(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドの位置決め作業に熟練を要することなく、液滴吐出ヘッドの位置再現精度を高めることができるとともに、液滴吐出ヘッドの交換作業を容易かつ迅速に行うことができる。【解決手段】液滴吐出ヘッドを有する基準プレート２１は位置決め部によってヘッド支持ベース３２に位置決めされて固定される。位置決め部は、液滴吐出ヘッドが固定される基準プレート２１に設けられた凹部６１、溝部６２及び平面部６３を含んでいる。また、凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれの当接し、接線又は当接点を含む例えば球体のガイド部材６４も位置決め部に含まれている。そして、記録ヘッドが搭載される基準プレート２１に設けられた、上記凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれと、球体のガイド部材６４とが、付勢手段による付勢により互いに接線又は当接点で当接する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ノズルを設けられた少なくとも１つのノズルプレートを有するヘッドユニットと、
該ヘッドユニットが位置決めされ、着脱可能なヘッド支持ベースと、
上記ヘッドユニットを上記ヘッド支持ベースに対して付勢する付勢手段と、
上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースとの位置を決める位置決め部と
を有し、
該位置決め部は、上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースとが対向する面のうち一方の面に形成された凹部、溝部及び平面部と、上記対向する面のうち他方の面の上記凹部、上記溝部及び上記平面部のそれぞれに当接する位置にそれぞれ形成され、かつ少なくとも当接線又は当接点を含む面が回転二次曲面を有するガイド部材とを含んで構成され、
上記付勢手段による付勢により上記凹部、上記溝部及び上記平面部と上記各ガイド部材の当接線又は当接点がそれぞれ当接して上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースが位置決めされることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ヘッドユニットは、上記液滴吐出ヘッドが固定され、かつ上記位置決め部が形成されている基準プレートを有していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ヘッド支持ベースは、被液滴吐出材に対して往復移動を行うキャリッジ内に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ヘッド支持ベースは、被液滴吐出材の送り方向と直交する方向にノズル列を配列して上記ヘッドユニットを固定することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記凹部は、円錐形状又は三角錐形状をなすことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記溝部は、上記ガイド部材と対向する方向を基準として逆方向に同じ開き角度を持ってなる２つの平面部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記溝部の断面形状は、Ｖ字形状であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ガイド部材は、球であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記溝部の中心の延長線上に上記凹部の中心が配置され、上記溝部の中心と上記凹部の中心を結ぶ直線が上記ノズル列の列方向と平行となっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記ヘッドユニットに螺合された中間部材を介して上記ヘッドユニットに固定されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記中間部材には、貫通孔が設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項１０記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
上記中間部材は、ＵＶ光が透過できる部材から成ることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
上記ヘッドユニットが位置決めされて配置されるヘッド全体ベースが搭載される治具テーブルと、上記ヘッドユニットに設けられた上記凹部、上記溝部及び上記平面部と同じ形状の凹部、上記溝部及び上記平面部を上記液滴吐出ヘッドにおける配列と同じ配列で設けた押圧手段とを有し、
上記冶具テーブル上に搭載された上記ヘッド全体ベースに接着剤を介して上記ヘッド支持ベースが配置され、
上記押圧手段に設けられた凹部、溝部及び平面部を上記ヘッド支持ベース上のガイド部材とそれぞれ対向させた状態で、上記押圧手段で上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースとを押圧して位置決めさせ、上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースとを接合し、
上記ヘッド支持ベースに対して上記ヘッドユニットを位置決めすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
上記ヘッドユニットの上記ヘッド支持ベースは少なくとも上記ヘッド全体ベースの高さ方向の位置決め基準となる上記ヘッド全体ベースに面した二つ以上の位置決め凹部を有し、上記ヘッド全体ベースには、上記位置決め凹部に対応する位置に上記位置決め凹部の外形よりも大きな開口部が形成されて、該開口部を介して上記位置決め凹部に装填する装填部材を用いて上記ヘッドユニットの上記ヘッド支持ベースの高さを規定することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、
上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースの接合工程において、上記ガイド部材の上記ヘッド支持ベースへの接合も行うことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド、あるいは請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の液滴吐出装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法、液滴吐出装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液滴吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液滴吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行うものである。このような液滴吐出記録方式の画像形成装置には、用紙が搬送する方向に直交する方向である主走査方向に記録ヘッドが移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液滴吐出記録方式の画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。更に、インクとは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、画像とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
