JP3145738B2 - ガラス織布用の毛羽検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は走行する織布の毛羽をオ
ンラインで検査するガラス織布用の毛羽検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス繊維や炭素繊維や合成繊維等を用
いた織布の製造工程ではヤーンが接触している部品によ
り擦られ単糸が切れること等によって織布の表面に毛羽
ができやすい。

【０００３】また、原糸の製造工程において、紡糸時や
撚糸時に既に毛羽が発生していることも織布の毛羽の原
因である。

【０００４】特にガラス繊維は折れ易く毛羽ができやす
いため、これまでバインダーやサイジング剤等の改良、
製織工程の条件改良等がなされてきている。

【０００５】一方、ガラス織布が絶縁補強基材として用
いられているプリント配線板の製造工程でプリプレグと
銅箔を積層する際に毛羽などによってできたプリプレグ
表面の突起が銅箔を傷つけ正常な回路形成ができない等
のトラブルの原因となっており、プリント配線板の高密
度化が進むに従ってさらに改良が求められている。

【０００６】しかし、これまでガラス織布の毛羽は細く
小さいため目視では走行するガラス織布の毛羽を検査す
ることが困難であり、検査工程で停止して検査せざるを
得ずガラス織布の全長にわたって検査することは不可能
であった。

【０００７】従って、バインダーやサイジング剤等の改
良や製織工程の条件改良等をおこなってもその効果を定
量的に確認できず、十分な検討ができなかった。

【０００８】通常、ガラス織布の毛羽の発生状態は全幅
にわたって集中発生する場合と、織布の幅方向の右サイ
ドまたは左サイドに連続して集中発生する場合と、幅方
向または長さ方向に筋状に連続発生する場合と、全体的
にランダムに発生する場合とに分けられる。

【０００９】工程品質管理や製品品質保証を行うために
はこれらの毛羽発生状態を適確につかむ必要がある。

【００１０】従来の毛羽検査技術では、直径が１０μｍ
以下で長さが１０ｍｍ以下の毛羽の発生状態を検査する
ことが困難であった。

【００１１】最近、特開昭６２−１０８１３６号公報に
おいて、特開昭５８−２１４５７７号公報および特開昭
５８−７６５７１号公報に開示されたレーザーによる毛
羽検出方法と特公昭５３−３７９５０号公報に開示され
た織物の欠点の検出方法とを組み合せた織物の毛羽検出
方法および装置が開示されている。

【００１２】この方法ではレーザー光源の前に設けたレ
ンズでレーザー光を平行に広げ毛羽のみを照射する方法
が記載されているが、レーザー光を広げるとレーザーの
照射強度が低下し毛羽からの散乱光の強度が低下するの
で、検出し難くなるという問題がある。

【００１３】さらに、織布を直接照射しない範囲で毛羽
のみを照射する位置で照射することが記載されている
が、織布が振動し難いロール上でも通常はロール自身が
振動しているので、織布を照射しないためには織布表面
から離して照射する必要がある。従って、短い毛羽には
レーザー光が照射されないことになり、短い毛羽は検出
できない。しかも、通常、織布表面の毛羽は織布に垂直
に立っていることは少なく、ほとんどが傾いているの
で、織布表面に沿って傾いている毛羽は長い毛羽であっ
ても検出できないと言う問題がある。

【００１４】また、この方法ではガラス織布が走行して
いる場合には走行速度によって毛羽がレーザー光を散乱
している時間が変わることによりＣＣＤカメラの受光量
が変わり、従って、ＣＣＤカメラからの電気信号のレベ
ルが変化し、正常な検査結果が得られない。

【００１５】通常、製織工程では織機での製織速度が数
１０ｍ／ｈｒと遅いので、織機の台数が多く、織機上で
検査するためには織機の台数分だけ検査装置が必要にな
り、現実的ではない。そこで、少ない台数の検査装置で
全数検査するためには、織布のバインダーやサイジング
剤を除去するヒートクリーニング工程や織布にシランカ
ップリング剤等の表面処理をする仕上げ工程で検査する
ことが望ましい。

