(57)【要約】【課題】被処理物の端面の破壊や、振動等による誤差の発生を防止し迅速かつ容易に面合わせを行う。【解決手段】２つの被処理物１、２の平面状の端面を互いに平行にするにあたって、第２の被処理物２を第１の被処理物１に当接させて付勢し、この第１の位置において第１の被処理物が受ける荷重を測定し、第２の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、第２の被処理物を第１の被処理物に当接した以外の点で第１の被処理物に当接させて付勢し、第１の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第２の位置とし、第１の位置と第２の位置との間における第２の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ回転方向とは逆の方向に第２の被処理物を回転させ、第２の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、第２の被処理物と第１の被処理物との間で上記と同一の動作を行う。【選択図】  図１
2004205809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ方法であって、
第２の被処理物を第１の被処理物に当接させて付勢し、この第１の位置において前記第１の被処理物が受ける荷重を測定し、
前記第２の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第２の被処理物を前記第１の被処理物に当接した以外の点で前記第１の被処理物に当接させて付勢し、前記第１の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第２の位置とし、
前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記第２の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第２の被処理物を回転させ、
前記第２の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第２の被処理物と前記第１の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行うことを特徴とする面合わせ方法。
【請求項２】
第１の被処理物、第２の被処理物、第３の被処理物の順に直列に配置された３つの被処理物の平面状の相対向する端面を互いに平行にする面合わせ方法であって、
前記第１の被処理物を前記第２の被処理物に当接させて付勢し、この第１の位置において前記第２の被処理物が受ける荷重を測定し、
前記第１の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第１の被処理物を前記第２の被処理物に当接した以外の点で前記第２の被処理物に当接させて付勢し、前記第１の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第２の位置とし、
前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記第１の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第１の被処理物を回転させ、
前記第１の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第１の被処理物と前記第２の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行い、
第３の被処理物を第２の被処理物に当接させて付勢し、この第３の位置において前記第２の被処理物が受ける荷重を測定し、
前記第３の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第３の被処理物を前記第２の被処理物に当接した以外の点で前記第２の被処理物に当接させて付勢し、前記第３の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第４の位置とし、
前記第３の位置と前記第４の位置との間における前記第３の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第３の被処理物を回転させ、
前記第３の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第３の被処理物と前記第２の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行うことを特徴とする面合わせ方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法で面合わせを行った後、前記第１の被処理物と前記第２の被処理物との間、または前記第１の被処理物、前記第２の被処理物及び前記第３の被処理物との間で、各々の被処理物の中心線を合わせることを特徴とする面合わせ・調芯方法。
【請求項４】
２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ装置であって、
第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、
前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、
前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第２の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、
