JP4983721B2 - 液滴吐出ヘッド支持台、液滴吐出ユニット、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド支持台、液滴吐出ユニット、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドに関する。

近年、記録用紙やフィルムなどの記録媒体の幅方向に沿って前記記録媒体の全幅に亘って延在する長尺印字ヘッドを静止させ、記録媒体を連続的に搬送して印字を行う所謂紙幅印字型インクジェットプリンタが広く使用されている。

このようなインクジェットプリンタとしては、たとえば、ノズルからインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット式記録装置であって、本体ユニットと、この本体ユニットに対して着脱可能に取り付けられるラインヘッドユニットとを備え、上記ラインヘッドは、ノズルとそのノズルからインクを吐出させるための素子とを含み、上記記録媒体の全幅に亘ってその幅方向に並設された複数のノズルヘッドと、上記複数のノズルヘッド夫々が、その素子に信号を伝送する伝送線を介して接続された中継基板とを有し、上記中継基板は、上記本体ユニットに着脱自在に接続されるコネクタを有するインクジェット式記録装置がある（特許文献１）。

インクジェットプリンタで印字する際には、長尺印字ヘッドなどの印字ヘッドから記録媒体までの距離は通常１ｍｍ程度に保持される。したがって、インクジェットプリンタ特有の動作である回復動作やノズル面保護動作の際には、印字ヘッドにおけるノズル面を、記録媒体を搬送する記録媒体搬送系に対して相対的に移動させる必要がある。

インクジェットプリンタにおいては、印字ヘッド退避式と用紙搬送系退避式とを任意に選択できるが、たとえば用紙をベルトで搬送する形態のインクジェットプリンタにおいては、用紙搬送ベルトを退避させることは容易であるから、用紙搬送系退避式が容易に採用できる。この場合、印字ヘッドは退避させる必要がないから、印字ヘッドを構成する印字部、インク供給部、および駆動回路部を個別にフレームに固定することにより、剛性の高い印字ヘッドを構成できる。

これに対してドラムで用紙を搬送する形態のインクジェットプリンタにおいては、用紙搬送系を退避させるのは現実的ではないから、印字ヘッド退避式が選択される。

ここで、通常、インクジェットプリンタにおいては、印字ヘッドは複数設けられているから、印字ヘッド退避式のインクジェットプリンタにおいては、回復部の動作との関係で、前記複数の印字ヘッドを一括して退避させるか、それとも個別に退避させるかを選択できるようにする必要がある。

また、印字ヘッドにおいては、インク供給流路の抵抗を小さくしたいとの要求や印字ヘッドを駆動する駆動回路の電気抵抗を小さくしたいとの要求があり、これらの要求を満たすためには、印字ヘッドにおいて、インクを実際に吐出する印字部とそれ以外の部分とを最短経路で係合することが求められる。したがって、前記印字ヘッドにおいては、印字部と、前記印字部にインクを供給するインク供給部と、前記駆動回路を有する駆動回路部とを一体に構成する必要がある。
特開２００５−０７４７６３号公報

しかしながら、斯様なインク供給部および印字部を有する印字ヘッドは、体積、質量ともに大きくなりがちである。したがって、印字ヘッド退避式のインクジェットプリンタにおいては、体積、質量とも大きな印字ヘッドの取り扱いを容易にする必要がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、インク供給部のような機構部と印字部のような液滴吐出部とを有する液滴吐出ヘッドを容易に取り扱うことができる液滴吐出ヘッド支持台を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、記録媒体を搬送する搬送ドラムに相対するように配設される枠体と、前記枠体に、前記搬送ドラムの軸線に対して放射状に設けられ、液滴吐出ヘッドの長手方向の両側縁部が係合される少なくとも１対の昇降ガイドと、を備え、前記液滴吐出ヘッドの長手方向の側縁部の一方が前記昇降ガイドの一方に係合された後に、前記長手方向の側縁部の他方が前記昇降ガイドの他方に係合されるとともに、前記一方の昇降ガイドは、前記他方の昇降ガイドよりも高さが高くされている液滴吐出ヘッド支持台と、前記液滴吐出ヘッド支持台の昇降ガイドに装着された液滴吐出ヘッドと、を有し、前記吐出ヘッドの長手方向の両側縁部には係合ローラが設けられているとともに、前記吐出ヘッドの一方の側縁部の係合ローラが、高さが高い方の昇降ガイドに係合した後に、前記吐出ヘッドの他方の側縁部の係合ローラが、高さが低い方の昇降ガイドに係合する液滴吐出ユニットに関する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の液滴吐出ユニットにおいて、前記液滴吐出ヘッド支持台の前記１対の昇降ガイドのうち高さの低いほうの昇降ガイドが前記枠体に着脱可能であるものに関する。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の液滴吐出ユニットにおいて、前記液滴吐出ヘッド支持台が、前記液滴吐出ヘッドを前記昇降ガイドに装着したときに前記液滴吐出ヘッドの質量の少なくとも一部を受ける弾性部材を備えるものに関する。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ユニットと、記録媒体を搬送する搬送ドラムと、を備え、前記液滴吐出ユニットにおける液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するノズルが、前記搬送ドラムのドラム面に相対するように配設されている液滴吐出装置に関する。

