JP4207074B2

JP4207074B2 - アライメント装置及びアライメント方法

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Publication number: JP4207074B2
Application number: JP2006248840A
Authority: JP
Inventors: 琢磨岡室; 資紀奥村; 睦彦太田; 和敏後藤; 功柳澤; 靖雄稲岡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-09-14
Also published as: US7643144B2; US20080068610A1; JP2008068514A

Description

本発明はアライメント装置及びアラインメント方法に関し、特に複数台の光学手段を用いて一つのワークに対し二つのアライメントマークで前記ワークの所定位置への位置決めを行う場合に適用して有用なものである。

インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンクなどの液体収容部に収容されたインクをインク滴として吐出するインクジェット式記録ヘッドを含むインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットと言う）を具備する。ここで、インクジェット式記録ヘッドは並設されたノズル開口からなるノズル列を有するもので、そのインク吐出面側はカバーヘッドで保護されている。カバーヘッドは、インクジェット式記録ヘッドのインク滴吐出面側に設けられてノズル開口を露出する開口窓部を有する窓枠部と、窓枠部からインクジェット式記録ヘッドの側面側に折り曲げ成形された側壁部とを有し、側壁部をインクジェット式記録ヘッドの側面に接合することで固定されている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記カバーヘッドや固定板等の固定部材と複数のインクジェット式記録ヘッドとを接合する際には、平板状のガラスマスクに設けられた基準マークに、インクジェット式記録ヘッドのノズルプレートに設けられたアライメントマークが合致するように固定部材に対しインクジェット式記録ヘッドを動かして所定の位置決めを行っている。さらに詳言すると、光軸をマスク側から基準マークを介してアライメントマークの方向に向けた光学手段で、基準マークとこれに位置的に対応するアライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うようインクジェット式記録ヘッドの位置を調整している。したがって、光学手段の光軸は、正確に基準マーク及びアライメントマークの方向を向いているのが望ましい。

特に、アライメントの迅速化乃至合理化を図るため、ワークである一個のインクジェット式記録ヘッドに対して２個のアライメントマークを２台の顕微鏡等の光学手段を用いて同時に観察しつつ２箇所のアライメントマークに対する位置合わせを一度に行うことが考えられるが、この場合には各光学手段の相対的な光軸ずれを生起しないように調整しておく必要がある。

この種の光軸合わせに関する従来技術として、光軸とアライメントマスク、ワークとの傾きによるアライメントマークのずれ量を考慮してアライメントを行うものが存在する（特許文献２参照）。

特開２００２−１６０３７６号公報（第４頁、図３）特開２００１−１５３６０８号公報（第４頁、図２）

しかしながら、上述の如き従来技術に係る光軸合わせ方法では、ずれ量の演算が必要になるばかりでなく、演算により求めたずれ量に基づき補正をかける方式であるので、アライメントマークを視認することができず、人の感覚に基づくアライメントが困難である。

なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドユニットの製造に伴うアライメントの際だけでなく、他の液体噴射ヘッドユニットの製造に伴うアライメントの際にも同様に発生する。

本発明は、上述の如き従来技術に鑑み、光学手段の光軸を正規な状態に容易に調整して高精度のアライメントに資することができるアライメント装置及びアライメント方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際に用いられるアライメント装置であって、
前記アライメントマークが位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、
光軸調整用アライメントマークが設けられた光軸調整用マスクと、
一つの光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記アライメントマークの方向に向けられており、一つの箇所の前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察し得るとともに、同様の観察を他の箇所の基準マークと光軸調整用アライメントマークとに関しても行い得るように構成した一つの光学手段と、
他の光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられており、前記一つの箇所又は前記他の箇所の前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察し得るように構成した他の光学手段と、
前記一つの光学手段による前記観察に基づき前記一つの箇所及び他の箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように前記光軸調整用マスクの位置調整を行うとともに、前記他の光学手段による前記観察に基づき前記一つの箇所又は他の箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように前記他の光軸の光軸調整を行う調整手段とを有することを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、一つの光学手段による観察に基づき一つの箇所及び他の箇所、すなわち２箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように前記光軸調整用マスクの位置調整を行うので、このことによりマスクと光軸調整用マスクとの相対的な位置関係が正規なものとなる。
そして、かかる状態で他の光学手段による観察に基づき前記一つの箇所又は他の箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように他の光軸の光軸調整を行うので、一つの光学手段及び他の光学手段のそれぞれの光軸を相対的に合致させることができる。
この結果、複数台の光学手段を用いて一つのワークに対し二つのアライメントマークで前記ワークの所定位置への位置決めを行うことができるばかりでなく、この位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、一つのワークに対し一回の作業で迅速且つ高精度のアライメントを行うことができる。

本発明の第２の態様は、
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際に用いられるアライメント装置であって、
前記アライメントマークが位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、
平面上で前記基準マークの画像と重ね合わせたとき前記平面内における一方向とこれに直交する他の方向に関するずれ量をそれぞれ検知し得る光軸調整用アライメントマークが設けられた光軸調整用マスクと、
一つの光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられている一つの光学手段と、
他の光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられている他の光学手段と、
前記一つの光学手段により得る前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき前記一方向及び他の方向に関する前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの位置関係がそれぞれ所定のものとなるように位置調整するとともに、前記他の光学手段により得る前記基準マークと光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき前記一方向又は他の方向に関する前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの位置関係が所定のものとなるように前記他の光軸の光軸調整を行う調整手段とを有することを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、一つの光学手段により得る基準マークと光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき一方向及びこれと直交する他の方向に関する基準マークと光軸調整用アライメントマークとの位置関係がそれぞれ所定のものとなるように位置調整するので、マスクと光軸調整用マスクとの相対的な位置関係が正規なものとなる。
そして、かかる状態で他の光学手段により得る基準マークと光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき一方向又は他の方向に関する基準マークと光軸調整用アライメントマークとの位置関係が所定のものとなるように他の光軸の光軸調整を行うので、一つの光学手段及び他の光学手段のそれぞれの光軸を相対的に合致させることができる。
この結果、複数台の光学手段を用いて一つのワークに対し二つのアライメントマークで前記ワークの所定位置への位置決めを行うことができるばかりでなく、この位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、一つのワークに対し一回の作業で迅速且つ高精度のアライメントを行うことができる。

本発明の第３の態様は、
上記第１又は第２の態様に記載するアライメント装置において、
前記ワークは液体噴射ヘッドであることを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、複数の液体噴射ヘッドのアライメントに際し上記第１又は第２の態様と同様の作用・効果を得る。

本発明の第４の態様は、
上記第１乃至第３の態様の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記光軸調整用マスクは所定のアライメント時のワークの配設位置に配設したことを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、光軸調整をワークの配設位置を基準に行うことができるので、かかる光軸調整の後に行うワークのアライメントをさらに高精度に行うことができる。

