JP2003190882A

JP2003190882A - 粒体検査装置

Info

Publication number: JP2003190882A
Application number: JP2001391741A
Authority: JP
Inventors: Motomichi Ito; 元通伊藤; Takushi Ueda; 拓志上田
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2001-12-25
Filing date: 2001-12-25
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の粒体検査装置は、粒体の大きさや重
量によらず汎用的に粒体の形状特徴量を高精度に検出
し、確度良く分別する粒体検査装置を提供することを目
的としている。【解決手段】上記の目的を達成するため、本発明の粒
体検査装置は、静電気力により粒体の吸着と分散と搬送
を行う分散搬送手段と、分散搬送手段に吸着保持された
粒体の形状特徴量を検出する検出手段とを有し、前記分
散搬送手段は粒体が載置される主面が平面または曲面を
なした第１の絶縁体からなる絶縁レールと、絶縁レール
の主面の反対面に密接し設けられた電極体とを備え、前
記電極体は、第２の絶縁体と、第２の絶縁体に略平行に
設けられた複数の電極とを備え、前記絶縁レール主面上
に粒体を吸着し搬送し分散することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒体の形状検査装
置に関わり、特に多数の球体から連球を検出するのに好
適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】金属や樹脂或いはガラスなどの溶融体か
ら粒体を製造する方法は種々あり、得られた粒体は様々
の分野で使用されている。例えば半田ボールなどの金属
粒体では、溶解した溶融金属を気中または溶媒中に吐出
して冷却し球状の粒体を得ている。この製造方法におい
ては、単独の粒体（単球）以外に単球が複数個連なった
連球と称される異形粒体が発生することがある。ほぼ同
径の単球が結合した連球は、篩を用いた分級工程によ
り、かなりの確度で除去することができる。しかし、例
えば直径の異なった単球が結合した連球（以下、異径連
球と呼ぶ）の中には篩を通り抜けてしまうものもあるた
め、篩を用いる分級を行なった後に異形連球を分別する
工程を設けることが行われている。

【０００３】連球を分別する方法としては、帯状斜面を
用いた斜面転がしと呼ばれる方法（公知例１）が知られ
ている。これは、単球が斜面に沿って真っ直ぐに転がり
落ちるのに対し、連球は斜面を左右に振れながら落下す
る現象を利用し、斜面の幅を調整して単球を斜面の下部
に落下させ、連球を斜面の左右に振分けて分別するもの
である。特開平１１−３１９７２２号（公知例２）に
は、異径連球を分別できるようにした装置が提案されて
いる。これは、単球と連球の混合した粒子を傾斜面に供
給するための供給装置と、粒子を落下させるための傾斜
面と、傾斜面から転がり落ちてくる単球を回収する回収
部から構成され、供給部と傾斜面との間または傾斜面の
途中に粒子の落下方向と平行な溝を持つ構造部を設けた
ことを特徴としたものである。すなわち、異径連球が溝
を通過する際に結合した単球の中心を連ねて形成される
連球の中心軸が落下方向に一致するようになり、小球が
溝と大球との間でくさびとして作用し、回転落下が停止
することを利用するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】公知例１の方法は、平
坦な斜面を利用した簡便な設備で分別を行うため、製造
コストの点では有利であるが、分別の確度が低いという
問題がある。すなわち、連球であっても、ほぼ同径の単
球が結合した連球が中心軸を傾斜方向に直交するように
回転した場合や、連球の一方が極端に小さくて単球に近
い場合は、単球と同じように斜面に沿って転がり落ちる
ため、斜面下部に配設した単球収納部の中に入ってしま
う。また、斜面に大量の粒子を供給すると、単球に押さ
れて斜面の下部に達して単球収納部の中に入ってしまう
連球が増加する。また逆に、単球同士が衝突して左右に
落下し連球と見なされてしまう単球が増加し、その割合
は供給量の約１０％にも達することがある。

