JP4073646B2 - シート体検査装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート体の検査装置および方法に関し、特に、シート体の屈曲や塗布剤厚みの不均一等の欠陥を検出する検査装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、写真フイルムは、図１１に示すようにいくつかの工程に分けて製造される。
【０００３】
先ず、図１１のステップＳ５０１においては、フイルムのベースとなるシート体を製膜し、巻芯５００に巻回する。次いで、ステップＳ５０２において、製膜されたシート体を巻き出しながら感光乳剤を塗布し、別の巻芯５０１に巻回する。
【０００４】
その後、ステップＳ５０３において、感光乳剤が塗布されたシート体を適当な幅に裁断して巻芯５０２に巻回し、さらにステップＳ５０４において製品寸法に切断し、検査等を行った後に外装し製品として出荷される。
【０００５】
ところで、ベースとなるシート体の巻き付け端部４００においては、シート体の厚みにより段差が生ずるため、その外側に巻回されるシート体に屈曲部分が惹起される（図１２参照）。この屈曲部分は巻芯５００に近いほど顕著であり、外周になるほど影響は少ない。また、製膜されたシート体は、搬送しながら所定長に切断されて巻芯５００に巻回されるため、切断時の搬送速度と、刃物の切断速度とにより、シート体の巻き付け端部４００が巻芯５００の軸線に対して所定の傾斜角度を持って設定される。
【０００６】
その結果、図１３に示すように、巻芯５００に巻回されたシート体には、巻き付け端部４００に近い箇所から巻芯５００への１周ごとに屈曲による所定の傾斜角度φを有する変形部位４５０が発生する。この変形部位４５０は、巻芯５００に近いほど顕著に表れる。
【０００７】
前記のような変形部位４５０を有するシート体に対して感光乳剤を塗布した場合、変形部位４５０とそれ以外の部位とで感光乳剤を均一に塗布することができない。感光乳剤の厚味が均一でないと、画像を露光記録した際、濃度にむらが惹起されることになる。従って、これらの部位は、欠陥範囲として破棄する必要がある。
【０００８】
このような欠陥範囲を自動的に検出する方法として、例えば、特開平２−２１６４３７号公報に開示された従来技術がある。この従来技術は、透光性のシート体に対して平行光を照射し、その透過光の光量変化を検出するように構成されている。投光性のシート体に凹部等の欠陥がある場合、前記平行光が大きく屈折して透過するため、透過光の光量が変化し、これによって欠陥部位を検出することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、このような検出方法では、大きな欠陥の自動検出は可能であるが、熟練者の目視判断に見合ったわずかな欠陥に対する光量変化を得ることは極めて困難である。
【００１０】
従って、熟練者がシート体の一部をサンプルとして切り取り、現像し、その現像ネガにより判断するか、あるいは、これらの処理を省略し余裕をもって長めに破棄する、といった方法が採られている。
【００１１】
この場合、サンプルを検査する方法においては、処理に長時間を要するだけでなく、その検査結果から破棄長さを決定する際、たとえ熟練者であっても個人差による廃棄長さのばらつきが生じる不具合がある。また、シート体を余裕を持って長めに廃棄することは、本来正常な部分をも破棄範囲に含むことになるため、好ましくない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不具合に鑑みてなされたものであり、シート体が有する欠陥部分を確実且つ自動的に検出することができる検査装置および方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシート体検査装置は、透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する装置において、前記シート体に対して光を入射させる投光器と、前記シート体を透過した前記光を検出する受光器と、前記投光器または前記受光器の少なくとも一方に配設され、スリットにより前記光をライン状に成形して前記受光器に導くスリット部材と、前記受光器により検出された前記光の信号データを処理する処理手段と、前記処理手段は、前記シート体の基準長さごとに、前記信号データの極値を求める極値算出手段と、前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定する欠陥消滅位置特定手段とを有することを特徴とする。
また、前記スリット部材は、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して前記スリットの方向が設定され、前記処理手段は、前記スリットを介して前記受光器に導かれることで得られた前記信号データを処理し、前記シート体の欠陥部分を検出してもよい。
【００１４】
このようにすると、前記欠陥部分を正確に検出することができる。
【００１５】
また、前記シート体は、前記投光器および前記受光器に対して相対的に搬送されるものであってもよい。
【００１６】
そして、前記シート体は、感光乳剤が塗布されたフイルムであり、前記欠陥部分は、前記感光乳剤が塗布される前の前記フイルムを巻芯に巻回した際に、前記フイルムの端部における段差によって形成されるものであってもよい。
【００１７】
さらに、前記スリットの幅は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲とすると好適である。
【００１８】
さらにまた、前記投光器から前記受光器に至る前記光の光軸は、前記シート体の法線に対して５°〜７０゜の範囲で傾斜して設定するようにしてもよい。
【００１９】
前記光の波長は、９４０ｎｍ〜１３１０ｎｍの範囲とすると、前記シート体がフイルムである場合に、感光させることがない。
【００２０】
前記投光器および前記受光器は、前記シート体の幅方向に対して複数組配設するようにしてもよい。
【００２２】
前記処理手段は、前記欠陥消滅位置特定手段により求めた前記第２関数を所定の係数により補正する関数補正手段を有し、前記欠陥消滅位置特定手段は、前記第１関数から補正された前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明に係るシート体検査方法は、透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する方法において、前記シート体を透過した光を、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して設定されたライン状の光として受光器により検出するステップと、前記シート体の基準長さごとに、前記ライン状の光から得られる信号データの極値を求めるステップと、前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定するステップとを有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシート体検査装置および方法を、感光乳剤を塗布した透光性のフイルムに対して光を照射し、その透過光の強度信号に基づき、フイルムの屈曲または塗布された感光乳剤の厚みの不均一等の欠陥を検出するシート体検査装置に適用した実施の形態を図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施の形態に係るシート体検査装置１０は、図１に示すように、透光性のフイルム（シート体）５０に対して光を照射し、その透過光を検出するセンサシステム１４と、センサシステム１４による検出信号を処理しフイルム５０に存在する欠陥Ｍを検知する処理装置（処理手段）１２とを備える。
【００２７】
フイルム５０は感光乳剤が塗布された状態で巻芯１３に巻回されており、メインフィードロールＲ１、スリット刃ロールＲ２を経て２枚のシート体に裁断され、それぞれが巻芯１６および１８に巻回される。また、巻芯１３から巻き戻されたフイルム５０には、図１１において説明したように、感光乳剤の塗布前のシート体を巻芯５００に巻回した際に形成される段差に起因する複数の欠陥Ｍが斜めに形成されている。なお、それぞれの欠陥Ｍの間隔は、巻芯５００の外周長に対応している。
【００２８】
センサシステム１４は、メインフィードロールＲ１の上流側に配置されており、フイルム５０の幅Ｗの方向に平行して等間隔に並べられた１２個の投光器Ｌ１〜Ｌ１２と、フイルム５０を透過した各投光器Ｌ１〜Ｌ１２から照射光を検出する受光器Ｓ１〜Ｓ１２とを備える。
【００２９】
