(57)【要約】【課題】平坦な被検査物をフラットな状態を維持しながら搬送して、精度よく欠陥を検出する。【解決手段】ベース部材５の一対の電極７、８に、互いに逆極性の電圧が印加されると、電極７、８と被検査物１との間にクーロン力が誘起される。平坦な被検査物１はベース部材５に所定の間隔で保持され、フラットな状態を維持しながら台車１４により被検査物１は搬送される。発光部１５は、被検査物１の表面にレーザ光を幅方向に走査しながら照射する。幅方向に延設された受光部１６は、被検査物１の表面からの反射光を受光する。検査制御部１７は、受光部１６からの検出信号に基づいて、被検査物１の表面の欠陥を判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な被検査物を静電吸着によって保持しながら搬送する搬送装置と、被検査物の表面あるいは内部を検査する検査装置とを備え、フラットな状態に保持された被検査物を搬送しながら検査する搬送検査システムであって、検査装置は、被検査物の表面に光を照射し、その光を搬送方向と直交する幅方向に走査する発光部と、幅方向に延設され被検査物の表面に当たった光を受光する受光部とを備えたことを特徴とする搬送検査システム。
【請求項２】
搬送装置は、被検査物を非接触の状態で保持する平板状のベース部材と、被検査物を保持したベース部材あるいは被検査物を移動させる移動部とを備え、ベース部材は、互いに逆極性の電圧が印加される一対の電極を有し、電極と被検査物との間にクーロン力が誘起されて、このクーロン力により所定の間隔で被検査物がベース部材に吸着され、受光部は、被検査物に対して発光部と同じ側に配置され、被検査物の表面で反射した光を受光することを特徴とする請求項１記載の搬送検査システム。
【請求項３】
搬送装置は、被検査物を非接触の状態で保持する平板状のベース部材と、被検査物を保持したベース部材を移動させる移動部とを備え、ベース部材は、互いに逆極性の電圧が印加される一対の電極を有し、電極と被検査物との間にクーロン力が誘起されて、このクーロン力により所定の間隔で被検査物がベース部材に吸着され、受光部は、被検査物を挟んで発光部と反対側に配置され、被検査物を透過した光を受光することを特徴とする請求項１記載の搬送検査システム。
【請求項４】
複数のベース部材が搬送方向に並べられ、隣り合うベース部材の間に、受光部が配置されたことを特徴とする請求項３記載の搬送検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦な被検査物を搬送しながら、その表面の傷あるいは内部のピンホール等を検出する搬送検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や液晶ディスプレイに用いられるガラス基板、フィルム等の平坦部材は、表面の傷の有無や内部欠陥の有無等が検査される。そして、このような平坦部材を搬送する場合、ストレスを与えることなく、かつ表面を傷付けないように搬送しなければならない。このような部材の搬送装置として、静電吸着を利用して、平坦部材を非接触の状態で保持しながら、搬送するものがある。
【０００３】
ここで、この搬送時間を利用して、平坦部材の検査を同時に行えば、製造効率を向上させることができる。搬送と検査を同時に行う搬送検査システムが、特許文献１に開示されている。搬送装置としては、被検査物と電極との間にクーロン力を発生させ、被検査物を非接触の状態で保持し、ベルトコンベヤ等によって被検査物を搬送する。検査装置としては、カメラと照明装置を用い、搬送中に被検査物を撮像して検査する。
【特許文献１】特開２００４−２５１７２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の搬送検査システムでは、被検査物を挟んで電極ユニットを備えた電極ベースとカメラとが対向して配置されている。電極ベースには、電極ユニットがない切欠部が設けられ、切欠部に対向してカメラが配置される。これによって、カメラによって撮像された画像に、電極ユニットが映り込まないようにされている。
【０００５】
ここで、一様に電極ユニットを配置した電極ベースに、切欠部が存在すると、電極と被検査物との間に発生するクーロン力が平面内において均一とならない。そのため、平坦な被検査物に部分的なストレスがかかり、被検査物の一部が撓んでしまう。被検査物の微細な傷等の欠陥を検出する場合、照明の光がカメラに向かって反射しなかったり、影ができたりして、微細な欠陥を検出することができなくなる。特に、フィルムのように被検査物が薄い部材の場合、被検査物の凹凸の影響は大きく、欠陥の検出精度が低下する。
