特許 6207895 テープフィーダ、テープフィーダ計測装置、およびテープフィーダ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6207895

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】テープフィーダ、テープフィーダ計測装置、およびテープフィーダ制御方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 13/02 20060101AFI20170925BHJP

【ＦＩ】

   H05K13/02 Z

【請求項の数】7

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-135838(P2013-135838)

(22)【出願日】2013年6月28日

(65)【公開番号】特開2015-12110(P2015-12110A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2016年5月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000105659

【氏名又は名称】日本電産コパル電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094330

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 正紀

(74)【代理人】

【識別番号】100109689

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 結

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆史

(72)【発明者】

【氏名】中田 佑希

(72)【発明者】

【氏名】臼井 勇二

【審査官】 中田 誠二郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２７４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７３６３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １３／００−１３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープを該パーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダによる該テープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置であって、 前記スプロケットの隣接する歯どうしの間を通過してくる光を受光する受光部と、該受光部との間に前記スプロケットの歯を挟んで該受光部に対面する位置に配置され、前記テープの走行方向に対する横方向から該スプロケットの歯に向けて、該スプロケットの歯に遮られた領域と該スプロケットの隣接する歯どうしの間を通過してきた領域とによる受光パターンを該受光部に生成させるだけの該走行方向の長さを有する平行光光束を照射する発光部とを有するセンサと、
前記センサで得られた、前記モータによる前記スプロケットの間欠駆動中の各停止時の各受光パターンに基づいて、該スプロケット一周分にわたる、前記テープの該各停止時の送り誤差を算出する誤差算出部とを備えたことを特徴とするテープフィーダ計測装置。

【請求項2】

前記発光部が前記スプロケットの歯の、前記テープのスプロケットに挿入された部分に対する、該スプロケットの半径方向に隣接した部分に前記平行光を照射するものであることを特徴とする請求項１記載のテープフィーダ計測装置。

【請求項3】

前記誤差算出部で算出された前記送り誤差が許容誤差以内であるか否かを判定する精度判定部をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のテープフィーダ計測装置。

【請求項4】

前記誤差算出部で算出された、前記スプロケットの一周にわたる前記テープの前記各停止時の送り誤差に基づいて、前記モータによる該スプロケットの、該各停止時に対応する各停止角度ごとの駆動量の補正値を算出する補正値算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項記載のテープフィーダ計測装置。

【請求項5】

前記テープフィーダが、前記スプロケットの絶対回転角度を検出するアブソリュートエンコーダを備えたものであって、
前記補正値算出部が、前記アブソリュートエンコーダで得られた前記スプロケットの絶対回転角度に対応づけた前記補正値を算出するものであることを特徴とする請求項４記載のテープフィーダ計測装置。

【請求項6】

スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープを該パーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠走行させるテープフィーダであって、
前記テープの、前記スプロケットに隣接した領域を上から覆って該テープの走行を案内するカバー部材を備え、該カバー部材が、前記スプロケットの、前記パーフォレーションに挿し込まれている歯を間に置いた両側に、光を通過又は透過させる窓又は切欠きを有することを特徴とするテープフィーダ。

【請求項7】

請求項４又は５記載のテープフィーダ計測装置を用いて前記テープフィーダの前記補正値を取得するステップと、
前記補正値を、又は該補正値により補正された、前記モータによる前記スプロケットの各停止角度ごとの補正済駆動量を、前記テープフィーダに記憶させるステップと、
前記モータに、前記スプロケットを、前記補正値により補正された補正済駆動量に基づいて駆動させるステップとを有することを特徴とするテープフィーダ制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープをそのパーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダ、そのテープフィーダによるテープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置、およびテープフィーダによるテープの間欠送りを制御するテープフィーダ制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

上記のようなテープフィーダが、電子部品実装の分野で用いられている。すなわち、上記のようなテープフィーダが回路基板上に電子部品を実装する電子部品実装装置に装着される。パーフォレーションが穿設されたテープに等間隔に電子部品を埋め込み又は貼り付けておき、電子部品実装装置に装着されているテープフィーダは、そのテープのパーフォレーションにスプロケットの歯を挿し込みスプロケットをモータで間欠駆動することでテープを電子部品の配置ピッチずつ間欠送りさせる。そしてこの電子部品実装装置は、テープが停止している間に電子部品を１つずつ吸着ノズル等でテープから取り出して回路基板に実装する。

【0003】

このテープフィーダで重要な点は、テープを電子部品の配置ピッチずつ高精度に間欠送りすることである。

【0004】

特に近年では、電子部品が小型化され、テープ上に例えば１ｍｍピッチで電子部品が配置されている。このテープ上の電子部品を取り出す吸着ノズル等もその電子部品の寸法に見合った極めて小型のものが使用される。この場合、その小型の吸着ノズル等でテープ上の小さな電子部品が確実に取り出されるよう、テープフィーダにも１ｍｍピッチでの高精度な間欠送りが要求されることになる。

【0005】

ここで、スプロケットを回転駆動するモータ自体の１回ごとの回転量は高精度に制御が可能であるものの、そのモータとスプロケットの間には例えばギア列等の駆動力伝達機構が介在しており、その駆動力伝達機構には寸法誤差等が存在するため、モータを高精度に駆動するだけでは要求を満足するだけの高精度な間欠送りを実現することができない。

