JP4201478B2 - シート状製品の欠陥マーキング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、合成樹脂フィルムや紙などの製造工程では、一定の幅で長大な帯状の状態で各種処理が自動的に施され、最終的に製品仕様に従って所定の形状となるようにカットされている。製品仕様を満たさない欠陥部分の検出も、帯状の状態で自動的に行われ、後行程で欠陥部分の識別が容易となるように、マーキングが施される。たとえば、液晶表示パネルに使用される偏光板を製造する際には、合成樹脂フィルムとしての製造や、一定方向への伸延による偏光特性の付与などの行程では、合成樹脂フィルムが長大な帯状の状態で連続して行い、製品仕様によって予め定められる大きさや方向にカットする。欠陥の検査を自動的に行うためには、欠陥の検出と欠陥についてのマーキングとを、合成樹脂フィルムの搬送経路に沿って行う必要がある。
【0003】
図5は、紙などに対して行われている一般的な欠陥マーキング方法を示す。図5(a)は装置の概略的な構成を示し、図5(b)はマーキングが施された製品の状態を示す。図5(a)に示すように、マーキング装置では、一定幅の帯状で、一定速度で搬送される紙のシート状製品1に対して、表面をカメラ2で撮像し、画像処理によって欠陥3の検出を行う。シート状製品1の搬送方向の下流側には、幅方向の一端または両端に、マーカ4が配置されている。カメラ2によって欠陥3が検出されると、欠陥3を幅方向に含む部分が、カメラ2が配置されている位置からマーカ4が配置されている位置まで搬送されるタイミングに合わせて、マーカ4が作動される。欠陥3を幅方向に含む部分の一側縁または両側縁には、線状のマーク5が描かれる。図5(b)に示すように、シート状製品1を巻き取ってロール6を形成させると、マーク5は側面から渦巻き状に見える。紙などでは、マーク5が施されれている部分を除外し、長さ方向に分けて使用することになる。
【0004】
図6は、特開平9−304295号公報に開示されているシート状製品の欠点マーキング装置でのマーキングの考え方を示す。この先行技術では、欠点箇所を光学的に検出する検出手段に対して、シート状製品1の搬送方向の下流側に配置するマーキング装置のペンを幅方向に移動可能にしておく。検出手段が検出する欠点箇所の位置情報に基づいて、マーキング装置のペンを幅方向の欠点の位置に移動させ、欠点箇所の近傍がペンの位置まで搬送されるタイミングで、ペンの先端をシート状製品1の表面に接触させる制御が行われる。このような制御によって、シート状製品1の表面の欠陥3の位置にマーク7を直接マーキングすることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示すような幅方向の端部に対するマーキングでは、シート状製品1でマーク5が施されている長さ範囲で、幅方向のどこかに欠陥3が存在していることしか情報として得られない。このため、側縁部を切り落とすスリットやトリミングを行うと、マーク5の部分が切り離され、欠陥3の位置についての情報が全く消失してしまう。したがって、シート状製品1として細かくカットする場合は、まず長さ方向に、マーク5が施されている部分を除去しておく必要がある。
【0006】
しかしながら、長さ方向に除去する部分には、欠陥3は含まれていると同時に、欠陥3が検出されていない良好な部分も多く存在する。良好な部分を多く除去してしまうことは、製品の歩留まりを低下させてしまう。また、細かくカットする行程に先立って、シート状製品1を長さ方向に切断してしまうと、細かくカットする行程を連続して行うことができなくなり、生産性が低下してしまう。
【0007】
図6に示すような欠点箇所への直接的なマーキングでは、欠陥3の幅方向の存在範囲についての情報を反映させることができない。帯状に連続するシート状製品1の製造工程では、ロールなどの影響で、欠陥3は幅方向にある程度の長さを有して生じたり、幅方向の複数箇所に生じたりする可能性がある。このような幅方向についての情報も必要な場合に対し、特開平9−304295号公報に開示されているように、ペンを移動して直接欠点箇所にマーキングを施す考え方では、幅方向について1箇所しかマーキングを施すことができない。このため、シート状製品1をカットして一定形状の区画部分を切り出すような場合に、欠陥3が存在していても、マーク7が施されている区画部分と施されていない区画部分とに分かれてしまい、マーク7が施されていない区画部分については欠陥3が存在していることが判らず、欠陥3が無いと判断されてしまうおそれがある。
【0008】
本発明の目的は、合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出す際に、該区画部分に欠陥が含まれていないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下を抑制することができる合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一定の幅を有し、幅方向に垂直な長さ方向に搬送される合成樹脂フィルムの部分的な欠陥を検出しながら、検出された欠陥の部分を明示するためのマーキングを施す装置であって、
反射照明を用いて欠陥を検出する検出手段と、
欠陥の検出位置に対して該合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に、該合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画し、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択され、該合成樹脂フィルムの表面にマーキングを施すように作動させることが可能なマーキング手段と、
