インクジェット装置
【課題】インクジェット装置を印刷機に調整ピンとの加圧接触により位置調整可能に印刷機に位置決め固定するためのヘッド取り付け部材について、靭性を損なうことなく調整ピンとの加圧接触による圧痕、摩耗を減らし、初期位置の再現性を可能とする。
【解決手段】マルテンサイト系ステンレス材のヘッド取り付け部材３０は、一端部３０Ａの端面３０ａに形成した窪み部３３と他端部３０Ｂの一側面３４の硬度を高周波焼入れにより高くし、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２のテーパ軸部と、窪み部３３と一側面３４を接触させ、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２の回転に伴う螺進により、Ｘ軸方向とＺ軸回りの位置調整を行う。
【解決手段】マルテンサイト系ステンレス材のヘッド取り付け部材３０は、一端部３０Ａの端面３０ａに形成した窪み部３３と他端部３０Ｂの一側面３４の硬度を高周波焼入れにより高くし、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２のテーパ軸部と、窪み部３３と一側面３４を接触させ、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２の回転に伴う螺進により、Ｘ軸方向とＺ軸回りの位置調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェット装置をインクジェット記録装置等の印刷機に取り付ける取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置等の印刷機には、インクジェットヘッドを有するインクジェット装置が位置調整可能に取り付けられている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置等の印刷機において、例えば主走査方向には、同色のインクジェット装置が千鳥状に複数配置され、フルカラー印字のためには副走査方向に複数色分のインクジェット装置列が配置されている。
【０００４】
インクジェット装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを取り付けるヘッド取り付け部材と、前記インクジェットヘッドの周囲を取り囲む外装部材とを有し、前記外装部材から外方に突出した前記ヘッド取り付け部材の一部が印刷機側のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる。
【０００５】
インクジェットヘッドは、ノズルプレートに複数のノズルが一定間隔で一列に配置され、前記各ノズルに対応して連通する圧力室からのインクが印字用紙に向けて吐出する。
【０００６】
インクジェット装置を印刷機に固定するには、６つの自由度を無くすことが必要である。インクジェット装置が印字用紙と相対的に移動する移動方向を副走査方向、前記副走査方向と直交する方向を主走査方向とすると、互いに直交する主走査方向の軸線（Ｘ軸）と副走査方向の軸線（Ｙ軸）と、主走査方向及び副走査方向と互いに直交するインク吐出方向の軸線（Ｚ軸）とすると、前記６つの自由度は、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向、前記Ｘ軸回り（θｘ）、前記Ｙ軸回り（θｙ）、前記Ｚ軸回り（θｚ）である。
【０００７】
このような６つの自由度の中で、例えばＺ軸方向、Ｙ軸方向、前記Ｙ軸回り（θｙ）と前記Ｘ軸回り（θｘ）とはインクジェットヘッドを前記ヘッド取り付け部材に取り付ける際に調整され、インクジェット装置の主走査方向における位置調整であるＸ軸方向の位置調整と、ノズル列を主走査方向と平行に調整するＺ軸回り（θｚ）はインクジェット装置を印刷機のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる（特許文献１）。
【０００８】
このような位置調整機構としては、印刷機側の雌ねじ部にねじ込んだ調整ピンを回すことにより、調整ピンのピン端が直接ヘッド取り付け部材の側端面に当接する構造、あるいはくさび作用を利用して調整ピンの軸部をヘッド取り付け部材に接触させる構造等が提案されている。そして、これらの位置調整構造において、位置調整方向と反対方向に付勢力が作用するように、ヘッド取り付け部材にヘッド保持ばねが当接し、ヘッド取り付け部材が調整位置に固定される。
【０００９】
また、位置調整を繰り返し行うと、例えば同列に配置されている同色の他のインクジェットヘッド同士の位置関係が不明確となり、同列の全てのインクジェットヘッドを一旦初期位置に戻す調整を可能とするために、例えば調整ピンに設けたマークをインクジェット記録装置等の印刷機側に設けた初期値指標に合わせるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０９０４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記位置調整機構により前記ヘッド取り付け部材を移動させる際、前記調整ピンは前記ヘッド保持ばねのばね力に抗してヘッド取り付け部材と当接および接触するため、ヘッド取り付け部材側に調整ピンの先端との当接により圧痕が生じ、また調整ピンの軸部との摩擦接触により摩耗等が生じることがある。
【００１２】
このような圧痕や摩耗が繰り返しの調整で生じると、調整ピンの繰り出し量とヘッド取り付け部材の位置、すなわちインクジェットヘッドの位置が初期位置に対してずれることになる。
【００１３】
このため、千鳥状に配置した同色のインクジェット装置の初期位置にずれが生じ、その後の位置調整において、個々のインクジェット装置自体の位置調整が行えても同列に配置した同色の複数のインクジェット装置相互の位置調整ができない場合が生じる。
【００１４】
このため、ヘッド取り付け部材の材質を金属とし、熱処理（焼入れ）を行うことで取り付け部の硬度を上げ、圧痕や摩耗性の改善を図ることが考えられる。しかし、精度を確保した加工済みのヘッド取り付け部材を熱処理すると、変形が発生して製品不良を招くことが考えられる。そこで、ヘッド取り付け部材用の金属材を熱処理した後に、切削や孔開け等の所定の加工を施すことで高精度のヘッド取り付け部材を提供可能であるが、難加工材となっているため、加工が難しく、高コスト化を招く。また、高硬度化の熱処理によって、取り付け部材の靭性が低下しているので、衝撃に弱いという欠点も含んでしまうため、取り付け時の圧痕、摩耗の発生防止のためにはこのような熱処理は現実的ではないので、実際には行われていないのが現状である。
【００１５】
本発明の目的は、このような観点に鑑みなされたもので、ヘッド取り付け部材の靭性を損なうことなく調整ピンとの加圧接触、当接による圧痕、摩耗を減らし、初期位置の再現性を可能とするインクジェット装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するインクジェット装置は、図３の実施形態によれば、マルテンサイト系ステンレス材のヘッド取り付け部材３０は、一端部３０Ａの端面３０ａに形成した窪み部３３と他端部３０Ｂの一側面３４の硬度を高周波焼入れにより高くし、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２のテーパ軸部と、窪み部３３と一側面３４を接触させ、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２の回転に伴う螺進により、Ｘ軸方向とＺ軸回りの位置調整を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるインクジェット装置の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示すインクジェット装置の６自由度を示す斜視図。
【図３】図１に示すインクジェット装置の位置調整方向を示す上面図、及び正面図。
【図４】図１のインクジェット装置に設けたヘッド取り付け部材の斜視図。
【図５】本発明によるインクジェット装置の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図６】（ａ）は図５のインクジェット装置に設けたヘッド取り付け部材の斜視図、（ｂ）は（ａ）のヘッド取り付け部材を下面側から見た分解斜視図である。
【図７】図５に示すインクジェット装置の位置調整方向を示す上面図。
【図８】図５に示すインクジェット装置の他の位置調整方向を示す上面図。
【図９】図５に示す第２実施形態の変形例を示すヘッド取り付け部材の斜視図。
【図１０】図９に示すヘッド取り付け部材を千鳥状に合計５台配置した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１実施形態
