JP2000009659A

JP2000009659A - 表面検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2000009659A
Application number: JP10172393A
Authority: JP
Inventors: Akira Kamata; 晃鎌田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】表面検査の検査時間の短縮と、検査精度の向
上とを実現する。【解決手段】ウェブ２を矢印Ｘ方向に間欠搬送させ
る。このウェブ２の搬送の停止時に、投光部１７と撮像
部１８とをウェブ２の幅方向で移動させる。投光部１７
は、リング状ランプ２６ａ〜２６ｄを使用して、撮像部
１８の撮像位置の周囲から様々な角度で検査光を照射で
きるので、どのような反射率，指向性を持つ欠陥も確実
に乱反射させる。撮像部１８は、高解像度のラインＣＣ
Ｄ２１を使用しているため、従来の表面検査装置では検
出できなかった小さな欠陥も検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウェブの表面及び
内部に存在する欠陥を検出する表面検査方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】写真フイルムの支持体や液晶パネルの偏
光板部材には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
やトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナ
フタレート（ＰＥＮ）等のプラスチックフイルムが用い
られている。写真フイルムでは、支持体の表面や内部に
欠陥があると、印画紙に露光現像した際に欠陥像が生ず
る。液晶パネルでは偏光板部材の欠陥によって液晶の配
向が乱されて目視欠陥が発生する。そのため、欠陥の少
ないプラスチックフイルムの供給が望まれている。特
に、液晶パネルに使用するプラスチックフイルムでは、
３０μｍ以上の欠陥が無いことが望まれている。

【０００３】プラスチックフイルムの欠陥を減少させる
ために、製造後のプラスチックフイルムには、高精度欠
陥検査を実施する必要がある。この検査では、製造直後
の幅広のプラスチックフイルムのウェブから検査用のシ
ートを作成し、この検査用シートを検査員による目視
や、偏光顕微鏡による観察等によって検査しているのが
実情である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、検査員
による目視検査は、およそ８０μｍ以下の大きさの欠陥
を識別することが難しく、更に、作業に対する熟練度合
いや作業時の状態によって検査精度が変化してしまい、
品質管理の面で問題があった。また、偏光顕微鏡による
検査は、目視検査では発見できない微小な欠陥まで見つ
けることができるが、検査に膨大な時間がかかるという
問題がある。

【０００５】更に、ウェブから検査用シートをカットす
る際や、検査用シートを偏光顕微鏡にセットする際に、
検査用シートにゴミや埃等の異物が付着することがあ
り、その異物が製造時のものなのか製造後に付着したも
のなのかが区別できず、検査の正確性に致命的な問題が
あった。

【０００６】上記問題を解決するために、清潔な環境で
製造したウェブローラから巻き戻してウェブを連続搬送
し、この連続搬送されるウェブにレーザー光を照射し、
傷やゴミ等で乱反射したレーザー光を受光器で検出する
ようにした表面検査装置がある（例えば、特許登録第２
６８４４６０号）。しかしながら、この表面検査装置で
は、受光器の検出精度があまり良くなかったことから、
およそ２００μｍ以下の欠陥を検出することができず、
また、検査光の入射が一定方向からとなるため、中には
乱反射しない欠陥もあり、検出されない欠陥が発生する
ことがあった。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、高精度欠陥検査の時間短縮と検査精度の向上とを
可能とした表面検査方法及び装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の表面検査方法は、ロール状に巻かれたウ
ェブを巻き戻して間欠搬送させ、該ウェブの搬送が停止
している際に、搬送方向と直交する方向で光電素子を移
動させてウェブの表面を走査し、欠陥とその欠陥の位置
とを検出するようにしたものである。また、ウェブの同
一部位に、光電素子による走査を少なくとも２回行な
い、一度目の走査で欠陥の位置を検出し、２度目の走査
で欠陥の状態を識別するようにしたものである。

【０００９】更に、検査装置では、ロール状に巻かれた
ウェブを引き出して間欠搬送させるウェブ搬送部と、該
ウェブの停止時に、搬送方向と直交する方向で光電素子
を移動させてウェブの表面を走査させる走査機構とを設
け、欠陥とその欠陥の位置とを検出するようにしたもの
である。

