JP5418345B2 - インクジェットヘッドの組立治具 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットヘッドをヘッドプレートに組み込む（固定する）ためのインクジェットヘッドの組立治具に関する。

従来、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に各々直線的に進退するＸ軸移動子およびＹ軸移動子と、Ｘ軸移動子およびＹ軸移動子の各々の反対側に設けられたＸ軸付勢機構およびＹ軸付勢機構と、両移動子の先端が当接する「Ｌ」字状のアライメント治具と、を備え、アライメント治具にセットしたインクジェットヘッドを両移動子により、キャリッジプレート（ヘッドプレート）に位置調整（位置決め）して固定するためのアライメント装置（組立治具）が知られている（特許文献１参照）。
この組立治具は、アライメント治具を介して、両移動子と両付勢機構とによりインクジェットヘッドを挟み込み、両移動子をＸ軸方向およびＹ軸方向に各々進退させることでヘッドプレートに対するインクジェットヘッドの位置を調整する。そして、インクジェットヘッドとの間に介在させた「Ｌ」字状のアライメント治具により、インクジェットヘッドの側端面に凹凸があっても、効率よく位置決めができるようになっている。

特開２００８−２７９６９５号公報

しかし、上記した組立治具では、両付勢機構の付勢力に抗して、両移動子を直線的に進退させる必要がある。特に、このような組立治具では、インクジェットヘッドをアライメント治具に対して密着させることで、インクジェットヘッドの位置決め状態を保持すべく、両付勢機構の付勢力を強く設定することが多い。この場合、軸方向に直接負荷がかかる構成の移動子では、許容範囲を超える大きな負荷がかかり、所望の位置調整を行うことができないことがあった。また、より微細な位置調整を行うことが困難であるという問題もあった。

本発明は、ヘッド支持手段を介してインクジェットヘッドを微小移動させるためのマイクロメーターヘッドの負荷を軽減させると共に、微小移動における分解能を高めることができるインクジェットヘッドの組立治具を提供することをその課題としている。

本発明のインクジェットヘッドの組立治具は、ヘッドプレートが位置決め状態でセットされるセットテーブルと、ヘッドプレートを外れたセットテーブル上に着座し、インクジェットヘッドを仮装着状態に支持するヘッド支持手段と、セットテーブル上においてヘッド支持手段を微小移動させ、ヘッドプレートに対しインクジェットヘッドを位置決めする微小移動手段と、を備え、微小移動手段は、ヘッド支持手段を微小移動させるマイクロメーターヘッドと、ヘッド支持手段とマイクロメーターヘッドの間に介設され、セットテーブル上の平面内において支軸を中心に回動自在に構成された調整ブロックと、を有し、調整ブロックは、マイクロメーターヘッドのスピンドルが接触する入力部と支軸との離間距離が、ヘッド支持手段に接触する出力部と支軸との離間距離より長くなるように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、調整ブロック廻りにおいて、入力部と支軸との離間距離が、出力部と支軸との離間距離より長くなるように構成されているため、マイクロメーターヘッドによるヘッド支持手段の微小移動に際し、入力部を力点とし、出力部を作用点とし、支軸を支点とするリンク機構において、「てこの原理」を利用することができる。このため、ヘッド支持手段の移動量に比してマイクロメーターヘッドのスピンドル（回転軸）の移動量が多くなり、マイクロメーターヘッドのスピンドルの軸方向にかかる負荷を軽減することができる。また、マイクロメーターヘッドが有する分解能よりも、更に微小な移動が可能となり、ヘッドプレートに対するインクジェットヘッドの位置決めを、極めて精密に行うことができる。なお、「微小移動」とは、マイクロメートルオーダーの距離の移動を指すものとする。

この場合、調整ブロックは、平面内において、支軸、入力部および出力部が三角形を為すように配設されていることが好ましい。

これらの構成によれば、調整ブロックにおける支軸、入力部および出力部の位置を適宜変更することにより、マイクロメーターヘッドの向き（軸線方向の向き）を自在に変更することができる。これにより、例えば、マイクロメーターヘッドと他の部品との干渉を防止することができると共に、オペレーターにとってマイクロメーターヘッドを操作し易い向きに配置することができる。

この場合、出力部が、ローラーで構成されていることが好ましい。

この構成によれば、ヘッド支持部材との接触部分においてローラーが回転するため、「てこ」として作用する調整ブロックとヘッド支持部材との摩擦を抑え、相対的な移動が円滑になる。すなわち、支軸を中心とする出力部の円弧運動からヘッド支持部材の直線運動（微小移動）への変換を低摩擦且つ円滑に行うことができる。これにより、当該相対的な移動の動作不良を防止することができると共に、調整ブロックおよびヘッド支持部材の磨耗も防止することができる。

