(57)【要約】【課題】透光性及び非透光性、いずれの検査対象物についてもその表面の異物をＳ／Ｎの低下なく、しかも高速に検出できる異物検査方法及び装置を提供する。【解決手段】長さ方向に搬送中の検査対象物１２の表面幅方向にレーザ光を繰り返し照射しつつ検査対象物表面からの散乱光を検出し、その検査対象物表面における異物４３の有無を検査する異物検査方法、装置において、光源５１から出射された横断面点状のレーザ光Ｌ３を光学レンズ１４により線状レーザ光Ｌ４とする。この線状レーザ光Ｌ４を、検査対象物１２の搬送方向アに沿う方向に向く線状レーザ光Ｌ５とし、この線状レーザ光Ｌ５を、搬送方向アに直交する方向に検査対象物全幅に亘って繰り返し走査（帯状に照射）させて検査対象面全域を光照射させるポリゴンミラー５２を設ける。レーザ光密度を低下させずに検査対象面全域の光照射を高速に行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に搬送中の検査対象物の表面の搬送方向に交差する方向にレーザ光を繰り返し照射しつつ、その検査対象物表面からの散乱光を検出し、その検査対象物表面における異物の有無を検査する異物検査方法において、
光源から出射された横断面点状のレーザ光を光学レンズによって横断面線状のレーザ光となし、この線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に前記検査対象物の検査対象面両端間を繰り返し走査することによりその検査対象物の検査対象面全域にレーザ光を照射することを特徴とする異物検査方法。
【請求項２】
ポリゴンミラーによって、前記線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に繰り返し走査することを特徴とする請求項１に記載の異物検査方法。
【請求項３】
一方向に搬送中の検査対象物の表面の搬送方向に交差する方向にレーザ光を繰り返し照射しつつ、その検査対象物表面からの散乱光を検出し、その検査対象物表面における異物の有無を検査する異物検査装置において、
光源から出射された横断面点状のレーザ光を線状レーザ光となす光学レンズと、
この光学レンズからの線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に前記検査対象物の検査対象面両端間を繰り返し走査させてその検査対象物の検査対象面全域にレーザ光を照射させるポリゴンミラーとを具備することを特徴とする異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象物表面における異物、特に微小異物の有無を検査する異物検査方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術としては特許文献１に記載のものがあった。
これは、線状のレーザ光を検査対象物表面に照射して異物からの散乱光を光源側で検出することにより、異物の有無を検出するというものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２７２３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来技術では、レーザ光を検査対象物表面に照射して異物からの散乱光を光源側で検出する構成であるため、非透光性の検査対象物については適用できなかった。透光性の検査対象物では問題視されないバックグランドからの散乱光（ノイズ）の強度が大きくなると、検出したい異物からの微小な散乱光がバックグランドからのノイズ中に埋もれてしまうからである。
【０００５】
特に、検査対象物の幅方向寸法が大きい場合、レーザ光を線状に広げようとするが、そのようにすればする程、バックグランドからのノイズ強度に比べて異物からの信号強度が小さ＜なり、異物の検出能カを失ってしまう。
すなわち、いま、図５に示すように同じ強度のレーザ光源４１を用いた場合であって、一方は検査対象物４２の幅方向寸法Ｗ１と同じ長さの線状レーザ光Ｌ１を、他方は検査対象物４２の幅方向寸法Ｗ１の１／２の長さの線状レーザ光Ｌ２を、各々検査対象物幅方向に向けてその検査対象物表面に照射したとする。この場合、双方共にノイズ強度は等しいが、異物４３が線状レーザ光Ｌ１，Ｌ２を通過した際には、異物４３からの散乱に寄与するレーザ光密度が、前者（線状レーザ光Ｌ１を用いた場合）は後者（線状レーザ光Ｌ２を用いた場合）の半分になってしまうため、信号強度が低下してＳ／Ｎが低下し、異物４３の検出能カを失ってしまう。このことは、幅方向寸法Ｗ１の狭い検査対象物４２しか異物４３の検出が行えなくなることを意味する。
