JP2017177662A - ヘッドユニット、及び、液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接するヘッドユニットの間でのノズルチップ間距離を大きくすることなく、複数のノズルチップの吐出面の高さばらつきを確実に抑えること。
【解決手段】ヘッドユニット１１は、用紙幅方向に並んで配置され、用紙幅方向及び搬送方向とそれぞれ交差するチップ長手方向に配列されたノズル１５を有する複数のノズルチップ１２と、複数のノズルチップ１２を保持するホルダ１４と、複数のノズルチップ１２の吐出面１６側に配置され、複数のノズルチップ１２が固定される固定板とを有する。ホルダ１４は、複数のノズルチップ１２に対して搬送方向における外側にのみ配置された第１壁部２１を有し、用紙幅方向においてノズルチップ１２がホルダ１４から露出し、第１壁部２１の端面に、固定板に当接する複数の第１凸部３１が形成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ヘッドユニット、及び、複数のヘッドユニットを備えた液体吐出装置に関する。

従来から、液体吐出装置として、複数のヘッドユニットが被記録媒体の幅方向に並べられて構成された、ライン型の吐出ヘッドが知られている。

特許文献１のヘッドは、被記録媒体の幅方向に並ぶ複数のヘッドユニット（インクジェット式記録ヘッド）を有する。各ヘッドユニットは、被記録媒体の幅方向に並ぶ複数のノズルチップ（ヘッド本体）と、複数のノズルチップを保持する保持部材と、複数のノズルチップの吐出面側に配置された固定板を有する。

各ノズルチップの複数のノズルは、被記録媒体の搬送方向及び幅方向とそれぞれ交差する、斜めの方向に配列されている。複数のノズルチップの上面は、保持部材の裏面に接着剤で接合されている。また、複数のノズルチップの間での吐出面の高さばらつきを、ノズルチップと保持部材の間の接着剤によって吸収することが開示されている。

特許文献２のヘッドも、被記録媒体の幅方向に並ぶ複数のヘッドユニットを有するものである。但し、この特許文献２におけるヘッドユニットの配置は、被記録媒体の搬送方向においてヘッドユニットの位置が交互にずれた配置、いわゆる千鳥配置である。

特許文献２のヘッドは、さらに、複数のヘッドユニットの吐出面側に配置された、複数のヘッドユニットに共通の固定板と、複数のヘッドユニットに対して固定板と反対側に配置されたケース部材を有する。

ケース部材は、各ヘッドユニットを取り囲むように配置された壁部を有し、壁部の固定板側の端面には複数の凸部（突起部）が形成されている。これら複数の凸部が固定板に押し付けられることで、固定板が複数の凸部の先端位置に倣う。これにより、固定板の平坦度が高まり、複数のヘッドユニット間での吐出面の高さばらつきが抑えられる。

特開２０１５−１１０３０５号公報 特開２０１５−１２０２９２号公報

特許文献１のヘッドでは、各ヘッドユニットにおいて、複数のノズルチップ間の吐出面のばらつきを接着剤で吸収するとしているが、接着剤のみで上記ばらつきを小さく抑えることは現実には難しい。

一方、特許文献２のヘッドでは、各ヘッドユニットを取り囲むように配置された、ケース部材の複数の凸部が固定板に押し付けられることで、固定板の平坦化が図られている。 但し、特許文献２で開示された技術を、特許文献１の構成に適用しようとした場合には、次のような問題が起こり得る。

特許文献１のヘッドでは、各ヘッドユニットのノズルチップにおいて、複数のノズルが、被記録媒体の搬送方向と幅方向の両方と交差する、斜めの方向に配列されている。この構成において、前記幅方向に隣接する２つのヘッドユニット間でノズルを繋ぐ、あるいは、２つのヘッドユニットのノズル同士を一部重ねる観点から、２つのヘッドユニットの間での、ノズルチップ間の距離は極力小さくすることが望ましい。

しかし、特許文献２のように、各ヘッドユニットを取り囲むように壁部が存在する構成では、各ヘッドユニットに対して被記録媒体の幅方向の外側に壁部が配置される。従って、特許文献２の構成をそのまま特許文献１のヘッドに適用すると、隣接する２つのヘッドユニットの間に壁部が配置されることになり、２つのヘッドユニットの間でのノズルチップ間距離が長くなってしまう。

本発明の目的は、隣接するヘッドユニットの間でのノズルチップ間距離を大きくすることなく、複数のノズルチップの吐出面の高さばらつきを確実に抑えることである。

本発明のヘッドユニットは、第１方向に並んで配置され、且つ、それぞれが、吐出面に平行な方向であって前記第１方向及び前記第１方向と直交する第２方向とそれぞれ交差する、第３方向に配列されたノズルを有する複数のノズルチップと、前記複数のノズルチップを前記吐出面と反対側から保持するホルダと、前記複数のノズルチップの前記吐出面側に配置され、前記複数のノズルチップが固定される固定板と、を有し、
前記ホルダは、前記複数のノズルチップに対して前記第２方向における外側に配置された第１壁部を有し、前記第１方向において前記ノズルチップが前記ホルダから露出し、前記第１壁部の前記固定板側の端面に、前記固定板に当接する複数の第１凸部が形成されていることを特徴とするものである。