また、この場合、ヘッド支持手段を出力部に対して付勢する戻しバネを、更に備え、戻しバネは、出力部を通り微小移動の方向に平行な仮想線上に掛け渡された引張りバネで構成されていることが好ましい。

この構成によれば、戻しバネの作用により、ヘッド支持手段は調整ブロックの出力部と密接した状態を維持することができる。これにより、マイクロメーターヘッドの進退に連動するように、ヘッド支持手段を進退移動させることができる。なお、上記したように「てこの原理」を利用することでスピンドルの軸方向にかかる負荷を軽減することができるため、当該組立治具では、スピンドルの軸方向への許容負荷を超える力を有する戻しバネを用いることができる。これにより、ヘッド支持手段と出力部との密接状態を確実に維持することができ、マイクロメーターヘッドとヘッド支持手段との進退移動を適切に同期（確動）させることができる。

この場合、インクジェットヘッドは、ヘッドプレートに対し、平面内において、任意の１の方向である第１方向、これに直交する第２方向および回転方向に位置決めされ、微小移動手段は、計３つ設けられ、ヘッド支持手段は、２つの微小移動手段により第１方向に微小移動し、１つの微小移動手段により第２方向に微小移動することが好ましい。

この構成によれば、インクジェットヘッドを任意の方向（第１方向、第２回転、回転方向）に微小移動させることができる。これにより、インクジェットヘッドの位置決めを、最短の移動量で行うことができる。なお、回転方向への移動は、第１方向に配設した２つのヘッド支持手段を、相反する方向に移動させることで行われる。

また、この場合、３つの微小移動手段における３つのマイクロメーターヘッドは、平面内において同一方向に向いて配設されていることが好ましい。

この構成によれば、各マイクロメーターヘッドを操作する作業者が、その操作を容易に行うことができる。

さらに、この場合、ヘッド支持手段は、ヘッドプレートを囲うようにセットテーブル上に着座する位置決め枠体と、位置決め枠体に掛け渡され、インクジェットヘッドを仮装着状態に吊下支持するヘッド支持プレートと、を有していることが好ましい。

この構成によれば、位置決め枠体に対するヘッド支持プレートの位置を調整することで、ヘッドプレートに対するインクジェットヘッドの大雑把な位置決めを行った後に、微小移動手段により精密な位置決めを行うことができる。このように構成することで、１つのヘッドプレートに複数のインクジェットヘッドを位置決めする際に、特に有効である。

この場合、セットテーブルは、位置決め枠体の着座部に位置して、位置決め枠体を真空吸着する吸着部を有していることが好ましい。

この構成によれば、位置決め枠体をセットテーブル上に確実に固定することができるため、ヘッドプレートに対するインクジェットヘッドの微小移動を確実に反映することができる。これにより、インクジェットヘッドの正確な位置決め作業を行うことができる。

インクジェットヘッドの外観斜視図である。 ヘッドプレートの平面図である。 インクジェットヘッドおよびヘッドプレートをセットした組立治具の平面図である。 インクジェットヘッドおよびヘッドプレートをセットした組立治具の外観斜視図である。 インクジェットヘッドおよびヘッドプレートをセットした組立治具の断面模式図である。 微小移動手段（第１マイクロメーターヘッドおよび調整ブロック）を部分的に拡大した斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。 インクジェットヘッドの組立方法について説明するフローチャートである。 インクジェットヘッドの組立方法についての説明図（前半）である。 インクジェットヘッドの組立方法についての説明図（後半）である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの組立治具について説明する。この組立治具は、インクジェットヘッドをヘッドプレートに位置決め状態で固定するものである。そこで先ず、インクジェットヘッドおよびヘッドプレートについて説明し、その後、組立治具とこれを用いたインクジェットヘッドの組立て方法について説明する。

図１に示すように、インクジェットヘッド１は、ノズル面２に相互に平行な複数の吐出ノズル３から成る複数（４列）のノズル列を有している。また、各インクジェットヘッド１には、ヘッドプレート１０への固定部位としてノズル面２側にフランジ部４が設けられている。フランジ部４には、最終的にヘッドプレート１０に本固定されるための複数（４つ）の本ネジ孔５と、後述する組立治具２０に垂下固定されるための複数（８つ）の補助ネジ孔６と、が形成されている。なお、インクジェットヘッド１の個数、ノズル列数およびヘッドプレート１０に対するインクジェットヘッド１の配列パターンは任意である。

図２に示すように、ヘッドプレート１０は、ヘッドプレート本体１１と、ヘッドプレート本体１１の両端部にそれぞれ取り付けた一対の取付プレート１２と、を有している。

ヘッドプレート本体１１は、ステンレス等の厚板で略クランク形状に形成されている。ヘッドプレート本体１１には、インクジェットヘッド１を取付けるための４個の装着開口１３が千鳥状に形成されおり、複数（４個）のインクジェットヘッド１がノズル列方向に千鳥状に配設されている。また、ヘッドプレート本体１１には、各装着開口１３の両外側に位置して、上記した本ネジ孔５に合致する計４つの貫通孔１４が形成されている。

