JP6159124B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装装置に関し、特に、部品を基板に実装するヘッド部と、ヘッド部に設けられた基板を撮像するための基板撮像部とを備えた部品実装装置に関する。

従来、部品を基板に実装するヘッド部と、ヘッド部に設けられた基板を撮像するための基板撮像部とを備えた部品実装装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ノズルを介して吸着された部品を基板に実装するヘッド部と、基板を撮像するためにヘッド部に固定的に設けられた基板認識カメラ（基板撮像部）とを備えた表面実装機（部品実装装置）が開示されている。この表面実装機では、ヘッド部に固定された基板認識カメラがヘッド部の移動によって基板の上方に移動されて基板に付された基板認識マークを撮像するとともに、基板認識マークの撮像結果に基づいて基板の搬送位置、角度および伸縮状態が表面実装機側で把握（認識）されるように構成されている。

特開２００８−２７０６４９号公報

上記特許文献１に記載されたような従来の表面実装機において、基板認識カメラがヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けられた場合、基板認識マークを撮像する際に、基板認識カメラがヘッド部内における基板認識マーク撮像用の位置へとヘッド部に対して相対移動されると考えられる。しかしながら、この場合には、基板認識カメラを移動させる駆動軸の回転時の慣性力や駆動軸の発熱に伴う軸伸びなどに起因して、駆動軸のエンコーダ（位置検出センサ）に基づき推定された制御上の基板認識カメラの位置が、実際に移動された基板認識カメラの実位置に対してずれる場合がある。このため、基板認識カメラが基板マーク撮像用の正規の位置からずれた状態で基板認識マークが撮像された場合、基板認識マークの撮像結果に基づいて基板の正確な搬送位置を把握することは困難であり、その結果、基板を精度よく認識することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、基板撮像部をヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けて基板認識を行う場合であっても、精度よく基板認識を行うことが可能な部品実装装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における部品実装装置は、ノズルに吸着された部品を基板に実装可能なヘッド部と、ヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けられ、基板を撮像するための基板撮像部と、基板撮像部により撮像可能にヘッド部に設けられた撮像位置補正マークとを備え、基板撮像部は、撮像位置補正マークおよび基板認識マークの両方を同時に撮像可能に構成され、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている。

この発明の一の局面による部品実装装置では、上記のように、ヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けられた基板撮像部と、基板撮像部により撮像可能にヘッド部に設けられた撮像位置補正マークとを備え、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されることによって、基板撮像部がヘッド部に対して相対的に移動されて基板撮像用の所定位置で基板を撮像する際に、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて把握された基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれを基板の撮像結果にも反映させることができる。すなわち、基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正（反映）された基板の撮像結果を得ることができるので、基板撮像部をヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けて基板認識を行う場合であっても、基板の正確な位置を把握することができるとともに精度よく基板認識を行うことができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部は、ヘッド部において基板を撮像可能な基板認識位置に移動可能に構成されており、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部のヘッド部における基板認識位置からの位置ずれが補正されるように構成されている。このように構成すれば、基板撮像部がヘッド部に対して相対的に移動されて基板認識位置で基板を撮像する際に、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて把握されたヘッド部における基板認識位置からの基板撮像部の位置ずれを基板の撮像結果に反映させることができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部は、部品が実装される基板の実装面に略平行な方向に沿ってヘッド部に対して相対移動可能に構成されており、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部の基板の実装面に略平行な方向におけるヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている。このように構成すれば、ヘッド部に対して基板の実装面内方向に相対移動させるように基板撮像部を構成して基板認識を行う場合であっても、基板の実装面内における位置を高精度に把握することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部は、部品が実装される基板の実装面に略垂直な方向に沿ってヘッド部に対して相対移動可能に構成されており、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部の基板の実装面に略垂直な方向におけるヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている。このように構成すれば、ヘッド部に対して基板の実装面と略垂直な方向に相対移動させるように基板撮像部を構成して基板認識を行う場合であっても、基板の撮像結果には垂直移動時のヘッド部に対する位置ずれが補正される分、基板撮像部における基板の認識精度をより向上させることができる。特に、焦点距離が固定された基板撮像部を用いる場合には、基板撮像部から基板までの焦点距離のずれが補正された状態での撮像結果を得ることができるので、本発明は非常に有用である。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像位置補正マークは、ヘッド部において基板撮像部が基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、基板撮像部が基板認識位置に対応する位置にヘッド部に対して相対移動された際に、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいてヘッド部における基板認識位置からの位置ずれが補正されるように構成されている。このように構成すれば、撮像位置補正マークがヘッド部の基板認識位置に対応する位置とは異なる位置に設けられている場合と異なり、基板を撮像するための基板認識位置に設けられた撮像位置補正マークを撮像することにより基板認識位置からの位置ずれを容易に把握することができる。これにより、撮像位置補正マークの撮像結果に基づいてヘッド部における基板認識位置からの位置ずれが把握された状態で基板撮像部により基板の撮像を容易に行うことができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部は、光の反射および透過が可能な光学部材を含み、撮像位置補正マークは、ヘッド部において基板撮像部が基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、基板撮像部が基板認識位置に対応する位置にヘッド部に対して相対移動された際に、光学部材により形成される第１光路を介して基板撮像部の視野領域内に撮像された撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板認識位置からの位置ずれが補正されるとともに、光学部材により形成される第２光路を介して基板撮像部の視野領域内に基板が撮像されるように構成されている。このように構成すれば、光学部材を用いて基板撮像部が有する１つの視野領域内に第１光路を介して撮像位置補正マークを撮像して基板認識位置からの位置ずれを補正するとともに、第１光路から第２光路に切り替えてこの視野領域内に基板を撮像することができる。これにより、基板撮像部が有する視野領域を有効に使用して基板撮像部の基板認識位置からの位置ずれを補正するとともに、基板を容易に撮像することができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部は、光の反射および透過が可能な光学部材を含み、基板撮像部の視野領域は、撮像位置補正マークが撮像される第１領域と、第１領域とは異なる領域に設けられ、基板が撮像される第２領域とを含み、撮像位置補正マークは、ヘッド部において基板撮像部が基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、基板撮像部が基板認識位置に対応する位置にヘッド部に対して相対移動された際に、光学部材により形成される第１光路を介して基板撮像部の第１領域内に撮像された撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板認識位置からの位置ずれが補正されるとともに、光学部材により形成される第２光路を介して基板撮像部の第２領域内に基板が撮像されるように構成されている。このように構成すれば、基板撮像部が有する１つの視野領域を有効に利用して、基板撮像部による１回の撮像動作で視野領域内の第１領域に撮像位置補正マークを撮像するのとともに第２領域に基板を撮像することができる。これにより、基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれの補正動作を含む基板認識動作をより迅速に行うことができる。

上記一の局面による部品実装装置において、好ましくは、基板撮像部がヘッド部の端部近傍に対応する位置にヘッド部に対して相対移動された際に、基板撮像部による撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている。このように構成すれば、基板撮像部をヘッド部の端部近傍に対応する位置に移動させるだけで基板撮像部のヘッド部に対する相対的な位置ずれを補正することができる。したがって、基板撮像部がヘッド部の端部近傍に対応する位置に移動された状態で精度よく基板認識を行うことができる。

本発明によれば、上記のように、基板撮像部をヘッド部に対して相対移動可能にヘッド部に設けて基板認識を行う場合であっても、精度よく基板認識を行うことができる。

本発明の第１実施形態による部品実装装置の全体構成を示した上面図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の全体構成を示した正面図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置の制御上の構成を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置において、ヘッドユニットにおける基板認識位置付近に基板撮像ユニットが水平移動された状態を示した側面図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置において、ヘッドユニットに支持部材を介して取り付けられた補正用マーク部材の詳細な構成を示した図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置において、基板撮像ユニットによる補正用マーク部材の撮像結果に基づいて位置ずれが補正される点を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による部品実装装置において基板認識動作が行われる際の主制御部の処理フローを示した図である。 本発明の第２実施形態による部品実装装置において、ヘッドユニットにおける基板認識位置付近に基板撮像ユニットが水平移動された状態を示した側面図である。 本発明の第２実施形態による部品実装装置において、ヘッドユニットに取り付けられた補正用マーク部材の詳細な構成を示した図である。 本発明の第２実施形態による部品実装装置において、基板撮像ユニットによる補正用マーク部材の撮像結果に基づいて位置ずれが補正される点を説明するための図である。 本発明の第３実施形態による部品実装装置の全体構成を示した正面図である。 本発明の第３実施形態による部品実装装置において、ヘッドユニットにおける基板認識位置付近にカメラ部が垂直移動された状態を示した側面図である。 本発明の第３実施形態による部品実装装置において、基板撮像ユニットによる補正用マーク部材の撮像結果に基づいて位置ずれが補正される点を説明するための図である。 本発明の変形例による部品実装装置におけるヘッドユニット周辺の構造を示した側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による部品実装装置１００の構成について説明する。

