CN101138911B - 液体喷头的对准装置及其对准方法 - Google Patents

Abstract

一种液体喷头的对准装置及其对准方法，即使在基准标记和对准标记的距离远离的情况下也能进行高精度的定位。该对准装置具有：作为透明部件的膜片(410)，其设有对准标记(22)进行对位的基准标记(401)；衬垫夹具(430)，其在固定板(250)和膜片(410)之间，一个面与固定板(250)相接，并且另一个面与膜片(410)相接，从而使基准标记(401)和对准标记(22)隔着空间相对置；双焦点显微镜(500)，其如下构成，光轴(L)从膜片(410)的与衬垫夹具侧相反侧经由基准标记(401)及空间朝向对准标记(22)的方向，共有光轴(L)的一个光学系统(501)能将焦点与对准标记(22)对合，并且另一个光学系统(502)能将焦点与基准标记(401)对合。

Description

液体喷头的对准装置及其对准方法 

技术领域

本发明涉及液体喷头的对准装置及其对准方法，特别是在印刷于透明部件的膜片上的对准标记上高精度地对准液体喷头的情况下有用的液体喷头的对准装置及其对准方法。 

背景技术

喷墨式打印机及绘图仪等喷墨式记录装置，具备喷墨式记录头单元(以下称为“头单元”)，所述头单元包括将容纳于墨盒及墨容器等液体容纳部的墨作为墨滴喷出的喷墨式记录头。在此，喷墨式记录头具备由并设的喷嘴开口构成的喷嘴列，其墨喷出侧由头罩保护。头罩具有设置于喷墨式记录头的墨滴喷出面侧并具有露出喷嘴开口的开口窗部的窗框部、和从窗框部向喷墨式记录头的侧面侧折弯成形的侧壁部，通过将侧壁部接合在喷墨式记录头的侧面来进行固定(例如参照专利文献1)。 

另外，在将所述头罩及固定板等固定部件和多个喷墨式记录头接合时，以使设置于喷嘴板的对准标记与设置于平板状的玻璃膜片的基准标记吻合的方式，相对于喷嘴板移动喷墨式记录头来进行规定定位。 

在此，为了进行高精度的定位，需要使基准标记和对准标记的距离尽可能接近。于是，提出了使喷嘴板贴紧玻璃膜片而进行规定对准的方法(例如参照专利文献2)。 

专利文献1：日本专利2002-160376号公报(第4页，图3) 

专利文献2：日本专利2004-345281号公报(第10页，图3) 

但是，在这种使喷嘴板贴紧玻璃膜片的情况下，两者间不仅有可能夹杂异物，而且有可能使玻璃膜片等表面损伤。 

为了解决这样的问题，只要在玻璃膜片和喷嘴板之间设置空间即可，但此时显而易见存在下述问题，即，由于所述空间的存在使得基准标记和 对准标记之间的距离变大，从而给定位精度带来不良影响。即，若用一个光学系统一次观察玻璃膜片的基准标记和喷嘴板的对准标记，则正因如此需要采用大的景深。但是，景深越大越不能提高光学系统的放大率，这成为实现定位精度高精度化的障碍。 

另外，在观察距离远离的基准标记和对准标记的情况下，也考虑如下方法，首先将焦点与基准标记对合而观察该基准标记之后，使透镜沿其光轴向移动，再将焦点与对准标记对合而观察该基准标记，在这种情况下，由于透镜的移动精度直接影响到对准精度，所以达不到某种程度以上的高精度化。 

另外，这样的问题不仅在与喷墨式记录头单元的制造相伴的对准之际产生，而且在与其他液体喷头单元的制造相伴的对准之际也同样产生。 

发明内容

本发明就是鉴于所述现有技术而作出的，其目的在于，提供一种液体喷头的对准装置及其对准方法，即使在基准标记和对准标记的距离远离的情况下也能进行高精度的定位。 

为解决所述问题，本发明第一方面提供一种液体喷头的对准装置，其在定位接合喷嘴板和固定部件时使用，所述喷嘴板设有液体喷头的喷射液体的喷嘴开口及对位用的对准标记，所述固定部件保持多个所述液体喷头的所述喷嘴板侧，所述液体喷头的对准装置的特征在于，具有： 

作为透明部件的膜片，其设有所述对准标记进行对位的基准标记； 

衬垫夹具，其在所述固定部件和所述膜片之间，一个面与所述固定部件相接，并且另一个面与所述膜片相接，从而使所述基准标记和所述对准标记隔着空间相对置； 

双焦点显微镜，其如下构成，光轴从所述膜片的与所述衬垫夹具侧相反侧经由所述基准标记及所述空间朝向所述对准标记的方向，共有所述光轴的一个光学系统能将焦点与所述对准标记对合，并且另一个光学系统能将焦点与所述基准标记对合。 

根据本发明，由于形成有对准标记的喷嘴板和形成有基准标记的膜片没有彼此相接，所以不会使两者的表面损伤，且由于使用双焦点显微镜可同时看到基准标记和对准标记，所以能够将由一个光学系统和另一个光学系统独立地对合焦点的基准标记和对准标记的图像重合来进行规定的定位。即，即使基准标记和对准标记之间夹有空间也无妨，能使各光学系统的景深尽可能小，正因如此能提高放大倍率。

本发明第二方面在第一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

所述一个光学系统的光路和另一个光学系统的光路构成为，在共有所述光轴之后由第一分光器分割，在经过反射镜后由第二分光器合成，且到达外部的一个摄像装置，并且，在所述第一及第二分光器之间配置有能根据基准标记及对准标记调整各焦点位置的两个聚焦透镜。 

