(57)【要約】【課題】反応の遅れ、接着剤の硬化進行、接着剤の塗布状態の影響を考慮して、照射条件を制御することで、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、より短時間に接着接合を高精度化する。【解決手段】エネルギー線硬化特性をもつ接着剤４の硬化中に複数の接着箇所で被着物１と接着物２との間に発生する硬化収縮力を制御することで、この収縮力により発生する被着物１に対する接着物２の相対的な位置変動を制御して接着硬化を行う部品接合方法に関する。接着物２の接着目標位置からの接着物２のずれ量Ｘの位置情報を基に、複数の接着箇所に各々設けられた複数の照射手段による照射部（第１照射部８ａ，第２照射部８ｂ）のエネルギー線照射バランスＥｂ  をずれ量Ｘに応じて調整する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー線硬化特性をもつ接着剤の硬化中に複数の接着箇所で被着物と接着物との間に発生する硬化収縮力を制御することで、この収縮力により発生する被着物に対する接着物の相対的な位置変動を制御して接着硬化を行う部品接合方法であって、
前記接着物の接着目標位置からの接着物のずれ量の位置情報を基に、複数の接着箇所に各々設けられた複数の照射手段のエネルギー線照射バランスを前記ずれ量に応じて調整することを特徴とする部品接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の部品接合方法において、エネルギー線照射前に接着物の接着目標位置からのずれ量の大きさを取得し、この取得したずれ量の大きさにより前記エネルギー線の初期照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項３】
請求項２に記載の部品接合方法において、前記ずれ量の大きさにより初期照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の部品接合方法において、エネルギー線の初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着目標位置からのずれ量とを基に初期照射開始直後の照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項５】
請求項４に記載の部品接合方法において、前記初期照射開始後の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスを変化させた時の初期照射開始後一定時間の接着物の相対的な位置変化量の特性データを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の部品接合方法において、エネルギー線照射条件変更後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と、接着物の接着目標位置からのずれ量と、各照射手段の積算エネルギー量とを基に照射中の照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項７】
請求項６に記載の部品接合方法において、前記照射中の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと、接着物の最終変位の特性データと、各照射位置への積算エネルギー量の組み合わせを変化させた時の接着物の最終到達変位の特性データとを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の部品接合方法において、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、予め用意された複数の照射条件から近いエネルギー線照射バランスを選択し、照射時間と組み合わせて制御することを特徴とする部品接合方法。
【請求項９】
請求項１〜７の何れかに記載の部品接合方法において、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、照射時にパルス状にエネルギー線を照射し、そのパルス幅で照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法。
【請求項１０】
エネルギー線硬化特性をもつ接着剤の硬化中に複数の接着箇所で被着物と接着物間に発生する硬化収縮力を制御することで、この収縮力により発生する被着物に対する接着物の相対的な位置変動を制御して接着硬化を行う部品接合装置であって、
前記接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、
被着物に対する接着物の相対的な位置情報を測定する位置測定手段と、
該位置測定手段により測定された位置情報から接着目標位置に対する接着物のずれ量を演算する位置ずれ量演算手段と、
該位置ずれ量演算手段により演算された接着物のずれ量からエネルギー線の初期照射条件を演算する初期条件演算手段と、
エネルギー線照射条件を変更する照射条件変更手段とを備え、
