JP3621235B2 - インクジェットヘッドの取付け構造および取付け方法 - Google Patents
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Description
【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および取付け方法に関する。
【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１３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１３（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１ａ〜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】
また、インクジェットヘッドを紫外線硬化型の接着剤を介してヘッド保持部材に取付ける方法としては、図１５または図１６に示すような方法がある。
図１５に示す方法は、同図（ａ）に示すように、ヘッド６３の１面に接着剤６４を塗布してヘッド６３をヘッド保持部材６５に対して位置決めし、この接着剤６４を介してヘッド６３をヘッド保持部材６５に固定する際に、同図（ｂ）に示すように、ヘッド６３とヘッド保持部材６５の隙間から接着剤６４に対してライトガイド６６により紫外線を照射することにより、接着剤６４を硬化させてヘッド６３をヘッド保持部材６５に固定するようにしている。なお、ヘッド６３またはヘッド保持部材６５の一方が紫外線を透過する材料であれば、その一方を通して接着剤６４に紫外線を照射するようにしている。
【００１０】
また、図１６に示す方法は、同図（ａ）に示すようにヘッド６７の２面に、すなわち、ヘッド６７を挟んで対称な位置に接着剤６８を塗布してヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めし、この接着剤６８を介してヘッド６７をヘッド保持部材６９に固定する際に、同図（ｂ）に示すようにヘッド６７の一方の接着面とヘッド保持部材６８の隙間から接着剤６８に対してライトガイド７０により紫外線を照射した後、同図（ｃ）に示すようにヘッド６７の他方の接着面とヘッド保持部材６９の隙間から接着剤６８に対して紫外線を照することにより、接着剤６８を順々に硬化させてヘッドをヘッド保持部材に固定するようにしている。
【００１１】
【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１５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。
【００１２】
図１４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。
【００１３】
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、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。
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。
【００１７】
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。
また、図１５に示す取付け方法にあっては、接着剤６４の固化が終了したときに、接着剤６４が収縮するため、ヘッド６３がヘッド保持部材６５に引き付けられてヘッド６３の位置ずれが発生してしまった。
【００１８】
一方、図１６に示す取付け方法にあっては、最初にヘッド６７の一方の接着面の接着剤６８を硬化させた後、他方の接着面の接着剤６８を硬化させるようにしたため、ヘッド６７の一方の接着面に塗布された接着剤６８が収縮してヘッド６７の一方の接着面がヘッド保持部材６８に引寄せられた状態となってヘッド６７の他方の接着面が移動せずに、他方の接着面の接着剤６８が上下方向に収縮するだけとなってしまった。このため、ヘッド６７の位置ずれが発生してしまった。
【００１９】
このような不具合を解消するには、両方の接着剤に同時に紫外線を照射することが考えられる。
以下、この点を図１７〜２０に基づいて詳しく説明する。
図１７に示すように、ヘッド６７の２面に、すなわち、ヘッド６７を挟んで対称な位置に接着剤６８を塗布してヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めし、この接着剤６８を介してヘッド６７をヘッド保持部材６９に固定する際に、ライトガイド７０によって接着剤６８に同時に紫外線を照射すると、接着剤６８の硬化収縮時の内部応力を相殺することができる。
【００２０】
ここで、接着剤６８の収縮を異なる境界条件に基づいて説明を行なう。
図１８（ａ）（ｂ）は接着剤Ａ単体の硬化を示す図であり、同図（ａ）に示すように硬化開始前の接着剤Ａに紫外線を照射すると、接着剤Ａは内方に向かって応力ベクトルが作用し、同図（ｂ）に示すように収縮を行なう。
また、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、接着剤Ｂを２つの被着体Ｃ、Ｄの間に塗布して同図（ａ）に示すように硬化開始前の接着剤Ｂに紫外線を照射すると、接着剤Ｂは上述したように内方に向かって応力ベクトルが作用する。このとき、接着剤Ｂは被着体Ｃ、Ｄの接着面に塗布されているため、接着剤Ｂの内方に向かって作用する応力ベクトルによって被着体Ｃ、Ｄには逆方向の応力ベクトルが作用して互いに近接する方向に移動する。
【００２１】
一方、図２０（ａ）（ｂ）に示すように被着体Ｅに対して接着剤Ｆ、Ｇが塗布される接着面が面対称な位置に配設されている
場合に、同図（ａ）で示すように接着剤Ｆ、Ｇを塗布して接着剤Ｆ、Ｇを同一条件で硬化させると、同図（ｂ）に示すように接着剤Ｆ、Ｇが内方に向かって収縮するため、被着体Ｅの２つの接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルが発生する。
【００２２】
以上の原理から、ライトガイド７０によって接着剤６８に同一条件で、かつ上方から紫外線を同時に照射すると、接着剤６８の硬化が同時に開始される。このとき、接着剤６８の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、ヘッド６７の２つの接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００２３】
この結果、接着剤６８が硬化されてヘッド６７がヘッド保持部材６９に固定される際にヘッド６７が位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材６９に高精度に取付けることができる。
しかしながら、このようにヘッド６７を接着剤６８を介してヘッド保持部材６９に直接取付け、接着剤６８に対して同一照射条件で紫外線を照射する場合には、後に位置調整を行なうための調整代が必要となって接着剤６８の膜厚を小さくすることができないため、接着剤６８の内部応力を十分に小さくすることができない上に、ヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めする際に、ヘッド６７が正確な位置に位置決めできずに、ヘッド６７がヘッド保持部材６９の接着面の一方側に偏った場合には、左右の接着剤６８の膜厚を同じにすることができなくなるため、同一条件で紫外線を照射しても内部応力を相殺することができないという問題があった。
【００２４】
そこで請求項１〜４記載の発明は、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を提供することを目的としている。
また、請求項５記載の発明は、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止して、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができるインクジェットヘッドの取付け方法を提供することを目的としている。
【００２５】
