JP4341654B2 - 液体噴射ヘッドユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被位置決め部材のアライメントマークをアライメントマスクに設けられた基準マークに位置合わせするアライメント方法及びそれに用いられるアライメントマスクに関し、特に、被位置決め部材として液体噴射ヘッドを固定板に固定する際の液体噴射ヘッドユニットのアライメント方法に関する。

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、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、平板状のガラスからなるアライメント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てノズル開口と同一形状の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位置決めを行なっている。

特開２００２−１６０３７６号公報（第４頁、図３）

このようなヘッドユニットのアライメント方法では、マスク部材となるガラスなどの透明部材に設けた基準マークとノズルプレートに設けたアライメントマークとを顕微鏡及びＣＣＤカメラで構成される撮像手段によって同時に撮影して画像を取得し、画像を確認しながら位置合わせが行われるが、アライメントマークは上述のようにノズル開口と同一形状の貫通孔で形成されているため、撮像手段により取得された画像には、アライメントマークは黒色で撮影されると共に、アライメントマークが黒色であるためアライメントマークとのコントラスト比を高くするために基準マークは白色で撮影される。また、撮像手段により取得された画像の背景は、ノズルプレートの表面に反射した光によって白に近い白系色となる。

このため、取得した画像を画像処理して、アライメントマーク及び基準マークと背景との境界を検出しようとすると、白に近い白系色の背景と黒系色のアライメントマークとのコントラスト比が高いことから黒色系のアライメントマークの境界は高精度に検出することができるが、アライメントマスクにガラスなどの透明部材を用いているため、ノズルプレートの背景色が当該アライメントマスクを透過して撮像手段で撮影されるため、白に近い背景と白系色の基準マークとはコントラスト比が低く、基準マークの境界にばらつきが生じ、基準マークの境界を高精度に検出することができず、アライメント精度が低下してしまうという問題がある。

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等の液体噴射ヘッドユニットのアライメント方法に限定されず、被位置決め部材のアライメントマークをアライメントマスクに設けられた基準マークに位置合わせするアライメント方法においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、アライメントマーク及び基準マークの境界を高精度に検出して、アライメント精度を向上させることができる液体噴射ヘッドユニットの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、被位置決め部材に設けられたアライメントマークと、アライメントマスクに設けられた基準マークとを相対向するように配置し、前記アライメントマスクの前記基準マークが設けられた面とは反対側の面側から、前記アライメントマークが黒系色又は白系色の何れか一方の色で表示されると共に前記基準マークが黒系色又は白系色の他方の色で表示された画像を取得し、該画像を確認しながら前記アライメントマークを前記基準マークに位置合わせする際に、前記アライメントマスクの前記基準マークよりも前記被位置決め部材側の少なくとも前記画像として取得される領域に、前記画像として取得された際に前記アライメントマークと前記基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比が高くなる表面処理を行ってから、前記アライメントマークを前記基準マークに位置合わせすることを特徴とするアライメント方法にある。
かかる第１の態様では、アライメントマスクに表面処理を行うことで、撮像手段が撮影した画像において、黒系色又は白系色の何れか一方の基準マークと黒系色又は白系色の他方のアライメントマークとに対して背景のコントラスト比を高くすることができ、基準マークと背景との境界及びアライメントマークと背景との境界を高精度に検出することができる。

本発明の第２の態様は、前記表面処理が、前記アライメントマスクの前記基準マークよりも前記被位置決め部材側に薄膜を形成することであることを特徴とする第１の態様のアライメント方法にある。
かかる第２の態様では、薄膜を形成する表面処理を行うことで、容易にアライメントマークと基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比を高めることができる。

本発明の第３の態様は、前記薄膜が、金属膜からなることを特徴とする第２の態様のアライメント方法にある。
かかる第３の態様では、金属膜を形成する表面処理を行うことによって、容易にアライメントマークと基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比を高めることができる。

本発明の第４の態様は、前記薄膜をスパッタリング法により形成することを特徴とする第２又は３の態様のアライメント方法にある。
かかる第４の態様では、金属膜を容易に且つ所望の厚さで形成することができ、コントラスト比の調整を容易に行うことができる。

本発明の第５の態様は、前記表面処理が、前記アライメントマスクの前記基準マークよりも前記被位置決め部材側に着色フィルムを貼付することであることを特徴とする第１の態様のアライメント方法にある。
かかる第５の態様では、着色フィルムを貼付する表面処理を行うことで、容易にアライメントマークと基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比を高めることができる。

本発明の第６の態様は、前記表面処理が、前記アライメントマスクの前記基準マークよりも前記被位置決め部材側をブラスト処理することであることを特徴とする第１の態様のアライメント方法にある。
かかる第６の態様では、ブラスト処理からなる表面処理を行うことで、容易にアライメントマークと基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比を高めることができる。

本発明の第７の態様は、前記表面処理が、前記基準マークよりも前記被位置決め部材側の前記アライメントマーク上を含む全面に亘って行うことを特徴とする第１〜６の何れかの態様のアライメント方法にある。
かかる第７の態様では、基準マークはアライメントマスクの他方面側から撮影されるため、表面処理された表面が基準マークの撮影時に介在することがなく、基準マークのコントラスト比を低減することがない。また、アライメントマスクの全面に亘って表面処理を施すことによって、表面処理を行う際のマスクやパターニング等の工程が不要となりコストを低減することができる。

