(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的にＺ方向に走行する帯状の被検査体に、該被検査体表面から前記Ｚ方向に直交するＹ方向に沿って間隔をあけて且つ前記Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に沿って該被検査体の幅方向外端から内側に間隔をあけて配置された投光器からの検査光を照射し、前記被検査体を介した光を受光器で検出して前記被検査体の表面欠陥を検査する表面検査装置において、前記投光器と前記被検査体との間に配置されて前記被検査体の幅方向外端より外側に向かおうとする前記検査光を遮る遮光部材と、前記遮光部材を前記Ｘ方向に移動させることに伴って前記Ｙ方向に移動する移動手段とを有する遮光手段を備えたことを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
前記被検査体の幅方向外端の位置を検出する検出部を更に備え、前記移動手段が前記検出部の状態に基づいて前記遮光部材を移動する請求項１に記載の表面検査装置。
【請求項３】
前記移動手段が、正常走行時における前記被検査体の幅方向外端の位置を原点とする式［１］によって描かれる曲線に略沿うように前記遮光部材先端を移動する請求項１又は２に記載の表面検査装置。
ｙ＝ｄ×Ｌ／（ｄ−ｘ） ［１］
なお、式［１］において、ｙは前記遮光部材先端の前記Ｙ方向に沿った位置、ｘは前記遮光部材先端の前記Ｘ方向に沿った位置、ｄは前記Ｘ方向に沿った前記原点から前記投光器までの間隔、Ｌは前記Ｙ方向に沿った前記原点から前記遮光部材先端までの間隔を示す。
【請求項４】
前記移動手段が、式［１］によって描かれる曲線の近似直線又は近似曲線に沿うように前記遮光部材先端を移動する請求項３に記載の表面検査装置。
【請求項５】
前記移動手段が、式［１］によって描かれる曲線に略沿った形状のガイドを有し、前記遮光部材が前記ガイド上を移動される請求項３又は４に記載の表面検査装置。
【請求項６】
前記移動手段は、Ｘ移動部と、前記Ｘ移動部に対して前記Ｘ方向へ移動可能なＹ移動部と、前記Ｘ移動部と前記Ｙ移動部とを連結する連結片とを有し、前記連結片が、前記ガイド上を移動する請求項５に記載の表面検査装置。
【請求項７】
連続的にＺ方向に走行する帯状の被検査体に、該被検査体表面から前記Ｚ方向に直交するＹ方向に沿って間隔をあけて且つ前記Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に沿って該被検査体の幅方向外端から内側に間隔をあけて配置された投光器からの検査光を照射し、前記被検査体を介した光を受光器で検出して前記被検査体の表面欠陥を検査する表面検査方法において、前記投光器と前記被検査体との間に遮光部材を配置し、該遮光部材を前記被検査体の幅方向外端の位置変動にあわせて、前記Ｘ方向に移動させることに伴って前記Ｙ方向に移動して前記被検査体の幅方向外端より外側に向かおうとする前記検査光を遮ることを特徴とする表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエブ等の連続走行する帯状の被検査体の表面欠陥を検査する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックフィルム、紙、薄い金属箔、それらの積層体シート、その他の帯状体の表面欠陥を検査するために、種々の表面検査装置がある。
こうした表面検査装置の中に、被検査体の表面に検査光を照射してその透過光又は反射光を受光器により光電検出し、この光電検出出力によって表面欠陥の有無を評価するものがある。このような表面検査装置では、誤って検査光が受光器に直接入射されないように、遮光板が用いられている。
【０００３】
実開昭６３−１１５７４６号公報には、遮光板の様々な形態が記載されている。遮光板は、投光器と被検査体との間に配置されている。検査光としてのレーザ光は、被検査体を幅方向に横切るように照射される。被検査体の幅方向外端（以下「エッジ」ともいう）より外側に向かおうするレーザ光は、遮光板によって遮られる。こうして、レーザ光が被検査体のエッジより外側に向かって直接受光器に入射するのを防いでいる。
【０００４】