【0006】

テープの高精度な間欠送りを実現するための１つとして、スプロケットに直接に高精度なロータリエンコーダを取り付けてスプロケットの回転角度を高精度に計測することが考えられる。しかしながら、このような高精度なロータリエンコーダは高価であり、テープフィーダのコストを大きく上昇させ、電子部品の実装コスト、電子部品が実装された回路基板のコストを大きく押し上げる結果となる。また、電子部品実装装置には、回路基板上に搭載される複数の電子部品それぞれが配列された複数のテープをそれぞれ間欠送りさせる、複数のテープフィーダが横並びに詰め込まれる。このためテープフィーダのスプロケットに本格的な高精度なエンコーダを取り付けた状態では、そのテープフィーダを電子部品実装装置に組み込むこと自体に無理がある。

【0007】

特許文献１には、この問題の１つの解決法が提案されている。すなわち、この特許文献１には、テープフィーダのスプロケットに、誤差を容認したエンコーダを実装しておき、間欠送り誤差を別途に正確に測定してその誤差をキャンセルする補正値を求め、その補正値を使って高精度な間欠送りを実現することが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−２２７４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上掲の特許文献１には、間欠送り誤差を正確に測定する方法として、スプロケットの上方にカメラを配置してそのカメラにより撮像された画像の処理を行なって撮像対象の位置認識を行い、画像処理により認識されたテープの停止位置と基準停止位置との誤差を測定する、と記載されている。しかしながら、この特許文献１には、これ以上の情報は記載されておらず、具体的にどのようにすると実際の停止位置を充分に正確に認識又は測定できるのか明らかではない。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑み、テープ送り誤差を正確に計測することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記目的を達成する本発明のテープフィーダ計測装置は、スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープをそのパーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠送りさせるテープフィーダによるテープの送り誤差を計測するテープフィーダ計測装置であって、 スプロケットの隣接する歯どうしの間を通過してくる光を受光する受光部と、受光部との間に前記スプロケットの歯を挟んで受光部に対面する位置に配置され、テープの走行方向に対する横方向からスプロケットの歯に向けて、スプロケットの歯に遮られた領域とスプロケットの隣接する歯どうしの間を通過してきた領域とによる受光パターンを受光部に生成させるだけの走行方向の長さを有する平行光光束を照射する発光部とを有するセンサと、
上記センサで得られた、モータによるスプロケットの間欠駆動中の各停止時の各受光パターンに基づいて、スプロケット一周分にわたる、テープの各停止時の送り誤差を算出する誤差算出部とを備えたことを特徴とする。

【0012】

本発明のテープフィーダ計測装置は、上記の平行光を利用したセンサを備えたことによりスプロケットの歯の各停止時における走行方向の位置が正確に測定され、この正確に測定された位置に基づいて正確な送り誤差を算出することができる。

【0013】

ここで、本発明のテープフィーダ計測装置において、上記発光部がスプロケットの歯の、テープのスプロケットに挿入された部分に対する、スプロケットの回転軸側に隣接した部分に平行光を照射するものであることが好ましい。

【0014】

テープを高精度に間欠送りさせる観点のみからすると、スプロケットの歯の、テープのパーフォレーションに挿し込まれる部分（テープの走行路）に平行光を照射することが好ましい。

【0015】

しかしながらこの場合、テープを走行させるとテープが邪魔となるためテープの走行なしでの空のスプロケットの状態で測定することになり、テープ走行の負荷がかかった状態と同じ停止位置からずれた位置に停止するおそれがある。

【0016】

これと比べ、スプロケットの歯の、テープのスプロケットに挿入された部分に対するスプロケットの半径方向に隣接した部分に平行光を照射する構成にすると、テープを実際に間欠走行させながらスプロケットの歯の位置を測定することができる。

【0017】

この平行光を照射する部分は、スプロケットの半径方向外側であってもよく、半径方向内側であってもよい。

【0018】

本発明のテープフィーダ計測装置において、上記誤差算出部で算出された送り誤差が許容誤差以内であるか否かを判定する精度判定部をさらに備えることが好ましい。

【0019】

本発明のテープフィーダ計測装置は、この精度判定部を備えて、テープフィーダを選別する装置として利用してもよい。

【0020】

また、本発明のテープフィーダ計測装置において、誤差算出部で算出された、スプロケットの一周にわたるテープの各停止時の送り誤差に基づいて、モータによるスプロケットの、各停止時に対応する各停止角度ごとのモータの駆動量の補正値を算出する補正値算出部をさらに備えることも好ましい態様である。

【0021】

この補正値算出部を備えると、元々の送り精度が低いテープフィーダであっても、算出された補正値を用いてテープを高精度に間欠送りさせることができる。

【0022】

尚、この補正値算出部は、上述の精度判定部と併用して、十分な精度のないテープフィーダのみについて補正値を算出してもよく、あるいは、上述の精度判定部を備えることなく、機械的に補正値を算出することとしてもよい。

【0023】

また、本発明のテープフィーダ計測装置での計測対象のテープフィーダがスプロケットの絶対回転角度を検出するアブソリュートエンコーダを備えたものであって、このテープフィーダ計測装置の補正値算出部が、アブソリュートエンコーダで得られたスプロケットの絶対回転角度に対応づけた補正値を算出するものであることが好ましい。

【0024】

このアブソリュートエンコーダは、前記ロータリエンコーダと同等の精度でスプロケットの回転角度を計測することができなくても、ロータリエンコーダに比べて安価で、取付スペースをそれほど必要としないものであることが好ましい。

