JP2009297902A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度変化によるヘッド保持部材の伸縮時の液体の着弾ずれを軽減することが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ヘッドホルダ２５が第１方向Ｘの両側でフレーム部材３４に第１固定部で固定され、マウント部材３０とヘッドホルダとは、止着部材によって固定され、各記録ヘッド３ａ〜３ｄとマウント部材とは、止着部材によってそれぞれ固定されている。即ち、各記録ヘッドは、マウント部材を介在させた状態でヘッドホルダに取り付けられている。記録ヘッドとマウント部材との固定部分を第２固定部、マウント部材とヘッドホルダとの固定部分を第３固定部とすると、第２固定部は、第３固定部に対して第１方向Ｘにおける第１固定部側に配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関し、特に、液体噴射ヘッドを噴射対象物に対する相対送り方向に一定間隔て複数配設した液体噴射装置に関する。

例えば、液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズル開口から液体状のインクを記録紙等の記録媒体（噴射対象物）に対して噴射・着弾させてドットを形成することで画像等の記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。

液体噴射装置の一種であるインクジェット式記録装置（プリンタ）は、記録媒体の幅よりも短尺なインクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッドの一種。所謂シリアルヘッド）と、この記録ヘッドを主走査方向に往復移動させるヘッド移動機構と、記録紙等の記録媒体（噴射対象物）を主走査方向に直交する方向に送り出して副走査を行う搬送機構等を備え、記録ヘッドの主走査でのインクの噴射と記録媒体の搬送（副走査）とを順次繰り返すことにより、記録媒体への画像等の記録を行うように構成されている。しかしながら、この方式では、記録ヘッドの走査速度に限界があるため、例えば、Ａ２等の比較的大きなサイズの記録媒体の全面に画像を記録するような場合には、それだけ多くの時間を要するという問題があった。

このため、近年では、記録ヘッドと記録媒体とが相対的に移動する（送られる）第１方向（相対送り方向）と直交する第２方向に単位ヘッドを複数配列し、この単位ヘッド群によって形成されるノズル群の全長が記録媒体の最大記録幅に対応するように構成したプリンタが提案されている。この構成によれば、記録ヘッドの第２方向の走査が不要となり、記録ヘッドと記録媒体の第１方向における相対的な送り動作で画像等の記録を行うことができるので、シリアルヘッドを用いる構成と比較して記録時間を短縮化することができる。

そして、例えば金属等で形成された枠状のヘッドホルダに、ヘッド長手方向を第２方向に揃えた姿勢で上記記録ヘッドを第１方向に一定間隔で複数配設した構成のプリンタも提案されている（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、記録時間のさらなる短縮化或いは複数色の印刷に対応することができる。

ところで、このような構成のプリンタでは、環境温度の変化や記録ヘッド自体の発熱によりヘッドホルダが伸縮すると、ヘッドホルダに固定されている各記録ヘッド相互の間隔が変動し、記録媒体上においてインクが本来の着弾位置からずれてしまい、その結果、画像等の記録品質が低下する虞があった。

特開２００６−３２１１２２号公報

このため、特許文献１に開示されているプリンタでは、記録ヘッド（ヘッドバー）の長手方向両端部を、それぞれ微動ガイド手段によってヘッドホルダに対して自由に微動できるように支持し、各記録ヘッドの用紙搬送方向における相互間を線膨張係数の小さい材料で形成された連結部材で連結することにより、ヘッドホルダの熱膨張に対応できるように構成している。

しかしながら、上記構成でもヘッドホルダやヘッド自体の温度変化による伸縮による着弾位置ずれを完全に防止することが難しく、また、各記録ヘッドはヘッドホルダに対して自由に微動できるように支持されているので、がたつき等によりヘッドホルダに対する記録ヘッドの位置精度が低下する虞もあった。また、ヘッドバー間を連結する部材にガラス（硬質ガラス）又はセラミックが適用されているが、いずれも硬くて脆い素材であるため、加工が難しいという問題がある。さらに、１つのヘッドバーにノズル列が用紙搬送方向に複数列配置されている構成の場合、ヘッドバー自体の用紙搬送方向への伸び縮みによる着弾誤差が生じることがあるが、これに対しては何ら考慮されていない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化によるヘッド保持部材の伸縮時の液体の着弾ずれを軽減することが可能な液体噴射装置を提供することにある。

