JP2012030565A - 液体噴射ヘッドユニット、及び、液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が本来の取り付け可能個数よりも少ない構成においてもヘッド固定部材の剛性を確保でき、ヘッド固定部材の再設計が不要な液体噴射ヘッドユニット、及びこれを備える液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ダミーヘッド２３は、記録ヘッド１８のノズル形成面５３に対応する先端面６５を有し、当該先端面が記録ヘッドのノズル形成面５３と同一面上に揃えられた状態で、サブキャリッジにおけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部４１にヘッド挿通開口２８を跨ぐ状態で取り付けられた。
【選択図】図８

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用いられる液体噴射ヘッドユニット、及び、これを備えた液体噴射装置に関し、特に、複数の液体噴射ヘッドを取り付けることが可能な枠体状のヘッド固定部材を有する液体噴射ヘッドユニット、及び、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。

近年、上記プリンターには、ノズルを複数列設してなるノズル群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マルチヘッド型のものがある（例えば、特許文献１参照）。サブキャリッジは、複数の記録ヘッドが取り付けられる部分が開口した枠体状の平板状の部材であり、軽量化を図るべく合成樹脂で作製されたものが実用化されている。このサブキャリッジに対して各記録ヘッドが位置決めされた状態でネジ留めによって固定される。

特開２００８−２７３１０９号公報

ところで、上述したように、サブキャリッジは、記録ヘッドが取り付けられる部分が開口した枠体状であるため、剛性を確保することが困難であった。これに加え、マルチヘッド型のプリンターでは、仕様の変更などに応じてサブキャリッジに取り付ける記録ヘッドの数を増減させることがある。例えば、サブキャリッジに本来の取り付け可能な個数よりも少ない数の記録ヘッドを当該サブキャリッジに取り付ける構成の場合、何らの対策も施さないと、記録ヘッドの数を減らした分だけサブキャリッジのヘッド取り付け位置に空間が発生する。このような空間が生じると、その分、サブキャリッジの剛性が低下する。これにより、印刷対象の記録紙が記録ヘッドに接触したり上記空間内に巻き込まれたりすること（所謂紙ジャム）等によってサブキャリッジに外力が作用したときに当該サブキャリッジが変形して、各記録ヘッドの相対位置がずれたり傾いたりする虞があった。このため、従来では、上記の空間が生じないように、仕様変更等の際には、その都度サブキャリッジを再設計する必要が生じていた。

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、上記サブキャリッジのような枠体状のヘッド固定部材に対して複数の液体噴射ヘッドを固定する構成を採用する、他の液体噴射ヘッドユニット、及びこれを備える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、ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が本来の取り付け可能個数よりも少ない構成においてもヘッド固定部材の剛性を確保でき、ヘッド固定部材の再設計が不要な液体噴射ヘッドユニット、及びこれを備える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、本発明の液体噴射ヘッドユニットは、着弾対象に対して液体を噴射するノズルが開設されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが取り付けられるヘッド取付部を複数有し、当該ヘッド取付部に取り付けられる液体噴射ヘッドが挿通される開口部が形成されたヘッド固定部材と、
前記ヘッド取付部に取り付けられた液体噴射ヘッドを前記着弾対象から保護する保護部材と、
を備え、
前記保護部材は、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対応する先端面を有し、当該先端面が前記液体噴射ヘッドのノズル形成面と同一面上に揃えられた状態で、前記ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に前記開口部を跨ぐ状態で取り付けられたことを特徴とする。

本発明によれば、ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が、本来の取り付け可能個数よりも少ない場合において、ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に保護部材を取り付けることで、当該保護部材がヘッド固定部材の開口部の中央を跨ぐ状態で架け渡された梁として機能し、枠体状のヘッド固定部材が補強される。これにより、ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が本来の取り付け可能個数よりも少ない構成においても、ヘッド固定部材の剛性が低下することが防止される。その結果、例えば、液体噴射ヘッドユニットと記録紙等の着弾対象とを相対移動させながら画像等の記録を行う記録動作（印刷動作）において、着弾対象が液体噴射ヘッドに接触すること等によってヘッド固定部材に外力が作用した際の当該ヘッド固定部材の変形が抑制され、各液体噴射ヘッドの相対位置のずれや傾きが防止される。したがって、本来の取り付け可能個数の範囲内においてヘッド固定部材に取り付ける液体噴射ヘッドの個数を仕様変更等により増減する場合であれば、ヘッド固定部材を再設計することなく共通化することができる。

また、ヘッド固定部材に保護部材および各液体噴射ヘッドが取り付けられた状態では、各液体噴射ヘッドのノズル形成面と保護部材の先端面とが同一面上に位置するので、記録動作においてノズル形成面よりも突出した保護部材の部分に記録媒体が接触したり、或いは、先端面がノズル形成面よりも後退して生じた空間部に着弾対象が巻き込まれたりすることが防止される。
さらに、ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に保護部材が取り付けられることにより、保護部材を間に挟んで各液体噴射ヘッドが対称に配置される。これにより、保護部材の重量が液体噴射ヘッドの重量と異なる場合においても、ヘッド固定部材のヘッド列設方向における重量の配分を、当該方向の中央部から両側に対称にすることができる。

