(57)【要約】【課題】安価な装置構成でかつ高精度にインクジェットヘッドのアライメントを行うことができるインクジェットヘッドのアライメント方法およびアライメント装置を提供する。【解決手段】共通のテーブル３３上に、インクジェットヘッド２の位置決め基準１１とアライメントマスク３の基準マーク１２との間の正規の配置関係と、同一の配置関係となるように、マスク側画像認識手段２２とヘッド側画像認識手段２３とをキャリブレーションするキャリブレーション工程と、マスク側画像認識手段２２により基準マーク１２を画像認識すると同時に、ヘッド側画像認識手段２３により位置決め基準１１を画像認識する認識工程と、インクジェットヘッド２の正規の位置からのズレ量を取得するズレ量取得工程と、インクジェットヘッド２を正規の位置に位置補正する補正工程と、インクジェットヘッド２をヘッドプレート４に接着する接着工程を、を備えたこと。【選択図】図２
2009090473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドを仮セットしたヘッドプレートと、前記ヘッドプレートに前記インクジェットヘッドをアライメントとするためのアライメントマスクと、を共通のテーブルに並べて搭載し、
前記アライメントマスクを画像認識するマスク側画像認識手段、および前記インクジェットヘッドを画像認識するヘッド側画像認識手段を用いて、前記ヘッドプレートに前記インクジェットヘッドをアライメントとするインクジェットヘッドのアライメント方法であって、
前記共通のテーブル上における、前記インクジェットヘッドの一対の位置決め基準と前記アライメントマスクの一対の基準マークとの間の正規の配置関係と、同一の配置関係となるように、前記マスク側画像認識手段と前記ヘッド側画像認識手段とを相互にキャリブレーションするキャリブレーション工程と、
前記キャリブレーションの後、前記マスク側画像認識手段により前記一対の基準マークを画像認識すると同時に、前記ヘッド側画像認識手段により前記一対の位置決め基準を画像認識する認識工程と、
前記画像認識の認識結果に基づいて、前記インクジェットヘッドの前記正規の位置からのズレ量を取得するズレ量取得工程と、
取得した前記ズレ量に基づいて、前記インクジェットヘッドを前記正規の位置に位置補正する補正工程と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項２】
前記補正工程の後、前記インクジェットヘッドと前記ヘッドプレートとの間に接着剤を浸透させて、前記インクジェットヘッドを前記ヘッドプレートに接着する接着工程を、更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項３】
前記マスク側画像認識手段は、前記一対の基準マークをそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のマスク認識カメラを、有していることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項４】
前記ヘッド側画像認識手段は、前記一対の位置決め基準をそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のヘッド認識カメラを、有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項５】
前記位置決めマークは、前記インクジェットヘッドの最外端の一対のノズル孔であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項６】
前記アライメントマスクは、前記マスク側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のマスク側マークと、前記ヘッド側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のヘッド側マークと、を更に有し、
前記キャリブレーション工程では、
前記マスク側画像認識手段により前記一対のマスク側マークを画像認識すると同時に、前記ヘッド側画像認識手段により前記一対のヘッド側マークを画像認識し、この認識結果に基づいて、前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項７】
前記各基準マークの形態と、前記各マスク側マークの形態と、前記各ヘッド側マークの形態と、が同一であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項８】
前記一対の基準マークが、前記一対のヘッド側マークを兼ねていることを特徴とする請求項６または７に記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドの複数個がヘッドプレートに仮セットされ、これに対応して、前記アライメントマスクには前記一対の基準マークが複数組設けられており、
前記インクジェットヘッド毎に、前記認識工程、前記ズレ量取得工程および前記補正工程を、繰り返すことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェットヘッドのアライメント方法。
【請求項１０】
ヘッドプレートに複数のインクジェットヘッドをアライメントとするためのアライメントマスクを用いて、前記ヘッドプレートに前記複数のインクジェットヘッドをアライメントするインクジェットヘッドの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を仮セットした前記ヘッドプレートと前記アライメントマスクとが、所定の並び方向に並べて搭載される共通テーブルと、
