インクジェットヘッドユニットの製造方法及びインクジェットヘッドユニット
【課題】 本発明は、プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットの、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位の形成方法に関する。Z方向の寸法調整が出来る該Z基準部位が規格を満足しない場合に、該Z基準部位の容易な交換を可能とすること、すなわち不良品コストの低減を目的とする。
【解決手段】 該Z基準部位に雄ネジ構造を設け、ヘッド本体側には該Z基準部位を固定する雌ネジ部分を形成した。
【解決手段】 該Z基準部位に雄ネジ構造を設け、ヘッド本体側には該Z基準部位を固定する雌ネジ部分を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するインクジェットデバイスを搭載したヘッドユニットの位置決め基準の構成および同基準を用いたインクジェットヘッドユニットの製造方法に関わる発明である。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、インクジェットヘッドユニットが耐久寿命を迎えた場合などに該ヘッドユニットをプリンタ本体から容易に着脱して交換可能な構成であるヘッド交換型のものがある。
【０００３】
上記のインクジェットプリンタにおいて高精細な画像を形成する重要な項目の一つとして、紙などの記録媒体に対するインク液滴の着弾精度がある。
【０００４】
上記交換型インクジェットヘッド方式を用いたインクジェットプリンタにおいては、上述の着弾精度の観点から、交換する該ヘッドユニットはプリンタ本体内のヘッドを搭載するキャリッジに対して高い位置決め精度が求められる。
【０００５】
従って、該ヘッドユニットは上記のキャリッジのXYZの各軸に対する基準面に対して、ヘッドユニット側の対応する基準面を突き当てて、要求される位置決め精度を満足する構成が一般的である。
【０００６】
特にインク液滴の着弾精度に関係する項目の1つである、記録媒体とインク吐出口との距離に大きく関与するインクジェットヘッドユニットの記録媒体に対して垂直な方向（以下、この方向をZ軸方向と称する）の位置決め精度は、画質に大きく関与するため非常に重要である。
【０００７】
このようなZ軸方向の位置決め構造として、特許文献１ではヘッドユニット本体と一体となった突起形状を設ける構成を提案している。
【０００８】
また、印字の高速化の要求に対して、ヘッドユニット本体部材に複数のインク吐出デバイスを所定の位置関係で配置して、ヘッドユニットとして長尺化した形式のものがある。
【０００９】
上記の長尺化したヘッドユニットは、記録媒体とインク吐出口面との距離関係において、ベース部品の反り、あるいは組付け部品の精度バラツキの積み上げの影響を受け易い。
【００１０】
従って長尺化ヘッドユニットは、同ヘッドユニットを該キャリッジに搭載して位置決めした際に、複数のインク吐出デバイスによって構成されるインク吐出面全域で記録媒体とインク吐出口との距離を所定の規格にいれることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平07-156507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高速化を図ったインクジェットヘッドなどでは、ヘッドユニット本体に複数のインク吐出デバイスを所定の位置関係で配置して、ヘッドユニットとして長尺化した形式のものがある。
【００１３】
上記のヘッドユニットの長尺化は複数のインク吐出デバイスを搭載することからや部品の大型化および部品点数の増加など、製造コストが高くなる傾向がある。
【００１４】
従って、不良品が発生した場合の損失額が大きくなりやすい。
【００１５】
長尺化した交換型ヘッドユニットの場合、ヘッドユニットのＺ基準位置を規格内に入れることが出来なければ、同様に大きな不良品コストが発生することになる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１はヘッドユニット本体に基準となる突起形状を設けることを提案しているが、該突起形状はヘッドユニットの部材と一体であるため、該突起形状の高さが規格から外れた場合に不良品コストが発生することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該構造を有するインクジェットヘッドユニットにおける該基準部位のZ方向の寸法を調整することを特徴とするインクジェットヘッドユニットの製造方法を提案した。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、Z方向基準の位置寸法の調整を可能とした。
【００１９】
加えて該Z方向基準が調整したにも関わらず規格内に入らなかった場合に、Z方向基準そのものを容易に交換可能とした。
【００２０】
従って安定的な品質でインクジェットヘッドユニットを製造することができ、かつ不良削減による製造コスト削減を可能とする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のインクジェットヘッドユニットのZ方向基準突き当て部位を示す模式断面図である。
【図２】本発明のZ方向基準のZ寸法を機械加工により調整する模式断面図である。
【図３】本発明のZ方向基準部材の別例を示す模式断面図である。
【図４】本発明を適用した実施例１における製造方法の概略工程フローである。
【図５】Z方向高さ調整機構を有するブッシュ構造のZ方向基準の一例を示す模式断面図である。
【図６】Z方向高さ調整機構にネジ構造を適用したブッシュ構造のZ方向基準の一例を示す模式断面図である。
【図７】図5におけるZ基準の先端位置を調整する1例を示す模式断面図である。
【図８】本発明を適用した実施例２における製造方法の概略工程フローである。
【図９】本発明の実施例２の形態を適用したインクジェットヘッドユニットの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施例１］
本実施例では、ヘッド交換が可能なインクジェットプリンタにおける、交換ヘッドユニットのインク吐出面が記録媒体に対して垂直な方向（以下、この方向をZ軸方向と称する）に対する基準部位の構成について述べる。
