JP2016011837A - Method for inspecting mold and method for manufacturing mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法およびモールドの検査方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mold having a fine concavo-convex structure on the surface and a method for inspecting a mold.
可視光の波長以下のピッチの微細凹凸構造を表面に有するシート等の物品は、反射防止機能等を発現することから、その有用性が注目されている。特に、モスアイ（Ｍｏｔｈ−Ｅｙｅ）構造と呼ばれる微細凹凸構造は、空気の屈折率から材料の屈折率に連続的に増大していくことで有効な反射防止機能を発現することが知られている。 An article such as a sheet having a fine concavo-convex structure with a pitch of less than or equal to the wavelength of visible light on the surface exhibits an antireflection function and the like, and thus its usefulness is attracting attention. In particular, it is known that a fine concavo-convex structure called a moth-eye structure exhibits an effective antireflection function by continuously increasing from a refractive index of air to a refractive index of a material.
微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法としては、透明基材フィルム等の表面を直接加工して微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する方法と、微細凹凸構造に対応した反転構造を有するモールドを用いて、透明基材フィルム等の表面に反転構造を転写する方法とが知られている。そして生産性、経済性には、後者の方法が優れており、広く用いられている。 As a method for producing an article having a fine concavo-convex structure on the surface, a method for producing an article having a fine concavo-convex structure on the surface by directly processing the surface of a transparent substrate film or the like and an inverted structure corresponding to the fine concavo-convex structure are provided. A method is known in which a reverse structure is transferred to the surface of a transparent substrate film or the like using a mold. The latter method is excellent in productivity and economy and is widely used.
モールドに反転構造を形成する方法としては、電子線描画法、レーザー光干渉法等が知られている。近年、より簡便に反転構造を形成できる方法として、アルミニウム部材の表面を陽極酸化する方法が注目されている（例えば、特許文献１参照）。アルミニウム部材の表面を陽極酸化することによって形成される陽極酸化アルミナは、アルミニウムの酸化皮膜（アルマイト）であり、ピッチが可視光の波長以下である複数の細孔（微細凹凸構造）を有する。 As a method for forming an inverted structure in a mold, an electron beam drawing method, a laser beam interference method, and the like are known. In recent years, a method of anodizing the surface of an aluminum member has attracted attention as a method for forming an inverted structure more easily (see, for example, Patent Document 1). Anodized alumina formed by anodizing the surface of an aluminum member is an aluminum oxide film (alumite) and has a plurality of pores (fine concavo-convex structure) whose pitch is equal to or less than the wavelength of visible light.
反射防止機能が高く、またヘイズが低い微細凹凸構造を表面に有する物品を製造するためには、鏡面加工されたアルミニウム部材を加工してモールドを製造する。前記モールドのアルミニウム部材には純度の高いものが使用されるが、純度の高いアルミニウム部材は接触等によって傷つきやすいといった問題があった。またモールドに傷が付いている場合、そのモールドを使用して製造した微細凹凸構造を表面に有する物品にも傷が転写され視認される外観欠陥となる場合があった。 In order to manufacture an article having a fine concavo-convex structure on the surface having a high antireflection function and a low haze, a mirror is processed to manufacture a mold. A high purity aluminum member is used for the mold, but the high purity aluminum member has a problem that it is easily damaged by contact or the like. Further, when the mold is scratched, the scratch may be transferred to an article having a fine concavo-convex structure manufactured using the mold on the surface, resulting in an appearance defect that is visually recognized.
微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する前に、モールドに傷等がついていないか検査する必要があるが、鏡面加工されたモールドは映り込みがあるため目視での評価が困難であった。また目視による評価では検査員が代わったり、同じ検査員でも日により評価結果が異なったりして定量的な検査ができていなかった。さらに目視による検査ではモールド表面にある欠点が問題となる傷等の欠陥なのか、後工程で自然と取れてなくなる問題とならない埃等なのかが判断できなかった。
またモールドに付いた薄い傷等の欠陥を検出するためには、照度の高い照明を使用して傷の側面に光をあてて傷を光らせて観察する必要があるが、モールド表面が鏡面であるために、照度の高い光を照射すると目視での欠陥の視認性が低下する恐れがあった。
またモールドは傷つきやすいためランダムな方向の傷が付く可能性があり、ランダムな方向に入っている可能性がある傷を検出するためには照明の照射方向を変えて検査する必要があり、目視検査では時間がかかっていた。さらに目視による検査ではサイズが小さい欠陥などを見逃したり、検査時に接触して逆に傷を付けたりしてしまう可能性があった。
Before producing an article having a fine concavo-convex structure on the surface, it is necessary to inspect the mold for scratches or the like. However, since the mirror-finished mold is reflected, visual evaluation is difficult. In addition, in the visual evaluation, the inspector was changed, or even the same inspector had different evaluation results depending on the day, and the quantitative inspection could not be performed. Further, visual inspection could not determine whether the defects on the mold surface were defects such as scratches that would be a problem, or dust that would not be a problem that could not be removed naturally in the subsequent process.
