(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドユニットの複数の液滴吐出ヘッドのアライメントを精度良く行い、かつ従来よりも簡単な装置構成で行うことを可能にしたアライメント装置を提供する。【解決手段】ＬＲカメラの傾きとマスタープレートの基準線の傾きとを一致させ、ＬＲカメラの焦点をマスタープレートのパターン形成面からヘッドのノズル形成面に切り替え、ヘッドの傾きをＬＲカメラの傾きと一致させて、複数のヘッドの傾きを一致させる。【選択図】図１５
2008238138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント装置であって、
上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線が形成されたマスタープレートと、
上記各液滴吐出ヘッドの位置を調整する位置調整機構と、
回転ステージ上に離間して配設されると共に、上記マスタープレートの上記基準線と上記液滴吐出ヘッドとを選択的に撮像する２系統の光学カメラ部と
を備え、
上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部における上記回転ステージの回転平面に平行な平面での傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、
上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、
上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致されることを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記回転ステージは、この回転ステージの回転平面に平行な平面に移動可能なＸＹステージ上に配置され、
上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージとともに、上記各液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動することを特徴とするアライメント装置。
【請求項３】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージの回転平面に平行な平面において同軸上に対向して配設され、
上記２系統の光学カメラ部の間の光軸上の中間位置に、上記２系統の光学カメラ部の視野方向を反射するミラーを有し、
上記ミラーによって反射した上記２系統の光学カメラ部の光軸間距離は、上記液滴吐出ヘッドに形成されている２つのアライメントマークの間の距離に略等しいことを特徴とするアライメント装置。
【請求項４】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドにおけるアライメントマークが形成されたノズル面と平行に、上記２系統の光学カメラ部と上記液滴吐出ヘッドとの間に配設されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項５】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートは、上記全ての液滴吐出ヘッドが配列される領域と同一以上の大きさを有することを特徴とするアライメント装置。
【請求項６】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドユニットの主走査方向と平行な方向に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第１の基準線と、この第１の基準線に対して一定の角度を成すと共に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第２の基準線とであることを特徴とするアライメント装置。
【請求項７】
請求項６に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域には光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で形成される一方、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外には光学視野領域の大きさよりも広いピッチ間隔で形成されることを特徴とするアライメント装置。
【請求項８】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートの基準線は、複数種類の線種からなる繰り返しパターンによって、形成されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項９】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドが取り付けられる基台と同一の線膨張係数からなる材料により構成されていることを特徴とするアライメント装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記マスタープレートを保持するプレートホルダーを有し、
このプレートホルダーは、上記回転ステージの回転平面に直交するＺ軸方向への調整機構を有することを特徴とするアライメント装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記位置調整機構は、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列の方向に沿って移動させる移動機構と、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列をなす複数のノズルのうちの一端のノズルを支点として回動させる回動機構と
を有していることを特徴とするアライメント装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のアライメント装置において、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示することを特徴とするアライメント装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のアライメント装置において、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、モニター上にて位置調整可能な直線線画を有することを特徴とするアライメント装置。
【請求項１４】
複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント調整方法であって、
２系統の光学カメラ部を同一平面内で回転して、この２系統の光学カメラ部の回転平面での傾きを、マスタープレートに形成されると共に上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線の少なくとも一部の傾きに一致させる工程と、
上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、
上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程と
を備えることを特徴とするアライメント調整方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のアライメント調整方法において、
ノズル列の傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドのそれぞれを、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の方向に移動し、上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、上記マスタープレートの基準線の他部に一致させることで、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の副走査方向への位置決めを行う工程を備えることを特徴とするアライメント調整方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載のアライメント調整方法において、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示し、
上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示される上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部を、各画像において高さが一致するように調整する一方、
上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示されると共に上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、各画像において高さが一致するように調整することを特徴とするアライメント調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、インクジェット方式によりカラーフィルタや有機ＥＬ等を製造するために用いられる液滴塗布装置における液滴吐出ヘッドユニットのアライメント装置およびアライメント調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、文字または画像等を用紙等に印刷するプリンタとして、微細なインクの滴を用紙に吹き付けて印刷する方式を用いた、いわゆるインクジェットプリンタが広く利用されている。
【０００３】
また、従来はフォトリソグラフィ技術で加工されていた、液晶表示装置用カラーフィルタ等での微細パターンの形成や、プリント配線板での導体パターンの形成などに対しても、上記のようなインクジェット技術が応用されるようになっている。
【０００４】
そこで、このインクジェット技術を応用して、微小なインクドットを描画対象（例えば、液晶表示用カラーフィルタやプリント配線板等）に塗布し、微細パターンを高い精度で形成することができる液滴塗布装置の開発が活発となっている。
【０００５】
そして、このような液滴塗布装置に対しては、描画対象にインクを安定して吐出できるだけでなく、所望される位置にインクドットを着弾させることを可能にする高いヘッド位置調整技術が要求される。
【０００６】
また、近年は、複数のヘッドをオーバーラップさせて配置し、一度に広範囲な領域を塗布することにより、効率良くパターン形成することが可能となる技術が知られている。このような技術にとっても、高精度なヘッド位置調整技術が要求される。
【０００７】
従来のアライメント装置では、単一のキャリッジ（基台）に、複数の液滴吐出ヘッドを位置決めするための、基準位置を示すパターンが形成されたアライメントマスク（マスタープレート）とヘッドユニットとを移動テーブル上に交換セットして、移動テーブル上にセットされたアライメントマスクのパターンを画像認識するとともに、移動テーブル上にセットされたヘッドユニットにおける各液滴吐出ヘッドを画像認識している（特開２００３−１２７３９１号公報：特許文献１参照）。
【０００８】
この構成によれば、マスタープレートに形成されたアライメントマークの位置座標と各液滴吐出ヘッドに形成されたアライメントマークの位置座標とを、画像認識により取得し、両者の位置座標の差分を比較することで、ヘッドの位置調整量を算出し、補正を行っている。
【０００９】
また、アライメントマスクに形成されている基準パターンは液滴吐出ヘッドに作りこまれたノズル列における最外端の２つのノズルに対応するパターンが形成されている。
【特許文献１】特開２００３−１２７３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来のアライメント装置では、マスタープレートに形成されたアライメントマークの位置座標と各液滴吐出ヘッドに形成されたアライメントマークの位置座標とを、画像認識により取得し、両者の位置座標の差分を比較することで、ヘッドの位置調整量を算出し、補正を行っていることから、高精度に位置座標を取得する必要が生じる。
【００１１】
