(57)【要約】【課題】環境温度が変化しても吐出基板の配置間隔のばらつきを低減することができる、液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。【解決手段】本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、少なくとも１つの参照ベース基板４０に対して平行になるようにベース基板１を配置する工程と、ベース基板１の上方に吐出基板２を配置する工程をと有する。また、本発明の製造方法は、吐出基板に予め形成されたアライメントマーク４ａの位置と、参照ベース基板４０に予め形成された位置決め用の基準マーク４１ａの位置とを検出する工程を有する。さらに、本発明の製造方法は、検出されたアライメントマーク４ａの位置と検出された基準マーク４１ａの位置とを基に吐出基板２の位置を調整する工程を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板の上に、液体を吐出するための吐出基板が少なくとも１つ配置されている液体吐出ヘッドの製造方法において、
少なくとも１つの参照ベース基板に対して平行になるように前記ベース基板を配置する工程と、
前記ベース基板の上方に前記吐出基板を配置する工程と、
前記吐出基板に予め形成されたアライメントマークの位置と、前記参照ベース基板に予め形成された位置決め用の基準マークの位置とを検出する工程と、
検出された前記アライメントマークの位置と検出された前記基準マークの位置とを基に前記吐出基板の位置を調整する工程と、
を有する、液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの参照ベース基板は、前記ベース基板と同一の材料で、かつ同一の形状である、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記吐出基板の位置を調整する工程では、前記ベース基板の長手方向における位置を調整する、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記アライメントマークの位置と前記基準マークの位置とを検出する工程では、前記アライメントマークと前記基準マークとにそれぞれ対応する位置に固定された複数の撮像手段によって前記吐出基板と前記参照ベース基板とをそれぞれ撮影する、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記参照ベース基板は１つ配置されており、
前記吐出基板の位置を調整する工程では、１つの前記撮像手段によって撮影された領域内における前記アライメントマークの位置と他の撮像手段によって撮影された領域内における前記基準マークの位置とが、前記ベース基板の長手方向において一致するように前記吐出基板の位置を調整する、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ベース基板は２つの前記参照ベース基板に挟まれるように配置されており、
前記ベース基板の前記アライメントマークを撮影する第１の撮像手段と、一方の前記参照ベース基板の前記基準マークを撮影する第２の撮像手段と、他方の前記参照ベース基板の前記基準マークを撮影する第３の撮像手段とが並んで配置されており、
前記吐出基板の位置を調整する工程では、前記第１の撮像手段で撮影された領域内における前記アライメントマークの位置が、前記ベース基板の長手方向における、前記第２の撮像手段で撮影された領域内の前記基準マークの位置と前記第３の撮像手段で撮影された領域内の前記基準マークの位置との中心に位置するように、前記吐出基板の位置を調整する、請求項４に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記吐出基板の位置を調整する工程では、前記第１の撮像手段で撮影された領域内における前記アライメントマークの位置が、前記ベース基板の長手方向に直交する方向における、前記第２の撮像手段で撮影された領域内の前記基準マークの位置と前記第３の撮像手段で撮影された領域内の前記基準マークの位置との中心に位置するように、前記吐出基板の位置を調整する、請求項６に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記吐出基板の長手方向の両端部に互いに対向するように１つずつ前記アライメントマークを形成する工程と、
