JP2006243617A - 反射ミラー装置、反射ミラー装置の製造方法、及び部品装着ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 接着材料を用いてミラー保持部材に反射ミラーを保持させた反射ミラー装置において、反射ミラーの表面（反射面）への歪みの発生を抑制することができる反射ミラー装置を提供する。
【解決手段】 平板方形状の反射ミラーと、上記反射ミラーの裏面の略全体が配置されるミラー配置面を有するミラー保持部材とを備え、上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に上記裏面が直接的に接するように上記反射ミラーが配置され、かつ、上記反射ミラーの互いに対向する１組の側面を、互いに対向するそれぞれの接着位置において、接着材料を介して上記ミラー保持部材に部分的に接着固定する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、接着材料を用いて、ミラー保持部材に反射ミラーを保持する反射ミラー装置及び当該反射ミラー装置の製造方法、並びに、回路基板に装着される部品の画像を撮像可能に反射する反射部に当該反射ミラー装置を用いた部品装着ヘッドに関する。

従来、このような反射ミラー装置としては、様々な構造のものが知られている。例えば、反射ミラーが配置されるミラー配置ベースの配置面に、接着剤を塗布して、当該接着剤を介して反射ミラーの裏面を配置面に接着した構造の反射ミラー装置がある。

このような反射ミラー装置は、光学装置等において様々な形態の光軸経路を構成するために用いられることが多く、例えば、半導体チップ等の部品を回路基板に高い位置精度でもって装着（実装）する部品装着ヘッドにおける部品の保持姿勢の認識のための部品撮像装置などに用いられる。このような用途においては、上記高い位置精度を担保するために、上記部品の保持姿勢の画像を、反射ミラー装置を介して部品撮像装置により高精度に取得することが求められる。従って、反射ミラー装置において、反射ミラーやミラー保持ベースが高精度に製作加工され、その接着固定状態において反射ミラーによる反射角度のズレが生じないように、あるいは低減できるようにすることが望まれている。

実開平４−１０９７１２号公報

しかしながら、このような従来の反射ミラー装置においては、反射ミラーの裏面とミラー配置ベースの配置面との間に接着剤を介在させて、反射ミラーの接着固定させる構成が採用されているため、反射ミラーやミラー配置ベースの加工精度を向上させたとしても、接着剤による接着により、反射ミラーの表面（反射面）に部分的な歪みが生じてしまうことを避けることができないという問題がある。

このように反射ミラーの表面において歪みが生じる原因としては、反射ミラーの裏面において、場所による接着応力のバラツキが生じることや、接着剤の塗布厚みのバラツキが生じること等が考えられる。しかしながら、このようなバラツキの均一化を図ることは現実的には難しい。

従来の反射ミラー装置において、このような接着剤による接着固定により生じる反射ミラーの表面の歪みの発生を少しでも抑えるため、例えば、特許文献１のような工夫を含めて、様々な工夫が行われている。しかしながら、そのいずれの場合においても、反射ミラーの裏面をミラー保持ベースの配置面に接着剤を介在させて接着固定させていることには変わりが無く、上記バラツキの大幅な抑制を達成することは困難であるという問題がある。

また、このように反射ミラー装置において反射ミラーの表面に歪みが生じた状態となれば、例えば、反射ミラー装置が用いられた部品装着ヘッドにおいて、部品の画像撮像のための光軸にズレが生じ、高精度な部品装着を実現することが困難となる場合があるという問題がある。

従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、接着材料を用いてミラー保持部材に反射ミラーを保持させた反射ミラー装置において、反射ミラーの表面（反射面）への歪みの発生を抑制することができる反射ミラー装置、当該反射ミラー装置の製造方法、並びに、回路基板に装着される部品の画像を撮像可能に反射する反射部に当該反射ミラー装置を用いた部品装着ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

本発明の第１態様によれば、平板方形状の反射ミラーと、
上記反射ミラーの裏面の略全体が配置されるミラー配置面を有するミラー保持部材とを備え、
上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に上記裏面が直接的に配置され、かつ、上記反射ミラーの互いに対向する１組の側面が、互いに対向するそれぞれの接着位置において、接着材料を介して上記ミラー保持部材に部分的に接着固定されていることを特徴とする反射ミラー装置を提供する。

本発明の第２態様によれば、上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置が、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に接着固定されている第１態様に記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第３態様によれば、上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置が、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材における上記ミラー配置面に隣接するそれぞれの側面に接着固定されている第１態様に記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第４態様によれば、上記反射ミラーの上記裏面と、上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面とが、上記接着材料を介さずに直接的に接している第１態様から第３態様のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第５態様によれば、上記ミラー保持部材は、上記ミラー配置面の互いに対向するそれぞれの端部に配置され、上記ミラー配置面に配置された状態における上記反射ミラーの上記１組の側面の位置を規定する側面規定用側壁部を有し、
上記それぞれの側面規定用側壁部は、上記反射ミラーの上記それぞれの接着位置に相当する部分において形成された貫通孔部を有し、
上記それぞれの側面規定用側壁部の外側より、当該それぞれの貫通孔部を通して、上記それぞれの接着位置に上記接着材料が供給されている第１態様から第４態様のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第６態様によれば、上記それぞれの貫通孔部内の略全体に、上記接着材料が充填されている第５態様に記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第７態様によれば、上記反射ミラーの上記それぞれの接着位置に供給された上記各々の接着材料は、当該各々の接着位置への接着表面と反対側の表面が、上記ミラー保持部材に対して開放状態とされている第１態様から第６態様のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第８態様によれば、上記それぞれの側面における上記それぞれの接着位置の上記反射ミラーの表面沿いの方向の長さ寸法は、当該側面全体の長さ寸法の１／２〜１／４倍の長さ寸法である第１態様から第７態様のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を提供する。

