JPS6234096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はウエブ（板状体）を移動させながら当
該ウエブに孔が開いているか否かを検出するウエ
ブの孔の検出装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来からも、移動するウエブに孔が開いている
か否かを検出する装置としては、例えばドイツ国
公開特許第1616016号や我が国における特開昭52
−48031号公報等にその開示例を見ることができ
る。

これらの装置においては一応、移動するウエブ
の幅方向に光を照射し、孔の有無を発見するよう
になつている。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし従来の装置は、極めて複雑、高価である
か、大型であつたり、あるいはまた検出精度ない
し信頼性に問題があつた。

特に幾つかの部分検査領域に分けながら一度に
ある程度以上の領域（例えばウエブの全幅）を検
査する装置を構成する場合、隣接する部分検査領
域間に検査用の光照射ができない間隙部分が生じ
たり、互いに干渉したりすることがあり、必ずし
も安価でありながら高精度というわけにはいかな
かつた。

また、干渉を防ぐか少なくとも低減するにも、
上記した特開昭52−48031号公報に見られるよう
な従来装置においては特殊な機械構造を要し、ス
ペースフアクタを悪化させる等の欠点も生じてい
たし、そもそもこの公報に見られるように反射検
出方式とすると、検出反射光と照射光との分離に
問題が生ずることもあつた。

本発明はこうした点にかんがみ成されたもの
で、ウエブに孔が開いていた場合、これを透過し
た光を検出するという透過検出原理に従いなが
ら、従来方式よりさらにコンパクトで廉価な構造
を有し、にもかかわらず信頼性の高いウエブの孔
の検出装置を提供せんとするものである。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明においては上記目的を達成するため、次
のような構成によるウエブの孔の検出装置を提供
する。

レーザ光を発するレーザと； ウエブの移動方向に対して該ウエブを横切る方
向に上記レーザ光を照射しながら、該照射方向に
直交する方向に所定の範囲内で該レーザ光を走査
する走査装置と； 上記走査装置の照射する走査光束の照射方向に
沿い、照射方向手前から照射方向後方に向かい、
一つづつ順次連続して設けられ、かつ上記ウエブ
の移動方向に沿つて互いにずれている複数個の段
付きミラーストリツプから成ると共に、該各段付
きミラーストリツプは、それぞれ上記走査光束を
ほぼ90゜偏向して上記ウエブに照射する個々のミ
ラーを非反射領域で接続して形成されている段付
きミラーストリツプ列と； 上記ウエブを挾み上記段付きミラーストリツプ
列とは対向する面側において上記個々の段付きミ
ラーストリツプに各一つづつ対応して設けられ、
上記走査装置が上記段付きミラーストリツプ列を
走査した結果、ウエブに間隙を生ずることなく照
射されたレーザ光が該ウエブに開いている孔を透
過した場合、該孔を透過させるに至つた光を照射
した段付きミラーストリツプに対応的に設けられ
ている光電変換装置に対し、該孔を透過した光を
集光する複数個のフレネルレンズから成るフレネ
ルレンズ列と； を有することを特徴とするウエブの孔の検出装
置。

＜作用および効果＞ 本発明によれば、レーザ光源から発せられ、走
査装置により所定範囲内での周期的な走査を受け
る走査光束は、ウエブの移動方向に対して該ウエ
ブを横切るように設けられた複数個の段付きミラ
ーストリツプにより該ウエブに照射されるため、
各個別の段付きミラーストリツプにおける個々の
ミラーを接続する非反射領域の長さとか、あるい
はまた該段付きミラーストリツプ列とウエブとの
距離等を設計的に適当に設定すること等で、当該
ウエブにあつて検査すべき幅方向領域に対し、カ
ーテン状にむらなく光を照射させることができ、
したがつて光照射装置側における照射もれはない
ものとすることができる。

しかも、こうした機能は上記のように簡単かつ
コンパクトな構造によつて達成される。実際にも
段付きミラーストリツプ列の装備に要する領域寸
法は、既述の従来例特開昭52−48031号公報に見
られるような鏡の集合装置に比し、十分に小さな
ものとすることができる。

また、各個別の段付きミラーストリツプは、ウ
エブに関する全検査領域中、それぞれ部分的な検
査領域を対象とするが、この部分検査領域のそれ
ぞれにはまた、個々に対応してフレネルレンズが
配されている。

そのため、各フレネルレンズにさらに個々に対
応させた光電変換装置には、極めて良い効率でウ
エブの孔を透過してきた光を集光することができ
る。

したがつてこの光検出側においても、干渉等の
問題を伴うことなく、確実かつ広い検査領域にわ
たり、簡単、コンパクトな装置を提供することが
できる。

なお一般に、ウエブ移動速度に比し、レーザ光
走査速度は十分に高いものとすることができるか
ら、結局、ウエブの移動速度をかなり速めても、
本発明装置が検出もれを起こすことはまずないと
考えて良い。また、フレネルレンズの数（部分検
査領域の数）は、１メータあたり５〜20個、好ま
しくは10個程度が良い。