前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データとを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された角度データと荷重データとを演算する演算手段と、
該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする面合わせ装置。
【請求項５】
前記第２の被処理物を前記荷重測定手段の方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の面合わせ装置。
【請求項６】
前記移動手段は、
前記第２の被処理物を前後、上下及び左右方向に各々移動させるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸ステージと、
前記第１の被処理物を前後方向に平行な軸線回り及び上下方向に平行な軸線回りに回転させるＸθ及びＹθステージとで構成されることを特徴とする請求項４または５記載の面合わせ装置。
【請求項７】
第１の被処理物、第２の被処理物、第３の被処理物の順に直列に配置された３つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ装置であって、
第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、
前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、
前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第１の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、
前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、
該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、
前記第２及び第３の被処理物を相対移動させる移動手段と、
前記第２及び第３の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、
前記第２の被処理物に対して前記第３の被処理物を付勢した際に前記第３の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、
前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、
該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする面合わせ装置。
【請求項８】
２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にした後、各々の被処理物の中心線を合わせる面合わせ・調芯装置であって、
第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、
前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、
前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第２の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、
前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、
該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備え、
前記移動手段は、
前記第１及び第２の被処理物を前後、上下及び左右方向に各々移動させるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸ステージと、
前記第１及び第２の被処理物を前後方向に平行な軸線回り、上下方向に平行な軸線回り、及び左右方向に平行な軸線回りに回転させるＸθ、Ｙθ及びＺθステージとで構成されることを特徴とする面合わせ・調芯装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面合わせ方法及び面合わせ装置に関し、特に、複数の円柱形または長方形の光学部品等の端面を互いに平行に合わせるための面合わせ方法及び面合わせ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、端面が円柱状または長方形状の光学部品（以下、「部品」と略称する）等の接着・接合工程において、端面同士を強固に接合するためには、端面同士の平行を極力合わせる必要があり、平行性を欠く接合を行うと、経時変化により接着・接合部が破壊するおそれがある。
【０００３】
このような面合わせを行うための装置として、例えば、特許文献１には、部品同士の面合わせを短時間で行うことができる低コストの装置が開示されている。この装置は、上下方向及び前後方向に回転する第１のステージ上に左右に移動する第２のステージを備え、第２のステージは、基準部品側に加圧力を発生させるばねと、変位検出センサ及びクランプ手段を備える。
【０００４】
そして、２部品間の面合わせを行うにあたって、第２のステージ上に部品を固定し、他方の部品を対向する位置に固定し、固定された部品に対して第２のステージに固定された部品をばねの弾性力により突き当て、変位検出センサにより部品同士の接触を感知する。その後、第１のステージを上下方向及び前後方向に回転させ、この時の第２のステージの変位量を変位検出センサにて測定し、基準部品の端面に対して面合わせを行う部品の角度を算出することにより面合わせを実施している。