上記構成において、前記保護部材は、前記中央部のヘッド取付部に対して着脱可能であることが望ましい。

上記構成によれば、保護部材が、中央部のヘッド取付部に対して着脱可能であるため、例えば、液体噴射ヘッドの交換作業時又は修理作業時に保護部材を一時的に取り外すことで、液体噴射ヘッドの着脱作業が容易となり、メンテナンスの作業性が向上する。また、本来の取り付け可能個数の範囲内においてヘッド固定部材に取り付ける液体噴射ヘッドの個数を仕様変更等により増減する場合に容易に対応することが可能となる。

また、本発明は、着弾対象に対して液体を噴射するノズルが開設されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが取り付けられるヘッド取付部を複数有し、当該ヘッド取付部に取り付けられる液体噴射ヘッドが挿通される開口部が形成されたヘッド固定部材と、前記ヘッド取付部に取り付けられた液体噴射ヘッドを前記着弾対象から保護する保護部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットを搭載し、
当該液体噴射ヘッドユニットと前記着弾対象とをヘッド列設方向に相対移動させつつ前記ノズルから液体を噴射させて前記着弾対象に着弾させる液体噴射装置であって、
前記保護部材は、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対応する先端面を有し、当該先端面が前記液体噴射ヘッドのノズル形成面と同一面上に揃えられた状態で、前記ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に前記開口部を跨ぐ状態で取り付けられたことを特徴とする。

本発明によれば、ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が、本来の取り付け可能個数よりも少ない場合において、ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に保護部材を取り付けることで、当該保護部材がヘッド固定部材の開口部の中央を跨ぐ状態で架け渡された梁として機能し、枠体状のヘッド固定部材が補強される。これにより、ヘッド固定部材に取り付けられる液体噴射ヘッドの数が本来の取り付け可能個数よりも少ない構成においても、ヘッド固定部材の剛性が低下することが防止される。その結果、例えば、液体噴射ヘッドユニットと記録紙等の着弾対象とを相対移動させながら画像等の記録を行う記録動作（印刷動作）において、着弾対象が液体噴射ヘッドに接触すること等によってヘッド固定部材に外力が作用した際の当該ヘッド固定部材の変形が抑制され、各液体噴射ヘッドの相対位置のずれや傾きが防止される。したがって、本来の取り付け可能個数の範囲内においてヘッド固定部材に取り付ける液体噴射ヘッドの個数を仕様変更等により増減する場合であれば、ヘッド固定部材を再設計することなく共通化することができる。

また、ヘッド固定部材に保護部材および各液体噴射ヘッドが取り付けられた状態では、各液体噴射ヘッドのノズル形成面と保護部材の先端面とが同一面上に位置するので、記録動作においてノズル形成面よりも突出した保護部材の部分に記録媒体が接触したり、或いは、先端面がノズル形成面よりも後退して生じた空間部に着弾対象が巻き込まれたりすることが防止される。
さらに、ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に保護部材が取り付けられることにより、保護部材を間に挟んで各液体噴射ヘッドが対称に配置される。これにより、保護部材の重量が液体噴射ヘッドの重量と異なる場合においても、ヘッド固定部材のヘッド列設方向における重量の配分を、当該方向の中央部から両側に対称にすることができる。

プリンターの内部構成の一部を示す斜視図である。 プリンターの正面図である。 プリンターの平面図である。 プリンターの右側面図である。 キャリッジの平面図である。 キャリッジの正面図である。 キャリッジの右側面図である。 キャリッジの構成をより簡略化して示した断面図である。 サブキャリッジの下面図であり、（ａ）は記録ヘッド等が取り付けられていない状態、（ｂ）は記録ヘッド等が取り付けられた状態である。 記録ヘッドの構成を説明する斜視図である。 ダミーヘッドの構成を説明する斜視図である。 第２実施形態におけるサブキャリッジの構成を説明する図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図である。 ダミーヘッドの変形例を説明する斜視図である。

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の正面図、図３はプリンター１の平面図、図４はプリンター１の右側面図である。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３（ヘッドユニット保持部材の一種）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、当該フレーム２の長手方向に沿って長尺な上下一対のガイドロッド４ａ，４ｂが互いに間隔を空けて平行に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７参照。）等にガイドロッド４ａ，４ｂが嵌合することで、これらのガイドロッド４ａ，４ｂ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３における右端部）には、キャリッジ３を移動させる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３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４ａ，４ｂに沿って主走査方向に移動する。