図１から図４は本発明の第１実施形態を示す。
【００１９】
インクジェット装置１は、インクジェットヘッド１０と、インクジェットヘッド１０を位置調整可能に取り付けるヘッド取り付け部材３０と、ヘッド取り付け部材３０にビス等で取り付けられる外装部材をなす対向する一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂを有する。
【００２０】
ヘッド取り付け部材３０に一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂを取り付けた状態で、一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの上部には上部開口５０Ｃが形成され、下部には下部開口５０Ｄが形成される。インクジェット装置１は、図２に示すように、主走査方向をＸ軸方向、副走査方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とすると、インクジェットヘッド１０はヘッド取り付け部材３０に対し、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸回り（θｘ）、Ｙ軸回り(θｙ)を位置決めして固定される。
【００２１】
ヘッド取り付け部材３０は不図示のインクジェット記録装置のホルダー部（不図示）に対しＸ軸方向およびＺ軸回り（θｚ）について位置調整機構により位置調整可能に取り付けられている。
【００２２】
インクジェット装置１は、さらに、上部開口５０Ｃを塞ぐ外装部材をなし、一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの上端面にビス等で取り付けられるトップカバー５１を有する。
【００２３】
インクジェット装置１は、さらに、下部開口５０Ｄに対向して、インクジェットヘッド１０のインク吐出面側を覆う略直方体状のマスクプレート５２を有しており、マスクプレート５２の開口端面と一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの下端開口端面との間に、シール部材５３を設けている。
【００２４】
本実施形態のインクジェットヘッド１０は、インク循環方式とし、図３に示すように、基板１１の下面には、紙面の表裏方向を長手方向とする圧電部材からなる２列のアクチュエータ列（不図示）を並設し、前記各アクチュエータ列の長手方向と直交する短手方向には、長手方向に沿って一定間隔で複数の溝部（不図示）を形成し、前記各溝部を圧力室としている。前記各溝部の内周面には電極（不図示）が形成され、これらの電極は基板１１の表面に形成した配線パターン（不図示）を介して、基板１１の短手方向両側（図１では片側のみ図示）に配置したフレキシブル回路基板１３に接続している。これらのフレキシブル回路基板は上方に向けて配置されている。
【００２５】
基板１１の下面側の周囲には枠部材（不図示）が配置され、前記枠部材にノズルプレート（不図示）を接着剤により固定している。前記ノズルプレートには、前記各圧力室に対応してノズル（不図示）が形成されている。
【００２６】
また、インクジェットヘッド１０は、基板１１の上面側にインク供給管２０とインク排出管２１とが上方に向けて立設している。平板状に形成したヘッド取り付け部材３０には、インク供給管２０とインク排出管２１が挿通される第１挿通孔３１と第２挿通孔３２が形成されている。
【００２７】
第１挿通孔３１に挿通されるインク供給管２０と、第２挿通孔３２に挿通されるインク排出管２１は、前記Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸回り（θｘ）、Ｙ軸回り(θｙ)を位置決めして例えば接着剤により第１挿通孔３１と第２挿通孔３２に固定される。その際、前記ノズルプレートとヘッド取り付け部材３０とのＹ軸方向における距離Ｌ２が位置決めされる。Ｚ軸方向の位置調整によりインクジェット１０の前記ノズルプレートとヘッド取り付け部材との距離Ｌ２を調整することにより、ヘッド取り付け部３０を印刷機の前記ホルダー部に取り付けると、前記ホルダー部と印刷用紙を搬送する用紙搬送面Ｐとの距離Ｌ１が決まっているので、前記ノズルプレートと前記用紙搬送面Ｐとの距離が所定の距離に位置決めされる。
【００２８】
なお、インク供給管２０の上端部およびインク排出管２１の上端部はそれぞれ連結管２２，２３に連結され、これら連結管２２，２３を介して、不図示のインク供給部とインクジェットヘッド１０との間でインクを循環させる。
【００２９】
ヘッド取り付け部材３０は、Ｘ軸方向に延びる細長い平板形状に形成されている。ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａにおいて、Ｘ軸方向の端面３０ａには、Ｘ軸方向位置調整用の弧状の窪み部３３を形成している。また、ヘッド取り付け部材３０の他端部３０Ｂにおいて、Ｙ軸方向の一側面３０ｂには、Ｘ軸方向に平行な側端面に形成したガイド部３４を形成している。なお、ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａおよび他端部３０Ｂは、サイドカバー５０Ａ，５0Ｂの外側に位置している。
【００３０】
インクジェット装置１は、ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａと他端部３０Ｂを印刷機の不図示のホルダーに載置した状態で、位置調整機構をなす第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２と加圧部材４３の加圧力Ｆにより位置決め保持される。第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２は、テーパ軸に形成された軸部４４ａの下部におねじ部４４ｂが形成され、印刷機側に設けたナット部４５におねじ部４４ｂがねじ込まれている。加圧部材４３としては、板ばね、コイルスプリング等のばね部材、あるいはゴム等の弾性部材を直接ヘッド取り付け部材３０に当接させる構成、さらにはこれらばね部材あるいは弾性部材の加圧力を当接部材を介してヘッド取り付け部材３０に当接する構成等が例示できる。
【００３１】
図３に示すように、第１の調整ピン４１は、窪み部３３に軸部４４ａが当接するように設けたナット部４５にねじ込まれ、第２の調整ピン４２はガイド部３４に軸部４４ａが当接するように設けたナット部４５にねじ込まれる。また、加圧部材４３はヘッド取り付け部材３０の他端部３０Ｂにおいて、Ｙ軸方向の他側面３０ｃ側で、Ｙ軸に対して角度θ１（＜０°θ１＜９０°）の端面に加圧力Ｆが加わえている。このため、加圧力ＦのＸ軸方向の分力Ｆｘによりヘッド取り付け部材３０を第１の調整ピン４１に向けて加圧保持する。また、加圧力ＦのＹ軸方向の分力Ｆｙにより、ヘッド取り付け部材３０を第２の調整ピン４２に向けて加圧保持する。
【００３２】
本実施形態のヘッド取り付け部材３０は、プレス成形により形成されており、窪み部３３およびガイド部３４の端面はＸ−Ｙ軸平面に対して垂直となっているが、プレス成形後に窪み部３３およびガイド部３４の端面を軸部４４ａのテーパに合わせた面に形成してもよい。
【００３３】
なお、第１の調整ピン４１の軸心を中心として、軸４４ａの外周面と窪み部３３の円弧部の内周面が同心に形成され、窪み部３３が第１の調整ピン４１の軸部４４ａに当接した状態で、第１の調整ピン４１の軸心を中心としてヘッド取り付け部材３０は回転可能である。
【００３４】
第１の調整ピン４１を右回りに回転させると、窪み部３３に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが下方に移動するので、第１の調整ピン４１の軸部４４ａが窪み部３３の内周面（厳密には窪み部３３の上縁）に摩擦接触しながらヘッド取り付け部材３０を前記分力Ｆｘに抗してＸ軸方向の他端部側に向けて移動し、Ｘ軸方向の位置調整が行われる。その際、第２の調整ピン４２の軸部４４ａがヘッド取り付け部材３０のガイド部３４に当接しているので、ヘッド取り付け部材３０は、Ｘ軸方向にガイドされて移動する。また、第１の調整ピン４１を左回りに回転させると、逆に窪み部３３に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが上方に移動するので、窪み部３３の内周面が前記分力Ｆｘにより第１の調整ピン４１の軸部４４ａに押し付けられて摩擦接触しながらＸ軸方向一端部側に向けて移動する。
【００３５】
