JP5737081B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。

特許文献１に記載のプリンタにおいては、紙幅方向に配列された複数のノズルを有するヘッドユニット（液体吐出ヘッド）が、紙幅方向に沿って千鳥状に配列された状態で、ベースフレームに取り付けられることで、１つのラインヘッドユニットが形成されている。そして、これら複数のヘッドユニットの複数のノズルから、紙幅方向と直交する搬送方向に搬送される用紙にインクを吐出することにより、当該用紙に印刷を行う。

特開２００８−１１４４１１号公報

特許文献１に記載のプリンタにおいては、環境温度が上昇するなどして、ベースフレームの温度が上昇すると、ベースフレームは、膨張して搬送方向と直交する紙幅方向などに伸びる。ベースフレームが紙幅方向に伸びると、ヘッドユニット間で、ノズルの位置が紙幅方向にずれる。この状態で印刷を行うと、用紙におけるインクの着弾位置も紙幅方向にずれてしまう。その結果、インクが着弾しない部分が用紙上の印刷領域に生じて、印刷された画像に搬送方向に延びた筋ができてしまうなど、印刷品質が低下してしまう。また、特許文献１に記載のプリンタは、固定されたヘッドユニットの複数のノズルから、搬送方向に搬送される用紙にインクを吐出することによって印刷を行うものであるため、ノズルからのインクの吐出タイミングを調整するなどしても、紙幅方向に関するインクの着弾位置を補正することはできない。

本発明の目的は、温度上昇した場合でも、液体吐出ヘッド間における吐出対象の搬送方向と交差する方向に関するノズルの位置のずれを低減することが可能な液体吐出装置を提供することである。

第１の発明に係る液体吐出装置は、所定の方向に配列された複数のノズルをそれぞれ有する複数の液体吐出ヘッドと、前記複数の液体吐出ヘッドを、一平面に沿って配置された状態で保持する保持部材と、前記液体吐出ヘッドから液体が吐出される吐出対象を、前記一平面に沿った搬送方向に搬送する搬送手段と、温度変化によって前記一平面上において前記搬送方向と交差する交差方向に伸びる前記保持部材を、前記複数のノズルが形成されたノズル面と交差する方向のうち一方側である特定方向に変位させる変位手段と、を備えており、前記変位手段は、前記保持部材を前記交差方向から挟むように配置されており、前記保持部材の温度上昇による前記交差方向への伸びを規制することによって、前記保持部材を前記ノズル面と交差する方向に湾曲させる規制部材と、前記保持部材の湾曲を、前記特定方向側に凸となるように規定する規定手段と、を有していることを特徴とする。

本発明によると、温度変化により一平面において搬送方向と交差する交差方向に伸びた保持部材が、ノズル面と交差する特定方向に変位するため、温度変化により保持部材が伸びたときの、交差方向に関する、液体吐出ヘッド間でのノズルのずれが低減される。

また、この場合には、ノズルの位置が特定方向に変位するため、ノズルから吐出される液体の、吐出対象における着弾位置にずれが生じるが、この着弾位置のずれは、交差方向に関して、液体吐出ヘッド間でノズルの位置にずれた場合の着弾位置のずれに比べれば小さく、また、ノズルからの液体の吐出タイミングを調整するなどして補正することも可能である。

さらに、第１の発明によると、規制部材と規定手段とを有する変位手段を備えたことで、温度上昇により交差方向に伸びようとする取り付け部材を、ノズル面と交差する特定方向側に凸となるように湾曲させることによって、ノズル面と交差する特定方向に変位させることができる。

第２の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記規定手段は、前記保持部材の前記特定方向側の面に接合された、前記保持部材よりも線膨張係数の大きい高膨張部材、及び、前記保持部材の前記特定方向側と反対側の面に接合された、前記保持部材よりも線膨張係数の小さい低膨張部材の少なくともいずれか一方を備えていることを特徴とする。

本発明によると、保持部材と高膨張部材、低膨張部材との線膨張係数の差により、温度上昇した保持部材を、特定方向側に凸となるように湾曲させることができる。

第３の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記規定手段は、前記保持部材の前記特定方向側と反対側の面に形成された凹部、及び、前記保持部材の前記特定方向側の面に形成された凸部の少なくとも一方を備えていることを特徴とする。

本発明によると、保持部材の特定方向側と反対側の面に凹部が形成されている場合には、保持部材が特定方向側に凸となるように湾曲しやすくなり、保持部材の特定方向側の面に凸部が形成されている場合には、保持部材が特定方向側と反対側に凸となるように湾曲しにくくなるため温度上昇した保持部材を、特定方向側に凸となるように湾曲させることができる。

第４の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記規定手段は、前記保持部材の前記特定方向側に、前記保持部材と対向するように配置されているとともに、前記ノズル面と直交する方向に延びた貫通孔が形成された、前記保持部材を固定するための固定部材と、前記固定部材の前記貫通孔を貫通するように配置されているとともに、前記貫通孔に沿って移動可能となっており、その一端部が前記保持部材に固定された棒状の胴体部と、前記胴体部の他端部に設けられており、前記貫通孔よりも径が大きく、前記固定部材の前記保持部材と反対側の面に接触する頭部とを有する棒状部材と、を備えていることを特徴とする。

本発明によると、保持部材が特定方向側と反対側に凸となるように湾曲しようとすると、棒状部材の頭部が、固定部の貫通孔の壁となる部分に引っ掛かり、保持部材の湾曲が規制されるため、温度上昇した保持部材を、特定方向側に凸となるように湾曲させることができる。