本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体の噴射対象物に向けて複数のノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドを保持するヘッド保持部材と、
を備えた液体噴射装置であって、
前記ヘッド保持部材は、液体噴射動作時における前記噴射対象物と前記液体噴射ヘッドとの相対送り方向に直交する方向における両側の第１固定部で装置本体側に固定され、
前記液体噴射ヘッドは、マウント部材を間に介して前記ヘッド保持部材に取り付けられ、
前記液体噴射ヘッドと前記マウント部材との固定部である第２固定部は、前記マウント部材と前記ヘッド保持部材との固定部である第３固定部よりも前記相対送り方向において前記第１固定部側に配置されたことを特徴とする。

また、上記構成において、前記第１固定部から前記第３固定部までの前記相対送り方向における距離をＬ１、前記第３固定部から前記第２固定部までの前記相対送り方向における距離をＬ２、前記ヘッド保持部材の線膨張係数をα、及び、前記マウント部材の線膨張係数をβとしたときに、以下の式（１）が成立することが望ましい。
α×Ｌ１＝β×Ｌ２ …（１）

上記構成によれば、ヘッド保持部材が相対送り方向に直交する方向の両側の第１固定部で装置本体側に固定され、液体噴射ヘッドがマウント部材を間に介してヘッド保持部材に取り付けられ、液体噴射ヘッドとマウント部材との固定部である第２固定部は、マウント部材とヘッド保持部材との固定部である第３固定部よりも相対送り方向において第１固定部側に配置されたので、環境温度の変化や液体噴射ヘッドの発熱等によりヘッド保持部材が第１固定部を基点として相対送り方向に伸張又は収縮した場合、マウント部材が第３固定部を基点としてヘッド保持部材の変位方向とは反対側に伸張又は収縮する。これにより、温度の変化前と変化後とでヘッド保持部材の伸縮による液体噴射ヘッドの位置ずれを低減することができる。その結果、噴射対象物に対する液体の着弾位置のずれを防止することが可能となる。
また、ヘッド保持部材および装置本体間、ヘッド保持部材およびマウント部材間、マウント部材および液体噴射ヘッド間はそれぞれ固定されるため、部材間でガタつきが生じ難く、これにより、ヘッド保持部材に対する液体噴射ヘッドの位置決めが高い精度で確保される。

上記構成において、前記第１固定部を、前記ヘッド保持部材に前記相対送り方向に一定間隔で配設されている複数の液体噴射ヘッドの中間に対応する位置に設けた構成とすることが望ましい。

この構成によれば、第１固定部を中心として対称に配置されている液体噴射ヘッドのマウント部材等の部品を共通化することができ、部品点数を削減することが可能となる。

上記構成において、前記第２固定部の前記相対送り方向における位置を、前記液体噴射ヘッドの何れかのノズル群の前記相対送り方向の位置に合わせた構成を採用することが望ましい。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。なお、本実施形態では、液体噴射装置の一形態である画像記録装置、詳しくは、ノズル開口群を等間隔で噴射対象物（又は記録媒体）となる記録紙の最大記録幅に相当する長さに配置した長尺な液体噴射ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を搭載したインクジェット式プリンタ（以下、プリンタという）を例に挙げて説明する。

図１は本発明に係るプリンタ１の概略構成を説明する断面図、図２はプリンタ１における記録ヘッド３の周囲の平面図である。また、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図、図４はヘッドホルダ２５に対する記録ヘッド３（３ａ〜３ｄ）の取付状態を説明する図である。本実施形態のプリンタ１は、搬送ユニット７による記録紙４の搬送方向（本発明における相対送り方向に相当。以下、第１方向Ｘ）に直交する方向（以下、第２方向Ｙ）に複数の単位ヘッド１１を配列して構成される記録ヘッド３（本発明の液体噴射ヘッドの一種）と、記録紙４（本発明における噴射対象物の一種）を積層状態で収納する給紙トレイ５ａ及び装置下部に設けられた下段給紙カセット５ｂからなる給紙部５と、これらの給紙部５ａ，５ｂから給紙された記録紙４を記録ヘッド３（３ａ〜３ｄ）の下方を通過させて排紙トレイ１０側に搬送する搬送ユニット７と、記録ヘッド３によって記録が行われ、搬送ユニット７側から排出された記録紙４を保持する排紙トレイ１０とを備え、記録ヘッド３を第２方向Ｙに走査することなく記録紙４の記録領域の全幅にテキストや画像等を記録できるように構成されている。

