(57)【要約】【課題】焦点位置の調整を容易に行うことができると共に、認識対象物の合焦画像を精度良く得ることができる。【解決手段】焦点位置を、想定される適正焦点位置の手前から先方に移動させながら、焦点レンズ８６の移動量に対する合焦画像の鮮明度を指標するフォーカス評価値を、複数箇所測定する測定工程と、測定した複数のフォーカス評価値の中から、ピークを経て減少し始めた減少フォーカス評価値を検出する減少評価値検出工程と、測定した複数のフォーカス評価値のうち、減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する有効評価値抽出工程と、複数の有効評価値から近似曲線を生成し、そのピークの移動量だけ、焦点レンズ８６を移動して、焦点位置を調整する焦点位置調整工程と、を備えた。【選択図】図６
2010211022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認識対象物の合焦画像を得るために、画像認識光学系の焦点レンズを移動させて焦点位置を調整する画像認識光学系の焦点位置調整方法であって、
前記焦点レンズの移動によって、前記焦点位置を、想定される適正焦点位置の手前から先方に移動させながら、前記焦点レンズの移動量に対する前記合焦画像の鮮明度を指標するフォーカス評価値を、複数箇所測定する測定工程と、
測定した複数のフォーカス評価値の中から、前記焦点レンズの移動量に伴ってピークを経て減少し始めたフォーカス評価値である減少フォーカス評価値を検出する減少評価値検出工程と、
測定した複数のフォーカス評価値のうち、前記減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する有効評価値抽出工程と、
前記複数の有効評価値から近似曲線を生成し、そのピークの移動量だけ、前記焦点レンズを移動して、前記焦点位置を調整する焦点位置調整工程と、を備えたことを特徴とする画像認識光学系の焦点位置調整方法。
【請求項２】
認識対象物の合焦画像を得るために、画像認識光学系の焦点レンズを移動させて焦点位置を調整可能な画像認識光学系であって、
前記焦点レンズの移動によって、前記焦点位置を、想定される適正焦点位置の手前から先方に移動させながら、前記焦点レンズの移動量に対する前記合焦画像の鮮明度を指標するフォーカス評価値を、複数箇所測定する測定手段と、
測定した複数のフォーカス評価値の中から、前記焦点レンズの移動量に伴ってピークを経て減少し始めたフォーカス評価値である減少フォーカス評価値を検出する減少評価値検出手段と、
測定した複数のフォーカス評価値のうち、前記減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する有効評価値抽出手段と、
前記複数の有効評価値から近似曲線を生成し、そのピークの移動量だけ前記焦点レンズを移動して、前記焦点位置を調整する焦点位置調整手段と、を備えたことを特徴とする画像認識光学系。
【請求項３】
ノズル面に位置合せマークを有する複数のインクジェットヘッドを相互に位置決めするヘッドアライメント装置であって、
前記複数のインクジェットヘッドの前記位置合せマークに対応する複数の基準マークを有するアライメントマスクと、
前記アライメントマスクをセットテーブル上に位置決め固定するマスク固定治具と、
前記マスク固定治具上に、プリアライメントされた状態でセットされた、前記複数のインクジェットヘッドの前記位置合せマーク、および前記アライメントマスクの前記基準マークを、下方から同時に画像認識する請求項２に記載の画像認識光学系と、
前記画像認識光学系の認識結果に基づいて、前記複数のインクジェットヘッドをそれぞれ位置補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とするヘッドアライメント装置。
【請求項４】
