JP3471573B2

JP3471573B2 - インクジェットヘッドの取付け構造体の製造方法および製造装置

Info

Publication number: JP3471573B2
Application number: JP19344297A
Authority: JP
Inventors: 浩志竹本; 良浩森井; 茂藤田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2017-07-18
Also published as: JPH1134431A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドの取付け構造体の製造方法および製造装置に関し、
詳しくは、複写機、ファクシミリ装置、プリンター装置
等に用いられ、吐出孔から記録紙にインクを噴射するこ
とにより画像を形成することができるインクジェットヘ
ッドの取付け構造体の製造方法および製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インク液滴を吐出孔から吐出して画像を
出力するインクジェット方式のプリンター装置は、低音
性に優れ、小型化が容易であることから、近時広く使用
されており、このインクジェット方式のプリンター装置
としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４
色のインクを充填した４個のインクジェットヘッドによ
ってフルカラーの画像を形成するものがある。

【０００３】このプリンター装置でカラー画像を形成す
る場合には、インク液滴を噴射するインクジェットヘッ
ドをプリンター装置上に１列に並べ、各ヘッドから異な
る色のインク液滴を噴射するようになっているため、４
個のインクジェットヘッドのプリンター装置上の取付け
位置が画像品質を左右する大きな要因となる。具体的に
は、図15に示すように、プリンター装置上では、４色の
インク液を充填したインクジェットヘッド１ａ、１ｂ、
１ｃ、１ｄが一列に一体化（以下、この一体化されたも
のを４ヘッドユニットという）されており、この４ヘッ
ドユニットをＸ方向に走査しながら記録紙２にインク液
滴３ａ〜３ｄを噴射することにより画像を形成するよう
になっている。また、記録紙２もＹ方向に搬送されるこ
とにより記録紙２全体に画像を形成することができる。

【０００４】なお、図15（ｂ）（ｃ）にあっては、それ
ぞれ同図（ａ）のＹ方向側面図およびＸ方向側面図を示
しているが、個々のインクジェットヘッド１ａ、１ｂ、
１ｃ、１ｄがＸ、Ｙ方向に所定の位置からずれている
と、記録紙２上の特定した位置にインク液滴３ａ〜３ｄ
を着弾することができず、色ずれや記録紙２の外形に対
して画像領域のずれ等が生じてしまい、画像の品質が低
下してしまう。

【０００５】また、個々のインクジェットヘッド１ａ、
１ｂ、１ｃ、１ｄがＺ方向に位置ずれしている場合で
も、各ヘッド１ａ〜１ｄから記録紙２までのインク液滴
３ａ〜３ｄの到達時間にずれが生じてしまい、Ｘ、Ｙ方
向の位置ずれと同様な画像不良が生じてしまう。さら
に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸周りの回転成分であるα、β、γ方向
の位置ずれも同様な不具合を生じてしまう。

【０００６】したがって、以上のようなインクジェット
ヘッド１ａ〜１ｄの位置ずれによる画像品質不良を発生
させないために、通常は４個のインクジェットヘッド１
ａ〜１ｄの相対位置およびインクジェットヘッド１ａ〜
１ｄと記録紙２の相対位置を所定の位置ずれ量以下で固
定する必要が生じる。通常、これらの位置精度は数μm
から数10μmが要求されており、この要求を満足するた
めに不可欠とされるのが、４個のインクジェットヘッド
１ａ〜１ｄの相対位置精度の必要量を維持しながら固定
する技術である。これはいくら高精度に位置調整して
も、固定時にずれると再度調整が必要になったり、分離
不可能な構成方法を採用している場合には、その部分を
廃棄処分するしかなくなってしまい、位置調整時間が長
くなったりコスト高の原因になるからである。

【０００７】従来、この固定にはネジによる固定が多く
用いられてきたが、固定時の位置ずれ量が数10μmから
数100μmと大きすぎることにより、必要精度での固定が
できなかったり、また、できたとしても位置調整固定時
間が長くなったり、歩留りが低下したりして製造コスト
高の一因になっていた。このため、現在ではネジによる
固定に比べて固定時の位置ずれ量が少ないとされる接着
剤による固定が試みられており、この接着剤による固定
には一般的に充填接着と呼ばれる方法が多く用いられて
いる。

【０００８】この充填接着とは、被接着物間に位置調整
のための調整代以上の隙間があり、その隙間に接着剤を
充填して固着させる方法である。従来のこの種の充填接
着方法としては、例えば、特開平７−８９１８５号公報
に記載されたものがある。このものは、被接着物の形状
精度の影響があっても、被接着物同士が当接しないよう
に被接着物間の隙間量を設定してあり、その隙間に接着
剤を充填して固定するものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の取付け構造にあっては、被接着物同士が当接
しないように被接着物間の隙間量を設定してあり、その
隙間に接着剤を充填して固定するようになっていたた
め、以下のような問題が発生してしまった。以下、この
充填接着の方法を図16に示すモデル図に基づいて説明す
るとともに、その問題点を具体的に説明する。

【００１０】図16において、４は被接着物であるインク
ジェットヘッド、５はヘッド保持部材、６は接着剤であ
り、この方法では、ヘッド４とヘッド保持部材５の隙間
に接着剤６を充填して硬化させることにより、ヘッド４
をヘッド保持部材５に固定している。このため、ヘッド
４とヘッド保持部材５を当接させないで接着固定するに
は、ヘッド４側の接着面４ａの位置ばらつき量Ａ（ヘッ
ド４の位置調整代）とヘッド保持部材５側の接着面５ａ
のばらつき量Ｃが発生しても、ヘッド４側の接着面４ａ
とヘッド保持部材５側の接着面５ａが当接せず、かつ、
接着剤６を充填する隙間を確保するために隙間Ｂが必要
になる。したがって、接着剤６の膜厚は最小でＢ、最大
でＡ＋Ｂ＋Ｃになってしまい、接着剤６の膜厚はＡ＋Ｃ
の長さだけばらつくことになる。

