JP2009072945A - ヘッド位置検出機構、ヘッドユニット組立装置、ヘッドユニットの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノズルを有する吐出ヘッドの支持体に対する位置を精度よく入手可能なヘッド位置検出機構、これを備えたヘッドユニット組立装置、ヘッドユニットの組立方法を提供すること。
【解決手段】ヘッドユニット組立装置１００は、複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズル内の液状体のメニスカスを撮像する撮像機構１０４と、撮像されたメニスカスの情報から離間した少なくとも２つのノズルの位置を演算すると共に、離間した少なくとも２つのノズルの支持体に対する基準位置との差を演算する演算部とを有するヘッド位置検出機構１５０と、吐出ヘッド３０を所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構１０２と、複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルの検出された位置が、離間した少なくとも２つのノズルの支持体に対する基準位置と合致するようにヘッド位置調整機構１０２を制御する制御部１４０とを備えた。
【選択図】図５

Description

本発明は、液状体を吐出する複数のノズルを備えた吐出ヘッドの支持体に対する位置を検出するためのヘッド位置検出機構、ヘッドユニット組立装置、ヘッドユニットの組立方法に関する。

ヘッドユニット組立装置としては、サブキャリッジに仮止めされたヘッド部の、水平方向の位置を調整するヘッド部位置調整手段と、ヘッド部の画像を取得する画像取得手段と、取得したヘッド部の画像に基づいて当該ヘッド部に設けられた対象物の位置を検出し、検出した対象物の位置が予め記憶してある目標位置に一致するように、ヘッド部位置調整手段を制御する制御手段とを備えたインクジェットヘッド組立装置が知られている（特許文献１）。

上記インクジェットヘッド組立装置では、ヘッド部に設けられたノズル孔を上記対象物として、その位置を検出することにより、ヘッド部の水平方向の位置を調整している。これにより、複数のヘッド部を一つのサブキャリッジ上に精度よく配置し、実質的に多数のノズルを備えた長尺のインクジェットヘッドの組み立てを可能としている。

特開２００１−１６２８９２号公報

しかしながら、上記インクジェットヘッド組立装置では、画像取得手段によりヘッド部の画像を取得する際に、ノズル孔が設けられたヘッド部の材質やその表面処理状態によって、対象物であるノズル孔が認識し難いという課題があった。

また、検出された対象物の位置が予め記憶してある目標位置に一致するように、ヘッド部位置調整手段を制御してインクジェットヘッドを組み立てしても、実際にインクジェットヘッドを駆動して液状体を吐出してみると、必ずしも高精度な液状体の着弾位置が得られないという課題があった。その原因としては、複数のノズルの位置バラツキやノズル孔の形状に起因する液状体の飛行曲がりなどが挙げられる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例のヘッド位置検出機構は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドの支持体に対する位置を検出するヘッド位置検出機構であって、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズル内の前記液状体のメニスカスを撮像する撮像機構と、撮像された前記液状体のメニスカスの情報から前記離間した少なくとも２つのノズルの位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、撮像機構は、ノズル内の液状体のメニスカスを撮像するので、ノズル孔を撮像する場合に比べて、ノズル孔が形成された表面の状態に影響されずに、ノズル孔の形状を特定し易い。したがって、撮像機構により、正確なノズル孔の画像を入手することができる。すなわち、正確な吐出ヘッドの位置情報を入手可能なヘッド位置検出機構を提供することができる。

［適用例２］上記適用例のヘッド位置検出機構において、前記吐出ヘッドは、前記ノズルごとに前記液状体を吐出するための駆動手段を有し、前記液状体のメニスカスを振動させる駆動波形を前記駆動手段に印加するノズル駆動部をさらに備え、前記撮像機構は、振動させた前記液状体のメニスカスを撮像することが好ましい。
この構成によれば、液状体のメニスカスを振動させた状態で撮像するので、ノズル内での液状体の乾燥による目詰まりが防止できる。且つ、液状体のメニスカスの振動によりノズル孔の形状がより特定し易くなる。したがって、安定的に、且つより正確に吐出ヘッドの支持体に対する位置情報を入手できる。

［適用例３］本適用例の他のヘッド位置検出機構は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドの支持体に対する位置を検出するヘッド位置検出機構であって、前記吐出ヘッドは、前記ノズルごとに前記液状体を吐出するための駆動手段を有し、前記ノズルから前記液状体を液滴として吐出する駆動波形を前記駆動手段に印加するノズル駆動部と、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出された前記液滴をそれぞれ検出する液滴検出部と、検出された前記液滴の位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ノズルから吐出された液滴の位置を基にして、離間した少なくとも２つのノズルの支持体に対する基準位置との差を演算するので、実際に液状体を吐出した場合の着弾バラツキを考慮した吐出ヘッドの位置情報を入手することができる。

［適用例４］上記適用例のヘッド位置検出機構において、前記液滴検出部は、吐出された飛行中の前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して直交すると共に、互いに異なる方向から撮像する少なくとも２つの撮像光学系からなるとしてもよい。
この構成によれば、少なくとも２つの撮像光学系からなる液滴検出部によって、吐出された液滴の正確な位置を検出することができる。

［適用例５］上記適用例のヘッド位置検出機構において、前記撮像光学系は、光源と、前記光源の光軸上に設けられた受光部とを備え、前記光源は、前記液滴の吐出に同期して間歇的に発光することを特徴とする。
この構成によれば、吐出された飛行中の液滴を、静止画情報として入手することができるので、液滴の位置を正確に特定することができる。

［適用例６］本適用例のヘッドユニット組立装置は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組み立てを行うヘッドユニット組立装置であって、上記適用例のヘッド位置検出機構と、吐出ヘッドを所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構と、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルの検出された位置が、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置と合致するように前記ヘッド位置調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ノズル孔の形状を正確に捉えて、正確な吐出ヘッドの位置情報を入手可能なヘッド位置検出機構を備えているので、支持体に対して高精度に吐出ヘッドを位置決めしてヘッドユニットを組み立てすることが可能なヘッドユニット組立装置を提供することができる。

［適用例７］本適用例の他のヘッドユニット組立装置は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組み立てを行うヘッドユニット組立装置であって、上記適用例のヘッド位置検出機構と、吐出ヘッドを所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構と、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出され検出された前記液滴の位置が、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置と合致するように前記ヘッド位置調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、ノズルから吐出された液滴の位置を正確に捉えて、実際に液状体を吐出した場合のバラツキを考慮した吐出ヘッドの位置情報を入手可能なヘッド位置検出機構を備えているので、支持体に対して高精度に、且つ的確に吐出ヘッドを位置決めしてヘッドユニットを組み立てすることが可能なヘッドユニット組立装置を提供することができる。

［適用例８］上記適用例のヘッドユニット組立装置において、前記制御部は、検出された前記液滴の情報から、吐出不具合の有無を判定して、吐出不具合が有る場合には、異常を知らせる制御信号を生成するとしてもよい。
この構成によれば、ノズルの目詰まりや飛行曲がりなどの吐出不具合を、検出された液滴の情報から得られるので、異常を察知して、組み立てを中止するなどの処置が可能となる。すなわち、不適当な組立精度でヘッドユニットが組み立てられることを防止して、高い生産性を確保してヘッドユニットの組み立てができる。

［適用例９］本適用例のヘッドユニットの組立方法は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組立方法であって、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズル内の前記液状体のメニスカスを撮像する撮像工程と、撮像された前記液状体のメニスカスの情報から前記離間した少なくとも２つのノズルの位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算工程と、前記基準位置との差に基づいて、前記支持体に対して前記吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、を備えたことを特徴とする。

