(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズルの有無検出を適切に行う一方で、交換用ノズルを高密度で収納するノズル交換装置を提供する。【解決手段】ノズル交換ユニット１９は、複数のノズル収納孔３１を有するノズル保持部３０と、収納孔３１に収納されるノズルを検知するノズルセンサ４０ａ〜４０ｄとを備える。ノズル保持部３０には、各収納孔３１にそれぞれ対応して当該収納孔３１をその径方向に横断する導光路３８が形成される。ノズルセンサ４０ａ（〜４０ｄ）は、それぞれ共通の投光部４１ａ（４１ｃ）と、この投光部４１ａ（４１ｃ）からの照射光を分光して各導光路３８に案内するプリズム４２ａ（〜４２ｄ）と、各導光路３８を通過した光を受光する受光部４３ａ（〜４３ｄ）とを有する。【選択図】図４
2008172072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換用のノズルが挿脱可能に挿入される複数の収納孔を有するノズル保持部と、前記各収納孔に収納されるノズルを検知するための光センサとを備えたノズル交換装置であって、
前記光センサは、一の投光部と、この投光部からの照射光を、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する光に分光する分光手段と、各収納孔に対応して設けられ、前記収納孔を横断した光をそれぞれ受光する複数の受光部と、を有することを特徴とするノズル交換装置。
【請求項２】
請求項１に記載のノズル交換装置において、
前記分光手段は、前記収納孔にそれぞれ対応して配置され、かつ収納孔の並び方向に並ぶ複数の反射部を備え、前記投光部から照射されて収納孔の前記並び方向に進行する光の一部を順次各反射部で反射させることにより前記照射光を分光するものである
ことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項３】
請求項１に記載のノズル交換装置にいて、
前記分光手段は、前記投光部からの照射光を前記各収納孔の近傍にそれぞれ導光する複数本の光ファイバからなることを特徴とするノズル交換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のノズル交換装置において、
前記ノズル保持部に、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する導光路が形成され、
前記受光部は、前記各導光路の光の導出部分にそれぞれ配置され、前記分光手段は、前記照射光を分光しつつ各導光路の光の導入部分に案内する
ことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項５】
交換用のノズルが挿脱可能に挿入される複数の収納孔を有するノズル保持部と、前記収納孔に収納されるノズルを検知するための光センサとを備えたノズル交換装置であって、
前記光センサは、各収納孔に対応して設けられる投光部と、これら投光部からの光を受光する一の受光部と、前記各投光部から照射されて前記収納孔を横断した光を前記受光部に案内する導光手段とを有するものであり、
前記収納孔におけるノズル有無検知の際に、前記各投光部から所定の順序で光が照射されるように前記光センサを制御するセンサ制御手段を備える
ことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項６】
請求項５に記載のノズル交換装置において、
前記導光手段は、前記収納孔にそれぞれ対応して配置され、かつ収納孔の並び方向に並ぶ複数の反射部を備え、前記各収納孔を横断した光をそれぞれ反射部で反射させることにより前記受光部に導光する
ことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項７】
請求項５に記載のノズル交換装置において、
前記導光手段は、前記各収納孔を横断した光をそれぞれ受光して前記受光部に導光する複数本の光ファイバからなることを特徴とするノズル交換装置。
【請求項８】
請求項５乃至７の何れか一項に記載のノズル交換装置において、
前記ノズル保持部に、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する導光路が形成され、
前記投光部は、前記各導光路の光の導入部分にそれぞれ配置され、前記導光手段は、前記各導光路の光の導出部分から導出される光を前記受光部に導光する
ことを特徴とするノズル交換装置。
【請求項９】
請求項４又は８に記載のノズル交換装置において、
前記収納孔は、一軸方向に一列に並び、かつ隣接するもの同士が前記一軸方向と直交する方向に交互にオフセットされた配置とされ、さらに、前記各導光路は、前記直交する方向に伸び、かつ互いに平行に設けられていることを特徴とするノズル交換装置。
【請求項１０】
部品吸着用のノズルを備え、前記ノズルにより部品を吸着して基板上に実装する移動可能な実装用ヘッドと、この実装用ヘッドとの間で前記ノズルの交換を行うノズル交換装置とを備えた表面実装機において、
前記ノズル交換装置として請求項１乃至９の何れか一項に記載のノズル交換装置を備えるとともに、このノズル交換装置の前記光センサの前記受光部における光の受光状態に基づいて前記各収納孔におけるノズルの有無を検知する検知手段を備えていることを特徴とする表面実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品吸着用のノズルを備えた移動可能な実装用ヘッドにより基板上に部品を搬送して実装する表面実装機に搭載される前記ノズルの交換装置、およびこのノズル交換装置を搭載した表面実装機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、移動可能な実装用ヘッドを備え、このヘッドの先端に取付けられる部品吸着用のノズルにより部品を吸着してプリント基板上に実装する表面実装機が知られている。
