(57)【要約】【課題】ノズル形成面の傾きを液体噴射ヘッドの位置決めに反映させることにより、噴射対象物に対する液体の着弾位置ずれを抑制することが可能な液体噴射ヘッドの取り付け調整装置、及び、液体噴射ヘッドの取り付け調整方法を提供する。【解決手段】単位ヘッド１１をヘッドホルダ２４に位置決めして仮付けした状態で、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａの垂直方向における各基準マーク２８ａ〜２８ｄの位置を検出する変位測定工程と、各基準マークの高低差に基づいて、ベースプレートに対する単位ヘッドのノズル形成面２６の傾きを検出する傾き検出工程と、傾き検出工程において検出されたノズル形成面の傾きに応じてヘッドホルダに対する単位ヘッドの取り付け状態を調整する取り付け調整工程とを経る。【選択図】図６
2010069651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドを、取り付け対象部材に対して位置決めした状態で取り付ける液体噴射ヘッドの取り付け調整装置であって、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に、前記ノズル開口の形成位置から外れた位置に複数の基準部を設け、
前記液体噴射ヘッドを前記取り付け対象部材に位置決めして仮付けした状態で、前記取り付け対象部材の取付面の垂直方向における各基準部の位置を検出する変位測定手段と、
各基準部の取付面垂直方向における高低差に基づいて、前記取付面に対する前記液体噴射ヘッドのノズル形成面の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて前記取り付け対象部材に対する前記液体噴射ヘッドの取り付け状態を調整する取り付け調整手段と、
を備えることを特徴とする液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項２】
前記取り付け調整手段は、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾き量に相当する量だけ、当該ノズル形成面の傾き方向とは反対方向に前記取り付け対象部材に対して前記液体噴射ヘッドを傾けることにより、ノズル形成面の平面的な位置決めをすることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項３】
前記取り付け調整手段は、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて、噴射対象物における規定着弾位置に対する着弾位置ずれ量を求め、当該着弾位置ずれ量に相当する距離だけ、前記取付面における前記液体噴射ヘッドの配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項４】
前記取り付け調整手段は、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて、該ノズル形成面の傾き方向とは反対方向に前記取り付け対象部材に対して前記液体噴射ヘッドを傾けると共に、前記取付面における前記液体噴射ヘッドの配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項５】
前記ノズル開口から噴射される液体の着弾精度情報を含むヘッド固有の特性情報を記憶する記憶手段を備え、
前記取り付け調整手段は、前記液体噴射ヘッドに対応する特性情報を前記記憶手段から読み出し、当該特性情報に基づいて、前記取り付け対象部材に対する前記液体噴射ヘッドの取り付け状態を追加調整することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項６】
前記ノズル形成面の各基準部は、前記ノズル開口の直径よりも小さい直径の穴によって構成されたことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項７】
前記ノズル形成面の各基準部は、フォトリソグラフィによってマークパターンが形成され、当該マークパターンに対応する部分をエッチングすることにより形成されたことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置。
【請求項８】
液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドを、取り付け対象部材に対して位置決めした状態で複数取り付ける液体噴射ヘッドの取り付け調整方法であって、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に、前記ノズル開口の形成位置から外れた位置に複数の基準部を設け、
前記液体噴射ヘッドを前記取り付け対象部材に仮付けした状態で、前記取り付け対象部材の取付面の垂直方向における各基準部の位置を検出する変位測定工程と、
各基準部の高低差に基づいて、前記取付面に対する前記液体噴射ヘッドのノズル形成面の傾きを検出する傾き検出工程と、
