JP7240153B2 - 積層体の検査方法、検査装置及び製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層体の検査方法、検査装置及び製造方法に関する。

従来、積層体の検査方法としては、積層体の所定の面に光を照射し、光を照射した面を撮像し、撮像した画像を用いて積層体の欠陥の有無を判定する方法が知られている。例えば、特許文献１では、積層体の斜め上方から光を照射し、積層体の直上から積層体を撮像し、撮像した画像を用いて積層体の欠陥の有無を判定している。また、特許文献２では、積層体の斜め上方から光を照射し、その反射光を受光して検査画像を得て、この検査画像を用いて積層体の欠陥の有無を判定している。

特開２００７－６４８０１号公報 特開２０１３－２３１６６２号公報

ところで、本発明者らは、積層体の表層側から光を照射し、積層体の側面側から撮像し、撮像した画像を用いて積層体の欠陥の有無を判定することを検討している。この方法では、表層側から積層体に光を照射し側面側から積層体を撮像するため、得られる画像では、各層の光源側の面で光が反射されたことなどによって、同じ層は同程度の明るさ（濃淡）となり、光源から遠い層ほど暗く（濃く）なる傾向にある。また、積層体にクラックなどの不良がある場合には、得られる画像において、不良部分あるいはその周囲は暗く（濃く）なる。このため、積層体の所定の層あるいはその周囲における不良の有無を判定できる。しかしながら、不良の形態は様々であり、不良の形態によっては検出が比較的困難な場合があった。そうした不良を見逃さないようにすると、不良のないものまで不良ありと過剰検出してしまう過剰検出率が増加し、別途再検査が必要になるなど、不良の検出効率が悪いことがあった。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、積層体の不良を効率よく検出することを主目的とする。

本発明は、上述した主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の積層体の検査方法は、
第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を検査する検査方法であって、
（ａ）前記積層体の第１層側から前記積層体に光を照射する光源を有する照射部と、前記積層体の側面側から前記積層体を撮像する撮像装置を有する撮像部と、を用いて、前記積層体の第１層から第ｎ層（ｎは２以上ｍ以下の整数）までの各層を区別できるか前記積層体の第ｍ層から第ｎ層までの各層を区別できるかの少なくとも一方を満たす第１画像が得られる第１条件で撮像を行う工程と、
（ｂ）前記照射部と、前記撮像部と、を用いて、前記積層体の第ｎ層が前記第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ前記積層体の第ｎ層に所定の不良がある場合に該不良が局所的に暗く現れる第２画像が得られる第２条件で撮像を行う工程と、
（ｃ）前記第２画像のうち前記第１画像を用いて特定した第ｎ層の画素領域に対応する画素領域に、局所的に暗部がある場合に、不良があると判定する工程と、
を含むものである。

この検査方法において、第１画像では、第１層から第ｎ層までの各層を区別できるか、第ｍ層から第ｎ層までの各層を区別できるかの少なくとも一方を満たす。このため、第１画像を用いて、少なくとも第ｎ層の領域を特定できる。しかし、第１画像では、第ｎ層が比較的暗く、第ｎ層において正常箇所と不良箇所との濃淡差が現れにくいため、第１画像を用いて第ｎ層の不良を検出するのが困難な場合がある。一方、第２画像では、第ｎ層が第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ積層体の第ｎ層に所定の不良がある場合にその不良が局所的に暗く現れるため、第ｎ層において正常箇所と不良箇所との濃淡差が第１画像よりも強調されやすい。このため、第２画像を用いれば、第ｎ層の不良の検出が容易である。しかし、第２画像は、第１画像よりも明るい画像であるため、第１層と第２層の明るさが同じになるなどして、第２画像を用いて第ｎ層の領域を特定するのが困難な場合がある。その場合、第２画像では領域の特定がうまくいかずに、第ｎ層に不良のないものまで不良ありと過剰検出してしまうことがある。本発明では、第１画像及び第２画像を用いることで、第１画像だけでは不良を検出するのが困難な場合や、第２画像だけでは第ｎ層の領域を特定するのが困難な場合などにも、第ｎ層に存在する不良を効率よく検出することができる。

