CN101144910A - 校准装置以及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种校准装置以及校准方法，其能将光学机构的光轴容易地调整为正规的状态且有助于高精度的校准。本发明的校准装置包括：掩模(410)，其为透明部件，设置有与校准标记(22)对位的基准标记(401)；反射镜(700)，其设置于掩模(410)和构件之间；光学机构，其光轴(L)从掩模(410)的与反射镜(700)相反的一侧经由基准标记(401)朝向反射镜(700)的方向，能同时观察基准标记(401)和映在反射镜(700)上的基准标记(401)的虚像；和调整机构，其根据通过光学机构进行的观察来进行光轴(L1、L2)的光轴调整，使得基准标记(401)的实像和映在反射镜(700)上的基准标记(401)的虚像(701)重合。

Description

校准装置以及校准方法

技术领域

本发明涉及校准装置以及校准方法，尤其涉及在将光学机构的光轴调整为规定状态时使用且有用的校准装置以及校准方法。

背景技术

喷墨式打印机或绘图仪等的喷墨式记录装置具备喷墨式记录头单元(以下称作头单元)，该喷墨式记录头单元包括喷墨式记录头，该喷墨式记录头将收容于墨盒或墨槽等液体收容部中的墨水以墨滴形式喷出。这里，喷墨式记录头具有并排设置的喷嘴开口所构成的喷嘴列，通过盖头(coVer head)保护该墨喷出面侧。盖头具有窗框部和侧壁部，通过将侧壁部接合到喷墨式记录头的侧面来固定盖头，其中，所述窗框部设于喷墨式记录头的墨滴喷出面侧，具有使喷嘴开口露出的开口窗部，所述侧壁部从窗框部弯曲成形于喷墨式记录头的侧面一侧(例如参照专利文献1)。

另外，在接合所述盖头和多个喷墨式记录头或接合固定板等的固定部件和多个喷墨式记录头时，按照在喷墨式记录头的喷嘴板上设置的校准标记和设于平板状的玻璃掩模上的基准标记一致的方式，使喷墨式记录头相对于固定部件移动，来进行规定的定位。进一步详细而言，利用光学机构同时观察基准标记和在位置上与其对应的基准标记，调整喷墨式记录头的位置以使两者的位置重合，上述光学机构的光轴从掩模侧经基准标记朝向校准标记的方向。因此，光学机构的光轴优选正确地朝向基准标记以及校准标记的方向。

尤其是，为了实现校准的迅速化以及合理化，而考虑对于作为构件(work)的一个喷墨式记录头采用两台显微镜等的光学机构来同时观察两个校准标记，从而一次进行与两处校准标记的对位，但此时需要进行调整，以使各光学机构不产生相对的光轴错位。

作为与该种光轴对准相关的现有技术，存在以下所述的技术(参照专利文献2)：考虑到因光轴和校准标记、构件之间的倾斜而导致的校准标记的错位量来进行校准。

专利文献1：特开2002-160376号公报(第4页、图3)

专利文献2：特开2001-153608号公报(第4页、图2)

但是，在上述现有技术的光轴对准方法中，不仅需要运算错位量，而且还要根据由运算求得的错位量来进行修正，所以不能视觉确认校准标记，难以进行校准。

另外，上述问题不仅在制造喷墨式记录头单元而进行校准时产生，而且在制造其他液体喷射头单元而进行校准时也会出现。

发明内容

本发明鉴于上述现有技术而实现，其目的在于提供一种校准装置以及校准方法，其能将光学机构的光轴容易地调整为正规的状态且有助于高精度的校准。

解决上述问题的本发明的第一方式是：一种校准装置，其在对设有多个对位用校准标记的多个构件的每一个进行相对定位并接合时使用，包括：掩模，其为透明部件，设有与所述校准标记对位的基准标记；反射镜，其设于所述掩模和所述构件之间；光学机构，其光轴从所述掩模的与所述反射镜相反的一侧经由所述基准标记朝向所述反射镜的方向，能同时观察所述基准标记和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像；和调整机构，其根据通过所述光学机构进行的所述观察来进行所述光轴的光轴调整，使得所述基准标记的实像和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像重合。

根据本方式，由于根据通过光学机构进行的观察调整光轴，以使基准标记的实像和映在反射镜上的虚像重合，所以该调整结束时刻的光轴垂直于掩模。由此，若进行校准以使基准标记和校准标记位于该光轴上则能进行高精度的构件的定位。

本发明的第二方式是：在上述第一方式记载的校准装置中，按照以下方式配置反射镜：在设从所述掩模的基准标记到所述构件的校准标记的距离为d时，从所述基准标记到所述反射镜的距离为(1/2)·d。

根据本方式，由于能使映在反射镜的基准标记的虚像的位置与构件的校准标记的位置一致，所以若虚像处于光学机构的对焦位置，则能自动地使焦点与校准时的校准标记对准。由此，能容易地进行对焦和高精度的定位。

本发明的第三方式是：在上述第一或第二方式记载的校准装置中，所述掩模具有沿着所述光轴并朝向校准标记突出的凸部，在该凸部设置了基准标记。

根据本方式，通过缩小基准标记和校准标记之间的距离，结果能尽可能地减少光轴的错位，另外能用厚的部件、即具有足够刚性的部件来支撑掩模，不会因所述部件的挠曲等引起错位，所以能进行更高精度的定位。

