JP2013156059A - パーティクル検査方法およびパーティクル検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】反射防止フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、検査機にて異物を検出したフィルムと、パーティクルカウンタの値が高い区画を通過したフィルムとの相関を見ることが出来、異物発生箇所を特定し、パーティクル異常と欠陥の特定ができるパーティクル検査方法およびパーティクル検査システムを提供する。
【解決手段】パーティクル異常の発生した時のフィルムの位置を算出するパーティクル位置算出工程と、欠陥の発生したフィルムの位置を算出する欠陥位置算出工程と、欠陥算出工程で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出工程で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査するパーティクル検査方法に関する。

フィルム上に表面処理をして製造される物理化学作用を有する各種機能性フィルムは、製品に異物が混入しないよう、クリーン度の高い環境で生産されている。しかし、現状ではまだ異物が付着している。この対策として、製造工程では製品に欠陥が存在するかどうかを工程内に設置された自動検査機によってチェックを行っている。自動検査機により検出された欠陥情報は欠陥の大きさによってＡ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ／Ｆ等にランク付けされ、オペレータが欠陥情報を定期的に確認している。異常と判断した場合には、フィルムを破棄するか、欠陥発生部位を切り取って短尺品として出荷する。生産を再開するには、異常の再発を防止するために異常の原因を突き止める必要がある。

品質面で異物発生の傾向を管理するものとして、機能性フィルム製造工程では各区画によりクリーン度が異なること等から、各区画にパーティクルカウンタが設置されている。そして、クリーン度を常時計測しパーティクルカウンタで計測した値はディジタル化され、ソフトウェアを利用して常時監視されている。また、パーティクルの発生数が増加するとアラームが鳴り、注意を促すシステムがある。

特開２００２−３０１１０４号公報 特開２００５−０６２１１９号公報

しかし、検査機によって異物は検出されるが、付着場所が特定できないという問題がある。現状、各区画にパーティクルカウンタが設置してあるが、発生数が増加した時のアラーム警告のみであり、位置情報が記録されていない。パーティクル発生数が増加すると、生産中のフィルムに異物が付着する傾向が高いと推測するが、パーティクルと欠陥とが特定出来ていないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するもので、ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する工程と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する工程と、巻き出されたフィルムに表面処理をする工程と、欠陥を検査する工程とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、検査機にて異物を検出したフィルムと、パーティクルカウンタの値が高い区画を通過したフィルムとの相関を見ることが出来、異物発生箇所を特定し、パーティクル異常と欠陥の特定ができるパーティクル検査方法およびパーティクル検査システムを提供することを課題とする。

本発明は係る課題に鑑みなされたものであり、請求項１の発明は、ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する工程と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する工程と、巻き出されたフィルムに表面処理をする工程と、検査機により欠陥を検査する工程とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、
パーティクル異常の発生した時のフィルムの位置を算出するパーティクル位置算出工程と、
欠陥の発生したフィルムの位置を算出する欠陥位置算出工程と、
欠陥算出工程で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出工程で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、
を有することを特徴とするパーティクル検査方法としたものである。

本発明の請求項２の発明は、ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する工程と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する工程と、巻き出されたフィルムに表面処理をする工程と、検査機により欠陥を検査する工程とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、
パーティクルカウンタによりパーティクル異常の発生を検出し、発生した時刻を記憶するパーティクル異常検出工程と、
パーティクル異常の発生した時の巻き出し算出開始からの巻き出し長を記憶する異常時巻き出し長記憶工程と、
パーティクル異常の発生時のフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールとパーティクルカウンタ間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上のパーティクル異常発生位置を算出する異常位置算出工程と、
検査機により欠陥を検出したときのフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールと欠陥を検査した位置との間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上の欠陥の位置を算出する欠陥位置算出工程と、
パーティクル異常発生位置が欠陥の検査をする位置に到達するパーティクル異常到達距離を求める異常位置到達算出工程と、
欠陥検査工程で検出された欠陥の位置がパーティクル異常到達距離と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、
を有することを特徴とするパーティクル検査方法としたものである。