【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がヘッド保持部材に取付けられるインクジェットヘッドの取付け構造において、前記インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材が介装され、該中間保持部材が接着剤によってインクジェットヘッドに固定されるとともに接着剤を介してヘッド保持部材に固定されることを特徴としている。
【００２６】
その場合、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、インクジェットヘッドの接着箇所とヘッド保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、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、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るのを防止することができる。
【００２７】
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記載の発明において、前記接着剤を紫外線硬化型接着剤から構成するとともに、中間保持部材を紫外線が透過する材料から構成したことを特徴としている。
その場合、中間保持部材を通して紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することができるため、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。
【００２８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１または２記載の発明において、前記中間保持部材は、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に同数配設されていることを特徴としている。
その場合、接着剤の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させることができ、インクジェットヘッドの取付け位置の位置ずれをより一層生じ難くすることができる。この結果、インクジェットヘッドの取付けをより一層高精度に行なうことができ、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。
【００２９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１〜３何れかに記載の発明において、前記インクジェットヘッド、ヘッド保持部材、中間部材および接着剤を構成する材料の線膨張係数が同一または、同一に近いものを用いたことを特徴としている。
その場合、インクジェットヘッドの取付け後に接着部の周囲の雰囲気温度が上昇した場合に接着部が剥離するのを防止することができ、インクジェットヘッドを長期間に亘って使用することができる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するために、少なくとも１つ以上のインクジェットヘッドを中間保持部材を介して接着剤によってヘッド保持部材に固定するようにしたインクジェットヘッドの取付け方法であって、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に中間保持部材の接着面を設定し、中間保持部材の一方の接着面に同じ膜厚の接着剤を介してインクジェットヘッドを取付けるとともに、該中間保持部材の他方の接着面に前記接着剤の膜厚と同じ膜厚の接着剤を介してヘッド保持部材を取付けた後、インクジェットヘッドが中間保持部材を介してヘッド保持部材の所定位置に位置決めされるように調整し、次いで、前記対称な接着面に塗布された接着剤に対して、同一条件で、かつ同一方向から紫外線を同時に照射するようにしたことを特徴としている。
【００３１】
その場合、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤の膜厚が増大するのを防止することができる。これに加えて、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材に対するヘッドの調整位置に拘わらず接着剤の膜厚が変化するのを防止することができる。
【００３２】
また、インクジェットヘッドを挟んで対称な接着面に塗布された接着剤の膜厚が変化しないため、この接着剤が同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、インクジェットヘッドの対称な接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００３３】
この結果、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができる。
【００３４】
【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１〜８は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第１実施形態を示す図である。
まず、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図４はヘッド１１ａ〜１１ｄの取付け装置を示す図である。
図４において、２１は取付け装置の定盤であり、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中、左右方向であるＸ方向に移動するようになっている。
【００３８】
また、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。
【００３９】
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を撮像するようになっている。この撮像された画像は図示しない演算部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。
【００４０】
また、定盤２１上には中間保持部材１３ａ〜１３ｄをチャックで把持してＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動する移動機構が設けられている。なお、図４中、３０は紫外線を照射するライトガイドである。
次に、ヘッド１１ａ〜１１ｄをヘッド保持部材１４に取付ける方法を説明する。
まず、チャック２４上にヘッド保持部材１４を把持して、ヘッド保持部材１４の右側端部がＣＣＤカメラ２９の下方に位置するように移動用テーブル２２を移動させる。次いで、チャック２７でヘッド１１ｄを把持してヘッド１１ｄをヘッド保持部材１４の右側端部上に移動させ、ヘッド保持部材１４上に位置させる。
【００４１】
次いで、ヘッド１１ｄの吐出孔１２をＣＣＤ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演算部で演算して位置を求める。
【００４２】
このようにしてヘッド１１ｄ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ことにより、ヘッド１１ｄの位置調整を行なう。
次いで、中間保持部材１３ａ〜１３ｄを移動機構のチャックで把持してヘッド１１ｄ側に向って移動させる。次いで、ヘッド１１ａとヘッド保持部材１４側の接着面に紫外線硬化型樹脂を一定の膜厚になるように塗布する。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。
【００４３】
次いで、中間保持部材１３ａ〜１３ｄをヘッド１１ａとヘッド保持部材１４の間に介装してライトガイド３０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、硬化終了後に中間保持部材１３ａ〜１３ｄの移動機構のチャックと６軸移動機構２６のチャック２７を開放して取付けを終了する。
次いで、ヘッド１１ｄに隣接するヘッド保持部材１４部分がＣＣＤカメラ２９の下方に位置するように移動用テーブル２２をＸ方向に移動させた後、チャック２７でヘッド１１ｂ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。
【００４４】