本発明の第５の態様は、
上記第１乃至第４の態様の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記マスクは前記光軸に沿いアライメントマークに向けて突出する凸部を有し、この凸部に基準マークを設けたものであることを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、基準マークとアライメントマークとの間の距離を小さくすることができる結果、光軸のずれを可及的に小さくでき、またマスクを厚い部材、すなわち十分な剛性を有する部材で支持することができ、前記部材の撓み等によるずれを生起することもないので、さらに高精度の位置決めを行うことができる。

本発明の第６の態様は、
上記第１乃至第５の態様の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記一つの光学手段及び他の光学手段は、各光軸を共有する一つの光学系が前記アライメントマークにそれぞれ焦点を合わせ得るとともに他の光学系が前記基準マークにそれぞれ焦点を合わせ得るようにした二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とするアライメント装置にある。
本態様によれば、二焦点顕微鏡を用いて基準マークと光軸調整用アライメントマーク乃至アライメントマークとを同時に見ることができるので、一つの光学系と他の光学系とで個別に焦点を合わせた基準マークと光軸調整用アライメントマーク乃至アライメントマークとの画像を重ね合わせて所定の位置決め乃至光軸調整を行うことができる。すなわち、各光学系の被写界深度を可及的に小さくしてその分倍率を大きくすることができる。
この結果、光学手段の光軸調整を高精度に行い得るばかりでなく、ワークの所定の位置決めをさらに高精度に行うことができる。

本発明の第７の態様は、
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際におけるアライメント方法であって、
前記アライメントマークがそれぞれ位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、光軸調整用アライメントマークを形成した光軸調整用マスクとを相対向させる工程と、
光軸を前記マスク側から一箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた一つの光学手段で前記一箇所の基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記光軸調整用マスクの位置を調整するとともに、同様の位置調整を他の箇所の基準マークと光軸調整用アライメントマークとに関しても行う工程と、
他の光軸を前記マスク側から前記一箇所又は他の箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた他の光学手段で、前記一箇所又は他の箇所の基準マークと、前記一箇所又は他の箇所の基準マークに位置的に対応する光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記他の光軸を調整する工程と、
前記一つの光学手段と他の光学手段とで同時に前記ワークの異なる基準マーク及びアライメントマークの組を観察して前記ワークの位置決めを行う工程とを有することを特徴とするアライメント方法にある。
本態様によれば、一つの光学手段による観察に基づきマスクと光軸調整用マスクとの相対的な位置関係が正規なものとし、さらに他の光学手段による観察に基づき他の光軸の光軸調整を行うことで一つの光学手段及び他の光学手段のそれぞれの光軸を相対的に合致させることができる。
この結果、複数台の光学手段を用いて一つのワークに対し二つのアライメントマークで前記ワークの所定位置への位置決めを行うことができるばかりでなく、この位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、一つのワークに対し一回の作業で迅速且つ高精度のアライメントを行うことができる。

本発明の第８の態様は、
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際におけるアライメント方法であって、
前記アライメントマークがそれぞれ位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、光軸調整用アライメントマークを形成した光軸調整用マスクとを相対向させる工程と、
光軸を前記マスク側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた一つの光学手段で前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して前記光軸調整用マスクと平行な平面内における一方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように調整するとともに、同様の位置関係の調整を前記平面内における前記一方向に直交する他の方向に関して行う工程と、
他の光軸を前記マスク側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた他の光学手段で、前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して前記一方向又は他の方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように前記他の光軸を調整する工程と、
前記一つの光学手段と他の光学手段とで同時に前記ワークの異なる基準マーク及びアライメントマークの組を観察して前記ワークの位置決めを行う工程とを有することを特徴とするアライメント方法にある。
本態様によれば、一つの光学手段によりマスクと光軸調整用マスクとの相対的な位置関係が正規なものとなるように調整し、その後他の光学手段により一方向又は他の方向に関する基準マークと光軸調整用アライメントマークとの位置関係が所定のものとなるように他の光軸の光軸調整を行うことで一つの光学手段及び他の光学手段のそれぞれの光軸を相対的に合致させることができる。
この結果、複数台の光学手段を用いて一つのワークに対し二つのアライメントマークで前記ワークの所定位置への位置決めを行うことができるばかりでなく、この位置決めを高精度に行うことができる。すなわち、一つのワークに対し一回の作業で迅速且つ高精度のアライメントを行うことができる。

＜インクジェット式記録ヘッドユニット（液体噴射ヘッドユニット）＞
本発明の実施の形態に係るアライメント装置を説明するのに先立ち液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニットの一例であるインクジェット式記録ヘッドユニットを説明しておく。インクジェット式記録ヘッドが当該アライメントの対象となるワークの一例である。

図１は前記インクジェット式記録ヘッドユニットの分解斜視図、図２はインクジェット式記録ヘッドユニットの組立斜視図、図３はその要部断面図である。

これらの図に示すように、インクジェット式記録ヘッドユニット２００（以下、ヘッドユニット２００と言う）は、カートリッジケース２１０、インクジェット式記録ヘッド２２０、カバーヘッド２４０及び固定板２５０を有する。

これらのうち、カートリッジケース２１０は、インクカートリッジ（図示なし）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する前記インクカートリッジの保持部材である。インクカートリッジは、例えばブラック及び３色のカラーインクが充填された別体で構成されたインク供給手段である。すなわち、カートリッジケース２１０には、各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される。

また、図３に特に明示するように、カートリッジケース２１０には、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口するとともに他端がヘッドケース２３０側に開口する複数のインク連通路２１２が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路２１２の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が固定されている。この固定は、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路２１２に形成されたフィルタ（図示なし）を介して行われる。

ヘッドケース２３０は、カートリッジケース２１０の底面に固着されている。インクジェット式記録ヘッド２２０は、複数の圧電素子３００を有するとともに、カートリッジケース２１０とは反対側の端面に圧電素子３００の駆動によってノズル開口２１からインク滴を吐出するもので、インクカートリッジの各色のインクを吐出するようインク色毎に対応して複数個設けられている。そこで、ヘッドケース２３０も各インクジェット式記録ヘッド２２０に対応してそれぞれ独立して複数個設けられている。

上述の如きインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０について図４及び図５を追加してさらに詳細に説明する。ここで、図４はインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０の要部の分解斜視図、図５はインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０の断面図である。

両図に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２０、流路形成基板１０、保護基板３０及びコンプライアンス基板４０の４つの基板で構成されている。これらのうち流路形成基板１０は、本例では、シリコン単結晶基板からなり、その一方面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が形成されている。本例では、流路形成基板１０の幅方向に関し２個ずつの２列の圧力発生室１２が、流路形成基板１０の他方面側から異方性エッチングにより形成されている。また、各列の圧力発生室１２の長手方向外側には、後述する保護基板３０に設けられるリザーバ部３１と連通し、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成する連通部１３が形成されている。連通部１３は、インク供給路１４を介して各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれ連通されている。

流路形成基板１０の開口面側には、ノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。このノズルプレート２０には各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されている。かくして、本例では、１個のインクジェット式記録ヘッド２２０にノズル開口２１が並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。

