JP2013184468A

JP2013184468A - ヘッド交換治具及びヘッド交換方法

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Publication number: JP2013184468A
Application number: JP2012054144A
Authority: JP
Inventors: Akira Saito; 亮斎藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-12
Also published as: JP6010934B2

Abstract

【課題】ヘッドを交換した後のヘッドの位置を高精度に再現する。
【解決手段】ヘッド交換治具２００の治具フレーム２０１には、ヘッドの主走査方向基準面の位置を決める第１位置決め基準である主走査方向位置決め基準と、ヘッドの副走査方向基準面の位置を決める第２位置決め基準である２つの副走査方向位置決め基準２０３とが設けられ、ヘッドの主走査方向基準面を主走査方向位置決め基準に対して押し付ける第１押し付け手段２０７と、ヘッドの副走査方向基準面を副走査方向位置決め基準２０３に対して押し付ける第２押し付け手段２０８とを有し、第１押し付け手段２０７と第２押し付け手段２０８とは、独立して、ヘッドを主走査方向位置決め基準と副走査方向位置決め基準２０３に押し付けることができる。
【選択図】図５

Description

本発明はヘッド交換治具及びヘッド交換方法に関する。

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液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からな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、例えばインクジェット記録装置が知られている。

ところで、複数のヘッドを配置したヘッドアレイにおいては、不良が発生したヘッドのみを交換できるようにすることが好ましいが、ヘッド交換を行なうためには、交換前のヘッド位置を交換後に高精度に再現できるようにしなければならない。

そこで、これまでのヘッド交換は、ヘッド交換治具等を用いてヘッドを治具の位置決め基準に突き当てて（基準に押し付けて）位置出しをしたり、ヘッドを治具の位置調整部に突き当て（調整部に押し付け）た後、位置調整部で位置を調整して位置出しをしたりするものであった。

また、特許文献１に開示されているように、記録ヘッドがヘッド保持部材に保持された状態で、ヘッド調整治具をヘッド保持部材に固定し、ヘッド調整治具の付勢部材と記録ヘッドとを当接し、この状態で、ヘッド調整治具をヘッド保持部材に固定し、次に上記の状態を維持した状態で取り外す記録ヘッドをヘッド保持部材から取り外すとともに、新しい記録ヘッドをヘッド保持部材に装着して固定する方法が知られている。

この場合、上記付勢部材は、取り外すヘッドに対して付勢するロック位置と付勢が解除されたアンロック位置とに切り替え可能とし、第一の工程では付勢部材がアンロック位置に位置する時に位置調整治具をヘッド保持部材に仮固定する工程と、その後に付勢部材をロック位置にして、ヘッド移動部材とヘッドが当接した状態で位置調整治具を本固定する工程とを行うことも知られている。

特開２０１０−１７３２４２号公報

ところで、例えば複数ヘッドから構成されるマルチラインヘッドアレイの場合、主走査方向（ノズル配列方向：用紙搬送方向と直交する方向）及び副走査方向（ノズル配列方向と直交する方向：用紙搬送方向）に対してヘッドの位置を決める必要がある。つまり、上述した、押し付けによってヘッドが突き当てられる基準又は調整部（位置決め基準）は、少なくともヘッドの直交する方向で、２か所以上必要となる。

この場合、ヘッドの２方向を同時に位置決め基準に突き当てて位置決めすると、例えば、主走査方向の位置決め基準が先に突き当たった場合、その時点で接触部分の摩擦が急激に増大し、まだ突き当たっていない副走査方向の位置決め基準にヘッドが突き当たらないことがある。