【００１６】通常、ヒートクリーニング工程や仕上げ工
程では織布の走行速度は３０ｍ／ｍｉｎ以上でロール状
に巻かれた織布が連続的に処理されている。また、織布
の走行速度は品種毎に異なっているのが普通である。

【００１７】このような工程では織布の走行速度によっ
て検査結果が変化するとロール間の比較等定量的な検査
ができないことになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の技
術では、走行する織布の毛羽本数およびその位置や毛羽
発生状態をオンラインで検査することは困難であった。

【００１９】そこで、本発明の目的は、走行するプリン
ト配線板用ガラス織布の毛羽を織布の走行速度に拘ら
ず、しかも異なる品種が連続的に流れる工程においても
品質毎にオンラインで検査できるガラス織布用の毛羽検
査装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】かかる問題点を解決する
ために、本発明は、走行するプリント配線板用のガラス
織布の表面上に、該ガラス織布の幅方向の両側から光ビ
ームを照射する投光部と、前記ガラス織布上に照射され
る光ビームの光軸と前記ガラス織布の送りローラの中心
軸により形成される垂直面を基準面としたときに、前記
光ビームの光軸を回転軸として、前記基準面から時計廻
り方向または反時計廻り方向に８５°〜１６０°の回転
範囲内に配置され、前記光ビームに照射された前記ガラ
ス織布の表面の毛羽によって得られた散乱光を受光して
電気信号に変換するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラか
らの電気信号を前記ガラス織布の走行速度に従って変化
する利得で増幅する利得可変増幅器と、該利得可変増幅
器により増幅された電気信号のうち所定レベル以上の信
号を分別して毛羽検出出力を取り出す分別器とを具備し
たことを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明によれば、ＣＣＤカメラからの電気信号
のレベルを利得可変増幅器によって織布の走行速度に応
じて変化されることにより、織布の走行速度が変化して
もそれに応じて毛羽検査結果が変化しないので、正常に
検査できるようになり、従って品種毎に走行速度が変化
する工程においてもプリント配線板用のガラス織布の毛
羽本数およびその位置や毛羽発生状態をオンラインで検
査できる。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２３】図２および図３は図１の実施例における投
光器およびＣＣＤカメラの配置例を示す図である。

【００２４】図１は本発明毛羽検査装置の一実施例を示
すブロック図である。

【００２５】ここで、１は投光器、２は投光器１からの
出力ビーム、３は受光器としてのＣＣＤカメラ、４はガ
ラス織布、５は毛羽、６はガラス織布４を案内するロー
ル、７はＣＣＤカメラ３からの毛羽検出出力を受ける利
得可変増幅器、８は増幅器７の出力をＡ／Ｄ変換するＡ
／Ｄ変換器、９はＡ／Ｄ変換器８からのデジタル出力の
うちあるしきい値以上のレベルの信号を毛羽検出出力と
して取り出す分別器、１０は分別器９の出力に対して１
次演算を施す１次演算器、１１は１次演算器１０の出力
に対して２次演算を施す２次演算器、１２は２次演算器
１１の出力を表示する表示器、１３は２次演算器１１の
出力を印刷する印刷器、１４はロール６の回転に応じて
パルスを発生し、ガラス織布４の継目、すなわち最初の
位置からの長さをパルスの個数の形態で出力するパルス
発振形のロータリーエンコーダによる測長器、１５は測
長器１４からの出力パルスの時間隔に応じてガラス織布
４の速度を測定する速度変換器、１６は継目検知器であ
り、ガラス織布４の最初の位置を示す継目を検出する。
測長器１４としてのエンコーダはロール６と協力して回
動し、継目検知器１６からのスタート出力により起動さ
れてロール６の回転に応じてパルスを発生し、ガラス織
布４の継目、すなわち最初の位置からの長さをパルスの
個数の形態で出力する。利得可変増幅器７の利得を、速
度変換器１５からの織布４の走行速度を示す信号により
変化させる。