また、筐体２の内部には、各部の電気的な制御を担うプリンタコントローラ９が設けられている。このプリンタコントローラ９は、駆動信号発生回路４５（図６参照）を有し、この駆動信号発生回路４５からの駆動信号を信号ケーブルを通じて記録ヘッド３の単位ヘッド１１に出力する。さらに、図示しないが、筐体２の内部にはインクを貯留したインクカートリッジ（液体供給源の一種）が配置される。そして、エアポンプ等によるインクカートリッジ内の加圧によって、カートリッジ内に貯留されているインクがインク供給チューブを通じて記録ヘッド３の各単位ヘッド１１に供給（圧送）されるように構成されている。なお、記録紙４に対して記録ヘッド３を第２方向Ｙに走査しながら記録を行う構成を採用することもできる。

上記給紙トレイ５ａは、上下方向に移動可能に構成されており、記録紙束の上面（最上部の記録紙４の上面）が常にピックアップローラ６と一定圧で当接するように筐体２に対する上下方向の位置が制御されている。そして、記録ヘッド３による記録動作の実行タイミングに応じて、記録紙束の最上部から記録紙４がピックアップローラ６により引き出され、分離ローラ１２と分離パッド１３とにより一枚毎に分離されて下流側へ給送されるようになっている。記録紙４は、図示しない紙センサ間を通った後、上下一対のレジストローラ１４ａ，１４ｂのニップ部に突き当たる。なお、下段給紙カセット５ｂからの記録紙４は、複数の中間ローラ１５を経由してからレジストローラ１４ａ，１４ｂのニップ部に到達する。これにより、記録紙４の先端姿勢が揃い、記録紙４のスキューが補正される。その後、レジストローラ１４ａ，１４ｂは、規定のタイミングで記録紙４を互いにニップした状態で１枚ずつ搬送ユニット７側へと給送し、記録紙４が搬送ユニット７の搬送ベルト１７に到達してから所定のタイミングでニップ状態を解放する。

搬送ユニット７は、図示しない駆動モータの駆動力によって回転される駆動ローラ１８と、駆動ローラ１８よりも上流側に配設された従動ローラ１９と、駆動ローラ１８及び従動ローラ１９の間に張設される無端状の搬送ベルト１７と、搬送ベルト１７に張力を付与するテンションローラ２０と、押えローラ２１とにより構成されている。テンションローラ２０は、駆動ローラ１８と、従動ローラ１９との間に配設されて搬送ベルト１７に内側から当接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト１７に張力を付与している。また、押えローラ２１は、搬送ベルト１７を挟んで従動ローラ１９の直上に配設され、搬送ベルト上の記録紙４を搬送ベルト１７側に押し付けて、記録紙４の搬送ベルト１７に対する密着性を高める。

駆動ローラ１８は、記録ヘッド３の記録動作に同期して駆動されることで搬送ベルト１７を回転させ、記録紙４を記録ヘッド３の下方を通過させて下流側へと搬送するように構成されている。また、搬送ベルト１７の回転量は、後述するエンコーダ４６によって検出されるようになっている。そして、このエンコーダ４６の検出信号は、エンコーダパルスとしてプリンタコントローラ９に出力される。

ここで、記録紙４に対し一方の面のみに記録を行う場合は、一方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７から排紙トレイ１０へと排紙される。一方、記録紙４の両面に記録を行う場合は、一方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７の下流に配設されたフラッパ２２により、用紙反転経路Ｒ２へ搬送される。記録紙４が用紙反転経路のＵターン部Ｔまで到達した後、搬送方向を転換させ、記録紙４は再度レジストローラ１４ａ，１４ｂ、搬送ベルト１７へと順次送られて他方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７から排紙トレイ１０へと排紙される。

なお、搬送ベルト１７に対する記録紙４の密着性を高める構成としては、図示しない帯電ローラで搬送ベルト表面を帯電させて静電気力によって記録紙４を搬送ベルト上に吸着させる方式（静電吸着方式）、又は、図示しないファン等で記録紙４と搬送ベルト１７との間に負圧を生じさせることにより搬送ベルト上に記録紙４を吸着させる方式（サクション方式）など既知の技術を採用することができる。その他、筐体２の内部には、記録ヘッド３のノズル開口の目詰まり等を防止するためにメンテナンスユニット（ワイピング機構、キャッピング機構等）が設けられるが、これらは何れも既知の種々の構成を採用することができるので、その説明は省略する。

