JP2011037235A - Image forming apparatus, liquid discharging head unit, and method for assembling liquid discharging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は画像形成装置、液体吐出ヘッドユニット及び液体吐出装置の組立方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, a liquid discharge head unit, and a method for assembling a liquid discharge apparatus.
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としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHP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、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. As an apparatus, an ink jet recording apparatus or the like is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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、画像とは平面的な画像に限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また、3次元的に立体自体を造形して形成された立体画像も含む意味である。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. The image is not limited to a flat image, but also includes an image given to a three-dimensionally formed image and a three-dimensional image formed by modeling a three-dimensional solid itself.
このような液体吐出方式による画像形成装置においては、画像形成速度は記録ヘッドのノズル数に大きく依存しており、ノズル数を増やすことで走査回数を減らすことができる。そこで、記録ヘッドとして複数の液体吐出ヘッドをヘッドホルダに搭載して使用することによってキャリッジの走査回数を減らして記録速度の高速化を図ることが行なわれている。 In an image forming apparatus using such a liquid ejection method, the image forming speed greatly depends on the number of nozzles of the recording head, and the number of scans can be reduced by increasing the number of nozzles. Therefore, a plurality of liquid discharge heads are mounted on a head holder as a recording head and used to reduce the number of carriage scans and increase the recording speed.
ところで、液体吐出方式による画像形成装置において画像形成する場合には、ノズルから吐出される液滴の着弾精度が画像品質に大きく影響し、液滴の着弾精度が悪いと画像品質が低下することになるので、複数の液体吐出ヘッドを取り付けるときには個々のヘッド位置を高精度に位置決めする必要がある。 By the way, when an image is formed in an image forming apparatus using a liquid ejection method, the landing accuracy of droplets ejected from nozzles greatly affects the image quality, and if the landing accuracy of droplets is poor, the image quality is degraded. Therefore, when a plurality of liquid ejection heads are attached, it is necessary to position each head position with high accuracy.
そこで、例えば、液体吐出ヘッドをキャリッジに位置決めする場合、液体吐出ヘッドをバネにより押圧した状態でヘッドの位置を調整し、液体吐出ヘッドの位置決めすることが行われている(特許文献1)。 Therefore, for example, when positioning the liquid ejection head on the carriage, the position of the liquid ejection head is adjusted by adjusting the position of the head while the liquid ejection head is pressed by a spring (Patent Document 1).
また、位置決め基準マークを設けた透明マスクを用意し、マスク越しにヘッドアライメントマークを撮像して、マスク上の基準マークと液体噴射ヘッドのアライメントマークを一致させるよう位置決めすることで組立てるようにしたものがある(特許文献2)。 Also, a transparent mask with positioning reference marks is prepared, and the head alignment mark is imaged through the mask, and the assembly is performed by positioning so that the reference mark on the mask and the alignment mark of the liquid jet head are aligned. (Patent Document 2).
また、隣り合うヘッド同士のアライメントマークを同一視野で検出し、両者のアライメントマークを所定の位置関係になるよう位置合わせを行って組立てるようにしたものがある(特許文献3)。 Also, there is an apparatus in which alignment marks between adjacent heads are detected in the same field of view, and the alignment marks of both are aligned and assembled so as to have a predetermined positional relationship (Patent Document 3).
一方、キャリッジと液体吐出ヘッドの位置を相対的に位置決めものとして、キャリッジに位置認識用の2つの基準マークを配置し、キャリッジの位置を認識した後、キャリッジに複数の液体吐出ヘッドを位置決めして組立てるものがある(特許文献4)。 On the other hand, assuming that the positions of the carriage and the liquid ejection heads are relatively positioned, two reference marks for position recognition are arranged on the carriage, and after recognizing the position of the carriage, a plurality of liquid ejection heads are positioned on the carriage. Some are assembled (Patent Document 4).