前記初期条件演算手段で演算された初期照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の部品接合装置において、前記位置測定手段により測定された位置情報から初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対位置変化量を演算する位置変化量演算手段を有し、該位置変化量演算手段により演算された相対位置変化量と前記接着目標位置からのずれ量とから、前記照射条件変更手段でエネルギー線の初期照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の部品接合装置において、前記エネルギー線照射手段から各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量を演算する積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量を測定する積算エネルギー量測定手段を有し、前記相対位置変化量と、前記接着目標位置からのずれ量と、各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量とから、前記照射条件変更手段でエネルギー線照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被着物と接着物とをエネルギー線硬化特性をもつ接着剤により接合する部品接合方法及び部品接合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に部品を接着する接着剤としては、加熱硬化型、嫌気硬化型、光（紫外線、可視光等）硬化型などが代表的で、幾つかの性質を兼ね備えたものもある。その中でも熱硬化型樹脂やエネルギー線硬化型樹脂に代表される硬化型樹脂は、反応速度が速く硬化時間が大幅に短縮されることから、生産工程の高効率化する目的で様々な分野で利用されている。
【０００３】
特に光学部品をはじめとした高速化の必要な部品接合では一般的に、光硬化型の中でも紫外線（ＵＶ）硬化型の接着剤を使用して接合する場合が多い。
しかし硬化の際、どのタイプの接着剤でも体積収縮（硬化収縮）による応力（硬化収縮力）が発生するという問題がよく知られている。一般に、アクリル系紫外線硬化性樹脂は５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は２〜５％程度硬化収縮し、収縮量に比例して硬化収縮力が増加する。この硬化収縮力による影響は接着強度的には僅かな低下しかなくても、精密組立において大きな課題であり、高精度な調整後に硬化収縮の影響で、調整した位置にずれが生じ、精密組立の機能を阻害する可能性がある。
【０００４】
この課題を対策すべく、従来、大きく４種類の方法が知られている。
第１の方法は、特開２０００−９０４８１号公報や特開平１０−３０９８０１公報に開示されているように、使用（塗布）する接着剤を薄く少量とし、硬化収縮量を低減する方法である。しかし、特開２０００−９０４８１号では、基本的に面接着であり、特殊な接着剤を使用する必要がある。また特開平１０−３０９８０１号では接着構造が限定される上、間接接着であるため別部品を必要とし、接着箇所が増えるという不具合がある。
【０００５】
第２の方法は、特開２００１−３５００７２号公報に開示されているように、照射するＵＶ光を制御してばらつきを無くし、硬化収縮の均一性を向上させる方法である。しかし、この方法では、接着構造が基本的に面接着に限定されてしまうという問題と、接着剤の塗布むらがある場合には、硬化収縮による位置ずれを回避できない不具合とがある。
【０００６】
第３の方法は、特開平８−２０９０７５号公報に開示されているように、接着構造と接着プロセスとを工夫することにより硬化収縮による部品の位置ずれを抑える方法である。やはりこの方法でも、接着構造が限定され、汎用的な高精度ＵＶ接着方法にはなりえない。
【０００７】
第４の方法は、特開平１０−１２１０１３号公報、特開平７−２０１０２８号公報、特開平５−４１４０８号公報に開示されているように、接着剤自体に手を加える方法である。セラミックス微粒子添加や充填材添加で接着剤の硬化収縮を小さくする技術や熱収縮樹脂の添加で硬化と収縮の発生タイミングを分離する技術がある。これらの接着剤開発が、本課題に対して最も盛んに行われている対策である。しかし、この場合は、特殊な接着剤を使用する必要があり、また接着剤量が増えれば比例的に硬化収縮量が増え、部品の位置ずれが大きくなる。接着形態にも部品位置ずれ量が寄与してしまうという不具合がある。
【０００８】
上記課題をエネルギー線硬化型接着剤の特徴である接着接合工程の高速性や簡易性を維持し、特殊な接着剤を使用することなく、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、接着接合を高精度化する方法及び装置として、本出願人は先に、特願２００２−２７６２９４号を提案した。
【０００９】
特願２００２−２７６２９４号では、被着物と接着物との相対的な位置を計測する位置計測手段の計測結果を基に複数有る照射手段を個別に制御し、収縮力により発生する接着物にかかる応力を互いに相殺して被着物に対する接着物の相対的な位置を保持もしくは任意の位置に動作させて保持しすることで、硬化収縮のバランスにより発生する接着物の位置ずれを低減するというものである。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−９０４８１号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５００７２号公報
【特許文献３】
特開平７−２０１０２８号公報
【特許文献４】
特開平５−０４１４０８号公報
【特許文献５】
特開平１０−３０９８０１号公報
【特許文献６】
特開平１０−１２１０１３号公報
【特許文献７】
特開平８−２０９０７５号公報
【特許文献８】
特願２００２−２７６２９４号
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エネルギー線硬化型接着剤の硬化反応は、エネルギー線照射に対して、反応の遅れが有るためそれを考慮した照射制御が必要となったり、硬化反応が進むにつれて接着剤の硬化率が上がるため、照射バランスを変化したことによる接着物の位置の制御性が悪化し、最終的には制御できなくなってしまうという問題が有る。更に、接着剤の塗布量、塗布形状のばらつきにより照射条件のバランスと接着物の位置ずれの関係は異なるため、実際に照射した時の位置ずれの状態から制御条件を調整変更する必要がある。
【００１２】
そこで、本発明は、それらの課題を解決するため、反応の遅れ、接着剤の硬化進行、接着剤の塗布状態の影響を考慮して、照射条件を制御することで、硬化収縮による部品の位置ずれを回避し、より短時間に接着接合を高精度化する部品接合方法及び部品接合装置を提供することをその目的とする。