なお、本明細書において、「各層を区別できる」とは、輪郭抽出（エッジ検出）が可能な程度に、ある層とそれに隣接した層（隣合う層が無い場合には隣接した背景）との境界が明確であることをいう。

本発明の積層体の検査方法において、前記第２条件は、前記積層体の第１層から第（ｎ－１）層までの層を明るすぎて区別できない前記第２画像が得られる条件としてもよい。こうした第２条件で撮像した第２画像では、第ｎ層において正常箇所と不良箇所との濃淡差が強調されやすいため、第ｎ層の不良をより容易に検出できる。

本発明の積層体の検査方法において、前記第１条件は、明るさを階調値で表したときに、前記積層体の第１層の階調値が明るい方から２％以内の値（好ましくは最も明るい階調値）である第１画像が得られる条件としてもよい。

本発明の積層体の検査方法において、前記第２条件は、明るさを階調値で表したときに、前記積層体の第１層から第（ｎ－１）層までの階調値が明るい方から２％以内の値（好ましくは最も明るい階調値）である第２画像が得られる条件としてもよい。

本発明の積層体の検査方法において、前記第１条件と前記第２条件とは、前記光源の明るさ及び前記撮像装置の露光時間のうちの少なくとも一方が異なるものとしてもよい。

本発明の積層体の検査方法において、前記積層体は、ジルコニアの層を備えている
ものとしてもよい。

本発明の積層体の検査装置は、
第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を検査する検査装置であって、
前記積層体の第１層側から前記積層体に光を照射する光源を有する照射部と、
前記積層体の側面側から前記積層体を撮像する撮像装置を有する撮像部と、
前記積層体の第１層から第ｎ層（ｎは２以上ｍ以下の整数）までの各層を区別できるか前記積層体の第ｍ層から第ｎ層までの各層を区別できるかの少なくとも一方を満たす第１画像が得られる第１条件で撮像を行うとともに、前記積層体の第ｎ層が前記第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ前記積層体の第ｎ層に所定の不良がある場合に該不良が局所的に暗く現れる第２画像が得られる第２条件で撮像を行うように前記照射部及び前記撮像部を制御する撮像制御部と、
前記第２画像のうち前記第１画像を用いて特定した第ｎ層の画素領域に対応する画素領域に、局所的に暗部がある場合に、不良があると判定する不良検出部と、
を備えたものである。

この検査装置では、上述した積層体の検査方法を実行できるため、上述した検査方法と同様に、第ｎ層に存在する不良を効率よく検出することができる。

本発明の積層体の製造方法は、第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を製造する工程と、上述した積層体の検査方法で前記積層体を検査する工程と、を備えたものである。この製造方法では、製造した積層体の不良を効率よく検出できる。

検査装置１０の構成の概略を示す模式図。 積層体１００の構成の概略を示す模式図。 図２のＡ－Ａ断面図。 第１画像の一例を示す模式図。 第２画像の一例を示す模式図。 不良検出処理の一例を示す模式図。 検査処理の一例を示すフローチャート。 第２画像の別例を示す模式図。 積層体１００を製造する工程の一例を示す説明図。

次に、本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。図１は検査装置１０の構成の概略を示す模式図である。図２は積層体１００の構成の概略を示す模式図である。図３は図２のＡ－Ａ断面図（不良のある断面を示す断面図）である。

図１に示すように、検査装置１０は、光源２２を有する照射部２０と、撮像装置３２を有する撮像部３０と、撮像制御部５２及び不良検出部５４を有する制御部５０と、を備えている。この検査装置１０は、複数のセラミックス層を有する積層体１００を検査する装置であり、光源２２、撮像装置３２及び積層体１００が暗室１２内に配置された状態で検査を行う。検査装置１０は、積層体１００の製造装置（図示せず）の下流側に配置されており、積層体１００は、搬送部４０によって製造装置から検査装置１０に搬入され、検査装置１０での検査が終了すると、搬送部４０によって検査装置１０から搬出される。

