JP2006068980A - インクジェットヘッド取付検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
インクジェットヘッドを支持部材に取り付ける際に不良インクジェットヘッドを発見することができると共に、ノズルからのインク吐出方向のばらつきを考慮してインクジェットヘッドを支持部材に取り付けることを可能とする。
【解決手段】
インクジェットヘッド７０のノズル７２から吐出されたインク滴の位置を、Ｚ方向に沿った２箇所の高さレベルにおいて検出するための位置検出装置３１〜３４を設ける。位置検出装置３１、３３は、第１の高さレベルにおいて、インク滴の位置を互いに直交するＸ方向及びＹ方向からそれぞれ検出可能である。位置検出装置３２、３４は、第２の高さレベルにおいて、インク滴の位置を互いに直交するＸ方向及びＹ方向からそれぞれ検出可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェットヘッドのキャリッジベースへの取り付け位置を検査するインクジェットヘッド取付検査装置に関する。

インクジェットプリンタの製造過程において、キャリッジベースにインクジェットヘッドを取り付ける際は、キャリッジベースに対するヘッドの位置調整を行う必要がある。その方法としては、キャリッジベースにヘッドが仮止めされた状態で、ヘッドのインク吐出面に垂直な方向からインク吐出面に形成されたノズルを観察し、ノズル位置が目標位置に一致するようにＸ−Ｙテーブル上でヘッドを移動させる。このようにして、ヘッドの位置を調整してから、ヘッドをキャリッジに固定する（特許文献１参照）。
特開２００１−１６２８９２公報（図９、０００４）

しかしながら、上述した調整方法では、インク不吐出ノズル及び許容範囲を外れたインク吐出方向のばらつきを有する不良インクジェットヘッドをキャリッジベースへの取り付け時に発見できない。かかる不良ヘッドがキャリッジベースに一旦取り付けられると、ヘッド交換が煩雑又は不可能になる。

また、上述した調整方法では、インク不吐出ノズルがなく且つノズルからのインク吐出方向のばらつきが許容範囲内のインクジェットヘッドがキャリッジベースに取り付けられる場合においても、インク吐出方向のばらつきについて何ら考慮されずにヘッドがキャリッジベースに取り付けられる。そのため、インク滴の着弾位置の目標位置からのずれが所定値を超えているノズルがあることが、ヘッドがキャリッジベースに取り付けられてから発見される。その時点でのヘッド取付角度の調整は煩雑又は不可能である。

そこで、本発明の目的は、インクジェットヘッドをキャリッジなどの支持部材に取り付ける際に不良インクジェットヘッドを発見することができると共に、ノズルからのインク吐出方向のばらつきを考慮してインクジェットヘッドを支持部材に取り付けることを可能とするインクジェットヘッド取付検査装置を提供することである。

本発明のインクジェットヘッド取付検査装置は、支持部材に取り付けられたインクジェットヘッドのノズルから吐出されたインク滴の位置を、互いに異なる２以上の高さレベルにおいて検出するインク位置検出手段を備えている。

この構成によると、ノズルからのインク吐出の有無とインク吐出方向とを検出することができる。したがって、インク不吐出ノズル及び許容範囲を外れたインク吐出方向のばらつきを有する不良インクジェットヘッドが支持部材へ取り付けられるということを製造工程の早期に発見してそれを回避することができる。また、インク吐出方向のばらつきが許容範囲内であるインクジェットヘッドの各ノズルから吐出されたインク滴の着弾位置の目標位置からのずれが所定値以下となるようにインクジェットヘッドの位置及び取付角度を調整することができるためにインクジェットヘッドの歩留まりを向上させることができる。

本発明のインクジェットヘッド取付検査装置は、前記インク位置検出手段が、少なくとも第１の高さレベルにおいて、前記ノズルから吐出されたインク滴の位置を検出する第１のインク位置検出装置と、前記第１の高さレベルとは異なる第２の高さレベルにおいて、前記ノズルから吐出されたインク滴の位置を検出する第２のインク位置検出装置とを備えていることが好ましい。この構成によると、２つのインク位置検出装置を固定しておくことができるので、装置構成が簡略となる。