【００１０】また、光電素子にラインＣＣＤを用い、こ
のラインＣＣＤの長手方向が前記ウェブの搬送方向に沿
うように配置したものである。更に、ウェブの同一部位
に、光電素子による走査を少なくとも２回実施し、一度
目の走査で欠陥の位置を検出し、２度目の走査で欠陥の
形態を撮像するようにしたものである。

【００１１】また、投光部に、受光素子の走査位置の外
周を囲むように配置された少なくとも一つのリング状ラ
ンプ、好ましくは垂直方向に一定のなさをもった円筒型
リング状ランプを用い、受光素子とともに走査機構によ
って移動されるようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施した表面検
査装置の構成を示す該略図である。この表面検査装置
は、プラスチックフイルムのウェブ２がロール状に巻か
れたウェブロール３がセットされるウェブ供給部４と、
ウェブ２の検査を行う検査部５と、検査後のウェブ２を
巻き取るウェブ回収部６とから構成されている。

【００１３】ウェブ２は、例えば写真フイルムの支持体
として使用されるプラスチックフイルムであり、写真フ
イルムの幅に裁断される前の幅広の状態となっている。
また、ウェブ２は、ゴミや埃、傷等がつかないように、
両面にラミネートフイルム７，８が重ねられた状態でロ
ール状に巻かれていることもある。その場合には、ウェ
ブ供給部４には、ウェブロール３から巻き戻したウェブ
２のラミネートフイルム７，８を剥離して巻き取ること
が必要であり、そのため剥離用ローラ９，１０がウェブ
２の上下方に配置されている。

【００１４】ウェブロール３から巻き戻されたウェブ２
は、検査部５を経てウェブ回収部６の回収用ローラ１２
に巻き取られる。この回収用ローラ１２は、図示しない
モータによってウェブ２を巻き取る方向に間欠回転され
る。これにより、ウェブ供給部４のウェブ２は検査部５
に間欠搬送される。ウェブ供給部４と検査部５との間に
は、ウェブ２の静電気を除去するとともに、付着してい
るゴミや埃等を吹き飛ばす除電ブロワ１３が配置されて
いる。

【００１５】検査部５には、ウェブ２に平面性を付与す
る一対のローラ１５，１６が配置されている。この平面
性が付与されたウェブ２に対面して、ウェブ２に検査光
を照射する投光部１７と、光電素子を含む撮像部１８
と、これら投光部１７と撮像部１８とをウェブ２の搬送
方向に直交する方向で移動させる走査駆動部１９とが配
置されている。

【００１６】図２及び図３に示すように、撮像部１８
は、光電素子である高解像度のラインＣＣＤ２１と、ウ
ェブ２の表面で反射した光をラインＣＣＤ２１に結像す
る結像レンズ２２と、これらが組み込まれる筐体２３と
からなる。ラインＣＣＤ２１は、長手方向がウェブ２の
搬送方向に沿うように配置されている。

【００１７】投光部１７は、円筒形状のケース２５と、
このケース２５に収められた複数のリング状ランプ２６
ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄと、各リング状ランプ２６
ａ〜２６ｄの間に配置され、リング状ランプ２６ａ〜２
６ｄから放射された光をウェブ２の表面に向けて照射さ
せる複数の反射板２７ａ，２７ｂ，２７ｃとから構成さ
れている。リング状ランプ２６ａ〜２６ｄとしては、例
えば、リング形状の蛍光灯や、ＥＬ発光素子等が用いら
れる。

【００１８】この投光部１７は、撮像部１８の下方で、
撮像部１８によるウェブ２の撮像位置の周囲を囲むよう
にして配置される。これにより、撮像部１８の撮像位置
に外周から検査光を様々な角度で入射することができ、
色々な反射率や指向性を有する傷やゴミ，埃等で検査光
を乱反射させることができ、表面検査装置の検査精度を
向上させることができる。なお、ウェブ２の下方には、
検出効率を高めるために、黒色の支持板２９が配置され
ている。

【００１９】上記投光部１７と撮像部１８とは、略Ｔ字
形状の支持ステー３１に保持されている。この支持ステ
ー３１は、ウェブ２の幅方向に沿って配置された走査駆
動部に組み込まれており、この走査駆動部によってウェ
ブ２の幅方向で往復移動される。投光部１７はウェブ２
の幅方向で移動しながらウェブ２の表面を照明し、撮像
部１８は投光部１７と一緒に移動しながら投光部１７に
より照明されたウェブ２の表面を撮像する。

