JP2013256006A - 液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで液滴の着弾位置精度を向上することができる液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口１１が第１の方向Ｘに並設されたノズル列１３を前記第１の方向Ｘとは交差する第２の方向Ｙに並設された液体噴射ヘッド１０が、前記第２の方向Ｙに複数並設されており、前記液体噴射ヘッド１０の第１ノズル列１３Ａの前記ノズル開口１１から吐出される液滴の飛翔速度の平均値は、第２ノズル列１３Ａの前記ノズル開口１１から吐出される液滴の飛翔速度の平均値よりも大きく、ヘッド群が２以上の前記液体噴射ヘッド１０で構成されており、各ヘッド群において、各液体噴射ヘッド１０の前記第１ノズル列１３Ａの前記ノズル開口１１から第１液体を吐出させると共に前記液体噴射ヘッド１０の前記第２ノズル列１３Ｂの前記ノズル開口１１から第１液体とは異なる第２液体を吐出させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、液体を噴射する複数の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関する。

インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置は、カートリッジやタンク等の貯留されたインクなどの液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを具備する。

このような液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッドは、単体でノズル開口の長尺化（多ノズル化）や高密度化を行うのは、液体噴射ヘッドが大型化して歩留まりが低下すると共に、製造コストが高価になってしまうため困難である。このため、複数の液体噴射ヘッドを共通の保持部材に固定してユニット化した液体噴射ヘッドユニット（以下、単にヘッドユニットとも言う）が提案されている。（例えば、特許文献１及び２参照）。

特開２０１０−３０２３０号公報 特開平２−１８８２４９号公報

しかしながら、１つのインクジェット式記録ヘッドから吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値は、各ノズル列で異なるため、インク滴が被噴射媒体に着弾する着弾位置がズレてしまうという問題がある。

また、異なるインクジェット式記録ヘッドのノズル列から同じインクを吐出させるようにした場合、飛翔速度に差があると着弾位置ズレが生じてしまう。このため、各インクジェット式記録ヘッドからインク滴を吐出させるタイミングを調整することで、飛翔速度の差を低減するように着弾させることもできるが、インクジェット式記録ヘッドは複数列のノズル列が設けられており、異なるインクジェット式記録ヘッドの間で、一方のノズル列と他方のノズル列とで飛翔速度の差が低減するように調整するのは困難であり、両方のノズル列の飛翔速度の差を低減することはできない。

さらに、インク滴の着弾位置を調整するために、１つのインクジェット式記録ヘッドの各ノズル列からインク滴が吐出される吐出タイミングをずらすことも考えられるものの、１つのインクジェット式記録ヘッド内のノズル列での吐出タイミングを調整するのは困難であると共に高コストになってしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドユニットだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドユニットにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、低コストで液滴の着弾位置精度を向上することができる液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口が第１の方向に並設されたノズル列を前記第１の方向とは交差する第２の方向に並設された液体噴射ヘッドが、前記第２の方向に複数並設されており、前記液体噴射ヘッドの一方の前記ノズル列である第１ノズル列の前記ノズル開口から吐出される液滴の飛翔速度の平均値は、他方のノズル列である第２ノズル列の前記ノズル開口から吐出される液滴の飛翔速度の平均値よりも大きく、ヘッド群が２以上の前記液体噴射ヘッドで構成されており、各ヘッド群において、各液体噴射ヘッドの前記第１ノズル列の前記ノズル開口から第１液体を吐出させると共に前記液体噴射ヘッドの前記第２ノズル列の前記ノズル開口から第１液体とは異なる第２液体を吐出させることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
かかる態様では、大きな飛翔速度で液体が吐出されるノズル列同士から第１液体を吐出させると共に、小さな飛翔速度で液体が吐出されるノズル列同士から第２液体を吐出させることで、種類が異なる液体が吐出された飛翔速度の差を低減することができる。これにより、着弾位置ズレを抑制することができる。

ここで、前記ヘッド群において同一の液体を吐出する前記ノズル列は、前記第１の方向に伸びる基準線を基準として対象となる位置に配置されていることが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドユニットを第２の方向に往復移動させながら液体を吐出させても、往復移動の双方向で液体の着弾順番が同じ順番となるため、色差やスジ等の発生を抑制することができる。

また、前記ヘッド群を構成する一方の前記液体噴射ヘッドを他方の前記液体噴射ヘッドに対して第１の方向及び第２の方向の面内で１８０度回転させて配置されていることが好ましい。これによれば、同一規格の液体噴射ヘッドを１８０度回転するだけで、ヘッド群において同一の液体を吐出するノズル列を第１の方向に伸びる基準線を基準として対象となる位置に配置することができるため、コストを低減することができる。