フレーム２の背面の内壁には、リニアスケール１０（エンコーダーフィルム）が、主走査方向に沿ってガイドロッド４ａ，４ｂと平行に張設されている。リニアスケール１０は、透明な樹脂製フィルムによって作製された帯状（バンド状）部材であり、例えば、透明なベースフィルムの表面に帯幅方向を横断する不透明なストライプが複数印刷されたものである。各ストライプは、同じ幅とされ、帯長手方向に一定ピッチで形成されている。また、キャリッジ３の背面側には、このリニアスケール１０のストライプを光学的に読み取るリニアエンコーダーが設けられている（図示せず。）。リニアエンコーダーは、例えば、互いに対向配置された一対の発光素子と受光素子とによって構成され、リニアスケール１０の透明部分での受光状態とストライプ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。即ち、リニアエンコーダーは位置情報出力手段の一種であり、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位置情報として出力する。これにより、プリンターの制御部（図示せず）はこのリニアエンコーダーからのエンコーダーパルスに基づいてキャリッジ３の走査位置を認識しながら、ヘッドユニット１７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３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インク供給チューブ１４と、駆動信号等の信号を供給する信号ケーブル１５が接続されている。その他、プリンター１には、何れも図示しないが、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、ホームポジションで待機状態の記録ヘッド１８のノズル形成面５３（図１０参照）をキャッピングするキャッピング部、当該キャッピング部によってノズル形成面５３がキャッピング（封止）された状態で、ノズル形成面に負圧を付与する吸引ポンプ等が設けられている。この吸引ポンプは、後述するダミーヘッド２３の吸引ノズルからミストを吸引する吸引手段としても機能する。吸引ポンプの下流側には排液タンクが設けられており、吸引ポンプによって吸引されたインク等が当該排液タンクに排出されるように構成されている。

図５はキャリッジ３の平面（上面）図、図６はキャリッジ３の正面図、図７はキャリッジ３の右側面図である。また、図８はキャリッジ３の模式的な断面図である。なお、図５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（本発明における液体噴射ヘッドユニットの一種。）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。

キャリッジ本体１２とヘッドユニット１７との間には、当該キャリッジ本体１２に収容されたヘッドユニット１７の姿勢を調整する偏心カム２１（図８参照）が設けられている。そして、キャリッジ本体１２には、これらの偏心カム２１を回転させる調整レバー２０が複数設けられている。これらの調整レバー２０の操作により、偏心カム２１が回転してその回転中心から外周面までのカム径が増減し、このカム径の増減によって、キャリッジ本体１２に収容されたヘッドユニット１７のキャリッジ本体１２に対する位置や傾きなどの姿勢を調整することができるように構成されている。

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３５（図８参照）として機能する。本実施形態のサブキャリッジ２６は、金属、例えばアルミニウムにより作製されており、キャリッジ本体１２やキャリッジカバー１３と比較して剛性が高められている。なお、サブキャリッジ２６の材料としては、金属には限られず、合成樹脂を採用することも可能である。

図８に示すように、サブキャリッジ２６の起立壁部２６ｂ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（螺着する）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。なお、上述したように、ヘッドユニット１７をキャリッジ本体１２に対して本固定する前の段階で、上記の調整レバー２０の操作により、キャリッジ本体１２に対するヘッドユニット１７の位置や傾きなどの姿勢が調整される。

サブキャリッジ２６の上部に取り付けられる流路部材２４は、上下方向が薄い箱体状の部材であり、例えば、合成樹脂により作製される。流路部材２４は、サブキャリッジ２６の四方の起立壁部２６ｂによって形成される上部開口を跨ぐように、各起立壁部２６ｂの上端面に流路止着ネジ４５によってネジ留めされる。この流路部材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。各インク分配流路には、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それぞれ導入される。流路部材２４の下面において、各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８に対応する位置には、下方に向けて延出した接続流路４０が設けられている。この接続流路４０は、それぞれ対応する色のインク分配流路に連通する導出路（図示せず）が内部に形成された中空筒状の部材である。この接続流路４０は、各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８にそれぞれ挿入されて液密状態で連結されるように構成されている。そして、流路部材２４内部のインク分配流路を通ったインクは、接続流路４０と流路接続部３８を介して各記録ヘッド１８のサブタンク３７に供給される。

