JP2015109169A - 放電処理における放電検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コロナ放電処理が実行されたかどうかを安価でしかも正確に検出できるようにする。【解決手段】 放電電極３からの放電時の明るさを電圧値に変換して、それら明るさと電圧値との相関をあらかじめ特定するプロセスと、上記放電処理時の放電光を検出するプロセスと、この検出した放電光の明るさを光電変換するプロセスと、光電変換したときの電圧値を検出するプロセスと、この電圧値に基づいて所期の放電がされているか否かを判定するプロセスとを実行する。【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばプラスチックフィルムの表面を処理する放電処理プロセスにおいて、放電電極に所期の電力が供給されているかどうかを検出する放電検出方法に関する。

この種の放電検出方法として、図３〜５に示したものが従来から知られている。
これら放電検出方法のうち、図３，４に示した従来例は、金属製の導電体からなるローラー芯１に誘電体からなるローラー体２を設けたローラーＲの周囲に複数の放電電極３を設けるとともに、この放電電極３には、高圧電源４からの高電圧を印加させる。

そして、上記ローラーＲにプラスチックフィルムＦを巻き掛け、このプラスチックフィルムＦを矢印方向に送りながら、上記のように放電電極３に高電圧を印加すると、これら放電電極３とプラスチックフィルムＦとの間でコロナ放電が発生する。
このコロナ放電によって、上記プラスチックフィルムＦに高エネルギーの電子やイオンが衝突し、上記フィルムＦの表面が改質されてぬれ性などが向上することになる。

上記のような表面改質のプロセスで、何らかの原因でコロナ放電のエネルギーが弱くなると、目的の表面改質ができなくなる。コロナ放電のエネルギーが弱くなる主な要因として放電電極３に印加される電圧の低下が挙げられる。そして、その電圧が低下する場合として、例えば、図４に示すように放電電極３に水滴５がたれてその部分が漏電する場合などが考えられる。
そこで従来は、図３に示すように電流計６を設け、この電流計６による計測値に応じて、コロナ放電のエネルギーを計測するようにしていた。

一方、図５に示した従来例は、プラスチックフィルムＦと各放電電極３との間にＣＣＤカメラ７を配置し、コロナ放電の状況をＣＣＤカメラ７に取り込むとともに、それを画像処理装置８で画像処理して、適切なコロナ放電がされていたかを判定するようにしていた。

特開２００６−３３１８０２号公報

図３，４に示した従来の方法では、例えば水滴５による漏電などの電流変化はほんのわずかであり、ほとんど検出できないのが現状である。特に、現在の製品は、一つの放電電極３の電圧が下がると、それを補うためにトランス等の作用で電圧を自動的に上げるシステムが採用されているので、ますます電流の変化が読み難くなっている。
しかし、放電電極３に印加される電圧がわずかでも下がると、コロナ放電のエネルギーが弱くなり、表面改質にも影響を及ぼすので、図３，４に示す従来例では、正確な判定ができないという問題があった。

また、最近は、最終ユーザーなどから、間違いなく放電処理がされたプラスチックフィルムかどうかという問い合わせが頻繁にあるので、バックデータの保存が求められるのが現状である。しかしながら、上記のように電流計６による計測値だけでは、電流の変化がほとんどわからないので、その検出値を保存しておいたとしても、それがバックデータとして機能しないという問題もあった。

一方、図５に示したＣＣＤカメラ７を用いる従来例では、ＣＣＤカメラ７及び画像処理装置８が非常に高価なために、実用性にかけるのが現状であった。
この発明の目的は、放電処理の状況を正確に判定できるとともに、装置も安価にできる放電処理における放電検出方法を提供することである。

第１の発明は、放電電極に高電圧を印加して、放電電極と放電処理を施す対象物との間で放電させて、当該対象物の表面を処理する放電処理において、放電電極からの放電光の明るさを電圧値に変換して、それら放電光の明るさと電圧値との相関をあらかじめ特定するプロセスと、上記放電光の明るさを検出するプロセスと、この検出した放電光の明るさを光電変換するプロセスと、光電変換したときの電圧値を検出するプロセスと、この電圧値に基づいて放電電極から所期の放電がされているか否かを判定するプロセスとを実行する点に特徴を有する。

