JP4293220B2

JP4293220B2 - 液体噴射装置

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Publication number: JP4293220B2
Application number: JP2006269902A
Authority: JP
Inventors: 直人岩尾; 孝治川合
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2026-09-29
Also published as: CN101152789B; JP2008087302A; CN101152789A; US7850287B2; US20080309732A1

Description

本発明は、幅方向に並列された複数の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に関する。

液体噴射装置として、複数のインクジェットヘッドを幅方向に配列したインクジェットプリンタがある。例えば特許文献１の図４Ａに示されているインクジェットプリンタでは、長手方向に関して２つ一組として配列された同色のペンからなる６つのヘッドが幅方向（Ｘ軸方向）に配置されている。各ヘッドにおいては、流体接続、即ちヘッド内にインクを供給するためのチューブ等の部材が取り付けられる供給口が、長手方向両端に設けられている。このため、各ヘッドにおける供給口もまた幅方向に沿って隣接配置されている。
特開２００１−３８８９４号公報（図４Ａ）

上記文献のように各ヘッドの供給口が隣接配置されている場合、作業スペースが狭くなり、供給口へのチューブ等の部材の取り付けが困難である。また、狭いスペースにおいて取り付け作業を行うことになるため、接続不良等の問題も生じ得る。このような問題は、小型化されたヘッドにおいてはさらに顕著となる。

本発明の目的は、供給口へのチューブ等の部材の取り付け作業が容易な液体噴射装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る液体噴射装置は、液体を噴射する複数の噴射口が形成された噴射面と、液体が供給される供給口と、前記複数の噴射口と前記供給口とを連通する液体流路とを有する複数の液体噴射ヘッドが、前記液体噴射ヘッドの長手方向と直交する幅方向に並列された液体噴射装置であって、前記液体噴射ヘッドにおいて、前記複数の噴射口は、前記長手方向に延びた仮想線上に前記複数の噴射口を前記幅方向からそれぞれ射影した複数の射影点が前記仮想線上で等間隔に並ぶように配置されており、前記幅方向に互いに隣り合うどの２つの前記液体噴射ヘッドについても、前記長手方向に関する前記供給口の位置が異なり、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち奇数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記供給口の前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの一端からの距離が、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち偶数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記供給口の前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの他端からの距離と同じであることを特徴とする。

上記構成によると、幅方向に互いに隣り合うどの２つの液体噴射ヘッドについても長手方向に関する供給口の位置が異なることから、作業スペースの余裕ができ、供給口へのチューブ等の部材の取り付けが容易となる。

また、液体噴射ヘッドの長手方向に関して供給口の位置が２種類となるので、供給口へのチューブ等の部材の取り付け作業を容易としつつ、供給口の位置数が多数となることによる作業の煩雑さを抑えることができる。

前記液体噴射ヘッドが、液体噴射信号を前記液体噴射ヘッドに供給する信号線が接続されるコネクタをさらに有している場合、前記幅方向に互いに隣り合うどの２つの前記液体噴射ヘッドについても、前記長手方向に関する前記コネクタの位置が異なることが好ましい。この場合、幅方向に互いに隣り合うどの２つの液体噴射ヘッドについても長手方向に関するコネクタの位置が異なることから、作業スペースの余裕ができ、コネクタへの信号線の接続が容易となる。

また、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち奇数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記コネクタの前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの一端からの距離が、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち偶数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記コネクタの前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの他端からの距離と同じであることが好ましい。この場合、液体噴射ヘッドの長手方向に関してコネクタの位置が２種類となるので、信号線の接続作業を容易としつつ、コネクタの位置数が多数となることによる作業の煩雑さを抑えることができる。

前記複数の液体噴射ヘッドが互いに同じ構造を有しており、前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドは、一方の前記液体噴射ヘッドが、他方の前記液体噴射ヘッドに対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転し状態で配置されていてよい。この場合、同じ構造を有する複数のヘッドを用いるだけであるので、簡易な構造とすることができる。

或いは、前記液体噴射ヘッドが、前記液体流路における前記複数の噴射口と連通する下流側半部が形成された下部流路体及び前記液体流路における前記供給口と連通する上流側半部が形成された上部流路体を有する流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、前記下部流路体と前記上部流路体との境界面には、前記下流側半部と前記上流側半部とを接続する複数の接続口が、前記境界面内において、当該複数の接続口の配置の中心に関して点対称に配置されており、前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記上部流路体は、一方の前記上部流路体が、他方の前記上部流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されていてよい。また或いは、前記液体噴射ヘッドが、前記液体流路における前記複数の噴射口と連通する下流側半部が形成された下部流路体及び前記液体流路における前記供給口と連通する上流側半部が形成された上部流路体を有する流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、前記下部流路体と前記上部流路体との境界面には、前記下流側半部と前記上流側半部とを接続する一の接続口が配置されており、前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記上部流路体は、一方の前記上部流路体が、他方の前記上部流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されていてよい。これらの場合、どのヘッドについても基板上のコネクタを同じ位置に保持しておくことができ、且つ、たとえ各液体噴射ヘッドの複数の噴射口が噴射面において当該液体噴射ヘッドの中心に関して点対称に配置されていなくとも噴射口の位置が変更されることがないので、コネクタ位置が千鳥状になることに起因する液体噴射信号の変換処理及び噴射口の位置が幅方向にずれることに起因する液体噴射信号の変換処理のいずれもが不要となる。