前記共通テーブル上における、前記複数のインクジェットヘッドの任意の一対の位置決め基準とこれに対応する前記アライメントマスクの一対の基準マークとの間の正規の配置関係と、同一の配置関係となるようにキャリブレーションされたマスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段と、
前記共通テーブルと、前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段と、を前記並び方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段と、前記移動手段とを制御し、前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段による前記各一対の基準マークおよびこれに対応する前記各一対の位置決め基準の画像認識を同時に、且つ複数組分行わせる認識制御手段と、
前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段の認識結果に基づいて、前記各インクジェットヘッドの正規の位置からズレ量を取得するズレ量取得手段と、
前記ズレ量取得手段により取得された前記ズレ量に基づいて、前記各インクジェットヘッドを正規の位置に位置補正する補正手段と、を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドのアライメント装置。
【請求項１１】
前記補正手段により位置補正された前記各インクジェットヘッドと前記ヘッドプレートとの間に接着剤を浸透させて、前記各インクジェットヘッドを前記ヘッドプレートに接着する接着手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッドのアライメント装置。
【請求項１２】
前記マスク側画像認識手段は、各組の前記一対の基準マークをそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のマスク認識カメラを、有し、
前記ヘッド側画像認識手段は、各組の前記一対の位置決め基準をそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のヘッド認識カメラを、有していることを特徴とする請求項１０または１１に記載のインクジェットヘッドのアライメント装置。
【請求項１３】
前記アライメントマスクは、前記マスク側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のマスク側マークと、前記ヘッド側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のヘッド側マークと、を更に有し、
前記認識制御手段は、
前記マスク側画像認識手段により前記一対のマスク側マークを画像認識すると同時に、前記ヘッド側画像認識手段により前記一対のヘッド側マークを画像認識し、この認識結果に基づいて、前記マスク側画像認識手段および前記ヘッド側画像認識手段のキャリブレーションを行うことを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれかに記載のインクジェットヘッドのアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドをヘッドプレートに位置決め固定するためのインクジェットヘッドのアライメント方法およびアライメント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のアライメント方法として、ノズルヘッド（インクジェットヘッド）を保持用ヘッドプレート（ヘッドプレート）に仮固定する工程と、アライメントマーク（基準マーク）が形成されたプレート（アライメントマスク）側からアライメントマークおよびノズルヘッドのノズル孔を同時に撮像する工程と、アライメントマークにノズル孔を位置合わせする工程と、を有するものが知られている（特許文献１参照）。このアライメント方法では、ノズルヘッドとノズルヘッドの直下に配設されたプレートに形成されたアライメントマークをプレート側から単一のカメラで同時に撮影し、その撮像結果に基づいてアライメントマークとノズル孔との位置ズレを検出するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２２６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来のアライメント方法の場合、アライメントマークおよびノズル孔の両被写体に対して同時に焦点を合わせなければならず、２焦点を有する高価なカメラなどにより撮影を行う必要があるため、アライメント装置自体が高価なものになってしまう。また、２焦点を有するカメラは、焦点同士の光軸ずれが生じるため、インクジェットヘッドのアライメント精度が低下してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、安価な装置構成でかつ高精度にインクジェットヘッドのアライメントを行うことができるインクジェットヘッドのアライメント方法およびアライメント装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のアライメント方法は、インクジェットヘッドを仮セットしたヘッドプレートと、ヘッドプレートにインクジェットヘッドをアライメントとするためのアライメントマスクと、を共通のテーブルに並べて搭載し、アライメントマスクを画像認識するマスク側画像認識手段、およびインクジェットヘッドを画像認識するヘッド側画像認識手段を用いて、ヘッドプレートにインクジェットヘッドをアライメントとするインクジェットヘッドのアライメント方法であって、共通のテーブル上における、インクジェットヘッドの一対の位置決め基準とアライメントマスクの一対の基準マークとの間の正規の配置関係と、同一の配置関係となるように、マスク側画像認識手段とヘッド側画像認識手段とを相互にキャリブレーションするキャリブレーション工程と、キャリブレーションの後、マスク側画像認識手段により一対の基準マークを画像認識すると同時に、ヘッド側画像認識手段により一対の位置決め基準を画像認識する認識工程と、画像認識の認識結果に基づいて、インクジェットヘッドの正規の位置からのズレ量を取得するズレ量取得工程と、取得したズレ量に基づいて、インクジェットヘッドを正規の位置に位置補正する補正工程と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
