JP5606759B2 - インクジェットヘッドアライメント装置及びインクジェット記録装置並びにインクジェットヘッドの位置調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式によりガラス基板等の記録対象物に印字や描画等の記録を行うインクジェット記録装置に関し、特に、インクジェットヘッドを装置上に位置決め配置するためのインクジェットヘッド取付機構や、この取付機構を用いたインクジェット記録装置、並びに、インクジェットヘッドのアライメント装置に関する。

インクジェット方式の記録装置では、インクジェットヘッドに設けたノズルからごく微小なインク滴を記録対象物に対して吐出し、所望の印字や画像記録等を行っている。このようなインクジェット記録装置は、記録対象物から離間した状態で記録動作を行うことが可能なため、様々な材質の記録対象物に印字等を行うことが可能であり、幅広い用途に利用されてきている。

近年では、他の記録方式に比べて高精細な記録が可能であることから、カラー液晶ディスプレイ用のカラーフィルタや有機ＥＬ等の製造にもインクジェット方式が採用され始めている。カラーテレビやパーソナルコンピュータの液晶ディスプレイに用いられるカラーフィルタでは、非常に細密な画像記録が必要となるため、そこに用いられるインクジェット記録装置も高精度であることが要求され、インクジェットヘッドの位置決め精度も高いレベルが求められている。

一方、このようなインクジェット記録方式には、駆動対象の違いにより、次の２通りの方法が存在する。すなわち、インクジェットヘッドを主走査方向に移動させながらノズルより液滴を吐出し、記録対象物に記録を行う方法と、インクジェットヘッドは固定し、記録対象物を移動させながら記録を行う方法が存在する。インクジェットヘッドを走査させる前者の方法は、記録対象物が大きく、インクジェットヘッドが一走査にて記録可能なサイズよりも大きな面積を有する場合に多く採用されている。これは、装置のサイズを小さくできることや、大面積の記録対象物を精度良く移動させる必要がないというメリットがあるためである。

記録対象物の幅がインクジェットヘッドにて記録可能な幅よりも広い場合、前者の方法では、まず、インクジェットヘッドを主走査させて記録を行う。その後、インクジェットヘッドを主走査方向（Ｙ軸方向）と直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に移動させ、これを繰り返すことにより、対象物の幅方向に記録範囲を広げて行く。従って、この方法では、一度の走査で記録可能な面積が大きい程、作業効率が高くなり、そのためには、インクジェットヘッドのサイズを大きくすれば良い。しかしながら、大きなサイズのインクジェットヘッドを高精度に製造するのは難しく、コスト的にも効率的とは言い難い。

そこで、従来より、複数のインクジェットヘッドを搭載したヘッドベース（キャリッジとも呼ばれる）を使用し、このヘッドベースをあたかも１つのインクジェットヘッドのように見立てて記録を行う方法が広く行われている。この場合、装置の記録精度を確保するには、ヘッドベースの走査精度を確保することは必須であるが、それのみならず、ヘッドベース上における各インクジェットヘッドの位置精度もまた重要となる。このため、このような装置におけるヘッド位置の調整手段や調整方法に関しても、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜５）。

特開２０００−１９０４６５号公報 特開２００４−２４３６６６号公報 特開２００７−２６０５７１号公報 特開２００７−２７６４２６号公報 特許第３８３１９３６号公報 特許第３６９４６００号公報 特開２０００−２１８７７１号公報

ところで、インクジェット記録装置では、インクジェットヘッドに関するＹ軸方向の位置決めは、部品の精度やインク滴の吐出制御によっても対応可能である。これに対し、Ｘ軸方向と、インク滴の吐出方向であるＺ軸の回り方向（以下、θ方向と呼ぶ）の２つの方向についてのヘッド位置調整は、インクジェットヘッドの取り付け時に機械的に行う必要がある。この２つの方向についての位置調整機構としては、例えば特許文献４には、Ｘ軸方向の移動軸とＺ軸回りの回転軸とが互いに分離独立した構成が記載されている。

しかしながら、特許文献４等に記載の構成では、ヘッドベース上の全てのインクジェットヘッドに同じ機構を用意する必要がある。このため、ヘッドベースの構造が複雑となる上、ヘッドベース全体の重量も大きくなるという問題がある。ヘッドベースの重量が大きくなると、走査スピードがダウンし、その結果、製造効率が低下する。また、ヘッドベースのイナーシャも大きくなるため、走査−停止の際の衝撃も大きくなり、装置精度が経時的に低下していくおそれがあるという問題もあった。

