(57)【要約】【課題】プリンタにおけるヘッド交換において、ヘッド交換時の位置再現性を確保し、交換作業工数が低減でき、かつ、シンプルで低コストに製作可能なヘッド交換機を提供する。【解決手段】本発明の液滴吐出ヘッドユニットは、液滴を吐出する多数のノズル孔を持つノズル面を有し、ノズル面に対して垂直な２平面の一方の面に２箇所、他の一方の面に１箇所のノズル位置を規定するための基準面を設けた液滴吐出ヘッドと、３箇所の液滴吐出ヘッドの基準面を突き当ててノズル位置を規定して液滴吐出ヘッド固定するための位置基準突き当て部材を設けた液滴吐出ヘッド保持部材とで構成されており、基準面にそれぞれ対向した対向２平面に当接する荷重付与部材により、対向２平面に同時に荷重を付与することで、液滴吐出ヘッドを液滴吐出ヘッド保持部材の位置基準突き当て部材に突き当てて、液滴吐出ヘッドを位置決めして吐出ヘッド保持部材に固定することを特徴とする。【選択図】図１
2012016873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する多数のノズル孔を持つノズル面を有し、ノズル面に対して垂直な２平面の一方の面に２箇所、他の一方の面に１箇所のノズル位置を規定するための基準面を設けた液滴吐出ヘッドと、
前記３箇所の液滴吐出ヘッドの基準面を突き当ててノズル位置を規定して前記液滴吐出ヘッド固定するための位置基準突き当て部材を設けた液滴吐出ヘッド保持部材と、
で構成された液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記基準面にそれぞれ対向した対向２平面に当接する荷重付与部材により、前記対向２平面に同時に荷重を付与することで、前記液滴吐出ヘッドを前記液滴吐出ヘッド保持部材の位置基準突き当て部材に突き当てて、前記液滴吐出ヘッドを位置決めして前記吐出ヘッド保持部材に固定する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記荷重付与部材の形状はＬ字型である
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項３】
請求項１または２記載の液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記荷重付与部材には複数の突起部が設けられている
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載された液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記荷重付与部材に加える荷重方向は１方向である
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記荷重付与部材の押圧操作にはテーパ部が設けられた円筒状の部材を押圧方向に対して、概垂直方向に移動させて使用する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載された液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記対向２平面に当接して荷重を付与する荷重付与部材の液滴吐出方向に平行な方向の高さは前記位置基準突き当て部材の高さよりも低くなっている
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載された液滴吐出ヘッドユニットにおいて、
前記荷重付与部材によって押される前記液滴吐出ヘッドの押圧位置が凸または凹部形状となっている
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニット。
【請求項８】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドユニットの組み立て方法において、前記荷重付与部材を取り外し可能な治具として使用し、前記吐出ヘッド保持部材に固定する工程を含む
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドユニットの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッドユニット、及び、その組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドと略す）を主走査方向に複数配列して印字する、ラインタイプのインクジェット式プリンタでは、ヘッドを平板状のフレーム上に位置合わせした後、ネジ固定するなどして組付ける。この位置合わせが正確でない場合、印刷された画像にスジが発生するなどの問題が生じる。また、ヘッドに不具合が生じた場合、交換するヘッドを同様に位置合わせし、ネジ固定するなどして組付ける。
【０００３】
特に、高速連帳機では、高い位置合わせ精度で組付け可能な技術が求められる。また、交換によるマシンのダウン時間を極力抑えるために交換時間を短縮する技術も同様に求められる。現在、高精度にヘッドを位置決めする技術がいくつか既に知られている。
【０００４】
しかし、今までのラインタイプのインクジェット式プリンタにおけるヘッドの位置合わせ技術は、工場での組立て時、及び、故障等によるヘッドの交換時に高精度にヘッドを位置合わせすることはできるものの、その機構が複雑であることが多い。また、位置合わせ後のヘッド固定時には、例えばネジ固定の場合、ネジ締めによる回転作用により位置合わせした状態からずれてしまうなど、位置再現性の不良という問題があった。ヘッド位置合わせ精度、及び、ヘッド固定後の位置再現性が低い場合、インクの着弾位置ずれが発生し画像品質に問題が出る。このとき、ヘッドの位置調整が再度必要となり、作業工数およびダウンタイムの増加を招く。