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、低コストで液体の着弾位置精度を向上した液体噴射装置を実現できる。

本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの概略斜視図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。 本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの概略斜視図である。 本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの平面図である。 本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの比較例の平面図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置Ｉは、複数のインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１（以降、ヘッドユニット１とも言う）を具備する。ヘッドユニット１はキャリッジ３に搭載され、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動可能に設けられている。

また、キャリッジ軸５の一端部近傍には、駆動モーター６が設けられており、駆動モーター６の軸の先端部には外周に溝を有する第１のプーリー６ａが設けられている。さらに、キャリッジ軸５の他端部近傍には、駆動モーター６の第１のプーリー６ａに対応する第２のプーリー６ｂが回転可能に設けられており、これら第１のプーリー６ａと第２のプーリー６ｂとの間には環状でゴム等の弾性部材からなるタイミングベルト７が掛けられている。

また、装置本体４には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段１００が設けられており、貯留手段１００からのインクは、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッド１０にチューブ１０１を介して供給される。なお、詳しくは後述するが、本実施形態のヘッドユニット１からは６種類のインクが吐出される。このため、貯留手段１００は６種類のインクを貯留する。本実施形態では、ヘッドユニット１は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）の６種類の色のインクを吐出する。

そして、駆動モーター６の駆動力がタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラーなどにより給紙された紙等の被噴射媒体（記録媒体）である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、キャリッジ３がキャリッジ軸５の軸方向に沿って移動されると共に、ヘッドユニット１からインク滴が吐出されて記録シートＳにインク滴が着弾する。なお、ヘッドユニット１からのインク滴の吐出は、キャリッジ３の一方向への移動時のみに行う方法と、キャリッジ３の両方向への移動時、すなわち、往路と復路との両方で行う方法とがある。本実施形態では、キャリッジ３の両方向への移動時にヘッドユニット１にインク滴を吐出させることで、高速印刷を実現できる。

ここで、このようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッドユニット１について説明する。なお、図２は、本発明のインクジェット式記録ヘッドを示す概略斜視図であり、図３は、インクジェット式記録ヘッドの液体噴射面側の平面図であり、図４は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドユニットの概略斜視図であり、図５は、インクジェット式記録ヘッドユニットの液体噴射面側の平面図である。

図２及び図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド１０は、一方面に液体としてインク滴を吐出するノズル開口１１が開口する液体噴射面１２を具備する。本実施形態では、ノズル開口１１が第１の方向Ｘに並設されたノズル列１３が、第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙに２列設けられている。そして、この２列のノズル列１３の一方を第１ノズル列１３Ａ、他方を第２ノズル列１３Ｂとしている。また、本実施形態では、液体噴射面１２の第１の方向Ｘの端部側に基準マーク１４を設けた。ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの中心線を基準として線対称であるため、インクジェット式記録ヘッド１０の液体噴射面１２の面内方向での回転角度を説明するために基準マーク１４を設けたものであり、実際のインクジェット式記録ヘッド１０には設けられていなくてもよい。ただし、実際のインクジェット式記録ヘッド１０は、一般的には小型化すると共に流路の取り回しを考慮した構成となっているため線対称になっていないことが多く、また、部材を組み立てる際に使用するアライメントマーク等が設けられているため線対称ではないことが多い。したがって、基準マーク１４は、インクジェット式記録ヘッド１０を構成する部品を位置決めする際に用いるアライメントマークや、複数のインクジェット式記録ヘッド１０を保持部材２０に位置決めする際に用いるアライメントマーク等であってもよく、また、基準マーク１４以外にインクジェット式記録ヘッド１０の外形形状等でインクジェット式記録ヘッド１０の回転方向の位置を識別してもよい。もちろん、インクジェット式記録ヘッド１０が第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの中心線に対して線対称の場合には、インクジェット式記録ヘッド１０の第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとがどちらの方向に設けられているか判別するために、液体噴射面１２やインクジェット式記録ヘッド１０の側面等に基準マーク１４を設ければよい。

このようにインクジェット式記録ヘッド１０では、詳しくは後述するが、２つのノズル列１３（第１ノズル列１３Ａ及び第２ノズル列１３Ｂ）からは、異なる飛翔速度（平均値）でインク滴が吐出される。本実施形態では、第１ノズル列１３Ａのノズル開口１１から吐出されるインク滴の飛翔速度（平均値）は、第２ノズル列１３Ｂのノズル開口１１から吐出されるインク滴の飛翔速度（平均値）よりも大きい。このような第１ノズル列１３Ａ及び第２ノズル列１３Ｂのインクジェット式記録ヘッド１０に対する配置は、本実施形態では全て同じ配置となっている。すなわち、全てのインクジェット式記録ヘッド１０では、基準マーク１４に対する第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとの配置は同じ配置となっている。