【００２３】
図１は本発明を適用した基本的な構成を示す。
【００２４】
ヘッドユニットは、プリンタ本体の基準面１２１に対して、Z方向の位置決めを行うZ方向基準１００を突き当てて、記録媒体（不図示）に対する距離やヘッド本体の記録媒体に対する傾きなどを制御する構成である。
【００２５】
Z方向基準１００は雄ネジ部位領域１０１と座面を有して、ヘッド本体１０４の雌ネジ部位１０５に対して規定トルクで固定されている。ヘッドユニットはキャリッジから突き出た締結雄ネジ１０７と固定ナット１０６を用いて、キャリッジのZ方向基準面にヘッドユニットのZ方向基準１００を突き当てた状態で固定される。
【００２６】
Z方向基準１００はヘッドユニットの設計に応じて、通常複数個配置される。
【００２７】
同Z方向基準１００はある一定の公差をもつ部品であり、複数個をヘッドユニット本体に固定した際には、取り付けた全てのZ方向基準１００の高さ寸法が許容寸法公差内に入らない可能性が想定される。
【００２８】
ある任意のZ方向基準１００が他のZ方向基準１００に対して高い場合には、例えば図２の模式断面図に示すフライスなどの回転刃１３１を用いる機械加工などで対応することで全てのZ方向基準１００の高さを許容規格公差の範囲内に調整することが可能である。
【００２９】
本発明の構成では、先にのべた機械加工によるZ方向基準１００の高さ調整に失敗した場合には、Z方向基準１００そのものをヘッドユニットから取り外して交換することで、再度の調整が可能である。
【００３０】
上記の機械加工による高さ調整に失敗する例としては、
・加工条件の不適合や加工装置の性能に起因する、面粗さや面の傾斜など面精度の不十分。
・加工者のミスによる、バリなどの加工痕の発生。
がある。
【００３１】
また、逆に任意のZ方向基準１００が許容公差に対して低い場合には、許容公差を満足できないZ方向基準１００を取り外して交換することが可能である。
【００３２】
すなわち本実施例でのべたごとく、Z方向基準１００をヘッドユニット本体と別な部品とすることで、Z方向基準１００の調整工程を容易とすることが可能である。
【００３３】
特に、印字幅が長い長尺化されたヘッドユニット等においては、複数のZ方向基準１００を配置することが想定されるとともに、またヘッドユニット自身の反りなどによるZ方向基準の高さへの影響を取り除くことも容易となる。
【００３４】
Z方向基準１００の高さ調整加工は、図２のような切削機械加工に限定するものではなく、例えばレーザーによる切断などの加工も含む。
【００３５】
図１では、Z基準部材はY方向の片側に１個が配置されている構成であるが、個数や配置は本実施例に限定するものではない。ヘッドの形態によってZ基準部位の配置や個数は適宜設計的に選択されて適用可能である。
【００３６】
図３はZ方向基準の構成に関する別形態を示す。Z方向基準１０２は座面を持たない雄ネジを外周に配置した円柱状をしており、Z方向の高さはヘッド本体との雌ネジで調整できる。
【００３７】
位置調整が終了した後の固定は、固定ナット１０３を用いて行うことが可能である。
【００３８】
またZ方向基準１０２においてZ方向の規格を満足できない場合、同Z方向基準１０２を別な個体と交換することで容易に改善可能である。
【００３９】
Z方向基準１０２においてZ方向の規格を満足できない場合の例として、キャリッジ基準面との当接する面に加工痕が残っているなど、面精度規格を満足していない場合である。
【００４０】
本実施例におけるヘッドユニットおよび、Z方向基準は上記説明の機能を満足するものであれば、材質は特に問わない。
【００４１】
すなわち、金属類はもとより、エンジニアリングプラスティック、セラミックや左記の材質の複合的組み合わせも可能である。
【００４２】
本発明のZ方向基準をヘッドユニットに組付ける加工フローを図４に示す。
【００４３】
同フロー図におけるZ方向基準に対する追加工などの位置調整後に規格を満足しないケースの１例として、図２のエンドミルを使用する場合には次のような場合がある。
【００４４】
Z方向基準１００を切削加工中にヘッド本体１０４が反ったり微振動したりして、加工後に装置から取り出すと、所定の加工量を実現できていない、あるいは基準面と当接する面の面精度が損なわれているなどがある。
【００４５】
また、装置のバックラッシなど装置の加工性能によって同様のケースが発生する場合もある。
［実施例２］
図５および図６は、本発明を適用した実施例１に対する別例であり、Z方向基準を２部材化してヘッドユニットに対してネジで固定可能なZ方向基準部材に高さ調整機能を持たせた構成を示す模式断面図である。
【００４６】
図５は、Z方向基準は、雄ネジにてヘッドユニットの雌ネジに固定されるブッシュ構造の基盤部品１０９と、ブッシュ構造の中空部部分に嵌合されるZ方向基準位置を決めるZ方向基準部品１１０から構成される。
【００４７】
Z方向基準部品１１０は、Z位置調整後にブッシュ構造基盤部品１０９に接着固定される。
Z方向基準部品１１０の先端位置を調整する製法の一例を図７に示す。
【００４８】
図７では、Z方向基準を鉛直下向けになるようにヘッドユニット全体を上向きにする。
【００４９】
ブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部からZ方向基準部品１１０の後端をピン状の治具で押して（不図示）、ヘッドユニットに設けられている全てのZ方向基準部品１１０の先端を、Z基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３に突き当てる。
【００５０】
Z基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３の数や配置は、Z方向基準の数と配置に対応しており、Z基準部品先端調整受け治具ベース部１１５に固定されている。
【００５１】
その後、同姿勢で、図７に示すようにブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部から所定の接着剤を注入して、Z方向基準部品１１０をブッシュ構造基盤部品１０９に接着固定する。
【００５２】
