外観検査装置及び樹脂成形品の製造方法
【課題】柄が装飾された表面に生じた凹凸欠陥を検出可能な樹脂成形品の外観検査装置を提供する。
【解決手段】一定の指向性を有する光源２１と反射光を撮影するカメラ３１を備える。光源は出射光軸２２方向に主出射光を出射するとともに出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、光源２１と被検査物４１間の光路に遮蔽板２５を配置して光源からの主出射光を遮蔽することにより、被検査物の表面上に放射角光照明領域４６を作り出す。放射角光照明領域４６をカメラ３１で撮影して撮影像を得て、撮影像から凹凸欠陥を検査する外観検査装置である。
【解決手段】一定の指向性を有する光源２１と反射光を撮影するカメラ３１を備える。光源は出射光軸２２方向に主出射光を出射するとともに出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、光源２１と被検査物４１間の光路に遮蔽板２５を配置して光源からの主出射光を遮蔽することにより、被検査物の表面上に放射角光照明領域４６を作り出す。放射角光照明領域４６をカメラ３１で撮影して撮影像を得て、撮影像から凹凸欠陥を検査する外観検査装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は外観検査装置及び樹脂成形品の製造方法に関し、特に表面に柄が施された被検査物の外観の凹凸欠陥を検出する外観検査装置、及び成形同時転写法により表面に柄が施される樹脂成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装飾などのために表面に柄を施した樹脂成形品が製造されている。例えば、携帯電話やラップトップコンピュータの筐体である。この樹脂成形品は、転写層として図柄層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に、金型内に送られた転写シートから転写層が樹脂成形品の表面に転写されて成形される。
【０００３】
射出成形機は、Ａ金型、Ａ金型とのパーティング面が形成されたＢ金型と転写シートをパーティング面に送り込む転写シート送り装置とを備えている。射出成形時に、転写シートはＡ金型又はＢ金型のキャビティ面に密着するように構成されている。したがって、一方の金型のキャビティ面と樹脂成形品とは直接接触しない。射出成形時に、キャビティ面と転写シートとの間に異物が付着したまま射出成形を行った場合には、成形同時樹脂成形品に凹み傷（当該凹み傷は打痕と呼ばれる）が発生する。
【０００４】
もし異物が樹脂成形品と直接接する金型のキャビティ面に付着すれば、当該異物は樹脂成形品に埋め込み状態となって、射出成形機から取り出されるので、当該単一の樹脂成形品に外観不良が発生するのみであり、製造過程でさほどの損害は発生しない。
【０００５】
一方、転写シートが密着する側の金型キャビティ面に付着した当該異物は、樹脂成形品とともに射出成形機から取り出されることがない。このため、一度打痕が発生すると、複数の樹脂成形品に打痕が連続して発生する。そして、打痕が検出され、異物を取り除く処置が行われるまで、外観不良品が連続して多量に製造されてしまう。
【０００６】
当該打痕の典型的な大きさは直径が１０μｍ〜１００μｍである。当該直径範囲よりも小さい場合には、打痕が存在しても人の視覚に感じられないので外観不良とならない。当該直径範囲よりも大きい場合には、装置運転者が容易に視覚認識できるので、射出成形機の運転を停止するなどの対策が容易である。
【０００７】
従来は、検査者が樹脂成形品を目視して外観不良の検査をおこなっていた。
【０００８】
一方、従来、液晶パネルの表面検査装置として、リング照明灯を液晶パネルの上部に配置し、液晶パネルの直上にカメラを配置し、リング照明灯による斜め上方からの光を液晶パネルに照射し反射光をカメラで撮影し、液晶パネルの表面の傷、欠け、割れを検出する液晶パネル外観検査装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００９】
また、従来、検査対象物の表面欠陥を検出する表面検査方法として、拡散光を照射する光源からの出射光を検査対象物の表面に照射し、反射光をカメラで撮影する表面検査方法であって、光路に遮光体を配置し、出射光が照射される検査領域を(1)明領域、(2)前記明領域よりも暗い暗領域と、(3)これらの境界領域に分割し、これら領域ごとに照明の条件を変えて、検出される表面状態の多様化を図った表面検査方法が知られている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２４７９５３号公報（特に請求項１）
【特許文献２】特開２００５−２０８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
目視による外観検査では、検査が遅延することがあり、連続して発生しがちな打痕傷製品のオンライン検査として不十分である。そこで、外観検査装置による打痕検査が望まれる。
【００１２】
従来の液晶パネル外観検査装置は、表面に柄のないパネル表面を対象にしている。したがって、異常がない表面領域からの反射光は一定の色（波長領域）である。一方、ここで検査を希望する樹脂成形品は表面に柄が形成されている。そして、打痕の大きさは微細である。樹脂成形品の表面で反射する光は、色を帯び、当該色が表面位置により様々である。したがって、打痕に由来する光が柄に依存する反射光に埋もれる部分が生じて、検出が成功しない。
【００１３】
また、従来の、第２の外観検査装置は、明領域の他に、照明制限領域と暗領域を有している。ここで用いている光源は拡散光照明光源である。そして、照明制限領域は、光源中の一部分である発光領域からの光が届く領域である。また、暗領域は光源からの光は完全に遮光されるものの、カメラは受光信号を発する光量を有する領域である（例えば同公報図６参照）。さらに繰り返しになるが、打痕は微小な凹欠陥であり、乱反射を生じる光量が少ない。
【００１４】
したがって、当該外観検査装置によって、柄を有する樹脂成形品の表面を観察すれば、打痕に由来する光が柄に依存する反射光に埋もれる部分が生じて、検出が成功しない。
【００１５】
そこで、本発明は、打痕などの凹凸欠陥の検出精度を向上させた樹脂成形品の外観検査装置を提供することを課題とする。
【００１６】
また、本発明は、オンラインで打痕などの凹凸欠陥の検査を行い、生産性が向上する樹脂成形品の製造方法を提供することを課題とする。
【００１７】
本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一の態様にかかる外観検査装置は、
被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを備え、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して撮影像を得て、前記撮影像から凹凸欠陥を検査することを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物は、その表面に柄が形成されていて、前記検査領域に柄が含まれていてもよい。