図２に示すように、投光器Ｌ１は、遮光された本体２０と、赤外線を出力する発光体２４と、発光体２４の光軸Ｃ上に設けられたスリット板２２とから構成されている。投光器Ｌ２〜Ｌ１２も同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００３０】
受光器Ｓ１は、フイルム５０をはさみ、投光器Ｌ１と光軸Ｃとが一致するように配置されており、遮光された本体３０と、集光レンズ３６と、光軸Ｃ上に配置された光電変換素子３４と、本体３０の前面に配置されたスリット板３２とから構成される。集光レンズ３６は発光体２４に対して光電変換素子３４の受光面が焦点位置になるように設定されている。受光器Ｓ２〜Ｓ１２も同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００３１】
スリット板２２および３２は、光軸Ｃと直交する方向に延在するスリット２２ａ、スリット３２ａを有しており、これらのスリット２２ａ、スリット２３ａの幅は０．１〜１．０［ｍｍ］の範囲に設定されている。
【００３２】
図３に示すように、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの光軸Ｃはフイルム５０の法線（Ｚ軸）に対して傾斜角度θだけ傾いており、その傾きの方向は搬送方向であるＸ軸方向に設定されている。この傾斜角度θは５°〜７０゜の角度が好適である。
【００３３】
また、スリット板３２のスリット３２ａの向きは、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２から見た欠陥Ｍの傾きに一致するように設定され、フイルム５０の幅方向を示すＹ軸に対して傾斜角度ψとなっている。
【００３４】
傾斜角度ψについて説明すると、まず、欠陥ＭがＹ軸に対して３０°傾いているとすれば、フイルム５０における欠陥ＭのＸ軸方向の距離Ｌｘは、フイルム５０の幅Ｗを用いて、
Ｌｘ＝Ｗ×ｔａｎ（３０°）＝Ｗ／√３
と表される。この距離Ｌｘは、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置から見ると傾斜角度θによりｃｏｓθだけ圧縮されて見えるので、（Ｗ／√３）×ｃｏｓθとなる。従って、各投光器Ｌ１〜Ｌ１２および各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置から見た欠陥Ｍの傾斜角度ψは、
ψ＝Ｔａｎ-1（（Ｗ／√３）×ｃｏｓθ／Ｗ）
＝Ｔａｎ-1（ｃｏｓθ／√３） …（１）
となる。投光器Ｌ１〜Ｌ１２を構成するスリット２２ａの傾斜角度ψについても同様である。
【００３５】
図４に示すように、処理装置１２は、バス６２を介して処理装置１２の全体の制御を行うＣＰＵ６０と、不揮発性記憶部のＲＯＭ６４と、メモリ（ＲＡＭ）６６と、プログラム等を格納するハードディスク６８と、外部記録媒体７０ａを制御する記録媒体ドライブ７０と、表示装置のモニタ７２と、入力装置のキーボード７４およびマウス７６と、これらモニタ７２、キーボード７４、マウス７６とセンサシステム１４との入出力制御を行うインタフェース回路（ＩＦ）７８とを備える。
【００３６】
ＲＡＭ６６は、センサシステム１４から読み込まれたデータを格納するデータ領域６６ａと、ハードディスク６８のプログラムをロードするプログラム領域６６ｂを有する。
【００３７】
ハードディスク６８には、受光器Ｓ１〜Ｓ１２から受信した信号データを処理するデータ信号処理プログラム８０およびＯＳ等が格納されている。
【００３８】
このように構成されるシート体検査装置１０の動作について、図５〜図１０を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図５のフロチャートのステップＳ１において、フイルム５０のベースとなるシート体を製膜する。
【００４０】
シート体の端部の形状は、シート体を切断するときのシート体の搬送速度と、搬送方向と直交する方向に切断する刃物の移動速度とによって決まるものであり、図１３において説明したように、シート体の幅方向であるＹ軸に対して所定の傾斜角度で形成される。
【００４１】
切断されたシート体は、直径３００［ｍｍ］の巻芯１５に巻回される。このとき、巻芯１５に巻回されたシート体には、巻芯１５への１周ごとに端部の切り口によって形成される段部により欠陥Ｍが発生する。この欠陥ＭのＹ軸に対する傾斜は端部切り口の傾斜に一致する。また、巻芯１５に近いほど欠陥Ｍによるシート体の変形の程度が大きい。
【００４２】
ステップＳ２において、このシート体を巻き戻しながら乳剤塗布装置９０で感光乳剤を塗布してフイルム５０に加工する。そして、別の巻芯１３にフイルム５０を巻回する（図６参照）。このとき、シート体に形成された欠陥Ｍを含む部分には、乳剤が均一に塗布されない事態が生じる。このようなフイルム５０の欠陥Ｍは、巻芯１３に巻回されたフイルム５０の外周側に配置されることになる。
【００４３】
なお、巻芯１５に巻回されていたシート体の外周側には、当初から変形がないため、乳剤塗布装置９０によって乳剤が均一に塗布される。乳剤が均一に塗布された後、巻芯１３に巻回されたフイルム５０には、巻芯１３側からその端部切り口によって形成される段部によって変形の生じるおそれがあるが、それによる乳剤の厚みに不均一が生じることはない。
【００４４】
次に、巻芯１３に巻回されたフイルム５０を別の製造ラインへ移し、フイルム５０を２つのシート体に裁断する。フイルム５０は、具体的には図１に示すように、メインフィードロールＲ１、スリット刃ロールＲ２を経て２枚のシート体に裁断され、それぞれが巻芯１６および１８に巻回される。
【００４５】
このとき、ステップＳ３において、センサシステム１４の投光器Ｌ１〜Ｌ１２から光を出力し、受光器Ｓ１〜Ｓ１２によりフイルム５０の透過光を検出する。発光体２４の出力光は、乳剤であるハロゲン化銀が感光しないように、赤外光（例えば、９４０ｎｍ〜１３１０ｎｍの波長範囲のもの）を使用している。
【００４６】
投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの前面部には、欠陥Ｍの傾斜角度（図３の場合、３０゜）に対応した（１）式の関係から導かれる傾斜角度ψのスリット２２ａおよび３２ａが形成されている。
【００４７】
この場合、受光器Ｓ１〜Ｓ１２を構成する光電変換素子３４には、スリット２２ａおよび３２ａによってライン状に成形された光が到達する。この光のライン方向の傾斜角度は、フイルム５０に形成された欠陥Ｍの傾斜角度に一致するように設定されているため、欠陥Ｍが光の光路中を通過した際、フイルム５０の透過率の変化が光のライン方向に同時に生起され、光電変換素子３４によって検出される光量が大きく変動する。従って、透過率の高いフイルム５０であっても、欠陥Ｍの有無を高精度に検出することができる。
【００４８】
なお、光をライン状に成形するスリット２２ａおよび３２ａは、どちらか一方だけとしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、フイルム５０の法線に対して５゜〜７０゜の範囲で、光軸Ｃを傾斜角度θだけ傾けて設定しているため、光路長が増加して透過率が低下し、欠陥Ｍを一層高精度に検出することが可能となる。
【００５０】
またさらに、発光体２４から照射された光は、フイルム５０に対して集光されるのではなく、受光器の集光レンズ３６によって光電変換素子３４に集光されるように設定されているため、搬送中にフイルム５０が光軸Ｃの方向に変動するような場合であっても、その影響を受けることなく欠陥Ｍを高精度に検出することができる。
【００５１】
受光器Ｓ１〜Ｓ１２が検出した透過光は、出力信号として処理装置１２へ伝送される。処理装置１２は、受信した受光器Ｓ１〜Ｓ１２の１２チャンネル分の各出力信号をフイルム５０の搬送方向に対して１［ｍｍ］ずつ計測し、得られたデータ信号をデジタル値としてデータ領域６６ａに記憶する（ステップＳ４）。
【００５２】
以後のステップＳ５からステップＳ１２までの処理は、処理装置１２の内部における記憶したデータ信号に対する処理である。
【００５３】
まず、ステップＳ５において、データ信号を処理するための区間長さＤを決定する。この区間長さＤは、欠陥Ｍによる感光乳剤の塗布むらを含むデータ信号と、欠陥Ｍによらない感光乳剤の塗布むらを含むデータ信号とに分離して信号処理を行うために設定される。
【００５４】