従来より、液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッドを配列する際の位置決め技術としての特許文献１には、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置決めを行う技術が提案されている。上記特許文献１において、記録ヘッドを装着するヘッド装着部は、記録ヘッドをＸ、Ｙ、Ｚ方向の各位置決め方向に押圧する第１、第２及び第３の付勢手段を有している。記録ヘッドをヘッド装着部に装着する際は、上記第１、第２及び第３の付勢手段によって、被取付プレートの位置基準部材に対して上記記録ヘッドに設けられた各位置決め部をそれぞれ押圧している。１つの上記付勢手段は記録ヘッドに設けられた位置決め部を被取付プレートの位置基準部材に向かって押圧する。このような押圧が上記第１、第２及び第３の付勢手段によって上記記録ヘッドにおける３軸方向においてそれぞれ行われる。よって、上記特許文献１によれば、ヘッド保持部材に対して記録ヘッドを三軸方向に対して容易に位置決めして固定でき、交換作業を容易にかつ迅速に行うことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１によれば、付勢手段を使って液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッドを被取付プレートに直接突当て上記位置基準部材の基準面に接触させて付勢している。そのため、例えば記録ヘッドの突当て基準となるＸ、Ｙ、Ｚの各基準面に微小な凹凸があると、記録ヘッドの位置決め部が基準面の凸部から凹部に移動する虞がある。その位置では別の方向からの付勢手段による移動が規制されることになり、規制位置を起点に記録ヘッドがわずかに回転して位置決めされてしまうことがある。また、付勢手段により記録ヘッドを基準面に突当てているだけで基準面に沿った方向への移動を規制していないので、交換作業中に記録ヘッドに対して外力が作用すると調整済みの位置から記録ヘッドの位置が簡単にずれてしまうことがある。このようなことから、上記特許文献１では、交換作業による記録ヘッドの位置再現性を高めることは難しく、吐出位置精度を確保することができないという課題がある。
【０００６】
また、上記特許文献１では、上述したように、上記第１、第２及び第３の付勢手段によって、被取付プレートの位置基準部材に対して上記記録ヘッドに設けられた各位置決め部をそれぞれ押圧している。そのために、記録ヘッドを各付勢手段と各位置決め部との間に押し込むようにして挿入する必要がある。ヘッド面を傷つけないように挿入するためには、この位置調整作業には熟練を要するので、記録ヘッドの交換時に、いわゆるサービスマン等の熟練者が慎重に調整作業を行う必要がある。よって、記録ヘッドの位置調整後の確認作業も含めると、記録ヘッドの交換作業を容易にかつ迅速に行うことはできないという不都合がある。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、液滴吐出ヘッドの位置決め作業に熟練を要することなく、液滴吐出ヘッドの位置再現精度を高めることができるとともに、液滴吐出ヘッドの交換作業を容易かつ迅速に行うことができる液滴吐出ヘッド及びその製造方法、該液滴吐出ヘッドが高精度に位置決めされた液滴吐出装置、及び該液滴吐出装置を用いて記録材上への記録液の吐出位置がずれることなく安定に吐出して画像を形成できる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、上記ノズルを設けられた少なくとも１つのノズルプレートを有するヘッドユニットと、該ヘッドユニットが位置決めされ、着脱可能なヘッド支持ベースと、上記ヘッドユニットを上記ヘッド支持ベースに対して付勢する付勢手段と、上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースとの位置を決める位置決め部とを有し、該位置決め部は、上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースとが対向する面のうち一方の面に形成された凹部、溝部及び平面部と、上記対向する面のうち他方の面の上記凹部、上記溝部及び上記平面部のそれぞれに当接する位置にそれぞれ形成され、かつ少なくとも当接線又は当接点を含む面が回転二次曲面を有するガイド部材とを含んで構成され、上記付勢手段による付勢により上記凹部、上記溝部及び上記平面部と上記各ガイド部材の当接線又は当接点がそれぞれ当接して上記ヘッドユニットと上記ヘッド支持ベースが位置決めされることを特徴とする液滴吐出ヘッドである。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ヘッドユニットは、上記液滴吐出ヘッドが固定され、かつ上記位置決め部が形成されている基準プレートを有していることを特徴とするものである。
更に、請求項３の発明は、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ヘッド支持ベースは、被液滴吐出材に対して往復移動を行うキャリッジ内に設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ヘッド支持ベースは、被液滴吐出材の送り方向と直交する方向にノズル列を配列して上記ヘッドユニットを固定することを特徴とするものである。
更に、請求項５の発明は、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記凹部は、円錐形状又は三角錐形状をなすことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記溝部は、上記ガイド部材と対向する方向を基準として逆方向に同じ開き角度を持ってなる２つの平面部を有することを特徴とするものである。
更に、請求項７の発明は、請求項６記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記溝部の断面形状は、Ｖ字形状であることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ガイド部材は、球であることを特徴とするものである。
更に、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記溝部の中心の延長線上に上記凹部の中心が配置され、上記溝部の中心と上記凹部の中心を結ぶ直線が上記ノズル列の列方向と平行となっていることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ヘッドユニットに螺合された中間部材を介して上記ヘッドユニットに固定されていることを特徴とするものである。
更に、請求項１１の発明は、請求項１０記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記中間部材には、貫通孔が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項１０記載の液滴吐出ヘッドにおいて、上記中間部材は、ＵＶ光が透過できる部材から成ることを特徴とするものである。
更に、請求項１３の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、上記ヘッドユニットが位置決めされて配置されるヘッド全体ベースが搭載される治具テーブルと、上記ヘッドユニットに設けられた上記凹部、上記溝部及び上記平面部と同じ形状の凹部、上記溝部及び上記平面部を上記液滴吐出ヘッドにおける配列と同じ配列で設けた押圧手段とを有し、上記冶具テーブル上に搭載された上記ヘッド全体ベースに接着剤を介して上記ヘッド支持ベースが配置され、上記押圧手段に設けられた凹部、溝部及び平面部を上記ヘッド支持ベース上のガイド部材とそれぞれ対向させた状態で、上記押圧手段で上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースとを押圧して位置決めさせ、上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースとを接合し、上記ヘッド支持ベースに対して上記ヘッドユニットを位置決めすることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法である。
