JP2000213922A - 微小物体の外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観検査処理速度の高速化が図れ、良品と不
良品とを確実に分別する微小物体の外観検査装置を提供
することを目的としている。 【解決手段】 本発明の微小物体の外観検査装置は、分
別装置３を、フィーダ１の排出部１ｃから若干の距離を
存してその周面が配置され、所定の速度で回転する回転
円盤部材３Ａと、この回転円盤部材３Ａの周面に互いに
所定間隔を存して形成され、該回転円盤部材３Ａの径方
向に開口した複数のポケット３Ｂと、これらポケット３
Ｂの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置３
Ｃと、この吸引装置３Ｃによる吸引のオン又はオフを切
り替える切替装置３Ｄと、この切替装置３Ｄを微小物体
の検査結果に基づいて制御する制御装置３Ｅとで構成し
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンデンサ
チップのような微小な物体の外観や寸法等を検査し、検
査結果に基づいて分別装置によって良品と不良品とを分
別する外観検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微小物体の外観検査装置は、フィーダか
ら搬送される微小物体を、整列させて１個ずつに分離し
て、下流側に吸引し気流搬送によって微小物体を浮遊さ
せて搬送する途中で、カメラにより微小物体を撮像し、
この撮像データから微小物体の外観上の疵、寸法等を検
査し、検査の結果に基づいて分別装置によって、微小物
体が、良品の場合は良品貯蔵部へ、不良品の場合は不良
品貯蔵部へ、各々分別される。

【０００３】上記した外観検査装置において、従来、良
品と判断された微小物体と不良品と判断された微小物体
とを分別するには、フィーダの微小物体排出部から１本
の気流搬送道を導設して、この気流搬送道の下流側で良
品貯蔵部及び不良品貯蔵部に分岐させ、さらに、気流搬
送道における良品貯蔵部と不良品貯蔵部との分岐位置
に、良品貯蔵部と不良品貯蔵部との分岐を切り替える閉
塞板を設け、良品貯蔵部及び不良品貯蔵部から空気を吸
引して、良品と判断された微小物体が吸引されてきたと
きは、不良品貯蔵部へ分岐する気流搬送道を閉塞板で閉
じ、不良品と判断された微小物体が吸引されてきたとき
は、良品貯蔵部へ分岐する気流搬送道を閉塞板で閉じて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の構成では、空気の吸引能力によって、微小物体
の移動速度が左右されてしまい、外観検査自体が非常に
短時間で行えるのにも拘わらず、良品貯蔵部及び不良品
貯蔵部へ空気を吸引する能力が低ければ、結果として、
外観検査から分別完了までに時間がかかることとなり、
従って、外観検査装置自体としては、大量の微小物体を
短時間で効率よく処理することができないといった不具
合があった。

【０００５】また、上記した従来の構成では、良品貯蔵
部と不良品貯蔵部とに分岐した各々の気流搬送道を閉塞
板で閉じるので、順次気流搬送されてくる、検査を終了
した微小物体に対応してタイミング良く閉塞板の開閉操
作を行うためには、気流搬送速度を比較的低速としなけ
ればならない。従って、構成を同じくして単に空気の吸
引能力のみを高くしても、微小物体が誤分別されるので
意味がない。このように、従来の外観装置では、分別装
置が、微小物体の検査から分別に至るまでの高速処理を
妨げていた。

【０００６】また、外観検査する微小物体について、外
観検査時の向きや方向を維持したまま良品排出する必要
がある場合には、上記した従来の構成では、行うことが
できなかった。