区間長さＤは、欠陥Ｍを形成する巻芯１５の外周長をＫ［ｍｍ］としたとき、２Ｄ＜Ｋ＜３Ｄとなる条件に従って決定される。この場合、欠陥Ｍの最小の間隔は、巻芯１５の外周長Ｋに等しく、シート体が巻芯１５に巻回されるのにしたがって広くなる。欠陥Ｍの間隔が最小の外周長Ｋから大きく変動しないものとすると、２Ｄ＜Ｋ＜３Ｄとすることで、隣接する３つの区間を選択した際、１つの区間に欠陥Ｍを含むデータ信号があり、他の２つの区間に欠陥Ｍを含まないデータ信号があることになる。具体的には、巻芯１５の外径が３００［ｍｍ］であることから、外周長Ｋ［ｍｍ］は、Ｋ＝３００×π＝９４２［ｍｍ］であり、従って、区間長さＤは、３１４＜Ｄ＜４７１の条件で決定される。以下の説明では、Ｄ＝４００［ｍｍ］とする。決定された区間長さＤは、処理装置１２に入力して記憶させる。
【００５５】
次に、ステップＳ６において、ＣＰＵ６０は、データ信号処理プログラム８０をプログラム領域６６ｂにロードして実行し、以下に示すデータ信号処理を行う。
【００５６】
ステップＳ７において、ＣＰＵ６０およびデータ処理プログラム８０は、受光器Ｓ１からのデータ信号を読み取った順に信号列ｘ（１）〜ｘ（ｍａｘ）とする。この場合、処理装置１２は、フイルム５０の搬送方向に対してデータ信号を１［ｍｍ］間隔で計測するため、例えば、フイルム５０の長さが２００［ｍ］であったとすれば、ｍａｘ＝２０００００となる。
【００５７】
この信号列ｘ（１）〜ｘ（ｍａｘ）から３６組の差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）を算出する。なお、ｄｘ５（ｉ）＝ｘ（ｉ＋５）−ｘ（ｉ）、ｄｘ６（ｉ）＝ｘ（ｉ＋６）−ｘ（ｉ）、…、ｄｘ４０（ｉ）＝ｘ（ｉ＋４０）−ｘ（ｉ）、ｉ＝１〜ｍａｘである。
【００５８】
ここで、差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）は、感光乳剤の塗布むらが５［ｍｍ］以上、４０［ｍｍ］以下の範囲で発生するものとし、フイルム５０の搬送方向の距離５〜４０［ｍｍ］に対応するデータ信号間の差分を求めたものであり、この差分の最大値から欠陥Ｍを確実に検出することができる。なお、塗布むらの範囲およびそれに対応した差分配列の設定は、適宜変更することができる。
【００５９】
次に、ステップＳ８において、区間長さＤごと、つまり最初の区間であればｉ＝１〜４００の範囲で差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）の最大値を求め（図７参照）、区間長さＤごとのピーク配列Ｐ（ｄ）とする。ｄは区間を特定するパラメータであり、その値の範囲は、１〜（ｍａｘ／４００）である。
【００６０】
次に、ステップＳ９において、ピーク配列Ｐ（ｄ）を、欠陥Ｍによる部分と、欠陥Ｍを含まない正常な部分とに分離する。つまり、区間長さＤ内には欠陥Ｍによる信号変化が必ず含まれているとは限らず、正常な部分であっても乳剤の塗布むらがあるために区間長さＤごとの多少の信号変化がピーク配列Ｐ（ｄ）として表されているため、これらの部分を分離する必要がある。図７に示す例においては、Ｐ（１）、Ｐ（４）、Ｐ（６）は欠陥Ｍによる信号であり、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（５）は正常部分の塗布むらによる信号である。
【００６１】
欠陥Ｍによる塗布むらと正常部分の塗布むらとを分離するためには、隣接する３つの区間（基準長さ）内において、ピーク配列Ｐ（ｄ）、Ｐ（ｄ＋１）、Ｐ（ｄ＋２）のうち最大のものを選択して最大値配列Ｈ（ｄ）とし（極値検出手段）、また最小のものを選択して最小値配列Ｌ（ｄ）とする。
【００６２】
具体的には、図７に示すデータ信号に対する最大値配列Ｈ（ｄ）は、順に、Ｐ（１）、Ｐ（４）、Ｐ（４）、Ｐ（６）、…となり、最小値配列Ｌ（ｄ）は、Ｐ（２）、Ｐ（２）、Ｐ（５）、Ｐ（５）、…となる。なお、ピーク配列Ｐ（ｄ）を選択する範囲は４つ以上の区間としても良い。
【００６３】
次に、ステップＳ１０において、欠陥Ｍが消滅する欠陥消滅位置Ｑを求めるために最大値配列Ｈ（ｄ）を２つの関数で近似する。すなわち、欠陥Ｍを含む最大値配列Ｈ（ｄ）の値は徐々に減少するものと考えることができ、また、欠陥Ｍを含まない正常部分の最大値配列Ｈ（ｄ）の値は増加あるいは減少の傾向を示さないと考えることができる。従って、これらの特性に対応して設定した２つの関数が切り替わる区間の位置を欠陥消滅位置Ｑとして特定することができる。
【００６４】
図８は、最大値配列Ｈ（ｄ）の値をフイルム５０の測定方向にプロットした例を示す。図８において、求める欠陥消滅位置Ｑよりもフイルム５０の端部側の関数を以下の（２）式（第１関数）のように設定する。
【００６５】
ｆ（ｄ）＝αｄ＋β （ｄ≦Ｑ） …（２）
また、フイルム５０の端部から離間する欠陥消滅位置Ｑ以降の関数を以下の（３）式（第２関数）のように設定する。
【００６６】
ｇ（ｄ）＝γ （ｄ＞Ｑ） …（３）
なお、ｇ（ｄ）は一定ではなくｄの関数であってもよい。
【００６７】
この２つの関数を最小二乗誤差法を用いた次の評価式（４）式によって評価値Ｓが最小になるα、β、γおよびＱを求める。
【００６８】
ここでＧ１は安全係数であり、Ｇ１を大きく設定することにより欠陥消滅位置Ｑまでの距離が長めに調整される。Ｇ１は、例えば、３程度に設定することができる。また、（２）、（３）、（４）式において、区間の順番を表すパラメータｄの代わりにフイルム５０の長さｘ［ｍ］をｘ＝ｄ×４００／１０００［ｍ］の関係によりｄを置換して用いてもよい。図８の横軸は長さｘ［ｍ］で表している。
【００６９】
α、β、γおよびＱの求め方は、例えば、フイルム５０の欠陥Ｍが形成されている側の端部付近のデータでｆ（ｄ）のα、βを最小二乗誤差法等により求め、フイルム５０の他端付近のデータによりｇ（ｄ）のγを求めておき、求まったα、β、γを（４）式に代入して欠陥消滅位置Ｑの値を変化させてＳが最小になるＱを求めればよい。
【００７０】
また、例えば、（４）式でα、β、γおよびＱのうち３つを仮の値に固定し、残る１つをパラメータとして変化させてＳが最小になる点を探索し、その後、他の３つについても同様の処理を行う。そして、その処理をさらに連続して行ってＳの値が最小値に収束するようなα、β、γおよびＱを求めるようにしてもよい。
【００７１】
ところで、以上のようにして欠陥消滅位置Ｑを求めた場合（欠陥消滅位置特定手段）。例えば、Ｈ（ｄ）が図９に示す波形であったとすると、欠陥消滅位置Ｑの前後におけるＨ（ｄ）の値に差がなく、この位置をフイルム５０の廃棄長さとするのが不適当となる場合がある。
【００７２】
そこで、ステップＳ１１において、関数ｇ（ｄ）を次のように係数（Ｇ２×σ）を用いて補正して新たな関数ｇ２（ｄ）とする（関数補正手段）。
【００７３】
ｇ２（ｄ）＝ｇ（ｄ）＋Ｇ２×σ …（５）
この（５）式の中で、Ｇ２は検出されたデータ信号に含まれるノイズを考慮した重み付け係数であり、またσは最小値配列Ｌ（ｄ）の標準偏差である。そして、このｇ２（ｄ）とｆ（ｄ）との交点を補正した欠陥消滅位置Ｑ２として求めることができる（欠陥消滅位置補正手段）。
【００７４】
また、図８に示すように、ｄ＜Ｑの範囲において、ｇ２（ｄ）とｆ（ｄ）との交点が存在しない場合は、元の欠陥消滅位置Ｇをそのまま補正した欠陥消滅位置Ｑ２とみなしてよい。
【００７５】
最小値配列Ｌ（ｄ）は正常部分の感光乳剤の塗布むらにより表れる信号なので、その標準偏差σおよび重み付け係数Ｇ２を乗算して加えることにより、最大値配列Ｈ（ｄ）の成分のうち正常部分のばらつきを相殺することができる。
【００７６】
このようにして、受光器Ｓ１からのデータ信号について欠陥消滅位置Ｑ２を求めた後、受光器Ｓ２〜Ｓ１２のデータ信号についてもステップＳ７〜ステップＳ１１の処理を同様に行い、それぞれに対して欠陥消滅位置Ｑ２を求める。
【００７７】
次に、ステップＳ１２において、受光器Ｓ１〜Ｓ１２の１２チャンネルの信号データについて、それぞれ求めた欠陥消滅位置Ｑ２からフイルム５０を破棄する範囲について決定する。
【００７８】
図１０は、受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置をｊ＝１〜１２とし、受光器Ｓ１〜Ｓ１２により求まった欠陥消滅位置Ｑ２をそれぞれＱ２（ｊ）と表したときのフイルム５０の端部からの廃棄長さＥを示したものである。この場合、（ｊ−１）〜ｊの幅において、破棄長さＥはＱ２（ｊ−１）とＱ２（ｊ）のうち値が大きい方を選択すればよい。また、フイルム５０の幅方向（Ｙ軸方向）の両端部はＱ２（１）およびＱ２（１２）の値を適用すればよい。
【００７９】
このようにして破棄長さＥを決定することにより、必要最小限の部分のみを廃棄対象とすることができ、好適である。
【００８０】
なお、上述の説明においては、シート体が巻回される工程上で検査を行う例について示したが、巻回されずに単に搬送される過程で検査を行ってもよいし、また、シート体は固定しておきセンサシステム１４を相対的に移動させて検査してもよい。