本发明的第四方式是：在上述第一～第三方式中任一项记载的校准装置中，所述光学机构由多台构成，分别具有独立的多个光轴。

根据本方式，能简单地调整光学机构的光轴，这也适用于多个光学机构的各光轴的相对调整。调整后的光轴都垂直于掩模面。

其结果，能使用多台光学机构，对一个构件使用两个校准标记而将所述构件向规定位置定位，而且能高精度地进行该定位。即，对一个构件通过一次作业便能迅速且高精度地进行校准。

本发明的第五方式是：在上述第一～第四方式中任一项记载的校准装置中，所述光学机构由双焦点显微镜构成，其中共用光轴的其中一个光学系统使焦点与所述基准标记的实像对准，并且另一个光学系统使焦点与所述基准标记的映在所述反射镜的虚像对准。

根据本方式，能使用双焦点显微镜同时观察基准标记的实像和映在反射镜的虚像，而且能通过一个光学系统和另一个光学系统分别使对焦后的实像和虚像的图像重合，来进行规定的光轴调整。即，能尽可能地缩小各光学系统的景深，放大其分辨率。

其结果，不仅能高精度地进行光学机构的光轴调整，而且能以更高精度进行构件的规定定位。

本发明的第六方式是：在上述第一～第五方式中任一项记载的校准装置中，所述构件是液体喷射头。

根据本方式，在使用多个液体喷射头进行校准时能得到与上述第一～第五方式同样的作用和效果。

本发明的第七方式是：一种校准方法，在对设有多个对位用校准标记的多个构件的每一个进行相对定位并接合时使用，包括：按照使掩模和反射镜相对置的方式在所述掩模和所述构件之间配置所述反射镜的工序，所述掩模为透明部件，设有分别与所述校准标记对位的基准标记，所述反射镜映现所述基准标记的像并形成其虚像；通过光学机构同时观察所述基准标记和映在所述反射镜的所述基准标记的虚像的工序，所述光学机构的光轴从所述掩模侧朝向所述反射镜的方向；和根据通过所述光学机构进行的所述观察来进行所述光轴的光轴调整，使得所述基准标记的实像和映在所述反射镜的所述基准标记的虚像重合的工序。

根据本方式，根据通过光学机构进行的观察调整光轴，以使基准标记的实像和映在反射镜的虚像重合，从而能使调整结束时刻的光轴垂直于掩模。由此，若进行校准以使基准标记和校准标记位于该光轴上则能进行高精度的构件的定位。另外，即使存在多个光轴的情况下，也能容易地使各光轴间的相对位置关系保持一定。

附图说明

图1是通过实施方式进行规定的校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视图。

图4是所述头单元的要部的分解立体图。

图5是表示所述头单元的记录头以及头箱的剖视图。

图6是表示实施方式所涉及的校准装置的剖视图。

图7是图6的A-A线剖视图。

图8是放大表示图6的一部分的说明图。

图9是用于说明使用所述校准装置的定位方法的仰视图。

图中：10—流路形成基板；12—压力产生室；20—喷嘴板；21—喷嘴开口；22—校准标记；100—储藏器；200—头单元；210—盒箱(cartridgecase)；220—喷墨式记录头；230—头箱(head case)；240—盖头；250—固定板；300—压电元件；400—校准夹具；401—基准标记；410—掩模；420—底座夹具；430—间隔夹具；500、600—双焦点显微镜；L1、L2—光轴；501、502、601、602—光学系统；700—反射镜；701—虚像。

具体实施方式

<喷墨式记录头单元>

在说明本发明的实施方式所涉及的校准装置之前，先说明具有喷墨式记录头的喷墨式记录头单元。喷墨式记录头是作为该校准对象的构件的一例。

图1是所述喷墨式记录头单元的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是其要部剖视图。

如这些图所示，喷墨式记录头单元200(以下称作头单元200)，具有盒箱210、喷墨式记录头220、盖头240以及固定板250。

其中，盒箱210是墨盒(未图示)的保持部件，该保持部件具有分别安装墨盒的盒安装部211。墨盒是由例如填充有黑色以及三色的彩色墨的个体构成的供给机构。即，在盒箱210分别安装有各色的墨盒。

另外，如图3所示可知，在盒箱210设有多条墨水连通路212，其一端在各盒安装部211处开口，并且另一端在头箱230侧开口。而且，在盒安装部211的墨水连通路212的开口部分固定墨水供给针213，其插入到墨盒的墨水供给口。该固定通过为了除去墨水内的气泡或异物而形成于墨水连通路212的过滤器(未图示)来进行。

头箱230固定在盒箱210的底面。喷墨式记录头220具有多个压电元件300，并且在盒箱210的相反侧的端面通过压电元件300的驱动从喷嘴开口21喷出墨滴，与各墨水颜色对应地设置多个记录头220，以喷出墨盒的各色的墨水。因此，头箱230也对应于各喷墨式记录头220而分别独立地设置了多个。

如上所述，进一步参照图4以及图5对喷墨式记录头220以及头箱230进行详细说明。这里，图4是喷墨式记录头220以及头箱230的要部的分解立体图，图5是喷墨式记录头220以及头箱230的剖视图。