この方法によれば、撮像工程では、ノズル内の液状体のメニスカスを撮像するので、ノズル孔を撮像する場合に比べて、ノズル孔が形成された表面の状態に影響されずに、ノズル孔の形状を容易に特定することができる。したがって、位置決め工程では、正確なノズル孔の画像情報に基づいて、支持体に対して吐出ヘッドを正確に位置決めすることができる。

［適用例１０］上記適用例のヘッドユニットの組立方法において、前記撮像工程では、振動させた前記液状体のメニスカスを撮像することを特徴とする。
この方法によれば、液状体のメニスカスを振動させることにより、ノズル内の液状体の乾燥による目詰まりを防止することができる。また、液状体のメニスカスの振動によりノズル孔の形状がより特定し易くなる。したがって、支持体に対して、安定的に、且つより正確に吐出ヘッドを位置決めすることができる。

［適用例１１］本適用例の他のヘッドユニットの組立方法は、複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組立方法であって、前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出された前記液状体の液滴をそれぞれ検出する検出工程と、検出された前記液滴の位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算工程と、前記基準位置との差に基づいて、前記支持体に対して前記吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、を備えたことを特徴とする。

この方法によれば、検出工程では、ノズルから吐出された液滴を検出し、これに基づいて、演算工程では、液滴の位置が演算される。したがって、ノズル孔の位置に基づいて吐出ヘッドを位置決めする場合に比べて、実際に液状体を吐出した場合の着弾バラツキを考慮して、支持体に対して吐出ヘッドを位置決めすることができる。

［適用例１２］上記適用例のヘッドユニットの組立方法において、前記検出工程では、吐出された飛行中の前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して直交すると共に、互いに異なる少なくとも２つの方向から撮像して前記液滴の位置を検出するとしてもよい。
この方法によれば、液滴の吐出方向に対して直交すると共に、互いに異なる少なくとも２つの方向から撮像するので、飛行中の液滴の位置を正確に検出することができる。

［適用例１３］また、上記適用例のヘッドユニットの組立方法において、検出された前記液滴の情報から、前記液滴の吐出不具合が有るか否か判定する工程をさらに備えることが望ましい。
この方法によれば、検出された液滴の情報から、液滴の吐出不具合が有るか否か判定して、吐出不具合が有れば、ヘッドユニットの組み立てを中止するなどの処置が可能となる。すなわち、不適当な組立精度でヘッドユニットが組み立てられることを防止して、高い生産性を確保してヘッドユニットを組み立てることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、説明に用いる図は、適宜拡大または縮小されている。

（実施形態１）
＜液滴吐出装置＞
まず、液状体を吐出描画可能な液滴吐出装置について、図１を参照して説明する。図１は、液滴吐出装置の要部構成を示す概略斜視図である。

図１に示すように、液滴吐出装置３００は、直線的に設けられた一対のガイドレール３０１と、ガイドレール３０１の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により主走査方向（Ｙ方向）に移動する移動台３０３を備えている。また、ガイドレール３０１の上方においてガイドレール３０１に直交するように直線的に設けられた一対のガイドレール３０２と、ガイドレール３０２の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）により副走査方向（Ｘ方向）に移動する移動台３０４を備えている。

移動台３０３上には、吐出対象物となるワークＷを載置するためのステージ３０５と、移動台３０３に対向する対象物の位置を撮像可能なカメラ３０６とが設けられている。ステージ３０５はワークＷを吸着固定できる構成となっており、また、回転機構３０７によってワークＷ内の基準軸を主走査方向、副走査方向に正確に合わせることができるようになっている。

移動台３０４は、回転機構３０８を介して吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ３０９を備えている。また、キャリッジ３０９は、液状体の吐出面１０ａをワークＷ側に向けたヘッドユニット１０、ヘッドユニット１０に液状体を供給する液状体供給機構（図示せず）、ヘッドユニット１０に吐出駆動用の電気信号（駆動波形）を供給する駆動用回路基板（図示せず）などを備えている。

ヘッドユニット１０は、吐出面１０ａをワークＷに対向させた状態で、ワークＷに対して相対的に、主走査方向および副走査方向に移動（走査）される。また、ヘッドユニット１０の走査に同期した適切な制御の下で、吐出面１０ａ側に設けられた吐出ヘッド３０（図２参照）から微小な液滴（液状体）が吐出される。これにより、液滴吐出装置３００は、ワークＷ上の所望の位置に微少量単位で液状体を配置することができる。なお、液状体には、水や有機溶媒などの液体、およびこれらの溶液、液体中に固体微粒子を分散させたものなどを、用途に応じて採用することができる。

図２（ａ）は、吐出ヘッドを示す概略斜視図である。図２（ａ）に示すように、吐出ヘッド３０は、所謂２連のものであり、２連の接続針３５を有する液状体の導入部３６と、導入部３６に積層されたヘッド基板３４と、ヘッド基板３４上に配置され内部に液状体のヘッド内流路が形成されたヘッド本体３２とを備えている。接続針３５は、前述した液状体供給機構に配管を経由して接続され、液状体をヘッド内流路に供給する。ヘッド基板３４には、フレキシブルフラットケーブル（図示省略）を介して前述の駆動用回路基板に接続される２連のコネクタ３３が設けられている。

ヘッド本体３２は、圧電素子などで構成されたキャビティを有する加圧部３８と、ノズル面３７ａに２つのノズル列４１Ａ，４１Ｂが相互に平行に形成されたノズルプレート３７とを有している。また、一対のねじ孔４０（片方のねじ孔は作図の関係で隠れている）が設けられた額縁状のフランジ部３９を有している。

図２（ｂ）はノズルの配置を示す概略平面図である。図２（ｂ）に示すように、２つのノズル列４１Ａ，４１Ｂは、それぞれ複数（１８０個）のノズル３１がピッチＰ１でほぼ等間隔に並べられており、互いにピッチＰ１の半分のピッチＰ２ずれた状態でノズルプレート３７に配設されている。この場合、ノズル径はおよそ２８μｍ、ピッチＰ１はおよそ１４０μｍである。よって、ノズル列４１Ａ，４１Ｂに直交する方向から見ると３６０個のノズル３１がおよそ７０μｍのノズルピッチで配列した状態となっている。

吐出ヘッド３０は、駆動用回路基板から電気信号としての駆動波形が圧電素子に印加されると加圧部３８のキャビティの体積変動が起こり、これによるポンプ作用でキャビティに充填された液状体が加圧され、ノズル３１から液状体を液滴として吐出することができる。

なお、液状体をノズル３１から液滴として吐出する駆動手段としては、圧電素子に限らず、静電アクチュエータなどの電気機械変換素子、ヒータなどの電気熱変換素子を用いることができる。

図３は、ヘッドユニットの構造を示す概略斜視図である。図３に示すように、本実施形態のヘッドユニット１０は、支持体としてのベースプレート１１に、主ヘッド保持部材５０、副ヘッド保持部材６０を介して吐出ヘッド３０が取り付けられた構成となっている。

ベースプレート１１は、長方形の板状部材であり、キャリッジ３０９（図１参照）への取り付けに用いる貫通孔１２と、ヘッドユニット組立装置１００（図４参照）への載置の時に位置決め孔としての役割を果たす貫通孔１３ａ，１３ｂを有している。なお、貫通孔１３ａは丸孔、貫通孔１３ｂは長孔として形成されている。

ベースプレート１１には、吐出ヘッド３０を挟んで、一対の標識部材７１，７２が取り付けられている。この標識部材７１，７２は、ロッド状に形成した金属部材の端面７１ａ，７２ａを鏡面に研磨した上で、端面７１ａ，７２ａの中央に穿孔（図示省略）を設けたものである。また、標識部材７１，７２は、その端面７１ａ，７２ａが吐出ヘッド３０のノズル面３７ａとほぼ同一平面を形成するような高さとされている。

