JP2012121282A - 液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ヘッドユニットの液体噴射特性を改善することができる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】制御部からの駆動信号に対応してノズル形成面53に形成されたノズル51から着弾対象に対して液体を噴射する液体噴射ヘッド18が複数並列に備えられた液体噴射ヘッドユニット17を有する液体噴射装置1であって、前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッドに関する情報のうち少なくとも一部を記録した個別二次元コード81をそれぞれ備え、前記液体噴射ヘッドユニットは、当該液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの並び情報と共に、各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報を含めて記録した一括二次元コード82を備えた。
【選択図】図10
【解決手段】制御部からの駆動信号に対応してノズル形成面53に形成されたノズル51から着弾対象に対して液体を噴射する液体噴射ヘッド18が複数並列に備えられた液体噴射ヘッドユニット17を有する液体噴射装置1であって、前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッドに関する情報のうち少なくとも一部を記録した個別二次元コード81をそれぞれ備え、前記液体噴射ヘッドユニットは、当該液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの並び情報と共に、各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報を含めて記録した一括二次元コード82を備えた。
【選択図】図10
Description
本発明は、ノズルに連通する圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから噴射させる液体噴射ヘッドを備えるインクジェット式プリンター等の液体噴射装置に関する。
液体噴射装置は、液体を液滴として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、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置(プリンター)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、ディスプレイ製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
近年、このようなプリンターには、高画質化に対応するために、インク噴射特性(吐出特性)の改善が要求されている。特に、記録ヘッドの製造ばらつきによって、各記録ヘッドのインク噴射特性(ノズルから噴射されるインクの量や飛翔速度等)がばらつくことがあった。このため、記録ヘッドの製造後に、記録ヘッドの圧力発生手段を駆動するための駆動信号の生成に必要な駆動電圧等のパラメーターの最適値を記録した二次元コードを記録ヘッドに貼付しておき、プリンター本体に記録ヘッドを装着した後で、二次元コードの値を読み込むと共に、プリンターの本体に内蔵されている不揮発性メモリーにその値を書き込み、プリンターが噴射動作を行う際に、不揮発性メモリーに書き込まれた最適値を基に駆動信号を生成するものが提案されている(特許文献1参照)。これにより、記録ヘッドごとに最適なインク噴射特性が得ることができ、高画質なプリンターを提供することができる。
ところで、記録ヘッドがサブキャリッジなどのヘッド固定部材に複数並べられて固定されたものを1つのヘッドユニットとしたものがある。このようなヘッドユニットを備えたプリンターにおいてケースなどの外郭部材にヘッドユニットを収容した状態では、記録ヘッドが1つの場合と比べて、各記録ヘッドの二次元コードを個別に読み取ることが困難になる場合があった。例えば、記録ヘッドを走査方向に近接して並べた場合において、各記録ヘッドの走査方向の面にそれぞれ二次元コードを貼り付けた場合は、隣接する記録ヘッドが邪魔になるため、二次元コードを読み取ることができず、各記録ヘッドの走査方向に垂直な面(正面側または背面側)にそれぞれ二次元コードを貼り付けた場合は、プリンターのフレームや上記の外郭部材が邪魔になるため、二次元コードを読み取ることが難しい。
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、複数の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ヘッドユニットにおいて各液体噴射ヘッドに関する情報をより簡単且つ確実に読み取ることができる液体噴射装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射装置は、制御部からの駆動信号に対応してノズル形成面に形成されたノズルから着弾対象に対して液体を噴射する液体噴射ヘッドが複数並列に備えられた液体噴射ヘッドユニットを有する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッドに関する情報のうち少なくとも一部を記録した個別二次元コードをそれぞれ備え、
前記液体噴射ヘッドユニットは、当該液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの並び情報と共に、各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報を含めて記録した一括二次元コードを備えたことを特徴とする。
前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッドに関する情報のうち少なくとも一部を記録した個別二次元コードをそれぞれ備え、
前記液体噴射ヘッドユニットは、当該液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの並び情報と共に、各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報を含めて記録した一括二次元コードを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、それぞれの液体噴射ヘッドの情報を1つにまとめた一括二次元コードを液体噴射ヘッドユニットに備えたので、この一括二次元コードを読み取り易い場所に予め設計しておくことで、液体噴射ヘッドの装着位置にかかわらず、それぞれの液体噴射ヘッドの情報を簡単かつ確実に読み取ることができる。このため、読み取った情報を基にそれぞれの液体噴射ヘッドに対して最適な制御を行うようにすることが可能となる。即ち、例えば、各液体噴射ヘッドに最適な駆動信号を設定することができる。また、1つのコードの読み込みで各記録ヘッドの情報を得ることができるため、隣のコードを誤って読み込む等の人為的ミスを防ぐことができ、読み取った各情報と各液体噴射ヘッドとの対応を確実にすることが可能となる。なお、「各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報」とは、各個別二次元コードに記録された情報そのものの集合、又は、各個別二次元コードの情報の内容を把握することが可能な関連情報(例えば、個別二次元コードの情報を暗号化したもの等)を意味する。
上記構成において、前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルを列設したノズル列を複数備えるとともに、前記ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、
前記駆動信号は、当該圧力発生手段を駆動させて前記ノズルから液体を噴射させる駆動パルスを含み、
