JP5976276B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に関し、特に、液体噴射ヘッドユニットの走査位置の認識に用いられるリニアエンコーダーを備えた液体噴射装置に関するものである。

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、上記の画像記録装置では記録ヘッドから液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置では色材噴射ヘッドからＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置では生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。

液体噴射装置には、液体噴射ヘッドを記録用紙などの着弾対象に対して移動（走査）させながら液体の噴射を行う構成のものがある。このような液体噴射装置では、着弾対象（例えば、プリンターにおける記録紙が相当する。）に対して液滴を位置精度良く着弾させる必要があるため、液体噴射ヘッドの走査位置を認識するリニアエンコーダーが設けられている。このリニアエンコーダーは、長尺方向に一定間隔で付された目盛を有するリニアスケールと、リニアスケールの目盛を読み取る検出器とからなり、磁気方式や光学方式などの種々の検出方式のものがある。そして、液体噴射装置内には、リニアスケールが液体噴射ヘッドの走査範囲に亘って配設されている。例えば、液体噴射装置の一種であるプリンターでは、記録ヘッドの移動に伴って上記のリニアエンコーダーの検出器からエンコーダーパルスが発生され、このエンコーダーパルスからタイミング信号ＰＴＳ（print timing signal）を生成し、このエンコーダＰＴＳ信号に同期させて印字データの転送や駆動信号の発生、記録ヘッドからのインクの噴射等の制御を行っている（例えば、特許文献１参照。）。このような制御を行うことで、液体噴射ヘッドの実際の位置と制御上の位置を高い精度で一致させることができ、液滴の着弾位置精度を高めることができる。

特開２０１０−２１４６０８号公報

ここで、上記プリンターには、ノズルを複数列設してなるノズル列を有する記録ヘッドをサブキャリッジなどのヘッド固定部材に対して走査方向に複数並べて固定したものを１つのヘッドユニットとする構成を採用するものがある。このような構成を採用するプリンターにおいて、上記のリニアスケールとヘッド固定部材の材質が異なる場合、両者の線膨張係数も異なる。このため、環境温度の変化によるサブキャリッジの変形に伴う各記録ヘッドのノズル列間距離の変化量とリニアスケールの変形量との違いにより、ヘッド固定部材に固定されている各記録ヘッド間で、記録媒体上での液滴の着弾位置にずれが生じることがある。その結果、記録画像等の画質の低下を招く虞があった。特に、ヘッド固定部材に固定される液体噴射ヘッドの数がより多く、主走査方向により長尺なヘッドユニットほど、線膨張係数の違いに基づく着弾位置ずれの影響が大きくなる傾向となる。このような問題を防止するべく、リニアスケールとヘッド固定部材を同一の材料で構成することも考えられるが、材料の選定の自由度が制限されることになる。

なお、このような問題は、インクを噴射する記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、ヘッド固定部材に対して複数の液体噴射ヘッドを複数固定して液体噴射ヘッドユニットを構成し、当該液体噴射ヘッドユニットの走査方向の位置をリニアエンコーダーで検出する構成を採用する他の液体噴射装置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てなされたものであり、その目的は、環境温度の変化が生じた場合においても着弾対象に対する液体の着弾精度を確保することが可能な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、液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッド、および、当該液体噴射ヘッドが第１の方向に並べて複数固定されるヘッド固定部材を有する液体噴射ヘッドユニットと、
当該液体噴射ヘッドユニットを前記第１の方向に移動させるヘッドユニット移動手段と、
前記第１の方向に沿って配設されたリニアスケール、および、当該リニアスケールに形成された目盛を読み取る検出部を有するリニアエンコーダーと、
を備え、前記リニアエンコーダーからの検出信号に基づき各液体噴射ヘッドの液体噴射を制御する液体噴射装置であって、
液体噴射装置の使用上における基準温度からの予想最大温度変化をΔｔ、着弾対象上の前記第１の方向におけるドット形成解像度に対応する液体の着弾間隔をＰ、前記ヘッド固定部材における各液体噴射ヘッドの最長ノズル列間距離をＬ、前記ヘッド固定部材の線膨張係数をα１、前記リニアスケールの線膨張係数をα２（≠α１）としたとき、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすことを特徴とする。