本発明の第９態様によれば、部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を一列に配列して備え、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッドにおいて、
上記部品保持部材の軸心とは異なる軸をその光軸として、上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記光軸に沿って入射して撮像可能な撮像素子部と、上記部品保持部材の軸心沿いの方向における上記部品の画像を、上記撮像素子部の光軸に沿って反射して、上記撮像素子部に入射させる反射部とを有し、当該部品保持部材により保持された上記部品の画像を、当該部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置と、
当該部品撮像装置を、上記それぞれの部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端のそれぞれに配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置と、
当該移動装置により上記配列方向に沿って上記部品撮像装置を移動させながら、当該部品撮像装置により上記それぞれの部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、当該撮像された上記それぞれの部品の画像に基づいて、上記それぞれの部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御装置とを備え、
上記反射部として、第１態様から第８態様のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を用いることを特徴とする部品装着ヘッドを提供する。

本発明の第１０態様によれば、平板方形状の反射ミラーを、ミラー保持部材のミラー配置面に配置して、当該反射ミラーの裏面の略全体を当該ミラー配置面に直接的に接触させて、
その後、上記ミラーの互いに対向する１組の側面を、互いに対向するそれぞれの接着位置において、接着材料を介して上記ミラー保持部材に部分的に接着固定することを特徴とする反射ミラー装置の製造方法を提供する。

本発明の第１１態様によれば、上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置を、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に接着固定する第１０態様に記載の反射ミラー装置の製造方法を提供する。

本発明の第１２態様によれば、上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置を、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材における上記ミラー配置面に隣接するそれぞれの側面に接着固定する第１０態様に記載の反射ミラー装置の製造方法を提供する。

本発明によれば、反射ミラー装置において、反射ミラーとミラー配置面との間に、接着材料を配置させることなく、上記反射ミラーの裏面の略全体を上記ミラー配置面に直接的に接触させた状態にて、上記反射ミラーの互いに対向する側面を、接着材料を介してミラー保持部材に部分的に接着固定を行うことにより、接着材料の塗布厚さのバラツキや、反射ミラーの裏面における接着材料による応力のバラツキによる上記反射ミラーの反射面への歪みの発生を確実に抑制する、または大幅に低減することができる。

従って、その反射面において歪みの発生が抑制または低減され、高精度な反射軸精度を有する反射ミラー装置を提供することができる。

また、このような反射ミラー装置を部品装着ヘッドにおける部品の画像撮像のための反射部として用いることで、高精度な部品認識を実現することができ、高精度な部品装着に対応することができる。

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の一の実施形態にかかる反射ミラー装置について説明するにあたって、まず、当該反射ミラー装置が用いられている部品装着ヘッドの一例であるヘッド部１００の構造について説明を行う。当該説明にあたって、ヘッド部１００の模式的な側面図（一部断面あり）を図１に示す。

図１に示すように、ヘッド部１００は、部品の一例である電子部品１を、その先端部である保持面１１ａにおいて解除可能に吸着保持することができる部品保持部材の一例である吸着ノズル１１を複数本、例えば８本、一定の間隔ピッチでもって一列に配列されて備えている。

このようなヘッド部１００は、電子部品装着装置（図示しない）におけるＸＹロボット等に備えられることにより、上記電子部品装着装置のステージ上に保持された回路基板に対して電子部品の装着動作を行うことができる。具体的には、上記電子部品供給装置における電子部品供給部にて供給される複数の電子部品１を、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１により吸着保持させるとともに、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００を上記回路基板の上方に移動させて、上記回路基板における電子部品１の装着位置と、ヘッド部１００の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１との位置合わせを行った後、ヘッド部１００にて上記吸着ノズル１１を下降させることにより、上記回路基板の装着位置に電子部品１を装着させることができる。

このような電子部品１の装着の際には、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１に吸着保持させた電子部品１の画像を、ヘッド部１００が備える部品撮像装置により撮像して、夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、これらの認識結果に基づいて、上記夫々の吸着保持姿勢と夫々の電子部品１の上記回路基板への装着姿勢との間の位置ずれを補正して、夫々の電子部品１の上記回路基板への装着を行っている。

このようなヘッド部１００の構造について、上記部品撮像部の構造を中心に以下に詳細に説明する。なお、図２は、ヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１の上記配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。

図１及び図２に示すように、ヘッド部１００おいては、８本のシャフト部５１が一定の間隔でもって一列に配列されており、夫々のシャフト部５１の先端部には吸着ノズル１１が夫々着脱可能に装備されている。また、夫々のシャフト部５１は、剛体により形成されたヘッドフレーム５２に、スプラインナット及び軸受け等を介して、その軸芯沿いに昇降可能、かつ、上記軸芯回りに回転可能に支持されている。さらに、ヘッド部１００は、夫々のシャフト部５１の上記昇降の動作を行う昇降装置５３、及び上記回転の動作を行う回転装置５４とを備えており、夫々の昇降装置５３及び回転装置５４はヘッドフレーム５２に固定されている。なお、夫々の昇降装置５３には、このようなヘッド部において一般的に用いられる機構であるボールねじ軸とナット部による機構（本実施形態にて用いている）や、エアシリンダを用いた機構等を用いることができる。また、夫々の回転装置５４には、ベルトを介してシャフト部５１を回転させる機構（本実施形態にて用いている）や、直接的にシャフト部５１を回転させる機構等を用いることができる。

