(57)【要約】【課題】設計自由度が高くキャリアテープの送り量を高精度に制御可能なテープフィーダ、および省スペース性と検出精度の高さを兼ね備えた光学式エンコーダ、半径方向に導光する面導光円板を提供する。【解決手段】第１面側から入射された光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板１５と、面導光円板１５の第１面側に中心軸ａを同じくして配され、中心角毎に異なるパターンのスリット群１４ａを有する回転スリット板１４と、面導光円板１５に光を入射する発光素子１１ａと、回転スリット板１４のスリット１４ｂを透過した反射光を受光する受光素子１１ｂと、回転スリット板１４と同期して回転するキャリアテープ搬送用のスプロケット１を備え、受光素子１１ｂが受光した反射光のパターンに基づいてスプロケット１の回転角を検出する。【選択図】図２
2008256641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射した光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板であって、
円板の中心軸を中心として少なくとも外周寄りもしくは内周寄りの何れかに環状に設けられて第１面側から入射された光を径方向に反射する第１反射部と、
前記円板の中心軸を中心とした同心円上に複数設けられて第１反射部で反射した光を第１面側に反射する第２反射部を備えた面導光円板。
【請求項２】
前記円板の所定の中心角で区画した領域内に入射して前記第１面と前記第２面の間で導光される光を当該領域内に反射する第３反射部を備えた請求項１に記載の面導光円板。
【請求項３】
前記円板が１つのプリズム体であり、
前記第１反射部が、前記第１面と前記第２面のそれぞれの外周と連続して前記第２面から前記第１面に向けて拡径するテーパ面で構成され、
前記第２反射部が、前記第２面から前記第１面に向けて縮径するように前記第２面に形成されたテーパ面で構成される請求項１または２に記載の面導光円板。
【請求項４】
前記第３反射部が、前記円板の前記第１面と前記第２面に前記円板の中心軸を中心とする所定の中心角で放射状に形成された複数の三角溝の傾斜面で構成される請求項２または３に記載の面導光円板。
【請求項５】
対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射した光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板と、
面導光円板の第１面側に中心軸を同じくして配され、中心角毎に異なるパターンの透光部と遮光部を有する遮光円板と、
面導光円板に光を入射する発光部と、
遮光円板の透光部を透過した反射光を受光する受光部を備え、
受光部が受光した反射光のパターンに基づいて遮光円板の回転角を検出する光学式エンコーダ。
【請求項６】
対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射された光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板と、
面導光円板の第１面側に中心軸を同じくして配され、中心角毎に異なるパターンの透光部と遮光部を有する遮光円板と、
面導光円板に光を入射する発光部と、
遮光円板の透光部を透過した反射光を受光する受光部と、
受光部が受光した反射光のパターンに基づいて遮光円板の回転角を検出する光学式エンコーダと、
遮光円板と同期して回転するキャリアテープ搬送用のスプロケットを備えたテープフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半径方向に導光する面導光円板、および面導光円板を備えた光学式エンコーダ、面導光円板を備えたテープフィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テープフィーダはキャリアテープに収納された実装用部品を実装ヘッドによるピックアップ位置に供給する機能を備えている。テープフィーダにはキャリアテープに設けられた送り孔に係合するスプロケットが備えられており、スプロケットの回転によりキャリアテープの送り動作が行われ、収納された部品が順次ピックアップ位置に供給されるようになっている。部品をピックアップ位置により正確に供給するためにはキャリアテープの送り量を厳密に管理する必要があり、これを実現するテープフィーダとして、回転ディスクとスプロケットを無端ベルトで連結し、回転ディスクの回転角をエンコーダで検出することでキャリアテープの送り量制御を行うものが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１０−１３９２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、回転ディスクとスプロケットを無端ベルトで連結するという構成であることから、テープフィーダの限られた筐体内部でのレイアウトが制限され、設計上の自由度が低くなるという問題がある。また、無端ベルトの張力に耐え得るだけの剛性が必要になり、無端ベルト自体の重量に加え、剛性を確保するためにテープフィーダの重量が増大するという問題もある。さらに、回転伝達を担う無端ベルトがスプロケットの回転角と回転ディスクの回転角との間に位相差が生じる原因となり、検出結果の信頼性に問題がある。