また、本発明の液体吐出装置は、第１方向に並ぶ複数のヘッドユニットを備え、
各ヘッドユニットは、吐出面に平行で、且つ、前記第１方向及び前記第１方向と直交する第２方向とそれぞれ交差する、第３方向に配列されたノズルを有し、前記第１方向に並んで配置された複数のノズルチップと、前記複数のノズルチップを前記吐出面と反対側から保持するホルダと、前記複数のノズルチップの前記吐出面側に配置され、前記複数のノズルチップが固定される固定板と、を有し、
前記ホルダは、前記複数のノズルチップに対して前記第２方向における外側に配置された第１壁部を有し、前記第１方向において前記ノズルチップが前記ホルダから露出し、前記第１壁部の前記固定板側の端面に、前記固定板に当接する複数の第１凸部が形成されていることを特徴とするものである。

本実施形態に係るプリンタ１の概略的な平面図である。 １つのインクジェットヘッド４の平面図である。 ヘッドユニット１１の分解斜視図である。 ヘッドユニット１１の上面図である。 固定板が取り外された状態のヘッドユニット１１の下面図である。 （ａ）は図４のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線断面図である。 変更形態のヘッドユニット１１Ａの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｂの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｃの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｄ，１１Ｅの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｆの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｇ，１１Ｈの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｉ，１１Ｊ，１１Ｋの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｌの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｍの下面図である。 別の変更形態のヘッドユニット１１Ｎの下面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の説明では、図１の記録用紙１００の搬送方向を、プリンタ１の前後方向と定義する。また、記録用紙１００の幅方向をプリンタ１の左右方向と定義する。さらに、前後方向及び左右方向と直交する、図１の紙面垂直方向をプリンタ１の上下方向と定義する。

＜プリンタの概略構成＞
図１に示すように、プリンタ１は、筐体２内に収容されたプラテン３、４つのインクジェットヘッド４、２つの搬送ローラ５，６、及び、制御装置７等を備えている。

プラテン３の上面には、記録用紙１００が載置される。４つのインクジェットヘッド４は、プラテン３の上方において、搬送方向に並べて配置されている。各インクジェットヘッド４は、用紙幅方向に並ぶ複数のノズル１５（図２参照）を有する、いわゆる、ラインタイプのヘッドである。このインクジェットヘッド４には、図示しないインクタンクからインクが供給される。尚、４つのインクジェットヘッド４には、異なる色のインクが供給される。つまり、４つのインクジェットヘッド４は、それぞれ異なる色のインクを吐出するものである。

図１に示すように、２つの搬送ローラ５，６は、プラテン３に対して後側と前側にそれぞれ配置されている。２つの搬送ローラ５，６は、図示しないモータによってそれぞれ駆動され、プラテン３上の記録用紙１００を前方へ搬送する。

制御装置７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を備える。また、制御装置７は、ＰＣ等の外部装置９とデータ通信可能に接続されており、外部装置９から送られた印刷データに基づいて、プリンタ１の各部を制御する。

より具体的には、制御装置７は、搬送ローラ５，６を駆動するモータを制御して、２つの搬送ローラ５，６に記録用紙１００を搬送方向に搬送させる。また、これとともに、制御装置７は、４つのインクジェットヘッド４を制御して記録用紙１００に向けてインクを吐出させる。これにより、記録用紙１００に画像が印刷される。

＜インクジェットヘッドの詳細構成＞
次に、インクジェットヘッド４について詳細に説明する。図２に示すように、インクジェットヘッド４は、左右方向に並んだ状態でユニット保持板１０に取り付けられた、４つのヘッドユニット１１を備えている。４つのヘッドユニット１１は、後述するホルダ１４に形成されたインク供給孔２３（図３参照）において、共通のインクタンク（図示省略）とそれぞれ接続される。即ち、４つのヘッドユニット１１は、それぞれ同じ色のインクを吐出するものである。

図３〜図５に示すように、各ヘッドユニット１１は、６つのノズルチップ１２と、固定板１３と、ホルダ１４を備えている。各ノズルチップ１２の平面形状は矩形であり、ノズルチップ１２の下面にはその長手方向に沿って複数のノズル１５が配列されている。つまり、ノズルチップ１２の下面は、複数のノズル１５からインクが吐出される吐出面１６となる。

ここで、一般的なラインヘッドであれば、各ノズルチップ１２は、その長手方向が用紙幅方向と平行となるように配置される。これに対して、本実施形態では、各ノズルチップ１２は、その長手方向が、用紙幅方向である左右方向、及び、搬送方向である前後方向とそれぞれ交差する、いわば斜めの姿勢で配置されている。それぞれ斜めの姿勢で配置された６つのノズルチップ１２は、左右方向に並んで配置されている。各ヘッドユニット１１内の左右方向に隣接する２つのノズルチップ１２の間では、一部のノズル１５が搬送方向において重なっている。図３に示すように、各ノズルチップ１２の長手方向中央部には、後述するホルダ１４のインク供給孔と連通する供給口１７が形成されている。