本発明のインクジェットヘッド取付検査装置では、前記第１のインク位置検出装置及び前記第２のインク位置検出装置が、前記ノズルから吐出されたインク滴の第１の方向に関する位置を検出する第１の位置検出装置と、前記ノズルから吐出されたインク滴の前記第１の方向とは異なる第２の方向に関する位置を検出する第２の位置検出装置とを備えていることが好ましい。この構成によると、インク滴の位置を正確に検出することができる。

本発明のインクジェットヘッド取付検査装置では、前記第１の位置検出装置及び前記第２の位置検出装置が、前記ノズルから吐出されたインク滴の軌跡と交差する光線を出射する光源と、前記ノズルから吐出されたインク滴の軌跡に対して前記光源とは反対側に位置し、前記光源から出射された光線を受光する受光デバイスとを備えていることが好ましい。この構成によると、インク滴の位置を確実に検出することができる。

本発明のインクジェットヘッド取付検査装置では、前記光源が、レーザー光源であることが好ましい。この構成によると、比較的簡易な構造となる。

以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１を示す図である。詳細には、図１のインクジェットヘッド取付検査装置１は、インクジェットヘッドの製造過程において、平面形状が略長方形であるキャリッジベース６０の取付面６１に対して、複数のインクジェットヘッド７０をキャリッジベース６０の長手方向に沿って作業員が取り付ける際に、インクジェットヘッド７０のノズル７２からのインク吐出の有無とインク吐出方向を検査するための装置であり、（ａ）はインクジェットヘッド７０の複数のノズル７２が形成されたインク吐出面７４側から見た平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。なお、図１において互いに直交する矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれキャリッジベース６０の幅方向、キャリッジベース６０の長手方向、取付面６１と直交する方向を示している。

図１に示すように、インクジェットヘッド取付検査装置１は、インクジェットヘッド７０のノズル７２からインク吐出面７４と対向するように配置されている吸収剤９０に向かって吐出されたインク滴の位置を互いに異なる高さレベルにおいて検出するための２つのインク位置検出装置４１、４２からなるインク位置検出部５０を有している。以降、インク吐出面７４と吸収剤９０との間の領域を「インク通過領域」と称する。

インク位置検出装置４１、４２は、Ｙ方向位置検出装置３１、３２とＸ方向位置検出装置３３、３４とをそれぞれ有している。なお、Ｙ方向位置検出装置３１とＸ方向位置検出装置３３とは同じ高さレベルに配置されている。さらに、Ｙ方向位置検出装置３２とＸ方向位置検出装置３４とは同じ高さレベルに配置されている。

さらに、各位置検出装置３１〜３４は、インク通過領域を挟んで配置されるレーザー光線を出射するレーザー光源１１〜１４と、レーザー光源１１〜１４から出射されたレーザー光線を受光するフォトダイオードアレイ２１〜２４とでそれぞれ構成されている。

したがって、例えば、インクジェットヘッド７０のノズル７２から吐出されたインク滴がＹ方向位置検出装置３１の間を通過する際に、フォトダイオードアレイ２１のインク滴通過位置に対応する部分は、インク滴に遮られるために、レーザー光源１１から出射されたレーザー光線を受光しない。よって、インク通過領域において、インク滴が通過した位置を検出することができる。同様にして、位置検出装置３２〜３４を用いて、インク滴が通過した位置を検出することができる。

ここで、フォトダイオードアレイ２１，２２は、いずれもＹ方向に沿って配置されている。したがって、Ｙ方向位置検出装置３１、３２では、ノズル７２から吐出されたインク滴の位置をＸ方向から検出することができる。そして、Ｙ方向位置検出装置３１、３２は、Ｚ方向に沿って隣接しており、Ｙ方向位置検出装置３２は、Ｙ方向位置検出装置３１に対してキャリッジベース６０とは反対側に配置されている。