各取付プレート１２は、ヘッドプレート本体１１の長手方向両端部（図２では左側にのみ図示）に、図５において下側から固定されている。各取付プレート１２は、ヘッドプレート本体１１から両外側に突出した部分が、描画装置等への搭載時におけるキャリッジ（図示省略）に対する着座部１５となっている。この着座部１５には、キャリッジに対し位置決めするための位置決め孔１６と、キャリッジに固定するためのネジ用の２つのバカ孔１７が形成されている。

なお、詳細は後述するが、ヘッドプレート１０は、組立治具２０のセットテーブル２１に対し、この位置決め孔１６を利用して位置決め固定される。また、各インクジェットヘッド１は、ノズル面２を上向きにして装着開口１３に挿通させた状態で、上記した補助ネジ孔６を利用し、後述する組立治具２０によって垂下固定され、ヘッドプレート１０に仮装着される。

図３および図４を参照して、インクジェットヘッド１をヘッドプレート１０に固定するための組立治具２０について説明する。組立治具２０は、ヘッドプレート１０を上下反転させ、位置決め状態でセットするセットテーブル２１と、ヘッドプレート１０をその両端部でセットテーブル２１に位置決め固定するための一対の固定治具２２と、ヘッドプレート１０を囲むようにセットテーブル２１上に設置した矩形の位置決め枠体２３と、位置決め枠体２３の対向する辺間に渡すように配設されると共に、インクジェットヘッド１を垂下支持するヘッド支持プレート２４と、セットテーブル２１における位置決め枠体２３の設置領域に設けられ、位置決め枠体２３を吸着する真空吸着部２５と、位置決め枠体２３をセットテーブル２１上において位置調整する微小移動手段２６と、を備えている。また、組立治具２０は、ヘッド支持プレート２４越しに、インクジェットヘッド１を画像認識する図外のカメラユニットを備えている。

この組立治具２０による各インクジェットヘッド１の位置決め作業は、一対の固定治具２２により、ヘッドプレート１０をセットテーブル２１上に固定し、カメラユニット（図示省略）により、ヘッドプレート１０を画像認識する。続いて、インクジェットヘッド１を、ヘッドプレート１０上の所望の位置に合わせ込むべく、カメラユニットにより画像認識しながら、微小移動手段２６によって位置調整する。インクジェットヘッド１を位置調整したら、位置決め枠体２３を真空吸着部２５に真空吸引し、位置決め枠体２３およびヘッド支持プレート２４を介して、インクジェットヘッド１を不動に保持する（仮固定）。そして、仮固定されたインクジェットヘッド１を、ネジ止めによりヘッドプレート１０に締結（本固定）する。

セットテーブル２１は、ステンレス等の厚板で略矩形に形成され、中央にはヘッドプレート１０（ヘッドプレート本体１１）が臨む矩形の開口部２７が広く形成されている。ヘッドプレート１０は、長手方向、両端部に位置する一対の取付プレート１２が、開口部２７の開口縁部に一対の固定治具２２を介して固定されている。このため、開口部２７の長手方向、両開口縁部となるセットテーブル２１の部分には、ヘッドプレート１０を固定するための複数のネジ孔２８が形成されている。なお、後述するインクジェットヘッド１のヘッド支持プレート２４への取り付けは、この開口部２７を利用して、下方からヘッドプレート１０を挿通させてヘッド支持プレート２４に取り付ける。

一方、セットテーブル２１における位置決め枠体２３の着座部分には、位置決め枠体２３をセットテーブル２１に吸着固定する真空吸着部２５が設けられている。すなわち、セットテーブル２１における位置決め枠体２３の四周枠状の設置（着座）領域には、複数の吸着孔（図示省略）が分布し、これら複数の吸着孔は真空配管２５ａを介して真空吸引設備２５ｂに連通している。そして、この真空配管２５ａには、真空吸引をＯＮ−ＯＦＦさせるバルブ２５ｃが介設されている。インクジェットヘッド１を位置調整した後、このバルブ２５ｃを作動させて、位置決め枠体２３を真空吸着部２５に真空吸引し、位置決め枠体２３、ひいてはインクジェットヘッド１を不動に保持する。

各固定治具２２は、ヘッドプレート１０の取付プレート１２を跨ぐように配設されており、取付プレート１２を押圧する押圧片部３１と、押圧片部３１の両端部に連なる一対の脚片部３２と、で縦断方向において断面「Ｕ」字状に形成されている。両脚片部３２を貫通して固定ネジ３３を、セットテーブル２１に形成した上記したネジ孔２８にネジ込むことで、ヘッドプレート１０がその両端部においてセットテーブル２１に押圧固定されるようになっている。

