JPH11101981A - ラビング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要なパラメータを入力するだけで、ゼロ設
定、スパン設定、補正を自動で行ない調整にかかる時間
とコストを低減するラビング装置を提供する。 【解決手段】 渦電流式変位センサの出力を補正する場
合は、自動調整に必要なパラメータを入力手段35によっ
て入力する。渦電流式変位センサ22をラビングローラ21
の外周面に接触させ、ゼロ設定する。渦電流式変位セン
サ22を所定の測定位置Ｌt に移動させ、渦電流式変位セ
ンサ出力と測定距離とのスパン設定する。渦電流式変位
センサ22の測定位置Ｌt を基準として、偏芯量の範囲
Ｈ、スパン補正位置の数Ｎから、複数の補正位置Ｈn を
求めるとともに、各補正位置Ｈn における渦電流式変位
センサ22の出力の理論値Ｓn を求める。各補正位置Ｈn
における渦電流式変位センサ出力を、この理論値Ｓn に
よって補正し、渦電流式変位センサ22の出力と測定距離
との関係を直線化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、渦電流式変位セン
サを用いてラビングローラの偏芯量を測定可能なラビン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置の製造工程に、配
向膜を形成したガラス基板の表面に布を巻き付けたラビ
ングローラを回転接触させてラビング処理する工程があ
る。このラビング処理の精度は、ラビングローラの定速
度回転、定速度移動、ラビングローラとガラス基板との
平行度およびギャップ量、さらには、ラビングローラの
偏芯量などに代表される各種要因によって決定される装
置が知られている。

【０００３】これらのうち、ラビングローラの偏芯量を
測定する手段としては、一般的に比較的安価な渦電流式
変位センサを用いた方式が広く用いられている。この方
式では、渦電流式変位センサをラビングローラの外周面
に所定距離を保って対向させ、回転するラビングローラ
の外周面との距離の変化を、渦電流式変位センサによっ
て測定することにより、ラビングローラの偏芯量を測定
している。

【０００４】ここで、渦電流式変位センサを用いて対象
物との距離を測定するものとしては、たとえば特開平７
−４９２０６号公報に記載の構成が知られている。この
特開平７−４９２０６号公報には、渦電流式変位センサ
のコイルに高周波電流を流して磁界を発生させ、この磁
界内に位置する鉄などの被測定物、たとえばラビングロ
ーラに渦電流を発生させ、この渦電流による渦電流損を
測定して増幅し、それによって渦電流式変位センサとラ
ビングローラ外周面との距離を測定するものである。

【０００５】このように、渦電流式変位センサによって
ラビングローラとの距離を測定するには、渦電流式変位
センサの出力とラビングローラとの距離が所定距離範囲
内にてほぼ比例する関係が必要になる。このためには、
渦電流式変位センサ出力のゼロ設定やスパン、たとえば
渦電流式変位センサの出力と測定距離との関係の傾きを
設定する必要があり、従来はこの設定や調整等を人手に
より行なっていた。

【０００６】すなわち、渦電流式変位センサの設置時や
センサヘッドの交換時に、人手によってマイクロゲージ
を設けたステージ上のセンサヘッドを移動させながら、
渦電流式センサをラビングローラに接触させてゼロ設定
するとともに、ゼロ設定位置からマイクロゲージを監視
しながら渦電流式変位センサをスパン設定位置に移動さ
せ、このスパン設定位置にてスパン設定していた。

【０００７】しかし、このようなスパン設定だけでは、
ヒステリシスや外乱などの影響があるため、スパン設定
位置以外では検出距離に比例した渦電流式変位センサの
出力、たとえばアナログ信号を得ることは困難であり、
渦電流式変位センサの分解能を十分に活用することがで
きない。

【０００８】そこで、渦電流センサの出力を入力して演
算を行うアナログコントローラを用いて補正をかけ、補
正された値を測定値とする手段がとられている。この補
正をするには、渦電流式変位センサの測定に使用する範
囲内に何点かの補正点を設定し、センサヘッドをマイク
ロゲージなどを用いて手動によってこれら補正点にその
都度移動させ、その位置にて各々検出距離に対応するア
ナログ信号の理想値をアナログコントローラに設定させ
ている。