ここで、ノズルプレート２０は、厚さが例えば０．０１〜１ｍｍ、線膨張係数が３００℃以下（例えば２．５〜４．５［１０^−６／℃］）であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼等で好適に形成することができる。また、ノズルプレート２０には、固定板２５０との位置合わせを行う際に使用されるアライメントマーク２２（後に詳説する）が設けられている。本例では、アライメントマーク２２は、ノズル開口２１の並設方向の端部に２個設けられている。

一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には弾性膜５０上に圧電素子３００が配設されている。この圧電素子３００は、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５、金属からなる下電極膜、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層及び金属からなる上電極膜を順次積層することで形成される。

保護基板３０は、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上に接合されている。リザーバ部３１は、本例では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。このような保護基板３０は、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等で好適に形成し得るが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることが好ましく、本例では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成している。

さらに、保護基板３０上には、各圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ１１０が設けられている。この駆動ＩＣ１１０の各端子は、図示しないボンディングワイヤ等を介して各圧電素子３００の個別電極から引き出された引き出し配線と接続されている。そして、駆動ＩＣ１１０の各端子には、図１に示すような、フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）等の外部配線１１１を介して外部と接続され、外部から外部配線１１１を介して印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。

コンプライアンス基板４０は保護基板３０上に接合されており、そのリザーバ１００に対向する領域には、リザーバ１００にインクを供給するためのインク導入口４４が厚さ方向に貫通して形成されている。また、コンプライアンス基板４０のリザーバ１００に対向する領域のインク導入口４４以外の領域は、厚さ方向に薄く形成された可撓部４３となっており、リザーバ１００は、可撓部４３により封止されている。この可撓部４３により、リザーバ１００内にコンプライアンスを与えている。さらに詳言すると、コンプライアンス基板４０上には、インク供給連通路２３１を有するヘッドケース２３０が設けられており、このヘッドケース２３０には、可撓部４３に対向する領域に凹部２３２が形成され、可撓部４３の撓み変形が適宜行われるようになっている。

ヘッドケース２３０には、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１１０に対向する領域に厚さ方向に貫通した駆動ＩＣ保持部２３３が設けられており、外部配線１１１は、駆動ＩＣ保持部２３３を挿通して駆動ＩＣ１１０と接続されている。

上述の如き構成のインクジェット式記録ヘッド２２０は、インクカートリッジからのインクをインク連通路２１２（図３参照）及びインク供給連通路２３１を介してインク導入口４４から取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで充満させる。かかる状態で、駆動ＩＣ１１０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの圧電素子３００に電圧を印加し、弾性膜５０及び圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力を上げてノズル開口２１からインク滴を吐出させる。

かかるインクジェット式記録ヘッド２２０を構成する各部材及びヘッドケース２３０には、組立時に各部材を位置決めするためのピンが挿入されるピン挿入孔２３４が角部の２箇所に設けられている。そして、ピン挿入孔２３４にピンを挿入して各部材の相対的な位置決めを行いながら部材同士を接合することで、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０が一体的に組み合わせられる。

なお、上述したインクジェット式記録ヘッド２２０は、１枚のシリコンウェハ上に多数のチップを同時に形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接着して一体化し、その後、図４に示すような１つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割することによって形成する。

かかるインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０は、図１乃至図３に示すように、カートリッジケース２１０にノズル列２１Ａの並び方向に所定の間隔で４つ固定されている。すなわち、ヘッドユニット２００には、ノズル列２１Ａが８列設けられていることになる。

このように複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いて並設されたノズル開口２１からなるノズル列２１Ａの多列化を図ることで、１つのインクジェット式記録ヘッド２２０にノズル列２１Ａを多列形成するのに比べて歩留まりの低下を防止することができる。また、ノズル列２１Ａの多列化を図るために複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を用いることで、１枚のシリコンウェハから形成できるインクジェット式記録ヘッド２２０の取り数を増大させることができ、シリコンウェハの無駄な領域を減少させて製造コストを低減することができる。

また、このような４つのインクジェット式記録ヘッド２２０は、図１及び図３に示すように、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に接合された共通の固定部材である固定板２５０によって位置決めされて保持されている。固定板２５０は、平板からなり、ノズル開口２１を露出する露出開口部２５１と、露出開口部２５１を画成すると共にインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の少なくともノズル列２１Ａの両端部側に接合される接合部２５２とを具備する。

接合部２５２は、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０に亘ってインク滴吐出面の外周に沿って設けられた固定用枠部２５３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の間に延設されて露出開口部２５１を分割する固定用梁部２５４とで構成され、固定用枠部２５３及び固定用梁部２５４からなる接合部２５２が複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面に同時に接合されている。また、接合部２５２の固定用枠部２５３は、インクジェット式記録ヘッド２２０の製造時に各部材を位置決めするピン挿入孔２３４を塞ぐように形成されている。

かかる固定板２５０の材料としては、例えばステンレス鋼などの金属、ガラスセラミックス又はシリコン単結晶基板等が好適である。なお、固定板２５０は、ノズルプレート２０との熱膨張の違いによる変形を防止するために、ノズルプレート２０と熱膨張係数が同じ材料を用いるのが好ましい。例えば、ノズルプレート２０がシリコン単結晶基板で形成されているときは、固定板２５０をシリコン単結晶基板で形成するのが好適である。

また、固定板２５０は、薄く形成するのが好ましく、後述するカバーヘッド２４０よりも薄くするのが望ましい。固定板２５０を厚くすると、ノズルプレート２０のインク滴吐出面をワイピングした際に固定用梁部２５４の間などにインクが残留し易いからである。すなわち、固定板２５０を薄く形成することで、ワイピングの際にインクがノズルプレート２０のインク滴吐出面に残留するのを防止することができる。

なお、本例では、固定板２５０の厚さを０．１ｍｍとした。また、固定板２５０とノズルプレート２０との接合は、特に限定されず、例えば、熱硬化性のエポキシ系接着剤や、紫外線硬化型の接着剤等を用いて好適に行うことができる。

このように、固定板２５０が、固定用梁部２５４によって隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の間を塞いでいるため、隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の間にインクが侵入することがなく、圧電素子３００や駆動ＩＣ１１０などのインクジェット式記録ヘッド２２０のインクによる劣化及び破壊を防止することができる。また、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面と固定板２５０との間は、接着剤によって隙間なく接着されているため、隙間に被記録媒体が入り込むのを防止して固定板２５０の変形及び紙ジャムを防止することができる。

このように上述のヘッドユニット２００では４つのインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に固着してあるが、このインクジェット式記録ヘッド２２０の固定板２５０への位置決めは、後に説明するアライメント装置を用いて行う。

さらに、ヘッドユニット２００には、図１及び図２に示すように、固定板２５０に対してインクジェット式記録ヘッド２２０とは反対側に、各インクジェット式記録ヘッド２２０を覆うように箱形状を有するカバーヘッド２４０が設けられている。このカバーヘッド２４０は、固定板２５０の露出開口部２５１に対応して開口部２４１が設けられた固定部２４２と、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面の側面側に、固定板２５０の外周に亘って屈曲するように設けられた側壁部２４５とを具備する。