通常は、位置座標を取得するために、ステージの走査軸に沿って配置された、スケールの読み値をエンコーダ信号としてカウントしており、高精度な位置座標を取得するには、相応のスケール及びエンコーダの仕様精度が要求される。また、ステージの読み値がいかに正確であっても、観察カメラと非観察対象との距離が離れるほど、ステージの角運動誤差成分（ヨーイング、ピッチング、ローリング）に起因して、ステージの読み値と、実際の位置座標との誤差が無視できなくなる。したがって、高精度な位置座標を取得するためには、ステージの動作精度も、高精度なものが要求される。
【００１２】
また、従来方法の場合は、アライメントマスクとヘッドユニットを移動テーブル上に交換セットすることから、移動テーブルに対して、アライメントマスクのパターン形成面と各液滴吐出ヘッドの位置認識面とが同一平面内に位置するように構成する必要がある。
【００１３】
さらに、アライメントマスクに形成されている基準パターンは液滴吐出ヘッドに作りこまれたノズル列における最外端の２つのノズルに対応するパターンであることから、キャリッジに対して、Ｘ軸方向およびＹ軸方向における位置および傾き角度（θ軸方向）を、すべて補正する必要があり、調整が困難なものとなる。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、液滴吐出ヘッドユニットの複数の液滴吐出ヘッドのアライメントを精度良く行い、かつ従来よりも簡単な装置構成で行うことを可能にしたアライメント装置およびアライメント調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、この発明のアライメント装置は、
複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント装置であって、
上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線が形成されたマスタープレートと、
上記各液滴吐出ヘッドの位置を調整する位置調整機構と、
回転ステージ上に離間して配設されると共に、上記マスタープレートの上記基準線と上記液滴吐出ヘッドとを選択的に撮像する２系統の光学カメラ部と
を備え、
上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部における上記回転ステージの回転平面に平行な平面での傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、
上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、
上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致されることを特徴としている。
【００１６】
この発明のアライメント装置によれば、上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致されるので、上記マスタープレートの上記基準線をリファレンスとして、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きとを一致させることから、移動テーブルの走査位置を読み取る必要がなく、精度良く、従来よりも簡易な装置構成にてアライメントが可能となる。
【００１７】
また、一実施形態のアライメント装置では、
上記回転ステージは、この回転ステージの回転平面に平行な平面に移動可能なＸＹステージ上に配置され、
上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージとともに、上記各液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動する。
【００１８】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージとともに、上記各液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動するので、上記各液滴吐出ヘッドの位置調整を順次行うことができて、装置の小型化を図れる。
【００１９】
また、上記各液滴吐出ヘッドを液滴吐出ヘッドユニットのキャリッジに仮装着する際に、位置決めピンへの当て決めによって位置ずれが生じた場合であっても、ずれ量に応じて上記２系統の光学カメラ部が微小移動し、上記各液滴吐出ヘッドのアライメントマークを補足することが可能となる。
【００２０】
また、一実施形態のアライメント装置では、
上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージの回転平面に平行な平面において同軸上に対向して配設され、
上記２系統の光学カメラ部の間の光軸上の中間位置に、上記２系統の光学カメラ部の視野方向を反射するミラーを有し、
上記ミラーによって反射した上記２系統の光学カメラ部の光軸間距離は、上記液滴吐出ヘッドに形成されている２つのアライメントマークの間の距離に略等しい。
【００２１】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記ミラーによって反射した上記２系統の光学カメラ部の光軸間距離は、上記液滴吐出ヘッドに形成されている２つのアライメントマークの間の距離に略等しいので、上記液滴吐出ヘッドに形成されている離間した上記２つのアライメントマークの間の距離が短く、上記アライメントマークを観察する上記２系統の光学カメラ部を並列配置することができない場合であっても、接近した上記２つのアライメントマークを観察することが可能となる。
【００２２】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドにおけるアライメントマークが形成されたノズル面と平行に、上記２系統の光学カメラ部と上記液滴吐出ヘッドとの間に配設されている。
【００２３】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドのノズル面と平行に、上記２系統の光学カメラ部と上記液滴吐出ヘッドとの間に配設されているので、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドのノズル面からオフセットされた状態で配置されており、上記２系統の光学カメラ部の焦点を切替えることで、上記マスタープレートの上記基準線と上記液滴吐出ヘッドの上記ノズル面との両方を切替え観察することができる。
【００２４】
したがって、上記マスタープレートおよび上記液滴吐出ヘッドユニットを常時アライメント装置に搭載したままでよいため、従来構成のように、移動テーブルに対して、上記マスタープレートと上記液滴吐出ヘッドユニットを交換セットし、さらにアライメントマスクのパターン形成面と各液滴吐出ヘッドの位置認識面とが同一平面内に位置させる工程が不要となる。
【００２５】
また、ステージの角運動誤差成分（ヨーイング、ピッチング、ローリング）に起因して生じる、ステージの読み値と、実際の位置座標との誤差を小さくすることが可能となり、上記２系統の光学カメラ部を搭載するステージの動作精度が悪い場合でも、その影響を受けにくい。
【００２６】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートは、上記全ての液滴吐出ヘッドが配列される領域と同一以上の大きさを有する。
【００２７】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートは、上記全ての液滴吐出ヘッドが配列される領域と同一以上の大きさを有するので、上記全ての液滴吐出ヘッドの位置調整において、同一の上記マスタープレートの上記基準線をリファレンスとしてアライメントすることになるため、個別のマスタープレートを配置した場合に比べて、誤差成分が小さくなり、より精度の高いアライメントが可能となる。
【００２８】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドユニットの主走査方向と平行な方向に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第１の基準線と、この第１の基準線に対して一定の角度を成すと共に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第２の基準線とである。
【００２９】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートの基準線は、上記第１の基準線と上記第２の基準線とであるので、傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によって、ノズル列方向に移動させることで、副走査方向の位置決めを行う。この際、上記マスタープレートに形成された主走査方向への平行基準線に対して、位置決めを行うことで、精度良く副走査方向への位置決めが可能となる。
【００３０】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域には光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で形成される一方、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外には光学視野領域の大きさよりも広いピッチ間隔で形成される。
【００３１】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域には光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で形成される一方、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外には光学視野領域の大きさよりも広いピッチ間隔で形成されるので、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外において、上記２系統の光学カメラ部が搭載される回転ステージの回転により、上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートに形成された上記第２の基準線の傾きに一致させる際に、光学視野領域の大きさよりも十分に広いピッチ間隔であるため、上記２系統の光学カメラ部で観察する際に、別の平行基準線と混同することを防ぐことができる。
【００３２】
また、上記２系統の光学カメラ部の傾き調整を行った後に、上記２系統の光学カメラ部をアライメント対象となる上記液滴吐出ヘッドの直下に移動した際に、移動により発生する上記２系統の光学カメラ部の傾きのずれを補正する必要があるが、この際には上記液滴吐出ヘッドが存在する領域となるため、光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で、上記第１の基準線が形成されており、上記２系統の光学カメラ部の位置がいかなる位置座標にあったとしても、光学視野内に捕捉している平行基準線を基準に補正が可能となる。
【００３３】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートの基準線は、複数種類の線種からなる繰り返しパターンによって、形成されている。
【００３４】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートの基準線は、複数種類の線種からなる繰り返しパターンによって、形成されているので、上記２系統の光学カメラ部をアライメント対象となる上記液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動した際に、移動により発生する上記２系統の光学カメラ部の傾きのずれを補正する工程において、光学視野内に表示される複数の基準線を混同することなく、同一の基準線を元に傾き補正が可能となる。
【００３５】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドが取り付けられる基台と同一の線膨張係数からなる材料により構成されている。
