JP2010125599A - 記録装置、その記録ヘッドの位置決め方法、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザ側で記録ヘッドの位置調整を可能にする。
【解決手段】インクジェットヘッド１のヘッドホルダ５１に対する固定位置を偏心ねじ６１及び６２を用いて調整することができる。一方、インクジェットヘッド１を支持するヘッドホルダ５１に光学センサ５０を固定する。光学センサ５０は、レーザ光Ｌを射出する発光部５３及び発光部５３からのレーザ光を受け取る受光部５４を有している。発光部５３からのレーザ光が、インクジェットヘッド１に設けられた通過孔８０を通過して受光部５４に到達すると、光学センサ５０から報知部１０２へとレーザ光Ｌの検出を示す信号が送信される。報知部１０２は、レーザ光Ｌの検出をランプを点灯させるなどしてユーザ等に報知する。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴を吐出する記録ヘッドを有する記録装置、その記録ヘッドの位置決め方法、及び、その製造方法に関する。

液滴を吐出する記録ヘッドを位置決めする方法の一例として、特許文献１に開示された方法がある。特許文献１では、光学顕微鏡で液滴を吐出するノズルの位置を確認しながら記録ヘッドの位置を調整している。

特開２００６−２１２７９１号公報

従来、特許文献１のように製造時に記録ヘッドの位置決めを行うことは想定されているが、記録装置の使用時にユーザ側にて記録ヘッドの位置調整を行うことは想定されていなかった。一方で、記録装置の使用時にメンテナンス等のために記録ヘッドを取り外すことが想定されるが、特許文献１のように光学顕微鏡を用意してノズルの位置を確認しながら記録ヘッドを位置決めすることは、メーカにおいては可能であっても、ユーザ側では非常に困難である。

本発明の目的は、ユーザ側で記録ヘッドの位置調整が可能な記録装置、その記録ヘッドの位置決め方法、及び、その製造方法を提供することにある。

本発明の記録装置は、液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドと、前記記録ヘッドを支持するヘッド支持部材と、液滴の吐出方向に交差する方向に関して前記ヘッド支持部材と前記記録ヘッドとの位置関係を変更可能に前記記録ヘッドを前記ヘッド支持部材に固定する固定手段と、発光手段と、前記発光手段からの光を受け取る受光手段と、前記受光手段が受け取る光の強度に基づいて前記位置関係を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した前記位置関係に係る信号を出力する出力手段とを備えている。そして、前記発光手段及び受光手段が、前記受光手段が受け取る光の強度が前記位置関係に応じて変化するように配置されている。

本発明の記録装置によると、記録ヘッドの位置を検出する手段とその検出結果を出力する手段とが記録装置に設けられているので、ユーザ側で記録ヘッドの位置調整が可能になる。これにより、ユーザが記録ヘッドの交換等を行うことができる。

また、本発明においては、前記発光手段からの光を通過させる通過孔が前記記録ヘッドに形成されており、前記位置関係が所定の範囲内にあるときに前記発光手段からの光が前記通過孔を通過して前記受光手段に到達することが好ましい。これによると、通過孔を通過した光を検出することにより、発光手段と通過孔との位置関係に基づいて記録ヘッドの位置を検出することができる。

また、本発明においては、前記発光手段がレーザー光を射出し、前記通過孔が、前記発光手段からのレーザー光の通過方向に直交する方向に関して前記レーザー光のビーム径と前記通過孔の最小径とがほぼ等しくなるように形成されていることが好ましい。これによると、レーザー光を用いると共に通過孔の最小径をレーザー光のビーム径と等しくすることにより、精度の高い検出が可能となる。

また、本発明においては、前記記録ヘッドが、前記吐出口が表面に開口した平板部材を有しており、前記通過孔が、前記平板部材に前記吐出口と所定の位置関係を有するように形成されていることが好ましい。これによると、吐出口が形成された平板部材に通過孔が形成されているので、吐出口に対して通過孔を直接位置決めして形成することができる。

また、本発明においては、前記通過孔が、前記発光手段からの光の通過方向に沿って前記記録ヘッドの外表面から前記平板部材まで形成されている部分と、前記平板部材に形成された部分とを有しており、前記記録ヘッドの外表面から前記平板部材まで形成された部分の径が、前記平板部材に形成された部分の径より大きいことが好ましい。これによると、通過孔より径が大きい孔が発光手段側に形成されているので、発光手段側から見た際に通過孔の位置を視認しやすい。

