(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドを組み付けるヘッド支持体と、該インクジェットヘッドとを、該ヘッド支持体と該インクジェットヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定するに当たって、該インクジェットヘッドのヘッド面に穿たれている多数のノズル孔のうちの予め特定した位置のノズル孔を、該インクジェットヘッドの位置を特定する基準ノズル孔として撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像を予め登録されたノズル孔の基準パターン画像と比較して、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が該基準ノズル孔のノズル孔画像として認識された後、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算手段により演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことにより、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定するインクジェットヘッドの位置決め方法において、
上記撮像手段により撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを比較した際に、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔を、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔のパターン画像とを再度比較することを特徴とするインクジェットヘッドの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１のインクジェットヘッドの位置決め方法において、
上記基準ノズル孔と異なる他のノズル孔が、該基準ノズル孔に隣接したノズル孔であることを特徴とするインクジェットヘッドの位置決め方法。
【請求項３】
インクジェットヘッドを組み付けるヘッド支持体と、該インクジェットヘッドとを、該ヘッド支持体と該インクジェットヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定するに当たって、該インクジェットヘッドのヘッド面に穿たれている多数のノズル孔のうちの予め特定した位置のノズル孔を、該インクジェットヘッドの位置を特定する基準ノズル孔として撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像を予め登録されたノズル孔の基準パターン画像と比較して、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が該基準ノズル孔のノズル孔画像として認識された後、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算手段により演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことにより、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定するインクジェットヘッドの位置決め装置において、
上記撮像手段により撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを比較した際に、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔を、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを再度比較する制御・演算手段を有することを特徴とするインクジェットヘッドの位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタに用いられる印字ユニットのインクジェットヘッドの位置決め方法に関し、詳しくは、該インクジェットヘッドを組み付けるヘッド支持体と、該インクジェットヘッドとを、該ヘッド支持体と該インクジェットヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定する際に、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定するインクジェットヘッドの位置決め方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタに用いられる印字ヘッドユニット（以下、単に「ヘッドユニット」という）のインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」という）と、該ヘッドが組み付けられるヘッド支持体とを、該ヘッドと該ヘッド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組立方法として、該ヘッドと該ヘッド支持体と、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がある。
【０００３】
この接着による組立方法は、該ヘッドと該ヘッド支持体と該中間保持部材とをネジ止めして固定する組立方法のように、ネジの締め付け時のトルクによってヘッド支持体に対するヘッドの組み付け位置にズレが生じたり、また、該ヘッドと該ヘッド支持体と該中間保持部材とを勘合させて固定する組立方法のように、各部品の型ひけなどによって各部品の嵌合精度にバラツキが生じたりすることがなく、ヘッドとヘッド支持体とを、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、ヘッドユニットを安価に組み立てることができる。
【０００４】
しかしながら、このような接着によるヘッドユニットの組立方法では、該ヘッドとヘッド支持体との接着時における位置ズレの有無が、接着固定後のヘッド支持体に対するヘッドの組み付け位置精度、つまり、ヘッドユニットの印字性能の良否を決定することになる。
すなわち、該ヘッドとヘッド支持体との接着時に、該ヘッド支持体に対して該ヘッドが位置ズレを生じていると、この位置ズレによる組立誤差によって、該ヘッドのノズル孔から吐出されるインク滴の印字位置にバラツキが生じて、印字画像に色ズレや歪みが発生する。
【０００５】
