(57)【要約】【課題】フィルムの外観検査を容易に行うためのフィルム検査装置を提供すること。【解決手段】フィルムの巻き出しまたは巻き取りロール２本と、前記ロール１本毎に各巻き芯の軸部の両端を平行な２本のアームの一方の端で保持するスイングアーム機構２組と、全てのアームの他端部を共通に貫く旋回中心軸と、を有し、２本のロールは平行に配置され、各ロールにより両端部を固定したフィルムの一部を平面状に保持して検査することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの巻き出しまたは巻き取りロール２本と、前記ロール１本毎に各巻き芯の軸部の両端を平行な２本のアームの一方の端で保持するスイングアーム機構２組と、全てのアームの他端部を共通に貫く旋回中心軸と、を有し、２本のロールは平行に配置され、各ロールにより両端部を固定したフィルムの一部を平面状に保持して検査することを特徴とするフィルム検査装置。
【請求項２】
前記２組のスイングアーム機構の間の作る角度を固定して、前記旋回中心軸の周りに２組のスイングアーム機構を共同して旋回することができ、前記フィルムの平面状部分の向きを変化できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム検査装置。
【請求項３】
前記２組のスイングアーム機構を前記旋回中心軸の周りに独立に旋回して、２組のスイングアーム機構の間の作る角度を調整することができ、前記フィルムの平面状部分の大きさを変化できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム検査装置。
【請求項４】
検査対象とするフィルムが枚葉シートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム検査装置。
【請求項５】
検査対象とするフィルムがウェブ状であり、平面状とする部分を順次繰り出し移動できるように２本のロールに回転機構を連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム検査装置。
【請求項６】
検査対象とするフィルムのクリーニング機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか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、柔軟性を有するフィルムの外観検査に用いる検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プラスチックフィルム、紙、金属箔等の柔軟性を有する長尺の基材をロール状に巻き付けて製造するとともに、巻き付けた状態から巻き出し、巻き取りをロール・ツー・ロールで行う間に印刷や塗工、フォトリソプロセス等の各種表面処理を行う技術が一般的に多用されてきた。そこで取り扱う柔軟で長尺の媒体をウェブと称し、ウェブを巻き出し搬送し、前記処理工程を経て最終的に巻き取る技術がウェブハンドリング技術として知られている。
【０００３】
近年は、特に、光学機能性フィルム等の光学フィルムの製造において、前記ウェブハンドリング技術を駆使して、大量で安価な生産を可能としている。また、量産に付随して、光学フィルムの外観欠陥を極力排除して高品質の大面積フィルムを供給することが、大型のフラットパネルディスプレイや太陽電池等の用途面から要求されている。外観欠陥としては、フィルム素材および表面処理の製造工程中に生じるキズ、気泡、異物、シワ等各種あり、それらの外観欠陥を検出して取り扱いを判断するための外観検査の手法が各種提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に示すように、ウェブ状ではなくフィルムの枚葉シートを平面台上で、透過光や反射光の各種光源による種々の方向からの目視検査を、フィルムを持ち回ることなく一位置で行うための検査装置がある。前記ウェブ基材といえども、最終の使用形態である枚葉シートに裁断後に、このような目視検査装置により外観検査を行うことには一定の意義がある。一方、ウェブ工程の中間での検査を行いたい場合にも、後述の検査装置の都合で、止むを得ず、上記の枚葉シート用の目視検査装置を利用するためにウェブの一部を切り取って検査する場合もあった。
【０００５】
ウェブのロール・ツー・ロールプロセスの中で、ウェブをロールに巻き取る前に、個別の検査を実施する手段も実用化されており、膜厚や透過率／反射率の測定、一定方向からの外観検査等は自動検査も含めて実施されるようになっている。しかしながら、上記の枚葉シート用の目視検査装置で行うような広範囲からの目視検査手段をウェブで実施する目的に対しては、ロール・ツー・ロールプロセスの中での外観検査は不充分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２３３８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
また、上記の枚葉シート用の目視検査装置により外観検査を行う場合において、実用上の困難があった。即ち、ロール・ツー・ロールプロセスから切り取った枚葉シートを一定の張力で平面状に固定するために、枚葉シートを枠体に張り付ける作業が元来難しいものである上、枚葉シートが大面積になってくるとその作業の難度は飛躍的に高くなる。