【0025】

ここでは、テープフィーダの動作を一旦停止させた場合について考察する。テープフィーダが上記のアブソリュートエンコーダを備えずにスプロケットの初期位置（回転角度ゼロ）のみ検知することができるものであった場合、テープフィーダの動作を再開した後、直ちには高精度な間欠送りは実現できず、スプロケットが初期位置を通過した後に高精度な間欠送りが実現される。したがってスプロケットが初期位置を通過するまでの間のテープ上の電子部品はテープ上からの取り出しに失敗するおそれがある。このため、スプロケットが初期位置を通過することによって高精度な間欠送りが再開するまでテープ上の電子部品をテープ上に残したまま廃棄することになる。

【0026】

これに対し、補正値をアブソリュートエンコーダで得られたスプロケットの絶対回転角度に対応づけておくことにより、テープフィーダが動作を一旦停止して再開したとき、スプロケットの現在の絶対回転角度を知ってその絶対回転角度に対応する補正値を用いて補正することができる。こうすることにより、スプロケットが初期位置を通過するのを待つことなく、直ちに高精度な間欠送りを行なうことができる。

【0027】

尚、アブソリュートエンコーダは、スプロケットの絶対回転角度を検出するものであるが、そのアブソリュートエンコーダがスプロケット自体に備えられていて、スプロケットの絶対回転角度を直接に検出するものに限らない。例えば、モータからギア列を介在させてスプロケットに駆動力が伝達される構成の場合、アブソリュートエンコーダは、直接的にはそのギア列を構成するいずれかのギアの絶対回転角度を検出するものであって、そのギアの絶対回転角度からスプロケットの絶対回転角度に換算されるものであってもよい。

【0028】

また、上記目的を達成する本発明のテープフィーダは、スプロケットをモータで間欠駆動し、パーフォレーションが穿設されたテープをパーフォレーションのピッチ以下のピッチで間欠走行させるテープフィーダであって、テープの、スプロケットに隣接したプロケットの、パーフォレーションに挿し込まれている歯を間に置いた両側に、光を通過又は透過させる窓又は切欠きを有することを特徴とする。

【0029】

このような窓又は切欠きが形成されたカバー部材を有するテープフィーダであれば、本発明のテープフィーダ計測装置を適用してテープの間欠送りの精度の判定あるいは補正値の算出を行なうことができる。

【0030】

また、上記目的を達成する本発明のテープフィーダ制御方法は、上記の補正値を算出する態様の本発明のテープフィーダ計測装置を用いてテープフィーダの補正値を取得するステップと、
取得した補正値を、又はその補正値により補正された、モータによるスプロケットの各停止角度ごとの補正済駆動量を、テープフィーダに記憶させるステップと、
上記モータに、スプロケットを、上記補正値により補正された補正済駆動量に基づいて駆動させるステップとを有することを特徴とする。

【0031】

本発明のテープフィーダ制御方法によれば、テープフィーダを使ってテープを高精度に間欠送りさせることができる。

【発明の効果】

【0032】

以上の本発明によれば、テープフィーダによるテープの間欠送り誤差が正確に計測される。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】テープフィーダの概要を示した斜視図である。

【図2】図１に斜視図を示したテープフィーダの側面図である。

【図3】テープの一部分を示した平面図である。

【図4】吸着ノズルの動作位置（図４（ａ））とモータ動作速度（図４（ｂ））との対応関係を示した図である。

【図5】図４の動作を図解した模式図である。

【図6】図１、図２に示すテープフィーダの、テープ駆動機構の概要を示した図である。

【図7】アブソリュートエンコーダの概要を示した図である。

【図8】電子部品実装装置の概要を示した外観斜視図である。

【図9】テープフィーダに、本実施形態のテープフィーダ計測装置を構成するセンサを取り付けた状態を示した斜視図である。

【図10】センサの発光部で発光された平行光とスプロケットの歯との位置関係を示した図である。

【図11】各テープ送り量ごとのスプロケットの歯の位置を示した図である。

【図12】図１１に示す位置にあるときの受光パターンを示した図である。

【図13】本実施形態のテープフィーダ計測装置の概要を示した図である。

【図14】図１３の演算部で実行される処理を表わしたフローチャートである。

【図15】誤差ｄＹと角度θとの関係を表わした図である。

【図16】計測前のテーブルを示した図である。

【図17】計測終了時のテーブルを示した図である。

【図18】補正テーブルの第２例を示した図である。

【図19】スプロケットの形状（図１９（ａ））、およびそのスプロケットの歯の形状（図１９（ｂ））の一例を示した図である。

【図20】スプロケットの歯の測定値と歯の位置との関係を示した図である。

【図21】送り側エッジの理論値Ｘ’の算出方法の説明図である。

【図22】送り側エッジの理論値Ｘ’の算出方法の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明の実施の形態を説明する。

【0035】

図１は、テープフィーダの概要を示した斜視図である。

【0036】

また、図２は、図１に斜視図を示したテープフィーダの側面図である。

【0037】

これら図１，図２には、テープフィーダ１０に加え、さらに電子部品を吸着する吸着ノズル２１が示されている。この吸着ノズル２１は、テープフィーダ１０自体に備えられている部品ではなく、後述する電子部品実装装置の部品である。

【0038】

また図３は、テープの一部分を示した平面図である。

【0039】

ここでは先ず、この図３を参照してテープの構造について説明する。

【0040】

このテープ３０には、一例として４ｍｍピッチでパーフォレーション３１が形成されている。また、このテープ３０には、１ｍｍピッチで電子部品３２がそのテープ３０に埋め込まれるようにして配置されており、それらの電子部品３２を覆うように、図３にハッチングで示すカバーテープ３３が貼り付けられている。