また、インクジェット式記録ヘッド１０の図示しない内部にはノズル開口１１に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段等が設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって液体流路の容積を変化させて液体流路内のインクに圧力変化を生じさてノズル開口からインク滴を吐出させるものや、流路内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気力を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

さらに、インクジェット式記録ヘッド１０の液体噴射面１２とは反対面側には、第１ノズル列１３Ａに連通する第１導入口１５Ａと、第２ノズル列１３Ｂに連通する第２導入口１５Ｂと、が設けられている。すなわち、第１導入口１５Ａから導入されたインクは、図示しない内部の流路を介して第１ノズル列１３Ａの各ノズル開口１１に供給される。また、第２導入口１５Ｂから導入されたインクは、図示しない内部の流路を介して第２ノズル列１３Ｂの各ノズル開口１１に供給される。このため、第１ノズル列１３Ａのノズル開口１１から特定のインク（液体）を吐出させるには、第１導入口１５Ａに吐出させたいインクを供給するように、供給させたいインクを貯留する貯留手段１００と第１導入口１５Ａとをチューブ１０１で接続する。同様に、第２ノズル列１３Ｂのノズル開口１１から特定のインク（液体）を吐出させるには、第２導入口１５Ｂに吐出させたいインクを供給するように、供給させたいインクを貯留する貯留手段１００と第２導入口１５Ｂとをチューブ１０１で接続する。

また、インクジェット式記録ヘッド１０には、第１の方向Ｘの両端部側から外側に突出する一対のフランジ部１６が設けられている。

このような構成のインクジェット式記録ヘッド１０は、図４及び図５に示すように、複数、本実施形態では、６個のインクジェット式記録ヘッド１０が、互いにノズル開口１１の位置が相対的に位置決めされた状態で保持部材２０に保持される。

保持部材２０は、複数のインクジェット式記録ヘッド１０、本実施形態では、６個のインクジェット式記録ヘッド１０が共通して保持される部材であり、６個のインクジェット式記録ヘッド１０が挿入される保持孔２１が設けられた金属又は樹脂等の板状部材からなる。

保持部材２０の保持孔２１は、第１の方向Ｘの幅が、インクジェット式記録ヘッド１０の液体噴射面１２側の先端部よりも幅広で、且つフランジ部１６よりも若干小さい幅を有する。また、保持孔２１の第２の方向Ｙの幅は、本実施形態では、インクジェット式記録ヘッド１０の第２の方向Ｙの幅を６個合わせた幅よりも若干大きい開口を有する。これにより、保持部材２０の１つの保持孔２１には、６個のインクジェット式記録ヘッド１０の液体噴射面１２側が挿入される。また、保持孔２１にノズル開口１１側が挿入されたインクジェット式記録ヘッド１０は、フランジ部１６が保持孔２１の周縁部に当接されてねじ等の固定手段２２によって固定される。

このように１つの保持部材２０に固定される６個のインクジェット式記録ヘッド１０は、ノズル開口１１の位置が互いに位置合わせされた状態で固定される。

ここで、インクジェット式記録ヘッド１０の第１ノズル列１３Ａのノズル開口１１から吐出されるインク滴の飛翔速度（吐出速度とも言う）の平均値は、第２ノズル列１３Ｂのノズル開口１１から吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値よりも大きい。なお、複数のインクジェット式記録ヘッド１０は、同じ製造条件で製造された同じ規格のものを用いており、同じ製造条件で製造されたインクジェット式記録ヘッド１０は、大きな飛翔速度でインク滴が吐出される第１ノズル列１３Ａと、小さな飛翔速度でインク滴が吐出される第２ノズル列１３Ｂとの基準マーク１４に対する位置は、全てのインクジェット式記録ヘッド１０において同じ配置となるように形成される。