前記画像認識光学系は、前記位置合せマークを画像認識する第１光学系と、前記基準マークを画像認識する第２光学系と、から成る二焦点顕微鏡で構成されていることを特徴とする請求項３に記載のヘッドアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認識対象物の合焦画像を得るために、画像認識光学系の焦点レンズを移動させて焦点位置を調整する画像認識光学系の焦点位置調整方法、画像認識光学系およびヘッドアライメント装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の画像認識光学系の焦点位置調整方法として、画像認識結果に基づくフォーカス評価値（焦点評価値）を用いて、焦点位置を調整する方法が知られている（特許文献１参照）。この焦点位置調整方法は、サーチ範囲内の多数の位置で画像認識を行って、各位置でのフォーカス評価値を求めた後、フォーカス評価値が最も高い位置に、焦点位置を調整するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１２７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような焦点位置調整方法では、サーチ範囲内の画像認識の間隔に比例して、合焦画像が得られる精度が変わるため、細かい間隔で画像認識を行う必要がある。ゆえに、焦点位置の調整が煩雑となってしまうという問題があった。これに対し、画像認識の間隔を広くし、各フォーカス評価値を試料として近似曲線を生成すると共に、近似曲線のピーク位置に、焦点位置を調整する方法も考えられるが、かかる場合、ピーク位置から離れた位置のフォーカス評価値も試料として用いるため、目的とするピーク位置近辺の近似曲線が精度良く得られない、結果、合焦画像を精度良く得られないという問題がある。また、近似曲線の試料となる各フォーカス評価値の数が、ピーク位置の前後間で偏ってしまうため、ピーク位置の前後の近似曲線を同一条件で生成することができない。ゆえに、近似曲線のピーク位置が前後にずれ、合焦画像が精度良く得られないという問題がある。
【０００５】
本発明は、焦点位置の調整を容易に行うことができると共に、認識対象物の合焦画像を精度良く得ることができる画像認識光学系の焦点位置調整方法、画像認識光学系およびヘッドアライメント装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の画像認識光学系の焦点位置調整方法は、認識対象物の合焦画像を得るために、画像認識光学系の焦点レンズを移動させて焦点位置を調整する画像認識光学系の焦点位置調整方法であって、焦点レンズの移動によって、焦点位置を、想定される適正焦点位置の手前から先方に移動させながら、焦点レンズの移動量に対する合焦画像の鮮明度を指標するフォーカス評価値を、複数箇所測定する測定工程と、測定した複数のフォーカス評価値の中から、焦点レンズの移動量に伴ってピークを経て減少し始めたフォーカス評価値である減少フォーカス評価値を検出する減少評価値検出工程と、測定した複数のフォーカス評価値のうち、減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する有効評価値抽出工程と、複数の有効評価値から近似曲線を生成し、そのピークの移動量だけ、焦点レンズを移動して、焦点位置を調整する焦点位置調整工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の画像認識光学系は、認識対象物の合焦画像を得るために、画像認識光学系の焦点レンズを移動させて焦点位置を調整可能な画像認識光学系であって、焦点レンズの移動によって、焦点位置を、想定される適正焦点位置の手前から先方に移動させながら、焦点レンズの移動量に対する合焦画像の鮮明度を指標するフォーカス評価値を、複数箇所測定する測定手段と、測定した複数のフォーカス評価値の中から、焦点レンズの移動量に伴ってピークを経て減少し始めたフォーカス評価値である減少フォーカス評価値を検出する減少評価値検出手段と、測定した複数のフォーカス評価値のうち、減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する有効評価値抽出手段と、複数の有効評価値から近似曲線を生成し、そのピークの移動量だけ焦点レンズを移動して、焦点位置を調整する焦点位置調整手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、ピークを経て減少し始めた減少フォーカス評価値以上のフォーカス評価値を有効評価値（試料）として、近似曲線を生成することにより、ピーク位置の近傍範囲のフォーカス評価値を試料として、近似曲線を生成するため、目的とするピーク位置近辺の近似曲線を精度良く得ることができる。また、ピーク位置の前後における試料の範囲が同一となり、ピーク位置の前後間の試料の数に偏りが生じないため、近似曲線のピーク位置がずれることがない。ゆえに、認識対象の合焦画像を精度良く得ることができる。加えて、細かい間隔で画像認識を行う必要がないため、焦点位置の調整を容易に行うことができる。