【0041】

このテープ３０のパーフォレーション３１には、図１，図２に示すテープフィーダ１０に備えられているスプロケット１１の歯が入り込む。モータ１２の間欠回転により、その駆動力がギア列１３を介してスプロケット１１に伝達されてスプロケット１１が間欠回転し、これによりテープ３０を間欠送りする。

【0042】

ここで、このテープフィーダ１０のスプロケット１１は、テープ３０に穿設されたパーフォレーション３１のピッチ（４ｍｍ）と同一ピッチの歯１１１（図６参照）を有する。テープ３０上の電子部品３２は、１ｍｍピッチで配列されているため、このスプロケット１１は、歯１１１のピッチ（４ｍｍ）の１／４のピッチ（１ｍｍ）で間欠駆動され、テープ３０を１ｍｍずつ間欠送りさせる。

【0043】

このスプロケット１１は、一周に３０本の歯１１１が形成されている。したがって歯１１１のピッチは、このスプロケット１１の回転角度にして１２°となる。ここでは、その１／４のピッチで間欠回転を繰り返すため、１回の回転角度は３°となる。

【0044】

図１，図２に示すように、テープ３０はテープリール４０に巻回されており、テープフィーダ１０に設けられている通路を通り、カバー部材１４に案内されてスプロケット１１の歯１１１と係合し、そのスプロケット１１の間欠回転により間欠送りされる。そのスプロケット１１の歯１１１と係合する直前の位置でテープ３０からカバーテープ３３が剥がされ、そのカバーテープ３３は、テープリール４０側に引き戻される。

【0045】

テープ３０からカバーテープ３３が剥がされた直後の位置には、吸着ノズル２１が移動してきてテープ３０の走行が停止するたびにテープ３０上の電子部品３２が１つずつ吸着され、テープ３０から取り出される。このテープ３０上から取り出された電子部品３２は、図示しない回路基板上に配置される。

【0046】

図４は、吸着ノズルの動作位置（図４（ａ））とモータ動作速度（図４（ｂ））との対応関係を示した図である。

【0047】

また、図５は、図４の動作を図解した模式図である。

【0048】

ここでは、吸着ノズルは、ここでの関心のある上下方向の動きのみ示してあり、電子部品を回路基板に配置するための動きは図示を省略している。

【0049】

図５（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ図４に示すＡ〜Ｅの各タイミングに対応している。

【0050】

・タイミングＡでは、図５（ａ）に示すように吸着ノズル２１が下降中であり、かつモータは回転速度を緩めながら動作中である。

【0051】

・タイミングＢは、モータが回転を停止した瞬間を示している。吸着ノズル２１は未だ下降中である。

【0052】

・タイミングＣは、モータは停止中であって吸着ノズルが最下部にて電子部品を吸着しているタイミングである。

【0053】

・タイミングＤは、吸着ノズルが部品を吸着したまま、吸着ノズルとテープ上の電子部品との間の干渉を避ける位置まで上昇した瞬間を示している。モータは回転を開始する。

【0054】

・タイミングＥは、モータの回転が最大速度に達したタイミングである。吸着ノズル２１は未だ上昇を続けている。

【0055】

以上のＡ〜Ｅの動作を繰り返すことにより、テープ３０上の電子部品３２が１つずつ、テープの間欠送りと同期して吸着ノズルにより取り出される。

【0056】

図６は、図１、図２に示すテープフィーダの、テープ駆動機構の概要を示した図である。

【0057】

前述の通り、モータ１２が回転すると、その回転駆動力がギア列１３を介してスプロケット１１に伝達される。モータ１２は回転と停止を繰り返し、これによりスプロケット１１が間欠的に回転する。スプロケット１１の歯１１１はテープ３０（図１参照）のパーフォレーション３１に入り込み、スプロケット１１が間欠的に回転することによりテープ３０が間欠的に送り出される。

【0058】

このモータ１２は、制御部１５によって、その回転、停止が制御される。この制御部１５には補正値が記録された補正テーブル（後述する）を記憶する記憶部１５１が備えられており、この制御部１５は、その記憶部１５１に記憶された補正テーブルに従ってモータ１２の一回ごとの回転量を制御する。これにより、テープ３０（図１，図２参照）を高精度に一定ピッチで間欠送りさせることができる。

【0059】

本実施形態では、スプロケット１１にアブソリュートエンコーダ５０が配備されており、このアブソリュートエンコーダ５０によりスプロケット１１の絶対回転角度が検出される。ただし、このアブソリュートエンコーダ５０は、これのみでテープ３０を必要な精度を保って一定ピッチで間欠送りさせるまでの分解能はない。

【0060】

図７は、アブソリュートエンコーダの概要を示した図である。

【0061】

このアブソリュートエンコーダ５０は、スプロケット１１に刻設された凹凸パターン５１と、その凹凸パターン５１を検出するアブソリュートセンサ５２とを有する。

【0062】

凹凸パターン５１は、スプロケット１１の半径方向に一定ピッチを持つとともに回転方向に符号化された凹凸パターンが刻設されたものであり、半径方向の複数の凹凸パターンの組合せがアブソリュートエンコーダ５０の絶対回転角度を表わしている。

【0063】

アブソリュートセンサ５２は、凹凸パターン５１の半径方向のピッチと同一ピッチで並んだ複数の検出素子５２１を有し、凹凸パターン５１上に破線で示した位置に、その凹凸パターン５１に近づけて配置されて、半径方向の凹凸パターンを読み取るセンサである。このアブソリュートセンサ５２は光電センサであってもよく、磁気センサであってもよく、凹凸パターンに準じる位置（角度）情報を読み取ることができれば、その検出原理の如何を問うものではない。

