(57)【要約】【課題】接着表面と被接着表面との接着面積を増大させることができる共に、接着剤の広がり制御することができる接着対象物の接着方法を提供する。【解決手段】接着物の接着表面６１と接着表面６１と相補的な面となる被接着物の被接着表面６２とを密着させた状態で、接着表面６１と被接着表面６２との間に接着剤を浸透させて、接着物を被接着物に接着する接着対象物の接着方法は、接着表面６１および被接着表面６２の少なくとも一方に、研磨加工により微小な凹凸部１８を形成し、凹凸部１８の延在方向により、浸透による接着剤の広がり方向を規制する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着物の接着表面と前記接着表面と相補的な面となる被接着物の被接着表面とを密着させた状態で、前記接着表面と前記被接着表面との間に接着剤を浸透させて、前記接着物を前記被接着物に接着する接着対象物の接着方法であって、
前記接着表面および前記被接着表面の少なくとも一方に、研磨加工により微小な凹凸部を形成し、
前記凹凸部の延在方向により、浸透による接着剤の広がり方向を規制することを特徴とする接着対象物の接着方法。
【請求項２】
前記接着表面に、直線状の第１の前記凹凸部を形成し、前記被接着表面に、第１の前記凹凸部に直交する方向に直線状の第２の前記凹凸部を形成することを特徴とする請求項１に記載の接着対象物の接着方法。
【請求項３】
前記接着表面および前記被接着表面に、同方向に延在する直線状の前記凹凸部をそれぞれ形成することを特徴とする請求項１に記載の接着対象物の接着方法。
【請求項４】
前記接着表面の一部および前記被接着表面の一部の少なくとも一方に、前記凹凸部を形成することを特徴とする請求項１に記載の接着対象物の接着方法。
【請求項５】
前記接着剤は、シアノアクリレート系接着剤であり、
前記研磨加工は、Ｒｚ２．０μｍから３．０μｍの表面粗さであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の接着対象物の接着方法。
【請求項６】
前記接着物が、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドであり、
前記被接着物が、前記機能液滴吐出ヘッドが搭載されるヘッドプレートであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の接着対象物の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着剤により、被接着物に接着物を接着する接着対象物の接着方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、単一のサブキャリッジ（ヘッドプレート）に液滴吐出ヘッド（機能液滴吐出ヘッド）を固着する方法として、サブキャリッジ上にある液滴吐出ヘッドのノズル位置を画像認識する認識手段と、液滴吐出ヘッドを位置決めするための基準位置を示すパターンが形成されたアライメントマスクと、接着剤が固化するまで付勢する保持部材と、を有する複数ＩＪ（インクジェット）ヘッド搭載サブキャリッジ組立機が知られている（特許文献１参照）。このような複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ組立機は、液滴吐出ヘッドの固定位置をアライメントマスクおよび認識手段で決定し、液滴吐出ヘッドを接着剤が固化するまで保持部材で付勢（押圧）して接着するものである。
この場合、サブキャリッジの被接着面と液滴吐出ヘッドの接着面とは、鏡面仕上げに近い状態に仕上げられている。
【特許文献１】特開２００５−２３１３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような、接着剤の浸透による接着方法では、サブキャリッジに対する液滴吐出ヘッドの微妙な傾きにより接着剤の広がり方向が規制され、接着剤の広がりを制御することができなかった。このため、必要なところに接着剤が浸透せず、或いは不要なところに接着剤が浸透してしまう問題があった。また、サブキャリッジの被接着面と液滴吐出ヘッドの接着面とは、鏡面仕上げに近い状態に仕上げられているため、接着面積を十分に確保することができず、接着強度が不足する問題があった。
【０００４】
本発明は、接着表面と被接着表面との接着面積を増大させることができる共に、接着剤の広がり制御することができる接着対象物の接着方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の接着物の接着表面と接着表面と相補的な面となる被接着物の被接着表面とを密着させた状態で、接着表面と被接着表面との間に接着剤を浸透させて、接着物を被接着物に接着する接着対象物の接着方法は、接着表面および被接着表面の少なくとも一方に、研磨加工により微小な凹凸部を形成し、凹凸部の延在方向により、浸透による接着剤の広がり方向を規制することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、接着表面および被接着表面の少なくとも一方に、微小な凹凸部を形成することで、接着表面と被接着表面との接触表面積が増大することができ、接着強度を増大させることができる。さらに、凹凸部の延在方向により、毛細管現象を制御し、接着剤の広がり方向を規制することができる。
