JPWO2017109833A1 - インクジェットヘッドアッセンブリ - Google Patents

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Abstract

印刷媒体に対向するベース板(21)上に、印刷領域が重ならないように,印刷媒体の幅方向に複数並べて配置されるインクジェットヘッド(20)を備えるインクジェットヘッドアッセンブリ(2A)において、各インクジェットヘッド(20)をアライメントプレート(23)を用いてフレーム(22)に固定し、各フレーム(22)をベース板(21)上に印刷媒体の幅方向に移動可能に取り付け、ベース板(21)と各フレーム(22)との間には、ベース板(21)上に回転軸を有する第1のピンと、この回転軸からずれた軸線を備えて第1のピンの上に突設された第2のピン(52)を含む偏心ピン(50)を設け、第2のピン(52)の先端部はフレーム(22)に設けた長孔(44)に嵌合させ、外部から偏心ピン(50)を回転させると、第2のピン(52)の先端部が長孔(44)の平面壁を押してフレーム(22)を移動させ、隣接するインクヘッドとの距離を調整できるようにした。

Description

本出願はインクジェットヘッドアッセンブリに関する。
従来、インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどのインクジェット式プリンタ装置が知られている。インクジェット記録方式とは、ヘッドのノズル孔から微小な液滴となったインクを、紙等の記録媒体に向けて噴出することによって記録媒体に印刷を行うものである。インクジェット式プリンタ装置においても、印刷速度の高速化が求められているが、インクジェットヘッドを記録媒体の幅方向に走査させて印刷を行なう方式は、印刷速度が遅かった。そこで、走査式のインクジェットヘッドに代わり、ノズル孔が記録媒体の幅方向にわたって複数個配列された固定式のインクジェットヘッドを1つ用い、記録媒体の幅方向のラインを同時に印刷して印刷速度を速めたインクジェット式プリンタ装置がある。例えば、記録媒体である連続印刷用紙に固定式のインクジェットヘッドを用い印刷を行うインクジェット式プリンタ装置は、ラインプリンタ装置として実用化されている。
しかし、ラインプリンタ装置では、印刷用紙の幅全体に対応するインクジェットヘッドを1つだけ製作すると製造コストが高くなるため、インクジェットヘッドは幾つかに分割して製作され、組み合わされてインクジェットヘッドアッセンブリとなっている。具体的には、印刷用紙を幅方向に複数の領域に分割し、分割した領域毎に小型のインクジェットヘッドを用意して印刷を分担させている。インクジェットヘッドアッセンブリは、複数のインクジェットヘッドが、印刷用紙に対向する位置にあるフレーム上に、例えば、2列に千鳥状に並べられて形成される。この構造のインクジェットヘッドアッセンブリの場合、複数のインクジェットヘッドの位置合わせを正確に行わないと、インクジェットヘッド間でインク吐出の位置や方向が変化し、印刷物にスジが発生するなどの不具合が生じることがあった。
そこで、短時間で位置精度の高い組み付けが可能であるとともに、環境温度の変化に対して生じる印刷精度の劣化を抑制できるインクジェットヘッドアッセンブリおよびインクジェットヘッドの製造方法が、特許文献1に提案されている。特許文献1に開示のインクジェットヘッドアッセンブリは、インクジェットヘッドと、平板状のフレームと、フレームの主面に突設された2つの位置決めピン、およびインクジェットヘッドをフレームに固着するネジを備えている。
インクジェットヘッドは、インク吐出用の複数のノズル孔が、長方形のノズル形成領域に形成されたノズル面を備えており、インクジェットヘッドは平板状のフレームに、ノズル面がフレームの主面に平行となるように固定される。この時、インクジェットヘッドには、ノズル形成領域の短辺より外側に、それぞれフレームの主面から垂直に設けられた2つの位置決めピンが当接している。一方の位置決めピンは、フレームの主面と平行な面内でインクジェットヘッドが回転する中心を定め、他方の位置決めピンは、インクジェットヘッドの回転を止めて位置決めをしている。インクジェットヘッドは、ノズル形成領域の短辺の外側にある2つの位置決めピンに当接した状態でフレームにネジ止めされている。
特開2008−296518号公報
しかしながら、特許文献1に開示の構造は、個々のインクジェットヘッドの取付位置の再現性は優れているが、フレーム上に個固定される複数のインクジェットヘッドの間の位置調整ができず、印刷領域の継ぎ目調整が困難であるという課題があった。
1つの側面では、本出願はフレーム上に個固定される複数のインクジェットヘッドの間の位置調整を容易に行うことができ、各インクジェットヘッドによる印刷領域の継ぎ目の調整が簡単にできるインクジェットヘッドアッセンブリの提供を目的とする。
1つの形態によれば、印刷媒体に対向するベース板上に、印刷媒体の幅方向に印刷領域毎に並べて配置される複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェットヘッドアッセンブリであって、複数のインクジェットヘッドの1つが固定され、ベース板上の取付部に取り付けられるフレームと、フレームの各個とベース板との間に設けられ、外力印加で変位してベース板に対してフレームを微小移動させる微小移動機構とを備え、取付部は、微小移動機構が変位してフレームを微小移動させた時に、フレームを隣接する取付部の方向に移動させることが可能なように形成されたインクジェットヘッドアッセンブリが提供される。
開示のインクジェットヘッドアッセンブリによれば、複数のインクジェットヘッドを、それぞれフレームを介してベース板上に固定し、フレームは微小移動機構によって印刷媒体の幅方向にベース板上を微調整可能にしたことにより、隣接するインクジェットヘッドの印刷領域の継ぎ目の調整が簡単にできるという効果がある。