この場合、インクジェットヘッドの複数個がヘッドプレートに仮セットされ、これに対応して、アライメントマスクには一対の基準マークが複数組設けられており、インクジェットヘッド毎に、認識工程、ズレ量取得工程および補正工程を、繰り返すことが、好ましい。
【０００７】
同様に、本発明のアライメント装置は、ヘッドプレートに複数のインクジェットヘッドをアライメントとするためのアライメントマスクを用いて、ヘッドプレートに複数のインクジェットヘッドをアライメントするインクジェットヘッドの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を仮セットしたヘッドプレートとアライメントマスクとが、所定の並び方向に並べて搭載される共通テーブルと、共通テーブル上における、複数のインクジェットヘッドの任意の一対の位置決め基準とこれに対応するアライメントマスクの一対の基準マークとの間の正規の配置関係と、同一の配置関係となるようにキャリブレーションされたマスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段と、共通テーブルと、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段と、を並び方向に相対的に移動させる移動手段と、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段と、移動手段とを制御し、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段による各一対の基準マークおよびこれに対する各一対の位置決め基準の画像認識を同時に、且つ複数組分行わせる認識制御手段と、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段の認識結果に基づいて、各インクジェットヘッドの正規の位置からズレ量を取得するズレ量取得手段と、ズレ量取得手段により取得されたズレ量に基づいて、各インクジェットヘッドを正規の位置に位置補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
これらの構成によれば、予め基準マークと位置決め基準とが正規となるようにマスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段がキャリブレーションされているため、これにより、基準マークと位置決め基準とを画像認識すると、正規の位置とインクジェットヘッドのズレを検出することができる。その検出結果に基づいて、正規の配置位置にインクジェットヘッドを位置決めするため、インクジェットヘッドを高精度にかつ短時間で位置決めすることができる。
【０００９】
この場合、補正工程の後、インクジェットヘッドとヘッドプレートとの間に接着剤を浸透させて、インクジェットヘッドをヘッドプレートに接着する接着工程を、更に備えたことが、好ましい。
【００１０】
同様に、補正手段により位置補正された各インクジェットヘッドとヘッドプレートとの間に接着剤を浸透させて、各インクジェットヘッドをヘッドプレートに接着する接着手段を、更に備えたことが、好ましい。
【００１１】
これらの構成によれば、インクジェットヘッドをヘッドプレートに固定することができるため、補正後のインクジェットヘッドの位置ずれを有効に防止することができる。なお、後工程でインクジェットヘッドをヘッドプレートにねじ止めすることが好ましい。
【００１２】
この場合、マスク側画像認識手段は、一対の基準マークをそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のマスク認識カメラを、有していること、あるいは、ヘッド側画像認識手段は、一対の位置決め基準をそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のヘッド認識カメラを、有していることが、好ましい。
【００１３】
同様に、マスク側画像認識手段は、各組の一対の基準マークをそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のマスク認識カメラを、有し、ヘッド側画像認識手段は、各組の一対の位置決め基準をそれぞれ画像認識すると共に相互にキャリブレーションされた一対のヘッド認識カメラを、有していることが、好ましい。
【００１４】
これらの構成によれば、ヘッド側画像認識手段およびマスク側画像認識手段を簡単な装置構成にすることができるため、焦点同士の光軸ずれを防止することができると共に、アライメント装置のコストダウンを行うことができる。また、ヘッド側画像認識手段およびマスク側画像認識手段を固定的に設けることができ、かつ同時に基準マークおよび位置決めマークを画像認識するとこができるため、高精度にインクジェットヘッドをアライメントすることができる。
【００１５】
この場合、位置決めマークは、インクジェットヘッドの最外端の一対のノズル孔であることが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、位置決めマークとしてノズル孔を利用することができるため、ノズルプレートに位置決めマークを形成する必要がない。
