JP3688492B2

JP3688492B2 - 部品の吸着方法および部品の吸着装置

Info

Publication number: JP3688492B2
Application number: JP1732299A
Authority: JP
Inventors: 茂藤田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-26
Filing date: 1999-01-26
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2019-01-26
Also published as: JP2000218581A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の吸着方法および吸着装置に関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ装置、プリンター装置等に用いられる４ヘッドユニットタイプのプリンター装置等を組立る際に使用される組立装置に適用して好適な部品の吸着方法および部品の吸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インク液滴を吐出孔から吐出して画像を出力するインクジェット方式のプリンター装置は、低音性に優れ、小型化が容易であることから、近時広く使用されており、このインクジェット方式のプリンター装置としては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクを充填した４個のインクジェットヘッド（以下、これを単に４ヘッドユニットという）によってフルカラーの画像を形成するものがある。
【０００３】
このプリンター装置でカラー画像を形成する場合には、インク液滴を吐出するインクジェットヘッドをプリンター装置上に１列に並べ、各ヘッドから異なる色のインク液滴を吐出するようになっており、各ヘッドから吐出される各色のインクの相対的な着弾位置精度が画像の品質に大きく影響することから、各色の相対的な着弾位置のずれが生じて色ずれが発生するのを防止する必要がある。
【０００４】
このようなインクジェットヘッドは通常、接着剤等によってヘッド保持部材に固定されるようになっているが、近時ではヘッドをヘッド保持部材に接着剤を介して直接的に取付けるのではなく、中間保持部材を介してヘッド保持部材に固定するようにしたものが本出願人により提案されている（例えば、特願平９−５５６４５号参照）。
【０００５】
このものは、図８に示すように、ヘッド１とヘッド保持部材２の間に中間保持部材３ａ、３ｂが介装され、この中間保持部材３ａ、３ｂと接着剤によってヘッド１に固定されるとともに接着剤によってヘッド保持部材２に固定されるようになっている。
【０００６】
この中間保持部材３ａ、３ｂを用いる理由を説明すると、４ヘッドユニットは各ヘッドの吐出孔の相対位置が出ていなければならないため、ヘッド毎の調整作業が必要となり、その調整はＸＹＺ方向全てに行なう必要がある。
【０００７】
このため、ヘッド保持部材およびヘッドの間に基本的にクリアランスが必要となり、直接面接触させることができないことから、固定の補助機構として中間保持部材を用意し、この中間保持部材を仲立ちにしてヘッドとヘッド保持部材をそれぞれ接着固定する。
【０００８】
このとき、中間保持部材の接着面に接着剤を塗布した後、中間保持部材をヘッドとヘッド保持部材の接着面にそれぞれ取付けることにより、ヘッドと中間保持部材を介してヘッド保持部材に取付ける。このため、ヘッドをヘッド保持部材に所望する固定精度を得ることができ、各ヘッドから吐出される各色のインクの相対的な着弾位置精度を高くすることができるのである。
【０００９】
ところで、このような４ヘッドユニットを組み立てる際には、中間保持部材および中間保持部材に載置されたヘッドの間にヘッド保持部材を移送し、上述したようにヘッド保持部材の取付け面に接着剤を保持した後、中間保持部材をヘッドおよびヘッド保持部材に対して位置調整した後、ヘッドおよびヘッド保持部材に対して取付けるようになっている。
【００１０】