２つの前記アライメントマークの、前記ベース基板の長手方向とは直交する方向の位置が一致するように、前記吐出基板の位置を調整する工程と、を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記アライメントマークと前記基準マークが同じ形状である、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に用いられる液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の１つである記録装置は、例えばコンピュータの出力機器等に幅広く利用され、商品化されている。近年では、より高速に高画質な画像を出力するため、より長尺の液体吐出ヘッドが望まれている。
【０００３】
一般的な記録装置としては、液体吐出ヘッドを、液体の吐出を行いながら、例えば紙などの記録媒体に対して走査して記録を行う方式が広く知られている。また、上記のような長尺の液体吐出ヘッドを、記録媒体を搬送する搬送ベルトの上方に固定し、記録媒体を液体吐出ヘッドに対して相対的に移動させることで高速に記録を行うことのできる記録装置も知られている。
【０００４】
このように長尺の液体吐出ヘッドを、１つの吐出基板にて構成する場合、吐出基板も長くする必要があるが、その場合、吐出基板自体の歩留まりが低下してしまう等の問題が発生する。そのため、特許文献１では、歩留まりが低下しない程度の長さの吐出基板を長いベース基板上に複数個配列して、全体として長尺の液体吐出ヘッドを実現する構成が提案されている。
【０００５】
特許文献１のラインヘッド４３（液体吐出ヘッド）の構成を、より具体的に説明すると、ラインヘッド４３は、複数のノズルヘッド４７（吐出基板）を保持用フレーム４６（ベース基板）上に固定して構成されている（特許文献１の図２、５参照）。ノズルヘッド４７を保持用フレーム４６にアライメントする際には、撮像手段５１をノズル孔４７ａ（吐出口）に対向するように配置し、アライメントマーク５０ａが形成された透明プレート５０を通してノズル孔４７ａを観測する（特許文献１の図３参照）。そして、ノズル孔４７ａとアライメントマーク５０ａが相互に重なり合うようにアライメントしている（特許文献１の図５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１９５９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したように、ベース基板上に吐出基板を配置するには精密な作業を必要とするため、長尺の液体吐出ヘッドの製造には時間を要する。そのため、製造中に環境温度が変化してしまうことが有り得る。このように、長尺の液体吐出ヘッドを製造している最中に環境温度が変化してしまった場合には、以下に述べるような問題が生じてしまう。
【０００８】
アライメントマークが形成されたプレートの材料と吐出基板を保持するベース基板の材料の線膨張係数が異なると、環境温度の変化により異なる割合でプレートとベース基板の長さが変化する。そのため、プレートに形成されたアライメントマークに吐出口を位置合わせしたとしても、ベース基板の長さ変化に応じた位置に吐出部材が配置されないので、ベース基板に対する吐出基板同士の固定間隔にばらつきが生じてしまい、記録品位が低下してしまう。
【０００９】