長尺化ヘッドの場合、そのサイズから本体キャリッジに固定する力も大きくなる傾向がある。
【００５３】
従って、長尺ヘッドのZ方向基準部品１１０の材質は機械強度や靭性などにおいて有利な金属が選択されることが多い。
【００５４】
使用する接着剤は、ヘッドユニット自身あるいは構成部品の熱などによる寸法変化を抑制防止する観点や接着強度の観点が重要である。
【００５５】
従って、Z方向基準位置調整部品１１０およびブッシュ構造基盤部品１０９共に材質を金属として嫌気性接着剤を用いることが、加熱硬化による熱膨張や歪みの発生などの弊害発生の可能性が少なく好ましい。
【００５６】
しかし、ヘッドユニットの要求精度やヘッドを構成する材質による制約などから、以下に述べる接着剤も使用可能である。
【００５７】
接着剤が熱硬化の場合には、図７に示すようにブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部から所定量の熱硬化性接着剤を注入して受け治具にヘッドユニットを載せたまま、バッチオーブンなどで所定の温度と時間で加熱硬化させる方法がある。
【００５８】
加熱硬化の場合には、加熱によるヘッドユニットの部品の熱膨張や変形などを考慮して接着剤の選択および加熱条件の検討が必要である。
【００５９】
また２液硬化性の接着剤を使用する場合には接着剤を充填後、所定の時間滞留させる必要がある。
【００６０】
なお、Z方向基準部品１１０の材質はキャリッジへの固定力や加工性などの観点から選択されるものであり、必ずしも金属である必要はない。
【００６１】
例えばエンジニリングプラスティックやセラミックなども設計条件によっては使用可能である。
【００６２】
この場合、当然ではあるが接着剤や接着方法の最適化も必要であることは言うまでも無い。
【００６３】
また図６に示す雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の位置出しは、ブッシュ構造基盤部品１１２の中空開口部からビットを差し込み、同Z方向基準部品１１１を回転させて位置調整するものである。
【００６４】
位置を決める手法としては、
・図７の受け治具基準１１２と同様の機能を有する基準面に突き当てるまで回転させる。
・画像認識装置によってZ方向基準部品１１１の先端が所定の位置にあることを検知する。
などの方法がある。
【００６５】
また、雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１においても実施例２におけるZ方向基準部品１１０と同様に固定する必要があり、その方式は接着が好ましい。
【００６６】
固定方法の別な例としては雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の側面からセットビスを突き当てる方法がある。しかしこの方法の場合、セットビスによる押し圧によって雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１がネジのガタ分動く可能性がある。
【００６７】
すなわち、位置調整した雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の先端位置がずれる可能性があり、このような機械的固定方法は位置決め精度の確実性において劣る。
【００６８】
よって、Z方向基準部品１１１の固定も接着が好ましく、また接着剤の選定は先に述べたZ方向基準部品１１１が嵌合形態である場合と同様である。
【００６９】
本実施例２における加工フローを図８に示す。
【００７０】
同フロー図におけるZ方向基準部品１１１の位置調整を行い接着した後に、規格を満足しないケースについて述べる。図５のような嵌合構成の場合、Z方向基準部品１１０の直径とZ方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材の中空内径の組み合わせによる隙間が大きくなった場合、Z方向基準部品１１０の傾き量は大きくなる傾向がある。
【００７１】
すなわち、Z方向基準部品１１０はキャリッジ基準面に当接する面に意図しない傾斜姿勢となり、キャリッジ固定力（圧力）に対して十分な当接面積が確保できない可能性がある。
【００７２】
また、逆に隙間が小さい場合には、治具が押切り構成の場合等、Z方向基準部品１１０を押しきれず、Z方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材の内径に引っ掛かった状態となる可能性がある。
【００７３】
その場合には、あたかもZ方向基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３に突き当たったかのように判定され、Z方向基準部品１１０の先端位置が規格に対して低い状態で接着される可能性がある。
【００７４】
上述の場合の状態で接着されたものは、Z方向基準部品１１０を再調整することは不可能であり、本発明によるZ方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材１０９と一緒に別な個体と交換して、再度調整する。
【００７５】
また、図６のようなZ方向基準部品１１１が外周に雄ネジ構造を持つ円柱状、すなわちスクリューネジ状の場合には、雄ネジあるいは雌ネジにバリなどがある場合など、調整中に噛みこみ、調整不能となる可能性がある。
【００７６】
この場合、調整不能となったZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材１１２と一緒に別な個体と交換して、再度調整する。
【００７７】
本発明を適用した具体例として、実施例２おける図６の構成を適用した長尺様式のヘッド形態を図９に模式図として示す。
【００７８】
図９のインクジェットヘッドユニットは、プリンタ本体に取り付ける姿勢を示しており、インク吐出方向は記録媒体に対して垂直であり、一般的には重力の作用方向と同一で鉛直方向である。
【００７９】
同インクジェットヘッドユニットは、所定数の記録素子基板１４１をヘッド本体１０４に所定の相対位置精度および絶対位置精度でマウントしている。
【００８０】
同インクジェットヘッドユニットは、貫通穴１０８にプリンタ本体の締結雄ネジ１０７（不図示）を通して固定ナット１０６（不図示）でもって固定される構成である。
