フィルム検査装置
【課題】本発明の目的は、製造時にフィルムに生じた欠陥を精度良く検出できるフィルム検査装置を提供することにある。
【解決手段】検査装置１０は、フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射して正反射光を形成させる光照射装置１６と、欠陥を検出するためのセンサ１８とを備える。フィルム１２には光の帯２２が生じ、センサ１８はその間の暗部２４を検出領域とする。通常、センサ１８の受光量は低いが、欠陥によって散乱光が生じると受光量が高くなり、欠陥を検出できる。
【解決手段】検査装置１０は、フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射して正反射光を形成させる光照射装置１６と、欠陥を検出するためのセンサ１８とを備える。フィルム１２には光の帯２２が生じ、センサ１８はその間の暗部２４を検出領域とする。通常、センサ１８の受光量は低いが、欠陥によって散乱光が生じると受光量が高くなり、欠陥を検出できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの製造時に生じる欠陥を検査するためのフィルム検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の用途に単層または多層のフィルムが使用されている。フィルムの製造時に種々の要因によってピンホール、フィッシュアイ、クラックなどの欠陥が生じる。例えば、ピンホール３２ａはベースフィルム３６の上に積層したコーティング層３８が欠ける欠陥である（図１２）。フィルムの種類や使用用途によって欠陥の数や大きさなどの許容値が設けられている。したがって、フィルムの製造時に欠陥を検査し、製造されたフィルムの良否を判定する必要がある。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１にフィルムの検査装置が開示されている。この検査装置は、ロールの上にきたフィルムに帯状の光を照射し、光の反射光をセンサで検知するものである。フィルムはロールの上では曲面になるため、光の帯は中心軸から離れるにしたがって輝度が低下する。光の照射装置とシートの間に遮光マスクを配置して、光の帯の側部のみをフィルムに照射する。フィルムには輝度が低下した光のみが照射され、その反射光をセンサで検知する。欠陥によって光が散乱すれば、欠陥が暗部となって現れる。光の輝度が低いため、ハレーションを起こしにくく、ハレーションによる欠陥の検出漏れが低減される。
【０００４】
しかし、光の輝度が小さくなっているため、反射光と欠陥による暗部との差が小さくなる。差を大きくするために、センサの感度を上げるとノイズが多くなる。したがって、欠陥を正確に検出できないおそれがある。特にフィルムの高機能化により、微小な欠陥検出を求められる場合もあり、特許文献１の装置では微小な欠陥を正確に検出できないおそれがある。
【０００５】
また、特許文献２には、ラミネートフィルムに対して２カ所の光源から光を照射し、反射光を受光する検査装置が開示されている。受光素子は正反射光を受光しており、欠陥があると散乱が生じて正反射光を受光できなくなり、暗部となる。
【０００６】
しかし、光の散乱時にハレーションを生じるおそれがあり、正反射光と暗部との差が小さくなる。暗部が検出しにくくなり、欠陥を見逃すおそれがある。
【０００７】
さらに、特許文献３〜５の装置は、いずれもライン状の光を照射し、正反射光をセンサで受光して欠陥を検出するものである。特許文献１や２と同様にハレーションが生じるおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２０８１８４号公報（図４、図５）
【特許文献２】特開２００７−２０５９２１号公報（図１）
【特許文献３】特許３２１０８４６号公報（図１、請求項１）
【特許文献４】特許３６６８３０７号公報（図１、請求項１）
【特許文献５】特開平６−２６８３９号公報（図１、００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、製造時にフィルムに生じた欠陥を精度良く検出できるフィルム検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
フィルム検査装置は、フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を２本形成させる光照射装置と、前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサとを備える。
【００１１】
フィルムに光照射装置から光が照射される。光の帯は２本形成され、その帯の間の暗部がセンサの受光領域である。また、センサは、前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光を受光する。
【００１２】
前記光照射装置は、光源と、前記光源とフィルムとの間に配置され、２本の帯状の光透過部を有する遮光板とを備える。また、他の光照射装置として、２本のライン状の光源を備えてもよい。
【００１３】
前記センサがフィルムの幅方向に受光素子を並べたラインセンサであり、センサが受光した光の光量の値をフィルムの幅方向に沿って微分する手段と、前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段とを含む。
【００１４】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転する検査ローラを備え、前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する。また、検査ローラは、表面に光吸収処理がなされていても良い。