固定部２４２は、固定板２５０の固定用枠部２５３に対応して設けられた枠部２４３と、固定板２５０の固定用梁部２５４に対応して設けられて開口部２４１を分割する梁部２４４とで構成されている。また、枠部２４３及び梁部２４４からなる固定部２４２は、固定板２５０の接合部２５２に接合されている。

このように、インクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出面とカバーヘッド２４０との間が隙間なく接合されているため、隙間に被記録媒体が入り込むのを防止してカバーヘッド２４０の変形及び紙ジャムを防止することができる。また、カバーヘッド２４０の側壁部２４５が、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の外周縁部を覆うことで、インクジェット式記録ヘッド２２０の側面へのインクの回り込みを確実に防止することができる。

このようなカバーヘッド２４０の材料としては、例えばステンレス鋼などの金属材料が挙げられる。かかる、金属板をプレス加工により形成してもよく、成形により形成するようにしてもよい。また、カバーヘッド２４０を導電性の金属材料とすることで、接地することができる。

さらに、カバーヘッド２４０は、インクジェット式記録ヘッド２２０をワイピングやキャッピングなどの衝撃から保護するために、ある程度の強度が必要である。このため、カバーヘッド２４０は比較的厚くする必要がある。本例では、カバーヘッド２４０の厚さを０．２ｍｍとした。

なお、カバーヘッド２４０と固定板２５０との接合方法は、特に限定されず、例えば熱硬化性のエポキシ系接着剤による接着が挙げられる。

また、固定部２４２には、カバーヘッド２４０を他部材に位置決め固定するための固定孔２４７が設けられたフランジ部２４６が設けられている。このフランジ部２４６は、側壁部２４５から液滴吐出面の面方向と同一方向に突出するように屈曲して設けられている。本例におけるカバーヘッド２４０は、図２及び図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０を保持した保持部材であるカートリッジケース２１０に固定されている。

さらに詳言すると、図２及び図３に示すように、カートリッジケース２１０には、インク滴吐出面側に突出して、カバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入される突起部２１５が設けられており、この突起部２１５をカバーヘッド２４０の固定孔２４７に挿入するとともに突起部２１５の先端部を加熱してかしめることで、カートリッジケース２１０にカバーヘッド２４０が固定されている。このようなカートリッジケース２１０に設けられた突起部２１５を、フランジ部２４６の固定孔２４７よりも小径の外径とすることで、カバーヘッド２４０をインク滴吐出面の面方向に位置決めしてカートリッジケース２１０に固定することができる。

また、このようなカバーヘッド２４０と、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０が接合された固定板２５０とは、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と複数のノズル列２１Ａとの位置決めにより固定されている。ここで、カバーヘッド２４０の固定孔２４７と複数のノズル列２１Ａとの位置決めは、後述するアライメント装置を用いて行うこともできるが、固定板２５０と複数のインクジェット式記録ヘッド２２０とを位置決め固定する際に、同時にカバーヘッド２４０も位置決め固定するようにしてもよい。

＜実施の形態＞
本発明の実施の形態に係るアライメント装置を図面に基づき詳細に説明する。なお、図１乃至図５と同一部分には同一番号を付している。

図６は本形態に係るアライメント装置を示す断面図、図７は図６のＡ−Ａ線断面図である。両図に示すように、本形態に係るアライメント装置は二焦点顕微鏡５００，６００で構成した２台の光学手段を有するものであり、一つのインクジェット式記録ヘッドに対し二つのアライメントマークを利用してその所定位置への位置決めを行うことができるようにしたものである。

図６及び図７に示すように、本形態に係るアライメント装置は、インクジェット式記録ヘッド２２０を載置するアライメント治具４００、アライメント治具４００と一体となってインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０側に押圧する押圧手段４５０及びアライメント治具４００の下方からアライメント治具４００を介してインクジェット式記録ヘッド２２０を観察するための光学系を有する２台の二焦点顕微鏡５００，６００を有する。

これらのうち、アライメント治具４００は、基準マーク４０１が設けられたマスク４１０と、マスク４１０を固定しているベース治具４２０と、ベース治具４２０上に配設された固定部材である固定板２５０を保持するスペーサ治具４３０とを具備している。かくして、スペーサ治具４３０上に固定板２５０を保持させてマスク４１０の基準マーク４０１及びノズルプレート２０のアライメントマーク２２の相対的な位置関係を二焦点顕微鏡５００で確認しつつ、基準マーク４０１及びアライメントマーク２２の位置合わせを行うとともに、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０とを接着剤を介して接着する。

さらに詳言すると、ベース治具４２０は、底面側が開口する箱型形状を有するステンレス鋼等からなり、マスク４１０の基準マーク４０１が設けられた領域に相対向する領域に厚さ方向に貫通した単孔の貫通孔４２１が設けられている。この貫通孔４２１が、後述するスペーサ治具４３０の連通孔４３２と位置的に対応している。

マスク４１０は、透過性を有する材料、例えば石英等のガラスからなリ、本形態ではベース治具４２０の貫通孔４２１内に突出するとともに先端部に基準マーク４０１が形成された凸部４１１を有している。凸部４１１は、各基準マーク４０１に対してそれぞれ設けられた円柱形状の部分である。本形態では、各インクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０にアライメントマーク２２を２つ設けたため、基準マーク４０１を各インクジェット式記録ヘッド２２０に対して２つ、合計８つ設けている。

ここで、基準マーク４０１はノズルプレート２０のアライメントマーク２２の近傍となる高さで形成するのが好ましい。これは、アライメントマーク２２と基準マーク４０１との距離を小さくして位置決め精度を向上させるためである。すなわち、基準マーク４０１とアライメントマーク２２との距離が離れればその分位置決め精度の確保が難しくなる。また、基準マーク４０１とアライメントマーク２２との距離が離れた場合には、光学系により位置を確認する際に用いられるメタルハライドランプ等の熱によって、光学系光軸が大きくずれてしまい、基準マーク４０１とアライメントマーク２２との実際の位置に大きな誤差が生じてしまう。

ちなみに、マスクに凸部４１１を設けない場合、アライメントマーク２２と基準マーク４０１との距離が、例えば約５．１ｍｍのときは、光軸ずれが最大約２．５μｍとなってしまう。本形態では、マスク４１０に凸部４１１を設けることによって、基準マーク４０１とアライメントマーク２２との距離を１１０μｍ以下とすることで、上述のような熱による光学系４４０の光軸ずれを０．０５μｍ以下とすることができ、高精度な位置決めを行うことができる。

一方、凸部４１１がノズルプレート２０に近すぎると、ノズルプレート２０と固定板２５０とを接着する接着剤が凸部４１１の先端面に付着して、光学系によりアライメントマーク２２及び基準マーク４０１が確認できなくなる可能性があるため、凸部４１１の先端面は、ノズルプレート２０から所定間隔離した距離となるように設けるのが好ましい。