図９は、サブキャリッジ２６の下面側（各記録ヘッド１８のノズル形成面５３側であり、記録動作時における記録媒体に対向する側の面）の簡略図であり、（ａ）は記録ヘッド１８およびダミーヘッド２３（後述）が取り付けられていない状態、（ｂ）は各記録ヘッド１８およびダミーヘッド２３が取り付けられた状態を示している。サブキャリッジ２６におけるベース部２６ａの略中央部分には、複数の記録ヘッド１８を挿通可能な、各記録ヘッド１８に共通のヘッド挿通開口２８（本発明における開口部に相当）が開設されている。本実施形態におけるヘッド挿通開口２８は、平面視矩形状の貫通穴である。このヘッド挿通開口２８が形成されていることにより、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。また、本実施形態におけるサブキャリッジ２６のベース部２６ａの下面には、合計５つのヘッド取付部４１ａ〜４１ｅが、主走査方向に対応する方向に並べて設けられている。即ち、本実施形態におけるサブキャリッジ２６は、５つの記録ヘッド１８が取り付けられるように設計されている。ヘッド取付部４１は、記録ヘッド１８又はダミーヘッド２３が固定される領域（取り付け位置）である。各ヘッド取付部４１には、止着穴２９がそれぞれ設けられている。この止着穴２９は、内周にネジが切られた雌ネジ部であり、後述する止着ネジ２７が螺合されるように構成されている。止着穴２９は、１つのヘッド取付部４１に対して、ヘッド挿通開口２８を間に挟んでノズル列方向に対応する方向（ヘッド列設方向に直交する方向）の両側の辺部に、それぞれヘッド列設方向に並べて２つずつ、合計４箇所設けられている。これらの止着穴２９は、後述する記録ヘッド１８のヘッドネジ穴４２又はダミーヘッド２３のダミーヘッドネジ穴４３に対応する位置に開設されている。

以下においては、最大５つの記録ヘッド１８を取り付けることが可能に設計されたサブキャリッジ２６に対して、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、および、第４の記録ヘッド１８ｄの合計４つの記録ヘッド１８が取り付けられる場合について説明する。各記録ヘッド１８は、後述するサブタンク３７をヘッド挿通開口２８の下方（ベース部２６ａの下面側）から挿通させて収容部３５内に収容し、各記録ヘッド１８のノズル形成面５３がベース部２６ａの下面よりも下方（記録動作時における記録媒体側）に突出した状態で、記録動作時における主走査方向（ノズル列方向に交差（望ましくは直交）する方向）に横並びでベース部２６ａにそれぞれ固定される。このように、本来の取り付け可能個数よりも少ない個数の記録ヘッド１８をサブキャリッジ２６に取り付ける構成では、差分だけのヘッド取付部４１が空くことになる。この構成で何らの対策を施さないと、当該ヘッド取付部４１に対応する部分に空間が生じる。このような空間が生じると、その分、サブキャリッジ２６の剛性が、全てのヘッド取付部４１に記録ヘッド１８を取り付ける構成と比較して低下する。

このような問題に鑑み、本発明に係るヘッドユニット１７では、サブキャリッジ２６における中央部の第３ヘッド取付部４１ｃ以外の各ヘッド取付部４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｄ，４１ｅ）に、ヘッド挿通開口２８を跨ぐ状態でそれぞれ記録ヘッド１８を取り付けると共に、中央部の第３ヘッド取付部４１ｃに、ヘッド挿通開口２８を跨ぐ状態でダミーヘッド２３を取り付けることで、サブキャリッジ２６の剛性低下が抑制されている。即ち、このダミーヘッド２３を、サブキャリッジ２６を補強する補強部材として機能させている。このダミーヘッド２３の詳細については後述する。

図１０は、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、プリンター１の制御部側からの駆動信号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おり、後述するように、同一記録ヘッド１８の２つのノズル列５６にそれぞれ異なるインクが割り当てられる場合もある。

ヘッドケース５２は、ノズル列方向に直交する方向（記録動作時における主走査方向）に短く、ノズル列方向に長尺な中空箱体状部材である。このヘッドケース５２の先端側（記録動作時において記録媒体と対向する側）には、ノズル形成面５３を露出させた状態で流路ユニットが固定されている。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サブタンク３７が装着されている。また、ヘッドケース５２の上面側におけるノズル列方向の両側には、側方に向けて突出したフランジ部５２ａがそれぞれ形成されている。各フランジ部５２ａには、サブキャリッジ２６のヘッド取付部４１に設けられた止着穴２９に対応して、２つのヘッドネジ穴４２がノズル列に直交する方向に並んだ状態でそれぞれ開設されている。即ち、各フランジ部５２ａには、ヘッドネジ穴４２がそれぞれ２つずつ開設されており、１つの記録ヘッド１８には両側合わせて４つのヘッドネジ穴４２が設けられている。各ヘッドネジ穴４２同士の間隔は、ヘッド取付部４１の各止着穴２９の間隔に合わせられている。ヘッドネジ穴４２の内径は、止着穴２９の内径よりも少し大きく設定されており、後述する止着ネジ２７が挿通可能に構成されている。

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の接続流路４０が接続される流路接続部３８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４０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駆動基板が２枚設けられており（図示せず）、各駆動基板に電気的に接続された２枚のフレキシブルケーブル５５（本発明における配線部材の一種）がサブタンク３７の後端面側にそれぞれ引き出されている。このフレキシブルケーブル５５は、上記の信号ケーブル１５と接続されて、当該信号ケーブル１５を通じてプリンター１の制御部から送られてくる駆動信号等を、駆動基板を介して圧力発生手段側に供給する。

