(57)【要約】【課題】  印刷用紙の印刷画像幅に満たないインクジェットヘッドを複数個並べライン一列の描画を行うマルチヘッド式プリンタのような液体吐出装置では、インクジェットヘッドが並列に複数並べる必要があるため、このような方式を用いた印刷装置は大型になり、設置する床面積が大きくなるという問題があった。【解決手段】液体吐出装置の液体吐出ヘッドは、被記録材との相対位置が移動する第２の方向に沿って、ノズルから被記録材に対して同一の方向に吐出できるように複数配置されると共に、隣接する液体吐出ヘッドとは、第２の方向と略同一の方向に向かって、階段状に重合することを特徴とする。【選択図】      図１
2005305704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録材と相対して当該被記録材の幅方向である第１の方向に配列され、液体を当該被記録材に向けて吐出するための複数のノズルを有する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
当該液体吐出ヘッドは、当該被記録材との相対位置が移動する第２の方向に沿って、当該ノズルから当該被記録材に対して略同一の方向に、液体を吐出できるように複数配置されると共に、
隣接する当該液体吐出ヘッドとは、当該第２の方向と略同一の方向に向かって、階段状に重合することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドから吐出される前記液体が前記被記録材に対して着弾する角度は、略同一であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
請求項１乃至２のいずれかに記載の液体吐出装置において、
前記液体は、前記液体吐出ヘッドから鉛直方向に吐出されることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記液体吐出装置は、被記録材を液体吐出ヘッドにより記録される位置まで搬送し、記録された被記録材を排出位置まで搬送する搬送手段を備えると共に、
当該搬送手段により搬送される経路のうち、少なくとも前記液体吐出ヘッドの前記ノズルから吐出される前記液体が前記被記録材に着弾する領域では、前記第２の方向が略一定であることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液体吐出装置において、
前記液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドをクリーニングするクリーニング部を更に備えると共に、
当該クリーニング部は、前記液体吐出ヘッドに対向する位置に移動してクリーニングすることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタのような液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷用紙の印刷画像幅に満たないインクジェットヘッドを複数個並べライン一列の描画を行うマルチヘッド式プリンタが知られている。この方式のプリンタでは、解像度を上げてカラー印刷を行う場合は、下記の特許文献１に記載のように、所定のピッチ分ずらした複数のノズル列を設け、これを印刷色別に並列に並べて使用していた。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２７３８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、インクジェットヘッドを並列に複数並べる必要があるため、このような方式を用いた印刷装置は大型になり、設置する床面積が大きくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、本発明の液体吐出装置は、被記録材と相対して当該被記録材の幅方向である第１の方向に配列され、液体を当該被記録材に向けて吐出するための複数のノズルを有する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、当該液体吐出ヘッドは、当該被記録材との相対位置が移動する第２の方向に沿って、当該ノズルから当該被記録材に対して略同一の方向に、液体を吐出できるように複数配置されると共に、隣接する当該液体吐出ヘッドとは、当該第２の方向と略同一の方向に向かって、階段状に重合することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、複数の液体吐出ヘッドは階段状に重合されるため、液体吐出ヘッドを並列に並べる場合と比較して、液体吐出装置を設置するのに必要な床面積を縮小できる。
【０００７】
本発明の液体吐出装置では、前記液体吐出ヘッドから吐出される前記液体が前記被記録材に対して着弾する角度は、略同一であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の液体吐出装置では、前記液体は、前記液体吐出ヘッドから鉛直方向に吐出されることが好ましい。
【０００９】
