JP4382938B2 - 微小物体検査装置 - Google Patents
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Description
【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良品と不良品とに分別する微小物体検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
微小物体の検査装置は、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、寸法などを検査し、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、各々分別されれる。
【0003】
上記した検査装置は、良品と判定された微小物体と不良品と判定された微小物体とを分別するために、フィーダの微小物体の排出部となる先端から1本の気流搬送道が導設され、この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ている。
【0004】
従って、検査装置は、良品貯蔵部及び不良品貯蔵部から空気を吸引して、良品と判定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、不良品と判定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るのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の検査装置は、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ようにしていたので、検査自体が非常に短時間で行え、また空気の吸引能力を高くすることができるにも拘わらず、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する必要が生じ、結果として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。
【0006】
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、高速で効率良く良品と不良品の分別を行うことができる微小物体検査装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、フィーダから若干離間した位置に設けられ、円弧状にその表裏面を貫通するポケットが形成された回転テーブルと、吸引開口、撮像開口、及び複数の送出開口、を順次円弧状に配置した固定テーブルと、回転テーブルとフィーダの先端部との間の空間を移動する位置、及び固定テーブルの撮像開口を介して対向する位置に、微小物体の上下左右面、及び前後面を撮像するカメラとを設け、さらに固定テーブルにおける吸引開口と撮像開口との間、又は撮像開口と送出開口との間に、導通検査用の固定端子を設け、回転テーブルを介した固定端子と対向する位置に、該固定端子に対して接離自在な移動端子を設けたのである。このようにすることで、微小物体の検査を高速化することができ、確実に良品と不良品とを分別することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の微小物体検査装置は、多数の微小物体を整列させるフィーダと、このフィーダの先端部から若干の距離を存してその端面が立設配置され、該端面上において、円弧状に順次、フィーダの先端部と対向する位置に設けられ、微小物体を吸引する吸引装置が接続された吸引開口、この吸引開口の位置から所定間隔を存した隣接位置に設けられ、微小物体前面を撮像するための撮像開口、及びこの撮像開口の位置から所定間隔を存した隣接位置に設けられ、分別した微小物体を送出する複数の送出開口、を設けた固定テーブルと、この固定テーブルにおけるフィーダ側の端面上に回転自在に設けられ、その表裏面を貫通したポケットが吸引開口、撮像開口、及び送出開口上を通過するよう複数個円弧状に配列された回転テーブルと、この回転テーブルと前記フィーダの先端部との間の空間を移動する位置、及び固定テーブルの撮像開口を介して対向する位置に、微小物体の上下左右面、及び前後面を撮像するカメラを設け、さらに、固定テーブルにおける吸引開口と撮像開口との間、又は撮像開口と送出開口との間に、導通検査用の固定端子を設け、回転テーブルを介した固定端子と対向する位置に、該固定端子に対して接離自在な移動端子を設けたものである。
【0009】
本発明において、フィーダは先端部に至るまでの搬送経路を振動させて微小物体を整列する。フィーダの先端部は、空間移動する際に微小物体の姿勢が崩れるのを防止するために無振動状態とされている。
【0010】
