JP4274214B2

JP4274214B2 - 液体噴射ヘッドのアライメント装置及びそのアラインメント方法

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Publication number: JP4274214B2
Application number: JP2006244571A
Authority: JP
Inventors: 靖雄稲岡; 資紀奥村; 睦彦太田; 和敏後藤; 功柳澤; 琢磨岡室
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Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2009-06-03
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Description

本発明は液体噴射ヘッドのアライメント装置及びそのアラインメント方法に関し、特に透明部材のマスクに印刷されたアライメントマークに液体噴射ヘッドを高精度にアラインメントする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、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ノズルプレートに対しインクジェット式記録ヘッドを動かして所定位置決めを行なっている。

ここで、高精度の位置決めを行なうためには、基準マークとアライメントマークとの距離を可及的に近接させてやる必要がある。そこで、ノズルプレートをガラスマスクに密着させて所定のアライメントを行なう方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００２−１６０３７６号公報（第４頁、図３）特開２００４−３４５２８１号公報（第１０頁、図３）

ところが、このようにノズルプレートをガラスマスクに密着させた場合には両者の間に異物が挟み込まれる可能性があるばかりでなく、ガラスマスク等の表面に傷を付ける可能性がある。

かかる問題を解決するためにはガラスマスクとノズルプレートとの間に空間を設ければ良いが、今度は前記空間の存在により基準マークとアライメントマークとの距離が大きくなり、位置決め精度に悪影響を及ぼすという問題が顕在化する。すなわち、ガラスマスクの基準マークとノズルプレートのアライメントマークとを一度に一つの光学系で観察しようとすると、その分大きな被写界深度を採ってやる必要がある。ところが、被写界深度が大きくなればなるほど、光学系の倍率を上げることができなくなり、このことが位置決め精度の高精度化を図る際の障害となる。

また、距離が離れた基準マークとアライメントマークとを観察する場合、先ず基準マークに焦点を合わせてこの基準マークを観察した後、レンズをその光軸方向に移動させ、今度はアライメントマークに焦点を合わせてこの基準マークを観察する方法も考えられるが、この場合にはレンズの移動精度がそのままアライメント精度に影響を与えるため、ある程度以上の高精度化は望めない。

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、基準マークとアライメントマークとの距離が離れている場合でも高精度の位置決めを行うことができる液体噴射ヘッドのアライメント装置及びそのアライン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、
液体噴射ヘッドの液体を噴射するノズル開口とともに位置合わせ用のアライメントマークが設けられたノズルプレートと、複数の前記液体噴射ヘッドの前記ノズルプレート側を保持する固定部材とを位置決め接合する際に用いられ、前記位置決め接合する際に、前記液体噴射ヘッドのノズルプレート側に、前記固定部材、スペーサ治具、マスク、二焦点顕微鏡が順番に位置する液体噴射ヘッドのアライメント装置であって、
前記位置決め接合する際に前記ノズルプレートの前記アライメントマークが設けられた面と相対向するように配設されているとともに、前記位置決め接合する際に前記アライメントマークと相対向する空間を有する平板状のスペーサ治具と、
前記位置決め接合する際に、前記ノズルプレートが位置する領域と反対側で前記スペーサ治具に相対向するように配設されるとともに前記空間を介して前記アライメントマークと相対向する一方、位置合わせに用いら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、
光軸が前記マスクの前記スペーサ治具と反対側から前記基準マーク及び前記空間を介して前記位置決め接合する際に前記アライメントマークが位置する方向に向けられており、前記光軸を共有する一つの光学系は前記位置決め接合する際に前記アライメントマークに焦点を合わせ得るとともに他の光学系は前記基準マークに焦点を合わせ得るように構成した二焦点顕微鏡とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置にある。
本態様によれば、アライメントマークが形成されたノズルプレートと基準マークが形成されたマスクとがお互いに接することがないので、両者の表面を傷つけることがなく、且つ、二焦点顕微鏡を用いて基準マークと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を行なうことができる。すなわち、基準マークとアライメントマークとの間に空間を介しているにも関わらず、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、液体噴射ヘッドの所定の位置決めを高精度に行うことができる。

