(57)【要約】【課題】小さな欠陥による信号とノイズによる信号とを判別して、本当の欠点だけを検出するシート状物の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供する。【解決手段】走行するシート状物の一方の面に投光部にて光を照射し、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することによりシート状物の欠陥を検出する方法において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするシート状物の欠陥検出方法。【選択図】図１
2004077211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行するシート状物の一方の面に投光部にて光を照射し、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することによりシート状物の欠陥を検出する方法において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするシート状物の欠陥検出方法。
【請求項２】
受光部のシート状物走行方向の検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長いことを特徴とする請求項１に記載のシート状物の欠陥検出方法。
【請求項３】
受光部を構成する光電変換素子のシート状物走行方向長さが、前記光電変換素子のシート状物幅方向長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のシート状物の欠陥検出方法。
【請求項４】
走行するシート状物の一方の面に光を照射する投光部と、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光する受光部とを有するシート状物の欠陥検出装置において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするシート状物の欠陥検出装置。
【請求項５】
受光部のシート状物走行方向の検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長いことを特徴とする請求項４に記載のシート状物の欠陥検出装置。
【請求項６】
受光部を構成する光電変換素子のシート状物走行方向長さが、前記光電変換素子のシート状物幅方向長さよりも長いことを特徴とする請求項５に記載のシート状物の欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行するシート状物の欠陥を検出する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行するシート状物の欠陥を検出する装置としては、シート状物の一方の面に投光部にて光を照射し、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光又は透過光を受光部で受光し、該受光部からの出力信号を測定して欠陥の有無を判定する装置が知られている。
【０００３】
投光部としては、蛍光灯、ラインライトガイドが、受光部としては光電変換素子を一列に配置したラインセンサーを組み込んだラインセンサーカメラが一般に使用されている。
【０００４】
ラインセンサーカメラでは、シート状物面の検査範囲（シート状物幅方向を長手方向とする帯状）の光の明暗を撮像レンズを通してラインセンサーに集光し、電圧信号に変換して出力する。
【０００５】
シート状物に光を遮る欠陥がある場合には、ラインセンサーカメラからの電圧信号の一部が他の部分よりも小さくなり、また、シート状物に穴あるいは厚みの薄くなった部分がある場合には、ラインセンサーカメラからの電圧信号の一部が他の部分よりも大きくなる。
【０００６】
また、電圧信号変化部分の幅で欠陥のシート状物幅方向の長さ（以後欠陥幅と記述する）を、電圧信号変化が発生するラインセンサーカメラの走査回数で欠陥のシート状物走行方向長さ（以後欠陥長さと記述する）を推定できる。これらの電圧信号変化の大きさ、幅、発生する走査回数を設定して、その設定値以上であればシート状物に欠陥があると判定するものである。
【０００７】
ところで、上記のような方法で小さな欠陥を検査するに際して、ラインセンサー走査時間に対してシート状物走行速度が速い場合には、１回目の走査時には欠陥による電圧信号変化が発生するが、２回目の走査時には欠陥がラインセンサーカメラの検査範囲を通過してしまい、電圧信号変化が発生しないことがある。そのため、欠陥長さの小さな欠陥を検出するには欠陥長さの判定を１走査分に設定しておかなければならない。
【０００８】
ラインセンサーカメラの走査とは、一列に並んだ電変換素子（ＣＣＤ）に一定時間電荷を蓄積させ、蓄積した電荷をメモリーに移動させて、そのメモリーの内容を順次読み出していくことであり、時系列的に書くと、電荷蓄積→メモリーへ移動→走査・電荷蓄積（走査と電荷蓄積は同時に行われる）→メモリーへ移動→走査・電荷蓄積→・・・となる。この走査に要する時間を走査時間といい、イコール電荷を蓄積する時間でもある。したがって、１回目の走査時、２回目の走査時とは、１回目の電荷蓄積時と次の電荷蓄積時のことである。
【０００９】
一方、ラインセンサーカメラでは、不特定の光電変換素子より原因不明のノイズが１走査分だけ不定期に発生することが確認されている。
【００１０】
したがって、小さな欠陥を検出するために欠陥長さ判定を１走査分に設定してしまうと、上述のノイズによる電圧信号変化も検出してしまい、欠陥による電圧信号変化とノイズによる電圧信号変化との判別がつかなくなってしまう。その結果、小さな欠陥を検出する場合には必然的にこのノイズも欠陥であると誤判定してしまうことになり、必要以上に欠陥を検出して製品の収率を低下させてしまうという問題点があった。
【００１１】
このような小さな欠陥による信号とノイズによる信号とを判別する方法としては、特開２００２−２２６６７号公報にあるように、ラインセンサーカメラをシート状物の走行方向に並列に設置する構成が考えられる。すなわち、並列に並んだ２台のラインセンサーカメラの両方に信号変化が発生した場合には欠陥による信号であると考えて、ノイズによる信号との区別を行うことができる。