図1は、本出願のインクジェットヘッドアッセンブリを備える印刷装置が搭載された連続用紙用のプリンタの構造を説明する斜視図である。 図2は、図1に示したプリンタにおける連続用紙の搬送経路と、搬送経路におけるインクジェットヘッドアッセンブリの位置を示す説明図である。 図3は、図1に示したプリンタにおける一実施例のインクジェットヘッドアッセンブリを備える印刷装置の全体を示す斜視図である。 図4は、図3に示した印刷装置からインクジェットヘッドアッセンブリを取り出して示す斜視図である。 図5は、図4に示したインクジェットヘッドアッセンブリの平面図及び部分拡大平面図である。 図6は、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおける各部材の公差を説明する説明図である。 図7Aは、インクジェットヘッドアッセンブリにおいて、ヘッド配置が理想的である場合の各ヘッドのノズル孔からのインクの噴射位置を示す説明図である。 図7Bは、インクジェットヘッドアッセンブリにおいて、ヘッド配置が不良である場合の各ヘッドのノズル孔からのインクの噴射位置を示す説明図である。 図8Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおけるベース板の構造を示す斜視図である。 図8Bは、図8Aに示したベース板の平面図である。 図8Cは、図8Bに示したベース板の部分拡大平面図である。 図8Dは、図8Aに示したベース板の部分拡大斜視図である。 図9Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおけるフレームの構造を示す斜視図である。 図9Bは、図9Aに示したフレームの一方の端部を、下面側から見た状態を示す部分拡大斜視図である。 図10Aは、1つのインクジェットヘッドを図9Aに示したフレームに取り付ける工程を示す分解平面図である。 図10Bは、図10Aに示したインクジェットヘッドがフレームに取り付けられた状態の平面図である。 図11Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレームをベース板に対して移動させる微小移動機構の第1の実施例の偏心ピンの構造を示す斜視図である。 図11Bは、図11Aに示した偏心ピンの概略平面図である。 図11Cは、図11Bに示した偏心ピンの斜視図である。 図11Dは、図11Bに示した偏心ピンにおいて、第1のピンが半回転した時の第2のピンの移動軌跡を示す概略平面図である。 図12Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおけるベース板に、図11Aに示した偏心ピンを取り付ける工程を示す部分組立斜視図である。 図12Bは、偏心ピンが装着された図12Aに示したベース板に、インクジェットヘッドが搭載されたフレームを取り付ける工程を示す部分組立斜視図である。 図13は、偏心ピンが装着された図12Aに示したベース板に、インクジェットヘッドが搭載されたフレームを取り付ける工程を示す、図12Bと同じ状態を示す部分組立斜視図である。 図14Aは、インクジェットヘッドが搭載されたフレームが、ベース板に取り付けられた状態を示すインクジェットヘッドアッセンブリの部分斜視図である。 図14Bは、図14Aに示したインクジェットヘッドアッセンブリのG−G線における断面図である。 図15Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、偏心ピンが第1の位置にある時のフレームの位置を示す概略平面図である。 図15Bは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、偏心ピンが第1の位置から回転移動させられて、第2の位置になった時のフレームの位置を示す概略平面図である。 図15Cは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、偏心ピンが第2の位置から回転移動させられて、第3の位置になった時のフレームの位置を示す概略平面図である。 図16Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレームをベース板に対して移動させる微小移動機構の第2実施例の偏心ピンと駆動歯車の構造を示す斜視図である。 図16Bは、図16Aに示した偏心ピンに対する駆動歯車の配置の第1の実施形態を示す部分平面図である。 図16Cは、図16Aに示した偏心ピンに対する駆動歯車の配置の第2の実施形態を示す部分平面図である。 図16Dは、図16Bに示したインクジェットヘッドアッセンブリのK−K線における断面図である。 図17Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレームをベース板に対して移動させる微小移動機構の第3実施例の構造を示す部分斜視図である。 図17Bは、図17Aに示したインクジェットヘッドアッセンブリのH−H線における断面図である。 図18Aは、図17Aに示した第3の実施例の微小移動機構に使用する治具を示す平面図である。 図18Bは、図18Aに示した治具を、図16Aに示した微小移動機構に取り付けた状態の部分平面図である。 図18Cは、図18Bに示した治具を使用してフレームを移動させる動作を説明する部分平面図である。
以下、添付図面を用いて本出願に係るインクジェットヘッドアッセンブリの実施の形態を、具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。なお、ここでは、インクジェットヘッドアッセンブリが搭載された印刷装置の例として、連続用紙に印刷を行うラインプリンタを説明するが、本出願に係るインクジェットヘッドアッセンブリを搭載可能な印刷装置は、ラインプリンタに限定されるものではない。本出願に係るインクジェットヘッドアッセンブリを搭載可能な他の印刷装置としては、例えば、インクジェットプロッタ、電子回路の形成装置や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造装置、有機ELディスプレイの製造装置等が考えられる。
図1は、インクジェットヘッドアッセンブリを搭載可能な連続用紙用のプリンタPTの構造を説明する斜視図である。図1には、プリンタPTにおける連続用紙Pの搬送経路Rが、プリンタPTの本体5に設けられている前扉6とカバー7を開いた状態で示されている。プリンタPTの本体5には、給紙部1、インクジェットヘッドアッセンブリを備える印刷装置2、ブラシ3、及び排紙部4がある。折り畳まれて積み重ねられた連続用紙の束PPは給紙部1の下の床に置かれ、展開されながら連続用紙の束PPから引き出された連続用紙Pは給紙部1に供給される。連続用紙Pは給紙部1にあるトラクタで印刷装置2に送られ、印刷が終了した連続用紙Pは搬送経路Rの最終段で再び折り畳まれて排紙部4に積み重ねられる。排紙部4は本体5に対して昇降可能であり、積み重ねられる連続用紙Pの量が増えると排紙部4は下降する。
