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発明の名称 部品組立方法及び装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2000−965(P2000−965A)
公開日 平成12年1月7日(2000.1.7)
出願番号 特願平10−183313
出願日 平成10年6月15日(1998.6.15)
代理人 【識別番号】100098626
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 壽
【テーマコード(参考)】
2C056
5C051
【Fターム(参考)】
2C056 EA07 EA08 EA12 EB07 EB36 EC07 EC35 EC77 EE02 HA07 HA11 
5C051 AA02 CA04 DA02 DB02 DB35 DD02 DE00 DE21
発明者 森井 良浩 / 藤田 茂 / 竹本 浩志
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標が、所定の組立基準線上に位置するように、各部品の組立位置調整を行って、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する部品組立方法において、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線とすることを特徴とする部品組立方法。
【請求項2】請求項1の部品組立方法において、上記部品が、インクジェットヘッドであることを特徴とする部品組立方法。
【請求項3】請求項2の部品組立方法において、上記インクジェットヘッドのヘッド面に形成されたノズル孔を、該インクジェットヘッドの組立位置調整時の調整目標としたことを特徴とする部品組立方法。
【請求項4】複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標が、所定の組立基準線上に位置するように、各部品の組立位置調整を行って、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する部品組立方法において、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線とする組立位置調整手段を有することを特徴とする部品組立装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部品の組立方法及び装置に関し、詳しくは、複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標が、所定の組立基準線上に位置するように、各部品の組立位置調整を行って、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する部品組立方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、部品と、該部品が組み付けられる部品支持体とを、該部品及び該部品支持体との間に配置されたブラケット状の中間保持部材を用いて間接的に固定する場合、一般的には、該部品及び部品支持体と該中間保持部材とをそれぞれネジにより固定する組立方法が採られている。しかしながら、このネジ止めによる組立方法では、ネジの締め付け時のトルクにより、部品支持体に対する部品の組み付け位置にズレが生じ易く、部品の正確な位置決めが難しい。
【0003】このようなネジの締め付けによる部品の位置ズレを解消する組立方法として、該部品及び部品支持体と該中間保持部材とを、予め所定の位置関係を保って互いに嵌合させるように形成して、各構成部品の位置決め精度を向上させる方法が知られている。この部品組立方法では、組み立てられた部品の位置精度が、各構成部品の個々の仕上がり精度によって一義的に決められてしまうため、各構成部品自体をそれぞれ高精度に加工する必要がある。しかし、この部品組立方法では、安価に構成できる反面、型ひけなどにより部品精度にバラツキが生じ易いプラスチック成型品などを構成部品としてそのまま使用することに難点があり、各構成部品の素材コストや加工コスト等の上昇を招く欠点がある。
【0004】従って、上述のような部品と部品支持体とを、個々の仕上がり精度に影響されることなく、且つ、互いに正確な位置関係を保つように、中間保持部材を用いて安価に組み立てるには、該部品及び部品支持体と該中間保持部材とを、それぞれ接着剤を用いて接着固定する組立方法を採用することが好ましい。
【0005】しかしながら、前述のように、上記部品及び部品支持体と中間保持部材とを、接着剤で相互に固定する組立方法においては、接着時における該部品と部品支持体との位置ズレの有無が、接着固定後の部品支持体に対する部品の組み付け位置精度の良否を決定することになる。このため、この接着時における該部品と部品支持体との位置関係は、該部品を用いる製品の品質に大きな影響を及ぼす。
【0006】例えば、上記部品が、プリンタの印字ヘッドやスキャナのラインセンサ、及び、CCDカメラの固体撮像素子などの場合には、その部品支持体に組み付けられた部品に組立誤差が生じると、この部品の組立誤差によって、該部品によって印字された画像や、該部品によって読み取られた画像などにズレが生じるため、画像品質が劣化する不具合がある。
【0007】例えば、上記部品が、インクジェットプリンタのインクジェットヘッド(位下、単に「ヘッド」という)の場合には、このヘッドの部品支持体に対する組立誤差によって、該ヘッドのヘッド面(印字インクを吐出するためのノズル孔が形成されている面)と記録紙の印字面との離間距離がバラついたり、該記録紙の所定の印字位置に対して上記ノズル孔が適正な位置に対向しなくなったりする。このため、このようなヘッドの場合には、その組立誤差によって、その各ノズル孔から吐出されたインク滴が所定の印字部位から外れた印字面に到達するため、その印字画像品質が著しく悪化してしまう。特に、色の異なったインク(通常は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、クロインク)が充填された複数のヘッドを並置した構成のカラープリンタでは、各色のヘッドの組み付け位置に組立誤差が生じた場合、各色のインク滴の印字位置のバラツキによって、印字画像に色ズレや歪みが発生する。
【0008】従って、このような接着による組立方法で高精度な部品の組付けを行うためには、上記部品及び部品支持体と中間保持部材とを接着固定する際に、該部品支持体と該部品とが互いに正確な組立位置に臨むように、該部品と部品支持体との位置関係を予め高精度に保っておく必要がある。ちなみに、上述のようなカラープリンタのヘッドの場合には、その部品支持体への接着時における組立位置の許容誤差を、ミクロンオーダーの範囲内に収める必要がある。
【0009】このように、接着剤を用いた部品の組立方法では、該部品と部品支持体との接着時における位置関係が、該部品支持体に対して該部品を高精度に組み付ける上で極めて重要となる。そこで、従来のこの種の部品組立方法、例えば、上記ヘッドの組立方法においては、該ヘッドのヘッド面に対して垂直な方向から、該ヘッド面に穿たれているノズル孔を、固体撮像素子(CCD)を備えたCCDカメラで撮像し、このノズル孔の画像の重心位置を演算部で演算して、該ヘッドのX軸及びY軸方向の位置計測を行うとともに、該CCDカメラに内蔵してあるオートフォーカス装置からのZ軸方向のデフォーカス量に関する出力データに基づいて、制御・演算装置により演算して、該ヘッドのZ軸方向の位置計測を行い、この計測結果に基づいて上記部品支持体に対する上記ヘッドのヘッド面及びノズル孔の位置調整を行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の部品組立方法においては、複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する場合に、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標を、所定の組立基準線上に位置させるように、各部品の組立位置調整を行っていた。