そこで本発明の目的は、上記課題に鑑み、環境温度が変化しても吐出基板の配置間隔のばらつきを低減することができる、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のベース基板の上に液体を吐出する吐出基板が少なくとも１つ配置されている液体吐出ヘッドの製造方法は、少なくとも１つの参照ベース基板に対して平行になるようにベース基板を配置する工程と、ベース基板の上方に吐出基板を配置する工程とを有する。また、本発明の製造方法は、吐出基板に予め形成されたアライメントマークの位置と、参照ベース基板に予め形成された位置決め用の基準マークの位置とを検出する工程を有する。さらに、本発明の製造方法は、検出されたアライメントマークの位置と検出された基準マークの位置とを基に吐出基板の位置を調整する工程を有する。
【００１１】
本発明によれば、環境温度の変化によってベース基板が伸張あるいは収縮した場合でも、ベース基板と参照ベース基板とが同一の材料で同一の形状であるため、ベース基板の長さの変化に応じた位置に吐出基板を配置させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、環境温度が変化しても各吐出基板の配置間隔のばらつきを低減することができるので、記録品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】液体吐出ヘッド及び吐出基板の外観斜視図である。
【図２】吐出基板をベース基板に貼り付ける装置の模式図である。
【図３】ベース基板固定搬送部の上部に設置されている３台のカメラの位置関係を示す図である。
【図４】ベース基板に複数の吐出基板を取り付けるためのフローチャートである。
【図５】吐出基板２をベース基板の上方に移動させたときの状態を示す概略図である。
【図６】アライメントマークの位置を画像検出した状態を示す概略図である。
【図７】アライメントマークと基準マークの位置を画像検出した状態を示す概略図である。
【図８】第２の実施形態におけるベース基板固定搬送部の概略図及びカメラの配置位置を示す概略図である。
【図９】第２の実施形態における、ベース基板に複数の吐出基板を取り付けるためのフローチャートである。
【図１０】１枚目の吐出基板について、傾きの調整の工程まで完了した時点の各カメラによる撮影領域を示した図である。
【図１１】吐出基板のＸ方向位置とＹ方向位置の調整方法を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態の詳細について説明する。なお、同一の機能を有する構成には添付図面中、同一の番号を付与し、その説明を省略することがある。
【００１５】
初めに、本発明の製造方法を用いて製造される液体吐出ヘッドについて図１を用いて説明する。図１（ａ）は、液体吐出ヘッドの外観斜視図である。液体吐出ヘッド６はベース基板１と、ベース基板１上に不図示の接着剤を介して吐出基板２（２ａ〜２ｌ）が千鳥状に１２個配置されている。本実施形態では、ベース基板１の材料として、絶縁性、熱伝導性、機械的強度を有するアルミナ材料が使用されるが、これに限定されない。
【００１６】
図１（ｂ）は、吐出基板２の外観斜視図である。吐出基板２は、液体が吐出される複数の吐出口３からなる吐出口列が２列形成された吐出口形成部材７と、吐出口形成部材７を支持し、吐出口形成部材７に液体を供給する支持部材８とからなる。支持部材８の長手方向の両端部であり、長手方向と直交する方向で同じ位置には、円形のアライメントマーク４（４ａ及び４ｂ）が互いに対向するように形成されている。吐出口３とアライメントマーク４は同一の露光装置を用いてパターニングされるため、両者の相対位置は高精度である。
【００１７】
なお、本発明の液体吐出ヘッド６の製造方法は、ベース基板１上に配置する吐出基板２の数を１２個に限定するものではない。また、吐出基板２をベース基板１上に千鳥状ではなく直線状に配置してもよい。さらに、吐出口３の数および吐出口列の数も限定されない。また、アライメントマーク４の形状も円形に限らず、十字形状など他の形状でもよい。
【００１８】
［第１の実施形態］