【００１５】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転するガイドローラを２本備え、前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成しても良い。
【００１６】
上記のいずれかのフィルム検査装置を２台備え、一方のフィルム検査装置でフィルムの一面の欠陥を検査し、他方のフィルム検査装置でフィルムの他面の欠陥を検査しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、通常、センサが暗部を検査領域とし、欠陥による散乱光を検知する。したがって明部を受光領域として、フィルムの欠陥によって生じるハレーションをセンサが受光することはない。フィルムの正常部と欠陥との受光光量の差を大きくすることができ、欠陥の検出精度がよい。また、暗部の中に散乱光による輝点が生じるため、実際に肉眼で確認しても欠陥が良く認識でき、装置の製造や調整などをおこないやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のフィルム検査装置について図面を用いて説明する。図面は模式的に示したものであり、実際の装置の縮尺などとは異なる場合がある。
【００１９】
フィルム検査装置は、フィルムの製造途中で検査をおこなう装置である。検査されるフィルムの一例としては、ベースフィルムにコーティング層を形成した多層フィルムや銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどが挙げられ、模様などは施されていない均質なものである。図中、コーティング層などは省略している。本発明では、光が照射されたときに光の散乱を生じる欠陥を検査することができる。欠陥の例としては、コーティング層に生じたピンホール、フィルム表面に発生したフィッシュアイやクラック、製造時に材料がうまく溶解せずにフィルム内部で固化した部分などが挙げられる。
【００２０】
図１に示す検査装置１０は、光透過性のフィルム１２を搬送するための検査ローラ１４と、フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射して正反射光を生じさせる光照射装置１６と、欠陥を検出するためのセンサ１８とを備える。
【００２１】
検査ローラ１４は、フィルム１２を搬送するために、フィルム１２を密着させ、フィルム１２の移動速度に同期して回転する。フィルム１２の検査面が検査ローラ１４の反対側に配置される。検査ローラ１４にフィルム１２を密着させるために、ガイドローラ２０を設ける。図１では、ガイドローラ２０によってフィルム１２が上下に蛇行しながら搬送される。フィルム１２が検査ローラ１４に密着されるため、フィルム１２のばたつきがなくなり、正確な検査をおこなうことができる。
【００２２】
検査ローラ１４の表面に光吸収処理が施されている。光吸収率は９０％以上、好ましくは９５〜９８％である。光吸収の一例として、黒色つや消し処理が挙げられ、黒色つや消し処理のために表面粗さを２ｓ以上、好ましくは４ｓ〜１０ｓにする。また、検査ローラ１４の表面材料として、フォスブラックＩＩ、黒クロム、酸化銅黒、黒ニッケル、黒アルマイトなどを使用して光吸収処理をおこなってもよい。光吸収処理によって、センサ１８に対するノイズを減少させ、欠陥部分を正確に検出できるようにする。
【００２３】
検査ローラ１４の直径は約５０〜１８０ｍｍである。あまり小さな直径にしすぎると、検査ローラ１４の表面のカーブによって光の帯が広がりすぎるからである。
【００２４】
光照射装置１６は、検査ローラ１４に密着されているフィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射する。フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２が照射されたときに、フィルム１２には正反射光が生じ、光の帯２２ができる（図２（ａ））。光の帯２２は２本であり、平行に並んでいる。光の帯２２の幅は２ｍｍ以下であり、好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。また、光の帯２２の間にできる暗部２４の幅は２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。検査ローラ１４の表面は曲面であるため、光の帯２２の中でも光量の変化がある（図２（ｂ））。
【００２５】
フィルム１２が搬送される間、光照射装置１６がフィルム１２に光Ｌ１，Ｌ２を照射する。フィルム１２に生じた欠陥部分は、光照射されたときに散乱光を生じさせる。この散乱光をセンサ１８で受光する。
【００２６】
センサ１８はフィルム１２に生じた欠陥部分があるときだけ光照射装置１６から照射された光Ｌ１，Ｌ２の散乱光を受光することができる。受光感度の一例として、センサ１８の受光感度が約２４００Ｖ／ｌｘ・ｓｅｃである。なお、フィルム１２に生じた欠陥部分の散乱光を利用して検出できる適応範囲としては、センサ１８の受光感度が約１０００〜４０００Ｖ／ｌｘ・ｓｅｃである。
【００２７】
光照射装置１６は、光を発する光源２６と、光源２６とフィルム１２との間の遮光板２８とを備える。光源２６は特に限定されないが、フィルム１２に向かって光Ｌ１，Ｌ２が広がらずに直進する必要がある。
【００２８】
遮光板２８は、２本の帯状の光透過部３０を備える（図３）。遮光板２８の表面は、不要な光の乱反射などを生じさせないために、検査ローラ１４と同じ光吸収処理をおこなうことが好ましい。光源２６に遮光板２８を取り付けても良いし（図４（ａ））、光源２６とフィルム１２の間の空間にあっても良い（図４（ｂ））。光透過部３０を通過した光Ｌ１，Ｌ２がフィルム１２に照射され、他の光は遮光される。不必要な光は全くフィルム１２に照射されず、センサ１８が誤検知することを防止できる。
【００２９】