一方、位置調整を行った後、ヘッドベース上にインクジェットヘッドを固定する方法としては、例えば特許文献５〜７に記載されているような接着剤による固定や、締付ネジによる固定、あるいはその両方を用いた方法が一般的である。しかしながら、締付ネジによる固定の場合、固定時のネジ締めトルクによってインクジェットヘッドが動いてしまい、位置精度が低下するおそれがある。これに対し、接着剤による固定は、ネジ締めの欠点は解消されるものの、ヘッドベース上のインクジェットヘッドをたった１つだけ交換する必要が生じた場合も、ヘッドベースごと全部交換する必要がある。このため、数多くの正常なインクジェットヘッドを無駄にしてしまう上に、全てのインクジェットヘッドの位置調整をやり直す必要があるという問題があった。

本発明の目的は、簡易な構成でありながら高精度にインクジェットヘッドの位置調整が可能であり、ヘッドの交換・位置調整等のメンテナンス性が良好なインクジェットヘッド取付機構及びそれを備えたインクジェット記録装置、並びにインクジェットヘッドのアライメント装置を提供することにある。

本発明のインクジェットヘッドアライメント装置は、インクジェットヘッドが取り付けられるサブキャリッジと、前記サブキャリッジ上に配置され、前記インクジェットヘッドが記録動作を行う際の主走査方向と同一の方向をＹ軸方向、該Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向としたとき、前記インクジェットヘッドの前記Ｙ軸方向に面する第１の面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって前記Ｙ軸方向に沿って付勢する第１付勢手段と、前記サブキャリッジ上に前記第１付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドの前記第１の面と対向する第２の面を前記Ｙ軸方向に沿って前記第１付勢手段による付勢力とは反対の向きに押圧し、前記第１付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置を前記第１付勢手段側に移動調整可能な第１位置調整手段と、を有するインクジェットヘッド取付機構と、前記インクジェットヘッド取付機構を備えた前記サブキャリッジが取り付けられるベース板と、前記ベース板上に配置され、前記インクジェットヘッドの前記Ｘ軸方向に面する第１のＸ軸端面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって付勢する第２付勢手段と、前記ベース板上に前記第２付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドのＸ軸方向に面する第２のＸ軸端面を押圧し、前記第２付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置をＸ軸方向に沿って移動調整可能な第２位置調整手段と、を有することを特徴とする。

前記インクジェットヘッドアライメント装置において、前記インクジェットヘッドに、前記Ｘ軸方向の両端部に前記Ｘ軸方向に沿って突設された挟持部を設け、前記各挟持部の前記Ｘ軸方向の一端面によって前記第１の面を、また、前記各挟持部の前記Ｘ軸方向の他端面によって前記第２の面をそれぞれ形成し、前記第１付勢手段及び前記第１位置調整手段を、前記各挟持部に対応して前記インクジェットヘッドの両端側にそれぞれ配置し、前記第１位置調整手段によって前記各挟持部を前記Ｘ軸方向に移動させることにより、前記インクジェットヘッドの回転方向の位置を調節可能としても良い。

また、前記第１付勢手段は、前記インクジェットヘッドが記録動作を行う際に、前記インクジェットヘッドに加わる前記Ｙ軸方向への加速度によって生じる力を上回る付勢力にて前記第１の面を押圧するようにしても良い。

さらに、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する方向をＺ軸方向としたとき、前記ベース板に、前記サブキャリッジ上に配置された前記インクジェットヘッドのノズル面を前記インクジェットヘッドのＺ軸方向下部から視認可能な開口部を設けても良い。

一方、本発明のインクジェット記録装置は、前述のようなサブキャリッジと、前記サブキャリッジが前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸方向に位置決めされた状態で取り付けられるヘッドベースを有することを特徴とする。

また、本発明のインクジェットヘッドの位置調整方法は、インクジェットヘッドが記録動作を行う際の主走査方向と同一の方向をＹ軸方向、該Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向としたとき、前記インクジェットヘッドの前記Ｙ軸方向に面する第１の面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって前記Ｙ軸方向に沿って付勢する第１付勢手段と、前記第１付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドの前記第１の面と対向する第２の面を前記Ｙ軸方向に沿って前記第１付勢手段による付勢力とは反対の向きに押圧し、前記第１付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置を前記第１付勢手段側に移動調整可能な第１位置調整手段と、を有するサブキャリッジに前記インクジェットヘッドを取り付け、前記インクジェットヘッドの前記Ｘ軸方向に面する第１のＸ軸端面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって付勢する第２付勢手段と、前記第２付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドのＸ軸方向に面する第２のＸ軸端面を押圧し、前記第２付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置をＸ軸方向に沿って移動調整可能な第２位置調整手段と、を有するベース板上に前記サブキャリッジを載置し、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する方向をＺ軸方向としたとき、前記ベース板の前記Ｚ軸下部に設けたカメラによって、前記インクジェットヘッドに搭載されたインク吐出用ノズルの画像を撮像し、前記ノズルの画像に基づき、前記ノズルのノズル面に設けられたアライメントマークが、予め設定された目標位置に一致するように、前記第１位置調整手段と前記第２位置調整手段とを操作して前記インクジェットヘッドの位置調整を行うことを特徴とする。

