JP2012154679A - 欠陥マーキング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】欠陥部分への打点の精度を確保でき、シート状製品の歩留まりの向上が図られる欠陥マーキング装置を提供する。
【解決手段】欠陥マーキング装置１では、長さ方向に搬送されるシート状製品Ｓの欠陥部分がＣＣＤカメラ４によって検出されると、欠陥部分のシート状製品Ｓにおける幅方向及び長さ方向の位置が画像処理部５によって検出され、ヘッド制御部６がマーキングヘッド７を制御して欠陥部分への打点を行うようになっている。ここで、欠陥マーキング装置１では、マーキングヘッド７の打点動作の駆動源として、回転角度を制御可能な駆動モータ２１が設けられている。これにより、マーキングヘッド７による打点の精度を十分に確保できるので、欠陥部分の周囲でシート状製品Ｓを大きな面積で除去する必要がなくなり、シート状製品Ｓの歩留まりを向上させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状製品の欠陥部分にマーキングを行う欠陥マーキング装置に関する。

合成樹脂フィルムなどの長尺のシート状製品の製造にあたっては、シート状製品の欠陥部分を自動で検査してマーキングする欠陥マーキング装置が導入されている。欠陥部分が微小な場合や偏光をかけないと見えないような場合には、欠陥部分が最終製品に残らないようにするため、欠陥マーキング装置において欠陥部分そのものにマーキングを行う必要がある。

このような欠陥マーキング装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この従来の欠陥マーキング装置では、プッシュ型ソレノイドを用いてマーキング部材を動作させ、ソレノイドへの印加電圧及び印加時間を多段階に調整することによって、欠陥部分へのマーキングを行うようになっている。

特開２００７−１１４１３８号公報

しかしながら、上述した従来の欠陥マーキング装置では、ソレノイドが時間制御や位置制御といったフィードバック制御ができないことから、マーキング部材による打点の精度が不足するおそれがある。打点の精度が不足すると、欠陥部分の周囲でシート状製品を大きな面積で除去しなくてはならず、シート状製品の歩留まりが低下するという問題が生じる。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、欠陥部分への打点の精度を確保でき、シート状製品の歩留まりの向上が図られる欠陥マーキング装置を提供することを目的とする。

上記課題の解決のため、本発明に係る欠陥マーキング装置は、長さ方向に搬送されるシート状製品の欠陥部分をマーキングヘッドによる打点によってマーキングする欠陥マーキング装置であって、シート状製品の欠陥部分を検出する欠陥検出部と、欠陥部分のシート状製品における幅方向及び長さ方向の位置を検出する位置検出部と、位置検出部による検出結果に基づいてマーキングヘッドの打点動作を制御する打点制御部と、を備え、マーキングヘッドの打点動作の駆動源として、回転角度を制御可能な第１のモータが設けられていることを特徴としている。

この欠陥マーキング装置では、長さ方向に搬送されるシート状製品の欠陥部分が欠陥検出部によって検出されると、欠陥部分のシート状製品における幅方向及び長さ方向の位置が位置検出部によって検出され、打点制御部がマーキングヘッドを制御して欠陥部分への打点を行うようになっている。ここで、欠陥マーキング装置では、マーキングヘッドの打点動作の駆動源として、回転角度を制御可能な第１のモータが設けられている。これにより、マーキングヘッドによる打点の精度を十分に確保できるので、欠陥部分の周囲でシート状製品を大きな面積で除去する必要がなくなり、シート状製品の歩留まりを向上させることが可能となる。

また、打点制御部は、打点直前のマーキングヘッドの動作速度が徐々に減速するようにモータを制御することが好ましい。これにより、打点時のシート状製品の損傷を防止できる。また、マーキングヘッドの長寿命化も図られる。

シート状製品の幅方向に対するマーキングヘッドの移動を制御する移動制御部を更に備え、マーキングヘッドの移動の駆動源として、回転角度を制御可能な第２のモータが設けられていることが好ましい。こうすると、マーキングヘッドによる打点の精度を一層十分に確保でき、シート状製品の歩留まりを更に向上させることができる。

また、マーキングヘッドは、インクを用いたマーキングペンと、第１のモータの駆動をシート状製品に対するマーキングペンの前進・後退動作に変えるリンク部とを有していることが好ましい。回転角度を制御可能な第１のモータをリジッドなリンク部と組み合わせることにより、マーキングヘッドによる打点の精度を更に向上させることができる。