しかしながら、バネで押圧されたヘッドを移動させると摩擦力によりキャリッジを移動させる力が働き、キャリッジの位置が数十μmほどずれてしまうことがある。位置調整時にキャリッジ位置にずれが生じると、キャリッジと液体吐出ヘッドの相対位置がずれるだけでなく、すでに位置決めされた液体吐出ヘッドとこれから位置決めする液体吐出ヘッドの相対位置がずれてしまいヘッドの位置決め精度が低下するという課題がある。上述した特許文献1ないし3に開示の技術においては、いずれも液体吐出ヘッドを位置調整するときのキャリッジの位置ずれ発生を考慮しておらず、この課題を解決できない。
However, when the head pressed by the spring is moved, a force for moving the carriage by the frictional force is applied, and the position of the carriage may be shifted by several tens of μm. If the carriage position is deviated during position adjustment, the relative position between the carriage and the liquid ejection head will not only be displaced, but the relative position between the already positioned liquid ejection head and the liquid ejection head to be positioned will be deviated, resulting in head positioning accuracy. There is a problem that decreases. None of the techniques disclosed in
また、液体吐出方式による画像形成装置においては、記録ヘッドをキャリッジに着脱可能に搭載し、記録ヘッドが故障した場合には新しい記録ヘッドと交換することにより、再度画像形成できるようにしたものがある。広幅の用紙に高速で印刷を行なう画像形成装置にあっては、搭載する液体吐出ヘッドの数が多いことから、液体吐出ヘッド単位の交換ではなく複数の液体吐出ヘッドからなる液体吐出ヘッドユニット単位で交換するようになっている。 In addition, in some image forming apparatuses using a liquid ejection method, a recording head is detachably mounted on a carriage, and when a recording head fails, an image can be formed again by replacing it with a new recording head. . In an image forming apparatus that performs printing on wide paper at high speed, the number of liquid discharge heads to be mounted is large. Therefore, instead of replacing the liquid discharge head unit, the liquid discharge head unit is composed of a plurality of liquid discharge heads. It is supposed to be replaced.
このような場合、キャリッジと液体吐出ヘッドの位置を相対的に位置決めする必要があるが、上述した特許文献4に開示の技術を適用した場合、キャリッジ位置及びヘッド位置を認識するための認識手段が必要となるため、調整を行う装置が煩雑かつ大型となり、簡便なヘッド交換ができず、例えばユーザの使用環境等でヘッド交換を行うことは困難である。
In such a case, it is necessary to relatively position the carriage and the liquid discharge head, but when the technique disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can perform head alignment with high accuracy even when the positioning object is displaced during head position adjustment, and can easily perform high accuracy when replacing the head. An object is to enable proper head positioning.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダと、
前記ヘッドホルダを着脱可能に保持するキャリッジと
を有する画像形成装置であって、
前記ヘッドホルダは、前記キャリッジに設けられたキャリッジ走査方向及び用紙搬送方向の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、前記位置決め部が前記液体吐出ヘッドの前記ヘッドホルダへの位置決め基準となっている
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A head holder for mounting a plurality of liquid ejection heads;
An image forming apparatus having a carriage for detachably holding the head holder,
The head holder includes a positioning portion that is provided on the carriage and contacts a positioning reference in a carriage scanning direction and a sheet conveyance direction, and the positioning portion serves as a positioning reference for the liquid ejection head to the head holder. It was.
ここで、前記ヘッドホルダの位置決め部の外周面の少なくとも一部が前記液体吐出ヘッドの位置決め基準となっている構成とできる。 Here, at least a part of the outer peripheral surface of the positioning portion of the head holder can be configured as a positioning reference for the liquid ejection head.
また、前記ヘッドホルダの位置決め部にマークが設けられ、前記マークが前記液体吐出ヘッドの位置決め基準となっている構成とできる。 Further, a mark may be provided in the positioning portion of the head holder, and the mark may be a positioning reference for the liquid ejection head.
また、前記ヘッドホルダの位置決め部が少なくとも3個配置されており、前記ヘッドホルダの用紙搬送方向側に前記ヘッドホルダの位置決め部の1個が配置されている構成とできる。 Further, at least three positioning parts of the head holder are arranged, and one of the positioning parts of the head holder is arranged on the paper conveying direction side of the head holder.
また、前記ヘッドホルダの位置決め部が金属ピンにより形成されている構成とできる。 Further, the positioning part of the head holder may be formed by a metal pin.
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダを有する液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドホルダが液体吐出装置本体の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、前記ヘッドホルダの位置決め部が前記液体吐出ヘッドの前記ヘッドホルダへの位置決め基準となっている
構成とした。
The liquid discharge head unit according to the present invention is
A liquid discharge head unit having a liquid discharge head and a head holder on which the liquid discharge head is mounted,
The head holder has a positioning portion that contacts the positioning reference of the liquid ejection apparatus main body, and the positioning portion of the head holder serves as a positioning reference for the liquid ejection head to the head holder.
本発明に係る液体吐出装置の組立方法は、
複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダの液体吐出装置への位置決め部を用いて座標を設定し、前記座標上の仮想基準位置に前記液体吐出ヘッドを位置決めして前記ヘッドホルダに固定し、前記ヘッドホルダを前記液体吐出装置本体に位置決めする
構成とした。
An assembly method of a liquid ejection device according to the present invention includes:
Coordinates are set using a positioning unit for a liquid discharge device of a head holder on which a plurality of liquid discharge heads are mounted, the liquid discharge head is positioned at a virtual reference position on the coordinates and fixed to the head holder, The head holder is positioned on the liquid ejection apparatus main body.