図2は、図1に示したプリンタPTにおける連続用紙Pの搬送経路Rと、搬送経路Rにおける印刷装置2のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aの位置を示すものである。連続用紙Pには幅方向(用紙が連続する方向に対して垂直な方向)に、所定間隔でミシン目が設けられており、使用前の連続用紙Pはミシン目で折り畳まれて積み重ねられ、積み重ねられた連続用紙の束PPとなってプリンタの脇に置かれる。また、連続用紙Pの両サイドには、連続用紙Pをトラクタ10で搬送するための送り孔(スプロケット孔)が等間隔で開けられている。
トラクタ10の躯体(図示省略)には、内蔵モータで駆動される駆動輪11と従動輪12が設けられており、駆動輪11と従動輪12の間にはベルト13が掛け渡されている。そして、ベルト13には、連続用紙Pの送り孔に挿入されるピンが、連続用紙Pの送り孔と同じ間隔で取り付けられている。連続用紙Pの送り孔は、連続用紙Pの両サイドに設けられているので、トラクタ10は連続用紙Pの送り孔の位置に合わせて2組設けられている。矢印Mは駆動輪11のモータの回転方向を示しており、連続用紙Pは送り孔にピンを挿入すればトラクタ10によって自動的に搬送される。また、トラクタ10には、連続用紙Pの搬送時に連続用紙Pがトラクタ10から外れないようにする蓋部材15が設けられている。
連続用紙の束PPからトラクタ10によって引き出された連続用紙Pは、まず、ブラシ3によって送り孔の周囲に付着する紙粉(連続用紙に送り孔を形成する時に出る屑)が除去される。トラクタ10を通過した連続用紙Pは、印刷装置2のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aの下を通る。インクジェットヘッドアッセンブリ2Aには複数のインクジェットヘッド20があり、連続用紙Pはインクジェットヘッド20から噴射されるインクによって印刷(印字)される。
これまでのラインプリンタでは、印刷装置2には連続用紙Pの幅方向に沿って設けられた1つの大きなラインヘッドがあったが、開示のプリンタPTには、連続用紙Pの上の印刷領域を分担して印刷する複数のインクジェットヘッド20がある。複数のインクジェットヘッド20は、例えば、5個のインクジェットヘッド20が、3個と2個に分けられて千鳥状に2列に並んで設けられる。また、連続用紙Pの搬送経路Rには、連続用紙Pの移動経路Rを定めるために複数のローラ8が設けられており、インクジェットヘッドアッセンブリ2Aで印刷された連続用紙Pは、複数のローラ8によって搬送経路Rを通って排紙部4に送られる。
図3は、図1に示したプリンタPTにおける一実施例のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aを備える印刷装置2の全体を示す斜視図である。本実施例のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aの筐体2Bにはベース板21が設けられており、ベース板21の上に5つのインクジェットヘッド20が搭載されている。各インクジェットヘッド20にはベース板21への取付部があるために、5つのインクジェットヘッド20は直線状に1列に並べて配置することができない。そこで、本実施例では5つのインクジェットヘッド20は千鳥状に2列に配置されている。
図4は、図3に示した印刷装置2の筐体2Bから、インクジェットヘッドアッセンブリ2Aを取り出して示す斜視図であり、図5は、図4に示したインクジェットヘッドアッセンブリ2Aの平面図及び部分拡大平面図である。インクジェットヘッドアッセンブリ2Aには、1枚のベース板21があり、ベース板21の上の5箇所には、インクジェットヘッド20の取付部30が、ベース板21の長手方向に2列に設けられている。取付部30にはインクジェットヘッド20が直接取り付けられておらず、調整板としてのフレーム22を介在させて取り付けられている。フレーム22にはそれぞれインクジェットヘッド20が、アライメントプレート23を用いて固定されている。
アライメントプレート23はインクジェットヘッド20の長手方向の両端部に設けられている。そして、一方のアライメントプレート23にはV字状の溝24が設けられており、他方のアライメントプレート23にはインクジェットヘッド20の長手方向に平行な辺を有する突出片25が設けられている。また、フレーム22には、フレーム22の上のインクジェットヘッド20の位置を決めるための2本の位置決めピン26が、基準ピンとして固定されている。インクジェットヘッド20は、V字状の溝24と突出片25を2本の位置決めピン26にそれぞれ当接させた状態でフレーム22の上に位置決めされた後に、ネジでフレーム22に固定される。
インクジェットヘッド20のアライメントプレート23にあるV字状の溝24と突出片25と、フレーム22の上の2本の位置決めピン26によるインクジェットヘッド20のフレーム22の上の位置決めは、次のようにして行われる。まず、一方のアライメントプレート23に設けられているV字状の溝24を一方の位置決めピン26に当接させる。次に、この位置決めピン26を回転中心としてインクジェットヘッド20の他端を他方の位置決めピン26の方向に回転させる。そして、他方のアライメントプレート23に設けられている突出片25が、他方の位置決めピン26に当接した状態でインクジェットヘッド20をフレーム22にネジで固定する。このような工程により、フレーム22に対するインクジェットヘッド20の位置決めが正しく行われ、フレーム22に対するインクジェットヘッド20の位置は常に一定である。
ベース板21の上に5箇所設けられた取付部30には、インクジェットヘッド20が固定されたフレーム22がそれぞれ嵌め込まれ、ネジで固定される。フレーム22の取付部30はベース板21の長手方向に対して、フレーム22の長手方向の全長より長く形成されており、ネジを緩めれば、フレーム22は取付部30の内部でベース板21の長手方向に僅かに移動させることができる。フレーム22の移動方向は、フレーム22に固定された2本の位置決めピン26とベース板21に設けられた溝によって規制されるが、この構造についても後述する。
図6は、開示のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aのフレーム22にインクジェットヘッド(図示せず)が取り付けられた状態における、各部材の公差を説明する説明図である。本図は、図示されないベース板に取り付けられたフレーム22とインクジェットヘッドにあるインク吐出用の複数のノズル孔20Nを、印刷紙面の上方側から見たものである。なお、本図では、フレーム22にアライメントプレートを一体化して描いてある。