【０００９】ここで、従来のラビングローラの偏芯測定
システムを図８を参照して説明する。

【００１０】図８に示すように、11は渦電流式偏位セン
サで、この渦電流式偏位センサ11は、図示しないラビン
グローラの外周面と対向して配置され、ラビングローラ
の外周面との距離に対応したアナログ信号を出力する。
この渦電流式変位センサ11から出力されたアナログ信号
は変位センサアンプ12で増幅された後アナログコントロ
ーラ13に入力される。

【００１１】このアナログコントローラ13では、前述の
ように、偏芯測定に先立って、複数の補正点毎に渦電流
式変位センサ出力の補正するとともに、偏芯測定作業実
行後は、渦電流式変位センサ11から出力されるアナログ
信号を入力し、このアナログ信号に基づいてラビングロ
ーラの偏芯量を求める。そして、この偏芯量が閾値を越
えた場合は、偏芯異常信号をラビング装置コントローラ
14に出力する。ラビング装置コントローラ14は、この偏
芯異常信号を入力すると、これを表示パネル15などに表
示させる。

【００１２】このようなラビングローラの偏芯測定シス
テムでの、偏芯測定に先立つ従来の設定、調整方法は、
人手による作業であるため、調整作業にかかる時間とコ
ストが増大する。

【００１３】また、補正点の数を増やせば測定精度を向
上させることができるが、補正点の間隔が狭くなるた
め、センサヘッドを移動させるとき、操作が難しくなる
とともに、マイクロゲージの読み間違いによる補正値の
設定ミスが発生し易くなる。

【００１４】さらに、装置稼働後の偏芯測定状態におい
て、センサヘッドに破損が生じ、このセンサヘッドを交
換しなければならないとき、交換後のセンサヘッドにつ
いても、上述した手動による面倒な設定、調整作業を要
するため、復旧までに多くの時間がかかり、生産ライン
に対するダメージも大きい。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、ラビング
ローラの偏芯量を渦電流式変位センサを使用して測定す
るように構成したラビング装置において、従来は、偏芯
測定に先立った渦電流式変位センサの設定や調整に多く
の手間と時間がかかり、しかも、手動による難しい調整
技術が必要であり、これらの結果、装置稼働率の低下す
る問題を有している。

【００１６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、測定作業に先立つ調整の時間とコストを低減し、装
置稼働率が向上したラビング装置を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、配向膜を形成
したガラス基板に対してラビング処理するラビングロー
ラと、渦電流式変位センサと、この渦電流式変位センサ
を前記ラビングローラの外周面と対向させ、前記ラビン
グローラの直径方向に沿って移動させる移動手段と、前
記ラビングローラの偏芯量を測定する測定装置と、前記
渦電流式変位センサの測定位置、この測定位置での渦電
流式変位センサの出力の理論値、測定に使用する偏芯量
の範囲、スパン補正位置の数を含む前記測定装置の自動
調整に必要なパラメータを入力する入力手段と、前記渦
電流式変位センサを前記ラビングローラの外周面に接触
させて渦電流式変位センサの出力をゼロ設定するゼロ設
定手段と、前記渦電流式変位センサをラビングローラに
対する前記測定位置に移動させ、この測定位置での渦電
流式変位センサの出力とこの測定位置での前記理論値と
を対応させてスパン設定するスパン設定手段と、前記渦
電流式変位センサの測定位置を基準として、前記測定し
ようとする偏芯量の範囲および前記補正位置の数に基づ
いて複数の補正位置を求める補正位置演算手段と、これ
ら各補正位置での渦電流式変位センサの出力の理論値を
求める理論値演算手段と、前記渦電流式変位センサを各
補正位置に移動させ、各補正位置での渦電流式変位セン
サの出力を前記理論値によって補正し、渦電流式変位セ
ンサの出力と測定距離との関係を直線化する補正手段と
を具備したものである。

