(57)【要約】【課題】フィルム性状の検査精度を簡便な手法で高める。【解決手段】フィルム検査装置１００は、搬送中の電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒを面状発光光源３０４にて照射する。ラインセンサー２１２は、光照射を受けたセンシング箇所Ｆａｒからの光をレンズ２１４を通して受光し、フィルム性状をセンシングする。変位検知機器２４０は、センシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりを検知し、照明制御装置３４０は、この隔たりが小さいほど短波長域の光の照射となるように、隔たりに応じて光の波長を可変して、面状発光光源３０４からの照射光を制御する。【選択図】図９
2014126479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム検査方法であって、
搬送中のフィルムに向けて光を照射して、該光の照射を受けた照射箇所を検知箇所とし、該検知箇所のフィルム性状を、前記検知箇所からの光をレンズを通して受光するセンサーにて検査する工程（１）と、
前記搬送中のフィルムの前記検知箇所と前記センサーとの間の隔たりを検知する工程（２）とを備え、
前記工程（１）は、前記工程（２）で検知した前記隔たりが小さいほど短波長域の光の照射となるように、前記隔たりに応じて光の波長を可変して前記フィルムに光を照射する
フィルム検査方法。
【請求項２】
前記工程（１）は、前記センサーをフィルム幅方向に走査して、前記フィルム性状を前記センサーにて検査し、前記工程（２）は、前記センサーの走査に追従した前記検知箇所にて前記隔たりを検知する請求項1に記載のフィルム検査方法。
【請求項３】
請求項1に記載のフィルム検査方法であって、
前記工程（２）は、前記隔たりを前記フィルム幅方向に亘って検知し、
前記工程（１）は、前記フィルムを前記フィルム幅方向に亘って面状に照射する際の光照射領域を、前記フィルム幅方向に沿って複数の領域に区画し、該区画した光照射領域ごとに、前記隔たりに応じて光の波長を可変して光を照射すると共に、前記センサーをフィルム幅方向に走査して、前記フィルム性状を前記センサーにて検査する
フィルム検査方法。
【請求項４】
フィルム検査装置であって、
搬送中のフィルムに向けて光を照射する照明装置と、
前記光の照射を受けた照射箇所を検知箇所として、該検知箇所のフィルム性状を、前記検知箇所からの光をレンズを通して受光して検査するセンサーと、
該センサーを前記フィルムのフィルム幅方向に走査する走査機構と、
前記搬送中のフィルムの前記検知箇所と前記センサーとの間の隔たりを検知する検知部とを備え、
前記照明装置は、光の波長を可変に光照射する機能を備え、前記検知部の検知した前記隔たりが小さいほど短波長域となるように、前記隔たりに応じて前記波長を可変して前記フィルムに光照射する
フィルム検査装置。
【請求項５】
前記検知部は、前記フィルムのフィルム幅方向に前記走査機構により走査され、前記センサーの走査に追従した前記検知箇所にて前記隔たりを検知する請求項４に記載のフィルム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム検査方法とフィルム検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルム検査では、検査対象であるフィルムに光が照射され、フィルムを透過した光もしくはフィルムで反射した光がセンサーで受光されて、フィルム性状や異物の有無が検知される。フィルムは、幅に対して長尺の形態であることから、フィルム検査では、フィルムは長手方向に搬送される。照明装置とセンサーとは、搬送中のフィルムのフィルム幅方向に移動しつつ、照明とセンシングを行っている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−４４０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フィルムを搬送する場合、フィルムに反りや弛みといったバタツキが生じ得る。このバタツキは、フィルムが搬送方向に対して上下に軌跡を変えて搬送される現象であるので、フィルムにフィルム長手方向に沿った張力を掛けることで抑制できる。バタツキに限らず、フィルムの撓みや波うちも、上記の張力を掛けることで抑制できる。ところが、こうした張力は、フィルムの不用意な伸びやフィルムへの応力残留を招きかねないので、フィルムの性質によっては、張力をさほど掛けられない場合がある。このため、フィルムは、ある程度のバタツキを起こして搬送されることになる。フィルムのバタツキは、フィルムとセンサーとの間の隔たりを変化させるので、センサーによる検査精度の確保には、上記の隔たり変化を抑制することが望ましい。この隔たり変化は、センサー位置を例えば上下動テーブル機器にて調整することで抑制できる。ところが、検査の要求精度が高まると、上下動テーブル機器には、高精度な駆動機構が必要となるほか、上下動テーブル機構の制御には、バタツキながら搬送されるフィルムに追従した高い応答性が必要となる。駆動機器の高精度化や制御の高応答性化は、部品点数の増加や制御の複雑化、コストアップを招くので、検査精度の向上が進まない。こうしたことから、検査精度の向上が要請されるに到った。また、複雑な機器構成を採ることによるフィルム検査のコストアップを招かないことや、簡便なフィルム検査手法の提供が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、フィルム検査方法が提供される。このフィルム検査方法では、搬送中のフィルムに向けて光を照射して、該光の照射を受けた照射箇所を検知箇所とし、該検知箇所のフィルム性状を、前記検知箇所からの光をレンズを通して受光するセンサーにて検査する工程（１）と、前記搬送中のフィルムの前記検知箇所と前記センサーとの間の隔たりを検知する工程（２）とを備える。そして、前記工程（１）は、前記工程（２）で検知した前記隔たりが小さいほど短波長域の光の照射となるように、前記隔たりに応じて光の波長を可変して前記フィルムに光を照射する。上記形態のフィルム検査方法では、フィルムの検知箇所とセンサーとの間の隔たりが小さければ、短波長域の光をフィルムに照射して、光の照射を受けた検知箇所のフィルム性状をセンサーにて検査する。フィルムの検知箇所とセンサーとの間の隔たりが大きければ、隔たりが小さい場合の光より長波長域の光をフィルムに照射して、光の照射を受けた検知箇所のフィルム性状をセンサーにて検査する。上記の隔たりの大小は、フィルム搬送過程におけるバタツキの発生状況と対応するので、上記形態のフィルム検査方法では、フィルム搬送過程において生じたバタツキによる隔たりの変化に応じて、波長を可変して光照射することになる。そして、センサーに検知箇所からの光を受光させるレンズの屈折率（相対屈折率）は、スネルの法則から光の波長の影響を受けて変化するので、レンズの合焦位置、即ちレンズを通して受光するセンサーの合焦位置とレンズ合焦範囲である被写界深度は、照射される光の波長の長短により異なることになる。そうすると、上記形態のフィルム検査方法は、フィルム搬送過程において生じたバタツキによる隔たりの変化に応じて、合焦位置を長短調整できるので、バタツキが生じても、フィルムの検知箇所を長短調整した合焦位置を含む被写界深度に合致させることができる。この結果、上記形態のフィルム検査方法によれば、フィルムの検査精度を高めることが可能となる。しかも、検査精度の向上は、波長の可変制御で達成されるので、精度向上のための例えば上下動テーブル機構などが不要となり、部品点数の増加や制御の複雑化、コストアップを抑制できる。また、波長の可変制御は、既存の制御手法で実現されることから、フィルム検査が簡便となる。なお、波長の可変制御を受けた光を受光するセンサーについては、フィルム幅方向に沿って走査するタイプの他、フィルム幅方向に沿って並列に多列に並べたタイプとしてもよい。
【０００７】
（２）上記した形態のフィルム検査方法において、前記工程（１）は、前記センサーをフィルム幅方向に走査して、前記フィルム性状を前記センサーにて検査し、前記工程（２）は、前記センサーの走査に追従した前記検知箇所にて前記隔たりを検知するようにできる。こうすれば、センサーは、フィルムの幅方向に亘る規模とはならず、隔たり検知の機械機器にあっても、フィルムの幅方向に亘る規模とならない。よって、機械構造の簡略化やコスト低下が可能となる。