また、図１及び図２に示すように、ヘッド部１００に備えられている夫々の吸着ノズル１１は、ヘッドフレーム５２の下部である下部フレーム５２ａよりその先端部である保持面１１ａが露出された状態となっている。この下部フレームには、上記部品撮像装置として、吸着ノズル１１により保持された電子部品１の下面側である回路基板への装着面の画像（すなわち、吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢の画像）を撮像することができる部品撮像装置２０が備えられている。この部品撮像装置２０の部分拡大断面図を図３に示す。

図３に示すように、部品撮像装置２０は、夫々の吸着ノズル１１の図示左側方向に配置され、その光軸上に配置された２枚の反射ミラー３１及び３２を介して、吸着ノズル１１の保持面１１ａにおいて吸着保持された電子部品１の画像を、その図示下方側より撮像可能、すなわち電子部品１の装着面（部品撮像平面の一例である）の画像を撮像可能な撮像素子部の一例であるカメラ部２３を備えている。また、部品撮像装置２０は、吸着ノズル１１と干渉することなく、吸着ノズル１１の周囲を囲むように配置された大略Ｕ字状の断面形状を有する支持部材の一例である撮像フレーム２４を備えており、カメラ部２３、及び夫々の反射ミラー３１及び３２が、この撮像フレーム２４に夫々の配置関係が保たれた状態で固定されている。また、このような２枚の反射ミラー３１及び３２は、ミラー配置ベース３３に固定されており、さらにこのミラー配置ベース３３を介して撮像フレーム２４に固定されている。なお、それぞれの反射ミラー３１、３２、及びミラー配置ベース３３により反射ミラー装置３０が構成されている。

また、図３に示すように、カメラ部２３は、吸着ノズル１１の軸芯に対して、その光軸が、吸着ノズル１１側に向けて略４０度程度傾斜された状態で図示下向きに配置されている。また、図示左側に配置されている反射部の一例でもある反射ミラー３１は、上記光軸上においてその反射面が吸着ノズル１１側に傾斜されて、上記軸芯に対して略６５度傾斜されて配置されるとともに、図示右側に配置されている反射部の一例でもある反射ミラー３２は、その反射面が反射ミラー３１の反射面と対向する側に、上記軸芯に対して略４５度傾斜され、かつ、吸着ノズル１１の軸芯上における吸着ノズル１１の下方に位置するように配置されている。

また、図１及び図３に示すように、部品撮像装置２０は、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、上記夫々の吸着ノズル１１を介して、互いに対向するように、下部フレーム５２ａの下面に固定された細長棒形状を有する２本のリニアガイドレール２５（このリニアガイドレール２５も支持部材の一例である）を備えており、夫々のリニアガイドレール２５には、撮像フレーム２４の上記大略Ｕ字状の断面形状の夫々の上端部に固定された略凹状の断面形状を有するリニアガイドスライダー２６（このリニアガイドスライダー２６も支持部材の一例である）が夫々係合されている。また、夫々のリニアガイドスライダー２６は、夫々のリニアガイドレール２５に係合された状態で、夫々のリニアガイドレール２５の長手方向（すなわち、夫々の吸着ノズル１１の配列方向である）に沿って、スライド移動可能となっている。すなわち、カメラ部２３、及び夫々の反射ミラー３１及び３２を固定して支持している撮像フレーム２４は、夫々のリニアガイドスライダー２６及び夫々のリニアガイドレール２５を介して、下部フレーム５２ａにより支持されているとともに、夫々のリニアガイドレール２５により案内されながら、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿って、スライド移動可能とされている。

さらに、図１及び図３に示すように、部品撮像装置２０は、夫々のリニアガイドレール２５により案内させながら、撮像フレーム２４を、夫々の吸着ノズル１１の配列方向に沿ってスライド移動させる移動装置の一例であるスライド駆動部２７を備えており、スライド駆動部２７は駆動モータ２８を備え、駆動モータ２８が正逆いずれかの回転方向に回転駆動されることにより、撮像フレーム２４の上記配列方向沿いのスライド移動（往復移動）を行うことが可能となっている。また、図１に示すように、駆動モータ２８は、ヘッドフレーム５２に固定されており、その固定位置は、図３において（図３においては、駆動モータ２８を図示しない）、吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向可能な位置となっている。すなわち、図３において、吸着ノズル１１に対して、図示左側にカメラ部２３が配置されて固定されており、図示右側に駆動モータ２８が配置されて固定されており、駆動モータ２８が、カメラ部２３の設置位置から遠ざけられて設置されている。

また、図１及び図３に示すように、スライド駆動部２７は、駆動モータ２８の駆動軸に係合されて、駆動モータ２８の上記回転駆動により走行可能な駆動ベルト２９を備えており、この駆動ベルト２９は、上記吸着ノズル１１の配列方向沿いに配置されるとともに、その一部が撮像フレーム２４の図３における図示右上において上方に突出された部分であるアーム２４ａに固定されている。これにより、駆動ベルト２９及びアーム２４ａを介して、駆動モータ２８の上記回転駆動により、撮像フレーム２４の上記スライド駆動が可能となっている。なお、この駆動ベルト２９及びアーム２４ａは、上記駆動モータ２８の設置位置と同様に、図３において、吸着ノズル１１を介して、カメラ部２３と対向するように、配置されている。

