JP3175745B2 - ヘッドチップの取付け装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘッドチップの取付け装
置に係り、とくにヘッドチップをヘッドベース上に位置
決めして取付ける装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６０−１７１６２１号公報に記載
されているヘッドチップの取付け装置は、ヘッドチップ
を位置決めする際に、チップをベースより浮かした状態
で位置出しを行なうようにしている。そしてこの後にヘ
ッドチップをベース上において接着固定するようにして
いる。

【０００３】特開平１−２６４６２６号公報によって提
案されている取付け装置は、ヘッドチップを位置決めす
る際に、ヘッドチップを吸着してこのチップをベース上
に押付けた状態で位置出しを行なうようにしており、そ
の後にチップをベース上に置いて接着固定するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭６０−１７１６
２１号公報に記載されている接着固定の方法によると、
ヘッドチップをベース上に置いたときに、位置ずれを生
ずるために精密な位置決めがし難いという不利がある。

【０００５】特開平１−２６４６２６号公報に記載され
ている方法は、ヘッドチップを吸着力のみによってベー
ス上に押付けた状態で位置出しを行なうようにしている
ために、位置出しの正確さに欠ける難点がある。

【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、精密な位置出しを行なうことを可能に
するとともに、比較的単純な構成から成るヘッドチップ
の取付け装置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ヘッドチ
ップをベース上に位置決めして取付ける取付け装置にお
いて、前記ヘッドチップを把持して移動させる移動手段
が真空吸着機構と、機械式把持機構と、ベース上に前記
ヘッドチップを押付ける押付け機構と、前記真空吸着機
構の空洞部内に出没自在に挿通された押えピンと、を具
備し、前記ヘッドチップを前記押付け機構によって押付
けながらベース上で位置出しを行なうとともに、位置出
しされた前記ヘッドチップを前記押えピンによって押え
ながら前記押付け機構を退避させ、接着剤を供給して前
記ヘッドチップを前記ベースに接着することを特徴とす
るヘッドチップの取付け装置に関するものである。

【０００８】第２の発明は、上記第１の発明において、
前記真空吸着機構が前記押付け機構を兼用しており、前
記真空吸着機構の先端部によって前記ヘッドチップを前
記ベース上に押付けるようにしたことを特徴とするヘッ
ドチップの取付け装置に関するものである。

【０００９】

【作用】第１の発明によれば、真空吸着機構と、機械式
把持機構と、押付け機構とを具備する移動手段によって
ヘッドチップがベース上に移動される。そして押付け機
構によって押付けながらベース上で位置出しされる。し
かも押えピンによって押えながら接着剤を供給してヘッ
ドベースに接着剤で接着することになる。

【００１０】第２の発明によれば、真空吸着機構が押付
け機構を兼用するようになっているために、この真空吸
着機構の先端部によってヘッドチップがベース上に押付
けられ、この状態でヘッドチップの位置出しが行なわれ
ることになる。

【００１１】

【実施例】本実施例に係る装置は、ＶＴＲ等に用いられ
る磁気ヘッドの組立て装置に関するものであって、磁気
ヘッドの本体部分を構成するヘッドチップを磁気ヘッド
のベースに位置決めして接着固定するための装置に関す
るものである。

【００１２】図１はヘッドチップの位置決め機構を示し
ており、ヘッドチップ１はチップ供給台１１に１枚ずつ
供給されるようになっている。このときにヘッドチップ
１の表裏は規制されている。位置決め精度は比較的粗い
状態であって、図２のカメラ５２を通してヘッドチップ
１の位置計測ができる程度の位置決め精度である。ヘッ
ドチップ１のチップ供給台１１への供給形態は自由であ
る。

【００１３】これに対してヘッドチップ１が接着固定さ
れるヘッドベース２はベース位置決め台１２上でレバー
１３等によって位置決め固定されるようになっている。
ベース２の基準面は図５における互いに直交する２つの
端面２ａ、２ｂである。これらの基準面を利用してベー
ス２をベース位置決め台１２上に位置決めした状態でヘ
ッドチップ１をベース２に対して位置決めして接着固定
するようになっている。そして組立て後にベース２ごと
ベース位置決め台１２から排出される。その後に新たな
ベース２をベース位置決め台１２に供給する。ベース２
の供給および排出形態は自由である。