【００８１】
紙などの記録媒体（不図示）への画像形成において重要なインク液滴の着弾精度に大きく関係するのは、記録媒体と記録素子基板１４１との距離（以下、紙間距離と称する）およびインク液滴の吐出角度である。左記の紙間距離および吐出角度は、プリンタのキャリッジ基準面（不図示）に当接するＺ方向基準部品１１１の調整された先端位置により管理される。
【００８２】
Ｚ方向基準部品１１１は、雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材１１２を介して、ヘッド本体１０４に取り付けられている。
【００８３】
図９のヘッドは、Ｘ方向のヘッドユニットの傾きを制御するためにヘッドユニットの片側に2個のＸ方向基準部品１１１を配置しており、それを長手方向の両端に配置することでＹ方向のヘッドユニットの傾きおよび紙間距離を一様に保つ構成である。
【００８４】
従って、Ｚ方向基準部品１１１の位置調整は非常に重要であり、ヘッドユニットの長尺化が進めば要求精度およびその重要性は増す。
【００８５】
一般的には記録素子基板１４１のマウントや電気実装などの工程が完了した後、全てのＺ方向基準部品１１１の先端位置が許容規格に入るように位置調整を行い、接着固定する。
【００８６】
しかし、例えばＺ方向基準部品１１１の位置調整および接着固定を作業者が手作業にて行う工程設定の場合等、許容規格内に入らない場合がある。
【００８７】
このような場合、規格外のＺ方向基準部品１１１を支持するブッシュ部材１１２を取り外して新たなＺ方向基準部品１１１とブッシュ部材１１２に交換することで、再度のＺ方向基準部品１１１の位置調整が可能となる。
【００８８】
すなわち、Ｚ方向基準部品１１１の先端位置が規格外となり廃棄されるヘッドが発生する可能性が大きく低下し、すなわち不良品コストの抑制が可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 雄ネジ構造と座面を持つZ方向基準
１０１ 雌ネジ構造領域
１０２ 雄ネジ構造を持つZ方向基準
１０３ 雄ネジ構造を持つZ方向基準の位置を固定するナット
１０４ ヘッド本体
１０５ Z方向基準の雄ネジ構造に対応する雌ネジ構造
１０６ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定するナット
１０７ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定する締結雄ネジ
１０８ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定する雄ネジ部位を通す貫通穴
１０９ Z方向基準部品１１０を受けるブッシュ構造基盤部品
１１０ Z方向基準部品
１１１ 雄ネジ構造を持つZ方向基準部品
１１２ 雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材
１１３ Z方向基準部品の先端位置を調整する受け治具基準
１１４ 接着剤塗布ノズル
１１５ Z基準部品先端調整受け治具ベース部
１２１ プリンタ本体のZ基準突き当て面
１３１ Z方向寸法を加工調整するエンドミル
１４１ 記録素子基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するインクジェットデバイスを搭載したヘッドユニットの位置決め基準の構成および同基準を用いたインクジェットヘッドユニットの製造方法に関わる発明である。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、インクジェットヘッドユニットが耐久寿命を迎えた場合などに該ヘッドユニットをプリンタ本体から容易に着脱して交換可能な構成であるヘッド交換型のものがある。
【０００３】
上記のインクジェットプリンタにおいて高精細な画像を形成する重要な項目の一つとして、紙などの記録媒体に対するインク液滴の着弾精度がある。
【０００４】
上記交換型インクジェットヘッド方式を用いたインクジェットプリンタにおいては、上述の着弾精度の観点から、交換する該ヘッドユニットはプリンタ本体内のヘッドを搭載するキャリッジに対して高い位置決め精度が求められる。
【０００５】
従って、該ヘッドユニットは上記のキャリッジのXYZの各軸に対する基準面に対して、ヘッドユニット側の対応する基準面を突き当てて、要求される位置決め精度を満足する構成が一般的である。
【０００６】
特にインク液滴の着弾精度に関係する項目の1つである、記録媒体とインク吐出口との距離に大きく関与するインクジェットヘッドユニットの記録媒体に対して垂直な方向（以下、この方向をZ軸方向と称する）の位置決め精度は、画質に大きく関与するため非常に重要である。
【０００７】
このようなZ軸方向の位置決め構造として、特許文献１ではヘッドユニット本体と一体となった突起形状を設ける構成を提案している。
【０００８】
また、印字の高速化の要求に対して、ヘッドユニット本体部材に複数のインク吐出デバイスを所定の位置関係で配置して、ヘッドユニットとして長尺化した形式のものがある。
【０００９】
上記の長尺化したヘッドユニットは、記録媒体とインク吐出口面との距離関係において、ベース部品の反り、あるいは組付け部品の精度バラツキの積み上げの影響を受け易い。
【００１０】
従って長尺化ヘッドユニットは、同ヘッドユニットを該キャリッジに搭載して位置決めした際に、複数のインク吐出デバイスによって構成されるインク吐出面全域で記録媒体とインク吐出口との距離を所定の規格にいれることが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平07-156507号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
高速化を図ったインクジェットヘッドなどでは、ヘッドユニット本体に複数のインク吐出デバイスを所定の位置関係で配置して、ヘッドユニットとして長尺化した形式のものがある。
【００１３】
上記のヘッドユニットの長尺化は複数のインク吐出デバイスを搭載することからや部品の大型化および部品点数の増加など、製造コストが高くなる傾向がある。
【００１４】
従って、不良品が発生した場合の損失額が大きくなりやすい。
【００１５】