本発明によれば、第１付勢手段や第１位置調整手段により、高精度にインクジェットヘッドの位置を調整できるので、簡易な構成で高精度にインクジェットヘッドの位置決めを行うことが可能となる。このため、高精度で軽量なインクジェット記録装置を得ることができ、高品質・高スピードの記録処理が可能となる。また、インクジェットヘッドの交換に関しても高いメンテナンス性を実現でき、メンテナンス工数や無駄な廃棄物を低減させることが可能となる。

本発明の一実施例であるインクジェット記録装置に使用されるヘッドベースの一例を示す上面図である。 本発明の一実施例であるインクジェットヘッド取付機構の構成を示す上面図である。 本発明のインクジェットヘッドアライメント装置の一例を示す上面図である。 本発明のインクジェットヘッドアライメント装置を用いた場合のインクジェットヘッドの位置調整手順を示すフローチャートである。 インクジェットヘッドを重畳配置した場合のヘッド配置を示す説明図である。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のインクジェット記録装置に使用されるヘッドベースの一例を示す上面図である。図１に示すように、本発明によるインクジェット記録装置のヘッドベース１にはインクジェットヘッド２を取り付けたサブキャリッジ３が載置される。図１の場合、１つのサブキャリッジ３上にインクジェットヘッド２は３個、ヘッドベース１上のサブキャリッジ３は８個であり、ヘッドベース１上には都合２４個のインクジェットヘッド２が搭載されている。ヘッドベース１上には、共に金属にて形成された位置決めブロック４,５が設けられており、サブキャリッジ３は、この位置決めブロック４,５によってヘッドベース１上の所定位置に正確に配置される。

位置決めブロック４,５は、搭載されるサブキャリッジ３の個数に応じて複数組（ここでは８組）配置されている。図１の装置では、ブロック４は直方体状になっており、その一面がサブキャリッジ３の図中右側面に当接し、サブキャリッジ３のＸ軸方向への移動が規制される。一方、ブロック５は、直方体状の本体部５ａに当接突起５ｂが２個突設された形態となっており、当接突起５ｂがサブキャリッジ３の図中下端面に当接し、サブキャリッジ３のＹ軸方向への移動が規制される。サブキャリッジ３は、ブロック４,５によって、Ｘ軸,Ｙ軸方向の位置決めがなされ、図示しないトグルクランプによって、ヘッドベース１に着脱自在に固定される。

このように、本発明のインクジェット記録装置では、インクジェットヘッド２を直接ヘッドベース１上に搭載するのではなく、サブキャリッジ３を介してヘッドベース１上に取り付ける構成を採用している。このため、例えば、何れか１つのインクジェットヘッド２が故障した場合でも、当該ヘッドが搭載されているサブキャリッジ３のみを交換すれば足り、従来の装置のようにヘッドベース全部を交換する必要はない。

従って、あるインクジェットヘッド２が故障した場合、図１の装置では、まず、故障ヘッドが搭載されているサブキャリッジ３をヘッドベース１から取り外し、サブキャリッジ３上の故障したインクジェットヘッド２を良品に交換する。そして、新しいインクジェットヘッド２の位置調整を行った上で、サブキャリッジ３を再びヘッドベース１上に固定すれば修理作業は完了する。このため、インクジェット記録装置のヘッド周りのメンテナンス性を飛躍的に向上させることができると共に、無駄な廃棄品も生ぜず、作業工数や部品コストの削減が図られる。

一方、図１のインクジェット記録装置では、サブキャリッジ３の寸法は全て高精度に作成されている。従って、サブキャリッジ３上におけるインクジェットヘッド２の位置を正確に調整しておけば、ヘッドベース１に対するインクジェットヘッド２の位置も正確に決定される。そこで、本発明のインクジェット記録装置では、サブキャリッジ３上にインクジェットヘッド２を正確に配置可能なインクジェットヘッド取付機構を設けると共に、サブキャリッジ３上のインクジェットヘッド２の位置をインクジェットヘッドアライメント装置２０にて調整し、サブキャリッジ３上の正確な位置にインクジェットヘッド２を配置する。