該欠陥部分の検出時点に基づくタイミング調整を行い、該合成樹脂フィルムの長さ方向に対し、該欠陥部分の前後にわたる予め定める範囲でマーキング手段を作動させ、該欠陥部分の幅方向の両側から挟む辺の位置およびその間のすべての辺の位置に、線状のマーキングを施すように制御する制御手段とを含むことを特徴とする合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置である。
【0010】
本発明によって、反射照明を用いて欠陥を検出し、欠陥の検出位置に対して合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画しておき、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択されて、欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置にマーキングが施されるので、幅方向でマーキングが施されている位置の間に欠陥部分が存在していることを容易に認識させることができる。マーキングが施されている位置の外部には欠陥部分が存在していないことを確実に保証することができ、また、マーキングが欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置に施されるので、マーキングの位置と欠陥部分との間が大きく離れないようにすることができる。合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出して製品とする際に、マーキングが施されている区画部分を除くようにすれば、製品には欠陥部分が含まれないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下も抑制することができる。
【0013】
また本発明で、前記欠陥の検出手段は、前記合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて配置される複数の検出手段からなり、各検出手段に対して予め定める数の前記マーカが対応付けられ、前記制御手段は、各検出手段からの欠陥検出結果に基づいて、各検出手段毎に、対応付けられているマーカを選択して作動させることを特徴とする。
【0014】
本発明によって、合成樹脂フィルムの幅方向を、複数の検出手段で分担して欠陥の検出を行い、欠陥が検出されれば、各検出手段毎に対応付けられているマーカを各検出手段による欠陥検出位置に対応して選択し、選択されたマーカを作動させてマーキングを施すことができる。幅方向に複数の検出手段が配置されるので、複数の欠陥の検出時にも、各欠陥に対して高精度に位置検出を行い、各欠陥部分の近傍に確実にマーキングを施すことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態として、マーキング装置10の概略的な構成を示す。合成樹脂フィルム11(以後、特に断らない限り「シート状製品11」と称す)は、たとえば液晶表示装置の偏光板として使用する透明な合成樹脂フィルムであり、肉眼では識別困難なほど小さい、表面の微小な欠陥であっても、高精細化している液晶表示装置の表示画質を低下させてしまうので、存在することは好ましくない。また比較的広い範囲にわたる欠陥であっても、肉眼では判別が困難な場合もある。肉眼では判別が困難な欠陥であっても、撮像手段12が撮像するシート状製品11の表面の画像に対して各種の画像処理を施すことなどによって、欠陥13として検出することができる。
【0016】
シート状製品11は、搬送方向11aに一定速度で搬送され、検出手段に対して搬送方向11aの下流側には、マーキング手段14が設置される。マーキング手段14は、シート状製品11の表面に、搬送方向11aに平行な線状のマーク15を、マーキングとして施す。シート状製品11は、ロール16に巻かれた状態から引き出されて検査対象となる。検査すべき欠陥13を撮像手段12が撮像する画像から確実に検出するためには、照明装置17による照明も重要である。照明装置17は、反射照明を用いて、シート状製品11の幅方向の全体にわたって、均一な照明を行う。
【0017】
照明装置17としては、蛍光灯などの管状の発光体や、伝送ライトなどの線状の光源を使用する。伝送ライトは、棒状の導光体の軸方向の端面にメタルハロゲンランプなどの強力な光源を配置し、端面に入射された光を両端面間の側面に導き、棒状の光源として機能する。レーザ光を広げて照射することもできる。照明装置17がシート状製品11に照射する光は、欠陥13の検出が容易な波長や偏光特性となるように設定される。撮像手段12と照明装置17との組み合わせで、効率よく検出可能な欠陥13の種類が定まる。複数種類の欠陥13を検出可能にするため、撮像手段12と照明装置17との組み合わを、搬送方向11aに沿って複数組配置し、いずれかの種類の欠陥13が検出されれば、マーキング手段14によってマーキングが施されるようにすることもできる。
【0018】
