(57)【要約】【課題】構造を極めて簡略化することができ且つヘッド本体を高精度に位置合わせした状態でフレームに固定することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】ノズルから液滴を噴射するヘッド本体１０と、ヘッド本体１０が固定されるフレーム２０と、ヘッド本体１０をフレーム２０に固定させる取り付け板３１，３２と、取り付け板３１，３２に設けられた挿通部３４，３５に挿通されてヘッド本体１０の位置合わせの基準となる基準ピン４１，４２と、基準ピン４１，４２を取り付け板３１，３２の面内一方向に付勢する付勢部材５０とを有する構成とする。【選択図】図３
2010030228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液滴を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定されるフレームと、前記ヘッド本体を前記フレームに固定させる取り付け板と、該取り付け板に設けられた挿通部に挿通されて前記ヘッド本体の位置合わせの基準となる基準ピンと、該基準ピンを前記取り付け板の面内一方向に付勢する付勢部材とを有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記基準ピンが、前記付勢部材によって前記ノズルの列設方向に沿って付勢されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記付勢部材が、前記ヘッド本体に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記基準ピンが、前記ヘッド本体の回転支点となる第１のピンと、前記ヘッド本体の前記第１のピンを基準とした角度を変化させる第２のピンとを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第２のピンは、その一端側の回転中心と他端側の回転中心とが偏心していることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液滴を噴射するヘッド本体がフレームに固定されてなる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドを搭載する液体噴射装置の代表例としては、例えば、インクジェット式記録装置が挙げられる。インクジェット式記録装置には、キャリッジに搭載されたインクジェット式記録ヘッドを移動させながら印刷を行うシリアル型のものと、記録媒体の全副に亘って配置されたノズルからインクを噴射して印刷を行うライン型のものとが実用化されている。
【０００３】
インクジェット式記録装置に搭載されるインクジェット式記録ヘッドとしては、インクタンク等からインクが供給される複数のヘッド本体で構成されたものがある。具体的には、複数のインクジェットヘッド（ヘッド本体）を位置合わせした状態でプレート（フレーム）に固定し、記録媒体の全幅に亘って配置されたノズルを有するインクジェット式記録ヘッドを構成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このように複数のヘッド本体がフレームに固定された構造では、各ヘッド本体を高精度に位置合わせした状態でフレームに固定する必要がある。各ヘッド本体が高精度に位置合わせされていないと、各ヘッド本体の継ぎ目に位置するノズルのピッチにバラツキが発生してしまう虞があるからである。
【０００５】
ヘッド本体の位置合わせ機構としては、多くのものが提案されているが、その一つとして、例えば、インクジェットヘッド（ヘッド本体）を支持する２つの可動支点部材と１つの板バネを備えるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
この特許文献２に記載の構造では、インクジェットヘッドが板ばねによって２つの可動支点部材に付勢され、この状態でこれら２つの可動支点部材の位置を移動させることで、インクジェットヘッドの位置を調整している。
【０００７】
【特許文献１】再公表特許ＷＯ２００４／０２２３４４号公報
【特許文献２】特開２００４−９０４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、近年ノズルの高密度化が図られており、それに伴い各ヘッド本体の位置合わせも極めて高精度に行うことが必要となってきている。上述の特許文献２に記載の構成によってもヘッド本体を所定の精度を持って位置合わせすることはできる可能性はある。しかしながら、部品点数が多く構造が複雑であり、製造コストが高くなってしまう虞がある。また部品点数が多いことで、部品の公差の積み重ねが位置合わせ精度に影響することが考えられる。