【0011】例えば、図1に示すように、4個のヘッド2が並置して組み付けられるヘッド支持体3に対し、該ヘッド2と該ヘッド支持体3との間に配置される中間保持部材4を介して、各ヘッド2を接着剤により順次接着固定するヘッドユニット1の組立方法及び装置においては、従来、図16に示すように、各ヘッド2の組立位置調整時の目印である各ヘッド2の調整目標としての各ヘッド2のヘッド面2dの予め特定した部位のノズル孔2bが、上記ヘッド支持体3に対して一定の組立基準線(図16に一点鎖線で示す直線)O上に位置するように、各ヘッド2の組立位置調整を行っていた。
【0012】ここで、上記各ヘッド2の組立位置精度には、図1及び図16に示す上記ヘッドユニット1の主走査方向の中心軸線Osから一定の距離を隔てた位置に設定されている該中心軸線Osと平行な上記組立基準線Oに対する上記各ヘッド2のノズル孔2bの位置精度(この位置精度を「絶対位置精度」という)と、上記各ヘッド2の組立後における上記各調整目標としての各ノズル穴2bの、相互のバラツキの度合いによる位置精度(この位置精度を「相対位置精度」という)とがある。
【0013】そして、上記「絶対位置精度」の要求精度(絶対位置許容誤差)は、通常、数10μmであるのに対して、上記「相対位置精度」の要求精度(相対位置許容誤差)は、通常、数μmと、該「絶対位置精度」の要求精度よりも高く設定されている。これは、上記「絶対位置精度」の誤差は、各ヘッド2の印字開始位置のズレとなって現れるが、該ズレは各ヘッド2の印字開始タイミングを変化させることで、ある程度吸収可能であるのに対し、上記「相対位置精度」の誤差は、各ヘッド2による印字画像のズレとなって現れるため、その吸収が難しく、各ヘッド2による印字画像の色ズレや歪み等の原因となることによる。
【0014】このため、上記従来の組立方法のように、上記調整目標としての各ヘッド2の各ノズル孔2bが、上記組立基準線O上に位置するように、各ヘッド2の組立位置調整を行った場合には、例えば、図17(a)に示すように、上記調整目標としての上記各ヘッド2の各ノズル孔2bの、該組立基準線Oに対する絶対位置精度の要求精度(絶対位置許容誤差Gz)を数μm程度に高めても、該調整目標としての各ヘッド2に各ノズル孔2bの、相互のバラツキ度H1が、上記相対位置精度の要求精度(相対位置許容誤差Gs)よりも大きくなると、そのヘッドユニットとしての印字性能が低下してしまうことがあった。
【0015】これに対し、例えば、図17(b)に示すように、該組立基準位置Oに対する上記調整目標としての上記各ヘッド2の各ノズル孔2bの絶対位置精度が、図17(a)に示したヘッドユニットよりも悪く、その要求精度(絶対位置許容誤差Gz)のぎりぎりの範囲となるような場合であっても、その各ヘッド2相互の該調整目標としての各ノズル孔2bのバラツキ度H2が、上記相対位置精度の要求精度(相対位置許容誤差Gs)以内の場合には、このヘッドユニットの印字性能の方が、図17(a)に示したヘッドユニットの印字性能よりも高くなる。
【0016】このように、上記従来の部品組立方法及び装置では、各部品の組立位置調整時の目印としての位置調整目標を、上記部品支持体に対して一定の組立基準位置に一致させるように、各部品の組立位置調整を行っているため、該組立基準位置に対する上記各部品の絶対位置精度を、上記相対位置精度の要求精度である数μm程度に高めても、該各部品間における位置調整目標の位置の偏差が、該相対位置精度よりも大きくなって、その製品としての性能が低下してしまう不具合があった。
【0017】本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、部品支持体に対する各部品の組立位置精度を高めて、製品としての性能を向上させることができる部品組立方法及び装置を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項1の発明は、複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標が、所定の組立基準線上に位置するように、各部品の組立位置調整を行って、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する部品組立方法において、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線とすることを特徴とするものである。
【0019】この部品組立方法においては、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線として、上記各部品の組立位置調整が行われる。これにより、上記部品支持体に対して、例えば、3個目の部品を組み立てる際の、該3個目の部品の組立基準線が、1個目と2個目の各部品の組立後における各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した位置となるので、該1個目と2個目の各部品に対する該3個目の部品のバラツキの度合いを小さくできる。
【0020】請求項2の発明は、請求項1の部品組立方法において、上記部品が、インクジェットヘッドであることを特徴とするものである。
【0021】この部品組立方法においては、組み立てられた複数個のインクジェットヘッドの各ノズル穴のバラツキの度合いを小さくできるので、印字画像の色ズレや歪みのない高品質のヘッドユニットが提供される。
【0022】請求項3の発明は、請求項2の部品組立方法において、上記インクジェットヘッドのヘッド面に形成されたノズル孔を、該インクジェットヘッドの組立位置調整時の調整目標としたことを特徴とするものである。
【0023】この部品組立方法においては、上記インクジェットヘッドのヘッド面に形成されたノズル孔が、該インクジェットヘッドの組立位置調整時の調整目標であるので、該インクジェットヘッドの組立調整のための調整目標を新たに設ける必要がない。また、上記調整目標として上記ノズル穴を用いることにより、該インクジェットヘッドの組立位置調整時に、該ノズル穴が上記組立基準線に位置するように、該インクジェットヘッドの各ノズル穴の組立位置調整が行われるので、上記インクジェットヘッド自体の形状や構造が、その加工誤差や設計変更等によって変化しても、印字画像の印字位置が変化することがなく、また、該組立基準位置を変更する必要もなくなる。
【0024】請求項4の発明は、複数個の部品が並置して組み付けられる部品支持体に対し、各部品の組立位置調整時の目印である各部品の調整目標が、所定の組立基準線上に位置するように、各部品の組立位置調整を行って、該部品と該部品支持体との間に配置される中間保持部材を介して、各部品を接着剤により順次接着固定する部品組立方法において、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線とする組立位置調整手段を有することを特徴とするものである。
【0025】この部品組立装置においては、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線として、上記各部品の組立位置調整が行われる。これにより、該1個目からn−1個目の各部品に対する該n個目の部品のバラツキ度の小さな製品を組み立てることができる部品組立装置が提供される。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、インクジェット印字方式のカラープリンタの印字ユニットであるヘッドユニットの部品組立装置に適用した実施形態について説明する。なお、本実施形態に係る部品組立装置は、本出願の提案による特願平10−29350号に記載した「部品組立装置」と基本的に同様な構成を有しているので、その細部の説明については省略することとする。
【0027】図1に、本実施形態に係る部品組立装置であるヘッドユニット組立装置によって組み立てられるヘッドユニット1の外観を示す。このヘッドユニット1は、該カラープリンタの印字ユニットの部品としての4個のヘッド2と、該ヘッド2を支持する部品支持体としてのヘッド支持体3と、該ヘッド支持体3と該ヘッド2との間に配置され両者を連結するように接着固定されて該ヘッド支持体3に4個の各ヘッド2を保持させるための中間保持部材4とで構成されている。
【0028】一方、上記ヘッド支持体3には、図1に示すように、その背面側から表面側に向けて各ヘッド2のヘッド面2dが露呈するように上記中間保持部材4を介して各ヘッド2を保持するための略鉛直なヘッド保持壁3aと、該記録紙の搬送方向と直交する方向(主走査方向)に向けて該ヘッド支持体3を往復移動自在に支持するための該カラープリンタ本体側に設けられたヘッドユニット支軸(不図示)に対して摺動自在に嵌合する摺動軸受3bと、上記各ヘッド2のインク供給ノズル2aに対して上記インクカートリッジが装着されるように該インクカートリッジを該ヘッド支持体3の背面側に装着保持するためのカートリッジ保持ブラケット3cなどが形成されている。