前記傾き検出工程において検出されたノズル形成面の傾きに応じて前記取り付け対象部材に対する前記液体噴射ヘッドの取り付け状態を調整する取り付け調整工程と、
を経て、液体噴射ヘッドを取り付け対象部材に対して取り付けることを特徴とする液体噴射ヘッドの取り付け調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドの取り付け調整装置、及び、液体噴射ヘッドの取り付け調整方法に関し、特に、ノズル形成面の傾きを液体噴射ヘッドの位置決めに反映させることにより、噴射対象物に対する液体の着弾位置ずれを抑制することが可能な液体噴射ヘッドの取り付け調整装置、及び、液体噴射ヘッドの取り付け調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液体噴射装置は、液体を噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズル開口から液体状のインクを記録紙等の記録媒体（噴射対象物）に対して噴射・着弾させてドットを形成することで画像等の記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。
【０００３】
近年、液体噴射装置の一種であるインクジェット式記録装置（以下、プリンタ）には、ノズル開口を複数列設してなるノズル群を有する記録ヘッド（単位ヘッド）と記録媒体とが相対的に移動する第１の方向と直交する第２の方向に記録ヘッドを複数配列したヘッド群を有し、このヘッド群によって形成されるノズル群の全長が記録媒体の最大記録幅に対応したヘッドモジュールを、記録媒体に対して移動させることなくインクを噴射するように構成したものが提案されている。この構成によれば、記録ヘッドの主走査方向の移動が不要となり、例えば、記録媒体の副走査方向の搬送のみで画像等の記録を行うことができるので、シリアルヘッドを用いる構成と比較して記録時間を短縮化することができる。
【０００４】
このように、記録ヘッドをヘッドホルダなどの保持部材（取り付け対象部材の一種）に複数並べてヘッドモジュールとする構成では、これらの記録ヘッドを高精度に位置決めした状態で保持部材に配置することが肝要となる。特に、各記録ヘッドのノズル開口の平面上の位置を高精度にアライメントした状態、即ち、ノズル開口が規定位置（設計上、望ましい位置）に配置された状態で各記録ヘッドを取り付ける必要があった。このため、従来においては、保持部材に対して様々なアライメント方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に提案されているアライメント方法は、ガラスなどの透明な板材に、ノズル開口の位置を規定するためのアライメントマークを形成し、この板材と保持部材との位置を固定した状態で板材上のアライメントマークを基準として各記録ヘッドのアライメントを行うものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２２６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記アライメントによって保持部材に対して記録ヘッドを位置決めしたとしても、保持部材の取付面に対して記録ヘッド、特にノズル形成面が傾いた状態で取り付けられた場合には、ノズルから噴射されるインクの飛翔方向が望ましい方向から曲がってしまい、噴射対象物において着弾位置ずれが生じてしまう虞があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズル形成面の傾きを液体噴射ヘッドの位置決めに反映させることにより、噴射対象物に対する液体の着弾位置ずれを抑制することが可能な液体噴射ヘッドの取り付け調整装置、及び、液体噴射ヘッドの取り付け調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を噴射するノズル開口を有する液体噴射ヘッドを、取り付け対象部材に対して位置決めした状態で取り付ける液体噴射ヘッドの取り付け調整装置であって、
前記液体噴射ヘッドのノズル形成面に、前記ノズル開口の形成位置から外れた位置に複数の基準部を設け、
前記液体噴射ヘッドを前記取り付け対象部材に仮付けした状態で、前記取り付け対象部材の取付面の垂直方向における各基準部の位置を検出する変位測定手段と、
各基準部の取付面垂直方向における高低差に基づいて、前記取付面に対する前記液体噴射ヘッドのノズル形成面の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて前記取り付け対象部材に対する前記液体噴射ヘッドの取り付け状態を調整する取り付け調整手段と、
を備えることを特徴とする。
なお、「基準部」とは、液体噴射ヘッドの位置を規定するためのみに設けられた基準マークや、液体噴射ヘッドに元々存在する所定の部分（例えば、ヘッド構成部品を止着するネジ等の構造物や形状）を含む意味である。
また、「仮付けした状態」とは、固定されることなく仮位置決めして配置された状態を含む。
【０００９】