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以及柔顺(compliance)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，在其一面上形成有弹性膜50，该弹性膜50由预先通过热氧化形成的二氧化硅而构成。在该流路形成基板10形成有通过多个隔壁划分而成的压力产生室12。在本例中，在流路形成基板10的宽度方向上每行排列两个共排列两列的压力产生室12从流路形成基板10的另一面侧通过各向异性蚀刻形成。另外，在各列的压力产生室12的长边方向外侧，形成有连通部13，其与设于后述的保护基板30上的储藏部31连通，构成成为各压力产生室12的公共的墨水室的储藏器100。连通部13通过墨水供给路14分别与各压力产生室12的长边方向一端部连通。

在流路形成基板10的开口面侧，通过粘接剂或热熔敷膜等固定有喷嘴板20。在该喷嘴板20上，设有与各压力产生室12的墨水供给路14在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设有两列喷嘴列21A，各列喷嘴列排列设有喷嘴开口21。

这里，喷嘴板20其厚度例如为0.01～1mm，可以适当采用线膨胀系数在300℃以下(例如2.5～4.5[10-6/℃])的玻璃陶瓷、单晶硅基板或不锈钢等形成。另外，在喷嘴板20上，设有进行与固定板250的对位时使用的校准标记22(在后面详细说明)。在本例中，校准标记22在喷嘴开口2 1的排列方向的端部设置2个。

另一方面，在流路形成基板10的开口面的相反侧，在弹性膜50上设有压电元件300。该压电元件300通过顺次层叠由氧化锆构成的绝缘体膜55、由金属构成的下电极膜、由钛酸锆酸铅(PZT)等构成的压电体层以及由金属构成的上电极膜而形成。

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。在本例中，储藏部31在厚度方向上贯通保护基板30并在压力产生室12的整个宽度方向上形成，如上所述，与流路形成基板10的连通部13连通，构成各压力产生室12的公共的墨水室的储藏器100。另外，在保护基板30的与压电元件300对置的区域，设有压电元件保护部32，其具有不使压电元件300的运动受阻的程度的空间。这样的保护基板30可适当采用玻璃、陶瓷、金属、塑料等形成，但优选采用与流路形成基板10的热膨胀率大致相同的材料形成，在本例中，采用与流路形成基板10相同材料的单晶硅基板形成。

进一步，在保护基板30上设有用于驱动各压电元件300的驱动IC110。该驱动IC110的各端子通过未图示的接合线等连接于从各压电元件300的各电极引出的引出布线。而且，在驱动IC110的各端子，通过图1所示的挠性印刷线缆(FPC)等的外部布线111与外部连接，通过外部布线111从外部取得印刷信号等各种信号。

柔顺基板40接合于保护基板30上，在与储藏器100对置的区域，在厚度方向上贯通而形成用于向储藏器100供给墨水的墨水导入口44。另外，在柔顺基板40的与储藏器100对置的区域中除了墨水导入口44以外的区域成为在厚度方向形成得较薄的挠性部43，储藏器100通过挠性部43密封。通过该挠性部43赋予储藏器100内部柔顺性。进一步详细而言，在柔顺基板40上设置具有墨水供给连通路23 1的头箱230，在该头箱230，在与挠性部43对置的区域形成凹部232，从而能适当进行挠性部43的挠性变形。

在头箱230，在与设于保护基板30上的驱动IC110相对置的区域，设有在厚度方向上贯通的驱动IC保持部233，外部布线111插通驱动IC保持部233并与驱动IC110连接。

如上所述构成的喷墨式记录头220，从墨水导入口44通过墨水连通路212(参照图3)以及墨水供给连通路23 1取得来自墨盒的墨水，从储藏器100到喷嘴开口21，用墨水充满内部。在该状态下，根据来自驱动IC110的记录信号，向与压力产生室12对应的各个压电元件300施加电压，通过使弹性膜50以及压电元件300弯曲变形，从而使各压力产生室12内的压力上升而从喷嘴开口21喷出墨滴。

对于构成所述的喷墨式记录头220的各部件以及头箱230，在角部的两处设有销插入孔234，该销插入孔234内插入在组装时用于定位各部件的销。而且，通过在销插入孔234内插入销进行各部件的相对的定位的同时将部件彼此接合，从而能一体地组合喷墨式记录头220以及头箱230。

另外，上述的喷墨式记录头220通过下述形成：在一片硅晶片上同时形成多个芯片，将喷嘴板20以及柔顺基板40粘接使其一体化，之后，按照图4所示的1个芯片尺寸的流路形成基板10进行分割。

该喷墨式记录头220以及头箱230如图1～图3所示，在墨盒210上喷嘴列21A的排列方向上以规定间隔固定4个。即，在头单元200中，设置8列喷嘴列21A。

这样，通过使用多个喷墨式记录头220而实现由并排设置的喷嘴开口21构成的喷嘴列21A的多列化，从而与在一个喷墨式记录头220上形成多列的喷嘴列21A的情况相比，能防止成品率的降低。另外，为了实现喷嘴列21A的多列化而使用多个喷墨式记录头220，从而能增大由一块硅晶片所形成的喷墨式记录头220的数量，能减少硅晶片的浪费区域，降低制造成本。

另外，如图1以及图3所示，这样的4个喷墨式记录头220通过固定板250定位保持，该固定板250是公共的固定部件，并与多个喷墨式记录头220的墨滴喷出面接合。固定板250由平板构成，具有使喷嘴开口21露出的露出开口部251和接合部252，该接合部252用于划分露出开口部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。