また、棒状部材が胴体部にネジ山が形成されたネジであり、胴体部が保持部材に締結されることによって固定されるものであれば、ネジを締める強さによって、保持部材がネジから受ける特定方向への力の大きさを調整して、保持部材の湾曲量を調整することができる。

第５の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記規制部材が、前記保持部材の縁部の全周を取り囲むように配置されていることにより、前記保持部材の前記ノズル面と平行な全ての方向への伸びを規制することを特徴とする。

本発明によると、温度上昇による保持部材のノズル面と平行な全ての方向の伸びが規制されるため、保持部材は、温度上昇したときに、確実に特定方向側に凸となるように湾曲する。

第６の発明に係る液体吐出装置は、第５の発明に係る液体吐出装置において、前記保持部材が、前記ノズル面と直交する方向から見て略円形であることを特徴とする。

本発明によると、保持部材が、略同心円状に変形して湾曲するため、各ノズルの位置がノズル面と直交する方向にどの程度変位したかを把握しやすい。これにより、ノズルから吐出される液体の吐出対象への着弾位置の補正などが容易になる。

第７の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第６のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記複数の液体吐出ヘッドの前記ノズル面と対向して配置されており、シート状の前記吐出対象を前記ノズル面と反対側から支持する支持部材と、前記保持部材の湾曲に合わせて、前記支持部材の前記吐出対象を支持する支持面を、前記特定方向側に凸となるように湾曲させる湾曲手段と、をさらに備えていることを特徴とする。

保持部材の湾曲が大きい場合には、保持部材の湾曲によるノズルの位置の変位量が大きくなるが、本発明によると、このような場合でも、保持部材の湾曲に合わせて支持部材の支持面を特定方向側に凸となるように湾曲させることにより、ノズルと吐出対象との距離が変化せず、吐出対象における液体の着弾位置のずれを防止することができる。

第８の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第７のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記保持部材の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された温度、前記保持部材の温度変化と前記複数のノズルと前記吐出対象との距離の変化との関係、及び、前記複数のノズルと前記吐出対象との距離の変化と前記吐出対象における液体の着弾位置の変化との関係に基づいて、前記複数のノズルから吐出される液体の吐出タイミングを調整する吐出タイミング調整手段と、をさらに備えていることを特徴とする。

保持部材がノズル面と交差する方向に変位すると、ノズルの位置も、ノズル面と交差する方向に変位することとなるが、本発明によると、保持部材の変位量に対応する保持部材の温度に基づいて、ノズルからの液体の吐出タイミングを調整することによって、保持部材が変位したことによる、吐出対象における液体の着弾位置のずれを補正することができる。

第９の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第８のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記特定方向が、前記複数のノズルから吐出される液体の吐出方向と反対方向であることを特徴とする。

本発明によると、保持部材が吐出対象から離れる方向に変位するため、ノズル面が吐出対象と接触して傷ついてしまうのを防止することができる。

第１０の発明に係る液体吐出装置は、第１〜第９のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記交差方向が、前記複数液体吐出ヘッドの並ぶ方向と一致することを特徴とする。

本発明によると、複数の液体吐出ヘッドの並ぶ方向に伸びた保持部材が、特定方向に変位するため、温度変化により保持部材が伸びたときの、液体吐出ヘッド間での、ヘッドが並ぶ方向に関するノズルのずれが低減される。

本発明によれば、温度変化により一平面において搬送方向と交差する交差方向に伸びた保持部材が、ノズル面と交差する特定方向に変位するため、温度変化により保持部材が伸びたときの、交差方向に関する液体吐出ヘッド間でのノズルのずれが低減される。

第１実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のII−II線断面図であり、（ａ）がヘッド保持板湾曲していない状態、（ｂ）がヘッド保持板湾曲した状態を示している。 図１の制御装置の機能ブロック図である。 第２実施形態に係るヘッドユニットの図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が図２（ａ）相当の断面図、（ｃ）が図２（ｂ）相当の断面図である。 第３実施形態に係るヘッドユニットの図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）が（ｂ）でヘッド保持板が湾曲した状態を示す図である。 （ａ）が変形例１の図２（ａ）相当の図、（ｂ）が変形例２の図２（ａ）相当の図である。 （ａ）が変形例３の図４（ａ）相当の図、（ｂ）が変形例４の図４（ａ）相当の図である。 変形例５のヘッドユニットの図であり、（ａ）が図２（ａ）相当の図、（ｂ）が図２（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例６の図２（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例７の図２（ａ）相当の図である。 変形例８のヘッドユニットの平面図である。 （ａ）が変形例９のヘッドユニットの平面図であり、（ｂ）が変形例１０のヘッドユニットの平面図である。 変形例１１の図１相当の図である。 変形例１２の図１相当の図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。

図１に示すように、第１実施形態に係るプリンタ１（液体吐出装置）は、ヘッドユニット２、用紙搬送ローラ３（搬送手段）、プラテン４（支持部材）、温度センサ５（温度検出手段）などを備えている。また、プリンタ１の動作は、制御装置５０によって制御される。

