1、θ1、d2及びθ2の関係式は、下記式(1)により表すことができる。
ここで、上記式(1)を満たすようにd1、θ1、d2及びθ2を規定することにより、位置調整部51の移動量(x2の変化量)を調整ネジ54の移動量(x1の変化量)よりも小さくすることができる。
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。Here, by defining d 1 , θ 1 , d 2, and θ 2 so as to satisfy the above formula (1), the amount of movement of the position adjusting unit 51 (the amount of change of x 2 ) is changed to the amount of movement of the adjusting
When one of the droplet discharge heads 2 is rotatably fixed to the
なお、上述の説明では、位置調整部51の形状の一例として、位置調整部51の先端部が球面状である例を説明したが、上述の例に限られず、位置調整部51の形状は適宜選択可能である。例えば、位置調整部51を先端が尖った針形状や、直方体形状とすることができる。
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。In the above description, as an example of the shape of the
The reference part B1 can be arbitrarily determined as long as it is a part that serves as a reference for position movement in the
[位置調整機構の関係式]
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、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13参照)。
なお、図13は図12と同様の構成であるが、説明の便宜のため、適宜記号等を変更した図を用いて説明する。具体的には、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。[Relationship of position adjustment mechanism]
In the position adjustment mechanism in the
Note that FIG. 13 has the same configuration as that of FIG. 12, but for convenience of description, description will be made using a diagram in which symbols and the like are appropriately changed. Specifically, when the center of the
OとA1の上下方向の距離をl1、OとA1の前後方向の距離をr1、Oを通る上方向に平行な軸からA1までの角度をα1、Oを通る上方向に平行な軸からA2までの角度をβ1、Oと基準部位B1の前後方向の距離をl2、Oと基準部位B1の上下方向の距離をr2、Oを通る前方向に平行な軸から基準部位B1までの角度をα2、Oを通る前方向に平行な軸からB2までの角度をβ2、とする場合、関係式を以下のように表すことができる。
また、これらの値からdxとdsの関係式を表すと、下記式(2)のように表すことができる。
ここで、例えば、式(1)を満たす値としてl1=17.5mm、r1=0mm、l2=4.35mm、r2=2mmを設定して式(2)に代入した場合、ネジピッチ0.5μm/1回転(360度回すと0.5μm進む)である調整ネジ54を使用してハウジング53を回転するならば、調整ネジ54の回転角度であるネジ動作量(度)と、位置調整部51の前後方向への位置調整変位量(μm)との関係式は、図14(a)のように表すことができる。式(2)において、dxはネジ動作量(度)に比例する値であり、dsは位置調整変位量に対応する値である。
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14(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。Here, for example, when l 1 = 17.5 mm, r 1 = 0 mm, l 2 = 4.35 mm, and r 2 = 2 mm are set as values satisfying the expression (1) and substituted into the expression (2), the screw pitch If the
From the inclination of the relational expression, it can be seen that the screw operation amount (degree) and the position adjustment displacement amount (μm) are in a substantially proportional relationship. In FIG. 14A, a value obtained by linearly approximating the relationship between the screw operation amount (degree) and the position adjustment displacement amount (μm) is indicated by a broken line.
また、図14(b)は、本実施形態に対する比較例であり、本実施形態と同じネジピッチ0.5μm/1回転の調整ネジ54を用いた場合に、調整ネジ54の先端部の変位量を位置調整変位量として、ネジ動作量(度)と位置調整変位量(μm)の関係式を示している。比較例の調整ネジ54は、ネジを回転させた角度(ネジ動作量)に比例して位置移動するため、ネジ動作量(度)と位置調整変位量(μm)との関係式は直線式で表される。
FIG. 14B is a comparative example with respect to the present embodiment. When the
また、本実施形態と比較例を比較すると、同じ調整ネジ54を同じ角度回した際に、本実施形態では位置調整変位量が約10分の1となっている。したがって、本実施形態では約10分の1の縮小率を得られたことが分かる。
Further, comparing this embodiment with a comparative example, when the
また、l1、r1、l2、r2、及びネジピッチについて、数値の一例を示して説明したが、当然適宜変更可能である。また、用途に応じて、適宜の値となるように設定することで、更に高い縮小率にすることや、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も可能である。
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。In addition, although l 1 , r 1 , l 2 , r 2 , and the screw pitch have been described with examples of numerical values, it can be changed as appropriate. In addition, by setting the value to an appropriate value according to the application, it is possible to obtain a higher reduction ratio and to improve the linearity of the relational expression between the screw operation amount and the position adjustment displacement amount.