接合部252由固定用框部253和固定用梁部254构成，该固定用框部253沿着多个喷墨式记录头220的墨滴喷出面的外周设置，该固定用梁部254在相邻的喷墨式记录头220之间延伸设置并分割露出开口部251，由固定用框部253以及固定用梁部254构成的接合部252同时接合于多个喷墨式记录头220的墨滴喷出面。另外，接合部252的固定用框部253被形成为：堵塞在制造喷墨式记录头220时用于定位各部件的销插入孔234。

作为该固定板250的材料，例如优选不锈钢等的金属、玻璃陶瓷或者单晶硅基板等。另外，固定板250为了防止因与喷嘴板20的热膨胀的差异导致的变形，而优选采用与喷嘴板20的热膨胀系数相同的材料。例如，在由单晶硅基板形成喷嘴板20时，最好也由单晶硅基板形成固定板250。

另外，固定板250优选形成得较薄，优选比后述的盖头240薄。这是因为：若固定板250较厚，则在擦拭喷嘴板20的墨滴喷出面时，容易在固定用梁部254之间等残留墨水。即，通过较薄地形成固定板250，从而能防止在擦拭时墨水残留在喷嘴板20的墨滴喷出面。

另外，在本例中，设固定板250的厚度为0.1mm。另外，固定板250和喷嘴板20的接合没有特别限定，例如可以适当采用热固性的环氧系粘接剂、或紫外线固化型的粘接剂等。

这样，由于固定板250用固定用梁部254堵住相邻的喷墨式记录头220的间隙，所以墨水不会侵入相邻的喷墨式记录头220之间，能防止压电元件300或驱动IC11 0等因喷墨式记录头220的墨水而产生劣化以及被破坏。另外，喷墨式记录头220的墨滴喷出面和固定板250之间由于通过粘接剂无间隙地被粘接，所以能防止被记录介质进入间隙，防止固定板250的变形以及夹纸。

这样，在上述的头单元200中，将四个喷墨式记录头220固定在固定板250上，但也可以采用后述的校准装置进行该喷墨式记录头220向固定板250的定位。

如图1和图2所示，在头单元200中，在固定板250的与喷墨式记录头220相反一侧还设有盖头240，其具有箱形状，以覆盖各喷墨式记录头220。该盖头240具备固定部242和侧壁部245，该固定部242与固定板250的露出开口部251对应地设有开口部241，该侧壁部245以遍及固定部250的外周且弯曲的方式设于喷墨式记录头220的墨滴喷出面的侧面侧。

固定部242由框部243和梁部244构成，该框部243对应于固定部250的固定用框部253而设置，该梁部244对应于固定板250的固定用梁部254而设置并分割开口部241。另外，由框部243以及梁部244构成的固定部242接合于固定板250的接合部252。

这样，由于喷墨式记录头220的墨滴喷出面和盖头240之间无间隙地接合，所以能防止被记录介质进入间隙，防止盖头240的变形以及夹纸。另外，盖头240的侧壁部245通过覆盖多个喷墨式记录头220的外周缘部，从而能可靠地防止喷墨式记录头220的墨水向侧面迂回。

作为上述盖头240的材料，例如可举出不锈钢等的金属材料。也可以通过冲压加工形成金属板，也可以通过成型加工来形成。另外，通过采用导电性的金属材料形成盖头240，从而能实现接地。

进一步，为了保护喷墨式记录头220不受擦拭或压盖(capping)等的冲击，盖头240需要具有一定程度的强度。因此，盖头240需要较厚。在本例中，设盖头240的厚度为0.2mm。

另外，盖头240和固定板250的接合方法没有特别限定，例如可举出通过热固性的环氧系粘接剂进行粘接。

另外，在固定部242设有凸缘部246，在该凸缘部246上设有用于将盖头240定位固定在其他部件上的固定孔247。该凸缘部246被弯曲地设置成从侧壁部245向与墨滴喷出面的面方向相同方向突出。如图2以及图3所示，本例中的盖头240被固定在盒箱210，该盒箱210作为保持部件保持喷墨式记录头220以及头箱230。

进一步详细而言，如图2和图3所示，在盒箱210设有突起部215，其向墨滴喷出面侧突出并插入到盖头240的固定孔247，通过将该突起部215插入到盖头240的固定孔247的同时加热突起部215的前端部来进行紧固，由此将盖头240固定于盒箱210。设于该盒箱210的突起部215的外径小于凸缘部246的固定孔247，从而能在墨滴喷出面的面方向定位盖头240并将盖头240固定于盒箱210。

另外，通过盖头240的固定孔247和多个喷嘴列21A的定位来固定上述的盖头240、和接合有多个喷墨式记录头220的固定板250。这里，盖头240的固定孔247和多个喷嘴列21A的定位也可以采用后述的校准装置进行，也可以在将固定板250和多个喷墨式记录头220定位固定时，同时也定位固定盖头240。

<实施方式>

根据附图详细说明本发明的实施方式所涉及的校准装置。另外，对与图1～图5相同的部分标记同一编号。

图6是表示实施方式所涉及的校准装置的剖视图，图7是图6的A-A线剖视图。如两图所示，本实施方式的校准装置具有由双焦点显微镜500、600构成的两台光学机构，通过对一个喷墨式记录头使用两个校准标记而能向其规定位置进行定位。