本発明の第８の態様は、前記基準マークが環形状を有すると共に、前記アライメントマークが、前記基準マークの内径よりも小さな外径を有することを特徴とする第１〜７の何れかの態様のアライメント方法にある。
かかる第８の態様では、アライメントマークを環形状の基準マークに容易にアライメントすることができると共に、アライメントマークの位置合わせを基準マークとの隙間によって調整することができ、高精度なアライメントを行うことができる。

本発明の第９の態様は、前記表面処理が、前記基準マークの内側で、当該基準マークと前記アライメントマークとのそれぞれに対してコントラスト比が高くなるように行うと共に、前記表面処理が、前記基準マークの外側で、当該基準マークに対して前記基準マークの内側よりもコントラスト比が高くなるように行うことを特徴とする第８の態様のアライメント方法にある。
かかる第９の態様では、基準マークの外側の背景を基準マークの内側よりもコントラスト比が高くなるようにすることで、基準マークと外側の背景とのコントラスト比が高くなり、基準マークを発見し易くすることができる。

本発明の第１０の態様は、前記表面処理が、前記基準マークの内側で、当該基準マークと前記アライメントマークとのそれぞれに対してコントラスト比が高くなるように行うと共に、前記表面処理が、前記基準マークの外側で、当該基準マークに対して前記基準マークの内側よりもコントラスト比が低くなるように行うことを特徴とする第８の態様のアライメント方法にある。
かかる第１０の態様では、基準マークの外側の背景を基準マークの内側よりもコントラスト比が低くなるようにすることで、基準マークの外側とアライメントマークとのコントラスト比を高くすることができ、アライメントマークが基準マークの外側に存在するときに、アライメントマークを発見し易くすることができる。

本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何れかの態様のアライメント方法によって、液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートを有すると共に該ノズルプレートに前記アライメントマークが設けられた液体噴射ヘッドからなる前記被位置決め部材を、複数の液体噴射ヘッドを保持する固定部材に位置合わせすることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットのアライメント方法にある。
かかる第１１の態様では、液体噴射ヘッドと固定部材との位置合わせを高精度に行うことができるため、液体噴射特性を向上した液体噴射ヘッドユニットを実現できる。

本発明の第１２の態様は、前記アライメントマークが、前記ノズルプレートに設けられた前記ノズル開口と同一形状を有することを特徴とする第１１の態様の液体噴射ヘッドユニットのアライメント方法にある。
かかる第１２の態様では、アライメントマークが黒系色で撮影されると共に、アライメントマークをノズル開口と同時に形成することができ、アライメントマークを容易に且つ高精度に形成することができる。

本発明の第１３の態様は、被位置決め部材に設けられたアライメントマークと、マスク本体に設けられた基準マークとを相対向するように配置し、前記アライメントマークが黒系色又は白系色の何れか一方の色で表示されると共に前記基準マークが黒系色又は白系色の他方の色で表示された画像を取得し、該画像を確認しながら前記アライメントマークを前記基準マークに位置合わせする際に用いられるアライメントマスクであって、前記マスク本体の前記基準マークよりも前記被位置決め部材側の少なくとも前記画像として取得される領域に、前記画像として取得された際に前記アライメントマークと前記基準マークとのそれぞれに対してコントラスト比が高くなる表面処理が行われていることを特徴とするアライメントマスクにある。
かかる第１３の態様では、アライメントマスクに表面処理を行うことで、撮像手段が撮影した画像において、黒系色又は白系色の何れか一方の基準マークと黒系色又は白系色の他方のアライメントマークとに対して背景のコントラスト比を高くすることができ、基準マークと背景との境界及びアライメントマークと背景との境界を高精度に検出することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッド用アライメントマスク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の一例について説明する。

図１は、本発明の実施形態１に係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示す分解斜視図であり、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であり、図３は、その要部断面図である。図１に示すように、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２００（以下、ヘッドユニット２００と言う）を構成する保持部材であるカートリッジケース２１０は、インク供給手段（液体供給手段）である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。例えば、本実施形態では、インクカートリッジは、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、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、カートリッジケース２１０の底面には、図３に示すように、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース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、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）を介して固定されている。

また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、複数の圧電素子３００を有すると共に、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インクジェット式記録ヘッド２２０が固定されるヘッドケース２３０を有する。本実施形態では、インクカートリッジの各色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２２０がインク色毎に対応して複数設けられ、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設けられている。

ここで、カートリッジケース２１０に搭載される本実施形態の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２２０及びヘッドケース２３０について説明する。図４は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの要部の分解斜視図であり、図５は、インクジェット式記録ヘッド及びヘッドケースの断面図である。図４及び図５に示すように、インクジェット式記録ヘッド２２０を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、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、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が、幅方向に並設された列が２列形成されている。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。また、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。

また、流路形成基板１０の開口面側には、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が穿設されたノズルプレート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。すなわち、本実施形態では、１つのインクジェット式記録ヘッド２２０にノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが２列設けられている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、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などからなる。また、ノズルプレート２０には、詳しくは後述する固定板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が設けられている。本実施形態では、アライメントマーク２２として、ノズル開口２１と同一形状の円形状の開口を有する貫通孔をノズル開口２１の並設方向の外側に２つ設けるようにした。このように、アライメントマーク２２として、ノズル開口２１と同一形状のものを設けることで、ステンレス鋼からなるノズルプレート２０にノズル開口２１をポンチにより形成する際に、アライメントマーク２２を同時に同一ピッチで形成することができる。

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、金属からなる下電極膜と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層と、金属からなる上電極膜とを順次積層することで形成された圧電素子３００が形成されている。このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３１を有する保護基板３０が接合されている。このリザーバ部３１は、本実施形態では、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としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができるが、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、本実施形態では、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た。