特開平４−１２５４５５号公報には、被検査体が蛇行した時にその被検査体のエッジの動きに遮光板を追従させることができる表面検査装置が記載されている。レーザ光は、投光器を中心とする円弧状（扇状）に、被検査体に向かって照射される。投光器と被検査体との間に配置された遮光板には、被検査体のエッジに当接した回転部材が連結されている。被検査体のエッジが幅方向に変動せずに正常に被検査体が走行する間は、回転部材は回転するのみで幅方向には動かないが、被検査体の蛇行に伴ってエッジが幅方向に動くと回転部材が幅方向に動かされ、回転部材に連結された遮光板も幅方向に動かされる。この技術によれば、被検査体の蛇行だけでなく、被検査体の幅寸法の変更にも対応でき、受光器に直接入射しようとするレーザ光を遮光板によって遮ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平４−１２５４５５号公報に記載の表面検査装置では、被検査体のエッジが幅方向に動いた際に、所望するより遮光板が大きく幅方向に動かされる傾向があった。投光器を中心とする円弧状に被検査体に向かうレーザ光は、被検査体のエッジに対しては斜めに照射される。一般に、被検査体のエッジが幅方向に動いていない正常走行の状態を想定して、レーザ光が被検査体のエッジまで照射されるように且つエッジの外側に向かうレーザ光を遮光板によって完全に遮るように、投光器と被検査体との間に置く遮光板の幅方向位置が設定される。
例えば被検査体の蛇行に伴ってエッジが正常走行時の位置より内側に動くと遮光板も同じ距離内側に動かされるが、この時レーザ光は遮光板によって余分に遮られて被検査体のエッジに照射されなくなる。遮光板の方が被検査体より投光器に近く、被検査体のエッジに対してレーザ光が斜めに照射されることから、エッジの動いた距離と同距離遮光板を動かすと、遮光板が余分にレーザ光を遮ってしまうのである。これでは、精度の高い表面検査を行えない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、被検査体のエッジの動きに遮光板を適切に追従させることができる表面検査装置及び表面検査方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、連続的にＺ方向に走行する帯状の被検査体に、該被検査体表面から前記Ｚ方向に直交するＹ方向に沿って間隔をあけて且つ前記Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に沿って該被検査体の幅方向外端から内側に間隔をあけて配置された投光器からの検査光を照射し、前記被検査体を介した光を受光器で検出して前記被検査体の表面欠陥を検査する表面検査装置において、前記投光器と前記被検査体との間に配置されて前記被検査体の幅方向外端より外側に向かおうとする前記検査光を遮る遮光部材と、前記遮光部材を前記Ｘ方向に移動させることに伴って前記Ｙ方向に移動する移動手段とを有する遮光手段を備えたことを特徴とする表面検査装置によって達成される。また、本発明の上記目的は、連続的にＺ方向に走行する帯状の被検査体に、該被検査体表面から前記Ｚ方向に直交するＹ方向に沿って間隔をあけて且つ前記Ｚ方向及びＹ方向に直交するＸ方向に沿って該被検査体の幅方向外端から内側に間隔をあけて配置された投光器からの検査光を照射し、前記被検査体を介した光を受光器で検出して前記被検査体の表面欠陥を検査する表面検査方法において、前記投光器と前記被検査体との間に遮光部材を配置し、該遮光部材を前記被検査体の幅方向外端の位置変動にあわせて、前記Ｘ方向に移動させることに伴って前記Ｙ方向に移動して前記被検査体の幅方向外端より外側に向かおうとする前記検査光を遮ることを特徴とする表面検査方法によって達成される。
【０００７】
以上のような構成によれば、被検査体の幅方向に沿った方向であるＸ方向だけでなく、被検査体から投光器に向かう方向であるＹ方向にも遮光部材を移動できる。こうすることで、被検査体エッジの位置変動に遮光部材を精度良く追従させることができ、常に遮光部材によって、検査光が被検査体のエッジまで照射されることを許容し且つエッジの外側に向かう検査光を確実に遮ることができる。
【０００８】
なお、上記構成において、前記被検査体の幅方向外端の位置を検出する検出部を更に備え、前記移動手段が前記検出部の状態に基づいて前記遮光部材を移動することが好ましい。
また、上記構成において、前記移動手段が、正常走行時における前記被検査体の幅方向外端の位置を原点とする式［ｙ＝ｄ×Ｌ／（ｄ−ｘ）］によって描かれる曲線に略沿うように前記遮光部材先端を移動することが好ましい。ここで、ｙは前記遮光部材先端の前記Ｙ方向に沿った位置、ｘは前記遮光部材先端の前記Ｘ方向に沿った位置、ｄは前記Ｘ方向に沿った前記原点から前記投光器までの間隔、Ｌは前記Ｙ方向に沿った前記原点から前記遮光部材先端までの間隔を示す。なお、前記移動手段が、前記式によって描かれる曲線の近似直線又は近似曲線に沿うように前記遮光部材先端を移動するようにしてもよい。
