JP2019052868A - 塗布シート材の検査方法および検査装置、塗布シート材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート基材に塗布剤をコートする塗布シート材において、シート基材と塗布剤のいずれもが蛍光特性を有する場合でも、精度良く塗布剤のムラやヌケを検査できる。【解決手段】蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査方法であって、前記塗布シート材に励起光を照射するステップＡと、前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤が前記励起光を吸収することで生じる前記塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度との差が２５％以上ある特定発光帯域の光を選択して受光するステップＢと、前記ステップＢで受光した光を信号処理して、発光強度分布を出力するステップＣと、前記発光強度分布から、発光強度が規定外の領域を欠陥として判定するステップＤとを有する塗布シート材の検査方法。【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光するシート基材に蛍光する塗布剤を塗布した塗布シート材の塗布欠陥の検査に関するものである。

蛍光を利用した塗布剤の抜けやムラなどの塗布欠陥の光学的手段による検査は、産業界で広く利用されている。

たとえば、離型紙上に塗布した樹脂の塗布欠陥を客観的に検出でき、製造される樹脂塗布シートの信頼性を高めた樹脂塗布シートの製造に関する技術が提案されている（特許文献１）。ロールから繰り出された離型紙に樹脂を塗布する塗布ローラ及び樹脂が塗布された樹脂塗布シートを巻き取る巻取ローラを備えた樹脂塗布シートの製造装置は、樹脂の塗布面に波長範囲３００〜４００ｎｍの検査光を照射する光源と、照射した検査光の光学特性の差を利用して塗布欠陥を検出する検出手段とが設けられている。

また、塗布剤の塗布状態を正確に検査することのできる技術が提案されている（特許文献２）。蛍光物質が混合された塗布剤の塗布状態を検査するための装置は、塗布剤に紫外線を照射するための高圧水銀灯、高圧水銀灯を高周波駆動によって点灯させるために所定の周期で正方向及び負方向に交互に繰り返される矩形状波形の高周波電力を出力するランプ駆動回路、高圧水銀灯の照射により塗布剤が発する蛍光を受光し受光量に応じた受光信号を出力する受光素子、及び受光信号に含まれる交流成分を高周波電力の波形と同期して検出するための同期整流回路を有して構成される。

また、フイルムに透明や白色の塗工液を塗工する際、塗工不良部分を簡便に発見することができる技術が提案されている（特許文献３）。フイルムに透明または白色の塗工液を塗工する際に、塗工液中に蛍光増白剤を包含させ、塗工中または塗工後、塗工面に紫外線を照射して、塗工面を肉眼で観察する。

また、基板上のコーティング剤塗布状態のより正確に検査できる技術が提案されている（特許文献４）。基板上のコーティング剤塗布状態の検査装置は、基板に紫外光を照射するブラックライト（照射手段）と、紫外光を受けて基板を被覆するコーティング剤が含む第一蛍光剤が発生する第一蛍光と基板が含む第二蛍光剤が発生する第二蛍光を撮像する撮像手段と、撮像手段の画像内の第一蛍光が所定の単色となるように色相を変更する変更手段と、変更された後の画像のＲＧＢ信号をゲイン調整する調整手段と、ゲイン調整した後の画像を二値化する二値化手段から構成される。

また、紫外線ランプを照射してそれぞれの蛍光体を発光させ、この時それぞれの蛍光体から発される光を波長にしたがって明度差が大きくなるようにしてプラズマディスプレイパネル背面板の蛍光体における不良有無を迅速で正確に検査できるようにしたプラズマディスプレイパネルの蛍光体検査に関する技術が提案されている（特許文献５）。少なくとも一つ以上の蛍光体が塗布されたプラズマディスプレイパネルに紫外線を照射する照射段階と、前記照射により蛍光体から発される光の明度差が大きくなるように差等透過するフィルタリング段階と、前記フィルタリング段階の後、蛍光体からの発光の読出し結果に基づいて蛍光体の不良有無を判断する判断段階とからなる。

