專利名稱：一種結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于噴墨打印機(jī)中的且能夠與其它噴墨頭一起噴射特定顏色的油墨以生成彩色圖象的噴墨頭。具體地說，本發(fā)明涉及一種噴墨頭安裝方法及裝置。另外，本發(fā)明與加工一種噴墨頭組件的方法和裝置有關(guān)。
如今，能夠通過由噴孔噴射墨滴方式生成圖象的噴墨打印機(jī)因其低噪音和結(jié)構(gòu)小巧而被廣泛采用。噴墨打印機(jī)可裝配有四個分別充有青色、品紅色、黃色和黑色中一種色彩的油墨的噴墨頭以生成彩色圖象。具體地說，為生成彩色圖象，噴墨頭在打印機(jī)中排成列且各噴墨頭向紙張或類似記錄介質(zhì)的預(yù)定部位噴射特定顏色的油墨。這種打印機(jī)的先決條件是四個噴墨頭必須被精確地安裝在打印機(jī)上以保證圖象的高質(zhì)量。如果任何一個噴墨頭偏離其在各方向上的預(yù)定位置，則從噴墨頭噴出的墨滴不可能到達(dá)在紙張上的理想位置。這導(dǎo)致顏色不準(zhǔn)確或圖象相對紙張輪廓有所偏移并由此損及圖象質(zhì)量。
為不使圖象質(zhì)量受到因噴墨頭錯位而引起的不良影響，必須在小于預(yù)定偏差的偏差下確定四個噴墨頭間的相對位置和噴墨頭與紙張間的相對位置。
盡管將螺釘作為使噴墨頭1a-1d定位的主要部件，但它們帶來了大到幾十微米到數(shù)百微米的定位偏差且無法達(dá)到所要求的精度。盡管所要求的精度或許可通過螺釘獲得，但是螺釘降低了生產(chǎn)率并由此提高了生產(chǎn)成本。為此，正如上述的那樣，人們正在嘗試采用與螺釘相比可減小偏差的粘結(jié)劑。具體地說，粘結(jié)劑(有時稱之為“填隙粘結(jié)劑”)被填入一個成型于兩個物體間的縫隙中以便調(diào)節(jié)位置。所述縫隙大于調(diào)節(jié)極限。例如，已經(jīng)在日本專利公開說明書7-89185中提出了這種方法。具體地說，如此選擇成型于待粘結(jié)物體間的縫隙，即無論物體形狀精度高與低，使物體彼此都互不接觸的方式來選擇所述縫隙，且將粘結(jié)劑填入這樣的縫隙中。該文獻(xiàn)還提議通過采用紫(UV)外線固化型粘結(jié)劑將噴墨頭安裝到噴墨頭支架上。
但是，傳統(tǒng)的填隙粘結(jié)劑可能無法保證所需的噴墨頭定位精度不變。這降低了生產(chǎn)率并使精度低的物體只能被丟棄，由此造成生產(chǎn)成本增加。另外，當(dāng)粘結(jié)劑在使用后剝落時，將噴墨頭固定到位的作用力減弱且使打印機(jī)失去了打印功能。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種噴墨頭安裝方法和裝置，它們能夠以前所未有的高精度將噴墨頭安裝到噴墨打印機(jī)上并能夠提高生產(chǎn)率且防止將噴墨頭固定到位的作用力在使用后減弱。本發(fā)明還提供了一種加工一種噴墨頭組件的方法和裝置。
根據(jù)本發(fā)明，一種向所要求的目標(biāo)噴射物質(zhì)的裝置包括許多噴射上述物質(zhì)的噴射機(jī)構(gòu)。在一塊基板上裝有多個上述噴射機(jī)構(gòu)。在上述多個噴射機(jī)構(gòu)和基板都被調(diào)節(jié)到各自的預(yù)定位置上后，一種夾持機(jī)構(gòu)在所述噴射機(jī)構(gòu)與基板之間用粘結(jié)劑固定所述基板和噴射機(jī)構(gòu)。
另外根據(jù)本發(fā)明，一種用于將向所要求的目標(biāo)噴射物質(zhì)用的噴射裝置固定到基底上的方法的初始步驟是使噴射裝置位于相對所述基板的預(yù)定位置上。事先如此確定一個包括涂有粘結(jié)劑的第一和第二粘結(jié)面的固定機(jī)構(gòu)的位置，即第一和第二粘結(jié)面分別面向該噴射機(jī)構(gòu)的一個安裝表面和該基底的一個固定表面。使粘結(jié)劑與安裝表面和固定表面接觸。接著固化所述粘結(jié)劑。
另外，根據(jù)本發(fā)明，一種噴墨頭組件包括一個通過噴孔噴射墨滴用的噴墨頭、一個通過一個中間件裝有上述噴墨頭的噴墨頭支架，所述中間件通過粘結(jié)劑被固定在所述噴墨頭支架和噴墨頭上，而所述噴墨頭組件的加工方法包括夾住該噴墨頭、中間件和噴墨頭支架，將粘結(jié)劑涂抹到至少噴墨頭、噴墨頭支架和中間件中的一個的粘結(jié)面上，使所述每個噴墨頭、中間件和噴墨頭支架移動到相應(yīng)的初始粘結(jié)位置上。將被引入初始粘結(jié)位置的噴墨頭、噴墨頭支架和中間件調(diào)整到相應(yīng)的最終粘結(jié)位置上。松開被引入最終粘結(jié)位置的中間件。接著，固化粘結(jié)劑。最后，在粘結(jié)劑凝固后松開噴墨頭。
此外，根據(jù)本發(fā)明，一種加工噴墨頭組件的裝置包括一個能夠有選擇地夾住或松開噴墨頭以使噴墨頭移動到一個粘結(jié)位置并可調(diào)節(jié)該噴墨頭位置的噴墨頭驅(qū)動機(jī)構(gòu)。一個中間件驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠有選擇地夾住或松開中間件以使該中間件移動到所述粘結(jié)位置并調(diào)節(jié)此中間件位置。一個噴墨頭支架驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠有選擇地夾住或松開噴墨頭支架以使噴墨頭支架移動到所述粘結(jié)位置并調(diào)節(jié)此噴墨頭支架位置。一種涂覆機(jī)構(gòu)將粘結(jié)劑涂抹到所述噴墨頭、噴墨頭支架和中間件中的一個的粘結(jié)面上。一個固化機(jī)構(gòu)使粘結(jié)劑凝固。第一探測器測定噴墨頭、噴墨頭支架和中間件是否已在涂抹粘結(jié)劑后被固定在粘結(jié)位置上。第一松脫機(jī)構(gòu)響應(yīng)于第一探測器發(fā)出的信息而使中間件驅(qū)動機(jī)構(gòu)脫離中間件。第二探測器測定固化機(jī)構(gòu)是否已使粘結(jié)劑凝固。第二松脫機(jī)構(gòu)響應(yīng)于第二探測器發(fā)出的信息而使噴墨頭支架驅(qū)動機(jī)構(gòu)脫離噴墨頭支架。
本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點將根據(jù)以下結(jié)合附圖詳述的說明書而變得一目了然。其中

圖1A是表示噴墨頭和紙張或相似的記錄介質(zhì)的傳統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)的透視圖；圖1B是表示沿圖1A的Y向的側(cè)視圖；圖1C是沿X向的側(cè)視圖；圖2A和2B示出了噴墨頭的傳統(tǒng)安裝過程；圖3A-3C示出了噴墨頭的另一個傳統(tǒng)安裝過程；圖4A是以傳統(tǒng)填隙粘結(jié)方式為例的平面圖；圖4B是沿圖4A的H-H線的剖視圖；圖5A示出了利用傳統(tǒng)粘結(jié)方式在噴墨頭和噴墨頭支架之間被固化的粘結(jié)劑；圖5B是與圖5A相似的但示出了與一個夾緊件松開的噴墨頭支架的視圖；圖6A、6B示出了另一種傳統(tǒng)的噴墨頭安裝方法；圖7A、7B示出了粘結(jié)劑是如何凝結(jié)的；圖8A、8B示出了滲入兩個物體之間的粘結(jié)劑是如何凝結(jié)的；圖9A、9B示出了粘結(jié)劑是如何在兩個物體的對稱表面之間凝結(jié)的；圖10是表示本發(fā)明第一實施例的噴墨頭組的透視圖11是第一實施例的局部主視圖；圖12是第一實施例的局部分解視圖；圖13示出了用于安裝圖10所示機(jī)構(gòu)的一個裝置的整體結(jié)構(gòu)；圖14-17是分別表示第一實施例的各種改進(jìn)形式的透視圖；圖18是表示本發(fā)明第二實施例的俯視圖；圖19是沿圖18的F-F線的剖視圖；圖20示出了第二實施例的改進(jìn)形式；圖21示出了本發(fā)明第三實施例，特別是利用粘結(jié)劑將噴墨頭固定到噴墨頭支架上的實施例；圖22A示出了在粘結(jié)劑未凝固時的第三實施例；圖22B是與圖22A相似的但粘結(jié)劑已凝固時的視圖；圖22C示出了噴墨頭的位移；圖23示出了本發(fā)明第四實施例的噴墨頭安裝裝置；圖24是表示第四實施例工作過程的流程圖；圖25示出了當(dāng)夾具與中間件松開時的第四實施例；圖26是與圖25相似的但夾具與噴墨頭松開的視圖；圖27示出了本發(fā)明的第五實施例；圖28是第五實施例的局部主視圖；圖29示出了第五實施例所用的且偏離基準(zhǔn)位置的噴墨頭；圖30示出了本發(fā)明第六實施例的噴墨頭組所用的噴墨頭的定位偏差情況；圖31示出了防止噴墨控制無法進(jìn)行的噴墨頭定位偏差；圖32示出了本發(fā)明的第八實施例；圖33是第八實施例的局部主視圖；圖34是表示本發(fā)明第十一實施例的分解視圖；圖35是第十一實施例的主視圖；圖36是第十一實施例的側(cè)視圖；圖37是第十一實施例的主視圖；圖38是表示第十一實施例的噴墨頭組安裝裝置的透視圖；圖39是示意地示出了圖38的裝置的框圖40是表示圖38所示裝置的工作過程的流程圖；圖41A、41B示出了如何在第十一實施例中將噴墨頭安裝到噴墨頭支架上；、圖42是表示本發(fā)明第十二實施例的主視圖；圖43是第十二實施例的俯視圖；圖44是第十二實施例的側(cè)視圖；圖45是表示第十二實施例的噴墨頭組安裝裝置的透視圖；圖46是示意地示出了圖45的裝置的框圖；圖47是表示圖45所示裝置的工作過程的流程圖；圖48A是表示本發(fā)明第十三實施例的側(cè)視圖；圖48B是第十三實施例的局部透視圖；圖49A表示第十三實施例所包括的且沒有因粘結(jié)劑散布而出現(xiàn)傾斜的噴嘴表面的理想位置；圖49B示出了噴嘴表面因粘結(jié)劑散布而出現(xiàn)某種傾斜；圖50示出了與第十三實施例有關(guān)的噴墨頭與著墨點間的關(guān)系；圖51A-51C分別示出了相對于第十三實施例所包括的噴墨頭的噴射面位于一個特殊位置處的粘結(jié)面；圖52示出了相對于噴墨頭噴射面從粘結(jié)面位置處延伸出來的一個徑向分量件；圖53A示出了位于噴墨頭噴射面內(nèi)的粘結(jié)面；圖53B示出了一個角分量分布；圖54是用于表示第十三實施例的傾斜部件的圖；圖55示出了因第十三實施例所述的噴墨頭傾斜而使著墨點偏斜的情況；圖56A是表示本發(fā)明第十三實施例變型的主視圖；圖56B是表示圖56A所示改進(jìn)形式的側(cè)視圖；圖57A是表示本發(fā)明第十四實施例的平面圖；圖57B是沿圖57A的Y向的視圖；圖58示出了第十四實施例所述的噴墨頭相對噴墨頭支架傾斜的情況；
圖59表示第十四實施例的改進(jìn)形式。