【0064】

このアブソリュートセンサ５２はテープフィーダ１０のフレームに固定されており、スプロケット１１の回転によって凹凸パターン５１が回転し、これによりアブソリュートセンサ５２で検出される凹凸パターンが変化し、スプロケット１１の絶対回転角度が検出される。

【0065】

図８は、電子部品実装装置の概要を示した外観斜視図である。

【0066】

この電子部品実装装置６０には、図示のようにテープフィーダ１０が横に並べられて複数台装着される。これは、回路基板（図示せず）には多数個、多数種類の電子部品が搭載されるため、それらの多数の電子部品それぞれが配置された複数種類のテープを、この電子部品実装装置６０に送り込む必要があるからである。

【0067】

この電子部品実装装置６０には、矢印Ｗ方向に、ガイド部材６２に案内されながら回路基板（図示せず）が送り込まれる。この電子部品実装装置６０に送り込まれた回路基板には、各テープフィーダ１０により送り込まれた各テープ上の電子部品が、この電子部品実装装置６０内に備えられている吸着ノズル２１（図１，図２参照）によりテープ上から取り出されて回路基板上に配置される。電子部品が実装された回路基板は、送り込まれた側とは反対の側から送り出される。

【0068】

この電子部品実装装置６０の上部には、何かエラーが発生したときに点灯するランプ６３が備えられている。

【0069】

この電子部品実装装置６０自体は本発明および本実施形態のテーマではなく、ここでは、電子部品実装装置６０についてのこれ以上の説明は省略する。

【0070】

次に、テープフィーダ計測装置の実施形態について説明する。

【0071】

以下に説明するテープフィーダ計測装置は、これまで説明してきたテープフィーダ１０を動作させたときのテープの間欠送り誤差を計測し、その送り精度を向上させるための補正値を算出する装置である。ここで算出された補正値は、図６に示す制御部１５内の記憶部１５１に記憶され、制御部１５によるテープの高精度な間欠送り制御に用いられる。

【0072】

図９は、テープフィーダに、本実施形態のテープフィーダ計測装置を構成するセンサを取り付けた状態を示した斜視図である。

【0073】

このセンサ７０は、発光部７１と受光部７２とを有する。発光部７１からは、テープ３０の走行方向に対する横方向から、スプロケット１１の歯に向けて、受光部７２に、スプロケットの歯に遮られた領域とスプロケットの隣接する歯どうしの間を通過してきた領域とによる受光パターンを生成させるだけの、走行方向の長さを有するスリット状の平行光７３が照射される。

【0074】

また、受光部７２では、発光部７１から発光された平行光７３のうちの、スプロケット１１の隣接する歯どうしの間を通過してきた光が受光される。そして、この発光部７１では、その受光により、モータ１２によるスプロケット１１の間欠駆動中の各停止時における、発光部７１から発光された平行光７３のうちの、スプロケット１１の歯に遮られた領域とスプロケット１１の隣接する歯どうしの間を通過してきた領域とによる、テープ走行方向の受光パターンが生成される。このセンサ７０としては、例えば、いわゆるレーザマイクロメータ等を利用することができる。このセンサ７０による受光パターンの計測は、テープ３０を間欠送りさせながら行なわれる。

【0075】

図１０は、センサの発光部で発光された平行光とスプロケットの歯との位置関係を示した図である。

【0076】

発光部７１（図９参照）からは、スプロケット１１の歯１１１に向けてテープ３０の走行方向に対する横方向から平行光７３が照射される。テープフィーダ１０のカバー部材１４（図１，図２を合わせて参照）には、その平行光を通過させる窓１４１が形成されている。この図１０では窓１４１が示されているが、４辺で囲まれた窓に代わり、図１，図２のようにカバー部材１４の上面の、吸着ノズル２１が入り込む穴と繋がった切欠きを形成してもよい。また平行光７３の通過箇所がその平行光７３を透過させる材質のプラスチック等で覆われていてもよい。

【0077】

この平行光７３は、スプロケット１１の歯１１１の、テープ３０のパーフォレーション３１（図３参照）に挿入された部分に対する、スプロケット１１の回転軸側に隣接した部分に照射される。

【0078】

図１１は、各テープ送り量ごとのスプロケットの歯の位置を示した図である。

【0079】

図１２は、図１１（ａ）〜（ｄ）に示す各位置にあるときの受光パターンを示した図である。

【0080】

図１１，図１２中のＡ，Ｂの符号は平行光７３の通過領域Ａ〜Ｂの各端を表わしている。

【0081】

本実施形態におけるスプロケット１１の歯１１１のピッチは、図３に示したテープ３０のパーフォレーション３１のピッチと同じ４ｍｍ相当であり、一方、テープ３０上の電子部品３２の配列のピッチは１ｍｍである。そこでここでは、スプロケット１１は、テープ３０の１ｍｍ相当分ずつ回転し、スプロケット１１の歯１１１は、誤差を無視したとき図１１（ａ）〜（ｄ）の４つの位置関係となる。したがって、受光パターンも、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、基本的に４つのパターンが繰り返されることになる。ただし、これは、誤差を無視したときの話であり、実際は誤差が含まれるため、図１１（ａ）〜（ｄ）の各位置、および図１２（ａ）〜（ｄ）の各受光パターンは、スプロケット１１の歯１１１ごとに変動することになる。