【０００５】また、公知例２の装置で分別する場合、連
球を溝途中で確実に停止させて分別するためには、溝の
傾斜角度、形状、寸法、面粗さなどを、選別する単球の
仕様に応じて予め設定しておく必要がある。しかし、実
際の製造ラインで発生する種々の寸法の異径連球に対し
て適用できるようにすることは、極めて困難である。す
なわち、異径連球と言っても小球と大球とが同程度の直
径を有するような連球から、小球が極端に小さくて単球
と区別できないようなものまで種々あり、おのおの回転
落下の形態が異なる。このため、略同径の単球が結合し
た連球の中には中心軸が落下方向に一致してもくさび作
用が働かないものや、また単球と見なせるような連球の
中には大球のみが回転するものなど、連球の中には溝途
中で停止せずにそのまま落下してしまうものがあり、分
別の確度に問題がある。また、溝途中に停止した連球を
排除するためには、連球が停止した時に分別装置を停止
させなければならないが、連球が停止していることを検
知することができないため、短い間隔で定期的に運転を
中断して、連球が停止しているか否かを確認しなければ
ならず、処理能力の点でも問題がある。さらに球体が微
小・軽量となった場合は、球体が回転落下する傾斜面の
表面粗さの不均一さや球体自身の帯電や球体への水分吸
着などの、自重が重い場合は無視出来た要因により球体
が傾斜面に吸着し又は球体同士が凝着し、球体の回転落
下が妨げられ一部落下しない球体も発生する為に分別の
確度が低下するという問題がある。

【０００６】上述したように、傾斜を利用して連球を分
別する方法は分別の確度が低いため連球の混入が皆無に
近いような厳しい仕様の検査には適用することが出来
ず、また処理能力を高めることも難しい。従って本発明
は、粒体の大きさや重量によらず汎用的に粒体の形状特
徴量を高精度に検出し、確度良く分別する粒体検査装置
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】上記課題を解決するため
に１）本発明の粒体検査装置は、静電気力により粒体の吸
着と分散と搬送を行う分散搬送手段と、分散搬送手段に
吸着保持された粒体の形状特徴量を検出する検出手段と
を有し、前記分散搬送手段は粒体が載置される主面が平
面または曲面をなした第1の絶縁体からなる絶縁レール
と、絶縁レールの主面の反対面に密接し設けられた電極
体とを備え、前記電極体は、第２の絶縁体と、第２の絶
縁体に略平行に設けられた複数の電極とを備え、前記絶
縁レール主面上に粒体を吸着し搬送し分散することを特
徴としている。また、前記第１の絶縁体は誘電率が４以
下で電気抵抗率が１０^１４Ωｃｍ以上の絶縁材からなる
ことが好ましい。２）本発明の粒体検査装置は、静電気力により粒体の吸
着と分散と搬送を行う分散搬送手段と、分散搬送手段に
吸着保持された粒体の形状特徴量を検出する検出手段と
を有し、前記分散搬送手段は、粒体が載置される主面が
平面または曲面をなした第1の絶縁体からなる絶縁レー
ルと、絶縁レールの主面の反対面に密接し設けられた電
極体とを備え、前記電極体は、第２の絶縁体と第２の絶
縁体に略平行に設けられた複数の電極と、第２の絶縁体
の絶縁レールに相対する面に誘電率が４以上の絶縁材か
らなる第３の絶縁体とを備え、前記絶縁レール主面上に
粒体を吸着し搬送し分散することを特徴としている。ま
た、前記第１の絶縁体は誘電率が４以下で電気抵抗率が
１０^１４Ωｃｍ以上の絶縁材からなることが好ましい。
また、前記第３の絶縁体は、誘電率が４〜１２で電気抵
抗率が１０^８〜１０ ^１２Ωｃｍの絶縁材からなることが
好ましい。３）本発明の粒体検査装置は、前記絶縁レールと前記電
極体はおのおの相対的に移動できることを特徴としてい
る。４）本発明の粒体検査装置は、前記検出手段は検査部に
おいて粒体を表面上方と接線方向とから撮像するカメラ
を有し、粒体を上方から撮像した画像と接線方向から撮
像した画像を画像処理し、所定論理に基づき異形粒体の
判定を行うことがでできる。５）本発明の粒体検査装置は、単球と連球の混在した球
体の中から、小球の直径が大径の直径の０．２倍以上あ
る異径連球を検出することができることを特徴としてお
り、半田ボールの異形連球の検出に好適である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図面に
より説明する。なお以下で説明する実施例は半田ボール
において単球と連球を分別するものであるが、本発明は
これに限定されるものではなく、半田ボールほど明確な
球状体でないものや、主要に構成される材料が鉄やアル
ミニウムや銅等の金属、プラスティックや紙等有機化合
物やセラミックスやガラス等無機化合物の非金属である
粒体であっても、分極により電荷が発生する粒体であれ
ば適用することが可能である。