記録ヘッド３は、図２に示すように、ユニットホルダ２４に複数の単位ヘッド１１を第２方向Ｙに配設して構成されている。そして、複数の記録ヘッド３、本実施形態においては４つの記録ヘッド３ａ〜３ｄが、ヘッド長手方向（ユニットホルダ長手方向）を第２方向Ｙに揃えた姿勢で第１方向Ｘに一定の配置間隔（例えば、１００ｍｍ）でヘッドホルダ２５（本発明におけるヘッド保持部材に相当）に取り付けられている。各記録ヘッド３ａ〜３ｄは、ノズル開口に連通する圧力室や、この圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧力発生手段（例えば、圧電振動子や発熱素子など）を備えており（何れも図示せず）、プリンタコントローラ９側からの駆動信号を圧力発生手段に印加して圧力発生手段を駆動することにより、ノズル開口からインク（本発明における液体の一種）を噴射して記録紙４に着弾させる記録動作（液体噴射動作）を行うように構成されている。

各単位ヘッド１１のノズル形成面２６には、インクを噴射するノズル開口を第２方向Ｙに複数列設してノズル列２７（ノズル群の一種。図４参照）を構成し、このノズル列２７を第１方向Ｘに複数形成している。１つのノズル列２７は、例えば３６０ｄｐｉのピッチで開設された３６０個のノズル開口から成る。そして、各単位ヘッド１１では、インクの種類毎、つまり、インクの色毎に１つのノズル列２７が対応している。本実施形態においては、シアンインク（Ｃ）、マゼンタインク（Ｍ）、イエローインク（Ｙ）、及びブラックインク（Ｋ）の４色のインクに対応して、各単位ヘッド１１には合計４列のノズル列２７が第１方向Ｘに並べて形成されている。

本実施形態においては、第１の記録ヘッド３ａと第２の記録ヘッド３ｂとが対となり、また、第３の記録ヘッド３ｃと第４の記録ヘッド３ｄとが対となっている。対を成す２つの記録ヘッド３は、第２方向Ｙで見て全体としてノズル開口が３６０ｄｐｉで並ぶような配置間隔で単位ヘッド１１が互い違いに２段の千鳥状に並ぶような配置レイアウトとなっている。なお、１つの記録ヘッド３における単位ヘッド１１の個数は、プリンタ１が対応可能な記録紙４の最大サイズに応じて決定される。

図５に示すように、ヘッドホルダ２５は、四方の梁２５ａ〜２５ｄから成る矩形枠体状の部材であり、後述するようにインバー材などの金属によって形成されている。このヘッドホルダ２５の枠内は空部２９となっており、この空部２９内に記録ヘッド３の各単位ヘッド１１が配置されるようになっている。また、ヘッドホルダ２５は、第２方向Ｙにおける両側（第１の梁２５ａ、第２の梁２５ｂ）でプリンタ本体、即ち、筐体２側に設けられたフレーム部材３４に両持ち梁状に止着部材３１によって取り付けられる。

本実施形態においては、第１の梁２５ａ、第２の梁２５ｂの第１方向Ｘの中心部分に、断面円形状の雌ネジ部３５が開設されており、この雌ネジ部３５に対応して形成されたフレーム部材３４の挿通穴（図示せず）を通じて雌ネジ部３５にネジ等の止着部材３１が螺合することでヘッドホルダ２５がフレーム部材３４に固定される。以下、この固定部分を第１固定部という。この第１固定部の位置は、第１方向Ｘで見て記録ヘッド３の列の中間、即ち、第２記録ヘッド３ｂと第３記録ヘッド３ｃの中間に対応する位置となっている。

また、第１の梁２５ａ及び第２の梁２５ｂの長手方向（第１方向Ｘ）における両端部には、第２方向Ｙの内寸が雌ネジ部３５の内径に揃えられる（詳しくは、僅かに大きく設定される）一方、第１方向Ｘの内寸が雌ネジ部３５の内径よりも十分に大きく設計された長穴３６がそれぞれ開設されており、この長穴３６には、止着部材３１が固定されることなく遊嵌されるようになっている。つまり、長穴３６と止着部材３１との間には、長穴３６の第１方向Ｘの内寸と止着部材３１の挿通部分の内径に応じた大きさの間隙が形成される。したがって、この間隙の範囲内において、第１固定部を基点（図４における基準Ｂ）としてヘッドホルダ２５が第１方向Ｘの両側へ伸縮変形することが許容され、ヘッドホルダ２５とフレーム部材３４との間の機械的ストレスが軽減されるようになっている。