図6に示すように、開示のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aでは、フレーム22に固定されて、アライメントプレート23のV字状の溝24に当接する位置決めピン26と、これに隣接する位置決めピン26の加工精度Cは±0.03mmである。なお、位置決めピン26は基準ピン26と記すことがある。また、基準ピン26から左端のノズル孔20Nまでの公差Aは±0.005mmであり、1つのインクジェットヘッドにおけるノズル孔20Nの全体幅の公差Bは±0.01mmである。更に、隣接するインクジェットヘッド同士の、最も近いノズル孔20Nの距離の公差E(印刷領域の継ぎ目の公差E)は、±0.05mmである。
図7Aは、インクジェットヘッドアッセンブリ2Aにおいて、5つのインクジェットヘッド20−1〜20−5の配置が理想的である場合の、インクジェットヘッド20−1〜20−5のノズル20Nからのインクの噴射位置SPを示す説明図である。矢印は連続用紙の走行方向である。5つのインクジェットヘッド20−1〜20−5の配置が理想的である場合は、隣接するインクジェットヘッド20同士の、最も近いノズル孔20Nの距離は全て適切である。しかし、フレーム22に対するインクジェットヘッド20の位置は常に一定であっても、ベース板21に取り付けられた5つのインクジェットヘッド20−1〜20−5の配置は常に理想的ではない。
図7Bは、インクジェットヘッドアッセンブリ2Aにおいて、5つのインクジェットヘッド20−1〜20−5の配置が不良である場合の、インクジェットヘッド20−1〜20−5のノズル20Nからのインクの噴射位置SPを示す説明図である。矢印は連続用紙の走行方向である。インクジェットヘッドの配置が不良である場合は、インクジェットヘッド20−1とインクジェットヘッド20−5の最も近いノズル20Nの隙間が狭くなることがある。また逆に、インクジェットヘッドの配置が不良である場合は、インクジェットヘッド20−3とインクジェットヘッド20−4の最も近いノズル20Nの隙間が広くなることもある。
ここで、図4、図5で説明した開示のインクジェットヘッドアッセンブリ2Aにおける個々の部材の構造及び個々の部材の結合について説明する。まず、図8Aから図8Dを用いてベース板21の構造を説明する。図8Aは、ベース板21単体の構造を示す斜視図であり、図8Bは、図8Aに示したベース板21の平面図である。また、図8Cは、図8Bに示したベース板21の部分拡大平面図であり、図8Dは、図8Aに示したベース板21の部分拡大斜視図である。
ベース板21は所定の板厚を備えた長方形をしており、長手方向に5つのインクジェットヘッドの取付部30が2列に並んで設けられている。取付部30は連続用紙の流れの方向の上流側(前列側)に3箇所ならんで設けられ、下流側(後列側)に2箇所並んで設けられている。取付部30は、インクジェットヘッド同士がぶつからないように、千鳥状に2列になっている。取付部30の中央部はインクジェットヘッドのノズル面から噴射されるインクを通すために、開口部31となっている。そして、開口部31の両端部には、取付部30に取り付けられるフレームの端部を取り付けるために、平面視凸状の凹部32と、矩形状の凹部33が形成されている。また、隣接する取付部30の凸状の凹部32と矩形状の凹部33との間には壁がなく連続している。
凸状の凹部32の凸部32Pには、後述する偏心ピンの第1のピンの部分が挿入されて回転自在に保持される保持穴34が設けられている。また、凸部32Pに隣接する矩形状部32Rには、フレームに取り付けられてフレームの底面から突出する位置決めピンの一方の下端部を、ベース板21の長手方向にスライドさせて案内するガイド溝35が設けられている。なお、ガイド溝35の両側には、後述するフレームの下面に突出する突起を受け入れるための逃げ溝36が設けられているが、逃げ溝36には機能性はない。
同様に、矩形状の凹部33にも、フレームに取り付けられてフレームの底面から突出する位置決めピンの他方の下端部を、ベース板21の長手方向にスライドさせて案内するガイド溝35が設けられている。なお、矩形状の凹部33においても、ガイド溝35の両側には、後述するフレームの下面に突出する突起を受け入れるための、機能性を備えない逃げ溝36が設けられている。
続いて、ベース板21に設けられた取付部30に搭載する調整板としてのフレーム22の構造を図9Aと図9Bを用いて説明する。図9Aは、フレーム22を上面側から見た斜視図であり、図9Bは、図9Aに示したフレーム22の一方の端部を下面側から見た部分拡大斜視図である。フレーム22は、図8Aから図8Dで説明したベース板21の取付部30の内法よりも小さい外寸を備える枠体40を備えており、枠体40の中央部には、インクジェットヘッドの底面から噴射されるインクを通すための開口41がある。フレーム22は金属製である。
枠体40の長手方向の一端には、ベース板21の凸状の凹部32に載置される凸状の平板部42が設けられており、他端には、ベース板21の矩形状の凹部33に載置される矩形状の平板部43が設けられている。凸状の平板部42の凸部42Pには、後述する偏心ピンが挿通される長孔44が設けられている。また、凸部42Pに隣接する矩形状部42Rには、位置決めピンの一方を取り付ける位置決めピンの取付孔45と、後述する取付ネジの取付孔49Hが設けられている。同様に、矩形状の凹部33に載置される矩形状の平板部43においても、位置決めピンの他方を取り付ける位置決めピンの取付孔45が設けられている。
そして、凸状の平板部42の下面の、位置決めピンの取付孔45の両側には、フレーム22を製造する金型の湯流れを良くするための突起46が設けられている。この突起46は、図8Dで説明したベース板22にある逃げ溝36に入るものであるが、機能性はなく本出願には直接関係しないものである。矩形状の平板部43の下面にも、位置決めピンの取付孔45の両側に突起はあるが、その図示及び説明は省略する。更に、枠体40の内側にある開口41の周囲には、開口41に取り付けられるインクジェットヘッド20の底面が置かれる段部47と、段部47に置かれた。インクジェットヘッド20の基部20Bの側面位置を規制する複数のリブ48が設けられている。