端面７１ａ，７２ａにおける穿孔の中心はヘッドユニット１０の基準点として、また、基準点（穿孔）どうしを結ぶ軸はヘッドユニット１０の基準軸ａ１として、カメラなどの光学的手段を用いて認識される。この基準点および基準軸ａ１は、液滴吐出装置３００（図１参照）におけるヘッドユニット１０の位置、姿勢の特定に用いられるだけでなく、後述するヘッドユニット１０の組立方法において、吐出ヘッド３０の位置を特定するための基準としても用いられるものであり、吐出位置の精度を決める要素として非常に重要なものである。

このように、標識部材７１，７２は、液滴吐出装置３００における吐出位置の精度を決める上で重要な役割を果たすものであるため、部材自体の形状、取り付け位置、姿勢などに関して、高い安定性を有することが要求される。このため、本実施形態では、熱的安定性の高い超鋼で標識部材７１，７２が形成されており、また、標識部材７１，７２への直接的な干渉による精度の狂いを防ぐため、端面７１ａ，７２ａ以外の部分がカバー部材７４で覆われるようになっている。なお、超鋼製の標識部材７１，７２は、その硬さのためにベースプレート１１に打ち込み式に固定することができず、保持部材７３とその内部に設けられたＯリングを介して固定されるようになっている。

液滴吐出装置３００において、この基準点および基準軸ａ１の認識は、カメラ３０６による標識部材７１，７２の撮像により行われる。液滴吐出装置３００は、回転機構３０８の駆動により、ヘッドユニット１０の基準軸ａ１が主走査方向に一致するような状態に調整された上で動作する。またこの動作の際、ヘッドユニット１０の走査位置は、ヘッドユニット１０の基準点の位置に基づいて認識されるようになっている。

＜ヘッドユニット組立装置＞
次に、ヘッドユニット１０の組み立てに用いるヘッドユニット組立装置の構成について図４、図５を参照して説明する。
図４は、実施形態１のヘッドユニット組立装置の外観構成を示す斜視図である。図５は、実施形態１のヘッドユニット組立装置の機能ブロック図である。

図４に示すように、本実施形態のヘッドユニット組立装置１００は、適度な遊びを有した状態でベースプレート１１（図３参照）に取り付けられた吐出ヘッド３０（図２参照）を、精度良く位置決めして接着固定（仮固定）するためのものであり、ユニット載置台１１０と、ユニット移動機構１０１と、ヘッド位置調整機構１０２と、撮像機構１０４と、仮固定のための接着剤注入機構１０３（図５参照）と、各機構を統括的に制御する制御部１４０（図５参照）とを備えている。

ユニット載置台１１０は、ベースプレート１１を載置するための基台であり、ベースプレート１１の両端下面を支持するための支持面１１１と、ベースプレート１１を位置決め孔としての貫通孔１３ａ，１３ｂ（図３参照）において係止するための固定ピン１１２ａ，１１２ｂとを備えている。

ユニット移動機構１０１は、ユニット載置台１１０の移動を行うための機構であり、基台１３０上に直線的に設けられた一対のガイドレール１０５と、ガイドレール１０５の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）によりＸ軸方向に沿って移動するＸ軸移動台１０６を備えている。また、ガイドレール１０５と直交するようにＸ軸移動台１０６上に直線的に設けられた一対のガイドレール１０７と、ガイドレール１０７の内部に設けられたエアスライダとリニアモータ（図示せず）によりＹ軸方向に沿って移動するＹ軸移動台１０８を備えている。

さらに、Ｙ軸移動台１０８上において、ユニット載置台１１０をＸＹ平面に直交する回転軸（θ軸）を中心として回転可能に支持する回転機構１０９を備えている。ヘッドユニット１０の組み立ては、ユニット載置台１１０のθ軸まわりの回転により、ユニット載置台１１０に載置したヘッドユニット１０の基準軸ａ１（図３参照）の方向をＹ軸方向に合わせた状態で行われる。

ヘッド位置調整機構１０２は、ベースプレート１１上の吐出ヘッド３０（図２参照）を移動させるためのものである。ヘッド位置調整機構１０２は、吐出ヘッド３０が固定された副ヘッド保持部材６０（図３参照）に係合させるための一対の調整ピン１２１と、一対の調整ピン１２１を介して、吐出ヘッド３０をＸＹ軸方向（並進）およびθ軸方向（回転）の自由度で移動させるための機構（図示省略）とを備えている。なお、ヘッド位置調整機構１０２に係るＸ軸、Ｙ軸、θ軸の移動の方向は、ユニット移動機構１０１に係るＸ軸、Ｙ軸、θ軸の方向と一致するように構成されている。すなわち、ヘッド位置調整機構１０２は、ユニット移動機構１０１により、位置決めされた支持体としてのベースプレート１１の所定の平面内において、吐出ヘッド３０の位置を調整するものである。

撮像機構１０４は、ヘッドユニット１０における標識部材７１，７２の端面７１ａ，７２ａ（図３参照）、および吐出ヘッド３０のノズル面３７ａ（図２参照）を撮像するためのものである。撮像機構１０４は、それぞれ対をなす鏡筒部１３１Ａ，１３１Ｂと、ＣＣＤなどの撮像素子を有する撮像部１３２Ａ，１３２Ｂと、照明装置１３３Ａ，１３３Ｂとを備えている。鏡筒部１３１Ａ，１３１ＢはＸ軸方向に並設されており、ノズル面３７ａの撮像の際、ノズル列４１Ａ（またはノズル列４１Ｂ、図２参照）の両端のノズル３１の近傍を、同時に撮像することができるようになっている。

図５に示すように、ヘッドユニット組立装置１００の制御部１４０は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４４を介して接続された演算部としてのＣＰＵ１４１と、各種制御プログラムが格納されたＲＯＭ１４２と、記憶部としてのＲＡＭ１４３とを備えている。また、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１４４には、ユニット移動機構１０１、ヘッド位置調整機構１０２、接着剤注入機構１０３、撮像機構１０４、吐出ヘッド３０を駆動するヘッド駆動部１１４が、それぞれ電気的に接続されている。

制御部１４０は、ユニット移動機構１０１を制御して、ユニット載置台１１０に載置されたヘッドユニット１０（ベースプレート１１）を、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の自由度で移動させる。また、ヘッド位置調整機構１０２を制御して、ベースプレート１１に仮装着された吐出ヘッド３０を、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の自由度で移動させる。

ＣＰＵ１４１は、ユニット載置台１１０の位置データと撮像機構１０４で取得された画像データとに基づいて、ベースプレート１１に対する吐出ヘッド３０の位置を演算する。また、求められた吐出ヘッド３０の位置とＲＡＭ１４３に格納されている吐出ヘッド３０のベースプレート１１に対する設計上の基準位置とを比較して、その差を演算する。

ヘッド駆動部１１４は、吐出ヘッド３０に電気的に接続され、圧電素子に駆動波形を印加する。この場合、ヘッド駆動部１１４は、ノズル３１から液状体を液滴として吐出可能な第１駆動波形と、ノズル３１内の液状体のメニスカスを液滴が吐出されない程度に振動させる第２駆動波形とのうちいずれかを、吐出ヘッド３０の圧電素子に印加することが可能な構成となっている。第１駆動波形と第２駆動波形の選択は、制御部１４０が制御プログラムに応じて制御信号をヘッド駆動部１１４に送出して行われる。第１駆動波形と第２駆動波形は、ヘッド駆動部１１４に記憶部を設けて、これに予め格納しておく。または、ヘッド駆動部１１４に駆動波形生成部を設けて、これにより生成してもよい。