【０００９】（実施例１）図１に本発明の粒体検査装置
の一例の側面図を示す。粒体検査装置は、半田ボール６
の吸着と搬送と分散を行う分散搬送手段１と、分散搬送
手段１の外周直上に設定された検査部Ａに配置された検
出手段３と、検査部Ａ上流の供給部Ｂに設けられた供給
手段２と、検出部Ａ下流の除去部Ｃに設けられた連球の
除去手段４と、除去部Ｃ下流の回収部Ｄに設けられた回
収容器５を備えている。半田ボール６は供給手段２によ
り供給部Ｂで分散搬送手段１へ供給され、供給された半
田ボール６は供給部Ｂから回収部Ｄまで吸着搬送され
る。また、以下で詳細に説明する様に供給部Ｂから検査
部Ａに至るまでの搬送過程において個々に検出可能な状
態に半田ボール６は分散される。分散された半田ボール
６は検査部Ａで検出手段３により連球の有無が検査さ
れ、検出された連球は除去部Ｃで除去手段４により除去
され、残った単球のみが回収部Ｄで回収容器５に回収さ
れる。

【００１０】以下、上記各構成手段について詳細に述べ
る。分散搬送手段１は、絶縁レール１１と電極体１０と
支持部材１２を備えている。電極体１０は、その長手方
向が支持部材１２の中心軸に対し直角な方向に、支持部
材１２の外周全長に密着して設けられている。支持部材
１２は、中心軸が水平になるように軸受けで支持された
ドラム体で、モータ等で回転可能に構成されており、よ
って支持部材１２外周に設けられた電極体１０は水平な
軸回りに矢印方向に回転できる。絶縁レール１１は、半
田ボールの供給部Ｂから回収部Ｄの範囲に、その下面が
電極体１０外周に密着しかつ絶縁レール１１自体は動か
ない様に固定部材（図示せず）に取付けられている。

【００１１】図２（ａ）に実施例１の分散搬送手段１
（以下第1の分散搬送手段と称す。）の詳細な構成を示
す。第１の分散搬送手段１においては、絶縁レール１１
は帯状の第１の絶縁体１１１により形成され、電極体１
０は帯状の第２の絶縁体１０１と第２の絶縁体１０１内
部に長手方向に略直交し第２の絶縁体１０１の幅とほぼ
等しい長さで所定のピッチになるように略平行に配置さ
れた複数の電極１０２より形成されている。

【００１２】ここで絶縁レール１１を形成する第１の絶
縁体１１１は誘電率が４以下と低誘電率で、電気抵抗率
は１０^１４Ωｃｍ以上の性能を有することが好ましく、
さらに本分散搬送手段を製造設備の一部として組込み易
くする為、絶縁材はエポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどの材料を用いると良い。また電極体１０
長手方向の電極１０２の断面形状は図２（ａ）では略矩
形状であるが、対象とする粒体の材質や大きさ、処理能
率や検出精度等を考慮し線状又は円状等任意の形状にす
ることが出来、電極１０２の材料についても銅や銀等の
電極材料を適宜選択することが出来る。