本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記一つの光学系の光路と他の光学系の光路とは、前記光軸を共有した後第１のビームスプリッタで分割され、ミラーを経た後第２のビームスプリッタで合成されて外部の１個の撮像手段に至るように構成するとともに、前記第１及び第２のスプリッタの間に基準マーク及びアライメントマークに対応してそれぞれの焦点位置を調整可能な２個の焦点レンズを配設して構成したものであることを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置にある。
本態様によれば、撮像手段を一個用意するだけで、所定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の態様に記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記一つの光学系の光路と他の光学系の光路とは、前記光軸を共有した後ビームスプリッタで分割されて外部の２個の撮像手段にそれぞれ至るように構成するとともに、前記スプリッタと各撮像手段との間に基準マーク及びアライメントマークに対応してそれぞれの焦点位置を調整可能な２個の焦点レンズを配設して構成したものであり、
さらに前記２個の撮像素子の再生画像を合成する画像合成手段を有することを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置にある。
本態様によれば、撮像手段は２個必要になり、また２個の撮像手段の画像を合成する必要もあるが、一つの光路と他の光路とを合成する際の光軸調整の必要がないことと相俟って両光路の構成が簡単になる。

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液体噴射ヘッドの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、この凸部の上面に基準マークを設けたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドの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、高精度の位置決めを行うことができる。

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液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡は、一つの液体噴射ヘッドのノズルプレート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を同時に観察することができるようにそれぞれの前記光軸間の距離を前記二つのアライメントマーク間の距離に合わせた２台の二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置にある。
本態様によれば、二点を基準とした位置決めを行うことができるので、一点づつ２回行なう場合に比べ、単純に半分の時間で済むばかりでなく、一方を位置決めした後、他方の位置決め中に前記一方の位置決めの位置がずれるということもなく、この点でも迅速な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４の態様の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡は、複数の液体噴射ヘッドの各ノズルプレートに形成された各アライメントマークを同時に観察することができるようにそれぞれの前記光軸間の距離を隣接するノズルプレートのアライメントマーク間の距離に合わせた複数台の二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの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位置決めを一度に行うことができる結果、所定の位置決め作業を最も迅速に行うことができる。

本発明の第７の態様は、
上記第１乃至第６の態様の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡の光軸を固定する一方、アライメントの対象となる基準マークとアライメントマークとが前記光軸上又はその近傍に占位するように前記マスクと前記液体噴射ヘッドを支持するスペーサ治具とを一体的に移動させるように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置にある。
本態様によれば、光軸が固定されているので、マスクと液体噴射ヘッドを支持するスペーサ治具との移動に伴う位置調整を迅速且つ高精度に行うことができる。すなわち、光軸を移動させた場合の光軸のずれを調整するより前記マスク及びスペーサ治具の姿勢を維持する方が遥かに容易である。光学系の姿勢が一寸変化しただけで光軸は大きくずれるからである。

本発明の第８の態様は、
液体噴射ヘッドの液体を噴射するノズル開口とともに位置合わせ用のアライメントマークが設けられたノズルプレートと、複数の前記液体噴射ヘッドの前記ノズルプレート側を保持する固定部材とを位置決め接合する際に用いられ、前記位置決め接合する際に、前記液体噴射ヘッドのノズルプレート側に、前記固定部材、スペーサ治具、マスク、二焦点顕微鏡が順番に位置する液体噴射ヘッドのアライメント方法であって、
前記位置決め接合する際に前記ノズルプレートの前記アライメントマークが設けられた面と相対向するように配設されているとともに、前記位置決め接合する際に前記アライメントマークと相対向する空間を有する平板状のスペーサ治具と、前記位置決め接合する際に、前記ノズルプレートが位置する領域と反対側で前記スペーサ治具に相対向するように配設されるとともに前記空間を介して前記アライメントマークと相対向する一方、位置合わせに用いら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を空間を介して相対向させるとともに、
二焦点顕微鏡の光軸を前記マスク側から前記基準マーク及び前記空間を介して前記アライメントマークの方向に向けて前記基準マーク及び前記アライメントマークの画像を同時に得る一方、前記光軸を共有する一つの光学系は前記アライメントマークに焦点を合わせるとともに他の光学系は前記基準マークに焦点を合わせて両画像を重ね合わせることにより前記位置決めを行なうことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント方法にある。
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を行なうことができる。この結果、液体噴射ヘッドの所定の位置決めを高精度に行うことができる。