【０００７】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたものであり、簡単な構造で、効率良く、かつ、
良品又は不良品の検査処理の妨げとなることなく高速
に、良品と判断された微小物体と不良品と判断された微
小物体とを高精度に分別することができる微小物体の外
観検査装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る微小物体の外観検査装置は、分別
装置を、回転円盤部材と、この回転円盤部材の側周面に
複数形成されたポケットと、これらポケットの各々にお
いて内径方向に空気を吸引する吸引装置と、この吸引装
置による吸引のオン又はオフを切り替える切替装置と、
この切替装置を微小物体の検査結果に基づいて制御する
制御装置で構成したものである。こうすることで、微小
物体の外観検査を高速化することができ、また確実に良
品と不良品とを分別することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る微小物体の外観検査
装置は、分別装置を、フィーダの排出部から若干の距離
を存してその周面が配置され、所定の速度で回転する回
転円盤部材と、この回転円盤部材の周面に互いに所定間
隔を存して形成され、該回転円盤部材の径方向に開口し
た複数のポケットと、これらポケットの各々において内
径方向に空気を吸引する吸引装置と、この吸引装置によ
る吸引のオン又はオフを切り替える切替装置と、この切
替装置を微小物体の検査結果に基づいて制御する制御装
置とで構成したものである。

【００１０】本発明に係る微小物体の外観検査装置で
は、例えばフィーダの先端の排出部に微小物体を送り出
す速度と、回転円盤部材におけるポケットの１つがフィ
ーダの排出部に対向する位置に移動する回転速度との同
期が図られている。つまり、フィーダの排出部に微小物
体が搬送されるときに、ポケットが排出部の対向位置に
移動するように回転円盤部材の回転速度の同期が図られ
ているのである。そして、ポケットでは回転円盤部材の
内径方向に空気が吸引されており、ポケットが排出部の
対向位置に移動してくると、微小物体はフィーダの排出
部から搬送され、浮遊してポケット内に挿入される。

【００１１】微小物体がフィーダの排出部から浮遊して
ポケット内に吸引されるときに、カメラによって微小物
体が撮像され、この撮像データから微小物体を検査し、
良品か不良品かが判定される。そして、フィーダの排出
部に対向する位置からさらに回転円盤部材が、回転円盤
部材の回転する円周上に設けられ、該回転円盤部材の回
転方向に互いに距離を存して設けた良品貯蔵部と不良品
貯蔵部の配置箇所まで回転すると、例えば上記検査の結
果、当該微小物体が良品であると判定された場合、この
判定に基づいて制御装置が、ポケットと良品貯蔵部の挿
入開口とが対向したときに、切替装置をオフにする。

【００１２】良品貯蔵部及び不良品貯蔵部は、例えば常
に微小物体の挿入開口から空気を吸引するようにしてい
る。よって、上記のように切替装置をオフにすると、ポ
ケット内の吸引力がなくなり、良品貯蔵部へと微小物体
が吸引されて搬送される。当然、上記検査の結果、当該
微小物体が不良品であると判定された場合は、この判定
に基づいて制御装置が、ポケットと不良品貯蔵部の挿入
開口とが対向したときに切替装置をオフにする。このと
き、微小物体が、ポケット内から不良品貯蔵部へ吸引さ
れて搬送される。

【００１３】そして、回転円盤部材が良品貯蔵部、不良
品貯蔵部の配置位置を通過すれば、ポケット内は、空と
なっているので、再びフィーダの排出部と対向する位置
で微小物体を受け取り、上記の動作を繰り返す。なお、
ポケットは、回転円盤部材の側周面に複数設けられてい
るので、順次、僅かの時間差で以上の動作が続けられ
る。このように構成したので、外観検査は、微小物体の
気流搬送速度に制限を受けることなく、瞬時に行うこと
ができ、分別も確実となる。