一方、押圧片部３１には、取付プレート１２に形成された位置決め孔１６に上側から嵌合すると共に上端部に位置決めマークを形成した位置決めピン３４が固着されている。この位置決め孔１６は、上述したようにヘッドプレート１０をキャリッジに位置決めするときに用いるものである。この組立治具２０においては、各固定治具２２の位置決めピン３４、厳密には、位置決めピン３４に形成した位置決めマークを画像認識することにより、ヘッドプレート１０の位置がカメラユニットに位置データとして取得される。さらに、押圧片部３１には、ヘッドプレート１０を取り付けるための２つのネジ孔３５が形成されており、この２つのネジ孔３５により、各固定治具２２が取付プレート１２（バカ孔１７を使用）にネジ止めされている。すなわち、一対の固定治具２２は、ヘッドプレート１０の両端部に取り付けられた状態で、セットテーブル２１に運び込まれ、ヘッドプレート１０を押圧するようにしてセットテーブル２１に固定される。

位置決め枠体２３は、ステンレス等の厚板で形成された矩形状の枠体であり、ヘッド支持プレート２４を端部で支持すると共に、ヘッドプレート１０から外れた位置においてセットテーブル２１上に設置されている。位置決め枠体２３の下面は、真空吸着部２５による吸着が良好に行われるように、平坦に且つ平滑に形成されている。また、位置決め枠体２３の上面には、ヘッド支持プレート２４を固定するための複数の支持ネジ孔３６が形成されている。本実施形態では、ヘッド支持プレート２４を、図３において左側の２つのインクジェットヘッド１に対応する位置と、図３において右側の２つのインクジェットヘッド１に対応する位置と、の間で付け替え可能になっている。そして、位置決め枠体２３は、上記した微小移動手段２６によりＸ軸方向（図３において左右方向（第１方向））、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（図３において前後方向（第２方向））、およびＸ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向を軸としたときの回転方向であるθ軸方向（回転方向）に微調整され、ヘッド支持プレート２４を介してインクジェットヘッド１の位置を調整する。

ヘッド支持プレート２４は、ノズル面２を上向きにして装着開口１３に挿通したインクジェットヘッド１を上側から支持するプレート本体３７と、インクジェットヘッド１をプレート本体３７の下面に締結する左右の締結ネジ３８と、インクジェットヘッド１がヘッドプレート１０に接するように、インクジェットヘッド１とプレート本体３７との間に介設した左右一対のスペーサー３９（図５参照）と、を有している。この場合、各締結ネジ３８は、プレート本体３７の上側からプレート本体３７およびスペーサー３９を貫通し、インクジェットヘッド１（のフランジ部４）に形成された上記した補助ネジ孔６に螺合する。これにより、インクジェットヘッド１が、プレート本体３７の下面の所定の位置に保持されるようになっている。

プレート本体３７は、ステンレス製の略矩形の薄板で、位置決め枠体２３の短辺方向に渡すようにその両端をネジ止めにより支持されている。プレート本体３７は、ヘッドプレート１０の１列の装着開口１３を覆うと同時に、ヘッドプレート１０に形成された貫通孔１４を逃げる程度の幅に細長く形成されている。さらに、プレート本体３７には、セットされたインクジェットヘッド１のノズル面２を上方から画像認識するための認識開口３７ａが形成され、認識開口３７ａの両外側にはインクジェットヘッド１をネジ止めし、垂下固定するための複数の締結ネジ３８が設置されている。図５に示すように、プレート本体３７は、その下面にスペーサー３９を介して、インクジェットヘッド１をヘッドプレート本体１１に接触させた状態で仮固定する。スペーサー３９は、インクジェットヘッド１を上下方向に位置規制することにより、仮固定されたインクジェットヘッド１の上下方向の動きに基づく位置ずれを防ぎ、位置精度良くヘッドプレート１０にネジ止め（本固定）することができる。そして、仮固定されたインクジェットヘッド１は、認識開口３７ａを通して後述のカメラユニットにより画像認識される。

なお、本実施形態では、認識開口３７ａ、締結ネジ３８およびスペーサー３９の位置が異なる２種類のヘッド支持プレート２４が用意されている。図３および図４に示す第１のヘッド支持プレート２４では、図示左上のインクジェットヘッド１に対応している。この状態から、ヘッド支持プレート２４を前後反転して右側に移動し、位置決め枠体２３に固定すると、こんどは図示右下のインクジェットヘッド１に対応することになる。同様に、第２のヘッド支持プレート２４は、図示左下のインクジェットヘッド１と、図示右上のインクジェットヘッド１とに対応する。また、本実施形態のヘッド支持プレート２４は、位置決め枠体２３の短辺方向に掛け渡されているが、位置決め枠体２３の長辺方向に掛け渡すようにしてもよい。

