JP3854724B2 - 部品組立方法及び装置 - Google Patents
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Description
【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係り、詳しくは、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中間保持部材を介して、接着剤により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と止め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。
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。 しかし、この組立方法では、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。従って、この組立方法では、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。
【0003】
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。
【0004】
しかしながら、このように、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。
【0005】
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。
【0006】
特に、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(以下、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。また、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併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。
【0007】
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。
【0008】
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。
このような背景に基づいて、本出願人は、上記部品支持体を第1のチャックで把持することにより所定の組立位置に位置決めして保持するとともに、該部品支持体に対して上記部品を第2のチャックにより位置調整自在に保持し、該部品の保持姿勢をCCDカメラにより監視しながら、該部品の保持姿勢を変化させることにより、該部品支持体に対する該部品の組み付け位置の位置調整を行って、該部品と該部品支持体とを正確に位置決めした状態で、この部品と部品支持部材との間に上記中間保持部材を第3のチャックで把持して介在させ、該中間保持部材と上記部品及び部品支持部材とを、接着剤塗布ユニットにより塗布される接着剤で接着固定する部品組立方法及びその装置を提案した。
【0009】
しかし、このように、上記部品、上記部品支持体、及び、上記中間保持部材からなる各構成部品をそれぞれチャックで把持して、該構成部品の位置決めを行うように構成した部品組立装置では、上記CCDカメラを用いた位置計測ユニットや上記接着剤塗布ユニット、及び、上記の各チャックが、互いに干渉しないように配置する必要がある。このため、この部品組立装置では、上記の各チャックや各ユニットの構造や制御が非常に複雑になるとともに、これらの各チャックや各ユニットのレイアウトが著しく制約される不具合が生じる。
【0010】
そこで、本出願人は、「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中間保持部材を介して、接着剤により接着固定する部品組立方法において、上記部品支持体が組立時の姿勢を保ち且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記部品の位置調整領域を確保するように該部品を支承する部品支承部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して上記中間保持部材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する部品搭載治具に、上記部品及び部品支持体と中間保持部材とをそれぞれ搭載し、該部品搭載治具を所定の部品組立部位に位置決めした状態で、上記部品支持体に対する部品の位置調整及び組み付けを行うことを特徴とする部品組立方法」、及び、「部品と、該部品が組み付けられる部品支持体とを、該部品と該部品支持体との間に配置された中間保持部材を介して、接着剤により接着固定する部品組立手段を備えた部品組立装置において、上記部品支持体が組立時の姿勢を保ち且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記部品の位置調整領域を確保するように該部品を支承する部品支承部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して上記中間保持部材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する部品搭載治具と、上記部品及び部品支持体と中間保持部材とがそれぞれの支承部に搭載された部品搭載治具を、所定の部品組立部位に位置決めするための治具位置決め手段と、を有することを特徴とする部品組立装置」(特願平10−29352)を開発した。
【0011】
この部品組立方法及び部品組立装置においては、上記部品支持体が、組立時の姿勢を保ち且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように位置決めして保持する部品支持体保持部に保持されるので、この部品支持体を保持するためのチャックを、部品の組立部位に設ける必要がなくなる。しかも、該部品支持体が組立時の姿勢を保った状態で、その上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位が開放される。従って、この部品組立方法及び部品組立装置においては、該部品及び中間保持部材をチャックにより支障なく容易に保持することが可能となる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の部品組立方法及び部品組立装置においては、組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品位置調整部位に臨んで、上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、上記中間保持部材を移載する中間保持部材組付け手段が、該組立対象となる部品に中間保持部材を移載して組み付けた後、この組み付けを終えた該中間保持部材の移載開始位置に復帰するように構成されていた。
【0013】
このため、この部品組立方法及び部品組立装置では、上記部品支持体に対して、複数個の部品を、該部品と該部品支持体との間に各部品毎に配置される所定個数の中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合、組立対象となる1番目の部品の組立が完了し、上記部品搭載治具が所定量だけ移動されて、次の2番目の部品に組み付けられる2番目の中間保持部材が、上記中間保持部材組付け手段の移載開始位置に臨むまで、この2番目の中間保持部材への接着剤の塗布動作を開始することができなかった。
【0014】
