(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定幅を有し幅方向に垂直な長さ方向に搬送されるシート状成形体に存在する欠陥の位置情報を検出する欠陥情報検出手段と、該検出されたシート状成形体の欠陥位置に欠陥であることを表すマークを施すマーキング手段と、該マーキング手段を搬送方向に垂直な方向に移動することによってシート状成形体面の任意の位置へのマーキングを可能とする制御機構とを備える欠陥マーキング装置において、
上記シート状成形体を搬送方向に所定長を有する矩形内で上記欠陥情報検出手段によって検出された欠陥位置をマークできない確率を算出するマークエラー発生確率算出手段と、
上記算出された確率に応じて上記マーキング手段の移動速度を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする欠陥マーキング装置。
【請求項２】
上記マークエラー発生確率算出手段は、
上記シート状成形体の原反幅と搬送速度との積を上記制御機構によるマーキング手段の上記幅方向への駆動速度で割った商を単位方形長と定義し、
上記駆動速度を上記原反幅で割った商を規格化マーカ速度と定義し、
欠陥密度と上記原反幅と上記搬送速度との積を上記単位方形長における規格化欠陥密度と定義し、
上記規格化欠陥密度を上記駆動速度で割った商を搬送方向の辺長が上記単位方形長で決定される単位方形内の欠陥密度と定義するとき、
マークエラー発生確率は、上記欠陥密度の自乗と上記原反幅の自乗と上記搬送速度との積を上記駆動速度で割った商に比例した値として規格化されることを特徴とする請求項１記載の欠陥マーキング装置。
【請求項３】
上記マークエラー発生確率算出手段は、上記規格化欠陥密度と上記規格化マーカ速度とマークエラー発生確率とを対応づけたチャートに基づいてマークエラー発生確率を算出することを特徴とする請求項１記載の欠陥マーキング装置。
【請求項４】
上記制御手段は、マークエラーを生じることなくマーキング可能な平均面積を算出し、該平均面積に応じて上記マーキング手段を制御することを特徴とする請求項１記載の欠陥マーキング装置。
【請求項５】
上記マークエラーが発生する旨をユーザに提示する提示手段を備え、
上記制御手段は、上記欠陥情報検出手段において検出された信号に基づく欠陥情報の位置が上記マーク可能領域にあるか否かを判別し、マークエラーが発生する場合に上記提示手段において警告を提示することを特徴とする請求項１記載の欠陥マーキング装置。
【請求項６】
一定幅を有し幅方向に垂直な長さ方向に搬送されるシート状成形体に存在する欠陥の位置情報を検出する欠陥情報検出工程と、
上記搬送方向に垂直な方向に移動することによって該検出されたシート状成形体の欠陥位置に欠陥であることを表すマーキングを行うマーキング工程と、
上記シート状成形体を搬送方向に所定長を有する矩形内において上記欠陥情報検出工程で検出された欠陥位置をマークできない確率を算出するマークエラー発生確率算出工程と
を有し、上記算出された確率に応じて上記マーキング工程における上記搬送方向に垂直な方向への移動速度を制御してマーキングを行うことを特徴とする欠陥マーキング方法。
【請求項７】
上記マークエラー発生確率算出工程は、
上記シート状成形体の原反幅と搬送速度との積を上記制御機構によるマーキングの上記幅方向への駆動速度で割った商を単位方形長と定義し、
上記駆動速度を上記原反幅で割った商を規格化マーカ速度と定義し、
上記欠陥密度と上記原反幅と上記搬送速度との積を上記単位方形長における規格化欠陥密度と定義し、
上記規格化欠陥密度を上記駆動速度で割った商を搬送方向の辺長が上記単位方形長で決定される単位方形内の欠陥密度と定義するとき、
マークエラー発生確率を、上記欠陥密度の自乗と上記原反幅の自乗と上記搬送速度との積を上記駆動速度で割った商に比例した値として規格化することを特徴とする請求項６記載の欠陥マーキング方法。
【請求項８】
上記マークエラー発生確率算出工程は、上記規格化欠陥密度と上記規格化マーカ速度とマークエラー発生確率とを対応づけたチャートに基づいてマークエラー発生確率を算出することを特徴とする請求項６記載の欠陥マーキング方法。
【請求項９】
一定幅を有し幅方向に垂直な長さ方向に搬送されるシート状成形体に存在する欠陥の位置情報を検出する欠陥情報検出手段と、該検出されたシート状成形体の欠陥位置に欠陥であることを表すマークを施すマーキング手段と、該マーキング手段を搬送方向に垂直な方向に移動することによってシート状成形体面の任意の位置へのマーキングを可能とする制御機構とを備える欠陥マーキング装置を評価する欠陥マーキング評価装置において、