本発明によれば、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすようにヘッド固定部材およびリニアスケールの材質を選定することで、液体噴射装置を使用する環境温度が変化した場合においても、ヘッド固定部材に取り付けられている異なる液体噴射ヘッド同士における着弾対象上の液体の相対的な着弾位置ずれが許容範囲内に抑えられる。その結果、例えば、着弾対象としての記録媒体に記録した画像の画質への影響を抑制することができる。また、ヘッド固定部材およびリニアスケールの材料を必ずしも同一にしなくてもよく、材料の選定の自由度が確保される。

プリンターの内部構成の一部を示す斜視図である。 プリンターの内部構成の一部を示す平面図である。 リニアスケールの部分拡大図である。 キャリッジの上面図である。 キャリッジの正面図である。 キャリッジの側面図である。 キャリッジの下面図である。 ヘッドユニットの斜視図である。 ヘッドユニットの上面図である。 ヘッドユニットの下面図である。 記録ヘッドの構成を説明する斜視図である。 プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 一端部ノズル列と他端部ノズル列との間におけるインクの着弾位置ずれについて説明する模式図である。 サブキャリッジとリニアスケールの材質の組み合わせの具体例を示す表である。

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）を例に挙げて説明する。

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の平面図である。例示したプリンター１は、記録用紙、布、フィルム等の記録媒体（着弾対象）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（以下、単にキャリッジ３とも言う。）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（本発明における第１の方向に相当）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、主走査方向に沿って長尺なガイドロッド４が取り付けられている。キャリッジ３は、その背面側に設けられた軸受け部７（図６参照。）にガイドロッド４が嵌合することで、これらのガイドロッド４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の一端側（図２における右端部）には、キャリッジ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における反対側（図２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（図１参照）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３がガイドロッド４に沿って主走査方向に移動する。即ち、これらのキャリッジモーター８、駆動プーリー、遊転プーリー、およびタイミングベルト９は、キャリッジ移動機構６（本発明におけるヘッドユニット移動手段に相当）を構成している。この他、プリンター１には、図示しない給紙トレイから給紙された記録用紙を、主走査方向に直交する副走査方向に搬送する搬送機構２３（図１２参照）を備えている。

このプリンター１では、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット１７（本発明における液体噴射ヘッドユニットの一種。）の走査位置がリニアエンコーダー１１によって検出される。このリニアエンコーダー１１は、フレーム２の背面の内壁に主走査方向に沿って張設されたリニアスケール１０と、キャリッジ３の背面に取り付けられた検出部１６（図６）とを備えている。リニアエンコーダー１１の検出方式としては光学式や磁気式などがあるが、本実施形態のプリンター１では光学式のリニアエンコーダー１１が採用されている。図３に示すように、リニアスケール１０は帯状の部材であり、本実施形態においては、基材１０ａの長手方向に沿って複数の縦スリット１０ｂ（帯幅方向に長尺なスリット）が形成されている。基材１０ａは、スリット１０ｂに比べて透過率が十分に小さく、或いは、光を通さない。各スリット１０ｂは、基材１０ａの長手方向に一定ピッチ、例えば１８０ｄｐｉに相当するピッチで形成されている。また、検出部１６は、互いに対向配置された一対の発光素子１６ａと受光素子１６ｂとによって構成され、上記のリニアスケール１０は、発光素子１６ａと受光素子１６ｂとの間を通るように配置される。そして、検出部１６は、リニアスケール１０のスリット１０ｂでの受光状態とスリット以外の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。なお、基材１０ａとスリット１０ｂとの間における光の透過率の大小関係は、例示したものとは反対であってもよい。

リニアエンコーダー１１は、キャリッジ３の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向におけるキャリッジ３の位置情報として出力する。これにより、後述するプリンターコントローラー６１（図１２参照）は、このリニアエンコーダー１１からのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ３に搭載されたヘッドユニット１７の走査位置を認識しながら、当該ヘッドユニット１７の各記録ヘッド１８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、主走査方向の一端側のホームポジションから反対側の端部（フルポジション）へ向けてキャリッジ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２に示すように、キャリッジ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、待機状態の記録ヘッド１８のノズル形成面５３（図１１参照）をキャッピングするキャッピング部等が設けられている。