本発明の請求項３の発明は、ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する手段と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する手段と、巻き出されたフィルムに表面処理をする手段と、欠陥を検査する手段とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査するシステムにおいて、
パーティクル異常の発生した時のフィルムの位置を算出するパーティクル位置算出手段と、
製造途中の機能性フィルムの欠陥を検査する欠陥検査手段と、
欠陥の発生したフィルムの位置を算出する欠陥位置算出手段と、
欠陥算出手段で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出手段で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力手段と、
を有することを特徴とするパーティクル検査システムとしたものである。

本発明のパーティクル検査方法およびパーティクル検査システムは以上のような構成であるので、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、検査機にて異物を検出したフィルムと、パーティクルカウンタの値が高い区画を通過したフィルムとの相関を見ることが出来、異物発生箇所を特定し、パーティクル異常と欠陥の特定ができる
パーティクル検査方法およびパーティクル検査システムとすることができる。

本発明に係る機能性フィルムの製造工程の一例を示した説明図である。 本発明の第二の実施形態に係る、機能性フィルムのパーティクル検査方法の構成を示した説明図である。 本発明の第二の実施形態の、異常位置記録ソフトウェアによる処理のフロー図である。

以下本発明を実施するための形態につき説明する。

図１（ａ）は、本発明に係る機能性フィルムの製造工程の一例を示した説明図である。図で、巻き出しロール１に巻かれたフィルム５は、ロールに導かれ各表面処理工程が実施される各区画（図示せず）に搬送される。各区画では、機能性を付与する膜の塗布や、溶剤の乾燥等の表面処理が行われる。パーティクルカウンタ３が、必要とされる区画内に設置され、クリーン度が監視され、それぞれの区画内のクリーン度が保たれるように制御されている。巻き出しロール１には、巻き出し開始から、巻き出した長さを計測するカウンタが備えられている。パーティクルカウンタ３は、常時パーティクルの量を計測し、設定されている量を超えた場合、異常状態であるとの情報が出力され、正常状態に戻った場合、異常状態の解除の情報が出力される。表面処理が終わったフィルムに対しては、検査機４で欠陥の有無が検査される。検査機４は、必要とされる区画に設置される。全ての処理、検査終了後、巻き取りロール２でフィルムを巻き取る。なお、図では、各区画は、図示せず、パーティクルカウンタと検査機は最初と最後のみ図示してある。

このような製造工程で、本発明のパーティクル検査方法の第一の実施形態は、次のような構成である。パーティクルカウンタ３でパーティクル量を計測して、パーティクル異常の発生した時、フィルムの位置を算出する、パーティクル位置算出工程と、検査機４により検出された欠陥が発生したフィルムの位置を算出する、欠陥位置算出工程と、欠陥算出工程で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出工程で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、を有する。

以上のような構成から、次のような作用・効果が得られる。巻き出しロール１では、巻き出し開始時から巻き出し長を計測する手段が設けられており、巻き出し長が計測されている。

図１（ｂ）に示すように、巻き出しロール１からパーティルカウンタ３の設置されたエリアまでのフィルム長（巻出しロール１からパーティクルカウンタエリアまでのフィルムを引き伸ばした距離）をＸ［ｍ］とする。パーティクルカウンタ３で、パーティクル異常が発生した場合、その巻きだし開始からのフィルムの位置は、そのときの巻き出し長をＡ［ｍ］とすると、Ａ−Ｘ［ｍ］として求まる。

検査機４により検出された欠陥が発生したフィルムの位置は、次のようにして求まる。図１（ａ）に示すように、欠陥が検出されたときの巻き出し長をＢ［ｍ］とし、巻き出しロール１から検査機４までのフィルム長（巻出しロールから検査機までのフィルムを引き伸ばした距離）をＹ［ｍ］とする。欠陥の位置は、Ｂ−Ｙ［ｍ］として求まる。したがって、パーティクル異常が発生した位置Ａ−Ｘ［ｍ］と、欠陥の発生した位置Ｂ−Ｙ［ｍ］
とが一致した場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力することが出来る。

このような構成、および作用・効果を有するから、検査機にて異物を検出したフィルムと、パーティクルカウンタの値が高い位置を通過したフィルムとの相関を見ることが出来、異物発生箇所を特定し、パーティクル異常と欠陥との相関情報を出力することができる。