このように本実施形態では、インクジェットヘッド１１ａ〜１１ｄとヘッド保持部材１４の間に中間保持部材１３ａ〜１３ｄを介装し、中間保持部材１３ａ〜１３ｄを接着剤１５によってインクジェットヘッド１１ａ〜１１ｄに固定するとともに接着剤１５を介してヘッド保持部材１４に固定したため、ヘッド１１ａ〜１１ｄとヘッド保持部材１４の間に中間保持部材１３ａ〜１３ｄを介装している分だけ、ヘッド１１ａ〜１１ｄの接着面と中間保持部材１３ａ〜１３ｄの接着面に接着される接着剤１５とヘッド保持部材１４の接着面と中間保持部材１３ａ〜１３ｄの接着面に接着される接着剤１５の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、ヘッド１１ａ〜１１ｄの接着箇所とヘッド保持部材１４の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、ヘッド１１ａ〜１１ｄの取付けを高精度に行なうことができ、歩留りを高く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。
【００４５】
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。
【００４６】
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〜１１ｄの位置ずれも制御し易くなる。
【００４７】
なお、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５〜８に示すような立方体形状のヘッド３１〜３４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。
【００４８】
また、中間保持部材も４つではなく、図６、７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３９、４０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５〜８に示すように平板状のヘッド保持部材３５〜３８であっても良い。
【００４９】
なお、本実施形態および図５〜８に示す態様では、１つのヘッド11ａ〜11ｄ、31〜34に対して中間保持部材13ａ〜13ｄ、39、40を複数個設けているが、この中間保持部材13ａ〜13ｄ、39、40はヘッド11ａ〜11ｄ、31，32の吐出孔12の配列方向のヘッド11ａ〜11ｄ、31、32の中心線を通る面、または、ヘッド33、34の吐出孔12の配列方向と直交する方向のヘッド33、34の中心線を通る面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、31〜34に対して力が発生し、ヘッド11ａ〜11ｄ、31〜34の位置が接着中にずれる場合がある。
【００５０】
また、接着中にヘッド１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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、３１〜３４に作用し、ヘッド１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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。
【００５１】
さらに、本実施形態では、ヘッド１１ａ〜１１ｄ、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。
【００５２】
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〜１３ｄ、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。
【００５３】
図９、１０は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第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、中間保持部材や接着剤の材料や、ヘッドの組付け装置や組付け方法は第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。
【００５４】
図９、１０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。
【００５５】
このような構造を有する組付け構造にあっては、図４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５１ａ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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１０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。
【００５９】
図11、12は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け方法の一実施形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図11において、81はインクジェットプリンターのフレームを構成するヘッド保持部材、82はインクジェットヘッド、83、84はヘッド82とヘッド保持部材81の間に介装された中間保持部材、85ａ、86ａは中間保持部材83、84の一方の接着面83ａ、84ａとヘッド保持部材81の接着面81ａ、81ｂの間に塗布された紫外線硬化型の接着剤、85ｂ、86ｂは中間保持部材83、84の他方の接着面83ｂ、84ｂとヘッド82の接着面82ａ、82ｂの間に塗布された紫外線硬化型の接着剤であり、本実施形態では、ヘッド82を挟んで対称（ヘッド82の吐出孔12の配列方向のヘッド82の中心線を通る面を挟んで対称な位置）に中間保持部材83、84の接着面83ａ、83ｂ、84ａ、84ｂが設定されている。
【００６０】
なお、この中間保持部材８３、８４の機能は上述したインクジェットヘッドの取付け構造の第１実施形態で説明したものと同様である。また、本実施形態はヘッド８２を１つ設けた例を示しているが、本発明はカラーインクジェットプリンターのように、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個のヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に取付けるものに適用することができる。
【００６１】
また、中間保持部材８３、８４は紫外線を透過する材料から構成されており、各接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂには図示しないライトガイドによって同一条件、すなわち、紫外線の照射開始タイミング、照射終了タイミングおよび照度が同一で、かつ同一方向（本実施形態では上方）から同時に紫外線が照射されるようになっている。
次に、作用を説明する。
【００６２】
本実施形態では、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂにライトガイドによって紫外線の照射開始タイミング、照射終了タイミングおよび照度が同一で、かつ上方から同時に紫外線を照射すると、図１２（ａ）に示すように接着剤８５ａ、８５ｂが照射初期状態から図１２（ｂ）に示すように収縮する（接着剤８６ａ、８６ｂも同様）。
このとき、接着剤８５ａ、８５ｂが収縮するために、中間保持部材８３がヘッド保持部材８１側に引寄せられるように移動し、ヘッド８２が中間保持部材８３側に引寄せられるように移動する（接着剤８６ａ、８６ｂも同様）。
【００６３】
このため、ヘッド８２は図１２（ｃ）に示すように初期位置からΔＸおよびΔＺだけそれぞれＸ、Ｚ方向に移動する。しかしながら、接着剤８５ａ、８５ｂおよび８６ａ、８６ｂはヘッド８２の中心線を挟んで対称な位置に配設されているため、接着剤８５ａおよび８６ａの収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。
【００６４】
このように本実施形態では、ヘッド８２とヘッド保持部材８１の間に中間保持部材８３、８４を介装している分だけ、ヘッド８２の接着面８２ａ、８２ｂと中間保持部材８３、８４の接着面８３ｂ、８４ｂに接着される接着剤８５ｂ、８６ｂとヘッド保持部材８１の接着面８１ａ、８１ｂと中間保持部材８３、８４の接着面８３ａ、８４ａに接着される接着剤の８５ａ、８６ａの膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が増大するのを防止することができる。