図２は、本発明の一実施例であるインクジェットヘッド取付機構１０（以下、ヘッド取付機構１０と略記する）の構成を示す上面図である。図２に示すように、ヘッド取付機構１０は、サブキャリッジ３上に設けられており、本発明のインクジェット記録装置では、一対（２個）のヘッド取付機構１０がサブキャリッジ３に３対配置されている。ヘッド取付機構１０には、サブキャリッジ３上に取り付けられたＹ軸方向付勢手段１１（第１付勢手段）とＹ軸位置調整手段１２（第１位置調整手段）（以下、それぞれ、付勢手段１１，調整手段１２と略記する）が設けられている。ヘッド取付機構１０では、この付勢手段１１と調整手段１２との間にインクジェットヘッド２が挟持され、サブキャリッジ３上に保持される。

付勢手段１１は、部材変形によって生じる応力に基づく弾発力を利用し、インクジェットヘッド２をＹ軸方向に付勢する。付勢手段１１には弾性部材が使用され、この弾性部材としては、弾発力の経時変化が少ないバネを用いることが好ましい。図２の付勢手段１１では、ピアノ線材を用いた圧縮コイルバネ１３の端部に金属球（鋼球）からなるボールプランジャ１４を取り付け、これらをサブキャリッジ３上に載置した筒状のケース１５内に収容した構成が採用されている。図２に示すように、インクジェットヘッド２の両端部には挟持部２ａ,２ｂが形成されており、付勢手段１１のボールプランジャ１４は、この挟持部２ａ,２ｂのＹ軸方向の端面３２ａ（第１の面）に当接する。これにより、インクジェットヘッド２に対し、圧縮コイルバネ１３によるＹ軸方向の付勢力が付与される。

付勢手段１１に使用されるバネの材質には特に限定はないが、十分な強度を持つものが好ましく、ピアノ線材の他、例えば、バネ鋼鋼材、硬鋼材、バネ用ステンレス鋼、黄銅、洋白、りん青銅、ベリリウム鋼などを使用しても良い。また、バネの形状としては、コイルバネ、皿バネ、板バネ、ねじりバネなどを用いることが可能であり、バネ形状に合わせて付勢手段１１内の構成も適宜変更する。例えば、付勢手段１１に皿バネを使用する場合には、ケース１５を皿ばねのホルダとし、その内部に１枚又は複数枚の皿ばねを収容する。また、ねじりバネを使用する場合には、サブキャリッジ３上に設けた芯金にねじりバネを装着すると共に、その一端側あるいは一端側に取り付けた押圧部材を挟持部２ａ,２ｂに当接させる一方、他端側をサブキャリッジ３の端縁やサブキャリッジ３に設けた切欠、孔等に係止して使用する。

また、付勢手段１１の弾発力は、インクジェットヘッド２を主走査する際の加速度を考慮して設定される。前述のように、付勢手段１１は、インクジェットヘッド２の主走査方向と同じＹ軸方向にインクジェットヘッド２を付勢する。通常のインクジェット記録装置では、主走査方向の加減速時にインクジェットヘッド２に加わる力は概ね１.０Ｎ程度であり、付勢手段１１の弾性部材の弾発力としては、５.０Ｎ以上であれば利用可能である。従って、付勢手段１１の弾性部材としては、１０.０Ｎ以上の弾発力を持つものが好ましく、本実施例でも１０.０Ｎ以上のものが使用されている。

調整手段１２は、インクジェットヘッド２をＹ軸方向に押圧し、付勢手段１１との間にてインクジェットヘッド２を挟持しつつ、インクジェットヘッド２の位置決めを行う調整手段である。当該ヘッド取付機構１０では、このような調整機能を有する調整手段１２として、図２に示すような、マイクロメータ１６を備えたものを使用している。マイクロメータ１６は、サブキャリッジ３上に載置されたホルダ１７に固定され、シンブル操作に伴って伸縮するスピンドル１８を備えている。スピンドル１８は、インクジェットヘッド２の挟持部２ａ,２ｂのＹ軸方向の端面３２ｂ（第２の面）に当接する。調整手段１２は、このスピンドル１８によって、インクジェットヘッド２をＹ軸方向に押圧する。両端面３２ａ,３２ｂは挟持部２ａ,２ｂを挟んで対向しており、挟持部２ａ,２ｂは、スピンドル１８とボールプランジャ１４によって挟持される。

調整手段１２は、マイクロメータ１６によってスピンドル１８の突出量を適宜調整できる。このため、調整手段１２により、インクジェットヘッド２のＹ軸方向の位置調整を行うことが可能となる。また、図２のように、この調整手段１２をインクジェットヘッド２のＸ軸上の左右端に設けた場合には、左右の調整手段１２ａ,１２ｂの位置調整のバランスによって、θ方向の調整も可能となる。すなわち、例えば、左側の調整手段１２ａのスピンドル１８ａを、右側の調整手段１２ｂのスピンドル１８ｂよりも多く突出させると、インクジェットヘッド２は、図２において左側の方が図中上方向となるように傾く（θの右回転方向）。一方、スピンドル１８ａ,１８ｂの突出量を上記とは逆の関係にすれば、右側の方が図中上方向となるように傾く。