【００２６】異なる品種の織布がつながれて連続して高
速で走行する工程においては、各々ロール状に巻かれた
品種の交換毎に、例えば２０００ｍ長毎に検査の開始お
よび停止を行う必要がある。このような異なる品種の継
目を継目検知器１６によって検知し、自動的に検査の停
止および開始を行うと共に予め登録した品種名に変更す
ることができる。

【００２７】継目検知器１６としては、投光器および受
光器からなる光電センサーを用いることができ、透過
形、反射形のいずれでもよい。

【００２８】レーザー光は指向性が高く強い散乱光が得
られ易いので、投光器１としてレーザー光源を用いるの
が好ましい。かかるレーザーとしては半導体レーザー、
Ｈｅ−Ｎｅレーザー等が用いられる。これらのレーザー
ビーム２の光径としては、毛羽の直径より１０倍以上大
きな光径のものが毛羽によってレーザー光が遮蔽されに
くく好ましい。レーザーの出力としては高ければ高い程
毛羽によって散乱される散乱光が強くなり、ＣＣＤカメ
ラの受光量が増すので検出しやすくなり好ましい。走行
する直径が１０μｍ以下の細い毛羽を検出するためには
５ｍｗ以上が好ましい。

【００２９】図２および図３に示すように、投光器１
は、そのレーザービーム２の照射位置、すなわち検査位
置が、織布４が振動しにくいロール６の最上部の上方に
くるようにするのが検出精度の点から好ましい。すなわ
ち、織布４がレーザービーム２の光径より大きく振動す
ると、毛羽５がレーザー光２で照射されなくなり、検出
できなくなるから好ましくない。

【００３０】しかし、通常の工程では、ロール６自体も
０．１ｍｍから０．２ｍｍ程度振動しており、ロール６
が振動しないような理想的な工程を実現することは困難
である。そこで、ロール６が振動しても短い毛羽や織布
表面に沿って傾いている毛羽も検出できるように、レー
ザー光２を織布４に対して直接照射するようにすること
が好ましい。すなわち、これによれば、レーザービーム
２の光径の範囲内でロール６が振動しても毛羽５を照射
することができるので、振動の影響に拘らずに検出でき
る。

【００３１】従って、レーザー光２は織布４の幅方向に
対して厳密に平行ではなく、使用するレーザー光源１か
らのレーザー光２の広がり角度の範囲内でほぼ平行に照
射するものとする。

【００３２】また、織布４の表面の毛羽５の傾き方によ
ってレーザー光２の散乱のされ方が異なる。そこで、図
３に示すように、織布４の幅方向の両側にレーザー光源
１を設けて照射する必要がある。これにより、毛羽の形
態（毛羽の傾き）の影響を受けにくくすることができ
る。

【００３３】ＣＣＤカメラ３の位置としては、図２に示
すように、光ビームの光軸２ａに平行な位置でロール６
上方の測定部の位置で引いた接線に対してθ＝−５°か
ら１９５°の位置が好ましく、θ＝−５°から７０°お
よびθ＝１４０°から１９５°の位置がさらに好まし
い。つまり、ガラス織布４上に照射される光ビーム２の
光軸２ａとガラス織布４の送りローラ６の中心軸６ａに
より形成される垂直面を基準面Ａとしたときに、光ビー
ム２の光軸２ａを回転軸として、基準面Ａから時計廻り
方向または反時計廻り方向に８５°〜１６０°の回転範
囲内に配置することが好ましい。このような配置によ
り、毛羽による散乱光のみを効率的に受光することがで
きる。１６０°より大きくなると毛羽による散乱光以外
に織布の表面からの散乱光がＣＣＤカメラ３に入りやす
くなってしまい、また、８５°よりも小さいと毛羽によ
る散乱光がＣＣＤカメラに入りにくくなってしまう。