【００６５】
これに加えて、ヘッド８２を中間保持部材８３、８４を介してヘッド保持部材８１に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材８１に対するヘッド８２の調整位置に拘わらず接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が変化するのを防止することができる。また、ヘッド８２を挟んで対称な位置に配設された中間保持部材８３、８４の接着面８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂに塗布された接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が変化しないため、この接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂが同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、ヘッド８２の対称な接着面８２ａ、８２ｂに同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００６６】
この結果、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂが硬化されてヘッド８２がヘッド保持部材８１に固定される際にヘッド８２が位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材８１に高精度に取付けることができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、インクジェットヘッドの接着箇所とヘッド保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、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、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るのを防止することができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、中間保持部材を通して紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することができるため、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。
請求項３記載の発明によれば、接着剤の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させることができ、インクジェットヘッドの取付け位置の位置ずれをより一層生じ難くすることができる。この結果、インクジェットヘッドの取付けをより一層高精度に行なうことができ、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。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、インクジェットヘッドの取付け後に接着部の周囲の雰囲気温度が上昇した場合に接着部が剥離するのを防止することができ、インクジェットヘッドを長期間に亘って使用することができる。
請求項５記載の発明によれば、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤の膜厚が増大するのを防止することができる。これに加えて、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材に対するヘッドの調整位置に拘わらず接着剤の膜厚が変化するのを防止することができる。
【００７０】
また、インクジェットヘッドを挟んで対称な接着面に塗布された接着剤の膜厚が変化しないため、この接着剤が同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、インクジェットヘッドの対称な接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００７１】
この結果、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができる。
【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の第１実施形態を示す斜視図である。
【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概略構成図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第２実施形態を示す斜視図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】第２実施形態の取付け構造の他の態様を示す図である。
【図１１】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け方法の一実施形態を示す図であり、インクジェットヘッドを接着剤を介してヘッド保持部材に取付けた状態を示す図である。
【図１２】（ａ）は一実施形態のインクジェットヘッドを接着剤を介してヘッド保持部材に取付けて接着剤を硬化させる前の状態を示す図、（ｂ）は接着剤の硬化後の状態を示す図、（ｃ）はインクジェットヘッドの移動量を示す図である。
【図１３】（ａ）は一般的なインクジェットヘッドの配設構造を示す図であり、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１４】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１５】従来のインクジェットヘッドの取付け手順を示す図である。
【図１６】従来のインクジェットヘッドの他の取付け手順を示す図である。
【図１７】従来のインクジェットヘッドの他の取付け手順を示す図である。
【図１８】（ａ）（ｂ）は接着剤単体が硬化する状態を示す図である。
【図１９】（ａ）（ｂ）は被着体の間に介装された接着剤が硬化する状態を示す図である。
【図２０】（ａ）（ｂ）は被着体の対称な面と被着体の間に介装された接着剤が硬化する状態を示す図である。
【符号の説明】
１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４、５１ インクジェットヘッド
１２ 吐出孔
１３ａ〜１３ｄ、３９、４０、５３、６１、６２ 中間保持部材
１４、３５〜３８、５２ ヘッド保持部材
１５、５４ 接着剤
８１ ヘッド保持部材
８２ インクジェットヘッド
８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂ 接着剤
８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂ 接着面
【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および取付け方法に関する。
【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１３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１３（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１ａ〜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】
また、インクジェットヘッドを紫外線硬化型の接着剤を介してヘッド保持部材に取付ける方法としては、図１５または図１６に示すような方法がある。
図１５に示す方法は、同図（ａ）に示すように、ヘッド６３の１面に接着剤６４を塗布してヘッド６３をヘッド保持部材６５に対して位置決めし、この接着剤６４を介してヘッド６３をヘッド保持部材６５に固定する際に、同図（ｂ）に示すように、ヘッド６３とヘッド保持部材６５の隙間から接着剤６４に対してライトガイド６６により紫外線を照射することにより、接着剤６４を硬化させてヘッド６３をヘッド保持部材６５に固定するようにしている。なお、ヘッド６３またはヘッド保持部材６５の一方が紫外線を透過する材料であれば、その一方を通して接着剤６４に紫外線を照射するようにしている。