ヘッドユニット２は、いわゆるラインヘッドとして設けられたものであり、その下面に形成された複数のノズル３１からインク（液体）を吐出する。用紙搬送ローラ３は、ヘッドユニット２の図１における上側及び下側にそれぞれ配置されており、記録用紙Ｐ（吐出対象）を、水平な紙送り方向（一平面に沿った搬送方向、図１の下方）に搬送する。プラテン４は、ヘッドユニット２の下方に配置されており、用紙搬送ローラ３に搬送される記録用紙Ｐの、ヘッドユニット２と対向する部分を下方から支持する。温度センサ５は、ヘッドユニット２の近傍に配置されており、ヘッドユニット２の温度（あるいは、ヘッドユニット５の近傍の環境温度）を検出する。

そして、プリンタ１においては、用紙搬送ローラ３により搬送され、プラテン４によって下方から支持された記録用紙Ｐに、ヘッドユニット２の複数のノズル３１からインクを吐出することによって、記録用紙Ｐに印刷を行う。

次に、ヘッドユニット２について詳細に説明する。ヘッドユニット２は、図１、図２に示すように、ヘッド保持板１１（保持部材）、４つのインクジェットヘッド１２（液体吐出ヘッド）、及び、一対の規制部材１３を備えている。

ヘッド保持板１１は、金属材料などからなる、水平面と平行であり、且つ、紙送り方向と直交する紙幅方向（図１の左右方向）を長手方向とする略矩形の板状体である。また、ヘッド保持板１１には、４つの貫通孔２３が形成されている。４つの貫通孔２３は、それぞれ、紙幅方向を長手方向とする略矩形の貫通孔であり、紙幅方向に沿って千鳥状に配列されている。また、ヘッド保持板１１の上面には、その全域にわたって、例えば、ステンレスや銅、アルミなどの金属など、ヘッド保持板１１よりも線膨張係数の高い材料からなる高膨張部材２１が接合されている。

４つのインクジェットヘッド１２は、それぞれ、その下面であるノズル面１２ａに複数のノズル３１を備えており、これら複数のノズル３１からインク（液体）を吐出する。また、各インクジェットヘッド１２の複数のノズル３１は、それぞれ、紙幅方向（所定の方向）に沿って千鳥状に配列されることによって２つのノズル列３２を形成している。そして、このような構成の４つインクジェットヘッド１２は、ノズル面１２ａが、４つの貫通孔２３から露出するように、ヘッド保持板１１の上面に取り付けられている。

また、４つのインクジェットヘッド１２は、それぞれ、チューブ３４を介してインクカートリッジ３５と接続されており、インクカートリッジ３５からインクジェットヘッド１２に、複数のノズル３１から吐出するためのインクが供給される。

一対の規制部材１３は、例えばアルミナ、ガラス、セラミックスなど、ヘッド保持板１１、高膨張部材２１よりも線膨張係数小さい材料からなり、紙幅方向からヘッド保持板１１を挟むように配置されている。

次に、プリンタ１の動作を制御する制御装置５０について説明する。制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、これらが、図３に示すように、補正量記憶部５１、印刷制御部５２などとして動作する。

補正量記憶部５１には、ヘッド保持板１１の温度（あるいは、ヘッド保持板１１近傍の環境温度）と、吐出タイミングの補正量との関係が記憶されている。印刷制御部５２は、プリンタ１において印刷を行う際のインクジェットヘッド１２の動作を制御する。具体的には、印刷制御部５２は、温度センサ５によって検出された温度に基づいて補正量記憶部５１から、吐出タイミングの補正量を読み出し、補正を行わない場合の吐出タイミングよりも、読み出した補正量だけ早い吐出タイミングで、ノズル３１からインクを吐出させる（吐出タイミングを調整する）。なお、第１実施形態では、補正量記憶部５１と印刷制御部５２とを合わせたものが、本発明に係る吐出タイミング調整手段に相当する。また、印刷制御部５２は、用紙搬送ローラ３の動作を制御なども行う。

そして、以上に説明したような構成を有するプリンタ１においては、環境温度の変化などにより、ヘッド保持板１１の温度が上昇すると、ヘッド保持板１１は膨張する。このとき、仮に、規制部材１３が設けられていないとすると、膨張したヘッド保持板１１は、紙幅方向（交差方向）に伸び、これにより、複数のインクジェットヘッド１２の間で、紙幅方向に関するノズル３１の間隔が大きくなってしまう。そして、インクジェットヘッド１２の間で、紙幅方向に関するノズル３１の間隔が大きくなってしまうと、プリンタ１において印刷を行ったときに、記録用紙Ｐに紙送り方向に筋状に延びたインクの着弾しない領域ができてしまい、印刷品質の低下につながる。また、上述したような紙幅方向に関するノズル３１のずれは、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを調整するなどしても補正することはできない。

これに対して、第１実施形態に係るプリンタ１では、一対の規制部材１３が、紙幅方向からヘッド保持板１１を挟むように配置されているため、温度上昇により膨張するヘッド保持板１１が紙幅方向に伸びるのが規制されて湾曲する。さらに、このとき、ヘッド保持板１１の上面にヘッド保持板１１よりも線膨張係数の高い高膨張部材２１が接合された構造となっているため、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１は、図２（ｂ）に示すように、上に凸（ノズル３１からのインクの吐出方向と反対側（特定方向側）に凸）となるように湾曲する（変位する）。なお、第１実施形態では、ヘッド保持板１１の上面に接合された高膨張部材２１が、本発明に係る規定手段に相当する。また、この規定手段と、規制部材１３とを合わせたものが、本発明に係る変位手段に相当する。

