JP6430773B2 - フィルム検査方法およびフィルム検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、長尺フィルムを巻取ロールに巻き取る際に発生するしわや異物によってフィルム面に発生する凹凸を、巻取の最中に検出するフィルム検査方法およびフィルム検査装置に関する。

長尺フィルムは、フィルム材料を溶融して、フィルム状に成形し、巻取ロールに巻き取ることで形成される。また、すでに作製された長尺フィルム上にさまざまな物質を膜状に形成したものも、長尺フィルムといえる。このような長尺フィルムは、要望に応じてその一部若しくは全部を他の巻取ロールに巻き取られる場合もある。

長尺フィルムは、巻取ロールに巻き取る際に、しわが寄る若しくは、異物を噛みこむことで、フィルム表面に凹凸が発生してしまっては、その部分の製品価値がなくなる。また、凹凸の上に重ねて巻き上げられるフィルムにも同様にしわが写るため、製品価値が失われる。

したがって、長尺フィルムに凹凸が発生しないように巻取ロールに巻き取る技術が必要になる。しかしその前に、長尺フィルムを巻取ロールに巻取っている間に、フィルム表面に凹凸が発生したことを検出できることが必要になる。巻き取り後の巻き姿だけで凹凸の有無を検査しようとすると、わずかな凹凸の場合、上に巻き重ねたフィルムによって、凹凸が隠れてしまうからである。

従来、フィルムに発生した凹凸を検査する場合、フィルムに光を照射し、明暗として現れるその反射光の状態の変化を発見することで、凹凸を探すことが行われている。しかし、回転中の巻取ロールは、高速で回転するため、直接肉眼で反射光の明暗（凹凸）の有無を発見しようとしても、よほど大きな凹凸でなければ発見は難しい。

一般に被検査体上に存在する凹凸を検査しようとする場合、被検査体に光（例えば蛍光灯、ＬＥＤ光、レーザ光）を照射し、その反射光の陰影を観察する方法が用いられている。例えば、光を被検査体の表面に照射し、被検査体の表面で反射した反射光を人が観察、もしくはセンサ上に結像させる方法がある。このとき被検査体に凹凸が存在する場合は反射光の散乱状態が変化するため、陰影が発生し、表面の凹凸の検出が可能となる。この方法では、被検査体が高速に運動する場合、眼の分解能が追いつかないという問題がある。

それに対して、特許文献１では設備の加工サイクルに同期して制御されるストロボ光を高速に動作する対象物に照射し、瞬間撮影を実施し、検査を実施している。

特開２００８−１８３９０２号公報

高速で変位する物を目視で確認するのは、容易ではない。その点、特許文献１のように、ストロボ光を用いて特定の位置が常に見えるようにすることは、目視で確認するにしても、撮影をするにしても、確認が容易になる。

しかしながら、巻取ロールのような回転体の場合、回転動作する装置（例えば巻取装置）と発光タイミングを同期させてしまうと、回転方向に対してある一定の場所しか検査することができず、それ以外の場所で発生する凹凸を検査することができない。

このような場合、ストロボ光で見ている面の裏側に当たる部分は、確認することができない。したがって、裏面に当たる部分で凹凸が発生した場合、検知できないままになるという課題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みて、巻取ロールで長尺フィルムを巻き取る際に、巻取ロールの全ての面で発生する凹凸を１つの方向から検出可能にするフィルム検査方法およびフィルム検査装置を提供するものである。

より具体的に、本発明に係るフィルム検査方法は、
長尺フィルムを巻取ロールで巻き取る最中に行うフィルム検査方法であって、
前記長尺フィルムを前記巻取ロールに巻き取る工程と、
前記巻取ロールのフィルム面に、前記巻取ロールの回転周期Ｔｒとの比がｍ：１ではなく、１：ｍ（ｍは自然数）でもない発光周期Ｔｓのストロボ光をあて、前記フィルム面の凹凸の有無を確認する工程を有することを特徴とする。

また、本発明に係るフィルム検査装置は、
長尺フィルムを巻き取った原反から前記長尺フィルムの少なくとも一部を巻取ロールに巻き取る巻取り機に用いるフィルム検査装置であって、
前記巻取ロールの回転周期を測定する回転計と、
前記回転計の出力に基づいて前記巻取ロールの回転周期Ｔｒとの比がｍ：１ではなく、１：ｍ（ｍは自然数）でもない発光周期Ｔｓのストロボ光を発光させるストロボ発光装置を有することを特徴とする。