【００８１】
以上説明したように、本発明に係るシート体検査装置および方法によれば、人手によらず、且つ、シート体をサンプリング等することなく欠陥を検出することができるので、個人差がなく、且つ、正確に検出することができるという効果が達成される。
【００８２】
また、シート体がフイルム５０である場合は、欠陥Ｍを検出するためにフイルム５０を現像する必要もない。
【００８３】
欠陥Ｍを含むデータ信号を検出する場合においては、投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの前面に、欠陥Ｍの傾斜方向に対応させた傾斜角度ψに設定されたスリット２２ａ、３２ａが形成されているため、光軸Ｃ上に欠陥Ｍが到達した際、光量変化量が非常に大きくなり信号変化を確実に検出できる。
【００８４】
さらに、光軸Ｃはフイルム５０の法線に対して傾斜角度θだけ傾いて設定されているので、光路長が長くなり、それによる透過率の低下に起因してコントラストが向上し、欠陥Ｍを一層確実に検出することができる。
【００８５】
またさらに、集光レンズ３６では、発光体２４に対して焦点位置が光電変換素子３６の位置になるように設定されているので、搬送にともなってフイルム５０が光軸Ｃの方向に多少振動しても受光レベルの変動に対する影響は少ない。
【００８６】
センサシステムには１２個の投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２がフイルム５０の幅Ｗ方向に等間隔で配置されており、それぞれ個別に信号を処理するように構成されているため、幅Ｗ方向に対する感光乳剤の塗布むらや各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の感度むらによる欠陥Ｍの誤検出といった事態を好適に回避することができる。
【００８７】
また、処理装置１２内部の処理においては、データ信号を所定の区間長さＤで分割し、さらに３つの連続する区間を基準長さとして、その範囲内の最大値を最大値配列Ｈ（ｄ）として求めているので、欠陥Ｍによる信号の変化を確実に抽出することができる。
【００８８】
そして、この最大値配列Ｈ（ｄ）を２つの関数で近似して処理するので欠陥消滅位置Ｑの特定が容易になる。
【００８９】
さらに、２つの関数のうちの一方を係数により補正するので、最大値配列Ｈ（ｄ）が示す波形形状が変則的なものであっても適用可能であり、検出される欠陥消滅位置Ｑを調整し、フイルム５０の所望の廃棄長さを自動設定することができる。
【００９０】
次に、本実施の形態に係るシート体検査装置および方法の他の利用形態について説明する。
【００９１】
本願発明者は、上述のシート体検査装置および方法により得られる最大値配列Ｈ（ｄ）が非常に高い再現性を持ち、かつ、フイルム５０ごとに固有の波形を示すことを確認した。すなわち、同じフイルム５０に対しては、複数回繰り返し検査を行った場合でも得られる最大値配列Ｈ（ｄ）はほぼ同じ値を示し、さらにその最大値配列Ｈ（ｄ）はフイルム５０ごとに全て異なる波形を表している。
【００９２】
一般に、フイルム５０は製品の特性上、製造番号等のマーキングを行うことができないが、最大値配列Ｈ（ｄ）を記録しておき、必要に応じてフイルム５０に対して再度検査を行うことにより、記録してある最大値配列Ｈ（ｄ）から製造番号を特定することが可能である。
【００９３】
また、フイルム５０は、前記欠陥Ｍ以外にも他の欠陥が生じることがあるが、これらの欠陥は別の検査により検出および記録しておき、後工程においてその箇所を破棄するようにしている。
【００９４】
しかしながら、フイルム５０は製造工程において数ｍ単位で切り取られることがあるため、予め記録していた欠陥部分に関する位置情報がずれてしまい、これらの欠陥の位置を精度良く特定することが困難となることがある。従って、欠陥部分を破棄するために、例えばフイルム５０の端部から１００［ｍ］の箇所に小さい欠陥があった場合でも余裕をもって１００±２０［ｍ］の範囲を破棄するようにしている。
【００９５】
ところで、上述の最大値配列Ｈ（ｄ）の特徴を利用すれば、フイルム５０の長さ方向における基準点を特定することができるので、欠陥の位置を精度よく算出することが可能である。
【００９６】
例えば、フイルム５０の端部から１０［ｍ］の箇所において最大値配列Ｈ（ｄ）が固有の値を示しているとすれば、この箇所を基準点として設定し、１００［ｍ］の箇所の欠陥は基準点から９０［ｍ］として特定することができる。
【００９７】
従って、フイルム５０の端部が５［ｍ］切り取られたとしても、フイルム５０に対して再度検査を行うことにより基準点を検出すれば、この基準点から９０±５［ｍ］程度の範囲を破棄すれば足りるので、フイルム５０の正常な部位まで余分に破棄されてしまう事態を回避することができる。
【００９８】
なお、この発明に係るシート体検査装置および方法は、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシート体検査装置および方法によれば、人手によらず、且つ、シート体をサンプリング等のために切り取ることなく、欠陥部分を自動的に検出することができる。従って、欠陥部分を効率的に検出し、無駄のない廃棄処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るシート体検査装置および方法の全体の回路構成を示すブロック図である。
【図２】投光器および受光器の構造を示す説明図である。
【図３】受光器とシート体の位置関係を示す説明図である。
【図４】処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係るシート体検査方法を示すフローチャートである。
【図６】シート体に感光乳剤を塗布する工程を示す説明図である。
【図７】受光器の出力信号波形に対して区間ごとに求めたピーク値を示す説明図である。
【図８】最大値配列を近似する２つの関数と欠陥消滅位置を示すグラフである。
【図９】最大値配列を近似する２つの関数を補正して欠陥消滅位置を示すグラフである。
【図１０】受光器の配置された間隔ごとにシート体の廃棄長さを決定する手順を説明する説明図である。
【図１１】従来のフイルムの製造工程を示す説明図である。
【図１２】前記フイルムがロールの巻き芯部において欠陥が発生する状態を示す説明図である。
【図１３】前記フイルムの端部付近における欠陥を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…シート体検査装置 １２…処理装置
１４…センサシステム ２０、３０…本体
２２、３２…スリット板 ２２ａ、３２ａ…スリット
２４…発光体 ３４…光電変換素子
３６…集光レンズ ５０…フイルム
６０…ＣＰＵ ８０…データ信号処理プログラム
Ｃ…光軸 Ｄ…区間長さ
Ｅ…破棄長さ Ｈ（ｄ）…最大値配列
Ｌ１〜Ｌ１２…投光器 Ｍ…欠陥
Ｐ（ｄ）…ピーク配列 Ｑ、Ｑ２…欠陥消滅位置
Ｒ１、Ｒ３…メインフィードロール Ｒ２、Ｒ４…スリット刃ロール
Ｒ２１、Ｒ２２…ロール Ｓ１〜Ｓ１２…受光器
ｆ（ｄ）…第１関数 ｇ（ｄ）…第２関数
ｇ２（ｄ）…補正した第２関数 θ、ψ…傾斜角度
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート体の検査装置および方法に関し、特に、シート体の屈曲や塗布剤厚みの不均一等の欠陥を検出する検査装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、写真フイルムは、図１１に示すようにいくつかの工程に分けて製造される。
【０００３】
先ず、図１１のステップＳ５０１においては、フイルムのベースとなるシート体を製膜し、巻芯５００に巻回する。次いで、ステップＳ５０２において、製膜されたシート体を巻き出しながら感光乳剤を塗布し、別の巻芯５０１に巻回する。
【０００４】
その後、ステップＳ５０３において、感光乳剤が塗布されたシート体を適当な幅に裁断して巻芯５０２に巻回し、さらにステップＳ５０４において製品寸法に切断し、検査等を行った後に外装し製品として出荷される。
【０００５】
ところで、ベースとなるシート体の巻き付け端部４００においては、シート体の厚みにより段差が生ずるため、その外側に巻回されるシート体に屈曲部分が惹起される（図１２参照）。この屈曲部分は巻芯５００に近いほど顕著であり、外周になるほど影響は少ない。また、製膜されたシート体は、搬送しながら所定長に切断されて巻芯５００に巻回されるため、切断時の搬送速度と、刃物の切断速度とにより、シート体の巻き付け端部４００が巻芯５００の軸線に対して所定の傾斜角度を持って設定される。