本実施形態では、撮像機構１０４により、ノズル面３７ａの撮像を行う際に、ヘッド駆動部１１４が圧電素子に第２駆動波形を印加して、ノズル３１内のメニスカスを振動させる。撮像機構１０４は、振動させたメニスカスを撮像することにより、当該ノズル３１の画像を入手する。

すなわち、撮像機構１０４、ヘッド駆動部１１４、制御部１４０は、本発明の適用例におけるヘッド位置検出機構１５０を構成している。

＜ヘッドユニットの組立方法＞
次に、ヘッドユニット１０の組立方法について、図６〜図９を参照して詳しく説明する。図６は実施形態１のヘッドユニットの組立方法を示すフローチャート、図７は実施形態１のヘッドユニットの組立方法を示す概略斜視図、図８（ａ）および（ｂ）はノズル内のメニスカスの状態を示す概略断面図、図９は吐出ヘッドの取り付け位置を規定する方法を示す平面図である。

図６に示すように、本実施形態のヘッドユニット１０の組立方法は、ヘッド仮装着工程（ステップＳ１）と、ヘッドユニット載置工程（ステップＳ２）と、ヘッドユニット基準軸合わせ工程（ステップＳ３）と、撮像工程（ステップＳ４）と、演算工程（ステップＳ５）と、ヘッド位置決め工程（ステップＳ６）と、ヘッド仮固定工程（ステップＳ７）と、ヘッド本固定工程（ステップＳ８）とを備えている。

図６のステップＳ１は、ヘッド仮装着工程である。ステップＳ１では、図７に示すように、支持体としてのベースプレート１１の開口部１８において、ノズル面３７ａが上方に向けて配置されるように、主ヘッド保持部材５０、副ヘッド保持部材６０を介して吐出ヘッド３０を仮装着する。

主ヘッド保持部材５０は、吐出ヘッド３０のフランジ部３９よりも大きめの外周寸法を有する長方形の開口部５１を有する板状の部材である。その長手方向（Ｘ軸方向）の寸法は、ベースプレート１１における開口部１８の長手方向（Ｘ軸方向）の寸法に比べて十分長くなっている。また、主ヘッド保持部材５０は、開口部５１の長手方向（Ｘ軸方向）の両脇に設けられた２つのねじ孔５２と、端部に設けられた４つの貫通孔５３とを有している。

副ヘッド保持部材６０は、吐出ヘッド３０のヘッド本体３２よりもやや大きめの外周寸法を有する長方形の開口部６１を中央部に有する板状の部材である。その長手方向（Ｘ軸方向）の寸法は、主ヘッド保持部材５０における開口部５１の長手方向（Ｘ軸方向）の寸法に比べて十分長くなっている。また、副ヘッド保持部材６０は、開口部６１を挟んで対称的な配置でそれぞれ対をなすように設けられた、貫通孔６２ａ，６２ｂ、貫通孔６３ａ，６３ｂ、貫通孔６４ａ，６４ｂ、貫通孔６５ａ，６５ｂを有している。なお、貫通孔６４ａは丸孔として、貫通孔６４ｂは長孔として形成されている。

吐出ヘッド３０は、貫通孔６５ａ，６５ｂを貫通してフランジ部３９のねじ孔４０と螺合するねじ１５により、開口部６１からヘッド本体３２が突出した状態で、主ヘッド保持部材５０を介して副ヘッド保持部材６０に固定される。また、副ヘッド保持部材６０は、貫通孔６２ａ，６２ｂを貫通してねじ孔５２と螺合するねじ１６により、開口部５１上に架設されるような状態で主ヘッド保持部材５０に半固定される。ここで、半固定という言い方をしたが、これはねじ１６を緩く締めた状態のことを指している。これにより、吐出ヘッド３０は、フランジ部３９の外縁と開口部５１の内縁との間に隙間（遊び）を有した状態で、主ヘッド保持部材５０に対して保持される。主ヘッド保持部材５０は、貫通孔５３を貫通して開口部１８の脇に設けられたねじ孔１４と螺合するねじ１７により、開口部１８上に架設されるような状態でベースプレート１１に固定される。そして、ステップＳ２へ進む。

図６のステップＳ２は、ヘッドユニット載置工程である。ステップＳ２では、吐出ヘッド３０が仮装着されたヘッドユニット１０をユニット載置台１１０に載置する。詳しくは、吐出ヘッド３０のノズル面３７ａが上方に向くように、ベースプレート１１の貫通孔１３ａ，１３ｂにユニット載置台１１０の固定ピン１１２ａ，１１２ｂを貫通させて、ヘッドユニット１０を支持面１１１上に載置する。これにより、支持体としてのベースプレート１１がヘッドユニット組立装置１００におけるＸＹ平面内に精度よく配置される。そして、ステップＳ３へ進む。

図６のステップＳ３は、ヘッドユニット基準軸合わせ工程である。ステップＳ３では、制御部１４０は、ユニット移動機構１０１によりユニット載置台１１０に載置されたヘッドユニット１０を撮像機構１０４の直下まで移動させる。続いて、撮像機構１０４でヘッドユニット１０に設けられた標識部材７１，７２の位置認識を行う。詳しくは、撮像機構１０４に対してヘッドユニット１０をＹ軸方向に相対移動させ、標識部材７１，７２に設けられた穿孔を撮像部１３２Ａ，１３２Ｂのいずれか一方により、それぞれ撮像して位置認識を行う。そして、この位置認識の結果からＹ軸に対する基準軸ａ１の傾き（角度）をＣＰＵ１４１により算出し、当該傾きを補正するように回転機構１０９を駆動して、ヘッドユニット１０の基準軸ａ１を、ヘッドユニット組立装置１００のＹ軸に合致させる。そして、ステップＳ４へ進む。

図６のステップＳ４は、撮像工程である。ステップＳ４では、吐出ヘッド３０の複数のノズル３１のうち、離間した少なくとも２つのノズル３１を、撮像部１３２Ａ，１３２Ｂにより撮像する。吐出ヘッド３０の位置情報を正確に入手するために、できる限り離れた２つの対象物を撮像することが好ましい。そこで、ノズル列４１Ａの両端に位置するノズル３１を撮像する。直径がおよそ２８μｍのノズル３１の位置を求めようとする場合、ノズル面３７ａの表面状態やノズル孔の加工状態によって、ノズル３１の画像を正確に捉えることができないおそれがある。本実施形態では、吐出ヘッド３０に液状体を充填し、ノズル３１内の液状体のメニスカスを撮像することにより、ノズル３１の位置を特定する。さらには、ヘッド駆動部１１４により圧電素子に第２駆動波形を印加して、メニスカスを振動させた状態で撮像する。

図８（ａ）に示すように、圧電素子を駆動しない状態では、メニスカス８０は、表面張力によりノズル面３７ａからノズル３１内に引き込まれて、わずかに窪んで湾曲した状態となっている。照明装置１３３Ａ，１３３Ｂから落射した光は、湾曲したメニスカス８０の表面で反射するため、平坦なノズル面３７ａで反射した光との間で、輝度変化が生じ、ノズル３１の輪郭を際立たせる。このまま撮像してもよいが、ノズル面３７ａおよびノズル３１の出口付近に、撥液処理が施される場合がある。この撥液処理の状態によっては、ノズル３１ごとにメニスカスの湾曲状態が変化するおそれがある。また、撮像部１３２Ａ，１３２Ｂがカラー対応の撮像素子を備えている場合、ノズル面３７ａの色と液状体の色とを識別できないおそれがある。そこで、図８（ｂ）に示すように、圧電素子に第２駆動波形を印加すると、メニスカス８０は、ノズル面３７ａから突出した状態に変化する。第２駆動波形を周期的に圧電素子に印加すれば、同図（ａ）と同図（ｂ）の状態にメニスカスが振動する。このようにすれば、ノズル３１の輪郭がより際立つので、結果的にノズル３１の画像を正確に入手することができる。そして、ステップＳ５へ進む。

