JPH1194751A

JPH1194751A - 被測定体内異物の測定装置

Info

Publication number: JPH1194751A
Application number: JP25024397A
Authority: JP
Inventors: Koji Okamoto; 幸治岡本; Eiji Kurita; 栄二栗田; Chiharu Yoshimura; 千治吉村
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Mitsubishi Chemical Corp; Shishido Electrostatic Ltd
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Mitsubishi Chemical Corp; Shishido Electrostatic Ltd
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】除塵効果を向上させ、被測定体内の異物測定
に際し、誤測定が生じないような、被測定体内異物の測
定装置を提供する。【解決手段】本装置１０は、光透過性の板状成形物か
らなる被測定体内異物を測定する装置であって、被測定
体Ｓを除塵する除塵装置１２と、被測定体内の異物の数
を計数し、異物の大きさを計測する画像処理装置１４と
を備えている。除塵装置は、被測定体を収容するチャン
バ２４と、チャンバ内に設けられ、被測定体の縁部を把
持する把持具と、チャンバ内に除電空気を送入するため
に、チャンバの被測定体搬入口及び搬出口に設けられた
複数本の空気送入ノズル２６と、チャンバ内に設けら
れ、把持具に把持された被測定体の上面及び下面と接触
しつつ回転して被測定体に付着した塵をブラシで除去す
る２個の回転ブラシ２８Ａ、Ｂと、チャンバから空気を
吸引するエアー吸引装置とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光透過性の板状成
形物からなる被測定体内の異物を測定する装置に関し、
更に詳細には、被測定体を連続的かつ自動的に除塵し、
次いで被測定体内の異物を正確に測定する装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】異物（現場ではコンタミと略称されるこ
ともある）が合成樹脂内に混入していると、合成樹脂か
ら最終のプラスチック製品、例えばプラスチック成形
品、プラスチックフィルムを製造する過程で、混入した
異物が種々の障害となる。そこで、通常、製造した合成
樹脂を石油化学工場から出荷する際には、合成樹脂の品
質を指定する品質項目の一つとして、合成樹脂の異物含
有許容量、具体的には異物の数及び大きさが、指定され
る。合成樹脂中の異物を測定する方法は、種々の方法が
あるが、基本的には、加熱、加圧等によるプレス法、射
出成形法、押出成形法等により製品合成樹脂ペレットか
ら平板状の成型品を成形して被測定体とし、その被測定
体内の異物の数及び大きさを目視により又は光学的検査
装置等により測定している。

【０００３】ところで、合成樹脂等のプラスチック製成
型品は、一般に、成形の際に帯電し易く、そのため、大
気中のパーティクルが静電気作用により成形品表面に付
着する傾向が強い。これは、被測定体として成形した成
形品についても同様であって、そのため、被測定体内の
異物を測定する際、被測定体表面に付着したパーティク
ルを誤って異物として測定することも多く、誤測定の原
因になっている。そこで、従来は、被測定体の異物測定
に際し、検査員が手作業により被測定体の除塵作業を行
っている。手作業による除塵作業は、例えば、エアーガ
ンを用いて、除電されて静電気を有しない空気、即ち除
電空気を被測定体の表面に吹き付け、これにより被測定
体の静電気を除電すると共に被測定体に付着したパーテ
ィクルを吹き飛ばし、除去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は、検査
員が、手作業的な除電、除塵方法で被測定体の除電、除
塵を行っているので、除電、除塵効果が低く、しかも除
塵効果に個人的なムラが生じることが多かった。そのた
め、被測定体内の異物の測定に際し、被測定体表面に残
存するパーティクルに起因して、測定誤差が生じ、測定
結果の再現性が低いという問題があった。また、除電、
除塵作業に時間を要し、そのために、被測定体内の異物
測定の作業性が低いという問題もあった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、除電、除塵効果
を向上させ、被測定体内の異物測定に際し、誤測定が生
じないような、被測定体内異物の測定装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る、被測定体内異物の測定装置は、光透
過性の板状成形物からなる被測定体内の異物を測定する
装置であって、除電された空気により被測定体を除電し
つつ、被測定体に付着したパーティクルを空気流及び機
械的接触により除塵する除塵装置と、被測定体内の異物
を光学的に撮像し、得た画像を画像処理して異物を測定
する画像処理装置とを備えていることを特徴としてい
る。