このように、マスク４１０に凸部４１１を設けることによって、アライメントマーク２２と基準マーク４０１との距離を短くしたため、ベース治具４２０の厚さを薄くすることで基準マーク４０１とアライメントマーク２２との距離を短くするということは必要がない。ちなみに、アライメントマーク２２と基準マーク４０１との距離を短くするため、ベース治具４２０の厚さを薄くすると、インクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に押し付けた際に、ベース治具４２０が変形や破壊されることによって基準マーク４０１とアライメントマーク２２との位置合わせに誤差が生じてしまうが、本形態ではマスク４１０に凸部４１１を設けたため、ベース治具４２０を薄く形成する必要がなく、ベース治具４２０の剛性を保って変形や破壊を防止することができ、この点でも高精度な位置決めに資することができる。

なお、マスク４１０は、ベース治具４２０に着脱自在に保持されており、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを硬化接着させる際などに他のアライメント治具で用いることができるようになっている。これにより、アライメント治具４００のコストを低減することができる。

スペーサ治具４３０は、ベース治具４２０のマスク４１０とは反対側の面に保持されて、固定板２５０を保持するものである。さらに詳言すると、スペーサ治具４３０には、ステンレス鋼等の板状部材からなり、内部に真空ポンプ（図示せず）等の吸引手段が接続された吸引チャンバ４３１が複数設けられている。吸引チャンバ４３１は、スペーサ治具４３０の表面に開口して、固定板２５０の表面を吸引保持するようになっている。また、スペーサ治具４３０には、空間となる連通孔４３２が設けられており、固定板２５０に吸引保持されたインクジェット式記録ヘッド２２０のアライメントマーク２２を連通孔４３２によりマスク４１０の底面側から確認できるようになっている。すなわち、スペーサ治具４３０は基準マーク４０１とアライメントマーク２２とを空間を介して相対向するよう固定板２５０とマスク４１０との間に、一方の面が固定板２５０に接するとともに他方の面がマスク４１０に接するように配設されている。

上述の如きアライメント治具４００には、インクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０側に押圧する押圧手段４５０が配設されている。すなわち、押圧手段４５０は、スペーサ治具４３０上に両端が載置されてインクジェット式記録ヘッド２２０上に配置されるコ字状のアーム部４５１と、アーム部４５１に設けられて各インクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０側に押圧する押圧部４５３とを具備する。

押圧部４５３は、アーム部４５１の各インクジェット式記録ヘッド２２０に相対向する領域にそれぞれ設けられている。本形態では、１つの固定板２５０にインクジェット式記録ヘッド２２０が４つ固定されるため、押圧部４５３は各インクジェット式記録ヘッド２２０に対応させてこれと同数の４個設けられている。

各押圧部４５３は、アーム部４５１に挿通されて軸方向に移動自在に設けられた円柱形状を有する押圧ピン４５４と、押圧ピン４５４の基端部側に設けられて押圧ピン４５４をインクジェット式記録ヘッド２２０側に付勢する付勢手段４５５と、押圧ピン４５４とインクジェット式記録ヘッド２２０との間に配置される押圧コマ４５９とで構成されている。

押圧ピン４５４は、先端が半球状に形成され、押圧コマ４５９上に点接触してこの押圧コマ４５９を押圧するようになっている。

付勢手段４５５は、アーム部４５１に設けられて押圧ピン４５４をインクジェット式記録ヘッド２２０側に付勢するものであり、本形態では押圧ピン４５４の基端部側を囲むように設けられたねじ保持部４５６と、ねじ保持部４５６に螺合するねじ部４５７と、ねじ部４５７の先端面と押圧ピン４５４の基端部との間に設けられた付勢ばね４５８とを具備する。

かくして、付勢手段４５５は、ねじ部４５７のねじ保持部４５６に対する締め付け量により、付勢ばね４５８が押圧ピン４５４を押圧する圧力を調整することができる。これにより押圧ピン４５４が押圧コマ４５９を押圧する圧力をそれぞれ調整可能となっている。

押圧コマ４５９は、押圧ピン４５４とインクジェット式記録ヘッド２２０の保護基板３０との間に配置され、押圧ピン４５４が押圧コマ４５９の上面に点接触し、その押圧ピン４５４の押圧力をインクジェット式記録ヘッド２２０の保護基板３０上のほぼ全面に均等に伝播させた状態でインクジェット式記録ヘッド２２０を押圧することができる。押圧ピン４５４の先端をインクジェット式記録ヘッド２２０の保護基板３０上に直接接触させるよりも押圧コマ４５９によってインクジェット式記録ヘッド２２０全体を押圧することになり、インクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に確実に固定することができる。なお、この押圧コマ４５９は、インクジェット式記録ヘッド２２０の保護基板３０の外周形状と同一の大きさか、又は若干小さな外周形状をなしている。

上述の如く押圧手段４５０と一体となったアライメント治具４００は、移動テーブル５５０上に配設されており、二焦点顕微鏡５００，６００の光軸Ｌ１，Ｌ２と直角な水平方向に適宜移動させるように構成してある。この結果、光軸Ｌ１，Ｌ２を固定した状態で、移動テーブル５５０を移動させることにより各インクジェット式記録ヘッド２２０に対応する各アライメントマーク２２を各基準マーク４０１とともに光軸Ｌ１，Ｌ２上に臨ませることができる。なお、移動テーブル５５０において光軸Ｌ１，Ｌ２がマスク４１０に向かって通過する領域には、貫通孔５５１が設けてあり、基準マーク４０１を経てアライメントマーク２２に至る光路を確保してある。

二焦点顕微鏡５００は光軸Ｌ１を共有する一つの光学系５０１と、他の光学系５０２とを有する。光軸Ｌ１はマスク４１０のスペーサ治具側とは反対側から基準マーク４０１及び空間である連通孔４３２を介してアライメントマーク２２の方向に向けられている。ここで、光学系５０１は基準マーク４０１に焦点を合わせることができ、光学系５０２はアライメントマーク２２に焦点を合わせることができるように構成されている。

さらに詳言すると、対物レンズ５０３は基準マーク４０１及びアライメントマーク２２の方向に光軸Ｌ１が向けられた状態で鏡筒５０４に収納してあり、この鏡筒５０４が筐体５０５に固定されている。筐体５０５内には２個のビームスプリッタ５０６，５０７、２個のミラー５０８，５０９及び２個の焦点レンズ５１０，５１１が収納してある。

光学系５０１はビームスプリッタ５０６、ミラー５０８、焦点レンズ５１０及びビームスプリッタ５０７で形成され、ビームスプリッタ５０６を透過した光がミラー５０８で反射され、焦点レンズ５１０を通った後、ビームスプリッタ５０７を介して外部に至る光路（図中に一点鎖線で示す）を有する。