本発明に係るフィルム検査方法およびフィルム検査装置は、ストロボ発光の発光周期Ｔｓが巻取ロールの回転周期Ｔｒの整数倍若しくは整数分の１倍にならないので、ストロボ光を照射する毎に巻取ロールの異なる面が照射される。したがって、１つの方向から巻取ロールの全てのフィルム面を観察することができる。これによって、巻取ロールの全ての面で発生する凹凸を検知することができる。

本発明に係るフィルム検査装置の構成を示す図である。 本発明に係るフィルム検査装置であって、巻終わり時の構成を示す図である。 ストロボの発光周期Ｔｓと巻取ロールの回転周期Ｔｒが同期している場合の様子を説明する図である。 ストロボの発光周期Ｔｓと巻取ロールの回転周期Ｔｒが同期していない場合の様子を説明する図である。 照射領域角Δθを説明する図である。 全長の巻取において、ストロボ発光装置の発光回数Ｆｓと巻取ロールの回転数Ｆｒの関係を示すグラフである。 全長の巻取において、ストロボ発光装置の発光回数Ｆｓと巻取ロールの回転数Ｆｒの他の関係を示すグラフである。 全長の巻取において、ストロボ発光装置の発光回数Ｆｓと巻取ロールの回転数Ｆｒの他の関係を示すグラフである。 本発明に係るフィルム検査装置の他の構成（実施の形態２）を示す図である。 巻取ロールに明暗のラインを照射する点を説明した図である。 本発明に係るフィルム検査装置の他の構成（実施の形態４）を示す図である。

以下に図面を用いて本発明に係るフィルム検査方法およびフィルム検査装置を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明は、以下の説明に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、以下の実施形態は改変することができる。

（実施の形態１）
図１に本発明に係るフィルム検査装置の構成を示す。フィルム検査装置１は、フィルム製造装置９０と共に用いられる。フィルム製造装置９０は、溶融したフィルム材料（プラスチックを主原料とする）をフィルム状に押出しながら巻き取る若しくは、すでに巻き取った長尺フィルム上に他の層を形成しながら巻き取る、または、さらに幅方向に切断しながら巻き取る。

ここでは、すでに成形した長尺フィルムを巻き取った原反ロール９１から巻き出したフィルムを加工する加工部９２を有するものとした。加工部９２は例えば、金属蒸着膜をフィルム上に形成するといった工程である。

したがって、フィルム製造装置９０は、長尺フィルムを巻き取る巻取装置８０を有する。巻取装置８０は、ガイドロール８３と巻取ロール８５を含む。ニップロール８１およびサクションロール８２を含んでいてもよい。通常、巻取装置８０は、長尺フィルムの走行速度を制御する。つまり、巻取ロール８５の径に係らず、フィルム走行速度を調節する。巻取ロール８５に巻き取った後の長尺フィルムの状態（これを巻姿という。）は、フィルムが巻き取られる際のエアの噛み込みに依存する場合が多い。そしてエアの噛み込みは巻取ロール８５の径の大きさに係らず、フィルムの走行速度に依存するからである。

フィルム検査装置１は、巻取ロール８５の回転を計測する回転計１２と、ストロボ発光装置１４と、撮影装置１６と、記録装置１８と、制御装置２０を含む。巻取装置８０は、フィルム走行速度を制御されている。巻取ロール８５は、フィルムを巻き取るにしたがって、巻取径が大きくなる。したがって、等速でフィルムを走行させるためには、巻取ロール８５の回転速度は巻取径が大きくなるに従い遅くなる。この意味で、巻取ロール８５の回転速度（単位時間当たりの回転数でもよい）は常に変化すると言ってもよい。

回転計１２は、この巻取ロール８５の回転数若しくは回転周期Ｔｒ（巻取ロール８５が１回転するのにかかる時間）を信号Ｓｒとして逐次出力する。また、回転計１２は、巻取ロール８５が１回若しくは予め決められた回数を回転する毎にパルスを出力してもよい。

ストロボ発光装置１４は、発光信号Ｃｓを受ける毎に、発光する光源である。キセノンランプなどを用いるランプ１４ａとランプ１４ａに発光電流を供給する回路部１４ｂから構成される。また、発光信号Ｃｓを受けて、繰り返し発光することのできる光源であれば、他の構成であってもよい。

撮影装置１６は、エリアカメラ（エリアセンサカメラ）が好適に用いられる。また、検出したい凹凸は数百μｍ程度の大きさ以上のものである。したがって、撮影装置１６は、巻取ロール８５上の数百μｍの大きさを撮影できるだけの解像度を有することが望ましい。このため、エリアカメラはある程度大きな倍率を持ったレンズを装着する必要がある。そのため、巻取ロール８５上では、撮影範囲が狭くなる場合もある。そのような場合は、複数のエリアカメラを並置してもよい。