また、請求項１４の発明は、請求項１３記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、上記ヘッドユニットの上記ヘッド支持ベースは少なくとも上記ヘッド全体ベースの高さ方向の位置決め基準となる上記ヘッド全体ベースに面した二つ以上の位置決め凹部を有し、上記ヘッド全体ベースには、上記位置決め凹部に対応する位置に上記位置決め凹部の外形よりも大きな開口部が形成されて、該開口部を介して上記位置決め凹部に装填する装填部材を用いて上記ヘッドユニットの上記ヘッド支持ベースの高さを規定することを特徴とするものである。
更に、請求項１５の発明は、請求項１３又は１４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、上記ヘッド支持ベースと上記ヘッド全体ベースの接合工程において、上記ガイド部材の上記ヘッド支持ベースへの接合も行うことを特徴とするものである。
また、請求項１６の発明は、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド、あるいは請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法によって製造された液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液滴吐出装置である。
更に、請求項１７の発明は、請求項１６記載の液滴吐出装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液滴吐出ヘッドの位置決め作業に熟練を要することなく、液滴吐出ヘッドの位置再現精度を高めることができるとともに、液滴吐出ヘッドの交換作業を容易かつ迅速に行うことができる。また、高精度に位置決めされた上記液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置を用いて被吐出対象材上への液滴の吐出位置がずれることなく安定に液滴を吐出できる。更に、上記液滴吐出装置を用いてして信頼性の高い画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェット記録装置における記録ヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】本実施の形態のインクジェット記録装置におけるヘッドユニットの構成を示す平面図である。
【図３】本実施の形態のインクジェット記録装置における複数のヘッドユニットを搭載したヘッドアレイユニットの構成を示す平面図である。
【図４】本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジの構成を示す平面図である。
【図５】本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジの別の構成を示す平面図である。
【図６】本実施の形態のインクジェット記録装置におけるヘッドユニットの別の構成を示す図である。
【図７】本実施の形態のインクジェット記録装置における位置決め部の構成を示す図である。
【図８】ガイド部材が固定されたヘッド支持ベースを示す斜視図である。
【図９】ヘッド支持ベースに固定されたガイド部材を示す部分断面図である。
【図１０】インクジェット記録装置内のサブキャリッジにおいてヘッド支持ベース上に配置されるヘッドユニットを示す斜視図である。
【図１１】ヘッドユニット組立装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】理想位置の座標とノズルアライメントマークの中心座標を示す図である。
【図１３】ヘッドユニット組立装置のＣＣＤカメラによるノズルアライメントマークの撮像の様子を示す斜視図である。
【図１４】基準チャートの構成を示す斜視図である。
【図１５】本実施の形態のインクジェット記録装置における別のヘッド支持ベースの構成を示す斜視図である。
【図１６】ラインヘッド型のインクジェット記録装置におけるヘッド支持ベースにヘッドユニットを搭載した構成を示す斜視図である。
【図１７】本実施の形態のインクジェット記録装置における複数のヘッドユニットを搭載したヘッドアレイユニットの別の構成を示す平面図である。
【図１８】ヘッド支持ベースとヘッド全体ベースとの接合のための治具の一部の構成を示す部分断面図である。
【図１９】ヘッド支持ベースとヘッド全体ベースとの接合工程を示す工程断面図である。
【図２０】本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
【図２１】本発明に係る画像形成装置の機構部の要部構成を示す平面図である。
【図２２】本発明に係る画像形成装置の他例の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
【図２３】サブタンク一体型の液滴吐出ヘッドを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係るインクジェット記録装置における記録ヘッドの構成を示す平面図である。同図に示す本実施の形態に係るインクジェット記録装置における記録ヘッドについて説明する。同図の（ａ）に示す記録ヘッド１０は１列のノズル列１１を有している。また、同図の（ｂ）に示す記録ヘッド１０は２列のノズル列１１を有し、同図の（ｃ）に示す記録ヘッド１０は４列のノズル列１１を有している。このように、１つの記録ヘッド１０にあるノズル列の列数は、同図の（ａ）に示す１列、あるいは同図の（ｂ）、（ｃ）に示す複数列のように、搭載するインクジェット記録装置の機種、つまり性能に応じて適宜決定すれば良い。本発明ではいずれの記録ヘッドを用いても適用できる。なお、記録ヘッド１０のノズル穴１２は副走査方向に等間隔に配列されている。また、ノズル列１１の両端には、ノズル位置調整時に使用するためのノズルアライメントマーク１３、１４が設けられている。
【００１２】
図２は本実施の形態のインクジェット記録装置におけるヘッドユニットの構成を示す平面図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。本発明のインクジェット記録装置におけるヘッドユニット２０は、同図の（ａ）に示すように１つの基準プレート２１に１つの記録ヘッド１０が搭載され、あるいは同図の（ｂ）、（ｃ）に示すように１つの基準プレート２１に複数の記録ヘッド１０が搭載されている。このように、１つの基準プレート上に接合される記録ヘッドの数は搭載するインクジェット記録装置の機種、つまり性能によって異なる。本発明では、いくつの記録ヘッドが搭載されていても良い。
【００１３】
図３は本実施の形態のインクジェット記録装置における複数のヘッドユニットを搭載したヘッドアレイユニットの構成を示す平面図である。同図において、図２と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本発明のインクジェット記録装置におけるヘッドアレイユニット３０は、ヘッド全体ベース３１に複数のヘッドユニット２０が着脱可能に用紙搬送方向に配列されて構成している。ヘッドユニット２０の個数は搭載するインクジェット記録装置の機種によって異なる。本発明では、いくつのヘッドユニットが搭載されていても良い。
【００１４】