すなわち、第１実施形態の規定手段は、ヘッド保持板１１の変位が、インクの吐出方向またはその反対側のいずれかで規定される特定方向のうちいずれか一方側へのみ生じるように変形を促進させるものである。

これにより、ヘッド保持板１１が温度上昇によって膨張したときに、インクジェットヘッド１２の間で、紙幅方向に関するノズル３１のずれが生じず、印刷品質の低下を防止することができる。

また、このとき、ヘッド保持板１１は、記録用紙Ｐから離れる方向に湾曲するため、湾曲したヘッド保持板１１が記録用紙Ｐに接触して、ノズル面１２ａが傷ついてしまいにくい。

ここで、ヘッド保持板１１が上述したように湾曲したときに、各インクジェットヘッド１２のノズル３１の位置は上方に変位し、ノズル３１と記録用紙Ｐとの間隔が大きくなる。しかしながら、ノズル３１と記録用紙Ｐとの間隔が変動した場合には、記録用紙Ｐにおけるインクの着弾位置が、紙送り方向にずれるため、ノズル３１の間隔が紙幅方向に大きくなった場合とは異なり、記録用紙Ｐに、紙送り方向に筋状に延びたインクが着弾しない領域ができることはない。

したがって、ヘッド保持板１１が湾曲することによる印刷品質の低下は、ノズル３１の間隔が紙幅方向に大きく場合に比べれば小さなものとなる。

さらに、ヘッド保持板１１の変位量を検知する手段、例えば温度センサ５により検出された温度に応じてノズル３１からのインクの吐出タイミングを早めることにより、温度上昇によりヘッド保持板１１が湾曲して、ノズル３１と記録用紙Ｐとの距離が大きくなったときに、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを調整して、紙送り方向関するインクの着弾位置を補正することができる。

このとき、ヘッド保持板１１は、確実に上に凸となるように湾曲するため、温度センサ５により検出された温度に応じて、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを早めることにより、確実にインクの着弾位置を補正することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の好適な第２実施形態について説明する。ただし、以下では、第１実施形態との違いについて説明し、第１実施形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。

第２実施形態に係るヘッドユニット１０１においては、図４に示すように、ヘッド保持板１１の上面に高膨張部材２１（図２参照）が接合されておらず、これに代わって、ヘッド保持板１の下面（特定方向と反対側の面）の、紙幅方向に隣接するインクジェットヘッド１２の間に位置する部分に凹部１０２が形成されている。

そして、第２実施形態においては、ヘッド保持板１１の下面に凹部１０２が形成されているため、ヘッド保持板１１は、上に凸となるように湾曲しやすく、温度上昇によって膨張するヘッド保持板１１は、確実に、上に凸となるように湾曲する。なお、第２実施形態では、ヘッド保持板１１の下面に形成された凹部１０２が、本発明に係る規定手段に相当する。このとき、第１実施形態とは異なり、ヘッド保持板１１の上面または下面に異なる材料を貼り付ける必要がなく、ヘッド保持板１１は自身に凹部が加工されるだけで特定方向への変位を達成することができるので、ヘッドユニットの厚さ方向における小型化に寄与する

［第３実施形態］
次に、本発明の好適な第３実施形態について説明する。ただし、以下では、第１、第２実施形態との違いについて説明し、第１、第２実施形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。

第３実施形態に係るヘッドユニット１５１においては、図５に示すように、一対の規制部材１３（図２参照）の代わりに、規制フレーム１５２が設けられている。規制フレーム１５２は、一対の規制部１５３（規制部材）と連結部１５４（固定部材）とを備えている。

一対の規制部１５３は、ヘッド保持板１１を紙幅方向から挟むように配置されており、規制部材１３と同様、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が紙幅方向に伸びるのを規制する。連結部１５４は、ヘッド保持板１１の上方にヘッド保持板１１と対向するように配置されており、一対の規制部１５３の上端部同士を連結している。

また、平面視における連結部１５４の略中央部には、貫通孔１５４ａが形成されており、貫通孔１５４ａには、鉛直方向に延びたボルト１５５（棒状部材）の胴体部１５５ａが挿通されている。胴体部１５５ａは、貫通孔１５４ａよりも径が小さく、貫通孔１５４ａに沿って鉛直方向に移動可能となっている。また、胴体部１５５ａの下端部は、ヘッド保持板１１の略中央部に締結（固定）されている。さらに、胴体部１５５ａの上端部には、貫通孔１５４ａよりも径の大きい頭部１５５ｂが設けられており、頭部１５５ｂは、連結部１５４の上面に接触している。このとき、貫通孔１５４ａは、連結部１５４の略中央部に形成されているため、頭部１５５ｂは、連結部１５４の上面の、平面視において複数のヘッドの点対称中心となる部分と接触する。

そして、この場合には、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が、上に凸となるように湾曲した場合には、図５（ｃ）に示すように、ヘッド保持板１１に締結されたボルト１５５がヘッド保持板１１と一体的に上方に移動する。

一方、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が下に凸となるように湾曲しようとした場合には、ボルト１５５は、頭部１５５ｂが連結部１５４の上面に接触しているため、下方に移動することはできず、これにより、ボルト１５５が締結されたヘッド保持板１１が下に凸となるように湾曲するのが規制される。

すなわち、第３実施形態における規定手段は、第１実施形態と異なり、ヘッド保持板１１の変位が、インクの吐出方向またはその反対側のいずれかで規定される特定方向のうちいずれか一方側へのみ生じ、ヘッド保持板１１が特定方向の逆側へは変形しないように規制するものである。