【００１１】さらに、ヘッド４側の接着面４ａとヘッド
保持部材５側の接着面５ａの面精度の影響でＩ＋Ｊだけ
接着剤６の膜厚がばらついてしまうこともある。一般的
に、接着剤は硬化する際に収縮するため、例えば、図17
（ａ）に示すように、ヘッド４とヘッド保持部材５をそ
れぞれヘッド把持部７およびヘッド保持部材把持部８に
よって把持した後、ヘッド４およびヘッド保持部材５の
接着面４ａ、５ａの間に接着剤６が充填された状態で接
着剤を硬化させると、接着剤６およびヘッド４とヘッド
保持部材５の内部に応力σが発生し、接着剤６の硬化後
にヘッド４およびヘッド保持部材５が弾性変形または塑
性変形した状態になる。

【００１２】このため、接着剤６の硬化後に図17（ｂ）
に示すようにヘッド保持部材把持部８によってヘッド保
持部材５の把持を開放すると、接着剤６、ヘッド４およ
びヘッド保持部材５の内部の応力σが解消する方向に接
着剤およびヘッド４およびヘッド保持部材５が変形して
しまい、ヘッド４とヘッド保持部材５の接着前の間隔Ｐ
₀が接着後Ｐとなって狭くなってしまい、所望する固定
精度を得ることができなかった。

【００１３】そして、このように接着剤の硬化後に被接
着物を位置ずれさせないためには接着剤の塗布量をでき
るだけ少なくすることが重要になってくる。ところが、
上述した充填接着方法では、接着剤の膜厚をＢ以下にす
ることができないので、接着剤の膜厚がＢの場合に接着
剤の硬化収縮での位置ずれが許容値よりも多く発生した
としても、接着剤の膜厚の変更で対応できなくなり、固
定後の位置ずれ量の改善ができない場合があった。

【００１４】また、インクジェットプリンターとして完
成した後の輸送時や実使用時に、接着部の周囲の雰囲気
温度が上昇して接着剤や被接着物が熱膨張した場合、接
着剤と被接着物の線膨張係数の差が原因で接着部が剥離
してしまう場合がある。その際にも、接着剤の膜厚を薄
くして寸法変化量を抑えることは有効な手段となるが、
接着剤の膜厚をＢ以下にすることができないことによ
り、その対応手段がとれず、接着剤の剥離対策が図れな
い場合があった。

【００１５】また、接着剤の膜厚がＡ＋Ｃだけ発生する
ことにより、接着剤の硬化収縮量もそのばらつきに応じ
て変化することになる。これにより固定後のヘッド１の
位置もばらついてしまい、必要な位置精度が確保できな
いという場合もあった。通常、紫外線硬化型の接着剤の
硬化時の体積収縮率は５〜10％程度である。体積収縮率
が７％の場合を考えてみると、接着剤の硬化形状が正方
体の場合には、３次元各方向に約２％程度収縮すること
になる。

【００１６】したがって、接着剤の膜厚に0.5mm程度の
差が生じると、硬化収縮量は各方向とも10μm程度の差
が生じることになる。被接着物を樹脂の射出成形で製作
する場合には、上述した接着剤の膜厚のばらつきＡ＋Ｃ
は0.5mm以上になる場合が考えられるため、固定後の位
置ずれが問題となる可能性が十分にある。また、図17
（ａ）に示すように、接着中にヘッド４およびヘッド保
持部材５を把持し、図17（ｂ）に示すように接着後にヘ
ッド保持部材５の把持を開放したときに、応力σの影響
で接着剤６、ヘッド４およびヘッド保持部材５が変形し
てヘッド４の位置が動くが、これによって応力σが完全
に消滅せずに接着剤６、ヘッド４およびヘッド保持部材
５内部に若干の残留応力が蓄積されたままの状態とな
る。

【００１７】この場合には、インクジェットヘッドプリ
ンターとして完成した後、輸送や実使用時に衝撃や熱衝
撃が加わったことが原因で接着剤６、ヘッド４およびヘ
ッド保持部材５が変形して接着部が剥離してしまう場合
がある。以上により、従来の充填接着方法にあっては、
インクジェットヘッドの固定位置の必要精度を維持する
ことができない場合が発生するため、生産時の歩留りが
低下したり、固定精度不良の被接着物を廃棄処分にしな
ければならず、製造コストが増大するという問題が発生
してしまった。

【００１８】また、生産後に接着剤の剥離によりインク
ジェットヘッドの固定力の低下が発生してしまい、イン
クジェットプリンターの基本機能を維持できなくなって
しまうおそれがあった。そこで本発明は、インクジェッ
トヘッドの取付けを高精度に行なうことができるように
して、歩留りを高くすることができるとともに生産後の
インクジェットヘッドの固定力の低下が生じないインク
ジェットヘッドの取付け構造体の製造方法および製造装
置を提供することを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、インク液滴を吐出孔から吐
出するインクジェットヘッドと、該インクジェットヘッ
ドが中間保持部材を介して取付けられたヘッド保持部材
と、を備え、前記中間保持部材が接着剤を介してインク
ジェットヘッドおよびヘッド保持部材に固定されたイン
クジェットヘッドの取付け構造体の製造方法であって、
インクジェットヘッド、中間保持部材およびヘッド保持
部材を把持した後、該インクジェットヘッド、中間保持
部材およびヘッド保持部材の少なくとも１つ以上の接着
面に接着剤を塗布した後、該インクジェットヘッド、中
間保持部材およびヘッド保持部材をそれぞれ接着初期位
置に移動させる工程と、該接着初期位置に移動した後、
前記インクジェットヘッド、中間保持部材およびヘッド
保持部材を最終的な接着位置になるように位置調整する
工程と、該位置調整が終了した後、前記中間保持部材の
把持を開放する工程と、該把持を開放した後、接着剤を
硬化させる工程と、接着剤の硬化後に前記インクジェッ
トヘッドの把持を開放する工程と、を含んでなることを
特徴としている。

