JP2005138390A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの吐出調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のヘッドモジュール10の「N」番目(Nは、自然数)のヘッドモジュール10(N)におけるノズル13a列と、隣接する「N+1」番目のヘッドモジュール10(N+1)におけるノズル13a列とが、その並び方向(図中、ヘッドモジュール10の長手方向)においてオーバーラップし、オーバーラップ部で、インク液滴の着弾位置を、オーバーラップせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で補正する着弾位置補正手段を有するようにした。
【選択図】図10
Description
ヘッドモジュールを並べることで、様々な用紙サイズに対応する長尺なラインヘッドの製造ができるだけでなく、モジュール単位で性能のチェックができるという利点がある。また、ラインヘッドを組み立てる際に一部のモジュールに不都合があれば、不良モジュールだけの交換で済むため、生産上の歩留りの向上ができる。
基準体70は、略T字形又は略L字形のものとして概略的に図示されているように、基部75と、基部75から突出する突出部76とを有する。基準体70の基部75は、担体30の側面31及び33に沿って延出する一方、基準体70の突出部76は、担体30の側面32及び34に沿って延出する。
本発明の1つである請求項1の発明は、複数のヘッドモジュールと、複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するヘッドフレームとを備えるとともに、前記ヘッドモジュールは、複数のエネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズル部材と、前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズル部材との間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材とを備え、前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズル列中の任意の前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、前記ヘッドフレームに配置された「N」番目(Nは、自然数)の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列と、この「N」番目の前記ヘッドモジュールに隣接する「N+1」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列とが前記ノズル列の並び方向においてオーバーラップし、前記ノズル列のオーバーラップ部で、各前記ノズルから吐出される液滴の着弾位置を、オーバーラップせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で補正する着弾位置補正手段を有することを特徴とする液体吐出ヘッドである。
また、請求項7の発明の液体吐出装置は、上記請求項1の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
さらにまた、このようなヘッドモジュールは、ヘッドモジュール配置孔内に直列に配置し、ヘッドフレームと貼り合わせることができる。
この状態で液室内の液体にエネルギーを付与すると、本発明においては、各ノズルから吐出される液滴の着弾位置が完全にはオーバーラップせず、ノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で着弾位置を補正することができる。
ヘッドチップ20は、シリコン等からなる半導体基板21と、この半導体基板21の一方の面に析出形成された発熱抵抗体22(本発明におけるエネルギー発生素子に相当するもの)とを備えている。半導体基板21の発熱抵抗体22が形成された面と同一面側であって発熱抵抗体22が形成された縁部と反対側の縁部には、アルミニウムからなる接続パッド23が形成されている。そして、発熱抵抗体22とこの接続パッド23とは、半導体基板21上に形成された導体部(図示せず)を介して接続されている。
なお、本件出願人は、未開示の先願技術である特願2003−037343、特願2002−360408、及び特願2003−55236等により、吐出方向を複数の方向に可変とする技術を既に提案しているが、この場合には、図3に示すように、2つに分割された発熱抵抗体22が並設される。
図4は、1つのヘッドモジュール10を示す平面図及び正面図である。本実施形態のヘッドモジュール10は、内部に配置された4つのヘッドチップ20と、モジュールフレーム11と、ノズルシート13と、バッファタンク15とから構成されている。
また、このときに、その後の工程で使用する位置合わせマーク1L,1R・・・4L,4Rも形成しておく。位置合わせマークの形状は、図5に示す例では円形であるが、十字型等、位置合わせに都合が良ければ特に限定されるものではない。また、位置の認識ができれば貫通していなくても良い。
ここで、ヘッドモジュール10自体を精密な寸法で製作することができても、それを複数並べて高精度な液体吐出ヘッド1に仕上げるには困難が伴う。そして、ヘッドモジュールの配列精度が悪化すると、印刷したときのインク液滴の着弾位置に悪影響を及ぼし、精度が悪い場合には不良品となり、不良品が多いと歩留りが悪化するためコストアップになる。
図7は、ヘッドモジュール10を並べて配置した状態を示す平面図及び正面図である。図7中、平面図では複数のヘッドモジュール10を図示しているが、正面図では、1つのヘッドモジュール10が配置された状態を図示している。
図9(a)に示すように、ヘッドフレーム2は、基準位置合わせ53によって、ヘッドモジュール10に対する平面的な位置決めがされる。また、ヘッドフレーム2とヘッドモジュール10との間に上下方向のギャップがあっても、ギャップのばらつきは接着剤4によって吸収される。したがって、ヘッドモジュール10のノズル面の平面性はそのまま確保される。