なお、上記構成においては、前記境界面内における１又は複数の前記接続口の配置の中心と、前記回転軸とが一致することが好ましい。回転軸と接続口の配置の中心とが一致しない場合でも、接続口の大きさによっては、下流側半部と上流側半部との接続が実現される。しかしながら、回転軸と接続口の配置の中心とが一致することにより、下流側半部と上流側半部との接続がさらに良好になり、流路抵抗が抑制されて上流側半部から下流側半部への液体の流れが円滑化される。

或いは、前記液体噴射ヘッドが、前記噴射面、前記供給口、及び前記液体流路が形成された流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記流路体は、一方の前記流路体が、他方の前記流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されていてよい。この場合、どのヘッドについても基板上のコネクタを同じ位置に保持しておくことができるので、コネクタ位置が千鳥状になることに起因する液体噴射信号の変換処理が不要となる。

前記液体噴射ヘッドの前記複数の噴射口が、前記噴射面において当該液体噴射ヘッドの中心に関して点対称に配置されていることが好ましい。これにより、同じ構造を有する液体噴射ヘッドを１８０°回転した場合や、流路体を１８０°回転した場合などでも、噴射口の位置が幅方向にずれることがないので、噴射口の位置が幅方向にずれることに起因する液体噴射信号の変換処理が不要である。

さらに、前記噴射面における前記複数の噴射口の配置の中心と、前記回転軸とが一致することが好ましい。噴射口が噴射面において当該液体噴射ヘッドの中心に関して点対称に配置されている場合でも、回転軸と噴射口の配置の中心とが一致しないと、液体噴射装置本体に対するヘッドの取り付け位置を変えて各ヘッドにおける噴射口の位置合わせをする必要がある。しかし回転軸と噴射口の配置の中心とが一致する場合、液体噴射装置本体に対するヘッドの取り付け位置を変える必要がない。

前記複数の液体噴射ヘッドのそれぞれが、前記供給口の近傍に、廃棄される液体を排出する排出口をさらに有してよい。この場合、供給口に加え、排出口へのチューブ等の部材の取り付け作業も容易となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１〜図８を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタに含まれるインクジェットヘッドの構成について説明する。本実施形態に係るインクジェットプリンタ１（図１０参照）は、Ｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、ＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンタ）のインクをそれぞれ噴射する６つのインクジェットヘッド１００を有するライン式のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド１００は、図１に示すように、主走査方向に長尺な形状であって、下側から順にヘッド本体６０及びリザーバユニット９０を有し、さらにリザーバユニット９０上に配置された制御基板１７０（図２参照）と、ヘッドカバー１１０とを有する。

リザーバユニット９０は、上側から順に、樹脂製のフィルター部７０及び金属製のインク分配部８０を含む。フィルター部７０は樹脂で一体成形により作製されたものであって、その上面の長手方向一端には筒状突起７１が設けられている（図２及び図３参照）。筒状突起７１の内部には供給口７１ａが形成されており、筒状突起７１にインク供給弁１１１（図１参照）の一端が取り付けられ、インクタンク等のインク供給源からのインクがインク供給チューブ（図示せず）及びインク供給弁１１１を介して供給口７１ａからフィルター部７０内に供給される。また、フィルター部７０の上面において供給口７１ａの近傍には、排出口７３ａを形成する筒状突起７３が設けられており、筒状突起７３にインク排出弁１１２（図１参照）の一端が取り付けられ、インク排出弁１１２及びインク排出チューブ（図示せず）を介して排出口７３ａから廃インクタンク（図示せず）へとヘッド内のインクが排出される。

ヘッドカバー１１０は、図１に示すように、下方に開口した略箱形形状であって、フィルター部７０及びフィルター部７０上の制御基板１７０を覆うように、インク分配部８０上に配置されている。ヘッドカバー１１０の上面にはインク供給弁１１１及びインク排出弁１１２の他端が露出しており、インク供給弁１１１にはインク供給チューブ（図示せず）、インク排出弁１１２にはインク排出チューブ（図示せず）がそれぞれ貫挿される。

ヘッドカバー１１０における副走査方向に対向する両側面には長方形形状の開口１１０ａが形成されており、当該開口１１０ａからヒートシンク１５０が露出している。ヒートシンク１５０は、後述するフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）１６２に実装されたドライバＩＣ１６０（図２参照）と接触するように配置されている。また、ヘッドカバー１１０において後述する制御基板１７０上の入力コネクタ１７１に対応する位置には開口１１０ｂが形成されており、開口１１０ｂを介して入力コネクタ１７１への信号線の接続作業が行われる。

インクジェットヘッド１００は、ヘッドカバー１１０、ヒートシンク１５０、インク分配部８０、及びヘッド本体６０で囲まれた空間が密閉空間となるよう、各部材間の隙間がシール部材（図示せず）によって埋められている。

