JP2013135047A - Paste film formation device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably detect a paste amount on a table without reducing productivity or deteriorating paste in a paste film formation device.SOLUTION: A paste film formation device comprises: a table 1 to which paste P is supplied and that can move in a horizontal direction; a squeegee 2 arranged above the table 1 in an elevating manner; and a scraper 3. A film formation step of forming a paste film P1 of thickness corresponding to a size of a gap by moving the table 1 to which the paste P is supplied, while the squeegee 2 is lowered so that a predetermined gasp is formed between a lower face of the squeegee 2 and an upper face of the table 1, and a scraping step of scraping the paste film P1 on the table 1 with a scraper 3 abutting to the upper face of the table 1 by moving the table 1 on which the paste film P1 is formed, are repeated. The paste film formation device is provided with a sensor 4 for detecting an amount of the paste scraped by the scraper 3.

Description

本発明は、電子部品実装機によりＩＣチップ等の電子部品をプリント基板上に実装する際に、電子部品のバンプや端子にフラックス等のペーストを転写するために使用するペースト膜の形成装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for forming a paste film that is used to transfer paste such as flux onto bumps and terminals of an electronic component when an electronic component such as an IC chip is mounted on a printed board by an electronic component mounting machine.

電子部品実装機は、バンプや端子の形成面が下方を向くフェイスダウンの姿勢で供給された電子部品の上面を吸着ヘッドにより吸着保持してフラックス等のペーストの薄膜（ペースト膜）の上方に移動させ、そこから吸着ヘッドを下降させてバンプや端子にペーストを付着（転写）させた後、電子部品をプリント基板上に実装する。   The electronic component mounter moves the upper surface of the electronic component supplied in a face-down position with the bump and terminal forming surfaces facing downwards by the suction head and moves above the thin film (paste film) of paste such as flux. Then, the suction head is moved down to paste (transfer) the paste onto the bumps and terminals, and then the electronic component is mounted on the printed board.

上述のような用途に使用されるペースト膜は、一般的に、ペーストが供給されたテーブルに対してテーブルの上方に配置されたスキージを相対移動させることにより、テーブルの上面とスキージの下面との間隔であるギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成させるという方法により形成する（例えば特許文献１〜３参照）。そして、使用済みのペースト膜はスクレーパにより掻き取り、その後再度、ペースト膜を形成する。   In general, the paste film used for the above-described purposes is obtained by moving the squeegee disposed above the table relative to the table to which the paste is supplied, thereby moving the upper surface of the table and the lower surface of the squeegee. It is formed by a method of forming a paste film having a thickness corresponding to the gap size as an interval on a table (see, for example, Patent Documents 1 to 3). The used paste film is scraped off by a scraper, and then a paste film is formed again.

このようにペーストは繰り返し形成されるが、その都度、電子部品のバンプや端子への転写によりペーストが消費されるため、テーブル上のペースト量を監視し、ペースト量が所定量以下になったらペーストを補給する必要がある。   In this way, the paste is repeatedly formed, but each time the paste is consumed by transfer to the bumps and terminals of the electronic components, the amount of paste on the table is monitored, and when the amount of paste falls below a predetermined amount Need to be replenished.

従来、テーブル上のペースト量の監視は作業員が目視で行っていたが、作業の合理化のため、センサを利用してペースト量を監視（検出）する技術が特許文献４に開示されている。   Conventionally, the amount of paste on the table has been visually monitored by an operator. However, a technique for monitoring (detecting) the amount of paste using a sensor is disclosed in Patent Document 4 for rationalization of the work.

この特許文献４の技術は、スキージによる成膜工程後に余ったペースト量をセンサで検出し、そのセンサがペースト量を検出しなかった場合にペーストを補給するというものである。   The technique of this patent document 4 is to detect the amount of paste remaining after the film forming process by the squeegee with a sensor, and to supply the paste when the sensor does not detect the amount of paste.