逆に、副走査方向の位置決め基準が先に突き当たった場合も、同様に主走査方向の位置決め基準の突き当てが不確実になる。

そのため、結果的にヘッドを交換した後のヘッドの位置を高精度に再現することができないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、交換後のヘッドを正確な位置に位置決め固定できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係るヘッド交換治具は、
液滴を吐出する複数のノズルが配列され、前記ノズルとの位置決め基準を有する複数のヘッドがベース部材上に搭載されたヘッドアレイの前記ヘッドを交換するヘッド交換治具であって、
前記ヘッドにおける前記ノズル配列方向の位置を決める第１位置決め基準と、
前記ヘッドにおける前記ノズル配列方向と直交する方向の位置を決める第２位置決め基準と、
前記ヘッドを前記第１位置決め基準に対して押し付ける第１押し付け手段と、
前記ヘッドを前記第２位置決め基準に対して押し付ける第２押し付け手段と、を有し、
前記第１押し付け手段と前記第２押し付け手段とは、独立して、前記ヘッドを前記第１位置決め基準と前記第２位置決め基準に押し付ける
構成とした。

本発明によれば、交換後のヘッドを正確な位置に位置決め固定できる。

本発明に係るヘッド交換治具でヘッド交換を行なうヘッドアレイを有する画像形成装置の一例を示す側面説明図である。同じく平面説明図である。本発明の第１実施形態に係るヘッド交換治具で交換するヘッドの一例を示す外観斜視説明図である。同ヘッドのノズル面側から見た底面説明図である。本発明の第１実施形態に係るヘッド交換治具の斜視説明図である。同じく平面説明図である。同実施形態のヘッド交換治具による押し付け力付与状態の断面説明図である。図７のＡ部拡大説明図である。同じく押し付け力解除状態の断面説明図である。図９のＢ部拡大説明図である。同実施形態に係るヘッド交換治具を使用したヘッド交換方法の説明に供する斜視説明図である。図１１の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１２の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１３の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１４の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１５の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１６の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１７の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１８の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図１９の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図２０の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。図２１の工程に続く工程の説明に供する斜視説明図である。本発明の第２実施形態に係るヘッド交換治具を使用して交換するヘッドの一例を示す斜視説明図である。同実施形態のヘッド交換治具の斜視説明図である。同じく平面説明図である。同実施形態のヘッド交換治具における主走査方向の位置決め及び位置調整の説明に供する断面説明図である。同実施形態のヘッド交換治具における副走査方向の位置決め及び傾き方向の位置調整の説明に供するノズル面側からアレイベースを透過して見た底面説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係るヘッド交換治具でヘッド交換を行なうヘッドアレイを有す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。図１は同画像形成装置の側面説明図、図２は同じく平面説明図である。併せて、本発明に係るヘッド交換治具で交換するヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。図３は同ヘッドの外観斜視説明図、図４は同ヘッドのノズル面側（図３の下方向）から見た底面説明図である。

この画像形成装置は、ライン型の記録ヘッドを用いた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。

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。

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に当って接触している。

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。

搬送部４の上方には、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。

ヘッド部５は、ヘッド保持部材であるベース部材であるアレイベース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（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２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、１列のノズルの配列ピッチを１５０ｄｐｉとしており、したがって１色の形成画像は１ラインあたり１５０ｄｐｉとなる。

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ヘッドに１色のみを割り当て、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。

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。

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。搬送ガイド部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。

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。

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。

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。

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。

ヘッド１０１は、液滴を吐出する複数のノズル１０２が配列されたノズル面１０３を有し、外周面を覆うハウジング部材であるヘッドフレーム１０４を有している。ここで、ノズル１０２の配列方向を主走査方向、ノズル１０２の配列方向と直交する方向を副走査方向と定義する。なお、この「主走査方向」「副走査方向」はあくまでも方向の定義づけとして用いるものであり、ヘッド１０１が必ずしも両方向に走査する必要はなく、一方向あるいは両方向に対して固定されている構成であってもよい。

ヘッドフレーム１０４には、ノズル１０２との位置が正確に出ている主走査方向基準面１０５及び副走査方向基準面１０６が形成されている（図３において斜線を施した面）。また、ヘッドフレーム１０４には、ヘッド１０１を固定するための固定穴１０７が４ヶ所設けられ、ヘッド１０１を搭載するアレイベース（ベース部材）５２にネジで固定する。