【００２０】
本好ましい実施態様にかかる外観検査装置は、従来は困難であった柄が形成された領域における凹凸欠陥が精度よく検出できるという本発明の特徴がより一層発揮された外観検査装置となる。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物は、転写層が形成された転写シートを金型内に配置し、溶融樹脂を前記金型内に射出して射出成形と同時に前記転写層を転写する成形同時転写法により成形される樹脂成形品であってもよい。
【００２２】
本好ましい実施態様によれば、成形同時転写法で発生しがちで、かつ、従来オンライン検出が困難であった打痕の検出を行うことができる。
【００２３】
本発明のその他の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記凹凸欠陥は平面に生じた凹部であってもよい。
【００２４】
本好ましい実施態様によれば、従来オンライン検出が困難であった打痕の検出という特徴を有する外観検査装置となる。
【００２５】
本発明の好ましい他の実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物と前記検査領域とを相対的に移動し、前記被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、前記検査領域として前記カメラで撮影して撮影像を得るものであってもよい。
【００２６】
本好ましい実施態様によれば、実質的に検査対象領域を広げることができ、より一層使い勝手のよい装置となる。
【００２７】
本発明の他の態様にかかる樹脂成形品の製造方法は、以下のイからハの工程からなる。
イ．転写層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に前記転写層を転写して前記樹脂成形品を成形する樹脂成形品製造工程、
ロ．前記樹脂成形品製造工程により製造された樹脂成形品を被検査物として、被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する工程であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを有し、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して検査画像を得て、
前記検査画像に対して画像処理を行い、前記検査画像に対応する前記被検査物である前記樹脂成形品の凹凸欠陥を検出して、前記樹脂成形品の良・不良を判定する凹凸欠陥検査工程、
ハ．前記凹凸欠陥検査工程により、前記樹脂成形品の不良が連続して所定回数検出された場合に、前記樹脂成形品製造工程を停止する工程。
【００２８】
以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一の態様にかかる外観検査装置は、表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、その他の構成とともに、指向性を有する光源を用いて、被検査物の表面に放射角光照明領域を作り出し、前記放射角光照明領域を外観検査領域とする。
【００３０】
前記放射角光照明領域に照射される光には、被検査物の表面で正反射してカメラに入る光が全く含まれない。このため、凹凸欠陥のない外観検査領域の撮像は暗黒である。たとえ、外観検査領域に柄が形成されていても、カメラに入光する反射光が無いために柄に由来する色などの反射光の性質変化は全く認識されない。一方、通常は暗黒であるために、小量の光であっても、当該領域から発する光があれば、確実にカメラに写り、さらには撮像の白黒２値化などのデータ処理が、外乱を受けることなく進行する。
【００３１】
同時に、前記放射角光照明領域に照射される光には、光源からの放射角光が含まれる。当該放射角光は、凹凸欠陥のない外観検査領域で正反射して、カメラ視野外に放射される。また、当該放射角光は、凹凸欠陥のある外観検査領域で乱反射して、カメラ視野内に入り撮像される。
【００３２】
このようにして、表面の色などに妨害されることなく、表面の微小な凹凸欠陥を精度よく検出することができる。例えば、表面に柄が装飾されていても、あるいはまた、表面に高い明度の色付けられていても、当該表面に生じた凹凸欠陥を検出することができる。
【００３３】
本発明の他の態様にかかる樹脂成形品の製造方法は、その他の構成とともに、転写シートを用いるいわゆる成形同時転写法と、上記本発明に一の態様にかかる外観検査装置を組み合わせたものである。射出成形機を出た樹脂成形品がオンラインで外観検査され、凹凸欠陥が連続して所定回数検出された場合に射出成形機が停止される。このため、転写法による樹脂成形品の製造過程で発生しがちな外観不良品が連続して多量に製造される不都合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】外観検査装置の光学部１０を示す斜視図である。
【図２】被検査物４１上の放射角照明領域４６を示す平面説明図である。
【図３】光源２１、被検査物４１とカメラ３１などの位置関係を示す断面説明図である。
【図４】光源の視野角２θ、放射角θと放射角光照明領域４６などの関係を示す説明図である。
【図５】光源の放射角θと放射角光照明領域の幅Ｌ２の関係を示す説明図である。
【図６】外観検査装置１を備えた射出成形装置６の説明図である。
【図７】射出成形装置６の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施例にかかる外観検査装置と樹脂成形品の製造方法をさらに説明する。本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３６】
図１は外観検査装置の光学部１０を示す斜視図であり、図２は被検査物４１上の放射角照明領域４６を示す平面説明図である。図３は光源２１、被検査物４１とカメラ３１などの位置関係を示す断面説明図であり、図４は光源の視野角２θ、放射角θと放射角光照明領域４６などの関係を示す説明図である。図５は光源の放射角θと放射角光照明領域の幅Ｌ２の関係を示す説明図である。
【００３７】
外観検査装置１の光学部１０は、指向性光源である面光源２１、被検査物を載置する移動ステージ１３、カメラ３１などを備えている。
【００３８】
光源は一定の指向性を有する。すなわち、光源からの出射光の角度分布は角度に依存している。好ましい視野角（２θ）範囲は１０度から３０度である。ここで視野角（２θ）は発光強度がピーク値の半分になるところで測定した光の出射角度である半値全角で表現した。上記の視野角範囲にあれば、放射角光照明領域が好適な幅で出現し、また、柄を反射してしまう不必要な光が少なくなる。
【００３９】
光源２１は出射光軸２２方向に主出射光２３を出射するとともに出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光２４を出射する。出射光軸を中心軸とすれば、一定の広がり角はθであると近似して考察することができる。この場合、放射角光が広がる角度は２θであると近似して考察すればよい。