【００１３】
【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、エネルギー線硬化特性をもつ接着剤の硬化中に複数の接着箇所で被着物と接着物との間に発生する硬化収縮力を制御することで、この収縮力により発生する被着物に対する接着物の相対的な位置変動を制御して接着硬化を行う部品接合方法であって、
前記接着物の接着目標位置からの接着物のずれ量の位置情報を基に、複数の接着箇所に各々設けられた複数の照射手段のエネルギー線照射バランスを前記ずれ量に応じて調整することを特徴とする部品接合方法である。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の部品接合方法において、エネルギー線照射前に接着物の接着目標位置からのずれ量の大きさを取得し、この取得したずれ量の大きさにより前記エネルギー線の初期照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の部品接合方法において、前記ずれ量の大きさにより初期照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の部品接合方法において、エネルギー線の初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着目標位置からのずれ量とを基に初期照射開始直後の照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００１７】
また、請求項５の発明は、請求項４に記載の部品接合方法において、前記初期照射開始後の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスを変化させた時の初期照射開始後一定時間の接着物の相対的な位置変化量の特性データを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００１８】
また、請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の部品接合方法において、エネルギー線照射条件変更後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と、接着物の接着目標位置からのずれ量と、各照射手段の積算エネルギー量とを基に照射中の照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００１９】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の部品接合方法において、前記照射中の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと、接着物の最終変位の特性データと、各照射位置への積算エネルギー量の組み合わせを変化させた時の接着物の最終到達変位の特性データとを基に照射条件を算出し変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００２０】
また、請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の部品接合方法において、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、予め用意された複数の照射条件から近いエネルギー線照射バランスを選択し、照射時間と組み合わせて制御することを特徴とする部品接合方法である。
【００２１】
また、請求項９の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の部品接合方法において、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、照射時にパルス状にエネルギー線を照射し、そのパルス幅で照射条件を変更することを特徴とする部品接合方法である。
【００２２】
また、請求項１０の発明は、エネルギー線硬化特性をもつ接着剤の硬化中に複数の接着箇所で被着物と接着物間に発生する硬化収縮力を制御することで、この収縮力により発生する被着物に対する接着物の相対的な位置変動を制御して接着硬化を行う部品接合装置であって、
前記接着剤を硬化するためのエネルギー線照射手段と、
被着物に対する接着物の相対的な位置情報を測定する位置測定手段と、
該位置測定手段により測定された位置情報から接着目標位置に対する接着物のずれ量を演算する位置ずれ量演算手段と、
該位置ずれ量演算手段により演算された接着物のずれ量からエネルギー線の初期照射条件を演算する初期条件演算手段と、
エネルギー線照射条件を変更する照射条件変更手段とを備え、
前記初期条件演算手段で演算された初期照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置である。
【００２３】
また、請求項１１の発明は、請求項１０に記載の部品接合装置において、前記位置測定手段により測定された位置情報から初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対位置変化量を演算する位置変化量演算手段を有し、該位置変化量演算手段により演算された相対位置変化量と前記接着目標位置からのずれ量とから、前記照射条件変更手段でエネルギー線の初期照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置である。
【００２４】
