JP7416325B2 - ヘッドユニット及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘッドユニット及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置に搭載されるヘッドユニットは、用紙等の記録媒体上にインクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドを備え、記録媒体に画像の記録を行う。このようなヘッドユニットの一例が、特許文献１に開示されている。

特許文献１で開示された従来のインクジェット記録装置のヘッドアッセンブリ（ヘッドユニット）は、３つの記録ヘッドを備える。記録ヘッドは、連結部材を用いて、ヘッドアッセンブリのベース部材に連結される。

特開２０２０－１２１５１４号公報

従来技術では、ユーザーがインクジェット記録装置を使用しているときに不具合等が生じ、記録ヘッドの交換が必要となった場合に、記録ヘッドのみを交換することが困難であり、ヘッドアッセンブリ全体を交換しなければならないことに課題があった。これにより、交換する必要が無い部材も交換しなければならず、高コスト化が懸念された。また、仮に、記録ヘッドのみの交換を可能とした場合でも、ユーザーのもとでは、既存のベース部材に対する新たな記録ヘッドのアライメント調整が実施できなかった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、容易に記録ヘッドを交換することが可能であり、低コスト化が図られたヘッドユニット及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のヘッドユニットは、記録ヘッドと、フレームと、角度調整部と、を備える。前記記録ヘッドは、記録媒体上にインクを吐出する複数のノズルを有する。前記フレームは、前記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に延びて前記記録ヘッドに隣接する側壁部を有し、前記記録ヘッドの前記幅方向の一端部に配置されたヘッド回転軸を中心として前記記録ヘッドが回転可能に接続される。前記角度調整部は、前記記録ヘッドの前記幅方向の前記ヘッド回転軸とは反対側の他端部側に配置され、前記ヘッド回転軸を中心として前記記録ヘッドを回転させる。前記角度調整部は、フレーム調整ねじと、ヘッド調整ねじと、を備える。前記フレーム調整ねじは、前記側壁部の前記記録ヘッドとの対向面に設けられ、前記記録ヘッドに対して接離方向に往復移動可能である。前記ヘッド調整ねじは、前記記録ヘッドの前記側壁部との対向面に設けられ、前記側壁部に対して接離方向に往復移動可能である。前記フレーム調整ねじと、前記ヘッド調整ねじとは、互いに対向する方向の先端部同士が接触する。

本発明の構成によれば、ヘッドユニットの組み立て時に、記録ヘッドにおいてヘッド調整ねじが調整された後、記録ヘッドがフレームに装着され、フレームにおいてフレーム調整ねじが調整される。これにより、容易に記録ヘッドのみを交換できる。そして、交換する必要が無い部材の交換も不要であり、低コスト化を実現することが可能である。さらに、記録ヘッドを交換する場合、フレーム調整ねじが調整済のフレームに対して新たな記録ヘッドを装着するので、ユーザーのもとでも容易にアライメント調整を実施できる。

本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の概略断面正面図である。 図１のインクジェット記録装置の記録部の平面図である。 図２の記録部のヘッドユニットの水平断面図である。 図３のヘッドユニットの角度調整部周辺の部分水平断面図である。 図３のヘッドユニットの側壁部の斜視図である。 図３のヘッドユニットの記録ヘッドの斜視図である。 図６の記録ヘッドの角度調整部周辺の部分斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

図１は、実施形態のインクジェット記録装置１の概略断面図である。図２は、図１のインクジェット記録装置１の記録部５の平面図である。インクジェット記録装置１は、例えばインクジェット記録式のプリンターである。インクジェット記録装置１は、図１及び図２に示すように、装置本体２と、用紙供給部３と、用紙搬送部４と、記録部５と、乾燥部６と、制御部７と、を備える。