ここで、中間保持部材をヘッドおよびヘッド保持部材に移送するためには、中間保持部材を何等かの方法で掴む必要があり、本出願人は、図９に示すような吸引方法を採用している。
【００１１】
図９において、11は仮置き部であり、この仮置き台11上にはＬ字形状の中間保持部材３ａ、３ｂが載置されている。この仮置き台11は、中間保持部材３ａ、３ｂを載置する載置位置と作業位置の間を移動可能になっており、載置位置で仮置き台11に中間保持部材３ａ、３ｂが載置されると、作業位置まで移動するようになっている。
【００１２】
作業位置の上方には吸着部材12が設けられており、この吸着部材12は仮想線で示す４つの吸引ノズル12ａ〜12ｄを有し、仮置き台11まで下降して吸引ノズル12ａ〜12ｄを作動させることにより、中間保持部材３ａ、３ｂを吸着部材12の吸着面に吸着した後、上昇するようになっている。
【００１３】
この後、作業位置に図示しないヘッド保持部材およびヘッドが載置された組立台が前記作業位置に移動したときに、吸着部材12が所定位置まで下降し、中間保持部材３ａ、３ｂの接着面に接着剤が塗布されると、ヘッドおよびヘッド保持部材の間の位置まで吸着部材12が下降され、中間保持部材３ａ、３ｂをヘッドおよびヘッド保持部材に対して位置調整した後、中間保持部材３ａ、３ｂがヘッドおよびヘッド保持部材に対して取付けられるようになっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の吸着方法にあっては、吸着部材12によって中間保持部材３ａ、３ｂを吸引する際に、中間保持部材３ａまたは３ｂを吸着部材12に十分に吸着することができず、中間保持部材３ａまたは３ｂをヘッド１およびヘッド保持部材２に高精度に取付けることがでないことがあった。
【００１５】
このような吸引不良が発生する原因としては、以下の２点が考えられる。
▲１▼吸引ノズル12ａ〜12ｄの吸引力が一定の場合に、吸着部材12と中間保持部材３ａ、３ｂのそれぞれの位置を±0.05mm以下で高精度に位置決めしないと、吸着部材12によって中間保持部材３ａ、３ｂを十分に吸引することができない。
▲２▼仮置き台11に載置された中間保持部材３ａ、３ｂの図９中、上下方向の位置ずれを±0.1mm以下に押えないと、中間保持部材３ａ、３ｂの何れか一方を十分に吸引することができない。なお、中間部材３ａ、３ｂの上下方向の位置ずれが発生する原因としては、仮置き台11の表面の面精度の影響による。
【００１６】
そこで本発明は、部品を確実に吸引して吸着部材に吸着させることができ、部品を被取付け部材に高精度に取付けることができる部品の吸着方法および部品の吸着装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するために、少なくとも１つ以上の吸引ノズルを有する吸着部材を用い、該吸着部材を仮置き部材に載置された部品まで下降させた後、該部品を前記吸引ノズルで吸着部材の吸着面に吸着する部品の吸着方法であって、前記部品を前記吸引ノズルによって吸着する際、該吸引ノズルの吸引力を検知し、該吸引力が所定吸引力よりも大きいときに、前記吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材を回動させて吸引を一端停止した後、吸引を再開するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
その場合、吸着部材によって部品を吸着した際に、吸引力が大きい場合に、吸着部材の吸着面と部品の間に隙間が生じた吸引不良と判断し、吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように吸着部材を回動させて吸引を一端停止する。
【００１９】
このとき、部品が自重によって吸着部材の吸引面に密着するため、吸引を再開することにより、部品を吸着部材の吸着面に確実に吸着することができる。この後、部品が被取付け部材に取付けられるように吸着部材を所定方向に回動させて部品を被取付け部材に取付けることにより、部品を被取付け部材に高精度に取付けることができる。