従って、このような接着による組立方法によって、ヘッド支持体に対してヘッドを高精度に組み付けるためには、上記ヘッドとヘッド支持体と中間保持部材とを接着固定する際に、該ヘッド支持体と該ヘッドとが互いに正確な組立位置に臨むように、該ヘッドとヘッド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、この種のプリンタのヘッドの場合では、そのヘッド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。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記ヘッド支持体と、上記ヘッドとを、該ヘッド支持体と該ヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定するに当たって、該ヘッドのヘッド面に穿たれている多数のノズル孔のうちの予め特定した位置のノズル孔を、該ヘッドの位置を特定する基準ノズル孔とし、該ヘッドのヘッド面に対して垂直な方向から、該基準ノズル孔を、固体撮像素子（ＣＣＤ）を備えたＣＣＤカメラで撮像し、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔のパターン画像とを比較して、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像が該基準ノズル孔のノズル孔画像として認識された後、この基準ノズル孔の画像の重心位置を演算部で演算して、上記ヘッド支持体に対する該ヘッドのＸ軸及びＹ軸方向の位置計測を行い、該ヘッド支持体に対する該ヘッドの組み付け位置を特定して、該ヘッド支持体に対するヘッドの位置決めをし、次いで、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該ヘッド支持体に対する該ヘッドのヘッド面及びノズル孔の位置調整を行う接着によるヘッドの組立方法を開発した。
【０００７】
この組立方法においては、上記ヘッドのヘッド面に形成されたノズル孔自体が、該ヘッドの組立位置調整時の調整目標としての位置基準となるので、該ヘッドの組立調整のための調整目標（アライメントマーク）を新たに設ける手間を省くことができる。
また、上記調整目標として上記ノズル孔を用いることにより、該ヘッドの組立位置調整時に、該ノズル孔が上記組立基準位置に臨むように、該ヘッドの組立位置調整が行われるので、上記ヘッド自体の外形や構造が、その加工誤差や設計変更等によって変化しても、該ノズル孔の位置、つまり、印字画像の印字位置が変化することがなく、位置決め精度が±３〜４μｍ程度の極めて高精度なヘッドの位置決めを実現できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述のように、ヘッド支持体に対して、中間保持部材を介して、ヘッドを接着剤により接着固定するヘッドユニットの組立方法では、該ヘッド支持体に対してヘッドを接着固定した後に、該ヘッド自体が不良品であることが判明した場合、該ヘッドのみを交換することが困難となるため、ヘッドユニット自体が廃棄されることになり、無駄が生じる不具合がある。
【０００９】
このため、この接着によるヘッドユニットの組立方法では、上記ヘッド支持体に上記ヘッドを組み付ける前に、該ヘッドのインク噴射テストを実施して、該ヘッド自体が不良品であるか否かを予め検査するようにしている。
【００１０】
しかし、このような噴射テストを行ったヘッドは、その基準ノズル孔にインクが残留して付着していることがあるため、前述のように、該基準ノズル孔に付着したインクが、ＣＣＤカメラで撮像された該基準ノズル孔のノズル孔画像にノイズとして現れ、該ノズル孔画像が該ヘッドのノズル孔として認識されず、上記ヘッド支持体に対する該ヘッドのＸ軸及びＹ軸方向の位置計測ができなくなって、該ヘッド支持体に対する該ヘッドの組み付け位置を特定できなくなることがあった。
【００１１】
このように、上記ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像を、予め登録されたノズル孔のパターン画像とを比較した際に、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像が、上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合、従来のヘッドの位置決め方法においては、該ＣＣＤカメラの撮像対象となるノズル孔の照明光量を変化させて、該ノズル孔画像のノイズを除去するようにしたり、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像の比較対照としての基準パターン画像の種類を増やしたりして、該ＣＣＤカメラで撮像された該基準ノズル孔のノズル孔画像の認識率を高めるようにしていた。
【００１２】
しかしながら、上記前者のように、上記ＣＣＤカメラの撮像対象となるノズル孔の照明光量を変化させた場合には、該ノズル孔に対する照明光量の増減によって、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像の陰影の形状（該ノズル孔画像の見え具合）が変化してしまう。
【００１３】
また、上記後者のように、上記ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像の比較対照としての基準パターン画像の種類を増やしても、該ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像は、該ノズル孔へのインクの付着状態によって、該基準パターン画像に該当しない個々に異なったノズル孔画像となることが多い。
【００１４】
このため、このような従来の方法では、上記ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔画像が、上記基準パターン画像によりパターン認識されなくなって、該ノズル孔の計測位置にバラツキが生じてしまう不具合がある。
【００１５】
一方、上記ヘッドの他の位置決め方法として、該ヘッドの外形、あるいは、該ヘッドに記したアライメントマークを、上記基準ノズル孔の代用として用いて、上記ヘッド支持体に対する該ヘッドのＸ軸及びＹ軸方向の位置計測を行って、該ヘッド支持体に対する該ヘッドの組み付け位置を特定する方法もあるが、このヘッドの位置決め方法では、該ヘッドの外形、あるいは、該ヘッドに記したアライメントマーク自体が誤差を含んでいるため、該ヘッドの位置決め精度が、±７〜８μｍと、悪化する不具合があった。