【０００３】
また、この種の表面実装機において、実装用ヘッドに対してノズルが着脱可能に設けられるとともに、実装用ヘッドの可動範囲内に、交換用ノズルを保持したノズル交換装置が配備され、必要に応じてノズル交換が行われるものも知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２１７０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノズル交換装置には、通常、部品の品種に応じた複数のノズルが所定の収納部に抜き差し可能に収納されており、必要に応じて実装用ヘッドとの間でノズルが自動交換される。そのため、ノズルが収納されていない収納部に対して実装用ヘッドが誤ってアクセスしてノズル交換ミス等が発生しないように、ノズル交換に伴い変化する各収納部のノズルの有無状況を検出して管理する必要がある。
【０００５】
そこで、投光部と受光部を有する光学式のセンサを設けてノズルの有無を検知することが通常行われているが、従来は、収納部毎にセンサを設けていたためセンサの占有スペースが大きくなり易くノズル交換装置が大型化し易いという問題があった。また、多数の収納部を有するノズル交換装置では、多数のセンサが必要となるため生産コストが嵩むという問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各収納部におけるノズルの有無検出を適切に行う一方で、多数の交換用ノズルをより高密度で収納できるようにしつつ生産コストの低廉化を図ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、交換用のノズルが挿脱可能に挿入される複数の収納孔を有するノズル保持部と、前記各収納孔に収納されるノズルを検知するための光センサとを備えたノズル交換装置であって、前記光センサは、一の投光部と、この投光部からの照射光を、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する光に分光する分光手段と、各収納孔に対応して設けられ、前記収納孔を横断した光をそれぞれ受光する複数の受光部と、を有するものである（請求項１）。
【０００８】
この構成では、共通の投光部からノズル検出用の光が照射され、これが分光手段によって各収納孔をそれぞれ径方向に横断する光に分光されて収納孔毎に設けられた受光部により受光される。そして、各受光部における光の受光状態に応じて各収納孔におけるノズルの有無が検知される。このような構成によれば、光センサにおける光の投光部が共通化されている分、従来構成に比べて光センサの占有スペースを縮小することが可能となる。また、投光部の数が少ない分、安価に生産することが可能となる。
【０００９】
より具体的に、前記分光手段は、前記収納孔にそれぞれ対応して配置され、かつ収納孔の並び方向に並ぶ複数の反射部を備え、前記投光部から照射されて収納孔の前記並び方向に進行する光の一部を順次各反射部で反射させることにより前記照射光を分光するものである（請求項２）。あるいは、前記分光手段は、前記投光部からの照射光を前記各収納孔の近傍にそれぞれ導光する複数本の光ファイバからなるものである（請求項３）。
【００１０】
これらの構成によれば、共通の投光部から照射される光を各収納孔に対応した光に良好に分光することが可能となる。
【００１１】
なお、各収納孔が接近しており、隣接する収納孔に対応する受光部同士が接近していると誤検出等を招くことが考えられる。しかし、このような問題は、次の構成により解決される。すなわち、前記ノズル保持部に、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する導光路が形成され、前記受光部は、前記各導光路の光の導出部分にそれぞれ配置され、前記分光手段は、前記照射光を分光しつつ各導光路の光の導入部分に案内するものである（請求項４）。
【００１２】
この構成によると、分光手段により分光された光は独立した導光路内を進行してそれぞれ受光部において受光されるため、上記のような不都合を回避することが可能となる。
【００１３】
一方、本発明の別のノズル交換装置は、交換用のノズルが挿脱可能に挿入される複数の収納孔を有するノズル保持部と、前記収納孔に収納されるノズルを検知するための光センサとを備えたノズル交換装置であって、前記光センサは、各収納孔に対応して設けられる照射する複数の投光部と、これら投光部からの光を受光する一の受光部と、前記各投光部から投光されて前記収納孔を横断した光を前記受光部に案内する導光手段とを有し、さらに、前記収納孔におけるノズル有無検知の際に、前記各投光部から所定の順序で光が照射されるように前記光センサを制御するセンサ制御手段と、を備えるものである（請求項５）。
【００１４】
この構成では、各収納孔に対応する投光部からノズル検出用の光が所定の順序で順番に照射され、各照射光が導光手段により導光されて共通の受光部で受光される。そして、受光部における光の受光状態に応じて各収納孔におけるノズルの有無が検知される。このような構成によれば、光センサにおける光の受光部が共通化されている分、従来に比べて光センサの占有スペースを縮小することが可能となる。また、受光部の数が少ない分、安価に生産することが可能となる。
