JP2017194370A - ウェブ欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】透明基材に拡散材が分散された塗工剤を塗工されたウェブにおける塗工スジやムラなどの欠陥を、カメラと照明部を動かすことなく、低コストで検査することを目的とする。【発明が解決しようとする課題】【解決手段】ウェブの流れる方向に対して検査カメラの前後に配置された搬送ロールが、それぞれ垂直方向で移動が可能であり、搬送ロールの位置を制御することによって、検査カメラの光軸とウェブとのなす角度を制御し、ウェブに応じてウェブに対するカメラの光軸を最適な角度で検査するウェブ欠陥検査装置。【選択図】図３

Description

本発明は、透明基材に拡散材を分散した塗工剤が塗工されたウェブの表面のスジやムラ等の欠陥を検査する装置に関する。

図４で示されるような拡散材２をバインダー４の中に分散した塗工剤が透明基材３の上に塗工され、基材３上に塗工剤層５が形成されるウェブは、ロールｔｏロールの搬送設備を使用し、コーティング、乾燥などの工程を経て生産される。

一つのコーティングの方法として図５で示されるように、グラビアコーター３０を使用することがある。グラビアコーター３０を使用したコーティングをする際に、セルが周方向に線数と呼ばれる密度で刻まれたグラビアロール３１を、塗工剤３５が注入された塗工剤パン３４に、回転させながら浸すことにより、グラビアロール３１周囲のセルとその周辺に塗工剤３５が着液する。着液された塗工剤３５はドクター刃３２によって、不要な塗工剤３５がかきとられる。グラビアコーター３０に供給された基材３はグラビアロール３１と圧胴３３の間を通過し、塗工剤３５が塗工されていく。その際に、グラビアロール３１に異物が付着したり、ドクター刃の欠けなどがあると、塗工剤３５が均一に基材３に塗工されなく、ウェブ１にはスジやムラなどの欠陥が発生する。

また、均一に塗工剤３５が基材３に塗工されても、コーティング後の乾燥工程において、乾燥ムラがあるとウェブ１にはスジやムラなどの欠陥が発生する。

このようなスジやムラの欠陥が発生すると、実害がもたらされるので、ウェブのスジやムラ等の欠陥をウェブ走行中に検出することが行われる。そこで、特許文献１には、ウェブを挟んで、カメラと照明部を配置し、カメラと照明を向かい合わせ、ウェブの欠陥検査をする装置や方法が紹介されている。

特開２０１５−１９０８３５号公報

しかしながら、特許文献１で開示されるようなウェブ検査装置では、カメラと照明部を動かさなければならず、その駆動系の機械や制御にコストがかかっていた。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決しようとするものであり、カメラと照明部を動かすことなく、ウェブの走行パスを変化させることにより、ウェブに対する撮像角度を自由に制御できるようにして、低コストでウェブのスジやムラ等の欠陥を検査することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、透明基材に拡散材が分散された塗工剤を塗工されたウェブのスジやムラなどの欠陥を、照明部がウェブに投光してその透過光で検査するウェブ欠陥検査装置であって、ウェブの一方の面側に配置され、ウェブに光を照射する光源を有する照明部と、ウェブの他方の面側に配置され、ウェブを透過した光に応じた画像を撮像する検査カメラと、ウェブの流れる方向に対して前記検査カメラの前後に配置された搬送ロールがそれぞれ垂直方向で移動を行なう検査カメラ前後搬送ロール移動機構と、前記検査カメラ前後搬送ロール移動機構により前記検査カメラの前後に配置された前記搬送ロールの位置を決めることによって前記検査カメラの光軸とウェブとのなす角度を制御する制御部と、前記検査カメラの焦点をウェブ表面に調整する検査カメラウェブ間距離調整手段と、を備えることを特徴とするウェブ欠陥検査装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記照明部に、その光の光拡散度合を選択できる複数の拡散板を有することを特徴とする請求項１記載のウェブ欠陥検査装置である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記制御部に、ウェブの種類に応じて、検査上最適な検査カメラ前後の前記搬送ロール位置と、前記照明部の光の光拡散度合いとが格納されており、かつ、この制御部が、検査開始前に設定されたウェブの種類に応じて、前記搬送ロール位置と前記照明部の光の光拡散度合いとを最適に制御する機能を有することを特徴とする請求項２記載のウェブ欠陥検査装置である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、前記制御部が、前記検査カメラの焦点位置を自動に制御する機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずかに記載のウェブ欠陥検査装置である。

本発明によれば、透明基材に拡散材を分散した塗工剤が塗工されたウェブの表面のスジやムラ等の欠陥を、ウェブを挟んで片側に検査カメラ、片側に照明部を互いに向き合うように配設し、しかもカメラの光軸が、ウェブに対して、垂直からある角度を付けられ、しかもその角度がウェブの品種ごとに最適値に変えられる透過光検査によって、感度よく検出でき、低価格な生産性の高い検査ができるようになった。