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。

また、このような保護基板３０上には、コンプライアンス基板４０が接合されている。コンプライアンス基板４０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が厚さ方向に貫通することで形成されている。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。

このように、本実施形態の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。そして、このようなインクジェット式記録ヘッド２２０のコンプライアンス基板４０上には、インク導入口４４に連通すると共にカートリッジケース２１０のインク連通路２１２に連通して、カートリッジケース２１０からのインクをインク導入口４４に供給するインク供給連通路２３１が設けられたヘッドケース２３０が設けられている。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。また、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。

このような本実施形態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満たした後、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内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

また、このような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が一体的に形成される。

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インクジェット式記録ヘッド２２０となる。

このようなインクジェット式記録ヘッド２２０及びヘッドケース２３０は、上述した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、本実施形態のヘッドユニット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によって位置合わせ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、本実施形態では、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。

このような固定板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などが挙げられる。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好適である。これは、例えば、固定板２５０を厚くすると、詳しくは後述するインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０に設けられたアライメントマーク２２と、固定板２５０とを位置合わせする際に使用される液体噴射ヘッド用アライメント（以下、アライメントマスクと言う）の基準マークとの距離が遠くなり、アライメント精度を高めることが困難になると共に、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、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とアライメントマスクの基準マークとの距離を短くして、位置合わせを容易に且つ高精度に行うことができると共に、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、本実施形態では、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などによる接着が挙げられる。

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。

また、このような固定板２５０には、４つのインクジェット式記録ヘッド２２０が位置合わせされて固定されており、このようなインクジェット式記録ヘッド２２０の固定板２５０への位置合わせは、アライメントマスクを有するアライメント装置を用いて行うことができる。ここで、アライメントマスクを有するアライメント装置について詳細に説明する。なお、図６は、アライメント装置を示す断面図及びそのＡ−Ａ′断面図であり、図７は、アライメントマスクを示す平面図及びそのＢ−Ｂ′断面図である。

図６に示すように、アライメント装置４００は、被位置決め部材であるインクジェット式記録ヘッド２２０が位置合わせされる基準マーク４１１が上面側に設けられたアライメントマスク４１０と、アライメントマスク４１０の底面側を保持する保持テーブル４２０と、アライメントマスク４１０の上面側に設けられたベース治具４３０と、ベース治具４３０上に設けられてヘッドユニットの固定部材である固定板２５０を保持するスペーサ治具４４０と、保持テーブル４２０のアライメントマスク４１０とは反対側に設けられてアライメントマスク４１０の基準マーク４１１及びノズルプレート２０のアライメントマーク２２を確認する光学系を有する顕微鏡及びＣＣＤカメラからなる撮像手段５００とを具備する。

このようなアライメント装置４００によれば、ベース治具４３０上にスペーサ治具４４０を介して固定板２５０を保持させて、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１に対してインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０に設けられた２つのアライメントマーク２２を位置合わせすることにより、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０の相対的な位置合わせをした状態で、この複数のインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０と固定板２５０とを接着剤を介して接着することができる。

具体的には、アライメントマスク４１０は、例えば、ガラスなどの透明部材からなり、図７に示すように、アライメントマスク４１０の上面側には、各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がそれぞれ位置合わせされる基準マーク４１１が設けられている。本実施形態では、固定板２５０に４つのインクジェット式記録ヘッド２２０が固定されるため、アライメントマスク４１０には、基準マーク４１１が８個設けられている。勿論、基準マーク４１１の数は特にこれに限定されず、ヘッドユニット２００に搭載されるインクジェット式記録ヘッド２２０の数、すなわち、固定板２５０に固定されるインクジェット式記録ヘッド２２０の数に応じて適宜設けるようにすればよい。

また、基準マーク４１１は、円形状の開口を有するノズル開口２１と同一形状のアライメントマーク２２に位置合わせされるものであり、内部にアライメントマーク２２の外径よりも大きな内径を有する単穴が設けられた環形状を有する。このような基準マーク４１１の単穴にアライメントマーク２２を所定の間隔となるように位置合わせすることで、インクジェット式記録ヘッド２２０はアライメントマスク４１０に位置合わせすることができる。

なお、基準マーク４１１は、例えば、金属等をスクリーン印刷することで形成することができる。また、このような基準マーク４１１は、詳しくは後述するが、撮像手段５００によってアライメントマーク２２と共に同時に撮影される。このとき、基準マーク４１１は、金属からなるため、撮像手段５００の撮影時の光の反射によって、白色（白系色）で画像に表示される。また、アライメントマーク２２は、ノズル開口２１と同一形状の貫通孔からなるため、撮像手段５００の撮影時の光が反射せずに黒色（黒系色）で画像に表示される。なお、画像処理によって色を反転させることで、基準マーク４１１を黒色（黒系色）で、アライメントマーク２２を白色（白系色）で表示させることもできる。このため、撮像手段５００が撮影した画像には、基準マーク４１１が黒系色又は白系色の何れか一方で表示され、アライメントマーク２２が黒系色又は白系色の他方で表示されていればよい。

さらに、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面には、表面処理が施されている。つまり、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１よりもノズルプレート２０側の面に、後に詳述する表面処理膜４１２が設けられている。本実施形態では、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面に、基準マーク４１１上を含む全面に亘って金属の薄膜からなる表面処理膜４１２を設けるようにした。このような表面処理膜４１２は、スパッタリング法又は蒸着法等により形成することができる。なお、表面処理膜４１２は、金属の薄膜に限定されず、例えば、樹脂の膜等であってもよい。

このようにアライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面を表面処理することで、撮像手段５００によってアライメントマーク２２と基準マーク４１１とを同時に撮影した際に、撮影した画像には、基準マーク４１１が白色（白系色）で、アライメントマーク２２が黒色（黒系色）で表示され、且つ表面処理膜４１２は、黒色のアライメントマーク２２と白色の基準マーク４１１とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなる灰色の背景色として表示される。すなわち、表面処理膜４１２は、撮像手段５００が撮影した画像において、黒系色のアライメントマーク２２と白系色の基準マーク４１１とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなる色で撮影されるように、膜厚や材料等を適宜決定すればよい。例えば、表面処理膜４１２が基準マーク４１１と同じ厚さで形成された場合、表面処理膜４１２に撮像手段５００の光が反射して白色に近くなり、基準マーク４１１と背景との境界が検出し難くなってしまうと共に、背景を透過してアライメントマーク２２を撮影することができないという問題がある。このため、例えば、表面処理膜４１２は、基準マーク４１１よりも厚さを薄く形成するのが好ましい。

また、本実施形態では、表面処理膜４１２をアライメントマスク４１０の基準マーク４１１上を含む全面に亘って設けるようにしたが、アライメントマスク４１０は、基準マーク４１１が設けられた上面とは反対側の底面側から撮像手段５００によって撮影されるため、表面処理膜４１２が基準マーク４１１の上に設けられることによって、表面処理膜４１２が基準マーク４１１の撮影時に介在することがない。また、アライメントマーク２２は黒色（黒系色）からなるため、撮像手段５００が表面処理膜４１２を介してアライメントマーク２２を撮影しても、アライメントマーク２２の色が変化することがない。

このように、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面に表面処理を施すことによって、撮像手段５００が撮像した画像において、黒色（黒系色）のアライメントマーク２２と、白色（白系色）の基準マーク２２と、これらのそれぞれにコントラスト比が高くなる表面処理膜４１２からなる背景とが撮影されるため、画像処理によりアライメントマーク２２と背景との境界を高精度に検出することができると共に、基準マーク４１１と背景との境界を高精度に検出することができ、アライメントマーク２２を基準マーク４１１に高精度に位置合わせすることができる。

一方、アライメント装置４００の保持テーブル４２０は、図６に示すように、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた上面側とは反対側の底面側を保持するものであり、本実施形態では、装置本体（図示なし）に対してアライメントマスク４１０が保持される面方向（撮像手段５００の光軸に直交する方向）に移動自在に設けられている。また、保持テーブル４２０には、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１に相対向する領域に厚さ方向に貫通する貫通孔４２１が設けられており、撮像手段５００の基準マーク４１１を経てアライメントマーク２２に至る光路が確保されている。

ベース治具４３０は、保持テーブル４２０のアライメントマスク４１０が保持された面側に固定されると共に、底面側が開口してアライメントマスク４１０を覆う箱型形状を有するステンレス鋼等からなる。また、ベース治具４３０には、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１に相対向する領域に厚さ方向に貫通する貫通孔４３１が設けられており、撮像手段５００の基準マーク４１１を経てアライメントマーク２２に至る光路が確保されている。

スペーサ治具４４０は、ベース治具４３０のアライメントマスク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。具体的には、スペーサ治具４４０はステンレス鋼等の板状部材からなり、内部に真空ポンプ等の吸引手段（図示なし）が接続された吸引チャンバ４４１が複数設けられている。吸引チャンバ４４１は、スペーサ治具４４０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４４０には、ベース治具４３０の貫通孔４３１に連通する連通孔４４２が設けられており、撮像手段５００の基準マーク４１１を経てアライメントマーク２２に至る光路が確保されている。すなわち、撮像手段５００は、保持テーブル４２０の貫通孔４２１を介してアライメントマスク４１０を透過して基準マーク４１１を撮影すると共に、ベース治具４３０の貫通孔４３１及びスペーサ治具４４０の連通孔４４２を介して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を撮影するようになっている。

撮像手段５００は、光学系を有する顕微鏡及びＣＣＤカメラからなり、保持テーブル４２０のアライメントマスク４１０とは反対側に配置されている。そして、撮像手段５００は、その光軸が基準マーク４１１を経てアライメントマーク２２に至る方向となるように装置本体（図示なし）に固定されている。これにより、保持テーブル４２０を撮像手段５００の光軸とは直交する方向に移動させることによって、撮像手段５００によって複数の基準マーク４１１とアライメントマーク２２とを撮影することができる。なお、本実施形態では、撮像手段５００を装置本体に固定し、保持テーブル４２０を撮像手段５００の光軸に直交する方向に移動させるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保持テーブル４２０を装置本体に固定し、撮像手段５００を光軸と直交する方向に移動自在に設けるようにしてもよいが、この場合、光軸ずれなどが発生し易いなどの問題がある。また、撮像手段５００を２つ、すなわち、撮像手段５００をインクジェット式記録ヘッド２２０の２つのアライメントマーク２２のそれぞれが位置合わせされる２つの基準マーク４１１にそれぞれ設けることで、保持テーブル４２０をインクジェット式記録ヘッド２２０の並設方向（ノズル列２１Ａの並設方向）のみに移動させるようにすればよく、また、全ての基準マーク４１１のそれぞれに対応して撮像手段５００を設ければ、撮像手段５００及び保持テーブル４２０を相対的に移動させる必要がなくなり、両者を装置本体に固定することができる。

