JP4195986B2 - ラインヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラインヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置においては、印字速度の高速化の要請から、ノズルヘッドを主走査方向に移動させながら記録を行うのではなく、ノズル孔が記録媒体の全幅にわたって複数配列されたヘッドユニットを用い、従来の主走査方向に対してはほぼ１行分を同時に印字する形式のものが知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置において、記録媒体の全幅をカバーできるラインヘッドが必要になる。そして、このような長尺のラインヘッドを一体で作成することは困難なために、比較的小面積のノズルヘッドを組み合わせて配置することでラインヘッドが構成されている。
【０００４】
なお、特許第３３０２７８５号公報にはこのようなラインヘッドにおいてノズル孔を集約する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３０２７８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることは非常に困難であり、アライメントが上手くいかないと、ノズルヘッド間でインク吐出の位置や方向が変化して印字物にスジが発生してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることのできるラインヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のラインヘッドの製造方法は、インクが吐出される複数のノズル孔が形成された複数のノズルヘッドを保持用フレームに並べて固定することでラインヘッドを製造するラインヘッドの製造方法であって、アライメントマークが形成された透明なプレートを用意し、プレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うようにしたものである。
【０００９】
これにより、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、インクが吐出される複数のノズル孔が形成された複数のノズルヘッドを保持用フレームに並べて固定することでラインヘッドを製造するラインヘッドの製造方法であって、アライメントマークが形成された透明なプレートを用意し、プレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、プレートはガラスであるラインヘッドの製造方法であり、ガラスは温度に対する膨張係数が小さいので、高精度なアライメントを安定的に行うことができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、アライメントマークはクロムのスパッタリングにより形成されているラインヘッドの製造方法であり、大量のアライメントマークを容易且つ高精度に形成することができるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、アライメントマークはプレートのノズルヘッドと対向する面に形成されているラインヘッドの製造方法であり、アライメントマークとノズルヘッドの両方をプレートを通して見ることになるので、プレートの屈折率の影響が小さく、またアライメントマークとノズルヘッドとの距離が短くなることから、アライメント精度を向上させることができるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、アライメントマークは１つのノズルヘッドに対して複数形成されているラインヘッドの製造方法であり、複数のアライメントマークでアライメントを行うことにより、容易に高精度な位置合わせを行うことが可能になるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドのノズル孔とアライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、たとえノズルヘッドに形成されたノズル孔が本来の位置からずれていたとしても、正しいノズル位置にアライメントを行うことが可能になるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項５または６記載の発明において、複数のアライメントマークの中心でノズルヘッドとの位置合わせを行うラインヘッドの製造方法であり、アライメントマークとノズル孔とのズレが２方に分散されるので、印字したときの着弾のズレが目立ちにくくなるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドの両端部に存在するノズル孔でアライメントマークと位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、アライメントマーク間が離れているのでアライメント精度がよくなり、端ピン部のアライメント精度がよくなって隣接するノズルヘッド間のスジが目立ちにくくなるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズル孔を形成する工程と同じ工程でノズルヘッドに形成されたノズルマークと、アライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、ノズルマークの形状精度や位置精度はノズル孔と同じであるために、高精度のアライメントを行うことができる。