ノズルチップ１２の、左右方向に対する傾き角度θは特に限定されないが、この角度θを大きくするほど、左右方向におけるノズル１５の配列間隔が小さくなり、ヘッド４の解像度を高くすることができる。図４に示すように、各ノズルチップ１２のチップ長手方向におけるノズル１５の配列ピッチをＰとしたときに、例えば、角度θを６０度とすれば、用紙幅方向におけるノズル１５の配列ピッチはＰ／２となる。逆に、角度θを小さくすると、左右方向におけるノズル１５の配列間隔は大きくなる（解像度が小さくなる）が、隣接するノズルチップ１２の間での、搬送方向においてノズル１５が重なる部分の幅（重なり幅Ｗ１）を大きくできる。尚、上記の重なり幅Ｗ１が小さいと、２つのノズルチップ１２の間でのノズル１５の繋ぎ目が目立ちやすくなることから、画品質の向上という観点からは、重なり幅Ｗ１は大きいことが好ましい。

尚、ノズルチップ１２の平面形状は矩形であり、ノズルチップ１２の長手方向の端部の端面１２ａは、ノズルチップ１２の長手方向と直交する方向（チップ短手方向）と平行である。上記のような矩形のノズルチップ１２は、他の形式のインクジェットヘッドにも流用しやすく汎用性が高い。例えば、本実施形態のノズルチップ１２を、その長手方向が記録用紙の搬送方向と平行となるように配置することで、用紙幅方向に移動させながらインクを吐出する、いわゆるシリアルタイプのインクジェットヘッドを構成することができる。その際に、ノズルチップ１２の平面形状が矩形、即ち、チップ長手方向の端面１２ａがチップ短手方向と平行であると、シリアルタイプのインクジェットヘッドの、搬送方向のサイズを小さくすることができる。

図２に示すように、隣接する２つのヘッドユニット１１にそれぞれ属する２つのノズルチップ１２の間においても、一部のノズル１５が搬送方向において重なっている。４つのヘッドユニット１１をそれぞれ構成するノズル１５が用紙幅方向において繋がって配置されることで、ラインタイプのヘッドが実現されている。尚、本実施形態では、１つのヘッドユニット１１内の２つのノズルチップ１２間でのノズル１５の重なり幅Ｗ１と、隣接する２つのヘッドユニット１１にそれぞれ属する２つのノズルチップ１２間での重なり幅Ｗ２とが等しくなっている。例えば、重なり幅Ｗ１＝Ｗ２＝４．２２２５ｍｍとする。また、ノズルチップ１２の傾きθ＝６０度、チップ長手方向におけるノズル１５の配列ピッチＰ＝８４．７μｍ（３００ｄｐｉ）とすると、ノズル１５の用紙幅方向における配列ピッチは、Ｐ／２＝４２．３５μｍとなる。この場合に、重なり幅Ｗ１（Ｗ２）にて重なるノズル１５の数は、Ｗ１／（Ｐ／２）であるからほぼ１００個となり、各ノズルチップ１２の全ノズル１５の約１／４が重なることになる。

固定板１３は、金属等で形成された板部材である。固定板１３は、６つのノズルチップ１２の下側、即ち、吐出面１６側に配置されている。固定板１３には、６つのノズルチップ１２の吐出面１６をそれぞれ露出させるための、６つの穴１３ａが形成されている。図６（ｂ）に示すように、各ノズルチップ１２は、固定板１３の上面の、対応する穴１３ａの周囲領域に接着剤１８で接合されている。尚、６つの穴１３ａは、打ち抜き加工によって形成される。この打ち抜き加工時に、穴１３ａの縁部が少し変形するために、固定板１３の下面の平面度が大きくなる。尚、平面度とは、理想的な平面に対するズレの程度を示す指標であり、平面度が小さいほど、対象となる面は理想的な平面に近づく。この打ち抜き加工による平面度の増加（悪化）は、次述のホルダ１４に形成された凸部３１，３２によって矯正される。

ホルダ１４は、例えば、合成樹脂材料の射出成型によって製造される。ホルダ１４は、６つのノズルチップ１２を上から覆うように配置されて、６つのノズルチップ１２を保持する。図３〜図５に示すように、ホルダ１４は、天井部２０と、天井部から下方に延びる２つの第１壁部２１と、及び、同じく天井部から下方に延びる５つの第２壁部２２を有する。

天井部２０は、６つのノズルチップ１２と上下に重なるように配置されている。天井部２０には、１つのインク供給孔２３が形成されている。図６（ｂ）に示すように、天井部２０の内面は、６つのノズルチップ１２の上面と接着剤２４で接合されている。図示は省略するが、天井部２０の内部には、インク供給孔２３に接続されたインク流路が形成されている。このインク流路は、６つのノズルチップ１２の供給口１７と連通する。図示しないインクタンクから各ヘッドユニット１１のインク供給孔２３に供給されたインクは、天井部２０内に形成されたインク流路によって、６つのノズルチップ１２の供給口１７に分配される。つまり、６つのノズルチップ１２のノズル１５は同じ種類のインクを吐出する。

２つの第１壁部２１は、天井部２０の前後両端部からそれぞれ下方に延びており、６つのノズルチップ１２のチップ長手方向の端面１２ａを前後方向から覆っている。尚、図３、図６（ｂ）に示すように、天井部２０の左右両端部には壁部は設けられておらず、ノズルチップ１２は、左右方向においてはホルダ１４から露出している。