さらに、本実施形態のアライメント装置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が設けられている。本実施形態では、押圧手段４５０は、ベース治具４３０に着脱自在に設けられている。詳しくは、押圧手段４５０は、ベース治具４３０に両端が着脱自在に固定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。本実施形態では、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はインクジェット式記録ヘッド２２０と同数である４つ設けられている。

この押圧部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、本実施形態では、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。

このような付勢手段４５５は、ねじ部４５６のねじ保持部４５６に対する締め付け量により、付勢ねじ４５８が押圧する押圧ピン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。

このような押圧手段４５０は、ベース治具４３０と共に保持テーブル４２０から取り外すことができる。このため、複数のベース治具４３０と押圧手段４５０とを用意しておけば、インクジェット式記録ヘッド２２０と固定板２５０とを接着する接着剤が硬化する間、押圧手段４５０をベース治具４３０と共に保持テーブル４２０から取り外して、アライメント装置４００を次のヘッドユニットの組み立てに使用することができる。これによって、アライメント装置４００のコストを低減することができる。

このようなアライメント装置４００によれば、撮像手段５００によって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、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１とを同時に撮像しながら、このアライメントマーク２２が基準マーク４１１の単穴に所定の間隔となるように移動させることにより、インクジェット式記録ヘッド２２０をアライメントマスク４１０に対して所定位置にアライメントすることができる。

ここで、このようなアライメント装置４００を用いたヘッドユニットのアライメント方法についてさらに詳細に説明する。なお、図８は、ヘッドユニットのアライメント方法を示すアライメントマスクの底面側からの平面図であり、図９は、撮像手段により撮影した画像の一例である。

図８（ａ）に示すように、撮像手段５００の光軸の中心にアライメントマスク４１０の基準マーク４１１を位置合わせする。具体的には、撮像手段５００によって透明部材であるアライメントマスク４１０の底面側から基準マーク４１１を撮像しながら、保持テーブル４２０を移動させることにより、撮像手段５００の中心に基準マーク４１１の中心を位置合わせする。

次に、図８（ｂ）に示すように、ベース治具４３０上にスペーサ治具４４０を介して固定板２５０を吸引保持させる。

次に、図８（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た状態で、撮像手段５００によって、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１とインクジェット式記録ヘッド２２０のノズルプレート２０に設けられたアライメントマーク２２とを同時に撮影しながら、このアライメントマーク２２が基準マーク４１１の単穴に所定の間隔となるように移動する。

このとき、図９に示すように、撮像手段５００によってアライメントマーク２２と基準マーク４１１とを同時に撮影した画像には、基準マーク４１１が白色（白系色）で、アライメントマーク２２が黒色（黒系色）で表示される。なお、本実施形態では、撮像手段５００によって、基準マーク４１１が白色（白系色）で、アライメントマーク２２が黒色（黒系色）で表示される画像を取得するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、画像処理によって色を反転させることで、基準マーク４１１を黒色（黒系色）で、アライメントマーク２２を白色（白系色）で表示させることもできる。すなわち、撮像手段５００が撮影した画像には、基準マーク４１１が黒系色又は白系色の何れか一方で表示され、アライメントマーク２２が黒系色又は白系色の他方で表示されていればよい。

また、本実施形態では、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面に、上述のように薄膜の表面処理膜４１２を設けた表面処理を施しておくことで、表面処理膜４１２は、黒色のアライメントマーク２２と白色の基準マーク４１１とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなる灰色の背景色として表示される。このため、基準マーク４１１と背景との境界と、アライメントマーク２２と背景との境界とを画像処理により高精度に検出することができ、アライメント精度を向上することができる。ここで表面処理膜４１２は、アライメントマスク４１０の一方の面の全面に設けられているが、表面処理膜４１２が厚すぎると、ノズルプレート２０に形成されたアライメントマーク２２をアライメントマスク４１０を透過して認識することができなくなってしまうため、表面処理膜４１２は厚くすることはできない。また、表面処理膜４１２が薄すぎると、ノズルプレート２０の背景色とアライメントマーク２２とのコントラスト比が高くならず、アライメントマーク２２が認識できなくなる。したがって、表面処理膜４１２の膜厚は、ある程度限定された範囲となる。

なお、例えば、撮像手段５００によって撮像した画像の背景がステンレス鋼からなるノズルプレート２０の場合、基準マーク４１１と背景との境界を画像処理により検出すると、境界のばらつきが０．７〜１μｍとなってしまう。これに対して、本実施形態のように、アライメントマスク４１０の表面に表面処理を施すことで、基準マーク４１１と背景との境界を検出すると、ばらつきは０．２５〜０．３μｍ程度まで減少させることができ、アライメント精度を向上することができる。

なお、インクジェット式記録ヘッド２２０の固定板２５０に対する移動は、例えば、図示しないマイクロメータ等により微小な調整を行うことができる。もちろん、撮像手段５００としてＣＣＤカメラを用いて、ＣＣＤカメラにより撮影された画像を画像処理することにより、マイクロメータを駆動モータ等により駆動させてアライメントマーク２２を基準マーク４１１に位置合わせできるようにインクジェット式記録ヘッド２２０を自動的に移動させるようにしてもよい。

その後は、図８に示す工程を繰り返し行うことで、複数のインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０に順次位置合わせする。そして、上述した図６に示す押圧手段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とができる。勿論、押圧手段４５０によってインクジェット式記録ヘッド２２０を固定板２５０側に所定の圧力で押圧した状態で、インクジェット式記録ヘッド２２０の位置合わせを行うようにしてもよく、位置合わせが終了した段階で、押圧手段４５０による押圧力を強くするようにしてもよい。