【００１４】ヘッドチップ１を把持して移動させる移動
機構は、図１に示す回転テーブル１４、ｘテーブル１
５、ｙテーブル１６上にある。ヘッドチップ１を載置し
たり、位置決めする際に、これらのテーブル１４〜１６
を駆動するようにしている。

【００１５】ヘッドチップ１を移動させる移動機構は、
ｚ軸方向に移動可能である。ｚテーブル２８は直線案内
２６を介して移動されるようになっている。ｚテーブル
２８の端面にはカムフォロア２５が取付けられている。
カムフォロア２５の外周はカム円板２４の外周面に接し
ている。カム円板２４はベアリングユニット２３で支持
されている。カム円板２４の回転はカップリング２２を
介してモータ２１の駆動によって達成されるようになっ
ている。

【００１６】そしてテーブル１７とｚテーブル２８との
間に引張りコイルばね２７を掛渡すようにしている。吸
着ノズル３７でヘッドチップ１を吸着する際に、ヘッド
チップ１に過大な外力が働かないようにするためであ
る。なおヘッドチップ供給台１１の高さとベース位置決
め台１２に固定されているベース２の上面の高さは同一
になっている。

【００１７】図１に示す吸着ノズル３７はｚテーブル２
８に固定されている。そしてエアチューブ３８を介して
吸引ポンプを駆動することによって、吸着ノズル３７の
端面３７ｂ（図１０参照）でヘッドチップ１を吸着また
は離脱することができるようにしている。

【００１８】吸着ノズル３７内には押えピン３４が摺動
可能に配されている。押えピン３４は直線案内３６を介
して吸着ノズル３７に対してｚ方向に相対的に移動され
るようになっている。

【００１９】相対的に移動される形態として２種類の形
態が存在する。１つは押えピン３４が固定で吸着ノズル
３７が移動する形態である。もう１つの形態は、吸着ノ
ズル３７が固定で、押えピン３４が移動する形態であ
る。

【００２０】押えピン３４でヘッドチップ１を押付ける
際に、ヘッドチップ１に過大な外力が働かないように、
圧縮コイルばね３５を用いるようにしている。押えピン
３４を移動させる際には、エアシリンダ３２によって行
なうようにしている。エアシリンダ３２は取付け板３１
を介してテーブル１７に固定されている。

【００２１】チャック爪４８は直線案内４５を介してｚ
テーブル２８に支持されており、ｘ方向に移動されるよ
うになっている。チャック爪４８にはカムフォロア４７
が取付けられている。カムフォロア４７の外周面はカム
板４３に接触している。カム板４３は直線案内４２を介
してｚテーブル２８上でｚ方向に移動するようになって
いる。そしてカム板４３はエアシリンダ４１によって駆
動されるようになっている。

【００２２】ヘッドチップ１に対するチャック爪４８の
把持力は、チャック爪４８とｚテーブル２８との間に介
装されている圧縮コイルばね４６によって与えられるよ
うになっている。ヘッドチップ１を把持する際に、図１
上でカム板４３はｚ方向に移動することによって、チャ
ック爪４８はｘ方向左方に移動されるようになってい
る。

【００２３】図２はチップ供給台１１の上方に配されて
いるチップ位置計測用光学装置を示している。この装置
は光学系５１とカメラ５２とを備え、これらが図外の固
定手段によって固定されている。ヘッドチップ１がチッ
プ供給台１１上に供給されると、ヘッドチップ１の基準
点からのずれ量ｘ₁ 、ｙ₁ と基準線からの傾きθ₁ を計
測するようにしている（図７参照）。

【００２４】ヘッドチップ１を移載する際に、ヘッドチ
ップ１の供給機構やヘッドチップ１を取扱う移動機構が
チップ供給台１１上に移動しても、光学系５１と機械的
に干渉しない焦点距離が確保されている。なお計測方法
および画像処理の方法については任意の方法が採用され
てよい。