【０００５】
また、ラインタイプのインクジェット式プリンタでは、複数個のヘッドがある規則（千鳥状など）をもって隣接した状態で配列される為、位置決めの為の機構を搭載するスペースが小さく、機構に十分な機能を持たせることが難しい。さらに、ラインタイプのインクジェット式プリンタではヘッドが複数個あるため、その機構はヘッドの数と同じ数だけ必要であるため、コストへの影響が大きい。
【０００６】
特許文献１には、ヘッド交換時の作業時間の短縮と高位置合わせ精度の両立を目的として、V字上の切り欠き部等を備えたアライメントプレートをヘッドに取付けた構成が開示されている。確かに位置合わせを少ない工数で行うという点では優れている。しかし、上記に示したように、機構が複雑であり、実装スペースが大きくなるという問題やヘッド固定時のズレによる位置再現性の低下という問題は解消できていない。
【０００７】
また、特許文献２には、ヘッドマウントの調整を２本のテーパ状ねじで行う構成が開示されている。ヘッドマウントの位置調整においては、テーパ状のネジを回転させることで押圧力を発生させてそれを利用するが、各テーパ状のねじに対し、ねじ締めの作業が必ず生じる。よって、テーパ状ねじの数だけ、作業に時間がかかるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ラインタイプのインクジェット式プリンタにおけるヘッド交換において、上記の問題を解決しつつ、ヘッド交換時の位置再現性を確保し、交換作業工数が低減でき、かつ、小さくシンプルで低コストに製作可能なヘッド交換機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液滴吐出ヘッドユニットは、液滴を吐出する多数のノズル孔を持つノズル面を有し、ノズル面に対して垂直な２平面の一方の面に２箇所、他の一方の面に１箇所のノズル位置を規定するための基準面を設けた液滴吐出ヘッドと、３箇所の液滴吐出ヘッドの基準面を突き当ててノズル位置を規定して液滴吐出ヘッド固定するための位置基準突き当て部材を設けた液滴吐出ヘッド保持部材とで構成された液滴吐出ヘッドユニットであって、  基準面にそれぞれ対向した対向２平面に当接する荷重付与部材により、対向２平面に同時に荷重を付与することで、液滴吐出ヘッドを液滴吐出ヘッド保持部材の位置基準突き当て部材に突き当てて、液滴吐出ヘッドを位置決めして吐出ヘッド保持部材に固定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ヘッド交換を高い位置合わせ精度で、短時間で行うことができ、シンプルな機構で、低コストで行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド周辺の詳細な構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その１）の図である。
【図３】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その２）の図である。
【図４】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その３）の図である。
【図５】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その４）の図である。
【図６】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その５）の図である。
【図７】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その６）の図である。
【図８】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その７）の図である。
【図９】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その８）の図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その９）の図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る位置合わせ操作説明（その１０）の図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。
【図１３】本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドユニットの全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について説明を行う。本発明は、ヘッド交換時の位置合わせ及び組付けに際して、以下の特徴を有している。それは、インクジェット記録ヘッドの主走査、及び、副走査方向の位置を定める複数の位置決めピンと各位置決めピンに対して、インクジェット記録ヘッドを押付ける荷重を付与する部材を設けたことである。また、上記のユニットにおいて、荷重付与部材は主走査方向と副走査方向の複数の位置決めピンに対して、２方向同時に記録ヘッドを押付けする構成となっていることである。
【００１３】
また、上記の荷重付与部材は上記のユニットに対し、取り外し可能な構成になっていることである。また、上記の荷重付与部材の形状はＬ字型である。また、上記の荷重付与部材は記録ヘッド押付け部の形状が凸形状である突起部を有することである。また、上記の荷重付与部材を介して、記録ヘッドを主走査、及び、副走査方向の位置決めピンに押付ける方向は１方向であって、荷重を付与する位置は記録ヘッドと主走査、及び、副走査方向の各位置決めピンが接触する面と対向する面である。