また、通常可視光、近赤外光の照射では検出できないウェブの欠陥を目視に頼らずに検査する技術が提案されている（特許文献６）。蛍光物質を成分として含む走行ウェブに対象欠陥を可視化させる目的で蛍光染料を励起発光させる主に紫外域の光を照射する投光部と蛍光物質を成分として含む走行ウェブ上を反射または走行ウェブの中を透過した走行ウェブ表面又は内部の構造的な不均一に起因する蛍光反応で励起された光の不均一を欠陥として知覚する受光部と、欠陥を系外に抽出する目的で欠陥の程度の大小、長短を判別するための識別レベルを与える設定部と、設定レベルとの差で大小長短を判別する比較部と、比較された欠陥のウェブ上の発生個所を明示するためにウェブのエツジに印を入れるマーキング部と、比較された欠陥の情報を作成するデータロギング部を有するウェブ検査装置であり、上記の受光部はウェブの走行方向に対しその走査方向の分解能が高くなるよう構成されている。

特開平９−１３６３２３号公報 特開平８−１４１４８７号公報 特開平５−１５７７０６号公報 特開２０１５−２１７９７号公報 特開２００４−１５８４５４号公報 特開平４−３４３４８号公報

しかしながら、これらの従来技術には次のような問題点が残されている。

塗布剤が透明あるいは半透明であったり、シート基材と同色であったりする場合は、単にカメラで撮像する方法では、塗布剤の抜けを認識することは出来ない。

また、シート基材と塗布剤のいずれもが蛍光性を有している場合、単に塗布剤表面の蛍光強度を測る従来技術では、塗布剤の抜けやムラを認識することはできなかった。

さらに特許文献４が提案する、発光色の色身の違いをカラーカメラで撮像した後に色変換でコントラストを改善する手法では、特定の色を発色する材料の組み合わせ以外では利用することができない。

本発明の目的は、シート基材に塗布剤をコートする塗布シート材において、シート基材と塗布剤のいずれもが蛍光特性を有する場合でも、精度良く塗布剤の抜けやムラを検査する方法を提供する。

上記課題を解決する本発明の塗布シート材の検査方法は、
蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査方法であって、
前記塗布シート材に励起光を照射するステップＡと、
前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤が前記励起光を吸収することで生じる前記塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度との差が２５％以上ある特定発光帯域の光を選択して受光するステップＢと、
前記ステップＢで受光した光を信号処理して、発光強度分布を出力するステップＣと、
前記発光強度分布から、発光強度が規定外の領域を欠陥として判定するステップＤとを有する。

上記課題を解決する本発明の塗布シート材の製造方法は、蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面に、前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤を塗布して塗布シート材を得る塗布工程と、前記塗布シート材を前記の塗布シート材の検査方法により検査する検査工程とを含む。

上記課題を解決する本発明の塗布シート材の検査装置は、
蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査装置であって、
前記塗布シート材に励起光を照射する照明手段と、
前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布材からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度との差が２５％以上である特定発光帯域の光を取得するする波長選択手段と、
前記塗布シート材からの蛍光のうち、前記波長選択手段により選択された光を受光する受光手段と、
前記受光手段からの信号を処理して、前記選択された光の発光強度分布を取得する信号処理手段と、
前記信号処理手段の出力から前記塗布シート材における前記発光強度分布のうち、発光強度が規定外の領域を欠陥として判定する判定手段とを有する。

ここでいう蛍光特性とは、蛍光スペクトルを示し、各素材が光を吸収し蛍光を発したときの波長毎の発光強度を指す。蛍光において物質に照射する光を励起光と呼び、蛍光の波長は必ず励起光より長くなる。励起光には多くの場合、波長の短い紫外線を用いるが、可視光、たとえば青色の励起光を用いる場合もある。この場合、蛍光の波長は青色より波長の長い緑色や赤色となる。また、光を吸収した後に蛍光を発しない素材もあり、それらは蛍光特性を有さないものとする。