【００４０】
また、光源はレンズ付のＬＥＤランプを平面状に複数配列した面光源が好ましい。ＬＥＤランプは寿命が長い特徴を有する。そして、面光源であれば、放射角光照明領域が好適な広さで出現するからである。面光源の大きさの一例は１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【００４１】
光源の出射光軸２２とカメラのレンズ光軸３２は、被検査物４１の表面に立てた仮想線である垂直線４２に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向している。光源の出射光軸２２は被検査物４１の表面と矢印８７の角度（α）で交差する。カメラのレンズ光軸３２は被検査物４１の表面と矢印８８の角度（β）で交差する。角度αと角度βは等しい。好ましい角度α（すなわち角度βでもある）の値は１０度から８０度である。
【００４２】
また、出射光軸２２、レンズ光軸３２と垂直線４２は同一平面内に配置されている。すなわち、カメラ３１は光源２１から検出領域に入射する光の正反射光を検出できる位置及び角度に配置されている。
【００４３】
好適な被検査物は樹脂成形品であり、本実施例も被検査物の例として樹脂成形品を選択して説明する。被検査物である樹脂成形品４１は移動ステージ１３に載置されている。
【００４４】
樹脂成形品４１は表面に柄が形成されていてもよく、べた塗りであってもよく、無色透明、有色透明であってもよい。本発明にかかる外観検査装置は柄が形成されていても支障なく外観の凹凸を検査できるものである。柄は模様と言い換えてもよく、表面に現れる線図、色分けまたはぼかしを意味する。無彩色の模様であってもよく、有彩色の模様であってもよい。さらに、金属色インキあるいは金属粒子による金属色であってもよい。
【００４５】
光源２１から被検査物４１に向かう出射光の光路には、遮光板２５が配置されている。遮光板２５は光源２１から出射される出射光を遮り、被検査物である樹脂成形品の上に、放射角光照明領域４６を作り出し、また、半影領域４８と遮光領域４７を作り出す。放射角光照明領域４６に位置する被検査物表面は検査領域となり、当該検査領域からの反射光がカメラ３２で撮影され、解析される。
【００４６】
放射角光照明領域４６は、光源２１から出射される主出射光２３を含まず、放射角光２４だけが照射される領域である。図４を参照して、遮光板２５の端面では、遮光板の内側（図４の左側）に向かう放射角光２４ａと出射光軸２２に挟まれる領域である放射角光照明領域４６が作り出される。一方、遮光板の外側（図４の右側）に向かう放射角光２４ｂと出射光軸２２に挟まれる領域である半影領域４８が作り出される。半影領域４８には、放射角光２４が照射されると同時に、主出射光２３も照射される。また、遮光板２５の内側（図４の左側）に向かう放射角光２４ａを境界とし、遮光板２５の内側に向かう領域である遮光領域４７が作り出される。遮光領域４７には、遮光板に遮られて放射角光２４が届かず、また、遮光板に遮られて主出射光２３も届かない。
【００４７】
被検査物４１の表面に主出射光２３が照射されると、その正反射光がカメラ３１に検出される。当該正反射光の光量は被検査物表面の色柄により変化する。このため、半影領域４８は、本発明にかかる外観検査装置に使用することはできない。
【００４８】
放射角光照明領域４６は主出射光２３が照射されない。このため、その正反射光がカメラ３１に向けて反射されることがない。このため、被検査物の表面に凹凸欠陥が無ければ、カメラの撮像画像は暗黒となる。
【００４９】
被検査物の表面に凹欠陥４３１が存在すれば、放射角光照明領域４６に照射された放射角光が凹欠陥４３１で乱反射され、当該乱反射光がカメラに到達し、カメラの撮影画像は明部分を含むものになる。
【００５０】
カメラは、多数の光量検出素子が一次元的に配列されているラインセンサを備えたラインセンサカメラであってもよく、また、二次元的に配列されているエリアカメラであってもよい。
【００５１】
放射角光照明領域４６は細長い形状で作り出されるので、ラインセンサカメラが相応しい。単一の撮像を行った後に移動ステージ１３を移動し、隣接する被検査物の表面反射を撮影し、順次移動と撮影を繰り返して、望む検査領域をカバーすればよい。
【００５２】
以上述べた、放射角光照明領域４６が満たされれば、本発明の外観検査装置は実現されるが、迷光などによる誤作動、精度低下を避けるために、遮光板は、被検査物表面を全て覆う面積以上であることが好ましい。
【００５３】
光源２１と被検査物４１間の距離８３（ｋ１）は１５ｍｍから１５００ｍｍにすることができる。カメラ３１と被検査物４１間の距離８４（ｋ２）は１５ｍｍから１５００ｍｍにすることができる。
【００５４】
放射角光照明領域４６の幅（Ｌ２）は１ｍｍから５ｍｍにすればよい。
【００５５】
これまで述べてきた、光源の範囲や光源と被検査物の距離範囲で、好ましい配置を定めて実施することができる。
【００５６】
例えば、光源の視野角８１（２θ）が３０度、出射光軸と被検査物の角度８７（α）が６０度で、放射角光照明領域４６の幅８６（Ｌ２）を５ｍｍに設定する場合に、遮蔽板と被検査物の距離８５（Ｌ１）を求めてみる。
【００５７】
この場合、放射角８２（θ）は１５度である。
【００５８】
図５を参照して、点９１、９２、９３に囲まれる直角三角形を考えると式（１）が成立する。
【００５９】
【数１】
【００６０】
式（１）を変形して式（２）を導く。
【００６１】
【数２】
【００６２】
続いて、式（２）からＬ２を求めると式（３）が成立する。
【００６３】
【数３】
【００６４】
式３に、
α＝６０度
θ＝１５度
Ｌ２＝５ｍｍを代入する。このとき、（α―θ）＝４５度＝π／４である。
【００６５】
【数４】
【００６６】
よって、Ｌ１は１３．６６ｍｍとなる。
【００６７】
放射角光照明領域４６の幅８６（Ｌ２）は１ｍｍから５ｍｍと狭いため、樹脂成形品の表面を覆うには領域が不足する。このため、被検査物と検査領域とを相対的に移動し、被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、検査領域としてカメラで撮影して複数の撮影像を得る。相対移動は、移動ステージ１３を移動させることにより、被検査物を移動させて行うことが好ましい。
【００６８】
次に撮影像から凹凸欠陥を検査する方法を説明する。
【００６９】
すでに説明したように、検査領域が平面であれば撮影像は暗黒となる。検査領域に凹部があれば撮影像に小さな明領域が写りこむ。凹部は、例えば打痕である。明領域は白色領域と言い換えることができる。
【００７０】
例えば、撮影像の各画素を白黒２値に変換し、白が生じた画素数が閾値以上であれば、凹欠陥であると判断することができる。また、例えば、公知の画像認識手段を採用して、一定大きさの画像が写りこんだ場合に、凹欠陥であると判断してもよい。
【００７１】
図６は外観検査装置１を備えた射出成形装置６の説明図であり、図７は射出成形装置６の制御フローチャートである。
【００７２】