【0029】また、上記ヘッドユニット1の各ヘッド2は、それぞれ4個の中間保持部材4を介して、該ヘッド支持体3の各ヘッド保持壁3aに対して接着固定されるように構成されている。この中間保持部材4は、図4に示すように、該ヘッド支持体3のヘッド保持壁3aに対して平行に形成された略鉛直な第1の接着界面4aと、該ヘッド2の制御基板が組み込まれているヘッド基部2eの上面に対して平行に形成された略水平な第2の接着界面4bとを有するL字状の部材で構成されている。また、この中間保持部材4は、その各接着界面に4a、4bに塗布されたUV接着剤を固化させるための紫外線(UV光)を透過する性質を有する透明な樹脂体で形成されている。
【0030】図2は、上述のように構成されたヘッドユニット1を組み立てるためのヘッドユニット組立装置の全体的な構成を示すブロック図である。また、このヘッドユニット組立装置の具体的な構成の一例を図3に示す。このヘッドユニット組立装置は、図2及び図3に示すように、上記ヘッド2、ヘッド支持体3、及び、中間保持部材4からなる該ヘッドユニット1の構成部品を搭載するための部品搭載治具100、部品セットステージ201の部品セット部位A,Bに位置決めされた部品搭載治具100を該部品セット部位A,Bと、該部品セットステージ201の治具昇降部位Cとの間で往復移送するための部品搭載治具移送機構202と、該治具昇降部位Cに移送された部品搭載治具100を該部品セットステージ201と該部品セットステージ201の上方の部品組立ステージ301との間で昇降するための部品搭載治具昇降機構203とからなる治具移送手段としての治具移送ユニット200、上記部品組立ステージ301上に上昇した部品搭載治具100を把持するための部品搭載治具把持機構302と、該部品搭載治具100を把持した部品搭載治具把持機構302を該部品組立ステージ301の治具昇降部位Dと部品組立部位E(図8参照)との間で往復移動して、部品組立ステージ301上での該部品搭載治具100の停止位置を位置調整するための部品搭載治具位置調整機構303と、該部品搭載治具位置調整機構303により往復移動される部品搭載治具100の移動位置を計測するための部品搭載治具位置計測手段304とからなる部品搭載治具位置決めユニット300、上記部品搭載治具100が部品組立部位に位置決めされた状態で、該部品搭載治具100にセットされた中間保持部材4を保持して、該中間保持部材4を所定の接着剤塗布位置に臨ませるための中間保持部材保持機構401と、該部品搭載治具100にセットされたヘッド2とヘッド支持体3との間の所定の組み付け部位に、該中間保持部材保持機構401を移動して、該中間保持部材保持機構401に保持した該中間保持部材4の組み付け位置を調整するための中間保持部材位置調整機構402と、該中間保持部材保持機構401に保持された該中間保持部材4に対して、UV接着剤を塗布するための接着剤塗布手段403と、該接着剤塗布手段403により該中間保持部材4に塗布されるUV接着剤の塗布量を調整するための接着剤塗布量調整手段404とからなる中間保持部材取り付けユニット400、上記部品搭載治具100が部品組立部位に位置決めされた状態で、該部品搭載治具100にセットされたヘッド2を把持するためのヘッド把持手段501と、上記部品搭載治具把持機構302の移動方向と平行なX軸と、該X軸に対して直交するY軸,Z軸とに平行な各移動方向、及び、これらのX,Y,Zの各軸を回転中心とするα、β、γの各回転方向との6軸方向に上記ヘッド把持手段501を変位して、該ヘッド把持手段501に把持されたヘッド2の位置を調整するためのヘッド位置調整機構502とからなるヘッド位置調整ユニット500、上記ヘッド2のノズル孔2bを検知する部品位置検知手段としてのCCDカメラ601の検出した画像データに基づいて、所定のノズル孔2bの位置を計測するノズル孔位置計測手段602と、ハロゲンライトガイド603を介して該CCDカメラ601の検知対象となるノズル孔2bを照明するためのノズル孔照明光源604と、UV光ガイド605を介して所定の組み付け位置に移載された中間保持部材4にUV光を照射するためのUV光源606などからなるノズル孔位置計測・ヘッド固定ユニット600、及び、主にエアーシリンダを駆動源とするユニットなどの動作制御を行うためのホストコントローラ(シーケンサ)と、モータを駆動源とするユニットなどの動作制御や各計測手段により得られた画像データの画像処理ならびに計測データの演算処理などを行うためのサブコントローラ(パーソナルコンピュータ)とからなる制御・演算装置700などで構成されている。
【0031】次に、上記ヘッドユニット組立装置の部品組立動作について説明する。図5及び図6に、このヘッドユニット組立装置の動作フローの一例を示す。
【0032】上記動作フローの動作プログラムは、上記制御・演算装置700のROMなどに予め書き込まれており、上記ヘッドユニット組立装置のメインスイッチ(不図示)の投入によってスタートされる。
【0033】上記動作プログラムがスタートすると、まず初期設定動作が実行される(ステップS1)。この初期設定動作により、前述した各ユニットがそれぞれホームポジションに復帰して待機される。次いで、この初期設定動作によって図3に示す部品セットステージ201の部品セット部位A,Bに位置決めされた部品搭載治具100に対して、オペレータによりヘッドユニット1の各構成部品のセット操作が行われる(ステップS2)。
【0034】上記部品搭載治具100は、上記ヘッド支持体3が組立時の姿勢を保ち且つ上記ヘッド2及び中間保持部材4に対する組み付け部位を開放するように該ヘッド支持体3を位置決めして保持するヘッド支持体保持部と、該ヘッド支持体保持部に位置決めされたヘッド支持体に対する上記ヘッド2の位置調整領域を確保するように該ヘッド2を支承するヘッド支承部と、該ヘッド支持体保持部に位置決めされたヘッド支持体3に対して上記中間保持部材4を移載可能な姿勢に支承する中間保持部材支承部とを有している。
【0035】上記ヘッド支持体保持部は、図3、図4及び図7に示すように、部品搭載治具100の奥側の側板101に固定された固定短軸102と、該固定短軸102に対向するように該部品搭載治具100の手前側の側板103に対して進退自在に配設された可動短軸104と、上記各側板101、103の右手上部の内側に固定された一対のブラケット105に取り付けられる押下部材106と、セットされた状態の上記ヘッド支持体3を押し上げるための該部品搭載治具100の底板113に配置された3個の押し上げ部材107とで構成されている。ここで、上記固定短軸102と可動短軸104の外径は、上記ヘッド支持体3の摺動軸受3bに嵌合して該ヘッド支持体3を往復移動自在に支持するためのカラープリンタ本体側に設けられたヘッドユニット支軸(不図示)の外径と同径に形成されている。また、上記押下部材106は、その略中央部の下面に形成された突起部106aが、該ヘッド支持体3の該摺動軸受3bと反対の側に形成されている前述のインクカートリッジを該ヘッド支持体3の背面側に装着保持するためのカートリッジ保持ブラケット3cに対向するように構成されている。
【0036】これにより、上記ヘッド支持体3は、上記ヘッド支持体保持部により、部品搭載治具100の所定の部位に位置決めされてセットされる。ここで、上記ヘッド支持体保持部は、上述のように、該ヘッド2を主走査方向に往復移動させるためのヘッドユニット支軸と同様に、上記固定短軸102と可動短軸104とで、上記ヘッド支持体3の摺動軸受3bを嵌合支持するように構成されている。従って、該固定短軸102と可動短軸104とを、該ヘッド支持体3へのヘッド2の組み付け時における基準軸とすることによって、該ヘッド支持体3に対するヘッド2の位置決めを極めて正確に行うことが可能になる。また、該ヘッド支持体3は、該部品搭載治具100の底板113に配置された3個の押し上げ部材107によってその背面部が支持される。これにより、該ヘッド支持体3の表面部の水平度が確保されている。