図４はキャリッジ３の平面（上面）図、図５はキャリッジ３の正面図、図６はキャリッジ３の右側面図、図７はキャリッジ３の底面図である。なお、図４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３は、後述するヘッドユニット１７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。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。

図８はヘッドユニット１７の斜視図であり、（ａ）は流路部材２４が取り付けられた状態、（ｂ）は流路部材２４が外された状態をそれぞれ示している。また、図９はヘッドユニット１７の上面図、図１０はヘッドユニット１７の下面図である。

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が取り付けられるサブキャリッジ２６（本発明におけるヘッド固定部材の一種）と、流路部材２４と、を備えている。サブキャリッジ２６は、記録ヘッド１８が固定される板状のベース部２６ａと、このベース部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、から上面が開口した中空箱体状に形成されている。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）を収容する収容部として機能する。

サブキャリッジ２６のベース部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、四方の辺部から成る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）には、各記録ヘッド１８の取り付け位置に対応して、図示しない止着穴が開設されている。

本実施形態においては、図１０に示すように、第１の記録ヘッド１８ａ、第２の記録ヘッド１８ｂ、第３の記録ヘッド１８ｃ、第４の記録ヘッド１８ｄ、及び第５の記録ヘッド１８ｅの合計５つの記録ヘッド１８が、後述するサブタンク３７をヘッド挿通開口２８の下方から挿通させて収容部内に収容し、ノズル列に直交する方向（プリンター１に組み付けた状態における主走査方向）に横並びで、ベース部２６ａに位置決めされた状態でそれぞれネジ留めによって固定される。そして、これらの記録ヘッド１８は、各ノズル列５６にそれぞれ割り当てられるインクの色の配列がヘッド並設方向（即ち、記録動作時における主走査方向）の中心（図１０における仮想線Ｌｃ）から同方向において対称となるように、サブキャリッジ２６に固定される。例えば、ヘッド並設方向の中央から当該方向の両外側に向かって、ブラックインク、イエローインク、ライトブルーインク、シアンインク、マゼンタインクの順となるように対称配列とされる。このような各記録ヘッド１８の位置関係を採用することにより、往路と復路とで記録媒体に対する各色のインクの着弾順序を揃えることが可能となる。これにより、異なる色のドット同士の重なり順も往復で揃うので、記録画像等の画質の低下を抑えることが可能となる。

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のヘッドユニット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。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（サブキャリッジ２６に固定される側の面とは反対側の面）には、図９に示すように、チューブ接続部３４が設けられている。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。各インク分配流路を通過したインクは、流路接続部３８を通じて各記録ヘッド１８のサブタンク３７に流入する。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。

図１１は、サブキャリッジ２６に取り付けられる各記録ヘッド１８（液体噴射ヘッドの一種）の構成を説明する斜視図である。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。
記録ヘッド１８は、ノズル５１に連通する圧力室を含むインク流路を形成する流路ユニットや、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧電振動子或いは発熱素子などの圧力発生手段（何れも図示せず）をヘッドケース５２に備えている。この記録ヘッド１８は、後述する駆動信号生成回路６０からの駆動信号ＣＯＭに含まれる駆動パルスを圧力発生手段に印加して圧力発生手段を駆動することにより、ノズル５１からインクを噴射して記録紙等の記録媒体に着弾させる記録動作を行うように構成されている。各記録ヘッド１８のノズル形成面５３には、インクを噴射するノズル５１が複数列設されてノズル列５６（ノズル群の一種）が構成され、このノズル列５６がノズル列に直交する方向に２列並べて形成されている。１つのノズル列５６は、例えば３６０ｄｐｉのピッチで開設された３６０個のノズル開口から成る。各ノズル列５６に対応するインク流路や圧力発生手段等はそれぞれ個別に設けられている。

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を固定している。また、ヘッドケース５２の内部に形成された収容空部内には圧力発生手段などを収容し、先端面とは反対側の基端面側（上面側）には、流路ユニット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。上記サブタンク３７は、流路部材２４からのインクを記録ヘッド１８の圧力室側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のインク分配流路に接続される流路接続部３８（図８（ｂ）参照）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との液密性が確保される。また、サブタンク３７の内部には、圧力発生手段に駆動信号を供給するための駆動基板が２枚設けられている（図示せず）。この駆動基板には、上記の信号ケーブル１５が電気的に接続される。そして、当該信号ケーブル１５を通じてプリンター１の駆動信号生成回路６０から送られてくる駆動信号が、駆動基板を介して圧力発生手段側に供給される。

