JP2009083175A - インクジェットヘッドおよびインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドを複数用いる場合に副走査方向の相対位置を簡易に精度良く設置できるインクジェットヘッドおよびインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 インクを吐出する複数のノズル開口１０１と、前記ノズル開口１０１を一定間隔で配列することによって構成されるノズル列１０４と、前記ノズル列の配列方向に配置された複数の位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３を備え、前記ノズル列の配列方向をＸ方向、インクの吐出方向をＺ方向、Ｘ方向およびＺ方向に対しての垂直方向をＹ方向としたとき、基準となる前記位置決め突起ａ１０２に対してその他の前記位置決め突起ｂ１０３をＸ方向にそれぞれ任意の寸法だけ長さを変えたことを特徴とするインクジェットヘッドおよび前記インクジェットヘッドを搭載したインクジェット式記録装置。
【選択図】 図６

Description

本発明は、プリンタ、ファックスなどに適用されるインクジェットヘッドおよびインクジェット式記録装置に関するものである。

図１に示すようなシリアルプリンティング方式のインクジェット記録装置は、少なくとも、図示しない副走査方向に被記録媒体を搬送する搬送手段と、キャリッジ２に搭載され、副走査方向に直行する主走査方向に往復運動するインクジェットヘッド１を具備する。インクジェットヘッド１は副走査方向に一定間隔で配列された多数のノズル開口を持ち、印刷データに基づいてインクジェットヘッド１より所望のタイミングでインクを吐出して被記録媒体表面に着滴させることにより画像形成を行う構成となっている。

特に、比較的大きな被記録媒体に対して大きな画像形成を行う大型のインクジェット記録装置においては、大量のインクを消費するため、インク供給源として大容量のメインタンク５をインクジェット記録装置本体側に備え、更にこのメインタンク５とインクジェットヘッド１とを接続するインク供給チューブａ７の途中にサブタンク９を設けてインクジェットヘッド１にインクを供給する構成が採用されている。

多色で印刷を行う場合などのように複数個のインクジェットヘッド１を用いて画像を形成する場合は、インクジェットヘッド１同士の相対位置が精度良く設置される必要がある。相対位置を精度良く設置するための方法としては、特開２００１−１６２８１１号公報に示すように位置決めの突起を用いてインクジェットヘッド１を固定する方法や、特開２００１−１１３６７９号公報に示すように個々のインクジェットヘッド１を調整する方法が一般的である。特に、一色につき多数のインクジェットヘッド１を用いる場合はインクジェットヘッド１同士の副走査方向の相対位置により物理的な解像度が決定されるため、寸法精度の管理が印字品質に大きく影響を及ぼすことになる。

インクの供給源となるメインタンク５は、装置内の所定の位置に設けられたメインタンク収納部６に装着可能な構造となっている。このメインタンク５には、インクの注入過程で十分に脱気したインクを貯留できる遮気容器５ａが内装されており、本例においては、遮気容器５ａは可撓性材料で形成したガゼットタイプの袋状インクパックとなっており、可撓性材料の一層にアルミ箔層を設けることにより十分な品質のガスバリア性を確保している。

また、遮気容器５ａのインク供給路との結合端には図示しないゴム材質のセプタムが設けられており、本体メインタンク収納部６に設けられた針６ａの挿入結合によって遮気容器５ａに貯留した脱気インクの脱気率を低下させることなく、メインタンク５はメインタンク収納部６に着脱可能に配置されている。このメインタンク収納部６に設けられた針６ａは、可撓性チューブからなるインク供給チューブａ７に接続され、インク供給チューブａ７の片端が、サブタンク９のインク流入口から可撓性チューブで延長された終端部に設けられた図示しない結合部材に接続されている。なお、前記インク供給チューブａ７の途中にはメインタンク５に貯留している脱気したインクをサブタンク９へ汲み上げる吸引ポンプ８が配置されている。

サブタンク９には可撓性インク袋が内装されており、サブタンク９のインク流出口から可撓性チューブで延長された終端部に設けられた結合部材には、可撓性チューブからなるインク供給チューブｂ１０の一端が接続され、インク供給チューブｂ１０の他端がキャリッジ２上において圧力緩衝器２０を介してインクジェットヘッド１に接続される。本形態においては、サブタンク９は、インク流出入口近傍に設けられた結合部材とインク供給チューブａ７、インク供給チューブｂ１０を着脱することにより、容易に本体所定個所に配置された図示しないサブタンクホルダにサブタンク９を装着したり取り外したりすることが可能な構成となっている。