制御基板１７０は、図２に示すように、主走査方向に長尺な長方形形状を有し、その上面には各種のＩＣ（Integrated Circuit）チップやコンデンサ等の電子部品が固定されており、多数の配線が施されている。制御基板１７０には、これらの電子部品や配線によって各種のプロセッサや記憶装置が構築されている。制御基板１７０上に構築された記憶装置には、インクジェットヘッド１００を制御するためのプログラムを示すデータや一時的な作業用のデータが記憶されている。制御基板１７０上に構築されたプロセッサは、これらのデータに基づいてインクジェットヘッド１００の動作を制御する。

制御基板１７０の上面には、４つのコネクタ１７０ａ、１つの入力コネクタ１７１、及び３つの電解コンデンサ１８０が固定されている。４つのコネクタ１７０ａは主走査方向に関して千鳥状に２列に配置されており、入力コネクタ１７１は供給口７１ａ及び排出口７３ａに隣接する一端近傍に配置されており、３つの電解コンデンサ１８０は４つのコネクタ１７０ａを避けるように千鳥状に２列に配置されている。これらコネクタ１７０ａ、入力コネクタ１７１、及び電解コンデンサ１８０は、制御基板１７０上に構築された各種のプロセッサや記憶装置と電気的に接続されている。

各コネクタ１７０ａの側面には、ＦＰＣ１６２の一端が接続されている。ＦＰＣ１６２は可撓性のシート状部材であり、内部に複数の配線１６２ａが形成されている。ＦＰＣ１６２上にはドライバＩＣ１６０が実装されており、配線１６２ａと電気的に接続されている。ＦＰＣ１６２の他端は後述するアクチュエータユニット１２０上に固定されており、インク分配部８０のアンダープレート８３に形成された開口８３ａからリザーバユニット９０の側面に沿って上方に引き出され、コネクタ１７０ａに接続されている。ドライバＩＣ１６０は、アクチュエータユニット１２０を駆動するＩＣチップであり、主走査方向に長尺で且つ副走査方向に扁平な形状を有する。

４つのコネクタ１７０ａはそれぞれ制御基板１７０上の配線を介して入力コネクタ１７１と電気的に接続されており、入力コネクタ１７１はヘッドカバー１１０の外側にあるプリンタ１のメイン基板（図示せず）と信号線を介して接続されている。したがって、メイン基板から入力コネクタ１７１に送信された噴射信号及び波形信号は各コネクタ１７０ａに伝達され、さらに各コネクタ１７０ａからＦＰＣ１６２上のドライバＩＣ１６０へ駆動信号として伝達される。

フィルター部７０内には、図４に示すように、供給口７１ａから流出口７２に至るインク流路が形成されている。供給口７１ａから供給されたインクは先ず第１の穴７４に流入する。第１の穴７４の下側はダンパー膜７４ａにより塞がれており、供給口７１ａからインクが供給されることにより生じる振動がダンパー膜７４ａによって吸収されるようになっている。第１の穴７４に流入したインクは、フィルター７５ａを通って第２の穴７５に流れ込み、さらに上側にダンパー膜７６ａが形成された空間７６を通った後下降し、流出口７２を通ってインク分配部８０内に流入する。

図５は、インク分配部８０の各構成部材を、流路ユニット４に固定される面側から見た平面図である。インク分配部８０は、図５に示すように、いずれも金属製のアッパープレート８１、リザーバプレート８２、及びアンダープレート８３を有し、これら３枚の金属プレート８１，８２，８３を積層し且つ互いに接着固定することにより形成されている。プレート８１〜８３はいずれも主走査方向に細長な略矩形状の平面を有すると共に、略同じ幅を有している。アッパープレート８１は、ヘッドカバー１１０を取り付けるため、及び、当該ヘッド１００をプリンタ１内のホルダに固定するため、他の２枚のプレート８２，８３より若干長く、且つ、その長手方向両端に取り付け用の孔が形成されている。

アッパープレート８１の中心には、流出口７２から流出したインクが流入する流入口８４が厚み方向に貫通するように形成されている。プレートの幅方向に関して流入口８４の両側には、フィルター部７０との接続用のネジ穴８５が厚み方向に貫通するように形成されている。

リザーバプレート８２には、流入口８４から流入したインクをアンダープレート８３に形成された各孔８８へと分配するように、主インク室８６及び主インク室８６から分岐した分岐流路８７に対応する穴が厚み方向に貫通するように形成されている。主インク室８６は流入口８４に対向する部分を中心としてリザーバプレート８２の長手方向の両側に延び、分岐流路８７は主インク室８６の両端からそれぞれ５つずつ形成されている。流入口８４から主インク室８６の中央に流入したインクは、左右に分かれて各分岐流路８７に流れ込む。主インク室８６及び分岐流路８７は、全体としてリザーバプレート８２の中心に関して点対称に形成されている。

アンダープレート８３には、分岐流路８７の各先端及び後述する流路ユニット４の各開口３ａ（図６参照）に対応する位置に、略円形の孔８８が厚み方向に貫通するように形成されている。孔８８はアンダープレート８３の中心に関して点対称に配置されている。各分岐流路８７の先端から孔８８内に流入したインクは、開口３ａを介して流路ユニット４に供給される。アンダープレート８３の下面は、図５においてハッチングされた部分のみが下方に突出しており、当該部分のみが後述する流路ユニット４の上面に固定される。一方、アンダープレート８３の下面においてハッチングされていない部分は凹部であって、ハーフエッチングによって形成されている。凹部は、アクチュエータユニット２１に対応して配置されている。この凹部と流路ユニット４との間に形成される間隙内において、流路ユニット４の上面にアクチュエータユニット２１が貼り付けられている（図４及び図６参照）。