【０００６】
このように、平坦な被検査物を搬送しながら検査するには、被検査物をフラットな状態に維持することが必要となる。そこで、本発明は、上記に鑑み、平坦な被検査物を静電吸着によってフラットな状態に維持しながら搬送して、欠陥の検出精度を高めることができる搬送検査システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、平坦な被検査物を静電吸着によって保持しながら搬送する搬送装置と、被検査物の表面あるいは内部を検査する検査装置とを備え、フラットな状態に保持された被検査物を搬送しながら検査する搬送検査システムであって、検査装置は、被検査物の表面に光を照射し、その光を搬送方向と直交する幅方向に走査する発光部と、幅方向に延設され被検査物の表面に当たった光を受光する受光部とを備えたものである。
【０００８】
平坦な被検査物は、フラットな状態に維持されながら搬送される。この搬送中に、被検査物の表面に発光部から光が照射されると、被検査物の表面は凹凸になっていないので、表面で反射した光あるいは欠陥に当たって散乱した光は確実に受光部に到達する。したがって、被検査物に欠陥があれば、確実に検出できる。そして、発光部から照射された光は、搬送されている被検査物の幅方向に走査される。被検査物の表面全体に光が当たることになり、被検査物を隈なく検査できる。
【０００９】
詳しくは、搬送装置は、被検査物を非接触の状態で保持する平板状のベース部材と、被検査物を保持したベース部材あるいは被検査物を移動させる移動部とを備え、ベース部材は、互いに逆極性の電圧が印加される一対の電極を有している。各電極は、ベース部材全体にわたってに交互に規則正しく並べられる。各電極にそれぞれ逆極性の電圧を印加することにより、電極と被検査物との間にクーロン力が誘起される。電極の分布が均一なので、クーロン力は均一に発生し、このクーロン力により所定の間隔で被検査物がベース部材に吸着される。これによって、平坦な被検査物はフラットな状態に保持される。
【００１０】
受光部は、被検査物に対して発光部と同じ側に配置され、被検査物の表面で反射した光を受光する。被検査物の表面に欠陥があると、欠陥に当たった光は散乱する。欠陥がないとき、被検査物の表面に当たった光はそのまま反射される。このように、欠陥の有無により、被検査物の表面で反射される光の形態は異なる。受光部により受けた反射光の形態に基づいて、検査装置は、被検査物の表面の欠陥の有無を検出できる。
【００１１】
受光部は、被検査物を挟んで発光部と反対側に配置され、被検査物を透過した光を受光する。この場合、移動部は、被検査物を保持したベース部材を移動させる。このような配置では、被検査物の内部欠陥を検出できる。内部欠陥がないとき、被検査物に当たった光はそのまま被検査物を透過する。内部欠陥があるとき、これに当たって光は散乱し、透過する光量が減る。したがって、検査装置は、被検査物の内部欠陥を検出できる。また、表面の欠陥も同様に検出できる。
【００１２】
受光部が被検査物を挟んで発光部と反対側に配置される場合、ベース部材と同じ側となる。ベース部材は搬送方向に並べられ、隣り合うベース部材の間に、受光部が配置される。発光部から照射された光が当たる位置と受光部の位置とは、搬送方向においてずれている。そのため、被検査物の検査される位置においては、被検査物は、ベース部材に静電吸着されて、フラットな状態に保持される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、被検査物に光を照射して、被検査物に当たって反射した光あるいは被検査物を透過した光を検出して、欠陥の有無を検査するので、平坦な被検査物をフラットな状態に保持しながら搬送することにより、被検査物の表面の凹凸による乱反射は起こり得ず、精度よく欠陥を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の搬送検査システムを図１〜３に示す。この搬送検査システムは、ガラス基板、フィルム、シート等の平坦な被検査物を搬送しながら検査するものである。上記の被検査物１は、フラットパネルディスプレイ、太陽電池等を構成する素材であり、製造、加工、組立において、各工程間を搬送される。この搬送中に、移動する被検査物１を検査するために、被検査物１を静電吸着によってフラットな状態に保持しながら搬送する搬送装置２と、被検査物１の表面を検査する検査装置３と、搬送装置２および検査装置３を駆動制御する制御装置４とを備えている。
【００１５】