図６のステップＳ５は、演算工程である。ステップＳ５では、制御部１４０は、撮像機構１０４から入手したノズル３１の画像情報に基づいて、撮像されたノズル３１の中心位置を演算することで、基準軸ａ１あるいは標識部材７１，７２からの相対的なノズル３１の位置を求めることができる。そして、ＲＡＭ１４３に格納された吐出ヘッド３０のベースプレート１１に対する設計上の基準位置、言い換えれば、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１の基準軸ａ１あるいは標識部材７１，７２に対する設計上の基準位置との差を演算する。

より具体的には、図９に示すように、吐出ヘッド３０の位置情報は、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１の中点に相当する基準点Ｃ２のＸＹ軸成分（並進方向成分）と、両端のノズル３１を結ぶ軸に相当する基準軸ａ２のθ軸成分（回転成分）とで構成されている。また、このＸＹ軸成分およびθ軸成分は、それぞれヘッドユニット１０の基準点（標識部材７１，７２の穿孔の位置）および基準軸ａ１に対する値として取得されるようになっている。

ここで、吐出ヘッド３０の位置情報をノズル３１の位置に基づいて規定するようにしたのは、ノズル３１の位置が液状体の吐出位置の精度を直接的に決める要素の１つであるからである。

また、本実施形態ではノズル列４１Ａの両端のノズル３１の中点を基準点Ｃ２として選んでいるが、基準点の選び方はこのような方法に限定されるものではない。例えば、特定のノズル３１の中心点を基準点としてもよいし、着目するノズル３１の位置精度のバラツキに鑑みて、２つ以上の多数のノズル３１（ノズル列４１Ｂのノズルを含んでもよい）の重心点を基準点としてもよい。

また、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１を結ぶ軸を、ノズル列４１Ａ（４１Ｂ）内の配列方向を規定する軸と擬制して基準軸ａ２としているが、基準軸の選び方はこのような方法に限定されるものではない。例えば、着目するノズル３１の位置精度のバラツキに鑑みて、２つ以上の多数のノズル３１の位置から配列方向を規定する軸を算出するようにしてもよい。

撮像により得られた基準点Ｃ２と、設計上の基準位置としての基準点Ｃ３とのＸＹ軸成分の差ΔＸ₁，ΔＹ₁、および、撮像により得られた基準軸ａ２と、設計上の基準位置としての基準軸ａ３（Ｙ軸方向に一致）とのθ軸成分の差Δθが、演算によって求められる。

ヘッドユニット組立装置１００において、吐出ヘッド３０のベースプレート１１に対する設計上の基準位置（上記基準点Ｃ３、上記基準軸ａ３）については、ヘッドユニット１０の組み立てを行う前に、あるいは定期的に、校正することが好ましい。例えば、吐出ヘッド３０におけるノズル列４１Ａの両端のノズル３１に対応するマーカーを記したガラスプレートからなる原板をユニット載置台１１０に載置し、ステップＳ４、ステップＳ５と同じ方法で基準点Ｃ３の座標を基準位置として取得する。これにより、ヘッドユニット組立装置１００の機械的な精度変化の影響をあまり受けることなく、吐出ヘッド３０の位置を規定することができるようになる。そして、ステップＳ６へ進む。

図６のステップＳ６は、ヘッド位置決め工程である。ステップＳ６では、制御部１４０は、ステップＳ５にて求められたき基準位置との差（ΔＸ₁，ΔＹ₁，Δθ）に基づいて、ヘッド位置調整機構１０２を駆動制御し、調整ピン１２１により、副ヘッド保持部材６０の貫通孔６４ａ，６４ｂを力点として、吐出ヘッド３０をＸＹ軸方向およびθ軸方向に移動させる。すなわち、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０を位置決めする。

ところで、一対の調整ピン１２１により吐出ヘッド３０を回転移動する場合、ノズル面３７ａにおける機械的な回転中心Ｃ１（図７および図９参照）の位置は、正確に特定できるものではない。回転中心Ｃ１は、吐出ヘッド３０内の部品の組み立てバラツキ、吐出ヘッド３０と副ヘッド保持部材６０との取り付けバラツキ、一対の調整ピン１２１と貫通孔６４ａ，６４ｂとの係合状態のバラツキなどによって変動するからである。

したがって、θ軸方向に回転移動を行った際の基準点Ｃ２のＸＹ軸方向の移動量を正確に把握することはできず、これに起因して、基準位置との差を補償するためのヘッド位置調整機構１０２の移動量を正確に計算することができないおそれがある。また、調整ピン１２１および副ヘッド保持部材６０を介して行う吐出ヘッド３０の移動には、機械的な精度バラツキが存在するため、ヘッド位置調整機構１０２の移動量と実際の吐出ヘッド３０の移動量との間に誤差が生じるおそれがある。ゆえに、ステップＳ４〜ステップＳ６を繰り返して行うことが望ましい。複数回繰り返すことにより、誤差の影響を少なくすることができる。そして、ステップＳ７へ進む。

図６のステップＳ７は、ヘッド仮固定工程である。ステップＳ７では、制御部１４０は、接着剤注入機構１０３（図５参照）を駆動制御して、副ヘッド保持部材６０の貫通孔６３ａ，６３ｂに瞬間接着剤を注入する。これにより、貫通孔６３ａ，６３ｂの周りにおいて、副ヘッド保持部材６０の下面と主ヘッド保持部材５０の上面とが接合（仮固定）される。この仮固定は、後のヘッド本固定工程において、ねじ１６を本締めする際の反作用などによって、吐出ヘッド３０の取り付け位置がずれてしまうのを防ぐために行われるものである。そして、ステップＳ８へ進む。

図６のステップＳ８は、ヘッド本固定工程である。ステップＳ８では、ねじ１６を本締めして、副ヘッド保持部材６０と主ヘッド保持部材５０とを固定することにより、吐出ヘッド３０をベースプレート１１に対して実質的に固定する。

このようなヘッドユニット１０の組立方法によれば、吐出ヘッド３０が支持体としてのベースプレート１１に精度よく位置決めされ、固定されたヘッドユニット１０を提供することができる。

上記実施形態１の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態１のヘッドユニット組立装置１００およびこれを用いたヘッドユニット１０の組立方法によれば、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１において、振動させた液状体のメニスカスを撮像して、当該ノズル３１の位置を特定するヘッド位置検出機構１５０を用いている。したがって、当該ノズル３１を直接撮像して位置を特定する場合に比べて、精度よく当該ノズル３１の位置を特定することができる。ゆえに、当該ノズル３１の位置情報に基づいて、ヘッドユニット１０を精度よく組み立てすることができる。

（２）上記液滴吐出装置３００において、ヘッドユニット１０は、実施形態１のヘッドユニット組立装置１００を用いたヘッドユニット１０の組立方法により組み立てられ、キャリッジ３０９に取り付けられている。したがって、上記液滴吐出装置３００は、高い位置精度で液状体を所望の位置に吐出することができる。

（実施形態２）
次に、他のヘッド位置検出機構、これを備えた他のヘッドユニット組立装置、このヘッドユニット組立装置を用いたヘッドユニットの組立方法について説明する。

＜他のヘッドユニット組立装置＞
図１０は実施形態２のヘッドユニット組立装置の構成を示す概略図、図１１（ａ）は実施形態２のヘッド位置検出機構を示す概略側面図、同図（ｂ）は概略平面図である。説明にあたっては、実施形態１と異なる構成について主に説明する。なお、実施形態１と同様な構成については、同じ符番を用いている。