この構成によれば、液体噴射ヘッドのノズル形成面に、液体噴射ヘッドを取り付け対象部材に位置決めした状態で、取り付け対象部材の取付面の垂直方向における各基準部の位置を検出し、各基準部の高低差に基づいて、取付面に対する液体噴射ヘッドのノズル形成面の傾きを検出し、検出されたノズル形成面の傾きに応じて取り付け対象部材に対する液体噴射ヘッドの取り付け状態を調整するので、ノズル形成面の傾きを反映しつつ、取り付け対象部材に対して液体噴射ヘッドを高い精度で取り付けることができる。その結果、取り付けられた液体噴射ヘッドのノズル開口から噴射された液体の噴射対象物に対する着弾位置ずれを抑制することが可能となる。
【００１０】
また、形状や寸法の精度に比較的ばらつきのあるノズル開口を検出することにより液体噴射ヘッドの位置決めやノズル形成面の傾きの検出を行う構成と比較して、ノズル開口よりも形状・寸法の精度を高められる基準部を利用することにより、より高い精度で液体噴射ヘッドの位置決めやノズル形成面の傾き検出を行うことができる。
【００１１】
上記構成において、前記取り付け調整手段が、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾き量に相当する量だけ、当該ノズル形成面の傾き方向とは反対方向に前記取り付け対象部材に対して前記液体噴射ヘッドを傾けることにより、ノズル形成面の平面的な位置決めをする構成を採用することが望ましい。
【００１２】
上記構成によれば、ノズル形成面の傾きに応じて液体噴射ヘッドの取り付け対象部材に対する傾きを調整することにより、ノズル形成面の傾きが矯正されるので、ノズル開口から噴射される液体の飛翔方向を補正することができ、これにより、液体噴射ヘッドのノズル開口から噴射された液体の噴射対象物に対する着弾位置ずれを抑制することが可能となる。
【００１３】
また、上記構成において、前記取り付け調整手段が、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて、噴射対象物における規定着弾位置に対する着弾位置ずれ量を求め、当該着弾位置ずれ量に相当する距離だけ、前記取付面における前記液体噴射ヘッドの配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させる構成を採用することも可能である。
【００１４】
上記構成によれば、ノズル形成面の傾きに応じて着弾位置ずれ量を求め、当該着弾位置ずれ量に相当する距離だけ、取付面における液体噴射ヘッドの配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させるので、ノズル開口から噴射される液体の飛翔方向はそのままで、噴射対象物に対する着弾位置を規定着弾位置に近づけることが可能となる。
【００１５】
さらに、上記構成において、前記取り付け調整手段が、前記傾き検出手段によって検出されたノズル形成面の傾きに応じて、該ノズル形成面の傾き方向とは反対方向に前記取り付け対象部材に対して前記液体噴射ヘッドを傾けると共に、前記取付面における前記液体噴射ヘッドの配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させる構成を採用することも可能である。
【００１６】
また、上記構成において、前記ノズル開口から噴射される液体の着弾精度情報を含むヘッド固有の特性情報を記憶する記憶手段を備え、
前記取り付け調整手段は、前記液体噴射ヘッドに対応する特性情報を前記記憶手段から読み出し、当該特性情報に基づいて、前記取り付け対象部材に対する前記液体噴射ヘッドの取り付け状態を追加調整する構成を採用することが望ましい。
【００１７】
上記構成によれば、液体噴射ヘッドに固有の特性情報に応じて液体噴射ヘッドの取り付け状態をさらに調整（追加調整）するので、例えば、ノズル開口から噴射される液体の飛翔方向などの個々の特性が反映されて、取り付け対象部材に対して液体噴射ヘッドをより高い精度で取り付けることができる。その結果、取り付けられた液体噴射ヘッドのノズル開口から噴射された液体の噴射対象物に対する着弾位置ずれをさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００１８】
また、上記構成において、前記ノズル形成面の各基準部は、前記ノズル開口の直径よりも小さい直径の穴によって構成することができる。