検査対象である積層体１００は、図２，３に示すように、第１層１０１から順に第ｍ層（ここでは第７層１０７）までのジルコニアセラミックス層を有している。なお、第１層から第ｍ層は各層の位置関係の理解を容易にするための便宜上の称呼である。積層体１００において、第１層１０１側の面をおもて面１００ａ、第ｍ層側の面をうら面１００ｂ、おもて面１００ａとうら面１００ｂとを接続する側面のうち特に撮像対象となる側面を側面１００ｃとも称する。積層体は、燃料電池や全固体電池、太陽電池などの各種電池に用いられるものとしてもよいし、チップコンデンサなどに用いられるものとしてもよいし、ガスセンサなどに用いられるものとしてもよいし、差し歯等の歯科材料に用いられるものとしてもよい。積層体１００は、例えば直方体形状であるものとする。また、積層体１００は、第ｎ層（ここでは第３層１０３）の側面１００ｃに近い領域（側部）にクラックＣが発生しやすいことが経験的に分かっており、検査装置１０では第ｎ層に発生するクラックＣを検出するものとする。

照射部２０は、積層体１００の第１層１０１側（積層体１００のおもて面１００ａ側）から積層体１００に光を照射する光源２２を有している。光源２２は、暗室１２の天井面に固定された白色ＬＥＤ照明であり、積層体１００の第１層１０１側から積層体１００に向けて白色光を照射する。

撮像部３０は、積層体１００の側面１００ｃ側から積層体１００を撮像する撮像装置３２を有している。撮像装置３２は、暗室１２内に固定されたＣＭＯＳカメラであり、積層体１００の側面１００ｃ側から積層体１００を撮像する。

搬送部４０は、検査装置１０の上流に設けられた図示しない製造装置から検査装置１０を通って検査装置１０の下流の外部まで積層体１００を搬送する搬送装置４２を有している。搬送装置４２は暗室１２内を通過するコンベアであり、積層体１００は、搬送装置４２の載置面Ｓから側部が撮像装置３２側にはみ出るように載置面Ｓ上に載置されて搬送される。搬送装置４２は撮像装置３２よりも下流側に図示しない分岐を有しており、不良が検出された積層体（不良品）を搬送する不良品経路と、不良が検出されなかった積層体（正常品）を搬送する正常品経路とに分かれている。

制御部５０は、ＣＰＵやメモリなどを備えたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵが、撮像制御部５２、不良検出部５４、搬送制御部５６として機能する。制御部５０は、照射部２０や撮像部３０、搬送部４０に接続されており、照射部２０や撮像部３０、搬送部４０を制御する。

撮像制御部５２は、所定の第１画像が得られる第１条件で撮像を行うとともに、所定の第２画像が得られる第２条件で撮像を行うように、照射部２０や撮像部３０を制御する。

第１画像は、積層体１００の第１層１０１から第ｎ層（ここでは第３層１０３）までの各層を区別できるか、積層体１００の第ｍ層（ここでは第７層１０７）から第ｎ層（ここでは第３層１０３）までの各層を区別できるかの少なくとも一方を満たす画像である。図４はこうした第１画像の一例を示す模式図である。図４に示した第１画像では、積層体１００の第１層１０１から第ｍ層（ここでは第７層１０７）までの全ての層を区別できる。図４に示した第１画像の模式図では、明るさを０（黒）～２５５（白）の２５６階調（グレースケール）で表したときに、積層体１００の第１層１０１の階調値が最大値の２５５（白）となっている。また、第２層１０２から第ｍ層（ここでは第７層１０７）の階調値は、下層にいくほど小さくなっている。

第２画像は、積層体１００の第ｎ層（ここでは第３層１０３）が第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ積層体１００の第ｎ層に所定の不良がある場合にその不良が局所的に暗く現れる画像である。第２画像は、第１層１０１から第（ｎ－１）層（ここでは第２層１０２）までの層を明るすぎて区別できないものとし、第ｎ層を第（ｎ－１）層及び第（ｎ＋１）層から区別できるものとした。図５はこうした第２画像の一例を示す模式図である。図５に示した第２画像では、積層体１００の第１層１０１と第２層１０２とを明るすぎて区別できないものの、第３層１０３を第２層１０２や第４層１０４から区別できる。また、図５に示した第２画像では、積層体１００の第ｎ層（ここでは第３層１０３）にあるクラックＣの陰影Ｃ’が局所的に暗く現れている。図５に示した第２画像の模式図は、明るさを０（黒）～２５５（白）の２５６階調（グレースケール）で表したときに、積層体１００の第１層１０１から第（ｎ－１）層（ここでは第２層１０２）までの全ての層の階調値が最大値の２５５（白）となっている。第ｎ層（ここでは第３層１０３）から第ｍ層（ここでは第７層１０７）の階調値は、下層に行くほど小さくなっている。クラックＣの陰影Ｃ’は、第ｎ層（ここでは第３層１０３）内で区別できる階調値として表れる。