撮影装置１６のシャッターは、外部からのシャッター信号Ｃｔで制御されてもよい。巻取ロール８５を撮影する場合、ストロボ発光の発光周期Ｔｓは、常に変化する場合があるからである。

撮影装置１６は、フィルムが巻き始められたときの表面と巻き終わったときの表面との距離よりも大きな被写界深度を持つように設計してもよい。このようにすると巻取ロール８５の巻き太りによる撮影装置１６の巻取ロール８５表面に対するピントずれを防ぐことができる。

また、撮影装置１６は、移動装置１７に配設されていてもよい。移動装置１７には、ストロボ発光装置１４および撮影装置１６を固定することができる。移動装置１７は、巻取ロール８５の径が大きくなるに従い、巻取ロール８５からストロボ発光装置１４および撮影装置１６を巻取ロール８５から離すように移動させる。小さな凹凸を見るためには、レンズの倍率を大きくする必要がある。しかし、倍率を大きくすると焦点深度が浅くなるため、撮影対象との距離が変化するとフォーカスがずれる。

つまり、巻取ロール８５径が大きくなるに従い、撮影装置１６のフォーカスがずれる。そこで、移動装置１７が、巻取ロール径が太くなるに従い、撮影装置１６をフィルム面から離れるように移動させる。なお、巻取ロール８５の表面との距離は、距離センサ１０が計測する。距離センサ１０は、レーザー若しくは超音波などの非接触型センサであるのが望ましい。巻取ロール８５に巻き取られたフィルムに傷をつけないためである。距離センサ１０は測定した距離を信号Ｓｄとして制御装置２０に送信する。

なお、撮影装置１６にズームレンズが挿着されており、巻始めから巻き終わりにかけて、巻取ロール８５径が大きく変化しない場合は、巻取径の変化によるフォーカスのずれを、ズームの倍率を変化させる、若しくは単にフォーカスさせることで、合わせるようにしてもよい。この場合、撮影された像の倍率が変化する。

記録装置１８は、撮影装置１６が撮影した画像Ｓｖを記録する。また、巻き始めからの経過時間や、フィルムの走行速度を同時に記録してもよい。巻き取った巻取ロール８５の、巻中部分の凹凸の有無は、記録装置１８に記録される。したがって、巻姿から巻取ロール８５の中が分からなくても、記録された画像によって、巻取ロール８５の全長に渡る品質が保証される。

制御装置２０は、回転計１２からの信号Ｓｒを受け取り、ストロボ発光装置１４に発光信号Ｃｓを送り、撮影装置１６にシャッター信号Ｃｔを送る。このようにして、ストロボ発光したときの巻取ロール８５上のフィルム面を撮影することができる。

次に、ストロボ光を使う理由について説明する。人の目の時間分解能は約５０ｍｓ〜１００ｍｓ程度と言われている。今フィルム走行速度が２００ｍ／分（３．３３ｍ／ｓｅｃ）であるとすると、フィルム上に発生した凹凸もこの速度で移動する。

したがって、人の目は、１６７ｍｍ〜３３３ｍｍの長さの間の平均化された映像しか見えない。フィルム上に発生する凹凸が、小さいもので数百μｍであったとして、この凹凸が１６７ｍｍ〜３３３ｍｍの間の平均映像になると、ほとんどコントラストを失い、肉眼では、検出できなくなる。

一方、ストロボ光の発光時間は、数百μｓ程度であるため、フィルム走行速度が２００ｍ／分の場合でも、フィルムは数百μｍしか移動しない。したがって、数百μｍ程度の凹凸でも止まって見ることができる。

次に巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓについて説明する。図３では、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比が１：１の場合について説明する。図３（ａ）は、巻取ロール８５の軸の円周上の任意の１点の位置を縦軸に、時間を横軸にとった軌跡を表す。図３（ｂ）は、図３（ａ）の位置に対応した巻取ロール８５の軸を示す。図３（ａ）は良く知られているように、正弦波の軌跡を示す。

今図３（ａ）のＡの点でストロボ光を発光させたとする。この時の巻取ロール８５の位置をＶ１とする。図３（ｂ）では、ストロボ光が当たった位置を太文字丸印で示し、「Ｖ１」の文字を記した。巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ光の発光周期Ｔｓは同じなので、以下、Ｂ、Ｃの点でストロボは発光する。

図３（ｂ）を参照すると、図３（ａ）のＡの時間にストロボ光を受けてから回転する巻取ロール８５は、常に巻取ロール８５のＶ１の位置でストロボ光を受ける。つまり、巻取ロール８５のＶ１以外の面は全く見えない。