【００３６】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドが取り付けられる基台と同一の線膨張係数からなる材料により構成されているので、上記マスタープレートは、温度等の影響を受けにくく、位置基準のリファレンスとして誤差のないものとすることができる。また、上記基準線の形成にあたり、フォトリソ手法を用いることで、精度の良い上記基準線を容易に形成することができる。
【００３７】
また、一実施形態のアライメント装置では、
上記マスタープレートを保持するプレートホルダーを有し、
このプレートホルダーは、上記回転ステージの回転平面に直交するＺ軸方向への調整機構を有する。
【００３８】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記マスタープレートを保持するプレートホルダーは、Ｚ軸方向への調整機構を有するので、上記マスタープレートをＺ軸方向へ調整し、上記マスタープレートを上記液滴吐出ヘッドのノズル面に近接させることができる。つまり、上記液滴吐出ヘッドのノズル面と上記マスタープレートの上記基準線が近いほど、上記２系統の光学カメラ部の光軸ずれに起因する誤差成分が小さくなり、精度のよいアライメントが可能となる。また、上記マスタープレートを交換する際には、上記プレートホルダーを上記液滴吐出ヘッドのノズル面から遠ざけることで、上記液滴吐出ヘッドのノズル面に接触することなく、安全に交換作業を行うことが可能となる。
【００３９】
また、一実施形態のアライメント装置では、
上記位置調整機構は、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列の方向に沿って移動させる移動機構と、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列をなす複数のノズルのうちの一端のノズルを支点として回動させる回動機構と
を有している。
【００４０】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記位置調整機構は、上記移動機構と上記回動機構とを有しているので、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートの基準線の傾きとを一致させた後に、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によって回動することで、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させることが可能となる。
【００４１】
また、傾きを一致させた上記複数の液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によってノズル列方向に移動させることで、副走査方向の位置決めを行うことが可能となる。
【００４２】
これにより、上記液滴吐出ヘッドを、所望の傾き角度を保持し、かつ、副走査方向への位置決めを行うことができる。
【００４３】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示する。
【００４４】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示するので、上記２系統の光学カメラ部が上記回転ステージにより回転することで、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートの基準線の傾きとを一致させる際に、左右並列に表示された各系統の光学カメラ部の視野像において、視野内の基準線の高さが同じになり一直線となるように傾き調整を行うことで、両者の傾きを一致させることができて、座標読み取りが不要で、かつ簡易で迅速なアライメントが可能となる。
【００４５】
また、上記液滴吐出ヘッドを上記位置調整機構によって移動させて、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きと一致させる際にも、同様に視野内に捕捉される上記液滴吐出ヘッドのアライメントマークを同じ高さに調整することで、両者の傾きを一致させることができる。
【００４６】
また、一実施形態のアライメント装置では、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、モニター上にて位置調整可能な直線線画を有する。
【００４７】
この実施形態のアライメント装置によれば、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、モニター上にて位置調整可能な直線線画を有するので、上記液滴吐出ヘッドのアライメントマークを左右に並列表示された各光学カメラ部の視野像において、同じ高さになるように調整した際に、基準マーカーとしての直線線画をリファレンスとして、アライメントマークが調整できているかを確認することができる。
【００４８】
また、この発明のアライメント調整方法は、
複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント調整方法であって、
２系統の光学カメラ部を同一平面内で回転して、この２系統の光学カメラ部の回転平面での傾きを、マスタープレートに形成されると共に上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致させる工程と、
上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、
上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程と
を備えることを特徴としている。
【００４９】
この発明のアライメント調整方法によれば、上記２系統の光学カメラ部の傾きを、上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致させる工程と、上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程とを備えるので、上記マスタープレートの基準線をリファレンスとして、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートのノズル列の傾きとを一致させることから、移動テーブルの走査位置を読み取る必要がなく、従来よりも簡易な装置構成にてアライメントが可能となる。
【００５０】
また、一実施形態のアライメント調整方法では、ノズル列の傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドのそれぞれを、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の方向に移動し、上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、上記マスタープレートの基準線の他部（第１の基準線）に一致させることで、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の副走査方向への位置決めを行う工程を備える。
【００５１】
この実施形態のアライメント調整方法によれば、ノズル列の傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の副走査方向への位置決めを行う工程を備えるので、上記全ての液滴吐出ヘッドの副走査方向の位置決めを精度よく行うことが可能となる。
【００５２】
また、一実施形態のアライメント調整方法では、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示し、
上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示される上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線）を、各画像において高さが一致するように調整する一方、
上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示されると共に上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、各画像において高さが一致するように調整する。
【００５３】
この実施形態のアライメント調整方法によれば、上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線）の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示される上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線）を、各画像において高さが一致するように調整する一方、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示されると共に上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、各画像において高さが一致するように調整するので、座標読み取りが不要で、かつ簡易で迅速なアライメントが可能となる。
【発明の効果】
【００５４】
この発明のアライメント装置によれば、上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致されるので、液滴吐出ヘッドユニットの複数の液滴吐出ヘッドのアライメントを精度良く行い、かつ従来よりも簡単な装置構成で行うことを可能にした。
【００５５】
この発明のアライメント調整方法によれば、上記２系統の光学カメラ部の傾きを、上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部の傾きに一致させる工程と、上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程とを備えるので、液滴吐出ヘッドユニットの複数の液滴吐出ヘッドのアライメントを精度良く行い、かつ従来よりも簡単な装置構成で行うことを可能にした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５７】
まず、本発明のアライメント装置において調整対象となる液滴吐出ヘッドユニットの構造と、液滴吐出ヘッド毎に付属された位置調整機構ついて説明を行い、その後で本発明のアライメント装置およびアライメント調整方法について、説明を行う。
【００５８】
液滴吐出ヘッドユニットとしてのインクジェットヘッドユニット１は、図１に示すように、液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタや有機ＥＬのパターンを基板（塗布対象物）上に形成するためのパターン形成装置に配設されるものであり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色の色素を含有するインクをインクジェット方式で光透過性の基板上に吐出することができるように構成されている。
【００５９】
インクジェットヘッドユニット１は、ヘッド取り付け基台（キャリッジ）２と、ヘッドエレメント３とを備えている。上記ヘッド取り付け基台２は、その一面２０に、上記ヘッドエレメント３を搭載することができるように構成されている。
【００６０】
以下、上記ヘッド取り付け基台２および上記ヘッドエレメント３の具体的な構成について、図２Ａに基づいて説明する。
【００６１】
上記ヘッド取り付け基台２は、材料、大きさ共に、従来公知のものを採用することが可能であるが、後述するヘッドエレメント３の各構成の重量で変形しない剛性を有する材料から構成することが好ましい。
【００６２】
上記ヘッド取り付け基台２には、開口部２１が設けられている。この開口部２１に、吐出ヘッド（以下、ヘッドという）３１を配設することによって、ヘッド３１のノズル面を開口部２１よりワーク（基板）側に突き出させることができる。
【００６３】
上記開口部２１は、後述するヘッド位置調整を行った場合に、ヘッド３１とヘッド取り付け基台２とが干渉しないだけの大きさであれば特に制限はない。さらに、上記ヘッド取り付け基台２は、その一面２０に、第１ピン２２ａ、第２ピン２２ｂおよび第３ピン２２ｃの３つのピンを有している。
【００６４】
上記第１ピン２２ａは、ヘッド取り付け基台２の一面２０から垂直方向に突き出た円柱構造を有する固定ピンであり、ヘッド取り付け基台２の一面２０において変位することはない。