為更好地理解本發(fā)明，簡要地參見用于圖1A-1C所示的傳統(tǒng)彩色噴墨打印機(jī)中的噴墨頭的傳統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)。如圖所示，分別充有特定顏色的油墨的四個噴墨頭1a-1d排成一列，由此構(gòu)成了一個四噴墨頭單元。當(dāng)向紙張或類似記錄介質(zhì)2噴射墨滴3a-3d時，使四噴墨頭單元沿X方向移動。同時沿Y向進(jìn)紙。結(jié)果在紙張2上生成了彩色圖象。
圖1B、1C分別是沿圖1A的Y方向和X方向的側(cè)視圖。如果噴墨頭1a-1d中的任何一個噴墨頭偏離了在X或Y方向上的預(yù)定位置，則從噴墨頭中噴出的墨滴不可能到達(dá)在紙張2上的理想位置。這導(dǎo)致顏色不準(zhǔn)確或圖象相對紙張2輪廓偏斜并由此損及圖象質(zhì)量。另外，如果噴墨頭1a-1d中的任何一個噴墨頭在Z方向上偏離了，則從噴墨頭噴射出的墨滴無法在預(yù)定時間內(nèi)到達(dá)紙張2，這也會帶來了上述問題。當(dāng)所述噴墨頭在α、β、γ中的任何一個方向上有所偏移時，也會出現(xiàn)上述情況，其中所述α、β、γ分別是繞X、Y、Z軸的轉(zhuǎn)動向量。
為了不使圖象質(zhì)量受到因噴墨頭1a-1d錯位所造成的壞影響，必須在小于預(yù)定偏差的偏差下確定四個噴墨頭1a-1d間的相對位置和噴墨頭1a-1d與紙張2間的相對位置。
通常，上述相對位置要求有從幾微米到幾十微米的定位精度。定位精確的關(guān)鍵是在保持噴墨頭1a-1d間相對位置的理想精度的同時將四個噴墨頭1a-1d固定到位的技術(shù)。無論調(diào)節(jié)時的精度有多高，發(fā)生在固定過程中的任何位移都會導(dǎo)致需要重新調(diào)節(jié)或在不可拆分結(jié)構(gòu)的情況下可能導(dǎo)致需要除去不合格的部分。這令人不滿意地延長了時間并提高了調(diào)節(jié)成本。
盡管螺釘作為將噴墨頭1a-1d固定到位的主要部件，但它們帶來了大到幾十微米到數(shù)百微米的定位偏差且無法達(dá)到所要求的精度。盡管所要求的精度也許可以通過螺釘獲得，但是螺釘降低了生產(chǎn)率并由此提高了生產(chǎn)成本。為此，正如上述的那樣，人們正在嘗試采用與螺釘相比可降低偏差的粘結(jié)劑。具體地說，粘結(jié)劑(有時稱之為“填隙粘結(jié)劑”)被填入一個成型于兩個物體間的縫隙中以便調(diào)節(jié)位置。所述縫隙大于調(diào)節(jié)極限。
圖2A、2B示出了另一套將噴墨頭固定到噴墨頭支架上的傳統(tǒng)方案。如圖2A所示，紫外線(UV)固化型粘結(jié)劑64被涂覆到噴墨頭63一側(cè)上，接著將噴墨頭63固定在噴墨頭支架65上。隨后如圖2B所示，通過導(dǎo)光件66和噴墨頭63與噴墨頭支架65間的縫隙向粘結(jié)劑64照射紫外線。結(jié)果使粘結(jié)劑64凝固并將噴墨頭63粘結(jié)在噴墨頭支架65上。如果噴墨頭63或噴墨頭支架65是透紫外線的，則紫外線將透過噴墨頭63或噴墨頭支架65照射到粘結(jié)劑64上。
圖3A-3C示出了又一個采用紫外線固化型粘結(jié)劑的傳統(tǒng)方案。如圖3A所示，紫外線固化型粘結(jié)劑68被涂覆到噴墨頭67的兩個對稱的相對側(cè)面上。相對噴墨頭支架69使涂有粘結(jié)劑68的噴墨頭67定位。隨后如圖3B所示，在噴墨頭67的一側(cè)上通過導(dǎo)光件70和噴墨頭67與噴墨頭支架69間的縫隙向粘結(jié)劑68照射紫外線，這造成粘結(jié)劑68凝固。隨后如圖3C所示，在噴墨頭67的另一側(cè)上通過導(dǎo)光件70和噴墨頭67與噴墨頭支架69間的縫隙向粘結(jié)劑68照射紫外線，從而使粘結(jié)劑68凝固。結(jié)果，噴墨頭67在其兩側(cè)被固定到噴墨頭支架69上。
但是，因為粘結(jié)劑被填入了被選用來防止彼此接觸的物體之間，所以傳統(tǒng)方案具有以下問題。如圖4A、4B所示，假定利用被填入噴墨頭與噴墨頭支架間的粘結(jié)劑6使利用固定到噴墨頭支架5上并且噴墨頭4具有一個帶定位分散區(qū)A(調(diào)節(jié)邊界)的粘結(jié)面4a而噴墨頭支架5具有一個帶定位分散區(qū)C的粘結(jié)面5a。因此，需要設(shè)置一個間隙B以防止粘結(jié)面4a、5a彼此接觸并確保有一個間隙以便填入粘結(jié)劑6。因此，粘結(jié)劑6厚度至少等于B或最差等于A+B+C。這樣一來，粘結(jié)劑厚度的分散區(qū)為A+C。另外，粘結(jié)劑6厚度有時因粘結(jié)面4a、5a表面精度的原因具有I+J分散區(qū)。
粘結(jié)劑通常在凝固時收縮。例如如圖5A所示，設(shè)噴墨頭4和噴墨頭支架5分別被夾具7、8夾住，接著使填入粘結(jié)面4a、5a間的粘結(jié)劑6凝固。于是，在粘結(jié)劑6、噴墨頭4和噴墨頭支架5中產(chǎn)生了應(yīng)力σ，從而噴墨頭4和噴墨頭支架5在粘結(jié)劑6凝固后發(fā)生了彈性或塑性變形。因此，如圖5B所示，當(dāng)夾具8與噴墨頭支架5脫開后，粘結(jié)劑6、噴墨頭4和噴墨頭支架5在應(yīng)力σ消失方向上變形。這在粘結(jié)后將噴墨頭4與噴墨頭支架5之間的間隙P0縮小到P并有礙于獲得理想的精度。
為了在粘結(jié)劑凝固后消除物體位移，盡可能少用粘結(jié)劑是重要的。但是在上述傳統(tǒng)方案中，粘結(jié)劑厚度不可能被降低到B值以下(圖4A)。所以，當(dāng)因厚度為B的粘結(jié)劑固化而造成的位移量超過允許值時，有時無法通過改變粘結(jié)劑厚度來處理這種情況，由此在固定后無法減小位移。
另外，在噴墨打印機(jī)的運輸或?qū)嶋H工作過程中，粘結(jié)劑周圍的溫度有可能升高而造成了粘結(jié)劑或粘結(jié)物體擴(kuò)張。結(jié)果，粘結(jié)點由于因粘結(jié)劑與粘結(jié)物體之間的線性膨脹系數(shù)差而剝落。盡管如果減小粘結(jié)劑厚度并縮小尺寸變化就也可以解決這種現(xiàn)象，但如上所述的那樣，粘結(jié)劑厚度不可能降低到B值以下。
粘結(jié)劑厚度的A+C分散區(qū)直接解釋為粘結(jié)劑凝固收縮量的一小部分。它易于使噴墨頭位置在固定后分散開且有礙于獲得所要求的精度。通常，紫外線固化型粘結(jié)劑在凝固時的體積收縮量大約為5％-10％。假設(shè)粘結(jié)劑的體積收縮量為7％并在固化時具有立方體形狀。因此，粘結(jié)劑在各三維方向上約收縮2％。結(jié)果，約0.5mm的粘結(jié)劑厚度偏差導(dǎo)致了約10μm的在各三維方向上的收縮量偏差。當(dāng)待粘結(jié)物體是通過責(zé)注樹脂成形的方式形成時，分散區(qū)A+C可能超過0.5mm并使固定后的位移很危險。
另外，當(dāng)夾具8與噴墨頭5脫開時，如圖5B所示，粘結(jié)劑6、噴墨頭4、噴墨頭支架5因應(yīng)力σ的緣故而變形，結(jié)果造成噴墨頭4位移。但是，即使在噴墨頭4位移后，在噴墨頭4、噴墨頭支架5、粘結(jié)劑6仍殘留有一些應(yīng)力。結(jié)果，在噴墨打印機(jī)的實際工作過程中，粘結(jié)劑6、噴墨頭4、噴墨頭支架5易于因受到振蕩或熱突變而變形剝落。
如上所述，傳統(tǒng)粘結(jié)方案可能無法保證所需的噴墨頭定位精度。這降低了生產(chǎn)率并致使精度低的物體只能被舍棄，由此造成生產(chǎn)成本提高。另外，當(dāng)粘結(jié)劑在加工后剝落時，將噴墨頭固定到位的作用力減弱并造成打印機(jī)喪失了其打印功能。
在圖2A、2B所示的工藝中，粘結(jié)劑64在其完全凝固時收縮。因而如圖2B所示，噴墨頭63受到噴墨頭支架65拉應(yīng)力并由此發(fā)生位移。
在圖3A-3C所示的工藝中，使在噴墨頭67一側(cè)上的粘結(jié)劑68凝固并接著使在噴墨頭67另一側(cè)上的粘結(jié)劑68凝固。因而如圖3B所示，粘結(jié)劑68先收縮并使噴墨頭67一側(cè)受到噴墨頭支架67的拉應(yīng)力。由于噴墨頭67另一側(cè)未發(fā)生位移，所以在噴墨頭67另一側(cè)上的粘結(jié)劑68只是在垂直方向上收縮，這也導(dǎo)致了噴墨頭67位移。圖6A、6B示出了一種解決此問題的特殊實施方案。如圖所示，粘結(jié)劑68被涂覆在噴墨頭67兩側(cè)上，即在噴墨頭67兩側(cè)的兩個對稱部位上。在相對噴墨頭支架69固定了噴墨頭67之后，同時在兩側(cè)通過導(dǎo)光件70向粘結(jié)劑68照射紫外線。利用這種方案可使因粘結(jié)劑68收縮引起的應(yīng)力彼此抵消掉。
圖7A、7B示出了粘結(jié)劑A是如何凝固的。如圖7A所示，向粘結(jié)劑A照射紫外線。結(jié)果如圖7B所示，粘結(jié)劑A因指向內(nèi)的應(yīng)力矢量而收縮。
如圖8A所示，假設(shè)粘結(jié)劑B被涂覆到兩個物體C、D上，隨后使其受到紫外線照射。于是，應(yīng)力矢量如上所述的那樣在粘結(jié)劑B上指向內(nèi)。如圖8B所示，由于粘結(jié)劑B被涂到物體C、D的兩側(cè)上，所以相反方向上的應(yīng)力矢量分別作用于物體C、D。結(jié)果，物體C、D相互靠近。
圖9A示出了相對于物體E對稱的粘結(jié)面。如圖9B所示，當(dāng)粘結(jié)劑F、G在相同環(huán)境下凝固時，它們都向內(nèi)收縮，結(jié)果使應(yīng)力矢量在同一方向上作用于兩個粘結(jié)面內(nèi)，但卻是彼此相反的。
由上可知，當(dāng)兩個粘結(jié)劑68在同一環(huán)境下同時通過導(dǎo)光件79受到來自上方的紫外線照射時，它們可同時凝固。在這種情況下，兩層粘結(jié)劑68沿同一方向但彼此相反地收縮，從而其收縮運動彼此抵消了。即，沿同一方向但彼此相反地作用的應(yīng)力矢量同時產(chǎn)生于噴墨頭67的兩個粘結(jié)面內(nèi)并因而彼此平衡。因此，當(dāng)粘結(jié)劑68凝固而將噴墨頭67固定到噴墨頭支架69上時，防止了噴墨頭67移動并可以精確地將其安裝到噴墨頭支架69上。
但是當(dāng)噴墨頭67直接通過粘結(jié)劑68被固定到噴墨頭支架69上且隨后在相同環(huán)境下向粘結(jié)劑68照射紫外線時，需要有一個位置調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)極限，所述調(diào)節(jié)極限有礙于減小粘結(jié)劑68的厚度。這不僅阻礙了充分消除粘結(jié)劑68的內(nèi)應(yīng)力，而且阻礙了相對于噴墨頭支架69精確地固定噴墨頭67。如果噴墨頭67向噴墨頭支架69的粘結(jié)面中的一個表面移動，則盡管在相同環(huán)境下進(jìn)行紫外線照射，左、右粘結(jié)劑68仍將無法具有相同厚度并阻礙了應(yīng)力彼此抵消。
以下將參見附圖來描述能夠解決上述問題的本發(fā)明優(yōu)選實施例。