第１，２条件は、所定の第１，２画像が得られる条件であれば特に限定されないが、例えば、光源２２の明るさ（例えば輝度［ｃｄ／ｍ²］や最大光度［ｃｄ］）や、撮像装置３２の露光時間、光源２２（照射面２４）や撮像装置３２（撮像レンズ３４）の積層体１００との距離や向きなどを所定値としてもよい。第１，２条件は、経験的に定めることができる。例えば、第２条件において、撮像装置３２の露光時間を第１条件よりも長くし（例えば２倍以上）、光源２２の明るさや、光源２２や撮像装置３２の積層体１００との距離や向きは第１条件と同じとしてもよい。また、例えば第２条件において、光源２２の明るさを第１条件よりも明るくし（輝度や最大光度を大きくし）、撮像装置３２の露光時間や、光源２２や撮像装置３２の積層体１００との距離や向きは第１条件と同じとしてもよい。

不良検出部５４は、撮像部３０で撮像された第１画像及び第２画像を用いて積層体１００の不良を検出する不良検出処理を行う。図６は、不良検出処理の一例を示す模式図である。不良検出部５４では、まず、第１画像を用いて積層体１００の第ｎ層（ここでは第３層１０３）の画素領域を特定する処理を行う（図６（ｃ１））。このとき、第１画像について輪郭抽出（エッジ検出）によって、輪郭を抽出し、光源２２側からｎ番目の層あるいは光源２２とは反対側から（ｍ－ｎ＋１）番目の層の輪郭を第ｎ層の輪郭と特定し、第ｎ層の輪郭で囲われた画素領域を第ｎ層の画素領域と特定してもよい。ｎ番目の層を光源２２側から特定するか光源２２とは反対側から特定するかは、第１条件に応じて予め定めておけばよい。次に、第２画像において第１画像を用いて特定した第ｎ層の画素領域に対応する画素領域（検査領域）を特定する処理を行う（図６（ｃ２））。なお、例えば、第１条件と第２条件とで撮像装置３２の積層体１００との距離や向き、撮像装置３２の倍率などを固定し、第１画像と第２画像の同じ画素に積層体１００の同じ部分が表示されるようにすれば、第１画像での第ｎ層の画素領域と第２画像での第ｎ層の画素領域とが一致するため、対応する画素領域の特定がより容易である。続いて、第２画像において検査領域を検査し、検査領域に局所的に暗部があるか否かを判定する処理を行い、検査領域に局所的に暗部を検出した場合に積層体１００に不良があると判定する（図６（ｃ３））。

暗部の有無は、各画素の階調値を用いて判定する。例えば、検査領域内に所定の閾値よりも階調値が小さい（暗い）画素が所定数以上集まっている部分がある場合に暗部があると判定してもよいし、周囲との階調値の差が所定の閾値以上の画素が所定数以上集まっている部分がある場合に暗部があると判定してもよい。階調値の閾値や階調値の差の閾値、画素数の閾値は、不良がある積層体と不良がない積層体とを区別できるような値であればよく、経験的に定めることができる。

搬送制御部５６は、積層体１００を所定の撮像位置まで搬送したり、不良検出部５４での判定結果に基づいて、積層体１００を不良品経路と正常品経路に分けて搬送したりするように、搬送部４０を制御する。

次に、検査装置１０が行う検査処理について説明する。検査処理は、積層体１００の第ｎ層に存在する不良を検査する処理である。図７は、検査処理の一例を示すフローチャートである。この検査処理は、上流工程（例えば積層体の製造工程や、本検査処理以外の検査を行う工程など）での処理が終了すると、制御部５０のＣＰＵがメモリに記憶された検査処理プログラムを実行することで開始される。