また、本発明においては、前記記録ヘッドが、前記吐出口が開口した前記平板部材を含む複数の平板部材が積層された積層体を有し、前記通過孔が、前記複数の平板部材に形成された複数の貫通孔からなり、前記発光手段に近い前記貫通孔ほど径が大きいことが好ましい。これによると、発光手段に近い貫通孔ほど径が大きいので、発光手段側から見た際に通過孔の位置をより視認しやすい。

また、本発明においては、前記固定手段が、液滴の吐出方向に交差する一方向に関して前記記録ヘッドを付勢する付勢部材と、前記記録ヘッドの前記一方向に関する位置を保持する固定具とを有しており、前記固定具が、前記記録ヘッドの保持位置を前記一方向に関して連続的に変化させるように変位可能であることが好ましい。これによると、付勢部材と固定具によって記録ヘッドの位置を調整できる。

また、本発明においては、前記固定具が、液滴の吐出方向に交差する方向に関してねじ頭が偏心した偏心ねじであり、前記ねじ頭を前記記録ヘッドに当接させることで前記記録ヘッドの位置を保持することが好ましい。これによると、偏心ねじによって記録ヘッドの位置を調整できる。

また、本発明の位置決め方法は、上記に記載の記録装置において前記記録ヘッドを位置決めする位置決め方法である。そして、前記出力手段からの出力内容に基づいて、液滴の吐出方向に交差する方向に関して前記ヘッド支持部材と前記記録ヘッドとの位置関係を調整するものである。これによると、出力手段が出力した記録ヘッドの位置に基づいて記録ヘッドを位置決めするので、ユーザ側で記録ヘッドの位置決めを容易に行うことができる。

また、本発明の記録装置の製造方法は、上記に記載の記録装置の製造方法である。そして、前記平板部材の積層方向に関して前記複数の貫通孔が互いに対向するように、前記複数の貫通孔を用いて前記複数の平板部材を位置決めする工程と、前記複数の平板部材を位置決めした後に前記複数の平板部材同士を接合する工程とを備えている。これによると、貫通孔を用いて平板部材同士の位置決めを行うことができる。

本発明の位置決め方法によると、記録ヘッドの位置を検出する手段とその検出結果を出力する手段とが記録装置に設けられているので、ユーザ側で記録ヘッドの位置調整が可能になる。これにより、ユーザがメンテナンス等のために記録ヘッドを取り外した後、再び記録ヘッドを記録装置に取り付けることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの内部構成を示す縦断面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は直方体形状の筐体１０１ａを有している。筐体１０１ａ内には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクをそれぞれ吐出する４つのインクジェットヘッド１、及び、搬送機構１６が配置されている。また、筐体１０１ａの天板内面には、インクジェットヘッド１及び搬送機構１６の動作を制御する制御部１００が取り付けられている。さらに、筐体１０１ａ内には、インクジェットヘッド１の取り付け状態をユーザに報知するための報知部１０２が設けられている。報知部１０２はランプを点灯させるなどにより、インクジェットヘッド１が所定の取り付け位置に正確に配置されていることをユーザ等に報知する。

搬送機構１６の下方には、筐体１０１ａに対して着脱可能な給紙ユニット１０１ｂが配置されている。給紙ユニット１０１ｂの下方には、筐体１０１ａに対して着脱可能なインクタンクユニット１０１ｃが配置されている。インクタンクユニット１０１ｃは、互いに異なる色のインクを貯留する４つのインクタンク１７を含んでいる。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙ユニット１０１ｂから排紙部である凹部１５に向けて、図１に示す太矢印に沿って、用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙ユニット１０１ｂは、給紙トレイ１１と、給紙ローラ１２とを有している。給紙トレイ１１は、上方に向かって開口した箱形状を有しており、複数枚の用紙Ｐを積層された状態で収納する。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１の最も上方にある用紙Ｐを送り出す。送り出された用紙Ｐは、ガイド１３ａ、１３ｂによりガイドされ且つ送りローラ対１４によって挟持されつつ搬送機構１６へと送られる。

搬送機構１６は、２つのベルトローラ６、７と、搬送ベルト９６と、テンションローラ９７と、プラテン１８とを有している。搬送ベルト９６は、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻回されたエンドレスのベルトである。テンションローラ９７は、搬送ベルト９６の下側ループにおいて、その内周面に接触しつつ下方に付勢されており、搬送ベルト９６にテンションを付加している。プラテン１８は、搬送ベルト９６によって囲まれた領域内に配置されている。また、プラテン１８は、インクジェットヘッド１と対向する位置において、搬送ベルト９６が下方に撓まないように搬送ベルト９６を支持している。ベルトローラ７は、駆動ローラであって、その軸に搬送モータ１９から駆動力が与えられることで、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、ベルトローラ７の回転により搬送ベルト９６が走行することによって、図１中時計回りに回転する。なお、搬送モータ１９の駆動力は、複数のギアを介してベルトローラ７に伝達される。