図４は本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジの構成を示す平面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジ４０には、２つのヘッドアレイユニット３０が搭載されるが、いくつのヘッドアレイユニットが搭載されていても良い。同図のようにキャリッジ４０内に２つのヘッドアレイユニット３０が搭載されており、各ヘッドアレイユニット３０には４つのヘッドユニット２０が着脱可能に搭載されている。各ヘッドユニット２０には、１つの基準プレート２１に搭載された１つの記録ヘッド１０を有している。そのため、１つの記録ヘッド１０が故障した場合、当該記録ヘッド１０が搭載しているヘッドユニット２０を交換することになる。
【００１５】
図５は本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジの別の構成を示す平面図である。同図において、図５と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態のインクジェット記録装置におけるキャリッジ４０には、２つのヘッドユニット２０が搭載されている。すなわち、上記ヘッドアレイユニットそのものがなく、キャリッジ４０がヘッドアレイユニットの機能を兼ねている。そして、各ヘッドユニット２０には４つの記録ヘッド１０が搭載されている。よって、１つの記録ヘッド１０が故障した場合、当該記録ヘッド１０が搭載しているヘッドユニット２０にある４つの記録ヘッド１０をまとめて交換することになる。
【００１６】
図６は本実施の形態のインクジェット記録装置におけるヘッドユニットの別の構成を示す図である。同図において、図１と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。平面図である同図の（ａ）に示すように、記録ヘッド１０の両端には中間部材としてアジャスタ５１が設けられている。アジャスタ５１にはアジャスタ孔５２が設けられている。また、基準プレート２１の材質は、剛性面を考慮すると金属であっても良いが、軽量化を考慮すると、ポリフェニレンサルファイド（以下ＰＰＳと略す）などの機械強度のある樹脂が好ましい。記録ヘッド１０と基準プレート２１は、後述のヘッドユニット組立装置によって接合され、１つのヘッドユニットを構成する。なお、記録ヘッド１０とアジャスタ５１は最初から一体となっていても良く、接着されているものでも良い。また、ビス止めされているものでも良い。ビス止めされている場合は、記録ヘッド１０が故障した場合に、ヘッドユニット２０を回収した後、記録ヘッド１０のみ交換して他の部分を再利用することができる。
【００１７】
図７は本実施の形態のインクジェット記録装置における位置決め部の構成を示す図である。同図の（ａ）は平面透視図、同図の（ｂ）は同図の（ａ）のＡ−Ａ‘線断面図である。図７の（ａ）,（ｂ）に示すように基準プレート２１の一方の面には、凹部６１、溝部６２及び平面部６３を含む位置決め部が設けられている。また、本実施の形態において、凹部６１の空洞側の形状は円錐形状をなし、かつ溝部６２の断面形状はＶ字形状をなす。そして、図８に示すようなヘッド支持ベース３２の所定の位置に固定された３つの球体のガイド部材６４が、図７の（ｂ）に示すように、基準プレート２１の一方の面に設けられた凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれに当接される。ここで、Ｖ字形状の溝部６２の中心からの延長線（図中点線で示す）上に円錐形状の凹部６１の中心が配置されるようにしており、更にＶ字形状の溝部６２の中心と円錐形状の凹部６１の中心を結ぶ直線が記録ヘッド１０のノズル列１１と平行になるように配置している。ヘッド支持ベース３２に配置したガイド部材６４の中心間距離がわずかにずれても、ノズル列１１に傾きを生じさせなく取り付けすることができるので、ヘッド支持ベース３２のガイド部材６４の中心間距離の公差を緩めることができる。基準プレート２１とヘッド支持ベース３２が位置決めされた上で接合でき、本体装置に三軸の調整機構をインクジェット記録装置側に設ける必要がなく、装置の小型化とコストダウンを図ることができる。
【００１８】
なお、凹部６１の空洞側の形状は三角錐形状でもよい。円錐形状の場合、球体のガイド部材６４との当接部は円形の当接線となるが、三角錐形状であれば、球体のガイド部材６４との当接部を三点のみの当接点に限定できるため、空洞内壁形状のばらつきの影響をうけづらくすることができる。また、溝部６２は、断面形状がＶ字形状でなくてもよく、球体であるガイド部材６４と対向する方向を基準として逆方向に同じ開き角度を持ってなる２つの平面部を少なくとも有していればよい。具体的には、底面を平坦として両側に傾斜面を形成する構成とすることもできるが、このとき球体のガイド部材６４が底面に接しないように傾斜面間隔は調整される必要がある。更に、ヘッド支持ベース３２の材質は剛性面を考慮すると金属であっても良いが、軽量化を考慮すると、ＰＰＳなどの機械強度のある樹脂が好ましい。また、ガイド部材６４の材質は、錆びない材質として、ステンレスやセラミックスのものが好ましい。更に、ガイド部材６４は、凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれに当接する線又は点を含む面が放物面、双曲面、楕円面などの回転二次曲面であればよい。また、図７に示す位置決め部の例では、凹部６１、溝部６２及び平面部６３を基準プレート２１に、かつガイド部材６４をヘッド支持ベース３２に設けているが、凹部６１、溝部６２及び平面部６３をヘッド支持ベース３２に、かつガイド部材６４を基準プレート２１に設けてもよい。
【００１９】
また、図９に示すように、球体のガイド部材６４はヘッド支持ベース３２に穴加工と面取加工された形状をしたガイド部材支持部６５の上に載せられた後、接着剤６６で接着される構造となっている。球体のガイド部材６４の配置精度は、穴加工の位置精度に依存する。また、球体のガイド部材６４の上下方向の位置精度には、面取加工の量に依存する。しかし、前述のように、基準プレート２１の底面にある円錐形状の凹部６１、Ｖ字形状の溝部６２及び平面部６３において、Ｖ字形状の溝部６２の中心からの延長線上に円錐形状の凹部６１の中心が配置し、更にＶ字形状の溝部６２の中心と円錐形状の凹部６１の中心を結ぶ直線が記録ヘッド１０のノズル列１１と平行とすることで、この球体のガイド部材６４との間の寸法公差を厳しくする必要がない。この球体のガイド部材６４間寸法に誤差があった場合でも、円錐形状の凹部６１で平面内の初期位置が決まり、円錐形状の凹部６１の中心とＶ字形状の溝部６２の中心の延長線がノズル列１１と平行になっているので、ノズル列１１の配列方向に傾きが生じないように規定することができる。また、ヘッド支持ベース３２には、基本的に同一寸法の穴径と面取り加工が施されており、ヘッド支持ベース３２上に設けた３つの球体のガイド部材６４も同一直径のものを用いることで、ヘッド支持ベース３２の面からのつき出し量は同一としている。更に、基準プレート２１に設けた凹部６１、溝部６２及び平面部６３は、同一直径で、つき出し量が同一の球体のガイド部材６４と面合わせした際に、ヘッド支持ベース３２の上面と記録ヘッド１０の面とが、平行に載置される。
【００２０】
図１０はヘッド支持ベース上に配置されるヘッドユニットの構成を示す斜視図である。同図に示すように、ヘッドアレイユニット３０のヘッド支持ベース３２上には４つのヘッドユニット２０が着脱可能に設置される。また、ヘッド支持ベース３２の所定の位置には球体のガイド部材６４がそれぞれ固定されている。更に、１つのヘッドユニット２０に対し、１つの記録ヘッド１０が取り付けられる。この場合、ヘッドユニット単位で着脱して交換できるので、１つの記録ヘッド１０が故障した場合、１つのヘッドユニットだけ、交換すれば良いことになる。
【００２１】
ここで、ヘッドユニットの交換手順について図１０を用いて以下に説明する。
