JP2004251723A

JP2004251723A - 搬送検査装置及び搬送装置

Info

Publication number: JP2004251723A
Application number: JP2003041560A
Authority: JP
Inventors: Tamaya Ubukata; 玉也生方; Hourai Fu; 寶▲莱▼ 傅; Masahiro Yaguchi; 正広矢口
Original assignee: Tsukuba Seiko Ltd
Current assignee: Tsukuba Seiko Ltd
Priority date: 2003-02-19
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2023-02-19
Also published as: JP4184826B2

Abstract

【課題】搬送中にも欠陥検査が行える搬送検査装置を提供すること、また、搬送対象物が透明材料であっても、非接触状態での搬送中に欠陥検査が行える搬送検査装置を提供すること。
【解決手段】電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材５を非接触の状態で搬送する搬送装置２と薄状部材５の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置３とを備えた搬送検査装置１である。この搬送装置２は、電極面の一部に光線が透過する光線透過部（切欠部１５）が配設されている。この光線透過部１５を利用して欠陥検査装置３が配設されていることにより、搬送対象物が透明材料であっても、非接触状態での搬送中に欠陥検査が行える搬送検査装置が提供される。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄状部材を非接触の状態で搬送しつつ欠陥検査を行える搬送検査装置及びそれに用いる搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ガラスなどの薄状材料を確実に搬送するための搬送装置として、例えば、多列ローラーによる駆動ローラー方式を採用したガラス縦搬送機が実用化されている（例えば、日本設備工業社のガラス縦搬送機）。
【０００３】
しかしながら搬送されるべき部材が、ＴＦＴ、ＰＤＰ、ガラス基板等である場合には、できるだけ衝撃や他部材との接触が少ない搬送手段が望まれる。
【０００４】
このような状況下で薄状部材を静電気力により非接触の状態で保持する静電保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この静電浮上搬送装置によれば、静電力を用いた静電浮上システムにおいて、絶縁基板上に導電体の電極パターンが形成されている固定子と、この固定子に対向して固定子に非接触で保持されるハンドリング対象物と、固定子とハンドリング対象物間のギャップを検出する近接スイッチと、直流電圧を供給する電源と、固定子の電極への印加電圧のスイッチング動作を行うスイッチング回路とを備え、近接スイッチからのオン／オフ信号に基づいてスイッチング回路で電源からの直流電圧を前記固定子の電極パターンにスイッチングすることにより、ハンドリング対象物を安定浮上させている。
【０００５】
また、このような静電保持装置を利用して、ハンドリング対象物としての薄状部材を傾斜した状態で搬送する薄状部材のハンドリング方法及びハンドリング装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
この特許文献２に記載のハンドリング装置によれば、ガラス板などの薄状部材の一側縁を支持するベルトコンベアを備え、ベルトコンベアにより一側縁を支持させつつ静電保持装置により薄板部材の面を非接触に吸引させることにより、薄状材料を傾斜させた状態で保持させつつ搬送するハンドリング装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−３２２５６４号公報
【特許文献２】
特開２００１−１９８７５９号公報、図５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２に開示のハンドリング装置によれば、薄板材料を実質的に非接触の状態でハンドリング対象物としての薄状部材を搬送できるので、クリーン度を向上させて搬送するのに適している。また、この特許文献２に開示のハンドリング装置によれば、縦搬送（傾斜させた状態での搬送）ができるので、大型ガラス材料を設置面積を少なく搬送するのに適している。
【０００９】
ここで、ハンドリング対象物としてのガラス材料は、実際の工場内では適宜の工程で異物の有無などをカメラを使用して検査するのが好ましい。そのため、搬送装置としては、搬送時間を利用してこれらの欠陥検査が同時並行的に行えることが望ましい。
【００１０】