上記シート状成形体を搬送方向に所定長を有する矩形内で上記欠陥情報検出手段によって検出された欠陥位置をマークできない確率を算出するマークエラー発生確率算出手段を備えることを特徴とする欠陥マーキング評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状成形体の欠陥位置を検出し欠陥位置に印をつける欠陥マーキング装置及び欠陥マーキング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱可塑性樹脂のシート状成形体（以下、樹脂シートという場合がある。）は、成形時、押出機から押し出された熱可塑性樹脂をロールの隙間に通して表面に平滑さや光沢を付与する処理が施され、引取ロールにより搬送ロール上を冷却されながら引き取られる（特許文献１参照）。また、このように成形された樹脂シートを断裁して、枚葉状に加工されたフィルム（以下、枚葉フィルムという。）が製造される（特許文献２参照）。例えば、偏光フィルムや位相差フィルム等の光学フィルムは、通常、樹脂シートを加工して製造され、これを断裁して枚葉フィルムとして液晶表示装置等に使用されている。
【０００３】
枚葉フィルムを製造する過程では、樹脂シートから枚葉フィルムを断裁する前段階の工程として、フィルムの傷、汚れ、品質等の欠陥検査、また寸法検査等が行われている。この欠陥検査は、人為的に行われる場合もあるが、近年、自動化要求が高まっている。
【０００４】
断裁されていないロール状の樹脂シートの場合、引取ロールに巻回された樹脂シートを連続的に引き出しながら、気泡、汚れ、異物等の不具合箇所を汎用の透過光測定等によって検査することができる。そして、検査結果は、欠陥の存在が明らかになるように、作業者や検査装置によってシート上の欠陥位置にマーキングされている（特許文献３参照）。そして、検出された欠陥箇所を避けて欠陥のない良好な領域を打ち抜き又は断裁して枚葉状の製品等を得ている。
【０００５】
また、マーキングの方法として、このほかに、幅方向の直線上に複数のマーカが配置された多点式マーカを用いて、欠陥が検出された箇所を挟み込む最小間隔の２つのマーカを使ってシート上にマーキングする方法（特許文献４参照）も提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１２０２４９号公報
【特許文献２】特開２００５−５９５９３号公報
【特許文献３】特開平９−３０４２９５号公報
【特許文献４】特開２００１−３０５０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シート状成形体の製造で発生する欠陥箇所は、不規則であるため、効率的なエラー検出が求められる。上述した特許文献４に記載された欠陥マーキング装置は、欠陥が検出されると、欠陥を幅方向に含む部分がマーカの設置されている位置まで搬送されるタイミングに合わせてマーカが作動されマーキングされる。欠陥を幅方向に含む部分を挟んでマークが描かれるが、シート状成形体上の欠陥位置に直接マークするものではない。
【０００８】
一方、特許文献３に記載の技術では、シート上の欠陥位置に直接マークできるが、特許文献３のような、ペンなどのマーキングヘッドを搬送方向に垂直な方向に移動させることでシート上の任意の位置にマーク可能とした方式では、搬送速度、シート状成形体の幅、マーキングヘッドの駆動速度によっては、欠陥を検出することができても欠陥位置に対するマークが追いつかず、エラー箇所に対するマークを取りこぼす“マークエラー”が発生することがあった。
【０００９】
そこで本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、欠陥箇所を含むシート状成形体の欠陥の検出と欠陥のマーキングとを確実に行う欠陥マーキング装置、欠陥箇所を含むシート状成形体の欠陥を検出して高精度にマーキングする欠陥マーキング方法を提供することを目的とする。また、欠陥マーキング装置に対してマーキングエラーが発生する確率を求めることができる欠陥マーキング評価装置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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、一定幅を有し幅方向に垂直な長さ方向に搬送されるシート状成形体に存在する欠陥の位置情報を検出する欠陥情報検出手段と、該検出されたシート状成形体の欠陥位置に欠陥であることを表すマークを施すマーキング手段と、該マーキング手段を搬送方向に垂直な方向に移動することによってシート状成形体面の任意の位置へのマーキングを可能とする制御機構とを備える欠陥マーキング装置において、シート状成形体を搬送方向に所定長を有する矩形内で検出された欠陥位置をマークできない確率を算出し、算出した確率に応じてマーキング手段の移動速度を制御する。
【００１１】
マークエラー発生確率算出する際には、シート状成形体の原反幅と搬送速度との積をマーキング手段の幅方向への駆動速度で割った商を単位方形長と定義し、駆動速度を原反幅で割った商を規格化マーカ速度と定義し、欠陥密度と原反幅と搬送速度との積を単位方形長における規格化欠陥密度と定義し、規格化欠陥密度を駆動速度で割った商を搬送方向の辺長が単位方形長で決定される単位方形内の欠陥密度と定義するとき、欠陥密度の自乗と原反幅の自乗と搬送速度との積を駆動速度で割った商に比例した値としてマークエラー発生確率を規格化する。
【００１２】