図３に示すように、ユニットホルダ２４は、第２方向Ｙに長尺なベースプレート２４ａと、このベースプレート２４ａの長手方向両縁部からそれぞれ上方に起立した両側の側壁部２４ｂと、各側壁部２４ｂの上端部から側方（ベースプレート２４ａ側とは反対側）に延びるフランジ部２４ｃとから構成される。そして、各記録ヘッド３は、ユニットホルダ両側のフランジ部２４ｃとヘッドホルダ２５（第１の梁２５ａ及び第２の梁２５ｂ）との間に、板状のマウント部材３０を介在させた状態でヘッドホルダ２５に取り付けられている。ここで、ベースプレート２４ａの長手方向の全長Ｗ１は、ヘッドホルダ２５の空部２９の第２方向Ｙの内寸Ｗ２よりも少しだけ小さく設計されており、この空部２９内にベースプレート２４ａが配置されるようになっている。

図４に示すように、マウント部材３０とヘッドホルダ２５とは、止着部材３２によって固定され、各記録ヘッド３ａ〜３ｄ（ユニットホルダ２４）とマウント部材３０とは、止着部材３３によってそれぞれ固定されている。なお、記録ヘッド３とマウント部材３０との固定部分を第２固定部、マウント部材３０とヘッドホルダ２５との固定部分を第３固定部という。本実施形態では、第１方向Ｘで見た場合に、第２固定部の位置を記録ヘッド３の第２ノズル列２７の位置に合わせている。なお、第２固定部の位置を記録ヘッド３の第１方向Ｘにおける中心部に合わせる構成としても良い。
また、第２固定部は、第３固定部に対して第１方向Ｘにおける第１固定部側に配置されている。この様に構成することにより、環境温度の変化や記録ヘッド自体の発熱によりヘッドホルダ２５が第１固定部を基準Ｂとして第１方向Ｘに伸縮した場合においても、ヘッドホルダ２５に固定されている各記録ヘッド３の相対的な配置位置が変動することを抑制している。

ここで、基準Ｂとしての第１固定部から第３固定部までの第１方向Ｘにおける距離をＬ１（Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ）、第３固定部から第２固定部までの前記第１方向Ｘにおける距離をＬ２（Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ）とし、ヘッドホルダ２５の線膨張係数をα（１／℃）、及び、マウント部材３０の線膨張係数をβ（１／℃）とする。
なお、本実施形態においては、第１記録ヘッド３ａと第４記録ヘッド３ｄとは第１固定部（基準Ｂ）に対して対称な位置に配置されており、同様に、第２記録ヘッド３ｂと第３記録ヘッド３ｃとは第１固定部に対して対称な位置に配置されているので、Ｌ１ａ＝Ｌ１ｄ、Ｌ２ａ＝Ｌ２ｄ、Ｌ１ｂ＝Ｌ１ｃ、Ｌ２ｂ＝Ｌ２ｃとなる。このように構成することで、第１固定部を中心として互いに対称に配置されている記録ヘッド３同士のユニットホルダ２４やマウント部材３０等の部品を共通化することができ、部品点数を削減することが可能となる。また、基準Ｂとしての第１固定部から遠くに位置するマウント部材３０ほど第１方向Ｘの寸法が大きくなるので、第１固定部を各記録ヘッドの中心部に配置することで、マウント部材３０の大型化を最小限に抑えることができる。

例えば、ヘッド周囲の温度が規定の温度（例えば、２５℃）からΔＴだけ上昇した場合、Ｌ１とＬ２の変化量は、以下のようになる。
ΔＬ１＝Ｌ１×α×ΔＴ …（Ａ）(図４において基準Ｂより離れる方向に伸張)
ΔＬ２＝Ｌ２×β×ΔＴ …（Ｂ）(図４において基準Ｂに近づく方向に伸張)
同様に、ヘッド周囲の温度がΔＴだけ低下した場合においても、変位方向が上記とは逆になるのみで上記式（Ａ），（Ｂ）が成り立つ。
したがって、温度変化ΔＴが生じたときのヘッドホルダ２５の伸縮による各記録ヘッド３の第１方向Ｘにおける位置ずれをマウント部材３０の伸縮によって相殺するには、次式（Ｃ）が成立すればよい。
ΔＬ１−ΔＬ２＝Ｌ１×α×ΔＴ−Ｌ２×β×ΔＴ＝０ …（Ｃ）
すなわち、次式（Ｄ）を満たすように、各固定部の位置、ヘッドホルダ２５の材質、マウント部材３０の材質、及び寸法を定めることにより、記録ヘッド３の第１方向Ｘにおける位置ずれを抑制することができる。
α×Ｌ１＝β×Ｌ２ …（Ｄ）