また、スライド駆動部２７による撮像フレーム２４の上記スライド移動の範囲は、図１に示す図示左側の撮像フレーム２４（図示実線のもの）の位置から、図示右側の撮像フレーム２４（図示仮想線のもの）の位置までの間となっている。すなわち、撮像フレーム２４の上記略Ｕ字状の断面における内側を、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１が全て通過されるように、撮像フレーム２４の上記スライド移動が可能となっている。

また、撮像フレーム２４がこのようにスライド移動可能となっていることにより、撮像フレーム２４に固定されているカメラ部２３、反射ミラー３１及び３２（すなわち、反射ミラー装置３０）の夫々が、撮像フレーム２４とともに、夫々の配置関係が保持された状態で上記スライド移動可能とされている。これにより、ヘッド部１００が備える８本の吸着ノズル１１の保持面１１ａにて吸着保持された夫々の電子部品１について、カメラ部２３により、夫々の反射ミラー３１及び３２を介して、夫々の下方側（すなわち、吸着ノズル１１の軸芯沿いの方向）よりの画像の撮像を行うことが可能となっている。

なお、部品撮像装置２０においては、カメラ部２３の上記光軸に沿って光を照射して、吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１に上記光を照射することができる複数の照明部が備えられており、これらの照明部が点灯された状態において、夫々の電子部品１の画像の撮像が行われる。

また、ヘッド部１００においては、部品撮像装置２０により撮像されたそれぞれの電子部品１の画像に基づいて、吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢を認識処理する制御装置の一例である制御部９が備えられている。なお、制御部９は、ヘッド部１００が備えるそれぞれの昇降装置５３の昇降動作、及びそれぞれの回転装置５４の回転動作を制御することが可能となっている。さらに、制御部９は、上記撮像の際に、上記それぞれの照明部によるそれぞれの光の照射／照射停止の動作を、撮像フレーム２４の移動動作に関連させて制御することが可能となっている。

次に、このような構成を有する部品装着ヘッド１００が備える反射ミラー装置３０の構成について、以下に説明する。

まず、反射ミラー装置３０におけるミラー配置ベース（ミラー保持部材の一例である）３３の構造について、反射ミラー３１及び３２が配置されていない状態の平面図を図４に示し、側面図を図５に示し、さらに、図４のミラー配置ベース３３におけるＡ−Ａ線矢視断面図を図６に示す。

図４、図５、及び図６に示すように、ミラー配置ベース３３は、反射ミラー３１が配置されるミラー配置面３４と、反射ミラー３２が配置されるミラー配置面３５と、吸着ノズル１１の配列方向（すなわち、図４における上下方向であり、図５及び図６における図面に直交する方向）におけるそれぞれのミラー配置面３４、３５の端部に設けられたベース側壁部３６とを備えるように、一体的に形成されている。また、図４に示すように、ミラー配置ベース３３の略中央部分、すなわち、それぞれのミラー配置面３４、３５の間には、略方形状の開口部３７が形成されている。さらに、ミラー配置ベース３３におけるそれぞれのベース側壁部３６の外側には、撮像フレーム２４への固定用のブラケット３８、３９が設けられており、これらのブラケット３８、３９を用いて、ボルトによりミラー配置ベース３３を撮像フレーム２４に取り外し可能に装備させることが可能となっている。

また、ミラー配置ベース３３において、ミラー配置面３４は、吸着ノズル１１の軸心沿いの方向より６５度傾斜された角度にて形成され、かつ、それぞれの吸着ノズル１１の配列方向に平行な面として形成されており、ミラー配置面３５は、上記軸心沿いの方向より４５度傾斜された角度にて形成され、かつ、それぞれの吸着ノズル１１の配列方向に平行な面として形成されている。また、ミラー配置面３４は、反射ミラー３１の裏面を配置可能なように、その表面が加工形成されているとともに、当該裏面の略全面を配置できるような大きさを有している。同様に、ミラー配置面３５は、反射ミラー３２の裏面を配置可能なように、その表面が加工形成されているとともに、当該裏面の略全面を配置できるような大きさを有している。なお、ミラー配置ベース３３において、それぞれのミラー配置面３４及び３５におけるその斜面の傾斜方向のそれぞれの端部には、側壁部等、当該斜面より突出した部分が設けられることなく平坦な形状を有している。

また、図４、図５、及び図６に示すように、それぞれのベース側壁部３３とそれぞれのミラー配置面３４、３５とが接する部分において、互いに対向するようにそれぞれのベース側壁部３３に貫通孔４０、４１が形成されている。すなわち、それぞれのベース側壁部３３の外側より、貫通孔４０を通して視認可能にミラー配置面３４を露出させるように、互いに対向する１組の貫通孔４０が形成されており、また、それぞれのベース側壁部３３の外側より、貫通孔４１を通して視認可能にミラー配置面３５を露出させるように、互いに対向する１組の貫通孔４１が形成されている。また、それぞれの貫通孔４０、４１は、例えば、半円形状を有しているが、その他、様々な形状が採用されるような場合であってもよい。

ここで、このような構成を有するミラー配置ベース３３の構成をさらに模式的に示す模式斜視図を図７に示す。なお、図７においては、その説明の理解を容易なものとするため、ミラー配置面３４及び３５より代表して、ミラー配置面３４の近傍におけるミラー配置ベース３３の構成を示している。ミラー配置ベース３３において、ミラー配置面３４とミラー配置面３５とは、その傾斜角度が異なるものの、互いに同様な構成及び機能を有しているからである。また、図７に示すミラー配置ベース３３においては、反射ミラー３１が配置されていない状態を示している。