なお、インクジェット式記録ヘッド１０を同じ製造条件で製造すると、インクジェット式記録ヘッド１０を構成する各部品の寸法公差や、各部品の位置決め基準となる基準位置の位置などによってズレ量が一定方向になることから、２列のノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値の傾向が常に同じ傾向、つまり、基準マーク１４に対してノズル列１３のどちらが大きな飛翔速度で吐出される第１ノズル列１３Ａとなるか決定されると考えられる。また、圧電アクチュエーター等の圧力発生手段をウェハー上に一体的に形成し、その後、ウェハーから１チップ毎に切り出した部品を組み合わせてインクジェット式記録ヘッド１０とする場合などにおいては、圧力発生手段がウェハー上に形成される位置によって圧力発生手段の特性にばらつきが生じてしまう。これは、圧力発生手段を製造する装置のウェハー面内での加熱温度のばらつきや成膜する膜厚のばらつきなどによって生じると考えられる。このような製造時の特性ばらつきによっても、２列のノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値の傾向が全て同じ傾向となると考えられる。ちなみに、インクジェット式記録ヘッド１０を量産する場合、２列のノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値の傾向が常に同じ傾向にならないということは、製造条件にばらつきが生じていると考えられるため、安定した品質でインクジェット式記録ヘッド１０を製造できていないと言える。したがって、インクジェット式記録ヘッド１０を量産する場合には、常に基準マーク１４に対して一方のノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度が大きくなるように製造することで、インクジェット式記録ヘッド１０の品質を維持して歩留まりを向上している。

ここで、保持部材２０に固定された６個のインクジェット式記録ヘッド１０の配置について、６個のインクジェット式記録ヘッド１０を第２の方向Ｙから順に第１ヘッド１０Ａ、第２ヘッド１０Ｂ、第３ヘッド１０Ｃ、第４ヘッド１０Ｄ、第５ヘッド１０Ｅ、第６ヘッド１０Ｆと称し、図５を参照して説明する。また、図面上では第１ノズル列１３Ａを黒点で、第２ノズル列１３Ｂを白点で示している。

保持部材２０に保持されたインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録ヘッド１０が２つで対を成してヘッド群を構成している。

本実施形態のヘッド群の組み合わせは、第１ヘッド１０Ａ及び第６ヘッド１０Ｆ、第２ヘッド１０Ｂ及び第５ヘッド１０Ｅ、第３ヘッド１０Ｃ及び第４ヘッド１０Ｄとなっている。すなわち、全てのヘッド群を構成する２つのインクジェット式記録ヘッド１０は、第１の方向Ｘに伸びる基準線Ａ−Ａ′を同じ基準として、第２の方向Ｙに対称となる位置に配置されている。

このようにヘッド群は、２つのインクジェット式記録ヘッド１０で構成されているため、各ヘッド群には、２つのインクジェット式記録ヘッド１０によって飛翔速度が大きい第１ノズル列１３Ａが２列と飛翔速度が遅い第２ノズル列１３Ｂが２列との合計４列のノズル列１３が設けられている。

そして、ヘッド群を構成する２つのインクジェット式記録ヘッド１０の２つの第１ノズル列１３Ａのノズル開口１１からは同じ第１液体であるインクが吐出される。また、１つのヘッド群の２つの第２ノズル列１３Ｂのノズル開口１１からは同じ第２液体であるインクが吐出される。なお、第１液体と第２液体とは異なる液体であり、例えば、色が異なる液体や、顔料、染料などの色材が異なる液体、含まれる成分が異なる液体などが挙げられる。本実施形態では、第１液体と第２液体とは異なる色のインクを用いた。また、全てのヘッド群において同様に２つの第１ノズル列１３Ａのノズル開口１１からは第１液体、２つの第２ノズル列１３Ｂのノズル開口１１からは第２液体が吐出されるが、本実施形態では、各ヘッド群の間での第１液体及び第２液体はそれぞれ同じ液体ではなく異なる種類の液体である。本実施形態では、例えば、第１ヘッド１０Ａ及び第６ヘッド１０Ｆで構成されるヘッド群の第１液体をシアン（Ｃ）、第２液体をマゼンダ（Ｍ）とし、第２ヘッド１０Ｂ及び第５ヘッド１０Ｅで構成されるヘッド群の第１液体をイエロー（Ｙ）、第２液体をブラック（Ｂ）とし、第３ヘッド１０Ｃ及び第４ヘッド１０Ｄで構成されるヘッド群の第１液体をライトシアン（ＬＣ）、第２液体をライトマゼンダ（ＬＭ）としている。

すなわち、本実施形態では、第１ヘッド１０Ａ及び第６ヘッド１０Ｆで構成されるヘッド群の２つの第１ノズル列１３Ａからはシアン（Ｃ）が吐出され、２つの第２ノズル列１３Ｂからはマゼンダ（Ｍ）が吐出される。

同様に、第２ヘッド１０Ｂ及び第５ヘッド１０Ｅで構成されるヘッド群の２つの第１ノズル列１３Ａからはイエロー（Ｙ）が吐出され、２つの第２ノズル列１３Ｂからはブラック（Ｂ）が吐出される。