カメラユニットは、ヘッド支持プレート２４越しに、ノズル面２の位置決め基準を画像認識するものであり、セットテーブル２１の上方に設置されている。カメラユニットは、セットテーブル２１にセットされたヘッドプレート１０の位置を認識し、インクジェットヘッド１の基準位置を取得する。この基準位置に基づいて、ヘッドプレート１０に仮装着したインクジェットヘッド１のノズル面２を画像認識しながら、インクジェットヘッド１の位置の微調整が行われる。なお、カメラユニットは、複数台のカメラを有していることが好ましい。

図３、図４および図６に示すように、微小移動手段２６は、位置決め枠体２３を微小移動させる複数のマイクロメーターヘッド４０と、位置決め枠体２３と各マイクロメーターヘッド４０の間に介設された複数の調整ブロック４１と、位置決め枠体２３を各調整ブロック４１に対して付勢する複数の戻しバネ４２と、を備えている。

複数のマイクロメーターヘッド４０は、位置決め枠体２３の一方の長辺の外側に配設された第１マイクロメーターヘッド４０ａと、位置決め枠体２３の一方の短辺の外側に離間して配設された第２マイクロメーターヘッド４０ｂおよび第３マイクロメーターヘッド４０ｃと、の３つから構成されている。各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、作業者が操作摘み４４を正逆回転させることで、そのスピンドル４３（出力軸）をマイクロメートルオーダーで進退可能に構成されたものである。

各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、セットテーブル２１上に取り付けられたベースプレート４５上に対し、操作摘み４４がセットテーブル２１上の平面内において、セットテーブル２１の側面から略４５°の角度を向くように配設されている（図３および図４参照）。このように、各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃを同一方向に配設することで、オペレーターは、操作摘み４４を握りやすくなり、それらの操作を容易に行うことができる。なお、各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃの配設角度は任意である。

図６に示すように、各調整ブロック４１は、ベースプレート４５上に立設された支軸４７に回動自在に係合するブロック本体４６と、ブロック本体４６の外側の側端面に設けられ、マイクロメーターヘッド４０のスピンドル４３が接触する入力部４８と、ブロック本体４６の内側に突設され、位置決め枠体２３の側面に接触する出力部４９と、を有している。図示では省略したが、支軸４７とブロック本体４６との間には、ベアリングが介設され、ブロック本体４６が円滑に回動するようになっている。入力部４８は、Ｙ軸方向またはＸ軸方向に対し略４５°の角度を為しており、各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃのスピンドル４３は、各入力部４８に対して直角に突き当てられている。出力部４９は、支軸４７を中心に回動し、Ｙ軸方向またはＸ軸方向に対し幾分斜めとなる方向に位置決め枠体２３を押圧する。また、各調整ブロック４１は、平面内において、支軸４７、入力部４８および出力部４９が三角形を為すように配設されており、且つ入力部４８と支軸４７との離間距離が、出力部４９と支軸４７との離間距離より長くなるように構成されている。なお、各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃにおいて、それぞれの調整ブロック４１周りの構造は略同一であるため、図６では、第１マイクロメーターヘッド４０ａと、その調整ブロック４１についてのみ表した。

各調整ブロック４１は、支軸４７を中心に回動自在に設置されており、複数のマイクロメーターヘッド４０による位置決め枠体２３の微小移動に際し、入力部４８を力点とし、出力部４９を作用点とし、支軸４７を支点とするリンク機構において、「てこの原理」を利用することができる。このため、各マイクロメーターヘッド４０のスピンドル４３の移動量が多くなるものの、小さな力で位置決め枠体２３を移動させることができるため、スピンドル４３の軸方向にかかる負荷を軽減することができる。また、スピンドル４３の移動量に比して、位置決め枠体２３の移動量が少なくなるため、各マイクロメーターヘッド４０が有する分解能よりも、更に微小な移動が可能となり、ヘッドプレート１０に対するインクジェットヘッド１の位置決めを、極めて精密に行うことができる。

また、各調整ブロック４１における支軸４７、入力部４８および出力部４９の位置を適宜変更することにより、各マイクロメーターヘッド４０の向き（軸線方向の向き）を自在に変更することができる。これにより、他の部品との干渉を防止しつつ、上記したように各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（各操作摘み４４）を同一方向に配設することができる。

