JP5125018B2 - ヘッドユニットの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式記録装置、ディスプレイ製造装置、電極形成装置、バイオチップ製造装置などの液状体吐出装置に搭載されるヘッドユニットの製造方法および製造装置に関する。

近年、微小なノズルから液状体を吐出するヘッドを吐出対象物に対して走査させるように構成した液状体吐出装置が、印刷や工業用途に広く利用されるようになってきている。例えば、特許文献１に掲げる工業用の液状体吐出装置では、大型基板への対応や工程時間の短縮化のため、多数のヘッドを並設したユニット（ヘッドユニット）を走査させるようになっている。

このようなヘッドユニットにおける個々のヘッドの取り付け位置は、液状体の吐出位置の精度を決める要素として非常に重要であり、とりわけ工業用途では高い精度が要求される。このため特許文献１に係るヘッドユニットの組み立てでは、個々のヘッドについて適度な遊びを有した状態でヘッドの仮取り付けを行った後、取り付け位置の微調整を行った上でヘッドを本固定するようにしている。

特開２００３−１２７３９２号公報

上述の微調整では、視覚的な位置認識によりヘッドの位置情報を取得し、さらに、当該位置情報の実測値と規定値との差分を補償するように、ヘッドを機械的に並進ないし回転移動させるようになっている。しかしながら、視覚認識の結果に基づいてヘッドを高精度に移動させるということは実際には容易なことではない。ヘッドの移動精度そのものに、既に機械的な精度ばらつきが存在するためである。

また、ヘッドを移動させる駆動手段との係合部分やヘッド内の部品の組み立てについても精度ばらつきが存在するため、機械的な移動に係るヘッドの回転中心の所在を厳密に知ることができず、これにより移動量を正確に制御することができないという事情がある。このため、従来の方法ではヘッドの取り付け位置の精度に限界があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、高精度なヘッドの取り付けを実現するヘッドユニットの製造方法および製造装置を提供することを目的としている。

本発明は、ノズルが一面に形成されたヘッドと当該ヘッドを取り付けるためのベース体とを備えるヘッドユニットを、前記ベース体における前記ヘッドの位置を規定した上で製造するヘッドユニットの製造方法であって、前記ベース体における前記ヘッドの位置情報について、その実測値を取得すると共に、当該実測値と規定値との差分を取得する差分取得工程と、前記差分取得工程で取得された前記差分を補償するように前記ヘッドを機械的に移動させるヘッド移動工程と、を有し、前記差分が所定の範囲内に収束するまで、前記差分取得工程と前記ヘッド移動工程とを繰り返し実行することを特徴とする。

この発明のヘッドユニットの製造方法では、ベース体におけるヘッドの規定位置からのズレ（差分）とその差分を補償するためのヘッドの機械的な移動を、差分が所定の範囲内に収束するまで繰り返し行うようになっている。これによれば、ヘッドの機械的な移動の精度にばらつきがあったとしても、最終的に高精度にヘッドの取り付け位置を規定することができる。

また好ましくは、前記ヘッドユニットの製造方法において、前記ヘッドの位置情報に係る前記差分は、前記一面を含む座標面における前記ノズルの配列に係る並進成分と回転成分とを含むことを特徴とする。
この発明のヘッドユニットの製造方法によれば、液状体の吐出位置の精度に直接関わるノズルの配列に係る位置情報を基準としているので、吐出位置の精度の高いヘッドユニットを製造することができる。

また好ましくは、前記ヘッド移動工程において、前記一面を含む座標面における並進および回転の自由度の下で前記ヘッドを移動させる前記ヘッドユニットの製造方法において、前記ヘッド移動工程において、前記差分の並進成分を前記並進の自由度に係る移動量として、前記差分の回転成分を前記回転の自由度に係る移動量として、前記ヘッドを移動させることを特徴とする。
この発明のヘッドユニットの製造方法によれば、差分取得工程で取得した差分の値をヘッド移動工程に係る仮の移動量として用いることで、差分を補償するようなヘッドの移動を、ある程度の精度の下で簡単に行うことができる。