【０００９】
本発明のヘッドアライメント装置は、ノズル面に位置合せマークを有する複数のインクジェットヘッドを相互に位置決めするヘッドアライメント装置であって、複数のインクジェットヘッドの位置合せマークに対応する複数の基準マークを有するアライメントマスクと、アライメントマスクをセットテーブル上に位置決め固定するマスク固定治具と、マスク固定治具上に、プリアライメントされた状態でセットされた、複数のインクジェットヘッドの位置合せマーク、およびアライメントマスクの基準マークを、下方から同時に画像認識する上記の画像認識光学系と、画像認識光学系の認識結果に基づいて、複数のインクジェットヘッドをそれぞれ位置補正する位置補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、容易に且つ精度良く焦点位置を調整することができる画像認識光学系を用いることで、インクジェットヘッドの位置決めを容易に且つ精度良く行うことができる。
【００１１】
この場合、画像認識光学系は、位置合せマークを画像認識する第１光学系と、基準マークを画像認識する第２光学系と、から成る二焦点顕微鏡で構成されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、位置合せマークと基準マークとを画像認識する二焦点顕微鏡を用いることで、各マークのそれぞれにおいて焦点を合わせることができるため、各マークの合焦画像を同時に精度良く得ることができ、位置合せを容易に且つ精度良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るヘッドアライメント装置によりアライメントを行うヘッドユニットの分解斜視図である。
【図２】ヘッドユニットに搭載されるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】インクジェットヘッドの断面図である。
【図４】本実施形態に係るヘッドアライメント装置の断面図である。
【図５】本実施形態に係るヘッドアライメント装置の図４におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図６】各光学系の焦点位置調整処理を示したフローチャートである。
【図７】適正位置決定動作を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係るヘッドアライメント装置について説明する。このヘッドアライメント装置は、複数のインクジェットヘッドから成るヘッドユニットを形成するためのものであり、複数のインクジェットヘッドを相互に位置決めするものである。また、このヘッドアライメント装置は、精度良く且つ容易に焦点を合わせることができる二焦点顕微鏡を用いたことを特徴する。ここで、ヘッドアライメント装置を説明に先立ち、当該アライメントの対象となるインクジェットヘッドおよびこれを複数個搭載したヘッドユニットについて説明する。
【００１５】
図１に示すように、ヘッドユニット１は、図外の複数（４色（黒・赤・緑・青））のインクカートリッジを装着し、保持するカートリッジケース１１（底板のみ図示）と、複数（４個）のインクジェットヘッド１２と、各インクジェットヘッド１２が接着固定される固定板１３と、固定板１３に固定されたインクジェットヘッド１２を覆うカバーヘッド１４と、を有している。
【００１６】
カートリッジケース１１には、インク供給手段である各色のインクカートリッジがそれぞれ装着される複数のインク供給針１１ａ（フィルター付）が等間隔で一列に並んで配設されている。各インク供給針１１ａには、複数の微小なインク連通路１１ｂが開口しており、各インク連通路１１ｂは、後述するヘッドケース１９の一対のインク導入口１９ａに連通している。
【００１７】
図２および図３に示すように、インクジェットヘッド１２は、複数の吐出ノズル２１が穿設されたノズルプレート１５と、各吐出ノズル２１に連通する圧力室１６ａが形成された流路形成基板１６と、圧電素子２３を保護する保護基板１７と、流路形成基板１６および保護基板１７に連通する共通室１６ｂを封止するシール基板１８と、インクジェットヘッド１２の外装を為すヘッドケース１９と、を下側から順に積層して構成されている。
【００１８】