【０００６】
その結果、図１３に示すように、巻芯５００に巻回されたシート体には、巻き付け端部４００に近い箇所から巻芯５００への１周ごとに屈曲による所定の傾斜角度φを有する変形部位４５０が発生する。この変形部位４５０は、巻芯５００に近いほど顕著に表れる。
【０００７】
前記のような変形部位４５０を有するシート体に対して感光乳剤を塗布した場合、変形部位４５０とそれ以外の部位とで感光乳剤を均一に塗布することができない。感光乳剤の厚味が均一でないと、画像を露光記録した際、濃度にむらが惹起されることになる。従って、これらの部位は、欠陥範囲として破棄する必要がある。
【０００８】
このような欠陥範囲を自動的に検出する方法として、例えば、特開平２−２１６４３７号公報に開示された従来技術がある。この従来技術は、透光性のシート体に対して平行光を照射し、その透過光の光量変化を検出するように構成されている。投光性のシート体に凹部等の欠陥がある場合、前記平行光が大きく屈折して透過するため、透過光の光量が変化し、これによって欠陥部位を検出することが可能となる。
【０００９】
しかしながら、このような検出方法では、大きな欠陥の自動検出は可能であるが、熟練者の目視判断に見合ったわずかな欠陥に対する光量変化を得ることは極めて困難である。
【００１０】
従って、熟練者がシート体の一部をサンプルとして切り取り、現像し、その現像ネガにより判断するか、あるいは、これらの処理を省略し余裕をもって長めに破棄する、といった方法が採られている。
【００１１】
この場合、サンプルを検査する方法においては、処理に長時間を要するだけでなく、その検査結果から破棄長さを決定する際、たとえ熟練者であっても個人差による廃棄長さのばらつきが生じる不具合がある。また、シート体を余裕を持って長めに廃棄することは、本来正常な部分をも破棄範囲に含むことになるため、好ましくない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不具合に鑑みてなされたものであり、シート体が有する欠陥部分を確実且つ自動的に検出することができる検査装置および方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシート体検査装置は、透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する装置において、前記シート体に対して光を入射させる投光器と、前記シート体を透過した前記光を検出する受光器と、前記投光器または前記受光器の少なくとも一方に配設され、スリットにより前記光をライン状に成形して前記受光器に導くスリット部材と、前記受光器により検出された前記光の信号データを処理する処理手段と、前記処理手段は、前記シート体の基準長さごとに、前記信号データの極値を求める極値算出手段と、前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定する欠陥消滅位置特定手段とを有することを特徴とする。
また、前記スリット部材は、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して前記スリットの方向が設定され、前記処理手段は、前記スリットを介して前記受光器に導かれることで得られた前記信号データを処理し、前記シート体の欠陥部分を検出してもよい。
【００１４】
このようにすると、前記欠陥部分を正確に検出することができる。
【００１５】
また、前記シート体は、前記投光器および前記受光器に対して相対的に搬送されるものであってもよい。
【００１６】
そして、前記シート体は、感光乳剤が塗布されたフイルムであり、前記欠陥部分は、前記感光乳剤が塗布される前の前記フイルムを巻芯に巻回した際に、前記フイルムの端部における段差によって形成されるものであってもよい。
【００１７】
さらに、前記スリットの幅は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲とすると好適である。
【００１８】
さらにまた、前記投光器から前記受光器に至る前記光の光軸は、前記シート体の法線に対して５°〜７０゜の範囲で傾斜して設定するようにしてもよい。
【００１９】
前記光の波長は、９４０ｎｍ〜１３１０ｎｍの範囲とすると、前記シート体がフイルムである場合に、感光させることがない。
【００２０】
前記投光器および前記受光器は、前記シート体の幅方向に対して複数組配設するようにしてもよい。
【００２２】
前記処理手段は、前記欠陥消滅位置特定手段により求めた前記第２関数を所定の係数により補正する関数補正手段を有し、前記欠陥消滅位置特定手段は、前記第１関数から補正された前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定するようにしてもよい。
【００２３】
また、本発明に係るシート体検査方法は、透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する方法において、前記シート体を透過した光を、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して設定されたライン状の光として受光器により検出するステップと、前記シート体の基準長さごとに、前記ライン状の光から得られる信号データの極値を求めるステップと、前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定するステップとを有することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシート体検査装置および方法を、感光乳剤を塗布した透光性のフイルムに対して光を照射し、その透過光の強度信号に基づき、フイルムの屈曲または塗布された感光乳剤の厚みの不均一等の欠陥を検出するシート体検査装置に適用した実施の形態を図１〜図１０を参照しながら説明する。
【００２６】
本実施の形態に係るシート体検査装置１０は、図１に示すように、透光性のフイルム（シート体）５０に対して光を照射し、その透過光を検出するセンサシステム１４と、センサシステム１４による検出信号を処理しフイルム５０に存在する欠陥Ｍを検知する処理装置（処理手段）１２とを備える。
【００２７】
フイルム５０は感光乳剤が塗布された状態で巻芯１３に巻回されており、メインフィードロールＲ１、スリット刃ロールＲ２を経て２枚のシート体に裁断され、それぞれが巻芯１６および１８に巻回される。また、巻芯１３から巻き戻されたフイルム５０には、図１１において説明したように、感光乳剤の塗布前のシート体を巻芯５００に巻回した際に形成される段差に起因する複数の欠陥Ｍが斜めに形成されている。なお、それぞれの欠陥Ｍの間隔は、巻芯５００の外周長に対応している。
【００２８】
センサシステム１４は、メインフィードロールＲ１の上流側に配置されており、フイルム５０の幅Ｗの方向に平行して等間隔に並べられた１２個の投光器Ｌ１〜Ｌ１２と、フイルム５０を透過した各投光器Ｌ１〜Ｌ１２から照射光を検出する受光器Ｓ１〜Ｓ１２とを備える。
【００２９】
図２に示すように、投光器Ｌ１は、遮光された本体２０と、赤外線を出力する発光体２４と、発光体２４の光軸Ｃ上に設けられたスリット板２２とから構成されている。投光器Ｌ２〜Ｌ１２も同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００３０】
受光器Ｓ１は、フイルム５０をはさみ、投光器Ｌ１と光軸Ｃとが一致するように配置されており、遮光された本体３０と、集光レンズ３６と、光軸Ｃ上に配置された光電変換素子３４と、本体３０の前面に配置されたスリット板３２とから構成される。集光レンズ３６は発光体２４に対して光電変換素子３４の受光面が焦点位置になるように設定されている。受光器Ｓ２〜Ｓ１２も同様の構成であるため、その説明は省略する。
【００３１】
スリット板２２および３２は、光軸Ｃと直交する方向に延在するスリット２２ａ、スリット３２ａを有しており、これらのスリット２２ａ、スリット２３ａの幅は０．１〜１．０［ｍｍ］の範囲に設定されている。
【００３２】
図３に示すように、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの光軸Ｃはフイルム５０の法線（Ｚ軸）に対して傾斜角度θだけ傾いており、その傾きの方向は搬送方向であるＸ軸方向に設定されている。この傾斜角度θは５°〜７０゜の角度が好適である。
【００３３】
また、スリット板３２のスリット３２ａの向きは、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２から見た欠陥Ｍの傾きに一致するように設定され、フイルム５０の幅方向を示すＹ軸に対して傾斜角度ψとなっている。