【０００５】
一方、特許文献２には、光部品の寸法等にばらつきがあっても迅速、かつ正確に調芯位置を決定する光部品の調芯装置及び光部品の調芯方法が開示されている。この装置では、固定された部品に対してその端面から所定の位置に上下・前後方向に帯となるレーザ帯面を配置し、固定された部品に対向して調芯する部品を左右に移動するステージ上に固定し、ステージ上の部品を固定されている部品に近接させ、部品の直前に位置するレーザ帯面及び突き当て荷重検出センサによって接続される端面の間隔を検出して部品間の位置決めを行う。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１６２４８４号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平９−３３７７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の面合わせ装置では、基準部品に突き当てるためのばねの弾性力を設定することが非常に難しいことと、上下・左右に第１のステージを回転させた場合に、左右に移動する第２のステージの自重により第２のステージに固定された部品が変位するおそれがあり、変位しないようにばねを設定すると、押し当て荷重が大きくなり、部品同士を突き当てた際に部品の端面を破壊するおそれがある。また、変位センサを使用しているため、振動によって誤差が生ずるおそれもある。
【０００９】
また、特許文献２に記載の光部品調芯装置では、部品間の位置を確認して位置決めすることが可能であるが、部品同士の面を合わせることはできない。この文献に記載の発明によって２部品間の調芯は可能でも、長時間の作業時間を必要とするという問題があった。尚、この発明において使用されている荷重検出センサは、部品間の距離を測定するためのものである。
【００１０】
そこで、本発明は、上記従来の面合わせ装置等に鑑みてなされたものであって、部品同士を突き当てた際に部品の端面を破壊するおそれがなく、振動等によって誤差が生ずるおそれもなく、迅速かつ容易に面合わせを行うことのできる安価な面合わせ装置を提供すること等を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ方法であって、第２の被処理物を第１の被処理物に当接させて付勢し、この第１の位置において前記第１の被処理物が受ける荷重を測定し、前記第２の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第２の被処理物を前記第１の被処理物に当接した以外の点で前記第１の被処理物に当接させて付勢し、前記第１の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第２の位置とし、前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記第２の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第２の被処理物を回転させ、前記第２の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第２の被処理物と前記第１の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行うことを特徴とする。
【００１２】
そして、請求項１記載の発明によれば、被処理物を破壊しない５グラム程度の力で突き当て、実際の傾斜角度を計測することにより、正確な傾斜角度の修正が可能となるため、被処理物同士を突き当てた際に被処理物の端面を破壊するおそれがなく、振動等によって誤差が生ずるおそれもなく、迅速かつ容易に簡易な構成を有する装置で面合わせを行うことができる。
【００１３】
請求項２記載の発明は、第１の被処理物、第２の被処理物、第３の被処理物の順に直列に配置された３つの被処理物の平面状の相対向する端面を互いに平行にする面合わせ方法であって、前記第１の被処理物を前記第２の被処理物に当接させて付勢し、この第１の位置において前記第２の被処理物が受ける荷重を測定し、前記第１の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第１の被処理物を前記第２の被処理物に当接した以外の点で前記第２の被処理物に当接させて付勢し、前記第１の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第２の位置とし、前記第１の位置と前記第２の位置との間における前記第１の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第１の被処理物を回転させ、前記第１の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第１の被処理物と前記第２の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行い、第３の被処理物を第２の被処理物に当接させて付勢し、この第３の位置において前記第２の被処理物が受ける荷重を測定し、前記第３の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させ、前記第３の被処理物を前記第２の被処理物に当接した以外の点で前記第２の被処理物に当接させて付勢し、前記第３の位置において測定された荷重と同一の荷重を受ける位置を第４の位置とし、前記第３の位置と前記第４の位置との間における前記第３の被処理物の回転角度