【０００８】
（３）上記した形態のフィルム検査方法において、前記工程（２）は、前記隔たりを前記フィルム幅方向に亘って検知し、前記工程（１）は、前記フィルムを前記フィルム幅方向に亘って面状に照射する際の光照射領域を、前記フィルム幅方向に沿って複数の領域に区画し、該区画した光照射領域ごとに、前記隔たりに応じて光の波長を可変して光を照射すると共に、前記センサーをフィルム幅方向に走査して、前記フィルム性状を前記センサーにて検査するようにできる。こうすれば、センサーは、フィルムの幅方向に亘る規模とはならないので、この点において、機械構造の簡略化やコスト低下が可能となる。また、フィルム幅方向に沿って区画した光照射領域ごとに、隔たりに応じて光の波長を可変するので、次の利点がある。以下、上記のように区画した光照射領域を、区画光照射領域と称する。フィルムは、長手方向に搬送される際、フィルム幅方向において撓んだり波うちを起こし得る。この撓みや波うちにより、検知箇所とセンサーとの間の隔たりは、フィルム幅方向において変化する。ところが、上記態様は、フィルム幅方向に沿った区画光照射領域ごとに、隔たりに応じて波長を可変するので、フィルム幅方向に沿った隔たりの変化に対応して被写界深度を長短調整できる。よって、上記態様によれば、フィルム幅方向にフィルムの撓みや波うちが生じても、被写界深度をフィルムの検知箇所に合致させるので、検査精度の向上が可能となる。
【０００９】
（４）本発明の他の形態によれば、フィルム検査装置が提供される。このフィルム検査装置は、搬送中のフィルムに向けて光を照射する照明装置と、前記フィルムのフィルム幅方向に走査する走査テーブルと、該走査テーブルに搭載され、前記光の照射を受けた照射箇所を検知箇所として、該検知箇所のフィルム性状を、前記検知箇所からの光をレンズを通して受光して検査するセンサーと、前記搬送中のフィルムの前記検知箇所と前記センサーとの間の隔たりを検知する検知部とを備える。そして、前記照明装置は、光の波長を可変に光照射する機能を備え、前記検知部の検知した前記隔たりが小さいほど短波長域となるように、前記隔たりに応じて前記波長を可変して前記フィルムに光照射する。上記形態のフィルム検査装置によれば、フィルムのバタツキによる隔たりの変化に応じて、センサーの被写界深度を既述したように長短調整できるので、フィルムの検査精度の向上等の効果を奏することができる。
【００１０】
（５）上記した形態のフィルム検査装置において、前記検知部は、前記走査テーブルに搭載され、前記センサーの走査に追従した前記検知箇所にて前記隔たりを検知するようにできる。こうすれば、センサーは、フィルムの幅方向に亘る規模とはならず、検知部の機械機器にあっても、フィルムの幅方向に亘る規模とならない。よって、機械構造の簡略化やコスト低下が可能となる。
【００１１】
本発明は、検査済みのフィルムを構成部材とする機器要素の製造方法や製造装置としての形態でも実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態としてのフィルム検査装置１００を正面視した際の概略構成をその前後におけるフィルム搬送の様子を合わせて示す説明図である。
【図２】フィルム検査装置１００を側面視した際の概略構成を示す説明図である。
【図３】フィルム検査装置１００の要部を平面視した際の概略構成を搬送されるフィルムとの関係を合わせて示す説明図である。
【図４】ラインセンサー２１２による電解質膜フィルムＭｆの性状センシングの様子と変位検知機器２４０による隔たり検知とを機器配置に関連付けて表す説明図である。
【図５】ラインセンサー２１２による性状センシングの様子と変位検知機器２４０による隔たり検知とをフィルム搬送に関連付けて表す説明図である。
【図６】本実施形態のフィルム検査装置１００における主要な電気的な構成を概略的に示す説明図である。
【図７】走査起点端から走査折返端までのラインセンサー２１２の走査の様子を電解質膜フィルムＭｆのフィル幅と合わせて示す説明図である。
【図８】図７のセンサー走査によるラインセンサー２１２でのセンシング領域の推移の様子を示す説明図である。
【図９】変位検知機器２４０の検知した変位Δｆに基づいた発光制御の概要を概略的に示す説明図である。
【図１０】変位Δｆに基づいた発光制御の実証テストに用いた機器構成を概略的に示す説明図である。
【図１１】変位Δｆに基づいた発光制御の実証テストの結果を現す説明図である。
【図１２】変位検知機器２４０の検知した変位Δｆに基づいた発光制御の処理内容を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態における照明の様子とラインセンサー２１２によるセンシングおよび変位検知機器２４０による変位Δｆの検知の様子とを示す説明図である。
【図１４】第３実施形態におけるフィルム検査装置１００Ａの要部を平面視した際の概略構成を搬送されるフィルムとの関係を合わせて示す説明図である。
【図１５】変位検知機器２４０Ａによる隔たり検知とフィルム搬送と面状発光光源３０４による光照射の様子とを関連付けて表す説明図である。
【図１６】フィルムと異物の光透過率の特性を表すグラフである。
【図１７】フィルムと異物の反射率の特性を表すグラフである。
【図１８】フィルム特性と異物特性とを考慮した形態のフィルム検査装置１００Ｂの主要な電気的な構成を概略的に示す説明図である。
【図１９】フィルムと異物の特性を考慮したまた別の形態のフィルム検査装置１００Ｃの主要な電気的な構成を概略的に示す説明図である。
【図２０】単一波長の光を採用した場合の効果を説明する説明図である。
【図２１】照射する光の色とセンシング感度との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としてのフィルム検査装置１００を正面視した際の概略構成をその前後におけるフィルム搬送の様子を合わせて示す説明図である。図示するように、フィルム検査装置１００は、巻き取りローラーＲＭから検査対象である電解質膜フィルムＭｆの搬送を受け、搬送中の電解質膜フィルムＭｆを後述するセンサーにより検査して、検査後の電解質膜フィルムＭｆを後工程、例えば電極触媒層形成装置Ｅａｔに搬送する。この電極触媒層形成装置Ｅａｔは、フィルム検査装置１００にて正常とされた電解質膜フィルムＭｆの検査済み領域において、アノード触媒層Ｅａとカソード触媒層Ｅｃとを、電解質膜フィルムＭｆを挟んで対向させ、当該フィルムにホットプレス等の手法で接合し、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly／ＭＥＡ）を形成する。なお、フィルム検査装置１００の後工程では、検査済みの電解質膜フィルムＭｆを改めてロール状に巻き取り、その巻き取りロールを図示しないＭＥＡ製造装置や、燃料電池製造ラインに供給するようにすることもできる。
【００１４】
次に、フィルム検査装置１００の構成について、他の図面を併用して詳述する。図２はフィルム検査装置１００を側面視した際の概略構成を示す説明図、図３はフィルム検査装置１００の要部を平面視した際の概略構成を搬送されるフィルムとの関係を合わせて示す説明図である。
【００１５】
図１〜図３に示すように、フィルム検査装置１００は、工場フロアーに設置される装置筐体１０２を備え、当該筐体内の架台１１０に、搬入側ローラー１１２と、搬出側ローラー１１４と、センシング機構２００とを備え、装置筐体１０２の天井板１０３の下面側に、照明装置群３００と照明制御装置３４０とを備える。この他、フィルム検査装置１００は、装置筐体１０２の内部に制御装置４００を備え、天井板１０３の上面にモニター装置４１０と操作装置４２０とを備える。搬入側ローラー１１２と搬出側ローラー１１４は、巻き取りローラーＲＭから搬送される電解質膜フィルムＭｆを搬入側と搬出側で支えると共に、図示しないテンションローラーと共に、電解質膜フィルムＭｆをフィルム破損を起こさない程度のテンションを掛けつつフィルム長手方向に搬送する。これにより、電解質膜フィルムＭｆは、反りや弛みといったバタツキがある程度まで抑制されて、フィルム検査装置１００のセンシング機構２００と照明装置群３００との間を通過するよう搬送され、後工程の電極触媒層形成装置Ｅａｔに受け渡される。
【００１６】