なお、本実施形態においては、ヘッド間ピッチをＰ（ｍｍ）とし、以下の式（Ｅ）〜（Ｈ）が成立するように各固定部の位置が定められている。
Ｌ１ａ−Ｌ２ａ＝３／２Ｐ …（Ｅ）
Ｌ１ｂ−Ｌ２ｂ＝１／２Ｐ …（Ｆ）
Ｌ１ｃ−Ｌ２ｃ＝１／２Ｐ …（Ｇ）
Ｌ１ｄ−Ｌ２ｄ＝３／２Ｐ …（Ｈ）
そして、例えば、ヘッド間ピッチＰ＝１００ｍｍとすると、ヘッドホルダ２５とマウント部材３０の材質の組合せにより、以下の表１に示すように寸法が決まる。

上記表１の組み合わせから、ヘッドホルダ２５にインバー材、マウント部材３０に鉄系の材料又はアルミニウム合金を用いると、製作上現実的な寸法を採ることが可能となる。これに対し、ヘッドホルダ２５に鉄を用い、マウント部材３０にアルミニウム合金を用いる組合せは、各部材の寸法が大きくなる。

以上のように、上記式（Ｄ）を満たすように、各固定部の位置、ヘッドホルダ２５の材質、マウント部材３０の材質、及び寸法を定めることにより、温度変化ΔＴが生じてヘッドホルダ２５が第１固定部を基点として第１方向Ｘに伸縮した場合、マウント部材３０が第３固定部を基点としてヘッドホルダ２５の変位方向とは反対側に変位する。これにより、温度変化によってヘッドホルダ２５の伸縮が生じた場合においても、ヘッド周囲の温度の変化前と変化後とで各記録ヘッド３ａ〜３ｄの第１方向Ｘにおける位置ずれが低減される。その結果、記録紙４に対する第１方向Ｘにおけるインクの着弾位置のずれを防止して、記録画像等の画質低下を抑制することが可能となる。
また、ヘッドホルダ２５およびマウント部材３０に関し、これらを金属材料で形成しているので、ガラスやセラミックなどの脆い材料を用いる場合と比較して加工が容易である。

なお、記録ヘッド３自体も温度変化により伸縮変位が生じ、これにより各ノズル列２７の位置が温度変化前の位置から多少ずれる場合がある。この記録ヘッド３自体の変位によるインクの着弾位置のずれについては、インクの噴射タイミング、より具体的には、圧力発生手段に駆動信号を印加するタイミングを変えることにより補正することができる。以下、この点について説明する。

図６は、プリンタ１の電気的な構成を示すブロック図である。プリンタ１は、プリンタコントローラ９と、プリントエンジン３７とを備えている。プリンタコントローラ９は、図示しないホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等を受信する外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）３８と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ３９と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ４０と、ＣＰＵ等により構成され各部の電気的制御を行う制御部４１と、噴射シリアルデータ及び駆動信号等をプリントエンジン３７側に送信するための内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）４２とを、内部バス４３によって相互に接続した状態で備えている。また、プリンタコントローラ９は、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路４４と、記録ヘッド３へ供給するための駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路４５とを備えている。

なお、本実施形態において「印刷データ」は外部装置からプリンタ１に送られてきたＲＧＢの多階調画像データを意味し、「噴射シリアルデータ」は「印刷データ」に基づいて展開されて各記録ヘッド３（単位ヘッド１１）へ送られるシリアルデータを意味する。

制御部４１は、ホストコンピュータ等から送信された印刷データを各記録ヘッド３の各単位ヘッド１１に対応した噴射シリアルデータに展開して各記録ヘッド３に送信する。各記録ヘッド３では、受信した噴射シリアルデータに基づき各ノズル開口からインクの噴射動作が行われる。

上記の駆動信号発生回路４５は、記録ヘッド３の圧力発生手段を駆動するための駆動信号ＣＯＭを発生する。この駆動信号ＣＯＭは、例えば図７（ｄ）に示すように一噴射周期（一記録周期）内に配置された駆動パルスＰにより構成される一連の信号である。この駆動パルスＰが圧力発生手段に印加される毎にこの圧力発生手段が駆動してノズル開口からインクが噴射されるように構成されている。この駆動パルスＰの印加又は非印加は、上記噴射シリアルデータに基づいて行われる。

上記プリントエンジン３７は、各記録ヘッド３（３ａ〜３ｄ）、搬送ユニット７、この搬送ユニット７における搬送ベルト１７の回転量を検出するエンコーダ４６、及び、記録ヘッド３の周囲の温度を検出する温度センサ４７等の電気駆動系等から構成される。