また、フォトダイオードアレイ２３，２４は、いずれもＸ方向に沿って配置されている。したがって、Ｘ方向位置検出装置３３、３４は、ノズル７２から吐出されたインク滴の位置をＹ方向から検出することができる。そして、Ｘ方向位置検出装置３３、３４は、Ｚ方向に沿って隣接しており、Ｘ方向位置検出装置３４は、Ｘ方向位置検出装置３３に対してキャリッジベース６０とは反対側に配置されている。

上述のような構成により、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１では、ノズル７２から吐出されたインク滴のインク通過領域における位置検出装置３１、３３が配置されている高さレベル（以降、「第１の高さレベル」と称する）でのＸ方向及びＹ方向それぞれの位置を、位置検出装置３１、３３によって検出することができる。同様に、ノズル７２から吐出されたインク滴のインク通過領域における位置検出装置対３２、３４が配置されている高さレベル（以降、「第２の高さレベル」と称する）でのＸ方向及びＹ方向それぞれの位置を、位置検出装置３２、３４によって検出することができる。

ここで、図２を参照しつつ、ノズル７２から吐出されたインク滴の位置ずれの検出方法について説明する。図２は、Ｙ方向位置検出装置３１及びＹ方向位置検出装置３２により検出したノズル７２から吐出されたインク滴の第１の高さレベルでの位置と第２の高さレベルでの位置とを示している。図２に示すように、ノズル７２から吐出されたインク滴の第１の高さレベルでのＹ方向位置と第２の高さレベルでのＹ方向位置とが異なる場合には、Ｙ方向位置検出装置３１及びＹ方向位置検出装置３２の検出結果により、インク滴の吐出方向がＹ方向にＤＹだけずれているということがわかる。同様にして、Ｘ方向位置検出装置３３及びＸ方向位置検出装置３４の検出結果により、ノズル７２から吐出されたインク滴の第１の高さレベルと第２の高さレベルとでのＸ方向への位置ずれ量を算出することができる。

本実施形態では、このようにして算出された位置ずれ量が全てのノズル７２において所定の閾値以内となるように、キャリッジベース６０に対するインクジェットヘッド７０の位置及び取付角度を調整する。なお、インクジェットヘッド７０の位置及び取付角度の調整方法については、後で詳述する。また、インクジェットヘッド７０の位置及び取付角度を調整してもインク滴の位置のずれ量が閾値以内にならないヘッドや、ノズル詰まりが検出されたヘッドについては、キャリッジベース６０から取り外す。

次に、図３〜図５を参照しつつ、キャリッジベース６０に対するインクジェットヘッド７０の位置及び取付角度の調整方法について説明する。図３は、キャリッジベース６０とインクジェットヘッド７０との取り付け前における分解斜視図である。図４は、キャリッジベース６０に対してインクジェットヘッド７０が仮止めされた状態を示す図である。図５は、インクジェットヘッド７０のインク吐出面７４を示す斜視図である。

図３〜図５に示すように、インクジェットヘッド７０は、略直方体形状であり、その一平面において、後述するキャリッジベース６０の当て面６２ａと当接する当て面７８ａが頂部に形成された突起体７８が設けられている基部７５と、基部７５の突起体７８が設けられている面から突出するように形成されており、基部７５の突起体７８が設けられている面と平行なインク吐出面７４が形成されているプリント部７１とから構成されている。さらに、基部７５には３つのピン孔７６ａ〜７６ｃが形成されている。

また、図３、図４に示すように、キャリッジベース６０には、インクジェットヘッド７０のプリント部７１が遊嵌される開口６５と、インクジェットヘッド７０の当て面７８ａと当接する当て面６２ａが頂部に形成された突起体６２と、３つの凹部６６ａ〜６６ｃとが形成されている。凹部６６ａ〜６６ｃは後述する位置決めピン８１及びスペーサピン８２、８３の径よりも大きな径を有する円柱状であり、その底面にはねじ孔６７ａ〜６７ｃが形成されている。