第一實施例參見圖10-17來描述實現(xiàn)本發(fā)明的噴墨頭安裝裝置。首先參見描述所示實施例結(jié)構(gòu)的圖10-12。如圖所示，十面體形噴墨頭11a-11d分別充有青色、品紅色、黃色和黑色的油墨。噴墨頭11a-11d都通過許多噴孔12噴射墨滴。
噴墨頭11a-11d分別通過四個大致成L形的中間件13a-13d被安裝到噴墨頭支架14上。利用紫外線固化型粘接劑使中間件13a013d固定到噴墨11a-11d上并中間件13a-13d通過紫外線固化型粘結(jié)劑15固定在噴墨頭支架14上。中間件13a-13d是由透紫外線材料制成的。
噴墨頭支架14具有由隔板14a構(gòu)成的隔斷以使各個噴墨頭11a-11d都放在相應(yīng)的隔斷中。一個固定部件(未示出)設(shè)置在噴墨頭支架14底側(cè)上且被安裝在打印機(jī)機(jī)體上。打印機(jī)機(jī)體被安裝到打印機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)或類似設(shè)備上。
圖13示出了一臺由于將噴墨頭11a-11d安裝到噴墨頭支架14上的裝置。如圖所示，該裝置包括一塊基板21。一個用于移動噴墨頭支架14的臺板22被固定件23固定在基板21頂面上且在此臺板中設(shè)有一個單向驅(qū)動機(jī)構(gòu)。在臺板22上裝有一個夾具24以使噴墨頭支架14定位和固定。具體地說，臺板22可以在用夾具24卡住噴墨頭支架14時沿X方向移動(如圖1所示的左-右方向)。
一個六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26通過固定件25被裝在基板21上且在其自由端上設(shè)有一個夾具27。夾具27能夠逐個夾住噴墨頭11a-11d。六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26可在用夾具27夾住任何一個噴墨頭11a-11d時沿X、Y、Z和α、β、γ方向移動，所述α、β、γ是分別繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動向量。
一個CCD(充電離合器)攝像機(jī)29通過固定件28被安裝在基板21上以便拍攝各噴墨頭11a-11d的噴孔12。一個控制分析儀40(見圖23)對由攝像機(jī)29拍到的圖象進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果使驅(qū)動機(jī)構(gòu)26移動正被夾住的噴墨頭。結(jié)果，相對于噴墨頭支架14固定了噴墨頭。
另外，在基板21上裝有一個用于夾緊中間件13a-13d并使其沿X、Y、Z三個方向移動的機(jī)構(gòu)。還在圖13中示出了一個發(fā)射紫外線用的導(dǎo)光件30。
將噴墨頭11a-11d安裝到噴墨頭支架14上的過程如下。首先，在用夾具24夾住噴墨頭支架14時使臺板22移動，直到噴墨頭支架14的右側(cè)端如圖13所示的那樣位于攝像機(jī)29下方時為止。隨后，夾具27夾住噴墨頭11d并使其移動到噴墨頭支架14的右側(cè)端上方。當(dāng)攝像機(jī)29拍攝到噴墨頭11d的噴孔12時，控制分析儀40(圖23)分析出噴孔12圖象的重心并由此確定噴墨頭11d在X、Y方向上的位置。至于Z方向，控制分析儀40根據(jù)裝在攝像機(jī)29中的且與Z向偏轉(zhuǎn)量有關(guān)的自動對焦機(jī)構(gòu)(未示出)輸出的數(shù)據(jù)確定噴墨頭11d的位置。
控制分析儀40根據(jù)上述測量結(jié)果計算出距目標(biāo)位置的距離。接著，控制分析儀40使六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26驅(qū)動噴墨頭使所述噴墨頭移向目標(biāo)位置。隨后，未示出的機(jī)構(gòu)通過用夾具夾卡而使中間件13a-13d移向噴墨頭11d。隨后，紫外線固化型粘結(jié)劑15以預(yù)定厚度被涂抹到噴墨頭11d和噴墨頭支架14的粘結(jié)面上。粘結(jié)劑15厚度由攝像機(jī)29監(jiān)測。
在中間件13a-13d被定位于噴墨頭11d和噴墨頭支架14間時，通過導(dǎo)光件30向粘結(jié)劑15照射紫外線以使其凝固。接著，被分配給中間件13a-13d的驅(qū)動結(jié)構(gòu)的夾具和驅(qū)動機(jī)構(gòu)26的夾具被松開。隨后，使臺板22沿X向移動，直到噴墨頭支架14與噴墨頭11d相連的那部分位于攝像機(jī)29下方為止。在這種狀態(tài)下，夾具27夾住下一個噴墨頭11b并通過另一組中間件13a-13d將此噴墨頭安裝到噴墨頭支架14上。重復(fù)這樣的過程，直到通過各自的中間件13a-13d將其它噴墨頭11a、11b固定到噴墨頭支架14上為止。
如上所述，夾在噴墨頭11a-11d和噴墨頭支架14間的中間件13a-13d被粘結(jié)劑15固定到噴墨頭11a-11d和噴墨頭支架14上。因此，只要在噴墨頭11a-11d粘結(jié)面和中間件13a-13d粘結(jié)面間以及在噴墨頭支架14粘結(jié)面和中間件13a-13d粘結(jié)面之間均勻地涂抹上具有最低必要厚度的粘結(jié)劑15就行了。這可以在無需求助嚴(yán)格控制噴墨頭11a-11d粘結(jié)區(qū)域位置或噴墨頭支架14粘結(jié)區(qū)域位置的精度的情況下精確固定噴墨頭11a-11d。因此，上述過程提高了生產(chǎn)率并防止了噴墨頭11a-11d固定力在加工后減弱。
由于粘結(jié)劑15是紫外線固化型的且中間件13a-13d可透過紫外線，所以可以同時在垂直于粘結(jié)面的方向上通過中間件13a-13d(即所有要求照射的部份)向粘結(jié)劑照射紫外線。這成功地縮短了粘結(jié)劑15固化時間并由此提高了生產(chǎn)率。
如果粘結(jié)劑15的固化時間不受重視的話，則中間件13a-13d可以由不透紫外線材料制成。在所示實施例中，透紫外線材料是理想的，這是因為不透紫外線材料會要求經(jīng)物體間縫隙照射紫外線。利用透紫外線材料獲得的另一個有利之處在于，它有助于對噴墨頭11a-11d的防收縮能力的控制以及在固定后噴墨頭11a-11d的位移控制。
圖14-17分別示出了可替換十面體形噴墨頭11a-11d的立方體形噴墨頭31-34。其關(guān)鍵之處在于，各噴墨頭具有至少一個粘結(jié)面。另外，彼此面對的粘結(jié)面甚至可以是彎曲的或球形的，只要這些粘結(jié)面彼此平行就行了。
如圖15、16所示，只為每個噴墨頭分配了兩個中間件39、40。而關(guān)鍵之處在于為每個噴墨頭配備一個或多個中間件。
可分別用如圖14-17所示的任何一個扁平形噴墨頭支架35-38代替帶隔板14a的噴墨頭支架14。
在所示實施例及圖14-17所示的改進(jìn)方案中，為每個噴墨頭11a-11d配備了兩個或多個中間件13a-13d，39或40。其先決條件是，由于以下原因而應(yīng)該在各噴墨頭中心線兩側(cè)對稱地布置同樣多的中間件13a-13d，39或40。當(dāng)粘結(jié)劑凝固收縮時，應(yīng)力作用于噴墨頭11a-11d或31、34上且所述應(yīng)力易于使噴墨頭移動。盡管噴墨頭11a-11d或31、34可能不移動，但是殘余應(yīng)力有時積蓄在粘結(jié)劑中并在粘結(jié)后如由于熱突變緣故作用于噴墨頭上，由此使噴墨頭移動或使粘結(jié)部剝落。當(dāng)在各噴墨頭中心線兩側(cè)對稱地設(shè)置了同樣多的中間件13a-13d，39或40時，因收縮引起的力或殘余應(yīng)力在其相互抵消方向上是同樣大小的。這消除了上述現(xiàn)象并進(jìn)一步提高了噴墨頭精確安裝質(zhì)量以及生產(chǎn)率且還有利地防止了固定力在加工后減弱。
在所示實施例中，噴墨頭11a-11d、中間件13a-13d和噴墨頭支架14可由其線性膨脹系數(shù)相同或接近的材料制成。具體地說，通常當(dāng)噴墨頭11a-11d在噴墨打印機(jī)中工作時或在運輸裝有噴墨頭11a-11d的打印機(jī)的過程中，粘結(jié)部周圍的溫度升高數(shù)十?dāng)z氏度。在這種情況下，如果噴墨頭11a-11d、中間件13a-13d和噴墨頭支架14分別具有特定線性膨脹系數(shù)，則粘結(jié)部可能出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。如果噴墨頭11a-11d、中間件13a-13d和噴墨頭支架14具有相同或基本相同的線性膨脹系數(shù)，則這個問題將得到解決。如果需要，甚至連凝固后的粘接劑15都有可能具有與噴墨頭11a-11d、中間件13a-13d和噴墨頭支架14相同或基本相同的線性膨脹系數(shù)。
第二實施例參見圖18-20來描述本發(fā)明的第二實施例，其中只為每個噴墨頭配備了一個中間件。此實施例與第一實施例在中間件材料、粘結(jié)劑以及噴墨頭安裝方法和裝置方面都是一樣的。在此實施例中未具體地示出粘結(jié)部。
在圖18-20中示出了一個噴墨頭51、一個噴墨頭支架52、一個中間件53和粘結(jié)劑54。中間件53具有兩個相互垂直的粘結(jié)平面53a、53b。粘結(jié)面53a、53b分別被粘結(jié)劑53固定到噴墨頭51和噴墨頭支架52上。
噴墨頭51被圖13所示的裝置安裝到噴墨頭支架52上。假設(shè)噴墨頭51已被安裝到噴墨頭支架52上，噴墨頭51的粘結(jié)面51a在A點處因噴墨頭51調(diào)節(jié)量和噴墨頭51形狀而分散開。接著，在所示實施例中，可使中間件53沿X和γ方向移動以便將粘結(jié)劑54控制在預(yù)定厚度范圍內(nèi)。盡管粘結(jié)劑54具有所示的預(yù)定厚度E，但是所述厚度根據(jù)噴墨頭51表面51a與中間件53表面53a之間的平行度也可以是D。
由于面對噴墨頭51表面51a的噴墨頭支架52表面52a不是粘結(jié)面，所以對粘結(jié)劑厚度的限制條件以及由表面52a分散區(qū)C造成的限制條件是無關(guān)緊要的。當(dāng)噴墨頭支架52的粘結(jié)面52a位置出現(xiàn)分散區(qū)H時，中間件53將沿Z和α向移動，而在噴墨頭51上的粘結(jié)劑厚度保持不變。這允許把在中間件53和噴墨頭支架52間的粘結(jié)劑控制在預(yù)定厚度上。再有，在中間件53和噴墨頭支架52間的粘結(jié)劑厚度可以根據(jù)中間件53表面53a與噴墨頭支架52表面52b間的平行度變化。
值得注意的是，當(dāng)噴墨頭51表面51a、噴墨頭支架52表面52b、中間件53表面53a、53b中的任何一個表面沿β向傾斜時，所引起的粘結(jié)劑54厚度變化是不可能被消除的。
