CN104549940A - 涂液观察方法、涂布方法、涂液观察装置及涂布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能容易地对涂布于载膜的涂液的积液形状线、涂布缺陷进行检测的涂液观察方法、涂布方法、涂液观察装置及涂布装置。将从涂布头(12)喷射出的浆料(S)连续涂布于由传送辊(18、20)进行传送的载膜(F)的一个主面。另一方面，从载膜(F)的另一主面侧向涂布于载膜(F)的浆料(S)照射从照射装置(34、36)所发出的红外线。利用摄像机(32)来对因浆料(S)而散射的红外线散射光进行拍摄。基于从摄像机(32)输出的图像数据来对浆料(S)的涂布状态进行观察。另外，根据所观察到的涂布状态来对浆料(S)的提供量、载膜(F)的张力等涂布设定进行变更。
Description
技术领域
本发明涉及涂液观察方法、涂布方法、涂液观察装置及涂布装置。特别涉及对利用涂布头来涂布于支承体的涂液进行观察的涂液观察方法、包含该涂液观察方法的涂布方法、对利用涂布头来涂布于支承体的涂液进行观察的涂液观察装置、以及包含该涂液观察装置的涂布装置。
背景技术
专利文献1中揭示了该种涂液观察方法、涂布方法的一个示例。根据该背景技术，可以列举热可塑性树脂薄膜、纸、皮革、无纺布、织物等来作为连续行进的基材(web)(支承体)。利用喷注来将涂液涂布于基材，并利用刮棒来刮去涂液。由此，在基材上形成规定厚度的涂膜。金属刮棒的正下游侧通常会形成被称为弯液面的涂液积液。但是，能从基材的上方对沿基材宽度方向延伸的涂液积液的形状线进行观测。因此，在基材的上方设置拍摄涂液积液的形状线的摄像机。摄像机沿导轨在基材的宽度方向上进行扫描，利用1台摄像机横跨整个宽度地对涂液积液的形状线进行检测。
为了拍摄涂液积液的形状线，通常对涂液积液照射可见光，利用摄像机来获取直接返回来的反射光，从而进行拍摄。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2003-117466号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在对涂液照射可见光并获取返回来的反射光的方法中，存在无法准确拍摄到涂液积液的形状线的可能性。另外，还存在无法准确拍摄到形成于基材的涂膜的涂布缺陷(条纹、气泡等)的可能性。
因此，本发明的主要的目的在于，提供能容易地对涂布于支承体的涂液的涂布状态进行检测的涂液观察方法及涂液观察装置。另外，提供包含该涂液观察方法的涂布方法、以及包含涂液观察装置的涂布装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的涂液观察方法包括：涂膜形成工序(S3～S5)，在该涂膜形成工序中，通过对支承体(F：在实施例中所相当的参照标号。以下相同)连续涂布涂液来形成涂膜；照射工序(S1)，在该照射工序中，对涂布于支承体的涂液照射从红外线照明(34、36)所发出的红外线；以及拍摄工序(S7)，在该拍摄工序中，利用摄像机(32)来拍摄因对涂液照射红外线而散射的红外线散射光。
优选为涂膜形成工序包含连续传送支承体的传送工序(S3)。
进一步优选为在照射工序中，从与支承体的传送方向正交的方向照射红外线。
优选为支承体对红外线具有透光性，在涂膜形成工序中，将涂液涂布于支承体的一个主面，在拍摄工序中，从支承体的另一主面对所涂布的涂液进行拍摄。
本发明所涉及的涂布方法包含上述本发明所涉及的涂液观察方法，还包括：涂布状态掌握工序(S9～S11、S15～S17)，在该涂布状态掌握工序中，基于由拍摄工序所获取的图像数据，来掌握所涂布的涂液的涂布状态；以及涂布设定变更工序(S13、S21)，在该涂布设定变更工序中，根据由涂布状态掌握工序所掌握的涂布状态，来对涂膜形成工序中的涂布设定进行变更。