また、請求項１２の発明は、請求項１１に記載の部品接合装置において、前記エネルギー線照射手段から各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量を演算する積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量を測定する積算エネルギー量測定手段を有し、前記相対位置変化量と、前記接着目標位置からのずれ量と、各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量とから、前記照射条件変更手段でエネルギー線照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することを特徴とする部品接合装置である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
エネルギー線硬化型接着剤（例えば、光硬化型接着剤（ＵＶ硬化型接着剤、可視光硬化型接着剤）、放射線硬化型接着剤、Ｘ線硬化型接着剤）を対象として説明する。
【００２６】
通常、被着物に接着物を例えばＵＶ硬化型接着剤にて接着接合する場合、接着剤を２部材の界面に塗布し、これにＵＶ（紫外線）光を照射することにより接着剤が硬化して接着される。この接着剤硬化時には、硬化収縮現象が発生し、従来技術で説明したように、一般のアクリル系紫外線硬化性樹脂は５〜１０％、エポキシ系紫外線硬化性樹脂は２〜５％前後収縮する。接着剤塗布を複数点で行う場合はこの硬化収縮が各接着点で発生する。この硬化収縮により引張応力を生じる。
【００２７】
そこで、本出願人が先に提案した特願２００２−２７６２９４号によれば、硬化エネルギーをコントロールして、硬化収縮力を相殺することで、位置調整後の接着による位置ずれを防止して極めて高精度な接着接合を可能としたり、逆に硬化収縮力を接着物の移動に積極的に利用して微小な位置調整を行った後に、硬化収縮力を相殺することにより位置調整後の接着による位置ずれを防止して極めて高精度な接着接合を可能とする。
【００２８】
本発明は特願２００２−２７６２９４号の高精度な接着接合をより短時間に的確に可能とすることができる硬化収縮力コントロールによる接着物の位置調整型接合技術の制御方法に関する発明である。
【００２９】
図１は本発明に係る一実施形態としての第１実施形態の部品接合装置の主要構成を示す図である。
図１に示すように、本発明に係る一実施形態の部品接合装置は、被着物１と接着物２の相対的な位置ずれを測定する位置測定手段１１と、位置測定手段１１により測定された位置情報に基づき、被着物１上の接着目標位置からのずれ量（ずれの大きさとずれ方向）と接着剤硬化中の接着物２の位置変化量とを演算し求める位置情報演算手段１６と、その位置情報演算手段１６の位置情報を基にエネルギー線強度調整手段１４の初期照射条件を算出したり、エネルギー線照射中の照射条件変更量を算出したりする照射条件演算手段１７と、集光レンズ８及び光ファイバ９を備えるエネルギー線照射手段（光照射手段）１２と、照射条件演算手段１７の算出した照射条件に従ってエネルギー線照射手段１２から照射されるエネルギー線の強度を調整するエネルギー線強度調整手段１４と、エネルギー線硬化型接着剤である接着剤４へのエネルギー線の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する照射ＯＮ／ＯＦＦ手段１３と、各接着剤４に照射したエネルギー線の積算エネルギー量を把握する積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量測定手段１８とを備えて構成されている。
【００３０】
前記照射ＯＮ／ＯＦＦ手段１３、エネルギー線強度調整手段１４および照射条件演算手段１７により、照射条件変更手段が構成されている。前記位置測定手段１１はＣＣＤ（固体撮像素子）１０を備えている。位置測定手段は、ＣＣＤによる画像計測以外の接着物と被着物の相対位置を計測可能な測定器や接着物、被着物自身が持つ位置ずれに対応して変化する検出信号でも良い。前記エネルギー線強度調整手段１４はフィルタ６を備えている。前記照射ＯＮ／ＯＦＦ手段１３はシャッタ７を備えている。前記各接着剤４に照射したエネルギー線の積算エネルギー量を把握する積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量測定手段１８は、積算エネルギーセンサ５を備えている。
【００３１】
前記位置情報演算手段１６、照射条件演算手段１７、および積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量測定手段１８は、本実施形態では、制御用コンピュータ１５の中に含まれている。
【００３２】
図１の部品接合装置において、被着物把持手段３で把持された被着物１には、予め、搬送手段（図示せず）により接着物２が搬送されセットされる。この被着物１の上にセットされた接着物２は、位置調整手段（図示せず）により把持され、被着物１上の接着目標位置に位置調整される。この位置調整後、被着物１と接着物２との接合面に接着剤４が塗布手段（図示せず）により塗布される（図１の状態）。
【００３３】
図１では、位置調整手段による接着物２の位置調整と塗布手段による接着剤４の塗布とが終わり、接着物２の把持が解除された状態を示している。この状態で、接着剤４にエネルギー線照射して接着剤４を硬化し、被着物１と接着物２を接合する接合作業が実施される。
【００３４】
ところで、接着剤４の硬化中の収縮力をコントロールして、接着物２を接着目標位置に制御する上で、課題となるのは、接着剤４の硬化反応は、エネルギー線照射に対して、反応の遅れが有るためそれを考慮した早めの照射制御が必要となったり、硬化反応が進むにつれて接着剤４の硬化率が上がるため、エネルギー線照射バランスを変化したことによる接着物２の位置の制御性が悪くなって行き、最終的には制御できなくなってしまったりするという問題点が有る。更に、接着剤４の塗布量、塗布形状のばらつきにより照射条件のバランスと接着物２の位置ずれの関係は異なるため、実際に照射した時の位置ずれの状態から制御条件を調整変更する必要がある。
【００３５】