【０００９】
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドに限られず、インク以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、構造を極めて簡略化することができ且つヘッド本体を高精度に位置合わせした状態でフレームに固定することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明は、ノズルから液滴を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定されるフレームと、前記ヘッド本体を前記フレームに固定させる取り付け板と、該取り付け板に設けられた挿通部に挿通されて前記ヘッド本体の位置合わせの基準となる基準ピンと、該基準ピンを前記取り付け板の面内一方向に付勢する付勢部材とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明では、挿通孔に挿通された基準ピンを基準としてヘッド本体が位置合わせされている。このため液体噴射ヘッドの構造を簡素化することができると共に、ヘッドの小型化を図ることができる。
【００１２】
ただし、このような構造では、基準ピンと挿通孔との間に隙間が存在し、ヘッド本体の位置ずれが生じやすくなる虞がある。特に、ヘッド本体の位置調整時、或いは取り付け板のフレームへの固定時等に、ヘッド本体の位置ずれが生じ易い。
【００１３】
しかしながら、本発明では、基準ピンを付勢部材によって付勢するようにしているため、基準ピンは常に挿通孔の内面に当接した状態であるため、ヘッド本体の位置ずれの発生が抑えられる。
【００１４】
ここで、前記基準ピンが前記付勢部材によって前記ノズルの列設方向に沿って付勢されていることが好ましい。ノズルの列設方向に直交する方向におけるヘッド本体の位置ずれは、液滴を噴射するタイミングを調整することである程度補正することができるが、ノズルの列設方向におけるヘッド本体の位置ずれは、制御による補正が難しい。このため、基準ピンをノズルの列設方向に沿って付勢して、ヘッド本体をノズルの列設方向において特に高精度に位置合わせしておくことが好ましい。
【００１５】
また前記付勢部材が、前記ヘッド本体に設けられていることが好ましい。これにより、付勢部材の組み付けが容易となり、ヘッド本体の取り替え作業も行いやすくなる。
【００１６】
前記基準ピンは、例えば、前記ヘッド本体の回転支点となる第１のピンと、前記ヘッド本体の前記第１のピンを基準とした角度を変化させる第２のピンとを含む。これら第１のピン及び第２のピンのそれぞれが付勢部材によって付勢されていることで、ヘッド本体の位置ずれの発生がより確実に抑えられる。
【００１７】
また、前記第２のピンは、その一端側の回転中心と他端側の回転中心とが偏心していることが好ましい。これにより当該第２のピンを回転させることで前記ヘッド本体の角度を容易に変化させることができる。
【００１８】
さらに本発明は、上記のような液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。かかる本発明では、液滴を所望の位置に正確に噴射することができる液体噴射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略を示す斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの一部を示す下面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′断面図である。
【００２０】
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示するように、複数のヘッド本体１０と、これら複数のヘッド本体１０が位置合わせされた状態で取り付けられるフレーム２０とを具備する。本実施形態では、複数個のヘッド本体１０が千鳥状に配されてフレーム２０に取り付けられている。
【００２１】