【0082】

図１３は、本実施形態のテープフィーダ計測装置の概要を示した図である。

【0083】

このテープフィーダ計測装置９０は、図９に示した、発光部７１と受光部７２とからなるセンサ７０のほか、さらに演算部８０を備えている。

【0084】

図１４は、図１３の演算部で実行される処理を表わしたフローチャートである。

【0085】

ここでは、テープ３０の間欠送りを行ないながら、スプロケット１１の一周分について、そのテープ３０の各停止時におけるアブソリュートセンサ５２（図７参照）の角度と受光部７２による受光パターン（図１２参照）が取得され（ステップＳ１１，Ｓ１２）、一旦、バッファに格納される。スプロケット一周分についてアブソリュートセンサの角度と受光パターンの取得が終了すると、各停止時における各受光パターンに基づいてスプロケット歯の位置（テープ走行方向の位置）が算出される（ステップＳ１３）。図１３に示す演算部８０内には、スプロケット１１の、図１１（ａ）〜（ｄ）の各姿勢におけるスプロケット歯１１１の、テープ走行方向（Ｙ方向とする）の理論上の位置のデータ（「理論値」と称する）が記憶されている。この理論値は、スプロケット１１の形状や１回あたりのモータ１２の回転量等から計算される、テープ間欠送りの誤差がゼロであるとしたときの値である。これは理論値なので、図１１に示す４パターンだけでスプロケット一周分について使うことができる。

【0086】

図１４のステップＳ１３でスプロケット歯の実際の位置（「測定値」と称する）が算出されると、テープ走行方向（Ｙ方向）についての、測定値の、理論値からの誤差（スプロケット歯のＹ方向のずれ誤差）が算出される（ステップＳ１４）。ここでは、この誤差を「ｄＹ」と称する。この誤差ｄＹが、スプロケットの一周分の各停止位置についてそれぞれ算出される。

【0087】

次に、この誤差ｄＹが基準値と比較される（ステップＳ１５）。この基準値は、これ以内の誤差であればテープ３０上の電子部品３２が吸着ノズル２１により確実に吸着されて取り出されることが保証される値である。

【0088】

次いで、スプロケット一周分に渡る各停止位置の誤差ｄＹが全て基準値以内か、あるいは基準値から外れている誤差ｄＹが存在するかが判定される（ステップＳ１６）。スプロケット一周分に渡る誤差ｄＹが全て基準値以内であったときは、これ以上補正する必要がなく、この時点で終了する。

【0089】

基準値から外れる誤差ｄＹが存在していたときは、その誤差ｄＹからスプロケットの角度θが算出される。

【0090】

図１５は、誤差ｄＹと角度θとの関係を表わした図である。

【0091】

ここでは、スプロケット１１の歯１１１を模式的に三角形で示している。破線で示した歯１１１ａは、理論的な位置（理論値）である。また、実線で示した歯１１１ｂは測定された位置（測定値）である。テープ走行方向（Ｙ方向）の測定値の、理論値からの誤差が誤差ｄＹであり、その誤差ｄＹをスプロケット１１の回転角度に換算した値が角度θである。

【0092】

図１４に戻って説明を続ける。

【0093】

ステップＳ１７で角度θの算出が行なわれると、以下において図１６〜図１８を参照しながら説明するテーブルへの書込みが行なわれる（ステップＳ１８）。このテーブルの内容は、図１３に示す制御部１５（図６を合わせて参照）中の記憶部１５１に記憶される。この制御部１５は、この記憶部１５１に記憶されたテーブル中の値を補正値として使って、テープ１回あたりの送り量を、一回ごとに、スプロケット全周について調整する。

【0094】

図１６は、計測前のテーブルを示した図である。

【0095】

図１６（ａ）はスプロケットの回転角度［°］と、スプロケットの歯の番号と、前述の誤差ｄＹ（図１５参照）との関係を表わしたテーブルである。

【0096】

この図１６（ａ）のテーブルを、ここでは「スプロケット誤差テーブル」と称する。

【0097】

スプロケット１１には、回転角度１２°ごとに歯１１１が設けられており、この回転角度１２°がテープ３０の走行距離４ｍｍ、すなわち、テープ３０に設けられているパーフォレーション３１の間隔４ｍｍに対応する。

【0098】

これに対し、テープの間欠送りにおける１回の走行距離は１ｍｍである。これは、スプロケットの回転角度３°に相当する。したがって、この図１６（ａ）の「スプロケット誤差テーブル」の「スプロケットの回転角度［°］」の欄には、スプロケット一周分にわたって３度ずつの値が記入されている。また、テープの１回の走行距離１ｍｍはスプロケットの歯のピッチ（４ｍｍ相当）に換算すると、１ピッチの０．２５倍である。このため、この「スプロケット誤差テーブル」の「スプロケットの歯の番号」の欄には、ピン番号１番以降、０．２５ずつの値が記入されている。誤差ｄＹの欄には、初期値として全てゼロが書き込まれている。

【0099】

図１６（ｂ）は、アブソリュートセンサにより計測される角度が書き込まれるテーブルである。ここでは、このテーブルを「補正テーブルＡ」と称する。

【0100】

この補正テーブル内の値は、書き込まれる前は不定であってもよい。

【0101】

また、図１６（ｃ）は、補正角度［°］が書き込まれるテーブルである。ここでは、この補正角度は、図１６（ａ）のスプロケット誤差テーブル中の誤差ｄＹがスプロケットの回転角度に換算された角度θである（図１５参照）。この補正テーブルＢにも、図１６（ａ）のスプロケット誤差テーブルの誤差ｄＹの欄に初期値ゼロが書き込まれていることに対応して、全て初期値ゼロが書き込まれている。