搬送ベルト９６の外周面９６ａは、シリコーン処理が施されることによって粘着性を有している。ベルトローラ６と対向する位置には、ニップローラ９５が配置されている。ニップローラ９５は、給紙ユニット１０１ｂから送り出された用紙Ｐを搬送ベルト９６の外周面９６ａに押さえ付ける。外周面９６ａに押さえ付けられた用紙Ｐは、その粘着力によって外周面９６ａ上に保持されながら用紙搬送方向（図１中右方であって副走査方向）へと搬送される。

ベルトローラ７と対向する位置には、剥離プレート９３が設けられている。剥離プレート９３は、用紙Ｐを外周面９６ａから剥離する。剥離された用紙Ｐは、ガイド９２ａ、９２ｂによりガイドされ、且つ二組の送りローラ対９１によって挟持されつつ搬送される。そして用紙Ｐは、筐体１０１ａの上部に形成された排出口９４から、筐体１０１ａの上面に設けられた排紙部である凹部１５へと排出される。

４つのインクジェットヘッド１は、互いに異なる色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）を吐出する。これら４つのヘッド１は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有している。また、４つのインクジェットヘッド１は、用紙Ｐの搬送方向に沿って並べて固定されている。つまり、このプリンタ１０１はライン式のプリンタである。

インクジェットヘッド１の底面は、インクを吐出する複数のノズル８（図５参照）が形成された吐出面２ａとなっている。搬送される用紙Ｐが４つのインクジェットヘッド１のすぐ下方を通過する際に、用紙Ｐの上面に向けてノズル８から各色のインクが順に吐出される。これにより、用紙Ｐの上面、すなわち、印刷面に所望のカラー画像が形成される。

以下、インクジェットヘッド１周辺の構成についてより詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の周辺構成の平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。４つのインクジェットヘッド１は、いずれもヘッドホルダ５１（ヘッド支持部材）に固定されている。ヘッドホルダ５１は、４つのインクジェットヘッド１の四方を囲む矩形の平面形状を有する側板５１ａと、側板５１ａの底部に配置された底板５１ｂとを有している。底板５１ｂは副走査方向に沿って延びており、主走査方向に関して側板５１ａの両端部のそれぞれに配置されている。

インクジェットヘッド１は、ヘッド本体７１とヘッド本体７１の上面に固定されたリザーバプレート７２とを有している。ヘッド本体７１の下面は吐出面２ａである。ヘッド本体７１及びリザーバプレート７２内にはインク流路が形成されている。リザーバプレート７２の上面にはヘッドカバー３が固定されており、ヘッドカバー３の上面にはヘッド本体７１及びリザーバプレート７２にインクを供給するためのインク供給口１ａが設置されている。インク供給口１ａは、インクタンクユニット１０１ｃ内のインクタンク１７とチューブを介して接続されている。インク供給口１ａからのインクはリザーバプレート７２を介してヘッド本体７１に供給される。

リザーバプレート７２の長手方向に両端には、切り欠き部７２ｂがそれぞれ形成されている。リザーバプレート７２は、切り欠き部７２ｂを上方から貫通するねじ６３によって、ヘッドホルダ５１の底板５１ｂの上面に固定されている。切り欠き部７２ｂは、ねじ６３のねじ頭が通過できないような大きさに形成されていると共に、ねじ６３の首下部分（ねじ頭より下の部分）より僅かに大きく、切り欠き部７２ｂの内表面とねじ６３の首下部分との間に若干の余裕が生じるように形成されている。これにより、ねじ６３を十分に締め付けた際にはねじ６３のねじ頭と底板５１ｂとの間にリザーバプレート７２を強固に挟みこんで固定できると共に、ねじ６３を緩めた際にはリザーバプレート７２を主走査方向及び副走査方向のいずれにも僅かに移動できるようになっている。

各インクジェットヘッド１の長手方向に両端付近には、偏心ねじ６１及び６２（固定具）が設置されている。偏心ねじ６１及び６２は、いずれもねじ頭が円を一方向に引き伸ばした平面形状を有している。偏心ねじ６１及び６２は、ヘッドホルダ５１の底板５１ｂの上面に固定されており、リザーバプレート７２の端縁にねじ頭が当接するように配置されている。偏心ねじ６１は図２において左方（副走査方向）からリザーバプレート７２に当接し、偏心ねじ６２は図２において上方（主走査方向）からリザーバプレート７２に当接している。