＜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当該アライメントの対象となる液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニットの一例を説明しておく。

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）を介して行なわれる。

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ユニット２００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。このアライメントマーク２２は、ノズル開口２１をポンチで穿設する工程において、当該ポンチで加工することで容易に形成できるものである。

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がシリコン単結晶板で形成されているときは、固定板２５０をシリコン単結晶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。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１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である。同図に示すように、本形態に係るアライメント装置は、アライメントの対象である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、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二焦点顕微鏡５００及びマスク４１０を固定し二焦点顕微鏡５００の光軸Ｌと直角な水平方向に適宜移動できる移動ステージ５５０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、移動ステージ５５０に固定する為のベース治具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、移動ステージ５５０にベース治具４２０を固定し、スペーサ治具４３０上に固定板２５０を保持させて、移動ステージ５５０に固定されたマスク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の位置合わせを行なうとともに、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。尚、ベース治具４２０はマスク４１０に覆い被さるように配設されているが、ベース治具４２０とマスク４１０とはわずかな隙間を有している。これは、ベース治具４２０とマスク４１０とが互いに固定された関係ではないため、ベース治具４２０とマスク４１０が擦れ合うことなどで発生するマスク４１０の割れや傷の発生を防止するためである。

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内に当該貫通孔４２１に接しない状態で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、ベース治具４２０は移動ステージ５５０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により移動ステージ５５０に固定されたマスク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の基準マーク４０１が形成されている凸部４１１とわずかな隙間を有して配設されている。これは、基準マーク４０１が形成されている面が他の部材と接することで、当該面が傷が付くことを防止するためである。

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の光軸Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｌ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Ｌ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（図では垂直方向）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Ｌ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なう。

次に、上述の如き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７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７（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によって基準マーク４０１を確認する。

２）図７（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なう。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の光学系５０１で基準マーク４０１の画像を焦点レンズ５１０の調整により合焦させてＣＣＤ５２０に取り込むとともに、他の光学系５０２でアライメントマーク２２の画像を焦点レンズ５１１の調整により合焦させてＣＣＤ５２０に取り込む。この結果、ＣＣＤ５２０には基準マーク４０１及びアライメントマーク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は、光軸Ｌは共有するがそれぞれ位置が異なる対象（基準マーク４０１及びアライメントマーク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及びアライメントマーク２２の画像を得る。

４）図７（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とアライメントマーク２２との画像に基づき、基準マーク４０１にアライメントマーク２２が重なるようにインクジェット式記録ヘッド２２０の位置調整を行なうとともに、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７（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Ｌは固定したままで、水平面内で移動テーブル５５０を図７（ｃ）中のＹ軸方向に移動することで同一インクジェット式記録ヘッド２２０の他のアライメントマーク２２と基準マーク４０１の位置合わせを行なうとともに、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と基準マーク４０１の位置合わせを行なう。

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が設けられたマスク４１０とアライメントマーク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乃至アライメントマーク２２は２系統の光学系５０１，５０２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及びアライメントマーク２２の画像が鮮明な分、高精度の位置決めを行なうことができる。

＜第２の実施の形態＞
図８は本発明の第２の実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図である。同図は図６で示す断面に対し、これに直交する断面、すなわち横断面を示したものである。

図８に示すように、本形態は一つの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５００−１，５００−２を有するものである。ここで、二焦点顕微鏡５００−１，５００−２は、第１の実施の形態で説明した二焦点顕微鏡５００と同構成のものであるが、それぞれの光軸Ｌ−１，Ｌ−２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Ｌ−１，Ｌ−２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５００−１，５００−２でそれぞれ取り込んで並列処理するだけで本質的には前記第１の実施の形態と同様である。