射出成形装置６は機械部６０と成形制御部６１からなる。外観検査装置１は光学部１と検査制御部１１からなる。成形制御部６１と検査制御部１１は全体制御部７２により制御される。射出成形装置６で製造される樹脂成形品は移送手段であるロボットアーム７１により射出成形装置６から取り出され、光学部１０の移動ステージに載せられる。ロボットアーム７１は外観検査終了後の樹脂成形品を取り出して、ストックヤードに移動する役目も行う。
【００７３】
機械部６０はＡ金型６２とＢ金型６３を含んでいる。帯状の基材シートに転写柄が連続的に形成された転写シート６４が、供給ロール６５にロール状に保持されている。転写シート６４がＡ金型６２に対して所定位置に配置されると、Ａ金型６２がＢ金型６３に密着され、溶融状態の樹脂が金型のキャビティ内に射出され、当該樹脂が成形される。同時に転写シート６４上の転写柄が樹脂成形品の表面に転写され、成形同時転写樹脂成形品となる。
【００７４】
冷却後にＢ金型６３からＡ金型６２が離れ、ロボットアーム７１により樹脂成形品４１がキャビティから取り出され、光学部１０の移動ステージに載置される。
【００７５】
また、転写柄が転写した後の転写シート６４は基材シートのみが残置されるので、当該基材シートが基材シート巻取部６６に巻き取られる。同時に新たな転写シート部分がＡ金型６２のキャビティ面に配置される。
【００７６】
転写シート６４をキャビティ面に配置し一定長さ送り出す、供給ロール６５や基材シート巻取部が転写シート送り装置である。転写シート送り装置は枚葉の転写シートを一枚ずつキャビティ面に位置づけるものであってもよい。
【００７７】
Ａ金型６２の移動、樹脂の射出、転写シートの巻上げなどは、成形制御部６１が行う。
【００７８】
検査制御部１１は、移動ステージ１３の移動、カメラ３１による検査画像の撮影、検査画像の画像処理（例えば、白黒２値化処理）、凹凸欠陥の検出による樹脂成形品の良・不良判定などを行う。
【００７９】
検査制御部１１、成形制御部６１と全体制御部７２は、例えばコンピュータとプログラムから構成される。
【００８０】
図７に示した全体制御部７２が行う処理のフローチャートを参照して、外観検査装置１を備えた射出成形装置６の制御動作を説明する。不良品が所定回数連続した場合に射出成形機を止めるために、所定回数として例えば３の数字が回数Ｐとして、予め入力される。
【００８１】
Ｓ１００にて動作を開始する。Ｓ１０１で連続不良カウンターの数字（ｎ）をゼロにリセットする。この後、射出成形機６が動作して一の樹脂成形品を製造し、外観検査装置１が当該樹脂成形品の外観検査を行う。
【００８２】
Ｓ１０２で、全体制御部７２は検査制御部から欠陥検出データを取得する。欠陥があり不良品である場合にはＳ１０３に進み、連続不良カウンターの数字（ｎ）と所定回数Ｐが比較される。
【００８３】
Ｓ１０２で欠陥がなく良品である場合にはＳ１０１に戻り、連続不良カウンターの数字（ｎ）が再びゼロにリセットされＳ１０２の処理が繰り返される。
【００８４】
Ｓ１０３でｎ＝Ｐであれば、全体制御装部７２は成形制御部６１に停止信号を送り、成形制御部６１は射出成形機を停止する。Ｓ１０３でｎ＜Ｐであれば、Ｓ１１０に進み、連続不良カウンターの数字（ｎ）に１が加算される。その後Ｓ１０２に進み処理が繰り返される。
【００８５】
以上のようにして、外観不良品が連続してＰ回検出されれば、射出成形動作が停止されるので、外観不良が打痕に由来するものであっても、外観不良品が連続して多量に製造されてしまう事態が防止される。
【符号の説明】
【００８６】
１ 外観検査装置
６ 射出成形機
１０ 光学部
１１ 検査制御部
１２ 暗室
１３ 移動ステージ
２１ 指向性光源である面光源
２２ 出射光軸
２３ 主出射光
２４ 放射角光
２５ 遮光板
３１ カメラ
３２ レンズ光軸
４１ 被検査物である樹脂成形品
４２ 仮想線である垂直線
４３１、４３２、４３３ 凹欠陥
４６ 放射角光照明領域
６０ 機械部
６１ 成形制御部
６２ Ａ金型
６３ Ｂ金型
６４ 転写シート
６５ 供給ロール
６６ 基材シート巻取部
７１ 移送手段であるロボットアーム
７２ 全体制御部
８１ 指向性光源２１の視野角 ２θ
８２ 指向性光源２１の放射角 θ
８３ 光源と被検査物の距離 ｋ１
８４ カメラと被検査物の距離 ｋ２
８５ 遮蔽板と被検査物の距離 Ｌ１
８６ 放射角光照明領域の幅 Ｌ２
８７ 出射光軸と被検査物の角度 α
８８ レンズ光軸と被検査物の角度 β
【技術分野】
【０００１】
この発明は外観検査装置及び樹脂成形品の製造方法に関し、特に表面に柄が施された被検査物の外観の凹凸欠陥を検出する外観検査装置、及び成形同時転写法により表面に柄が施される樹脂成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装飾などのために表面に柄を施した樹脂成形品が製造されている。例えば、携帯電話やラップトップコンピュータの筐体である。この樹脂成形品は、転写層として図柄層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に、金型内に送られた転写シートから転写層が樹脂成形品の表面に転写されて成形される。
【０００３】
射出成形機は、Ａ金型、Ａ金型とのパーティング面が形成されたＢ金型と転写シートをパーティング面に送り込む転写シート送り装置とを備えている。射出成形時に、転写シートはＡ金型又はＢ金型のキャビティ面に密着するように構成されている。したがって、一方の金型のキャビティ面と樹脂成形品とは直接接触しない。射出成形時に、キャビティ面と転写シートとの間に異物が付着したまま射出成形を行った場合には、成形同時樹脂成形品に凹み傷（当該凹み傷は打痕と呼ばれる）が発生する。
【０００４】
もし異物が樹脂成形品と直接接する金型のキャビティ面に付着すれば、当該異物は樹脂成形品に埋め込み状態となって、射出成形機から取り出されるので、当該単一の樹脂成形品に外観不良が発生するのみであり、製造過程でさほどの損害は発生しない。
【０００５】
一方、転写シートが密着する側の金型キャビティ面に付着した当該異物は、樹脂成形品とともに射出成形機から取り出されることがない。このため、一度打痕が発生すると、複数の樹脂成形品に打痕が連続して発生する。そして、打痕が検出され、異物を取り除く処置が行われるまで、外観不良品が連続して多量に製造されてしまう。
【０００６】
当該打痕の典型的な大きさは直径が１０μｍ〜１００μｍである。当該直径範囲よりも小さい場合には、打痕が存在しても人の視覚に感じられないので外観不良とならない。当該直径範囲よりも大きい場合には、装置運転者が容易に視覚認識できるので、射出成形機の運転を停止するなどの対策が容易である。
【０００７】
従来は、検査者が樹脂成形品を目視して外観不良の検査をおこなっていた。
【０００８】
一方、従来、液晶パネルの表面検査装置として、リング照明灯を液晶パネルの上部に配置し、液晶パネルの直上にカメラを配置し、リング照明灯による斜め上方からの光を液晶パネルに照射し反射光をカメラで撮影し、液晶パネルの表面の傷、欠け、割れを検出する液晶パネル外観検査装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００９】