しかしながら、特許文献２に開示のハンドリング装置では、ハンドリング中に欠陥を検査することができない。
【００１１】
また、特許文献２に開示のハンドリング装置に欠陥検査装置を装備しただけの構成では、ハンドリング対象物が透明であるときには、ラインセンサなどのカメラを用いた画像処理により欠陥を検査することが困難である場合がある。
【００１２】
これは、保持手段としての電極表面と薄板材料との離間距離が数百μｍ以下と非常に狭いので、保持手段とハンドリング対象物とが非接触の状態でも、ハンドリング対象物が透明材料である場合には、カメラにより取り込まれた画像にハンドリング対象物の裏面に位置する電極表面が背景として取り込まれ、これがノイズとなって、充分に精度の良い欠陥検査を行うことができないためである。
【００１３】
そこで、この発明の第１の目的は、搬送中にも欠陥検査が行える搬送検査装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、搬送対象物が透明材料であっても、非接触状態での搬送中に欠陥検査が行える搬送検査装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置に対して、薄状部材の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置を装備させることにより、搬送中にも欠陥検査が行える搬送検査装置を提供することができることを見出した。また、本発明者等は、この搬送装置を構成する電極面の一部に光線が透過する光線透過部を配設し、この光線透過部を利用して欠陥検査装置を配設することにより、搬送対象物が透明材料であっても、非接触状態での搬送中に欠陥検査が行える搬送検査装置が提供できることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明は、電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置と前記薄状部材の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置とを備えた搬送検査装置である。
【００１６】
このように構成すれば、欠陥検査を行いつつ薄膜材料を非接触の状態で搬送することができる。
【００１７】
また、本発明は、電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置と前記薄状部材の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置とを備えた搬送検査装置であって、前記電極面の一部に光線が透過する光線透過部が配設され、前記欠陥検査装置は前記光線透過部を利用して配設されていることを特徴とする搬送検査装置である。
【００１８】
このように構成すれば、欠陥検査装置は、光線透過部を利用して配設されているので、搬送対象物が透明材料であっても、欠陥検査のためにカメラにより取り込まれた画像にノイズとなる電極表面が背景として取り込まれることがない。これにより、搬送中に精度の良い欠陥検査を行うことができる。
【００１９】
また、本発明は、電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置であって、前記電極面の一部に光線が透過する光線透過部が配設されていることを特徴とする搬送装置である。
【００２０】
このように構成すれば、この搬送装置は、光線透過部を利用して欠陥検査装置を配設することにより、搬送対象物が透明材料であっても、欠陥検査のためにカメラにより取り込まれた画像にノイズとなる電極表面が背景として取り込まれることがない搬送検査装置として利用することができる。これにより、搬送中に精度の良い欠陥検査を行うことができる搬送検査装置を提供することができる。
【００２１】
この薄状部材を保持する電極面は、電極面の面積が小さい電極ユニットが平面的に隣接して多数配列されて構成されており、前記光線透過部は、前記電極ユニットの一ユニット又は数ユニットが欠落した切欠部として形成されていれば、搬送検査装置の構造が簡易となる。また、光線透過部が切欠部であれば、長期間使用しても、光線透過部が劣化したり、変色したり、汚れたり、塵埃等が付着したりすることに起因して欠陥検査のために取り込まれる画像へのノイズの発生が生じることがない。
【００２２】
これらの多数の電極ユニットは、各電極ユニット同志が互いに独立して薄状部材との間隔を制御できる制御機構を備えていれば、ハンドリング対象物が柔軟であったり破壊し易い物である場合にも廉価な搬送検査装置を提供することができる。例えば、電極ユニットの面積を小さくしてその数を増やすことにより、薄状部材が柔軟であったり、破壊しやすいものであっても安定に優しく搬送及び検査を行うことができる。また、電極ユニットの面積を大きくしてその数を減少させることにより、全体のコストを低減できる。
【００２３】
この欠陥検査装置は、ラインセンサカメラ又はエリアセンサカメラが例示される。