さらに、前記ノズル形成面の各基準部は、フォトリソグラフィによってマークパターンが形成され、当該マークパターンに対応する部分をエッチングすることにより形成する構成を採用することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。なお、本実施形態では、液体噴射装置の一形態である画像記録装置、詳しくは、ノズル開口群を等間隔で噴射対象物（又は記録媒体）となる記録紙の最大記録幅に相当する長さに配置した長尺な液体噴射ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を搭載したインクジェット式プリンタ（以下、プリンタという）を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１はプリンタ１の概略構成を説明する断面図、図２はプリンタ１におけるヘッドモジュール３の周囲の平面図である。本実施形態のプリンタ１は、搬送ユニット７による記録紙４の搬送方向（本発明における相対送り方向に相当。以下、第１方向Ｘ）に直交する方向（以下、第２方向Ｙ）に複数の単位ヘッド１１（本発明の液体噴射ヘッドの一種）を配列して構成されるヘッドモジュール３（液体噴射ヘッドモジュール）と、記録紙４（噴射対象物の一種）を積層状態で収納する給紙トレイ５ａ及び装置下部に設けられた下段給紙カセット５ｂからなる給紙部５と、これらの給紙部５ａ，５ｂから給紙された記録紙４をヘッドモジュール３の下方を通過させて排紙トレイ１０側に搬送する搬送ユニット７と、ヘッドモジュール３によって記録が行われ、搬送ユニット７側から排出された記録紙４を保持する排紙トレイ１０とを備え、ヘッドモジュール３を第２方向Ｙに走査することなく記録紙４の記録領域の全幅にテキストや画像等を記録できるように構成されている。
【００２１】
また、図示しないが、筐体２の内部にはインクを貯留したインクカートリッジ（液体供給源の一種）が配置される。そして、エアポンプ等によるインクカートリッジ内の加圧によって、カートリッジ内に貯留されているインクがインク供給チューブを通じてヘッドモジュール３の各単位ヘッド１１に供給（圧送）されるように構成されている。なお、記録紙４に対してヘッドモジュール３を第２方向Ｙに走査しながら記録を行う構成を採用することもできる。
【００２２】
上記給紙トレイ５ａは、上下方向に移動可能に構成されており、記録紙束の上面（最上部の記録紙４の上面）が常にピックアップローラ６と一定圧で当接するように筐体２に対する上下方向の位置が制御されている。そして、ヘッドモジュール３による記録動作の実行タイミングに応じて、記録紙束の最上部から記録紙４がピックアップローラ６により引き出され、分離ローラ１２と分離パッド１３とにより一枚毎に分離されて下流側へ給送されるようになっている。記録紙４は、図示しない紙センサ間を通った後、上下一対のレジストローラ１４ａ，１４ｂのニップ部に突き当たる。なお、下段給紙カセット５ｂからの記録紙４は、複数の中間ローラ１５を経由してからレジストローラ１４ａ，１４ｂのニップ部に到達する。これにより、記録紙４の先端姿勢が揃い、記録紙４のスキューが補正される。その後、レジストローラ１４ａ，１４ｂは、規定のタイミングで記録紙４を互いにニップした状態で１枚ずつ搬送ユニット７側へと給送し、記録紙４が搬送ユニット７の搬送ベルト１７に到達してから所定のタイミングでニップ状態を解放する。
【００２３】
搬送ユニット７は、図示しない駆動モータの駆動力によって回転される駆動ローラ１８と、駆動ローラ１８よりも上流側に配設された従動ローラ１９と、駆動ローラ１８及び従動ローラ１９の間に張設される無端状の搬送ベルト１７と、テンションローラ２０と、押えローラ２１とにより構成されている。テンションローラ２０は、駆動ローラ１８と、従動ローラ１９との間に配設されて搬送ベルト１７に内側から当接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト１７に張力を付与している。また、押えローラ２１は、搬送ベルト１７を挟んで従動ローラ１９の直上に配設され、搬送ベルト上の記録紙４を搬送ベルト１７側に押し付けて、記録紙４の搬送ベルト１７に対する密着性を高める。
【００２４】
駆動ローラ１８は、ヘッドモジュール３の記録動作に同期して駆動されることで搬送ベルト１７を回転させ、記録紙４をヘッドモジュール３の下方を通過させて下流側へと搬送するように構成されている。また、搬送ベルト１７の回転量は、エンコーダによって検出されるようになっている。そして、このエンコーダの検出信号は、エンコーダパルスとしてプリンタコントローラに出力される。
【００２５】
記録紙４に対し一方の面のみに記録を行う場合は、一方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７から排紙トレイ１０へと排紙される。一方、記録紙４の両面に記録を行う場合は、一方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７の下流に配設されたフラッパ２２により、用紙反転経路Ｒ２へ搬送される。記録紙４が用紙反転経路のＵターン部Ｔまで到達した後、搬送方向を転換させ、記録紙４は再度レジストローラ１４ａ，１４ｂ、搬送ベルト１７へと順次送られて他方の面の記録が終了した後、搬送ユニット７から排紙トレイ１０へと排紙される。
【００２６】
ヘッドモジュール３は、図２に示すように、ヘッドホルダ２４（取り付け対象部材の一種）に複数の単位ヘッド１１を第２方向Ｙに配設して構成されている。そして、複数のヘッドモジュール３、本実施形態においては４つのヘッドモジュール３ａ〜３ｄが、ヘッド長手方向を第２方向Ｙに揃えた姿勢で第１方向Ｘに一定の配置間隔でモジュール取付枠２５に取り付けられている。
【００２７】