図２は図１の部品接合装置において、接着目標位置からの接着物のずれ方向を条件としてＯＮ／ＯＦＦ制御でエネルギー線の照射をコントロールした場合の制御例を示す図である。
【００３６】
図２に示すように、図２の向かって左側部分は図１に示した被着物１、接着物２及び接着剤４の平面図であり、接着剤４を含む領域には図１の一方の集光レンズ８から、第１照射光量Ｅ１  で照射されたエネルギー線の第１照射部８ａと、図１の他方の集光レンズ８から、第２照射光量Ｅ２  で照射されたエネルギー線の第２照射部８ｂとがある。そして、接着目標位置からの接着物のずれ量（ずれの大きさとずれ方向）Ｘが示されている。なお、図中、Ｅｍａｘ  は最大の照射光量である。
【００３７】
図２に示すように、エネルギー線照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えても硬化反応の遅れで接着物位置ずれのオーバーランが発生、それを収束するため何回もエネルギー線照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える形になる。オーバーランが大きいとそれを戻すために必要な硬化収縮が残っていない（硬化進行が進みすぎた）場合、接着目標位置まで接着物２を戻すことができない場合もある。
【００３８】
本発明は、エネルギー線硬化型の接着剤４の反応の遅れ、接着剤４の塗布状態等の影響、硬化反応の進行に伴う制御性の低下を考慮したエネルギー線照射バランスの調整をすることで、即ち接着物２の位置調整に必要な最低限のエネルギー線照射バランス調整を行うことで、位置調整のオーバーランの防止、位置調整可能範囲の拡大、短時間の部品の高精度接合を可能とするものである。
【００３９】
以下、接着物の位置調整方法を実施形態に従って説明する。
図３は図１の部品接合装置において、位置ずれ方向と大きさを条件として照射条件を制御する場合を示す図、図４は図１の部品接合装置において、照射条件制御方法を示すフローチャートである。
【００４０】
第１実施形態では、接着目標位置からの接着物２のずれ量（ずれの大きさとずれ方向）Ｘの位置情報を基に、複数ある照射手段の照射部（第１照射部８ａ、第２照射部８ｂ）のエネルギー線照射バランスＥｂ  をずれ量Ｘに応じて制御する。
【００４１】
特に、ずれ方向側の照射手段（図３の制御開始直後では第１照射部８ａに対応する照射手段）の照射エネルギー（第１照射光量Ｅ１  ）をずれ量Ｘに応じて低下させる方向で制御するようにすることで、接着物２の位置調整に必要なエネルギー線照射バランス制御を最低限の照射エネルギー低下で的確に制御することができ、接着物２の位置制御のオーバーシュート量を低減することができる。エネルギー線照射バランス調整のための照射エネルギー低下を最低限にすることで、接着剤硬化までの積算エネルギー量を短時間に積算することができるため短時間に高精度な接合が可能となる。
【００４２】
図５は本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の最終到達変位との関係を示す説明図、図６は本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データを示す図、図７は本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、初期照射条件の設定フローチャート、図８は本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、初期照射条件設定と初期照射の説明図である。
【００４３】
この第２実施形態では、エネルギー線照射前の接着物２の接着目標位置からのずれ量の大きさにより初期照射条件を変更する。
図５に示すように、エネルギー線を接着剤４に照射する第１照射部８ａ、第２照射部８ｂのエネルギー線照射バランスＥｂ  が異なることで、接着剤完全硬化時の接着物２の最終到達変位が異なってくる。なお、図中、Ｄｆ  は最終到達変位である。
図６に示すように、エネルギー線照射バランスＥｂ  は最終到達変位Ｄｆ  の関数である。なお、図中、Ｄｆｍａｘは最大の最終到達変位である。
【００４４】
図７のフローチャートで、初期照射条件として接着物２の接着目標位置からのずれ量をキャンセルするような最終到達変位が出るエネルギー線照射バランスＥｂ  を設定し、完全硬化まで照射することで、接着剤完全硬化時の接着物２の位置が目標接着位置になるようにすることができる（図８）。エネルギー線照射バランスＥｂ  を設定する際に、実際の接着物２、接着条件で事前に測定したエネルギー線照射バランスＥｂ  と接着物２の最終変位の特性データ（図６）を用いることで、接着物２の位置ずれ量から容易に最適なエネルギー線照射バランスＥｂ  を求めることができる。
【００４５】
図９は本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の初期照射一定時間後変位の説明図、図１０は本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと初期照射一定時間後の変位特性データを示す図、図１１は本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、初期照射開始直後の照射条件を変更するためのフローチャート、図１２は本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、初期照射開始直後の照射条件変更の説明図である。
【００４６】
この第３実施形態では、エネルギー線の初期照射開始後一定時間の接着物２の相対的な位置変化量と接着目標位置からのずれ量を基に初期照射開始直後の照射条件を変更する。これは、図９に示すように、初期照射条件を設定し、初期照射開始後一定時間の接着物２の位置変化量を見ることで、初期条件設定時に盛り込まれていなかった接着剤４の塗布量や塗布形態等の塗布条件や接着物２と被着物１の摩擦係数の違い等による影響による接着物２の変位の違いに補正をかけるためである。なお、図中、Ｄｔ  は初期照射後一定時間後の接着物変位であり、エネルギー線照射バランスＥｂ  は、Ｅｂ  ＝（Ｅ１  −Ｅ２  ）／Ｅｍａｘ  である。