【００１８】そして、渦電流式変位センサの出力の補正
のために調整する場合、自動調整に必要なパラメータを
入力し、渦電流式変位センサをラビングローラの外周面
に接触させ、渦電流式変位センサ出力のゼロ設定し、渦
電流式変位センサをパラメータとして入力した所定の測
定位置に移動させ、渦電流式変位センサ出力と測定距離
とのスパン設定する。次に、渦電流式変位センサの測定
位置を基準として、パラメータとして入力した偏芯量の
範囲およびスパン補正位置の数から、複数の補正位置を
求めるとともに、各補正位置における渦電流式変位セン
サ出力の理論値を求め、各補正位置における渦電流式変
位センサ出力をこの理論値によって補正し、渦電流式変
位センサの出力と測定距離と関係を直線化する補正を自
動化する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のラビング装置の一
実施の形態を図面を参照して説明する。

【００２０】図１に示すように、ラビングローラ21は、
外周面にはラビング処理用の布が巻き付けられており、
ラビングローラ21の回転により、配向膜を形成した図示
しない液晶表示装置用ガラス基板をラビング処理する。

【００２１】また、22は渦電流式変位センサで、この渦
電流式変位センサ22は、図示しないコイルを有し、この
コイルに高周波電流を流すことによって磁界を発生し、
この磁界内に位置する鉄などの導体であるラビングロー
ラ21に渦電流を発生させ、この渦電流による渦電流損に
応じたアナログ信号を出力する。

【００２２】そして、この渦電流式変位センサ22は、移
動手段23によってラビングローラ21の外周面と対向し、
かつこのラビングローラ21の直径方向であるセンサ移動
方向に沿って移動するように保持される。また、この移
動手段23は、ベース24を有し、このベース24にスライド
部材25がセンサ移動方向に沿って移動自在に取り付けら
れ、ベース24には、スライド部材25に螺合貫通するボー
ルねじ26の両端部が回転自在に軸支され、このボールね
じ26の一端には位置決め用のモータ27が連結されてい
る。

【００２３】さらに、スライド部材25上にはステージ28
が取り付けられ、このステージ28上にはブラケット30が
取り付けられ、渦電流式変位センサ22を取り付けて変位
センサヘッド29を構成する。

【００２４】そして、モータ27の駆動によってボールね
じ26が回転することにより、ステージ28などを介して渦
電流式変位センサ22はセンサ移動方向に移動する。な
お、ステージ28の移動位置、すなわち渦電流式変位セン
サ22の移動位置は、たとえばステージ28上に設けられた
図示しない位置検知手段によって検知される。

【００２５】また、図２に示すように、32はコントロー
ラユニットで、このコントローラユニット32は、装置全
体を制御するコントローラ33、変位センサヘッド29の渦
電流式変位センサ22からのアナログ信号を増幅するセン
サアンプ34、自動調整に必要なパラメータなどを入力す
るための入力手段35を有する。

【００２６】そして、コントローラ33は、渦電流式変位
センサ22を図１で示したラビングローラ21の外周面に接
触させて渦電流式変位センサ22の出力のゼロ設定するゼ
ロ設定手段の機能、渦電流式変位センサ22をラビングロ
ーラ21に対する所定の測定位置に移動させ、この測定位
置での渦電流式変位センサ22の出力とこの測定位置での
理論値とを対応させてスパン設定を行うスパン設定手段
の機能、渦電流式変位センサ22の測定位置を基準とし
て、測定しようとする偏芯量の範囲および補正位置の数
に基づいて複数の補正位置を求める補正位置演算手段の
機能、これら各補正位置での渦電流式変位センサ22の出
力の理論値を求める理論値演算手段の機能、および、渦
電流式変位センサ22を各補正位置に移動させ、各補正位
置での渦電流式変位センサの出力を前記理論値によって
補正し、渦電流式変位センサの出力と測定距離との関係
を直線化する補正手段の機能を有している。