はじめに、記録ヘッド１０にインクを供給するためのインク供給管（不図示）を外す。次に、ヘッドユニット２０の取外しは、上部付勢手段（不図示）を上部に持ち上げて移動させて付勢を解除した後、故障のため交換するヘッドユニット２０を上方に持ち上げることで取り外すことができる。次に、新しいヘッドユニット２０の取付けは、ヘッド支持ベース３２上の３つの球体のガイド部材６４の位置と、ヘッドユニット２０にある基準プレート２１の凹部、溝部及び平面部の位置をそれぞれ合わせて、上部付勢手段（不図示）を下げてヘッドユニット２０を上方から付勢することで取り付ける。交換後のノズル位置は、この作業だけで、ＸＹＺ三軸方向の位置決めを完了させることができる。ヘッドユニット組立装置において、インクジェット記録装置本体に取り付ける状態と同じ状態にして組み立てているので、ヘッド支持ベースとノズル列の位置関係を再現することができる。最後に、記録ヘッドにインクを供給するためのインク供給管を取り付ける。以上で、ヘッドユニットの交換作業を終了する。
【００２２】
図１１はヘッドユニット組立装置の構成を示すブロック図である。同図に示すヘッドユニット組立装置１００は、１つの基準プレート２１に対し４つの記録ヘッドを接合してヘッドユニットを組み立てる装置である。ヘッドユニット組立装置１００は、主に、保持部１０１、位置決め部１０２、テーブル移動部１０３、制御部１０４及び画像処理部１０５を備えている。ヘッドユニット組立装置１００によれば、それぞれの記録ヘッド１０６の垂直方向及び水平方向の位置を調整するために、かつ記録ヘッド１０６に設けられたアジャスタ１０７の孔部１０８を把持するためのアーム部１０９と、アーム部１０９の位置を位置決めする位置決め部１０２を用いることで、各記録ヘッド１０６を垂直方向及び水平方向に所定の位置へ移動できるようになっている。また、テーブル移動部１０３は記録ヘッド１０と基準プレート２１を保持する保持部１０１を搭載して移動するテーブル（図示せず）を備えており、このテーブルを撮像手段であるＣＣＤカメラ１１０、１１１の撮像できる位置に移動させる。また、制御部１０４は、テーブル位置検出部１０４−１、位置調整部１０４−２、接着剤塗布部１０４−３、テーブル移動制御部１０４−４、目標位置算出部１０４−５、理想位置登録部１０４−６を具備している。また、テーブル位置検出部１０４−１はテーブル移動部１０３のテーブルの位置を検出する。位置調整部１０４−２は位置決め部１０２を制御する。また、接着剤塗布部１０４−３はアジャスタ１０７と基準プレート２１の間に接着剤を充填する。テーブル移動制御部１０４−４はテーブル移動部１０３を制御する。また、目標位置算出部１０４−５は、図１５に示すように、理想位置登録部１０４−６に登録された理想位置ａの座標（ｘａ、ｙａ）とノズルアライメントマークＡの中心座標（ＸＡ、ＹＡ）及び理想位置ｂの座標（ｘｂ、ｙｂ）とノズルアライメントマークＢの中心座標（ＸＢ、ＹＢ）との差を算出し、ノズルアライメントマークＡ、Ｂから理想位置ａ、ｂまでの距離を算出する。また、理想位置登録部１０４−６には画像処理部１０５から転送される理想位置が登録される。また、これらテーブル位置検出部１０４−１、位置調整部１０４−２、接着剤塗布部１０４−３、テーブル移動制御部１０４−４、目標位置算出部１０４−５、理想位置登録部１０４−６は操作部１１２によって操作可能になっている。一方、画像処理部１０５はＣＣＤカメラ１１０、１１１、同軸落射照明部１０５−１、１０５−２、モニタ１０５−３、操作部１０５−４、画像処理及びノズルアライメントマーク位置計測部１０５−５、理想位置計測部１０５−６を備えている。図１３に示すようにＣＣＤカメラ１１０、１１１は、キャリッジ２００に搭載された各記録ヘッド２０１に設けられたノズルアライメントマーク１３、１４の近傍を撮像し、同軸落射照明部１０５−１、１０５−２はノズルアライメントマーク１３、１４とその近傍を照明する。本実施の形態のＣＣＤカメラ１１０、１１１はノズルアライメントマーク１３、１４が形成されたヘッド面から垂直な方向からノズルアライメントマーク１３、１４の近傍を撮影して画像を取得する。このため、測定視野が水平１．２ｍｍ×垂直０．９ｍｍ、被写���深度±１１０ミクロンのＣＣＤカメラ１１０、１１１が用いられる。
【００２３】
また、モニタ１０５−３はＣＣＤカメラ１１０、１１１で撮像されたノズルアライメントマーク１３、１４等を表示する。画像処理及びノズルアライメントマーク位置計測部１０５−５はＣＣＤカメラ１１０、１１１によって撮影されたノズルアライメントマーク１３、１４近傍の画像デ−タに基づき、一連の画像処理を行いノズルアライメントマーク１３、１４の位置を検出する。具体的には画像の平均濃度算出から最適な照明の調光を行い、最適な２値化を決定して、面積値、幅、高さ、円形度等の条件から位置基準として利用したいノズルアライメントマーク１３、１４を特定する。
【００２４】
本実施の形態では、図１２に示すように、ノズルアライメントマークＡの中心座標（ＸＡ、ＹＡ）及びノズルアライメントマークＢの中心座標（ＸＢ、ＹＢ）を計測して制御部１０４にデータを出力する。これら一連の処理は汎用の情報機器装置に一部専用ハードと専用ソフトを組み込み起動させる画像処理システムから構成する。本実施の形態では、画素分解能が１．６ミクロン／画素の光学画像部を備えており、一般的なソフト処理であるグレー処理により測定精度は０．５ミクロンである。
【００２５】
また、理想位置計測部１０５−６は、理想位置が記録された理想位置取得部１１３から理想位置を取得する。具体的には、図１４に示すような理想位置ａ、ｂが記録されたガラス板３０１を母材３０２に貼り付けて構成された基準チャート３００を用いて校正している。そして、この基準チャート３００は、記録ヘッドの各ノズルアライメントマークの位置の理想寸法でミクロン精度に正確に作られており、そこに理想位置ａ、理想位置ｂがミクロンの精度で正確に記録されたガラス板３０１が接着されている。
【００２６】
この基準チャート３００を図１１のヘッドユニット組立装置１００にヘッドユニットの代わりに取付け、制御部１０４の目標位置算出部１０４−５からの信号に基づき、ＣＣＤカメラ１１０、１１１によって理想位置ａ、ｂを撮像し、理想位置計測部１０５−６によって理想位置ａ、ｂを計測する。そして、理想位置計測部１０５−６はこの計測結果を制御部１０４に転送し、理想位置登録部１０４−６にこの計測結果を登録しておく。基準プレート２１の代わりに図１４の基準チャート３００を取り付けるために、基準チャート３００を構成する母材には、その底面に基準プレート２１と同じように凹部、溝部及び平面部を備えておく。また、本実施の形態では、理想位置計測部１０５−６により、基準チャート３００から理想位置ａ、ｂを取得するようにしている。このようにすることで、複数の記録ヘッドの位置調整を行うときに、ヘッドユニット組立装置を調整開始位置に移動したときの機械的な誤差の影響を受けることがなく、各記録ヘッドを理想位置に確実に移動させることができる。
【００２７】
次に、ヘッドユニット組立装置上に載置される基準プレートと記録ヘッドの支持状態について説明する。図１１の保持部１０１は基準プレート２１と記録ヘッドを保持できるようになっている。基準プレート２１は、保持部１０１のベース上の所定の位置に設けられた３つの球体の上に、その底面にある凹部、溝部及び平面部と位置を合わせて載置され、上下方向の上部付勢手段により上部から加圧されて固定される。このとき、ヘッドユニット組立装置における保持部１０１のベースは、サブキャリッジを構成するヘッド支持ベースと同一寸法・同一箇所に３つの球体が配置されている。すなわち、ヘッドユニット組立装置上に保持された基準プレート２１の状態は、そのままサブキャリッジ上でも再現されるようにする。次に、記録ヘッドは、ノズル穴を下方に位置させた状態で仮固定される。
【００２８】
本実施の形態では、各記録ヘッドの両側にはアジャスタが設けられており、このアジャスタを基準プレートに設けられた係合部に係合させて、上方から押圧する上部付勢手段を用いて付勢することにより、各記録ヘッドの下方への移動の規制と、摩擦力による左右前後方向に仮固定されるとともに、各記録ヘッドのノズル穴の水平面上の位置が一致するようになっている。各記録ヘッドは上部付勢手段によってアジャスタが係合部材に押し付けられた状態で、アジャスタを把持して移動することで前後左右に移動することにより位置調整を行うことができる。また、各記録ヘッドには副走査方向の両端部に対象物としてのノズルアライメントマークが設けられおり、記録ヘッドのノズル穴は、基準プレートに設定された基準軸に対して直角となるようにノズルアライメントマークを基準として所望の精度で位置調整されるとともに、それぞれの各記録ヘッドの第１のノズル穴が基準軸から所望の精度と所望の距離で並ぶように位置調整することができる。