各ヘッド本体１０には、図示しないが圧力発生室等のインク流路や圧力発生室内に圧力を発生させる圧電素子又は発熱素子等の圧力発生手段が設けられている。なお、これらの構成は公知であるため、詳細な説明及び図示は省略する。そして、ヘッド本体１０は、その下端面側に各圧力発生室に連通するノズル１１が穿設されたノズルプレート１２を有する。ノズルプレート１２には、ノズル１１が直線状に複数配されたノズル列１３が横並びに複数設けられている。例えば、本実施形態では、１８０ｄｐｉの配列密度でノズル１１が直線状に配されて各ノズル列１３が構成されており、ノズルプレート１２には、このようなノズル列１３が８列設けられている。そして各ヘッド本体１０は、これら各ノズル列１３のノズル１１からブラックインクと複数色のカラーインクとがそれぞれ噴射されるように構成されている。なおノズル列１３の数は特に限定されず、噴射するインク色の数等に応じて適宜決定されればよい。
【００２２】
また各ヘッド本体１０には、第１の取り付け板３１と、第２の取り付け板３２とがそれぞれ固定されている。これら第１及び第２の取り付け板３１，３２は、ノズル列１３とは直交する方向で、各ヘッド本体１０の両外側に張り出した状態で固定されている。
【００２３】
一方、フレーム２０には、各ヘッド本体１０が装着される装着孔２１が形成されている。例えば、本実施形態では、複数のヘッド本体１０が取り付けられているため、フレーム２０にはヘッド本体１０の数に相当する数の装着孔２１が形成されている。
【００２４】
このフレーム２０の各装着孔２１にヘッド本体１０が装着されると、第１の取り付け板３１及び第２の取り付け板３２がフレーム２０に当接してヘッド本体１０がフレーム２０に係止される。そして、これら第１及び第２の取り付け板３１，３２がねじ部材３３によってフレーム２０に固定されている。すなわち各ヘッド本体１０は、これら第１の取り付け板３１及び第２の取り付け板３２によってフレーム２０に取り付けられている。
【００２５】
なお第１及び第２の取り付け板３１，３２のヘッド本体１０への固定方法は特に限定されず、図示しないが、例えば、フレーム２０への固定と同様にねじ部材によって固定すればよい。
【００２６】
ここで、上述のように第１及び第２の取り付け板３１，３２をねじ部材３３によってフレーム２０に固定する際、つまりヘッド本体１０をフレーム２０に取り付ける際に、ヘッド本体１０を高精度に位置合わせする必要がある。このため、本実施形態では、以下に説明するように、第１及び第２の取り付け板３１，３２に設けられた挿通部に挿通された基準ピンを基準としてヘッド本体１０の位置合わせを行っている。
【００２７】
図３に示すように、第１の取り付け板３１には挿通部としての挿通孔３４が設けられており、第２の取り付け板３２には挿通部としての切欠き部３５が設けられている。一方、フレーム２０には、第１の取り付け板３１の挿通孔３４に対応する第１の凹部２２と、切欠き部３５に対応する第２の凹部２３とが設けられている。そして挿通孔３４及び第１の凹部２２には基準ピンである固定ピン（第１のピン）４１が挿通され、切欠き部３５及び第２の凹部２３には基準ピンである調整ピン（第２のピン）４２が挿通されている。この調整ピン４２は、本実施形態では、第２の取り付け板３２側の回転中心とフレーム２０側の回転中心とが偏心した偏心ピンで構成されている。
【００２８】
さらに、第１及び第２の取り付け板３１，３２上には、図４に示すように、固定ピン４１及び調整ピン４２を付勢する付勢部材５０がそれぞれ設けられている。各付勢部材５０は、固定ピン４１及び調整ピン４２をノズル１１の列設方向（ノズル列１３の方向）に沿って付勢するように設けられている。本実施形態では、付勢部材５０は、ねじりバネで構成されており、第１及び第２の取り付け板３１，３２上に設けられた突起部３６にそれぞれ取り付けられている。なお図１〜図３では、付勢部材５０の図示を省略している。
【００２９】
このような構成において、ヘッド本体１０をフレーム２０に取り付ける際には、まずヘッド本体１０をフレーム２０の所定の装着孔２１に装着すると共に、挿通孔３４及び第１の凹部２２に固定ピン４１を挿通し、切欠き部３５及び第２の凹部２３に調整ピン４２を挿通する。また付勢部材５０を取り付けて固定ピン４１及び調整ピン４２が付勢された状態にする。そしてこの状態で、偏心ピンからなる調整ピン４２を回転させることによって、ヘッド本体１０を高精度に位置合わせする。すなわち、この状態ではヘッド本体１０はフレーム２０に固定されておらず、調整ピン４２を回転させることで固定ピン４１を回転支点としてヘッド本体１０の角度が変化するため、この動きによってヘッド本体１０の位置を微調整してヘッド本体１０を高精度に位置合わせすることができる。つまり、固定ピン４１及び調整ピン４２を基準としてヘッド本体１０を高精度に位置合わせすることができる。
