JP2009066795A - ヘッドユニットの組立方法および組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定するときに、外力が加わることのないヘッドユニットの組立方法および組立装置を提供する。
【解決手段】機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４を磁性体で構成すると共に少なくとも一方を磁化する磁化工程と、磁化工程の後、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、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との隙間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に接着固定する固定工程と、固定工程の後、磁化工程で磁化した機能液滴吐出ヘッド３および／またはヘッドプレート４を脱磁する脱磁工程と、を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立方法および組立装置に関するものである。

従来、この種の組立方法として、サブキャリッジ（ヘッドプレート）上にある液滴吐出ヘッド位置を画像認識する認識手段と、液滴吐出ヘッド（機能液滴吐出ヘッド）を位置決めするための基準位置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（組立装置）によるものが知られている（特許文献１参照）。この複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ組立機は、液滴吐出ヘッドのサブキャリッジに対する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、ねじで仮止め後、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）するものである。
特開２００５−２３１３０５号公報

このような複数ＩＪヘッド搭載サブキャリッジ組立機の場合、液滴吐出ヘッドとサブキャリッジとの隙間に浸透させた接着剤が固化するまで、液滴吐出ヘッドをサブキャリッジに押圧保持するようにしているため、この押圧力により僅かながらサブキャリッジが撓んでしまい、液滴吐出ヘッドの位置や高さに微妙な狂いが生じてしまう問題があった。

本発明は、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定するときに、外力が加わることのないヘッドユニットの組立方法および組立装置を提供することをその課題としている。

本発明のヘッドユニットの組立方法は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立方法であって、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートを磁性体で構成すると共に少なくとも一方を磁化する磁化工程と、磁化工程の後、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに磁着した状態で、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、位置決め工程の後、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定する固定工程と、固定工程の後、磁化工程で磁化した機能液滴吐出ヘッドおよび／またはヘッドプレートを脱磁する脱磁工程と、を有することを特徴とする。

本発明のヘッドユニットの組立装置は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレート上に搭載したヘッドユニットの組立装置であって、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートを磁性体で構成したものにおいて、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートの少なくとも一方を磁化する磁化装置と、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに磁着した状態で、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めするアライメント装置と、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定する固定装置と、磁化した機能液滴吐出ヘッドおよび／またはヘッドプレートを脱磁する脱磁装置と、ヘッドプレートを、磁化装置、アライメント装置、固定装置および脱磁装置に相対的に臨ませる移動装置と、磁化装置、アライメント装置、固定装置、脱磁装置および移動装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートの少なくとも一方を磁化させた後、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めし、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して接着固定を行わせ、さらに磁化した機能液滴吐出ヘッドおよび／またはヘッドプレートを脱磁させることを特徴とする。

これらの構成によれば、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに位置決めした後、機能液滴吐出ヘッドとヘッドプレートとの間に働く磁力で、機能液滴吐出ヘッドとヘッドプレートとの隙間に注入した接着剤の養生（硬化）を行うことができる。このため、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートに外力が作用することがなく、ヘッドプレートが撓むことがない。したがって、接着剤が硬化した後、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドが位置ずれすることがなく、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに精度良く組み付けることができる。

本発明の他のヘッドユニットの組立方法は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立方法であって、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートのいずれか一方にプラスの電荷を帯電し、他方にマイナスの電荷を帯電する帯電工程と、帯電工程の後、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに静電吸着した状態でヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、位置決め工程の後、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定する固定工程と、固定工程の後、帯電工程で帯電した機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートのいずれか一方を除電する除電工程と、を有することを特徴とする。

本発明の他のヘッドユニットの組立装置は、インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立装置であって、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートのいずれか一方にプラスの電荷を帯電し、他方にマイナスの電荷を帯電する帯電装置と、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに静電吸着した状態で、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めするアライメント装置と、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに接着固定する固定装置と、帯電した機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートを除電する除電装置と、ヘッドプレートを、帯電装置、アライメント装置、固定装置および除電装置に相対的に臨ませる移動装置と、帯電装置、アライメント装置、固定装置、除電装置および移動装置を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートに帯電させた後、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドを位置決めし、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して接着固定を行わせ、さらに帯電した機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートを除電させることを特徴とする。

