(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動の対象となる部品を保持し、該部品を目標位置に位置する被取付け部材まで移動可能な保持・移動手段と、前記部品が目標位置に位置するように前記保持・移動手段を駆動制御する制御手段と、前記目標位置を含んだ前記部品の移動範囲の任意の位置で前記部品に接着剤を塗布する塗布手段と、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの実位置を検知する検知手段と、を備えた部品の位置決め制御装置において、
前記制御手段は、
前記検知手段からの検知情報に基づき、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの目標位置からのずれ量を補正量として演算する補正量演算手段と、該補正量演算手段により演算された前記補正量を所定回数だけ記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された補正量の累積結果から該補正量の平均値を算出する平均値算出手段と、を備え、
該平均値演算手段によって算出された補正量の平均値に基づいて前記目標位置のデータを補正し、補正後の目標位置のデータに基づいて前記保持・移動手段を所定回数に亘って駆動するとともに、前記検知手段からの前記実位置の検知情報に基づき、前記平均値演算手段によって算出された前記補正後の目標位置からの新たな補正量に基づいて、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの目標位置からのずれ量を所定回数に亘って前記記憶手段に記憶することを特徴とする部品の位置決め制御装置。
【請求項２】
前記保持・移動手段によって移動の対象となる部品がインクジェットヘッドであり、前記被取付け部材がインクジェットプリンターのヘッド保持部材であることを特徴とする請求項１記載の部品の位置決め制御装置。
【請求項３】
前記保持・移動手段によって移動の対象となる部品が中間保持部材から構成されるとともに、前記被取付け部材がインクジェットヘッドおよびインクジェトプリンターのヘッド保持部材から構成され、前記中間保持部材を前記インクジェットヘッドおよびヘッド保持部材の間に介装するようにしたことを特徴とする請求項１記載の部品の位置決め制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の位置決め制御装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ装置、プリンター装置等に用いられるインクジェットヘッド等の部品を高精度に組み付けることができる部品の位置決め制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インク液を吐出孔から吐出して画像を出力するインクジェット方式のプリンター装置による画像形成方法にあっては、記録紙にインク液を吹き付けるようにしている。このプリンター装置では、インクを充填し、かつ、インクを吹き付ける部品をインクジェットヘッド（以下、単にヘッドという）と呼んでおり、ヘッドのプリンター装置に対する位置決め精度が画像の品質に大きな影響を与えている。
【０００３】
以下、このヘッドによる画像形成方法を図６に基づいて説明する。なお、図  ６（ａ）では、プリンター装置上のヘッド１と記録紙２の位置関係、同図（ｂ）ではインク３の噴射状態を示す。
【０００４】
同図（ａ）（ｂ）においては、ヘッド１をＸ方向に走査すると同時にインク３を噴射することにより、記録紙２の１直線上にインク３が付着し直線の画像が形成される。さらに、直線の画像の形成後に記録紙２をＹ方向に次の１直線上の位置に来るように移動させることにより次の直線の画像が形成される。
【０００５】
このようにＸ方向の走査、インク３の噴射およびＹ方向の移動を繰り返すことにより記録紙２全体（平面）の画像が形成される。
【０００６】
ところで、このプリンター装置にあっては、ヘッド１がプリンター装置上においてＸ、ＹおよびＺ方向にずれて位置決めされてしまうと、インク３を記録紙２上の所望する位置に噴射することができず、画像品質が悪化してしまう。
【０００７】
このようなヘッドは共有のヘッド保持部材に接着剤によって固定され、このヘッド保持部材によってＸ方向に走査されるように構成されている。そして、ヘッドをヘッド保持部材に取付けるために、組立装置のチャックでヘッドを保持した後、ヘッド保持部材に取付けられるヘッドの取付け面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、次いで、チャックをプログラム上で目標位置に設定されたヘッド保持部材まで移動させてヘッドをヘッド保持部材に位置決め調整した後、紫外線硬化型接着剤を紫外線で硬化させることにより、ヘッドをヘッド保持部材に取付けるようにしている。
【０００８】