従って、この部品組立方法及び部品組立装置においては、上述のように、上記部品支持体に対して、複数個の部品を、各部品毎に配置された中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各部品毎の組立に要する時間が長くなって、組立効率や生産性が低下する不具合があった。
【0015】
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部品及び中間保持部材の組立に要する時間を短縮して、組立効率や生産性の向上を図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。
【0016】
【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、複数個の部品と、各部品が所定の間隔で配置されて組み付けられる部品支持体とを、該部品と該部品支持体との間に各部品毎に配置された所定個数の中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定する部品組立方法であって、上記部品支持体が、組立時の姿勢を保ち、且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように、該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記各部品の位置調整領域を確保し、且つ、各部品が組み付け時の姿勢を保って所定の間隔で配置されるように各部品を支承する部品支承部と、所定個数の上記中間保持部材を、該部品支承部に支承された上記各部品毎に対応するように、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して移載可能な姿勢に支承する中間保持部材支承部と、を有する部品搭載治具を備え、該部品搭載治具に、上記各部品、上記部品支持体、及び、上記各中間保持部材をそれぞれ搭載し、上記各部品が所定の部品組立部位に順次臨むように、上記部品搭載治具を所定の移動量ずつ順次移動して位置決めした状態で、組立対象となる中間保持部材に対して接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、上記部品搭載治具の中間保持部材支承部から上記部品支持体に向けて中間保持部材を移載して、該接着剤塗布手段により接着剤が塗布された中間保持部材を介して、組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付ける中間保持部材組付け手段と、上記部品支持体に対して該組立対象となる部品の位置調整を行う部品位置調整手段と、を作動させて、上記部品支持体に対して上記各部品及び上記各中間保持部材を順次組み付ける部品組立方法において、上記組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品組立部位に臨んで、上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、上記中間保持部材組付け手段により、中間保持部材を移載して上記組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付けた後、上記中間保持部材組付け手段を、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材の移載開始位置に復帰させて、上記部品位置調整手段による上記組立対象の部品の位置調整動作と、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材への上記接着剤塗布手段による接着剤塗布動作とを、並行して実行することを特徴とするものである。
【0017】
請求項2の発明は、複数個の部品と、各部品が所定の間隔で配置されて組み付けられる部品支持体とを、該部品と該部品支持体との間に各部品毎に配置された所定個数の中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定する部品組立手段を備えた部品組立装置であって、上記部品支持体が、組立時の姿勢を保ち、且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように、該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記各部品の位置調整領域を確保し、且つ、各部品が組み付け時の姿勢を保って所定の間隔で配置されるように各部品を支承する部品支承部と、所定個数の上記中間保持部材を、該部品支承部に支承された上記各部品毎に対応するように、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して移載可能な姿勢に支承する中間保持部材支承部と、を有する部品搭載治具と、上記各部品、上記部品支持体、及び、上記各中間保持部材が、上記部品支承部、上記部品支持体保持部、及び、上記中間保持部材支承部に搭載された部品搭載治具を、各部品が所定の部品組立部位に順次臨むように所定の移動量ずつ順次移動させて位置決めする治具位置決め手段と、該治具位置決め手段により、組立対象となる部品が上記部品組立部位に臨むように、上記部品搭載治具が順次位置決めされた状態で、上記各中間保持部材に対して接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、該接着剤が塗布された中間保持部材を上記部品支持体に対して移載して組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付ける中間保持部材組付け手段と、上記部品支持体に対して各部品の位置調整を行う部品位置調整手段とを作動させて、上記部品支持体に対して上記各部品及び上記各中間保持部材を順次組み付ける部品組立制御手段と、を有する部品組立装置において、上記組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品組立部位に臨んで、上記治具位置決め手段により上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、上記中間保持部材組付け手段により、中間保持部材を移載して上記組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付けた後、上記中間保持部材組付け手段を、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材の移載開始位置に復帰させて、上記部品位置調整手段による上記組立対象の部品の位置調整動作と、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材への上記接着剤塗布手段による接着剤塗布動作とを、並行して実行する制御手段を有することを特徴とするものである。
【0018】
請求項3の発明は、請求項2の部品組立装置において、上記中間保持部材組付け手段による各中間保持部材の移載方向が、上記部品搭載治具の移動方向に対して直交する方向に設定され、上記組立対象となる部品に組み付けられる中間保持部材の上記中間保持部材支承部への搭載位置が、上記組立対象となる部品の上記部品支承部への搭載位置に対して、上記部品搭載治具の移動方向下流に、該部品搭載治具の所定の移動量分だけ変位した位置に設定されていることを特徴とするものである。
【0019】