Specifically, by increasing l 1 or decreasing r 2 , ds / dx can be reduced and the reduction rate can be increased. Further, by increasing r 1 or decreasing l 2 , the linearity of the relational expression between the screw operation amount and the position adjustment displacement amount can be improved.
[本発明の技術的効果]
以上のように、本発明の液滴吐出ヘッド2は、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、主走査方向X(印字幅方向)とが、所定の条件となるように配置された位置固定部23を備えるため、回転方向に位置調整を行ったとき、基準ノズルSnの主走査方向Xへのずれが抑えられ、着弾位置精度を向上させることができる。また、本発明の液滴吐出ヘッド2は、基準ノズルSnと位置固定部23との位置関係を調整することのみによって、本発明の効果を得ることができるため、簡易な構成で位置調整を容易に行うことができる。[Technical effects of the present invention]
As described above, in the liquid
また、本発明の液滴吐出ヘッド2の実施の形態において、基準ノズルSnは、位置固定部23側の端部に位置するノズルnであることが好ましく、さらに副走査方向Yの端部でもあることが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド2の保持部3に対する保持位置の位置合わせを、より容易に行うことができる。
In the embodiment of the
また、本発明の液滴吐出ヘッド2の実施の形態において、第1方向D1(主走査方向X)に隣接するドットDを形成する二つのノズルn,nが、第1方向D1に交差する第2方向D2に隣接しないように分散させて配置すると共に、第1方向D1に直交する第3方向D3(副走査方向Y)における一端部と他端部とに分離されないように配置することが好ましい。このようなノズル配置とすることにより、液滴吐出ヘッド2の取付誤差による隣接するドットD間の距離変動の影響を低減し、高い画質を維持することができる。
In the embodiment of the
また、本発明の液滴吐出ヘッドユニット1の実施の形態において、回転調整部によるハウジングの回転によって、位置調整部51を移動させ、液滴吐出ヘッド2の保持部3に対する保持位置の調整を行い、式(1)を満たすように構成することが好ましい。これにより、液滴吐出ヘッド2の保持部3に対する保持位置の位置調整を高精度に行うことができる。
In the embodiment of the droplet
[その他]
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。[Others]
It should be thought that embodiment disclosed this time of this invention is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is not limited to the above detailed description, but is defined by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. .
例えば、本発明の位置固定部23は、図5では、液滴吐出ヘッド2の左側の前側付近に設けた例を示したが、位置基準ピン4に当接させたときに、基準ノズルSnの中心から第1回転軸41に下ろした垂線と、主走査方向X(第1方向D1)とが所定の条件となっていれば、位置は適宜変更可能である。例えば、図5において、液滴吐出ヘッド2の右側に設けても良い。
For example, FIG. 5 shows an example in which the
また、上記液滴吐出ヘッド2において、液滴吐出部21に形成されるノズルnからなるノズル形成エリアを四つ設ける場合を例示したが、その個数は増減可能である。但し、ノズル形成エリアの数は3以上が望ましく、4以上がさらに望ましい。
Moreover, although the case where four nozzle formation areas composed of the nozzles n formed in the
また、複数のノズルnは、第1方向と第2方向とに沿って並んだ配置でノズルnが形成された複数のノズル形成エリアに分割され、主走査方向について隣接するドットを形成する二つのノズルn,nが同一のノズル形成エリア内にならないように分散させて副走査方向に隣接しないように配置した、より好ましい例を示したが、これに限定されるものではない。
複数のノズルnは、第1方向(主走査方向)と第2方向とに2次元状に配置され、主走査方向について隣接するドットを形成する二つのノズルn,nが副走査方向に隣接しないように分散させて配置すると共に、2次元状に配置された全ノズルが配置された領域内において、隣接するドットを形成する二つのノズルn,nが第3方向(副走査方向)における一端部と他端部とに分離されないように配置されていればよい。これらの条件を満たす範囲内で、例えば、上記実施形態において、第1方向(主走査方向)に延在する複数のノズル列を入れ替えて主走査方向について隣接するドットを形成する二つのノズルn,nを同一のエリア内に配置させてもよいし、全体を1つのノズル形成エリアとしてもよい。
また、各ノズル形成エリアN1〜N4の内側に形成するノズルnの数は、8×32個とする場合を例示したが、その個体数に限定するものではない。ノズルnの個体数は、液滴吐出ヘッド2に要求されるドット密度に応じて増減させても良い。The plurality of nozzles n are divided into a plurality of nozzle formation areas in which the nozzles n are formed in an arrangement arranged along the first direction and the second direction, and two adjacent dots are formed in the main scanning direction. Although a more preferable example is shown in which nozzles n and n are dispersed so as not to be in the same nozzle formation area and arranged not to be adjacent in the sub-scanning direction, the present invention is not limited to this.