さらに本発明の第二の実施形態について説明する。
図２は、本形態例に係る機能性フィルムのパーティクル検査方法の構成を示した説明図である。各構成は、図１の機能性フィルムの製造工程で、利用されるものである。

巻き出し長カウンタ１０は、巻き出しロール１での、巻き出し開始時から、時刻と巻き出し長を計測する。

パーティクルカウンタ３０は、パーティクルカウンタ３で計測されたパーティクル量と、パーティクル量計測時の時刻とを計測する。

検査装置４０は検査機４で、欠陥検査手段４１を有し、機能性フィルムの欠陥を検査する。製造工程内にインラインで設置されている。

異常位置記録手段２０は本実施形態のパーティクル検査システムであって、パーティクル位置算出手段２１と、欠陥位置算出手段２２と、異常位置到達算出手段２３と、相関情報出力手段２４と、より構成されている。

パーティクル位置算出手段２１は、
パーティクルカウンタ３０によりパーティクル異常の発生と消滅を検出し、発生および消滅した時刻を記憶手段５０に記憶するパーティクル異常検出手段と、
パーティクル異常の発生および消滅した時の巻き出し算出開始からの巻き出し長を記憶手段５０に記憶する異常時巻き出し長記憶手段と、
パーティクル異常の発生および消滅時のフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールとパーティクルカウンタ間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上のパーティクル異常発生および消滅位置を算出する異常位置算出手段と、より構成される。

欠陥位置算出手段２２は、検査機４により欠陥を検出したときのフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールと欠陥を検査した位置との間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上の欠陥の位置を算出する。

検査機４は、機能性フィルムをCCDラインセンサにて撮像し欠陥を可視画像化し、画像データを分析することにより、欠陥を検出する。

また、検出された欠陥の位置情報は、幅方向Xと流動方向Yの座標情報により決定される。
幅方向X：フィルムの幅端を原点とした距離。

フィルム検査においては、フィルム流動により、フィルムの蛇行等により検出位置情報が変化しない様、リアルタイムで原点補正処理が行われていることとする。
流動方向Y：フィルムの検査開始位置を原点とした距離。

フィルム巻き出し開始位置とは、必ずしも一致はしない。

異常位置到達算出手段２３は、パーティクル異常発生および消滅位置が欠陥の検査をする位置に到達するパーティクル異常到達距離を求める。

相関情報出力手段２４は、欠陥検査工程で検出された欠陥の位置がパーティクル異常到達距離と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する。

記憶手段５０では、各手段より必要とされるデータ、検査情報管理データベース、生産情報管理データベースなどを記録する。

塗工条件監視手段６０は、記憶手段５０に格納されている生産情報管理データベースを参照し、各情報に対し、与えた閾値によって定期的に異常判定を行う。

以上の巻き出し長カウンタ、各パーティクルカウンタ、検査装置、異常位置記録手段、塗工条件監視手段６０、記憶手段は、ネットで接続されている。

検査情報管理データベースは、各工程の検査機の検査情報、および欠陥の関連情報を格納する。そして、各工程の欠陥検査機によって検出された欠陥情報、および欠陥情報を利用した様々な指標情報を管理する。各情報を管理するに当たり、少なくとも以下のテーブルを持つ。
・検出欠陥格納テーブル
本テーブルは、各工程における欠陥検査機の検査ロールに対する欠陥情報を格納するテーブルであり、以下のような構成をとる。

表１ 検出欠陥格納テーブル

生産情報管理データベースは、各工程における生産実績等の情報を格納する。パーティクル値についてもここに格納される。そして、生産情報管理データベースは、生産中のロールに対する実績情報や塗工条件を管理する。1分間隔など、定期的に登録されていく仕組みとする。各情報の管理テーブルとして、少なくとも以下のテーブルを持つ。
・製品ロール情報管理テーブル
本テーブルは、製品ロールの情報を格納しているテーブルである。他システムとの連携により自動で登録可能とし、テーブルの項目構成として、少なくとも以下のような構成をとる。

表２ 製品ロール情報管理テーブル

・塗工条件管理テーブル
本テーブルは生産中の塗工条件を管理するテーブルである。本発明はパーティクルに着目しているため、テーブルの項目構成として以下のような構成をとる。