また、ノズルマークはインクで濡れていないので鮮明に見え、アライメントが行いやすくなるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドの両端部に存在する２つのノズル孔を結ぶ線上に形成されたノズルマークとアライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、最端部のノズル孔間で位置合わせを行った場合と同程度以上の精度でアライメントを行うことが可能になるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、保持用フレームとノズルヘッドとの間には、複数のノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に保持するスペーサが配置されているラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドのノズル面を容易に同一の平面上に保持することができるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載の発明において、プレートにノズルヘッドを密着させて複数のノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に揃えるラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドのノズル面を容易に相互に同一平面上に揃えることができるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１３を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００２５】
図１は本発明の一実施の形態であるインクジェット式記録装置を示す概略図、図２は図１のインクジェット式記録装置に装着されるラインヘッドにおけるアライメント工程の一部を示す斜視図、図３は図２の断面図、図４は図２のラインヘッドのアライメントにおけるノズルヘッドに形成されたノズルマークとプレートに形成されたアライメントマークの一例を示す説明図、図５はノズルヘッドのアライメント方法の一例を示す説明図、図６はノズルヘッドのアライメント方法の他の一例を示す説明図、図７はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図８はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図９はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１０はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１１はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１２はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１３はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図である。
【００２６】
図１に示すインクジェット式記録装置４０は、誘電体薄膜素子の圧電効果や気泡の膨張力を利用して記録を行う本発明のインクジェットヘッド４１を備え、このインクジェットヘッド４１から吐出したインク滴を紙等の記録媒体４２に着弾させて、記録媒体４２に記録を行うものである。
【００２７】
カラー印字の可能な本実施の形態のインクジェット式記録装置４０では、インクジェットヘッド４１には、イエローのインクが吐出されるインクヘッド、マゼンタのインクが吐出されるインクヘッド、シアンのインクが吐出されるインクヘッドおよびブラックのインクが吐出されるインクヘッドを有するラインヘッド４３が搭載されており、これらのインクヘッドのノズル孔が記録媒体４２の全幅にわたってそれぞれ複数配列されている。
【００２８】
インクジェット式記録装置４０は、記録媒体４２をインクジェットヘッド４１の幅方向と略垂直方向の方向である搬送方向に移動させる複数個のローラ（移動手段）４５を備えている。
【００２９】
なお、本実施の形態ではカラー用のインクジェット式記録装置４０が示されているが、本発明は１色のみ印字可能なモノクロ用のインクジェット式記録装置に適用することもできる。
【００３０】
図２に示すように、ラインヘッド４３は、保持用フレーム４６と、この保持用フレーム４６に並べて固定された複数のノズルヘッド４７とを備えている。各ノズルヘッド４７にはインクが吐出される複数のノズル孔（図示せず）が形成されており、このようなノズルヘッドが保持用フレーム４６に複数並べられることにより、記録媒体４２の全幅にわたってノズル孔が配列されることになる。
【００３１】
そして、本実施の形態では次のようにして複数のノズルヘッド４７を高精度でアライメントして保持用フレーム４６に固定することにより、ノズルヘッド４７間でのインク吐出方向を揃えて高画質印字を可能にしている。
【００３２】
すなわち、図２および図３において、保持用フレーム４６はその両側でフレーム保持手段４８に保持されて両者の位置関係が固定されている。このフレーム保持手段４８には、アライメントマーク５０ａが形成された透明なプレート５０が保持用フレーム４６に沿って保持されている。
【００３３】
多数のノズル孔４７ａが形成されたノズルヘッド４７はこのノズルヘッド４７を水平方向および垂直方向に移動可能なヘッド保持手段４９に保持されている。そして、プレート５０とノズルヘッド４７とを対向させて撮像手段５１により透明なプレート５０を通してノズルヘッド４７を観測し、プレート５０のアライメントマーク５０ａを基準にしてこれをノズルヘッド４７の所定位置（たとえばノズル孔４７ａやアライメント用に形成されたノズルマーク４７ｂ）と位置合わせしてノズルヘッド４７のアライメントを行う。アライメントされたならば、ノズルヘッド４７を保持用フレーム４６に固定する。
【００３４】
なお、図２において、ノズルヘッド４７は保持用フレーム４６に対して傾斜して固定されているが、平行に固定してもよい。
【００３５】