【０００７】本発明で被測定体内の異物を測定すると
は、被測定体内異物の数の計数及び異物の大きさの計測
の双方、又はそのいずれか一方を行うことを言う。よっ
て、本発明に係る被測定体内異物の測定装置は、光透過
性の板状成形物からなる被測定体内の異物の数の計数及
び異物の寸法の計測の双方、又はいずれか一方を行う装
置である。本発明でパーティクルとは、被測定体に付着
した被測定体以外の全ての物体を言い、通常は微粒子状
の固体とかゴミである。被測定体内の異物は、被測定体
の物質とは異なる物質であって、気体でも、液体でも、
固体でも良く、通常、１mm ²以下の断面積を有する粒子
状のものである。本発明において、被測定体は、光透過
性のものである限り、特に限定されるものではない。こ
こで、光透過性の被測定体とは、光を透過させる透明な
ものに加えて、不透明なものであっても、２値化レベル
（コントラスト）を調整して異物の境界を認識できるも
のであれば良い。具体的には、例えばスチレン系樹脂、
プロピレン系樹脂、エチレン系樹脂、ポリエステル樹
脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂、天然樹脂及び
ガラス等の無機材の透明及び不透明な板状体、例えば
０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度のシート及び板状体である。板
状体とは、成形後コルゲート法等により波状の板体、真
空又は圧空成形法等による凹凸を表面に有する板体を含
む。本発明に係る被測定体内異物の測定装置は、静電気
による帯電が生じ易い合成樹脂内の異物測定に最適であ
る。

【０００８】除塵装置は、除電された空気により被測定
体を除電しつつ、被測定体に付着したパーティクルを空
気流及び機械的接触により除塵する装置であれば、特に
構成に制約は無い。好適には、除塵装置は、被測定体を
収容するチャンバと、チャンバ内に設けられ、被測定体
を支持する支持機構と、チャンバ内に除電空気を送入す
る送入手段と、チャンバ内に設けられ、チャンバに送入
された除電空気の気流中で、支持機構に支持された被測
定体と接触しつつ回転して被測定体に付着した塵をブラ
シで掃引、除去する回転ブラシと、チャンバから空気を
吸引するエアー吸引装置とを備えている。除塵装置は、
チャンバ内で被測定体に除電空気の気流を接触させて除
電しつつ、回転ブラシで機械的に被測定体の全表面から
パーティクルを除去して、除塵する。

【０００９】除塵装置のチャンバ内に設けられ、被測定
体を支持する支持機構は、既知の構成の支持機構であっ
て、被測定体の縁部を把持する機械的チャックでも、被
測定体の縁部を真空吸着する真空吸着チャックでも良
い。除塵装置は、被測定体より大きい寸法のチャンバを
有し、除電空気を被測定体の上面側及び下面側から吹き
付け、除電する。除電空気は、減圧、好ましくは真空吸
収状態に維持されたチャンバの搬入口、搬出口近傍で送
入され、チャンバ内を外気から遮断するエアカーテンの
働きをする。送入された除電空気は、チャンバからエア
ー吸引装置により吸引排出される。好ましくは、除塵装
置は、複数個の回転ブラシを被測定体の上下面に接触さ
せる。回転ブラシは、チャンバの被測定体の上面側及び
下面側で被測定体の搬出方向とは逆向きの回転方向で回
転し、被測定体がパーティクルを付着したまま搬出され
ることがないようにする。回転ブラシのブラシには、被
測定体表面のゴミ、付着物を掃き取る目的のものである
から、柔らかなもの、例えばナイロン、絹等の繊維ブラ
シが使用される。また、チャンバの搬出口側から送入す
る除電空気の送入方向は、搬出口からチャンバの中央に
向かい、かつ水平方向に対して少なくとも３〜３０度の
範囲の角度内とする。

【００１０】好適には、被測定体内異物の測定装置は、
除塵装置に被測定体を搬入する搬入手段、及び除塵装置
から被測定体を搬出し、外気から遮断された状態で画像
処理装置に移送する搬出手段を備えている。搬出手段
は、除塵した被測定体に再びパーティクルが付着しない
ようにトンネル状の通路を備え、その通路を経て被測定
体を１つずつ、例えばベルトコンベア、マジックハンド
（電動のもの、ロボットでもよい）等の移送手段により
除塵装置から搬出する。