如上所述，所示實施例減小了由噴墨頭51調(diào)節(jié)量、噴墨頭51表面51a的定位精度、噴墨頭支架52表面52b的定位精度、與X、Y、Z、α和γ有關(guān)的噴墨頭支架52表面52b定位精度所引起的粘結(jié)劑厚度變化。影響粘結(jié)劑54厚度的唯一因素是粘結(jié)面間的平行度，因此該厚度接近最小必要厚度。
第二實施例獲得了與第一實施例相同的優(yōu)點。如果需要，如圖20所示，可用兩個中間件61、62取代中間件53以減小由噴墨頭51粘結(jié)面51a精度所引起的粘結(jié)劑厚度變化。
第三實施例圖21和圖22A-22C示出了本發(fā)明的第三實施例。在圖21中示出了一個構(gòu)成噴墨打印機(jī)機(jī)架的噴墨頭支架81、噴墨頭82、設(shè)置在噴墨頭82和噴墨頭支架81間的中間件83、84以及分別涂抹在中間件83、84粘結(jié)面83a、84a和噴墨頭支架81的粘結(jié)面81a、81b之間的紫外線固化型粘結(jié)劑層85a、86a和分別涂抹在中間件83、84粘結(jié)面83b、84b和噴墨頭支架82粘結(jié)面82a、82b間的紫外線固化型粘結(jié)劑層85b、86b。如圖所示，中間件83粘結(jié)面83a、83b和中間件84粘結(jié)面84a、84b對稱地位于噴墨頭82兩側(cè)，即噴墨頭82中心線的兩側(cè)。
中間件83、84以與第一實施例相同的方式工作。盡管只在圖21和圖22A-22C中畫出了一個噴墨頭82，但是此實施例也可用于具有四個分別充有特定色彩油墨的噴墨頭的彩色噴墨打印機(jī)中。各噴墨頭分別通過各自的中間件被安裝到噴墨頭支架上。
中間件83、84由透紫外線材料制成。在相同環(huán)境下通過未示出的導(dǎo)光件向粘結(jié)劑層85a、85b、86a、86b照射紫外線。具體地說，如圖22A所示，使紫外線在同一時刻、在同一方向上且以同一照射度開始和結(jié)束對粘結(jié)劑層85a-86b進(jìn)行照射(在此實施例中，從上方照射)。結(jié)果如圖22B所示，使粘結(jié)劑層85a、85b(以及粘結(jié)劑86a、86b)收縮。此時，中間件83因粘結(jié)劑層85a、85b收縮而被拉向噴墨頭支架81，從而使噴墨頭82移向中間件83。因此，如圖22C所示，噴墨頭82從初始位置起分別沿X和Z方向移動了ΔX和ΔZ。但是，由于粘結(jié)劑層85a、85b和粘結(jié)劑層86a、86b相對于噴墨頭82中心線是對稱的，所以粘結(jié)劑層85a、86a在同一方向上收縮但卻是彼此分離的。因此，粘結(jié)劑層85a、86a的收縮彼此抵消了。
如上所述，當(dāng)中間件84、83在噴墨頭82和噴墨頭支架81之間對，所示實施例只應(yīng)將分別設(shè)置在噴墨頭82粘結(jié)面82a、82b與中間件83、84粘結(jié)面83b、84b間的粘結(jié)劑層85b、86b和分別設(shè)置在噴墨頭支架81粘結(jié)面81a、81b與中間件83、84粘結(jié)面83a、84a間的粘結(jié)劑層85a、86a控制在均勻的最小必要厚度上。這成功地防止了粘結(jié)劑層85a-86b增厚。
另外，當(dāng)相對于噴墨頭支架81通過中間件83、84來固定噴墨頭82時，在不考慮噴墨頭82相對于噴墨頭支架81的位置情況下，防止了粘結(jié)劑層85a-86b厚度發(fā)生變化。
如上所述，粘結(jié)劑層85a-86b厚度不變。因此，當(dāng)粘結(jié)劑層85a-86b在同一環(huán)境中且在同一方向上受到紫外線照射時，它們在同一方向上但彼此相反地收縮，從而收縮運動彼此抵消了。結(jié)果，當(dāng)粘結(jié)劑層85a-86b凝固并將噴墨頭82固定到噴墨頭支架81上時，防止了噴墨頭82發(fā)生位移且噴墨頭可被精確地安裝到噴墨頭支架81上。
上述的第一、第二、第三實施例具有許多下述優(yōu)點(1)由于中間件設(shè)置在噴墨頭和噴墨頭支架之間，所以只要在噴墨頭和噴墨頭支架的粘結(jié)面以及噴墨頭支架和中間件的粘結(jié)面上均勻地涂抹具有最小必要厚度的粘結(jié)劑就行了。這可以在無需嚴(yán)格控制噴墨頭粘結(jié)部位的定位精度或噴墨頭支架粘結(jié)部位的定位精度的情況下精確地固定噴墨頭。因此提高了生產(chǎn)率并防止了將噴墨頭固定到位的作用力在加工后減小。
(2)可同時在垂直于粘結(jié)面的方向上通過中間件即所有要求的部位向粘結(jié)劑照射紫外線。這成功地縮短了粘結(jié)劑固化時間并由此提高生產(chǎn)率。
(3)因收縮或殘余應(yīng)力造成的力在其彼此抵消方向上同樣大小。這進(jìn)一步提高了噴墨頭安裝精度和生產(chǎn)率并且還更有利地防止了固定力在加工后減小。
(4)當(dāng)粘結(jié)部周圍的溫度在安裝上噴墨頭后升高時，防止了粘結(jié)部出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。噴墨頭因此可被用很長時間。
(5)當(dāng)中間件被設(shè)置在噴墨頭和噴墨頭支架間時，各實施例只應(yīng)將分別設(shè)置在噴墨頭粘結(jié)面與中間件粘結(jié)面間的粘結(jié)劑和分別設(shè)置在噴墨頭支架粘結(jié)面與中間件粘結(jié)面間的粘結(jié)劑控制在均勻的最小必要厚度上。這成功地防止了粘結(jié)劑增厚。另外，當(dāng)相對噴墨頭支架通過中間件固定噴墨頭時，在不考慮噴墨頭相對于噴墨頭支架的情況下防止了粘結(jié)劑厚度發(fā)生變化。
(6)粘結(jié)劑厚度不變。因此，當(dāng)粘結(jié)劑在同一環(huán)境中且在同一方向上受到紫外線照射時，它們在同一方向上但彼此相反地收縮，從而收縮運動彼此抵消了。結(jié)果，當(dāng)粘結(jié)劑凝固并將噴墨頭固定到噴墨頭支架上時，防止了噴墨頭移動且噴墨頭可被精確地安裝到噴墨頭支架上。
第四實施例此實施例也與生產(chǎn)如圖10-12所示的噴墨頭組的裝置和方法有關(guān)。如圖23所示，裝置包括噴墨頭夾緊部16、噴墨頭位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)17、噴墨頭支架夾緊部19、噴墨頭支架位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)20。再參見圖13，在第四實施例中，夾具27對應(yīng)于噴墨頭夾緊部16，六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)28對應(yīng)于噴墨頭位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)17。夾緊部16和機(jī)構(gòu)17構(gòu)成了噴墨頭驅(qū)動裝置。另外，夾具24和臺板22分別對應(yīng)于噴墨頭支架夾緊部19和噴墨頭支架位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)20。夾緊部19和機(jī)構(gòu)20構(gòu)成了噴墨頭支架驅(qū)動裝置。
夾具24應(yīng)最好以比因粘結(jié)劑15收縮引起的應(yīng)力大但比會引起噴墨頭支架14變形的力小的夾緊力夾住噴墨頭支架14。
如圖23所示，CCD攝像機(jī)32位于夾具24一側(cè)以便拍攝噴墨頭支架14。控制分析儀40對所拍攝到的噴墨頭支架14的圖象進(jìn)行分析?？刂品治鰞x40根據(jù)分析結(jié)果移動臺板22，直到噴墨頭支架14到達(dá)預(yù)定位置為止。
一個中間件夾緊部33安裝在基板21上且它具有一個用于逐個夾住中間件13a-13d的夾具。一個中間件位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34由六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)構(gòu)成且它可以使夾緊部33沿X、Y、Z、α、β、γ方向運動。在此實施例中，夾緊部33和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34構(gòu)成了中間件驅(qū)動裝置。
CCD攝像機(jī)35通過未示出的固定件被裝在基板21上以便拍攝中間件13a-13d?？刂品治鰞x40對拍到的中間件13a-13d的圖象進(jìn)行分析并根據(jù)分析結(jié)果使位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34驅(qū)動中間件13a-13d。結(jié)果，相對于噴墨頭支架14確定了中間件13a-13d的位置。
夾緊部33應(yīng)最好以不引起中間件13a-13d變形的力夾住中間件13a-13d。
從紫外線光源37發(fā)射出的紫外線通過導(dǎo)光件30傳導(dǎo)?？刂品治鰞x40控制導(dǎo)光件30和紫外線光源37，從而使紫外線光源37在所要求的時間內(nèi)照射粘結(jié)劑15。導(dǎo)光件30和紫外線光源37構(gòu)成了固化機(jī)構(gòu)。
粘結(jié)劑涂覆部件或機(jī)構(gòu)38位于夾緊部33附近且它響應(yīng)于控制分析儀40發(fā)出的控制信號地將粘結(jié)劑15涂抹到中間件13a-13d上。為了涂覆粘結(jié)劑15，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34可使夾緊部33移動以使中間件13a-13d靠近固定到位的涂覆部件38，或是通過未示出的專用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使涂覆機(jī)構(gòu)38移向中間件13a-13d。盡管粘結(jié)劑15可被涂抹到噴墨頭11a-11d或噴墨頭支架14上，但是所示實施例是假定將粘結(jié)劑涂覆到中間件13a-13d上的。
控制分析儀40響應(yīng)于攝像機(jī)29、32、35所得信號來控制六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26、臺板22、位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34，從而將噴墨頭11a-11d、噴墨頭支架14和中間件13a-13d引入粘結(jié)位置?？刂品治鰞x40與攝像機(jī)29、32、35一起構(gòu)成了第一探測器。
在涂覆部件38已將粘結(jié)劑15涂抹到中間件13a-13d上以后，將噴墨頭11a-11d等部件引入粘結(jié)位置。此時，控制分析儀40使夾緊部33松開中間件13a-13d。就此而論，控制分析儀40同時扮演著第一松脫機(jī)構(gòu)的角色。