【0037】一方、上記ヘッド支承部は、上記一対の側板101、103の略中央部位に挟持固定されたヘッド支承部材115で構成されている。このヘッド支承部材115は、上記ヘッド支持体保持部に位置決めされたヘッド支持体3に対して、上記ヘッド2の位置調整領域を確保できる部位に配設されている。また、このヘッド支承部材115には、図3、図4及び図7に示すように、4個の各ヘッド2のヘッド基部2eが設置される4個のヘッド設置面115aと、該ヘッド設置面115aにヘッド2が設置された状態で該ヘッド2のインク供給部2aが嵌合する嵌合孔115bと、該ヘッド2のフレキシブルフラットケーブル2cを収納するケーブルポケット115cとが形成されている。また、このヘッド支承部材115は、そのヘッド設置面115aに各ヘッド2が設置された状態で、上記ヘッド支持体3の各ヘッド保持壁3aに挟まれるヘッド組み付け部位の下方に、各ヘッド2が臨むように形成されている(図3参照)。
【0038】上記ヘッド2は、上記ヘッド支承部材115の嵌合孔115bに、該ヘッド2のインク供給部2aを嵌合させることによって、該ヘッド2のヘッド設置面115aへの位置決めを行うように構成されている。また、このヘッド支承部は、該ヘッド設置面115aにヘッド2が設置された状態で、該ヘッド支承部材115のケーブルポケット115cに、該ヘッド2のフレキシブルフラットケーブル2cが収納されるように構成されている。
【0039】上記中間保持部材支承部は、上記ヘッド支承部材115と同様に、一対の側板101、103の左方上部に挟持固定された底板113と略平行な板状の中間保持部材支承部材116で構成されている。この中間保持部材支承部材116には、図3、図4及び図7に示すように、側板101、103と直交する2本の平行な嵌合溝116aが形成されている。また、各嵌合溝116a内には、5本の位置決めピン116bが、互いに均等な間隔をおいてそれぞれ植設されている。これにより、上記の各中間保持部材4は、その第1の接着界面4aが該位置決めピン116bに、第2の接着界面4bが該嵌合溝116aの底部にそれぞれ接するように、上記中間保持部材支承部材116上にセットされる。ここで、上記の各嵌合溝116aの間隔と溝幅、及び、上記の各位置決めピン116bの間隔は、上記各中間保持部材4が上記中間保持部材支承部材116上にセットされた状態で、これらの中間保持部材4の配列が、上記ヘッド支持体3とヘッド2に対する各中間保持部材4の組み付け位置と略同じ配列をなすように設定されている。
【0040】また、上記部品搭載治具100は、図4及び図7に示すように、2本のステー114と底板113によって、その上部が開放された構成となっており、この部品搭載治具100に対して、上記ヘッドユニット1の各構成部品を該部品搭載治具100の上方からそれぞれ組み付けることが可能となっている。更に、この部品搭載治具100の底板113には、上記ヘッド支承部材115の下方部位に開口113aが形成されており、後述するヘッド把持手段501のヘッド支持体3の背面側内部への進入が可能となっている(図3参照)。
【0041】上述のようにして、上記部品搭載治具100にヘッドユニット1の各構成部品をセットした後、図5のステップS3が実行され、オペレータにより該部品搭載治具100の移送を開始させるための2個のスタートスイッチSW1、SW2が、略同時にONされたか否かが判断される。この2個のスタートスイッチSW1、SW2は、オペレータが両手を使って操作しないとONしないように、図3に示すように、適度な距離を隔てて、前記部品セットステージ201の両端の部品セット部位A,Bの近傍にそれぞれ配置されている。
【0042】上記の各部品セット部位A,Bの何れか一方の2個のスタートスイッチSW1、SW2が略同時にONされると、部品搭載治具100を移送するための前記部品搭載治具移送機構202の2つの治具移送シリンダ204a、204bのうちの、該当する部品セット部位(ここでは、説明の便宜上、図3の左方の部品セット部位Aとする)の治具移送シリンダ204aがONされる(ステップS4)。
【0043】上記の各治具移送シリンダ204a、204bは、それぞれエアーシリンダで構成されており、図3及び図7に示すシリンダガイド軸205にそれぞれ往復移動自在に配設されている。該シリンダガイド軸205は、上記部品セットステージ201の両サイドの下部に取り付けられた一対の支軸ブラケット206により、該部品セットステージ201と平行に支持されている。また、上記の各治具移送シリンダ204a、204bは、上記各部品セット部位A,Bに上記部品搭載治具100を位置決め載置するための各治具載置台207a、207bの下部に、シリンダブラケット208を介して、それぞれ固定されている。
【0044】ここで、上記の各治具載置台207a、207bは、それぞれ同一構成の部品搭載治具100を載置するように構成されている。ここでは、説明の便宜上、図3の左方の部品セット部位A側に位置する治具載置台207aについてのみ説明することとする。該治具載置台207aの上面の略中央部には、図3及び図7に示すように、上記部品搭載治具100の底板113の四方を該治具載置台207aの上面に載置でき、且つ、後述する部品搭載治具昇降機構203の治具昇降台209が貫通する大きさの比較的大きな開口207cが形成されている。この開口207cの周囲には、アクリル板からなる治具載置板210が取り付けられている。また、該治具載置板210の図7における前後と左方の3方の側部には、上記部品搭載治具100を位置決めするためのクランク状に形成された5個の治具位置決め部材211が、該部品搭載治具100の底板113の3方の側面に接するように、それぞれ該治具載置台207aの上面に固定されている。また、上記治具載置台207aの下面の四隅には、上記部品セットステージ201上に敷かれた2本の治具載置台ガイドレール212に対して摺動自在に嵌合するレールガイド213がそれぞれ配設されている。上記2本の治具載置台ガイドレール212は、前記のシリンダガイド軸205と平行に配設されている。更に、該治具載置台207aの右方には、該治具載置台207aが移動して停止した際の上記部品搭載治具100の慣性による盲動を阻止するための治具押圧部材214が設置されている。
【0045】上述のように構成された部品搭載治具移送機構202により、上記治具移送シリンダ204aのON(ステップS4)によって、上記治具載置台207aが、図3の部品セット部位Aから治具昇降部位Cに向けて移動される。そして、該治具移送シリンダ204aのシリンダブラケット208が、上記部品セットステージ201の略中央部に設けられたシリンダ停止部材215に当接することによって、該治具移送シリンダ204aの移動が停止される。この治具移送シリンダ204aの移動停止位置は、該治具移送シリンダ204aが停止した状態で、上記治具載置台207aの開口207cの略中央部位に、上記部品搭載治具昇降機構203の治具昇降台209が臨むように設定されている。
【0046】このようにして、上記部品搭載治具100が上記部品セットステージ201の略中央の治具昇降部位Cに移送されて停止されると、まず、エアーシリンダを駆動源とする上記治具押圧部材214による該部品搭載治具100に対する押圧が解除される。次いで、上記部品搭載治具昇降機構203の治具昇降台209を昇降させるための治具昇降シリンダ216がON(ステップS5)されて、該治具昇降台209が上昇される。上記治具昇降シリンダ216は、エアーシリンダで構成されており、そのON/OFFによって、上記治具昇降台209の支持体である昇降台支持体217を昇降するように構成されている。この治具昇降シリンダ216は、図3及び図7に示すように、上記部品セットステージ201の下面に、シリンダステー218を介して取り付けられたシリンダ支持板218上に配設されている。
【0047】上記治具昇降シリンダ216がONして上記治具昇降台209が上昇すると、該治具昇降台209の上面に設けられた治具位置決めピン220が、上記部品搭載治具100の底板113に穿たれた昇降位置決め孔221に嵌合して、該治具昇降台209上に部品搭載治具100が位置決めされる。そして、この治具昇降台209の更なる上昇によって、治具載置台207a上に載置されて部品セットステージ201の治具昇降部位Cに移送された部品搭載治具100が、該治具昇降台209上に載り移って、図3に示すように、該部品セットステージ201の上方に設けられている部品組立ステージ301の治具昇降部位Dに持ち上げられる。