更に、本発明の液体吐出装置では、前記液体吐出装置は、被記録材を液体吐出ヘッドにより記録される位置まで搬送し、記録された被記録材を排出位置まで搬送する搬送手段を備えると共に、当該搬送手段により搬送される経路のうち、少なくとも前記液体吐出ヘッドの前記ノズルから吐出される前記液体が前記被記録材に着弾する領域では、前記第２の方向が略一定であることが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、液体吐出ヘッドから吐出される液体は、被記録材に対して一定の形状で着弾するため、被記録材上の位置に依らず、均一の画質で画像が形成される。
【００１１】
本発明の液体吐出装置では、前記液体吐出装置は、前記液体吐出ヘッドをクリーニングするクリーニング部を更に備えると共に、当該クリーニング部は、前記液体吐出ヘッドに対向する位置に移動してクリーニングすることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る液体吐出装置の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るラインヘッド式インクジェットプリンタ１の外観上の構成を示す外観構成図である。このラインヘッド式インクジェットプリンタ１は、液体吐出装置の一つであり、液体吐出ヘッドとして液体状のインク１９を吐出するインクジェットヘッド１０、給紙部５０、排紙部６０、搬送部７０およびクリーニング部８０を備える。
インクジェットヘッド１０は、同一形状でインク１９の色が異なる複数のインクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）で構成する。このインクジェットヘッド１０は、複数のヘッド２５（図３）の列で構成されるヘッド本体２０と、ヘッド本体２０を保持するプレート３０からなり、外部から与えられる電気信号に従って、滴状のインク１９を鉛直方向に吐出するインクジェット方式の吐出ヘッドである。また、これらのインクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）は、水平方向（Ｘ）に対して一定の角度（θ１）を保持し、階段状で一部が重なり合うように配置されている。インクジェットヘッド１０の構造に関しては、後述する。
【００１４】
給紙部５０は、被記録材である印刷用紙９０Ｄを保管すると共に、制御部１１０（図４）からの制御信号に従って、給紙ローラ５１を駆動して、印刷用紙９０Ｃを搬送部７０に給紙する。
搬送部７０は、図示を略した駆動モータに接続された駆動ローラ７１、第１の従動ローラ７４、第２の従動ローラ７２、フリクションローラ７３および搬送ベルト７５で構成される。制御部１１０（図４）からの制御信号に従って、一定速度で駆動する駆動モータの回転力は、駆動ローラ７１に伝えられ、駆動ローラ７１と接する搬送ベルト７５を介すことで、一方向の移動力に変換される。ここで、移動する搬送ベルト７５上に載せられた印刷用紙９０Ｂは、静電吸着や負圧吸着等により搬送ベルト７５に保持され、搬送ベルト７５の移動方向に一定速度で搬送される。
また、第１の従動ローラ７４および第２の従動ローラ７２は、搬送ベルト７５による移動力を中継ぎすることで、搬送をスムーズに行い、フリクションローラ７３は、給紙部５０から給紙された印刷用紙９０Ｃを搬送ベルト７５に対して確実に導くように調整されている。
【００１５】
なお、この搬送部７０は、水平方向（Ｘ）に対して、前記したインクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）が水平方向（Ｘ）となす角度（θ１）と略同一の角度（θ２）を保持するように調整されている。従って、インクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）と、搬送部７０上の印刷用紙９０Ｂとは略平行であるため、インクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）から吐出され、印刷用紙９０Ｂに着弾する滴状のインク１９の着弾角度は、一定の角度（θ２の余角）となる。
排紙部６０は、搬送部７０により斜め上方から搬送される印刷用紙９０Ｂを、重力による落とし込みにより受領する。また、受領した印刷用紙９０Ａは、図示を略したソータによって排紙部６０内で整列されて保管される。
クリーニング部８０は、インクジェットヘッド１０をクリーニングするクリーニングヘッド８５を備え、制御部１１０からの指示に従い駆動する。クリーニング部８０の動作について、詳細は後述する。
【００１６】
次に、ヘッド本体２０におけるインク１９の吐出部について、図２を用いて説明する。図２（ａ）および（ｂ）は実施形態のヘッド本体２０を構成する一列のヘッド２５（図３）における吐出部を示す模式図である。
この図２（ａ）および（ｂ）に示すように、それぞれのヘッド本体２０は、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、を備えている。振動板１２６と、ノズルプレート１２８との間には、図示を略したタンクから孔１３１を介して供給される液状のインク１９が常に充填される液たまり１２９が位置している。
【００１７】
