(57)【要約】      （修正有）【課題】  小型化と局所クリーン化、タクトタイムの短縮、作業空間の清浄度の向上、スペース効率の向上を図った微細部品の組立装置およびそれによって組み立てられる液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  トレイ５１上の第１の部品である流路板を次工程に供給する第１ローディングモジュール５０と、流路板表面に接着剤を塗布する接着剤塗布モジュール６０と、流路板表面の複数個所にＵＶ接着剤を塗布するＵＶ剤塗布モジュール７０と、トレイ８１上の第２の部品であるノズル板を接合工程に供給する第２ローディングモジュール８０と、流路板とノズル板を位置調整した後加圧接合し、ＵＶ接着剤を露光硬化する接合モジュール９０と、ノズル板と流路板を接合した完成品をトレイ１０１に排出収納するアンローディングモジュール１００とより構成した。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部品を投入する第１の部品供給手段と、第２の部品を投入する第２の部品供給手段と、前記第１の部品と第２の部品の一方に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、第１の部品と第２の部品を仮接着するための仮止め接着剤を一方の部品の表面に塗布する仮止め用接着剤塗布手段と、第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出手段と、第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出手段と、第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて、第２の部品の位置を調整する位置調整手段と、前記位置調整を行った後、前記２つの部品を加圧接合する接合手段と、前記仮止め用接着剤を硬化させて前記第１の部品と第２の部品を仮接着する仮止め手段と、前記第１の部品と第２の部品を接合完了後に完成品を排出する排出手段とを備え、前記第１の部品と第２の部品を、それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて部品の位置調整を行い、前記２つの部品を接着接合する微細部品の組立装置において、
前記第１の部品供給手段、第２の部品供給手段、接着剤塗布手段、仮止め用接着剤塗布手段、接合手段及び排出手段は、各々所定の動作を完結するに必要な構成要素よりなる、且つそれぞれ互いに独立したモジュールで構成されていることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項２】
請求項１に記載の微細部品の組立装置において、前記２つの部品がいずれも液滴吐出ヘッドを構成する部品であることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュール間を順次部品搬送を行うための搬送手段を前記モジュールに個別的に装備されていることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュールは外気及び隣接する各モジュールと隔離される遮蔽構造であり、前記モジュール内に所定量の清浄空気を供給するためのクリーンユニットを各々装備していることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項５】
請求項１、２又は４に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュールは該モジュール内の所定量の内部空気をモジュール外の室内又は排気管に強制的に排出するための１又は複数の排気手段を備えていることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項６】
請求項２に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュールは隣接する各モジュールとの相対位置を定めるための位置決め手段を有していることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項７】
請求項２又は６に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュールは隣接する各モジュールとの相対位置を保持するためのモジュール締結手段を有し、この締結手段により前記モジュールは取付け／取外しが行えることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項８】
請求項２に記載の微細部品の組立装置において、前記モジュールを構成する構成要素は各モジュールに個別的に備えた制御手段によって他のモジュールとは独立して制御が可能であることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の微細部品の組立装置において、卓上にて構成されていることを特徴とする微細部品の組立装置。
【請求項１０】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と各ノズルに対応した液室が形成された流路板とは請求項１ないし９のいずれかに記載の微細部品の組立装置によって接合されたものであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細部品の組立装置及び液滴吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写機、これらの複合機などの画像形成装置において、画像形成手段に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えるものがある。液滴吐出ヘッドとしては、流路内の液体を加圧するエネルギーを発生する駆動手段として、圧電素子を含む圧電型アクチュエータを用いて流路の壁面を形成する振動板を変形させて流路内容積を変化させて液滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体（電気熱変換体）を含むサーマル型アクチュエータを用いて流路内で液体を加熱して気泡を発生させることによる圧力で液滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、流路の壁面を形成する振動板を静電力によって変形させる静電型アクチュエータを用いて、振動板を変形させて流路内容積を変化させて液滴を吐出させる静電型のものなどが知られている。