また、「蛍光の特定発光帯域の光強度」とは、蛍光の発光強度を特定発光帯域の波長範囲で積分した値のこと、すなわち光量を指す。

本発明において蛍光特性を有するとは、光を吸収した後に蛍光を発する能力を有すること指す。蛍光特性は一般的に、素材毎でスペクトルは異なった形状をしており、それを人間の目やカメラでは、明るさや色の違いとして認識される。また、各素材の蛍光特性のうち、蛍光を発する波長の範囲を発光帯域と呼ぶ。発光帯域の幅は素材により様々であるが、単一の材料からなる素材では、なだらかな山形の特性を描く場合が多い。本発明では素材ごとの発光帯域の違いを利用し、シート基材と塗布剤のいずれか一方が他方に比べて明るく発光している特定発光帯域のみを受光することで、塗布シート材の表面状態を精度のよい検査方法を提供する。

本発明を利用した検査を行うことで、これまで精度の高い検査が難しかった、シート基材と塗布剤のいずれもが蛍光発光する塗布シート材における塗布剤の抜けやムラなどの塗布欠陥の検査を精度良く行うことが出来る。

本発明の実施の形態にかかる検査装置の概略図である。 本発明の実施の形態にかかる塗布シート材のシート基材と塗布剤の蛍光特性の一例を示す図である。 波長選択手段により選択される、特定の波長による塗布シート材の画像の一例を示す図である。 波長を選択しない光学系で取得した塗布シート材の画像の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる塗布シート材のシート基材と塗布剤の蛍光特性の一例を示す図である。 実施例１−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例１−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例１−２におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例１−２における塗布シート材の取得画像を示す図である。 比較例１−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 比較例１−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例２−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例２−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例２−２におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例２−２における塗布シート材の取得画像を示す図である。 比較例２−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 比較例２−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例３−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例３−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例３−２におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 実施例３−２における塗布シート材の取得画像を示す図である。 比較例３−１におけるシート基材と塗布剤の蛍光特性を示す図である。 比較例３−１における塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例４におけるシート基材と塗布剤コート剤の蛍光特性を示す図である。 実施例４におけるカラーカメラにより取得された塗布シート材の取得画像を示す図である。 実施例４におけるカラーカメラにより取得された塗布シート材の画像を、ＲＧＢの３チャンネルに分割した場合の画像の一例を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、本発明に係る検査装置の概略を示す。塗布シート材１は、シート基材１ａの片面に塗布剤１ｂにより被覆されている。シート基材１ａと塗布剤１ｂの蛍光特性は例えば図２に示すような関係になっており、シート基材の蛍光特性１１と塗布剤の蛍光特性１２は異なる蛍光特性を有している。塗布シート材１に励起光源２から励起光を照射すると、励起光を吸収したシート基材１ａと塗布剤１ｂはおのおのの蛍光特性に応じた蛍光を発し、その蛍光スペクトルは図２に示すとおりとなる。シート基材１ａの蛍光スペクトル１１と塗布剤１ｂの蛍光スペクトル１２では、発光する波長域や発光強度が異なる。ここで塗布剤１ｂのみが明るく発光し、シート基材１ａはほとんど発光しない波長域１３を特定発光帯域とする。この帯域を透過させる光学フィルタ３を装着したカメラ４で撮像を行い、塗布シート材の発光強度分布を取得し、信号処理部５により処理を行うと、図３に示すように塗布剤１ｂに被覆されている（被覆状態がよい）領域である正常部２１は明るく写り、塗布剤１ｂに被覆されていない（被覆状態がよくない）領域である塗工不良部（抜け）２２は暗く写る画像が得られる。判定部６では図３のような画像を入力信号として、画像の輝度値が一定の基準を下回る部分を塗工不良部（抜け）２２として判定する。仮に光学フィルタ３を用いず、波長を限定せずにカメラ４で撮像を行い、信号処理部５により処理を行った場合、図４に示すように塗布剤１ｂに被覆されている領域である正常部２１と、塗布剤１ｂに被覆されていない塗工不良部（抜け）２３とのいずれもが明るく写る画像が得られるため、塗工不良部（抜け）２３を判定することはできない。

