(57)【要約】【課題】  印刷等のスループットを良好に保持する複数の液体噴射ヘッドの合理的な配設態様を容易に実現し得る液体噴射装置を提供する。【解決手段】インクを吐出する複数のノズル開口１１が副走査方向Ｙに配設された記録ヘッド１０を、枠体である保持部材２０Ａ，２０Ｂに主走査方向Ｘに並べて複数配設してなるヘッドユニット１Ａ，１Ｂを複数備える液体噴射装置であって、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、それぞれの主走査方向Ｘの中心線Ｃ１，Ｃ２を主走査方向Ｘに相互に異ならせて並設されるとともに、各保持部材２０Ａ，２０Ｂには、主走査方向ＸにＭ（Ｍは自然数）個の記録ヘッド１０が取り付け可能であり、Ｍ個の記録ヘッド１０のうちインクを吐出させるＮ個（Ｍ＞Ｎ（Ｎは自然数））の記録ヘッド１０は、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂの主走査方向Ｘにおける全幅の中央側に寄るように配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズル開口が副走査方向に配設された液体噴射ヘッドを、枠体である保持部材に主走査方向に並べて複数配設してなるヘッドユニットを複数備える液体噴射装置であって、
前記ヘッドユニットは、それぞれの主走査方向の中心線を前記主走査方向に相互に異ならせて並設されるとともに、
各ヘッドユニットの前記保持部材には、前記主走査方向にＭ（Ｍは自然数）個の液体噴射ヘッドが取り付け可能であり、
前記Ｍ個の液体噴射ヘッドのうち液体を吐出させるＮ個（Ｍ＞Ｎ（Ｎは自然数））の液体噴射ヘッドは、前記複数のヘッドユニットの主走査方向における全幅の中央側に寄るように配置されていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記各ヘッドユニットの（Ｍ−Ｎ）個の液体噴射ヘッドには液体を噴射させない駆動モードを有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する液体噴射装置において、
前記ヘッドユニットは、前記副走査方向にずれたスタガード配置となっていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する液体噴射装置において、
前記Ｎ個のヘッドユニットは、黒色を含む有色液体を吐出するものであ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】
本発明は液体噴射装置に関し、特に液体を噴射する複数の液体噴射ヘッドを枠体である保持部材に配設したヘッドユニットを複数有するものに適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンターやプロッター等のインクジェット式記録装置に代表される液体噴射装置は、カートリッジやタンク等の貯留されたインクなどの液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを具備する。
【０００３】
この種の液体噴射装置の中には、複数の液体噴射ヘッドを枠体である保持部材に配設したヘッドユニットを複数有するものがある。かかる液体噴射装置においては、各色に対応する液体噴射ヘッドの配設態様によって印刷スループットが影響を受けるが、印刷内容によって理想的な液体噴射ヘッドの配設態様がそれぞれ異なる。そこで、ある用途において理想的な配置は専用的な装置となる傾向があった。
【０００４】
複数の液体噴射ヘッドを配設したヘッドユニットを複数有する先行技術として特許文献１が存在する。また、紙幅方向にノズル列が偏った位置に設けられたカートリッジを中央に寄せるように２個使用する構成を開示する先行技術として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４７９１１号公報
【特許文献２】特開２００９−２４８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示する装置では、専用の装置となってしまい、印刷スループットを考慮し、印刷内容によって決定される理想的な液体噴射ヘッドの配設態様を実現しつつ、他品種で簡単に共用できる装置構成とはなっていない。
なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、印刷等のスループットを良好に保持する複数の液体噴射ヘッドの合理的な配設態様を容易に実現し得る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】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出する複数のノズル開口が副走査方向に配設された液体噴射ヘッドを、枠体である保持部材に主走査方向に並べて複数配設してなるヘッドユニットを複数備える液体噴射装置であって、前記ヘッドユニットは、それぞれの主走査方向の中心線を前記主走査方向に相互に異ならせて並設されるとともに、各ヘッドユニットの前記保持部材には、前記主走査方向にＭ（Ｍは自然数）個の液体噴射ヘッドが取り付け可能であり、前記Ｍ個の液体噴射ヘッドのうち液体を吐出させるＮ個（Ｍ＞Ｎ（Ｎは自然数））の液体噴射ヘッドは、前記複数のヘッドユニットの主走査方向における全幅の中央側に寄るように配置されていることを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、保持部材に配設する液体噴射ヘッドの組み合わせを容易に変更することができるので、用途に応じた多種類の液体噴射装置において、部品を共用できるばかりでなく、印刷のスループットを考慮した適切な配置を任意に実現し得る。