另外，控制分析儀40根據(jù)紫外線是否已通過導(dǎo)光件30對粘結(jié)劑照射了預(yù)定時間(直到固化結(jié)束)來啟動和關(guān)閉紫外線光源37。從這個意義上講，控制分析儀40同時扮演著第二探測器的角色。
另外，控制分析儀40在紫外線照射結(jié)束時使夾具24松開噴墨頭支架14。就此而論，控制分析儀40同時起到了第二松脫機(jī)構(gòu)的作用。
參見圖24-26來描述所示實施例的噴墨頭組件是如何制成的。首先，夾具27、24分別夾住噴墨頭11d和噴墨頭支架14，而夾緊部33同時夾住中間件13a-13d(步驟S1-S3)。接著，驅(qū)動臺板22和六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26以便分別使噴墨頭11d和噴墨頭支架14移動到初始粘結(jié)位置上(步驟S4和S5)。隨后，使位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34移向涂覆部件38以便以預(yù)定厚度將粘結(jié)劑涂抹到中間件13a-13d上(步驟S6)。此時，粘結(jié)劑15的厚度由攝像機(jī)29監(jiān)測。
隨后，夾緊部33夾住中間件13a-13d并使它們移向初始粘結(jié)位置(步驟S7)。攝像機(jī)29、32、35分別拍攝噴墨頭11d、噴墨頭支架14和中間件13a-13d以測定它們的位置(步驟S8-S10)。具體地說，當(dāng)攝像機(jī)29拍攝噴墨頭11d的噴孔12時，控制分析儀40分析出噴孔12圖象的重心并由此確定噴墨頭11d在X、Y方向上的位置。至于Z方向，控制分析儀40根據(jù)安裝在攝像機(jī)29內(nèi)的且與Z向上的偏轉(zhuǎn)量有關(guān)的自動對焦機(jī)構(gòu)(未示出)確定噴墨頭11d的位置。
攝像機(jī)32拍攝噴墨頭支架14的基準(zhǔn)位置，而控制分析儀40對噴墨頭支架14圖象的重心進(jìn)行分析并由此確定出噴墨頭支架14在X、Y方向上的位置。至于Z方向，控制分析儀40根據(jù)安裝在攝像機(jī)32內(nèi)的且與Z向上的偏轉(zhuǎn)量有關(guān)的自動對焦機(jī)構(gòu)(未示出)確定了噴墨頭支架14的位置。另外，攝像機(jī)35拍攝中間件13a-13d的基準(zhǔn)位置，而控制分析儀40對噴墨頭支架13a-13d圖象的重心進(jìn)行分析并由此確定噴墨頭支架13a-13d在X、Y方向上的位置。至于Z方向，控制分析儀40根據(jù)安裝在攝像機(jī)35內(nèi)的且與Z向上的偏轉(zhuǎn)量有關(guān)的自動對焦機(jī)構(gòu)(未示出)確定噴墨頭支架13a-13d的位置。
控制分析儀40根據(jù)上述測量結(jié)果計算出噴墨頭11d、噴墨頭支架14和中間件13a-13d離各自目標(biāo)位置的距離。接著，控制分析儀40使六方位驅(qū)動機(jī)構(gòu)26驅(qū)動噴墨頭11d移向其目標(biāo)位置并使臺板22驅(qū)動噴墨頭支架14移向其目標(biāo)位置以及使調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34驅(qū)動中間件13a-13d移向它們的目標(biāo)位置。結(jié)果，噴墨頭11d、噴墨頭支架14和中間件13a-13d被調(diào)整到位(步驟S11、S13、S15)。當(dāng)所有這些部件都完全被調(diào)整到位時(是，步驟S12、S14、S16)，如圖25所示，控制分析儀40使夾緊部33松開中間件13a-13d(步驟S17)。
假定與夾緊部33脫開的中間件13a-13d的移動超出了由攝像機(jī)35決定的允許范圍(否，步驟18)。接著，控制分析儀40使夾緊部33再次夾住中間件13a-13d(步驟19)并重復(fù)步驟S8和后續(xù)步驟。如果步驟S18的答案是肯定的，則控制分析儀40使紫外線光源37通過導(dǎo)光件37向粘結(jié)劑15發(fā)射紫外線，由此使粘結(jié)劑15開始凝固(步驟20)。結(jié)果，如圖25的箭頭所示，在噴墨頭11、粘結(jié)劑15、噴墨頭支架14和中間件13a-13d內(nèi)產(chǎn)生了應(yīng)力α。應(yīng)力α使中間件13a-13d沿粘結(jié)劑15收縮方向移動，這是因為中間件13a-13d不受外部力干擾的影響。中間件13a-13d的這種狀況一直持續(xù)到粘結(jié)劑15完全凝固時為止。
當(dāng)粘結(jié)劑15完全凝固時，如圖26所示，控制分析儀40使夾具27松開噴墨頭11d(步驟21)。結(jié)果，在噴墨頭11d、噴墨頭支架14、中間件13a-13d中幾乎未殘留上述應(yīng)力α，這是因為中間件13a-13d未受干擾。因此，即使當(dāng)噴墨頭11d在粘結(jié)劑15凝固后為被夾緊時，噴墨頭11d與噴墨頭支架14之間的位置關(guān)系也與粘結(jié)前的位置關(guān)系一樣。需要注意的是，中間件13a-13d、噴墨頭11d和噴墨頭支架14之間的位置關(guān)系從圖25所示的Q0變成圖26所示的Q。
隨后，控制分析儀40使夾具24松開噴墨頭支架14(步驟22)并接著中斷安裝操作。控制分析儀40使臺板22沿X方向移動并使夾具27夾住下一個噴墨頭11c并通過其它中間件13a-13d以相同方式將該噴墨頭安裝到噴墨頭支架14上?？刂品治鰞x40重復(fù)上述過程，從而通過其它中間件13a-13d按順序地將其它噴墨頭11b、11a安裝到噴墨頭支架14上。
如上所述，所示實施例在粘結(jié)劑15凝固時松開中間件13a-13d，由此使中間件不受干擾。這消除了中間件13a-13d因粘結(jié)劑15收縮造成的應(yīng)力α的緣故移動的現(xiàn)象并阻礙了收縮。因此，防止了應(yīng)力α殘留在粘結(jié)劑、噴墨頭11a-11d、中間件13a-13d和噴墨頭支架14中。結(jié)果，當(dāng)在粘結(jié)劑15凝固后分別松開噴墨頭11a-11d時，噴墨頭與噴墨頭支架14之間的關(guān)系與粘結(jié)前相比保持不變。因此在此實施例中，可以精確地安裝噴墨頭11a-11d，從而防止了因粘結(jié)部精度差造成的生產(chǎn)率降低并防止了將噴墨頭11a-11d固定到位的作用力在加工后減弱。
另外，由于粘結(jié)劑15是紫外線固化型的且中間件13a-13d可透過紫外線，所以可同時通過中間件13a-13d在垂直于粘結(jié)面的方向上向粘結(jié)劑15即所有要求的部位照射紫外線。這成功地縮短了粘結(jié)劑15固化時間并由此提高了生產(chǎn)率。
如果粘結(jié)劑15固化時間不受重視，則中間件13a-13d可以由不透紫外線材料制成。但是，透紫外線材料是理想的，這是因為不透紫外線材料將要求經(jīng)物體間的縫隙照射紫外線。利用透紫外線材料獲得的另一個有利之處在于，它有助于對噴墨頭11a-11d的防收縮能力的控制以及在固定后噴墨頭11a-11d的位移控制。
盡管上述實施例將粘結(jié)劑15涂抹到中間件13a-13d上，但是，粘結(jié)劑15也可事先被涂覆到噴墨頭支架14和噴墨頭11a-11d上。另外，粘結(jié)劑15的涂覆可在噴墨頭支架14已被移動到預(yù)定位置上之后進(jìn)行。
應(yīng)該注意的是，與第一實施例有關(guān)的各種改進(jìn)形式也可用于第二實施例。
第五實施例圖27-29示出了本發(fā)明第五實施例。如圖27、28所示，十面體形噴墨頭1a-1d分別充有青色、品紅色、黑色和黃色的油墨。噴墨頭1a-1d分別通過許多噴孔2噴射墨滴。噴墨頭1a-1d分別通過四個中間件3a-3d安裝在噴墨頭支架4上。中間件3a-3d通過紫外線固化型粘結(jié)劑5被固定在噴墨頭1a-1d上且也通過粘結(jié)劑5被固定在噴墨頭支架4上。中間件3a-3d由透紫外線(UV)材料構(gòu)成。噴墨頭1a-1d在垂直于紙張P進(jìn)給(圖29)的副掃描方向Y的主掃描方向X上排成一列。
在此實施例中，噴墨頭1a-1d、中間件3a-3d和噴墨頭支架4構(gòu)成了一個四噴墨頭單元。四噴墨頭單元被安裝在打印機(jī)機(jī)體上而該打印機(jī)機(jī)體安裝在傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等類似機(jī)器上。四噴墨頭單元可沿主掃描方向X移動。
其上涂有粘結(jié)劑5的中間件3a-3d交接面在由四噴墨頭單元的主掃描方向X和副掃描方向Y限定的掃描平面X-Y內(nèi)。作為替換方式，上述交接面也可以位于一個平行于掃描平面X-Y的平面內(nèi)。
與此實施例有關(guān)的墨滴噴射控制原理如下所述。在打印機(jī)中，當(dāng)從噴墨頭1a-1d中噴射墨滴時，四噴墨頭單元沿X方向移動。與此同時，紙張P沿Y向傳送。結(jié)果，可在整張紙P上生成圖象。當(dāng)噴墨頭1a-1d之間的相對位置因粘結(jié)劑5收縮而有所偏離時，從噴墨頭1a-1d中噴出的墨滴在紙張P上印出的行偏離了預(yù)定位置，由此降低了打印精度。
如上所述，中間件3a-3d粘結(jié)面在四噴墨頭單元的掃描平面X-Y內(nèi)。因此，如圖29所示，因粘結(jié)劑5收縮造成的噴墨頭1a-1d位置偏差或位移被限制在垂直于掃描平面X-Y的平面內(nèi)。此實施例對限制掃描平面X-Y限制偏差的原因如下。墨滴從任何一個噴墨頭1a-1d出來的拋射距離根據(jù)粘結(jié)劑5在噴孔(噴孔2)和著墨點(紙張P)間的連線上的收縮情況而變化。另外，從四噴墨頭單元噴出的墨滴的著墨點是根據(jù)四噴墨頭單元開始運動和墨滴開始噴射之間的時間間隔預(yù)定的。在這樣的環(huán)境中，如果在以預(yù)定速率驅(qū)動四噴墨頭單元時預(yù)先測量出從噴墨頭1a-1d中噴出的墨滴的著墨點偏差且如果各噴墨頭的噴射時刻是根據(jù)所測偏差和運動速率選定的，則四噴墨頭單元可受到電控，從而從噴墨頭1a-1d出來的墨滴分別到達(dá)預(yù)定位置。
具體地說，如圖29所示，假設(shè)噴墨頭1a在考慮到噴孔2與紙張P間距離的情況下被固定在預(yù)定基準(zhǔn)位置上。接著，其距離短的噴墨頭1c的噴墨時刻被推遲或其距離過長的噴墨頭1b、1d的噴墨時刻被提前。在這種控制方案中，可以使從噴墨頭1a-1d出來的墨滴附著在所希望的位置上。
如上所述，中間件3a-3d粘結(jié)面在四噴墨頭單元的掃描平面X-Y內(nèi)，從而由粘結(jié)劑5收縮引起的噴墨頭1a-1d位移可通過電控方式得到修正。因此，此實施例保證最終所要求的特定精確噴墨位置并防止生產(chǎn)率降低。
如果需要，可用充有青色、品紅色和黃色的油墨的三噴墨頭單元或只充有青色、黃色、品紅色的油墨中的兩種油墨的雙噴墨頭單元替換四噴墨頭單元。即只要噴墨頭單元具有兩個以上的噴墨頭，所示實施例就是適用的。