【００３４】
傾斜角度ψについて説明すると、まず、欠陥ＭがＹ軸に対して３０°傾いているとすれば、フイルム５０における欠陥ＭのＸ軸方向の距離Ｌｘは、フイルム５０の幅Ｗを用いて、
Ｌｘ＝Ｗ×ｔａｎ（３０°）＝Ｗ／√３
と表される。この距離Ｌｘは、各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置から見ると傾斜角度θによりｃｏｓθだけ圧縮されて見えるので、（Ｗ／√３）×ｃｏｓθとなる。従って、各投光器Ｌ１〜Ｌ１２および各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置から見た欠陥Ｍの傾斜角度ψは、
ψ＝Ｔａｎ-1（（Ｗ／√３）×ｃｏｓθ／Ｗ）
＝Ｔａｎ-1（ｃｏｓθ／√３） …（１）
となる。投光器Ｌ１〜Ｌ１２を構成するスリット２２ａの傾斜角度ψについても同様である。
【００３５】
図４に示すように、処理装置１２は、バス６２を介して処理装置１２の全体の制御を行うＣＰＵ６０と、不揮発性記憶部のＲＯＭ６４と、メモリ（ＲＡＭ）６６と、プログラム等を格納するハードディスク６８と、外部記録媒体７０ａを制御する記録媒体ドライブ７０と、表示装置のモニタ７２と、入力装置のキーボード７４およびマウス７６と、これらモニタ７２、キーボード７４、マウス７６とセンサシステム１４との入出力制御を行うインタフェース回路（ＩＦ）７８とを備える。
【００３６】
ＲＡＭ６６は、センサシステム１４から読み込まれたデータを格納するデータ領域６６ａと、ハードディスク６８のプログラムをロードするプログラム領域６６ｂを有する。
【００３７】
ハードディスク６８には、受光器Ｓ１〜Ｓ１２から受信した信号データを処理するデータ信号処理プログラム８０およびＯＳ等が格納されている。
【００３８】
このように構成されるシート体検査装置１０の動作について、図５〜図１０を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、図５のフロチャートのステップＳ１において、フイルム５０のベースとなるシート体を製膜する。
【００４０】
シート体の端部の形状は、シート体を切断するときのシート体の搬送速度と、搬送方向と直交する方向に切断する刃物の移動速度とによって決まるものであり、図１３において説明したように、シート体の幅方向であるＹ軸に対して所定の傾斜角度で形成される。
【００４１】
切断されたシート体は、直径３００［ｍｍ］の巻芯１５に巻回される。このとき、巻芯１５に巻回されたシート体には、巻芯１５への１周ごとに端部の切り口によって形成される段部により欠陥Ｍが発生する。この欠陥ＭのＹ軸に対する傾斜は端部切り口の傾斜に一致する。また、巻芯１５に近いほど欠陥Ｍによるシート体の変形の程度が大きい。
【００４２】
ステップＳ２において、このシート体を巻き戻しながら乳剤塗布装置９０で感光乳剤を塗布してフイルム５０に加工する。そして、別の巻芯１３にフイルム５０を巻回する（図６参照）。このとき、シート体に形成された欠陥Ｍを含む部分には、乳剤が均一に塗布されない事態が生じる。このようなフイルム５０の欠陥Ｍは、巻芯１３に巻回されたフイルム５０の外周側に配置されることになる。
【００４３】
なお、巻芯１５に巻回されていたシート体の外周側には、当初から変形がないため、乳剤塗布装置９０によって乳剤が均一に塗布される。乳剤が均一に塗布された後、巻芯１３に巻回されたフイルム５０には、巻芯１３側からその端部切り口によって形成される段部によって変形の生じるおそれがあるが、それによる乳剤の厚みに不均一が生じることはない。
【００４４】
次に、巻芯１３に巻回されたフイルム５０を別の製造ラインへ移し、フイルム５０を２つのシート体に裁断する。フイルム５０は、具体的には図１に示すように、メインフィードロールＲ１、スリット刃ロールＲ２を経て２枚のシート体に裁断され、それぞれが巻芯１６および１８に巻回される。
【００４５】
このとき、ステップＳ３において、センサシステム１４の投光器Ｌ１〜Ｌ１２から光を出力し、受光器Ｓ１〜Ｓ１２によりフイルム５０の透過光を検出する。発光体２４の出力光は、乳剤であるハロゲン化銀が感光しないように、赤外光（例えば、９４０ｎｍ〜１３１０ｎｍの波長範囲のもの）を使用している。
【００４６】
投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの前面部には、欠陥Ｍの傾斜角度（図３の場合、３０゜）に対応した（１）式の関係から導かれる傾斜角度ψのスリット２２ａおよび３２ａが形成されている。
【００４７】
この場合、受光器Ｓ１〜Ｓ１２を構成する光電変換素子３４には、スリット２２ａおよび３２ａによってライン状に成形された光が到達する。この光のライン方向の傾斜角度は、フイルム５０に形成された欠陥Ｍの傾斜角度に一致するように設定されているため、欠陥Ｍが光の光路中を通過した際、フイルム５０の透過率の変化が光のライン方向に同時に生起され、光電変換素子３４によって検出される光量が大きく変動する。従って、透過率の高いフイルム５０であっても、欠陥Ｍの有無を高精度に検出することができる。
【００４８】
なお、光をライン状に成形するスリット２２ａおよび３２ａは、どちらか一方だけとしてもよい。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、フイルム５０の法線に対して５゜〜７０゜の範囲で、光軸Ｃを傾斜角度θだけ傾けて設定しているため、光路長が増加して透過率が低下し、欠陥Ｍを一層高精度に検出することが可能となる。
【００５０】
またさらに、発光体２４から照射された光は、フイルム５０に対して集光されるのではなく、受光器の集光レンズ３６によって光電変換素子３４に集光されるように設定されているため、搬送中にフイルム５０が光軸Ｃの方向に変動するような場合であっても、その影響を受けることなく欠陥Ｍを高精度に検出することができる。
【００５１】
受光器Ｓ１〜Ｓ１２が検出した透過光は、出力信号として処理装置１２へ伝送される。処理装置１２は、受信した受光器Ｓ１〜Ｓ１２の１２チャンネル分の各出力信号をフイルム５０の搬送方向に対して１［ｍｍ］ずつ計測し、得られたデータ信号をデジタル値としてデータ領域６６ａに記憶する（ステップＳ４）。
【００５２】
以後のステップＳ５からステップＳ１２までの処理は、処理装置１２の内部における記憶したデータ信号に対する処理である。
【００５３】
まず、ステップＳ５において、データ信号を処理するための区間長さＤを決定する。この区間長さＤは、欠陥Ｍによる感光乳剤の塗布むらを含むデータ信号と、欠陥Ｍによらない感光乳剤の塗布むらを含むデータ信号とに分離して信号処理を行うために設定される。
【００５４】
区間長さＤは、欠陥Ｍを形成する巻芯１５の外周長をＫ［ｍｍ］としたとき、２Ｄ＜Ｋ＜３Ｄとなる条件に従って決定される。この場合、欠陥Ｍの最小の間隔は、巻芯１５の外周長Ｋに等しく、シート体が巻芯１５に巻回されるのにしたがって広くなる。欠陥Ｍの間隔が最小の外周長Ｋから大きく変動しないものとすると、２Ｄ＜Ｋ＜３Ｄとすることで、隣接する３つの区間を選択した際、１つの区間に欠陥Ｍを含むデータ信号があり、他の２つの区間に欠陥Ｍを含まないデータ信号があることになる。具体的には、巻芯１５の外径が３００［ｍｍ］であることから、外周長Ｋ［ｍｍ］は、Ｋ＝３００×π＝９４２［ｍｍ］であり、従って、区間長さＤは、３１４＜Ｄ＜４７１の条件で決定される。以下の説明では、Ｄ＝４００［ｍｍ］とする。決定された区間長さＤは、処理装置１２に入力して記憶させる。
【００５５】
次に、ステップＳ６において、ＣＰＵ６０は、データ信号処理プログラム８０をプログラム領域６６ｂにロードして実行し、以下に示すデータ信号処理を行う。
【００５６】
ステップＳ７において、ＣＰＵ６０およびデータ処理プログラム８０は、受光器Ｓ１からのデータ信号を読み取った順に信号列ｘ（１）〜ｘ（ｍａｘ）とする。この場合、処理装置１２は、フイルム５０の搬送方向に対してデータ信号を１［ｍｍ］間隔で計測するため、例えば、フイルム５０の長さが２００［ｍ］であったとすれば、ｍａｘ＝２０００００となる。
【００５７】
この信号列ｘ（１）〜ｘ（ｍａｘ）から３６組の差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）を算出する。なお、ｄｘ５（ｉ）＝ｘ（ｉ＋５）−ｘ（ｉ）、ｄｘ６（ｉ）＝ｘ（ｉ＋６）−ｘ（ｉ）、…、ｄｘ４０（ｉ）＝ｘ（ｉ＋４０）−ｘ（ｉ）、ｉ＝１〜ｍａｘである。
【００５８】