センシング機構２００は、センサー機器群２１０と、これを駆動する駆動機器群２２０と、変位検知機器２４０とを備える。センサー機器群２１０は、ラインセンサー２１２と、レンズ２１４と、ミラー２１６と、変位検知機器２４０とを、走査ステージ２１８の上面に並べて備える。ラインセンサー２１２は、固体撮像素子（ＣＣＤ／Charge Coupled Device）をミラー２１６に対向させて水平にライン状に並べて備え、各ＣＣＤの撮像信号（センシング信号）を後述の制御装置４００に送信する。ミラー２１６は、後述の照明装置群３００からの光を上方から受けて水平方向に反射させるので、その反射光は、レンズ２１４を通過してラインセンサー２１２の各ＣＣＤに導かれる。変位検知機器２４０は、ミラー２１６と並んで走査ステージ２１８に搭載され、ミラー２１６およびラインセンサー２１２より、フィルム搬送の上流側に位置する。この変位検知機器２４０は、搬送中の電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との間の隔たりを、ラインセンサー２１２の上流側で検知し、その検知信号を制御装置４００に送信する。変位検知機器２４０は、エアーマイクロメーターを用いて構成され得るほか、レーザー光の反射や超音波の反射を利用した非接触の変位計測機器で構成されている。電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との間の隔たり検知については、後述する。
【００１７】
駆動機器群２２０は、ボールネジ２２７（図６参照）を内蔵して電解質膜フィルムＭｆの下方側において延びる走査伝達部２２２と、ボールネジ２２７を正逆回転駆動するサーボモーター２２４と、モーターの駆動量を検出するエンコーダー２２６と、走査伝達部２２２と並行に延びる一対のリニアガイドレール２２８とを、矩形テーブル２３０の上面に備える。駆動機器群２２０は、矩形テーブル２３０を角度調整機器２３２を介して架台１１０の上面に係合する。よって、この角度調整機器２３２の調整を経て、矩形テーブル２３０とその上面の走査伝達部２２２およびリニアガイドレール２２８は、図３に示すように、搬送中の電解質膜フィルムＭｆの下方側で当該フィルムに対して傾斜する。駆動機器群２２０は、走査伝達部２２２をセンサー機器群２１０の走査ステージ２１８に固定し、当該ステージをリニアガイドレール２２８にて案内する。これにより、走査ステージ２１８に搭載済みのラインセンサー２１２と変位検知機器２４０とは、電解質膜フィルムＭｆの下方側においてフィルム幅方向に斜めに走査し、ラインセンサー２１２の走査軌跡は電解質膜フィルムＭｆに対して傾斜する。本実施形態では、ラインセンサー２１２は、電解質膜フィルムＭｆのフィルム幅を超える範囲において走査可能とされ、図３に示すように、電解質膜フィルムＭｆに掛からないフィルム一端側から、電解質膜フィルムＭｆを超えたフィルム他端側までフィルム幅方向に斜めに走査する。変位検知機器２４０は、フィルム搬送方向の上流側で、ラインセンサー２１２と同様に上記のフィルム一端側から他端側まで走査する。以下、図３における図中下端のフィルム一端側を、ラインセンサー２１２の走査起点端と称し、図中上端のフィルム他端側を、ラインセンサー２１２の走査折返端と称することとする。
【００１８】
照明装置群３００は、電解質膜フィルムＭｆを挟んでセンシング機構２００と向かい合うよう配設され、装置筐体１０２の天井板下面に固定される固定プレート３０２と、面状発光光源３０４と、当該光源にその発光側に装着された光透過パネル３０６と、照明制御装置３４０とを備える。照明装置群３００は、面状発光光源３０４を角度調整機器３０８を介して固定プレート３０２の下面に係合する。よって、面状発光光源３０４とその発光側の光透過パネル３０６とは、角度調整機器３０８の調整を経て、矩形テーブル２３０と同様に、搬送中の電解質膜フィルムＭｆの上方側で当該フィルムに対して傾斜し、電解質膜フィルムＭｆを挟んでセンシング機構２００と向かい合う。面状発光光源３０４は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を２次元的に多列配置して、面状に発光し、電解質膜フィルムＭｆをその上面側からフィルム幅方向に亘って照射する。ラインセンサー２１２は、こうして照射された電解質膜フィルムＭｆの下方側で、フィルム幅方向に走査することから、ラインセンサー２１２の検知箇所は、ラインセンサー２１２の走査に伴ってその位置が変わる。本実施形態では、面状発光光源３０４のＬＥＤは、光の波長を可変に構成され、照明制御装置３４０は、制御装置４００の制御を受けて、ＬＥＤの発する光の波長を可変し、面状発光光源３０４の発光色を波長変更により変更する。ＬＥＤの波長可変制御については後述する。
【００１９】
ここで、ラインセンサー２１２によるフィルムセンシングと、変位検知機器２４０による隔たり検知とについて説明する。図４はラインセンサー２１２による電解質膜フィルムＭｆの性状センシングの様子と変位検知機器２４０による隔たり検知とを機器配置に関連付けて表す説明図、図５はラインセンサー２１２による性状センシングの様子と変位検知機器２４０による隔たり検知とをフィルム搬送に関連付けて表す説明図である。
【００２０】
図４は、ラインセンサー２１２と変位検知機器２４０とを、電解質膜フィルムＭｆおよびその照明の様子に関連付けた上で、平面視と側面視にて示す。また、図４は、その下段に、電解質膜フィルムＭｆに対するラインセンサー２１２と変位検知機器２４０との機器配置を、光路と電解質膜フィルムＭｆからの隔たりに関連付けて示している。図示するように、走査ステージ２１８に搭載されたラインセンサー２１２と変位検知機器２４０は、電解質膜フィルムＭｆのフィルム幅方向に沿って走査する。なお、この走査軌跡は、図ではフィルムに直交するようにされているが、既述したように、実際には、電解質膜フィルムＭｆに対して斜めの軌跡となる。
【００２１】
上記の走査の過程において、変位検知機器２４０は、ラインセンサー２１２より上流側で、電解質膜フィルムＭｆからの隔たりを検知する。ラインセンサー２１２は、電解質膜フィルムＭｆを透過してミラー２１６で反射した反射光をレンズ２１４を通してＣＣＤに受光し、電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。こうした隔たり検知と性状センシングを行うに当たり、検査対象である電解質膜フィルムＭｆに対する変位検知機器２４０とラインセンサー２１２の設置位置は、予め規定されている。つまり、ラインセンサー２１２は、ばたついたり撓んだりすることなく水平に搬送されている電解質膜フィルムＭｆのフィルム下面であるフィルム変位測定箇所Ｍｆｓからミラー２１６の反射箇所までの光路ＬｐＳ１の光路長Ｄｓ１と、ミラー２１６の反射箇所からＣＣＤまでの光路ＬｐＳ２の光路長Ｄｓ２とを隔てて、電解質膜フィルムＭｆに対向する。これにより、ラインセンサー２１２は、光路長Ｄｓ１と光路長Ｄｓ２とを隔てたフィルム変位測定箇所Ｍｆｓに焦点を合わせるようにして、フィルム変位測定箇所Ｍｆｓにおいて電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。この場合、電解質膜フィルムＭｆは、数十μｍ程度の厚みであるので、フィルム下面のフィルム変位測定箇所Ｍｆｓは、実質的に電解質膜フィルムＭｆとなる。このため、ラインセンサー２１２は、光路長Ｄｓ１と光路長Ｄｓ２とを隔てた電解質膜フィルムＭｆに焦点を合わせるようにして、電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。
【００２２】
本実施形態の検査対象である電解質膜フィルムＭｆは、ＭＥＡを構成する電解質膜であって、例えば、フッ素系樹脂等のプロトン伝導性を有する高分子材料からなるイオン交換膜の薄膜であるので、透光性を備える。そして、この電解質膜フィルムＭｆは、その性状により光の透過に影響を及ぼす、例えば、フィルム性状に基づいた光の分散や吸収等を起こしたり、フィルム表面に付着した異物により光の分散や吸収等を起こす。よって、ラインセンサー２１２は、電解質膜フィルムＭｆを透過してミラー２１６にて反射した反射光を、電解質膜フィルムＭｆの性状や異物による影響を受けた状態で、レンズ２１４を通して受光する。ラインセンサー２１２は、図４の反射光側概略矢視に示すように水平に一列もしくは複数列でライン状に並べた各ＣＣＤ（画素）から、当該ＣＣＤに到達した光（反射光）に対応するセンシング信号を後述の制御装置４００に出力する。こうして出力されるセンシング信号は、各ＣＣＤから見れば、図４に示す光路長Ｄｓ１と光路長Ｄｓ２とを隔てた電解質膜フィルムＭｆに焦点を合わせて得た画像信号となる。本実施形態では、８０００画素／３５ＫＨｚ程度のＣＣＤを用い、その分解能については、これを既存分解能、例えば数μｍ／画素とした。制御装置４００は、入力を受けたセンシング信号を所定の画像処理に掛けて、電解質膜フィルムＭｆの性状を解析して、その結果を検査結果とする。
