JP4995142B2 - フイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法 - Google Patents

Description

本発明はフイルムに生じている欠陥を検知するフイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法に関する。

磁気テープやディスクなどの記憶媒体の基材や感光材料等に使用される幅広のフイルム状樹脂素材は、製造工程においてローラに巻きかけられて搬送され、成膜、下塗り、塗布などの各種工程を経てローラに巻き取られて行く。このようなフイルムの製造では、搬送の際にフイルムに傷による欠陥やツレシワなどが生じぬように、ローラの冷却やフイルムの各種条件の制御など様々な方法が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−１７５４７１号公報

しかし、このような方法を用いても完全には欠陥を除去することが出来ず、欠陥が生じた部分は製品より取り除く必要があった。そのため、フイルムの製造では成膜、下塗り、塗布等の各工程において検査装置を設けてフイルムの欠陥の検査を行っていた。これは工程内で発生する各種表面欠陥を網羅して検出するためである。しかしながら、近年より高精度の製品が求められるなか、従来の欠陥検査方法では幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の微細な表裏傷や擦り傷等の欠陥は検査装置の分解能を高くしても検出出来ず、一部のサンプルを抜き取り採取して顕微鏡により目視で確認するという手法がとられていた。

ところが、このような方法では連続したフイルムの欠陥が保証することが出来ないため、抜き取り採取箇所以外に欠陥が生じていた場合、大量に不良フイルムを製造した後に欠陥が検出されることとなるため非常に製品ロスが多くなる原因となっていた。

本発明はこのような問題に対して成されたものであり、幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を搬送中に早期に検知し、結果をフィードバックすることで製造ロスを低減するとともに下流工程への不良フイルムの流出を防ぐフイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法を提供することを目的としている。

本発明は前記目的を達成するために、ローラに巻きかけて搬送される連続したフイルムに幅方向への張力を付加する張力付加機構と、前記張力付加機構により伸展した前記フイルム上方に位置し、前記フイルムに生じるツレシワの有無を検知するツレシワ検出部と、前記張力付加機構により伸展した前記フイルム上方に位置し、前記ツレシワ検出部よりも前記フイルムの搬送方向の下流側に位置する前記フイルムの欠陥を検知する測定部と、前記張力付加機構とツレシワ検出部と測定部とを制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

また、本発明は前記発明において、前記張力付加機構は前記フイルムの両端を把持する把持部と前記把持部を前記フイルムの幅方向へ移動させる移動手段により構成されること、前記ツレシワ検出部はレーザー変位計またはオートコリメータにより構成されること、前記測定部はレーザーフライングスポットによる反射散乱方式の測定装置またはライン状光源とラインセンサーカメラとによる反射散乱方式の測定装置により構成されること、前記欠陥は幅が１０μｍ以下、深さが５０ｎｍ以下の大きさの傷であることも特徴としている。

本発明によれば、フイルム欠陥検査装置はローラに巻きかけて搬送される連続したフイルムに幅方向への張力を付加する張力付加機構を備え、張力付加機構により伸展したフイルム上方にフイルムに生じるツレシワの有無を検知するツレシワ検出部とフイルムの欠陥を検知する測定部とが設けられている。このとき、測定部はツレシワ検出部よりもフイルムの搬送方向の下流側に位置している。

これにより、まず把持部と移動手段により構成される張力付加機構によりツレシワを除去するように幅方向へ張力を付加され伸展したフイルムは、レーザー変位計またはオートコリメータにより構成されるツレシワ検出部によりツレシワの有無が検査される。ツレシワが無いと検知され、精度良く平面状態が保たれたフイルムは、続いてレーザーフライングスポットによる反射散乱方式の測定装置またはライン状光源とラインセンサーカメラとによる反射散乱方式の測定装置により構成される測定部で、幅が１０μｍ以下、深さが５０ｎｍ以下の大きさの傷である欠陥が検査される。