図３は、単位ヘッド１１の構成を説明する斜視図である。単位ヘッド１１は、ノズル開口３０に連通する圧力室を含むインク流路を形成する流路ユニットや、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる圧電振動子或いは発熱素子などの圧力発生手段（何れも図示せず）をヘッドケース３１に備えており、プリンタコントローラ側からの駆動信号を圧力発生手段に印加して圧力発生手段を駆動することにより、ノズル開口３０からインク（本発明における液体の一種）を噴射して記録紙４に着弾させる記録動作を行うように構成されている。
【００２８】
ヘッドケース３１は、中空箱体状部材であり、その先端側には、ノズル形成面２６を露出させた状態で流路ユニットを固定している。また、ヘッドケース３１の内部に形成された収容空部内には圧力発生手段などを収容し、先端面とは反対側の基端面側には、プリンタコントローラ側からの駆動信号を圧力発生手段側に供給するための配線部材３５ａや流路ユニットにインクを供給するためのインク供給路３５ｂの一部を収容するカバー部材３３が配置されている。また、ヘッドケース３１の基端側には、側方に向けて延びるフランジ部３２が形成されている。
【００２９】
図５に示すように、各単位ヘッド１１のノズル形成面２６には、インクを噴射するノズル開口３０を第２方向Ｙに複数列設してノズル列２７（ノズル群の一種）を構成し、このノズル列２７を第１方向Ｘに複数（本実施形態においては２列）形成している。１つのノズル列２７は、例えば３６０ｄｐｉのピッチで開設された３６０個のノズル開口から成る。そして、各単位ヘッド１１には合計２列のノズル列２７が第１方向Ｘに並べて形成されている。また、このノズル形成面２６におけるノズル開口形成位置とは異なる位置には、複数の基準マーク２８（本発明における基準部の一種）が形成されている。より具体的には、ノズル形成面２８におけるノズル開口形成位置よりも外側（ノズル形成面２６の周縁側）の四隅にそれぞれ基準マーク２８ａ〜２８ｄが合計４つ形成されている。本実施形態における基準マーク２８は、フォトリソグラフィを利用してノズル形成面２６に各基準マーク２８となるマークパターンを形成し、このマークパターンに対応する部分をエッチング処理することにより形成された十字状の窪みから構成されている。各基準マーク２８の中心位置は、ノズル開口３０に対する相対位置が高精度に定められている。そして、後述する液体噴射ヘッドの位置調整工程において、これらの基準マーク２８の高低差を検出することで、ヘッドホルダ２４に対する単位ヘッド１１の配置位置やノズル形成面２６の傾きの調整が可能となる。この点の詳細については後述する。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態においては、第１のヘッドモジュール３ａと第２のヘッドモジュール３ｂとが対となり、また、第３のヘッドモジュール３ｃと第４のヘッドモジュール３ｄとが対となっている。対を成す２つのヘッドモジュール３は、第２方向Ｙで見て全体としてノズル開口が３６０ｄｐｉで並ぶような配置間隔で単位ヘッド１１が互い違いに２段の千鳥状に並ぶような配置レイアウトとなっている。なお、１つのヘッドモジュール３における単位ヘッド１１の個数は、プリンタ１が対応可能な記録紙４の最大サイズに応じて決定される。モジュール取付枠２５は、矩形枠体状の部材であり、金属等によって形成されている。このモジュール取付枠２５の枠内は空部２９となっており、この空部２９内にヘッドモジュール３の各単位ヘッド１１が配置されるようになっている。
【００３１】
図４に示すように、ヘッドホルダ２４は、第２方向Ｙに長尺なベースプレート２４ａ（取付面の一種）と、このベースプレート２４ａの長手方向両縁部からそれぞれ上方に起立した両側の側壁部２４ｂと、各側壁部２４ｂの上端部から側方（ベースプレート２４ａ側とは反対側）に延びる固定部２４ｃとから構成される。そして、各ヘッドモジュール３は、ヘッドホルダ両側の固定部２４ｃでモジュール取付枠２５に取り付けられている。ここで、ベースプレート２４ａの長手方向の全長Ｗ１は、モジュール取付枠２５の空部２９の第２方向Ｙの内寸Ｗ２よりも少しだけ小さく設計されており、この空部２９内にベースプレート２４ａが配置されるようになっている。
【００３２】
図６は、ヘッドホルダ２４に対し単位ヘッド１１を取り付ける取り付け調整装置の構成を説明する模式図である。なお、同図において、左右方向が第２方向Ｙ、奥行き方向（図に垂直な方向）が第１方向Ｘ、上下方向がヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する垂直方向Ｚとなっている。また、カメラ等の撮像部３７とヘッドホルダ２４との相対的な位置は予め固定されている。同図に示すように、取り付け調整装置は、装置全体の統括的な制御を行う制御部４０と、単位ヘッド１１の位置を移動させるヘッド移動機構４１と、ノズル形成面２６に形成された基準マーク２８の位置を検出する変位計４２と、カメラ等の撮像部３７と、液晶ディスプレイ等の表示装置４３とを備えて概略構成されている。この取り付け調整装置は、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａ上の規定位置に単位ヘッド１１を位置付け、ノズル形成面２６の傾きを検出し、この傾きに応じて単位ヘッド１１の位置を調整するまでの一連の作業を行うように構成されている。