【００１０】
また、図１６に示す方法は、同図（ａ）に示すようにヘッド６７の２面に、すなわち、ヘッド６７を挟んで対称な位置に接着剤６８を塗布してヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めし、この接着剤６８を介してヘッド６７をヘッド保持部材６９に固定する際に、同図（ｂ）に示すようにヘッド６７の一方の接着面とヘッド保持部材６８の隙間から接着剤６８に対してライトガイド７０により紫外線を照射した後、同図（ｃ）に示すようにヘッド６７の他方の接着面とヘッド保持部材６９の隙間から接着剤６８に対して紫外線を照することにより、接着剤６８を順々に硬化させてヘッドをヘッド保持部材に固定するようにしている。
【００１１】
【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１５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。
【００１２】
図１４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。
【００１３】
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、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。
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。
【００１７】
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。
また、図１５に示す取付け方法にあっては、接着剤６４の固化が終了したときに、接着剤６４が収縮するため、ヘッド６３がヘッド保持部材６５に引き付けられてヘッド６３の位置ずれが発生してしまった。
【００１８】
一方、図１６に示す取付け方法にあっては、最初にヘッド６７の一方の接着面の接着剤６８を硬化させた後、他方の接着面の接着剤６８を硬化させるようにしたため、ヘッド６７の一方の接着面に塗布された接着剤６８が収縮してヘッド６７の一方の接着面がヘッド保持部材６８に引寄せられた状態となってヘッド６７の他方の接着面が移動せずに、他方の接着面の接着剤６８が上下方向に収縮するだけとなってしまった。このため、ヘッド６７の位置ずれが発生してしまった。
【００１９】
このような不具合を解消するには、両方の接着剤に同時に紫外線を照射することが考えられる。
以下、この点を図１７〜２０に基づいて詳しく説明する。
図１７に示すように、ヘッド６７の２面に、すなわち、ヘッド６７を挟んで対称な位置に接着剤６８を塗布してヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めし、この接着剤６８を介してヘッド６７をヘッド保持部材６９に固定する際に、ライトガイド７０によって接着剤６８に同時に紫外線を照射すると、接着剤６８の硬化収縮時の内部応力を相殺することができる。
【００２０】
ここで、接着剤６８の収縮を異なる境界条件に基づいて説明を行なう。
図１８（ａ）（ｂ）は接着剤Ａ単体の硬化を示す図であり、同図（ａ）に示すように硬化開始前の接着剤Ａに紫外線を照射すると、接着剤Ａは内方に向かって応力ベクトルが作用し、同図（ｂ）に示すように収縮を行なう。
また、図１９（ａ）（ｂ）に示すように、接着剤Ｂを２つの被着体Ｃ、Ｄの間に塗布して同図（ａ）に示すように硬化開始前の接着剤Ｂに紫外線を照射すると、接着剤Ｂは上述したように内方に向かって応力ベクトルが作用する。このとき、接着剤Ｂは被着体Ｃ、Ｄの接着面に塗布されているため、接着剤Ｂの内方に向かって作用する応力ベクトルによって被着体Ｃ、Ｄには逆方向の応力ベクトルが作用して互いに近接する方向に移動する。
【００２１】
一方、図２０（ａ）（ｂ）に示すように被着体Ｅに対して接着剤Ｆ、Ｇが塗布される接着面が面対称な位置に配設されている
場合に、同図（ａ）で示すように接着剤Ｆ、Ｇを塗布して接着剤Ｆ、Ｇを同一条件で硬化させると、同図（ｂ）に示すように接着剤Ｆ、Ｇが内方に向かって収縮するため、被着体Ｅの２つの接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルが発生する。
【００２２】
以上の原理から、ライトガイド７０によって接着剤６８に同一条件で、かつ上方から紫外線を同時に照射すると、接着剤６８の硬化が同時に開始される。このとき、接着剤６８の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、ヘッド６７の２つの接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００２３】
この結果、接着剤６８が硬化されてヘッド６７がヘッド保持部材６９に固定される際にヘッド６７が位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材６９に高精度に取付けることができる。
しかしながら、このようにヘッド６７を接着剤６８を介してヘッド保持部材６９に直接取付け、接着剤６８に対して同一照射条件で紫外線を照射する場合には、後に位置調整を行なうための調整代が必要となって接着剤６８の膜厚を小さくすることができないため、接着剤６８の内部応力を十分に小さくすることができない上に、ヘッド６７をヘッド保持部材６９に位置決めする際に、ヘッド６７が正確な位置に位置決めできずに、ヘッド６７がヘッド保持部材６９の接着面の一方側に偏った場合には、左右の接着剤６８の膜厚を同じにすることができなくなるため、同一条件で紫外線を照射しても内部応力を相殺することができないという問題があった。
【００２４】
そこで請求項１〜４記載の発明は、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を提供することを目的としている。
また、請求項５記載の発明は、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止して、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができるインクジェットヘッドの取付け方法を提供することを目的としている。
【００２５】
【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がヘッド保持部材に取付けられるインクジェットヘッドの取付け構造において、前記インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材が介装され、該中間保持部材が接着剤によってインクジェットヘッドに固定されるとともに接着剤を介してヘッド保持部材に固定されることを特徴としている。
【００２６】
その場合、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、インクジェットヘッドの接着箇所とヘッド保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、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、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るのを防止することができる。
【００２７】
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記載の発明において、前記接着剤を紫外線硬化型接着剤から構成するとともに、中間保持部材を紫外線が透過する材料から構成したことを特徴としている。
その場合、中間保持部材を通して紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することができるため、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。