図１１は、ダミーヘッド２３の構成を説明する斜視図である。上記ダミーヘッド２３は、例えば、合成樹脂から一体に作製されている。このダミーヘッド２３は、本来、サブキャリッジ２６におけるヘッド列設方向の端部に配置された記録ヘッド１８に対して、同方向における外側に隣接させた状態でサブキャリッジ２６に取り付けられ、これにより記録動作時における記録紙等から記録ヘッド１８を保護する保護部材である。このため、サブキャリッジ２６のヘッド列設方向両側の辺部には、ダミーヘッド２３が取り付けられるダミーヘッド取付部４４がそれぞれ設けられている。本実施形態において、このダミーヘッド２３は、ダミーヘッド取付部４４には取り付けられることなく、サブキャリッジ２６の補強部材として用いられる。本実施形態におけるダミーヘッド２３は、記録ヘッド１８の形状に倣った形状に作製されている。即ち、ダミーヘッド２３の各寸法（ノズル列方向に対応する方向の奥行き、主走査方向に対応する方向の幅、先端面６５（記録動作時における記録媒体に対向する側の面）から後端面（先端面６５とは反対側の上面）までの高さ）が、記録ヘッド１８の対応する各寸法と同程度に揃えられている。なお、ダミーヘッド取付部４４に取り付けられるダミーヘッドは、以下で説明するダミーヘッドフランジ部５７よりも後端側（上面側）の部分が無い形状となっている。

また、ダミーヘッド２３は、記録ヘッド１８と同様に、ノズル列方向に対応する方向の両側にフランジ部（ダミーヘッドフランジ部）５７がそれぞれ形成されている。ダミーヘッドフランジ部５７の幅方向の寸法、ダミーヘッド本体５８からの突出長さ、及び厚さは、上記フランジ部５２ａの対応する各寸法に揃えられている。また、ダミーヘッドフランジ部５７の上面（サブキャリッジ２６のベース部２６ａに当接する側の面）から先端面６５までの垂直距離は、記録ヘッド１８のフランジ部５２ａの上面からノズル形成面５３までの垂直距離に揃えられている。両側のダミーヘッドフランジ部５７には、サブキャリッジ２６のベース部２６ａに設けられた止着穴２９に対応して、ダミーヘッドネジ穴４３が２つずつそれぞれ開設されている。即ち、各ダミーヘッドフランジ部５７には、それぞれダミーヘッドネジ穴４３が２つずつ開設されている。即ち、ダミーヘッド２３には、両側合わせて４つのダミーヘッドネジ穴４３が設けられている。各ダミーヘッドネジ穴４３の内径は、記録ヘッド１８のヘッドネジ穴４２の内径に揃えられており、止着ネジ２７が挿通可能に構成されている。また、各ダミーヘッドネジ穴４３同士の間隔も、記録ヘッド１８のヘッドネジ穴４２の間隔と同一となっている。このように構成されたダミーヘッド２３は、サブキャリッジ２６のヘッド取付部４１に取り付けることが可能である。換言すると、記録ヘッド１８のヘッド取付部４１に対する取り付け構造（固定するためのネジ穴等の構造）と、ダミーヘッド２３のヘッド取付部４１に対する取り付け構造とは共通化されている。そして、サブキャリッジ２６に取り付けた状態では、ダミーヘッド２３の先端面６５が、同じサブキャリッジ２６に取り付けられた記録ヘッド１８のノズル形成面５３に対して同一面上に位置するように構成されている。なお、サブキャリッジ２６に取り付けられたダミーヘッド２３の先端面６５と記録ヘッド１８のノズル形成面５３との位置関係に関し、同一面上に揃うようにダミーヘッド２３が設計されていれば足り、厳密な同一面上には限られず、製造上或いは構造上の誤差は許容される。また、ダミーヘッド２３の材料に関し、合成樹脂には限られず、サブキャリッジ２６を補強することが可能な剛性を有するものであれば、金属等の他の材料を採用することができる。