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とを位置合わせして接合することで、固定板２５０とノズル列２１Ａとの位置合わせ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合わせ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合わせが行われる。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。

一方、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のインクジェット式記録ヘッド２２０とは反対側に、複数の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、本実施形態では、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、このような枠部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、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。なお、本実施形態では、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。本実施形態では、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。

詳しくは、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に挿入すると共に、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との位置合わせは、上述した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とを位置合わせして固定する際に、同時にカバーヘッド２４０を位置合わせして固定するようにしてもよい。

（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２に係るアライメント装置の断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１０に示すように、本実施形態のアライメント装置４００Ａは、アライメントマスク４１０Ａと、保持テーブル４２０と、ベース治具４３０と、スペーサ治具４４０と、撮像手段５００Ａとを具備する。

アライメントマスク４１０Ａには、上面に基準マーク４１１が設けられてベース治具４３０の貫通孔４３１内に突出する突出部４１３が設けられている。

突出部４１３は、本実施形態では、基準マーク４１１に対してそれぞれ設けられた円柱形状を有する。本実施形態では、固定板２５０に４個のインクジェット式記録ヘッド２２０が固定されるため、基準マーク４１１を有する突出部を合計８個設けるようにした。

また、突出部４１３の基準マーク４１１が設けられた先端面には、薄膜からなる表面処理膜４１２が設けられている。本実施形態では、表面処理膜４１２を突出部４１３の先端面のみに設け、アライメントマスク４１０Ａのその他の表面には表面処理膜４１２を設けないようにした。このような構成としても、表面処理膜４１２は、撮像手段５００Ａにより撮影された画像の背景として表示される。

さらに、突出部４１３は、先端面に設けられた基準マーク４１１がノズルプレート２０のアライメントマーク２２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４１１との距離を縮めて、位置決め精度を向上するためである。すなわち、例えば、基準マーク４１１とアライメントマーク２２との距離が遠いと、位置決めし難く、アライメント精度を向上することができない。また、基準マーク４１１とアライメントマーク２２との距離が遠い場合には、ＣＣＤカメラや顕微鏡からなる撮像手段５００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、光学系の光軸が大きくずれてしまい、基準マーク４１１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からである。

なお、アライメントマスク４１０Ａに突出部４１３を設けない場合、アライメントマーク２２と基準マーク４１１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。本実施形態では、アライメントマスク４１０Ａに突出部４１３を設けることによって、基準マーク４１１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撮像手段５００の光学系の光軸ずれを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。

また、突出部４１３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突出部４１３の先端面に付着して、撮像手段５００によりアライメントマーク２２及び基準マーク４１１が確認できなくなる可能性があるため、突出部４１３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、アライメントマスク４１０Ａに突出部４１３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４１１との距離を短くしたため、ベース治具４３０やスペーサ治具４４０の厚さを薄くして、基準マーク４１１とアライメントマーク２２との距離を短くする必要がない。すなわち、アライメントマーク２２と基準マーク４１１との距離を短くするために、ベース治具４３０やスペーサ治具４４０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４３０が変形や破壊されることによって基準マーク４１１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。本実施形態では、アライメントマスク４１０Ａに突出部４１３を設けたため、ベース治具４３０を薄く形成する必要がなく、ベース治具４３０の剛性を保って変形や破壊を防止することができ、位置合わせを高精度に行うことができる。

なお、本実施形態では、アライメントマスク４１０Ａに円柱形状の突出部４１３を８つ設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、各インクジェット式記録ヘッド２２０に対して１つの突出部としてもよい。すなわち、１つのヘッドユニットのアライメントを行うアライメントマスクに４つの突出部を設けるようにしてもよい。この場合には、ベース治具４３０の貫通孔４３１を突出部と同じ形状で設けるようにすればよく、このような貫通孔であってもベース治具４３０の剛性は貫通孔によって低減されるものではない。

撮像手段５００Ａは、二焦点顕微鏡で構成されており、光軸Ｌを共有する一つの光学系と、他の光学系とを有する。光軸Ｌはアライメントマスク４１０Ａの固定板２５０とは反対側から基準マーク４１１を得てアライメントマーク２２に至る方向（図では垂直方向）に向けられている。ここで、光学系は、基準マーク４１１、すなわち、アライメントマスク４１０Ａの上面側に焦点を合わせることができるように構成されている。

詳しくは、対物レンズ５０３は基準マーク４１１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。

ＣＣＤ５２０は、光学系５０１，５０２を介して基準マーク４１１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４１１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４１１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。

このような二焦点顕微鏡からなる撮像手段５００Ａを用いることで、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４１１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４１１及びアライメントマーク２２の画像を得ることができる。これにより、アライメントマーク２２を基準マーク４１１に高精度に位置合わせすることができる。

なお、上述した実施形態１と同様に、二焦点顕微鏡からなる撮像手段５００Ａを２つ、すなわち、インクジェット式記録ヘッド２２０の２つのアライメントマーク２２に対応して撮像手段５００Ａを設けるようにしてもよく、また、基準マーク４１１のそれぞれに対応して二焦点顕微鏡からなる撮像手段５００Ａを複数設けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、１つのＣＣＤ５２０によって２つの光学系５０１、５０２の画像を取得するようにしたが、各光学系５０１、５０２のそれぞれに対応するＣＣＤを設け、２つのＣＣＤが取得した画像を合成するようにしてもよい。