【００２０】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するために、少なくとも１つ以上の吸引ノズルを有する吸着部材と、前記吸引ノズルの吸引力を検知する検知部材とを有し、該吸着部材を仮置き部材に載置された部品まで下降させた後、該部品を前記吸引ノズルで吸着部材の吸着面に吸着する部品の吸着装置において、前記吸着装置を回動させる回動部材と前記吸引ノズルを作動させる作動部材とを設け、該回動部材は、前記検知部材からの検知情報に基づき、前記部品の吸引力が所定吸引力よりも大きいときに、前記吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材を回動させ、前記作動部材は、前記回動部材からの検知情報に基づき、前記吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材が回動したときに、前記吸引ノズルの作動を一端停止した後、吸引を再開することを特徴としている。
【００２１】
その場合、吸着部材によって部品を吸着した際に、検知部材が検知した吸引ノズルの吸引力が大きい場合に、吸着部材の吸着面と部品の間に隙間が生じた吸引不良と判断し、吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように回動部材によって吸着部材を回動させる。
【００２２】
次いで、作動部材によって吸引ノズルの吸引を一端停止する。このとき、部品が自重によって吸着部材の吸引面に密着するため、作動部材によって吸引ノズルによる吸引を再開することにより、部品を吸着部材の吸着面に確実に吸着することができる。この後、部品が被取付け部材に取付けられるように回動部材によって吸着部材を所定方向に回動させて部品を被取付け部材に取付けることにより、部品を被取付け部材に高精度に取付けることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、上記課題を解決するために、請求項２記載の発明において、前記部品を中間保持部材から構成し、該中間保持部材は、インクジェットヘッドおよびインクジェトプリンターのヘッド保持部材の間に介装されるものであることを特徴としている。
【００２４】
その場合、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してプリンター装置に高精度に位置決めして取付けることができるため、画像の品質を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜７は本発明に部品の吸着方法および部品の吸着装置一実施形態を示す図であり、位置決めを行なう部品としてインクジェットヘッドを構成する４ヘッドユニットの中間保持部材を対象にしたものである。
【００２７】
まず、構成を説明する。図１、２において、21〜24は吐出孔21ａ〜24ａを有するインクジェットヘッド（以下、単にヘッドという）であり、このヘッド21〜24はＬ字形状の中間保持部材25ａ〜25ｄを介してフレーム（ヘッド保持部材）26に取付けられるようになっている。
【００２８】
また、中間保持部材25ａ〜25ｄは紫外線硬化型の接着剤20によってヘッド21〜24およびフレーム26に固定されるようになっており、フレーム26は仕切り部材26ａによって各ヘッド21〜24の取付け位置が仕切られている。
【００２９】
一方、図３（ａ）は中間保持部材25ａ〜25ｄの吸引装置を示す図であり、図３（ａ）において、符号27は吸引装置の一部を構成する吸着部材を示している。なお、吸着部材27は、中間保持部材25ａ、25ｂと中間保持部材25ｃ、25ｄをそれぞれ保持するように一対設けられている。なお、吸着部材27の構成および駆動機構は何れも同様であるため、本実施形態では、吸着部材27によって中間保持部材25ａ、25ｂを吸引する方法を説明する。
【００３０】
吸着部材27は図４に示すように、昇降シリンダー28によって昇降可能になっており、この昇降シリンダー28は電磁バルブ29によって駆動されるようになっている。
【００３１】
また、図３（ａ）において、符号30は仮置き台（仮置き部）であり、この仮置き部30には中間保持部材25ａ、25ｂが載置されるようになっている。また、仮置き台30上には位置決め部材30ａ、30ｂが立設されており、この位置決め部材30ａ、30ｂに中間保持部材25ａ、25ｂを位置合わせすることにより、中間保持部材25ａ、25ｂを仮置き台30上の任意の位置に位置決めするようになっている。