第六實施例此實施例與從圖10-12所示的噴墨頭組件出來的墨滴的噴射控制有關(guān)。如圖10-12所示，噴墨頭11a-11d在垂直于紙張P進(jìn)給(圖29)的副掃描方向Y的主掃描方向X上排成一列。就中間件13a-13d一端和噴墨頭11a-11d而論，其上涂有粘結(jié)劑15的中間件13a-13d交接面在X-Y平面內(nèi)；就噴墨頭支架14和中間件13a-13d另一端而論，上述交接面在基本垂直于X-Y平面的Z-Y平面內(nèi)。如果需要，可用一個平行于Z-Y平面的平面代替Z-Y平面。
與此實施例有關(guān)的墨滴噴射控制原理如下所述。在打印機(jī)中，當(dāng)從噴墨頭11a-11d中噴射墨滴時，四噴墨頭單元沿X方向移動。與此同時，紙張P沿Y向傳送。結(jié)果，可在整張紙P上形成圖象。當(dāng)噴墨頭11a-11d之間的相對位置因粘結(jié)劑15收縮而有所偏離時，從噴墨頭11a-11d噴出的墨滴在紙張P上印出的行偏離了預(yù)定位置，由此降低了打印精度。
如上所述，就中間件13a-13d一端和噴墨頭11a-11d而論，其上涂有粘結(jié)劑15的中間件13a-13d交接面在X-Y平面內(nèi)；就噴墨頭支架14和中間件13a-13d另一端而論，上述交接面在基本垂直于X-Y平面的Z-Y平面內(nèi)。因此，因粘結(jié)劑15收縮造成的噴墨頭11a-11d位移不僅發(fā)生在垂直于掃描平面X-Y的平面內(nèi)(如圖29所示)，它也發(fā)生在主掃描方向X上(如圖30所示)。在圖30所示的特定條件下，噴墨頭11a、11b之間的距離x-n和噴墨頭11b、11c之間的距離x-n偏離了預(yù)定距離或間距x。
此實施例對限制上述兩個平面位移的原因如下。假設(shè)噴墨頭11a-11d之間的相對位置因粘結(jié)劑15收縮而在主掃描方向X上有所偏差。因而，如果根據(jù)所述偏差而通過電控方式對各噴墨頭開始活動和墨滴從噴墨頭中開始噴射之間的時間間隔進(jìn)行修正，則墨滴可附著在預(yù)定位置上。
相反，假設(shè)中間件13a-13d粘結(jié)面根據(jù)主掃描平面X-Y而位于基本垂直于掃描方向Y的Z-X平面內(nèi)。接著，如圖31所示，因粘結(jié)劑15收縮造成的噴墨頭11a-11d位移出現(xiàn)在副掃描方向Y上。在這種情況下，由于將從各噴墨頭中噴出的墨滴是由圖象信號指定的噴孔12位置決定的，所以即使對噴墨時刻進(jìn)行電控，墨滴噴射孔12的位置自身也會因噴墨頭在副掃描方向Y上偏離而偏離。由此在紙張上印出的行在副掃描方向上有偏差。
如圖29的特定例子所述的那樣，所示實施例推遲了其距離短的噴墨頭11c噴墨時刻或使其距離過長的噴墨頭11b、11d的噴墨時刻提前。另外，此實施例使噴墨頭11a-11d的噴墨時刻相互匹配，從而當(dāng)噴墨頭11a-11d以預(yù)定速率在主掃描方向X上移動時，墨滴被噴射到預(yù)定基準(zhǔn)位置上。
如上所述，中間件13a-13d粘結(jié)面在基本垂直于主掃描方向X的平面Z-Y和四噴墨頭單元的掃描平面內(nèi)，因此噴墨頭11a-11d在兩個方向上的位移以及因粘結(jié)劑15收縮造成的噴墨頭位移可通過電控方式得到修正。因此，此實施例保證了是最終要求的特征點的精確噴射位置并防止了生產(chǎn)率降低。
如果需要，可用圖14、15所示的立方體形噴墨頭31、32取代十面體形噴墨頭11a-11d。
第七實施例此實施例與圖18-20所示的噴墨頭組件和從中噴射墨滴的噴墨控制有關(guān)。如圖18-20所示，中間件53粘結(jié)面或交接面53b位于由主掃描方向X和副掃描方向Y確定的四噴墨頭單元的掃描平面X-Y內(nèi)。另一個粘結(jié)面或交接面53a在基本垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)。利用這樣的結(jié)構(gòu)，也可以通過與上述實施例相同的方式控制墨滴噴射。再有，可用圖20所示的兩個中間件61、62取代中間件53。
如上所述，第五、第六、第七實施例的優(yōu)點如下(1)中間件的粘結(jié)面位于四噴墨頭單元的掃描平面內(nèi)，從而由粘結(jié)劑收縮引起的噴墨頭位移可通過電控方式得到修正。這保證了最終要求的特定精確噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低。
(2)中間件粘結(jié)面位于四噴墨頭單元的掃描平面內(nèi)并相對掃描平面位于一個基本垂直于主掃描方向的平面內(nèi)，從而噴墨頭在兩個方向上的位移以及因粘結(jié)劑收縮造成的噴墨頭位移可通過電控方式進(jìn)行修正。這也成功地保證了精確的噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低。
(3)即使當(dāng)噴墨頭之間的相對位置有所偏差時，噴墨位置仍然保持精確且防止了生產(chǎn)率降低。
第八實施例參見圖32、33來描述本發(fā)明的第八實施例。如圖所示，十面體形噴墨頭1a-1d分別充有青色、黑色、黃色、品紅色的油墨。噴墨頭1a-1d個別通過許多噴孔2噴射出墨滴。噴墨頭1a-1d在垂直于(未示出)紙張P進(jìn)給的副掃描方向Y的主掃描方向X上排成一列。
噴墨頭1a-1d分別通過四個中間件3a-3d安裝在噴墨頭支架4上。中間件3a-3d通過紫外線固化型粘結(jié)劑15被固定在噴墨頭1a-1d上且也通過粘結(jié)劑15被固定在噴墨頭支架4上。中間件3a-3d由透紫外線材料構(gòu)成。
噴墨頭1a-1d、中間件3a-3d和噴墨頭支架4構(gòu)成了一個四噴墨頭單元。四噴墨頭單元被安裝在打印機(jī)機(jī)體上而該打印機(jī)機(jī)體安裝在傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)等類似機(jī)器上。四噴墨頭單元可沿主掃描方向X移動。
其上涂有粘結(jié)劑5的中間件3a-3d交接面在一個相對四噴墨頭單元掃描平面而垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)。如果需要，也可用一個平行于平面Z-Y的平面代替上述平面Z-Y。
與此實施例有關(guān)的墨滴噴射控制原理如下所述。在打印機(jī)中，當(dāng)從噴墨頭1a-1d中噴射墨滴時，四噴墨頭單元沿X方向移動。與此同時，紙張P沿Y向傳送。結(jié)果，可在整張紙P上形成圖象。當(dāng)噴墨頭1a-1d之間的相對位置因粘結(jié)劑5收縮而偏離時，從噴墨頭1a-1d噴出的墨滴在紙張P上印出的行偏離了預(yù)定位置，由此降低了打印精度。
如上所述，其上涂有粘結(jié)劑5的中間件3a-3d交接面在一個相對四噴墨頭單元掃描平面而垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)。因此，如圖30所示，因粘結(jié)劑5收縮造成的位置偏差或噴墨頭1a-1d位移被限制在主掃描方向X上。在圖30所示的特定條件下，噴墨頭1a、1b之間的距離x-n以及噴墨頭1b、1c之間的距離x-n偏離了預(yù)定距離或間距x。
此實施例對限制上述平面進(jìn)行位移的原因如下。假設(shè)噴墨頭1a-1d之間的相對位置因粘結(jié)劑15收縮而在主掃描方向X上偏離了。于是，如果根據(jù)所述偏差而通過電控方式對各噴墨頭開始運動和噴墨頭開始噴墨之間的時間間隔進(jìn)行修正，則墨滴可附著在預(yù)定位置上。
相反，假設(shè)中間件13a-13d粘結(jié)面在基本垂直于主掃描方向X的Z-Y平面內(nèi)。于是如圖31所示，因粘結(jié)劑5收縮造成的噴墨頭1a-1d位移出現(xiàn)在副掃描方向Y上。此時，由于將從各噴墨頭噴出的墨滴是由圖象信號指定的噴孔2位置決定的，所以盡管采用了對噴墨時刻進(jìn)行電控，但墨滴噴射孔2的位置自身因噴墨頭在副掃描方向Y上的偏離而偏離。由此印在紙張上的行在副掃描方向上有偏差。
所示實施例使噴墨頭1a-1d的噴墨時刻匹配，從而當(dāng)噴墨頭沿主掃描方向X以預(yù)定速率移動時，墨滴被噴射到預(yù)定基準(zhǔn)位置上。
如上所述，中間件3a-3d的粘結(jié)面在相對噴墨頭1a-1d掃描平面X-Y而基本垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)，從而由粘結(jié)劑5收縮引起的噴墨頭1a-1d位移可通過電控方式得到修正。因此，此實施例保證了最終所要求的特定精確噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低。
如果需要，可用充有青色、品紅色和黃色的油墨的三噴墨頭單元或只充有青色、黃色、品紅色的油墨中的兩種油墨的雙噴墨頭單元替換四噴墨頭單元。就是說，只要噴墨頭單元具有兩個以上的噴墨頭，所示實施例就是適用的。
第九實施例此實施例與從圖10-12所示的噴墨頭組件以及從中噴射墨滴的噴墨控制有關(guān)。如圖10-12所示，噴墨頭11a-11d在垂直于紙張進(jìn)給的副掃描方向Y的主掃描方向X上排成一列。在此實施例中，就中間件13a-13d一端和噴墨頭11a-11d而論，其上涂有粘結(jié)劑5的中間件13a-13d交接面在由主掃描方向X和副掃描方向Y限定的X-Y平面內(nèi)。就噴墨頭支架14和中間件13a-13d另一端而論，上述交接面位于基本垂直于X-Y平面的Z-Y平面內(nèi)。如果需要，X-Y平面可被一個平行于X-Y平面的平面代替。
當(dāng)中間件13a-13d交接面在掃描平面X-Y內(nèi)時，如此進(jìn)行控制。如圖29所示，掃描平面X-Y內(nèi)的噴墨頭11a-11d位移以及因粘結(jié)劑15收縮造成的噴墨頭位移被限制在垂直于平面X-Y的平面內(nèi)。墨滴從任何一個噴墨頭1a-1d出來的拋射距離根據(jù)粘結(jié)劑5在噴孔(噴孔2)和著墨點(紙張P)間的連線上的收縮情況而變化。另外，從四噴墨頭單元噴出的墨滴的著墨點是根據(jù)四噴墨頭單元開始運動和墨滴開始噴射之間的時間間隔預(yù)定的。在這些條件下，如果在以預(yù)定速率驅(qū)動四噴墨頭單元時預(yù)先測量出從噴墨頭11a-11d中噴出的墨滴的著墨點偏差且如果各噴墨頭的噴射時刻是根據(jù)所測偏差和運動速率選定的，則四噴墨頭單元可受到電控，從而從噴墨頭11a-11d出來的墨滴分別到達(dá)預(yù)定位置。
具體地說，如圖29所示，假設(shè)噴墨頭11a根據(jù)噴孔2與紙張P間的距離而被固定在預(yù)定基準(zhǔn)位置上。接著，其距離短的噴墨頭11c的噴墨時刻被推遲或其距離過長的噴墨頭11b、11d的噴墨時刻被提前。當(dāng)與根據(jù)第八實施例所述的控制方案聯(lián)合時，這種控制方式可以使從噴墨頭11a-11d出來的墨滴附著在所希望的位置上。