【００１５】
より具体的に、前記導光手段は、前記収納孔にそれぞれ対応して配置され、かつ収納孔の並び方向に並ぶ複数の反射部を備え、前記各収納孔を横断した光をそれぞれ反射部で反射させることにより前記受光部に導光するものである（請求項６）。あるいは、前記導光手段は、前記各収納孔を横断した光をそれぞれ受光して前記受光部に導光する複数本の光ファイバからなるものである（請求項７）。
【００１６】
これらの構成によれば、収納孔に対応して設けられた複数の投光部から照射される光を良好に共通の受光部に導光することが可能となる。
【００１７】
なお、上記のようなノズル交換装置においては、前記ノズル保持部に、前記各収納孔をそれぞれ径方向に横断する導光路が形成され、前記投光部が、前記各導光路の光の導入部分にそれぞれ配置され、前記導光手段が、前記各導光路の光の導出部分から導出される光を前記受光部に導光するように構成されるものであってもよい（請求項８）。その場合、前記収納孔は、一軸方向に一列に並び、かつ隣接するもの同士が前記一軸方向と直交する方向に交互にオフセットされた配置とされ、さらに、前記各導光路が、前記直交する方向に伸び、かつ互いに平行に設けられているのが好適である（請求項９）。
【００１８】
このような構成によれば、各収納孔を前記一軸方向に接近して配置でき、また導光路や光センサの投光部や受光部を整然と配置することが可能となるので、多数のノズル収納孔をより高密度に配置することが可能となる。
【００１９】
一方、本発明に係る表面実装機は、部品吸着用のノズルを備え、前記ノズルにより部品を吸着して基板上に実装する移動可能な実装用ヘッドと、この実装用ヘッドとの間で前記ノズルの交換を行うノズル交換装置とを備えた表面実装機において、前記ノズル交換装置として上記のような（請求項１乃至９の何れか一項に記載の）ノズル交換装置を備えるとともに、このノズル交換装置の前記光センサの前記受光部における光の受光状態に基づいて前記各収納孔におけるノズルも有無を検知する検知手段を備えているものである（請求項１０）。
【００２０】
この表面実装機では、前記光センサの受光部の光の受光状態に基づきノズル交換装置の各収納孔におけるノズルの有無が検知手段により検知される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にかかるノズル交換装置によれば、各収納孔におけるノズルの有無を、光センサを用いて検知するようにしながらも、上記のように光センサにおける光の投光部又は受光部を共通化した構成としているため、光センサの占有スペースを縮小することが可能となり、その結果、より多数の収納孔を接近して配置することができる。つまり、交換用ノズルを高密度で収納することが可能となる。また、光の投光部や受光部を共通化した構成とする分、生産コストを低廉化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２３】
＜  第１の実施形態  ＞
図１は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換装置が搭載された表面実装機）を平面図で概略的に示している。
【００２４】
同図において、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、これらコンベア２上をプリント基板３（以下、基板３と略す）が搬送されて所定の実装作業位置で停止され、図外のクランプ機構によりクランプされる構成となっている。なお、以下の説明では、便宜上、コンベア２の搬送方向をＸ軸方向、水平面上でこれと直交する方向を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。
【００２５】
コンベア２の両側には、被実装部品を供給する部品供給部４が設けられている。これらの部品供給部４にはＸ軸方向に多数列のテープフィーダ４ａが配置されており、これら各テープフィーダ４ａによりＩＣ、トランジスタ、コンデンサ等の小片状のチップ部品を前記コンベア近傍の部品供給位置に供給する構成となっている。
【００２６】
前記基台１の上方には、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に構成されている。すなわち、基台１上には、ヘッドユニット５の支持部材７がＹ軸方向のレール６に移動可能に装着され、ヘッドユニット５がこの支持部材７に搭載されるとともにＸ軸方向のガイド部材（図示省略）に移動可能に装着されている。そして、Ｙ軸サーボモータ１０により駆動されるボールねじ９に支持部材７が螺合装着され、これにより支持部材７のＹ軸方向の移動が行われる一方、Ｘ軸サーボモータ１２により駆動されるボールねじ１１にヘッドユニット５が螺合装着され、これによりヘッドユニット５のＸ軸方向の移動が行われる構成となっている。
【００２７】
前記ヘッドユニット５には部品を吸着して基板３に実装するための複数の実装用ヘッド２０が搭載されており、当実施形態では、軸状に構成された６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。
【００２８】
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、これら各機構によりヘッドユニット５に対してそれぞれ上下方向（Ｚ軸方向）および軸回り（Ｒ軸方向）に駆動されるようになっている。
【００２９】
