(57)【要約】【課題】シート部材の性状に左右されることなく、シート部材の表面における微少な歪みを検出することが可能なシート部材の歪み検査装置及び歪み検査方法を提供する。【解決手段】シート部材２の一面２ａに対向して配置され、一面２ａ上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射可能な光源３と、シート部材２の一面２ａに対向して配置され、一面２ａに照射された複数の前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状を検出可能な検出装置４と、検出装置４によって検出された光被照射領域の相互の間隔及び／または光被照射領域の照射範囲の形状に基づいて、シート部材２の一面２ａにおける歪みの有無を判定する判定手段と、を具備してなるシート部材の歪み検査装置１を採用する。【選択図】図１
2012068211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部材の一面に対向して配置され、前記一面上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射可能な光源と、
シート部材の一面に対向して配置され、前記一面に照射された複数の前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状を検出可能な検出装置と、
前記検出装置によって検出された前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状に基づいて、前記シート部材の一面における歪みの有無を判定する判定手段と、
を具備してなることを特徴とするシート部材の歪み検査装置。
【請求項２】
光源から、シート部材の一面上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射し、
前記一面に照射された複数の前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状を検出装置により検出し、
検出された前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状に基づき、前記シート部材の一面における歪みの有無を判定手段により判定することを特徴とするシート部材の歪み検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート部材の歪み検査装置及びシート部材の歪み検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔軟性のあるシート部材の表面の歪みの検査方法に関して、下記特許文献１には、透明なシート部材の裏面側よりシート部材に対して斜め方向から光を入射させ、全反射により光をシート部材内を通過させ、シート部材に存在する欠陥により光を錯乱させ、シート部材の外に射出した不均一光をシート部材の表面側に配置したカメラにて捉え、検出する方法が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２または３には、シート部材の裏面側に光源を配置し、シート部材と光源のと間にスリット（遮光物）を配置し、シート部材の表面側にはカメラを配置して、スリットを通過した光帯をカメラにて撮像する装置が開示されている。これらの装置は、シート部材の不良部分を通過した光帯に歪みが生じることを利用している。
【０００４】
また、特許文献４には、２本のレーザービームをシート部材の検査面に照射することで、検査面における傷の有無を検査するシート部材の検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７８７８４号公報
【特許文献２】特開２０００−１３７００１号公報
【特許文献３】特開２００５−３００４３９号公報
【特許文献４】特開平６−２４２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された方法は、光透過性を有する透明なシート部材にのみ使用が限られており、表面に模様を有するシート部材、不透明なシート部材、または比較的大きな厚みを有するシート部材に対しては適用できない問題がある。また、欠陥が小さい場合は、光の錯乱が起こりにくく、検出できない問題がある。更に、シート部材の歪みを捉えることは可能だが、数量的な解析が困難であるため、良品、不良品の判別が極めて困難という問題がある。
また、特許文献２または３に記載された装置では、光透過性を有する透明なシート部材にのみ使用が限られる問題がある。また、スリットを用いるため、回折による影響を受けてしまい、光帯を細くしたり、高コントラストを得ることが得ることが困難であり、微細な歪みを検出することができないという問題がある。
更に、特許文献４では、光透過性を有する透明なシート部材に適用すると、シート部材をレーザー光が透過してしまうため、測定結果がばらつく傾向がある。また、表面に模様を有するシート部材についても同様に、測定結果がばらつく傾向がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、シート部材の性状に左右されることなく、シート部材の表面における微少な歪みを検出することが可能なシート部材の歪み検査装置及びシート部材の歪み検査方法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】
【０００８】