如上所述，由于中間件13a-13d的粘結(jié)面包含在四噴墨頭單元的掃描平面X-Y內(nèi)和基本垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)，所以由粘結(jié)劑15收縮引起的噴墨頭1a-1d位移可通過電控方式得到修正。因此，此實施例保證了最終所要求的特定精確噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低，其中所述精確的噴墨位置是通過修正噴墨頭11a-11d在兩個方向上的位移而得到的。
如果需要，可用圖14、15所示的立方體形噴墨頭或取代十面體形噴墨頭。
第十實施例此實施例與圖18-20所示的噴墨頭組件和從中噴射墨滴的噴墨控制有關(guān)。如圖18-20所示，中間件53粘結(jié)面或交接面53b相對噴墨頭支架52位于掃描平面X-Y內(nèi)。另一個粘結(jié)面或交接面53a在相對噴墨頭5而基本垂直于主掃描方向X的平面Z-Y內(nèi)。利用這樣的結(jié)構(gòu)，也可以通過與上述實施例相同的方式控制墨滴噴射。再有，可用圖20所示的兩個中間件61、62取代中間件53。
如上所述，第八、第九、第十實施例的優(yōu)點如下(1)中間件的粘結(jié)面位于相對噴墨頭的掃描平面而基本垂直于主掃描方向的平面內(nèi)，從而由粘結(jié)劑收縮引起的噴墨頭位移可通過電控方式得到修正。這保證了最終要求的特定精確噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低。
(2)中間件粘結(jié)面位于相對噴墨頭掃描平面而基本垂直于主掃描方向的平面內(nèi)和掃描平面內(nèi)，從而噴墨頭在這兩個方向上的位移以及因粘結(jié)劑收縮造成的噴墨頭位移可通過電控方式進(jìn)行修正。這也成功地保證了精確的噴墨位置并防止了生產(chǎn)率降低。
(3)即使當(dāng)噴墨頭之間的相對位置有所偏差時，噴墨位置仍然保持精確且防止了生產(chǎn)率降低。
第十一實施例參見圖34-37來描述本發(fā)明的第十一實施例。如圖所示，此實施例包括安裝在噴墨打印機(jī)上的噴墨頭支架1、噴墨頭2、中間件3。紫外線固化型粘結(jié)劑4被涂抹到中間件3、噴墨頭支架1和噴墨頭2的相應(yīng)粘結(jié)面上。中間件3通過粘結(jié)劑4被固定在噴墨頭2和噴墨頭支架1之間。
圖38示出了將噴墨頭2安裝到噴墨頭支架1上的安裝裝置。如圖所示，此裝置包括基板5。位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6安裝在基板5頂部上且包括遙控臂、馬達(dá)和滾珠絲杠。機(jī)構(gòu)6由馬達(dá)驅(qū)動(未示出)。
夾具7被安裝在位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6的自由端上。機(jī)構(gòu)6可在用夾具夾住任何一個噴墨頭2的情況下沿X、Y、Z方向和分別繞X、Y、Z軸的α、β、γ方向運動。夾具7根據(jù)電磁閥8的ON/OFF控制有選擇地夾住或松開噴墨頭2。
夾具9也被安裝在基板5上并由電磁閥10驅(qū)動。夾具9電磁閥10的ON/OFF控制有選擇地夾住或松開噴墨頭支架1。
CPU(中央控制單元)11向電磁閥8、10發(fā)出指令信號以便對它們進(jìn)行控制。另外，CPU11向馬達(dá)控制器12發(fā)出指令。與之響應(yīng)地，馬達(dá)控制器12使位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6通過馬達(dá)傳動機(jī)構(gòu)13移動到預(yù)定目標(biāo)位置上。
一對導(dǎo)光件14位于夾具9附近。紫外線照射機(jī)構(gòu)15通過CPU11的ON/OFF控制發(fā)射紫外線。紫外線由導(dǎo)光件14引導(dǎo)以照射粘結(jié)劑4。
與機(jī)構(gòu)6相似的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(未示出)和與夾具7相似的夾具(未示出)被分配給中間件3。此機(jī)構(gòu)也可在用夾具夾住中間件3的情況下沿X、Y、Z、α、β、γ方向運動。
參見圖40來描述將噴墨頭2安裝到噴墨頭支架1上的過程。首先，接通電磁閥10以夾住噴墨頭支架1(步驟S1)。接著，將粘結(jié)劑4涂抹到中間件3上(步驟S2)。隨后，接通電磁閥8以使夾具夾住噴墨頭2(步驟S2)。位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6移動夾具7以使噴墨頭移向位于噴墨頭支架1上方的粘結(jié)位置(步驟S3)。接著，涂有粘結(jié)劑4中間件3被固定在噴墨頭2和噴墨頭支架1之間(步驟S4)。隨后，使噴墨頭2移入相對噴墨頭支架1的預(yù)定位置(步驟S5)。在這種情況下，使粘結(jié)劑4透入中間件3和噴墨頭2之間的粘結(jié)面和噴墨頭支架1與中間件3之間的粘結(jié)面內(nèi)(步驟S9)。此時，粘結(jié)劑4因作用于粘結(jié)劑與中間件3、噴墨頭2、噴墨頭支架1之間的表面張力、粘結(jié)劑4重量、中間件3重量和粘結(jié)劑4浸潤性而象圖41A、41B箭頭所示的那樣擴(kuò)張。
判斷噴墨頭2是否已被完全調(diào)整到位(步驟S6)，如果步驟S6的答案是肯定的，則判斷噴墨頭調(diào)節(jié)結(jié)束后是否已經(jīng)過了10秒鐘(步驟S7)。如果步驟S7的答案是肯定的，則判斷粘結(jié)劑4是否均勻地散布在噴墨頭支架1和中間件3之間以及噴墨頭2和中間件3之間。接著，通過導(dǎo)光件14向粘結(jié)劑4照射紫外線以使其固化(步驟S10)。結(jié)果，噴墨頭2通過中間件3被固定在噴墨頭支架1上。
如上所述，所示實施例在將粘結(jié)劑4涂抹在噴墨頭2和噴墨頭支架1的情況下確定中間件3的位置并使噴墨頭2位于一個相對噴墨頭支架1的預(yù)定位置上并接著向粘結(jié)劑4照射紫外線以便通過中間件3將噴墨頭2固定到噴墨頭支架1上。因此，因作用于粘結(jié)劑與中間件3、噴墨頭2、噴墨頭支架1之間的表面張力、粘結(jié)劑4重量、中間件3重量和粘結(jié)劑4浸潤性的緣故，粘結(jié)劑可均勻地透入中間件3和噴墨頭2間的粘結(jié)面內(nèi)以及中間件3和噴墨頭支架1間的粘結(jié)面。這可毫不費力地將粘結(jié)劑4調(diào)勻到預(yù)定厚度上并可由此在固化粘結(jié)劑4時以理想的精度將噴墨頭2安裝到噴墨頭支架1上。
第十二實施例參見圖42-44來描述本發(fā)明的第十二實施例。在圖42、44中示出了一個將被安裝在噴墨打印機(jī)上的噴墨頭支架21和一個中間件22。可以用噴墨頭替代噴墨頭支架21。將粘結(jié)劑23涂抹到中間件22和噴墨頭支架21的粘結(jié)面上以便將中間件固定在噴墨頭支架上。盡管此實施例被用于帶有在噴墨頭支架21和噴墨頭之間的中間件22的噴墨頭組件，但是以下將只描述利用粘結(jié)劑23固定噴墨頭支架21和中間件22的方法，這是因為此實施例基本與第十一實施例相似。
圖45、46示出了一個將中間件22安裝在噴墨頭支架21上的裝置。在此所示實施例中，噴墨頭支架21被一個其外形與第十一實施例中的夾具外形相同的夾具夾住。中間件22被一個也具有與第十一實施例結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)的位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在噴墨頭支架21上。
一對導(dǎo)光件24位于被分配給噴墨頭支架21的夾具附近。紫外線發(fā)射機(jī)構(gòu)26響應(yīng)于控制器25發(fā)出的信號而有選擇地通過導(dǎo)光件24向粘結(jié)劑23照射紫外線。CCD攝像機(jī)27與被分配給噴墨頭支架21的夾具相連以便拍攝粘結(jié)劑23。攝像機(jī)27由攝像機(jī)動力源機(jī)構(gòu)28驅(qū)動，所述動力源機(jī)構(gòu)又由控制器25輸出信號驅(qū)動。攝像機(jī)27拍到的圖象被傳送給控制器25。
一盞鹵化燈29設(shè)置在攝像機(jī)27附近。當(dāng)攝像機(jī)27拍攝粘結(jié)劑23時，鹵化照射機(jī)構(gòu)30使鹵化等燈29響應(yīng)于控制器25輸出信號地發(fā)射出燈光，由此照射粘結(jié)劑23。一個溫度計31設(shè)置在配備給噴墨頭支架21的夾具附近以便非接觸式地測量粘結(jié)劑的溫度。溫度計31讀值也被傳給控制器25。
控制器25包括CPU32和存儲器33。在存儲器33中存儲有其上列出了與粘結(jié)劑23溫度和厚度對應(yīng)的紫外線光照量和光照時間的目錄表。當(dāng)CPU32收到由溫度計31發(fā)出的粘結(jié)劑溫度和由攝像機(jī)27發(fā)出的粘結(jié)劑23厚度信息時，CPU32與上述接收信息對應(yīng)地從存儲器33中讀取照射時間數(shù)據(jù)和光照量數(shù)據(jù)。接著，CPU根據(jù)上述數(shù)據(jù)驅(qū)動紫外線發(fā)射機(jī)構(gòu)26以便控制將通過導(dǎo)光件24發(fā)射出的紫外線的照射量和照射時間。
圖47是表示將中間件22安裝到噴墨頭支架21上的過程的流程圖。以下描述將集中在第十二實施例與第十一實施例有所區(qū)別的步驟上。如圖所示，假設(shè)中間件22已被調(diào)整到其預(yù)定位置上。接著，在10秒過去前，攝像機(jī)27拍攝粘結(jié)劑23的厚度而溫度計31測量粘結(jié)劑23的溫度(步驟S21和S22)。粘結(jié)劑23的溫度和厚度信息被傳送給控制器25。
控制器25根據(jù)粘結(jié)劑23厚度和溫度信息讀取特定的光照量和光照時間數(shù)據(jù)(步驟S23和S24)并將這些數(shù)據(jù)傳送給紫外線發(fā)射機(jī)構(gòu)26(步驟S25)。與此響應(yīng)地，發(fā)射機(jī)構(gòu)26以控制器25所指示的光照時間和光照量向粘結(jié)劑23發(fā)射出紫外線(步驟S26)。在渡過照射時間后(是，步驟S27)，控制器25向發(fā)射機(jī)構(gòu)26發(fā)出照射結(jié)束信號。與此響應(yīng)地，發(fā)射機(jī)構(gòu)26停止照射(步驟S28)。
如上所述，此實施例在存儲器33中存儲了與粘結(jié)劑23厚度和溫度對應(yīng)的紫外線光照時間和光照量并在固化粘結(jié)劑23時測量粘結(jié)劑23的溫度和厚度并從存儲器33中讀取出與厚度和溫度匹配的紫外線光照時間和光照量并根據(jù)上述光照量和光照時間向粘結(jié)劑發(fā)射紫外線。它保護(hù)了中間件22、噴墨頭支架21和粘結(jié)劑23不受過量照射能的影響，所述過照射能可改變結(jié)構(gòu)元件并損壞這些結(jié)構(gòu)元件或使粘結(jié)劑23過度凝固和使噴墨頭位移情況惡化。因此，防止了噴墨頭位移情況惡化。