なお、図８中、二焦点顕微鏡５００−１，５００−２において図６に示す二焦点顕微鏡５００に対応する部分には部材番号の後に「−１」又は「−２」を付してこのことを表わしている。

また、アライメント治具４００、押圧手段４５０及び移動テーブル５５０の部分の構成は図６に示す第１の実施の態様と全く同一であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

かかる本形態によれば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なう図６に示す第１の実施の形態に較べ迅速な位置合わせ作業を行うことができる。

特に、第１の実施の形態では、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なった後、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な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。

＜第３の実施の形態＞
図９は本発明の第３の実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図である。同図に示すように、本形態における二焦点顕微鏡６００は光軸Ｌを共有する二つの光学系６０１，６０２を介して基準マーク４０１乃至アライメントマーク２２の画像を２個のＣＣＤ６２０，６２１に個別に取り込むようにしたものである。本形態においても光軸Ｌ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６０１は基準マーク４０１に焦点を合わせることができ、光学系６０２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６０３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Ｌが向けられた状態で鏡筒６０４に収納してあり、この鏡筒６０４が筐体６０５に固定されている。筐体６０５内にはビームスプリッタ６０６及び２個の焦点レンズ６１０，６１１が収納してある。

光学系６０１はビームスプリッタ６０６及び焦点レンズ６１０で形成され、ビームスプリッタ６０６を透過した光が焦点レンズ６１０を通った後、ＣＣＤ６２０に入射するように構成してある。また、光学系６０２はビームスプリッタ６０６及び焦点レンズ６１１で形成され、ビームスプリッタ６０６で反射された光が焦点レンズ６１１を通った後、ＣＣＤ６２１に入射するように構成してある。

撮像手段であるＣＣＤ６２０，６２１の出力は画像合成手段６３０に供給され、この画像合成手段６３０で合成される。ここで、ＣＣＤ６２０には、焦点レンズ６１０の焦点調整により焦点が合った基準マーク４０１の画像が、ＣＣＤ６２０には、焦点レンズ６１１の焦点調整により焦点が合ったアライメントマーク２２の画像がそれぞれ取り込まれる。そこで、画像合成手段６３０では焦点が合った基準マーク４０１の画像と、焦点が合ったアライメントマーク２２の画像とを合成することができる。この画像は基準マーク４０１及びアライメントマーク２２を鮮明に再生しているので、両者が重なるようにインクジェット式記録ヘッド２２０の固定板２５０に対する位置を調整することで高精度の位置決めを行うことができる。

＜他の実施の形態＞
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、第２の実施の形態の二焦点顕微鏡５００−１，５００−２を第３の実施の形態の２台の二焦点顕微鏡６００で形成したもの、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の各列に対応させてインクジェット式記録ヘッド２２０の数だけ二焦点顕微鏡５００、５００−１，５００−２，６００を設けたものであっても良い。

二焦点顕微鏡５００、５００−１，５００−２，６００の数が増えればその分位置合わせ作業は迅速に行うことができる。

また、上記各実施の形態では、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。

さらに、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よい。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。

上記各実施の形態では、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、各実施の形態では、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な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。第１の実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図。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。第２の実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図。第３の実施の形態に係るアライメント装置を示す断面図。

符号の説明

３キャリッジ、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、５００，５００−１，５００−２，６００二焦点顕微鏡５０１，５０２，６０１，６０２光学系