の２分の１の角度の分だけ前記回転方向とは逆の方向に前記第３の被処理物を回転させ、前記第３の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向において、前記第３の被処理物と前記第２の被処理物との間で前記動作と同一の動作を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、３つの被処理物の平面状の相対向する端面を互いに平行にするにあたって、被処理物同士を突き当てた際に被処理物の端面を破壊するおそれがなく、振動等による誤差の発生を防止しながら、迅速かつ容易に簡易な構成を有する装置で面合わせを行うことができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、面合わせ・調芯方法であって、請求項１または２に記載の面合わせを行った後、前記第１の被処理物と前記第２の被処理物との間、または前記第１の被処理物、前記第２の被処理物及び前記第３の被処理物との間で、各々の被処理物の中心線を合わせることを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、２つまたは３つの被処理物の面合わせ及び調芯を行うにあたって、被処理物の端面の破壊、振動等による誤差の発生を防止しながら、迅速かつ容易に簡易な装置で面合わせ及び調芯を行うことができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ装置であって、第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第２の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された角度データと荷重データとを演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、移動手段によって第１及び第２の被処理物を相対移動させ、前記荷重測定手段によって前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第２の被処理物が受ける荷重を測定し、測定された荷重データを記憶手段に記憶し、前記移動手段によって前記第２の被処理物をその軸線を含む平面内で回転させて前記記憶手段に記憶された荷重と同一の荷重となる位置において、同一荷重が測定された２つの位置との間における相対向する両被処理物のなす角度の２分の１の角度の分だけ、前記移動手段によって前記回転方向とは逆の方向に第２の被処理物を回転させ、同様の動作を前記第２の被処理物の回転方向に対して垂直な回転方向においても行うことにより、被処理物を破壊しない５グラム程度の力で突き当てて面合わせを行うこと等が可能となり、被処理物同士を突き当てた際の被処理物の端面の破壊を防止し、振動等によって誤差が生ずるおそれもなく、迅速かつ容易に面合わせを行うことができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の面合わせ装置において、前記第２の被処理物を前記荷重測定手段の方向に付勢する付勢手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、付勢手段によって第２の被処理物を荷重測定手段の方向に付勢するため、第２の被処理物及びこれを保持する部材の自重を打ち消すことができ、正確な突き当て荷重の測定が可能となるとともに、付勢手段の経時変化による弾性力の変化を考慮した荷重設定を行うことができ、さらに正確に面合わせを行うことができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の面合わせ装置の好ましい一形態として、前記移動手段は、前記第２の被処理物を前後、上下及び左右方向に各々移動させるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸ステージと、前記第１の被処理物を前後方向に平行な軸線回り及び上下方向に平行な軸線回りに回転させるＸθ及びＹθステージとで構成されることを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、第１の被処理物、第２の被処理物、第３の被処理物の順に直列に配置された３つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にする面合わせ装置であって、第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第１の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段と、前記第２及び第３の被処理物を相対移動させる移動手段と、前記第２及び第３の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、前記第２の被処理物に対して前記第３の被処理物を付勢した際に前記第３の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、３つの被処理物間において、被処理物の端面の破壊、振動等による誤差を防止し、迅速かつ容易に面合わせを行うことができる。
【００２４】