另外，可以消除過量照射時間并由此避免延長待安裝中間件22所需的時間。另外，無需將造成生產(chǎn)成本增加的額外結(jié)構(gòu)成本如清理空間和使用精確部件所需成本。
如上所述，第十一實施例和第十二實施例的優(yōu)點如下。
(1)在相對噴墨頭支架固定噴墨頭之前，涂有粘結(jié)劑的中間件被定位于噴墨頭和噴墨頭支架之間。因此，粘結(jié)劑可粘結(jié)劑4因作用于粘結(jié)劑與中間件3、噴墨頭2、噴墨頭支架1之間的表面張力、粘結(jié)劑4重量、中間件3重量和粘結(jié)劑4浸潤性的緣故而均勻地滲入中間件和噴墨頭之間的粘結(jié)面和中間件和噴墨頭支架之間的粘結(jié)面內(nèi)。
(2)因此，成功地且毫不費力地將粘結(jié)劑4調(diào)勻到預(yù)定厚度，從而噴墨頭可在固化粘結(jié)劑時以所要求的精度安裝到噴墨頭支架上。
(3)可在與粘結(jié)劑厚度匹配的最佳條件下照射紫外線。這保護(hù)了中間件、噴墨頭支架和粘結(jié)劑不受過量照射能的影響，所述過量照射能可改變結(jié)構(gòu)元件并損壞這些結(jié)構(gòu)元件或使粘結(jié)劑23過度凝固和使噴墨頭位移情況惡化。因此，防止了噴墨頭位移情況惡化。
(4)可消除過量照射時間并由此避免了延長安裝中間件22所需的時間。
(5)無需將造成生產(chǎn)成本增加的額外結(jié)構(gòu)成本如清理空間和使用精確部件所需成本。
第十三實施例參見圖48A和48B來描述本發(fā)明的第十三實施例。如圖所示，噴墨頭1包括一個開設(shè)由許多噴孔1a的噴射表面2。噴墨頭1通過紫外線固化型粘結(jié)劑3被固定在噴墨頭支架4上。噴墨頭支架4包括兩個位于噴射表面2兩側(cè)的凝結(jié)部4a、4b。噴墨頭支架4由透紫外線材料制成。
凝結(jié)部4a、4b是如此固定的，即它們與噴射表面2之間的在垂直方向上的距離最小，但它們與噴孔1a之間與表面2同一方向上的距離最大。在所示實施例中，在粘結(jié)劑3已被涂覆在凝結(jié)部4a、4b上后，噴墨頭1被安裝到凝結(jié)部4a、4b上。隨后，通過由上述導(dǎo)光件5發(fā)出的紫外線固化粘結(jié)劑3。結(jié)果，噴墨頭1被固定在透紫外線的噴墨頭支架4上。
具體地說，參見圖49A，假設(shè)凝結(jié)部4a、4b分別由A、B代表，在兩側(cè)的噴孔1a分別由a、b代表。于是，只要粘結(jié)劑3相對噴射表面2均勻收縮，噴墨頭1即可從基準(zhǔn)面Z起平行地向凝結(jié)部4a、4b移動了Δs。但是，如圖49B、49C所示，當(dāng)粘結(jié)劑3相對噴射表面2的收縮差為Δz時，噴墨頭1在某個方向上轉(zhuǎn)動地離開凝結(jié)部B或A。結(jié)果，如圖49D所示，噴墨頭1傾斜了一個角度Δθ。
為了將因上述傾斜造成的著墨點偏差降至最低程度，此實施例如此定位凝結(jié)部4a、4b，即它們與噴射表面2之間的垂直方向距離最小，但它們與噴孔1a之間與表面2同一方向上的距離最大。以下將根據(jù)比較的示例更具體地描述此獨有特征。
圖50是表示噴墨頭1的圖。在圖50中示出了各凝結(jié)部A、B和噴射表面2之間的垂直方向間距h、各噴孔a和b與從噴孔a和b出來的墨滴應(yīng)該附著的理想位置I之間的距離L、凝結(jié)部A和B之間的距離R、凝結(jié)部A與噴孔a之間的距離τa、凝結(jié)部B與噴孔b之間的距離τb。
首先，參見圖51A-51C和圖52來描述噴墨位置偏差，即因凝結(jié)位置差造成的噴孔位置偏差。如圖51A所示，凝結(jié)部4a、4b由A0、B0代表。圖51B示出了凝結(jié)部4a、4b與噴射表面2之間的垂直方向間距Z大于圖51A所示間距的情況，其中凝結(jié)部由A1、B1代表。圖51C表示間距Z甚至大于圖51B所示間距的另一種情況，其中凝結(jié)部由A2、B2代表。
如圖52所示，假設(shè)凝結(jié)部A與噴射表面2間的垂直方向間距h逐漸增大，如噴孔a與凝結(jié)部A0間的距離τa0、噴孔a與凝結(jié)部A1間的距離τa1、噴孔a與凝結(jié)部A2間的距離τa2、噴孔a與凝結(jié)部A3之間的距離τa3(τa0＜τa1＜τa2＜τa3)所示的。接著，當(dāng)噴墨頭以角度Δθ傾斜時，噴孔a偏差按τa0·Δθ＜τa1·Δθ＜τa2·Δθ＜τa3·Δθ所示的的順序變化。此時在τa·Δθ中，紙張切向量τ·Δθ/τa＝h·Δθ實際作用在著墨點上。即，偏差如h1·Δθ＜h2·Δθ＜h3·Δθ所示的那樣漸增。
隨后，參見圖53A、53B和圖54來探討因著墨點偏差引起的噴射角分量偏差。圖53A示出了分別由A1和B1代表的凝結(jié)部4a、4b位于噴射表面2的噴孔a、b之間的情況。在這種情況下，如圖533所示，噴墨頭1的傾角Δθ是可看到的。另一方面，當(dāng)凝結(jié)部A0和B0在與噴射表面2相同方向的間距增大的情況下被固定到位時，傾角Δθ增大。
如圖54所示，假設(shè)凝結(jié)部A、B間的距離為R，噴孔a與凝結(jié)部A間的距離為τa，噴孔b與凝結(jié)部A間的距離為τb。于是，因粘結(jié)劑收縮分散引起的出現(xiàn)于凝結(jié)部A中的噴墨頭傾斜為Δθ＝ΔZ/R。因此，傾斜程度取決于間距R。此時，著墨點偏差與噴射角度的關(guān)系為L·Δθ＝L·ΔZ/R(見圖55)。
總而言之，如圖55所示，從噴孔a出來的墨滴的著墨點偏差總計為L·ΔZ/R+h·Δθ＝h·ΔZ/R。可以看出，縮小h或增大R將成功地減小著墨點偏差。
因此，當(dāng)在凝結(jié)部4a、4b處出現(xiàn)了粘結(jié)劑3分散情況時，可以減小由噴墨頭1轉(zhuǎn)動(即噴孔角位移)造成的細(xì)微移動，由此保證了為最終要求的特征點的精確噴墨位置。另外，防止了噴墨頭安裝裝置效率降低。
在所示實施例中，凝結(jié)部4a、4b是位于基本與噴射表面2相同的平面內(nèi)的。但是，可能出現(xiàn)應(yīng)涂有粘結(jié)劑3的表面受到限制或紙張與噴射表面2間的距離受到限制的情況(該距離當(dāng)然應(yīng)該盡可能的小)。在這樣的情況下，如圖56A或56B所示，噴射表面2可設(shè)置成階梯形狀以便將凝結(jié)部4a、4b定位于表面2下方。
第十四實施例參見圖57A、57B、58和59，示出了本發(fā)明的第十四實施例，它包括噴墨頭11。如圖所示，噴墨頭11通過大致成L形的中間件12a-12d被安裝到噴墨頭支架13上。中間件12a-12d通過紫外線固化型粘結(jié)劑14被固定在噴墨頭11和噴墨頭支架13上。中間件12a-12d由透紫外線材料制成。
待凝結(jié)到噴墨頭11上的各中間件12a-12d表面是如此定位的，即從噴墨頭11的噴射表面16開始的垂直方向距離最小，而在與噴射表面16相同方向上的與噴孔的距離最大。利用這樣的結(jié)構(gòu)就可以獲得與如第十三實施例所述的優(yōu)點。
位于噴墨頭11和噴墨頭支架13之間的中間件12a-12d具有以下額外優(yōu)點。從噴墨頭11噴孔中噴出的墨滴應(yīng)該最精確地附著在預(yù)定位置上。因此，應(yīng)該在所有方向X、Y、Z上調(diào)節(jié)噴墨頭11。結(jié)果，間隙必然出現(xiàn)在噴墨頭支架13和噴墨頭11之間。就此而論，中間件12a-12b扮演著輔助固定機(jī)構(gòu)的角色并允許用中介物將噴墨頭11和噴墨頭支架13固定在一起。因此，噴墨頭11可以理想的精度被固定在噴墨頭支架13上。這允許提高有關(guān)的墨滴著墨精度。特別是，在分別充有四色油墨之一(青色、黃色、品紅色和黑色)的四噴墨頭單元中，可精確地確定噴墨頭之間的相對位置。
在所示實施例中，分別包含在中間件12a-12d中且與噴墨頭支架13有關(guān)的粘結(jié)面α1、α2和β1、β2遠(yuǎn)離噴射表面16。結(jié)果，如圖58所示，噴孔a、b和粘結(jié)面α1、α2和β1、β2彼此遠(yuǎn)離，這增加了噴墨頭的傾斜程度。鑒于此，如圖59所示，與噴墨頭支架13相連的中間件17a、17b粘結(jié)面應(yīng)該理想地位于噴射表面16附近。但實際上，圖59所示結(jié)構(gòu)將增大噴射表面16與紙張間的距離。
總之，第十三和第十四實施例具有以下優(yōu)點。
(1)垂直于噴射表面距離噴墨頭噴射表面最近地確定粘結(jié)面位置。這成功地減小了因粘結(jié)劑收縮造成的噴墨頭徑向分量(徑向長度)。
(2)在與噴射表面同一方向上離噴射孔最遠(yuǎn)地確定粘結(jié)面位置。這成功地減小了因粘結(jié)劑收縮造成的噴墨頭角分量(傾斜)。
(3)因此，當(dāng)在凝結(jié)部處出現(xiàn)了粘結(jié)劑分散情況時，可以減小由噴墨頭轉(zhuǎn)動即噴孔角位移造成的細(xì)微移動，由此保證了為最終要求的特征點的精確噴墨位置。另外，防止了噴墨頭安裝裝置效率降低。
對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以在領(lǐng)會了本文教導(dǎo)后在不超出本發(fā)明范圍的情況下作出各種改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)體，包括相對放置然后通過粘合劑固定的第一和第二部件，所述結(jié)構(gòu)體包括包括在第一部件中并涂以粘合劑的第一部分；包括在第二部件中并涂以粘合劑的第二部分；介于所述第一部分和所述第二部分之間的輔助裝置，用于固著第一部件和第二部件；包括在所述輔助裝置中且面對和基本平行于所述第一部分的第三部分，使得粘合劑均勻地填充在所述第三部分和所述第一部分之間；以及包括在所述輔助裝置中且面對和基本平行所述第二部分的第四部分，使得粘合劑均勻地填充在所述第四部分和所述第二部分之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)體，包括相對放置然后通過粘合劑固定的第一和第二部件，所述結(jié)構(gòu)體包括包括在第一部件中并涂以粘合劑的第一部分；包括在第二部件中并涂以粘合劑的第二部分；介于所述第一部分和所述第二部分之間的輔助裝置，用于固著第一部件和第二部件；包括在所述輔助裝置中且面對和基本平行于所述第一部分的第三部分，使得粘合劑均勻地填充在所述第三部分和所述第一部分之間；以及包括在所述輔助裝置中且面對和基本平行所述第二部分的第四部分，使得粘合劑均勻地填充在所述第四部分和所述第二部分之間。
文檔編號B41J2/175GK1502470SQ021023
公開日2004年6月9日 申請日期1998年3月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月11日
發(fā)明者竹本浩志, 森井良浩, 浩, 星野誠治, 治, 藤田茂 申請人:株式會社理光