用紙供給部３は、複数枚の用紙（記録媒体）Ｓを収容し、記録時に用紙Ｓを１枚ずつ分離して送り出す。用紙搬送部４は、用紙供給部３から送り出された用紙Ｓを記録部５及び乾燥部６へと搬送し、さらに記録、乾燥後の用紙Ｓを用紙排出部２１に排出する。両面記録が行われる場合、用紙搬送部４は、第１面の記録、乾燥後の用紙Ｓを分岐部４３によって反転搬送部４４に振り分け、さらに搬送方向を切り替えて表裏を反転させた用紙Ｓを再度、記録部５及び乾燥部６へと搬送する。

用紙搬送部４は、第１ベルト搬送部４１及び第２ベルト搬送部４２を含む。第１ベルト搬送部４１は、無端状に形成された第１搬送ベルト４１１を有する。第２ベルト搬送部４２は、無端状に形成された第２搬送ベルト４２１を有する。第１ベルト搬送部４１及び第２ベルト搬送部４２は、第１搬送ベルト４１１及び第２搬送ベルト４２１それぞれの上側の外面（上面）に用紙Ｓを吸着保持して搬送する。第１ベルト搬送部４１は、記録部５の下方に配置されて用紙Ｓを搬送する。第２ベルト搬送部４２は、第１ベルト搬送部４１に対して用紙搬送方向の下流側に位置し、乾燥部６に配置されて用紙Ｓを搬送する。

記録部５は、第１搬送ベルト４１１の上面に吸着保持されて搬送される用紙Ｓに対向し、所定の間隔を設けて第１搬送ベルト４１１の上方に配置される。記録部５は、図２に示すように、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色それぞれに対応したヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙを保持する。ヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙは、長手方向が用紙搬送方向Ｄｃと直交する用紙幅方向Ｄｗと平行になるように用紙搬送方向Ｄｃに沿って並置される。なお、４つのヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙは基本的な構成が同じであるので、以下の説明では、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」の識別記号は省略することがある。

各色のヘッドユニット５１それぞれは、ライン型インクジェット方式の記録ヘッド５２を有する。記録ヘッド５２は、各色のヘッドユニット５１それぞれにおいて、用紙幅方向Ｄｗに沿って複数（例えば３つ（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ））が千鳥状に配列される。

記録ヘッド５２は、その底部に複数のインク吐出ノズル５２１を有する。複数のインク吐出ノズル５２１は、用紙幅方向Ｄｗに沿って並べて配置され、用紙Ｓ上の記録領域の全域にわたってインクを吐出することができる。すなわち、記録ヘッド５２は、用紙Ｓ上にインクを吐出する複数のインク吐出ノズル５２１を有する。記録部５は、第１搬送ベルト４１１によって搬送される用紙Ｓに向かって４色のヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙそれぞれの記録ヘッド５２から順次インクを吐出し、フルカラー画像またはモノクロ画像を用紙Ｓに記録する。

乾燥部６は、記録部５に対して用紙搬送方向の下流側に配置され、第２ベルト搬送部４２が設けられる。記録部５でインク画像が記録された用紙Ｓは、乾燥部６において第２搬送ベルト４２１に吸着保持されて搬送される間に、インクが乾燥される。

制御部７は、ＣＰＵ、記憶部、その他の電子回路及び電子部品を含む（いずれも不図示）。ＣＰＵは、記憶部に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、インクジェット記録装置１に設けられた各構成要素の動作を制御してインクジェット記録装置１の機能に係る処理を行う。用紙供給部３、用紙搬送部４、記録部５及び乾燥部６それぞれは、制御部７から個別に指令を受け、連動して用紙Ｓへの記録を行う。記憶部は、例えば不図示のプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶装置との組み合わせで構成される。

続いて、インクジェット記録装置１のヘッドユニット５１の構成について、図２に加えて図３を用いてさらに説明する。図３は、図２の記録部５のヘッドユニット５１の水平断面図である。