Claims

液体噴射ヘッドの液体を噴射するノズル開口とともに位置合わせ用のアライメントマークが設けられたノズルプレートと、複数の前記液体噴射ヘッドの前記ノズルプレート側を保持する固定部材とを位置決め接合する際に用いられ、前記位置決め接合する際に、前記液体噴射ヘッドのノズルプレート側に、前記固定部材、スペーサ治具、マスク、二焦点顕微鏡が順番に位置する液体噴射ヘッドのアライメント装置であって、
前記位置決め接合する際に前記ノズルプレートの前記アライメントマークが設けられた面と相対向するように配設されているとともに、前記位置決め接合する際に前記アライメントマークと相対向する空間を有する平板状のスペーサ治具と、
前記位置決め接合する際に、前記ノズルプレートが位置する領域と反対側で前記スペーサ治具に相対向するように配設されるとともに前記空間を介して前記アライメントマークと相対向する一方、位置合わせに用いら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、
光軸が前記マスクの前記スペーサ治具と反対側から前記基準マーク及び前記空間を介して前記位置決め接合する際に前記アライメントマークが位置する方向に向けられており、前記光軸を共有する一つの光学系は前記位置決め接合する際に前記アライメントマークに焦点を合わせ得るとともに他の光学系は前記基準マークに焦点を合わせ得るように構成した二焦点顕微鏡とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記一つの光学系の光路と他の光学系の光路とは、前記光軸を共有した後第１のビームスプリッタで分割され、ミラーを経た後第２のビームスプリッタで合成されて外部の１個の撮像手段に至るように構成するとともに、前記第１及び第２のスプリッタの間に基準マーク及びアライメントマークに対応してそれぞれの焦点位置を調整可能な２個の焦点レンズを配設して構成したものであることを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記一つの光学系の光路と他の光学系の光路とは、前記光軸を共有した後ビームスプリッタで分割されて外部の２個の撮像手段にそれぞれ至るように構成するとともに、前記スプリッタと各撮像手段との間に基準マーク及びアライメントマークに対応してそれぞれの焦点位置を調整可能な２個の焦点レンズを配設して構成したものであり、
さらに前記２個の撮像素子の再生画像を合成する画像合成手段を有することを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドの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、この凸部の上面に基準マークを設けたものであることを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡は、一つの液体噴射ヘッドのノズルプレート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を同時に観察することができるようにそれぞれの前記光軸間の距離を前記二つのアライメントマーク間の距離に合わせた２台の二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡は、複数の液体噴射ヘッドの各ノズルプレートに形成された各アライメントマークを同時に観察することができるようにそれぞれの前記光軸間の距離を隣接するノズルプレートのアライメントマーク間の距離に合わせた複数台の二焦点顕微鏡で構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
請求項１乃至請求項６の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドのアライメント装置において、
前記二焦点顕微鏡の光軸を固定する一方、アライメントの対象となる基準マークとアライメントマークとが前記光軸上又はその近傍に占位するように前記マスクと前記液体噴射ヘッドを支持するスペーサ治具とを一体的に移動させるように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント装置。
液体噴射ヘッドの液体を噴射するノズル開口とともに位置合わせ用のアライメントマークが設けられたノズルプレートと、複数の前記液体噴射ヘッドの前記ノズルプレート側を保持する固定部材とを位置決め接合する際に用いられ、前記位置決め接合する際に、前記液体噴射ヘッドのノズルプレート側に、前記固定部材、スペーサ治具、マスク、二焦点顕微鏡が順番に位置する液体噴射ヘッドのアライメント方法であって、
前記位置決め接合する際に前記ノズルプレートの前記アライメントマークが設けられた面と相対向するように配設されているとともに、前記位置決め接合する際に前記アライメントマークと相対向する空間を有する平板状のスペーサ治具と、前記位置決め接合する際に、前記ノズルプレートが位置する領域と反対側で前記スペーサ治具に相対向するように配設されるとともに前記空間を介して前記アライメントマークと相対向する一方、位置合わせに用いら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を空間を介して相対向させるとともに、
二焦点顕微鏡の光軸を前記マスク側から前記基準マーク及び前記空間を介して前記アライメントマークの方向に向けて前記基準マーク及び前記アライメントマークの画像を同時に得る一方、前記光軸を共有する一つの光学系は前記アライメントマークに焦点を合わせるとともに他の光学系は前記基準マークに焦点を合わせて両画像を重ね合わせることにより前記位置決めを行なうことを特徴とする液体噴射ヘッドのアライメント方法。