【００１１】画像処理装置は、端部で保持された被測定
体の下面、必要により更に上面から光を照射して被測定
体内異物を測定する既知の構成の画像処理装置であっ
て、被測定体内の異物を光学的に撮像し、得た画像を画
像処理して異物を測定できる限り、その構成に制約は無
い。ここで、被測定体内異物の測定とは、異物の数の計
数及び異物の大きさ、寸法の計測の双方、又はそのいず
れか一方を行うことである。本発明の被測定体内異物の
測定装置の好適な実施態様では、画像処理装置が２値化
レベルの調節手段を備え、２値化レベルを調節して異物
を識別する。

【００１２】本発明に係る被測定体内異物の測定装置を
使用することにより、被測定体表面に静電気作用等によ
り付着したゴミ、パーティクル等は、ほぼ完全に除去さ
れる。その結果、被測定体内異物の測定に際し、測定員
によってバラツキが測定データに生じること、即ち個人
差が無くなり、極めて再現性の高い、コンタミ検査不良
率がゼロの異物測定を行うことができる。また、本発明
に係る被測定体内異物の測定装置を使用すれば、被測定
体内異物の測定作業を効率的に行うことができるので、
従来の除塵方法では、通常、測定データの点検時間とし
て必要であった１０００時間／年以上の時間を節減する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説
明する。実施例本実施例は、本発明に係る被測定体内異物の測定装置の
一つの実施例であって、図１は本実施例の被測定体内異
物の測定装置の構成を示すフローシートである。本実施
例の被測定体内異物の測定装置１０（以下、簡単に装置
１０と言う）は、光透過性の板状成形物からなる被測定
体内の異物を測定する装置であって、その内部はフィル
タ等で除塵されたクリーンエアで満たされているものが
好ましく、図１に示すように、被測定体Ｓを除塵する除
塵装置１２、被測定体Ｓ内の異物の数を計数し、及び異
物の大きさを計測する画像処理装置１２とを備えてい
る。更に、装置１０は、被測定体Ｓの収容したカセット
Ｃ₁から除塵装置１２に被測定体Ｓを搬入する搬入コン
ベイヤ１６、除塵装置１２から搬出して画像処理装置１
４に移送する搬出コンベイヤ１８、及び画像処理装置１
４から被測定体Ｓを収容カセットＣ₂に移送する移送コ
ンベイヤ２０、及び、搬出コンベイヤ１８をトンネル状
に覆う透明カバー２２を備えている。

【００１４】除塵装置１２は、被測定体Ｓを収容するチ
ャンバ２４と、チャンバ２４内に設けられ、被測定体Ｓ
の縁部を把持して被測定体Ｓをチャンバ２４内に支持す
る把持具（図示せず）と、チャンバ２４の被測定体搬入
口及び搬出口に設けられ、チャンバ内に除電空気を送入
する複数本（図１では、簡単に４本のみ図示）の空気送
入ノズル２６と、チャンバ２４内に設けられ、把持具に
把持された被測定体Ｓの上面及び下面と接触しつつ回転
して被測定体Ｓに付着した塵をブラシで掃引、除去する
２個の回転ブラシ２８Ａ、Ｂと、チャンバ２４から空気
を吸引するエアー吸引装置（図示せず）とを備えてい
る。把持具には、被測定体Ｓの縁部を把持する既知に構
成の機械的チャックが使用されている。

【００１５】チャンバ２４の被測定体搬入口及び搬出口
に設けられた空気送入ノズル２６は、空気中に静電気及
び塵を有しない清浄な除電空気をチャンバ２４に送入す
るノズルであって、除電され、静電気を同伴していない
空気を供給する除電空気源から来る空気管２７に接続さ
れている。除電空気は、被測定体搬入口及び搬出口で空
気送入ノズル２６からチャンバ内に送入され、チャンバ
２４を外気から遮断するエアカーテンの働きをする。搬
出口では、除電空気の送入方向が、搬出口からチャンバ
の中央に向かい、かつ水平方向に対して少なくとも３〜
３０度の範囲の角度になるように、空気送入ノズル２６
が配置されている。一方、搬入口では、空気送入ノズル
２６が、図１に示すように、相互に対向して垂直方向に
空気を送入する配置で配置されている。送入空気量は、
チャンバ２４の単位体積（１ｍ³）当たり通常約０．２
ｍ³／分以下、好ましくは０．１〜０．１５ｍ³／分で
ある。