また、マーキングペンには、弾性材料又は減衰材料からなる衝撃緩和部が取り付けられていることが好ましい。この場合、マーキングペンの長寿命化が図られる。

また、マーキングペンを保温する保温部を更に備えたことが好ましい。この場合、マーキングの濃淡やかすれの発生を防ぎ、安定したマーキングが可能となる。

また、マーキングヘッドがシート状製品の搬送方向に沿って複数配置されていることが好ましい。これにより、欠陥部分の数が多い場合であっても打点漏れを防止できる。

本発明によれば、欠陥部分への打点の精度を確保でき、シート状製品の歩留まりの向上が図られる。

本発明に係る欠陥マーキング装置の一実施形態を示す図である。 マーキングヘッドの構成の一例を示す図である。 マーキングヘッドの構成の他の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る欠陥マーキング装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る欠陥マーキング装置の一実施形態を示す図である。図１に示すように、欠陥マーキング装置１は、例えば液晶フィルムといった長尺のシート状製品Ｓの欠陥部分に打点を行う装置であり、シート状製品Ｓをその長手方向に搬送する繰出装置２及び巻取装置３との間に配置されている。この欠陥マーキング装置１は、ＣＣＤカメラ４と、画像処理部５と、ヘッド制御部６と、測長器７と、マーキングヘッド７とによって構成されている。以下、各構成要素について説明する。

ＣＣＤカメラ４は、搬送されるシート状製品Ｓの表面の画像データを逐次取得する部分である。ＣＣＤカメラ４は、取得した画像データを画像処理部５に出力する。

画像処理部５は、ＣＣＤカメラ４から出力される画像を取得して処理する部分である。画像処理部５は、取得した画像に基づいてシート状製品Ｓの欠陥部分（不図示）を検出する。そして、画像処理部５は、欠陥部分が検出された場合には、欠陥部分のシート状製品Ｓ上での長さ方向及び幅方向の位置情報を検出し、ヘッド制御部６に出力する。

ヘッド制御部６は、マーキングヘッド７の動作を制御する部分である。ヘッド制御部６は、画像処理部５から欠陥部分の位置情報を受け取ると、マーキングヘッド７を欠陥部分の存在する位置に向けてシート状製品Ｓの幅方向に移動させ、打点位置の真下に欠陥部分が搬送されるタイミングでマーキングヘッド７による打点動作を実行する。

マーキングヘッド７の打点のタイミングは、画像処理部５から入力される位置情報、測長器７から入力されるシート状製品Ｓの移動量及び搬送速度、予め入力されているＣＣＤカメラ４とマーキングヘッド７との間の距離、マーキングヘッド７が打点に要する時間等に基づいて決定される。

マーキングヘッド７は、シート状製品Ｓの欠陥部分に打点を行う部分である。マーキングヘッド７は、シート状製品Ｓの搬送方向に沿って複数（本実施形態では２体）配置されている。欠陥部分の発生数はシート状製品Ｓの種類によって大まかに予測することができるので、これに応じてマーキングヘッド７の配置数を決定することで、打点漏れを防ぐことが可能となる。

各マーキングヘッド７は、図２に示すように、マーキングペン１１と、マーキングペン１１による打点を行う打点機構１２とをベースプレート１３の一面側に備えて構成されている。また、各マーキングヘッド７は、マーキングペン１１をシート状製品Ｓの幅方向に移動させる移動機構１３（図１参照）に取り付けられている。

マーキングペン１１は、公知のインクを用いたペンであり、例えばフェルト製のペン先１４を有している。このマーキングペン１１は、保持部１６によって移動架台１７に固定されている。移動架台１７において、マーキングペン１１の上方には、ストッパ１８と衝撃緩和部１９とが設けられている。衝撃緩和部１９は、スプリングなどの弾性材料やオイルなどの減衰材料によって形成され、マーキングペン１１のペン先１４がシート状製品Ｓに打点する際の衝撃を緩和する。

また、移動架台１７には、マーキングペン１１の長さ方向に沿ってヒータ２０が設けられている。このヒータ２０により、マーキングペン１１内のインクの温度が保たれるようになっている。なお、ヒータ２０の温度は、温度センサによるフィードバック制御によって一定に保たれていることが好ましい。

打点機構１２は、駆動モータ２１と、駆動モータ２１の軸に取り付けられたクランク２２と、クランク２２と移動架台１７とを接続するシャフト２３とによって構成されている。駆動モータ２１は、例えばサーボモータやステッピングモータといった回転角度を制御可能なモータである。駆動モータ２１は、待機点が予め定められており、ヘッド制御部６からの制御によって待機点から１周して再び待機点で停止するようになっている。

この駆動モータ２１の駆動は、クランク２２及びシャフト２３によって移動架台１７に伝達される。これにより、移動架台１７は、ベースプレート１３に固定されたガイド２４によってマーキングペン１１と共に直線的に上下動可能し、マーキングペン１１の前進・後退動作が実現される。

