(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の幅を有し、幅方向に垂直な長さ方向に搬送される合成樹脂フィルムの部分的な欠陥を検出しながら、検出された欠陥の部分を明示するためのマーキングを施す装置であって、
反射照明を用いて欠陥を検出する検出手段と、
欠陥の検出位置に対して該合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に、該合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画し、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択され、該合成樹脂フィルムの表面にマーキングを施すように作動させることが可能なマーキング手段と、
該欠陥部分の検出時点に基づくタイミング調整を行い、該合成樹脂フィルムの長さ方向に対し、該欠陥部分の前後にわたる予め定める範囲でマーキング手段を作動させ、該欠陥部分の幅方向の両側から挟む辺の位置およびその間のすべての辺の位置に、線状のマーキングを施すように制御する制御手段とを含むことを特徴とする合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置。
【請求項２】
前記欠陥の検出手段は、前記合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて配置される複数の検出手段からなり、
各検出手段に対して予め定める数の前記マーカが対応付けられ、
前記制御手段は、各検出手段からの欠陥検出結果に基づいて、各検出手段毎に、対応付けられているマーカを選択して作動させることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、合成樹脂フィルムや紙などの製造工程では、一定の幅で長大な帯状の状態で各種処理が自動的に施され、最終的に製品仕様に従って所定の形状となるようにカットされている。製品仕様を満たさない欠陥部分の検出も、帯状の状態で自動的に行われ、後行程で欠陥部分の識別が容易となるように、マーキングが施される。たとえば、液晶表示パネルに使用される偏光板を製造する際には、合成樹脂フィルムとしての製造や、一定方向への伸延による偏光特性の付与などの行程では、合成樹脂フィルムが長大な帯状の状態で連続して行い、製品仕様によって予め定められる大きさや方向にカットする。欠陥の検査を自動的に行うためには、欠陥の検出と欠陥についてのマーキングとを、合成樹脂フィルムの搬送経路に沿って行う必要がある。
【０００３】
図５は、紙などに対して行われている一般的な欠陥マーキング方法を示す。図５（ａ）は装置の概略的な構成を示し、図５（ｂ）はマーキングが施された製品の状態を示す。図５（ａ）に示すように、マーキング装置では、一定幅の帯状で、一定速度で搬送される紙のシート状製品１に対して、表面をカメラ２で撮像し、画像処理によって欠陥３の検出を行う。シート状製品１の搬送方向の下流側には、幅方向の一端または両端に、マーカ４が配置されている。カメラ２によって欠陥３が検出されると、欠陥３を幅方向に含む部分が、カメラ２が配置されている位置からマーカ４が配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４が作動される。欠陥３を幅方向に含む部分の一側縁または両側縁には、線状のマーク５が描かれる。図５（ｂ）に示すように、シート状製品１を巻き取ってロール６を形成させると、マーク５は側面から渦巻き状に見える。紙などでは、マーク５が施されれている部分を除外し、長さ方向に分けて使用することになる。
【０００４】
図６は、特開平９−３０４２９５号公報に開示されているシート状製品の欠点マーキング装置でのマーキングの考え方を示す。この先行技術では、欠点箇所を光学的に検出する検出手段に対して、シート状製品１の搬送方向の下流側に配置するマーキング装置のペンを幅方向に移動可能にしておく。検出手段が検出する欠点箇所の位置情報に基づいて、マーキング装置のペンを幅方向の欠点の位置に移動させ、欠点箇所の近傍がペンの位置まで搬送されるタイミングで、ペンの先端をシート状製品１の表面に接触させる制御が行われる。このような制御によって、シート状製品１の表面の欠陥３の位置にマーク７を直接マーキングすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示すような幅方向の端部に対するマーキングでは、シート状製品１でマーク５が施されている長さ範囲で、幅方向のどこかに欠陥３が存在していることしか情報として得られない。このため、側縁部を切り落とすスリットやトリミングを行うと、マーク５の部分が切り離され、欠陥３の位置についての情報が全く消失してしまう。したがって、シート状製品１として細かくカットする場合は、まず長さ方向に、マーク５が施されている部分を除去しておく必要がある。
【０００６】
しかしながら、長さ方向に除去する部分には、欠陥３は含まれていると同時に、欠陥３が検出されていない良好な部分も多く存在する。良好な部分を多く除去してしまうことは、製品の歩留まりを低下させてしまう。また、細かくカットする行程に先立って、シート状製品１を長さ方向に切断してしまうと、細かくカットする行程を連続して行うことができなくなり、生産性が低下してしまう。
【０００７】
