(57)【要約】【課題】複数のヘッドをヘッド保持部材に配列固定するヘッドアレイユニットのヘッド交換が難しい。【解決手段】ヘッドアレイユニット５０は、中間部材２０１、２０２がベース部材５２に接着剤接合などで固定され、ヘッド１０１は、中間部材２０１、２０２に対してベース部材５２側とは反対側から取り外し可能にねじなどの締結部材２１０にて取付けられ、中間部材２０１にはノズル配列方向のヘッド１０１の位置決めの基準となる位置決め基準部２０３と、ノズル配列方向と直交する方向（ヘッド列の配列方向）のヘッド１０１の位置決めの基準となる位置決め基準部２０４が、また、中間部材２０２にはノズル配列方向と直交する方向（ヘッド列の配列方向）のヘッド１０１の位置決めの基準となる２つの位置決め基準部２０４が設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のヘッドがヘッド保持部材に位置決め固定されたヘッドアレイユニットにおいて、
前記ヘッドの位置決め基準部を有する中間部材が前記ヘッド保持部材に固定され、
前記ヘッドは、前記中間部材に対して、前記中間部材の前記ヘッド保持部材側とは反対側から取り外し可能に取付けられている
ことを特徴とするヘッドアレイユニット。
【請求項２】
前記中間部材は光透過樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヘッドアレイユニット。
【請求項３】
前記中間部材と前記ヘッドとはねじ部材により固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドアレイユニット。
【請求項４】
前記中間部材は、前記位置決め基準部と他の部分が異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のヘッドアレイユニット。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のヘッドアレイユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記中間部材に前記ヘッドを固定した状態で、前記ヘッドを所定の位置に位置決めして前記中間部材を前記ヘッド保持部材に固定した請求項１ないし４のいずれかに記載のヘッドアレイユニットの前記ヘッドを交換する方法であって、
前記中間部材を前記ヘッド保持部材に残して前記中間部材から前記ヘッドを取り外す工程と、
前記中間部材に前記ヘッドを固定する工程と、を行なう
ことを特徴とするヘッド交換方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヘッドアレイユニット及び画像形成装置、ヘッド交換方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
ライン型画像形成装置で使用する用紙幅相当分のノズル列長さを有するフルライン型ヘッドや用紙幅の半分相当分のノズル列長さを有する長尺ヘッド（両者を併せて単に「長尺ヘッド」という。）としては、複数の短尺ヘッドを用紙幅方向に複数個並べて配列した（アレイ化した：ヘッドアレイユニットという。）ものが知られている。
【０００５】
ところで、複数のヘッドをヘッド保持部材に取り付けてヘッドアレイユニットを構成する場合、ヘッドをヘッド保持部材に直接固定すると、ユーザー先でヘッド交換を行なうことが難しくなる。
【０００６】
そこで、例えば、ヘッドとスペーサ部材を接合固定し、スペーサ部材をヘッド保持部材（ベース部材）に取り外し可能に固定するものが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６４１８１号公報
【特許文献２】特開２００８−１７９０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したようにヘッド（ヘッドユニット）をスペーサ部材に接合固定し、スペーサ部材をヘッド保持部材（ベース部材）に取付ける構成にあっては、ヘッドの交換性（着脱性）は向上するものの、ヘッド交換を行う場合には改めてスペーサ部材をヘッド保持部材に位置決めする必要があり、位置決め作業まで含めるとヘッド交換の作業性はあまり改善しないという問題がある。
【０００９】
また、位置決め部をヘッド保持部材に直接形成した場合には、多数並んだヘッドの位置を全て高精度に決めなければならず、材料や加工方法が限定され、ヘッド保持部材が極めて高価なものとなってしまう。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッド位置精度を維持しつつヘッド交換を容易に行なえるようなヘッドアレイユニットを低コストで実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係るヘッドアレイユニットは、
液滴を吐出する複数のヘッドがヘッド保持部材に位置決め固定されたヘッドアレイユニットにおいて、
前記ヘッドの位置決め基準部を有する中間部材が前記ヘッド保持部材に固定され、
前記ヘッドは、前記中間部材に対して、前記中間部材の前記ヘッド保持部材側とは反対側から取り外し可能に取付けられている
構成とした。
【００１２】
ここで、前記中間部材は光透過樹脂材料で形成されている構成とできる。
【００１３】
また、前記中間部材と前記ヘッドとはねじ部材により固定されている構成とできる。