【００３２】
この仮置き台30は図４に示すパルスモータ31によって中間保持部材25ａ、25ｂを載置する載置位置と吸着部材27の下方の作業位置の間を移動可能になっており、パルスモータ31はモータドライバー32によって駆動される。モータドライバー32はモータ制御部33によって駆動されるようになっており、このモータ制御部33はＣＰＵ（Central Processing Unit)34からの指令信号によってモータドライバー32を駆動するようになっている。
【００３３】
一方、図３（ｂ）に示すように吸着部材27は４つの吸引ノズル35〜38を有しており、この吸引ノズル35〜38のノズル孔35ａ〜38ａは中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａと横面Ｂを吸引するように吸着部材24の下面および側面に設置されている。
【００３４】
この吸引ノズル35〜38には吸着／吹き付け切換えバルブ39〜42が取付けられており、このバルブ39〜42はそれぞれ吸気管43ａ、44ａ、45ａ、46ａおよび排気管43ｂ、44ｂ、45ｂ、45ｂによる吸引動作および排気動作の切換えを行なうようになっている。また、このバルブ39〜42はＣＰＵ34からの指令信号に基づいて、吸引および排気のＯＮ動作または吸引および排気のＯＦＦ動作を行なうようになっている。
【００３５】
また、吸引ノズル35〜38には圧力センサ47〜50が取付けらており、この圧力センサ47〜50は吸引ノズル35〜38によって中間保持部材25ａ、25ｂを吸引したときの吸引ノズル35〜38の吸引力を検知してこの検知情報をＣＰＵ34に出力するようになっている。
【００３６】
また、吸着部材27は回動シリンダー51によって回動可能になっており、この回動シリンダー51は電磁バルブ52によって駆動されるようになっている。この電磁バルブ52はＣＰＵ34からの検知情報に基づいて駆動されるようになっており、ＣＰＵ34は圧力センサ47〜50からの指令信号に基づき、吸引ノズル35〜38の吸引力が所定吸引力よりも大きいときに中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａまたは横面Ｂと吸着部材27の吸着面（ノズル孔35ａ〜38ａが位置する面）に隙間が生じているものと判断して電磁バルブ52に信号を出力し、回動シリンダー51によって吸着部材27を回動させて吸着部材27の上面および下面を反転させて、吸引ノズル35〜38による中間保持部材25ａ、25ｂの吸引方向が重力方向（図３中、下方）に位置するようにしている。
【００３７】
なお、本実施形態では、圧力センサ47〜50が検知部材を構成し、ＣＰＵ34、回動シリンダー51および電磁バルブ52が回動部材を構成し、ＣＰＵ34、バルブ39〜42および排気管43ａ、44ａ、45ａ、46ａが作動部材を構成している。
【００３８】
次に、図５に示すフローチャートおよび図６、７に示す動作説明図に基づいて中間保持部材25ａ、25ｂの吸引方法を説明する。
【００３９】
まず、モータ制御部33に指令信号を出力し、モータ制御部33によって載置位置から作業位置までの仮置き台30の駆動パルスを演算し、パルスモータ31によって仮置き台30を作業位置に移動させる（ステップＳ1）。
【００４０】
次いで、移動位置が±0.1mm未満になったか否かを判別し（ステップＳ2）、上述した駆動パルスに基づいて移動位置が±0.1mm未満になったものと判断したときに、中間保持部材25ａ、25ｂと吸着部材27の図３中、左右方向の位置が高精度に位置決めされたものと判断して電磁バルブ29に信号を出力して昇降シリンダー28を駆動する。このため、図６（ａ）に示すように吸着部材27が下降する（ステップＳ3）。
【００４１】
次いで、吸着部材27が中間保持部材25ａ、25ｂに対して任意の位置まで下降したときに、バルブ39〜42を吸気管43ａ〜46ａに切換えて中間保持部材25ａ、25ｂを吸引し、図６（ｂ）に示すように中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａおよび横面Ｂを吸着部材27に吸着する（ステップＳ4）。
【００４２】