【００３３】
ヘッドホルダ２４におけるベースプレート２４ａの各単位ヘッド１１の配置領域には、位置決めガイド穴３４が開設されている。本実施形態における位置決めガイド穴３４は、単位ヘッド１１のカバー部材３３側（フランジ部３２よりも基端面側の部分。以下、ヘッド基端部１１′）の平面形状よりも少し大きく且つフランジ部３２の外形よりも小さい矩形の貫通穴となっている。そして、ヘッドホルダ２４に取り付けられる単位ヘッド１１は、ヘッド基端部１１′を位置決めガイド穴３４に挿通してフランジ部３２をベースプレート２４ａにおける位置決めガイド穴３４周縁部に当接させ、ノズル形成面２６をカメラ等の撮像部３７に対向させた姿勢でセットされる。このようにヘッド基端部１１′を位置決めガイド穴３４に挿通することで、ヘッドホルダ２４に対する単位ヘッド１１の大まかな配置位置が規定される。位置決めガイド穴３４はヘッド基端部１１′の平面形状よりも少し大きく設計されているので、位置決めガイド穴３４の内周面とヘッド基端部１１′の側面との間には、間隙が形成される。この間隙が、ヘッドホルダ２４に対する単位ヘッド１１の配置位置の調整代となる。
【００３４】
次に、取り付け調整装置の制御部４０について説明する。本実施形態における制御部４０は、ＲＯＭ４４に記憶された制御プログラム等に従って各部を制御すると共に各種演算を行うＣＰＵ４５と、各種データ処理のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ４４と、各種データ等を記憶するＲＡＭ４６と、単位ヘッド１１の特性情報等を記憶する記憶手段としての不揮発性記憶部４７（例えば、フラッシュメモリ）と、撮像部３７によって撮像された画像等を表示装置４３に表示させる表示制御部４８と、ヘッド移動機構４１を制御するヘッド位置調整部４９と、接続機器（ヘッド移動機構４１、変位計４２、及び撮像部３７、また、図示しないが、ヘッド傾き調整機構を含む。）とのデータの入出力を行うインタフェース（Ｉ／Ｆ）部５０とを相互に接続した状態で備えている。
【００３５】
変位計４２は、レーザーフォーカス式の光学変位計から構成されており、ノズル形成面２６を走査し、このノズル形成面２６に形成されている各基準マーク２８（又は、基準マーク２８以外の基準部。例えば、ヘッド構成部品を止着するネジ等の構造物や形状）のベースプレート２４ａの垂直方向における位置（変位計４２からの距離）を測定する。なお、この変位計４２としては、他の非接触式或いは接触式の変位計を用いることもできる。また、変位計２４を用いない方法としては、撮像部３７によって撮像された画像における各基準マーク２８の収差に基づいて検出する方法を採用することができる。
【００３６】
上記撮像部３７は、対物レンズやＣＣＤ撮像素子を有するＣＣＤカメラにより構成され、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａにおける単位ヘッド１１の規定位置に対向する状態で配置されている。この撮像部３７によって撮像された画像データは、制御部４０に出力される。ヘッド移動機構４１は、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに向けて延びる複数の位置調整ピン３９を有している。このヘッド移動機構４１は、各位置調整ピン３９を単位ヘッド１１のフランジ部３２に形成されたピン挿通穴３２′にそれぞれ挿入し、この状態でモーター等の駆動源によってＸ方向若しくはＹ方向に移動、又は、ノズル形成面方向に回転することで、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の配置位置を位置決めガイド穴３４の範囲内で調整するように構成されている。
【００３７】
本実施形態におけるヘッド取付工程は、単位ヘッド１１をヘッドホルダ２４に位置決めして仮付けした状態で、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａの垂直方向における各基準マーク２８ａ〜２８ｄの位置を検出する変位測定工程と、各基準マーク２８ａ〜２８ｄの高低差に基づいて、ベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１のノズル形成面２６の傾きを検出する傾き検出工程と、傾き検出工程において検出されたノズル形成面２６の傾きに応じてヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の取り付け状態を調整する取り付け調整工程とを経る。以下、ヘッド取付工程の詳細について説明する。
【００３８】