請求項８記載の発明は、２つの被処理物の平面状の端面を互いに平行にした後、各々の被処理物の中心線を合わせる面合わせ・調芯装置であって、第１及び第２の被処理物を相対移動させる移動手段と、前記第１及び第２の被処理物の相対向する端面のなす角度を測定する角度測定手段と、前記第２の被処理物に対して前記第１の被処理物を付勢した際に前記第２の被処理物が受ける荷重を測定する荷重測定手段と、前記角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重測定手段によって測定された荷重データを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された角度データと荷重データを演算する演算手段と、該演算手段の演算結果に基づいて前記移動手段を制御する制御手段とを備え、前記移動手段は、前記第１及び第２の被処理物を前後、上下及び左右方向に各々移動させるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸ステージと、前記第１及び第２の被処理物を前後方向に平行な軸線回り、上下方向に平行な軸線回り、及び左右方向に平行な軸線回りに回転させるＸθ、Ｙθ及びＺθステージとで構成されることを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、被処理物同士を突き当てた際の被処理物の端面の破壊を防止し、振動等による誤差を防止しながら、迅速かつ容易に面合わせを行った後、引き続き両被処理物の調芯を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明にかかる面合わせ装置の第１の実施の形態を示し、この装置によって、被処理物としての部品１及び部品２の部品間の接合時の面合わせを行う。尚、部品１及び部品２は、円柱状または立方体形状であることが通例であるが、以下の説明においては、両部品が円柱状に形成されているものとする。
【００２８】
部品２の部品搭載部１４は、部品２の傾きを上下及び前後方向に補正するためのＹθ軸ステージ１１及びＸθ軸ステージ１２の両ステージの回転中心が部品２をセットした時に、回転中心１５上となる位置に組み合わされ、回転中心点１５と部品２の中心点が同一となるように部品２を位置決めし、部品クランプ４により部品２をクランプ固定する。
【００２９】
部品１は、部品搭載部１３に搭載され、部品クランプ３によりクランプ固定される。部品搭載部１３は、下面に図面上で左右に抵抗なく動作するスライドテーブル５を備え、また背面には、荷重測定手段としての荷重変換センサ６を備える。
【００３０】
また、部品１と部品２の相対向する端面のなす角度を測定するための図示しない角度測定手段と、この角度測定手段によって測定された角度データと、前記荷重変換センサ６によって測定された荷重データとを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶された角度データと荷重データとを演算する演算手段と、演算手段の演算結果に基づいてＹθ軸ステージ１１及びＸθ軸ステージ１２を制御する制御手段が設けられる。
【００３１】
スライドテーブル５上に固定された部品搭載部１３は、加圧ばね７により一定の荷重で荷重変換センサ６に押し付けられる。これによって、部品搭載部１３の自重及び部品１の自重を打ち消し、荷重変換センサの基準となるゼロ点を決定し、押し付け荷重を最小にするように制御している。
【００３２】
上記部品クランプ３乃至荷重変換センサ６のユニットは、前後に動作するＸ軸ステージ９と、上下に動作するＹ軸ステージ８と、左右に動作するＺ軸ステージ１０の上に位置決め固定される。これらのステージ８〜１０を動作させ、部品１の中心は、計算上の回転中心点１５と同軸上に位置決めすることができる。
【００３３】
次に、上記構成を有する面合わせ装置の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３４】
部品１及び部品２は、両部品１、２を固定した時には、図２（ａ）に示す状態で、部品２の端面が部品１の端面に対してθ１の傾きを持っている。次に、Ｚ軸ステージ１０をＬ方向に移動して部品１を部品２に突き当てる。この時、荷重センサ６は、加圧ばね７により押し付けられて荷重設定はゼロ荷重となっており、部品１及び部品２を破壊することのない５グラム程度で荷重を検出して部品１を停止させるように制御する。これにより、面合わせの準備が完了する。
【００３５】
次に、図２（ｂ）における荷重変換センサ６による検出時を基準とし、部品２を図１のＹθ軸ステージ１１によって上方に回転移動する。これによって、部品２は、回転中心点を基準としてθ１回転する。部品２がθ１回転することにより、図２（ｃ）に示すように部品１及び部品２間に隙間ができ、荷重変換センサ６で検出される荷重がゼロとなる。そして、そのままＹθ軸ステージ１１を上方に回転することにより、θ３の角度を持って部品１及び部品２は突き当たり、荷重変換センサ６が突き当たり荷重を検出する。これにより、回転角がθ３だけ移動したことになり、部品２の傾きはθ３÷２で中心点が求められる。そこで、荷重センサ６が検出した点より（θ３÷２）度戻すことにより、両部品１、２の端面が平行になる。すなわち、各々上方及び下方の荷重の検出角度を求め、その角度を２分の１にすることにより、部品１の端面と平行な面を部品２に作り出すことが可能となる。
【００３６】
また、前述した部品１及び部品２の部品クランプ３及び部品クランプ４によるクランプ時に、回転中心軸２１に対して極力平行に位置決めすることが理想であるが、本発明では、部品２については、部品搭載部１４からの突き出し量を決めることにより、回転中心点１５に位置決めセットすることが可能で、部品１の位置決めについても、部品２を基準にして外観を目視にておおよそ合わせ、上述の手順を実行することにより、簡単に面合わせを実施することが可能となる。
【００３７】