本発明のシート部材の歪み検査装置は、シート部材の一面に対向して配置され、前記一面上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射可能な光源と、シート部材の一面に対向して配置され、前記一面に照射された複数の前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状を検出可能な検出装置と、前記検出装置によって検出された前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状に基づいて、前記シート部材の一面における歪みの有無を判定する判定手段と、を具備してなることを特徴とする。
また、本発明のシート部材の歪み検査方法は、光源から、シート部材の一面上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射し、前記一面に照射された複数の前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状を検出装置により検出し、検出された前記光被照射領域の相互の間隔及び／または前記光被照射領域の照射範囲の形状に基づき、前記シート部材の一面における歪みの有無を判定手段により判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシート部材の歪み検査装置並びに検査方法によれば、シート部材の一面側からこの一面に対して照射されたマトリックス状の複数の光被照射領域を、シート部材の一面側に配置された検出装置により観測して、光被照射領域の相互の間隔の乱れ及び／または光被照射領域の照射範囲の形状の乱れを検出し、この検出結果に基づき判定手段によって歪みの有無を判定するので、シート部材の性状に左右されることなく、シート部材の表面における微少な歪みを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態であるシート部材の検査装置を示す正面模式図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態であるシート部材の検査装置の光源を示す平面模式図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態であるシート部材の検査装置の検出装置及び判定手段を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態であるシート部材の検査装置の動作を示す模式図であって、（ａ）は標準シートの一面に照射された複数の光被照射領域を示す平面模式図であり、（ｂ）は良品のシート部材の一面に照射された複数の光被照射領域を示す平面模式図であり、（ｃ）は不良品のシート部材の一面に照射された複数の光被照射領域を示す平面模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態であるシート部材の検査装置における複数の光被照射領域の照射状況を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のシート部材の歪み検査装置１（以下、検査装置１という）は、ワークであるシート部材２の一面２ａに対向して配置された光源３と、シート部材２の一面２ａに対向して配置された検出装置４と、図１では図示を省略した判定装置（判定手段）と、を具備して構成されている。
【００１２】
本実施形態の検査装置１の検査対象であるシート部材２は、例えば、厚さ1〜2mm、幅260mm、高さ500mm程度の柔軟性のあるシートであり、ゴムまたは樹脂からなり、透明もしくは半透明の部材である。また、シート部材２の一面２ａは、無模様であってもよく、また、梨地模様が形成されていてもよい。無模様のシート部材２は、一面２ａの全面にわたって透明度が均一である。一方、一面２ａに梨地模様が形成されている場合は、一面２ａの全面にわたって透明度にムラが生じている。一面２ａは鏡面であるとよい。
なお、不良品となるシート部材２には、一面２ａに微細な歪みが生じている。微細な歪みとは、７０μｍ以上程度の高さの凹凸をいう。また凹凸の傾斜角は４５°以上である場合に不良品になる。良品となるシート部材２には、このような微少な歪みは生じていない。
【００１３】
次に、光源３は、シート部材２の一面２ａ上に、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射可能なものである。例えば図２に示すように、筐体３ａに複数の照明装置３ｂがマトリックス状に等間隔に配置されてなるものを例示できる。照明装置３ａは平行光または平行光に近い拡散光を出射するものであればどのようなものでもよく、例えばＬＥＤまたはフィラメント型の小型電球を例示できる。
また、光源３として、面光源と、面光源の光出射面を部分的に覆う光遮蔽板とからなるものでもよい。この場合は、光遮蔽板に複数の開口部をマトリックス状に設けることで、複数の点状またはスポット状の光被照射領域をマトリックス状に照射可能とすればよい。
【００１４】
次に、検査装置４は、シート部材２の一面２ａに照射された複数の光被照射領域の相互の間隔及び／または光被照射領域の照射範囲の形状を検出可能なものであり、例えば図３に示すように、CCD素子またはCMOS素子が縦横方向に矩形状に並んだ受光部４ａと、受光部の前方に配置された集光レンズ４ｂとを備えた撮像装置を例示できる。
【００１５】