ここで、マークの一例として、ノズルヘッド４７のノズルマークおよびプレート５０のアライメントマーク５０ａの形状を図４に示す。このようにノズルマークとアライメントマーク５０ａとが相互に重なり合うようにする。なお、図示する形状は一例であり、本発明がこの形状に限定されるものではない。図４ではプレート５０のマークの方が大きくなっているが、両者は同じ大きさでも、あるいはノズルヘッド４７のマークの方が大きくてもよい。
【００３６】
このようなアライメントを順次行っていくことにより、複数のノズルヘッド４７を簡単且つ高精度にアライメントすることが可能になる。
【００３７】
なお、プレート５０は、プラスチック等の樹脂ではなくガラスであることが望ましい。すなわち、プレート５０として用いられる材料はゲージとして使用できるもの、つまり温度に対する膨張係数が小さいものでなければならなく、ガラスはこの条件を満たすからである。また、高平滑度のガラス自体は特別なものものではなく安価なことから、コストアップにつながることもない。
【００３８】
ここで、透明なプレート５０上には多数のアライメントマーク５０ａが必要になる場合がある。そして、プレート５０に何らかの加工をしてアライメントマーク５０ａを形成しても良いが、自由且つ複数（大量）のマークを形成するには精度や工数等の面で難しい。このような場合、アライメントマーク５０ａをクロム（Ｃｒ）のスパッタリングにより形成すれば、通常のフォトマスクとして使われている工法そのままで作成できるので、大量のアライメントマーク５０ａを容易に形成することができる。また、フォトマスクの精度は、例えば５００ｍｍ角の大面積のガラス上のマークの位置精度が±２μｍ程度と非常に高精度なために、低コストで精度よくアライメントマーク５０ａを形成することができる。
【００３９】
また、図３に示すように、アライメントマーク５０ａはプレート５０のノズルヘッド４７と対向する面に形成されているのが望ましい。これは、プレート５０の屈折率が１ではないために、ノズルヘッド４７の対向面と反対側にアライメントマーク５０ａがあった場合には、アライメントマーク５０ａはプレート５０を通さずに見て、ノズルヘッド４７はプレート５０を通して見ることになるため、ズレが生じる。これに対し、ノズルヘッド４７の対向面にアライメントマーク５０ａがあれば、アライメントマーク５０ａもノズルヘッド４７もプレート５０を通して見ることになるので、プレート５０の屈折率の影響が小さく、またアライメントマーク５０ａとノズルヘッド４７との距離が短くなり、アライメント精度を向上させることができるからである。
【００４０】
ここで、アライメントマーク５０ａは１つのノズルヘッド４７に対して最低でも２つ、すなわち複数形成されているのがよい。これは、１つのアライメントマーク５０ａのみで位置合わせを行うと、回転ズレが発生する恐れがあるが、複数のアライメントマーク５０ａでアライメントを行えば、図５に示すように、容易に高精度な位置合わせを行うことができるからである。
【００４１】
また、位置合わせはノズルヘッド４７のノズル孔４７ａとアライメントマーク５０ａとで行うのがよい。ノズルヘッド４７自体に形成されるマークとしては、ノズルヘッド４７にあらかじめ何らかの加工をしたマークでもよいが、その加工部分とノズル孔４７ａとの位置関係は必ずしも精度が保証されていない。また、ノズルヘッド４７のエッジ部などで合わせることも考えられるが、エッジ部とノズル孔４７ａとの位置関係もまた、必ずしも精度が保証されていない。これに対し、ノズル孔４７ａとアライメントマーク５０ａとでアライメントを行えば、図６に示すように、たとえノズルヘッド４７に形成されたノズル孔４７ａが本来の位置からずれていたとしても、正しいノズル位置にアライメントを行うことができ、インク滴を正しい位置に着弾させることが可能なる。
【００４２】
ここで、複数のアライメントマーク５０ａの中心でノズルヘッド４７との位置合わせを行うのがよい。ノズル孔４７ａは複雑なテーパ形状が必要な場合が多いので、ノズル孔４７ａを加工する際の位置精度は、高精度のアライメントマーク５０ａに対しては、不可避的に劣ってしまう。これにより、本来完全に一致しないものを同士を位置合わせするという作業が必要になる。また、一方のアライメントマーク５０ａの位置とノズル孔４７ａとのみを一致させるのでは、他方のアライメントマーク５０ａと次のノズルヘッド４７とのズレが発生しやすくなる。これに対し、複数のアライメントマーク５０ａの中心でノズルヘッド４７との位置合わせを行えば、図７に示すように、アライメントマーク５０ａとノズル孔４７ａとのズレが２方に分散されるので、印字したときの着弾のズレが目立ちにくくなる。
【００４３】
なお、位置合わせは、ノズルヘッド４７の両端部に存在するノズル孔４７ａでアライメントマーク５０ａと行うのが望ましい。接近した複数のノズル孔４７ａでアライメントを行うと、アライメントマーク５０ａのズレ量が同じでも全体のズレ量が大きくなるが、このようにすれば、図８に示すように、アライメントマーク５０ａ間が離れているのでアライメント精度がよくなるからである。また、端ピン部のアライメント精度がよくなることから、隣接するノズルヘッド４７間のスジが目立ちにくくなる。
【００４４】
また、位置合わせは、ノズル孔４７ａと同工程でノズルヘッド４７に形成されたノズルマーク４７ｂとアライメントマーク５０ａとで行うようにしてもよい。すなわち、アライメント工程に先立って、ノズルヘッド４７単体でインク液の充填検査や吐出検査などが行われた場合、アライメントの際にはノズル孔４７ａの先端がインクで濡れて、ノズルエッジがぼやける可能性がある。このような場合、インク吐出に使用されるノズル孔４７ａではなく、図９に示すように、ノズル孔４７ａと同工程で加工されたダミーのノズル孔つまりノズルマーク４７ｂでアライメントを行う。これによれば、ノズルマーク４７ｂはノズル孔４７ａと同じプロセスで形成されることから、形状精度や位置精度はノズル孔４７ａと同じであるために、高精度のアライメントを行うことができる。加えて、ノズルマーク４７ｂはインクで濡れていないのでエッジが鮮明に見え、アライメントが行いやすくなる。なお、もしノズルマーク４７ｂが濡れていても、インク吐出には用いられない部分なので、インクを拭き取って濡れを解消することができる。