また、従来、検査対象物の表面欠陥を検出する表面検査方法として、拡散光を照射する光源からの出射光を検査対象物の表面に照射し、反射光をカメラで撮影する表面検査方法であって、光路に遮光体を配置し、出射光が照射される検査領域を(1)明領域、(2)前記明領域よりも暗い暗領域と、(3)これらの境界領域に分割し、これら領域ごとに照明の条件を変えて、検出される表面状態の多様化を図った表面検査方法が知られている。（例えば、特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２４７９５３号公報（特に請求項１）
【特許文献２】特開２００５−２０８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
目視による外観検査では、検査が遅延することがあり、連続して発生しがちな打痕傷製品のオンライン検査として不十分である。そこで、外観検査装置による打痕検査が望まれる。
【００１２】
従来の液晶パネル外観検査装置は、表面に柄のないパネル表面を対象にしている。したがって、異常がない表面領域からの反射光は一定の色（波長領域）である。一方、ここで検査を希望する樹脂成形品は表面に柄が形成されている。そして、打痕の大きさは微細である。樹脂成形品の表面で反射する光は、色を帯び、当該色が表面位置により様々である。したがって、打痕に由来する光が柄に依存する反射光に埋もれる部分が生じて、検出が成功しない。
【００１３】
また、従来の、第２の外観検査装置は、明領域の他に、照明制限領域と暗領域を有している。ここで用いている光源は拡散光照明光源である。そして、照明制限領域は、光源中の一部分である発光領域からの光が届く領域である。また、暗領域は光源からの光は完全に遮光されるものの、カメラは受光信号を発する光量を有する領域である（例えば同公報図６参照）。さらに繰り返しになるが、打痕は微小な凹欠陥であり、乱反射を生じる光量が少ない。
【００１４】
したがって、当該外観検査装置によって、柄を有する樹脂成形品の表面を観察すれば、打痕に由来する光が柄に依存する反射光に埋もれる部分が生じて、検出が成功しない。
【００１５】
そこで、本発明は、打痕などの凹凸欠陥の検出精度を向上させた樹脂成形品の外観検査装置を提供することを課題とする。
【００１６】
また、本発明は、オンラインで打痕などの凹凸欠陥の検査を行い、生産性が向上する樹脂成形品の製造方法を提供することを課題とする。
【００１７】
本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一の態様にかかる外観検査装置は、
被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを備え、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して撮影像を得て、前記撮影像から凹凸欠陥を検査することを特徴とする。
【００１９】
本発明の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物は、その表面に柄が形成されていて、前記検査領域に柄が含まれていてもよい。
【００２０】
本好ましい実施態様にかかる外観検査装置は、従来は困難であった柄が形成された領域における凹凸欠陥が精度よく検出できるという本発明の特徴がより一層発揮された外観検査装置となる。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物は、転写層が形成された転写シートを金型内に配置し、溶融樹脂を前記金型内に射出して射出成形と同時に前記転写層を転写する成形同時転写法により成形される樹脂成形品であってもよい。
【００２２】
本好ましい実施態様によれば、成形同時転写法で発生しがちで、かつ、従来オンライン検出が困難であった打痕の検出を行うことができる。
【００２３】
本発明のその他の好ましい実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記凹凸欠陥は平面に生じた凹部であってもよい。
【００２４】
本好ましい実施態様によれば、従来オンライン検出が困難であった打痕の検出という特徴を有する外観検査装置となる。
【００２５】
本発明の好ましい他の実施態様にかかる外観検査装置にあっては、前記被検査物と前記検査領域とを相対的に移動し、前記被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、前記検査領域として前記カメラで撮影して撮影像を得るものであってもよい。
【００２６】
本好ましい実施態様によれば、実質的に検査対象領域を広げることができ、より一層使い勝手のよい装置となる。
【００２７】
本発明の他の態様にかかる樹脂成形品の製造方法は、以下のイからハの工程からなる。
イ．転写層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に前記転写層を転写して前記樹脂成形品を成形する樹脂成形品製造工程、
ロ．前記樹脂成形品製造工程により製造された樹脂成形品を被検査物として、被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する工程であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを有し、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して検査画像を得て、
前記検査画像に対して画像処理を行い、前記検査画像に対応する前記被検査物である前記樹脂成形品の凹凸欠陥を検出して、前記樹脂成形品の良・不良を判定する凹凸欠陥検査工程、
ハ．前記凹凸欠陥検査工程により、前記樹脂成形品の不良が連続して所定回数検出された場合に、前記樹脂成形品製造工程を停止する工程。
【００２８】
以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の一の態様にかかる外観検査装置は、表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、その他の構成とともに、指向性を有する光源を用いて、被検査物の表面に放射角光照明領域を作り出し、前記放射角光照明領域を外観検査領域とする。
【００３０】
前記放射角光照明領域に照射される光には、被検査物の表面で正反射してカメラに入る光が全く含まれない。このため、凹凸欠陥のない外観検査領域の撮像は暗黒である。たとえ、外観検査領域に柄が形成されていても、カメラに入光する反射光が無いために柄に由来する色などの反射光の性質変化は全く認識されない。一方、通常は暗黒であるために、小量の光であっても、当該領域から発する光があれば、確実にカメラに写り、さらには撮像の白黒２値化などのデータ処理が、外乱を受けることなく進行する。
【００３１】
同時に、前記放射角光照明領域に照射される光には、光源からの放射角光が含まれる。当該放射角光は、凹凸欠陥のない外観検査領域で正反射して、カメラ視野外に放射される。また、当該放射角光は、凹凸欠陥のある外観検査領域で乱反射して、カメラ視野内に入り撮像される。