撮像装置であるカメラについては、蛍光スペクトルの波長帯域に感度を持つ市販のモノクロカメラを使用することができる。撮像素子のセンサタイプとしては、エリアセンサもしくはラインセンサのいずれも使用することができる。また、ビット深度は８ビットや１６ビットなどのカメラが使用できる。レンズは蛍光スペクトルの波長帯域での反射コートなどを有していない市販のレンズを使用することができる。

また励起光源の設置位置は、図１では塗布シート材に対してカメラと同じ面側に配置されているが、シート基材が励起光に対して透過性を有している場合は、塗布シート材を挟んでカメラと反対側に配置されても良い。

次に図５に示すように、シート基材のスペクトル１１ａと塗布剤のスペクトル１２ａとの一方のみが発光する特定発光帯域の波長範囲１４ａが狭い場合、カメラ４に入射する絶対的な光量が少ないため、信号処理部５での処理の結果、全体が暗い画像となってしまい、欠点の認識が難しくなってしまう場合がある。このような場合は、一方の発光スペクトルの光強度と他方の発光スペクトルの光強度の差が２５％以上ある波長域を特定発光帯域として選択することが出来る。

シート基材と塗布剤がそれぞれ図５のような蛍光特性を有している場合、シート基材の蛍光特性１１ａと塗布剤の蛍光特性１２ａとの差が大きい選択波長域１３ａの範囲の光を透過する光学フィルタ３を選択することで、前記被覆状態の判定を行うことができる。カメラが受光する光量は、選択範囲内の蛍光スペクトルの面積（積分値）に比例する。図５において１３ａに示す範囲を選択した場合、カメラが受光する塗布剤の光量は、シート基材の光量に対しておおむね２倍であり、検査に十分な光量を得つつ、塗布剤の被覆状態を判断することが出来る。本発明では基材あるいは塗布剤からの蛍光のうち、波長選択手段を通過した後の光量が大きい方の光量を１００％として、もう一方の光量が７５％以下の場合、つまり両者の差が２５％以上ある場合に有意差があると判断して、塗布剤の被覆状態の判定を行う。また選択波長域１３は前記条件を満たす範囲を選択することとする。

次に、波長選択手段および受光手段にカラーカメラを用いた場合について説明する。カラーカメラは一般的に赤色（Ｒ）・緑色（Ｇ）・青色（Ｂ）に感度を持った３つの素子（チャンネル）の合成で表現される。各チャンネルの選択波長域は一部が重複しており、一般的に赤色に相当するＲチャンネルは６００〜７５０ｎｍを、緑色に相当するＧチャンネルは４５０〜６５０ｎｍを、青色に相当するＢチャンネルは４００〜５５０ｎｍを選択波長域としている。シート基材や塗布剤の蛍光特性がこれらのチャンネルでうまく分離できるような蛍光波長を有している場合、たとえばシート基材が６００〜７００ｎｍで蛍光し、塗布剤が４００〜５００ｎｍで蛍光する場合には、前記カラーカメラの出力信号のうち、Ｂチャンネルの信号を用いることで塗布剤の被覆状態を判断することが出来る。このような場合、Ｂチャンネルの選択波長域である４００〜５５０ｎｍが特定発光帯域である。