フイルム検査装置は、フイルムに欠陥が生じている場合、制御手段よりフイルムの搬送をストップするように搬送装置へ指令を出すまたは警告を発することによりフイルム検査結果をフィードバックする。

これにより、幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を搬送中に早期に検知し、結果をフィードバックすることで製造ロスを低減するとともに下流工程への不良フイルムの流出を防ぐことが可能となる。

以上説明したように、本発明のフイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法によれば、張力付加機構、ツレシワ検出部、ツレシワ検出部よりもフイルムの搬送方向の下流側に位置している測定部により幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を搬送中に早期に検知し、結果をフィードバックすることで製造ロスを低減するとともに下流工程への不良フイルムの流出を防ぐことが可能となる。

以下添付図面に従って本発明に係るフイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法の好ましい実施の形態について詳説する。

まず、本発明に係わるフイルム欠陥検査装置の構成を説明する。図１は本発明に係わるフイルム欠陥検査装置の構成を示す斜視図である。

図１に示すフイルム欠陥検査装置１０は、複数のローラ１１、１１・・に巻きかけられて矢印Ａ方向に搬送される連続した幅広のフイルム１２に幅方向への張力を付加する張力付加機構１３、１３と、フイルム１２のツレシワの有無を検知するツレシワ検出部１４、ツレシワ検出部１４よりもフイルム１２搬送方向の下流に位置する測定部１５を備えている。

フイルム欠陥検査装置１０は、フイルム１２を製造する製造ラインに組み込んでもよく、あるいは製造ラインで製造されたフイルム１２をオフラインで検査する専用装置として設けることもできる。

フイルム１２は例えば 液晶、光学、偏光板用等に使用されるフイルム状素材であって、ＴＡＣ（トリアセチレンセルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フイルム等により形成されている。

張力付加機構１３は、上下に移動する把持部１６Ａ，１６Ｂと不図示の移動手段を備え、フイルム１２の両端を把持部１６Ａ，１６Ｂで挟み込むことにより把持するとともに、移動手段により把持部１６Ａ、１６Ｂをフイルム１２の幅方向である矢印Ｂ方向へ移動させてフイルム１２に対して幅方向へ伸展させる張力を付加する。これにより、フイルム１２のツレシワの発生が抑えられ、フイルム１２は精度良く平面状態で搬送される。

ツレシワ検出部１４は、レーザー変位計またはオートコリメータにより構成される計測センサ１７を備え、下方を搬送されていくフイルム１２の高さまたは角度の変化よりフイルム１２のうねりを計測し、ツレシワの有無を検査する。フイルム１２のツレシワの有無の検査結果は、不図示の制御手段へ送られ、ツレシワが生じていると検知された場合は制御手段によりフイルム１２の搬送速度や張力付加機構１３の移動量を変化させてツレシワの発生を抑える、または制御手段によりフイルム１２の搬送を停止させてオペレータへ警告を発する。

測定部１５は、レーザーフライングスポットによる反射散乱式の測定装置またはライン状光源とラインセンサーカメラとによる反射散乱方式の測定装置により構成され、光源部１８、１８と撮像部１９とを備えている。

光源部１８は、レーザーフライングスポットを用いる場合、レーザー光を発するレーザー発振器、集光レンズ、回転多面鏡、ミラー等を備えている。光源部１８がライン状光源の場合は、球状光源とシリンドリカルレンズまたは帯状に並べられたＬＥＤ光源または蛍光管とスリット等を備えている。

撮像部１９は、受光用のレンズやミラー、ＣＣＤ等の光電変換素子が１列に並べられたラインセンサーカメラ等により構成されている。

測定部１５により下方を搬送されていくフイルム１２上に欠陥があると検知された際には、不図示の制御手段によりフイルム１２の搬送を停止させてオペレータへ警告を発する。

これらにより、フイルム欠陥検査装置１０は、幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を搬送中に早期に検知し、結果をフィードバックすることで製造ロスを低減するとともに下流工程への不良フイルムの流出を防ぐことが可能となる。