【００１４】また、本発明の微小物体の外観検査装置で
は、上記した構成に加えて、フィーダは微小物体を直進
させるように構成し、該フィーダの上流部に、微小物体
の表裏面及び前後面を予め整列させて収納するトレイを
設けたり、また、フィーダの排出部と回転円盤部材との
間に、外観検査する微小物体の搬送姿勢が崩れないよう
に該微小物体より若干大きい内径とされ、該微小物体を
回転円盤部材側へ吸引する吸引ノズルを設ければ、回転
円盤部材へ搬送される微小物体の表裏面、前後方向、姿
勢が定まり、より高精度な外観検査を行うことができる
し、また、検査前と同じ向きで、良品として排出が可能
になる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る微小物体の外観検査装置
（以下、外観検査装置と記す）を図１〜図３に示す実施
例に基づいて説明する。図１は本発明の外観検査装置の
概略構成を示す。図２は本発明の外観検査装置の他の構
成を示す。図２は本発明の外観検査装置のさらに他の構
成を示す。

【００１６】図１において、１は例えば高周波振動を推
力として利用したフィーダであり、例えばコンデンサチ
ップのような微小な物体（以下、「ワーク」という）Ｗ
を、例えばＶ字状の溝が形成された搬送系路を高周波振
動を与えつつ排出部１ｃに搬送することで整列させるよ
うになっている。そして、排出部１ｃは、無振動とさ
れ、整列されたワークＷの方向が正しく載置されるよう
になっている。

【００１７】このフィーダ１の排出部１ｃには、本実施
例では、前記したように整列して搬送されてきたワーク
Ｗのうちの先頭の１個のみを、他のワークＷと分離して
分別装置３に吸引させる分離機構１ａが設けられてい
る。

【００１８】分離機構１ａは上記した作用をなすもので
あれば、特にその構成は問わないが、例えば次のように
構成されている。分離機構１ａは、先頭のワークＷａが
前記排出部１ｃにきたことを検知する不図示のセンサー
と、このセンサーによって検知した先頭のワークＷａを
排出部１ｃの載置面に吸着して停止させる不図示の吸引
機構と、この吸引機構によって停止させられる先頭のワ
ークＷａの排出方向側で出入りが自在なように設けたス
トッパーピン１ｂとで構成され、これらの動作は、後述
する制御装置３Ｅで制御されている。

【００１９】そして、分離機構１ａは、整列して搬送さ
れてきたワークＷの内の先頭のワークＷａが、センサー
によって検知されると、後述する吸引装置３Ｃで発生す
る吸引力によって、先頭のワークＷａを排出部１ｃ内で
吸着させる。そして、本実施例では、この吸着より数ミ
リ秒遅れてストッパーピン１ｂを突出させ、先頭のワー
クＷａを確実に停止させるようにしている。

【００２０】２は、フィーダ１によって搬送されたワー
クＷが後述する分別装置３へ受け渡されるときに、浮遊
した状態を撮像するＣＣＤカメラであり、例えばワーク
Ｗが浮遊して搬送される軌道の外周部における等角度位
置に例えば４台設置されている。これらのＣＣＤカメラ
２によって撮像された画像は、画像検査機２Ａで画像処
理され良品か不良品かの判定結果が後述の制御装置３Ｅ
に送られる。

【００２１】３は、フィーダ１の排出部１ｃに搬送され
たワークＷを、ストッパーピン１ｂが降下したときに、
搬送させ、かつ検査結果に基づいて良品又は不良品に分
別する分別装置である。

【００２２】分別装置３において、３Ａは、フィーダ１
の排出部１ｃから若干の距離を存してその周面が配置さ
れ、所定の速度で回転する回転円盤部材である。また、
３Ｂは、回転円盤部材３Ａの周面に、互いに所定間隔を
存して該回転円盤部材３Ａの径方向に複数開口されたポ
ケットである。

【００２３】３Ｃは、これらポケット３Ｂの各々の内部
を常に吸引すると共に、上記したフィーダ１の分離機構
１ａにおける吸着機構で使用される他、後述の良品貯蔵
部４及び不良品貯蔵部５内の空気を吸引する際に使用さ
れる吸引装置である。なお、図面上では、吸引装置３Ｃ
においてフィーダ１の分離機構１ａにおける吸着機構へ
接続する管については図示を省略している。