次いで、電磁バルブ29に信号を出力して昇降シリンダー28を駆動し、図７（ａ）に示すように吸着部材27を上昇させた後（ステップＳ5）、吸着が良好であるか否かを判別する（ステップＳ6）。このとき、圧力センサ47〜50の検知情報に基づき、吸引ノズル35〜38の吸引力が所定吸引力である場合には、吸着が良好なものと判断して吸着部材27の上昇を停止する。
【００４３】
一方、吸引ノズル35〜38の吸引力が所定吸引力よりも大きい場合には、中間保持部材25ａまたは中間保持部材25ｂと吸着部材27の間に隙間が生じたものであると判断して電磁バルブ52に信号を出力して回動シリンダー51を作動し、図７（ｂ）に示すように吸着部材27の上下面を反転する（ステップＳ7）。このため、少なくとも圧力センサ48、50の吸引方向が重量方向に移動する。
【００４４】
次いで、圧力センサ47〜50の検知情報に基づいて何れの吸引ノズル35〜38に吸引不良が発生したかを選別する。このとき、まず、圧力センサ47、50からの検知情報に基づいて中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａの吸着不良が発生したか否かを判別し（ステップＳ8）、吸着不良が発生していない場合には、圧力センサ48、49からの検知情報に基づいて中間保持部材25ａ、25ｂの横面Ｂの吸着不良が発生したか否かを判別する（ステップＳ9）。横面Ｂの吸着不良が発生していない場合には、中間保持部材25ａ、25ｂの自重によって中間保持部材25ａ、25ｂが吸着部材27に吸着されたものと判断して本実施形態の吸引制御を停止する。
【００４５】
一方、ステップＳ8で縦面Ａの吸着が不良の場合には、横面Ｂの吸着が良好か否かを判別し（ステップＳ10）、横面の吸着が不良であれば、吸着不良の表示を行なう（ステップＳ11）。
【００４６】
また、横面Ｂの吸着が良好な場合には、バルブ40、41のみをＯＦＦし（ステップＳ12）、ＯＦＦ後に１秒経過したか否かを判別する（ステップＳ13）、１秒経過した場合には、バルブ40、41を再度ＯＮして吸気管44ａ、45ａに接続し（ステップＳ14）、ステップＳ8、Ｓ9のフローに移行する。
【００４７】
この結果、中間保持部材25ａ、25ｂの横面Ｂの吸引が一時的に中断されてこの横面Ｂがフリーになり、この際に縦面Ａが吸引されることにより、中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａおよび横面Ｂが吸着部材27に良好に吸着される。
【００４８】
一方、ステップＳ8において縦面Ａの吸着が良好でステップＳ9で横面Ｂの吸着が不良の場合には、バルブ39、42のみをＯＦＦし（ステップＳ15）、ＯＦＦ後に１秒経過したか否かを判別する（ステップＳ16）、１秒経過した場合には、バルブ39、42を再度ＯＮして吸気管43ａ、46ａに接続し（ステップＳ17）、ステップＳ8、Ｓ9のフローに移行する。
【００４９】
この結果、中間保持部材25ａ、25ｂの横面Ａの吸引が一時的に中断されてこの縦面Ａがフリーになり、この際に横面Ｂが吸引されることにより、中間保持部材25ａ、25Ｂの縦面Ａおよび横面Ｂが吸着部材27に良好に吸着される。
【００５０】
なお、図６、７の動作説明は中間保持部材25ａの横面Ｂの吸着不良が生じた場合の例を示している。
【００５１】
このように本実施形態では、吸着部材27によって中間保持部材25ａ、25ｂを吸着した際に、吸引力が大きい場合に、吸着部材27の吸着面と中間保持部材25ａ、25ｂの縦面Ａまたは横面Ｂの間に隙間が生じた吸引不良と判断し、吸引ノズル35〜38による中間保持部材25ａ、25ｂの吸引方向が重力方向に位置するように吸着部材27を回動させて吸引を一端停止するようにしたため、中間保持部材25ａ、25ｂを自重によって吸着部材27の吸引面に密着させることができる。
【００５２】
そして、吸引を再開することにより、中間保持部材25ａ、25ｂを吸着部材27の吸着面に確実に吸着することができる。
【００５３】
この後、中間保持部材25ａ、25ｂに接着剤20を塗布してヘッド21およびヘッド保持部材27に取付けられるように回動シリンダー51によって上下面を再度反転させ、中間保持部材25ａ、25ｂをヘッド21およびヘッド保持部材27に取付けることにより、中間保持部材25ａ、25ｂをヘッド21およびヘッド保持部材27に高精度に取付けることができる。この動作をヘッド22〜24毎に繰返すことにより、プリンター装置が組立られる。