移動機構１３は、例えばサーボモータやステッピングモータといった回転角度を制御可能な駆動モータ２５（図１参照）にボールベアリング及びリニアガイドを組み合わせて構成される。移動機構１３は、ヘッド制御部６からの制御によって、マーキングペン１１を打点機構１２と共にシート状製品Ｓの幅方向の任意の位置に移動させる。

以上の構成を有する欠陥マーキング装置１では、ＣＣＤカメラ４によってシート状製品Ｓ上に欠陥部分が検出されると、ヘッド制御部６が移動機構１３を駆動させ、シート状製品の幅方向における欠陥部分の位置とマーキングペン１１の位置とを一致させた状態でマーキングヘッド７を待機させる。

次いで、打点位置の真下に欠陥部分が搬送されるタイミングでマーキングペン１１を前進させ、マーキングヘッド７による打点動作を実行する。このとき、ヘッド制御部６は、マーキングペン１１のペン先１４がシート状製品Ｓの表面に触れる直前からマーキングヘッド７の動作速度が徐々に減速するように駆動モータ２１の動作を制御する。そして、ヘッド制御部６は、打点が完了した後は速やかにマーキングペン１１を元の位置に後退させる。なお、ヘッド制御部６は、駆動モータ２１が待機点から回転を始める際、及び待機点で回転を停止する際にも加速度を徐々に変化させる。これにより、駆動モータ２１等に過剰な負荷がかかることを防止できる。

以上説明したように、欠陥マーキング装置１では、マーキングヘッド７の打点動作の駆動源及びシート状製品Ｓの幅方向に対するマーキングヘッド７の移動の駆動源として、回転角度を制御可能な駆動モータ２１，２５が用いられている。また、マーキングヘッド７には、駆動モータ２１の駆動をシート状製品Ｓに対するマーキングペン１１の前進・後退動作に変えるクランク２２及びシャフト２３が設けられている。

このように、欠陥マーキング装置１では、回転角度を制御可能な駆動モータ２１をリジッドなリンク部と組み合わせることにより、マーキングペン１１による打点の精度を十分に向上させることができる。そして、マーキングヘッド７による打点の精度を十分に向上できる結果、欠陥部分の周囲でシート状製品Ｓを大きな面積で除去する必要がなくなり、シート状製品Ｓの歩留まりを向上させることが可能となる。

また、欠陥マーキング装置１では、マーキングヘッド７がシート状製品Ｓの搬送方向に沿って複数配置されている。これにより、欠陥部分の数が多い場合であっても打点漏れを防止できる。なお、上述したように、マーキングヘッド７の配置数は、検査対象となるシート状製品Ｓの種類によって決定すればよい。

マーキングヘッド７を複数配置する場合、例えば上流側（繰出装置２側）に配置されるマーキングヘッド７が動作中であるか否かをヘッド制御部６で判断し、当該マーキングヘッド７の動作中にＣＣＤカメラ４による新たな欠陥部分が検出された場合に下流側（巻取装置３側）のマーキングヘッド７を駆動させるようにすればよい。

また、欠陥マーキング装置１では、ヘッド制御部６によって打点直前のマーキングヘッド７の動作速度が徐々に減速するように駆動モータ２１が制御されていると共に、マーキングペン１１に対して弾性材料又は減衰材料からなる衝撃緩和部１９が取り付けられている。これにより、打点時のシート状製品の損傷を防止でき、マーキングヘッドの長寿命化も図られる。さらに、マーキングヘッド７には、マーキングペン１１を保温するヒータ２０が設けられている。これにより、マーキングの濃淡やかすれの発生を防ぎ、安定したマーキングが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではない。例えば上述した実施形態では、クランク２２及びシャフト２３によって打点機構１２を構成しているが、例えば図３に示すマーキングヘッド３１のように、駆動モータ１１と、駆動モータ２１の軸に取り付けられた偏心カム３２と、偏心カム３２に接するように移動架台１７に固定されたシャフト３３と、移動架台１７とベースプレート１３とを繋ぎ、移動架台１７を偏心カム３２側に付勢する一対のスプリング３４，３４とによって打点機構１２を構成してもよい。このような構成においても、回転角度を制御可能な駆動モータ２１がリジッドなリンク部と組み合わられているので、上述した実施形態と同様の作用効果が得られる。

［実施例］
以下、本発明の実施例について説明する。

実施例では、検査対象のシート状製品Ｓとして、液晶性ポリマーが塗布された幅６５０ｍｍ及び厚さ５０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを用意した。ＣＣＤカメラ４としては、メック社製ＬＳＣ−４０００Ｖを用い、これを７台設置してシート状製品の全幅を一度に撮像可能とした。また、シート状製品Ｓの裏側には光源を配置した。