また、規格化欠陥密度と規格化マーカ速度とマークエラー発生確率とを対応づけたチャートに基づいてマークエラー発生確率を算出する。また、マークエラーを生じることなくマーキング可能な平均面積を算出し、該平均面積に応じてマーキング手段を制御する。更に、欠陥情報検出手段において検出された信号に基づく欠陥情報の位置がマーク可能領域にあるか否かを判別し、マークエラーが発生する場合にユーザに警告を提示してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、欠陥箇所を含むシート状成形体の欠陥の検出と欠陥のマーキングとを確実に行うことができる。また、本発明によれば、欠陥マーキング装置毎に異なるマーキング特性を評価できる基準を規格化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態として示す欠陥マーキング装置は、一例として熱可塑性樹脂のシート状成形体上の欠陥箇所（又は欠陥領域）を検出して、検出された欠陥箇所に欠陥であることを示すマークをつけることができる欠陥マーキング装置である。また、欠陥に対してマーキングできない“マーキングエラー”が発生する確率を算出する欠陥マーキング評価装置を備えている。本発明の実施の形態として示す欠陥マーキング装置について図面を参照して詳細に説明する。図１は、欠陥マーキング装置１の主要部を横方向から表した図である。
【００１５】
欠陥マーキング装置１は、図示しない押出機から押し出された熱可塑性樹脂をロールの隙間に通して表面に平滑さや光沢を付与する処理が施され、引取ロールにより搬送ロール上を冷却されながら引き取ることにより成形された樹脂シートを一定方向に移送し、この移送過程でシート面を撮像し、撮像して得た画像を用いて欠陥検査を行い、欠陥箇所又は欠陥領域を抽出するとともに欠陥箇所又は欠陥領域にマーキングを行う装置である。マーキングされた欠陥位置の情報は、例えば、所定サイズの枚葉品を断裁する処理等に利用することができる。
【００１６】
本実施の形態に適用可能な熱可塑性樹脂は、例えば、メタクリル樹脂、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体（ＭＳ樹脂）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、トリアセチルセルロール樹脂（ＴＡＣ）等である。熱可塑性樹脂シートとしては、これらの熱可塑性樹脂の単独シート、積層シート等である。
【００１７】
欠陥マーキング装置１は、具体的な構成として、引取ロールにより搬送ロール上を冷却されながら引き取られることにより成形された樹脂シート２を図１の搬送方向Ｙに搬送する送出ローラ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと、受取ローラ１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを備えている。送出ローラ１２ａと受取ローラ１３ａとの間には、搬送される枚葉フィルムの所定領域の画像データを取得するＣＣＤラインセンサ１５が備えられている。また、搬送される枚葉フィルムを挟んでＣＣＤラインセンサ１５の対向位置には、検査光を発光する光源１６が設けられている。本具体例では、ＣＣＤラインセンサ１５を用いているが、ＣＣＤエリアセンサであってもよい。また、搬送方向Ｙに対してＣＣＤラインセンサ１５を境としたとき手前のローラを送出ローラ、先のローラを受取ローラと便宜上定義しているがこの限りではない。本具体例では搬送速度は、Ｙ方向に２ｍ〜１２ｍ／分程度に設定される。
【００１８】
また、欠陥マーキング装置１は、ＣＣＤラインセンサ１５によって取得された画像データから樹脂シートと背景との境界を検出し、抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検出及びマーキング評価部１７を備えている。欠陥マーキング装置１は、送出ローラと受取ローラとの間隔に適宜、フィルム検知センサ１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ、２０ａ、２０ｂを備えており、搬送される樹脂シートの位置ずれ等が検出できる構成になっている。
【００１９】
上述した欠陥マーキング装置１の各構成について具体的に説明する。本実施の形態で使用するＣＣＤラインセンサ１５の一例は、幅方向に５０００画素程度並べたラインセンサであり、５５ｍｍのマクロレンズを通して光が入射する。図１では図示されていないが、同一センサを２つ並列することにより樹脂シートの幅方向長さに対応することができる。
【００２０】
光源１６としては、メタルハライドランプ、ハロゲン伝送ライト、蛍光灯など、枚葉フィルムの組成及び性質に影響を与えない光を発光するものであれば、特に限定されない。光源１６からの検査光は樹脂シートで透過されてＣＣＤラインセンサ１５で検出され、欠陥検出及びマーキング評価部１７に送られる。
【００２１】
欠陥検出及びマーキング評価部１７は、欠陥位置を検出し、マーカ部２１を駆動制御する信号を生成する。また、マークエラーが発生するか否かを示すマークエラー発生確率を算出する。生成された制御信号がマーカ部２１に送られる。
【００２２】
マーカ部２１は、欠陥検出及びマーキング評価部１７において検出された樹脂シート上の欠陥位置にマーキングを行う。
【００２３】