In addition, in order to detect defects such as thin scratches on the mold, it is necessary to use high illumination illumination to illuminate the sides of the scratches and observe the scratches, but the mold surface is a mirror surface. For this reason, there is a risk that the visibility of defects visually will be reduced when light with high illuminance is irradiated.
In addition, since molds are easily damaged, scratches in random directions may be attached, and in order to detect scratches that may be in random directions, it is necessary to inspect by changing the direction of illumination irradiation. The inspection took time. Furthermore, there is a possibility that a small size defect may be missed in the visual inspection, or the surface may be damaged due to contact during the inspection.
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、モールドの外観欠陥を簡易に漏れなく検査できる検査方法および、外観欠陥が抑えられたモールドの製造方法、ならびに微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide an inspection method capable of easily inspecting appearance defects of a mold without omission, a method for manufacturing a mold with reduced appearance defects, and a fine concavo-convex structure on the surface. It is providing the manufacturing method of the articles | goods to have.
本願発明者らは、上記の課題に鑑み鋭意検討した結果、複数方向から光を照射し撮像手段にて金型表面を撮影することで欠陥を簡易に漏れなく検出できること、またモールド製造工程の異なる工程間で撮影画像を比較することで、後工程で取れてなくなる問題とならない埃等と傷等の欠陥を判別できることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the inventors of the present application can detect defects easily and without omission by irradiating light from a plurality of directions and photographing the mold surface with an imaging means, and different mold manufacturing processes. By comparing photographed images between processes, it has been found that it is possible to discriminate defects such as dust and scratches that do not become a problem that cannot be removed in a subsequent process, and have reached the present invention.
すなわち、本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法は、モールド母材の表面に、第一の照射手段から光を照射し、モールド母材の表面で反射した光を撮像する第一の撮像工程と、モールド母材表面に、微細凹凸構造を形成する微細凹凸形成工程と、前記微細凹凸構造が形成された前記モールド母材表面に、第二の照射手段から光を照射し、前記微細凹凸構造が形成された前記モールド母材の表面で反射した光を撮像する第二の撮像工程と、前記第二の撮像工程で得られた撮像画像から欠陥候補画像を出力する工程と、前記第一の撮像工程で得られた撮像画像から前記欠陥候補画像と同じ位置の比較画像を出力する工程と、前記出力された欠陥候補画像と前記比較画像から前記モールドの良否を判定する工程と、を有することを特徴とする。 That is, in the method for producing a mold having the fine concavo-convex structure on the surface according to the present invention, the surface of the mold base material is irradiated with light from the first irradiating means, and the light reflected on the surface of the mold base material is imaged first. Irradiating light from a second irradiating means onto the mold base material surface on which the micro uneven structure is formed, and forming the micro uneven structure on the mold base material surface, A second imaging step of imaging light reflected from the surface of the mold base material on which a fine concavo-convex structure is formed; a step of outputting a defect candidate image from the captured image obtained in the second imaging step; A step of outputting a comparison image at the same position as the defect candidate image from the captured image obtained in the first imaging step, a step of determining the quality of the mold from the output defect candidate image and the comparison image, Having And features.
本発明の一実施態様においては、前記第一の照射手段及び前記第二の照射手段の少なくとも一方は、異なる方向に指向性を有する光を照射する２以上の光源を含んでいる。 In one embodiment of the present invention, at least one of the first irradiation means and the second irradiation means includes two or more light sources that emit light having directivity in different directions.
また、本発明の一実施態様においては、前記第１の照射手段及び前記第２の照射手段が同じである。 Moreover, in one embodiment of this invention, the said 1st irradiation means and the said 2nd irradiation means are the same.