さらに同様に、第３ヘッド１０Ｃ及び第４ヘッド１０Ｄで構成されるヘッド群の２つの第１ノズル列１３Ａからはライトシアン（ＬＣ）が吐出され、２つの第２ノズル列１３Ｂからはライトマゼンダ（ＬＭ）が吐出される。

そして、本実施形態では、複数のヘッド群において、２つのインクジェット式記録ヘッド１０の同一種のインク（液体）を吐出するノズル列１３は、第１の方向Ｘに伸びる基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となる位置に設けられている。すなわち、１つのヘッド群を構成する２つのインクジェット式記録ヘッド１０の第１ノズル列１３Ａは、第１の方向Ｘに伸びる基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となる位置に設けられている。また、１つのヘッド群を構成する２つのインクジェット式記録ヘッド１０の第２ノズル列１３Ｂは、第１の方向Ｘに伸びる基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となる位置に設けられている。なお、複数のヘッド群は全て同一の基準線Ａ−Ａ′を基準としている。

すなわち、第１ヘッド１０Ａから第６ヘッド１０Ｆに向かうノズル列１３から吐出されるインクの種類（色）の順番と、逆方向、つまり第６ヘッド１０Ｆから第１ヘッド１０Ａに向かうノズル列１３から吐出されるインクの種類（色）の順番とは、同じ順番となるように配置されている。本実施形態では、第１ヘッド１０Ａから第６ヘッド１０Ｆに向かうノズル列１３の配列は、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）となっている。

そして、基準線Ａ−Ａ′の両側で、異なるインクを吐出するノズル列１３の第２の方向Ｙの間隔は、基準線Ａ−Ａ′の両側で同じ間隔となるように配置されている。本実施形態では、各インクジェット式記録ヘッド１０を第２の方向Ｙで同じ間隔で配置したため、第１ヘッド１０Ａの第２ノズル列１３Ｂと第２ヘッド１０Ｂの第１ノズル列１３Ａとの間隔と、第２ヘッド１０Ｂの第２ノズル列１３Ｂと第３ヘッド１０Ｃの第１ノズル列１３Ａとの間隔と、第４ヘッド１０Ｄの第１ノズル列１３Ａと第５ヘッド１０Ｅの第２ノズル列１３Ｂとの間隔と、第５ヘッド１０Ｅの第１ノズル列１３Ａと第６ヘッド１０Ｆの第２ノズル列１３Ｂとの間隔とは、全て同じ間隔で設けられている。

このように、同じインクを吐出するノズル列を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となるように配置、すなわち、第２の方向Ｙの両方向で吐出されるインクの種類の順番を同じ順番にするには、ヘッド群を構成する一方のインクジェット式記録ヘッド１０に対して他方のインクジェット式記録ヘッド１０を液体噴射面１２の面内、すなわち、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの面内で１８０度回転させて配置すればよい。本実施形態では、第１ヘッド１０Ａ、第２ヘッド１０Ｂ及び第３ヘッド１０Ｃを第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとが第２の方向Ｙにおいて同じ向きとなるように配置し、第１ヘッド１０Ａ等に対して第４ヘッド１０Ｄ、第５ヘッド１０Ｅ及び第６ヘッド１０Ｆを液体噴射面１２の面内で１８０度回転させて配置した。これにより、第４ヘッド１０Ｄ、第５ヘッド１０Ｅ及び第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとは、第２の方向Ｙにおいて同じ向きで配置されており、且つ第４ヘッド１０Ｄ〜第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとは、第１ヘッド１０Ａ〜第３ヘッド１０Ｃに対して第２の方向Ｙにおいて反対向きとなるように配置されている。このようにインクジェット式記録ヘッド１０を配置することで、本実施形態では、同じインク（液体）を吐出するノズル列は基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となるように配置される。

また、同じ色のインクを吐出する２つのノズル列１３は、第１の方向Ｘがノズル開口１１のピッチの半ピッチズレた位置に配置されている。つまり、例えば、第１ヘッド１０Ａの第１ノズル列１３Ａに対して、第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａは、第１の方向Ｘに互いに隣り合うノズル開口１１の間隔（ピッチ）の半分の間隔（半ピッチ）だけズレた位置に配置されている。これにより、キャリッジ３を主走査方向（第２の方向Ｙ）に１回移動しただけで、同じ色のインクを２倍の解像度で記録シートＳに着弾させることができ、高速での高解像度印刷が実現できる。

このように、異なるインクジェット式記録ヘッド１０間で、大きい飛翔速度でインク滴が吐出される第１ノズル列１３Ａ同士から同じインクを吐出させ、小さい飛翔速度でインク滴が吐出される第２ノズル列１３Ｂ同士から同じインクを吐出させることで、異なるインクジェット式記録ヘッド１０から同じインクを吐出させた際に、同じインクの飛翔速度の差を低減して、着弾位置ズレを抑制することができる。