ヘッドユニット５１は、記録ヘッド５２に加えて、フレーム５３と、ヘッド回転軸５４と、角度調整部８と、を備える。

フレーム５３は、３つの記録ヘッド５２ａ、５２ｂ、５２ｃを保持する。３つの記録ヘッド５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、用紙幅方向Ｄｗに沿って千鳥状に配列される。フレーム５３は、側壁部５３１を有する。側壁部５３１は、上下方向及び用紙幅方向Ｄｗに延びて記録ヘッド５２ａ、５２ｂ、５２ｃに隣接する。側壁部５３１は、用紙搬送方向Ｄｃにおいて２つの記録ヘッド５２ａ、５２ｃと、１つの記録ヘッド５２ｂに挟まれている。側壁部５３１は、各記録ヘッド５２の用紙搬送方向Ｄｃの下流側の側面若しくは上流側の側面と対向する。

ヘッド回転軸５４は、各記録ヘッド５２の長手方向（用紙幅方向Ｄｗ）の一端部５２ｒであって、例えば記録部５の背面側の、記録ヘッド５２の端部に配置される。ヘッド回転軸５４の回転軸線は、第１搬送ベルト４１１の上面の法線方向であって、上下方向に延びる。

３つの記録ヘッド５２それぞれは、ヘッド回転軸５４を中心として回転可能にフレーム５３に接続される。記録ヘッド５２は、長手方向（用紙幅方向Ｄｗ）の他端部５２ｆ側が、ヘッド回転軸５４を中心として用紙搬送方向Ｄｃの上流側に移動する回転方向Ｒａ、または下流側に移動する回転方向Ｒｂに回転可能である。

角度調整部８は、記録ヘッド５２のヘッド回転軸５４とは反対側の他端部５２ｆ側であって、例えば記録部５の正面側の、記録ヘッド５２の端部に配置される。角度調整部８は、ヘッド回転軸５４を中心として記録ヘッド５２を回転方向Ｒａまたは回転方向Ｒｂに回転させる。これにより、角度調整部８は、ヘッドユニット５１のフレーム５３に対して記録ヘッド５２の角度調整を行うことができ、ヘッドユニット５１に対する記録ヘッド５２の位置決めを適正に行うことが可能である。

続いて、角度調整部８の構成について、図３に加えて図４から図７を用いて説明する。図４は、図３のヘッドユニット５１の角度調整部８周辺の部分水平断面図である。図５は、図３のヘッドユニット５１の側壁部５３１の斜視図である。図６は、図３のヘッドユニット５１の記録ヘッド５２の斜視図である。図７は、図６の記録ヘッド５２の角度調整部８周辺の部分斜視図である。

角度調整部８は、フレーム調整ねじ８１と、ヘッド調整ねじ８２と、を備える。

フレーム調整ねじ８１は、側壁部５３１の、記録ヘッド５２との対向面に設けられる。フレーム調整ねじ８１は、側壁部５３１に対して垂直となるように取り付けられて側壁部５３１を貫通し、ヘッド回転軸５４の軸線と交差する方向（用紙搬送方向Ｄｃ）に延びる。フレーム調整ねじ８１は、例えば端部に六角穴や、すり割りが設けられた止めねじで構成される。フレーム調整ねじ８１は、記録ヘッド５２に対して接離方向に往復移動可能である。

ヘッド調整ねじ８２は、記録ヘッド５２の、側壁部５３１との対向面に設けられる。ヘッド調整ねじ８２は、記録ヘッド５２の側板５２２に対して垂直となるように取り付けられて側板５２２を貫通し、ヘッド回転軸５４の軸線と交差する方向（用紙搬送方向Ｄｃ）に延びる。ヘッド調整ねじ８２は、例えば端部に六角穴や、すり割りが設けられた止めねじで構成される。ヘッド調整ねじ８２は、側壁部５３１に対して接離方向に往復移動可能である。

フレーム調整ねじ８１と、ヘッド調整ねじ８２とは、ヘッド回転軸５４の軸線と交差する方向（用紙搬送方向Ｄｃ）において互いに対向する位置に配置される。すなわち、フレーム調整ねじ８１と、ヘッド調整ねじ８２とは、ヘッドユニット５１の長手方向（用紙幅方向Ｄｗ）及び上下方向において互いに対向する位置に配置され、互いの延伸方向（移動方向）が同じである。そして、フレーム調整ねじ８１と、ヘッド調整ねじ８２とは、互いに対向する方向の先端部同士が接触する。

