JP5467517B2 - 放射線測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばラインセンサを用いた放射線測定装置に関し、シート状の基材（以下、単にシートという）に間欠的に塗工された塗工剤の厚さ、塗工部の面積及び塗工間隔の測定精度の向上を図った放射線測定装置に関する。

例えば電池やコンデンサなどの電子部品の製造に際してシートに塗工を施した部材を使用したものが用いられる。
シートに塗られた塗工厚を求めるためには、塗工の前後においてそれぞれの厚さを測定し、その差分を以って塗工厚を求める手法が多く用いられている。

図３（ａ）はシート１に間欠的に塗工された塗工ブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ・・・）の一例を示すもので、イの位置で塗工が開始され、ロの位置で塗工厚さを測定する工程が繰り返されていることを示している。

図３（ｂ）は厚さ測定手段５のブロック構成図を示すもので、厚さ測定手段５に塗工開始信号やシートの厚さデータ、シート速度信号が入力され塗工厚さ演算部6で演算された塗工剤厚さデータが出力されている。

図３（ｃ）はシート１上にブロック状に塗工された塗工厚さを測定するためのスキャン型厚さ測定装置の要部斜視図である。フレーム２に線源（下ヘッド）３と電離箱（上ヘッド）４が取り付けられ、それらの間をシート１が非接触で搬送されている。そして上下ヘッドが同期してフレームを幅方向に走査してジグザグ状に測定が行われる。

上述の測定方法では、シートの流れ方向および幅方向について塗工前後で正確に位置を揃えて測定することが測定精度を確保するために重要である。
具体的には、スキャン型厚さ測定装置において、表裏に間欠塗工されたシートの厚さを同一位置で測定する場合、塗工装置（図示省略）からアナログ出力やパルス出力によりシートの速度信号を受け取り、これから巻き長(シートの走行距離)を割り出し、各測定点を通過するシートの搬送時間に応じた測定タイミングを見計らって同一位置での測定演算を行っている。

またはシート速度やシートの搬送時間を設定値として与えて同一位置の測定演算を行ったり、塗工開始信号が入力されたタイミングで、厚さ演算処理を行っている。
複数の測定位置で同期を取って測定する場合に限らず、測定タイミングは塗工開始位置が入力されたタイミングだけではなく、ある遅延時間後に測定したい場合もある。シート速度信号よりシート速度が得られる場合は、シート速度を考慮した遅延時間にすることで塗工端よりシート速度によらず同一位置で測定することができる。

塗工装置からの信号ではなく、塗工開始信号の代わりに塗工開始位置を検出するセンサ(以下、塗工端検出センサ)を設置してこうした要求に応えることもできる。
塗工された幅、長さ、それぞれの位置を測定する場合、カメラまたは光学系の厚さ計を用いたり、別の寸法測定装置で行っていた。

特開２００２−１４８２１４

しかし、シート速度を塗工機側から受ける場合、ロールとシートの滑りやロールを介して搬送されるときの塗膜の厚み増加によるパス長変化やノイズ等によって、シートの速度信号と実際のシートの搬送距離に差を生じる場合があった。このような場合には、同一位置を正確に測れないことから測定誤差を生じやすい。これらは、表裏塗工等の複層塗工において特に問題を生じ易い。こうした問題を回避するためには、もう一段正確な位置情報を得るためのセンサとして塗工端検出センサ等が必要であった。

即ち、各塗工ブロックの同一位置で厚さを測定する場合、塗工装置や塗工端検出センサより、塗工開始信号をもらう必要があった。その場合、測定誤差を生じ易くするか、あるいは回避のために新たな設備投資やランニングコストを発生させるという課題があった。
また、塗工幅、長さ、それぞれの位置を測定する場合、カメラや別の寸法測定装置を使用する必要があるため、新たな設備投資やランニングコストが高くなるという課題があった。

本発明は上記従来装置の課題を解決するためになされたもので、塗工装置からの塗工開始信号の入力が必要なく、測定処理装置内で塗工開始位置を検出することにより、各塗工ブロックの同一位置で塗工の厚さを測定することを目的とし、
また、測定処理装置内で塗工端の開始位置や終了位置や塗工ブロックの左右端を検出することで、塗工幅、長さ、それぞれの位置を測定することを目的としている。