以上のことから、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１は、確実に、上に凸となるように湾曲する。また、頭部１５５ｂが連結部１５４の上面に接触した状態でさらにボルト１５５を締めると、ヘッド保持板１１は、ボルト１５５の締結力により上方に引っ張られる。すなわち、ボルト１５５には、上に凸となるように湾曲させる方向に力が加えられる。したがって、ボルト１５５を締めてヘッド保持板１１に上述したような力を加えておけば、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１は、確実に、上に凸となるように湾曲する。

また、ボルト１５５を強く締めるほど、この力は大きくなる。したがって、ボルト１５５の締結力を調整することにより、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１の湾曲量を調整することができる。すなわち、ボルト１５５は、ヘッド保持板１１の特定方向への変位量を調整するための調整部材としての役割も果たす。なお、第３実施形態では、連結部１５４とボルト１５５とを合わせたものが、本発明に係る規定手段に相当する。

また、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを調整して、紙送り方向関するインクの着弾位置を補正する際に、温度変化およびボルト１５５の締め量に応じて吐出タイミングを調整するとよい。

なお、第３実施形態では、規制手段としてネジを用いて締結することにより変形量を調整するようにしたが、変形量を調整しないのであれば、ネジ山はなくてもよい。すなわち、貫通孔１５４ａおよびヘッド保持板に棒状の部材が嵌入されつつ当該部材の頭部１５５ｂに対応する部分でヘッド保持板１１に保持または固定されることによって、ヘッド保持板１１の変形を規制するようにしてもよい。

次に、第１〜第３実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、第１〜第３実施形態と同様の構成を有するものについては、適宜その説明を省略する。

第１実施形態では、ヘッド保持板１１の上面に、ヘッド保持板１１よりも線膨張係数の高い高膨張部材２１が接合されていることによって、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が上に凸となるように湾曲するようになっていたがこれには限られない。

一変形例（変形例１）では、図６（ａ）に示すように、ヘッド保持板１１の上面に高膨張部材２１（図２参照）が設けられる代わりに、ヘッド保持板１１の下面に、例えば、アルミナ、ガラス、セラミックスなどからなる、ヘッド保持板１１よりも線膨張係数の低い低膨張部材２０１が接合されている。

また、別の一変形例（変形例２）では、図６（ｂ）に示すように、ヘッド保持板１１の上面に高膨張部材２１が接合されているのに加えて、ヘッド保持板１１の下面に、上述の低膨張部材２０１が接合されている。

これらの場合でも、温度上昇によりヘッド保持板１１が膨張したときには、第１実施形態と同様、ヘッド保持板１１は、高膨張部材２１及び低膨張部材２０１との線膨張係数の差により、確実に、上に凸となるように湾曲する。なお、変形例１では、低膨張部材２０１が本発明に係る規定手段に相当し、変形例２では、高膨張部材２１と低膨張部材２０１とを合わせたものが、本発明に係る規定手段に相当する。

また、第２実施形態では、ヘッド保持板１１の下面に凹部１０２が形成されていたが、これには限られない。別の一変形例（変形例３）では、図７（ａ）に示すように、凹部１０２（図４参照）に代わって、ヘッド保持板１１の上面の紙幅方向に隣接する２つのインクジェットヘッド１２の間に位置する部分（特定方向側）に、凸部１１１が形成されている。

この場合には、ヘッド保持板１１の上面に凸部１１１が形成されているため、ヘッド保持板１１は、下に凸となるように湾曲しにくく、温度上昇によりヘッド保持板１１が膨張したときに、確実に上に凸となるように湾曲する。なお、この場合には、凸部１１１が本発明に係る規定手段に相当する。

また、変形例３では、凹部１０２に代わって凸部１１１が形成されていたが、図７（ｂ）に示すように、ヘッド保持板１１の下面に凹部１０２が形成されているのに加えて、ヘッド保持板１１の上面に凸部１１１が形成されていてもよい（変形例４）。なお、この場合には、凹部１０２と凸部１１１とを合わせたものが本発明に係る規定手段に相当する。

また、凹部１０２及び凸部１１１は、ヘッド保持板１１の紙幅方向に隣接する２つの間に位置する部分に形成されていることには限られず、ヘッド保持板１１の上面及び下面の他の部分に形成されていてもよい。

また、第３実施形態では、ボルト１５５がヘッド保持板１１の略中央部に締結されていたが、これには限られず、ボルト１５５は、ヘッド保持板１１の他の部分に締結されていてもよい。

また、第１〜第３実施形態では、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを調整することによって、ヘッド保持板１１が湾曲して、ノズル３１と記録用紙Ｐとの距離が変動したことによる、インクの着弾位置を補正していたが、これには限られない。

別の一変形例（変形例５）では、図８（ａ）に示すように、第１実施形態において、プラテン４が、ヘッド保持板１１と同じ材料からなり、プラテン４の上面に、高膨張部材２１と同じ材料からなる高膨張部材２１１が接合されている。この場合には、図８（ｂ）に示すように、ヘッド保持板１１が高膨張部材２１との線膨張係数の差によって上に凸となるように湾曲したときには、プラテン４も、高膨張部材２１１との線膨張係数の差によって上に凸となるように湾曲する。これにより、ヘッド保持板１１の湾曲の前後で、ノズル３１とプラテン４（高膨張部材２１１）の上面に配置された記録用紙Ｐとの距離がほぼ一定に保持される。したがって、ヘッド保持板１１が湾曲してノズル３１の位置が変動したときに、インクの着弾位置がずれてしまうのを防止することができる。なお、この場合には、プラテン４の上面に接合された高膨張部材２１１が、本発明に係る湾曲手段に相当する。