なお、放電時の明るさとその電圧値の相関は、放電処理を実行する前にあらかじめ特定されていればよく、放電処理を実行するごとに相関を特定しなくてもよい。
ただし、対象物や処理目的に応じて、求められる放電エネルギーが相違するので、それら対象物あるいは処理目的に応じて、相関性を調整しなければならないことがあるのは当然である。

第２の発明は、光を取り込む受光手段で上記放電時の光を取り込むとともに、この受光手段に光電変換手段を接続し、光電変換手段が、上記受光手段で取り込んだ光を基にして電圧信号を出力する点に特徴を有する。
上記受光手段は、放電の光を取り込めればよく、その光をエネルギー変換したり、光を電気信号に変換したりしなくてもよい。

第３の発明は、上記電圧信号に対するしきい値をあらかじめ設定し、この電圧信号がしきい値に達したとき、所期の放電がされていると判定する点に特徴を有する。

第１の発明は、コロナ放電時の明るさが、コロナ放電のエネルギーと相関する点に着目した点に最大の特徴を有する。このような観点から、コロナ放電時の明るさを取り込んでそれを光電変換して電圧信号を出力させることによって、放電電極に所期の電圧が印加されているかを判定することができる。

そして、この放電検出方法では、コロナ放電時の光を取り込んで、それを光電変換するだけで、コロナ放電の状況を判定できる。そして、コロナ放電時の明るさは、印加電圧の変化すなわちコロナ放電のエネルギーに敏感に反応するので、従来の電流の計測値で判定する場合よりもその正確度が増すことになる。
また、コロナ放電の光を取り込めば足りるので、例えば、ＣＣＤカメラを用いた場合に比べて、数１０分の１程度のコストで足りることになる。

第２の発明によれば、光を取り込むための受光手段とその受光手段で取り込んだ光を光電変換する光電変換手段とを備えていれば、放電処理における放電検出方法を実現できるので、最少のコストで足りることになる。
第３の発明によれば、検出した電圧信号がしきい値に到達したか否かで、所期の放電がされているか否かを判定できることになる。

この発明の実施形態を示す模式図である。 電圧信号とコロナ放電の明るさとの関係を示したグラフである。 従来の放電処理における放電検出方法の模式図である。 図３の放電電極に水滴がたれた状態を示す模式図である。 図３とは別の従来例を示す放電処理における放電検出方法の模式図である。

図１及び２に示した実施形態は、金属製の導電体からなるローラー芯１に誘電体からなるローラー体２を設けたローラーＲの周囲に複数の放電電極３を設けるとともに、この放電電極３には、高圧電源４からの高電圧を印加させるようにしている。

そして、上記ローラーＲにプラスチックフィルムＦを巻き掛け、このプラスチックフィルムＦを矢印方向に送りながら、上記のように放電電極３に高電圧を印加すると、これら放電電極３とプラスチックフィルムＦとの間でコロナ放電が発生する。
このコロナ放電によって、上記プラスチックフィルムＦに高エネルギーの電子やイオンが衝突し、上記フィルムＦの表面が改質されてぬれ性などが向上することになる。

また、放電電極３とプラスチックフィルムＦとの間に生成されるコロナ放電の放電光を取り込む受光手段９を、少なくとも放電電極３と同数設けている。これら受光手段９は、例えば筒体からなり、この筒体でコロナ放電時の放電光を取り込むものである。ただし、この発明としては、上記放電光を取り込めれば、どのようなものでもよいが、上記のように筒体で受光手段を構成すればコスト的には有利である。

上記受光手段９で取り込まれた放電光は、光ファイバー１０を介して光電変換手段１１に伝送されるが、この光電変換手段１１は伝送された光の強さに応じた電力を出力する。
上記光電変換手段１１にはコンピュータＣＰが接続され、光電変換手段１１で変換された電力から電圧信号Ｖを検出する。