【0102】

図１７は、計測終了時のテーブルを示した図である。

【0103】

図１７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ図１６（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応しており、計測終了後の、スプロケット誤差テーブル（図１７（ａ））、補正テーブルＡ（図１７（ｂ））、および補正テーブルＢ（図１７（ｃ））である。

【0104】

図１７（ａ）のスプロケット誤差テーブルには、誤差ｄＹが書き込まれている。

【0105】

ここでは、ｄＹ１，ｄＹ１．２５，・・・等の記号で示されているが、ここには計測により得られた実際の誤差ｄＹ（図１５参照）が書き込まれる。

【0106】

図１７（ｂ）の補正テーブルＡには、アブソリュートセンサから得られた、各停止時の角度が書き込まれる。

【0107】

この補正テーブルＡは、テープフィーダが動作を一旦停止した後、動作を再開する際に参照される。この補正テーブルＡを参照することにより、スプロケットの現在の姿勢（回転角度）を、スプロケットの歯の番号を特定できる程度の精度で知ることができる。

【0108】

図１７（ｃ）の補正テーブルＢには、図１７（ａ）のスプロケット誤差テーブルにおける誤差ｄＹがスプロケットの角度に変換された各値θ１，θ１．２５，θ１．５・・・が書き込まれる（図１５参照）。

【0109】

これら補正テーブルＡと補正テーブルＢがテープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に記憶される（図６，図１３参照）。

【0110】

このテープフィーダ１０の制御部１５は、必要なときには、補正テーブルＡから現在のスプロケットの歯の番号（図１７（ａ）参照）を知り、補正テーブルＢからその歯の番号に応じた補正角度を知り、モータ１２（図１，図２，図６参照）をそれに応じた回転角度に制御する。こうすることにより、テープ３０は、テープフィーダ１０により、正確に１ｍｍずつ間欠送りされる。

【0111】

図１８は、補正テーブルの第２例を示した図である。

【0112】

図１８（ａ）の補正テーブルＡは、図１７（ｂ）の補正テーブルＡと同一であり、テープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に記憶される。

【0113】

図１８（ｂ）の補正済テーブルＣは、テープフィーダ１０の制御部１５内の記憶部１５１に、図１７（ｃ）の補正テーブルＢに代えて記憶されるテーブルである。

【0114】

この補正済テーブルＣには、補正テーブルＡのアブソリュートセンサ角度にそれぞれ対応する、補正後の回転角度、すなわち０−θ１［°］，３−θ１．２５［°］，・・・が書き込まれている。

【0115】

図１７（ｃ）の補正テーブルＢを参照するときは、制御部１５内で図１８（ｂ）の補正済テーブルＣ相当の各回転角度、すなわち０−θ１，３−θ１．２５・・・などを演算し、モータをその演算後の回転角度相当の回転量となるように制御することになる。

【0116】

これに対し、図１８（ｂ）の補正テーブルＣを参照するときは、既に演算済であるため、制御部１５は、モータ１２を、その補正テーブルＣに書き込まれている回転角度相当の回転量となるように制御すればよい。

【0117】

尚、これまで説明してきた実施形態では、図１４のフローチャートに示す通り、理論値と測定値とを比較し（ステップＳ１５）、スプロケット一周にわたる全ての測定値の誤差ｄＹが基準値以内のときを除き、補正値（図１７に示す補正テーブルＡ，Ｂ）を算出することとしている。

【0118】

ただし、本発明のテープフィーダ計測装置は、必ずしも補正値を算出する装置に限られるものではなく、測定対象のテープフィーダの送り誤差ｄＹが基準値以内かどうかを判定して、テープフィーダの選別に役立てるものであってもよい。

【0119】

また、図１４のステップＳ１１，Ｓ１２では、スプロケット一周分に渡るアブソリュートセンサの角度取得、および受光パターンの取得を行なうものとして説明したが、テープフィーダ計測装置９０の演算部８０（図１３参照）での演算速度が間に合うときは、テープの間欠送りの１回の停止時に、その停止時１回分のアブソリュートセンサ角度、および受光パターンを取得し、それに引き続いてステップＳ１３〜Ｓ１８を実行し、その後、次の停止時のアブソリュートセンサ角度、および受光パターン取得（ステップＳ１１，Ｓ１２）に移ってもよい。この場合、ステップＳ１５では、その１回の停止時について基準値と測定値との比較が行なわれるが、ステップＳ１６では、その１回の停止時の誤差ｄＹが基準値以内であったときに、いきなり終了するのではなく、スプロケット全周分についての誤差ｄＹが基準値以内となるまでは、ステップＳ１１に戻るものとする。

【0120】

誤差や、その誤差から換算される補正角度は、スプロケットの理論値と測定値との差異として算出される。ここで、スプロケットの理論値は、スプロケットの機械的な寸法や形状等から算出されるため、この理論値の算出はスプロケットの具体的な寸法や形状などに依存する。