以上のような構成により、キャリッジベース６０とインクジェットヘッド７０とは、予めピン孔７６ａ〜７６ｃに位置決めピン８１及びスペーサピン８２、８３をそれぞれねじ８８によって固定した状態のインクジェットヘッド７０のプリント部７１をキャリッジベース６０の開口６５に遊嵌させると共に、位置決めピン８１及びスペーサピン８２、８３をキャリッジベース６０の凹部６６ａ〜６６ｃに遊挿させることによって仮止めされる。なお、このとき、キャリッジベース６０の当て面６２ａとインクジェットヘッド７０の当て面７８ａとの間には、数時間経過により硬化する遅乾性の接着剤が塗布されている。したがって、接着剤が硬化するまでは、キャリッジベース６０に対してインクジェットヘッド７０の位置及び取付角度を調整することができる。

上述のようにキャリッジベース６０とインクジェットヘッド７０とを仮止めすると共に、図示しない固定器具によってキャリッジベース６０の位置を固定した状態で、インクジェットヘッド７０のノズル７２からインク滴を吐出し、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１によって、インク滴の位置を検出する。このとき、上述したように、インク滴の位置のずれ量が閾値以内となるようにインクジェットヘッド７０の位置及び取付角度を調整する。

そして、好適な位置において、ねじ孔６７ａ〜６７ｃから挿入されたねじ８９によって位置決めピン８１及びスペーサピン８２、８３をそれぞれキャリッジベース６０に固定することで、キャリッジベース６０にインクジェットヘッド７０を取り付ける。その後、キャリッジベース６０の当て面６２ａとインクジェットヘッド７０の当て面７８ａとの間の接着剤が硬化し、キャリッジベース６０の当て面６２ａとインクジェットヘッド７０の当て面７８ａとが接着される。

以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１は、ノズル７２から吐出されたインク滴の位置を互いに異なる第１及び第２の高さレベルにおいて検出可能なインク位置検出部５０を有している。これにより、ノズル７２からのインク吐出の有無とインク吐出方向とを検出することができる。したがって、インク不吐出ノズル及び許容範囲を外れたインク吐出方向のばらつきを有する不良インクジェットヘッド７０がキャリッジベース６０へ取り付けられるということを製造工程の早期に発見してそれを回避することができる。また、インク吐出方向のばらつきが許容範囲内であるインクジェットヘッド７０の各ノズル７２から吐出されたインク滴の着弾位置の目標位置からのずれが所定値以下となるようにインクジェットヘッド７０の位置及び取付角度を調整することができるためにインクジェットヘッド７０の歩留まりを向上させることができる。

さらに、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１では、インク位置検出部５０が、第１の高さレベルにおいて、複数のノズル７２から吐出されたインク滴の位置を検出する第１のインク位置検出装置４１と、第２の高さレベルにおいて、複数のノズル７２から吐出されたインク滴の位置を検出する第２のインク位置検出装置４２とを備えている。したがって、第１及び第２のインク位置検出装置４１、４２を固定しておくことができるので、装置構成が簡略となる。

加えて、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１では、第１のインク位置検出装置４１が、インク滴の位置をＸ方向から検出するＹ方向位置検出装置３１と、Ｙ方向から検出するＸ方向位置検出装置３３とを備えており、第２のインク位置検出装置４２が、インク滴の位置をＸ方向から検出するＹ方向位置検出装置３２と、インク滴の位置をＹ方向から検出するＸ方向位置検出装置３４とを備えている。したがって、インク滴の位置を正確に検出することができる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッド取付検査装置１では、各位置検出装置３１〜３４が、インク通過領域を挟んで配置されるレーザー光線を出射するレーザー光源１１〜１４と、レーザー光源１１〜１４から出射されたレーザー光線を受光するフォトダイオードアレイ２１〜２４とを備えている。したがって、インク滴の位置を確実に検出することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

