JP2007073632A - テープフィーダおよび表面実装機 - Google Patents

Abstract

【課題】 テープ送りの精度をより一層高める。
【解決手段】 スプロケット５０を送りモータ４２により回転駆動することにより部品を収納したテープ３２を部品取出部３７に送出すようにテープフィーダ４ａが構成される。スプロケット５０には、回転方向の絶対位置を特定するための絶対位置情報としてパターンの異なる着磁部分をもつ複数のトラックが設けられ、これらトラックの着磁部分が磁気センサ４５に検出されることによりスプロケット５０の回転位置が求められる。そして、テープ３２の送出しの際には、磁気センサ４５の出力に基づき送りモータ４２が駆動制御される。
【選択図】 図３

Description

表面実装機に搭載され、テープを担体として実装用の部品を供給するテープフィーダ、このテープフィーダを部品供給装置として備える表面実装機に関するものである。

従来から、表面実装機において実装用の部品を供給する装置としてテープフィーダが一般に知られている。このフィーダは、一定間隔おきに部品を収納したテープをリールに巻回した状態で保持し、このリールからフィーダ前方の部品取出部にテープを送出しながら当該テープを担体として部品取出部に部品を供給し、部品実装用のヘッドにより部品の取出しが行われるに伴い、テープ送り機構によりテープを送出すようになっている。

テープ送り機構は、テープに係合するスプロケットを有しており、モータによりこのスプロケットを回転駆動することにより収納部品のピッチに対応した一定のピッチでテープを送出すように構成されている。

このようなモータ駆動のテープ送り機構では、所定のピッチで正確にテープを送出す必要があり、一般にはエンコーダをモータに組込んで回転位置や速度の制御を行うことが行われている。最近では、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のエンコーダをモータに組込むようにしたものも知られている（例えば特許文献１）。
特開２００３−１２４６８８号

上記特許文献１に開示される従来のテープフィーダによると、モータの回転駆動力を、ギア伝動機構を介してスプロケットに伝達するため、モータに組込んだエンコーダの出力に基づきスプロケットを駆動する特許文献１のテープフィーダでは、モータとスプロケットとの間にバックラッシュにより回転誤差が生じ、その結果、テープのピッチ送りに誤差が生じることが考えられる。従って、この点を改善することが望まれる。

また、従来のテープフィーダによると、モータに関してその回転方向の絶対位置を検出することができるので、目標位置へのモータ回転制御が容易に実施可能となるが、例えばフィーダ起動時には、モータの回転位置とスプロケットの回転位置とを関連付けるため、スプロケットの回転位置を原点位置に移動させ、その時のモータの回転位置を検出してその回転位置とスプロケットの回転位置との相関を把握する原点復帰作業が必要となる。そのため、原点復帰作業に伴う無駄なテープ送りが必要となり、起動作業を効率的に実施することができないという問題もある。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、テープ送りの精度を従来に比して高めることにあり、第２の目的は、フィーダ起動時から直ちにテープ送りを行えるようにして起動作業の効率化を図る一方で、テープ送りの精度を従来に比して高めることを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のテープフィーダは、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータにより回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、前記スプロケット、又はスプロケットと一体に回転する回転体に、その回転方向の位置を特定するための絶対位置情報が設けられる一方、この絶対位置情報を検出する検出手段が設けられ、テープ送出し動作時には、この検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されるものである（請求項１）。

このテープフィーダによると、スプロケット等に設けられた絶対位置情報の検出に基づき直ちにスプロケットの回転位置が特定される。しかも、テープ送りの際には、スプロケット等から直接的にその回転位置が特定されてモータが駆動制御されるため、ギア伝動機構等を介してモータの駆動力をスプロケットに伝達する場合でも、バックラッシュ等による影響を受けることなくスプロケットを精度良く駆動することが可能となる。

また、本発明の別のテープフィーダは、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータにより回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、前記モータのロータと一体に回転するように当該ロータに対して直接又は間接的に前記スプロケットが連結され、このスプロケットにその回転方向の位置を特定するための絶対位置情報が設けられる一方、この絶対位置情報を検出する検出手段が設けられ、テープ送出し動作時には、この検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されるものであるものである（請求項２）。

このテープフィーダの場合も、スプロケットに設けられた絶対位置情報の検出に基づき直ちにスプロケットの回転位置が特定される。しかも、このフィーダの場合には、伝動機構を介すことなく直接モータによりスプロケットが回転駆動されるため、バックラッシュ等による影響を受けることがない上、スプロケットから直接的にその回転位置が特定されてモータが駆動制御されるため、より一層精度良くスプロケットを目標位置まで回転させることが可能となる。

なお、これらのテープフィーダのより具体的な構成として、当該フィーダは、起動後、最初のテープの送出しを行うまで前記モータが停止状態に維持されるとともに、このモータ停止状態のときに前記検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づいて前記スプロケットの回転位置が検出され、この回転位置に基づいて前記モータが駆動制御されることにより最初のテープ送りが実施されるように構成される（請求項３）。

この構成によると、モータの回転位置を検出してその回転位置とスプロケットの回転位置との相関を把握するいわゆる原点復帰の作業を行うことなく、起動後、直ちに最初のテープ送出し動作を実行することが可能となる。

また、本発明の別のテープフィーダは、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータにより回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、前記スプロケット、又はスプロケットと一体に回転する回転体に磁石が固定される一方、この磁石の回転に伴う磁界の変化を検出することにより互いに位相差をもつアナログ波形信号を出力する複数の磁気センサが設けられ、テープ送出し動作時には、各磁気センサから出力される前記アナログ波形信号に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されるものである（請求項４）。