优选为在涂膜形成工序中，从涂布涂液的涂布头(12)的喷射口(14)向支承体喷射涂液，涂布状态掌握工序包含以下两个工序中的至少一个工序：积液检测工序(S9～S11)，在该积液检测工序中，从涂布头的喷射口附近对积液进行检测；以及涂布缺陷检测工序(S15～S17)，在该涂布缺陷检测工序中，从涂布头的喷射口下游对涂布缺陷进行检测。
进一步优选为还包括保存工序(S19)，在该保存工序中，将表示在涂布缺陷检测工序中所检测出的涂布缺陷的位置的缺陷位置信息保存于存储装置(70)。
本发明所涉及的涂液观察装置(110)包括：涂膜形成装置(10)，该涂膜形成装置通过对支承体连续涂布涂液来形成涂膜；照射装置(34、36)，该照射装置对涂布于支承体的涂液照射从红外线照明所发出的红外线；以及拍摄装置(30)，该拍摄装置利用摄像机(32)来拍摄因对所涂布的涂液照射红外线而散射的红外线散射光。
优选为涂膜形成装置还包含连续传送支承体的传送装置(16)。
进一步优选为照射装置从与支承体的传送方向正交的方向照射所述红外线。
优选为支承体对红外线具有透光性，涂膜形成装置将涂液涂布于支承体的一个主面，拍摄装置从支承体的另一主面对所涂布的涂液进行拍摄。
本发明所涉及的涂布装置(100)包含上述本发明所涉及的涂液观察装置(110)，还包括控制装置(120)，该控制装置基于由拍摄装置(30)所获取的图像数据，来掌握所涂布的涂液的涂布状态，对涂膜形成装置(10)中的最合适的涂布设定进行运算和控制。
优选为控制装置包括：涂布图像处理装置(50)，该涂布图像处理装置基于由拍摄装置所获取的图像数据，来掌握涂液的涂布状态；以及涂布设定运算装置(60)，该涂布设定运算装置根据由涂布图像处理装置所掌握的涂布状态，来对涂膜形成装置中的最合适的涂布设定进行运算。
进一步优选为涂膜形成装置包含将涂液涂布于支承体的涂布头，涂布头具有向支承体喷射涂液的喷射口，涂布图像处理装置包含以下两个装置中的至少一个装置：积液图像处理装置(52)，该积液图像处理装置从涂布头的喷射口附近来掌握积液；以及缺陷图像处理装置(54)，该缺陷图像处理装置从涂布头的喷射口的下游来掌握涂布缺陷。
进一步优选为还包括存储装置(70)，该存储装置对表示由缺陷图像处理装置所掌握的涂布缺陷的位置的缺陷位置信息进行保存。
发明效果
根据本发明，连续对支承体涂布涂液，对所涂布的涂液照射红外线，利用摄像机来拍摄因对涂液进行照射而散射的红外线散射光。由于基于红外线散射光的电子图像中容易显现涂液表面的对比度，因此，能容易地对涂液的涂布状态进行检测。
本发明的上述目的、其它的目的、特征及优点通过参照附图进行的以下的实施例的详细的说明能更加清楚。
附图说明
图1是表示本实施例的涂布装置的一个示例的立体图。
图2是关于图1所示的涂布装置所具备的控制装置、表示其硬件结构的一个示例的硬件结构图。
图3是表示涂布装置中所设置的拍摄装置、照射装置及涂布头的位置关系的一个示例的图解图。
图4是表示图1所示的涂布装置的动作的一部分的流程图。
图5(A)是表示浆料涂布前的涂布头的喷射口的图解图，图5(B)是表示浆料涂布中的正常的涂布状态的图解图，图5(C)～(E)是分别表示浆料涂布中的异常的涂布状态的一个示例的图解图。
图6是表示其它实施例的涂布装置中所设置的拍摄装置、照射装置及涂布头的位置关系的一个示例的图解图。
图7是表示另一其它实施例的涂布装置中所设置的拍摄装置、照射装置及涂布头的位置关系的一个示例的图解图。
具体实施方式