次に、判定装置５は、検出装置４によって検出された光被照射領域の相互の間隔及び／または光被照射領域の照射範囲の形状に基づいて、シート部材２の一面２aにおける歪みの有無を判定する。判定装置５は、例えば図３に示すように、信号ケーブル５ａを介して検査装置４に接続されており、検査装置４によって検出されたシート部材の一面上における光被照射領域の画像データを取り込み、同画像データを解析することでシート部材２における歪みの有無を判定する。判定装置５としては、判定プログラムを内蔵した画像処理装置を例示できる。
微細な凹凸を有する不良部はその周辺部に比べて高低差があるため、シート部材に写りこんだスポット状の光被照射領域の形が部分的に伸びたり、スポット状の光被照射領域同士の間隔が大きくなる。判定プログラムでは、これらの伸びや間隔の変化を定量し、定量値が閾値を超えたときに不良と判断する。
【００１６】
次に、本実施形態の検査装置１を用いたシート部材の検査方法について説明する。
まず、検査装置１の光源２とシート部材２との位置調整を行う。位置調整は、シート部材２に代えて、標準シートを検査装置１に装着して行う。標準シートは、シート部材２とほぼ同じ形状を有するシートであって、凹凸の高さが１０μｍ以下の極めて平滑な反射率の高いシートである。例えば、光学ミラーを例示できる。
この標準シートを用いて、光源２とシート部材２との位置調整を行う。位置調整は、検査装置４によってシート部材２の一面２ａを撮像しつつ調整することが好ましい。
【００１７】
具体的な調整の目安は、図４に示すように、光源３から標準シート１２に対して光を照射させたときに、標準シート１２に点状またはスポット状の複数の光被照射領域Ｓが等間隔でマトリックス状に照射されるようにすればよい。なお、各光被照射領域Ｓは、光源３の照明装置３ｂに対応するものである。ここで、光源３と標準シート１２との距離が近すぎる場合には、図５（ａ）に示すように、光被照射領域Ｓの範囲が過大になり、隣接する光被照射領域Ｓ同士が重なり合うおそれが生じる。光被照射領域Ｓ同士が重なり合うと、微少な歪みが検出しにくくなる。また、光源３と標準シートとの距離が離れすぎると、図５（ｂ）に示すように、光被照射領域Ｓ同士の間隔が過小になり、光被照射領域Ｓ同士の間隔を精密に測定しにくくなり、その結果、微少な歪みが検出しにくくなる。
【００１８】
次に、光源３とシート部材２との最適な間隔が決定したら、実際の測定対象のシート部材２を検査装置１に装着して検査を行う。
図４（ｂ）には、良品のシート部材２の一面に照射された光の反射光を検査装置４で撮像した結果を示している。良品のシート部材２は歪みがほとんど存在しないため、図４（ｂ）に示すように、標準シート１２とほぼ同様な画像が得られている。すなわち、光被照射領域Ｓの大きさが標準シート１２の場合とほぼ同じになる。また、シート部材２における複数の光被照射領域Ｓ同士の大きさ及び形状がほぼ均一になる。更に、光被照射領域Ｓ同士の間隔が標準シート１２の場合とほぼ同じになる。更にまた、シート部材２における複数の光被照射領域Ｓ同士の間隔がほぼ均一になる。
【００１９】
光被照射領域Ｓの大きさ、形状及び相互の間隔についての標準シート１２とシート部材２との比較は、検出装置４に接続された判定装置５によって行われ、シート部材の良否判定がなされる。図４（ｂ）の場合は良品と判定される。
【００２０】
次に、  図４（ｃ）には、不良品のシート部材２を検査装置４で撮像した結果を示している。不良品のシート部材２は一面２ａに歪みが存在するため、図４（ａ）の標準シート１２の場合に比べて、光被照射領域Ｓが変形し、また、光被照射領域Ｓ同士の間隔が一部で異なり、更に、光被照射領域Ｓの個々の位置が大きくずれている。
【００２１】
光被照射領域Ｓの大きさ、形状及び相互の間隔についての標準シート１２とシート部材２との比較は、検出装置４に接続された判定装置５によって行われ、シート部材の良否判定がなされる。図４（ｃ）の場合は不良品と判定される。なお、図４（ｃ）の場合は、光被照射領域Ｓの相互の間隔及び光被照射領域Ｓの照射範囲の形状が変化した場合であるが、光被照射領域Ｓの相互の間隔または光被照射領域Ｓの照射範囲の形状のいずれか一方のみが変化した場合でも、不良判定は可能である。
具体的には、光被照射領域Ｓの形状を認識するとともに、各光被照射領域Ｓの間隔を測定する。次いで、形状、間隔の平均値を算出し、平均値に対して任意に設定した閾値以上の差がある場合に、不良品と判断する。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態の検査装置１並びに検査方法によれば、シート部材２の一面２ａ側からこの一面２ａに対して照射されたマトリックス状の複数の光被照射領域Ｓを、シート部材２の一面２ａ側に配置された検出装置４により反射光として観測して、光被照射領域Ｓの相互の間隔の乱れ及び／または光被照射領域Ｓの照射範囲の形状の乱れを検出し、この検出結果に基づき判定手段によって歪みの有無を判定するので、シート部材２の性状に左右されることなく、シート部材２の表面における微少な歪みを検出できる。
また、シート部材２における歪みの位置および形状を容易に特定することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１…歪み検査装置、２…シート部材、２ａ…一面、３…光源、４…検出装置。
【図１】
2012068211.tif 000003
【図２】
2012068211.tif 000004
【図３】
2012068211.tif 000005
【図４】
2012068211.tif 000006
【図５】
2012068211.tif 000007