【００２３】
変位検知機器２４０は、フィルム変位測定箇所Ｍｆｓに到るレーザー光路ＬｐＨの光路長Ｄｈを隔てて、電解質膜フィルムＭｆに対向する。これら光路長は、電解質膜フィルムＭｆがばたついたり撓んだりすることなく水平に搬送されていることを前提として規定されている。よって、変位検知機器２４０にてフィルム変位測定箇所Ｍｆｓからの実際の隔たり検知により、搬送中の電解質膜フィルムＭｆのフィルム変位測定箇所Ｍｆｓとラインセンサー２１２との間の隔たりが演算算出される。図４に示すように、変位検知機器２４０とラインセンサー２１２とは、一度の走査おいて同時に隔たり検知と性状センシングとを行うが、その走査軌跡は、フィルム搬送方向において相違する。ところが、以前に変位検知機器２４０にて隔たり検知がなされたフィルム箇所は、フィルム搬送と走査の繰り返しとにより、ラインセンサー２１２のセンシング箇所となる。この様子は、図５に示されている。
【００２４】
図５に示すように、電解質膜フィルムＭｆは、上下にバタツキを持って搬送されており、ある時刻ｔ０にて、変位検知機器２４０は、搬送中の電解質膜フィルムＭｆとの隔たりを、検知ポイントｓｐ１にて検知する。変位検知機器２４０の検知したこの隔たりは、電解質膜フィルムＭｆが水平に搬送されていることを仮定したフィルム変位測定箇所Ｍｆｓからの変位Δｆとして算出可能である。以下、変位検知機器２４０は、この変位Δｆに対応する検知信号を出力するとして、説明する。
【００２５】
検知ポイントｓｐ１は、フィルム搬送に伴ってラインセンサー２１２の側に進み、面状発光光源３０４から光照射を電解質膜フィルムＭｆを挟んで受けているラインセンサー２１２のセンシング箇所Ｆａｒに達する。これにより、ラインセンサー２１２は、センシング箇所Ｆａｒにおいて検知ポイントｓｐ１の電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。検知ポイントｓｐ１が変位検知機器２４０に検知されてからラインセンサー２１２にてセンシングされるまでの搬送時間差Δｔは、電解質膜フィルムＭｆの搬送速度と、フィルム搬送方向に沿った変位検知機器２４０とラインセンサー２１２との隔たりで求まる。よって、搬送中の電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との隔たりは、電解質膜フィルムＭｆが水平に搬送されていることを仮定したフィルム変位測定箇所Ｍｆｓからラインセンサー２１２までの光路長Ｄｓ１と光路長Ｄｓ２の和に、変位検知機器２４０の検知した変位Δｆを加味することで、求まる。そして、面状発光光源３０４は、上記の搬送時間差Δｔが後述するように考慮されたタイミングで、センシング箇所Ｆａｒに照射する光の波長を変更する。
【００２６】
次に、本実施形態のフィルム検査装置１００にて行う電解質膜フィルムＭｆの性状検査の様子について、電気的な構成を含めて説明する。図６は本実施形態のフィルム検査装置１００における主要な電気的な構成を概略的に示す説明図、図７は走査起点端から走査折返端までのラインセンサー２１２の走査の様子を電解質膜フィルムＭｆのフィル幅と合わせて示す説明図、図８は図７のセンサー走査によるラインセンサー２１２でのセンシング領域の推移の様子を示す説明図である。
【００２７】
図６に示す照明制御装置３４０と制御装置４００とは、論理演算を実行するＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭを備えたコンピューターとして構成され、制御装置４００がフィルム検査装置１００の主要な機器制御を担う。制御装置４００は、フィルム変位演算部４０２と、フィルム性状演算部４０４と、走査処理部４０６とを含む機能部を備え、これら機能部は、ＲＯＭに記憶済みのプログラムや各種デバイスによって構築される。フィルム変位演算部４０２は、変位検知機器２４０の検知した上記の変位Δｆ（図５参照）に基づいて、電解質膜フィルムＭｆのバタツキに伴う電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との隔たりを演算し、その演算結果である変位信号を照明制御装置３４０の波長可変部３４２に出力する。フィルム性状演算部４０４は、ラインセンサー２１２からのセンシング信号（画像信号）を所定の画像解析処理に掛けて、電解質膜フィルムＭｆの性状検査の算出演算を行い、求めた性状検査結果をモニター装置４１０や電極触媒層形成装置Ｅａｔに出力する。走査処理部４０６は、図示しない各種スイッチやセンサーの入力を受けつつ、既述した搬入側ローラー１１２や搬出側ローラー１１４の回転速度を調整制御すると共に、エンコーダー２２６からの信号に基づいたサーボモーター２２４の正逆転制御を行う。
【００２８】
モニター装置４１０は、制御装置４００の演算したフィルム性状の検査結果や電解質膜フィルムＭｆの搬送速度、性状検査の進行状況等を、制御装置４００の制御下で表示する。操作装置４２０は、電解質膜フィルムＭｆの搬送速度設定やフィルム幅等の入力を作業者の機器操作を経て受け付け、その入力操作を制御装置４００に出力する。照明制御装置３４０の波長可変部３４２は、フィルム変位演算部４０２から入力を受けた変位信号に基づいて、面状発光光源３０４のＬＥＤの発光する光の波長を可変制御する。波長可変部３４２は、この波長の可変制御の際、電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との隔たりを表す上記の変位信号が小さいほど短波長域となるように、ＬＥＤの波長を可変制御する。
【００２９】
図７は、横軸を時間軸とし、縦軸をラインセンサー２１２の移動距離とした上で、この移動距離と電解質膜フィルムＭｆのフィルム幅とを対応付けて示している。制御装置４００は、操作装置４２０からの電解質膜フィルムＭｆの設定搬送速度とフィルム幅等の入力を受ける。その上で、作業者の検査開始の機器操作があると、フィルム搬送速度に適合した走査速度Ｖｓでラインセンサー２１２が移動するよう、駆動機器群２２０のサーボモーター２２４を駆動制御（正転駆動）する。この走査速度Ｖｓは、電解質膜フィルムＭｆのフィルム幅と搬送速度にラインセンサー２１２の既述した分解能（既述した数μｍ／画素）および電解質膜フィルムＭｆに対するラインセンサー２１２の走査軌跡の傾きを加味した上で決定される。具体的には、搬送中の電解質膜フィルムＭｆに対してラインセンサー２１２を走査速度Ｖｓで走査させた場合のセンシング信号が、停止した電解質膜フィルムＭｆをフィルム幅方向に直交走査した場合とほぼ等価となるように、走査速度Ｖｓが規定される。
【００３０】
このように規定した走査速度Ｖｓでラインセンサー２１２を走査起点端から走査折返端まで斜めに走査することで、図８に示すように、ラインセンサー２１２は、ＣＣＤの並びで規定されるセンシング幅で、斜めに電解質膜フィルムＭｆを短冊状にセンシングして、このセンシング短冊Ｓｔに亘る検出信号を制御装置４００に出力する。制御装置４００は、ラインセンサー２１２が走査折返端まで達すると、駆動機器群２２０のサーボモーター２２４を駆動制御（逆転駆動）し、ラインセンサー２１２を復帰速度Ｖｂで走査起点端に復帰させる。この際の復帰速度Ｖｂは、走査速度Ｖｓを上回る速度とされ、ラインセンサー２１２は、次のセンシングに際して、その直前でのセンシングの際の電解質膜フィルムＭｆのセンシング開始箇所に隣り合う次のセンシング開始箇所から電解質膜フィルムＭｆのセンシングを開始する。制御装置４００は、こうしたラインセンサー２１２の走査駆動と復帰駆動とを繰り返すので、図８に示すように、斜めの短冊が繰り返されるようにして、電解質膜フィルムＭｆの性状をラインセンサー２１２からのセンシング信号により解析する。この場合、図８に示す一つの斜めのセンシング短冊Ｓｔは、静止した電解質膜フィルムＭｆをフィルム幅方向に直交して走査した場合のセンシング短冊と等価となる。
【００３１】