ここで、特定発光帯域の光の信号処理について説明する。シート基材や塗布剤の蛍光をカメラが受光すると、カメラ内部の撮像素子が光を電荷に変換し、電気信号として処理し、電気信号の大きさに応じた輝度値を出力する。ここで、前記カメラが８ビットのモノクロカメラであれば、最も明るい輝度値を２５５、最も暗い輝度値を０の２５６階調（８ビット）に変換する。カメラ内部の撮像素子の各画素に入力される光の光強度が高ければ大きく、光強度が低ければ小さい輝度値となり、蛍光の特定発光帯域の光強度分布に応じた画像が生成される。
このようにして得られた発光強度分布を表す画像に対し、画像の輝度値が一定の基準を下回る／上回る部分が含まれていることを判定し、「画像に含まれていれば塗工不良部（抜け）が存在する」とし、「画像に含まれていなければ塗工不良部（抜け）が存在しない」とする判定によって、塗工不良部（抜け）の有無を判定することができる。事前にシート基材と塗布剤のそれぞれの蛍光スペクトルの違いを見て、画像の輝度値の大きい側もしくは小さい側のどちらを塗工不良部（抜け）として判定するかを定めておけばよい。さらに、画像の輝度値が一定の基準を下回る／上回る部分の面積を計数すれば、塗工不良部（抜け）の大きさを判定することもできる。このような、判定処理は、市販の画像処理ソフト（例えば、ＭＶＴｅｃ社のＨａｌｃｏｎなど）を使うことができる。

シート基材の少なくとも片面に前記シート基材とは異なる塗布剤を塗布する工程と、上述したシート基材を検査する工程とを有することで、塗布シート材を製造することが可能となる。

励起光源には可視光より波長の短い波長範囲３００〜４００ｎｍの紫外光を発する光源を用いることが好ましい。市販されているカメラの多くは可視光領域（４００〜７００ｎｍ）のみに感度を有しており、紫外光に対して感度を有しておらず、塗布シート材上で反射や散乱、透過した光源からの紫外光をカメラが受光することは無い。つまり紫外光を発する光源からの励起光はカメラが取得する画像に影響を与えることは無く、好適である。

一方、励起光源に可視光を発する光源を用いた場合、カメラはシート基材および塗布剤からの蛍光に加えて、励起光源からの反射光や散乱光、透過光を重畳して受光する。これによりシート基材からの蛍光の光量と塗布剤からの蛍光の光量との差が相対的に小さくなり、適用可能な条件が狭くなる場合がある。また、特定発光帯域を決定する際に、シート基材および塗布剤の発光スペクトルに加えて、光源のスペクトルも考慮に入れて検討する必要があり、波長選択の自由度が狭くなる場合がある。

シート基材として、よく用いられる紙には蛍光増白剤が使用されることが多く、その蛍光波長は一般的に４００〜４５０ｎｍである。そこで選択波長域を５００ｎｍ以上とすることでシート基材からの蛍光をほぼ完全に遮断することができる。また多くのカメラは内部に赤外カットフィルタが挿入されており、そのカットオフ周波数は７００ｎｍ程度であることが多い。これらを勘案し、本発明の波長選択手段では５００〜７００ｎｍを選択することが好適である。

本発明に実施例と比較例を以下に示す。実施には、以下に示す装置を用いて評価を行った。
モノクロカメラ：（Ｂａｓｌｅｒ：ａｃＡ６４０−９０ｇｍ）
カラーカメラ：（Ｂａｓｌｅｒ：ａｃＡ６４０−９０ｃｍ）
フィルター：（エドモンド・オプティクス・ジャパン株式会社：バンドパスフィルター）
光源：（東芝ライテック株式会社：ブラックライト蛍光ランプ ＦＨＦ３２ＢＬＢ−Ｔ ピーク波長３５２ｎｍ）
画像処理ライブラリ：（ＭＶＴｅｃ：ＨＡＬＣＯＮ１２）。

［実施例１−１］
シート基材に第１の蛍光物質（セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）および硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる量子ドット；シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 Ｌｕｍｉｄｏｔ^ＴＭ４８０）を含む白色のポリエチレンフィルムを、塗布剤に第１の蛍光物質とは発光帯域が異なる第２の蛍光物質（同上の成分からなる量子ドットであるが、第1の蛍光物質とは粒子径が異なる；シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 Ｌｕｍｉｄｏｔ^ＴＭ６１０）を添加した透明あるいは白色の塗工液を塗布剤として塗布し、塗布シート材を作製した。このときのシート基材の蛍光特性１１ｂと塗布剤の蛍光特性１２ｂを図６に示す。