図４では、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比が４：３の場合について説明する。図４（ａ）、（ｂ）は巻取ロール８５に対するストロボの発光周期Ｔｓが異なるだけで、図３と同じように表した図である。図４（ａ）のＡの時刻でストロボを発光させたとすると、以下Ｂ、Ｃ、Ｄの時刻でストロボは発光する。

図４（ｂ）を参照して、この時の巻取ロール８５の軸を見ると、ストロボ発光する毎に見える位置が、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４とずれるのがわかる。図４（ｂ）では、巻取ロール８５が２回と１／４だけ回転すると、巻取ロール８５のＶ１からＶ４までの４つの面を見ることができる。

図４（ｃ）を参照して、巻取ロール８５の軸の中心から円柱状をした巻取ロールの側面でストロボ光が照射された範囲を「照射領域Ｊｓ」とする。そして、照射領域Ｊｓを巻取ロール８５の軸芯からの中心角Δθで表したものを「照射領域角Δθ」と呼ぶことにする。図４の場合、ストロボ発光装置１４が発光した時に、巻取ロール８５の照射領域角Δθが９０度以上であれば、Ｖ１からＶ４までの４面を見れば、巻取ロール８５の全周を観測したことになる。

図３で示したように、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓが同期していなければ、巻取ロール８５が何回転かするうちに、巻取ロール８５の全周を観察することができる。より一般的には、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比がｍ：ｎとして、ｍおよびｎはどちらも１ではなく、互いに素の自然数であれば、巻取ロール８５の全周を安定した静止画の合成として観察することができる。なお、照射領域角Δθが２π／ｍより大きいことが必要である。

ストロボ発光装置１４側からの観測映像は、そのまま再生すれば、巻取ロール８５の全周をｍ分割した巻取ロール８５の表面の混合映像を見ることができる。例えば、図４の場合、巻取ロール８５のＶ１の位置に図４（ｄ）で示す凹凸７０があり、巻取ロール８５のＶ３の位置に図４（ｅ）で示す凹凸７１があったとする。すると、観測映像を撮影時間通りに再現すると、図４（ｆ）に示すように、Ｖ１の凹凸７０も、Ｖ３の凹凸７１も両方合成された画像が見える。

しかし、１画面毎には、巻取ロール８５の異なる面の静止画を撮影している。したがって、コマ送りでみれば、どの面にどのような凹凸があるかを確認することができる。

なお、図３で示したような、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓが同期している場合だけでなく、どちらかがどちらかの整数倍になった場合も、図３と同様に、巻取ロール８５の一部しか見えない。より一般的にいうと、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比がｍ：１若しくは１：ｎの場合は、巻取ロール８５の一部しか観察できない。したがって、回転周期Ｔｒと発行周期Ｔｓの比は、ｍ：１でもなく、１：ｍでもないことが必要である。

図５を参照して、照射領域角Δθについて説明する。図５は、巻取ロール８５とストロボ発光装置１４および撮影装置１６を側面から見た構成図である。巻始めは、巻取ロール８５の半径はｒ１であり、巻取ロール８５の表面からストロボ発光装置１４および撮影装置１６への距離はＲ１であったとする。ストロボ光の照射領域Ｊｓとは、照射された地点の光量が、ストロボ光のピークの１／ｅになるまでの領域とする。そして、この照射領域Ｊｓを巻取ロール８５の軸芯から見た角度で表したものが照射領域角Δθ１である。

すでに説明したように、照射領域角Δθは、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓの比をｍ：ｎとして、２π／ｍ以上であることが必要であった。２π／ｍより小さいと、ストロボ光を照射していない部分が発生するからである。

撮影装置１６の撮影視野は、照射領域角Δθの範囲をカバーしているのが望ましい。しかし、倍率の関係で照射領域角Δθをカバーできない場合は、複数の撮影装置１６を用いてよい。

巻取ロール８５はフィルムを巻き取る間に径が大きくなる。巻取ロールの径がｒ２になったとする（図５（ｂ）参照）。ストロボ光による照射領域Ｊｓは、フィルム表面からストロボ発光装置１４までの距離で決まるので、巻取ロール８５の径がｒ２になっても、フィルム表面からストロボ発光装置１４までの距離は、Ｒ１のままである。つまり、ストロボ発光装置１４と撮影装置１６は、移動装置１７によって、フィルム面から等距離（Ｒ１）を保つように、巻取ロール８５から離れる方向に移動させる。すると、照射領域角Δθ２は、照射領域角Δθ１より小さくなる。