【００４５】
さらに、位置合わせは、ノズルヘッド４７の両端部に存在する２つのノズル孔４７ａを結ぶ線上に形成されたノズルマーク４７ｂとアライメントマーク５０ａとで行うようにしてもよい。これによれば、最端部のノズル孔４７ａ間で位置合わせを行った場合と同程度の精度で、あるいは最端部のノズル孔４７ａ間よりも距離が離れている場合にはそれ以上の精度で、アライメントを行うことが可能になる。なお、このような位置合わせはノズルヘッド４７を保持用フレーム４６に対して傾斜して配置するときに特に有効である。ここで、ノズルヘッド４７の両端部に存在する２つのノズル孔４７ａとは、図１０に示すように、１つのノズル列の両端に存在する２つのノズル孔４７ａでもよく、図１１に示すように、隣接あるいはもっとも離れた２つのノズル列の相互に異なる端部に存在する２つのノズル孔４７ａでもよい。
【００４６】
さて、以上のようにしてアライメントを行ったとしても、たとえばノズルヘッド４７の加工精度が悪かったりノズル板接着時の接着剤の厚さにばらつきがあったりなどの原因で複数のノズルヘッド４７のノズル面が相互に異なる平面上になってしまうと、つまりＺ軸方向にズレを生じると、ノズル面と記録媒体４２との距離が個々のノズルヘッド４７で区々になったり、Ｚ軸方向に傾きを持ってしまい、インク滴の着弾位置が異なって高画質印字ができなくなる。このような場合、図１２に示すように、保持用フレーム４６とノズルヘッド４７との間にスペーサ５２を配置して複数のノズルヘッド４７のノズル面を相互に同一平面上に保持するのがよい。これによれば、複数のノズルヘッド４７のノズル面の面精度を容易に確保することができる。
【００４７】
そして、このように複数のノズルヘッド４７のノズル面が相互に同一平面上となるように調整するには、図１３に示すように、プレート５０にノズルヘッド４７を密着させることにより、これを容易に行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アライメントマークが形成された透明なプレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うようにしているので、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるインクジェット式記録装置を示す概略図
【図２】図１のインクジェット式記録装置に装着されるラインヘッドにおけるアライメント工程の一部を示す斜視図
【図３】図２の断面図
【図４】図２のラインヘッドのアライメントにおけるノズルヘッドに形成されたノズルマークとプレートに形成されたアライメントマークの一例を示す説明図
【図５】ノズルヘッドのアライメント方法の一例を示す説明図
【図６】ノズルヘッドのアライメント方法の他の一例を示す説明図
【図７】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図８】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図９】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１０】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１１】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１２】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１３】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【符号の説明】
４０ インクジェット式記録装置
４２ 記録媒体
４３ ラインヘッド
４６ 保持用フレーム
４７ ノズルヘッド
４７ａ ノズル孔
４７ｂ ノズルマーク
４８ フレーム保持手段
５０ プレート
５０ａ アライメントマーク
【発明の属する技術分野】
本発明はラインヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置においては、印字速度の高速化の要請から、ノズルヘッドを主走査方向に移動させながら記録を行うのではなく、ノズル孔が記録媒体の全幅にわたって複数配列されたヘッドユニットを用い、従来の主走査方向に対してはほぼ１行分を同時に印字する形式のものが知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置において、記録媒体の全幅をカバーできるラインヘッドが必要になる。そして、このような長尺のラインヘッドを一体で作成することは困難なために、比較的小面積のノズルヘッドを組み合わせて配置することでラインヘッドが構成されている。
【０００４】
なお、特許第３３０２７８５号公報にはこのようなラインヘッドにおいてノズル孔を集約する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３０２７８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることは非常に困難であり、アライメントが上手くいかないと、ノズルヘッド間でインク吐出の位置や方向が変化して印字物にスジが発生してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることのできるラインヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のラインヘッドの製造方法は、インクが吐出される複数のノズル孔が形成された複数のノズルヘッドを保持用フレームに並べて固定することでラインヘッドを製造するラインヘッドの製造方法であって、アライメントマークが形成された透明なプレートを用意し、プレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うようにしたものである。