【００２０】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載のインクジェットヘッドの取付
け構造体を製造する製造装置であって、前記インクジェ
ットヘッドを把持および開放可能であるとともに、該ヘ
ッドを接着位置に移動して位置調整可能なヘッド移動手
段と、前記中間保持部材を把持および開放可能であると
ともに該中間保持部材を接着位置に移動して位置調整可
能な中間保持部材移動手段と、前記ヘッド保持部材を把
持および開放可能であるとともに、該ヘッド保持部材接
着位置に移動して位置調整可能なヘッド保持部材移動手
段と、前記インクジェットヘッド、中間保持部材および
ヘッド保持部材の何れかの接着面に接着剤を塗布する塗
布手段と、前記接着剤を硬化させる硬化手段と、前記塗
布手段による接着剤の塗布後にインクジェットヘッド、
中間保持部材およびヘッド保持部材が接着位置に位置調
整されたことを検出する第１検出手段と、該検出手段か
らの検出情報に基づいて中間保持部材移動手段による中
間保持部材の把持を開放する第１開放手段と、前記硬化
手段によって接着剤が硬化されたことを検出する第２検
出手段と、該第２検出手段からの検出情報に基づいて前
記ヘッド保持部材によるヘッド保持部材の把持を開放す
る第２開放手段と、を備えたことを特徴としている。

【００２１】請求項１および２記載の発明では、接着剤
の硬化中に中間保持部材の把持を開放して無拘束状態に
することにより、接着剤の硬化収縮による内部応力の発
生時に中間保持部材が移動して、接着剤の硬化収縮を妨
げるのを防止することができ、接着剤、インクジェット
ヘッド、中間保持部材およびヘッド保持部材の内部に残
留応力が蓄積するのを防止することができる。

【００２２】このため、接着剤の硬化後にインクジェッ
トヘッドの把持を開放したときにインクジェットヘッド
とヘッド保持部材の相対位置が接着前と変化するのを防
止することができる。この結果、インクジェットヘッド
の取付けを高精度に行なうことができ、生産時に固定位
置の位置精度不良による生産の歩留りが発生するのを防
止することができるとともに、生産後のインクジェット
ヘッドの固定力の低下が生じるのを防止することができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１〜12は本発明に係るインクジェ
ットヘッドの取付け構造体の製造方法および製造装置の
第１実施形態を示す図である。まず、最初にインクジェ
ットヘッドの取付構造体の構成を説明する。図１〜３に
おいて、11ａ〜11ｄはそれぞれ10面形状のインクジェッ
トヘッドであり、このインクジェットヘッド11ａ〜11ｄ
はそれぞれ順番にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの４色のインクが充填され、複数の吐出孔12から各色
のインク液滴を吐出するようになっている。

【００２４】各ヘッド11ａ〜11ｄはそれぞれＬ字形状の
４つの中間保持部材13ａ〜13ｄを介してヘッド保持部材
14に取付けられており、中間保持部材13ａ〜13ｄは紫外
線硬化型の接着剤15によってヘッド11ａ〜11ｄに固定さ
れるとともに同様に紫外線硬化型の接着剤15を介してヘ
ッド保持部材14に固定されている。また、この中間保持
部材13ａ〜13ｄは紫外線を透過する材料から構成されて
いる。

【００２５】また、ヘッド保持部材14は仕切部14ａによ
ってヘッド11ａ〜11ｄの取付け位置が仕切られていると
ともに、下面に図示しない固定部が設けられており、こ
の固定部が図示しないプリンター本体に取付けられるよ
うになっている。なお、このプリンター本体はプリンタ
ー装置、ファクシミリ装置あるいは複写機等に装着され
るものである。

【００２６】図４、５はインクジェットヘッドの取付け
構造体の製造装置を示す図である。図４、５において、
21は定盤であり、この定盤21上には移動機構固定部材25
を介して６軸移動機構26が設けられており、この６軸移
動機構26の先端部にはインクジェットヘッド11ａ〜11ｄ
を把持可能なチャック27が設けられている。この６軸移
動機構26は各ヘッド11ａ〜11ｄをチャック27で把持して
Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸周りのα方向、Ｙ軸周り
のβ方向およびＺ軸周りのγ方向に移動可能になってい
る。なお、本実施形態では、チャック27がヘッド把持部
16に相当し、６軸移動機構26がヘッド位置調整機構17に
相当し、このヘッド把持部16およびヘッド位置調整機構
17がヘッド移動手段を構成している。

【００２７】また、定盤21上にはカメラ固定部材28を介
してＣＣＤカメラ29が設けられており、このＣＣＤカメ
ラ29は各ヘッド11ａ〜11ｄの吐出孔12（すなわち、ヘッ
ド11ａ〜11ｄの位置）を撮像するようになっている。こ
の撮像された画像は制御・演算部30で演算されるように
なっており、この演算結果に基づいて６軸移動機構26で
ヘッド11ａ〜11ｄを移動することにより、ヘッド11ａ〜
11ｄをヘッド保持部材14に位置決めするようになってい
る。