ここで、前記仮想基準位置に前記液体吐出ヘッドを位置決めする工程は、
前記液体吐出装置本体への位置決め部の検出を行う工程と、
前記検出された結果に基いて前記座標及び前記仮想基準位置を更新する工程と、
前記更新された仮想基準位置に前記液体吐出ヘッドを位置決めする工程と、を有する
構成とできる。
Here, the step of positioning the liquid ejection head at the virtual reference position includes:
Detecting the positioning part to the liquid ejection apparatus main body;
Updating the coordinates and the virtual reference position based on the detected result;
And a step of positioning the liquid ejection head at the updated virtual reference position.
本発明に係る画像形成装置によれば、複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダは、キャリッジに設けられたキャリッジ走査方向及び用紙搬送方向の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、位置決め部が液体吐出ヘッドのヘッドホルダへの位置決め基準となっている構成としたので、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえる。 According to the image forming apparatus of the present invention, a head holder on which a plurality of liquid discharge heads are mounted has a positioning unit that is provided on the carriage and that is in contact with a positioning reference in the carriage scanning direction and the sheet conveyance direction, and the positioning unit is a liquid Since the configuration is used as a reference for positioning the ejection head to the head holder, it is possible to perform head alignment with high accuracy even when the positioning target is displaced during head position adjustment, and it is easy to replace the head. Highly accurate head positioning is possible.
本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダが液体吐出装置本体の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、ヘッドホルダの位置決め部が液体吐出ヘッドのヘッドホルダへの位置決め基準となっている構成としたので、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえる。 According to the liquid discharge head unit of the present invention, the head holder on which the liquid discharge head is mounted has the positioning portion that contacts the positioning reference of the liquid discharge apparatus body, and the positioning portion of the head holder is connected to the head holder of the liquid discharge head. Since the positioning reference is used, head positioning can be performed with high precision even when the positioning target is displaced during head position adjustment, and high-precision head positioning can be performed easily even when replacing the head. Yes.
本発明に係る液体吐出装置装置の組立方法によれば、複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダの液体吐出装置への位置決め部を用いて座標を設定し、座標上の仮想基準位置に液体吐出ヘッドを位置決めしてヘッドホルダに固定し、ヘッドホルダを液体吐出装置本体に位置決めする構成としたので、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえる。 According to the method for assembling a liquid ejection device according to the present invention, coordinates are set using a positioning unit for a liquid ejection device of a head holder on which a plurality of liquid ejection heads are mounted, and liquid ejection is performed at a virtual reference position on the coordinates. Since the head is positioned and fixed to the head holder, and the head holder is positioned on the liquid ejection apparatus main body, the head positioning can be performed with high accuracy even when the positioning target is displaced during the head position adjustment. In addition, the head positioning can be easily performed with high accuracy even when the head is replaced.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図1を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の機構部を説明する平面説明図である。
この画像形成装置は、装置本体1の内部に主走査方向(キャリッジ走査方向)に移動可能なキャリッジ2と、キャリッジ2に搭載した2組(2組に限るものではない)の液体吐出ヘッドユニット(以下、「ヘッドユニット」という。)3とを有している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory plan view for explaining the mechanism of the image forming apparatus.
The image forming apparatus includes a
キャリッジ2は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド4と従ガイドロッド5とで主走査方向に摺動自在に保持されている。主ガイドロッド4の一端部側には、キャリッジ2を主走査方向に移動させるための主走査モータ6が配置され、主ガイドロッド4の両端部側に配置された一対の駆動プーリ7及び従動プーリ8の間に架けられたタイミングベルト9を介してキャリッジ2にモータ6の駆動力を伝達することで、キャリッジ2を主走査方向に往復移動させている。
The
キャリッジ2には、複数の液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)11を搭載したヘッドユニット3が着脱自在に取り付けられている。各ヘッド11には図示しないインク供給手段によりインクタンク14よりインクが供給される。ヘッド11は、後述する図2に示すように、ヘッドユニット3に対して液滴を吐出するノズル12を形成したノズル面13が下方に向くよう装着されている。
A
画像形成時は、図示しない給紙カセット或は手差しトレイから給送される用紙13を取り込み、キャリッジ2を主走査方向に移動させながら画像信号に応じてヘッドユニット3のヘッド11を駆動して用紙13に向けてインク滴を吐出することで画像を形成する。そして、1ライン分の画像形成が終了すると用紙13を所定量搬送し、また次の行の画像形成を行う。この動作の繰り返しにより用紙11上に所要の画像形成を行い、画像形成が終了した後に用紙は図示しない排紙トレイに排出される。
At the time of image formation,
次に、本発明の第1実施形態におけるヘッドユニットの詳細について図2及び図3をも参照して説明する。なお、図2はヘッドユニットの平面説明図、図3は同じく側面説明図である。
ヘッドユニッ3は、複数のヘッド11と、複数のヘッド11を保持するヘッドホルダ21とを備え、ヘッドホルダ21の下面に設けられた保持穴22内にヘッド11を挿入して保持している。
Next, details of the head unit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 is an explanatory plan view of the head unit, and FIG. 3 is an explanatory side view.