このテープフィーダによると、各磁気センサから出力されるアナログ波形信号の値に基づき直ちにスプロケットの回転位置が特定される。しかも、テープ送りの際には、スプロケット等から直接的にその回転位置が特定されてモータが駆動制御されるため、ギア伝動機構等を介してモータの駆動力をスプロケットに伝達する場合でも、バックラッシュ等による影響を受けることなくスプロケットを精度良く駆動することが可能となる。

また、本発明の別のテープフィーダは、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータにより回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、前記モータのロータと一体に回転するように当該ロータに対して直接又は間接的に前記スプロケットが連結され、このスプロケットに磁石が固定される一方、この磁石の回転に伴う磁界の変化を検出することにより互いに位相差をもつアナログ波形信号を出力する複数の磁気センサが設けられ、テープ送出し動作時には、各磁気センサから出力される前記アナログ波形信号に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されるものである（請求項５）。

このテープフィーダの場合も、各磁気センサから出力されるアナログ波形信号の値に基づき直ちにスプロケットの回転位置が特定される。しかも、このフィーダの場合には、伝動機構を介すことなく直接モータによりスプロケットが回転駆動されるため、バックラッシュ等による影響を受けることがない上、スプロケットから直接的にその回転位置が特定されてモータが駆動制御されるため、より一層精度良くスプロケットを目標位置まで回転させることが可能となる。

これらのテープフィーダの具体的な構成としても、起動後、最初のテープの送出しを行うまで前記モータが停止状態に維持されるとともに、このモータ停止状態のときに前記各磁気センサから出力されるアナログ波形信号に基づいて前記スプロケットの回転位置が検出され、この回転位置に基づいて前記モータが駆動制御されることにより最初のテープ送りが実施されるように構成することにより（請求項６）、モータの回転位置を検出してその回転位置とスプロケットの回転位置との相関を把握するいわゆる原点復帰の作業を行うことなく、起動後、直ちに最初のテープ送出し動作を実行することが可能となる。

一方、本発明の表面実装機は、部品実装用の移動可能なヘッドと、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すテープフィーダとを備え、前記ヘッドにより前記テープフィーダから部品を吸着して基板上に実装するように構成された表面実装機において、
前記テープフィーダとして請求項１乃至６の何れかに記載のテープフィーダが搭載され、当該テープフィーダにその動作を制御するためのフィーダ制御手段が設けられる一方、実装機本体側に前記ヘッドの動作を含む部品実装のための各種動作を制御する本体側制御手段が設けられ、前記フィーダ制御手段は、本体側制御手段から与えられるテープ送出しのための情報に基づき前記モータを駆動制御するように構成されているものである（請求項７）。

この構成によると、実装機本体側からテープフィーダに対してテープ送出しのための情報が与えられるだけで、具体的なテープ送り動作（モータの駆動制御）は、テープフィーダ独自のフィーダ制御手段により制御されることとなる。

また、本発明に係る別の表面実装機は、部品実装用の移動可能なヘッドと、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すテープフィーダとを備え、前記ヘッドにより前記テープフィーダから部品を吸着して基板上に実装するように構成された表面実装機において、前記テープフィーダとして請求項１乃至６の何れかに記載のテープフィーダが搭載され、当該テープフィーダの動作を制御するための手段が、前記ヘッドの動作を含む部品実装のための各種動作を制御する実装機本体側の制御手段に含まれることにより、当該制御手段によりテープフィーダの前記モータが駆動制御されるものである（請求項８）。

この構成によると、テープフィーダの具体的なテープ送り動作（モータの駆動制御）は、実装機本体側に搭載される制御手段により制御されることとなる。

本発明の請求項１〜６に係るテープフィーダによると、スプロケット等から直接的にその回転位置を検出してモータを駆動制御するため、バックラッシュ等、伝動機構の作動誤差による影響を受けることなくスプロケットを精度良く駆動できる。従って、従来に比してテープ送りの精度を高めることができる。特に、請求項３及び６に係るテープフィーダによると、起動時からいわゆる原点復帰作業を行うことなくテープのピッチ送りを行うことができるため、原点復帰作業に伴う無駄なテープ送りが不要となり、起動作業を効率的に実施することができる。

また、請求項７，８に係る表面実装機によると、上記のようなテープフィーダを備えているため、ヘッドによる部品の取出しをより精度よく行うことができ、また、起動作業の効率化を図ることができる。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１，図２は、表面実装機（本発明に係るテープフィーダが搭載される表面実装機）の全体構成を概略的に示している。

これらの図において、表面実装機（以下、実装機と略す）の基台１上には基板搬送用のコンベア２が配置されており、このコンベア２上をプリント基板３が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外のプッシュアップピン等の基板保持手段により保持されるようになっている。なお、以下の説明では、コンベア２の方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることにする。

コンベア２の両側には、プリント基板３に実装する電子部品を供給するための部品供給部４が設けられている。これらの部品供給部４には、本発明に係るテープフィーダ４ａがＸ軸方向に多数列配置されている。各テープフィーダ４ａには、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を収納保持した後記テープを巻回したリールが着脱可能に装着されており、このリールからフィーダ先端の部品取出部に前記テープを間欠的に繰り出しながら、後述するヘッドユニット５により部品をピックアップさせるように構成されている。なお、テープフィーダ４ａの構成については後に詳述する。