ここで、画質低下の原因である、ヘッドモジュール間におけるインク液滴の着弾位置ずれの態様には、x方向(ノズル列方向)のずれ、y方向(記録媒体の搬送方向)のずれ、ノズル列方向のドット並びの傾きがある。
この場合、x方向の着弾位置のずれ量は、ヘッドモジュール10のx方向マウントずれとノズル面の傾きによるずれの合成となり、インク液滴がノズル13aから理想的に直進するとすれば、ずれ量は、x+d・tanα(x=x方向マウントずれ,d=ノズル13aと記録面との距離,α=ヘッドモジュール10のノズル面の傾き)となる。
ここで、例えば「N+1」番目のヘッドモジュールが右に2.3ドット分ずれて組み立てられた場合(前記傾きαはゼロとする)、図11(b)のようになり着弾ドットに隙間が生じる。
隙間が生じると、印刷方向に白い部分、いわゆる白スジが生じ、好ましくない。
図11(b)の場合、「N+1」番目の駆動ノズルの位置を全体に左に2ドットシフトすることで、図11(c)のように、つなぎ目のドット間隔を正規の間隔の1.3倍まで近づけることができる。
このことにより白スジを目立たなくすることが出来る。
この場合も、上記と同様に駆動ノズルを全体に右にシフトすることでつなぎ目が目立たないように補正することができる。
つなぎ目のドット間隔は任意に設定できるが、本実施形態では正規のドット間隔の0.5倍以上1.5倍未満になるよう調整している。これは、画質などを考慮して、例えば0.3倍以上1.3倍未満、0より大きく1倍以下、等としてもよい。白すじを目立たなくするためには、少なくとも1.5倍以下であることが望ましい。
また、ノズル面の傾きに関しても、傾きαに相当する偏向吐出を行うことにより、ノズル面の傾きによるずれを完全に解消することができる。
この場合、y方向の着弾位置のずれ量は、x方向の場合と同様、y+d・tanβ(y=y方向マウントずれ,d=ノズル13aと記録面との距離,β=ヘッドモジュール10のノズル面の傾き)となる。
図13に示すように、ノズル列方向のドット並びの傾きは、ヘッドモジュール10の向きがxy平面上で傾く、すなわち、ノズル列がx軸に平行でなくなることにより生ずる。
位置合わせ基準の決定に際しては、各ヘッドモジュールによる着弾位置(始点及び終点位置)を測定する。そして、図14に示すように、各ヘッドモジュールによる印刷ラインの重心を原点とし、印刷ラインの方向の平均をx軸の向きとして、位置合わせ基準を計算で算出する。また、y方向のずれの最大値は、図15に示すように、各ヘッドモジュールの位置合わせ基準を直線上に並べて算出する。印刷ラインと位置合わせ基準とのずれは、x、y、傾きの3つのパラメータに分けられ、第4工程で、補正情報としてROM(本発明における位置補正記憶手段に相当するもの)に記憶される。
(1)モジュールフレーム11には4つのヘッドチップ配置孔11bを形成することで、1つのヘッドモジュール10には4つのヘッドチップ20が搭載されるようにした。しかし、これに限らず、1つのヘッドモジュール10に対してヘッドチップ20を何個搭載しても良い。
2 ヘッドフレーム
2a ヘッドモジュール配置孔
3 プリント基板
4 接着剤
10 ヘッドモジュール
11 モジュールフレーム
11a 係合部
11b ヘッドチップ配置孔
11c 鍔部
12 バリア層
13 ノズルシート
13a ノズル
13b 配線パターン部
13c 電極
13d 開口部
14 インク液室
15 バッファタンク
15a 共通液体流路
15b 穴
16 流路
20 ヘッドチップ
21 半導体基板
22 発熱抵抗体
23 接続パッド
50 保持手段
51 ベース治具
52 粘着シート
Claims (9)
- 複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
複数のエネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズル部材と、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズル部材との間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズル列中の任意の前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドであって、
前記ヘッドフレームに配置された「N」番目(Nは、自然数)の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列と、この「N」番目の前記ヘッドモジュールに隣接する「N+1」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列とが前記ノズル列の並び方向においてオーバーラップし、
前記ノズル列のオーバーラップ部で、各前記ノズルから吐出される液滴の着弾位置を、オーバーラップせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で補正する着弾位置補正手段を有する
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記着弾位置補正手段は、液滴を吐出する前記ノズルを駆動ノズルとしたとき、前記ノズル列のオーバーラップ部で、駆動ノズルを完全にオーバーラップさせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で着弾位置を補正する駆動位置補正手段である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記着弾位置補正手段は、少なくとも前記ノズル列のオーバーラップ部で、前記ノズルから吐出する液滴の吐出方向を前記ノズル列の並び方向において複数の方向に可変とした偏向吐出手段である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記着弾位置補正手段は、「N」