【００２８】なお、チャック27によるヘッド11ａ〜11ｄ
の把持力はヘッド11ａ〜11ｄを接着固定する際の接着
剤15の硬化収縮による応力よりも大きい力で、かつ、ヘ
ッド11ａ〜11ｄを変形させない程度の力であることが望
ましい。また、ヘッド移動手段の近傍の定盤21にはヘッ
ド保持部材移動手段が設けられている。すなわち、この
定盤21には１軸移動機構を内蔵したヘッド保持部材移動
用テーブル22が設けられており、この移動用テーブル22
は固定部材23によって定盤21上に固定されている。この
移動用テーブル22上にはヘッド保持部材チャック24が設
けられており、このチャック24にはヘッド保持部材14を
位置決めして固定するようになっている。すなわち、移
動用テーブル22はチャック24でヘッド保持部材14を把持
して図４、５中、左右方向であるＸ方向に移動するよう
になっている。

【００２９】また、チャック24の側方にはＣＣＤカメラ
32が設けられており、このＣＣＤカメラ32はヘッド保持
部材14の位置を撮像するようになっている。この撮像さ
れた画像は制御・演算部30で演算されるようになってお
り、この演算結果に基づいてヘッド保持部材移動用テー
ブル22によってヘッド保持部材14を移動することによ
り、ヘッド保持部材14を位置決めするようになってい
る。

【００３０】本実施形態では、チャック24がヘッド保持
部材把持部19に相当し、ヘッド保持部材移動用テーブル
22がヘッド保持部材位置調整機構20を相当し、このヘッ
ド保持部材把持部19およびヘッド保持部材位置調整機構
20がヘッド保持部材移動手段を構成している。なお、チ
ャック24によるヘッド保持部材14の把持力はヘッド11
ａ〜11ｄを接着固定する際の接着剤15の硬化収縮による
応力よりも大きい力で、かつ、ヘッド保持部材14を変形
させない程度の力であることが望ましい。

【００３１】また、定盤21上にはチャックを有する中間
保持部材把持部33が設けられており、この把持部33は中
間保持部材13ａ〜13ｄを把持可能になっている。この把
持部33は６軸移動機構からなる中間保持部材位置調整機
構34によってＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸周りのα方
向、Ｙ軸周りのβ方向およびＺ軸周りのγ方向に移動可
能になっている。なお、本実施形態では、中間保持部材
把持部33および中間保持部材位置調整機構34が中間保持
部材移動手段を構成している。

【００３２】また、定盤21上には図示しないカメラ固定
部材を介してＣＣＤカメラ35が設けられており、このＣ
ＣＤカメラ35は中間保持部材13ａ〜13ｄの位置を撮像す
るようになっている。この撮像された画像は制御・演算
部30で演算されるようになっており、この演算結果に基
づいて位置調整機構34で中間保持部材13ａ〜13ｄを移動
することにより、中間保持部材13ａ〜13ｄをヘッド保持
部材14に位置決めするようになっている。

【００３３】なお、把持部33による中間保持部材13ａ〜
13ｄの把持力は中間保持部材13ａ〜13ｄを変形させな
い程度の力であることが望ましい。また、図４、５中、
符号36は紫外線を照射するライトガイドであり、このラ
イトガイド36は紫外線光源部37から発生する紫外線を照
射するようになっている。また、ガイドライト36および
紫外線光源部37は制御・演算手段30からの制御信号によ
って接着剤15に任意の時間だけ紫外線を照射するように
駆動され、硬化手段を構成している。

【００３４】また、図４中、符号38は接着剤15を中間保
持部材13ａ〜13ｄに塗布する接着剤塗布部（塗布手段）
であり、この塗布部38は把持部33の近傍に設けられ、制
御・演算部30からの出力信号に基づいて中間保持部材13
ａ〜13ｄに接着剤15を塗布するようになっている。な
お、この塗布に際しては、塗布部38を固定し、位置調整
機構34によって把持部33を移動させることにより中間保
持部材13ａ〜13ｄに塗布部38を近づても良く、塗布部38
に位置調整機構を設け、塗布部38を中間保持部材13ａ〜
13ｄに近づけて接着剤を塗布するようにしても良い。さ
らに、接着剤15は中間保持部材13ａ〜13ｄではなく、ヘ
ッド11ａ〜11ｄまたはヘッド保持部材14の何れかに塗布
するようにしても良いが、本実施形態では、中間保持部
材13ａ〜13ｄに塗布する例を説明する。

【００３５】また、制御・演算手段30は上述したように
ＣＣＤカメラ29、32、35からの検出情報に基づいてヘッ
ド11ａ〜11ｄ、中間保持部材13ａ〜13ｄおよびヘッド保
持部材14が接着位置に位置調整されるように６軸移動機
構26、ヘッド保持部材移動用テーブル22および位置調整
機構34を駆動制御するようになっており、ＣＣＤカメラ
29、32、35と共に第１検出手段を構成している。

【００３６】また、制御・演算手段30は塗布部38によっ
て中間保持部材13ａ〜13ｄに接着剤15を塗布した後に、
ヘッド11ａ〜11ｄ等が接着位置に位置したときに把持部
33による中間保持部材13ａ〜13ｄの把持を開放するよう
になっており、第１開放手段を構成している。また、制
御・演算手段30は紫外線光源部37を駆動してガイドライ
ト36によって接着剤15に所定時間だけ（硬化が完了する
までの時間）紫外線が照射されたことを検出して紫外線
の照射を停止するようになっており、第２検出手段を構
成している。

【００３７】さらに、制御・演算手段30は紫外線の照射
が終了したときに、チャック24によるヘッド保持部材14
の把持を開放するようになっており、第２開放手段も構
成している。なお、本実施形態の中間保持部材13ａ〜13
ｄは紫外線を透過する材料から構成されている。次に、
インクジェットヘッドの取付け構造体の製造方法を図６
に示すフローチャートおよび図７、８に示すモデル図に
基づいて説明する。