【０００３】
ここで、ピエゾ型ヘッドとしては、基板上に複数の圧電素子を設け、この圧電素子に振動板の変位部を接合し、この振動板と液室を形成するための流路板を接合し、この流路板上に、振動板の変位部に各ノズルが対応するように、ノズル板を接合し、圧電素子を駆動することにより、振動板を介して液室内の液体を加圧し、ノズル板のノズルから液滴を吐出するものがある。
【０００４】
このようなヘッドにおいては、高密度、高品質記録を達成のため、ヘッドを構成する部品であるノズル板、流路板、振動板、圧電素子等の各種の微細部品を高精度に組み立てる必要がある。これらの高精度組立を実現するために、種々の組立装置が提案されている。
【０００５】
例えば、工程分割型組立装置における物品組立方法として、第二の作業ステーションに配置された第一の位置検出手段で第一の部材の位置を計測し、その結果をもとに、第一の部材が第二のステーションから第三のステーションに移動する間に、第三のステーションに配置された第二の位置検出手段の位置を、第二の部材の位置を計測するために、毎回第二の位置検出手段を移動させるものが知られている。
【特許文献１】特許第０２７３９８８５号公報
【０００６】
また、微細部品の組立装置として、部品を供給する第一ステーションと、接着剤を塗布する塗布する第二ステーションと、２つの部品を接合する第三ステーションと、接合した組立物を排出する第四ステーションを順次配置し、第二ステーションには、位置検出手段と、接着剤塗布位置に位置決めする位置決め手段を備え、第三ステーションには、他方の微細部品を吸着する保持する保持手段と、この保持手段を他方の部品供給側との間で往復移動させる移動機構部と二つの部品が位置計測可能な位置検出手段と、その結果に基づいて一方の部品の位置を調整する位置調整手段を具備するものが知られている。
【特許文献２】特開平１０−２７７８５３号公報
【０００７】
さらに、クリーン作業モジュールおよびクリーントンネルとして、ダウンフローのクリーンエアが供給されるクリーン空間に作業ユニットが取り付けられ、クリーン空間内で作業ユニットにより所定の作業を行うようにしたクリーン作業モジュール１において、クリーン空間を形成する本体壁部であって作業用口とは逆側に開口部を設けると共に、開口部を覆うよう作業用口とは逆側から組み合わせ移動可能な移動ユニットを設け、移動ユニットの前面に作業ユニットを取り付けるものが知られている。
【特許文献３】特開２００１−３４３１４０号公報
【０００８】
また、同じくクリーン作業モジュール及びクリーントンネルとして、作業ユニットを、クリーン空間を画成している奥行方向後方側の本体壁部からクリーン空間の内方側に向かって突出するように取り付けることによって、作業ユニットを通過したダウンフローのクリーンエアを均一な層流状態で下方に向けて良好に流動させ、クリーン空間の下部側に設けられたエア排気部を通してモジュール外方側に円滑に排出させるように構成するとともに、作業者用ブースを覆うシート体の空間的仕切作用によって、作業者用ブース内の圧力を、モジュール外方側の圧力よりも高く、かつクリーン空間内の圧力よりも低い圧力に維持されるように構成して、クリーン空間内における清浄度を高いレベルで達成するようにしたものが知られている。
【特許文献４】特開２００２−１９５６２０号公報
【０００９】
さらに、同じく、クリーン作業モジュール及びクリーントンネルとして、出口表面フィルタのエア送出表面を、少なくとも奥行方向と直交する幅方向に沿って略放射状に湾曲形成し、エア送出部から送給されるダウンフローのクリーンエアを、少なくとも幅方向に略放射状に拡大して送出させるように構成したことによって、上記出口表面フィルターのエア送出表面から送給されるダウンフローのクリーンエアを、クリーン空間における少なくとも幅方向の全幅にわたって良好に送給可能とし、均一なダウンフローが得られるようにしたものが知られている。
【特許文献５】特開２００２−１９５６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の工程分割型組立装置における物品組立方法にあっては、位置計測用の検出手段が、第一の検出手段と第二の検出手段という２系統の検出系を用いて部材の位置調整を行うものである。このように、２つの部品を直接計測するのではなく、校正部品を使用して２系統の検出手段の位置関係を把握して、間接的に部材を調整しているため、部材同士の位置関係を直接検出していないことになり、組立精度が確保できないおそれがある。また、第一部材の位置に合わせて、毎回、第二の位置検出手段を移動させるため、検出手段移動による検出誤差が発生し、組立精度が確保できないという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載の微細部品の組立装置においては、二つ部品を同時に撮像可能な位置検出手段を有し、一つの部品を基準として、他方の部品を位置調整することにより高精度な組立を実現しているが、接着剤塗布手段にスクリーン印刷方式を採用しており、所定の時間ごとに、接着剤の交換、スクリーンの清掃、及びスクリーンの交換等のメンテナンスが必要であり、メンテナンス期間中は、装置はダウンし、装置全体としての稼働率が低下し、生産性が低くなる。また、移載装置が複数の作業ステ−ション間に順次部品を移載するため移載距離が大きくなり、併せて高速で搬送するためには装置の高剛性化と大型化が避けられないことから、装置が大型になり、装置コストの増大と併せ設置スペースが大きくなり、スペース効率の低下を招くことになる。さらに、微細部品の組立に必要な清浄環境の形成についても、作業領域における必要清浄化容積に比較して全体の空間容積が大きくなり、作業領域への清浄空気の最適なダウンフロ−の形成が困難であり、更に必要な換気回数を確保するために清浄空気の送風量が増加し、給気ユニットが大型になるという課題がある。