一方、第２の調整ピン４２を右回りに回転させると、ガイド部３４に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが下方に移動するので、ヘッド取り付け部材３０は、軸部４４ａとガイド部３４が摩擦接触しながら第１の調整ピン４１を中心として、前記分力Ｆｙに抗して反時計回り方向に回転し、Ｚ軸回りの位置調整が行われる。第２の調整ピン４２を左回りに回転させると、ガイド部３４に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが上方に移動するので、ヘッド取り付け部材３０は、軸部４４ａとガイド部３４が摩擦接触しながら第１の調整ピン４１を中心として、前記分力Ｆｙにより時計回り方向に回転し、Ｚ軸回りの位置調整が行われる。
【００３６】
ここで、印刷機の組み立て調整の際に、インクジェット装置１の初期位置を示すマークを例えば第１の調整ピン４１の頭部４４ｃと、印刷機側にそれぞれ設け、両マークが一致する点が初期位置とすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２は、Ｚ軸方向の移動により、軸部４４ａのテーパ面と、窪み部３３の内周面とガイド部３４の端面とを摩擦接触させながらヘッド移動部材３０を移動させているが、これに限定されるものではない。例えば、第１の調整ピン４１、第２の調整ピン４２をねじ軸とし、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に螺進可能とする。そして、第１の調整ピン４１、第２の調整ピン４２の先端面をヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａの端面、ガイド部３４の側端面に当接させるようにしてもよい。この場合にも、ヘッド取り付け部材３０のこれら当接面に圧痕が形成され、これが初期位置の再現不良を生じさせる。
【００３８】
上述のように、インクジェット装置１を印刷機に対して位置調整のために第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２を回転させると、軸部４４ａがヘッド取り付け部材３０の窪み部３３およびガイド部３４と摩擦接触する。そして、摩擦接触が繰り返し行われると、摩擦接触部分が摩耗するため、前記初期位置マークを一致させても、インクジェット装置１は初期位置に位置決めされないことになる。
【００３９】
そこで、本実施形態ではヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａおよび他端部３０Ｂに対し、以下の処理を施している。
【００４０】
本実施形態において、ヘッド取り付け部材３０は、熱処理性と耐食性を考慮して、マルテンサイト系ステンレス（SUS410、SUS420,SUS440等）を使用、例えばＳＵＳ４２０を使用している。また、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２もヘッド取り付け部材３０と同様の金属を使用している。
【００４１】
ここで、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２を回転させるには、摩擦力に打ち勝つ力を第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２に作用させなければならない。そして、位置調整のために第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２に付与されている力により、接触部には接触応力による変形が生じる。この変形により事実上の摩擦係数が更に大きくなり、耐摩耗性に優れた接触面が必要となる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、ヘッド取り付け部材３０の窪み部３３とガイド部３４に高周波焼入れを施し、金属表層のみの硬度を高くしている。なお、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２はそのままとしている。したがって、ヘッド取り付け部材３０は、靭性を損なうことなく窪み部３３およびガイド部３４の圧痕、摩耗を減らしている。なお、本実施形態では窪み部３３とガイド部３４に高周波焼入れを施しているが、例えばヘッド取り付け部３０全体あるいは窪み部３３とガイド部３４以外の他の部分に高周波焼入れを施してもよい。
【００４３】
ここで、上述の接触応力は以下のヘルツの式にて表わされる。
【００４４】
ａ：接触半径、Ｐ：集中荷重、ν：ポアソン比、Ｅ：ヤング率、Ｒ：曲率半径
【００４５】
【数１】
【００４６】
τmax（最大せん断応力）＝０．３１（３Ｐ/２πａ２）
ステンレス鋼は耐蝕性に優れており、加工後に耐蝕性を付与するための表面処理は行われず、なかでもマルテンサイト系ステンレス鋼は焼入れ可能であることから、最適な鋼種の一つである。なお、熱処理過程で粒界腐食と呼ばれる耐蝕性の低下が見られる場合があるが、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）が少量添加された鋼種を用いることで、耐蝕性を安定化できる。
【００４７】
耐摩耗性、耐蝕性を得るために、他の材料に表面処理を施す処理方法として、ＤＬＣコーティングが知られているが、通常２００℃以上の雰囲気で曝されることになり、応力緩和による変形が生じる。また、このＤＬＣコーティング処理にあっては、コーティングされる膜自体の硬度が基材よりも高いため、該膜の剥離が起こりやすく、種々の複合表面改質方法を用いることが必要であったりする。このＤＬＣコーティング処理は、金型、工具等への使用ではその数量、寿命の関係で用いることにメリットを生じるが、ヘッド取り付け部材３０のような部品に対しては、数量、コスト等の点において採用するメリットは少ない。
【００４８】
高周波焼入れは、その周波数により硬化層の深さを制御することが可能であり、焼入れを施すヘッド取り付け部材の形状に対応したコイルの配置、周波数、時間当たりの加熱出力（加熱出力/時間）、冷却条件の設定にて、インクジェット装置１の位置調整のための手段に対応するべく所望の硬化層深さ、硬さを得ることが可能となる。
【００４９】
高周波焼入れによるワークへの電流深度（δ）は、表面からの電流密度が約３７％となる距離として、次式に示す浸透深さが定義される。
【００５０】
δ＝5.03・{ρ/（ｆ・μ）}１/２
なお、ρ：比抵抗、μ：透磁率、ｆ：周波数
比抵抗ρおよび透磁率μは材料により固定値であり、電流深度（δ）は周波数ｆで決定される。したがって、高周波誘導加熱により表面だけを選択的に加熱することが可能となる。
【００５１】
第２実施形態
図５〜図７は本発明の第２実施形態を示す。
【００５２】
本実施形態のインクジェット装置２は、鋳鋼性のヘッド取り付け部材６０を備えており、このヘッド取り付け部材６０にインクジェットヘッド１４を取り付けている。なお、インクジェットヘッド１４の上部にはフレキシブル回路基板１３等を覆う外装カバー１５が取り付けられている。
【００５３】
ヘッド取り付け部材６０は、下向き凹形状の本体部６１のＸ軸方向両側に、フランジ部６２、６３をＸ軸方向に延出した構造としている。また、フランジ部６２、６３は、Ｙ軸方向において対向する両側面６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂはＸ軸方向と平行に形成され、Ｘ軸方向の端面６２ｃ、６３ｃはＹ軸と平行に形成されている。ヘッド取り付け部材６０の両フランジ部６２，６３は、第１実施形態と同様に、印刷機のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる。なお、本体部６１には、Ｘ軸方向に沿って長孔のインク供給孔６１ａが平行に３列形成され、インクジェットヘッド１４の３列のノズル列の各列に対応してインク供給孔６１ａが形成され、Ｚ軸方向に沿ってインクがこれらインク供給孔６１ａを通して吐出する。６９は本体部６１の下面に設けられたノズルカバーである。
【００５４】
本実施形態のヘッド取り付け部材６０には、図７、図８に示すように、一方のフランジ部６２の一側面６２ａとＸ方向端面６２ｃとの交点部に加圧部材４３のばね力が作用している。また、他方のフランジ部６３のＸ方向端面６３ｃには、第１の調整ピン６４の先端面を当接させてＸ軸方向の位置調整を行う。
【００５５】
一方のフランジ部６２の他側面６２ｂには、第２の調整ピン６５の先端面を当接させてヘッド取り付け部材６０をＹ軸方向に移動可能とし、さらに他方のフランジ部６３の他側面６３ｂに第３の調整ピン６６の先端面を当接させてヘッド取り付け部材６０をＹ軸方向に移動可能としている。
【００５６】
第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５、第３の調整ピン６６は同じ構造に形成され、印刷機側に固定された雌ねじ孔６７に螺合するねじ軸部６８ａの先端部に球形状の先端面を有する当接端部６８ｂが形成され、頭部６８ｃを回すことにより、当接部６８ｂを軸方向に沿って移動させる。
【００５７】