【００３８】まず、チャック27でヘッド11ｄを把持する
とともにチャック24でヘッド保持部材14を把持し、さら
に、把持部33で中間保持部材13ａ〜13ｄを把持した後
（ステップＳ1〜Ｓ3）、移動用テーブル22および６軸移
動機構26を駆動してヘッド11ｄおよびヘッド保持部材14
を接着初期位置に移動させる（ステップＳ4、Ｓ5）。次
いで、位置調整機構34を塗布部38に移動させて中間保持
部材13ａ〜13ｄに接着剤15を一定の膜厚になるように塗
布する（ステップＳ6）。このとき、ＣＣＤカメラ29に
よって接着剤15の膜厚をモニターしながら接着剤15の膜
厚が一定になるように調整する。

【００３９】次いで、中間保持部材13ａ〜13ｄを把持部
33で把持して接着初期位置に移動させる（ステップＳ
7）。次いで、各ＣＣＤカメラ29、32、35によってヘッ
ド11ｄ、ヘッド保持部材14および中間保持部材13ａ〜13
ｄの位置を撮像してヘッド11ｄ、ヘッド保持部材14およ
び中間保持部材13ａ〜13ｄの位置を計測する（ステップ
Ｓ8〜Ｓ10）。

【００４０】具体的には、ヘッド11ｄの吐出孔12をＣＣ
Ｄカメラ29で撮像し、その吐出孔12の画像の重心位置を
演算部で演算してヘッドのＸ、Ｙ方向の位置計測を行な
う。また、Ｚ方向に関しては、ＣＣＤカメラ29に内蔵し
てある図示しないオートフォーカス装置からのＺ方向の
デフォーカス量に関する出力データに基づいて制御・演
算部30で演算して位置を求める。

【００４１】また、ヘッド保持部材14の基準位置をＣＣ
Ｄカメラ32で撮像し、その基準位置の画像の重心位置を
演算部で演算してヘッドのＸ、Ｙ方向の位置計測を行な
う。また、Ｚ方向に関しては、ＣＣＤカメラ32に内蔵し
てある図示しないオートフォーカス装置からのＺ方向の
デフォーカス量に関する出力データに基づいて制御・演
算部30で演算して位置を求める。

【００４２】さらに、中間保持部材13ａ〜13ｄの基準位
置をＣＣＤカメラ35で撮像し、その基準位置の画像の重
心位置を演算部で演算してヘッドのＸ、Ｙ方向の位置計
測を行なう。また、Ｚ方向に関しては、ＣＣＤカメラ35
に内蔵してある図示しないオートフォーカス装置からの
Ｚ方向のデフォーカス量に関する出力データに基づいて
制御・演算部30で演算して位置を求める。

【００４３】このようにしてヘッド11ｄ、ヘッド保持部
材14および中間保持部材13ａ〜13ｄの位置を計測し、そ
の測定結果から目標位置の移動量を算出し、６軸移動機
構26でヘッド11ｄを目標位置までの移動量だけ移動させ
るとともに、移動用テーブル22でヘッド保持部材14を目
標位置までの移動量だけ移動させ、さらに、位置調整機
構34で中間保持部材13ａ〜13ｄを目標位置までの移動量
だけ移動させることにより、ヘッド11ｄ、ヘッド保持部
材14および中間保持部材13ａ〜13ｄの位置調整を行ない
（ステップＳ11、Ｓ13、Ｓ15）、各部の位置調整が全て
完了したときに（ステップＳ12、Ｓ14、Ｓ16のＹＥ
Ｓ）、図７に示すように、把持部33による中間保持部13
ａ〜13ｄの把持を開放する（ステップＳ17）。

【００４４】次いで、開放時にＣＣＤカメラ35の撮像結
果から中間保持部材13ａ〜13ｄが許容範囲外に位置ずれ
してしまった場合には（ステップＳ18のＮＯ）、ステッ
プＳ19に進んで把持部33によって中間保持部13ａ〜13ｄ
を再度把持してステップＳ8以降をフローを実行し、ス
テップＳ18において開放時にＣＣＤカメラ35の撮像結果
から中間保持部材13ａ〜13ｄの位置ずれが許容範囲内に
収まったものと判断した場合には、ライトガイド36によ
って接着剤15に紫外線を照射することにより、接着剤15
を硬化させる（ステップＳ20）。

【００４５】このとき、接着剤15の硬化が開始され、そ
れによって接着剤15およびヘッド11ｄ、ヘッド保持部材
14および中間保持部材13ａ〜13ｄの内部に図７の矢印で
示すように応力σが生じる。この応力σによって外力に
よる姿勢の拘束がない中間保持部材13ａ〜13ｄが接着剤
15の硬化収縮方向に移動する。そして、このような挙動
が接着剤15が完全に硬化するまで継続される。

【００４６】次いで、接着剤15の硬化が終了したとき
に、図８に示すように、チャック27によってヘッド11ｄ
を把持するのを開放する（ステップＳ21）。このため、
接着剤15の硬化中に生じる内部応力σは中間保持部材13
ａ〜13ｄが無拘束状態であるために残留応力として接着
剤15およびヘッド11ｄ、ヘッド保持部材14および中間保
持部材13ａ〜13ｄに蓄積されることが極めて少なくな
る。このため、接着剤15が硬化した後、ヘッド11ｄの把
持を開放してもヘッド11ｄとヘッド保持部材14の相対位
置の関係は接着前の位置を維持したままとなる。