前記基台１の上方には、さらに部品実装用のヘッドユニット５が設けられている。このヘッドユニット５は、部品供給部４から部品を吸着してプリント基板３上に実装し得るように、一定の領域内でＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ移動可能とされている。

すなわち、前記基台１には、ヘッドユニット５の支持部材１１がＹ軸方向の固定レール７に移動可能に配置され、この支持部材１１上にヘッドユニット５がＸ軸方向のガイド部材１４に沿って移動可能に支持されている。そして、Ｙ軸サーボモータ９により駆動されるボールねじ８に支持部材１１が螺合装着されることにより、支持部材１１のＹ軸方向の移動が行われる一方、Ｘ軸サーボモータ１５により駆動されるボールねじ１３にヘッドユニット５が装着されることにより、ヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行われるように構成されている。

前記ヘッドユニット５には部品を吸着してプリント基板３に実装するための複数本の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、４本の実装用ヘッド２０がＸ軸方向に一列に並べられた状態で搭載されている。

これらの実装用ヘッド２０は、Ｚ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする昇降機構に連結されるとともにＲ軸サーボモータ（図示省略）を駆動源とする回転機構にそれぞれ連結されており、これらの機構によりヘッドユニット５に対して上下方向（Ｚ軸方向）および自軸回り（Ｒ軸方向という）に駆動されるようになっている。また、各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズル２１が設けられている。各ノズル２１はそれぞれ図外のバルブ等を介して負圧供給手段に接続されており、前記テープフィーダ４ａからの部品取出し時には、ノズル２１の先端に負圧が供給されることにより部品の吸着が行われるようになっている。

ヘッドユニット５には、さらに基板認識カメラ２２が設けられている。この基板認識カメラ２２は、撮像方向を下向きにした状態でヘッドユニット５に搭載されており、実装作業位置に保持されたプリント基板３のフィデューシャルマークを撮像するようになっている。また、後述する誤差データの取得作業の際には、部品供給部４にセットされた各テープフィーダ４ａの後記部品取出部３７を撮像するようになっている。

一方、基台１上には、さらに各実装用ヘッド２０による部品の吸着状態を画像認識するための部品認識カメラ１７が設けられている。この部品認識カメラ１７は、コンベア２と各部品供給部４との間にそれぞれ設けられており、ヘッドユニット５がこの部品認識カメラ１７上方の所定の撮像位置に配置されたときに、各実装用ヘッド２１による吸着部品をその下側から撮像するようになっている。

以上の構成により上記実装機では次のようにしてプリント基板３に部品が実装される。

まず、ヘッドユニット５が部品供給部４の上方に移動し、各実装用ヘッド２０によりテープフィーダ４ａからの部品の取出しが行われる。具体的には、部品を吸着すべき所定の実装用ヘッド２０が下降して部品を吸着し、さらに部品を吸着した状態で上昇することによりテープフィーダ４ａから部品をピックアップする。この際、可能な場合には、複数の実装用ヘッド２０により同時に部品が取出される。

全ての実装用ヘッド２０による部品の吸着が完了すると、ヘッドユニット５が部品認識カメラ１７の上方に移動し、各吸着部品の撮像が行われることにより、その撮像結果に基づき各部品の吸着状態が調べられる。そして、ヘッドユニット５がプリント基板３上に移動した後、所定の部品実装ポイントに順次ヘッドユニット５が移動しながら各実装用ヘッド２０の昇降が行われ、この昇降に伴い各部品がプリント基板３上に実装される。

図３，図４は、上記テープフィーダ４ａの構成を概略的に示している。

テープフィーダ４ａは、同図に示すように、幅方向（Ｘ軸方向）に扁平なボックス型のフィーダ本体部２５、このフィーダ本体部２５に連設されるプレート状のリール支持部２６とを前後に備えており、先端側、すなわちフィーダ本体部２５をコンベア２側に向けた状態で、部品供給部４のフィーダ取付台６にセットされ、図外のクランプ手段によりこの取付台６に対して着脱可能に固定されている。

なお、図３の例ではフィーダ本体部２５の側面が開放された状態（後記テープ送り機構や引取り機構が露出した状態）で示しているが、通常は、この部分に側板２５ａ（図４に示す）が装着されることによりテープ送り機構等がフィーダ本体部２５の内部に隠されている。

前記リール支持部２６には、その後端部（図３では左端部）にテープ３２を巻回したリール３１が回転可能に保持されており、このリール３１から前方の前記フィーダ本体部２５へテープ３２が導出されている。

なお、テープ３２は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状の部品を一定間隔置きに収納、保持するものであり、図５に示すように、キャリアテープ３３とこれに貼着されるカバーテープ３４とから構成されている。キャリアテープ３３は、上方に開口した空洞状の部品収納部３３ａを一定間隔置きに有しており、各部品収納部３３ａにＩＣ等の部品が収納されている。また、キャリアテープ３３の一辺側には、その縁部に沿ってテープ厚み方向に貫通する係合孔３３ｂが一定間隔で設けられている。一方、カバーテープ３４は、部品収納部３３ａが開口する部分を覆うように前記キャリアテープ３３の上面に接着されている。

図３に示すように、フィーダ本体部２５の上部には、前後方向（Ｙ軸方向）に延びる案内部３５が設けられるとともに、その上部を覆うようにカバー部材３６が設けられており、リール３１から導出されたテープ３２が、この案内部３５に沿ってカバー部材３６の下方に案内されるようになっている。