【００６５】
一方、上記第２ピン２２ｂおよび上記第３ピン２２ｃは、偏芯シャフトである。ここで、偏芯シャフトとは、カム部と軸部とから構成されており、軸部がカム部に貫通した形状を有している。この偏芯シャフトは、軸部の中心軸を回転軸として回転させることができ、かつ、回転することによって、カム部の中心軸が変化するように構成されている。
【００６６】
３つの第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃは、ヘッド取り付け基台２の一面２０の上において、一列に並んでいる。尚、これら３つの第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃの機能については後述する。
【００６７】
上記ヘッドエレメント３は、インクを吐出する構成となっており、既述のようにヘッド取り付け基台２に搭載されている。尚、本実施形態では、図１に示すように６つのヘッドエレメント３がヘッド取り付け基台２に搭載されているが、本発明はこの数に限定されるものではなく、ヘッドエレメント３同士が、後述する回転調整および／またはスライド調整時に、調整の妨げとならないように配設することができる限りにおいては、６つより多いヘッドエレメント３を配設することが可能である。
【００６８】
上記ヘッドエレメント３は、ヘッド３１と、連結部としてのヘッド固定アングル３２と、ヘッド固定冶具３３とを有している。
【００６９】
上記ヘッド３１は、図示しない基板に向けてインクを吐出するように構成されており、複数のノズルのノズル孔３４が設けられている。ヘッド３１は、ピエゾ方式、サーマル方式等、種々の方式のものを用いることができ、ピエゾの駆動や瞬間的な高熱の付与によりノズルから微小液滴を吐出する。
【００７０】
複数のノズル孔３４は、一列に整列しており、そのピッチは、例えば１００〜３００ｄｐｉ程度であることが好ましい。また、ノズル孔３４の数は、１００〜４００個程度のものを用いることができる。本実施例では、ノズルピッチ２００ｄｐｉ、ノズル個数１００個のヘッドを使用した。尚、本発明は、上記したノズルピッチ及び数に限定されるものではない。
【００７１】
上記ヘッド３１の側面は、溶接などによって、ヘッド固定アングル３２の側面に固定される。
【００７２】
上記ヘッド固定アングル３２には、ノズル孔３４の列方向に平行となるようにスライド溝（凹部）３２ａが形成されている。スライド溝３２ａは、ヘッド取り付け基台２に設けられた第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃを挿入できるように構成されており、後述するように第１ピン２２ａ及び第３ピン２２ｃがスライド溝３２ａの内部を長手方向にスライド（一軸方向移動）できるように構成されている。
【００７３】
上記スライド溝３２ａの幅は、第１ピン２２ａの径よりも僅かに大きな寸法で形成されていることが好ましい。その理由としては、後述するように、第１ピン２２ａを支点としてヘッド固定アングル３２を回動させたときに、スライド溝３２ａの幅を第１ピン２２ａの径よりも僅かに大きな寸法で形成しておけば、支点の変位が少なく、高い精度で回動させることができるためである。
【００７４】
さらに、上記ヘッド固定アングル３２には、連結部の穴部としての第１貫通穴３２ｂおよび第２貫通穴３２ｃが設けられている。
【００７５】
上記第１貫通穴３２ｂは、ヘッド取り付け基台２の一面２０の上において一列に並んだ第１ピン２２ａと第２、第３ピン２２ｂ、２２ｃの該列の方向に沿って長辺を有した細長形状の貫通穴であり、第３ピン２２ｃが貫通できるように構成されている。また、上記第３ピン２２ｃは、該長辺に当接するように構成されている。
【００７６】
一方、上記第２貫通穴３２ｃは、ヘッド取り付け基台２の一面２０の上において一列に並んだ第１ピン２２ａと第２、第３ピン２２ｂ、２２ｃの該列の方向に対して垂直な方向に沿って長辺を有した細長形状の貫通穴であり、第２ピン２２ｂが貫通できるように構成されている。また、上記第２ピン２２ｂは、該長辺に当接するように構成されている。尚、これら第１、第２貫通穴３２ｂ、３２ｃの機能については後述する。
【００７７】
ヘッド固定アングル３２は、上記スライド溝３２ａに第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃを挿入させたかたちで、ヘッド取り付け基台２の一面２０上に載置することができ、ヘッド取り付け基台２の一面２０と面接触する摺動面を有している。
【００７８】
すなわち、上記ヘッド固定アングル３２は、後述する偏芯機構を利用して、ヘッド取り付け基台２の一面２０上で、一軸方向移動及び回動することができる。具体的には、ヘッド固定アングル３２は、ヘッド３１をノズル孔３４の列に沿って一軸方向に移動させるために、ヘッド取り付け基台２の一面２０上を摺動しながら一軸方向移動することができるように構成されているとともに、一列に並んだノズル孔３４のうちの一端のノズル孔３４を支点として、その列を回動させるようにヘッド３１を回動させるために、ヘッド取り付け基台２の一面２０上を摺動しながら回動することができるように構成されている。
【００７９】
ここで、ヘッド固定アングル３２とヘッド取り付け基台２との面接触に関して、ヘッド固定アングル３２は、スライド溝３２ａによって開口した部分を有する面の一部がヘッド取り付け基台２と面接触すればよい。このような構成としては、図２Ｂに示すように、ヘッド固定アングル３２におけるヘッド取り付け基台２の一面２０に対向する面に、脚部３６を設け、ヘッド取り付け基台２と面接触している。
【００８０】
尚、図２Ａに示すスライド溝３２ａは、ヘッド固定アングル３２の端部まで形成されているが、既述のように第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃを挿入でき、かつ、第１ピン２２ａおよび第３ピン２２ｃをスライドさせることができれば、その構造は制限されない。
【００８１】
図２Ａに示す上記ヘッド固定冶具３３は、所定の位置に調整された後のヘッドが不都合な位置に移動してしまうことを回避するために、ヘッド固定アングル３２をヘッド取り付け基台２に対して固定することができるように構成されている。
【００８２】
以下に、図３〜図６を用いて、図２Ａに示す構成のインクジェットヘッドユニット１における位置決め調整方法について説明する。
【００８３】
図３は、インクジェットヘッドユニット１の位置決め調整機構を説明するためのインクジェットヘッドユニット１の上面図である。尚、図３では、説明の便宜上、ヘッド固定冶具３３を省略している。図４は、図３に示すインクジェットヘッドユニット１を切断線Ａ−Ａ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。図５は、図３に示すインクジェットヘッドユニット１を切断線Ｂ−Ｂ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。図６は、図３に示すインクジェットヘッドユニット１を切断線Ｃ−Ｃ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。
【００８４】
既述したように、ヘッド固定アングル３２には、偏芯シャフトである第３ピン２２ｃを挿入させることができる第１貫通穴３２ｂが設けられている。また、偏芯シャフトは、既述したように、軸部の中心軸を回転軸として回転させることができ、且つ、回転することによって、カム部の外周位置が変化するように構成されている。
【００８５】
そこで、図３に示すように第３ピン２２ｃを第１貫通穴３２ｂに挿入し、第３ピン２２ｃを図４の矢印Ｘの方向に回転させることによって、カム部の外周位置の変化に応じて、カム部に当接した第１貫通穴３２ｂにおける長辺の壁が第１貫通穴３２ｂの短辺方向（つまり、図４の矢印Ａ方向）に押される。このとき、ヘッド固定アングル３２は、ヘッド取り付け基台２の面上を摺動しながら、固定ピンである第１ピン２２ａを支点として回動するように変位し、よって、ヘッド固定アングル３２の変位に応じて、ヘッド３１のノズル孔３４のノズル列の傾きが変動する。
【００８６】
第３ピン２２ｃを図４の矢印Ｘの方向に回転させる方法としては、ヘッド固定アングル３２におけるヘッド取り付け基台２対向側とは反対側から、軸部に接続してこれを回転させればよく、このように軸部を回転させることができる装置によって実行できる。
【００８７】
ここで、図４の矢印Ａ方向への移動範囲は、第３ピン２２ｃのカム部の中心軸Ｋ（図４）と、軸部の中心軸Ｏとの距離Ｐの２倍に相当する。したがって、距離Ｐの小さい偏芯シャフトを用いることによって、偏芯シャフトの回転量に対する、移動量を小さくすることができ、より高精度な角度分解能を得ることが可能となる。
【００８８】
また、ノズル列角度の調整範囲は、
±ｔａｎ−１（Ｐ／Ｒ）
ここで、Ｐは、上記した距離であり、Ｒは、固定ピンである第１ピン２２ａの中心軸Ｔ（図５）と、第３ピン２２ｃの軸部の中心軸Ｏとの間の距離に相当する。
【００８９】
したがって、図５に示す距離Ｒを大きくすることで、より高精度な角度調整分解能を得ることができる。
【００９０】
また、図３に示すヘッド固定アングル３２に設けられた第２貫通穴３２ｃは、上記スライド溝３２ａの長手方向に対して垂直な方向に沿って長辺を有する細長い形状を有しており、ヘッド取り付け基台２の第２ピン２２ｂが貫通できるように構成されている。
【００９１】
第２ピン２２ｂもまた第３ピン２２ｃと同様に偏芯シャフトであるため、上部（つまり、ヘッド固定アングル３２における、ヘッド取り付け基台２対向側とは反対側）から偏芯シャフトである第２ピン２２ｂの軸部を図５の矢印Ｘの方向に回転させることによって、第２貫通穴３２ｃの短辺方向（つまり、図５の矢印Ｂ方向）にヘッド固定アングル３２を変位させることが可能となる。
【００９２】
この時、固定ピンである第１ピン２２ａと第３ピン２２ｃとがガイドピンとして機能することによって、ヘッド固定アングル３２のスライド溝３２ａがガイドピンと当接した状態で、ヘッド固定アングル３２を、スライド溝３２ａの長手方向に（図６における紙面に対して垂直な方向）ヘッド取り付け基台２の面上をスライド（摺動）して変位させることができる。そのため、ヘッド固定アングル３２の変位に応じて、ヘッド３１のノズル孔３４のノズル列は、ノズル列方向にスライド変動する。
【００９３】
ここで、図５の矢印Ｂ方向への移動範囲は、第２ピン２２ｂのカム部の中心軸Ｍ（図５）と回転軸の中心軸Ｓとの距離Ｑの２倍に相当する。したがって、距離Ｑの小さい偏芯シャフトを用いることによって、偏芯シャフトの回転量に対する、移動量を小さくすることができ、より高精度な角度分解能を得ることが可能となる。
【００９４】
尚、第２、第３ピン２２ｂ、２２ｃの軸部の回転は、手動にて行うことが可能である。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、モーター、アクチュエーターなどを一時的に接続して回転調整し、調整後に取り外すという手法を採用してもよい。
【００９５】
以上のようにして、ノズル列の、角度調整および／またはスライド溝３２ａの長手方向への一軸方向移動を行うことができ、ノズル列を所定の位置に位置決め調整した後は、上記ヘッド固定冶具３３を用いて、ヘッド固定アングル３２をヘッド取り付け基台２に対して固定する。
【００９６】
ここで、ヘッド固定冶具３３について、図７に基づいて詳述する。
【００９７】
図７は、ヘッド固定冶具３３の構成を説明するためのインクジェットヘッドユニット１の側面図であり、図６と同じ側を示している。尚、ヘッド固定冶具３３の具体的な構成について説明するために、一部を透視図としている。
【００９８】
スライド調整時にスライド溝３２ａをガイドピン（第１ピン２２ａと第３ピン２２ｃ）に対して当接させるために、第１〜第３ピン２２ａ〜２２ｃの中心軸（例えば第３ピン２２ｃの場合は図４に示した中心軸Ｏ）に対して垂直方向（図７の白ぬき矢印方向）に片側から押し圧を加える。これにより、ガイドピン（第１ピン２２ａと第３ピン２２ｃ）とスライド溝３２ａ間のガタツキを防止し、高精度な位置決めが可能となる。ここで、押し圧を加えるためのスプリングプランジャ３３ａは、ヘッド固定冶具３３に内蔵されている。
【００９９】
スプリングプランジャ３３ａの押し圧力は、ヘッド３１とヘッド固定アングル３２の合計重量をＸｋｇとした場合、上記重量物に対する最大静止摩擦力を加算した、Ｘ’ｋｇｆ以上にすることで、ガタツキを防止することができる。