表３ 塗工条件管理テーブル

塗工条件監視手段６０は、記憶手段５０に格納されている生産情報管理データベースを参照し、各情報に対し、与えた閾値によって定期的に異常判定を行う。1分間隔など定期的に生産情報管理DBの塗工条件管理テーブルを参照し、情報を取得する。
異常を検知した際は、オペレータに対してアラーム通知する機能を持つ。また、異常を検知した際は、ログとして以下の情報を格納したCSV形式のファイルを出力する機能を持つ。異常が出続けている場合は毎回ログを残すこととする。
以下に出力するファイルの例を示す。出力としては、異常が出たときの「測定日時」、測定項目「パーティクルカウンタＡ測定値・・・」（表３参照）、異常と判断された「測定値」である。

表４ 塗工条件監視手段ログ

異常位置記録手段２０は、塗工条件監視手段６０の監視結果と、各工程検査機４による欠陥情報を分析し、品質に関わる設備異常の監視・判定を行う。

具体的には、塗工条件監視PCが異常を検知した際に出力するＣＳＶファイルを1分間隔などで定期的に参照し、その異常項目の内パーティクル異常を抜粋してデータを取得する。

取得したパーティクル情報と、検査機４の欠陥情報の相関分析を行い、パーティクル起因による品質異常の察知を行う。

パーティクル異常が発生している間はログにデータが溜まっていくが、異常が消滅し、ログが出力されなくなったタイミングでその日時を異常解除日時として記録する。

以下にデータの記録例を示す。

表５ 異常発生日時と異常解除日時の記録

次に、以上の第二の実施の形態例で、パーティクルカウンタＡのエリアでパーティクル異常が発生した場合の、そのエリアを通過しているフィルムの位置を記録する手法を説明する。

異常位置記録手段（ソフトウェア）２０は生産情報管理ＤＢ（データベース）の製品ロール情報管理テーブルを参照し、ソフト上に記録した異常発生時刻と異常解除時刻より、その時点での巻出しロール長を取得する。

取得した巻出しロール長をＡ［ｍ］とし、また、巻出し位置からパーティクルカウンタＡエリアまでの距離（フィルムを引き伸ばした状態）をＸ［ｍ］とすると、パーティクルカウンタＡエリアの位置にあるフィルムは巻出し開始からＡ−Ｘ［ｍ］の箇所である（図１（ｂ））。

実際にパーティクル異常が発生した時点でパーティクルカウンタＡエリアを通過していたフィルムの位置は、パーティクル異常が起きた時刻をｔ１としてその時の巻出しロール長をＡ１［ｍ］、異常が解除された時刻をｔ２としてその時の巻出しロール長をＡ２［ｍ］とすると、Ａ１−Ｘ［ｍ］〜Ａ２−Ｘ［ｍ］の箇所となる。

異常位置記録（ソフトウェア）２０にて、パーティクルカウンタＡエリアを通過しているフィルムの位置についても記録する。記録の仕方は表６のようになる。

表６ パーティクル異常時刻と異常発生時の塗工位置の記録

次に、パーティクルカウンタＡのエリアでパーティクル異常が発生している時にそのエリアを通過したフィルムを検査機にて検査した際に異物欠陥が発生していた場合、パーティクル異常が起きていたという情報をフィードバックする手法を、以下（図１（ａ））の製造ラインを例に説明する。

パーティクルカウンタＡのエリアでパーティクル異常が発生している時にそのエリアを通過したフィルム位置の欠陥情報を得るためには、その位置がいつ検査機に達するかを知る必要がある。

検査機が巻出しロールからＹ［ｍ］の距離（フィルムを引き伸ばした状態）にあるとして、現在の巻出し長をＢ［ｍ］とすると、Ｂ−Ｙ［ｍ］が前述したパーティクル異常時にパーティクルカウンタＡのエリアを通過したフィルム位置Ａ１−Ｘ［ｍ］〜Ａ２−Ｘ［ｍ］と一致するときが検査機に達する位置となる。検査機に到達する各位置をＢ１−Ｙ［ｍ］、Ｂ２−Ｙ［ｍ］とする。