フィーダ本体部２５の前端部分には、部品取出部３７が設けられている。この部品取出部３７は、実装用ヘッド２０により部品をピックアップさせる部分で、この部分では、前記案内部３５に沿って案内されるテープ３２が、前記カバー部材３６に形成される開口部分３６ａを介して上方に露出するとともに、前記カバーテープ３４がテープ３２から引き剥がされつつ前記開口部分３６ａの縁に沿って折り返されており、これによって部品収納部３３ａが上方に開放されて、実装用ヘッド２０による部品の取出しが可能となっている。

前記フィーダ本体部２５の内部には、テープ送り機構と、カバーテープ３４の引取り機構とが設けられている。

テープ送り機構は、テープ３２を案内部３５に沿って送出すもので、部品取出部３７の下方に配置されるスプロケット５０と、駆動源としての送りモータ４２と、このモータ４２の出力軸（ロータ軸）に装着される駆動ギア４３と、前記スプロケット５０に一体に結合されて前記駆動ギア４３に噛合するギア４４とを有している。

スプロケット５０は、その外縁部分の一部がフィーダ本体部２５の内側天井部分に形成される開口部を介して前記案内部３５に臨むとともに、そのピン（歯）の一部が前記開口部分３６ａの部分で前記係合孔３３ｂに嵌合することにより前記テープ３２に係合している。つまり、送りモータ４２が作動すると、これに伴いスプロケット５０が回転し、この回転によりリール３１からテープ３２を引出しつつ部品取出部３７に向かってテープ３２を送出すようになっている。

送りモータ４２は、例えばラジアルギャップ型の扁平モータからなり、図４に示すように、プリント基板４０（被実装用のプリント基板３と区別するため以下モータ基板４０という）に一体に組込まれた基板一体型の構成となっている。このモータ４２は、モータ基板４０がフィーダ本体部２５の内側面に対して絶縁シート、あるいはスペーサ等を介して固定されることにより、出力軸（ロータ軸）がテープ３２の送り方向（図４では左右方向）と直交するように該本体部２５に組付けられており、この出力軸に対して駆動ギア４３が一体に装着固定されている。

なお、前記スプロケット５０のうち、前記側板２５ａに対向する側の側面には、着磁部分（磁化した部分）が所定のパターンで形成されることにより、この着磁部分によりスプロケット５０の回転方向の絶対位置を検出するための絶対位置情報が記録されており、他方、側板２５ａには、前記着磁部分（絶対位置情報）を検出するための磁気センサ４５（本発明に係る検出手段に相当）が設けられている。つまり、前記スプロケット５０と磁気センサ４５とによって当該スプロケット５０の絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダが構成されており、テープ３２の送出しの際には、磁気センサ４５による前記着磁部分の検出に基づきスプロケット５０の回転位置が検知されるようになっている。

より具体的に説明すると、スプロケット５０には、図６に示すように、円周方向に所定のピッチで着磁部分が並ぶ５つのトラック５１ａ〜５１ｅが同心円上に形成されている。そして、各トラック５１ａ〜５１ｅの横並び（スプロケット５０の径方向）に並ぶ着磁部分と非着磁部分との組み合わせに基づいてスプロケット５０の絶対位置を特定できるように、各トラック５１ａ〜５１ｅの着磁部分の周方向長さ、および配列ピッチ等がそれぞれ設定されている。

一方、磁気センサ４５は、スプロケット５０の径方向に横並びに並び、かつ各トラック５１ａ〜５１ｅにそれぞれ対応する５つのホール素子４５ａ〜４５ｅ（図７に示す）を有している。つまり、スプロケット５０が回転すると、トラック５１ａ〜５１ｅ毎に着磁部分の有無に応じたホール電圧が各ホール素子４５ａ〜４５ｅから出力されるため、図７に示すように、このホール電圧に基づき各トラック５１ａ〜５１ｅの着磁部分の有無を検出し、その有無の組み合わせに基づき後記フィーダ制御手段７０によりスプロケット５０の回転位置（絶対位置）を検知するようになっている。なお、図７では、各ホール素子４５ａ〜４５ｅの出力（ホール電圧）を二値化して示している。

一方、引取り機構は、テープ３２（キャリアテープ３３）からカバーテープ３４を引き剥がすもので、図３に示すように、フィーダ本体部２５において、テープ送り機構よりも後側に設けられている。

引取り機構は、引取りモータ５２と、引取りギア対５６ａ，５６ｂと、引取りモータ５２の回転駆動力を引取りギア対５６ａ，５６ｂに伝達するギア５４，５５等から構成されており、前記切欠部分３６ａでテープ３２から引き剥がされたカバーテープ３４が引取りギア対５６ａ，５６ｂの間に案内されている。つまり、部品供給時には、引取りモータ５２の作動により引取りギア対５６ａ，５６ｂが回転駆動され、その引取力（回転力）によってカバーテープ３４がキャリアテープ３３から引き剥がされるようになっている。

この引取り機構の引取りモータ５２も、テープ送り機構の前記送りモータ４２と同様に、プリント基板に一体に組込まれたラジアルギャップ型の扁平モータから構成されており、当実施形態では、同図に示すように、テープ送り機構の前記送りモータ４２と共通のモータ基板４０に組込まれており、送りモータ４２と一体的にフィーダ本体部２５の内側面に固定されている。そして、フィーダ本体部２５のうちモータ基板４０が組付けられる面と同じ面に、前記引取りギア対５６ａ，５６ｂおよび伝動用の前記ギア５５が軸支される一方、前記引取りモータ５２の回転軸に前記ギア５４が装着され、このギア５４と前記ギア５５とが互いに噛合した状態で設けられている。