第１の調整ピン６４をＸ軸方向に移動させることにより、加圧部材４３のＸ方向分力Ｆｘに抗して、あるいはＸ方向分力Ｆｘによりヘッド取り付け部材をＸ軸方向に移動させてＸ軸方向の位置調整を行う。その際、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とがフランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂに当接することでヘッド取り付け部材６０のＸ軸方向移動のガイドとして作用する。
【００５８】
図７に示すように、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とを同一方向に加圧部材４３のＹ方向分力Ｆｙに抗して、あるいはＹ方向分力Ｆｙによりヘッド取り付け部材６０を同量移動させてＹ軸方向の位置調整を行う。
【００５９】
図８に示すように、第３の調整ピン６６をそのままとし、第２の調整ピン６５をＹ軸方向に移動させると、第１の調整ピン６４の当接部６８ｂの先端を支点としてヘッド取り付け部材６０をＺ軸回り（θｚ）に回転させ、Ｚ軸回り（θｚ）の位置調整を可能とする。その際、Ｘ方向端面６３ｃと当接する第１の調整ピン６４の当接部６８ｂは先端面が球形状に形成されているので、ヘッド取り付け部材６０は当該当接位置を支点としてスムーズに回転する。
【００６０】
本実施形態において、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂが当接するＸ方向端面６３ｃ、フランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂを第１実施形態と同様に高周波焼入れ処理を施している。
【００６１】
本実施形態では、ヘッド取り付け部材６０と当接する第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂの先端面を球面としている。当接部６８ｂの先端面が球面である場合と平坦面である場合とでは、同じ力を加えた場合、当接相手部材に生じる最大せん断応力は球面の場合の方が大きい。
【実施例】
【００６２】
上記した第２実施形態において、ヘッド取り付け部材６０と、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５、第３の調整ピン６６はマルテンサイト系ステンレスのなかでＳＵＳ４２０を使用している。
【００６３】
これらの調整ピン６４〜６６の当接部６８ｂの球面は、Ｒ＝３ｍｍとしている。このＲ半径が大きいほどヘッド取り付け部材６０の被当接部分の変形に対して有利に働くが、インクジェット装置２を印刷機に組み込むには上限があり、この数値が限度である。
【００６４】
調整に付与される力は、取り付け面（当接面）に垂直な方向にて３Ｎ以上の力が必要であった。摩擦に打ち勝って、よりスムーズな調整位置決めを行うためには、５Ｎ以上の力が好ましい。ＳＵＳ４２０の物性は、Ｅ（ヤング率）：２０４ＧＰａ、ν（ポアソン比）：０．３、耐力：約２００ＭＰａ、硬度（ＨＲＣ）：２２である。
【００６５】
上記したヘルツの式に、半径３ｍｍ、荷重５Ｎを代入すると、最大せん断応力τmaxは３４３ＭＰａとなり、耐力をはるかに超えてしまう。すなわち、圧痕が残ることになり、調整が困難になると共に、容易に摩耗が生じる。
【００６６】
また、耐摩耗性を付与するコーティング処理においても、厚みが数μｍでは基材のヤング率の影響を受けることとなり、圧痕の発生を防ぐのは困難である。
【００６７】
そこで、本実施形態では、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂが当接するＸ方向端面６３ｃ、フランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂに対し、表層から数十μｍ、約９００℃以上となるように高周波焼入れを行っている。この場合、発信周波数を高くし（１００ｋＨｚ以上、高周波電源の上限）、加熱時間を短くすることで達成される。
【００６８】
例えば、４００ｋＨｚでの電流深度は前述の式より０．６７ｍｍとなり、必要とする深さに対して十分な値となる（低効率：５７μΩｃｍ、透磁率０．８Ｈ/ｍ）。このような状態では、硬度（ＨＲＣ）：４０以上、耐力：５５０ＭＰａ以上を得ることができ、耐摩耗性に優れ、圧痕の残らないヘッド取り付け部材を提供することができる。
【００６９】
調整ピンについては、ヘッドより調整される頻度が高く、更なる耐摩耗性を得るために炭素工具鋼（ＳＫ材）を硬度（ＨＲＣ）：６０以上に焼入れし、硬質クロムメッキを施してもよい。
【００７０】
第３実施形態
図９および図１０は本発明の第３実施形態を示す。
【００７１】
本実施形態は、上記した第２実施形態におけるヘッド取り付け部材６０の変形例を示す。上記した第２実施形態のヘッド取り付け部材６０の位置調整用の第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６は水平姿勢でＹ軸方向に配置される。このため、インクジェット装置２を例えば所定の間隔を有して千鳥状に複数配置した場合、Ｙ軸方向の前後に配置されるヘッド取り付け部材６０のフランジ部同士が重なるので、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６の配置スペースを確保するには、インクジェット装置２のＹ軸方向の間隔を拡げるか、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６を短くしなければならない。
【００７２】
本実施形態において、ヘッド取り付け部材７０の基本的な構造を第２実施形態のヘッド取り付け部材６０と同様とし、本体部７１のＸ軸方向の両側に形成したフランジ部７２，７３に他側面側から切欠部７４をそれぞれ形成し、フランジ部７２，７３のＹ軸方向の幅を本体部７１のＹ軸方向の幅よりも短くしている。そして、本体部７１の他側面からフランジ部７２，７３の一側面側に向けて内側に入り込んだ他側面７２ｂ，７３ｂに対して高周波焼入れを施し、これらの他側面７２ｂ、７３ｂに第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６の先端面を当接させる。
【００７３】
したがって、一列に３基のインクジェット装置２を交互に二列配置する千鳥状の配列構成では、図１０に示すように、ヘッド取り付け部材７０のフランジ部７２，７３インクジェット装置２とがＸ軸方向に重なり合っても、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とは切欠部７４内に収めることができ、二列に配列されるインクジェット装置２のＹ軸方向の間隔を拡げなくても済む。
【００７４】
勿論、フランジ部７２，７３のＸ軸方向の両端面７２ｃ、７３ｃに対して高周波焼入れを施し、第２実施形態と同様に、第１の調整ピン６４の先端面をフランジ部７３のＸ軸方向端面７３ｃに当接させる。
【００７５】
なお、上記した各実施形態において、ヘッド取り付け部材の２自由度または３自由度をなくすように位置調整部材である位置調整ピンにより位置調整しているが、１自由度をなくすように位置調整した構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，２ インクジェット装置
１０、１４ インクジェットヘッド １１ 基板 １３ フレキシブル回路基板 １５ 外装カバー
２０ インク供給管 ２１ インク排出管
３０、６０、７０ ヘッド取り付け部材
３０Ａ 一端部 ３０Ｂ 他端部
３０ａ 端面 ３０ｂ 一側面 ３０ｃ 他側面
３１ 第１挿通孔 ３２ 第２挿通孔
３３ 窪み部
３４ ガイド部
４１ 第１の調整ピン ４２ 第２の調整ピン ４３ 加圧ばね
４４ａ 軸部 ４４ｂ おねじ部 ４５ ナット部
５０Ａ、５０Ｂ サイドカバー
５０Ｃ 上部開口 ５０Ｄ 下部開口
５１ トップカバー ５２ マスクプレート ５３ シール部材
６１ 本体部 ６２、６３ フランジ部
６２ａ、６３ａ 一側面
６２ｂ、６３ｂ 他側面
６２ｃ、６３ｃ 端面
６４ 第１の調整ピン ６５ 第２の調整ピン ６６ 第３の調整ピン
６７ 雌ねじ孔
６８ａ ねじ軸部 ６８ｂ 当接端部
６８ｃ 頭部
７１ 本体部
７２、７３ フランジ部
７２ｂ，７３ｂ 他側面
７２ｃ、７３ｃ 端面 ７４ 切欠部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェット装置をインクジェット記録装置等の印刷機に取り付ける取り付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェット記録装置等の印刷機には、インクジェットヘッドを有するインクジェット装置が位置調整可能に取り付けられている。
【０００３】