The plurality of nozzles n are two-dimensionally arranged in the first direction (main scanning direction) and the second direction, and two nozzles n and n forming adjacent dots in the main scanning direction are not adjacent in the sub-scanning direction. In the region where all the nozzles arranged in a two-dimensional manner are arranged, two nozzles n and n forming adjacent dots are arranged at one end in the third direction (sub-scanning direction). What is necessary is just to arrange | position so that it may not isolate | separate into an other end part. Within a range that satisfies these conditions, for example, in the above-described embodiment, two nozzles n that form adjacent dots in the main scanning direction by replacing a plurality of nozzle rows extending in the first direction (main scanning direction). n may be arranged in the same area, or the whole may be one nozzle formation area.
Moreover, although the case where the number of the nozzles n formed inside the nozzle formation areas N1 to N4 is 8 × 32 is illustrated, it is not limited to the individual number. The number of nozzles n may be increased or decreased according to the dot density required for the
各ノズル形成エリアN1〜N4は、副走査方向Yについて密接するように配置する場合(一方と他方のエリアの境界に位置する二つのノズルn,nの副走査方向Yにおけるノズルピッチが、同一エリア内で隣接する二つのノズルn,nの副走査方向Yにおけるノズルピッチnpyと等しい配置)を例示したが、これに限定するものではない。例えは、各ノズル形成エリアN1〜N4の間にノズルピッチnpyの整数倍で隙間を設けても良い。 When the nozzle formation areas N1 to N4 are arranged in close contact with each other in the sub-scanning direction Y (the nozzle pitch in the sub-scanning direction Y of the two nozzles n and n located at the boundary between one and the other area is the same area) In this example, the two nozzles n and n adjacent to each other in the sub-scanning direction Y have the same arrangement as the nozzle pitch npy. However, the present invention is not limited to this. For example, a gap may be provided between the nozzle formation areas N1 to N4 at an integral multiple of the nozzle pitch npy.
また、本実施形態の位置調整機構を搭載した液滴吐出ヘッドユニット1において、液滴吐出ヘッド2に対して、調整部5を1つ設けた例を示したが、1つ以上の液滴吐出ヘッド2を備える構成となっていれば、調整部5を設ける数は適宜変更可能である。
また、調整部5の配置箇所についても、当然適宜変更可能である。Moreover, in the droplet
In addition, the arrangement location of the
また、調整部5の位置調整部51を当接させて行う位置調整方法として、液滴吐出ヘッド2の位置決め部25に当接させる方法、位置調整部51を当接させる箇所や方法は当然適宜変更可能であり、例えば液滴吐出ヘッド2の本体部に直接当接させてもよい。
As a position adjustment method performed by bringing the
また、本実施形態では、位置固定部23のV溝部24を回動可能に位置基準ピン4に固定する構成としたが、液滴吐出ヘッド2の回転角度の調整が可能な構成であれば、構成は適宜変更可能である。
また、位置基準ピン4が保持部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。Further, in this embodiment, the V-
Further, although the
また、位置調整部51の先端部は球面状であることとしたが、当該先端部が当接する位置決め部25の当接面を球面状とすれば、当該先端部を平面状としても良い。ここで、位置調整部51の先端部と位置決め部25の当接面の両方を球面状又は平面状とすることも技術的には可能であるが、位置移動する際に安定しないため、どちらか一方を球面状とすることが望ましい。
In addition, the tip of the
また、ハウジング53の回転を調整する回転調整部として、調整ネジ54を用いる例について説明したが、ハウジング53を回転することができれば、構成は適宜変更可能であり、例えば、圧電素子の変位によってハウジング53を回転させる構成としても良い。
Moreover, although the example which uses the
また、液滴吐出ヘッド2は、圧電素子を使用してインク等の液滴を吐出する構成としたが、液滴を吐出できる機構を備えていれば良く、例えば、サーマル(電気熱変換素子)を使用することとしても良い。
In addition, the
また、位置固定部23を位置基準ピン4へ付勢する手段と、位置決め部25を位置調整部51へ付勢する手段として、それぞれ異なる弾性部材31と弾性部材32を用いる例を示したが、液滴吐出ヘッド2を位置基準ピン4及び位置調整部51へ付勢できる手段であれば、当然適宜変更可能である。例えば、1つの弾性部材によって直接液滴吐出ヘッド2の本体を付勢することとしても良く、また、隣接する2つの液滴吐出ヘッド2の間に設けられた弾性部材31と弾性部材32を、同じ1つの弾性部材を用いることとしても良い。
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。Moreover, although the example which uses the
Further, as a method of fixing the
本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドユニット、画像形成装置、画像形成装置の保持部への液滴吐出ヘッドの実装方法に利用することができる。 The present invention can be used in a droplet discharge head, a droplet discharge head unit, an image forming apparatus, and a method for mounting a droplet discharge head on a holding unit of the image forming apparatus.