ちなみに、図６に示すように、インクジェット式記録ヘッド１０を回転させずに、同じ向きで配置したヘッドユニットの場合、第１ヘッド１０Ａから第６ヘッド１０Ｆまで、第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとが交互に繰り返し配置される。このため、このようなヘッドユニットの基準線Ａ−Ａ′を基準として対称となるノズル列１３から同じインク（液体）を吐出させようとすると、第１ヘッド１０Ａの第１ノズル列１３Ａと第６ヘッド１０Ｆの第２ノズル列１３Ｂとから同じインクが吐出される。もちろん、他のノズル列１３においても同様に、同じインクが第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂとから吐出される。そして、上述したように、１つのインクジェット式記録ヘッド１０に設けられた２つのノズル列１３（第１ノズル列１３Ａ及び第２ノズル列１３Ｂ）から吐出されるインク滴の飛翔速度（平均値）は異なるため、大きい飛翔速度でインク滴が吐出される第１ノズル列１３Ａと、小さい飛翔速度でインク滴が吐出される第２ノズル列１３Ｂとから同じインクを吐出させると、インク滴が着弾する記録シートＳへの着弾位置がズレてしまう。

また、本実施形態では、図５に示すように、同じ色を吐出する２つのノズル列１３を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが線対称となる位置に設けることで、第２の方向Ｙの両方向で吐出されるインクの種類の順番を同じ順番となるようにした。これにより、ヘッドユニット１をインクジェット式記録装置Ｉに搭載した際に、キャリッジ３の往路及び復路の両方でインク滴を吐出させたとしても、各ノズル列１３から移動方向に拘わらず同じ順番でインク滴を吐出させることができる。すなわち、ヘッドユニット１を第１ヘッド１０Ａ側から第６ヘッド１０Ｆ側に向かって移動させた場合には（往路）、第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａから第１ヘッドの第１ノズル列１３Ａまで順番にインクを吐出する。そして、ヘッドユニット１を第６ヘッド１０Ｆ側から第１ヘッド１０Ａ側に向かって移動させた場合には（復路）、第１ヘッド１０Ａの第１ノズル列１３Ａから第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａまで順番にインクを吐出する。このとき、第１ヘッド１０Ａから第６ヘッド１０Ｆに向かうノズル列１３の並びと、第６ヘッド１０Ｆから第１ヘッド１０Ａに向かうノズル列１３の並びとは、インクの種類で見ると同じ並びとなっているため、往路及び復路において同じノズル列１３（インク種類）の順番でインク滴を吐出させることで、異なるインクを重ねる順番が同じになる。したがって、往路及び復路の両方向において、各色のインクが記録シートＳに染みこむ量（滲み量）や、各色のインクの乾燥時間の差などが同じ条件となり、往路及び復路の両方において色差を低減することができる。これにより、印刷品質を向上することができる。

ちなみに、同じ種類（色）のインクを吐出するノズル列１３を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙが対称とならないように配置した場合には、第２の方向Ｙの両方向の移動で吐出されるインクの種類の順番が違う順番となる。すなわち、記録シートＳの特定の位置に複数の色のインク滴を重ねて着弾させる場合、ヘッドユニット１を第２の方向Ｙに移動させる往路で着弾させる色の順番と、復路でのインク滴を着弾させる色の順番とが違う順番となってしまう。そして、インク滴は記録シートＳに着弾してからの時間によって色の染み込み量（滲み量）や乾燥する量が変わるため、往路と復路とで色差が生じてしまう。

なお、各インクジェット式記録ヘッド１０において、インク滴の飛翔速度の性能は異なる。これは、例えば、圧電アクチュエーター等の圧力発生手段をウェハー上に一体的に形成し、その後、ウェハーから１チップ毎に切り出した部品を組み合わせてインクジェット式記録ヘッド１０とする場合などにおいては、圧力発生手段がウェハー上に形成される位置によって圧力発生手段の特性にばらつきが生じてしまうからである。すなわち、インクジェット式記録ヘッド１０の２つのノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度のばらつきは、製造条件が同じインクジェット式記録ヘッド１０において同じ傾向となり、一方の第１ノズル列１３Ａから吐出されるインク滴の飛翔速度は大きく、他方の第２ノズル列１３Ｂから吐出されるインク滴の飛翔速度は小さくなるが、複数のインクジェット式記録ヘッド１０において、同じ第１ノズル列１３Ａであっても、圧電特性のばらつきや位置決め時のズレなどの要因によって同じ第１ノズル列１３Ａから吐出されるインク滴の飛翔速度にばらつきが生じてしまう。このため、各インクジェット式記録ヘッド１０の性能、すなわち、２つのノズル列１３の全てのノズル開口１１から吐出されるインク滴の飛翔速度の平均値に基づいて、各インクジェット式記録ヘッド１０からインク滴を吐出する吐出タイミングを補正することで、複数のインクジェット式記録ヘッド１０の間での飛翔速度の差を低減することができ、異なる種類のインクの着弾位置ズレも抑制することができる。