また、インクジェット記録装置等の印刷機において、例えば主走査方向には、同色のインクジェット装置が千鳥状に複数配置され、フルカラー印字のためには副走査方向に複数色分のインクジェット装置列が配置されている。
【０００４】
インクジェット装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを取り付けるヘッド取り付け部材と、前記インクジェットヘッドの周囲を取り囲む外装部材とを有し、前記外装部材から外方に突出した前記ヘッド取り付け部材の一部が印刷機側のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる。
【０００５】
インクジェットヘッドは、ノズルプレートに複数のノズルが一定間隔で一列に配置され、前記各ノズルに対応して連通する圧力室からのインクが印字用紙に向けて吐出する。
【０００６】
インクジェット装置を印刷機に固定するには、６つの自由度を無くすことが必要である。インクジェット装置が印字用紙と相対的に移動する移動方向を副走査方向、前記副走査方向と直交する方向を主走査方向とすると、互いに直交する主走査方向の軸線（Ｘ軸）と副走査方向の軸線（Ｙ軸）と、主走査方向及び副走査方向と互いに直交するインク吐出方向の軸線（Ｚ軸）とすると、前記６つの自由度は、前記Ｘ軸方向、前記Ｙ軸方向、前記Ｚ軸方向、前記Ｘ軸回り（θｘ）、前記Ｙ軸回り（θｙ）、前記Ｚ軸回り（θｚ）である。
【０００７】
このような６つの自由度の中で、例えばＺ軸方向、Ｙ軸方向、前記Ｙ軸回り（θｙ）と前記Ｘ軸回り（θｘ）とはインクジェットヘッドを前記ヘッド取り付け部材に取り付ける際に調整され、インクジェット装置の主走査方向における位置調整であるＸ軸方向の位置調整と、ノズル列を主走査方向と平行に調整するＺ軸回り（θｚ）はインクジェット装置を印刷機のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる（特許文献１）。
【０００８】
このような位置調整機構としては、印刷機側の雌ねじ部にねじ込んだ調整ピンを回すことにより、調整ピンのピン端が直接ヘッド取り付け部材の側端面に当接する構造、あるいはくさび作用を利用して調整ピンの軸部をヘッド取り付け部材に接触させる構造等が提案されている。そして、これらの位置調整構造において、位置調整方向と反対方向に付勢力が作用するように、ヘッド取り付け部材にヘッド保持ばねが当接し、ヘッド取り付け部材が調整位置に固定される。
【０００９】
また、位置調整を繰り返し行うと、例えば同列に配置されている同色の他のインクジェットヘッド同士の位置関係が不明確となり、同列の全てのインクジェットヘッドを一旦初期位置に戻す調整を可能とするために、例えば調整ピンに設けたマークをインクジェット記録装置等の印刷機側に設けた初期値指標に合わせるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−０９０４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記位置調整機構により前記ヘッド取り付け部材を移動させる際、前記調整ピンは前記ヘッド保持ばねのばね力に抗してヘッド取り付け部材と当接および接触するため、ヘッド取り付け部材側に調整ピンの先端との当接により圧痕が生じ、また調整ピンの軸部との摩擦接触により摩耗等が生じることがある。
【００１２】
このような圧痕や摩耗が繰り返しの調整で生じると、調整ピンの繰り出し量とヘッド取り付け部材の位置、すなわちインクジェットヘッドの位置が初期位置に対してずれることになる。
【００１３】
このため、千鳥状に配置した同色のインクジェット装置の初期位置にずれが生じ、その後の位置調整において、個々のインクジェット装置自体の位置調整が行えても同列に配置した同色の複数のインクジェット装置相互の位置調整ができない場合が生じる。
【００１４】
このため、ヘッド取り付け部材の材質を金属とし、熱処理（焼入れ）を行うことで取り付け部の硬度を上げ、圧痕や摩耗性の改善を図ることが考えられる。しかし、精度を確保した加工済みのヘッド取り付け部材を熱処理すると、変形が発生して製品不良を招くことが考えられる。そこで、ヘッド取り付け部材用の金属材を熱処理した後に、切削や孔開け等の所定の加工を施すことで高精度のヘッド取り付け部材を提供可能であるが、難加工材となっているため、加工が難しく、高コスト化を招く。また、高硬度化の熱処理によって、取り付け部材の靭性が低下しているので、衝撃に弱いという欠点も含んでしまうため、取り付け時の圧痕、摩耗の発生防止のためにはこのような熱処理は現実的ではないので、実際には行われていないのが現状である。
【００１５】
本発明の目的は、このような観点に鑑みなされたもので、ヘッド取り付け部材の靭性を損なうことなく調整ピンとの加圧接触、当接による圧痕、摩耗を減らし、初期位置の再現性を可能とするインクジェット装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するインクジェット装置は、図３の実施形態によれば、マルテンサイト系ステンレス材のヘッド取り付け部材３０は、一端部３０Ａの端面３０ａに形成した窪み部３３と他端部３０Ｂの一側面３４の硬度を高周波焼入れにより高くし、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２のテーパ軸部と、窪み部３３と一側面３４を接触させ、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２の回転に伴う螺進により、Ｘ軸方向とＺ軸回りの位置調整を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるインクジェット装置の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】図１に示すインクジェット装置の６自由度を示す斜視図。
【図３】図１に示すインクジェット装置の位置調整方向を示す上面図、及び正面図。
【図４】図１のインクジェット装置に設けたヘッド取り付け部材の斜視図。
【図５】本発明によるインクジェット装置の第２実施形態を示す分解斜視図。
【図６】（ａ）は図５のインクジェット装置に設けたヘッド取り付け部材の斜視図、（ｂ）は（ａ）のヘッド取り付け部材を下面側から見た分解斜視図である。
【図７】図５に示すインクジェット装置の位置調整方向を示す上面図。
【図８】図５に示すインクジェット装置の他の位置調整方向を示す上面図。
【図９】図５に示す第２実施形態の変形例を示すヘッド取り付け部材の斜視図。
【図１０】図９に示すヘッド取り付け部材を千鳥状に合計５台配置した状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１実施形態
図１から図４は本発明の第１実施形態を示す。
【００１９】
インクジェット装置１は、インクジェットヘッド１０と、インクジェットヘッド１０を位置調整可能に取り付けるヘッド取り付け部材３０と、ヘッド取り付け部材３０にビス等で取り付けられる外装部材をなす対向する一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂを有する。
【００２０】
ヘッド取り付け部材３０に一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂを取り付けた状態で、一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの上部には上部開口５０Ｃが形成され、下部には下部開口５０Ｄが形成される。インクジェット装置１は、図２に示すように、主走査方向をＸ軸方向、副走査方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とすると、インクジェットヘッド１０はヘッド取り付け部材３０に対し、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸回り（θｘ）、Ｙ軸回り(θｙ)を位置決めして固定される。
【００２１】
ヘッド取り付け部材３０は不図示のインクジェット記録装置のホルダー部（不図示）に対しＸ軸方向およびＺ軸回り（θｚ）について位置調整機構により位置調整可能に取り付けられている。
【００２２】
インクジェット装置１は、さらに、上部開口５０Ｃを塞ぐ外装部材をなし、一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの上端面にビス等で取り付けられるトップカバー５１を有する。
【００２３】
インクジェット装置１は、さらに、下部開口５０Ｄに対向して、インクジェットヘッド１０のインク吐出面側を覆う略直方体状のマスクプレート５２を有しており、マスクプレート５２の開口端面と一対のサイドカバー５０Ａ，５０Ｂの下端開口端面との間に、シール部材５３を設けている。