ノズルプレート１５は、ステンレス等で形成され、流路形成基板１６の一面（下面）に接着剤等によって接着されている。また、ノズルプレート１５のノズル面ＮＦには、複数（１８０個）の吐出ノズル２１が等ピッチで穿設され、一のノズル列ＮＬを構成している。ノズル面ＮＦには、２列のノズル列ＮＬが平行に形成されており、各列のノズル面ＮＦの複数の吐出ノズル２１は、相互に半ピッチずれて列設されている（図２では、ノズル列ＮＬ相互のずれを示さず）。
【００１９】
流路形成基板１６には、複数の隔壁によって区画された複数の圧力室１６ａが、複数の吐出ノズル２１に対応するように幅方向に２列並んで形成されている。また、流路形成基板１６の短辺方向外側の領域には、長辺に沿って各色のインクカートリッジから供給されたインクを貯留する一対の共通室１６ｂが形成されており、各圧力室１６ａと共通室１６ｂとは、それぞれ供給路１６ｃを介して連通している。なお、共通室１６ｂは、保護基板１７と連通しており、ヘッドケース１９に設けられたインク導入口１９ａを介して各色のインクカートリッジからのインクの供給を受ける。
【００２０】
保護基板１７は、弾性膜１７ａを介して流路形成基板１６に連結されている。弾性膜１７ａ上には、各圧力室１６ａに対応する数の圧電素子２３が形成され、各圧電素子２３を収容するための機構部１７ｂが凹設されている。また、保護基板１７上には、各圧電素子２３を駆動するための駆動ＩＣ２４が設けられ、駆動ＩＣ２４の各端子は、ボンディングワイヤ等を介して各圧電素子２３と接続されている。そして、駆動ＩＣ２４の各端子には、外部配線２５（フレキシブルフラットケーブル）を介して外部と接続され、印刷信号等の各種信号を受け取るようになっている。
【００２１】
ヘッドケース１９は、シール基板１８を介して保護基板１７に連結されており、シール基板１８によってのみ共通室１６ｂが封止されている。ヘッドケース１９には、インクの導入口となる一対のインク導入口１９ａが両長辺方向略中央に開口している。また、ヘッドケース１９の中央部には、上記の駆動ＩＣ２４に接続する外部配線２５が挿通するＩＣ保持部１９ｂが厚さ方向に貫通形成されている。
【００２２】
このようなインクジェットヘッド１２は、インクカートリッジからインク連通路１１ｂ（図１参照）およびインク導入口１９ａを介してインクを取り込み、共通室１６ｂから各吐出ノズル２１に至るまでをインクで充満させる。この状態で、圧電素子２３に電圧を印加して弾性膜１７ａを変形させることで、圧力室１６ａの体積変化を利用して共通室１６ｂから機能液を導入すると共に、吐出ノズル２１からインク滴を吐出する。
【００２３】
次に、図１に示すように、固定板１３は、ステンレス等で形成された平板からなり、４個のインクジェットヘッド１２のノズル面ＮＦに接合される共通の固定部材であり、４個のインクジェットヘッド１２を、その短辺方向に等間隔で一列に並べて保持している。固定板１３は、各インクジェットヘッド１２の複数の吐出ノズル２１を露出する露出開口部１３ａと、露出開口部１３ａを画成すると共にインクジェットヘッド１２のノズル面ＮＦ周縁に接合される枠状接合部１３ｂ（四周枠と３つの桟から成る）と、を有している。なお、固定板１３への各インクジェットヘッド１２の位置決めは、後述するヘッドアライメント装置２を用いて行う。また、固定板１３とノズルプレート１５との接合は、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いる。なお、本実施形態のヘッドユニット１は、４個のインクジェットヘッド１２から構成されているが、この個数は任意である。
【００２４】
カバーヘッド１４は、ステンレス等で形成された枠状の底板を有する箱状の部材であり、固定板１３に固定した４個のインクジェットヘッド１２を覆うようにして、カートリッジケース１１に固定されている。また、カバーヘッド１４には、固定板１３の４つの露出開口部１３ａに対応して、４つのカバー開口部１４ａが設けられている。
【００２５】
次に、図４および図５を参照して、複数のインクジェットヘッド１２を固定板１３に位置決めするためのヘッドアライメント装置２について説明する。ヘッドアライメント装置２は、アライメントの対象であるインクジェットヘッド１２を載置するアライメント治具（マスク固定治具）３１と、アライメント治具３１と一体となってインクジェットヘッド１２を固定板１３側に押圧する押圧手段３２と、アライメント治具３１をセットし、これを直線移動させる移動ステージ（セットテーブル）３３と、移動ステージ３３の下方からインクジェットヘッド１２を撮像するための光学系を有する一対の二焦点顕微鏡（画像認識光学系）３４と、チャック６３ｃを介してインクジェットヘッド１２の所定のアライメントを行うアライメント機構（位置補正手段）３５と、移動ステージ３３、各二焦点顕微鏡３４およびアライメント機構３５を制御する制御装置（ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等（図示省略））を備えている。