【００４７】
図１０（ａ）に示すように、初期照射後一定時間後の接着物変位Ｄｔ  はエネルギー線照射バランスＥｂ  の関数であり、図１０（ｂ）に示すように、エネルギー線照射バランスＥｂ  はＤｔ  ＝ｇ（Ｅｂ  ）の逆関数で表される。なお、図中、Ｄｔｍは実際の変位量である。
【００４８】
図１１、図１２に示すように、想定した接着物２の変位量Ｄｔ  に対して、実際の変位量Ｄｔｍが小さい場合、接着物２の位置調整が接着剤完全硬化までに完了しない可能性があるので、変位量が大きくなる方向にエネルギー線照射バランスＥｂ  を変更する。想定した接着物２の変位量Ｄｔ  に対して、実際の変位量Ｄｔｍが大きい場合、接着物２が目標接着位置をオーバーランする可能性があるので、変位量が小さくなる方向にエネルギー線照射バランスＥｂ  を変更する。なお、図中、Ｘａ  は接着目標位置からの接着物の初期ずれ量（ずれの大きさとずれ方向）である。
【００４９】
この照射条件変更の際に、実際の接着物２、接着条件で事前に測定したエネルギー線照射バランスＥｂ  を変化させた時の初期照射開始後一定時間の接着物２の相対的な位置変化量の特性データ（図１０）を用いることで、エネルギー線照射バランスＥｂ  から容易に初期照射開始後一定時間の接着物２の相対的な位置変化量を求め実際の位置変化量と比較することができる。また、その逆関数を用いて想定した接着物２の変化量Ｄｔ  に対する実際の接着物２の変位量Ｄｔｍからエネルギー線照射バランスＥｂ  の補正量を求めることが容易にできる。
【００５０】
図１３は本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、積算エネルギー量を変化したときの接着物の最終到達変位の説明図、図１４は本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、積算エネルギー量の組み合わせによる一定時間後の変位特性データを示す図、図１５は本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、照射条件を変更するためのフローチャートである。
【００５１】
この第４実施形態では、エネルギー線照射条件変更後一定時間の被着物１に対する接着物２の相対的な位置変化量と接着物２の接着目標位置からのずれ量、各照射手段の積算エネルギー量を基に照射中の照射条件を変更する。
【００５２】
図１３に示すように、干渉する第２照射部８ｂの積算エネルギー量Ｅｔ２が変化することで、第１照射部８ａの照射を行ったときの接着物２の最終変位量Ｄ１ｔが変化することを示している。この積算エネルギー量Ｅｔ１と積算エネルギー量Ｅｔ２との組み合わせを変化させた時の接着物２の最終到達変位Ｄｆ  の特性データが図１４に示されている。なお、図中、初期照射後一定時間後の接着物変位Ｄｔ  は、積算エネルギー量Ｅｔ１と積算エネルギー量Ｅｔ２との関数である。なお、図中、Ｅｔ１は積算エネルギー量、Ｅｔ２は積算エネルギー量、Ｅ１ｆは第１照射範囲の有効積算エネルギー量、Ｅ２ｆは第２照射範囲の有効積算エネルギー量である。
【００５３】
第４実施形態では、この実際の特性データを使って接着物２の変位特性、エネルギー線照射バランスの調整量を算出している。積算エネルギー量Ｅｔ１，Ｅｔ２を考慮に入れた接着物２の変位量Ｄｔ  に対して、実際の変位量Ｄｔｍが小さい場合、接着物２の位置調整が接着剤完全硬化までに完了しない可能性があるので、図１５に示すように、変位量が大きくなる方向にエネルギー線照射バランスＥｂ  を変更する。逆に積算エネルギー量Ｅｔ１，Ｅｔ２を考慮に入れた接着物２の変化量Ｄｔ  に対して実際の変位量Ｄｔｍが大きい場合、接着物２が目標接着位置をオーバーランする可能性があるので、変位量が小さくなる方向にエネルギー線照射バランスＥｂ  を変更する。
【００５４】
以上説明した照射エネルギーバランスの調整で、連続的な照射エネルギー調整をするのが好ましいが、それができない場合に、図１６に示すように、予め用意された複数の段階的な照射条件から近いエネルギー線照射バランスとなる組み合わせを選択し、その照射エネルギーで照射する照射時間を各接着部で変えることで、トータルのエネルギー線照射バランスを調整することも考えられる。また、図１７に示すように、照射時にパルス状にエネルギー線を照射し、そのパルス幅（デューティ比）でエネルギー線照射バランスを調整することも考えられる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、照射部を２箇所とした場合について説明したが、２箇所に限られるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、接着目標位置からの接着物のずれ量の位置情報を基に複数ある照射手段のエネルギー線照射バランスをずれ量に応じて調整することで、最低限の照射エネルギー低下でエネルギー線照射バランスを的確に制御することができ、接着物の位置制御のオーバーシュート量を低減するとともに、より短時間に高精度な接合が可能となる。
【００５６】
また、請求項２の発明によれば、エネルギー線照射前の接着物の接着目標位置からのずれ量の大きさにより初期照射条件を変更することで、接着物のずれを補正するのに適したエネルギー線照射バランス調整がなされたエネルギー線を初期から照射することができるため、接着物の位置調整に対して無駄なエネルギー線照射がなくなるため、接着物の位置制御範囲の拡大、より細かな位置制御ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００５７】