【０００４】
そこで本発明は、設計自由度が高くキャリアテープの送り量を高精度に制御可能なテープフィーダ、および省スペース性と検出精度の高さを兼ね備えた光学式エンコーダ、半径方向に導光する面導光円板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の面導光円板は、対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射した光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板であって、円板の中心軸を中心として少なくとも外周寄りもしくは内周寄りの何れかに環状に設けられて第１面側から入射された光を径方向に反射する第１反射部と、前記円板の中心軸を中心とした同心円上に複数設けられて第１反射部で反射した光を第１面側に反射する第２反射部を備えた。
【０００６】
請求項２に記載の面導光円板は請求項１に記載の面導光円板であって、前記円板の所定の中心角で区画した領域内に入射して前記第１面と前記第２面の間で導光される光を当該領域内に反射する第３反射部を備えた。
【０００７】
請求項３に記載の面導光円板は請求項１または２に記載の面導光円板であって、前記円板が１つのプリズム体であり、前記第１反射部が、前記第１面と前記第２面のそれぞれの外周と連続して前記第２面から前記第１面に向けて拡径するテーパ面で構成され、前記第２反射部が、前記第２面から前記第１面に向けて縮径するように前記第２面に形成されたテーパ面で構成される。
【０００８】
請求項４に記載の面導光円板は請求項２または３に記載の面導光円板であって、前記第３反射部が、前記円板の前記第１面と前記第２面に前記円板の中心軸を中心とする所定の中心角で放射状に形成された複数の三角溝の傾斜面で構成される。
【０００９】
請求項５に記載の光学式エンコーダは、対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射した光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板と、面導光円板の第１面側に中心軸を同じくして配され、中心角毎に異なるパターンの透光部と遮光部を有する遮光円板と、面導光円板に光を入射する発光部と、遮光円板の透光部を透過した反射光を受光する受光部を備え、受光部が受光した反射光のパターンに基づいて遮光円板の回転角を検出する。
【００１０】
請求項６に記載のテープフィーダは、対向する第１面と第２面を有し、第１面側から入射された光を第１面と第２面の間で導光して第１面側に反射する面導光円板と、面導光円板の第１面側に中心軸を同じくして配され、中心角毎に異なるパターンの透光部と遮光部を有する遮光円板と、面導光円板に光を入射する発光部と、遮光円板の透光部を透過した反射光を受光する受光部と、受光部が受光した反射光のパターンに基づいて遮光円板の回転角を検出する光学式エンコーダと、遮光円板と同期して回転するキャリアテープ搬送用のスプロケットを備えた。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の面導光円板によれば、光学式エンコーダにおいて省スペース性と検出精度の高さを実現することができ、テープフィーダにおいて設計自由度の高さとキャリアテープの送り量の高精度制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態のテープフィーダに内蔵されたスプロケットに光学式エンコーダが装着された状態を示す斜視図であり、図２は本発明の実施の形態のスプロケットと光学式エンコーダを分解した状態を示す斜視図であり、図３は本発明の実施の形態の面導光円板の径方向の断面図（図２に示すＡ−Ａ断面図）であり、図４は本発明の実施の形態の面導光円板の周方向の断面図（図２に示すＢ−Ｂ断面図）である。
【００１３】
図１において、スプロケット１は外周に設けられたピン２をキャリアテープ３に係合させた状態でテープフィーダに内蔵されている。テープフィーダは、スプロケット１に中心軸ａ周りの回転駆動力を伝達することでピン２に係合したキャリアテープ３の送り動作を行い、キャリアテープ３に収納された部品を順次ピックアップ位置に供給する。