【００２４】吸引装置３Ｃは、回転円盤部材３Ａの中心
位置に設けられた集合吸引部３ａに管３ｂが接続されて
いる。この集合吸引部３ａと、各々のポケット３Ｂとの
間には、管３ｃがそれぞれ接続されている。

【００２５】３Ｄは、集合吸引部３ａと、各々のポケッ
ト３Ｂとの間に接続された各々の管３ｃの途中位置にそ
れぞれ設けられた切替装置である。この切替装置３Ｄ
は、オンで管３ｃを開、オフで管３ｃを閉とするもので
あり、すなわち切替装置３Ｄによって管３ｃが開（オ
ン）状態のときに、ワークＷが吸引装置３Ｃによってポ
ケット３Ｂ内に吸引される。

【００２６】３Ｅは、上記の各々の切替装置３Ｄのオン
又はオフを、ＣＣＤカメラ２での撮像結果に基づいてそ
れぞれ制御する制御装置であり、すなわち制御装置３Ｅ
は、上記したようにフィーダ１の分離機構１ａにおける
ストッパーピン１ｂの上下動を制御したり、ＣＣＤカメ
ラ２で撮像され画像検査機２Ａで検査された結果に基づ
いて切替装置３Ｄを制御したり、さらにフィーダ１にお
けるワークＷの搬送状況に同期させて回転円盤部材３Ａ
の回転速度を制御したりする。

【００２７】４は、フィーダ１の排出部１ｃから、回転
円盤部材３Ａの例えば略１８０゜回転した位置に配置さ
れた良品貯蔵部であり、また、５は、良品貯蔵部４の配
置位置から、回転円盤部材３Ａの回転方向下流に設けら
れた不良品貯蔵部である。これら良品貯蔵部４及び不良
品貯蔵部５は、下流側に上記した吸引装置３Ｃへ接続さ
れる管３ｄが設けられており、常に吸引状態にある。

【００２８】上記構成において、未検査のワークＷは、
フィーダ１によって順次振動されて方向が整えられて排
出部１ｃへ搬送される。排出部１ｃにワークＷが搬送さ
れ、ここで分離機構１ａによって先頭のワークＷａが分
離され、ストッパーピン１ｂが降下すると、回転円盤部
材３Ａのポケット３ＢへとワークＷが吸引される。

【００２９】この回転円盤部材３Ａの回転速度は、スト
ッパーピン１ｂが降下したときに、排出部１ｃと対向す
る位置にポケット３Ｂが位置するように制御装置３Ｅに
よって同期が図られている。そして、いま、排出部１ｃ
と対向する位置にあるポケット３Ｂ内は、切替装置３Ｄ
が制御装置３Ｅによってオン、つまり管３ｃを開くよう
にしているので、空気が吸引され、排出部１ｃにあるワ
ークＷがポケット３Ｂに搬送される。

【００３０】このとき、制御装置３ＥによってＣＣＤカ
メラ２に、撮像開始指令が出力され、ＣＣＤカメラ２に
よってワークＷが撮像され、この撮像データが画像検査
機２Ａに送られ、制御装置３Ｅによって撮像したワーク
Ｗが良品と不良品とに判断される。この判断結果に基づ
いて、例えば良品の場合は、良品貯蔵部４の配置箇所に
回転円盤部材３Ａが回転したときに、制御装置３Ｅが切
替装置３Ｄをオフにしてポケット内３Ｂ内の吸引を停止
させると、吸引装置３Ｃによって常に吸引状態にある良
品貯蔵部４へと良品と判断されたワークＷが搬送され
る。