図８は、上記テープフィーダ４ａの制御系を概略的に示している。この図は、主にテープフィーダ４ａのテープ送り制御に関連する構成のみを示しており、その他の制御に関連する部分については図示を省略している。

この図において符号６０は、実装機本体に搭載される本体制御手段（本発明に係る本体側制御手段に相当）を、符号７０は、各テープフィーダ４ａに搭載されるフィーダ制御手段をそれぞれ示している。本体制御手段６０とフィーダ制御手段７０とは、テープフィーダ４ａが前記フィーダ取付台６に組付けられることにより、当該取付台６に設けられる端子（図示せず）を介して電気的に接続されるようになっている。

本体制御手段６０は、実装機本体を主に制御するもので、論理演算を実行する周知のＣＰＵ、そのＣＰＵを制御する種々のプログラムなどを予め記憶するＲＯＭおよび装置動作中に種々のデータを一時的に記憶するＲＡＭ等から構成されており、テープフィーダ４ａの制御に関連する機能構成として主制御部６１、画像処理部６２および演算部６３等を含んでいる。

主制御部６１は、予め記憶されたプログラムに従ってヘッドユニット５等を作動させるべく前記モータ９，１５等の駆動を統括的に制御するとともに、各テープフィーダ４ａに対してテープ送り等の指令信号を出力するものである。特に、後述する誤差データ取得処理の際には、各部品供給部４にセットされたテープフィーダ４ａの部品取出部３７を前記基板認識カメラ２２により撮像すべくヘッドユニット５等を駆動制御する。

画像処理部６２は、基板認識カメラ２２から出力される画像データに所定の処理を施すものである。

演算部６３は、後述する誤差データ取得処理の際に撮像される部品取出部３７の画像データに基づきスプロケット５０の各ピンを認識し、基準位置に対する各ピンのテープ送り方向（Ｙ軸方向）のずれを求めるとともにその補正量Δを演算し、後述するテーブルデータ（図９参照）を作成してフィーダ制御手段７０に転送するものである。

フィーダ制御手段７０は、テープフィーダ４ａを駆動制御するもので、上記モータ基板４０に一体に組込まれている。このフィーダ制御手段７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されており、その機能構成として主制御部７１，モータドライバ部７２および記憶部７３等を含んでいる。

主制御部７１は、本体制御手段６０からの指令信号に基づき所定のピッチでテープ３２を送出すべく、前記モータドライバ部７２を介して前記モータ４２，４４等の駆動を統括的に制御するものである。

記憶部７３は、本体制御手段６０（演算部６３）から転送されるテーブルデータを記憶するもので、主制御部７１は、テープ３２の送出しの際には、この記憶部７３に記憶されたテーブルデータに基づき前記送りモータ４２を駆動制御するようになっている。

ここで、誤差データ取得処理について説明する。

誤差データ取得処理とは、スプロケット５０の各ピンの開口部分３６ａ（部品取出部３７）における位置ずれ、具体的にはテープ送り方向（Ｙ軸方向）の位置ずれを予め計測してスプロケット５０の回転位置の補正量と対応づけたテーブルデータを作成し、このテーブルデータを前記記憶部７３に格納する処理である。

すなわち、テープ３２に保持された部品を部品取出部３７の正しい位置に供給するためには、スプロケット５０の間歇回転において該スプロケット５０を正しい位置で停止させる必要がある。しかし、スプロケット５０にはその個体差によりピン位置等にバラツキがあり、このバラツキ等によりテープ３２の送りに誤差が生じる。そこで、スプロケット５０をピッチ送りしながら、開口部分３６ａに位置する各ピンを順次ヘッドユニット５に搭載された基板認識カメラ２２により撮像することによりその位置ずれを求め、その補正値Δとピンとを関連づけたテーブルデータを作成、記憶しておくようになっている。

具体的には、スプロケット５０を回転駆動して、ピッチ送りに対応した所定の目標位置で停止させ、基板認識カメラ２２により前記開口部分３６ａを撮像することによりその画像データからピン位置を求めるとともに、この位置の正規位置からのずれ量を求める。そして、このずれ量に対応するスプロケット５０の回転補正量Δを求め、同様の作業をスプロケット５０の全ピンについて実施する。これにより、図９に示すように、目標位置（図中は便宜上、１、２、３……で示している）、すなわちピッチ送りに対応した所定の目標位置と、目標位置に対応する上記補正量Δ（図中は便宜上、β１、β２、β３……で示している）とを対応づけたテーブルデータを作成する。これら補正値Δの演算およびテーブルデータの作成は本体制御手段６０の前記演算部６３において行われる。

なお、誤差データ取得処理は、実装作業とは別に、事前にテープフィーダ４ａを部品供給部４にセットした状態で行われ、演算部６３において作成されたテーブルデータは、本体制御手段６０からフィーダ制御手段７０に転送されることにより各テープフィーダ４ａに固有のデータとして前記記憶部７３に格納される。

次に、以上のようなテープフィーダ４ａの作用効果について説明する。

実装動作中、本体制御手段６０からテープフィーダ４ａに対してテープ送りを指示する指令信号（本発明に係るテープ送出しのための情報の一つに相当）が出力されると、送りモータ４２および引取りモータ５２が駆動され、この駆動によりテープ３２が送出されて部品が部品取出部３７に供給される。