また、本実施形態におけるダミーヘッド２３の先端面６５には、ノズル列方向に対応する方向に沿って複数の吸引ノズル６６が開設されている。吸引ノズル６６の直径は、記録ヘッド１８のノズル５１の直径よりも大きく設定されている。この吸引ノズル６６は、記録動作中において記録ヘッド１８のノズル５１から噴射されたインクが記録紙等の着弾対象に着弾することなく雰囲気中に漂っている状態のミストを吸引するように構成されている。ダミーヘッド２３の内部には、各吸引ノズル６６に連通する吸引流路６７が、ダミーヘッドの高さ方向に沿ってそれぞれ形成されている。各吸引流路６７は、ダミーヘッド２３の後端面側で排液チューブ６８の一端部に接続されている。この排液チューブ６８の他端部は、上述した吸引ポンプに接続される。そして、この吸引ポンプの作動により、排液チューブ６８を介して各吸引流路６７が負圧化され、これにより、雰囲気中に漂っているインクミストが吸引ノズル６６から吸引されるようになっている。吸引ノズル６６から吸引されたインクミストは、吸引流路６７および排液チューブ６８を通って排液タンクに排出される。なお、本実施形態では、ダミーヘッド２３にミスト吸引機能を付与した構成を例示したが、当該ミスト吸引機能をダミーヘッド２３に設けなくてもよい。また、ダミーヘッド２３の形状については、例示したものには限られない。少なくとも、サブキャリッジ２６のヘッド取付部４１に、他の記録ヘッド１８に干渉することなく取り付けることが可能であって、サブキャリッジ２６に取り付けた状態で、先端面が記録ヘッド１８のノズル形成面５３に対して同一面上に位置するものであれば、任意の形状を採用することができる。

次に、上記のヘッドユニット１７の製造工程（組み立て工程）について説明する。
まず、サブキャリッジ２６のヘッド列設方向中央部の第３ヘッド取付部４１ｃにダミーヘッド２３が取り付けられる（ダミーヘッド取り付け工程）。即ち、ダミーヘッド２３の後端側を、サブキャリッジ２６のベース部２６ａの下面側からヘッド挿通開口２８を通じて収容部３５内に収容し、ダミーヘッドフランジ部５７の上面をベース部２６ａの枠体部分（ノズル列方向に対応する方向の両側の辺部）に当接させる。そして、各ダミーヘッドネジ穴４３を、第３ヘッド取付部４１ｃの各止着穴２９にそれぞれ合わせた状態で、止着ネジ２７を、ダミーヘッドネジ穴４３を通じて止着穴２９に螺合させることでダミーヘッド２３が第３ヘッド取付部４１ｃに固定される。このように、サブキャリッジ２６の中央部にダミーヘッド２３が最初に取り付けられることによって、このダミーヘッド２３がヘッド挿通開口２８を跨ぐ状態で架け渡された梁として機能し、枠体状のサブキャリッジ２６が補強される。これにより、残りの各記録ヘッド１８をサブキャリッジ２６に対してそれぞれネジ留めする際の回転モーメントによりサブキャリッジ２６が変形することが抑制される。

第３ヘッド取付部４１ｃにダミーヘッド２３が取り付けられたならば、同様な手順で、各記録ヘッド１８ａ〜１８ｄが、それぞれ対応するヘッド取付部４１に対して位置決めされた状態で固定される（ヘッド取り付け工程）。サブキャリッジ２６にダミーヘッド２３および各記録ヘッド１８が取り付けられた状態では、上述したように、各記録ヘッド１８のノズル形成面５３とダミーヘッド２３の先端面６５とが同一面上に位置する。即ち、ダミーヘッド２３の先端面６５が、各記録ヘッド１８のノズル形成面５３に対し、記録動作時における記録媒体側に著しく突出したり、逆に著しく後退したりすることが無いように構成されている。なお、サブキャリッジ２６に固定された各記録ヘッド１８およびダミーヘッド２３は、止着ネジ２７の締結を解除することにより、サブキャリッジ２６から取り外すことができる。即ち、各記録ヘッド１８およびダミーヘッド２３は、サブキャリッジ２６に対して着脱可能に取り付けられている。

サブキャリッジ２６にダミーヘッド２３及び各記録ヘッド１８が取り付けられたならば、次に、流路部材２４がサブキャリッジ２６に固定される（流路取り付け工程）。上述したように、流路部材２４は、流路止着ネジ４５によってサブキャリッジ２６に対して固定される。この際、流路部材２４の接続流路４０が各記録ヘッド１８のサブタンク３７の流路接続部３８にそれぞれ挿入されて液密状態で連結される。なお、流路部材２４は、各記録ヘッド１８がサブキャリッジ２６に取り付けられる前の段階で、サブキャリッジ２６に固定されるようにしても良い。

以上の工程を経てヘッドユニット１７が完成する。このヘッドユニット１７は、上述したように、キャリッジ本体１２の底板部１２ａの底部開口１９から各記録ヘッド１８のノズル形成面５３およびダミーヘッド２３の先端面を露出させた状態で、キャリッジ本体１２の内部に収容され、キャリッジ本体１２に対するヘッドユニット１７の位置や傾きなどの姿勢が調整された後、ヘッドユニット固定ネジ２２によりネジ留めされて固定される。