請求項１の発明によれば、前記昇降ガイドに両側縁部を係合させた状態で液滴吐出ヘッドを上昇または下降させることにより、液滴吐出ヘッド支持台に前記液滴吐出ヘッドを着脱できるから、重量、体積ともに大きな液滴吐出ヘッドであっても容易に液滴吐出ヘッド支持台に着脱できる液滴吐出ユニットが提供される。

請求項２の発明によれば、前記１対の昇降ガイドのうち高さの低いほうの昇降ガイドを脱着した状態で、液滴吐出ヘッドを高さの高いほうの昇降ガイドに向かって移動させて前記高いほうの昇降ガイドに一方の側縁部を係合させたあと、高さの低いほうの昇降ガイドを他方の側縁部に係合し、その後液滴吐出ヘッドを枠体に向かって下降させることにより、液滴吐出ヘッドを装着できる液滴吐出ユニットが提供される。

請求項３の発明によれば、液滴吐出ヘッドを昇降ガイドに装着したときに前記液滴吐出ヘッドの質量の少なくとも一部が弾性部材によって受けられるから、液滴吐出ヘッドの質量による昇降ガイドの変形が前記弾性部材を有しないものと比較して少なく、液滴吐出ヘッドの着脱が容易な液滴吐出ユニットが提供される。

請求項４の発明によれば、搬送ドラムを有する液滴吐出装置において、重量、体積ともに大きな液滴吐出ヘッドであっても容易に液滴吐出ヘッド支持台に着脱できる液滴吐出装置が提供される。

本発明に係る液滴吐出装置の一例であるインクジェット記録装置、および本発明の液滴吐出ヘッドの一例であって前記インクジェット記録装置が備えるインクジェット記録ヘッドについて説明する。

図１に示すように、インクジェット記録装置１０は、画像が記録される前の記録用紙Ｐが収容される給紙部１２と、この給紙部１２から供給された記録用紙Ｐに画像を記録する画像記録部１４と、画像記録部１４へ記録用紙Ｐを搬送する搬送手段１６と、画像記録部１４によって画像が記録された後の記録用紙Ｐを収容する排紙部１８と、を有している。

画像記録部１４は、本発明の液滴吐出ユニットに相当し、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応するインクジェット記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ（以下、「インクジェット記録ヘッド２０」と総称する。）と、インクジェット記録ヘッド２０の後述するノズル面２２（ノズル面２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）が搬送手段１６における後述する搬送ドラム２６の表面に相対するように支持する記録ヘッド支持台４０とを備える。記録ヘッド支持台４０は、本発明の液滴吐出ヘッド支持台に相当する。

インクジェット記録ヘッド２０は、複数のノズル（図示省略）が形成されたノズル面２２を有している。このノズル面２２は、本発明の記録媒体の一例であってインクジェット記録装置１０で画像が形成される記録用紙Ｐの最大幅と同程度か、又はそれ以上の記録可能領域を有している。

また、インクジェット記録ヘッド２０は、記録用紙Ｐの搬送方向に対して、その下流側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に並設されるように記録ヘッド支持台４０に支持され、サーマル方式や圧電方式等の公知の手段によって、インク滴が吐出されるように構成されている。なお、そのインクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、各種インクが使用可能であり、インクジェット記録装置１０には、各インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋにインクを供給するインクタンク（図示省略）が配設されている。

搬送手段１６は、本発明の搬送ドラムに相当し、給紙部１２中の記録用紙Ｐを１枚ずつ取り出す（ピックアップする）ピックアップドラム２４と、画像記録部１４のインクジェット記録ヘッド２０へ記録用紙Ｐを搬送し、その印刷面（表面）をインクジェット記録ヘッド２０に対面させる搬送体としての搬送ドラム２６と、画像が記録された記録用紙Ｐを排紙部１８へ送り出す送出ドラム２８と、を有している。そして、ピックアップドラム２４、搬送ドラム２６、送出ドラム２８は、それぞれ記録用紙Ｐがその周面に静電的吸着手段、或いは吸引や粘着などの非静電的吸着手段によって保持されるように構成されている。