【０００７】
この場合、接着表面に、直線状の第１の凹凸部を形成し、被接着表面に、第１凹凸部に直交する方向に直線状の第２の凹凸部を形成することが、好ましい。
【０００８】
この構成によれば、接着剤の注入口から全方向に接着剤を浸透させることができる。
【０００９】
この場合、接着表面および被接着表面に、同方向に延在する直線状の凹凸部をそれぞれ形成することが、好ましい。
【００１０】
この構成によれば、接着剤の浸透に異方性（方向性）をもたせることができる。
【００１１】
この場合、接着表面の一部および被接着表面の一部の少なくとも一方に、凹凸部を形成することが、好ましい。
【００１２】
この構成によれば、接着剤の浸透範囲を規制することができる。
【００１３】
これらの場合、接着剤は、シアノアクリレート系接着剤であり、研磨加工は、Ｒｚ２．０μｍから３．０μｍの表面粗さであることが、好ましい。
【００１４】
この構成によれば、接着剤の浸透を促進することができると共に、接着表面積を十分に確保することができる。
【００１５】
これらの場合、接着物が、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドであり、被接着物が、機能液滴吐出ヘッドが搭載されるヘッドプレートであることが、好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ヘッドプレートに機能液滴吐出ヘッドを適切に接着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の接着対象物の接着方法を適用したヘッドユニットの組立装置（以下、「組立装置」と言う。）および組立方法について説明する。この組立装置は、機能液滴吐出ヘッドとこれが搭載されるヘッドプレートとからなるヘッドユニットの組立装置であって、アライメント治具を介して、ヘッドプレートに対する複数の機能液滴吐出ヘッドの組付け作業を、アライメントおよび固定の手順で１つずつ行うものである。なお、本実施形態では、説明を簡単にするため、３つの機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに組付ける場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
先ず、図１を参照して、組立装置１の組立対象物（接着対象物）であるヘッドユニット２について説明する。同図に示すように、ヘッドユニット２は、３つの機能液滴吐出ヘッド３と、これら機能液滴吐出ヘッド３が搭載されるヘッドプレート４と、で構成されている。
【００１９】
機能液滴吐出ヘッド３は、ヘッド基板と共にインク導入口を有する方形箱状のインク導入部５と、ノズル面６を有する方形箱状のヘッド本体７と、インク導入部５およびヘッド本体７の境界部分に設けられ、ヘッドプレート４に固定される角形フランジ状の固定部８と、で構成されている。ヘッドプレート４に機能液滴吐出ヘッド３を組み付ける場合には、ヘッドプレート４および機能液滴吐出ヘッド３を上下反転させ、機能液滴吐出ヘッド３を、そのインク導入部５を下にして、ヘッドプレート４に対して上方から装着して、作業を行う（図１参照）。
【００２０】
固定部８は、金属等の磁性体で形成されており、四隅に形成された４つのネジ用挿通孔９と、各ネジ用挿通孔９の近傍に設けられた４つの接着剤注入口１０と、を有している。各接着剤注入口１０には、長穴形状に形成され、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に仮固定するための接着剤が注入される（詳細は後述する）。ネジ用挿通孔９には、後述するヘッドプレート４のネジ孔１４に螺合する本固定用の固定ネジ１７が挿通する。この場合、ネジ用挿通孔９は、いわゆるバカ孔となっており、固定ネジ１７との間に生ずる間隙の範囲内において、機能液滴吐出ヘッド３の位置決めが行われる。また、固定部８の長辺および短辺には、後述するアライメント治具３２が添接されて、機能液滴吐出ヘッド３の位置決めが行われる（詳細は後述する）。
【００２１】