図６に示すような欠点箇所への直接的なマーキングでは、欠陥３の幅方向の存在範囲についての情報を反映させることができない。帯状に連続するシート状製品１の製造工程では、ロールなどの影響で、欠陥３は幅方向にある程度の長さを有して生じたり、幅方向の複数箇所に生じたりする可能性がある。このような幅方向についての情報も必要な場合に対し、特開平９−３０４２９５号公報に開示されているように、ペンを移動して直接欠点箇所にマーキングを施す考え方では、幅方向について１箇所しかマーキングを施すことができない。このため、シート状製品１をカットして一定形状の区画部分を切り出すような場合に、欠陥３が存在していても、マーク７が施されている区画部分と施されていない区画部分とに分かれてしまい、マーク７が施されていない区画部分については欠陥３が存在していることが判らず、欠陥３が無いと判断されてしまうおそれがある。
【０００８】
本発明の目的は、合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出す際に、該区画部分に欠陥が含まれていないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下を抑制することができる合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の幅を有し、幅方向に垂直な長さ方向に搬送される合成樹脂フィルムの部分的な欠陥を検出しながら、検出された欠陥の部分を明示するためのマーキングを施す装置であって、
反射照明を用いて欠陥を検出する検出手段と、
欠陥の検出位置に対して該合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に、該合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画し、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択され、該合成樹脂フィルムの表面にマーキングを施すように作動させることが可能なマーキング手段と、
該欠陥部分の検出時点に基づくタイミング調整を行い、該合成樹脂フィルムの長さ方向に対し、該欠陥部分の前後にわたる予め定める範囲でマーキング手段を作動させ、該欠陥部分の幅方向の両側から挟む辺の位置およびその間のすべての辺の位置に、線状のマーキングを施すように制御する制御手段とを含むことを特徴とする合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置である。
【００１０】
本発明によって、反射照明を用いて欠陥を検出し、欠陥の検出位置に対して合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画しておき、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択されて、欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置にマーキングが施されるので、幅方向でマーキングが施されている位置の間に欠陥部分が存在していることを容易に認識させることができる。マーキングが施されている位置の外部には欠陥部分が存在していないことを確実に保証することができ、また、マーキングが欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置に施されるので、マーキングの位置と欠陥部分との間が大きく離れないようにすることができる。合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出して製品とする際に、マーキングが施されている区画部分を除くようにすれば、製品には欠陥部分が含まれないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下も抑制することができる。
【００１３】
また本発明で、前記欠陥の検出手段は、前記合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて配置される複数の検出手段からなり、各検出手段に対して予め定める数の前記マーカが対応付けられ、前記制御手段は、各検出手段からの欠陥検出結果に基づいて、各検出手段毎に、対応付けられているマーカを選択して作動させることを特徴とする。
【００１４】
本発明によって、合成樹脂フィルムの幅方向を、複数の検出手段で分担して欠陥の検出を行い、欠陥が検出されれば、各検出手段毎に対応付けられているマーカを各検出手段による欠陥検出位置に対応して選択し、選択されたマーカを作動させてマーキングを施すことができる。幅方向に複数の検出手段が配置されるので、複数の欠陥の検出時にも、各欠陥に対して高精度に位置検出を行い、各欠陥部分の近傍に確実にマーキングを施すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態として、マーキング装置１０の概略的な構成を示す。合成樹脂フィルム１１（以後、特に断らない限り「シート状製品１１」と称す）は、たとえば液晶表示装置の偏光板として使用する透明な合成樹脂フィルムであり、肉眼では識別困難なほど小さい、表面の微小な欠陥であっても、高精細化している液晶表示装置の表示画質を低下させてしまうので、存在することは好ましくない。また比較的広い範囲にわたる欠陥であっても、肉眼では判別が困難な場合もある。肉眼では判別が困難な欠陥であっても、撮像手段１２が撮像するシート状製品１１の表面の画像に対して各種の画像処理を施すことなどによって、欠陥１３として検出することができる。
【００１６】
シート状製品１１は、搬送方向１１ａに一定速度で搬送され、検出手段に対して搬送方向１１ａの下流側には、マーキング手段１４が設置される。マーキング手段１４は、シート状製品１１の表面に、搬送方向１１ａに平行な線状のマーク１５を、マーキングとして施す。シート状製品１１は、ロール１６に巻かれた状態から引き出されて検査対象となる。検査すべき欠陥１３を撮像手段１２が撮像する画像から確実に検出するためには、照明装置１７による照明も重要である。照明装置１７は、反射照明を用いて、シート状製品１１の幅方向の全体にわたって、均一な照明を行う。