このままでは、巻取ロール８５の表面で、ストロボ光が当たらない領域が発生してしまう。そこで、本発明のフィルム検査装置１では、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓの比を巻取の最中に変更してもよい。たとえば、巻始め（巻取ロール径ｒ１の時）は、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光の発光周期Ｔｓの比をｍ：ｎで、ｍ＝４、ｎ＝３とする。そして、巻取ロール８５径が大きくなるに従い、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒの数字（ｍ）を、５、６、７・・・と大きくし、その数字と互いに素となる１でない数をストロボ発光の発光周期Ｔｓの数字（ｎ）とする。

回転周期Ｔｒ側の数字（ｍ）を大きくすると、照射領域角Δθは小さくなる。また、発光周期Ｔｓ側の数字（ｎ）を小さくすると、巻取ロール８５全周にストロボ光が照射される間に必要な巻取ロール８５の回転数Ｆｒが少なくて済む。なお、照射領域角Δθで決まるストロボ光の照射領域Ｊｓに対して、撮影装置１６の撮影視野が小さい場合は、撮影視野に合わせて回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比を変更してもよい。

図１を再度参照して、本発明のフィルム検査装置１の動作について説明する。長尺フィルムは、巻取装置８０のガイドロール８３、サクションロール８２等を経由して巻取ロール８５に巻きつけられる。この時の巻取ロール８５の径はｒ１である。ストロボ発光装置１４および撮影装置１６は巻取ロール８５上のフィルム面からＲ１の距離になるように配置される。

この距離Ｒ１は、撮影装置１６が、巻取ロール８５上の最小の凹凸を認識できるように決められる。ここで、ストロボ発光による照射領域角Δθは９０度であり、撮影装置１６の撮影角も同じく９０度であったとする。また、照射領域角Δθが９０度を確保できるので、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光装置１４の発光周期Ｔｓの比は４：３に設定する。

図６（ａ）には、巻取装置８０の動作プロファイルおよびストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓ（発光周期Ｔｓの逆数）を例示する。右縦軸は、フィルム速度（ｍ／ｓ）を表し、右縦軸は巻取ロール８５の回転数Ｆｒ（回／ｓ）およびストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓ（回／ｓ）を表す。横軸は時間（ｈｒ）である。

また、グラフ中一点鎖線はフィルム速度を表し、右縦軸を参照する。実線は巻取ロール８５の回転数Ｆｒを表し、点線はストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓを示す。どちらも、左縦軸を参照する。巻取装置８０は巻取ロール８５で長尺フィルムを巻き出したら、所定速度まで加速する（０からｔ１）。所定速度になったら、しばらく一定速度を維持する（ｔ１からｔ２）。一気に最大速度まで加速すると、巻取ロール８５上のフィルムに凹凸ができる場合があるからである。その後、最高速度まで加速する（ｔ２からｔ３）。最高速度で巻取を行った（ｔ３からｔ４）後、減速し停止する（ｔ４からｔ５）。

これを巻取ロール８５の回転数Ｆｒで表すと（実線参照）、フィルム速度が加速される間（０からｔ１、ｔ２からｔ３：これを「加速区間」という）は、巻取ロール８５の回転数Ｆｒも増加する。しかし、フィルム速度が一定速度になった区間（ｔ１からｔ２、ｔ３からｔ４）では、回転数Ｆｒは徐々に減少する。フィルム速度は一定であるが、巻取径が大きくなるからである。また、フィルム速度が減速される間（ｔ４からｔ５）は、巻取ロール８５の回転数Ｆｒも減少する。

一方、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓ（発光周期Ｔｓの逆数）は、図６（ａ）の点線を参照して、巻取ロール８５の回転数Ｆｒに対して一定の関係を保持する。しかし、この関係は巻き取り量が増えるに従い（巻取時間が経過するに従い）、変更されてよい。図６（ａ）では、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光装置１４の発光周期Ｔｓの比を４：３、５：３、６：５、７：３と変更した。それに従い、ストロボの発光回数Ｆｓは、巻取ロール８５の回転数Ｆｒの、１．３倍、１．７倍、１．２倍、２．３倍と変化する。

これによって、撮影装置１６には、巻取ロール８５の全周を４枚分割、５枚分割、６枚分割、７枚分割した画像Ｓｖが記録される。

図６（ｂ）は、ストロボ発光装置１４と撮影装置１６の巻取ロール８５の軸中心からの距離Ｌと、時間の関係を示すグラフである。最初は、巻取ロール８５の径がｒ１であるので、距離ＬはＲ１＋ｒ１である。しかし、巻取量が増えるにしたがい、巻取ロール８５の径がｒ２まで大きくなる。したがって、距離Ｌは最終的にＲ１＋ｒ２まで大きくなる。