副走査方向に関して偏心ねじ６１とは反対側のリザーバプレート７２の端縁には、板ばね６４（付勢部材）が当接している。板ばね６４は副走査方向に偏心ねじ６１と対向しており、偏心ねじ６１に向かってリザーバプレート７２を付勢している。一方、偏心ねじ６１は、板ばね６４によって付勢されたリザーバプレート７２に付勢方向とは反対方向から当接し、これによりリザーバプレート７２の副走査方向に関する位置を保持している。この状態で偏心ねじ６１を図２のＡ方向やＢ方向に回すと、偏心ねじ６１においてリザーバプレート７２に当接した位置が変化する。これによって、リザーバプレート７２の長手方向に両端部の位置を、副走査方向に連続的に変化させることができる。

また、主走査方向に関して偏心ねじ６２とは反対側のリザーバプレート７２の端縁には、板ばね６５が当接している。板ばね６５は主走査方向に偏心ねじ６２と対向しており、偏心ねじ６２に向かってリザーバプレート７２を付勢している。一方、偏心ねじ６２は、板ばね６５によって付勢されたリザーバプレート７２に付勢方向とは反対方向から当接し、これによりリザーバプレート７２の副走査方向に関する位置を保持している。この状態で偏心ねじ６２を図２のＣ方向に回すと、偏心ねじ６２においてリザーバプレート７２に当接した位置が変化する。これによって、リザーバプレート７２の位置を主走査方向に連続的に変化させることができる。

また、インクジェットプリンタ１０１には、インクジェットヘッド１の水平方向に関する位置を検出する光学センサ５０（位置検出手段）が設けられている。光学センサ５０は各インクジェットヘッド１の長手方向に両端部のそれぞれに設置されている。各光学センサ５０は、レーザ光を射出する発光部５３（発光手段）と、発光部５３からのレーザ光を受け取る受光部５４（受光手段）と、発光部５３及び受光部５４をヘッドホルダ５１に固定するアーム５２とを有している。

発光部５３は、図３に示すように、リザーバプレート７２の上方に、下方に向かってレーザ光Ｌを射出する位置に配置されている。受光部５４は、インクジェットヘッド１の下方において、発光部５３からのレーザ光Ｌを受け取る位置に配置されている。リザーバプレート７２及びヘッド本体７１には、水平方向に関して所定の位置に、レーザ光Ｌの射出方向に沿った通過孔８０が形成されている。通過孔８０は、リザーバプレート７２の上面からヘッド本体７１の下面まで貫通している。光学センサ５０は、受光部５４が発光部５３からのレーザ光Ｌを検出すると、レーザ光Ｌの検出を示す信号を報知部１０２へと出力する（出力手段）。報知部１０２は、光学センサ５０からの信号に基づいて、受光部５４が発光部５３からのレーザ光Ｌを検出したことを光学センサ５０ごとにランプを点灯させるなどしてユーザ等に報知する。

したがって、インクジェットヘッド１がヘッドホルダ５１に対して、レーザ光Ｌがちょうど通過孔８０を通過して受光部５４へと到達するような位置関係にある場合には、報知部１０２がレーザ光Ｌの検出を報知する。一方、インクジェットヘッド１がヘッドホルダ５１に対して、レーザ光Ｌが通過孔８０から外れ、リザーバプレート７２に遮蔽されて受光部５４へと到達しないような位置関係にある場合には、報知部１０２がレーザ光Ｌの未検出を報知する。これにより、インクジェットヘッド１がヘッドホルダ５１に対して所定の位置関係を有する位置に配置されているか否かをユーザ等が知ることができる。

以上の構成により、インクジェットプリンタ１０１の組み立て時やインクジェットヘッド１の交換時に、ヘッドホルダ５１に対するインクジェットヘッド１の水平方向の位置決めを正確に行うことができる。例えば、インクジェットヘッド１をヘッドホルダ５１に取り付けるときは、まず、インクジェットヘッド１の切り欠き部７２ｂをねじ６３による固定位置に配置し、ねじ６３を用いてリザーバプレート７２をヘッドホルダ５１の底板５１ｂに固定する。このとき、ねじ６３はあまり締め付けず、リザーバプレート７２を水平方向に移動させることができるようにしておく。