【００５４】
このようにヘッド21〜24を中間保持部材25ａ、25ｂを介してヘッド保持部材26に高精度に位置決めして取付けることができるため、画像の品質を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、部品としてプリンター装置の中間保持部材25ａ、25ｂを対象にしているが、これに限らず、吸着されるものであれば如何なる部品であっても良い。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１、２記載の発明によれば、部品を確実に吸引して吸着部材に吸着させることができ、部品を被取付け部材に高精度に取付けることができる。
【００５７】
請求項３記載の発明によれば、インクジェットヘッドを中間保持部材を介してプリンター装置に高精度に位置決めして取付けることができるため、画像の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る部品の吸着方法および部品の吸着装置を示す図であり、（ａ）は４ヘッドユニットの斜視図、（ｂ）は４ヘッドユニットの要部正面図である。
【図２】４ヘッドユニットの要部分解部である。
【図３】（ａ）は一実施形態の吸着装置の要部構成図、（ｂ）は一実施形態の吸着部材の概略構成図である。
【図４】一実施形態の吸着装置のブロック図である。
【図５】一実施形態の吸着手順を示すフローチャートである。
【図６】一実施形態の吸気部材の動作を示す図である。
【図７】図５に後続する吸気部材の動作を示す図である。
【図８】インクジェットヘッドを中間保持部材を介してヘッド保持部材に取付けた状態を示す図である。
【図９】本出願人が先に採用した吸着装置の概略構成図である。
【符号の説明】
21〜24 インクジェットヘッド
25ａ〜25ｄ中間保持部材
26 フレーム（ヘッド保持部材）
27 吸着部材
28 昇降シリンダー
29 電磁バルブ
30 仮置き台（仮置き部）
31 パルスモータ
32 モータドライバー
33 モータ制御部
34 ＣＰＵ（回動部材、作動部材）
35〜38 吸引ノズル
39〜42 吸着／吹き付け切換えバルブ（作動部材）
43ａ、44ａ、45ａ、46ａ吸気管（作動部材）
43ｂ、44ｂ、45ｂ、45ｂ排気管
47〜50 圧力センサ（検知部材）
51 回動シリンダー（回動部材）
52 電磁バルブ（回動部材）

Claims

少なくとも１つ以上の吸引ノズルを有する吸着部材を用い、該吸着部材を仮置き部材に載置された部品まで下降させた後、該部品を前記吸引ノズルで吸着部材の吸着面に吸着する部品の吸着方法であって、
前記部品を前記吸引ノズルによって吸着する際、該吸引ノズルの吸引力を検知し、該吸引力が所定吸引力よりも大きいときに、前記吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材を回動させて吸引を一端停止した後、吸引を再開するようにしたことを特徴とする部品の吸着方法。
少なくとも１つ以上の吸引ノズルを有する吸着部材と、前記吸引ノズルの吸引力を検知する検知部材とを有し、該吸着部材を仮置き部材に載置された部品まで下降させた後、該部品を前記吸引ノズルで吸着部材の吸着面に吸着する部品の吸着装置において、
前記吸着装置を回動させる回動部材と前記吸引ノズルを作動させる作動部材とを設け、
該回動部材は、前記検知部材からの検知情報に基づき、前記部品の吸引力が所定吸引力よりも大きいときに、前記吸引ノズルによる部品の吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材を回動させ、
前記作動部材は、前記回動部材からの検知情報に基づき、前記吸引方向が重力方向に位置するように前記吸着部材が回動したときに、前記吸引ノズルの作動を一端停止した後、吸引を再開することを特徴とする部品の吸着装置。
前記部品を中間保持部材から構成し、該中間保持部材は、インクジェットヘッドおよびインクジェトプリンターのヘッド保持部材の間に介装されるものであることを特徴とする特徴とする請求項２記載の部品の吸着装置。