また、変形例５では、プラテン４の上面に高膨張部材２１１が接合されていたが、図９（ａ）に示すように、高膨張部材２１１の代わりに、プラテン４の下面に、変形例１の低膨張部材２０１と同じ材料からなる低膨張部材２１２が接合されていてもよい（変形例６）。あるいは、図９（ｂ）に示すように、プラテン４の上面に高膨張部材２１１が接合されているのに加えて、プラテン４の下面に低膨張部材２１２が接合されていてもよい（変形例７）。そして、これらの場合でも、プラテン４は、変形例５と同様、温度上昇により上に凸となるように湾曲する。なお、変形例４では、低膨張部材２１２が本発明に係る湾曲手段に相当し、変形例７では、高膨張部材２１１と低膨張部材２１２とを合わせたものが、本発明に係る湾曲手段に相当する。

また、変形例５〜７では、プラテン４がヘッド保持板１１と同じ材料により構成されていたが、プラテン４の材料はこれには限られない。また、プラテン４の上面に接合される高膨張部材２１１、及び、プラテン４の下面に接合される低膨張部材２１２は、プラテン４の線膨張係数の大小関係が変わらなければ、それぞれ、高膨張部材２１及び低膨張部材２０１と異なる材料によって構成されていてもよい。

また、変形例５〜７では、プラテン４を、高膨張部材及び低膨張部材の少なくともいずれか一方との線膨張係数の差によって湾曲させたが、プラテン４を湾曲させるための構成はこれには限られず、プラテン４を外部から押圧して湾曲させるなど、他の構成によってプラテン４を湾曲させてもよい。

また、変形例５〜７では、第１実施形態と同様の構成によって、ヘッド保持板１１を湾曲させているが、第２、第３実施形態と同様の構成など他の構成によって、ヘッド保持板１１を湾曲させてもよい。

また、以上の例では、ヘッド保持板１１が湾曲したことによる、ノズル３１と記録用紙Ｐとの距離の変動により着弾位置がずれてしまうのを防止するために、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを調整して着弾位置を補正したり、プラテン４を湾曲させたりしたが、このような着弾位置の補正は行わなくてもよい。

この場合でも、上述したように、ヘッド保持板１１が湾曲することによる印刷品質の低下は、ノズル３１の間隔が紙幅方向に大きくなる場合に比べれば小さなものとなるため、上述したような吐出タイミング着弾位置のずれの補正を行わなくても、印刷品質はそれほど大きくは低下しない。

また、第１〜第３実施形態では、規制部材１３や規制フレーム１５２を、ヘッド保持板１１を紙送り方向と直交する紙幅方向から挟むように配置していたが、これには限られない。例えば、規制部材１３や規制フレーム１５２が、紙送り方向と交差する、紙幅方向以外の方向からヘッド保持板１１を挟むように配置されていてもよい。

さらには、ヘッド保持板１１を２方向からのみ挟むように配置することにも限られない。別の一変形例（変形例８）では、第１〜第３実施形態のいずれかのヘッドユニットにおいて、図１０に示すように、規制部材２２１が、ヘッド保持板１１の縁部の全周を取り囲むように設けられている。この場合には、ヘッド保持板１１は、温度上昇により膨張したときに、紙幅方向だけでなく、紙送り方向に関しても伸びることができないため、確実に湾曲する。

また、以上の例では、複数のインクジェットヘッド１２が、紙幅方向を長手方向とする略矩形のヘッド保持板１１取り付けられていたが、これには限られない。

別の一変形例（変形例９）では、図１１（ａ）に示すように、ヘッド保持板２３１が略円形の板状体となっており、４つのインクジェットヘッド１２が、円形のヘッド保持板２３１の略中央部に配置されている。また、ヘッド保持板２３１は、その縁部の全周が、規制部材２３２に囲まれている。

また、ヘッド保持板２３１の図１１（ａ）における上方及び下方の領域には、貫通孔１１ａとほぼ同じ形状の複数の貫通孔２３３が形成されており、複数の貫通孔２３３に対応して、インクジェットヘッド１２と同じ構造を有しているが、インクカートリッジ３５（図１参照）には接続されておらず、インクを吐出しない複数のダミーヘッド２３４が設けられている。

ここで、インクジェットヘッド１２と同じ構造のダミーヘッド２３４は、インクジェットヘッド１２と同様、複数のノズル３１を備えているが、図１１（ａ）では、インクジェットヘッド１２とダミーヘッド２３４との区別がつきやすいように、ダミーヘッド２３４については、ノズル３１の図示を省略している。

この場合には、ヘッド保持板２３１が略円形であり、その縁部の全周が規制部材２３２によって囲まれているため、ヘッド保持板２３１は、温度上昇により膨張したときに、ヘッド保持板２３１の中心を中心として同心円状に変形して湾曲するため、ヘッド保持板２３１の各部分の変位量を把握しやすい。したがって、ヘッド保持板２３１の湾曲により各ノズル３１の位置がどの程度変位したのかが把握しやすく、上述のノズル３１からのインクの吐出タイミングの調整などを容易に行うことができる。