本発明の第１実施形態による部品実装装置１００は、図１に示すように、クリーム半田（図示せず）が印刷された基板１の実装面１ａに、後述するヘッドユニット５０を用いて部品２を高速度で実装（搭載）するための装置である。なお、ヘッドユニット５０は、本発明の「ヘッド部」の一例である。

部品実装装置１００は、図１に示すように、基台１０と、基台１０上（紙面手前側）に設けられた基板搬送部２０と、基板搬送部２０の両側（Ｙ１側およびＹ２側）にそれぞれ配置された部品供給部３０および４０と、基板搬送部２０の上方（紙面手前側）をＸ−Ｙ面に沿って移動可能なヘッドユニット５０と、実装前の部品２の状態を撮像する部品撮像ユニット６０と、基板１を撮像する基板撮像ユニット７０と、制御装置８０（図３参照）とを備えている。なお、基板撮像ユニット７０は、本発明の「基板撮像部」の一例である。

基板搬送部２０は、基板１の搬送方向（Ｘ方向）に延びる一対のコンベア２１を有している。一対のコンベア２１は、一方側（Ｘ１側）から基板１を受け入れて部品実装位置まで搬送して部品実装位置において基板１を保持する機能を有している。また、コンベア２１は、部品２が実装された基板１を他方側（Ｘ２側）に搬出する機能を有している。

基板搬送部２０の後方側（Ｙ１側）に配置された部品供給部３０には、Ｘ方向に並べられた複数のテープフィーダ３１が配置されている。各々のテープフィーダ３１には、複数のチップ部品（部品２）を所定の間隔を隔てて保持したテープ（図示せず）が巻回されたリール（図示せず）が保持されている。そして、部品供給部３０は、各々のテープフィーダ３１から間欠的にテープを繰り出すことによって、テープ上のチップ部品を基板搬送部２０近傍の部品供給位置に供給するように構成されている。ここで、チップ部品とは、ＬＳＩ、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗器などの小片状の電子部品を示す。

また、基板搬送部２０の前方側（Ｙ２側）に配置された部品供給部４０には、Ｘ方向に所定の間隔を隔ててトレイ４１および４２が配置されている。トレイ４１および４２には、ヘッドユニット５０による取り出しが可能となるように、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）やＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などの大型のパッケージ部品が整列して載置されている。

ヘッドユニット５０は、図１および図２に示すように、部品供給部３０および４０から供給される部品２を一時的に吸着／保持した状態で基板１上の所定位置まで移送し、その位置で部品２を基板１に実装する機能を有している。具体的には、ヘッドユニット５０の下面には、Ｘ方向に沿って列状に配置された複数（６基）の実装ヘッド５１が下方に露出している。また、各実装ヘッド５１には、先端部が下方（Ｚ１方向）に向けられた部品吸着用のノズル５が取り付けられている。これにより、部品実装動作時には、部品実装装置１００に設けられた負圧発生機（図示せず）によりノズル５の下端部に発生させた負圧によって部品２が吸着されるように構成されている。

また、ヘッドユニット５０は、基台１０上をＸ方向に延びる支持部５２を介して移動可能に支持されている。ヘッドユニット５０は、支持部５２に設けられたＸ軸サーボモータ５３によりボールねじ軸５４が回動されることによってＸ方向に移動される。また、基台１０の上面には、Ｙ方向に延びる一対の高架フレーム１１が配置されており、高架フレーム１１には、Ｙ軸サーボモータ１３とボールねじ軸１４とが設けられている。ここで、支持部５２は、一対の固定レール１２を介して高架フレーム１１上をＸ方向に跨いでいる。そして、支持部５２は、Ｙ軸サーボモータ１３によりボールねじ軸１４が回動されることによって高架フレーム１１上をＹ方向に移動される。これにより、ヘッドユニット５０は、ボールねじ軸５４および１４がそれぞれ回転されて、基台１０上のＸ−Ｙ面内を任意の位置に移動することが可能に構成されている。また、支持部５２の下方におけるヘッドユニット５０の背面側（Ｙ１側）に近い一方側（Ｘ１側）の側端部５０ａには、Ｘ軸サーボモータ５５が取り付けられるとともに、Ｘ軸サーボモータ５５にはヘッドユニット５０の背面側においてＸ方向に延びるボールねじ軸５６（破線で示す）が回転可能に取り付けられている。

また、図２に示すように、各々の実装ヘッド５１は、Ｚ方向に昇降可能であるとともに、ノズル５の中心を通る鉛直軸線（Ｚ方向）を回動中心として水平方向（Ｒ方向）に回動されるように構成されている。これにより、ノズル５に部品２が吸着された状態で部品２のＸ−Ｙ面内での保持状態（吸着状態）が調整されるように構成されている。

部品撮像ユニット６０は、図１に示すように、基台１０上に設けられており、平面視でトレイ４１とトレイ４２との間に固定的に設置されている。また、部品撮像ユニット６０は、カメラ部６１と、カメラ部６１を収納するケース本体部７２と、ケース本体部７２に設けられた部品撮像用の照明部６３とを備えている。そして、部品撮像ユニット６０は、図２に示すように、ヘッドユニット５０により部品供給部３０および４０（図１参照）から取り出された実装直前の部品２の下面側の形状をカメラ部６１を用いて下面側（Ｚ１側）から撮像する機能を有している。これにより、実装直前の部品２のノズル５に対する保持（吸着）状態が、部品実装装置１００（図１参照）に認識されるように構成されている。

ここで、第１実施形態では、図２に示すように、基板１を撮像するための基板撮像ユニット７０は、ヘッドユニット５０に対してＸ方向に相対移動することが可能にヘッドユニット５０に設けられている。すなわち、基板撮像ユニット７０には、ボールねじ軸５６に噛合するナット部材７１（破線で示す）が設けられており、Ｘ軸サーボモータ５５によりボールねじ軸５６が回動されることによって、ヘッドユニット５０の背面側（Ｙ１側）においてナット部材７１とともに基板撮像ユニット７０が基板１の実装面１ａに略平行なＸ１方向またはＸ２方向に水平移動されるように構成されている。この場合、基板撮像ユニット７０は、図２に示すように、ヘッドユニット５０の最もＸ１側に配置された実装ヘッド５１（ノズル５）と側端部５０ａとの間の領域に対応する位置Ａと、ヘッドユニット５０の最もＸ２側に配置された実装ヘッド５１（ノズル５）と側端部５０ｂとの間の領域に対応する位置Ｂとの間を直線的に移動することが可能に構成されている。なお、図２における位置Ａおよび位置Ｂの各々は、後述する支持部材５７の中央線１５０および１５１（Ｚ方向）に対応する位置である。なお、位置Ａおよび位置Ｂは、本発明の「基板認識位置」の一例である。

また、基板撮像ユニット７０は、図４に示すように、内部にナット部材７１が組み込まれてヘッドユニット５０に対してＸ方向にスライド移動可能に構成されたケース本体部７２と、ケース本体部７２内にレンズ部（図示せず）を下向きの状態にして固定されたカメラ部７３と、ケース本体部７２の下面の所定位置に取り付けられた基板撮像用の照明部７４とを備えている。ケース本体部７２は、断面が筒状（四角筒状）に形成され、カメラ部７３の周囲を取り囲んで下方（Ｚ１方向）に延びる筒部７２ａを有している。したがって、ケース本体部７２は、ヘッドユニット５０の背面側から下方に向けて吊り下げられている。