また、主走査方向の非印字領域外にインクジェットヘッド１の洗浄等を行なうサービスステーションが設けられており、このサービスステーションには、インクジェットヘッド１のノズル形成面を封止するキャッピング部３が配設されている。このキャッピング部３には、吸引ポンプ４により負圧を印加することができ、また更にキャッピング部３の負圧状態を開放可能なように大気開放弁も設けられている。このように構成することにより、インクジェットヘッド１内に堆積したゴミ等の除去を行うクリーニング動作、及び装置内へのインクの初期充填動作が実行可能となっている。
特開２００１−１６２８１１号公報 特開２００１−１１３６７９号公報

同一のインクジェットヘッドを複数用いる場合、インクジェットヘッド同士の相対位置が印字品質に大きく影響を及ぼすことは前述のとおりである。複数のインクジェットヘッドを個々に位置決めする場合は、メンテナンス等でインクジェットヘッドを設置しなおすたびに各々のインクジェットヘッドの調整を行う必要がある。また、位置決め突起を用いて複数のインクジェットヘッドの位置決めを行う場合は、それぞれのインクジェットヘッドに対して位置決め平面が必要であるため、キャリッジにおいて高い加工精度が要求される加工面が多くなり、結果としてキャリッジの加工費が高価になってしまう。

本発明は、インクジェットヘッドを複数用いる場合に副走査方向の相対位置を簡易に精度良く設置できるインクジェットヘッドおよびインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、インクを吐出する複数のノズル開口と、前記ノズル開口を一定間隔で配列することによって構成されるノズル列とを有するインクジェットヘッドにおいて、前記ノズル列の配列方向にインクジェットヘッドの位置決めを行うための複数の位置決め突起を備え、前記ノズル列の配列方向をＸ方向、インクの吐出方向をＺ方向、Ｘ方向およびＺ方向に対しての垂直方向をＹ方向としたとき、基準となる前記位置決め突起のＸ方向の長さに対してその他の前記位置決め突起のＸ方向の長さが異なることを特徴とするインクジェットヘッドにある。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、複数の前記位置決め突起をＹ方向に並べて配置することを特徴とするインクジェットヘッドにある。

本発明の第３の態様は、第１の態様において、複数の前記位置決め突起をＺ方向に並べて配置することを特徴とするインクジェットヘッドにある。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記複数個の位置決め突起長さの差分が、前記ノズル開口のＸ方向のノズル間隔の整数分の一となることを特徴とするインクジェットヘッドにある。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記複数個の位置決め突起を機械加工し、位置決め精度を高めたことを特徴とするインクジェットヘッドにある。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様の前記インクジェットヘッドを複数個並べて設置するためのキャリッジであって、一つの前記インクジェットヘッドの設置箇所において、前記インクジェットヘッドの任意の前記位置決め突起のみが前記キャリッジ上の任意の位置決め平面に接することで位置決めすることを特徴とするキャリッジにある。

本発明の第７の態様は、第６の態様において、複数の前記位置決め平面を同一平面上に構成したことを特徴とするキャリッジにある。

本発明の第８の態様は、第６又は第７の態様において、同一平面で位置決めする複数の前記インクジェットヘッドを、同色のインクを吐出する複数の前記インクジェットヘッドとしたことを特徴とするキャリッジにある。

本発明の第９の態様は、第６〜８の態様において、前記位置決め突起に接する位置決め平面が分解できる構造としたことを特徴とするキャリッジにある。

本発明の第１０の態様は、第１〜５の何れかの態様の前記インクジェットヘッドおよび、第６〜９の何れかの態様の前記キャリッジを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置にある。

前記構造をとることにより、インクジェットヘッド同士の相対位置を精度良く設置することが出来る。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のインクジェット式記録装置のインク供給に係る基本的な構成について模式的に示す構成図である。図１において、キャリッジ２は、インクジェットヘッド１を搭載し、インクジェットヘッド１下部に配置した図示しない被記録媒体上を被記録媒体の搬送方向と直交する主走査方向に往復動作可能に支持されている。