また、本発明の一実施態様においては、前記モールド母材は、少なくともその表面が純度９９％以上のアルミニウムからなり、前記微細凹凸構造は、前記モールド母材の表面を陽極酸化することで形成される。 In one embodiment of the present invention, the mold base material is made of aluminum having a purity of at least 99%, and the fine concavo-convex structure is formed by anodizing the surface of the mold base material. The
本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの検査方法は、第一の照射手段から光を照射し、検査対象の物品の表面で反射した光を撮像手段にて撮像する第一の撮像工程と、前記モールドの製造工程の別段階で、第二の照射手段から光を照射し、検査対象の物品の表面で反射した光を撮像手段にて撮像する第二の撮像工程と、前記第二の撮像工程で得られた撮像画像から欠陥候補画像を出力する工程と、前記第一の撮像工程で得られた撮像画像から前記欠陥候補画像と同じ位置の比較画像を出力する工程と、前記出力された欠陥候補画像と前記比較画像から前記モールドの良否を判定する工程と、を有することを特徴とする。 The method for inspecting a mold having a fine concavo-convex structure on the surface thereof according to the present invention includes: The second imaging step of irradiating light from the second irradiating means and imaging the light reflected by the surface of the article to be inspected by the imaging means in another stage of the mold manufacturing process, and the second A step of outputting a defect candidate image from the captured image obtained in the imaging step, a step of outputting a comparison image at the same position as the defect candidate image from the captured image obtained in the first imaging step, and the output And determining the quality of the mold from the defect candidate image and the comparison image.
本発明の一実施態様においては、前記第一の照射手段及び前記第二の照射手段の少なくとも一方は、異なる方向に指向性を有する光を照射する２以上の光源を含む。 In one embodiment of the present invention, at least one of the first irradiation means and the second irradiation means includes two or more light sources that emit light having directivity in different directions.
また、本発明の一実施態様においては、前記第１の照射手段及び前記第２の照射手段が同じである。 Moreover, in one embodiment of this invention, the said 1st irradiation means and the said 2nd irradiation means are the same.
また、本発明の一実施態様においては、欠陥候補画像を出力する工程と、比較画像を出力する工程において、欠陥候補画像と比較画像を並べて一つの画像として出力する工程を含むことを特徴とする。 In one embodiment of the present invention, the step of outputting the defect candidate image and the step of outputting the comparison image include a step of arranging the defect candidate image and the comparison image and outputting them as one image. .
本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法によれば、モールドの欠陥を検査する工程を有するため、外観欠陥の抑えられたモールドを安定して製造できる。 According to the method for producing a mold having the fine concavo-convex structure on the surface thereof according to the present invention, the mold having the step of inspecting the defect of the mold can be stably produced.
本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの検査方法によれば、モールドの欠陥を簡易に漏れなく検査することができる。 According to the method for inspecting a mold having the fine concavo-convex structure on the surface of the present invention, it is possible to easily inspect the mold for defects without leakage.
本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの検査方法によれば、モールドの欠陥を簡易に検査できる。本発明の微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法によれば、欠陥が抑えられたモールドを安定して製造できる。本発明の微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法によれば、外観欠陥の転写が抑えられた微細凹凸構造を表面に有する物品を安定して製造できる。 According to the method for inspecting a mold having the fine concavo-convex structure on the surface of the present invention, it is possible to easily inspect the mold for defects. According to the method for producing a mold having the fine concavo-convex structure on the surface according to the present invention, a mold in which defects are suppressed can be produced stably. According to the method for manufacturing an article having a fine concavo-convex structure on the surface of the present invention, an article having a fine concavo-convex structure on the surface in which transfer of appearance defects is suppressed can be stably produced.
以下、本発明のモールドの検査方法およびモールドの製造方法、ならびに微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a mold inspection method, a mold manufacturing method, and a method for manufacturing an article having a fine concavo-convex structure on the surface will be described in detail with reference to the drawings.