すなわち、液滴を吐出させて実際の印刷等を行わせる液体噴射ヘッドは、複数のヘッドユニットの主走査方向における全幅の中央側に寄るように配置しているので、一体的に移動する複数のヘッドユニットの主走査方向における移動量を可及的に小さくすることができる。
【０００９】
ここで、前記各ヘッドユニットの（Ｍ−Ｎ）個の液体噴射ヘッドには液体を噴射させない駆動モードを有するように構成することができる。また、前記ヘッドユニットは、前記副走査方向にずれたスタガード配置とするのが望ましい。この場合には、容易に印刷のワイドバンド化を図ることができる。また、前記Ｎ個のヘッドユニットは、黒色を含む有色液体を吐出するものとすることができる。これにより多色印刷等の要求にも良好に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置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概略斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの概略斜視図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。同図に示すように、本形態の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置Ｉは、複数のインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドともいう）からなるヘッドユニット１Ａ，１Ｂを複数組（図では２組）具備する。ヘッドユニット１Ａ，１Ｂはキャリッジ３に搭載されている。ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動可能に設けられている。
【００１２】
また、キャリッジ軸５の一端部近傍には、駆動モーター６が設けられており、駆動モーター６の軸の先端部には外周に溝を有する第１のプーリー６ａが設けられている。さらに、キャリッジ軸５の他端部近傍には、駆動モーター６の第１のプーリー６ａに対応する第２のプーリー６ｂが回転可能に設けられており、これら第１のプーリー６ａと第２のプーリー６ｂとの間には環状でゴム等の弾性部材からなるタイミングベルト７が掛けられている。
【００１３】
また、装置本体４には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段１００が設けられており、貯留手段１００からのインクは、キャリッジ３に搭載されたヘッドユニット１Ａ，１Ｂの各記録ヘッド１０にチューブ１０１を介して供給される。なお、詳しくは後述するが、本形態のヘッドユニット１Ａ，１Ｂからは６種類のインクがそれぞれ吐出可能に形成されている。このため、貯留手段１００は最大６種類のインクを貯留する。本形態における、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）の６種類の色のうち１種類又は複数種類のインクを選択的に吐出可能となっている。
【００１４】
そして、駆動モーター６の駆動力がタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って主走査方向Ｘに移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラーなどにより給紙された紙等の被噴射媒体（記録媒体）である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。
【００１５】
かかるインクジェット式記録装置Ｉでは、キャリッジ３が主走査方向Ｘに沿って移動されると共に、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂからインク滴が吐出されて記録シートＳにインク滴が着弾する。なお、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂからのインク滴の吐出は、キャリッジ３の一方向への移動時のみに行う方法と、キャリッジ３の両方向への移動時、すなわち、往路と復路との両方で行う方法とがある。ちなみに、キャリッジ３の両方向への移動時にヘッドユニット１にインク滴を吐出させることで、高速印刷を実現できる。
【００１６】
次に、かかるインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるヘッドユニット１Ａ，１Ｂについて詳細に説明する。ここで、図２は、本形態における記録ヘッドを示す概略斜視図であり、図３は記録ヘッドの液体噴射面側の平面図であり、図４はヘッドユニットの概略斜視図であり、図５はヘッドユニットの液体噴射面側の平面図である。