前記液体噴射ヘッドに関する情報は、
前記駆動パルスの駆動電圧情報と、
前記圧力室の液体に生じる圧力振動の固有振動周期情報と、
前記各ノズル列のノズルから噴射される液体の量のばらつきを示す液体量識別情報と、
前記駆動パルスを前記圧力発生手段に繰り返し印加することでノズルから噴射される液体の量または飛翔速度についての周波数特性情報と、
のうちの少なくとも1つ含むことが望ましい。
前記駆動信号は、当該圧力発生手段を駆動させて前記ノズルから液体を噴射させる駆動パルスを含み、
前記液体噴射ヘッドに関する情報は、
前記駆動パルスの駆動電圧情報と、
前記圧力室の液体に生じる圧力振動の固有振動周期情報と、
前記各ノズル列のノズルから噴射される液体の量のばらつきを示す液体量識別情報と、
前記駆動パルスを前記圧力発生手段に繰り返し印加することでノズルから噴射される液体の量または飛翔速度についての周波数特性情報と、
のうちの少なくとも1つ含むことが望ましい。
上記各構成において、前記一括二次元コードに前記並び情報および前記集合情報に加えて、前記液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報を記録したことが望ましい。
この構成によれば、液体噴射ヘッド単体の情報だけでなく、液体噴射ヘッドのノズルの位置ずれ等の各液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報を記録しておくことができる。このため、液体噴射装置の製造時に、これらの情報を読み込むことで、液体噴射ヘッド単体の情報だけでなく、液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報も考慮して、より最適な制御を行うことができる。即ち、読み取ったアライメント情報に基づいて各液体噴射ヘッドの液体噴射のタイミングを調整することで、着弾対象における液体の着弾位置ずれが抑制される。
この構成によれば、液体噴射ヘッド単体の情報だけでなく、液体噴射ヘッドのノズルの位置ずれ等の各液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報を記録しておくことができる。このため、液体噴射装置の製造時に、これらの情報を読み込むことで、液体噴射ヘッド単体の情報だけでなく、液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報も考慮して、より最適な制御を行うことができる。即ち、読み取ったアライメント情報に基づいて各液体噴射ヘッドの液体噴射のタイミングを調整することで、着弾対象における液体の着弾位置ずれが抑制される。
上記構成において、前記アライメントに関する情報は、前記液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の傾き、該ノズル形成面のヘッドユニット基準面からの高さ、前記ノズルの相対的な位置もしくは傾き、又は液滴量情報もしくは液滴飛翔速度に関する情報のうち少なくとも1つであることが望ましい。
この構成によれば、液体噴射ヘッドユニットを液体噴射装置に組み付けた後に行う液体噴射ヘッドの噴射のタイミング調整に関し、例えば、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射して当該液体を着弾対象の上に着弾させたときの着弾結果に基づいて液体噴射ヘッドの噴射のタイミング(駆動波形の発生タイミング)を調整する方法に比べて、調整時間を短縮させることができる。すなわち、各液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の傾き、該ノズル形成面のヘッドユニット基準面(液体噴射ヘッドの液体噴射ヘッドユニットへの取り付け基準)からの高さ、前記ノズルの相対的な位置もしくは傾き(ノズルのストレート部の傾き)、又は、液滴量情報もしくは液滴飛翔速度に関する情報から予め最適なタイミングを算出することができ、このタイミングを反映して液体噴射の制御を行うことで、液体の着弾位置ずれを抑制することができる。このため、上記の着弾結果に基づく調整が、ほとんど必要ない。あるいは、調整が短時間で済む。特に、アフターサービス時において、液体噴射ヘッドユニットをユーザの使用環境にて交換する場合に、交換から調整までの時間を短縮することが可能になる。その結果、ユーザにおける液体噴射装置の稼働率を向上させることができる。
この構成によれば、液体噴射ヘッドユニットを液体噴射装置に組み付けた後に行う液体噴射ヘッドの噴射のタイミング調整に関し、例えば、液体噴射ヘッドのノズルから液体を噴射して当該液体を着弾対象の上に着弾させたときの着弾結果に基づいて液体噴射ヘッドの噴射のタイミング(駆動波形の発生タイミング)を調整する方法に比べて、調整時間を短縮させることができる。すなわち、各液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の傾き、該ノズル形成面のヘッドユニット基準面(液体噴射ヘッドの液体噴射ヘッドユニットへの取り付け基準)からの高さ、前記ノズルの相対的な位置もしくは傾き(ノズルのストレート部の傾き)、又は、液滴量情報もしくは液滴飛翔速度に関する情報から予め最適なタイミングを算出することができ、このタイミングを反映して液体噴射の制御を行うことで、液体の着弾位置ずれを抑制することができる。このため、上記の着弾結果に基づく調整が、ほとんど必要ない。あるいは、調整が短時間で済む。特に、アフターサービス時において、液体噴射ヘッドユニットをユーザの使用環境にて交換する場合に、交換から調整までの時間を短縮することが可能になる。その結果、ユーザにおける液体噴射装置の稼働率を向上させることができる。
上記各構成において、前記液体噴射ヘッドユニットを内部に収容可能なケース部材を備えた液体噴射装置であって、
前記ケース部材は、前記ノズル形成面を露出させる開口部と前記一括二次元コードに対向する位置に当該ケース部材の板厚方向に貫通した窓部とを開設し、かつ該窓部の前面に当該窓部を塞ぐ蓋部材を着脱可能に備えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、一括二次元コードを読み取る時以外は、窓部に蓋部材を装着することができ、液体噴射ヘッドユニットを保護することができる。特に、液体噴射時に発生するミストがケース部材の内部へ進入することを防ぎ、ミストの付着によって一括二次元コードが汚れて読み取れなくなることを防ぐことができる。また、ミストが電子部品に付着してショートする等の不具合を防止することもできる。
前記ケース部材は、前記ノズル形成面を露出させる開口部と前記一括二次元コードに対向する位置に当該ケース部材の板厚方向に貫通した窓部とを開設し、かつ該窓部の前面に当該窓部を塞ぐ蓋部材を着脱可能に備えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、一括二次元コードを読み取る時以外は、窓部に蓋部材を装着することができ、液体噴射ヘッドユニットを保護することができる。特に、液体噴射時に発生するミストがケース部材の内部へ進入することを防ぎ、ミストの付着によって一括二次元コードが汚れて読み取れなくなることを防ぐことができる。また、ミストが電子部品に付着してショートする等の不具合を防止することもできる。
以下、本発明を実施するための形態を、添付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。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置(以下、プリンターと略記する)に適用した場合を例示する。