また、図２に示した構成のマーキングヘッド７をシート状製品Ｓの搬送方向に沿って５０ｃｍ間隔で３体配置した。移動機構１３としては、ＴＨＫ社製ＣＳＫＲ４６２０Ａ−０６９０−ＰＨ−ＣＡＮ／Ｍ４０ＢＳＲＳ０２Ｄ１Ｓ５１を用いた。駆動モータ２１には、オムロン社製サーボモータＲ８８Ｍ−Ｇ−Ｐ１００３０Ｌ及び減速器Ｒ８８Ｇ−ＨＰＧ１４Ａ２１１００ＰＢを組み合わせ、駆動モータ２１を制御するヘッド制御部６のシーケンサには、三菱電機社製Ｑ０６ＨＣＰＵを用いた。

この実施例では、ヘッド制御部６がマーキングヘッド７の打点動作を開始してから打点が行われるまでの時間は０．３秒であった。そこで、シート状製品Ｓの搬送速度を６ｍ／ｍｉｎとし、欠陥部分の位置がマーキングヘッド７の位置から３０ｍｍ手前に移動してきたときにヘッド制御部６による打点動作を開始させた。この処理を３体のマーキングヘッド７に順番に実行させたところ、ＣＣＤカメラ４で検出された全ての欠陥部分について、欠陥部分上にマーキングを正確に施すことができた。

また、この実施例では、打点の直前に駆動モータ２１を徐々に減速させると共に、マーキングヘッド７にスプリングとスポンジとを組み合わせて作成した衝撃緩和部１９を設けた。この結果、通常では１００回程度の打点でマーキングヘッド７のペン先１４がつぶれてしまうのに対し、シート状製品Ｓの検査が終了するまでペン先１４のつぶれが生じず、シート状製品Ｓにも打点による傷跡は見られなかった。また、マーキングペン１１に取り付けたヒータ２０の温度を５０℃に保ったところ、夏季から冬季を通じてマーキングのかすれも生じなかった。

別の実施例では、図３に示した構成のマーキングヘッド３１をシート状製品Ｓの搬送方向に沿って５０ｃｍ間隔で３体配置した。この実施例では、ヘッド制御部６がマーキングヘッド７の打点動作を開始してから打点が行われるまでの時間は０．４秒であった。そこで、シート状製品Ｓの搬送速度を６ｍ／ｍｉｎとし、欠陥部分の位置がマーキングヘッド７の位置から４０ｍｍ手前に移動してきたときにヘッド制御部６による打点動作を開始させた。この処理を３体のマーキングヘッド７に順番に実行させたところ、ＣＣＤカメラ４で検出された全ての欠陥部分について、欠陥部分上にマーキングを正確に施すことができた。

１…欠陥マーキング装置、４…ＣＣＤカメラ（欠陥検出部）、５…画像処理部（位置検出部）、６…ヘッド制御部（打点制御部、移動制御部）、７，３１…マーキングヘッド、１１…マーキングペン、１２…打点機構（リンク部）、１９…衝撃緩和部、２０…ヒータ（保温部）、２１…駆動モータ（第１のモータ）、２５…駆動モータ（第２のモータ）Ｓ…シート状製品。

Claims (7)

1. 長さ方向に搬送されるシート状製品の欠陥部分をマーキングヘッドによる打点によってマーキングする欠陥マーキング装置であって、
   前記シート状製品の欠陥部分を検出する欠陥検出部と、
   前記欠陥部分の前記シート状製品における幅方向及び長さ方向の位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部による検出結果に基づいて前記マーキングヘッドの打点動作を制御する打点制御部と、を備え、
   前記マーキングヘッドの前記打点動作の駆動源として、回転角度を制御可能な第１のモータが設けられていることを特徴とする欠陥マーキング装置。
2. 前記打点制御部は、打点直前の前記マーキングヘッドの動作速度が徐々に減速するように前記モータを制御することを特徴とする請求項１記載の欠陥マーキング装置。
3. 前記シート状製品の幅方向に対する前記マーキングヘッドの移動を制御する移動制御部を更に備え、
   前記マーキングヘッドの前記移動の駆動源として、回転角度を制御可能な第２のモータが設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の欠陥マーキング装置。
4. 前記マーキングヘッドは、インクを用いたマーキングペンと、前記第１のモータの駆動を前記シート状製品に対する前記マーキングペンの前進・後退動作に変えるリンク部とを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の欠陥マーキング装置。
5. 前記マーキングペンには、弾性材料又は減衰材料からなる衝撃緩和部が取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の欠陥マーキング装置。
6. 前記マーキングペンを保温する保温部を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の欠陥マーキング装置。
7. 前記マーキングヘッドが前記シート状製品の搬送方向に沿って複数配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の欠陥マーキング装置。

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