【００１６】
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、ヘッド支持体に対してヘッドを高精度に位置決めすることができるインクジェットヘッドの位置決め方法及び装置を提供することである。
【００１７】
【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、インクジェットヘッドを組み付けるヘッド支持体と、該インクジェットヘッドとを、該ヘッド支持体と該インクジェットヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定するに当たって、該インクジェットヘッドのヘッド面に穿たれている多数のノズル孔のうちの予め特定した位置のノズル孔を、該インクジェットヘッドの位置を特定する基準ノズル孔として撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像を予め登録されたノズル孔の基準パターン画像と比較して、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が該基準ノズル孔のノズル孔画像として認識された後、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算手段により演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことにより、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定するインクジェットヘッドの位置決め方法において、上記撮像手段により撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを比較した際に、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔を、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔のパターン画像とを再度比較することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１のインクジェットヘッドの位置決め方法において、上記基準ノズル孔と異なる他のノズル孔が、該基準ノズル孔に隣接したノズル孔であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項３の発明は、インクジェットヘッドを組み付けるヘッド支持体と、該インクジェットヘッドとを、該ヘッド支持体と該インクジェットヘッドとの間に配置された中間保持部材を用いて、接着剤により接着固定するに当たって、該インクジェットヘッドのヘッド面に穿たれている多数のノズル孔のうちの予め特定した位置のノズル孔を、該インクジェットヘッドの位置を特定する基準ノズル孔として撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像を予め登録されたノズル孔の基準パターン画像と比較して、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が該基準ノズル孔のノズル孔画像として認識された後、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算手段により演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことにより、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定するインクジェットヘッドの位置決め装置において、上記撮像手段により撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを比較した際に、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔を、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像し、該撮像手段により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを再度比較する制御・演算手段を有することを特徴とするものである。
【００２０】
このインクジェットヘッドの位置決め方法及び装置においては、上記撮像手段により撮像されたノズル孔画像と予め登録されたノズル孔のパターン画像とを比較した際に、該撮像手段により撮像されたノズル孔画像が上記基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔が、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像され、該撮像手段により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とが再度比較される。
これにより、上記撮像手段により撮像された基準ノズル孔に、上述の噴射テストによりインクが残留して充満していても、上記他のノズル孔のノズル孔画像を、該ヘッドの基準ノズル孔として認識させることが可能になり、上記制御・演算手段により、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことによって、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を特定することができるようになる。
【００２１】
【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ヘッド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。
【００２２】
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用インクジェットヘッドとしての４個のヘッド２と、該ヘッド２を支持するヘッド支持体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。
【００２３】