図７に示すように、ミラー配置ベース３３においては、ミラー配置面３４においてベース側壁部３６が設けられている方向のそれぞれの端部の一部３４ａが、それぞれのベース側壁部３６に形成された貫通孔４０を通して、その外側より視認可能な状態とされている。

このような状態のミラー配置ベース３３のミラー配置面３４に、反射ミラー３１をその裏面が接するように配置した状態を示す模式斜視図を図８に示す。図８に示すように、反射ミラー３１は平板方形状を有しており、その反射面（表面）３１ａを図示上方側として、その裏面３１ｂを図示下方側として、ミラー配置面３４に配置されている。

また、図８に示すように、ミラー配置面３４の傾斜方向と直交する方向（すなわち、それぞれの吸着ノズル１１の配列方向）における反射ミラー３１のそれぞれの側面３１ｃは、それぞれのベース側壁部３６の内側側面３６ａに略接された状態とされており、これにより上記傾斜方向と直交する方向における反射ミラー３１の配置が規定されている。すなわち、それぞれのベース側壁部３６の内側側面３６ａが、反射ミラー３１の側面３１ｃの配置を規定する機能を有しており、それぞれのベース側壁部３６は、側面規定用側壁部の一例ともなっている。

また、図８に示すように、ミラー配置面３４に配置された状態において、反射ミラー３１のそれぞれの側面３１ｃの一部が、それぞれの貫通孔４０を通して、ベース側壁部３６の外側より視認可能に露出された状態となっている。なお、それぞれの側面３１ｃにおいて上記露出された部分が、後述する接着剤による接着位置Ｐとなっている。

なお、本実施形態においては、ミラー配置ベース３３は、ミラー反射面の歪みを避けるため、例えば熱膨張率の小さな鉄材にて構成している。ただし、恒温室等にて使用する場合には、軽量化を重視し、例えばアルミニウムにて形成しても良い。また、反射ミラー３１は、厚さ３ｍｍ、幅１４ｍｍ、長さ１５もしくは３０ｍｍにて形成され、反射面３１ａは研磨加工された後、アルミニウム蒸着により保護膜が形成されている。また、ミラー配置ベース３３におけるミラー配置面３４の幅寸法は、反射ミラー３１の幅寸法よりも僅かに大きくなるように形成されており、例えば、反射ミラー３１を配置させた状態において、反射ミラー３１の側面３１ｃとベース側壁部３３との間に、０．２ｍｍ程度の隙間が形成されるようになっている。

ここで、図８に示す状態において、それぞれの貫通孔４０を通して、反射ミラー３１のそれぞれの側面３１ｃにおける接着位置Ｐに、接着材料の一例である接着剤４２を塗布又は充填により供給して、反射ミラー３１をミラー配置面３４に固定した状態における図８のＢ−Ｂ線断面に相当する模式断面図を図９に示す。また、図８の反射ミラー３１及びミラー配置ベース３３におけるＣ−Ｃ線断面に相当する模式断面図（すなわち、図９のＣ−Ｃ線断面を示す模式断面図）を図１０に示す。

図９及び図１０に示すように、それぞれの貫通孔４０を通して、ベース側壁部３６の外側から供給された接着剤４２は、反射ミラー３１のそれぞれの接着位置Ｐにおける側面３１ｃと、ミラー配置面３４の端部の一部３４ａを含む面である側面３４ｂとを互いに接着固定するように配置されている。すなわち、反射ミラー３１は、上記傾斜方向と直交する方向における互いに対向する１組の側面３１ｃにおいて、互いに対向する位置である接着位置Ｐにて部分的にミラー配置ベース３３に接着固定されている。また、このような接着剤４２の供給が行われる際には、反射ミラー３１の裏面３１ｂと、ミラー配置面３４とは互いに直接的に接するように配置された状態にあるため、それぞれの接着位置Ｐに接着剤４２の供給が行われても、裏面３１ｂとミラー配置面３４との間には接着剤４２が配置されない状態にて、上記接着固定が行われている。

また、反射ミラー３１において、反射面３１ａの表面沿いの方向におけるそれぞれの接着位置Ｐの長さ寸法は、それぞれの側面３１ｃ全体の長さ寸法の１／２から１／４程度の長さ寸法とされている。さらに、それぞれの接着位置Ｐにおいて供給された接着剤４２が、反射ミラー３１の反射面３１ａより付着することがないように、それぞれの側面３１ｃの厚み方向において略２／３程度の表面が覆われるように、それぞれの側面３１ｃへの接着剤４２の供給が行われることが好ましい。なお、それぞれの接着位置Ｐにおいては、供給された接着剤４２が分割されることなく（すなわち、互いに離間された複数の箇所に分けて配置されることなく）、一体的な状態で接着剤４２が配置されていることが好ましい。一の接着位置Ｐにおいて、互いに離間するように接着剤４２が配置されると、反射ミラー３１の反射面３１ａを歪ませる恐れがあるからである。ただし、本実施形態において上述のように例示した反射ミラー３１の長さ寸法の倍以上の長さ寸法の反射ミラーを固定するような場合には、互いに対向する２箇所のみの固定では振動発生を抑制効果が弱くなる可能性も考えられるため、例えば４箇所にて固定することが好ましい。このようなミラーは幅方向には剛性が強く、上記振動発生による影響と比べれば、反射面の歪みへの影響は無視できる程度とすることができるからである。