【００２７】また、コントローラ33は各種データの記憶
読出機能やカウンタ機能を有する図示しない記憶部を有
している。

【００２８】さらに、入力手段35はキーボードなどで構
成され、この入力手段35によって入力される自動調整に
必要なパラメータとは、渦電流式変位センサ22の測定位
置、この測定位置での渦電流式変位センサ22の出力の理
論値、測定に使用する偏芯量の範囲、スパン補正位置の
数を含んでいる。

【００２９】また、コントローラユニット32には、図１
で示したモータ27を駆動するドライバ36が接続され、こ
の他に、各種の演算値等を表示する表示パネル37や、ラ
ビング装置内の図示しないセンサや電磁弁等の各種ディ
バイス38が接続されている。

【００３０】次に、渦電流式変位センサ22の出力を補正
するための調整方法について図３のフローチャートを参
照して説明する。

【００３１】まず、自動調整に必要なパラメータのデー
タを入力手段35によって入力し、コントローラ33の記憶
部に記憶させる（ステップ１）。そして、パラメータと
しては、渦電流式変位センサ22の測定可能距離Ｌ、渦電
流式変位センサ22の測定位置であるスパン設定位置Ｌt
、この測定位置での渦電流式変位センサ22の出力の理
論値Ｓ、測定に使用する偏芯量の範囲Ｈ、スパン補正位
置の数Ｎを含んでいる。なお、図４に、これらパラメー
タを含む、渦電流式変位センサ22とラビングローラ21と
の関係を示す。

【００３２】また、渦電流式変位センサ22には測定可能
距離Ｌが１０．０ｍｍ、出力電圧が０〜５Ｖのものを使
用する。測定距離Ｌt はラビングローラ21の外周面から
５．０ｍｍ、ラビングローラ21が偏芯する範囲、すなわ
ち測定に使用する偏芯量の範囲Ｈは±１．０ｍｍとす
る。

【００３３】したがって、入力手段35で入力するパラメ
ータのデータは、測定可能距離Ｌ＝１０．０ｍｍ，測定
位置Ｌt ＝５．０ｍｍ（Ｌ1 ＜Ｌ）、理論値Ｓ＝２．５
Ｖ、偏芯量範囲Ｈ＝±１．０ｍｍ（Ｌt −Ｈ≧０）、
（Ｌt ＋Ｈ≦Ｌ）、補正位置の数Ｎ＝２０とする。

【００３４】また、データ設定完了後、入力手段35のス
タートスイッチ等で調整スタートを指示することにより
（ステップ２）、コントローラ33によって調整作業が自
動で行なわれる。

【００３５】調整スタートにより、コントローラ33はモ
ータ27を駆動してステージ28をラビングローラ21に向け
て移動させ、図５（ａ）で示すように、渦電流式変位セ
ンサ22がラビングローラ21の外周面に接触する原点位置
に停止させる（ステップ３）。渦電流式変位センサ22と
ラビングローラ21とが接触した原点位置において、渦電
流式変位センサ22からセンサアンプ34を通じて出力され
るアナログ信号をゼロに設定する（ステップ４）。

【００３６】このゼロ設定後、コントローラ33はモータ
27を駆動してステージ28をラビングローラ21から離間す
る方向に移動させ、図５（ｂ）で示すように、渦電流式
変位センサ22がラビングローラ21の外周面に対して所定
の測定位置Ｌt に移動した位置で停止させる（ステップ
５）。この測定位置Ｌt において、渦電流式変位センサ
22からセンサアンプ34を通じて出力されるアナログ信号
を、測定位置Ｌt での理論値Ｓに対応させてスパン設定
する（ステップ６）。このスパン設定により、図６の破
線で示すように、渦電流式変位センサ22の出力と測定距
離との比例関係の傾きが設定される。

【００３７】また、スパン設定後、コントローラ33は、
渦電流式変位センサ22の測定位置Ｌt を基準として、測
定に使用する偏芯量の範囲Ｈ内で２０箇所の補正位置Ｈ
1 〜Ｈ20を求めるとともに、各補正位置における渦電流
式変位センサ22の出力の理論値Ｓ1 〜Ｓ20を求める（ス
テップ７）。