【０００９】
これにより、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、インクが吐出される複数のノズル孔が形成された複数のノズルヘッドを保持用フレームに並べて固定することでラインヘッドを製造するラインヘッドの製造方法であって、アライメントマークが形成された透明なプレートを用意し、プレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になるという作用を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、プレートはガラスであるラインヘッドの製造方法であり、ガラスは温度に対する膨張係数が小さいので、高精度なアライメントを安定的に行うことができるという作用を有する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、アライメントマークはクロムのスパッタリングにより形成されているラインヘッドの製造方法であり、大量のアライメントマークを容易且つ高精度に形成することができるという作用を有する。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、アライメントマークはプレートのノズルヘッドと対向する面に形成されているラインヘッドの製造方法であり、アライメントマークとノズルヘッドの両方をプレートを通して見ることになるので、プレートの屈折率の影響が小さく、またアライメントマークとノズルヘッドとの距離が短くなることから、アライメント精度を向上させることができるという作用を有する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、アライメントマークは１つのノズルヘッドに対して複数形成されているラインヘッドの製造方法であり、複数のアライメントマークでアライメントを行うことにより、容易に高精度な位置合わせを行うことが可能になるという作用を有する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドのノズル孔とアライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、たとえノズルヘッドに形成されたノズル孔が本来の位置からずれていたとしても、正しいノズル位置にアライメントを行うことが可能になるという作用を有する。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項５または６記載の発明において、複数のアライメントマークの中心でノズルヘッドとの位置合わせを行うラインヘッドの製造方法であり、アライメントマークとノズル孔とのズレが２方に分散されるので、印字したときの着弾のズレが目立ちにくくなるという作用を有する。
【００１７】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドの両端部に存在するノズル孔でアライメントマークと位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、アライメントマーク間が離れているのでアライメント精度がよくなり、端ピン部のアライメント精度がよくなって隣接するノズルヘッド間のスジが目立ちにくくなるという作用を有する。
【００１８】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズル孔を形成する工程と同じ工程でノズルヘッドに形成されたノズルマークと、アライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、ノズルマークの形状精度や位置精度はノズル孔と同じであるために、高精度のアライメントを行うことができる。また、ノズルマークはインクで濡れていないので鮮明に見え、アライメントが行いやすくなるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の発明において、ノズルヘッドの両端部に存在する２つのノズル孔を結ぶ線上に形成されたノズルマークとアライメントマークとを位置合わせするラインヘッドの製造方法であり、最端部のノズル孔間で位置合わせを行った場合と同程度以上の精度でアライメントを行うことが可能になるという作用を有する。
【００２０】
本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか一項に記載の発明において、保持用フレームとノズルヘッドとの間には、複数のノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に保持するスペーサが配置されているラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドのノズル面を容易に同一の平面上に保持することができるという作用を有する。
【００２１】
本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１１記載の発明において、プレートにノズルヘッドを密着させて複数のノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に揃えるラインヘッドの製造方法であり、複数のノズルヘッドのノズル面を容易に相互に同一平面上に揃えることができるという作用を有する。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１３を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００２５】