【００１２】
さらに、特許文献３ないし５に記載のクリーン作業モジュールおよびクリーントンネルにあっては、微細部品の組立に必要な清浄環境の形成方法としてクリーントンネル、クリーンベンチの形態に関するものであるが、この方式は本来必要な作業領域における清浄化容積に比較して全体の空間容積が大きくなり、作業領域における清浄空気の最適なダウンフロ−の形成が困難である。更に、必要な換気回数を確保するために清浄空気の送風量が増加し、給気ユニットが大型になる。また、清浄空間が連続する構造であるため装置、治具等のトラブル時、メンテナンス時に隣接する他の作業領域へ塵埃が飛散し清浄度を低下させるというような課題がある。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、小型化と局所クリーン化を図ることができるようにして、タクトタイムの短縮、作業空間の清浄度の向上、スペース効率の向上を実現し、高品質で低コストの生産性の高い微細部品の組立装置、および、この微細部品の組立装置で組み立てられる液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る微細部品の組立装置は、第１の部品を投入する第１の部品供給手段と、第２の部品を投入する第２の部品供給手段と、第１の部品と第２の部品の一方に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、第１の部品と第２の部品を仮接着するための仮止め接着剤を一方の部品の表面に塗布する仮止め用接着剤塗布手段と、第１の部品の位置検出基準を検出する第１の部品位置検出手段と、第２の部品の位置検出基準を検出する第２の部品位置検出手段と、第１の部品と第２の部品の位置検出結果に基づいて、第２の部品の位置を調整する位置調整手段と、位置調整を行った後、２つの部品を加圧接合する接合手段と、仮止め用接着剤を硬化させて第１の部品と第２の部品を仮接着する仮止め手段と、第１の部品と第２の部品を接合完了後に完成品を排出する排出手段とを備え、第１の部品と第２の部品を、それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて部品の位置調整を行い、２つの部品を接着接合する微細部品の組立装置であって、第１の部品供給手段、第２の部品供給手段、接着剤塗布手段、仮止め用接着剤塗布手段、接合手段及び排出手段は、各々所定の動作を完結するに必要な構成要素よりなるそれぞれ互いに独立したモジュールで構成されているものである。
【００１５】
ここで、２つの部品がいずれも液滴吐出ヘッドを構成する部品とすることができる。
【００１６】
また、モジュール間を順次部品搬送を行うための搬送手段をモジュールに個別的に装備されていることが好ましい。さらに、モジュールは外気及び隣接する各モジュールと隔離される遮蔽構造であり、モジュール内に所定量の清浄空気を供給するためのクリーンユニットを各々装備していることが好ましい。さらにまた、モジュールは該モジュール内の所定量の内部空気をモジュール外の室内又は排気管に強制的に排出するための１又は複数の排気手段を備えていることが好ましい。
【００１７】
また、モジュールは隣接する各モジュールとの相対位置を定めるための位置決め手段を有していることが好ましい。さらに、モジュールは隣接する各モジュールとの相対位置を保持するためのモジュール締結手段を有し、この締結手段によりモジュールは取付け／取外しが行えることが好ましい。さらにまた、モジュールを構成する構成要素は各モジュールに個別的に備えた制御手段によって他のモジュールとは独立して制御が可能であることが好ましい。また、卓上にて構成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズル板と各ノズルに対応した液室が形成された流路板とは本発明に係る微細部品の組立装置によって接合されたものである構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る微細部品の組立装置によれば、複数の作業ステ−ションを工程分割すると同時にそれぞれの作業ステ−ションについて自律型の構造及び制御機能を持たせたモジュール構成としたので、小型化と局所クリーン化を図ることができるようになり、タクトタイムの短縮、作業空間の清浄度の向上、スペース効率の向上を図れ、高品質で低コストの生産性の高い微細部品の組立装置が得られる。
【００２０】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、本発明に係る微細部品の組立装置によって組立てられているので、高い信頼性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る微細部品の組立装置で微細部品を組立てた液滴吐出ヘッドの一例について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの概略構成図、図２は同ヘッドの流路板の平面説明図、図３は同ヘッドのノズル板の平面説明図、図４は同ヘッドの液室ユニットを接合したときのノズル板側から見た平面説明図である。
【００２２】
この液滴吐出ヘッド１は、液室ユニット２と駆動ユニット３とを備えている。液室ユニット２は、液滴を吐出する複数のノズル４０を形成したノズル板１１と、各ノズル４０が連通する液室（吐出室）３０を形成した流路板１２と、各液室３０の壁面を形成する振動板１３とで構成されている。駆動ユニット３は、複数の圧電素子（駆動部）１４ａ及び支柱部１４ｂの他端部側を、交互に、所定の間隔で基板１５に接合し、圧電素子１４ａの一端部側を液室３０に対応して振動板１３の外面側に接合し、支柱部１４ｂの一端部側を液室間隔壁３１に対応して振動板１３の外面側に接合している。
【００２３】
ここで、液室ユニット２を構成するノズル板１１と流路板１２、振動板１３とは、それぞれ流路板１２の表裏面に塗布される接着剤１６により高精度に接着接合されている。また、駆動ユニット３の各圧電素子１４ａ及び支柱部１４ｂは上面に接着剤１６により液室ユニット２の振動板１３と高精度に接着接合されている。