ヘッド本体７のノズル面６には、２本のノズル列１１，１１が相互に平行かつヘッドプレート４の延在方向（長辺方向）に平行に列設されており、各ノズル列１１は、等ピッチで並べた多数のノズル１２で構成されている。この２つのノズル列１１，１１は、製造段階で相互の位置精度が保証されているため、最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを、機能液滴吐出ヘッド３の位置決めにおける基準位置にしている。そして、各機能液滴吐出ヘッド３は、２つのノズル１２ａ，１２ａを基準にしてＸ・Ｙ・θ方向に位置決めされる（詳細は後述する）。この場合、一方のノズル列１１の最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａ近傍に基準位置となるマークを設けるようにしてもよい。
【００２２】
ヘッドプレート４は、金属等の磁性体により横長の板状に形成されており、３つの機能液滴吐出ヘッド３が装着される３つの装着開口１３が長辺方向に等間隔に設けられている。各装着開口１３は、これに遊挿されるインク導入部５に比してわずかに大きく形成され、アライメント時の機能液滴吐出ヘッド３の微小移動を許容する。各装着開口１３の開口縁部には、上記ネジ用挿通孔９に対応する４つのネジ孔１４が設けられており、各ネジ孔１４には、上記のネジ用挿通孔９を貫通した固定ネジ１７が螺合する。なお、以下の説明では、ヘッドプレート４の長辺方向をＸ軸方向とし、長辺方向に直交する短辺方向をＹ軸方向として説明を進める。
【００２３】
図２に示すように、組立装置１は、機能液滴吐出ヘッド３を磁化する磁化装置１５と、複数の機能液滴吐出ヘッド３のアライメントを行うアライメント装置２１と、アライメント装置２１によりアライメントが完了した機能液滴吐出ヘッド３を仮固定および本固定する固定装置２２と、ヘッドユニット２を搭載（セット）すると共にこれを移動させる移動装置２３と、磁化装置１５によって磁化した機能液滴吐出ヘッド３を脱磁する脱磁装置１６と、これら各装置を統括制御する制御装置２４と、を備えている。制御装置２４は、移動装置２３によりヘッドユニット２をアライメント位置に臨ませて、アライメント装置２１によりアライメントを行い、固定装置２２によりアライメント完了後の機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に対して固定する。また、制御装置２４は、この機能液滴吐出ヘッド３の組付け作業の開始時に、磁化装置１５により機能液滴吐出ヘッド３を磁化（着磁）し、且つ終了時に、脱磁装置１６により脱磁を行う。
【００２４】
磁化装置１５は、ヘッドプレート４の上方に設けられており、着磁コイルに定常的に磁場を発生させる直流電源タイプ、またはコンデンサーに充電したエネルギーを使い、瞬間的（パルス的）に磁場を発生させるコンデンサータイプで構成されており、磁性体で構成された機能液滴吐出ヘッド３に臨んでこれを磁化する。
【００２５】
図２および図３に示すように、アライメント装置２１は、ヘッドプレート４の上側から臨み機能液滴吐出ヘッド３のノズル１２を認識する画像認識カメラ３１と、アライメント対象となる機能液滴吐出ヘッド３に添接するアライメント治具３２と、アライメント治具３２を介して機能液滴吐出ヘッド３をＸ方向に移動調整するＸ軸調整ユニット３３と、アライメント治具３２を介して機能液滴吐出ヘッド３をＹおよびθ方向に移動および角度調整するＹ軸調整ユニット４４と、これら構成装置を支持する図外の機台と、で構成されている。
【００２６】
画像認識カメラ３１は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に固定的に設けられており、機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを同時に撮像し（図２（ｂ）参照）する。撮影後に処理した画像は、位置決めポイントとしてアライメントに使用される。
【００２７】
アライメント治具３２は、平面視「Ｌ」字状に形成されており、機能液滴吐出ヘッド３の固定部８をＸ軸調整ユニット３３およびＹ軸調整ユニット４４によりそれぞれの方向から付勢するようになっている（図３（ａ）参照）。
【００２８】
図３に示すように、Ｘ軸調整ユニット３３は、アライメント治具３２にＸ軸方向から当接するＸ軸移動機構４１と、機能液滴吐出ヘッド３をＸ軸移動子４２に向かって付勢するＸ軸付勢機構４３と、を有している。一方、Ｙ軸調整ユニット４４は、２つのＹ軸移動子４５をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構４６と、機能液滴吐出ヘッド３をＹ軸移動機構４６に向かって付勢するＹ軸付勢機構４７、を有している。
【００２９】
両軸調整ユニット３３、３４は、画像認識カメラ３１の撮像結果により、位置決めの基準となる最外端の２つのノズル１２ｂ，１２ｂが図３（ａ）に示す位置である場合、Ｘ軸移動子４２を進退させると共に、Ｙ軸移動子４５を進退させ、対象となる機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ｃ，１２ｃを、上記基準となる２つのノズル１２ｂ，１２ｂの位置に合致させるように、機能液滴吐出ヘッド３をＸ、Ｙ、θ方向にそれぞれ移動調整する（アライメント）（図３（ｂ）参照）。