しかし、特許文献４の技術においてセンサが検出するのは、スキージによる成膜工程後の余ったペースト量であるから、必然的にその量は少なく、ペースト量を安定して検出するには成膜工程後、スキージを一旦停止させる必要があり、生産性の低下を招いていた。すなわち、特許文献４において実際の実装作業では、成膜工程後、転写ユニットがペーストの転写に来るので、それを避けるために成膜に必要な範囲（移動距離）以上にスキージを移動させる必要があるが、成膜工程後のペースト量を安定して検出するには、成膜工程後にスキージを一旦停止させて、それから退避位置まで移動させる必要がある。このように特許文献４では、ペースト量の検出のための停止時間（待ち時間）が発生する。また仮に、特許文献４においてスキージを固定してテーブルを移動させるようにした場合も、成膜工程後、転写位置へテーブルが移動する前に、ペースト量の検出のための停止時間（待ち時間）が発生する。   However, in the technique of Patent Document 4, since the sensor detects the amount of paste remaining after the film forming process using the squeegee, the amount is inevitably small, and film formation is necessary to stably detect the amount of paste. After the process, it was necessary to stop the squeegee once, resulting in a decrease in productivity. That is, in the actual mounting work in Patent Document 4, since the transfer unit comes to transfer the paste after the film formation process, it is necessary to move the squeegee beyond the range (movement distance) necessary for film formation in order to avoid it. However, in order to stably detect the amount of paste after the film forming process, it is necessary to temporarily stop the squeegee after the film forming process and then move it to the retracted position. Thus, in patent document 4, the stop time (waiting time) for the detection of the paste amount occurs. Also, if the table is moved with the squeegee fixed in Patent Document 4, the stop time (waiting time) for detecting the paste amount after the film formation process and before the table moves to the transfer position. Occurs.

また、成膜工程後のペースト量を安定して検出するためにペースト量を増加させると、ペーストが劣化し、品質の低下を招くという問題が生じる。   Further, if the amount of paste is increased in order to stably detect the amount of paste after the film forming process, there arises a problem that the paste is deteriorated and the quality is lowered.

更に、特許文献４の技術では、スキージを往復させ、往路及び復路のそれぞれにおいて成膜するが、センサは往路の成膜工程後のペースト量を検出する位置にのみ配置されているから、復路の成膜工程前のペースト量は検出できるが、往路の成膜工程前のペースト量は検出できない。往路の成膜工程前のペースト量を検出するにはセンサを増やす必要があり装置構成が複雑になり高コストとなる。   Further, in the technique of Patent Document 4, the squeegee is reciprocated to form a film on each of the forward path and the return path. However, since the sensor is disposed only at a position for detecting the amount of paste after the film formation process on the forward path, The amount of paste before the film forming process can be detected, but the amount of paste before the forward film forming process cannot be detected. In order to detect the amount of paste before the forward film formation process, it is necessary to increase the number of sensors, which complicates the apparatus configuration and increases the cost.

特開２００８−１０５２５号公報JP 2008-10525 A 特開２０１０−１１４３３８号公報JP 2010-114338 A 特開２０１１−６０８７４号公報JP 2011-60874 A 特許第３２４５８１１号公報Japanese Patent No. 324581

本発明が解決しようとする課題は、ペースト膜形成装置において、生産性の低下やペーストの劣化を招くことなく、簡単な構成で、テーブル上のペースト量を安定して検出できるようにすることにある。   The problem to be solved by the present invention is to enable a paste film forming apparatus to stably detect the amount of paste on a table with a simple configuration without causing a decrease in productivity or paste deterioration. is there.

本発明は、ペーストが供給され、水平方向に移動可能なテーブルと、テーブルの上方に昇降可能に配置されたスキージと、スクレーパとを備え、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に所定のギャップが形成されるように前記スキージを下降させた状態で、ペーストが供給されたテーブルを移動させて、前記ギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、前記ペースト膜が形成されたテーブルを移動させて、前記テーブル上のペースト膜を前記テーブルの上面に突き当てたスクレーパで掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜形成装置において、前記スクレーパによって掻き取られたペーストの量を検出するセンサを設けたことを特徴とする。   The present invention includes a table that is supplied with paste and is movable in the horizontal direction, a squeegee that is disposed so as to be movable up and down above the table, and a scraper. A predetermined gap is provided between the lower surface of the squeegee and the upper surface of the table. A film forming step of forming a paste film having a thickness corresponding to the size of the gap on the table by moving the table supplied with the paste in a state where the squeegee is lowered so that a gap is formed; In the paste film forming apparatus that repeatedly moves the table on which the paste film is formed and scrapes the paste film on the table with a scraper that abuts against the upper surface of the table, the scraper is scraped by the scraper. A sensor for detecting the amount of paste taken is provided.