＜検査装置＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るモールドの検査装置の側面図を示し、図２は正面図を示している。
図１および図２に示すように、第１実施形態の検査装置は、ロール状（すなわち、円柱状）のモールド１００（以下、ロール状のモールドを単にロールと示す）を回転させる回転手段（図示せず）と、ロール１００にライン状に光を照射するライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１（照射手段）と、照射手段から照射され、ロール１００の表面で反射した光を撮像するラインＣＣＤカメラ１０（撮像手段）と、ラインＣＣＤカメラ１０からの信号を処理する画像処理装置３０（画像処理手段）と、ロール１００と、ラインＣＣＤカメラ１０とを、ロール１００の長手方向（軸方向）に沿って相対的に移動させる移動手段（図示せず）と、を有する。なお、本発明の実施形態に係る検査装置は、後述する微細凹凸構造が形成されたロール状のモールドを検査するだけでなく、陽極酸化する前のロール状のモールド原型についても検査することができる。本発明においては、これらのロール状のモールドおよびロール状のモールド原型について、まとめて単にロール、と称する場合がある。また、本発明において、円柱状とは、外形が円柱形状であることを意味し、中空円柱状やその他類似の形状についても、円柱状に含まれるものとする。
<Inspection device>
FIG. 1 shows a side view of a mold inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a front view.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the inspection apparatus of the first embodiment is a rotating means (FIG. 1) that rotates a roll-shaped (that is, columnar) mold 100 (hereinafter, the roll-shaped mold is simply referred to as a roll). (Not shown), line illumination devices 20a, 20b, and 21 (irradiation means) that irradiate light to the roll 100 in a line shape, and a line CCD camera that images light emitted from the irradiation means and reflected by the surface of the roll 100 10 (imaging means), an image processing device 30 (image processing means) for processing a signal from the line CCD camera 10, a roll 100, and the line CCD camera 10 are arranged along the longitudinal direction (axial direction) of the roll 100. Moving means (not shown) for relatively moving. Note that the inspection apparatus according to the embodiment of the present invention can inspect not only a roll-shaped mold on which a fine concavo-convex structure described later is formed, but also a roll-shaped mold prototype before anodization. . In the present invention, these roll-shaped molds and roll-shaped mold prototypes may be collectively referred to simply as rolls. In addition, in the present invention, the columnar shape means that the outer shape is a columnar shape, and a hollow columnar shape and other similar shapes are also included in the columnar shape.
（照射手段）
本発明においては、照射手段は２以上の複数の光源を有する。２以上の複数の光源は、指向性の異なる光を照射する光源を含むもので構成される。好ましくは、照射手段は異なる３方向の指向性を有する光源から構成される。以下、本発明の好適な実施形態における照射手段について、図を参照にしながら説明する。ライン状照明装置（すなわち光源）２０ａ、２０ｂ、２１は、照射範囲が直線状の指向性を有する照射光を照射する装置である。図１および図２に示すように、ライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１は、ロール１００への照射光の照射範囲の長手方向がロール１００の周方向に直交するように配置される。
また、照射範囲にあるロール１００の表面（接平面）の法線Nに対して、ライン状照明装置２０ａの光軸の角度θ２が３５°、ライン状照明装置２０ｂの光軸の角度θ３が５５°、ライン状照明装置２１の光軸の角度θ４が７０°となるように配置されることが好ましい。
図１および図２におけるライン状照明装置２０a、２０ｂは同じものであり、図２におけるロール１００の軸方向に対する照射方向の傾きが、逆になるように設置している。
(Irradiation means)
In the present invention, the irradiating means has two or more light sources. The two or more light sources are configured to include light sources that emit light having different directivities. Preferably, the irradiation unit includes a light source having directivity in three different directions. Hereinafter, irradiation means in a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The line-shaped illumination devices (that is, light sources) 20a, 20b, and 21 are devices that irradiate irradiation light whose irradiation range has a linear directivity. As shown in FIGS. 1 and 2, the linear illumination devices 20 a, 20 b, and 21 are arranged so that the longitudinal direction of the irradiation range of the irradiation light to the roll 100 is orthogonal to the circumferential direction of the roll 100.
Further, with respect to the normal line N of the surface (tangent plane) of the roll 100 in the irradiation range, the angle θ 2 of the optical axis of the linear illumination device 20a is 35 °, and the angle θ 3 of the optical axis of the linear illumination device 20b. Is preferably 55 °, and the angle θ 4 of the optical axis of the linear illumination device 21 is preferably 70 °.
The linear illumination devices 20a and 20b in FIGS. 1 and 2 are the same, and are installed such that the inclination of the irradiation direction with respect to the axial direction of the roll 100 in FIG. 2 is reversed.
図３は、ライン状照明装置２０を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
同図に示すように、ライン状照明装置２０は装置に対して傾斜した方向に照射光を照射する。すなわち、ライン状照明装置２０から照射される照射光は、図３（ｂ）に示すように、側方から見た場合は照射方向が真っ直ぐであるが、図３（ａ）に示すように、正面から見た場合は照射方向が装置の軸方向（図３（ａ）の上下方向）に対して角度θ５だけ傾斜している。
照射方向の角度θ５は４５°が好ましい。
FIG. 3 shows the line illumination device 20, where (a) is a front view and (b) is a side view.