【００２４】
この欠陥検査装置がエリアセンサカメラであり、前記搬送装置は間欠的に薄状部材を搬送する搬送機構を備え、該搬送機構が停止状態で前記エリアセンサカメラが作動されて検査に必要な画像が取り込まれる構成であれば、ハンドリング対象物としての薄状部材が厚み方向に位置変動しても、平面方向へ移動されない状態でカメラの焦点深度範囲内で画像を取り込むことができるので、画像の取り込み精度に影響を与えることが無く、高精度に欠陥を検査することができる。
【００２５】
前記エリアセンサカメラは前記電極面に平行な平面方向であって搬送方向と交差する方向に移動できる移動手段を備えていれば、エリアセンサカメラを搬送方向と交差する方向に移動させることによりカメラの視野が狭くてもカメラ台数を増やすことなく幅の広い薄状部材の検査を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１及び図２は本発明の搬送検査装置の構成を説明する図であり、この発明の搬送検査装置１は、縦型搬送装置２と欠陥検査装置３とを備えている。
【００２８】
縦型搬送装置２は、ハンドリング対象物５を静電的に吸引する電極面を備えた電極ベース（固定子）７と、この電極ベース７の下方に配置され、電極面で静電的に非接触の状態（例えば、一定の距離を隔てて吸引された状態）のハンドリング対象物５の下側縁５ａを支持してハンドリング対象物５を搬送するベルトコンベアなどの搬送装置８とを備えている。また、この電極ベース７は、装置本体４に対して鉛直方向（縦方向）に対する傾きθが調整自由に固定されている。
【００２９】
この発明の実施の形態の一例の電極ベース７は、図３に示す電極ユニット９から構成されている。ここで、この実施の形態の電極ユニット９は、電極面の面積が、例えば、１００×１００、２００×２００（単位はｍｍ）等の平面視方形であるがこれらに限定されない。例えば、大きさは自由であり、また、形状も方形に限らず、例えば、平面視、円形、六角形などもよい。
【００３０】
この電極ユニット９の面積はハンドリング対象物５の剛性で決められ、剛性が低い程、電極ユニット９の面積を細かく分割し、ハンドリング対象物５の各局所に働く静電気吸引力を多数に分割して制御することがよい。電極ユニット９の数を多くし、それぞれの電極１０、１１を各々独立した分散制御の形を取り、またその電極ユニット９の数に比例して近接スイッチ（スイッチング回路内のスイッチと反転素子の数等）を増やすことにより、ハンドリング対象物５を優しく安定に取り扱うことができる。
【００３１】
また、各電極ユニット９は、ハンドリング対象物５に静電力を与えるためにパターン状に形成された一対の電極１０、１１を表面（電極面）に備え、各電極１０、１１には相互に反対極性の電圧が不図示の電圧回路から供給されるようになっている。
【００３２】
ここで、この発明の実施の形態では、ハンドリング対象物５の電位を０Ｖに維持するために、外側に配置された電極１０と内側に配置された電極１１との間には絶縁体からなる分離帯１２が設けられ、各電極１０、１１の面積は相互に等しくなっている。
【００３３】
また、電極１１の内側の中央にはハンドリング対象物５の位置を検出するための近接スイッチ１３が配置されている。この近接スイッチ１３は、ハンドリング対象物５と近接スイッチ１３との離間距離に応じて電極１０，１１へ印加する電圧をオン／オフするスイッチング機能（各電極１０，１１への印加電圧のスイッチング動作を行うスイッチング回路）を有している。
【００３４】
本発明の実施の形態においては、図４又は図５に示すように、これらの多数の電極ユニット９…が枠体１４を含む支持体（不図示）に支持されて電極面（表面）を面一にして配設されているが、その一部に千鳥状に切欠部１５…を備えている。この切欠部１５…は、電極ユニット９が配設されていない空間であり本発明に従う光線透過部を構成する。
【００３５】
欠陥検査装置３は、撮像装置としてのカメラ１６（例えば２次元ＣＣＤカメラ又はエリアセンサ）などを備えた多数の検査ユニット１７…を備えている。各検査ユニット１７は少なくともハンドリング対象物５の画像を取り込むための撮像装置（カメラ１６）を備えているが、この実施の形態では、ハンドリング対象物５の検査部位の表面に向けて照明するために、リング照明などの照明装置１７ａを備えている。各検査ユニット１７の光軸Ｏ…はハンドリング対象物５の表面に対して直角になるように配置されている。照明光を拡散したり、照明光量を調整したり、所望の波長の照明光を照射させたりするための光学部材が間に介在されていてもよい。
【００３６】
いずれにしても、この検査ユニット１７は、この切欠部１５を利用して配設されていることが必要である。ここで、切欠部１５を利用してとは、この実施の形態のようなカメラ１６がハンドリング対象物５を表面側から撮像する場合には、検査部位の裏面に切欠部１５が位置するように、例えば、図６に示すように、配置する。これにより、カメラ１６に取り込まれる画像に電極ベース７が背景として取り込まれることがない。