また、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、の間には、複数の隔壁１２２が位置している。そして、振動板１２６と、ノズルプレート１２８と、１対の隔壁１２２と、によって囲まれた部分がキャビティ１２０である。キャビティ１２０はノズル４０に対応して設けられているため、キャビティ１２０の数とノズル４０の数とは同じである。キャビティ１２０には、１対の隔壁１２２間に位置する供給口１３０を介して、液たまり１２９から液状のインク１９が供給される。
【００１８】
振動板１２６上には、それぞれのキャビティ１２０に対応して、振動子１２４が位置する。振動子１２４は、ピエゾ素子１２４Ｃと、ピエゾ素子１２４Ｃを挟む１対の電極１２４Ａ，１２４Ｂとを含む。この１対の電極１２４Ａ，１２４Ｂの間に駆動電圧を与えることで、対応するノズル４０から略一定の容積で滴状のインク１９が吐出される。なお、ノズル４０からインク１９が一定の方向に吐出されるように、ノズル４０の形状は調整されている。
【００１９】
次に、インクジェットヘッド１０の外観構成について説明する。図３は、インクジェットヘッド１０の外観上の構成を示す外観構成図である。このヘッド本体２０の滴状のインク１９を吐出する側には、複数のノズル４０を備える複数のヘッド２５が階段状に配置される。このように複数のヘッド２５をずらして配置することで、Ｘ方向に相対的に移動する印刷用紙９０に対して、滴状のインク１９を吐出するノズル４０間の間隔を狭くするのと同じ効果を奏し、印刷の解像度を上げることができる。なお、このインクジェットヘッド１０によるＹ方向の印刷可能範囲は、印刷用紙９０の大きさに係らず、ノズル４０間の距離（Ｗ）で決まる。
【００２０】
また、このヘッド本体２０の内部には、図示を略すが、複数のヘッド２５に対してインク１９を供給する供給路、ヘッド２５内の振動子１２４に対して駆動電圧を与える回路基板等が実装されている。更に、このヘッド本体２０を保持するプレート３０の内部には、図示を略すが、インクタンクからインク１９が供給されるチューブを接続する配管金具、ヘッド本体２０にインク１９を供給する供給路等が実装されている。なお、本実施例では、ヘッド本体２０をプレート３０に重ねる構造としたが、プレート３０の内部に埋め込むような構造も採用できる。但し、何れの場合も、ヘッド本体２０およびプレート３０には上記した実装が必要であるため、プレート３０の幅（Ｂ）は、インクジェットヘッド１０のヘッド２５の幅（Ａ）に加えて所定の大きさが必要である。
【００２１】
ここで、図１に戻り、５本のインクジェットヘッド１０を、階段状で一部が重なり合うように配置した場合のＸ方向の長さ（Ｌ）について、図３も参照して説明する。
図１において、一方のインクジェットヘッド１０Ａと、他方のインクジェットヘッド１０Ｂとは、一方のインクジェットヘッド１０Ａのプレート３０Ａの端部が、他方のインクジェットヘッド１０Ｂのヘッド本体２０の一部と重なり合うように配置される。詳述すれば、一方のインクジェットヘッド１０Ａと、他方のインクジェットヘッド１０Ｂとを並列に並べた場合のＸ方向の長さ（Ｂ＋Ｂ）と比較して、プレート３０の幅（Ｂ）とヘッド２５の幅（Ａ）の差の半分程度短くなる。即ち、５本のインクジェットヘッド１０では、Ｘ方向の長さ（Ｌ）は、５本のインクジェットヘッド１０を並列に並べた場合と比較して、プレート３０の幅（Ｂ）とヘッド２５の幅（Ａ）の差の２倍程度短くなる。
【００２２】
次に、ラインヘッド式インクジェットプリンタ１の機能構成について説明する。図４は、本発明のラインヘッド式インクジェットプリンタ１の主要部を概略的に示すブロック図であり、図４を参照して説明する。
この図４において、本発明のラインヘッド式インクジェットプリンタ１は、Ｉ／Ｆ部（Ｉ／Ｆ：Interface）１０５、制御部１１０、インクジェットヘッド１０、インクジェットヘッド１０を駆動制御するヘッド駆動部１５、搬送部７０、給紙部５０、排紙部６０およびクリーニング部８０を備える。
【００２３】
Ｉ／Ｆ部１０５は、ホストコンピュータ１００のプリンタドライバが生成した印刷データなどを受け取り、制御部１１０に転送する。
制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１１２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１１３と、ＰＲＯＭ１１４とを内部に備えている。
ＣＰＵ１１１は、印刷処理などの各種処理を実行する。ＥＥＰＲＯＭ１１２とＲＡＭ１１３は不揮発性半導体メモリの一種であり、ＥＥＰＲＯＭ１１２は、ホストコンピュータ１００からＩ／Ｆ部１０５を介して入力される印刷データを、図示しないデータ格納領域に格納する。また、ＲＡＭ１１３は、印刷処理などのアプリケーションプログラムを一時的に展開する。更に、ＰＲＯＭ１１４は、不揮発性半導体メモリの一種であり、各部を制御する制御プログラム等を格納する。なお、制御部１１０の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
また、制御部１１０には、図示しないが、例えば、インク１９の残量、給紙部５０および排紙部６０における印刷用紙９０の量、印刷用紙９０の搬送部７０上の位置等を検出可能な各種センサが、それぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