【００２４】
この液滴吐出ヘッドにおいては、液室ユニット２の液室３０に液体、例えばインクを供給して、所要の圧電素子１４ａを駆動することによって対応するノズル４０から液滴が吐出される。
【００２５】
そこで、図２ないし図４を参照して、ノズル板１１と流路板１２の位置調整について説明する。図２に示すように、流路板１２の両端には、位置検出用基準マーク２２ａが形成されている。一方、図３に示すように、ノズル板１１の両端にも、貫通穴からなる位置検出用基準マーク２１が形成されている。
【００２６】
そこで、これらの流路板１２のマーク２２ａ及びノズル板１１のマーク２１を検出し、画像処理によりそれぞれの重心を算出した後、ノズル板１１の重心に流路板１２の重心を合致させるように、流路板１２の位置誤差量のＸＹθを補正することにより、ノズル板１１と流路板１２のアライメント（位置補正）を完了する。その後、ノズル板１１と流路板１２を加圧し、接着剤１６を押圧し接合する。接合後は、図４に示すように、ノズル板位置検出用基準マーク２１の中に、流路板１２の位置検出用基準マーク２２ａが高精度に位置合わせされることになる。
【００２７】
なお、流路板１２と振動板１３についても、上述したノズル板１１と流路板１２と同様に位置合わせを行うため、流路板１２の両端には、位置検出用基準マーク２２ｂが形成され、振動板１３の両端にも、貫通穴からなる位置検出用基準マーク２３が形成されて、上述したと同様な位置調整方法で接合を行う。
【００２８】
次に、本発明に係る微細部品の組立装置について図５ないし図８を参照して説明する。なお、図５は同組立装置の斜視説明図、図６は同組立装置の平面説明図、図７は同組立装置の要部平面説明図、図８は図７の正面説明図である。
ここでは、２つの部品として液滴吐出ヘッドの構成部品であるノズル板と流路板の組立てを例にして説明する。流路板を第１の部品とし、ノズル板を第２の部品とする。
【００２９】
この微細部品の組立装置は、トレイ上の第１の部品である流路板を次工程に供給する第１の部品供給手段である第１ローディングモジュール５０と、流路板表面に接着剤を塗布する接着剤塗布手段である接着剤塗布モジュール６０と、流路板表面の複数個所に仮止め用接着剤であるＵＶ接着剤を塗布する仮止め用接着剤塗布手段であるＵＶ剤塗布モジュール７０と、トレイ上の第２の部品であるノズル板を接合工程に供給する第２の部品供給手段である第２ローディングモジュール８０と、流路板とノズル板を位置調整した後加圧接合し、ＵＶ接着剤を露光硬化する接合手段である接合モジュール９０と、ノズル板と流路板を接合した完成品をトレイに排出収納する排出手段であるアンローディングモジュール１００とより構成される。
【００３０】
そこで、この微細部品の組立装置の各部の構成及び動作について図９及び図１０をも参照して説明する。なお、図９はこの組立装置の工程を説明するフロー図、図１０は同組立装置の動作を説明するフロー図である。
【００３１】
また、第１ローディングモジュール５０は、複数の流路板が収納されるトレイ５１が少なくとも２個以上配置される。移載ユニット５２は、トレイ５１上に載置された流路板を把持するための図示しない真空吸着チャック部、トレイより順次取出すためのピッチ送り機構、昇降機構、旋回機構より構成される。
【００３２】
ここで、複数個配置したトレイ５１は、一方のトレイ５１上の流路板が空になると他方の流路板トレイ５１に自動的に切り替わり連続投入が可能となっている。本実施例では、トレイ５１は縦型に二個配置し、空のトレイは手前側に排出され、代わって満杯の別のトレイ５１が下方より移載位置に上昇し、移載ユニット５２により投入が継続される。
【００３３】
手前に排出された空のトレイ５１はオペレータによりローディングモジュール５０より取出され、代わって新たな満杯状態の流路板トレイ５１をセットする。なお、複数のトレイの配置は本実施形態のように縦型配置に限定されるものではなく、平面的配置も可能であり、この場合には、トレイチェンジの方法は空トレイ、満杯トレイ共に平面上を移動することになる。本実施形態では最小の設置面積が可能な縦型配置を採用している。
【００３４】
そして、この第１ローディングモジュール５０は、トレイ５１上の流路板を移載ユニット５２の真空吸着等の把持手段により順次一個ずつ移載して、次工程の接着剤塗布モジュール６０の塗布テーブル６１に載置する。
【００３５】
接着剤塗布モジュール６０は、塗布テーブル６１、流路板位置決め機構、塗布ユニット６２、流路板把持機構、テーブル移動機構、移載ユニット６３から構成される。上述した前工程より供給された流路板は塗布テーブル６１上に載置され、図示しない位置決め機構によってＸＹ二方向の位置を定め、塗布テーブル６１に内蔵した真空吸着機構により流路板を吸着保持する。
【００３６】
塗布ユニット６２は、本実施形態では凸版に所定量の接着剤を転写した後、流路板表面に凸版を押圧塗布するフレキソ印刷方式で塗布する。所定の位置に位置決めされた流路板は、テーブル移動機構により塗布ユニット６２に移動され、塗布ユニット６２の凸版に押圧され接着剤が塗布される。その後、塗布テーブル６１は次工程への移載位置まで移動する。
【００３７】
移載ユニット６３は、塗布テーブル６１上に載置された流路板を把持するための図示しない真空吸着チャック部、次工程のＵＶ塗布モジュール７０のＵＶ塗布テーブル７１位置まで搬送するための１軸送り機構、昇降機構より構成している。
【００３８】
表面に接着剤が塗布された流路板は移載ユニット６３により真空吸着把持され、前記昇降機構、１軸送り機構により予め定められた所定距離を移動し次工程のＵＶ塗布テーブル７１に移載される。
【００３９】
ＵＶ剤塗布モジュール７０は、流路板を載置するための塗布テーブル７１、流路板を所定の位置に位置決めする位置決め機構、ＵＶ剤を吐出する塗布ノズル７２、塗布ノズル７２をＸＹ２方向移動と昇降動作させるための塗布ユニット７３、塗布ノズルからのＵＶ剤吐出量を制御する塗布コントロ−ラ、流路板把持機構、テーブル移動機構、移載ユニット７４より構成している。
【００４０】