図２は本実施形態で使用する、吐出基板２をベース基板１に貼り付ける装置（以下、「マウンタ」と称する）の模式図である。図２（ａ）はマウンタの平面図であり、図２（ｂ）は吐出基板搬送部の先端部の概略斜視図である。マウンタ１０は、吐出基板搬送部２０と、ベース基板固定搬送部３０に大別される。吐出基板搬送部２０は、トレイ５に収納された吐出基板２を１つずつ取り出し、ベース基板固定搬送部３０上へ搬送する。吐出基板搬送部２０は、ベース部２０ｂと、先端部２０ａと、一端がベース部２０ｂとつながり、他端が先端部２０ａにつながるアーム部２０ｃとを有する。アーム部２０ｃには関節部２０ｄが設けられ、アーム部２０ｃをＸＹ平面に沿って曲げることができる。先端部２０ａとベース部２０ｂはＸＹ平面に沿って回転可能である。なお、Ｙ方向とはベース基板１の長手方向であり、Ｘ方向とはベース基板１の長手方向に直交する方向である。
【００１９】
先端部２０ａにはＺ軸方向に移動可能なＺステージ２１が取り付けられており、Ｚステージ２１には、先端に吐出基板２を吸着するためのフィンガー２３が備えられたＬ字治具２２が取り付けられている。
【００２０】
図２（ｃ）は、ベース基板固定搬送部３０の拡大概略図である。ベース基板固定搬送部３０には、ＸＹ方向に可動であるＸＹステージ３１が設けられ、ＸＹステージ３１上に、吐出基板２が取り付けられるベース基板１と、参照ベース基板４０が略平行に搭載されている。参照ベース基板４０は、ベース基板１と同じアルミナ材料からなり、形状もベース基板１と同じである。また、参照ベース基板４０には、仮に、吐出基板２がこの参照ベース基板４０に取り付けられた際に、参照ベース基板４０の、吐出基板２に形成されたアライメントマーク４と一致する位置に位置決め用の基準マーク４１（４１ａ〜４１ｌ）が形成されている。この基準マーク４１の形状と大きさはアライメントマーク４と同じであり、基準マーク４１はレーザーマーカーによって形成されている。なお、吐出基板２を取り付ける際に新しいベース基板１が供給され、全ての吐出基板２の取り付けが完了した際に排出されるが、参照ベース基板４０はＸＹステージ３１に固定されたままである。
【００２１】
次に、吐出基板２のベース基板１への取り付け時に使用するカメラ（撮像手段）の位置について、図３を用いて説明する。図３は、ベース基板固定搬送部３０の上部に設置されている３台のカメラの位置関係を表している。カメラ５１（第１の撮像手段）は、吐出基板２の一方のアライメントマーク４（４ａ）を撮影し、カメラ５２は、他方のアライメントマーク４（４ｂ）を撮影する。また、カメラ５３（第２の撮像手段）は、参照ベース基板４０に形成された基準マーク４１を撮影するカメラである。これら３台のカメラ５１〜５３は、予めマウンタ１０の所定の位置に固定されており、その位置関係は不変である。図３では、例として、吐出基板２ａをベース基板１に配置した時の状態を示しており、この場合のカメラ５３は、基準マーク４１ａを撮影する。
【００２２】
次に、吐出基板２のベース基板１への取り付けの流れについて、図４を用いて説明する。図４は、ベース基板１に複数の吐出基板２を取り付けるためのフローチャートである。
【００２３】
先ず、図２（ｃ）のようにベース基板１をＸＹステージ３１に供給および固定する（Ｓ１）。固定には、不図示の突き当て治具を用い、ベース基板１は、予めＸＹステージ３１に固定された参照ベース基板４０と略平行に固定される。次に、ＸＹステージ３１を移動させ、ベース基板１を吐出基板２ａを取り付けるための位置へ搬送する（Ｓ２）。次に、吐出基板搬送部２０を動作させてトレイ５上の吐出基板２をフィンガー２３に吸着させ、ベース基板１上の取り付け位置の上方まで搬送する（Ｓ３）。このとき、ベース基板１と吐出基板２とは接触しておらず、ベース基板１と吐出基板２との間には間隔がある。なお、この工程の完了時には、カメラ５１の撮影領域６１にはアライメントマーク４ａ、カメラ５２の撮影領域６２にはアライメントマーク４ｂ、カメラ５３の撮影領域６３には基準マーク４１ａが位置している（図５参照）。
【００２４】