【００２４】
本実施形態のインクジェットヘッド１０は、インク循環方式とし、図３に示すように、基板１１の下面には、紙面の表裏方向を長手方向とする圧電部材からなる２列のアクチュエータ列（不図示）を並設し、前記各アクチュエータ列の長手方向と直交する短手方向には、長手方向に沿って一定間隔で複数の溝部（不図示）を形成し、前記各溝部を圧力室としている。前記各溝部の内周面には電極（不図示）が形成され、これらの電極は基板１１の表面に形成した配線パターン（不図示）を介して、基板１１の短手方向両側（図１では片側のみ図示）に配置したフレキシブル回路基板１３に接続している。これらのフレキシブル回路基板は上方に向けて配置されている。
【００２５】
基板１１の下面側の周囲には枠部材（不図示）が配置され、前記枠部材にノズルプレート（不図示）を接着剤により固定している。前記ノズルプレートには、前記各圧力室に対応してノズル（不図示）が形成されている。
【００２６】
また、インクジェットヘッド１０は、基板１１の上面側にインク供給管２０とインク排出管２１とが上方に向けて立設している。平板状に形成したヘッド取り付け部材３０には、インク供給管２０とインク排出管２１が挿通される第１挿通孔３１と第２挿通孔３２が形成されている。
【００２７】
第１挿通孔３１に挿通されるインク供給管２０と、第２挿通孔３２に挿通されるインク排出管２１は、前記Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｘ軸回り（θｘ）、Ｙ軸回り(θｙ)を位置決めして例えば接着剤により第１挿通孔３１と第２挿通孔３２に固定される。その際、前記ノズルプレートとヘッド取り付け部材３０とのＹ軸方向における距離Ｌ２が位置決めされる。Ｚ軸方向の位置調整によりインクジェット１０の前記ノズルプレートとヘッド取り付け部材との距離Ｌ２を調整することにより、ヘッド取り付け部３０を印刷機の前記ホルダー部に取り付けると、前記ホルダー部と印刷用紙を搬送する用紙搬送面Ｐとの距離Ｌ１が決まっているので、前記ノズルプレートと前記用紙搬送面Ｐとの距離が所定の距離に位置決めされる。
【００２８】
なお、インク供給管２０の上端部およびインク排出管２１の上端部はそれぞれ連結管２２，２３に連結され、これら連結管２２，２３を介して、不図示のインク供給部とインクジェットヘッド１０との間でインクを循環させる。
【００２９】
ヘッド取り付け部材３０は、Ｘ軸方向に延びる細長い平板形状に形成されている。ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａにおいて、Ｘ軸方向の端面３０ａには、Ｘ軸方向位置調整用の弧状の窪み部３３を形成している。また、ヘッド取り付け部材３０の他端部３０Ｂにおいて、Ｙ軸方向の一側面３０ｂには、Ｘ軸方向に平行な側端面に形成したガイド部３４を形成している。なお、ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａおよび他端部３０Ｂは、サイドカバー５０Ａ，５0Ｂの外側に位置している。
【００３０】
インクジェット装置１は、ヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａと他端部３０Ｂを印刷機の不図示のホルダーに載置した状態で、位置調整機構をなす第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２と加圧部材４３の加圧力Ｆにより位置決め保持される。第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２は、テーパ軸に形成された軸部４４ａの下部におねじ部４４ｂが形成され、印刷機側に設けたナット部４５におねじ部４４ｂがねじ込まれている。加圧部材４３としては、板ばね、コイルスプリング等のばね部材、あるいはゴム等の弾性部材を直接ヘッド取り付け部材３０に当接させる構成、さらにはこれらばね部材あるいは弾性部材の加圧力を当接部材を介してヘッド取り付け部材３０に当接する構成等が例示できる。
【００３１】
図３に示すように、第１の調整ピン４１は、窪み部３３に軸部４４ａが当接するように設けたナット部４５にねじ込まれ、第２の調整ピン４２はガイド部３４に軸部４４ａが当接するように設けたナット部４５にねじ込まれる。また、加圧部材４３はヘッド取り付け部材３０の他端部３０Ｂにおいて、Ｙ軸方向の他側面３０ｃ側で、Ｙ軸に対して角度θ１（＜０°θ１＜９０°）の端面に加圧力Ｆが加わえている。このため、加圧力ＦのＸ軸方向の分力Ｆｘによりヘッド取り付け部材３０を第１の調整ピン４１に向けて加圧保持する。また、加圧力ＦのＹ軸方向の分力Ｆｙにより、ヘッド取り付け部材３０を第２の調整ピン４２に向けて加圧保持する。
【００３２】
本実施形態のヘッド取り付け部材３０は、プレス成形により形成されており、窪み部３３およびガイド部３４の端面はＸ−Ｙ軸平面に対して垂直となっているが、プレス成形後に窪み部３３およびガイド部３４の端面を軸部４４ａのテーパに合わせた面に形成してもよい。
【００３３】
なお、第１の調整ピン４１の軸心を中心として、軸４４ａの外周面と窪み部３３の円弧部の内周面が同心に形成され、窪み部３３が第１の調整ピン４１の軸部４４ａに当接した状態で、第１の調整ピン４１の軸心を中心としてヘッド取り付け部材３０は回転可能である。
【００３４】
第１の調整ピン４１を右回りに回転させると、窪み部３３に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが下方に移動するので、第１の調整ピン４１の軸部４４ａが窪み部３３の内周面（厳密には窪み部３３の上縁）に摩擦接触しながらヘッド取り付け部材３０を前記分力Ｆｘに抗してＸ軸方向の他端部側に向けて移動し、Ｘ軸方向の位置調整が行われる。その際、第２の調整ピン４２の軸部４４ａがヘッド取り付け部材３０のガイド部３４に当接しているので、ヘッド取り付け部材３０は、Ｘ軸方向にガイドされて移動する。また、第１の調整ピン４１を左回りに回転させると、逆に窪み部３３に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが上方に移動するので、窪み部３３の内周面が前記分力Ｆｘにより第１の調整ピン４１の軸部４４ａに押し付けられて摩擦接触しながらＸ軸方向一端部側に向けて移動する。
【００３５】
一方、第２の調整ピン４２を右回りに回転させると、ガイド部３４に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが下方に移動するので、ヘッド取り付け部材３０は、軸部４４ａとガイド部３４が摩擦接触しながら第１の調整ピン４１を中心として、前記分力Ｆｙに抗して反時計回り方向に回転し、Ｚ軸回りの位置調整が行われる。第２の調整ピン４２を左回りに回転させると、ガイド部３４に当接しているテーパ軸の軸部４４ａが上方に移動するので、ヘッド取り付け部材３０は、軸部４４ａとガイド部３４が摩擦接触しながら第１の調整ピン４１を中心として、前記分力Ｆｙにより時計回り方向に回転し、Ｚ軸回りの位置調整が行われる。
【００３６】
ここで、印刷機の組み立て調整の際に、インクジェット装置１の初期位置を示すマークを例えば第１の調整ピン４１の頭部４４ｃと、印刷機側にそれぞれ設け、両マークが一致する点が初期位置とすることができる。
【００３７】
なお、本実施形態では、第１の調整ピン４１と第２の調整ピン４２は、Ｚ軸方向の移動により、軸部４４ａのテーパ面と、窪み部３３の内周面とガイド部３４の端面とを摩擦接触させながらヘッド移動部材３０を移動させているが、これに限定されるものではない。例えば、第１の調整ピン４１、第２の調整ピン４２をねじ軸とし、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に螺進可能とする。そして、第１の調整ピン４１、第２の調整ピン４２の先端面をヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａの端面、ガイド部３４の側端面に当接させるようにしてもよい。この場合にも、ヘッド取り付け部材３０のこれら当接面に圧痕が形成され、これが初期位置の再現不良を生じさせる。
【００３８】
上述のように、インクジェット装置１を印刷機に対して位置調整のために第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２を回転させると、軸部４４ａがヘッド取り付け部材３０の窪み部３３およびガイド部３４と摩擦接触する。そして、摩擦接触が繰り返し行われると、摩擦接触部分が摩耗するため、前記初期位置マークを一致させても、インクジェット装置１は初期位置に位置決めされないことになる。
【００３９】
そこで、本実施形態ではヘッド取り付け部材３０の一端部３０Ａおよび他端部３０Ｂに対し、以下の処理を施している。
【００４０】