反射ミラー装置３０において、このような接着固定構造が採用されることにより、反射ミラー３１とミラー配置面３４との間に、接着剤４２を配置させることなく、反射ミラー３１の接着固定を行うことができ、接着剤の塗布厚さのバラツキや、反射ミラー３１の裏面における接着剤による応力のバラツキによる反射ミラー３１の反射面３１ａの歪みの発生を確実に抑制する、または大幅に低減することができる。

また、塗布供給された接着剤４２は、反射ミラー３１の側面３１ｃにおける一部分だけ、すなわち接着位置Ｐの部分だけに配置されるため、接着剤４２の固化等により生じる応力が、反射ミラー３１の側面３１ｃの全体や、さらに反射面３１ａや裏面３１ｂに伝わることを防止又は抑制することができる。さらに、それぞれの接着位置Ｐが互いに対向するように配置されていることで、安定した接着固定を実現することができる。

また、図９に示すように、塗布供給されたそれぞれの接着剤４２において、反射ミラー３１の側面３１ｃとの接着表面と対向する側（すなわち反対側）の表面が、他の部材等に接着されることなく開放された状態（特にミラー配置ベース３３に対して開放された状態）とされているため、接着剤４２の固化等により応力が生じたとしても、当該応力を上記開放側へ逃がしてやることができ、反射ミラー３１の側面３１ｃに伝わる応力を大幅に低減させることができる。

また、ミラー配置ベース３３において、それぞれのベース側壁部３６に貫通孔４０が形成されていることにより、反射ミラー３１をミラー配置面３４に配置させて、互いに直接的に接触された状態とさせてから、それぞれの貫通孔４０を通して、ベース側壁部３６の外側より接着剤４２の供給を行うことができるため、当該供給作業を容易なものとすることができるとともに、反射ミラー３１の裏面３１ｂに接着剤４２を供給することなく、側面３１ｃに確実に供給することができる。従って、反射ミラー３１に歪みが生じることを確実に防止しながら、接着剤４２を用いて反射ミラー装置３０を製造することができる。

また、このような接着剤４２としては、例えばその固化状態において弾性を有するような接着剤、例えば、エポキシ樹脂系の接着剤が用いられる。このように固化状態において弾性を有する接着剤が用いられることで、部品装着動作の際に発生する熱により反射ミラー３１に伸びや縮みが発生するような場合であっても、接着剤４２が有する弾性機能でもって当該伸びや縮みを吸収することができ、反射ミラー３１の表面に歪み等が発生することを抑制することができる。なお、エポキシ樹脂系接着剤とは、一般的にエポキシ基を含有する化合物をアミン類や酸無水物などで硬化させる接着剤のことをいう。

なお、図９に示すように、反射ミラー３１の側面３１ｃの一部と、ミラー配置面３４の側面３４ｂの一部とが接着剤４２により接着されるような場合に代えて、図１１に示すように、反射ミラー３１の側面３１ｃの一部と、ミラー配置面３４の端部近傍の一部とが接着剤４２により接着されるような場合であってもよい。このような場合であっても、反射ミラー３１においては、その側面３１ｃの一部が接着されていることに変わりが無く、また、接着剤４２における接着部分の反対側が他の部材に接着されることなく開放状態とされていることに変わりが無いからである。また、それぞれの貫通孔４０の略全体に接着剤４２を充填させるように、接着剤４２の供給が行われるような場合であってもよい。

次に、このような構成に反射ミラー装置３０を備えるヘッド部１００において、夫々の吸着ノズル１１に電子部品１を吸着保持させて、部品撮像装置２０により、夫々の電子部品１の画像を撮像して、これらの画像により夫々の電子部品１の吸着保持姿勢を認識し、上記認識結果に基づいて、夫々の電子部品１を回路基板上に装着する動作について、以下に説明する。なお、以下に説明するヘッド部１００の夫々の動作は、制御部９により制御されている。

まず、このようなヘッド部１００が備えられている上記電子部品装着装置（図示しない）において、ＸＹロボットによりヘッド部１００を電子部品供給部の上方に移動させるとともに、上記ＸＹロボットによりヘッド部１００の夫々の吸着ノズル１１の保持面１１ａと、上記電子部品供給部に取り出し可能に収納されている夫々の電子部品１との位置合わせを行う。上記位置合わせの後、ヘッド部１００の夫々の昇降装置５３により夫々のシャフト部５１を介して、夫々の吸着ノズル１１を下降させ、夫々の電子部品１の上面を保持面１１ａに当接させるとともに吸着保持し、その後、夫々の吸着ノズル１１を上昇させて、夫々の電子部品１の上記電子部品供給部からの吸着取り出しを行う。これにより、ヘッド部１００が備える夫々の吸着ノズル１１の夫々の保持面１１ａに電子部品１が吸着保持された状態とされる。なお、上記電子部品１の吸着取り出しは、ヘッド部１００が備える全ての吸着ノズル１１について同時的に行うような場合であってもよく、また、このような場合に代えて、順次行うような場合であってもよい。この吸着取り出しの後、上記ＸＹロボットにより、上記ステージ上に保持された上記回路基板の上方に向けて、ヘッド部１００の移動が開始される。

このヘッド部１００の移動過程において、ヘッド部１００が備える部品撮像装置２０により、上記吸着保持された夫々の電子部品１の吸着保持姿勢の画像の撮像が行われることとなる。