図４（ａ）の構成例としては、フィルム１２と遮光板２８との距離は約５０〜２００ｍｍであり、遮光板２８と光源２６との距離は約１０〜３０ｍｍである。図４（ａ）において、光源２６に遮光板２８が直接取り付けられているが、光源２６の実際に光を発する部分から遮光板２８までは間隔があり、上記の距離はその間隔である。遮光板２８は光透過部３０の幅が約１０ｍｍであり、光透過部３０同士の間の遮光部３１が約１０ｍｍである。図４（ｂ）では、フィルム１２と遮光板２８との距離は約５０〜２００ｍｍであり、遮光板２８と光源２６と距離は適宜設定する。
【００３０】
また、他の光照射装置１６として、２つの光源２６を備えても良い（図４（ｃ））。光源２６はライン状に光を発光するものである。ライン状に光を発するために、各光源２６は多数のＬＥＤを１本のライン状に並べたものが挙げられる。ＬＥＤはレンズ形状の樹脂でパッケージされているため光Ｌ１，Ｌ２の指向性や光量の点で好ましい。ＬＥＤの代わりに高周波蛍光管であれば、レンズなどで光の指向性を持たせて使用する。光源２６を覆うカバーを設け、カバーのスリットから所望の光を出射するようにしても良い。
【００３１】
図４（ｃ）では、フィルム１２と光源２６との距離は約１００〜６００ｍｍであり、約２〜２０ｍｍのスリットから光Ｌ１，Ｌ２が出射されるようにする。光Ｌ１，Ｌ２の中心軸同士の距離は、約２５ｍｍである。
【００３２】
フィルム１２が光透過性であると、光Ｌ１，Ｌ２が照射されない箇所は検査ローラ１４の光吸収処理によって黒くなる。光の帯２２同士の間は黒色の暗部２４となる。センサ１６はこの暗部２４を受光領域として設定される。センサ１８の受光軸Ｌ３は暗部２４の中心軸と交わる。フィルム１２の正反射光はセンサ１８で受光されない。センサ１８としては、フォトダイオードなどの受光素子を線状に並べたラインセンサが挙げられる。フィルム１２の幅方向に受光素子が並べられる。
【００３３】
センサ１８が一定の周期で受光し、受光した光量に応じてディジタルデータに変換され、コンピュータ３４で演算処理される。通常、センサ１８は暗部２４を受光領域にしているため、図５（ａ）のように、受光素子の受光光量は０か０に近い値である。検査ローラ１４の光吸収処理によってノイズを受光しにくい構成になっている。また、フィルム１２に欠陥があると、欠陥からの散乱光を受光した受光素子の光量が増加する（図５（ｂ））。
【００３４】
センサ１８が散乱光を受光する原理を説明する。フィルム１２に欠陥がなければ、図６のように、センサ１８に正反射光Ｌ４，Ｌ５が到達しない構成になっている。フィルム１２にピンホールなどの欠陥３２があると、フィルム１２が移動して欠陥３２に光が照射されたとき、散乱光が生じる。例えば、図７のように、一方の光Ｌ１が欠陥３２に照射されて散乱光Ｌ６が生じると、センサ１８が受光する。
【００３５】
また、図８のように、両方の光Ｌ１，Ｌ２が欠陥３２に照射されて散乱光Ｌ６，Ｌ７が生じると、図７よりも多くの散乱光が受光され、受光光量が大きくなる。したがって、フィルム１２が移動すると、任意の受光素子の受光量は、欠陥３２の中心が暗部を通過した時間に光量が最大となる。その様子を図９のグラフで示す。センサ１８は、２本の光の帯２２によって大きな散乱光Ｌ６，Ｌ７を得ることができ、正常部との差を大きくすることができる。
【００３６】
なお、上記の受光状態は欠陥３２の大きさなどで変化するため、検出したい最小の欠陥３２の大きさに合わせて、光の帯２２の幅や暗部２４の幅を適宜決定する。欠陥３２の中心が暗部２４の中心に来たときに、欠陥３２の両端がそれぞれ光の帯２２の中に入るようにする。
【００３７】
以上より、非常に光量の小さい暗部２４の中に光量の大きな散乱光Ｌ６，Ｌ７が入ることとなる。検査ローラ１４に光吸収処理を施しているため、センサ１８はノイズの影響を受けにくい。欠陥３２に光Ｌ１，Ｌ２が照射されてハレーションを生じても、そのハレーションはセンサ１８の受光軸Ｌ３からははずれているため、従来あったハレーションの影響もない。したがって、欠陥３２の検出精度を高めることができる。暗部２４の中の輝点を検出するため、肉眼で確認することも容易であり、装置１０の製造や調整をおこないやすい。
【００３８】
センサ１８が検出した光量の値はディジタルデータに変換し、コンピュータ３４で欠陥を判定する。そのために、光量の値をディジタルデータに変換する手段、センサ１８が受光した光の光量の値をフィルム１２の幅方向に沿って微分する手段、微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段として、コンピュータ３４を動作させる。これらの手段は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方によって実現される。光量の絶対的な値ではなく、微分による相対的な値を使用して欠陥を判定している。フィルム１２が変更されても、装置１０の設定が容易である。なお、微分は、図５のグラフを微分することとなる。
【００３９】
欠陥３２が検出されたら、警告灯に信号を送り、警告灯を点灯させるようにしても良い。コンピュータ３４は、フィルム１２の移送速度やセンサ１８の受光周期などから欠陥の位置を特定し、モニタ３６にその位置を表示するようにしても良い。
【００４０】
図１０のようにガイドローラ２０の間に２本の検査ローラ１４を設けた検査装置であってもよい。フィルム１２を通すことによって一方の検査ローラ１４をフィルム１４が通過するときにフィルム１４の一面を検査し、他方の検査ローラ１４をフィルム１２が通過するときにフィルム１２の他面を検査する。すなわち、フィルム１２の両面を検査することができる。コンピュータ３４とモニタ３６は１台にまとめ、両方のセンサ１８からの受光値を１台のコンピュータ３４で受信し、上述した処理をおこなっても良い。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。一例として示した数値は検査目的などに応じて適宜変更することが可能である。
【００４２】
銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどの不透明なフィルム１２であれば、検査ローラ１４の光吸収処理を省いても良い。光が照射されない暗部２４がセンサ１８の受光領域になっており、センサ１８が受光する散乱光に対してノイズは非常に小さくなる。センサ１８が誤検知しにくい。本発明であれば、光透過性のフィルム１２だけでなく、不透明なフィルム１２にも対応することができる。
【００４３】
図１のフィルム検査装置１０は検査ローラ１４に密着されたときのフィルム１２に光Ｌ１，Ｌ２を照射していたが、不透明なフィルム１２であれば、検査ローラ１４を省く構成であっても良い。図１１に示すフィルム検査装置１０ｂのように、フィルム１２がガイドローラ２０同士の間を移動するときに光Ｌ１，Ｌ２を照射する。光照射装置１６は図１と同様にフィルム１２の幅方向に２本の光の帯２２ができるものである。フィルム１２はガイドローラ２０に押圧（密着）されている。ガイドローラ２０同士の間隔を狭くすることによってフィルム１２のばたつきが抑えられる。例えば、ガイドローラ２０の間隔を約１００〜５００ｍｍにする。
【００４４】
図１１のフィルム検査装置１０ｂであっても、図１０のように２台備えても良い。一方の検査装置１０ｂがフィルム１２の一面を検査し、他方の検査装置１０ｂがフィルム１２の他面を検査する。
【００４５】
フィルム１２を移動させる以外に、フィルム１２を固定し、光照射装置１６およびセンサ１８を移動させても良い。光照射装置１６とセンサ１８は一定間隔を保ったまま移動する。ロール状のフィルム１２だけでなく、枚葉のフィルム１２を検査することができる。
【００４６】
以上のように、いずれの実施形態であってもフィルム１２に２本の光の帯２２を形成し、暗部２４をセンサ１８の受光領域にする。従来あったハレーションの影響が生じず、散乱光とノイズとの差も大きいため、正確な検査が可能である。
【００４７】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】検査ローラに密着されたフィルムに光を照射する本発明のフィルム検査装置の構成を示す図である。
【図２】検査ローラ上のフィルムに光を照射して生じた光の帯の図であり、（ａ）は２本の光の帯が平行に生じた様子を示す図であり、（ｂ）は光量を示す図である。
【図３】遮光板を示す図である。
【図４】光照射装置を示す図であり、（ａ）は光源を構成する筐体に遮光板を取り付けた図であり、（ｂ）は光源とフィルムの間に遮光板を設けた図であり、（ｃ）は光源を２つ設けた図である。
【図５】センサが受光した光量を示す図であり、（ａ）はフィルムの正常部に対応し、（ｂ）はフィルムの欠陥がある位置に対応した図である。
【図６】フィルムの正常部に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図７】フィルムの欠陥に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図８】フィルムの欠陥に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図９】センサの中にある任意の受光素子の受光光量の時間変化を示す図である。
【図１０】図１のフィルム検査装置を２台備えたフィルム検査装置を示す図である。
【図１１】ガイドローラ間を移動するフィルムに光を照射する本発明のフィルム検査装置の構成を示す図である。
【図１２】ピンホールの欠陥を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１０ｂ、１１：フィルム検査装置
１２：フィルム
１４：検査ローラ
１６：光照射装置
１８：センサ
２０：ガイドローラ
２２：光の帯
２４：光の帯の間の暗部
２６：光源
２８：遮光板
３０：光透過部
３１：遮光部
３２：欠陥
３４：コンピュータ
３６：モニタ
３６：ベースフィルム
３８：コーティング層
Ｌ１，Ｌ２：照射する光
Ｌ３：受光軸
Ｌ４，Ｌ５：正反射光
Ｌ６，Ｌ７：散乱光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルムの製造時に生じる欠陥を検査するためのフィルム検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
種々の用途に単層または多層のフィルムが使用されている。フィルムの製造時に種々の要因によってピンホール、フィッシュアイ、クラックなどの欠陥が生じる。例えば、ピンホール３２ａはベースフィルム３６の上に積層したコーティング層３８が欠ける欠陥である（図１２）。フィルムの種類や使用用途によって欠陥の数や大きさなどの許容値が設けられている。したがって、フィルムの製造時に欠陥を検査し、製造されたフィルムの良否を判定する必要がある。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１にフィルムの検査装置が開示されている。この検査装置は、ロールの上にきたフィルムに帯状の光を照射し、光の反射光をセンサで検知するものである。フィルムはロールの上では曲面になるため、光の帯は中心軸から離れるにしたがって輝度が低下する。光の照射装置とシートの間に遮光マスクを配置して、光の帯の側部のみをフィルムに照射する。フィルムには輝度が低下した光のみが照射され、その反射光をセンサで検知する。欠陥によって光が散乱すれば、欠陥が暗部となって現れる。光の輝度が低いため、ハレーションを起こしにくく、ハレーションによる欠陥の検出漏れが低減される。
【０００４】
しかし、光の輝度が小さくなっているため、反射光と欠陥による暗部との差が小さくなる。差を大きくするために、センサの感度を上げるとノイズが多くなる。したがって、欠陥を正確に検出できないおそれがある。特にフィルムの高機能化により、微小な欠陥検出を求められる場合もあり、特許文献１の装置では微小な欠陥を正確に検出できないおそれがある。