【０００８】
また、枠体に張り付けた枚葉シートのハンドリングが作業性の悪いものである上、保管、横移動、裏返し等の作業のために大きなスペースを必要とするので、検査工程のための占有面積も大きくなる。
【０００９】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、フィルムの外観検査を容易に行うための検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、フィルムの巻き出しまたは巻き取りロール２本と、前記ロール１本毎に各巻き芯の軸部の両端を平行な２本のアームの一方の端で保持するスイングアーム機構２組と、全てのアームの他端部を共通に貫く旋回中心軸と、を有し、２本のロールは平行に配置され、各ロールにより両端部を固定したフィルムの一部を平面状に保持して検査することを特徴とするフィルム検査装置である。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記２組のスイングアーム機構の間の作る角度を固定して、前記旋回中心軸の周りに２組のスイングアーム機構を共同して旋回することができ、前記フィルムの平面状部分の向きを変化できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム検査装置である。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記２組のスイングアーム機構を前記旋回中心軸の周りに独立に旋回して、２組のスイングアーム機構の間の作る角度を調整することができ、前記フィルムの平面状部分の大きさを変化できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム検査装置である。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、検査対象とするフィルムが枚葉シートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム検査装置である。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、検査対象とするフィルムがウェブ状であり、平面状とする部分を順次繰り出し移動できるように２本のロールに回転機構を連結したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム検査装置である。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、検査対象とするフィルムのクリーニング機構を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム検査装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、２本のロールを平行に配置して、各ロールにより両端部を固定したフィルムの一部を平面状に保持して検査することを可能にするフィルム検査装置を提供するものであり、枚葉シートを枠体に張り付けて広い作業スペースを必要とする従来のフィルムの外観検査装置より容易に外観検査を行うことを可能にする。
【００１７】
また、本発明の請求項５によれば、ウェブ状のフィルムを順次繰り出して検査対象平面を移動させることができるので、ロール・ツー・ロールプロセスの中で、連続的に全量または任意の領域のフィルムを外観検査の対象とすることが可能となる。
【００１８】
また、本発明の請求項６によれば、検査対象平面のクリーニングを可能とするので、擬似欠陥を排除して質の高い外観検査を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一例を模式的に説明するための斜視概念図である。
【図２】スイングアーム機構の構造の一例を模式的に説明するための断面概念図である。
【図３】本発明の検査対象とするフィルムの平面状部分を制御する方法を模式的に説明するための断面概念図であって、（ａ）は平面状部分の向きを変化させる例、（ｂ）は平面状部分の大きさを変化させる例を示す。
【図４】本発明の使用形態によるスイングアームの位置の選択例を模式的に説明するための断面概念図であって、（ａ）は枚葉シート状のフィルムを自動検査する例、（ｂ）はウェブ状のフィルムを順次繰り出して自動検査する例、（ｃ）はフィルムのクリーニングおよび目視検査の例、（ｄ）はフィルムの脱着時の例である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を実施するための形態について、以下、図面に従って説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一例を模式的に説明するための斜視概念図である。