図1はプリンター1の内部構成の一部を示す斜視図、図2はプリンター1の正面図、図3はプリンター1の平面図、図4はプリンター1の右側面図である。例示したプリンター1は、記録用紙、布、フィルム(何れも図示せず)等の記録媒体(本発明における着弾対象の一種)に向けて、液体の一種であるインクを噴射する。このプリンター1は、フレーム2の内部にキャリッジアセンブリー3を、記録媒体の送り方向に交差する方向である主走査方向(図1中に符号Xで示す)に往復移動可能に搭載している。プリンター1の背面側のフレーム2の内壁には、当該フレーム2の長手方向に沿って長尺な上下一対のガイドロッド4a,4bが互いに間隔を空けて平行に取り付けられている。キャリッジアセンブリー3は、その背面側に設けられた軸受け部7(図7参照)等にガイドロッド4a,4bが嵌合することで、これらのガイドロッド4a,4bに対して摺動可能に支持されている。
フレーム2の背面側であって主走査方向Xの一端側(図3における右端部)には、キャリッジアセンブリー3を移動させるための駆動源としてのキャリッジモーター8が配設されている。このキャリッジモーター8の駆動軸は、フレーム2の背面側から内面側に突出しており、その先端部分には、駆動プーリー(図示せず)が接続されている。この駆動プーリーは、キャリッジモーター8の駆動により回転される。また、この駆動プーリーに対して主走査方向Xにおける反対側(図3における左端部)の位置には、遊転プーリー(図示せず)が設けられている。これらのプーリーには、タイミングベルト9が架け渡されている。このタイミングベルト9には、キャリッジアセンブリー3が接続されている。そして、キャリッジモーター8が駆動されると、駆動プーリーの回転に伴ってタイミングベルト9が回動し、キャリッジアセンブリー3がガイドロッド4a,4bに沿って主走査方向Xに移動する。
フレーム2の背面の内壁には、リニアスケール10(エンコーダーフィルム)が、主走査方向Xに沿ってガイドロッド4a,4bと平行に張設されている。リニアスケール10は、透明な樹脂製フィルムによって作製された帯状(バンド状)部材であり、例えば、透明なベースフィルムの表面に帯幅方向を横断する不透明なストライプが複数印刷されたものである。各ストライプは、同じ幅とされ、帯長手方向に一定ピッチで形成されている。また、キャリッジアセンブリー3の背面側には、このリニアスケール10のストライプを光学的に読み取るためのリニアエンコーダーが設けられている(図示せず)。リニアエンコーダーは、例えば、互いに対向配置された一対の発光素子と受光素子とによって構成され、リニアスケール10の透明部分での受光状態とストライプ部分での受光状態の差異に応じてエンコーダーパルスを出力するようになっている。即ち、リニアエンコーダーは位置情報出力手段の一種であり、キャリッジアセンブリー3の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向Xにおける位置情報として出力する。これにより、プリンター1の制御部(図示せず)は、このリニアエンコーダーからのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジアセンブリー3の走査位置を認識しながら、ヘッドユニット17による記録媒体に対する記録動作を制御することができる。そして、プリンター1は、主走査方向Xの一端側のホームポジション(キャリッジアセンブリー3が駆動していないときの待機位置)から反対側の端部(フルポジション)へ向けてキャリッジアセンブリー3が移動する往動時と、フルポジションからホームポジション側にキャリッジアセンブリー3が戻る復動時との双方向で記録紙上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録処理が可能に構成されている。
図3に示すように、キャリッジアセンブリー3には、ヘッドユニット17の各記録ヘッド18に各色のインクを供給するためのインク供給チューブ14と、駆動信号等の信号を供給するための信号ケーブル15が接続されている。その他、プリンター1には、図示しないが、インクを貯留したインクカートリッジ(液体供給源)が着脱可能に取り付けられるカートリッジ装着部、記録紙を搬送する搬送部、ホームポジションで待機する各記録ヘッド18のノズル形成面53(後述)をキャッピングするキャップ等が設けられている。
図5はキャリッジアセンブリー3の平面(上面)図、図6はキャリッジアセンブリー3の正面図、図7はキャリッジアセンブリー3の右側面図、図8はキャリッジアセンブリー3の底面図である。また、図9は図5におけるA−A線断面図である。なお、図5は、キャリッジカバー13が外された状態を図示している。キャリッジアセンブリー3は、後述するヘッドユニット17(本発明における液体噴射ヘッドユニットの一種)を内部に搭載するキャリッジ本体12と、このキャリッジ本体12の上部開口を塞ぐキャリッジカバー13とから成り上下に分割可能な中空箱体状の部材である(キャリッジ本体12およびキャリッジカバー13が本発明におけるケース部材に相当)。キャリッジ本体12は、略矩形状の底板部12aと、当該底板部12aの四方の外周縁からそれぞれ上方に起立した側壁部12bとから成り、これらの底板部12a及び側壁部12bに囲まれた空間内にヘッドユニット17を収容する。図8に示すように、底板部12aには、収容されたヘッドユニット17の各記録ヘッド18のノズル形成面53(図16参照)を露出させるための底部開口19が開設されている。そして、ヘッドユニット17をキャリッジ本体12内に収容した状態では、底板部12aの底部開口19(本発明における開口部の一種)から各記録ヘッド18のノズル形成面53が、キャリッジ本体12の底部よりも下方(記録動作時における記録媒体側)に突出する。
また、側壁部12bの後述するラベル装着部26cと対向する位置には、図15、図20に示すように、側壁部12bの板厚方向に貫通した略長方形状の窓部12cを開設し、この窓部12cの前面に当該窓部12cを塞ぐ蓋部材16を着脱可能に備えている。本実施形態では、キャリッジアセンブリー3がホームポジションに待機している状態において、フルポジション側の側壁部12bに窓部12cおよび蓋部材16を設けている。また、側壁部12bにおいて、窓部12cよりも少し下(底板部12a寄り)の位置には、蓋部材16を取り付けるためのネジ穴が開口しており、蓋部材16にも、このネジ穴に対応して貫通穴が開設されている。そして、蓋部材16によって窓部12cを塞いだ状態で、ネジの軸部を蓋部材16の貫通穴を通じてネジ穴に螺合させて締め込むことで、蓋部材16を側壁部12bに止着することができる。この蓋部材16は、ラベル装着部26cに貼着した後述する一括QRラベル82(本発明における一括二次元コードの一種)を読み取る際に取り外され、窓部12cを通して外部から一括QRラベル82の読み取りを可能にする。これに関しては、後で詳述する。一方、一括QRラベル82を読み取る時以外は、蓋部材16を窓部12cに装着することで、ヘッドユニット17を保護する。例えば、インク噴射時に発生するミストがキャリッジアセンブリー3の内部へ進入することを防ぐことができる。これにより、ミストの付着によって一括QRラベル82が汚れて読み取れなくなることを防ぐことができる。また、ミストが電子部品に付着してショートする等の不具合を防止することもできる。
さらに、キャリッジ本体12とヘッドユニット17との間には、当該キャリッジ本体12に収容されたヘッドユニット17の姿勢を調整するための偏心カム21(図9および図15参照)が複数設けられている。そして、キャリッジ本体12には、これらの偏心カム21を回転させるための調整レバー20が複数設けられている。これらの調整レバー20の操作により、偏心カム21が回転してその回転中心から外周面までのカム径が増減し、このカム径の増減によって、キャリッジ本体12に収容されたヘッドユニット17のキャリッジ本体12に対する位置や傾きなどの姿勢を調整することができるように構成されている。
図10は流路部材24を取り外した状態におけるヘッドユニット17の斜視図であり、(a)は正面斜視図(b)は背面斜視図である。また、図11はヘッドユニット17の平面図(上面図)、図12はヘッドユニット17の正面図、図13はヘッドユニット17の下面図、図14はヘッドユニット17の右側面図である。そして、図15は、説明を容易にするためキャリッジアセンブリー3の構成をより簡略化して示した断面図である。なお、図15の構成は模式的に示したものであるため、各部材の形状や位置関係が実際とは異なる場合がある。