請求項4の発明は、請求項2の部品組立装置において、上記組立対象となる部品に組み付けられる中間保持部材の上記中間保持部材支承部への搭載位置が、上記組立対象となる部品の上記部品支承部への搭載位置に対して、上記部品搭載治具の移動方向に対して直交する線上に設定され、上記中間保持部材支承部に搭載されている上記次の部品に組み付けられる中間保持部材が、上記部品組立部位に向けて移載されるように、上記中間保持部材組付け手段による上記各中間保持部材の移載方向が、上記部品搭載治具の移動方向下流に、該部品搭載治具の所定の移動量分だけ傾斜した方向に設定されていることを特徴とするものである。
【0020】
この部品組立方法及び部品組立装置においては、上記組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品組立部位に臨んで、上記治具位置決め手段により上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、上記中間保持部材組付け手段により、中間保持部材を移載して上記組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付けた後、上記中間保持部材組付け手段が、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材の移載開始位置に復帰される。
そして、上記部品位置調整手段によって、上記組立対象の部品の位置調整動作が実行されている際に、この部品の位置調整動作に並行して、上記接着剤塗布手段によって、次の部品に組み付けられる中間保持部材への接着剤塗布動作が実行される。
【0021】
このように、上記組立対象の部品の位置調整動作と、次の部品に組み付けられる中間保持部材への接着剤塗布動作とが、並行して実行されることにより、組立対象となる部品の組立が完了し、上記部品搭載治具が所定量だけ移動して、次の部品が所定の部品組立部位に位置決めされた時点で、該次の部品に組み付けられる中間保持部材への接着剤の塗布動作を、前もって完了させることができる。
従って、この部品組立方法及び部品組立装置においては、上述のように、上記部品支持体に対して、複数個の部品を、各部品毎に配置された中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各部品毎の組立に要する時間を短縮させることができ、その組立効率や生産性を向上させることができる。
【0022】
【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インクジェットヘッドユニット(以下、単に「ヘッドユニット」という)を組み立てるための部品組立装置としてのヘッドユニット組立装置に適用した一実施形態について説明する。
【0023】
図1に、この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。
【0024】
上記各ヘッド2は、図3及び図4に示すように、該ヘッド2の背面部に装着されるインクカートリッジ(不図示)内のインクをヘッド本体内に供給するためのノズル状のインク供給部2aと、該インク供給部2aを通して供給されるインクを記録紙などに向けて微小なインク滴として吐出するためのインク吐出孔としての多数のノズル孔2bと、該ノズル孔2bからのインク滴の吐出タイミングを制御する該ヘッド2の背面部に組み込まれた制御基板(不図示)に対して制御信号等を与えるためのフレキシブルなフラットケーブル2cとを有している。また、各ヘッド2のノズル孔2bは、上記記録紙に対向するヘッド面2d上に、該記録紙の搬送方向(副走査方向)に沿うようにそれぞれ2列ずつ形成されている。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
ここで、本発明の目的及び構成をより明確なものとするために、まず、図5及び図6を参照して、従来のヘッドユニット組立装置の動作フローの一例について説明する。
【0029】
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。
【0030】
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)。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
上記可動短軸104は、側板103を貫通して、該側板103の外方に配置されたブラケット108に固定されている。該ブラケット108は、該側板103の外側に固定された他のブラケット109と、外側板03との間に軸支された支軸110によって、該可動短軸104の軸方向と平行な方向に摺動自在に枢支されている。また、該ブラケット108には、該支軸110に巻装された伸張性のコイルバネ111の伸張力によって、該側板103に近接する向きの変位習性が付与されている。更に、該ブラケット108には、他のブラケット109に穿たれたカギ型のガイド孔109aを貫通した操作レバー112が取り付けられている。
【0034】
上記ヘッド支持体3は、上述のように構成されたヘッド支持体保持部に対して、以下のようにしてセットされる。まず、該ヘッド支持体3のセットに先立って、上記操作レバー112が、上記コイルバネ111の弾力に抗して手前側に引かれ、上記ブラケット109のガイド孔109aのカギ部に係止される。これにより、上記ブラケット108を介して上記可動短軸104が側板103の外方側に変位する。この可動短軸104の変位により、該可動短軸104と固定短軸102との対向面の離間距離が、該ヘッド支持体3の摺動軸受3bの最大幅よりも大きくなる。この状態で、該ヘッド支持体3の奥側の摺動軸受3bを固定短軸102に嵌合させるとともに、上記操作レバー112のガイド孔109aのカギ部への係止を解除して、該ヘッド支持体3の手前側の摺動軸受3bに上記可動短軸104を嵌合させる。次いで、上記底板113に配置された3個の押し上げ部材107を、該可動短軸104の場合と同様に操作して所定の高さにセットするとともに、一対のブラケット105に上記押下部材106を取り付けて、該押下部材106の突起部106aにより、上記ヘッド支持体3のカートリッジ保持ブラケット3cを押圧する。
【0035】
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。
【0036】
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)。
【0037】
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。これにより、特別な位置決め手段を用いずに、該ヘッド2の既存のインク供給部2aを利用して、該ヘッド2の上記ヘッド支承部への位置決めを行うことができる。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。これにより、後述するヘッド把持手段501により該ヘッド2を把持する際に、該フレキシブルフラットケーブル2cが該ヘッド把持手段501の把持動作の障碍となることがなくなる。
【0038】
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。これにより、後述する中間保持部材保持機構401及び中間保持部材位置調整機構402による各中間保持部材4の位置調整動作が単純化され、該中間保持部材保持機構401及び中間保持部材位置調整機構402の構成及び制御が簡素化される。
【0039】