【００３０】
図２に示すように、ヘッドユニット２を移動させる移動装置２３は、ヘッドプレート４を位置決め状態で載置するセットテーブル７１と、セットテーブル７１をＸ軸方向に移動自在に支持する移動支持ベース７２と、を有している。そして、モータの駆動により、セットテーブル７１を介してセットされたヘッドプレート４を所望のアライメント位置にまで移動させ、位置決めおよび固定作業が行われる。
【００３１】
固定装置２２は、位置決めが完了した機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に固定するものであり、接着剤を上記の接着剤注入口１０に注入するシリンジユニット８１と、固定ネジ１７を、ネジ用挿通孔９を介してネジ孔１４に締めつけるネジ締めユニット８２と、を有している。
【００３２】
シリンジユニット８１は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に設けられており、位置決め終了後、アライメント治具３２、Ｙ軸調整ユニット４４およびＸ軸調整ユニット３３で機能液滴吐出ヘッド３を位置決めした状態で、接着剤タンクより接着剤が機能液滴吐出ヘッド３上に設けられた接着剤注入口１０に一定量注入されることで、機能液滴吐出ヘッド３の仮固定が行われる。
【００３３】
ネジ締めユニット８２は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に設けられており、接着剤が硬化した後、ネジ締めユニット８２により、機能液滴吐出ヘッド３に形成されているネジ用挿通孔９側からヘッドプレート４に固定ネジ１７を締結することにより、機能液滴吐出ヘッド３の本固定が行われる（図７参照）。なお、接着剤は、ヘッドユニット２の効率的な組付けの点からシアノアクリレート系の接着剤を用いることが好ましい。
【００３４】
脱磁装置１６は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に設けられており、特に図示はしないが、脱磁電源装置および脱磁コイルから構成されている。脱磁装置１６は、磁化装置１５で磁化した機能液滴吐出ヘッド３を脱磁処理する。
【００３５】
制御装置２４は、特に図示はしないが、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により主要部が構成され、Ｘ軸調整ユニット３３、Ｙ軸調整ユニット４４および画像認識カメラ３１による機能液滴吐出ヘッド３のＸ・Ｙ・θ方向への移動（アライメント動作）を制御すると共に、磁化装置１５、移動装置２３、固定装置２２および脱磁装置１６を制御する（図２参照）。
【００３６】
次に、図４を参照して、ヘッドプレート４の組立前に、後述する固定工程における接着剤の広がりを規制するための研磨方法について説明する。この研磨方法は、接着表面６１および被接着表面６２に微小な凹凸部１８を形成することで、接着表面６１と接着表面６１および被接着表面６２との接触表面積を拡大させてアンカー効果を増大させると共に、接着剤の広がりを規制するものである。具体的には、機能液滴吐出ヘッド３の固定部８（接着表面６１）のヘッドプレート４側と、ヘッドプレート４の装着開口１３の機能液滴吐出ヘッド３側の周縁部（被接着表面６２）に研磨加工を施す。
【００３７】
まず、接着表面６１に直線状の第１凹凸部１８ａを、サンダーなどの工具を用いて研磨加工により形成する。同様に、被接着表面６２に第１凹凸部１８ａに対して直交する方向に直線状の第２凹凸部１８ｂを、研磨加工により形成する。このように２つの凹凸部１８ａ、１８ｂが直交するように研磨加工することで、接着剤注入口１０から注入された接着剤は、毛細管現象により接着剤注入口１０を中心として全方向に向かって浸透する（図４（ａ）参照）。
【００３８】
なお、アンカー効果を増大させるために、第１凹凸部１８ａおよび第２凹凸部１８ｂの表面粗さは、Ｒｚ（ＪＩＳ）で２．０〜３．０μｍであることが好ましく、いわゆるヘアラインの形態となる。
【００３９】
また、第１凹凸部１８ａと第２凹凸部１８ｂとが同一方向延在するように研磨加工されていてもよい。この場合、接着剤の浸透方向に異方性（方向性）を持たせることができる（図４（ｂ）参照）。
【００４０】
さらに、接着表面６１および被接着表面６２の少なくとも一方の接着剤を浸透させたい部位のみ、同心円となる凹凸部１８ｃを形成してもよい（図７（ｃ）参照）。この場合、接着剤の浸透範囲を狭い範囲に集約するように規制することができる。なお、本実施形態では、接着表面６１に凹凸１８ｃ部を形成したが、ヘッドプレート４の装着開口１３の周縁部に形成してもよい。
【００４１】