根据本发明，只要准备一个摄像装置就能进行规定的对准。 

本发明第三方面在第一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

所述一个光学系统的光路和另一个光学系统的光路构成为，在共有所述光轴之后由分光器分割，分别到达外部的两个摄像装置，并且，在所述分光器和各摄像装置之间配置有能根据基准标记及对准标记调整各焦点位置的两个聚焦透镜， 

还具有合成所述两个摄像元件的再生图像的图像合成装置。 

根据本发明，需要两个摄像装置，而且还需要合成两个摄像装置的图像，但是不需要进行将一个光路和另一个光路合成时的光轴调整，因而两光路的构成简单。 

本发明第四方面在第一～第三方面中任一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

所述膜片具有沿所述光轴向对准标记突出的凸部，在该凸部的上面设置基准标记。 

根据本发明，能够使基准标记和对准标记之间的距离变小，其结果是，能够尽可能地减小光轴的偏离，另外，能够用厚的部件即具有足够刚性的部件支承膜片，不产生因所述部件的挠曲等造成的偏离，因此能够进行高精度的定位。 

本发明第五方面在第一～第四方面中任一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

所述双焦点显微镜由两台双焦点显微镜构成，所述两台双焦点显微镜以能够同时观察分别形成于一个液体喷头的喷嘴板的纵向的两端部上的两个对准标记的方式，使各所述光轴间的距离与所述两个对准标记间的距离一致。 

根据本发明，由于能够以两点为基准进行定位，所以与每一点进行两次的情况相比，不仅简单地将时间减半，而且将一方定位后在另一方的定位过程中所述一方的定位位置不会偏离，在这一点也能迅速地进行定位。 

本发明第六方面在第一～第四方面中任一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

所述双焦点显微镜由多台双焦点显微镜构成，所述多台双焦点显微镜以能够同时观察形成于多个液体喷头的各喷嘴板上的各对准标记的方式，使各所述光轴间的距离与邻接的喷嘴板的对准标记间的距离一致。 

根据本发明，能够一次进行多个液体喷头的定位，其结果是，能够最迅速地进行规定的定位作业。 

本发明第七方面在第一～第六方面中任一方面的基础上，提供一种液体喷头的对准装置，其特征在于， 

将所述双焦点显微镜的光轴固定，另一方面，使所述膜片和支承所述液体喷头的衬垫夹具一体移动，以使作为对准对象的基准标记和对准标记占位于所述光轴上或其附近。 

根据本发明，由于光轴被固定，所以能够迅速且高精度地进行与膜片和支承液体喷头的衬垫夹具的移动相伴的位置调整。即，与调整使光轴移动时的光轴偏离相比，维持所述标记和衬垫夹具的姿势是更容易的。这是因为，光学系统的姿势产生一点变化，光轴就会较大地移动。 

本发明第八发明提供一种液体喷头的对准方法，所述液体喷头在定位接合喷嘴板和固定部件时使用，所述喷嘴板设有液体喷头的喷射液体的喷嘴开口及对位用的对准标记，所述固定部件保持多个所述液体喷头的所述喷嘴板侧，所述液体喷头的对准方法的特征在于， 

使设有对所述对准标记进行对位的基准标记的透明部件即膜片和所述液体喷头隔着空间相对置，并且， 

使双焦点显微镜的光轴从所述膜片侧经由所述基准标记及所述空间 朝向所述对准标记的方向而同时得到所述基准标记及所述对准标记的图像，另一方面，通过共有所述光轴的一个光学系统将焦点与所述对准标记对合并且另一个光学系统将焦点与所述基准标记对合来重合两图像，由此进行所述定位。 

根据本发明，由于能够使用双焦点显微镜同时看到基准标记和对准标记，所以能够将由一个光学系统和另一个光学系统独立地对合焦点的基准标记和对准标记的图像重合来进行规定的定位。其结果是，能够高精度地进行液体喷头的规定的定位。 

附图说明

图1是通过实施方式进行规定对准的头单元的分解立体图； 

图2是所述头单元的组装立体图； 

图3是所述头单元的要部剖面图； 

图4是所述头单元的要部分解立体图； 

图5是表示所述头单元的记录头及头壳体的剖面图； 

图6是表示第一实施方式的对准装置的剖面图； 

图7是用于说明使用了所述对准装置的定位方法的仰视图； 

图8是表示第二实施方式的对准装置的剖面图； 

图9是表示第三实施方式的对准装置的剖面图。 

符号说明 

3：滑架 

10：流路形成基板 

12：压力产生室 

20：喷嘴板 

21：喷嘴开口 

22：对准标记 

100：贮存室 

200：头单元 

210：盒壳体 

220：喷墨式记录头 

230：头壳体 

240：头罩 

250：固定板 

300：压电元件 

400：对准夹具 

401：基准标记 

410：膜片 

420：基座夹具 

430：衬垫夹具 

500、500-1、500-2、600：双焦点显微镜 

501、502、601、602：光学系统 

具体实施方式

喷墨式记录头单元(液体喷头单元) 

在说明本发明实施方式的对准装置之前，预先说明具有作为该对准对象的液体喷头中之一的喷墨式记录头的喷墨式记录头单元的一例。 

图1是所述喷墨式记录头单元的分解立体图，图2是喷墨式记录头单元的组装立体图，图3是其要部剖面图。 

如这些图所示，喷墨式记录头单元200(以下称为“头单元200”)具有盒壳体210、喷墨式记录头220、头罩240及固定板250。 

其中，盒壳体210为具有分别安装墨盒(未图示)的盒安装部211的所述墨盒的保持部件。墨盒例如是由充填有黑色及三色彩墨的独立体构成的供墨装置。即，在盒壳体210上分别安装有各色墨盒。 

另外，尤其如图3明示，在盒壳体210上设置有一端在各盒安装部211开口并且另一端在头壳体230侧开口的多个墨连通路212。另外，在盒安装部211的墨连通路212的开口部分固定有插入墨盒的墨供给口中的墨供给针213。该固定是为了除去墨内的气泡及杂物而经由形成于墨连通路211上的过滤器(未图示)进行的。 