これは、ストロボ発光装置１４と撮影装置１６を、移動装置１７によって、巻取ロール８５の軸芯から離れる方向に移動させるからである。なお、スタートしてから、フィルム速度が変化する毎に、巻取ロール８５の巻取り径の太る割合は、変化する。したがって、フィルム速度が変化する区間ごとに、図６（ｂ）の増加の割合も変化する。

ここで、図６（ａ）で示したように、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光装置１４の発光周期Ｔｓの比を順次変更した。回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比の変更は、巻取ロール８５の径が太り、ストロボ発光装置１４および撮影装置１６が巻取ロール８５から離れたため、照射領域角Δθが小さくなったためである。したがって、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比の変更は、巻取ロール８５の巻取り量に応じて動的に変更されるといってよい。

なお、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比の変更は、巻取ロール８５の巻取り量に応じて動的に変更されるとは、長尺フィルムを巻取ロール８５に巻取る際の巻始めから巻終わりまでの間に、巻取ロール８５を停止させることなく回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比を変更する意味である。また、本発明に係るフィルム検査装置１は、巻取ロール８５の回転数Ｆｒが増加される区間若しくは減少される区間においても、凹凸の有無の検査を行うことができる。なお、ここで「区間」とは、巻取装置８０が運転される時間のことである。

図６（ｂ）では、ｒ１＋Ｒ１とｒ２＋Ｒ１との間を４分割し、ｔｃ１（＝ｔ１）、ｔｃ２、ｔｃ３の３点で回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比を変更した。図６（ａ）のストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓは、ｔ１乃至ｔ５に加えて、ｔｃ１、ｔｃ２、ｔｃ３において、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比（回転数Ｆｒと発光回数Ｆｓの比ともいえる）を変更した結果を表している。

図１を再び参照する。巻取装置８０が稼働を始めると、巻取ロール８５の軸の回転を回転計１２が計測し、信号Ｓｒを制御装置２０に送信する。制御装置２０は、ストロボ発光装置１４および撮影装置１６に対して、発光およびシャッターの指示信号Ｃｓ、Ｃｔを送信する。なお、制御装置２０は撮影装置１６のシャッターが開いている間にストロボが発光するように指示信号ＣｔおよびＣｓを調整する。

また、距離センサ１０によって、巻取ロール８５の表面との間の距離が常に計測される。この計測信号Ｓｄも制御装置２０に送信される。制御装置２０は、巻取ロール８５の表面とストロボ発光装置１４や撮影装置１６の間の距離が常にＲ１になるように、移動装置１７に移動信号Ｃｍを送信する。図２には、巻取ロール８５の巻取量が多くなり、ストロボ発光装置１４や撮影装置１６が巻取ロール８５の軸芯から離れた状態を示す。ただし、撮影装置１６と巻取ロール８５の表面との距離Ｒ１は図１の場合と同じである。

撮影装置１６は、制御装置２０からのシャッター信号Ｃｔによってシャッターを切り、撮影装置１６で撮影した画像Ｓｖを制御装置２０に送信する。制御装置２０は、画像Ｓｖを記録装置１８に記録させる。以上のようにして、本発明に係るフィルム検査装置１は、長尺フィルムの全長に渡って、巻き取る際に生じた凹凸を記録することができる。

なお、ここでは、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓと巻取ロール８５の回転数Ｆｒを図６のように設定した。これは巻始めと巻終わりで巻取ロール８５の径が大きく変化する場合であった。長尺フィルムの厚さが非常に薄く、巻取長さが短い場合は、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓと巻取ロール８５の回転数Ｆｒを一定の比率に固定してもよい。

図７には、このようにした場合の、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓと巻取ロール８５の回転数Ｆｒの関係を示す。縦軸および横軸は図６（ａ）と同じである。巻取ロール８５の回転数Ｆｒ（実線）に対して、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓ（点線）は常に一定の比率に固定されている。

図７（ｂ）も図６（ｂ）とグラフの縦軸横軸の関係は同じである。巻取量が少ないので、巻始めの巻取ロール径ｒ１と巻終わりの巻取ロール径ｒ２の差は小さい。そこで、撮影装置１６も移動させず、ズームの倍率と、フォーカス調整によって画像Ｓｖのピントを確保する。したがって、図７（ｂ）の時間と、巻取ロール８５の中心から撮影装置１６までの距離Ｌとの関係では、巻始めがＲ１＋ｒ１であったが、巻終わりはＲ１−ｒ２となる。つまり、巻取ロール８５と撮影装置１６との距離は短くなる。

このように、撮影装置１６とストロボ発光装置１４は、固定されたままであってもよい。長尺フィルムを巻き取るうちに、巻取ロール８５と撮影装置１６との間の距離が短くなった場合は、ズームの倍率とフォーカスを調整することでピントのあった画像Ｓｖの撮影可能な状態を維持してもよい。