【００３１】すなわち、本発明の外観検査装置は、分別
装置を、回転円盤部材３Ａと、この回転円盤部材３Ａの
周面に形成した複数のポケット３Ｂと、これらポケット
３Ｂの各々において内径方向に空気を吸引する吸引装置
３Ｃと、この吸引装置３Ｃによる吸引のオン又はオフを
切り替える切替装置３Ｄと、この切替装置３Ｄをワーク
Ｗの検査結果に基づいて制御する制御装置３Ｅとで構成
したので、ある１つのワークＷが外観検査され、次のワ
ークＷが外観検査されるまでの時間は、従来のように気
流搬送によってワークＷが分別されるまでの時間に依存
することなく、回転円盤部材３Ａの回転速度に依存する
こととなる。

【００３２】従って、従来の装置では１０００個／分の
処理数であったのに対し、本発明の外観検査装置では、
１９００個／分の処理数となり、高速処理が可能になっ
た。すなわち、本発明の外観検査装置は、回転円盤部材
３ＡによってワークＷの受け取りと、良品又は不良品の
ワークＷの分別とを並列的に処理することが可能である
ために、上記のように、処理能力を向上させることがで
きたのである。

【００３３】つまり、外観検査された結果は、回転円盤
部材３Ａの回転中、少なくとも良品貯蔵部４に至るまで
に切替装置３Ｄに出力されれば十分であるために、回転
円盤部材３Ａは高速に回転させることが可能となる。従
って、回転円盤部材３Ａを高速で回転させれば、その分
フィーダ１の排出部１ｃからワークＷを次々に回転円盤
部材３Ａに搬送させることができ、可及的に外観検査全
体の処理を高速に行うことができるのである。

【００３４】次に、本発明の外観検査装置の他の構成例
について説明する。上記した図１に示した外観検査装置
では、フィーダ１で高周波振動させることでワークＷの
方向をある程度整えることができるが、表裏面や前後な
どを整えることはできないため、図２に示すような構成
とする。なお、図２には、分離機構１ａやその他の部材
について図示を省略している。

【００３５】すなわち、図２に示す外観検査装置は、フ
ィーダ１の上流部にトレイ１０を有しており、トレイ１
０ではワークＷの表裏面や前後を整え、このトレイ１０
から直進するフィーダ１に１列ごとにワークＷを移動さ
せることで、方向性のあるワークＷの外観検査をより容
易に行うことを可能としている他、外観検査前の方向性
を保ちつつ検査を行い、外観検査後の良品のワークＷ
を、方向性を保ったまま下工程に送ることもできる。

【００３６】なお、このようにしたときには、図示しな
いが、例えば不良品貯蔵部５の分別を、表面に疵有り、
前後方向の寸法が規格外などの項目でより細かく分別す
るようにすることも可能である。

【００３７】さらに、上記した図１に示した外観検査装
置では、フィーダ１の排出部１ｃから浮遊するワークＷ
の姿勢については、厳密に要求されないときに用いて好
適であるが、浮遊するワークＷの姿勢について、つまり
ＣＣＤカメラ２によって浮遊状態のワークＷの特定箇所
を撮像して外観検査を行う必要性がある場合は、図３に
ような構成とする。なお、図２には、分離機構１ａやそ
の他の部材について図示を省略している。

【００３８】すなわち、図３に示した外観検査装置は、
フィーダ１と回転円盤部材３Ａとの間に、ワークＷの大
きさより若干大きい径とされた吸引ノズル１５を設けた
構成としている。吸引ノズル１５は、その途中箇所に対
向して噴射ノズル１５ａが接続され、ここから空気を噴
射することで、吸引ノズル１５内において、噴射ノズル
１５ａの配設箇所まででは空気を吸引し、噴射ノズル１
５ａの配設箇所より下流では空気を排出する。

【００３９】図３の外観検査装置は、吸引ノズル１５
が、フィーダ１の排出部１ｃ近傍で、吸引ノズル１５の
開口から強力にワークＷを吸引するのと、排出部１ｃと
吸引ノズル１５との位置関係が常に一定であるために、
浮遊するワークＷの姿勢を安定させることができ、ワー
クＷの特定箇所を確実に外観検査することができる。