図１０に示すように、本実施形態のヘッドユニット組立装置２００は、支持体としてのベースプレート１１に吐出ヘッド３０が仮装着されたヘッドユニット２０の吐出ヘッド３０の位置を検出するヘッド位置検出機構２１０と、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０を所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構２２０と、これらの機構を統括的に制御する制御部２３０とを備えている。ヘッド位置検出機構２１０は、ヘッドユニット２０の吐出面２０ａ側に配置され、吐出ヘッド３０から吐出された液滴Ｄを検出して、その位置を特定可能な構成となっている。

ヘッドユニット２０は、ベースプレート１１の開口部１８にノズル面３７ａが図面上で下方に向くように吐出ヘッド３０を保持する主ヘッド保持部材９０ａと、副ヘッド保持部材９０ｂとを備えている。

主ヘッド保持部材９０ａおよび副ヘッド保持部材９０ｂの構成は、実施形態１の主ヘッド保持部材５０および副ヘッド保持部材６０と同様な構造を有している。ただし、主ヘッド保持部材９０ａおよび副ヘッド保持部材９０ｂによって、吐出面２０ａに対して反対側の表面２０ｂに吐出ヘッド３０の導入部３６を固定する構成となっている。吐出面２０ａに設けられる標識部材７１，７２の構成は、ヘッドユニット１０と同様である。

ヘッド位置調整機構２２０は、主ヘッド保持部材９０ａに副ヘッド保持部材９０ｂを介して遊びを有して仮装着された吐出ヘッド３０を、副ヘッド保持部材９０ｂを所定の平面内（Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸）において移動させる構成、例えば、実施形態１と同様な調整ピン、回転機構を有している。

ヘッド位置検出機構２１０は、ノズル３１から液状体を液滴Ｄとして吐出する駆動波形を駆動手段としての圧電素子に印加するノズル駆動部（図示省略）と、複数のノズル３１のうち、離間した少なくとも２つのノズル３１から吐出された液滴Ｄをそれぞれ検出する液滴検出部２１１（図１１参照）と、検出された液滴Ｄの位置を演算すると共に、離間した少なくとも２つのノズル３１のベースプレート１１に対する基準位置との差を演算する演算部（図示省略）とを、備えている。例えば、演算部は、ＣＰＵであり、制御部２３０に備える構成としてもよい。

制御部２３０は、離間した少なくとも２つのノズル３１から吐出され検出された液滴Ｄの位置が、当該ノズル３１のベースプレート１１に対する基準位置と合致するようにヘッド位置調整機構２２０を制御して、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０を位置決めする。

副ヘッド保持部材９０ｂを主ヘッド保持部材９０ａを介してベースプレート１１に仮固定する構成としては、実施形態１と同様に瞬間接着剤を注入する接着剤注入機構１０３を採用することができる。

図１１（ａ）に示すように、ヘッド位置検出機構２１０は、吐出ヘッド３０のノズル３１から吐出された液滴Ｄを検出する液滴検出部２１１を有している。液滴検出部２１１は、光源２０１と、光源２０１の光軸２０１ａ上に設けられた受光部２０２とを備えている。受光部２０２にはＣＣＤなどの撮像素子が組み込まれている。

光源２０１は、ハロゲンランプ、ナトリウムランプなどの高輝度ランプや、ＬＥＤランプなどを、検出する液状体の物性（例えば、光透過性、光反射性など）によって選択して、採用することができる。また、液滴Ｄの吐出に同期して間歇的に発光可能な構成となっている。これにより、飛行中の液滴Ｄの画像を静止画として入手することができる。また、発光間隔を短くして発光させれば、飛行中の液滴Ｄの軌道ｄ１を画像として入手することも可能である。

また、図１１（ｂ）に示すように、このような液滴検出部２１１は、移動台２０４上に２組設けられており、各液滴検出部２１１は、吐出された飛行中の液滴Ｄを、液滴Ｄの吐出方向（同図（ａ）参照）に対して直交すると共に、互いに異なる方向から撮像できるように配置されている。言い換えれば、光軸２０１ａが互いに交差するように、移動台２０４上に各液滴検出部２１１が配置されている。なお、液滴検出部２１１は、撮像光学系であり、実際には、吐出された液滴Ｄに焦点を合わせて撮像する必要がある。よって、２つの光軸２０１ａは、２つの撮像光学系の被写界深度の範囲内で交わるように、光源２０１と受光部２０２とが移動台２０４に配置されている。すなわち、ヘッド位置検出機構２１０は、所謂三角測量法により液滴Ｄの位置を特定するものである。

移動台２０４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動可能であり、且つθ軸を回転軸として回転可能な状態に構成されている。また、移動台２０４上には、光源２０１と受光部２０２との間に、吐出された液滴Ｄを受ける吸収体を備えた液滴受け部２０５と、ヘッドユニット２０の吐出面２０ａに設けられた標識部材７１，７２を望むことが可能な位置に設けられた撮像素子２０６Ａ，２０６Ｂとを備えている。

制御部２３０は、移動台２０４を吐出ヘッド３０の直下に移動させ、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１から吐出された液滴Ｄをそれぞれ撮像するように、ヘッド位置検出機構２１０を制御する。また、ヘッド位置検出機構２１０から得られた液滴Ｄの画像情報に基づいて、液滴Ｄの位置を演算すると共に、両端のノズル３１のベースプレート１１に対する基準位置との差を演算する。演算結果に基づいて、ヘッド位置調整機構２２０を駆動制御して、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０を位置決めする。詳しい位置決め方法は、後述するヘッドユニット２０の組立方法において説明する。

＜他のヘッドユニットの組立方法＞
次に、実施形態２のヘッドユニット２０の組立方法について、図１２〜図１３を参照して説明する。図１２は実施形態２のヘッドユニットの組立方法を示すフローチャート、図１３（ａ）〜（ｃ）は液滴の撮像状態を示す概略図である。

図１２に示すように、実施形態２のヘッドユニット２０の組立方法は、ヘッド仮装着工程（ステップＳ１１）と、ヘッドユニット基準軸合わせ工程（ステップＳ１２）と、吐出された液滴Ｄの位置を検出する検出工程としての撮像工程（ステップＳ１３）とを備えている。また、撮像結果から液滴Ｄの吐出不具合が有るか否か判定する判定工程（ステップＳ１４）と、吐出不具合が有る場合には、異常として通報する異常通報工程（ステップＳ１５）とを備えている。さらに、演算工程（ステップＳ１６）と、ヘッド位置決め工程（ステップＳ１７）と、ヘッド仮固定工程（ステップＳ１８）と、ヘッド本固定工程（ステップＳ１９）とを備えている。

図１２のステップＳ１１は、ヘッド仮装着工程である。ステップＳ１１では、副ヘッド保持部材９０ｂに固定された吐出ヘッド３０が、主ヘッド保持部材９０ａに対して遊びを有した状態で装着された主ヘッド保持部材９０ａを、ベースプレート１１に固定する。そして、ステップＳ１２へ進む。

図１２のステップＳ１２は、ヘッドユニット基準軸合わせ工程である。ステップＳ１２では、支持台などに固定されたヘッドユニット２０の標識部材７１，７２を、ヘッド位置検出機構２１０の移動台２０４に設けられた２つの撮像素子２０６Ａ，２０６Ｂによって観察し、基準軸ａ１がヘッドユニット組立装置２００のＹ軸方向と合致するように、移動台２０４をθ軸方向に回転させる。これにより、各液滴検出部２１１の光源２０１と受光部２０２のヘッドユニット組立装置２００における相対的なＸ，Ｙ座標が決まる。すなわち、基準軸ａ１あるいは標識部材７１，７２の基準点（穿孔）に対する２つの光軸２０１ａの交点の相対的な位置（Ｘ，Ｙ座標）が決まる。そして、ステップＳ１３へ進む。