具体的には、送りモータ４２によりスプロケット５０が回転駆動されることにより、リール３１からテープ３２が引出されつつ部品取出部３７に送出される一方で、引取りモータ５２により引取りギア対５６ａ，５６ｂが回転駆動されることにより、カバーテープ３４がテープ３２（キャリアテープ３３）から剥離される。これによりテープ３２の部品収納部３３ａが上方に開放されつつ部品取出部３７に送出され、部品が取出し可能な状態で部品取出部３７に配置されることとなる。

ここで、例えば実装機（テープフィーダ４ａ）が起動直後である場合には、起動後、上記指令信号がフィーダ制御手段７０に出力されるまではモータ４２が停止状態に維持され、このモータ停止状態のときに磁気センサ４５（ホール素子４５ａ〜４５ｅ）からの出力に基づきスプロケット５０の回転位置が検出される。そして、本体制御手段６０からの指令信号が出力されると、その回転位置に基づいてモータ４２が駆動制御され、これによって最初のテープ送りが実施される。この際、上記の通りこのテープフィーダ４ａでは、スプロケット５０に記録した絶対位置情報（上記トラック５１ａ〜５１ｅ）を磁気センサ４５により検出することによってスプロケット５０の絶対位置を検知できるになっているため、上記のように実装機の起動直後であっても直ちにスプロケット５０の回転位置が特定され、これによってスプロケット５０のいわゆる原点復帰作業を行うことなく、直ちに所定のピッチでテープ３２が送出されることとなる。

なお、このテープ３２の送出し動作に際しては、テープ３２のピッチ送りに対応した所定の目標位置が主制御部７１に読込まれるとともに、記憶部７３に記憶されている前記テーブルデータから当該目標位置に対応する補正量Δが特定され、この補正値Δに基づいてスプロケット５０の前記目標位置が補正される。そして、この補正後の目標位置と、前記磁気センサ４５からの出力に基づき送りモータ４２が主制御部７１により駆動制御される。つまり、補正後の前記目標位置でスプロケット５０が停止するように、磁気センサ４５からの出力に基づいてスプロケット５０の回転位置がフィードバック制御される。これにより、スプロケット５０が停止すると、そのピンが開口部分３６ａの正規位置で停止することとなり、その結果、常に正しい位置に部品収納部３３ａが位置するようにテープ３２の送出しが行われることとなる。

以上のように、このテープフィーダ４ａでは、送りモータ４２によるスプロケット５０の駆動によりテープ３２の送出しを行うが、上記の通り、スプロケット５０に絶対位置情報（トラック５１ａ〜５１ｅ）を設け、これを磁気センサ４５により検出することによって、起動時でも直ちにスプロケット５０の回転位置を検知していわゆる原点復帰作業を行うことなくテープ３２の送出し動作を行えるようにしているので、従来のように原点復帰作業に伴う無駄なテープ送りを行う必要が無く、その結果、起動作業を効率的に行うことができるようになる。

しかも、このテープフィーダ４ａでは、スプロケット５０に絶対位置情報（トラック５１ａ〜５１ｅ）を設け、当該スプロケット５０からその回転位置を直接検知して当該検知に基づき送りモータ４２を駆動制御するようにしているため、上記のようにギア４３，４４（ギア伝動機構）を介して送りモータ４２の駆動力をスプロケット５０に伝達するようにしながらも、ギア４３，４４のバックラッシュによる影響を受けることがなく、スプロケット５０を精度良く目標位置で停止させることができる。

従って、モータとスプロケットとの間にバックラッシュによる回転誤差が生じるおそれのある従来のこの種のテープフィーダと比較すると、プロケット５０をより精度良く目標位置で停止させることができ、これによってテープ３２の送出し不足、あるいは過剰送りを有効に防止して、当該送出し不足等に起因する部品の吸着ずれや取出しミスを効果的に防止できるようになる。

ところで、上記実施形態のテープフィーダ４ａでは、図６に示したように、所定パターンで着磁部分を設けた５種類のトラック５１ａ〜５１ｅをスプロケット５０に設け、これらトラック５１ａ〜５１ｅの着磁部分を磁気センサ４５（ホール素子４５ａ〜４５ｅ）により検知することによりスプロケット５０の絶対位置を検出するようにしているが、つまりスプロケット５０の絶対位置を検出するアブソリュート型のエンコーダを構成しているが、このエンコーダの構成は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、次のようなものであってもよい。

例えば、図１０（ａ）に示すように、パターンの異なる着磁部分からなる種類のトラック８１ａ，８１ｂを同心円上に設け、検出手段として、同図（ｂ）に示すように、一つのトラック８１ａ（又は８１ｂ）に対して複数のホール素子８２ａ〜８２ｃ（８３ａ〜８３ｃ）を周方向に所定間隔（角度θ１，θ２）で並べた磁気センサ８２を設け、図１１に示すように、これらホール素子８２ａ〜８２ｃ，８３ａ〜８３ｃにより検出される各トラック８１ａ，８１ｂの着磁部分と非着磁部分との組み合わせに基づいてスプロケット５０の絶対位置を検出するようにしてもよい。このようなエンコーダの構成によれば、ホール素子の数は増えるが、少ない数のトラックでスプロケット５０の絶対位置を検出することが可能になるという特徴がある。