まず、ヘッドホルダ２４に対して単位ヘッド１１を仮付けする。具体的には、ヘッド基端部１１′を位置決めガイド穴３４に挿通してフランジ部３２をベースプレート２４ａにおける位置決めガイド穴３４周縁部に当接させ、ノズル形成面２６を撮像部３７に対向させた姿勢で単位ヘッド１１をセットする。撮像部３７によって撮像された画像は、表示装置４３に映し出され、画像認識によりベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の位置決めが行われる。この表示装置４３には、ノズル形成面２６の各基準マーク２８ａ〜２８ｄの配置位置を規定するアライメントマークが、撮像された画像に重畳する状態で映し出される。そして、表示装置４３に画像として映し出されるノズル形成面２６上の各基準マーク２８ａ〜２８ｄが、それぞれ対応するアライメントマークに重なるように、ヘッド移動機構４１によって当該単位ヘッド１１の位置を調整することで、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の規定位置に配置することができる。そして、この位置決めされた状態で、単位ヘッド１１をヘッドホルダ２４に接着剤によって仮固定する。
なお、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の位置決め方法としては、画像認識によるものには限られず、例えば、フォトリソグラフィによってアライメントマークが形成されたガラス板等のアライメント基板を用いて行う方法を採用することもできる。
【００３９】
ヘッドホルダ２４に対して単位ヘッド１１を仮付けしたならば、次に、変位測定工程を行う。この変位測定工程では、変位測定手段としての変位計４２によってノズル形成面２６を走査し、このノズル形成面２６に形成されている各基準マーク２８のベースプレート２４ａの垂直方向における位置を測定する。この変位計４２による測定情報は、制御部４０側に出力される。この変位測定工程に続いて、傾き検出工程が行われる。この傾き検出工程では、制御部４０のＣＰＵ４５が傾き検出手段として機能し、各基準マーク２８ａ〜２８ｄの測定情報に基づいて、ベースプレート２４ａに対するノズル形成面２６の傾き（平面度）を算出する。即ち、ノズル形成面２６の四隅の基準マーク２８ａ〜２８ｄの高低差に基づいて、ノズル形成面２６が、ベースプレート２４ａに対してどの方向にどの程度傾いているか（角度θ）を算出する。
【００４０】
ベースプレート２４ａに対するノズル形成面２６の傾きが求められたならば、取り付け調整工程が行われる。この取り付け調整工程では、上記のようにして求められたノズル形成面２６の傾きに応じて、ヘッドホルダ２４のベースプレート２４ａに対する単位ヘッド１１の取り付け状態を調整する。本実施形態においては、ＣＰＵ４５、ヘッド位置調整部４９、ヘッド移動機構４１が本発明における取り付け調整手段として機能し、ノズル形成面２６の傾き量に応じて、記録紙４における規定着弾位置（設計上望ましい着弾位置）に対する着弾位置ずれ量を求め、当該着弾位置ずれ量に相当する距離だけ、ベースプレート２４ａにおける単位ヘッド１１の配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させる。
【００４１】
上記取り付け調整工程において、ＣＰＵ４５は、例えば、ノズル形成面２６のノズル開口３０から記録紙４の記録面までの距離ＰＧとノズル形成面２６の傾き角度θとに基づき、三角関数を用いて着弾位置ずれ量Δｘを求める。そして、ヘッド位置調整部４９は、ヘッド移動機構４１を制御して、各位置調整ピン３９を単位ヘッド１１のフランジ部３２に形成されたピン挿通穴３２′にそれぞれ挿入し、この状態で着弾位置ずれ量Δｘに相当する距離だけ、ベースプレート２４ａにおける単位ヘッド１１の配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させる。即ち、ノズル形成面２６の傾きはそのままで、着弾位置ずれ量Δｘを相殺するように単位ヘッド１１をベースプレート２４ａ上で平行移動させる。これにより、ノズル開口３０から噴射されるインクの飛翔方向はそのままで、記録紙４に対する着弾位置を規定着弾位置に近づけることが可能となる。
【００４２】
そして、上記のようにして位置調整された状態で単位ヘッド１１をヘッドホルダ２４に固定する。この固定方法としては、接着やネジ留め等、種々の固定方法を採用することができるが、できるだけ強固に固定できる固定方法を採用することが望ましい。
このような手順でヘッド取付工程を行うことにより、ノズル形成面２６の傾きを反映しつつ、ヘッドホルダ２４に対して単位ヘッド１１を高い精度で位置決めした状態で取り付けることができる。これにより、記録紙４等の噴射対象物に対するインクの着弾位置ずれを抑制することができ、記録画像の画質の低下を防止することが可能となる。
【００４３】
また、形状や寸法の精度に比較的ばらつきのあるノズル開口３０を検出することにより単位ヘッド１１の位置決めやノズル形成面２６の傾きの検出を行う構成と比較して、ノズル開口３０よりも形状・寸法の精度を高められる基準マーク２８を利用することにより、より高い精度で単位ヘッド１１の位置決めやノズル形成面２６の傾き検出を行うことができる。