【００２５】図３に示す光学装置は、ベース位置決め台
１２側に設けられている装置を示しており、顕微鏡７
１、光学系７２、および一対のカメラ７３から構成され
ている。

【００２６】またベース位置決め台１２の側方には顕微
鏡６１、光学系６２、カメラ６３が固定されている。

【００２７】ヘッドチップ１をベース位置決め台１２上
に固定されているベース２に対して位置出しする際に、
ヘッドチップ１の基準点からのずれ量および基準線から
の傾きをこれらの装置によって計測するようにしてい
る。計測精度はチップ供給台１１における計測精度より
も高くなっている。

【００２８】顕微鏡７１、光学系７２、およびカメラ７
３から成る装置による計測によって、ヘッドチップ１の
ｙ方向のずれ量およびヘッドチップ１の傾きを計測する
ようにしている。これに対して顕微鏡６１、光学系６
２、およびカメラ６３から成る装置によって、ヘッドチ
ップ１のギャップ位置のｘ方向のずれ量を計測してい
る。なおこれらの装置による計測方法については、任意
の方法が選択されてよい。

【００２９】図４はチップ供給台１１に供給されるヘッ
ドチップ１の形状を示している。また図５はベース供給
台１２に供給されるベース２の形状を示している。図６
はヘッドチップ１が接着固定されたベース２を示してい
る。

【００３０】つぎに図８〜図２８によって、ヘッドチッ
プ１のヘッドベース２に対する位置決めおよび接着の動
作手順について説明する。

【００３１】ヘッドチップ１がチップ供給台１１に供給
された後に、ヘッドチップ１の位置計測を行なう。位置
計測値に応じて、ヘッドチップ１を取扱う回転テーブル
１４、ｘテーブル１５、ｙテーブル１６を駆動する。

【００３２】図１０に示すように、吸着ノズル３７の垂
直な基準面３７ａとヘッドチップ１の左端面との間のＳ
_x が一定の値になるように設定する。同様に基準面３７
ａと平行な方向についても吸着ノズル３７とヘッドチッ
プ１との間が一定値になるようにする。

【００３３】一定値として、吸着ノズル３７をヘッドチ
ップ１上に降ろしたときに、基準面３７ｂのみがヘッド
チップ１と接触し、チャック爪４８がヘッドチップ１と
機械的に干渉しない位置であることが必要である（図８
参照）。ヘッドチップ１と吸着ノズル３７との間の相対
位置を決定した後に、吸着ノズル３７を図９に示すよう
にヘッドチップ１上に下降させる。

【００３４】次いで図１１および図１２に示すように、
ヘッドチップ１をチップ供給台１１上でチャック爪４８
によって把持する。ヘッドチップ１はその左端面が吸着
ノズル３７の基準面３７ａに接するまで横方向に移動さ
れる。

【００３５】図２９はヘッドチップ１をチャック爪４８
によって把持するときの力関係を示している。ヘッドチ
ップ１は非常に欠け易く、ｚ方向にヘッドチップ１にか
かる外力Ｈと摩擦係数μ₁ 、μ₂ を小さくする必要があ
る。またチャック爪４８をゆっくりと移動させる必要が
ある。チャック爪４８によって側方から力Ｆで把持した
後に、吸着ノズル３７の内部を吸引してヘッドチップ１
を吸着ノズル３７の先端部で吸着する。

【００３６】吸着ノズル３７によってヘッドチップ１を
吸着した後に、チップ供給台１１上でチャック爪４８に
よるヘッドチップ１の把持を解除する。ヘッドチップ１
はその厚みが薄くなっている。チャック爪４８や基準面
３７ａに接するヘッドチップ１の端面は必ずしも垂直で
はない。把持した状態でヘッドチップ１をチップ供給台
１１からｚ方向に持上げると、ｚ方向の力のバランスが
崩れてヘッドチップ１が斜めになったり、把持できずに
チップ１を落す場合がある。これらの不具合を避けるた
めに、吸着ノズル３７で吸着したならば、ヘッドチップ
１のチャック爪４８によるチャックを解除するようにし
ている（図１３参照）。