【００１７】
この場合、アライメントマスクは、マスク側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のマスク側マークと、ヘッド側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のヘッド側マークと、を更に有し、キャリブレーション工程では、マスク側画像認識手段により一対のマスク側マークを画像認識すると同時に、ヘッド側画像認識手段により一対のヘッド側マークを画像認識し、この認識結果に基づいて、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段のキャリブレーションを行うことが、好ましい。
【００１８】
同様に、アライメントマスクは、マスク側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のマスク側マークと、ヘッド側画像認識手段に対応するキャリブレーション用の一対のヘッド側マークと、を更に有し、認識制御手段は、マスク側画像認識手段により一対のマスク側マークを画像認識すると同時に、ヘッド側画像認識手段により一対のヘッド側マークを画像認識し、この認識結果に基づいて、マスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段のキャリブレーションを行うことが、好ましい。
【００１９】
この構成によれば、アライメントマスク上に形成された一対のマスク側マークおよびヘッド側マークを同時に認識して、ヘッド側画像認識手段およびマスク側画像認識手段のキャリブレーションを行うようになっているため、インクジェットヘッドのアライメントと同一条件で高精度にマスク側画像認識手段およびヘッド側画像認識手段を簡単にキャリブレーションすることができる。なお、キャリブレーションは、１つのインクジェットヘッドのアライメント作業毎に行うことが好ましい。
【００２０】
この場合、各基準マークの形態と、各マスク側マークの形態と、各ヘッド側マークの形態と、が同一であることが、好ましい。
【００２１】
この構成によれば、同型のカメラによる同一の撮像方法によって、各マークの位置を画像認識することができ、画像認識における画像処理を単純化することができる。
【００２２】
この場合、一対の基準マークが、一対のヘッド側マークを兼ねていることが、好ましい。
【００２３】
この構成によれば、アライメントマスクに形成されるヘッド側マークの数を削減することができ、アライメントマスク自体をコンパクトに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドのアライメント装置（以下単に「アライメント装置」という。）およびアライメント方法（以下単に「アライメント方法」という。）について説明する。このアライメント装置は、複数のインクジェットヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットを組立てる際に、アライメントマスクを用いてヘッドプレートにインクジェットヘッドをアライメントするものである。なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、３つのインクジェットヘッドをヘッドプレートに組付ける場合を例に挙げて説明する。
【００２５】
図１を参照して、先ず、アライメント装置１のアライメント対象物であるインクジェットヘッド２およびアライメントマスク３について説明する。インクジェットヘッド２は、ノズル列が列設されたノズル面５を有し、直方体形状に形成されたヘッド本体６と、ヘッドプレート４に固定される角形平板状の固定部７と、固定部７上部のインク導入部（図示省略）と、で構成されている。
【００２６】
固定部７は、ヘッド本体６に比して大きく略方形の板状に形成され、その四隅には、４つの長孔形の接着剤注入口８が貫通形成されている。インクジェットヘッド２をヘッドプレート４に固定する場合、後述するヘッドプレート４の装着開口９にヘッド本体６を押入し、装着開口９の開口縁部に固定部７を載置する。この状態でインクジェットヘッド２は位置決めされ、接着剤注入口８から接着剤が注入される（詳細は後述する）。
【００２７】
ヘッド本体６のノズル面５には、２本のノズル列が相互に平行にかつヘッドプレート４の延在方向（長辺方向）に平行に列設されており、各ノズル列は、等ピッチで並べた多数の吐出ノズル１０で構成されている。そして、各インクジェットヘッド２は、一方のノズル列における両外端の２つの吐出ノズル１０を一対の位置決め基準１１としてＸ・Ｙ・θ方向に位置決めされる（詳細は後述する）。なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、１列のノズル列を有するインクジェットヘッド２を例に挙げて説明する。
【００２８】
ヘッドプレート４は、横長の板状に形成されており、３つのインクジェットヘッド２が装着される３つの装着開口９が長辺方向に等間隔に設けられている。各装着開口９は、これに遊挿されるノズル面（ヘッド本体６）５に比して大きく形成され、補正時のインクジェットヘッド２の微小移動を許容する。なお、以下の説明では、ヘッドプレート４の長辺方向をＸ軸方向とし、長辺方向に直交する短辺方向をＹ軸方向として説明を進める。
【００２９】
アライメントマスク３は、図１および図２に示すように横長に形成され、その裏面には、３つのインクジェットヘッド２の各一対計３組の位置決め基準１１に対応する各一対計３組の基準マーク１２と、この３組の基準マーク１２から僅かに離れて横並びに設けたキャリブレーション用の一対のマスク側マーク１３と、が形成されている。この場合、３組の基準マーク１２とマスク側マーク１３とは、全く同一の形状に形成されている。３組の基準マーク１２の配置は、３つのインクジェットヘッド２の３組の位置決め基準１１における設計上の位置（正規の位置）となっており、この３組の基準マーク１２に３組の位置決め基準１１が合致するように、３つのインクジェットヘッド２が位置決めされる。