本発明は、ノズルが一面に形成されたヘッドと当該ヘッドを取り付けるためのベース体とを備えるヘッドユニットを、前記ベース体における前記ヘッドの位置を規定した上で製造するためのヘッドユニットの製造装置であって、前記ベース体における前記ヘッドの位置情報について、その実測値を取得すると共に、当該実測値と規定値との差分を取得する差分取得手段と、前記差分を補償するように前記ヘッドを機械的に移動させるヘッド移動手段と、前記差分が所定の範囲内に収束するまで、前記差分の取得と前記ヘッドの移動とを繰り返し実行させる統括制御手段と、を備えることを特徴とする。

この発明のヘッドユニットの製造装置によれば、ベース体におけるヘッドの規定位置からのズレ（差分）とその差分を補償するためのヘッドの機械的な移動を、差分が所定の範囲内に収束するまで繰り返し行うことができる。これにより、ヘッドの機械的な移動の精度にばらつきがあったとしても、最終的に高精度にヘッドの取り付け位置を規定することができる。

また好ましくは、前記ヘッドのユニットの製造装置において、前記ヘッドの位置情報に係る前記差分は、前記一面を含む座標面における前記ノズルの配列に係る並進成分と回転成分と、を含むことを特徴とする。
この発明のヘッドユニットの製造装置によれば、液状体の吐出位置の精度に直接関わるノズルの配列に係る位置情報を基準としているので、吐出位置の精度の高いヘッドユニットを製造することができる。

また好ましくは、前記機械的移動手段が、前記一面を含む座標面における並進および回転の自由度の下で前記ヘッドを移動させる前記ヘッドユニットの製造装置において、前記ヘッド移動手段が、前記差分の並進成分を前記並進の自由度に係る移動量として、前記差分の回転成分を前記回転の自由度に係る移動量として、前記ヘッドを移動させることを特徴とする。
この発明のヘッドユニットの製造装置によれば、補正量取得手段が取得した差分の値をヘッド移動手段に係る仮の移動量として用いることで、差分を補償するようなヘッドの移動を、ある程度の精度の下で簡単に行うことができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。

（液状体吐出装置）
まずは、図１を参照して液状体吐出装置の構成について説明する。
図１は、液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図である。

図１に示すように、液状体吐出装置２００は、直線的に設けられた１対のガイドレール２０１と、ガイドレール２０１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）により主走査方向に移動する主走査移動台２０３を備えている。また、ガイドレール２０１の上方においてガイドレール２０１に直交するように直線的に設けられた１対のガイドレール２０２と、ガイドレール２０２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）により副走査方向に沿って移動する副走査移動台２０４を備えている。

主走査移動台２０３上には、吐出対象物となる基板Ｐを載置するためのステージ２０５と、主走査移動台２０３に対向する位置を撮像可能なカメラ２０６が設けられている。ステージ２０５は基板Ｐを吸着固定できる構成となっており、また、回転機構２０７によって基板Ｐ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。

副走査移動台２０４は、回転機構２０８を介して吊り下げ式に取り付けられたキャリッジ２０９を備えている。また、キャリッジ２０９は、液状体の吐出面１０ａを基板Ｐ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を供給する駆動用電気基板（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を基板Ｐに対向させた状態で、基板Ｐ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、液状体吐出装置２００は、基板Ｐ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。尚、液状体には、水や有機溶媒等の液体、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。

ヘッドユニット１０の吐出面１０ａ側には、ヘッドユニット１０の基準点および基準軸ａ１（図２参照）を規定するための標識部材７１，７２（図２参照）が設けられており、この基準点および基準軸ａ１の認識は、カメラ２０６による標識部材７１，７２の撮像により行われる。液状体吐出装置２００は、回転機構２０８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）
次に、図２、図３を参照して、ヘッドユニットの構成について説明する。
図２は、ヘッドユニットの構成を示す吐出面側からの斜視図である。図３は、ヘッドの構成を示す斜視図である。

図２において、ヘッドユニット１０は、ベース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を介して複数（本実施形態では１２個）のヘッド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、長方形様の板状部材であり、キャリッジ２０９（図１参照）への取り付けに用いるボルト孔１２と、ユニット組み立て装置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。尚、貫通孔１３ａは丸孔、貫通孔１３ｂは長孔として形成されている。