このような課題を解決するために、本発明の請求項１記載の放射線測定装置は、
放射線源と、この放射線源に対向して配置されたセンサと、前記放射線源と前記センサの間であって、前記センサに近接して搬送されるシートからなり、前記放射線源から前記シートを透過して前記センサに到達する放射線の強度に基づいて前記シートの物理特性を検出する放射線測定装置において、
前記センサとしてラインセンサが用いられ、前記シートにはシートの長さ方向に間欠的に塗工剤を塗布して塗工ブロック群が形成されており、前記ラインセンサは塗工ブロックの塗工開始位置を得て所定時間経過後に塗工厚さを検出するとともに、前記塗工ブロックの位置データを管理するように構成したことを特徴とする。

請求項２においては、請求項１に記載の放射線測定装置において、
前記シートの厚さ、前記塗工剤の塗工端、塗工厚さ、塗工幅、長さ、それぞれの位置を検出するに際しては、測定値の微分処理または差分処理後のデータ、および平滑化処理後のデータを用いて行うことを特徴とする。

請求項３においては、請求項１または２に記載の放射線測定装置において、
複数の放射線測定装置を用いて塗工剤の厚さ演算を同期して行うに際しては、設定値や外部入力値で同期位置の粗調を行い、塗工端検出処理により同期位置の微調を行うことを特徴とする。

請求項４においては、請求項１乃至４のいずれかに記載の放射線測定装置において、
非塗工部と塗工部を検出し、それぞれの厚さの演算を行い、その差分で塗工剤の厚さを演算することを特徴とする。

ラインセンサが塗工端を認識することで、塗工開始信号が不要になる。これは、新たな設備投資を抑制し、導入の敷居を下げることが可能である。
また、特に表裏面等複数の塗工層を持つプロセスにおいて複数センサによる塗工剤測定を行う場合に測定位置の同期を容易にし、測定精度を高め易くする。これは品質管理・歩留まりの向上に効果がある。

本発明の実施形態の一例を示す放射線測定装置の概略構成図（ａ）、ラインセンサにおける塗工ありの部分と塗工なしの部分の信号強度の模式図（ｂ），厚さ測定手段のブロック構成図（ｃ）、塗工端検出処理手段の一例を示すブロック構成図である。 図１（ｃ）に示す厚さ測定手段にブロックデータ管理装置を付加したブロック構成図（ａ）、データ内で塗工部と非塗工部を検出し、その差分により厚さを演算するためのブロック構成図(ｂ)である。 シート１に間欠的に塗工された塗工ブロックの一例を示す図（ａ）、厚さ測定手段のブロック構成を示す図（ｂ）、シート上にブロック状に塗工された塗工厚さを測定するためのスキャン型厚さ測定装置の従来例を示す要部斜視図（ｃ）である。

以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の実施形態の一例を示す放射線測定装置の模式的な概略構成図である。
図１（ａ）において、図３（ｃ）に示す従来例とは放射線源3の位置と照射方向および放射線検出器としてラインセンサ8を用いた点のみが異なっている。

本発明においては、シート1の搬送方向に略直角に配置されたラインセンサ8の略全幅にわたって上方に配置された放射線源から扇状に放射線が照射される。シートには所定間隔を隔てて矩形状の塗工ブロックＡ，Ｂ，Ｃ・・・が塗工されている。
ラインセンサ8には例えば数百個の検出素子8ａが直線状に配置されており、それぞれの検出素子がシート1を透過して到達する放射線の強度を電気信号に変換し、図示しない厚さ測定手段に送出する。なお、矢印Ｐ方向はシートの搬送方向を示している。

図1（ｂ）はラインセンサ8における塗工ありの部分と塗工なしの部分の信号強度の模式図である。図に示すように塗工なしの部分であるシート部では強い信号強度となり、塗工が開始される塗工開始位置イから信号強度が弱くなっている。

図1（ｃ）は厚さ測定手段５ａのブロック構成図を示すもので、厚さ測定手段５ａにはシート速度信号や放射線強度のほかに、塗工端検出装置からシート幅a、塗工幅b、塗工長さｃ、ブロック間隔ｄを示す信号が送られてくる。塗工厚さ演算部６ａはそれらの信号からそれぞれの値を演算する。その場合、シートの厚さ信号は塗工開始信号イから所定の遅れ時間が経過したロの時点のデータで演算するように予め設定されている。