【0048】上記部品組立ステージ301の略中央部には、図3及び図8に示すように、上記部品搭載治具100が通り抜けられる幅と、該部品搭載治具100が昇降される治具昇降部位Dから前記ヘッドユニット1の各構成部品の組み立てが行われる部品組立部位Eまでに至る長さとを有する長方形状の比較的大きな開口301aが形成されている。また、この部品組立ステージ301の上面の上記開口301aの長手方向の両側部には、該部品搭載治具100の前記部品セットステージ201上における移送方向に対して直交する方向に、前記部品搭載治具位置決めユニット300をガイドするための2本の平行な治具位置決めガイドレール305が敷設されている。
【0049】また、各治具位置決めガイドレール305には、上記部品組立ステージ301上に上昇した部品搭載治具100を把持するための部品搭載治具把持機構302が組み付けられた治具把持台306が、該治具把持台306の下面の四隅に取り付けられたレールガイド307を介して、往復移動自在に載置されている。この治具把持台306は、上記部品搭載治具100の昇降経路を囲むようなチャンネル形状に形成されている。また、この治具把持台306に組み付けられる部品搭載治具把持機構302は、該治具把持台306の奥側に固定された固定治具把持部材308と、該治具把持台306の手前側に配設された可動治具把持部材308とを有している。
【0050】上記固定把持部材308には、該部品搭載治具100の奥側の側板101に取り付けられている被把持部材118に設けらた2つの被把持孔118a(図7参照)にそれぞれ嵌合する2本の治具把持ピン310が植設されている。また、上記可動治具把持部材309には、該部品搭載治具100の手前側の側板103に取り付けられている被把持部材119に設けらた1つの被把持孔119aに嵌合する1本の治具把持ピン311が植設されている。また、上記可動治具把持部材309は、エアーシリンダからなる治具把持シリンダ312により、上記固定治具把持部材308に対して進退する方向に移動するように構成されている。ここで、該可動治具把持部材309は、平生、その治具把持ピン311が上記部品搭載治具100の昇降経路内に突出しないように、上記治具把持台306の手前側に後退した位置に待機されている。また、この可動治具把持部材309が後退位置に待機した状態で、該固定治具把持部材308の各治具把持ピン310と、該可動治具把持部材309の治具把持ピン311とが、上記部品搭載治具100の昇降経路からそれぞれ退避した位置に臨むように、上記治具把持台306の開口部306aが形成されている。
【0051】そして、前述のように、図5のステップS5が実行されて、治具昇降シリンダ216がONすると、前記治具昇降台209により、上記部品組立ステージ301上の所定の治具昇降部位D、すなわち、該部品搭載治具100の上記の各被把持孔118a、119aに対して、上記の各治具把持ピン310、311が対向する部位に、上記部品搭載治具100が持ち上げられて停止される。このようにして、部品搭載治具100が上記部品組立ステージ301上の所定の治具昇降部位Dに上昇して停止すると、図5のステップS6が実行されて、上記治具把持シリンダ312がONされる。
【0052】該治具把持シリンダ312がONされると、上記可動治具把持部材309が、上記固定治具把持部材308に対して接近する方向に移動される。これにより、上記部品搭載治具100の各被把持孔118a、119aに、上記可動治具把持部材309及び上記固定治具把持部材308の各治具把持ピン310、311が嵌合して、該部品搭載治具100が上記治具把持台306に把持される。このよにして、上記治具把持台306への部品搭載治具100の把持が完了すると、図5のステップS7が実行されて、前記治具位置決めガイドレール305に沿って該治具把持台306を往復移動させるための前記部品搭載治具位置調整機構303の治具把持台駆動モータ313がONされる。
【0053】上記治具把持台駆動モータ313は、図示しない減速ギヤを介して、ボールネジ314を正逆回転するように構成されている(図8参照)。このボールネジ314には、そのネジ溝に嵌合する鋼球が内蔵されたボールナット315が螺合されている。そして、このボールナット315は、チャンネル状の把持台ブラケット316を介して、上記治具把持台306上に固定されている。また、上記治具把持台駆動モータ313及びボールネジ314は、図3及び図8に示すように、前記部品組立ステージ301の右方の手前側及び奥側の端部に配設された衝立状の支持部材317(手前側は不図示)と、この各支持部材317の上面間に固定されている支持板318の手前側及び奥側の端部に配設固定された軸受部材319とに、それぞれ配設されている。
【0054】これにより、上述のように、図5のステップS7が実行されて、治具把持台駆動モータ313がONされ、上記ボールネジ314が正転されると、上記治具把持台306が、上記治具位置決めガイドレール305に沿って、上記部品組立ステージ301の奥側に移動される。そして、この治具把持台306の移動により、該治具把持台306に把持された部品搭載治具100が、該部品組立ステージ301の治具昇降部位Dから部品組立部位Eに移動される。この治具把持台306の移動位置は、該治具把持台306上に固定されたリニアスケール320の移動量を、上記部品組立ステージ301上に固定されたスケール計測部321で計測し、該スケール計測部321の計測値に基づいて、前記制御・演算装置700により、上記治具把持台駆動モータ313をON/OFFすることによって極めて正確に管理されている。
【0055】このようにして、図5のステップS8に示すように、上記治具把持台306が所定の部品組立部位Eに移動されたか否かが判断され、該治具把持台306が所定の部品組立部位Eに移動されると、上記治具把持台駆動モータ313がOFFされる(ステップS9)。これにより、該治具把持台306に把持された部品搭載治具100が所定の部品組立部位Eに定置される。そして、該部品搭載治具100に支承されたヘッド2、ヘッド支持体3、及び、中間保持部材4が、それぞれ所定の組み付け開始部位に臨むと、まず、図5のステップS10が実行されて、前記ヘッド位置調整機構502のZ軸移動位置調整モータZMがONされる。
【0056】このZ軸移動位置調整モータZMは、図9に示すように、上記治具把持台306に対して垂直なZ軸方向に沿って、Z軸移動台510を上下動させるように構成されている。また、このZ軸移動位置調整モータZMは、上記治具把持台306の移動方向と平行なX軸方向、及び、上記Z軸方向に対して直交するY軸方向に沿って、Y軸移動位置調整モータYMによって移動されるY軸移動台511に固定されている。更に、このY軸移動位置調整モータYMは、上記X軸方向に沿って、X軸移動位置調整モータXMによって移動されるX軸移動台512に固定されている。また、このX軸移動位置調整モータXMは、上記Z軸を回転中心として、Z軸回転位置調整モータZRMによって、γ方向に回転されるZ軸回転台513に固定されている。更に、上記Z軸移動台510には、上記X軸を回転中心として、X軸回転台514をα方向に回転させるためのX軸回転位置調整モータXRMが固定されている。また、このX軸回転位置調整モータXRMによってα方向に回転されるX軸回転台514には、上記Y軸を回転中心として、Y軸回転台515をβ方向に回転させるためのY軸回転位置調整モータYRMが固定されている。
【0057】更に、上記Y軸回転位置調整モータYRMによってβ方向に回転されるY軸回転台514には、前記ヘッド把持手段501としての把持アーム支持体503と、2つのヘッド把持シリンダ504、505が並設されている。各ヘッド把持シリンダ504、505は、それぞれエアーシリンダで構成されており、図9に示すように、それぞれの上面上に固定された、各ヘッド把持アーム507、508を、上記治具把持台306の移動方向に対して直交するY軸方向に沿って、それぞれ往復移動させるように構成されている。また、該把持アーム支持体503には、上記の各ヘッド把持アーム507、508に対して向き合うように、ヘッド把持アーム506が固定されている。
【0058】これにより、図5のステップS10が実行されて、前記ヘッド位置調整機構502のZ軸移動位置調整モータZMがONされると、上記Z軸移動台510が上昇される。そして、このZ軸移動台510の上昇によって、上記ヘッド把持手段501の各ヘッド把持アーム506、507、508が所定のヘッド把持位置まで上昇したか否かが、図5のステップS11で判断される。そして、各ヘッド把持アーム506、507、508が所定のヘッド把持位置に到達すると、上記Z軸移動位置調整モータZMがOFFされて、上記Z軸移動台510の上昇がストップされる(ステップS12)。ここで、上記ヘッド把持位置とは、図9及び図10(a)に示すように、各ヘッド把持アーム506、507、508の頂部に、互いに向き合うように植設された各ヘッド把持ピン506a、507a、508aが、上記部品搭載治具100のヘッド支承部材115上に支承されているヘッド基部2eの両側部に穿たれたヘッド把持孔2f(一方は不図示)に対向した位置をいう。