次に、本発明の第１実施形態に係るヘッド交換治具について図５及び図６を参照して説明する。図５は同ヘッド交換治具の斜視説明図、図６は同じく平面説明図である。

ヘッド交換治具２００は、平面で見て略コの字型の治具フレーム２０１を有している。

治具フレーム２０１には、図６に示すように、ヘッド１０１におけるノズル配列方向の主走査方向基準面１０５の位置を決める第１位置決め基準である主走査方向位置決め基準２０２と、ヘッド１０１におけるノズル配列方向と直交する方向の副走査方向基準面１０６の位置を決める第２位置決め基準である２つの副走査方向位置決め基準２０３とが設けられている。

また、治具フレーム２０１には主走査方向位置決め基準２０２に対向する側面に、スライダ２０５が上下方向に移動可能に設けられている。また、治具フレーム２０１には副走査方向位置決め基準２０３に対向する側面に、スライダ２０６が上下方向に移動可能に設けられている。これらのスライダ２０５及びスライダ２０６は、ピン部材とピン部材が移動可能に嵌り込む長穴によって上下方向に案内される。

そして、スライダ２０５には、ヘッド１０１の主走査方向基準面１０５を主走査方向位置決め基準２０２に対して押し付ける第１押し付け手段２０７が取付けられている。また、スライダ２０６には、ヘッド１０１の副走査方向基準面１０６を副走査方向位置決め基準２０３に対して押し付ける第２押し付け手段２０８が取付けられている。

これらのスライダ２０５及びスライダ２０６は、図５の矢印方向に、それぞれ移動させることができ、第１押し付け手段２０７と第２押し付け手段２０８とは、独立して、ヘッド１０１を主走査方向位置決め基準２０２と副走査方向位置決め基準２０３とに押し付けることができる。

また、治具フレーム２０１には、底部の四隅にヘッド交換治具２００を固定するための固定穴２０９が設けられ、ヘッド交換治具２００をアレイベース５２にネジで固定することができる。

次に、同実施形態のヘッド交換治具による押し付け力付与状態と押し付け力解除状態について図７ないし図１０を参照して説明する。図７は押し付け力付与状態の断面説明図、図８は図７のＡ部拡大説明図、図９は押し付け力解除状態の断面説明図、図１０は図９のＢ部拡大説明図である。

まず、図７及び図８に示すように、スライダ２０５を矢印ａ方向に押し下げることにより、第１押し付け手段２０７がヘッド１０１の主走査方向基準面１０５と反対側の端部１１１に当って接触することで、第１押し付け手段２０７の弾性復元力によって、ヘッド１０１は主走査方向基準面１０５がヘッド交換治具２００の主走査方向位置決め基準２０２に押し付けられ（突き当り）、ヘッド１０１の主走査方向の位置が決められる。

そして、図９及び図１０に示すように、スライダ２０５を矢印ｂ方向に押し上げることにより、第１押し付け手段２０７がヘッド１０１の主走査方向基準面１０５と反対側の端部１１１から離れて、ヘッド１０１に対する押し付け力が解除される。

なお、アレイベース５２には第１押し付け手段２０７が入り込む穴部５２ａが設けられている。また、ここでは、図示を省略するが、第２押し付け手段２０８が入り込む穴部５２ａも設けられている。

次に、図７に示すように、スライダ２０６を押し下げることで、第２押し付け手段２０８によってヘッド１０１の副走査方向基準面１０６と反対側の端部に当って接触することで、第２押し付け手段２０８の弾性復元力によって、ヘッド１０１は副走査方向基準面１０６がヘッド交換治具２００の副走査方向位置決め基準２０３に押し付けられ（突き当り）、ヘッド１０１の位置が決められる。

そして、図９に示すように、スライダ２０６を押し上げることにより、第２押し付け手段２０８がヘッド１０１の副走査方向基準面１０６と反対側の端部から離れて、ヘッド１０１に対する押し付け力が解除される。

ここで、第１押し付け手段２０７による押し付け力は、第２押し付け手段２０８の押し付け力よりも小さく設定している。具体的には、第１、第２押し付け手段２０７、２０８はばね部材で形成し、板厚は同じにして、幅を異ならせることで、押し付け力に大小関係を持たせている。