本発明において、ペーストの量を検出するセンサとしては、発光素子と受光素子とを有する光センサを使用することができ、この光センサは、その光軸がテーブルの移動方向に直交するように固定することができる。   In the present invention, an optical sensor having a light emitting element and a light receiving element can be used as a sensor for detecting the amount of paste, and this optical sensor is fixed so that its optical axis is orthogonal to the moving direction of the table. can do.

本発明によれば、スクレーパによって掻き取られたペーストの量を検出するので、そのペースト量はセンサで安定して検出するのに十分である。したがって、センサでペースト量を検出するための停止時間（待ち時間）が実質的に不要となり、生産性を向上させることができる。   According to the present invention, since the amount of paste scraped off by the scraper is detected, the amount of paste is sufficient for stable detection by the sensor. Therefore, the stop time (waiting time) for detecting the paste amount by the sensor is substantially unnecessary, and the productivity can be improved.

また、テーブル上に必要以上のペーストを入れておく必要がないので、ペーストの劣化を最小限に抑えることができ、品質を向上させることができる。   In addition, since it is not necessary to put more paste than necessary on the table, deterioration of the paste can be minimized and quality can be improved.

更に、本発明では、成膜工程前の掻き取り工程後に毎回ペースト量を検出できるので、成膜工程前のペースト量を常に適正に管理できる。また、装置構成としては１個のセンサを設ければ済むので、装置構成も簡単になりコストも抑えることができる。   Furthermore, in the present invention, since the amount of paste can be detected every time after the scraping step before the film forming step, the amount of paste before the film forming step can always be managed appropriately. In addition, since only one sensor needs to be provided as the device configuration, the device configuration is simplified and the cost can be reduced.

本発明のペースト膜形成装置の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は要部の拡大正面図である。One Example of the paste film forming apparatus of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a front view, (c) is an enlarged front view of the principal part. 本発明のペースト膜形成装置によるペースト膜の形成方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the formation method of the paste film by the paste film forming apparatus of this invention.

以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings.

図１は、本発明のペースト膜形成装置の一実施例を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は要部の拡大正面図である。なお、図１（ｃ）の拡大正面図は、要部の構成をわかりやすくするため簡略化して示している。   1A and 1B show an embodiment of a paste film forming apparatus according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a front view, and FIG. The enlarged front view of FIG. 1C is simplified for easy understanding of the configuration of the main part.

図１に示すペースト膜形成装置は、テーブル１と、テーブル１の上方に配置されたスキージ２及びスクレーパ３とを備える。テーブル１は水平方向（図１の左右方向）に移動可能に構成されている。スキージ２は門型のスキージフレーム２ａに取り付けられ、スキージフレーム２ａとともに昇降可能に構成されている。スクレーパ３は門型のスクレーパフレーム３ａに取り付けられ、その先端がテーブル１の上面に突き当たるように配置されている。   The paste film forming apparatus shown in FIG. 1 includes a table 1 and a squeegee 2 and a scraper 3 arranged above the table 1. The table 1 is configured to be movable in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 1). The squeegee 2 is attached to a gate-type squeegee frame 2a and is configured to be movable up and down together with the squeegee frame 2a. The scraper 3 is attached to a gate-shaped scraper frame 3 a and is arranged so that the tip thereof abuts against the upper surface of the table 1.