図10Aは、1つのインクジェットヘッド20を、図9Aに示したフレーム22に取り付ける工程を示す分解平面図である。インクジェットヘッド20の基部20Bの上面には、インクジェットヘッド20の長手方向の両端部において、V字状の溝24を備えるアライメントプレート23と、突出片25を備えるアライメントプレート23がネジ27で取り付けられている。ネジ27はボルトやナット等の他の取付具でも良い。また、ネジ27とネジ27の間にあるネジ28は、インクジェットヘッド20の基部20Bをフレーム22の枠体40に載置する際に、フレーム22の枠体40にある取付孔28Hに取り付けられる。インクジェットヘッド20の基部20Bの厚さは、フレーム22の枠体40の上面から段部47の深さに等しく形成されている。
よって、フレーム22の枠体40の段部47にインクジェットヘッド20の基部20Bを載置すると、インクジェットヘッド20の基部20Bの上面は、枠体40の両端部にある凸状の平板部42と矩形状の平板部43の上面と同じ高さになる。このため、フレーム22の枠体40の段部47にインクジェットヘッド20の基部20Bを載置すると、V字状の溝24を備えるアライメントプレート23は、凸状の平板部42の上面に置かれ、突出片25を備えるアライメントプレート23は、矩形状の平板部43の上面に置かれる。
一方、フレーム22の枠体40には、インクジェットヘッド20の基部20Bが載置される前に、2つある位置決めピンの取付孔45に位置決めピン26がそれぞれ取り付けられる。位置決めピンの取付孔45に取り付けられた位置決めピン26の上端部は、凸状の平板部42の上面と矩形状の平板部43の上面から突出しており、突出高さはアライメントプレート23の厚さ以上とすれば良い。また、位置決めピンの取付孔45に取り付けられた位置決めピン26の下端部は、凸状の平板部42の下面と矩形状の平板部43の下面から突出しており、突出高さはベース板21にあるガイド溝35の深さ以下である。位置決めピンの取付孔45に取り付けられた位置決めピン26の下端部が、凸状の平板部42の下面と矩形状の平板部43の下面から突出した状態は、後述する図14A等に示されている。
インクジェットヘッド20のフレーム22への取り付けは前述したが、更に詳述すると、まず、アライメントプレート23にあるV字状の溝24を、枠体40の凸状の平板部42に突設された位置決めピン26に当接させる。次いで、インクジェットヘッド20の基部20Bを位置決めピン26を中心にして回転させ、基部20Bが開口41の位置に来たら、基部20を開口41に挿入して段部47の上に載せる。この状態で反対側にあるアライメントプレート23の突出片25が位置決めピン26に当接していたら、基部20Bをフレーム22に固定する。突出片25と位置決めピン26との間に隙間があったら、位置決めピン26を中心にして基部20Bを回転させて、突出片25を位置決めピン26に当接さ、基部20Bをフレーム22に固定する。インクジェットヘッド20の基部20Bを枠体40に固定すると、図10Bに示すようになる。
ここで、ベース板21とフレーム22との間に装着される微小移動機構の1つである偏心ピン50について、図11Aから図11Dを用いて説明する。図11Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレーム22をベース板21に対して移動させる微小移動機構の第1の実施例の偏心ピン50の構造を示す斜視図である。また、図11Bは、図11Aに示した偏心ピン50の中心軸の関係を示す概略平面図であり、図11Cは、図11Bに示した偏心ピン50の斜視図である。更に、図11Dは、図11Bに示した偏心ピン50において、第1のピン51が半回転した時の、第2のピン52の移動軌跡を示す概略平面図である。
偏心ピン50は、ベース板上に設けられた保持穴34(図8A参照)に回転自在に保持される円柱状の第1のピン51と、第1のピン51の上に突設された第2のピン52から形成されている。第2のピン52の先端部には、マイナスドライバの先端部を挿入することができる、所定の深さを備えたスリット状の凹部53が設けられている。また、第2のピン52の先端部の頂面のスリット状の凹部53の一方の脇には、第2のピン52の回転位置を示すマーク54が付されている。なお、スリット状の凹部53は、プラスドライバ用の十字状の凹部であっても良い。
図11B及び図11Cに示すように、偏心ピン50は、第1のピン51の中心軸AX1に対して、第2のピン52の中心軸AX2が所定距離Xだけずれている。よって、図11Bに示した状態から第1のピン51が図11Dに示すように矢印Tの方向に回転すると、第2のピン52の中心軸AX2は、円C1の上を移動し、第2のピン52の頂面に付されたマーク54は円C2の上を移動する。第1のピン51が図11Dに示すように矢印Tの方向に180度回転(半回転)すると、第2のピン52は、第1のピン51が回転する前の位置から距離Y(第1のピン51の中心軸AX1と第2のピン52の中心軸AX2の距離Xの2倍)だけ移動する。第1のピン51をこれ以上回転させると、第2のピン52の、第1のピン51が回転する前の位置からの距離は距離Yより小さくなる。
第1のピン51はベース板21の上にある回転軸(中心軸AX1)を中心にして回転するのだけであるので、回転による第1のピン51のベース板21に対する位置は不変である。一方、第1のピン51の上に第1のピン51の中心軸AX1とはずれた中心軸AX2を備えて突設されている第2のピン52は、前述のように第1のピン51が半回転した時に、ベース板21に対して中心軸のずれの距離Xの2倍の距離Yだけ移動することができる。
よって、第2のピン52をフレーム22に嵌合させておけば、第1のピン51を回転させることにより、フレーム22を最大、第1のピン51と第2のピン52の中心軸のずれの距離Xの2倍の距離だけ移動させることができる。このことから、偏心ピン50における第1のピン51の中心軸AX1と第2のピン52の中心軸52の距離Xは、ベース板21に対してフレーム22を微小移動させることが必要な距離の半分程度に設定すれば良い。また、第1のピン51の回転に伴って第2のピン52は、ベース板の長手方向に垂直な方向にも変位し、その最大値は第1のピン51の中心軸AX1と第2のピン52の中心軸52の距離Xである。そこで、フレーム22に設ける長孔44の長さは、第2のピン52の変位距離に合わせて設定すれば良い。
図12Aは、ベース板21に、図11Aに示した偏心ピン50とインクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22を取り付ける工程を示す部分組立斜視図である。図8Dで説明したように、ベース板21の取付部30にある凸状の凹部32には、偏心ピン50の第1のピン51を受け入れて回転自在に保持する保持孔34がある。図11Aで説明した偏心ピン50の第1のピン51は、ベース板21にある保持穴34に収容され、回転自在に保持される。