【０００６】
上記のようなバックグランドからのノイズによる信号強度の低下に起因する問題は、図６に示すように、レーザ光源５１から出射されたレーザ光（横断面点状のレーザ光）Ｌ３を線状に広げることなく検査対象物表面に照射する方法によって回避できる。しかしこの方法では、検査対象物４２の検査対象面全域にレーザ光Ｌ３を照射するために要する検査対象物４２の幅方向への走査回数は著しく多くなる。このことは、検査対象物４２の搬送速度を上げる場合にはレーザ光Ｌ３の走査速度も上げなければならないことを意味するが、ポリゴンミラー５２によりレーザ光Ｌ３を走査する速度にはミラー駆動機構上、限界がある。このため検査対象物４２の搬送速度、ひいては検査速度の高速化に限界が生じた。
なお、図５、図６において矢印アは検査対象物４２の搬送方向を示し、図６において両方向矢印イはレーザ光Ｌ３の走査方向を示す。
【０００７】
本発明は、上記のような実情に鑑みなされたもので、透光性の検査対象物表面の異物のみならず、非透光性の検査対象物表面の異物についてもＳ／Ｎを低下させることなく検出でき、しかも検査速度の高速化が可能な異物検査方法及び装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、異物検査方法及び装置を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。
【０００９】
以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、各々対応する。
【００１０】
（１）一方向に搬送中の検査対象物の表面の搬送方向に交差する方向にレーザ光を繰り返し照射しつつ、その検査対象物表面からの散乱光を検出し、その検査対象物表面における異物の有無を検査する異物検査方法において、光源から出射された横断面点状のレーザ光を光学レンズによって横断面線状のレーザ光となし、この線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に前記検査対象物の検査対象面両端間を繰り返し走査することによりその検査対象物の検査対象面全域にレーザ光を照射することを特徴とする異物検査方法。
（２）ポリゴンミラーによって、前記線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に繰り返し走査することを特徴とする（１）項に記載の異物検査方法。
ポリゴンミラーを用いれば、線状レーザ光を検査対象物の搬送方向に沿う方向に向け、搬送方向に交差する方向に繰り返し走査させる構成を容易に実現できる。
（３）一方向に搬送中の検査対象物の表面の搬送方向に交差する方向にレーザ光を繰り返し照射しつつ、その検査対象物表面からの散乱光を検出し、その検査対象物表面における異物の有無を検査する異物検査装置において、光源から出射された横断面点状のレーザ光を線状レーザ光となす光学レンズと、この光学レンズからの線状レーザ光を前記検査対象物の搬送方向に沿う方向に向けると共に、前記搬送方向に交差する方向に前記検査対象物の検査対象面両端間を繰り返し走査させてその検査対象物の検査対象面全域にレーザ光を照射させるポリゴンミラーとを具備することを特徴とする異物検査装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透光性の検査対象物表面の異物のみならず、非透光性の検査対象物表面の異物についてもＳ／Ｎを低下させることなく検出でき、しかも検査速度の高速化も可能な異物検査方法及び装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１は、本発明方法が適用された装置（異物検査装置）の第１実施形態の概略構成図である。
図中、１２は帯状の検査対象物（一部のみ図示）であり、この第１実施形態においては電池の電極材料等の非透光性の検査対象物である。この検査対象物１２は、公知の搬送手段により長さ方向（矢印ア方向）に搬送されている。