さらに、変形例９では、略円形のヘッド保持板２３１の、インクジェットヘッド１２が配置されている領域よりも外側の領域に複数の貫通孔２３３が形成されているとともに、複数の貫通孔２３３に対応して複数のダミーヘッド２３４が設けられているため、ヘッド保持板２３１に貫通孔２３と貫通孔２３３とが均一に形成されるとともに、インクジェットヘッド１２とダミーヘッド２３４が均一に配置されることとなり、ヘッド保持板２３１は、確実に、その中心を中心として同心円状に変形して湾曲する。

また、変形例９では、ヘッド保持板２３１に、複数の貫通孔２３３が形成されているのに加えて、複数の貫通孔２３３に対応して複数のダミーヘッド２３４が設けられていたが、これには限られない。例えば、図１１（ｂ）に示すように、ヘッド保持板２３１に複数の貫通孔２３３は形成されているが、貫通孔２３３に対応してダミーヘッド２３４が設けられていなくてもよい（変形例１０）。この場合でも、ヘッド保持板２３１に貫通孔と貫通孔２３３が均一に形成されているため、ダミーヘッド２３４が設けられていなくても、ヘッド保持板２３１は、ほぼ、その中心を中心として同心円状に変形して湾曲する。

さらには、貫通孔２３３も形成されていなくてもよい。この場合には、ヘッド保持板２３１に不均一に貫通孔２３が形成されることとなるが、ヘッド保持板２３１は略円形であるので、ほぼ、その中心を中心として同心円状に変形して湾曲する。

また、以上の例では、温度上昇によって膨張したヘッド保持板１１が、上に凸となるように湾曲するようになっていたが、これとは逆に、温度上昇によって膨張したヘッド保持板が、下に凸（インクの吐出方向側（特定方向側）に凸）となるように湾曲するようになっていてもよい。

プリンタ１が写真印刷など高画質の印刷を行うものである場合など、ノズル３１と記録用紙Ｐとの距離が小さいほうが特に好ましい場合には、ヘッド保持板１１を下に凸となるように湾曲させることによって、ノズル３１と記録用紙Ｐとの距離が大きくなってしまうのを防止することができる。

ここで、温度上昇によって膨張したヘッド保持板を、下に凸となるように湾曲させるためには、例えば、第１実施形態で、ヘッド保持板１１下面に高膨張部材２１を接合する、第２実施形態で、ヘッド保持板１１の上面に凹部１０２を形成するなどすればよい。なお、この場合には、ヘッド保持板の湾曲によりノズル３１と記録用紙Ｐとの距離が小さくなるので、ノズル３１からのインクの吐出タイミングを、補正を行わない場合よりも遅らせることによって、インクの着弾位置を補正することが可能である。

また、以上の例では、複数のインクジェットヘッドが、紙幅方向に沿って配列されていたが、複数のインクジェットヘッドの配置はこれには限られない。

別の一変形例（変形例１１）では、図１２に示すように、ヘッド保持板１１の上面に、４つのインクジェットヘッド２４１が配置されている。４つのインクジェットヘッド２４１は、それぞれ、インクジェットヘッド１２（図１参照）と同様、紙幅方向に千鳥状に配列されることによって２つのノズル列を形成する複数のノズル３１を備えているが、インクジェットヘッド１２とは異なり、紙幅方向に、記録用紙Ｐのほぼ全長にわたって延びている。また、これら４つのインクジェットヘッド２４１は、紙送り方向に沿って配列されており、これに対応して、ヘッド保持板１１には、紙幅方向にそのほぼ全長にわたって延びているとともに、紙送り方向に配列された４つの貫通孔２４２が形成されている。

４つのインクジェットヘッド２４１は、４本のチューブ２４３を介して４つのインクカートリッジ２４４と接続されている。インクカートリッジ２４４には、図１２の右側に配置されたものから順に、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが充填されており、インクカートリッジ２４４に充填されたインクが、それぞれ、チューブ２４３を介してインクジェットヘッド２４１に供給される。そして、４つのインクジェットヘッド２４１のノズル３１からは、図１２の上に配置されているものから順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを吐出する。

この場合には、仮に、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が紙幅方向に伸びたとすると、ヘッド保持板１１の各部分における紙幅方向への伸び量は異なるため、インクジェットヘッド２５１間で、紙幅方向への変位量が互いに異なる。その結果、紙幅方向に関して、記録用紙Ｐにおける色毎のインクの着弾位置がずれてしまう。

しかしながら、変形例１１においても、温度上昇により膨張したヘッド保持板１１が湾曲するため、インクジェットヘッド２４１間での紙幅方向に関するノズル３１のずれが低減され、記録用紙Ｐにおける色毎のインクの着弾位置のずれを低減することができる。

また、以上の例では、各インクジェットヘッドの複数のノズル３１が紙送り方向と直交する紙幅方向に沿って配列されており、ノズル列方向が紙幅方向と平行となっていたが、これには限られない。別の一変形例（変形例１２）では、図１３に示すように、複数のインクジェットヘッド２５１が紙幅方向に沿って千鳥状に配列されているが、各インクジェットヘッド２５１の複数のノズル３１は、紙送り方向（所定の一方向）に沿って配列されていることによって、２つのノズル列２５２を形成している。すなわち、ノズル列方向が、紙送り方向と平行となっている。なお、変形例１２では、複数のインクジェットヘッド２５１とインクカートリッジ３５とがそれぞれ個別にチューブ３４を介して接続されているが、図１３では、図面を見やすくするために、これらのチューブ３４のうちの１つのみを図示している。