図１２のステップＳ１３は、撮像工程である。ステップＳ１３では、制御部２３０は、移動台２０４を吐出ヘッド３０の直下に移動させる。詳しくは、図１１（ｂ）に示すように、ノズル列４１Ａの一方の端のノズル３１から吐出された液滴Ｄを観測可能な位置に、移動台２０４を移動させる。そして、液滴Ｄの吐出に同期して光源２０１を発光させることにより、図１３（ａ）に示すように、一方の端のノズル３１から吐出された飛行中の液滴Ｄを静止画として撮像する。撮像は、異なる２方向から行われるので、Ｘ軸とＹ軸によって規定された平面内のおける液滴Ｄの位置を特定することができる。ベースプレート１１に対する基準位置に位置したノズル３１から正常に液滴Ｄが吐出されれば、仮想の軌道ｄ１上に液滴Ｄが位置した画像が入手される。実際には、吐出ヘッド３０がベースプレート１１に仮装着された状態であるため、図１３（ｂ）に示すように、仮想の軌道ｄ１からずれた状態となる。続いて、ノズル列４１Ａの他方の端のノズル３１から吐出された液滴Ｄを観測可能な位置に、移動台２０４を移動させる。同様にして、他方の端のノズル３１から吐出された液滴Ｄを静止画として撮像する。そして、ステップＳ１４へ進む。

図１２のステップＳ１４は、判定工程である。ステップＳ１４では、撮像結果（液滴Ｄの検出結果）から吐出不具合が有るか否か、すわなち、液滴Ｄが正常に吐出されたか否かを判定する。ヘッド駆動部（図示省略）が圧電素子に駆動波形を印加するタイミングに同期して、吐出された液滴Ｄを撮像しようとしても、例えば、図１３（ｃ）に示すように、ノズル３１が目詰まりを起こしていれば、液滴Ｄは吐出されない。あるいは、極微量の液状体しか吐出されない。また、飛行曲がりが生じていれば、撮像範囲を外れてしまう。このような場合には、液滴Ｄの位置情報を入手できないので、制御部２３０は、吐出不具合が有るとして、ステップＳ１５へ進み、異常を知らせる。異常を通報する方法としては、ヘッドユニット組立装置２００にブザーなどを設けてアラーム音を鳴らす、ランプを設けて点灯させるなどの方法が挙げられる。液滴Ｄが、撮像範囲内に予め決められた大きさの範囲で撮像されていれば、吐出不具合がないとして、ステップＳ１６へ進む。

図１２のステップＳ１６は、演算工程である。ステップＳ１６では、ステップＳ１３で得られた液滴Ｄの画像情報を基に、液滴Ｄの位置を演算する。続いて、演算された液滴Ｄの位置と、ベースプレート１１に対する当該ノズル３１の基準位置との差を演算する。実質的には、図１３（ｂ）に示すように、仮想の軌道ｄ１の位置（Ｘ，Ｙ座標）との差（ΔＸ₂、ΔＹ₂）を演算する。このような演算は、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１から吐出されたそれぞれの液滴Ｄについて行われる。そして、ステップＳ１７へ進む。

図１２のステップＳ１７は、ヘッド位置決め工程である。ステップＳ１７では、ステップＳ１６で得られた２つの液滴Ｄの位置情報、すなわち、基準位置との差（ΔＸ₂，ΔＹ₂）に基づいて、制御部２３０は、ヘッド位置調整機構２２０を駆動制御して、ベースプレート１１に対する吐出ヘッド３０の位置決めを行う。上記２つの液滴Ｄの位置情報におけるΔＸ₂，ΔＹ₂が入手できれば、これを両端のノズル３１の位置として見立てると、図９に示したΔＸ₁，ΔＹ₁，Δθを求めることができ、実施形態１のステップＳ６と同様な方法で吐出ヘッド３０の位置決めができる。そして、ステップＳ１８へ進む。

図１２のステップＳ１８は、ヘッド仮固定工程である。ステップＳ１８では、実施形態１のステップＳ７と同様にして、瞬間接着剤を注入することにより、副ヘッド保持部材９０ｂを主ヘッド保持部材９０ａを介してベースプレート１１に仮固定する。そして、ステップＳ１９へ進む。

図１２のステップＳ１９は、ヘッド本固定工程である。ステップＳ１９では、実施形態１のステップＳ８と同様にして、吐出ヘッド３０の本固定を行うので、詳細の説明を省略する。

このようなヘッドユニット２０の組立方法によれば、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１から吐出されたそれぞれの液滴Ｄの位置を検出することにより、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０を位置決めして固定する。したがって、ヘッドユニット２０の組み立てを、実際の液滴Ｄの吐出状態を反映させて、精度よく行うことが可能である。

なお、実施形態１でも触れたように、ヘッドユニット組立装置２００の機械的な精度を考慮して、ステップＳ１２のヘッドユニット基準軸合わせは、組み立て前、または定期的に校正することが望ましい。

また、ステップＳ１３〜ステップＳ１７を複数回繰り返すことが好ましい。図１４は、複数回に渡って検出された液滴Ｄの位置を示すグラフである。液滴Ｄの位置は、両端のノズル３１における吐出状態、例えば、吐出環境下での液状体の粘度（温度）や圧電素子に印加される駆動波形などの変動要因により、バラツキが生じるおそれがある。このようなバラツキは、一般的に正規分布となり、図１４に示すように、所定の円内に収まる。したがって、このバラツキを示す円の中心座標（ｘ１，ｙ１）を液滴Ｄの位置として適用する。この中心座標（ｘ１，ｙ１）を基準位置（０，０）となるように吐出ヘッド３０を位置決めする。これにより上記吐出状態のバラツキの影響を考慮して、高精度で位置決めすることが可能である。

上記実施形態２の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態２のヘッドユニット組立装置２００およびこれを用いたヘッドユニット２０の組立方法によれば、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１から吐出されたそれぞれの液滴Ｄの位置を特定するヘッド位置検出機構２１０を用いている。したがって、当該ノズル３１を直接撮像して位置を特定する場合に比べて、実際に液状体を液滴Ｄとして吐出する際の吐出状態のバラツキを考慮して、吐出ヘッド３０の位置を特定することができる。ゆえに、吐出ヘッド３０の位置情報に基づいて、ヘッドユニット２０を精度よく組み立てすることができる。

（２）上記液滴吐出装置３００において、ヘッドユニット２０は、実施形態２のヘッドユニット組立装置２００を用いたヘッドユニット２０の組立方法により組み立てられ、キャリッジ３０９に取り付けられている。したがって、上記液滴吐出装置３００は、実際の液状体の吐出状態を考慮した高い位置精度で液状体を所望の位置に吐出することができる。

上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。

（変形例１）上記実施形態１および実施形態２において、ベースプレート１１に取り付けられる吐出ヘッド３０は、１つに限定されない。複数の吐出ヘッド３０をベースプレート１１に取り付ける場合にも、ヘッドユニット組立装置１００，２００およびこれらの装置を用いたヘッドユニットの組立方法を適用することができる。

（変形例２）上記実施形態１および実施形態２において、吐出ヘッド３０の配置方向は、ノズル列４１Ａ，４１ＢがＸ軸方向と並行する方向に限定されない。例えば、Ｘ軸と交差するように傾けて、ベースプレート１１に配置する場合にも、ヘッドユニット組立装置１００，２００およびこれらの装置を用いたヘッドユニットの組立方法を適用することができる。