ヘッド３０は、図３に示すように、ノズル３１を有する吐出アセンブリ３２と、電気信号用のフレキシブルケーブルと接続するためのコネクタ３３を有する回路基板３４と、液状体を導入するための針状部材３５を有するケースアセンブリ３６とを備えている。

吐出アセンブリ３２の内部には、ノズル３１の個々と連通する微細な流路や、ノズル３１内方の流路壁を機械的に変形（変位）させるための圧電素子などが設けられている。尚、吐出アセンブリ３２における吐出駆動方式は、このような圧電方式に限られるものではなく、発熱素子を用いたサーマル方式などを採用することもできる。

吐出アセンブリ３２は、外観において、一面にノズル３１が形成されたノズル面３７と、ノズル面３７と同程度の幅の寸法を持つ直方体形状の本体部３８とを備え、本体部３８におけるノズル面３７の反対側は鍔形状を有したフランジ部３９となっている。フランジ部３９には、ヘッド３０を副ヘッド保持部材６０にねじ止めするためのねじ孔４０，４０（一方のねじ孔４０は作図の関係で隠れている）が設けられている。

ノズル面３７において、ノズル３１は２組のノズル群４１Ａ，４１Ｂを構成しており、各ノズル群４１Ａ，４１Ｂのノズル３１は、それぞれ所定の方向に沿って一定のピッチで並んだライン配列をなしている。ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂに係る配列の方向は互いに一致しており、また本実施形態では、ノズル群４１Ａとノズル群４１Ｂとは、互いにピッチを補完して並列するいわゆる千鳥配列をなしている。

再び図２に戻って、ベースプレート１１には、ヘッド３０の取り付け領域を挟むように、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（図示せず）を設けたものである。また、標識部材７１，７２は、その端面７１ａ，７２ａがヘッド３０のノズル面３７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、カメラ等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、液状体吐出装置２００（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の組み立てにおいて、個々のヘッド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、液状体吐出装置２００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。尚、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。

（ヘッドユニットの製造装置）
次に、図４、図５を参照してヘッドユニットの製造装置としてのユニット組み立て装置の構成について説明する。
図４は、ユニット組み立て装置の外観構成を示す斜視図である。図５は、ユニット組み立て装置の機能ブロック図である。

図４に示すユニット組み立て装置１００は、適度な遊びを有した状態でベースプレート１１（図２参照）に取り付け（以下、仮装着と呼ぶ）られた１２個のヘッド３０（図２参照）を、それぞれ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る。ユニット組み立て装置１００は、ユニット載置台１１０と、ユニット移動機構１０１と、ヘッド移動機構１０２と、撮像装置１０４と、仮固定のための接着剤注入装置１０３（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１３ａ，１３ｂ（図２参照）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１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Ｙ軸方向に沿って移動するＹ軸移動台１０６を備えている。また、ユニット移動機構１０１は、ガイドレール１０５と直交するようにＹ軸移動台１０６上に直線的に設けられた１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Ｘ軸方向に沿って移動するＸ軸移動台１０８を備えている。

ユニット移動機構１０１はさらに、Ｘ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）方向に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２参照）の方向をＸ軸方向に合わせた状態で行われる。

ヘッド移動機構１０２は、ベースプレート１１上のヘッド３０（図２参照）を移動させるためのものである。ヘッド移動機構１０２は、ヘッド３０に固定された副ヘッド保持部材６０（図２参照）に係合させるための一対の調整ピン１２１，１２１と、調整ピン１２１，１２１を介して、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（作図の関係上図示されず）とを備えている。尚、ヘッド移動機構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されている。

撮像装置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２参照）、およびヘッド３０のノズル面３７（図２参照）を撮像するためのものである。撮像装置１０４は、それぞれ対をなす鏡筒部１３１Ａ，１３１Ｂと、ＣＣＤ等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Ｙ軸方向に並設されており、ノズル面３７の撮像の際、ノズル群４１Ａ（またはノズル群４１Ｂ、図３参照）の両端のノズル３１（図３参照）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に示すユニット組み立て装置１００の制御部１４０は、内部バス１４７で相互に接続された統括制御部１４１、ユニット移動機構制御部１４２、ヘッド移動機構制御部１４３、規定値記憶部１４４、位置情報取得部１４５、差分取得部１４６の各機能ブロックを備えている。また、制御部１４０は、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）１４８を介してユニット移動機構１０１、ヘッド移動機構１０２、接着剤注入装置１０３、撮像装置１０４と接続されている。