また、上記構成において、前記移動手段が、前記式によって描かれる曲線に略沿った形状のガイドを有し、前記遮光部材が前記ガイド上を移動されることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態である表面検査装置１０の概略斜視図である。表面検査装置１０は、投光器１１と受光器１５との間に、帯状被検査体としてのウエブ５０を走行させるものである。
投光器１１は、レーザ光源１２と、反射ミラー１３ａ，１３ｂと、走査手段としての回転ミラー１４とをハウジング内に収納して構成されている。投光器１１からのレーザ光は、回転ミラー１４を中心とする円弧状に、ウエブ５０に向かって照射される。レーザ光は、ウエブ５０を幅方向に横切る線５０ａ上に照射される。例えば、ウエブ５０の左エッジから右エッジに向かって、ウエブ５０表面をレーザ光が走査する。レーザ光はウエブ５０表面に対して略垂直に入射する。
【００１０】
例えばウエブ５０に塗布欠陥があると、その欠陥箇所で光がウエブ５０を透過し、その光（ウエブ５０を介した光）が受光器１５に入射する。受光器１５に入射した光は適宜電気信号に変換（光電変換）され、その電気信号が信号処理機１６に送られて欠陥の存在が認識される。
線５０ａ上でウエブ５０の左エッジから右エッジまでレーザ光を照射しつつ、ウエブ５０を図中矢印Ｚ方向に搬送することで、ウエブ５０の全面の表面検査を行う。
ウエブ５０の幅方向両端部近傍には、それぞれ遮光手段２０が備えられている。
【００１１】
図２は一方の遮光手段２０の拡大図である。遮光手段２０は、ウエブ５０と図１に示した投光器１１との間に配置された遮光版２１と、ウエブ５０のエッジ位置を検出するエッジ検出部２２と、遮光板２１を移動させる移動手段２３とを備えている。
遮光板２１として、ここでは長方形板状の部材が用いられている。遮光板２１の長手方向はウエブ５０の幅方向（Ｘ方向）に平行になっている。Ｘ方向に見た遮光板２１の先端（遮光板２１のウエブ５０幅方向中央側の端部）の位置は、ウエブ５０のエッジ位置よりウエブ５０幅方向中央側に突出している。Ｚ方向に見た遮光板２１先端の位置は、線５０ａや受光器１５の位置に等しい。
【００１２】
エッジ検出部２２は、回転可能にウエブ５０のエッジに当接する回転部材としてのプーリー２２ａと、プーリー２２ａと遮光板２１とを連結する第１連結片２２ｃとを備えている。プーリー２２ａは、前記Ｚ方向及びＸ方向に直交するＹ方向に見て、遮光板２１より受光器１５側に位置している。つまり第１連結片２２ｃは、Ｙ方向にオフセットした、プーリー２２ａと遮光板２１とを連結している。
【００１３】
遮光板２１には更に、Ｙ方向に見て遮光板２１から投光器側に延びた第２連結片２３ｃが接続されている。第２連結片２３ｃは、遮光板２１と、移動手段２３のＸ移動部２３ａ及びＹ移動部２３ｂとを連結している。
本実施形態では、第２連結片２３ｃは、Ｙ移動部２３ｂのレール上でＹ方向に移動される。そしてＹ移動部２３ｂは、Ｘ移動部２３ａのレール上でＸ方向に移動される。Ｘ移動部２３ａは固定されており、Ｙ移動部２３ｂはＸ移動部２３ａのレール上を第２連結片２３ｃとともにＸ方向に移動される。なお、第２連結片２３ｃは、以下に述べるガイド手段２４により、Ｘ方向に移動される時にＹ移動部２３ｂのレール上でＹ方向にも移動される。
【００１４】
第２連結片２３ｃの先端（第２連結片２３ｃの投光器側の端部）には、上下方向（Ｚ方向）に延びるピンが設けられ、そのピンの先端には、被ガイド体である回転盤２４ｂが設けられている。回転盤２４ｂは、平板状のガイド手段２４に設けられた曲線状のガイド溝２４ａに回転可能に嵌合している。
以下、ガイド溝２４ａの曲線形状がどのように決定されるかについて説明する。
【００１５】
図３は、Ｚ方向に沿って見た表面検査装置１０の概略上面図（Ｘ−Ｙ平面図）である。Ｘ方向に見て、ウエブ５０の中心位置と投光器１１の中心位置とは等しい。ウエブ５０の中心からエッジまでの間隔（半幅）をｄとする。また、Ｙ方向に見たウエブ５０と投光器１１との間隔をＤとする。
遮光板２１は、初期位置にある状態が実線で描かれ、ウエブ５０のエッジ位置変動時の状態が二点鎖線で描かれている。
【００１６】