图1是表示本发明的涂布装置所涉及的实施例的一个示例的立体图，图2是关于图1所示的涂布装置所具备的控制装置、表示其硬件结构的一个示例的硬件结构图。参照图1，本实施例的涂布装置100包含涂膜形成装置10，该涂膜形成装置10通过将浆料S(涂液)涂布于带状的载膜F(支承体)来形成涂膜。涂膜形成装置10由喷射浆料S的涂布头12、以及向涂布头12送出浆料S的输送泵(省略图示)构成。涂布头12具有喷射浆料S的喷射口14。一边使该涂布头12的喷射口14接近载膜F，一边挤出浆料S，从而进行涂布。例如使用包含陶瓷粒子、粘合树脂、增塑剂以及有机溶剂的陶瓷浆料来作为浆料S。
下面，将载膜F称为“薄膜F”。另外，在图1中，将涂布浆料S时的涂布宽度方向设为X轴方向，将传送接近涂布头12的喷射口14的薄膜F的方向设为Y轴方向，将对薄膜F喷射浆料S的方向设为Z轴方向。
涂膜形成装置10还具有用于传送薄膜F的传送装置16。传送装置16由提供薄膜F的卷出部(省略图示)、卷绕薄膜F的卷绕部(省略图示)、以及用于以规定的轧制线传送薄膜F的多个传送辊18、20构成。传送辊18设置于喷射口14的上游侧(Y轴方向的负侧)，传送辊20设置于喷射口14的下游侧(Y轴方向的正侧)。将薄膜F引导至传送辊18、20，一边向箭头T1、T2、T3的方向进行方向转换，一边进行传送。随之，使传送辊18、20分别向箭头R方向旋转。
如图3所示，传送辊18、20配置于涂布头12的上方(Z轴方向的正侧)，严格来说，是配置成辊面的下端比涂布头12的喷射口14的前端14a要位于更下侧(Z轴方向的负侧)。利用从喷射口14喷射出的浆料S的挤出力，来一边使薄膜F悬浮在喷射口14的上方，一边对其进行传送。由此，将浆料S涂布于薄膜F的一个主面(Z轴方向的负侧)。此外，可以列举例如平面状、曲面状、突出状等形状来作为喷射口14的前端14a的形状。
涂布头12和薄膜F的上方设有拍摄装置30和照射装置(红外线照明)34、36。
拍摄装置30至少具有CCD型的摄像机32。拍摄装置30配置成摄像机32的光轴与涂布头12的喷射口14相重合。由此，从薄膜F的另一主面侧(Z轴方向的正侧)对涂布头12的喷射口14和浆料S进行拍摄，以对涂布于薄膜F的浆料S(涂液)的状态进行观察。
照射装置34、36对包含涂布头12的喷射口14的区域照射红外线(波长：0.7μm～1mm)。照射装置34、36可以如图1所示那样沿X轴方向并排配置，也可以如图3所示那样沿Y轴方向并排配置。照射装置34、36优选配置成不使红外线的直射光(包含透射光)和反射光射入拍摄装置30。但是，只要能从拍摄装置30所拍摄到的图像数据分离并获得红外线散射光的图像即可，对其并无限制。
薄膜F使用相对红外线具有透光性的材料。因此，所照射的红外线透过薄膜F而照射至浆料S。所照射的红外线因浆料S而发生散射，成为红外线散射光。利用拍摄装置30对该红外线散射光进行拍摄。从拍摄装置30输出基于红外线散射光的图像数据。基于红外线散射光的图像数据中容易显现涂布于薄膜F的浆料S的对比度。由此，能容易地对涂布异常进行检测。
此外，可利用图1所示的单轴机器人38将拍摄装置30和照射装置34、36沿X轴方向进行移动。由于能沿X轴方向移动，因此，能对浆料S的整个涂布宽度区域进行拍摄。另外，能利用单轴机器人40将拍摄装置30沿Z轴方向进行移动。由于能沿Z轴方向进行移动，因此，能容易地进行聚焦以对浆料S进行拍摄。
将表示由摄像机32所获得的场景的图像数据提供给控制装置120(参照图2)。如图2所示，本示例中的控制装置120由涂布图像处理装置50、涂布设定运算装置60、以及存储装置(存储器)70构成。涂布图像处理装置50包含积液图像处理装置52和缺陷图像处理装置54。控制装置120为控制涂布装置100而执行基于图4所示的流程图的处理。