【００４７】但し、中間保持部材13ａ〜13ｄとヘッド11
ｄおよびヘッド保持部材14の関係は図７、８に示すよう
に、Ｑ₀からＱになる。次いで、チャック24によってヘ
ッド保持部材14を把持するのを開放して（ステップＳ2
2）、取付けを一旦終了する。次いで、移動用テーブル2
2をＸ方向に移動させた後、チャック27でヘッド11ｃを
把持して上述した作業を行なうことにより、ヘッド11ｃ
を中間保持部材13ａ〜13ｄを介してヘッド保持部材14に
取付ける。以降、上述した動作を行なうことにより、残
りのヘッド11ｂ、11ａを中間保持部材13ａ〜13ｄを介し
てヘッド保持部材14に取付ける作業を行なう。

【００４８】このように本実施形態では、接着剤15の硬
化中に中間保持部材13ａ〜13ｄの把持を開放して無拘束
状態にすることにより、接着剤15の硬化収縮による内部
応力σの発生時に中間保持部材13ａ〜13ｄが移動して、
接着剤15の硬化収縮を妨げるのを防止することができ、
接着剤15、ヘッド11ａ〜11ｄ、中間保持部材13ａ〜13ｄ
およびヘッド保持部材14の内部に残留応力が蓄積するの
を防止することができる。

【００４９】このため、接着剤15の硬化後にヘッド11ａ
〜11ｄの把持を開放したときにヘッド11ａ〜11ｄとヘッ
ド保持部材14の相対位置が接着前と変化するのを防止す
ることができる。この結果、ヘッド11ａ〜11ｄの取付け
を高精度に行なうことができ、生産時に固定位置の位置
精度不良による生産の歩留りが発生するのを防止するこ
とができるとともに、生産後のヘッド11ａ〜11ｄの固定
力の低下が生じるのを防止することができる。

【００５０】また、接着剤15を紫外線硬化型の接着剤か
ら構成するとともに、中間保持部材13ａ〜13ｄを紫外線
が透過する材料から構成したため、中間保持部材13ａ〜
13ｄを通して接着剤15に紫外線を照射することができ
る。このため、接着箇所全域で同時に、かつ接着面に対
して垂直方向から紫外線を照射することができ、接着剤
15が硬化するまでの時間を短縮して、生産性を向上させ
ることができる。

【００５１】なお、接着剤が硬化するまでの時間を考慮
しない場合には、中間保持部材13ａ〜13ｄに紫外線が透
過しない材料を使用しても良い。但し、この場合には、
被接着物の隙間に紫外線を照射して紫外線を硬化させる
必要があるため、中間保持部材13ａ〜13ｄを紫外線が透
過する材料から構成した方が好ましい。この場合には、
上述した効果に加えて、ヘッド11ａ〜11ｄに対する硬化
収縮による制御がし易くなり、固定後のヘッド11ａ〜11
ｄの位置ずれも制御し易くなる。

【００５２】また、本実施形態では、中間保持部材13ａ
〜13ｄに予め接着剤15を塗布しているが、ヘッド保持部
材14とヘッド11ａ〜11ｄに予め接着剤15を塗布するよう
にしても良い。また、接着剤15の塗布はヘッド11ａ〜11
ｄ、中間保持部材13ａ〜13ｄ、ヘッド保持部材14が所定
の位置に移動した後でも良い。また、本実施形態では、
10面体形状のヘッド11ａ〜11ｄを使用しているが、これ
に限らず、図９〜12に示すような立方体形状のヘッド41
〜44を用いても良い。要は、接着面が１面以上あれば、
特に面の数に限定されるものではないのである。また、
相対する被接着面が平行になっていれば、面形状も特に
平面に限定されるものではなく、曲面や球面でも良い。

【００５３】また、中間保持部材も４つではなく、図1
0、11に示すように、１つのインクジェットヘッドに対
して２つの中間保持部材45、46から構成しても良く、ヘ
ッド１個当りに１個以上配設すれば問題はない。また、
ヘッド保持部材14に関しても、仕切部14ａに仕切られて
いる形状に限らず、図９〜12に示すように平板状のヘッ
ド保持部材47〜50であっても良い。

【００５４】なお、本実施形態および図９〜12に示す態
様では、１つのヘッド11ａ〜11ｄ、41〜44に対して中間
保持部材13ａ〜13ｄ、45、46を複数個設けているが、こ
の中間保持部材13ａ〜13ｄ、45、46は各ヘッド11ａ〜11
ｄ、41〜44の中心線を挟んで対称な位置に同数個配設す
ることが重要である。以下、具体的に説明する。接着剤
は硬化する際に収縮するが、これにより硬化中にヘッド
11ａ〜11ｄ、41〜44に対して力が発生し、ヘッド11ａ〜
11ｄ、41〜44の位置が接着中にずれる場合がある。

【００５５】また、接着中にヘッド11ａ〜11ｄ、41〜44
の位置がずれなくとも接着剤の中に残留応力が蓄積さ
れ、接着後の熱等の衝撃でその残留応力がヘッド11ａ〜
11ｄ、41〜44に作用し、ヘッド11ａ〜11ｄ、41〜44の位
置がずれたり、接着部が剥離する場合がある。このよう
な場合に、中間保持部材13ａ〜13ｄ、39、40をヘッド11
ａ〜11ｄ、41〜44の中心線に対して両側の対称な位置に
同数配設することにより、硬化収縮による力や残留応力
による力が打ち消し合う方向に同じ量だけ作用すること
により、上記の不具合が発生するのを防止することがで
き、インクジェットヘッドの取付けをより一層高精度に
行なって、歩留りをより一層高くすることができるとと
もに生産後のインクジェットヘッドの固定力の低下が生
じるのをより一層防止することができる。