これらの構成によれば、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに位置決めした後、機能液滴吐出ヘッドとヘッドプレートとの間に働く静電気力（静電吸着）で、機能液滴吐出ヘッドとヘッドプレートとの隙間に注入した接着剤の養生（硬化）を行うことができる。このため、機能液滴吐出ヘッドおよびヘッドプレートに外力が作用することがなく、ヘッドプレートが撓むことがない。したがって、接着剤が硬化した後、ヘッドプレートに対し機能液滴吐出ヘッドが位置ずれすることがなく、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに精度良く組み付けることができる。

この場合、固定工程の後、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートにねじ止め固定するねじ止め工程を、更に有することが、好ましい。

この構成によれば、機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレートに確実に固定することができるため、経時的な接着剤の劣化による機能液滴吐出ヘッドの位置ずれを有効に防止することができる。

以下、添付の図面を参照して、本発明の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。

先ず、図１を参照して、組立装置１の組立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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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３４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。このアライメント装置２１では、１番目の機能液滴吐出ヘッド３のアライメントを、ヘッドプレート４に形成したマークを基準に行うと共に、２番目以降の機能液滴吐出ヘッド３のアライメントを、組付け作業が完了し且つ隣接する１の機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを基準に行う。

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たＣＣＤまたはＣＭＯＳの一対のカメラで構成されており、機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを同時に撮像する（図２（ｂ）参照）。アライメントの基準となる２つのノズル１２ａ，１２ａの撮像結果は、画像処理後、制御装置２４のディスプレイに位置決めポイントとして表示され、このポイントにアライメント対象となる２つのノズル１２ａ，１２ａの撮像結果が重ねて表示される（図示省略）。すなわち、機能液滴吐出ヘッド３を移動させて、この位置決めポイントに２つのノズル１２，１２を合わせ込むことでアライメントが行われる。

アライメント治具３２は、機能液滴吐出ヘッド３の固定部８の側面に添接させて用いられる調整治具であり、固定部８のＸ軸方向の１の辺に添接するＸ軸片４１と、固定部８のＹ軸方向の１の辺に添接するＹ軸片４２と、を有して平面視「Ｌ」字状に形成されている（図３（ａ）参照）。この場合、Ｘ軸片４１およびＹ軸片４２は、その内側および外側が、高い精度の直角度と高い精度の平面度とを有している。

Ｘ軸調整ユニット３３は、アライメント治具３２のＹ軸片４２に当接する１つのＸ軸移動子５１と、Ｘ軸移動子５１をＸ軸方向に作動（移動）させるＸ軸移動機構５２と、機能液滴吐出ヘッド３を挟んでＸ軸移動子５１の反対側に設けられ、機能液滴吐出ヘッド３をＸ軸移動子５１に向かってＸ軸方向に付勢するＸ軸付勢機構５３と、を有している（図２参照）。

図４に示すように、Ｘ軸移動子５１は、丸棒状に形成され、基端側でＸ軸移動機構５２に保持されている。Ｘ軸移動子５１の先端部は半球形に形成され、アライメント治具３２に点接触するようになっている。

Ｘ軸移動機構５２は、Ｘ軸移動子５１を保持するＸ軸スライドブロック５５と、Ｘ軸スライドブロック５５をＸ軸方向に作動させるＸ軸アクチュエータ５６と、Ｘ軸スライドブロック５５をＸ軸方向にスライド自在に搭載すると共にＸ軸アクチュエータ５６を搭載するＸ軸ベース５７と、を有している。Ｘ軸アクチュエータ５６は、ステッピングモータ等で構成されており、その主軸には雄ネジ５８が螺刻されている。一方、Ｘ軸スライドブロック５５のＸ軸アクチュエータ５６側には、上記の雄ネジ５８が螺合する雌ネジ部材５９が突設されている。Ｘ軸アクチュエータ５６が正逆回転すると、主軸の雄ネジ５８が正逆回転し、雌ネジ部材５９を介してＸ軸スライドブロック５５が進退する。また、Ｘ軸ベース５７は、後述するＹ軸移動機構７３の支持ベース８６と共に共通ベース６０上に配設されており、共通ベース６０は、上記の機台に支持され、オーバーハングの状態でヘッドユニット２に臨んでいる（図２参照）。