例えば、本実施の形態では、ノズル７２から吐出されたインク滴の位置を第１の高さレベル及び第２の高さレベルの２箇所において検出する場合について説明したが、これに限らず、３箇所以上の高さレベルでインク滴の位置を検出するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、位置検出装置３１、３３が、インク滴の第１の高さレベルにおける位置を互いに直交するＸ方向及びＹ方向から検出可能であり、位置検出装置３２、３４が、インク滴の第２の高さレベルにおける位置を互いに直交するＸ方向及びＹ方向から検出可能である場合について説明したが、これには限られない。位置検出装置３１、３３、位置検出装置３２、３４は、互いに直交しない２方向からインク滴の位置を検出してもよい。また、各高さレベルにおいて、３方向以上からインク滴の位置を検出するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態では、各位置検出装置３１〜３４が、レーザー光線を出射するレーザー光源１１〜１４と、レーザー光源１１〜１４から出射されたレーザー光線を受光するフォトダイオードアレイ２１〜２４とでそれぞれ構成されている場合について説明したが、これには限られない。例えば、レーザー光源１１〜１４の代わりに発光ダイオード等を用いてもよい。また、音波センサ等を用いてもよい。

また、Ｚ方向に沿って移動可能なインク位置検出装置を設け、２箇所以上の異なる高さレベルにおいてインク滴の位置を検出するようにしてもよい。

さらに、例えば、各高さレベルおいて、１つの位置検出装置を移動させて、インク滴の位置をＸ方向及びＹ方向から２回検出してもよい。

本発明の実施の形態によるインクジェットヘッド取付検査装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 図１に示すインクジェットヘッド取付検査装置におけるインク滴の位置ずれの検出方法を説明する図である。 図１に示すキャリッジベースとインクジェットヘッドとの取り付け前における分解斜視図である。 図１のキャリッジベースとインクジェットヘッドとが仮止めされた状態を示す図である。 図１のインクジェットヘッドのインク吐出面を示す斜視図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド取付検査装置
１１〜１４ レーザー光源（光源）
２１〜２４ フォトダイオードアレイ（受光デバイス）
３１〜３４ Ｘ方向、Ｙ方向位置検出装置（第１、第２の位置検出装置）
４１、４２ 第１、第２のインク位置検出装置
５０ インク位置検出部（インク位置検出手段）
６０ キャリッジベース（支持部材）
７０ インクジェットヘッド
７２ ノズル
７４ インク吐出面

Claims (5)

1. 支持部材に取り付けられたインクジェットヘッドのノズルから吐出されたインク滴の位置を、互いに異なる２以上の高さレベルにおいて検出するインク位置検出手段を備えていることを特徴とするインクジェットヘッド取付検査装置。
2. 前記インク位置検出手段が、少なくとも
   第１の高さレベルにおいて、前記ノズルから吐出されたインク滴の位置を検出する第１のインク位置検出装置と、
   前記第１の高さレベルとは異なる第２の高さレベルにおいて、前記ノズルから吐出されたインク滴の位置を検出する第２のインク位置検出装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド取付検査装置。
3. 前記第１のインク位置検出装置及び前記第２のインク位置検出装置が、
   前記ノズルから吐出されたインク滴の第１の方向に関する位置を検出する第１の位置検出装置と、
   前記ノズルから吐出されたインク滴の前記第１の方向とは異なる第２の方向に関する位置を検出する第２の位置検出装置とを備えていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド取付検査装置。
4. 前記第１の位置検出装置及び前記第２の位置検出装置が、
   前記ノズルから吐出されたインク滴の軌跡と交差する光線を出射する光源と、
   前記ノズルから吐出されたインク滴の軌跡に対して前記光源とは反対側に位置し、前記光源から出射された光線を受光する受光デバイスとを備えていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド取付検査装置。
5. 前記光源が、レーザー光源であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド取付検査装置。

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