【００２６】
アライメント治具３１は、各インクジェットヘッド１２の位置決めの基準となる複数の基準マーク４２が設けられたアライメントマスク３６と、アライメントマスク３６を移動ステージ３３に固定する為のベース治具３７と、ベース治具３７上に配設された固定板１３を保持するスペーサー治具３８と、を有している。なお、ベース治具３７およびスペーサー治具３８は、ステンレス等で形成されている。
【００２７】
アライメントマスク３６は、ガラス等の透光性を有する材料（実施形態のものは石英ガラス）からなり、先端部に各基準マーク４２が形成された複数の凸部４１を有している。各凸部４１は、各インクジェットヘッド１２のノズルプレート１５に形成された計３６０個の吐出ノズル２１のうち、長辺方向外側で対角に位置する１番ノズルおよび３６０番ノズル（以下、それぞれ基準ノズル２２と呼ぶ（図２参照））に対応する位置に突出している。すなわち、インクジェットヘッド１２毎に一対の凸部４１が突設され、アライメントマスク３６には、合計８つの凸部４１が突設されている。そして、各凸部４１に設けられた基準マーク４２と基準ノズル２２とを相互に合致させることで、固定板１３上における各ノズルプレート１５の位置（インクジェットヘッド１２の位置）を精度良く位置決めすることができるようになっている。すなわち、各基準ノズル２２を、インクジェットヘッド１２の位置決めマークとして用いる。
【００２８】
ここで、各基準マーク４２はノズルプレート１５のノズル面ＮＦの近傍となる高さで形成するのが好ましい。これは、各二焦点顕微鏡３４により画像認識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、光路が大きくずれてしまい、各基準マーク４２と基準ノズル２２との実際の位置に大きな誤差が生じることを防止するためである。これにより、位置決め精度が向上する。
【００２９】
ベース治具３７は、無底の箱状に形成されており、移動ステージ３３に載置されたアライメントマスク３６に覆い被さるようにして、移動ステージ３３上に着脱自在に配設されている。また、ベース治具３７の天板には、アライメントマスク３６の各凸部４１が臨む、８つのベース貫通孔４３が、厚さ方向に貫通形成されている。なお、移動ステージ３３上において、ベース治具３７により、アライメントマスク３６が位置決めされていることは、言うまでもない。
【００３０】
スペーサー治具３８は、いわゆる吸着プレートであり、固定板１３を吸着保持する。スペーサー治具３８には、ベース治具３７の上面との間に真空ポンプ（図示せず）等の吸引手段が接続された吸引チャンバー４４が複数（５つ）構成されている（図４参照）。各吸引チャンバー４４は、スペーサー治具３８の短辺方向略中央で、長辺方向に１列且つ等間隔に並んで開口（吸着孔）しており、固定板１３（の枠状接合部１３ｂ）の裏面を吸引保持するようになっている。なお、スペーサー治具３８は、ベース治具３７に位置決め固定され、固定板１３は、ベース治具３７に位置決め固定されている。すなわち、固定板１３とアライメントマスク３６とは、大まかにではあるが相互に位置決めされている。
【００３１】
また、スペーサー治具３８には、上記した各ベース貫通孔４３に連通する８つのスペーサー貫通孔４５が、厚さ方向に貫通形成されている。これにより、固定板１３上に保持されたノズルプレート１５の各基準ノズル２２は、スペーサー貫通孔４５およびベース貫通孔４３を介してアライメントマスク３６の底面側から各二焦点顕微鏡３４により画像認識することができるようになっている。
【００３２】
押圧手段３２は、スペーサー治具３８上にセットされたインクジェットヘッド１２に覆い被さるような無底の箱状に形成されたフレーム部４６と、フレーム部４６上面に設けられて各インクジェットヘッド１２（ノズルプレート１５）を固定板１３側に押圧する４つの押圧部４７と、を有している。フレーム部４６の短辺方向両側面の下方には、後述するアライメント機構３５の一対のチャック６３ｃが入り込むチャック開口４８が、複数形成されている（図５参照）。各チャック開口４８は、スペーサー治具３８上にセットされた各インクジェットヘッド１２に位置的に対応する箇所に開口している。
【００３３】