前工程より供給された流路板は塗布テーブル７１上に載置され、図示しない位置決め機構によりＸＹの２方向の位置を定め、図示しない前記塗布テーブル７１に内蔵した真空吸着機構によって流路板を吸着保持する。塗布ユニット７３は、図示しない塗布コントロ−ラにより予め定められた一定量のＵＶ剤を塗布ノズル７２より吐出せしめ、この塗布ノズル７２をＸＹ２方向に所定量移動させ流路板表面の所定位置に複数個所にわたり塗布する。塗布方式は、本実施形態では空圧制御による定量吐出ディスペンサによって塗布する方法を採用している。
【００４１】
移載ユニット７４は、塗布テーブル７１上に載置された流路板を把持するための図示しない真空吸着チャック部、次工程のＵＶ塗布テーブル７１位置まで搬送するための１軸送り機構、昇降機構より構成される。表面に接着剤及びＵＶ剤が塗布された流路板は前記移載ユニット７４により真空吸着把持され、昇降機構、１軸送り機構により予め定められた所定距離を移動し、次工程の接合モジュール９０の流路板仮置きテーブル９１に移載される。
【００４２】
第２ローディングモジュール８０は、複数のノズル板が収納されたトレイ８１が少なくとも２個以上配置される。トレイ上のノズル板は移載ユニット８２により真空吸着等の把持手段により順次一個ずつ移載され次工程の接合モジュール９０のノズル板仮置きテーブル９４に載置される。
【００４３】
複数個配置したトレイ８１は、一方のトレイ８１上のノズル板が空になると他方のノズル板トレイ８１に自動的に切り替わり連続投入が可能となっている。本実施形態では、前記トレイ８１は縦型に２個配置し空のトレイ８１は手前側に排出され、代わって満杯の別のトレイ８１が下方より移載位置に上昇し、移載ユニット８２により投入が継続される。
【００４４】
手前に排出された空のトレイ８１はオペレータにより第２ローディングモジュール８０より取出され、代わって新たな満杯状態のノズル板トレイ８１をセットする。複数のトレイの配置は本実施形態のように縦型配置に限定されるものではなく、平面的配置も可能であり、この場合にはトレイチェンジの方法は空トレイ、満杯トレイ共に平面上を移動することになる。本実施形態では最小の設置面積が可能な縦型配置を採用している。
【００４５】
移載ユニット８２は、トレイ８１上に載置されたノズル板を把持するための図示しない真空吸着チャック部、トレイより順次取出すためのピッチ送り機構、昇降機構、旋回機構より構成される。
【００４６】
接合モジュール９０は、接着剤が塗布された流路板とノズル板を光学的に検出し、画像処理によってこれら２つの部品のアライメントマークを位置調整した後加圧接合し、前記ＵＶ接着剤を露光硬化するために、流路板仮置きテーブル９１、完成品仮置きテーブル９２、接合テーブル９３、図示しない流路板位置決め機構、接合テーブル位置調整機構（ＸＹθ軸）、接合テーブル加圧機構（Ｚ軸）、画像処理装置、ＵＶ露光装置、ノズル板仮置きテーブル９４、ノズル板位置決め機構、ノズル板受渡し機構、移載ユニット９５、ノズル板移載インデックス９６、アライメントマーク検出カメラ９７より構成している。
【００４７】
流路板仮置きテーブル９１には前工程より送られる流路板が載置される。移載ユニット９５は、流路板仮置きテーブル９１を流路板を真空吸着等の把持手段により把持し、接合テーブル９３に移載する。図示しない流路板位置決め機構にて該流路板のＸＹ２方向の位置が定められる。
【００４８】
一方、第２ローディングモジュール８０から供給されたノズル板は、ノズル板仮置きテーブル９４上にて図示しない位置決め機構にてＸＹ２方向の位置を定められた後、ノズル板受渡し機構にてノズル板移載インデックス９６に受け渡される。
【００４９】
このノズル板移載インデックス９６は、図示しない真空吸着機構にてノズル板を吸着把持した後、１８０度旋回し、前述した流路板が載置された接合テーブル９３の対向上方に移動する。その後、２台のアライメントマーク検出カメラ９７によってノズル板アライメントマーク２１を検出し、画像処理装置によりアライメントマークの重心を算出し、接合位置調整のタ−ゲット座標を得る。引続き、同アライメントマーク検出カメラ９７により接合テーブル９３上の流路板のアライメントマーク２２ａを検出し、同様にして、画像処理により接合位置調整のための流路板基準位置を得る。
【００５０】
次に、ノズル板タ−ゲット座標に流路板基準位置を合致させるべく図示しない接合テーブル位置調整機構（ＸＹθ軸）により接合テーブル９３を移動させ、ノズル板と流路板の位置調整を行った後、接合テーブル加圧機構（Ｚ軸）によりノズル板と流路板を所定の圧力にて押圧し接合する。
【００５１】
さらに、図示しないＵＶ露光装置によって前述したＵＶ剤に所定時間紫外線を照射し硬化させる。ノズル板と流路板が仮接合された完成品はこれを把持するための図示しない真空吸着チャック部、１軸送り機構、昇降機構より構成される移載ユニット９５によって、接合テーブル９３から完成品仮置きテーブル９２に載置される。
【００５２】
本接合工程の構成では、ノズル板のローディングからノズル板移載インデックス９６への受渡し動作と流路板の移載からアライメント、接合動作を並列処理することが可能になり、接合工程のタクトタイム短縮が図れる。
【００５３】
アンローディングモジュール１００は、複数の完成品が収納可能なトレイ１０１が少なくとも２個以上配置される。前述したように接合モジュールにて接合された完成品は完成品仮置きテーブル９２に載置される。移載ユニット１０２は、完成品を把持するための図示しない真空吸着チャック部、トレイに順次収納するためのピッチ送り機構、昇降機構、旋回機構より構成している。
【００５４】
移載ユニット１０２は、完成品仮置きテーブル９２上の完成品を、真空吸着等の把持手段により把持して完成品トレイ１０１に順次一個ずつ収納する。
【００５５】
複数個配置したトレイ１０１は、一方のトレイ１０１上の完成品が満杯になると他方の完成品トレイ１０１に自動的に切り替わり連続収納が可能となっている。本実施形態では、トレイ１０１は縦型に２個配置し、満杯のトレイは手前側に排出され代わって空の別のトレイが下方より移載位置に上昇し、移載ユニット１０２により収納が継続される構成としている。手前に排出された満杯トレイ１０１はオペレ−タによりアンローディングモジュール１００より取出され、代わって新たな空の完成品トレイをセットする。なお、複数のトレイの配置は本実施例の如く縦型配置に限定されるものではなく、平面的配置も可能であり、この場合トレイチェンジの方法は空トレイ、満杯トレイ共に平面上を移動することになる。本実施形態では最小の設置面積が可能な縦型配置を採用している。