【０１００】
このようなスプリングプランジャ３３ａは、インクジェットヘッドユニット１を組立てる前に、ヘッド３１とヘッド固定アングル３２の合計重量、及びスプリングプランジャ３３ａとヘッド固定アングル３２との相対位置を算出し、所望の押し圧特性を満たすスプリングプランジャを選択すればよい。
【０１０１】
位置調整後は、ヘッド固定冶具３３の固定ねじ貫通穴３３ｂより固定ねじ３３ｃを挿入し、ヘッド固定アングル３２を上部よりねじ締めすることによって、ヘッド取り付け基台２に対して固定する。上部方向からねじ締めを行うことにより、クランプを用いる方法に比べて省スペース化が図れる。
【０１０２】
ヘッド固定冶具３３は、ヘッド固定アングル３２との間に板ばね３３ｄを有している。この板ばね３３ｄを介してねじ締めすることにより、位置決めしたヘッド位置が摺動することなく固定することが可能となる。
【０１０３】
このように、本実施形態におけるインクジェットヘッドユニットによれば、ヘッド取り付け基台２の一面２０と、ヘッド固定アングル３２の摺動面が面接触した状態で、ヘッド固定アングル３２が一軸方向移動する、及び／または回動することによって位置調整を行うことを特徴とする。
【０１０４】
また、１つのインクジェットヘッドユニット１に設けるヘッドエレメント３の数は、限定されない。また、インク色についても限定されない。例えば、同一のインクジェットヘッドユニット１には同一色のインクを吐出する複数のヘッドエレメント３を設けるようにしてもよい。
【０１０５】
また、１つのインクジェットヘッドユニット１に、Ｒ（赤）のヘッド（インクジェットヘッド）を備えるヘッドエレメント３、Ｇ（緑）のヘッドを備えるヘッドエレメント３、Ｂ（青）のヘッドを備えるヘッドエレメント３というように、３色のヘッドエレメント３を設けるようにしてもよい。
【０１０６】
次に本発明のアライメント装置について説明する。
【０１０７】
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、本実施形態におけるアライメント装置の構成を示した三方平面図である。
【０１０８】
最初に、本装置の基本構成を説明する。本装置は、アライメント対象となるヘッドユニットを搭載する搭載台４０と、搭載台４０を支持する筺体部４１と、アライメントするための位置基準となる（図示しない）マスタープレートおよびこのマスタープレートを保持するプレートホルダー４３と、ヘッドユニット１および（図示しない）マスタープレートを観察するための光学カメラ部４５と、光学カメラ部４５を搭載して走査する自動ＸＹ−θステージ４６と、上記構成要素を支持する架台部４７とを有する。
【０１０９】
搭載台４０は、開口部４０ａが設けられている。この開口部４０ａに、ヘッドのノズル面を観察側（光学カメラ部側）に突き出させることができる。搭載台４０には、ヘッドユニット１を設置する際に位置決めするための位置決めピン４０ｂが取り付けられている。また、搭載台４０と筺体部４１との接続部分には、搭載台４０の平面度補正を行うための、マイクロメーター４１ａが３箇所設置されている。
【０１１０】
搭載台４０および筺体部４１は、ヘッドユニット１を設置した際に、その重量に耐えうる剛性を有しており、さらにヘッドの位置調整を行った後に、ヘッド固定冶具３３にてヘッドをヘッド取り付け基台２に固定する際にも、十分な剛性を保持できるだけの材料強度を有する。
【０１１１】
また、光学カメラ部４５を搭載して走査する自動ＸＹ−θステージ４６は、自動Ｘステージ４６ａ、自動Ｙステージ４６ｂ、および、回転ステージとしての自動θステージ４６ｃの積層ステージで構成される。本実施例では積層ステージとしているが、これに限るものではなく、各軸の走査を同一平面内で行えるステージであってもよい。自動Ｘステージ４６ａおよび自動Ｙステージ４６ｂは、ヘッドが配列する範囲の領域を、移動できるストロークをもち、移動分解能は１μｍ程度である。自動θステージ４６ｃの詳細は後述する。
【０１１２】
図９は、２系統の光学カメラ部４５を示す。この２系統の光学カメラ部４５は、Ｌカメラ４５ａと、Ｒカメラ４５ｂと、ミラー４５ｃと、ミラー設置台４５ｄとを有する。２系統のＬＲカメラ４５ａ、４５ｂは、自動θステージ４６ｃ上に対向して配設されている。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂは、手動Ｙステージ４５ｅと、手動Ｚステージ４５ｆと、自動Ｘステージ４５ｇとの３つの積層ステージ上に固定されている。
【０１１３】
手動Ｙステージ４５ｅは、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの光軸調整を行う。手動Ｚステージ４５ｆは、ミラー４５ｃを介して反射したＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの光軸間の距離Ｘを調節する。本発明では、光軸間の距離がヘッドノズル面に形成されたアライメントマーク（ノズル列の最端ノズル）の距離に等しくなるように調整している。
【０１１４】
自動Ｘステージ４５ｇは、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのフォーカス用ステージである。つまり、自動Ｘステージ４５ｇは、焦点位置をマスタープレートのパターン形成面とヘッドのノズル面との間で切り替えるステージであり、光学カメラ部４５を搭載するＸＹ−θステージ４６とともに計５軸のマイクロステップドライバーコントロール６０によって制御される。
【０１１５】
ミラー４５ｃは、２系統のＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの中間に位置するように設置される。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂは、コンバーターレンズを付属しており、視野サイズは、例えば、１００〜５００μｍであることが好ましい。本実施形態では、３００μｍ角程度である。
【０１１６】
また、自動θステージ４６ｃは、Ｘステージ走査軸とヘッド配列とのなす傾き角度α°までの角度範囲で回転すればよく、回転角度が必要以上に大きくならないようリミッターセンサー４６ｄが付属されている。これにより、カメラケーブルの巻きつき及び断線を防止する。また、自動θステージ４６ｃの角度分解能は、０．０１°以下であることが好ましい。本装置に使用の自動θステージ４６ｃの角度分解能は、０．００５°程度である。
【０１１７】
図１０は、マスタープレート５０を示す。このマスタープレート５０は、例えば、石英ガラスの材質のガラススケールである。マスタープレート５０のパターンは、形成される箇所によって、Ａ領域５０ａとＢ領域５０ｂの２領域に分類され、ピッチ間隔が異なる。各領域のパターンの詳細は後述する。Ａ領域５０ａは、ヘッドが配列される領域に形成され、Ｂ領域５０ｂはヘッドが配列しない領域に形成される。パターンの材質はクロム２層膜であり、マスクパターニングを用いたフォトリソによって形成される。
【０１１８】
図１１は、Ａ領域５０ａの拡大図を示す。このパターンは、マスタープレートの外形長辺に平行な基準線Ｑと、外形長辺に対して所望の角度を有する基準線Ｒから構成される。基準線Ｑと基準線Ｒのなす角度は、配列するヘッドの理想角度に相当する。
【０１１９】
基準線Ｑは、ヘッドユニットの副走査方向への位置決めを行うための基準線である。各基準線Ｑ、Ｒは、等間隔のピッチで配置されており、そのピッチは光学視野領域のサイズよりも小さな間隔であればよい。
【０１２０】
本実施例では、ピッチは１００μｍであり、線幅は１０μｍとしている。また、基準線Ｑ、Ｒの線種は、複数の種類からなり、繰り返しのパターンによって構成される。本実施例では、実線、点線、一点鎖線の繰り返しパターンで構成している。
【０１２１】
ここで、拡大図は図示していないが、Ｂ領域５０ｂは、基準線Ｒのみが形成されている。基準線Ｒは、配列するヘッド配列の理想とする傾き角度と同じ傾きをもつ。Ｂ領域５０ｂにおける基準線Ｒのピッチ間隔は、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの視野領域サイズよりも十分に広い。本実施例では、ピッチ１０ｍｍであり、線幅は１０μｍとしている。また、Ｂ領域５０ｂにおける基準線Ｒは、単一の線種であればよく、本実施例では、実線のみとしている。
【０１２２】
図１２は、マスタープレート５０を設置するプレートホルダー４３を示す。プレートホルダー４３は、マスタープレート５０よりもひと回り大きなサイズで掘り下げられており、マスタープレート５０の二辺をガイド沿って当て決めする。プレートホルダー４３には、マスタープレート５０の位置ずれが生じないように、上部より押さえるための留め金４３ａを具備する。プレートホルダー４３の底面は開口部４３ｂを有し、下部より光学カメラ部によって、マスタープレートのパターン形成面を観察することができる。プレートホルダー全体は手動でＺ軸方向に調整できる機構を具備する。
【０１２３】
図１３は、アライメント装置のシステム構成図を示す。ＸＹ−θステージ４６（４６ａ〜４６ｃ）、および、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのそれぞれのフォーカス用自動Ｘステージ４５ｇの計５軸のステージは、マイクロステップドライバーコントロール６０によって駆動される。
【０１２４】
また、マイクロステップドライバーコントロール６０は、ＲＳ−２３２Ｃを介して、制御ＰＣ６１にて制御される。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂからの映像信号は、画像入力ボードを介して、制御ＰＣ６１に取り込まれ、モニター６２上に画像として表示される。
【０１２５】
図１４は、画像表示部の表示イメージを示す。この表示部は、Ｌカメラ画像表示部５５およびＲカメラ画像表示部５６により構成される。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂにより取り込まれた画像は、モニター６２上に左右並列に分割表示される。各画像表示部５５、５６は、スクロールバー５７にて、画像の拡大縮小が行え、カメラの有効画素程度の部分のみを表示する。また、各画像表示部５５、５６に線画５８を追加表示することが可能であり、線画５８は、平行移動や、角度変更を自在に行える機能をもつ。
【０１２６】
次に、本発明のアライメント調整方法について説明する。まず、全体の調整フローについて説明を行い、次に、各工程の内容を詳述する。
【０１２７】
図１５は、アライメント調整方法の全体フローを示す。つまり、ヘッドユニットを仮組みし（ステップＳ１）、このヘッドユニットをアライメント装置へ搭載し（ステップＳ２）、アライメント対象ヘッドの位置へ光学カメラ部を移動し（ステップＳ３）、ＬＲカメラとマスタープレートの基準線との傾きを合わせ（ステップＳ４）、フォーカスをマスタープレートからノズル面に切り替え（ステップＳ５）、ヘッドノズル列とＬＲカメラとの傾きを合わせ（ステップＳ６）、ヘッドを副走査方向へ位置合わせ（ステップＳ７）、ヘッドを固定冶具により基台へ締結する（ステップＳ８）。
【０１２８】
図１５のステップＳ４では、図１６Ａと図１６Ｂに示すように、自動θステージ４６ｃを、図中Ｘ方向に回転することで、２系統の光学カメラ部４５（ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂ）の傾きとマスタープレートに形成された平行基準線Ｒの傾きとを一致させる。
【０１２９】
図１５のステップＳ５では、図１７Ａと図１７Ｂに示すように、各光学カメラ（ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂ）の焦点をマスタープレート５０のパターン形成面からヘッド３１のノズル形成面に切り替える。
【０１３０】
図１５のステップＳ６では、図１８Ａと図１８Ｂに示すように、ヘッド３１のノズル孔のうちの一端のノズル孔を支点として、ノズル列を図中Ｙ方向に回動させる機構によって、ヘッド３１の傾きをＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きと一致させて、複数のヘッド３１の傾きを一致させる。
【０１３１】