首先，在步骤S1中打开照明装置34、36的红外线照明，在步骤S3中开始利用传送装置16来传送薄膜F，在步骤S5中开始利用涂膜形成装置10来进行涂布。
图5(A)～图5(E)示出了对涂布头12的喷射口14和浆料S的涂布状态进行拍摄时的图解图。薄膜F对红外线具有透光性，因此，在涂布浆料前，能通过薄膜F对喷射口14进行观察。在涂布浆料的过程中，能通过薄膜F对喷射口14附近的浆料S的涂布状态进行观察。此外，图5(A)是表示浆料涂布前的涂布头12的喷射口14的图解图，图5(B)是表示浆料涂布中的正常的涂布状态的图解图，图5(C)～图5(E)是分别表示浆料涂布中的异常的涂布状态的一个示例的图解图。
在步骤S7中，从拍摄装置30的摄像机32获取图像数据。利用涂布图像处理装置50对来自摄像机32的图像数据进行处理。涂布图像处理装置50包含积液图像处理装置52和缺陷图像处理装置54，对图像数据中是否存在异常的涂布状态(例如积液的形状线超过适当的位置的状态、存在涂布缺陷的状态)进行掌握。具体而言，利用如下所示的步骤来进行处理。
在步骤S9中，利用积液图像处理装置52来掌握与喷射口14附近的积液(弯液面)有关的图像。然后，在步骤S11中，基于步骤S9的掌握结果，来对积液的形状线是否位于适当的位置进行判别。在浆料S的提供量过多时，积液的形状呈图5(C)的“PL”所示的状态，容易发生从喷射口14漏出浆料S的情况。若与积液的形状线相关的判别结果为“是”(适合)，则直接前进至步骤S15，若判别结果为“否”，则前进至步骤S13。
在步骤S13中，利用涂布设定运算装置来对涂膜形成装置10的恰当的浆料S的提供量进行运算和变更。当积液的形状线超过恰当位置时，只要改变设定来减少浆料S的提供量即可。另外，除了变更浆料S的提供量以外，还可以变更薄膜F的张力、或传送辊18、20与喷射口14之间的距离。在经过上述这些涂布设定的变更后，前进至步骤S15。
在步骤S15中，利用缺陷图像处理装置54来掌握与喷射口14下游的涂布缺陷(条纹或气泡)有关的图像。在步骤S17中，基于步骤S15的掌握结果来对是否产生了涂布缺陷进行判别。在浆料S的一部分凝固、或喷射口14的内部或表面混入或附着有异物时，会以图5(D)中“LN”所示状态产生条纹。另外，在提供途中浆料S中混入空气时，会以图5(E)中“BBL”所示状态产生气泡。若涂布缺陷的判别结果为“否”，则返回步骤S7，另一方面，若判别结果为“是”，则前进至步骤S19。
在步骤S19中，对产生涂布缺陷的位置进行检测，将表示所检测出的位置的缺陷位置信息保存于存储装置(存储器)70。例如将缺陷位置信息作为从薄膜F的基准位置到产生涂布缺陷的位置的相对距离来进行存储。
在步骤S21中，利用涂布设定运算装置对涂膜形成装置10(包含传送装置16)中的恰当的涂布设定进行运算。为了消除涂布缺陷，只要反复变更薄膜F的张力、或反复变更传送辊18、20与喷射口14之间的距离即可。若步骤S21的处理结束，则返回步骤S7。
根据以上说明可知，将从涂布头12的喷射口14喷射出的浆料S连续涂布于由传送辊18、20所传送的薄膜F的一个主面(S3～S5，涂膜形成工序)。另一方面，从薄膜F的另一主面侧向涂布于薄膜F的浆料S照射从照射装置34、36所发出的红外线(S1，照射工序)。所照射的红外线因浆料S而发生散射从而成为红外线散射光，利用摄像机32对该红外线散射光进行拍摄(S7，拍摄工序)。
基于从摄像机32输出的图像数据来对浆料S的涂布状态进行观察(S9～S11、S15～S17，涂布状态掌握工序)。根据所观察到的涂布状态来对浆料S的提供量、薄膜F的张力等涂布设定进行变更(S13、S21，涂布设定变更工序)。