次に、吐出基板２の傾きとＸ方向位置の調整を行う（Ｓ４）。この工程について、図６を用いて具体的に説明する。図６は、アライメントマーク４ａおよび４ｂの位置を画像検出した状態を表しており、検出した画像において、アライメントマーク４ａのＸ方向位置は位置７１ｘ、アライメントマーク４ｂのＸ方向位置は位置７２ｘに位置している。図６（ａ）に示すように、位置７１ｘと位置７２ｘとがずれている場合、先端部２０ａを動作させて、両アライメントマーク４ａ、４ｂのＸ方向位置である位置７１ｘおよび位置７２ｘが撮影された画像の領域内で同じ位置となるように調整する（図６（ｂ）参照）。このようにすることで、吐出基板２自体の傾きを調整する。次に、撮影された画像の領域内で吐出基板２のアライメントマーク４ａと参照ベース基板４０の基準マーク４１ａのＸ方向の位置が一致するように吐出基板搬送部２０を動作させて、吐出基板２を移動させる。
【００２５】
次に、吐出基板２のＹ方向位置の調整を行う（Ｓ５）。この工程について、図７を用いて具体的に説明する。図７は、アライメントマーク４ａと基準マーク４１ａの位置を画像検出した状態を表しており、アライメントマーク４ａのＹ方向位置は位置７１ｙ、基準マーク４１ａのＹ方向位置は位置７３ｙに検出されている。位置７１ｙと位置７３ｙとがずれている場合（図７（ａ））、吐出基板搬送部２０を動作させて、検出された画像の領域内でアライメントマーク４ａのＹ方向位置７１ｙが、基準マーク４１ａのＹ方向位置７３ｙと同じ位置になるように調整する（図７（ｂ））。
【００２６】
その後、吐出基板搬送部２０のＺステージ２１を下降させて吐出基板２ａをベース基板１に貼り付ける（Ｓ６）。ここまでの工程にて、１個目の吐出基板２ａのベース基板１への取り付けが完了となる。
【００２７】
そして、撮影領域６３内に参照ベース基板４０の次の基準マークである基準マーク４１ｂが位置するようにＸＹステージ３１を移動させる（Ｓ７）。
【００２８】
次に、吐出基板２ｂ〜２ｌについても同様な処理（Ｓ２〜Ｓ７）を繰り返し行い、１２個目の吐出基板２ｌのベース基板１への取り付けが完了した後に、ベース基板１を排出して（Ｓ８）、全吐出基板２のベース基板１への取り付けが完了となる。
【００２９】
このように、本実施形態では、吐出基板２のＹ方向位置を調整する工程（Ｓ５）において、アライメントマーク４ａのＹ方向位置を参照ベース基板４０の基準マーク４１ａのＹ方向位置に合わせるように調整する。これにより、取り付け中に環境温度が変化して、ベース基板１の長さが伸張あるいは収縮した場合、参照ベース基板４０の長さもベース基板１と同様に伸張あるいは収縮する。そのため、ベース基板１の長さの変化に対応して各吐出基板２を取り付けることができるので、ベース基板１に対する各吐出基板２同士の配置位置のばらつきを低減させることができる。
【００３０】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付与し説明を省略する。
【００３１】
図８は、本実施形態におけるベース基板固定搬送部３０の概略図及びカメラ５１〜５４の配置位置を示す概略図である。図８（ａ）は、本実施形態で使用するマウンタ１０のベース基板固定搬送部３０である。本実施形態では、ＸＹステージ３１に２つの参照ベース基板４０、４２が略平行に固定されている。２つの参照ベース基板４０、４２同士の間にはベース基板１が参照ベース基板４０、４２と略平行になるように配置される。なお、第２の参照ベース基板４２は、第１の参照ベース基板４０と同じものを使用しており、上面には位置決め用の基準マーク４３ａ〜４３ｌが形成されている。以後、便宜的に参照ベース基板４０を「第１の参照ベース基板４０」と称し、参照ベース基板４２を「第２の参照ベース基板４２」と称する。
【００３２】
図８（ｂ）は、本実施形態で使用する４つのカメラ５１〜５４の配置位置を示す概略図である。本実施形態ではマウンタ１０に４台のカメラ５１〜５４が固定されている。３台のカメラ５１〜５３の配置位置は第１の実施形態と同様である。新たに加えたカメラ５４（第３の撮像手段）は、第２の参照ベース基板４２の上部に固定されている。
【００３３】
図９は、本実施形態における、ベース基板１に複数の吐出基板２を取り付けるためのフローチャートである。
【００３４】