また、ケース本体部７２には、カメラ部７３の下方でかつ筒部７２ａの下端部７２ｂに反射面７５ａを有するミラー部材７５が固定的に設けられている。なお、ミラー部材７５は、本発明の「光学部材」の一例である。また、ミラー部材７５は、反射面７５ａが前方側（Ｙ２側）に向けられてかつ水平面に対して斜め４５度に傾斜されて固定されている。また、ミラー部材７５が配置された下端部７２ｂには、下方に開口する開口部７２ｃが形成されている。また、ＬＥＤからなる照明部７４は、開口部７２ｃの縁部に沿って周状でかつ下方（基板１）に向けて取り付けられている。また、ミラー部材７５はハーフミラーからなり、反射面７５ａを下方から上方（矢印Ｚ２方向）に向けて光が透過可能に構成されている。また、筒部７２ａの前方側（Ｙ２側）の壁面には矩形状の開口部７２ｄが形成されている。また、開口部７２ｄは、ミラー部材７５の反射面７５ａに対応する高さ領域に亘って開口している。

また、第１実施形態では、図４に示すように、ヘッドユニット５０は、所定の剛性を有するたとえば鋼製の支持部材５７を備えている。支持部材５７は、ヘッドユニット５０の下面５０ｃから垂直下方に延びるように根元部が複数のネジ部材６を用いて下面５０ｃに対して固定的に設置されている。また、支持部材５７は、下端部（Ｚ１側）近傍領域においてＹ１側の表面が窪む凹部５７ａを有している。そして、凹部５７ａの略平坦な底面に沿ってＬＥＤ素子およびプリント基板からなる照明部５８が取り付けられるとともに、照明部５８に対して若干の隙間（Ｙ１方向）を隔てて照明部５８と略平行にガラス板製の補正用マーク部材５９が取り付けられている。

また、支持部材５７の補正用マーク部材５９が取り付けられた部分をヘッドユニット５０の背面側（Ｙ１側）から見た場合、図５に示すように、支持部材５７の凹部５７ａは略矩形形状に形成されており、補正用マーク部材５９は、略矩形形状に形成された凹部５７ａに嵌め込まれて接着剤（図示せず）を用いて固定されている。また、補正用マーク部材５９は、中央部に略正方形状の透明な透過部５９ａと、透過部５９ａの周囲を取り囲むようにして黒色系の塗料が塗布（蒸着）された遮光部５９ｂとを有している。したがって、補正用マーク部材５９は、背後に配置された照明部５８が点灯された場合、補正用マーク部材５９の透過部５９ａのみから照明部５８の光が紙面手前側（Ｙ１方向）に放射されるように構成されている。なお、透過部５９ａおよび遮光部５９ｂを有する補正用マーク部材５９は、本発明の「撮像位置補正マーク」の一例である。

また、補正用マーク部材５９が取り付けられた支持部材５７は、図２に示すように、ヘッドユニット５０の側端部５０ａ近傍に対応する位置Ａと側端部５０ｂ近傍に対応する位置Ｂとにおける下面５０ｃにそれぞれ設置されている。したがって、図４に示すように、基板撮像ユニット７０が位置Ａ付近または位置Ｂ付近に移動された場合に、ケース本体部７２の開口部７２ｄ（ミラー部材７５）と支持部材５７（補正用マーク部材５９）とがＹ方向において互いに対向するように構成されている。

そして、第１実施形態では、部品２が実装される前に基板撮像ユニット７０を用いて基板１の認識動作（基板１の搬送状態を認識する動作）が行われる際、以下のような動作処理が内部的に行われるように構成されている。

具体的には、図２に示すように、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０における基板認識位置としての位置Ａ付近（または位置Ｂ付近）に移動された際に、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３の光軸）のヘッドユニット５０における基板認識位置（位置Ａの場合には中央線１５０であり、位置Ｂの場合には中央線１５１である）からの位置ずれが補正（反映）された状態で基板１の撮像結果を得ることが可能に構成されている。すなわち、図４に示すように、基板撮像ユニット７０がたとえば位置Ａ（図２参照）に移動された際に、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて把握された基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれ量（カメラ部７３の光軸の正規の位置Ａからの位置ずれ量）が制御装置８０（図３参照）側で把握されるとともに、制御装置８０側で把握された位置ずれ量を基板１の撮像結果に反映させる演算処理が行われるように構成されている。

したがって、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３の光軸）が位置Ａから実際には所定量だけずれた位置に移動されてこの位置で基板１を撮像する場合であっても、基板１の撮像結果は、基板撮像ユニット７０の正規の位置Ａからの位置ずれ量が反映された画像データ（基板認識マーク３の位置情報）となって取得される。これにより、基板１（基板認識マーク３）の撮像結果（画像データ）には位置ずれ量が補正される分、基板撮像ユニット７０が位置ずれを起こすことなく基板撮像用の位置Ａ（正規の基板認識位置）において基板認識マーク３を撮像した場合と実質的に同じ撮像結果が制御データ上得られるように構成されている。

この点について、基板撮像ユニット７０が正規の基板認識位置としての位置Ａ付近（図２参照）に移動された場合を例に詳細に説明する。すなわち、図４に示すように、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０における位置Ａ付近に移動された際、まず、照明部５８が点灯される。そして、補正用マーク部材５９の表面から開口部７２ｄを介してミラー部材７５の反射面７５ａで略直角方向に反射されて直上のカメラ部７３の撮像素子７３ａに達する光路Ｌ１がケース本体部７２内に形成される。これにより、まず、この光路Ｌ１を介してカメラ部７３により補正用マーク部材５９が撮像される。なお、光路Ｌ１は、本発明の「第１光路」の一例である。この結果、図５に示すように、照明部５８の光は補正用マーク部材５９の遮光部５９ｂにより遮光される一方、透過部５９ａを透過して光路Ｌ１を介して撮像素子７３ａ（図４参照）に結像される。したがって、図６に示すように、カメラ部７３（撮像素子７３ａ）の視野領域１０１には、略正方形状を有する透過部５９ａが白色の実画像１０３となって撮像される。なお、図６では、図示の都合上、透過部５９ａ以外の視野領域１０１の部分を白抜き状態で図示しているが、実際には、透過部５９ａ以外の視野領域１０１には黒色の遮光部５９ｂ（図５参照）が写り込んで暗い色として撮像される。

ここで、基板撮像ユニット７０が位置Ａ付近に移動される際、基板撮像ユニット７０は制御装置８０の記憶部８２（図３参照）に記憶されている基板認識位置（撮像位置）に対応する位置座標（図２における中央線１５０の位置座標）に制御上移動されて静止していることになる。なお、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）が基板認識位置の制御上の位置座標に正確に（位置ずれを生じずに）移動された状態で補正用マーク部材５９（図５参照）が撮像された場合には、図６に示すように、カメラ部７３の視野領域１０１には、透過部５９ａの像が２点鎖線で示される位置に白色の仮想図形１０２の状態で撮像されうる。しかしながら、実際には、基板撮像ユニット７０を駆動するボールねじ軸５６（図２参照）の図示しないエンコーダ（位置検出センサ）から推定された制御上の基板撮像ユニット７０の位置座標が、Ｘ軸サーボモータ５５（図２参照）によるボールねじ軸５６回転時の慣性力やボールねじ軸５６の発熱に伴う軸伸びなどに起因して制御上の位置座標（正確な基板認識位置）から所定量だけずれる場合がある。すなわち、制御上の位置座標に対して実際に移動された基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）の位置座標に位置ずれが生じている場合には、図６においては視野領域１０１中の太い実線で示される領域に透過部５９ａの像が白色の実画像１０３となって撮像される。つまり、仮想図形１０２と実画像１０３とは完全に重ならない。なお、図６では、説明の都合上、仮想図形１０２に対して実画像１０３がずれて撮像される様子を若干誇張して図示している。