【００３２】
このようにして、表面の色などに妨害されることなく、表面の微小な凹凸欠陥を精度よく検出することができる。例えば、表面に柄が装飾されていても、あるいはまた、表面に高い明度の色付けられていても、当該表面に生じた凹凸欠陥を検出することができる。
【００３３】
本発明の他の態様にかかる樹脂成形品の製造方法は、その他の構成とともに、転写シートを用いるいわゆる成形同時転写法と、上記本発明に一の態様にかかる外観検査装置を組み合わせたものである。射出成形機を出た樹脂成形品がオンラインで外観検査され、凹凸欠陥が連続して所定回数検出された場合に射出成形機が停止される。このため、転写法による樹脂成形品の製造過程で発生しがちな外観不良品が連続して多量に製造される不都合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】外観検査装置の光学部１０を示す斜視図である。
【図２】被検査物４１上の放射角照明領域４６を示す平面説明図である。
【図３】光源２１、被検査物４１とカメラ３１などの位置関係を示す断面説明図である。
【図４】光源の視野角２θ、放射角θと放射角光照明領域４６などの関係を示す説明図である。
【図５】光源の放射角θと放射角光照明領域の幅Ｌ２の関係を示す説明図である。
【図６】外観検査装置１を備えた射出成形装置６の説明図である。
【図７】射出成形装置６の制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の実施例にかかる外観検査装置と樹脂成形品の製造方法をさらに説明する。本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３６】
図１は外観検査装置の光学部１０を示す斜視図であり、図２は被検査物４１上の放射角照明領域４６を示す平面説明図である。図３は光源２１、被検査物４１とカメラ３１などの位置関係を示す断面説明図であり、図４は光源の視野角２θ、放射角θと放射角光照明領域４６などの関係を示す説明図である。図５は光源の放射角θと放射角光照明領域の幅Ｌ２の関係を示す説明図である。
【００３７】
外観検査装置１の光学部１０は、指向性光源である面光源２１、被検査物を載置する移動ステージ１３、カメラ３１などを備えている。
【００３８】
光源は一定の指向性を有する。すなわち、光源からの出射光の角度分布は角度に依存している。好ましい視野角（２θ）範囲は１０度から３０度である。ここで視野角（２θ）は発光強度がピーク値の半分になるところで測定した光の出射角度である半値全角で表現した。上記の視野角範囲にあれば、放射角光照明領域が好適な幅で出現し、また、柄を反射してしまう不必要な光が少なくなる。
【００３９】
光源２１は出射光軸２２方向に主出射光２３を出射するとともに出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光２４を出射する。出射光軸を中心軸とすれば、一定の広がり角はθであると近似して考察することができる。この場合、放射角光が広がる角度は２θであると近似して考察すればよい。
【００４０】
また、光源はレンズ付のＬＥＤランプを平面状に複数配列した面光源が好ましい。ＬＥＤランプは寿命が長い特徴を有する。そして、面光源であれば、放射角光照明領域が好適な広さで出現するからである。面光源の大きさの一例は１００ｍｍ×１００ｍｍである。
【００４１】
光源の出射光軸２２とカメラのレンズ光軸３２は、被検査物４１の表面に立てた仮想線である垂直線４２に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向している。光源の出射光軸２２は被検査物４１の表面と矢印８７の角度（α）で交差する。カメラのレンズ光軸３２は被検査物４１の表面と矢印８８の角度（β）で交差する。角度αと角度βは等しい。好ましい角度α（すなわち角度βでもある）の値は１０度から８０度である。
【００４２】
また、出射光軸２２、レンズ光軸３２と垂直線４２は同一平面内に配置されている。すなわち、カメラ３１は光源２１から検出領域に入射する光の正反射光を検出できる位置及び角度に配置されている。
【００４３】
好適な被検査物は樹脂成形品であり、本実施例も被検査物の例として樹脂成形品を選択して説明する。被検査物である樹脂成形品４１は移動ステージ１３に載置されている。
【００４４】
樹脂成形品４１は表面に柄が形成されていてもよく、べた塗りであってもよく、無色透明、有色透明であってもよい。本発明にかかる外観検査装置は柄が形成されていても支障なく外観の凹凸を検査できるものである。柄は模様と言い換えてもよく、表面に現れる線図、色分けまたはぼかしを意味する。無彩色の模様であってもよく、有彩色の模様であってもよい。さらに、金属色インキあるいは金属粒子による金属色であってもよい。
【００４５】
光源２１から被検査物４１に向かう出射光の光路には、遮光板２５が配置されている。遮光板２５は光源２１から出射される出射光を遮り、被検査物である樹脂成形品の上に、放射角光照明領域４６を作り出し、また、半影領域４８と遮光領域４７を作り出す。放射角光照明領域４６に位置する被検査物表面は検査領域となり、当該検査領域からの反射光がカメラ３２で撮影され、解析される。
【００４６】
放射角光照明領域４６は、光源２１から出射される主出射光２３を含まず、放射角光２４だけが照射される領域である。図４を参照して、遮光板２５の端面では、遮光板の内側（図４の左側）に向かう放射角光２４ａと出射光軸２２に挟まれる領域である放射角光照明領域４６が作り出される。一方、遮光板の外側（図４の右側）に向かう放射角光２４ｂと出射光軸２２に挟まれる領域である半影領域４８が作り出される。半影領域４８には、放射角光２４が照射されると同時に、主出射光２３も照射される。また、遮光板２５の内側（図４の左側）に向かう放射角光２４ａを境界とし、遮光板２５の内側に向かう領域である遮光領域４７が作り出される。遮光領域４７には、遮光板に遮られて放射角光２４が届かず、また、遮光板に遮られて主出射光２３も届かない。
【００４７】
被検査物４１の表面に主出射光２３が照射されると、その正反射光がカメラ３１に検出される。当該正反射光の光量は被検査物表面の色柄により変化する。このため、半影領域４８は、本発明にかかる外観検査装置に使用することはできない。
【００４８】
放射角光照明領域４６は主出射光２３が照射されない。このため、その正反射光がカメラ３１に向けて反射されることがない。このため、被検査物の表面に凹凸欠陥が無ければ、カメラの撮像画像は暗黒となる。
【００４９】
被検査物の表面に凹欠陥４３１が存在すれば、放射角光照明領域４６に照射された放射角光が凹欠陥４３１で乱反射され、当該乱反射光がカメラに到達し、カメラの撮影画像は明部分を含むものになる。
【００５０】
カメラは、多数の光量検出素子が一次元的に配列されているラインセンサを備えたラインセンサカメラであってもよく、また、二次元的に配列されているエリアカメラであってもよい。
【００５１】