本発明のウェブ検査装置構成の概略図である。（ａ）はウェブの法線上に対に検査カメラがある場合、（ｂ）はウェブの法線に対してθだけ検査カメラの光軸が傾いている場合。 本発明のウェブ検査装置構成の概略斜視図である。 本発明のウェブ検査装置全体構成の概略図である。 拡散材が分散された塗工剤が塗工されたウェブの断面模式図である。 グラビアコーターによる基材への塗工を説明する模式図である。

以下、本発明を実施するための形態につき説明する。

本発明のウェブ検査装置は、図１から３で示されるように、ウェブ１の一方の面側に配置されウェブ１に光を照射する光源を有する照明部１４と、ウェブ１の他方の面側に配置されウェブ１を透過した光に応じた画像を撮像する検査カメラ１１と、ウェブ１の流れる方向に対して検査カメラ１１の前後に配置された上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７がそれぞれ垂直方向に移動が可能である検査カメラ前後搬送ロール移動機構と、前記検査カメラ前後搬送ロール移動機構により検査カメラ１１の前後に配置された上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置を決めて検査カメラ１１の光軸とウェブ１とのなす角度を制御する制御部２１と、検査カメラ１１の焦点をウェブ表面に調整する検査カメラウェブ間距離調整手段と、を備える。

ウェブ１は上流側搬送ロール１５を通って、走行方向ａの向きに走行し、照明部１４と検査カメラ１１が向かい合っている中を通り、下流側搬送ロール１７を通る。

その際、照明部１４から投光された光は、ウェブ１１を透過し、検査カメラ１１に到達し、画像の撮像が行われる。

検査カメラ１１の制御は検査装置２０で行われる。そして検査装置２０は制御部２１の指令をうけて動作する。

ウェブ１の流れる方向に対して検査カメラ１１の前後に配置された上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７はそれぞれ垂直方向に移動を行なう検査カメラ前後搬送ロール移動機構がある。上流側搬送ロール１５は駆動部１６により垂直方向で移動し、下流側搬送ロール１７は駆動部１８により垂直方向で移動する。また駆動部１６、駆動部１８は制御部２１の指令をうけ、この動作を行う。

この検査カメラ前後搬送ロール移動機構により、上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７をそれぞれ垂直方向で移動させ、ウエブ１のパスを変更させ、検査カメラ１１の光軸とウェブ１との角度を変える検査カメラ角度制御手段がある。ウェブ１の上面の法線と検査カメラ１１の光軸の間の角度をθとする。図１（ａ）はウェブ１の法線上に検査カメラ１１の光軸がある場合で、θ＝０の場合である。図１（ｂ）はウェブ１の法線に対して検査カメラ１１の光軸がθだけ傾いている場合で、θ＝θの場合である。

ウェブの種類すなわち基材の種類と基材に拡散材が分散された塗工剤の種類や膜厚に応じて、検査に最適な角度θがあるので、検査時には最適な角度θになるように、検査カメラ角度制御手段が上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７をそれぞれ垂直方向で移動させ、検査カメラ１１の光軸とウェブ１とのなす角度θを整える。

前記検査カメラ角度制御手段によって上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７をそれぞれ垂直方向で移動させ、検査カメラ１１の光軸とウェブ１とのなす角度θが決まったとき、検査カメラウェブ間距離調整手段は検査カメラ１１の焦点をウェブ表面にするために、検査カメラ１１とウェブ１の間距離を調整する。検査カメラ１１とウェブ１の検査点との距離を、検査カメラ１１の脇にあるレーザー変位計１９で測定し、検査カメラ１１とウェブ１の間距離を上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７を移動することによって調整する。

照明部１４は光源１２とその前面にある拡散板１３で構成されている。

照明部１４の光の拡散度合いは、使用する光源１２と拡散板１３で決定される。

光源１２はたとえば棒状蛍光灯の３波長管を使用する。図２に示されるように、光源１２は、光源１２の長手方向がウェブ１の幅方向に配設される。

光源１２に棒状蛍光灯の３波長管を使用した場合、拡散板１３は、図２に示されるように、光源１２の前面に配設される。

光源１２は、制御部２１の指令を受け、ＯＮ、ＯＦＦが実行される。

拡散板１３は光源１２の光の光拡散度合を決めるものであり、いろいろな光拡散度合を具現する複数の拡散板が用意されており（不図示）交換可能である。制御部２１で指令をうけた駆動部２５で、拡散板１３の交換が行われる。ウェブの種類すなわち透明基材に拡散材が分散された塗工剤の種類や膜厚に応じて、検査に最適な光拡散度合があり、検査時には最適な拡散板１３を使用する。

制御部２１に、ウェブ１の種類に応じて、検査上最適な検査カメラ前後の搬送ロールである上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置と、照明部１４の光の光拡散度合いとが格納されており、かつ、この制御部２１が、検査開始前に設定されたウェブ１の種類に応じて、搬送ロールである上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置と前記照明部の光の光拡散度合いとを最適に制御する機能を有する。