検査処理が開始すると、まず、搬送制御部５６は、積層体１００を撮像位置まで搬送するように搬送部４０を制御する（ステップＳ１００）。積層体１００が撮像位置に到達したら、搬送制御部５６は、搬送を停止するか撮像に適した搬送速度とするように搬送部４０を制御し、撮像制御部５２は、第１画像を得る第１条件で撮像を行うように照射部２０や撮像部３０を制御する（ステップＳ１１０）。次に、撮像制御部５２は、第２画像を得る第２条件で撮像を行うように照射部２０や撮像部３０を制御する（ステップＳ１２０）。続いて、不良検出部５４は、撮像部３０で撮像した第１画像及び第２画像を取得し、この第１画像及び第２画像を用いて積層体１００の不良を検出する処理を行い（ステップＳ１３０）、不良の有無を判定する（ステップＳ１４０）。不良検出部５４で不良が検出されなかった場合には、搬送制御部５６は、積層体１００を正常品経路へ搬送するように搬送部４０を制御して（ステップＳ１５０）、検査処理を終了する。一方、不良検出部５４で不良が検出された場合には、搬送制御部５６は、積層体１００を不良品経路へ搬送するよう搬送部４０を制御して（ステップＳ１６０）、検査処理を終了する。

以上説明した本実施形態の検査装置１０及び検査処理（検査方法）では、第１層１０１側から積層体１００に光を照射し側面１００ｃ側から積層体１００を撮像する。このため、得られる画像では、各層１０１～１０７の光源２２側の面で光が反射されたことなどによって、同じ層は同程度の明るさ（濃淡）となり、光源２２から遠い層ほど暗く（濃く）なる傾向にある。積層体１００にクラックＣなどの不良がある場合には、得られる画像において、不良部分あるいはその周囲は暗く（濃く）なる。こうした画像の濃淡を用いて、所定の層（第ｎ層）やその周辺に存在する不良を検出することができる。そして、第１画像及び第２画像を用いることで、第１画像だけでは不良を検出するのが困難な場合や、第２画像だけでは第ｎ層の領域を特定するのが困難な場合などにも、第ｎ層に存在する不良を効率よく検出することができる。具体的には、例えば、第ｎ層に存在する不良を検出する際の不良の過剰検出率を低減し、再検査などの工数を削減できる。

また、第１層１０１から第（ｎ－１）層までの層を明るすぎて区別できない第２画像が得られる第２条件で撮像を行うため、第２画像では第ｎ層において正常箇所と不良箇所との濃淡差が強調されやすく、第ｎ層の不良をより容易に検出できる。さらに、第ｎ層を第（ｎ－１）層及び第（ｎ＋１）層から区別できる第２画像が得られる第２条件で撮像を行うため、第２画像において第ｎ層やその周辺でハレーションが生じにくく、第ｎ層に存在する不良をより容易に検出できる。

また、第１層１０１から第ｍ層までの全ての層を区別できる第１画像が得られる第１条件で撮像を行うため、第１画像で全ての層を区別したうえで第ｎ層を特定でき、他の層を第ｎ層と特定してしまう可能性を低減できる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した実施形態では、光源２２はＬＥＤとしたが、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ、高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）や、有機ＥＬランプ、蛍光灯、ハロゲンランプ、白熱灯などでもよいし、レーザー光源などでもよい。また、光源２２から照射される光は、白色としたが、その他の色でもよい。例えば、赤色や緑色、青色などの単色光でもよいし、混色光でもよい。

上述した実施形態では、撮像装置３２はＣＭＯＳカメラとしたが、ＣＣＤカメラとしてもよいし、その他の撮像装置としてもよい。

上述した実施形態では、第１，２画像は、明るさ（濃淡）を２５６階調で表したものとしたが、例えば１６階調（４ｂｉｔ）などで表してもよいし、４０９６階調（１２ｂｉｔ）や６５５３６階調（１６ｂｉｔ）などで表してもよい。第１画像では、積層体１００の第１層１０１の階調値が、例えば最大値でもよい。また、第１画像では、第１層１０１の階調値が、例えば、明るい方から２％以内（２５６階調では２５１～２５５）としてもよい。また、第２画像では、積層体１００の第１層から第（ｎ－１）層までの全ての層の階調値が例えば最大値でもよいし、第１層から第（ｎ－１）層までの全ての層の階調値が、例えば、明るい方から２％以内としてもよい。