如图6和图7所示，本方式所涉及的校准装置包括：载置喷墨式记录头220的校准夹具400；与校准夹具400成为一体并将喷墨式记录头220按压在固定板250一侧的按压机构450；以及两台双焦点显微镜500、600，其具有从校准夹具400的下方经校准夹具400观察喷墨式记录头220的光学系统。

其中，校准夹具400包括：设有基准标记401的掩模(mask)410；固定掩模410的底座夹具420；配置于底座夹具420上保持作为固定部件的固定板250的间隔夹具430。这样，使固定板250保持在间隔夹具430上，并用双焦点显微镜500确认掩模410的基准标记401以及喷嘴板20的校准标记22的相对位置关系，同时进行基准标记401和校准标记22的对位，并且通过粘接剂粘接固定板250和喷墨式记录头220的喷嘴板20。

进一步详细而言，底座夹具420由具有底面侧开口的箱型形状的不锈钢等构成，在与掩模401的设有基准标记401的区域相对置的区域上设有在厚度方向上贯通的单孔的贯通孔421。该贯通孔421在位置上与后述的间隔夹具430的连通孔432对应。

掩模410由具有透过性的透明部件、例如石英等的玻璃形成，在本方式中，掩模410具有凸部411，该凸部411突出到底座夹具420的贯通孔421内，并且在前端部形成基准标记401。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。在本方式中，由于在各喷墨式记录头220的喷嘴板20设有两个校准标记22，所以相对于各喷墨式记录头220设置2个、共计设置8个基准标记401。

这里，优选以与喷嘴板20的校准标记22的高度相近的高度形成基准标记401。这是为了缩小校准标记22和基准标记401的距离提高定位精度。即，若基准标记401和校准标记22之间的距离拉大，则难以确保定位精度。另外，在基准标记401和校准标记22之间的距离拉大时，由于在通过光学系统501、502(601、602)确认位置时使用的金属卤化物灯等的热而使光学系统光轴严重错位，导致在基准标记401和校准标记22的实际位置上产生很大误差。

在没有对掩模设置凸部411的情况下，当基准标记401和校准标记22之间的距离例如约为5.1mm时，光轴错位最大约为2.5μm。在本方式中，通过在掩模410设置凸部411，从而使基准标记401和校准标记22之间的距离为110μm以下，由此能使因上述的热导致的光学系统501、502(601、602)的光轴错位在0.05μm以下，能进行高精度的定位。

另一方面，若凸部411过于接近喷嘴板20，则粘接喷嘴板20和固定板250的粘接剂附着于凸部411的前端面，存在不能通过光学系统501、502(601、602)确认校准标记22和基准标记401的可能性，所以凸部411的前端面优选被设置成离开喷嘴板20规定的距离。

这样，通过在掩模410设置凸部411，缩短基准标记401和校准标记22之间的距离，所以不需要使底座夹具420的厚度变薄来缩短基准标记401和校准标记22之间的距离。原因是若为了缩短基准标记401和校准标记22之间的距离而使底座夹具420的厚度变薄，则在将喷墨式记录头220押在固定板250时，会因底座夹具420变形或被破坏而导致基准标记401和校准标记22的对位产生误差，但在本方式中，由于在掩模410设置了凸部411，所以不需要较薄地形成底座夹具420，能保持底座夹具420的刚性防止变形或破坏，该点也有助于高精度的定位。

另外，掩模410装卸自如地保持在底座夹具420上，在使固定板250和喷墨式记录头220固化粘接时等可以使用其他的校准夹具。由此，能降低校准夹具400的成本。

间隔夹具430被保持在底座夹具420的与掩模410相反一侧的面上，用来保持固定板250。进一步详细而言，间隔夹具430由不锈钢等的板状部件形成，并设有多个在内部连接真空泵(未图示)等的吸引机构的吸引腔室431。吸引腔室431在间隔夹具430的表面开口，吸引保持固定板250的表面。另外，在间隔夹具430设有成为空间的连通孔432，从基准标记401的底面侧通过连通孔432能确认吸引保持于固定板250上的喷墨式记录头220的校准标记22。即，间隔夹具430被配置成：在固定板250和掩模410之间，间隔夹具430的一个面与固定板250相接，并且另一个面与掩模410相接，使得基准标记401和校准标记22隔着空间相对置。

在上述的校准夹具400上配有将喷墨式记录头220押在固定板250侧的按压机构450。即，按压机构450包括：两端载置于间隔夹具430上并配置于喷墨式记录头220上的コ字形的臂部451；和设于臂部451上并将各喷墨式记录头220押在固定板250侧的按压部453。

按压部453分别设置于与臂部451的与各喷墨式记录头220相对置的区域。在本方式中，由于对一个固定板250固定4个喷墨式记录头220，所以按压部453与各喷墨式记录头220相对应也设置同数量的4个。

各按压部453包括：插通于臂部451并设置成在轴向移动自如的具有圆柱形状的按压销454；设于按压销454的基端部侧并向喷墨式记录头220对按压销454施加力的施力机构455；和在按压销454与喷墨式记录头220之间配置的按压块459。

按压销454前端被形成为半球状，与按压块459上点接触来按压该按压块459。

施力机构455设于臂部451用于将按压销454向喷墨式记录头220-侧按压，在本方式中，其包括：以包围按压销454的基端部侧的方式设置的螺钉保持部456；与螺钉保持部456螺纹接合的螺钉部457；和设于螺钉部457的前端面和按压销454的基端部之间的施力弹簧458。