フィルム１０を固定するために、巻き出しまたは巻き取りロールと同等の２本のロール１１および１２を平行に保持する。２本のロールは、後述のとおり、ロールを連結する固定手段を施すことにより、架台６０と連結して位置決めできる。フィルム１０は、対向する両端を直接固定するために、前記ロール１１および１２のそれぞれにフィルム端部を貼り付けたり、ロールの軸に平行な切れ込みにフィルム端部を挟み込んだ後に機械的に締め付ける。さらにロール間距離を越える長尺のフィルムであれば、ウェブ状の場合も含めて、適宜ロールに巻きつけることにより、フィルムの一部を平面状に保持することができる。
【００２２】
前記ロール１１、１２の各々は、各巻き芯の軸部１１Ｊ、１２Ｊを有しており、軸部の両端を平行な各２本のアーム、即ち、軸部１１Ｊに対してはアーム２１Ａと２１Ｂとで、軸部１２Ｊに対してはアーム２２Ａと２２Ｂとで保持する。各アームの軸部を保持する側はアームの同一側の端部であって、アームの反対側の他端はその近傍部４箇所で、架台６０に旋回可能に連結された旋回中心軸４０が貫く形に連結される。
【００２３】
上述のアームと、ロールの軸部や旋回中心軸にアームが連結する機構を総称してスイングアーム機構と呼称すれば、本発明のフィルム検査装置は、旋回中心軸４０とスイングアーム機構３１、３２とロール１１、１２により、検査対象のフィルム１０を適度な張力で張った平面をコンパクトなスペースで作り出すことにより、検査機能を実行し易くした装置である。
【００２４】
また、本例では、ロール１１、１２およびロール巻き芯の軸部１１Ｊ、１２Ｊを回転可能とするモーター１１Ｍ、１２Ｍを軸部の端部にそれぞれ設けることができる。モーターの回転動力を伝達することにより、フィルムの巻き締めによる平面状部分の張力保持やウェブ状フィルムの平面状とする部分を順次繰り出し移動することができる。
【００２５】
さらに、旋回中心軸４０の端部にスイングアーム機構３１、３２の旋回駆動部５０を設けることができ、後述のスイングアーム機構の構造の一例に示すように、スイングアーム機構の旋回駆動を可能にする。
【００２６】
図２は、スイングアーム機構の構造の一例を模式的に説明するための断面概念図である。スイングアーム機構３１、３２は、それぞれ平行なアーム２１Ａと２１Ｂ、および２２Ａと２２Ｂと、それぞれのアームの両端部付近の連結部よりなる。それぞれのアームの両端部付近の連結部には、旋回中心軸４０やロール巻き芯の軸部１１Ｊ、１２Ｊを通す貫通孔の周りに、例えば、ベアリング保持部８０を設けて、スムーズな旋回や回転を確保することができる。また、それぞれの軸の外部に設けたスイングアーム機構の旋回駆動部５０やモーター１１Ｍ、１２Ｍからの動力の伝達機構を設けることができる。旋回伝達爪７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂは、スイングアーム機構の旋回駆動部５０の動力を選択的にスイングアーム機構３１または３２に伝えるとともに、選択的に動きをロックする機能も担う。図示していないが、ロール巻き芯の軸部の外部モーターから軸部への選択的動力伝達とロック機能も、上記と同様の手段で実施できる。
【００２７】
上述のように、旋回中心軸４０に対する回転角度を規定することにより、それぞれのスイングアーム機構の角度位置を決めるとともに、それぞれのスイングアーム機構と対応するロールの軸部の回転位置関係を規定することにより、ロールを連結する固定手段が施されたことになり、フィルムの特定の一部を意図した位置と角度で平面状に保持することができる。
【００２８】
図３は、本発明の検査対象とするフィルムの平面状部分を制御する方法を模式的に説明するための断面概念図であって、（ａ）は平面状部分の向きを変化させる例、（ｂ）は平面状部分の大きさを変化させる例を示す。いずれの例も、２組のスイングアーム機構の関係が異なる状態を旋回中心軸４０の位置をずらして並べて示しているが、図示説明の都合であって、実際は同一の旋回中心軸４０を支点とした動きである。
【００２９】
フィルムの平面状部分の向きを変化させるには、スイングアーム機構の骨格となるアーム２１Ａと２１Ｂとを代表して図示するアーム２１と、アーム２２Ａと２２Ｂとを代表して図示するアーム２２とのなす角度を一定αに保ったまま、フィルム１０の張り状態を変えずに、上述の旋回駆動部からの動力伝達の方法により、旋回中心軸４０の周りに２組のスイングアーム機構を共同して旋回することができ、前記フィルムの平面状部分の向きを変化できる。すなわち、フィルム１０の平面状部分の向きを平面外向きの垂線方向のブロック矢印で表現すれば、（ａ）の中央上方に示す上向きを、左下方に示す左向きや、右下方に示す右向きの状態に任意に変えることができる。
【００３０】
また、フィルムの平面状部分の大きさを変化させるには、前記２組のスイングアーム機構を前記旋回中心軸の周りに独立に旋回して、２組のスイングアーム機構の間の作る角度を調整する。すなわち、スイングアーム機構の骨格となるアーム２１Ａと２１Ｂとを代表して図示するアーム２１と、アーム２２Ａと２２Ｂとを代表して図示するアーム２２とのなす角度を、（ｂ）の中央上方に示すαから、フィルム１０の張り状態を調整しつつ、αより小さい角度α１やαより大きい角度α２に変えることができる。具体的には、上述の旋回駆動部からの動力伝達の選択的方法により、旋回中心軸４０の周りに２組のスイングアーム機構を独立して旋回することができ、前記フィルムの平面状部分の大きさを前記角度に応じて変化することができる。