头壳体230固定在盒壳体210的底面。喷墨式记录头220具有多个压电元件300，并且在与盒壳体210相反面的端面利用压电元件300的驱动 而从喷嘴开口21喷出墨滴，为了喷出墨盒的各色墨而根据每一种墨的颜色固定设置有多个。因此，头壳体230也与各喷墨式记录头220相对应而分别独立地设置有多个。 

追加图4及图5更详细地说明如上所述的喷墨式记录头220及头壳体230。在此，图4是喷墨式记录头单元200的要部分解立体图，图5是喷墨式记录头220及头壳体230的剖面图。 

如两图所示，喷墨式记录头220由喷嘴板20、流路形成基板10、保护基板30及柔性基板40这四个基板构成。其中，流路形成基板10在本例中由单晶硅基板构成，在其一面形成有利用预热氧化形成的由二氧化硅构成的弹性膜50。在该流路形成基板10上形成有由多个隔壁划分的压力产生室12。在本例中，与流路形成基板10的宽度方向相关，两列压力产生室12是从流路形成基板10的另一面侧利用各向异性蚀刻形成的。另外，在各列压力产生室12的纵向外侧形成有与设置于后述的保护膜基板30上的贮存室部31连通的、构成作为各压力产生室12的共用墨室的贮存室100的连通部13。连通部13经由墨供给路14与各压力产生室12的纵向一端部分别连通。 

在流路形成基板10的开口面侧，经由粘接剂或热熔薄膜等固定安装有喷嘴板20。在该喷嘴板20上穿设有在压力产生室12的与墨供给路14相反侧连通的喷嘴开口21。这样，在本例中，在一个喷墨式记录头220上设置有两列并设了喷嘴开口21的喷嘴列21A。 

在此，喷嘴板20可以优选使用厚度例如为0.01～1mm、线膨胀系数为300℃以下(例如2.5～4.5[10^-6/℃])的玻璃陶瓷、单晶硅基板或者不锈钢等来形成。另外，在喷嘴板20上形成有在与固定板250进行对位时使用的对准标记22(将在下面详细说明)。在本例中，对准标记22在喷嘴开口21的并设方向的端部设置有两个。该对准标记22在用穿孔机穿设喷嘴开口21的工序中能够通过用该穿孔机加工而很容易地形成。 

另一方面，在流路形成基板10的与开口面相反侧上配置有压电元件300。该压电元件300是通过依次层叠由氧化锆构成的绝缘膜55、由金属构成的下电极膜、由锆钛酸铅(PZT)构成的压电体层及由金属构成的上电极膜而形成的。 

保护基板30接合在形成有压电元件300的流路形成基板10上。贮存室部31在本例中沿厚度方向贯通保护基板30且在压力产生室12的整个宽度方向上形成，如上所述与流路基板10的连通部13连通，构成作为各压力产生室12的共用墨室的贮存室100。另外，在保护基板30的与压电元件300对置的区域设置有压电元件保持部32，该压电元件保持部32具有不阻碍压电元件300运动这一程度的空间。这样的保护基板30可优选由玻璃、陶瓷、金属、塑料等形成，但优选采用与流路形成基板10的热膨胀系数大致相同的材料，在本例中，是采用与流路形成基板10相同的材料单晶硅基板而形成的。 

另外，在保护基板30上设置有驱动IC110，该驱动IC110用于驱动各压电元件300。该驱动IC110的各端子通过未图示的接合线等与从各压电元件300的独立电极引出的引出配线连接。而且，在驱动IC110的各端子上，经由如图1所示的挠性印刷电缆(FPC)等外部配线111与外部连接，从外部经由外部配线111获得印刷信号等各种信号。 

柔性基板40接合在保护基板30上，在与其贮存室100对置的区域，沿厚度方向贯通而形成有用于向贮存室100供给墨的墨导入口44。另外，柔性基板40的与贮存室100对置的区域的墨导入口44以外的区域，成为在厚度方向上较薄形成的挠性部43，贮存室100被挠性部43密封。利用该挠性部43给贮存室100内赋予柔性。具体而言，在柔性基板40上设置有具有墨供给连通路231的头壳体230，在该头壳体230上与挠性部43对置的区域形成有凹部232，适当进行挠性部43的挠曲变形。 

在头壳体230上，在与设置于保护基板30上的驱动IC110对置的区域设有沿厚度方向贯通的驱动IC保持部233，外部配线111插通驱动IC保持部233并与驱动IC110连接。 

如上所述构成的喷模式记录头220，将来自墨盒的墨经由墨连通路212(参考图3)及墨供给连通路231从墨导入口44取入，从贮存室100直至喷嘴开口21将内部由墨充满。在这样的状态下，根据来自驱动IC110的记录信号，对与压力产生室12对应的各个压电元件300施加电压，通过使弹性膜50及压电元件300产生弯曲变形，使各压力产生室12内的压力上升而从喷嘴开口21喷出墨滴。 

在构成这种喷墨式记录头220的各部件及头壳体230上，插入用于在组装时对各部件进行定位的销的销插入孔234设置于角部的两个部位。另外，通过在销插入孔234插入销一边进行各部件相对的定位一边接合部件彼此，将喷墨式记录头220及头壳体230组合为一体。 

另外，所述的喷墨式记录头220如下形成，即，在一片硅晶片上同时形成多个芯片，将喷嘴板20及柔性基板40粘接而一体化，然后，分割成如图4所示的芯片尺寸的各个流路形成基板10。 