【００５６】
このように、第１の部品と第２の部品を、それぞれに設けた位置検出基準を検出して、その検出結果に基づいて部品の位置調整を行い、２つの部品を接着接合する組立装置で、第１の部品供給手段、第２の部品供給手段、接着剤塗布手段、仮止め用接着剤塗布手段、接合手段、排出手段を所定の動作を完結するに必要な構成要素よりなる、互いに独立したモジュール構造にすることにより、生産機種の違いにより生じる、部品の変更、工程の変更等に対応するため、必要に応じて当該モジュールの交換、削除、新規モジュールの追加を、短時間で極めて容易におこなうことができる。
【００５７】
これにより、生産量の変動に伴う生産機種の変更のための段取り時間の大幅な短縮が図られ、装置のダウンタイムを短縮して、稼働率を向上することができる。
【００５８】
ここで、２つの部品が液滴吐出ヘッドの構成部品であって、上記微細部品の組立装置を液滴吐出ヘッドの組立装置とすることにより、必要に応じて当該モジュールの交換、削除、新規モジュールの追加を容易に行うことができる。
【００５９】
例えば、上記実施形態で、第１の部品供給手段（流路板トレイモジュール５０）と接着剤塗布手段（接着剤塗布モジュール６０）の間に流路板トレイモジュール５０より供給された流路板表面の接着剤塗布面を清浄にするためのクリ−ニングモジュールを追加することができる。
【００６０】
あるいは、接合モジュール９０と排出手段（完成品トレイモジュール１００）の間に接合モジュール９０で接合都合されたノズル板１１と流路板１２の接合位置精度を検査する接合位置検査モジュールを追加し接合不良品を排除することができる。
【００６１】
このように機種の違いによる工程の変更や生産量の変動に伴う生産機種の変更のための段取り時間の大幅な短縮が図られ、装置のダウンタイム短縮して、稼働率の高い液滴吐出ヘッドの組立装置を構成することができる。
【００６２】
次に、上記微細部品の組立装置におけるモジュール内蔵型搬送ユニットについて図６ないし図８を参照して説明する。
この組立装置における搬送ユニットは、トレイモジュール内蔵型の移載ユニット５２、８２、１０２とｍ接着剤塗布モジュール、ＵＶ剤塗布モジュール、接合モジュール各内蔵型の移載ユニット６３、７４、９５の２種６台により構成される。
【００６３】
移載ユニット５２、８２、１０２は、トレイとモジュール間において部品搬送を行うもので、真空吸着チャック等の部品把持機構、ピッチ送り機構、昇降機構、旋回機構より構成される。移載ユニット６３、７４、９５は、モジュールとモジュール間において部品搬送を行うもので真空吸着チャック等の部品把持機構２００、次工程テーブル位置まで搬送するための１軸送り機構２０１、昇降機構２０２より構成される。
【００６４】
本搬送ユニットは、自モジュール所定位置より次モジュール所定位置への部品移載機能を有し、全てモジュール内に組込み型構造となっている。本実施形態の微細部品の組立装置は、同装置を構成する全てのモジュール（例では６モジュール）５０、６０、７０、８０、９０、１００は、前述したように、いずれも搬送ユニットを装備し、自モジュール内の工程を行うと同時に次モジュールへの搬送機能を持つものである。
【００６５】
このように、モジュール間で順次部品搬送を行うための搬送手段を各モジュールに個別的に備えることによって、自モジュール所定位置より隣接する次モジュール所定位置への部品移載をモジュール単位で行うことができることなり、部品の投入から加工（組立）排出までの一連の作業工程がひとつのモジュール内にて完結されることになる。
【００６６】
従来のように直交ロボット搬送、ウオーキングビーム搬送等複数の工程間にわたる部品搬送方式の場合の工程の変更は極めて困難であり、搬送装置の交換を余儀なくされ、設備コストの増大と大きなダウンタイムの発生を伴い極めて非効率的である。これに対して、本装置では、工程の追加、削除、組替え等の変更がモジュール単位で可能となりフレキシビリティの優れた生産システムの構築が可能となる。
【００６７】
次に、上記微細部品の組立装置における局所クリーンについて図５及び図１１、図１２をも参照して説明する。なお、図１１は同装置の局所クリーン構造の説明に供する正面説明図、図１２は同じく図１１の内部透過状態で示す側面説明図である。
【００６８】
この微細部品の組立装置において、装置を構成する各モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００は隣接する各モジュール間の部品移載及びトレイの出し入れに必要な作業スペース開口部を除き、外気及び隣接する各モジュールと隔離されるように、遮蔽板等で覆われたクリーンブース３０２となった構造を構成する。
【００６９】
ブース３０２上面にはフィルタ３１１及び送風ファン３１２により構成された１又は複数のクリーンユニット３００（３００ａ〜３００ｆなど）を設け、モジュール内に所定量の清浄空気を常時供給する。さらに、モジュールの下部にはモジュールの内部空気を一定時間に所定量モジュール外の室内又は排気管等に強制的に排出するための１又は複数の排気ファン３０１（図１１では３０１ａ〜３０１ｄのみを図示）を装着している。
【００７０】
各ブース３０２は、それぞれのブース内容積に対応してクリーンユニット３００により給気されるクリーンエアー量と開口部からの流出量及び排気ファン３０１による強制排気量を最適化することにより、モジュール内を概ね１０Ｐａ程度の陽圧状態にすると同時に、モジュール内の部品に対し上方から下方への清浄空気ダウンフローの形成が可能となる。
【００７１】
このように、組立装置を構成する各モジュールは、隣接する各モジュール間の部品移載及びトレイの出し入れに必要な作業スペース開口部を除き外気及び隣接する各モジュールと隔離される遮蔽構造としたクリーンブースを構成し、モジュール内に所定量の清浄空気を供給するためのクリーンユニットを各々備え、また、モジュール内の空気をモジュール外の室内又は排気管等に強制的に排出するための排気手段を装着することによって、クリーンユニットにより給気されるクリーンエアー量と開口部からの流出量及び排気手段による強制排気量を最適化することによりモジュール内を所定の陽圧に保ち、モジュール内の部品に対し上方から下方への清浄空気ダウンフローの形成を行うことができる。