The
ヘッドホルダ21には、キャリッジ2に設けられたキャリッジ走査方向及び用紙搬送方向の位置決め基準である位置決め面41a〜41cに接する位置決め部23a〜23c(区別しないときは「位置決め部23」という。)を形成する3個の金属ピン24a〜24c(区別しないときは「ピン24」という。)が、ピン24の側面がヘッドホルダ21の側面よりも一部突出するようにインサートされている。各ピン24の突出部分で、ヘッドユニット3をキャリッジ2に搭載するとき、あるいは組立装置に搭載するときの位置決め部23の役割を果たしている。
In the
ここでは、キャリッジ走査方向(X方向)で2箇所の位置決め部23a、23bを設け、用紙搬送方向(Y方向)で1箇所の位置決め部23cをそれぞれピン24によって形成している。
Here, two
また、図示しないが、ヘッドホルダ21の下面にはX方向、Y方向に直交する方向(Z方向)の位置決め面が設けられている。
Although not shown, a positioning surface in the direction (Z direction) orthogonal to the X direction and the Y direction is provided on the lower surface of the
ヘッドホルダ21には、上述したように、保持穴22が主走査方向に並設されている。なお、ここでは、3個のヘッド11を搭載するので3個の保持穴22を設けている。また、ここでは、保持穴22は主走査方向に同列(用紙搬送方向を同じにした位置)で配置しているが、保持穴22ごと用紙搬送方向にずらして配置してよい。
As described above, the holding
ヘッド11は、ヘッドホルダ21の保持穴22からノズル面13を突出させた状態で保持されている。
The
次に、このヘッド11のヘッドホルダ21に対する固定構造について図4をも参照して説明する。
ヘッド11は、バネ31〜33を介して3箇所でヘッドホルダ21に押圧されており、ヘッド11を位置調整した後、接着部16にてヘッドホルダ21と接着固定される。ヘッド11を押圧するバネは、図4に示すように配置されている。なお、同図ではヘッド11はノズル面13を下方にして図示している。
Next, a structure for fixing the
The
つまり、上板バネ31はヘッド11上部に配置されており、ヘッド11をヘッドホルダ21に押し付けるように押圧している。後板バネ32はヘッド11とヘッドホルダ21を挟むように配置されており、これもヘッド11をヘッドホルダ21に押し付けるように押圧している。横板バネ33は、ヘッド11の側面に配置されており、ヘッド11をヘッドホルダ21の保持穴22の側面に設けられた突起に押し付けるように押圧している。
That is, the
次に、キャリッジ2側の構成について図5を参照して説明する。なお、図5はキャリッジを示す平面図である。また、同図では左右に2個のヘッドユニット3を搭載する例について示しており、キャリッジ左側はヘッドユニット3未搭載の状態で、右側はヘッドユニット3を搭載した状態で示している。
Next, the configuration on the
キャリッジ2には、ヘッドホルダ21に対するキャリッジ走査方向(X方向)の位置決め面41a、41bと、用紙搬送方向(Y方向)の位置決め面41cと、図示しないがX方向、Y方向に直交する方向(Z方向)の位置決め面と、押圧バネ43と、開口部44を有している。
The
この開口部44は、ヘッドユニット3が位置決めされた状態においてヘッド11が開口部44内に入るよう配置されている。押圧バネ43は所定の力でヘッドホルダ21の側面を押圧するよう配置され、押圧によってヘッドユニット3を片寄せする。これにより、ヘッドユニット3はキャリッジ2の位置決め面41a〜41cとヘッドホルダ21の位置決め部23a〜23cが接するようにX、Y、Z方向に位置決めされる。ヘッドユニット3は押圧バネ43による押圧によって位置決めされるので、ヘッドユニット3を容易に交換し、位置決めすることができる。
The
次に、ヘッドホルダ21にヘッド11を組み付ける方法について図6及び図7を参照して説明する。なお、図6はヘッドユニット組立装置の要部説明図、図7は同組立装置にヘッドホルダをセットした状態の平面説明図である。
Next, a method for assembling the
組立装置には、ヘッドホルダ21の位置決め部23の位置認識を行う位置決め部撮像手段51及びヘッド11に形成されたアライメントマーク15、15の位置認識を行うアライメントマーク撮像手段52が設けられている。ヘッドホルダ21は、図7に示すように、押圧バネ53によりキャリッジ搭載時と同位置を同じ力で押圧されており、組立装置に設けられた位置決め面54a〜54cに対して、ヘッドホルダ21の位置決め部23が接するようX、Y、Z方向に位置決めされる。
In the assembling apparatus, a positioning
ここで、ヘッドホルダ21はその量産性の良さから金型を用いて樹脂によって成型されており、バネで押圧すると変形するが、キャリッジ搭載時とホルダ保持状態を同一にすることで、組立装置上での位置決め位置をキャリッジ搭載時にも再現することができる。
Here, the
