JP2008096285A

JP2008096285A - シート状物の欠陥検出装置

Info

Publication number: JP2008096285A
Application number: JP2006278434A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Kabaya; 嘉一蒲谷; Hidehito Minamizawa; 秀仁南澤; Masatomo Tokieda; 正知時枝
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-10-12
Filing date: 2006-10-12
Publication date: 2008-04-24

Abstract

【課題】
本発明は、光源の劣化を検出すると同時に、欠点検査時に太陽電池を用いて発電する電力で欠点検出器制御回路に電源を供給可能な、効率的かつ正確な光源検査が可能な欠陥検出器を提供せんとするものである。
【解決手段】
本発明の欠陥検出器は、走行するシート状物の一方の面に投光器で光を照射し、該シート状物の光照射面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することにより、該シート状物の欠陥を検出器制御回路にて検出する方法において、光源または受光部に隣接した太陽電池を用いて発電量を計測し監視することで光源劣化を検出し、かつ同時に該太陽電池にて発電した電力によって、該検出器制御回路に電源を供給することを特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行するシート状物の欠陥を検出する欠陥検出器に関するものである。

走行するシート状物の欠陥を検出する装置としては、シート状物の一方の面に投光部にて光を照射して、該シートの反射光または透過光を受光部で受光し、該受光部からの出力信号を測定して欠陥の有無を判定する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
また、塗布コーティングされたシート状物の欠陥を検出する装置が知られている（例えば特許分文献2、3参照）。
特開2004-77211号公報特開平9-136323号公報特開2004-283688号公報

しかし、従来のシート状物の欠陥を検出する検査装置においては、下記の問題点があった。
（１）投光器の光源を使用時間を基に交換する方法の場合、光源の劣化度合いにバラツキがあり、寿命がまだ残っているのに交換したり、交換時期よりも前に光源不良が発生してしまうケースがある。
（2）画像処理演算部で用いられる自動輝度制御の係数を基に交換時期を判断する方法では、光源の交換を実施していたが、それでは光源の交換が手遅れになってしまう。
（3）フォトディテクタを用いて光源劣化を判断する場合、点でのみ光源輝度を判断となるため、投光器の全幅にわたり正確に光源劣化を検出する事が困難である。

以上（1）〜（3）に挙げた光源の劣化の検出方法は投光器の光源不良を効率的に検出するものでなく、光源不良を見逃して、欠陥を流出したり、使用可能な光源を交換／廃棄する場合があり、ランニングコストが増大するなどの問題がある。また、検査ロスが発生し、検査効率が悪くなるなどの問題がある。また、厚いシート状物の欠陥検査をする際、光源は強く投光する必要があるが、その際多量の電力が消費される。

本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、光源の劣化を検出すると同時に、欠点検査時に太陽電池を用いて発電する電力で欠点検出器制御回路に電源を供給可能な、効率的かつ正確な光源検査が可能な欠陥検出器を提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の欠陥検出器は、走行するシート状物の一方の面に投光器で光を照射し、該シート状物の光照射面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することにより、該シート状物の欠陥を検出器制御回路にて検出する方法において、光源または受光部に隣接した太陽電池を用いて発電量を計測し監視することで光源劣化を検出し、かつ同時に該太陽電池にて発電した電力によって、該検出器制御回路に電源を供給することを特徴とするものである。

本発明の欠陥検出器の好ましい態様は、次の通りである。すなわち、
（1）該検出器制御回路が、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）回路を持ち、かつ、該太陽電池から電源供給を受けながら動作し、光源に不良が発生した際、該制御回路に設けられた警報装置から警告を発し光源の投光不良箇所を特定することを特徴とすること、
（2）該欠陥検出器が、反射率70％以上のシート状物の欠点を検出するものであること、
（3）該欠陥検出器が、全光線透過率85%以上のシート状物の欠点を検出するものであること、
（4）該投光器が、シート状物の幅1mあたり出力100W以上の光源を用いるものであること、
（5）該投光器が、シート状物の幅1mあたり光束10000lm以上の光源を複数用いるものであること、
である。

本発明によれば、光源劣化を検出し、かつ同時に発電し、検出器制御回路に電源を供給することが可能となるので、省エネが可能であるとともに、光源劣化をいち早く検出することができ、欠陥シート状物の流出防止をすることが確実に可能となる。

本発明は、前記課題、つまり光源の劣化を検出すると同時に、欠点検査時に太陽電池を用いて発電する電力で欠点検出器制御回路に電源を供給可能な、効率的かつ正確な光源検査が可能な欠陥検出器について、鋭意検討し、光源または受光部に隣接した太陽電池を用いて発電量を計測し監視することで光源劣化を検出し、同時に該太陽電池によって発電された電気を電源として、検出器制御回路に供給してみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。

本発明においてシート状物とは、紙や布などの繊維製品や、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂製のフィルムなどいずれであってもよい。

本発明の欠陥検出器は、かかるシート状物に投光器から光をあてて、その反射光または透過光を太陽電池に受光して、その太陽電池で発電した電力を計測して監視する方式を採用するものである。