【００２９】
次に、ヘッドユニット組立装置のヘッドユニットを組み立てる工程について説明する。
図１１のヘッドユニット組立装置１００による組立動作は、制御部１０４に設けられた図示しない記憶部に記憶されたプログラムを制御部１０４で実行することで行われる。先ず、ヘッドユニット組立装置１００の電源を挿入すると、原点復帰を行ってヘッドユニット組立装置１００の原点を確定する。次に、登録されている理想位置ａ、ｂを取得する。保持部１０１のベースに基準プレート２１を固定される。基準プレート２１に設けた係合部材上に、接着剤塗布部１０４−３を用い、予めＵＶ接着剤を塗布しておく。仮固定されている記録ヘッド１０６の両側に設けたアジャスタ１０７にあるアジャスタ孔１０８に、位置調整部１０４−２のアーム先端のピンを嵌合することで、記録ヘッド１０６のアジャスタ１０７を把持して調整を開始する。記録ヘッド１０６は上部付勢手段によってアジャスタ１０７が係合部材に押し付けられた状態で、前後左右に移動することにより位置調整が行われる。次に、図１３に示すように、ＣＣＤカメラ１１０、１１１によりノズルアライメントマーク１３、１４の近傍を同時に撮像する。
【００３０】
次に、画像処理及びノズルアライメントマーク位置計測部１０５−５によってノズルアライメントマーク１３、１４の位置を検出する。このとき、画像の平均濃度算出から同軸落射照明部１０５−１、１０５−２の最適な照明の調光を行い、最適な２値化を決定して、面積値・幅・高さ・円形度等の条件から位置基準として利用したいノズルアライメントマーク１３、１４を特定する。本実施の形態では、ノズルアライメントマーク１３、１４に底面に反射板が埋設されているので、ノズルアライメントマーク１３、１４の特定を容易に行うことができる。次に、検出されたノズルアライメントマーク１３、１４の各座標の位置データと、ヘッドユニットの組立を行う前に予め取得した理想位置ａ、ｂの各座標の位置データとの差に基づいて、理想位置ａ、ｂまでのノズルアライメントマーク１３、１４の目標位置を算出する。次に、理想位置ａ、ｂと検出したノズルアライメントマーク１３、１４の位置が一致するように、図１１の位置調整部１０４−２によってアジャスタ１０７を介して記録ヘッド１０６を水平方向及び垂直方向に目標位置の距離だけ移動させて位置調整を行う。このように、２つの理想位置ａ、ｂとノズルアライメントマーク１３、１４を一致させるように位置調整を行うことで、ノズルアライメントマーク１３、１４を基準にして各記録ヘッド１０６を基準プレート２１に高精度に位置決めすることができる。位置調整が完了すると、アジャスタ１０７上部に配設されたＵＶ照射器より、ＵＶ照射することで、記録ヘッド１０６にあるアジャスタ１０７と基準プレート２１に設けた係合部材をＵＶ接着剤で接着することができる。このとき、アジャスタ１０７の部材を透明部材にしておくことで、ＵＶ光を透過してＵＶ接着剤へ照射させることができる。１つの記録ヘッドの接着が完了したら、上記手順にて、残りの記録ヘッドの接着を繰返し実施する。本実施の形態では、記録ヘッドの両側に中間部材としてアジャスタを用いた場合について説明したが、記録ヘッドとアジャスタが一体となっていても良い。
【００３１】
図１５は本実施の形態のインクジェット記録装置における別のヘッド支持ベースの構成を示す斜視図である。同図に示すヘッド支持ベース３２は、図１６に示すようなインクジェット記録装置がラインヘッド型の場合に適用するヘッド支持ベースである。図１５に示すように、ヘッド支持ベース３２には、各ヘッドユニットに対し基準プレートの一方の面に設けられた凹部、溝部及び平面部にそれぞれ対応した位置に設けられた３つの球体６４と、上下方向に付勢する上部付勢手段（不図示）とが配置されている。このヘッド支持ベース３２上に、複数のヘッドユニットを配列することで、図１６に示すように、長尺なヘッド支持ベース３２には、紙送り方向に直交する方向にノズル列を配列する複数のヘッドユニット２０を固定している。このヘッド支持ベース３２に、ヘッドユニット２０が、図１０に示したように着脱して交換を行うことができる。
【００３２】
図１７は本実施の形態のインクジェット記録装置における複数のヘッドユニットを搭載したヘッドアレイユニットの別の構成を示す平面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。同図に示す本実施の形態のインクジェット記録装置におけるヘッドアレイユニット３０は、ヘッド全体ベース３１に複数のヘッドユニット２０が着脱可能に用紙搬送方向に千鳥状に配列されて構成している。同図に示す例でも、ヘッドユニット２０の個数は搭載するインクジェット記録装置の機種によって異なる。なお、同図に示すヘッドアレイユニット３０はシリアル型又はライン型のいずれのタイプのインクジェット記録装置にも適用できるものであるが、ここではライン型のインクジェット記録装置に適用した例について説明する。同図のヘッドアレイユニット３０において、図中縦方向に１列に並んだ３つのヘッドユニット２０と前列と互い違い並んだ３つのヘッドユニット２０とが１つの色の画像形成を行う。そして、このような、図中点線で囲んで示す６個のヘッドユニット２０で構成される１つの記録ユニットが、図中の矢印方向に記録材が搬送される搬送方向に、色毎にそれぞれ並んで配列されている。このような構成のヘッドアレイユニット３０を含むライン型のインクジェット記録装置によれば、搬送方向に搬送されてくる記録材上に色毎に設けられた上記記録ユニットによって、１列毎における各画素に各色の記録液が吐出され、画像が形成される。
【００３３】
図１７に示すヘッドアレイユニット３０を組み立てる工程において、ヘッド全体ベース３１上に設ける複数のヘッドユニット２０間のノズル配列精度を高めるために、ヘッド全体ベース３１上に位置決め配置されたヘッド支持ベース３２に各ヘッドユニット２０の各基準プレート２１を押圧固定することで各ヘッドユニット２０間の少なくともＸＹ平面の位置決めを行う。以下、ヘッド全体ベース３１にヘッド支持ベース３２を接合するための治具の構成及び治具を用いたヘッド全体ベースとヘッド支持ベースの接合工程について説明する。
【００３４】
図１８はヘッド支持ベースとヘッド全体ベースとの接合のための治具の一部の構成を示す部分断面図である。同図に示す治具６００の一部の構成は複数のヘッド支持ベースのうち１つのヘッド支持ベースをヘッド全体ベースに接合する構成である。治具６００は、主としてヘッド全体ベースが設置される治具ベース６０１、複数の直動ガイド６０２及び治具可動テーブル６０３を含んで構成されている。そして、治具ベース６０１は図示していないヘッド全体ベースが配置され、治具可動テーブル６０３と対向する設置面を有し、段付ピン６０４が予め挿入される開口部６０１−１を有している。また、各直動ガイド６０２は、基台６０２−１と昇降シャフト６０２−２とを具備し、基台６０２−１は治具ベース６０１上に設置されている。昇降シャフト６０２−２の端部は治具可動テーブル６０３に取り付けられている。各直動ガイド６０２による昇降の移動量は全て同一となるように制御される。更に、治具可動テーブル６０３の治具ベースに対向する面には、ヘッド全体ベース上に設置される各ヘッド支持ベース（図示せず）上に設けられているガイド部材６４のそれぞれの設置位置に対応する位置に、各基準プレートに設けられたものと同様の凹部６０５、Ｖ字形状の溝部６０６及び平面部６０７がそれぞれ設けられている。
【００３５】
次に、このような構成を具備する治具６００を用いてヘッド全体ベース上に複数のヘッド支持ベースを設置して接合する工程を図１９に示す。