第１の実施形態と同様にして、ベース基板１をＸＹステージ３１に供給および固定し（Ｓ１１）、ＸＹステージ３１を移動させ、ベース基板１を吐出基板２ａを取り付けるための位置へ搬送する（Ｓ１２）。次に、吐出基板搬送部２０を動作させてトレイ５上の吐出基板２をフィンガー２３に吸着させ、ベース基板１上の取り付け位置の上方まで搬送する（Ｓ１３）。そして、第１の実施形態と同様にして吐出基板２自体の傾きを調整する（Ｓ１４）（図６参照）。
【００３５】
次に、吐出基板２のＸ方向位置とＹ方向位置の調整を行う（Ｓ１５）。図１０は、１枚目の吐出基板２ａについて、傾きの調整の工程（Ｓ１４）まで完了した時点の各カメラ５１〜５４による撮影領域６１〜６４を示している。本実施形態では、第１の実施形態の場合（図５参照）に比べてカメラ５４の撮影領域６４が追加されており、この撮影領域６４内に、第２参照ベース基板４２の基準マーク４２ａが位置している。
【００３６】
図１１は、吐出基板２のＸ方向位置とＹ方向位置の調整方法を説明するための概略図である。図１１（ａ）は、吐出基板２のアライメントマーク４ａと、第１参照ベース基板４０の基準マーク４１ａと、第２参照ベース基板４２の基準マーク４２ａの位置を画像検出した状態を表している。アライメントマーク４ａのＸ方向位置は位置７１ｘ、Ｙ方向位置は位置７１ｙに、基準マーク４１ａのＸ方向位置は位置７３ｘ、Ｙ方向位置は位置７３ｙに、基準マーク４２ａのＸ方向位置は位置７４ｘ、Ｙ方向位置は位置７４ｙにそれぞれ検出されている。アライメントマーク４ａの位置を調整する際は、アライメントマーク４ａの位置が、両基準マーク４１ａおよび４２ａがそれぞれ検出された位置の中央位置となるように調整する。即ち、アライメントマーク４ａのＸ方向位置７１ｘは、両基準マーク４１ａおよび４２ａの各Ｘ方向位置７３ｘおよび７４ｘの中心となるようにする（図１１（ｂ）参照）。同様に、アライメントマーク４ａのＹ方向位置７１ｙは、両基準マーク４１ａおよび４２ａの各Ｙ方向位置７３ｙおよび７４ｙの中心となるように調整する（図１１（ｃ）参照）。
【００３７】
その後、第１の実施形態と同様に吐出基板２をベース基板１に貼り付ける（Ｓ１６）。そして、撮影領域６３内と撮影領域６４内に第１参照ベース基板４０の次の基準マーク４１ｂと、第２参照ベース基板４２の次に基準マーク４２ｂとがそれぞれ位置するように、ＸＹステージ３０を移動させる（Ｓ１７）。そして、吐出基板２を搬送する工程（Ｓ１３）からＸＹステージ３０を移動させる工程（Ｓ１７）までを、ベース基板１に貼り付ける吐出基板２と同数の１２回繰り返して、ベース基板１を排出する（Ｓ１８）。
【００３８】
吐出基板２のベース基板１への取り付け中に環境温度が変化して、ベース基板１の長さが伸張あるいは収縮した場合、参照ベース基板４０、４２の長さもベース基板１と同様に伸張または収縮する。また、ＸＹステージを移動させてベース基板１を搬送する工程（Ｓ１２）でＸＹステージ３１を移動させた際に、ヨーイングなどの停止精度誤差が生じる場合がある。しかしながら、ベース基板１と参照ベース基板４０、４２が同じＸＹステージ３１上に搭載されているため、ベース基板１と２つの参照ベース基板４０、４２の相対位置は変わらない。そこで本実施形態では、吐出基板２のアライメントマーク４ａのＸ方向及びＹ方向位置を、第１の参照基板４０の基準マーク４１ａのＸ方向位置及びＹ方向位置と第２の参照基板４２の基準マーク４２ａのＸ方向位置置及びＹ方向位置の中心にする。これにより、ＸＹステージ３１の停止誤差に起因する、吐出基板２の配置位置のずれを小さくすることができる。その結果、環境温度変化や、ステージ停止精度の影響を受けることなく、各吐出基板２のＸ方向及びＹ方向の配置位置のばらつきを低減させることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  ベース基板
２  吐出基板
６  液体吐出ヘッド
４ａ、４ｂ  アライメントマーク
４１、４１ａ〜４１ｌ、４２ａ〜４２ｌ  基準マーク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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