変位検知機器２４０は、ラインセンサー２１２のセンシング短冊Ｓｔより上流側で、ラインセンサー２１２と同様に走査速度Ｖｓで電解質膜フィルムＭｆに対して斜めに走査する。そして、変位検知機器２４０は、走査軌跡ＭＳＬに沿って、図５の変位Δｆを検出しつつ、その検出信号を制御装置４００に出力し、走査折返端からは、ラインセンサー２１２と共に復帰速度Ｖｂで走査起点端に復帰する。制御装置４００による走査駆動と復帰駆動の繰り返しにより、図８に示すように、変位検知機器２４０は、ラインセンサー２１２の次回のセンシング短冊Ｓｔより短冊幅分の距離、即ちセンシング短冊Ｓｔのワンピッチ分だけ上流側の変位Δｆを検知する。走査軌跡ＭＳＬとセンシング短冊Ｓｔのワンピッチ分のズレは、既述した搬送時間差Δｔを規定し、既述したように電解質膜フィルムＭｆの搬送速度と、フィルム搬送方向に沿った変位検知機器２４０とラインセンサー２１２との隔たりで求まる。
【００３２】
次に、ラインセンサー２１２によるフィルム性状検査に合わせて行う面状発光光源３０４の発光制御について説明する。図９は変位検知機器２４０の検知した変位Δｆに基づいた発光制御の概要を概略的に示す説明図、図１０は変位Δｆに基づいた発光制御の実証テストに用いた機器構成を概略的に示す説明図、図１１は変位Δｆに基づいた発光制御の実証テストの結果を現す説明図である。
【００３３】
図９は、ラインセンサー２１２に光を導くレンズ２１４の合焦の様子を示しており、ラインセンサー２１２は、図４に示す光路ＬｐＳ１と光路ＬｐＳ２とを隔てた位置において電解質膜フィルムＭｆのフィルム変位測定箇所Ｍｆｓにレンズ２１４が合焦するようにされている。この場合、レンズ２１４を経てラインセンサー２１２に導かれる光は、赤、青、緑の混合色である白色光であり、レンズ２１４は、白色光の合焦位置を中心とした遠近範囲を焦点が合う被写界深度とする。よって、図９（Ａ）に示すように、白色光に対する被写界深度に電解質膜フィルムＭｆが位置すれば、ラインセンサー２１２の各ＬＥＤ（図４参照）は、ピントボケのないシャープな画像信号を生成する。これにより、ＬＥＤの画像信号を入力する制御装置４００は、精度良く電解質膜フィルムＭｆの性状を検査できる。ところが、電解質膜フィルムＭｆは、搬送方向においてがたつくことや撓んだりすることがあるので、図において一点鎖線或いは二点鎖線で示すように、白色光に対する被写界深度から外れて搬送され得る。こうなると、ラインセンサー２１２の各ＬＥＤは、ピントがずれた画像信号を生成して制御装置４００に出力するので、フィルム性状の検査精度は低下する。
【００３４】
このように合焦位置とその被写界深度を規定するラインセンサー２１２の屈折率は、下記に示すスネルの法則から、光の波長の影響を受けて変化する。よって、レンズ２１４を経てラインセンサー２１２に導かれる光を、長波長の赤色光としたり、短波長の青色光とすることで、ラインセンサー２１２の合焦位置を、図９（Ａ）に示すように、白色光に対する合焦位置から遠近調整できる。
【００３５】
スネルの法則：二つの媒質である空気とレンズでの波長をそれぞれλｉ、λｒとすると、空気に対するレンズの屈折率ｎ（相対屈折率）は、ｎｒ＝λｉ／λｒで表せる。
【００３６】
このため、図において一点鎖線で示すように、白色光に対する被写界深度からレンズ側に外れて電解質膜フィルムＭｆが搬送されても、レンズ２１４を経てラインセンサー２１２に導かれる光を短波長の青色光とすれば、電解質膜フィルムＭｆは青色光に対する被写界深度に位置することになる。また、図において二点鎖線で示すように、白色光に対する被写界深度から遠ざかるように外れて電解質膜フィルムＭｆが搬送されても、レンズ２１４を経てラインセンサー２１２に導かれる光を長波長の赤色光とすれば、電解質膜フィルムＭｆは赤色光に対する被写界深度に位置することになる。このため、いずれの場合であっても、ラインセンサー２１２の各ＬＥＤ（図４参照）は、ピントボケのないシャープな画像信号を生成するので、ＬＥＤの画像信号を入力する制御装置４００は、精度良く電解質膜フィルムＭｆの性状を検査できる（図９（Ｂ））。なお、図９（Ｂ）において、電解質膜フィルムＭｆが図９（Ａ）に示す白色光に対する被写界深度に位置する場合には、白色光としてもよい。
【００３７】
図１０に示す実証テストでは、透明なガラス製のサンプルプレートＳＰを挟んで照明機器ＭＲとレンズ内蔵の撮像カメラＭＣとを対向させ、サンプルプレートＳＰに既述した数μｍの線幅で形成した細線ＭＬを撮像カメラＭＣで撮像した。照明機器ＭＲは、本実施形態における面状発光光源３０４と同様、可変色のＬＥＤを内蔵し、赤色光、青色光および白色光をサンプルプレートＳＰの細線ＭＬに向けて照射し、細線ＭＬの回りをセンシング箇所Ｆａｒとする。撮像カメラＭＣは、本実施形態におけるラインセンサー２１２とレンズ２１４とに対応しており、ラインセンサー２１２と同じ数μｍ／画素の分解能を有するＣＣＤを備える。そして、照明機器ＭＲからの照射光を赤色光、青色光、白色光のいずれかとした上で、サンプルプレートＳＰを撮像カメラＭＣに対して５０μｍごとに上下動させ、各位置のサンプルプレートＳＰの細線ＭＬを撮像カメラＭＣで撮像した。サンプルプレートＳＰの上下動幅が、図５に示した電解質膜フィルムＭｆの変位Δｆに相当する。
【００３８】
図１１は、図１０のように細線ＭＬを白色光、青色光、赤色光のそれぞれの光で照射して、その細線ＭＬを撮像カメラＭＣにて撮像した場合の結果を示している。図において、細線の撮像画像が２画素以内に収まった画像であればピントの合った画像が得られたとして、合焦と表し、細線の撮像画像が３画素以上であればピントボケしたとして、記号Ｘを付した。この図１１から判るように、細線ＭＬの高精度の検出に不可欠な被写界深度は、青色光照射と赤色光照射とをサンプルプレートＳＰの上下位置に応じて使い分けることで広がることになる。図１０の実証テストでは、被写界深度は１５０μｍから２５０μｍに広がった。サンプルプレートＳＰの上下動距離は、本実施形態における変位Δｆに対応することから、本実施形態に照らせば、青色光照射と赤色光照射とを変位Δｆに応じて使い分けることで、被写界深度が広がり、高精度な性状検査が可能となる。こうした知見に立って、本実施形態では、次のように発光制御を行いながら、ラインセンサー２１２にて電解質膜フィルムＭｆの性状検査を行った。図１２は変位検知機器２４０の検知した変位Δｆに基づいた発光制御の処理内容を示すフローチャートである。
【００３９】
図示する発光制御は、ラインセンサー２１２と変位検知機器２４０とが走査起点端から走査折返し端を経て走査起点端に復帰する間に、制御装置４００と照明制御装置３４０とで実行される。フィルム検査の開始当初においては、変位検知機器２４０による変位Δｆの検知が未実施なため、照明制御装置３４０は、電解質膜フィルムＭｆは水平に搬送されていると仮定して、面状発光光源３０４に緑色光の照射を行うよう、制御信号を出力する。こうして面状発光光源３０４から緑色光の照射がなされた後、本発光制御が開始され、制御装置４００は、変位検知機器２４０が走査起点端（図７参照）のフィルム端に達したか否かを判定する（ステップＳ１００）。
【００４０】
制御装置４００は、サーボモーター２２４への出力パルス数或いはエンコーダー２２６からの信号に基づいてステップＳ１００の判定を行い、変位検知機器２４０が上位のフィルム端に達するまで待機する。ステップＳ１００にて肯定判定すると、制御装置４００は、ラインセンサー２１２と変位検知機器２４０の上記したフィルム走査を行うようサーボモーター２２４を駆動制御しつつ、変位検知機器２４０からの変位Δｆの検知信号をスキャンし（ステップＳ１１０）、この信号スキャンとその記憶を、変位検知機器２４０が走査折返端（図７参照）のフィルム端に達するまで継続する（ステップＳ１１５）。
【００４１】
変位検知機器２４０がこのフィルム端に達すると、制御装置４００は、記憶したスキャン結果から、今回の変位検知機器２４０の走査軌跡ＭＳＬにおける変位Δｆを演算し、その演算結果から、電解質膜フィルムＭｆのバタツキに伴う電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との隔たりを演算する（ステップＳ１２０）。変位検知機器２４０のスキャンした変位Δｆに基づく隔たり演算は、スキャン態様によって種々の態様で求めることができる。変位検知機器２４０の変位Δｆ検知が、図８に示す走査軌跡ＭＳＬにおいて、変位を代表する位置、例えば電解質膜フィルムＭｆの中央位置の一箇所においてなされるなら、ステップＳ１３０では、上記の隔たりは、この一つの変位Δｆに基づいて演算される。変位検知機器２４０の変位Δｆ検知が、走査軌跡ＭＳＬにおいて、複数箇所においてなされるなら、ステップＳ１３０では、上記の隔たりは、複数求めた変位Δｆの単純な加算平均値、或いは統計的手法を用いた平均値に基づいて演算される。