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（図４参照）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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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Ｅ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（図４参照）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により撮像したノズル孔画像の画像データに基づいて、所定の位置基準としての基準ノズル孔２ｂの位置を計測するノズル孔位置計測手段６０２と、照明手段としてのハロゲンライトガイド６０３を介して該ＣＣＤカメラ６０１の検知対象となる基準ノズル孔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上記治具移送ユニット２００や、上記中間保持部材取り付けユニット４００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（不図示）と、図４に示すように、上記部品搭載治具位置決めユニット３００の駆動源としてのパルスモータ３００Ｍの動作制御や、上記部品搭載治具位置計測手段３０４及び上記ノズル孔位置計測手段６０２などの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）７００Ａとからなる制御・演算装置７００などで構成されている。
【００２６】
上記サブコントローラ７００Ａは、図５に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）としてのマイクロプロセッサ７０１と、上記ヘッドユニット組立装置の動作フローの動作プログラムなどが予め書き込まれているＲＯＭや該マイクロプロセッサ７０１に取り込まれた画像データ及び計測データなどを記憶して保存するＲＡＭなどからなるメインメモリ７０２と、上記パルスモータ３００Ｍの駆動回路としてのモータドライバ７０３と、上記ハロゲンライトガイド６０３に対して所定の電流を供給するノズル孔照明回路７０４と、上記ＣＣＤカメラ６０１によって撮像されたヘッド２の基準ノズル孔２ｂの画像データを２値化する画像入力２値化回路７０５と、該画像入力２値化回路７０５により２値化された該基準ノズル孔２ｂの画像をモニタ７０６に映し出すモニタインタフェース７０７と、該ＣＣＤカメラ６０１によって予め撮像された該基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像からなる基準パターン画像を登録して格納する画像メモリ７０８と、該ＣＣＤカメラ６０１によって撮像されたヘッド２の基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像を上記画像メモリ７０８に予め登録されたノズル孔画像からなる基準パターン画像と比較する画像処理回路７０９などで構成されている。
【００２７】
ここで、上記画像メモリ７０８に登録する基準パターン画像としては、上記ＣＣＤカメラ６０１によって撮像された上記ヘッド２の該基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像のうち、パターン認識時の認識率の最も高い画像を、実験等により選択しておくことが望ましい。
【００２８】
上記サブコントローラ７００Ａのメインメモリ７０２に格納されている動作プログラムがスタートすると、まず、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。
【００２９】
上記部品搭載治具１００にヘッドユニット１の各構成部品がセットされた後、上記部品搭載治具移送機構２０２により、該部品搭載治具１００が、図３の部品セット部位Ａ（またはＢ）から治具昇降部位Ｃに向けて移動される。そして、該部品搭載治具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、上記部品搭載治具昇降機構２０３により、該部品搭載治具１００が、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。
【００３０】
この後、前記部品搭載治具位置決めユニット３００を駆動する上記パルスモータ３００ＭがＯＮされる。
このパルスモータ３００Ｍ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３参照）。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、前記部品搭載治具把持機構３０２の治具把持台３０６上に固定されている。
【００３１】
図３において、上記パルスモータ３００Ｍ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、前記部品組立ステージ３０１の治具位置決めガイドレール３０５に沿って、該部品組立ステージ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。
【００３２】
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、上記サブコントローラ７００Ａにより、上記パルスモータ３００ＭをＯＮ／ＯＦＦすることによって極めて正確に管理されている。
【００３３】
このようにして、上記治具把持台３０６が、予め想定した部品組立部位Ｅに移動されると、上記ＣＣＤカメラ６０１により、まず、該治具把持台３０６に把持された部品搭載治具１００上の位置決め対象となるヘッド２の第１のノズル孔２ｂ−１（図６参照）が撮像される。
そして、このＣＣＤカメラ６０１により撮像された該部品搭載治具１００上の位置決め対象となるヘッド２の第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像が、上記サブコントローラ７００Ａにより、上記画像メモリ７０８に予め登録されたノズル孔画像からなる基準パターン画像とパターン認識により比較され、該ＣＣＤカメラ６０１により撮像された第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像が、上記ヘッド２の基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像であるか否か判断される。
【００３４】