スキージ２とスクレーパ３との間に、ペースト量を検出するセンサとして光センサ４が設けられている。光センサ４は、発光素子４ａと受光素子４ｂとを有し、その光軸４ｃがテーブル１の移動方向に直交するように固定されている。図１の例において、発光素子４ａ及び受光素子４ｂは、スクレーパフレーム３ａに組み付けられた一対のセンサフレーム４ｄにそれぞれ固定されている。   An optical sensor 4 is provided between the squeegee 2 and the scraper 3 as a sensor for detecting the paste amount. The optical sensor 4 includes a light emitting element 4 a and a light receiving element 4 b, and the optical axis 4 c is fixed so as to be orthogonal to the moving direction of the table 1. In the example of FIG. 1, the light emitting element 4a and the light receiving element 4b are respectively fixed to a pair of sensor frames 4d assembled to the scraper frame 3a.

また、図１の例では、スクレーパフレーム３ａに水平方向に延びる長孔３ｂが設けられており、スクレーパフレーム３ａは、長孔３ｂを通したボルト３ｃにより装置本体に固定されている。すなわち、スクレーパフレーム３ａは長孔３ｂの長さの分だけ、装置本体に対する水平方向の固定位置が調整可能であり、これにより、スクレーパフレーム３ａにセンサフレーム４ｄを介して固定されている光センサ４の光軸４ｃの水平方向の位置が調整可能となっている。なお、長孔３ｂの垂直方向の長さにも余裕を持たせれば、光センサ４の光軸４ｃの垂直方向の位置も調整可能とすることができる。   Further, in the example of FIG. 1, a long hole 3b extending in the horizontal direction is provided in the scraper frame 3a, and the scraper frame 3a is fixed to the apparatus main body by a bolt 3c passing through the long hole 3b. In other words, the horizontal fixing position of the scraper frame 3a with respect to the apparatus main body can be adjusted by the length of the long hole 3b, whereby the optical sensor 4 fixed to the scraper frame 3a via the sensor frame 4d. The position of the optical axis 4c in the horizontal direction can be adjusted. It should be noted that the vertical position of the optical axis 4c of the optical sensor 4 can be adjusted by providing a margin for the vertical length of the long hole 3b.

光センサ４は、その光軸４ｃがスクレーパ３によって掻き取られたペーストの山により遮られるか否かによりペースト量を検出する。そして、光センサ４によりペーストの山が検出されなかった場合に、そのセンサ信号を受けて警告を出すか、ペースト補給部５より自動でペーストの補給を行う。センサ信号に基づき警告を出す、あるいは自動でペーストの補給を行うための構成は公知であるので、その説明は省略する。   The optical sensor 4 detects the amount of paste based on whether or not the optical axis 4c is blocked by a pile of paste scraped off by the scraper 3. When no paste crest is detected by the optical sensor 4, a warning is issued in response to the sensor signal, or the paste supply unit 5 automatically supplies the paste. Since a configuration for giving a warning based on a sensor signal or automatically replenishing a paste is known, a description thereof will be omitted.

次に、図２を参照して本発明のペースト膜形成装置によるペースト膜の形成方法を説明する。   Next, a method for forming a paste film by the paste film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

ペースト膜の形成にあたり、まずテーブル１上にペーストＰを供給する（ステップ１）。次いで、スキージ２を下降させ、スキージ２の下面とテーブル１の上面との間に所望のペースト膜の厚さに相当するギャップが形成されるようにする（ステップ２）。   In forming the paste film, first, the paste P is supplied onto the table 1 (step 1). Next, the squeegee 2 is lowered so that a gap corresponding to the desired paste film thickness is formed between the lower surface of the squeegee 2 and the upper surface of the table 1 (step 2).

この状態で、テーブル１を水平方向の一側（図２では右側）に移動させ、前述のギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜Ｐ１をテーブル上１に形成する（ステップ３）。その後、テーブル１を転写位置へ高速移動させ（ステップ４）、更に電子部品Ｃを吸着保持した電子部品実装機の吸着ヘッドＨをペースト膜Ｐ１の上方に移動させ（ステップ５）、そこから吸着ヘッドＨを下降させて電子部品Ｃ下面のバンプや端子をペースト膜Ｐ１に浸し（ステップ６）、吸着ヘッドＨを上昇させることで電子部品Ｃ下面のバンプや端子にペーストを付着（転写）させる（ステップ７）。ペーストを転写した電子部品Ｃは吸着ヘッドＨに吸着保持されたままプリント基板上の所定位置まで移動され（ステップ８）、プリント基板上に実装される。   In this state, the table 1 is moved to one side in the horizontal direction (right side in FIG. 2), and a paste film P1 having a thickness corresponding to the size of the gap is formed on the table 1 (step 3). Thereafter, the table 1 is moved to the transfer position at a high speed (step 4), and the suction head H of the electronic component mounting machine that holds the electronic component C by suction is moved above the paste film P1 (step 5). H is lowered so that the bumps and terminals on the lower surface of the electronic component C are immersed in the paste film P1 (step 6), and the suction head H is raised to attach (transfer) the paste to the bumps and terminals on the lower surface of the electronic component C (step). 7). The electronic component C to which the paste has been transferred is moved to a predetermined position on the printed board while being held by the suction head H (step 8), and mounted on the printed board.