ところで、ヘッドは紫外線硬化型の接着剤によってヘッド保持部材に取付けられるようになっているため、ヘッドをヘッド保持部材に取付けた後に接着剤の硬化収縮によってヘッドがヘッド保持部材に対して位置ずれしてしまうことがある。従来では、このような接着剤の硬化収縮によってヘッドの位置ずれが発生しないようにするために、接着剤の塗布量を少なくしたり、紫外線の光量を少なくする、あるいは、チャックの保持力を弱めてチャックによる位置ずれの影響を少なくするようにしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤の硬化収縮によってヘッドの位置ずれが発生しないようにするために接着剤の塗布量を少なくしたり、紫外線の光量を少なくした場合には、ヘッドをヘッド保持部材に取付けたときの強度が不足してしまい、画像形成時にヘッドを移動させたときの衝撃等によってヘッドがヘッド保持部材に対してずれてしまい、インクを記録紙上の所望する位置に噴射することができず、画像品質が悪化してしまうという問題が発生してしまった。また、チャックの保持力を弱くすると、ヘッドを確実に保持することができず、組立不良が発生してしまうという問題が発生してしまった。
【００１０】
そこで本発明は、部品を被取付け部材に取付けたときの目標位置からのずれ量を所定回数に亘って演算し、このずれ量に基づいて次の目標位置を設定し直すことにより、予め接着剤の硬化収縮による部品の固定位置を目標位置にすることができるとともに接着剤の硬化収縮の時期的な変動による部品のずれ量を抑制して、接着剤の塗布量を少なくしたり、保持・移動手段の保持力を小さくすることなしに、部品を被取付け部材に強固に取付けることができる部品の位置決め制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するために、移動の対象となる部品を保持し、該部品を目標位置に位置する被取付け部材まで移動可能な保持・移動手段と、前記部品が目標位置に位置するように前記保持・移動手段を駆動制御する制御手段と、前記目標位置を含んだ前記部品の移動範囲の任意の位置で前記部品に接着剤を塗布する塗布手段と、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの実位置を検知する検知手段と、を備えた部品の位置決め制御装置において、前記制御手段は、前記検知手段からの検知情報に基づき、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの目標位置からのずれ量を補正量として演算する補正量演算手段と、該補正量演算手段により演算された前記補正量を所定回数だけ記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された補正量の累積結果から該補正量の平均値を算出する平均値算出手段と、を備え、該平均値演算手段によって算出された補正量の平均値に基づいて前記目標位置のデータを補正し、補正後の目標位置のデータに基づいて前記保持・移動手段を所定回数に亘って駆動するとともに、前記検知手段からの前記実位置の検知情報に基づき、前記平均値演算手段によって算出された前記補正後の目標位置からの新たな補正量に基づいて、前記部品が前記被取付け部材に取付けられたときの目標位置からのずれ量を所定回数に亘って前記記憶手段に記憶することを特徴としている。
【００１２】
その場合、部品を目標位置に移動させて被取付け部材に取付けたとき、目標位置からの部品のずれ量を補正量として所定回数に亘って演算してこの演算結果を記憶手段に記憶し、この記憶手段に記憶された補正量の平均値を算出してこの平均値に基づいて次の目標位置を設定し直すことにより、予め接着剤の硬化収縮による部品の固定位置を目標位置にすることができるとともに接着剤の硬化収縮の時期的な変動による部品のずれ量を抑制することができる。この結果、接着剤の塗布量を少なくしたり、保持・移動手段の保持力を小さくすることなしに、部品を被取付け部材に強固に取付けることができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明において、前記保持・移動手段によって移動の対象となる部品がインクジェットヘッドであり、前記被取付け部材がインクジェットプリンターのヘッド保持部材であることを特徴としている。
【００１４】
その場合、インクジェットヘッドをプリンター装置に高精度に位置決めして強固に取付けることができ、画像の品質を向上させることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１記載の発明において、前記保持・移動手段によって移動の対象となる部品が中間保持部材から構成されるとともに、前記被取付け部材がインクジェットヘッドおよびインクジェトプリンターのヘッド保持部材から構成され、前記中間保持部材を前記インクジェットヘッドおよびヘッド保持部材の間に介装するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
その場合、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してプリンター装置に高精度に位置決めして強固に取付けることができるため、画像の品質を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜４は本発明に係る部品の位置決め制御装置の第１実施形態を示す図であり、位置決めを行なう部品としてインクジェットヘッドを対象にしたものである。