这种喷墨式记录头220及头壳体230如图1～图3所示，在盒壳体210上沿喷嘴列21A的并列方向按规定的间隔固定四个。即，在头单元200上喷嘴列21A配置为八列。 

通过实现这种使用多个喷墨式记录头220而并设的由喷嘴开口21构成的喷嘴列21A的多列化，与在一个喷墨式记录头220上形成多列喷嘴列21A的情况相比，能够防止成品率的下降。另外，由于为了实现喷嘴列21A的多列化而使用多个喷墨式记录头220，所以能增加可由一片硅晶片形成的喷墨式记录头220的安装数目，能够减少硅晶片的无用区域而降低制造成本。 

另外，如图1及图3所示，这样的四个喷墨式记录头220由接合在多个喷墨式记录头220的墨滴喷出面上的共用固定部件即固定板250定位保持。固定板250由平板构成，其具备：使喷嘴开口21露出的露出开口部251；划分露出开口部251并且与喷墨式记录头220的墨滴喷出面的至少喷嘴列21A的两端部侧接合的接合部252。 

接合部252由固定用框部253和固定用梁部254构成，所述固定用框部253跨多个喷墨式记录头220而沿墨滴喷出面的外周设置，所述固定用梁部254在邻接的喷墨式记录头220之间延伸且分割露出开口部251，由固定用框部253和固定用梁部254构成的接合部252同时接合在多个喷墨式记录头220的墨滴喷出面。接合部252的固定用框部253以在喷墨式记录头220的制造时堵塞对各部件进行定位的销插入孔234的方式形成。 

作为这种固定板250的材料，例如优选不锈钢等金属、玻璃陶瓷或者单晶硅板等。需要说明的是，为防止因与喷嘴板20的热膨胀不同而引起的变形，固定板250优选使用热膨胀系数与喷嘴板20相同的材料。例如， 当喷嘴板20由单晶硅板形成时，优选用单晶硅板形成固定板250。 

另外，优选较薄地形成固定板250，比后述的头罩240还薄是理想的。这是因为，若使固定板250变厚，则在擦拭喷嘴板20的墨滴喷出面时墨易于残留在固定用梁部254之间等。即，通过较薄地形成固定板250，能够防止擦拭时墨残留在喷嘴板20的墨滴喷出面。 

另外，在本例中，将固定板250的厚度做成0.1mm。另外，固定板250和喷嘴板20的接合没有特别限制，例如可使用热硬化性环氧系粘接剂及紫外线硬化性粘接剂等来适当地进行。 

这样，固定板250由于用固定梁部254堵塞邻接的喷墨式记录头220之间，所以不会使墨侵入到邻接的喷墨式记录头220之间，因而能够防止因压电元件300及驱动IC110等因喷墨式记录头220的墨而造成劣化及破坏。另外，喷墨式记录头220的墨滴喷出面和固定板250之间由于用粘接剂无间隙地粘接，所以能够既防止被记录介质进入间隙又防止固定板250的变形及卡纸。 

这样，在所述的头单元200中，将四个喷墨式记录头220固定在固定板250上，该喷墨式记录头220在固定板250上的定位使用将在下面说明的对准装置来进行。 

另外，头单元200如图1及图2所示，在相对于固定板250与喷墨式记录头200相反侧，以覆盖各喷墨式记录头220的方式设置有具有箱形状的头罩240。该头罩240具备：对应于固定板250的露出开口部251而设置有开口部241的固定部242、在喷墨式记录头220的墨滴喷出面的侧面侧以跨固定板250的外周而弯曲的方式设置的侧壁部245。 

固定部242由对应于固定板250的固定用框部253而设置的框部243、和对应于固定板250的固定用梁部254而设置并分割开口部241的梁部244构成。另外，由框部243及梁部244构成的固定部242接合在固定板250的接合部252。 

这样，由于喷墨式记录头220的墨滴喷出面和头罩240之间无间隙地接合在一起，所以能够既防止被记录介质进入间隙又防止头罩240的变形及卡纸。另外，头罩240的侧壁部245由于覆盖多个喷墨式记录头220的外周缘部，所以能够可靠地防止墨向喷墨式记录头220的侧面漫延。 

作为这种头罩240的材料，例如可列举不锈钢等金属材料。根据需要也可以对金属板进行冲压加工形成，也可以通过成形而形成。另外，由于头罩240为导电性的金属材料，所以可以接地。 

另外，为了使喷墨式记录头220不受擦拭及压盖等冲击的影响，所以头罩240必须具有某种程度的强度。因此，需要使头罩240比较厚。在本例中，头罩240的厚度为0.2mm。 

需要说明的是，头罩240和固定板250的接合方法没有特别限制，例如可列举利用热硬化性的环氧系粘接剂进行的粘接。 

另外，在固定部242上设置有凸缘部246，该凸缘部246设置有用于在其它部件上定位固定头罩240的固定孔247。该凸缘部246以从侧壁部245沿与液滴喷出面的面方向同一的方向突出的方式弯曲设置。如图2及图3所示，本例中的头罩240固定于保持喷墨式记录头220及头壳体230的作为保持部件的盒壳体210上。 

具体而言，如图2及图3所示，在盒壳体210上设置有向墨滴喷出面侧突出且插入头罩240的固定孔247中的突起部215，通过将该突起部215插入头罩240的固定孔247，并且，加热铆接突起部215的前端部，由此将头罩240固定于盒壳体210上。通过将设置于这样的盒壳体210上的突起部215做成比凸缘部246的固定孔247更小径的外径，能够将头罩240在墨滴喷出面的面方向进行定位且固定在盒壳体210上。 

另外，这样的头罩240和接合有多个喷墨式记录头220的固定板250，利用头罩240的固定孔247和多个喷嘴列21A的定位而被固定。在此，头罩240的固定孔247和多个喷嘴列21A的定位也能够使用后述的对准装置来进行，但是在将固定板250和多个喷墨式记录头220定位固定时，也可以同时定位固定头罩240。 