【００３０】
一対のマスク側マーク１３は、３組の基準マーク１２のうちのインクジェットヘッド２側端部（図示左端）の一対の基準マーク１２（ヘッド側マーク１４）と共に、後述する画像認識装置２１のキャリブレーションに使用する。すなわち、インクジェットヘッド２側端部の一対の基準マーク１２は、キャリブレーション用のヘッド側マーク１４を兼ねており、この一対の基準マーク１２（ヘッド側マーク１４）および一対のマスク側マーク１３の配置は、各インクジェットヘッド２の一対の位置決め基準１１およびこれに対応する一対の基準マーク１２における設計上の位置（正規の位置）となっている。なお、本実施形態では、画像認識装置２１がアライメントマスク３を下方から撮像するようになっているため、各マーク１２，１３，１４はアライメントマスク３の裏面に形成されているが、上方から撮像するものにあっては、各マーク１２，１３，１４をアライメントマスク３の表面に形成するようにする。
【００３１】
画像認識装置２１のキャリブレーションでは、後述するマスク認識カメラ２２により一対のマスク側マーク１３が画像認識され、同時にヘッド認識カメラ２３によりインクジェットヘッド２側端部の一対の基準マーク１２が画像認識され、この認識結果に基づいて、マスク認識カメラ２２およびヘッド認識カメラ２３のキャリブレーション（位置決め）が行われる。すなわち、キャリブレーション後のマスク認識カメラ２２およびヘッド認識カメラ２３は、各インクジェットヘッド２の一対の位置決め基準１１およびこれに対応する一対の基準マーク１２における設計上の位置（正規の位置）に合致する。
【００３２】
図１および図２に示すように、アライメント装置１は、ヘッドプレート４およびアライメントマスク３をＸ軸方向に並べて搭載するセットテーブル３３を有すると共に、セットテーブル３３を介してヘッドプレート４およびアライメントマスク３をＸ軸方向に往復動させる移動装置（移動手段）１５と、移動装置１５の下側に配設され、アライメントマスク３の各基準マーク１２およびマスク側マーク１３を画像認識すると共に、インクジェットヘッド２の位置決め基準１１を画像認識する画像認識装置２１と、画像認識装置２１の認識結果に基づいて、インクジェットヘッド２を正規の配置に位置合わせする補正装置１６と、補正装置１６による補正後のインクジェットヘッド２をヘッドプレート４に接着固定する接着装置（接着手段）１７と、これら各構成装置を統括制御する制御装置１８と、を備えている。
【００３３】
画像認識装置２１は、主としてセットテーブル３３上のアライメントマスク３の各基準マーク１２を画像認識するマスク認識カメラ２２と、主としてセットテーブル３３上の３つのインクジェットヘッド２の各位置決め基準１１を画像認識するヘッド認識カメラ２３と、を備えている。マスク認識カメラ２２は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラで構成された一対のマスク認識カメラ（マスク側画像認識手段）２２である、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５で構成されている。同様にヘッド認識カメラ２３は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳのカメラで構成された一対のヘッド認識カメラ（ヘッド側画像認識手段）２３である、第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７で構成されている。
【００３４】
キャリブレーション（キャリブレーション工程）においては、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５が、それぞれマスク側マーク１３を画像認識し、同時に第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７が、それぞれ図示左端の基準マーク１２を画像認識する。一方、インクジェットヘッド２の画像認識（認識工程）においては、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５が、それぞれ図示右端の基準マーク１２から画像認識を開始し、同時に第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７が、それぞれ図示右端のインクジェットヘッド２の位置決め基準１１から画像認識を開始する（詳細は後述する）。
【００３５】
第１マスクカメラ２４、第２マスクカメラ２５、第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７は、いずれも固定的に設けられており、上向きに配設したカメラ本体３４と、カメラ本体３４をＸ軸方向およびＹ軸方向に微小移動させる手動のマイクロヘッドユニット３５と、カメラ本体３４をＺ軸方向に微小移動させるフォーカス機構３６と、カメラ本体３４、マイクロヘッドユニット３５およびフォーカス機構３６を支持するカメラフレーム３７と、を有している。本実施形態のヘッドユニット３８を組み立てる場合、インクジェットヘッド２の位置決めと画像認識装置２１のキャリブレーションと、を３回繰り返すが、例えば最初のキャリブレーションにおいて、マイクロヘッドユニット３５により、各マスクカメラ２４，２５および各ヘッドカメラ２６，２７の視野中心の、マスク側マーク１３およびヘッド側マーク（基準マーク１２）１４への合わせ込みを行い、以降のキャリブレーションでは、合わせ込みを行わずデータの処理で対応することが、好ましい。なお、フォーカス機構３６は、上記の制御装置１８に接続されている。