このように、直交する主走査方向位置決め基準２０２、副走査方向位置決め基準２０３に対して、ヘッド１０１を押し付ける第１押し付け手段２０７と第２押し付け手段２０８とを独立して備えていることで、押し付け力の付与及び押し付け力の解除を、第１押し付け手段２０７と第２押し付け手段２０８とで別々に行なうことができる。

そして、第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力が第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力よりも小さく設定されている。

そこで、初めに押し付け力の小さい第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力を付与して主走査方向位置決め基準２０２にヘッド１０１の主走査方向基準面を確実に突き当てることができる。

このとき、第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力は付与されていないので、主走査方向に移動するヘッド１０１を妨げる直交方向の摩擦力による引っ掛かり等が発生しない。

その後、押し付け力の大きい第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力を付与してヘッド１０１を副走査方向位置決め基準２０３に確実に突き当てることができる。

このとき、第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力が付与されているが、第２押し付け手段２０８による押し付け力の方が大きいので、主走査方向の押し付け力で発生するヘッド移動方向の摩擦力よりも大きな押し付け力で押し付けることができ、引っ掛かり等のない確実な突き当てを行なうことができる。

つまり、位置決め基準に対して、ヘッド１０１の位置決め基準面が確実に突き当たることで、交換するヘッドを正確に位置決めして固定することができる。

次に、同実施形態に係るヘッド交換治具を使用したヘッド交換方法について図１１ないし図１２を参照して説明する。図１１ないし図１２は同ヘッド交換方法の説明に供する斜視説明図である。

まず、図１１に示すように、交換対象となる既存のヘッド１０１（以下、これを「ヘッド１０１Ａ」と表記する。）は、アレイベース５２に４本のネジ１２０で固定されている。

そこで、図１２に示すように、ヘッド１０１Ａに対して、スライダ２０５、２０６を矢印方向に移動させて、第１押し付け手段２０７及び第２押し付け手段２０８を押し付け力解除状態にしたヘッド交換治具２００を、ヘッド１０１Ａの上方よりアレイベース５２上にセットする。

次いで、図１３に示すように、ヘッド交換治具２００の底部の四隅に設けた固定穴２０９にネジ２２０を通してアレイベース５２に設けたネジ穴５２ｂにねじ込んで、ヘッド交換治具２００をアレイベース５２に仮止めする。仮止めとは、ヘッド交換治具２００がアレイベース５２に対して水平方向に固定穴２０９のガタ分だけ移動可能な状態をいう。

次いで、図１４に示すように、ヘッド交換治具２００のスライダ２０５を押し下げて第１押し付け手段２０７でヘッド１０１Ａを主走査方向に押し、ヘッド１０１Ａの主走査方向基準２０２をヘッド交換治具２００の主走査方向位置決め基準２０７に突き当てる。これにより、ヘッド１０１Ａによってヘッド交換治具２００の主走査方向位置が位置決めされる。

このとき、前述したように、第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力を第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力よりも小さく設定されている。そこで、押し付け力の小さい第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力を単独で付与して主走査方向位置決め基準２０２にヘッド１０１Ａの主走査方向基準面を確実に突き当てる。

これにより、引っかかりにより突き当たらないなどの不具合なく確実に突き当てを行うことができる。つまり、第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力が付与されていないので、副走査方向位置決め基準に対してヘッドフレーム１０４が押し付けられてヘッド交換治具２００が主走査方向に移動しない等の不具合が発生しない。

次に、図１５に示すように、ヘッド交換治具２００のスライダ２０６を押し下げて第２押し付け手段２０８でヘッド１０１Ａを副走査方向に押し、ヘッド１０１Ａの副走査方向基準２０２をヘッド交換治具２００の副走査方向位置決め基準２０８に突き当てる。これにより、ヘッド１０１Ａによってヘッド交換治具２００の副走査方向位置が位置決めされる。

このとき、前述したように、第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力が第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力よりも大きく設定されている。そこで、主走査方向の位置決め基準２０７に対する突き当てを確実に行った後、主走査方向の押し付け力よりも大きな押し付け力で副走査方向に押し付けることで、ひっかかり等のない確実な突き当てがされて正確な副走査方向の位置決めが可能となる。