したがって、非透明シート状物においては、反射率は高いほど良く、また透明シート状物に関しては全光線透過率が高い程良い。すなわち、波長５６０nmの光において、好ましくは反射率７０％以上、より好ましくは８５％以上である場合、本発明の効果を好適に達成することができる。これは反射率が高いほど反射光が大きくなり、太陽電池での発電量が増大するとともに、光源不良の欠陥検出の精度が向上するというものである。また、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂製のフィルムなど透明なシート状物においては、同様に波長５６０nmの光において、好ましくは全光線透過率８５%以上、より好ましくは９０％以上のシート状物である場合、本発明の効果を好適に達成することができる。これは全光線透過率が高いほど発電量が増大するとともに、光源不良の欠陥検出精度が向上することができるからである。

ここで、波長５６０nmの光の反射率とは、フィルムサンプルを２５ｍｍ×５０ｍｍ（長軸方向とフィルムの長手方向を合わせる）にカットして（株）島津製作所製分光光度計UV-2450に、６０mmφ積分球ユニットISR-2200を装着した状態で、硫酸バリウム（株式会社島津製作所指定部品：200-53627）を標準板として５６０nmでの８°傾斜における反射率を測定したものである。
また、全光線透過率とは、フィルムサンプルを２５ｍｍ×５０ｍｍ（長軸方向とフィルムの長手方向を合わせる）にカットして、スガ試験機（株）製ヘイズコンピューターHZ-2を用いて日本工業規格（JIS）K-7105に従い全光線透過率を測定したものである。

本発明を図面を用いて、以下説明する。

図１は本発明の欠陥検出装置の構成図である。

図１のシート状物６の一方の面側に投光器１を設置して、該光をシート状物６に光を照射し、該シート状物６を挟んだ反対側に受光器の電荷撮像素子（以下、CCDとする）カメラ４を設置し、このCCDカメラ４を用いて、その透過光または反射光を太陽電池パネル５に受光して、その太陽電池で発電した電力を計測して監視するものである。

かかる投光器１は特に限定されず、公知の投光器を使用することができる。例えば、投光器１に蛍光灯や光伝達棒を用いることができる。かかる投光器１としては、光源の出力が高く、また照度が高いほど、太陽電池（太陽電池パネルともいう）５での発電量が向上すると同時に、光源の欠陥検出の精度が向上するので、かかる光源としては、シート状物の幅１mあたり出力１００W以上の光源を用いることが望ましい。さらにシート状物の幅１mあたり光束１００００lm以上の光源を複数用いることがより好ましい。

なお、以降の説明において、シート状物の走行方向を単に走行方向、そしてシート状物の幅方向を単に幅方向という。

本発明においては、使用する太陽電池５は特に限定されないが、変換効率の高い太陽電池セル、単結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶化合物、多結晶化合物、アモルファスが使用可能だが、特に変換効率の良い太陽電池５が好ましい。

たとえば、図１の例では、投光器１として出力１１０Wの蛍光灯で輝度１１０００lmの蛍光灯を９本を幅方向に図３に例示したように設置し、光源からシート状物までの距離を３０cmとしたものである。なお、太陽電池５は、公称最大出力７００Wの多結晶太陽電池を、上部太陽電池パネル５と、下部太陽電池パネル５と合わせて合計６ｍ^２となるように設置したものである。また、下部太陽電池パネル５は、投光器１を囲むように設置し、上部太陽電池パネル５は、受光器のCCDカメラ４を囲むように設置したものを使用することにより、より正確な光源不良の欠陥検出精度が得られるものである。

すなわち、ここでいう投光器１および受光器４をその周辺を囲むように配置されている太陽電池は、太陽電池セルを投光器１及びまたは受光器４に近接して配置されて形成されたものであり、かかる投光器１および受光器４の太陽電池を含め、かかる太陽電池パネル５は、シート状物全幅をカバーできるように配置し、各太陽電池セルの発電量を計測し監視することで隣接した投光器１の光源劣化を検出するとともに劣化した光源の位置も特定するものである。
なお、受光効率を高めるために、上記太陽電池５は傾斜角度を調整するのが好ましく、たとえば、図１の例では、該下部太陽電池パネル５は、傾斜角度５０°で設置し、上部太陽電池パネル５は、傾斜角度を４０°で設置さているものが使用されているものである。

次に、図２は、本発明の欠陥検出器の作動中の様子を示したものであり、投光器１から照射された光は、シート状物６により反射された反射光３が太陽電池パネル５により受光され、一方で透過した透過光は上部の太陽電池パネル５で受光して発電される。この際発電される電力はプログラマブルロジックコントローラ（以下、PLCとする）回路８に供給される。また、シート状物６を透過した透過光２は、受光器のCCDカメラ４によって受光され、映像は画像処理装置７を経て解析され、欠陥を検知した場合には、警報装置９により警告を発し、欠陥検出器の前工程１０と欠陥検出器の後工程１１に情報をフィードバックし各工程で対策手段を講ずる。

ここで、前記受光器としては、CCD素子が一列に並んだラインセンサカメラなど公知のものを用いることができる。また、かかる受光部はシート状物からの反射光及び／または透過光を受光することができるものである。