【００１７】
図２及び図３に示すように、記録ヘッド１０は、一方面に液体としてインク滴を吐出するノズル開口１１が開口する液体噴射面１２を具備する。本形態では、ノズル開口１１が副走査方向Ｙに設けられている。
【００１８】
記録ヘッド１０の図示しない内部には、ノズル開口１１に連通する流路と、流路内のインクに圧力変化を生じさせる圧力発生手段等が設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を発揮する圧電材料からなる圧電アクチュエーターの変形によって液体流路の容積を変化させて液体流路内のインクに圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出させるものや、流路内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口からインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気力を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口からインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【００１９】
さらに、記録ヘッド１０の液体噴射面１２とは反対面側には、ノズル列１３に連通するインク導入口１５が設けられている。かくしてインク導入口１５から導入されたインクは、図示しない内部の流路を介してノズル列１３の各ノズル開口１１から適宜吐出される。このため、ノズル列１３のノズル開口１１から、例えば特定の色インクや特定の機能性インク等、特定のインクを吐出させるには、インク導入口１５に吐出させたいインクを供給するように、供給させたいインクを貯留する貯留手段１００とインク導入口１５とをチューブ１０１で接続する。
また、記録ヘッド１０には、副走査方向Ｙの両端部側から外側に突出する一対のフランジ部１６が設けられている。
【００２０】
このような構成の記録ヘッド１０は、図４及び図５に示すように、Ｍ（Ｍは２以上の自然数）個、本形態では６個（Ｍ＝６）の記録ヘッド１０が、互いにノズル開口１１の位置が相対的に位置決めされた状態で複数（図４及び図５では２個）の保持部材２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ主走査方向Ｘに並べて保持可能である。
【００２１】
保持部材２０Ａ，２０Ｂは、同形の共通部材であり、インクを吐出可能な複数の記録ヘッド１０、本形態では、各６個の記録ヘッド１０が共通して保持される枠体であり、各６個の記録ヘッド１０が挿入される保持孔２１Ａ，２１Ｂが設けられた金属又は樹脂等の板状部材からなる。
【００２２】
保持部材２０Ａ，２０Ｂの保持孔２１Ａ，２１Ｂは、副走査方向Ｙの幅が、記録ヘッド１０の液体噴射面１２側の先端部よりも幅広で、且つフランジ部１６よりも若干小さい幅を有する。また、保持孔２１Ａ，２１Ｂの主走査方向Ｘの幅は、本形態では、記録ヘッド１０の主走査方向Ｘの幅を６個合わせた幅よりも若干大きい開口を有する。これにより、保持部材２０Ａ，２０Ｂのそれぞれの保持孔２１Ａ，２１Ｂには、６個の記録ヘッド１０の液体噴射面１２側が挿入される。また、保持孔２１Ａ，２１Ｂにノズル開口１１側が挿入された記録ヘッド１０は、フランジ部１６が保持孔２１Ａ，２１Ｂの周縁部に当接されてねじ等の固定手段２２によって固定される。このように１つの保持部材２０に固定される６個の記録ヘッド１０は、ノズル開口１１の位置が互いに位置合わせされた状態で固定される。
【００２３】
ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、それぞれ保持部材２０Ａ，２０Ｂに配設されて一体となったＭ（本形態ではＭ＝６）個の記録ヘッド１０の集合体として構成され、それぞれの主走査方向Ｘの中心線Ｃ１，Ｃ２を相互に異ならせて（距離Ｌだけ離間させて）キャリッジ３に並設されている。ここで、各ヘッドユニット１Ａ，１Ｂの保持部材２０Ａ，２０Ｂには、Ｍ（本形態ではＭ＝６）個の記録ヘッド１０が取り付け可能であり、Ｍ個の記録ヘッド１０のうちインクを吐出させるＮ個（Ｍ＞Ｎ（Ｎは自然数））の記録ヘッド１０は、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂの主走査方向Ｘにおける全幅の中心線ＣＯ側に寄るように配置されている。すなわち、各ヘッドユニット１Ａ，１Ｂにおいて、各記録ヘッド１０を中心線ＣＯ側から外に向かって１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆとするとき、記録ヘッド１０Ａ〜１０Ｄは、例えばシアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のインクを吐出させるものとして中心線ＣＯ側に寄るように配置している。すなわち、本形態はＮ＝４の場合である。一方、（Ｍ−Ｎ＝２）個の記録ヘッド１０Ｅ，１０Ｆは、本モードではインクを吐出させない。（Ｍ−Ｎ＝２）個の記録ヘッド１０Ｅ，１０Ｆは、例えば無色の機能性インクとしても良い。また、インクを吐出させない、例えば記録ヘッド１０Ｅ，１０Ｆは保持部材２０Ａ，２０Ｂから取外してもよい。