上述した実施形態では、第１画像は、積層体１００の全ての層を区別できるものとしたが、こうしたものに限定されない。例えば、第１画像は、第１層１０１から第ｎ層までの各層を少なくとも区別できればよい。こうしても、第１画像において第１層１０１側から層数を数えることで第ｎ層を特定できる。あるいは、第１画像は、第ｍ層から第ｎ層までの各層を区別できればよい。こうしても、第１画像において第ｍ層側から層数を数えることで第ｎ層を特定できる。

上述した実施形態では、第２画像は、積層体１００の第ｎ層を第（ｎ－１）層及び第（ｎ＋１）層から区別できるものとしたが、第ｎ層を第（ｎ＋１）層とのみ区別できるものとしてもよいし、第ｎ層を第（ｎ－１）層や第（ｎ＋１）層と区別できないものとしてもよい。

上述した実施形態では、第ｎ層全体を検査領域としたが、第ｎ層の一部（例えば経験上クラックＣが発生しやすい領域）を検査領域としてもよい。

上述した実施形態では、暗部の有無は、各画素の階調値を用いて判定するものとしたが、これに限定されない。例えば、第ｎ層と第（ｎ＋１）層との境界に暗部として表れる不良を検出することを目的とする場合には、第２画像について輪郭抽出（エッジ検出）を行い、その輪郭（第２画像の輪郭）を用いて判定してもよい。第ｎ層と第（ｎ＋１）層との境界に不良の陰影（暗部）が表れる場合には、第２画像の輪郭において、第ｎ層の第（ｎ＋１）層側の輪郭は第ｎ層側に盛り上がった凸部として表れる（図６（ｃ３）参照）。こうした凸部がある場合に、暗部があると判定することができる。

上述した実施形態では、積層体１００は、第１層１０１から第７層１０７までのセラミックス層を有するものとしたが、複数のセラミックス層を有するものであれば、層数（ｍの値）は特に限定されない。また、積層体１００は、セラミックス層に凹部や空室、貫通孔などが設けられていてもよいし、セラミックス層の内部又は表面あるいはセラミックス層の層間に電極などが設けられていてもよい。凹部や空室、貫通孔、電極などが設けられている場合には、第２画像上にこれらの陰影が表れないような第２条件で第２画像を撮像したり、これらの陰影が表れる領域を検査領域から外すことで、これらをクラックＣとして検出するのを防止できる。積層体１００は、セラミックス層同士が直接接合されていてもよいし、接着層などを介して接合されていてもよい。また、積層体１００は、側面１００ｃに各層の側面が露出したものとしたが、側面１００ｃには透明や半透明など、透光性の高い被膜などが設けられていてもよい。また、積層体１００の形状は直方体としたが、円柱や角柱、円錐や角錐、円錐台や角錐台のほか、種々の形状としてもよく、角が面取りされていてもよい。また、積層体１００において、第１層１０１～第ｍ層は、全てジルコニア層としたが、セラミックス層であればとくに限定されず、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、各種ガラスセラミックスなどとしてもよい。また、各層の材質は同じでも異なってもよい。セラミックス層は、多孔質でも緻密質でもよい。

上述した実施形態では、不良としてクラックＣを検出したが、不良は、クラックやキズ、欠け、ボイド、異物、などでもよいし、セラミックス層同士の接合不良などでもよい。また、上述した実施形態では、クラックＣの陰影Ｃ’は、第３層１０３と第４層１０４との境界に現れているものとしたが、不良の発生位置によっては、図８に示すように、第３層１０３と第４層１０４との境界から離れた位置に陰影Ｃ’が表れる場合もある。

上述した実施形態では、積層体１００の第ｎ層（第３層１０３）に存在する不良のみを検出したが、その他の層に存在する不良をさらに検出してもよい。例えば、１つの積層体についてｎの値を変えながらステップＳ１１０～Ｓ１３０を繰り返し行い、複数の層についてその層に存在する不良を検出してもよい。その際、第１画像や第２画像を共用できる場合には、ステップＳ１１０やステップＳ１２０を一部省略してもよい。