一方、テーブル１上の使用済みのペースト膜Ｐ１については、スキージ２を上方に退避させた後（ステップ９）、テーブル１を水平方向の他側（図２では左側）に移動させてスクレーパ３により掻き取る（ステップ１０）。このスクレーパ３により掻き取られたペーストＰの量を光センサ４により検出する。   On the other hand, with respect to the used paste film P1 on the table 1, after the squeegee 2 is retracted upward (step 9), the table 1 is moved to the other side in the horizontal direction (left side in FIG. 2). Scrap off (step 10). The amount of paste P scraped off by the scraper 3 is detected by the optical sensor 4.

以降は、ステップ２〜１０を繰り返す。すなわち、ペースト膜の形成においては、成膜工程と掻き取り工程を繰り返して行う。そして、掻き取り工程後の上記ステップ１０において光センサ４により検出されたペーストＰの量が所定量以下になった場合、具体的には光センサ４によりペーストＰの山が検出されなかった場合に、そのセンサ信号を受けて警告を出すか、自動でペーストの補給を行う。   Thereafter, steps 2 to 10 are repeated. That is, in forming the paste film, the film forming process and the scraping process are repeated. Then, when the amount of the paste P detected by the optical sensor 4 in step 10 after the scraping process is equal to or less than a predetermined amount, specifically, when the peak of the paste P is not detected by the optical sensor 4. In response to the sensor signal, a warning is issued or the paste is automatically replenished.

このように、本発明では、上記ステップ１０においてスクレーパ３によって掻き取られたペーストＰの量を検出するので、そのペースト量は光センサ４で安定して検出するのに十分である。したがって、光センサ４でペースト量を検出するための停止時間（待ち時間）が実質的に不要となり、生産性を向上させることができる。また、テーブル１上に必要以上のペーストを入れておく必要がないので、ペーストの劣化を最小限に抑えることができ、品質を向上させることができる。更に、成膜工程前の掻き取り工程後に毎回ペースト量を検出できるので、成膜工程前のペースト量を常に適正に管理できる。また、装置構成としては１個の光センサ４を設ければ済むので、装置構成も簡単になりコストも抑えることができる。   Thus, in the present invention, since the amount of the paste P scraped off by the scraper 3 in the above step 10 is detected, the amount of the paste is sufficient for stable detection by the optical sensor 4. Therefore, the stop time (waiting time) for detecting the paste amount by the optical sensor 4 is substantially unnecessary, and the productivity can be improved. Moreover, since it is not necessary to put the paste more than necessary on the table 1, the deterioration of the paste can be minimized and the quality can be improved. Furthermore, since the amount of paste can be detected every time after the scraping step before the film forming step, the amount of paste before the film forming step can always be managed appropriately. Further, since only one optical sensor 4 needs to be provided as the device configuration, the device configuration is simplified and the cost can be reduced.

なお、図２の例では、スクレーパ３の先端を常時テーブル１の上面に突き当てるようにしたが、スクレーパ３を昇降可能として、成膜工程ではスクレーパ３の先端がテーブル１の上面に突き当たらないように上方に退避させ、掻き取り工程においてスクレーパ３を下降させ、その先端をテーブル１の上面に突き当てるようにしてもよい。   In the example of FIG. 2, the tip of the scraper 3 is always abutted against the upper surface of the table 1, but the scraper 3 can be moved up and down so that the tip of the scraper 3 does not abut on the upper surface of the table 1 in the film forming process. Thus, the scraper 3 may be retracted upward, and the scraper 3 may be lowered in the scraping step so that the tip of the scraper 3 abuts against the upper surface of the table 1.