シート状製品11の搬送速度は、搬送速度検出装置18によって検出される。搬送速度検出装置18からの出力は、撮像手段12が撮像した画像について所定の画像処理を施す画像処理装置19からの画像処理結果とともに、制御手段20に入力される。制御手段20は、たとえば産業用パーソナルコンピュータなどによって実現され、画像処理結果から欠陥の有無の判別と、欠陥13が存在するときの位置の検出とを行う。制御手段20は、さらに、欠陥存在位置に対して幅方向の予め定める近傍の範囲内でマーキングを施すように、搬送速度検出装置18からの出力に基づいてタイミングを調整して、マーキング手段14を作動させる。撮像手段12は、幅方向に複数のカメラ21,…,を備える。また、マーキング手段14は、幅方向に複数のマーカ31,…,を備える。
【0019】
図2は、本実施形態で、検出手段としての撮像手段12で検出する欠陥13に対して、マーキング手段14でマーキングを施す考え方を示す。撮像手段12は、幅方向に複数のカメラ21,…,を一定間隔で配置している。各カメラ21,…,は、たとえば5000の画素を高密度に配列した一次元のCCDセンサを撮像素子として備える。検査対象のシート状製品11の幅であるワーク幅は、たとえば800〜1300mmの範囲であるので、撮像手段12としての検査エリアは1300mmの幅となる。この検査エリアに対して、6基のカメラ21,…,を配置し、各カメラ21,…,の視野21a,…,を250mmとする。各カメラ21,…,の視野21a,…,は、隣接するカメラ21,…,の視野21a,…,と、境界部で重複させる。
【0020】
マーキング手段14では、複数のマーカ31,…,を、一定間隔、たとえば20mm間隔で、幅方向に配置する。各マーカ31,…,は、いずれかのカメラ21,…,の視野21a,…,の搬送方向11aへの延長上に位置する。図1の制御手段20は、各カメラ21,…,からの画像中で欠陥13を検出すると、欠陥13の幅方向の両側を挟む最も近い位置のマーカ31,…,を選択し、選択されたマーカ31,…,間にもマーカ31,…,が存在していればそれも選択して作動させる。各マーカ31,…,は、フェルトペン形式であり、先端をシート状製品11の表面に接触させることによって、搬送方向11aに線状のマーク15を形成することができる。各マーカ31,…,は、不使用時にはキャップをかぶせて、溶剤や希釈剤などが蒸発して書き味などが低下するのを防ぐことが好ましい。一般に欠陥13がマーカ31,…,の位置の間で検出されるときは、その検出位置の両側にマーク15が形成され、マーキングが施される。偏光板を切り出すときには、破線で示すような傾斜カットが行われ、カットされた区画部分にマーク15が全くかかっていないもののみを良品として出荷し、マーク15が少しでもかかっているものは、不良品として廃棄する。
【0021】
図3は、シート状製品11を偏光板として製造する工程全体の概要を示す。ステップs1から製造を開始し、ステップs2でシート状製品11としての製造工程を終了する。ステップs3で、本実施形態の検出手段による欠陥の自動検査が行われる。自動検査の結果、欠陥13が検出されるNGであれば、ステップs4で欠陥13を幅方向の両側から挟むようにしてマーキングが施される。ステップs3の自動検査の結果、欠陥13が検出されないOKであるとき、または検出されてステップs4でのマーキングが施されたとき、ステップs5に移り、カッティングが行われる。偏光板を製造する際には、図2に破線で示すような斜角で切る斜めカットが行われる。ステップs5でのカッティングによって切り離された各区画部分は、ステップs6でのマーキングの検査とステップs7での目視検査の対象となる。
【0022】
ステップs6のマーキングの検査では、肉眼では判別しにくい欠陥13であっても、その両側を挟むようにマーク15が付されているので、容易に判別することができる。マーク15が見つからなくても、ステップs7で目視検査を行う。ステップs7の目視検査は、カッティングの不具合等、他の欠陥についての判定を行う。これの結果、マーク15および他の欠陥等が見つからなければステップs8で製品として出荷し、マーク15や他の欠陥等が見つかればステップs9で廃棄する。
【0023】
図4は、(a)で図1の制御手段20がマーキング手段14を作動させ、マーキングを施す際の制御の考え方の一例を示す。図4(b)および図4(c)は、図4(a)の考え方に従って、幅方向および長さ方向に大きな欠陥13b,13cについて施されるマーク15b,15cを示す。
【0024】
図4(a)に示すように、シート状製品11の表面は、仮想的なブロック40で区画される。各ブロック40は、幅方向についてのマーカ31,…,の配置ピッチに合わせて各辺41,42,43,44が20mmの長さの正方形とする。辺41,42は、搬送方向11aの上流側および下流側のそれぞれ境界であり、辺43,44は、幅方向の一方側および他方側のそれぞれ境界である。各ブロック40の内部に欠陥13が存在するときは、幅方向の両側の辺43,44の位置のマーカが選択されてマーキングが施される。欠陥13が辺43,44のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックで、その辺に対向する辺についてもマーキングが施される。したがって、図4(b)に示すように、幅方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥13bに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺と、その間のすべての辺とにマーキングが施されることになる。
【0025】