１３は、検査対象物１２に異物検出用の直線状のレーザ光（直線状レーザ光）Ｌ５を照射するための帯状光照射装置であり、レーザ光源５１、光学レンズ１４及びポリゴンミラー５２を備えて構成されている。
【００１３】
ここで、光学レンズ１４は、レーザ光源５１から出射された横断面点状のレーザ光Ｌ３を横断面直線状のレーザ光（直線状レーザ光）Ｌ４に広げるレンズである。この光学レンズ１４は、ポリゴンミラー５２によって反射され、検査対象物１２表面に照射されるときの直線状レーザ光Ｌ５の長さが予め定められた長さ（一定長）ＬＡとなるように、横断面点状のレーザ光Ｌ３を直線状レーザ光Ｌ４に広げる。
【００１４】
ポリゴンミラー５２は、光学レンズ１４からの直線状レーザ光Ｌ４を、検査対象物１２の搬送方向アに沿う方向の一定長ＬＡの直線状レーザ光Ｌ５にする。そして、この直線状レーザ光Ｌ５を、検査対象物１２の搬送方向アに直交する方向であって検査対象物１２の全幅寸法Ｗ１に亘って、つまり検査対象面両端間を、繰り返し走査させる（矢印イ参照）。そしてこの直線状レーザ光Ｌ５を、検査対象物１２の矢印ア方向への搬送と相俟って、同検査対象物１２の検査対象面全域に照射させる回転多面鏡である。
【００１５】
なお、光学レンズ１４によってレーザ光Ｌ３を直線状に広げる長さ（直線状レーザ光Ｌ４の長さ）は、検査対象物１２の搬送速度とポリゴンミラー５２によるレーザ光走査能カに合わせて決定される。例えば、検査対象物１２の搬送速度が２０００ｍｍ／ｓｅｃ、検査対象物１２の幅寸法に合わせたレーザ光走査の応答性が１ｋＨｚであったとする。この場合、直線状レーザ光Ｌ５が１回走査する間に検査対象物１２が搬送される距離は２ｍｍとなるので、直線状レーザ光Ｌ４の長さは、直線状レーザ光Ｌ５が検査対象物１２表面において２ｍｍ以上に広がるような長さとされる。
【００１６】
光電変換素子２１は、検査対象物１２、異物４３からの散乱光を電流に変換する素子である。
フィルタ２２は、検査対象物１２上の異物４３以外の箇所、つまりバックグランドからの散乱光ノイズ（直流成分）を減衰させるフィルタである。
光電流アンプ２３は、フィルタ２２を経た光電変換素子２１からの信号（光電流）を増幅する回路であり、Ａ／Ｄ変換器４３は、光電流アンプ２３からの出力信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して出力する回路である。
【００１７】
異物判定装置２５は、Ａ／Ｄ変換２４の出力信号を受けて、光電変換素子２１が検査対象物１２表面の異物４３からの散乱光を検出したかを演算処理し、その結果（異物４３の有無）をディスプレイ２５ａに表示する装置である。異物４３からの散乱光を検出した場合には異物有りとしてその旨をディスプレイ２５ａに表示する。
この異物判定装置２５は、図示例ではパーソナルコンピュータ及びこれにインストールされたプログラムからなる。
【００１８】
次に、上述第１実施形態の動作について説明する。
まず、帯状の検査対象物１２が矢印ア方向に搬送されると共に、レーザ光源５１からレーザ光Ｌ３が出射され、ポリゴンミラー５２が回転駆動されているとする。
すると、光学レンズ１４で直線状に広げられたレーザ光Ｌ４は、ポリゴンミラー５２により向きを変えられ、一定長ＬＡの直線状レーザ光Ｌ５とされる。そしてこの直線状レーザ光Ｌ５は、検査対象物１２の搬送方向アに直交する方向であって、検査対象物１２の全幅寸法Ｗ１に亘って繰り返し走査され（矢印イ参照）、検査対象物１２の矢印ア方向への搬送と相俟って検査対象物１２の検査対象面全域に照射される。
【００１９】
すなわち本実施形態において、異物検出のためのレーザ光は、光学レンズ１４によって点状から線状に広げられ、検査対象物１２の搬送方向アに沿う方向に向けられた一定長ＬＡの直線状レーザ光Ｌ５であって、ポリゴンミラー５２の回転駆動により検査対象物１２の幅方向に帯状に照射される（照射領域１５参照）。
したがって、直線状レーザ光Ｌ５が異物４３に照射された場合において、バックグランドからのノイズ強度に対する異物４３からの信号強度の低下（Ｓ／Ｎの低下）を抑えることができる。しかも、図６に示した横断面点状のレーザ光Ｌ３を用いた場合に比べて、検査対象面全域への光照射のための検査対象物幅方向の走査回数を大幅に減少させ得、検査速度の高速化が図れる。