このように、サブキャリッジ２６に取り付けられる記録ヘッド１８の数が、本来の取り付け可能個数（最大取り付け可能個数）よりも少ない構成において、サブキャリッジ２６におけるヘッド列設方向の中央部の第３ヘッド取付部４１ｃにダミーヘッド２３を取り付けることで、当該ダミーヘッド２３がヘッド挿通開口２８の中央を跨ぐ状態で渡された梁として機能し、枠体状のサブキャリッジ２６が補強される。これにより、サブキャリッジ２６に取り付けられる記録ヘッド１８の数が最大取り付け可能個数よりも少ない構成においても、サブキャリッジ２６の剛性が低下することが防止される。その結果、ヘッドユニット１７と記録紙等の記録媒体とを相対移動させながら画像等の記録を行う記録動作（印刷動作）において記録紙等の記録媒体が記録ヘッド１８に接触すること等によってサブキャリッジ２６に外力が作用した際の当該サブキャリッジ２６の変形が抑制され、各記録ヘッド１８の相対位置のずれや姿勢の傾きが防止される。したがって、最大取り付け可能個数の範囲内においてサブキャリッジ２６に取り付ける記録ヘッド１８の個数を仕様変更等により増減する場合であれば、サブキャリッジ２６を再設計することなく共通化することができる。
また、サブキャリッジ２６にダミーヘッド２３および各記録ヘッド１８が取り付けられた状態では、上述したように、各記録ヘッド１８のノズル形成面５３とダミーヘッド２３の先端面６５とが同一面上に位置するので、記録動作においてノズル形成面５３よりも突出したダミーヘッド２３の部分に記録媒体が接触したり、或いは、先端面６５がノズル形成面５３よりも後退して生じた空間部に記録媒体が巻き込まれて紙ジャムが発生したりすることが防止される。
さらに、サブキャリッジ２６におけるヘッド列設方向の中央部の第３ヘッド取付部４１ｃにダミーヘッド２３を取り付けることにより、ダミーヘッド２３を間に挟んで各記録ヘッド１８が対称に配置される。これにより、ダミーヘッド２３の重量が記録ヘッド１８の重量と異なる場合においても、サブキャリッジ２６のヘッド列設方向における重量の配分を、当該方向の中央部から両側に対称にすることができる。その結果、ヘッドユニット１７を記録媒体に対して往復移動させながら記録動作を行う場合に、ヘッドユニット１７の姿勢を安定させることが可能となる。

また、ダミーヘッド２３がサブキャリッジ２６に対して着脱可能であるため、例えば、サブキャリッジ２６に取り付けられた記録ヘッド１８の交換作業時又は修理作業時にダミーヘッド２３をサブキャリッジ２６から一時的に取り外すことで、記録ヘッド１８の着脱作業が容易となり、メンテナンスの作業性が向上する。また、最大取り付け可能個数の範囲内においてサブキャリッジ２６に取り付ける記録ヘッド１８の個数を仕様変更等により増減する場合に容易に対応することが可能となる。

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。

図１２は、本発明の第２の実施形態の構成を説明する模式図であり、（ａ）は記録ヘッド１８及びダミーヘッド２３が取り付けられた状態のサブキャリッジ２６の断面図、（ｂ）は記録ヘッド１８及びダミーヘッド２３が取り付けられた状態のサブキャリッジ２６の下面図である。図１２（ｂ）に示すように、本実施形態のサブキャリッジ２６には、合計７つのヘッド取付部４１ａ〜４１ｇが設けられている。即ち、当該サブキャリッジ２６は、合計７つの記録ヘッド１８を取り付けることが可能に設計されている。本実施形態においては、このサブキャリッジ２６の４箇所のヘッド取付部４１ｂ，４１ｃ，４１ｅ，４１ｆにそれぞれ記録ヘッド１８ａ〜１８ｄが取り付けられ、余った３つのヘッド取付部４１ａ，４１ｄ，４１ｇにそれぞれダミーヘッド２３ａ〜２３ｃが取り付けられる。即ち、本実施形態におけるサブキャリッジ２６には、ヘッド列設方向中央部と、ヘッド列設方向の両端部の３箇所にダミーヘッド２３がそれぞれ取り付けられ、各ダミーヘッド２３によりサブキャリッジ２６が補強される。

また、本実施形態において、各ダミーヘッド２３ａ〜２３ｃの後端部（先端面とは反対側の上面側の部分）が、ヘッド列設方向に沿って配設された連結部７０によって互いに連結されている。これにより、サブキャリッジ２６の剛性をさらに高めることができる。特に、この連結部７０によって、ヘッド列設方向、即ち、主走査方向に対応する方向の剛性が高まるので、記録動作において記録紙等が記録ヘッド１８に接触すること等によってサブキャリッジ２６に対して主走査方向の外力が作用した際の当該サブキャリッジ２６の変形がより効果的に抑制される。その結果、各記録ヘッド１８の相対位置のずれや姿勢の傾きがより確実に防止される。そして、本実施形態においても上記第１実施形態と同様に、サブキャリッジ２６にダミーヘッド２３および各記録ヘッド１８が取り付けられた状態では各記録ヘッド１８のノズル形成面５３と各ダミーヘッド２３の先端面６５とが同一面上に位置する。本実施形態の構成では、ヘッド列設方向両端部に取り付けられたダミーヘッド２３ａ及び２３ｃが、それぞれヘッド列設方向の中央部側に隣接する記録ヘッド１８ａ及び１８ｄの側面を保護するので、記録動作中に記録紙等が記録ヘッド１８に接触することがより確実に防止される。