【００４４】
ここで、本実施形態においては、インクの着弾精度をさらに高めるべく、単位ヘッド１１毎に固有の特性情報を予め取得して不揮発性記憶部４７に記憶させておき、この特性情報を反映するため、さらに追加位置調整工程を行う。特性情報は、例えば、単位ヘッド１１のインク着弾精度に関するデータ（インク飛翔方向の傾きを含む）である。即ち、上記取り付け調整工程は、単位ヘッド１１のノズル開口３０から噴射されるインクの飛翔曲がり等については考慮されていない。このため、上記特性情報に基づいて追加位置調整工程を行うことで、着弾精度をさらに高めることができる。この追加位置調整工程において、ＣＰＵ４５は、調整対象としての単位ヘッド１１に対応する特性情報を不揮発性記憶部４７から読み出し、規定着弾位置に対して実際の着弾位置がどの程度ずれる傾向にあるかを把握する（着弾位置ずれ量Δｘ′）。そして、ヘッド位置調整部４９は、ヘッド移動機構４１を制御して、着弾位置ずれ量Δｘ′に相当する距離だけ、ベースプレート２４ａにおける単位ヘッド１１の配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させて追加調整を行う。これにより、ノズル開口３０から噴射されるインクの飛翔方向などの単位ヘッド個々の特性が位置決めに反映されて、ヘッドホルダ２４に対して単位ヘッド１１をより高い精度で取り付けることができる。その結果、インクの着弾位置ずれをさらに効果的に抑制することが可能となる。
【００４５】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４６】
例えば、上記実施形態では、取り付け調整工程および追加位置調整工程において、ノズル形成面２６の傾きやヘッド特性情報に基づいて、ノズル形成面２６の傾きはそのままで、着弾位置ずれを相殺するように単位ヘッド１１をベースプレート２４ａ上で平行移動させる構成を例示したが、これには限られない。例えば、ベースプレート２４ａ又は単位ヘッド１１のフランジ部３２（又は別途設けられた調整プレート）にカム機構等から成る取り付け調整手段（ヘッド傾き調整機構。図示せず。）を設け、この取付調整手段によって、ノズル形成面２６の傾きやヘッド特性情報に応じてノズル形成面２６の傾き（又はインクの飛翔傾き）方向とは反対方向に単位ヘッド１１を傾けることでノズル形成面２６の平面的な位置決めをする構成を採用することも可能である。これにより、ノズル形成面２６の傾きやインクの飛翔曲がりが矯正されるので、インクの着弾位置ずれを抑制することが可能となる。
なお、単位ヘッド１１をベースプレート２４ａに仮位置決めしてクランプなどの押圧部材によりベースプレート２４ａ側に押圧した状態で、ノズル形成面２６の傾きに応じてベースプレート２４ａに対して単位ヘッド１１を傾けると共に、ベースプレート２４ａにおける単位ヘッド１１の配置位置を着弾位置ずれ方向とは反対方向に移動させることも可能である。即ち、ノズル形成面２６の傾きの調整と平面位置の調整の両方を同時進行的に行い、最終的にノズル形成面２６の傾きやインクの飛翔曲がりを矯正する構成を採用することも可能である。
【００４７】
また、上記実施形態では、基準マークに関し、フォトリソグラフィを利用してノズル形成面２６に各基準マーク２８となるマークパターンを形成し、このマークパターンに対応する部分をエッチング処理することにより形成された十字状の窪みから構成した例を示したが、これには限られず、ノズル開口３０に対する相対位置が高い精度で規定されているものであれば、任意の形成方法、或いは、形状・寸法を採用することができる。例えば、ノズル開口３０の直径よりも小さい直径の穴によって基準マークを構成してもよい。
【００４８】
また、本発明は、液体噴射ヘッドをヘッドホルダに位置決め状態で取り付ける構成を採用するものであれば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等の他の液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】プリンタの構成を説明する断面図である。
【図２】ヘッドモジュールの構成を示す平面図である。
【図３】単位ヘッドの構成を説明する斜視図である。
【図４】ヘッドホルダの構成を説明する断面図である。
【図５】ノズル形成面の平面図である。
【図６】取り付け調整装置の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００５０】
１…プリンタ，３…ヘッドモジュール，４…記録紙，１１…単位ヘッド，２４…ヘッドホルダ，２６…ノズル形成面，２８…基準マーク，３０…ノズル開口，３１…ヘッドケース，３２…フランジ部，３４…位置決めガイド穴，３７…撮像部，３９…位置調整ピン，４１…ヘッド移動機構，４２…変位計，４３…表示装置，４７…不揮発性記憶部，４９…ヘッド位置調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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