【００１３】図５（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ第１の分
散搬送手段の動作状態を説明する。絶縁レール１１の主
面上へ、半田ボール６が図面右側の供給手段（図示せ
ず）より供給される。各電極１０２には電源装置（図示
せず）から２相の矩形波交番電圧が印可されるようにな
っており、図５（ａ）に示すように供給側から搬出側に
向かって順次配置された電極１０２ａ・１０２ｂ・１０
２ｃ・１０２ｄ・…に、例えば＋、−，＋，−，…と極
性を交互に変えて２相の矩形波交番電圧が印可される。

【００１４】電圧が印加された時の、電極近傍の絶縁レ
ール、電極体及び半田ボールに表れる電荷の状況を図３
（ａ）に模式的に表す。電極１０２近傍の絶縁レール１
１と電極体１０の絶縁体は誘電分極し、絶縁レール１１
表面には電極の極性（例えば＋とすると）と同極性
（＋）の電荷が表れる。従って、絶縁レール１１表面に
表れた電荷により、絶縁レール１１上に供給された半田
ボール６は静電誘導により帯電する。絶縁レール１１表
面に表れる電荷の極性が＋の箇所では半田ボール６の下
面は異極性（−）に帯電され、極性が−の箇所では半田
ボール６の下面は＋に帯電され、半田ボール６は絶縁レ
ール１１表面に静電気力で吸着される。

【００１５】しかし、図４において右方に示すように、
供給手段より供給された直後の半田ボール６は、絶縁レ
ール１１表面に静電気力で吸着されているものの、半田
ボール６は互いに接触したり、重なり合ったりと無造作
の状態となっている。その後電圧を印加したままの状態
で、支持部材（図示せず）を回転駆動すると図５(ｂ)お
よび（ｃ）に示すように電極体１０２は供給側から搬出
側へ移動する。この時電極１０２の移動に追従して絶縁
レール１１の分極状態も矢印方向に移動し、絶縁レール
１１上の半田ボール６は絶縁レールの分極領域に引き付
けられて電極１０２と共に移動し、搬出側へ搬送され
る。また同一極性の電極上の半田ボールは全て同じ極性
を持つため、搬送が進むにつれ図４において左方に示す
ように、個々の半田ボールは互いに一定の距離を保って
分散する状態となる。

【００１６】図１の供給手段２は、例えば振動式パーツ
フィーダを利用することができる。パーツフィーダに連
なるシュートの先端部は、絶縁レール１１の幅範囲を包
含し、絶縁レール１１の表面にほぼ接するように設けら
れ、絶縁レール１１との間で半田ボール６は貯留され、
絶縁レール１１へと半田ボール６は供給される。

【００１７】検出手段３は、分散搬送手段１の検査エリ
アである頂部Ａを上方から撮像するように配設されたＣ
ＣＤカメラ３１と、円周方向の接線方向から撮像するよ
うに配設されたＣＣＤカメラ３２との撮像手段を有し、
ＣＣＤカメラ３１とＣＣＤカメラ３２の信号が入力され
る判定手段（図示せず）とを備えている。ＣＣＤカメラ
３１はリング照明（図示せず）による落射照明で半田ボ
ール６の平面画像を撮像し、ＣＣＤカメラ３２は接線方
向に対向して照射される平行光で半田ボール６の正面画
像を撮像し、得られた平面画像と正面画像を処理し所定
論理に基づいて半田ボール６が連球であるかどうかを判
断する。

【００１８】以下、半田ボール６の代表的な性状の撮像
画像と、これに対する連球判定論理を、図９、１０をも
とに説明する。図９はＣＣＤカメラ３１により得られた
平面画像の模式図で、図１０はＣＣＤカメラ３２により
得られた正面画像の模式図であり、識別子符号が同じも
のは同じ半田ボールに対するものであることを示してい
る。図９、１０（ａ）は両画像とも円形を呈しており、
単球６０であることを示している。