上述したように、ノズルチップ１２の長手方向端部の端面１２ａの方向は、チップ長手方向と直交している。つまり、上記端面１２ａは、前後方向及び左右方向とそれぞれ交差する面である。一方で、第１壁部２１の前後方向における内側部分は、６つのノズルチップ１２の前記端面１２ａに対応した傾斜面を有する６つの凹部２１ａが形成されており、各凹部２１ａにノズルチップ１２の端部が嵌め込まれている。別の言い方をすれば、６つのノズルチップ１２に対して前後方向外側に配置された第１壁部２１の、内側部分の一部２１ｂが、２つのノズルチップ１２の端部の間に入り込んでいる。

図５、図６（ａ）に示すように、各第１壁部２１の下面には、左右方向に間隔を空けて５つの第１凸部３１が形成されている。第１凸部３１は、例えば、半球状の外形を有し、成型により第１壁部２１と一体的に形成されている。また、第１凸部３１は、その一部分が、第１壁部２１の前記２つのノズルチップ１２の端部の間に入り込んだ部分２１ｂに配置されている。図６（ａ）に示すように、各第１壁部２１の下面は、５つの第１凸部３１が固定板１３の上面に押し付けられて当接した状態で、接着剤２４によって固定板１３と接合されている。

各第２壁部２２は、左右方向に隣接する２つのノズルチップ１２の間に配置され、ノズルチップ１２に沿ってその長手方向に延びている。第２壁部２２の下面には、チップ長手方向に間隔を空けて複数の第２凸部３２が形成されている。上記の第１凸部３１と同様、この第２凸部３２も、例えば、半球状の外形を有し、成型により第２壁部２２と一体的に形成されている。但し、図５、図６に示すように、第１凸部３１の大きさは、第２凸部３２よりも大きくなっている。具体的には、第１凸部３１の直径が０．６ｍｍ、第２凸部３２の直径が０．３ｍｍである。

また、第１凸部３１、第２凸部３２の形状は、上記の半球形には限られない。固定板１３と接着されることから、先端に平坦な面を有する形状、例えば、円柱形状や円錐台形状であるのがよい。

また、６つのノズルチップ１２の間には、合計５箇所の隙間が存在する。それら５箇所の隙間の全てに第２壁部２２が配置され、５つの第２壁部２２の全てに第２凸部３２が形成されている。この構成では、左右方向における中央側の４つのノズルチップ１２については、各々のノズルチップ１２に対して、左右両側に２つの第２壁部２２が配置されることになる。その上で、ノズルチップ１２の一方側の第２壁部２２の第２凸部３２と、他方側の第２壁部２２の第２凸部３２とが、チップ短手方向においてノズルチップ１２を挟んで向かい合うように配置されている。即ち、ノズルチップ１２に対して一方側の第２凸部３２と他方側の第２凸部３２が、チップ短手方向と平行な同一直線Ｌ上に配置されている。

上記のように、第１凸部３１と第２凸部３２は、ホルダ１４の成型時に同時に形成される。ここで、ホルダ１４の射出成型において、樹脂材料の伸縮等の要因により、ホルダ１４の下面全域にわたって高精度に高さ位置を揃えることは難しい。これに対して、ホルダ１４の下面に複数の凸部３１，３２が設けられた構成では、凸部３１，３２の高さを適切に調整することにより、固定板１３の高さ位置を均一化することが可能である。尚、上述した特許文献２にも記載されているように、凸部３１，３２の高さ調整は、例えば、射出成型に使用する金型をネジ等の調整部材を用いて調整することにより行うことができる。このように、ホルダ１４の下面に形成された複数の凸部３１，３２をそれぞれ固定板１３に接触させる構成を採用することにより、ホルダ１４の下面全域を固定板１３に直接接触させる場合と比べて、固定板１３の平面度を小さく抑えることができる。

図６（ｂ）に示すように、各第２壁部２２の下面は、複数の第２凸部３２が固定板１３の上面に押し付けられて当接した状態で、接着剤２４によって固定板１３と接合されている。

以上説明したように、本実施形態のヘッドユニット１１においては、６つのノズルチップ１２に対して前後方向における外側に、ホルダ１４の２つの第１壁部２１がそれぞれ配置されている。第１壁部２１には５つの第１凸部３１が形成され、第１壁部２１は、５つの第１凸部３１が固定板１３に当接した状態で接合される。この構成により、各ヘッドユニット１１において固定板１３の高精度な平面度を実現でき、４つのヘッドユニット１１間での固定板１３の高さばらつきも抑えられる。

一方で、６つのノズルチップ１２に対して、左右方向における外側には壁部がなく、端側のノズルチップ１２がホルダ１４から露出している。尚、「ノズルチップ１２がホルダ１４から露出している」とは、左右両端のノズルチップ１２が、左右方向においてホルダ１４によって覆われていないことを示す。この構成では、左右方向に４つのヘッドユニット１１が並べられたときに、隣接する２つのヘッドユニット１１のノズルチップ１２同士を近づけて配置でき、２つのヘッドユニット１１間でのノズルチップ１２の距離を小さくすることが可能となる。

第１壁部２１の一部分が、隣接する２つのノズルチップ１２の間に入り込んでいる。これは、第１壁部２１の内側部分に、６つのノズルチップ１２にそれぞれ対応する６つの凹部２１ａが形成された構成であるとも言える。この構成では、組立時に各ノズルチップ１２を凹部２１ａに嵌め込むことで、第１壁部２１に対する位置決めが容易になる。