【００３０】
なおヘッド本体１０の位置合わせ方法は、特に限定されず、例えば、透明なプレートに予め設けられたアライメントマークの位置とヘッド本体のノズルの位置とを合わせる等、公知の方法を採用すればよい。すなわち、調整ピンを回転させてヘッド本体の角度を変化させてアライメントマークの位置とノズルの位置とを合わせることで、ヘッド本体を高精度に位置合わせすることができる。
【００３１】
このようにヘッド本体１０を高精度に位置合わせした後は、ねじ部材３３によって第１及び第２の取り付け板３１，３２をフレーム２０に固定する。このとき、例えば、ねじ部材３３を締め付ける力が第１及び第２の取り付け板３１，３２に伝わることで、ヘッド本体１０の位置に微小な位置ずれが生じる虞がある。また上述したように調整ピン４２を回転させてヘッド本体１０を位置合わせする際にも、同様にヘッド本体１０の位置ずれが生じる虞がある。
【００３２】
しかしながら本発明では、上述したように基準ピンである固定ピン４１及び調整ピン４２を付勢部材５０によって付勢するようにしているため、このようなヘッド本体１０の位置ずれの発生を抑制することができる。すなわち、固定ピン４１が挿通孔３４の内面に押し付けられるように当接し、また調整ピン４２が切欠き部３５の内面に押し付けられるように当接した状態で保持されているため、ヘッド本体１０の位置ずれの発生を抑制することができる。そして、このようにヘッド本体１０が高精度に位置合わせされることで、ノズル１１が高精度に位置合わせされるため、印刷品質が向上する。
【００３３】
なお付勢部材５０によって固定ピン４１及び調整ピン４２を直接付勢しているため、ノズルプレート１２の面内方向（ＸＹ方向）における固定ピン４１及び調整ピン４２のがたつきは抑えられるが、各ピン４１，４２の軸方向（Ｚ方向）における固定ピン４１及び調整ピン４２の移動は許容される。したがって、ヘッド本体１０をフレーム２０に取り付けた後、例えば、固定ピン４１を引き抜くようにしてもよい。
【００３４】
ちなみに固定ピン４１と挿通孔３４の内面との間の隙間、或いは調整ピン４２と切欠き部３５の内面との間の隙間は極めて微小であるが、高密度に配列されたノズル１１を有するヘッド本体１０を具備するインクジェット式記録ヘッドでは、この微小なヘッド本体１０の位置ずれが印刷品質に大きく影響する虞がある。したがって、上述したようなヘッド本体１０の位置ずれを抑制することは、インクジェット式記録ヘッドにおいては極めて重要である。
【００３５】
また固定ピン４１及び調整ピン４２は、上述したように付勢部材５０によってノズル１１の列設方向に沿って付勢されていることが好ましい。ノズル列１３に直交する方向のヘッド本体１０の位置ずれ（ノズル１１の位置ずれ）は、インク滴を噴射するタイミングを調整することである程度補正することはできるが、ノズル１１の列設方向のヘッド本体１０の位置ずれは補正が難しいからである。
【００３６】
さらに本実施形態では、付勢部材５０が第１及び第２の取り付け板３１，３２に取り付けられていることで、ヘッド本体１０の交換作業が容易になるという効果もある。
【００３７】
（実施形態２）
図５は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドを構成する一つのヘッド本体を示す上面図である。
【００３８】
実施形態１では、付勢部材５０によって固定ピン４１及び調整ピン４２を直接付勢しているのに対し、本実施形態は、付勢部材５０Ａによって固定ピン４１及び調整ピン４２を間接的に付勢するようにした例である。なお、同一部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、本実施形態に係る付勢部材５０Ａは、第１の取り付け板３１及び第２の取り付け板３２に対応して、フレーム２０上の２箇所に設けられている。具体的には、付勢部材５０Ａは、例えば、コイルばね等からなり、フレーム２０の、ノズル１１の列設方向における第１の取り付け板３１の外側の領域、及び第２の取り付け板３２の外側の領域にそれぞれ設けられて、第１及び第２の取り付け板３１，３２をそれぞれ付勢している。その結果、第１の取り付け板３１は、挿通孔３４の内面で固定ピン（第１のピン）４１を付勢し、第２の取り付け板３２は、切欠き部３５の内面で調整ピン（第２のピン）４２を付勢することになる。つまり、本実施形態の構成では、固定ピン４１及び調整ピン４２は、付勢部材５０Ａによって第１及び第２の取り付け板３１，３２を介して間接的に付勢されている。
【００４０】