そして、フィーダの先端部と所定間隔を存して対向する位置には、固定テーブルの端面に設けられた吸引開口が位置している。フィーダの先端部まで移動した微小物体は、吸引開口に接続された吸引装置によって回転テーブルのポケットに向けて、フィーダの先端部と回転テーブルとの空間を移動する。
【0011】
回転テーブルは、固定テーブル上に設けられ所定の角度で回転する。そして、回転テーブルの端面に円弧状に設けられた複数のポケットにより、フィーダから空間移動した微小物体を収納し、この状態で、後述する撮像開口位置や良品の送出開口位置や不良品の送出開口位置まで微小物体を搬送する。
【0012】
固定テーブルは、その円弧状の所定位置において回転テーブルのポケットと連通し、かつ微小物体よりも小さく設計された吸引開口が設けられ、常時吸引作動している。
【0013】
また、固定テーブルは、吸引開口が設けられた位置から回転テーブルの回転方向下流側に円弧状に撮像開口が設けられており、この撮像開口は微小物体より大きく設計され、該撮像開口における回転テーブル側に透明な例えばガラスが配置されている。
【0014】
さらに固定テーブルは、撮像開口が設けられた位置から回転テーブルの回転方向下流側に円弧状に複数の送出開口が設けられており、ここで微小物体の良品又は不良品の判定に基づいて微小物体が、複数の送出開口のいずれかから、回転テーブルのポケットへ空気を吹き出すことで送り出されて分別される。
【0015】
すなわち送出開口の少なくとも1つは、検査のうえ良品と判定された微小物体を良品貯蔵部へ送り出すために、その微小物体が当該送出開口に位置したとき空気を吹き出す。同様に、送出開口の少なくとも1つは、検査のうえ不良品と判定された微小物体を不良品貯蔵部へ送り出すために、その微小物体が当該送出開口に位置したとき空気を吹き出す。
【0016】
カメラは、フィーダの先端部と回転テーブルの端面との間において微小物体が空間移動する上下左右位置に4台設けられ、これらによって微小物体の上下左右の4面が撮像される。
【0017】
また、微小物体の前後2面は、上記した固定テーブルの撮像開口が設けられた位置にて撮像される。すなわち、微小物体の前後2面を撮像するカメラは、固定テーブルの撮像開口が設けられた位置において、この撮像開口を挟む固定(回転)テーブルの端面の表裏側に互いに対向させて配置されている。
【0018】
微小物体の前後面は、微小物体が回転テーブルのポケットに収納されて、該回転テーブルの回転によって上記撮像開口に搬送されたときに、撮像開口を挟んで対向して設けたカメラで各々撮像されるのである。
【0019】
上記構成において、回転テーブル及び固定テーブルを立設配置した理由は、以下の通りである。本出願人は、本願と同様の目的で先に回転テーブルの側端面にポケットを形成した装置を出願している。
【0020】
先の出願によれば、現状の回転テーブルの回転速度や、微小物体の大きさ(重さ)には十分に対応できかつ効果があるが、将来的に、処理効率のさらなる向上と微小物体がさらに小さく(軽く)なった場合、回転テーブルの高速回転の遠心力によって微小物体がポケット外に排出される可能性があり、微小物体がさらに小さくなるとこの現象が顕著となる。
【0021】
よって、本出願は、そうした今後に起こりうる現象にいち早く対応するために、上記構成としたのである。すなわち、微小物体を立設配置した回転テーブルの端面に設けたポケットで受けることで、回転テーブルの回転速度を高速にしても微小物体は遠心力によってポケットから排出されることはなく、一旦ポケットに入った微小物体が、何ら特別な措置を講じなくてもポケットの奥に確実に収納され、この状態のまま分別位置まで搬送することが可能となる。
【0022】
そして、立設配置した固定テーブル上に円弧状に、吸引開口、撮像開口、複数の送出開口を設けることで、微小物体の吸引、撮像、及び良品と不良品の送出のタイミングは、全て回転テーブルの所定角度毎の回転速度のみに基づいて行うことができ、各部の同期をとる必要がなくなり、制御が容易になる。
【0023】
また、本発明は、上記構成において、フィーダ先端部を透明な部材で形成することで、微小物体がフィーダから回転テーブルに移動する際、部屋の照明などがフィーダの先端部に反射することが防止され、4台のカメラで正確に微小物体の上下左右4面を撮像することができる。
【0024】
また、本発明は、上記したいずれかの構成において、固定テーブルにおける吸引開口と撮像開口との間、又は撮像開口と送出開口との間に、導通検査用の固定端子を設け、回転テーブルを介した固定端子と対向する位置に接離自在な移動端子を設ければ、カメラによる外観検査のみならず、微小物体が電気素子である場合は、その導通検査をも行うことができる。
【0025】
【実施例】
以下に本発明の微小物体検査装置の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の微小物体検査装置の概略構成を示す。図2は本発明の微小物体検査装置における回転テーブルと固定テーブル周辺を示す。図3は本発明の微小物体検査装置における回転テーブルを示す。図4は本発明の微小物体検査装置における固定テーブルを示す。なお、微小物体やフィーダと回転テーブル間などは実際にはごく僅かの寸法であり、図示においては、拡大し、かつ誇張して示している。