【０００５】
また、特許文献２には、ラミネートフィルムに対して２カ所の光源から光を照射し、反射光を受光する検査装置が開示されている。受光素子は正反射光を受光しており、欠陥があると散乱が生じて正反射光を受光できなくなり、暗部となる。
【０００６】
しかし、光の散乱時にハレーションを生じるおそれがあり、正反射光と暗部との差が小さくなる。暗部が検出しにくくなり、欠陥を見逃すおそれがある。
【０００７】
さらに、特許文献３〜５の装置は、いずれもライン状の光を照射し、正反射光をセンサで受光して欠陥を検出するものである。特許文献１や２と同様にハレーションが生じるおそれがある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２０８１８４号公報（図４、図５）
【特許文献２】特開２００７−２０５９２１号公報（図１）
【特許文献３】特許３２１０８４６号公報（図１、請求項１）
【特許文献４】特許３６６８３０７号公報（図１、請求項１）
【特許文献５】特開平６−２６８３９号公報（図１、００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、製造時にフィルムに生じた欠陥を精度良く検出できるフィルム検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
フィルム検査装置は、フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を２本形成させる光照射装置と、前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサとを備える。
【００１１】
フィルムに光照射装置から光が照射される。光の帯は２本形成され、その帯の間の暗部がセンサの受光領域である。また、センサは、前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光を受光する。
【００１２】
前記光照射装置は、光源と、前記光源とフィルムとの間に配置され、２本の帯状の光透過部を有する遮光板とを備える。また、他の光照射装置として、２本のライン状の光源を備えてもよい。
【００１３】
前記センサがフィルムの幅方向に受光素子を並べたラインセンサであり、センサが受光した光の光量の値をフィルムの幅方向に沿って微分する手段と、前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段とを含む。
【００１４】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転する検査ローラを備え、前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する。また、検査ローラは、表面に光吸収処理がなされていても良い。
【００１５】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転するガイドローラを２本備え、前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成しても良い。
【００１６】
上記のいずれかのフィルム検査装置を２台備え、一方のフィルム検査装置でフィルムの一面の欠陥を検査し、他方のフィルム検査装置でフィルムの他面の欠陥を検査しても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、通常、センサが暗部を検査領域とし、欠陥による散乱光を検知する。したがって明部を受光領域として、フィルムの欠陥によって生じるハレーションをセンサが受光することはない。フィルムの正常部と欠陥との受光光量の差を大きくすることができ、欠陥の検出精度がよい。また、暗部の中に散乱光による輝点が生じるため、実際に肉眼で確認しても欠陥が良く認識でき、装置の製造や調整などをおこないやすい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のフィルム検査装置について図面を用いて説明する。図面は模式的に示したものであり、実際の装置の縮尺などとは異なる場合がある。
【００１９】
フィルム検査装置は、フィルムの製造途中で検査をおこなう装置である。検査されるフィルムの一例としては、ベースフィルムにコーティング層を形成した多層フィルムや銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどが挙げられ、模様などは施されていない均質なものである。図中、コーティング層などは省略している。本発明では、光が照射されたときに光の散乱を生じる欠陥を検査することができる。欠陥の例としては、コーティング層に生じたピンホール、フィルム表面に発生したフィッシュアイやクラック、製造時に材料がうまく溶解せずにフィルム内部で固化した部分などが挙げられる。
【００２０】
図１に示す検査装置１０は、光透過性のフィルム１２を搬送するための検査ローラ１４と、フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射して正反射光を生じさせる光照射装置１６と、欠陥を検出するためのセンサ１８とを備える。
【００２１】
検査ローラ１４は、フィルム１２を搬送するために、フィルム１２を密着させ、フィルム１２の移動速度に同期して回転する。フィルム１２の検査面が検査ローラ１４の反対側に配置される。検査ローラ１４にフィルム１２を密着させるために、ガイドローラ２０を設ける。図１では、ガイドローラ２０によってフィルム１２が上下に蛇行しながら搬送される。フィルム１２が検査ローラ１４に密着されるため、フィルム１２のばたつきがなくなり、正確な検査をおこなうことができる。
【００２２】