次に、プリンター１の電気的構成を説明する。
図１２は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。外部装置としてのコンピューターＣＰは、プリンター１と通信可能に接続されている。コンピューターＣＰは、プリンター１において記録紙等の記録媒体に画像を記録させるため、その画像に応じた印刷データをプリンター１に送信する。

本実施形態におけるプリンター１は、上記した搬送機構２３、キャリッジ移動機構６、駆動信号生成回路６０（駆動信号生成手段の一種）、ヘッドユニット１７、及び、プリンターコントローラー６１を有する。駆動信号生成回路６０は、プリンターコントローラー６１から送られた駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの電圧信号を生成する。また、駆動信号生成回路６０は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、記録媒体に対する印刷処理（記録処理或いは噴射処理）時に記録ヘッド１８の圧力発生手段に印加されるものであり、繰り返し周期である単位期間内に噴射駆動パルスを少なくとも１つ以上含む一連の信号である。ここで、噴射駆動パルスとは、記録ヘッド１８のノズル５１から液滴状のインクを噴射させるために、圧力発生手段に所定の動作を行わせるものである。

プリンターコントローラー６１は、プリンターの制御を行うための制御ユニットである。プリンターコントローラー６１は、インターフェース部６３と、ＣＰＵ６４と、メモリー６５とを有する。インターフェース部６３は、外部装置であるコンピューターＣＰとプリンター１との間で、コンピューターＣＰからプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、コンピューターＣＰがプリンター１の状態情報を受け取ったりする等プリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ６４は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６５は、ＣＰＵ６４のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子を有する。ＣＰＵ６４は、メモリー６５に格納されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。

プリンターコントローラー６１は、リニアエンコーダー１１から出力されるエンコーダーパルスＥＰからタイミングパルスＰＴＳを生成するタイミングパルス生成手段として機能する。このタイミングパルスＰＴＳは、駆動信号生成回路６０が発生する駆動信号ＣＯＭの発生開始タイミングを定める信号である。つまり、駆動信号生成回路６０は、このタイミングパルスを受信する毎に駆動信号ＣＯＭを出力する。なお、例えば、タイミングパルスＰＴＳを、主走査方向におけるドット形成解像度（設計・仕様上基本とするインクの着弾間隔。ラスター解像度とも言う。）の７２０ｄｐｉに対応する間隔で出力する場合、エンコーダーパルスＥＰが１８０ｄｐｉに対応する間隔で発生されているため、制御部３７は、エンコーダーパルスＥＰを４逓倍することでタイミングパルスＰＴＳを生成する。

ここで、上記プリンター１では、当該プリンター１を使用する環境温度の基準値を例えば２５℃とし、この基準温度下で使用した場合に、設計上最も望ましい印刷結果が得られるように設計されている。ところが、ユーザーがプリンター１を使用する環境では必ずしも基準温度とはならない。例えば、環境温度が基準温度よりも高まった場合、プリンター１を構成する各部材が熱膨張することにより、各記録ヘッド１８のノズル５１から噴射されたインクの記録媒体における着弾位置に誤差が生じる可能性がある。同様に、環境温度が基準温度よりも低くなった場合には、各部材が収縮することで着弾誤差が生じる可能性がある。各記録ヘッド１８のインク噴射のタイミング制御は、リニアエンコーダー１１から出力されるエンコーダーパルスＥＰに基づいて行われるので、リニアスケール１０の膨張又は収縮による変形量と、サブキャリッジ２６の膨張又は収縮による変形量とが異なると着弾誤差が生じてしまう。特に、サブキャリッジ２６に固定される記録ヘッド１８の数がより多く、主走査方向により長尺なヘッドユニット１７ほど、線膨張係数の違いに基づく着弾位置ずれの影響が大きくなる傾向となる。