図4(a)で、欠陥13が辺41,42のいずれかにかかっているときは、さらにその辺を境界として隣接するブロックでも、幅方向の両側の辺についてマーキングが施される。したがって、図4(c)に示すように、長さ方向に長く、複数のブロックにわたるような欠陥13cに対して、幅方向の両側から挟むような位置の辺に、ブロック間を延長して連続的にマーキングが施される。
【0026】
なお、単一のマーカを使用しても、搬送方向11aと幅方向とにシート状製品11の搬送速度に比較して高速に移動可能であれば、欠陥13の両側を挟むようなマーキングを施すことは可能である。ただし、マーカの移動の制御は複雑となり、近接した位置に複数の欠陥13が検出されるような場合に、確実なマーキングを施すことは困難である。また、複数のマーカを移動させれば、多くの欠陥13に同時にマーキングを施すことが可能になるけれども、制御はより複雑になってしまう。
【0027】
また、マーキング手段14として、フェルトペン形式のものを使用しているけれども、インクジェット式など、他の形式のマーカを使用することもできる。検出手段としての撮像手段12は、光学的に欠陥13の検出を行っているけれども、シート状製品11が偏光板の材料となる合成樹脂フィルムと異なる場合で、たとえば電磁的な欠陥検出や放射線利用による欠陥検出を行う場合にも本発明を適用することができ、このような欠陥は肉眼では全く判別することができないので、マーキングの有効性を高めることができる。
【0030】
【発明の効果】
以上のように本発明によって、反射照明を用いて欠陥を検出し、欠陥の検出位置に対して合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画しておき、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択されて、欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置にマーキングが施されるので、幅方向でマーキングが施されている位置の間に欠陥部分が存在していることを容易に認識させることができる。マーキングが欠陥部分を幅方向の両側から挟む位置に施されるので、マーキングの位置と欠陥部分との間が大きく離れないようにすることができる。合成樹脂フィルムをカットして一定の形状の区画部分を切り出して製品とする際に、マーキングが施されている区画部分を除くようにすれば、製品には欠陥部分が含まれないことを確実に保証し、かつ歩留まりの低下も抑制することができる。
【0032】
また本発明によって、合成樹脂フィルムの幅方向について複数の検出手段で欠陥の検出を行い、欠陥が検出されれば、各検出手段毎に対応付けられているマーカを欠陥検出位置に対応して選択し、マーキングを施すことができる。複数の欠陥の検出時にも、各欠陥に対して高精度に位置検出を行い、各欠陥部分の近傍に確実かつ迅速にマーキングを施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態としてのマーキング装置10の概略的な構成を示す簡略化した斜視図である。
【図2】図1のマーキング装置10でのマーキングの考え方を示す図である。
【図3】図1のシート状製品11を偏光板として製造する工程全体の概要を示すフローチャートである。
【図4】図1の制御手段20がマーキング手段14を作動させ、マーキングを施す際の制御の考え方の一例を示す図である。
【図5】従来からのマーキングの考え方を示す簡略化した斜視図および側面図である。
【図6】先行技術でのマーキングの考え方を示す簡略化した平面図である。
【符号の説明】
10 マーキング装置
11 シート状製品
11a 搬送方向
12 撮像手段
13,13b,13c 欠陥
14 マーキング手段
15 マーク
17 照明
18 搬送速度検出装置
19 画像処理装置
20 制御手段
21,…, カメラ
31,…, マーカ
40 ブロック
41,42,43,44 辺
Claims (2)
- 一定の幅を有し、幅方向に垂直な長さ方向に搬送される合成樹脂フィルムの部分的な欠陥を検出しながら、検出された欠陥の部分を明示するためのマーキングを施す装置であって、
反射照明を用いて欠陥を検出する検出手段と、
欠陥の検出位置に対して該合成樹脂フィルムの搬送方向の下流側に、該合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて複数のマーカを配置し、幅方向のマーカの配列ピッチに合わせて仮想的なブロックを区画し、各ブロックの内部に欠陥が存在するときは、ブロックの幅方向の両側の辺の位置のマーカが選択され、該合成樹脂フィルムの表面にマーキングを施すように作動させることが可能なマーキング手段と、
該欠陥部分の検出時点に基づくタイミング調整を行い、該合成樹脂フィルムの長さ方向に対し、該欠陥部分の前後にわたる予め定める範囲でマーキング手段を作動させ、該欠陥部分の幅方向の両側から挟む辺の位置およびその間のすべての辺の位置に、線状のマーキングを施すように制御する制御手段とを含むことを特徴とする合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置。 - 前記欠陥の検出手段は、前記合成樹脂フィルムの幅方向に予め定める間隔をあけて配置される複数の検出手段からなり、
各検出手段に対して予め定める数の前記マーカが対応付けられ、
前記制御手段は、各検出手段からの欠陥検出結果に基づいて、各検出手段毎に、対応付けられているマーカを選択して作動させることを特徴とする請求項1記載の合成樹脂フィルムの欠陥マーキング装置。
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