検査ローラ１４の表面に光吸収処理が施されている。光吸収率は９０％以上、好ましくは９５〜９８％である。光吸収の一例として、黒色つや消し処理が挙げられ、黒色つや消し処理のために表面粗さを２ｓ以上、好ましくは４ｓ〜１０ｓにする。また、検査ローラ１４の表面材料として、フォスブラックＩＩ、黒クロム、酸化銅黒、黒ニッケル、黒アルマイトなどを使用して光吸収処理をおこなってもよい。光吸収処理によって、センサ１８に対するノイズを減少させ、欠陥部分を正確に検出できるようにする。
【００２３】
検査ローラ１４の直径は約５０〜１８０ｍｍである。あまり小さな直径にしすぎると、検査ローラ１４の表面のカーブによって光の帯が広がりすぎるからである。
【００２４】
光照射装置１６は、検査ローラ１４に密着されているフィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２を照射する。フィルム１２に光Ｌ１、Ｌ２が照射されたときに、フィルム１２には正反射光が生じ、光の帯２２ができる（図２（ａ））。光の帯２２は２本であり、平行に並んでいる。光の帯２２の幅は２ｍｍ以下であり、好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。また、光の帯２２の間にできる暗部２４の幅は２ｍｍ以下であり、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。検査ローラ１４の表面は曲面であるため、光の帯２２の中でも光量の変化がある（図２（ｂ））。
【００２５】
フィルム１２が搬送される間、光照射装置１６がフィルム１２に光Ｌ１，Ｌ２を照射する。フィルム１２に生じた欠陥部分は、光照射されたときに散乱光を生じさせる。この散乱光をセンサ１８で受光する。
【００２６】
センサ１８はフィルム１２に生じた欠陥部分があるときだけ光照射装置１６から照射された光Ｌ１，Ｌ２の散乱光を受光することができる。受光感度の一例として、センサ１８の受光感度が約２４００Ｖ／ｌｘ・ｓｅｃである。なお、フィルム１２に生じた欠陥部分の散乱光を利用して検出できる適応範囲としては、センサ１８の受光感度が約１０００〜４０００Ｖ／ｌｘ・ｓｅｃである。
【００２７】
光照射装置１６は、光を発する光源２６と、光源２６とフィルム１２との間の遮光板２８とを備える。光源２６は特に限定されないが、フィルム１２に向かって光Ｌ１，Ｌ２が広がらずに直進する必要がある。
【００２８】
遮光板２８は、２本の帯状の光透過部３０を備える（図３）。遮光板２８の表面は、不要な光の乱反射などを生じさせないために、検査ローラ１４と同じ光吸収処理をおこなうことが好ましい。光源２６に遮光板２８を取り付けても良いし（図４（ａ））、光源２６とフィルム１２の間の空間にあっても良い（図４（ｂ））。光透過部３０を通過した光Ｌ１，Ｌ２がフィルム１２に照射され、他の光は遮光される。不必要な光は全くフィルム１２に照射されず、センサ１８が誤検知することを防止できる。
【００２９】
図４（ａ）の構成例としては、フィルム１２と遮光板２８との距離は約５０〜２００ｍｍであり、遮光板２８と光源２６との距離は約１０〜３０ｍｍである。図４（ａ）において、光源２６に遮光板２８が直接取り付けられているが、光源２６の実際に光を発する部分から遮光板２８までは間隔があり、上記の距離はその間隔である。遮光板２８は光透過部３０の幅が約１０ｍｍであり、光透過部３０同士の間の遮光部３１が約１０ｍｍである。図４（ｂ）では、フィルム１２と遮光板２８との距離は約５０〜２００ｍｍであり、遮光板２８と光源２６と距離は適宜設定する。
【００３０】
また、他の光照射装置１６として、２つの光源２６を備えても良い（図４（ｃ））。光源２６はライン状に光を発光するものである。ライン状に光を発するために、各光源２６は多数のＬＥＤを１本のライン状に並べたものが挙げられる。ＬＥＤはレンズ形状の樹脂でパッケージされているため光Ｌ１，Ｌ２の指向性や光量の点で好ましい。ＬＥＤの代わりに高周波蛍光管であれば、レンズなどで光の指向性を持たせて使用する。光源２６を覆うカバーを設け、カバーのスリットから所望の光を出射するようにしても良い。
【００３１】
図４（ｃ）では、フィルム１２と光源２６との距離は約１００〜６００ｍｍであり、約２〜２０ｍｍのスリットから光Ｌ１，Ｌ２が出射されるようにする。光Ｌ１，Ｌ２の中心軸同士の距離は、約２５ｍｍである。
【００３２】
フィルム１２が光透過性であると、光Ｌ１，Ｌ２が照射されない箇所は検査ローラ１４の光吸収処理によって黒くなる。光の帯２２同士の間は黒色の暗部２４となる。センサ１６はこの暗部２４を受光領域として設定される。センサ１８の受光軸Ｌ３は暗部２４の中心軸と交わる。フィルム１２の正反射光はセンサ１８で受光されない。センサ１８としては、フォトダイオードなどの受光素子を線状に並べたラインセンサが挙げられる。フィルム１２の幅方向に受光素子が並べられる。
【００３３】
センサ１８が一定の周期で受光し、受光した光量に応じてディジタルデータに変換され、コンピュータ３４で演算処理される。通常、センサ１８は暗部２４を受光領域にしているため、図５（ａ）のように、受光素子の受光光量は０か０に近い値である。検査ローラ１４の光吸収処理によってノイズを受光しにくい構成になっている。また、フィルム１２に欠陥があると、欠陥からの散乱光を受光した受光素子の光量が増加する（図５（ｂ））。
【００３４】
センサ１８が散乱光を受光する原理を説明する。フィルム１２に欠陥がなければ、図６のように、センサ１８に正反射光Ｌ４，Ｌ５が到達しない構成になっている。フィルム１２にピンホールなどの欠陥３２があると、フィルム１２が移動して欠陥３２に光が照射されたとき、散乱光が生じる。例えば、図７のように、一方の光Ｌ１が欠陥３２に照射されて散乱光Ｌ６が生じると、センサ１８が受光する。
【００３５】