具体的には、図１に示すように、ヘッド部１００において、部品撮像装置２０の撮像フレーム２４は、夫々の吸着ノズル１１の配列方向沿いの上記スライド移動範囲における図示左端位置として、リニアガイドレール２５の図示左端近傍に位置された状態とされている。このような状態において、スライド駆動部２７の駆動モータ２８が回転駆動されて、駆動ベルト２９及びアーム２４ａを介して、撮像フレーム２４の図示右向きのスライド移動が開始される。なお、スライド駆動部２７による撮像フレーム２４の移動速度は、例えば、９５０ｍｍ／ｓとされている。

このスライド移動が開始されると、まず、図示左端に位置されている吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて屈折されたカメラ部２３の光軸上を通過する。さらに、連続的に撮像フレーム２４が上記スライド移動されることにより、次の吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて反射されたカメラ部２３の光軸上を通過する。その後、同様にその他の電子部品１も順次通過され、上記８個の電子部品１が全て通過されることになる。

このような夫々の電子部品１の通過の際に、部品撮像装置２０においては、上記スライド移動開始後、最初の吸着ノズル１１に吸着保持されている電子部品１が撮像フレーム２４の内側を通過して、反射ミラー２２により上方に向けて屈折されたカメラ部２３の光軸が、当該最初の吸着ノズル１１の軸芯と略合致する前に、撮像フレーム２４に取り付けられた夫々の照明部が点灯されて、電子部品１の装着面に夫々の光が略均等に照射される。その後、上記光軸が、当該最初の吸着ノズル１１の軸芯と略合致された時に、カメラ部２３により、例えば電子シャッター機能等を用いて、上記電子部品１の画像が、反射ミラー２２、及び反射ミラー２１を介して撮像される。同様にして、次の吸着ノズル１１の軸芯が、カメラ部２３の上記光軸に略合致された時に、カメラ部２３により当該次の吸着ノズル１１−２により吸着保持されている電子部品１の画像が撮像される。さらに、連続的に撮像フレーム２４が移動されて、夫々の電子部品１の画像が、順次カメラ部２３により撮像される。全ての電子部品１の画像の撮像が行われた後、上記夫々の照明部が消灯される。

なお、部品撮像装置２０における上記夫々の撮像のタイミングは、リニアガイドレール２５上における撮像フレーム２４の移動位置が検出されて制御部９に入力されること、あるいは、上記スライド移動開始からの経過時間が制御部９にて計測されること等により制御される。

全ての電子部品１の画像の撮像が行われ、撮像フレーム２４がそのスライド移動範囲における図１の図示右端位置であるリニアガイドレール２５の図示右端近傍に位置されると、スライド駆動部２７の駆動モータ２８の回転駆動が停止されて、撮像フレーム２４の上記スライド移動が停止される。

このようにして部品撮像装置２０により撮像された夫々の画像は、撮像フレーム２４の上記スライド移動中あるいは移動終了後、撮像結果情報の一例である画像データとして制御部９へ順次出力されるとともに、上記夫々の撮像時のリニアガイドレール２５における撮像フレーム２４の移動位置の位置データも順次制御部９へ出力される。

制御部９においては、上記入力された夫々の画像データの認識処理が順次行われるとともに、上記夫々の画像データが移動位置読み取りヘッド６２より入力された撮像フレーム２４の移動位置の位置データと照合されて、夫々の画像データがどの吸着ノズル１１により保持された電子部品１の対応するものであるかが認識される。

これにより、制御部９において、部品撮像装置２０により撮像された夫々の電子部品１の画像に基づいて、夫々の吸着ノズル１１の軸芯と略直交する方向沿いにおける夫々の吸着ノズル１１による電子部品１の吸着保持姿勢が認識される。

このように認識された夫々の電子部品１の夫々の方向における吸着保持姿勢と、予め制御部９に入力されている夫々の電子部品１の装着姿勢とが、制御部９において比較されて、両者間の位置ずれ量が認識される。

その後、上記ＸＹロボットにより移動されているヘッド部１００が、上記回路基板の上方に移動されて、一番目に装着動作が行われる吸着ノズル１１により吸着保持されている電子部品１と、上記回路基板の装着位置との位置合わせが行われる。この位置合わせの際、例えば、制御部９にて認識された上記位置ずれ量に基づいて、吸着ノズル１１の軸芯回りの回転方向における位置ずれの補正が、ヘッド部１００の回転装置５４により行われ、上記回路基板の装着表面と平行な方向における位置ずれの補正が、上記ＸＹロボットにより行われる。さらに、その後、ヘッド部１００の昇降装置５３により上記吸着ノズル１１が下降されて電子部品１の上記装着位置への装着が行われるが、この下降の際に、吸着ノズル１１の軸芯方向における位置ずれの補正が、昇降装置５３により行われる。同様な手順で、その他の吸着ノズル１１についても、上記夫々の位置ずれに基づいて、上記夫々の補正が組み合わされて行われながら、夫々の電子部品１が上記回路基板に装着される。

このようなヘッド部１００においては、それぞれの反射ミラー３１及び３２に歪み等が発生することが確実に防止されているため、それぞれの反射ミラー３１及び３２を用いて、照明部よりの光や電子部品１の画像を確実に反射することができる。従って、部品撮像装置２０において、電子部品１の画像を高精度に撮像することができ、電子部品１の認識処理を高精度なものとすることができる。従って、高い部品装着精度に対応することができるヘッド部を提供することができる。

なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明の一の実施形態にかかるヘッド部の模式的な側面断面図である。 図１のヘッド部の吸着ノズルの配列方向に直交する平面沿いにおける模式断面図である。 上記ヘッド部における部品撮像装置の部分拡大模式断面図である。 上記ヘッド部が備える反射ミラー装置のミラー配置ベースの平面図である。 上記ミラー配置ベースの側面図である。 図４のミラー配置ベースにおけるＡ−Ａ線断面図である。 上記ミラー配置ベースの部分的な模式斜視図である。 図７のミラー配置ベースに反射ミラーが配置された状態を示す部分的な模式斜視図である。 図８のミラー配置ベースにおけるＢ−Ｂ線模式断面図である。 図８のミラー配置ベースにおけるＣ−Ｃ線模式断面図である。 本実施形態の変形例にかかるミラー配置ベースであって、図９に相当する断面を示す模式断面図である。

符号の説明

１ 電子部品
９ 制御部
１１ 吸着ノズル
２０ 部品撮像装置
２４ 撮像フレーム
３０ 反射ミラー装置
３１、３２ 反射ミラー
３１ｃ 側面
３３ ミラー配置ベース
３４、３５ ミラー配置面
３６ ベース側壁部
４０、４１ 貫通孔
４２ 接着剤
１００ ヘッド部

Claims (12)

1. 平板方形状の反射ミラーと、
   上記反射ミラーの裏面の略全体が配置されるミラー配置面を有するミラー保持部材とを備え、
   上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に上記裏面が直接的に配置され、かつ、上記反射ミラーの互いに対向する１組の側面が、互いに対向するそれぞれの接着位置において、接着材料を介して上記ミラー保持部材に部分的に接着固定されていることを特徴とする反射ミラー装置。
2. 上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置が、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に接着固定されている請求項１に記載の反射ミラー装置。
3. 上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置が、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材における上記ミラー配置面に隣接するそれぞれの側面に接着固定されている請求項１に記載の反射ミラー装置。
4. 上記反射ミラーの上記裏面と、上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面とが、上記接着材料を介さずに直接的に接している請求項１から３のいずれか１つに記載の反射ミラー装置。
5. 上記ミラー保持部材は、上記ミラー配置面の互いに対向するそれぞれの端部に配置され、上記ミラー配置面に配置された状態における上記反射ミラーの上記１組の側面の位置を規定する側面規定用側壁部を有し、
   上記それぞれの側面規定用側壁部は、上記反射ミラーの上記それぞれの接着位置に相当する部分において形成された貫通孔部を有し、
   上記それぞれの側面規定用側壁部の外側より、当該それぞれの貫通孔部を通して、上記それぞれの接着位置に上記接着材料が供給されている請求項１から４のいずれか１つに記載の反射ミラー装置。
6. 上記それぞれの貫通孔部内の略全体に、上記接着材料が充填されている請求項５に記載の反射ミラー装置。
7. 上記反射ミラーの上記それぞれの接着位置に供給された上記各々の接着材料は、当該各々の接着位置への接着表面と反対側の表面が、上記ミラー保持部材に対して開放状態とされている請求項１から６のいずれか１つに記載の反射ミラー装置。
8. 上記それぞれの側面における上記それぞれの接着位置の上記反射ミラーの表面沿いの方向の長さ寸法は、当該側面全体の長さ寸法の１／２〜１／４倍の長さ寸法である請求項１から７のいずれか１つに記載の反射ミラー装置。
9. 部品を解除可能に保持する複数の部品保持部材を一列に配列して備え、上記それぞれの部品保持部材により保持された上記複数の部品を回路基板に装着可能な部品装着ヘッドにおいて、
   上記部品保持部材の軸心とは異なる軸をその光軸として、上記部品保持部材により保持された上記部品の画像を、上記光軸に沿って入射して撮像可能な撮像素子部と、上記部品保持部材の軸心沿いの方向における上記部品の画像を、上記撮像素子部の光軸に沿って反射して、上記撮像素子部に入射させる反射部とを有し、当該部品保持部材により保持された上記部品の画像を、当該部品保持部材の軸心沿いの方向において撮像可能な部品撮像装置と、
   当該部品撮像装置を、上記それぞれの部品保持部材の配列方向に沿って、上記一列の両端のそれぞれに配列された上記部品保持部材の間を移動させる移動装置と、
   当該移動装置により上記配列方向に沿って上記部品撮像装置を移動させながら、当該部品撮像装置により上記それぞれの部品保持部材により保持された部品の画像を順次撮像して、当該撮像された上記それぞれの部品の画像に基づいて、上記それぞれの部品保持部材による上記部品の保持姿勢を認識可能な制御装置とを備え、
   上記反射部として、請求項１から８のいずれか１つに記載の反射ミラー装置を用いることを特徴とする部品装着ヘッド。
10. 平板方形状の反射ミラーを、ミラー保持部材のミラー配置面に配置して、当該反射ミラーの裏面の略全体を当該ミラー配置面に直接的に接触させて、
    その後、上記ミラーの互いに対向する１組の側面を、互いに対向するそれぞれの接着位置において、接着材料を介して上記ミラー保持部材に部分的に接着固定することを特徴とする反射ミラー装置の製造方法。
11. 上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置を、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材の上記ミラー配置面に接着固定する請求項１０に記載の反射ミラー装置の製造方法。
12. 上記反射ミラーの互いに対向する上記１組の側面における上記それぞれの接着位置を、上記接着材料を介して上記ミラー保持部材における上記ミラー配置面に隣接するそれぞれの側面に接着固定する請求項１０に記載の反射ミラー装置の製造方法。
    

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