【００１６】回転ブラシ２８Ａ、Ｂは、それぞれ、直径
８０〜１５０mmの回転筒の円筒面に０．１mm直径のナイ
ロン毛、馬毛、リス毛等を植毛したものであって、チャ
ンバ２４に送入された除電空気の気流中で被測定体Ｓの
上面及び下面に接触しつつ回転し、ブラシで被測定体Ｓ
上のパーティクルを掃引、除去する。その回転方向は、
図１に示すように、チャンバ２４の搬出口からチャンバ
中央に向かう方向であって、回転ブラシ２８Ａは時計周
りに、回転ブラシ２８Ｂは反時計周りに回転する。

【００１７】チャンバ２４内の塵を含む空気は、エアー
吸引装置により吸引されるので、チャンバ２４には、常
に除電された清浄な空気が流れている。

【００１８】画像処理装置１４は、被測定体内の異物を
光学的に撮像し、得た画像を画像処理して異物の数を計
数し、及び異物の大きさを計測する既知の構成の画像処
理装置であって、被測定体Ｓの支持機構３０と、透過照
明の光源３２と、反射照明の光源３４と、ＣＣＤカメラ
３６と、画像処理を行う画像処理プロセッサ３８と、出
力手段として、例えばモニタ、プリンタ等（図示せず）
を有する。また、画像処理装置１４は、２値化レベルの
調節手段を備え、２値化レベルを調節して異物を識別す
ることができる。被測定体Ｓを支持する機構は、例えば
真空吸引チャックでも、機械的チャックでも良く、また
被測定体Ｓを移送してきたコンベイヤベルトを一時的に
停止させるようにしても良い。

【００１９】搬入コンベイヤ１６、搬出コンベイヤ１８
及び移送コンベイヤ２０は、既知の構成のベルトコンベ
イヤである。また、搬出コンベイヤ１８は、トンネル状
の透明なカバー２２内を走行し、除塵した被測定体Ｓを
外気から遮断し、パーティクルが再び被測定体Ｓに付着
しないようにしている。

【００２０】実験例エアー吸引装置３０として東芝（株）製の排気量３．１
ｍ³／分、２０ｋPaのクリーナを、及び除塵装置１２と
してシシド静電気（株）製の除電除塵装置（商品名ダス
トヘーラー、モデルＡＢ−ＲＣ）を改造して使用して、
本実施例の装置１０を構成し、次いで、その装置の性能
を以下の実験により評価した。なお、画像処理装置１４
のカメラには、画素数が２５万、画像入力視野が５．１
mm×３．９mm、１画素当たりの大きさ（解像度）が９．
９μm ×８．１μm のソニー（株）製のＣＣＤカメラを
使用して、ＤＮ法で画像処理を行った。

【００２１】実験では、先ず、実験番号１〜１０の実験
に供する被測定体として、材質ＡＳ樹脂で厚さ２．５〜
３mm、縦１１４mm×横７５mmの板状成形品を射出成形法
により、樹脂ペレットから必要個数作製した。測定で
は、各実験番号毎に６個の被測定体を計数、計測し、平
均値を求めた。最初に、基礎データとして、作製した被
測定体を本実施例の除塵装置１２で除塵することなく、
画像処理装置１４で計数、計測し、その結果を、表１の
被測定体の除塵前の異物の計数・計測結果の欄に示し
た。次いで、本実施例の装置１０を使用して、各実験番
号毎に６個の被測定体を計数、計測し、その平均値を各
実験番号の測定結果とした。本実施例の装置１０を使用
して得た実験番号１〜１０の結果は、表１に示す通りで
あり、各実験番号毎の測定の平均所要時間は、２分３０
秒であった。最後に、本実施例の装置１０を使用して行
った実験の結果を検討する基準として、参考例を実験し
た。参考例の実験では、エアーガンを使用して、実験番
号１〜１０の実験に供した被測定体と同じ被測定体に除
塵空気を噴射し、充分に時間を掛けて、これ以上の除塵
効果を期待することができない程度にまで入念に除塵し
た。よって、参考例は、除塵効果に関し、異物の測定に
供する被測定体として最高のレベルにあると評価でき
る。次いで、除塵した被測定体内異物の測定結果を参考
例として、同じく表１の従来法による異物の計数・計測
結果の欄に示した。参考例の実験番号毎の平均所要時間
は、６分３０秒であった。