上記の構成によれば、ヘッドユニット５１の組み立て時に、記録ヘッド５２においてヘッド調整ねじ８２が調整された後、記録ヘッド５２がフレーム５３に装着され、フレーム５３においてフレーム調整ねじ８１が調整される。これにより、容易に記録ヘッド５２のみを交換できる。そして、交換する必要が無い部材の交換も不要であり、低コスト化を実現することが可能である。さらに、記録ヘッド５２を交換する場合、フレーム調整ねじ８１が調整済のフレーム５３に対して新たな記録ヘッド５２を装着するので、ユーザーのもとでも容易にアライメント調整を実施できる。

また、ヘッドユニット５１は、用紙幅方向Ｄｗに並置された複数（本実施形態では３つ）の記録ヘッド５２を備える。この構成によれば、例えば１つの記録ヘッド５２を交換する必要が生じた場合に、他の２つの記録ヘッド５２は交換することなく、そのまま使用し続けることができる。したがって、ヘッドユニット５１の低コスト化を実現することが可能である。

また、３つの記録ヘッド５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、前述のように、用紙幅方向Ｄｗに沿って千鳥状に配列される（図３参照）。２つの記録ヘッド５２ａ、５２ｃは側壁部５３１に対して用紙搬送方向Ｄｃの上流側に配置され、１つの記録ヘッド５２ｂは側壁部５３１に対して用紙搬送方向Ｄｃの下流側に配置される。すなわち、複数の記録ヘッド５２は、側壁部５３１に対して用紙搬送方向Ｄｃの上流側及び下流側それぞれに配置される。

上記の構成によれば、例えば用紙幅方向Ｄｗに沿って千鳥状に配列した３つの記録ヘッド５２ａ、５２ｂ、５２ｃそれぞれに対し、フレーム調整ねじ８１及びヘッド調整ねじ８２を用いた角度調整部８を設けることができる。すなわち、記録ヘッド５２が用紙搬送方向Ｄｃに並置される場合でも、容易に記録ヘッド５２のみを交換することが可能である。

また、インクジェット記録装置１は、用紙Ｓに画像の記録を行う上記構成のヘッドユニット５１を備える。この構成によれば、インクジェット記録装置１は、低コスト化が図られた構成を有し、容易に記録ヘッド５２を交換することが可能である。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、ヘッドユニット及びインクジェット記録装置において利用可能である。

Claims (4)

1. 記録媒体上にインクを吐出する複数のノズルを有する記録ヘッドと、
   前記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向に延びて前記記録ヘッドに隣接する側壁部を有し、前記記録ヘッドの前記幅方向の一端部に配置されたヘッド回転軸を中心として前記記録ヘッドが回転可能に接続されるフレームと、
   前記記録ヘッドの前記幅方向の前記ヘッド回転軸とは反対側の他端部側に配置され、前記ヘッド回転軸を中心として前記記録ヘッドを回転させる角度調整部と、
   を備え、
   前記角度調整部は、
   前記側壁部の前記記録ヘッドとの対向面に設けられ、前記記録ヘッドに対して接離方向に往復移動可能なフレーム調整ねじと、
   前記記録ヘッドの前記側壁部との対向面に設けられ、前記側壁部に対して接離方向に往復移動可能なヘッド調整ねじと、
   を備え、
   前記フレーム調整ねじと、前記ヘッド調整ねじとは、互いに対向する方向の先端部同士が接触することを特徴とするヘッドユニット。
2. 前記記録媒体の前記幅方向に並置された複数の前記記録ヘッドを備えることを特徴とする請求項１に記載のヘッドユニット。
3. 前記複数の記録ヘッドは、前記側壁部に対して前記記録媒体の前記搬送方向の上流側及び下流側それぞれに配置されることを特徴とする請求項２に記載のヘッドユニット。
4. 請求項１に記載のヘッドユニットを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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