図12B及び図13は、偏心ピン50が装着されたベース板21に、インクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22を取り付ける工程を示す部分組立斜視図である。インクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22は、枠体40の一方の端部に設けられた凸状の平坦部42がベース板の凸状の凹部32の上に嵌め込まれ、他方の端部に設けられた矩形状の平坦部43(図13参照)がベース板21の矩形状の凹部33に嵌め込まれる。この時、凸状の平坦部42にある長孔44に、ベース板21の上に設けられている偏心ピン50の第2のピン52が挿通される。
ベース板21の取付部30に嵌め込まれたフレーム22は、取付ネジ49をベース板21の凸状の凹部32と矩形状の凹部33にある取付穴39に螺着させることによって、ベース板21に固定することができる。なお、後に詳述するが、フレーム22は、取付部30の内部でベース板21に対して、取付部30の長手方向にのみ微小移動可能である。このため、取付ネジ49のフレーム22側の取付孔49H(図9A,9B参照)は、取付ネジ49のネジ部の直径よりも0.5mm程度大きいバカ孔に形成し、フレーム22の微調整を可能とした。取付孔49Hは、取付部30の長手方向に長い長孔でも良い。
図14Aは、インクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22が、ベース板21の取付部30に取り付けられた状態を示す斜視図であり、図14Bは、図14Aに示したインクジェットヘッドアッセンブリ2AのG−G線における断面図である。インクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22がベース板21の取付部30に取り付けられた状態では、図14Aに示すように、ベース板21に対して回転自在に取り付けられた偏心ピン50の第2のピン52が、フレーム22の長孔44に嵌合している。
また、この状態では、図14Bに示すように、偏心ピン50の第1のピン51が、ベース板21に設けられた保持穴34に回転自在に保持されている。更に、フレーム22の位置決めピン取付孔45に固着された位置決めピン26の下端部が、ベース板21に設けられたガイド溝35(図12A,図12B及び図13も参照)に摺動可能に嵌め込まれている。従って、偏心ピン50の第1のピン51が保持穴34の中で回転すると、第1のピン51の中心軸に対して偏心した中心軸を備える第2のピン52が長孔44の内部を移動して平面壁を押す。この結果、フレーム22が、ガイド溝35と位置決めピン26にガイドされてベース板21の長手方向に移動する。
ここで、偏心ピン50の回転により、第2のピン52が移動して、フレーム22がベース板21に対して微小移動する状態を図16Aから図16Cを用いて説明する。なお、図16Aから図16Cは、偏心ピン50の回転状態に応じたフレーム22に取り付けられている位置決めピン26とベース板21に設けられているガイド溝35の位置関係を説明する概略図であり、他の細かい部材の図示は省略してある。位置決めピン26はガイド溝35に摺動可能に嵌めこまれているものとする。
図15Aは、第2のピン52が長孔44の中で第1の位置にある時のフレーム22の位置を示す概略平面図である。この状態では、第2のピン52に近い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の終端部に近い側に位置しており、第2のピン52から遠い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の開口部に近い側に位置している。そして、第2のピン52が変化した状態は、第2のピン52の頂面に付されたマーク54の位置で確認することができる。図15Bは、第2のピン52が図15Aに示した第1の位置から第2の位置に移動した状態を示すものである。偏心ピン50では、第2のピン52は、その頂面にある凹部53にマイナスドライバ等の道具で外部から力を加えることにより、第1の位置から第2の位置に移動させることができる。
第2のピン52を、図15Aに示した第1の位置から図15Bに示した第2の位置に移動させると、第2のピン52は長孔44内を移動しながら長孔44の平面壁を押し、フレーム22をベース板21に対して移動させる。フレーム22の移動方向は、位置決めピン26が嵌めこまれているベース板21のガイド溝35によって規制され、フレーム22はガイド溝35の延伸方向、即ち、ベース板の長手方向にしか移動できない。第2のピン52が第2の位置に来た状態では、第2のピン52に近い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の終端部から離れ、第2のピン52から遠い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の終端部に近づく。
第2のピン52を、図15Bに示した第2の位置から図15Cに示した第3の位置に移動させると、第2のピン52は長孔44内を移動しながら長孔44の平面壁を押し、フレーム22をベース板21に対して更に移動させる。第2のピン52が第3の位置に来た状態では、第2のピン52に近い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の開口部に近い側に位置するようになり、第2のピン52から遠い位置決めピン26は、ベース板21のガイド溝35の終端部に近い側に位置するようになる。
このように、開示のインクジェットヘッドアッセンブリでは、第2のピン52を長孔44の内部で移動させることにより、ベース板21に対してフレーム22を微小移動させることができる。この結果、インクジェットヘッドアッセンブリにおいて、隣接するインクジェットヘッドの最も近接するノズル孔の間隔を調節して、隣接するインクジェットヘッドによる印刷領域の境界部の間隔を調節することができる。
図16Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレーム22をベース板21に対して移動させる微小移動機構の第2実施例の偏心ピン50Aと、偏心ピン50Aを回転させる第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56の構造を示す斜視図である。第1実施例の偏心ピン50は、図11Aに示したように、円柱状の第1のピン51の上に、中心軸が異なる第2のピン52が突設され、第1のピン51が、ベース板上に設けられた保持穴34に回転自在に保持される構造であった。