さらに、第１壁部２１の、隣接するノズルチップ１２の端部の間に入り込んだ部分２１ｂに、第１凸部３１の一部が配置されている。これにより、第１凸部３１とノズルチップ１２との距離が小さくなり、ノズルチップ１２の近傍で固定板１３の高さ位置を決めることができる。

また、本実施形態では、左右方向に隣接する２つのノズルチップ１２の間に、ホルダ１４の第２壁部２２が配置されている。第２壁部２２には複数の第２凸部３２が形成され、第２壁部２２は、複数の第２凸部３２が固定板１３に当接した状態で接合される。この構成により、ノズルチップ１２の間においても、固定板１３の高さ位置が確実に決められる。

尚、第２壁部２２は、左右方向に隣接するノズルチップ１２の間に配置されるものであるが、この第２壁部２２が存在することによって、２つのノズルチップ１２の間の離間距離が大きくなる。上記離間距離が大きくなるほど２つのノズルチップ１２間でのノズル１５の重なり幅Ｗ１が小さくなり、さらには、２つのノズルチップ１２のノズル１５を連続させること自体難しくなる。この点、本実施形態では、１つのヘッドユニット１１の６つのノズルチップ１２は、全て同じ種類のインクを吐出させるものである。この場合は、２つのノズルチップ１２が左右方向に多少離れても、同色のインクを吐出するノズル１５同士を重ねることはそれほど難しくない。逆に言えば、隣接する２つのノズルチップ１２の間に、第２壁部２２を配置しやすい構成であると言える。

第１凸部３１と第２凸部３２が同じ大きさであってもよいのだが、上述した重なり幅Ｗ１を一定以上確保するという観点からは、第２壁部２２の幅はあまり大きくできない。そのため、第２凸部３２も大きくするにも限度がある。一方、ノズルチップ１２に対して前後方向の外側に位置する第１壁部２１については、このような制約がない。そこで、本実施形態では、第１壁部２１に形成される第１凸部３１は、第２壁部２２に形成される第２凸部３２よりも大きくなっている。

また、本実施形態では、６つのノズルチップ１２の間の５つの位置の全てに、第２凸部３２が形成された第２壁部２２が配置されている。これにより、固定板１３の面方向における高さばらつきを、より確実に抑えることができる。

中央側のノズルチップ１２については、各々のノズルチップ１２に対して左右両側に２つの第２壁部２２が配置されている。さらに、ノズルチップ１２に対して一方側の第２凸部３２と他方側の第２凸部３２とが、チップ短手方向においてノズルチップ１２を挟んで向かい合うように配置されている。これにより、ノズルチップ１２の、チップ短手方向における両側で、第２凸部３２による固定板１３の押さえ方が均一となり、高さばらつきを小さくすることができる。

以上説明した実施形態において、インクジェットヘッド４が、本発明の「液体吐出装置」に相当する。用紙幅方向が本発明の「第１方向」に相当し、搬送方向が本発明の「第２方向」に相当する。チップ長手方向が本発明の「第３方向」に相当し、チップ短手方向が本発明の「第４方向」に相当する。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］図７のヘッドユニット１１Ａのように、チップ長手方向において、２つの第１凸部３１Ａがノズルチップ１２を挟んで向かい合うように配置されてもよい。これにより、チップ長手方向における両側で、第１凸部３１Ａによる固定板１３の押さえ方が均一となり、高さばらつきを小さくすることができる。また、図７に示すように、チップ長手方向に延びて、複数のノズル１５を通過する直線上に、２つの第１凸部３１Ａが配置されていると、チップ長手方向における両側での、固定板１３の高さばらつきをさらに小さくすることができる。

２］前記実施形態では、ノズルチップ１２の両側の２つの第２凸部３２が、チップ短手方向において向かい合っていたが、図８のヘッドユニット１１Ｂのように、ノズルチップ１２両側の２つの第２凸部３２Ｂが、左右方向において向かい合っていてもよい。即ち、１つのノズルチップ１２の両側の２つの第２凸部３２Ｂの間で、前後方向における位置が一致していてもよい。

３］図９のヘッドユニット１１Ｃのように、２以上の第１凸部３１Ｃが、ノズル長手方向におけるノズルチップ１２の端部の端面１２ａに沿って配置されていてもよい。この構成では、ノズルチップ１２の端面１２ａの近くにおいて、固定板１３の高さ位置を確実に決めることができる。

４］前記実施形態では、６つのノズルチップ１２の間の５つの隙間の全てに、第２壁部２２が配置されているが、この構成だと第２凸部３２の数が多くなる。第２凸部３２の数が増えるほど、固定板１３の平面度を小さく抑えるように、第２凸部３２の高さ調整を行うときの手間がかかる。そこで、６つのノズルチップ１２の間の位置のうちの、一部の位置にのみ第２壁部が配置されてもよい。一部の第２壁部を省略することにより、省略した位置において２つのノズルチップ１２の間でのノズル１５の重なり量を大きくできる、という効果もある。