各実装用ヘッド２０の先端には部品吸着用のノズル２１（図３（ａ）参照）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装置に接続されており、各テープフィーダ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。
【００３０】
前記ノズル２１は、実装用ヘッド２０に対して着脱可能に装着されており、必要に応じて形状や大きさの異なる他のノズル２１と交換されるようになっている。すなわち、実装用ヘッドの先端部（下端部）には、図３（ａ），（ｂ）に示すようにノズル２１を外嵌装着するための軸部２０ａとノズル保持用の一対の板バネ２０ｂとが設けられており、上記軸部２０ａにノズル２１を外嵌装着するとその上端に設けられた係合部２１ａに前記板バネ２０ｂが弾性的に係合し、これによりノズル２１が実装用ヘッド２０の先端部に保持される一方、ノズル２１に対して上記板バネ２０ｂの弾発力よりも大きな外力がノズル引抜き方向に作用すると、実装用ヘッド２０からノズル２１が分離する構成となっている。
【００３１】
前記基台１上には、さらに実装用ヘッド２０に対する交換用のノズル２１を収納したノズル交換ユニット１９（本発明に係るノズル交換装置に相当する）が配備されている。
【００３２】
そして、上記実装機では、所定の作業位置に位置決めされた基板３と部品供給部４との間でヘッドユニット５が移動することにより、各実装用ヘッド２０のノズル２１により部品供給部４から部品がピックアップされて基板３上に搬送され、同基板３上の所定位置に部品が順次実装される。そして、必要な時には、各実装用ヘッド２０のノズル２１が、上記ノズル交換ユニット１９に収納された別のノズル２１と交換され、このようなノズル２１の交換が適宜実行されながら上記部品の実装作業が進められるようになっている。
【００３３】
次に、ノズル交換ユニット１９の具体的な構成について図２〜図８を用いて説明する。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、ノズル交換ユニット１９は、基台１上に支持されるブロック状のノズル保持部３０と、このノズル保持部３０の上面にスライド可能に配備されるシャッタ部材３２とを有している。
【００３５】
上記ノズル保持部３０には、同図および図４に示すように、ノズル２１を収納するための複数のノズル収納孔３１が設けられている。図示の例は、Ｘ軸方向に一定間隔で一列に並ぶ８個のノズル収納孔３１の列がＹ軸方向に４列設けられることにより合計３２個のノズル収納孔３１がノズル保持部３０に設けられている。
【００３６】
これらの列は、図４および図５に示すように、ノズル保持部３０の中心線Ｃ（Ｘ軸と平行な線分）に沿って形成されたＸ軸方向に延びる凹部３０ａを挟んでその両側に二列ずつ設けられている。なお、以下の説明では、ノズル収納孔３１の前記列のうち、凹部３０ａの一方側（図４の上側）に設けられる列を当該凹部３０ａ側から順に第１列Ｌａ、第２列Ｌｂとし、他方側（図４の下側）に設けられる列を同様に第３列Ｌｃ，第４列Ｌｄとして説明を進める。
【００３７】
第２列Ｌｂおよび第４列Ｌｄの各ノズル収納孔３１は、図４に示すように、第１列Ｌａおよび第３列Ｌｃの各ノズル収納孔３１に対してＸ軸方向に半ピッチだけずれた配置とされている。そして、各ノズル収納孔３１に、それぞれノズル２１がその先端側（下端側）から差込まれた状態で収納されている。なお、図４および図５では、便宜上一部のノズル収納孔３１にのみノズル２１が収納された状態を示している。
【００３８】
前記シャッタ部材３２はプレート状の部材であり、この部材３２には、図２および図５に示すように、ノズル収納孔３１の各列Ｌａ〜Ｌｄに対応してＸ軸方向に延びる４本のスリット３３が形成されている。これらのスリット３３は、ノズル２１の大径部２１ｂ（ノズル２１の最外周部を構成する部分）よりもやや大きい径を有する複数の円形切欠き部３４と、上記大径部２１ｂよりも狭い一定の幅を有する複数の狭小切欠き部３５とをＸ軸方向に交互に連設した形状とされ、各円形切欠き部３４のピッチは、前記ノズル収納孔３１のＸ軸方向の配列ピッチに対応している。
【００３９】
このシャッタ部材３２は、Ｘ軸方向にスライド可能に設けられ、図外のエアシリンダにより駆動されるようになっており、当該エアシリンダに対するエアの給排切り替えに応じて、図２（ａ）に示すように、スリット３３の各円形切欠き部３４がノズル収納孔３１にそれぞれ対応する開放位置と、図２（ｂ）に示すように、各狭小切欠き部３５がノズル収納孔３１にそれぞれ対応する閉止位置とに変位するように構成されている。そして、シャッタ部材３２が開放位置にセットされた状態（開放状態）では、図３（ａ）に示すように、ノズル収納孔３１の上方が上記円形切欠き部３４を通じて開放され、これによりノズル収納孔３１に対する各ノズル２１の抜き差しが可能になる一方、シャッタ部材３２が閉止位置にセットされた状態（閉止状態）では、図３（ｂ）に示すように、上記狭小切欠き部３５の周縁部が上記ノズル２１の大径部２１ｂの上側に被さり、各ノズル２１の上下方向の移動が規制（抜け止め）されるようになっている。
【００４０】
ノズル保持部３０には、図４に示すように、各ノズル収納孔３１のノズル有無を検知するための第１〜第４のノズルセンサ４０ａ〜４０ｄが、ノズル収納孔３１の前記列Ｌａ〜Ｌｄに対応して設けられている。以下、第１〜第４のノズルセンサ４０ａ〜４０ｄについて説明するが、この説明では、第１列Ｌａに対応するノズルセンサ４０ａ（第１のノズルセンサ４０ａという）についてのみ説明し、第２列Ｌｂ〜第４列Ｌｄに対応するノズルセンサ４０ｂ〜４０ｄ（第２〜第４のノズルセンサ４０ｂ〜４ｄという）については、第１ノズルセンサ４０ａの構成の符号の末尾（アルファベット表示「ａ」）を各列の末尾のアルファベット表示「ｂ」〜「ｄ」に変更することにより詳細説明を省略することにする。