また、請求項３の発明によれば、接着物の接着目標位置からのずれ量の大きさにより初期照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データを基に照射条件を算出し変更することで、実際の接着条件に合ったエネルギー線照射バランス調整のされたエネルギー線を初期から照射することができるため、接着物の位置調整に対して無駄なエネルギー線照射がなくなるため、接着物の位置制御範囲の拡大、より細かな位置制御ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００５８】
また、請求項４の発明によれば、エネルギー線の初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着目標位置からのずれ量を基に初期照射開始直後の照射条件を変更することで、初期照射条件で照射したことによる接着物の位置制御結果を次の照射条件変更に反映することができ、接着剤の塗布状態等の影響を考慮した照射エネルギーの調整ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００５９】
また、請求項５の発明によれば、初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着目標位置からのずれ量を基に照射中の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスを変化させた時の初期照射開始後一定時間の接着物の相対的な位置変化量の特性データを基に照射条件を算出し変更することで、エネルギー線照射バランスを変化させた時の接着物の実際の動きと事前に取られた実特性データの比較を行い、接着剤の塗布状態等の影響による誤差を正確に補正した照射エネルギーの調整ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００６０】
また、請求項６の発明によれば、エネルギー線照射条件変更後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着物の接着目標位置からのずれ量、各照射手段の積算エネルギー量を基に照射中の照射条件を変更することで、接着剤の塗布状態等の影響による接着物の位置制御結果の誤差を把握できるとともに、エネルギー照射による接着剤の硬化進行による接着物の位置制御性低下を考慮して照射エネルギーの調整ができるので、オーバーシュート量の少ない位置調整が可能となり、高精度な接合が可能となる。
【００６１】
また、請求項７の発明によれば、エネルギー線照射条件変更後一定時間の被着物に対する接着物の相対的な位置変化量と接着物の接着目標位置からのずれ量、各照射手段の積算エネルギー量を基に照射中の照射条件を変更する際に、事前に取られたエネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データ、各照射位置の積算エネルギー量組み合わせを変化させた時の接着物の最終到達変位の特性データを基に照射条件を算出し変更することで、実際の接着条件での接着剤の硬化進行による接着物の位置制御性低下量を正確に考慮して照射エネルギーの調整ができるので、オーバーシュート量の少ない位置調整が可能となり、高精度な接合が可能となる。
【００６２】
また、請求項８の発明によれば、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、予め用意された複数の照射条件から近いエネルギー線照射バランスを選択し、照射時間と組み合わせて制御することで、連続的な照射エネルギー調整ができない場合でもエネルギー線照射バランスと照射時間を組み合わせて接着剤に照射されるエネルギー量を制御することができ、接着物の高精度な位置調整が可能となり、高精度な接合が可能となる。
【００６３】
また、請求項９の発明によれば、初期照射条件及び照射中の照射条件を変更する際に、照射時にパルス状にエネルギー線を照射そのパルス幅（デューティ比）で照射条件を変更することで、連続的な照射エネルギー調整ができない場合でも接着剤に照射されるエネルギー量を正確に制御することができ、接着物の高精度な位置調整が可能となり、高精度な接合が可能となる。
【００６４】
また、請求項１０の発明によれば、接着剤を硬化するための光照射手段と被着物に対する接着物の相対的な位置情報を測定する位置測定手段と位置測定結果から接着目標位置に対する接着物のずれ量を演算する位置ずれ量演算手段と、接着物のずれ量からエネルギー線の初期照射条件を演算する初期条件演算手段とエネルギー線照射条件を変更する照射条件変更手段から成り、初期条件演算手段で演算された条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することで、接着物のずれを補正するのに適したエネルギー線照射バランス調整がなされたエネルギー線を初期から照射することができるため、接着物の位置調整に対して無駄なエネルギー線照射がなくなるため、接着物の位置制御範囲の拡大、より細かな位置制御ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００６５】
また、請求項１１の発明によれば、位置測定結果から初期照射開始後一定時間の被着物に対する接着物の相対位置変化量を演算する位置変化量演算手段を持ち、位置変化量と接着目標位置からのずれ量から、照射条件演算手段でエネルギー線の初期照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することで、初期照射条件で照射したことによる接着物の位置制御結果を次の照射条件変更に反映することで、接着剤の塗布状態等の影響を考慮した照射エネルギーの調整ができるので、高精度な接合が可能となる。
【００６６】