ユニット移動機構制御部１４２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、ヘッド移動機構制御部１４３は、ヘッド移動機構１０２を制御して、ベースプレート１１に仮装着されたヘッド３０を、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の自由度で移動させる。すなわち、ヘッド移動機構制御部１４３とヘッド移動機構１０２は、本発明のヘッド移動手段を構成している。

位置情報取得部１４５は、ユニット移動機構制御部１４２が管理するユニット載置台１１０の位置データと撮像装置１０４で取得された画像データとに基づいて、ヘッドユニット１０やヘッド３０の位置情報を取得する。また、差分取得部１４６は、位置情報取得部１４５で取得されたヘッド３０の位置情報の実測値と規定値記憶部１４４に格納されている位置情報の規定値（詳しくは後述する）とを比較して、その差分を取得する。すなわち、撮像装置１０４、ユニット移動機構制御部１４２、規定値記憶部１４４、位置情報取得部１４５、差分取得部１４６は、本発明の差分取得手段を構成している。

（ヘッドユニットの製造方法）
次に、図２、図４、図５、図６、図７、図８を参照して、ヘッドユニットの製造方法（組み立て方法）について説明する。
図６は、ヘッドの仮装着の方法を説明するための斜視図である。図７は、ヘッドの取り付け位置を規定する方法を説明するための図である。図８は、ヘッドユニットの組み立ての工程を示すフローチャートである。

ヘッドユニット１０の組み立てにあたり、まず図６に示すように、ベースプレート１１の中央に形成された開口部１８の領域に、主ヘッド保持部材５０、副ヘッド保持部材６０を介してヘッド３０が仮装着される（図８の工程Ｓ１）。この仮装着は、１２個のヘッド３０（図２参照）の全てについて行われる。

主ヘッド保持部材５０は、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形状の開口部５１を中央部に有する板状の部材であり、その長手方向の寸法はベースプレート１１における開口部１８の幅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の長辺方向の両脇にねじ孔５２，５２を、端部の３箇所に貫通孔５３，５３，５３を有している。

副ヘッド保持部材６０は、ヘッド３０の本体部３８よりもやや大きめの外周寸法を有する長方形形状の開口部６１を中央部に有する板状の部材であり、その長手方向の寸法は主ヘッド保持部材５０における開口部５１の長辺方向の幅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、対称的な配置で対をなすように設けられた、貫通孔６２，６２、貫通孔６３，６３、貫通孔６４ａ，６４ｂ、貫通孔６５，６５を有している。

ヘッド３０は、貫通孔６５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から本体部３８が突き出した状態で副ヘッド保持部材６０に固定される。また、副ヘッド保持部材６０は、貫通孔６２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、ヘッド３０は、フランジ部３９の外縁と開口部５１の内縁との間に形成される隙間分の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。そして、主ヘッド保持部材５０は、貫通孔５３を貫通して開口部１８の脇のねじ孔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。

副ヘッド保持部材６０の貫通孔６３，６３は、後述する工程Ｓ９において、接着剤を導入する導入路としての役割を果たすものである。すなわちこの工程では、接着剤を貫通孔６３，６３に注入することで、貫通孔６３，６３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の上面とを接合されることになる。

また、副ヘッド保持部材６０の貫通孔６４ａ，６４ｂは、後述する工程Ｓ７において、ユニット組み立て装置１００（図４参照）の調整ピン１２１，１２１と係合されるためのものである。すなわちこの工程では、貫通孔６４ａ，６４ｂを力点として、副ヘッド保持部材６０に固定されたヘッド３０が、ＸＹ軸方向（並進方向）およびθ軸方向（回転方向）に移動することになる。尚、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。

ところで、調整ピン１２１，１２１によりヘッド３０を回転移動する場合、ノズル面３７における機械的な回転中心Ｐ１の位置は、正確に特定できるものではない。回転中心Ｐ１は、ヘッド３０内の部品の組み立てばらつき、ヘッド３０と副ヘッド保持部材６０との取り付けばらつき、調整ピン１２１，１２１と貫通孔６４ａ，６４ｂとの係合状態のばらつきなどによって変動するものだからである。