【００７２】
そして、これらのクリーンユニット及び排気手段を各モジュール毎に独立して備えることで、各モジュール毎に独立した清浄空間を形成することができるので、モジュールの容積を最小化することと併せて給気量と排気量を最適化することによって良好なダウンフロー気流を容易に形成することができる。
【００７３】
さらに、装置トラブル、メンテナンス等により特定のモジュールで清浄空間が破壊されても他のモジュールでは独立したクリーンユニットにより清浄状態が維持され、ラインの仕掛り部品へのコンタミ付着の防止が図られる。
【００７４】
このように、清浄環境の形成と維持が容易に達成可能となり、組立製品へのコンタミの付着が防止でき歩留りの向上が図れる。
【００７５】
次に、この微細部品の組立装置におけるモジュール位置決め及び締結方法について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同位置決め及び締結方法の説明に供する平面説明図、図１４は同位置決め及び締結方法の他の例の説明に供する側面説明図である。
この組立装置を構成する各モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００は、隣接する各モジュールとの相対的位置を定めるためのモジュール位置決め手段、及び隣接する各モジュールとの相対的位置を保持するためのモジュール締結手段を備えている。
【００７６】
図１３に示す例では、一方のモジュール（モジュールＡとする。）には複数の凹形状の位置決め孔４０１を設け、これに対向する他方のモジュール（モジュールＢとする。）には複数の凸形状の位置決めピン４００を配置し、モジュールＡの位置決め孔４０１にモジュールＢの位置決めピン４００を挿入嵌合することによって、モジュールＡとモジュールＢの相対位置を定める。
【００７７】
そして、モジュール位置決め機構（孔４０１とピン４００で構成されるモジュール位置決め手段）によって各モジュールＡ、Ｂの相対位置を定めた後、複数のネジ、ボルト等のモジュール締結手段４０２ａ〜４０２ｄによってテーブル等の共通ベース部材５００に各モジュールＡ、Ｂの相対位置を保持して固定する。
【００７８】
次に、図１４に示す例は、テーブル等の共通のベース部材５００に予め各モジュール位置に対応する所定の位置に凸形状の複数の位置決めピン４０４ａ、４０４ｂを配置し、一方各モジュールの底面に、基準ピン４０４a、４０４ｂに対向する位置に、複数の凹形状の位置決め孔４０５を設け、この位置決め孔４０５に位置決めピン４０４を挿入して嵌め合わせることにより、モジュールＡとモジュールＢの相対位置を定めるものである。
【００７９】
そして、モジュール位置決め機構（孔４０５とピン４０４ａ、４０４ｂで構成されるモジュール位置決め手段）によって各モジュールの相対位置を定めた後、トグルクランプ等のモジュール締結手段である把持手段４０３によってモジュールをテーブル等の共通ベース部材５００上に各モジュール間の相対位置を保持して固定する。
【００８０】
このようにして、各モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００のテーブル等の共通ベース部材５００への取付け、取外し、各モジュール相対位置決めを容易に行うことができる。
【００８１】
このように、各モジュールは隣接する各モジュールとの相対的位置を定めるため位置決め手段と備え、また隣接する各モジュール間の相対位置を保持するためのモジュール締結手段を備えることにより、テーブル等の共通ベ−ス部材上に、各モジュールの相対的位置の保持して固定することができる。
【００８２】
このように、各モジュールは位置決め手段及び締結手段により所定の位置に容易に取付け、取外しが可能となる。これにより、生産機種の違いにより生じる、部品の変更、工程の変更等に対応するため当該モジュールの交換、削除、新規モジュールの追加が短時間で極めて容易に実施することができる。したがって、生産量の変動に伴う生産機種変更のための段取り時間の大幅な短縮を図ることができ、装置のダウンタイムを短縮して、高い稼働率で微細部品の組立装置を稼動することができる。
【００８３】
次に、この微細部品の組立装置における各モジュールの独立制御方法について図１３を参照して説明する。
この組立装置を構成する各モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００は、モジュール毎に、モジュールを構成するモ−タ、センサ−、機構、機器等に予め定めた所定の動作をさせるためのＰＬＣ等の制御装置６００（６００ａ〜６００ｆ）を個別的に備えている。
【００８４】
各制御装置６００は、各モジュールにおいて隣接するモジュールとの動作干渉の回避及びモジュール相互の動作タイミングを制御するため、モジュール相互間のデータリンク６０３により接続し、またデータリンク６０３は操作盤６０２にも接続している。さらに、各モジュールはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等のネットワーク６０４に接続され、動作データ、加工データ等の稼働データの収集、管理を行うことが可能である。
【００８５】
このように、複数のモジュールは各モジュール毎にモジュールを構成するモ−タ、センサ−、機構、機器等に予め定めた所定の動作をせしめるためのＰＬＣ等の制御装置を個別的に備え、他のモジュールとは独立して対応するモジュールの制御を行うことで、動作データ、加工データ等の稼働データの収集、管理が容易になる。
【００８６】
これにより、工程の変更等に対応するためモジュールの交換、削除、新規モジュールの追加等を行う場合においても、当該モジュールは事前にオフラインにおいて動作確認等のデバックが完了できる。また、当該モジュールをシステムに組込む場合もシステム全体の制御プログラムの変更を殆ど費やすことなく組込みが可能であり、工程変更に伴う装置のダウンタイムが短縮して、高い稼働率が得られ、フレキシビリティの高い微細部品の組立装置とすることができる。