【0026】
図において、1は、例えばコンデンサチップのような微小物体W(以下、ワークWという)の外観や寸法及び本実施例では導通状態をも検査し、検査結果に基づいて良品と不良品とに分別する微小物体検査装置(以下、検査装置という)であり、以下のように構成されている。
【0027】
2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、このフィーダ2は、ワークWを、例えばV字状の溝が形成された搬送路2aに高周波振動を与えつつ先端部の排出部2bに搬送することで整列する。排出部2bは、空間移動するワークWの姿勢が崩れないように無振動状態とされている。
【0028】
フィーダ2は、例えば排出部2bが下方に傾斜し、その勾配が例えば30°とされている。本発明の検出装置1は、フィーダ2を、上記したように構成することで、比較的少ない振動でもってワークWを排出部2bまで速やかに移動させることができる。
【0029】
また、本実施例におけるフィーダ2の排出部2bは、例えばサファイアガラスを用いて無色透明状態としている。本発明の検出装置1は、フィーダ2の排出部2bを、上記したように構成することで、後述するカメラ5A〜5Dの撮像時に照明などが排出部2bで反射することがなくなり、外観検査の精度を向上させることができる。
【0030】
3は、フィーダ2の排出部2bから距離を存して、その端面をフィーダ2と同じく30°傾斜させて立設配置し、所定角度毎に回転する回転テーブルである。この回転テーブル3は、端面表裏面を貫通するワークWより若干大きなポケット3aが円弧状に複数個設けられている。
【0031】
4は、回転テーブル3においてフィーダ2から移動したワークWをポケット3aで受ける面とは反対側に設けられ、その端面を回転テーブル3と同角度で傾斜させて立設配置した固定テーブルである。
【0032】
この固定テーブル4は、その端面において、回転テーブル3が所定角度ずつ回転したときに、移動した各ポケット3aが位置するように、円弧状に順次、次に説明する構成要素が設けられている。
【0033】
固定テーブル4の端面において、フィーダ2の排出部2bと対向する位置には、ワークWを吸引する吸引開口4Aが設けられている。この吸引開口4Aは、ワークWより小さく設計され、この位置で固定テーブル4における回転テーブル3が位置する側とは反対の面側に吸引装置10が接続されている。
【0034】
吸引開口4Aの位置から所定間隔、例えばポケット3aを1つ開けて隣接する位置には、ワークWを撮像するための撮像開口4Bが設けられている。この撮像開口4Bの回転テーブル3側には無色透明なガラス4Baが載置されている。また、撮像開口4Bが設けられた位置には、回転テーブル3及び固定テーブル4を挟む対向した状態で後述するカメラ5E,5Fが設けられている。
【0035】
撮像開口4Bの位置から所定間隔、例えばポケット3aを1つ開けて隣接する位置には、ワークWの導通状態を検査するための後述する固定端子6Aが覗く導通開口4Cが設けられている。また、導通開口4Cが設けられた位置には、回転テーブル3及び固定テーブル4を挟む対向状態で後述の移動端子6Bが設けられている。
【0036】
導通開口4Cの位置から所定間隔、例えばポケット3aを3つ開けて隣接する位置には、本実施例では、検査のうえ良品と判定されたワークWを良品貯蔵部12に送り出すための良品用送出開口4Dが設けられている。
【0037】
さらに、この良品用送出開口4Dは、ワークWより小さく設計され、この位置で固定テーブル4における回転テーブル3が位置する側とは反対の面側に、送出装置11Aが接続されている。また、良品用送出開口4Dの位置で、回転テーブル3における固定テーブル4が位置する側とは反対の面側に、良品貯蔵部12が接続されている。
【0038】
良品用送出開口4Dの位置から所定間隔、例えばポケット3aを1つ開けて隣接する位置には、本実施例では、検査のうえ寸法や外観が不良品と判定されたワークWを不良品貯蔵部13Aに送り出すための不良品用送出開口4Eが設けられている。
【0039】
この不良品用送出開口4Eは、ワークWより小さく設計され、この位置で固定テーブル4における回転テーブル3が位置する側とは反対の面側に、送出装置11Bが接続されている。また、不良品用送出開口4Eの位置で、回転テーブル3における固定テーブル4が位置する側とは反対の面側に、不良品貯蔵部13Aが接続されている。
【0040】
不良品用送出開口4Eの位置から所定間隔、例えばポケット3aを1つ開けて隣接する位置には、本実施例では、検査のうえ導通状態が不良品と判定されたワークWを不良品貯蔵部13Bに送り出すための不良品用送出開口4Fが設けられている。
【0041】