本実施形態において、ヘッド取り付け部材３０は、熱処理性と耐食性を考慮して、マルテンサイト系ステンレス（SUS410、SUS420,SUS440等）を使用、例えばＳＵＳ４２０を使用している。また、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２もヘッド取り付け部材３０と同様の金属を使用している。
【００４１】
ここで、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２を回転させるには、摩擦力に打ち勝つ力を第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２に作用させなければならない。そして、位置調整のために第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２に付与されている力により、接触部には接触応力による変形が生じる。この変形により事実上の摩擦係数が更に大きくなり、耐摩耗性に優れた接触面が必要となる。
【００４２】
そこで、本実施形態では、ヘッド取り付け部材３０の窪み部３３とガイド部３４に高周波焼入れを施し、金属表層のみの硬度を高くしている。なお、第１の調整ピン４１および第２の調整ピン４２はそのままとしている。したがって、ヘッド取り付け部材３０は、靭性を損なうことなく窪み部３３およびガイド部３４の圧痕、摩耗を減らしている。なお、本実施形態では窪み部３３とガイド部３４に高周波焼入れを施しているが、例えばヘッド取り付け部３０全体あるいは窪み部３３とガイド部３４以外の他の部分に高周波焼入れを施してもよい。
【００４３】
ここで、上述の接触応力は以下のヘルツの式にて表わされる。
【００４４】
ａ：接触半径、Ｐ：集中荷重、ν：ポアソン比、Ｅ：ヤング率、Ｒ：曲率半径
【００４５】
【数１】
【００４６】
τmax（最大せん断応力）＝０．３１（３Ｐ/２πａ２）
ステンレス鋼は耐蝕性に優れており、加工後に耐蝕性を付与するための表面処理は行われず、なかでもマルテンサイト系ステンレス鋼は焼入れ可能であることから、最適な鋼種の一つである。なお、熱処理過程で粒界腐食と呼ばれる耐蝕性の低下が見られる場合があるが、ニオブ（Ｎｂ）、チタン（Ｔｉ）が少量添加された鋼種を用いることで、耐蝕性を安定化できる。
【００４７】
耐摩耗性、耐蝕性を得るために、他の材料に表面処理を施す処理方法として、ＤＬＣコーティングが知られているが、通常２００℃以上の雰囲気で曝されることになり、応力緩和による変形が生じる。また、このＤＬＣコーティング処理にあっては、コーティングされる膜自体の硬度が基材よりも高いため、該膜の剥離が起こりやすく、種々の複合表面改質方法を用いることが必要であったりする。このＤＬＣコーティング処理は、金型、工具等への使用ではその数量、寿命の関係で用いることにメリットを生じるが、ヘッド取り付け部材３０のような部品に対しては、数量、コスト等の点において採用するメリットは少ない。
【００４８】
高周波焼入れは、その周波数により硬化層の深さを制御することが可能であり、焼入れを施すヘッド取り付け部材の形状に対応したコイルの配置、周波数、時間当たりの加熱出力（加熱出力/時間）、冷却条件の設定にて、インクジェット装置１の位置調整のための手段に対応するべく所望の硬化層深さ、硬さを得ることが可能となる。
【００４９】
高周波焼入れによるワークへの電流深度（δ）は、表面からの電流密度が約３７％となる距離として、次式に示す浸透深さが定義される。
【００５０】
δ＝5.03・{ρ/（ｆ・μ）}１/２
なお、ρ：比抵抗、μ：透磁率、ｆ：周波数
比抵抗ρおよび透磁率μは材料により固定値であり、電流深度（δ）は周波数ｆで決定される。したがって、高周波誘導加熱により表面だけを選択的に加熱することが可能となる。
【００５１】
第２実施形態
図５〜図７は本発明の第２実施形態を示す。
【００５２】
本実施形態のインクジェット装置２は、鋳鋼性のヘッド取り付け部材６０を備えており、このヘッド取り付け部材６０にインクジェットヘッド１４を取り付けている。なお、インクジェットヘッド１４の上部にはフレキシブル回路基板１３等を覆う外装カバー１５が取り付けられている。
【００５３】
ヘッド取り付け部材６０は、下向き凹形状の本体部６１のＸ軸方向両側に、フランジ部６２、６３をＸ軸方向に延出した構造としている。また、フランジ部６２、６３は、Ｙ軸方向において対向する両側面６２ａ，６２ｂ、６３ａ，６３ｂはＸ軸方向と平行に形成され、Ｘ軸方向の端面６２ｃ、６３ｃはＹ軸と平行に形成されている。ヘッド取り付け部材６０の両フランジ部６２，６３は、第１実施形態と同様に、印刷機のホルダー部に位置調整可能に取り付けられる。なお、本体部６１には、Ｘ軸方向に沿って長孔のインク供給孔６１ａが平行に３列形成され、インクジェットヘッド１４の３列のノズル列の各列に対応してインク供給孔６１ａが形成され、Ｚ軸方向に沿ってインクがこれらインク供給孔６１ａを通して吐出する。６９は本体部６１の下面に設けられたノズルカバーである。
【００５４】
本実施形態のヘッド取り付け部材６０には、図７、図８に示すように、一方のフランジ部６２の一側面６２ａとＸ方向端面６２ｃとの交点部に加圧部材４３のばね力が作用している。また、他方のフランジ部６３のＸ方向端面６３ｃには、第１の調整ピン６４の先端面を当接させてＸ軸方向の位置調整を行う。
【００５５】
一方のフランジ部６２の他側面６２ｂには、第２の調整ピン６５の先端面を当接させてヘッド取り付け部材６０をＹ軸方向に移動可能とし、さらに他方のフランジ部６３の他側面６３ｂに第３の調整ピン６６の先端面を当接させてヘッド取り付け部材６０をＹ軸方向に移動可能としている。
【００５６】
第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５、第３の調整ピン６６は同じ構造に形成され、印刷機側に固定された雌ねじ孔６７に螺合するねじ軸部６８ａの先端部に球形状の先端面を有する当接端部６８ｂが形成され、頭部６８ｃを回すことにより、当接部６８ｂを軸方向に沿って移動させる。
【００５７】
第１の調整ピン６４をＸ軸方向に移動させることにより、加圧部材４３のＸ方向分力Ｆｘに抗して、あるいはＸ方向分力Ｆｘによりヘッド取り付け部材をＸ軸方向に移動させてＸ軸方向の位置調整を行う。その際、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とがフランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂに当接することでヘッド取り付け部材６０のＸ軸方向移動のガイドとして作用する。
【００５８】
図７に示すように、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とを同一方向に加圧部材４３のＹ方向分力Ｆｙに抗して、あるいはＹ方向分力Ｆｙによりヘッド取り付け部材６０を同量移動させてＹ軸方向の位置調整を行う。
【００５９】
図８に示すように、第３の調整ピン６６をそのままとし、第２の調整ピン６５をＹ軸方向に移動させると、第１の調整ピン６４の当接部６８ｂの先端を支点としてヘッド取り付け部材６０をＺ軸回り（θｚ）に回転させ、Ｚ軸回り（θｚ）の位置調整を可能とする。その際、Ｘ方向端面６３ｃと当接する第１の調整ピン６４の当接部６８ｂは先端面が球形状に形成されているので、ヘッド取り付け部材６０は当該当接位置を支点としてスムーズに回転する。
【００６０】
本実施形態において、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂが当接するＸ方向端面６３ｃ、フランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂを第１実施形態と同様に高周波焼入れ処理を施している。
【００６１】
本実施形態では、ヘッド取り付け部材６０と当接する第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂの先端面を球面としている。当接部６８ｂの先端面が球面である場合と平坦面である場合とでは、同じ力を加えた場合、当接相手部材に生じる最大せん断応力は球面の場合の方が大きい。
【実施例】
【００６２】
上記した第２実施形態において、ヘッド取り付け部材６０と、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５、第３の調整ピン６６はマルテンサイト系ステンレスのなかでＳＵＳ４２０を使用している。
【００６３】
これらの調整ピン６４〜６６の当接部６８ｂの球面は、Ｒ＝３ｍｍとしている。このＲ半径が大きいほどヘッド取り付け部材６０の被当接部分の変形に対して有利に働くが、インクジェット装置２を印刷機に組み込むには上限があり、この数値が限度である。
【００６４】