長尺化した交換型ヘッドユニットの場合、ヘッドユニットのＺ基準位置を規格内に入れることが出来なければ、同様に大きな不良品コストが発生することになる。
【００１６】
しかしながら、特許文献１はヘッドユニット本体に基準となる突起形状を設けることを提案しているが、該突起形状はヘッドユニットの部材と一体であるため、該突起形状の高さが規格から外れた場合に不良品コストが発生することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該構造を有するインクジェットヘッドユニットにおける該基準部位のZ方向の寸法を調整することを特徴とするインクジェットヘッドユニットの製造方法を提案した。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、Z方向基準の位置寸法の調整を可能とした。
【００１９】
加えて該Z方向基準が調整したにも関わらず規格内に入らなかった場合に、Z方向基準そのものを容易に交換可能とした。
【００２０】
従って安定的な品質でインクジェットヘッドユニットを製造することができ、かつ不良削減による製造コスト削減を可能とする効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のインクジェットヘッドユニットのZ方向基準突き当て部位を示す模式断面図である。
【図２】本発明のZ方向基準のZ寸法を機械加工により調整する模式断面図である。
【図３】本発明のZ方向基準部材の別例を示す模式断面図である。
【図４】本発明を適用した実施例１における製造方法の概略工程フローである。
【図５】Z方向高さ調整機構を有するブッシュ構造のZ方向基準の一例を示す模式断面図である。
【図６】Z方向高さ調整機構にネジ構造を適用したブッシュ構造のZ方向基準の一例を示す模式断面図である。
【図７】図5におけるZ基準の先端位置を調整する1例を示す模式断面図である。
【図８】本発明を適用した実施例２における製造方法の概略工程フローである。
【図９】本発明の実施例２の形態を適用したインクジェットヘッドユニットの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施例１］
本実施例では、ヘッド交換が可能なインクジェットプリンタにおける、交換ヘッドユニットのインク吐出面が記録媒体に対して垂直な方向（以下、この方向をZ軸方向と称する）に対する基準部位の構成について述べる。
【００２３】
図１は本発明を適用した基本的な構成を示す。
【００２４】
ヘッドユニットは、プリンタ本体の基準面１２１に対して、Z方向の位置決めを行うZ方向基準１００を突き当てて、記録媒体（不図示）に対する距離やヘッド本体の記録媒体に対する傾きなどを制御する構成である。
【００２５】
Z方向基準１００は雄ネジ部位領域１０１と座面を有して、ヘッド本体１０４の雌ネジ部位１０５に対して規定トルクで固定されている。ヘッドユニットはキャリッジから突き出た締結雄ネジ１０７と固定ナット１０６を用いて、キャリッジのZ方向基準面にヘッドユニットのZ方向基準１００を突き当てた状態で固定される。
【００２６】
Z方向基準１００はヘッドユニットの設計に応じて、通常複数個配置される。
【００２７】
同Z方向基準１００はある一定の公差をもつ部品であり、複数個をヘッドユニット本体に固定した際には、取り付けた全てのZ方向基準１００の高さ寸法が許容寸法公差内に入らない可能性が想定される。
【００２８】
ある任意のZ方向基準１００が他のZ方向基準１００に対して高い場合には、例えば図２の模式断面図に示すフライスなどの回転刃１３１を用いる機械加工などで対応することで全てのZ方向基準１００の高さを許容規格公差の範囲内に調整することが可能である。
【００２９】
本発明の構成では、先にのべた機械加工によるZ方向基準１００の高さ調整に失敗した場合には、Z方向基準１００そのものをヘッドユニットから取り外して交換することで、再度の調整が可能である。
【００３０】
上記の機械加工による高さ調整に失敗する例としては、
・加工条件の不適合や加工装置の性能に起因する、面粗さや面の傾斜など面精度の不十分。
・加工者のミスによる、バリなどの加工痕の発生。
がある。
【００３１】
また、逆に任意のZ方向基準１００が許容公差に対して低い場合には、許容公差を満足できないZ方向基準１００を取り外して交換することが可能である。
【００３２】
すなわち本実施例でのべたごとく、Z方向基準１００をヘッドユニット本体と別な部品とすることで、Z方向基準１００の調整工程を容易とすることが可能である。
【００３３】
特に、印字幅が長い長尺化されたヘッドユニット等においては、複数のZ方向基準１００を配置することが想定されるとともに、またヘッドユニット自身の反りなどによるZ方向基準の高さへの影響を取り除くことも容易となる。
【００３４】
Z方向基準１００の高さ調整加工は、図２のような切削機械加工に限定するものではなく、例えばレーザーによる切断などの加工も含む。
【００３５】
図１では、Z基準部材はY方向の片側に１個が配置されている構成であるが、個数や配置は本実施例に限定するものではない。ヘッドの形態によってZ基準部位の配置や個数は適宜設計的に選択されて適用可能である。
【００３６】
図３はZ方向基準の構成に関する別形態を示す。Z方向基準１０２は座面を持たない雄ネジを外周に配置した円柱状をしており、Z方向の高さはヘッド本体との雌ネジで調整できる。
【００３７】
位置調整が終了した後の固定は、固定ナット１０３を用いて行うことが可能である。
【００３８】
またZ方向基準１０２においてZ方向の規格を満足できない場合、同Z方向基準１０２を別な個体と交換することで容易に改善可能である。
【００３９】
Z方向基準１０２においてZ方向の規格を満足できない場合の例として、キャリッジ基準面との当接する面に加工痕が残っているなど、面精度規格を満足していない場合である。
【００４０】
本実施例におけるヘッドユニットおよび、Z方向基準は上記説明の機能を満足するものであれば、材質は特に問わない。
【００４１】
すなわち、金属類はもとより、エンジニアリングプラスティック、セラミックや左記の材質の複合的組み合わせも可能である。
【００４２】
本発明のZ方向基準をヘッドユニットに組付ける加工フローを図４に示す。