【００２８】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１または２記載の発明において、前記中間保持部材は、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に同数配設されていることを特徴としている。
その場合、接着剤の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させることができ、インクジェットヘッドの取付け位置の位置ずれをより一層生じ難くすることができる。この結果、インクジェットヘッドの取付けをより一層高精度に行なうことができ、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。
【００２９】
請求項４記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１〜３何れかに記載の発明において、前記インクジェットヘッド、ヘッド保持部材、中間部材および接着剤を構成する材料の線膨張係数が同一または、同一に近いものを用いたことを特徴としている。
その場合、インクジェットヘッドの取付け後に接着部の周囲の雰囲気温度が上昇した場合に接着部が剥離するのを防止することができ、インクジェットヘッドを長期間に亘って使用することができる。
【００３０】
請求項５記載の発明は、上記課題を解決するために、少なくとも１つ以上のインクジェットヘッドを中間保持部材を介して接着剤によってヘッド保持部材に固定するようにしたインクジェットヘッドの取付け方法であって、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に中間保持部材の接着面を設定し、中間保持部材の一方の接着面に同じ膜厚の接着剤を介してインクジェットヘッドを取付けるとともに、該中間保持部材の他方の接着面に前記接着剤の膜厚と同じ膜厚の接着剤を介してヘッド保持部材を取付けた後、インクジェットヘッドが中間保持部材を介してヘッド保持部材の所定位置に位置決めされるように調整し、次いで、前記対称な接着面に塗布された接着剤に対して、同一条件で、かつ同一方向から紫外線を同時に照射するようにしたことを特徴としている。
【００３１】
その場合、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤の膜厚が増大するのを防止することができる。これに加えて、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材に対するヘッドの調整位置に拘わらず接着剤の膜厚が変化するのを防止することができる。
【００３２】
また、インクジェットヘッドを挟んで対称な接着面に塗布された接着剤の膜厚が変化しないため、この接着剤が同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、インクジェットヘッドの対称な接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００３３】
この結果、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができる。
【００３４】
【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１〜８は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第１実施形態を示す図である。
まず、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
図４はヘッド１１ａ〜１１ｄの取付け装置を示す図である。
図４において、２１は取付け装置の定盤であり、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中、左右方向であるＸ方向に移動するようになっている。
【００３８】
また、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。
【００３９】
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を撮像するようになっている。この撮像された画像は図示しない演算部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。
【００４０】
また、定盤２１上には中間保持部材１３ａ〜１３ｄをチャックで把持してＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に移動する移動機構が設けられている。なお、図４中、３０は紫外線を照射するライトガイドである。
次に、ヘッド１１ａ〜１１ｄをヘッド保持部材１４に取付ける方法を説明する。
まず、チャック２４上にヘッド保持部材１４を把持して、ヘッド保持部材１４の右側端部がＣＣＤカメラ２９の下方に位置するように移動用テーブル２２を移動させる。次いで、チャック２７でヘッド１１ｄを把持してヘッド１１ｄをヘッド保持部材１４の右側端部上に移動させ、ヘッド保持部材１４上に位置させる。
【００４１】
次いで、ヘッド１１ｄの吐出孔１２をＣＣＤ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演算部で演算して位置を求める。
【００４２】
このようにしてヘッド１１ｄ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ことにより、ヘッド１１ｄの位置調整を行なう。
次いで、中間保持部材１３ａ〜１３ｄを移動機構のチャックで把持してヘッド１１ｄ側に向って移動させる。次いで、ヘッド１１ａとヘッド保持部材１４側の接着面に紫外線硬化型樹脂を一定の膜厚になるように塗布する。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。
【００４３】
次いで、中間保持部材１３ａ〜１３ｄをヘッド１１ａとヘッド保持部材１４の間に介装してライトガイド３０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、硬化終了後に中間保持部材１３ａ〜１３ｄの移動機構のチャックと６軸移動機構２６のチャック２７を開放して取付けを終了する。
次いで、ヘッド１１ｄに隣接するヘッド保持部材１４部分がＣＣＤカメラ２９の下方に位置するように移動用テーブル２２をＸ方向に移動させた後、チャック２７でヘッド１１ｂ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。
【００４４】
このように本実施形態では、インクジェットヘッド１１ａ〜１１ｄとヘッド保持部材１４の間に中間保持部材１３ａ〜１３ｄを介装し、中間保持部材１３ａ〜１３ｄを接着剤１５によってインクジェットヘッド１１ａ〜１１ｄに固定するとともに接着剤１５を介してヘッド保持部材１４に固定したため、ヘッド１１ａ〜１１ｄとヘッド保持部材１４の間に中間保持部材１３ａ〜１３ｄを介装している分だけ、ヘッド１１ａ〜１１ｄの接着面と中間保持部材１３ａ〜１３ｄの接着面に接着される接着剤１５とヘッド保持部材１４の接着面と中間保持部材１３ａ〜１３ｄの接着面に接着される接着剤１５の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、ヘッド１１ａ〜１１ｄの接着箇所とヘッド保持部材１４の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、ヘッド１１ａ〜１１ｄの取付けを高精度に行なうことができ、歩留りを高く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。
【００４５】
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。
【００４６】
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〜１１ｄの位置ずれも制御し易くなる。
【００４７】
なお、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５〜８に示すような立方体形状のヘッド３１〜３４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。
【００４８】