【００２４】
ここで、各ヘッドユニット１Ａ，１Ｂにおける記録ヘッド１０の組み合わせは用途に応じて任意に変更することができる。すなわち、ライトシアン（ＬＣ）、ライトマゼンダ（ＬＭ）を吐出する記録ヘッド１０Ｅ，１０Ｆを吐出ヘッドの組み合わせの中に入れることもでき、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）のインクを吐出させる記録ヘッド１０Ａ〜１０Ｄの一個または複数個を抜くこともできる。また、各色を吐出する記録ヘッド１０Ａ〜１０Ｆの主走査方向Ｘの並びも任意である。例えば、中心線ＣＯから主走査方向Ｘに沿い両外側に向けてブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）と並べる場合が考えられる。この場合には、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂが中心線ＣＯの中心Ｏに対し点対称となり、同一構成のヘッドユニット１Ａ，１Ｂをキャリッジ３上に点対称に配設すれば良い。
【００２５】
ここで、本形態におけるヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、副走査方向Ｙにずれたスタガード配置としてある。このような配置とすることは必須ではないが、スタガード配置とすることにより副走査方向Ｙに関するノズル開口１１の配置を長くすることができ、印刷のワイドバンド化を実現し得る。
【００２６】
さらに、本形態においては、主走査方向Ｘに関してヘッドユニット１Ａ，１Ｂで隣接するノズル開口１１が重複するように配設したが、必ずしも重複配置となるように構成する必要はない。印刷のバンド幅に応じて調整すれば良い。一方、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂの記録ヘッド１０が副走査方向Ｙで重複するように配設して主走査方向Ｘにおける記録ヘッド１０の多列化を図ることもできる。ただ、副走査方向Ｙまたは主走査方向Ｘでヘッドユニット１Ａ，１Ｂの記録ヘッド１０同士が重なり合うように配設することは任意である。
【００２７】
上述の如き本形態によれば、保持部材２０Ａ，２０Ｂに配設する記録ヘッド１０の組み合わせを容易に変更することができるので、用途に応じた多種類の液体噴射装置Ｉにおいて、部品を共用できるばかりでなく、印刷のスループットを考慮した適切な配置を任意に実現し得る。すなわち、インク滴を吐出させて実際の印刷等を行わせる記録ヘッド１０Ａ〜１０Ｄは、ヘッドユニット１Ａ，１Ｂの主走査方向Ｘにおける全幅の中央側に寄るように配置しているので、一体的に移動するヘッドユニット１Ａ，１Ｂの主走査方向Ｘにおける移動量を可及的に小さくすることができる。
【００２８】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態は、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂを２個有する場合であるが、複数であれば、勿論２個に限るものではない。３個以上のヘッドユニットを有する場合も当然本発明の範囲に入り、特に３個以上のヘッドユニットをスタガード配置した場合には、上記実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。さらに、記録ヘッド１０を所定数配設した保持部材２０Ａ，２０Ｂを一組とした場合に、かかる組を副走査方向に複数組配設しても良い。
【００２９】
また、上記実施の形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置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を具備する液体噴射ヘッドユニットや液体噴射装置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、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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、かかる液体噴射ヘッドを具備する液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
Ｉ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １Ａ，１Ｂ  ヘッドユニット、  ３  キャリッジ、  １０  記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０Ａ〜１０Ｆ  記録ヘッド、  １１  ノズル開口、  １３  ノズル列、  ２０Ａ，２０Ｂ  保持部材、  Ｘ  主走査方向、  Ｙ  副走査方向、  Ｃ１，Ｃ２  中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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