搬送装置２は、被検査物１を非接触の状態で保持する平板状のベース部材５と、被検査物１を移動させる移動部６とを備える。ベース部材５は、縦置きとされ、被検査物１を垂直な状態で搬送する。なお、ベース部材５は、水平置きとしてもよく、この場合、被検査物１は水平な状態で搬送される。
【００１６】
ベース部材５は、互いに逆極性の電圧が印加される一対の電極７、８を有し、電圧制御部９により各電極７、８に印加する電圧が制御される。図４に示すように、一対の電極７、８は絶縁板１０を挟んで並べられ、周囲を絶縁板１１に囲まれて、電極ユニット１２が形成される。なお、各電極７、８の面積は等しい。
【００１７】
そして、電極ユニット１２は、例えば正方形あるいは円形といった一定形状とされる。複数の電極ユニット１２が、ベース部材５の一面に規則正しくかつ面一に並べられ、電極ユニット１２と被検査物１とが対向する。また、電極ユニット１２には、近接スイッチ１３が設けられ、電極７、８と被検査物１との間隔を検出する。
【００１８】
電圧制御部９は、各電極ユニット１２の電極７、８に逆極性の電圧をそれぞれ印加する。これにより、被検査物１の各電極７、８と対向する表面に、誘電分極が生じ、被検査物１と電極７、８との間にクーロン力が誘起され、被検査物１はベース部材５に対して静電吸着される。電圧制御部９は、近接スイッチ１３の出力に基づき、電極７、８と被検査物１との間隔に応じて印加電圧をオンオフする制御を行い、間隔を一定に維持する。
【００１９】
移動部６は、被検査物１の一端、ここでは下端を支持する台車１４を移動させる。移動部６としてのモータあるいはシリンダによって、台車１４は往復動され、ベース部材５に平行に一定速度で移動する。台車１４の代わりに、ベルトコンベアを用いてもよい。
【００２０】
上記の搬送装置２では、被検査物１を片持ち支持して、直線的に搬送する。この状態で搬送中、電極７、８に印加する電圧が制御されることにより、電極７、８と被検査物１との間隔が一定に維持される。したがって、平坦な被検査物１をフラットな状態を維持しながら、ベース部材５と所定の間隔を保って搬送することができる。
【００２１】
検査装置３は、被検査物１に光を照射する発光部１５と、被検査物１に当たった光を受光する受光部１６と、発光部１５および受光部１６を駆動制御して、欠陥の検知を行う検査制御部１７とを備えている。
【００２２】
発光部１５および受光部１６は、被検査物１に対向して同じ側に配置され、発光部１５は、受光部１６に対して搬送方向上流側に配置される。発光部１５は、被検査物１に向かってレーザ光を照射する。レーザ光は、決められた入射角で被検査物１の表面に当たり、受光部１６が被検査物１の表面で反射したレーザ光を受光する。
【００２３】
発光部１５では、図５に示すように、ケーシング１８内に装着された基板１９上に、レーザ発振器２０と、ビームエクスパンダー２１と、反射ミラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、ポリゴンミラー２３と、コリメータレンズ２４と、ｆθレンズ２５と、反射ミラー２６と、同期検出センサ２７と、反射ミラー２８、２９とが配置されている。レーザ発振器２０は、短波長の半導体レーザを発生する。ビームエクスパンダー２１によりレーザビーム径が設定される。レーザ発振器２０からのレーザ光は、反射ミラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃで折り曲げられた後、ポリゴンミラー２３によって偏向される。すなわち、ポリゴンミラー２３の回転に伴って、レーザ光の反射方向が扇状に変化し、被検査物１の表面を走査するようになっている。
【００２４】
同期検出センサ２７は、レーザ光の走査範囲の境界を検出し、レーザ光の走査と反射光の検出との同期を取るために利用される。コリメータレンズ２４とｆθレンズ２５は、ポリゴンミラー２３によって偏向された等角速度の反射光を被検査物の表面２上で等速度で走査するようにする。コリメータレンズ２４は、ポリゴンミラー２３からの反射光を平行光にする。ｆθレンズ２５は、被検査物１の表面上で照射位置が直線状となるように、レーザ光を集光する。ｆθレンズ２５は、ポリゴンミラー２３によってレーザ光が走査される方向（主走査方向）に垂直な方向（副走査方向）にも、レーザ光を集光させる。ｆθレンズ２５から出射したレーザ光は、反射ミラー２８で反射され、基板１９の開口３０を通って、基板１９の下面に固定された反射ミラー２９で反射され、ケーシング１８の開口から出射される。
【００２５】
基板１９の下面には、ポリゴンミラー２３を回転駆動するためにモータやそのモータを駆動するためのドライバ回路、レーザ発振器２０や同期検出センサ２７を駆動するためのドライバ回路が配置されている。これらのドライバ回路は、検査制御部１７によって制御される。