ところで、ノズルチップ１２の左右方向の両側にはホルダの壁部が存在せず、固定板１３の高さ位置を決める凸部もない。そこで、６つのノズルチップ１２の間の位置の一部にのみ第２壁部を配置する場合、左右方向端側の固定板１３の高さを決めるために、図１０（ａ）のヘッドユニット１１Ｄのように、左右方向の端側に位置する２つのノズルチップ１２の間に第２壁部２２Ｄが配置されることが好ましい。さらに第２壁部を配置するのであれば、図１０（ｂ）のヘッドユニット１１Ｅのように、上記の端側２つの第２壁部２２Ｄに加えて、中央の２つのノズルチップ１２の間にも第２壁部２２Ｅが配置されることが好ましい。これにより、両端側から距離が離れた、中央部における固定板１３の高さも確実に決めることができる。

５］隣接するノズルチップの間に位置する第２壁部の全てに第２凸部が形成される必要はない。即ち、図１１のヘッドユニット１１Ｆでは、６つのノズルチップ１２の間に存在する５つの第２壁部２２Ｆのうち、左右両端と中央の、合計３つの第２壁部２２Ｆにのみ第２凸部３２Ｆが設けられている。この構成では、前記実施形態の構成（図５）と比べて第２凸部３１Ｆの数が少なくなることから、第２凸部３１Ｆの調整手間を減らすことができる。

６］用紙幅方向に並ぶ複数の第２壁部の間で、第２凸部の大きさや配置密度が同じである必要はない。先にも述べたが、ノズルチップ１２の左右方向の端側には壁部が存在せず、固定板の高さ位置を決める凸部もない。そこで、左右方向における端側で固定板の高さばらつきを抑える観点からは、最も端側に位置する第２壁部の第２凸部に、本来なら６つのノズルチップの外側にあるべき壁部に設けられる凸部の代わりをさせることが好ましい。

この観点から、複数の第２壁部のうち、端側に位置する第２壁部において、中央側の第２壁部よりも、第２凸部の大きさや配置密度を大きくすることが好ましい。例えば、図１２（ａ）のヘッドユニット１１Ｇでは、５つの第２壁部のうちの、左右両端に位置する２つの第２壁部２２Ｇａの第２凸部３２Ｇａは、中央側の３つの第２壁部２２Ｆｂの第２凸部３２Ｆｂよりも大きくなっている。また、図１２（ｂ）のヘッドユニット１１Ｈでは、左右両端に位置する２つの第２壁部２２Ｈａでは、中央側の３つの第２壁部２２Ｈｂと比べて、第２凸部３２Ｈの配列ピッチが小さく、配置密度が高くなっている。図１２（ｂ）において、第２凸部３２Ｈの配列ピッチが狭すぎると、第２凸部３２Ｈの数が多くなりすぎて調整に手間がかかる。また、第２凸部３２Ｈの配列ピッチが大きすぎると、固定板１３の平面度を小さく抑えることができない。適切な配列ピッチの例を挙げると、左右両端の第２壁部２２Ｈａでは２．３５ｍｍであり、中央の第２壁部２２Ｈａでは５．５ｍｍである。

６］１つの第２壁部において、チップ長手方向に複数の第２凸部が均等に配置されている必要は必ずしもない。例えば、第２壁部の端部近くには第１凸部が配置されているため、第２壁部の中央部に第２凸部が集中的に配置されてもよい。具体的には、図１３（ａ）のヘッドユニット１１Ｉでは、第２壁部２２の中央部にのみ第２凸部３２Ｉが配置されている。

また、図１３（ｂ）のヘッドユニット１１Ｊでは、第２壁部２２の中央部の第２凸部３２Ｊａは、端側の第２凸部３２Ｊｂよりも大きくなっている。尚、図１３（ｂ）において、第２壁部２２の幅を大きくしすぎると、ノズルチップ１２間の重なり幅が小さくなる。一方で、第２壁部２２の幅を小さくしすぎると、小さな第２凸部しか形成できなくなる。上記を考慮すると、第２壁部２２の幅の適切な範囲は０．５ｍｍ〜０．６ｍｍとなる。この場合、端側の第２凸部３２Ｊｂの直径を０．３ｍｍとし、中央側の第２凸部３２Ｊａの直径を、端側の第２凸部３２Ｊｂの１．５倍の０．４５ｍｍとするのがよい。

また、図１３（ｃ）のヘッドユニット１１Ｋでは、第２壁部２２の中央部では、端部と比べて第２凸部３２Ｋの配列ピッチが小さく、配置密度が高くなっている。

図１３（ａ）〜（ｃ）の構成では、第２壁部の中央部の第２凸部の数を多く、あるいは、第２凸部の大きさを大きくすることで、第１凸部から離れた中央部における固定板１３の平面度を小さく抑えることができる。また、特に、図１３（ａ）、（ｃ）では、第１凸部に近い位置においては第２凸部の数を少なくすることで調整の手間を減らすことができる。

８］図１４のヘッドユニット１１Ｌのように、各ノズルチップ１２Ｌの、チップ長手方向の端面１２Ｌａが左右方向に沿った面であってもよい。ノズルチップ１２Ｌの端面Ｌａが左右方向に沿っていると、ノズルチップ１２Ｌの端がホルダ１４Ｌの同じ内壁面に突き当てられるため、ノズルチップ１２Ｌの搬送方向の位置を揃えやすくなる。