＜実施例＞ 以下第１〜３図に即し、本発明の実施例につき
説明する。

第１図紙面に直交する方向に移動するウエブ２
３の一面側に設けられる構成としての光照射装置
は、まず、レーザ光２６を輻射するレーザ光源
（図示せず）を備えており、このレーザ光２６は
走査装置を構成するミラーホイール１７に入射す
る。

ミラーホイール１７は、ウエブ２３の上方にあ
つて該ウエブの移動方向に対し、これを横切る走
査光束１３を生ずるように、軸心１９の回りに回
転しながらレーザ光源から発せられてきたレーザ
光をレンズ１８に入射させる。

その結果、第１図中、矢印ｆで示されるよう
に、当該走査光束１３は、ウエブの面に対して上
下方向に所定の幅内で繰返し走査されるものとな
る。

この実施例の場合には、ウエブ移動方向に対
し、走査光束１３の照射方向はほぼ完全に直交し
ており、また矢印ｆで示されるその走査方向も、
ウエブ移動方向および照射方向に対し、共にほぼ
完全に直交している。

さらに光照射装置は、第２図に特に良く示され
ているように、一連の段付きミラーストリツプ１
１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを有し、これら各
段付きミラーストリツプ１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１１ｄは走査光束１３の進行方向（ウエブを
横切る方向）に次々に連なりながら順次、当該光
進行方向と直交する方向（ウエブ移動方向）にず
れている（第２図）。

特にこの実施例の場合、各段付きミラーストリ
ツプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、上から
みても（第２図）横から見ても（第１図）、隣接
するもの同志の間に途切れる部分がないようにな
つている。

これら各段付きミラーストリツプ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄは、上記したレンズ１８の出
力する走査光束１３の周期的な走査範囲内にあ
り、後述の各ミラーの働きにより、反射光の集合
としていわば光線カーテン１４を形成する。

すなわち、各段付きミラーストリツプ１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、入射してくる走査光
束１３をこの場合、それぞれ90゜偏向する個々の
ミラー１２，……と、隣接する個々のミラー１
２，１２を接続し、走査光束１３の進行方向と平
行な面を有する非反射領域２７，……とから成つ
ていて、ためにこの走査光束１３の入射するミラ
ー面は、ミラーストリツプ全体として見ると段付
きで傾いた形になつている。

非反射領域２７の長さ、すなわち第１図中にお
いて走査光束１３の進行方向に沿つての長さは、
この非反射領域が存在していても、その両側のミ
ラー１２，１２が反射により作る光線カーテン１
４，１４が相互に密に接し、ウエブ面において間
に隙間が残らないような寸法に定める。換言すれ
ば、隣接する光線カーテン１４，１４の間にウエ
ブ２３を照射しない部分ができないようにする。

もつとも、これをさらに言い換えれば、ウエブ
２３の方をこれら段付きミラーストリツプ１１
ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから十分、遠ざけて
やる必要があることを意味する。例えばウエブ２
３を図示の位置よりも段付きミラーストリツプに
近付けると（つまり図面紙面中においてさらに上
方に位置させると）、隣接する光線カーテン１
４，１４の間には隙間ができてしまう。

孔の有無の検査対象となるウエブ２３の他面側
には、その面の比較的直ぐ近くに、望ましくは
個々に矩形形状に形成され、隣接するもの同志が
端縁相互で連結されたフレネルレンズ１６ａ，１
６ｂ，１６ｃ，１６ｄから成るフレネルレンズ列
１５が設けられている。

第３図に平面形状が例示されるフレネルレンズ
列１５中の各フレネルレンズ１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄは、例えばウエブ２３に孔２４ない
し２５があつた場合、ウエブの反対側に設けられ
ている既述の光照射装置からの光がこの孔２４な
いし２５を通過したとき、それぞれのフレネルレ
ンズ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対応的に
設けてある光電変換装置２８ａ，２８ｂ，２８
ｃ，２８ｄに当該通過光を入射させる働きをして
いる。フレネルレンズは集光効率が極めて高く、
したがつて一つ一つの検査領域中、どこに孔があ
つても確実に該孔を透過した光を対応する光電変
換装置に入射させることができる。

各光電変換装置２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８
ｄの出力は、公知既存の技術によつて構成し得る
電子的な処理回路２２に与えられる。これらフレ
ネルレンズ、光電変換装置、処理回路は、まとめ
て言うときには孔を介して伝送されてくる光の検
出装置と呼ぶことができ、対してレーザ光源、ミ
ラーホイール１７、レンズ１８、段付きミラース
トリツプ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ等は、
先に述べたように光照射装置と呼ぶことができ
る。

各段付きミラーストリツプ１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ，１１ｄをそれぞれ走査光束１３により走査
し得るように、ミラーホイール１７は望ましくは
ワイラ（Weiler）型として構成されるのが良い。
さらに、第２図に良く示されているように、この
ミラーホイール１７とレンズ１８の間に円筒レン
ズ２０を配し、そのままでは鋭く絞られているレ
ーザビームをレンズ１８を出射した後、仮想線２
１で示すようにウエブ移動方向ないし段付きミラ
ーストリツプ群のずれ方向にある程度の幅を持つ
光に変換することも望ましい。