【００４１】
第１ノズルセンサ４０ａは、透過型の光学式センサであり、図４に示すように、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光源からなる単一の投光部４１ａと、この投光部４１ａからの照射光を分光しつつ各ノズル収納孔３１を貫通する後記導光路３８に導光するプリズム４２ａ（本発明に係る分光手段に相当する）と、各ノズル収納孔３１に対応して設けられるフォトトランジスタ等の受光素子からなる受光部４３ａとを有しており、前記投光部４１ａからの照射光を各導光路３８に導光しつつ各受光部４３ａで受光させ、その受光レベルに応じた信号を各受光部４３ａから実装機本体側のコントローラ（ノズルの有無を検知する本発明に係る検知手段に相当する）に出力する構成となっている。
【００４２】
より詳しく説明すると、ノズル保持部３０の各ノズル収納孔３１に対応する位置には、凹部３０ａの側面側からＹ軸方向に延びてノズル収納孔３１をそれぞれ貫通し、さらにノズル保持部３０の外側面に開口する光の導光路３８が形成されている。そして、同図および図５に示すように、平板状で、かつＸ軸方向に細長の前記プリズム４２ａが、第１列Ｌａの各ノズル収納孔３１を貫通する導光路３８（以下、第１列Ｌａの各導光路３８という）の開口部（光の導入部分）を塞ぐように凹部３０ａ側面に当接した状態でノズル保持部３０に固定されている。
【００４３】
このプリズム４２ａは、導光路３８に対応する箇所にそれぞれ、Ｘ軸方向に進行する光の一部をＹ軸方向に反射、分光する反射面４４ｂ（図８参照）を備えた平面視階段状の形状を有するとともに、その一端（図４では右端）に、さらにＹ軸方向に進行する光をＸ軸方向に反射させるための反射面４４ａを備えている。プリズム４２ａの一端（反射面４４ａ）はノズル保持部３０の外部に導出されており、図４および図７に示すように、当該一端部分に照射光を照射するように前記投光部４１ａがノズル保持部３０に固定されている。
【００４４】
そして、第１列Ｌａの各導光路３８のうちノズル保持部３０の外部側面側の開口部（光の導出部分）に対向して前記受光部４３ａがそれぞれ配備されている。
【００４５】
つまり、第１ノズルセンサ４０ａは、投光部４１ａからの照射光をプリズム４２ａの反射面４４ａで反射させてＸ軸方向に進行させ、さらにこの光を、図８に示すようにプリズム４２ａの各反射面４４ｂで順次Ｙ軸方向に反射させて分光しつつ第１列Ｌａの各導光路３８に導光し、それぞれ受光部４３ａで受光させる構成となっている（図８では、第１ノズルセンサ４０における照射光の進行状態のみ矢印で示している）。そして、ノズル収納孔３１にノズル２１が存在しない状態では、導光路３８に導入された光が受光部４３ａで受光される一方、ノズル収納孔３１にノズル２１が存在する状態では、導光路３８に導入された光がノズル２１に遮断され、このようなノズル２１の有無に応じた受光レベルの信号が各受光部４３ａから前記コントローラに出力されることにより、上記コントローラによって第１列Ｌａの各ノズル収納孔３１におけるノズル２１の有無が検出されるようになっている。
【００４６】
なお、第１列Ｌａ、第３列Ｌｃに対応する導光路３８と、第２列Ｌｂ、第４列Ｌｄに対応する導光路３８とは、図４〜図６に示すように互いに上下方向にオフセットされている。そして、第１ノズルセンサ４０ａおよび第２ノズルセンサ４０ｂについては、各プリズム４２ａ，４２ｂが互いに積層配置され、これら各プリズム４２ａ，４２ｂに対して図７に示すように第１のノズルセンサ４０ａの投光部４１ａから光を照射する構成となっている。つまり、第２ノズルセンサ４０ｂの投光部（４１ｂ）については第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａが共用される構成となっている。同様に、第３ノズルセンサ４０ｃおよび第４ノズルセンサ４０ｄについては、各プリズム４２ｃ，４２ｄが互いに積層配置され、第３ノズルセンサ４０ｃの投光部４１ｃが、第４のノズルセンサ４０ｄの投光部（４１ｄ）として共用される構成となっている。
【００４７】
第１ノズルセンサ４０ａおよび第２ノズルセンサ４０ｂの各受光部４３ａ，４３ｂは、図４に示すように、それぞれ第１列Ｌａおよび第２列Ｌｂの各導光路３８に対応するようにＸ軸方向に交互に並んだ状態で共通の前記基板３６ａに実装されており、この基板３６ａを介してノズル保持部３０の側方部に設けられる取付部３６に一体に固定されている。第３ノズルセンサ４０ｃおよび第２ノズルセンサ４０ｄの各受光部４３ｃ，４３ｄについても同様である。
【００４８】
上記のように構成されたノズル交換ユニット１９では、実装機本体側に設けられる前記コントローラにより前記シャッタ部材３２や実装用ヘッド２０の動作がそれぞれ制御されることにより、例えば以下のようにしてノズル２１の交換作業が進められる。
【００４９】
まず、実装動作の開始に先立ち、第１〜第４の各ノズルセンサ４０ａ〜４０ｄによるノズル検出結果（受光部４３ａ〜４３ｄからの出力信号レベル）に応じて各ノズル収納孔３１におけるノズル２１の有無状態が検知され、その結果が、前記コントローラに送信される。これにより各ノズル収納孔３１におけるノズル有無状況（ノズル配置情報という）がコントローラに登録される。
【００５０】