次に、図２の偏心ねじ６１をそれぞれＡ方向やＢ方向に回転させることにより、インクジェットヘッド１の長手方向に両端部を図２の左右方向に移動させる。また、図２の偏心ねじ６２をＣ方向に回転させることにより、インクジェットヘッド１をその長手方向に移動させる。ここで、板ばね６４及び６５が偏心ねじ６１及び６２に向かってリザーバプレート７２を付勢しているので、偏心ねじ６１及び６２をリザーバプレート７２と当接させたままインクジェットヘッド１を連続的に変位させることができる。

そして、報知部１０２が全ての光学センサ５０に関してレーザ光Ｌの検出を報知する状態になるように、各インクジェットヘッド１の水平方向に関する位置を調整する。これにより、全てのインクジェットヘッド１を、ヘッドホルダ５１に対して所定の位置関係を有するように配置させることができる。全てのインクジェットヘッド１をヘッドホルダ５１に対して所定の位置関係となるように配置すると、ねじ６３を十分に締め付け、インクジェットヘッド１をヘッドホルダ５１に完全に固定する。なお、所定の位置関係に各インクジェットヘッド１が固定されると、搬送ベルト９６による搬送方向と直交する方向にインクジェットヘッド１の長手方向（主走査方向）がそろう。また、通過孔８０は、吐出面２ａにおいて、ノズル８と所定の位置関係に形成されている。そのため、インクジェットヘッド１の位置が決まると、各インクジェットヘッド１のノズル８が搬送方向に沿った仮想直線上に配列し、インクジェットヘッド１同士が画像形成時に色ずれのない位置関係に配置されることになる。

以下、ヘッド本体７１について詳細に説明する。図４は、図３のヘッド本体７１の平面図である。ヘッド本体７１は、インク流路が形成された流路ユニット４（積層体）と、流路ユニット４のインク流路内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニット２０とを有している。流路ユニット４は、図４に示すように、主走査方向に長尺な矩形平面形状を有している。流路ユニット４の上面の長手方向に両端付近には、光学センサ５０からのレーザ光が通過する通過孔８０が開口している。流路ユニット４には、図４に示すように、平面視において台形の形状を有する範囲内に多数の圧力室１０が分布した、圧力室群９が形成されている。

流路ユニット４の上面には、図４に示すように、台形形状を有する４つのアクチュエータユニット２０が、圧力室群９の配置に対応して千鳥状に２列にそれぞれ接着されている。流路ユニット４の下面において、アクチュエータユニット２０の接着領域に対向した領域は、ノズル８の開口（吐出口）が分布したインク吐出領域となっている。インク吐出領域は、アクチュエータユニット２０と同様に台形形状を有している。

流路ユニット４内には、インク供給口５ｂに連なるマニホールド流路５と、このマニホールド流路５から分岐する副マニホールド流路５ａが形成されている。インク供給口５ｂには、リザーバプレート７２からのインクが供給される。２つのアクチュエータユニット２０に挟まれた領域では、１つのマニホールド流路５が、隣接するアクチュエータユニット２０に共有されており、副マニホールド流路５ａがマニホールド流路５の両側から長手方向に分岐している。

図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図の一部拡大図である。流路ユニット４は、図５に示すように、９枚のステンレス鋼等の金属プレート２２〜３０から構成されている。これらプレート２２〜３０は、いずれも主走査方向に長尺な矩形状の平板部材である。プレート２２〜３０には複数の貫通孔や溝が、エッチング加工やプレス加工によって形成されている。これらプレート２２〜３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって貫通孔や溝が連結されて、副マニホールド流路５ａと、副マニホールド流路５ａの出口から圧力室１０を経てノズル８に至る多数の個別インク流路３１とが形成されている。

流路ユニット４の上面にはアクチュエータユニット２０が固定されている。アクチュエータユニット２０は、各圧力室１０に対向して設けられたアクチュエータを複数含んでおり、圧力室１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。インクジェットヘッド１には、図示しない基板及びドライバＩＣが設けられている。制御部１００からインクジェットヘッド１に制御指令が送信されると、基板及びドライバＩＣを通じてアクチュエータユニット２０へと駆動信号が供給される。かかる駆動信号に応じて、アクチュエータユニット２０は、圧力室１０内のインクに吐出エネルギーを付与する。これによって、ノズル８から所望量のインクが所望のタイミングで吐出される。

図６は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面における通過孔８０の周辺拡大図である。なお、図６においてはヘッド本体７１の断面と共に、リザーバプレート７２の断面も示してある。このリザーバプレート７２の断面は、図４のＶＩ−ＶＩ線断面の延長面に沿った断面である。