ヘッド11をヘッドホルダ21に組み付ける場合、まずは位置決め部撮像手段51によって位置決め部23の位置を認識する。X方向の2箇所の位置決め部23a、23bとなるピン24a、24bの外形位置からキャリッジ位置決め面41a、41b(組立装置の位置決め面54a、54b)と接するピン外形の位置を算出し、それらを結ぶ軸を仮想のY軸(仮想Y軸)として設定し、Y方向の位置決め部23cとなるピン24cの外形位置及び仮想Y軸より同じくキャリッジ位置決め面41cと接するピン外形の位置を算出して仮想のX軸(仮想X軸)を設定する。
When the
そして、設定した仮想X軸、Y軸よりヘッド11のアライメントマーク15、15の目標位置を算出し、目標位置を撮像可能な領域へ図示しない移動手段によってアライメントマーク撮像手段52を移動させ、目標位置とアライメントマーク15が同一視野に入るよう調整する。なお、図6では、アライメントマーク撮像手段52を、左端のヘッド11を組立てる場合の位置へ移動させた状態を示している。
Then, the target positions of the alignment marks 15 and 15 of the
次に、図示しない調整手段によってヘッド11の位置を移動し、2つのアライメントマーク15、15と2つの目標位置が、平行、かつ、いずれかのアライメントマーク15のY位置が目標Y位置と同一となるよう調整する。
Next, the position of the
このとき、押圧バネ53で押圧されたヘッドユニット3を移動させることにより摩擦力によりヘッドホルダ21を移動させる力が働き、図8に示すように、当初保持された仮想線図示のヘッドホルダ21の位置から実線図示のヘッドホルダ21の位置までヘッドホルダ21の位置が数十μmほどずれてしまうことがある。
At this time, by moving the
しかしながら、本実施形態ではヘッド位置調整中も位置決め部23を認識し、仮想座標更には目標位置を随時更新することができるので、図8に示すようにヘッドホルダ21の位置ずれが生じても、目標位置を再算出して正しい位置にヘッド位置調整を行うことができる。位置調整完了後に、接着部にてヘッド11とヘッドホルダ21と接着固定する。
However, in this embodiment, the positioning unit 23 can be recognized even during the head position adjustment, and the virtual coordinates and further the target position can be updated at any time. Therefore, even if the
このような方法でヘッドユニット3の組立を行うことで、キャリッジ搭載時に突き当て基準となるヘッドホルダ21の位置決め部23(ピン24の外形位置)に対してヘッド11を高精度に位置決めすることができ、かつ、組立装置上の状態をキャリッジ2上でも再現することができるので、ヘッドユニット3の交換時にもヘッドユニット3つまりはヘッド11の位置出しを容易に実現することができる。
By assembling the
このように、ヘッドユニット組立時に組立装置上においてもキャリッジ搭載時と保持状態を同じくし、検出したヘッドホルダ位置決め部から作られる仮想座標基準でヘッドの位置決めを行うとともに、ヘッド位置調整時にも仮想座標を更新することで、ヘッド位置調整中にヘッドホルダが位置ずれした場合にも高精度なヘッド位置合わせを実現できるとともに、ヘッドとヘッドホルダ間の位置決め基準位置とヘッドホルダとキャリッジ間の位置決め基準位置が同一であるので、ヘッドユニット交換時にはヘッドユニット上に高精度に位置決めされたヘッドをヘッドユニット単位で交換することで容易にヘッドの高精度位置決めを再現することができる。 As described above, when the head unit is assembled, the holding state is the same as that when the carriage is mounted on the assembly device, and the head is positioned based on the virtual coordinate reference created from the detected head holder positioning unit, and the virtual coordinate is also adjusted when the head position is adjusted. Can be used to achieve high-precision head alignment even when the head holder is displaced during head position adjustment, as well as the positioning reference position between the head and the head holder, and the positioning reference position between the head holder and the carriage. Therefore, when the head unit is replaced, the high-precision positioning of the head can be easily reproduced by exchanging the head positioned on the head unit with high accuracy in units of head units.