【００２０】ウェブ２の欠陥には多種多様なものが存在
し、上記リング状ランプ２６ａ〜２６ｄが最も応用範囲
が広い。しかしながら、図４に示すように、撮像部１８
に対面してウェブ２を挟み込むように配置されたバック
ライト５０による検査光でも、欠陥検査は可能であり、
不透明異物や強い傷の類は有効に検出することができ
る。

【００２１】走査駆動部には、撮像部１８と投光部１７
とを移動させる走査機構が内蔵されている。この走査機
構としては、詳しくは図示しないが、ウェブ２の幅方向
に沿って配置されたプーリーと、このプーリーに掛けら
れて支持ステー３１が取り付けられたベルトとからな
り、プーリーがモータで回転される際のベルトの移動に
よって支持ステー３１を移動させている。なお、走査機
構は、プーリーとベルトとに限定されるものではなく、
スプロケットとチェーン，ソレノイドとバネ，カム機
構，エアシリンダ，油圧シリンダ，ボールネジとボール
ナット等を用いることができる。

【００２２】図１に示すように、表面検査装置はコンピ
ュータ３３によって制御される。コンピュータ３３に
は、表面検査装置を制御するための制御プログラムと、
検査の際のスレッシュホールドレベル等の検査条件のデ
ータとが格納されており、これらのデータにしたがって
表面検査装置が制御される。

【００２３】また、撮像部１８は、ウェブ２の同一部位
を２回走査し、一度目の走査でウェブ２の欠陥の位置を
検出し、２度目の走査で各欠陥の状態を撮像する。撮像
部１８で撮像された欠陥位置データと欠陥画像データは
コンピュータ３３に入力され、メモリ等の記憶装置に保
存される。また、保存されたデータは、コンピュータ３
３に接続されたモニタ３５によって観察することがで
き、更に、コンピュータ３３に接続されたプリンタ３６
によってプリントアウトして、各種検討に用いることが
できる。このように、欠陥位置の認識と欠陥形状の撮像
とを別々の走査時に行うことで検査速度を飛躍的に高め
ることができ、一度の走査で欠陥位置の認識と欠陥形状
の撮像とを行う場合に比べて、およそ１０倍程度検査程
度の検査時間の短縮を図ることができる。

【００２４】検査部５とウェブ回収部６との間には、検
査部５で検出された欠陥の位置にマーキングを行うマー
キング装置３８が配置されている。このマーキング装置
３８は、詳しくは図示しないが、ウェブ２にマーキング
を行うプリンタヘッドと、このプリンタヘッドをウェブ
２の幅方向で移動させる移動機構とからなり、コンピュ
ータ３３に保存された欠陥位置データに基づいて移動機
構がプリンタヘッドを移動させ、所定の位置でウェブ２
の表面にマーキングを行う。

【００２５】マーキング装置３８でマーキングするマー
クとしては、図５に示すように、欠陥の大きさによって
マーク形状が変更される。例えば、大きな欠陥には同図
（Ａ）の五角形マーク４０を用い、中程度の大きさの欠
陥には同図（Ｂ）の四角形マーク４１を用い、小さな欠
陥には同図（Ｃ）の円形マーク４２を用いる。これによ
り、検査後に欠陥の大きさや分布を容易に調べることが
できる。なお、プリンタヘッドには、例えばインクジェ
ット方式のものや、インクリボンを使用する熱転写方式
等のプリンタヘッドや、背面インク供給型のスタンプ等
を用いることができる。

【００２６】次に、図６に示すフローチャートを参照し
て、上記実施形態の表面検査装置の作用について説明す
る。図１に示すように、プラスチックフイルムのウェブ
２は、製造直後にロール状に巻かれたウェブロール３の
形態のまま表面検査装置のウェブ供給部５にセットされ
る。ウェブ供給部５にセットされたウェブロール３から
は、ウェブ２が巻き戻され、両面を挟み込んでいるラミ
ネートフイルム７，８が剥がされてから、検査部５を経
てウェブ回収部６の回収用ローラ１２に係止される。ラ
ミネートフイルム７，８は、剥離用ローラ９，１０にそ
れぞれ係止される。このように、ウェブロール３を直接
検査装置にセットして検査することができるため、検査
用シートを作成していた従来に比べて検査の正確性が向
上する。