このようなヘッド取付機構１０では、インクジェットヘッド２の固定は、付勢手段１１と調整手段１２との間にヘッドを挟持することによって達成される。この場合、インクジェットヘッド２のＹ軸方向の固定は、付勢手段１１の弾発力を上記のように設定することにより確実となる。これに対し、Ｘ軸方向の固定に関しては、付勢手段１１及び調整手段１２と、インクジェットヘッド２の挟持面との間の摩擦力のみに頼ることとなる。

しかしながら、Ｘ軸方向はインクジェットヘッド２の副走査方向であり、主走査方向であるＹ軸方向と比較すると、走査時にＸ軸方向に加わる力ははるかに小さい。また、副走査は、主走査に比して走査距離が極端に短い場合が多く、走査スピードを増減させても全体の生産性に与える影響はほとんどない。特に、インクジェットヘッド２のノズル間隔よりもさらに細かな解像度を必要とする超高精細記録の場合は、副走査の距離はノズル間隔以下となることもある。このため、Ｙ軸方向の弾発力によってインクジェットヘッド２を挟持固定する図２のような取付機構であっても、実用上は必要にして十分なヘッド固定が可能である。

このように、インクジェットヘッド２は、図２のヘッド取付機構１０によって、サブキャリッジ３上におけるＹ軸方向の位置決めが行われる。一方、インクジェットヘッド２のＸ軸方向の位置決めは、図３に示したインクジェットヘッドアライメント装置２０（以下、アライメント装置２０と略記する）によって行われる。図３にアライメント装置２０の上面図を示す。図３のアライメント装置２０では、向かって左側にＸ軸方向付勢手段２１（第２付勢手段）、右側にＸ軸位置調整手段２２（第２位置調整手段）（以下、それぞれ、付勢手段２１，調整手段２２と略記する）が設けられている。なお、付勢手段２１を省き、左右共に調整手段２２を設けてもよい。

付勢手段２１は、サブキャリッジ３上の付勢手段１１と同様に、弾性部材によってインクジェットヘッド２をＸ軸方向に付勢する。図３の付勢手段２１では、ピアノ線材を用いた圧縮コイルバネ２３の端部に金属製のロッドプランジャ２４を取り付け、これらを箱状のケース２５内に収容した構成が採用されている。ケース２５は、アライメント装置２０のベース板３１上に固定される。付勢手段２１のロッドプランジャ２４は、インクジェットヘッド２の挟持部２ａのＸ軸方向の端面３３ａ（第１のＸ軸端面）に当接する。これにより、インクジェットヘッド２に対し、圧縮コイルバネ２３によるＸ軸方向の付勢力が付与される。なお、付勢手段２１に使用されるバネの材質や形状には、前述同様、特に限定はない。

調整手段２２もまた、サブキャリッジ３上の調整手段１２と同様に、マイクロメータ２６を備えている。マイクロメータ２６は、ベース板３１上に載置されたホルダ２７に固定され、シンブル操作に伴って伸縮するスピンドル２８を備えている。スピンドル２８は、挟持部２ｂのＸ軸方向の端面３３ｂ（第２のＸ軸端面）に当接する。調整手段２２は、このスピンドル２８によって、インクジェットヘッド２をＸ軸方向に押圧する。調整手段２２においても、マイクロメータ２６によってスピンドル２８の突出量を調整できるため、インクジェットヘッド２のＸ軸方向の位置調整を行うことが可能である。

一方、アライメント装置２０では、Ｚ軸方向下部に備えられた図示しないカメラによって、インクジェットヘッド２のノズル面が撮像できるようになっている。このため、アライメント装置２０のベース板３１とサブキャリッジ３にはそれぞれ、開口部１９,２９が形成されている。開口部１９,２９は、インクジェットヘッド２のサイズよりも若干広い大きさとなっており、サブキャリッジ３をアライメント装置２０上に配置すると、両開口部が重なるように設けられている。従って、アライメント装置２０にサブキャリッジ３を取り付け、装置下方（図３において紙面裏側方向）からインクジェットヘッド２を見ると、ヘッドのノズル面全体を下方側から視認できるようになっている。

ここで、インクジェットヘッド２のノズル面には、予め設定された位置にアライメントマークが設けられており、このアライメントマークを装置下方のカメラにて撮像し、その位置合わせを行うことにより、サブキャリッジ３上におけるインクジェットヘッド２の位置決めが行われる。この場合、アライメントマークは、インクジェットヘッド２に設けられた複数のノズルのうちの特定の１つのノズルであっても良い。但し、θ方向の位置調整を行うためには、アライメントマークは２個あることが望ましく、その場合、２つのアライメントマークの何れもが特定のノズルであっても良い。