図１５のステップＳ７では、傾きを一致させた複数の上記ヘッド３１をヘッド毎にノズル列方向に移動させる機構によって、ヘッド３１のノズル列方向にスライド調整し、マスタープレート５０に形成された平行基準線Ｑを基準に副走査方向の位置決めを行う。
【０１３２】
ここで、光学カメラ部４５の傾きとマスタープレート５０に形成された平行基準線Ｒとの傾きを一致させる工程（ステップＳ４）、および、ヘッド３１毎に位置決め可能な調整機構によってヘッドの傾きと光学カメラ部４５の傾きと一致させる工程（ステップＳ６）において、左右並列に分割表示した光学視野内にて、左右に表示されるアライメント対象となる基準線、および、ヘッド３１のアライメントマーク（つまり、両端のノズル）を各視野内にて高さが一致するように調整することで、傾き調整を行う。
【０１３３】
次に、各工程の詳細について説明する。まず、光学カメラ部４５がマスタープレート５０のＢ領域５０ｂ直下へと移動する。Ｂ領域５０ｂには、光学視野領域よりも十分に広いピッチ間隔の平行基準線Ｒが存在する。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂにて同一の基準線Ｒが各視野内に捕捉するように、回転ステージを回転する。この時、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂに表示される基準線Ｒは図１９Ａに示すように、左右のレベルが異なるように表示されるはずである。この基準線のＬＲ視野における高さが同一となるように、回転ステージを微小回転させる。そして、図１９Ｂに示すように、ＬＲ視野における高さが同一となる時、これは、すなわちＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの中心を結ぶ線と、基準線Ｒが平行になったことを意味する。
【０１３４】
次に、カメラのフォーカスをマスタープレート５０からノズル面へと切替えてから、ＸＹステージ４６ａ、４６ｂを走査して、光学カメラ部４５をアライメント対象となるヘッドの直下へと移動する。この時、θステージ４６ｃは回転せずに、ＸＹステージ４６ａ、４６ｂだけを走査する。そして、図２０Ａと図２０Ｂに示すように、アライメントマーク（つまり、両端ノズル）が、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの両視野内に捕捉できるように、ＸＹステージ４６ａ、４６ｂを微小走査する。ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂ間の距離は、あらかじめ両端ノズルのピッチと同じ距離に合わせているので、もし、両端ノズルのいずれかが、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのどちらかに捕捉されているのに、対となる片端のノズルが捕捉されない場合は、ヘッドの傾き角度が、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾き角から大きくずれていることを意味する。すなわち、この場合はヘッドを回動させて、両端ノズルを両視野内に捕捉する。また、この段階では、視野内に両端ノズルが入っていればよく、視野内でノズルの高さが一致している必要はない。
【０１３５】
次に、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのフォーカスをノズル面から、マスタープレート５０のパターン形成面に切り替える。この時、カメラが観察するマスタープレート５０のパターン形成面は、ヘッドが配列する領域の直下であるので、Ａ領域５０ａのパターンが視野内に表示される。また、前工程にて、Ｂ領域５０ｂの基準線Ｒの傾きにＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きを合わせており、光学カメラ部４５の移動に際して、θステージ４６ｃを動かさずに、ＸＹステージ４６ａ、４６ｂのみを走査していることから、Ａ領域５０ａの基準線とＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きとも、ほぼ一致しているはずである。この時、両者の傾き誤差の要因となるのは、ＸＹステージ４６ａ、４６ｂのヨーイング成分に起因している。次に、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きが、基準線と完全に一致するように補正を行う。図２１Ａと図２１Ｂに示すとおり、θステージ４６ｃを微小回転することで、同一種類の基準線同士が左右の視野内で同一高さとなるよう補正する。この工程にて、アライメント対象ヘッドの直下にて、光学カメラ部４５のＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの中心を結ぶ軸と、マスタープレート５０の基準線Ｒが平行な位置関係になったことを意味する。
【０１３６】
次に、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのフォーカスをマスタープレート５０から、ノズル面へと切り替える。図２２に示すとおり、前工程にて、ＬＲ視野内に両端ノズルを捕捉していることから、フォーカスを切り替えた際には、両視野内にノズルが捕捉される。また、この時点では、ヘッド３１のノズル傾きは、基準線の傾き（つまり、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾き）と一致してないことから、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂ視野における、両端ノズルの高さはずれているはずである。
【０１３７】
次に、図２３に示すように、ヘッド３１のノズル列の傾きをＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きを一致させる。ヘッド毎に位置決め可能な位置調整機構を用いて、ヘッド３１を回動させることで、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの視野における、両端ノズルの高さが一致するように調整する。この時、図２４に示すように、表示画面上に水平線を表示し、ノズル同士の高さを揃える際の指標とする。この工程にて、ノズル列の傾きと、マスタープレート５０の基準線Ｒの傾きと、ＬＲカメラ４５ａ、４５ｂの傾きがすべて一致することを意味する。
【０１３８】
つまり、図２５Ａに示すように、Ａ〜Ｄのヘッド３１のノズル列の傾きθＡ〜θＤが、全て相違していても、上述のようにして、図２５Ｂに示すように、Ａ〜Ｄのヘッド３１のノズル列の傾きθＡ〜θＤを、全て一致させる。
【０１３９】
次に、図２５Ｃに示すように、ヘッド３１を副走査方向へ位置合わせを行う。副走査方向への位置合わせは、前工程にて基準傾きを合わせたヘッドをノズル列方向にスライドさせ、基準となるノズルをＡ領域５０ａの基準線Ｑに対して、アライメントすることで、位置合わせを行う。基準となるノズルは隣接するヘッドとの冗長ノズルに相当し、図２５Ｃに示すように、両端ノズルに限定されるものではない。
【０１４０】
この工程では、カメラはＬＲカメラ４５ａ、４５ｂのうち１台のみ使用して、アライメントすればよい。まず、カメラをノズル面からマスタープレート５０のパターン形成面に切り替える。次に、図２６Ａと図２６Ｂに示すように、アライメント基準となる基準線Ｑに対して、表示画面上にて線画を作成し、重複線Ｑ’を表示させる。さらに、カメラのフォーカスをマスタープレート５０からノズル面に切り替える。
【０１４１】
この時、図２７Ａに示すように、基準線Ｑは画面表示から消えるが、線画の重複線Ｑ’は、フォーカス切り替え後も表示されたままである。次に、図２７Ｂに示すように、ヘッド毎に位置決め可能な調整機構によって、ヘッドをノズル列方向にスライド移動させる。この時、カメラ視野では、ノズル列は表示画面にて、左右方向に水平移動するはずである。重複線Ｑ’に対して、基準ノズルが一致するようにノズル列をスライド調整する。
【０１４２】
上記までの工程にて、ヘッドの傾きが理想とする角度に調整され、さらに副走査方向への位置決めが完了する。
【０１４３】
次に、光学カメラ部４５をＸ方向に走査し、隣接するアライメント対象ヘッドの直下へと移動する。この時、Ｘステージ４６ａの走査軸と、基準線Ｑは平行な位置関係にあるので、表示視野は、基準線Ｑに沿って移動するはずである。隣接ヘッドに対しても、アライメント対象となる冗長ノズルを基準線Ｑに対してアライメントすることで、副走査方向への位置合わせを行う。
【０１４４】
これを搭載するすべてのヘッドに対して行うことで、傾き調整を行った全ヘッドを副走査方向へ位置決めし、アライメントを完了する。
【０１４５】
アライメント後に、ヘッド固定冶具３３にて各ヘッドをヘッド取り付け基台２に固定して、ヘッドユニット１の調整を完了し、アライメント装置からヘッドユニット１を取り外す。
【０１４６】
要するに、本発明に係るアライメント装置は、以下の構成を特徴としていると換言することができる。
【０１４７】
本発明のアライメント装置は、複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント装置であって、
上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線が形成されたマスタープレートと、
上記各液滴吐出ヘッドの位置を調整する位置調整機構（つまり、基台２、ヘッド固定アングル３２およびヘッド固定治具３３）と、
回転ステージ（つまり、回転ステージ４６ｃ）上に離間して配設されると共に、上記マスタープレートの上記基準線と上記液滴吐出ヘッドとを選択的に撮像する２系統の光学カメラ部と
を備え、
上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部における上記回転ステージの回転平面に平行な平面での傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、
上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、
上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致される。
【０１４８】
したがって、上記２系統の光学カメラ部は、上記２系統の光学カメラ部の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致するように、上記回転ステージにより回転され、上記液滴吐出ヘッドは、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、上記マスタープレートの上記基準線の少なくとも一部の傾きに一致された上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致するように、上記位置調整機構により位置調整されて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きが、一致されるので、上記マスタープレートの上記基準線をリファレンスとして、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きとを一致させることから、移動テーブルの走査位置を読み取る必要がなく、精度良く、従来よりも簡易な装置構成にてアライメントが可能となる。
【０１４９】
また、本発明のアライメント装置では、上記回転ステージは、この回転ステージの回転平面に平行な平面に移動可能なＸＹステージ（つまり、自動Ｘステージ４６ａ、自動Ｙステージ４６ｂ）上に配置され、
上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージとともに、上記各液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動する。
【０１５０】
したがって、上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージとともに、上記各液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動するので、上記各液滴吐出ヘッドの位置調整を順次行うことができて、装置の小型化を図れる。