次に、ヘッド本体６０について説明する。ヘッド本体６０は、下面に噴射面３０ａ（図８参照）を有する流路ユニット４、及び、流路ユニット４の上面に貼り付けられた４つのアクチュエータユニット２１（図６参照）を含む。図１に示すように、流路ユニット４は主走査方向に細長な略直方体形状を有し、その平面視における大きさ及び形状はアッパープレート８１を除くリザーバユニット９０の各部材と略同じである。

図６は、ヘッド本体６０の平面図であり、流路ユニット４の上面、即ち流路ユニット４におけるリザーバユニット９０と接着される面が示されている。図７は、図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。なお、図７では図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０、アパーチャ１２、及び噴射口８を実線で描いている。

流路ユニット４の上面には、図６に示すように、アクチュエータユニット２１を避けるように計１０個の開口３ａが形成されている。流路ユニット４内には各開口３ａに連通するマニホールド流路５が形成されている。図７に示すように、マニホールド流路５はアクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在し、１つのマニホールド流路５が互いに隣接する２つのアクチュエータユニット２１によって共有されており、マニホールド流路５の両側から各アクチュエータユニット２１と対向する部分へと副マニホールド流路５ａが分岐している。１つのアクチュエータユニット２１と対向する部分には、４つの副マニホールド流路５ａが流路ユニット４の長手方向に沿って延在している。リザーバユニット９０内に貯留されたインクは、各開口３ａを介して、マニホールド流路５、副マニホールド流路５ａへと供給される。

流路ユニット４の下面である噴射面３０ａにおける各アクチュエータユニット２１の接着領域に対応する領域には、ノズル８ａ先端の開口であって微小径を有する多数の噴射口８がマトリクス状に配列されている（図７及び図８参照）。流路ユニット４の上面におけるアクチュエータユニット２１の接着領域には、各噴射口８に対応する圧力室１０がマトリクス状に配列されている。圧力室１０はそれぞれ略菱形の平面形状を有し、流路ユニット４の長手方向に沿って等間隔に配置されている。１つのアクチュエータユニット２１の接着領域には、計１６列となる圧力室１０の列が互いに平行に配列されている。噴射口８も圧力室１０と同様に配置されており、より詳細には、噴射口８は、流路ユニット４の長手方向に延びた仮想線上に各噴射口８を流路ユニット４の幅方向からそれぞれ射影した複数の射影点が上記仮想線上で等間隔に並ぶように配置されており、全体として６００ｄｐiの解像度で画像形成可能となっている。

図８に示すように、流路ユニット４内には、各噴射口８に対して、副マニホールド流路５ａの出口からアパーチャ１２及び圧力室１０を介してノズル８ａ先端の噴射口８に至る個別インク流路７が形成されている。

４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有し、上底及び下底が流路ユニット４の長手方向に沿うように、流路ユニット４の上面に千鳥状に配列されている。各アクチュエータユニット２１は、エポキシ系の熱硬化性接着剤を介して、図５の下段に描かれたアンダープレート８３の凹部（ハッチングされていない部分）の底面と間隙をなしつつ対向するよう、流路ユニット４上に接着されている。隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット４の幅方向に関してオーバーラップしている。

アクチュエータユニット２１の上面には、圧力室１０より一回り小さい個別電極３５がそれぞれ各圧力室１０に対応する位置に形成されている（図７参照）。各アクチュエータユニット２１にはＦＰＣ１６２（図２参照）が接続されており、ＦＰＣ１６２を介してドライバＩＣ１６０から伝達された駆動信号に基づいて、各個別電極３５とアクチュエータユニット２１の領域全体に形成された共通電極（図示せず）との間の電位が制御される。このような制御によってアクチュエータユニット２１における個別電極３５が形成された部分を選択的に変形させることで、対応する圧力室１０内のインクに噴射エネルギーが付与され、当該圧力室１０内のインクが噴射口８から噴射される。

図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図であり、インクを噴射するための単位素子の断面構造を示すものである。

流路ユニット４は、図８に示すように、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６，２７，２８、カバープレート２９、及びノズルプレート３０の計９枚のＳＵＳ４３０等からなる金属プレートを積層し且つ互いに接着固定することにより形成されている。

キャビティプレート２２には、圧力室１０に対応する略菱形の孔が多数形成されている。ベースプレート２３には、各圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び各圧力室１０からノズル８ａへの連絡孔が形成されている。アパーチャプレート２４には、アパーチャ１２に対応する孔と各圧力室１０からノズル８ａへの連絡孔とが形成されている。サプライプレート２５には、各アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとの連絡孔及び各圧力室１０からノズル８ａへの連絡孔が形成されている。マニホールドプレート２６，２７，２８には、副マニホールド流路５ａと、各圧力室１０からノズル８ａへの連絡孔とが形成されている。カバープレート２９には、各圧力室１０からノズル８ａへの連絡孔が形成されている。ノズルプレート３０には多数のノズル８ａが形成されている。

