JP5454320B2 - 液体噴射装置 - Google Patents
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Description
この液体噴射装置は、近年においては、画像記録装置に限らず、例えばディスプレイ製造装置等の各種の製造装置にも応用されている。
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、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。
この構成によれば、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。
例えば、プリンター内部の温度が、キャリッジに各記録ヘッドを取り付ける工程における環境温度よりも上昇することにより、隣り合う記録ヘッドA,B同士の間隔が取り付け時の間隔よりも広がると、これに伴って、図8に示す模式図のように、各記録ヘッドのノズルも破線で示す位置から実線で示す位置に相対的に移動してしまう。
これにより、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ドットの疎密が生じ、これが記録媒体に記録された画像に筋となって現れるので、記録品質が低下する虞があった。特に、同色のインクを用いて各記録ヘッドによって画像を印刷する場合に上記のような問題が生じる。
本発明に係る液体噴射装置は、液体噴射対象に液体を噴射する複数のノズルが第一方向に一定の形成ピッチで列設されてなるノズル群を有する液体噴射ヘッドが第一ヘッド取付部材に前記第一方向に沿って複数配列されたヘッドユニットを前記第一方向に沿って第二ヘッド取付部材に複数取り付け、前記液体噴射対象に対し前記第一方向に交差する第二方向に相対的に移動しながら前記ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド部を備える液体噴射装置であって、隣り合うヘッドユニット同士において前記第一方向に隣り合う同―種類の液体に対応するノズル群のノズル同士の第一方向における相対位置が同一ノズル群を構成する各ノズルの正規の形成ピッチに対して、ヘッドユニット同士の前記第一方向への相対的な変位量に対応するオフセット量だけずれるように各ヘッドユニットが前記第二ヘッド取付部材に取り付けられることを特徴とする。
また、オフセット量は、上記変位量に基づいて定められた値であり、変位量と等しい値であっても良いし、変位量の誤差等を考慮して上記変位量から多少前後する値を採用しても良い。
また、オフセット量は、上記変位量に基づいて定められた値であり、変位量と等しい値であっても良いし、変位量の誤差等を考慮して上記変位量から多少前後する値を採用しても良い。
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か、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。
図1は、本発明の実施形態に係るプリンター1の概略構成を説明する図である。具体的には、図1(a)は、プリンター1の概略側面図、図1(b)はプリンター1の概略平面図、図1(c)はヘッド部5をノズル形成面側から見た概略一部平面図である。
なお、印刷テープ2は、剥離紙つきのロール紙(連続紙)である。
そして、プリンター1は、印刷テープ2が連続する方向にラベルとなる画像が連続的に印刷する。
搬送ユニットは、印刷テープ2が連続する方向(第二方向。以下、搬送方向という。)に当該印刷テープ2を、上流側に配置された供給ロール7から下流側の巻き取りロール8側に撤送する(図1における黒い矢印で示す方向)。
この搬送ユニット3は、上下一対の繰り出しローラー9a、9bと、同じく上下一対の送り出しローラー10a、10bと、吸着テーブル11等から構成されている。繰り出しローラー9a、9bは、互いに印刷テープ2をニップした状態で図示しない駆動モーターによって回転して、供給ロール7から印刷テープ2を繰り出して印刷領域である吸着テーブル11側に送り込む。
各ヘッドユニット5Uは、ヘッド取付板(第一ヘッド取付部材)6に、例えば3つ又は4つの記録ヘッド(液体噴射ヘッド)16を取り付けて構成されている。
つまり、ヘッド部5は、例えば15個の記録ヘッド16が、例えば4個のヘッドユニット5Uを介して、キャリッジ15に対して取り付けられた構成となっている。