【００４０】なお、本発明は、上記実施例に限定され
ず、種々の変形が可能であり、例えば図２のトレイ１０
を有した構成に図３の吸引ノズル１５を付加した構成と
してもよく、その場合は、ワークＷの表裏面、前後、及
び浮遊状態の姿勢が定まり、さらに高精度な外観検査を
行うことが可能となる。

【００４１】また、本発明の外観検査装置は、回転円盤
部材３Ａの外径や、ポケット３Ｂの大きさや数について
は、適宜変更を加えても良く、また、回転円盤部材３Ａ
の配置方向も装置設置面に対して平行であってもよい
し、直交して設けてもよい。

【００４２】さらに、良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５
は、回転円盤部材３Ａの回転円周上における回転下流側
に設ける際、フィーダ１の排出部１ｃのあまりにも近傍
に配置すると、良品又は不良品の判定信号が出力される
前にワークＷが良品貯蔵部４及び不良品貯蔵部５を通過
してしまう可能性があるので、ある程度の距離を設けた
方が好ましい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る微小
物体の外観検査装置では、微小物体を順次受け取ると同
時に、先に受け取り、外観検査された微小物体を分別す
ることが可能であるので、外観検査の処理が、分別処理
の時間に制限されるがなくなり、従って全体の処理を高
速化することができる。

【００４４】また、本発明の微小物体の外観検査装置
は、微小物体を直進させるフィーダの上流部にトレイを
設ければ、微小物体の表裏面、前後方向を定めることが
でき、また、フィーダの排出部と回転円盤部材との間に
吸引ノズルを設ければ、微小物体の姿勢が定まり、より
高精度な外観検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微小物体の外観検査装置の概略構
成を示す図である。

【図２】本発明に係る微小物体の外観検査装置の他の構
成を示す図である。

【図３】本発明に係る微小物体の外観検査装置のさらに
他の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ フィーダ ２ ＣＣＤカメラ ３ 分別装置 ３Ａ 回転円盤部材 ３Ｂ ポケット ３Ｃ 吸引装置 ３Ｄ 切替装置 ３Ｅ 制御装置 １０ トレイ １５ 吸引ノズル

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA21 AA49 AA61 BB15 CC25 DD06 FF04 JJ03 JJ26 NN20 PP11 RR08 TT01 TT03 TT07 2F069 AA31 AA60 BB40 DD15 GG04 GG07 PP04 PP06 RR01 2G051 AA61 AB20 CA03 CA04 DA02 DA06 DA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の微小物体をフィーダによって整列
   させ、フィーダから搬送される微小物体をカメラで撮像
   して外観を検査し、分別装置にて良品と不良品とに微小
   物体を分別する微小物体の外観検査装置において、分別
   装置を、フィーダの排出部から若干の距離を存してその
   周面が配置され、所定の速度で回転する回転円盤部材
   と、この回転円盤部材の周面に互いに所定間隔を存して
   形成され、該回転円盤部材の径方向に開口した複数のポ
   ケットと、これらポケットの各々において内径方向に空
   気を吸引する吸引装置と、この吸引装置による吸引のオ
   ン又はオフを切り替える切替装置と、この切替装置を微
   小物体の検査結果に基づいて制御する制御装置とで構成
   したことを特徴とする微小物体の外観検査装置。
2. 【請求項２】 フィーダは微小物体を直進させるように
   構成し、該フィーダの上流部に、微小物体の表裏面及び
   前後面を予め整列させて収納するトレイを設けたことを
   特徴とする請求項１記載の微小物体の外観検査装置。
3. 【請求項３】 フィーダの排出部と回転円盤部材との間
   に、外観検査する微小物体の搬送姿勢が崩れないように
   該微小物体より若干大きい内径とされ、該微小物体を回
   転円盤部材側へ吸引する吸引ノズルを設けたことを特徴
   とする請求項１又は２記載の微小物体の外観検査装置。