出力部４９の先端には、位置決め枠体２３を押し込む回転ローラー５０が回転自在に取り付けられている。複数のマイクロメーターヘッド４０による位置決め枠体２３の微小移動時において、出力部４９では、位置決め枠体２３の側面に対して、回転ローラー５０が転接するため、調整ブロック４１と位置決め枠体２３との摩擦を抑え、相対的な移動が円滑になる。すなわち、「てこ」として作用し、支軸４７を中心とする出力部４９の円弧運動を位置決め枠体２３の直線運動（微小移動）に、低摩擦で円滑に変換することができる。これにより、当該相対的な移動の動作不良を防止することができると共に、調整ブロック４１および位置決め枠体２３の磨耗も防止することができる。なお、回転ローラー５０は、ベアリングを内蔵した市販のローラーフォロアで構成されている。

複数の戻しバネ４２は、それぞれ引張りバネで構成されており、各マイクロメーターヘッド４０ａ，４０ｂ，４０ｃの出力部４９を通り微小移動の方向に略平行な仮想線上に掛け渡された第１戻しバネ４２ａ、第２戻しバネ４２ｂおよび第３戻しバネ４２ｃと、第１マイクロメーターヘッド４０ａを挟むように位置決め枠体２３の長辺に離間して配設された第１補助戻しバネ４２ｄおよび第２補助戻しバネ４２ｅと、第２マイクロメーターヘッド４０ｂと第３マイクロメーターヘッド４０ｃとの間において、位置決め枠体２３の短辺の略中央に配設された第３補助戻しバネ４２ｆと、で構成されている。

各戻しバネ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、入力部４８の近傍においてベースプレート４５上に立設したバネ係合部材５１と、ヘッド支持プレート２４を固定するために位置決め枠体２３の上面に形成された複数の支持ネジ孔３６のうち、各出力部４９に最も近い支持ネジ孔３６に螺合したバネ係合ピン５２と、の間に掛け渡されている。なお、各戻しバネ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、作用点となる各出力部４９上を通るように配設することが最も好ましい。第１戻しバネ４２ａは、支持ネジ孔３６の形成位置の関係で出力部４９上から若干ずれた位置に配設されているが、別途、出力部４９上を通るような位置にバネ係合ピン５２を配設するような構造としてもよい。

他方、各補助戻しバネ４２ｄ，４２ｅ，４２ｆは、位置決め枠体２３の側面から突設された補助バネ係合部材５３と、セットテーブル２１の側面から突設され、先端が上方に屈曲したフック状のフック部材５４と、の間に掛け渡されている。

これらの複数の戻しバネ４２は、位置決め枠体２３と調整ブロック４１の出力部４９とを、常に密接した状態を維持する作用を有する。これにより、複数のマイクロメーターヘッド４０の進退に連動するように、位置決め枠体２３を進退移動させることができる。特に、作用点となる各出力部４９の近傍において引張り力を作用させることで効率良く当該密接状態を維持することができる。
なお、上記したように「てこの原理」を利用することで各スピンドル４３の軸方向にかかる負荷を軽減することができるため、本実施形態の組立治具２０では、スピンドル４３の軸方向への許容負荷を超える力を有する複数の戻しバネ４２を用いることができる。これにより、位置決め枠体２３と出力部４９との密接状態を確実に維持することができ、複数のマイクロメーターヘッド４０の進退移動を、確実に位置決め枠体２３の進退移動に同期（確動）させることができる。また、本実施形態では、同一の引張りバネを複数の戻しバネ４２として用いたが、例えば、各戻しバネ４２ａ，４２ｂ，４２ｃと各補助戻しバネ４２ｄ，４２ｅ，４２ｆとで引張り力の異なる引張りバネを用いてもよい。さらに、複数の戻しバネ４２の配設数は任意である。特に、各補助戻しバネ４２ｄ，４２ｅ，４２ｆの配設数および配設位置は任意である。

微小移動手段２６を用いた位置決め枠体２３の微小移動について簡単に説明する。位置決め枠体２３は、第２マイクロメーターヘッド４０ｂおよび第３マイクロメーターヘッド４０ｃと、第２戻しバネ４２ｂ、第３戻しバネ４２ｃおよび第３補助戻しバネ４２ｆとの協働により、第１マイクロメーターヘッド４０ａの回転ローラー５０にガイドされてＸ軸方向に微小移動し、Ｘ軸方向に位置決めされる。同様に、位置決め枠体２３は、第１マイクロメーターヘッド４０ａと、第１戻しバネ４２ａ、第１補助戻しバネ４２ｄおよび第２補助戻しバネ４２ｅとの協働により、第２マイクロメーターヘッド４０ｂおよび第３マイクロメーターヘッド４０ｃの各回転ローラー５０にガイドされてＹ軸方向に微小移動し、Ｙ軸方向に位置決めされる。また、位置決め枠体２３は、第２マイクロメーターヘッド４０ｂおよび第３マイクロメーターヘッド４０ｃと、第１戻しバネ４２ａ、第１補助戻しバネ４２ｄおよび第２補助戻しバネ４２ｅとの協働により、第１マイクロメーターヘッド４０ａの回転ローラー５０を中心にθ軸方向に微小回転し、θ軸方向に位置決めされる。このようにして、オペレーターは、カメラユニットの認識結果を参酌しながら、微小移動手段２６を回転操作し、位置決め枠体２３をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に微調整することにより、ヘッド支持プレート２４を介してインクジェットヘッド１のアライメント（基準位置への位置調整）が行われる。