図２は、本発明の実施例１に係るインクジェットヘッド１を模式的に示した構成図である。本発明のインクジェットヘッド１はインクを吐出する複数のノズル開口１０１と、前記ノズル開口１０１を一定間隔で配列することによって構成されるノズル列１０４と、前記ノズル列の配列方向に配置された複数の位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３を備え、前記ノズル列１０４の配列方向をＸ方向、インクの吐出方向をＺ方向、Ｘ方向およびＺ方向に対しての垂直方向をＹ方向としたとき、基準の位置決め突起ａ１０２のＸ方向の長さに対してその他の位置決め突起ｂ１０３のＸ方向の長さが異なることを特徴としている。

図２において、位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３はＹ方向に並べて配置しているが、図３に示すようにＺ方向に並べて配置することも可能である。さらにＹ方向とＺ方向の縦横方向に配置するといったように、Ｙ‐Ｚ平面上に並べて配置することも可能である。図２および図４においては位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３は二つであるが、本発明は位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３が三つ以上であっても適応される。

図４は、図２のインクジェットヘッド１をＺ方向から見たときの構成図である。ここで示すように、ノズル開口１０１はＸ方向にノズル間隔ｐ１０５の間隔をあけてノズル列１０４を構成している。また、位置決め突起ａ１０２と位置決め突起ｂ１０３は突起長さの差分ｓ１０６を持っている。位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３を三つ以上備える場合では、基準の位置決め突起ａ１０２に対して、ｓ×１、ｓ×２、ｓ×３というように、突起長さの差分ｓ１０６の整数倍だけ長さに変化をつけることが望ましい。その詳細については後述する。

図５は、本発明のインクジェットヘッド１をキャリッジ２に載せたときの配置を模式的に示した構成図である。このとき、Ｘ方向は副走査方向であり、Ｙ方向は主走査方向となる。

図６は、図５をＺ方向から見たときの構成図である。各々のインクジェットヘッド１はノズル列１０４が互いに平行となるようにＹ方向が位置決めされている。Ｘ方向はそれぞれ位置決め突起ａ１０２と位置決め平面ａ２０２、位置決め突起ｂ１０３と位置決め平面ｂ２０３といったように、一つのインクジェットヘッド１に対して任意の位置決め突起のみが任意の位置決め平面に接して位置決めをおこなう構成となっている。ここで図６に示すように、キャリッジ２０１の位置決め平面ａ２０２と位置決め平面ｂ２０３はそれぞれ二つに分かれ、それぞれが位置決め突起と接触することでインクジェットヘッドの位置決めを行っても良い。また図５に示すように、位置決め平面ａ２０２と位置決め平面ｂ２０３を同一平面上に構成しても構わない。位置決め平面を同一平面状に構成する場合は、位置決め平面を二つに分ける場合に比べて、それぞれの平面のＸ方向の相対的な位置を合わせることが不必要であるため、位置決め平面ａ２０２と位置決め平面ｂ２０３の相対的な寸法公差を小さくすることが可能である。このような構成をとることにより、個々のインクジェットヘッド１の位置調整を行わずに、精度良くＸ方向にインクジェットヘッド１の相対位置をずらして設置することができる。

ここで、本発明を用いてインクジェットヘッド１の相対位置をずらすことによる効果を説明する。図６に示すように、インクジェットヘッド１の数が二個である場合、突起長さの差分ｓ１０６をｓ×２＝ノズル間隔ｐ１０５としておけば、インクジェットヘッド１を並べて設置することでＸ方向に関してのノズル密度が倍になる。主走査方向であるＹ方向は吐出のタイミングを調整してインクの吐出を行うことで、被記録媒体上に記録される出力結果は一つのインクジェットヘッド１を用いる場合に比べて倍の解像度を得ることができる。同様に、相対位置を確保したいインクジェットヘッド１がｎ個となった場合でもｓ×ｎ＝ｐとすれば、一つのインクジェットヘッド１を用いる場合に比べてｎ倍の解像度を得ることができる。一般的に、同色のインクを吐出するインクジェットヘッド１の相対位置は特に精度良く位置決めされることが必要なので、位置決め平面ａ２０２及び位置決め平面ｂ２０３は同色インク毎に同一平面としたほうが良い。また、それぞれの位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３を微細に機械加工することで、さらに位置決め精度を高くすることができる。