プレート２２〜３０は、個別インク流路７が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。個別インク流路７は、副マニホールド流路５ａの出口から上方へ向かい、アパーチャ１２にて水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル８へと向かう。

図８から明らかなように、プレート２２〜３０の積層方向において圧力室１０とアパーチャ１２とは異なるレベルに設けられている。これにより、図７に示すように、１つの圧力室１０に連通するアパーチャ１２を、当該圧力室１０に隣接する別の圧力室１０と平面視で重なるよう配置することが可能となっている。結果、圧力室１０同士を高密度に配置することができ、インクジェットヘッド１の小型化と高解像度印刷とを実現することができる。

次に、図９及び図１０を参照しつつ、本実施形態のインクジェットプリンタ１が上記インクジェットヘッド１００をどのように組み合わせたものかについて説明する。図９は、インクジェットヘッド１００に含まれる制御基板１７０、リザーバユニット９０、及びヘッド本体６０のそれぞれを示す概略平面図である。そしてこれら各部材を積層することによりそれぞれ形成された６つのインクジェットヘッド１００のインクジェットプリンタ１内での上側から見た配置が図１０に示されている。

図１０に示すように、インクジェットプリンタ１において６つのインクジェットヘッド１００は幅方向に並列されており、図中の上段から奇数番目のヘッド１００は供給口７１ａ、排出口７３ａ、及び入力コネクタ１７１が図中左側、偶数番目のヘッド１００は供給口７１ａ、排出口７３ａ、及び入力コネクタ１７１が図中右側となるように配置されている。つまり、６つのインクジェットヘッド１００は互いに同じ構造を有しているが、幅方向に隣り合う２つのインクジェットヘッド１００は、一方のヘッド１００が、他方のヘッド１００に対し、当該２つのヘッド１００の中間点を通り且つヘッド１００の厚み方向（即ち図１０の紙面に垂直な方向）に沿った回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されている。

したがって、幅方向に互いに隣り合うどの２つのインクジェットヘッド１００についても長手方向に関する供給口７１ａの位置が異なり、供給口７１ａは全体として千鳥状に配置されている。このことは、供給口７１ａ近傍に形成された排出口７３ａ及び入力コネクタ１７１についても同様である。また、アクチュエータユニット２１の位置関係は１８０°回転させたものとさせないものとで異なっている（例えば図１０の最上段のヘッド１００と上から二番目のヘッド１００とにおいてアクチュエータユニットＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置が異なっている）。

なお、入力コネクタ１７１が千鳥状に配置されていることから、入力コネクタ１７１に供給する噴射信号の変換処理が必要となる。しかし当該処理は、データが示す各噴射位置における噴射量及び噴射タイミングを、ヘッド１００の中心に対して点対称の関係にある噴射口８に係る噴射量及び噴射タイミングに置き換えるというごく単純なものである（もし、噴射口８が噴射面３０ａにおいてその平面中心に関して点対称に配置されていない場合には、噴射量及び噴射タイミングを単に点対称位置付近（点対称中心からの長手方向距離が同じで幅方向距離が異なる）にあるものに置き換えるだけでなく、点対称位置からの幅方向のずれを考慮した噴射タイミングの調整が必要になる）。

以上に述べたように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によると、幅方向に互いに隣り合うどの２つのインクジェットヘッド１００についても長手方向に関する供給口７１ａの位置が異なることから、インクジェットヘッド１００を１８０°回転させずに配置した場合に比べ、作業スペースの余裕ができ、供給口７１ａへのチューブの取り付けが容易となる。

また、図１０に示すように、幅方向に並列された６つのインクジェットヘッド１００のうち奇数番目に配置されたインクジェットヘッド１００に形成された供給口７１ａにおけるヘッド１００の長手方向に関するヘッド１００の一端からの距離Ｌ１が、幅方向に並列されたヘッド１００のうち偶数番目に配置されたヘッド１００に形成された供給口７１ａにおける上記長手方向に関するヘッド１００の他端からの距離Ｌ２と同じである。これにより、ヘッド１００の長手方向に関して供給口７１ａの位置が２種類となるので、供給口７１ａへのチューブの取り付け作業を容易としつつ、供給口７１ａの位置数が多数となることによる作業の煩雑さを抑えることができる。

さらに、幅方向に互いに隣り合うどの２つのインクジェットヘッド１００についても、長手方向に関する入力コネクタ１７１の位置が異なっている。これにより、作業スペースの余裕ができ、入力コネクタ１７１への信号線の接続が容易となる。

また、図１０に示すように、幅方向に並列された６つのインクジェットヘッド１００のうち奇数番目に配置されたインクジェットヘッド１００に形成された入力コネクタ１７１におけるヘッド１００の長手方向に関するヘッド１００の一端からの距離Ｌ３が、幅方向に並列されたヘッド１００のうち偶数番目に配置されたヘッド１００に形成された入力コネクタ１７１における上記長手方向に関するヘッド１００の他端からの距離Ｌ４と同じである。これにより、ヘッド１００の長手方向に関して入力コネクタ１７１の位置が２種類となるので、入力コネクタ１７１への信号線の接続作業を容易としつつ、入力コネクタ１７１の位置数が多数となることによる作業の煩雑さを抑えることができる。