このようにすれば、第１図中の矢印ｆ方向の一
回の走査あたり、全ての段付きミラーストリツプ
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄを同時に一回、
走査できるので、極めて合理的である。

電子的な処理回路２２は、各光電変換装置２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの出力を弁別的に処
理することもできるし、どれが光を検出したのか
を弁別することなく、どれか一つでも光を検出し
たら検出出力を発するように構成することもでき
る。ただし後者の場合にはもちろん、孔２４，２
５の位置、ないしどの部分検査領域に含まれてい
る孔であるのかの検出はできないことになる。し
かし回路系は極めて簡単になるので、用途に応
じ、どちらを採用するのか選択すれば良い。

なお、レンズ１８として用いられるレンズは好
ましくは対物レンズであるが、この場合、入射光
が文字通り光点状に絞られているよりは、第１図
中に示されているように、ミラーホイールに入射
するとき、ある程度の大きさがあつて、そのため
にこのレンズ１８を出射する光が仮想線で示すよ
うに完全な平行にはならない方が良い。

というのも、このようにやや平行から外れてい
ると、各段付きミラーストリツプ１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄ中の個々の隣接するミラー１
２，１２において、それらの間に非反射領域２７
があるにもかかわらず、連続的に途切れなく一方
のミラーから次のミラーに光を与えることができ
るからである。完全に平行であると、例えばミラ
ーとミラーの継ぎ目にある非反射領域２７の端部
に光があたり、隣接する光線カーテン１４，１４
間にあつてウエブを光照射できない間隙部分が生
じ得るからである。

このようにウエブの表面を間隙なく監視すると
いう目的は、第１図中の領域Ｉに例示したような
構成によつても達成することができる。

すなわち、この領域Ｉ内にある段付きミラース
トリツプ１１ｂの各個々のミラー１２は、平面鏡
ではなく、やや凸面鏡とされている。もちろんこ
の構成は、全ての段付きミラーストリツプに適用
しても良い。

以上のような構成によれば、個々の段付きミラ
ーストリツプに一つづつのフレネルレンズが対応
し、それぞれ部分検査領域を形成すると共に、し
かもそれらはウエブに光照射のできない部分が生
じないように配置されているため、確実にウエブ
に孔が開いているか否かを検出でき、しかも隣接
する部分検査領域間で干渉の問題も原理的には発
生しない。

なお、こうした本発明構成を実現するに際して
は、フレネルレンズは１メータあたり５個から20
個、配するのが適当と考えられる。

上述の実施例はさらに改変も可能である。例え
ば各段付きミラーストリツプはウエブを挾んで光
照射装置とは反対側に設けるようにし、光電変換
装置の方を光照射装置に沿つて設けることもでき
る。こうした場合には、ウエブの孔を介して段付
きミラーストリツプに入射した光がこの段付きミ
ラーストリツプにて反射され、フレネルレンズか
ら光電変換装置に入射することになる。ただし、
ウエブの表面自体にて反射された光は検出信号と
弁別可能な構成を電子的処理回路２２に施す必要
が生ずることもある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つて構成されたウエブの孔
の検出装置の望ましい一実施例の概略構成図、第
２図は特に光照射装置側を良く示す説明図、第３
図は光検出側であるフレネルレンズ列を良く示す
説明図、である。 図中、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは段付
きミラーストリツプ、１２は各段付きミラースト
リツプ中の個々のミラー、１３は走査光束、１５
はフレネルレンズ列、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，
１６ｄはフレネルレンズ、１７はミラーホイー
ル、１８はレンズ、２３はウエブ、２４，２５は
ウエブに開いていた孔、２６はレーザ光、２８
ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは光電変換装置、で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザ光を発するレーザと； ウエブの移動方向に対して該ウエブを横切る方
   向に上記レーザ光を照射しながら、該照射方向に
   直交する方向に所定の範囲内で該レーザ光を走査
   する走査装置と； 上記走査装置の照射する走査光束の照射方向に
   沿い、照射方向手前から照射方向後方に向かい、
   一つづつ順次連続して設けられ、かつ上記ウエブ
   の移動方向に沿つて互いにずれている複数個の段
   付きミラーストリツプから成ると共に、該各段付
   きミラーストリツプは、それぞれ上記走査光束を
   ほぼ90゜偏向して上記ウエブに照射する個々のミ
   ラーを非反射領域で接続して形成されている段付
   きミラーストリツプ列と； 上記ウエブを挾み上記段付きミラーストリツプ
   列とは対向する面側において上記個々の段付きミ
   ラーストリツプに各一つづつ対応して設けられ、
   上記走査装置が上記段付きミラーストリツプ列を
   走査した結果、ウエブに間隙を生ずることなく照
   射されたレーザ光が該ウエブに開いている孔を透
   過した場合、該孔を透過させるに至つた光を照射
   した段付きミラーストリツプに対応的に設けられ
   ている光電変換装置に対し、該孔を透過した光を
   集光する複数個のフレネルレンズから成るフレネ
   ルレンズ列と； を有することを特徴とするウエブの孔の検出装
   置。