また、請求項１２の発明によれば、接着剤を硬化するための光照射手段と各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量を演算する積算エネルギー演算手段又は積算エネルギー量を測定する積算エネルギー測定手段を持ち、位置変化量と接着目標位置からのずれ量と各接着剤に加えられたエネルギー線の積算エネルギー量から、照射条件演算手段でエネルギー線照射条件の変更条件を演算し、変更照射条件でエネルギー線照射バランスを調整したエネルギー線を接着剤に照射することで、接着剤の塗布状態等の影響による接着物の位置制御結果の誤差を把握できるとともに、エネルギー照射による接着剤の硬化進行による接着物の位置制御性低下を考慮して照射エネルギーの調整ができるので、オーバーシュート量の少ない位置調整が可能となり、高精度な接合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の部品接合装置の主要構成を示す図である。
【図２】図１の部品接合装置において、接着目標位置からの接着物のずれ方向を条件としてＯＮ／ＯＦＦ制御でエネルギー線の照射をコントロールした場合の制御例を示す図である。
【図３】図１の部品接合装置において、位置ずれ方向と大きさを条件として照射条件を制御する場合を示す図である。
【図４】図１の部品接合装置において、照射条件制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の最終到達変位との関係を示す説明図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の最終変位の特性データを示す図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、初期照射条件の設定フローチャートである。
【図８】本発明に係る第２実施形態の部品接合装置に関し、初期照射条件設定と初期照射の説明図である。
【図９】本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと接着物の初期照射一定時間後変位の説明図である。
【図１０】本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、エネルギー線照射バランスと初期照射一定時間後の変位特性データを示す図である。
【図１１】本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、初期照射開始直後の照射条件を変更するためのフローチャートである。
【図１２】本発明に係る第３実施形態の部品接合装置に関し、初期照射開始直後の照射条件変更の説明図である。
【図１３】本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、積算エネルギー量を変化したときの接着物の最終到達変位の説明図である。
【図１４】本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、積算エネルギー量の組み合わせによる一定時間後の変位特性データを示す図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の部品接合装置に関し、照射条件を変更するためのフローチャートである。
【図１６】第１〜第４実施形態における、照射条件変更の流れを示す図である。
【図１７】第１〜第４実施形態の変形例における、照射パルス幅（デューティ比）で位置ずれを制御する場合の説明図である。
【符号の説明】
１  被着物
２  接着物
３  被着物把持手段
４  接着剤
５  積算エネルギーセンサ
６  フィルタ
７  シャッタ
８  集光レンズ
８ａ  第１照射部
８ｂ  第２照射部
９  光ファイバ
１０  ＣＣＤ
１１  位置測定手段
１２  エネルギー線照射手段
１３  照射ＯＮ／ＯＦＦ手段
１４  エネルギー線強度調整手段
１５  制御用コンピュータ
１６  位置情報演算手段
１７  照射条件演算手段
１８  積算エネルギー量演算手段又は積算エネルギー量測定手段
Ｄ１ｔ  最終変位量
Ｄ２ｔ  最終変位量
Ｄｆ    最終到達変位
Ｄｆｍａｘ  最大の最終到達変位
Ｄｔ    初期照射後一定時間後の接着物変位
Ｄｔ１  一定時間後の接着物の第１変位
Ｄｔｍ  実際の変位量
Ｄｔｍ１    実際の第１変位量
Ｄｔ２  一定時間後の接着物の第２変位
Ｄｔｍ２    実際の第２変位量
Ｄｔ３  一定時間後の接着物の第３変位
Ｄｔｍ３    実際の第３変位量
Ｅ１    第１照射光量
Ｅ１ｆ  第１照射範囲の有効積算エネルギー量
Ｅ２    第２照射光量
Ｅ２ｆ  第２照射範囲の有効積算エネルギー量
Ｅｂ    エネルギー線照射バランス
Ｅｍａｘ    最大の照射光量
Ｅｔ１  積算エネルギー量
Ｅｔ２  積算エネルギー量
Ｘ  接着目標位置からの接着物のずれ量（ずれの大きさとずれ方向）
Ｘ０    接着物の初期位置
Ｘａ    接着目標位置からの接着物の初期ずれ量（ずれの大きさとずれ方向）
Ｘｔ    初期照射後一定時間の接着物の位置
【図１】
2005048002.tif 000003
【図２】
2005048002.tif 000004
【図３】
2005048002.tif 000005
【図４】
2005048002.tif 000006
【図５】
2005048002.tif 000007
【図６】
2005048002.tif 000008
【図７】
2005048002.tif 000009
【図８】
2005048002.tif 000010
【図９】
2005048002.tif 000011
【図１０】
2005048002.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005048002.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005048002.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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