【００２０】
いま、図１に示すように、検査対象物４２の矢印ア方向への搬送中において、レーザ光Ｌ５の照射領域１５に異物４３がない場合には、検査対象物１２表面からの散乱光が光電変換素子２１に入射するが、その強度は微弱であり、変化もない。したがって、光電変換素子２１からは目立った信号が出力されず、異物判定装置２５は異物４３がない旨をディスプレイ２５ａに表示する。
検査対象物１２が矢印ア方向に更に搬送され、異物４３がレーザ光Ｌ５の照射領域１５に入ると、光電変換素子２１に入射する散乱光量が変化する。このため、直流成分をカットするフィルタ２２は、異物４３からの散乱光による交流成分のみを通して光電流アンプ２３に出力する。光電流アンプ２３はフィルタ２２からの信号を増幅してＡ／Ｄ変換２４に送り、Ａ／Ｄ変換２４はその信号をデジタル信号に変換して異物判定装置２５に与える。
異物判定装置２５は、Ａ／Ｄ変換２４の出力信号を受けてその信号が検査対象物１２表面の異物４３からの散乱光によるものかを演算処理し、異物有りと判定してその旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２１】
図２は第２実施形態の概略構成図である。
この第２実施形態は、非透光性の検査対象物１２についての異物検査の第２の例を示す。この例では、光電変換素子２１の受光側に検査対象物１２表面からの反射光を光電変換素子受光面サイズに縮小させる光学レンズ２６を配置した構成となっている。
このような構成においては、図示するように、検査対象物４２の矢印ア方向への搬送中において、レーザ光Ｌ５の照射領域１５に異物４３がない場合には、検査対象物１２表面からの正反射光が光電変換素子２１に入射するが、その強度変化は微弱である。したがって、光電変換素子２１からは目立った信号が出力されず、異物判定装置２５は異物４３がない旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２２】
検査対象物１２が矢印ア方向に更に搬送され、異物４３がレーザ光Ｌ５の照射領域１５に入ると、照射光であるレーザ光Ｌ５が散乱されるため正反射光の強度が減少する。光電変換素子２１はこの正反射光の強度減少を検出し、フィルタ２２はその減少分（交流成分）を通して光電流アンプ２３に出力する。光電流アンプ２３はフィルタ２２からの信号を増幅してＡ／Ｄ変換２４に送り、Ａ／Ｄ変換２４はその信号をデジタル信号に変換して異物判定装置２５に与える。
異物判定装置２５は、Ａ／Ｄ変換２４の出力信号を受けて演算処理し、検査対象物１２表面に異物有りと判定してその旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２３】
図３は第３実施形態の概略構成図である。
この第３実施形態は、透光性の検査対象物４２についての異物検査の第１の例を示す。この例では、図１及び図２に示す実施形態において、光電変換素子２１及び光電流アンプ２３間に設けていたフィルタ２２を除去した。つまり、光電変換素子２１の出力信号を光電流アンプ２３に与えるように構成した。
透光性の検査対象物４２においては、ポリゴンミラー５２からのレーザ光Ｌ５は検査対象物４２を透過する。このため、検査対象物４２の矢印ア方向への搬送中において、レーザ光Ｌ５の照射領域１５内に異物４３がない場合には、光電変換素子２１への入射光はない。したがって、光電変換素子２１からは信号が出力されず、異物判定装置２５は異物４３がない旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２４】
検査対象物１２が矢印ア方向に更に搬送され、異物４３がレーザ光Ｌ５の照射領域１５に入ると、照射光であるレーザ光Ｌ５が異物４３によって散乱されるため、その散乱光が光電変換素子２１に入射する。
ここで、透光性の検査対象物４２においては、異物４３において散乱される光以外は検査対象物４２を透過するので、バックグランド（検査対象物１２上の異物４３以外の箇所）からの散乱光ノイズ中に異物４３による散乱光が埋もれる（Ｓ／Ｎが低下する）ことはない。つまり、バックグランドからの散乱光ノイズを考慮する必要性は非透光性の検査対象物１２の検査時におけるほどではない。したがって、図示例においてはバックグランドからの散乱光ノイズ（直流成分）を減衰させるフィルタ２２（図１、図２参照）は除去されている。