【００３７】
以上のように構成された欠陥検査装置３によれば、ハンドリング対象物５としての透明材料は、その下端縁５ａを搬送装置８上に載置した状態で近接スイッチ１３からのオン／オフ信号に基づいてスイッチング回路で電源からの直流電圧を電極ユニット９の電極１０，１１にパターン状にスイッチングすることにより、ハンドリング対象物５と近接スイッチ１３（電極面）との距離を所定の目標値（例えば、３００μｍ〜５００μｍの所定の値）に維持しつつ非接触的にハンドリング対象物５を保持させることができる。
【００３８】
ここで、例えば、厚み０．７ｍｍ、幅１５００ｍｍ、長さ１８００ｍｍの透明ガラス板がハンドリング対象物５であり、θ＝５度とした略垂直に近い傾斜状態でハンドリング対象物５の下端縁５ａを搬送装置８上に支持させた状態で、クリアランスが３００μｍ〜５００μｍの範囲の所定値となるように、印加電圧の制御を行い、ハンドリングした。
【００３９】
この状態で搬送装置８を駆動させることによりハンドリング対象物５を矢印方向に移動させることができる。
【００４０】
ついで、ハンドリング対象物５の検査部位がカメラ１６の撮像範囲に配置された状態で搬送装置８を停止してカメラ１６により画像を取り込む。これにより、取り込まれた画像は、適宜の画像処理装置（不図示）に送信されて、スクラッチ、クラック、気泡、シェル、ホール、サイドマークなどの異物の有無が判定されて検査が行われる。この取り込まれた画像は、ハンドリング対象物５の裏面には切欠部１５が配置されているので、ハンドリング対象物５が透明であっても背景がノイズとなることはない。
【００４１】
また、この画像取り込み中にハンドリング対象物５は小刻みに厚み方向に振動するが、カメラ１６の光軸Ｏがハンドリング対象物５に対して直交しているので、この小刻みな振動がカメラ１６の焦点深度範囲内であれば、ノイズとなることはない。
【００４２】
画像取り込み後に搬送装置は、カメラの視野相当分移動して停止し、次の撮像が行われる。これにより、このような欠陥検査装置によれば、ノイズ無く精度の良好な欠陥検査を行うことができる。
【００４３】
【変形例】
この変形例では、図７に示すように、検査ユニット１７のカメラ１６をハンドリング対象物５の表面に平行であり、かつ、搬送方向とは交差（例えば、直交）するａ方向に移動できる構成とした以外は発明の実施の形態と同様にした。
【００４４】
このように構成すれば、カメラ視野１８ａの画像を取り込んだ後、カメラをａ方向に移動させることによりカメラ視野１８ｂに移動させて撮像する。カメラ視野１８ａ及び１８ｂの画像取り込みが行えたら、搬送装置８を駆動させてカメラ視野の幅だけガラスを移動させて、次の画像取り込みを行う。
【００４５】
これにより、カメラ視野が狭い場合でも、カメラの設置台数を増やすことなく、幅方向に広いハンドリング対象物５を検査することができる。
【００４６】
以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００４７】
例えば、ハンドリング対象物５と電極ベース７間の相対位置関係としては、ハンドリング対象物５が電極ベース７と平行になるように間隔を有している場合を説明したが、ハンドリング対象物５は電極ベース７に対して傾斜していてもよい。例えば、発明の実施の形態において、下端縁５ａでは電極ベース７に接近しているが上部に向かうに従って距離が離間している、すなわち、上方に向かって開かれて保持されていてもよい。
【００４８】
また、照明装置１７ａはハンドリング対象物５の表面側から照明していたが裏面側から照明してもよい。この場合には照明装置１７ａは切欠部１５を利用して配置される。
【００４９】
また、欠陥検査装置３は、ハンドリング対象物５の表面側から撮像していたが、切欠部１５を利用してハンドリング対象物５の裏面側から撮像してもよい。この場合も同様に照明装置１７ａは表面側から照明しても、裏面側から照明してもどちらでもよい。
【００５０】
また、以上の発明の実施の形態では、近接スイッチ１３を用いたが、近接スイッチ１３に換えて、変位センサを用いてもよい。変位センサにより電極面とハンドリング対象物５間のギャップをセンシングし、信号をコントローラ等に送信し、コントローラはそのギャップに合わせて各電極ユニットへの印加電圧を制御し、ギャップを設定値に維持するように構成してもよい。印加電圧の制御方式としてはオンオフ制御装置が最も廉価である。
【００５１】
また、以上の発明の実施の形態では、欠陥検査装置はエリアセンサが用いられていたが、ラインセンサなどであってもよい。この場合には、縦型搬送装置８は間欠的に搬送されても、また、連続的に搬送されてもよい。
【００５２】
また、搬送装置は縦型搬送装置８を例示したが、設置面積が許せば、搬送装置は縦型に限定されない。
【００５３】
また、以上の発明の実施の形態では、光線透過部は切欠部として形成されていたが、光線が透過すればよいので、透明材料により形成されていてもよい。