したがって、第１実施形態では、実画像１０３を撮像した撮像結果に基づいて実画像１０３の仮想図形１０２に対する幾何学的な「位置ずれ量」が画像処理部８５（図３参照）による所定の画像処理に基づいて主制御部８１（図３参照）により算出されるように構成されている。なお、仮想図形１０２自体は、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）が基板認識位置の制御上の位置座標に位置ずれを生じずに移動された場合に撮像される画像データとして制御装置８０側に記憶されている。ここで、実画像１０３の仮想図形１０２に対する位置ずれ量には、基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対するＸ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量に加えてＸ−Ｙ面内におけるＺ軸回りのＲ方向の回転ずれ量も含まれる。すなわち、主制御部８１により算出される実画像１０３の仮想図形１０２に対する位置ずれ量は、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０に対して相対移動された際の基板撮像ユニット７０の正規の基板認識位置（位置Ａ）からの位置ずれ量に等しい。このため、部品実装装置１００では、画像処理部８５による画像処理に基づいてこの位置ずれ量が把握されることにより、基板撮像ユニット７０の正規の基板認識位置（位置Ａ）からの位置ずれ量が制御装置８０側で把握される。なお、透過部５９ａが４辺からなる略正方形状を有するので、画像処理に基づき仮想図形１０２に対する実画像１０３の回転ずれ量も容易に把握される。

その後、図４に示すように、照明部５８が消灯されるとともに照明部７４が点灯されることにより、基板撮像ユニット７０により基板１の基板認識マーク３が実際に撮像されるように構成されている。すなわち、基板１の実装面１ａ側から開口部７２ｃを介してミラー部材７５を矢印Ｚ２方向に透過してカメラ部７３の撮像素子７３ａに達する光路Ｌ２がケース本体部７２内に形成される。これにより、次に、この光路Ｌ２を介してカメラ部７３により基板１の基板認識マーク３が撮像される。この場合、基板認識マーク３は、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）が正確な基板認識位置（位置Ａ）からずれたままの状態で視野領域１０１（図６参照）に撮像される。なお、光路Ｌ２は、本発明の「第２光路」の一例である。

この際、第１実施形態では、基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）が正規の基板認識位置（位置Ａ）からずれたままの状態で基板認識マーク３が撮像されるにもかかわらず、先の補正用マーク部材５９の撮像時に取得された基板撮像ユニット７０の基板認識位置（位置Ａ）からの「位置ずれ量」の分だけ補正された画像データとなって基板認識マーク３の位置情報が取得されるように構成されている。これにより、制御データ上で位置情報が補正された基板認識マーク３の位置座標は、基板撮像ユニット７０が正規の基板認識位置（位置Ａ）で基板認識マーク３を撮像した場合の基板認識マーク３の位置座標に実質的に等しくなる。

なお、上記では基板撮像ユニット７０が正規の基板認識位置としての位置Ａ付近に移動された場合について説明したが、基板撮像ユニット７０が基板認識位置としての位置Ｂ（図２における中央線１５１の位置）付近に移動された場合においても、同様の演算処理が行われる。すなわち、位置Ｂ付近で撮像された基板１の基板認識マーク３の撮像結果にも、基板撮像ユニット７０の正規の基板認識位置（位置Ｂ）からの位置ずれ量が反映される。

部品実装装置１００では、このようにして基板撮像ユニット７０により基板１の基板認識マーク３が撮像されることにより、基板搬送部２０により部品実装位置まで搬送された基板１の正確な位置が認識されるように構成されている。

また、制御装置８０は、図３に示すように、部品実装装置１００の部品実装動作に関する全体的な動作を制御する。具体的には、制御装置８０は、ＣＰＵからなる主制御部８１と、記憶部８２と、カメラ制御部８３と、照明制御部８４と、画像処理部８５と、駆動制御部８６とを含んでいる。

記憶部８２には、実装プログラムに加えて実装される部品２の部品名称、部品番号、形状などの個々の部品が特定可能な情報が格納されている。このような情報は、オペレータが部品２をテープフィーダ３１やトレイ４１および４２（図１参照）などに補充する際に、図示しない入力装置（ＰＣ端末）を介して部品実装装置１００に予め登録される。そして、主制御部８１は、実装プログラムと記憶部８２に登録された部品２に関する情報とに基づいて、駆動制御部８６を介して基板搬送部２０、ヘッドユニット５０、部品撮像ユニット６０および基板撮像ユニット７０を駆動させて部品実装動作を実行する機能を有している。

また、カメラ制御部８３は、所定の撮像条件下で部品撮像ユニット６０のカメラ部６１および基板撮像ユニット７０のカメラ部７３をそれぞれ駆動して撮像動作を行わせる機能を有している。照明制御部８４は、カメラ部６１の撮像動作に関連して部品撮像用の照明部６３を動作させる機能を有している。また、照明制御部８４は、カメラ部７３の撮像動作に関連して補正用マーク部材５９撮像用の照明部５８および基板撮像用の照明部７４を動作させる機能を有している。画像処理部８５は、カメラ部６１およびカメラ部７３が個々に取得した画像データに所定の画像処理を施す機能を有している。駆動制御部８６は、基板撮像ユニット７０を駆動するためのＸ軸サーボモータ５５などを駆動する機能を有している。そして、主制御部８１は、画像処理部８５による画像処理結果（撮像結果）に基づいて、ノズル５に吸着された部品２（図２参照）の保持状態を認識するとともに、基板１（基板認識マーク３（図４参照））を認識するように構成されている。このようにして、第１実施形態における部品実装装置１００は構成されている。

次に、図１〜図７を参照して、部品実装装置１００において部品２の実装動作が行われる際の制御装置８０（主制御部８１）（図３参照）の制御処理フローについて説明する。なお、以下では、部品２が基板１に実装される前段階において部品実装装置１００に搬送された基板１の位置（搬送位置）が認識される際の主制御部８１の制御処理フローについて説明する。

まず、主制御部８１（図３参照）により一対のコンベア２１（図１参照）を有する基板搬送部２０（図１参照）が駆動されて、半田印刷後の基板１（図１参照）が部品実装装置１００（図１参照）内の所定の部品実装位置まで搬入される。そして、基板１がコンベア２１中の部品実装位置にクランプ固定される。

その後、図７に示すように、ステップＳ１では、主制御部８１（図３参照）により、部品実装位置に固定された基板１（図１参照）に付された基板認識マーク３（図１参照）の存在する位置座標に向けて基板撮像ユニット７０（図１参照）が移動される。より具体的には、実装プログラムによって部品実装位置に搬入された基板１の種別が予め把握されているので、この基板１に付された基板認識マーク３の存在する位置座標に基板撮像ユニット７０（カメラ部７３（図４参照））が位置するようにヘッドユニット５０（図１参照）が移動される。この際、基板撮像ユニット７０もヘッドユニット５０内における位置Ａ（図２参照）に向けてヘッドユニット５０に対して相対的に移動される。これにより、ステップＳ１では、予め記憶部８２（図３参照）に記憶されている基板認識マーク３の位置座標に対して基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）が移動される。

そして、基板撮像ユニット７０（ケース本体部７２）がたとえば位置Ａ付近に停止された際、図７に示すように、ステップＳ２では、主制御部８１により、補正用マーク部材５９を撮像するための照明部５８（図４参照）が点灯される。なお、この状態では、基板撮像ユニット７０は、制御上、記憶部８２（図３参照）に記憶されている基板認識マーク３の位置座標に移動されている。したがって、基板撮像ユニット７０は、位置Ａ付近の支持部材５７（図４参照）が設けられた位置近傍に停止される。なお、制御上は、基板撮像ユニット７０は、位置Ａに停止されていることになる。そして、ステップＳ３では、主制御部８１により、照明部５８に背後から照らされた状態の補正用マーク部材５９が基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）により撮像される。

これにより、カメラ部７３（図４参照）の視野領域１０１には、図６に示すような状態で補正用マーク部材５９における透過部５９ａの実画像１０３が取得される。この場合、視野領域１０１に結像された透過部５９ａの実画像１０３は、制御上の位置Ａ（正規の基板認識位置）において撮像される透過部５９ａの仮想図形１０２に対して所定量だけ位置ずれを生じている。

したがって、第１実施形態では、ステップＳ４において、主制御部８１により、基板撮像ユニット７０の位置Ａ（基板認識位置）からの位置ずれ量が算出される。すなわち、図６に示すように、補正用マーク部材５９の実画像１０３を撮像した撮像結果に基づいて実画像１０３の仮想図形１０２に対する幾何学的な「位置ずれ量」が画像処理部８５（図３参照）による画像処理に基づいて主制御部８１により算出される。これにより、実画像１０３の仮想図形１０２に対する位置ずれ量（Ｘ方向のずれ量、Ｙ方向のずれ量およびＲ方向の回転ずれ量を含む）が制御装置８０（図３参照）側で把握される。