【０１５１】
また、上記各液滴吐出ヘッドを液滴吐出ヘッドユニットのキャリッジ（基台２）に仮装着する際に、位置決めピンへの当て決めによって位置ずれが生じた場合であっても、ずれ量に応じて上記２系統の光学カメラ部が微小移動し、上記各液滴吐出ヘッドのアライメントマークを補足することが可能となる。
【０１５２】
また、本発明のアライメント装置では、上記２系統の光学カメラ部は、上記回転ステージの回転平面に平行な平面において同軸上に対向して配設され、
上記２系統の光学カメラ部の間の光軸上の中間位置に、上記２系統の光学カメラ部の視野方向を反射するミラーを有し、
上記ミラーによって反射した上記２系統の光学カメラ部の光軸間距離は、上記液滴吐出ヘッドに形成されている２つのアライメントマーク（つまり、ヘッド３１の両端のノズル孔３４）の間の距離に略等しい。
【０１５３】
したがって、上記ミラーによって反射した上記２系統の光学カメラ部の光軸間距離は、上記液滴吐出ヘッドに形成されている２つのアライメントマークの間の距離に略等しいので、上記液滴吐出ヘッドに形成されている離間した上記２つのアライメントマークの間の距離が短く、上記アライメントマークを観察する上記２系統の光学カメラ部を並列配置することができない場合であっても、接近した上記２つのアライメントマークを観察することが可能となる。
【０１５４】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドにおけるアライメントマークが形成されたノズル面と平行に、上記２系統の光学カメラ部と上記液滴吐出ヘッドとの間に配設されている。
【０１５５】
したがって、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドのノズル面と平行に、上記２系統の光学カメラ部と上記液滴吐出ヘッドとの間に配設されているので、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドのノズル面からオフセットされた状態で配置されており、上記２系統の光学カメラ部の焦点を切替えることで、上記マスタープレートの上記基準線と上記液滴吐出ヘッドの上記ノズル面との両方を切替え観察することができる。
【０１５６】
つまり、上記マスタープレートおよび上記液滴吐出ヘッドユニットを常時アライメント装置に搭載したままでよいため、従来構成のように、移動テーブルに対して、上記マスタープレートと上記液滴吐出ヘッドユニットを交換セットし、さらにアライメントマスクのパターン形成面と各液滴吐出ヘッドの位置認識面とが同一平面内に位置させる工程が不要となる。
【０１５７】
また、ステージの角運動誤差成分（ヨーイング、ピッチング、ローリング）に起因して生じる、ステージの読み値と、実際の位置座標との誤差を小さくすることが可能となり、上記２系統の光学カメラ部を搭載するステージの動作精度が悪い場合でも、その影響を受けにくい。
【０１５８】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートは、上記全ての液滴吐出ヘッドが配列される領域と同一以上の大きさを有する。
【０１５９】
したがって、上記マスタープレートは、上記全ての液滴吐出ヘッドが配列される領域と同一以上の大きさを有するので、上記全ての液滴吐出ヘッドの位置調整において、同一の上記マスタープレートの上記基準線をリファレンスとしてアライメントすることになるため、個別のマスタープレートを配置した場合に比べて、誤差成分が小さくなり、より精度の高いアライメントが可能となる。
【０１６０】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドユニットの主走査方向と平行な方向に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第１の基準線（基準線Ｑ）と、この第１の基準線に対して一定の角度を成すと共に一定のピッチ間隔で互いに平行に形成された複数の第２の基準線（基準線Ｒ）とである。
【０１６１】
したがって、上記マスタープレートの基準線は、上記第１の基準線と上記第２の基準線とであるので、傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によって、ノズル列方向に移動させることで、副走査方向の位置決めを行う。この際、上記マスタープレートに形成された主走査方向への平行基準線に対して、位置決めを行うことで、精度良く副走査方向への位置決めが可能となる。
【０１６２】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域には光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で形成される一方、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外には光学視野領域の大きさよりも広いピッチ間隔で形成される。
【０１６３】
したがって、上記マスタープレートの基準線は、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域には光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で形成される一方、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外には光学視野領域の大きさよりも広いピッチ間隔で形成されるので、上記液滴吐出ヘッドが配列される直下の領域外において、上記２系統の光学カメラ部が搭載される回転ステージの回転により、上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートに形成された上記第２の基準線の傾きに一致させる際に、光学視野領域の大きさよりも十分に広いピッチ間隔であるため、上記２系統の光学カメラ部で観察する際に、別の平行基準線と混同することを防ぐことができる。
【０１６４】
また、上記２系統の光学カメラ部の傾き調整を行った後に、上記２系統の光学カメラ部をアライメント対象となる上記液滴吐出ヘッドの直下に移動した際に、移動により発生する上記２系統の光学カメラ部の傾きのずれを補正する必要があるが、この際には上記液滴吐出ヘッドが存在する領域となるため、光学視野領域の大きさよりも狭いピッチ間隔で、上記第１の基準線が形成されており、上記２系統の光学カメラ部の位置がいかなる位置座標にあったとしても、光学視野内に捕捉している平行基準線を基準に補正が可能となる。
【０１６５】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートの基準線は、複数種類の線種からなる繰り返しパターン（つまり、一点鎖線、点線、実線）によって、形成されている。
【０１６６】
したがって、上記マスタープレートの基準線は、複数種類の線種からなる繰り返しパターンによって、形成されているので、上記２系統の光学カメラ部をアライメント対象となる上記液滴吐出ヘッドの直下または直上に移動した際に、移動により発生する上記２系統の光学カメラ部の傾きのずれを補正する工程において、光学視野内に表示される複数の基準線を混同することなく、同一の基準線を元に傾き補正が可能となる。
【０１６７】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドが取り付けられる基台と同一の線膨張係数からなる材料により構成されている。
【０１６８】
したがって、上記マスタープレートは、上記液滴吐出ヘッドが取り付けられる基台と同一の線膨張係数からなる材料により構成されているので、上記マスタープレートは、温度等の影響を受けにくく、位置基準のリファレンスとして誤差のないものとすることができる。また、上記基準線の形成にあたり、フォトリソ手法を用いることで、精度の良い上記基準線を容易に形成することができる。
【０１６９】
また、本発明のアライメント装置では、
上記マスタープレートを保持するプレートホルダーを有し、
このプレートホルダーは、上記回転ステージの回転平面に直交するＺ軸方向への調整機構を有する。
【０１７０】
したがって、上記マスタープレートを保持するプレートホルダーは、Ｚ軸方向への調整機構を有するので、上記マスタープレートをＺ軸方向へ調整し、上記マスタープレートを上記液滴吐出ヘッドのノズル面に近接させることができる。つまり、上記液滴吐出ヘッドのノズル面と上記マスタープレートの上記基準線が近いほど、上記２系統の光学カメラ部の光軸ずれに起因する誤差成分が小さくなり、精度のよいアライメントが可能となる。また、上記マスタープレートを交換する際には、上記プレートホルダーを上記液滴吐出ヘッドのノズル面から遠ざけることで、上記液滴吐出ヘッドのノズル面に接触することなく、安全に交換作業を行うことが可能となる。
【０１７１】
また、本発明のアライメント装置では、
上記位置調整機構は、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列の方向に沿って移動させる移動機構（つまり、第２ピン２２ｂ、第２貫通穴３２ｃ）と、
上記液滴吐出ヘッドを、上記ノズル列をなす複数のノズルのうちの一端のノズルを支点として回動させる回動機構（つまり、第３ピン２２ｃ、第２貫通穴３２ｂ）と
を有している。
【０１７２】
したがって、上記位置調整機構は、上記移動機構と上記回動機構とを有しているので、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートの基準線の傾きとを一致させた後に、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によって回動することで、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させることが可能となる。
【０１７３】
また、傾きを一致させた上記複数の液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッド毎に上記位置調整機構によってノズル列方向に移動させることで、副走査方向の位置決めを行うことが可能となる。
【０１７４】
これにより、上記液滴吐出ヘッドを、所望の傾き角度を保持し、かつ、副走査方向への位置決めを行うことができる。
【０１７５】
また、本発明のアライメント装置では、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示する。
【０１７６】
したがって、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示するので、上記２系統の光学カメラ部が上記回転ステージにより回転することで、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートの基準線の傾きとを一致させる際に、左右並列に表示された各系統の光学カメラ部の視野像において、視野内の基準線の高さが同じになり一直線となるように傾き調整を行うことで、両者の傾きを一致させることができて、座標読み取りが不要で、かつ簡易で迅速なアライメントが可能となる。
【０１７７】
また、上記液滴吐出ヘッドを上記位置調整機構によって移動させて、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きと一致させる際にも、同様に視野内に捕捉される上記液滴吐出ヘッドのアライメントマークを同じ高さに調整することで、両者の傾きを一致させることができる。
【０１７８】
また、本発明のアライメント装置では、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、モニター上にて位置調整可能な直線線画を有する。
【０１７９】
したがって、上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、モニター上にて位置調整可能な直線線画を有するので、上記液滴吐出ヘッドのアライメントマークを左右に並列表示された各光学カメラ部の視野像において、同じ高さになるように調整した際に、基準マーカーとしての直線線画をリファレンスとして、アライメントマークが調整できているかを確認することができる。
【０１８０】
また、本発明のアライメント調整方法は、