ウェブ１の種類すなわち基材３の種類と基材３に拡散材２が分散された塗工剤の種類や膜厚に応じて、検査時に最適な検査カメラ１１の光軸とウェブ１の法線となす角度があって、その角度で検査カメラ１１で撮像するためには検査カメラ１１とウェブ１間距離があり、これを具現化する検査カメラ１１前後の搬送ロールである上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置が定まる。これをウェブ１の種類が変わるたびに、設定を行うのは時間がかかるので、あらかじめウェブ１の種類に応じた検査に最適な、検査カメラ前後の搬送ロール位置を記録、格納しておいて、検査開始前にウェブ１の種類を設定すると、上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置に移動するように、制御部２１の指示のもと、上流側搬送ロール１５は駆動部１６の駆動が行われ、下流側搬送ロール１７は駆動部１８の駆動が行われる。

同様に、ウェブ１の種類すなわち基材３の種類と基材３に拡散材２が分散された塗工剤の種類や膜厚に応じて、検査に最適な光拡散度合がある。これをウェブ１の種類が変わるたびに、設定を行うのは時間がかかるので、あらかじめウェブ１の種類に応じた検査に最適な、照明部の光の光拡散度合を具現化する拡散板１３の種類を制御部２１に記録、格納しておいて、検査開始前にウェブ１の種類を設定すると、拡散板１３の種類が決まり、いろいろな光拡散度合を具現する拡散板（不図示）の中から制御部２１で指令をうけた駆動部２５で、最適な拡散板１３がセットされる。

このような検査前のプリセット機能により多品種対応を短時間で図れる。

ウェブ１の種類すなわち基材３の種類と基材３に拡散材２が分散された塗工剤の種類や膜厚に応じて、検査前に上流側搬送ロール１５と下流側搬送ロール１７の位置が定まり、照明部の光の光拡散度合を具現化する拡散板１３の種類がセットされた後、検査が開始された後、検査カメラ１１の焦点位置が検査装置２０を介して制御部２１によって自動に制御されることもできる。

検査カメラ１１の光軸と、ウェブ１をまたいで、照明部１４の光量が多い軸は、一直線上に並んでいたが、必ずしもそうすることもない。ウェブ１に対して、ウェブ１の法線に対してθ１の角度で入射し、ウェブ１からの透過光を、ウェブ１の法線に対してθ２の角度で、検査カメラ１１の光軸を配置してもよい。

検査カメラ１１で撮像された画像は、検査装置２０で画像判断し、スジやムラを検出すれば、制御部２１にその判定は送られ、制御部２１は警報を発する。

本発明を実施するための形態により、検査カメラと照明部を固定したままで、検査カメラの、ウェブの進行方向に対して、前後の搬送ロールを垂直方向に動かすことにより、検査カメラの光軸を、ウェブの法線方向から傾けるができ、透明基材に拡散材が分散された塗工剤を塗工されたウェブにおけるスジやムラなどの欠陥を、品種に応じた最適な角度で低コストで検査することができるようになった。

１・・・ウェブ
２・・・拡散材
３・・・基材
４・・・バインダー
５・・・塗工剤層
１１・・・検査カメラ
１２・・・光源
１３・・・拡散板
１４・・・照明部
１５・・・上流側搬送ロール
１６・・・駆動部
１７・・・下流側搬送ロール
１８・・・駆動部
１９・・・レーザー変位計
２０・・・検査装置
２１・・・制御部
２５・・・駆動部
３０・・・グラビアコーター
３１・・・グラビアロール
３２・・・ドクター刃
３３・・・圧胴
３４・・・塗工剤パン
３５・・・塗工剤
a・・・走行方向

Claims (4)

1. 透明基材に拡散材が分散された塗工剤を塗工されたウェブのスジやムラなどの欠陥を、照明部がウェブに投光してその透過光で検査するウェブ欠陥検査装置であって、
   ウェブの一方の面側に配置され、ウェブに光を照射する光源を有する照明部と、
   ウェブの他方の面側に配置され、ウェブを透過した光に応じた画像を撮像する検査カメラと、
   ウェブの流れる方向に対して前記検査カメラの前後に配置された搬送ロールがそれぞれ垂直方向で移動を行なう検査カメラ前後搬送ロール移動機構と、
   前記検査カメラ前後搬送ロール移動機構により前記検査カメラの前後に配置された前記搬送ロールの位置を決めることによって前記検査カメラの光軸とウェブとのなす角度を制御する制御部と、
   前記検査カメラの焦点をウェブ表面に調整する検査カメラウェブ間距離調整手段と、
   を備えることを特徴とするウェブ欠陥検査装置。
2. 前記照明部に、その光の光拡散度合を選択できる複数の拡散板を有することを特徴とする請求項１記載のウェブ欠陥検査装置。
3. 前記制御部に、ウェブの種類に応じて、検査上最適な検査カメラ前後の前記搬送ロール位置と、前記照明部の光の光拡散度合いとが格納されており、
   かつ、この制御部が、検査開始前に設定されたウェブの種類に応じて、前記搬送ロール位置と前記照明部の光の光拡散度合いとを最適に制御する機能を有することを特徴とする請求項２記載のウェブ欠陥検査装置。
4. 前記制御部が、前記検査カメラの焦点位置を自動に制御する機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずかに記載のウェブ欠陥検査装置。