また、上述の例では、スクレーパ３によって掻き取られたペーストの量を検出するセンサとして、発光素子４ａと受光素子４ｂとからなる光センサ４、すなわち透過型の光センサを用いたが、反射光を捉える反射型の光センサを用いてもよい。また、光センサ以外に、物理的な接触によりペーストの量を検出するセンサを用いることもできる。ただし、ペーストの量を安定して検出するには、光センサ、特に透過型の光センサを用いることが好ましい。なお、光センサで使用する光の種類は何ら限定されず、ＬＥＤから発光される光、レーザー光などあらゆる種類の光を使用することができる。   In the above example, the light sensor 4 including the light emitting element 4a and the light receiving element 4b, that is, the transmission type light sensor is used as the sensor for detecting the amount of paste scraped off by the scraper 3. A reflective optical sensor that captures the light may be used. In addition to the optical sensor, a sensor that detects the amount of paste by physical contact can also be used. However, in order to stably detect the amount of paste, it is preferable to use an optical sensor, particularly a transmissive optical sensor. In addition, the kind of light used with an optical sensor is not limited at all, All kinds of light, such as the light emitted from LED and the laser beam, can be used.

１ テーブル
２ スキージ
２ａ スキージフレーム
３ スクレーパ
３ａ スクレーパフレーム
３ｂ 長孔
３ｃ ボルト
４ 光センサ
４ａ 発光素子
４ｂ 受光素子
４ｃ 光軸
４ｄ センサフレーム
５ ペースト補給部
Ｐ ペースト
Ｐ１ ペースト膜
Ｃ 電子部品
Ｈ 吸着ヘッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Table 2 Squeegee 2a Squeegee frame 3 Scraper 3a Scraper frame 3b Long hole 3c Bolt 4 Optical sensor 4a Light emitting element 4b Light receiving element 4c Optical axis 4d Sensor frame 5 Paste replenishment part P Paste P1 Paste film C Electronic component H Adsorption head

Claims (3)

ペーストが供給され、水平方向に移動可能なテーブルと、テーブルの上方に昇降可能に配置されたスキージと、スクレーパとを備え、前記スキージの下面とテーブルの上面との間に所定のギャップが形成されるように前記スキージを下降させた状態で、ペーストが供給されたテーブルを移動させて、前記ギャップの大きさに応じた厚さのペースト膜をテーブル上に形成する成膜工程と、前記ペースト膜が形成されたテーブルを移動させて、前記テーブル上のペースト膜を前記テーブルの上面に突き当てたスクレーパで掻き取る掻き取り工程とを繰り返し行うペースト膜形成装置において、
前記スクレーパによって掻き取られたペーストの量を検出するセンサを設けたことを特徴とするペースト膜形成装置。 A paste is supplied and includes a horizontally movable table, a squeegee disposed so as to be movable up and down above the table, and a scraper, and a predetermined gap is formed between the lower surface of the squeegee and the upper surface of the table. In the state where the squeegee is lowered, the table to which the paste is supplied is moved to form a paste film having a thickness corresponding to the size of the gap on the table, and the paste film In the paste film forming apparatus that repeatedly performs the scraping step of moving the table on which is formed and scraping the paste film on the table with a scraper that abuts against the upper surface of the table,
A paste film forming apparatus comprising a sensor for detecting the amount of paste scraped off by the scraper. 前記センサが、発光素子と受光素子とを有する光センサからなる請求項１に記載のペースト膜形成装置。   The paste film forming apparatus according to claim 1, wherein the sensor includes an optical sensor having a light emitting element and a light receiving element. 前記光センサは、その光軸が前記テーブルの移動方向に直交するように固定されている請求項２に記載のペースト膜形成装置。   The paste film forming apparatus according to claim 2, wherein the optical sensor is fixed so that an optical axis thereof is orthogonal to a moving direction of the table.
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