上記の問題に鑑み、本発明に係るプリンター１では、プリンター１の使用上における基準温度からの予想最大温度変化をΔｔ、主走査方向におけるラスター解像度をＰ、サブキャリッジ２６における各記録ヘッド１８の最長ノズル列間距離をＬ、サブキャリッジ２６の線膨張係数をα１、リニアスケール１０の線膨張係数をα２としたとき、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすように、サブキャリッジ２６およびリニアスケール１０の材質が選定されている。ここで、最長ノズル列間距離Ｌは、図１０に示すように、サブキャリッジ２６に固定される記録ヘッド１８のうち、ヘッド並設方向（主走査方向に相当）の一端部（図１０における左端部）に位置する第１の記録ヘッド１８ａのヘッド並設方向外側（左側）のノズル列５６（以下、適宜、一端ノズル列５６という。）と、ヘッド並設方向の他端部（図１０における右端部）に位置する第１の記録ヘッド１８ａのヘッド並設方向外側（右側）のノズル列５６（以下、適宜、他端ノズル列５６という。）との間の距離である。

即ち、リニアエンコーダー１１によるリニアスケール１０の目盛（スリット１０ｂ）の検出位置が、サブキャリッジ２６におけるヘッド並設方向の中心（図１０における仮想線Ｌｃ）に相当する位置である場合、この検出位置からより遠くに位置するノズル列５６ほど温度変化に起因する膨張又は収縮の影響を受けやすく、最も遠い位置にある一端ノズル列５６および他端ノズル列５６が膨張又は収縮の影響を最も受ける。このため、プリンター１の通常の使用において最大の温度変化Δｔが生じた場合の、サブキャリッジ２６の膨張又は収縮による主走査方向両端のノズル列５６の間隔の変化量（α１×Ｌ×Δｔ）と、リニアスケール１０の膨張又は収縮による主走査方向の変化量（α２×Ｌ×Δｔ）との差の絶対値が、主走査方向のインク着弾密度Ｐの半分以下の範囲に収まるようにすることで、プリンター１を使用する環境温度が変化した場合においても、サブキャリッジ２６に取り付けられている各記録ヘッド１８間において、記録媒体上のインクの相対的な着弾位置ずれが抑制される。

図１３は、ヘッド並設方向（主走査方向）両端部に位置する一端部ノズル列５６と他端部ノズル列５６との間におけるインクの着弾位置ずれについて説明する模式図である。なお、図１３（ａ）は基準温度下におけるドットＤの配列を示し、図１３（ｂ）は環境温度が基準温度からΔｔだけ変化した状態におけるドットの配列を示している。また、同図において左右方向がヘッドユニット１７の主走査方向であり、左から右へ向かう方向が往路、右から左へ向かう方向が復路である。この例では、往路の走査時に第１の記録ヘッド１８ａの一側ノズル列５６のノズル５１からインクを連続的に噴射して、７６０ｄｐｉ、即ち、３５．２μｍ間隔で上段のドット群を形成し、同様に、復路の走査時に第５の記録ヘッド１８ｅの他側ノズル列５６のノズル５１からインクを連続的に噴射して７６０ｄｐｉで下段のドット群を形成した場合について示している。

図１３（ａ）に示すように、本発明に係るプリンター１は、基準温度下において往復のインクの主走査方向の着弾位置（ドットの形成位置）が揃うように設計されている。一方、図１３（ｂ）に示すように、環境温度が基準温度からΔｔだけ変化した場合において、温度変化によるサブキャリッジ２６の変形に伴う一端ノズル列５６と他端ノズル列５６との距離の変化量とリニアスケール１０の長手方向の変形量との差により、上段のノズル群と下段のノズル群とに、上記の差に応じた着弾位置ずれが生じる。しかしながら、この位置ずれ量Ｘ（両端のノズル列５６間の距離の変化量とリニアスケール１０の変形量との差）が、ラスター解像度Ｐの１／２以下、即ち、Ｘ≦１７．６μｍとなれば、記録画像における粒状性（視覚的に感じる画像のざらつき）や色の濃度への影響を許容範囲内に収めることができる。即ち、記録された画像を見たときに人の目に感じる粒状性や色の濃度に関し、位置ずれが生じていない状態と位置ずれが生じている状態とで差が感じられない程度に着弾位置ずれを抑制することができる。また、コンピューターＣＰからの印刷データ（画素データ）に対してディザ処理を行う際に用いられるディザマスク（ディザマトリックス）を設計する上で、位置ずれ量Ｘがラスター解像度Ｐの１／２以下であれば、粒状性や色差への影響が許容範囲内となるようにマトリックスの閾値等を定めることができる。なお、一端ノズル列５６と他端ノズル列５６の間における相対的な着弾位置ずれが許容範囲内に収められることで、その他の各記録ヘッド１８のノズル列５６同士の着弾位置ずれはこれよりも小さくなる。