【００１４】
また、前記中間部材は、前記位置決め基準部と他の部分が異なる材料で形成されている構成とできる。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るヘッドアレイユニットを備えているものである。
【００１６】
本発明に係るヘッド交換方法は、
前記中間部材に前記ヘッドを固定した状態で、前記ヘッドを所定の位置に位置決めして前記中間部材を前記ヘッド保持部材に固定した本発明に係るヘッドアレイユニットの前記ヘッドを交換する方法であって、
前記中間部材を前記ヘッド保持部材に残して前記中間部材から前記ヘッドを取り外す工程と、
前記中間部材に前記ヘッドを固定する工程と、を行なう
構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るヘッドアレイユニットによれば、ヘッドの位置決め基準部を有する中間部材がヘッド保持部材に固定され、ヘッドは、中間部材に対して、中間部材のヘッド保持部材側とは反対側から取り外し可能に取付けられている構成としたので、ヘッド位置精度を維持しつつヘッド交換を容易に行なうことができる。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係るヘッドアレイユニットを備えているので、ヘッド位置精度を維持しつつヘッド交換を容易に行なうことができる。
【００１９】
本発明に係るヘッド交換方法によれば、中間部材にヘッドを固定した状態で、ヘッドを所定の位置に位置決めして中間部材をヘッド保持部材に固定した本発明に係るヘッドアレイユニットのヘッドを交換する方法であって、中間部材をヘッド保持部材に残して中間部材からヘッドを取り外す工程と、中間部材にヘッドを固定する工程と、を行なう構成としたので、ヘッド位置精度を維持しつつヘッド交換を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の全体構成を説明する概略構成図である。
【図２】同装置の平面説明図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るヘッドアレイユニットにおける１つのヘッド部分を説明する平面説明図、（ｂ）は正断面説明図である。
【図４】同実施形態に係るヘッドアレイユニットのヘッド交換の説明に供する説明図である。
【図５】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るヘッドアレイユニットにおける中間部材の平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
【図６】本発明に係るヘッド交換方法の説明に供するヘッドサブアセンブリを分解した状態の説明図である。
【図７】同ヘッドサブアセンブリを組立てた状態の説明図である。
【図８】同ヘッドアセンブリをベース部材に固定してヘッドアレイユニットを組立てた状態の説明図である。
【図９】同ヘッドアレイユニットのヘッドを取り外して新たなヘッドを取付ける手順の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図、図２は同装置の模式的平面説明図である。
【００２２】
この画像形成装置はライン型画像形成装置であり、装置本体１と、用紙Ｐを積載し給紙する給紙トレイ２と、印刷された用紙Ｐを排紙積載する排紙トレイ３と、用紙Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送部４と、搬送部４によって搬送される用紙Ｐに液滴を吐出し印字する記録ヘッドを構成するヘッド部５と、印刷終了後又は所要のタイミングでヘッド部５の各記録ヘッドの維持回復を行う維持回復機構であるヘッドメンテナンス装置６と、ヘッドメンテナンス装置６のキャップ部材、ワイパ部材（ブレード手段）を清掃（クリーニング）するワイパ清掃手段であるクリーナ装置７を備えている。
【００２３】
装置本体１は、図示しない前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている用紙Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送部４に給紙される。
【００２４】
搬送部４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと、これらのローラ４１Ａ、４１Ｂ間に掛け回された無端状の搬送ベルト４３とを備えている。この搬送ベルト４３の表面には複数の図示しない吸引穴が形成されており、搬送ベルト４３の下部には用紙Ｐを吸引する吸引ファン４４が配置されている。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、搬送従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂが図示しないガイドに保持されて、自重にてベルト４３に当接している。
【００２５】
搬送ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａが図示しないモータにより回転されることで周回移動し、用紙Ｐは搬送ベルト４３上に吸引ファン４４により吸い付けられ、搬送ベルト４３の周回移動によって搬送される。なお、搬送従動ローラ４１Ｂ、搬送ガイドローラ４２Ａ、４２Ｂは搬送ベルト４３に従動して回転する。