【００２６】
受光部１６では、図６に示すように、筒状のホルダ３２の内部に棒状のライトガイド３３が収納され、ライトガイド３３の一端側に、光検出器である光電子増倍管（ホトマル）３４が配置されている。なお、ホトマル３４は、ライトガイド３３の両端に設けてもよい。
【００２７】
ホルダ３２には、スリット３５が軸方向に沿って形成されている。スリット３５からライドガイド３３が外部に臨んでおり、被検査物１の表面からの反射光がスリット３５を通って、ライトガイド３３に入射する。
【００２８】
ライトガイド３３は、互いに対向する受光面３３ｉと散乱面３３ａとが軸方向に平行に延在する棒状の光学要素である。ライトガイド３３は、例えばアクリル系樹脂を用いた透光性を有する光学要素であり、散乱面３３ａのみに艶消し処理が施されたり、あるいは散乱シートが貼り付けられる。ライトガイド３３は、受光面３３ｉがスリット３５に対向するように、ホルダ３２内に配置される。スリット３５を通った反射光は、受光面３３ｉから入射し、散乱面３３ａで反射する。
【００２９】
ホトマル３４は、ライトガイド３３の端面から出射された光を検出すると、検出信号を出力する。この検出信号の出力レベルは、受光量に応じて変化する。
【００３０】
ここで、発光部１５から照射するレーザ光の走査方向が搬送方向と直交する幅方向となるように、発光部１５は位置決めされる。これに応じて、受光部１６のスリット３５が被検査物１の幅方向と平行となるように、受光部１６が位置決めされる。そして、レーザ光の走査範囲が被検査物１の幅と同じか幅以上となるように、発光部１５と被検査物１との距離が定められる。また、被検査物１に応じてレーザ光の入射角が設定され、発光部１５の被検査物１に対する傾き角度が決められる。受光部１６は、被検査物１の表面で反射した光を受光できるように、反射光の光路上に位置する。
【００３１】
検査制御部１７は、レーザ光の走査位置とホトマル３４の出力が同期するように、発光部１５および受光部１６の動作を制御する。そして、受光部１６のホトマル３４からの検出信号に基づいて、欠陥を検出するとともに、発光部１５がレーザ光を発生するときのタイミング信号および移動部６から出力される被検査物１の位置情報に基づいて、この欠陥の位置を算出する。
【００３２】
制御装置４は、移動部６、電圧制御部９および検査制御部１７を総括的に制御する。すなわち、被検査物１の搬送のタイミングと検査タイミングとを同期させて検査を行い、検査結果を表示あるいは印刷により出力する。
【００３３】
次に、搬送検査システムの動作を説明する。搬送装置２は、被検査物１をベース部材５に対して静電吸着により所定の間隔で非接触の状態を維持しながら、被検査物１を一定速度で搬送する。そして、発光部１５からレーザ光が被検査物１の表面に照射される。レーザ光は、移動する被検査物１の幅方向に走査され、被検査物１の表面で反射される。走査速度は被検査物１の移動速度に比して速いため、被検査物１の表面全面を走査できる。
【００３４】
被検査物１の表面からの反射光が、受光部１６に到達し、スリット３５を通ってライドガイド３３に入射する。入射した光は、ライトガイド３３の散乱面３３ａで様々な方向に反射する。散乱面３３ａで様々な方向に反射した散乱光は、ライトガイド３３の内部で反射して端面から出射され、ホトマル３４が受光する。ホトマル３４により光電変換された検出信号は、検査制御部１７に送られる。検査制御部１７は、ホトマル３４からの検出信号を処理した出力値を基準値と比較して、被検査物１の表面の欠陥の有無を判定する。
【００３５】
例えば、被検査物１に欠陥がある場合、レーザ光が欠陥により散乱し、受光部１６が受光する反射光が弱くなり、欠陥がない場合に比べて検出信号の出力値が低下する。これにより、欠陥の有無がわかる。また、検出信号の出力波形は、欠陥の種類によって異なる。検出信号の出力波形を欠陥の種類ごとの基準波形と比較して、欠陥の種類を判別する。欠陥があった場合、そのときのレーザ光の走査位置と被検査物１の位置情報とに基づいて、被検査物１における欠陥の位置を特定する。
【００３６】
このように、平坦な被検査物１をフラットな状態を維持しながら搬送できるので、被検査物１の表面からの反射光を正確に検出することができ、微細な欠陥を検出することが可能となる。例えば、被検査物１がガラス基板の場合、表面の傷や気泡、クラック等の内部欠陥を検出できる。シートやフィルムの場合、傷、異物の付着、ピンホールを検出できる。さらに、表面の濃淡を検出できるので、薄い汚れ、表面処理が施されているときの抜け、むらも検出できる。