図２に、欠陥検出及びマーキング評価部１７の構成を示す。欠陥検出及びマーキング評価部１７は、ＣＣＤラインセンサ１５において取得した画像データを入力するインターフェイス部１７１と、画像データをメモリ１７３に保存する又はメモリから読み出す制御を行うメモリドライバ１７２と、ＣＣＤラインセンサ１５によって取得されメモリ１７３に格納された原画像データから背景画像を算出し検出対象物を抽出する画像処理を行う画像処理部１７４と、画像処理部１７４で抽出された有効領域内の欠陥検査処理を行う欠陥検査処理部１７５とを備えており、これらの各構成が制御部１７６によって統括され制御されている。また、欠陥検出及びマーキング評価部１７は、欠陥位置をマーキングするときマークエラーが発生する確率を算出するマークエラー発生確率算出部１８０を備えている。マークエラー発生確率算出部１８０の詳細については、後述する。
【００２４】
上述した欠陥検出及びマーキング評価部１７において制御部１７６は、ＣＣＤラインセンサ１５における取得データから樹脂シートの表面のデータを抽出し、シートの有効領域に対して欠陥検査、寸法検査等を制御している。例えば、欠陥検出及びマーキング評価部１７は、欠陥検査処理に至る事前の処理としてＣＣＤラインセンサ１５によって撮影した樹脂シート部分とシート部分以外の背景の画像データを画像処理部１７４での画像処理で各ドットの輝度を比較し、画像データから検査対象である樹脂シート部分の画像データを抽出する。そして、抽出された樹脂シート部分の画像データを使って欠陥検査を行う。移送される樹脂シートは、ＣＣＤラインセンサ１５の直下にあたる撮影ラインを通過して欠陥箇所が検出されるようになっている。上述した樹脂シートの欠陥検出方法は、透過光測定等をはじめとする既存汎用の方法を広く適用することができる。
【００２５】
欠陥検出及びマーキング評価部１７は、このほかにユーザによって操作入力が行われる操作パネル１７７、検査に関連するメッセージや検査結果を表示するための表示デバイスドライバ１７８及び表示デバイス１７９を備えている。欠陥検出及びマーキング評価部１７４は、画像処理演算が実行可能なパーソナルコンピュータ等の情報処理機器であってもよい。
【００２６】
ここで、本実施の形態で使用されるマーク部２１の一例について図３を用いて説明する。マーク部２１は、その構造を図３に簡潔に示すように、樹脂シートの搬送方向に垂直なシート幅方向に沿って設けられたアーム２１１と、ペン等を有するマーカヘッド２１２とからなり、マーカヘッドがアーム上をシート幅方向に移動（トラバース動作）することによってシート上の任意の位置にマーキングが行える、１ヘッドマーカ（１点トラバース方式ともいう）である。しかし、アーム２１１とマーカヘッド２１２とを１組備えただけのこのタイプのマーカは、２カ所同時にマーキングすることができない。また、トラバース動作の速度、樹脂シートの搬送速度、欠陥場所によっては、欠陥箇所をマーキングできないマークエラーが起こることがある。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、このような１ヘッドマーカ方式を採用している欠陥マーキング装置を設計する上で、その性能を評価するための基準を規格化する方法を提案し、この規格にしたがってマークエラーの発生確率を評価する機能を果たすマークエラー発生確率算出部１８０を欠陥検出及びマーキング評価部１７に設けて、マークエラーの発生を防止している。
【００２８】
以下では、欠陥検出及びマーキング評価部１７における欠陥検査処理と、マークエラーが発生する確率を算出する処理について、マークエラー発生確率算出部１８０の機能構成及びマークエラー発生確率算出部１８０で定められた規格化条件と併せて図面を参照して説明する。
【００２９】
はじめに、樹脂シート上に生じた欠陥位置に対して１点トラバース方式の欠陥マーキング装置のマークヘッドが追いつけない事態が発生する確率、すなわちマークエラーが発生する確率を求める基本理論について説明する。
【００３０】
前提条件として、欠陥密度、原反幅、ラインの搬送速度、搬送方向の単位矩形長、矩形内平均欠陥個数を下記式（１）及び図４のように定義する。
【００３１】
【数１】
0004748572.tif 000002
【００３２】
図４に示すｓ０，ｓ１，・・・は、単位矩形を表しており、これはマーカヘッドの搬送方向の分解能に対応している。単位矩形の長さは、搬送方向の数値計算の最小単位である。計算上では、マーク印字サイズは、無限に小さくできるが、現実には有限の大きさをもつ。例えば、ペンを用いる場合、印字サイズは、小さくても１ｍｍ程度にはなる。本実施態様では、長さ１ｍｍ＝１．０×１０−３ｍの単位矩形を用いている。
【００３３】
この単位矩形中に欠陥箇所が複数存在するとマーキングできない。樹脂シート上に発生する欠陥は、搬送方向（ＭＤ）、シート幅方向（ＴＤ）の何れに対してもランダムに発生するため、樹脂シート上における欠陥箇所の分布としては、シート幅方向には一様分布が、搬送方向にはポアソン分布が適用できる。但し、ここでは、例えば製造条件等に起因する密集した欠陥は対象としていない。ポアソン分布によれば、ある単位矩形内にｎ個の欠陥が存在する確率Ｐ（ｎ）は、下記式（２）〜（４）で表される。
【００３４】
【数２】
0004748572.tif 000003
【００３５】