図７は、噴射制御についてのタイミングチャートである。本実施形態におけるプリンタ１では、エンコーダ４６から出力されるエンコーダパルスＥＰ（図７（ａ））を基準として各記録ヘッド３の記録紙４に対する記録動作（噴射動作）が制御される。これにより、搬送ユニット７による記録紙４の搬送と各記録ヘッド３によるインクの噴射動作を同期させている。

エンコーダ４６からのエンコーダパルスＥＰは、プリンタコントローラ９の制御部４１に出力される。このエンコーダパルスＥＰを受信すると、制御部４１はタイミングパルス生成手段として機能し、エンコーダパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳ（図７（ｂ））を生成する。このタイミングパルスＰＴＳは、駆動信号発生回路４５が発生する駆動信号ＣＯＭ（図７（ｄ））の出力タイミングを定める信号である。言い換えると、駆動信号発生回路４５は、このタイミングパルスＰＴＳを受信する毎に単位周期の駆動信号ＣＯＭを出力する。また、このタイミングパルスＰＴＳに基づいて、シリアルクロックパルスＣＫが生成され、このシリアルクロックパルスＣＫに同期したタイミングで噴射シリアルデータが記録ヘッド３に送信されるようになっている。

なお、例えば、エンコーダパルスＥＰの間隔が１８０ｄｐｉに相当する間隔であるのに対し、タイミングパルスＰＴＳを３６０ｄｐｉに対応する間隔で出力する場合、制御部４１は、エンコーダパルスＥＰの受信周波数を逓倍することでタイミングパルスＰＴＳを生成する。例えば、図７（ｂ）に示すように、制御部４１は、エンコーダパルスＥＰを受信すると、その１つ前に受信したエンコーダパルスＥＰと今回受信したエンコーダパルスＥＰとの間の間隔ｔを１／２にすることでタイミングパルスＰＴＳの発生周期を求め、この発生周期に従ってタイミングパルスＰＴＳを生成する。

また、制御部４１は、タイミング制御手段として機能し、温度センサ４７による検出温度に応じて、タイミングパルスＰＴＳの発生周期を変更する。本実施形態では、記録ヘッド３とマウント部材３０との固定位置である第２固定部は、第１方向Ｘにおいて第２ノズル列２７の位置に揃えられているので、この第２ノズル列２７を基点として記録ヘッド３が第１方向Ｘの両側（解放端側）に伸縮する。そして、例えば、温度上昇により記録ヘッド３が第１方向Ｘに伸張した場合、基準である第２ノズル列（第２固定部）よりも第１方向Ｘにおいて上流側に位置するノズル列２７に対してはタイミングパルスＰＴＳの発生を遅らせることでインクの噴射タイミングを遅らせ、第２ノズル列２７よりも第１方向Ｘにおいて下流側に位置するノズル列２７に対してはタイミングパルスＰＴＳの発生を早めることでインクの噴射タイミングを早める。これにより、第１方向Ｘにおけるインクの着弾位置ずれを抑制することができる。なお、本実施形態においては、第２固定部の第１方向Ｘにおける位置を記録ヘッド３の第２ノズル列２７の第１方向Ｘにおける位置に合わせているので、記録ヘッド３の第２ノズル列２７に対しての噴射タイミングの補正は不要となる。

駆動信号発生回路４５は、制御部４１からタイミングパルスＰＴＳを受信すると、ラッチパルスＬＡＴ（図７（ｃ））、及び駆動信号ＣＯＭ（図７（ｄ））を出力する。このラッチパルスＬＡＴと駆動信号ＣＯＭは、内部Ｉ／Ｆ４２を通じて、各記録ヘッド３に送信される。そして、記録ヘッド３は、プリンタコントローラ９側から受信した噴射シリアルデータをラッチパルスＬＡＴに基づくタイミングでラッチし、ラッチした噴射シリアルデータの噴射又は非噴射を示す情報（即ち、１又は０）に応じてスイッチング制御を行い、圧力発生手段に対する駆動信号ＣＯＭの印加又は非印加を制御する。これにより、搬送ユニット７による記録紙４の搬送に同期した状態で各ノズル開口からのインクの噴射が制御される。このようにして、記録ヘッド３自体の伸縮変位によるインクの着弾位置のずれについては、圧力発生手段に駆動信号を印加するタイミングを変えることにより低減することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図８は、第２実施形態における構成を説明する図である。
本実施形態における構成は、ヘッドホルダ２５とフレーム部材３４の第１方向Ｘにおける固定位置、即ち、第１固定部を、第４記録ヘッド３ｄの第２ノズル列２７ｘの第１方向Ｘにおける位置に合わせた点が上記第１の実施形態と異なる。また、ヘッドホルダ２５の第１固定部とは第１方向Ｘにおける反対側の端部には、図示しないが、上記第１実施形態において説明したような長穴が設けられており、フレーム部材３４側からの止着部材が固定されることなく遊嵌されるようになっている。即ち、第１固定部を基点としてヘッドホルダ２５が第１方向Ｘにおいて解放端側（図８において左側）へ伸縮変形することが許容されている。さらに、本実施形態においては、第４記録ヘッド３ｄ、そのマウント部材３０、及びヘッドホルダ２５の第１方向Ｘにおける固定位置を、第１固定部（基準Ｂ）の第１方向Ｘの位置に合わせている。