这样，施力机构455通过螺钉部457对螺钉保持部456的拧紧量，能调整施力弹簧458对按压销454进行按压的压力。由此，按压销454能分别调整对按压块459进行按压的压力。

按压块459配置在按压销454和喷墨式记录头220的保护基板30之间，按压销454与按压块459的上表面点接触，能以使该按压销454的按压力均匀地传播到喷墨式记录头220的保护基板30上的大致整个面的状态来按压喷墨式记录头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，通过按压块459按压喷墨式记录头220整体，从而能可靠地将喷墨式记录头220固定在固定板250上。另外，该按压块459的外周形状的大小，与喷墨式记录头220的保护基板30的外周形状的大小相同或者比其略小。

如上所述，与按压机构450成为一体的校准夹具400配置于移动台550上，被构成为在垂直于双焦点显微镜500、600的光轴L1、L2的水平方向上适当移动。其结果，在固定了光轴L1、L2的状态下，通过使移动台550移动，从而能使与各喷墨式记录头220对应的各校准标记22和各基准标记401一起面临光轴L1、L2上。另外，在移动台550中光轴L1、L2朝向掩模410通过的区域，设有贯通孔551，确保经过基准标记401到校准标记22的光路。

双焦点显微镜500具有共用光轴L1的一个光学系统501、和另一光学系统502。光轴L1从掩模410的与间隔夹具侧相反的一侧经由基准标记401以及成为空间的连通孔432朝向校准标记22的方向。这里，光学系统501被构成为：能将焦点与基准标记401对准，光学系统502能将焦点与校准标记22对准。

进一步详细而言，物镜503在光轴L1朝向基准标记401以及校准标记22的方向的状态下收容于镜筒504中，该镜筒504被固定于框体505。在框体505内收容2个光束分离器506、507，2个反射镜508、509以及2个聚焦透镜510、511。

光学系统501由光束分离器506、反射镜508、聚焦透镜510以及光束分离器507形成，并具有光路(图中单点划线表示)，使透过光束分离器506的光被反射镜508反射，通过聚焦透镜510后，经由光束分离器507到达外部。

光学系统502由光束分离器506、聚焦透镜511、反射镜509以及光束分离器507形成，并具有光路(图中单点划线表示)，使被反射镜506反射的光，通过聚焦透镜511后，被反射镜509以及光束分离器507反射而到达外部。

作为摄像机构的CCD520通过光学系统501、502同时取入基准标记401和校准标记22的图像进行再生处理。这里，通过调整聚焦透镜510的焦点位置和调整聚焦透镜511的焦点位置，基准标记401和校准标记22在CCD520上分别成像对焦图像。这样，在CCD520上能得到分别以基准标记401和校准标记22进行了对焦的清晰的图像，通过调整喷墨式记录头220的位置使得该图像重合，以此进行规定的校准。

以上对双焦点显微镜500进行了说明，另外的双焦点显微镜600也具有相同的结构。因此，对于双焦点显微镜600中与双焦点显微镜500的各部对应的部分，标记在双焦点显微镜500的各部的符号的基础上增加“100”的标号，并省略重复的说明。

本方式具有两台双焦点显微镜500、600，以能够同时观察在喷墨式记录头220的喷嘴板20的长边方向上的两端部分别形成的2个校准标记22、22，各光轴L1、L2之间的距离与所述2个校准标记22、22间的距离一致。因此，当各基准标记401、401以及各校准标记22、22在各光轴L1、L2上占位时，该喷墨式记录头220成为相对于固定板250而被进行了规定的定位的状态。

另外，定位的顺序本身是，分别用2台双焦点显微镜500、600取入2个校准标记22、22以及分别与其对应的基准标记401、401的图像并进行排列处理，实质上与1台的情况的处理相同。

如上所述，在使用2台双焦点显微镜500、600进行排列处理时，关于1个喷墨式记录头220，基于2组基准标记401以及校准标记22通过一次位置调整而完成规定的校准。由此，与基于1组基准标记401以及校准标记22进行对位作业的情况比较，能进行迅速的对位作业。尤其在1台的情况下，若考虑在对1个喷墨式记录头220使用一个基准标记401以及校准标记22进行规定的对位后、使用另一个基准标记401以及校准标记22进行规定的对位中调整的位置会出现偏差，上述对位作业的作业性更良好。

进一步，如本方式所述，在利用2台双焦点显微镜500、600进行校准的情况下，双焦点显微镜500、600的光轴L1、L2需要相对一致。因此，在本方式所涉及的校准装置中，在进行喷墨式记录头220的规定的校准之前需要进行光轴L1、L2的调整。因此，本方式所涉及的校准装置具有光轴调整用的反射镜700。

下面，进一步参照图8对光轴调整进行详细说明。图8(a)是提取、放大表示光轴调整时的图6和图7的一部分(反射镜700附近的部分)的剖视图，图8(b)是从掩模410的上方观察基准标记401部分的俯视图，图8(c)是示意性表示作为图像信息由双焦点显微镜500、600得到的基准标记401的实像和映在反射镜700上的虚像的说明图。

其中，如图8(a)所示，在作为透明部件的掩模410设有基准标记401，其与校准标记22(参照图6)对位。对于该基准标记401的形状没有特别限定，但在本方式中为环形。