【００３７】ヘッドチップ１を吸着したままで吸着ノズ
ル３７をｚ方向上方に上昇させる。上昇方向の移動量
は、ヘッドチップ１の底面がチップ供給台１１の上面か
ら少し離れる程度であってよい。移動量はカム円板２４
の偏心量の差によって与えられる。

【００３８】吸着ノズル３７を載せている回転テーブル
１４、ｘテーブル１５、ｙテーブル１６を駆動すること
により、ヘッドチップ１をベース位置決め台１２上に固
定されているベース２上に移載する。移載する位置は、
ヘッドチップ１の外形がベース位置決め台１２側に設け
られているカメラ６３、７３の視野に入る定位置であ
る。顕微鏡７１の焦点深度は、ヘッドチップ１が移載さ
れる高さと、ヘッドチップ１がベース２上に置かれる高
さの差以上確保されている（図１４参照）。

【００３９】ヘッドチップ１がベース２上に供給された
後に、ヘッドチップ１の位置計測を行なう。ヘッドチッ
プ１がベース２に対して本来あるべき位置と計測値の相
違分ヘッドチップ１を取扱う移動機構を載せている回転
テーブル１４、ｘテーブル１５、ｙテーブル１６を駆動
する。

【００４０】駆動後に再度ヘッドチップ１の位置計測を
行ない、本来あるべき位置に入るまで駆動と計測をベー
ス２上において上空中で繰返す（図１５参照）。

【００４１】ヘッドベース２での位置出し終了後にヘッ
ドチップ１をベース２上に置く。そして置いた後にヘッ
ドチップ１の位置計測を行なう。運良くヘッドチップ１
が本来あるべき位置、すなわちヘッドチップ１を置いた
ときに位置ずれを生じない位置にあるときには、押えピ
ン３４をヘッドチップ１に押付ける。この状態で吸着ノ
ズル３７のみを上昇させ、接着剤を塗布すればよい（図
２４〜図２８参照）。

【００４２】多くの場合に、ヘッドチップ１をベース２
上に置くと、位置ずれを生ずる。ヘッドチップ１に働く
外力にｘ−ｙ方向の分力を含み、チップ吸着力よりも大
きい場合にヘッドチップ１はｘ−ｙ方向に位置ずれを生
ずる。

【００４３】例えばヘッドチップ１の部品精度上、吸着
面３７ｂとベース１の接触面の平行度が出ていない場合
には、図３１に示されるように、ｘ−ｙ方向に外力を生
ずることになり、吸着ノズル３７がベース２上面に垂直
に移動しない場合にはｘ−ｙ方向に外力を生じて位置ず
れを起す。

【００４４】以下位置ずれを生じてヘッドチップ１が本
来あるべき位置に入らない場合について説明する。

【００４５】図１６に示すように、ヘッドチップ１をヘ
ッドベース２上で把持する。ヘッドチップ１をヘッドベ
ース２上で位置出しする際に、吸着ノズル３７の吸着力
だけでは、ｘ−ｙ方向の外力に負けて位置ずれを生じ、
精密に位置決めをすることができないからである（図１
７参照）。

【００４６】ヘッドチップ１をヘッドベース２上で把持
した状態で、ヘッドチップ１の位置計測を行なう。本来
あるべき位置と計測値との相違分テーブル１４、１５、
１６を駆動して位置出しを行なう。本来あるべき位置に
入るまで駆動と計測をベース２上で繰返す。

【００４７】ベース２上において中空上でほぼ位置出し
されているので、ヘッドベース２上での移動量は比較的
微少量でよく、位置出しも短時間で終了する。吸着ノズ
ル３７の基準面３７ｂでヘッドチップ１をｚ方向に押付
けているので、ヘッドチップ１はベース２の上面に接し
ながら移動する（図１９参照）。

【００４８】ヘッドチップ１をベース２上で位置決めし
た後に図２０に示すように押えピン３４をヘッドチップ
１上に押付ける。把持解除後にヘッドチップ１の位置ず
れを生じ難くする（図２０および図２１参照）。