図６に示すように通過孔８０は、プレート７２及び２２〜３０にそれぞれ形成された貫通孔７２ａ及び２２ａ〜３０ａから構成されている。これらの貫通孔はいずれも環状の平面形状を有しており、互いに同心になるように配置されている。そして、平面視において下方の貫通孔ほど径が小さく形成されている。つまり、最も上方に位置する貫通孔７２ａの径が最も大きく、下方に位置する貫通孔ほど径が小さくなり、最も下方に位置する貫通孔３０ａの径が最も小さくなっている。このような構成により、リザーバプレート７２の上方から通過孔８０を見たときに、貫通孔７２ａ及び貫通孔２２ａ〜２９ａを通じて貫通孔３０ａを視認しやすくなっている。

また、本実施形態の貫通孔３０ａは、通過孔８０を通過するレーザ光Ｌのビーム径とほぼ同じ大きさに形成されている。これにより、レーザ光の通過位置が貫通孔３０ａから僅かでもずれると光学センサ５０がレーザ光を検出できなくなるので、光学センサ５０を用いたインクジェットヘッド１の位置決めの精度が向上する。

なお、レーザ光のビーム径は、その定義により変わるものである。例えばレーザ光のビーム径の定義として１／ｅ＾２法、ＦＷＨＭ法、Ｄ４σ法、Ｄ８６法等が用いられる。本明細書において「レーザ光のビーム径とほぼ同じ大きさ」とは、これらの定義の違いによるビーム径の違いを包括する趣旨である。ビーム径の定義の違いにより貫通孔３０ａの径に違いが生じたとしても、これらの定義の違いによる程度であれば、位置決め精度にそれほど違いが生じないからである。ただし、貫通孔３０ａの径を、これらのいずれの定義を用いたビーム径とも２〜３倍以上も大きく外れたものにすると、レーザ光Ｌの強度中心と貫通孔３０ａの中心とが多少離れても光学センサ５０がレーザ光Ｌを検出できるようになり、位置決め精度が劣化するので好ましくない。

また、貫通孔３０ａは、サイズと形状がノズル８と同じで、ノズル８に対して水平方向に所定の位置関係を有するように配置されている。この位置関係は、光学センサ５０が貫通孔３０ａを通過したレーザ光Ｌを検出可能な位置になるようにインクジェットヘッド１を配置すると、ちょうどインクジェットヘッド１をヘッドホルダ５１に対して正確に位置決めできるような位置関係である。

以上説明した本実施形態によると、発光部５３からのレーザ光を受光部５４が検出した場合に光学センサ５０が報知部１０２にその旨を示す信号を送信し、さらに報知部１０２が光学センサ５０によるレーザ光の検出をユーザ等に報知する。したがって、報知部１０２の報知情報に基づいて、インクジェットプリンタ１０１の使用時にユーザ側でインクジェットヘッド１の位置調整を行えるので、ユーザがインクジェットヘッド１の取り付け等を行うことができる。

また、レーザ光の通過孔８０において最小径となる貫通孔３０ａの径がレーザ光のビーム径とほぼ等しいため、精度の高い位置決めが可能である。

また、貫通孔３０ａが、ノズル８が形成されたプレートであるノズルプレート３０に形成されている。これにより、ノズル８に対して貫通孔３０ａを直接位置決めして形成することができる。例えば、ノズルプレート３０にプレス加工によりノズル８を形成する場合、これと同時に貫通孔３０ａも形成すればよい。具体的には、プレス加工に用いるパンチに、ノズル８を形成するためのピンと共に貫通孔３０ａを形成するためのピンを設ける。これにより、ノズル８と貫通孔３０ａとの位置関係を精密に調整した上で、ノズル８と貫通孔３０ａとをノズルプレート３０に同時に形成することができる。

また、プレート２２〜３０には、レーザ光の通過孔８０を構成する貫通孔７２ａ及び２２ａ〜３０ａが形成されている。したがって、プレート２２〜３０を積層する際に、これらの貫通孔を用いてプレート同士を位置決めすることができる。

図７は、これらの貫通孔を用いたプレート同士の位置決めの一例を示す図である。この位置決めでは、台座２０２の上面に突出部２０１を設けた治具２００を用いる。突出部２０１は、通過孔８０の内表面と概略的に同じ形状且つ同じ大きさの外表面を有するように形成されている。したがって、貫通孔２２ａ等を突出部２０１に通しつつプレート２２等を順に積層していくことにより、これらのプレートを正確に位置決めしつつ積層することができる。例えば、プレート２２等の接合面に熱硬化性接着剤を塗布し、治具２００を用いて互いに積層する。その後、積層したプレート全体を加熱することにより、これらのプレート同士を接合する。これにより、プレート同士を正確に位置決めして接合することができる。なお、突出部２０１を用いて位置決めするのではなく、顕微鏡を用いて貫通孔２２ａ〜３０ａを目視しながらプレート同士を位置決めしてもよい。

＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、受光部５４へとレーザ光が到達するか否かに基づいて光学センサ５０が検出結果を出力している。しかし、受光部５４が受け取った光の強弱を段階的に検出し、光学センサ５０がその検出結果を出力することにより、インクジェットヘッド１の位置をより詳細に検出してもよい。

また、発光部５３及び受光部５４のいずれもヘッドホルダ５１に固定されているが、これらのいずれかがインクジェットヘッド１に固定されていてもよい。例えば、インクジェットヘッド１に固定された発光部５３からのレーザ光を、ヘッドホルダ５１に固定されたり筐体１０１ａに直接固定されたりした受光部５４が受け取ることにより、インクジェットヘッド１の位置を検出するように構成されていてもよい。

また、発光部５３と受光部５４のいずれもがインクジェットヘッド１に固定されていてもよい。例えば、ヘッドホルダ５１にレーザ光の通過孔が形成されており、インクジェットヘッド１がヘッドホルダ５１に取り付けられると、インクジェットヘッド１に固定された発光部５３及び受光部５４がヘッドホルダ５１側の通過孔を挟む位置に配置される。そして、偏心ねじ６１等でインクジェットヘッド１の位置を微調整して、ヘッドホルダ５１に対して所定の位置に配置すると、発光部５３からのレーザ光がヘッドホルダ５１側の通過孔を通過し、受光部５４に到達するようになっていてもよい。

また、上述の実施形態では、発光部５３としてレーザ光を射出するものが採用されているが、レーザ光以外の光を射出するものでもよい。図８は、発光部として、放射状に光を射出する点光源１５３が用いられている例を示している。点光源１５３は、インクジェットヘッド１との間に配置された凸レンズ１５５の焦点に配置されている。また、凸レンズ１５５とインクジェットヘッド１との間にはスリット１５６が設けられている。図８の一点鎖線に示すように、点光源１５３からの光は凸レンズ１５５によって平行光となり、スリット１５６によって絞られる。インクジェットヘッド１と点光源１５３とが所定の位置関係のとき、スリット１５６によって絞られた光は通過孔８０を通過する。かかる通過光を検出することにより、インクジェットヘッド１と点光源１５３とが所定の位置関係を有していることを検出できる。

また、発光部５３からのレーザ光をインクジェットヘッド１に反射させ、その反射光を受光部５４が検出することにより、インクジェットヘッド１の位置を検出するものであってもよい。

以上のように、インクジェットヘッド１とヘッドホルダ５１との位置関係に応じて受光部が受け取る光の強度が変化するような構成であれば、どのような光学系が採用されてもよい。

また、上述の実施形態においては、貫通孔７２ａ及び２２ａ〜３０ａが、上方に配置されたものほど径が大きくなっている。しかし、このように構成されていなくても、貫通孔３０ａを視認できるように貫通孔７２ａ及び２２ａ〜２９ａが貫通孔３０ａより大きく構成されていればよい。

また、上述の実施形態においては、各光学センサ５０におけるレーザ光の検出を報知部１０２に報知させることにより、インクジェットヘッド１とヘッドホルダ５１との位置関係をユーザに報知させている。しかし、光学センサ５０の検出結果を出力させるための手段であれば、上記以外の構成を有するものであってもよい。例えば、光学センサ５０の検出結果に基づいて上記の位置関係に係る信号を制御部１００に出力するものであってもよい。この場合、制御部１００は、かかる位置関係に係る信号に基づいてインクジェットヘッド１の位置に関する情報をディスプレイ等に表示するように構成されていてもよい。また、光学センサ５０の検出結果を外部装置へと出力するようなインタフェースが設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、インクジェットヘッド１の位置調整を板ばね６４、６５及び偏心ねじ６１、６２の組み合わせを用いてユーザが行っている。このとき、偏心ねじ６１、６２による調整動作を自動で行ってもよい。例えば、図９に示す構成を用いる。ここでは、説明を簡単にするために、インクジェットヘッド1の長手方向の位置調整をする構成の一部のみを示してあるが、他の方向への調整も同様に行われる。図９に示すように、偏心ねじ６２に代えて、偏心カム１６２を用いる。他の構成は、上述の実施形態と同様である。偏心カム１６２は、調整モータＭにギアを介して連結されている。また、報知部１０２には、調整モータＭの駆動を指示する駆動ボタンが設けられており、ユーザは、駆動ボタンの操作によりインクジェットヘッド１の位置調整を行う。これによって、ユーザはインクジェットプリンタ１０１の外側からの調整が可能となり、調整作業が容易となる。