【0059】上述のように、各ヘッド把持アーム506、507、508が所定のヘッド把持位置に到達して、上記Z軸移動位置調整モータZMがOFFされると、まず、上記Y軸移動位置調整モータYMがONされる(ステップS13)。これにより、図10(a)に示すように、ヘッド把持アーム506が、上記部品搭載治具100のヘッド支承部材115上に支承されているヘッド基部2eに接近する方向に移動される。そして、図10(b)に示すように、ヘッド把持アーム506のヘッド把持ピン506aが、該ヘッド基部2eのヘッド把持孔2fに嵌合した状態(ステップS14)で、上記Y軸移動位置調整モータYMがOFFされる(ステップS15)。次いで、図5のステップS16が実行されて、上記の各ヘッド把持シリンダ504、505がONされる。これにより、図10(b)に示すように、各ヘッド把持アーム507、508が、上記ヘッド基部2eに接近する方向に移動され、図10(c)に示すように、各ヘッド把持アーム507、508のヘッド把持ピン507a,508aが、該ヘッド基部2eの他方の各ヘッド把持孔2fに嵌合する。
【0060】このようにして、上記の各ヘッド把持アーム507、508のヘッド把持ピン507a,508aにより、上記部品搭載治具100のヘッド支承部材115上に支承されているヘッド2のヘッド基部2eが把持されると、上記図5のステップS17が実行されて、上記Z軸移動位置調整モータZMが再びONされる。このZ軸移動位置調整モータZMのONにより、上記Z軸移動台510とともに、上記ヘッド把持手段501の各ヘッド把持アーム506、507、508が所定のヘッド組み付け位置まで上昇される(図3参照)。そして、図5のステップS18で、各ヘッド把持アーム506、507、508が所定のヘッド組み付け位置に到達したと判定されると、上記Z軸移動位置調整モータZMがOFFされて、上記Z軸移動台510の上昇がストップされる(ステップS19)。
【0061】次いで、図6のステップS20が実行されて、前記ノズル孔位置計測手段602がONされる。このノズル孔位置計測手段602は、上記ヘッド2の予め特定された部位のノズル孔2bのX、Y、Z軸方向の位置を計測して、上記部品搭載治具100のヘッド支持体保持部に保持されているヘッド支持体3に対して、上記ヘッド把持手段501により所定のヘッド組み付け位置まで上昇されたヘッド2のヘッド面2dが、正確な組立位置に臨んでいるか否かを計測する。
(以下、余白)
【0062】このヘッドユニット組立装置においては、上述のように、上記ヘッド把持手段501及びヘッド位置調整機構502により、上記ヘッド支持体3に対して上記ヘッド2を位置調整自在に保持した状態で、該ヘッド2の保持姿勢を変化させて、該ヘッド2の予め特定した3点をCCDカメラで検出することにより、該ヘッド支持体3に対する該ヘッド2の組み付け位置の位置調整を行う。また、このヘッドユニット組立装置では、上記ヘッド2の3点を検出するための少なくとも3個のCCDカメラの検知光軸が、該ヘッド2の被検知平面(ヘッド面2d)に対してそれぞれ傾斜するように、各CCDカメラが配置されている。
【0063】すなわち、このヘッドユニット組立装置のノズル孔位置計測手段602は、例えば、図3及び図11に示すように、ヘッド2のヘッド面2dに穿たれている2列の複数のノズル孔2bのうち、図11において、手前側の列の左端に位置するノズル孔2b−1の位置を傾斜方向から検出するためのCCDカメラ601aと、該ノズル孔2b−1の位置を鉛直方向から検出するためのCCDカメラ601bと、前記ノズル孔照明光源604が出力するハロゲン光を該ノズル孔2b−1を照明するように導くためのハロゲンライトガイド603aと、図11において、手前側の列の右端に位置するノズル孔2b−2の位置を傾斜方向から検出するためのCCDカメラ601cと、該ノズル孔2b−2の位置をミラー606aを介して鉛直方向から検出するためのCCDカメラ601dと、該ハロゲン光を該ノズル孔2b−2を照明するように導くためのハロゲンライトガイド603bと、図11において、奥側の列の中央に位置するノズル孔2b−3の位置をミラー606b介して傾斜方向から検出するためのCCDカメラ601eと、ミラー606cを介して該ハロゲン光を該ノズル孔2b−3を照明するように導くためのハロゲンライトガイド603bとで構成されている。このように構成されたノズル孔位置計測手段602は、図3に示すように、複数本の支柱330を介して、前記部品組立ステージ301に一体化された天板331に対して、該天板331の略中央部の開口331aを通して垂下するように取り付けられた支持板610に組み付けられている。
【0064】上述のように、検知光軸を傾斜させた各CCDカメラ601a、601b、601cを用いて、ヘッド2のヘッド面2d上の予め特定した3点としての各ノズル孔2b−1、2b−2、2b−3を検出することより、該ノズル孔2b−1、2b−2、2b−3のそれぞれのX、Y、Z各座標上の位置を確定することができるようになる。
【0065】一方、上記の各CCDカメラ601a,601b、601c、601d、601eにより撮像された各ノズル孔2b−1、2b−2、2b−3の画像データは、前記の制御・演算装置700により、サブコントローラとしてのパーソナルコンピュータのCRT画面上に出力されてモニターされる。ここで、該モニター画像の位置及び形状が、予め設定された各ノズル孔2bの位置及び形状と異なる場合には、図6のステップS21において、上記ヘッド2のヘッド面2dの位置が正確な組み付け位置に臨んでいないと判断され、図9に示したヘッド位置調整機構502がONする(ステップS22)。これにより、該ヘッド位置調整機構502の各モータが駆動され、前述したX、Y、Z、α、γ、βの6軸方向に、上記ヘッド2が調整移動される。そして、このヘッド2の6軸移動調整の結果、図6のステップS21において、上記ヘッド2のヘッド面2dの位置が正確な組み付け位置に臨んでいると判断された時点で、上記のノズル孔位置計測手段602及びヘッド位置調整機構502がOFFされる(ステップS23)。
【0066】このようにして、上記部品搭載治具100の所定の部位に保持されたヘッド支持体3に対して、ヘッド2が所定の組み付け位置に位置決めされると、図2に示した中間保持部材取付ユニット400の中間保持部材位置調整機構402がON(ステップS24)して、中間保持部材保持機構401が駆動される。この中間保持部材保持機構401は、図3及び図12に示すように、上記ヘッド支持体3に対して1つのヘッド2を接着固定するために必要な4個の中間保持部材4を、それぞれ同時に保持することのできる2個のエアーチャック405、406を有している。
【0067】これらの各エアーチャック405、406は、そのホームポジションにおいて、図3に示すように、前記部品搭載治具100の中間保持部材支承部材116上の、上記4個の中間保持部材4をセットするための2本の嵌合溝116a(図4参照)に対して、その略真上の位置に臨むように、チャックアーム407の先端部にそれぞれ固定されている。また、各エアーチャック405、406は、図12に示すように、該2本の嵌合溝116a内に植設されている各位置決めピン116bの間に位置決めされた各2個の中間保持部材4を、それぞれのセット時の姿勢を略維持して保持できるように、それぞれの保持部(下端部)が矩形状に形成されている。また、各エアーチャック405、406の保持部の下面及び両側面には、エアーの吸引及び吹き付けを行うためのエアー孔405a、406aがそれぞれ設けられている。
【0068】上記チャックアーム407の基部には、前記Y軸方向に沿った回転軸407aが固定されており、この回転軸407aは、該チャックアーム407の基部側に配置されたチャックブラケット408によって、略180度回転できるように軸支されている。また、該チャックブラケット408は、エアーシリンダからなるチャック昇降シリンダ409により、前記Z軸方向に沿って上下動するように保持されている。更に、上記チャック昇降シリンダ409は、図3に示すように、前記部品組立ステージ301上の奥側に固定された固定板410に取り付けられているロボット411によって、前記Y軸方向に沿って、往復移動されるように構成されている。また、上記チャックアーム407の基部の回転軸407aは、上記チャックブラケット408に固定された回転型のエアーシリンダからなるチャック回転シリンダ412によって回転駆動されるように構成されている。