第一实施方式 

下面，根据附图详细说明本发明第一实施方式的对准装置。需要说明的是，对于与图1～图5相同的部分标注相同的符号。 

图6是表示本发明的对准装置的剖面图。如该图所示，本实施方式的对准装置具有：装载作为对准对象的喷墨式记录头220的对准夹具400；与对准夹具400形成一体并将喷墨式记录头220向固定板250侧按压的按 压装置450；固定具有用于从对准夹具400的下方经由对准夹具400来观察喷墨式记录头220的光学系统的双焦点显微镜500及膜片410且可在与双焦点显微镜500的光轴L成直角的水平方向适当移动的移动载物台550。 

其中，对准夹具400具备：设置有基准标记401的膜片410、用于固定在移动载物台500的基座夹具420、保持配置于基座夹具420上的固定部件即固定板250的衬垫夹具430。这样，将基座夹具420固定在移动载物台550，将固定板250保持在衬垫夹具430上，利用双焦点显微镜500确认固定于移动载舞台550上的膜片410的基准标记401及喷嘴板20的对准标记22的相对位置关系，同时进行基准标记401及对准标记22的对位，并且，经由粘接剂将固定板250和喷墨式记录头220的喷嘴板20接合在一起。另外，基座夹具420以覆盖在膜片410上的方式配置，但基座夹具420和膜片410具有微小间隙。这是因为，由于基座夹具420和膜片410不是相互固定的关系，所以要防止因基座夹具420和膜片410相互摩擦等而产生膜片410的裂纹及损伤。 

更具体地说，基座夹具420由具有底面侧开口的箱型形状的不锈钢等构成，在与设置有膜片410的基准标记401的区域相对置的区域，设置有贯通厚度方向的单孔贯通孔421。该贯通孔421与后述的衬垫夹具430的连通孔432在位置上相对应。 

膜片410由具有透光性的材料例如石英等玻璃构成，在本实施方式中，在基座夹具420的贯通孔421内以不与该贯通孔421相接的状态突出，并且，前端部具有形成有基准标记401的凸部411。凸部411是相对于各基准标记401分别设置的圆柱形状的部分。在本实施方式中，由于在各喷墨式记录头220的喷嘴板20上设置有两个对准标记22，所以相对于各喷墨式记录头220设置了两个基准标记401，合计设置了8个基准标记401。 

在此，基准标记401优选由成为喷嘴板20的对准标记22附近的高度形成。这是为了使对准标记22和基准标记401的距离变小从而提高定位精度。即，基准标记401和对准标记22的距离越远越难以确保其定位精度。另外，在基准标记401和对准标记22的距离远离的情况下，由于在用光学系统确认位置时使用的金属卤化物灯等的热量，使光学系统光轴产生大的偏离，造成在基准标记401和对准标记22的实际位置上产生很大 的误差。 

附带说明一下，在膜片上未设置凸部411的情况下，对准标记22和基准标记401距离例如为约5.1mm时，造成光轴偏离最大约达到2.5μm。在本实施方式中，通过在膜片410上设置凸部411，将基准标记401和对准标记22的距离做成110μm以下，能够将因所述的热引起的光学系统440的光轴偏离形成为0.05μm以下，因而能够进行高精度的定位。 

另一方面，若凸部411过于接近喷嘴板20，则接合喷嘴板20和固定板250的粘接剂附着在凸部411的前端面，有可能变得不能利用光学系统确认对准标记22及基准标记401，所以优选以离开喷嘴板20规定间隔的距离的方式来设置凸部411的前端面。 

这样，由于通过在膜片410上设置凸部411，能缩短对准标记22和基准标记401的距离，所以就不必通过使基座夹具420的厚度变薄来缩短基准标记401和对准标记22的距离。附带说明一下，由于使对准标记22和基准标记401的距离变短，所以若使基座夹具420的厚度变薄，则将喷墨式记录头220压紧于固定板250时，由于基座夹具420的变形及遭到破坏而在基准标记401和对准标记22的对位上产生误差，但就本实施方式而言，由于在膜片410上设置有凸部411，所以不必形成薄的基座夹具420，能够保证基座夹具420的刚性防止变形及破坏，在这一点也能够有助于高精度的定位。 

需要说明的是，基座夹具420拆装自如地保持在移动载物台550上，在硬化粘接固定板250和喷墨式记录头220时等，可以使用其它的对准夹具。这样，能够降低对准夹具400的成本。 

衬垫夹具430是保持固定板250的夹具。更详细地说，在衬垫夹具430上设置有多个吸引室431，该吸引室431由不锈钢等板状部件制成且内部与真空泵(未图示)等吸引装置连接。吸引室431在衬垫夹具430的表面形成开口，吸引保持固定板250的表面。另外，在衬垫夹具430上设置有作为空间的连通孔432，以能够利用连通孔432从固定于移动载物台550上的膜片410的底面侧确认吸引保持在固定板250上的喷墨式记录头220的对准标记22。即，衬垫夹具430以经由空间使基准标记401和对准标记22相对置的方式配置成，在固定板250和膜片410之间，一个面与固定板 250相接，并且另一个面与形成有膜片410的基准标记401的凸部411具有微小间隙。这是为了防止由于形成有基准标记401的面与其它部件相接而使该面损伤。 

在如上所述的对准夹具400上，配置有将喷墨式记录头220向固定板250侧按压的按压装置450。即，按压装置450具备コ字形的臂部451和按压部453，所述コ字形的臂部451在衬垫夹具430上装载两端并配置于喷墨式记录头220上，所述按压部453设置于臂部451上并将各喷墨式记录头220向固定板250侧按压。 