また、中間保持部材も４つではなく、図６、７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３９、４０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５〜８に示すように平板状のヘッド保持部材３５〜３８であっても良い。
【００４９】
なお、本実施形態および図５〜８に示す態様では、１つのヘッド11ａ〜11ｄ、31〜34に対して中間保持部材13ａ〜13ｄ、39、40を複数個設けているが、この中間保持部材13ａ〜13ｄ、39、40はヘッド11ａ〜11ｄ、31，32の吐出孔12の配列方向のヘッド11ａ〜11ｄ、31、32の中心線を通る面、または、ヘッド33、34の吐出孔12の配列方向と直交する方向のヘッド33、34の中心線を通る面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、31〜34に対して力が発生し、ヘッド11ａ〜11ｄ、31〜34の位置が接着中にずれる場合がある。
【００５０】
また、接着中にヘッド１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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、３１〜３４に作用し、ヘッド１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４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。
【００５１】
さらに、本実施形態では、ヘッド１１ａ〜１１ｄ、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。
【００５２】
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〜１３ｄ、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。
【００５３】
図９、１０は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第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、中間保持部材や接着剤の材料や、ヘッドの組付け装置や組付け方法は第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。
【００５４】
図９、１０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。
【００５５】
このような構造を有する組付け構造にあっては、図４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５１ａ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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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１０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。
【００５９】
図11、12は本発明に係るインクジェットヘッドの取付け方法の一実施形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図11において、81はインクジェットプリンターのフレームを構成するヘッド保持部材、82はインクジェットヘッド、83、84はヘッド82とヘッド保持部材81の間に介装された中間保持部材、85ａ、86ａは中間保持部材83、84の一方の接着面83ａ、84ａとヘッド保持部材81の接着面81ａ、81ｂの間に塗布された紫外線硬化型の接着剤、85ｂ、86ｂは中間保持部材83、84の他方の接着面83ｂ、84ｂとヘッド82の接着面82ａ、82ｂの間に塗布された紫外線硬化型の接着剤であり、本実施形態では、ヘッド82を挟んで対称（ヘッド82の吐出孔12の配列方向のヘッド82の中心線を通る面を挟んで対称な位置）に中間保持部材83、84の接着面83ａ、83ｂ、84ａ、84ｂが設定されている。
【００６０】
なお、この中間保持部材８３、８４の機能は上述したインクジェットヘッドの取付け構造の第１実施形態で説明したものと同様である。また、本実施形態はヘッド８２を１つ設けた例を示しているが、本発明はカラーインクジェットプリンターのように、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個のヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に取付けるものに適用することができる。
【００６１】
また、中間保持部材８３、８４は紫外線を透過する材料から構成されており、各接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂには図示しないライトガイドによって同一条件、すなわち、紫外線の照射開始タイミング、照射終了タイミングおよび照度が同一で、かつ同一方向（本実施形態では上方）から同時に紫外線が照射されるようになっている。
次に、作用を説明する。
【００６２】
本実施形態では、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂにライトガイドによって紫外線の照射開始タイミング、照射終了タイミングおよび照度が同一で、かつ上方から同時に紫外線を照射すると、図１２（ａ）に示すように接着剤８５ａ、８５ｂが照射初期状態から図１２（ｂ）に示すように収縮する（接着剤８６ａ、８６ｂも同様）。
このとき、接着剤８５ａ、８５ｂが収縮するために、中間保持部材８３がヘッド保持部材８１側に引寄せられるように移動し、ヘッド８２が中間保持部材８３側に引寄せられるように移動する（接着剤８６ａ、８６ｂも同様）。
【００６３】
このため、ヘッド８２は図１２（ｃ）に示すように初期位置からΔＸおよびΔＺだけそれぞれＸ、Ｚ方向に移動する。しかしながら、接着剤８５ａ、８５ｂおよび８６ａ、８６ｂはヘッド８２の中心線を挟んで対称な位置に配設されているため、接着剤８５ａおよび８６ａの収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。
【００６４】
このように本実施形態では、ヘッド８２とヘッド保持部材８１の間に中間保持部材８３、８４を介装している分だけ、ヘッド８２の接着面８２ａ、８２ｂと中間保持部材８３、８４の接着面８３ｂ、８４ｂに接着される接着剤８５ｂ、８６ｂとヘッド保持部材８１の接着面８１ａ、８１ｂと中間保持部材８３、８４の接着面８３ａ、８４ａに接着される接着剤の８５ａ、８６ａの膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が増大するのを防止することができる。
【００６５】
これに加えて、ヘッド８２を中間保持部材８３、８４を介してヘッド保持部材８１に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材８１に対するヘッド８２の調整位置に拘わらず接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が変化するのを防止することができる。また、ヘッド８２を挟んで対称な位置に配設された中間保持部材８３、８４の接着面８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂに塗布された接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの膜厚が変化しないため、この接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂが同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂの収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、ヘッド８２の対称な接着面８２ａ、８２ｂに同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００６６】