また、図８のように、両方の光Ｌ１，Ｌ２が欠陥３２に照射されて散乱光Ｌ６，Ｌ７が生じると、図７よりも多くの散乱光が受光され、受光光量が大きくなる。したがって、フィルム１２が移動すると、任意の受光素子の受光量は、欠陥３２の中心が暗部を通過した時間に光量が最大となる。その様子を図９のグラフで示す。センサ１８は、２本の光の帯２２によって大きな散乱光Ｌ６，Ｌ７を得ることができ、正常部との差を大きくすることができる。
【００３６】
なお、上記の受光状態は欠陥３２の大きさなどで変化するため、検出したい最小の欠陥３２の大きさに合わせて、光の帯２２の幅や暗部２４の幅を適宜決定する。欠陥３２の中心が暗部２４の中心に来たときに、欠陥３２の両端がそれぞれ光の帯２２の中に入るようにする。
【００３７】
以上より、非常に光量の小さい暗部２４の中に光量の大きな散乱光Ｌ６，Ｌ７が入ることとなる。検査ローラ１４に光吸収処理を施しているため、センサ１８はノイズの影響を受けにくい。欠陥３２に光Ｌ１，Ｌ２が照射されてハレーションを生じても、そのハレーションはセンサ１８の受光軸Ｌ３からははずれているため、従来あったハレーションの影響もない。したがって、欠陥３２の検出精度を高めることができる。暗部２４の中の輝点を検出するため、肉眼で確認することも容易であり、装置１０の製造や調整をおこないやすい。
【００３８】
センサ１８が検出した光量の値はディジタルデータに変換し、コンピュータ３４で欠陥を判定する。そのために、光量の値をディジタルデータに変換する手段、センサ１８が受光した光の光量の値をフィルム１２の幅方向に沿って微分する手段、微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段として、コンピュータ３４を動作させる。これらの手段は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方によって実現される。光量の絶対的な値ではなく、微分による相対的な値を使用して欠陥を判定している。フィルム１２が変更されても、装置１０の設定が容易である。なお、微分は、図５のグラフを微分することとなる。
【００３９】
欠陥３２が検出されたら、警告灯に信号を送り、警告灯を点灯させるようにしても良い。コンピュータ３４は、フィルム１２の移送速度やセンサ１８の受光周期などから欠陥の位置を特定し、モニタ３６にその位置を表示するようにしても良い。
【００４０】
図１０のようにガイドローラ２０の間に２本の検査ローラ１４を設けた検査装置であってもよい。フィルム１２を通すことによって一方の検査ローラ１４をフィルム１４が通過するときにフィルム１４の一面を検査し、他方の検査ローラ１４をフィルム１２が通過するときにフィルム１２の他面を検査する。すなわち、フィルム１２の両面を検査することができる。コンピュータ３４とモニタ３６は１台にまとめ、両方のセンサ１８からの受光値を１台のコンピュータ３４で受信し、上述した処理をおこなっても良い。
【００４１】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることはない。一例として示した数値は検査目的などに応じて適宜変更することが可能である。
【００４２】
銅箔などの金属箔を貼り合わせた積層フィルムなどの不透明なフィルム１２であれば、検査ローラ１４の光吸収処理を省いても良い。光が照射されない暗部２４がセンサ１８の受光領域になっており、センサ１８が受光する散乱光に対してノイズは非常に小さくなる。センサ１８が誤検知しにくい。本発明であれば、光透過性のフィルム１２だけでなく、不透明なフィルム１２にも対応することができる。
【００４３】
図１のフィルム検査装置１０は検査ローラ１４に密着されたときのフィルム１２に光Ｌ１，Ｌ２を照射していたが、不透明なフィルム１２であれば、検査ローラ１４を省く構成であっても良い。図１１に示すフィルム検査装置１０ｂのように、フィルム１２がガイドローラ２０同士の間を移動するときに光Ｌ１，Ｌ２を照射する。光照射装置１６は図１と同様にフィルム１２の幅方向に２本の光の帯２２ができるものである。フィルム１２はガイドローラ２０に押圧（密着）されている。ガイドローラ２０同士の間隔を狭くすることによってフィルム１２のばたつきが抑えられる。例えば、ガイドローラ２０の間隔を約１００〜５００ｍｍにする。
【００４４】
図１１のフィルム検査装置１０ｂであっても、図１０のように２台備えても良い。一方の検査装置１０ｂがフィルム１２の一面を検査し、他方の検査装置１０ｂがフィルム１２の他面を検査する。
【００４５】
フィルム１２を移動させる以外に、フィルム１２を固定し、光照射装置１６およびセンサ１８を移動させても良い。光照射装置１６とセンサ１８は一定間隔を保ったまま移動する。ロール状のフィルム１２だけでなく、枚葉のフィルム１２を検査することができる。
【００４６】
以上のように、いずれの実施形態であってもフィルム１２に２本の光の帯２２を形成し、暗部２４をセンサ１８の受光領域にする。従来あったハレーションの影響が生じず、散乱光とノイズとの差も大きいため、正確な検査が可能である。
【００４７】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】検査ローラに密着されたフィルムに光を照射する本発明のフィルム検査装置の構成を示す図である。
【図２】検査ローラ上のフィルムに光を照射して生じた光の帯の図であり、（ａ）は２本の光の帯が平行に生じた様子を示す図であり、（ｂ）は光量を示す図である。
【図３】遮光板を示す図である。
【図４】光照射装置を示す図であり、（ａ）は光源を構成する筐体に遮光板を取り付けた図であり、（ｂ）は光源とフィルムの間に遮光板を設けた図であり、（ｃ）は光源を２つ設けた図である。
【図５】センサが受光した光量を示す図であり、（ａ）はフィルムの正常部に対応し、（ｂ）はフィルムの欠陥がある位置に対応した図である。
【図６】フィルムの正常部に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図７】フィルムの欠陥に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図８】フィルムの欠陥に光を照射したときの受光の様子を示す図であり、（ａ）は全体図であり、（ｂ）はセンサ付近の拡大図である。