上述したように、本実施形態のプリンタ１に含まれるインクジェットヘッド１００は互いに同じ構造を有しており、幅方向に隣り合う２つのインクジェットヘッド１００は、一方のヘッド１００が、他方のヘッド１００に対し、当該２つのヘッド１００の中間点を通り且つヘッド１００の厚み方向（即ち図１０の紙面に垂直な方向）に沿った回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されている。この場合、同じ構造を有するヘッド１００を用いるだけであるので、簡易な構造とすることができる。

しかも、このようにヘッド１００を１８０°回転させた場合でも、噴射口８が噴射面３０ａにおいてその平面中心に関して点対称に配置されているため、噴射口８の位置が幅方向にずれることがなく、噴射口８の位置が幅方向にずれることに起因する噴射信号の変換処理が不要である。

また、噴射面３０ａにおける噴射口８の配置の中心は、ヘッド１００の平面中心であって、上記回転軸と一致する。噴射口８が噴射面３０ａにおいてヘッド１００の中心に関して点対称に配置されている場合でも、回転軸と噴射口８の配置の中心とが一致しないと、プリンタ１本体に対するヘッド１００の取り付け位置を変えて各ヘッド１００における噴射口８の位置合わせをする必要がある。しかし本実施形態のように回転軸と噴射口８の配置の中心とが一致する場合は、プリンタ１本体に対するヘッド１００の取り付け位置を変える必要がない。

各インクジェットヘッド１００が供給口７１ａの近傍に排出口７３ａをさらに有していることから、供給口７１ａへのチューブ取付け作業に加え、排出口７３ａへのチューブの取り付け作業も容易となる。

次いで、インクジェットプリンタ１の変形例について説明する。

図１１は、第１変形例に係るインクジェットプリンタ２０１を示す平面図である。本変形例のインクジェットプリンタ２０１は、上記実施形態のインクジェットヘッド１００と、インクジェットヘッド２００とを幅方向に沿って交互に配置したものである。インクジェットヘッド２００は、インクジェットヘッド１００と同様の構成部材１７０，９０，６０（図９参照）を有するが、供給口７１ａ及び排出口７３ａが形成されたリザーバユニット９０のみが１８０°回転した状態にある。つまり、インクジェットヘッド１００において当該ヘッド１００の平面中心に位置し且つヘッド１００の厚み方向（即ち図１１の紙面に垂直な方向）に沿った回転軸を中心としてリザーバユニット９０のみを１８０°回転させたものが、インクジェットヘッド２００である。

制御基板１７０及びヘッド本体６０は回転させていないので、インクジェットヘッド１００，２００間において入力コネクタ１７１の位置関係及びアクチュエータユニット２１の位置関係に違いはない（例えば図１１の最上段のヘッド１００と上から二番目のヘッド２００とにおいて、入力コネクタ１７１は共に左側に配置されており、アクチュエータユニットＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置は同じである）。

本変形例によると、幅方向に互いに隣り合う２つのインクジェットヘッド１００，２００に含まれる２つのリザーバユニット９０は、一方のリザーバユニット９０が、他方のリザーバユニット９０に対し、当該２つのヘッド１００，２００の中間点を通りヘッド１００，２００の厚み方向に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されている。この場合、どのヘッド１００，２００についても制御基板１７０上の入力コネクタ１７１を同じ位置（図１１の左側）に保持しておくことができるため、上述の実施形態のように入力コネクタ１７１の位置が千鳥状になること（図１０参照）に起因する噴射信号の変換処理が不要となる。またこの場合、たとえ各ヘッド１００，２００の噴射口８が噴射面３０ａにおいて各ヘッド１００，２００の中心に関して点対称に配置されていなくとも、噴射口８の位置が変更されることがないので、噴射口８の位置が幅方向にずれることに起因する噴射信号の変換処理も不要である。

さらに、リザーバユニット９０と流路ユニット４との境界面内における孔８８及び開口３ａの配置の中心は、ヘッド１００，２００の平面中心であって、上記回転軸と一致する。回転軸と孔８８及び開口３ａの配置の中心とが一致しない場合でも、孔８８及び開口３ａの大きさによっては、リザーバユニット９０と流路ユニット４との接続が実現されるが、回転軸と孔８８及び開口３ａの配置の中心とが一致することにより、リザーバユニット９０と流路ユニット４との接続がさらに良好になり、流路抵抗が抑制されてリザーバユニット９０から流路ユニット４へのインクの流れが円滑化される。

図１２は、第２変形例に係るインクジェットプリンタ３０１を示す平面図である。本変形例のインクジェットプリンタ３０１は、上記実施形態のインクジェットヘッド１００と、インクジェットヘッド３００とを幅方向に沿って交互に配置したものである。インクジェットヘッド３００は、インクジェットヘッド１００と同様の構成部材１７０，９０，６０（図９参照）を有するが、リザーバユニット９０及びヘッド本体６０の組（以下、「流路体」と称す）が１８０°回転した状態にある。つまり、インクジェットヘッド１００において当該ヘッド１００の平面中心に位置し且つヘッド１００の厚み方向（即ち図１１の紙面に垂直な方向）に沿った回転軸を中心としてリザーバユニット９０及びヘッド本体６０の組からなる流路体を１８０°回転させたものが、インクジェットヘッド３００である。