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。これにより、該構成部品とセット操作、及び、組み付けられたヘッドユニット1の取り外し操作の迅速化を図ることができるとともに、上記ノズル孔位置計測・固定ユニット600のレイアウトの自由度が向上される。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)。このように、上記ヘッド把持手段501で、ヘッド支持体3の背面側からヘッド2を把持することにより、該ヘッド支持体3の上方部位に配設される上記ノズル孔位置計測・固定ユニット600のレイアウトの自由度を更に向上させることが可能となるとともに、該ヘッドユニット1の小型化及び強度の向上を図ることができる。すなわち、該ヘッド支持体3に対して、該ヘッド支持体3の上方側から該ヘッド2を組み付けるように構成した場合には、該ヘッド支持体3のヘッド取付開口部3d(図4参照)を、該ヘッド2のヘッド基部2eの大きさよりも大きく形成する必要がある。このため、この場合には、該ヘッド支持体3のヘッド保持壁3aのスパンが大きくなり、該ヘッド支持体3が大型化するとともに、該ヘッド保持壁3aのヘッド2の保持強度が低下する。
【0040】
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。これにより、上記部品搭載治具100が移送動作を開始した際に、その可動部に誤ってオペレータの手が巻き込まれる危険が回避される。
【0041】
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)。
【0042】
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。
【0043】
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。これにより、該部品搭載治具100の載置面が、上記治具載置台207aの上面よりも僅かに高くなるように構成されている。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。
【0044】
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。
(以下、余白)
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
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。
【0059】
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)。
【0060】
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。
【0061】
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。
【0062】
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。
【0063】
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。
【0064】
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)。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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。
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【0072】
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。
【0073】
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。
【0074】
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。
【0075】
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)。
【0076】
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。
【0077】
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。
【0078】
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)。
【0079】
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。
【0080】
一方、このヘッドユニット組立装置は、図3に示したように、前記部品セットステージ201上に、2つの部品セット部位A、Bが設けられている。そして、これらの各部品セット部位A、Bに位置決めされた各部品搭載治具100と、前記部品組立部位Eとの間の、前記治具移送ユニット200によるのそれぞれの治具移送経路は、前記制御・演算装置700により選択的に切り替えられるように構成されている。これにより、前述のように、一方の部品セット部位Aから上記部品組立部位Eに移送されて各構成部品の組み付けが完了した部品搭載治具100を、他方の部品セット部位Bに移送したり、一方の部品セット部位Aから部品搭載治具100を送り出し、該部品搭載治具100上の画構成部品の組立が行われている間に、他の部品セット部位Bに位置決めされた部品搭載治具100に対して各構成部品をセットしたりすることが可能になる。従って、このヘッドユニット組立装置では、上記部品搭載治具100に対して各構成部品をセットする際のオペレータの待機時間を短縮できるので、各構成部品の組立効率を向上させることができる。
【0081】
ところが、上述した従来のヘッドユニット組立装置においては、組立対象となる1番目のヘッド2が、該ヘッド2の位置調整を行う所定の部品位置調整部位に臨んで、上記部品搭載治具100が部品組立部位Eに位置決めされた状態で、上記中間保持部材4を移載する中間保持部材保持機構401により、組立対象となる該1番目のヘッド2に対して、該1番目のヘッド2への組立対象となる1番目の中間保持部材4が移載されて組み付けられた後、該中間保持部材保持機構401のエアーチャック405,406が、この組み付けを終えた1番目の中間保持部材4がセットされていた移載開始位置に復帰して、次の組立対象である2番目のヘッド2の組み付けが開始されるまで、該1番目の中間保持部材4がセットされていた移載開始位置で待機するように構成されている。
【0082】
このため、このヘッドユニット組立装置では、上記ヘッド支持体3に対して、複数個(ここでは4個)のヘッド2を、該ヘッド2と該ヘッド支持体3との間に各ヘッド毎に配置される所定個数(ここでは4個)の中間保持部材4を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合、組立対象となる1番目のヘッド2の組立が完了し、上記部品搭載治具100が所定量だけ移動されて、次の組立対象である2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4が、上記中間保持部材保持機構401のエアーチャック405,406の移載開始位置に臨むまで、この2番目の中間保持部材4への接着剤の塗布動作を開始することができなかった。
【0083】
従って、このヘッドユニット組立装置においては、上述のように、上記ヘッド支持体3に対して、複数個のヘッド2を、各部ヘッド毎に配置された中間保持部材4を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各ヘッド毎の組立に要する時間が長くなって、その組立効率や生産性が低下する不具合があった。
【0084】