【００２６】
搬送ユニット４の上部には用紙Ｐに印字する液滴を吐出する複数のヘッドで構成されるヘッド部５が移動可能（ここでは昇降可能）に配置されている。このヘッド部５は、維持回復動作時（メンテナンス時）にはメンテナンス装置６がヘッド部５の下方まで進入してくるスペースを確保する位置まで上昇する。
【００２７】
ヘッド部５は、ヘッド保持部材であるベース部材５２に一列に配列した複数（この例では５個）のヘッド１０１で構成される４つのヘッド列５１Ａ〜５１Ｄを有するヘッドアレイユニット（記録ヘッド）５０を備えている。ヘッド１０１は、液滴を吐出する複数のノズルがノズル面に２列配列されている。そして、ヘッド列５１Ａ、５１Ｂの各ヘッド１０１の２つのノズル列の一方でイエロー（Ｙ）の液滴を、他方でマゼンタ（Ｍ）の液滴を吐出し、また、ヘッド列５１Ｃ、５１Ｄの２つのノズル列の一方でシアン（Ｃ）の液滴を、他方でブラック（Ｋ）の液滴を吐出する。つまり、ヘッド部５は、同じ色の液滴を吐出する２つのヘッド列５１が用紙搬送方向に並べて配置され、２つのヘッド列５１で用紙幅相当の１列分のノズル列が構成されている構成としている。ここでは、１５０ｄｐｉの画像１ラインとしている。
【００２８】
なお、各色のライン構成は、上記に限るものではなく、各色の配置は特に限定はない。また、ヘッド部の構成も、この例に限るものではなく、例えば上記ヘッド部を２個並べて１ヘッド列に１色を割り当て、画像解像度を上記の２倍にした構成などとすることもできる。
【００２９】
また、ヘッド部５には、記録ヘッド５０の各ヘッド１０１にインクをそれぞれ供給する図示しない分岐部材が各色ごとに配列され、分岐部材上流側にはサブタンクが配置され、サブタンクとヘッドとの水頭差によって、ヘッド１０１のノズル１０２のメニスカスを保持するのに適切な負圧が形成される。さらに、サブタンク上流側にはインクを貯蔵する交換可能なメインタンクが配置されている。
【００３０】
搬送部４の下流側には用紙Ｐを排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部４５が配置されている。搬送ガイド４５にて搬送された用紙Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、用紙Ｐの幅方向を規制する対のサイドフェンス３１と用紙Ｐの先端を規制するエンドフェンス３２を備えている。
【００３１】
搬送部４の上方でヘッド部５の側方には、ヘッド１０１のノズル面をメンテナンスするメンテナンス装置６が配置されている。メンテナンス装置６は、ヘッド列５１Ａ〜５１Ｄの各ヘッド１０１に対応してノズル面をキャッピングするキャップ６１と、各ヘッド１０１に対応してノズル面をワイピングするブレード状の図示しないワイパ部材（ワイパブレード）と、１列分のキャップ６１内を吸引する図示しない吸引手段などを有している。このメンテナンス装置６は、キャップ６１にてヘッド１０１のノズル面を密閉した状態で吸引手段によって吸引することでノズルから増粘したインクを排出させてヘッド１０１の吐出性能を回復させる。
【００３２】
なお、メンテナンス装置６の吸引手段６３やキャップ６１と吸引手段をつなぐ流路、その他圧力室等は、装置本体１の後側板の外側に配置し、チューブ等の経路を使用して接続することもできる。また、維持回復時に吸引に代えて、あるいは吸引とともにヘッド１０１の上流側から加圧手段によってヘッド１０１内を加圧する構成とすることもできる。
【００３３】
このメンテナンス装置６は、搬送部４の上方で用紙搬送方向に沿ってスライド移動可能に配置され、ヘッドメンテナンス時にはヘッド部５が上昇した後ヘッド部５の下部に移動し、印字中は図１の位置に退避する。
【００３４】
メンテナンス装置６の上部にはキャップ６１及び図示しないワイパブレードに付着した液滴（廃液）を清掃するクリーナ装置７が配置されている。このクリーナ装置７は、図示しないクリーナ移動手段によって用紙搬送面に対して鉛直方向に上下移動可能に配置されている。ヘッド１０１のメンテナンスが終了したメンテナンス装置６がヘッド部５の側方に退避した状態において、クリーナ装置７が下降移動し、キャップ６１及びワイパブレードを清掃する。
【００３５】
次に、本発明の第１実施形態に係るヘッドアレイユニットについて図３を参照して説明する。なお、図３（ａ）は同実施形態における１つのヘッド部分を説明する平面説明図、（ｂ）は正断面説明図である。
ヘッドアレイユニット５０は、中間部材２０１、２０２がヘッド保持部材であるベース部材５２に接着剤接合などで固定され、ヘッド１０１は、中間部材２０１、２０２に対してベース部材５２側とは反対側から取り外し可能にねじなどの締結部材２１０にて取付けられている。なお、ベース部材５２にはヘッド１０１用の開口部５２ａが形成されている。
【００３６】
中間部材２０１にはノズル配列方向のヘッド１０１の位置決めの基準となる位置決め基準部２０３と、ノズル配列方向と直交する方向（ヘッド列の配列方向）のヘッド１０１の位置決めの基準となる位置決め基準部２０４が設けられている。また、中間部材２０２にはノズル配列方向と直交する方向（ヘッド列の配列方向）のヘッド１０１の位置決めの基準となる２つの位置決め基準部２０４が設けられている。
【００３７】