図2に示すように、各記録ヘッド16は、キャリッジ15に対し、隣り合う記録ヘッド16同士がヘッド走査方向(図2における横方向)に互い違いに2段となるように、ヘッド走査方向に交差する第一方向(図2における縦方向)に沿って一定間隔に並べて配置されている。
そして、同一のヘッド取付板6内において、それぞれ、隣り合う記録ヘッド16同士がヘッド走査方向に互い違いに2段となるように、ヘッド走査方向に交差する第一方向に沿って一定間隔に並べて配置されている。
一方、ヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(n)は、ヘッド取付板6(j+1)の記録ヘッド16(n+1)に対して、第一方向において一部が重なるように、ヘッド走査方向の他側に配置されている。
そして、ヘッド部5の全体としては、上述したように、全ての記録ヘッド16は、隣り合う記録ヘッド16同士がヘッド走査方向に互い違いに2段となるように、第一方向に沿って一定間隔に並べて配置されている。
そして、図2に示すように、両鉤形や平行四辺形等に形成される。すなわち、複数のヘッド取付板6をキャリッジ15に対して第一方向に沿って一列に並べて配置した際には、隣接するヘッド取付板6同士が厚み方向においては重複(干渉)しないものの、第一方向において一部重複する形状になっている。
そして、上述したように、各ヘッド取付板6に対しては、複数の記録ヘッド16がヘッド走査方向に互い違いに2段となるように、第一方向に沿って一定間隔に並べて配置される。
1つのノズル列は、例えば360dpiに対応するピッチ、即ち、70μmの間隔で開設された360個のノズル17(#1)〜17(#360)から成る。そして、各記録ヘッド16では、インクの種類毎、つまり、インクの色毎に1つのノズル列が対応している。
本実施形態においては、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)、及びブラックインク(K)の4色のインクに対応して、各記録ヘッド16には合計4列のノズル列がヘッド走査方向に並べて形成されている。
図4は、図2における領域Bを拡大して示した平面図である。
図5は、図2における領域Cを拡大して示した平面図である。
図4においては、ヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(n)とヘッド取付板6(j+1)の記録ヘッド16(n+1)のノズルの配置関係を例に挙げて説明する。
図5においては、ヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(n−1)及び記録ヘッド16(n)のノズルの配置関係を例に挙げて説明する。
なお、図3〜図5では、紙面の上下方向が第一方向であり、更に紙面の上側が第一方向の一側、紙面の下側が第一方向の他側である。
本実施形態においては、隣り合うヘッド取付板6(記録ヘッド16)のうち、第一方向の一側のヘッド取付板6(j−1)の記録ヘッド16(m−1)のノズル列において、他側の端部に位置する4つのノズル17(#357)、17(#358)、17(#359)、17(#360)の第一方向における配置領域に対し、他側のヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(m)のノズル列において一側の端部に位置する4つのノズル17(#1)、17(#2)、17(#3)、17(#4)の第一方向における配置領域がオーバーラップしている。
すなわち、ヘッド取付板6(j+1)の記録ヘッド16(n+1)のノズル17(#1)に対して、ヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(n)のノズル17(#357)が対応し、記録ヘッド16(n+1)のノズル17(#2)に対して記録ヘッド16(n)のノズル17(#358)が対応し、記録ヘッド16(n+1)のノズル17(#3)に対して記録ヘッド16(n)のノズル17(#359)が対応し、記録ヘッド16(n+1)のノズル17(#4)に対して記録ヘッド16(n)のノズル17(#360)が対応している。