そして、このような構成としても、勿論、上述の実施形態と同様に、ヘッド本体１０の位置ずれを抑制することができる。したがって、ヘッド本体１０が高精度に位置合わせした状態でフレーム２０に取り付けられるため、印刷品質の向上を図ることができる。
【００４１】
実施形態１では第１及び第２の取り付け板３１，３２に付勢部材５０を取り付けるため、付勢部材５０を大型化することができないため、付勢力に限界がある。しかしながら、フレーム２０は第１及び第２の取り付け板３１，３２よりも大きいために、本実施形態のように付勢部材５０Ａをフレーム２０に設けることで付勢部材５０Ａを大きく形成することができる。そのため、第１及び第２の取り付け板３１，３２により大きな付勢力を与えることができる。
【００４２】
〈他の実施形態〉
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、付勢部材によって固定ピン及び調整ピンをノズルの列設方向に沿って付勢するようにしたが、ヘッド本体の位置ずれを抑制することができれば、必ずしもノズルの列設方向に沿って付勢されている必要はなく、第１及び第２の取り付け板の面内一方向に付勢されていればよい。また付勢部材は、固定ピン及び調整ピンを付勢できるものであればよく、上述したねじりバネ等のばね部材に限定されず、例えば、弾性部材等で形成されていてもよい。
【００４３】
また上述の実施形態では、調整ピンとして一端側の回転中心と他端側の回転中心とが偏心した偏心ピンを例示したが、調整ピンは、例えば、カム形状を有するものであってもよい。つまり調整ピンは、それを回転させることでヘッド本体の角度を変化させることができる形状であればよい。また上述の実施形態では、調整ピンが挿通される挿通部として切欠き部を設けるようにしたが、調整ピンを回転させた際の調整ピンの移動を許容できれば、その形状は特に限定されるものではない。
【００４４】
また上述の実施形態では、第１及び第２の取り付け板が、ヘッド本体とは別体として構成されているが、これら第１及び第２の取り付け板はヘッド本体と一体的に形成されていてもよい。
【００４５】
さらに、上述の実施形態では、インクジェット式記録ヘッドとして、フレームに複数のヘッド本体が取り付けられた構成を例示したが、ヘッド本体の数は特に限定されず、フレームに１つのヘッド本体が取り付けられた構成であってもよい。
【００４６】
なお図示しないが、このようなインクジェット式記録ヘッドは、例えば、インクが貯留されたインクタンク等とチューブによって接続されて、ライン型のインクジェット式記録装置に搭載される。勿論、本発明は、ライン型のインクジェット式記録ヘッド及び装置に限定されず、一つ、或いは複数のヘッド本体を有するシリアル型のインクジェット式記録ヘッド及び装置にも適用することができる。
【００４７】
また上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド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、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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る。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す下面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を示す上面図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの要部を示す上面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  ヘッド本体、  １１  ノズル、  １２  ノズルプレート、  １３  ノズル列、  ２０  フレーム、  ２１  装着孔、  ３１  第１の取り付け板、  ３２  第２の取り付け板、  ３３  ねじ部材、  ３４  挿通孔（挿通部）、  ３５  切欠き部（挿通部）、  ４１  固定ピン（基準ピン）、  ４２  調整ピン（基準ピン）、  ５０，５０Ａ  付勢部材
【図１】
2010030228.tif 000003
【図２】
2010030228.tif 000004
【図３】
2010030228.tif 000005
【図４】
2010030228.tif 000006
【図５】
2010030228.tif 000007