機能液滴吐出ヘッド３を挟んで、Ｘ軸付勢機構５３の付勢力とＸ軸移動機構５２の押圧力とが拮抗し、Ｘ軸移動子５１の進退動作に伴い、機能液滴吐出ヘッド３をＸ軸方向へ確動的に進退させるようになっている（アライメント）。なお、Ｘ軸付勢機構５３は、後述するＹ軸付勢機構７４と共に共通付勢ベース７６上に配設されており、共通付勢ベース７６は、上記の機台に支持され、オーバーハングの状態でヘッドユニット２に臨んでいる（図２参照）。

図５に示すように、Ｙ軸調整ユニット３４は、Ｘ軸方向に相互に離間して設けられた第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２と、第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２を個別且つ同時に作動（移動）させるＹ軸移動機構７３と、機能液滴吐出ヘッド３を挟んで第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２の反対側に設けられたＹ軸付勢機構７４と、を有している。第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２は、上記Ｘ軸移動子５１と同様に、それぞれ丸棒状に形成され、アライメント治具３２にそれぞれ点接触するようになっている。

Ｙ軸移動機構７３は、第１Ｙ軸移動子７１を保持する第１スライドブロック８１と、第２Ｙ軸移動子７２を保持する保持ブロック８２と、第１スライドブロック８１をＹ軸方向に作動させる第１アクチュエータ８３と、保持ブロック８２を搭載すると共に、第１スライドブロック８１をＹ軸方向にスライド自在に搭載する移動ステージ８４と、移動ステージ８４をＹ軸方向に移動させる第２アクチュエータ８５と、移動ステージ８４をＹ軸方向に移動自在に支持する支持ベース８６と、を有している。

第１アクチュエータ８３は、ステッピングモータ等で構成されており、その主軸には雄ネジ８７が螺刻されている。一方、第１スライドブロック８１の第１アクチュエータ８３側には、上記の雄ネジ８７が螺合する雌ネジ部材８８が突設されている。第１アクチュエータ８３が正逆回転すると、主軸の雄ネジ８７が正逆回転し、雌ネジ部材８８を介して第１スライドブロック８１が進退する。これにより、第１Ｙ軸移動子７１がＹ軸方向に微小に進退する。すなわち、第１アクチュエータ８３の駆動により、第１Ｙ軸移動子７１のみがＹ軸方向に進退し、アライメント治具３２を介して機能液滴吐出ヘッド３をθ方向に角度回転させる。

第２アクチュエータ８５は、ステッピングモータ等で構成されており、その主軸には雄ネジ８９が螺刻されている。一方、移動ステージ８４の第２アクチュエータ８５側には、上記の雄ネジ８９が螺合する雌ネジ部材９０が突設されている。第２アクチュエータ８５が正逆回転すると、主軸の雄ネジ８９が正逆回転し、雌ネジ部材９０を介して移動ステージ８４が進退する。すなわち、第２アクチュエータ８５の駆動により、第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２がＹ軸方向に平行移動し、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軸方向に移動させる。

機能液滴吐出ヘッド３を挟んで、Ｙ軸付勢機構７４の付勢力とＹ軸移動機構７３の押圧力とが拮抗し、各Ｙ軸移動子７１，７２の進退動作に伴い、機能液滴吐出ヘッド３をＹ軸方向へ確動的に進退させるようになっている（アライメント）。

上記のように構成されたアライメント装置２１による機能液滴吐出ヘッド３の位置決めは、画像認識カメラ３１による撮像結果に基づいて、Ｘ軸調整ユニット３３、Ｙ軸調整ユニット３４およびアライメント治具３２を協働させ、機能液滴吐出ヘッド３をＸ・Ｙ・θ方向に移動調整することにより行われる。例えば、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６（ａ）に示す位置である場合、Ｘ軸移動子５１を進退させると共に、第１Ｙ軸移動子７１および第２Ｙ軸移動子７２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を移動調整する（図６（ｂ）参照）。