なお、本実施の形態において測定部１５は１組の光源部１８、１８と撮像部１９とにより構成されているが、複数個の光源部１８、１８と撮像部１９とを直列に配置してもよく、更に図示しないトラバース装置に搭載され、フイルム１２の幅方向に移動するようにしてもよい。これにより、フイルム１２の全幅に渡って検査を行うことができる。また、複数個の光源部１８、１８と撮像部１９とをフイルム１２の全幅に渡って並列配置することにより、トラバース装置を省略することも可能である。

次に本発明に係わるフイルム欠陥検査方法について説明する。図２はフイルム欠陥検査装置の構成を模式的に示した側面図、図３はツレシワ検出部によるツレシワの検査を示した側面図、図４は測定部による欠陥の検査を示した側面図である。

図２に示すフイルム欠陥検査装置１０は、原反ロール２０からローラ１１、１１・・・に巻きかけられて巻取りロール２１へ搬送される連続したフイルム１２の幅方向へ張力付加機構１３により張力を付加し、フイルム１２のツレシワを除去する。張力付加機構１３は上下に移動する把持部１６Ａ，１６Ｂと把持部１６Ａ，１６Ｂを図１に示す矢印Ｂ方向へ移動させる不図示の移動手段により構成される。張力付加機構１３は不図示の制御手段により制御され、把持部１６Ａ，１６Ｂの移動量が制御されることによりフイルム１２へ付加される張力が調整される。

フイルム１２へ付加される幅方向張力は１０Ｎ以上、２００Ｎ以下であって、望ましくは、９０Ｎ以上、１１０Ｎ以下であるのが良い。

また、制御手段によりフイルム１２の送り速度及び張力も制御される。フイルム１２送り速度は１ｍ／分以上、５０ｍ／分以下であって、望ましくは、３ｍ／分以上、７ｍ／分以上であるのが良い。また、搬送張力は、１００Ｎ以上、３００Ｎ以下であって、望ましくは、１９０Ｎ以上、２１０Ｎ以下であるのが良い。

これらによりフイルム１２よりツレシワが除去され、フイルム１２は精度良く平面状態を保ちながらツレシワ検出部１４及び測定部１５の下方を矢印Ａ方向へ搬送される。

ツレシワ検出部１４の下方まで搬送されてきたフイルム１２は、ツレシワ検出部１４に備えられたレーザー変位計またはオートコリメータにより表面の高さまたは角度の変化が検査される。

例えば、図３に示すように、計測センサ１７とフイルム１２との間の距離Ｃを固定することで、フイルム１２のうねりにより反射してきたレーザー光Ｌの出射位置から入射位置までの距離Ｄより角度θ及びうねりの深さＥを算出する。このときうねりの深さＥが１００μｍ以上場合、フイルム１２にツレシワがあるとして制御手段によりフイルム１２の搬送速度や張力付加機構１３、１３の移動量を変化させてツレシワの発生を抑える、または制御手段によりフイルム１２の搬送を停止させてオペレータへ警告を発する。

ツレシワ検出部１４によりツレシワが無いと検知されたフイルム１２は続いて搬送方向の下流に位置する測定部１５へ送られる。測定部１５では、光源部１８に備えられたレーザーフライングスポットまたはライン状光源による光源より、フイルム１２へ向ってライン状の光が照射される。このときライン状の光はフイルム１２の搬送方向に対して直行しているのが良い。また、照射される光の角度はフイルム１２表面に対して５°から３０°であって、望ましくは、１０°から１５°であるのが良い。