各押圧部４７は、フレーム部４６に挿通して上下方向に進退自在に設けられた押圧ピン５１と、押圧ピン５１を付勢ばね５２ａによりインクジェットヘッド１２側に付勢すると共に押圧力の調整が可能なネジ機構部５２ｂを有する付勢手段５２と、押圧ピン５１とインクジェットヘッド１２との間に配置されたブロック形状の押圧パッド５３と、から構成されている。付勢手段５２は、ネジ機構部５２ｂの締め込み量により、付勢ばね５２ａが押圧ピン５１を押圧する圧力を調整することができる。これにより、各インクジェットヘッド１２を固定板１３に押圧する押圧力を各々調整することができるようになっている。
【００３４】
移動ステージ３３は、アライメント治具３１を所定の位置にセットするステージ部５４と、ステージ部５４を直線的（Ｘ軸方向）に移動させるリニアモーター（図示省略）と、を有している。ステージ部５４には、スペーサー貫通孔４５およびベース貫通孔４３に連通する８つのステージ貫通孔５６が形成されており、各二焦点顕微鏡３４で撮像するための光路が確保されている。
【００３５】
各二焦点顕微鏡３４は、光軸Ｌを共有する２つの光学系７１,７２（第１光学系７１および第２光学系７２）を介して、焦点の異なる２つの画像を同時に画像再生（画像認識）するものであり、第１光学系７１および第２光学系７２を構成する顕微鏡光学系７３と、第１光学系７１および第２光学系７２を介して同時に取り込んだ画像を再生処理する撮像ユニット７４（ＣＣＤカメラ）と、を有している。光軸Ｌは、移動ステージ３３の下側から基準マーク４２および基準ノズル２２の方向に向けられている。
【００３６】
顕微鏡光学系７３は、光軸Ｌを形成する対物レンズ７６と、対物レンズ７６からの入射光の一部を垂直に反射すると共に、入射光の一部を透過する分割ビームスプリッタ７７と、分割ビームスプリッタ７７の反射光を垂直に反射して、後述の統合ビームスプリッタ８２に導く第１ミラー７８と、分割ビームスプリッタ７７から第１ミラー７８に至る光路上に配設された第１合焦部７９と、分割ビームスプリッタ７７の透過光を垂直に反射して、統合ビームスプリッタ８２に導く第２ミラー８０と、第２ミラー８０から統合ビームスプリッタ８２に至る光路上に配設された第２合焦部８１と、第１ミラー７８からの光を垂直に反射すると共に第２ミラーからの光を透過し、これらを統合して撮像ユニット７４に導く統合ビームスプリッタ８２と、を備えている。第１光学系７１は、対物レンズ７６、分割ビームスプリッタ７７、第１ミラー７８、第１合焦部７９および統合ビームスプリッタ８２により構成されている。一方、第２光学系７２は、対物レンズ７６、分割ビームスプリッタ７７、第２ミラー８０、第２合焦部８１および統合ビームスプリッタ８２により構成されている。
【００３７】
各合焦部７９,８１は、光路上に配設された焦点レンズ８６と、焦点レンズ８６を光路上で前後に移動させるレンズ移動機構８７と、を備えている。各合焦部７９,８１の焦点レンズ８６を光路方向に移動させることで、各光学系７１,７２の焦点位置を調整する。各二焦点顕微鏡３４では、第１光学系７１の焦点位置を基準マーク４２（の高さ）に合わせると共に、第２光学系７２の焦点位置を基準ノズル２２（の高さ）に合わせることで、焦点の合った鮮明な両画像（合焦画像）を撮像ユニット７４上に同時に得ることができる。これらの画像が重なるようインクジェットヘッド１２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。なお、焦点位置を調整する際の焦点レンズ８６の移動位置（適正移動位置）は、後述する適正位置決定動作によって決定する。
【００３８】
アライメント機構３５は、装置フレーム６１と、装置フレーム６１に支持された上側から順にＹ軸ステージ６２ａ、Ｘ軸ステージ６２ｂおよびθ軸ステージ６２ｃから成る移動機構６２と、θ軸ステージ６２ｃから下方に垂設され、各インクジェットヘッド１２を把持する把持機構６３と、から構成されている。把持機構６３は、θ軸ステージ６２ｃに垂設された一対のアーム６３ａと、各々のアーム６３ａ先端部に配設された駆動シリンダー６３ｂと、各駆動シリンダー６３ｂのピストンロッドの先端に固着したチャック６３ｃと、から成り、一対の駆動シリンダー６３ｂを駆動することで、一対のチャック６３ｃが、上記したフレーム部４６の両側面に開口したチャック開口４８を挿通して、一のインクジェットヘッド１２の長辺方向の両端面に当接し、これを把持する。
【００３９】