上記コンピュータＣＰには、上記電圧信号Ｖと上記放電光Ｗ（ワット）との相関値があらかじめ設定されているが、実際には、放電光のワット数を計測し、その計測値と光電変換手段１１の出力電圧Ｖとの相関関係が図２に示すようにあらかじめ設定されている。
そして、プラスチックフィルムＦとその改質度に応じてしきい値Ｖ１を設定するとともに、それを上記コンピュータＣＰにあらかじめ記憶させている。
さらに、コンピュータＣＰは、光電変換手段１１から伝送された電圧信号をバックデータとして記憶する機能を備えている。

上記しきい値は、図２に示すように、傾きの異なる直線ａ，ｂが交わる点ａ１、ｂ１を許容範囲としたものである。したがって、コンピュータＣＰは、この許容範囲においてしきい値Ｖ１に達していれば、コロナ放電の放電エネルギーは、求める上記改質度等に対して適正範囲にあると判定する。
なお、上記のようにしきい値Ｖ１に対して許容範囲を設けたのは、室内灯などの外部環境に応じて受光手段９が取り込む受光量が相違することを考慮したためである。

また、しきい値Ｖ１は，放電処理を施す対象物であるプラスチックフィルムＦの特性や改質度に応じて調整するが、室内灯などの外部環境、上記対象物の特性あるいは改質度が一定であれば、しきい値Ｖ１も以後一定に保って、連続的に放電処理を実行することができる。

なお、上記実施形態における各受光手段３は、光ファイバー１０及び光電変換手段１１を介してコンピュータＣＰに接続されている。
また、上記実施形態では、コロナ放電による放電処理について説明したが、この発明はプラズマ放電による放電処理にも利用できること当然である。

上記のようにした実施形態において、コロナ放電のエネルギーが放電光の明るさと相関する点に着目したので、複数あるうちの一つの放電電極３の電圧が下がったとき、それを補うためにトランス等の作用で電圧を自動的に上げるシステムの基においても、コロナ放電のエネルギーを適切に判定することができる。
しかも、受光手段９は光を取り込む機能さえ備えていればよいので、例えばＣＣＤカメラのような高価な光学手段を用いる必要がない。このように高価な光学手段が不要な分、コスト的にも有利になる。

さらに、コンピュータＣＰは、上記電圧信号をバックデータとして記憶する機能を備えているので、当該放電処理の対象物すなわち、プラスチックフィルムＦの放電処理が間違いなく実行されたかどうかを、上記バックデータから検証することができる。したがって、当該プラスチックフィルムＦに対して例えば印刷インクの乗りが悪いときなど、放電処理装置に問題があるかどうかを簡単に突き止めることができる。

プラスチックフィルムに印刷を施すときに、当該フィルムのぬれ性を向上させる放電処理における放電検出に最適である。

３ 放電電極
４ 高圧電源
Ｆ 放電処理の対象物であるプラスチックフィルム
９ 受光手段
１１ 光電変換手段

Claims (3)

1. 放電電極に高電圧を印加して、放電電極と放電処理を施す対象物との間で放電させ、当該対象物の表面を処理する放電処理において、放電電極からの放電光の明るさを電圧値に変換して、それら放電光の明るさと電圧値との相関をあらかじめ特定するプロセスと、上記放電光の明るさを検出するプロセスと、この検出した放電光の明るさを光電変換するプロセスと、光電変換したときの電圧値を検出するプロセスと、この電圧値に基づいて放電電極から所期の放電がされているか否かを判定するプロセスとを実行する放電処理における放電検出方法。
2. 光を取り込む受光手段で上記放電時の光を取り込むとともに、この受光手段に光電変換手段を接続し、光電変換手段が、上記受光手段で取り込んだ光を基にして電圧信号を出力する請求項１に記載した放電処理における放電検出方法。
3. 上記電圧信号に対するしきい値をあらかじめ設定し、この電圧信号がしきい値に達したとき、所期の放電がされていると判定する請求項１又は２に記載した放電処理における放電検出方法。
   
   
   
   

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