そこで、本実施形態に係るヘッドユニット組立装置では、上記組立対象となる1番目のヘッド2が、該ヘッド2の位置調整を行う所定の部品組立部位Eに臨んで、上記部品搭載治具位置決めユニット300により、上記部品搭載治具100が所定の部位に位置決めされた状態で、上記中間保持部材保持機構401により、上記組立対象となる1番目のヘッド2に対して、該1番目のヘッド2への組立対象となる1番目の中間保持部材4を移載して組み付けた後、上記中間保持部材保持機構401を、上記組立対象となる1番目のヘッド2の次の組立対象である2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4の移載開始位置に復帰させる。
【0085】
そして、上記ヘッド位置調整ユニット500によって、上記1番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この1番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、上記接着剤塗布手段403によって、次の2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行する。
【0086】
同様に、2番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この2番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、次の3番目のヘッド2に組み付けられる3番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行し、3番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この3番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、次の4番目のヘッド2に組み付けられる4番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行する。
【0087】
このように、上記組立対象となるヘッド2の位置調整動作と、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤塗布動作とを、略並行して実行させることにより、組立対象となるヘッド2の組立が完了し、上記部品搭載治具100が所定量だけ移動して、次のヘッド2が所定の部品組立部位Eに位置決めされた時点で、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤の塗布動作を、前もって完了させておくことができる。
【0088】
従って、この部品組立方法によるヘッドユニット組立装置においては、上述のように、上記ヘッド支持体3に対して、複数個のヘッド2を、各ヘッド毎に配置された中間保持部材4を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各ヘッド毎の組立に要する時間を短縮させることができ、その組立効率や生産性を向上させることができる。
【0089】
図15に、この部品組立方法による本実施形態に係るヘッドユニット組立装置の動作フローの一例を示す。
図15において、該動作フローの動作プログラムがスタートすると、図5に示した従来の動作フローのステップS1〜ステップS7と同様に、図15のステップS1〜ステップS7を実行し、上記部品搭載治具100を把持した治具把持台306を部品組立部位Eに向けてX方向に移動する。
【0090】
そして、図15のステップS34において、上記治具把持台306が、1番目のヘッド2に組み付けられる1番目の中間保持部材4のチャック位置に到達したか否かを判断する。
ここで、上記部品搭載治具100にセットされた上記1番目の中間保持部材4が、前記中間保持部材保持機構401のエアーチャック405,406に対応して、上記治具把持台306が、上記1番目の中間保持部材4のチャック位置に到達したと判断された場合に、ステップ35を実行して、前記治具把持台駆動モータ313をOFFし、上記治具把持台306を、上記1番目の中間保持部材4のチャック位置で停止させる。
【0091】
次いで、ステップ36及びステップ37を順次実行して、図12に示したように、上記中間保持部材保持機構401及び上記接着剤塗布手段403を順次作動し、上記部品搭載治具100のセット部位から上記エアーチャック405,406側に吸着移動された1番目の中間保持部材4に接着剤を塗布する。
【0092】
この1番目の中間保持部材4への接着剤の塗布動作が実行されている間に、図15のステップ38を実行して、上記治具把持台駆動モータ313をONし、上記部品搭載治具100を把持した治具把持台306を再びX方向に移動する。
そして、図15のステップS39において、上記治具把持台306が、1番目のヘッド2のヘッド位置を調整するヘッド調整位置に到達したか否かを判断する。
ここで、上記部品搭載治具100にセットされた上記1番目のヘッド2が、上記ヘッド調整位置に到達したと判断された場合に、ステップ40を実行して、上記治具把持台駆動モータ313をOFFし、上記治具把持台306を、上記1番目のヘッド2のヘッド調整位置で停止させる。
【0093】
この状態で、ステップ41を実行して、前記中間保持部材位置調整機構402をONし、前記ロボット411と上記中間保持部材保持機構401との動作により、上記1番目の中間保持部材4を、上記ヘッド支持体3と上記1番目のヘッド2との間の所定の組み付け部位に移載させる。
そして、ステップ42において、この1番目の中間保持部材4の移載を終えた上記中間保持部材保持機構401が、そのホームポジションに復帰したと判定された後、ステップ43を実行して、上記中間保持部材位置調整機構402をOFFする。
【0094】
次いで、図5及び図6に示した前記従来のヘッドユニット組立装置におけるステップ10〜ステップ23と同様のステップで構成されたヘッド位置調整ルーチンからなる図15のステップS44を実行して、上記1番目のヘッド2のヘッド位置調整動作を実行し、該1番目のヘッド2の位置調整が完了した後、ヘッド固定ユニット600をON(ステップS45)して、該1番目のヘッド2を上記1番目の中間保持部材4により上記ヘッド支持体3に組み付ける。
【0095】
ここで、上記中間保持部材保持機構401のホームポジションは、前述したように、上記1番目のヘッド2が、そのヘッド位置調整を行う所定の部品組立部位Eに臨んで、上記部品搭載治具100が所定の部位に位置決めされた状態で、上記1番目のヘッド2に上記1番目の中間保持部材4を移載して組み付けた後、上記中間保持部材保持機構401が、上記1番目のヘッド2の次の組立対象である2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4の移載開始位置に復帰するように設定されている。
【0096】
これにより、上記ヘッド位置調整ユニット500によって、上記1番目のヘッド2のヘッド位置調整動作が実行されている際に、この1番目のヘッド2のヘッド位置調整動作に略並行して、上記接着剤塗布手段403によって、次の2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行することが可能となる。
【0097】
そこで、本実施形態に係るヘッドユニット組立装置では、上記ステップS44のヘッド位置調整動作が実行されている間に、まず、ステップS46で、最後の中間保持部材(図示の例では、4番目の中間保持部材)4への接着剤の塗布が完了したか否かを判断し、上記4番目の中間保持部材4への接着剤の塗布が完了していない場合(ステップS46で「N」の場合)に、ステップS47及びステップS48を順次実行して、上記1番目の中間保持部材4の場合と同様に、上記中間保持部材保持機構401及び上記接着剤塗布手段403を順次作動し、上記部品搭載治具100のセット部位から上記エアーチャック405,406側に吸着移動された2番目の中間保持部材4に接着剤を塗布する。