【００１４】
また、上記の荷重付与部材の操作には、テーパ部が設けられた部材を使用することである。また、上記の荷重付与部材の高さは位置決めピンの高さよりも低くなっていることである。また、上記の荷重付与部材によって押される記録ヘッドの押圧位置は凸または凹型の形状となっていることである。これらの本発明の特徴について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図１は、インクジェット記録ヘッドユニット１０９（図１２参照）において、インクジェット記録ヘッド１（以下、ヘッド１）の交換時にベースフレーム７とヘッド１が分離した状態を示している。ヘッド１が固定されるベースフレーム７には主走査方向（ヘッド長辺方向）の位置を定める１本の突当てピン３ａと副走査方向（ヘッド短辺方向）の位置を定める２本の突当てピン３ｂ及び３ｃが圧入されている。
【００１６】
ヘッド１の位置合わせにはＬ字型の冶具８（以下Ｌ字冶具８）と、Ｌ字冶具８に荷重を付与する手段としてテーパ部付きネジ５を用いる。このテーパ部付きネジ５を回転させることでテーパ部がベースフレーム７の主面に垂直な方向に沿って移動することができる。位置合わせ時には、このテーパ部付きネジ５が下方向に移動するよう回転させる。テーパ部分が下がるとＬ字冶具８が接触し、この接触部でＬ字冶具８はテーパ部付きネジ５から荷重を受ける。Ｌ字冶具８はヘッド１と２点で接触し荷重を付与する。この荷重によってヘッド１を突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃに押付けられ、位置合わせされた状態になる。
【００１７】
位置合わせの後、ヘッド１はヘッド固定ネジ２ａ、２ｂによってベースフレーム７に固定される。ネジ固定の際、ヘッド１はネジ座面から受ける摩擦力によって、正しく位置合わせされた状態から回転移動しようとするが、テーパ部付きネジ５によって荷重が付与された状態のＬ字冶具８に拘束されているため、この回転移動を防止することができる。
【００１８】
Ｌ字冶具８に荷重を付与するテーパ部付きネジ５は、上下の移動をネジの回転によって発生させる為、荷重を付与した状態はネジを回転させない限り維持される。これにより、ヘッドを突き当てたまま、もう一方の手でネジ固定するといった作業を無くせるため、作業効率の向上が見込め、短時間での交換が可能となる。
【００１９】
なお、Ｌ字冶具８への荷重付与の手段は、上記の荷重を付与した状態を維持できるものであれば、テーパ部付きネジ５以外のものでもよい。また、Ｌ字冶具８とテーパ部付きネジ５はヘッド交換時のみ使用するため、ヘッドが複数個ある場合でも大幅なコストアップを避けることができる構成となっている。
【００２０】
図２〜１１は、インクジェット記録ヘッドユニット１０９（図１２参照）における、ヘッドの位置合わせ機構の実施例の１つを説明する為の図である。ヘッド１の交換時は、ヘッド１およびＬ字冶具８は、３本の突当てピン３ａ、 ３ｂ、３ｃに対し、図２のように配置する。このときヘッド１はＬ字冶具８及び３本の突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃと接触しておらず、位置合わせがされていない状態である。また、Ｌ字冶具８はテーパ部付きネジ５から荷重を付与されていない状態である。
【００２１】
図２の状態から、テーパ部付きネジ５のテーパ部５ｂがベースフレーム７の主面に垂直な方向に沿って、下方向に移動するように回転させる。このとき、テーパ部５ｂとＬ字冶具８の接触面１８に直交する方向に荷重が付与される。この荷重により、Ｌ字冶具８は図３のように主走査方向に平行移動し、Ｌ字冶具８に設けられた凸形状の突き出し部９ａとヘッド１の短辺が成す面１５ｄと接触した図３の状態になる。
【００２２】
さらに、Ｌ字冶具８に荷重を付与し続けると、Ｌ字冶具８に設けられた突出し部９ａと前述のヘッド１の短辺が成す面１５ｄの接触点を中心に、ヘッド１はＬ字冶具８に設けられたもう一方の突き出し部９ｂがヘッド１の長辺が成す面１５ｃと接触するまで回転移動し、図４の状態になる。
【００２３】
図４の状態からＬ字冶具８にさらに荷重を付与すると、ヘッド１はＬ字冶具８に設けられた突き出し部９ａ及び９ｂと接触するヘッド１の持つ面１５ｄ及び１５ｃから荷重を付与されベースフレーム７上を移動する。ヘッド１は突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃと接触するまで移動し、ヘッドの位置合わせが完了する。
【００２４】
なお、図５または図６のようにＬ字冶具８に設けられた突き出し部９ｂと接触する面１５ｃには、凸部１２または凹部１３が設けられていることが望ましい。これは、突き出し部９ａ、９ｂとヘッド１が接触する面１５ｃ、１５ｄにおける摩擦係数が小さい場合には、Ｌ字冶具８が面１５ｃ、１５ｄ上を滑って、Ｌ字冶具８が図７のように外れてしまうためである。
【００２５】
また、凸部１２または凹部１３を設けた場合、Ｌ字冶具８への荷重付与位置は図８及び図９に示すように、突き出し部９ａと面１５ｄの接触点を通り面１５ｃに平行な直線Ａと、凸部１２または凹部１３とＬ字冶具８の接触点を通り面１５ｃに平行な直線Ｂの間にとることが望ましい。荷重付与位置がこの範囲外だと、突き出し部９ａと面１５ｄの接触点、もしくは、Ｌ字冶具８と凸部１２または凹部１３の接触点を中心にＬ字冶具８がヘッド１から離れる方向に回転してしまうためである。
【００２６】