上記第１実施形態と同様に、基準Ｂとしての第１固定部から第３固定部までの第１方向Ｘにおける距離をＬ１（Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃ）、第３固定部から第２固定部までの前記第１方向Ｘにおける距離をＬ２（Ｌ２ａ〜Ｌ２ｃ）とし、ヘッドホルダ２５の線膨張係数をα（１／℃）、及び、マウント部材３０の線膨張係数をβ（１／℃）として、上記式（Ｄ）を満たすように、各固定部の位置、ヘッドホルダ２５の材質、マウント部材３０の材質、及び寸法を定めることにより、温度変化ΔＴが生じてヘッドホルダ２５が第１固定部を基点として第１方向Ｘ（図８において左側）に伸縮した場合、マウント部材３０が第３固定部を基点としてヘッドホルダ２５の変位方向とは反対側（図８において右側）に変位する。これにより、温度変化によってヘッドホルダ２５の伸縮が生じた場合においても、ヘッド周囲の温度の変化前と変化後とで各記録ヘッド３ａ〜３ｄの第１方向Ｘにおける位置ずれが低減される。

なお、単位ヘッド１１の配置レイアウトや、記録ヘッド３の配置個数などについては、上記各実施形態において例示したものには限られず、任意の構成を採用することができる。また、ヘッドホルダ２５とフレーム部材３４との固定位置や固定方法、或いは、ヘッドホルダ２５、マウント部材３０、及び記録ヘッド３間の固定方法等についても例示したものには限られない。

そして、本発明は、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射記録ヘッドイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の他の液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置にも適用することができる。

プリンタの構成を説明する断面図である。 プリンタにおける記録ヘッドの周囲の平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 ヘッドホルダに対する記録ヘッドの取付状態を説明する図である。 ヘッドホルダの構成を説明する平面図である。 プリンタの電気的な構成を説明するブロック図である。 プリンタの噴射制御を説明するタイミングチャートである。 第２実施形態における構成を説明する図である。

符号の説明

１…プリンタ，３…記録ヘッド，４…記録紙，７…搬送ユニット，１１…単位ヘッド，２５…ヘッドホルダ，２７…ノズル列，３０…マウント部材，３４…フレーム部材

Claims (4)

1. 液体の噴射対象物に向けて複数のノズル開口から液体を噴射可能な液体噴射ヘッドと、
   当該液体噴射ヘッドを保持するヘッド保持部材と、
   を備えた液体噴射装置であって、
   前記ヘッド保持部材は、液体噴射動作時における前記噴射対象物と前記液体噴射ヘッドとの相対送り方向に直交する方向における両側の第１固定部で装置本体側に固定され、
   前記液体噴射ヘッドは、マウント部材を間に介して前記ヘッド保持部材に取り付けられ、
   前記液体噴射ヘッドと前記マウント部材との固定部である第２固定部は、前記マウント部材と前記ヘッド保持部材との固定部である第３固定部よりも前記相対送り方向において前記第１固定部側に配置されたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記第１固定部から前記第３固定部までの前記相対送り方向における距離をＬ１、前記第３固定部から前記第２固定部までの前記相対送り方向における距離をＬ２、前記ヘッド保持部材の線膨張係数をα、及び、前記マウント部材の線膨張係数をβとしたときに、以下の式（１）が成立することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
   α×Ｌ１＝β×Ｌ２ …（１）
3. 前記第１固定部が、前記ヘッド保持部材に前記相対送り方向に一定間隔で配設されている複数の液体噴射ヘッドの中間に対応する位置に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記第２固定部の前記相対送り方向における位置が、前記液体噴射ヘッドの何れかのノズル群の前記相対送り方向の位置に揃えられたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。

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