そして、Ｙ軸ステージ６２ａ、Ｘ軸ステージ６２ｂおよびθ軸ステージ６２ｃを駆動することで、押圧手段３２により、所定の押圧力で押圧されている状態の１のインクジェットヘッド１２をＸ軸・Ｙ軸方向に移動させると共にＸＹ平面に直交する軸回りに回動させる。すなわち、各インクジェットヘッド１２は、接着剤（非硬化状態）を塗布した固定板１３に押圧された状態で、アライメント機構３５によりアライメントされるようになっている。なお、移動機構６２は移動ステージ３３に対して位置固定されており、移動ステージ３３が図中のＸ軸方向に移動することにより、個々のインクジェットヘッド１２の上方に臨むようになっている。
【００４０】
以上のようなヘッドアライメント装置２では、制御装置の指令によって、移動ステージ３３上に位置決めセットされたアライメント治具３１を、移動ステージ３３により、各二焦点顕微鏡３４の光軸Ｌと直交する水平にＸ軸方向に適宜移動する。そして、各インクジェットヘッド１２の各基準ノズル２２を光軸Ｌ上に臨ませ、一対の二焦点顕微鏡３４による画像認識結果をもとにアライメント機構３５を駆動して、各基準マーク４２と各基準ノズル２２とを合致させる。このように、所定の位置に位置決めした状態で、固定板１３と各インクジェットヘッド１２のノズルプレート１５とを接着剤により接着する。なお、接着剤は、固定板１３のノズルプレート１５との接着面側に塗布されている。また、このヘッドアライメント装置２で行われる固定板１３と各インクジェットヘッド１２との位置決めは、仮固定であり、この後、アライメント治具３１はヘッドアライメント装置２から取り出され、別装置へと搬入されて接着剤の硬化工程が行われる。
【００４１】
ここで、図６および図７を参照して、各光学系７１,７２の焦点位置調整処理について説明する。この焦点位置調整処理は、いわゆるパッシブ方式のオートフォーカス機能を構成するものであり、認識対象物（基準マーク４２および基準ノズル２２）の合焦画像を得るために、焦点レンズ８６を移動させて焦点位置を調整する処理である。図６に示すように、焦点位置調整処理は、認識撮像物の合焦画像を得るための、焦点レンズ８６の移動位置（以下、適正移動位置と記載）を決定する適正位置決定動作（Ｓ１〜Ｓ５）と、決定した適正移動位置に焦点レンズ８６を移動して、焦点位置を調整する焦点位置調整動作（Ｓ６）とから成る。これらは、制御装置の制御下で行われる。
【００４２】
図６に示すようには、適正位置決定動作では、まず、レンズ移動機構８７により、サーチ範囲内で焦点レンズ８６を移動しながら、基準位置（原点）からの移動量に対するフォーカス評価値（いわゆるフォーカス値）を、所定間隔で複数箇所測定する（Ｓ１）（測定工程および測定手段）。サーチ範囲は、焦点位置を、適正焦点位置の近傍範囲内で移動させる焦点レンズ８６の移動範囲とする。この適正焦点位置とは、合焦画像が得られると想定される大よその焦点位置であり、この適正焦点位置の近傍範囲とは、適正焦点位置の手前から先方にかける範囲である。また、フォーカス評価値とは、合焦画像の鮮明度を指標する値であり、これが高いほど、鮮明な画像が得られるものである。
【００４３】
各フォーカス評価値の測定は、撮像ユニット７４によって認識対象物の画像を再生し、その再生結果の鮮明度に基づいて、フォーカス評価値を求めることで行われる。すなわち、焦点レンズ８６を移動しながら、基準位置からの各移動量（各移動位置）において、認識対象物の画像を再生すると共に、その再生結果に基づいて、当該移動量のフォーカス評価値を求める。これにより、各移動量に対する各フォーカス評価値を測定する。その結果、図７（ａ）に示すようなグラフが作成される。
【００４４】
各移動量に対する各フォーカス評価値を測定したら、測定した複数のフォーカス評価値の中から、焦点レンズ８６の移動量に伴ってピークを超えて減少し始めた減少フォーカス評価値を検出する（Ｓ２）（図７（ｂ）参照）（減少評価値検出工程および減少評価値手段）。厳密には、移動量の増加に伴ってピークを超えて減少した、と判定される第１のフォーカス評価値を、減少フォーカス評価値として検出する。すなわち、別の言い方をすれば、測定した複数のフォーカス評価値それぞれについて、減少フォーカス評価値であるか否かを判定し、減少フォーカス評価値であると判定されたフォーカス評価値を検出する。例えば、複数のフォーカス評価値のうち、最大のフォーカス評価値を有する移動量の、次の移動量のフォーカス評価値を、減少フォーカス評価値として検出する。なお、測定誤差の影響を加味して、最大値を有する移動量の、２、３先の移動量のフォーカス評価値を、減少フォーカス評価値としても良いし、最も高い３つのフォーカス評価値の移動量の、次の移動量のフォーカス評価値を、減少フォーカス評価値としても良い。