上述した実施形態では、光源２２、撮像装置３２及び積層体１００が暗室１２内に配置された状態で検査を行うものとしたが、所望の第１画像及び第２画像が得られればどのような状態で検査を行ってもよい。

上述した実施形態では、搬送部４０及び搬送制御部５６を備えるものとしたが、これらを省略してもよい。

上述した実施形態では、検査装置１０の動作を説明することで積層体１００の検査方法の一例を示したが、この検査方法（積層体１００の検査工程）に先立って積層体１００を製造する製造工程を行う、積層体１００の製造方法としてもよい。積層体１００の製造工程は、特に限定されるものではないが、例えば以下に示すものとしてもよい。図９は、積層体１００の製造工程の一例を示す説明図である。積層体１００の製造工程は、図９に示すように、グリーンシート（グリーンシート１０１Ｇ～１０７Ｇ）を用意し（図９（ａ））、グリーンシート同士を直接又は接着層を介して積層してグリーン体１００Ｇを作製し（図９（ｂ））、得られたグリーン体１００Ｇを焼成して積層体１００を得る（図９（ｃ））ものである。こうした製造工程では、積層体１００の層内や層間にクラックＣなどの不良が生じることがあるが、本発明の製造方法では、製造工程の後に本発明の検査方法による検査工程を行うため、積層体１００の不良を効率よく検出できる。このため、検査工程を含めて全体として、積層体の製造効率を高めることができる。

以下には、本発明の実施例について説明する。なお、以下の実施例は本発明を何ら限定するものではない。

［実施例１］
実施例１では、図１に示す検査装置１０を用いた。実施例１では、各層の厚みが約２００μｍである第１層から第７層までのジルコニア層を有し、第３層にクラックＣが存在する積層体について検査を行った。光源２２としては、白色ＬＥＤ（最大消費電力：７．６Ｗ、色温度：７８００Ｋ程度）を用いた。光源２２は、積層体１００の厚みの中心と照射面２４との距離が６０ｍｍとなるように配置した。撮像装置３２としては、ＣＭＯＳカメラ（Ｂａｓｌｅｒ社製、型式ａｃＡ２５００－１４ｇｍ）を用いた。撮像した画像は、２５６階調のグレースケールで表されるようにした。領域検出（輪郭抽出）や、クラックの有無の判定には、画像処理ソフトＨＡＬＣＯＮ（リンクス社製、ｖｅｒ．１２）を用いた。

ＣＭＯＳカメラの露光時間を変えて各々複数回撮像を行い、得られた画像について領域の検出やクラックの検出を行った。その結果、第１層１０１から第７層までの各層の領域を容易に検出でき、かつ、クラックＣの陰影Ｃ’を容易に検出できるような条件は見つからなかった。露光時間４０００μｓで撮像した画像では、クラックＣの陰影Ｃ’を検出できなかったものの、第１層から第７層までの各層の領域を容易に検出できた。以下では、この画像を第１画像とする。第１画像では、第１層１０１の階調値が最大値の２５５であった。一方、露光時間８３００μｓで撮像した画像では、第１層と第２層とを明るすぎて区別できなかったが、第３層１０３のクラックＣの陰影Ｃ’を容易に検出できた。以下では、この画像を第２画像とする。第２画像では、第１層１０１及び第２層１０２の階調値が２５５で、第３層１０３の階調値はそれよりも暗かった。以上より、第１画像と第２画像とを用いることで、第ｎ層に存在する不良を効率よく検出できることがわかった。また、第１層１０１の階調値が最大値（２５６階調では２５５）である第１画像が得られるように第１条件を調整することで、第ｎ層の画素領域の特定により適した第１画像が得られることがわかった。また、第１層１０１から第２層１０２（クラックのある層の１つ上の層）までの階調値が最大値（２５６階調では２５５）である第２画像が得られるように第２条件を調整することで、不良の検出により適した第２画像が得られることがわかった。

［実施例２］
クラックＣの存在する積層体を１００個、クラックＣの存在しない積層体を５０個準備し、実施例１と同じ条件で第１，２画像を撮像し、クラックの有無を判定したところ、誤判定（グレー判定を含む）率は２％と低い値であった。誤判定は、いずれもクラックＣが存在しないものをクラック有りと過剰検出したものであり、不良の見落としはなかった。