【００４３】
同フロー図におけるZ方向基準に対する追加工などの位置調整後に規格を満足しないケースの１例として、図２のエンドミルを使用する場合には次のような場合がある。
【００４４】
Z方向基準１００を切削加工中にヘッド本体１０４が反ったり微振動したりして、加工後に装置から取り出すと、所定の加工量を実現できていない、あるいは基準面と当接する面の面精度が損なわれているなどがある。
【００４５】
また、装置のバックラッシなど装置の加工性能によって同様のケースが発生する場合もある。
［実施例２］
図５および図６は、本発明を適用した実施例１に対する別例であり、Z方向基準を２部材化してヘッドユニットに対してネジで固定可能なZ方向基準部材に高さ調整機能を持たせた構成を示す模式断面図である。
【００４６】
図５は、Z方向基準は、雄ネジにてヘッドユニットの雌ネジに固定されるブッシュ構造の基盤部品１０９と、ブッシュ構造の中空部部分に嵌合されるZ方向基準位置を決めるZ方向基準部品１１０から構成される。
【００４７】
Z方向基準部品１１０は、Z位置調整後にブッシュ構造基盤部品１０９に接着固定される。
Z方向基準部品１１０の先端位置を調整する製法の一例を図７に示す。
【００４８】
図７では、Z方向基準を鉛直下向けになるようにヘッドユニット全体を上向きにする。
【００４９】
ブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部からZ方向基準部品１１０の後端をピン状の治具で押して（不図示）、ヘッドユニットに設けられている全てのZ方向基準部品１１０の先端を、Z基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３に突き当てる。
【００５０】
Z基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３の数や配置は、Z方向基準の数と配置に対応しており、Z基準部品先端調整受け治具ベース部１１５に固定されている。
【００５１】
その後、同姿勢で、図７に示すようにブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部から所定の接着剤を注入して、Z方向基準部品１１０をブッシュ構造基盤部品１０９に接着固定する。
【００５２】
長尺化ヘッドの場合、そのサイズから本体キャリッジに固定する力も大きくなる傾向がある。
【００５３】
従って、長尺ヘッドのZ方向基準部品１１０の材質は機械強度や靭性などにおいて有利な金属が選択されることが多い。
【００５４】
使用する接着剤は、ヘッドユニット自身あるいは構成部品の熱などによる寸法変化を抑制防止する観点や接着強度の観点が重要である。
【００５５】
従って、Z方向基準位置調整部品１１０およびブッシュ構造基盤部品１０９共に材質を金属として嫌気性接着剤を用いることが、加熱硬化による熱膨張や歪みの発生などの弊害発生の可能性が少なく好ましい。
【００５６】
しかし、ヘッドユニットの要求精度やヘッドを構成する材質による制約などから、以下に述べる接着剤も使用可能である。
【００５７】
接着剤が熱硬化の場合には、図７に示すようにブッシュ構造基盤部品１０９の中空開口部から所定量の熱硬化性接着剤を注入して受け治具にヘッドユニットを載せたまま、バッチオーブンなどで所定の温度と時間で加熱硬化させる方法がある。
【００５８】
加熱硬化の場合には、加熱によるヘッドユニットの部品の熱膨張や変形などを考慮して接着剤の選択および加熱条件の検討が必要である。
【００５９】
また２液硬化性の接着剤を使用する場合には接着剤を充填後、所定の時間滞留させる必要がある。
【００６０】
なお、Z方向基準部品１１０の材質はキャリッジへの固定力や加工性などの観点から選択されるものであり、必ずしも金属である必要はない。
【００６１】
例えばエンジニリングプラスティックやセラミックなども設計条件によっては使用可能である。
【００６２】
この場合、当然ではあるが接着剤や接着方法の最適化も必要であることは言うまでも無い。
【００６３】
また図６に示す雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の位置出しは、ブッシュ構造基盤部品１１２の中空開口部からビットを差し込み、同Z方向基準部品１１１を回転させて位置調整するものである。
【００６４】
位置を決める手法としては、
・図７の受け治具基準１１２と同様の機能を有する基準面に突き当てるまで回転させる。
・画像認識装置によってZ方向基準部品１１１の先端が所定の位置にあることを検知する。
などの方法がある。
【００６５】
また、雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１においても実施例２におけるZ方向基準部品１１０と同様に固定する必要があり、その方式は接着が好ましい。
【００６６】
固定方法の別な例としては雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の側面からセットビスを突き当てる方法がある。しかしこの方法の場合、セットビスによる押し圧によって雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１がネジのガタ分動く可能性がある。
【００６７】
すなわち、位置調整した雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１の先端位置がずれる可能性があり、このような機械的固定方法は位置決め精度の確実性において劣る。
【００６８】
よって、Z方向基準部品１１１の固定も接着が好ましく、また接着剤の選定は先に述べたZ方向基準部品１１１が嵌合形態である場合と同様である。
【００６９】
本実施例２における加工フローを図８に示す。
【００７０】
同フロー図におけるZ方向基準部品１１１の位置調整を行い接着した後に、規格を満足しないケースについて述べる。図５のような嵌合構成の場合、Z方向基準部品１１０の直径とZ方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材の中空内径の組み合わせによる隙間が大きくなった場合、Z方向基準部品１１０の傾き量は大きくなる傾向がある。
【００７１】