【0098】
そして、ステップS49において、現在のヘッド(ここでは、1番目のヘッド)2の組立が完了したか否かを判断し、次いで、ステップS50において、最後のヘッド(4番目のヘッド)2の組立が完了したか否かを判断する。
ここで、上記ステップS46において、最後の中間保持部材4への接着剤の塗布が完了していないと判断され、且つ、ステップS50において、4番目のヘッドの組立が完了していないと判定された場合には、上記のステップS38〜ステップS50の動作を繰り返し実行して、上記接着剤が予め塗布された2番目の中間保持部材4を2番目のヘッド2に組み付け、この2番目のヘッド2のヘッド位置調整動作が実行されている際に、この2番目のヘッド2のヘッド位置調整動作に略並行して、次の3番目のヘッド2に組み付けられる3番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行し、更に、3番目のヘッド2のヘッド位置調整動作が実行されている際に、この3番目のヘッド2のヘッド位置調整動作に略並行して、次の4番目のヘッド2に組み付けられる4番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行する。
【0099】
そして、上記ステップS46において、最後の中間保持部材4への接着剤の塗布が完了したと判断された場合には、次の中間保持部材への接着剤の塗布動作を行わないように、上記のステップS47及びS48をジャンプして、ステップS50を実行する。
そして、このステップS50において、4番目のヘッドの組立が完了したと判断されるまで、上記の上記のステップS38〜ステップS49の動作を実行し、上記接着剤が予め塗布された最後の4番目の中間保持部材4を最後の4番目のヘッド2に組み付けて、この最後の4番目のヘッド2のヘッド位置調整動作、及び、該4番目のヘッド2のヘッド支持体3への組立固定動作を実行する。
【0100】
このようにして、上記ヘッド支持体3に上記各ヘッド2を組み付けて固定した後、図6に示したステップ30〜ステップ33と同様に、図15のステップS51〜S54を順次実行して、されている際に、この2番目のヘッド2のヘッド位置調整動作に略並行して、上記プログラムをストップさせる。
【0101】
このように、本実施形態に係るヘッドユニット組立装置では、上記組立対象となるヘッド2の位置調整動作と、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤塗布動作とを、略並行して実行させることにより、組立対象となるヘッド2の組立が完了し、上記部品搭載治具100が所定量だけ移動して、次のヘッド2が所定の部品組立部位Eに位置決めされた時点で、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤の塗布動作を、前もって完了させておくことができる。
【0102】
従って、このヘッドユニット組立装置においては、上述のように、上記ヘッド支持体3に対して、複数個のヘッド2を、各ヘッド毎に配置された中間保持部材4を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各ヘッド毎の組立に要する時間を短縮させることができ、その組立効率や生産性を向上させることができる。
【0103】
次に、上述のように、上記1番目のヘッド2が、そのヘッド位置調整を行う所定の部品組立部位Eに臨んで、上記部品搭載治具100が所定の部位に位置決めされた状態で、上記1番目のヘッド2に上記1番目の中間保持部材4を移載して組み付けた後、上記中間保持部材保持機構401が、上記1番目のヘッド2の次の組立対象である2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4の移載開始位置に復帰するように、上記中間保持部材保持機構401のホームポジションを設定する方法について説明する。
【0104】
図16に示す方法は、上記中間保持部材保持機構401による各中間保持部材4の移載方向が、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)に対して略直交する方向(Y方向)に設定されている場合の上記中間保持部材保持機構401のホームポジションの設定方法である。
【0105】
このように、上記中間保持部材保持機構401による各中間保持部材4の移載方向が、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)に対して略直交する方向(Y方向)に設定されている場合には、上記中間保持部材保持機構401のホームポジションである上記各エアーチャック405,406による上記各中間保持部材4の移載開始位置が、上記ヘッド2の位置調整を行う部品組立部位Eに対して、Y方向に沿った直線上に位置する。
【0106】
従って、この場合には、上記中間保持部材保持機構401が、例えば、図16において、紙面最上部に位置する1番目の4個の中間保持部材4を、その移載開始位置から上記部品組立部位Eに移載した後、該4個の1番目の中間保持部材4の移載開始位置に復帰されることになる。
【0107】
そこで、この場合には、図16に示すように、組立対象となる各ヘッド2に組み付けられる各中間保持部材4の上記中間保持部材支承部材116への搭載位置を、上記組立対象となる各ヘッド2の上記ヘッド支承部材115への搭載位置に対して、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)下流側に、ヘッド支持体3への各ヘッド2の組み付け時における該部品搭載治具100の所定の移動量分、すなわち、上記ヘッド支承部材115上にセットされた各ヘッド2の載置間隔a,b,cに等しい距離だけ、変位した位置に設定する。
【0108】
これにより、上記の組立対象となるヘッド、例えば、図16において、紙面最上部に位置する1番目のヘッド2が、上記部品組立部位Eに位置決めされた状態で、上記中間保持部材保持機構401のホームポジション、つまり、その各エアーチャック405,406の吸着開始位置に、2番目のヘッド2に組み付けられる4個の2番目の中間保持部材4が位置することになる。
【0109】
一方、図17に示す方法は、組立対象となる各ヘッド2に組み付けられる各中間保持部材4の上記中間保持部材支承部材116への搭載位置が、組立対象となる各ヘッド2の上記部品支承部材115への搭載位置に対して、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)に対して略直交するY方向に平行な直線上に設定されている場合の上記中間保持部材保持機構401のホームポジションの設定方法である。
【0110】
このように、各中間保持部材4の上記中間保持部材支承部材116への搭載位置が、その組立対象となる各ヘッド2の上記部品支承部材115への搭載位置に対して、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)に対して略直交するY方向に平行な直線上に設定されている場合には、図16に示した場合のように、上記中間保持部材保持機構401のホームポジションである上記各エアーチャック405,406による上記各中間保持部材4の移載開始位置と、上記ヘッド2の位置調整を行う部品組立部位Eとを、Y方向に沿った直線上に位置させると、上記中間保持部材保持機構401が、例えば、図16において、紙面最上部に位置する1番目の4個の中間保持部材4を、その移載開始位置から上記部品組立部位Eに移載した後、該4個の1番目の中間保持部材4の移載開始位置に復帰されることになるため、上記1番目のヘッド2の位置調整動作と、上記2番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作とを並行して実行させることができなくなる。