1 液滴吐出ヘッドユニット
2 液滴吐出ヘッド
21 液滴吐出部(ノズル形成面)
23 位置固定部
24 V溝部
3 保持部
4 位置基準ピン(位置基準部)
41 第1回転軸
51 位置調整部
52 軸部材
521 第2回転軸
53 ハウジング
54 調整ネジ(回転調整部)
100 画像形成装置
K 記録媒体
n ノズル
Sn 基準ノズル
D1 第1方向
D2 第2方向
X 主走査方向
Y 副走査方向(第3方向)
D ドット
B1 基準部位DESCRIPTION OF
23 Position fixing part 24
41
100 Image forming apparatus K Recording medium n Nozzle Sn Reference nozzle D1 First direction D2 Second direction X Main scanning direction Y Sub-scanning direction (third direction)
D dot B1 reference part
Claims (10)
記録媒体の記録面に対向するノズル形成面上に、前記記録媒体と当該液滴吐出ヘッドとの相対的な移動方向に直交する第1方向と、前記第1方向に交差する第2方向とに、2次元状に配置された複数のノズルと、
前記位置基準部に当接させたときに、前記複数のノズルにおける基準ノズルの中心から、前記液滴吐出ヘッドを前記ノズル形成面に対して垂直な方向を軸として回転する回転方向へ位置調整するための第1回転軸に下ろした垂線と、前記第1方向とが所定の条件となるように配置された位置固定部と、
を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッド。A droplet discharge head that is detachably attached to a holding unit of an image forming apparatus and performs position adjustment by contacting a position reference unit provided in the holding unit,
On a nozzle forming surface facing the recording surface of the recording medium, a first direction orthogonal to the relative movement direction of the recording medium and the droplet discharge head and a second direction intersecting the first direction A plurality of nozzles arranged two-dimensionally;
When contacting the position reference portion, the position of the droplet discharge head is adjusted from the center of the reference nozzle of the plurality of nozzles in a rotation direction that rotates about a direction perpendicular to the nozzle formation surface. A position fixing portion arranged so that a perpendicular line to the first rotation shaft for the first direction and the first direction are a predetermined condition;
A liquid droplet ejection head comprising:
前記第1方向に隣接するドットを形成する二つのノズルが、前記第2方向に隣接しないように分散させて配置すると共に、前記2次元状に配置された複数のノズルの前記第1方向に直交する第3方向における一端部と他端部とに分離されないように配置した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。The second direction is a direction in which the relative moving direction is inclined in the first direction,
Two nozzles that form dots adjacent in the first direction are arranged so as not to be adjacent in the second direction, and are orthogonal to the first direction of the two-dimensionally arranged nozzles The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the liquid droplet ejection head is arranged so as not to be separated into one end and the other end in the third direction.
前記液滴吐出ヘッドを着脱自在に保持する前記保持部と、を備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。A liquid droplet ejection head according to any one of claims 1 to 4,
A droplet discharge head unit comprising: the holding unit that detachably holds the droplet discharge head.
前記保持部は、前記V溝部に当接する前記位置基準部を有することを特徴とする請求項5に記載の液滴吐出ヘッドユニット。The position fixing portion has a V-groove portion,
The droplet discharge head unit according to claim 5, wherein the holding portion includes the position reference portion that abuts on the V groove portion.
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請求項5又は6に記載の液滴吐出ヘッドユニット。
A rotation adjusting unit that contacts the housing and adjusts the rotation of the housing;
A position adjusting unit that is provided in the housing and adjusts a holding position of the droplet discharge head with respect to the holding unit in contact with the droplet discharge head;
With
The droplet discharge head unit according to claim 5, wherein the following formula (1) is satisfied.
前記ノズル形成面に対して垂直な軸に対する回転方向への位置調整を、前記位置固定部と前記位置基準部とを当接させながら、前記位置基準部を軸にして回動させることによって行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの実装方法。A method for mounting a droplet discharge head, wherein the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 4 is mounted on the holding unit.
Position adjustment in the rotational direction with respect to an axis perpendicular to the nozzle forming surface is performed by rotating the position reference portion as an axis while contacting the position fixing portion and the position reference portion. A method of mounting a droplet discharge head characterized by the above.
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