すなわち、Z方向基準部品１１０はキャリッジ基準面に当接する面に意図しない傾斜姿勢となり、キャリッジ固定力（圧力）に対して十分な当接面積が確保できない可能性がある。
【００７２】
また、逆に隙間が小さい場合には、治具が押切り構成の場合等、Z方向基準部品１１０を押しきれず、Z方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材の内径に引っ掛かった状態となる可能性がある。
【００７３】
その場合には、あたかもZ方向基準部品の先端位置を調整する受け治具基準１１３に突き当たったかのように判定され、Z方向基準部品１１０の先端位置が規格に対して低い状態で接着される可能性がある。
【００７４】
上述の場合の状態で接着されたものは、Z方向基準部品１１０を再調整することは不可能であり、本発明によるZ方向基準部品１１０を受けるブッシュ部材１０９と一緒に別な個体と交換して、再度調整する。
【００７５】
また、図６のようなZ方向基準部品１１１が外周に雄ネジ構造を持つ円柱状、すなわちスクリューネジ状の場合には、雄ネジあるいは雌ネジにバリなどがある場合など、調整中に噛みこみ、調整不能となる可能性がある。
【００７６】
この場合、調整不能となったZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材１１２と一緒に別な個体と交換して、再度調整する。
【００７７】
本発明を適用した具体例として、実施例２おける図６の構成を適用した長尺様式のヘッド形態を図９に模式図として示す。
【００７８】
図９のインクジェットヘッドユニットは、プリンタ本体に取り付ける姿勢を示しており、インク吐出方向は記録媒体に対して垂直であり、一般的には重力の作用方向と同一で鉛直方向である。
【００７９】
同インクジェットヘッドユニットは、所定数の記録素子基板１４１をヘッド本体１０４に所定の相対位置精度および絶対位置精度でマウントしている。
【００８０】
同インクジェットヘッドユニットは、貫通穴１０８にプリンタ本体の締結雄ネジ１０７（不図示）を通して固定ナット１０６（不図示）でもって固定される構成である。
【００８１】
紙などの記録媒体（不図示）への画像形成において重要なインク液滴の着弾精度に大きく関係するのは、記録媒体と記録素子基板１４１との距離（以下、紙間距離と称する）およびインク液滴の吐出角度である。左記の紙間距離および吐出角度は、プリンタのキャリッジ基準面（不図示）に当接するＺ方向基準部品１１１の調整された先端位置により管理される。
【００８２】
Ｚ方向基準部品１１１は、雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材１１２を介して、ヘッド本体１０４に取り付けられている。
【００８３】
図９のヘッドは、Ｘ方向のヘッドユニットの傾きを制御するためにヘッドユニットの片側に2個のＸ方向基準部品１１１を配置しており、それを長手方向の両端に配置することでＹ方向のヘッドユニットの傾きおよび紙間距離を一様に保つ構成である。
【００８４】
従って、Ｚ方向基準部品１１１の位置調整は非常に重要であり、ヘッドユニットの長尺化が進めば要求精度およびその重要性は増す。
【００８５】
一般的には記録素子基板１４１のマウントや電気実装などの工程が完了した後、全てのＺ方向基準部品１１１の先端位置が許容規格に入るように位置調整を行い、接着固定する。
【００８６】
しかし、例えばＺ方向基準部品１１１の位置調整および接着固定を作業者が手作業にて行う工程設定の場合等、許容規格内に入らない場合がある。
【００８７】
このような場合、規格外のＺ方向基準部品１１１を支持するブッシュ部材１１２を取り外して新たなＺ方向基準部品１１１とブッシュ部材１１２に交換することで、再度のＺ方向基準部品１１１の位置調整が可能となる。
【００８８】
すなわち、Ｚ方向基準部品１１１の先端位置が規格外となり廃棄されるヘッドが発生する可能性が大きく低下し、すなわち不良品コストの抑制が可能となる。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 雄ネジ構造と座面を持つZ方向基準
１０１ 雌ネジ構造領域
１０２ 雄ネジ構造を持つZ方向基準
１０３ 雄ネジ構造を持つZ方向基準の位置を固定するナット
１０４ ヘッド本体
１０５ Z方向基準の雄ネジ構造に対応する雌ネジ構造
１０６ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定するナット
１０７ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定する締結雄ネジ
１０８ ヘッドユニットをプリンタ本体に固定する雄ネジ部位を通す貫通穴
１０９ Z方向基準部品１１０を受けるブッシュ構造基盤部品
１１０ Z方向基準部品
１１１ 雄ネジ構造を持つZ方向基準部品
１１２ 雄ネジ構造を持つZ方向基準部品１１１を受けるブッシュ部材
１１３ Z方向基準部品の先端位置を調整する受け治具基準
１１４ 接着剤塗布ノズル
１１５ Z基準部品先端調整受け治具ベース部
１２１ プリンタ本体のZ基準突き当て面
１３１ Z方向寸法を加工調整するエンドミル
１４１ 記録素子基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該構造を有するインクジェットヘッドユニットにおける該基準部位のZ方向の寸法を調整することを特徴とするインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項２】
該Z基準部位のZ方向の寸法調整を、該基準部位を該ヘッドユニット本体に固定した後、追加工を行うことで所定の寸法値に調整することを特徴とする請求項１におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項３】
該Z基準部位はブッシュ形状の基盤部位と、該ブッシュ形状の基盤部位の中空部分に挿入するZ寸法調整部材の２つの要素から構成され、該Z寸法調整部材が基盤部位から飛び出した量を調整することでZ方向の寸法を調整して該Z寸法調整部材を該基盤部位に固定することを特徴とする請求項１におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項４】