塗布シート材にブラックライト（ピーク波長３５２ｎｍ）を光源とする励起光を照射し、図６に示す蛍光特性から、塗工液の発光帯域１２ｂに対応する選択領域１３ｂ（５７５〜６２５ｎｍ）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート ＯＤ ４ ５０ＮＭバンドパスフィルター ６００ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図７のような画像が得られた。この時、図７では塗工液が塗布されている正常部２１ｂは明るく、塗工液が塗布されていない抜け２２ｂは暗く撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｂを欠陥として正しく検出することができた。

［実施例１−２］
実施例１−１と同じ素材に対して、図８に示す選択領域１３ｃ（４７５〜５２５ｎｍ）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート ＯＤ ４ ５０ＮＭバンドパスフィルター ５００ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図９のような画像が得られた。この時、図９では塗工液が塗布されている正常部２１ｃは暗く、塗工液が塗布されていない抜け２２ｃはシート基材のポリエチレンフィルムが表出しているため明るく撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｃを欠陥として正しく検出することができた。

［比較例１−１］
実施例１−１と同じ素材に対して、図１０に示すように波長を選択せずに可視光の全領域１４ｄ(３８０〜７５０ｎｍ)を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図１１のような画像が得られた。この時、正常部２１ｄと抜け２２ｄからとの光強度は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部２１ｄと抜け２２ｄとの差が無いため、抜けを欠陥として正しく検出することができなかった。

［実施例２−１］
シート基材として蛍光増白剤が添加された紙（三菱製紙 特菱アート紙）を、塗布剤にシグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 Ｌｕｍｉｄｏｔ^ＴＭ５６０を添加したアクリル塗料（株式会社タミヤ タミヤカラーアクリル塗料ミニ Ｘ−２２）を使用した。図１２にシート基材に含まれる蛍光増白剤の蛍光特性１１ｅと塗布剤の蛍光特性１２ｅを示す。この塗布シート剤にブラックライトを光源とする励起光を照射し、塗布剤のみが発光する選択領域１３ｅ（５５０〜６００ｎｍ）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート ＯＤ ４ ５０ＮＭバンドパスフィルター ５７５ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図１３のような画像が得られた。この時、図１３では塗布剤が塗布されている正常部２１ｅは明るく、塗布剤が塗布されていない抜け２２ｅは暗く撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｅを欠陥として正しく検出することができた。

［実施例２−２］
実施例２−１と同じ素材に対して、図１４に示す選択領域１３ｆ（４２５〜４７５ｎｍ）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ハードコート ＯＤ ４ ５０ＮＭバンドパスフィルター ４５０ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図１５のような画像が得られた。この時、図１５では塗布剤が塗布されていない抜け２２ｆはシート基材の紙が表出しているため明るく撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｆを欠陥として正しく検出することができた。

［比較例２−１］
実施例２−１と同じ素材に対して、図１６に示すように波長を選択せずに可視光の全領域１４ｇ(３８０〜７５０ｎｍ)を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図１７のような画像が得られた。この時、塗布剤が塗布されている正常部２１ｇと塗布剤が塗布されていない抜け２２ｇからとの光強度の積分値は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部２１ｇと抜け２２ｇとの差が無いため抜けを欠陥として正しく検出することができなかった。