すなわち、ヘッド取付板6(j)の記録ヘッド16(n)のノズル17(#1)に対して、記録ヘッド16(n−1)のノズル17(#357)が対応し、記録ヘッド16(n)のノズル17(#2)に対して記録ヘッド16(n−1)のノズル17(#358)が対応し、記録ヘッド16(n)のノズル17(#3)に対して記録ヘッド16(n−1)のノズル17(#359)が対応し、記録ヘッド16(n)のノズル17(#4)に対して記録ヘッド16(n−1)のノズル17(#360)が対応している。
また、隣り合う記録ヘッド間でノズル列の端部同士がオーバーラップする領域のノズルの数は例示したものには限られない。勿論、ノズル列の端部同士がオーバーラップしない構成を採用することもできる。
しかしながら、例えば、印刷動作時にプリンター内部の温度が上昇することにより、キャリッジ15、ヘッド取付板6又は記録ヘッド16が熱膨張することで、隣り合うヘッド取付板6又は記録ヘッド16の第一方向の相対位置が互いに離れる方に変動してしまう場合がある。これにより、ノズル17の配置ピッチが正規のピッチPから変わってしまうため、印刷テープ2に着弾するドットに疎密が生じ、印刷された画像等の画質が低下する虞があった。
したがって、隣り合うヘッド取付板(記録ヘッド)同士において第一方向に隣り合うノズル同士の第一方向の配置ピッチP′は、P−δ1又はP−δ2で表される。
変位量D1=(α×L×ΔT)+(β×HP×ΔT) で表される。
変位量D2=(β×M×ΔT)+(γ×HQ×ΔT) で表される。
例えば、δ1,δ2の値が、印刷動作時の熱膨張によるヘッド取付板同士、記録ヘッド同士の第一方向への相対的な変位量D1,D2と等しい値であっても良いし(δ1=D1,δ2=D2)、変位量の誤差や他の要因によるヘッド間の変位を考慮して上記変位量から多少前後する値を採用しても良い(δ1=D1+α、δ2=D2+β)。
本実施形態においては、δ1=D1、δ2=D2が採用される。
これにより、ヘッド取付板6同士の配置ピッチを確実にオフセット量δ1だけずらした状態で、キャリッジ15に各ヘッド取付板6が位置決め固定される。
同様に、ヘッド取付板6に対する記録ヘッド16の位置決め固定方法も、不図示の位置決め孔とロケートピン等により行われている。
印刷が開始される前のヘッド部5は、ホームポジションで待機している。そして、本実施形態では、プリンター1の内部の温度が規定温度(熱膨張により隣り合うヘッド取付板6同士が第一方向へ相対的にδ1、記録ヘッド16同士が第一方向へ相対的にδ2だけ変位する温度)になるまで、プラテンヒーター12によって加熱が行われる。
これにより、キャリッジ15、ヘッド取付板6及び記録ヘッド16に熱膨張を生じさせて、可及的に早い段階で、ヘッド取付板間、記録ヘッド間の配置ピッチを正規のピッチPに揃えることができる。
したがって、より迅速に印刷動作を開始することが可能となる。
図6に示すように、オーバーラップする領域で罫線の一部を印刷する場合、まずヘッド走査方向の先方に位置する記録ヘッド16(この例では、16(m))の偶数番のノズル17(この例ではノズル17(#2)及びノズル17(#4))からインクを噴射して印刷テープ2上にドットを形成する。
このようにして、隣り合う記録ヘッドからインクがそれぞれ噴射されて印刷テープ2上に形成されたドットが第一方向に沿って並ぶ。これらのドット群によって第一方向に延びる罫線が印刷される。
更に、同一のヘッド取付板6内で隣り合う記録ヘッド16同士において第一方向に隣り合うノズル同士の第一方向における相対位置が、同一ノズル列を構成する各ノズルの正規の形成ピッチPに対し、印刷動作時の熱膨張等による記録ヘッド16同士の第一方向への相対的な変位量に対応するオフセット量δ2だけずらされている。
これにより、ドットの疎密を低減することができ、印刷された画像等に筋が生じることを防止することができる。
逆に、隣り合うヘッド取付板6同士の第一方向の配置ピッチを正規の配置ピッチHPに対して、段階的にオフセット量δ1ずつ増やすようにずらしてもよい。
或いは、予め実験などにより、各ヘッド取付板6同士に発生する第一方向の配置ピッチずれ量を計測しておき、そのずれ量に応じて、オフセット量の増減が混在するようにしてもよい。すなわち、各ヘッド取付板6同士に発生する第一方向の配置ピッチずれ量は、一定の傾向が存在するので、このずれ量の発生の傾向を把握することで、適格な配置を求めることが可能である。
逆に、隣り合う記録ヘッド16同士の第一方向の配置ピッチを正規の配置ピッチHQに対して、段階的にオフセット量δ2ずつ増やすようにずらしてもよい。