この場合には、仮に、ヘッド保持板１１が温度上昇により膨張したときに、紙幅方向に伸びたとすると、インクジェットヘッド２５１の間で、紙幅方向に関するノズル３１のずれが生じてしまう。しかしながら、変形例１２においても、ヘッド保持板１１が、温度上昇により膨張したときに、上に凸となるように湾曲するため、インクジェットヘッド２５１の間における、紙幅方向に関するノズル３１のずれを低減することができる。

また、複数のノズル３１は、紙送り方向及び紙幅方向のいずれかの方向に沿って配列されていることにも限られず、紙送り方向及び紙幅方向と交差する所定の一方向に沿って配列されていてもよい。

また、以上の例では、ヘッド保持板の紙送り方向と直交する方向への伸びを規制することによって、温度上昇により膨張するヘッド保持板をノズル面と直交する方向に湾曲させる規制部材と、ヘッド保持部材の湾曲を、ノズル面と直交する特定方向側に凸となるようにする規定手段とを備え、ヘッド保持板を湾曲させることによって、ヘッド保持板を上方あるいは下方に変位させたが、本発明の参考例では、これには限られない。例えば、本発明の参考例では、ヘッド保持板が温度上昇により膨張したときに、ヘッド保持板を、水平な回動軸を中心に回動させて傾けることによって、ヘッド保持板を上方あるいは下方に変位させるなどしてもよい。

また、以上の例では、本発明を、ノズルからインクを吐出インクジェットヘッドを備えたプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られず、インク以外の液体を吐出する、プリンタ以外の液体吐出装置に、本発明を適用することも可能である。

１ プリンタ
３ 用紙搬送ローラ
４ プラテン
１１ ヘッド保持板
１２ インクジェットヘッド
１２ａ ノズル面
１３ 規制部材
２１ 高膨張部材
３１ ノズル
３２ ノズル列
１５３ 規制部
１５４ 連結部
１５５ ボルト
１５５ａ 胴体部
１５５ｂ 頭部
２０１ 低膨張部材
２１１ 高膨張部材
２１２ 低膨張部材
２２１ ヘッド保持板
２３１ ヘッド保持板
２４１ インクジェットヘッド
２５１ インクジェットヘッド
２５２ ノズル列

Claims (10)

1. 所定の方向に配列された複数のノズルをそれぞれ有する複数の液体吐出ヘッドと、
   前記複数の液体吐出ヘッドを、一平面に沿って配置された状態で保持する保持部材と、
   前記液体吐出ヘッドから液体が吐出される吐出対象を、前記一平面に沿った搬送方向に搬送する搬送手段と、
   温度変化によって前記一平面上において前記搬送方向と交差する交差方向に伸びる前記保持部材を、前記複数のノズルが形成されたノズル面と交差する方向のうち一方側である特定方向に変位させる変位手段と、を備えており、
   前記変位手段は、
   前記保持部材を前記交差方向から挟むように配置されており、前記保持部材の温度上昇による前記交差方向への伸びを規制することによって、前記保持部材を前記ノズル面と交差する方向に湾曲させる規制部材と、
   前記保持部材の湾曲を、前記特定方向側に凸となるように規定する規定手段と、を有していることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記規定手段は、前記保持部材の前記特定方向側の面に接合された、前記保持部材よりも線膨張係数の大きい高膨張部材、及び、前記保持部材の前記特定方向側と反対側の面に接合された、前記保持部材よりも線膨張係数の小さい低膨張部材の少なくともいずれか一方を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記規定手段は、前記保持部材の前記特定方向側と反対側の面に形成された凹部、及び、前記保持部材の前記特定方向側の面に形成された凸部の少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記規定手段は、
   前記保持部材の前記特定方向側に、前記保持部材と対向するように配置されているとともに、前記ノズル面と直交する方向に延びた貫通孔が形成された、前記保持部材を固定するための固定部材と、
   前記固定部材の前記貫通孔を貫通するように配置されているとともに、前記貫通孔に沿って移動可能となっており、その一端部が前記保持部材に固定された棒状の胴体部と、前記胴体部の他端部に設けられており、前記貫通孔よりも径が大きく、前記固定部材の前記保持部材と反対側の面に接触する頭部とを有する棒状部材と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記規制部材が、前記保持部材の縁部の全周を取り囲むように配置されていることにより、前記保持部材の前記ノズル面と平行な全ての方向への伸びを規制することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出装置。
6. 前記保持部材が、前記ノズル面と直交する方向から見て略円形であることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
7. 前記複数の液体吐出ヘッドの前記ノズル面と対向して配置されており、シート状の前記吐出対象を前記ノズル面と反対側から支持する支持部材と、
   前記保持部材の湾曲に合わせて、前記支持部材の前記吐出対象を支持する支持面を、前記特定方向側に凸となるように湾曲させる湾曲手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出装置。
8. 前記保持部材の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段によって検出された温度、前記保持部材の温度変化と前記複数のノズルと前記吐出対象との距離の変化との関係、及び、前記複数のノズルと前記吐出対象との距離の変化と前記吐出対象における液体の着弾位置の変化との関係に基づいて、前記複数のノズルから吐出される液体の吐出タイミングを調整する吐出タイミング調整手段と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出装置。
9. 前記特定方向が、前記複数のノズルから吐出される液体の吐出方向と反対方向であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出装置。
10. 前記交差方向が、前記複数液体吐出ヘッドの並ぶ方向と一致することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体吐出装置。

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