この不良品用送出開口4Fは、ワークWより小さく設計され、この位置で固定テーブル4における回転テーブル3が位置する側とは反対の面側に、送出装置11Cが接続されている。また、不良品用送出開口4Fの位置で、回転テーブル3における固定テーブル4が位置する側とは反対の面側に、不良品貯蔵部13Bが接続されている。
【0042】
5は、フィーダ2の排出部2bと回転テーブル3の間の空間を移動する位置、及び固定テーブル4の撮像開口4Bを介して対向する位置、に各々設けられたカメラであり、ワークWの上下左右面、及び前後面を撮像する。カメラ5は、上下左右前後を各々5A,5B,5C,5D,5E,5Fと示すこととするが、図1においてはカメラ5Cのみは図示していない。
【0043】
6Aは、導通開口4Cに設けた導通検査用の固定端子であり、6Bは、回転テーブル3を介した固定端子6Aと対向する位置に接離自在に設けられた移動端子である。
【0044】
また、既に説明したが、図中において、10は吸引装置、11A,11B,11Cは送出装置、12は良品貯蔵部、13A,13Bは不良品貯蔵部である。図2において、良品貯蔵部12、不良品貯蔵部13A,13Bは、その接続管を省略して模式的に示している。
【0045】
次に上記構成の検査装置1の動作を説明する。
フィーダ2において、搬送路2aを順次ワークWが整列されつつ移動し、排出部2bまで搬送される。吸引装置10は常時吸引状態とされ、回転テーブル3が回転して、吸引開口4Aとポケット3aとが連通状態となったとき、吸引装置10の吸引力が吸引開口4A及び回転テーブル3のポケット3aを介してワークWに及んで排出部2bに位置するワークWが吸引される。
【0046】
よって、本発明の検査装置1は、回転テーブル3の回転時にポケット3aが吸引開口4A上に位置しないときは、ワークWが吸引されないから、ワークWを1個ずつ分離するための別途の機構を要しない。
【0047】
ワークWがフィーダ2からポケット3aに空間移動するときには、カメラ5A〜5Dによって、ワークWの前後左右が撮像され、この撮像データは不図示の画像処理部を介して判定部へ送られる。
【0048】
判定部ではいま撮像したワークWがどのポケット3aに収納されたかが記憶されており、このように記憶されたワークWの上下左右の撮像データに、続いて行われるワークWの前後の撮像データ、及び導通データを順次加えて記憶する。
【0049】
ポケット3aに収納されたワークWは、回転テーブル3の回転によって、カメラ5E,5Fが配置された位置へ搬送されることとなり、ここで、ワークWの前後が撮像され、上記同様に、撮像データを画像処理部を介して判定部へ送る。
【0050】
さらに回転テーブル3が回転すると、固定端子6A及び移動端子6Bが配置された位置へ搬送され、ここで、移動端子5Bの先端をポケット3a内に挿入させ、ワークWの一端に接触させて、導通するか否かを検査する。なお、ワークWの他端は、吸引されたときに固定端子6Aとは接触状態にある。そして、ここでの導通検査結果は、判定部へ送られる。
【0051】
ワークWが導通検査を終えてさらに回転する間に判定部では外観検査結果と、導通検査結果の判定が下され、その結果が不図示の制御部に送られる。制御部は、判定部の判定結果が良品である場合、良品用送出装置11Aを駆動して、ポケット3aから当該ワークWを良品貯蔵部12へ吹き出す。
【0052】
一方、制御部は、判定部の判定結果が外観不良品である場合、不良品送出装置11Bを駆動して、ポケット3aから当該ワークを不良品貯蔵部13Aへ吹き出す。さらに、制御部は、判定部の判定結果が導通不良品である場合、不良品送出装置11Cを駆動して、ポケット3aから当該ワークを不良品貯蔵部13Bへ吹き出す。
【0053】
このように本発明の検査装置1は、回転テーブル3と固定テーブル4の端面を立設配置し、ワークWを回転テーブル3の端面に円弧状に設けたポケット3aで収納するようにしているので、フィーダ2の搬送速度を上げることができ、また、一旦ポケット3aで収納したワークWが不要位置で排出されることがない。
【0054】
また、本発明の検査装置1は、フィーダ2の排出部2bに透明な部材を採用することによって、照明などが排出部2bに反射して誤判定を招くことがなくなり、外観検査を高精度に行うことができる。
【0055】
さらに、本発明の検査装置1は、例えばワークWの前後の外観検査及び導通検査位置と、良品及び不良品の分別判定位置とを離す、つまり上記実施例では導通検査位置からポケット3aを3つ分開けた位置であったところをさらに開けた位置とすることで、回転テーブル3の回転速度をさらに高速化しても、判定時間を確保することができる。
【0056】
さらに、本発明の検査装置1は、回転テーブル3と固定テーブル4の端面でもって空間移動したワークWを受ける構成とすることで、固定テーブル4の表裏面を使って、上記したようにカメラ5E,5Fを設けてワークWの前後面の外観検査を容易に行うことが可能となり、また固定端子6Aを固定テーブル4に、移動端子6Bを回転テーブル3を介して固定端子6Aと対向する位置に配置して導通検査を容易に行うことが可能となる。