【００１４】
図２において、光学式エンコーダ１０は、フォトセンサ１１とプリズム１２と固定スリット板１３と回転スリット板１４と面導光円板１５で構成される。回転スリット板１４と面導光円板１５はこの順番でスプロケット１に取り付けられ、中心軸ａ周りの回転するスプロケット１と同期して回転するように構成される。これに対し、フォトセンサ１１とプリズム１２と固定スリット板１３は中心軸ａに対する位置が変わらないようにテープフィーダ４に固定される。なお、スプロケット１はステンレスなどの金属材で形成されており、スプロケット１の表面１ａは光を反射する反射面として機能するが、より反射率の高い素材で形成した反射シートを反射面として設けてもよい。
【００１５】
フォトセンサ１１は、発光部である１つの発光素子１１ａに対し受光部であるアレイ状の６つの受光素子１１ｂを備えた反射型フォトセンサであり、発光素子１１ａから発せられた光の反射光を受光素子１１ｂで受けて検知する。フォトセンサ１１は、回転スリット板１４を挟んで面導光円板１５と対向する側に発光方向および受光方向が中心軸ａと直交
するように配置されている。プリズム１２は、発光素子１１ａから発せられた光の進行方向を中心軸ａと同方向になるように９０度変更させて面導光円板１５に入射させる１つの発光プリズム１２ａと、面導光円板１５により反射された光の進行方向を９０度変更させて各受光素子１１ｂにそれぞれ受光させる６つの受光プリズム１２ｂで構成される。
【００１６】
回転スリット板１４は、中心軸ａを中心とした等角上に形成した複数のスリット群１４ａなどのスリットにより面導光円板１５により反射された光の一部を通過させ、それ以外を遮光する遮光円板である。各スリット群１４ａには透光部と遮光部が径方向に並設されており、全てのスリット群１４ａの間で透光部と遮光部の組み合わせパターンが異なるように構成されている。透光部は回転スリット板１４に開設したスリット１４ｂで形成されており、このスリット１４ｂの数および位置に差異を設けることで透光部と遮光部の組み合わせパターンをスリット群１４ａ毎に変化させている。従って、回転スリット板１４の回転角毎にスリット１４ｂを通過する反射光のパターンが変化し、反射光を受光する受光素子１１ｂの組み合わせパターンが回転スリット板１４の回転角毎に異なることになるので、各受光素子１１ｂにおける受光状態を把握することで回転スリット板１４の回転角、すなわちスプロケット１の回転角を検出することができる。
【００１７】
回転スリット板１４の外縁部には各スリット群１４ａに対応する入射スリット１４ｃが形成されており、発光素子１１ａから発光プリズム１２ａを経た光を回転スリット板１４の回転角に関係なく面導光円板１５に入射させるための透光部となっている。
【００１８】
固定スリット板１３は、発光プリズム１２ａおよび受光プリズム１２ｂと回転スリット板１４の間に配置され、光を面導光円板１５に入射させるための入射スリット１３ａと、面導光円板１５からの反射光を通過させるための反射スリット群１３ｂが形成されている。反射スリット群１３ｂは受光素子１１ｂの数に対応する６箇所に形成されたスリットで構成されている。入射スリット１３ａは、発光プリズム１２ａを経た光を回転スリット板１４の入射スリット１４ｂに確実に入射させ、隣接するスリット群１４ａへの入射を阻止する役割を有し、反射スリット群１３ｂは、スリット群１４ａを通過した反射光を対応する受光プリズム１２ｂに確実に入射させ、対応しない受光プリズム１２ｂへの入射を阻止する役割を果たす。
【００１９】
面導光円板１５は、発光プリズム１２ａを経て入射された光を受光プリズム１２ｂに向けて反射するプリズム体であり、ポリアセタール（ＰＯＭ）やメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）等の光透過率の高い樹脂を素材として回転スリット板１４と略同径の円板状に形成されている。
【００２０】
図３において、面導光円板１５は、平行をなす第１面２０と第２面２１を有し、それぞれの外周が第２面２１から第１面２０に向けて拡径するテーパ面２２で連続されている。なお、第１面２０が回転スリット板１４に取り付けられる側であり、第２面２１がスプロケット１に取り付けられる側である（図１参照）。第２面２１には、中心軸ａを中心とした同心円上に第２面２１から第１面２０に向けて縮径するように複数のテーパ面２３が略同間隔で形成されている。
【００２１】
これらのテーパ面２３と外周に設けられたテーパ面２２は相対しているため、第１面２０側からテーパ面２２に向けて入射された光は径方向に拡散反射され、複数のテーパ面２３が形成された内周側に向けて進行方向を変更し、より手前に位置するテーパ面２３には直接入光し、内周側に位置するテーパ面２３には第１面２０で反射した後に入光する。各テーパ面２３に入光した光は第１面２０に向けて反射される。このように、面導光円板１５は、テーパ面２２が第１面２０側から入射された光を径方向に拡散反射させる第１反射部として機能し、テーパ面２３が第１反射部であるテーパ面２２で拡散反射された光を第