【００５６】さらに、本実施形態では、ヘッド11ａ〜11
ｄ、中間保持部材13ａ〜13ｄおよびヘッド保持部材14を
線膨張係数が同一または、同一に近いものを用いた材料
から構成することも考えられる。すなわち、ヘッド11ａ
〜11ｄがインクジェットプリンターの内部で稼働する際
や、ヘッド11ａ〜11ｄの取付けが終了した後に輸送され
る場合等に、接着部の周囲の雰囲気温度が数10℃上昇す
ることが往々としてある。

【００５７】このような場合に、ヘッド11ａ〜11ｄ、中
間保持部材13ａ〜13ｄおよびヘッド保持部材14の線膨張
に相違があると、接着部が剥離してしまうことがある。
したがって、ヘッド11ａ〜11ｄ、中間保持部材13ａ〜13
ｄ、ヘッド保持部材14の線膨張係数を同一、または同一
に近い材料から構成すれば、接着部に剥離が生じずに品
質を維持することができる。また、接着剤15の材料も硬
化した接着剤15の線膨張係数がヘッド11ａ〜11ｄ、中間
保持部材13ａ〜13ｄおよびヘッド保持部材14の線膨張係
数と同一、または同一に近いものにすれば、上記不具合
を抑えることができる。

【００５８】図13、14は本発明に係るインクジェットヘ
ッドの取付け構造体の製造方法および製造装置の第２実
施形態を示す図であり、１つのインクジェットヘッドに
対して中間部材を１つ設けた例を示している。なお、本
実施形態では、製造方法、製造装置、中間保持部材およ
び接着剤の材料等は第１実施形態と同様である。また、
本実施形態では、特に接着部分の詳細な構造を説明する
ものである。

【００５９】図13において、51はインクジェットヘッ
ド、52はヘッド保持部材、53は中間保持部材、54は接着
剤である。中間保持部材53は２ヵ所の接着面53ａ、53ｂ
を有しており、その接着面53ａ、53ｂは平面で各面が直
交している。また、接着面53ａはヘッド51に接着剤54に
よって固定されており、接着面53ｂは接着剤54によって
ヘッド保持部材52に固定されている。このような構造を
有する組付け構造にあっては、図４、５に示す取付け装
置によってヘッド51が中間保持部材53を介してヘッド保
持部材52に取付けられる。本実施形態では、ヘッド51が
ヘッド保持部材52に取付けられた後に、ヘッド51側の接
着面51ａがヘッド51の位置調整量やヘッド51の形状精度
によってＡだけ位置がばらついた場合に、中間保持部材
53をＸ、γ方向に移動させることにより、接着剤54を所
定の厚さに調整することができる。ここでの接着剤54の
所定の膜厚とは寸法Ｅであるが、ヘッド51側の接着面51
ａと中間保持部材53側の接着面53ａの平行度によって接
着剤54の膜厚がＤになる場合もある。

【００６０】この際、ヘッド保持部材52のヘッド51側の
接着面51ａに相対する面52ａの位置ばらつきＣの影響で
接着層の膜厚の値が制約を受けることは、面52ａが接着
面でないことから影響がない。また、中間保持部材53と
ヘッド保持部材52の接着層に関しては、ヘッド保持部材
52の接着面52ｂの位置ばらつきがＨだけ発生した場合
に、ヘッド51側の膜厚を所定の値に維持しながら中間保
持部材53をＺ、α方向に移動させることによりヘッド保
持部材52側の接着層の膜厚を所定の値に維持することが
できる。但し、ここでもヘッド保持部材52の接着面52ｂ
と中間保持部材53の接着面53ｂの平行度により接着剤54
の膜厚が変化する場合がある。

【００６１】また、ヘッド51側の接着面51ａとヘッド保
持部材52側の接着面52ｂおよび中間保持部材53の接着面
53ａ、53ｂのβ方向の傾きによる接着剤54の膜厚の変化
は吸収できない。以上のように、Ｘ、Ｙ、Ｚ、α、γ方
向に関する、ヘッド51の位置調整量、ヘッド51側の接着
面51ａの位置精度、ヘッド保持部材52の面52ａの位置精
度、ヘッド保持部材52側の接着面52ｂの位置精度による
接着層の膜厚の変化は抑えることができる。また、接着
剤54の膜厚は接着面間の平行度の影響てばらつくだけと
なり、必要最小限の膜厚に近づけることができる。

【００６２】なお、本実施形態で得られる効果は第１実
施形態と同様であるため、説明を省略する。また、本実
施形態では、１つの中間保持部材53をヘッド51とヘッド
保持部材52の間に介装しているが、図14に示すように中
間保持部材61、62を分割することにより、ヘッド51側の
接着面51ａの面精度による接着層の膜厚の影響の変化を
抑えることができる。

【００６３】

【発明の効果】請求項１、２記載の発明によれば、接着
剤の硬化中に中間保持部材の把持を開放して無拘束状態
にすることにより、接着剤の硬化収縮による内部応力の
発生時に中間保持部材が移動して、接着剤の硬化収縮を
妨げるのを防止することができ、接着剤、インクジェッ
トヘッド、中間保持部材およびヘッド保持部材の内部に
残留応力が蓄積するのを防止することができる。

【００６４】このため、接着剤の硬化後にインクジェッ
トヘッドの把持を開放したときにインクジェットヘッド
とヘッド保持部材の相対位置が接着前と変化するのを防
止することができる。この結果、インクジェットヘッド
の取付けを高精度に行なうことができ、生産時に固定位
置の位置精度不良による生産の歩留りが発生するのを防
止することができるとともに、生産後のインクジェット
ヘッドの固定力の低下が生じるのを防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構
造体の製造方法および製造装置の第１実施形態を示す図
であり、そのインクジェットヘッドの取付け構造体の斜
視図である。