【図９】センサの中にある任意の受光素子の受光光量の時間変化を示す図である。
【図１０】図１のフィルム検査装置を２台備えたフィルム検査装置を示す図である。
【図１１】ガイドローラ間を移動するフィルムに光を照射する本発明のフィルム検査装置の構成を示す図である。
【図１２】ピンホールの欠陥を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０、１０ｂ、１１：フィルム検査装置
１２：フィルム
１４：検査ローラ
１６：光照射装置
１８：センサ
２０：ガイドローラ
２２：光の帯
２４：光の帯の間の暗部
２６：光源
２８：遮光板
３０：光透過部
３１：遮光部
３２：欠陥
３４：コンピュータ
３６：モニタ
３６：ベースフィルム
３８：コーティング層
Ｌ１，Ｌ２：照射する光
Ｌ３：受光軸
Ｌ４，Ｌ５：正反射光
Ｌ６，Ｌ７：散乱光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを検査するために、
前記フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を２本形成させる光照射装置と、
前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサと、
を備え、
前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光をセンサが受光するフィルム検査装置。
【請求項２】
前記光照射装置が、
光源と、
前記光源とフィルムとの間に配置され、２本の帯状の光透過部を有する遮光板と、
を備えた請求項１のフィルム検査装置。
【請求項３】
前記光照射装置が、２本のライン状の光源を備えた請求項１のフィルム検査装置。
【請求項４】
前記センサがフィルムの幅方向に受光素子を並べたラインセンサであり、センサが受光した光の光量の値をフィルムの幅方向に沿って微分する手段と、
前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段と、
を含む請求項１乃至３のいずれかのフィルム検査装置。
【請求項５】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転する検査ローラを備え、
前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項１乃至４のフィルム検査装置。
【請求項６】
前記検査ローラが、表面に光吸収処理がなされている請求項５のフィルム検査装置。
【請求項７】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転するガイドローラを２本備え、
前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項１乃至４のフィルム検査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかのフィルム検査装置を２台備え、一方のフィルム検査装置でフィルムの一面の欠陥を検査し、他方のフィルム検査装置でフィルムの他面の欠陥を検査するフィルム検査装置。
【請求項１】
フィルムを検査するために、
前記フィルムに光を照射し、フィルムに光の帯を２本形成させる光照射装置と、
前記光の帯同士の間に形成された暗部を受光領域にしたセンサと、
を備え、
前記フィルムの欠陥によって生じた散乱光をセンサが受光するフィルム検査装置。
【請求項２】
前記光照射装置が、
光源と、
前記光源とフィルムとの間に配置され、２本の帯状の光透過部を有する遮光板と、
を備えた請求項１のフィルム検査装置。
【請求項３】
前記光照射装置が、２本のライン状の光源を備えた請求項１のフィルム検査装置。
【請求項４】
前記センサがフィルムの幅方向に受光素子を並べたラインセンサであり、センサが受光した光の光量の値をフィルムの幅方向に沿って微分する手段と、
前記微分によって得られた値が、予め記憶しておいた閾値よりも高い場合に欠陥と判定する手段と、
を含む請求項１乃至３のいずれかのフィルム検査装置。
【請求項５】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転する検査ローラを備え、
前記光照射装置が、検査ローラに密着されたフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項１乃至４のフィルム検査装置。
【請求項６】
前記検査ローラが、表面に光吸収処理がなされている請求項５のフィルム検査装置。
【請求項７】
前記フィルムを密着させ、フィルムの移動速度に同期して回転するガイドローラを２本備え、
前記光照射装置が、ガイドローラ間を移動するフィルムに対して、フィルムの幅方向に光の帯を形成する
請求項１乃至４のフィルム検査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかのフィルム検査装置を２台備え、一方のフィルム検査装置でフィルムの一面の欠陥を検査し、他方のフィルム検査装置でフィルムの他面の欠陥を検査するフィルム検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−８５２０９（Ｐ２０１０−８５２０９Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５３７２７（Ｐ２００８−２５３７２７）
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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