【００１９】図９、１０で（ｂ）は平面画像が単球と同
じ円形であるが、正面画像には単球６０と大径球６２が
突出して観察されていることから、それが同径球の付着
した連球６３であって、かつ絶縁レール１１上に直立し
た状態と判断できる。（ｃ）は（ｂ）と同様、絶縁レー
ル１１上に球６０が直立した状態であるが、正面画像で
観察した突出量が単球６０より小さいことから、それが
小径球６１の付着した連球と判断できる。（ｄ）と
（ｅ）は正面画像では計測した突出量が少ないものの、
平面画像の結果から連球６２が絶縁レール１１上に横転
した連球と判断される。（ｆ）は単球６０の０.１７倍
以下の直径の小径球６１を有する連球６３であるが、平
面画像及び正面画像の結果を組み合わせても判別困難な
ボールであり、本発明の方法による検出限界となる。半
田ボール６は、全てが単球６０であることが望ましいこ
とは言うまでもないが、この程度の大きさの余剰ボール
が付着した連球は、ハンダリフロー時の体積変化が無視
できるので機能上で問題にならないとされており本発明
で対応できることがわかる。また上述した連球判定処理
においては、撮像画像から輪郭線の抽出や、その曲率、
中心座標、頂部座標などの算出を行うが、これは公知の
画像処理技術で対応することができる。なお図１では、
２方向から半田ボールの状態を撮像しているが、検出手
段として半田ボールの濃淡画像等を計測し立体形状を認
識できる検出手段を用いれば撮像手段は１つでも良い。

【００２０】上記判定手段において連球６３であると判
断した場合、検出手段３からは不良品検知信号が出力さ
れ、当該連球６３は除去部Ｃで除去手段４により絶縁レ
ール１１から除去され、単球６０は更に搬送されて回収
部Ｄで回収容器５内に回収される。人で除去をする場合
は分散搬送手段１の回転を停止するようにすればよい
し、自動で除去する場合は吸着ハンドを備えたロボット
を用いるなど、公知の技術で容易に実現することがで
き、分散搬送手段１主面の幅方向における不良品の位置
情報をもとに、不良品だけを取り除くように作動するこ
とができる。

【００２１】図1では、粒体の吸着と搬送と分散を第1の
分散搬送手段にて行っているが、図２（ｂ）に示す分散
搬送手段（以下第２の分散搬送手段と称する）でも同様
な動作を行うことが出来る。第２の分散搬送手段におい
て、電極体１０は、帯状の第２の絶縁体１０１と、第２
の絶縁体１０１内部に長手方向に略直交し第２の絶縁体
１０１の幅とほぼ等しい長さで所定のピッチになるよう
に略平行に配置された複数の電極１０２と、第２の絶縁
体１０１の絶縁レール１１に相対する面に設けられた誘
電率が４以上の第３の絶縁体１０３により形成されてい
る。

【００２２】第３の絶縁体１０３は、誘電率が４〜１２
と比較的誘電率が高く、電気抵抗率が１０^８〜１０^１２
Ωｃｍ程度の導電性を有する絶縁材料であることが好ま
しい。この絶縁材料としては、加工性、成形性のよい有
機性材料が好ましく、例えば、フェノール樹脂、ケイ素
樹脂、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アセチルセルロー
ス、アセチルブチルセルロース、ウレタンエラストマ
ー、クロロプレンゴム、二トリルゴムおよびこれらの混
合物などを使用でき、適宜カーボンブラックを配合した
りすることで上記記載範囲の任意の好ましい電気抵抗
率、誘電率とすることができる。

【００２３】第２の分散搬送手段の動作状況は第１の分
散搬送手段と同様であるが、図３（ｂ）に示すように電
極に電圧が印加された時の、電極近傍の絶縁体に表れる
電荷の状況が相違する。図３（ｂ）において分極により
表れる電極１０２と絶縁レール１１主面と半田ボール６
の極性の関係は第１の分散搬送手段と同様であるが、第
３の絶縁体１０３は上部の絶縁レール１１に比べて高誘
電率を有する絶縁材料であるため、第１の分散搬送手段
に比べ広い範囲で分極は生じ、また絶縁レール１１主面
において分極により表れる電荷は、ほぼ第３の絶縁体１
０３に表れた電荷に対向する程度あるいはそれ以下の範
囲となる。よって、第２の分散搬送手段は、第１の分散
搬送手段に比べ絶縁レール１１上に吸着できる半田ボー
ル６の占有率が高まるので搬送効率が向上し、かつ半田
ボールの様に粒体を構成する材料が誘電率の低い金属で
ある場合でも安定した吸着状態を保つことが出来る。