全てのヘッド３０について仮装着が終わったら、ヘッドユニット１０（図２参照）は、ユニット組み立て装置１００のユニット載置台１１０（図４参照）上に載置される（図８の工程Ｓ２）。このとき、ヘッドユニット１０の基準軸ａ１（図２参照）やヘッド３０のノズル面３７は、ユニット組み立て装置１００におけるＸＹ平面内に精度よく規定される。

次の工程Ｓ３では、ヘッドユニット１０の基準軸合わせが行われる。例えば本実施形態では、ユニット移動機構１０１（図４，５参照）の動作によりヘッドユニット１０が撮像装置１０４（図４，５参照）の直下の位置まで移動され、撮像装置１０４で標識部材７１，７２の穿孔の位置認識が行われる。そして、この位置認識の結果から基準軸ａ１のＸ軸からのθ軸方向の傾き（角度）が算出され、当該傾きを補正するように回転機構１０９（図４参照）によるヘッドユニット１０の回転移動が行われる。これにより、ヘッドユニット１０の基準軸ａ１は、ユニット組み立て装置１００のＸ軸方向に正確に規定される。

ヘッドユニット１０の基準軸合わせが終了したら、統括制御部１４１（図５参照）の制御の下、ヘッド３０の取り付け位置の規定と仮固定（図８の工程Ｓ４〜Ｓ８）が行われ、１２個のヘッド３０の全てについての仮固定（工程Ｓ８）が終了したか否かの判定がなされる（図８の工程Ｓ９）。そして、全てのヘッド３０について仮固定（工程Ｓ８）が終了していなければ（Ｎｏ）、終了していないヘッド３０について工程Ｓ４〜Ｓ８が繰り返され、全てのヘッド３０について仮固定（工程Ｓ８）が終了していれば（Ｙｅｓ）、次の工程Ｓ１０に移行する。

工程Ｓ１０では、ヘッドユニット１０をユニット載置台１１０から取り外し、各ヘッド３０について、仮装着（工程Ｓ１）の段階において緩く締められていたねじ１６を本締めする。この本締めによって主ヘッド保持部材５０と副ヘッド保持部材６０とは強固に結合され、ヘッド３０が高精度に取り付けられたヘッドユニット１０が完成する。

以下では、ヘッド３０の取り付け位置の規定と仮固定に係る工程Ｓ４〜Ｓ８について、詳細な説明を行う。

工程Ｓ４では、対応するヘッド３０を撮像装置１０４の直下に移動させるようにユニット移動機構１０１の動作が行われる。そして、撮像装置１０４によるノズル面３７の撮像と、位置情報取得部１４５（図５参照）による情報処理とにより、ヘッド３０の位置情報が取得される。

図７に示す本実施形態の例では、ヘッド３０の位置情報は、ノズル群４１Ａの両端のノズル３１，３１の中点に相当する基準点Ｐ２のＸＹ軸成分（並進方向成分）と、同ノズル３１，３１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の穿孔の位置）および基準軸ａ１（工程Ｓ３によりＸ軸に一致している）に対する値として取得されるようになっている。

ここで、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であり、且つ、ノズル３１は容易に視認できるものだからである。つまり、必ずしもノズル３１の位置に基づいて基準点や基準軸を定めなければならないわけではなく、例えば、ノズル面３７等にあらかじめ基準点、基準軸を示す視認可能なダミーマークを設けておき、それを撮像することでヘッド３０の位置情報を取得するようにすることも可能である。

また、上述の実施形態ではノズル群４１Ａの両端のノズル３１，３１の中点を基準点Ｐ２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、特定の一ノズルの中心点を基準点としてもよいし、着目するノズルの位置精度のばらつきに鑑みて、二以上の多数のノズル（ノズル群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、上述の実施形態ではノズル群４１Ａの両端のノズル３１，３１を結ぶ軸を、ノズル群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、着目するノズルの位置精度のばらつきに鑑みて、二以上の多数のノズル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。

工程Ｓ５では、上述した位置情報（ＸＹ軸成分およびθ軸成分）について、工程Ｓ４で取得された実測値と規定値記憶部１４４（図５参照）に格納されていた規定値とが比較され、その差分が差分取得部１４６（図５参照）で取得される。図７に示す本実施形態の例では、実測値に係る基準点Ｐ２と規定値に係る基準点Ｐ３とのＸＹ軸成分の差分ΔＸＹ、および、実測値に係る基準軸ａ２と規定値に係る基準軸ａ３（Ｙ軸方向に一致）とのθ軸成分の差分Δθが、演算によって求められる。