また、上述の実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。例えば、導電ペーストを吐出して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に吐出して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に吐出して光導波路等の微小電子デバイスを形成するための、液滴吐出ヘッドに適用することができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を示す縦断面図である。 図１のインクジェットヘッドの周辺構成の平面図である。 図２の一転鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３のヘッド本体の平面図である。 図４のＶ−Ｖ線断面図の一部拡大図である。 図４のＶＩ−ＶＩ線断面における通過孔８０の周辺拡大図である。 図５の流路ユニットを構成するプレートを積層する工程の図である。 光学センサに係る変形例を示す図である。 ヘッドの位置調整機構の変形例を示す図である。

符号の説明

２２ａ-３０ａ、７２ａ 貫通孔
１ インクジェットヘッド
８ ノズル
３０ ノズルプレート
５０ 光学センサ
５１ ヘッドホルダ
５３ 発光部
５４ 受光部
７１ ヘッド本体
８０ 通過孔
１０１ インクジェットプリンタ
１０２ 報知部

Claims (10)

1. 液滴を吐出する吐出口を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドを支持するヘッド支持部材と、
   液滴の吐出方向に交差する方向に関して前記ヘッド支持部材と前記記録ヘッドとの位置関係を変更可能に前記記録ヘッドを前記ヘッド支持部材に固定する固定手段と、
   発光手段と、
   前記発光手段からの光を受け取る受光手段と、
   前記受光手段が受け取る光の強度に基づいて前記位置関係を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段が検出した前記位置関係に係る信号を出力する出力手段とを備えており、
   前記発光手段及び受光手段が、前記受光手段が受け取る光の強度が前記位置関係に応じて変化するように配置されていることを特徴とする記録装置。
2. 前記発光手段からの光を通過させる通過孔が前記記録ヘッドに形成されており、
   前記位置関係が所定の範囲内にあるときに前記発光手段からの光が前記通過孔を通過して前記受光手段に到達することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記発光手段がレーザー光を射出し、
   前記通過孔が、前記発光手段からのレーザー光の通過方向に直交する方向に関して前記レーザー光のビーム径と前記通過孔の最小径とがほぼ等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記記録ヘッドが、前記吐出口が表面に開口した平板部材を有しており、
   前記通過孔が、前記平板部材に前記吐出口と所定の位置関係を有するように形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の記録装置。
5. 前記通過孔が、前記発光手段からの光の通過方向に沿って前記記録ヘッドの外表面から前記平板部材まで形成されている部分と、前記平板部材に形成された部分とを有しており、
   前記記録ヘッドの外表面から前記平板部材まで形成された部分の径が、前記平板部材に形成された部分の径より大きいことを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
6. 前記記録ヘッドが、前記吐出口が開口した前記平板部材を含む複数の平板部材が積層された積層体を有し、
   前記通過孔が、前記複数の平板部材に形成された複数の貫通孔からなり、
   前記発光手段に近い前記貫通孔ほど径が大きいことを特徴とする請求項５に記載の記録装置。
7. 前記固定手段が、
   液滴の吐出方向に交差する一方向に関して前記記録ヘッドを付勢する付勢部材と、
   前記記録ヘッドの前記一方向に関する位置を保持する固定具とを有しており、
   前記固定具が、前記記録ヘッドの保持位置を前記一方向に関して連続的に変化させるように変位可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記固定具が、
   液滴の吐出方向に交差する方向に関してねじ頭が偏心した偏心ねじであり、
   前記ねじ頭を前記記録ヘッドに当接させることで前記記録ヘッドの位置を保持することを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の記録装置において前記記録ヘッドを位置決めする位置決め方法であって、
   前記出力手段からの出力内容に基づいて、液滴の吐出方向に交差する方向に関して前記ヘッド支持部材と前記記録ヘッドとの位置関係を調整することを特徴とする記録ヘッドの位置決め方法。
10. 請求項６に記載の記録装置の製造方法であって、
    前記平板部材の積層方向に関して前記複数の貫通孔が互いに対向するように、前記複数の貫通孔を用いて前記複数の平板部材を位置決めする工程と、
    前記複数の平板部材を位置決めした後に前記複数の平板部材同士を接合する工程とを備えていることを特徴とする記録装置の製造方法。

Images