【００３６】
図２に示すよう、移動装置１５は、アライメントマスク３およびヘッドプレート４が配設されるセットテーブル３３と、セットテーブル３３をＸ軸方向に移動させるＸ軸移動機構４１と、を備えている。Ｘ軸移動機構４１は、テーブルベース４２と、テーブルベース４２上に設けた一対のガイドレール４３，４３と、一対のガイドレール４３，４３にスライド自在に支持された２つのスライダ４４，４４と、２つのスライダ４４，４４に螺合するリードねじ（ボールねじ）４５と、カップリング４６を介してリードねじ４５に連結したモータ４７と、を有している。モータ４７は、例えばエンコーダ付のＤＣモータ或いはステッピングモータで構成され、上記の制御装置１８に接続されている。モータ４７が正逆駆動しリードねじ４５が正逆回転すると、２つのスライダ４４，４４が一対のガイドレール４３，４３に案内されて、Ｘ軸方向に往復動する。これにより、セットテーブル３３を介して、アライメントマスク３およびヘッドプレート４がＸ軸方向に移動する。
【００３７】
セットテーブル３３は、ステンレス等の剛性を有する部材で略方形に形成されており、長辺方向の略中間位置に設けた段部５１を介して、図示右側のアライメントマスク３を配置する薄手のアライメントマスク配置部５２と、図示左側のヘッドユニット３８を配置する厚手のヘッドユニット配置部５３と、で一体に形成されている（図１参照）。アライメントマスク配置部５２には、３つの基準マーク１２およびマスク側マーク１３がＸ軸方向に並ぶように、アライメントマスク３が載置される。同様に、ヘッドユニット配置部５３には、３つのインクジェットヘッド２の３つの位置決め基準１１がＸ軸方向に並ぶように、ヘッドユニット（ヘッドプレート４）３８が載置される。また、アライメントマスク３およびヘッドユニット３８が載置された状態で、３つの基準マーク１２、マスク側マーク１３および３つの位置決め基準１１は、Ｙ軸方向において略同位置となる。
【００３８】
一方、段部５１は、アライメントマスク配置部５２に載置したアライメントマスク３の裏面（マーク形成面）と、ヘッドユニット配置部５３に載置した各インクジェットヘッド２のノズル面（位置決め基準形成面）５と、が同一の水平面内に位置するように、その段差が設計（規制）されている。これにより、各マスク認識カメラ２２および各ヘッド認識カメラ２３の焦点位置を変更することなく、画像認識が実行される。
【００３９】
ヘッドユニット配置部５３の上面には、ヘッドプレート（ヘッドユニット３８）４をセットテーブル３３上に位置決めするための一対のプレート位置決め具５４が突設され、また中央部には、３つのインクジェットヘッド２が上側から臨むと共にヘッド認識カメラ２３が下側から臨む３つの挿入開口５５が等間隔に形成されている。各プレート位置決め具５４は、内向き「Ｌ」字形に形成されており、ヘッドプレート４は、その一対の対角が一対のプレート位置決め具５４に内側から係合して位置決めされる。これにより、各インクジェットヘッド２のノズル列がヘッドユニット配置部５３の短辺方向に並ぶようにヘッドプレート４が位置決めされる。
【００４０】
同様に、アライメントマスク配置部５２の上面には、アライメントマスク３を位置決めするための一対のマスク位置決め具５６が突設され、また中央部には、３つの基準マーク１２およびマスク側マーク１３が上側から臨むと共にマスク認識カメラ２２が下側から臨む４つのアライメント開口５７が等間隔に形成されている。この場合も、各マスク位置決め具５６は、内向き「Ｌ」字形に形成されており、アライメントマスク３は、その一対の対角が一対のマスク位置決め具５６に内側から係合して位置決めされる。これにより、各基準マーク１２およびマスク側マーク１３がアライメントマスク配置部５２の短辺方向に並ぶようにアライメントマスク３が位置決めされる。
【００４１】
そして、各インクジェットヘッド２の位置決めは、左端の基準マーク１２とマスク側マーク１３との位置関係を基準にして、これと同一の位置関係となるように、右端の基準マーク１２に対し右端の位置決め基準１１を、中間の基準マーク１２に対し中間の位置決め基準１１を、左端の基準マーク１２に対し左端の位置決め基準１１を、それぞれ位置合わせする。
【００４２】
図２（ｂ）に示すように、補正装置１６は、各インクジェットヘッド２に上方から臨むようにセットテーブル３３の上方に配設されており、インクジェットヘッド２に係合するヘッドチャック６１と、ヘッドチャック６１を昇降させると共にヘッドチャック６１を介してインクジェットヘッド２を押圧するＺ軸移動機構６２と、Ｚ軸移動機構６２を支持すると共に、ヘッドチャック６１を介してインクジェットヘッド２をθ軸方向に微小回転させるθ軸調整機構６３と、θ軸調整機構６３を支持すると共に、ヘッドチャック６１を介してインクジェットヘッド２をＹ軸方向に微小回転させるＹ軸調整機構６４と、これら構成装置を支持するフレーム６５と、から構成されている。そして、補正装置１６は、上記の制御装置１８に接続されている。
【００４３】
画像認識装置２１の認識結果に基づいて、インクジェットヘッド２を位置補正する場合には、Ｚ軸移動機構６２によりヘッドチャック６１を下降させて、ヘッドチャック６１によりインクジェットヘッド２を把持した後、θ軸調整機構６３および／またはＹ軸調整機構６４を駆動して、インクジェットヘッド２のθ軸廻りの角度およびＹ軸方向の移動調整を行う。また、インクジェットヘッド２のＸ軸方向の移動調整を行う場合には、上記のＸ軸移動機構４１を駆動するようにする。すなわち、請求項にいう補正手段は、この補正装置１６と上記のＸ軸移動機構４１と、で構成されている。
【００４４】