以上のように、複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダの液体吐出装置本体へのは、キャリッジに設けられたキャリッジ走査方向及び用紙搬送方向の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、位置決め部が液体吐出ヘッドのヘッドホルダへの位置決め基準となっている構成とすることで、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえる。 As described above, the head holder for mounting a plurality of liquid discharge heads on the liquid discharge apparatus main body has a positioning portion that is in contact with the positioning reference provided in the carriage in the carriage scanning direction and the paper transport direction, and the positioning portion is By adopting a configuration that serves as a reference for positioning the liquid ejection head to the head holder, head positioning can be performed with high precision even when the positioning target is displaced during head position adjustment. In addition, high-precision head positioning can be performed easily.
また、複数の液体吐出ヘッドを搭載するヘッドホルダの位置決め部を用いて座標を設定し、その座標上の仮想基準位置に液体吐出ヘッドを位置決めする構成とすることで、ヘッド位置調整中に位置決め対象が位置ずれした場合にも高精度にヘッド位置合わせを行うことができるとともに、ヘッド交換時にも容易に高精度なヘッド位置決めを行なえる。 In addition, by setting the coordinates using the positioning part of the head holder on which multiple liquid discharge heads are mounted and positioning the liquid discharge head at the virtual reference position on the coordinates, the positioning target is adjusted during head position adjustment. Even when the position of the head is shifted, the head can be aligned with high accuracy, and the head can be easily positioned with high accuracy even when the head is replaced.
次に、本発明の第2実施形態におけるヘッドユニットについて図9を参照して説明する。なお、図9は同ヘッドユニットの平面説明図である。
ここでは、ヘッドユニット3のヘッドホルダ21の位置決め部23を形成するピン24の先端にマーク(基準マーク)71を設け、画像認識によってマーク71の位置からヘッドホルダ21の位置を検出できるようになっている。例えば、ピン24の形状を円柱とし、同軸にてマーク71を形成すると、位置決め面41に接するピン24の外形とマーク71との位置を精度よく形成することができる。
Next, a head unit according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory plan view of the head unit.
Here, a mark (reference mark) 71 is provided at the tip of the pin 24 forming the positioning portion 23 of the
このように、ヘッドユニット3の位置決め部に基準マークを形成することでマークの2次元座標を容易に検出することができるので、複数の位置決め部(ピン外形)からキャリッジ位置決め面との接点を計算し仮想座標を算出する前記実施形態の構成法に比べ、簡単に仮想座標を設定することができる。
In this way, since the two-dimensional coordinates of the mark can be easily detected by forming the reference mark in the positioning part of the
次に、本発明の第3実施形態におけるヘッドユニットについて図10を参照して説明する。なお、図10は同ヘッドユニットの平面説明図である。
ここでは、ヘッドユニット3を構成するヘッドホルダ21の外周面の一部に位置決め部23a〜23cを一体に形成し、各位置決め部23に基準マーク71を設けている。
Next, a head unit according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory plan view of the head unit.
Here,
つまり、前述したように、ヘッドホルダ21を樹脂成型で形成した場合、ホルダ位置決めのためにバネで押圧すると変形を生じる。ヘッドホルダ21の基準マーク71が位置決め部23から離れた位置に形成されていると、押圧バネ43(組立時は押圧バネ53)の押圧によるヘッドホルダ21の変形によって基準マーク71の位置にもずれが生じるため、バネ力のばらつきやホルダ剛性のばらつきによって生じるヘッドホルダ21の変形のばらつきによってヘッドホルダ保持状態での基準マーク71の位置にもばらつきが生じる。これに対し、本実施形態ではヘッドホルダ21の基準マーク71が位置決め部23に形成されており、位置決め部23の位置はバネ押圧によらず位置決め面41(組立時の位置決め面54)に対し一定となることから、ヘッドホルダ21の位置を精度よく検出することができる。
That is, as described above, when the
また、前述した第1実施形態のように基準マークを設けず、位置決め部(ピン外形)によりヘッドホルダ21の位置を検出することもできるが、樹脂成型された位置決め部23はエッジが丸みを帯びているため、位置決め部23よりも基準マーク71の方が精度よく位置を検出することができる。
Further, unlike the first embodiment described above, the reference mark is not provided, and the position of the
次に、本発明の第4実施形態について図11を参照して説明する。なお、図11は同実施形態におけるキャリッジ部分の平面説明図である。
ここでは、キャリッジ2に、片側のヘッドユニット搭載部における用紙搬送方向(Y方向)の位置決め面41cの位置を調整する位置決め面調整機構46を設けている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory plan view of a carriage portion in the same embodiment.