【0069】これにより、上記ステップS24が実行されて、中間保持部材位置調整機構402がONすると、まず、上記チャック昇降シリンダ409が作動して、上記チャックブラケット408が、Z軸方向に沿って下降される。このチャックブラケット408の下降により、図12に矢印aで示すように、上記各エアーチャック405、406の保持部が、上記中間保持部材支承部材116上にセットされている各2個の中間保持部材4を保持できる位置まで下降する。この各エアーチャック405、406の下降位置は、上記チャック昇降シリンダ409の下部に固定されている下部ストッパ409aに対して、上記チャックブラケット408の位置決め片408aが当接する位置によって決定される。
【0070】このようにして、上記各エアーチャック405、406の保持部が、上記中間保持部材4を保持できる位置まで下降すると、該保持部のエアー孔405a,406aを通して、エアーが吸引される。これによって、該エアーチャック405、406の各保持部の回りに負圧が生じ、各エアーチャック405、406のそれぞれの保持部に、各2個(計4個)の中間保持部材4が吸引保持される。
【0071】次いで、上記チャック昇降シリンダ409の逆方向への作動により、上記チャックブラケット408が、所定量だけ上昇された後、上記チャック回転シリンダ412が作動して、図12に矢印bで示すように、上記回転軸407aが略180度回転される。この後、上記チャック昇降シリンダ409が更に逆方向へ作動し、上記チャックブラケット408の位置決め片408aが、上記チャック昇降シリンダ409の上部に固定されている上部ストッパ409bに対して当接するまで、図12に矢印cで示すように、上記チャックブラケット408が上昇される。これにより、上記の各エアーチャック405、406のそれぞれの保持部に吸引保持されている各中間保持部材4の天地が反転されて、各エアーチャック405、406の保持部の上面側及び両側面側に、前述した各中間保持部材4の各接着界面4a、4bが臨む。
【0072】一方、上記中間保持部材位置調整機構402の上記エアーチャック405の上方には、上記の各中間保持部材4の各接着界面4a、4bに対して、前記のUV接着剤を塗布するための前記接着剤塗布手段403としての各一対の塗布ノズル430を有する2つのシリンジ431が配設されている。また、この2つのシリンジ431の周囲には、前記接着剤塗布量調整手段404としてのヒータ432がそれぞれ配設されており、該ヒータ432によって、上記UV接着剤が最適な粘度を呈する所定の温度(ここでは、約30℃)に維持されるようになっている。
【0073】また、各シリンジ431は、図3に示すように、シリンジホルダ435により、シリンジブラケット436に固定されている。更に、このシリンジブラケット436は、前記天板331の下面に取り付けられているブラケット保持体437により、前記Y軸方向に沿って摺動自在に保持されている。これにより、上記シリンジブラケット406に取り付けられている引き出しレバー438を持って、上記の各シリンジ431を、図3に示す装置本体の左端側に引き出すことが可能になり、各シリンジ431への上記UV接着剤の補給操作が容易化されるとともに、該補給操作時に上記ヒータ432に接触して火傷する虞も少なくなる。
【0074】このような構成により、上述のように、各エアーチャック405、406のそれぞれの保持部に吸引保持されている各中間保持部材4の天地が反転されて、各エアーチャック405、406の保持部の上面側及び両側面側に、前述した各中間保持部材4の各接着界面4a、4bが臨むと、図12に示すように、上記の各シリンジ431の各一対の塗布ノズル430が、該エアーチャック405の保持部に保持された2個の中間保持部材4の各接着界面4a、4bに対してそれぞれ対向する。
【0075】この後、図6のステップS25が実行されて、前記の接着剤塗布手段403がONされ、上記2つのシリンジ431の各一対の塗布ノズル430から、上記エアーチャック405の保持部に保持された2個の中間保持部材4の各接着界面4a、4bに対して、UV接着剤が塗布される。そして、このエアーチャック405の保持部に保持された2個の中間保持部材4の各接着界面4a、4bへのUV接着剤の塗布が完了すると、上記ロボット411により、図3において左方側に位置するエアーチャック406が、上述の右方側に位置するエアーッチャク405の位置に移動される。これにより、このエアーチャック406の保持部の上面側及び両側面側に吸着保持されている各中間保持部材4の各接着界面4a、4bが、上記の各シリンジ431の各一対の塗布ノズル430にそれぞれ対向する。この状態で、前記の接着剤塗布手段403が再びONされ、上記2つのシリンジ431の各一対の塗布ノズル430から、上記エアーチャック406の保持部に保持された2個の中間保持部材4の各接着界面4a、4bに対して、UV接着剤が塗布される。
【0076】上述のようにして、上記の各中間保持部材4へのUV接着剤の塗布が完了すると、上記の各エアーチャック405、406が、前記のホームポジションに復帰されるとともに、上記ロボット411により、前記部品搭載治具100の所定の組み付け位置に位置決めされた上記ヘッド2とヘッド支持体3との間の、所定の組立部位の上方にそれぞれ移動される。このようにして、上記の各エアーチャック405、406が、所定の組立部位の上方に到達すると、上記チャック昇降シリンダ409の作動により、各エアーチャック405、406がそれぞれ下降する。これにより、これらのエアーチャック405、406の保持部に吸着保持されている4個の中間保持部材4が、図13(a)に示すように、上記ヘッド2とヘッド支持体3との間の所定の組み付け位置に臨む。そして、この状態で、該エアーチャック405、406の保持部のエアー孔405a、406aからエアーが噴射される。これによって、図13(b)に示すように、各エアーチャック405、406の保持部に保持されていた各中間保持部材4の各接着界面4a、4bが、上記ヘッド2とヘッド支持体3の各接着部位に、それぞれ密着される。その後、上記の各エアーチャック405、406は、前記のホームポジションに復帰され、上記中間保持部材位置調整機構402の動作が停止される(ステップS26)。
【0077】このようにして、各中間保持部材4が所定の組み付け位置に移載されて、その各接着界面4a、4bが、上記ヘッド2とヘッド支持体3の各接着部位に密着されると、図6のステップS27が実行されて、ヘッド固定ユニットがONする。このヘッド固定ユニットのONにより、上記各エアーチャック405、406のY軸方向の移動経路を開放するように、該移動経路の外方に待機されていた前記の一対のUV光ガイド605が、図14に示すように、エアーシリンダからなるUV光ガイドシリンダ620の作動によって、ヘッド2の上方部位に迫り出す。
【0078】そして、上述のように、各UV光ガイド605が、ヘッド2の上方部位に迫り出た状態で、前記UV光源606がONされ、上記の各UV光ガイド605により、各中間保持部材4を透過して、上記ヘッド2とヘッド支持体3の各接着部位に密着した各中間保持部材4の接着界面4a、4bのUV接着剤に、該UV光源606のUV光が照射される。このUV光の照射により、該UV接着剤が固化され、上記ヘッド2とヘッド支持体3とが、各中間保持部材4を介して、互いに接着固定される。また、上記の各UV光ガイド605の上方には、上記UV光の照射時に各中間保持部材4に向けてエアー(冷気が好ましい)を吐出する送風管621が、取付部材622によりそれぞれ一体的に取り付けられている。この送風管621から吐出するエアーにより、上記UV光の照射による各中間保持部材4の過熱変形が防止され、上記ヘッド2とヘッド支持体3との熱応力による位置ズレが防止される。