（実施形態３）
図１１は、本発明の実施形態３に係るアライメントマスクの平面図及びそのＣ−Ｃ′断面図である。なお、上述した実施形態１及び２と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態のアライメントマスク４１０の一方面側には、環形状の基準マーク４１１が設けられており、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面には、表面処理が施されている。本実施形態では、表面処理として、表面処理膜４１２Ａを設けるようにした。

このような表面処理膜４１２Ａは、撮像手段５００によって撮影された際に、環形状を有する基準マーク４１１の内側で、黒系色のアライメントマーク２２と白系色の基準マーク４１１とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなるように設けられている。また、表面処理膜４１２Ａは、基準マーク４１１の外側で、基準マーク４１１に対して、基準マーク４１１の内側よりもコントラスト比が高くなるように設けられている。本実施形態では、表面処理膜４１２Ａを基準マーク４１１の内側に上述した実施形態１と同様の厚さで設け、且つ基準マーク４１１の外側に基準マーク４１１の内側よりも厚く設けることで、上述した構成となるようにした。

このようにアライメントマスク４１０の表面処理として、基準マーク４１１の内側で、基準マーク４１１とアライメントマーク２２とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなり、且つ基準マーク４１１の外側で、基準マーク４１１に対して基準マーク４１１の内側よりもコントラスト比が高くなるよう表面処理膜４１２Ａを設けることで、基準マーク４１１を検出し易くすることができる。また、基準マーク４１１の外周側のエッジの検出を高精度に行うことができる。

なお、本実施形態では、アライメントマスク４１０の表面処理として、表面処理膜４１２Ａを設けるようにしたため、基準マーク４１１の内側と外側とで、表面処理膜４１２Ａの膜厚を変更するようにしたが、表面処理は、特にこれに限定されず、例えば、着色フィルムの貼付やブラスト処理などであっても、同様である。すなわち、着色フィルムを貼付する場合には、基準マーク４１１の内側と外側とで着色フィルムの厚さを変更してもよく、また、着色フィルムの色濃度を基準マーク４１１の内側と外側とで変更するようにしてもよい。また、ブラスト処理する場合には、基準マーク４１１の内側と外側とでブラスト処理を行う時間を変更すればよい。

（実施形態４）
図１２は、本発明の実施形態４に係るアライメントマスクの平面図及びそのＤ−Ｄ′断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

図１２に示すように、本実施形態のアライメントマスク４１０の一方面側には、環形状の基準マーク４１１が設けられており、アライメントマスク４１０の基準マーク４１１が設けられた面には、表面処理が施されている。本実施形態では、表面処理として、表面処理膜４１２Ｂを設けるようにした。

このような表面処理膜４１２Ｂは、撮像手段５００によって撮影された際に、環形状を有する基準マーク４１１の内側で、黒系色のアライメントマーク２２と白系色の基準マーク４１１とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなるように設けられている。また、表面処理膜４１２Ｂは、基準マーク４１１の外側で、基準マーク４１１に対して、基準マーク４１１の内側よりもコントラスト比が高くなるように設けられている。すなわち、表面処理膜４１２Ｂは、基準マーク４１１の外側で、アライメントマーク２２に対して基準マーク４１１の内側よりもコントラスト比が高くなるように設けられている。本実施形態では、表面処理膜４１２Ｂを基準マーク４１１の内側に上述した実施形態１と同様の厚さで設け、且つ基準マーク４１１の外側に基準マーク４１１の内側よりも薄く設けることで、上述した構成となるようにした。

このようにアライメントマスク４１０の表面処理として、基準マーク４１１の内側で、基準マーク４１１とアライメントマーク２２とのそれぞれに対してコントラスト比が高くなり、且つ基準マーク４１１の外側で、基準マーク４１１に対して基準マーク４１１の内側よりもコントラスト比が低くなる（アライメントマーク２２とのコントラスト比が高くなる）ように表面処理膜４１２Ｂを設けることで、アライメントマーク２２が基準マーク４１１の外側に存在する際に、アライメントマーク２２を検出し易くすることができる。 なお、本実施形態では、アライメントマスク４１０の表面処理として、表面処理膜４１２Ｂを設けるようにしたため、基準マーク４１１の内側と外側とで、表面処理膜４１２Ｂの膜厚を変更するようにしたが、表面処理は、特にこれに限定されず、例えば、着色フィルムの貼付やブラスト処理などであっても、同様である。すなわち、着色フィルムを貼付する場合には、基準マーク４１１の内側と外側とで着色フィルムの厚さを変更してもよく、また、着色フィルムの色濃度を基準マーク４１１の内側と外側とで変更するようにしてもよい。また、ブラスト処理する場合には、基準マーク４１１の内側と外側とでブラスト処理を行う時間を変更すればよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１〜４では、アライメントマスク４１０の表面処理として、スパッタリング法又は蒸着法により薄膜からなる表面処理膜４１２を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、アライメントマスクの表面処理として、着色フィルムを貼付するようにしてもよく、また、アライメントマスクの表面処理として、ブラスト処理するようにしてもよい。なお、ブラスト処理は、アライメントマスク４１０のアライメントマーク４１１が除去されない程度に行って、アライメントマーク４１１以外の領域に凹凸を形成して、撮像手段５００、５００Ａによって撮影された画像の背景を灰色にするものである。

また、例えば、上述した実施形態１〜４では、アライメントマーク２２を円形状とし、基準マーク４１１を円形の環形状としたが、特にこれに限定されず、アライメントマーク２２及び基準マーク４１１は、例えば、矩形状など、特別な形状に限定されるものではない。このような場合、ノズルプレート２０に形成されるアライメントマーク２２は、ノズル開口２１とは別の工程、別の方法で形成するようにすればよい。