また、本発明において、上記画像処理装置は特に限定されず、公知の画像処理装置を使用することができる。例えば、受光部で検知した光をA/D変換した後にパラメータ化し、演算処理を行う画像処理装置や、受光部で検知した光量を用いて演算処理を行う画像処理装置などが好ましく用いられる。特に、比較的低電力（150W）で稼働できるPLC（プログラマブルロジックコントローラ）制御回路を持ち、容易に欠陥検査を開始、終了を決定できる画像処理装置が望ましい。

かかる画像処理装置は、シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を用いて、光源または受光部に隣接した太陽電池で発電し、検出器制御回路に電源を供給されることで稼働する方式であるのが望ましい。

また、太陽電池パネル５は、シート状物６の透過光２、反射光３を余すことなく受光するために、シート状物６の全体を覆う形に展張されており、かつ、受光器のCCDカメラ４に集光させるように傾斜角度をつけて設置されていることは、もちろん、図３、４のように投光器１またはCCDカメラ４にも、その周辺を囲むように配置されているのが好ましい。かくして、シート状物６の欠陥検査中は、かかる透過光２、反射光３を、太陽電池のパネル５で受光して発電し、PLC回路８は太陽電池パネル５で発電される電力を供給されて、自立して稼働することができる。

図５は、本発明の欠陥検出装置の回路図の概要を示す。隣接する投光器１に欠陥が発生した場合、隣接する太陽電池パネル５の発電量が低下するので、このPLC回路８は太陽電池パネル５からの供給電力低下のためにオフになり、自動的に外部直流電源に切り替わり、投光器不良の警報を該警報装置９により発すると同時に投光器不良の発生位置を特定するものである。

該警報装置９のような警報発生機構を設けたことにより、欠陥が検出された場合に、次の工程で適切な処置を行うことにより、ロスを最小限に抑えることが可能となったものである。

実施例で用いる反射率、全光線透過率の測定方法を下記に示す。

（１）波長560nmの光の反射率：
フィルムサンプルを25ｍｍ×50ｍｍ（長軸方向とフィルムの長手方向を合わせる）にカットして（株）島津製作所製分光光度計UV-2450に、60mmφ積分球ユニットISR-2200を装着した状態で、硫酸バリウム（株式会社島津製作所指定部品：200-53627）を標準板として560nmでの8°傾斜における反射率を測定した。

（２）全光線透過率：
フィルムサンプルを25mm×50mm（長軸方向とフィルムの長手方向を合わせる）にカットして、スガ試験機（株）製ヘイズコンピューターHZ-2を用いて日本工業規格（JIS）K-7105に従い全光線透過率を測定した。

（実施例１）
図１の欠陥検出器を用いて、反射率９８%の白色シート状物６を欠陥検査を行ったが、PLC回路８は太陽電池パネル５から供給される電力で稼働し、投光器１に不良が発生した際、警報装置９から警報を発すると同時に投光器１の不良位置を示した。

（実施例２）
図１の欠陥検出器を用いて、ヘイズ０．３７、全光線透過率９２．９%の透明シート状物６を用いて欠陥検出器を稼働したが、PLC回路８は太陽電池パネル５から電源供給を受けながら動作し、投光器１に不良が発生した際は警報装置９から警告を発し、投光器１の投光不良箇所を特定した。

本発明の欠陥検出器の一例を示す概略図である。本発明の欠陥検出器の動作を示す図である。本発明の欠陥検出器の下部太陽電池パネルと投光器の配置図である本発明の欠陥検出器の上部太陽電池パネルとCCDカメラの配置図である。本発明の欠陥検出器の回路図である。

符号の説明

1: 投光器
2: 透過光
3: 反射光
4: CCDカメラ
5: 太陽電池パネル
6: シート状物
7: 画像処理装置
8: PLC回路
9: 警報装置
10: 欠陥検出器の前工程
11: 欠陥検出器の後工程

Claims

走行するシート状物の一方の面に投光器で光を照射し、該シート状物の光照射面または他方の面において前記シート状物の一方の面に照射した光の反射光または透過光を受光部にて受光することにより、該シート状物の欠陥を検出器制御回路にて検出する方法において、光源または受光部に隣接した太陽電池を用いて発電量を計測し監視することで光源劣化を検出し、かつ同時に該太陽電池にて発電した電力によって、該検出器制御回路に電源を供給することを特徴とする欠陥検出器。
該検出器制御回路が、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）回路を持ち、かつ、該太陽電池から電源供給を受けながら動作し、光源に不良が発生した際、該制御回路に設けられた警報装置から警告を発し光源の投光不良箇所を特定することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検出器。
該欠陥検出器が、反射率70％以上のシート状物の欠点を検出するものである請求項１または２に記載の欠陥検出器。
該欠陥検出器が、全光線透過率85%以上のシート状物の欠点を検出するものである請求項１または２に記載の欠陥検出器。
該投光器が、シート状物の幅1mあたり出力100W以上の光源を用いるものである請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検出器。
該投光器が、シート状物の幅1mあたり光束10000lm以上の光源を複数用いるものである請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検出器。