遮光板２１の初期位置は、正常走行の状態におけるウエブ５０のエッジ位置を想定して設定される。つまり、正常走行時のウエブ５０のエッジに投光器１１からのレーザ光が照射されるように且つエッジより外側に向かおうとするレーザ光を遮光板２１によって完全に遮るように、遮光板２１の初期位置が設定される。このときの、Ｘ方向に見た遮光板２１先端とウエブ５０のエッジとの間隔をａとし、Ｙ方向に見た遮光板２１先端とウエブ５０のエッジとの間隔をＬとする。また、このときの遮光板２１先端、投光器１１、ウエブ５０の幅方向中心が成す角度をθ１とする。つまり、正常走行時における、円弧状にウエブ５０に向かって照射されるレーザ光の中心角（走査角）は２×θ１である。
【００１７】
ウエブ５０が蛇行するなどして、ウエブ５０のエッジ位置が正常走行時より内側に動いた場合、遮光板２１は図中二点鎖線で示した位置へと移動される。このとき、遮光板２１の先端は、図中一点鎖線で示す曲線Ｆに沿って移動される。
ウエブ５０のエッジ位置が正常走行時より内側に動いたときの、遮光板２１先端、投光器１１、ウエブ５０の幅方向中心が成す角度をθ２とする。
【００１８】
以上述べた部材間の位置関係を、図４に幾何学的に示した。以下、正常走行時のウエブのエッジ位置を、Ｘ−Ｙ平面における原点Ｐとして説明する。
図４から明らかなように、ｔａｎ（θ１）＝ｄ／Ｄである。そして、ｄ／Ｄ＝ａ／Ｌであることから、ａ＝ｄ×Ｌ／Ｄである。
また、図４から、ｔａｎ（θ２）＝（ｄ−ｘ）／Ｄである。そして、（ｄ−ｘ）／Ｄ＝ａ／ｙであることから、ｙ＝Ｄ×ａ／（ｄ−ｘ）である。
以上から、ｙ＝ｄ×Ｌ／（ｄ−ｘ）という式が導かれ、この式が曲線Ｆの式となる。
この曲線Ｆを、図２に示したガイド溝２４ａの上面視における曲線形状とすることができる。
【００１９】
この曲線Ｆ［ｙ＝ｄ×Ｌ／（ｄ−ｘ）］は、図５に示すように、｛ｘ＝ｄ，ｙ＝０｝を漸近線とする曲線である。
この曲線Ｆを、図２に示したガイド溝２４ａの曲線形状とする代わりに、図６に示すように、曲線Ｆの近似直線Ｆ’を求め、この近似直線Ｆ’が曲線Ｆにほぼ重なる範囲を実際に使用する範囲として、この近似直線Ｆ’を図２に示したガイド溝２４ａの形状とすることもできる。こうすれば、ガイド手段２４の製作が簡単になり、コストパフォーマンスを向上できる。
【００２０】
なお、本発明は前述した実施形態、実施例に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、図６に示した近似直線Ｆ’の代わりに、曲線Ｆに近似した曲線を用いて、ガイド手段のガイド溝を形成してもよい。また、複数の直線で曲線Ｆを近似した線に沿って、遮光部材を移動させてもよい。
例えば、Ｘ移動部２３ａとＹ移動部２３ｂとを備える代わりに、曲線Ｆや近似直線Ｆ’に沿ったレールを有する移動部を備えてもよい。すなわち、単一の機構で遮光部材を２次元的ないしは３次元的に移動するように構成してもよい。
例えば、遮光板２１のウエブ５０に対向する面を、ウエブ５０表面に対して傾斜した傾斜面にしてもよい。
また、エッジ検出部としては、プーリーを有する接触式のもの以外に、光電センサーや風量センサー等を有する非接触式のものでもよい。
本発明の技術思想は、被検査体からの反射光を受光器で検査するタイプの表面検査にも適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被検査体のエッジの動きに遮光板を適切に追従させることができる表面検査装置及び表面検査方法を提供することができ、精度の高い表面検査を実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の表面検査装置の要部拡大図である。
【図３】図１の表面検査装置の上面図である。
【図４】部材間の位置関係を幾何学的に示した図である。
【図５】ガイド手段の曲線Ｆを説明する図である。
【図６】近似直線Ｆ’を説明する図である。
【符号の説明】
１０        表面検査装置
１１        投光器
１５        受光器
２０        遮光手段
２１        遮光板（遮光部材）
２２        エッジ検出部（検出部）
２３        移動手段
２４        ガイド手段
５０        ウエブ
【図１】
0004018347.tif 000002
【図２】
0004018347.tif 000003
【図３】
0004018347.tif 000004
【図４】
0004018347.tif 000005
【図５】
0004018347.tif 000006
【図６】
0004018347.tif 000007