すなわち、図６に示す構成において、第１ヘッド１０Ａの平均飛翔速度が、第６ヘッド１０Ｆの平均飛翔速度よりも大きい場合、第１ヘッド１０Ａの第１ノズル列１３Ａと第６ヘッド１０Ｆの第２ノズル列１３Ｂとの飛翔速度の差を低減するために、第６ヘッド１０Ｆから吐出されるインク滴の吐出タイミングを飛翔速度が大きくなる方向にずらすと、第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａから吐出される吐出タイミングも同時に飛翔速度が大きくなる方向にズレる。このため、第１ヘッド１０Ａの第２ノズル列１３Ｂから吐出される飛翔速度の小さなインク滴と、第６ヘッド１０Ｆの元から飛翔速度が大きい第１ノズル列１３Ａからさらに飛翔速度が大きくなる方向に吐出タイミングをずらして吐出させたインク滴との実質的な飛翔速度の差がさらに大きくなり、着弾位置がさらに大きくズレてしまうことになる。

これに対して、本実施形態の図５に示す構成において、第１ヘッド１０Ａの平均飛翔速度が第６ヘッド１０Ｆの平均飛翔速度よりも大きい場合、第１ヘッド１０Ａの第１ノズル列１３Ａと第６ヘッド１０Ｆの第１ノズル列１３Ａとの飛翔速度の差を低減するために第６ヘッド１０Ｆから吐出される吐出タイミングをずらすと、第１ヘッド１０Ａの第２ノズル列１３Ｂと第６ヘッド１０Ｆの第２ノズル列１３Ｂとから吐出されるインク滴の飛翔速度の差も同様に低減された場合と同じように着弾する。

したがって、本実施形態では、同じインクを飛翔速度の大きいノズル列１３同士と、飛翔速度の小さいノズル列１３同士とから吐出させる構成とすることで、複数のインクジェット式記録ヘッド１０の飛翔速度に性能差が生じたとしても、各インクジェット式記録ヘッド１０からインク滴を吐出させるタイミングを調整することで、同じインクを吐出するノズル列１３から吐出されるインク滴の飛翔速度を揃えると共に、異なるインクを吐出するノズル列１３から全てのインク滴の飛翔速度の差を低減して着弾位置ズレを低減することができる。

また、１つのインクジェット式記録ヘッド１０の２つのノズル列１３において、各ノズル列１３からインク滴を吐出する吐出タイミングをずらすことで、着弾位置ズレを抑制することも考えられる。しかしながら、１つのインクジェット式記録ヘッド１０の２つのノズル列１３からインク滴を吐出するタイミングをずらすには、インク滴の飛翔速度の測定を行って高精度に調整しなくてはならず、また、吐出タイミングを調整するためには、制御信号や駆動ＩＣなどの構成を変更しなくてはならないため、煩雑であると共に高コストになってしまう。ちなみに、上述したように、インクジェット式記録ヘッド１０毎に吐出タイミングをずらすのは、インクジェット式記録ヘッド１０の２つのノズル列１３からインク滴を吐出する吐出タイミングをずらす場合に比べて、部品点数を変更することなく制御のみで可能なため、容易に且つ安価に行うことができる。また、本実施形態では、上述したように、所定のインクジェット式記録ヘッド１０を液体噴射面１２の面内方向で１８０度回転させと共に、貯留手段１００とインクジェット式記録ヘッド１０との接続を変更するという簡便な方法で同じ色のインク滴の飛翔速度及び異なる色のインク滴の飛翔速度の差を低減することができるため、低コストで着弾位置ズレを低減することができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、同一規格及び同一製造条件の複数のインクジェット式記録ヘッド１０を用いて、特定のインクジェット式記録ヘッド１０を液体噴射面１２の面方向で回転させることで、大きな飛翔速度でインク滴が吐出されるノズル列１３同士から及び小さな飛翔速度でインク滴が吐出されるノズル列１３同士から同じインクを吐出させるようにしたが、特にこれに限定されるものではない。例えば、基準マーク１４に対する第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂの位置が異なる２種類のインクジェット式記録ヘッドを製造し、これら２種類のインクジェット式記録ヘッドを上述した実施形態１と同様のノズル列１３の配置となるように保持部材２０に固定するようにしてもよい。ただし、第１ノズル列１３Ａと第２ノズル列１３Ｂの位置が異なる２種類のインクジェット式記録ヘッドを製造するには、製造条件を変更しなくてはならず、高コストになってしまう。また、２種類のインクジェット式記録ヘッドは、製造後の製品管理も煩雑であり、且つヘッドユニット１の組み立て間違いが発生し易い。したがって、上述した実施形態１のように同一規格及び同一製造条件で製造されたインクジェット式記録ヘッド１０を用いることで、量産が可能であり、組み立て工程及び製品管理を簡略化してコストを低減することができる。