なお、インクジェットヘッド２には、サブキャリッジ３に係止される図示しないストッパが突設されており、インクジェットヘッド２が開口部１９,２９から脱落しないようになっている。また、当該ストッパは、インクジェットヘッド２のノズル面がサブキャリッジ３に対して水平を保ち、かつ、ノズル面の高さも揃うように設けられている。

当該インクジェット記録装置では、このようなヘッド取付機構１０やアライメント装置２０を用い、次のような手順でインクジェットヘッド２の位置調整を行う。図４は、その作業手順を示すフローチャートである。ここではまず、サブキャリッジ３上にインクジェットヘッド２を仮に固定する。（Ｓ１０）。次に、このサブキャリッジ３をアライメント装置２０に載置する（Ｓ２０）。そして、アライメント装置２０のＺ軸方向下部に設けたカメラによって、インクジェットヘッド２のノズル面の画像を撮像し、図示しないモニタに出力する（Ｓ３０）。

この画像から、インクジェットヘッド２のノズル面に設けられたアライメントマークが、予め設定されている目標位置に一致するように、Ｙ軸位置調整手段１２とＸ軸位置調整手段２２を操作してインクジェットヘッド２の位置調整を行う（Ｓ４０）。目標位置とアライメントマークとのズレが閾値以下であるかどうか判断し（Ｓ５０）、それが閾値を超えている場合にはＳ４０に戻り、改めて位置調整を行う。一方、目標位置とアライメントマークとのズレが閾値以下であり、位置調整が完了したならば、サブキャリッジ３上の全てのインクジェットヘッド２について位置調整が完了したかどうかを確認する（Ｓ６０）。Ｓ６０にて、他に位置調整が完了していないインクジェットヘッド２がサブキャリッジ３上にある場合には、Ｓ３０に戻って位置調整を続行する。

そして、全てのインクジェットヘッド２について位置調整が完了した場合は、サブキャリッジ３をアライメント装置２０から外し、ヘッドベース１に搭載する（Ｓ７０）。その際、サブキャリッジ３は、位置決めブロック４,５によってヘッドベース１上に位置決めされ、トグルクランプ等にて固定される。

このように、本発明のインクジェット記録装置では、付勢手段１１，調整手段１２を備えたヘッド取付機構１０や、付勢手段２１，調整手段２２を備えたアライメント装置２０を用いてインクジェットヘッド２の位置調整を行うので、簡易な構成で高精度にインクジェットヘッド２の位置調整を行うことができる。このため、高精度で軽量なインクジェット記録装置を得ることができ、高品質・高スピードの記録処理が可能となる。また、インクジェットヘッド２の交換に関しても高いメンテナンス性を実現でき、メンテナンス工数や無駄な廃棄物を低減させることが可能となる。

ところで、インクジェットヘッドでは、中央部に位置するノズルと、インク供給経路の末端に当たるノズル両端部近傍に位置するノズルとの間で、インク吐出量にバラツキが生じる場合がある。インク吐出量にバラツキが存在する状態で、カラーフィルタ等の製造を行うと、製品にスジやインクムラが発生するおそれがある。そこで、このようなスジやムラを低減すべく、従来より、ヘッド両端部近傍のノズルからはインクを吐出させず、走査方向に隣接するヘッドを重ね合わせて配置することにより、良好な記録領域を確保する方式が適宜採用されている。

図５は、インクジェットヘッドを重畳配置した場合のヘッド配置を示す説明図である。なお、図５では、簡単のため、１列ノズルのヘッドを重畳配置した状態を示している。図５に示すように、インクジェットヘッド４１,４２は、走査方向（Ｙ軸方向）に隣接して配置される一方、ヘッド４１の右端部４１Ｒと、ヘッド４２の左端部４２Ｌが、Ｘ軸方向に重ね合わされた状態となっている。また、インクジェットヘッド４２,４３も、走査方向（Ｙ軸方向）に隣接して配置される一方、ヘッド４２の右端部４２Ｒと、ヘッド４３の左端部４３Ｌが、Ｘ軸方向に重ね合わされた状態となっている。インクジェットヘッド４１とヘッド４３は、Ｘ軸方向に隣接するヘッドである。

重畳配置方式では、図５のようなヘッド配置とした上で、各ヘッドのノズル４４のうち、重畳領域Ｐ内に存在し、ヘッド両端部近傍にあるノズル４４ａを吐出停止状態とする。重畳領域Ｐ内では、吐出停止状態のノズル４４ａに代えて、重畳配置された隣接するヘッドのノズル４４ｂからインクが吐出される。ノズル４４ｂは、重畳領域Ｐ内にて、ノズル４４ａよりも中心側に位置するノズルである。これにより、両端部近傍の吐出停止ノズルの印刷領域は、隣接するヘッドのノズルからインクが吐出され、記録領域が確保される。また、その際、インク吐出量にバラツキが生じ易い両端部近傍のノズルに代えて、より中心に近いノズルによって印刷が行われるため、吐出量のバラツキに起因するスジやムラが低減され、製品品質の向上が図られる。