また、ピックアップドラム２４、搬送ドラム２６、送出ドラム２８には、それぞれ記録用紙Ｐの搬送方向下流側端部を挟んで保持する保持手段としてのグリッパー３０が、例えば２組ずつ備えられており、これら３個のドラム２４、２６、２８は、それぞれその周面に記録用紙Ｐを、この場合は２枚まで保持可能に構成されている。そして、グリッパー３０は、各ドラム２４、２６、２８の周面に２つずつ形成された凹部２４Ａ、２６Ａ、２８Ａ内に設けられている。

すなわち、各ドラム２４、２６、２８の凹部２４Ａ、２６Ａ、２８Ａ内の所定位置には、各ドラム２４、２６、２８の回転軸３２と平行に回転軸３４が軸架されており、この回転軸３４には、その軸方向に所定間隔を隔てて（例えば等間隔に）複数のグリッパー３０が固定されている。したがって、回転軸３４が図示しないアクチュエーターによって正逆両方向に回転することにより、グリッパー３０が各ドラム２４、２６、２８の略周方向に沿って正逆両方向に回転し、記録用紙Ｐの搬送方向下流側端部を挟んで保持したり、離したりすることができるようになっている。

つまり、グリッパー３０は、その先端部が各ドラム２４、２６、２８の周面から若干突出するように回転することで、ピックアップドラム２４の周面と搬送ドラム２６の周面とが対面する受渡位置３６において、ピックアップドラム２４のグリッパー３０から搬送ドラム２６のグリッパー３０へ記録用紙Ｐを受け渡すことができ、搬送ドラム２６の周面と送出ドラム２８の周面とが対面する受渡位置３８において、搬送ドラム２６のグリッパー３０から送出ドラム２８のグリッパー３０へ記録用紙Ｐを受け渡すことができるようになっている。

なお、図示しないが、このインクジェット記録装置１０には、画像信号に応じてインク滴の吐出タイミングと使用するノズルを決定し、そのノズルに駆動信号を印加するインクジェット記録ヘッド２０の制御手段と、インクジェット記録装置１０全体の動作を制御するシステム制御手段が備えられている。

以下、記録ヘッド支持台４０について詳説する。

図２に示すように、記録ヘッド支持台４０は、搬送ドラム２６に相対するように配設され、略矩形の枠体４２と、搬送ドラム２６の軸線に対して略放射状に設けられ、インクジェット記録ヘッド２０の両側縁部が係合される４対の昇降ガイド４４、４６と、昇降ガイド４４を枠体４２備える。

昇降ガイド４４、４６は、夫々略Ｕ字型の断面を有し、Ｕ字型の開口部が相対するように略扇形の取付部材４８、５０によって枠体４２の短辺に装着されている。なお、昇降ガイド４４、４６は、ノズル面２２が搬送ドラム２６の表面に相対するようにインクジェット記録ヘッド２０を支持できれば、厳密に、搬送ドラム２６の軸線に対して放射状に位置していなくてもよい。

昇降ガイド４４は、取付部材４８によって枠体４２に固定されている。一方、取付部材５０は、昇降ガイド４６を枠体４２に固定するように形成されてもよく、また、昇降ガイド４６が枠体４２に対して脱着または起倒可能であるように形成されていてもよい。

また、昇降ガイド４６は、図２に示す例においては昇降ガイド４４よりも高さが低くなるように形成されているが、図６に示すように、昇降ガイド４４と同一の高さであってもよい。

インクジェット記録ヘッド２０の側縁部、即ち記録ヘッド支持台４０に装着された状態において搬送ドラム２６の回転方向に対して略平行に位置する側の端面、言い換えれば縁部の一方には、図４に示すように、昇降ガイド４４に係合する係合ローラ２１が上下方向に沿って２個設けられ、前記側縁部の他方には、図５に示すように、昇降ガイド４６に係合する係合ローラ２３が１個設けられている。インクジェット記録ヘッド２０（２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ）は、係合ローラ２１を昇降ガイド４４に、係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させた状態で枠体４２に向かって下降させることにより、図３に示すように記録ヘッド支持台４０に装着される。なお、図３においては、インクジェット記録ヘッド２０Ｋは省略されている。