此外，在涂布状态掌握工序中，详细而言，从涂布头12的喷射口14附近对积液进行检测(S9～S11，积液检测工序)，从涂布头12的喷射口14下游对涂布缺陷进行检测(S15～S17，涂布缺陷检测工序)。另外，将表示在涂布缺陷检测工序中所检测到的涂布缺陷的位置的缺陷位置信息保存于存储器70(S19，保存工序)。
如步骤S1～S21所示，将浆料S连续涂布于薄膜F的一个主面，向浆料S照射红外线，所照射的红外线因浆料S而发生散射，利用摄像机32对红外线散射光进行拍摄。由于基于红外线散射光的图像数据中容易显现涂液表面的对比度，因此，能容易地对涂液的涂布状态进行检测。红外线散射光对于检测如条纹、气泡等那样不贯穿涂膜的厚度方向的缺陷形状特别适用。另外，作为观察对象即涂液，对于如浆料S那样包含粒子的液体，红外线较容易发生散射，能更清楚地掌握涂布状态。
另外，根据所掌握的涂布状态来变更涂布设定，从而能使积液的形状线返回适当的位置，另外，能快速地消除涂布缺陷。此外，将表示涂布缺陷的位置的缺陷位置信息保存于存储器70，从而能在将涂布有浆料S的薄膜F移至下一操作工序时容易地确定涂布缺陷的位置。由此，在下一操作工序中，能可靠地去除相当于缺陷位置的部分。
此外，在本实施例中，假设将浆料S涂布于薄膜F的下表面(一个主面)。然而，若将观察对象限定为涂布头12的喷射口14下游所产生的涂布缺陷(条纹或气泡)，则也可以将浆料S涂布于薄膜F的上表面(另一主面)。
这里，在从涂布头12的下游向上游照射红外线的情况下，照射装置36如图6所示那样进行配置。
另外，在从薄膜F的宽度方向的一端向另一端(沿与薄膜F的传送方向正交的方向)照射红外线的情况下，照射装置36如图7所示那样进行配置。此外，若按照图7所示方式来配置照射装置36，则条纹等沿传送方向连续产生的涂布缺陷容易产生阴影，从而容易掌握这样的涂布缺陷。
此外，在上述实施例中，利用涂布头(模头)12来涂布浆料S，但也可以用叶片、气刀、刀片、凹版印刷纸或照相凹版印刷纸代替涂布头12来涂布浆料S。
另外，在上述实施例中，将浆料S涂布于树脂制的薄膜F，但无论涂布对象的材质如何，只要是对红外线具有透光性的材质即可，并且形状也可以是板状或辊子状。此外，在上述实施例中，使用浆料S来作为涂液，但只要能使红外线发生散射即可，对于涂液的种类没有限制。
另外，在该实施例中，以并列执行涂膜形成工序和拍摄工序为前提，一边将摄像机32、照射装置34、36和涂布头12进行固定，一边使薄膜F移动。但是，也可以一边固定薄膜F，一边使摄像机32、照射装置34、36和涂布头12移动。
另外，拍摄工序也可以在不同于涂膜形成工序的其它时刻执行。在这种情况下，在涂膜形成工序中，涂布头12与薄膜F发生相对移动，在拍摄工序中，摄像机32、照射装置34、36和薄膜F发生相对移动。
标号说明
100 涂布装置
110 涂液观察装置
10 涂膜形成装置
12 涂布头
14 喷射口
14a 喷射口的前端
16 传送装置
18、20 传送辊
30 拍摄装置
32 摄像机
34、36 照射装置(红外线照明)
38、40 单轴机器人
120 控制装置
50 涂布图像处理装置
52 积液图像处理装置
54 缺陷图像处理装置
60 涂布设定运算装置
70 存储装置(存储器)
S 浆料(涂液)
F 载膜(支承体)
Claims (15)
1.一种涂液观察方法，其特征在于，包括：
涂膜形成工序，在该涂膜形成工序中，通过对支承体连续涂布涂液来形成涂膜；
照射工序，在该照射工序中，对涂布于所述支承体的所述涂液照射从红外线照明所发出的红外线；以及
拍摄工序，在该拍摄工序中，利用摄像机来拍摄因对所涂布的所述涂液照射所述红外线而散射的红外线散射光。
2.如权利要求1所述的涂液观察方法，其特征在于，