次に、図７ないし図９を参照して、組立治具２０を用いてインクジェットヘッド１をヘッドプレート１０に組み付けるためのインクジェットヘッド１の組立方法について説明する。図７に示すように、この組立方法は、ヘッドプレート１０を上下反転させ、位置決め状態でセットテーブル２１にセットするヘッドプレートセット工程Ｓ１と、ヘッド支持プレート２４を位置決め枠体２３に取付けるヘッド支持プレート取付工程Ｓ２と、ノズル面２を上向きにしたインクジェットヘッド１を装着開口１３に挿通し、ヘッド支持プレート２４に取り付けるヘッド取付工程Ｓ３と、を備えている。加えて、インクジェットヘッド１を画像認識しながら、位置決め枠体２３を移動させ、ヘッド支持プレート２４を介してインクジェットヘッド１を位置決めするヘッド位置決め工程Ｓ４と、位置決め枠体２３を真空吸着して、位置決め状態のインクジェットヘッド１を不動に保持する吸着工程Ｓ５（仮固定）と、不動に保持したインクジェットヘッド１を、ヘッドプレート１０にネジ止め固定する締結工程Ｓ６（本固定）と、を備える。

ヘッドプレートセット工程Ｓ１では、先ず、ヘッドプレート本体１１の取付プレート１２に、一対の固定治具２２をネジ止め固定する。次に、ヘッドプレート本体１１を上下反転させてセットテーブル２１上に載置し、固定治具２２の固定ネジ３３でセットテーブル２１にヘッドプレート１０をネジ止め固定する。続いて、カメラユニットにより、固定治具２２上の位置決めピン３４を位置認識し、ヘッドプレート１０の位置データを取得する。そして、この位置データに基づいて、インクジェットヘッド１の基準位置が決められる。

ヘッド支持プレート取付工程Ｓ２では、ヘッド支持プレート２４を、ヘッドプレート１０の装着開口１３の一方の列を覆うようにして、位置決め枠体２３上に掛け渡してネジ止め固定する。

ヘッド取付工程Ｓ３では、セットテーブル２１の下方（開口部２７）から、ヘッドプレート１０の装着開口１３にノズル面２を上にしてインクジェットヘッド１を導入する。インクジェットヘッド１が、そのフランジ部４でヘッドプレート本体１１に接するようにして、スペーサー３９を介してヘッド支持プレート２４の下面に締結ネジ３８で垂下固定する（図５参照）。

ヘッド位置決め工程Ｓ４では、オペレーターがカメラユニットでノズル面２の画像認識結果を確認しながら、インクジェットヘッド１を個々に基準位置に合わせする。以下、図８および図９を参照して具体的に説明する。なお、図８および図９では、説明を簡単にするために、一のインクジェットヘッド１と、位置決め枠体２３と、３つのマイクロメーターヘッド４０のみを図示している。また、図８および図９において二点鎖線で示した位置が基準位置（位置決め目標）である。また、図８および図９においてインクジェットヘッド１内の２つの円は、任意の一のノズル列の両端に位置する吐出ノズル３を示したものであり、破線で囲まれた部分をカメラユニットで撮像（画像認識）しているとする。

先ず、オペレーターは、図８（ａ）において下側に位置する吐出ノズル３をカメラユニットで画像認識し、その結果に基づき第２マイクロメーターヘッド４０ｂを操作して右方向に移動させ、当該吐出ノズル３を基準位置のＸ軸座標に合わせる（図８（ｂ））。続いて、第１マイクロメーターヘッド４０ａを操作して下方向に移動させ、当該吐出ノズル３を基準位置に合致させる（図８（ｃ））。

次に、図８（ｃ）において上側に位置する吐出ノズル３をカメラユニットで画像認識し、その結果に基づき第３マイクロメーターヘッド４０ｃを操作して左方向に移動させ、当該吐出ノズル３を基準位置のＸ軸座標に合わせる（図９（ｄ））。そして、第１マイクロメーターヘッド４０ａを操作して上方向に移動させ、当該吐出ノズル３を基準位置に合致させる（図９（ｅ））。
以上の手順により、位置決め枠体２３の移動に伴い、ヘッド支持プレート２４を介して、一のインクジェットヘッド１が基準位置に正確に位置調整されたこととなる。