【００２４】図３を参照しつつ、第１の分散搬送手段と
第２の分散搬送手段の搬送効率を比較した実験例の説明
を行う。図３（ｂ）は、第２の分散搬送手段の実験例で
あり、幅５ｍｍの帯状電極１０２を、１０ｍｍ間隔に設
け、３ｋＶの電圧を印加した時の、直径が０．６ｍｍの
半田ボール６の分散状態を示すものである。半田ボール
６は、絶縁レール１１上に８〜１２ｍｍの範囲に、ほと
んど相互に接することなく分散し、吸引されて安定状態
であった。図３（ａ）は、第１の分散搬送手段の実験例
であり、上記第２の分散搬送手段の実験装置より第３の
絶縁体１０３を取り除き、第１の分散搬送手段の構成と
した場合であり、球体は３〜４ｍｍと狭い範囲でしか吸
引されなかった。これは絶縁レール１１の誘電率が低い
ため、分極が狭い範囲でしか生じないためであるが、第
１の分散搬送手段は例えばプラスティックやセラミック
ス等の比較的誘電率の高い粒体の分散搬送手段としては
有用である。なお図３（ａ）の絶縁レール１１を図３
（ｂ）の第３の絶縁体１０３と同一材料で形成した場合
は、半田ボールが電極位置間を移動して不安定であっ
た。これは、絶縁レール内で電流が流れるため帯電され
ている表面の半田ボールが絶縁レールより電子の供給を
受け或いは絶縁レールへ電子を排出し、絶縁レールの表
面と同極になるため、絶縁レールとの間で反発力が発生
するためである。

【００２５】上記電極体は、図２（ｃ）に示すように、
複数の電極１０２を第２の絶縁体１０１上面に長手方向
に略直交し第２の絶縁体１０１の幅とほぼ等しい長さで
所定のピッチになるように略平行に設けるようにして
も、また、図２（ｄ）に示すように、複数の電極１０２
を第２の絶縁体１０１の絶縁レール１１に相対する面に
長手方向に略直交し絶縁体１０１の幅とほぼ等しい長さ
で所定のピッチになるように略平行に配置し、誘電率が
４以上の第３の絶縁体１０３を電極１０２上部に設ける
ようにしても、上記分散搬送手段と同様な動作を行うこ
とができる。

【００２６】（実施例２）実施例１では絶縁レール１１
を固定し、電極体１０を移動できる様に構成したが、図
７に示すよう絶縁レール１１を移動できる様にし、電極
体１０を固定しても良い。本実施例の基本構成は実施例
１と同様であるが、分散搬送手段１はベルトコンベヤ的
に配置された絶縁レール１１と、電極体１０と、前記ベ
ルトコンベヤ的に配置された絶縁レール１１の両端円弧
部の内周面にその外周面が密着するように配置されたプ
ーリー１３１、１３２とを有している。前記電極体１０
は、ベルトコンベヤ的に配置された絶縁レール１１の供
給部から回収部に対応する領域の上辺の下面に電極体１
０の上面が密着しするよう固定部材（図示せず）により
固定されている。また、前記プーリー１３１、１３２は
その中心軸が軸受けで支持され、プーリー１３１はモー
タ等で回転可能に構成されており、プーリー１３１が矢
印の方向に回転すると、絶縁レール１１はそれに伴い移
動する。なお本実施例では検出手段３における撮像手段
ＣＣＤカメラ３２は、光軸が半田ボール６の搬送方向に
直交するように設置することになり、一群の半田ボール
中に連球が有るか無いかの判定となる。供給部にて絶縁
レール１１主面上に供給された半田ボール６は、実施例
１と同様な動作により分別される。