【0111】
そこで、この場合には、図17に示すように、上記中間保持部材支承部材116に搭載されている次のヘッド、例えば、2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4が、上記部品組立部位Eに向けて移載されるように、上記中間保持部材保持機構401による上記各中間保持部材4の移載方向を、上記部品搭載治具100の移動方向(X方向)下流側に、該部品搭載治具100の所定の移動量分、すなわち、上記ヘッド支承部材115上にセットされた各ヘッド2の載置間隔aに等しい距離だけ、傾斜した方向に設定する。
【0112】
これにより、上記中間保持部材保持機構401が、前記ロボット411によって、図17のY方向に対して角度θ分傾斜した方向に沿って往復移動されるので、組立対象となるヘッド、例えば、図17において、紙面最上部に位置する1番目のヘッド2が、上記部品組立部位Eに位置決めされた状態で、1番目の中間保持部材4の移載を終えた上記中間保持部材保持機構401の各エアーチャック405,406を、2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4の吸着開始位置に復帰させることができる。
【0113】
従って、上述の図16または図17に示すような構成のヘッドユニット組立装置においては、上記1番目のヘッド2が上記部品組立部位Eに位置決めされた状態で、上記ヘッド位置調整ユニット500によって、該1番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この1番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、上記接着剤塗布手段403によって、次の2番目のヘッド2に組み付けられる2番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行することが可能になる。
【0114】
同様に、2番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この2番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、次の3番目のヘッド2に組み付けられる3番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行し、3番目のヘッド2の位置調整動作が実行されている際に、この3番目のヘッド2の位置調整動作に略並行して、次の4番目のヘッド2に組み付けられる4番目の中間保持部材4への接着剤塗布動作を実行することができる。
【0115】
このように、上記組立対象となるヘッド2の位置調整動作と、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤塗布動作とを、略並行して実行させることにより、組立対象となるヘッド2の組立が完了し、上記部品搭載治具100が所定量だけ移動して、次のヘッド2が所定の部品組立部位Eに位置決めされた時点で、次の組立対象となるヘッド2に組み付けられる中間保持部材4への接着剤の塗布動作を、前もって完了させておくことができる。
【0116】
従って、この部品組立方法によるヘッドユニット組立装置においては、上述のように、上記ヘッド支持体3に対して、複数個のヘッド2を、各ヘッド毎に配置された中間保持部材4を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各ヘッド毎の組立に要する時間を短縮させることができ、その組立効率や生産性を向上させることができる。
【0117】
【発明の効果】
請求項1乃至4の発明によれば、上記組立対象の部品の位置調整動作と、次の部品に組み付けられる中間保持部材への接着剤塗布動作とを、並行して実行させることにより、組立対象となる部品の組立が完了し、上記部品搭載治具が所定量だけ移動して、次の部品が所定の部品組立部位に位置決めされた時点で、該次の部品に組み付けられる中間保持部材への接着剤の塗布動作を、前もって完了させることができるので、上記部品支持体に対して、複数個の部品を、各部品毎に配置された中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定するように構成した場合に、各部品毎の組立に要する時間を短縮させることができ、その組立効率や生産性を向上させることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係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の外観を示す斜視図。
【図2】上記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。
【図3】上記ヘッドユニット組立装置の全体的な構成を示す概略正面図。
【図4】上記ヘッドユニットの構成部品と該構成部品を所定の組み付け部位に支承するための部品搭載治具の概略構成を示す斜視図。
【図5】上記ヘッドユニット組立装置の従来の動作プログラムの一例を示す前半部分のフローチャート。
【図6】上記ヘッドユニット組立装置の従来の動作プログラムの一例を示す後半部分のフローチャート。
【図7】上記ヘッドユニット組立装置の部品セットステージの部品セット部位に上記部品搭載治具を位置決めした状態の概略構成を示す斜視図。
【図8】上記ヘッドユニット組立装置の部品組立ステージの部位品搭載治具位置決めユニットの概略構成を示す斜視図。
【図9】上記ヘッドユニットの構成部品であるインクジェットヘッドを把持して該インクジェットのヘッド面の位置を調整するためのヘッド位置調整ユニットの概略構成を示す斜視図。
【図10】(a),(b),(c)は、上記ヘッド位置調整ユニットのヘッド把持手段によるインクジェットヘッドの把持過程を示す概略工程図。
【図11】上記インクジェットヘッドの予め特定した3個のノズル孔の位置を検出するためのノズル孔位置計測手段の概略構成を示す斜視図。
【図12】上記部品搭載治具にセットされている上記構成部品としての中間保持部材を、上記部品搭載治具に支承された他の構成部品としてのヘッド支持体と上記インクジェットヘッドとの所定の組立部位に移載するための中間保持部材取付ユニットと、該中間保持部材にUV接着剤を塗布するための接着剤塗布手段との概略構成を示す側面図。
【図13】(a)、(b)は、上記中間保持部材取付ユニットにより、上記ヘッド支持体とインクジェットヘッドとの所定の組立部位に、上記中間保持部材が移載された際の該中間保持部材の挙動を示す要部断面図。
【図14】上記ヘッド支持体とインクジェットヘッドとの所定の組立部位に移載された中間保持部材に対してUV光を照射して、該UV接着剤を固化させるためのヘッド固定ユニットの概略構成を示す要部側面図。
【図15】本実施形態に係るヘッドユニット組立装置の動作プログラムの一例を示すフローチャート。
【図16】実施形態に係るヘッドユニット組立装置における中間保持部材保持機構のホームポジションの設定方法を説明するための概略平面図。
【図17】実施形態に係るヘッドユニット組立装置における中間保持部材保持機構のホームポジションの他の設定方法を説明するための概略平面図。
【符号の説明】
1 ヘッドユニット
2 インクジェットヘッド
2a インク供給部
2b ノズル孔
2d ヘッド面
3 ヘッド支持体
4 中間保持部材
100 部品搭載治具
102 固定短軸
104 可動短軸
106 押下部材
107 押し上げ部材
115 ヘッド支承部材
115a ヘッド設置面