図１は本発明の一実施の形態であるインクジェット式記録装置を示す概略図、図２は図１のインクジェット式記録装置に装着されるラインヘッドにおけるアライメント工程の一部を示す斜視図、図３は図２の断面図、図４は図２のラインヘッドのアライメントにおけるノズルヘッドに形成されたノズルマークとプレートに形成されたアライメントマークの一例を示す説明図、図５はノズルヘッドのアライメント方法の一例を示す説明図、図６はノズルヘッドのアライメント方法の他の一例を示す説明図、図７はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図８はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図９はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１０はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１１はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１２はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図、図１３はノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図である。
【００２６】
図１に示すインクジェット式記録装置４０は、誘電体薄膜素子の圧電効果や気泡の膨張力を利用して記録を行う本発明のインクジェットヘッド４１を備え、このインクジェットヘッド４１から吐出したインク滴を紙等の記録媒体４２に着弾させて、記録媒体４２に記録を行うものである。
【００２７】
カラー印字の可能な本実施の形態のインクジェット式記録装置４０では、インクジェットヘッド４１には、イエローのインクが吐出されるインクヘッド、マゼンタのインクが吐出されるインクヘッド、シアンのインクが吐出されるインクヘッドおよびブラックのインクが吐出されるインクヘッドを有するラインヘッド４３が搭載されており、これらのインクヘッドのノズル孔が記録媒体４２の全幅にわたってそれぞれ複数配列されている。
【００２８】
インクジェット式記録装置４０は、記録媒体４２をインクジェットヘッド４１の幅方向と略垂直方向の方向である搬送方向に移動させる複数個のローラ（移動手段）４５を備えている。
【００２９】
なお、本実施の形態ではカラー用のインクジェット式記録装置４０が示されているが、本発明は１色のみ印字可能なモノクロ用のインクジェット式記録装置に適用することもできる。
【００３０】
図２に示すように、ラインヘッド４３は、保持用フレーム４６と、この保持用フレーム４６に並べて固定された複数のノズルヘッド４７とを備えている。各ノズルヘッド４７にはインクが吐出される複数のノズル孔（図示せず）が形成されており、このようなノズルヘッドが保持用フレーム４６に複数並べられることにより、記録媒体４２の全幅にわたってノズル孔が配列されることになる。
【００３１】
そして、本実施の形態では次のようにして複数のノズルヘッド４７を高精度でアライメントして保持用フレーム４６に固定することにより、ノズルヘッド４７間でのインク吐出方向を揃えて高画質印字を可能にしている。
【００３２】
すなわち、図２および図３において、保持用フレーム４６はその両側でフレーム保持手段４８に保持されて両者の位置関係が固定されている。このフレーム保持手段４８には、アライメントマーク５０ａが形成された透明なプレート５０が保持用フレーム４６に沿って保持されている。
【００３３】
多数のノズル孔４７ａが形成されたノズルヘッド４７はこのノズルヘッド４７を水平方向および垂直方向に移動可能なヘッド保持手段４９に保持されている。そして、プレート５０とノズルヘッド４７とを対向させて撮像手段５１により透明なプレート５０を通してノズルヘッド４７を観測し、プレート５０のアライメントマーク５０ａを基準にしてこれをノズルヘッド４７の所定位置（たとえばノズル孔４７ａやアライメント用に形成されたノズルマーク４７ｂ）と位置合わせしてノズルヘッド４７のアライメントを行う。アライメントされたならば、ノズルヘッド４７を保持用フレーム４６に固定する。
【００３４】
なお、図２において、ノズルヘッド４７は保持用フレーム４６に対して傾斜して固定されているが、平行に固定してもよい。
【００３５】
ここで、マークの一例として、ノズルヘッド４７のノズルマークおよびプレート５０のアライメントマーク５０ａの形状を図４に示す。このようにノズルマークとアライメントマーク５０ａとが相互に重なり合うようにする。なお、図示する形状は一例であり、本発明がこの形状に限定されるものではない。図４ではプレート５０のマークの方が大きくなっているが、両者は同じ大きさでも、あるいはノズルヘッド４７のマークの方が大きくてもよい。
【００３６】
このようなアライメントを順次行っていくことにより、複数のノズルヘッド４７を簡単且つ高精度にアライメントすることが可能になる。
【００３７】
なお、プレート５０は、プラスチック等の樹脂ではなくガラスであることが望ましい。すなわち、プレート５０として用いられる材料はゲージとして使用できるもの、つまり温度に対する膨張係数が小さいものでなければならなく、ガラスはこの条件を満たすからである。また、高平滑度のガラス自体は特別なものものではなく安価なことから、コストアップにつながることもない。
【００３８】
ここで、透明なプレート５０上には多数のアライメントマーク５０ａが必要になる場合がある。そして、プレート５０に何らかの加工をしてアライメントマーク５０ａを形成しても良いが、自由且つ複数（大量）のマークを形成するには精度や工数等の面で難しい。このような場合、アライメントマーク５０ａをクロム（Ｃｒ）のスパッタリングにより形成すれば、通常のフォトマスクとして使われている工法そのままで作成できるので、大量のアライメントマーク５０ａを容易に形成することができる。また、フォトマスクの精度は、例えば５００ｍｍ角の大面積のガラス上のマークの位置精度が±２μｍ程度と非常に高精度なために、低コストで精度よくアライメントマーク５０ａを形成することができる。