制御基板１７０は回転させていないので、インクジェットヘッド１００，３００間において入力コネクタ１７１の位置関係に違いはない（例えば図１２の最上段のヘッド１００と上から二番目のヘッド３００とにおいて、入力コネクタ１７１は共に左側に配置されている）。一方、ヘッド本体６０は回転させているので、アクチュエータユニット２１の位置関係がインクジェットヘッド１００，３００間において異なっている（例えば図１２の最上段のヘッド１００と上から二番目のヘッド３００とにおいてアクチュエータユニットＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の位置が異なっている）。

本変形例によると、幅方向に互いに隣り合う２つのインクジェットヘッド１００，３００に含まれる２つの流路体は、一方の流路体が、他方の流路体に対し、当該２つのヘッド１００，２００の中間点を通りヘッド１００，２００の厚み方向に直交する回転軸を中心として１８０°回転した状態で配置されている。この場合、どのヘッド１００，３００についても制御基板１７０上の入力コネクタ１７１を同じ位置に保持しておくことができるので、上述の実施形態のように入力コネクタ１７１の位置が千鳥状になること（図１０参照）に起因する噴射信号の変換処理が不要となる。

しかも、このように流路体を１８０°回転させた場合でも、噴射口８が噴射面３０ａにおいてその平面中心に関して点対称に配置されているため、噴射口８の位置が幅方向にずれることがなく、噴射口８の位置が幅方向にずれることに起因する噴射信号の変換処理が不要となる。

また、噴射面３０ａにおける噴射口８の配置の中心は、ヘッド１００の平面中心であって、上記回転軸と一致する。噴射口８が噴射面３０ａにおいてヘッド１００の中心に関して点対称に配置されている場合でも、回転軸と噴射口８の配置の中心とが一致しないと、プリンタ１本体に対するヘッド３００の取り付け位置を変えて各ヘッド１００，３００における噴射口８の位置合わせをする必要がある。しかし回転軸と噴射口８の配置の中心とが一致する場合は、プリンタ１本体に対するヘッド１００，３００の取り付け位置を変える必要がない。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

上述の実施形態では供給口７１ａの他に排出口７３ａを設けているが、例えば供給及び排出の切り換えが可能なバルブを供給口７１ａに取り付ける場合等には、排出口７３ａを設けなくてよい。

噴射面３０ａにおける噴射口８の配置の中心は回転軸と一致しなくてもよい。しかしこの場合にヘッド全体や流路体を１８０°回転させると、プリンタ１本体に対するヘッドの取り付け位置を変えて各ヘッドにおける噴射口８の位置合わせをする必要がある。

噴射口８が噴射面３０ａにおいてその平面中心に関して点対称に配置されていなくてもよい。しかしこの場合にヘッド全体や流路体を１８０°回転させると、噴射口８の位置が幅方向にずれるので、噴射信号の変換処理が必要となる。

第１変形例ではリザーバユニット９０のみを回転させているが、これに限定されず、リザーバユニット９０及び流路ユニット４からなる流路体の任意の境界から上側の供給口７１ａが形成された部分を上部流路体として回転させてよい。これは、図４及び図５に示すように、リザーバユニット９０を構成する各部材に形成された流路が回転軸に対する対称性を有しているからである。したがって、例えばリザーバユニット９０内のフィルター部７０のみを上部流路体として回転させ、その下側に位置するインク分配部８０及び流路ユニット４を下部流路体として回転させずに保持した場合においても、フィルター部７０の流出口７２及びアッパープレート８１の流入口８４の連通が維持される。また、リザーバユニット９０のリザーバプレート８２より上側を上部流路体として回転させ、その下側に位置するアンダープレート８３及び流路ユニット４を下部流路体として回転させずに保持した場合でも、アンダープレート８３の１０個の孔８８とリザーバプレート８２の１０本の分岐流路８７との連通がそれぞれ維持される。また、上部流路体と下部流路体との境界面内における上部流路体と下部流路体とを接続する接続口の配置の中心は、回転軸と一致しなくてよい。しかしこの場合、配置の中心と回転軸とのずれ量を、接続口に所望のインク流量が得られる範囲内とする必要がある。

第２変形例においても、上記第１変形例の場合と同様に、ヘッド本体６０内に形成された流路が回転軸に対する対称性を有している限りは、ヘッド本体６０内に任意の境界を設けて当該境界から上側を回転させてよい。

幅方向に互いに隣り合う任意の２つのヘッドにおいて長手方向に関する入力コネクタ１７１の位置が異なればよく、例えば、図１０に示すように幅方向に並列されたヘッド１００のうち奇数番目に配置されたインクジェットヘッド１００に形成された入力コネクタ１７１におけるヘッド１００の長手方向に関するヘッド１００の一端からの距離Ｌ３が幅方向に並列されたヘッド１００のうち偶数番目に配置されたヘッド１００に形成された入力コネクタ１７１における上記長手方向に関するヘッド１００の他端からの距離Ｌ４と同じでなくてよい。また、入力コネクタ１７１は本発明において必須要件ではなく、省略可能である。

インクジェットプリンタ１，２０１，３０１に含まれるヘッドの数は、６つに限定されず、２以上であればよい。また、カラーインクジェットプリンタに限定されるものではない。