［実施例３−１］
シート基材に第１の蛍光物質（セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）および硫化亜鉛（ＺｎＳ）からなる量子ドット；シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 Ｌｕｍｉｄｏｔ^ＴＭ５６０）を含む白色のポリエチレンフィルムを、塗布剤に第１の蛍光物質とは発光帯域が異なる第２の蛍光物質（同上の成分からなる量子ドットであるが、第1の蛍光物質とは粒子径が異なる；シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製 Ｌｕｍｉｄｏｔ^ＴＭ５９０）を添加した透明あるいは白色の塗工液を塗布剤として塗布し、塗布シート材を作製した。図１８に第１の蛍光物質の蛍光特性１１ｈと第２の蛍光物質の蛍光特性１２ｈを示す。この塗布コート材にブラックライトを光源とする励起光を照射し、領域１３ｈ（５７５ｎｍ以上）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ＯＤ２ ロングパスフィルター ５７５ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図１９のような画像が得られた。この時、図１９では塗布剤が塗布されている正常部２１ｈは明るく撮像された。また塗布剤が塗布されていない抜け２２ｇはシート基材の蛍光があるが、その光量は正常部２１ｈに比べて概ね２０％であり、両者の差は８０％であった。そのため塗工抜け２２ｈは正常部２１ｈの２０％の明るさで撮像された。これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｈを欠陥として正しく検出することができた。

［実施例３−２］
実施例３−１と同じ素材に対して、図２０に示す選択領域１３ｉ（５５０ｎｍ以上）を透過するフィルタ（エドモンド・オプティクス・ジャパン社製 ＯＤ２ ショートパスフィルター ５５０ＮＭ）を使用し、モノクロカメラにより撮像したところ、図２１のような画像が得られた。この時、図２１では塗布剤が塗布されていない抜け２２ｉが明るく撮像された。また塗布剤が塗布されている正常部２１ｉは抜け２２ｉに比べて概ね３０％の明るさで撮像された。両者の光量差は７０％あり、これを信号処理部と判定部により処理と判定をすることで抜け２２ｉを欠陥として正しく検出することができた。

［比較例３−１］
実施例３−１と同じ素材に対して、図２２に示すように波長を選択せずに可視光の全領域１３ｊ（３８０〜７５０ｎｍ）を利用してモノクロカメラにより撮像したところ、図２３のような画像が得られた。この時、正常部２１ｊと抜け２２ｊからとの光強度の積分値は概ね等しいため、いずれの領域も明るく撮像されてしまい、正常部２１ｊと抜け２２ｊとの差が無いため抜け２２ｊを欠陥として正しく検出することができなかった。

［実施例４］
実施例２−１と同じ素材で作製した塗布シート材に、ブラックライトを励起光源とし、波長選択手段および受光手段にカラーカメラを用いて得られた、ＲＧＢ（レッド／グリーン／ブルー）の３チャンネルからなるカラー画像３０を用いて画像処理により良否を判定する画像処理装置から構成された検査装置で検査した。図２４にシート基材である紙の蛍光特性１１ｅと塗布剤の蛍光特性１２ｅを示す。カラーカメラの各チャンネルはそれぞれ若干重複しながら、赤色に相当するＲチャンネルは６００〜７５０ｎｍを、緑色に相当するＧチャンネルは４５０〜６５０ｎｍを、青色に相当するＢチャンネルは４００〜５５０ｎｍを選択波長域としている。

上記に示す構成の検査装置で、図２５のような３種の欠陥（抜け３２ａ、シート基材の破れ３２ｂ、蛍光しない異物の混入３２ｃ）が発生している撥水紙の撮像画像を取得し、各チャンネルに分割した画像、すなわちＲ画像３０ａ、Ｇ画像３０ｂおよびＢ画像３０ｃを図２６に示す。この時、正常部３１および各欠点部３２のＲＧＢの各画像での明暗の組み合わせは表１の通りである。

このときＢ画像、Ｇ画像が共に明部である領域は正常に塗布されている正常部３１である。Ｂ画像が明、Ｇ画像が暗の領域は塗布が正常にされていない抜け３２ａである。Ｂ画像、Ｇ画像が共に暗な領域はシート基材の破れ３２ｂである。Ｂ画像が暗、Ｇ画像が明の領域はシート基材と塗布剤との間に異物が混入した異物３２ｃである。このようにＲＧＢ画像の明暗の比較により、撥水紙の欠陥検査を精度良く行うことが出来た。