図１４は、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすサブキャリッジ２６とリニアスケール１０の材質の組み合わせの具体例を示す表である。なお、この例において、一端ノズル列５６と他端ノズル列５６との距離Ｌは６５ｍｍ、予想最大温度変化Δｔは１５℃、ラスター解像度Ｐは７２０ｄｐｉ（３５．３μｍ）となっている。例１は、サブキャリッジ２６の材質として変性ポリフェニレンエーテル樹脂、リニアスケール１０の材質としてポリエステルを採用した例であり、サブキャリッジ２６の線膨張係数α１が５．０×１０^-5／℃、リニアスケール１０の線膨張係数α２が６．０×１０^-5／℃である。この例１では、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ＝９．８μｍとなり、Ｐ／２（＝１７．６μｍ）以下の条件を満たす。同様に、例２は、サブキャリッジ２６の材質としてアルミニウム合金、リニアスケール１０の材質としてステンレス鋼を採用した例であり、また、例３は、サブキャリッジ２６およびリニアスケール１０の材質としていずれもステンレス鋼を採用した例であり、さらに例４は、サブキャリッジ２６の材質としてステンレス鋼、リニアスケール１０の材質としてガラスを採用した例である。何れの例においても、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たす。なお、材質の組み合わせや線膨張係数の具体的数値については、本実施形態で例示したものには限定されない。

このように、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすようにサブキャリッジ２６およびリニアスケール１０の材質を選定することで、プリンター１を使用する環境温度が変化した場合においても、サブキャリッジ２６に取り付けられている異なる記録ヘッド１８同士における記録媒体上のインクの相対的な着弾位置ずれが許容範囲内に抑えられ、記録媒体に記録した画像の画質への影響を抑制することができる。特に、本実施形態のように、同色のノズル列５６を有する記録ヘッド１８の組を複数有する構成において、同色インク間の着弾位置ずれを防止することができる。また、サブキャリッジ２６およびリニアスケール１０の材料を必ずしも同一にしなくてもよく、材料の選定の自由度が確保される。

なお、本発明は、上記した各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、ヘッド固定部材としてのサブキャリッジ２６に取り付けられる記録ヘッド１８の構成や個数に関しては、上記実施形態で例示したものには限られない。
また、上記したように、リニアエンコーダー１１としては、周知の種々の方式のものを採用することができ、リニアスケール１０の目盛（スリット１０ｂ）の構成やパターンも上記実施形態で例示したものには限られない。

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複数の液体噴射ヘッドを複数固定して液体噴射ヘッドユニットを構成し、当該液体噴射ヘッドユニットの走査方向の位置をリニアエンコーダーで検出す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，１０…リニアスケール，１１…リニアエンコーダー，１７…ヘッドユニット，１８…記録ヘッド，２６…サブキャリッジ，５１…ノズル，５６…ノズル列，６０…駆動信号生成回路，６１…プリンターコントローラー

Claims (1)

1. 液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッド、および、当該液体噴射ヘッドが第１の方向に並べて複数固定されるヘッド固定部材を有する液体噴射ヘッドユニットと、
   当該液体噴射ヘッドユニットを前記第１の方向に移動させるヘッドユニット移動手段と、
   前記第１の方向に沿って配設されたリニアスケール、および、当該リニアスケールに形成された目盛を読み取る検出部を有するリニアエンコーダーと、
   を備え、前記リニアエンコーダーからの検出信号に基づき各液体噴射ヘッドの液体噴射を制御する液体噴射装置であって、
   液体噴射装置の使用上における基準温度からの予想最大温度変化をΔｔ、着弾対象上の前記第１の方向におけるドット形成解像度に対応する液体の着弾間隔をＰ、前記ヘッド固定部材における各液体噴射ヘッドの最長ノズル列間距離をＬ、前記ヘッド固定部材の線膨張係数をα１、前記リニアスケールの線膨張係数をα２（≠α１）としたとき、Ｌ（｜α１−α２｜）Δｔ≦Ｐ／２を満たすことを特徴とする液体噴射装置。

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