上述のようにＹθ軸ステージ１１にて上下方向の面合わせを実施し、同様の制御動作によりＸθ軸ステージ１２を使用して前後方向の面合わせを実施して部品１及び部品２の面合わせが完了する。尚、部品１及び部品２の両面が著しく傾いている場合には、Ｙθ軸ステージ１１及びＸθ軸ステージ１２の回転移動ピッチに合わせてＺ軸ステージ１０を移動し、早い段階で荷重変換センサ６による検出を行い、検出後にＺ軸ステージ１０を移動した量だけ戻すことにより、上記と同様の面合わせを可能にするとともに、面合わせの工程時間を短縮することができる。
【００３８】
次に、本発明にかかる面合わせ装置の第２の実施形態について図３を参照しながら説明する。尚、本実施の形態は、光部品の結合に用いられる光軸調芯機構に本発明を用いた例である。
【００３９】
上記第１の実施の形態では、部品１の動作軸は、Ｘ軸ステージ９と、Ｙ軸ステージ８と、Ｚ軸ステージ１０であり、部品２の動作軸は、Ｘθ軸ステージ１２と、Ｙθ軸ステージ１１であったが、本実施の形態においては、さらにＺθ軸ステージ１６を加え、部品１の動作軸として、Ｘ軸ステージ９と、Ｙ軸ステージ８と、Ｚ軸ステージ１０と、Ｘθ軸ステージ１２と、Ｙθ軸ステージ１１の５軸に、光軸調芯に必要なＺθ軸ステージ１６の合計６軸とし、部品２の動作軸にも部品１と同様に６軸とすることにより、部品１及び部品２の面合わせに加え、面合わせ後の光部品の結合損失を最小限に留めるための光軸調芯をも実施できるように構成したものである。
【００４０】
次に、本発明にかかる面合わせ装置の第３の実施形態について図４を参照しながら説明する。
【００４１】
この面合わせ装置は、中央に部品搭載部１９を配置し、部品搭載部１９上に部品１７が搭載固定されている。この部品１７は、円柱形または立方体状に形成され、部品１７の両端面に対向して部品１及び部品２が搭載固定されている。この部品１、２を駆動するにあたって同一の機構が使用されているため、以下、部品１を代表例として説明する。
【００４２】
部品１は、荷重変換センサ６に突き当たる部品搭載部１３に搭載され、部品クランプ３にてクランプ固定されている。部品搭載部１３は、部品１の突き当たり荷重を確実に伝えるため、また、部品搭載部１３の自重による影響を取り除くため、スライドテーブル５に搭載されている。この部品搭載部１３は、部品搭載部１３の自重及び外乱の荷重より大きな力を持つ加圧ばね７により荷重変換センサ６に押し付けられ、この時点をゼロとするゼロクリアー制御を行うことにより、部品１の部品１７に突き当てられた荷重を正確に測定することを可能にする構造と、制御を有している。
【００４３】
その他の動作軸として、スライドテーブル５が取り付けられている。センサブロック２０の後方にＺθ軸ステージ１６を配置し、このＺθ軸ステージ１６は、部品１及び部品２の回転中心軸２１と同等の軸上にθ回転軸を持つように取り付けられ、部品１が回転したときに中心点１５と回転中心軸２１が合致する位置に配置されている。
【００４４】
上記構成を有する面合わせ装置によって、図５に示すように、部品１７に対して部品１及び部品２を、回転中心点１５、１８を基準として互いに直交する面内においてθ４及びθ５で示される方向、またはθ６及びθ７で示される方向に回転させ、各々第１の実施の形態と同様の動作を行うことにより、部品１、部品１７、部品２の３つの被処理物の相対向する端面を互いに平行にすることができる。
【００４５】
上記Ｚθ軸ステージ１６を備えたことによる効果は、主に部品１及び部品１７が立方体の時に発揮され、部品１７を基準にして部品１の傾きを修正する時に使用する。Ｚθ軸ステージ１６以外の軸構成は、第１の実施の形態と同様である。これらの部品及びステージの構成を部品２にも用いることにより、部品１７を基準とした面合わせ及び光部品の調芯組立が可能な装置となる。この装置が使用されるのは、主に部品１７が光パッシブ部品である光導波路の場合であり、部品１７に対して部品１及び部品２としてファイバーアレイを使用し、互いの面合わせ及び光軸合わせ後の組立てにこの装置が用いられる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品同士を突き当てた際に部品の端面を破壊するおそれや、振動等によって誤差が生ずるおそれがなく、迅速かつ容易に面合わせを行うことのできる安価な面合わせ装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる面合わせ装置の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１の面合わせ装置の動作説明図である。
【図３】本発明にかかる面合わせ装置の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図４】本発明にかかる面合わせ装置の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図５】図４の面合わせ装置において面合わせの対象となる部品の拡大図である。
【符号の説明】
１      部品
２      部品
３      部品クランプ
４      部品クランプ
５      スライドテーブル
６      荷重変換センサ
７      加圧ばね
８      Ｙ軸ステージ
９      Ｘ軸ステージ
１０    Ｚ軸ステージ
１１    Ｙθ軸ステージ
１２    Ｘθ軸ステージ
１３    部品搭載部
１４    部品搭載部
１５    回転中心点
１６    Ｚθ軸ステージ
１７    部品
１８    回転中心点
１９    部品搭載部
２０    センサブロック
２１    回転中心軸
【図１】
2004205809.tif 000003
【図２】
2004205809.tif 000004
【図３】
2004205809.tif 000005
【図４】
2004205809.tif 000006
【図５】
2004205809.tif 000007