図７に、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像されたノズル孔２ｂの位置に基づいて、上記ヘッド支持体に対して上記ヘッド２を所定の組立位置に位置決めするヘッド位置決めプログラムのフローチャートの一例を示す。
図７において、該ヘッド位置決めプログラムがスタートすると、まず、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像に基づいて、この第１のノズル孔２ｂ−１の位置が、上記ノズル孔位置計測手段６０２により計測される（ステップＳ１）。
【００３５】
ここで、このステップＳ１における上記第１のノズル孔２ｂ−１の位置の計測が可能な場合、つまり、ステップＳ２において「ＹＥＳ」の判定がなされた場合には、この第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像に基づいて、上記マイクロプロセッサ７０１により、該第１のノズル孔２ｂ−１の現在位置が算出される（ステップＳ３）。
そして、この第１のノズル孔２ｂ−１の現在位置の算出結果に基づいて、該第１のノズル孔２ｂ−１の現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の組立時の目標位置とのズレ量が、上記マイクロプロセッサ７０１により算出される（ステップＳ４）。
【００３６】
次いで、上記第１のノズル孔２ｂ−１の、現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の組立時の目標位置とのズレ量が、規格内（適正な誤差範囲内）であるか否か判断される（ステップＳ５）。
このステップＳ５において、上記ズレ量が規格内であると判定された場合には、該ヘッド位置決めプログラムがストップされ、上記ヘッド支持体３に対して、上記ヘッド２が、適正な組み付け位置に位置決めされる。
ここで、上記ズレ量が規格内でないと判定された場合、つまり、ステップＳ５で「ＮＯ」と判定された場合には、ステップＳ６に示すように、上記ズレ量に基づいて、上記目標位置までの上記ヘッド２の移動量を、上記マイクロプロセッサ７０１により算出し、ステップＳ７に示すように、該移動量分だけ、上記ヘッド位置調整機構５０２を所定方向に移動した後、上記ステップＳ１の計測動作を再度実行する。
【００３７】
一方、上記ステップＳ１における上記第１のノズル孔２ｂ−１の位置の計測が不可能な場合、例えば、該第１のノズル孔２ｂ−１に、前述したインク噴射テスト時のインクが残留していて、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された該第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像が、上記画像メモリ７０８に予め登録された基準パターン画像によりパターン認識されなかった場合には、ステップＳ２において「ＮＯ」の判定がなされる。
【００３８】
そこで、この場合には、例えば、図６に示すように、上記ヘッド２の第１のノズル孔２ｂ−１に隣接している第２のノズル孔２ｂ−２を、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像し、この第２のノズル孔２ｂ−２ノズル孔画像を、上記サブコントローラ７００Ａにより、上記画像メモリ７０８に予め登録されたノズル孔画像からなる基準パターン画像とパターン認識により比較して、該第２のノズル孔２ｂ−２ノズル孔画像が、上記ヘッド２の基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像であるか否か判断する。
【００３９】
そして、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された第２のノズル孔２ｂ−２のノズル孔画像に基づいて、この第２のノズル孔２ｂ−２の位置が、上記ノズル孔位置計測手段６０２により計測される（ステップＳ８）。
ここで、このステップＳ８における上記第２のノズル孔２ｂ−２の位置の計測が可能な場合、つまり、ステップＳ９において「ＹＥＳ」の判定がなされた場合には、この第２のノズル孔２ｂ−２のノズル孔画像に基づいて、上記マイクロプロセッサ７０１により、該第２のノズル孔２ｂ−２の現在位置が算出される（ステップＳ１０）。
【００４０】
次いで、ステップＳ１１において、前述した上記第１のノズル孔２ｂ−１用の組立時の目標位置が、上記第２のノズル孔２ｂ−２用の組立時の目標位置に補正される。
そして、この目標位置の補正後、上記第２のノズル孔２ｂ−２の現在位置の算出結果に基づいて、該第２のノズル孔２ｂ−２の現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の補正後の組立時の目標位置とのズレ量が、上記マイクロプロセッサ７０１により算出される（ステップＳ１２）。
【００４１】
次いで、上記第２のノズル孔２ｂ−２の、現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の組立時の補正後の目標位置とのズレ量が、規格内（適正な誤差範囲内）であるか否か判断される（ステップＳ１３）。
このステップＳ１３において、上記ズレ量が規格内であると判定された場合には、ステップＳ１４において、上記第２のノズル孔２ｂ−２用の組立時の目標位置が、上記第１のノズル孔２ｂ−１用の組立時の目標位置に戻された後、該ヘッド位置決めプログラムがストップされ、上記ヘッド支持体３に対して、上記ヘッド２が、適正な組み付け位置に位置決めされる。
【００４２】
ここで、上記ズレ量が規格内でないと判定された場合、つまり、ステップＳ１３で「ＮＯ」と判定された場合には、ステップＳ１５に示すように、上記ズレ量に基づいて、上記第２のノズル孔２ｂ−２用の目標位置までの上記ヘッド２の移動量を、上記マイクロプロセッサ７０１により算出し、ステップＳ１６に示すように、該移動量分だけ、上記ヘッド位置調整機構５０２を所定方向に移動した後、上記ステップＳ８の計測動作を再度実行する。
【００４３】
また、このステップＳ８における上記第２のノズル孔２ｂ−２の位置の計測が不可能な場合、例えば、該第２のノズル孔２ｂ−２にも、前述したインク噴射テスト時のインクが残留していて、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された該第２のノズル孔２ｂ−２のノズル孔画像が、上記画像メモリ７０８に予め登録された基準パターン画像によりパターン認識されなかった場合には、ステップＳ９において「ＮＯ」の判定がなされる。