按压部453分别设置于臂部451的与各喷墨式记录头220相对置的区域。在本实施方式中，由于在一个固定板250上固定着四个喷墨式记录头220，所以按压部453与各喷墨式记录头220相对应而设置了与此相同数目的四个。 

各按压部453由插通臂部451且移动自如地设置于轴向的具有圆柱形状的按压销454、设置于按压销454基端部侧且向喷墨式记录头220侧对按压销454施力的施力装置455、配置在按压销454和喷墨式记录头220之间的按压挡块459构成。 

按压销454的前端做成半球状，点接触在按压挡块459上以按压该按压挡块459。 

施力装置455设置于臂部451，向喷墨式记录头220侧对按压销454施力，在本实施方式中，其具备：以包围按压销454的基端部侧的方式设置的螺纹保持部456、与螺纹保持部456螺合的螺纹部457、设置于螺纹部457的前端面和按压销454的基端部之间的施力弹簧458。 

于是，施力装置455可利用与螺纹部457相对于螺纹保持部456的拧紧量来调整施力弹簧458对按压销454进行按压的压力。这样就能够分别调整按压销454对按压挡块459进行按压的压力。 

按压挡块459配置于按压销454和喷墨式记录头220的保护基板30之间，按压销454点接触于按压挡块459的上面，能够在将该按压销454的按压力均等地传播在喷墨式记录头220的保护基板30上的几乎整个面上的状态下按压喷墨式记录头220。与使按压销454的前端直接接触在喷墨式记录头220的保护基板30上相比，利用按压挡块459按压喷墨式记 录头220整体，从而能够更可靠地将喷墨式记录头220固定在固定板250上。另外，该按压挡块459具有与喷墨式记录头220的保护基板30的外周相同的大小，或者形成小若干的外周形状。 

如上所述，与按压装置450形成一体的对准夹具400配置于移动载物台550上，以在和双焦点显微镜500的光轴L成直角的方向适宜移动的方式构成。其结果是，能够在固定了光轴L的状态下，通过使移动载物台550移动，来使与各喷墨式记录头220对应的各对准标记22和各基准标记401一起调整到光轴L上。另外，在移动载物台550上，在光轴L穿过膜片410的区域设置有贯通孔551，以确保经过基准标记401直达对准标记22的光路。 

双焦点显微镜500具有共有光轴L的一光学系统501和其它光学系统502。光轴L从膜片410的与衬垫夹具侧相反侧经由基准标记401及作为空间的连通孔432朝向对准标记22的方向(图上为垂直方向)。在此，其构成为，光学系统501可将焦点与基准标记401对合，光学系统502可将焦点与对准标记22对合。 

更详细地说，物镜503在光轴L朝向基准标记401及对准标记22的方向的状态下收纳于镜筒504中，该镜筒504固定于框体505上。在框体505内收纳有两个分光器506、507、两个反射镜508、509及两个聚焦透镜510、511。 

光学系统501由分光器506、反射镜508、聚焦透镜510及分光器507形成，其具有的光路(在图上用单点划线表示)是，透过分光器506的光被反射镜508反射，穿过聚焦透镜510之后，经由分光器507到外部。 

光学系统502由分光器506、聚焦透镜511、反射镜509及分光器507形成，其具有的光路(在图上用单点划线表示)是，被分光器506反射的光通过聚焦透镜511之后，被反射镜509及分光器507反射到外部。 

作为摄像装置的CCD520经由光学系统501、502同时取入基准标记401和对准标记22的图像后进行再生处理。在此，通过将聚焦透镜510的焦点调整到基准标记401上，还通过将聚焦透镜511的焦点调整到对准标记22上，由此在CCD520上分别使合焦图像进行成像。于是，可在CCD520上得到焦点独立地与基准标记401及对准标记22对合的清晰图 像，通过将喷墨式记录头220的位置调整成该图像重叠来进行规定的对准。 

下面，说明使用如上所述的对准装置将喷墨式记录头220向规定位置对准的方法。 

图7是表示从喷墨式记录头220对准时的对准夹具400的底面侧看到的情形的仰视图。 

1)如图7(a)所示，用双焦点显微镜500从对准夹具400的底面侧确认基准标记401。 

2)如图7(b)所示，使固定板250保持在对准夹具400上。这通过在衬垫夹具430的上面装载、固定固定板250来进行。此时，衬垫夹具430经由吸引室431吸引固定板250来进行固定。 

3)在双焦点显微镜500的光学系统501中通过调整焦点透镜510使基准标记401的图像合焦且取入CCD520，并且，在另一光学系统502中通过调整焦点透镜511使对准标记22的图像合焦且取入CCD520。其结果是，在CCD520中取入焦点分别与基准标记401及对准标记22对合的清晰图像。即，光学系统501、502虽然共有光轴L但能够独立地使焦点与位置各不相同的对象(基准标记401及对准标记22)对合，所以可减小各自的景深并用充分的放大率得到清晰的基准标记401及对准标记22的图像。 

4)如图7(c)所示，用粘接剂使喷墨式记录头220和固定板250抵接。即，根据在所述3)工序得到的基准标记401和对准标记22的图像，以对准标记22重叠在基准标记401上的方式来进行喷墨式记录头220的位置调整，并且，利用粘接剂使喷墨式记录头220抵接在固定板250上。 

在此，固定板250由于定位保持在对准夹具400上，所以通过进行膜片410和喷墨式记录头220的定位，也能够进行固定板250和喷墨式记录头220的定位。 

需要说明的是，喷墨式记录头220相对于固定板250的定位，也可以通过操作者边识别CCD520的图像边用千分尺(未图示)进行微小的位置调整来实施，也可以通过对CCD520的输出图像进行图像处理由此用驱动电动机等驱动所述千分尺等而自动进行。 