【図２】第１実施形態の取付け構造の要部正面図であ
る。

【図３】第１実施形態の取付け構造の要部分解図であ
る。

【図４】第１実施形態の取付け装置の全体の概略構成図
である。

【図５】第１実施形態の取付け装置のヘッド移動手段お
よびヘッド保持部材移動手段の概略構成図である。

【図６】第１実施形態のインクジェットヘッドの取付け
構造体の製造方法のフローチャートである。

【図７】第１実施形態のインクジェットヘッドの取付け
構造体の製造方法のモデル図であり、中間保持部材の把
持を開放した状態を示す図である。

【図８】第１実施形態のインクジェットヘッドの取付け
構造体の製造方法のモデル図であり、中間保持部材の把
持を開放した後、ヘッドの把持を開放した状態を示す図
である。

【図９】第１実施形態の取付け構造の他の態様を示す図
である。

【図10】第１実施形態の取付け構造の他の態様を示す図
である。

【図11】第１実施形態の取付け構造の他の態様を示す図
である。

【図12】第１実施形態の取付け構造の他の態様を示す図
である。

【図13】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構
造体の製造方法および製造装置の第２実施形態を示す図
であり、（ａ）はそのインクジェットヘッドの取付け構
造体の上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ断面図であ
る。

【図14】第２実施形態の取付け構造体の他の態様を示す
図である。

【図15】（ａ）は一般的なインクジェットヘッドの取付
け配設体を示す図であり、記録紙とヘッドの斜視図、
（ｂ）は同図（ａ）のＹ方向側面図、（ｃ）は同図
（ａ）のＸ方向側面図である。

【図16】従来の充填接着方法のモデル図であり、（ａ）
はその上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ断面図であ
る。

【図17】（ａ）はヘッドとヘッド保持部材をそれぞれヘ
ッド把持部およびヘッド保持部材把持部によって把持し
て接着剤を硬化させた状態を示す従来例、（ｂ）はヘッ
ド保持部材把持部によってヘッド保持部材の把持を開放
した状態を示す従来例である。

【符号の説明】

11ａ〜11ｄ、41〜44、51 インクジェットヘッド 12 吐出孔 13ａ〜13ｄ、45、46、53、61、62 中間保持部材 14、47〜50、52 ヘッド保持部材 15、54 接着剤 16 ヘッド把持部（ヘッド移動手段） 17 ヘッド位置調整機構（ヘッド移動手段） 19 ヘッド保持部材把持部（ヘッド保持部材移動手
段） 20 ヘッド保持部材位置調整機構（ヘッド保持部材移
動手段） 29、32、35 ＣＣＤカメラ29、32、35（第１検出手
段） 30 制御・演算手段（第１検出手段、第１開放手段、
第２検出手段、第２開放手段） 33 中間保持部材把持部（中間保持部材移動手段） 34 中間保持部材位置調整機構（中間保持部材移動手
段） 38 接着剤塗布部（塗布手段）

フロントページの続き (56)参考文献特開平７−89185（ＪＰ，Ａ) 特開平９−1820（ＪＰ，Ａ) 特開平７−40531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 25/304

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液滴を吐出孔から吐出するインクジ
ェットヘッドと、該インクジェットヘッドが中間保持部
材を介して取付けられたヘッド保持部材と、を備え、前
記中間保持部材が接着剤を介してインクジェットヘッド
およびヘッド保持部材に固定されたインクジェットヘッ
ドの取付け構造体の製造方法であって、インクジェットヘッド、中間保持部材およびヘッド保持
部材を把持した後、該インクジェットヘッド、中間保持
部材およびヘッド保持部材の少なくとも１つ以上の接着
面に接着剤を塗布した後、該インクジェットヘッド、中
間保持部材およびヘッド保持部材をそれぞれ接着初期位
置に移動させる工程と、該接着初期位置に移動した後、前記インクジェットヘッ
ド、中間保持部材およびヘッド保持部材を最終的な接着
位置になるように位置調整する工程と、該位置調整が終了した後、前記中間保持部材の把持を開
放する工程と、該把持を開放した後、接着剤を硬化させる工程と、接着剤の硬化後に前記インクジェットヘッドの把持を開
放する工程と、を含んでなることを特徴とするインクジ
ェットヘッドの取付け構造体の製造方法。
【請求項２】請求項１記載のインクジェットヘッドの取
付け構造体を製造する製造装置であって、前記インクジェットヘッドを把持および開放可能である
とともに、該ヘッドを接着位置に移動して位置調整可能
なヘッド移動手段と、前記中間保持部材を把持および開放可能であるとともに
該中間保持部材を接着位置に移動して位置調整可能な中
間保持部材移動手段と、前記ヘッド保持部材を把持および開放可能であるととも
に、該ヘッド保持部材接着位置に移動して位置調整可能
なヘッド保持部材移動手段と、前記インクジェットヘッド、中間保持部材およびヘッド
保持部材の何れかの接着面に接着剤を塗布する塗布手段
と、前記接着剤を硬化させる硬化手段と、前記塗布手段による接着剤の塗布後にインクジェットヘ
ッド、中間保持部材およびヘッド保持部材が接着位置に
位置調整されたことを検出する第１検出手段と、該検出手段からの検出情報に基づいて中間保持部材移動
手段による中間保持部材の把持を開放する第１開放手段
と、前記硬化手段によって接着剤が硬化されたことを検出す
る第２検出手段と、該第２検出手段からの検出情報に基づいて前記ヘッド保
持部材によるヘッド保持部材の把持を開放する第２開放
手段と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッ
ドの取付け構造体の製造装置。