図５は、原反幅Ｗ＝１．３ｍ、搬送方向の単位矩形長ｄｙ＝１．０×１０−３ｍのときの単位矩形内の欠陥個数の確率分布（ポアソン分布）を示している。但し、図５では欠陥密度Ｄは、製品として想定される常識的な欠陥数１〜１０個／ｍ２の場合についてのみ示している。搬送方向の欠陥間距離の確率分布は、ポアソン到着による。例えば、ある単位矩形ｓ０に欠陥箇所があって、次に単位矩形ｓｉに欠陥箇所があるとき、欠陥距離がｉであるとする。このとき単位矩形ｓ１〜ｓｉ−１の間に欠陥が存在しない確率は、下記式（５）で表される。
【００３６】
【数３】
0004748572.tif 000004
【００３７】
また、ｓｉに欠陥が１個以上存在する確率は、下記式（６），（７）で表される。
【００３８】
【数４】
0004748572.tif 000005
【００３９】
したがって、搬送方向の欠陥距離がｉである確率は、下記式（８）で表される指数分布となる。図６に、原反幅Ｗ＝１．３ｍ、搬送方向の単位矩形長ｄｙ＝１．０×１０−３ｍのとき、欠陥密度Ｄ＝０．１〜２．５個／ｍ２のそれぞれの場合における欠陥距離と確率との関係を示す。
【００４０】
【数５】
0004748572.tif 000006
【００４１】
次に、樹脂シート幅方向の欠陥距離の確率分布について、図７（ａ），（ｂ）を用いて説明する。幅方向の欠陥距離の発生位置は、搬送方向と同様にランダムである。したがって、幅方向の欠陥距離の確率分布は、原反幅全域で一様な確率をもつ乱数の差の確率分布をなすと考えることができる。ここでは、図７（ａ）に示す区間［０，１］内に発生する互いに独立した２個の乱数の差の確率分布を求める。但し、説明を簡潔にするため、原反幅Ｗ＝１．０ｍとする。１個の乱数の確率分布（一様乱数）は、下記式（９）である。
【００４２】
【数６】
0004748572.tif 000007
【００４３】
また、乱数１の値がｘ１からｘ１＋ｄｘの間にあり、乱数２の値がｘ２からｘ２＋ｄｘの間にあるとき、この２個の乱数の差の確率分布（図７（ｂ）に示す）は、下記式（１０）になる。但し、ｄｘ（単位ｍｍ）は、マーカ分解能を表しており、通常はｄｘ＝ｄｙである。
【００４４】
【数７】
0004748572.tif 000008
【００４５】
マーキングエラーには、マーカヘッドの機械特性も考慮する必要がある。そこで、マーカのマーキング動作にかかる時間、すなわちマーカの印字部が樹脂シートまで下降する時間、マーキング（印字）に要する時間、樹脂シートから上昇する時間、次の欠陥箇所までアーム２１１上を移動するマーカ速度等の機械特性を下記式（１１）のように定義する。
【００４６】
【数８】
0004748572.tif 000009
【００４７】
図８は、マーカの１サイクル動作を説明している。これより、全幅をトラバース動作するのにかかる時間ｔtraverse、マーカの１ヘッドサイクル動作時間（上昇してから下降し印字する間の最短時間）ｔcycle、マーカの１ヘッドサイクル中に樹脂シートが搬送される距離Ｙcycle及び単位矩形数Ｎｃｙｃｌｅは、下記式（１２）〜（１５）で表される。
【００４８】
【数９】
0004748572.tif 000010
【００４９】
搬送方向欠陥距離が、式（１５）に示すＮcycle以下、且つシート幅方向欠陥距離がｄｘ以上のとき、マークエラーが発生する。図９は、マーク可能な領域を説明する図である。現在の欠陥位置ｅ１にマーカ２１２があるとき、マーカ２１２のトラバース動作が追いつくことのできる領域は、色分けした領域になる。したがって、次の欠陥箇所がｅ２にあるとマークエラーになる。図９の下段は、欠陥位置ｅ１付近を拡大した図である。マーカ２１２のトラバースが追いつくことのできる領域を更に分析すると、ヘッドが樹脂シート面から上昇するまでの時間に樹脂シートが搬送される距離と、ヘッドが次の欠陥箇所に向けて加速する領域と、ヘッドが等速移動する領域とに分類される。
【００５０】
ある単位矩形内に１個以上の欠陥が存在するとき、その確率を下記式（１６）とする。マークエラー確率は、ある単位矩形内に欠陥が存在するとき、次の欠陥でマークエラーが発生するか否かの確率である。
【００５１】
【数１０】
0004748572.tif 000011
【００５２】
続いて、搬送方向の平均欠陥距離に基づいて単位矩形よりも大きい所定領域当たりにおけるマークエラー発生確率を求める。ここで、単位矩形よりも大きい所定領域は、下記式（１７），（１８）及び図１０に示すように、マーカが樹脂シートの全幅Ｗを移動するのにかかるトラバース時間ｔtraverseの間に樹脂シートが搬送される距離Ｙrectと、このとき通過する単位矩形の本数Ｎrectとを定義する。
【００５３】
【数１１】
0004748572.tif 000012
【００５４】