放射角光照明領域４６は細長い形状で作り出されるので、ラインセンサカメラが相応しい。単一の撮像を行った後に移動ステージ１３を移動し、隣接する被検査物の表面反射を撮影し、順次移動と撮影を繰り返して、望む検査領域をカバーすればよい。
【００５２】
以上述べた、放射角光照明領域４６が満たされれば、本発明の外観検査装置は実現されるが、迷光などによる誤作動、精度低下を避けるために、遮光板は、被検査物表面を全て覆う面積以上であることが好ましい。
【００５３】
光源２１と被検査物４１間の距離８３（ｋ１）は１５ｍｍから１５００ｍｍにすることができる。カメラ３１と被検査物４１間の距離８４（ｋ２）は１５ｍｍから１５００ｍｍにすることができる。
【００５４】
放射角光照明領域４６の幅（Ｌ２）は１ｍｍから５ｍｍにすればよい。
【００５５】
これまで述べてきた、光源の範囲や光源と被検査物の距離範囲で、好ましい配置を定めて実施することができる。
【００５６】
例えば、光源の視野角８１（２θ）が３０度、出射光軸と被検査物の角度８７（α）が６０度で、放射角光照明領域４６の幅８６（Ｌ２）を５ｍｍに設定する場合に、遮蔽板と被検査物の距離８５（Ｌ１）を求めてみる。
【００５７】
この場合、放射角８２（θ）は１５度である。
【００５８】
図５を参照して、点９１、９２、９３に囲まれる直角三角形を考えると式（１）が成立する。
【００５９】
【数１】
【００６０】
式（１）を変形して式（２）を導く。
【００６１】
【数２】
【００６２】
続いて、式（２）からＬ２を求めると式（３）が成立する。
【００６３】
【数３】
【００６４】
式３に、
α＝６０度
θ＝１５度
Ｌ２＝５ｍｍを代入する。このとき、（α―θ）＝４５度＝π／４である。
【００６５】
【数４】
【００６６】
よって、Ｌ１は１３．６６ｍｍとなる。
【００６７】
放射角光照明領域４６の幅８６（Ｌ２）は１ｍｍから５ｍｍと狭いため、樹脂成形品の表面を覆うには領域が不足する。このため、被検査物と検査領域とを相対的に移動し、被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、検査領域としてカメラで撮影して複数の撮影像を得る。相対移動は、移動ステージ１３を移動させることにより、被検査物を移動させて行うことが好ましい。
【００６８】
次に撮影像から凹凸欠陥を検査する方法を説明する。
【００６９】
すでに説明したように、検査領域が平面であれば撮影像は暗黒となる。検査領域に凹部があれば撮影像に小さな明領域が写りこむ。凹部は、例えば打痕である。明領域は白色領域と言い換えることができる。
【００７０】
例えば、撮影像の各画素を白黒２値に変換し、白が生じた画素数が閾値以上であれば、凹欠陥であると判断することができる。また、例えば、公知の画像認識手段を採用して、一定大きさの画像が写りこんだ場合に、凹欠陥であると判断してもよい。
【００７１】
図６は外観検査装置１を備えた射出成形装置６の説明図であり、図７は射出成形装置６の制御フローチャートである。
【００７２】
射出成形装置６は機械部６０と成形制御部６１からなる。外観検査装置１は光学部１と検査制御部１１からなる。成形制御部６１と検査制御部１１は全体制御部７２により制御される。射出成形装置６で製造される樹脂成形品は移送手段であるロボットアーム７１により射出成形装置６から取り出され、光学部１０の移動ステージに載せられる。ロボットアーム７１は外観検査終了後の樹脂成形品を取り出して、ストックヤードに移動する役目も行う。
【００７３】
機械部６０はＡ金型６２とＢ金型６３を含んでいる。帯状の基材シートに転写柄が連続的に形成された転写シート６４が、供給ロール６５にロール状に保持されている。転写シート６４がＡ金型６２に対して所定位置に配置されると、Ａ金型６２がＢ金型６３に密着され、溶融状態の樹脂が金型のキャビティ内に射出され、当該樹脂が成形される。同時に転写シート６４上の転写柄が樹脂成形品の表面に転写され、成形同時転写樹脂成形品となる。
【００７４】
冷却後にＢ金型６３からＡ金型６２が離れ、ロボットアーム７１により樹脂成形品４１がキャビティから取り出され、光学部１０の移動ステージに載置される。
【００７５】
また、転写柄が転写した後の転写シート６４は基材シートのみが残置されるので、当該基材シートが基材シート巻取部６６に巻き取られる。同時に新たな転写シート部分がＡ金型６２のキャビティ面に配置される。
【００７６】
転写シート６４をキャビティ面に配置し一定長さ送り出す、供給ロール６５や基材シート巻取部が転写シート送り装置である。転写シート送り装置は枚葉の転写シートを一枚ずつキャビティ面に位置づけるものであってもよい。
【００７７】
Ａ金型６２の移動、樹脂の射出、転写シートの巻上げなどは、成形制御部６１が行う。
【００７８】
検査制御部１１は、移動ステージ１３の移動、カメラ３１による検査画像の撮影、検査画像の画像処理（例えば、白黒２値化処理）、凹凸欠陥の検出による樹脂成形品の良・不良判定などを行う。
【００７９】
検査制御部１１、成形制御部６１と全体制御部７２は、例えばコンピュータとプログラムから構成される。
【００８０】
図７に示した全体制御部７２が行う処理のフローチャートを参照して、外観検査装置１を備えた射出成形装置６の制御動作を説明する。不良品が所定回数連続した場合に射出成形機を止めるために、所定回数として例えば３の数字が回数Ｐとして、予め入力される。
【００８１】
Ｓ１００にて動作を開始する。Ｓ１０１で連続不良カウンターの数字（ｎ）をゼロにリセットする。この後、射出成形機６が動作して一の樹脂成形品を製造し、外観検査装置１が当該樹脂成形品の外観検査を行う。
【００８２】
Ｓ１０２で、全体制御部７２は検査制御部から欠陥検出データを取得する。欠陥があり不良品である場合にはＳ１０３に進み、連続不良カウンターの数字（ｎ）と所定回数Ｐが比較される。
【００８３】
Ｓ１０２で欠陥がなく良品である場合にはＳ１０１に戻り、連続不良カウンターの数字（ｎ）が再びゼロにリセットされＳ１０２の処理が繰り返される。
【００８４】
Ｓ１０３でｎ＝Ｐであれば、全体制御装部７２は成形制御部６１に停止信号を送り、成形制御部６１は射出成形機を停止する。Ｓ１０３でｎ＜Ｐであれば、Ｓ１１０に進み、連続不良カウンターの数字（ｎ）に１が加算される。その後Ｓ１０２に進み処理が繰り返される。
【００８５】
以上のようにして、外観不良品が連続してＰ回検出されれば、射出成形動作が停止されるので、外観不良が打痕に由来するものであっても、外観不良品が連続して多量に製造されてしまう事態が防止される。
【符号の説明】
【００８６】
１ 外観検査装置
６ 射出成形機
１０ 光学部
１１ 検査制御部
１２ 暗室
１３ 移動ステージ
２１ 指向性光源である面光源
２２ 出射光軸
２３ 主出射光
２４ 放射角光
２５ 遮光板
３１ カメラ
３２ レンズ光軸
４１ 被検査物である樹脂成形品
４２ 仮想線である垂直線
４３１、４３２、４３３ 凹欠陥
４６ 放射角光照明領域
６０ 機械部
６１ 成形制御部
６２ Ａ金型
６３ Ｂ金型
６４ 転写シート
６５ 供給ロール
６６ 基材シート巻取部
７１ 移送手段であるロボットアーム