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列の各前記ノズルから液滴を吐出するタイミングと、「N+1」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列の各前記ノズルから液滴を吐出するタイミングとの間に時間差を設けるモジュール間時間補正手段である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記着弾位置補正手段は、少なくとも1つの前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列を複数の前記ノズルからなるブロックに分け、前記ノズルから液滴を吐出するタイミングをブロックごとに変化させるブロック間時間補正手段である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル部材の一方の面に貼り合わせられることにより前記ノズル部材を支持し、前記ヘッドチップを内部に配置するためのヘッドチップ配置孔が形成されたモジュールフレームを有し、
前記モジュールフレームは、他の前記モジュールフレームが前記ノズル列の並び方向において直列に配置されるときに互いに係合するための係合部を備え、
複数の前記ヘッドモジュールの各前記係合部同士が係合することにより前記ノズル列がオーバーラップする
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
複数のエネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズル部材と、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズル部材との間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と
を備え、
前記エネルギー発生素子により、前記液室内の液体を前記ノズル列中の任意の前記ノズルから吐出する液体吐出装置であって、
前記ヘッドフレームに配置された「N」番目(Nは、自然数)の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列と、この「N」番目の前記ヘッドモジュールに隣接する「N+1」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列とが前記ノズル列の並び方向においてオーバーラップし、
前記ノズル列のオーバーラップ部で、各前記ノズルから吐出される液滴の着弾位置を、オーバーラップせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で補正する着弾位置補正手段を有する液体吐出ヘッドを備える
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項7に記載の液体吐出装置において、
各前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列の各前記ノズルから初期状態で吐出された液滴の着弾位置ずれを補正情報として記憶する位置補正記憶手段を備え、
前記位置補正記憶手段に記憶された補正情報に基づいて液滴の吐出を制御する
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 複数のヘッドモジュールと、
複数の前記ヘッドモジュールを内部に配置するヘッドフレームと
を備えるとともに、
前記ヘッドモジュールは、
複数のエネルギー発生素子を配列したヘッドチップと、
液滴を吐出するためのノズルを複数配列したノズル列を形成したノズル部材と、
前記ヘッドチップの前記エネルギー発生素子の形成面と前記ノズル部材との間に積層され、各前記エネルギー発生素子と各前記ノズルとの間に液室を形成するための液室形成部材と
を備え、
前記ヘッドフレームに配置された「N」番目(Nは、自然数)の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列と、この「N」番目の前記ヘッドモジュールに隣接する「N+1」番目の前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列とが、前記ノズル列の並び方向においてオーバーラップしており、
前記エネルギー発生素子により、前記ノズル列のオーバーラップ部で、各前記ノズルから吐出される液滴の着弾位置を、オーバーラップせずにノズル間隔の0.5倍〜1.5倍の範囲内で補正する、前記液室内の液体を前記ノズルから吐出する液体吐出ヘッドの吐出調整方法であって、
各前記ヘッドモジュールにおける前記ノズル列の各前記ノズルから初期状態で液滴を吐出し、各前記ヘッドモジュールごとに所定のパターンを印刷する第1工程と、
印刷されたパターンから各前記ヘッドモジュールごとの液滴の着弾位置を取り込む第2工程と、
取り込まれた着弾位置を基に各前記ヘッドモジュールごとの位置合わせ基準を決定する第3工程と、
印刷されたパターンと位置合わせ基準とのずれを補正情報として記憶する第4工程と
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの吐出調整方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003376515A JP2005138390A (ja) | 2003-11-06 | 2003-11-06 | 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの吐出調整方法 |
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2003
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Cited By (6)
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