９］図１５のヘッドユニット１１Ｍのように、ノズルチップ１２Ｍ間に壁部がない構成を採用することもできる。図１３では、６つのノズルチップ１２Ｍに対して前後方向の外側に、ホルダ１４Ｍの２つの第１壁部２１Ｍがそれぞれ配置されている。各第１壁部２１Ｍの下面には６つの第１凸部３１Ｍが形成されている。この構成においても、第１凸部３１Ｍが固定板に当接した状態で、第１壁部２１Ｍが固定板に接合されることにより、固定板の高精度な平面度を実現できる。

尚、図１５の構成は、１つのノズルチップ１２Ｍが、２種類以上のインクを吐出する構成の場合に特に適している。例えば、図１３では、各ノズルチップ１２Ｍの複数のノズルのうち、前側のノズル１５Ｍａはブラックインクを吐出するノズル、後側のノズル１５Ｍｂはイエローインクを吐出するノズルである。この場合に、１色のインクを吐出するノズル列の長さが半分となるため、２つのノズルチップ１２Ｍの距離をかなり小さくしないと、２つのノズルチップ１２Ｍの間で、同色のインクを吐出するノズルを連続させたり、重ねたりすることができない。そのため、図１３のような２色以上のインクを吐出するノズルチップ１２Ｍを用いる場合には、２つのノズルチップ１２Ｍの間にホルダ１４Ｍの壁部がなく、２つのノズルチップ１２Ｍが壁部を介さずに左右に並ぶ構成を採用することが好ましい。

上述したように、前記実施形態の構成（図５）と比べると、１色のインクを吐出するノズル列の長さが半分となる。そのため、隣接する２つのノズルチップ１２Ｍの間での重なり幅Ｗ１は小さくなり、重なるノズル１５Ｍの数を同等にすることは難しい。それでも、２つのノズルチップ１２Ｍの間の繋ぎ目を目立たなくさせるために、２つのノズルチップ１２Ｍの間で重なる同色ノズル１５Ｍの数は、一定以上（例えば、４０個）確保したい。

これについて、図１５において、重なり幅Ｗ１（＝２．１１１ｍｍ）、各色のノズル列のノズル１５の総数（２００個）については、前記実施形態の半分とする。一方、チップ長手方向におけるノズル１５Ｍの配列ピッチ（８４．７μｍ）、ノズルチップ１２Ｍの左右方向に対する傾き（６０度）は同じとする。この場合、２つのノズルチップ１２Ｍの間で重なる同色のノズル１５Ｍの数は約５０個、即ち、１つのヘッドチップ１２Ｍ内の同色のノズル数のうちの１／４が重なる。

尚、図１５のノズルチップ１２Ｍにおいて、前側に位置するブラックのノズル１５Ｍａが、本発明の「第１ノズル」に相当し、後側に位置するイエローのノズル１５Ｍｂが、本発明の「第２ノズル」に相当する。

また、図１５の変形例として、図１６のヘッドユニット１１Ｎのように、１つのノズルチップ１２Ｎが２つのノズル列を有するものであってもよい。２つのノズル列のチップ長手方向一方側部分と他方側部分とで、吐出するインクの種類が異なる点については、図１５の形態と同じである。但し、図１６では、ブラックインクとイエローインクを吐出する２つのノズルチップ１２Ｎａと、シアンインクとマゼンタインクを吐出する２つのノズルチップ１２Ｎｂとが、用紙幅方向に交互に並んでいる。つまり、２つのノズルチップ１２Ｎａの間に、別のインクを吐出するノズルチップ１２Ｎｂが配置されている。この構成では、１つのヘッドユニットから４色のインクを吐出できるため、４色のインクジェットヘッドが搬送方向に並べられた構成と比べて、搬送方向のサイズが小さいカラーインクジェットプリンタとすることができる。

１０］前記実施形態では、個々のヘッドユニットに対して、ホルダや固定板が設けられている。即ち、複数のヘッドユニットの間で、ホルダや固定板が分離した構成である。これに対して、複数のヘッドユニットの間でホルダや固定板が互いに連結され、一体化された構成であってもよい。

１１］前記実施形態の図４、図５では、ホルダ１４の搬送方向の縁が左右方向に平行になっているが、この縁が、ノズルチップ１２の端面形状に応じてジグザグ状になっていてもよい。

１２］前記実施形態の図５では、チップ長手方向に延びる第２壁部２２の両端部が第１壁部２１と連続的に繋がっているが、第２壁部が第１壁部と繋がっていなくてもよい。例えば、ノズルチップ１２の端部付近や中央部など、第２凸部３２を配置したい位置にさえ第２壁部２２が設けられていればよく、それ以外の位置には第２壁部２２がなくてもよい。

以上説明した実施形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。

４ インクジェットヘッド
１１ ヘッドユニット
１２ ノズルチップ
１２ａ 端面
１３ 固定板
１４ ホルダ
１５ ノズル
１６ 吐出面
２１ 第１壁部
２２ 第２壁部
３１ 第１凸部
３２ 第２凸部

Claims (20)