式（１７），（１８）及び図１０によって定義される所定領域を単位領域とするときに発生するマークエラーの内訳を図１１に示す。マークエラーの発生確率は、欠陥箇所に応じて、発生しない（欠陥がない）、上述した単位領域内に欠陥が１個存在する、そして単位領域内に欠陥が２個以上存在するという３つの事象について扱うことができる。Ｐ（０）は、ある単位領域に０個の欠陥が存在する事象であり、単位領域内に欠陥がなければマークエラーは起こらない。Ｐ（１）は、単位領域に欠陥が１個発生する事象である。この事象には、ヘッドサイクル以上の場合とヘッドサイクル以下の場合とがある。ヘッドサイクル以上の場合には、更に次の欠陥箇所が同一単位矩形内に存在する場合と、異なる単位矩形内に存在する場合とがある。また、ヘッドサイクル以上の場合には、更に次の欠陥箇所がヘッド移動可能距離内に存在する場合と、ヘッド移動可能距離の外に存在する場合とがある。そしてＰover2は、単位領域に欠陥が２個以上発生する事象である。この事象には、次の欠陥が同一単位矩形内に存在する場合と、異なる単位矩形内に存在する場合とがある。
【００５５】
ある単位矩形内に欠陥が存在するという条件下において、同一単位矩形又は異なる単位矩形内に２個以上の欠陥がある確率をＰerr1とすると、Ｐerr1は、下記式（１９）で表される。但し、ここではある単位矩形に欠陥が存在するという条件下での確率であるため、Ｐ（ｉ）をＰexit_defectで除算している。以下、同様である。
【００５６】
【数１２】
0004748572.tif 000013
【００５７】
また、ヘッドサイクル以下で異なる単位矩形に欠陥が存在する場合の確率をＰerr2とすると、Ｐerr2は、下記式（２０）で示されるヘッドサイクル以下になる場合の確率Ｐwithin1cycleと、下記式（２１）で示される単位矩形が異なる場合の確率Ｐdiff_xによって、下記式（２２）のように表される。
【００５８】
【数１３】
0004748572.tif 000014
【００５９】
更に、ヘッド移動範囲外に欠陥が存在する場合の確率をＰerr3とすると、Ｐerr3は、下記式（２３）で表される。但し、式（２３）におけるＰxshortは、搬送方向欠陥距離がｉ（単位矩形の本数に相当する）のとき幅方向のトラバース動作が間に合わない確率を表している。Ｐxshort（ｉ）については、後段で詳細に説明する。
【００６０】
【数１４】
0004748572.tif 000015
【００６１】
したがって、次の欠陥箇所でマークエラーが発生する確率は、上記Ｐerr1、Ｐerr2、Ｐerr3の総和で表される（下記式（２４））。
【００６２】
【数１５】
0004748572.tif 000016
【００６３】
単位領域内において平均Ｄｓ個の欠陥を全て取りこぼしなくマークする確率（１−Ｐerr_next）（Ｄｓ）を１から引いた値が単位領域内でマークエラーを発生する確率になる。すなわち、単位領域当たりのマークエラー発生確率は、下記式（２５）のようになる。但し、式（２５）におけるＤｓは、単位領域内の平均欠陥個数を表している。平均欠陥個数Ｄｓは、式（２６）で表される。
【００６４】
【数１６】
0004748572.tif 000017
【００６５】
上述したトラバース動作が間に合わない確率Ｐxshort（ｉ）について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、マーカが追いつくことのできる範囲を示している。図１２に示されているように、マーカの１サイクルの間に通過する単位矩形の本数Ｎcycleの後、マーカがシートの最端部から逆端部まで最大量のトラバースをするときの仮想線よりも搬送距離が長くなる領域に対してマーク可能である。樹脂シートがｄｙを進むのにかかる時間ｔｄｙ、ｔｄｙ間にトラバース可能な距離（すなわちマーカが追いつくことのできる最大距離）ｗｄｙを下記式（２７），（２８）のように定義する。
【００６６】
【数１７】
0004748572.tif 000018
【００６７】
また、図１３に示すように、このとき、第（Ｎcycle＋ｉ）ｉ＝１，２，・・・，Ｎｒｅｃｔ番目の単位矩形に次の欠陥がある確率は、Ｐdistance_y（Ｎcycle＋ｉ）であり、第（Ｎcycle＋ｉ）ｉ＝１，２，・・・，Ｎｒｅｃｔ番目の単位矩形までにトラバースできる距離は、ｗｄｙ・ｉで表されるので、第（Ｎcycle＋ｉ）ｉ＝１，２，・・・，Ｎｒｅｃｔ番目の単位矩形にトラバースが追いつかない確率は、下記式（２９）のように表される。
【００６８】
【数１８】
0004748572.tif 000019
【００６９】
以上のようにして、１点トラバース方式の欠陥マーキング装置において、樹脂シート上に生じた欠陥位置に対してマークヘッドが追いつけない事態が発生する確率、すなわち欠陥マーキング装置毎のマークエラー発生確率を求められることがわかった。したがって、欠陥検出及びマーキング評価部１７は、マークエラー発生確率算出部１８０において、上記式（２５），（２６）に基づいて算出されるマークエラー発生確率に応じて、搬送速度、マーカヘッド速度等を適宜調整することにより、欠陥箇所を含むシート状成形体の欠陥の検出と欠陥のマーキングとを確実に行うことができる。また、欠陥検出及びマーキング評価部１７は、マークエラー発生確率算出部１８０においてマーキングエラー発生確率を算出するとともに、制御部１７６においてマークエラーを生じることなくマーキング可能な平均面積を算出している。
【００７０】