そして、ステップＳ５では、主制御部８１により、照明部５８（図４参照）が消灯される。また、ステップＳ６では、主制御部８１により、基板撮像用の照明部７４（図４参照）が点灯される。そして、ステップＳ７では、主制御部８１により、基板１に付された基板認識マーク３が基板撮像ユニット７０（カメラ部７３）によって撮像される。

ここで、第１実施形態では、ステップＳ８において、基板撮像ユニット７０による基板認識マーク３の撮像結果に対して先のステップＳ４で算出した基板撮像ユニット７０の位置Ａ（基板認識位置）からの位置ずれ量分をデータ上で補正する処理が行われる。これにより、制御データ上で位置が補正された基板認識マーク３の位置情報は、基板撮像ユニット７０が正規の基板認識位置（位置Ａ）で基板認識マーク３を撮像した場合の基板認識マーク３の位置情報に実質的に等しくなる。

そして、ステップＳ９では、主制御部８１により、照明部７４が消灯される。その後、ステップＳ１０では、他にも基板認識マーク３が存在するか否かが主制御部８１により判断される。ステップＳ１０において他にも基板認識マーク３が存在すると判断された場合、ステップＳ１に戻り、以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ１０において他にも基板認識マーク３が存在しないと判断された場合、本制御フローは終了される。なお、上記では基板撮像ユニット７０が基板認識位置としての位置Ａ付近に移動された場合を例にとって説明したが、基板撮像ユニット７０が基板認識位置としての位置Ｂ（図２参照）付近に移動されて基板認識マーク３を認識する場合においても、同様の制御フローが実行される。

また、部品実装装置１００では、上記した制御フロー終了後は、主制御部８１の制御に基づいて部品２の実装動作が実行される。

すなわち、実装プログラムに基づき、ヘッドユニット５０（図１参照）が初期位置から部品供給部３０および４０（図１参照）上へと順次移動されて、各々のノズル５（図２参照）の先端部（下端部）に部品２（図２参照）が吸着される。そして、最大で６個の部品２が各々のノズル５に吸着される。そして、部品２が各々のノズル５に吸着された後、図２に示すように、ヘッドユニット５０は、部品撮像ユニット６０上をＸ１方向に通過する。また、この際、撮像対象となる個々の部品２が部品撮像ユニット６０の上方に到達する直前のタイミングで照明部６３が点灯を開始し、全ての部品２が部品撮像ユニット６０の上方を通過し終わるまで照明部６３の点灯が継続される。そして、この間に、カメラ部６１により、実装直前の各部品２のノズル５に対する保持状態（吸着状態）が順次撮像される。

照明部６３の点灯が停止されて基板撮像ユニット７０による部品２の撮像が終了すると、基板撮像ユニット７０により撮像された各部品の撮像結果に基づいて部品２の吸着状態（各々の実装ヘッド５１に対する部品２のＸ方向、Ｙ方向およびＲ方向の位置ずれや傾きの状態）や部品２の欠陥の有無などが主制御部８１（図３参照）によって認識される。そして、撮像された部品２の中に不良部品や吸着位置の補正が不可能な状態の部品がある場合には、当該部品が廃棄対象部品としてデータ登録された後、廃棄対象部品以外の正常な部品２を、順次、基板１上に実装する動作が実行される。

また、基板１の認識結果に基づいて、部品２が適切な位置に実装されるようにヘッドユニット５０の位置（Ｘ方向およびＹ方向）および各実装ヘッド５１の回動角度（Ｒ方向）などが補正される制御が主制御部８１（図５参照）によって実施される。そして、部品２（図１参照）の基板１への実装動作が実行される。このようにして実装動作の１回のサイクルが終了する。また、実装プログラムに基づいて上記動作が繰り返される。

第１実施形態では、上記のように、ヘッドユニット５０に対して相対移動可能にヘッドユニット５０に設けられた基板撮像ユニット７０と、基板撮像ユニット７０により撮像可能にヘッドユニット５０に設けられた補正用マーク部材５９とを備え、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成することによって、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０に対して相対的に移動されて基板撮像用の位置Ａ（位置Ｂ）で基板１を撮像する際に、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて把握された基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれを基板１（基板認識マーク３）の撮像結果にも反映させることができる。すなわち、基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれが補正（反映）された基板１（基板認識マーク３）の撮像結果を得ることができるので、基板撮像ユニット７０をヘッドユニット５０に対して相対移動可能にヘッドユニット５０に設けて基板認識を行う場合であっても、基板１の正確な位置を把握することができるとともに精度よく基板認識を行うことができる。

また、第１実施形態では、ヘッドユニット５０において基板１を撮像可能な基板認識位置としての位置Ａ（位置Ｂ）に基板撮像ユニット７０を移動可能に構成しており、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０における位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを補正するように構成する。これにより、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０に対して相対的に移動されて位置Ａ（位置Ｂ）で基板１を撮像する際に、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて把握されたヘッドユニット５０における位置Ａ（位置Ｂ）からの基板撮像ユニット７０の位置ずれを基板１（基板認識マーク３）の撮像結果に反映させることができる。

また、第１実施形態では、基板撮像ユニット７０は、部品２が実装される基板１の実装面１ａに略平行なＸ方向に沿ってヘッドユニット５０に対して相対移動可能に構成されている。そして、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて基板撮像ユニット７０の基板１（実装面１ａ）に略平行な方向におけるヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれを補正するように構成する。これにより、ヘッドユニット５０に対して基板１の実装面１ａに沿った方向に相対移動させるように基板撮像ユニット７０を構成して基板認識を行う場合であっても、基板１のＸ−Ｙ面内（水平面内）における位置を高精度に把握することができる。

また、第１実施形態では、ヘッドユニット５０において基板撮像ユニット７０が基板１を撮像可能な基板認識位置としての位置Ａ（位置Ｂ）に対応する位置に補正用マーク部材５９を設ける。そして、基板撮像ユニット７０が位置Ａ（位置Ｂ）付近にヘッドユニット５０に対して相対移動された際に、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいてヘッドユニット５０における位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを補正するように構成する。これにより、補正用マーク部材５９がヘッドユニット５０の位置Ａ（位置Ｂ）とは異なる位置に設けられている場合と異なり、基板１を撮像するための位置Ａ（位置Ｂ）に設けられた補正用マーク部材５９を撮像することにより位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを容易に把握することができる。したがって、補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいてヘッドユニット５０における位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれが把握された状態で基板撮像ユニット７０により基板１（基板認識マーク３）の撮像を容易に行うことができる。

また、第１実施形態では、ハーフミラーからなるミラー部材７５を基板撮像ユニット７０に設ける。そして、基板撮像ユニット７０が位置Ａ（位置Ｂ）付近にヘッドユニット５０に対して相対移動された際に、ミラー部材７５により形成される光路Ｌ１を介して基板撮像ユニット７０の視野領域１０１内に撮像された補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを補正するとともに、ミラー部材７５により形成される光路Ｌ２を介して基板撮像ユニット７０の視野領域１０１内に基板１（基板認識マーク３）を撮像するように構成する。これにより、ミラー部材７５を用いて基板撮像ユニット７０が有する１つの視野領域１０１に光路Ｌ１を介して補正用マーク部材５９を撮像して位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを補正するとともに、光路Ｌ１から光路Ｌ２に切り替えてこの視野領域１０１に基板１を撮像することができる。これにより、カメラ部７３が有する視野領域１０１を有効に使用して基板撮像ユニット７０の位置Ａ（位置Ｂ）からの位置ずれを補正するとともに、基板１（基板認識マーク３）を容易に撮像することができる。

また、第１実施形態では、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０のＸ方向の端部近傍に対応する位置にヘッドユニット５０に対して相対移動された際に、基板撮像ユニット７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれを補正するように構成する。これにより、基板撮像ユニット７０をヘッドユニット５０の端部近傍に対応する位置に移動させるだけで基板撮像ユニット７０のヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれを補正することができる。したがって、基板撮像ユニット７０がヘッドユニット５０の端部近傍に対応する位置に移動された状態で精度よく基板１の認識を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、図３、図４および図８〜図１０を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、補正用マーク部材２０２の撮像と基板１（基板認識マーク３）の撮像とをカメラ部７３による１回の撮像動作で行うように構成した例について説明する。なお、補正用マーク部材２０２は、本発明の「撮像位置補正マーク」の一例である。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。