5)通过重复与所述4)的工序(图7(c))相同的工序，将多个喷墨 式记录头220依次定位于固定板250。即，在固定了光轴L的状态下，通过在水平面内使移动载物台550沿图7(c)中的Y轴方向移动，来进行同一喷墨式记录头220的其它对准标记22和基准标记401的对位，并且，通过沿X轴方向移动来进行邻接的其它喷墨式记录头220的对准标记22和基准标记401的对位。 

6)利用按压装置450，一边用规定的压力将多个喷墨式记录头220加压于固定板250上一边使粘接剂硬化，由此使两者接合在一起。 

由此，通过将固定板250和多个喷墨式记录头220定位接合，能够高精度地进行固定板250和喷嘴列21A的定位。另外，还能够高精度地进行邻接的喷墨式记录头220的各喷嘴列21A彼此的相对的定位。另外，由于将喷墨式记录头220抵接并接合在由平板构成的固定板250上，所以只是将喷墨式记录头220接合于固定板250就可进行多个喷墨式记录头220的墨滴喷出方向的相对的定位。因此，不必进行多个喷墨式记录头220的墨滴喷出方向的对位，能够可靠地防止墨滴的喷落位置不良。 

特别是在本实施方式中，由于在设置有基准标记401的膜片410和设置有对准标记22的喷嘴板20之间具有由衬垫夹具430形成的空间，所以虽然各自的高度位置不同，但是由于基准标记401至对准标记22能由双系统光学系统501、502分别进行焦点调整，因此正因基准标记401及对准标记22的图像清晰，从而能够进行高精度的定位。 

第二实施方式 

图8是表示本发明第二实施方式的对准装置的剖面图。该图相对于图6所示的剖面，表示与其正交的剖面即横截面。 

如图8所示，本实施方式具有两台双焦点显微镜500-1、500-2，这两台双焦点显微镜500-1、500-2可以同时观察分别形成于与一个喷墨式记录头220的喷嘴板20的纵向相关的两端部上的两个对准标记22、22。在此，双焦点显微镜500-1、500-2与在第一实施方式中做了说明的双焦点显微镜500具有同样的构成，各自的光轴L-1、L-2之间的距离与两个对准标记22、22之间的距离一致。 

因此，在各基准标记401、401及对准标记22、22占位于各光轴L-1、L-2上时，该喷墨式记录头220处于相对于固定板250进行了规定定 位的状态。 

需要说明的是，定位顺序自身只是用两台双焦点显微镜500-1、500-2分别取入两个对准标记22、22及与其分别对应的基准标记401、401的图像并进行并列处理，本质上与所述第一实施方式一样。 

另外，图8中，在双焦点显微镜500-1、500-2上，对于与图6所示的双焦点显微镜500对应的部分在部件编号之后标注“-1”或“-2”来表示。 

另外，由于对准夹具400、按压装置450及移动载物台550的局部构成与图6所示的第一实施方式完全相同，所以在相同的部分标注相同的编号，省略重复的说明。 

根据这样的本实施方式，关于一个喷墨式记录头220，通过基于两组基准标记401及对准标记22的一次位置调整来结束规定的对准。因此，与进行基于一组基准标记401及对准标记22的对位作业的如图6所示的第一实施方式相比较，能够进行迅速的对位作业。 

特别是在第一实施方式中，相对于一个喷墨式记录头220，使用一基准标记401及对准标记22进行规定的对位，之后，使用另一基准标记401及对准标记22进行规定的对位，若考虑到在该过程当中调整的位置有可能偏离，则该对位作业的作业性更好。 

第三实施方式 

图9是表示本发明第三实施方式的对准装置的剖面图。如该图所示，本实施方式中的双焦点显微镜600经由共有光轴L的两个光学系统601、602将基准标记401至对准标记22的图像独立取入两个CCD620、621。在本实施方式，光轴L也从膜片410的与衬垫夹具侧相反侧朝向基准标记401及对准标记22的方向。在此，其构成为，光学系统601可以将焦点与基准标记401对合，光学系统602可以将焦点与对准标记22对合。 

更详细地说，在光轴L朝向基准标记401及对准标记22的方向的状态下，物镜603收纳于镜筒604中，该镜筒604固定于框体605上。在框体605内收纳有分光器606及两个聚焦透镜610、611。 

光学系统601由分光器606及聚焦透镜610组成，其构成为，透过分光器606的光在通过聚焦透镜610之后，入射到CCD620。另外，光学系 统602由分光器606及聚焦透镜611组成，其构成为，被分光器606反射的光在通过聚焦透镜611之后，入射到CCD621。 

作为摄像装置的CCD620、621的输出被提供给图像合成装置630，由该图像合成装置630进行合成。在此，在CCD620上取入利用聚焦透镜610的焦点调整而使焦点对合的基准标记401的图像，在CCD620上取入利用聚焦透镜611的焦点调整而使焦点对合的对准标记22的图像。于是，能够用图像合成装置630对焦点对合的基准标记401的图像和焦点对合的对准标记22的图像进行合成。由于该图像清晰地再生了基准标记401及对准标记22，所以通过以两者重叠的方式来调整喷墨式记录头220相对于固定板250的位置，能够进行高精度的定位。 

另外，对准夹具400、按压装置450及移动载物台550的局部构成与如图6所示的第一实施方式完全相同，所以对于相同的部分标注相同的编号，省略重复的说明。 

其它实施方式 

上面说明了本发明的各实施方式，但本发明并非仅限于所述的实施方式。例如，也可以由第三实施方式的两台双焦点显微镜600形成第二实施方式的双焦点显微镜500-1、500-2，也可以与多个喷墨式记录头220的各列相对应而只按喷墨式记录头220的数目设置双焦点显微镜500、500-1、500-2、600。 