【００２５】
異物４３による散乱光が光電変換素子２１に入射し、この光電変換素子２１から信号（光電流）が出力されると、光電流アンプ２３はこの信号を増幅してＡ／Ｄ変換２４に送り、Ａ／Ｄ変換２４はその信号をデジタル信号に変換して異物判定装置２５に与える。
異物判定装置２５は、Ａ／Ｄ変換２４の出力信号を受けて演算処理し、検査対象物１２表面に異物有りと判定してその旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２６】
図４は第４実施形態の概略構成図である。
この第４実施形態は、透光性の検査対象物４２についての異物検査の第２の例を示す。この例では、透光性の検査対象物４２の透過光を検出して、異物４３の有無を検出するように、透光性の検査対象物４２を挟んで帯状光照射装置１３とは反対側に光電変換素子２１を配置した構成となっている。また、この光電変換素子２１の受光側に上記透過光を光電変換素子受光面サイズに縮小させる光学レンズ２７を配置した構成となっている。
透光性の検査対象物４２においては、ポリゴンミラー５２からのレーザ光Ｌ５は検査対象物４２を透過する。このため、検査対象物４２の矢印ア方向への搬送中において、レーザ光Ｌ５の照射領域１５内に異物４３がない場合には、光電変換素子２１に全ての照射光が入射し、またその強度に変化はない。したがって、光電変換素子２１からは目立った信号が出力されず、異物判定装置２５は異物４３がない旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２７】
検査対象物４２が矢印ア方向に更に搬送され、異物４３がレーザ光Ｌ５の照射領域１５に入ると、照射光であるレーザ光Ｌ５が異物４３によって散乱されるため、光電変換素子２１に入射する検査対象物透過光が減少する。この減少分は交流成分であり、フィルタ２２はこの交流成分を通して光電流アンプ２３に出力する。光電流アンプ２３はフィルタ２２からの信号を増幅してＡ／Ｄ変換２４に送り、Ａ／Ｄ変換２４はその信号をデジタル信号に変換して異物判定装置２５に与える。
異物判定装置２５は、Ａ／Ｄ変換２４の出力信号を受けて演算処理し、検査対象物１２表面に異物有りと判定してその旨をディスプレイ２５ａに表示する。
【００２８】
以上述べた各実施形態によれば、異物検出のためのレーザ光Ｌ５に、光学レンズ１４によって点状から線状に広げた光を用い、これをポリゴンミラー５２の回転駆動によって検査対象物１２，４２の幅方向に帯状に照射（走査）した。したがって、レーザ光Ｌ５が異物４３に照射された場合において、バックグランドからのノイズ強度に対する異物４３からの信号強度の低下（Ｓ／Ｎの低下）を抑えることができる。しかも、図６に示した横断面点状のレーザ光Ｌ３を用いて検査対象面全域を光照射する場合に比べて、検査対象物幅方向の走査回数を大幅に減少させることができ、検査速度の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明方法が適用された装置の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】同じく第２実施形態の概略構成図である。
【図３】同じく第３実施形態の概略構成図である。
【図４】同じく第４実施形態の概略構成図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【図６】図５とは異なる従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１２：非透光性の検査対象物、１３：帯状光照射装置、１４：光学レンズ、２１：光電変換素子、２２：フィルタ、２３：光電流アンプ、２４：Ａ／Ｄ変換器、２５：異物判定装置、４２：透光性の検査対象物、４３：異物、５１：レーザ光源、５２：ポリゴンミラー、Ｌ３：横断面点状のレーザ光、Ｌ４，Ｌ５：横断面直線状のレーザ光（直線状レーザ光）。
【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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