【００２７】ウェブ２の表面検査装置へのセット後に
は、コンピュータ３３を操作して各種設定を行う。この
設定とは、検査する材質やウェブ２の厚み、検査面積、
欠陥の大きさや状態に対するスレッシュホールドレベ
ル、マーキングの実施、不実施等となる。

【００２８】設定終了後に検査をスタートさせると、図
示しないモータが回収用ローラ１２をウェブ巻き取り方
向に間欠回転させ、ウェブ２をウェブ供給部４から引き
出して検査部５に間欠搬送する。また、図２及び図３に
示すように、これと同時に投光部１７でリング状ランプ
２６ａ〜２６ｄが点灯される。ウェブ２の搬送が停止す
ると、操作駆動部１９が作動し、支持ステー３１に保持
された投光部１７と撮像部１８とをウェブ２の幅方向に
沿って一定速度で移動させる。その際に、撮像部１８で
はラインＣＣＤ２１が駆動され、投光部１７で照明され
たウェブ２の表面を撮像する。

【００２９】投光部１７をリング状ランプ２６ａ〜２６
Ｄで形成する場合には、投光部１７のリング状ランプ２
６ａ〜２６ｄが上下方向で積み重ねられ、反射板２７ａ
〜２７によって反射されていることから、放射された検
査光は様々な角度でウェブ２の表面に入射する。そのた
め、ウェブ２の表面及び内部に存在する欠陥がどのよう
な反射率や指向性を有していても、高い精度で検査光を
ウェブ２の欠陥で乱反射させることができる。

【００３０】また、この乱反射した光を検出するのは、
高解像度のラインＣＣＤ２１であるため、従来の受光器
を用いていた検査装置よりも高精度に欠陥を検出するこ
とができる。この１度目の走査である検査スキャニング
の際には、ウェブ２の欠陥の位置が検出され、検査スキ
ャニングで得られた欠陥位置データは、コンピュータ３
３に入力されて記録装置に保存される。

【００３１】検査スキャニングで、予め設定した以上の
レベルの欠陥が発見されなかった場合には、ウェブ２が
再度間欠搬送され、ウェブ２の新たな部分に検査スキャ
ニングが実施される。また、検査スキャニングで予め設
定した以上の大きさの欠陥が発見された場合には、投光
部１７と撮像部１８とを初期位置に復帰させる際に、確
認スキャニングが行われる。この確認スキャニングで
は、検出された各欠陥の撮像が行われる。この欠陥画像
データもコンピュータ３３に入力され記録される。

【００３２】欠陥画像は、後でモニタ３５で観察した
り、プリントアウトする以外に、リアルタイムにモニタ
３５で観察することもできる。その際に、欠陥がゴミや
埃等のすぐに取り除くことができる悪影響の少ないもの
ならば、コンピュータ３３を操作し、その欠陥を欠陥位
置データと欠陥画像データとから除外することができ
る。

【００３３】なお、ウェブ２の幅方向と同じ長さのライ
ンＣＣＤを使用すれば、より検査時間を短縮することが
できるが、表面検査装置のコストが大幅に上昇してしま
う。そのため、本願発明では、短いラインＣＣＤでウェ
ブ２を幅方向に走査するようにして、コストと機能のバ
ランスをとっている。

【００３４】ウェブ２に欠陥があった場合には、ウェブ
２の間欠搬送後に、コンピュータ３３内に記録されてい
る欠陥位置データに基づいて、ウェブ２の欠陥の位置に
マーキング装置３８によってマーキングが施される。こ
のマーキングは、欠陥の大，中，小に応じて図５（Ａ）
〜（Ｃ）の符号４０〜４１に示すように変えられる。こ
れにより、ウェブ２を直接観察することで、欠陥分布状
況を簡単に調べることができる。

【００３５】以上のような検査スキャニング，確認スキ
ャニング，マーキングが、予め設定した規定面積の検査
が終了するまで繰り返される。規定面積の検査が終了す
ると、検査結果をモニタ３５に表示させて観察したり、
プリンタ３６でプリントアウトして各旬検討に用いるこ
とができる。