そして、実装動作が開始されると、必要に応じてノズル交換ユニット１９の上方に実装用ヘッド２０が配置されることによりノズル交換が行われる。具体的には、ノズル交換の対象となる実装用ヘッド２０がノズル収納孔３１のうちの空きスペースの上方に位置決めされる。そして、上記シャッタ部材３２が開放位置（図２（ａ）の位置）にセットされた後、図３（ａ）に示すように、実装用ヘッド２０が下降してその先端のノズル２１がノズル収納孔３１に挿入される。次いで、シャッタ部材３２が閉止位置（図２（ｂ）の位置）に切換えられることにより、図３（ｂ）に示すように、ノズル２１の大径部２１ｂがシャッタ部材３２（の狭小切欠き部３５の周縁部）によって係止され、さらにその状態で実装用ヘッド２０が上昇することにより、ノズル２１が実装用ヘッド２０から分離して上記ノズル収納孔３１内に取り残され、ノズル２１の取り外しが完了する。
【００５１】
実装用ヘッド２０からノズル２１が取り外されると、次に、上記と逆の動作に従って実装用ヘッド２０に新たなノズル２１が装着される。すなわち、ノズル収納孔３１のうち、装着すべきノズル２１が収納されたノズル収納孔３１の上方に実装用ヘッド２０が位置決めされた後、実装用ヘッド２０が下降してその軸部２０ａがノズル収納孔３１内のノズル２１に挿入されるとともに、このノズル２１の被係合部２１ａによって実装用ヘッド２０先端の板バネ２０ｂが徐々に押し拡げられる。そして、上記軸部２０ａが完全にノズル２１に挿入された状態において、上記被係合部２１ａが板バネ２０ｂにより弾性的に挟持される結果、実装用ヘッド２０の先端にノズル２１が保持される。
【００５２】
そしてその後、シャッタ部材３２が開放状態に切換えられ、その状態で実装用ヘッド２０が上昇することにより、この実装用ヘッド２０に装着された状態でノズル２１がノズル収納孔３１から取り出されてノズル２１の交換が完了する。
【００５３】
なお、ノズル交換が行われると、ノズル交換ユニット１９におけるノズル収納孔３１内のノズル有無状況が変わるが、当該ノズル交換後、所定のタイミングで第１〜第４のノズルセンサ４０ａ〜４０ｄからの検出信号（受光部４３ａ〜４３ｄからの信号）が前記コントローラに出力されることによりノズル２１の有無状態に関するデータが更新されることとなる。
【００５４】
以上のように、このノズル交換ユニット１９では、ノズルセンサ４０ａ（〜４０ｄ）を用いて各ノズル収納孔３１におけるノズル有無を検知するが、各ノズルセンサ４０ａ（〜４０ｄ）は、上記のように共通の投光部４１ａ（４１ｃ）から照射した光を各ノズル収納孔３１に対応する複数の導光路３８に導光し、当該光を導光路３８毎に設けた受光部４３ａで受光する構成とされており、複数のノズル収納孔３１（受光部４３ａ）に対して光の投光部４１ａ（４０ｃ）を共通化した構成となっているので、従来のこの種の装置、つまりノズルセンサとしてノズル収納孔毎にそれぞれ投光部と受光部とを備えたものを使用してノズルの有無を検知するノズル交換ユニットに比べると、ノズルセンサ４０ａ（〜４０ｄ）の占有スペースを縮小することが可能となる。そのため、単位面積当たりに、より多数のノズル収納孔３１を接近して配置することが可能となり、その結果、交換用のノズル２１をより高密度で収納することが可能になるという効果がある。また、上記のように複数の受光部４３ａ（〜４３ｄ）に対して投光部４１ａ（４１ｃ）を共通化しているため、従来に比して投光部の数を減らすことができ、これにより生産コストの低廉化を図ることが可能になるという利点もある。
【００５５】
なお、上記ノズル交換ユニット１９のノズルセンサ４０ａ〜４０ｄの構成としては、この実施形態のもの以外に、以下に説明する第２〜第６の実施形態に係るものが適用可能である。なお、以下の説明では、第１の実施形態と共通するものについては同一符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ詳細に説明することにする。また、以下の説明では、主に第１ノズルセンサ４０ａについてのみ説明し、他のノズルセンサ４０ｂ〜４０ｄについては、必要に応じてその都度、適宜言及することにする。
【００５６】
＜  第２の実施形態  ＞
図９（ａ）は、第２の実施形態に係るノズル交換ユニット１９の要部を示している。
【００５７】
第２の実施形態に係る第１ノズルセンサ４０ａは、上記プリズム４２ａの代わりに同図に示すような分光部材４６ａ（本発明に係る分光手段に相当する）を備えている。分光部材４６ａは、詳しくは図９（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に延びる筒状部材４７を有し、この筒状部材４７のうち各導光路３８に対応する箇所に、Ｘ軸方向に進行する光を透過させつつその一部をＹ軸方向に反射させるためのハーフミラー４８と当該反射光の導光用開口とをそれぞれ備えたものである。
【００５８】
つまり、この第１ノズルセンサ４０ａは、投光部４１ａからの照射光の一部を分光部材４６ａの各ハーフミラー４８で反射させてＹ軸方向に進行させることにより、前記照射光を分光しつつ第１列Ｌａの各導光路３８に導光してそれぞれ受光部４３ａで受光させる構成となっている（図９（ｂ）では、第１ノズルセンサ４０における照射光の進行状態のみ矢印で示している）。
【００５９】