光学系５０２はビームスプリッタ５０６、焦点レンズ５１１、ミラー５０９及びビームスプリッタ５０７で形成され、ビームスプリッタ５０６で反射された光が焦点レンズ５１１を通った後、ミラー５０９及びビームスプリッタ５０７で反射されて外部に至る光路（図中に一点鎖線で示す）を有する。

撮像手段であるＣＣＤ５２０は、光学系５０１，５０２を介して基準マーク４０１とアライメントマーク２２との画像を同時に取り込んで再生処理する。ここで、基準マーク４０１は焦点レンズ５１０の焦点位置を調整することにより、またアライメントマーク２２は焦点レンズ５１１の焦点位置を調整することによりＣＣＤ５２０上にそれぞれ合焦画像を結像させる。かくして、基準マーク４０１及びアライメントマーク２２に個別に焦点が合った鮮明な画像をＣＣＤ５２０上に得ることができ、この画像が重なるようインクジェット式記録ヘッド２２０の位置を調整することによって所定のアライメントを行う。

以上は二焦点顕微鏡５００に関する説明であるが、他の二焦点顕微鏡６００も全く同一構成である。そこで、二焦点顕微鏡６００のうち二焦点顕微鏡５００の各部に対応する部分には二焦点顕微鏡５００の各部の符号に「１００」を加算した符号を付して重複する説明を省略する。

本形態はインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０の長手方向に関する両端部にそれぞれ形成された二つのアライメントマーク２２，２２を同時に観察することができるように２台の二焦点顕微鏡５００，６００を有するものであり、それぞれの光軸Ｌ１，Ｌ２間の距離は前記二つのアライメントマーク２２，２２間の距離に合わせてある。したがって、各光軸Ｌ１，Ｌ２上に各基準マーク４０１，４０１及び各アライメントマーク２２，２２が占位したとき、当該インクジェット式記録ヘッド２２０は固定板２５０に対し所定の位置決めがなされた状態となる。

なお、位置決めの手順自体は、二つのアライメントマーク２２，２２及びこれらにそれぞれ対応する基準マーク４０１，４０１の画像を２台の二焦点顕微鏡５００，６００でそれぞれ取り込んで並列処理するだけで本質的には一台の場合の処理と同様である。

ただ、このように２台の二焦点顕微鏡５００，６００を用いて並列処理をした場合には、一個のインクジェット式記録ヘッド２２０に関しては、２組の基準マーク４０１及びアライメントマーク２２に基づく一回の位置調整で所定のアライメントが完了する。したがって、１組の基準マーク４０１及びアライメントマーク２２に基づく位置合わせ作業を行う場合に較べ迅速な位置合わせ作業を行うことができる。特に、一台の場合には、１個のインクジェット式記録ヘッド２２０に対し一方の基準マーク４０１及びアライメントマーク２２を用いて所定の位置合わせを行った後、他方の基準マーク４０１及びアライメントマーク２２を用いて所定の位置合わせを行っている最中に調整した位置がずれてしまう可能性があることを考慮すれば、当該位置合わせ作業の作業性はさらに良好なものとなる。

本形態の如く２台の二焦点顕微鏡５００，６００を利用してアライメントを行う場合には二焦点顕微鏡５００，６００の光軸Ｌ１，Ｌ２が相対的に合致している必要がある。したがって、所定のアライメントに先立ち光軸Ｌ１，Ｌ２の相対位置を調整するための図８に示すような光軸調整用マスク７００を有している。図８は、インクジェット式記録ヘッド２２０のアライメントを行う前における図６の基準マーク４０１及びアライメントマーク２２の近傍部分に対応する部分を抽出・拡大して示す断面図である。

同図に示すように、本形態における基準マーク４０１はリング形状をなし凸部４１１の表面に臨んで形成してある。一方、基準マーク４０１と対となる光軸調整用アライメントマーク７０１はアライメントマーク２２に代わるもので光軸調整用マスク７００に形成してある。光軸調整用マスク７００はこの光軸調整用マスク７００を固定する治具７１０を介してスペーサ治具４３０に固定してある。

かくして、基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１とは、スペーサ治具４３０の連通孔４３２を介して相対向することとなる。ここで、基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１との位置関係は、例えば図９に示すようなものとなる。すなわち、リング状の基準マーク４０１の中央部の空間に円である光軸調整用アライメントマーク７０１が占位する状態となっている。したがって、基準マーク４０１の画像と光軸調整用アライメントマーク７０１の画像とを重ね合わせて両者の相対的な位置関係を観察することによりマスク４１０に対する光軸調整用マスク７００の位置ずれ及び光軸Ｌ１，Ｌ２の相対的なずれを検出することができる。

本形態においては、固定板２５０（図６参照）の代わりに治具７１０を介して光軸調整用マスク７００を設置している。すなわち、光軸調整用マスク７００はアライメント時におけるノズルプレート２０（図６参照）の位置に占位させてある。このように、光軸調整用マスク７００をノズルプレート２０の位置に占位させることは必須ではない。マスク４１０に対し光軸Ｌ１，Ｌ２に沿う上方位置であれば特別な制限はない。ただ、光軸調整用マスク７００をノズルプレート２０の位置に占位させて、光軸調整を行った後、所定のアライメントを行った場合が最も良好な位置決め精度が得られる。

＜光軸調整＞
ここで、本形態に係るアライメント装置における二焦点顕微鏡５００，６００の光軸Ｌ１，Ｌ２の調整方法を説明しておく。

１）先ず、図８に示すように、基準マーク４０１を形成したマスク４１０と、光軸調整用アライメントマーク７０１を形成した光軸調整用マスク７００とを相対向させる。このときの基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１との位置関係の一例を図９（ａ）に示す。

２）光軸Ｌ１をマスク４１０側から基準マーク４０１を介して光軸調整用アライメントマーク７０１の方向に向けた二焦点顕微鏡５００で基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１とを同時に観察して光軸調整用マスク７００と平行なＸＹ平面内における一方向であるＸ軸方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように調整する。ここで、二焦点顕微鏡５００の一方の光学系５０１（図６参照）を用いて基準マーク４０１に焦点を合わせ、他の光学系５０２（図６参照）を用いて光軸調整用アライメントマーク７０１に焦点を合わせるとともに、両画像を重ね合わせて位置調整を行う。基準マーク４０１乃至光軸調整用アライメントマーク７０１に対する焦点合わせの態様は以下同様である。
この調整後の基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１との位置関係の一例を図９（ｂ）に示す。

３）同様の位置関係の調整を前記ＸＹ平面内における他の方向であるＹ軸方向に関して行う。この結果、光軸調整用マスク７００のマスク４１０に対する相対的な位置関係を所定通りに調整することができる。
この調整後の基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１との位置関係の一例を図９（ｃ）に示す。