これに対して、第2実施例の偏心ピン50Aは、図16Aに示すように、円柱状の第1のピン51の外周部に歯車51Gが設けられている点が第1実施例の偏心ピン50と異なる。歯車51Gは第1のピン51の外周部全周に設けられていなくても良い。外周部に歯車51Gが設けられた第1のピン51は、第1の実施例同様に、保持穴34に回転自在に保持される。また、第1実施例の偏心ピン50では、第2のピン52の先端部に設けられたスリット状の凹部53が外部から移動させられて第1のピン51が回転していた。一方、第2実施例の偏心ピン50Aでは、第1のピン51の外周部に設けられた歯車51Gが、これに噛み合う第1と第2の駆動歯車55、56によって回転させられる。第2のピン52の頂面に回転位置を示すマーク54が付されている点は第1実施例と同じである。
第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56は、図16Dに示すように、ベース板21の内部空間内に設けられており、第2の駆動歯車56が保持穴34の側面に設けられた開口を通じて第1のピン51の外周部に設けられた歯車51Gに噛み合う。歯車51Gには回転軸58を設け、回転軸58はベース板21に設けた軸孔59に回転支持させることができる。また、第2の駆動歯車56に噛み合う第1の駆動歯車55には調整ロッド57が突設されており、調整ロッド57の先端部には、マイナスドライバの先端部を挿入することが可能な、所定の深さを備えたスリット状の凹部53Aが設けられている。調整ロッド57の先端部は、ベース板21の上面に露出するか、上面から突出している。第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56の歯数は同じで良いが、歯車51Gの端数に比べて小さくしてあるので、小さい力で歯車51Gを回転させることができる。
更に、ベース板21の内部の第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56を設ける位置は、歯車51Gを回転させられる位置であれば特にその位置が限定されないので、ベース板21内の空きスペースに設けることができる。図16Bは、第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56をベース板21の長手方向に並べて設けた例であり、図16Cは、第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56をベース板21の長手方向に直交する方向に並べて設けた例である。更にまた、第1の駆動歯車55と第2の駆動歯車56の間に別の駆動歯車を挿入することにより、第2のピン52から調整ロッド57までの距離も自在に変更することができる。
第1実施例の偏心ピン50では、ベース板21に対してフレーム22を微小移動させる場合には、第2のピン52の先端部に設けられたスリット状の凹部53を、マイナスドライバ等の道具で外部から移動させていた。一方、第2実施例の偏心ピン50Aでは、第1のピン51の外周部に設けられた歯車51Gに第1と第2の駆動歯車55、56が噛み合っている。そこで、フレーム21の上面から突出する調整ロッド57をマイナスドライバ等の道具で外部から回転させれば、第1の駆動歯車55を回転させてベース板21に対してフレーム22を微小移動させることができる。
図17Aは、開示のインクジェットヘッドアッセンブリにおいて、フレーム22をベース板21に対して移動させる微小移動機構の第3実施例の構造を示す部分斜視図である。フレーム22の構造及びベース板21の構造は、微小移動機構の部分を除いてこれまでに説明した実施例におけるフレーム22の構造及びベース板21の構造と同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。微小移動機構の第1の実施例では、図11Aに示した偏心ピン50がベース板21とフレーム22の間に設けられており、第2の実施例では図15Aに示した偏心ピン50Aと第1と第2の駆動歯車55,56がベース板21とフレーム22の間に設けられていた。
一方、微小移動機構の第3の実施例では、図17Aに示す部分斜視図及び図17Bに示す断面図から分かるように、フレーム22の凸状の平板部42には、第1の実施例において長孔があった位置に円柱状の突起61が設けられている。更に、微小移動機構の第3の実施例では、ベース板21の上面であって、フレーム22に設けられた円柱状の突起61を見通せる位置に、円柱状の突起61と同様の形状の円柱状の突起62が設けられている。微小移動機構の第3の実施例では、図18Aに示す治具70を用いて突起62に対して突起61を移動させることができる。
図18Aは、図17Aに示した微小移動機構の第3の実施例に使用する治具70を示す平面図である。治具70には、その先端部に円柱状の突起61を受け入れることができる長孔71が設けられており、長孔71から所定距離だけ離れた位置に、ベース板21の上面にある円柱状の突起62を嵌め込むことができる円形の貫通孔72が設けられている。この治具70では、長孔71の中心から貫通孔72の中心軸までの距離を、フレーム22に設けられた円柱状の突起61とベース板21に設けられた円柱状の突起62の中心軸間の距離とすれば良い。
微小移動機構の第3の実施例では、図18B及び図18Cに示すように、ベース板21の取付部30にインクジェットヘッド20が搭載されたフレーム22が取り付けられた後に、図18Aに示した治具70で、ベース板21に対するフレーム22の位置を調整する。治具70は、長孔71をフレーム22に設けられた円柱状の突起61に嵌め込み、貫通孔72をベース板21に設けられた円柱状の突起62に嵌め込んで使用する。
図18Cに示すように、治具70の貫通孔72から治具70の把持部73の端部までの長さL1は、治具70の長孔71から貫通孔72までの長さL2よりも十分に長くしておく。フレーム22をベース板21に対して微小移動させる時は、図18Cに示す状態で、治具70の把持部73を矢印Uで示す方向に移動させる。すると、治具70の貫通孔72が支点となり、長孔71が作用点となって、図18Bに示すように、長孔71でフレーム22に設けられた円柱状の突起61を矢印Wで示す方向に押すことができ、フレーム22をベース板21に対して微小移動させることができる。