所述涂膜形成工序包含连续传送所述支承体的传送工序。
3.如权利要求2所述的涂液观察方法，其特征在于，
在所述照射工序中，从与所述支承体的传送方向正交的方向照射所述红外线。
4.如权利要求1至3的任一项所述的涂液观察方法，其特征在于，
所述支承体对所述红外线具有透光性，
在所述涂膜形成工序中，将所述涂液涂布于所述支承体的一个主面，
在所述拍摄工序中，从所述支承体的另一主面对所涂布的所述涂液进行拍摄。
5.一种涂布方法，包含如权利要求1至4的任一项所述的涂液观察方法，其特征在于，还包括：
涂布状态掌握工序，在该涂布状态掌握工序中，基于由所述拍摄工序所获取的图像数据，来掌握所涂布的所述涂液的涂布状态；以及
涂布设定变更工序，在该涂布设定变更工序中，根据由所述涂布状态掌握工序所掌握的涂布状态，来对所述涂膜形成工序中的涂布设定进行变更。
6.如权利要求5所述的涂布方法，其特征在于，
在所述涂膜形成工序中，从涂布所述涂液的涂布头的喷射口向所述支承体喷射所述涂液，
所述涂布状态掌握工序包含以下两个工序中的至少一个工序：积液检测工序，在该积液检测工序中，从所述涂布头的喷射口附近对积液进行检测；以及涂布缺陷检测工序，在该涂布缺陷检测工序中，从所述涂布头的喷射口下游对涂布缺陷进行检测。
7.如权利要求6所述的涂布方法，其特征在于，
还包括保存工序，在该保存工序中，将表示在所述涂布缺陷检测工序中所检测出的涂布缺陷的位置的缺陷位置信息保存于存储装置。
8.一种涂液观察装置，其特征在于，包括：
涂膜形成装置，该涂膜形成装置通过对支承体连续涂布涂液来形成涂膜；
照射装置，该照射装置对涂布于所述支承体的所述涂液照射从红外线照明所发出的红外线；以及
拍摄装置，该拍摄装置利用摄像机来拍摄因对所涂布的所述涂液照射所述红外线而散射的红外线散射光。
9.如权利要求8所述的涂液观察装置，其特征在于，
所述涂膜形成装置还包含连续传送所述支承体的传送装置。
10.如权利要求9所述的涂液观察装置，其特征在于，
所述照射装置从与所述支承体的传送方向正交的方向照射所述红外线。
11.如权利要求8至10的任一项所述的涂液观察装置，其特征在于，
所述支承体对所述红外线具有透光性，
所述涂膜形成装置将所述涂液涂布于所述支承体的一个主面，
所述拍摄装置从所述支承体的另一主面对所涂布的所述涂液进行拍摄。
12.一种涂布装置，包含如权利要求8至11的任一项所述的涂液观察装置，其特征在于，
还包括控制装置，该控制装置基于由所述拍摄装置所获取的图像数据，来掌握所涂布的所述涂液的涂布状态，对所述涂膜形成装置中的最合适的涂布设定进行运算和控制。
13.如权利要求12所述的涂布装置，其特征在于，
所述控制装置包括：
涂布图像处理装置，该涂布图像处理装置基于由所述拍摄装置所获取的图像数据，来掌握所述涂液的涂布状态；以及
涂布设定运算装置，该涂布设定运算装置根据由所述涂布图像处理装置所掌握的涂布状态，来对所述涂膜形成装置中的最合适的涂布设定进行运算。
14.如权利要求13所述的涂布装置，其特征在于，
所述涂膜形成装置包含将所述涂液涂布于所述支承体的涂布头，
所述涂布头具有向所述支承体喷射所述涂液的喷射口，
所述涂布图像处理装置包含以下两个装置中的至少一个装置：积液图像处理装置，该积液图像处理装置从所述涂布头的喷射口附近来掌握积液；以及缺陷图像处理装置，该缺陷图像处理装置从所述涂布头的喷射口的下游来掌握涂布缺陷。
15.如权利要求14所述的涂布装置，其特征在于，
还包括存储装置，该存储装置对表示由所述缺陷图像处理装置所掌握的涂布缺陷的位置的缺陷位置信息进行保存。
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