【００４５】
減少フォーカス評価値を検出したら、測定した複数のフォーカス評価値のうち、減少フォーカス評価値以上の複数のフォーカス評価値を、有効評価値として抽出する（Ｓ３）（図７（ｃ）参照）（有効評価値抽出工程および有効評価値抽出手段）。その後、この複数の有効評価値に基づいて、移動量に対するフォーカス評価値の近似曲線を生成する（Ｓ４）（図７（ｄ）参照）。近似曲線を生成したら、近似曲線のピーク（頂点）の移動量だけ基準位置から移動した位置を焦点レンズ８６の適正移動位置として決定する（Ｓ５）（図７（ｅ）参照）。
【００４６】
焦点レンズの適正移動位置を決定したら、焦点位置調整動作を実施する。すなわち、レンズ移動機構８７により、決定した適正移動位置に焦点レンズ８６を移動させる（Ｓ６）（焦点位置調整工程および焦点位置調整手段）。これにより、認識対象物の合焦画像が得られる位置に、焦点位置が調整され、本処理を終了する。
【００４７】
以上のような構成によれば、ピークを経て減少し始めた減少フォーカス評価値以上のフォーカス評価値を有効評価値（試料）として、近似曲線を生成することにより、ピーク位置の近傍範囲のフォーカス評価値を試料として、近似曲線を生成するため、目的とするピーク位置近辺の近似曲線を精度良く得ることができる。また、ピーク位置の前後間の試料の数に偏りが生じないため、近似曲線のピーク位置がずれることがない。ゆえに、認識対象の合焦画像を精度良く得ることができる。加えて、細かい間隔で画像認識を行う必要がないため、焦点位置の調整を容易に行うことができる。
【００４８】
また、容易に且つ精度良く焦点位置を調整することができる画像認識光学系（二焦点顕微鏡３４）を用いることで、インクジェットヘッド１２の位置決めを容易に且つ精度良く行うことができる。
【００４９】
さらに、位置決めマーク（基準ノズル２２）と基準マーク４２とを画像認識する二焦点顕微鏡３４を用いることで、各マーク２２,４２のそれぞれにおいて焦点を調整することができるため、各マーク２２,４２の合焦画像を同時に精度良く得ることができ、位置合せを精度良く且つ容易に行うことができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、焦点レンズ８６の各移動量に対するフォーカス評価値を用いて、焦点レンズ８６の適正移動位置を決定したが、焦点レンズ８６の各移動位置に対するフォーカス評価値を用いて、焦点レンズ８６の適正移動位置を決定しても良い。また、焦点位置の各移動量もしくは各移動位置に対するフォーカス評価値を用いて、焦点レンズ８６の適正移動位置を決定しても良い。
【００５１】
また、本実施形態では省略したが、基準ノズル２２に焦点を合わせる際、ノズル面ＮＦの高さを焦点位置として調整しても良いし、基準ノズル２２の中間部を焦点位置として調整しても良い。
【００５２】
さらに、本実施形態においては、上記の二焦点顕微鏡３４に本発明を適用したが、画像認識光学系であれば、これに限るものではない。例えば、他種の顕微鏡に本発明を適用しても良いし、各種カメラに本発明を適用してもよい。
【００５３】
またさらに、本実施形態においては、適正位置決定動作において、全てのフォーカス評価値測定が終了した後に、減少フォーカス評価値を検出する構成であったが、任意の１のフォーカス評価値を測定する都度、当該フォーカス評価値が、減少フォーカス評価値であるか否かを判定し、減少フォーカス評価値であると判定されたら、焦点レンズ８６の移動を終了し、フォーカス評価値の測定を終了して、次の工程（有効評価値の抽出工程：Ｓ３）に移行する構成であっても良い。この構成によれば、フォーカス評価値の測定処理のタクトタイムを短縮することができる。
【符号の説明】
【００５４】
２：ヘッドアライメント装置、  １２：インクジェットヘッド、  ２２：基準ノズル、  ３１：アライメント治具、  ３３：移動ステージ、  ３４：二焦点顕微鏡、  ３５：アライメント機構、  ３６：アライメントマスク、  ４２：基準マーク、  ７１：第１光学系、  ７２：第２光学系、  ７４：撮像ユニット、  ８６：焦点レンズ、  ８７：レンズ移動機構、  ＮＦ：ノズル面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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