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１０１と、セットテーブル１０１をＸ軸方向に移動自在に支持する移動支持ベース１０２と、リードねじを介してセットテーブル１０１をＸ軸方向に移動に移動させるモータ（図示省略）と、を有している。セットテーブル１０１は、ヘッドプレート４より一回り大きい方形の枠状に形成されており、下方に突出する機能液滴吐出ヘッド３のインク導入部５に干渉することのない構造になっている。そして、モータの駆動により、セットテーブル１０１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。

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１０５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１０６と、を有している。

シリンジユニット１０５は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に設けられており、特に詳細は図示はしないが、接着剤注入口１０に接着剤を注入するシリンジと、シリンジを昇降させる昇降機構と、から構成されている。位置決め終了後、アライメント治具３２、Ｙ軸調整ユニット３４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。

ネジ締めユニット１０６は、機能液滴吐出ヘッド３の上方に設けられており、特に詳細図示はしないが、固定ネジ１７を吸着する工具形状の吸着コレットと、吸着コレットを回転および昇降させる回転・昇降機構と、から構成されている。接着剤が硬化した後、ネジ締めユニット１０６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。

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。

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３４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）。

次に、図７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のヘッドプレート４側（接着表面６１）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。

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７（ａ）参照）。

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。

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７（ｂ）参照）。

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。

したがって、接着対象物の接着表面６１および被接着表面６２に、用途に応じて凹凸部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。

次に、図７および図８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。

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８（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８（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８（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。

磁化工程では、セットテーブル１０１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３４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８（ａ）参照）。固定工程では、シリンジユニット１０５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１０５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８（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。

ねじ止め工程では、ネジ締めユニット１０６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１０６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８（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）。

次に、移動装置２３により、ヘッドユニット２を移動させた後、２個目の機能液滴吐出ヘッド３を、ヘッドプレート４の中央の装着開口１３に投入する。磁化工程の後、画像認識カメラ３１が、固定が完了した１個目の機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを撮像する（図８（ｄ）参照）。そして、この最外端の２つのノズル１２ａ，１２ａを基準にして、上記同様にＸ軸調整ユニット３３、Ｙ軸調整ユニット３４およびアライメント治具３２により、２個目の機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ｂ，１２ｂを合わせ込む。アライメントが完了後、上記と同様に、工程を進める。３個目の機能液滴吐出ヘッド３についても、固定が完了した２個目の機能液滴吐出ヘッド３の最外端の２つのノズル１２ｂ，１２ｂを基準にして、上記同様にアライメントおよび固定作業を行う。

以上のように、本実施形態によれば、機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４が磁着するため、接着剤が硬化するまで、外部から機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に押圧しておく必要がない。したがって、ヘッドプレート４が撓むことがなく、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に精度良く組み付けることができる。なお、本実施形態では、機能液滴吐出ヘッド３を磁化させたが、ヘッドプレート４を磁化させてもよいし、機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４を相互に異極となるように磁化させてもよい。

次に、第２実施形態に係る組立装置１および組立方法ついて説明する。なお、重複記載を避けるべく異なる部分のみ記載し、図面は第１実施形態の図２を転用する。本実施形態では、例えば機能液滴吐出ヘッド３（の固定部８）を絶縁体で構成し、ヘッドプレート４を導電体で構成している。

また、この組立装置１では、第１実施形態の磁化装置１５に代えて機能液滴吐出ヘッド３およびヘッドプレート４を帯電させる帯電装置６３と、第１実施形態の脱磁装置１６に代えて静電気を除去する除電装置６４と、を備えている（図２参照）。また、組立方法においては、磁化工程に代えて帯電体を帯電させる帯電工程と、脱磁工程に代えて帯電体から静電気を除去する除電工程と、を備えている。