図１３は、ダミーヘッド２３の変形例を説明する斜視図であり、先端面側から見た状態を示している。この変形例におけるダミーヘッド２３は、少なくとも先端面６５の全面に吸液材７２が設けられている点に特徴を有している。この吸液材７２は、スポンジなどのインクを吸収可能な素材から構成され、雰囲気中に漂うインクミストを吸収する。これにより、吸引ノズル６６から吸引ポンプによってミストを吸引する上記第１実施形態の構成と比較して、より簡単且つより低コストでダミーヘッド２３にミスト吸引機能を付与することができる。なお、ダミーヘッド２３の先端面６５は、吸液材７２の厚み分だけ、ダミーヘッド２３の後端面側に後退している。これにより、サブキャリッジ２６に取り付けた状態で、ダミーヘッド２３の吸液材７２の表面が、各記録ヘッド１８のノズル形成面５３と同一面上に位置する。また、吸液材７２に吸収されたインクは、上記のキャッピング部によってダミーヘッド２３の先端面がキャッピングされた状態で吸引ポンプを作動させることで排液タンク側に排出させることができる。

なお、ヘッド固定部材としてのサブキャリッジ２６の形状は、上記各実施形態で例示したように上面が開口した箱体状のものには限られない。少なくとも複数の記録ヘッド１８が取り付けられるベース部２６ａを有し、各記録ヘッド１８の収容に関連する開口部が開設された四方の辺部から成る枠体状のヘッド固定部材であれば、本発明を適用することができる。
また、サブキャリッジ２６に取り付けられる記録ヘッド１８の構成や個数についても上記実施形態で例示したものには限られない。

さらに、上記各実施形態では、記録媒体に対して記録ヘッド１８を往復移動させながらインクの噴射を行う構成を例示したが、これには限られない。例えば、記録ヘッド１８の位置を固定した状態で、当該記録ヘッド１８に対して記録媒体を移動させながらインクの噴射を行う構成を採用することもできる。

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、複数の液体噴射ヘッドが取り付けられるヘッド固定部材を有する液体噴射ヘッドユニットを搭載した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，３…キャリッジ，１２…キャリッジ本体，１３…キャリッジカバー，１７…ヘッドユニット，１８…記録ヘッド，２２…ヘッドユニット固定ネジ，２３…ダミーヘッド，２４…流路部材，２６…サブキャリッジ，２７…止着ネジ，２８…ヘッド挿通開口，２９…止着穴，４１…ヘッド取付部，４２…ヘッドネジ穴，４３…ダミーヘッドネジ穴，５１…ノズル，５２…ヘッドケース，５３…ノズル形成面，５６…ノズル列，５７…ダミーヘッドフランジ部，５８…ダミーヘッド本体，６５…先端面，６６…吸引ノズル，６７…吸引流路，６８…排液チューブ，７０…連結部，７２…吸液材

Claims (3)

1. 着弾対象に対して液体を噴射するノズルが開設されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドが取り付けられるヘッド取付部を複数有し、当該液体噴射ヘッドが挿通される開口部が形成されたヘッド固定部材と、
   前記ヘッド取付部に取り付けられた液体噴射ヘッドを前記着弾対象から保護する保護部材と、
   を備え、
   前記保護部材は、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対応する先端面を有し、当該先端面が前記液体噴射ヘッドのノズル形成面と同一面上に揃えられた状態で、前記ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に前記開口部を跨ぐ状態で取り付けられたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
2. 前記保護部材は、前記中央部のヘッド取付部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドユニット。
3. 着弾対象に対して液体を噴射するノズルが開設されたノズル形成面を有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドが取り付けられるヘッド取付部を複数有し、当該ヘッド取付部に取り付けられる液体噴射ヘッドが挿通される開口部が形成されたヘッド固定部材と、前記ヘッド取付部に取り付けられた液体噴射ヘッドを前記着弾対象から保護する保護部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットを搭載し、
   当該液体噴射ヘッドユニットと前記着弾対象とをヘッド列設方向に相対移動させつつ前記ノズルから液体を噴射させて前記着弾対象に着弾させる液体噴射装置であって、
   前記保護部材は、前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に対応する先端面を有し、当該先端面が前記液体噴射ヘッドのノズル形成面と同一面上に揃えられた状態で、前記ヘッド固定部材におけるヘッド列設方向の中央部のヘッド取付部に前記開口部を跨ぐ状態で取り付けられたことを特徴とする液体噴射装置。

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