同図の（ａ）において、治具６００における各直動ガイド６０２の昇降シャフト６０２−２を上昇させて、治具ベース６０１と治具可動テーブル６０３の間の空隙を大きく開ける。治具ベース６０１上にヘッド全体ベース３１、更には後述する各ヘッド支持ベース３２の配置を可能とするためである。また、治具ベース６０１の各開口部６０１−１には、段付ピン６０４がそれぞれ挿入されている。そして、ヘッド全体ベース３１を治具ベース６０１上に設置する。その設置の際、ヘッド全体ベース３１に予め設けられた各開口部３１−１が各段付ピン６０４を通るようにする。これにより、ヘッド全体ベース３１の設置位置を定めることができる。その後、ヘッド全体ベース６０１上の、各ヘッド支持ベースを設置するヘッド領域に、ＵＶ接着剤６０８を塗布しておく。次に、同図の（ｂ）に示すように、各ヘッド支持ベース３２がヘッド全体ベース６０１上の所定の位置にそれぞれ設置される。そして、治具可動テーブル６０３の凹部６０５、Ｖ字形状の溝部６０６及び平面部６０７のそれぞれが球体のガイド部材６４に当接し、更には各ヘッド支持ベース３２が一律にヘッド全体ベース３１に押圧されるまで、各直動ガイド６０２の昇降シャフト６０２−２を下降方向に駆動させて治具可動テーブル６０３を下降させる。そして、段付ピン６０４の上端部は各ヘッド支持ベース３２の所定の位置に設けられたピン用穴２１−１に挿入される。このピン用穴２１−１の深さは段付ピン６０４の上部端面が当接したときにヘッド支持ベース３２の上下方向（Ｚ軸方向）の取付位置基準になる値となっている。また、ピン用穴２１−１の穴面積は段付ピン６０４の上部端面の面積より大きく、ピン用穴２１−１内の段付ピン６０４はＸＹ軸方向において移動可能となっている。よって、ＸＹＺ軸位置決めにおける少なくともＸＹ軸方向の微調整に対して段付ピン６０４の存在による規制は及ばない。そして、同図の（ｄ）に示すように、各段付ピン６０４の上部端面が各基準プレート２１の各ピン用穴２１−１の底面に当接した後、ヘッド支持ベース３２とヘッド全体ベース３１との接合におけるＸＹＺ軸位置決めの微調整のために治具可動テーブル６０３による押圧を行う。最後に各ヘッド支持ベース３２とヘッド全体ベース３１との間に塗布しておいたＵＶ接着剤６０８にＵＶ照射を行い硬化させ、各ヘッド支持ベース３２とヘッド全体ベース３１とを接合させる。その後、図示していないが、各直動ガイド６０２の昇降シャフト６０２−２を上昇方向に駆動させて治具可動テーブル６０３を上昇させることで、接合が完了し、各ヘッド支持ベース３２が接合されているヘッド全体ベース３１を取り出す。上述したように、段付ピン６０４はピン用穴２１−１の深さ方向のみ規制しているだけであるので、段付ピン６０４はヘッド全体ベース３１の取り出しには関与しない。
【００３６】
ここでは、ガイド部材６４がすでに取り付けられたヘッド支持ベース３２を用いてヘッド全体ベースへ接合する工程を示したが、ガイド部材６４をヘッド支持ベースへ接合する工程を兼ねることもできる。この場合、ガイド部材支持部６５に接着剤を塗布しガイド部材６４を載せた状態で治具可動テーブル６０３を下降させて押圧し、接着剤を硬化させることでガイド部材を固定することができる。
【００３７】
なお、段付ピン６０４の上部端面は基準プレート２１の下面を基準として研作加工が施されており、全ての段付ピン上部端面におけるヘッド全体ベース３１からの突き出し量は同一寸法となるように加工されている。また、基準プレート２１の材質は、剛性面を考慮すると金属であっても良いが、軽量化を考慮すると、ポリフェニレンサルファイドやセラミックスと樹脂の複合材料など機械強度のある樹脂系材料が好ましい。取付基準部材の材質は、記録ヘッド交換に伴いねじ部の着脱があるので、機械強度があり軽量なアルミニウムなどの軽量金属が好ましい。更に、ヘッド全体ベース３１に塗布されたＵＶ接着剤６０８に接触して硬化の開始を促進させて硬化時間を短縮するための反応開始剤（プライマー）を基準プレート２１側に予め塗布させておいてもよい。
【００３８】
次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図２０及び図２１を参照して説明する。なお、図２０は本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図、図２１は本発明に係る画像形成装置の機構部の要部構成を示す平面図である。
【００３９】
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００４０】
このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液滴吐出ヘッドと、同ヘッドに駆動信号を与える電気回路基板と、同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した液滴吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００４１】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液滴吐出ヘッドユニット２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方のヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、１ヘッド当たり４ノズル列配置とし、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。
【００４２】
また、記録ヘッド２３４のタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００４３】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００４４】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００４５】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００４６】
更に、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００４７】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００４８】
更に、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００４９】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置し、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００５０】
このような構成を有する画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００５１】
このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００５２】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００５３】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液滴吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上する。
【００５４】
次に、本発明に係る画像形成装置の他の例について図２２を参照して説明する。なお、図２２は本発明に係る画像形成装置の他の例の機構部の全体構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備え、この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録した後、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。
【００５５】