【００３８】また、補正位置は、補正開始位置Ｈ1 ＝Ｌ
t −Ｈ、補正位置（ｎ番目）Ｈn ＝Ｈ1 ＋２Ｈ（ｎ−
１）／Ｎで求められ、Ｈ1 ＝４．００ｍｍ、Ｈ2 ＝４．
１０ｍｍ、Ｈ3 ＝４．２０ｍｍ、・・・、Ｈ19＝５．８
０ｍｍ、Ｈ20＝５．９０ｍｍとなる。

【００３９】理論値は、補正位置（ｎ番目）理論値Ｓn
＝Ｈn Ｓ／Ｌt で求められ、Ｓ1 ＝２．００Ｖ、Ｓ2 ＝
２．０５Ｖ、Ｓ3 ＝２．１０Ｖ、・・・Ｓ19＝２．９０
Ｖ、Ｓ20＝２．９５Ｖとなる。

【００４０】補正位置Ｈ1 〜Ｈ20および理論値Ｓ1 〜Ｓ
20を求めた後、コントローラ33はモータ27を駆動してス
テージ28を移動させ、図５（ｃ）で示すように、渦電流
式変位センサ22を補正位置Ｈ1 に停止させる（ステップ
８、９）。この補正位置Ｈ1において、渦電流式変位セ
ンサ22からセンサアンプ34を通じて出力されるアナログ
信号を、対応する理論値Ｓ1 によって補正する（ステッ
プ10）。すなわち、渦電流式変位センサ22からセンサア
ンプ34を通じて出力されるアナログ信号を、理論値Ｓ1
に対応させるための補正値を求め、補正位置Ｈ1 と補正
値とを対応させてコントローラ33の記憶部に記憶させ
る。

【００４１】補正位置Ｈ1 における補正完了後、コント
ローラ33の記憶部のカウンタで補正回数を＋１し（ステ
ップ11）、渦電流式変位センサ22を補正位置Ｈ2 に移動
させて、同様に、渦電流式変位センサ22からセンサアン
プ34を通じて出力されるアナログ信号を、対応する理論
値Ｓ2 によって補正する。

【００４２】このように、渦電流式変位センサ22を各補
正位置Ｈ1 〜Ｈ20に順次移動させ、各補正位置Ｈ1 〜Ｈ
20において、渦電流式変位センサ22からセンサアンプ34
を通じて出力されるアナログ信号を、対応する理論値Ｓ
1 〜Ｓ20によって補正する。各補正位置Ｈ1 〜Ｈ20で求
められた補正値は、各補正位置Ｈ1 〜Ｈ20に対応させて
コントローラ33の記憶部に記憶させる。この結果、図７
で示すように、渦電流式変位センサ22の出力と測定距離
との関係は直線化、いわゆる比例化される。

【００４３】補正位置Ｈ20での補正が完了し、補正回数
２０が補正位置の数Ｎに達すると、コントローラ33は調
整完了と判断し、モータ27を駆動してステージ28を移動
させ、図５（ｄ）で示すように、渦電流式変位センサ22
がラビングローラ21に対して所定の測定位置Ｌt に移動
した位置に停止させる（ステップ12) 。

【００４４】このようにして、ラビングローラ21の偏芯
測定に先立つ調整が完了するが、この後、ラビングロー
ラ21の偏芯量を測定する際に、ラビングローラ21を回転
させながら、渦電流式変位センサ22とラビングローラ21
の外周面との距離を測定し、この測定距離の変化によ
り、ラビングローラ21の偏芯量を測定する。この渦電流
式変位センサ22とラビングローラ21の外周面との距離
は、図７で示した渦電流式変位センサ22の出力と測定距
離との直線化された関係に基づいて、渦電流式変位セン
サ22からセンサアンプ34を通じて出力されるアナログ信
号によって求めることができる。