反射镜700为堵住底座夹具420的连通孔432的上端开口部的形状，而且按照与掩模410的凸部411平行的方式可装卸自如地嵌入间隔夹具430。即，反射镜700在该校准装置的光轴调整模式时，例如通过负压的作用固定于间隔夹具430，并且在校准模式时从间隔夹具430取下，以确保从掩模410到喷嘴板20(参照图6)的光路。

这里，按照以下所述来配置反射镜700：当设从掩模410的基准标记401到喷墨式记录头220(参照图6)的校准标记22的距离为d时，从基准标记401到反射镜700的距离为(1/2)·d。

这样，虽然并非必须将反射镜700的位置设为(1/2)·d，但通过将该位置设为(1/2)·d，从而能使映在反射镜700的基准标记401的虚像的位置与喷嘴板20的校准标记22的位置一致。其结果，能得到下述固有的作用和效果：光轴调整时若所述虚像处于双焦点显微镜500、600的对焦位置，则自动地使焦点与校准时的校准标记22对准。

<光轴调整>

下面说明本发明所涉及的校准装置中的双焦点显微镜500、600的光轴L1、L2的调整方法。

1)首先，在掩模410和喷墨式记录头220(构件)之间配置反射镜700，使其与设有基准标记401的掩模410平行地对置，该反射镜700映现基准标记401的像并形成其虚像。其结果，如图8(b)所示，使光轴L1占据基准标记401的中心部的位置并调整为同轴。

2)在上述1)的状态下，使光轴L1从掩模410侧朝向反射镜700的方向，同时观察基准标记401和映在反射镜700上的基准标记401的虚像。这里，使用双焦点显微镜500中的一个光学系统501(参照图6)，使焦点与基准标记401的实像对准，使用另外的光学系统502(参照图6)使焦点与映在基准标记401的反射镜700上的虚像对准，并且使两图像重合进行观察。此时，当光轴L1不垂直于反射镜700的面而倾斜时，如图8(c)所示，基准标记401的实像和其虚像701错位。

因此，通过调整光轴L1的倾斜角度，使虚像701与基准标记401的实像重合。在虚像701准确无误地重合于基准标记401的实像的状态下，结束光轴L1的规定的调整。

3)关于双焦点显微镜600的光轴L2，进行与2)同样的调整。其结果，同时满足光轴L1、L2的相对平行的关系。另外，伴随该光轴调整的光轴L1、L2的转动使用光轴调整机构(未图示)来进行。

<校准方法>

接着对使用本方式所涉及的校准装置将喷墨式记录头220向规定位置进行校准的校准方法进行说明。

图9是表示从喷墨式记录头220校准时的校准夹具400的底面侧观察到的状态的仰视图。

1)如图9(a)所示，通过双焦点显微镜500、600从校准夹具400的底面侧确认基准标记401、401。

2)如图9(b)所示，用校准夹具400保持固定板250，这是通过将固定板250载置并固定到间隔夹具430的上表面而进行的。此时，间隔夹具430通过经由吸引腔室431吸引固定板250来进行固定。

3)在双焦点显微镜500、600的光学系统501、601中通过调整聚焦透镜5 10、610使基准标记401、401的图像对焦并将图像取入到CCD520、620，并且在另一个光学系统502、602中通过调整聚焦透镜511、611使校准标记22、22的图像对焦并将图像取入到CCD520、620。其结果，在CCD520、620中取入焦点分别与基准标记401、401以及校准标记22、22对准的清晰的图像。即，光学系统(501、502)、(601、602)能使焦点分别与共用光轴L1、L2但位置分别不同的对象(基准标记401、401和校准标记22、22)对准，所以缩小了各景深以足够的倍率得到清晰的基准标记401、401以及校准标记22、22的图像。

4)如图9(c)所示，通过粘接剂使喷墨式记录头220和固定板250抵接。即，根据所述3)的工序中得到的基准标记401、401以及校准标记22、22的图像，进行喷墨式记录头220的位置调整，使基准标记401、401以及校准标记22、22处于规定的位置关系，并且通过粘接剂使喷墨式记录头220抵接于固定板250。

这里，由于固定板250被定位保持在校准夹具400，所以通过进行掩模410和喷墨式记录头220的定位，从而也能进行固定板250和喷墨式记录头220的定位。

另外，喷墨式记录头220相对于固定板250的定位也可以是作业者视觉确认CCD520、620的图像的同时通过使用测微计等(未图示)进行微小的位置调整来实施，另外，也可以通过对CCD520、620的输出图像进行图像处理，通过驱动马达等驱动所述测微计等，来自动进行上述定位。

5)通过反复进行与所述4)的工序(图9(c))同样的工序，以此将多个喷墨式记录头220顺次定位于固定板250。即，在光轴L1、L2固定的状态下，通过在水平面内，在图9(c)中的X轴方向上移动移动台550，来进行相邻的其他喷墨式记录头220的校准标记22、22以及基准标记401、401的对位。

6)通过按压机构450以规定的压力将多个喷墨式记录头220按压在固定板250上，同时使粘接剂固化来粘接二者。

这样，通过定位并接合固定板250和多个喷墨式记录头220，从而能高精度地进行固定板250和喷嘴列21A的定位。另外，能高精度地进行相邻的喷墨式记录头220的各喷嘴列21A彼此相对的定位。进一步，由于使喷墨式记录头220与由平板形成的固定板250抵接并接合，所以仅通过将喷墨式记录头220接合于固定板250，便可进行多个喷墨式记录头220的墨滴喷出方向的相对定位。因此，不需要进行多个喷墨式记录头220的墨滴喷出方向的对位，能可靠地防止墨滴的弹落位置不佳。