若增加双焦点显微镜500、500-1、500-2、600的数目，则正因如此能够迅速地进行对位作业。 

另外，在所述各实施方式中，虽然在对准夹具400上设置按压装置450，但是并不是特别局限于这样，例如在作为接合固定板250和喷墨式记录头220的粘接剂使用了紫外线硬化性的粘接剂的情况下，将粘接剂涂敷在固定板250的接合面上，之后，在使固定板250和喷墨式记录头220抵接的状态下照射紫外线使粘接剂硬化，由此能够接合两者，所以，也可以不设置按压装置450。另外，紫外线硬化性粘接剂不必像热硬化性粘接剂那样在用规定的压力对固定板250和喷墨式记录头220加压的同时使粘接剂硬化，能够通过加压防止喷墨式记录头220和固定板250的位置偏离，从而能高精度地将两者接合在一起。 

再者，在使用了紫外线硬化性的粘接剂的接合中，由于接合强度较弱，所以在用紫外线硬化性粘接剂将固定板250和喷墨式记录头220接合起来之后，将由喷墨式记录头220和固定板250划分的角部等周围用热硬化性粘接剂固定即可。由此，能够将固定板250和喷墨式记录头220高精度且牢固地接合在一起，能提高可靠性。 

另外，在所述各实施方式中，作为接合多个喷墨式记录头220的固定部件，例示的是由平板构成的固定板250，但是，固定部件并非仅局限于固定板250，例如也可以在头罩240上直接对多个喷墨式记录头220进行定位并接合。在这样的情况下，也能够使用所述的对准夹具400高精度地进行定位粘接。 

在所述各实施方式中，例示的是挠性振动型的喷墨式记录头220，但是并非仅局限于此，不言自明，例如能够应用于具有使压电材料和电极形成材料交替层叠并在轴向上伸缩的纵振动型的喷墨式记录头、及通过由发热元件等的发热而产生的泡使墨滴喷出的喷墨式记录头等各种构造的喷墨式记录头的头单元。 

需要说明的是，在各实施方式中，作为构成对准对象的液体喷头，以具有喷出墨的喷墨式记录头的头单元为一例进行了说明，但是并非仅局限于此，通常可在制造具有液体喷头的液体喷头单元时广泛地应用。作为液体喷头，例如可列举出用于打印机等图像记录装置的记录头、用于制造液晶显示器等的滤色器的色材喷头、用于有机EL显示器、FED(场致发射显示器)等的电极形成的电极材料喷头、用于生物芯片制造的生物体有机物喷头等。 

Claims (8)

1.一种液体喷头的对准装置，其在定位接合喷嘴板和固定部件时使用，所述喷嘴板设有液体喷头的喷射液体的喷嘴开口及对位用的对准标记，所述固定部件保持多个所述液体喷头的所述喷嘴板侧，所述液体喷头的对准装置的特征在于，具有：

作为透明部件的膜片，其设有所述对准标记进行对位的基准标记；

衬垫夹具，其在所述固定部件和所述膜片之间，一个面与所述固定部件相接，并且另一个面与所述膜片相接，从而使所述基准标记和所述对准标记隔着空间相对置；

双焦点显微镜，其如下构成，光轴从所述膜片的与所述衬垫夹具侧相反侧经由所述基准标记及所述空间朝向所述对准标记的方向，共有所述光轴的一个光学系统能将焦点与所述对准标记对合，并且另一个光学系统能将焦点与所述基准标记对合。

2.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

所述一个光学系统的光路和另一个光学系统的光路构成为，在共有所述光轴之后由第一分光器分割，在经过反射镜后由第二分光器合成，且到达外部的一个摄像装置，并且，在所述第一及第二分光器之间配置有能根据基准标记及对准标记调整各焦点位置的两个聚焦透镜。

3.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

所述一个光学系统的光路和另一个光学系统的光路构成为，在共有所述光轴之后由分光器分割，分别到达外部的两个摄像装置，并且，在所述分光器和各摄像装置之间配置有能根据基准标记及对准标记调整各焦点位置的两个聚焦透镜，

还具有合成所述两个摄像元件的再生图像的图像合成装置。

4.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

所述膜片具有沿所述光轴向对准标记突出的凸部，在该凸部的上面设置基准标记。

5.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

所述双焦点显微镜由两台双焦点显微镜构成，所述两台双焦点显微镜以能够同时观察分别形成于一个液体喷头的喷嘴板的纵向的两端部上的两个对准标记的方式，使各所述光轴间的距离与所述两个对准标记间的距离一致。

6.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

所述双焦点显微镜由多台双焦点显微镜构成，所述多台双焦点显微镜以能够同时观察形成于多个液体喷头的各喷嘴板上的各对准标记的方式，使各所述光轴间的距离与邻接的喷嘴板的对准标记间的距离一致。

7.如权利要求1所述的液体喷头的对准装置，其特征在于，

将所述双焦点显微镜的光轴固定，另一方面，使所述膜片和支承所述液体喷头的衬垫夹具一体移动，以使作为对准对象的基准标记和对准标记占位于所述光轴上或其附近。

8.一种液体喷头的对准方法，所述液体喷头在定位接合喷嘴板和固定部件时使用，所述喷嘴板设有液体喷头的喷射液体的喷嘴开口及对位用的对准标记，所述固定部件保持多个所述液体喷头的所述喷嘴板侧，所述液体喷头的对准方法的特征在于，

使设有对所述对准标记进行对位的基准标记的透明部件即膜片和所述液体喷头隔着空间相对置，并且，

使双焦点显微镜的光轴从所述膜片侧经由所述基准标记及所述空间朝向所述对准标记的方向而同时得到所述基准标记及所述对准标记的图像，另一方面，通过共有所述光轴的一个光学系统将焦点与所述对准标记对合并且另一个光学系统将焦点与所述基准标记对合来重合两图像，由此进行所述定位。

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