【００４２】
既述したように、変位検知機器２４０の検知した変位Δｆは、次回のラインセンサー２１２の走査の際のセンシング箇所Ｆａｒに現れる（図５参照）。よって、制御装置４００は、ステップＳ１２０で算出した上記の隔たりに基づいて、次回のセンシング時の電解質膜フィルムＭｆとラインセンサー２１２との隔たりの状態を判定する（ステップＳ１３０）。電解質膜フィルムＭｆがほぼ水平に搬送されていれば、変位Δｆは小さく、ステップＳ１２０で算出した上記の隔たりは、電解質膜フィルムＭｆは基準となるフィルム変位測定箇所Ｍｆｓの近傍に位置することを意味する。電解質膜フィルムＭｆが変位検知機器２４０から遠ざかるようにばたついていれば、変位Δｆはプラス側に大きく、ステップＳ１２０で算出した上記の隔たりは、電解質膜フィルムＭｆはラインセンサー２１２から見て遠ざかるようにフィルム変位測定箇所Ｍｆｓから離れて位置することを意味する。電解質膜フィルムＭｆが変位検知機器２４０に近づくようにばたついていれば、変位Δｆはマイナス側となり、ステップＳ１２０で算出した上記の隔たりは、電解質膜フィルムＭｆはフィルム変位測定箇所Ｍｆｓからラインセンサー２１２の側に近づいて位置することを意味する。よって、制御装置４００は、ステップＳ１３０の判定結果に応じて、面状発光光源３０４の発色光を中波長域の緑色光に切り換える制御信号の生成とその出力（ステップＳ１４０）、発色光を長波長域の赤色光に切り換える制御信号の生成とその出力（ステップＳ１５０）、発色光を短波長域の青色光に切り換える制御信号の生成とその出力（ステップＳ１６０）のいずれかを実行する。これら信号は、いずれも照明制御装置３４０に出力される。
【００４３】
照明制御装置３４０は、緑色光への切換制御信号の入力を受けると、波長可変部３４２にて光の波長を緑色光の波長域に変更して、面状発光光源３０４の各ＬＥＤを緑色光に発光制御する（ステップＳ１７０）。これにより、センシング箇所Ｆａｒは、緑色光の照射を受け、ラインセンサー２１２は、この緑色光をレンズ２１４を通して受光することが可能となる。照明制御装置３４０は、赤色光への切換制御信号の入力を受けると、波長可変部３４２にて光の波長を赤色光の波長域に変更して、面状発光光源３０４の各ＬＥＤを赤色光に発光制御する（ステップＳ１８０）。これにより、センシング箇所Ｆａｒは、赤色光の照射を受け、ラインセンサー２１２は、この赤色光をレンズ２１４を通して受光することが可能となる。照明制御装置３４０は、青色光への切換制御信号の入力を受けると、波長可変部３４２にて光の波長を青色光の波長域に変更して、面状発光光源３０４の各ＬＥＤを青色光に発光制御する（ステップＳ１９０）。これにより、センシング箇所Ｆａｒは、青色光の照射を受け、ラインセンサー２１２は、この青色光をレンズ２１４を通して受光することが可能となる。こうした波長変更を経た発光制御がなされると、制御装置４００と照明制御装置３４０とは、ステップＳ１００に移行して、上記の一連の処理を繰り返す。
【００４４】
ところで、制御装置４００による上記の発光色の制御信号の生成とその出力は、変位検知機器２４０が走査折返端側のフィルム端に達した以降の短時間の内になされる。よって、変位検知機器２４０およびラインセンサー２１２は、走査折返端に向けて走査の過程、或いは、走査起点端への復帰の過程にある。また、照明制御装置３４０による波長変更を経た上記各色での発光制御にあっては、少なくとも、変位検知機器２４０とラインセンサー２１２とが走査折返端を経て走査起点端に復帰する過程において、実行される。変位検知機器２４０にて変位Δｆの検知された検知ポイントｓｐ１がラインセンサー２１２のセンシング箇所Ｆａｒに達するまでの搬送時間差Δｔは、図５および図８に示すように、変位検知機器２４０とラインセンサー２１２とが、走査起点端から走査を始め走査折返端を経て走査起点端に復帰するまでの時間である。そうすると、照明制御装置３４０による波長変更を経た上記各色での面状発光光源３０４の発光は、変位検知機器２４０とラインセンサー２１２とが走査起点端に復帰する以前に実行済みとなり、搬送時間差Δｔの経過前に完了していることになる。このため、次回のセンシング走査の際、ラインセンサー２１２は、前回の発光制御にて定められた上記各色の発光色で照射されたセンシング箇所Ｆａｒにおいて、電解質膜フィルムＭｆをセンシングすることになる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のフィルム検査装置１００は、変位検知機器２４０にて、電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりを求め（ステップＳ１２０）、求めた隔たりに応じてセンシング箇所Ｆａｒの照射光の波長を変更する（ステップＳ１３０〜１９０）。センシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりが小さければ、電解質膜フィルムＭｆは、ラインセンサー２１２の側に近接した状態で搬送されていることになり、その電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒは、短波長域の青色光で照射される（ステップＳ１９０）。ラインセンサー２１２は、青色光の照射を受けているセンシング箇所Ｆａｒにて、電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。青色光は、短波長域の光であることから、レンズ２１４の合焦位置をラインセンサー２１２の側に近づける。このため、図９（Ｂ）に示すように、ラインセンサー２１２は、当該センサーの側に近接した状態で搬送されている電解質膜フィルムＭｆを、青色光についての被写界深度に収めてセンシングするので、ピントの合ったセンシング信号を出力する。
【００４６】
センシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりが機器構成の上から想定した範囲内であれば、電解質膜フィルムＭｆは、ラインセンサー２１２から想定した基準箇所（フィルム変位測定箇所Ｍｆｓ）の近傍で搬送されていることになり、その電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒは、中波長域の緑色光で照射される（ステップＳ１７０）。ラインセンサー２１２は、緑色光の照射を受けているセンシング箇所Ｆａｒにて、電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。緑色光は、中波長域の光であって白色光と同様に、レンズ２１４の合焦位置を基準箇所（フィルム変位測定箇所Ｍｆｓ）とする。このため、図９（Ｂ）に示すように、ラインセンサー２１２は、基準箇所（フィルム変位測定箇所Ｍｆｓ）で搬送されている電解質膜フィルムＭｆを、緑色光についての被写界深度に収めてセンシングするので、ピントの合ったセンシング信号を出力する。
【００４７】
センシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりが大きければ、電解質膜フィルムＭｆは、ラインセンサー２１２から離間した状態で搬送されていることになり、その電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒは、長波長域の赤色光で照射される（ステップＳ１８０）。ラインセンサー２１２は、赤色光の照射を受けているセンシング箇所Ｆａｒにて、電解質膜フィルムＭｆの性状をセンシングする。赤色光は、長波長域の光であることから、レンズ２１４の合焦位置をラインセンサー２１２から遠ざける。このため、図９（Ｂ）に示すように、ラインセンサー２１２は、当該センサーから離間した状態で搬送されている電解質膜フィルムＭｆを、赤色光についての被写界深度に収めてセンシングするので、ピントの合ったセンシング信号を出力する。この結果、本実施形態のフィルム検査装置１００によれば、電解質膜フィルムＭｆの搬送過程において搬送方向に沿ったバタツキや反り、撓み、波うち等が生じても、電解質膜フィルムＭｆの性状を高い精度で検出できる。しかも、本実施形態のフィルム検査装置１００は、面状発光光源３０４が照射する光の波長の可変制御で検査精度の向上をもたらすので、ラインセンサー２１２の上下動を図るテーブル機構などを必要としない。よって、本実施形態のフィルム検査装置１００によれば、部品点数の増加や制御の複雑化、コストアップを抑制できる。また、波長の可変制御は、既存の制御手法で実現されることから、既存装置の簡便な改造によって、高い検査精度のフィルム検査を簡便に提供できる。