この中間部材２０１、２０２は、例えばアクリル、ポリカーボネイトなどの光透過樹脂材料で形成され、例えば紫外線硬化型接着剤にて接合部２０６などの領域がベース部材５２に接合されている。また、中間部材２０１、２０２には位置調整穴２０７が設けられている。
【００３８】
次に、このヘッドアレイユニットのヘッド１０１の交換について図４を参照して説明する。
ヘッド１０１を交換するときには、中間部材２０１、２０２をベース部材５２に残したまま、締結部材２１０を外してヘッド１０１を取り外し、新しいヘッド１０１を中間部材２０１、２０２の位置決め基準部２０３、２０４に突き当てて、締結部材２１０でヘッド１０１を中間部材２０１、２０２に固定する。これにより、新しいヘッド１０１の位置精度を確保することができる。なお、中間部材２０１、２０２にはそれぞれ締結部材２１０を螺着するねじ穴２０８が設けられている。
【００３９】
このように、ヘッドの位置決め基準部を有する中間部材がヘッド保持部材に固定され、ヘッドは、中間部材に対して、中間部材のヘッド保持部材側とは反対側から取り外し可能に取付けられている構成とすることで、ヘッド位置精度を維持しつつヘッド交換を容易に行なうことができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態に係る記録ヘッド（ヘッドアレイユニット）について図５を参照して説明する。なお、図５（ａ）は同実施形態における中間部材の平面説明図、（ｂ）は正面説明図である。
ここでは、中間部材２０１（中間部材２０２も同様とする。）の位置決め基準部２０３、２０４を金属部材で形成し、その他の部分をＵＶ光が透過可能な透明樹脂材料で形成している。
【００４１】
これにより、硬度の低い透明樹脂材料を用いながらヘッド交換時に位置決め基準部の磨耗を防止できて、長期にわたり高い位置精度を維持することができる。
【００４２】
次に、本発明に係るヘッドアレイユニットの製造方法について図６ないし図９を参照して説明する。
まず、ヘッドアレイユニット５０を構成するヘッドサブアセンブリ２２０は、図６に示すように、ヘッド１０１、中間部材２０１、２０２、及び締結部材２１０にて構成される。そこで、図７に示すように、ヘッド１０１を中間部材２０１、２０２の位置決め基準部２０３、２０４に突き当てて締結部材２１０にて固定して、ヘッドサブアセンブリ２２０とする。
【００４３】
そして、図８に示すように、ヘッドサブアセンブリ２２０を、ヘッド１０１に設けられたアライメントメークが所定位置となるようにベース部材５２に光学調整を行って位置決めし、中間部材２０１、２０１をＵＶ接着剤などでベース部材５２に接合固定する。
【００４４】
このようにヘッドサブアセンブリ２２０を固定することにより、ベース部材５２には位置決め部を成形や加工等で形成する必要がなく、ベース部材５２はヘッド１０１の液滴吐出面が突き出る開口部５２ａさえあればよい構成とすることができ、材料、加工コストを抑えることができる。すなわち、製造時にヘッド１０１側に中間部材２０１、２０２を固定しヘッドサブアセンブリ２２０とした状態で位置合わせを行い、中間部材２０１、２０２をベース部材５２に接合することで、その後のヘッド交換時には中間部材２０１、２０２をヘッドの位置合わせ基準とするものである。
【００４５】
ここで、ヘッド１０１は、この中間部材２０１、２０２に対して、中間部材２０１、２０２のベース部材５２との接合面側とは反対側から取り外し可能に取付けられているため、ヘッドアレイユニットのヘッド交換を行なうときには、図９に示すように、中間部材２０１、２０２をベース部材５２に残したまま、締結部材２１０を外してヘッド１０１を取り外し、新しいヘッド１０１を中間部材２０１、２０２の位置決め基準部２０３、２０４に突き当てて、締結部材２１０でヘッド１０１を中間部材２０１、２０２に固定することができる。これにより、新しいヘッド１０１の位置決め精度を確保しつつヘッド交換を行なうことができる。
【００４６】
このように本発明のヘッドアレイユニット構成を採用することにより、製造コストを抑えつつ、ユーザー先でのヘッド交換が容易なヘッドアレイユニットを実現できる。
【００４７】
なお、前記各実施形態では、各ヘッド列の複数のヘッドがヘッド保持部材に保持される例で説明しているが、各ヘッド列毎にヘッドアレイユニットを構成し、各ヘッドアレイユニットを共通保持部材（配列部材）に固定するヘッドアレイユニットにも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  装置本体
４  搬送ユニット（搬送部）
５  ヘッド部
６  クリーニング装置（維持回復機構）
５０  ヘッドアレイユニット（記録ヘッド）
５１、５１Ａ〜５１Ｄ  ヘッド列
５２  ベース部材（ヘッド保持部材）
１０１  ヘッド
２０１、２０２  中間部材
２０３、２０４  位置決め基準部
２０６  接合部
２１０  締結部材
【図１】
2011183619.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011183619.tif 000008
【図７】
2011183619.tif 000009
【図８】
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【図９】
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