Here, the
つまり、キャリッジ2はその量産性の良さから金型を用いて樹脂によって成型されており、樹脂成型された部品は成型条件によって寸法が変化することがあり、例えば図5に示したキャリッジ2においては、用紙搬送方向(Y方向)の位置決め面41cが左右のヘッドユニット搭載部でずれることがある。ヘッド11にキャリッジ走査方向のずれがあった場合、画像形成時にインク吐出のタイミングを制御することでインク着弾位置を調整することができるが、ヘッド11に用紙搬送方向のずれがあった場合には、吐出のタイミング制御では着弾位置をずらすことができないため、用紙搬送方向のヘッド位置ずれはそのまま着弾精度低下につながってしまう。
That is, the
キャリッジ2に複数のヘッドユニット3を搭載する場合には、ヘッドユニット3内ではヘッド11は高精度に位置決めされていることから、ヘッドユニット3、3同士の用紙搬送方向の位置を正しい位置関係に保つことが必要となる。
When a plurality of
そこで、本実施形態のように、位置決め面調整機構46を設けてヘッドユニット3の位置をY方向に調整することができるようにすることで、キャリッジ2の成型寸法精度が悪い場合にも着弾位置ずれを防ぐことができる。また、ヘッドホルダ21の位置決め部23がY方向に対しては1箇所となっているので、複数箇所の調整に比べ簡単に位置調整することができる。
Therefore, as in this embodiment, by providing the positioning
なお、ここでは、2つのヘッドユニット3、3のY方向位置を決める位置決め面41c、41cのうち、片方のY方向位置決め面41cについて調整機構46を設けているが、両方のY方向位置決め面41c、41cについて調整機構46を設けることもできる。さらに3つ以上のヘッドユニットを搭載するキャリッジの場合には、調整が必要なヘッドユニットの数に応じて位置調整機構を設けるとよい。
Here, of the positioning surfaces 41c and 41c for determining the Y-direction positions of the two
なお、上述した説明では、ヘッドユニットのヘッドホルダ、キャリッジが樹脂成型されている場合で説明しているが、材質を限定するものではなく、例えば金属部材などで形成されている場合であっても本発明は同様に適用できる。
In the above description, the head holder and carriage of the head unit are described as being resin-molded. However, the material is not limited, and for example, the head unit and carriage may be formed of a metal member or the like. The present invention is equally applicable.
次に、本発明に係るヘッドユニットを備える画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例について図12ないし図14を参照して説明する。なお、図12は同記録装置の外観斜視説明図、図13は同記録装置の印字機構部の平面説明図、図14はキャリッジ部分の概略斜視説明図である。 Next, an example of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus including the head unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is an external perspective view of the recording apparatus, FIG. 13 is a plan view of the printing mechanism of the recording apparatus, and FIG. 14 is a schematic perspective view of the carriage portion.
このインクジェット記録装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、記録装置本体201の内部には、図示しない両側板にガイドロッド203及びガイドレール204が掛け渡され、これらのガイドロッド203及びガイドレール204にキャリッジ205が主走査方向に摺動可能に保持されている。なお、ガイドレール204とはキャリッジ205の後部に回転可能に支持された副ガイドローラ206が当接する構成としている。
This ink jet recording apparatus is a serial type ink jet recording apparatus. Inside the recording apparatus
そして、キャリッジ205を移動走査する主走査機構は、主走査方向の一方側に配置される駆動モータ211と、駆動モータ211によって回転駆動される駆動プーリ212と、主走査方向他方側に配置された従動プーリ213と、駆動プーリ212と従動プーリ213との間に掛け回されたタイミングベルト(ベルト部材)214とを備えている。なお、従動プーリ213はテンションスプリングによって外方(駆動プーリ212に対して離れる方向)にテンションが架けられている。
A main scanning mechanism that moves and scans the
ここで、駆動プーリ212と従動プーリ213は、インク滴吐出方向に沿う方向にプーリ軸方向が位置する配置としている。そして、これらの駆動プーリ212と従動プーリ213との間に掛け回されたベルト部材214は、キャリッジ205の背面側に設けたベルト固定部に一部分が固定保持されていることで、主走査方向と直交する方向におけるキャリッジ205の一方側に配置されている。
Here, the driving
また、キャリッジ205には、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のインク滴を吐出するノズルを有する本発明に係るヘッドユニット220A、220B、220Cを搭載している。ヘッドユニット220Aはヘッドホルダ221Aに記録ヘッド220a〜220dを、ヘッドユニット220Bはヘッドホルダ221Bに記録ヘッド220e〜220gを、ヘッドユニット220Cにはヘッドホルダ221Cに記録ヘッド220h〜220jをそれぞれ搭載している。これらの記録ヘッド220a〜220jはそれぞれ2列のノズル列を有している。
The
ここで、ヘッドユニット220Aの記録ヘッド220a、220bと記録ヘッド220c、220dは用紙搬送方向に位置をずらして千鳥状配置として、例えばブラックのインク滴を吐出するヘッドとして使用する。また、ヘッドユニット220B、ヘッドユニット220Cの各記録ヘッド220e〜220gと記録ヘッド220h〜220jは用紙搬送方向に位置をずらして千鳥状配置とし、例えば記録ヘッド220e、220hの一方のノズル列はイエローのインク滴を、他方のノズル列はマゼンタのインク滴を、220g、220jの一方のノズル列はマゼンタのインク滴を、他方のノズル列はイエローのインク滴を吐出し、記録ヘッド220f、220iは両ノズル列ともシアンのインク滴を吐出するヘッドとして使用することで、2つのヘッド分の用紙送り方向の領域を同じ主走査で印字でき、かつ、往路及び復路におけるカラーインクの吐出順序が同じになるようにしている。