昇降ガイド４４の両側には、図７に示すようにバネ緩衝器５２が設けられている。なお、図７においては、最も右側の昇降ガイド４４に設けられたバネ緩衝器５２については省略されている。バネ緩衝器５２は、本発明の弾性部材に相当し、インクジェット記録ヘッド２０を昇降ガイド４４に装着したときに、その質量の一部を受ける昨日を有し、インクジェット記録ヘッド２０が載置される載置台５２Ａと、載置台５２Ａを昇降ガイド４４に対して平行にガイドするガイド部５２Ｂと、載置台５２Ａとガイド部５２Ｂとの間に嵌挿されたコイルバネ５２Ｃと、ガイド部５２Ｂに対して平行に設けられた補助ガイド５２Ｄとを備える。なお、ガイド部５２Ｂはダッシュポッドのようなダンパであってもよい。バネ緩衝器５２は、ガイド部５２Ｂの基部において取付部材４８の内側の面に固定されている。バネ緩衝器５２は、同様に夫々の昇降ガイド４６の両側にも設けられている。

また、図８に示すように、インクジェット記録ヘッド２０においては、両側縁部における重心近傍に、軸線の回りに回転可能な円筒状の小突出部である腕部材装着部２５を設け、腕部材装着部２５に腕部材６０を装着するようにしてもよい。両側縁部に突設された腕部材装着部２５に腕部材６０を装着し、この腕部材６０の上端の開口部に棒状部材である握り６２を挿通して把手６４を形成することができる。

インクジェット記録ヘッド２０を記録ヘッド支持台４０に装着する手順について、以下に説明する。

図９において（Ａ）に示すように、画像記録部１４に装着しようとするインクジェット記録ヘッド２０を、記録ヘッド支持台４０の枠体４２の上方に移動させ、同図の（Ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド２０の係合ローラ２１を昇降ガイド４４に係合させる。

次に、係合ローラ２１を昇降ガイド４４に係合させた状態でインクジェット記録ヘッド２０を昇降ガイド４４に沿って下降させ、同図において（Ｃ）に示すように係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させる。

そして、係合ローラ２１を昇降ガイド４４に、係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させた状態でインクジェット記録ヘッド２０を下降させて枠体４２によってインクジェット記録ヘッド２０が下方から支持されるようにする。

短いほうの昇降ガイド４６が枠体４２に着脱可能な記録ヘッド支持台４０においては、図１０において（Ａ）および（Ｂ）に示すように、記録ヘッド支持台４０から昇降ガイド４６を脱着した状態で、インクジェット記録ヘッド２０の係合ローラ２１を昇降ガイド４４に係合させ、枠体４２に向かって下降させる。

インクジェット記録ヘッド２０を下降させたら、同図において（Ｃ）に示すように、短いほうの昇降ガイド４６を枠体４２に装着し、同図の（Ｄ）に示すように、インクジェット記録ヘッド２０の係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させる。

係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させたら、同図の（Ｅ）に示すようにインクジェット記録ヘッド２０を更に降下させて枠体４２に固定する。

短いほうの昇降ガイド４６が枠体４２に対して起倒可能に設けられている記録ヘッド支持台４０においては、図１１において（Ａ）および（Ｂ）に示すように、昇降ガイド４６を枠体４２に対して倒した状態で、インクジェット記録ヘッド２０の係合ローラ２１を昇降ガイド４４に係合させる。

この状態でインクジェット記録ヘッド２０を枠体４２に向かって下降させたら、同図において（Ｃ）に示すように、短いほうの昇降ガイド４６を枠体４２に対して起立させてインクジェット記録ヘッド２０の係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させる。そして、同図の（Ｄ）および（Ｅ）に示すようにインクジェット記録ヘッド２０を更に降下させて枠体４２に固定する。

昇降ガイド４４と昇降ガイド４６とが同一の高さである記録ヘッド支持台４０においては、図１２において（Ａ）〜（Ｄ）に示すようにインクジェット記録ヘッド２０を一旦昇降ガイド４４、４６よりも高い高さに持ち上げ、係合ローラ２１を昇降ガイド４４に、係合ローラ２３を昇降ガイド４６に係合させた状態でインクジェット記録ヘッド２０を枠体４２に向かって下降させて固定する。

以上、液滴吐出ヘッドがインクジェットプリンタ型液滴吐出装置の印字ヘッドである例について説明したが、本発明は、インクを吐出させて画像形成を行うインクジェット型画像形成装置以外に、たとえば銅やアルミニウム等の金属、またはＩＴＯなどの導電性酸化物の微細粒子を有機溶媒または水に懸濁させた懸濁液を基板やフィルムなどに吐出して回路パターンを形成する装置にも適用できる。