本発明の第２実施形態における部品実装装置においては、図８に示すように、基板撮像ユニット２７０がヘッドユニット２５０に対してＸ方向に相対移動可能に取り付けられている。なお、ヘッドユニット２５０は、本発明の「ヘッド部」の一例であり、基板撮像ユニット２７０は、本発明の「基板撮像部」の一例である。

また、基板撮像ユニット２７０においては、ミラー部材７５の背面側と筒部７２ａとの間にＬＥＤからなる照明部２０１が配置される一方、開口部７２ｃの縁部には第１実施形態における照明部７４（図４参照）は取り付けられていない。また、ヘッドユニット２５０に設けられた支持部材５７の凹部５７ａには、一対の補正用マーク部材２０２のみが取り付けられている。

ガラス板製の補正用マーク部材２０２は、図９に示すように、上下方向に延びて短冊状に形成されている。また、補正用マーク部材２０２は、長手方向（上下方向）の一方側の端部近傍に略円形状でかつ光を反射可能な材料が塗布（蒸着）された反射部２０２ａと、反射部２０２ａ以外の領域を覆うように黒色系の塗料が塗布（蒸着）された遮光部２０２ｂとを有している。また、補正用マーク部材２０２は、支持部材５７の凹部５７ａのＸ方向における各々の端部領域に沿って接着剤（図示せず）を用いて固定されている。ここで、Ｘ１側の補正用マーク部材２０２とＸ２側の補正用マーク部材２０２とは、互いに上下（Ｚ方向）を逆さまにして凹部５７ａに固定されている。また、凹部５７ａの補正用マーク部材２０２が取り付けられていない中央の略矩形形状の領域には、反射防止シートなどの光を吸収する光吸収部材２０３が貼り付けられている。

これにより、第２実施形態では、基板撮像ユニット２７０（カメラ部７３の光軸）の基板認識位置（位置Ａ）からの位置ずれを基板１の撮像結果に反映させる動作処理が次のようにして行われる。

具体的には、図８に示すように、照明部２０１が点灯された際、カメラ部７３によって補正用マーク部材２０２が撮像されるのと同時にカメラ部７３によって基板１の基板認識マーク３も撮像されるように構成されている。すなわち、照明部２０１の光がミラー部材７５の反射面７５ａを前方に透過して補正用マーク部材２０２を照らすのと同時に反射面７５ａで下方に向けられて基板１の実装面１ａを照らす。したがって、図１０に示すように、カメラ部７３の視野領域１０１の端部（両側）に対応する領域１０１ａには、一対の補正用マーク部材２０２の各々における反射部２０２ａ（２箇所）からの反射光が実画像２０５となってそれぞれ写り込む。また、これと同時に、視野領域１０１の中央に対応する領域１０１ｂには、基板１の基板認識マーク３からの反射光が実画像３ａとなって写り込む。なお、領域１０１ａおよび１０１ｂは、それぞれ、本発明の「第１領域」および「第２領域」の一例である。

そして、第２実施形態では、実画像２０５を撮像した撮像結果に基づいて実画像２０５の仮想図形２０４に対する幾何学的な「位置ずれ量」が画像処理部８５（図３参照）による画像処理に基づいて主制御部８１（図３参照）により算出されるように構成されている。これにより、画像処理部８５による画像処理に基づいてこの位置ずれ量が把握されることにより、基板撮像ユニット２７０の正規の基板認識位置（位置Ａ）からの位置ずれ量が制御装置８０（図３参照）側で把握される。なお、反射部２０２ａは略円形状を有しているが、１つの視野領域１０１内の異なる位置（左右の領域）に配置された２つの反射部２０２ａがそれぞれ実画像２０５となって撮像されるので、２つの実画像２０５の仮想図形２０４に対する幾何学的な位置ずれから、基板撮像ユニット２７０のヘッドユニット２５０に対するＸ方向のずれ量およびＹ方向のずれ量に加えてＸ−Ｙ面内におけるＺ軸に沿ったＲ方向の回転ずれ量も容易に算出される。

したがって、基板撮像ユニット２７０が位置Ａから実際には所定量だけずれた位置に移動されてこの位置で基板１を撮像する場合であっても、基板１の撮像結果は、基板撮像ユニット２７０の正規の位置Ａからの位置ずれ量が反映された画像データ（基板認識マーク３の位置情報）となって取得される。これにより、基板１（基板認識マーク３）の撮像結果には位置ずれ量が補正される分、基板撮像ユニット２７０が位置ずれを起こすことなく基板撮像用の正確な位置Ａ（基板認識位置）において基板認識マーク３を撮像した場合と実質的に同じ撮像結果が制御データ上得られるように構成されている。なお、第２実施形態におけるヘッドユニット２５０（図８参照）のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、基板撮像ユニット２７０におけるカメラ部７３の視野領域１０１には、一対の補正用マーク部材２０２が撮像される領域１０１ａ（２箇所）と、基板１の基板認識マーク３が撮像される領域１０１ｂとが設けられている。そして、基板撮像ユニット２７０が基板認識位置（位置Ａ）にヘッドユニット２５０に対して相対移動された際に、光路Ｌ１を介してカメラ部７３の領域１０１ａに撮像された反射部２０２ａの撮像結果（実画像２０５）に基づいて基板認識位置（位置Ａ）からの位置ずれを補正するとともに、光路Ｌ２を介してカメラ部７３の領域１０１ａに基板１の基板認識マーク３を撮像するように構成する。これにより、カメラ部７３の撮像素子７３ａが有する１つの視野領域１０１を有効に利用して、基板撮像ユニット２７０（カメラ部７３）による１回の撮像動作で視野領域１０１内の領域１０１ａに補正用マーク部材２０２を撮像するのとともに領域１０１ｂに基板１の基板認識マーク３を撮像することができる。これにより、基板撮像ユニット２７０のヘッドユニット２５０に対する相対的な位置ずれの補正動作を含む基板認識動作をより迅速に行うことができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
次に、図３および図１１〜図１３を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態とは異なり、基板撮像ユニット３７０のカメラ部７３がケース本体部７２内で上下方向（Ｚ方向）に移動可能であるようにヘッドユニット３５０に設けた例について説明する。なお、ヘッドユニット３５０は、本発明の「ヘッド部」の一例であり、カメラ部７３は、本発明の「基板撮像部」の一例である。また、図中において、上記第１実施形態と同様の構成には、第１実施形態と同じ符号を付して図示している。

本発明の第３実施形態における部品実装装置３００では、においては、図１１に示すように、基板撮像ユニット３７０がヘッドユニット３５０における位置Ｃ（Ｘ１側）と位置Ｄ（Ｘ２側）とにそれぞれ設けられている。また、基板撮像ユニット３７０は、Ｘ１方向またはＸ２方向には水平移動されることなく位置Ｃおよび位置Ｄに各々固定されている。

ここで、第３実施形態では、図１２に示すように、各々の基板撮像ユニット３７０には、Ｚ軸サーボモータ３０１とボールねじ軸３０２と軸受部３０３とが設けられている。Ｚ軸サーボモータ３０１は、ケース本体部７２内のカメラ部７３の斜め上方に固定されており、Ｚ軸サーボモータ３０１にはカメラ部７３の背面側（Ｙ１側）において垂直方向（Ｚ方向）に延びるボールねじ軸３０２が回転可能に取り付けられている。また、ボールねじ軸３０２の下端部は、筒部７２ａの下端部７２ｂに設けられた軸受部３０３によって回転可能に支持されている。また、カメラ部７３には、ボールねじ軸３０２に噛合するナット部材７６が設けられており、Ｚ軸サーボモータ３０１によりボールねじ軸３０２が回動されることによって、ケース本体部７２内においてナット部材７６とともにカメラ部７３がＺ１方向またはＺ２方向に垂直移動されるように構成されている。