調整に付与される力は、取り付け面（当接面）に垂直な方向にて３Ｎ以上の力が必要であった。摩擦に打ち勝って、よりスムーズな調整位置決めを行うためには、５Ｎ以上の力が好ましい。ＳＵＳ４２０の物性は、Ｅ（ヤング率）：２０４ＧＰａ、ν（ポアソン比）：０．３、耐力：約２００ＭＰａ、硬度（ＨＲＣ）：２２である。
【００６５】
上記したヘルツの式に、半径３ｍｍ、荷重５Ｎを代入すると、最大せん断応力τmaxは３４３ＭＰａとなり、耐力をはるかに超えてしまう。すなわち、圧痕が残ることになり、調整が困難になると共に、容易に摩耗が生じる。
【００６６】
また、耐摩耗性を付与するコーティング処理においても、厚みが数μｍでは基材のヤング率の影響を受けることとなり、圧痕の発生を防ぐのは困難である。
【００６７】
そこで、本実施形態では、第１の調整ピン６４、第２の調整ピン６５および第３の調整ピン６６の各当接部６８ｂが当接するＸ方向端面６３ｃ、フランジ部６２，６３の他側面６２ｂ，６３ｂに対し、表層から数十μｍ、約９００℃以上となるように高周波焼入れを行っている。この場合、発信周波数を高くし（１００ｋＨｚ以上、高周波電源の上限）、加熱時間を短くすることで達成される。
【００６８】
例えば、４００ｋＨｚでの電流深度は前述の式より０．６７ｍｍとなり、必要とする深さに対して十分な値となる（低効率：５７μΩｃｍ、透磁率０．８Ｈ/ｍ）。このような状態では、硬度（ＨＲＣ）：４０以上、耐力：５５０ＭＰａ以上を得ることができ、耐摩耗性に優れ、圧痕の残らないヘッド取り付け部材を提供することができる。
【００６９】
調整ピンについては、ヘッドより調整される頻度が高く、更なる耐摩耗性を得るために炭素工具鋼（ＳＫ材）を硬度（ＨＲＣ）：６０以上に焼入れし、硬質クロムメッキを施してもよい。
【００７０】
第３実施形態
図９および図１０は本発明の第３実施形態を示す。
【００７１】
本実施形態は、上記した第２実施形態におけるヘッド取り付け部材６０の変形例を示す。上記した第２実施形態のヘッド取り付け部材６０の位置調整用の第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６は水平姿勢でＹ軸方向に配置される。このため、インクジェット装置２を例えば所定の間隔を有して千鳥状に複数配置した場合、Ｙ軸方向の前後に配置されるヘッド取り付け部材６０のフランジ部同士が重なるので、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６の配置スペースを確保するには、インクジェット装置２のＹ軸方向の間隔を拡げるか、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６を短くしなければならない。
【００７２】
本実施形態において、ヘッド取り付け部材７０の基本的な構造を第２実施形態のヘッド取り付け部材６０と同様とし、本体部７１のＸ軸方向の両側に形成したフランジ部７２，７３に他側面側から切欠部７４をそれぞれ形成し、フランジ部７２，７３のＹ軸方向の幅を本体部７１のＹ軸方向の幅よりも短くしている。そして、本体部７１の他側面からフランジ部７２，７３の一側面側に向けて内側に入り込んだ他側面７２ｂ，７３ｂに対して高周波焼入れを施し、これらの他側面７２ｂ、７３ｂに第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６の先端面を当接させる。
【００７３】
したがって、一列に３基のインクジェット装置２を交互に二列配置する千鳥状の配列構成では、図１０に示すように、ヘッド取り付け部材７０のフランジ部７２，７３インクジェット装置２とがＸ軸方向に重なり合っても、第２の調整ピン６５と第３の調整ピン６６とは切欠部７４内に収めることができ、二列に配列されるインクジェット装置２のＹ軸方向の間隔を拡げなくても済む。
【００７４】
勿論、フランジ部７２，７３のＸ軸方向の両端面７２ｃ、７３ｃに対して高周波焼入れを施し、第２実施形態と同様に、第１の調整ピン６４の先端面をフランジ部７３のＸ軸方向端面７３ｃに当接させる。
【００７５】
なお、上記した各実施形態において、ヘッド取り付け部材の２自由度または３自由度をなくすように位置調整部材である位置調整ピンにより位置調整しているが、１自由度をなくすように位置調整した構成であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，２ インクジェット装置
１０、１４ インクジェットヘッド １１ 基板 １３ フレキシブル回路基板 １５ 外装カバー
２０ インク供給管 ２１ インク排出管
３０、６０、７０ ヘッド取り付け部材
３０Ａ 一端部 ３０Ｂ 他端部
３０ａ 端面 ３０ｂ 一側面 ３０ｃ 他側面
３１ 第１挿通孔 ３２ 第２挿通孔
３３ 窪み部
３４ ガイド部
４１ 第１の調整ピン ４２ 第２の調整ピン ４３ 加圧ばね
４４ａ 軸部 ４４ｂ おねじ部 ４５ ナット部
５０Ａ、５０Ｂ サイドカバー
５０Ｃ 上部開口 ５０Ｄ 下部開口
５１ トップカバー ５２ マスクプレート ５３ シール部材
６１ 本体部 ６２、６３ フランジ部
６２ａ、６３ａ 一側面
６２ｂ、６３ｂ 他側面
６２ｃ、６３ｃ 端面
６４ 第１の調整ピン ６５ 第２の調整ピン ６６ 第３の調整ピン
６７ 雌ねじ孔
６８ａ ねじ軸部 ６８ｂ 当接端部
６８ｃ 頭部
７１ 本体部
７２、７３ フランジ部
７２ｂ，７３ｂ 他側面
７２ｃ、７３ｃ 端面 ７４ 切欠部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドが固定される金属製のヘッド取り付け部材とを有し、前記ヘッド取り付け部材に対して加圧接触する位置調整部材により、前記ヘッド取り付け部材が印刷機に対して１又は複数の自由度を無くして位置調整可能に取り付けられるインクジェット装置であって、
前記ヘッド取り付け部材は、少なくとも前記位置調整部材が加圧接触する部分の硬度を高周波焼入れ処理により部分的に高くしたインクジェット装置。
【請求項２】
前記ヘッド取り付け部材の材質をマルテンサイト系ステンレスとした請求項１のインクジェット装置。
【請求項３】
前記ヘッド取り付け部材は、ノズル列方向に細長い平板形状に形成した請求項１または２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記ヘッド取り付け部材は、インクジェットヘッドを取り付ける凹形状の本体部と、前記本体部のノズル列方向の両端部に前記本体部と一体に形成したフランジ部とを有し、前記フランジ部に前記位置調整部材が加圧接触する請求項１または２に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記ヘッド取り付け部材のフランジ部は、前記位置調整部材が入り込む切欠部が形成されている請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項１】
インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドが固定される金属製のヘッド取り付け部材とを有し、前記ヘッド取り付け部材に対して加圧接触する位置調整部材により、前記ヘッド取り付け部材が印刷機に対して１又は複数の自由度を無くして位置調整可能に取り付けられるインクジェット装置であって、
前記ヘッド取り付け部材は、少なくとも前記位置調整部材が加圧接触する部分の硬度を高周波焼入れ処理により部分的に高くしたインクジェット装置。
【請求項２】
前記ヘッド取り付け部材の材質をマルテンサイト系ステンレスとした請求項１のインクジェット装置。
【請求項３】
前記ヘッド取り付け部材は、ノズル列方向に細長い平板形状に形成した請求項１または２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記ヘッド取り付け部材は、インクジェットヘッドを取り付ける凹形状の本体部と、前記本体部のノズル列方向の両端部に前記本体部と一体に形成したフランジ部とを有し、前記フランジ部に前記位置調整部材が加圧接触する請求項１または２に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記ヘッド取り付け部材のフランジ部は、前記位置調整部材が入り込む切欠部が形成されている請求項４に記載のインクジェット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３１０６３（Ｐ２０１２−１３１０６３Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３３３２（Ｐ２０１０−２８３３３２）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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