本発明は、セラミックスの積層体を製造しあるいは使用する分野に利用可能である。

１０ 検査装置、１２ 暗室、２０ 照射部、２２ 光源、２４ 照射面、３０ 撮像部、３２ 撮像装置、３４ 撮像レンズ、４０ 搬送部、４２ 搬送装置、５０ 制御部、５２ 撮像制御部、５４ 不良検出部、５６ 搬送制御部、１００ 積層体、１００ａ おもて面、１００ｂ うら面、１００ｃ 側面、１００Ｇ グリーン体、１０１～１０７ 第１層～第７層、１０１Ｇ～１０７Ｇ グリーンシート、Ｓ 載置面、Ｃ クラック、Ｃ’ 陰影。

Claims (8)

1. 第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を検査する検査方法であって、
   （ａ）前記積層体の第１層側から前記積層体に光を照射する光源を有する照射部と、前記積層体の側面側から前記積層体を撮像する撮像装置を有する撮像部と、を用いて、前記積層体の第１層から第ｎ層（ｎは２以上ｍ以下の整数）までの各層を画像の明るさに基づいて区別できるか前記積層体の第ｍ層から第ｎ層までの各層を画像の明るさに基づいて区別できるかの少なくとも一方を満たす第１画像が得られる第１条件で撮像を行う工程と、
   （ｂ）前記照射部と、前記撮像部と、を用いて、前記積層体の第ｎ層が前記第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ前記積層体の第ｎ層に所定の不良がある場合に該不良が局所的に暗く現れる第２画像が得られる第２条件で撮像を行う工程と、
   （ｃ）前記第２画像のうち前記第１画像を用いて特定した第ｎ層の画素領域に対応する画素領域に、局所的に暗部がある場合に、不良があると判定する工程と、
   を含む、積層体の検査方法。
2. 前記第２条件は、前記積層体の第１層から第（ｎ－１）層までの層を明るすぎて区別できない前記第２画像が得られる条件である、請求項１に記載の積層体の検査方法。
3. 前記第１条件は、明るさを階調値で表したときに、前記積層体の第１層の階調値が明るい方から２％以内の値である第１画像が得られる条件である、請求項１又は２に記載の積層体の検査方法。
4. 前記第２条件は、明るさを階調値で表したときに、前記積層体の第１層から第（ｎ－１）層までの階調値が明るい方から２％以内の値である第２画像が得られる条件である、請求項１～３のいずれか１項に記載の積層体の検査方法。
5. 前記第１条件と前記第２条件とは、前記光源の明るさ及び前記撮像装置の露光時間のうちの少なくとも一方が異なる、請求項１～４のいずれか１項に記載の積層体の検査方法。
6. 前記積層体は、ジルコニアの層を備えている、請求項１～５のいずれか１項に記載の積層体の検査方法。
7. 第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を検査する検査装置であって、
   前記積層体の第１層側から前記積層体に光を照射する光源を有する照射部と、
   前記積層体の側面側から前記積層体を撮像する撮像装置を有する撮像部と、
   前記積層体の第１層から第ｎ層（ｎは２以上ｍ以下の整数）までの各層を画像の明るさに基づいて区別できるか前記積層体の第ｍ層から第ｎ層までの各層を画像の明るさに基づいて区別できるかの少なくとも一方を満たす第１画像が得られる第１条件で撮像を行うとともに、前記積層体の第ｎ層が前記第１画像における第ｎ層よりも明るくかつ前記積層体の第ｎ層に所定の不良がある場合に該不良が局所的に暗く現れる第２画像が得られる第２条件で撮像を行うように前記照射部及び前記撮像部を制御する撮像制御部と、
   前記第２画像のうち前記第１画像を用いて特定した第ｎ層の画素領域に対応する画素領域に、局所的に暗部がある場合に、不良があると判定する不良検出部と、
   を備えた、積層体の検査装置。
8. 第１層から順に第ｍ層（ｍは２以上の整数）までのセラミックス層を有する積層体を製造する工程と、請求項１～６のいずれか１項に記載の積層体の検査方法で前記積層体を検査する工程と、
   を備えた積層体の製造方法。

Images