この結果、接着剤８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂが硬化されてヘッド８２がヘッド保持部材８１に固定される際にヘッド８２が位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材８１に高精度に取付けることができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで、インクジェットヘッドの接着箇所とヘッド保持部材の接着箇所の位置精度を厳密に管理しなくても、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、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るのを防止することができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によれば、中間保持部材を通して紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することができるため、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。
請求項３記載の発明によれば、接着剤の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させることができ、インクジェットヘッドの取付け位置の位置ずれをより一層生じ難くすることができる。この結果、インクジェットヘッドの取付けをより一層高精度に行なうことができ、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。
【００６９】
請求項４記載の発明によれば、インクジェットヘッドの取付け後に接着部の周囲の雰囲気温度が上昇した場合に接着部が剥離するのを防止することができ、インクジェットヘッドを長期間に亘って使用することができる。
請求項５記載の発明によれば、インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材を介装している分だけ、インクジェットヘッドの接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤とヘッド保持部材の接着面と中間保持部材の接着面に接着される接着剤の膜厚を必要最小限で、かつ一定に管理するだけで良く、接着剤の膜厚が増大するのを防止することができる。これに加えて、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に対して位置決めする際に、ヘッド保持部材に対するヘッドの調整位置に拘わらず接着剤の膜厚が変化するのを防止することができる。
【００７０】
また、インクジェットヘッドを挟んで対称な接着面に塗布された接着剤の膜厚が変化しないため、この接着剤が同一条件で、かつ同一方向から同時に照射される紫外線によって硬化する際に、接着剤の収縮を同方向で逆向きに発生させることができ、収縮の動きを相殺させることができる。すなわち、インクジェットヘッドの対称な接着面に同方向で逆向きの応力ベクトルを同じタイミングで発生させて２つの応力ベクトルを釣り合わせることができる。
【００７１】
この結果、接着剤が硬化されてヘッドがヘッド保持部材に固定される際にヘッドが位置ずれしてしまうのを防止することができ、ヘッド保持部材に高精度に取付けることができる。
【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の第１実施形態を示す斜視図である。
【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概略構成図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け構造の第２実施形態を示す斜視図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】第２実施形態の取付け構造の他の態様を示す図である。
【図１１】本発明に係るインクジェットヘッドの取付け方法の一実施形態を示す図であり、インクジェットヘッドを接着剤を介してヘッド保持部材に取付けた状態を示す図である。
【図１２】（ａ）は一実施形態のインクジェットヘッドを接着剤を介してヘッド保持部材に取付けて接着剤を硬化させる前の状態を示す図、（ｂ）は接着剤の硬化後の状態を示す図、（ｃ）はインクジェットヘッドの移動量を示す図である。
【図１３】（ａ）は一般的なインクジェットヘッドの配設構造を示す図であり、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１４】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１５】従来のインクジェットヘッドの取付け手順を示す図である。
【図１６】従来のインクジェットヘッドの他の取付け手順を示す図である。
【図１７】従来のインクジェットヘッドの他の取付け手順を示す図である。
【図１８】（ａ）（ｂ）は接着剤単体が硬化する状態を示す図である。
【図１９】（ａ）（ｂ）は被着体の間に介装された接着剤が硬化する状態を示す図である。
【図２０】（ａ）（ｂ）は被着体の対称な面と被着体の間に介装された接着剤が硬化する状態を示す図である。
【符号の説明】
１１ａ〜１１ｄ、３１〜３４、５１ インクジェットヘッド
１２ 吐出孔
１３ａ〜１３ｄ、３９、４０、５３、６１、６２ 中間保持部材
１４、３５〜３８、５２ ヘッド保持部材
１５、５４ 接着剤
８１ ヘッド保持部材
８２ インクジェットヘッド
８５ａ、８５ｂ、８６ａ、８６ｂ 接着剤
８１ａ、８１ｂ、８２ａ、８２ｂ、８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂ 接着面
Claims (5)
- 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がヘッド保持部材に取付けられるインクジェットヘッドの取付け構造において、
前記インクジェットヘッドとヘッド保持部材の間に中間保持部材が介装され、該中間保持部材が接着剤によってインクジェットヘッドに固定されるとともに接着剤を介してヘッド保持部材に固定され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。 - 前記接着剤を紫外線硬化型接着剤から構成するとともに、中間保持部材を紫外線が透過する材料から構成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの取付け構造。
- 前記中間保持部材は、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に同数配設されていることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットヘッドの取付け構造。
- 前記インクジェットヘッド、ヘッド保持部材、中間部材および接着剤を構成する材料の線膨張係数が同一または、同一に近いものを用いたことを特徴とする請求項１〜３何れかに記載のインクジェットヘッドの取付け構造。
- 少なくとも１つ以上のインクジェットヘッドを中間保持部材を介して接着剤によってヘッド保持部材に固定するようにしたインクジェットヘッドの取付け方法であって、
前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面、または、前記インクジェットヘッドの吐出孔の配列方向と直交する方向の前記インクジェットヘッドの中心線を通る面を挟んで対称な位置に中間保持部材の接着面を設定し、中間保持部材の一方の接着面に同じ膜厚の接着剤を介してインクジェットヘッドを取付けるとともに、該中間保持部材の他方の接着面に前記接着剤の膜厚と同じ膜厚の接着剤を介してヘッド保持部材を取付けた後、インクジェットヘッドが中間保持部材を介してヘッド保持部材の所定位置に位置決めされるように調整し、次いで、前記対称な接着面に塗布された接着剤に対して、同一条件で、かつ同一方向から紫外線を同時に照射するようにしたことを特徴とするインクジェットヘッドの取付け方法。
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