【００２７】（実施例３）上記実施例１、２の分散搬送
手段における粒体の吸着と搬送と分散の動作は、絶縁レ
ールまたは電極体を移動させて行うものであったが、図
８に示す様に絶縁レール１１または電極体１０を移動さ
せなくても同様な動作を行うことが出来る。図８の粒体
検査装置の基本構成及び動作は上記実施例２と同様であ
るが、分散搬送手段１は絶縁レール１１とその下部に電
極体１０を有し、絶縁レール１１と電極体１０は一体化
され固定部材（図示せず）に固定されている。

【００２８】図６を用いて図８の分散搬送手段１の動作
状況を説明する。分散搬送手段１への半田ボール６の供
給手段、電極へ電圧を印可する手段及び半田ボール６が
絶縁レール１１の主面上へ吸着される動作は上記実施例
１，２と同様である。半田ボール６が吸着された後、電
圧をＯＦＦし（０ボルトとし）、次に電圧の極性を変え
て印加する。この時、搬送先側にある電極の方から、わ
ずかに早く印加していく。これにより、図６（ｂ）に示
すように、例えば電極１０２ｃにより、それまで＋の電
荷が表れていた絶縁レール１１表面に−の電荷が表れる
ことにより、電極１０２ｂにより吸引されていた＋に帯
電している半田ボール６ｂが、電極１０２ｃ方向に吸引
されて移動することになる。この現象は搬送先側から生
じるので、半田ボールは順次前方に移動することができ
る。同様な操作を繰返すことにより、図６（ｃ）に示す
ように電極ピッチ分ずつ半田ボールは搬送される。なお
図２（ｂ）、（ｃ）または（ｄ）に示される各分散搬送
手段においても、絶縁レール１１と電極体１０を一体化
することにより上記と同様な動作を行うことができる。
実施例３においては、分散搬送手段の動作は電極の極性
を変化させることで実施出来るため搬送と分散の制御を
電気的に任意に行うことができ、また前記実施例１、２
の様に電極体を移動させる機構が不要なことから装置の
構成が簡単にできる。

【００２９】本発明の粒体検査装置における電極の極性
配列パターンは、上記実施例における分散搬送手段の動
作説明に限定されることはなく、半田ボールの材質や寸
法、搬送量に合せて適宜設定すればよい。例えば電極の
極性配列パターンを＋、＋、―、―、…と印可すること
により同極の電極間にも電極と異なる極性の半田ボール
が吸着され、絶縁レール上の半田ボールの占有率が高め
られるので搬送効率を向上することが出来る。

【００３０】本発明の粒体検査装置における検出手段
は、粒体の形状、材質、検出目的または検出精度に応じ
レーザセンサーやレーザ干渉計等の光学式センサー、ダ
イヤルゲージや空気マイクロメーター等の機械式センサ
ー、渦電流変位計や静電容量式変位計等の電磁気式セン
サー等の測長機器を適宜選択することができ、検出方向
も適宜選択すれば良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粒体検査
装置は次の効果を有している。（１）発明の粒体検査装置は静電気力に基づいた分散搬
送手段を有しているので、分極可能な材料で構成された
粒体であれば粒体の大きさや重量によらず吸着と搬送と
分散が汎用的に実施可能であり、微小軽量な粒体であっ
ても確実に分散させて検査を行なうことができる。（２）粒体の仕様が変る場合でも装置の調整が少なくな
り、また異形粒体の除去や粒体の回収を連続して行うこ
とが可能であるので効率的に検査を行うことが出来る。（３）分散搬送手段により粒体は距離を保ち個々に分散
し、正常な粒体が凝集し異形粒子状となることを防止す
ることが出来るので、検出手段において正常な粒体を異
形粒体と誤判別する恐れが少ない。（４）検出手段により個々の粒体の形状特徴量を高精度
に検出でき、静電気力により分散搬送手段に吸着された
粒体は容易に移動することが無いため、検出された異形
粒体は除去手段により確実に除去することが出来る。（５）粒体の形状特徴量を複数方向から検出し、複数の
データから判断するので確度良く異形粒体を判断するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粒体検査装置の実施例１を示す側面図
である。