以上のようにして、ヘッド交換治具２００は交換前ヘッド１０１Ａに対して主走査方向及び副走査方向で正確に位置決めされるので、この状態で仮止めしていた４本のネジ２２０を本締めして、ヘッド交換治具２００をアレイベース５２に対して完全に固定する。

次に、図１６に示すように、交換前ヘッド１０１Ａをアレイベース５２に固定しているネジ１２０を４か所はずして、ヘッド１０１Ａを上方に取り外す。

そして、図１７に示すように、ヘッド交換治具２００のスライダ２０５、２０６を上方に押し上げて、第１押し付け手段２０７及び第２押し付け手段２０８を押し付け力解除状態の位置にする。

なお、押し付け力解除状態にするのは、ヘッド１０１Ａを取り外す前のヘッド交換治具２００をアレイベース５２に完全に固定した後でもよく、要するに、新しいヘッドをセットする前に解除状態にあればよい。

次に、図１８に示すように、新しいヘッド１０１（これを「ヘッド１０１Ｂ」と表記する。）をアレイベース５２上に配置し、図１９に示すようにネジ１２０で仮止めする。仮止めとは、ヘッド１０１Ｂが固定されるアレイベース５２に対して、ヘッド１０１Ｂの固定用の穴１０９とネジ１２０とのガタ分、ヘッド１０１Ｂが水平方向に移動が可能な状態で止めることをいう。

次いで、図２０に示すように、ヘッド交換治具２００のスライダ２０５を押し下げて第１押し付け手段２０７でヘッド１０１Ｂを主走査方向に押し、ヘッド１０１Ｂの主走査方向基準面１０５をヘッド交換治具２００の主走査方向位置決め基準２０２に突き当てる。これにより、ヘッド１０１Ｂの主走査方向位置が位置決めされる。

このとき、前述したように、第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力を第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力よりも小さく設定されている。そこで、押し付け力の小さい第１押し付け手段２０７による主走査方向の押し付け力を単独で付与して主走査方向位置決め基準２０２にヘッド１０１Ｂの主走査方向基準面１０５を確実に突き当てる。

これにより、引っかかりにより突き当たらないなどの不具合なく確実に突き当てを行うことができる。つまり、第２押し付け手段２０８による副走査方向の押し付け力が付与されていないので、副走査方向位置決め基準２０８に対してヘッドフレーム１０４が押し付けられてヘッド１０１Ｂが主走査方向に移動しない等の不具合が発生せず、突き当てを確実に行うことができる。

次に、図２１に示すように、ヘッド交換治具２００のスライダ２０６を押し下げて第２押し付け手段２０８でヘッド１０１Ｂを副走査方向に押し、ヘッド１０１Ｂの副走査方向基準面１０６をヘッド交換治具２００の副走査方向位置決め基準２０３に突き当てる。これにより、ヘッド１０１Ｂの副走査方向位置が位置決めされる。

以上のようにして、新しいヘッド１０１Ｂは、ヘッド交換治具２００の主走査方向位置決め基準２０２及び副走査方向位置決め基準２０３に対して位置決めされる。

そこで、第１押し付け手段２０７と第２押し付け手段２０８とでヘッド１０１Ｂをヘッド交換治具２００Ｂに押し付けた状態でヘッド１０１Ｂを仮止めしていた４本のネジ１２０を本締めして、ヘッド１０１Ｂをアレイベース５２に完全に固定する。

このとき、ヘッド交換治具２００は、交換前ヘッド１０１Ａに対して主走査方向位置決め基準２０２と主走査方向基準面１０５との突き当て、副走査方向位置決め基準２０３と副走査方向基準面１０６との突き当てで位置決めされた状態でアレイベース５２に固定されているので、新しく交換したヘッド１０１Ｂは交換前ヘッド１０１Ａと同じ位置に位置決め固定され、位置決め精度が再現される。

その後、図２２に示すように、ヘッド交換治具２００をアレイベース５２に固定していたネジ２２０を４か所はずして、ヘッド交換治具２００をアレイベース５２から上方に取り外す。