以上の構成において、印刷用紙９０は、給紙部５０により搬送部７０に給紙され、排紙部６０に向けて搬送される。ここで、インクジェットヘッド（１０Ａ〜１０Ｅ）の直下を通過する際に、印刷用紙９０は、制御部１１０からの指示により所定のノズル４０から吐出された滴状のインク１９を被弾することで、印刷用紙９０上に所定の印刷イメージが印刷される。
【００２５】
次に、クリーニング部８０の動作について説明する。図５は、クリーニング部８０の動作を示す概略模式図である。
クリーニング部８０は、クリーニングヘッド８５および移動装置８１を備え、インク１９のカートリッジを交換した場合のインク充填時や、インクジェットヘッド１０内部の目詰まり処理のためのクリーニング時等に使用される。
このクリーニングヘッド８５は、ノズル４０間の距離（Ｗ）と略同一の幅を有し、図示を略した、負圧発生手段と、この負圧発生手段によりノズル４０から吸引したインク１９を吸収するスポンジ状の液体吸収部材と、弾性部材がノズル４０の表面をワイピングすることにより、ノズル４０表面に残留しているゴミを除去するワイピング手段とを備える。
【００２６】
また、移動装置８１は、図示を略すが、例えばステップモータとボールネジにより移動するスライドを略直交方向に組み合わせることで、２軸方向（Ｘ方向、Ｚ方向）に移動する。このクリーニングヘッド８５は、移動装置８１の先端に固定され、クリーニング時には、クリーニングヘッド８５は、ヘッド本体２０に対向して接触する位置に移動する。この状態で、負圧発生手段で負圧を発生させ、ノズル４０からインク１９を吸引してインクジェットヘッド１０のクリーニングを行う。
また、このクリーニング部８０が駆動する際は、クリーニングヘッド８５がインクジェットヘッド１０の近傍に移動できるように、搬送部７０が決められた方向に退避する構造になっている。
クリーニングヘッド８５によるクリーニングが終了すると、クリーニングヘッド８５は移動装置によりクリーニング部８０の待機場所に移動すると共に、退避していた搬送部７０は、元の状態に復帰する。
【００２７】
以上述べたような実施例によれば、次のような効果がある。
（１）インクジェットヘッド１０および搬送部７０を斜めに配置できるため、ラインヘッド式インクジェットプリンタ１を設置する床面積を小さくできる。
（２）斜めに設置された搬送部７０の角度を使い、印刷用紙９０を排紙部６０に落とし込むため、排紙部６０は、印刷用紙９０を取り込むための動力は不要で小型化できる。
（３）クリーニングヘッド８５は、移動装置８１により移動してヘッド本体２０に対向する位置まで移動してクリーニングするため、ヘッド本体２０の数に対応したクリーニングヘッド８５を備える必要がなく、クリーニング部８０を小型化できる。
【００２８】
以上、本発明の液体吐出装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ピエゾ素子１２４Ｃの代わりに電気熱変換素子を有してもよい。即ち、ヘッド２５は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用して液体を吐出する構成を有していてもよい。
また、ヘッド２５から吐出される液体は、インク１９に限らず、カラーフィルタ材料、エレクトロルミネッセンス表示装置用の発光材料、プラズマ表示装置において用いられる蛍光材料などを採用できる。更に、被記録材は印刷用紙９０に限らず、ガラス基板などを採用できる。
また、クリーニングヘッド８５は、ノズル４０間の距離（Ｗ）よりも短い幅を有し、３軸方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）に移動する移動装置８１により、ヘッド本体２０に対向する位置に移動し、ヘッド本体２０を分割してクリーニングする構成であっても良い。
更に、複数のクリーニングヘッド８５が移動装置８１に接続され、同時に複数のヘッド本体２０をクリーニングする構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係るラインヘッド式インクジェットプリンタの外観上の構成を示す外観構成図。
【図２】ヘッド本体を構成する一列のヘッドにおける吐出部を示す模式図。
【図３】インクジェットヘッドの外観上の構成を示す外観構成図。
【図４】ラインヘッド式インクジェットプリンタの主要部を概略的に示すブロック図。
【図５】クリーニング部の動作を示す概略模式図。
【符号の説明】
【００３０】
１…ラインヘッド式インクジェットプリンタ、１０…インクジェットヘッド、１５…ヘッド駆動部、１９…インク、２０…ヘッド本体、２５…ヘッド、３０…プレート、４０…ノズル、５０…給紙部、５１…給紙ローラ、６０…排紙部、７０…搬送部、７１…駆動ローラ、７２…従動ローラ、７３…フリクションローラ、７４…従動ローラ、７５…搬送ベルト、８０…クリーニング部、８１…移動装置、８５…クリーニングヘッド、９０…被記録材、１００…ホストコンピュータ、１０５…Ｉ／Ｆ部、１１０…制御部、１２０…キャビティ、１２２…隔壁、１２４…振動子、１２６…振動板、１２８…ノズルプレート、１３０…供給口、１３１…孔。
【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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