位置情報の規定値については、ヘッドユニット１０の組み立てを行う直前に、あるいは定期的に、規定値記憶部１４４内の値を更新することが好ましい。すなわち、各ヘッド３０におけるノズル群４１Ａの両端のノズル３１，３１に対応するマーカーを記したガラスプレートの原板をユニット載置台１１０に載置し、工程Ｓ４，Ｓ５と同じ方法で基準点の座標を規定値として取得する。これにより、ユニット組み立て装置１００の機械的な精度変化の影響をあまり受けることなく、原板の複製を作成するように、ヘッド３０の位置を規定することができるようになる。

次の工程Ｓ６では、統括制御部１４１により、先の工程Ｓ５で取得された差分ΔＸＹ、Δθが所定の範囲内（例えば、ΔＸＹについて３μｍ以内、Δθについて０．０１度以内）にあるか否かの判定がなされる。そして、差分が所定範囲内にないと判断された場合（Ｎｏ）は、上記差分を補償するようにヘッド３０の移動が行われ（図８の工程Ｓ７）、差分が所定範囲内にあると判断された場合（Ｙｅｓ）は、ヘッド３０の仮固定が行われる（図８の工程Ｓ８）。

ヘッド移動工程Ｓ７では、ヘッド移動機構制御部１４３（図５参照）の制御の下、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、ヘッド３０がＸＹ軸方向およびθ軸方向に移動される。

先にも述べたが、ノズル面３７における機械的な回転中心Ｐ１については、さまざまなばらつき要因により、正確な位置を特定することができない。従って、θ軸方向に回転移動を行った際の基準点Ｐ２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、差分を補償するためのヘッド移動機構１０２の移動量を正確に計算することができないという問題がある。また、調整ピン１２１および副ヘッド保持部材６０を介して行うヘッド３０の移動には、管理できない機械的な精度ばらつきが存在するため、ヘッド移動機構１０２の移動量と実際のヘッド３０の移動量との間に誤差が生じるという問題がある。

このような問題により、工程Ｓ７の移動後におけるヘッド３０の基準点Ｐ２、基準軸ａ２を、それぞれ規定値に係る基準点Ｐ３、基準軸ａ３に一致させるということは非常に困難である。そこで、統括制御部１４１の指示の下、再び工程Ｓ４，Ｓ５で差分の取得が行われ、工程Ｓ６で差分が所定範囲内に収束したと判定されるまで、工程Ｓ４〜Ｓ７が繰り返し行われる。かくして、ヘッド３０の取り付け位置は、最終的に高精度に規定されることになる。

尚、本実施形態では、工程Ｓ５で取得された差分ΔＸＹ、Δθの値を、それぞれヘッド移動機構１０２のＸＹ軸方向、θ軸方向に係る仮の移動量として用いることで、工程Ｓ７におけるヘッド３０の移動を行うようにしている。これにより、差分を補償するようなヘッド３０の移動を、ある程度の精度の下で簡単に行うことができる。

工程Ｓ８では、統括制御部１４１の指示の下、接着剤注入装置１０３（図５参照）により、副ヘッド保持部材６０の貫通孔６３，６３に瞬間接着剤が注入される。これにより、貫通孔６３，６３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、後の工程Ｓ１０において、ねじ１６を本締めする際の反作用などによってヘッド３０の取り付け位置がズレてしまうのを防ぐ為に行われるものである。

本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、ヘッド３０をベースプレート１１に固定するための保持部材は、ヘッド３０を適度な遊びを有した状態で一時的に保持することができる構成のものならば、上述の実施形態のものに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１０を液状体吐出装置２００に搭載した状態において、ノズル群４１Ａ、４１Ｂの配列方向（基準軸ａ２の方向）が主走査方向に直交する態様とされているが、上記配列方向を主走査方向に傾けた態様とすることも可能である。
実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。