上述したマークエラー発生確率は、原反幅、搬送速度、マーカヘッド速度等によるため、欠陥マーキング装置毎に異なるが、図１４に示すように、最初に定義した原反幅Ｗ［ｍ］とマーカトラバース間に進行する樹脂シートの距離Ｙrect［ｍ］、マーカ速度ｖhead［ｍ／ｓ］、ライン速度Ｖline［ｍ／ｓ］のときの欠陥密度ＤＳが、例えば、原反幅１［ｍ］、Ｙrect＝１［ｍ］、マーカ速度１［ｍ／ｓ］、ライン速度１［ｍ／ｓ］である欠陥マーキング装置の欠陥密度ＤＳと同じであれば、マークエラー発生確率が同じになるため、原反幅や搬送速度等といった仕様が異なる欠陥マーキング装置が存在したとしても欠陥密度Ｄｓを用いて互いの性能を評価することができる。
【００７１】
続いて、このマークエラー発生確率を用いた１ヘッドマーカ方式の欠陥マーキング装置の評価方法の規格化について説明する。本実施の形態で最初に定義した原反幅Ｗ［ｍ］、ライン速度Ｖline［ｍ／ｓ］、マーカ速度ｖhead［ｍ／ｓ］、マーカトラバース間に進行する樹脂シートの距離Ｙrect［ｍ］のときの欠陥密度Ｄｓである本実施の形態の欠陥マーキング装置の各々の値に基づけば、規格化欠陥密度ＤＮ、規格化マーカ速度Ｖhead_N、単位方形Ｙrect、単位方形当たりの欠陥密度Ｄｓは、下記式（３０）〜（３３）で表される。また、マーカ分解能をｄｘ［ｍ］、単位矩形の搬送方向長さｄｙ［ｍ］とする。
【００７２】
【数１９】
0004748572.tif 000020
【００７３】
このとき、単位矩形内に欠陥が存在する期待値（単位矩形内の平均欠陥個数）ｍ、単位矩形内の欠陥数確率分布Ｐ（ｎ）、搬送方向の欠陥距離がｉである確率分布Ｐdistance_y（ｉ）は、下記式（３４）〜（３６）で表される。また、マークエラー発生確率Ｍerrは、Ｄ２Ｗ２Ｖline／ｖheadに比例する（Ｍerr∝Ｄ２Ｗ２Ｖline／ｖhead）。
【００７４】
【数２０】
0004748572.tif 000021
【００７５】
そのため、原反幅が半分であれば、エラー確率は１／２になり、欠陥密度が半分であれば、エラー確率は１／２になり、搬送速度が半分であれば、エラー確率は１／２になり、ヘッド速度が２倍になれば、エラー確率は１／２になることがわかる。図１５は、マーク部２１に対して原反幅が半分になった場合を示す図である。これは、すなわち、樹脂シートの中央部分で折り返す２機のマーク部とした場合に相当する。また図１６は、マーク部２１に対して欠陥密度が半分になった場合を示す図である。これは、すなわち、マーク部２１を２機直列に配置した場合に相当する。
【００７６】
式（３４）〜（３６）に基づけば、図１４に示す、原反幅１［ｍ］、Ｙrect＝１［ｍ］では、欠陥密度（以下、規格化欠陥密度という）ＤＮ＝Ｄ、Ｖhead_N＝１、Ｙrect＝１、Ｄｓ＝Ｄ、ｍ＝Ｄ・ｄｙである。
【００７７】
一例として所定の条件におけるマークエラー発生確率Ｍerrと欠陥密度Ｄｓとの関係を図１７（ａ）に示す。また、図１７（ａ）において現実的なＤｓ周辺を拡大したものを図１７（ｂ）に示す。図１７（ｂ）を両対数グラフに書き直して図１８を得る。製造ラインの条件は、上記式（３０）〜（３３）のように規格化することができるので、図１８の横軸及び縦軸を、原反幅、ラインの搬送速度、マーカ速度、欠陥密度で表すと図１９に示すようなマークエラー発生確率を容易に計算することができるチャートを作ることができる。
【００７８】
マークエラー発生確率算出部１８０は、以上説明したチャートに基づいてマークエラー発生確率を算出する構成とすることもできる。マークエラー発生確率算出部１８０の機能構成を図２０に示す。マークエラー発生確率算出部１８０は、上述したチャートが格納されたチャートメモリ１９１と、欠陥マーキング装置１の製造ライン条件が供給される又はユーザによって入力されるライン条件入力機能部１９２と、供給された条件から上記式（３０）〜（３３）に基づいて規格化欠陥密度、規格化マーカ速度等を算出する規格化演算機能部１９３と、チャートメモリ１９１に格納されたチャートに基づいて単位領域当たりのマークエラー確率を算出するエラー算出機能部１９４と、算出された単位領域当たりのエラーから１ｍ当たりのエラー、製品収率等を求める評価機能部１９５とを備えている。評価機能部１９５の出力は、表示デバイス１７９で表示される。或いはマーク部２１に供給されてマーク部２１の制御に用いられてもよい。
【００７９】
上述したマークエラー発生確率算出部１８０は、欠陥マーキング装置の製造ライン条件と上述したチャートによって、マークエラーを検証するアルゴリズムを有することにより、種々の欠陥マーキング装置のマークエラー発生確率を算出してこれを評価することのできる独立した“欠陥マーキング評価装置”として実現することもできる。この例を図２１に示す。本実施の形態として示した欠陥マーキング装置１に組み込んだタイプと異なり、図２１では、通常の欠陥検査のみを行う欠陥検査部１７になっている。そして、図１９に示したチャートを記憶するメモリを備えたマークエラー発生確率算出部１８０の働きをする欠陥マーキング評価装置１８１を、インターフェイス部１８２を介して接続し、この欠陥マーキング評価装置１８１を介して１ヘッドマーカ方式のマーク部２１の性能を算出するとともに、これに応じてマーク部２１に適切な制御信号を送ることができる。
【００８０】