【0057】
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、例えば上記実施例では、排出部2bは、ワークWの空間移動方向から見て鉛直線を中心に左右対称となるV字状としていたが、このV字状を鉛直線から左右どちらかに例えば15°傾けるようにしてもよい。
【0058】
このようにすれば、排出部2bにおいて予めワークWの重心を偏らせておくことができるので、ワークWの空間移動中の姿勢が崩れることが少なくなり、カメラ5による外観検査精度は、一層向上する。
【0059】
また、例えば回転テーブル3の径を大きくすることで、ポケット3aの数や、吸引開口4A、撮像開口4B、導通開口4C、送出開口4D〜4Fの間隔を適宜設定することができる。ただし、当然ではあるが、送出開口4D〜4Fは、吸引開口4A、撮像開口4B、導通開口4Cの回転上流側に位置することはあり得ないが、導通開口4Cが撮像開口4Bの回転上流側に位置すること、及び送出開口4E,4F(不良品用)が送出開口4D(良品用)の回転上流側に位置してもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明の微小物体検査装置は、円弧状にその表裏面を貫通するポケットが形成された回転テーブルと、吸引開口、撮像開口、及び複数の送出開口、を順次円弧状に配置した固定テーブルとの端面を立設配置し、回転テーブルとフィーダの先端部との間の空間を移動する位置、及び固定テーブルの撮像開口を介して対向する位置に、微小物体の上下左右面、及び前後面を撮像するカメラを設けたので、微小物体の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。
【0061】
また、本発明の微小物体検査装置において、フィーダ先端部を透明な部材で形成すれば、フィーダ先端部に照明が反射することがなくなり、カメラによる外観検査の誤判定を低減することができる。
【0062】
また、本発明の微小物体検査装置において、固定テーブルにおける吸引開口と撮像開口との間、又は撮像開口と送出開口との間に、導通検査用の固定端子を設け、回転テーブルを介した前記固定端子と対向する位置に接離自在な移動端子を設ければ、外観検査のみならず、導通検査をも行うことができ、微小物体が電気素子の場合は導通検査結果も考慮して良品と不良品とを分別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の微小物体検査装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の微小物体検査装置における回転テーブルと固定テーブル周辺を示す斜視図である。
【図3】本発明の微小物体検査装置における回転テーブルを示す図である。
【図4】本発明の微小物体検査装置における固定テーブルを示す図である。
【符号の説明】
1 (微小物体)検査装置
2 フィーダ
2a 排出部
3 回転テーブル
3a ポケット
4 固定テーブル
4A 吸引開口
4B 撮像開口
4C 導通開口
4D 送出開口(良品)
4E 送出開口(外観不良品)
4F 送出開口(導通不良品)
5A〜5F カメラ
6A 固定端子
6B 移動端子
Claims (2)
- 微小物体を気流搬送して外観などを検査し、検査結果に基づいて微小物体を良品と不良品とに分別する微小物体検査装置であって、多数の微小物体を整列させるフィーダと、このフィーダの先端部から若干の距離を存してその端面が立設配置され、該端面上において、円弧状に順次、前記フィーダの先端部と対向する位置に設けられ、微小物体を吸引する吸引装置が接続された吸引開口、この吸引開口の位置から所定間隔を存した隣接位置に設けられ、微小物体前面を撮像するための撮像開口、及びこの撮像開口の位置から所定間隔を存した隣接位置に設けられ、分別した微小物体を送出する複数の送出開口、を設けた固定テーブルと、この固定テーブルにおける前記フィーダ側の端面上に回転自在に設けられ、その表裏面を貫通したポケットが前記吸引開口、撮像開口、及び送出開口上を通過するよう複数個円弧状に配列された回転テーブルと、この回転テーブルと前記フィーダの先端部との間の空間を移動する位置、及び前記固定テーブルの前記撮像開口を介して対向する位置に、微小物体の上下左右面、及び前後面を撮像するカメラを設け、さらに、前記固定テーブルにおける前記吸引開口と前記撮像開口との間、又は前記撮像開口と前記送出開口との間に、導通検査用の固定端子を設け、前記回転テーブルを介した前記固定端子と対向する位置に、該固定端子に対して接離自在な移動端子を設けたことを特徴とする微小物体検査装置。
- フィーダ先端部を透明な部材で形成したことを特徴とする請求項1記載の微小物体検査装置。
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