【００３７】
上記の検査装置３は、反射光を検出する正反射方式であるが、他の形態の検査装置３として、図７に示すように、同じ反射光であっても、乱反射を検出するよう構成してもよい。すなわち、乱反射方式の検査装置３では、発光部１５からのレーザ光が被検査物１の表面で反射するときの反射光の光路上に受光部１６を配置すれば、反射光を検出できる。この光路よりも発光部１５に近い側に受光部１６を配置する。被検査物１の表面に欠陥があれば、レーザ光が欠陥に当たって乱反射する。受光部１６は、この乱反射した光を受光する。したがって、受光部１６は、被検査物１の表面に欠陥があるとき、乱反射した光を受光し、欠陥がないとき、被検査物１の表面で反射された光を受光しない。
【００３８】
また、他の形態の検査装置３として、被検査物１を透過した光を検出する透過方式がある。図８に示すように、透光性を有する被検査物１に対して、被検査物１を透過したレーザ光を検出する。受光部１６は、被検査物１を挟んで発光部１５と反対側に位置する。すなわち、発光部１５から照射され、被検査物１を透過するレーザ光の光路上に受光部１６が位置する。そして、搬送装置２では、複数のベース部材５が並べられ、隣り合う２つののベース部材５の間にできる隙間に受光部１６が配置される。
【００３９】
発光部１５から照射されたレーザ光は、被検査物１を透過して、受光部１６が透過光を受光する。被検査物１の内部あるいは表面に欠陥があれば、レーザ光は欠陥に当たって散乱する。このとき、透過光は、欠陥がない場合に比べて弱くなり、欠陥の有無を検出することができる。
【００４０】
この場合、２つのベース部材５間の隙間では、被検査物１を静電吸着できないが、レーザ光の走査位置は、隙間よりも搬送方向上流側にある。この走査位置では、被検査物１は静電吸着されており、フラットな状態が維持されている。したがって、被検査物１が隙間を通過するとき、被検査物１に部分的なストレスがかかるが、検査箇所はこの隙間よりも上流側になるので、ストレスの影響を受けることはなく、フラットな状態の被検査物１を精度よく検査することができる。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。検査装置として、被検査物に対して、発光部と同じ側および反対側の両方に受光部を配置して、透過による欠陥の検出および反射による欠陥の検出を組み合わせてもよい。これによって、被検査物の表面の欠陥および内部欠陥を同時に検出することができ、検査の効率を高めることができる。
【００４２】
搬送装置として、被検査物を非接触の状態で保持したベース部材を移動させてもよい。ベース部材は、静電吸着により被検査物をフラットな状態に維持しながら保持している。このベース部材をガイドに沿ってモータ、シリンダ等により移動させる。この場合、反射方式あるいは乱反射方式の検査装置が使用される。
【００４３】
また、ベース部材をベルトにしてもよい。ベルトを回転することにより、ベルトに静電吸着された被検査物がフラットな状態を維持しながら移動する。他の形態の搬送装置として、ベース部材に、一対の電極を搬送方向に沿って交互に並べて配置する。電圧制御部は、各電極に印加する電圧の極性を交互に切り替える。被検査物と電極間に発生するクーロン力の搬送方向成分の力により、被検査物が静電吸着されて移動する。上記２つの搬送装置の場合、検査装置は、いずれの方式でも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の搬送検査システムの概略構成を示す平面図
【図２】搬送検査システムの概略構成を示す正面図
【図３】搬送検査システムの制御ブロック図
【図４】電極ユニットの正面図
【図５】発光部の内部構成図
【図６】受光部の断面図
【図７】乱反射方式の検査装置を示す図
【図８】透過方式の検査装置を示す図
【符号の説明】
【００４５】
１    被検査物
２    搬送装置
３    検査装置
４    制御装置
５    ベース部材
６    移動部
７、８    電極
９    電圧制御部
１２    電極ユニット
１４    台車
１５    発光部
１６    受光部
１７    検査制御部
【図１】
2008002944.tif 000003
【図２】
2008002944.tif 000004
【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】
2008002944.tif 000009
【図８】
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