なお、本実施形態は請求項１または２記載の発明に対応している。
【００１９】
まず、構成を説明する。図１において、11は移動の対象となる部品であるインクジェットヘッド（以下、単にヘッドという）であり、このヘッド11は複数のインク吐出孔11ａからインク液滴を吐出するようになっている。また、12はインクジェットプリンターに装着される被取付け部材としてのフレーム（ヘッド保持部材）であり、ヘッド11はこのフレーム12に紫外線硬化型の接着剤13ａ、13ｂによって取付けられるようになっている。なお、本実施形態では、接着剤13ａ、13ｂが取付けられるヘッド11の取付け面はヘッド11の両側面の２点とする。
【００２０】
一方、図２において、14はインクジェットプリンターの組立装置（位置決め制御装置）の概略図であり、この組立装置14はヘッド11を把持（保持）可能なヘッドチャック15を有し、このヘッドチャック15は電磁バルブ16によって駆動されることにより、ヘッド11を把持および開放可能になっている。
【００２１】
また、ヘッドチャック15はヘッド調整用モータ17によって駆動されるようになっており、このヘッド調整用モータ17はヘッドチャック15をヘッド11が待機する待機位置からフレーム12のある取付け位置（目標位置）まで駆動するようになっている。
【００２２】
このヘッド調製用モータ17はモータドライバー18およびモータコントローラ19によって駆動されるようになっており、モータコントローラ19はＣＰＵ（Central Processing Unit)20からの指令信号が入力すると、モータドライバー18に駆動信号を送信するようになっている。モータドライバー18はこの駆動信号を受けるとその信号を増幅してヘッド調整用モータ17を駆動するようになっている。
【００２３】
なお、本実施形態では、ヘッドチャック15、電磁バルブ16、ヘッド調製用モータ17、モータドライバー18およびモータコントローラ19が保持・移動手段を構成している。
【００２４】
また、符号21はシリンジユニットであり、このシリンジユニット21はフレーム12がセットされた取付け位置上に配設され、ヘッド11が取付け位置に移動したときに、ＣＰＵ20からの指令信号に基づいて駆動される駆動装置によって一対のシリンジをヘッド11の取付け面に移動させ、ヘッド11の両側面に接着剤13ａ、13ｂを塗布するようになっている。
【００２５】
本実施形態では、このシリンジユニット21が塗布手段を構成するが、このシリンジユニット21は取付け位置上に設置されるものに限定されるものではなく、ヘッド11が待機する待機位置から取付け位置の間のヘッド11の移動範囲の任意の位置に設けられていても良い。
【００２６】
また、符号22は紫外線照射ユニットであり、この紫外線照射ユニット22はＣＰＵ20からの指令信号によって駆動される紫外線ランプをヘッド11に塗布された接着剤13ａ、13ｂに所定時間（10秒程度）だけ照射して接着剤13ａ、13ｂを硬化させるようになっている。
【００２７】
一方、符号23はＣＣＤカメラであり、このＣＣＤカメラ23はフレーム12の取付け位置上に配設され、ヘッド11とフレーム12の取付け面を撮像するようになっている。このＣＣＤカメラ23はＣＰＵ20からの指令信号に基づいて駆動されるカメラ電源ユニット24によってＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。なお、本実施形態では、ＣＣＤカメラ23およびカメラ電源ユニット24がヘッド11がフレーム12に取付けられたときのヘッド11の実位置を検知する検知手段を構成している。
【００２８】
ＣＰＵ20は予めメモリ25に格納されたヘッド11をフレーム12に取付けるための目標位置情報に基づいてモータコントローラ19に指令信号を出力するようになっている。モータコントローラ19はこの指令信号に基づいてモータドライバー18に駆動信号を出力し、モータドライバー18はこの駆動信号に基づいてヘッド調整用モータ17を駆動してヘッドチャック15に把持されたヘッド11を目標位置に移動させるようになっている。
【００２９】
また、ＣＰＵ20はＣＣＤカメラ23からの検知情報に基づいて実際にヘッド11がフレーム12に取付けられたとき、ヘッド11の目標位置からのずれ量を補正量として演算し、この演算された補正量をメモリ25に記憶するようになっている。
【００３０】
そして、ヘッド11をフレーム12に取付ける度にＣＣＤカメラ23からの検知情報に基づいて実際にヘッド11がフレーム12に取付けられたときの目標位置からのずれ量を補正量として演算し、この演算された補正量をメモリ25に逐次記憶する。なお、本実施形態では、10回分のデータをメモリ25に記憶するものとする。
【００３１】