これにより、機能液滴吐出ヘッド３とヘッドプレート４とが静電気力により吸着するため、接着剤が硬化するまで、外部から機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に押圧しておく必要がない。したがって、ヘッドプレート４が撓むことがなく、機能液滴吐出ヘッド３をヘッドプレート４に精度良く組み付けることができる。

ヘッドユニットの外観斜視図である。 （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。 （ａ）は、アライメント治具廻りの平面模式図であり、（ｂ）は、アライメント治具廻りを側面から見た模式図である。 （ａ）は、Ｘ軸移動機構の平面模式図であり、（ｂ）は、Ｘ軸移動機構を側面から見た模式図である。 （ａ）は、Ｙ軸移動機構の平面模式図であり、（ｂ）は、Ｙ軸移動機構を側面から見た模式図である。 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。 研磨工程において形成した凹凸部の模式図である。 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

１…組立装置 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 １５…磁化装置 １６…脱磁装置 ２１…アライメント装置 ２２…固定装置 ２３…移動装置 ２４…制御装置 ６３…帯電装置 ６４…除電装置 １０５…シリンジユニット １０６…ねじ止めユニット

Claims (5)

1. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレート上に搭載したヘッドユニットの組立方法であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートを磁性体で構成すると共に少なくとも一方を磁化する磁化工程と、
   前記磁化工程の後、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに磁着した状態で、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決め工程の後、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに接着固定する固定工程と、
   固定工程の後、前記磁化工程で磁化した前記機能液滴吐出ヘッドおよび／または前記ヘッドプレートを脱磁する脱磁工程と、を有することを特徴とするヘッドユニットの組立方法。
2. インクジェット方式の前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立方法であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートのいずれか一方にプラスの電荷を帯電し、他方にマイナスの電荷を帯電する帯電工程と、
   前記帯電工程の後、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに静電吸着した状態で、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決め工程の後、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに接着固定する固定工程と、
   前記固定工程の後、前記帯電工程で帯電した前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートを除電する除電工程と、を有することを特徴とするヘッドユニットの組立方法。
3. 前記固定工程の後、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートにねじ止め固定するねじ止め工程を、更に有することを特徴とする請求項１または２に記載のヘッドユニットの組立方法。
4. インクジェット方式の機能液滴吐出ヘッドをヘッドプレート上に搭載したヘッドユニットの組立装置であって、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートを磁性体で構成したものにおいて、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートの少なくとも一方を磁化する磁化装置と、
   前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに磁着した状態で、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めするアライメント装置と、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに接着固定する固定装置と、
   磁化した前記機能液滴吐出ヘッドおよび／または前記ヘッドプレートを脱磁する脱磁装置と、
   前記ヘッドプレートを、前記磁化装置、前記アライメント装置、前記固定装置および前記脱磁装置に相対的に臨ませる移動装置と、
   前記磁化装置、前記アライメント装置、前記固定装置、前記脱磁装置および前記移動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートの少なくとも一方を磁化させた後、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めし、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して接着固定を行わせ、さらに磁化した前記機能液滴吐出ヘッドおよび／または前記ヘッドプレートを脱磁させることを特徴とするヘッドユニットの組立装置。
5. インクジェット方式の前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに搭載したヘッドユニットの組立装置であって、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートのいずれか一方にプラスの電荷を帯電し、他方にマイナスの電荷を帯電する帯電装置と、
   前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに静電吸着した状態で、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めするアライメント装置と、
   前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して、前記機能液滴吐出ヘッドを前記ヘッドプレートに接着固定する固定装置と、
   帯電した前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートを除電する除電装置と、
   前記ヘッドプレートを、前記帯電装置、前記アライメント装置、前記固定装置および前記除電装置に相対的に臨ませる移動装置と、
   前記帯電装置、前記アライメント装置、前記固定装置、前記除電装置および前記移動装置を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートに帯電させた後、前記ヘッドプレートに対し前記機能液滴吐出ヘッドを位置決めし、前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートとの隙間に接着剤を注入して接着固定を行わせ、さらに帯電した前記機能液滴吐出ヘッドおよび前記ヘッドプレートを除電させることを特徴とするヘッドユニットの組立装置。

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