【００３１】
図４は、本発明の使用形態によるスイングアームの位置の選択例を模式的に説明するための断面概念図であって、（ａ）は枚葉シート状のフィルムを自動検査する例、（ｂ）はウェブ状のフィルムを順次繰り出して自動検査する例、（ｃ）はフィルムのクリーニングおよび目視検査の例、（ｄ）はフィルムの脱着時の例である。（ｄ）を除いて、フィルム検査装置の架台６０を省略してあるが、（ａ）〜（ｃ）の各使用形態においても旋回中心軸４０の下方に架台６０が存在することは言うまでも無い。フィルム検査装置の各使用形態に相応しい向きや位置に平面状のフィルム１０が存在するように、スイングアーム機構の骨格となる各アーム２１、２２を配置し、かつ、枚葉シートまたはウェブ状のフィルムの平面状部分を適度な張力で保持することが前述のスイングアーム機構の制御方法により可能である。
【００３２】
図４（ａ）の枚葉シート状のフィルムを自動検査する例において、枚葉シート状のフィルムの両端部をロール１１、１２に前述のとおり固定し、平面状のフィルム１０の表面近傍を撮像カメラ９０で相対的に走査させ、その画像情報より特徴抽出等の一般的手法で欠陥検出することができる。カメラ９０とフィルム１０との距離を空けて走査動作なしに撮像したり、複数のカメラでフィルム表面の領域を分割して撮像することも可能である。撮像時には、照明ランプ９１をフィルムのカメラ側またはカメラの裏側、もしくはその両側
に点灯することにより、フィルムの各種欠陥を反射光と透過光との選択的利用により効率良く検出できる。また、検出された欠陥をフィルムの製品性能としてどのように認識するかの判定機能を通常の検査機と同様の手段で設けることにより、自動検査機能を充分に発揮できる。
【００３３】
（ｂ）に示すウェブ状のフィルムを順次繰り出して自動検査する例では、（ａ）の枚葉シート状のフィルムを自動検査する例と殆ど同一であるが、ウェブ状のフィルムを順次繰り出す動作が加わる。前述のロールおよびロール巻き芯の軸部を回転可能とするモーターを軸部の端部にそれぞれ設け、モーターの回転動力を伝達することにより、ウェブ状のフィルムを順次繰り出すことができる。静止状態の平面状フィルムを間歇送りで自動検査することもできるが、一定速度でウェブ状のフィルムを送りつつ連続的に自動検査することも可能である。なお、いずれの自動検査においても、ロールの軸部を回転させるモーターの動作とロック機能のタイミングとを撮像カメラからの情報入力のタイミングと同期させることにより、スムーズな自動検査を遂行することができる。また、前記ウェブ状のフィルムを殆ど全量検査する例とは別に、特定の巻き出し位置のフィルムの部分に狙いを定めて、スキップ送りの繰り出し動作を行い、選択的領域のみ検査することも可能である。
【００３４】
（ｃ）に示すように、平面状のフィルムを横向きに設置することにより、エアナイフ９２のようなクリーニング機構を走査しつつ目視検査を行う上で最適な使用形態とすることができる。フィルム表面に付着する降下塵等の異物を排除することによって、擬似欠陥の少ない状態での検査が可能となるので、信頼性の高いフィルム検査装置として活用することができる。クリーニング機構としてエアナイフ９は簡便な手段であるが、これに限定されない。また、目視検査を行う観察者９３は、（ａ）、（ｂ）の自動検査のように、平面状のフィルムの上方から覗き込む姿勢で観察することは不都合であり、完全な真横に限定する必要はないが、横方向からの観察が人間工学的にも適している。
【００３５】
（ｄ）に示すフィルムの脱着は、検査装置を働かせる前後に毎回必要となる作業であり、容易にフィルムを脱着できる形態を選べることが重要である。図に示すように、フィルムを架台６０の高さを超えない程度に、横向きからやや下向きに向け、スイングアーム機構の角度を狭めて設定することにより、ロールそのものの脱着においても、ロールは取り外さずに枚葉フィルムの固定脱着のみ行う場合においても、作業者が作業し易く、安全面でも適正な使用形態とすることができる。この使用形態は、また、スイングアーム機構や旋回駆動部やモーター等の保守を行う際にも適しており、準備作業を含めて本発明のフィルム検査装置に関わる作業スペースをコンパクトにすることに寄与している。
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・フィルム
１１、１２・・・ロール（巻き出しまたは巻き取りロール）
１１Ｊ、１２Ｊ・・・ロール巻き芯の軸部
１１Ｍ、１２Ｍ・・・モーター
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２２、２２Ａ、２２Ｂ・・・アーム
３１、３２・・・スイングアーム機構
４０・・・旋回中心軸
５０・・・スイングアーム機構の旋回駆動部
６０・・・架台
７１Ａ、７１Ｂ、７２Ａ、７２Ｂ・・・回転伝達爪
８０・・・ベアリング保持部
９０・・・撮像カメラ
９１・・・照明ランプ
９２・・・エアナイフ
９３・・・観察者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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