【００４９】ヘッドチップ１のチャック爪４８によるチ
ャックの解除後に吸着を断つ（図２２および図２３参
照）。そしてヘッドチップ１を押えピン３４で押えた状
態で吸着ノズル３７をｚ方向上方に移動させる。ヘッド
チップ１を吸着ノズル３７で覆っていると接着剤が吸着
ノズル３７にも付着してしまうからである（図２４参
照）。

【００５０】ヘッドチップ１を押えピン３４で押えた状
態で接着剤ノズル８１を作動させ、接着剤を図２６に示
すように塗布する。そして接着剤が硬化した後に押えピ
ン３４をｚ軸方向に上げる（図２７参照）。

【００５１】ヘッドチップ１を扱う吸着ノズル３７を備
える移動機構がベース位置決め台１２側にある間に、新
たなヘッドチップ１がチップ供給台１１上に供給され
る。カメラ５２によるヘッドチップ１の位置の計測もこ
の間に行なわれる。

【００５２】一方ヘッドチップ１を取扱う吸着ノズル３
７を含む移動機構がチップ供給台１１上にある間に、ヘ
ッドチップ１を貼付けたベース２ごとベース位置決め台
１２から排出される。そしてその後に新たなベース２が
ベース位置決め台１２に供給される。

【００５３】図３０は吸着ノズル３７のｚ方向の３つの
位置と動作手順との関係を示している。

【００５４】なお上記実施例の説明において、１枚のヘ
ッドベース２に対して１枚のヘッドチップ１を位置決め
する方法および移動機構について例として説明してい
る。しかし１枚のヘッドベース２に対して多数枚のヘッ
ドチップ１を位置決め固定する際にも、本位置決め方法
および移動機構を適用できるのは言うまでもない。

【００５５】このように本実施例に係る装置は、ヘッド
チップ１を位置決めする際に、ヘッドチップ１をベース
２上に押付けながら機械的に把持し、位置出しを行なう
ようにしている。そしてヘッドチップ１を移動させる移
動機構が、吸着ノズル３７から成る真空吸着機構と、チ
ャック爪４８から成る機械式把持機構と、ヘッドチップ
１をベース２上に押付ける吸着ノズル３７とを兼用する
押付け機構とを備えている。

【００５６】このようにヘッドチップ１をベース２上に
押し当てながら機械的に把持して動かすことによって、
精密な位置決めが達成される。また１つの移動機構によ
ってヘッドチップ１の移載と、位置決め・押えとが達成
されるので、ヘッドチップ１の貼付け装置を比較的単純
な機構とすることができる。

【００５７】

【発明の効果】第１の発明は、ヘッドチップを把持して
移動させる移動手段が真空吸着機構と、機械式把持機構
と、ベース上にヘッドチップを押付ける押付け機構と、
真空吸着機構の空洞部内に出没自在に挿通された押えピ
ンと、を具備し、ヘッドチップを押付け機構によって押
付けながらベース上で位置出しを行なうとともに、位置
出しされたヘッドチップを押えピンによって押えながら
押付け機構を退避させ、接着剤を供給してヘッドチップ
をベースに接着するようにしたものである。従ってヘッ
ドチップのベースに対する正確な位置決めが可能にな
る。しかも位置出しされたヘッドチップを押えピンによ
って押えながら押付け機構を退避させ、接着剤を供給し
てヘッドチップをベースに接着するようにしているため
に、小さなヘッドチップであっても確実に押えてヘッド
ベースに接着することができる。しかも接着の際に押付
け機構が退避されているために、押付け機構に接着剤が
付着することが防止される。

【００５８】第２の発明は、真空吸着機構が押付け機構
を兼用するようになっており、真空吸着機構の先端部に
よってヘッドチップをヘッドベースに押付けるようにし
たものである。従ってヘッドチップの取付け装置の構造
を簡潔な構造とすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヘッドチップの取付け装置の全体の構造を示す
正面図である。