そして、メモリ25に記憶された10個の補正量の累積結果からこの補正量の平均値を算出し、この算出された補正量の平均値に基づいて目標位置のデータを補正し、補正後の目標位置のデータに基づいてモータコントローラ19に指令信号を出力してヘッド11をフレーム12に取付け、このときの新たな目標位置からのずれ量を上述したようにメモリ25に記憶する。すなわち、例えば、今回に10回分だけヘッド11をフレーム12に取付けるためのデータは前回の10回分の補正量のデータの平均値が使用されるのである。
【００３２】
本実施形態では、メモリ25が記憶手段を構成し、ＣＰＵ20が制御手段、補正量演算手段、平均値算出手段を構成している。
【００３３】
次に、ヘッド11をフレーム12に取付ける方法を図３のフローチャートおよび図４に示すヘッドの補正方法を示す図に基づいて説明する。
【００３４】
まず、電磁バルブ16を駆動してヘッドチャック15によってヘッド11を把持した後（ステップＳ1）、調整用の目標位置をメモリ25から読み出す（ステップＳ2）。
次いで、10回分の位置ずれデータの補正量をメモリ25から読み出した後（ステップＳ3）、この補正量の平均値を算出する（ステップＳ4）。
【００３５】
次いで、この補正量の平均値を目標位置のデータに代入する、すなわち、目標位置のデータ±補正量の平均値を演算し（ステップＳ5）、この新たな目標位置のデータに基づいてモータコントローラ19がヘッド調整用モータ17を駆動し、ヘッド11をフレーム12の取付け位置に移動して、ヘッド11の位置を調整する（ステップＳ6）。
【００３６】
次いで、調整作業が終了したときに（ステップＳ７のＹＥＳ）、シリンジユニット21を駆動してヘッド11の両側面に紫外線硬化型の接着剤13ａ、13ｂを塗布するとともに、紫外線照射ユニット22を作動して接着剤13ａ、13ｂに紫外線を照射してヘッド11をフレーム12に固定する（ステップＳ8）。
【００３７】
次いで、固定が完了したか否かを判別し（ステップＳ9）、この場合には紫外線を10秒間照射した場合に固定が完了したものと判断して電磁バルブ16をＯＦＦしてヘッドチャック15によるヘッド11の把持を開放する（ステップＳ10）。
【００３８】
次いで、カメラ電源ユニット24を作動してＣＣＤカメラ23によってフレーム12に対するヘッドの位置ずれ量、すなわち、新たに設定された目標位置からのヘッド11の位置ずれ量（固定ずれ量）を計測した後（ステップＳ11）、この位置ずれ量を補正量に代入する、すなわち、補正量±位置ずれ量を演算し（ステップＳ12）、この演算結果をメモリ25に記憶する（ステップＳ13）。
【００３９】
ここで、ヘッドの位置ずれ量の補正方法を図４に基づいて説明する。
【００４０】
本実施形態では、ヘッド11の両側面に接着剤13ａ、13ｂが塗布されているため、接着剤13ａ、13ｂが紫外線によって硬化されたときに接着剤13ａ、13ｂの収縮によってヘッド11が接着剤13ａ側または13ｂ側の何れか一方に位置ずれすることがあり、この位置ずれは時期的に異なり何時も一方に同じ量で片寄るとは限らない。
【００４１】
ここで、ヘッド11が目標位置から例えば、接着剤13ａ側にずれたものとし、この方向を＋方向とし、さらに、接着剤13ｂにずれた場合にこの方向を−方向とする。
【００４２】
そして、＋方向に目標位置からＡ1だけずれた場合に、−方向にＡ2（Ａ1＝Ａ2）だけ補正量を設定する。この補正量がメモリ25に記憶された補正データの平均値である。このように前回の補正量の平均値を使って目標位置からこの補正量に相当する量だけずれた新たな目標位置を設定すれば、ヘッド11を接着剤13ａ、13ｂによってフレーム12に固定した後の接着剤13ａ、13ｂの硬化収縮によるヘッド11の位置ずれを抑制することができる。
【００４３】
ここで、目標位置を補正してヘッド11をフレーム12に位置調整して取付けた場合に、図４の▲１▼に示すようにヘッド11の位置ずれ量が補正量Ａ2よりも大きくなった場合には、ステップＳ12で補正量−位置ずれ量を算出してこの結果をステップＳ13でメモリ25に記憶させ、図４の▲２▼に示すようにヘッド11の位置ずれ量が補正量Ａ2よりも小さくなった場合には、ステップＳ12で補正量＋位置ずれ量を算出してこの結果をステップＳ13でメモリ25に記憶させる。この結果、接着剤13ａ、13ｂの硬化収縮が時期的に変動してもヘッド11を目標位置に固定することができるのである。
【００４４】
このように本実施形態では、ヘッド11を目標位置に移動させてフレーム12に取付けたとき、目標位置からのヘッド11のずれ量の補正量を10回分だけ演算してこの演算結果をメモリ25に記憶し、このメモリ25に記憶された補正量の平均値を算出してこの平均値に基づいて次の目標位置を設定し直すことにより、予め接着剤の硬化収縮によるヘッド11の固定位置を目標位置にすることができるとともに接着剤13ａ、13ｂの硬化収縮の時期的な変動によるヘッド11のずれ量を抑制することができる。この結果、接着剤13ａ、13ｂの塗布量を少なくしたり、ヘッドチャック15の保持力を小さくすることなしに、ヘッド11をフレーム12に強固に取付けることができる。
【００４５】
また、このようにヘッド11をフレーム12に高精度に取付けることができるため、インク液滴を記録紙に噴射したときの画像の品質を向上させることができる。
【００４６】