【００１２】
しかしながら、上述の方法では通常の検査装置と比較して、（１）ラインセンサーカメラを設置するスペースが余分に必要となること、（２）並列に並んだ２台のラインセンサーカメラの検出能力を同じレベルに合わせる必要があること、（３）カメラの台数が多くなるのでメンテナンスの手間が増えること、（４）カメラの台数が多くなるので検査装置全体として故障率が高くなること、などの問題がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の欠点を改善し、小さな欠陥による信号とノイズによる信号とを判別して、本当の欠点だけを検出するシート状物の欠陥検出方法および欠陥検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、以下の構成を採用する。すなわち、
（１）走行するシート状物の一方の面に投光部にて光照射し、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することによりシート状物の欠陥を検出する方法において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするシート状物の欠陥検出方法。
【００１５】
（２）受光部のシート状物走行方向の検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長いことを特徴とする前記（１）に記載のシート状物の欠陥検出方法。
【００１６】
（３）受光部を構成する光電変換素子のシート状物走行方向長さが、前記光電変換素子のシート状物幅方向長さよりも長いことを特徴とする前記（１）に記載のシート状物の欠陥検出方法。
【００１７】
（４）走行するシート状物の一方の面に光を照射する投光部と、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光する受光部とを有するシート状物の欠陥検出装置において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするシート状物の欠陥検出装置。
【００１８】
（５）受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長いことを特徴とする前記（４）に記載のシート状物の欠陥検出装置。
【００１９】
（６）受光部を構成する光電変換素子のシート状物走行方向長さが、前記光電変換素子のシート状物幅方向長さよりも長いことを特徴とする前記（４）に記載のシート状物の欠陥検出装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、走行するシート状物の一方の面に投光部にて光を照射し、該シート状物の同じ面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することによりシート状物の欠陥を検出する方法において、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明においては、投光部として、蛍光灯、ラインライトガイドを用い、受光部とし光電変換素子を一列に配置したラインセンサーを組み込んだラインセンサーカメラを用いることができる。
【００２２】
ここで、投光部を、走行するシート状物の一方の面側に設置し、該投光部にてシート状物の一方の面に光を照射する。また、受光部は、走行するシート状物の一方の面側に設置し、前記投光部にてシート状物の一方の面に照射された光の反射光を受光するようにしてもよいし、受光部を走行するシート状物に対して投光部の他面側に設け、透過光を検出するようにしてもよい。
【００２３】
本発明は、前記受光部のシート状物走行方向の検査長さが、前記受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも長いことを特徴とするものである。さらに好ましくは受光部のシート状物走行方向の検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長く、受光部を構成する光電変換素子のシート状物走行方向長さが、前記光電変換素子のシート状物幅方向長さよりも長いことを特徴とする。
【００２４】
本発明によるシート状物の欠陥検出方法および欠陥検出装置によれば、シート状物に小さな欠陥があった場合には、先ず１回目の走査時に欠陥による電圧信号出力が発生する。そして２回目以降の走査時でも欠陥はまだラインセンサーカメラの検査範囲内にあるので１回目と同一の光電変換素子より電圧信号出力が発生する。つまり最低　（欠陥がラインセンサーの検査範囲を通過する時間）÷（ラインセンサーの走査時間）　の回数分だけ同一の光電変換素子より欠陥による電圧信号出力が発生する。
【００２５】
一方、同一光電変換素子に連続して２走査回数以上のノイズ信号が発生することは確率的に非常に小さく、ほぼゼロであると考えても差し支えはない。通常はノイズ信号は１走査分だけ不定期に発生する。
【００２６】
したがって、欠陥長さ判定を２走査分以上に設定しておけば、欠陥による電圧信号変化とノイズによる電圧信号変化との判別が可能となり、本当の欠陥だけを検出することができる。
【００２７】
ここで受光部のシート状物走行走行方向の検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長いことが好ましい理由を図を用いて説明する。図７は受光部のシート状物走行方向検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離の２倍である場合において、受光部の１つの光電変換素子の検査範囲を欠陥が通過する様子と、その時の該光電変換素子からの電圧信号出力の例を示した図である。図で示すとおり、第１走査時間の中間から最後まで、第２走査時間の最初から最後まで、第３走査時間の最初から中間まで欠陥が検査範囲内にあるので、第２走査時間での電圧信号出力を１とすると、第１、３走査時間での電圧信号出力は０．５となる。