【0079】このようにして、1つのヘッド2のヘッド支持体3への組立が完了すると、次のヘッド2の組立を行うか否かが判断される(ステップS28)。ここで、例えば、残りのヘッド2を順次組み立てるようにプログラムされている場合には、上述したような、一連のヘッドユニット組立工程を実行するように予め設定されたヘッド組立ルーチンが、所定の数のヘッドの組立が完了するまで、繰り返し実行される(ステップS29)。このヘッド組立ルーチンにおいては、直前に組み付けられたヘッド2の該ヘッド支持体3に対する位置調整時の位置調整データを、次に組み付けられるヘッド2の組み付け時における位置調整データとして参照するように設定されている。そして、上記ヘッド組立ルーチンが所定回実行されて、所定の数のヘッド2のヘッド支持体3への組立が完了すると、図6のステップS28で、次のヘッド2の組立を行わないと結論され、上述した各ユニットの復帰動作が開始される(ステップS30)。
【0080】このとき、このヘッドユニット組立装置では、上記の各ユニットの復帰動作の開始時に、上記ノズル孔位置計測手段602が再度ON(ステップS31)されて、組立が完了した各ヘッド2のヘッド面2dの前記3個のノズル孔の位置が再度測定される。これにより、該ノズル孔位置計測手段602の検出結果から、該各ヘッド2の組立前と組立完了後とで、該各ヘッド2に位置ずれが生じたか否かを知ることが可能となる。そこで、このノズル孔位置計測手段602によるヘッド2の組立前後の検出結果を、前記制御・演算装置700により比較して、このノズル孔位置計測手段602による再計測判定結果、すなわち、組み立てられたヘッド2の良否の判定結果を、前記CRTに出力する(ステップS32)。その後、上述した組立動作と略反対の動作が実行されて、各ユニットがそれぞれホームポジションに復帰したことが確認(ステップS33)されると、上記のプログラムがストップされる。
【0081】ここで、上記2個目以降のヘッド2の組立位置調整は、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線として、該n個目のヘッド2の組立位置調整を行う。
【0082】すなわち、図15(a)に示すように、例えば、1個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−1の、組立基準線O1からの偏差を、Gz1とした場合、図15(b)に示すように、この組立基準線O1に対して、該ノズル穴2b−1寄りに、該偏差Gz1分だけ偏倚した該組立基準線O1と略平行な直線を、2個目のヘッド2の組立基準線O2として、この組立基準線O2上に、該2個目のヘッド2の調整目標であるノズル穴2b−2が位置するように、この2個目のヘッド2の組立位置調整を行う。
【0083】そして、この2個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−2の、組立基準位置O1からの偏差を、Gz2とした場合、図15(c)に示すように、上記1個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−1の、組立基準位置O1からの偏差Gz1と、該2個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−2の、組立基準位置O1からの偏差Gz2との平均値分だけ、該組立基準線O1に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線O1と平行な直線、つまり、該1個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−1と、該2個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−2との、相互のバラツキ度h1の平均位置(上記組立基準位置O1に対して略直交する方向に、距離(Gz1+Gz2)/2だけ偏倚した位置)を通る該組立基準線O1と平行な直線を、3個目のヘッド2の組立基準線O3として、この組立基準線O3上に、該3個目のヘッド2の調整目標であるノズル穴2b−3が位置するように、該3個目のヘッド2の組立位置調整を行う。
【0084】これと同様に、4個目のヘッド2の組立を行う際には、上記3個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−3の、組立基準位置O1からの偏差を、Gz3とした場合、図15(d)に示すように、上記1個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−1と、上記2個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−2と、該3個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−3の、組立基準線O1に対する各偏差Gz1、Gz2、Gz3の平均値分だけ、該組立基準線O1に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線O1と平行な直線、つまり、該1個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−1と、該2個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−2と、該3個目のヘッド2の組立後における調整目標としてのノズル穴2b−3との、相互のバラツキ度h2の平均位置(上記組立基準位置O1に対して略直交する方向に、距離(Gz1+Gz2+Gz3)/3だけ偏倚した位置)を通る該組立基準線O1と平行な直線を、4個目のヘッド2の組立基準線O4として、この組立基準線O4上に、該4個目のヘッド2の調整目標であるノズル穴2b−4が位置するように、該4個目のヘッド2の組立位置調整を行う。
【0085】これにより、上記ヘッド支持体3に対して、n個目のヘッド2を組み立てる際の、該n個目のヘッド2の組立基準線が、1個目からn−1個目までの各ヘッド2の組立後における各調整目標のバラツキ範囲の略中心に位置する直線となるので、該1個目からn−1個目までの各ヘッド2に対する該n個目のヘッド2のバラツキの度合いを小さくできる。
【0086】
【発明の効果】請求項1乃至4の発明によれば、上記部品支持体に対して、n(n≧2)個目の部品の組立位置調整を行う際に、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線として、上記各部品の組立位置調整が行われるので、上記部品支持体に対して、例えば、3個目の部品を組み立てる際の、該3個目の部品の組立基準線が、1個目と2個目の各部品の組立後における各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した位置となるので、該1個目と2個目の各部品に対する該3個目の部品のバラツキの度合いを小さくできるという優れた効果がある。
【0087】特に、請求項2の発明によれば、上記部品が、インクジェットヘッドであるので、組み立てられた複数個のインクジェットヘッドの各ノズル穴のバラツキの度合いを小さくでき、印字画像の色ズレや歪みのない高品質のヘッドユニットを提供できるという優れた効果がある。
【0088】また、請求項3の発明によれば、上記インクジェットヘッドのヘッド面に形成されたノズル孔が、該インクジェットヘッドの組立位置調整時の調整目標であるので、該インクジェットヘッドの組立調整のための調整目標を新たに設ける必要がなく、また、上記調整目標として上記ノズル穴を用いることにより、該インクジェットヘッドの組立位置調整時に、該ノズル穴が上記組立基準線に位置するように、該インクジェットヘッドの各ノズル穴の組立位置調整が行われるので、上記インクジェットヘッド自体の形状や構造が、その加工誤差や設計変更等によって変化しても、印字画像の印字位置が変化することがなく、該組立基準位置を変更する必要もなくなるという優れた効果がある。
【0089】また、請求項4の発明によれば、1個目からn−1個目までの各部品の組立後における上記各調整目標の、上記組立基準線に対して略直交する方向の偏差の平均値分だけ、該組立基準線に対して略直交する方向に偏倚した該組立基準線と略平行な直線を、該n個目の部品の組立基準線として、上記各部品の組立位置調整が行われるので、該1個目からn−1個目の各部品に対する該n個目の部品のバラツキ度の小さな製品を組み立てることができる部品組立装置を提供できるという優れた効果がある。




 

 


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