さらに、Ｌ字冶具８によってヘッド１に荷重を付与する際は、図１０のようにＬ字冶具８の高さＬ２は突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃの高さＬ１より低いことが望ましい。これは、荷重を付与する際のＬ字冶具８とヘッド１の接触点が突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃとの接触点より高い場合、反時計回りの方向にヘッド１を持ち上げるモーメントが発生し、位置合わせに悪影響を及ぼすためである。Ｌ字冶具８の高さＬ２を突当てピン３ａ、３ｂ、３ｃの高さＬ１より低くすることで、位置合わせ精度および位置再現性を向上させることが可能となる。
【００２７】
以上、ヘッド位置合わせの作業は、テーパ部付きネジ５の操作のみで、ヘッド１に対し主走査、及び、副走査の２方向に位置決めピンへの押付けに必要な荷重を付与することができるため、作業時間は短時間で行うことができるためマシンのダウンタイムを大幅に短縮できる。さらに、構成部品数が少なく、また取り外し可能な冶具であるためコストアップも最小限に抑えることが可能となる。
【００２８】
図１２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略構成図である。この実施形態に係る画像形成装置は、インクジェット方式により画像を形成する装置である。図１２中に示すように、画像形成装置は、給紙搬送ユニット１０２と、１個または複数個（本実施形態では１個）の作像ユニット１０３と、排紙搬送ユニット１０４が準備され、それらを記録紙（ウェブ）１０１の搬送方向に沿って組み合わせて画像形成装置が構成される。
【００２９】
給紙搬送ユニット１０２は、内部にニップローラ１０５、インフィードローラ１０６、複数のガイドローラ１０７、インフィードローラ１０６を駆動するモータ（図示せず）などを有している。給紙搬送ユニット１０２は、ウェブ蛇行補正機構やウェブの除電またはクリーニング機構などの各種機能部を有しているが、本発明とは直接関係しないためそれらの図示は省略している。
【００３０】
作像ユニット１０３は、ユニット上部に４個（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用）のインクカセット１０８と、そのインクカセット１０８の下部に搭載された４個（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用）のインクジェット記録ヘッドユニット１０９と、そのインクジェット記録ヘッドユニット１０９の下面近傍を通るようにウェブ１０１を搬送ガイドする複数のプラテンローラ１１０と、インク試し打ちのためのインク受け１１１と、インクカセット１０８内のインクをインクジェット記録ヘッドユニット１０９に供給するインク供給経路（図示せず）を内部に備えている。
【００３１】
排紙搬送ユニット１０４は、内部にアウトフィードローラ１１２、ニップローラ１１３、複数のガイドローラ１１４、アウトフィードローラ１１２を駆動するモータ（図示せず）などを有している。
【００３２】
図１３は、インクジェット記録ヘッドユニット１０９について説明するための図である。本発明の実施形態において、インクジェット記録ヘッドユニット１０９には複数（本実施形態では5つ）のインクジェット記録ヘッド１（以下、ヘッド１と略す）が、平板状のベースフレーム７に千鳥状に配置されている。また、ヘッド１の個数は、ウェブの幅や使用する色数に応じて増減させてもよい。
【００３３】
本発明の効果としては、ラインタイプのインクジェット式プリンタにおいて、ヘッド交換を高い位置合わせ精度で、短時間行うことができる（ダウンタイムの低減）。また、シンプルな機構を用いることで、低コストで高い位置合わせ精度を達成できる。その根拠は、ヘッドの位置合わせを、主走査方向の位置を定める突当てピンと、副走査方向の位置を定める突当てピンに接触させることで位置合わせを行う際に、ヘッドと突当てピンの接触に必要なヘッドへの荷重を加える工程を、シンプルな冶具を使って行うことが出来るからである。
【符号の説明】
【００３４】
１    インクジェット記録ヘッド
２ａ    ヘッド固定ネジ
２ｂ    ヘッド固定ネジ
３ａ    突当てピン
３ｂ    突当てピン
３ｃ    突当てピン
５    テーパ部付きネジ
７    ベースフレーム
８    Ｌ字冶具
９ａ    突き出し部
９ｂ    突き出し部
１０１    記録紙（ウェブ）
１０２    給紙搬送ユニット
１０３    作像ユニット
１０４    排紙搬送ユニット
１０５    ニップローラ
１０６    インフィードローラ
１０７    複数のガイドローラ
１０８    インクカセット
１０９    インクジェット記録ヘッドユニット
１１０    プラテンローラ
１１１    インク受け
１１２    アウトフィードローラ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３５】
【特許文献１】特開２００８−２９６５１８号公報
【特許文献２】特開２００７−０７６１７６号公報
【図１】
2012016873.tif 000003
【図２】
2012016873.tif 000004
【図３】
2012016873.tif 000005
【図４】
2012016873.tif 000006
【図５】
2012016873.tif 000007
【図６】
2012016873.tif 000008
【図７】
2012016873.tif 000009
【図８】
2012016873.tif 000010
【図９】
2012016873.tif 000011
【図１０】
2012016873.tif 000012
【図１１】
2012016873.tif 000013
【図１２】
2012016873.tif 000014
【図１３】
2012016873.tif 000015