【表１】

【００２２】表１において、超極小とは０．００３mm²
（異物の画像面積、以下同じ）≦異物＜０．０１５m
m²、極小とは０．０１５mm²≦異物＜０．０５mm²、
小とは０．０５mm²≦異物＜０．０８mm²、大とは０．
０８mm²≦異物＜０．１２mm²の異物を言う。また、合
計とは、異物の大きさ別の係数、具体的には超極小０．
０２、極小０．０２、小０．０２、大０．０２をそれぞ
れの個数に乗じたものを合計した数値を意味する。本実
験では、３０μm の異物の測定を行うことができた。

【００２３】表１に示した実験結果から判る通り、本装
置を使用した実験例は、除塵レベルが、従来のエアーガ
ンを使用して、入念に除塵した参考例の除塵効果と同等
またはそれ以上の除塵レベルにあり、しかも所要時間が
遙に短く、また従来のように個人的差が生じない。一
方、従来の方法によれば、手作業により被測定体を除塵
しており、参考例と異なり、時間的にも制約があるの
で、参考例と同じ程度の除塵レベルを期待することは、
現実には無理であって、また除塵効果の再現性が乏し
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、除電された空気により
被測定体を除電しつつ、被測定体に付着したパーティク
ルを空気流及び機械的接触により除塵する除塵装置と、
被測定体内の異物を光学的に撮像し、得た画像を画像処
理して異物を測定する画像処理装置とを備えた、被測定
体内異物の測定装置を構成することにより、能率良く、
しかも正確に被測定体内異物の計数・計測を行うことが
できる。また、本発明に係る測定装置では、従来のよう
な手作業による除塵作業とは異なり、機械的に除塵して
いるので、除塵効果の再現性が高く、従って異物の測定
結果に個人的なバラツキが生じない。また、除塵に要す
る時間、従って被測定体内異物の測定に要する時間が短
く、例えば、樹脂製品の出荷検定などを極めて効率的に
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被測定体内異物の測定装置の実施
例の構成を示すフローシートである。

【符号の説明】

１０本発明に係る被測定体内異物の測定装置の実施例１２除塵装置１４画像処理装置１６搬入コンベイヤ１８搬出コンベイヤ２０移送コンベイヤ２２透明カバー２４チャンバ２６空気送入ノズル２７空気管２８回転ブラシ３０被測定体の支持機構３２透過照明の光源３４反射照明の光源３６ＣＣＤカメラ３８画像処理プロセッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡本幸治三重県四日市市東邦町１番地三菱化学株式会社四日市事業所内 (72)発明者栗田栄二神奈川県川崎市幸区堀川町66番２東芝エンジニアリング株式会社内 (72)発明者吉村千治愛知県名古屋市昭和区折戸町３−１−１シシド静電気株式会社名古屋営業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性の板状成形物からなる被測定体
内の異物を測定する装置であって、除電された空気により被測定体を除電しつつ、被測定体
に付着したパーティクルを空気流及び機械的接触により
除塵する除塵装置と、被測定体内の異物を光学的に撮像し、得た画像を画像処
理して異物を測定する画像処理装置とを備えていること
を特徴とする被測定体内異物の測定装置。
【請求項２】除塵装置が、被測定体を収容するチャンバと、チャンバ内に設けられ、被測定体を支持する支持機構
と、チャンバ内に除電空気を送入する送入手段と、チャンバ内に設けられ、チャンバに送入された除電空気
の気流中で、支持機構に支持された被測定体と接触しつ
つ回転して被測定体に付着した塵をブラシで掃引、除去
する回転ブラシと、チャンバから空気を吸引するエアー吸引装置とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の被測定体内異物の測
定装置。
【請求項３】除塵装置に被測定体を搬入する搬入手
段、及び除塵装置から被測定体を搬出し、外気から遮断
された状態で画像処理装置に移送する搬出手段を備えて
いることを特徴とする請求項１又は２に記載の被測定体
内異物の測定装置。
【請求項４】画像処理装置が２値化レベルの調節手段
を備え、２値化レベルを調節して異物を識別することを
特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載
の被測定体内異物の測定装置。