なお、シート厚、塗工厚は必ずしも同一に形成されておらず、ばらつきが生じている場合がある。ラインセンサ8から厚さ測定手段５ａに送られる信号にはそのばらつきに応じた信号が送られる。
従って、塗工端検出装置8で平滑化処理を行うことが有効である。

図1（ｄ）は塗工端検出装置8の一例を示すブロック構成図である。
平滑化の手段としてはメディアン処理や移動平均処理などの平滑化手法を用いて行う。処理内容は順番を前後させたり、微分処理または差分処理、平滑化処理というような複合処理にしたりすることも可能である。

上述の構成によれば、ラインセンサ8が塗工端を認識することで、従来のような塗工開始信号が不要になり、装置を簡略化することができる。また、特に表裏面等複数の塗工層を持つプロセスにおいて複数センサによる塗工剤測定を行う場合に測定位置の同期を容易にし、測定精度の向上を図ることができ、品質管理や歩留まりの向上に効果を図ることができる。

図２（ａ）は図１（ｃ）に示す厚さ測定手段にブロックデータ管理装置9を付加したブロック構成図である。ブロックデータ管理装置9は各ブロックの順番を管理する機能と、各ブロックの厚さ測定に使用したデータを管理する機能を有している。

各ブロックの順番を管理する機能は、塗工開始からのブロックの番号付けや塗工の順番を管理することを行う。各ブロックの厚さ測定に使用したデータを管理する機能は、各ブロックの塗工端データである塗工開始位置や塗工終了位置や塗工左右端の位置、シート幅、ブロック間隔を管理する。
裏面の厚さ測定の際、表面で測定位置をブロックデータ管理装置から入手し、裏面での位置を特定し測定する。

このことにより、従来フレーム間同期制御のために行っているセンサの走査位置の制御を省略することができる。また、フレーム設置時の調整作業において設置位置の調整を簡略化したり、走査スピードの合わせ込み作業を省略することができる。

また、複数のセンサにより複層厚の検出を行う場合、シート速度やシート輸送遅れ時間の設定値、塗工機からの出力等を得て同期に必要な大まかな位置を求め、上述した塗工端検出処理により更に演算位置の微調を行って正確な同期位置を求めても良い。

図２（ｂ）はデータ内で塗工部と非塗工部を検出し、その差分により塗工部厚さを演算するためのブロック構成図である。ここでは非塗工部厚さ格納部10にシート1のデータを格納しておき、塗工厚さ演算部において、塗工端検出装置で検出した信号からシート1のデータを差し引いて塗工部の厚さを演算する。

上述の構成によれば、塗工されていないシートの厚さを測定する工程を省くことができる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。例えば放射線源にＸ線やβ線やγ線にも基本的な考え方は適用可能である。また、実施例では塗工部の形状を方形として表示したが円形若しくは三角形などであっても良い。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

１ シート
２ フレーム
３ 線源
４ 電離箱
５ 厚さ測定手段
６ 塗工厚さ演算部
８ 塗工端検出装置
９ ブロックデータ管理装置
１０ 非塗工部厚さ格納部

Claims (4)

1. 放射線源と、この放射線源に対向して配置されたセンサと、前記放射線源と前記センサの間であって、前記センサに近接して搬送されるシートからなり、前記放射線源から前記シートを透過して前記センサに到達する放射線の強度に基づいて前記シートの物理特性を検出する放射線測定装置において、
   前記センサとしてラインセンサが用いられ、前記シートにはシートの長さ方向に間欠的に塗工剤を塗布して塗工ブロック群が形成されており、前記ラインセンサは塗工ブロックの塗工開始位置を得て所定時間経過後に塗工厚さを検出するとともに、前記塗工ブロックの位置データを管理するように構成したことを特徴とする放射線測定装置。
2. 前記シートの厚さ、前記塗工剤の塗工端、塗工厚さ、塗工幅、長さ、それぞれの位置を検出するに際しては、測定値の微分処理または差分処理後のデータ、および平滑化処理後のデータを用いて行うことを特徴とする請求項１に放射線測定装置。
3. 複数の放射線測定装置を用いて塗工剤の厚さ演算を同期して行うに際しては、設定値や外部入力値で同期位置の粗調を行い、塗工端検出処理により同期位置の微調を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線測定装置。
4. 非塗工部と塗工部を検出し、それぞれの厚さの演算を行い、その差分で塗工剤の厚さを演算することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の放射線測定装置。