【図２】チップ供給台上に供給されたヘッドチップの位
置を検出する光学的測定装置の斜視図である。

【図３】ベース位置決め台に設けられているヘッドチッ
プの位置を検出する光学的測定装置の斜視図である。

【図４】ヘッドチップの平面図である。

【図５】ヘッドベースの平面図である。

【図６】ヘッドチップが取付けられたヘッドベースの平
面図である。

【図７】ヘッドチップの光学系による測定量を示す平面
図である。

【図８】ヘッドチップの供給装置の要部正面図である。

【図９】ヘッドチップの押付けを示す要部正面図であ
る。

【図１０】押付けられた状態のヘッドチップの付近を示
す拡大正面図である。

【図１１】ヘッドチップを供給位置で把持した状態の正
面図である。

【図１２】把持されたヘッドチップの付近を示す拡大正
面図である。

【図１３】把持を解除された状態の正面図である。

【図１４】ヘッドチップの移載を示す要部正面図であ
る。

【図１５】ヘッドベース上空での位置出しを示す要部正
面図である。

【図１６】ヘッドベース上にチップを載置する状態を示
す要部正面図である。

【図１７】ヘッドチップをベース上で把持した状態を示
す要部正面図である。

【図１８】把持されたヘッドチップの付近を示す拡大正
面図である。

【図１９】ヘッドチップをベース上で位置出しする状態
の要部正面図である。

【図２０】ヘッドチップを押えピンで押える状態を示す
要部正面図である。

【図２１】ピンで押えられたヘッドチップの付近の拡大
正面図である。

【図２２】把持を解除した状態の正面図である。

【図２３】把持を解除されたヘッドチップの付近の拡大
正面図である。

【図２４】吸着ノズルを上昇する状態を示す正面図であ
る。

【図２５】ヘッドチップの付近の拡大正面図である。

【図２６】接着剤の塗布を示す正面図である。

【図２７】押えピンの上昇を示す正面図である。

【図２８】ヘッドベース上に接着されたヘッドチップの
拡大正面図である。

【図２９】ヘッドチップの把持の力関係を示す要部正面
図である。

【図３０】吸着ノズルの３つの位置を示す正面図であ
る。

【図３１】ヘッドチップの位置ずれの原因を説明する正
面図である。

【符号の説明】

１ ヘッドチップ ２ ヘッドベース ２ａ、２ｂ 端面 １１ チップ供給台 １２ ベース位置決め台 １３ レバー １４ 回転テーブル １５ ｘテーブル １６ ｙテーブル １７ テーブル ２１ モータ ２２ カップリング ２３ ベアリングユニット ２４ カム円板 ２５ カムフォロア ２６ 直線案内 ２７ 引張りコイルばね ２８ ｚテーブル ３１ 取付け板 ３２ エアシリンダ ３４ 押えピン ３５ 圧縮コイルばね ３６ 直線案内 ３７ 吸着ノズル ３７ａ 基準面 ３７ｂ 端面 ４１ エアシリンダ ４２ 直線案内 ４３ カム板 ４５ 直線案内 ４６ 圧縮コイルばね ４７ カムフォロア ４８ チャック爪 ５１ 光学系 ５２ カメラ ６１ 顕微鏡 ６２ 光学系 ６３ カメラ ７１ 顕微鏡 ７２ 光学系 ７３ カメラ ８１ 接着剤ノズル

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−141011（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171621（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−36909（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−20611（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/53

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヘッドチップをベース上に位置決めして
   取付ける取付け装置において、 前記ヘッドチップを把持して移動させる移動手段が真空
   吸着機構と、機械式把持機構と、ベース上に前記ヘッド
   チップを押付ける押付け機構と、前記真空吸着機構の空
   洞部内に出没自在に挿通された押えピンと、を具備し、 前記ヘッドチップを前記押付け機構によって押付けなが
   らベース上で位置出しを行なうとともに、位置出しされ
   た前記ヘッドチップを前記押えピンによって押えながら
   前記押付け機構を退避させ、接着剤を供給して前記ヘッ
   ドチップを前記ベースに接着することを特徴とするヘッ
   ドチップの取付け装置。
2. 【請求項２】 前記真空吸着機構が前記押付け機構を兼
   用しており、前記真空吸着機構の先端部によって前記ヘ
   ッドチップを前記ベース上に押付けるようにしたことを
   特徴とする請求項１に記載のヘッドチップの取付け装
   置。