該Z寸法調整部材は、該ブッシュ部の中空部分に対して嵌合構成であり、位置調整後の該Z寸法調整部材の固定は接着剤を用いて行うことを特徴とする請求項３におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項５】
該Z寸法調整部材および該基盤部位は共に金属であり、両者を固定する接着剤は嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項４におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項６】
該Z寸法調整部材は雄ネジ部を有し、該ブッシュ部の中空部分に設けられた雌ネジ部とで位置調整を行い、固定は接着剤を用いて行うことを特徴とする請求項３におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項７】
雄ネジ部を有する該Z寸法調整部材と雌ネジ部を有する該ブッシュ部は共に金属製であり、両者を固定する接着剤は嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項６におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項８】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該基準部位は雄ネジ部と一体となった座面部を有する一体構造であることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項９】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該Z基準部位は、該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、外周に雄ネジ構造および座面形状を有しているブッシュ形状の基盤部位と、該ブッシュ形状の中空部分に挿入するZ寸法調整部材の２つの要素から構成され、該Z寸法調整部材を該基盤部位に接着固定することを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項１】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該構造を有するインクジェットヘッドユニットにおける該基準部位のZ方向の寸法を調整することを特徴とするインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項２】
該Z基準部位のZ方向の寸法調整を、該基準部位を該ヘッドユニット本体に固定した後、追加工を行うことで所定の寸法値に調整することを特徴とする請求項１におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項３】
該Z基準部位はブッシュ形状の基盤部位と、該ブッシュ形状の基盤部位の中空部分に挿入するZ寸法調整部材の２つの要素から構成され、該Z寸法調整部材が基盤部位から飛び出した量を調整することでZ方向の寸法を調整して該Z寸法調整部材を該基盤部位に固定することを特徴とする請求項１におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項４】
該Z寸法調整部材は、該ブッシュ部の中空部分に対して嵌合構成であり、位置調整後の該Z寸法調整部材の固定は接着剤を用いて行うことを特徴とする請求項３におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項５】
該Z寸法調整部材および該基盤部位は共に金属であり、両者を固定する接着剤は嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項４におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項６】
該Z寸法調整部材は雄ネジ部を有し、該ブッシュ部の中空部分に設けられた雌ネジ部とで位置調整を行い、固定は接着剤を用いて行うことを特徴とする請求項３におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項７】
雄ネジ部を有する該Z寸法調整部材と雌ネジ部を有する該ブッシュ部は共に金属製であり、両者を固定する接着剤は嫌気性接着剤であることを特徴とする請求項６におけるインクジェットヘッドユニットの製造方法。
【請求項８】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該基準部位は雄ネジ形状を有して該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、該基準部位は雄ネジ部と一体となった座面部を有する一体構造であることを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【請求項９】
プリンタ本体に着脱交換可能なインクジェットヘッドユニットであって、プリンタ本体のキャリッジのZ方向基準面に突き当てるヘッドユニットのZ基準部位において、
該Z基準部位は、該ヘッドユニット本体の雌ネジ部に締結される別部品であって、外周に雄ネジ構造および座面形状を有しているブッシュ形状の基盤部位と、該ブッシュ形状の中空部分に挿入するZ寸法調整部材の２つの要素から構成され、該Z寸法調整部材を該基盤部位に接着固定することを特徴とするインクジェットヘッドユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４０２１５（Ｐ２０１２−２４０２１５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０８９８７（Ｐ２０１１−１０８９８７）
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１６日（２０１１．５．１６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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