【図２】本発明の粒体検査装置の分散搬送手段を示す図
である。

【図３】粒体の帯電状況を示す図である。

【図４】粒体の分散動作を示す図である。

【図５】実施例１、２における粒体の搬送動作を示す図
である。

【図６】実施例３における粒体の搬送動作を示す図であ
る。

【図７】本発明の粒体検査装置の実施例２を示す側面図
である。

【図８】本発明の粒体検査装置の実施例３を示す側面図
である。

【図９】分散搬送手段に吸着保持された半田ボールの各
性状の平面画像を示す図である。

【図１０】分散搬送手段に吸着保持された半田ボールの
各性状の正面画像を示す図である。

【符号の説明】

１：分散搬送手段、２：供給手段、３：検出手段、４：
除去手段、５：回収容器、６：半田ボール、１０：電極
体、１１：絶縁レール、１２、支持部材、３１：ＣＣＤ
カメラ、３２：ＣＣＤカメラ、１０１第２の絶縁体、１
０２：電極、１０３：第３の絶縁体、１１１：第１の絶
縁体、６０：単球、６１：小径球、６２：大径球、６
３：連球

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA01 AA90 AB20 CA04 DA01 DA08 DA13 3F021 AA01 BA05 CA12 DA01 3F079 AB01 BA06 BA11 CA23 CB30 CC01 DA01 DA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電気力により粒体の吸着と分散と搬送
を行う分散搬送手段と、分散搬送手段に吸着保持された
粒体の形状特徴量を検出する検出手段とを有し、前記分
散搬送手段は、粒体が載置される主面が平面または曲面
をなした第１の絶縁体からなる絶縁レールと、絶縁レー
ルの主面の反対面に密接し設けられた電極体とを備え、
前記電極体は、第２の絶縁体と、第２の絶縁体に略平行
に設けられた複数の電極とを備え、前記絶縁レール主面
上に粒体を吸着し搬送し分散することを特徴とする粒体
検査装置。
【請求項２】静電気力により粒体の吸着と分散と搬送
を行う分散搬送手段と、分散搬送手段に吸着保持された
粒体の形状特徴量を検出する検出手段とを有し、前記分
散搬送手段は、粒体が載置される主面が平面または曲面
をなした第1の絶縁体からなる絶縁レールと、絶縁レー
ルの主面の反対面に密接し設けられた電極体とを備え、
前記電極体は、第２の絶縁体と、第２の絶縁体に略平行
に設けられた複数の電極と、第２の絶縁体の絶縁レール
に相対する面に誘電率が４以上の絶縁材からなる第３の
絶縁体とを備え、前記絶縁レール主面上に粒体を吸着し
搬送し分散することを特徴とする粒体検査装置。
【請求項３】請求項２に記載の粒体検査装置におい
て、前記第３の絶縁体は、誘電率が４〜１２で電気抵抗
率が１０^８〜１０^１２Ωｃｍの絶縁材からなることを特
徴とする粒体検査装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の粒体
検査装置において、前記第１の絶縁体は誘電率が４以下
で電気抵抗率が１０^１４Ωｃｍ以上の絶縁材からなるこ
とを特徴とする粒体検査装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の粒体
検査装置において、前記絶縁レールと前記電極体はおの
おの相対的に移動できることを特徴とする粒体検査装
置。
【請求項６】請求項１乃至５いずれかに記載の粒体検
査装置において、前記検出手段は検査部において粒体を
絶縁レールの主面上方と接線方向とから撮像するカメラ
を有し、粒体を上方から撮像した画像と接線方向から撮
像した画像を画像処理し、所定論理に基づき異形粒体の
判定を行うことを特徴とする粒体検査装置。
【請求項７】請求項１乃至６のいずれかに記載の粒体
検査装置において、単球と連球の混在した球体の中か
ら、小球の直径が大径の直径の０．２倍以上ある異径連
球を検出することができることを特徴とする粒体検査装
置。