【００４８】
本実施形態のフィルム検査装置１００は、変位検知機器２４０をラインセンサー２１２とともにフィルム幅方向に走査させて、ラインセンサー２１２の走査に追従したセンシング箇所Ｆａｒにて変位検知機器２４０により隔たりを検知する。よって、ラインセンサー２１２と変位検知機器２４０とは、共にフィルムの幅方向に亘る機械仕様とならないので、本実施形態のフィルム検査装置１００は、機械構造の簡略化とコスト低下を可能とする。
【００４９】
この他、本実施形態のフィルム検査装置１００は、既述したように、面状発光光源３０４が照射する光の波長の可変制御で検査精度の向上をもたらし、波長依存性の低いフィルムや異物に対する性状検査では、より精度が高まる。これは、波長依存性が低ければ、赤、青、緑などの波長のいずれの波長に対しても同じもしくは近似する反射率となるので、バタツキ等の影響を波長の可変制御にてより顕著に排除できるからである。よって、例えば、透明、黒色、白色のフィルムを波長の可変制御を用いて性状検査すれば、より高い精度で性状を検査できる。
【００５０】
次に、他の実施形態について説明する。図１３は第２実施形態における照明の様子とラインセンサー２１２によるセンシングおよび変位検知機器２４０による変位Δｆの検知の様子を示す説明図である。図示するように、この実施形態では、面状発光光源３０４は、フィルム幅方向に沿って、照明箇所を、第１照明域３４０ａ〜第６照明域３４０ｆに区画して備える。面状発光光源３０４の発光制御を図る照明制御装置３４０（図６参照）は、各照明域ごとに波長可変部３４２を備え、それぞれの波長可変部３４２は、対応する第１照明域３４０ａ〜第６照明域３４０ｆのＬＥＤの発光光の波長を、制御装置４００の制御を受けて可変制御する。
【００５１】
この実施形態では、図１２のステップＳ１２０において、第１照明域３４０ａ〜第６照明域３４０ｆの各照明域ごとに、変位検知機器２４０による変位Δｆの検知結果から、電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりを求める。そして、第１照明域３４０ａ〜第６照明域３４０ｆの各照明域ごとに、隔たりに応じてセンシング箇所Ｆａｒの照射光の波長を既述したように変更する（ステップＳ１３０〜１９０）。電解質膜フィルムＭｆは、その長手方向に搬送される際、フィルム幅方向において撓んだり波うち等を起こし得るので、この撓みや波うち等により、センシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりは、図１３に示すようにフィルム幅方向においてフィルム変位測定箇所Ｍｆｓから変化する。ところが、本実施形態は、フィルム幅方向に沿った第１照明域３４０ａ〜第６照明域３４０ｆの各照明域ごとに、隔たりに応じて波長を可変するので、フィルム幅方向に沿った隔たりの変化に対応して被写界深度を長短調整できる。このため、電解質膜フィルムＭｆの搬送過程において、フィルム幅方向にフィルムの撓みや波うち等が生じても、被写界深度をセンシング箇所Ｆａｒに合致させることで、電解質膜フィルムＭｆの検査精度を高めることができる。この他、ラインセンサー２１２と変位検知機器２４０とは、共にフィルムの幅方向に亘る機械仕様とならないので、機械構造の簡略化とコスト低下を可能とする。
【００５２】
図１４は第３実施形態におけるフィルム検査装置１００Ａの要部を平面視した際の概略構成を搬送されるフィルムとの関係を合わせて示す説明図、図１５は変位検知機器２４０Ａによる隔たり検知とフィルム搬送と面状発光光源３０４による光照射の様子とを関連付けて表す説明図である。
【００５３】
図１４に示すように、この実施形態のフィルム検査装置１００Ａは、走査ステージ２１８にラインセンサー２１２を搭載し、隔たり検知の変位検知機器２４０Ａを矩形テーブル２３０に搭載する。変位検知機器２４０Ａは、ラインセンサー２１２の上流側に位置し、図１５に示すように、レーザー光や超音波を扇状に発して、電解質膜フィルムＭｆのフィルム幅を超えるセンシング域２４２で隔たりを検知する。電解質膜フィルムＭｆは変位検知機器２４０Ａとラインセンサー２１２の上を搬送される。よって、ラインセンサー２１２は、フィルム幅方向の電解質膜フィルムＭｆの隔たりを搬送方向に沿って連続して検知する。これにより、電解質膜フィルムＭｆの隔たりは、３次元的にフィルム長手方向に検知されることになる。面状発光光源３０４は、図１５に示すように、その面状の発光領域をフィルム幅方向と搬送方向にｎ列ｍ行に区画し、各区画領域で、波長を可変に発光する。このため、本実施形態によれば、電解質膜フィルムＭｆが搬送方向およびフィルム幅方向において撓んだり波うち等を起こしていても、ｎ列ｍ行の各区画領域での発光光の波長の可変制御により、既述したように電解質膜フィルムＭｆの検査精度を高めることができる。
【００５４】
また別の形態について説明する。性状検査の対象となるフィルムは、予め定まっていることから、光の透過或いは反射についての性状は、既知であると言える。また、フィルム性状検査は、フィルム製造過程や搬送過程等におけるフィルムへの異物の付着の有無検査を含み、付着の可能性がある異物の種別や、光の透過或いは反射についての異物の性状は、予め把握される。図１６はフィルムと異物の光透過率の特性を表すグラフ、図１７はフィルムと異物の反射率の特性を表すグラフである。
【００５５】
図１６に示すように、ある電解質膜フィルムＭｆは、赤色光の側の長波長域の光に対して、高い透過性を備え、電解質膜フィルムＭｆに付着することが予想される異物は、可視光範囲のほぼ全域の波長域において、ほぼ一律に低い透過率を備える。こうした異物の電解質膜フィルムＭｆへの付着有無を検査する場合には、赤色光の側の長波長域における電解質膜フィルムＭｆと異物の特性を考慮して、長波長域の側において、面状発光光源３０４の発色光の波長を可変制御する。また、図１７に示すように、ある電解質膜フィルムＭｆの反射率は、長波長域となるほど低下し、異物の反射率は、中波長域を超えると顕著に大きくなる場合は、中波長域から長波長域において、面状発光光源３０４の発色光の波長を可変制御する。図１８はフィルム特性と異物特性とを考慮した形態のフィルム検査装置１００Ｂの主要な電気的な構成を概略的に示す説明図である。
【００５６】
図１８に示すように、フィルム検査装置１００Ｂは、操作装置４２０Ｂにフィルム特性と異物特性との設定入力を図る特性入力部４２１を備える。そして、制御装置４００Ｂと照明制御装置３４０は、特性入力部４２１から入力を受けたフィルム特性と異物特性とを考慮し、面状発光光源３０４の発する光の波長を長波長域の側において可変制御する。例えば、電解質膜フィルムＭｆがラインセンサー２１２の側に近接していたり（ステップＳ１６０）、ほぼ水平に搬送されている場合において（ステップＳ１４０）、赤色光に近い側の波長に可変して、面状発光光源３０４を発光制御する。赤色光に近い側の波長の光は、図１６に示したフィルムと異物の特性により、高透過率のフィルムを透過するものの、低透過率の異物ではほぼ不透過となる。赤色光に近い側の波長の光は、図１７に示したフィルムと異物の特性により、低反射率のフィルムではさほど反射せず、高反射率の異物にて多くが反射する。よって、ラインセンサー２１２は、フィルム特性と異物特性とが顕著に表れた上記の透過光或いは反射光を受光するので、異物検知の精度を高めることができる。この場合、電解質膜フィルムＭｆのセンシング箇所Ｆａｒとラインセンサー２１２との間の隔たりの変化に応じた被写界深度の長短調整範囲は狭くなるとは言え、フィルム特性と異物特性とを考慮することで、検査精度の低下を招かないと言える。
【００５７】
図１９はフィルムと異物の特性を考慮したまた別の形態のフィルム検査装置１００Ｃの主要な電気的な構成を概略的に示す説明図である。この実施形態は、検査対象のフィルムが高強度なために搬送の際の張力に耐えてほぼ水平に搬送されたり、搬送の際のバタツキの程度がさほど顕著でない場合に適している。以下、この点を含めて説明する。
【００５８】