図１０（ａ）の例で、トラック８１ａに３０°間隔で着磁部分（黒色部分）と非着磁部分とを交互に並べる一方、トラック８１ｂに着磁部分と非着磁部分とを１８０°間隔で並べ、トラック８１ａに対応するホール素子８３ａ〜８３ｃの間隔θ１を４０°、トラック８１ｂに対応するホール素子８２ａ〜８２ｃの間隔θ２を６０°とすることにより、図１１に示すように、１０°間隔でスプロケット５０の回転位置を検出できるようにしているが、これはエンコーダの構成を説明する便宜上の例示であって、各トラック８１ａ，８１ｂの着磁部分のパターン構成によって、より高い分解能を得ることができることは言うまでもない。

なお、この場合には、例えば図１０（ａ）に示すように、トラック８１ａ，８１ｂに比して着磁部分がより狭ピッチで並ぶトラック８１ｃを設けるとともに、このトラック８１ｃの着磁部分を、ホール素子８２ａ〜８２ｃ，８３ａ〜８３ｃよりも高分解能を有するＭＲ素子８４を使って検出するようにし、ＭＲ素子８４の出力に基づき、例えばスプロケット５０の回転速度制御等を行うようにしてもよい。この構成によれば、スプロケット５０の回転位置制御用のエンコーダと回転速度制御用のエンコーダとが当該スプロケット５０を媒体として集約されたコンパクトな構成が達成される。すなわち、回転位置制御用の情報（トラック８１ａ，８１ｂ）と、回転速度制御用の情報（トラック８１ｃ）とが共にスプロケット５０に設けられ、このスプロケット５０に対してホール素子８２ａ〜８２ｃ，８３ａ〜８３ｃやＭＲ素子８４が集結配置されたコンパクな構成が達成されるというメリットがある。

また、別のエンコーダの構成として、例えば、図１２，図１３に示すように、スプロケット５０に、絶対位置情報としてのバーコード８６が一定のピッチで周方向に並ぶトラック８５を設けておき、検出手段としてバーコードリーダ８７を設けて各バーコード８６を検出することによりスプロケット５０の絶対位置を検出するようにしてもよい。この場合、バーコード８６は、同図に示すように周方向にバーが並ぶもの以外に、図１４に示すようにスプロケット５０の径方向にバーが並ぶものであってもよい。

さらに別のエンコーダの構成として、図１５に示すように、Ｓ極とＮ極を均等にもつ円盤型の磁石９０をスプロケット中心に設ける一方、この磁石９０に対して周方向に９０°の間隔差を持って並ぶ一対のホール素子９２ａ，９２ｂ（磁気センサ）を配置し、各ホール素子９２ａ，９２ｂからの出力に基づきスプロケット５０の絶対位置を検出するようにしてもよい。すなわち、図１５に示す構成によると、磁石９０の回転に伴う各ホール素子９２ａ，９２ｂに対する磁界の変動により、図１６に示すように、各ホール素子９２ａ，９２ｂの出力値がちょうど９０°の位相差をもったｓｉｎ波（アナログ波形信号）となる。従って、各ホール素子９２ａ，９２ｂの出力値の組み合わせに基づきスプロケット５０の絶対位置をリニアに検出することができる。

このような構成によると、磁石９０と２つのホール素子９２ａ，９２ｂとでスプロケット５０の回転位置を高分解能で検出することが可能となる。また、この場合には、所定の時間間隔でホール素子９２ａ，９２ｂの出力値を監視すれば、その出力値の時間変化に基づいてスプロケット５０の回転速度を演算により求めることができる。そのため、この回転速度（演算値）を主制御部７１にフィードバックして送りモータ４２の駆動を制御することにより、図１５に示した構成をそのまま使って、スプロケット５０の回転速度、つまりテープ３２の送り速度を制御することが可能になるというメリットがある。

なお、上記実施形態では、スプロケット５０に直接トラック５１ａ〜５１ｅを設けているが、例えばスプロケット５０と一体的に回転する回転する回転体を設け、この回転体にトラック５１ａ〜５１ｅを設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、送りモータ４２の回転駆動力をギア伝動機構（ギア４３，４４）により伝達することによりスプロケット５０を駆動するようにしているが、勿論、送りモータ４２のロータ軸（又はロータ）に直接スプロケット５０を連結することにより、スプロケット５０を直接送りモータ４２により駆動するいわゆるダイレクトドライブの構成を採用するようにしてもよい。この構成によると、ギア伝動機構によるバックラッシュそのものが無くなるため、スプロケット５０をより精度良く駆動制御することができる。

また、上記実施形態では、絶対位置情報として、パターンの異なる着磁部分からなる複数のトラック５１ａ〜５１ｅをスプロケット５０に設け、これを検出手段としての磁気センサ４５（ホール素子４５ａ〜４５ｅ）により検出するようにしているが、上記着磁部分の代わりにスプロケット５０にスリットを設けるとともに、磁気センサ４５の代わりに、スプロケット５０を挟んで光の照射部と受光部とを有するフォトセンサを用い、上記フォトセンサによる光の受光状態を調べることによりスプロケット５０の回転位置を検出するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、ＣＰＵ等をもつフィーダ制御手段７０が各テープフィーダ４ａに搭載されており、実装動作中は、本体制御手段６０から各テープフィーダ４ａに対してテープ送りを指示する指令信号が出力されるだけで、各テープフィーダ４ａの具体的なテープ３２の送り動作制御（モータ４２等の駆動制御）は独自のフィーダ制御手段７０により行われるようになっているが、例えば、フィーダ制御手段７０の主制御部７１等の機能を実装機本体側、例えば本体制御手段６０に含め、この本体制御手段６０により各テープフィーダ４ａの具体的な動作を直接制御するように構成してもよい。