ヘッドユニット17は、複数の記録ヘッド18等をユニット化したものであり、これらの記録ヘッド18が複数並列に取り付けられるサブキャリッジ26と、流路部材24とを備えている。サブキャリッジ26は、上面が開口した中空箱体状に形成され、記録ヘッド18が固定される板状のベース部26aと、該ベース部26aの四方の外周縁からそれぞれ上方に起立した起立壁部26bと、該起立壁部26bの一部から主走査方向Xの一側へ突出したラベル装着部26cとから構成されている。これらのベース部26aと四方の起立壁部26bとから囲まれた空間が、記録ヘッド18の少なくとも一部(主にサブタンク37)を収容する収容部35(図15参照)として機能する。本実施形態のサブキャリッジ26は、金属、例えばアルミニウムにより作製されており、剛性が高められている。ベース部26aの略中央部分には、複数の記録ヘッド18を挿通可能な(即ち、各記録ヘッド18に共通な1つの)ヘッド挿通開口28が開設されている。このためベース部26aは、額縁状の枠体となっている。このベース部26aの下面(記録時の記録媒体に対向する側の面)に、各記録ヘッド18の取り付け位置に対応して、止着穴29(雌ネジ部)が開設されている(図12参照)。本実施形態において、止着穴29は、1つの記録ヘッド18の取り付け位置に対し、ヘッド挿通開口28を間に挟んで、ノズル列方向に対応する方向の両側に、スペーサー32の取付穴に対応して2つずつ、合計4箇所設けられている。
ラベル装着部26cは、キャリッジアセンブリー3がホームポジションに待機している状態において、フルポジション側の起立壁部26bから、フルポジション側(図15における左側)に向けて突出し、端部が起立壁部26bの側面と平行な板状に形成されている。この板状の部分の外面には、一括QRラベル82が貼着されている。一括QRラベル82は、シール状の部材であり、表面に光学的に読み取ることができる情報を記録した所謂QRコード(登録商標)が印刷されている。一方、裏面には糊材が塗布されている。そして、この一括QRラベル82には、ヘッドユニット17における各記録ヘッド18の並び情報(サブキャリッジ26における配置位置の情報)と共に、各個別QRラベル81(後述)に記録された情報をまとめた集合情報を含めて記録している。また、並び情報および集合情報に加えて、ヘッドユニット17における各記録ヘッド18のアライメントに関する情報を記録することもでき、例えば、ヘッドユニット17における各記録ヘッド18のノズル形成面53又はノズル51の相対的な位置又は傾きのうち、少なくとも1つ以上の情報を記録することができる。一括QRラベル82に記録する情報に関しては、後で詳述する。
また、図10等に示すように、サブキャリッジ26の四方の起立壁部26bのうちの3つには、側方に向けて耳片状のフランジ部30が突設されている。フランジ部30には、キャリッジ本体12の底板部12aとヘッドユニット17の取り付け位置に開設された図示しない3箇所の取り付けネジ穴に対応して、挿通穴31がそれぞれ開設されている。そして、キャリッジ本体12の底板部12aの各取り付けネジ穴に、それぞれ対応する挿通穴31の位置を合わせた状態で、ヘッドユニット固定ネジ22を、挿通穴31を通じて取り付けネジ穴に止着(螺着)することで、キャリッジ本体12内部にヘッドユニット17が収容・固定される。なお、上述したように、ヘッドユニット17をキャリッジ本体12に対して本固定する前の段階で、上記の調整レバー20の操作により、キャリッジ本体12に対するヘッドユニット17の位置や傾きなどの姿勢が調整される。また、サブキャリッジ26の四方の起立壁部26bの上端面には、流路部材24を固定するための固定ネジ穴33が合計4箇所設けられている。
流路部材24は、図12等に示すように、上下方向が薄い箱体状の部材であり、例えば、合成樹脂により作製される。この流路部材24の内部には、各記録ヘッド18のサブタンク37(後述)の流路接続部38にそれぞれ対応した各色のインク分配流路(図示せず)が区画形成されている。この流路部材24の上面には、チューブ接続部34が設けられている。図11に示すように、このチューブ接続部34の内部には、各色のインクに対応した導入口39が複数設けられている。各導入口39は、それぞれ対応する色のインク分配流路に連通している。そして、チューブ接続部34に上記のインク供給チューブ14が接続されると、インク供給チューブ14内の各色のインク供給路と、それぞれ対応する導入口39とが液密状態で連通する。これにより、インクカートリッジ側からインク供給チューブ14を通じて送られてきた各色のインクが、導入口39を通じて流路部材24内のインク分配流路にそれぞれ導入される。この流路部材24の四隅には、サブキャリッジ26の固定ネジ穴33に対応する流路挿通穴(図示せず)が、それぞれ板厚方向を貫通した状態で形成されている。流路部材24がサブキャリッジ26に固定される際に、流路部材止着ネジ45が流路挿通穴を通じて固定ネジ穴33に止着(螺合)される。
また、図12及び図15に示すように、流路部材24の下面において、各記録ヘッド18のサブタンク37の流路接続部38に対応する位置には、下方に向けて延出した接続流路40が設けられている。この接続流路40は、それぞれ対応する色のインク分配流路に連通する導出路(図示せず)が内部に形成された中空筒状の部材である。この接続流路40は、各記録ヘッド18のサブタンク37の流路接続部38にそれぞれ挿入されて液密状態で連結されるように構成されている。そして、流路部材24内部のインク分配流路を通ったインクは、接続流路40と流路接続部38を介して各記録ヘッド18のサブタンク37に供給される。つまり、インク供給チューブ14と各記録ヘッド18のサブタンク37とは、流路部材24を介在させて相互に接続されている。
本実施形態では、合計5つの記録ヘッド18(18a〜18e)が、ヘッドユニット17に対してそれぞれスペーサー32(図12参照)を介在した状態で取り付けられている。スペーサー32は、合成樹脂から成る部材であり、1つの記録ヘッド18に対して両側のフランジ部52a(図16参照)の上面(サブタンク37側の面)にそれぞれ1つずつ、合計2つ取り付けられる。このスペーサー32の幅方向(記録ヘッド18に取り付けられた状態におけるノズル列56に直交する方向)の中央部分には、記録ヘッド18のスペーサー取付穴54に対応してヘッド用挿通穴(図示せず)が開設されている。これにより、スペーサー32は、記録ヘッド18がサブキャリッジ26に取り付けられる前の段階で、それぞれの記録ヘッド18の両側のフランジ部52aに、スペーサー固定ネジ27によってそれぞれ締結される。また、スペーサー32の幅方向の両端部には、サブキャリッジ26に設けられた止着穴29に対応して、取付穴(図示せず)がそれぞれ開設されている。このスペーサー32の取付穴を通じて止着穴29に螺合することによって、各記録ヘッド18が、サブタンク37をヘッド挿通開口28の下方から挿通させて収容部35内に収容し、且つ、ベース部26aとの間にそれぞれスペーサー32を介在させた状態で固定される。すなわち、ベース部26aの底面(スペーサー32が固定される側の面)が記録ヘッド18のヘッドユニット17への取り付け基準位置(ヘッドユニット基準面)となる。このとき、各記録ヘッド18は、図13に示すように互いに間隙(図15中に符号dで示す)を空けて後述するノズル列56に直交する方向(主走査方向Xと同方向)に横並びで、ベース部26aにそれぞれ着脱可能な状態で固定される。なお、並列方向Xの一端側(図15において右端側)に位置する記録ヘッド18に対して当該並列方向Xの外側には、当該記録ヘッド18の側面を保護するように隣り合わせで配置されたヘッド保護部材23が取り付けられている。ヘッド保護部材23は、記録動作時における記録紙等から記録ヘッド18(特に、並列方向Xの端に位置する記録ヘッド18aの側面)を保護するための部材である。