１面２０側に反射させる第２反射部として機能し、第１面２０側から入射した光を第１面２０と第２面２１の間で導光して第１面側に反射する機能を備えている。
【００２２】
図２において、面導光円板１５には中心軸ａを中心として放射状に複数の三角溝２４が形成されており、面導光円板１５は隣り合う三角溝２４により複数の扇型領域に区画されている。図４において、三角溝２４は第１面２０と第２面２１に対向して形成され、それぞれ２つの傾斜面２４ａ、２４ｂを有している。第１面２０側の隣り合う三角溝２４の対向する傾斜面２４ａ、２４ｂは第２面２１側に向けて拡間するように傾斜しており、第２面２１側の隣り合う三角溝２４の対向する傾斜面２４ａ、２４ｂは第１面２０側に向けて拡間するように傾斜している。例えばある扇型領域１５ａ内の光が矢印ａ方向に進行している場合、傾斜面２４ｂにより矢印ｂ方向に反射されるので、隣り合う扇型領域１５ｂへの拡散が防止され、光が矢印ｃ方向に進行している場合、傾斜面２４ａにより矢印ｄ方向に反射されるので、隣り合う扇型領域１５ｃへの拡散が防止される。このように傾斜面２４ａ、２４ｂは任意の扇型領域内にある光を当該領域内に反射する第３反射部として機能し、当該領域外への拡散を抑制する効果を奏する。従って、図２に示すようにある扇型領域内に入射された光は、隣り合う扇型領域への拡散が抑制されつつ当該領域内で内周側に向けて導光されるので、第１面２０側へ十分な光量で反射される。
【００２３】
光学式エンコーダ１０は、上述したフォトセンサ１１とプリズム１２と固定スリット板１３と回転スリット板１４と面導光円板１５で構成され、回転角検出対象の一方の側に配置することができるという省スペース性を備えている。また、回転スリット板１４と面導光円板１５が回転角検出対象に直接取り付けられるため、他の部材を介して取り付ける場合に比べて検出精度が格段に向上する。この光学式エンコーダ１０は、その省スペース性および検出精度の高さの点で、高精度化とともに薄型軽量化が進展するテープフィーダに好適であり、テープフィーダに内蔵されたスプロケットの回転角を正確に検出することでキャリアテープの送り量制御を高精度に行うことが可能になる。
【００２４】
なお、上述した実施の形態においては、受光部を構成する受光素子１１ｂの数と受光プリズム１２ｂの数、各スリット群１４ａに形成される透光部と遮光部の合計数をそれぞれ６つに設定したものを例示しているが、受光素子１１ｂと受光プリズム１２ｂの数は各スリット群１４ａに形成される透光部と遮光部の合計数に従属するものであり、反射光のパターンを回転角毎に変化させることが可能であれば透光部と遮光部の合計数はいくつであってもかまわない。また、発光部となる発光素子１１ａから発せられた光は面導光円板１５の外周となるテーパ面２２に入射し、その後内周側に向けて導光させるが、これとは逆に内周側に入射して外周側に向けて導光されるようにしてもよい。この場合は、第１反射部であるテーパ面２２と第２反射部であるテーパ面２３が上述した向きと逆向きとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明によれば、光学式エンコーダにおいて省スペース性と検出精度の高さを実現することができ、テープフィーダにおいて設計自由度の高さとキャリアテープの送り量の高精度制御を実現することができるという利点を有し、実装精度の高さが要求される実装分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態のテープフィーダに内蔵されたスプロケットに光学式エンコーダが装着された状態を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態のスプロケットと光学式エンコーダを分解した状態を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態の面導光円板の径方向の断面図（図２に示すＡ−Ａ断面図）
【図４】本発明の実施の形態の面導光円板の周方向の断面図（図２に示すＢ−Ｂ断面図）
【符号の説明】
【００２７】
１  スプロケット
１０  光学式エンコーダ
１１ａ  発光素子
１１ｂ  受光素子
１４  回転スリット板
１５  面導光円板
２０  第１面
２１  第２面
２２、２３  テーパ面
２４  三角溝
２４ａ、２４ｂ  傾斜面
【図１】
2008256641.tif 000003
【図２】
2008256641.tif 000004
【図３】
2008256641.tif 000005
【図４】
2008256641.tif 000006