４）二焦点顕微鏡６００の光軸Ｌ２をマスク４１０側から基準マーク４０１を介して光軸調整用アライメントマーク７０１の方向に向けて基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１とを同時に観察してＸ軸方向又はＹ軸方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように光軸Ｌ２を調整する。この光軸Ｌ２の調整の結果、光軸Ｌ１，Ｌ２の相対的な関係が所定通りに保持され、２台の二焦点顕微鏡５００，６００を用いて二つのアライメントマーク２２を同時に観察して一個のインクジェット式記録ヘッド２２０の所定位置への位置決めを一度のアライメント操作で行う準備が完了する。
なお、かかる光軸調整に伴う各部の移動等は、調整手段（図示せず）を用いて行う。

＜アライメント方法＞
次に、本形態に係るアライメント装置を用いるインクジェット式記録ヘッド２２０の所定位置へのアライメント方法を説明しておく。

図１０はインクジェット式記録ヘッド２２０のアライメント時におけるアライメント治具４００の底面側から見た様子を示す底面図である。

１）図１０（ａ）に示すように、アライメント治具４００の底面側から二焦点顕微鏡５００，６００によって基準マーク４０１，４０１を確認する。

２）図１０（ｂ）に示すように、アライメント治具４００に固定板２５０を保持させる。これはスペーサ治具４３０の上面に固定板２５０を載置・固定することにより行う。このとき、スペーサ治具４３０は、吸引チャンバ４３１を介して固定板２５０を吸引することにより固定する。

３）二焦点顕微鏡５００，６００の光学系５０１，６０１で基準マーク４０１，４０１の画像を焦点レンズ５１０，６１０の調整により合焦させてＣＣＤ５２０，６２０に取り込むとともに、他の光学系５０２，６０２でアライメントマーク２２，２２の画像を焦点レンズ５１１，６１１の調整により合焦させてＣＣＤ５２０，６２０に取り込む。この結果、ＣＣＤ５２０，６２０には基準マーク４０１，４０１及びアライメントマーク２２，２２にそれぞれ焦点が合った鮮明な画像が取り込まれる。すなわち、光学系（５０１，５０２），（６０１，６０２）は、光軸Ｌ１，Ｌ２は共有するがそれぞれ位置が異なる対象（基準マーク４０１，４０１及びアライメントマーク２２，２２）に個別に焦点を合わせることができるので、それぞれの被写界深度を小さくして十分な倍率で鮮明な基準マーク４０１，４０１及びアライメントマーク２２，２２の画像を得る。
４）図１０（ｃ）に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０と固定板２５０とを接着剤を介して当接させる。すなわち、前記３）の工程で得た基準マーク４０１，４０１とアライメントマーク２２，２２との画像に基づき、基準マーク４０１，４０１とアライメントマーク２２，２２とが所定の位置関係になるようにインクジェット式記録ヘッド２２０の位置調整を行うとともに、接着剤を介してインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に当接させる。

ここで、固定板２５０はアライメント治具４００に位置決めされて保持されているため、マスク４１０とインクジェット式記録ヘッド２２０との位置決めを行うことで、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０との位置決めも行うことができる。

なお、インクジェット式記録ヘッド２２０の固定板２５０に対する位置決めは、ＣＣＤ５２０，６２０の画像を作業者が視認しつつマイクロメータ等（図示せず）を用いて微小な位置調整を行うことで実施しても良く、またＣＣＤ５２０，６２０の出力画像を画像処理することにより前記マイクロメータ等を駆動モータ等により駆動させて自動的に行うようにしても良い。

５）前記４）の工程（図１０（ｃ））と同様の工程を繰り返すことで、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に順次位置決めする。すなわち、光軸Ｌ１，Ｌ２は固定したままで、水平面内で移動テーブル５５０を図１０（ｃ）中のＸ軸方向に移動することで隣接する他のインクジェット式記録ヘッド２２０のアライメントマーク２２，２２と基準マーク４０１，４０１の位置合わせを行う。

６）押圧手段４５０により、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に所定の圧力で加圧しながら接着剤を硬化させることで両者を接合する。

このように、固定板２５０と複数のインクジェット式記録ヘッド２２０とを位置決めして接合することで、固定板２５０とノズル列２１Ａとの位置決めを高精度に行うことができる。また、隣接するインクジェット式記録ヘッド２２０の各ノズル列２１Ａ同士の相対的な位置決めを高精度に行うことができる。さらに、インクジェット式記録ヘッド２２０を平板からなる固定板２５０に当接させて接合するため、インクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に接合するだけで複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出方向の相対的な位置決めが行われる。このため、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のインク滴吐出方向の位置合わせを行う必要がなく、インク滴の着弾位置不良を確実に防止することができる。

特に、本形態においては基準マーク４０１，４０１が設けられたマスク４１０とアライメントマーク２２，２２が設けられたノズルプレート２０との間にスペーサ治具４３０による空間を有するためそれぞれの高さ位置が異なるが、基準マーク４０１，４０１乃至アライメントマーク２２，２２はそれぞれ２系統の光学系（５０１，５０２），（６０１，６０２）でそれぞれ焦点調整し得るようになっているので、基準マーク４０１，４０１及びアライメントマーク２２，２２の画像が鮮明な分、高精度の位置決めを行うことができる。

＜他の実施の形態＞
前記実施の形態では、図９に示すような基準マーク４０１と光軸調整用アライメントマーク７０１を用いてＸ軸方向乃至Ｙ軸方向への移動の組み合わせにより光軸調整を行うようにしたがこれに限定されるものではない。先ず、一つの光学手段（例えば二焦点顕微鏡５００）でマスク４１０と光軸調整用マスク７００との相対的な位置を調整した後、他の光学手段（例えば二焦点顕微鏡６００）の光軸調整を行うようにすれば良い。すなわち、基準マークが設けられているマスクと、光軸調整用アライメントマークを形成した光軸調整用マスクとを相対向させるとともに、光軸を前記マスク側から一箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた一つの光学手段で前記一箇所の基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記光軸調整用マスクの位置を調整し、続いて同様の位置調整を他の箇所の基準マークと光軸調整用アライメントマークとに関しても行い、さらに他の光軸を前記マスク側から前記一箇所又は他の箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた他の光学手段で、前記一箇所又は他の箇所の基準マークと、前記一箇所又は他の箇所の基準マークに位置的に対応する光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記他の光軸を調整すれば良い。

また、前記実施の形態においては光学手段を二焦点顕微鏡５００，６００で構成したが、これに限るものではない。通常の単焦点のものでも良い。ただ、当然二焦点顕微鏡５００，６００を用いた場合の方が前述の如き種々の特長を得られる。

さらに、ワークはインクジェット式記録ヘッド２２０に限定されるものでは勿論ない。また、アライメント治具４００に押圧手段４５０を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを接合する接着剤として紫外線硬化型の接着剤を用いた場合には、固定板２５０の接合面に接着剤を塗布した後、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを当接させた状態で紫外線を照射して接着剤を硬化させることで両者を接合することができるため、押圧手段４５０を設けないようにしてもよい。なお、紫外線硬化型接着剤は、熱硬化性接着剤のように固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを所定の圧力で加圧しながら硬化させる必要がなく、加圧することによってインクジェット式記録ヘッド２２０と固定板２５０との位置ズレを防止して両者を高精度に接合することができる。