図16は、記録ヘッド18(液体噴射ヘッドの一種)の構成を説明する斜視図、図17は、記録ヘッド18の要部断面図である。記録ヘッド18は、ノズル51に連通するインク流路を形成する流路ユニット46や、流路内に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有する振動子ユニット47を備えたヘッドケース52と、該ヘッドケース52のノズル形成面53とは反対側の基端面側(上面側)に装着されたサブタンク37とから構成されている。なお、基本的な構造等は各記録ヘッド18で共通であるため、サブキャリッジ26に取り付けられる5つの記録ヘッド18のうちの1つを代表として示している。
まず、振動子ユニット47について説明する。振動子ユニット47は、複数の圧電振動子59(圧力発生手段の一種)からなる圧電振動子群58、フレキシブルケーブル55(配線部材)等から構成されている。圧電振動子群58を構成する圧電振動子59は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されており、数十μm程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電振動子59は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子59として構成されている。各圧電振動子59は、固定端部を固定板60上に接合することにより、自由端部を固定板60の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子59における自由端部の先端は、後述するように、それぞれ流路ユニット46におけるダイヤフラム部74を構成する島部76に接合される。フレキシブルケーブル55は、固定板60とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子59と電気的に接続されている。また、各圧電振動子59を支持する固定板60は、圧電振動子59からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。本実施形態では、厚さが1mm程度のステンレス鋼板によって作製されている。
次に、流路ユニット46について説明する。流路ユニット46は、ヘッドケース52の下側(着弾対象側)に取り付けられる薄板状の部材である。この流路ユニット46は、ノズルプレート66、流路形成基板67、及び振動板68から構成され、ノズルプレート66を流路形成基板67の一方の表面に、振動板68をノズルプレート66とは反対側となる流路形成基板67の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで構成されている。
記録ヘッド18の底面に配置されるノズルプレート66は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば、180dpi)で複数のノズル51を主走査方向Xに直交する方向に沿って開設した薄い金属板である。したがって、ノズルプレート66の底面がノズル形成面53となる。また、ノズル51は、ノズル形成面53に対して軸が垂直となるように形成されて内径が一定のストレート部と、流路形成基板67側から流路形成基板67とは反対側(インク噴射側)に向けて内径が縮径したテーパー部と、を有している。テーパー部の一端は、ノズルプレート66における流路形成基板67側の面に開口し、テーパー部の他端はノズルプレート厚方向の途中に位置する。ストレート部の一端は、テーパー部の他端と連通し、ストレート部の他端はノズル形成面53に開口している。さらに、本実施形態では、例えば、180個のノズル51を列状に開設し、これらのノズル51によってノズル列56を2列に構成している。
流路形成基板67は、リザーバー64、インク供給口70、及び圧力室65からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。具体的には、この流路形成基板67は、各ノズル51に対応させて圧力室65となる空部を隔壁で区画した状態で複数形成すると共に、インク供給口70およびリザーバー64となる空部を形成した板状の部材である。そして、本実施形態の流路形成基板67は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。上記の圧力室65は、ノズル列方向に対して直交する方向に細長い室として形成され、インク供給口70は、圧力室65とリザーバー64との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー64は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室65に供給するための室であり、インク供給口70を通じて対応する各圧力室65に連通している。
振動板68は、ステンレス鋼等の金属製の支持板72上にPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂フィルム73をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室65の一方の開口面を封止してこの圧力室65の容積を変動させるためのダイヤフラム部74を有すると共に、リザーバー64の一方の開口面を封止するコンプライアンス部75が形成された部材である。そして、ダイヤフラム部74は、圧力室65に対応した部分の支持板72にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電振動子59の自由端部の先端を接合するための島部76を形成することで構成されている。この島部76は、圧力室65の平面形状と同様に、ノズル51の列設方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部76の周りの樹脂フィルム73が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部75として機能する部分、すなわちリザーバー64に対応する部分は、このリザーバー64の開口形状に倣って支持板72がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム73のみとなっている。
次にヘッドケース52について説明する。ヘッドケース52は、中空箱体状部材であり、その先端側には、ノズル形成面53を露出させた状態で流路ユニット46を固定している。また、ノズル形成面53とは反対側の基端面側(上面側)には、流路ユニット46側にインクを供給するためのサブタンク37が装着されている。さらに、ヘッドケース52の上面側におけるノズル列方向の両側には、側方に向けて突出したフランジ部52aがそれぞれ形成されている。このフランジ部52aには、上記したスペーサー32のヘッド用挿通穴に対応して、スペーサー取付穴54がそれぞれ開設されている。フランジ部52aにスペーサー32を取り付ける際に、このスペーサー取付穴54にスペーサー固定ネジ27が挿通される。また、ヘッドケース52の内部には、振動子ユニット47を収容するための収容空部61とサブタンク37からのインクをリザーバー64に供給するためのケース流路62とがその高さ方向を貫通して形成されている。そして、ケース流路62は、一端がリザーバー64と、他端がサブタンク37の内部とそれぞれ液密に連通している。
上記サブタンク37は、流路部材24からのインクをケース流路62、リザーバー64等を介して圧力室65に導入する部材である。サブタンク37は、内部の圧力変動に応じてバルブを開閉し、圧力室側へのインクの導入を制御する自己封止機能を有している。このサブタンク37の後端面(上面)におけるノズル列方向の両端部に、上記流路部材24の接続流路40が接続される流路接続部38が設けられている。この流路接続部38には図示しないリング状のパッキンが嵌め込まれており、このパッキンにより接続流路40との液密性が確保される。また、サブタンク37の内部には、ヘッドケース側から延在したフレキシブルケーブル55が挿通可能な空部がその高さ方向を貫通して形成されており、本実施形態では、2枚のフレキシブルケーブル55がサブタンク37の内部を挿通して、サブタンク37の後端面側にそれぞれ引き出されている(図16参照)。このフレキシブルケーブル55は、上記の信号ケーブル15と接続されて、当該信号ケーブル15を通じてプリンター1の制御部から送られてくる駆動信号等を、駆動基板を介して圧電振動子群58に供給する。