７２ 全体制御部
８１ 指向性光源２１の視野角 ２θ
８２ 指向性光源２１の放射角 θ
８３ 光源と被検査物の距離 ｋ１
８４ カメラと被検査物の距離 ｋ２
８５ 遮蔽板と被検査物の距離 Ｌ１
８６ 放射角光照明領域の幅 Ｌ２
８７ 出射光軸と被検査物の角度 α
８８ レンズ光軸と被検査物の角度 β
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを備え、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して撮影像を得て、前記撮影像から凹凸欠陥を検査することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記被検査物は、その表面に柄が形成されていて、前記検査領域に柄が含まれていることを特徴とする請求項１に記載した外観検査装置。
【請求項３】
前記被検査物は、転写層が形成された転写シートを金型内に配置し、溶融樹脂を前記金型内に射出して射出成形と同時に前記転写層を転写する成形同時転写法により成形される樹脂成形品であることを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項４】
前記凹凸欠陥は、平面に生じた凹部であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかにに記載した外観検査装置。
【請求項５】
前記被検査物と前記検査領域とを相対的に移動し、前記被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、前記検査領域として前記カメラで撮影して撮影像を得ることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項６】
前記光源は、レンズを備えたＬＤＥランプを複数個配置した面発光光源であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項７】
以下のイからハの工程からなる樹脂成形品の製造方法。
イ．転写層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に前記転写層を転写して前記樹脂成形品を成形する樹脂成形品製造工程、
ロ．前記樹脂成形品製造工程により製造された樹脂成形品を被検査物として、被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する工程であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを有し、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して検査画像を得て、
前記検査画像に対して画像処理を行い、前記検査画像に対応する前記被検査物である前記樹脂成形品の凹凸欠陥を検出して、前記樹脂成形品の良・不良を判定する凹凸欠陥検査工程、
ハ．前記凹凸欠陥検査工程により、前記樹脂成形品の不良が連続して所定回数検出された場合に、前記樹脂成形品製造工程を停止する工程。
【請求項１】
被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する外観検査装置であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを備え、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して撮影像を得て、前記撮影像から凹凸欠陥を検査することを特徴とする外観検査装置。
【請求項２】
前記被検査物は、その表面に柄が形成されていて、前記検査領域に柄が含まれていることを特徴とする請求項１に記載した外観検査装置。
【請求項３】
前記被検査物は、転写層が形成された転写シートを金型内に配置し、溶融樹脂を前記金型内に射出して射出成形と同時に前記転写層を転写する成形同時転写法により成形される樹脂成形品であることを特徴とする請求項１乃至２いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項４】
前記凹凸欠陥は、平面に生じた凹部であることを特徴とする請求項１乃至３いずれかにに記載した外観検査装置。
【請求項５】
前記被検査物と前記検査領域とを相対的に移動し、前記被検査物の表面上の検査対象領域の全領域を順次、前記検査領域として前記カメラで撮影して撮影像を得ることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項６】
前記光源は、レンズを備えたＬＤＥランプを複数個配置した面発光光源であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載した外観検査装置。
【請求項７】
以下のイからハの工程からなる樹脂成形品の製造方法。
イ．転写層が形成された転写シートを金型内に送る転写シート送り装置を有する射出成形機により、射出成形と同時に前記転写層を転写して前記樹脂成形品を成形する樹脂成形品製造工程、
ロ．前記樹脂成形品製造工程により製造された樹脂成形品を被検査物として、被検査物の表面の凹凸欠陥を検査する工程であって、
一定の指向性を有する光源と、
前記光源から出射した光が被検査物の表面で反射して生じる反射光を撮影するカメラを有し、
前記光源は出射光軸方向に主出射光を出射するとともに前記出射光軸を中心軸として一定の広がり角を有する放射角光を出射するものであり、
前記光源の出射光軸と前記カメラのレンズ光軸は、被検査物の表面に立てた仮想線である垂直線に対して等しい角度で傾斜し、かつ、対向していて、
前記光源と前記被検査物間の光路に遮蔽板を配置して前記光源からの主出射光を遮蔽することにより、前記被検査物の表面上に放射角光照明領域を作り出し、
前記放射角光照明領域を検査領域として、前記検査領域を前記カメラで撮影して検査画像を得て、
前記検査画像に対して画像処理を行い、前記検査画像に対応する前記被検査物である前記樹脂成形品の凹凸欠陥を検出して、前記樹脂成形品の良・不良を判定する凹凸欠陥検査工程、
ハ．前記凹凸欠陥検査工程により、前記樹脂成形品の不良が連続して所定回数検出された場合に、前記樹脂成形品製造工程を停止する工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１９０５９７（Ｐ２０１０−１９０５９７Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２４３３（Ｐ２００９−３２４３３）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００２３１３６１）日本写真印刷株式会社 (477)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００２３１３６１）日本写真印刷株式会社 (477)
【Ｆターム（参考）】
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