【００３４】ＣＣＤカメラ３としては、ラインセンサー
カメラやエリアセンサーカメラを用いることができる
が、連続して走行する織布を検査するためにはラインセ
ンサーカメラが好ましい。

【００３５】すなわち、エリアーセンサーカメラでは画
像処理によって毛羽の形態（長さ、太さ、傾き等）を検
査するのには適しているが、連続して走行する織布では
毛羽の個数が膨大であり、画像処理する時間がかかりす
ぎてオンラインで検査するには現実的でない。

【００３６】エリアーセンサーカメラに比べてラインセ
ンサーカメラは同じ画素当りの分解能でカメラ１台当り
の視野を広く設定でき、少ない台数で検査できる。

【００３７】ＣＣＤカメラ３のセンサーの画素数および
ＣＣＤカメラ３の台数は検査する毛羽のサイズと必要な
画素当りの分解能によって通常は決められる。

【００３８】しかし、織布表面上の毛羽の形態は様々で
あり、その形態によってレーザーの散乱のされ方は異な
る。例えば、織布表面に垂直に立っている毛羽はほとん
どなく、通常は傾いており、その傾き方によってレーザ
ー光の散乱のされ方が変化するため、毛羽の長さの正確
な測定は困難である。

【００３９】さらに、毛羽の長さがカメラの画素当りの
分解能以上であった場合、同一の毛羽を複数の画素で検
出することになり、毛羽の本数を正確に知ることはでき
ない。

【００４０】本発明実施例では、織布の経糸のピッチが
０．４ｍｍから１ｍｍであることから、経糸上に連続し
ている毛羽を検出することができるように、画素当りの
分解能を０．４ｍｍより小さくなるように設定した。

【００４１】例えば、２０４８画素のラインセンサーカ
メラを用いた場合は、２台で１５００ｍｍ幅の織布の全
幅を検査することができる。

【００４２】毛羽の本数は、画素毎の検出結果を演算す
ることで求めることもできるが、上記のような問題があ
ることや、データ量が膨大になるために高速で走行する
工程でオンラインで検出することが困難であることか
ら、毛羽発生パターンを明確に捉えられるように、次の
ような２段階の処理方式を採用した。

【００４３】まず、１次演算器１０に分別器９からの毛
羽検出出力と、測長器１４からの測長パルスと、継目検
出器１６からの継目検出出力とを供給し、継目出力上り
スタートとして、織布４の幅をｍ分割して予め設定した
幅方向の単位毎に毛羽の有無を判定し、その判定処理を
長さ方向の単位にわたって繰り返して、その長さ方向の
単位毎に全幅での毛羽の個数とその幅方向の位置を演算
する。

【００４４】次に、１次演算器１０からの出力を２次演
算器１１に供給し、ここで、織布４の幅をｎ分割（ｎ＜
ｍ）して得た検査幅毎に長さ方向の設定間隔毎の毛羽の
集計値を積算すると共に、長さ方向および幅方向のそれ
ぞれにおいて、設定個数以上に連続した毛羽の個数を演
算する。

【００４５】このようにして、本実施例では、毛羽本数
による毛羽レベルの比較のみでなく、毛羽集中発生部や
長さ方向や幅方向に連続して発生した筋状毛羽等の毛羽
発生パターンやその位置をも捉えることができる。

【００４６】なお、演算する前に、ＣＣＤカメラ３から
の電気信号の大きさを、利得可変増幅器７により速度変
換器１５で計測した織布の走行速度に従って変化させて
からＡ／Ｄ変換器８でデジタル信号に変換し、所定のし
きい値以上のレベルの信号を分別器９で分別して取り出
し、この分別された信号に基づいて演算器１０および１
１で上述した演算を行う。

【００４７】なお、図１の実施例はディスクリートな回
路を用いているが、このようにする代わりに、部分９，
１０，１１をマイクロプロセッサで構成し、そのＣＰＵ
を所定のプログラムで制御することにより上述した演算
処理を行うようにしてもよいこと勿論である。