【００１７】
照明装置１７としては、蛍光灯などの管状の発光体や、伝送ライトなどの線状の光源を使用する。伝送ライトは、棒状の導光体の軸方向の端面にメタルハロゲンランプなどの強力な光源を配置し、端面に入射された光を両端面間の側面に導き、棒状の光源として機能する。レーザ光を広げて照射することもできる。照明装置１７がシート状製品１１に照射する光は、欠陥１３の検出が容易な波長や偏光特性となるように設定される。撮像手段１２と照明装置１７との組み合わせで、効率よく検出可能な欠陥１３の種類が定まる。複数種類の欠陥１３を検出可能にするため、撮像手段１２と照明装置１７との組み合わを、搬送方向１１ａに沿って複数組配置し、いずれかの種類の欠陥１３が検出されれば、マーキング手段１４によってマーキングが施されるようにすることもできる。
【００１８】
シート状製品１１の搬送速度は、搬送速度検出装置１８によって検出される。搬送速度検出装置１８からの出力は、撮像手段１２が撮像した画像について所定の画像処理を施す画像処理装置１９からの画像処理結果とともに、制御手段２０に入力される。制御手段２０は、たとえば産業用パーソナルコンピュータなどによって実現され、画像処理結果から欠陥の有無の判別と、欠陥１３が存在するときの位置の検出とを行う。制御手段２０は、さらに、欠陥存在位置に対して幅方向の予め定める近傍の範囲内でマーキングを施すように、搬送速度検出装置１８からの出力に基づいてタイミングを調整して、マーキング手段１４を作動させる。撮像手段１２は、幅方向に複数のカメラ２１，…，を備える。また、マーキング手段１４は、幅方向に複数のマーカ３１，…，を備える。
【００１９】
図２は、本実施形態で、検出手段としての撮像手段１２で検出する欠陥１３に対して、マーキング手段１４でマーキングを施す考え方を示す。撮像手段１２は、幅方向に複数のカメラ２１，…，を一定間隔で配置している。各カメラ２１，…，は、たとえば５０００の画素を高密度に配列した一次元のＣＣＤセンサを撮像素子として備える。検査対象のシート状製品１１の幅であるワーク幅は、たとえば８００〜１３００ｍｍの範囲であるので、撮像手段１２としての検査エリアは１３００ｍｍの幅となる。この検査エリアに対して、６基のカメラ２１，…，を配置し、各カメラ２１，…，の視野２１ａ，…，を２５０ｍｍとする。各カメラ２１，…，の視野２１ａ，…，は、隣接するカメラ２１，…，の視野２１ａ，…，と、境界部で重複させる。
【００２０】
マーキング手段１４では、複数のマーカ３１，…，を、一定間隔、たとえば２０ｍｍ間隔で、幅方向に配置する。各マーカ３１，…，は、いずれかのカメラ２１，…，の視野２１ａ，…，の搬送方向１１ａへの延長上に位置する。図１の制御手段２０は、各カメラ２１，…，からの画像中で欠陥１３を検出すると、欠陥１３の幅方向の両側を挟む最も近い位置のマーカ３１，…，を選択し、選択されたマーカ３１，…，間にもマーカ３１，…，が存在していればそれも選択して作動させる。各マーカ３１，…，は、フェルトペン形式であり、先端をシート状製品１１の表面に接触させることによって、搬送方向１１ａに線状のマーク１５を形成することができる。各マーカ３１，…，は、不使用時にはキャップをかぶせて、溶剤や希釈剤などが蒸発して書き味などが低下するのを防ぐことが好ましい。一般に欠陥１３がマーカ３１，…，の位置の間で検出されるときは、その検出位置の両側にマーク１５が形成され、マーキングが施される。偏光板を切り出すときには、破線で示すような傾斜カットが行われ、カットされた区画部分にマーク１５が全くかかっていないもののみを良品として出荷し、マーク１５が少しでもかかっているものは、不良品として廃棄する。
【００２１】
図３は、シート状製品１１を偏光板として製造する工程全体の概要を示す。ステップｓ１から製造を開始し、ステップｓ２でシート状製品１１としての製造工程を終了する。ステップｓ３で、本実施形態の検出手段による欠陥の自動検査が行われる。自動検査の結果、欠陥１３が検出されるＮＧであれば、ステップｓ４で欠陥１３を幅方向の両側から挟むようにしてマーキングが施される。ステップｓ３の自動検査の結果、欠陥１３が検出されないＯＫであるとき、または検出されてステップｓ４でのマーキングが施されたとき、ステップｓ５に移り、カッティングが行われる。偏光板を製造する際には、図２に破線で示すような斜角で切る斜めカットが行われる。ステップｓ５でのカッティングによって切り離された各区画部分は、ステップｓ６でのマーキングの検査とステップｓ７での目視検査の対象となる。
【００２２】
ステップｓ６のマーキングの検査では、肉眼では判別しにくい欠陥１３であっても、その両側を挟むようにマーク１５が付されているので、容易に判別することができる。マーク１５が見つからなくても、ステップｓ７で目視検査を行う。ステップｓ７の目視検査は、カッティングの不具合等、他の欠陥についての判定を行う。これの結果、マーク１５および他の欠陥等が見つからなければステップｓ８で製品として出荷し、マーク１５や他の欠陥等が見つかればステップｓ９で廃棄する。
【００２３】
図４は、（ａ）で図１の制御手段２０がマーキング手段１４を作動させ、マーキングを施す際の制御の考え方の一例を示す。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図４（ａ）の考え方に従って、幅方向および長さ方向に大きな欠陥１３ｂ，１３ｃについて施されるマーク１５ｂ，１５ｃを示す。
【００２４】