このように、接着対象物の接着表面６１および被接着表面６２に、適宜凹凸部１８を形成することで、アンカー効果を増大させることができると共に、接着剤の浸透方向を規制することができる。
【００４２】
次に、図４および図５を参照して、第１実施形態に係るヘッドユニット２の組立方法について説明する。本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド３のヘッドプレート４への組付けを、左部のものからアライメントおよび固定の手順で１つずつ行うものとして説明する。なお、機能液滴吐出ヘッド３の接着表面６１およびヘッドプレート４の被接着表面６２には、上記の研磨加工が行われているものとする。また、機能液滴吐出ヘッド３を、ヘッドプレート４の左部の装着開口１３に投入してから組立装置１の駆動を開始する。
【００４３】
この組立て方法は、機能液滴吐出ヘッド３を磁化する磁化工程と（図示省略）、磁気工程の後、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に磁着した状態で、ヘッドプレート４に対し機能液滴吐出ヘッド３を位置決めする位置決め工程と（図５（ａ）参照）、位置決め工程の後、機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４との間隙に接着剤を注入して、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４上に接着固定する固定工程と（図５（ｂ）参照）、固定工程の後、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４にねじ止め固定するねじ止め工程と（図５（ｃ）参照）、磁化工程で磁化した機能液滴吐出ヘッド３を脱磁する脱磁工程と（図示省略）、を備えている。
【００４４】
磁化工程では、セットテーブル７１を介して機能液滴吐出ヘッド３を磁化装置１５の直下に臨ませ、この磁化装置１５により機能液滴吐出ヘッド３の固定部８を磁化する（図示省略）。位置決め工程では、左部の装着開口１３に投入した機能液滴吐出ヘッド３を、画像認識カメラ３１、Ｘ軸調整ユニット３３、Ｙ軸調整ユニット４４およびアライメント治具３２を協働させて、ヘッドプレート４に形成されたマーク或いは図外のアライメントマスクを基準に、位置決めを行う（図５（ａ）参照）。固定工程では、シリンジユニット８１に機能液滴吐出ヘッド３を臨ませた後、このシリンジユニット８１により接着剤注入口１０から所定量の接着剤を注入することで、機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４を仮固定する（図５（ｂ）参照）。その際、機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４は、磁着状態となっており、接着剤が硬化するまで機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４に外力が作用することはない。そして、接着剤硬化後、ねじ止め工程に移行する。
【００４５】
ねじ止め工程では、ネジ締めユニット８２に機能液滴吐出ヘッド３を臨ませた後、このネジ締めユニット８２により、各ネジ孔１４に各固定ネジ１７を締め付けて本固定を行う（図５（ｃ）参照）。脱磁工程では、磁化工程で磁化した機能液滴吐出ヘッド３を脱磁装置１６に臨ませ、脱磁装置１６により機能液滴吐出ヘッド３の脱磁を行う（図示省略）。
【００４６】
なお、本実施形態では、接着に際し、ヘッドプレート４に機能液滴吐出ヘッド３を磁着するようにしているが、これを静電吸着により行うようにしてもよい。また、単純に、ヘッドプレート４に機能液滴吐出ヘッド３を押し付けておいて、接着するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ヘッドユニットの外観斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態に係る組立装置の平面模式図であり、（ｂ）は、組立装置を側面から見た模式図である。
【図３】アライメント装置のアライメント動作を説明するための模式図である。
【図４】研磨工程において形成した凹凸部の模式図である。
【図５】機能液滴吐出ヘッドのアライメントから固定までの一連動作について説明するための図である。
【符号の説明】
【００４８】
２…ヘッドユニット  ３…機能液滴吐出ヘッド  ４…ヘッドプレート  １８…凹凸部  １８ａ…第１の凹凸部（第１凹凸部）  １８ｂ…第２の凹凸部（第２凹凸部）  ６１…接着表面  ６２…被接着表面
【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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