図示するように、フィルム検査装置１００Ｃは、操作装置４２０Ｂに既述した特性入力部４２１を備え、制御装置４００Ｃと照明制御装置３４０Ｃは、特性入力部４２１の入力を受けて、面状発光光源３０４の発する光を、フィルムと異物の特性に応じて所定の波長の光に制御する。図１６や図１７に示したフィルム特性と異物特性であれば、制御装置４００Ｃと照明制御装置３４０Ｃは、特性入力部４２１から入力を受けたフィルム特性と異物特性とに基づいて、面状発光光源３０４の発する光を、緑色から赤色の波長域の単一波長の光、例えば赤色光に制御する。図２０は単一波長の光を採用した場合の効果を説明する説明図、図２１は照射する光の色とセンシング感度との関係を示す説明図である。
【００５９】
図２０に示すように、サンプルフィルムＭＳは、ほぼ水平に或いは顕著なバタツキがなく搬送され、当該フィルムに青色光と赤色光のいずれかの光を照射することを想定する。図１６に示すように、サンプルフィルムＭＳの透過率は赤色光領域で高く、異物の透過率は赤色光領域を含めほぼ一律に低い。図１７に示すように、サンプルフィルムＭＳの反射率は赤色光領域で低く、異物の反射率は赤色光領域で高い。こうした特性のサンプルフィルムＭＳと異物とに光を照射して、その透過光或いは反射光をラインセンサー２１２でセンシングする場合、フィルム特性および異物特性から、赤色光を照射した方が、センシング感度は高まる。仮に、上記特性のサンプルフィルムＭＳと異物とに青色光を照射して、その合焦位置がサンプルフィルムＭＳのフィルム変位測定箇所Ｍｆｓに合うようにすれば、合焦によるピントの合ったセンシングが可能である。ところが、青色光に対する透過率は、サンプルフィルムＭＳと異物の両者とも低いので、ラインセンサー２１２に到る透過光の光量は低下して、光量低下による感度低下が危惧される。反射光については、異物の反射率が低いことから、検知すべき異物からの反射光が低減し、異物検知の感度の低下が危惧される。
【００６０】
これに対し、上記特性のサンプルフィルムＭＳと異物とに赤色光を照射して、その合焦位置がサンプルフィルムＭＳのフィルム変位測定箇所Ｍｆｓに合うようにすれば、合焦によるピントの合ったセンシングに加え、次の利点がある。赤色光に対するサンプルフィルムＭＳと異物の透過率の相違から、異物では光が遮蔽され、その周囲では光の透過が起きるので、透過光の光量差が顕著となり、センシング感度は高まる。反射光については、赤色光に対するサンプルフィルムＭＳと異物の反射率の相違から、異物では光の反射が顕著となり、その周囲では光の反射が低くなるので、反射光の光量差が顕著となり、センシング感度は高まる。
【００６１】
しかも、赤色光と青色光とでは、レンズ２１４の合焦位置が相違し、青色光の合焦位置は、レンズ２１４に近くなる。このため、図２０（Ａ）に示すように、合焦位置と対向する画素の周囲の画素は、ピント外れによるボケの影響を受けて輝度を検知する。合焦位置と対向する画素とこれを取り囲む画素の並びにおいては、ピークの顕在化が低下する。これに対し、赤色光にあっては、その合焦位置と対向する画素とこれを取り囲む画素の並びにおいては、ピークが顕在化する。図２１はカーボン粒子を異物として反射光を受光した場合の輝度の検知状況を画素の並びに沿って表したグラフである。この図２１は、図１６に示す透過率特性を有するサンプルフィルムＭＳに直径約１０μｍのカーボン粒子を付着した上で、白色光を照射した場合の透過光と、青色光を照射した場合の透過光と、赤色光を照射した場合の透過光とを、分解能が既述した数μｍ／画素のセンサーでそれぞれ受光し、その輝度を画素の並びに沿ってプロットして得た。
【００６２】
図２１から、透過率の低いカーボン粒子により輝度の低下範囲は、白色光照射で広く、青色光照射、赤色光照射の順に狭くなるので、白色光、青色光、赤色光の順にコントラストが高まって、カーボン粒子の検知精度も高くなる。こうした知見から、図１９に示すフィルム検査装置１００Ｃは、特性入力部４２１から入力を受けた図１６或いは図１７のフィルム特性と異物特性とに基づいて、面状発光光源３０４の発する光を、長波長域の単一波長の赤色光に制御するので、図２０と図２１に示すように、異物検知の精度を高めることができる。この場合、フィルム特性と異物特性とが、図１６や図１７に示す以外の特性であれば、そうした特性を考慮して、面状発光光源３０４の発する光を、所定の波長域の単一波長の光に制御してもよい。例えば、サンプルフィルムＭＳの透過率が青色光領域で顕著に高く、異物の透過率は青色光領域を含めほぼ一律に低い特性であれば、サンプルフィルムＭＳ、延いては検査対象の電解質膜フィルムＭｆを青色光の合焦位置に合わせて搬送した上で、面状発光光源３０４の発する光を、長波長域の単一波長の青色光に制御してもよい。このようにフィルムを合焦位置に合わせて搬送するには、搬送を司る搬入側ローラー１１２と搬出側ローラー１１４との高さ調整を行うようにすればよい。そして、ローラー高さの調整は、フィルム検査におけるフィルム搬送に先立って予め行えばよく、搬送過程での調整は無用である。よって、ローラー高さ調整にフィルム搬送に追従した高い応答性は無用であり、機器構造の高精緻化やコストアップを招かない。
【００６３】
図１９に示すフィルム検査装置１００Ｃは、光の波長を可変に光照射する機能を有すると共に搬送中のフィルムに向けて光を照射する照明装置と、光の照射を受けた照射箇所を検知箇所として、該検知箇所のフィルム性状を、検知箇所からの光をレンズを通して受光して検査するセンサーと、センサーをフィルム幅方向に走査する走査機構と、照射を受ける光に対するフィルムの特性とフィルム性状に影響を及ぼす性状誘起物の特性との入力を受ける入力部とを備える。そして、フィルム検査装置１００Ｃは、入力されたフィルムの特性と性状誘起物の特性とに基づいて、波長を変更してフィルムに光照射した上で、変更後の光の波長に合わせて、フィルムの搬送ラインを調整する。
【００６４】
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【００６５】
上記の実施形態では、性状検査対象を電解質膜フィルムＭｆとしたが、フィルム状の被検査対象であれば、電解質膜フィルムＭｆに限られず、例えば、２次電池の電極箔やセパレーター等を得るための電極箔フィルム、セパレーターフィルム等について、その性状を検査してもよい。加えて、フィルム単体に限らず、フィルム表面に薄膜状に塗工形成したその塗工薄膜、例えば、電解質膜フィルムＭｆの表面に塗工形成したアノード電極層やカソード電極層の性状検査に適用してもよい。
【００６６】
上記の実施形態では、透過光をラインセンサー２１２にて受光するようにしたが、フィルムに照射した反射光や散乱光を受光してセンシングを行う構成としてもよく、こうした構成では、特に不透明な電極等のセンシングに好適となる。
【符号の説明】
【００６７】
１００、１００Ａ〜１００Ｃ…フィルム検査装置
１０２…装置筐体
１０３…天井板
１１０…架台
１１２…搬入側ローラー
１１４…搬出側ローラー
２００…センシング機構
２１０…センサー機器群
２１２…ラインセンサー
２１４…レンズ
２１６…ミラー
２１８…走査ステージ
２２０…駆動機器群
２２２…走査伝達部
２２４…サーボモーター
２２６…エンコーダー
２２７…ボールネジ
２２８…リニアガイドレール
２３０…矩形テーブル
２３２…角度調整機器
２４０、２４０Ａ…変位検知機器
２４２…センシング域
３００…照明装置群
３０２…固定プレート
３０４…面状発光光源
３０６…光透過パネル
３０８…角度調整機器
３４０、３４０Ｃ…照明制御装置
３４０ａ…第１照明域
３４０ｂ…第２照明域
３４０ｃ…第３照明域
３４０ｄ…第４照明域
３４０ｅ…第５照明域
３４０ｆ…第６照明域
３４２…波長可変部
４００、４００Ｂ、４００Ｃ…制御装置
４０２…フィルム変位演算部
４０４…フィルム性状演算部
４０６…走査処理部
４１０…モニター装置
４２０、４２０Ｂ…操作装置
４２１…特性入力部
ＬｐＳ１…光路
ＬｐＳ２…光路
ＭＣ…撮像カメラ
ＭＬ…細線
ＳＰ…サンプルプレート
ＭＲ…照明機器
ＲＭ…巻き取りローラー
ＭＳ…サンプルフィルム
Ｍｆ…電解質膜フィルム
Ｍｆｓ…フィルム変位測定箇所
Ｓｔ…センシング短冊
ＭＳＬ…走査軌跡
ｓｐ１…検知ポイント
Ｄｓ１…光路長
Ｄｓ２…光路長
ＬｐＨ…レーザー光路
Ｆａｒ…センシング箇所
Ｅａｔ…電極触媒層形成装置
Ｅａ…アノード触媒層
Ｅｃ…カソード触媒層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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