尤其是，在本方式中，在设有基准标记401、401的掩模410和设有校准标记22、22的喷嘴板20之间，具有间隔夹具430所隔开的空间，使得各个高度位置不同，但基准标记401、401乃至校准标记22、22能分别通过双系统的光学系统(501、502)、(601、602)进行焦点调整，所以能进行高精度的定位，以得到清晰的基准标记401、401以及校准标记22、22的图像。

<其他实施方式>

所述实施方式所涉及的校准装置具有两台双焦点显微镜500、600，但并非限定于此。当通过一次校准对一个校准标记22进行定位时，只要具备至少一台作为光学机构的双焦点显微镜500即可。另外，也并不一定是双焦点显微镜500，也可以是通常的单焦点显微镜。只是使用双焦点显微镜500更能得到所述那样的各种效果。

进而，当然构件也并非限定于喷墨式记录头220。另外，虽然在校准夹具400设置按压机构450，但并非限定于此，例如在使用紫外线固化型的粘接剂来作为接合固定板250与喷墨式记录头220的粘接剂时，在将粘接剂涂敷到固定板250的接合面后，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固化，从而能接合二者，所以，也可以不设置按压机构450。另外，紫外线固化型粘接剂不需要像热固性粘结剂那样，一边以规定的压力对固定板250和喷墨式记录头220进行加压一边使粘接剂固化，从而能防止因加热而使喷墨式记录头220和固定板250的位置错位，能高精度地接合二者。

这里，在使用紫外线固化型的粘接剂进行接合时，由于接合强度较弱，所以在用紫外线固化型粘接剂将固定板250和喷墨式记录头220接合后，将由喷墨式记录头220和固定板250划分的角部等的周围用热固性粘结剂固定即可。由此，能高精度且牢固地将固定板250和喷墨式记录头220接合，能提高可靠性。

另外，在上述实施方式中，作为接合多个喷墨式记录头220的固定部件而例示了由平板形成的固定板250，但固定部件并非限定于固定板250，例如只要可将多个喷墨式记录头220直接定位接合于盖头240即可。此时，也能使用上述的校准夹具400进行高精度的定位、粘接。

在上述实施方式中，例示了挠性振动型的喷墨式记录头220，但并非限定于此，当然可以应用于例如具有交替层叠压电材料和电极形成材料并在轴向伸缩的纵振动型喷墨式记录头或通过由发热元件等的发热所产生的气泡(bubble)来喷出墨滴的喷墨式记录头等各种结构的喷墨式记录头的头单元。

另外，在上述实施方式中，作为校准对象的液体喷射头而以具有喷出墨水的喷墨式记录头的头单元为例进行了说明，但并非限定于此，一般也能广泛应用于具有液体喷射头的液体喷射头单元的制造。作为液体喷射头，例如可以举出：打印机等的图像记录装置所使用的记录头、液晶显示器等的彩色滤光器的制造所使用的颜色材料喷射头、有机EL显示器和FED(场致发射显示器)等的电极形成时所使用的电极材料喷射头、生物芯片制造所用的生物体有机物喷射头等。

Claims (7)

1.一种校准装置，其在对设有多个对位用校准标记的多个构件的每一个进行相对定位并接合时使用，包括：

掩模，其为透明部件，设置有与所述校准标记对位的基准标记；

反射镜，其设置在所述掩模与所述构件之间；

光学单元，其构成为：光轴从所述掩模的与所述反射镜相反的一侧经由所述基准标记朝向所述反射镜的方向，能同时观察所述基准标记和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像；和

调整单元，其基于通过所述光学单元进行的所述观察，来进行所述光轴的光轴调整，使得所述基准标记的实像和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像重合。

2.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

按照以下方式配置反射镜：在设从所述掩模的基准标记到所述构件的校准标记的距离为d时，从所述基准标记到所述反射镜的距离为(1/2)·d。

3.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述掩模具有沿着所述光轴并向校准标记突出的凸部，在该凸部设置有基准标记。

4.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述光学单元由多台构成，分别具有独立的多个光轴。

5.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述光学单元由双焦点显微镜构成，该双焦点显微镜的共用光轴的其中一个光学系统使焦点与所述基准标记的实像对准，并且另一个光学系统使焦点与所述基准标记映在所述反射镜上的虚像对准。

6.如权利要求1所述的校准装置，其特征在于，

所述构件是液体喷射头。

7.一种校准方法，在对设有多个对位用校准标记的多个构件的每一个进行相对定位并接合时使用，包括：

按照使掩模和反射镜相对置的方式在所述掩模与所述构件之间配置所述反射镜的工序，所述掩模为透明部件，设置有分别与所述校准标记对位的基准标记，所述反射镜映现所述基准标记的像并形成其虚像；

通过光学单元同时观察所述基准标记和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像的工序，所述光学单元的光轴从所述掩模侧朝向所述反射镜的方向；和

根据通过所述光学单元进行的所述观察来进行所述光轴的光轴调整，使得所述基准标记的实像和映在所述反射镜上的所述基准标记的虚像重合的工序。

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