ここで、差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）は、感光乳剤の塗布むらが５［ｍｍ］以上、４０［ｍｍ］以下の範囲で発生するものとし、フイルム５０の搬送方向の距離５〜４０［ｍｍ］に対応するデータ信号間の差分を求めたものであり、この差分の最大値から欠陥Ｍを確実に検出することができる。なお、塗布むらの範囲およびそれに対応した差分配列の設定は、適宜変更することができる。
【００５９】
次に、ステップＳ８において、区間長さＤごと、つまり最初の区間であればｉ＝１〜４００の範囲で差分配列ｄｘ５（ｉ）〜ｄｘ４０（ｉ）の最大値を求め（図７参照）、区間長さＤごとのピーク配列Ｐ（ｄ）とする。ｄは区間を特定するパラメータであり、その値の範囲は、１〜（ｍａｘ／４００）である。
【００６０】
次に、ステップＳ９において、ピーク配列Ｐ（ｄ）を、欠陥Ｍによる部分と、欠陥Ｍを含まない正常な部分とに分離する。つまり、区間長さＤ内には欠陥Ｍによる信号変化が必ず含まれているとは限らず、正常な部分であっても乳剤の塗布むらがあるために区間長さＤごとの多少の信号変化がピーク配列Ｐ（ｄ）として表されているため、これらの部分を分離する必要がある。図７に示す例においては、Ｐ（１）、Ｐ（４）、Ｐ（６）は欠陥Ｍによる信号であり、Ｐ（２）、Ｐ（３）、Ｐ（５）は正常部分の塗布むらによる信号である。
【００６１】
欠陥Ｍによる塗布むらと正常部分の塗布むらとを分離するためには、隣接する３つの区間（基準長さ）内において、ピーク配列Ｐ（ｄ）、Ｐ（ｄ＋１）、Ｐ（ｄ＋２）のうち最大のものを選択して最大値配列Ｈ（ｄ）とし（極値検出手段）、また最小のものを選択して最小値配列Ｌ（ｄ）とする。
【００６２】
具体的には、図７に示すデータ信号に対する最大値配列Ｈ（ｄ）は、順に、Ｐ（１）、Ｐ（４）、Ｐ（４）、Ｐ（６）、…となり、最小値配列Ｌ（ｄ）は、Ｐ（２）、Ｐ（２）、Ｐ（５）、Ｐ（５）、…となる。なお、ピーク配列Ｐ（ｄ）を選択する範囲は４つ以上の区間としても良い。
【００６３】
次に、ステップＳ１０において、欠陥Ｍが消滅する欠陥消滅位置Ｑを求めるために最大値配列Ｈ（ｄ）を２つの関数で近似する。すなわち、欠陥Ｍを含む最大値配列Ｈ（ｄ）の値は徐々に減少するものと考えることができ、また、欠陥Ｍを含まない正常部分の最大値配列Ｈ（ｄ）の値は増加あるいは減少の傾向を示さないと考えることができる。従って、これらの特性に対応して設定した２つの関数が切り替わる区間の位置を欠陥消滅位置Ｑとして特定することができる。
【００６４】
図８は、最大値配列Ｈ（ｄ）の値をフイルム５０の測定方向にプロットした例を示す。図８において、求める欠陥消滅位置Ｑよりもフイルム５０の端部側の関数を以下の（２）式（第１関数）のように設定する。
【００６５】
ｆ（ｄ）＝αｄ＋β （ｄ≦Ｑ） …（２）
また、フイルム５０の端部から離間する欠陥消滅位置Ｑ以降の関数を以下の（３）式（第２関数）のように設定する。
【００６６】
ｇ（ｄ）＝γ （ｄ＞Ｑ） …（３）
なお、ｇ（ｄ）は一定ではなくｄの関数であってもよい。
【００６７】
この２つの関数を最小二乗誤差法を用いた次の評価式（４）式によって評価値Ｓが最小になるα、β、γおよびＱを求める。
【００６８】
【００６９】
α、β、γおよびＱの求め方は、例えば、フイルム５０の欠陥Ｍが形成されている側の端部付近のデータでｆ（ｄ）のα、βを最小二乗誤差法等により求め、フイルム５０の他端付近のデータによりｇ（ｄ）のγを求めておき、求まったα、β、γを（４）式に代入して欠陥消滅位置Ｑの値を変化させてＳが最小になるＱを求めればよい。
【００７０】
また、例えば、（４）式でα、β、γおよびＱのうち３つを仮の値に固定し、残る１つをパラメータとして変化させてＳが最小になる点を探索し、その後、他の３つについても同様の処理を行う。そして、その処理をさらに連続して行ってＳの値が最小値に収束するようなα、β、γおよびＱを求めるようにしてもよい。
【００７１】
ところで、以上のようにして欠陥消滅位置Ｑを求めた場合（欠陥消滅位置特定手段）。例えば、Ｈ（ｄ）が図９に示す波形であったとすると、欠陥消滅位置Ｑの前後におけるＨ（ｄ）の値に差がなく、この位置をフイルム５０の廃棄長さとするのが不適当となる場合がある。
【００７２】
そこで、ステップＳ１１において、関数ｇ（ｄ）を次のように係数（Ｇ２×σ）を用いて補正して新たな関数ｇ２（ｄ）とする（関数補正手段）。
【００７３】
ｇ２（ｄ）＝ｇ（ｄ）＋Ｇ２×σ …（５）
この（５）式の中で、Ｇ２は検出されたデータ信号に含まれるノイズを考慮した重み付け係数であり、またσは最小値配列Ｌ（ｄ）の標準偏差である。そして、このｇ２（ｄ）とｆ（ｄ）との交点を補正した欠陥消滅位置Ｑ２として求めることができる（欠陥消滅位置補正手段）。
【００７４】
また、図８に示すように、ｄ＜Ｑの範囲において、ｇ２（ｄ）とｆ（ｄ）との交点が存在しない場合は、元の欠陥消滅位置Ｇをそのまま補正した欠陥消滅位置Ｑ２とみなしてよい。
【００７５】
最小値配列Ｌ（ｄ）は正常部分の感光乳剤の塗布むらにより表れる信号なので、その標準偏差σおよび重み付け係数Ｇ２を乗算して加えることにより、最大値配列Ｈ（ｄ）の成分のうち正常部分のばらつきを相殺することができる。
【００７６】
このようにして、受光器Ｓ１からのデータ信号について欠陥消滅位置Ｑ２を求めた後、受光器Ｓ２〜Ｓ１２のデータ信号についてもステップＳ７〜ステップＳ１１の処理を同様に行い、それぞれに対して欠陥消滅位置Ｑ２を求める。
【００７７】
次に、ステップＳ１２において、受光器Ｓ１〜Ｓ１２の１２チャンネルの信号データについて、それぞれ求めた欠陥消滅位置Ｑ２からフイルム５０を破棄する範囲について決定する。
【００７８】
図１０は、受光器Ｓ１〜Ｓ１２の位置をｊ＝１〜１２とし、受光器Ｓ１〜Ｓ１２により求まった欠陥消滅位置Ｑ２をそれぞれＱ２（ｊ）と表したときのフイルム５０の端部からの廃棄長さＥを示したものである。この場合、（ｊ−１）〜ｊの幅において、破棄長さＥはＱ２（ｊ−１）とＱ２（ｊ）のうち値が大きい方を選択すればよい。また、フイルム５０の幅方向（Ｙ軸方向）の両端部はＱ２（１）およびＱ２（１２）の値を適用すればよい。
【００７９】
このようにして破棄長さＥを決定することにより、必要最小限の部分のみを廃棄対象とすることができ、好適である。
【００８０】
なお、上述の説明においては、シート体が巻回される工程上で検査を行う例について示したが、巻回されずに単に搬送される過程で検査を行ってもよいし、また、シート体は固定しておきセンサシステム１４を相対的に移動させて検査してもよい。
【００８１】
以上説明したように、本発明に係るシート体検査装置および方法によれば、人手によらず、且つ、シート体をサンプリング等することなく欠陥を検出することができるので、個人差がなく、且つ、正確に検出することができるという効果が達成される。
【００８２】
また、シート体がフイルム５０である場合は、欠陥Ｍを検出するためにフイルム５０を現像する必要もない。
【００８３】
欠陥Ｍを含むデータ信号を検出する場合においては、投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２のそれぞれの前面に、欠陥Ｍの傾斜方向に対応させた傾斜角度ψに設定されたスリット２２ａ、３２ａが形成されているため、光軸Ｃ上に欠陥Ｍが到達した際、光量変化量が非常に大きくなり信号変化を確実に検出できる。
【００８４】
さらに、光軸Ｃはフイルム５０の法線に対して傾斜角度θだけ傾いて設定されているので、光路長が長くなり、それによる透過率の低下に起因してコントラストが向上し、欠陥Ｍを一層確実に検出することができる。
【００８５】
またさらに、集光レンズ３６では、発光体２４に対して焦点位置が光電変換素子３６の位置になるように設定されているので、搬送にともなってフイルム５０が光軸Ｃの方向に多少振動しても受光レベルの変動に対する影響は少ない。
【００８６】
センサシステムには１２個の投光器Ｌ１〜Ｌ１２および受光器Ｓ１〜Ｓ１２がフイルム５０の幅Ｗ方向に等間隔で配置されており、それぞれ個別に信号を処理するように構成されているため、幅Ｗ方向に対する感光乳剤の塗布むらや各受光器Ｓ１〜Ｓ１２の感度むらによる欠陥Ｍの誤検出といった事態を好適に回避することができる。
【００８７】
また、処理装置１２内部の処理においては、データ信号を所定の区間長さＤで分割し、さらに３つの連続する区間を基準長さとして、その範囲内の最大値を最大値配列Ｈ（ｄ）として求めているので、欠陥Ｍによる信号の変化を確実に抽出することができる。
【００８８】
そして、この最大値配列Ｈ（ｄ）を２つの関数で近似して処理するので欠陥消滅位置Ｑの特定が容易になる。
【００８９】