（変形例３）上記実施形態１のヘッドユニット組立装置１００および上記実施形態２のヘッドユニット組立装置２００において、ベースプレート１１に対して吐出ヘッド３０の位置決めを行うヘッド位置調整機構１０２，２２０は、一対の調整ピン１２１を用いた構成に限定されない。例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の３つの可動軸を有するロボットアームを用いて、吐出ヘッド３０を直接把持して位置決めする構成としてもよい。

（変形例４）上記実施形態２のヘッドユニット組立装置２００において、液滴検出部２１１の構成は、これに限定されない。例えば、光源２０１としてレーザ光源を用い、液滴Ｄに照射されたレーザ光の反射光を受光する受光部を備えることにより、液滴Ｄの位置を計測する構成を採用することもできる。これにより、液滴Ｄの位置検出を行う光学系をより簡単な構成とすることができる。

（変形例５）上記実施形態１のヘッドユニット組立装置１００および上記実施形態２のヘッドユニット組立装置２００の構成は、これに限定されない。例えば、画像を表示するモニタ（表示部）を装備して、画像情報を見ながら吐出ヘッド３０の組み立てを行うようにしてもよい。

（変形例６）上記実施形態１のヘッドユニット１０の組立方法および実施形態２のヘッドユニット２０の組立方法において、吐出ヘッド３０の位置を規定する対象は、ノズル列４１Ａの両端のノズル３１に限定されない。例えば、実際の液状体の吐出に寄与する複数のノズル３１を対象として、そのメニスカスや吐出された液滴Ｄを撮像してもよい。より現実的な吐出ヘッド３０の位置決めを行うことができる。

（変形例７）上記実施形態１のヘッドユニット１０および実施形態２のヘッドユニット２０の組立方法において、吐出ヘッド３０を仮固定する方法は、瞬間接着剤を用いることに限定されない。例えば、紫外線硬化型の接着剤を塗布して、硬化させることにより仮固定してもよい。これによれば、予め接着剤を塗布してから吐出ヘッド３０の位置決めを行い、後から紫外線を照射して仮固定することができる。ゆえに、接着剤が接着部に馴染む時間を効率的に確保することができる。

液滴吐出装置の要部構成を示す概略斜視図。 （ａ）は吐出ヘッドを示す概略斜視図、（ｂ）はノズルの配置を示す概略平面図。 実施形態１のヘッドユニットの構造を示す概略斜視図。 実施形態１のヘッドユニット組立装置の外観構成を示す斜視図。 実施形態１のヘッドユニット組立装置の機能ブロック図。 実施形態１のヘッドユニットの組立方法を示すフローチャート。 実施形態１のヘッドユニットの組立方法を示す概略斜視図。 （ａ）および（ｂ）はノズル内のメニスカスの状態を示す概略断面図。 吐出ヘッドの取り付け位置を規定する方法を示す平面図。 実施形態２のヘッドユニット組立装置の構成を示す概略図。 実施形態２のヘッド位置検出機構を示す（ａ）は概略側面図、（ｂ）は概略平面図。 実施形態２のヘッドユニットの組立方法を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）は液滴の撮像状態を示す概略図。 複数回に渡って検出された液滴の位置を示すグラフ。

符号の説明

１０…ヘッドユニット、１１…支持体としてのベースプレート、２０…ヘッドユニット、３０…吐出ヘッド、３１…ノズル、８０…液状体のメニスカス、１００…ヘッドユニット組立装置、１０２…ヘッド位置調整機構、１０４…撮像機構、１１４…ヘッド駆動部、１４０…制御部、１４１…演算部としてのＣＰＵ、１５０…ヘッド位置検出機構、２００…ヘッドユニット組立装置、２０１…光源、２０２…受光部、２１０…ヘッド位置検出機構、２１１…液滴検出部、２２０…ヘッド位置調整機構、２３０…制御部。

Claims (13)

1. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドの支持体に対する位置を検出するヘッド位置検出機構であって、
   前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズル内の前記液状体のメニスカスを撮像する撮像機構と、
   撮像された前記液状体のメニスカスの情報から前記離間した少なくとも２つのノズルの位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算部と、を備えたことを特徴とするヘッド位置検出機構。
2. 前記吐出ヘッドは、前記ノズルごとに前記液状体を吐出するための駆動手段を有し、
   前記液状体のメニスカスを振動させる駆動波形を前記駆動手段に印加するノズル駆動部をさらに備え、
   前記撮像機構は、振動させた前記液状体のメニスカスを撮像することを特徴とする請求項１に記載のヘッド位置検出機構。
3. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドの支持体に対する位置を検出するヘッド位置検出機構であって、
   前記吐出ヘッドは、前記ノズルごとに前記液状体を吐出するための駆動手段を有し、
   前記ノズルから前記液状体を液滴として吐出する駆動波形を前記駆動手段に印加するノズル駆動部と、
   前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出された前記液滴をそれぞれ検出する液滴検出部と、
   検出された前記液滴の位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算部と、を備えたことを特徴とするヘッド位置検出機構。
4. 前記液滴検出部は、吐出された飛行中の前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して直交すると共に、互いに異なる方向から撮像する少なくとも２つの撮像光学系からなることを特徴とする請求項３に記載のヘッド位置検出機構。
5. 前記撮像光学系は、光源と、前記光源の光軸上に設けられた受光部とを備え、
   前記光源は、前記液滴の吐出に同期して間歇的に発光することを特徴とする請求項４に記載のヘッド位置検出機構。
6. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組み立てを行うヘッドユニット組立装置であって、
   請求項１または２に記載のヘッド位置検出機構と、
   吐出ヘッドを所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構と、
   前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルの検出された位置が、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置と合致するように前記ヘッド位置調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするヘッドユニット組立装置。
7. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組み立てを行うヘッドユニット組立装置であって、
   請求項３乃至５のいずれか一項に記載のヘッド位置検出機構と、
   吐出ヘッドを所定の平面内において移動させるヘッド位置調整機構と、
   前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出され検出された前記液滴の位置が、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置と合致するように前記ヘッド位置調整機構を制御する制御部と、を備えたことを特徴とするヘッドユニット組立装置。
8. 前記制御部は、検出された前記液滴の情報から、吐出不具合の有無を判定して、吐出不具合が有る場合には、異常を知らせる制御信号を生成することを特徴とする請求項７に記載のヘッドユニット組立装置。
9. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組立方法であって、
   前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズル内の前記液状体のメニスカスを撮像する撮像工程と、
   撮像された前記液状体のメニスカスの情報から前記離間した少なくとも２つのノズルの位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算工程と、
   前記基準位置との差に基づいて、前記支持体に対して前記吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、を備えたことを特徴とするヘッドユニットの組立方法。
10. 前記撮像工程では、振動させた前記液状体のメニスカスを撮像することを特徴とする請求項９に記載のヘッドユニットの組立方法。
11. 複数のノズルから液状体を吐出する吐出ヘッドと支持体とを少なくとも含むヘッドユニットの組立方法であって、
    前記複数のノズルのうち、離間した少なくとも２つのノズルから吐出された前記液状体の液滴をそれぞれ検出する検出工程と、
    検出された前記液滴の位置を演算すると共に、前記離間した少なくとも２つのノズルの前記支持体に対する基準位置との差を演算する演算工程と、
    前記基準位置との差に基づいて、前記支持体に対して前記吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、を備えたことを特徴とするヘッドユニットの組立方法。
12. 前記検出工程では、吐出された飛行中の前記液滴を、前記液滴の吐出方向に対して直交すると共に、互いに異なる少なくとも２つの方向から撮像して前記液滴の位置を検出することを特徴とする請求項１１に記載のヘッドユニットの組立方法。
13. 検出された前記液滴の情報から、前記液滴の吐出不具合が有るか否か判定する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１１または１２に記載のヘッドユニットの組立方法。

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