また、第３実施形態では、ヘッドユニット３５０には、基板撮像ユニット３７０が固定された位置（位置Ｃおよび位置Ｄ）の背面側（Ｙ１側）に支持部材５７がネジ部材６を用いて各々固定されている。また、支持部材５７には、基板撮像ユニット３７０側（Ｙ２側）を向くようにして補正用マーク部材５９および照明部５８がこの順に取り付けられている。また、ケース本体部７２における筒部７２ａの後方側（Ｙ１側）の壁面に矩形状の開口部７２ｄが形成されており、照明部５８からの光（光路Ｌ１）が開口部７２ｄおよびミラー部材７５（反射面７５ａ）を介してカメラ部７３に受け入れ可能に構成されている。なお、図１２では、図示の都合上、ボールねじ軸３０２が光路Ｌ１を上下に横切っているように図示されているが、実際には、ボールねじ軸３０２は、補正用マーク部材５９とミラー部材７５とを結ぶ光路Ｌ１とはＹ方向に重ならない位置（光路Ｌ１からＸ１側またはＸ２側（図１１参照）に逸らされた位置）に配置されている。

ここで、カメラ部７３の焦点距離は固定値（一定値）である。したがって、基板撮像ユニット３７０では、基板１の基板認識マーク３の輪郭（外形）をより鮮明（正確）に撮像するためにも、上述した昇降機構部を駆動してカメラ部７３を上下方向に昇降させてカメラ部７３から基板１の実装面１ａまでの焦点距離が基板１の仕様（厚みなど）に応じて詳細に調整されるように構成されている。したがって、基板撮像ユニット３７０では、基板１の基板認識マーク３を撮像する際に、基板１毎にＺ方向の焦点距離が正確に調整された位置にカメラ部７３が垂直移動された後、基板認識マーク３の撮像が行われるように構成されている。

この際、第３実施形態では、図１２に示すように、カメラ部７３がヘッドユニット３５０におけるＺ方向の基板認識位置としての位置Ｅ（水平線１５２の高さ位置）付近に垂直移動された際に、カメラ部７３のヘッドユニット３５０における正規の基板認識位置（位置Ｅ）からの位置ずれが補正（反映）された状態で基板１の撮像結果（画像データ）を得ることが可能に構成されている。すなわち、図１３に示すように、カメラ部７３が位置Ｅ付近に移動された際に、基板撮像ユニット３７０による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて把握されたカメラ部７３のヘッドユニット３５０に対するＺ方向の相対的な位置ずれ（カメラ部７３の撮像素子７３ａの位置Ｅからの位置ずれ量）が制御装置８０（図３参照）側で把握されるとともに、制御装置８０側で把握された位置ずれ量を基板１の撮像結果に反映させる演算処理が行われるように構成されている。これにより、カメラ部７３が位置Ｅから実際に所定量だけＺ方向にずれたままの状態で基板１を撮像する場合であっても、基板１の撮像結果は、カメラ部７３の正規の位置Ｅからの位置ずれ量が反映された画像データ（基板認識マーク３の位置情報）に置き換えられて取得されるように構成されている。なお、位置Ｅは、本発明の「基板認識位置」の一例である。

なお、上記第１実施形態と同様の画像処理によってカメラ部７３のヘッドユニット３５０に対するＺ方向の相対的な「位置ずれ量」がまず算出される。この際、図１３に示すように、カメラ部７３が基板１に対する焦点距離の適正な位置（正規の位置Ｅ）に移動された状態で基板認識マーク３を撮像した場合の仮想図形１０２に対して、カメラ部７３が基板１に対する焦点距離の適正な位置（正規の位置Ｅ）からずれた状態で基板認識マーク３を撮像した場合の実画像１０３は大きさ（外形形状）が異なる。第３実施形態では、画像処理によって仮想図形１０２（２点鎖線で示す）に対する実画像１０３（太い実線で示す）の大きさ（外形形状）の差異を数値的に把握することによって、仮想図形１０２に対する実画像１０３の拡大率（縮小率）が「位置ずれ量」として算出される。なお、図１３では、カメラ部７３が正規の位置Ｅ（焦点距離の適正な位置）よりも基板１に近づき過ぎていて補正用マーク部材５９（透過部５９ａ）が本来の大きさ（仮想図形１０２）よりも若干大きく撮像されている様子をやや誇張して図示している。

そして、第３実施形態では、算出された拡大率または縮小率からなる「位置ずれ量」に応じて予め設定されている補正係数が、カメラ部７３が有する撮像画像縮尺率（カメラ縮尺率）の調整に反映されるように構成されている。すなわち、図１３に示されるように、仮想図形１０２に対して実画像１０３が拡大された状態で撮像される場合には、実画像１０３の大きさを仮想図形１０２の大きさに縮小する縮小率に対応する補正係数がカメラ部７３の撮像画像縮尺率の調整に適用される。反対に、仮想図形１０２に対して実画像１０３が縮小された状態で撮像される場合（カメラ部７３が正規の位置Ｅ（焦点距離の適正な位置）よりも基板１から離れ過ぎている場合）には、実画像１０３の大きさを仮想図形１０２の大きさに拡大する拡大率に対応する補正係数がカメラ部７３の撮像画像縮尺率の調整に適用される。

したがって、カメラ部７３が正規の基板認識位置（位置Ｅ）からずれたままの状態で基板認識マーク３が撮像されるにもかかわらず、基板認識マーク３の実画像データに上記した縮小率または拡大率に対応する補正係数が加味されたカメラ部７３の撮像画像縮尺率によって基板認識マーク３の実寸法に向けた補正処理がなされる。このようにして、上下方向の位置ずれが補正された状態の画像データを有する基板認識マーク３の位置情報が取得されるように構成されている。なお、第３実施形態におけるヘッドユニット３５０のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、カメラ部７３が基板１の実装面１ａに対して垂直な方向（Ｚ方向）に移動されるような基板撮像ユニット３７０において、このカメラ部７３の垂直方向（Ｚ方向）に沿った基板認識位置（位置Ｅ）からの位置ずれ量を加味して基板１の基板認識マーク３を撮像するように構成する。これにより、焦点距離が固定化されたカメラ部７３を垂直移動させて個々の基板１に対応した基板認識マーク３を撮像する場合においても、基板１（基板認識マーク３）の撮像結果には垂直移動時の位置ずれ（カメラ部７３から基板１（実装面１ａ）までの焦点距離のずれ）が補正される分、カメラ部７３が基板撮像用の正規の位置Ｅ（図１１参照）において基板１を撮像した場合と実質的に同じ撮像結果を得ることができる。この結果、基板撮像ユニット３７０における基板１の認識精度をより向上させることができる。なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、基板撮像ユニット７０（２７０）をヘッドユニット５０（２５０）に対してＸ方向に相対移動させる際の基板認識位置からの位置ずれを補正する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｙ方向に延びたヘッド部に対してＹ方向に相対移動させる際の基板認識位置からの位置ずれを補正するように構成してもよい。また、ヘッドユニット５０に対してＸ方向およびＹ方向の両方に相対移動可能にヘッドユニット５０に設けられた基板撮像部に対して本発明を適用してもよい。これにより、ヘッドユニット５０に対して基板１の実装面１ａに沿った方向に相対移動させるように基板撮像ユニット７０を構成して基板認識を行う場合であっても、基板１のＸ−Ｙ面内（水平面内）における正しい位置を高精度に把握することが可能である。

また、上記第１および第２実施形態では基板撮像ユニット７０（２７０）が基板１の実装面１ａに沿ってのみ移動可能であり、上記第３実施形態ではカメラ部７３が基板１の実装面１ａに垂直な方向（Ｚ方向）にのみ移動可能であり、各々の構成においてカメラ部７３による補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいてカメラ部７３のヘッドユニット５０（３５０）に対する相対的な位置ずれを補正する例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、上記第１〜第３実施形態を組み合わせて図１４に示す変形例のように構成してもよい。なお、図中において、上記第１〜第３実施形態と同様の構成には同じ符号を付している。