【００３９】
また、図３に示すように、アライメントマーク５０ａはプレート５０のノズルヘッド４７と対向する面に形成されているのが望ましい。これは、プレート５０の屈折率が１ではないために、ノズルヘッド４７の対向面と反対側にアライメントマーク５０ａがあった場合には、アライメントマーク５０ａはプレート５０を通さずに見て、ノズルヘッド４７はプレート５０を通して見ることになるため、ズレが生じる。これに対し、ノズルヘッド４７の対向面にアライメントマーク５０ａがあれば、アライメントマーク５０ａもノズルヘッド４７もプレート５０を通して見ることになるので、プレート５０の屈折率の影響が小さく、またアライメントマーク５０ａとノズルヘッド４７との距離が短くなり、アライメント精度を向上させることができるからである。
【００４０】
ここで、アライメントマーク５０ａは１つのノズルヘッド４７に対して最低でも２つ、すなわち複数形成されているのがよい。これは、１つのアライメントマーク５０ａのみで位置合わせを行うと、回転ズレが発生する恐れがあるが、複数のアライメントマーク５０ａでアライメントを行えば、図５に示すように、容易に高精度な位置合わせを行うことができるからである。
【００４１】
また、位置合わせはノズルヘッド４７のノズル孔４７ａとアライメントマーク５０ａとで行うのがよい。ノズルヘッド４７自体に形成されるマークとしては、ノズルヘッド４７にあらかじめ何らかの加工をしたマークでもよいが、その加工部分とノズル孔４７ａとの位置関係は必ずしも精度が保証されていない。また、ノズルヘッド４７のエッジ部などで合わせることも考えられるが、エッジ部とノズル孔４７ａとの位置関係もまた、必ずしも精度が保証されていない。これに対し、ノズル孔４７ａとアライメントマーク５０ａとでアライメントを行えば、図６に示すように、たとえノズルヘッド４７に形成されたノズル孔４７ａが本来の位置からずれていたとしても、正しいノズル位置にアライメントを行うことができ、インク滴を正しい位置に着弾させることが可能なる。
【００４２】
ここで、複数のアライメントマーク５０ａの中心でノズルヘッド４７との位置合わせを行うのがよい。ノズル孔４７ａは複雑なテーパ形状が必要な場合が多いので、ノズル孔４７ａを加工する際の位置精度は、高精度のアライメントマーク５０ａに対しては、不可避的に劣ってしまう。これにより、本来完全に一致しないものを同士を位置合わせするという作業が必要になる。また、一方のアライメントマーク５０ａの位置とノズル孔４７ａとのみを一致させるのでは、他方のアライメントマーク５０ａと次のノズルヘッド４７とのズレが発生しやすくなる。これに対し、複数のアライメントマーク５０ａの中心でノズルヘッド４７との位置合わせを行えば、図７に示すように、アライメントマーク５０ａとノズル孔４７ａとのズレが２方に分散されるので、印字したときの着弾のズレが目立ちにくくなる。
【００４３】
なお、位置合わせは、ノズルヘッド４７の両端部に存在するノズル孔４７ａでアライメントマーク５０ａと行うのが望ましい。接近した複数のノズル孔４７ａでアライメントを行うと、アライメントマーク５０ａのズレ量が同じでも全体のズレ量が大きくなるが、このようにすれば、図８に示すように、アライメントマーク５０ａ間が離れているのでアライメント精度がよくなるからである。また、端ピン部のアライメント精度がよくなることから、隣接するノズルヘッド４７間のスジが目立ちにくくなる。
【００４４】
また、位置合わせは、ノズル孔４７ａと同工程でノズルヘッド４７に形成されたノズルマーク４７ｂとアライメントマーク５０ａとで行うようにしてもよい。すなわち、アライメント工程に先立って、ノズルヘッド４７単体でインク液の充填検査や吐出検査などが行われた場合、アライメントの際にはノズル孔４７ａの先端がインクで濡れて、ノズルエッジがぼやける可能性がある。このような場合、インク吐出に使用されるノズル孔４７ａではなく、図９に示すように、ノズル孔４７ａと同工程で加工されたダミーのノズル孔つまりノズルマーク４７ｂでアライメントを行う。これによれば、ノズルマーク４７ｂはノズル孔４７ａと同じプロセスで形成されることから、形状精度や位置精度はノズル孔４７ａと同じであるために、高精度のアライメントを行うことができる。加えて、ノズルマーク４７ｂはインクで濡れていないのでエッジが鮮明に見え、アライメントが行いやすくなる。なお、もしノズルマーク４７ｂが濡れていても、インク吐出には用いられない部分なので、インクを拭き取って濡れを解消することができる。
【００４５】
さらに、位置合わせは、ノズルヘッド４７の両端部に存在する２つのノズル孔４７ａを結ぶ線上に形成されたノズルマーク４７ｂとアライメントマーク５０ａとで行うようにしてもよい。これによれば、最端部のノズル孔４７ａ間で位置合わせを行った場合と同程度の精度で、あるいは最端部のノズル孔４７ａ間よりも距離が離れている場合にはそれ以上の精度で、アライメントを行うことが可能になる。なお、このような位置合わせはノズルヘッド４７を保持用フレーム４６に対して傾斜して配置するときに特に有効である。ここで、ノズルヘッド４７の両端部に存在する２つのノズル孔４７ａとは、図１０に示すように、１つのノズル列の両端に存在する２つのノズル孔４７ａでもよく、図１１に示すように、隣接あるいはもっとも離れた２つのノズル列の相互に異なる端部に存在する２つのノズル孔４７ａでもよい。
【００４６】
さて、以上のようにしてアライメントを行ったとしても、たとえばノズルヘッド４７の加工精度が悪かったりノズル板接着時の接着剤の厚さにばらつきがあったりなどの原因で複数のノズルヘッド４７のノズル面が相互に異なる平面上になってしまうと、つまりＺ軸方向にズレを生じると、ノズル面と記録媒体４２との距離が個々のノズルヘッド４７で区々になったり、Ｚ軸方向に傾きを持ってしまい、インク滴の着弾位置が異なって高画質印字ができなくなる。このような場合、図１２に示すように、保持用フレーム４６とノズルヘッド４７との間にスペーサ５２を配置して複数のノズルヘッド４７のノズル面を相互に同一平面上に保持するのがよい。これによれば、複数のノズルヘッド４７のノズル面の面精度を容易に確保することができる。