以上により、ヘッド交換作業が完了する。

次に、本発明の第２実施形態に係るヘッド交換治具を使用して交換するヘッドの一例について図２３を参照して説明する。図２３は同ヘッドの外観斜視説明図である。

本実施形態のヘッド１０１のヘッドフレーム１０４にも、ノズル１０２との位置が正確に出ている主走査方向基準面１０５及び副走査方向基準面１０６ａ、１０６ｂが形成されている。

ここで、主走査方向基準面１０５は、副走査方向の一方の側面側で、長手方向のほぼ中央部に、ノズル配列方向と直交する方向に形成されている。また、副走査方向基準面１０６ａ、１０６ｂは、副走査方向の一方の側面で、長手方向の両端側にそれぞれ形成されている。

また、ヘッドフレーム１０４には、ヘッド１０１を固定するための固定穴１０７が２ヶ所設けられ、ヘッド１０１を搭載するアレイベース（ベース部材）５２にネジで固定する。

本実施形態では、ヘッド１０１の水平面内での回転方向の傾きを「傾き」とする。

次に、本実施形態のヘッド交換治具について図２４及び図２５を参照して説明する。図２４は同ヘッド交換治具の斜視説明図、図２５は同じく平面説明図である。図２４では治具フレームの一部を透過状態で示している。

ヘッド交換治具３００は、略箱形状の治具フレーム３０１を有している。

治具フレーム３０１には、図２５に示すように、ヘッド１０１におけるノズル配列方向の端面である主走査方向基準面１０５の位置を決める第１位置決め基準となる主走査方向位置調整部３０２と、ヘッド１０１におけるノズル配列方向と直交する方向の副走査方向基準面１０６の位置を決める第２位置決め基準である副走査方向位置決め基準３０３と副走査方向位置調整部３１３とが設けられている。

また、治具フレーム３０１には主走査方向位置調整部３０２を設けた側面と交差し、ヘッド１０１のノズル配列方向の端面に対向する側面に、スライダ３０５が上下方向に移動可能に設けられている。また、治具フレーム３０１には副走査方向位置決め基準３０３及び副走査方向位置調整部３１３に対向する側面に、スライダ３０６が上下方向に移動可能に設けられている。これらのスライダ３０５及びスライダ３０６は、ピン部材とピン部材が移動可能に嵌り込む長穴によって上下方向に案内される。

そして、スライダ３０５には、ヘッド１０１の主走査方向基準面１０５を主走査方向位置調整部３０２に対して押し付ける第１押し付け手段３０７が取付けられている。また、スライダ３０６には、ヘッド１０１の副走査方向基準面１０６を副走査方向位置決め基準２０３及び副走査方向位置調整部３１３に対して押し付ける第２押し付け手段３０８が取付けられている。

これらのスライダ３０５及びスライダ３０６は独立して移動させることができ、第１押し付け手段３０７と第２押し付け手段３０８とは、独立して、ヘッド１０１を主走査方向位置調整部３０２と、副走査方向位置決め基準３０３及び副走査方向位置調整部３１３とに押し付けることができる。

また、治具フレーム３０１には、底部の４箇所にヘッド交換治具３００を固定するための固定穴３０９が設けられ、ヘッド交換治具３００をアレイベース５２にネジで固定することができる。

次に、同実施形態のヘッド交換治具における主走査方向の位置決め及び位置調整について図２６を参照して説明する。図２６は同説明に供する断面説明図である。

まず、スライダ３０５を押し下げることで、第１押し付け手段３０７がヘッド１０１の主走査方向の端部に接触して、ヘッド１０１に押し付け力が付与され、ヘッド１０１の主走査方向基準面１０５がヘッド交換治具３００の主走査方向位置調整部３０２に突き当たる。

ここで、主走査方向位置調整部３０２は、テーパーピン方式を採用しており、ヘッド１０１の主走査方向基準面１０５が突き当たるテーパー部３２１を有するテーパーピン３２２を有し、テーパーピン３２２の上部にはネジ部３２３が形成されて治具フレーム３０１に回転可能に取り付けられ、最上部に設けられた回転部３２４を回転することで、治具フレーム３０１に対して上下動させることができる。