具体的には、図１４に示すように、１基の基板撮像ユニット４７０がヘッドユニット４５０に対して水平方向（紙面垂直方向）に移動されるのみならず、基板撮像ユニット４７０内のカメラ部７３が垂直方向（Ｚ方向）にも垂直移動されるような構成に対して本発明を適用することも可能である。すなわち、基板撮像ユニット４７０が位置Ａまたは位置Ｂ（図２参照）に移動された際の補正用マーク部材５９の撮像結果に基づいて、基板撮像ユニット４７０の基板１（実装面１ａ）に略平行なＸ方向におけるヘッドユニット４５０に対する相対的な位置ずれが補正される。また、基板撮像ユニット４７０が位置Ａまたは位置Ｂに移動された状態で、基板撮像ユニット４７０内のカメラ部７３の基板１（実装面１ａ）に略垂直なＺ方向におけるヘッドユニット４５０（基板認識位置（位置Ｅ））に対する相対的な位置ずれが補正される。なお、ヘッドユニット４５０および基板撮像ユニット４７０は、それぞれ、本発明の「ヘッド部」および「基板撮像部」の一例である。この変形例のように構成すれば、基板撮像ユニット４７０を実装面１ａに沿って移動させた場合のＸ−Ｙ面内（水平面内）における基板１の位置を高精度に把握でき、かつ、焦点距離が固定されたカメラ部７３を用いても実装面１ａまでの焦点距離のずれが補正された撮像結果を容易に得ることができるので、付加価値の高い部品実装装置を提供することができる。

また、上記第１〜第３実施形態では、レンズ部を完全な下向きの状態にしてカメラ部７３をケース本体部７２内に固定した例について示したが、本発明はこれに限られない。カメラ部７３を下向き以外の方向に設置して基板撮像ユニット７０（２７０、３７０）を構成してもよい。この場合、ケース本体部７２の形状やケース本体部７２内におけるミラー部材７５などの本発明の「光学部材」の配置構成を適宜変更することによって、補正用マーク部材５９（２０２）の撮像を行うための光路Ｌ１を形成するとともに、基板１の撮像を行うための光路Ｌ２を形成して、補正用マーク部材５９（２０２）と基板１とをカメラ部７３によって撮像することが可能である。

また、上記第１〜第３実施形態では、補正用マーク部材５９（２０２）が取り付けられた支持部材５７をネジ部材６を用いてヘッドユニット５０（２５０、３５０）の下面５０ｃに取り付けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ヘッドユニット５０に一体的に形成された支持部に補正用マーク部材５９が設けられていてもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、ガラス板製の補正用マーク部材５９（２０２）を用いて本発明の「撮像位置補正マーク」を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、基板撮像ユニット７０により撮像可能でありかつヘッドユニット５０に対する相対的な位置ずれが把握可能であるならば、本発明の「撮像位置補正マーク」をヘッドユニット５０に直接的に取り付けてもよい。

また、上記第２実施形態では、支持部材５７の凹部５７ａのＸ方向の両端部に補正用マーク部材２０２をそれぞれ設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。１つの補正用マーク部材２０２を凹部５７ａのＸ方向のいずれか一方の端部に設けてもよい。この際、反射部２０２ａを上記第１実施形態のような矩形形状や多角形形状を有するように構成するのが好ましい。これにより、上記第１実施形態と同様に、１つの反射部２０２ａ（撮像位置補正マーク）を用いて基板撮像ユニット２７０の回転ずれ量を把握することが可能である。

また、上記第３実施形態では、補正用マーク部材５９をヘッドユニット３５０の支持部材５７に取り付けた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、補正用マーク部材５９を基板撮像ユニット７０のケース本体部７２に取り付けてもよい。これによっても、カメラ部７３の基板認識位置（位置Ｅ）からの位置ずれを把握することが可能である。

また、上記第３実施形態では、カメラ部７３を昇降させるＺ軸サーボモータ３０１およびボールねじ軸３０２をカメラ部７３の背面側（Ｙ１側）に配置した例について示したが、本発明はこれに限られない。Ｚ軸サーボモータ３０１およびボールねじ軸３０２を、ケース本体部７２の筒部７２ａにおける左右（Ｘ１側またはＸ２側）いずれかの壁部に設けるように構成してもよい。

また、上記第１〜第３実施形態では、６基の実装ヘッド５１がＸ方向に沿って１列に配置されたヘッドユニット５０（２５０、３５０）に対して基板撮像ユニット７０（２７０、３７０）が相対移動する例について示したが、本発明はこれに限られない。１本のノズル列が２列または３列にタンデム配置されたヘッド部や、複数の実装ヘッドが円環状に配置されたロータリー型のヘッド部に対して、本発明の「基板撮像部」を組み込んで基板１の撮像を行うように構成してもよい。

１ 基板
１ａ 実装面
２ 部品
３ 基板認識マーク
３ａ 実画像
５ ノズル
５０、２５０、３５０、４５０ ヘッドユニット（ヘッド部）
５９、２０２ 補正用マーク部材（撮像位置補正マーク）
５９ａ 透過部（撮像位置補正マーク）
５９ｂ 遮光部（撮像位置補正マーク）
７０、２７０、３７０、４７０ 撮像ユニット（基板撮像部）
７３ カメラ部（基板撮像部）
７５ ミラー部材（光学部材）
１００、３００ 部品実装装置
１０１ 視野領域
１０１ａ 領域（第１領域）
１０１ｂ 領域（第２領域）
１０２、２０４ 仮想図形
１０３、２０５ 実画像
２０２ａ 反射部（撮像位置補正マーク）
２０２ｂ 遮光部（撮像位置補正マーク）

Claims (8)

1. ノズルに吸着された部品を基板に実装可能なヘッド部と、
   前記ヘッド部に対して相対移動可能に前記ヘッド部に設けられ、前記基板を撮像するための基板撮像部と、
   前記基板撮像部により撮像可能に前記ヘッド部に設けられた撮像位置補正マークとを備え、
   前記基板撮像部は、前記撮像位置補正マークおよび基板認識マークの両方を同時に撮像可能に構成され、
   前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて、前記基板撮像部の前記ヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている、部品実装装置。
2. 前記基板撮像部は、前記ヘッド部において前記基板を撮像可能な基板認識位置に移動可能に構成されており、
   前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記ヘッド部における前記基板撮像部の前記基板認識位置からの位置ずれが補正されるように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記基板撮像部は、前記部品が実装される前記基板の実装面に略平行な方向に沿って前記ヘッド部に対して相対移動可能に構成されており、
   前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記基板撮像部の前記基板の実装面に略平行な方向における前記ヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている、請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 前記基板撮像部は、前記部品が実装される前記基板の実装面に略垂直な方向に沿って前記ヘッド部に対して相対移動可能に構成されており、
   前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記基板撮像部の前記基板の実装面に略垂直な方向における前記ヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の部品実装装置。
5. 前記撮像位置補正マークは、前記ヘッド部において前記基板撮像部が前記基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、
   前記基板撮像部が前記基板認識位置に対応する位置に前記ヘッド部に対して相対移動された際に、前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記ヘッド部における前記基板認識位置からの位置ずれが補正されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
6. 前記基板撮像部は、光の反射および透過が可能な光学部材を含み、
   前記撮像位置補正マークは、前記ヘッド部において前記基板撮像部が前記基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、
   前記基板撮像部が前記基板認識位置に対応する位置に前記ヘッド部に対して相対移動された際に、前記光学部材により形成される第１光路を介して前記基板撮像部の視野領域内に撮像された前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記基板認識位置からの位置ずれが補正されるとともに、前記光学部材により形成される第２光路を介して前記基板撮像部の前記視野領域内に前記基板が撮像されるように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
7. 前記基板撮像部は、光の反射および透過が可能な光学部材を含み、
   前記基板撮像部の視野領域は、前記撮像位置補正マークが撮像される第１領域と、前記第１領域とは異なる領域に設けられ、前記基板が撮像される第２領域とを含み、
   前記撮像位置補正マークは、前記ヘッド部において前記基板撮像部が前記基板を撮像可能な基板認識位置に対応する位置に設けられており、
   前記基板撮像部が前記基板認識位置に対応する位置に前記ヘッド部に対して相対移動された際に、前記光学部材により形成される第１光路を介して前記基板撮像部の前記第１領域内に撮像された前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記基板認識位置からの位置ずれが補正されるとともに、前記光学部材により形成される第２光路を介して前記基板撮像部の前記第２領域内に前記基板が撮像されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品実装装置。
8. 前記基板撮像部が前記ヘッド部の端部近傍に対応する位置に前記ヘッド部に対して相対移動された際に、前記基板撮像部による前記撮像位置補正マークの撮像結果に基づいて前記基板撮像部の前記ヘッド部に対する相対的な位置ずれが補正されるように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品実装装置。

Images