ここで、紫外線硬化型の接着剤を用いた接合では、接合強度が比較的弱いため、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを紫外線硬化型接着剤で接合した後、インクジェット式記録ヘッド２２０と固定板２５０とで画成される角部等の周囲を熱硬化性接着剤で固定するようにすれば良い。これにより、固定板２５０とインクジェット式記録ヘッド２２０とを高精度に且つ強固に接合して、信頼性を高めることができる。

また、上記各実施の形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を接合する固定部材として平板からなる固定板２５０を例示したが固定部材は固定板２５０に限定されず、例えばカバーヘッド２４０に直接複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を位置決めして接合するようにしてもよい。このような場合でも、上述したアライメント治具４００を用いて高精度に位置決めして接着することができる。

上記実施の形態では、撓み振動型のインクジェット式記録ヘッド２２０を例示したが、これに限定されず、例えば圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のインクジェット式記録ヘッドや発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等、種々の構造のインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。

なお、上記実施の形態では、アライメントの対象となる液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを有するヘッドユニットを一例として説明したが、これに限るものではなく、広く液体噴射ヘッドを有する液体噴射ヘッドユニットの製造の際に一般的に適用し得る。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。

実施の形態により所定のアライメントを行うヘッドユニットの分解斜視図。前記ヘッドユニットの組立斜視図。前記ヘッドユニットの要部断面図。前記ヘッドユニットの要部の分解斜視図。前記ヘッドユニットの記録ヘッド及びヘッドケースを示す断面図。実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図。図６のＡ−Ａ線断面図。図６の一部を抽出・拡大して示す断面図。光軸調整に伴うアライメント時の態様を示す平面図。前記アライメント装置を用いた位置決め方法を説明するための底面図。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、２２アライメントマーク、１００リザーバ、２００ヘッドユニット、２１０カートリッジケース、２２０インクジェット式記録ヘッド、２３０ヘッドケース、２４０カバーヘッド、２５０固定板、３００圧電素子、４００アライメント治具、４０１基準マーク、４１０マスク、４２０ベース治具、４３０スペーサ治具、５００，６００二焦点顕微鏡、Ｌ１，Ｌ２光軸、５０１，５０２，６０１，６０２光学系、７００光軸調整用マスク、７０１光軸調整用アライメントマーク

Claims

位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際に用いられるアライメント装置であって、
前記アライメントマークが位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、
光軸調整用アライメントマークが設けられた光軸調整用マスクと、
一つの光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記アライメントマークの方向に向けられており、一つの箇所の前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察し得るとともに、同様の観察を他の箇所の基準マークと光軸調整用アライメントマークとに関しても行い得るように構成した一つの光学手段と、
他の光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられており、前記一つの箇所又は前記他の箇所の前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察し得るように構成した他の光学手段と、
前記一つの光学手段による前記観察に基づき前記一つの箇所及び他の箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように前記光軸調整用マスクの位置調整を行うとともに、前記他の光学手段による前記観察に基づき前記一つの箇所又は他の箇所における基準マークと光軸調整用アライメントマークとがそれぞれ重なるように前記他の光軸の光軸調整を行う調整手段とを有することを特徴とするアライメント装置。
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際に用いられるアライメント装置であって、
前記アライメントマークが位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、
平面上で前記基準マークの画像と重ね合わせたとき前記平面内における一方向とこれに直交する他の方向に関するずれ量をそれぞれ検知し得る光軸調整用アライメントマークが設けられた光軸調整用マスクと、
一つの光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられている一つの光学手段と、
他の光軸が前記マスクの前記光軸調整用マスクとは反対側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けられている他の光学手段と、
前記一つの光学手段により得る前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき前記一方向及び他の方向に関する前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの位置関係がそれぞれ所定のものとなるように位置調整するとともに、前記他の光学手段により得る前記基準マークと光軸調整用アライメントマークとの画像に基づき前記一方向又は他の方向に関する前記基準マークと前記光軸調整用アライメントマークとの位置関係が所定のものとなるように前記他の光軸の光軸調整を行う調整手段とを有することを特徴とするアライメント装置。
請求項１又は請求項２に記載するアライメント装置において、
前記ワークは液体噴射ヘッドであることを特徴とするアライメント装置。
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記光軸調整用マスクは所定のアライメント時のワークの配設位置に配設したことを特徴とするアライメント装置。
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記マスクは前記光軸に沿いアライメントマークに向けて突出する凸部を有し、この凸部に基準マークを設けたものであることを特徴とするアライメント装置。
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載するアライメント装置において、
前記一つの光学手段及び他の光学手段は、各光軸を共有する一つの光学系が前記アライメントマークにそれぞれ焦点を合わせ得るとともに他の光学系が前記基準マークにそれぞれ焦点を合わせ得るようにした二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とするアライメント装置。
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際におけるアライメント方法であって、
前記アライメントマークがそれぞれ位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、光軸調整用アライメントマークを形成した光軸調整用マスクとを相対向させる工程と、
光軸を前記マスク側から一箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた一つの光学手段で前記一箇所の基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記光軸調整用マスクの位置を調整するとともに、同様の位置調整を他の箇所の基準マークと光軸調整用アライメントマークとに関しても行う工程と、
他の光軸を前記マスク側から前記一箇所又は他の箇所の基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた他の光学手段で、前記一箇所又は他の箇所の基準マークと、前記一箇所又は他の箇所の基準マークに位置的に対応する光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して両者の位置が重なり合うよう前記他の光軸を調整する工程と、
前記一つの光学手段と他の光学手段とで同時に前記ワークの異なる基準マーク及びアライメントマークの組を観察して前記ワークの位置決めを行う工程とを有することを特徴とするアライメント方法。
位置合わせ用の複数のアライメントマークが設けられた複数のワークと、このワークのそれぞれを相対的に位置決め接合する際におけるアライメント方法であって、
前記アライメントマークがそれぞれ位置合わせされる基準マークが設けられている透明部材であるマスクと、光軸調整用アライメントマークを形成した光軸調整用マスクとを相対向させる工程と、
光軸を前記マスク側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた一つの光学手段で前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して前記光軸調整用マスクと平行な平面内における一方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように調整するとともに、同様の位置関係の調整を前記平面内における前記一方向に直交する他の方向に関して行う工程と、
他の光軸を前記マスク側から前記基準マークを介して前記光軸調整用アライメントマークの方向に向けた他の光学手段で、前記基準マークとこれに位置的に対応する前記光軸調整用アライメントマークとを同時に観察して前記一方向又は他の方向に関する両者の位置関係が所定のものとなるように前記他の光軸を調整する工程と、
前記一つの光学手段と他の光学手段とで同時に前記ワークの異なる基準マーク及びアライメントマークの組を観察して前記ワークの位置決めを行う工程とを有することを特徴とするアライメント方法。