図７は、本発明における位置決め平面ａ２０２及び位置決め平面ｂ２０３を分解可能な構造とした場合の構成図である。インクジェット式記録装置ではキャリッジ２を主走査方向に往復動作して画像を記録していくため、通常キャリッジ２の軽量化のためにキャリッジ本体２０１の材料はアルミニウムなどの軽量な金属が用いられることが多い。インクジェットヘッド１に設けられる位置決め突起ａ１０２及び位置決め突起ｂ１０３は小さな形状であることから、位置決め平面ａ２０２及び位置決め平面ｂ２０３に押し付けによるキズなどが発生しやすい。そこで、位置決め部材２０４として別部品に位置決め平面ａ２０２及び位置決め平面ｂ２０３を設けることで位置決め部材２０４を交換可能にすることができる。また、ステンレスなどの表面硬さの強い材料を用いてキズをつきにくくすることで、繰り返しの装脱による位置決め精度の低下を防ぐことができる。

本図の形態はシリアル型のインクジェット式記録装置おける印刷１色に対応した複数のインクジェットヘッド１を含む構成について説明したが、本実施形態の主旨に沿うものであれば他の実施形態を排除するものではない。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドに係る基本的な構成について模式的に示す図である。 本発明の実施例１に係るインクジェットヘッドを模式的に示した構成図である。 本発明の実施例２に係るインクジェットヘッドを模式的に示した構成図である。 本発明の実施例１に係るインクジェットヘッドの模式図をＺ方向から見たときの構成図である。 本発明のインクジェットヘッドをキャリッジに載せたときの配置を模式的に示した構成図である。 本発明のインクジェットヘッドをキャリッジに載せたときの配置をＺ方向から見たときの模式的に示した構成図である。 本発明のキャリッジにおいて、位置決め平面を分解可能とした場合を模式的に示した構成図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド（記録手段）
２ キャリッジ
５ メインタンク
７ インク供給チューブａ
９ サブタンク
１０ インク供給チューブｂ
１０１ ノズル開口
１０２ 位置決め突起ａ
１０３ 位置決め突起ｂ
１０４ ノズル列
１０５ ノズル間隔ｐ
１０６ 突起長さの差分ｓ
２０１ キャリッジ本体
２０２ 位置決め平面ａ
２０３ 位置決め平面ｂ
２０４ 位置決め部材

Claims (10)

1. インクを吐出する複数のノズル開口と、前記ノズル開口を一定間隔で配列することによって構成されるノズル列とを有するインクジェットヘッドにおいて、
   前記ノズル列の配列方向にインクジェットヘッドの位置決めを行うための複数の位置決め突起を備え、前記ノズル列の配列方向をＸ方向、インクの吐出方向をＺ方向、Ｘ方向およびＺ方向に対しての垂直方向をＹ方向としたとき、基準となる前記位置決め突起のＸ方向の長さに対してその他の前記位置決め突起のＸ方向の長さが異なることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 請求項１の前記インクジェットヘッドにおいて、複数の前記位置決め突起をＹ方向に並べて配置することを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 請求項１の前記インクジェットヘッドにおいて、複数の前記位置決め突起をＺ方向に並べて配置することを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 請求項１乃至３の前記インクジェットヘッドにおいて、前記複数個の位置決め突起長さの差分が、前記ノズル開口のＸ方向のノズル間隔の整数分の一となることを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 請求項１乃至４の前記インクジェットヘッドにおいて、前記複数個の位置決め突起を機械加工し、位置決め精度を高めたことを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 請求項１乃至５の前記インクジェットヘッドを複数個並べて設置するためのキャリッジであって、一つの前記インクジェットヘッドの設置箇所において、前記インクジェットヘッドの任意の前記位置決め突起のみが前記キャリッジ上の任意の位置決め平面に接することで位置決めすることを特徴とするキャリッジ。
7. 請求項６の前記キャリッジにおいて、複数の前記位置決め平面を同一平面上に構成したことを特徴とするキャリッジ。
8. 請求項６乃至７の前記キャリッジにおいて、同一平面で位置決めする複数の前記インクジェットヘッドを、同色のインクを吐出する複数の前記インクジェットヘッドとしたことを特徴とするキャリッジ。
9. 請求項６乃至８の前記キャリッジにおいて、前記位置決め突起に接する位置決め平面が分解できる構造としたことを特徴とするキャリッジ。
10. 請求項１乃至５の前記インクジェットヘッドおよび、請求項６乃至９の前記キャリッジを備えたことを特徴とするインクジェット式記録装置。

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