115b 嵌合孔
116 中間保持部材支承部材
201 部品セットステージ
301 部品組立ステージ
400 中間保持部材取付ユニット
403 接着剤塗布手段
500 ヘッド位置調整ユニット
600 ノズル孔位置計測・ヘッド固定ユニット
601 CCDカメラ
602 ノズル孔位置計測手段
603 ハロゲンライトガイド
604 ノズル孔照明光源
605 UV光ガイド
606 UV光源
700 制御・演算装置
A、B 部品セット部位
E 部品組立部位
Claims (4)
- 複数個の部品と、各部品が所定の間隔で配置されて組み付けられる部品支持体とを、該部品と該部品支持体との間に各部品毎に配置された所定個数の中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定する部品組立方法であって、
上記部品支持体が、組立時の姿勢を保ち、且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように、該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、
該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記各部品の位置調整領域を確保し、且つ、各部品が組み付け時の姿勢を保って所定の間隔で配置されるように各部品を支承する部品支承部と、
所定個数の上記中間保持部材を、該部品支承部に支承された上記各部品毎に対応するように、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して移載可能な姿勢に支承する中間保持部材支承部と、
を有する部品搭載治具を備え、
該部品搭載治具に、上記各部品、上記部品支持体、及び、上記各中間保持部材をそれぞれ搭載し、
上記各部品が所定の部品組立部位に順次臨むように、上記部品搭載治具を所定の移動量ずつ順次移動して位置決めした状態で、
組立対象となる中間保持部材に対して接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、
上記部品搭載治具の中間保持部材支承部から上記部品支持体に向けて中間保持部材を移載して、該接着剤塗布手段により接着剤が塗布された中間保持部材を介して、組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付ける中間保持部材組付け手段と、
上記部品支持体に対して該組立対象となる部品の位置調整を行う部品位置調整手段と、を作動させて、
上記部品支持体に対して上記各部品及び上記各中間保持部材を順次組み付ける部品組立方法において、
上記組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品組立部位に臨んで、上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、
上記中間保持部材組付け手段により、中間保持部材を移載して上記組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付けた後、
上記中間保持部材組付け手段を、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材の移載開始位置に復帰させて、
上記部品位置調整手段による上記組立対象の部品の位置調整動作と、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材への上記接着剤塗布手段による接着剤塗布動作とを、並行して実行することを特徴とする部品組立方法。 - 複数個の部品と、各部品が所定の間隔で配置されて組み付けられる部品支持体とを、該部品と該部品支持体との間に各部品毎に配置された所定個数の中間保持部材を介して、接着剤により順次接着固定する部品組立手段を備えた部品組立装置であって、
上記部品支持体が、組立時の姿勢を保ち、且つ上記部品及び中間保持部材に対する組み付け部位を開放するように、該部品支持体を位置決めして保持する部品支持体保持部と、
該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対する上記各部品の位置調整領域を確保し、且つ、各部品が組み付け時の姿勢を保って所定の間隔で配置されるように各部品を支承する部品支承部と、
所定個数の上記中間保持部材を、該部品支承部に支承された上記各部品毎に対応するように、該部品支持体保持部に位置決めされた部品支持体に対して移載可能な姿勢に支承する中間保持部材支承部と、
を有する部品搭載治具と、
上記各部品、上記部品支持体、及び、上記各中間保持部材が、上記部品支承部、上記部品支持体保持部、及び、上記中間保持部材支承部に搭載された部品搭載治具を、各部品が所定の部品組立部位に順次臨むように所定の移動量ずつ順次移動させて位置決めする治具位置決め手段と、
該治具位置決め手段により、組立対象となる部品が上記部品組立部位に臨むように、上記部品搭載治具が順次位置決めされた状態で、
上記各中間保持部材に対して接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、該接着剤が塗布された中間保持部材を上記部品支持体に対して移載して組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付ける中間保持部材組付け手段と、上記部品支持体に対して各部品の位置調整を行う部品位置調整手段とを作動させて、上記部品支持体に対して上記各部品及び上記各中間保持部材を順次組み付ける部品組立制御手段と、
を有する部品組立装置において、
上記組立対象となる部品が、該部品の位置調整を行う所定の部品組立部位に臨んで、上記治具位置決め手段により上記部品搭載治具が位置決めされた状態で、
上記中間保持部材組付け手段により、中間保持部材を移載して上記組立対象となる部品を上記部品支持体に組み付けた後、
上記中間保持部材組付け手段を、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材の移載開始位置に復帰させて、
上記部品位置調整手段による上記組立対象の部品の位置調整動作と、次に組立対象となる部品に用いる中間保持部材への上記接着剤塗布手段による接着剤塗布動作とを、並行して実行する制御手段を有することを特徴とする部品組立装置。 - 請求項2の部品組立装置において、
上記中間保持部材組付け手段による各中間保持部材の移載方向が、上記部品搭載治具の移動方向に対して直交する方向に設定され、
上記組立対象となる部品に組み付けられる中間保持部材の上記中間保持部材支承部への搭載位置が、上記組立対象となる部品の上記部品支承部への搭載位置に対して、上記部品搭載治具の移動方向下流に、該部品搭載治具の所定の移動量分だけ変位した位置に設定されていることを特徴とする部品組立装置。 - 請求項2の部品組立装置において、
上記組立対象となる部品に組み付けられる中間保持部材の上記中間保持部材支承部への搭載位置が、上記組立対象となる部品の上記部品支承部への搭載位置に対して、上記部品搭載治具の移動方向に対して直交する線上に設定され、
上記中間保持部材支承部に搭載されている上記次の部品に組み付けられる中間保持部材が、上記部品組立部位に向けて移載されるように、上記中間保持部材組付け手段による上記各中間保持部材の移載方向が、上記部品搭載治具の移動方向下流に、該部品搭載治具の所定の移動量分だけ傾斜した方向に設定されていることを特徴とする部品組立装置。
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1998
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