さらに、２つの関数のうちの一方を係数により補正するので、最大値配列Ｈ（ｄ）が示す波形形状が変則的なものであっても適用可能であり、検出される欠陥消滅位置Ｑを調整し、フイルム５０の所望の廃棄長さを自動設定することができる。
【００９０】
次に、本実施の形態に係るシート体検査装置および方法の他の利用形態について説明する。
【００９１】
本願発明者は、上述のシート体検査装置および方法により得られる最大値配列Ｈ（ｄ）が非常に高い再現性を持ち、かつ、フイルム５０ごとに固有の波形を示すことを確認した。すなわち、同じフイルム５０に対しては、複数回繰り返し検査を行った場合でも得られる最大値配列Ｈ（ｄ）はほぼ同じ値を示し、さらにその最大値配列Ｈ（ｄ）はフイルム５０ごとに全て異なる波形を表している。
【００９２】
一般に、フイルム５０は製品の特性上、製造番号等のマーキングを行うことができないが、最大値配列Ｈ（ｄ）を記録しておき、必要に応じてフイルム５０に対して再度検査を行うことにより、記録してある最大値配列Ｈ（ｄ）から製造番号を特定することが可能である。
【００９３】
また、フイルム５０は、前記欠陥Ｍ以外にも他の欠陥が生じることがあるが、これらの欠陥は別の検査により検出および記録しておき、後工程においてその箇所を破棄するようにしている。
【００９４】
しかしながら、フイルム５０は製造工程において数ｍ単位で切り取られることがあるため、予め記録していた欠陥部分に関する位置情報がずれてしまい、これらの欠陥の位置を精度良く特定することが困難となることがある。従って、欠陥部分を破棄するために、例えばフイルム５０の端部から１００［ｍ］の箇所に小さい欠陥があった場合でも余裕をもって１００±２０［ｍ］の範囲を破棄するようにしている。
【００９５】
ところで、上述の最大値配列Ｈ（ｄ）の特徴を利用すれば、フイルム５０の長さ方向における基準点を特定することができるので、欠陥の位置を精度よく算出することが可能である。
【００９６】
例えば、フイルム５０の端部から１０［ｍ］の箇所において最大値配列Ｈ（ｄ）が固有の値を示しているとすれば、この箇所を基準点として設定し、１００［ｍ］の箇所の欠陥は基準点から９０［ｍ］として特定することができる。
【００９７】
従って、フイルム５０の端部が５［ｍ］切り取られたとしても、フイルム５０に対して再度検査を行うことにより基準点を検出すれば、この基準点から９０±５［ｍ］程度の範囲を破棄すれば足りるので、フイルム５０の正常な部位まで余分に破棄されてしまう事態を回避することができる。
【００９８】
なお、この発明に係るシート体検査装置および方法は、上述の実施の形態例に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るシート体検査装置および方法によれば、人手によらず、且つ、シート体をサンプリング等のために切り取ることなく、欠陥部分を自動的に検出することができる。従って、欠陥部分を効率的に検出し、無駄のない廃棄処理を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るシート体検査装置および方法の全体の回路構成を示すブロック図である。
【図２】投光器および受光器の構造を示す説明図である。
【図３】受光器とシート体の位置関係を示す説明図である。
【図４】処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図５】本実施の形態に係るシート体検査方法を示すフローチャートである。
【図６】シート体に感光乳剤を塗布する工程を示す説明図である。
【図７】受光器の出力信号波形に対して区間ごとに求めたピーク値を示す説明図である。
【図８】最大値配列を近似する２つの関数と欠陥消滅位置を示すグラフである。
【図９】最大値配列を近似する２つの関数を補正して欠陥消滅位置を示すグラフである。
【図１０】受光器の配置された間隔ごとにシート体の廃棄長さを決定する手順を説明する説明図である。
【図１１】従来のフイルムの製造工程を示す説明図である。
【図１２】前記フイルムがロールの巻き芯部において欠陥が発生する状態を示す説明図である。
【図１３】前記フイルムの端部付近における欠陥を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…シート体検査装置 １２…処理装置
１４…センサシステム ２０、３０…本体
２２、３２…スリット板 ２２ａ、３２ａ…スリット
２４…発光体 ３４…光電変換素子
３６…集光レンズ ５０…フイルム
６０…ＣＰＵ ８０…データ信号処理プログラム
Ｃ…光軸 Ｄ…区間長さ
Ｅ…破棄長さ Ｈ（ｄ）…最大値配列
Ｌ１〜Ｌ１２…投光器 Ｍ…欠陥
Ｐ（ｄ）…ピーク配列 Ｑ、Ｑ２…欠陥消滅位置
Ｒ１、Ｒ３…メインフィードロール Ｒ２、Ｒ４…スリット刃ロール
Ｒ２１、Ｒ２２…ロール Ｓ１〜Ｓ１２…受光器
ｆ（ｄ）…第１関数 ｇ（ｄ）…第２関数
ｇ２（ｄ）…補正した第２関数 θ、ψ…傾斜角度
Claims (10)
- 透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する装置において、
前記シート体に対して光を入射させる投光器と、
前記シート体を透過した前記光を検出する受光器と、
前記投光器または前記受光器の少なくとも一方に配設され、スリットにより前記光をライン状に成形して前記受光器に導くスリット部材と、
前記受光器により検出された前記光の信号データを処理する処理手段と、
前記シート体の基準長さごとに、前記信号データの極値を求める極値算出手段と、
前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定する欠陥消滅位置特定手段とを有することを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記シート体は、前記投光器および前記受光器に対して相対的に搬送されることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記シート体は、感光乳剤が塗布されたフイルムであり、
前記欠陥部分は、前記感光乳剤が塗布される前の前記フイルムを巻芯に巻回した際に、前記フイルムの端部における段差によって形成されることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記スリットの幅は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記投光器から前記受光器に至る前記光の光軸は、前記シート体の法線に対して５°〜７０゜の範囲で傾斜して設定されることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記光の波長は、９４０ｎｍ〜１３１０ｎｍの範囲であることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記投光器および前記受光器は、前記シート体の幅方向に対して複数組配設されることを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記スリット部材は、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して前記スリットの方向が設定され、前記処理手段は、前記スリットを介して前記受光器に導かれることで得られた前記信号データを処理し、前記シート体の欠陥部分を検出することを特徴とするシート体検査装置。 - 請求項１記載の検査装置において、
前記処理手段は、前記欠陥消滅位置特定手段により求めた前記第２関数を所定の係数により補正する関数補正手段を有し、前記欠陥消滅位置特定手段は、前記第１関数から補正された前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定することを特徴とするシート体検査装置。 - 透光性のシート体に形成された筋状の欠陥部分を検査する方法において、
前記シート体を透過した光を、筋状の前記欠陥部分の延在方向に対応して設定されたライン状の光として受光器により検出するステップと、
前記シート体の基準長さごとに、前記ライン状の光から得られる信号データの極値を求めるステップと、
前記シート体に形成された前記欠陥部分を含む範囲から得られた複数の前記極値より設定される第１関数と、前記欠陥部分を含まない範囲から得られた複数の前記極値より設定される第２関数とを求め、前記第１関数から前記第２関数に切り替わる前記シート体の位置を、前記欠陥部分が消滅する欠陥消滅位置として特定するステップとを有することを特徴とするシート体検査方法。
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