Here, the recording heads 220a and 220b and the recording heads 220c and 220d of the
一方、キャリッジ205の主走査領域のうち、記録領域では、用紙210が図示しない紙送り機構によってキャリッジ205の主走査方向と直交する方向(副走査方向)にプラテン部材で案内されて間欠的に搬送される。プラテン部材は、キャリッジ205の主走査領域に沿って少なくとも記録領域で記録ヘッド220に対向して配設されている。
On the other hand, in the recording area of the main scanning area of the
また、主走査領域のうちの一方の端部側領域には記録ヘッド220の維持回復を行う維持回復機構208が配置されている。維持回復機構208は、記録ヘッド220a〜220jの各ノズル面を封止(キャッピング)するキャップ230、図示しないノズル面を払拭するワイパ部材などを備えている。
In addition, a maintenance /
また、一方の主走査領域外には、図12に示すように、記録ヘッド220に供給する各色のインクを収容したインクカートリッジ(メインタンク)300が着脱自在に装着されている。
Further, as shown in FIG. 12, an ink cartridge (main tank) 300 containing ink of each color supplied to the
このインクジェット記録装置では、キャリッジ205を主走査方向に移動し、用紙210を間欠的に副走査方向に送りながら、記録ヘッド220を画像情報に応じて駆動して液滴を吐出させることによって、用紙210上に所要の画像が形成される。
In this ink jet recording apparatus, the
そして、ヘッドユニット220A〜220Cにおけるヘッドホルダ221A、221B、221Cのキャリッジ205に対する位置決め、記録ヘッド220a〜220jのヘッドホルダ221A,221B、221Cに対する位置決めに関する構成としては前記各実施形態で説明したと同様としている。なお、ここでは、図1の構成で図示し、ヘッドユニット220Aのみ同一符号を付しているが、他のヘッドユニット220B、220Cの構成も同様である。
The configurations of the
2 キャリッジ
3 液体吐出ヘッドユニット
11 液体吐出ヘッド
21 ヘッドホルダ
23 位置決め部
24 ピン
41 位置決め面
71 基準マーク
205 キャリッジ
220A、220B、220C ヘッドユニット
220a〜220j 記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
221A、221B、221C ヘッドホルダ
2
221A, 221B, 221C Head holder
Claims (8)
前記ヘッドホルダを着脱可能に保持するキャリッジと
を有する画像形成装置であって、
前記ヘッドホルダは、前記キャリッジに設けられたキャリッジ走査方向及び用紙搬送方向の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、前記位置決め部が前記液体吐出ヘッドの前記ヘッドホルダへの位置決め基準となっている
ことを特徴とする画像形成装置。 A head holder for mounting a plurality of liquid ejection heads;
An image forming apparatus having a carriage for detachably holding the head holder,
The head holder includes a positioning portion provided on the carriage and in contact with a positioning reference in a carriage scanning direction and a sheet conveyance direction, and the positioning portion serves as a positioning reference for the liquid ejection head to the head holder. An image forming apparatus.
前記ヘッドホルダが液体吐出装置本体の位置決め基準に接する位置決め部を有するとともに、前記ヘッドホルダの位置決め部が前記液体吐出ヘッドの前記ヘッドホルダへの位置決め基準となっていることを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。 A liquid discharge head unit having a liquid discharge head and a head holder on which the liquid discharge head is mounted,
The head holder has a positioning part in contact with the positioning reference of the liquid discharging apparatus main body, and the positioning part of the head holder serves as a positioning reference for the liquid discharging head to the head holder. unit.
前記液体吐出装置本体への位置決め部の検出を行う工程と、
前記検出された結果に基いて前記座標及び前記仮想基準位置を更新する工程と、
前記更新された仮想基準位置に前記液体吐出ヘッドを位置決めする工程と、を有することを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置の組立方法。 Positioning the liquid ejection head at the virtual reference position,
Detecting the positioning part to the liquid ejection apparatus main body;
Updating the coordinates and the virtual reference position based on the detected result;
The method of assembling a liquid ejection apparatus according to claim 7, further comprising: positioning the liquid ejection head at the updated virtual reference position.
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