本発明は、上述の実施形態のようなライン式のインクジェットプリンタに限定されず、シリアル式のインクジェットプリンタにも適用可能であり、さらに本発明におけるヘッドはインク以外の液体を噴射するものであってよい。本発明は、液体を噴射するヘッドを複数有する装置であれば、プリンタに限定されず、ファックス、複写機等、様々な装置に適用可能である。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタに含まれるインクジェットヘッドを示す斜視図である。図１のインクジェットヘッドのヘッドカバー及びヒートシンクが取り外された状態を示す斜視図である。図２の状態からさらに制御基板及びフレキシブルプリント配線基板を取り外した状態を示す斜視図である。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。インクジェットヘッドに含まれるリザーバユニットのインク分配部を形成する各プレートを示す平面図である。インクジェットヘッドに含まれるヘッド本体を示す平面図である。図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。インクジェットヘッドに含まれる制御基板、リザーバユニット、及びヘッド本体のそれぞれを示す概略平面図である。本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタを示す平面図である。第１変形例に係るインクジェットプリンタを示す平面図である。第２変形例に係るインクジェットプリンタを示す平面図である。

１，２０１，３０１インクジェットプリンタ（液体噴射装置）
３ａ開口（接続口）
４流路ユニット
８噴射口
３０ａ噴射面
７１ａ供給口
７３ａ排出口
８８孔（接続口）
９０リザーバユニット
１００インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）
１１０ヘッドカバー
１７０制御基板（基板）
１７１入力コネクタ（コネクタ）

Claims

液体を噴射する複数の噴射口が形成された噴射面と、液体が供給される供給口と、前記複数の噴射口と前記供給口とを連通する液体流路とを有する複数の液体噴射ヘッドが、前記液体噴射ヘッドの長手方向と直交する幅方向に並列された液体噴射装置であって、
前記液体噴射ヘッドにおいて、前記複数の噴射口は、前記長手方向に延びた仮想線上に前記複数の噴射口を前記幅方向からそれぞれ射影した複数の射影点が前記仮想線上で等間隔に並ぶように配置されており、
前記幅方向に互いに隣り合うどの２つの前記液体噴射ヘッドについても、前記長手方向に関する前記供給口の位置が異なり、
前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち奇数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記供給口の前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの一端からの距離が、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち偶数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記供給口の前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの他端からの距離と同じであることを特徴とする液体噴射装置。
前記液体噴射ヘッドが、液体噴射信号を前記液体噴射ヘッドに供給する信号線が接続されるコネクタをさらに有しており、
前記幅方向に互いに隣り合うどの２つの前記液体噴射ヘッドについても、前記長手方向に関する前記コネクタの位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち奇数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記コネクタの前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの一端からの距離が、前記幅方向に並列された前記複数の液体噴射ヘッドのうち偶数番目に配置された前記液体噴射ヘッドに形成された前記コネクタの前記長手方向に関する前記液体噴射ヘッドの他端からの距離と同じであることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
前記複数の液体噴射ヘッドが互いに同じ構造を有しており、
前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドは、一方の前記液体噴射ヘッドが、他方の前記液体噴射ヘッドに対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されていることを特徴とする請求項１又は３に記載の液体噴射装置。
前記液体噴射ヘッドが、前記液体流路における前記複数の噴射口と連通する下流側半部が形成された下部流路体及び前記液体流路における前記供給口と連通する上流側半部が形成された上部流路体を有する流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、
前記下部流路体と前記上部流路体との境界面には、前記下流側半部と前記上流側半部とを接続する複数の接続口が、前記境界面内において、当該複数の接続口の配置の中心に関して点対称に配置されており、
前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記上部流路体は、一方の前記上部流路体が、他方の前記上部流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されてい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が、前記液体流路における前記複数の噴射口と連通する下流側半部が形成された下部流路体及び前記液体流路における前記供給口と連通する上流側半部が形成された上部流路体を有する流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、
前記下部流路体と前記上部流路体との境界面には、前記下流側半部と前記上流側半部とを接続する一の接続口が配置されており、
前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記上部流路体は、一方の前記上部流路体が、他方の前記上部流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
前記境界面内における１又は複数の前記接続口の配置の中心と、前記回転軸とが一致することを特徴とする請求項５又は６に記載の液体噴射装置。
前記液体噴射ヘッドが、前記噴射面、前記供給口、及び前記液体流路が形成された流路体と、前記コネクタが取り付けられた基板とを含んでおり、
前記幅方向に互いに隣り合う２つの前記液体噴射ヘッドに含まれる２つの前記流路体は、一方の前記流路体が、他方の前記流路体に対し、当該２つの液体噴射ヘッドの中間点を通り前記噴射面に直交する回転軸を中心として、１８０°回転した状態で配置されてい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の前記複数の噴射口が、前記噴射面において当該液体噴射ヘッドの中心に関して点対称に配置されていることを特徴とする請求項４又は８に記載の液体噴射装置。
前記噴射面における前記複数の噴射口の配置の中心と、前記回転軸とが一致することを特徴とする請求項９に記載の液体噴射装置。
前記複数の液体噴射ヘッドのそれぞれが、前記供給口の近傍に、廃棄される液体を排出する排出口をさらに有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液体噴射装置。