図５は本発明に係る部品の位置決め制御装置の第２実施形態を示す図であり、本実施形態は請求項１または３記載の発明に対応している。なお、組立装置および制御方法は第１実施形態と同じであるため、図１〜４に示す図面も使用して説明する。
【００４７】
本実施形態では、４ヘッドユニット、すなわち、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクが充填されて複数の吐出孔から各色のインク液滴を吐出可能な４つのインクジェットヘッド（以下、単にヘッドという）をフレームに取付ける例を示している。
【００４８】
なお、４つのヘッドは１つのフレームに同時に取付けられるものであり、説明を簡略化するために、１つのヘッド31をフレーム32に取付ける例を説明する。本実施形態では、吐出孔31ａを有するヘッド31がＬ字形状の４つの中間保持部材33ａ〜33ｄを介してフレーム32に取付けられるようになっており、この中間保持部材33ａ〜33ｄは紫外線硬化型の接着剤34によってヘッド31およびフレーム32に固定され、フレーム32は仕切り部材32ａによって各ヘッドの取付け位置が仕切られている。
【００４９】
本実施形態では、中間保持部材33ａ〜33ｄが部品を構成するとともに、ヘッド31およびフレーム32が被取付け部材を構成しており、ヘッドチャック15によって４つの中間保持部材33ａ〜33ｄを把持してフレーム32およびフレーム32に搭載されたヘッド31の間にこの中間保持部材33ａ〜33ｄを移動させ、中間保持部材33ａ〜33ｄの取付け面に接着剤34を塗布してこの中間保持部材33ａ〜33ｄをヘッド31とフレーム32の間に位置決め調整した後、紫外線照射ユニット22によって接着剤34に紫外線を照射することによってヘッド31を中間保持部材33ａ〜33ｄを介してフレーム32に固定する。
【００５０】
なお、このときの制御は図３のフローチャートと同様であるため、説明を省略するが、本実施形態のような４ヘッドユニットに本発明を適用しても接着剤34の硬化収縮の時期的な変動によるヘッド31のずれ量を抑制して、接着剤34の塗布量を少なくしたり、ヘッドチャック15の保持力を小さくすることなしに、ヘッド31を中間保持部材33ａ〜33ｄを介してフレーム32に強固に取付けることができる。この結果、インク液滴を記録紙に噴射したときの画像の品質を向上させることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、接着剤の硬化収縮の時期的な変動による部品のずれ量を抑制することができ、接着剤の塗布量を少なくしたり、保持・移動手段の保持力を小さくすることなしに、部品を被取付け部材に強固に取付けることができる。
【００５２】
請求項２記載の発明によれば、インクジェットヘッドをプリンター装置に高精度に位置決めして強固に取付けることができ、画像の品質を向上させることができる。
【００５３】
請求項３記載の発明によれば、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してプリンター装置に高精度に位置決めして強固に取付けることができるため、画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品の位置決め制御装置の第１実施形態を示す図であり、（ａ）はこの位置決め制御の対象になるインクジェットプリンターの分解図、（ｂ）はヘッドをフレームに取付けた状態を示す図である。
【図２】第１実施形態の組立装置のブロック図である。
【図３】第１実施形態のヘッドをフレームに取付ける手順を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態のヘッドの位置決め方法を説明するための図である。
【図５】本発明に係る部品の位置決め制御装置の第２実施形態を示す図であり、（ａ）はこの位置決め制御の対象になるインクジェットプリンターの要部分解図、（ｂ）はヘッドを中間保持部材を介してフレームに取付けた状態を示す図である。
【図６】（ａ）は記録紙とヘッドの斜視図、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
11    ヘッド（部品）
12    フレーム（被取付け部材）
13ａ、13ｂ    接着剤
14    組立装置
15    ヘッドチャック（保持・移動手段）
16    電磁バルブ（保持・移動手段）
17    ヘッド調整用モータ（保持・移動手段）
18    モータドライバー（保持・移動手段）
19    モータコントローラ（保持・移動手段）
20    ＣＰＵ（制御手段、補正量演算手段、平均値算出手段）
21    シリンジユニット（塗布手段）
23    ＣＣＤカメラ（検知手段）
24    カメラ電源ユニット（検知手段）
25    メモリ（記憶手段）
31    ヘッド（被取付け部材）
32    フレーム（被取付け部材）
33ａ〜33ｄ    中間保持部材（部品）
【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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