【0121】

以下では、スプロケットの機械的な寸法や形状の一例を示して、そのスプロケットを例に取り上げて、理論値や誤差、さらに補正角度の算出方法を例示しておく。

【0122】

図１９は、スプロケットの形状（図１９（ａ））、およびそのスプロケットの歯の形状（図１９（ｂ））の一例を示した図である。

【0123】

ここでは、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、
歯先端までの直径：Ｒ
スプロケットの歯の回転角度：θ
歯先端の幅：ａ
歯根元の幅：ｂ
歯の高さ：ｃ
歯先端送り側エッジ：Ａ
歯根元送り側エッジ：Ｂ
エッジの円弧の中心：Ｄ
スプロケットと同心で円周がＤ上を通過する円の直径：ｒ
エッジの円弧の半径：Ｒ_０
θ回転後歯先端送り側エッジ：Ａ’
θ回転後根元送り側エッジ：Ｂ’
θ回転後送り側エッジ上平行光照射位置：Ｘ’
θ回転後エッジの円弧の中心：Ｄ’
とする。ここで、図１９（ｂ）に示すように、スプロケットの歯の基準位置の中心を通る様にｙ軸、歯底円の接線方向にｘ軸を定める。

【0124】

平行光を基準位置におけるスプロケットの歯の送り側エッジの根元Ｂに照射する。

【0125】

スプロケットが基準位置からθ回転した場合、平行光が送り側エッジに照射される位置はＸ’に移動する。

【0126】

Ｘ’の位置は以下の計算により求められる。

【0127】

エッジ円弧の中心Ｄ，Ｄ’の座標をそれぞれ以下の様に定める。

【0128】

【数1】

【0129】

ＤとＤ’には次の関係式が成り立つ。

【0130】

【数2】

【0131】

【数3】

【0132】

エッジ円弧の方程式は、

【0133】

【数4】

【0134】

である。ｙ＝０を代入してｘについて解くと

【0135】

【数5】

【0136】

となる。図１９（ｂ）より、大きい方の解が求めたい座標である。

【0137】

（ｘ’_０，ｙ’_０）を代入してＸ’の座標を求めると以下の様になる。

【0138】

【数6】

【0139】

図２０は、スプロケットの歯の測定値と歯の位置との関係を示した図である。

【0140】

図２０に示すように測定値ｘから、スプロケット歯の位置として、ここでは送り側エッジの位置Ｘを求める。測定値ｘは窓の端からスプロケット送り側エッジまでの幅である。

【0141】

平行光を基準位置におけるスプロケット歯の送り側エッジの根元に照射する。

【0142】

窓の端からｙ軸までの距離をｅとすると、送り側エッジの位置Ｘは以下の式で求められる。

【0143】

【数7】

【0144】

送り側エッジ位置の理論値Ｘ’の算出方法は２通りの方法がある。

【0145】

図２１，図２２は、送り側エッジの理論値Ｘ’の算出方法の説明図である。

【0146】

（１）図２１のように初期位置を基準にして理論値を求める。

【0147】

（２）図２２のように一つ前の停止位置を基準にして理論値を求める。

【0148】

以下、（１），（２）のそれぞれについて説明する。

【0149】

（１）初期位置を基準にする（図２１参照）。

【0150】

テープ送り量０[ｍｍ]の状態を基準にして、１，２，３［ｍｍ］のスプロケット歯の位置を求める。

【0151】

スプロケットの形状と理論上の回転角度θ’から送り側エッジ位置の理論値Ｘ’は以下のようになる。
・テープ送り量０［ｍｍ］のとき

【0152】

【数8】

【0153】

・テープ送り量１，２，３［ｍｍ］のとき

【0154】

【数9】

【0155】

送り側エッジ位置Ｘと理論値Ｘ’からスプロケット歯位置誤差ｄを求める。
スプロケット歯位置誤差ｄは図２１に示すように、歯底円の接線方向とする。

【0156】

【数10】

【0157】

補正値αは１つ前の測定位置のずれを考慮して求める。

【0158】

【数11】

【0159】

（２）一つ前の停止位置を基準にする（図２２参照）。
・テープ送り量０［ｍｍ］のとき
テープ送り量０［ｍｍ］の場合は歯の理論上の角度θ’＝０としてエッジ位置の理論値Ｘ’を求める。

【0160】

【数12】

【0161】

・テープ送り量１，２，３［ｍｍ］のとき
テープ送り量１，２，３［ｍｍ］の場合は一つ前に停止した実際の角度θを基準にして理論値Ｘ’を求める。一つ前の停止位置の送り側エッジ位置Ｘから求めた歯の角度θに、理論上の回転量Δθを足して理論上のスプロケット歯の角度θ’＝θ＋Δθを足して送り側エッジ位置Ｘから歯の角度θは次の方程式をθについて解いて得る。

【0162】

【数13】

【0163】

理論上のスプロケット歯の角度θ’は以下のようになる。

【0164】

【数14】

【0165】

よって、送り側エッジ位置の理論値Ｘ’は次で求められる。

【0166】

【数15】

【0167】

送り側エッジ位置Ｘと理論値Ｘ’からスプロケット歯位置誤差ｄを求める。
スプロケット歯位置誤差ｄは図２２に示すように、歯底円の接線方向とする。

【0168】

【数16】

【0169】

補正値αは以下の様になる。

【0170】

【数17】

【符号の説明】

【0171】

１０ テープフィーダ
１１ スプロケット
１２ モータ
１３ ギア列
１４ カバー部材
１５ 制御部
２１ 吸着ノズル
３０ テープ
３１ パーフォレーション
３２ 電子部品
３３ カバーテープ
４０ テープリール
５０ アブソリュートエンコーダ
５１ 凹凸パターン
５２ アブソリュートセンサ
６０ 電子部品実装装置
６２ ガイド部材
６３ ランプ
７０ センサ
７１ 発光部
７２ 受光部
７３ 平行光
８０ 演算部
９０ テープフィーダ計測装置
１１１ 歯
１４１ 窓
１５１ 記憶部
５２１ 検出素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】