また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備え、両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込み、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。
【００５６】
ここで、画像形成部４０２は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する、ライン型の４個の本発明に係る液滴吐出ヘッドと当該液滴吐出ヘッドにインクを供給するサブタンクを一体化して構成した記録ヘッド４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ（色を区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。
【００５７】
なお、１つの記録ヘッド４１１は、図２３に示すように、複数（この例では６個）のサブタンク一体型の本発明に係る液滴吐出ヘッド５０１Ａ〜５０１Ｆをベース部材５０２に所定の位置関係で配列して構成しているが、１つのフルライン型液滴吐出ヘッドで構成することもできる。
【００５８】
また、各記録ヘッド４１１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｙ、４１２ｍ、４１２ｃ、４１２ｋ（色を区別しないときには「維持回復機構４１２」という。）を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。
【００５９】
給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙され、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。
【００６０】
また、搬送ガイド部材４４３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。
【００６１】
搬送機構４０５は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト４３３と、この搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラ４３４と、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持するプラテン部材４３５と、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付ける押さえコロ４３６と、その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着した記録液（インク）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。なお、搬送機構としては例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。
【００６２】
この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３８及び拍車４３９を備えている。
【００６３】
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電され、帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。
【００６４】
そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出することで、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。
【００６５】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、信頼性が向上する。
【００６６】
なお、上記実施の形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、前述したように狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、図７に示すように、記録ヘッドを有する基準プレート２１は位置決め部によってヘッド支持ベース３２に位置決めされて固定される。位置決め部は、記録ヘッドが固定される基準プレート２１に設けられた凹部６１、溝部６２及び平面部６３を含んでいる。また、凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれの当接し、接線又は当接点を含む例えば球体のガイド部材６４も上記位置決め部に含まれている。そして、記録ヘッドが搭載される基準プレート２１に設けられた、上記凹部６１、溝部６２及び平面部６３のそれぞれと、球体のガイド部材６４とが、付勢手段による付勢により互いに接線又は当接点で当接する。このように、付勢手段による付勢が球体のガイド部材を介して凹部６１、溝部６２及び平面部６３に与えられおり、上記記録ヘッドの筐体面又は上記記録ヘッドに設けられる位置基準部材の基準面に付勢手段による付勢が直接に与えられていない。よって、上記記録ヘッドの三軸方向への位置決めが上記記録ヘッドの筐体面又は上記位置基準部材の基準面の凹凸に関係なく、上記記録ヘッドの交換作業を高精度に、容易にかつ迅速に行うことができる。
【００６８】
また、記録ヘッドは、図６に示すように、記録ヘッドに螺合された中間部材であるアジャスタ５１を用いてヘッドユニットを構成する基準プレート２１に固定されている。よって、アジャスタ５１を把持して位置決めを行いながら、記録ヘッドの交換を容易にできる。
【００６９】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２３４，４１１  記録ヘッド
１１  ノズル列
１２  ノズル穴
１３，１４  ノズルアライメントマーク
２０  ヘッドユニット
２１  基準プレート
３０  ヘッドアレイユニット
３１  ヘッド全体ベース
３２  ヘッド支持ベース
４０  キャリッジ
５１  アジャスタ
５２  アジャスタ孔
６１、６０５  凹部
６２、６０６  溝部
６３、６０７  平面部
６４  ガイド部材
６５  ガイド部材支持部
６６  接着剤
１００  ヘッドユニット組立装置
３００  基準チャート
６００  治具
６０１  治具ベース
６０２  直動ガイド
６０３  治具可動テーブル
６０４  段付ピン
６０８  ＵＶ接着剤
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７１】
【特許文献１】特開２００６−２３１８０２号公報
【図１】
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【図２】
2011031606.tif 000004
【図３】
2011031606.tif 000005
【図４】
2011031606.tif 000006
【図５】
2011031606.tif 000007
【図６】
2011031606.tif 000008
【図７】
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【図８】
2011031606.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2011031606.tif 000012
【図１１】
2011031606.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011031606.tif 000019
【図１８】
2011031606.tif 000020
【図１９】
2011031606.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2011031606.tif 000024
【図２３】
2011031606.tif 000025