これにより、テーパーピン３２２を上下動させることで、テーパー部３２１と突き当たっているヘッド１０１の主走査方向基準面１０５の位置を主走査方向（図では左右方向）で調整することができる。つまり、主走査方向位置調整部３０２でヘッド１０１の主走査方向の位置調整を行うことができる。

次に、同実施形態のヘッド交換治具における副走査方向の位置決め及び傾き方向の位置調整について図２７も参照して説明する。図２７は同説明に供するノズル面側からアレイベースを透過して見た底面説明図である。

まず、スライダ３０６を押し下げることで、第２押し付け手段３０８がヘッド１０１の副走査方向の端部に接触して、ヘッド１０１に押し付け力が付与され、ヘッド１０１の一方の副走査方向基準面１０６ａがヘッド交換治具３００の副走査方向位置決め基準３０３に突き当たる。

一方、副走査方向位置調整部３１３は、上記主走査方向位置調整部３０２と同様に、テーパーピン方式を採用しており、前述した図２６に示すように、ヘッド１０１の他方の副走査方向基準面１０６ｂが突き当たるテーパー部３３１を有するテーパーピン３３２を有し、テーパーピン３３２の上部にはネジ部３３３が形成されて治具フレーム３０１に回転可能に取り付けられ、最上部に設けられた回転部３３４を回転することで、治具フレーム３０１に対して上下動させることができる。

これにより、テーパーピン３３２を上下動させることで、テーパー部３３１と突き当たっているヘッド１０１の副走査方向基準面１０６ｂの位置を調整することができ、副走査方向位置調整部３１３によって、ヘッド１０１を一方の副走査方向基準１０６ａに対して水平方向で回転させることができるので、ヘッド１０１の傾きを調整できる。

つまり、交換されるヘッド１０１の副走査方向位置は、副走査位置決め基準３０３により位置決めされ、副走査方向位置調整部３１３によりヘッド１０１の傾きを調整することができる。

本実施形態に係るヘッド交換治具３００を使用して行うヘッド交換方法の工程は、前記第１実施形態に係るヘッド交換治具２００を使用して行うヘッド交換方法と同じ工程になる。

つまり、主走査方向位置調整部３０２及び副走査方向位置調整部３１３のテーパー部３２１、３３１をニュートラル（テーパーピン３２２、３３２の調整範囲の中心位置）にして、交換前のヘッドに対してヘッド交換治具３００を位置決めして固定する。なお、このとき、押し付け力を付与する順序は前記第１実施形態で説明したと同様である。

そして、交換前ヘッドを取り外し、押し付け力を解除し、新しいヘッドを位置決めされたヘッド交換治具３００にセットして仮止めし、前記第１実施形態と同様に、主走査方向の押し付け力を付与し、次いで副走査方向の押し付け力を付与し、ヘッドを位置決めする。

その後、本実施形態では、ヘッドを突き当てて位置決めした段階で画像を出力し、画像に黒筋や白筋等の不具合があり、さらにヘッド位置を微妙に調整が必要になった場合には、ヘッド交換治具３００の主走査方向位置調整部３０２と副走査方向位置調整部３１３によって、新しく交換したヘッドの主走査方向位置と傾きを調整する。

つまり、ヘッドの位置決め基準面とノズルの位置が正確に位置合わせされていても、「０」ではなく、実際上は、あるバラツキを持って位置合わせされている。そのため、交換前ヘッドと交換後ヘッドのバラツキ分、ヘッドの狙いの搭載位置に対して位置ズレが発生することがあり、また、ヘッドから吐出される液滴もノズル面に対して直角とは限らず傾いて吐出される吐出曲がりという現象が生じることもある。その結果、正確にヘッドを狙いの位置に搭載しても、隣り合うヘッド間の画像のつなぎ部に、前述したような筋が発生することがあり、これを解消するために、位置調整を行えるようにしている。