一方、インクジェット記録装置では、インクの変更や印刷対象物の変更により、インクジェットヘッドの重ね合わせ量（重畳領域ＰのＸ軸方向の寸法）が変更される場合がある。その場合、従来の装置では、ヘッドベース上に設けた取付治具によって、インクジェットヘッドが位置決め固定されており、装置ごとに重ね合わせ量は一定量に固定されている。このため、重ね合わせ量が変更になった場合には、取付治具も含め、ヘッドベースの大規模な改変が必要となる。

これに対して、本発明によるアライメント装置２０を用いると、Ｘ軸方向のヘッド位置調整は、Ｘ軸位置調整手段２２によって容易に変更できる。つまり、Ｘ軸位置調整手段２２におけるマイクロメータ２６の設定値を変更するだけで、任意の重ね合わせ量が設定できる。従って、ヘッドベースの加工を行うことなく、アライメント装置２０上の調整にて、容易にインクジェットヘッドの重ね合わせ量を変更することが可能となる。

本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施例では、位置決めブロック４,５をブロック状に形成したが、その形状はブロックには限定されず、サブキャリッジ３の移動を規制可能であれば、ピンや壁体など種々の形態が採用可能である。また、サブキャリッジ３をヘッドベース１上に固定する手段は、前述のトグルクランプには限定されず、サブキャリッジ３を着脱可能に固定できる手段であれば、種々の手段を用いることができる。例えば、ヘッドベース１に固定されたボルトをサブキャリッジ３に設けられた孔に通し、ナットで締めて固定する方法も採用可能である。

一方、前述の実施例では、ヘッド取付機構１０をサブキャリッジ３上に配してヘッドベース１上に設ける構成を挙げているが、ヘッドベース１上に直接ヘッド取付機構１０を配しても良い。また、付勢手段１１を、バネを用いた機構ではなく、それ自体をゴムや合成樹脂のブロックにて形成した構成とすることも可能である。但し、使用するインクに含まれる溶媒によっては、ゴムや合成樹脂は好ましくない場合もあり、材料の選択には一定の考慮が必要である。さらに、図２では付勢手段１１と調整手段１２が２対設けられている例が示されているが、付勢手段１１はインクジェットヘッド２のＸ軸方向のほぼ中央部に１つだけ設けても良い。

加えて、前述の実施例では、１個のサブキャリッジ３に複数個（ここでは３個）のインクジェットヘッド２を配し、それを位置決めするためのヘッド取付機構１０もサブキャリッジ３上に複数個設けた構成を示したが、サブキャリッジ３に搭載するインクジェットヘッド２やヘッド取付機構１０の個数は３個には限定されず、適宜選定可能である。すなわち、サブキャリッジ３にインクジェットヘッド２を１個だけ搭載した構成でも良く、この場合、ヘッド取付機構１０も１個だけサブキャリッジ３上に設けられる（概ね、図２に示されている部分のみの構成）。

また、アライメント装置２０でのインクジェットヘッド２の位置決めに際し、ノズル面にアライメントマークを設けることなく、カメラによってノズルそのものを観察してヘッド位置の調整を行っても良い。

１ ヘッドベース
２ インクジェットヘッド
２ａ,２ｂ 挟持部
３ サブキャリッジ
４ 位置決めブロック
５ 位置決めブロック
５ａ 本体部
５ｂ 当接突起
１０ インクジェットヘッド取付機構
１１ Ｙ軸方向付勢手段（第１付勢手段）
１２ Ｙ軸位置調整手段（第１位置調整手段）
１２ａ,１２ｂ 調整手段
１３ 圧縮コイルバネ
１４ ボールプランジャ
１５ ケース
１６ マイクロメータ
１７ ホルダ
１８ スピンドル
１８ａ,１８ｂ スピンドル
１９ 開口部
２０ インクジェットヘッドアライメント装置
２１ Ｘ軸方向付勢手段（第２付勢手段）
２２ Ｘ軸位置調整手段（第２位置調整手段）
２３ 圧縮コイルバネ
２４ ロッドプランジャ
２５ ケース
２６ マイクロメータ
２７ ホルダ
２８ スピンドル
２９ 開口部
３１ ベース板
３２ａ 端面（第１の面）
３２ｂ 端面（第２の面）
３３ａ 端面（第１のＸ軸端面）
３３ｂ 端面（第２のＸ軸端面）
４１ インクジェットヘッド
４１Ｒ 右端部
４２ インクジェットヘッド
４２Ｌ 左端部
４２Ｒ 右端部
４３ インクジェットヘッド
４３Ｌ 左端部
４４ ノズル
４４ａ ノズル（重畳領域Ｐ内にてヘッド両端部近傍に位置するノズル）
４４ｂ ノズル（重畳領域Ｐ内にてノズル４４ａよりもヘッド中心側に位置するノズル）
Ｐ インクジェットヘッド重畳領域