ここでは、第１ノズルセンサ４０ａについてのみ説明したが、第２〜第４のノズルセンサ４０ｂ〜４０ｄについても同様の構成となっている。なお、第１，第２のノズルセンサ４０ａ，４０ｂの各分光部材４６ａ，４６ｂが積層状態で配置され、第２のノズルセンサ４０ｂの投光部（４０ｂ）として第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａが共通使用されている点、および第３，第４のノズルセンサ４０ｃ，４０ｄの各分光部材４６ｃ，４６ｄが積層状態で配置され、第４のノズルセンサ（４０ｄ）の投光部として第３ノズルセンサ４０ｃの投光部４１ｃが共通使用されている点は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６０】
＜  第３の実施形態  ＞
図１０は、第３の実施形態に係るノズル交換ユニット１９の要部を示している。
【００６１】
第３の実施形態に係る第１ノズルセンサ４０ａは、第１の実施形態の上記プリズム４２ａの代わりに光ファイバ群５０ａ（本発明に係る分光手段に相当する）を備えている。この光ファイバ群５０ａは、同図に示すように、一端側が投光部４１ａの近傍に固定され、他方側が第１列Ｌａの各導光路３８にそれぞれ挿入された複数本の光ファイバ５１が一体に結束されたものである。
【００６２】
つまり、この第１ノズルセンサ４０ａでは、投光部４１ａからの照射光を、それぞれ光ファイバ５１を通じて個別に第１列Ｌａの各導光路３８に導光し、それぞれ対応する受光部４３ａで受光させる構成となっている（図１０では、第１ノズルセンサ４０における光の進行状態のみ矢印で示している）。
【００６３】
ここでは、第１ノズルセンサ４０ａについてのみ説明したが、第２〜第４のノズルセンサ４０ｂ〜４０ｄについても同様の構成となっている。また、第１，第２のノズルセンサ４０ａ，４０ｂの光ファイバ群５０ａ，５０ｂが積層状態で配置され、第２のノズルセンサ４０ｂの投光部（４０ｂ）として第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａが共通使用される点、および第３，第４のノズルセンサ４０ｃ，４０ｄの各光ファイバ群５０ｃ，５０ｄが積層状態で配置され、第４のノズルセンサ（４０ｄ）の投光部として第３ノズルセンサ４０ｃの投光部４１ｃが共通使用される点は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６４】
このような第２および第３の実施形態に係るノズルセンサ４０ａ〜４０ｄの構成の場合も、複数の受光部４３ａ（〜４３ｄ）に対して投光部４１ａ（４１ｃ）を共通化した構成であるため、第１の実施形態と同様に、ノズル交換ユニット１９におけるノズル配置の高密度化や生産コストの低廉化を図る上で有利となる。
【００６５】
＜  第４の実施形態  ＞
図１１は、第４の実施形態に係るノズル交換ユニット１９の要部を示している。
【００６６】
第４の実施形態に係る第１ノズルセンサ４０ａは、同図に示すように、第１の実施形態の第１ノズルセンサ４０ａにおいて投光部４１ａと受光部４３ａとの配置を入れ替えた構成となっている。
【００６７】
つまり、この第１ノズルセンサ４０ａは、取付部３６に配置した各投光部４１ａからそれぞれ導光路３８内に照射した光をプリズム４２ａの反射面４４ｂで反射させてＸ軸方向に進行させ、この光を反射面４４ａでＸ軸方向に反射させて共通の受光部４３ａで受光する構成となっている。そして、前記コントローラの制御により、各投光部４１ａを所定の順序（図示の例では右側から順に）で１個ずつ点灯させて各投光部４１ａからの照射光を順次受光部４３ａで受光させることにより、その受光レベル応じた信号を受光部４３ａから前記コントローラに出力させ、これにより各ノズル収納孔３１のノズル２１の有無を検知する構成となっている。
【００６８】
このような第４の実施形態の場合も、複数の投光部４１ａに対して光の投光部４３ａを共通化した構成となっているので、第１ノズルセンサ４０ａの占有スペースを縮小する上で有利となる。従って、第１の実施形態と同様に、ノズル交換ユニット１９において交換用のノズル２１をより高密度で収納することが可能になるという効果がある。また、受光部４３ａが共通化されている分、生産コストの低廉化を図ることが可能になるという利点でも第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６９】
なお、この第４の実施形態では、前記コントローラがノズルの有無を検知する本発明の検知手段に相当するとともに同センサ制御手段に相当する（第５，第６の実施形態について同じ）。
【００７０】
＜  第５の実施形態  ＞
図１２は、第５の実施形態に係るノズル交換ユニット１９の要部を示している。
【００７１】
第５の実施形態に係る第１ノズルセンサ４０ａは、同図に示すように、第２の実施形態の第１ノズルセンサ４０ａにおいて投光部４１ａと受光部４３ａとの配置を入れ替えた構成となっている。
【００７２】
つまり、この第１ノズルセンサ４０ａは、取付部３６に配置した各投光部４１ａからそれぞれ導光路３８内に光を照射し、この光を分光部材４６ａの各対応するハーフミラー４８で反射させつつＸ軸方向に進行させて共通の受光部４３ａで受光させる構成とした上で、各投光部４１ａが所定の順序で１個ずつ点灯するように上記各投光部４１ａを上記コントローラにより点灯制御する構成となっている。
【００７３】
＜  第６の実施形態  ＞
図１３は、第６の実施形態に係るノズル交換ユニット１９の要部を示している。
【００７４】
第６の実施形態に係る第１ノズルセンサ４０ａは、同図に示すように、第３の実施形態の第１ノズルセンサ４０ａにおいて投光部４１ａと受光部４３ａとの配置を入れ替えた構成となっている。
【００７５】