また、上述した実施形態１では、１つのヘッドユニット１に６個のインクジェット式記録ヘッド１０を用いたが、インクジェット式記録ヘッド１０が２以上設けられたヘッドユニットであれば、インクジェット式記録ヘッド１０の数は特に限定されるものではない。

さらに、上述した実施形態１では、６個のインクジェット式記録ヘッド１０を有するヘッド群を例示したが、ヘッド群を構成するインクジェット式記録ヘッド１０の数は特にこれに限定されず、２以上であればよい。ただし、ヘッド群が３個のインクジェット式記録ヘッド１０で構成された場合、ヘッド群の同じ種類の液体を吐出するノズル列１３を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙに線対称となるように配置することはできない。ちなみに、ヘッド群が３つのインクジェット式記録ヘッド１０で構成される場合には、各インクジェット式記録ヘッド１０は、第１の方向Ｘにノズル開口１１のピッチの１／３ずらした位置に配置すれば、１つのインクジェット式記録ヘッド１０の３倍の解像度で印刷を行うことができる。また、４個のインクジェット式記録ヘッド１０でヘッド群を構成するということは、実際には、２個のインクジェット式記録ヘッド１０で構成されるヘッド群を２個設けたのと同じことになるため、上述した実施形態１と同様に、ヘッド群の同じ種類の液体を吐出するノズル列１３を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙに線対称となるように配置することができる。

さらに、上述した実施形態１では、ヘッド群の同じ種類の液体を吐出するノズル列１３を基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙに線対称となるように配置することで、キャリッジ３の双方向の移動時にインク滴を吐出させても色差等が発生しない高速印刷を実現できるが、特にこれに限定されず、キャリッジ３が一方向の移動時のみにインク滴を吐出させるようにすれば、ヘッド群の同じ種類の液体を吐出するノズル列１３が基準線Ａ−Ａ′を基準として第２の方向Ｙに線対称となるように配置されていなくてもよい。すなわち、第１ヘッド１０Ａに対して第４ヘッド１０Ｄ〜第６ヘッド１０Ｆを１８０度回転しなくても、貯留手段１００と第１導入口１５Ａ及び第２導入口１５Ｂの接続を調整するだけでもよい。

なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニットの一例としてインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニットを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニットや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に本発明を適用することができる。

Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １ インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １０Ａ〜１０Ｆ 第１ヘッド〜第６ヘッド、 １１ ノズル開口、 １２ 液体噴射面、 １３ ノズル列、 １３Ａ 第１ノズル列、 １３Ｂ 第２ノズル列、 ２０ 保持部材

Claims (4)

1. 液体を噴射するノズル開口が第１の方向に並設されたノズル列を前記第１の方向とは交差する第２の方向に並設された液体噴射ヘッドが、前記第２の方向に複数並設されており、
   前記液体噴射ヘッドの一方の前記ノズル列である第１ノズル列の前記ノズル開口から吐出される液滴の飛翔速度の平均値は、他方のノズル列である第２ノズル列の前記ノズル開口から吐出される液滴の飛翔速度の平均値よりも大きく、
   ヘッド群が２以上の前記液体噴射ヘッドで構成されており、
   各ヘッド群において、各液体噴射ヘッドの前記第１ノズル列の前記ノズル開口から第１液体を吐出させると共に前記液体噴射ヘッドの前記第２ノズル列の前記ノズル開口から第１液体とは異なる第２液体を吐出させることを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
2. 前記ヘッド群において同一の液体を吐出する前記ノズル列は、前記第１の方向に伸びる基準線を基準として対象となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッドユニット。
3. 前記ヘッド群を構成する一方の前記液体噴射ヘッドを他方の前記液体噴射ヘッドに対して第１の方向及び第２の方向の面内で１８０度回転させて配置されていることを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッドユニット。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置。

Images