接着装置１７は、各インクジェットヘッド２に上方から臨むようにセットテーブル３３の上方に、且つ補正装置１６に隣接して配設されている。接着装置１７は、補正が完了したインクジェットヘッド２をヘッドプレート４に仮固定するものであり、接着剤を上記の接着剤注入口８に注入するシリンジユニット７１と、シリンジユニット７１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させるシリンジ移動機構（図示省略）と、から構成されている。
【００４５】
シリンジユニット７１には、特に詳細は図示しないが、接着剤注入口８に接着剤を注入する一対のシリンジが設けられている。シリンジユニット７１は、補正装置１６のヘッドチャック６１（Ｚ軸移動機構６２）に押圧された補正後のインクジェットヘッド２に対し、シリンジ移動機構により移動調整されながら、インクジェットヘッド２の接着剤注入口８に接着剤を注入する。これにより、インクジェットヘッド２のヘッドプレート４への仮固定が行われる（図３（ｃ）参照）。なお、ヘッドチャック６１によるインクジェットヘッド２の押圧は、接着剤の硬化を待って解除される。
【００４６】
制御装置１８は、上記のキャリブレーションの他、移動装置１５によりインクジェットヘッド２をアライメント位置に臨ませて、マスク認識カメラ２２による各一対複数組の基準マーク１２の画像認識と、ヘッド認識カメラ２３による各一対複数組の位置決め基準１１の画像認識と、を同時に且つ複数組分行わせる（認識制御手段）。また、画像認識装置２１による認識結果に基づいて、正規の配置位置からのインクジェットヘッド２のズレ量を算出（取得）する。さらに、補正装置１６によるインクジェットヘッド２の位置補正を行わせると共に、接着装置１７によるインクジェットヘッド２のヘッドプレート４への固定を実行する。
【００４７】
次に、図３を参照して、上記の制御装置１８により実行されるアライメント方法について説明する。本実施形態では、インクジェットヘッド２のヘッドプレート４への組付けを、右部のものから補正および接着の手順で１つずつ行うものとして説明する。また、３つのインクジェットヘッド２をヘッドプレート４に仮置きしたヘッドユニット３８と、アライメントマスク３と、がセットテーブル３３に位置決め状態でセットされている状態から、アライメント動作を開始するものとする。
【００４８】
このアライメント方法は、マスク認識カメラ２２およびヘッド認識カメラ２３のキャリブレーションを行うと共に、両認識カメラ２２，２３の焦点を調整するキャリブレーション工程と（図３（ａ）参照）、マスク認識カメラ２２およびヘッド認識カメラ２３により一対の基準マーク１２および一対の位置決め基準１１を同時に画像認識する認識工程と（図３（ｂ）参照）、両認識固定カメラ２２，２３による画像の認識結果に基づいて、正規の配置位置からのインクジェットヘッド２のズレ量を取得するズレ量取得工程と（図示省略）、取得したズレ量に基づいて、インクジェットヘッド２を正規の位置に位置補正する補正工程と（図３（ｃ）参照）、補正工程の後、接着剤によりインクジェットヘッド２をヘッドプレート４上に接着固定する固定工程と（図３（ｄ）参照）、を備えており、これらの工程を３回繰り返して作業を完了する。
【００４９】
キャリブレーション工程では、一対のマスク側マーク１３を、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５でそれぞれ画像認識すると同時に、左端の基準マーク１２を、第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７でそれぞれ画像認識する（図４（ａ）参照）。そして、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５の視野中心にマスク側マーク１３が重なるように、カメラ本体３４をマイクロヘッドユニット３５によりＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させると共に、フォーカス機構３６によりＺ軸方向に移動させる（図４（ｂ））。同様に第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７の視野中心にヘッド側マーク１４が重なると共に、焦点が合うようにマイクロヘッドユニット３５およびフォーカス機構３６によりカメラ本体３４を移動する。もっとも、上記のように物理的な移動調整は行わず、データ上の補正（ズレ分の座標取得）としてもよい。
【００５０】
例えば、第１マスクカメラ２４の撮像結果により、キャリブレーションの基準となるマスク側マーク１３が図４（ａ）に示す位置である場合、第１マスクカメラ２４を、マイクロヘッドユニット３５により、Ｘ軸のマイナス方向にΔＸ移動させると共に、Ｙ軸のマイナス方向にΔＹ移動させ、対象となる第１マスクカメラ２４による撮像画面の原点７２にマスク側マーク１３の位置を合致させる（図４（ｂ）参照）。また、これと同時に、フォーカス機構３６により、第１マスクカメラ２４の焦点も調整する（図示省略）。なお、第２マスクカメラ２５、第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７も同様にキャリブレーションする。
【００５１】
次に、認識工程では、セットテーブル３３を移動した後、第１マスクカメラ２４および第２マスクカメラ２５により、一対の基準マーク１２をそれぞれ撮像すると同時に、第１ヘッドカメラ２６および第２ヘッドカメラ２７により、一対の位置決め基準１１をそれぞれ撮像する。そして、この撮像結果は、画像処理され、それぞれの中心位置（座標）が認識される。
【００５２】
次に、ズレ量取得工程では、認識工程による認識結果に基づいて、基準マーク１２に対して位置決め基準１１が、正規の位置からＸ軸方向、Ｙ軸方向およびθ軸方向に対し、どれだけ位置ズレいるのか（ズレ量）を算出する。また、キャリブレーションをデータ上で処理した場合には、キャリブレーションの結果も加味して、上記のズレ量を算出する。