さらに、上述した実施形態１〜４では、アライメントマスク４１０を１つの部材で形成される例を示したが、アライメントマスク４１０を複数の透明部材からなる平板を積層して形成するようにしてもよい。例えば、アライメントマスクとして、２枚の平板を積層した場合、一方の平板の表面に基準マーク４１１と表面処理膜４１２、４１２Ａ、４１２Ｂとを設け、この一方の平板の表面処理膜４１２、４１２Ａ、４１２Ｂ上に他方の平板を接合するようにしてもよい。このような構成とすることで、基準マーク４１１と表面処理膜４１２、４１２Ａ、４１２Ｂとが外部との接触によって剥離する不具合が発生しない。すなわち、基準マーク４１１と表面処理膜４１２、４１２Ａ、４１２Ｂとは、アライメントマスク４１０のノズルプレート２０側の表面に形成していなくても、本発明の課題を解決することができる。勿論、一方の平板の表面に基準マーク４１１を設け、この基準マーク４１１上に接合された他方の平板のノズルプレート２０側の表面に表面処理膜４１２、４１２Ａ、４１２Ｂを設けるようにしてもよいことは言うまでもない。

また、例えば、上述した実施形態１〜４のノズルプレート２０のインク滴吐出面には、実際には撥水性を向上する撥水膜が形成されている。この撥水膜としては、特に限定されないが、例えば、金属膜を挙げることができる。このような金属膜は、固定板２５０をインク滴吐出面に接合する際に、接着剤の接着力が低下してしまうため、固定板２５０の露出開口部２５１により露出した領域のみに設けるのが好ましい。また、このような金属膜は、例えば、共析メッキにより所定の厚さで高精度に形成することができる。

また、上述した実施形態１〜４では、アライメント装置４００、４００Ａ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。また、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。

さらに、上述した実施形態１〜４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、上述した実施形態１及び２のアライメントマスク４１０、４１０Ａ及びアライメント方法を用いて高精度に位置決めして接着することができる。

また、上述した実施形態１〜４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、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のアライメント方法及びアライメントマスクを一例として説明したが、本発明は、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アライメント方法及びアライメントマスクを対象としたものである。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（面発光ディスプレー）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。

また、本発明は、液体噴射ヘッドユニットのアライメント方法に限定されるものではなく、被位置決め部材に設けられたアライメントマークと、アライメントマスクの一方面側に設けられた基準マークとを相対向するように配置し、アライメントマークの他方面側から撮像手段により、アライメントマークと基準マークとを同時に撮影してアライメントマークを基準マークに位置合わせするアライメント方法に広く適用することができる。

実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの組立斜視図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの要部断面図である。 実施形態１に係るヘッドユニットの要部の分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッド及びヘッドケースの断面図である。 実施形態１に係るアライメント装置の断面図である。 実施形態１に係るアライメントマスクの平面図及び断面図である。 実施形態１に係るアライメント方法を示す平面図である。 実施形態１に係る撮像手段の取得した画像を示す平面図である。 実施形態２に係るアライメント装置の断面図である。 実施形態３に係るアライメントマスクの平面図及び断面図である。 実施形態４に係るアライメントマスクの平面図及び断面図である。

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、４００Ａ アライメント装置、 ４１０、４１０Ａ アライメントマスク、 ４１１ 基準マーク、 ４１２、４１２Ａ、４１２Ｂ 表面処理膜、 ４２０ 保持テーブル、 ４３０ ベース治具、 ４４０ スペーサ治具、 ４５０ 押圧手段、 ５００、５００Ａ 撮像手段

Claims (12)

1. アライメントマークを有する液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを保持する固定部材と、を備えた液体噴射ヘッドユニットの製造方法であって、
   前記液体噴射ヘッドと透明部材からなるアライメントマスクとの間に前記固定部材が位置するよう配置し、前記アライメントマスクに設けられた基準マークと前記アライメントマークとの位置合わせを行う工程を有し、
   前記アライメントマスクの表面には、前記基準マーク及び前記アライメントマークに対してコントラスト比が高くなる表面処理膜が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
2. 前記アライメントマークは、貫通孔であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
3. 前記基準マークは、金属からなることを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
4. 前記表面処理膜は、金属からなることを特徴とする請求項１乃至３何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
5. 前記表面処理膜は、前記基準マークより厚さが薄いことを特徴とする請求項１乃至４何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
6. 前記表面処理膜は、前記基準マークより前記液体噴射ヘッド側に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
7. 前記位置合わせは、前記アライメントマスクの前記液体噴射ヘッドとは反対側に設けられた撮像手段により行うことを特徴とする請求項１乃至６何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
8. 前記基準マークは、前記アライメントマスクの前記液体噴射ヘッド側表面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
9. 前記基準マークは環形状に形成されており、前記基準マークの外側における前記表面処理膜の厚さが、前記基準マークの内側における前記表面処理膜の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至８何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
10. 前記基準マークは環形状に形成されており、前記基準マークの内側における前記表面処理膜の厚さが、前記基準マークの外側における前記表面処理膜の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至８何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
11. 前記アライメントマスクは、前記基準マークが設けられて前記液体噴射ヘッド側に突出する突出部を有することを特徴とする請求項１乃至１０何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。
12. 前記液体噴射ヘッドユニットは複数の前記液体噴射ヘッドを備え、前記位置合わせを行う工程において、各液体噴射ヘッド同士の位置合わせを行うことを特徴とする請求項１乃至１１何れか一項に記載の液体噴射ヘッドユニットの製造方法。

Images