検出欠陥格納テーブルから巻出し長Ｂ１［ｍ］とＢ２［ｍ］の位置の欠陥情報を得るには、製品ロール情報管理テーブルより巻出し長がＢ１［ｍ］とＢ２［ｍ］となった時の登録日時を取得し、紐づく検出日時を割り出す。

次にパーティクル異常と検査機が検出する欠陥の相関判定するロジックについて説明する。
（１）欠陥数の区間ごと集計
異常位置記録（ソフトウェア）２０は、検査機が出力する欠陥情報を、ソフトウェア内に設定された巻出し長区間毎（例えば１０ｍ毎）に、集計を行い、区間毎欠陥数を取得する。

表７ 区間毎欠陥数集計項目

（２）区間ごと欠陥数の異常判定
異常位置記録（ソフトウェア）２０は、（１）により取得した集計情報を元に、集計区間に対する欠陥情報の異常判定を行う。異常判定条件は、ソフトウェアの設定により任意に設定可能とし、少なくとも以下の項目により異常判定が行われることとする。

表８ 区間欠陥異常判定条件

（３）パーティクル異常情報との紐付け判定
異常位置記録（ソフトウェア）２０は、（２）により異常と判定した区間が、パーティクル異常と関連性があるかの判定を行う。判定条件は例えば以下の条件で行う。

パーティクル異常関連性判定条件
・欠陥異常と判定した区間が、表６のパーティクル異常範囲に含まれている場合、関連性ありとする。
・パーティクルとの関連性ありと判定した場合には、以下の情報を画面上に表示するとともに、アラーム発報を行い、オペレータへの通知を行い、異常処置を促す。

表９ アラーム発報情報

以上の処理をまとめたフローを、図３に示す。図３は、異常位置記録ソフトウェアによる処理のフロー図である。

Claims (3)

1. ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する工程と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する工程と、巻き出されたフィルムに表面処理をする工程と、検査機により欠陥を検査する工程とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、
   パーティクル異常の発生した時のフィルムの位置を算出するパーティクル位置算出工程と、
   欠陥の発生したフィルムの位置を算出する欠陥位置算出工程と、
   欠陥算出工程で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出工程で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、
   を有することを特徴とするパーティクル検査方法。
2. ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する工程と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する工程と、巻き出されたフィルムに表面処理をする工程と、検査機により欠陥を検査する工程とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査する検査方法において、
   パーティクルカウンタによりパーティクル異常の発生を検出し、発生した時刻を記憶するパーティクル異常検出工程と、
   パーティクル異常の発生した時の巻き出し算出開始からの巻き出し長を記憶する異常時巻き出し長記憶工程と、
   パーティクル異常の発生時のフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールとパーティクルカウンタ間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上のパーティクル異常発生位置を算出する異常位置算出工程と、
   検査機により欠陥を検出したときのフィルムの巻き出し長から、巻き出しロールと欠陥を検査した位置との間のフィルムの長さを差し引き、フィルム上の欠陥の位置を算出する欠陥位置算出工程と、
   パーティクル異常発生位置が欠陥の検査をする位置に到達するパーティクル異常到達距離を求める異常位置到達算出工程と、
   欠陥検査工程で検出された欠陥の位置がパーティクル異常到達距離と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力工程と、
   を有することを特徴とするパーティクル検査方法。
3. ロールに巻かれたフィルムの巻き出し長を計測する手段と、パーティクルカウンタでパーティクル量を計測する手段と、巻き出されたフィルムに表面処理をする手段と、欠陥を検査する手段とを含む、機能性フィルムを製造する製造途中で、フィルムに付着したパーティクルを検査するシステムにおいて、
   パーティクル異常の発生した時のフィルムの位置を算出するパーティクル位置算出手段と、
   製造途中の機能性フィルムの欠陥を検査する欠陥検査手段と、
   欠陥の発生したフィルムの位置を算出する欠陥位置算出手段と、
   欠陥算出手段で算出された欠陥の位置が、パーティクル算出手段で算出された位置と同じである場合、欠陥とパーティクル異常とが相関があるものとして異常相関情報を出力する相関情報出力手段と、
   を有することを特徴とするパーティクル検査システム。