つまり、このノズルセンサ４０ａは、各投光部４１ａから導光路３８に照射した光を、それぞれ光ファイバ５１を通じて共通の受光部４３ａに導光し、受光させるように構成した上で、各投光部４１ａが所定の順序で１個ずつ点灯するように上記各投光部４１ａを上記コントローラにより点灯制御する構成となっている。
【００７６】
このような第５および第６の実施形態に係るノズルセンサ４０ａの構成の場合も、複数の投光部４１ａに対して受光部４３ａを共通化した構成であるため、第４の実施形態と同様に、ノズル交換ユニット１９におけるノズル配置の高密度化や生産コストの低廉化を図る上で有利となる。
【００７７】
なお、上述した第４〜第６の実施形態では、第１ノズルセンサ４０ａについてのみ説明したが、第２ノズルセンサ４０ｂ〜４０ｄについても同様の構成となっている。また、これらの構成では、図１１〜図１３に示すように、第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａと第２ノズルセンサ４０ｂの投光部４１ｂとは別個に設けられており、それぞれ共通の基板３６ａに搭載された上で取付部３６に固定されている。他方、第２ノズルセンサ４０ｂの受光部４３ｂとして第１ノズルセンサ４０ａの受光部４３ａが共通使用される構成となっている。そして、ノズル有無の検知の際には、図示の例では右側から順に投光部４１ａ，４１ｂが交互に点灯することにより、第１ノズルセンサ４０ａによる検出と第２ノズルセンサ４０ｂによる検出とが交互に行われるようになっている。この点は、第３、第４のノズルセンサ４０ｃ，４０ｄについても同じである。
【００７８】
なお、以上説明した実装機は、本発明に係る表面実装機（本発明に係るノズル交換装置が搭載される表面実装機）の好ましい実施形態の一例であって、ノズル交換装置（ノズル交換ユニット１９）や表面実装機の具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７９】
例えば、第１〜第３の実施形態では、第１，第２のノズルセンサ４０ａ，４０ｂの投光部として第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａが共通使用されており、第３，第４のノズルセンサ４０ｃ，４０ｄの投光部として第３ノズルセンサ４０ｃの投光部４１ｃが共通使用されているが、ノズルセンサ４０ａ〜４０ｄ毎に独立した投光部を備えた構成であってもよい。この場合、例えば第１ノズルセンサ４０ａの投光部４１ａと第２ノズルセンサ４０ｂの投光部４１ｂとを、時間差をもって点灯させることにより両センサ４０ａ，４０ｂによる検出を、時間差をもって実施するようにしてもよい。つまり、両センサ４０ａ，４０ｂの受光部４３ａ，４３ｂが接近し過ぎている場合、両受光部４３ａ，４３ｂで同時に光を受光すると誤検出を起こすことが考えられるが、上記のような構成によれば、各受光部４３ａ，４３ｂにおける受光が交互に行われるため、そのような不都合を良好に回避することが可能となる。この点は、第３、第４のノズルセンサ４０ｃ，４０ｄについても同様である。
【００８０】
また、共通の投光部４１ａ（４１ｃ）から照射される照射光を複数の導光路３８に導光するための本発明の分光手段の具体的な構成や、複数の投光部４１ａ（〜４１ｄ）から照射される照射光を共通の受光部４３ａ（４３ｃ）に導光するための本発明の導光手段の具体的な構成は、必ずしも上記実施形態の構成（プリズム４２ａ〜４２ｄ、分光部材４６ａ、光ファイバ群５０ａ）に限定されるものではなく、同様の機能を適切に発揮し得るものであれば種々の構成が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る表面実装機（第１の実施形態）を示す平面略図である。
【図２】ノズル交換ユニットを示す平面略図である（（ａ）はシャッタ部材の開放状態、（ｂ）はシャッタ部材の閉止状態を示す）。
【図３】ノズル交換動作中のノズル交換ユニットの状態を示す断面略図である（（ａ）は実装用ヘッド先端のノズルをノズル収納孔に挿入した状態を、（ｂ）は実装用ヘッドからノズルが取り外された状態をそれぞれ示す）。
【図４】ノズル交換ユニットの構成（主にノズルセンサ）を示す平断面図である。
【図５】ノズル交換ユニットの構成を示す断面図（図４のV−V断面図）である。
【図６】ノズル交換ユニットの構成を示す断面図（図４のVI−VI断面図）である。
【図７】ノズル交換ユニットの構成を示す側面図である（図４のＡ矢視図）。
【図８】ノズルセンサの構成を示す図４の要部拡大図である。
【図９】第２の実施形態に係るノズル交換ユニットの構成を示す平断面図（（ａ）は全体図、（ｂ）は要部拡大図）である。
【図１０】第３の実施形態に係るノズル交換ユニットの構成を示す平断面図（要部拡大図）である。
【図１１】第４の実施形態に係るノズル交換ユニットの構成を示す平断面図（要部拡大図）である。
【図１２】第５の実施形態に係るノズル交換ユニットの構成を示す平断面図（要部拡大図）である。
【図１３】第６の実施形態に係るノズル交換ユニットの構成を示す平断面図（要部拡大図）である。
【符号の説明】
【００８２】
１９  ノズル交換ユニット
２０  実装用ヘッド
２１  ノズル
３０  ノズル保持部
３１  ノズル収納孔
３２  シャッタ部材
４０ａ〜４０ｄ  ノズルセンサ（第１ノズルセンサ〜第４ノズルセンサ）
４１ａ〜４１ｄ  投光部
４２ａ〜４２ｄ  プリズム
４３ａ〜４３ｄ  受光部
【図１】
2008172072.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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