このように光源部１８、１８よりフイルム１２へ照射された光は、図４（ａ）に示すようにフイルム１２表面で反射される。フイルム１２上に傷などの欠陥が生じていない場合は、光ｌはフイルム１２表面で正反射してラインセンサーカメラ等により構成される撮像部１９には入射しない。フイルム１２上に傷などの欠陥が生じている場合は、図４（ｂ）に示すように欠陥Ｋ部分で光ｌが乱反射して撮像部１９に反射散乱した光ｌが入射する。このように、反射散乱方式の欠陥の測定を行うことで幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を検出することが可能となる。測定部１５により、フイルム１２上に欠陥があると検知された際には、不図示の制御手段によりフイルム１２の搬送を停止させてオペレータへ警告を発する。また、制御手段は傷の種類、大きさや深さに基づきフイルム１２の製造装置や搬送装置等にフイルムの製造及び搬送条件を変更するように指令を出しても良い。

以上説明したように、本発明のフイルム欠陥検査装置及びフイルム欠陥検査方法によれば、張力付加機構、ツレシワ検出部、ツレシワ検出部よりもフイルムの搬送方向の下流側に位置している反射散乱を使用した測定部により幅１０μｍ以下深さ５０ｎｍ以下の大きさの微細な傷である欠陥を搬送中に早期に検知し、結果をフィードバックすることで製造ロスを低減するとともに下流工程への不良フイルムの流出を防ぐことが可能となる。

本発明に係わるフイルム欠陥検査装置の構成を示す斜視図。 フイルム欠陥検査装置の構成を模式的に示した側面図。 ツレシワ検出部によるツレシワの検査を示した側面図。 測定部による欠陥の検査を示した側面図。

符号の説明

１０…フイルム欠陥検査装置，１１…ローラ，１２…フイルム，１３…張力付加機構，１４…ツレシワ検出部，１５…測定部，１６Ａ、１６Ｂ…把持部，１７…計測センサ，１８…光源部，１９…撮像部，２０…原反ロール，２１…巻取りロール

Claims (6)

1. ローラに巻きかけて搬送される連続したフイルムに幅方向への張力を付加する張力付加機構と、
   前記張力付加機構により伸展した前記フイルム上方に位置し、前記フイルムに生じるツレシワの有無を検知するツレシワ検出部と、
   前記張力付加機構により伸展した前記フイルム上方に位置し、前記ツレシワ検出部よりも前記フイルムの搬送方向の下流側に位置する前記フイルムの欠陥を検知する測定部と、
   前記張力付加機構とツレシワ検出部と測定部とを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするフイルム欠陥検査装置。
2. 前記張力付加機構は前記フイルムの両端を把持する把持部と前記把持部を前記フイルムの幅方向へ移動させる移動手段により構成されることを特徴とする請求項１に記載のフイルム欠陥検査装置。
3. 前記ツレシワ検出部はレーザー変位計またはオートコリメータにより構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフイルム欠陥検査装置。
4. 前記測定部はレーザーフライングスポットによる反射散乱方式の測定装置またはライン状光源とラインセンサーカメラとによる反射散乱方式の測定装置により構成されることを特徴とする請求項１、２、または３のいずれか１項に記載のフイルム欠陥検査装置。
5. 前記欠陥は幅が１０μｍ以下、深さが５０ｎｍ以下の大きさの傷であることを特徴とする請求項１、２、３、または４のいずれか１項に記載のフイルム欠陥検査装置。
6. ローラに巻きかけて搬送される連続したフイルムに幅方向への張力を付加する張力付加機構を設け、前記張力付加機構により伸展した前記フイルム上方に前記フイルムに生じるツレシワの有無を検知するツレシワ検出部と、前記ツレシワ検出部よりも前記フイルムの搬送方向の下流側に位置し前記フイルムの欠陥を検知する測定部と、前記張力付加機構とツレシワ検出部と測定部とを制御する制御手段を設け、前記ツレシワ検出部によりツレシワが無いと検知された前記フイルムの欠陥を前記測定部により検知することを特徴とするフイルム欠陥検査方法。

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