【００８７】
ここで、液滴吐出ヘッドを構成するノズル板及び流路板の組立を行う場合の具体構成例について説明する。
この場合の部品の大きさは、概ね長手寸法２０〜３０ｍｍ、短手寸法１０ｍｍ、厚さ１ｍｍであり、この部品は前述したトレイに１０〜２０個単位で収納されている。トレイ寸法は概ね長手寸法２００〜３００ｍｍ、短手寸法５０〜６０ｍｍ、厚さ５〜１０ｍｍである。
【００８８】
この場合、ノズル板、流路板という微細部品に対応し、搬送、位置決め、接着剤塗布等の加工、組立に必要な機構、機器の最小化により前記各モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００の小型化を図っている。
【００８９】
ここでの各モジュール外形寸法は次のとおりである。トレイモジュール５０、８０、１００は幅１５０ｍｍ、奥行き６５０ｍｍ、高さ８００ｍｍ、接着剤塗布モジュール６０は幅４５０ｍｍ、奥行き４５０ｍｍ、高さ８００ｍｍ、ＵＶ剤塗布モジュールは幅１５０ｍｍ、奥行き６５０ｍｍ、高さ８００ｍｍ、接合モジュール９０は幅２５０ｍｍ、奥行き４５０ｍｍ、高さ８００ｍｍとしている。
【００９０】
そして、これらの６モジュール５０、６０、７０、８０、９０、１００を搭載したシステム全体（装置全体）の外形寸法は幅１１００ｍｍ、奥行き７００ｍｍ、高さ８００ｍｍとなる。これにより、この組立装置は、図５に示すように卓（ユーティリティディスク）７００上に容易に構成することが可能となる。
【００９１】
このように、微細部品に対応し搬送、位置決め、接着剤塗布等の加工、組立に必要な機構、機器の最小化により各モジュール寸法の小型化を図り、所定のモジュールから構成される組立装置を卓上に構成することによって、システムの設置スペースの大幅な低減が図れ、工場スペースの有効活用が図れる。また、小型卓上型システムのため工場内及び工場間の移動、レイアウト変更等の移設が極めて容易に且つ短時間で可能となり、フレキシブル性、拡張性に優れたシステムの構築が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明に係る微細部品の組立装置で組み立てる液滴吐出ヘッドの一例を示す概略構成図である。
【図２】同ヘッドの流路板の平面説明図である。
【図３】同ヘッドのノズル板の平面説明図である。
【図４】同ヘッドの液室ユニットを接合したときのノズル板側から見た平面説明図である。
【図５】本発明に係る微細部品の組立装置の全体構成を示す外観斜視説明図である。
【図６】同組立装置の平面説明図である。
【図７】同組立装置の搬送ユニットの平面説明図である。
【図８】同じく側面説明図である。
【図９】同組立装置による組立工程を説明するフロー図である。
【図１０】同組立装置の動作を説明するフロー図である。
【図１１】同組立装置の局所クリーン手段の構成を説明する正面説明図である。
【図１２】同じく図１１の内部透過状態で示す側面説明図である。
【図１３】同組立装置の位置決め手段及び締結手段の一例を説明する平面説明図である。
【図１４】同組立装置の位置決め手段及び締結手段の他の例を説明する平面説明図である。
【図１５】同組立装置の制御装置構成を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    …液滴吐出ヘッド               
２    …液室ユニット
３    …駆動ユニット
１１  …ノズル板
１２  …流路板
１３  …振動板
１４ａ…圧電素子    
１４ｂ…支柱部    
１５  …基板 
１６  …接着剤
２１  …ノズル板位置検出基準マーク
２２ａ…流路板のノズル板用位置検出基準マーク    
２２ｂ…流路板の振動板用位置検出基準マーク
２３  …振動板位置検出基準マーク
３０  …液室
４０  …ノズル穴
５０  …トレイモジュール（第１ローディングモジュール）
５１  …（流路板）トレイ
５２  …（流路板）移載ユニット
６０  …接着剤塗布モジュール
６１  …塗布テーブル
６２  …塗布ユニット
６３  …接着剤塗布移載ユニット
７０  …ＵＶ接着剤塗布モジュール
７１  …ＵＶ塗布テーブル
７２  …ＵＶ塗布ノズル
７３  …ＵＶ塗布ユニット
７４  …ＵＶ塗布移載ユニット
８０  …トレイモジュール（第２ローディングモジュール）
８１  …（ノズル板）トレイ
８２  …（ノズル板）移載ユニット
９０  …接合モジュール
９１  …流路板仮置きテーブル
９２  …完成品仮置きテーブル
９３  …接合テーブル
９４  …ノズル板仮置きテーブル
９５  …接合移載ユニット
９６  …ノズル板移載インデックステーブル
９７  …アライメントマーク検出カメラ
１００…トレイモジュール（アンローディングモジュール）
１０１…完成品トレイ
１０２…完成品移載ユニット
２００…部品把持機構
２０１…１軸送り機構
２０２…昇降機構
３００…クリーンユニット
３０１…排気ファン
３０２…クリーンブース
４００…位置決めピン
４０１…位置決め孔
４０２…締結手段
４０３…締結手段
４０４…位置決めピン
４０５…位置決め孔
５００…テーブル
６００…制御装置
６０１…制御ユニット
６０２…操作盤（タッチパネル）
６０３…データリンク
６０４…ネットワーク
【図１】
2005081453.tif 000003
【図２】
2005081453.tif 000004
【図３】
2005081453.tif 000005
【図４】
2005081453.tif 000006
【図５】
2005081453.tif 000007
【図６】
2005081453.tif 000008
【図７】
2005081453.tif 000009
【図８】
2005081453.tif 000010
【図９】
2005081453.tif 000011
【図１０】
2005081453.tif 000012
【図１１】
2005081453.tif 000013
【図１２】
2005081453.tif 000014
【図１３】
2005081453.tif 000015
【図１４】
2005081453.tif 000016
【図１５】
2005081453.tif 000017