図４（ａ）に示すように、シート状製品１１の表面は、仮想的なブロック４０で区画される。各ブロック４０は、幅方向についてのマーカ３１，…，の配置ピッチに合わせて各辺４１，４２，４３，４４が２０ｍｍの長さの正方形とする。辺４１，４２は、搬送方向１１ａの上流側および下流側のそれぞれ境界であり、辺４３，４４は、幅方向の一方側および他方側のそれぞれ境界である。各ブロック４０の内部に欠陥１３が存在するときは、幅方向の両側の辺４３，４４の位置のマーカが選択されてマーキングが施される。欠陥１３が辺４３，４４のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックで、その辺に対向する辺についてもマーキングが施される。したがって、図４（ｂ）に示すように、幅方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥１３ｂに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺と、その間のすべての辺とにマーキングが施されることになる。
【００２５】
図４（ａ）で、欠陥１３が辺４１，４２のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックでも、幅方向の両側の辺についてマーキングが施される。したがって、図４（ｃ）に示すように、長さ方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥１３ｃに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺に、ブロック間を延長して連続的にマーキングが施される。
【００２６】
なお、単一のマーカを使用しても、搬送方向１１ａと幅方向とにシート状製品１１の搬送速度に比較して高速に移動可能であれば、欠陥１３の両側を挟むようなマーキングを施すことは可能である。ただし、マーカの移動の制御は複雑となり、近接した位置に複数の欠陥１３が検出されるような場合に、確実なマーキングを施すことは困難である。また、複数のマーカを移動させれば、多くの欠陥１３に同時にマーキングを施すことが可能になるけれども、制御はより複雑になってしまう。
【００２７】
また、マーキング手段１４として、フェルトペン形式のものを使用しているけれども、インクジェット式など、他の形式のマーカを使用することもできる。検出手段としての撮像手段１２は、光学的に欠陥１３の検出を行っているけれども、シート状製品１１が偏光板の材料となる合成樹脂フィルムと異なる場合で、たとえば電磁的な欠陥検出や放射線利用による欠陥検出を行う場合にも本発明を適用することができ、このような欠陥は肉眼では全く判別することができないので、マーキングの有効性を高めることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によって、反射照明を用いて欠陥を検出し、欠陥の検出位置に対して合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画しておき、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択されて、欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置にマーキングが施されるので、幅方向でマーキングが施されている位置の間に欠陥部分が存在していることを容易に認識させることができる。マーキングが欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置に施されるので、マーキングの位置と欠陥部分との間が大きく離れないようにすることができる。合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出して製品とする際に、マーキングが施されている区画部分を除くようにすれば、製品には欠陥部分が含まれないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下も抑制することができる。
【００３２】
また本発明によって、合成樹脂フィルムの幅方向について複数の検出手段で欠陥の検出を行い、欠陥が検出されれば、各検出手段毎に対応付けられているマーカを欠陥検出位置に対応して選択し、マーキングを施すことができる。複数の欠陥の検出時にも、各欠陥に対して高精度に位置検出を行い、各欠陥部分の近傍に確実かつ迅速にマーキングを施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態としてのマーキング装置１０の概略的な構成を示す簡略化した斜視図である。
【図２】図１のマーキング装置１０でのマーキングの考え方を示す図である。
【図３】図１のシート状製品１１を偏光板として製造する工程全体の概要を示すフローチャートである。
【図４】図１の制御手段２０がマーキング手段１４を作動させ、マーキングを施す際の制御の考え方の一例を示す図である。
【図５】従来からのマーキングの考え方を示す簡略化した斜視図および側面図である。
【図６】先行技術でのマーキングの考え方を示す簡略化した平面図である。
【符号の説明】
１０  マーキング装置
１１  シート状製品
１１ａ  搬送方向
１２  撮像手段
１３，１３ｂ，１３ｃ  欠陥
１４  マーキング手段
１５  マーク
１７  照明
１８  搬送速度検出装置
１９  画像処理装置
２０  制御手段
２１，…，  カメラ
３１，…，  マーカ
４０  ブロック
４１，４２，４３，４４  辺
【図１】
0004201478.tif 000002
【図２】
0004201478.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004201478.tif 000005
【図５】
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【図６】
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