液状体吐出装置の要部構成を示す斜視図。 ヘッドユニットの構成を示す吐出面側からの斜視図。 ヘッドの構成を示す斜視図。 ユニット組み立て装置の外観構成を示す斜視図。 ユニット組み立て装置の機能ブロック図。 ヘッドの仮装着の方法を説明するための斜視図。 ヘッドの取り付け位置を規定する方法を説明するための図。 ヘッドユニットの組み立ての工程を示すフローチャート。

符号の説明

１０…ヘッドユニット、１１…ベース体としてのベースプレート、１８…開口部、３０…ヘッド、３１…ノズル、３７…ヘッドの一面としてのノズル面、４１Ａ，４１Ｂ…ノズル群、５０…主ヘッド保持部材、６０…副ヘッド保持部材、６４ａ，６４ｂ…貫通孔、７１，７２…標識部材、７１ａ，７２ａ…標識部材の端面、１００…ユニット組み立て装置、１０１…ユニット移動機構、１０２…ヘッド移動手段を構成するヘッド移動機構、１０３…接着剤注入装置、１０４…差分取得手段を構成する撮像装置、１２１…調整ピン、１４０…制御部、１４１…統括制御部、１４２…差分取得手段を構成するユニット移動機構制御部、１４３…ヘッド移動手段を構成するヘッド移動機構制御部、１４４…差分取得手段を構成する規定値記憶部、１４５…差分取得手段を構成する位置情報取得部、１４６…差分取得手段を構成する差分取得部、２００…液状体吐出装置、２０９…キャリッジ。

Claims (4)

1. ノズルが一面に形成された複数のヘッドと、当該複数のヘッドを取り付けるためのベース体と、当該ベース体に取り付けられ、前記ベース体における基準点を規定するための標識部材と、を備えるヘッドユニットを製造するヘッドユニットの製造方法であって、
   前記ベース体における前記ヘッドの位置情報の実測値を取得すると共に、当該実測値と規定値との差分を取得する差分取得工程と、
   前記差分取得工程で取得された前記差分を補償するように前記ヘッドを機械的に移動させるヘッド移動工程と、を有し、
   前記差分が所定の範囲内に収束するまで、前記差分取得工程と前記ヘッド移動工程とを繰り返し実行するものであって、
   前記差分は、前記ノズルの配列に係る並進成分と回転成分とを含み、
   前記回転成分に基づき、各々の前記ヘッドのノズル列の基準軸を、前記ベース体の前記標識部材から得た基準軸に合わせることを特徴とするヘッドユニットの製造方法。
2. 前記ヘッド移動工程において、前記一面を含む座標面における並進および回転の自由度の下で前記ヘッドを移動させる請求項１に記載のヘッドユニットの製造方法であって、
   前記ヘッド移動工程において、前記差分の並進成分を前記並進の自由度に係る移動量として、前記差分の回転成分を前記回転の自由度に係る移動量として、前記ヘッドを移動させることを特徴とするヘッドユニットの製造方法。
3. ノズルが一面に形成された複数のヘッドと当該複数のヘッドを取り付けるためのベース体と、当該ベース体に取り付けられ、前記ベース体における基準点を規定するための標識部材と、を備えるヘッドユニットを製造するためのヘッドユニットの製造装置であって、
   前記ベース体における前記ヘッドの位置情報の実測値を取得すると共に、当該実測値と規定値との差分を取得する差分取得手段と、
   前記差分を補償するように前記ヘッドを機械的に移動させるヘッド移動手段と、
   前記差分が所定の範囲内に収束するまで、前記差分の取得と前記ヘッドの移動とを繰り返し実行させる統括制御手段と、を備え、
   前記差分は、前記ノズルの配列に係る並進成分と回転成分とを含み、
   前記回転成分に基づき、各々の前記ヘッドのノズル列の基準軸を、前記ベース体の前記 標識部材から得た基準軸に合わせることを特徴とするヘッドユニットの製造装置。
4. 前記機械的移動手段が、前記一面を含む座標面における並進および回転の自由度の下で前記ヘッドを移動させる請求項３に記載のヘッドユニットの製造装置であって、
   前記ヘッド移動手段が、前記差分の並進成分を前記並進の自由度に係る移動量として、前記差分の回転成分を前記回転の自由度に係る移動量として、前記ヘッドを移動させることを特徴とするヘッドユニットの製造装置。

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