【００４４】
この場合には、図６に示すように、上記ヘッド２の第２のノズル孔２ｂ−２に隣接している第３のノズル孔２ｂ−３を、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像し、この第３のノズル孔２ｂ−３ノズル孔画像を、上記サブコントローラ７００Ａにより、上記画像メモリ７０８に予め登録されたノズル孔画像からなる基準パターン画像とパターン認識により比較して、該第３のノズル孔２ｂ−３ノズル孔画像が、上記ヘッド２の基準ノズル孔２ｂのノズル孔画像であるか否か判断する。
【００４５】
そして、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された該第３のノズル孔２ｂ−３のノズル孔画像に基づいて、この第３のノズル孔２ｂ−３の位置が、上記ノズル孔位置計測手段６０２により計測される（ステップＳ１７）。
ここで、このステップＳ１７における上記第３のノズル孔２ｂ−３の位置の計測が可能な場合には、上述した第２のノズル孔２ｂ−２の場合と同様に、該第３のノズル孔２ｂ−３の現在位置が算出され、上記第１のノズル孔２ｂ−１用の目標位置が、該第３のノズル孔２ｂ−３用の目標位置に補正された後、この第３のノズル孔２ｂ−３の現在位置の算出結果に基づいて、該第３のノズル孔２ｂ−３の現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の組立時の目標位置とのズレ量が、上記マイクロプロセッサ７０１により算出される。
【００４６】
そして、上記第３のノズル孔２ｂ−３の、現在位置と、上記ヘッド支持体３に対するヘッド２の組立時の補正後の目標位置とのズレ量が、規格内（適正な誤差範囲内）であるか否か判断し、該ズレ量が規格内であると判定された場合には、ステップＳ１４と同様に、該第３のノズル孔２ｂ−３用の組立時の目標位置を、上記第１のノズル孔２ｂ−１用の組立時の目標位置に戻した後、該ヘッド位置決めプログラムをストップする。
【００４７】
また、上記第３のノズル孔２ｂ−３のズレ量が規格内でないと判定された場合には、ステップＳ１５及びステップＳ１６の場合と同様に、該第３のノズル孔２ｂ−３のズレ量に基づいて、該第３のノズル孔２ｂ−３用の目標位置までの上記ヘッド２の移動量を、上記マイクロプロセッサ７０１により算出し、該移動量分だけ、上記ヘッド位置調整機構５０２を所定方向に移動した後、上記ステップＳ１７の計測動作を再度実行する。
【００４８】
このように、本実施形態に係る部品組立装置においては、上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像された上記ヘッド２のノズル孔２ｂのノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とを比較した際に、該ＣＣＤカメラ６０１により撮像された上記ヘッド２の第１のノズル孔２ｂ−１のノズル孔画像が、基準ノズル孔のノズル孔画像として認識されなかった場合に、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該第１のノズル孔２ｂ−１と異なる他の第２，第３，…のノズル孔２ｂ−２，２ｂ−３，…が、新たな基準ノズル孔として上記ＣＣＤカメラ６０１により撮像され、該ＣＣＤカメラ６０１により撮像された他のノズル孔のノズル孔画像と予め登録されたノズル孔の基準パターン画像とが再度比較されるので、上記基準ノズル孔に上述の噴射テストによりインクが残留して充満していても、上記他のノズル孔のノズル孔画像を、該ヘッドの基準ノズル孔として認識させることが可能になる。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１乃至３の発明によれば、撮像手段により撮像された基準ノズル孔に、インク噴射テストによりインクが残留して充満していても、該基準パターン画像により認識されるノズル孔画像が得られるまで、該基準ノズル孔と異なる他のノズル孔を、新たな基準ノズル孔として上記撮像手段により撮像し、該他のノズル孔のノズル孔画像を、該ヘッドの基準ノズル孔として認識させることが可能になるので、上記制御・演算手段により、該基準ノズル孔の撮像画像の重心位置を演算して、該ヘッド支持体に対する該基準ノズル孔の位置計測を行うことによって、該ヘッド支持体に対する該インクジェットヘッドの組み付け位置を正確に特定す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ヘッド支持体に対するヘッドの組み付け位置を検出するサブコントローラの概念図。
【図５】上記サブコントローラの概略構成を示すブロック図。
【図６】上記ヘッドユニット組立装置のＣＣＤカメラによって撮像された上記ヘッドのノズル孔のノズル孔画像の一例を示す模式図。
【図７】上記ＣＣＤカメラにより撮像されたノズル孔の位置に基づいて、上記ヘッド支持体に対して上記ヘッドを所定の組立位置に位置決めするヘッド位置決めプログラムの一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１      ヘッドユニット
２      インクジェットヘッド
２ｂ    ノズル孔
２ｂ−１    第１のノズル孔
２ｂ−２    第２のノズル孔
２ｂ−３    第３のノズル孔
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
２０１  部品セットステージ
３００  部品搭載治具位置決めユニット
３００Ｍ  パルスモータ
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
７００  制御・演算装置
７００Ａ  サブコントローラ
７０１  マイクロプロセッサ
７０２  メインメモリ
７０３  モータドライバ
７０４  ノズル照明回路
７０５  画像入力２値化回路
７０６  モニタ
７０７  モニタインタフェース
７０８  画像メモリ
７０９  画像処理回路
Ａ、Ｂ  部品セット部位
Ｅ      部品組立部位
【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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【図７】
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