なお、マークエラー発生確率算出部１８０で実行される確率算出のための処理は、コンピュータ制御される電子機器のＣＰＵ等で実行されるソフトウェアモジュールとして実現するのが一般的である。デバイス制御、マルチタスク動作環境、タイマ等の機能をもった一般的なマルチタスクＯＳ上で、上述した一連のマークエラー発生確率算出処理を実行するプログラムによってソフトウェアモジュールを動作させても実現できる。
【００８１】
以上説明したように、本発明の実施の形態として示す欠陥マーキング装置１、欠陥マーキング評価装置１８１によれば、１点トラバース方式の欠陥マーキング装置において樹脂シート上に生じた欠陥位置に対してマークヘッドが追いつけない事態が発生する確率、すなわち欠陥マーキング装置のマークエラー発生確率を求めることができ、搬送速度、マーカヘッド速度等を適宜調整することにより、欠陥箇所を含むシート状成形体の欠陥の検出と欠陥のマーキングとを確実に行うことができる。
【００８２】
また、製造ラインの条件を式（３０）〜（３３）のように規格化することにより、マークエラー発生確率を容易に計算することができるチャートを作ることができる。このチャートに基づいて、マークエラーが発生しないようなマーク部２１の仕様を決定することができるとともに、理想的な製造ライン及びマーク部の設計に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態として示す欠陥マーキング装置の主要部を説明する断面図である。
【図２】上記欠陥マーキング装置における欠陥検出及びマーキング評価部を説明する構成図である。
【図３】上記欠陥マーキング装置におけるマーク部の構造を説明する模式図である。
【図４】マークエラーの発生確率を求めるに際して定義する前提条件を説明する模式図である。
【図５】単位矩形内の欠陥個数の確率分布を示す分布図である。
【図６】搬送方向の欠陥距離の確率分布を示す分布図である。
【図７】（ａ）は、一様乱数の確率分布を説明する模式図であり、（ｂ）は、一様乱数の差の確率分布を説明する模式図である。
【図８】マーカの１サイクルの動作を説明する模式図である。
【図９】現在の欠陥位置に対して次の欠陥位置がマーク可能な領域とマークエラーになる領域とを説明する模式図である。
【図１０】単位領域の定義を説明する模式図である。
【図１１】欠陥箇所の発生と欠陥箇所に対するマークの可否を表す全事象に対して、マークエラーになるケースを分類する分類図である。
【図１２】マーカが追いつくことのできる領域を説明する模式図である。
【図１３】マーカが追いつくことができない確率を説明する模式図である。
【図１４】欠陥密度Ｄｓによってマークエラー発生確率を規格化できる原理を説明する模式図である。
【図１５】マーク部に対して原反幅が半分になった場合を示す模式図である。
【図１６】マーク部に対して欠陥密度が半分になった場合を示す模式図である。
【図１７】マークエラー発生確率Ｍerrと欠陥密度Ｄｓの関係を示す図である。
【図１８】図１７（ｂ）に示した図の両軸を対数で表した図である。
【図１９】マークエラー発生確率を計算できるチャートを示す図である。
【図２０】上記欠陥検出及びマーキング評価部におけるマークエラー発生確率算出部を説明する構成図である。
【図２１】本発明の別の実施の形態として示す欠陥マーキング装置及び欠陥マーキング評価装置を説明する構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    欠陥マーキング装置、  ２    樹脂シート、  １１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ  送出ローラ、  １３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ    受取ローラ、  １５    ＣＣＤラインセンサ、  １６    光源、  １７    欠陥検出及びマーキング評価部、  １８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ    フィルム検知センサ、  ２１    マーク部、  １７１    インターフェイス部、  １７２    メモリドライバ、  １７３    メモリ、  １７４  画像処理部、  １７５    欠陥検査処理部、  １７６    制御部、  １７７    操作パネル、  １７８    表示デバイスドライバ、  １７９    表示デバイス、  １８０    マークエラー発生確率算出部、  １８１    欠陥マーキング評価装置、  １８２    インターフェイス部
【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】
0004748572.tif 000034
【図１４】
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【図１５】
0004748572.tif 000036
【図１６】
0004748572.tif 000037
【図１７】
0004748572.tif 000038
【図１８】
0004748572.tif 000039
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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