【００３６】

【実施例】上記実施形態の表面検査装置を試作して実験
した結果、図２に示すウェブ２の幅Ｌを１０００ｍｍ，
ラインＣＣＤ２１の走査幅Ｌ１を５０ｍｍとし、ライン
ＣＣＤ２１の解像度を５０００として、最小で１０μｍ
の大きさの欠陥を検出し得る速度で撮像部１８と投光部
１７とを移動させても、１ｍ²の面積のウェブ２を検査
するのに５分しかかからなかった。また、マーキング
は、平均して５秒／個となった。そのため、欠陥を１０
０個／ｍ²有するウェブでも、検査とマーキングとを合
わせたトータルでは約１５分／ｍ²の速さで検査を行う
ことができ、検査精度を向上させながら、ウェブの検査
時間を大幅に短縮することができる。

【００３７】上記実施形態は、写真フイルムの支持体用
の透明なウェブの検査を例に説明したが、本発明の表面
検査方法及び検査装置は、半透明または不透明なウェブ
の検査にも用いることができる。また、撮像部と投光部
とを一つずつ使用したが、これらを２個以上ずつ装備し
て、より検査速度を向上させることもできる。なお、撮
像部と投光部とを２個以上ずつ使用する場合、一方を検
査スキャニング用、他方を確認スキャニング用と分けて
使用してもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面検査
方法及び装置は、ウェブの欠陥の検査精度を向上させな
がら検査時間を大幅に短縮することができるため、ウェ
ブを使用する写真フイルム等の製品の品質向上と、製造
効率の向上とを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表面検査装置の構成を示す該略図であ
る。

【図２】検査部の構成を示す斜視図である。

【図３】撮像部及び投光部の要部断面図である。

【図４】別の撮像部及び投光部の要部を示す断面図であ
る。

【図５】マーキングされるマークの例を示す説明図であ
る。

【図６】表面検査装置の動作順序を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

２ウェブ３ウェブロール４ウェブ供給部５検査部１７投光坊１８撮像部１９走査駆動部２１ラインＣＣＤ２６ａ〜２６ｄリング状ランプ

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA03 AA18 AA60 AA61 BB13 CC02 DD03 DD06 FF01 FF04 FF41 FF67 GG17 HH14 JJ02 JJ25 LL04 LL65 MM03 MM07 PP02 PP16 PP22 QQ08 QQ23 QQ28 QQ31 SS04 SS06 SS13 2G051 AA31 AA41 AB01 AB06 AB07 AC01 AC15 BA20 BC06 CA03 CB05 CD04 DA06 DA15 DA17 EA11 EA14 EA16 EB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェブに検査光を照射し、該ウェブの表
面及び内部に存在する欠陥で乱反射した光を光電素子で
検出する表面検査方法において、製造後にロール状に巻かれたウェブを巻き戻して間欠搬
送させ、該ウェブの搬送が停止している際に、搬送方向
と直交する方向で光電素子を移動させてウェブの表面を
走査し、欠陥とその欠陥の位置とを検出することを特徴
とする表面検査方法。
【請求項２】前記ウェブの同一部位に、前記光電素子
による走査を少なくとも２回行ない、一度目の走査で欠
陥の位置を検出し、２度目の走査で欠陥の状態を識別す
ることを特徴とする請求項１記載の表面検査方法。
【請求項３】ウェブに検査光を照射する投光部と、該
ウェブの表面及び内部に存在する欠陥で乱反射された光
を検出する光電素子とを備えた表面検査装置において、製造後にロール状に巻かれたウェブを巻き戻して間欠搬
送させるウェブ搬送部と、該ウェブの停止時に、搬送方
向と直交する方向で光電素子を移動させてウェブの表面
を走査させる走査機構とを設け、欠陥とその欠陥の位置
とを検出することを特徴とする表面検査装置。
【請求項４】前記光電素子にラインＣＣＤを用い、こ
のラインＣＣＤの長手方向が前記ウェブの搬送方向に沿
うように配置したことを特徴とする請求項３記載の表面
検査装置。
【請求項５】前記ウェブの同一部位に、前記ラインＣ
ＣＤによる走査を少なくとも２回実施し、一度目の走査
で欠陥の位置を検出し、２度目の走査で欠陥の形態を撮
像することを特徴とする請求項４記載の表面検査装置。
【請求項６】前記投光部は、受光素子の走査位置の外
周を囲むように配置された少なくとも一つのリング状ラ
ンプからなり、該受光素子とともに走査機構によって移
動されることを特徴とする請求項３ないし５いずれか記
載の表面検査装置。
【請求項７】前記リング状ランプは、垂直方向に一定
の長さを持つ円筒型リング状ランプであることを特徴と
する請求項６記載の表面検査装置。