【００４７】
そして、このように複数のノズルヘッド４７のノズル面が相互に同一平面上となるように調整するには、図１３に示すように、プレート５０にノズルヘッド４７を密着させることにより、これを容易に行うことができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、アライメントマークが形成された透明なプレートと保持用フレームとの位置関係を固定した状態でプレートとノズルヘッドとを対向させ、プレート上のアライメントマークを基準にしてノズルヘッドのアライメントを行うようにしているので、複数のノズルヘッドを高精度でアライメントすることが可能になるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態であるインクジェット式記録装置を示す概略図
【図２】図１のインクジェット式記録装置に装着されるラインヘッドにおけるアライメント工程の一部を示す斜視図
【図３】図２の断面図
【図４】図２のラインヘッドのアライメントにおけるノズルヘッドに形成されたノズルマークとプレートに形成されたアライメントマークの一例を示す説明図
【図５】ノズルヘッドのアライメント方法の一例を示す説明図
【図６】ノズルヘッドのアライメント方法の他の一例を示す説明図
【図７】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図８】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図９】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１０】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１１】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１２】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【図１３】ノズルヘッドのアライメント方法のさらに他の一例を示す説明図
【符号の説明】
４０ インクジェット式記録装置
４２ 記録媒体
４３ ラインヘッド
４６ 保持用フレーム
４７ ノズルヘッド
４７ａ ノズル孔
４７ｂ ノズルマーク
４８ フレーム保持手段
５０ プレート
５０ａ アライメントマーク
Claims (12)
- インクが吐出される複数のノズル孔が形成された複数のノズルヘッドを保持用フレームに並べて固定することでラインヘッドを製造するラインヘッドの製造方法であって、アライメントマークが形成された透明なプレートを用意し、前記プレートと前記保持用フレームとの位置関係を固定した状態で前記プレートと前記ノズルヘッドとを対向させ、前記プレート上の前記アライメントマークを基準にして前記ノズルヘッドのアライメントを行うことを特徴とするラインヘッドの製造方法。
- 前記プレートはガラスであることを特徴とする請求項１記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記アライメントマークはクロムのスパッタリングにより形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記アライメントマークは前記プレートの前記ノズルヘッドと対向する面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記アライメントマークは１つの前記ノズルヘッドに対して複数形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記ノズルヘッドのノズル孔と前記アライメントマークとを位置合わせすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 複数の前記アライメントマークの中心で前記ノズルヘッドとの位置合わせを行うことを特徴とする請求項５または６記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記ノズルヘッドの両端部に存在する前記ノズル孔で前記アライメントマークと位置合わせすることを特徴とする請求項５〜７の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記ノズル孔を形成する工程と同じ工程で前記ノズルヘッドに形成されたノズルマークと、前記アライメントマークとを位置合わせすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記ノズルヘッドの両端部に存在する２つの前記ノズル孔を結ぶ線上に形成されたノズルマークと前記アライメントマークとを位置合わせすることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記保持用フレームと前記ノズルヘッドとの間には、複数の前記ノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に保持するスペーサが配置されていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のラインヘッドの製造方法。
- 前記プレートに前記ノズルヘッドを密着させて複数の前記ノズルヘッドのノズル面を相互に同一平面上に揃えることを特徴とする請求項１１記載のラインヘッドの製造方法。
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