図８には、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓと巻取ロール８５の回転数Ｆｒの他の関係を示す。図８（ａ）は、巻取ロール８５の回転数Ｆｒに対して、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓが常に一定の場合である。ここで、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓは、巻取ロール８５の回転周期が一定になる区間では、巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光装置１４の発光周期Ｔｓはｍ：１でも１：ｍでもない比率に設定されている。

巻取ロール８５の回転周期Ｔｒが変動する区間では、一時的に巻取ロール８５の回転周期Ｔｒとストロボ発光装置１４の発光周期Ｔｓはｍ：１若しくは１：ｍになる時が存在するが、一瞬のことであるので、凹凸の検出には大きな影響は与えない。

図８（ｂ）では、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓは、巻取ロール８５の回転数Ｆｒの領域において変更される場合を示す。ここでは、回転数ＦｒがＦｒ１を超えた時は発光回数ＦｓをＦｓ２とし、回転数ＦｒがＦｒ１を越えない時は発光回数ＦｓをＦｓ１とする。

なお、図７および図８で示した回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比率のパターンは、いずれも、回転周期Ｔｒと発光周期Ｔｓの比の変更が、巻取ロール８５の巻取り量に応じて動的に変更されたといってよい。

以上のフィルム検査装置１の説明では、撮影装置１６にストロボ光を照射した面を記録するようにしたが、目視で確認することもできる。すなわち、撮影装置１６は、本発明の最も広い概念においては、必須の要件ではない。

（実施の形態２）
図９に本実施の形態に係るフィルム検査装置２の構成を示す。本実施の形態では、図１と比較して、回転計１２が省略されている。長尺フィルムは、同じ材料、同じ厚み、同じ長さの製品を巻き取る場合が多々ある。そのような場合は、ストロボ発光のタイミングや撮影装置１６のシャッタータイミング等を、制御装置２０のメモリ２０ｍ等に記録しておく。そして、メモリ２０ｍに記録したタイミングに基づいてストロボ発光装置１４および撮影装置１６に信号を送信する。なお、記憶させておくのは、回転計１２からの信号のタイミングであってもよい。

また、巻取全長に渡ったストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓと巻取ロール８５の回転数Ｆｒの関係は、特に制限されるものではなく、図６、図７、図８などに示したパターンが利用できる。

（実施の形態３）
図１０（ａ）に本実施の形態について説明する。本実施の形態では、ストロボ光が明暗パターンを有している。それ以外は実施の形態１若しくは２の場合と同じである。図１０（ａ）は、巻取ロール８５のフィルム面に照射されたストロボ光のパターンを示している。長尺フィルムにしわが入ることで凹凸が観察されるケースには、材料や幅、厚みといったサイズによって出現の仕方にある程度のパターンがある。そこで、これらの凹凸の発生の仕方によって、より明確に凹凸が認識できるように、照射するストロボ光に明暗パターンをつける。

例えば、傾けた直線状の縞模様のストロボ光のパターンをフィルム面に照射すると、巻取ロール８５の巻取方向に入るしわは、目視でも良くわかる。また、図１０（ｂ）は、傾斜方向の異なる複数個の縞模様を、巻取ロール８５のフィルム面に照射した場合を示す。このような照射パターンは、ストロボ発光を、これらのパターンを印刷したフィルタに通過させて生成することができる。なお、図１０において、符号８５ａは巻取ロール８５の軸芯である。

これらの縞模様は、実施の形態１および実施の形態２のフィルム検査装置１、２に用いることができる。

（実施の形態４）
図１１に本実施の形態に係るフィルム検査装置３の構成を示す。フィルム検査装置３では、ストロボ光は使用せず、連続光を照射する。したがって、ストロボ発光装置１４はない。フィルム検査装置３では、撮影装置１６のシャッター速度を速くする。例えば、シャッター速度が１／２５０秒（４ｍｓ）であれば、フィルム速度が２００ｍ／分の場合、１．３ｍｍ進む距離になる。これは数百μｍの凹凸を十分検出できると考えられる。

なお、撮影装置１６の配置や巻取ロール８５の回転数Ｆｒとシャッター回数（回／ｓ）については、実施の形態１および２で、ストロボ発光装置１４の発光回数Ｆｓをシャッター回数と読み直してよい。なお、本実施の形態においては、照射されているのが連続光であるので、目視で確認できない凹凸が発生することが考えられる。しかし、撮影装置１６によって撮影された映像信号を表示デバイスに表示させ、凹凸の有無を確認することができる。