或いは、予め実験などにより、同一のヘッド取付板6内で記録ヘッド16同士に発生する第一方向の配置ピッチずれ量を計測しておき、そのずれ量に応じて、オフセット量の増減が混在するようにしてもよい。すなわち、記録ヘッド16同士に発生する第一方向の配置ピッチずれ量は、一定の傾向が存在するので、このずれ量の発生の傾向を把握することで、適格な配置を求めることが可能である。
このような場合には、ヘッド部5をガイドレール14対して、やや傾く(例えば89度程度)ように交差配置する。これにより、ヘッド部5が振れながら移動したとても、ヘッド部5がガイドレール14(走査方向)に対して、常に90度以上の角度で交差しないようになる。つまり、図7に示すように、ヘッド部5が走査方向(紙面左右方向)に対して、常に88〜90度の角度で交差するように配置する。
この状態は、図6に示す状態、すなわち熱膨張等によりヘッド取付板6(記録ヘッド16)同士の第一方向への相対的な変位量が発生した状態と実質的に同一である。
そこで、ヘッド部5のガイドレール14(走査方向)に対する傾きに応じて、上述したオフセット量δ1,δ2を段階的に減らすように調整することで、ヘッド部5のガイドレール14に対する傾きを補正することが可能となる。つまり、ヘッド取付板6間及び記録ヘッド16間において、第一方向に隣り合うノズル同士が正規のピッチPで並ぶこととなり、印刷テープ2に着弾するドットの間隔も一定に揃えることができる。
これにより、ドットの疎密を低減することができ、印刷された画像等に筋が生じることを防止することができる。
また、上記実施形態では、プラテンヒーター12によって、上記の規定温度になるまでプリンター内部の雰囲気を加熱する構成を例示したが、これには限れない。
プラテンヒーター12を用いずに、プリンター内部の温度が規定温度になるまで、印刷動作を待機する構成を採用することもできる。
また、上述した実施形態においては、被記録媒体の一例としてロール状の印刷テープ2を挙げて説明したが、単票紙やフィルム材でもあってもよい。
例えば、液体噴射装置は、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ(FED)の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒(溶媒)に分散(溶解)した液体(液状体)を噴射する液体噴射装置に適用可能である。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
Claims (2)
- 液体噴射対象に液体を噴射する複数のノズルが第一方向に一定の形成ピッチで列設されてなるノズル群を有する液体噴射ヘッドが第一ヘッド取付部材に前記第一方向に沿って複数配列されたヘッドユニットを前記第一方向に沿って第二ヘッド取付部材に複数取り付け、前記液体噴射対象に対し前記第一方向に交差する第二方向に相対的に移動しながら前記ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド部を備える液体噴射装置であって、
隣り合うヘッドユニット同士において前記第一方向に隣り合う同―種類の液体に対応するノズル群のノズル同士の第一方向における相対位置が同一ノズル群を構成する各ノズルの正規の形成ピッチに対して、ヘッドユニット同士の前記第一方向への相対的な変位量に対応するオフセット量だけずれるように各ヘッドユニットが前記第二ヘッド取付部材に取り付けられることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記ヘッドユニットのそれぞれにおいて、隣り合う液体噴射ヘッド同士において前記第一方向に隣り合う同―種類の液体に対応するノズル群のノズル同士の第一方向における相対位置が同一ノズル群を構成する各ノズルの正規の形成ピッチに対して、液体噴射ヘッド同士の前記第一方向への相対的な変位量に対応するオフセット量だけずれるように各液体噴射ヘッドが前記第一ヘッド取付部材に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。
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JP2010092933A JP5454320B2 (ja) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | 液体噴射装置 |
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