インクジェットヘッド１の位置調整が完了した後、位置決め枠体２３を真空吸引して真空吸着部２５に吸着固定させる（吸着工程Ｓ５）。これにより、位置決め枠体２３と共にヘッド支持プレート２４が完全に固定され、これに伴い、ヘッド支持プレート２４の下面に垂下固定されたインクジェットヘッド１も、位置決め状態で完全に不動に保持（仮固定）される。そして、仮固定されたインクジェットヘッド１をヘッドプレート１０の貫通孔１４からネジ止めすることによって、最終的にインクジェットヘッド１がヘッドプレート１０に本固定される（締結工程Ｓ６）。このようにして、一のインクジェットヘッド１の組立作業が完了する。

次に、ヘッド支持プレート２４においてインクジェットヘッド１の締結を解き、ヘッド支持プレート２４を適宜反転または第２のものに変更して、上記と同様の手順により全て（本実施形態では４つ）のインクジェットヘッド１の組み付けを行う。このようにして、全てのインクジェットヘッド１の組立て作業が完了したら、ヘッドプレート１０をセットテーブル２１から外して、作業を完了する。

以上の構成によれば、位置決め枠体２３を真空吸引することによって仮固定されたインクジェットヘッド１を、ヘッドプレート１０に直接締結（本固定）することができ、接着剤等による仮固定を必要としない。
また、微小移動手段２６は「てこの原理」を利用することができるため、各マイクロメーターヘッド４０のスピンドル４３の軸方向にかかる負荷を軽減することができる。さらに、マイクロメーターヘッド４０が有する分解能よりも、更に微小な移動が可能となり、ヘッドプレート１０に対するインクジェットヘッド１の位置決めを、極めて精密に行うことができる。

１：インクジェットヘッド、１０：ヘッドプレート、２０：組立治具、２１：セットテーブル、２３：位置決め枠体、２４：ヘッド支持プレート、２５：真空吸着部、２６：微小移動手段、４０：マイクロメーターヘッド、４０ａ：第１マイクロメーターヘッド、４０ｂ：第２マイクロメーターヘッド、４０ｃ：第３マイクロメーターヘッド、４１：調整ブロック、４２：戻しバネ、４３：スピンドル、４７：支軸、４８：入力部、４９：出力部、５０：回転ローラー

Claims (8)

1. ヘッドプレートが位置決め状態でセットされるセットテーブルと、
   前記ヘッドプレートを外れた前記セットテーブル上に着座し、インクジェットヘッドを仮装着状態に支持するヘッド支持手段と、
   前記セットテーブル上において前記ヘッド支持手段を微小移動させ、前記ヘッドプレートに対し前記インクジェットヘッドを位置決めする微小移動手段と、を備え、
   前記微小移動手段は、
   前記ヘッド支持手段を微小移動させるマイクロメーターヘッドと、
   前記ヘッド支持手段と前記マイクロメーターヘッドの間に介設され、前記セットテーブル上の平面内において支軸を中心に回動自在に構成された調整ブロックと、を有し、
   前記調整ブロックは、前記マイクロメーターヘッドのスピンドルが接触する入力部と前記支軸との離間距離が、前記ヘッド支持手段に接触する出力部と前記支軸との離間距離より長くなるように構成されていることを特徴とするインクジェットヘッドの組立治具。
2. 前記調整ブロックは、前記平面内において、前記支軸、前記入力部および前記出力部が三角形を為すように配設されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの組立治具。
3. 前記出力部が、ローラーで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの組立治具。
4. 前記ヘッド支持手段を前記出力部に対して付勢する戻しバネを、更に備え、
   前記戻しバネは、前記出力部を通り前記微小移動の方向に平行な仮想線上に掛け渡された引張りバネで構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの組立治具。
5. 前記インクジェットヘッドは、前記ヘッドプレートに対し、前記平面内において、任意の１の方向である第１方向、これに直交する第２方向および回転方向に位置決めされ、
   前記微小移動手段は、計３つ設けられ、
   前記ヘッド支持手段は、２つの前記微小移動手段により前記第１方向に微小移動し、１つの前記微小移動手段により前記第２方向に微小移動することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの組立治具。
6. ３つの前記微小移動手段における３つの前記マイクロメーターヘッドは、前記平面内において同一方向に向いて配設されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの組立治具。
7. 前記ヘッド支持手段は、
   前記ヘッドプレートを囲うように前記セットテーブル上に着座する位置決め枠体と、
   前記位置決め枠体に掛け渡され、前記インクジェットヘッドを仮装着状態に吊下支持する前記ヘッド支持プレートと、を有していることを特徴とする請求項５または６に記載のインクジェットヘッドの組立治具。
8. 前記セットテーブルは、前記位置決め枠体の着座部に位置して、前記位置決め枠体を真空吸着する吸着部を有していることを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッドの組立治具。

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