本発明は、蛍光特性を持つシート基材に塗布剤の塗布した塗布シート材の塗布状態の検査に有用である。

１：塗布シート材
１ａ：シート基材
１ｂ：塗布剤
２：励起光源
３：光学フィルタ
４：カメラ
５：信号処理部
６：判定部
１１：シート基材の蛍光特性
１１ａ〜ｈ：各実施例あるいは比較例のシート基材の蛍光特性
１２：塗布剤の蛍光特性
１２ａ〜ｈ：各実施例あるいは比較例の塗布剤の蛍光特性
１３：選択した発光帯域
１３ａ〜ｉ：各実施例の選択した発光帯域
１４:検査に適さない発光帯域
１４ｄ〜ｊ：各比較例の選択した発光帯域２１：正常部
２１ａ〜ｊ：各実施例あるいは比較例の正常部
２２：塗工不良部（抜け）
２２ａ〜ｊ：各実施例あるいは比較例の塗工不良部（抜け）
２３：塗工不良部（抜け）
３０：カラー画像
３０ａ：Ｒチャンネル画像
３０ｂ：Ｇチャンネル画像
３０ｃ：Ｒチャンネル画像
３１：正常部
３２ａ：欠陥（抜け）
３２ｂ：欠陥（異物）
３２ｃ：欠陥（破れ）

Claims (9)

1. 蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査方法であって、
   前記塗布シート材に励起光を照射するステップＡと、
   前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布剤が前記励起光を吸収することで生じる前記塗布剤からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度との差が２５％以上ある特定発光帯域の光を選択して受光するステップＢと、
   前記ステップＢで受光した光を信号処理して、発光強度分布を出力するステップＣと、
   前記発光強度分布から、発光強度が規定外の領域を欠陥として判定するステップＤと、
   を有する塗布シート材の検査方法。
2. 前記励起光が波長範囲３００〜４００ｎｍの紫外光である請求項１に記載の塗布シート材の検査方法。
3. 前記特定発光帯域の光の波長範囲が５００〜７００ｎｍの範囲の一部または全部である請求項１または２に記載の塗布シート材の検査方法。
4. 蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面に前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤を塗布して塗布シート材を得る塗布工程と、前記塗布シート材を請求項１〜３のいずれかに記載の塗布シート材の検査方法により検査する検査工程とを含む塗布シート材の製造方法。
5. 蛍光特性を有するシート基材の少なくとも片面が前記シート基材とは異なる蛍光特性を有する塗布剤により被覆された塗布シート材の検査装置であって、
   前記塗布シート材に励起光を照射する照明手段と、
   前記シート基材が前記励起光を吸収することで生じる前記シート基材からの蛍光あるいは前記塗布材からの蛍光のうち、前記シート基材からの蛍光の特定発光帯域の光強度と、前記塗布剤からの蛍光の特定発光帯域の光強度との差が２５％以上である特定発光帯域の光を取得するする波長選択手段と、
   前記塗布シート材からの蛍光のうち、前記波長選択手段により選択された光を受光する受光手段と、
   前記受光手段からの信号を処理して、前記選択された光の発光強度分布を取得する信号処理手段と、
   前記信号処理手段の出力から前記塗布シート材における前記発光強度分布のうち、発光強度が規定外の領域を欠陥として判定する判定手段と、
   を有する塗布シート材の検査装置。
6. 前記励起光が波長範囲３００〜４００ｎｍの紫外光である請求項５に記載の塗布シート材の検査装置。
7. 前記波長選択手段が色フィルタである請求項５または請求項６に記載の塗布シート材の検査装置。
8. 前記色フィルタは、波長範囲５００〜７００ｎｍの範囲の一部または全部の光を透過する請求項７に記載の塗布シート材の検査装置。
9. 前記波長選択手段と前記受光手段とが一体となったカラーカメラである請求項５または請求項６に記載の塗布シート材の検査装置。