1. 第１方向に並んで配置され、且つ、それぞれが、吐出面に平行な方向であって前記第１方向及び前記第１方向と直交する第２方向とそれぞれ交差する、第３方向に配列されたノズルを有する複数のノズルチップと、
   前記複数のノズルチップを前記吐出面と反対側から保持するホルダと、
   前記複数のノズルチップの前記吐出面側に配置され、前記複数のノズルチップが固定される固定板と、を有し、
   前記ホルダは、前記複数のノズルチップに対して前記第２方向における外側に配置された第１壁部を有し、前記第１方向において前記ノズルチップが前記ホルダから露出し、
   前記第１壁部の前記固定板側の端面に、前記固定板に当接する複数の第１凸部が形成されていることを特徴とするヘッドユニット。
2. 前記ノズルチップの、前記第３方向における端部の端面が、前記第１方向と交差しており、
   前記第１壁部の一部が、前記第１方向に隣接する２つの前記ノズルチップの前記端部の間に入り込むように配置され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. 前記第１凸部の少なくとも一部が、前記第１壁部の前記ノズルチップ間に入り込んだ部分に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のヘッドユニット。
4. 前記ノズルチップの、前記第３方向における端部の端面が、前記第３方向と直交する第４方向と平行であることを特徴とする請求項２又は３に記載のヘッドユニット。
5. ２以上の前記第１凸部が、前記ノズルチップの、前記第３方向における端部の端面に沿って配置されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のヘッドユニット。
6. 前記ノズルチップに対して前記第２方向の一方側に配置された前記第１凸部と、前記第２方向の他方側に配置された前記第１凸部とが、前記ノズルチップを挟んで前記第３方向に向かい合うように配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のヘッドユニット。
7. 前記ホルダは、前記第１方向に隣接する２つの前記ノズルチップ間に配置された、前記第３方向に延びる第２壁部を有し、
   前記第２壁部の前記固定板側の端面に、前記固定板に当接する複数の第２凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のヘッドユニット。
8. 前記第１壁部の前記第１凸部の大きさが、前記第２壁部の前記第２凸部の大きさよりも大きいことを特徴とする請求項７に記載のヘッドユニット。
9. 少なくとも４つの前記ノズルチップを有し、
   前記第２壁部は、前記第１方向における端側の２つの前記ノズルチップ間に、配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のヘッドユニット。
10. 前記第２壁部は、前記第１方向における中央側に位置する２つの前記ノズルチップ間にも配置されていることを特徴とする請求項９に記載のヘッドユニット。
11. 前記端側の２つのノズルチップ間の前記第２壁部においては、前記第１方向の中央側のノズルチップ間に位置する前記第２壁部と比べて、前記第２凸部の大きさが大きいことを特徴とする請求項１０に記載のヘッドユニット。
12. 前記端側の２つのノズルチップ間の前記第２壁部においては、前記第１方向の中央側のノズルチップ間に位置する前記第２壁部と比べて、前記第２凸部の前記第３方向における配列ピッチが小さいことを特徴とする請求項１０に記載のヘッドユニット。
13. 前記第２壁部が、前記複数のノズルチップの間の位置の全てに配置されていることを特徴とする請求項７〜１２の何れかに記載のヘッドユニット。
14. 前記第２壁部が、前記複数のノズルチップの間の位置のうちの、一部の位置にのみ配置されていることを特徴とする請求項７〜１２の何れかに記載のヘッドユニット。
15. 前記第２壁部の、少なくとも前記第３方向における中央部に前記第２凸部が設けられていることを特徴とする請求項７〜１４の何れかに記載のヘッドユニット。
16. １つの前記ノズルチップの前記第１方向における両側に、２つの前記第２壁部がそれぞれ配置され、
    一方の前記第２壁部の前記第２凸部と他方の前記第２壁部の前記第２凸部とが、前記吐出面に平行で、且つ、前記第３方向と直交する第４方向において、前記ノズルチップを挟んで向かい合うように配置されていることを特徴とする請求項７〜１５の何れかに記載のヘッドユニット。
17. 前記複数のノズルチップは、同じ種類の液体を前記ノズルから吐出することを特徴とする請求項７〜１６に記載のヘッドユニット。
18. １つの前記ノズルチップの複数の前記ノズルのうち、前記第３方向における一方側に配置された第１ノズルと、前記第３方向における他方側に配置された第２ノズルは、それぞれ異なる種類の液体を吐出し、
    前記第１方向に隣接する２つの前記ノズルチップの間には、前記ホルダの壁部が配置されていないことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のヘッドユニット。
19. 前記第１方向に隣接する２つの前記ノズルチップの間で、一部の前記ノズルが前記第２方向に重なっていることを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載のヘッドユニット。
20. 第１方向に並ぶ複数のヘッドユニットを備え、
    各ヘッドユニットは、
    吐出面に平行で、且つ、前記第１方向及び前記第１方向と直交する第２方向とそれぞれ交差する、第３方向に配列されたノズルを有し、前記第１方向に並んで配置された複数のノズルチップと、
    前記複数のノズルチップを前記吐出面と反対側から保持するホルダと、
    前記複数のノズルチップの前記吐出面側に配置され、前記複数のノズルチップが固定される固定板と、を有し、
    前記ホルダは、前記複数のノズルチップに対して前記第２方向における外側に配置された第１壁部を有し、前記第１方向において前記ノズルチップが前記ホルダから露出し、
    前記第１壁部の前記固定板側の端面に、前記固定板に当接する複数の第１凸部が形成されていることを特徴とする液体吐出装置。

Images