複数の液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出ヘッドユニットのアライメント調整方法であって、
２系統の光学カメラ部を同一平面内で回転して、この２系統の光学カメラ部の回転平面での傾きを、マスタープレートに形成されると共に上記液滴吐出ヘッドの位置決め基準となる基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致させる工程と、
上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、
上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドの一列に配列された複数のノズルにより形成されたノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程と
を備える。
【０１８１】
したがって、上記２系統の光学カメラ部の傾きを、上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致させる工程と、上記２系統の光学カメラ部の焦点を、上記マスタープレートの基準線から上記液滴吐出ヘッドのノズル面に切り替える工程と、上記液滴吐出ヘッド毎に、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを、上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させて、上記全ての液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを一致させる工程とを備えるので、上記マスタープレートの基準線をリファレンスとして、上記２系統の光学カメラ部の傾きと上記マスタープレートのノズル列の傾きとを一致させることから、移動テーブルの走査位置を読み取る必要がなく、従来よりも簡易な装置構成にてアライメントが可能となる。
【０１８２】
また、本発明のアライメント調整方法では、
ノズル列の傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドのそれぞれを、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の方向に移動し、上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、上記マスタープレートの基準線の他部（第１の基準線（基準線Ｑ））に一致させることで、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の副走査方向への位置決めを行う工程を備える。
【０１８３】
したがって、ノズル列の傾きを一致させた上記全ての液滴吐出ヘッドを、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の副走査方向への位置決めを行う工程を備えるので、上記全ての液滴吐出ヘッドの副走査方向の位置決めを精度よく行うことが可能となる。
【０１８４】
また、本発明のアライメント調整方法では、
上記２系統の光学カメラ部にて撮像した画像の表示部は、各系統の画像を左右並列に表示し、
上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示される上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））を、各画像において高さが一致するように調整する一方、
上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示されると共に上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、各画像において高さが一致するように調整する。
【０１８５】
したがって、上記２系統の光学カメラ部の傾きを上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示される上記マスタープレートの基準線の少なくとも一部（第２の基準線（基準線Ｒ））を、各画像において高さが一致するように調整する一方、上記液滴吐出ヘッドのノズル列の傾きを上記２系統の光学カメラ部の傾きに一致させる工程では、上記表示部に表示されると共に上記液滴吐出ヘッドのノズル面に形成されたアライメントマークを、各画像において高さが一致するように調整するので、座標読み取りが不要で、かつ簡易で迅速なアライメントが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明のアライメント装置において調整対象となるインクジェットヘッドユニットの構成を示した斜視図である。
【図２Ａ】図１に示したインクジェットヘッドユニットに設けられたヘッドエレメントの詳細な構成について説明した図である。
【図２Ｂ】ヘッドエレメントに設けられたヘッド固定アングルの一例を示した斜視図である。
【図３】図１に示したインクジェットヘッドユニットの位置決め調整機構を説明するためのインクジェットヘッドユニットの平面図である。
【図４】図３に示すインクジェットヘッドユニットを切断線Ａ−Ａ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。
【図５】図３に示すインクジェットヘッドユニットを切断線Ｂ−Ｂ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。
【図６】図３に示すインクジェットヘッドユニットを切断線Ｃ−Ｃ’にて切断した状態を示した矢視断面図である。
【図７】図３に示すインクジェットヘッドユニットに設けられたヘッド固定冶具の構成を説明するためのインクジェットヘッドユニットの側面図である。
【図８Ａ】本実施形態におけるアライメント装置の平面図である。
【図８Ｂ】本実施形態におけるアライメント装置の正面図である。
【図８Ｃ】本実施形態におけるアライメント装置の側面図である。
【図９】図８に示すアライメント装置の構成部である光学カメラ部である。
【図１０】マスタープレートの平面図である。
【図１１】図１０に示すマスタープレートのＡ領域に形成されるパターンの拡大図である。
【図１２Ａ】図１０に示すマスタープレートを保持するマスタープレートホルダーの平面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示すマスタープレートホルダーの切断線Ａ−Ａにて切断した状態を示した矢視断面図である。
【図１３】図８Ａに示すアライメント装置のシステム構成図である。
【図１４】図８Ａに示すアライメント装置の表示部のイメージ図である。
【図１５】本実施形態におけるアライメント装置の調整フロー図である。
【図１６Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図１６Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図１７Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図１７Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図１８Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図１８Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図１９Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図１９Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図２０Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図２０Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図２１Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図２１Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図２２】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整を示す説明図である。
【図２３】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整を示す説明図である。
【図２４】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整を示す説明図である。
【図２５Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の調整前を示す説明図である。
【図２５Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の角度補正後を示す説明図である。
【図２５Ｃ】本実施形態におけるアライメント調整方法のノズル列方向調整後を示す説明図である。
【図２６Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図２６Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【図２７Ａ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整前における形態を示す説明図である。
【図２７Ｂ】本実施形態におけるアライメント調整方法の一工程の調整後における形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１８７】
１        インクジェットヘッドユニット
２        ヘッド取り付け基台（基台）
３        ヘッドエレメント
２０      一面
２１      開口部
２２ａ    第１ピン
２２ｂ    第２ピン
２２ｃ    第３ピン
３１      ヘッド（吐出ヘッド）
３２      ヘッド固定アングル（連結部）
３２ａ    スライド溝（凹部）
３２ｂ    第１貫通穴（穴部）
３２ｃ    第２貫通穴（穴部）
３３      ヘッド固定冶具
３３ａ    スプリングプランジャ
３３ｂ    固定ねじ貫通穴
３３ｃ    固定ねじ
３３ｄ    板ばね
３４      ノズル孔
３６      脚部
４０      搭載台
４０ａ    搭載台開口部
４０ｂ    位置決めピン
４１      筺体部
４１ａ    マイクロメーター
４３      マスタープレートホルダー
４３ａ    止め具
４３ｂ    ホルダー開口部
４５      光学カメラ部
４５ａ    Ｌカメラ
４５ｂ    Ｒカメラ
４５ｃ    ミラー
４５ｄ    ミラー設置台
４５ｅ    手動Ｙステージ
４５ｆ    手動Ｚステージ
４５ｇ    自動Ｘステージ
４６      ＸＹ−θステージ
４６ａ    自動Ｘステージ
４６ｂ    自動Ｙステージ
４６ｃ    自動θステージ（回転ステージ）
４６ｄ    リミッターセンサー
４７      架台
５０      マスタープレート
５０ａ    Ａ領域
５０ｂ    Ｂ領域
５５      Ｌカメラ画像表示部
５６      Ｒカメラ画像表示部
５７      スクロールバー
５８      線画
６０      マイクロステップドライバーコントロール
６１      制御ＰＣ
６２      モニター
【図１】
2008238138.tif 000003
【図２Ａ】
2008238138.tif 000004
【図２Ｂ】
2008238138.tif 000005
【図３】
2008238138.tif 000006
【図４】
2008238138.tif 000007
【図５】
2008238138.tif 000008
【図６】
2008238138.tif 000009
【図７】
2008238138.tif 000010
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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