図１は、実施形態１に係るインクジェット記録装置の全体的な構成を示す概略図である。 図２は、実施形態１に係るインクジェット記録装置が備える画像記録部においてインクジェット記録ヘッドを支持する記録ヘッド支持台の一例につき、全体的な構成を示す斜視図である。 図３は、図２に示す記録ヘッド支持台にインクジェット記録ヘッドを装着したところを示す斜視図である。 図４は、図２に示す記録ヘッド支持台にインクジェット記録ヘッドを装着した状態において、前記記録ヘッド支持台の昇降ガイドの一方に、前記インクジェット記録ヘッドの一方の側縁部に設けられた係合ローラが係合したところを示す斜視図である。 図５は、図２に示す記録ヘッド支持台にインクジェット記録ヘッドを装着した状態において、前記記録ヘッド支持台の昇降ガイドの他方に、前記インクジェット記録ヘッドの他方の側縁部に設けられた係合ローラが係合したところを示す斜視図である。 図６は、実施形態１に係るインクジェット記録装置が備える画像記録部においてインクジェット記録ヘッドを支持する記録ヘッド支持台の別の一例につき、全体的な構成を示す斜視図である。 図７は、図２に示す記録ヘッド支持台において、昇降ガイドの近傍にバネ緩衝器を設けた例を示す部分斜視図である。 図８は、図２または図６に示す記録ヘッド支持台に装着されるインクジェット記録ヘッドにおいて、両側縁部に把手の腕部を装着する腕部材装着部を形成した例を示す斜視図である。 図９は、図２に示す記録ヘッド支持台にインクジェット記録ヘッドを装着する手順を示す説明図である。 図１０は、図２に示す記録ヘッド支持台において高さの低いほうの昇降ガイドを枠体に対して脱着可能としたものに、インクジェット記録ヘッドを装着する手順を示す説明図である。 図１１は、図２に示す記録ヘッド支持台において高さの低いほうの昇降ガイドを枠体に対して起倒可能としたものに、インクジェット記録ヘッドを装着する手順を示す説明図である。 図１２は、図２に示す記録ヘッド支持台において両方の昇降ガイドを同一の高さとしたものに、インクジェット記録ヘッドを装着する手順を示す説明図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
１２ 給紙部
１４ 画像記録部
１６ 搬送手段
１８ 排紙部
２０ インクジェット記録ヘッド
２１ 係合ローラ
２２ ノズル面
２３ 係合ローラ
２５ 腕部材装着部
２６ 搬送ドラム
４０ 記録ヘッド支持台
４２ 枠体
４４ 昇降ガイド
４６ 昇降ガイド
４８ 取付部材
５０ 取付部材
５２ バネ緩衝器
５２Ａ 載置台
５２Ｂ ガイド部
５２Ｃ コイルバネ
５２Ｄ 補助ガイド
６０ 腕部材
６４ 把手

Claims (4)

1. 記録媒体を搬送する搬送ドラムに相対するように配設される枠体と、
   前記枠体に、前記搬送ドラムの軸線に対して放射状に設けられ、液滴吐出ヘッドの長手方向の両側縁部が係合される少なくとも１対の昇降ガイドと、
   を備え、
   前記液滴吐出ヘッドの長手方向の側縁部の一方が前記昇降ガイドの一方に係合された後に、前記長手方向の側縁部の他方が前記昇降ガイドの他方に係合されるとともに、前記一方の昇降ガイドは、前記他方の昇降ガイドよりも高さが高くされている
   液滴吐出ヘッド支持台と、
   前記液滴吐出ヘッド支持台の昇降ガイドに装着された液滴吐出ヘッドと、
   を有し、
   前記吐出ヘッドの長手方向の両側縁部には係合ローラが設けられているとともに、前記吐出ヘッドの一方の側縁部の係合ローラが、高さが高い方の昇降ガイドに係合した後に、前記吐出ヘッドの他方の側縁部の係合ローラが、高さが低い方の昇降ガイドに係合する
   液滴吐出ユニット。
2. 前記液滴吐出ヘッド支持台の前記１対の昇降ガイドのうち高さの低いほうの昇降ガイドは、前記枠体に着脱可能である請求項１に記載の液滴吐出ユニット。
3. 前記液滴吐出ヘッド支持台は、前記液滴吐出ヘッドを前記昇降ガイドに装着したときに前記液滴吐出ヘッドの質量の少なくとも一部を受ける弾性部材を備える請求項１または２に記載の液滴吐出ユニット。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の液滴吐出ユニットと、
   記録媒体を搬送する搬送ドラムと、
   を備え、
   前記液滴吐出ユニットにおける液滴吐出ヘッドの液滴を吐出するノズルが、前記搬送ドラムのドラム面に相対するように配設されている液滴吐出装置。

Images