そして、このサブタンク37の外壁部におけるノズル列方向に垂直な一側の面(本実施形態では、プリンター1を正面側から見たときの背面側の面)には、個別QRラベル81(本発明における個別二次元コードの一種)が貼着されている(図10bおよび図16参照)。個別QRラベル81は、一括QRラベル82と同様のシール状の部材であり、表面にQRコードが印刷されており、裏面には糊材が塗布されている。この個別QRラベル81は、記録ヘッド18に関する情報のうち、少なくとも1つを記録しており、本実施形態では、記録ヘッド18の駆動電圧に関する情報が記録されている。詳しくは、後述する。
このように、上記島部76には圧電振動子59の先端面が接合されているので、制御部から送られてくる駆動信号等に対応して、圧電振動子59の自由端部を伸縮させることで圧力室65の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで、記録ヘッド18はノズル51からインク滴を噴射(吐出)させている。
次に、上記のような記録ヘッド18の駆動に用いる駆動信号について説明する。図18には、駆動信号に含まれる1つの駆動パルスを例示している。なお、図18において、縦軸は駆動パルスの電位であり、横軸は時間である。また、駆動パルスの最低電位VLから最高電位VHまでの電位差(駆動電圧)はvh1に設定されている。駆動パルスは、基準電位VBから膨張電位VHまでプラス側に電位が変化して圧力室65を膨張させる膨張要素p1と、膨張電位VHを一定時間維持する膨張維持要素p2と、膨張電位VHから収縮電位VLまでマイナス側に電位が変化して圧力室65を急激に収縮させる収縮要素p3と、収縮電位VLを一定時間維持する収縮維持(制振ホールド)要素p4と、収縮電位VLから基準電位VBまで電位が復帰する復帰要素p5と、を含んでいる。
駆動パルスが圧電振動子59に供給されると次のように作用する。まず、膨張要素p1が圧電振動子59に供給されると、当該圧電振動子59が収縮し、これに伴って圧力室65が基準電位VBに対応する基準容積から最高電位VHに対応する最大容積まで変化(ここでは膨張)する。これにより、ノズル51に露出しているメニスカスが圧力室側に引き込まれる。この圧力室65の膨張状態は、膨張維持要素p2の供給期間中に亘って一定に維持される。
膨張維持要素p2の後に続いて膨張要素p1によって電圧が変化した方向とは反対方向に電圧を変化させる要素となる収縮要素p3が圧電振動子59に供給されると、当該圧電振動子59が伸長し、これにより、圧力室65が上記最大容積から最低電位VLに対応する最小容積まで急激に変化(ここでは収縮)する。この圧力室65の急激な収縮によって圧力室内のインクが加圧され、これにより、ノズル51からは数pl〜数十plのインクが噴射される。この圧力室65の収縮状態は、収縮維持要素p4の供給期間に亘って短時間維持され、その後、制振要素p5が圧電振動子59に供給されて、圧力室65が最低電位VLに対応する容積から基準電位VBに対応する基準容積まで復帰する。
このような駆動パルスを駆動信号の中から選択的に記録ヘッド18の圧電振動子59に出力することによって、これに応じて対応するノズル51から着弾対象に対して液体が噴射される。そして、この駆動信号を制御することで、記録ヘッド18の液体噴射動作を制御することができる。
次に、上記のようなプリンター1の製造工程について説明する。プリンター1の製造工程は、主に記録ヘッド製造工程と、ヘッドユニット製造工程と、キャリッジアセンブリー製造工程と、プリンター本体製造工程とに分けられる。記録ヘッド製造工程は、各部材を組み立てて記録ヘッド18を製造する工程である。まず、流路ユニット46、振動子ユニット47、ヘッドケース52、サブタンク37等を組み合わせて記録ヘッド18を作成する。その後、この記録ヘッド18の内部に使用する予定のインク、又はそれと同程度の特性を示す検査用の液体を導入し、別途用意した検査用の駆動信号を入力して、液体噴射特性を計測する。例えば、最低電位VLまたは最高電位VHを変化させた駆動信号を順次入力して液体を噴射させ、液体の量(重量又は体積)や液体の噴射速度(飛翔速度)等を計測する。この計測結果に基づき、設計・使用上目標とする噴射特性を得るための最適な駆動パルスの駆動電圧の値が決定される。そして、この最適値と共に製造番号等を記録した個別QRラベル81を発行し、サブタンク37の側面に貼着する。ヘッドユニット17を構成する残りの記録ヘッド18についても同様に製造され、それぞれ使用される予定の色のインクに応じた最適な駆動電圧の値がそれぞれの個別QRラベル81に記録されている。なお、これに限らず、その他の記録ヘッド18に関する情報も、各個別QRラベル81に記録することができる。例えば、圧力室65のインクに生じる圧力振動の固有振動周期情報(Tcランク)、各ノズル列56のノズル51から噴射される液体の量のばらつきを示す液体量識別情報(カラーアジャストID)、駆動パルスを圧電振動子59に繰り返し印加することでノズル51から噴射される液体の量または飛翔速度についての周波数特性情報(周波数特性ID)等の情報をそれぞれの記録ヘッド18について計測し、各個別QRラベル81に含めて記録することができる。
ここで、上記の固有振動周期Tcは、一般的には次式(1)で表すことができる。
Tc=2π√〔(Mn+Ms)/(Mn×Ms×(Cc+Ci))〕・・・(1)
式(1)において、Mnはノズル51におけるイナータンス(単位断面積あたりのインクの質量)、Msはインク供給口70におけるイナータンス、Ccは圧力室65のコンプライアンス(単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。)、Ciはインクのコンプライアンス(Ci=体積V/〔密度ρ×音速c2〕)である。そして、Tcランクとは、記録ヘッド18のTcを実際に測定して得られた値に応じて当該記録ヘッド18に付与される指標を意味する。また、カラーアジャストIDとは、各ノズル列のインク量(同一ノズル列に属する全ノズル56のインク量の平均値)についての設計上の基準値に対する偏差や比などを示す情報を意味する。さらに、周波数特性IDとは、ノズル56からインクを連続的に噴射する際に噴射周波数を所定の範囲で変化させたときのインク量の変化を示す指標である。
ここで、上記の固有振動周期Tcは、一般的には次式(1)で表すことができる。
Tc=2π√〔(Mn+Ms)/(Mn×Ms×(Cc+Ci))〕・・・(1)
式(1)において、Mnはノズル51におけるイナータンス(単位断面積あたりのインクの質量)、Msはインク供給口70におけるイナータンス、Ccは圧力室65のコンプライアンス(単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。)、Ciはインクのコンプライアンス(Ci=体積V/〔密度ρ×音速c2〕)である。そして、Tcランクとは、記録ヘッド18のTcを実際に測定して得られた値に応じて当該記録ヘッド18に付与される指標を意味する。また、カラーアジャストIDとは、各ノズル列のインク量(同一ノズル列に属する全ノズル56のインク量の平均値)についての設計上の基準値に対する偏差や比などを示す情報を意味する。さらに、周波数特性IDとは、ノズル56からインクを連続的に噴射する際に噴射周波数を所定の範囲で変化させたときのインク量の変化を示す指標である。