本発明に係るフィルム検査装置および検査方法は、長尺フィルムを製造、加工する際に好適に利用することができる。

１、２、３ フィルム検査装置
１０ 距離センサ
１２ 回転計
１４ ストロボ発光装置
１４ａ ランプ
１４ｂ 回路部
１６ 撮影装置
１７ 移動装置
１８ 記録装置
２０ 制御装置
２０ｍ メモリ
８０ 巻取装置
８１ ニップロール
８２ サクションロール
８３ ガイドロール
８５ 巻取ロール
８５ａ （巻取ロールの）軸芯
９０ フィルム製造装置
９１ 原反ロール
９２ 加工部
Ｓｒ 信号
Ｃｓ 発光信号
Ｃｔ シャッター信号
Ｓｄ 信号
Ｓｖ 画像
Ｃｍ 移動信号
Ｔｓ 発光周期
Ｆｓ 発光回数
Ｔｒ 回転周期
Ｆｒ 回転数
Δθ 照射領域角
Ｊｓ 照射領域

Claims (16)

1. 長尺フィルムを巻取ロールで巻き取る最中に行うフィルム検査方法であって、
   前記長尺フィルムを前記巻取ロールに巻き取る工程であって、前記巻取りロールの回転が加速される期間を含む工程と、
   前記巻取ロールのフィルム面に、前記巻取ロールの回転周期Ｔｒとの比がｍ：１ではなく、１：ｍ（ｍは自然数）でもない発光周期Ｔｓのストロボ光をあて、少なくとも前記加速される期間で前記フィルム面の凹凸の有無を確認する工程を有することを特徴とするフィルム検査方法。
2. 前記凹凸の有無を確認する工程において、
   前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓとの比はｍ：ｎ（ｍ、ｎは１でない自然数で互いに素）であることを特徴とする請求項１に記載されたフィルム検査方法。
3. 前記凹凸の有無を確認する工程において、
   前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓとの比は、前記巻取ロールの巻取量に応じて動的に変更されることを特徴とする請求項１または２の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査方法。
4. 前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓの比をｍ：ｎとして、前記ストロボ光の照射領域角Δθが、２π／ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査方法。
5. 前記巻取ロールのフィルム面を撮影する工程をさらに含み、
   前記撮影する工程は、前記巻取ロールの巻取量に応じて前記巻取ロールから離れながら前記フィルム面を撮影することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査方法。
6. 前記ストロボ光は、明暗パターンを有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査方法。
7. 前記明暗パターンは、直線状の縞模様であることを特徴とする請求項６に記載されたフィルム検査方法。
8. 請求項１乃至７の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査方法を用いて、プラスチックフィルム若しくは金属蒸着されたプラスチックフィルムを検査する工程を有するプラスチックフィルムの製造方法。
9. 長尺フィルムを巻き取った原反から前記長尺フィルムの少なくとも一部を巻取ロールに、前記巻取りロールの回転が加速する期間を含んで巻き取る巻取り機に用いるフィルム検査装置であって、
   前記巻取ロールの回転周期を測定する回転計と、
   前記回転計の出力に基づいて前記巻取ロールの回転周期Ｔｒとの比がｍ：１ではなく、１：ｍ（ｍは自然数）でもない発光周期Ｔｓのストロボ光を少なくとも前記加速される期間で発光させるストロボ発光装置を有することを特徴とするフィルム検査装置。
10. 前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓの比はｍ：ｎ（ｍ、ｎは１でない自然数で互いに素）であることを特徴とする請求項９に記載されたフィルム検査装置。
11. 前記ストロボ発光装置を制御する制御装置をさらに有し、
    前記制御装置は、前記巻取ロールの巻取量に応じて前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓとの比を動的に変更することを特徴とする請求項９または１０の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査装置。
12. 前記回転周期Ｔｒと前記発光周期Ｔｓの比をｍ：ｎとして、前記ストロボ光の照射領域角Δθが、２π／ｍ以上であることを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査装置。
13. 前記巻取ロールのフィルム面を撮影する撮影装置と、
    前記撮影装置を前記巻取ロールに対して相対的に移動させる移動装置をさらに含み、
    前記移動装置は、前記巻取ロールの巻取量に応じて前記撮影装置を前記巻取ロールから離すことを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１の記載されたフィルム検査装置。
14. 前記ストロボ光は、明暗パターンを有することを特徴とする請求項９乃至１３の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査装置。
15. 前記明暗パターンは、直線状の縞模様であることを特徴とする請求項１４に記載されたフィルム検査装置。
16. 請求項９乃至１５の何れか１の請求項に記載されたフィルム検査装置を用いて、プラスチックフィルム若しくは金属蒸着されたプラスチックフィルムを検査する工程を有するプラスチックフィルムの製造装置。