【００５４】
また、以上の発明の実施の形態では、搬送装置と検査装置とが一体に形成されていたが、搬送装置と検査装置とは別体であってもよい。例えば、光線透過部に位置決めして配設可能なカメラ装置用の装着部を配置した搬送装置であってもよい。この装着部に市販の検査用のカメラ装置を装着することにより本発明に従う搬送検査装置を提供することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、搬送対象物が透明材料であっても、非接触状態での搬送中に欠陥検査が行える搬送検査装置を提供することができる、という実用上有益な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る搬送検査装置の構成を説明する側面図である。
【図２】図１の搬送検査装置の撮像ユニット１７と縦型搬送装置２の関係を平面により説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電極ベース７を構成する電極ユニット９の一例を説明する斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電極ベース７の構成を説明する部分斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電極ベース７の構成の変形例を説明する部分斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る搬送検査装置における搬送装置２と撮像ユニット１７のとの位置関係を正面より見た図により説明する透視図である。
【図７】変形例に係る搬送検査装置における撮像ユニット１７における撮像装置の移動方向を説明する図である。
【符号の説明】
１：搬送検査装置
２：縦型搬送装置（搬送装置）
３：欠陥検査装置
４：装置本体
５：ハンドリング対象物（薄状部材）
５ａ：下端縁
７：電極ベース
８：搬送装置
９：電極ユニット
１０、１１：電極
１２：分離帯
１３：近接スイッチ（変位センサ）
１４：枠体
１５：切欠部（光線透過部）
１６：カメラ（撮像装置）
１７：検査ユニット（撮像ユニット）
１７ａ：照明装置
１８ａ、１８ｂ：カメラ視野

Claims

電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置と前記薄状部材の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置とを備えた搬送検査装置。
電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置と前記薄状部材の欠陥を搬送中に検査する欠陥検査装置とを備えた搬送検査装置であって、
前記電極面の一部に光線が透過する光線透過部が配設され、前記欠陥検査装置は前記光線透過部を利用して配設されていることを特徴とする搬送検査装置。
前記電極面は、電極面の面積が小さい電極ユニットが平面的に隣接して多数配列されて構成されており、
前記光線透過部は、前記電極ユニットの一ユニット又は数ユニットが欠落した切欠部として形成されていることを特徴とする請求項２記載の搬送検査装置。
前記多数の電極ユニットは、各電極ユニット同志が互いに独立して薄状部材との間隔を制御できる制御機構を備えていることを特徴とする請求項３記載の搬送検査装置。
欠陥検査装置は、ラインセンサカメラ又はエリアセンサカメラであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の搬送検査装置。
前記欠陥検査装置はエリアセンサカメラであり、
前記搬送装置は間欠的に薄状部材を搬送する搬送機構を備え、
該搬送機構が停止状態で前記エリアセンサカメラが作動されて検査に必要な画像が取り込まれることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の搬送検査装置。
前記エリアセンサカメラは、前記電極面に平行な平面方向であって搬送方向と交差する方向に移動できる移動手段を備えていることを特徴とする請求項６記載の搬送検査装置。
前記エリアセンサカメラの焦点深度は、薄板部材の厚みに加えて該薄板部材が静電気力により保持されている状態での厚み方向の振れ範囲を満たしていることを特徴とする請求項６記載の搬送検査装置。
電極面へ印加する電圧を制御して薄状部材を非接触の状態で搬送する搬送装置であって、前記電極面の一部に光線が透過する光線透過部が配設されていることを特徴とする搬送装置。
前記電極面は、電極面の面積が小さい電極ユニットが平面的に隣接して多数配列されて構成されており、
前記光線透過部は、前記電極ユニットの一ユニット又は数ユニットが欠落した切欠部として形成されていることを特徴とする請求項９記載の搬送装置。
前記多数の電極ユニットは、各電極ユニット同志が互いに独立して薄状部材との間隔を制御できる制御機構を備えていることを特徴とする請求項１０記載の搬送装置。