ヘッドユニット製造工程は、各記録ヘッド18をサブキャリッジ26に固定して、ヘッドユニット17を製造する工程である。具体的には、記録ヘッド製造工程で製造した記録ヘッド18をサブキャリッジ26の所定の位置に位置決めした状態で固定する。そして、このサブキャリッジ26に固定された各記録ヘッド18のアライメント情報を計測する。例えば、各記録ヘッド18のノズル間距離(特に、同色のインクを噴射するノズル列を有する記録ヘッド同士のノズル間距離)や、各記録ヘッド18のノズル形成面53の相対的な高さ(又はサブキャリッジ26を基準としたノズル形成面53の位置)および傾き(ベース部26aに対する傾き)を計測する。また、各記録ヘッド18の個別QRラベル81の情報をQRラベルリーダー83で読み取る。その後、これら読み取った情報(記録ヘッド18に関する情報)と、必要に応じて先に計測した各記録ヘッド18のアライメント情報と、を各記録ヘッド18の並び情報と共に1つにまとめて記録した一括QRラベル82を発行する。例えば、記録ヘッド18a〜18eにおいて、それぞれの記録ヘッド18a〜18eを、例えばホームポジション側からフルポジション側に向けて順番に1番ヘッド〜5番ヘッドとし、ヘッドの製造番号、駆動電圧の最適値、Tcランク、カラーアジャストID、周波数特性IDを1つの一括QRラベル82にまとめて記録しておく。加えて、上記したアライメント情報を記録ヘッド18の番号に対応付けて一括QRラベル82に記録させることが好ましい。そして、この一括QRラベル82を、サブキャリッジ26のラベル装着部26cに貼着する。
キャリッジアセンブリー製造工程は、キャリッジアセンブリー3を製造する工程である。まず、上記工程にて製造されたヘッドユニット17をキャリッジ本体12の内側に位置を調整して取り付ける。その後、キャリッジカバー13をキャリッジ本体12に取り付ける。このとき、キャリッジ本体12の窓部12cは、蓋部材16を取り付けずに、開口した状態にしてある。
そして、プリンター本体製造工程は、上記キャリッジアセンブリー3の他、各構成部材を組み合わせて、プリンター1を製造する工程である。まず、上記キャリッジアセンブリー3の他、ガイドロッド4a,4b、キャリッジモーター8、リニアスケール10、インク供給チューブ14、信号ケーブル15等のプリンター1を構成する部材を組み付けてプリンター1を構成する。この状態で、QRラベルリーダー83をキャリッジ本体12の窓部12cに臨ませて、一括QRラベル82の情報を読み取る(図15、図19および図20(b)参照)。本実施形態では、キャリッジアセンブリー3がホームポジションに待機している状態において、フルポジション側(ホームポジションに待機したキャリッジアセンブリー3の駆動時における進行方向側)の側壁部12bに窓部12cおよび一括QRラベル82を設けており、該窓部12cに対向する位置に空間を設けているため、該空間からQRラベルリーダー83を一括QRラベル82に向けて容易に近づけることができる。このため、一括QRラベル82の情報を容易に読み取ることができる。この読み取った情報を元に、最適な駆動信号が設定される。詳しくは、上記した各記録ヘッド18の駆動電圧の最適値のほか、Tcランク、カラーアジャストID、周波数特性ID等の記録ヘッド18に関する情報から各記録ヘッド18の駆動信号の最低電位VL、最高電位VH、膨張要素p1等の駆動パルスの波形のほか、駆動パルスのタイミング等を決定する。また、各記録ヘッド18にアライメント情報を付与する場合、前記の情報に加え、アライメント情報を考慮して駆動信号における駆動パルス(またはラッチ信号、あるいは吐出開始信号)のタイミングを決定することもできる。例えば、各記録ヘッド18aのノズル間距離に基づく情報から1番ヘッドである記録ヘッド18aのノズル51のフルポジション側への相対的なずれを読み取った場合、記録ヘッド18aの駆動タイミングは、キャリッジアセンブリー3がフルポジション側に移動して液体噴射動作を行う際には、そのずれ分だけ他の記録ヘッド18よりも早いタイミングに設定し、逆側に移動して液体噴射動作を行う際には、そのずれ分だけ他の記録ヘッド18よりも遅いタイミングに設定する。このようにして、各記録ヘッド18の最適な駆動信号を設定し、プリンター1の制御部に記憶させる。
また、アライメント情報以外にも、液滴の飛翔速度ばらつきなどの着弾位置ばらつきの要因があるため、プリンター1の製造後において、上記のような一括QRラベル82のアライメント情報に基づいた駆動パルスのタイミング調整値を用いて着弾対象に記録を行い、記録結果に基づき、必要に応じて更に駆動パルスのタイミング調整を行う方法が好ましい(タイミング調整工程)。この場合であっても、アライメント情報に基づいた駆動信号を用いることで、各記録ヘッド18共通の一般的な駆動信号を用いてはじめからタイミング調整するよりも、一回目の調整で調整レンジ(着弾位置についての公差)内に収まる確率が高くなり、タイミング調整工程の短縮の効果がある。
また、アライメント情報以外にも、液滴の飛翔速度ばらつきなどの着弾位置ばらつきの要因があるため、プリンター1の製造後において、上記のような一括QRラベル82のアライメント情報に基づいた駆動パルスのタイミング調整値を用いて着弾対象に記録を行い、記録結果に基づき、必要に応じて更に駆動パルスのタイミング調整を行う方法が好ましい(タイミング調整工程)。この場合であっても、アライメント情報に基づいた駆動信号を用いることで、各記録ヘッド18共通の一般的な駆動信号を用いてはじめからタイミング調整するよりも、一回目の調整で調整レンジ(着弾位置についての公差)内に収まる確率が高くなり、タイミング調整工程の短縮の効果がある。
このように、それぞれの記録ヘッド18の情報を1つにまとめた一括QRラベル82をヘッドユニット17に備えたので、この一括QRラベル82を読み取り易い場所(本実施形態では、ラベル装着部26c)に予め設計しておくことで、記録ヘッド18の装着位置にかかわらず、それぞれの記録ヘッド18の情報を読み取ることができる。このため、読み取った情報を基にそれぞれの記録ヘッド18に対して最適な制御を行うようにすることが可能となる。即ち、各記録ヘッド18に最適な駆動信号を設定することができる。また、1つのQRラベルの読み込みで各記録ヘッド18の情報を得ることができるため、隣のQRラベルを誤って読み込む等の人為的ミスを防ぐことができ、読み取った各情報と各液体噴射ヘッドとの対応を確実にすることが可能となる。また、記録ヘッド18単体の情報だけでなく、記録ヘッド18のノズル51の位置ずれ等の各記録ヘッド18のアライメントに関する情報を記録しておくことができる。このため、プリンター1の製造時に、これらの情報を読み込むことで、記録ヘッド18単体の情報だけでなく、記録ヘッド18のアライメントに関する情報も考慮して、より最適な制御を行うことができる。即ち、読み取ったアライメント情報に基づいて各記録ヘッド18の噴射タイミングを調整することで、ノズル51の位置ずれや傾きに起因する記録媒体におけるインクの着弾位置ずれが抑制される。そして、最適なパラメーターに設定された駆動信号を用いて液体噴射動作を行うことで、設計上目標とする液体噴射特性が得られる。さらに、一括QRラベル82を読み取る時以外は、窓部12cに蓋部材16を装着することができ、ヘッドユニット17を保護することができる。特に、液体噴射時に発生するミストがケース部材の内部へ進入することを防ぎ、ミストの付着によって一括QRラベル82が汚れて読み取れなくなることを防ぐことができる。ミストが電子部品に付着してショートする等の不具合を防止することもできる。
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では個別QRラベル81に各記録ヘッド18の駆動電圧の最適値を記録したが、これには限られず、記録ヘッド18に使用した圧電振動子59のメーカー情報、振動子ユニット47や流路ユニット46等の各部材の製造番号、ノズル51の開口形状(テーパー部の傾斜角度、あるいはストレート部の傾き等)等の記録ヘッド18に関する情報を個別QRラベル81に記録してもよい。また、これらの情報を個別QRラベル81および一括QRラベル82の両方に記録してもよく、一括QRラベル82のみに記録してもよい。