以上説明したように、開示のインクジェットヘッドアッセンブリでは、印刷装置の組み立て後に、フレームをベース板に対して微小移動させることができるので、隣接するインクジェットヘッドによる印刷領域の境界部の間隔を調節することができる。この結果、印刷媒体の幅方向に存在する印刷領域の継ぎ目の調整が簡単にでき、印刷装置において良好な印刷を実現できる。

Claims (12)

  1. 印刷媒体に対向するベース板上に、前記印刷媒体の幅方向に印刷領域毎に並べて配置される複数のインクジェットヘッドを備えるインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記複数のインクジェットヘッドの1つが固定され、前記ベース板上の取付部に取り付けられるフレームと、
    前記フレームの各個と前記ベース板との間に設けられ、外力印加で変位して前記ベース板に対して前記フレームを微小移動させる微小移動機構とを備え、
    前記取付部は、前記微小移動機構が変位して前記フレームを微小移動させた時に、前記フレームを隣接する前記取付部の方向に移動させることが可能なように形成されたインクジェットヘッドアッセンブリ。
  2. 請求項1に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記取付部が前記フレームを嵌め込むことができる凹部に形成され、前記凹部の長手方向の全長が、前記フレームの長手方向の全長よりも長く形成されているインクジェットヘッドアッセンブリ。
  3. 請求項2に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記微小移動機構が、前記フレームの各個と前記取付部の凹部との間に設けられた偏心ピンであり、
    前記フレームには前記印刷媒体の幅方向に垂直な方向に延びる長孔が設けられており、
    前記偏心ピンは、前記ベース板上に中心軸を有する第1のピンと、前記中心軸に対して軸線のずれた中心軸を備えて前記第1のピンの上に突設された第2のピンから形成されており、
    前記第2のピンの先端部は前記長孔に嵌合しており、
    外部から前記偏心ピンを回転させると、前記第2のピンの側面が前記長孔の平面壁を押すことにより、前記フレームの前記ベース板に対する位置が変更されるインクジェットヘッドアッセンブリ。
  4. 請求項3に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記第2のピンの先端部には、外部からの押圧力を受け入れて前記第2のピンを移動させ、前記偏心ピンを回転させることが出来る凹部が形成されているインクジェットヘッドアッセンブリ。
  5. 請求項3または4に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記長孔は、前記フレームの長手方向の、一方の端部の位置に設けられているインクジェットヘッドアッセンブリ。
  6. 請求項3に記載のインクジェットアッセンブリであって、
    前記第1のピンの外周面の少なくとも一部に歯車が形成され、前記歯車に噛み合う別の歯車を外部から回転させることによって、前記第1のピンを前記中心軸を中心にして回転させるようにしたインクジェットヘッドアッセンブリ。
  7. 請求項6に記載のインクジェットアッセンブリであって、
    前記別の歯車のうちの前記第1のピンの外周面に設けられた歯車から最も遠い歯車の回転軸が調整ロッドとしてその先端部が前記ベース板の上面に突出しており、
    前記調整ロッドの先端部には、外部から前記調整ロッドを回転させることができる凹部が形成されているインクジェットヘッドアッセンブリ。
  8. 請求項6または7に記載のインクジェットアッセンブリであって、
    前記別の歯車の歯数は、前記第1のピンの外周面に設けられた歯車の歯数に対して少ないインクジェットヘッドアッセンブリ。
  9. 請求項2に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記微小移動機構が、前記フレームの上面に突設された第1の突起と、前記ベース板の上面に前記第1の突起を見通せるように突設された第2の突起であり、
    前記第1の突起は、治具を用いて前記第2の突起に対して回転移動できるように形成されており、
    前記治具には、前記第1の突起を挿通する長孔と、前記第2の突起を挿通する円孔と、前記長孔と前記円孔とを結ぶ線上に延伸された把持部があるインクジェットヘッドアッセンブリ。
  10. 請求項1から9の何れか1項に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記インクジェットヘッドは、前記フレームの長手方向の両端部に突設された2本の位置決めピンによって前記フレームの上に位置決めされ、
    前記2本の位置決めピンの下端部は前記フレームの下面に突設しており、
    前記ベース板の取付部には、前記2本の位置決めピンの下端部を受け入れてその移動方向を前記ベース板の長手方向に規制するガイド溝が設けられているインクジェットヘッドアッセンブリ。
  11. 請求項10に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記インクジェットヘッドが、インク吐出用の複数のノズル孔を有する長方形状のノズル形成領域を備え、
    前記インクジェットヘッドは、前記インクジェットヘッドの長手方向の両端部に取り付けられたアライメントプレートによって前記フレームに固定され、
    前記アライメントプレートは、前記長手方向の一方の端部にV字状の溝、他方の端部に前記長手方向に平行な辺を有する突出片を備え、
    前記フレームが、前記ノズル孔を印刷面側から見通せる開口を備え、
    前記インクジェットヘッドは、前記2本の位置決めピンを前記V字状の溝と前記突出片に当接させた状態で前記フレームに固定されるインクジェットヘッドアッセンブリ。
  12. 請求項1から11の何れか1項に記載のインクジェットヘッドアッセンブリであって、
    前記ベース板に設けられた前記フレームのベース板側取付孔に対向する位置に設けられた前記フレームの取付孔は、前記ベース板側取付孔の直径よりも大きいか、或いは前記ベース板の長手方向に長い長孔に形成されているインクジェットヘッドアッセンブリ。
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