【００４８】図４に、織布の走行速度が３０ｍ／ｍｉｎ
以上での検査結果の一例を示す。図４において縦軸はｍ
当たりの平均毛羽検出数、横軸はガラス織布の走行速度
である。ここで、破線は利得可変増幅器を備えた本発明
の装置での検査結果を示したものであり、実線は利得可
変増幅器を使用しない従来例での検査結果である。

【００４９】図４からわかるように、本発明実施例の装
置では毛羽検出数が織布の走行速度によって変化するこ
となく検査できている。

【００５０】さらに、毛羽の分布状態を表示器１２で検
査しながらオンラインで表示させることができると共
に、印刷器１３で検査結果をｎ分割した検査幅毎に予め
設定した間隔毎の集計値をオンラインで印刷することが
でき、ロール単位の集計値も印刷することができる。

【００５１】本発明実施例の毛羽検査装置で６０ｍ／ｍ
ｉｎで走行する織布をオンラインで検査した結果の一例
を図５に示す。

【００５２】図５において、縦軸は織布の走行速度が６
０ｍ／ｍｉｎでのｍ当りの平均毛羽検出数、横軸はガラ
ス織布の品種である。このガラス織布の検査幅を３分割
した場合の左，中および右の各ゾーンでの平均検出数お
よび全幅での平均検出数を各品種毎に示した。ここで、
Ａは全面にわたって毛羽がある欠陥品、Ｂは片側に毛羽
がある欠陥品、Ｃは正常品、Ｄは連続毛羽のある欠陥品
である。図５によれば、品種間の差および毛羽発生状態
が明確に出ている。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、３０ｍ／ｍｉｎ以上の
スピードで走行するガラス織布の微小毛羽をオンライン
で検査でき、工程品質管理や製品品質保証等に活用でき
る効果を奏することができる。また、織布の両側にレー
ザー光源を設けて、両側から照射しているので、毛羽に
形態や傾きの影響を受けることなく精度よく検出するこ
とができる。さらに、毛羽による散乱光以外の織布の表
面からの散乱光がＣＣＤカメラに入り難くなるという効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による織布の毛羽検査装置の１実施例を
示すブロック図である。

【図２】本発明実施例における投光器および受光器の配
置の１例を示す図である。

【図３】本発明実施例における投光器および受光器の配
置の１例を示す図である。

【図４】本発明による織布の走行速度に対する補正効果
の一例を示す図である。

【図５】４品種の毛羽検査結果をまとめて示す図であ
る。

【符号の説明】 １ 投光器 ２ レーザービーム ３ ＣＣＤカメラ ４ ガラス織布 ５ 毛羽 ６ ロール ７ 利得可変増幅器 ８ Ａ／Ｄ変換器 ９ 分別器 １０ １次演算器 １１ ２次演算器 １２ 表示器 １３ 印刷器 １４ 測長器 １５ 速度変換器 １６ 継目検知器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行するプリント配線板用のガラス織布
   の表面上に、該ガラス織布の幅方向の両側から光ビーム
   を照射する投光部と、前記ガラス織布上に照射される光ビームの光軸と前記ガ
   ラス 織布の送りローラの中心軸により形成される垂直面
   を基準面としたときに、前記光ビームの光軸を回転軸と
   して、前記基準面から時計廻り方向または反時計廻り方
   向に８５°〜１６０°の回転範囲内に配置され、前記光
   ビームに照射された前記ガラス織布の表面の毛羽によっ
   て得られた散乱光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ
   カメラと、 該ＣＣＤカメラからの電気信号を前記ガラス織布の走行
   速度に従って変化する利得で増幅する利得可変増幅器
   と、 該利得可変増幅器により増幅された電気信号のうち所定
   レベル以上の信号を分別して毛羽検出出力を取り出す分
   別器とを具備したことを特徴とするガラス織布用の毛羽
   検査装置。