また、一括QRラベル82に、記録ヘッド18の並び情報、各記録ヘッド18のノズル形成面53の傾き、ノズル形成面53のヘッドユニット基準面(ヘッドユニット17への取り付け基準)からの高さ、ノズル51の相対的な位置もしくは傾き(ノズル51のストレート部の傾き)のほか、液滴量情報もしくは液滴飛翔速度に関する情報などの主走査方向Xに対するインク着弾位置の主なばらつき要因を一括QRラベル82に情報として持たせてもよい。これにより、タイミング調整工程における主走査方向Xの調整の作業を削減することが可能になる。すなわち、これらの情報から予め最適なタイミングを算出することができ、このタイミングを反映してインク噴射の制御を行うことで、ノズルから噴射されたインクの着弾対象上における着弾位置ずれを抑制することができる。このため、実際にインクを噴射したときの着弾位置に基づく調整が不要、あるいは、当該調整が短時間で済む。特に、アフターサービス時において、ヘッドユニット17をユーザの使用環境にて交換する場合に、交換から調整までの時間を短縮することが可能になり、ユーザにおけるプリンター1の稼働率を向上させる効果がある。
さらに、上記実施形態におけるプリンター1の製造工程は、記録ヘッド製造工程と、ヘッドユニット製造工程と、キャリッジアセンブリー製造工程と、プリンター本体製造工程とに分けられていたが、これには限られない。例えば、キャリッジアセンブリー製造工程とプリンター本体製造工程との間にプリンター仮組み工程と検査工程を追加してもよい。つまり、記録ヘッド製造工程と、ヘッドユニット製造工程と、キャリッジアセンブリー製造工程と、プリンター仮組み工程と、検査工程、プリンター本体製造工程によってプリンター1を製造する。プリンター仮組み工程では、上記実施形態と同様にキャリッジアセンブリー製造工程で作成されたキャリッジアセンブリー3の他、ガイドロッド4やキャリッジモーター8等のプリンター1を構成する部材のうち、最低限インクの噴射動作をするために必要な部材をプリンター1のフレーム2に組み立ててプリンター1を仮組みする。この状態で、QRラベルリーダー83をキャリッジ本体12の窓部12cに臨ませて、一括QRラベル82の情報を読み取る。この読み取った情報を元に、最適な駆動信号を設定し、図示しない検査用治具の制御部に記録する。そして、検査工程では、この検査用治具を用いて、仮組みされたプリンター1の液体噴射動作を行い、これを検査する。この結果、所定の基準を合格していれば検査は終了し、検査に用いた信号が駆動信号となる。一方、着弾対象に対して予定通りに液体が噴射されていない等の問題があれば、駆動信号等の調整を行った後、再度検査を行う。この調整および再検査を所定の基準を合格するまで続け、合格すれば検査は終了し、駆動信号が決定される。ここで、上記したように、一括QRラベル82から読み取った各記録ヘッド18の駆動電圧およびアライメント情報に基づいて最適な駆動信号を予め設定しているため、駆動信号の再調整を行う必要がほとんどなく、たとえ再調整が必要であったとしても、駆動信号の微調整を行うだけでよいため、検査に要する時間を大幅に短縮することができる。そして、検査工程後は、上記のように決定した駆動信号をプリンター1の制御部に記録すると共に、信号ケーブル15、蓋部材16等のプリンター仮組み工程で組み立てなかった残りの部材を組み立てて、プリンター1を製造する(プリンター本体製造工程)。
また、一括QRラベル82に記録する情報は、各個別QRラベル81に記録された情報そのものの集合だけに限られず、各個別QRラベル81に記録された情報(駆動電圧の最適値等の具体的な記録ヘッド18に関する情報)の内容を把握することが可能な関連情報を記録することもできる。例えば、具体的な各記録ヘッド18に関する情報を別途用意したデータベース等に記録し、一括QRラベル82にはこれらの情報に対応する暗号情報のみを記録しておき、一括QRラベル82の暗号情報を読み取れば、データベース等から各記録ヘッド18に関する情報を取り出せるようにする。このようにすれば、一括QRラベル82の暗号情報が第三者に無断で読み取られたとしても、各記録ヘッド18に関する情報が漏れることは無い。なお、各記録ヘッド18に関する情報においても、上記したような駆動電圧の最適値等の具体的な記録ヘッド18の特性を表す情報だけに限らず、これらの情報の内容を把握することが可能な関連情報を含ませることができる。
そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター1を例に挙げて説明したが、本発明は、ヘッド固定部材に対して仲介部材を介在させた状態で記録ヘッドが固定される構成を採用する他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置,ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
1…プリンター、3…キャリッジアセンブリー、12…キャリッジ本体、12c…窓部、16…蓋部材、17…ヘッドユニット、18…記録ヘッド、26…サブキャリッジ、26c…ラベル装着部、81…個別QRラベル、82…一括QRラベル、83…QRラベルリーダー、X…並列方向
Claims (5)
- 制御部からの駆動信号に対応してノズル形成面に形成されたノズルから着弾対象に対して液体を噴射する液体噴射ヘッドが複数並列に備えられた液体噴射ヘッドユニットを有する液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドは、当該液体噴射ヘッドに関する情報のうち少なくとも一部を記録した個別二次元コードをそれぞれ備え、
前記液体噴射ヘッドユニットは、当該液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの並び情報と共に、各個別二次元コードに記録された情報に関する集合情報を含めて記録した一括二次元コードを備えたことを特徴とする液体噴射装置。 - 前記液体噴射ヘッドは、前記ノズルを列設したノズル列を複数備えるとともに、前記ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、
前記駆動信号は、当該圧力発生手段を駆動させて前記ノズルから液体を噴射させる駆動パルスを含み、
前記液体噴射ヘッドに関する情報は、
前記駆動パルスの駆動電圧情報と、
前記圧力室の液体に生じる圧力振動の固有振動周期情報と、
前記各ノズル列のノズルから噴射される液体の量のばらつきを示す液体量識別情報と、
前記駆動パルスを前記圧力発生手段に繰り返し印加することでノズルから噴射される液体の量または飛翔速度についての周波数特性情報と、
のうちの少なくとも1つ含むことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。 - 前記一括二次元コードに前記並び情報および前記集合情報に加えて、前記液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドのアライメントに関する情報を記録し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。
- 前記アライメントに関する情報は、前記液体噴射ヘッドユニットにおける各液体噴射ヘッドの前記ノズル形成面の傾き、該ノズル形成面のヘッドユニット基準面からの高さ、前記ノズルの相対的な位置もしくは傾き、又は液滴量情報もしくは液滴飛翔速度に関する情報のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項3に記載の液体噴射装置。
- 前記液体噴射ヘッドユニットを内部に収容可能なケース部材を備えた液体噴射装置であって、
前記ケース部材は、前記ノズル形成面を露出させる開口部と前記一括二次元コードに対向する位置に当該ケース部材の板厚方向に貫通した窓部とを開設し、かつ該窓部の前面に当該窓部を塞ぐ蓋部材を着脱可能に備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の液体噴射装置。
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