【００４５】このように、自動調整に必要なパラメータ
を入力するだけで、渦電流式変位センサ22のゼロ設定、
渦電流式変位センサ22の出力と測定距離とのスパン設定
をそれぞれ自動でできる。また、渦電流式変位センサ22
の測定位置を基準として、測定に使用する偏芯範囲内で
複数の補正位置を求めるとともに、各補正位置における
渦電流式変位センサ22の出力の理論値を求め、各補正位
置における渦電流式変位センサ22の出力をこの理論値に
よって補正することにより、渦電流式変位センサ22の出
力と測定距離との関係を直線化する補正を自動でき、調
整にかかる時間とコストを低減できる。

【００４６】しかも、このように補正することにより、
渦電流式変位センサ22の飽和や、ヒステリシスや外乱な
どの影響を排除でき、渦電流式変位センサ22の分解能を
十分に活用して測定できる。

【００４７】このため、たとえばこの渦電流式変位セン
サ22による偏芯量測定装置を有するラビング装置を生産
ラインで使用していた場合に、渦電流式変位センサ22の
破損により変位センサヘッド29を交換しなければならな
い場合でも、従来に比べ復旧までの時間を短縮でき、生
産ラインの停止時間を短くして、稼働率を向上できる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、自動調整に必要なパラ
メータを入力するだけで、渦電流式変位センサのゼロ設
定、渦電流式変位センサの出力と測定距離とのスパン測
定をそれぞれ自動ででき、さらに、渦電流式変位センサ
の測定位置を基準として、測定に使用する偏芯範囲内で
複数の補正位置を求めるとともに、各補正位置における
渦電流式変位センサの出力の理論値を求め、各補正位置
における渦電流式変位センサの出力をこの理論値によっ
て補正し、渦電流式変位センサの出力と測定距離との関
係を直線化する補正を自動ででき、調整にかかる時間と
コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のラビング装置の一実施の形態を示す側
面構成図である。

【図２】同上装置のシステム構成を示すブロック図であ
る。

【図３】同上装置の動作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】同上装置における渦電流式変位センサとラビン
グローラとの関係を示す説明図である。

【図５】図４で示した関係の動作の流れに従って変化す
る状態を説明する説明図である。

【図６】同上装置における各補正位置での渦電流式変位
センサの出力の補正前のグラフである。

【図７】同上装置における各補正位置での渦電流式変位
センサの出力の補正後のグラフである。

【図８】従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

21 ラビングローラ 22 渦電流式変位センサ 23 移動手段 33 ゼロ設定手段、スパン設定手段、補正位置演算手
段、理論値演算手段、補正手段の機能を有するコントロ
ーラ 35 入力手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配向膜を形成したガラス基板に対してラ
   ビング処理するラビングローラと、 渦電流式変位センサと、 この渦電流式変位センサを前記ラビングローラの外周面
   と対向させ、前記ラビングローラの直径方向に沿って移
   動させる移動手段と、 前記ラビングローラの偏芯量を測定する測定装置と、 前記渦電流式変位センサの測定位置、この測定位置での
   渦電流式変位センサの出力の理論値、測定に使用する偏
   芯量の範囲、スパン補正位置の数を含む前記測定装置の
   自動調整に必要なパラメータを入力する入力手段と、 前記渦電流式変位センサを前記ラビングローラの外周面
   に接触させて渦電流式変位センサの出力をゼロ設定する
   ゼロ設定手段と、 前記渦電流式変位センサをラビングローラに対する前記
   測定位置に移動させ、この測定位置での渦電流式変位セ
   ンサの出力とこの測定位置での前記理論値とを対応させ
   てスパン設定するスパン設定手段と、 前記渦電流式変位センサの測定位置を基準として、前記
   測定しようとする偏芯量の範囲および前記補正位置の数
   に基づいて複数の補正位置を求める補正位置演算手段
   と、 これら各補正位置での渦電流式変位センサの出力の理論
   値を求める理論値演算手段と、 前記渦電流式変位センサを各補正位置に移動させ、各補
   正位置での渦電流式変位センサの出力を前記理論値によ
   って補正し、渦電流式変位センサの出力と測定距離との
   関係を直線化する補正手段とを具備したことを特徴とす
   るラビング装置。