Claims (6)

1. インクジェットヘッドが取り付けられるサブキャリッジと、
   前記サブキャリッジ上に配置され、前記インクジェットヘッドが記録動作を行う際の主走査方向と同一の方向をＹ軸方向、該Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向としたとき、前記インクジェットヘッドの前記Ｙ軸方向に面する第１の面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって前記Ｙ軸方向に沿って付勢する第１付勢手段と、
   前記サブキャリッジ上に前記第１付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドの前記第１の面と対向する第２の面を前記Ｙ軸方向に沿って前記第１付勢手段による付勢力とは反対の向きに押圧し、前記第１付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置を前記第１付勢手段側に移動調整可能な第１位置調整手段と、を有するインクジェットヘッド取付機構と、
   前記インクジェットヘッド取付機構を備えた前記サブキャリッジが取り付けられるベース板と、
   前記ベース板上に配置され、前記インクジェットヘッドの前記Ｘ軸方向に面する第１のＸ軸端面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって付勢する第２付勢手段と、
   前記ベース板上に前記第２付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドのＸ軸方向に面する第２のＸ軸端面を押圧し、前記第２付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置をＸ軸方向に沿って移動調整可能な第２位置調整手段と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドアライメント装置。
2. 前記インクジェットヘッドは、前記Ｘ軸方向の両端部に前記Ｘ軸方向に沿って突設された挟持部を備え、
   前記各挟持部の前記Ｘ軸方向の一端面は前記第１の面を、前記各挟持部の前記Ｘ軸方向の他端面は前記第２の面をそれぞれ形成し、
   前記第１付勢手段及び前記第１位置調整手段は、前記各挟持部に対応して前記インクジェットヘッドの両端側にそれぞれ配置され、
   前記第１位置調整手段によって前記各挟持部を前記Ｘ軸方向に移動させることにより、前記インクジェットヘッドの回転方向の位置を調節可能とした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アライメント装置。
3. 前記第１付勢手段は、前記インクジェットヘッドが記録動作を行う際に、前記インクジェットヘッドに加わる前記Ｙ軸方向への加速度によって生じる力を上回る付勢力にて、前記第１の面を押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドアライメント装置。
4. 前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する方向をＺ軸方向としたとき、
   前記ベース板は、前記サブキャリッジ上に配置された前記インクジェットヘッドのノズル面を前記インクジェットヘッドのＺ軸方向下部から視認可能な開口部を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェットヘッドアライメント装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のサブキャリッジと、前記サブキャリッジが前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸方向に位置決めされた状態で取り付けられるヘッドベースを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
6. インクジェットヘッドが記録動作を行う際の主走査方向と同一の方向をＹ軸方向、該Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向としたとき、前記インクジェットヘッドの前記Ｙ軸方向に面する第１の面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって前記Ｙ軸方向に沿って付勢する第１付勢手段と、前記第１付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドの前記第１の面と対向する第２の面を前記Ｙ軸方向に沿って前記第１付勢手段による付勢力とは反対の向きに押圧し、前記第１付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置を前記第１付勢手段側に移動調整可能な第１位置調整手段と、を有するサブキャリッジに前記インクジェットヘッドを取り付け、
   前記インクジェットヘッドの前記Ｘ軸方向に面する第１のＸ軸端面に当接し、前記インクジェットヘッドを弾性部材によって付勢する第２付勢手段と、前記第２付勢手段と対向して配置され、前記インクジェットヘッドのＸ軸方向に面する第２のＸ軸端面を押圧し、前記第２付勢手段との間に前記インクジェットヘッドを挟持しつつ、前記インクジェットヘッドの位置をＸ軸方向に沿って移動調整可能な第２位置調整手段と、を有するベース板上に前記サブキャリッジを載置し、
   前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向と直交する方向をＺ軸方向としたとき、前記ベース板の前記Ｚ軸下部に設けたカメラによって、前記インクジェットヘッドに搭載されたインク吐出用ノズルの画像を撮像し、
   前記ノズルの画像に基づき、前記ノズルのノズル面に設けられたアライメントマークが、予め設定された目標位置に一致するように、前記第１位置調整手段と前記第２位置調整手段とを操作して前記インクジェットヘッドの位置調整を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの位置調整方法。
   

Images