本発明に係るテープフィーダが搭載される表面実装機を示す平面図である。 表面実装機を示す正面図である。 テープフィーダを示す斜視概略図である。 テープ送り機構の構成を示すテープフィーダの断面図である。 テープフィーダで使用されるテープの構成を示す斜視図である。 スプロケットの回転位置を検出するためのエンコーダの構成（スプロケットに設けられる絶対位置情報（トラック）および磁気センサ）を説明する模式図である。 磁気センサ（各ホール素子）からの出力状態を示すタイミングチャートである。 テープフィーダの制御系を示す図である。 誤差データ取得作業により演算部（本体制御手段）において作成されるテーブルデータの一例を示す図である。 スプロケットの回転位置を検出するためのエンコーダの別の構成を示す図である（（ａ）はスプロケットに形成されるトラックを示す図で、（ｂ）は各トラックに対するホール素子およびＭＲ素子の配置を示す図である）。 ホール素子からの出力状態とスプロケットの回転角度を示すタイミングチャートである。 スプロケットの回転位置を検出するエンコーダの別の構成を示す図である。 バーコードを示す図である。 バーコードの別の例を示す図である。 スプロケットの回転位置を検出するエンコーダの別の構成を示す図である。 ホール素子からの出力状態を示す図である。

符号の説明

４ａ テープフィーダ
２５ フィーダ本体部
２６ リール支持部
３２ テープ
３７ 部品取出部
４０ プリント基板（モータ基板）
４１ 磁気センサ
４２ 送りモータ
５０ スプロケット

Claims (8)

1. 一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、
   前記スプロケット、又はスプロケットと一体に回転する回転体に、その回転方向の位置を特定するための絶対位置情報が設けられる一方、この絶対位置情報を検出する検出手段が設けられ、テープ送出し動作時には、この検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されることを特徴とするテープフィーダ。
2. 一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、
   前記モータのロータと一体に回転するように当該ロータに対して直接又は間接的に前記スプロケットが連結され、このスプロケットにその回転方向の位置を特定するための絶対位置情報が設けられる一方、この絶対位置情報を検出する検出手段が設けられ、テープ送出し動作時には、この検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されることを特徴とするテープフィーダ。
3. 請求項１又は２に記載のテープフィーダにおいて、
   起動後、最初のテープの送出しを行うまで前記モータが停止状態に維持されるとともに、このモータ停止状態のときに前記検出手段により検出される前記絶対位置情報に基づいて前記スプロケットの回転位置が検出され、この回転位置に基づいて前記モータが駆動制御されることにより最初のテープ送りが実施されることを特徴とするテープフィーダ。
4. 一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、
   前記スプロケット、又はスプロケットと一体に回転する回転体に磁石が固定される一方、この磁石の回転に伴う磁界の変化を検出することにより互いに位相差をもつアナログ波形信号を出力する複数の磁気センサが設けられ、テープ送出し動作時には、各磁気センサから出力される前記アナログ波形信号に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されることを特徴とするテープフィーダ。
5. 一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すようにされたテープフィーダにおいて、
   前記モータのロータと一体に回転するように当該ロータに対して直接又は間接的に前記スプロケットが連結され、このスプロケットに磁石が固定される一方、この磁石の回転に伴う磁界の変化を検出することにより互いに位相差をもつアナログ波形信号を出力する複数の磁気センサが設けられ、テープ送出し動作時には、各磁気センサから出力される前記アナログ波形信号に基づき前記スプロケットの回転位置が検出され、この検出位置に基づき前記モータが駆動制御されることを特徴とするテープフィーダ。
6. 請求項４又は５に記載のテープフィーダにおいて、
   起動後、最初のテープの送出しを行うまで前記モータが停止状態に維持されるとともに、このモータ停止状態のときに前記各磁気センサから出力されるアナログ波形信号に基づいて前記スプロケットの回転位置が検出され、この回転位置に基づいて前記モータが駆動制御されることにより最初のテープ送りが実施されることを特徴とするテープフィーダ。
7. 部品実装用の移動可能なヘッドと、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すテープフィーダとを備え、前記ヘッドにより前記テープフィーダから部品を吸着して基板上に実装するように構成された表面実装機において、
   前記テープフィーダとして請求項１乃至６の何れかに記載のテープフィーダが搭載され、当該テープフィーダにその動作を制御するためのフィーダ制御手段が設けられる一方、実装機本体側に前記ヘッドの動作を含む部品実装のための各種動作を制御する本体側制御手段が設けられ、前記フィーダ制御手段は、本体側制御手段から与えられるテープ送出しのための情報に基づき前記モータを駆動制御することを特徴とする表面実装機。
8. 部品実装用の移動可能なヘッドと、一定間隔おきに部品を収納したテープを、このテープに係合するスプロケットをモータで回転駆動することにより部品供給部に送出すテープフィーダとを備え、前記ヘッドにより前記テープフィーダから部品を吸着して基板上に実装するように構成された表面実装機において、
   前記テープフィーダとして請求項１乃至６の何れかに記載のテープフィーダが搭載され、当該テープフィーダの動作を制御するための手段が、前記ヘッドの動作を含む部品実装のための各種動作を制御する実装機本体側の制御手段に含まれることにより、当該制御手段によりテープフィーダの前記モータが駆動制御されることを特徴とする表面実装機。

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