【００５３】
次に、補正工程では、取得したズレ量に基づいて、補正装置１６およびＸ軸移動機構４１により、位置決め基準１１が基準マーク１２に重なるように、すなわち位置決め基準１１が正規の位置にくるように、インクジェットヘッド２を位置補正する。
【００５４】
例えば、マスク認識カメラ２２による基準マーク１２が図５（ａ）の破線円に示す位置であり、ヘッド認識カメラ２３による位置決め基準１１の位置が図５（ａ）の実線十字に示す位置である場合、基準マーク１２をΔａ移動すると共にΔb移動することで、一対の基準マーク１２に一対の位置決め基準１１が重なるように補正装置１６およびＸ軸移動機構４１を用い、インクジェットヘッド２を移動させて補正を行う（図５（ｂ）参照）。
【００５５】
固定工程では、ヘッドチャック６１により位置決め状態で押圧されているインクジェットヘッド２にシリンジユニット７１を臨ませた後、このシリンジユニット７１により各２箇所の接着剤注入口８に所定量の接着剤をそれぞれ注入する。これにより、インクジェットヘッド２をヘッドプレート４に固定する（図３（ｃ）参照）。接着剤硬化後、ヘッドチャック６１を解除し、中間のインクジェットヘッド２の補正に移行する。なお、接着剤による固定を仮固定とし、別工程でねじ止めによる本固定を行うことが、好ましい。
【００５６】
以上のように、本実施形態によれば、アライメントマスク３上に形成されたヘッド側マーク１４および左端のマスク側マーク１３を基準にキャリブレーションを行い、位置決め基準１１および基準マーク１２を個別かつ同時に撮像し、その撮像結果から取得したズレ量に基づいて、インクジェットヘッド２の補正が行われる。したがって、安価な装置構成にすることができると共に、高精度のアライメントを行うことができる。
【００５７】
次に、図６を参照して第２実施形態に係るインクジェットヘッド２のアライメント装置１およびアライメント方法について説明する。この実施形態のアライメント装置１は、隣接する２つのインクジェットヘッド２の各一対２組の位置決め基準１１に対応して、各一対２組の基準マーク１２のみがアライメントマスク３に形成されていることが、上記の第１実施形態の構成と異なっている（図６（ａ）参照）。すなわち、隣接する２つのインクジェットヘッド２における２組の位置決め基準１１の正規の位置が、アライメントマスク３に２組の基準マーク１２として形成されている。また、この２組の基準マーク１２は、ヘッド認識カメラ２３およびマスク認識カメラ２２のキャリブレーションに用いるヘッド側マーク１４およびマスク側マーク１３を兼ねている。
【００５８】
この場合のアライメント方法では、先ず２組の基準マーク１２を画像認識してヘッド認識カメラ２３およびマスク認識カメラ２２のキャリブレーションを行う（図６（ａ）参照）。次に、セットテーブル３３を１ヘッド間隔分移動させ、ヘッド認識カメラ２３により左端の基準マーク１２を画像認識すると同時に、マスク認識カメラ２２により右端のインクジェットヘッド２の位置決め基準１１を画像認識する。続いて、第１実施形態と同様に、この認識結果に基づいて、右端のインクジェットヘッド２を補正し、固定する（図６（ｂ）参照）。そして、再度キャリブレーションを行った後、中間のインクジェットヘッド２を補正する際は、右端のインクジェットヘッド２の位置決め基準１１を基準として、中間のインクジェットヘッド２を補正する（図６（ｃ）参照）。同様に左端のインクジェットヘッド２を補正する際は、中間のインクジェットヘッド２の位置決め基準１１を基準マーク１２として補正する（図６（ｄ）参照）。
【００５９】
これにより、アライメントマスク３自体を小さくすることができるため、アライメント装置１自体を小型化することができ、移動装置１５によるセットテーブル３３の移動時間を短縮することができると共に、高精度でインクジェットヘッド２を位置決めすることができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、インクジェットヘッド２のアライメント毎にキャリブレーションを行っているが、最初にのみキャリブレーションを行い、連続してインクジェットヘッド２をアライメントするようにしてもよい。
【００６１】
また、第１実施形態および第２実施形態では、インクジェットヘッド２の最外端の吐出ノズル１０を位置決め基準１１としたが、インクジェットヘッド２のノズル面５に位置決め用の一対のマークを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態に係るインクジェットヘッド、ヘッドプレート、アライメントマスクおよびテーブルの分解斜視図である。
【図２】アライメント装置の模式図である。
【図３】第１実施形態に係るアライメント方法を説明するための断面模式図である。
【図４】キャリブレーションを説明するための模式図である。
【図５】補正工程を説明するための図である。
【図６】第２実施形態に係るアライメント方法を説明するための断面模式図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…アライメント装置  ２…インクジェットヘッド  ３…アライメントマスク  ４…ヘッドプレート  １０…吐出ノズル  １１…位置決め基準  １２…基準マーク  １３…マスク側マーク  １４…ヘッド側マーク  １５…移動装置  １６…補正装置  １７…接着装置  １８…制御装置  ２１…画像認識装置  ２２…マスク認識カメラ  ２３…ヘッド認識カメラ  ３３…セットテーブル  ４１…Ｘ軸移動機構
【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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