図８は受光部のシート状物走行方向検査長さが、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離の３倍である場合において、受光部の１つの光電変換素子の検査範囲を欠陥が通過する様子と、その時の該光電変換素子からの電圧信号出力の例を示した図である。図で示す通り第１走査時間の中間から最後まで、第２、３走査時間の最初から最後まで、第４走査時間の最初から中間まで欠陥が検査範囲内にあるので、第２、３走査時間での電圧信号出力を１とすると、第１、４走査時間での欠陥信号出力は０．５となる。欠陥が大きければ電圧信号出力が大きくなるので、電圧信号出力が０．５あるいはそれ以下であっても十分欠陥による信号と他の電気的ノイズとの区別ができる。しかし、欠陥が小さい場合には電圧信号出力が小さくなるので、電圧信号出力が１程度ないと欠陥による信号と他の電気的ノイズとの区別が困難となる。したがって、小さな欠陥に対しても最低２走査分の欠陥による信号を検出するには、受光部のシート状物走行方向の検査長さを、受光部の１走査時間内でのシート状物移動距離よりも３倍以上長くすることが好ましい。
【００２８】
また光電変換素子が正方形の場合には、光電変換素子のシート状物走行方向の検査長さを長くすると、自ずとシート状物幅方向の検査長さも長くなる。一方欠陥の大きさを区別するには光電変換素子の幅方向分解能、つまりシート状物幅方向の検査長さは小さい程よい。従って、シート状物走行方向長さが、シート状物幅方向長さよりも長い光電変換素子を使用することが好ましい。
【００２９】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図４は従来のシート状物の欠陥検出装置の構成図である。なお、以下の数値は説明のために用いるものであって、この数値に限定するものではない。シート状物１５の一方の面の側に投光部１６を設置して光を照射して、シート状物１５を挟んだ反対側に設置した受光部１２で受光している。なお以後シート状物の走行方向を単に走行方向と、シート状物の幅方向を単に幅方向として説明を行う。受光部１２の中にはラインセンサ１３が組み込まれており、今実施例では走行方向１１μｍ×幅方向１１μｍの正方形の光電変換素子１８が幅方向に２５９２ヶ並んでラインセンサ１３を構成し、撮像レンズ１４を通してシート状物１５上の走行方向８３μｍ×幅方向２１５ｍｍの範囲１７を検査している。
【００３１】
図５および図６は、受光部１２からの電圧出力の微分処理結果をオシロスコープで観察した例を示す。今実施例では受光部１２の１走査時間内にシート状物１８が約１００μｍ移動（移動距離２０）するので、シート状物に小さな欠陥が存在した場合には図５で示すように欠陥による電圧信号変化２１は１走査分しか発生しない。一方、ラインセンサ１３のいずれかの光電変換素子に１走査分だけノイズが発生した場合にも図６で示すようにノイズによる電圧信号変化２２が１走査分発生だけ発生する。したがって、従来のシート状物の欠陥検出装置では欠陥による電圧信号変化２１とノイズによる電圧信号変化２２との判別が不可能であった。
【００３２】
図１は本発明の欠陥検出装置の一例を示す概略図である。シート状物４の一方の面の側に投光部５を設置して光を照射して、シート状物４を挟んだ反対側に設置した受光部１で受光している。受光器１の中にはラインセンサ２が組み込まれており、今実施例では走行方向１９６μｍ×幅方向１４μｍの長方形の光電変換素子７が幅方向に２０４８ヶ並んでラインセンサ２を構成し、撮像レンズ３を通してシート状物４上の走行方向１４００μｍ×幅方向２１５ｍｍの範囲６を検査している。
【００３３】
図２および図３は、受光部１からの電圧出力の微分処理結果をオシロスコープで観察した例を示す。受光部１の１走査時間内にシート状物４が約１００μｍ移動（移動距離９）したとしても、シート状物４上の小さな欠陥が検査範囲６を通過するまでには約１４走査分の時間が必要であるから、図２で示すように欠陥による電圧信号変化１０は複数走査分発生する。一方ラインセンサ２のいずれかの光電変換素子に１走査分だけノイズが発生した場合には図３で示すようにノイズによる電圧信号変化１０は１走査分しか発生しない。したがって、欠陥長さ判定を２走査分以上に設定していれば、欠陥による電圧信号変化１０とノイズによる電圧信号変化１１との判別をすることが可能である。
【００３４】
ここで、シート状物とはポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等の熱可塑性樹脂の他に、金属、紙、布等であっても良い。
【００３５】
【発明の効果】
実施例の説明で分かるように、本発明によるシート状物の欠陥検出装置では小さな欠陥による電圧信号変化とラインセンサに発生したノイズによる欠陥信号変化との判別が可能であり、本当の欠陥のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート状物の欠陥検出装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明のシート状物の欠陥検出装置による欠陥発生時の電圧出力例を示すグラフである。
【図３】本発明のシート状物の欠陥検出装置によるノイズ発生時の電圧出力例を示すグラフである。
【図４】従来のシート状物の欠陥検出装置例を示す概略図である。
【図５】従来のシート状物の欠陥検出装置による欠陥発生時の電圧出力例を示すグラフである。
【図６】従来のシート状物の欠点検出装置によるノイズ発生時の電圧出力例を示すグラフである。
【図７】欠陥が光電変換素子の検査範囲を通過する様子とその時の電圧信号出力の一例を示す図である。
【図８】欠陥が光電変換素子の検査範囲を通過する様子とその時の電圧信号出力の一例を示す図である。
【符号の説明】
１，１２：受光部
２，１３：ラインセンサー
３，１４：撮像レンズ
４，１５：シート状被検査物
５，１６：投光部
６，１７：受光部の検査範囲
７，１８：光電変換素子
８，１９：光電変換素子１素子当たりの検査範囲
９，２０：受光部の１走査時間内でのシート状物の移動距離
１０，２１：欠陥による電圧信号変化
１１，２２：ノイズによる電圧信号変化
２３　　　：欠陥が通過した軌跡
【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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