本実施形態では、新しく交換したヘッドの主走査方向位置は主走査方向位置調整部３０２、傾きは副走査方向位置調整部３１３で調整できるが、副走査方向位置はヘッド交換治具３００の副走査方向位置決め基準３０３により突き当てで位置決めされているので、調整はできない。しかし、これについては、滴吐出タイミングを補正することで対応することが可能である。

第１実施形態、第２実施形態に記載のヘッド交換治具を用い、ヘッド交換を行なうことにより、ベース部材に多くの高精度な位置決め基準を設ける必要がなくなる。すなわち、１０個のヘッドを搭載するならば、通常１つのヘッドあたり主走査方向、副走査方向の基準が必要になるため、少なくとも２０箇所の基準部材がベース部材上に必要となる。しかし、これらの実施形態では２ないし３箇所の高精度の位置決め基準が設けられた交換治具があれば全てのヘッドの交換の実施が可能となる。

ヘッド交換作業における作業効率という点では、多数の基準をベース部材に設けた方が好ましいが、実際のヘッド交換は不良ヘッドの交換のために行なうことがほとんどであり、１ヘッド単位で交換されることが多いことから、作業効率の低下もそれほど大きな問題とはならない。また、１ヘッド交換ならではの他のヘッドとのマッチングの困難さも第２実施形態であれば最適の状態に調整することが可能となる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、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、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「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、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

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、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

４搬送部
５ヘッド部
５２アレイベース（ベース部材）
１０１ヘッド
１０５主走査方向基準面
１０６、１０６ａ、１０６ｂ副走査方向基準面
２００、３００ヘッド交換治具
２０１、３０１治具フレーム
２０２主走査方向位置決め基準
２０３副走査方向位置決め基準
２０５、２０６スライダ
２０７、３０７第１押し付け手段
２０８、３０８第２押し付け手段
３０２主走査方向調整部
３０３副走査方向位置決め基準
３１３副走査方向調整部

Claims

液滴を吐出する複数のノズルが配列され、前記ノズルとの位置決め基準を有する複数のヘッドがベース部材上に搭載されたヘッドアレイの前記ヘッドを交換するヘッド交換治具であって、
前記ヘッドにおける前記ノズル配列方向の位置を決める第１位置決め基準と、
前記ヘッドにおける前記ノズル配列方向と直交する方向の位置を決める第２位置決め基準と、
前記ヘッドを前記第１位置決め基準に対して押し付ける第１押し付け手段と、
前記ヘッドを前記第２位置決め基準に対して押し付ける第２押し付け手段と、を有し、
前記第１押し付け手段と前記第２押し付け手段とは、独立して、前記ヘッドを前記第１位置決め基準と前記第２位置決め基準に押し付ける
ことを特徴とするヘッド交換治具。
前記第１押し付け手段の押し付け力と前記第２押し付け手段の押し付け力が異なり、
前記第１押し付け手段の押し付け力が前記第２押し付け手段の押し付け力よりも小さい
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッド交換治具。
前記第１位置決め基準及び前記第２位置決め基準の少なくともいずれかの位置決め基準の位置を調整する調整手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッド交換治具。
請求項２に記載のヘッド交換治具を使用してヘッド交換を行うヘッド交換方法であって、
前記ヘッド交換治具の前記第１押し付け手段及び前記第２押し付け手段による押し付け力を解除した状態で、前記ヘッド交換治具を、前記ベース部材に仮に固定する工程と、
前記押し付け力が小さい前記第１押し付け手段で前記ヘッドを第１位置決め基準に押し付けた後、前記押し付け力が大きい前記第２押し付け手段で前記ヘッドを第２位置決め基準に押し付けて、前記ヘッド交換治具を前記ベース部材に固定する工程と、
前記第１押し付け手段及び前記第２押し付け手段の押し付け力を解除して、前記ヘッドを取り替える工程と、
前記第１押し付け手段で交換後の前記ヘッドを前記第１位置決め基準に押し付けた後、前記第２押し付け手段で交換後の前記ヘッドを前記第２位置決め基準に押し付け、交換後の前記ヘッドを前記ベース部材に固定する工程と、を行う
ことを特徴とするヘッド交換方法。