As shown in the figure, the line illumination device 20 irradiates irradiation light in a direction inclined with respect to the device. That is, the irradiation light irradiated from the line illumination device 20 has a straight irradiation direction when viewed from the side as shown in FIG. 3B, but as shown in FIG. When viewed from the front, the irradiation direction is inclined by an angle θ 5 with respect to the axial direction of the apparatus (the vertical direction in FIG. 3A).
The angle θ 5 in the irradiation direction is preferably 45 °.
ライン状照明装置２０としては、正面から見た照射方向が装置の軸方向に対して角度θ５だけ傾斜するように光源がライン状に配置された光ファイバ照明、ＬＥＤ照明等を用いることができる。また、正面から見た照射光の照射方向が角度θ５だけ傾斜していなくても、装置全体を傾けることで照射光の照射方向を傾けてもよい。ライン状照明装置２１は正面から見た照射方向が真っ直ぐに照射される照明である。 The linear illumination device 20, it is possible to use an optical fiber illumination source are arranged in a line shape so that the irradiation direction as viewed from the front inclined by an angle theta 5 with respect to the axial direction of the device, the LED lighting, etc. . Even if the irradiation direction of the irradiation light viewed from the front is not inclined by the angle θ 5 , the irradiation direction of the irradiation light may be inclined by inclining the entire apparatus. The line-shaped illuminating device 21 is illumination in which the irradiation direction as viewed from the front is irradiated straight.
（撮像手段）
ラインＣＣＤカメラ１０は、複数のＣＣＤ素子が１次元に（すなわち、直線状に）配置されたカメラであり、ライン状照明装置２０a、２０ｂ、２１から照射され、ロール１００の表面で反射した光をＣＣＤ素子で受光し、画素ごとに２５６階調の輝度データを含んだ画像データを出力する。
(Imaging means)
The line CCD camera 10 is a camera in which a plurality of CCD elements are arranged one-dimensionally (that is, linearly), and the light irradiated from the line illumination devices 20 a, 20 b, and 21 and reflected from the surface of the roll 100. Light is received by the CCD element, and image data including luminance data of 256 gradations is output for each pixel.
ラインＣＣＤカメラ１０は、撮像範囲の長手方向がロール１００の周方向に直交するように（すなわち軸方向に一致するように）配置されている。これにより、ラインＣＣＤカメラ１０は軸方向に延びる画像を撮像する。なお、ラインＣＣＤカメラ１０により一度に撮像された画像を１ライン分の画像という。
また、ラインＣＣＤカメラ１０は、撮像範囲にあるロール１００の表面（接平面）の法線Nに対して、ラインＣＣＤカメラ１０の光軸Lの角度θ１が２０°となるように配置されることが好ましい。
The line CCD camera 10 is arranged so that the longitudinal direction of the imaging range is orthogonal to the circumferential direction of the roll 100 (that is, coincides with the axial direction). Thereby, the line CCD camera 10 captures an image extending in the axial direction. An image captured by the line CCD camera 10 at a time is referred to as an image for one line.
The line CCD camera 10 is arranged so that the angle θ 1 of the optical axis L of the line CCD camera 10 is 20 ° with respect to the normal N of the surface (tangent plane) of the roll 100 in the imaging range. It is preferable.
撮像手段は、照射手段によりロール１００に照射され、ロール１００で反射された光を受光できるように配置されていればよい。なお、ロール１００の照射手段から照射された照射光が入射する位置における法線Ｎに対して、側面視において、撮像手段の光軸と、照射手段の光軸とが、非対称となるように撮像手段及び照射手段を配置することが好ましい。これにより、撮像手段によりロール１００の表面での反射光を暗視野で撮像することができる。 The imaging unit may be arranged so as to be able to receive the light irradiated to the roll 100 by the irradiation unit and reflected by the roll 100. Note that, with respect to the normal N at the position where the irradiation light irradiated from the irradiation unit of the roll 100 is incident, imaging is performed so that the optical axis of the imaging unit and the optical axis of the irradiation unit are asymmetric in a side view. It is preferable to arrange the means and the irradiation means. Thereby, the reflected light on the surface of the roll 100 can be imaged in the dark field by the imaging means.
本実施形態では、回転手段によりロール１００を中心軸周りに回転させながら、ラインＣＣＤカメラ１０によりロール１００一周分の反射光を撮像する。これにより、ラインＣＣＤカメラ１０はロール１００一周分の複数ラインの画像データを撮像することとなる。
また、異なる工程でのロールの撮影においても、毎回ロールの同じ場所から撮影する必要があるため、微細凹凸構造を表面に有する物品の製造に影響しない位置に設けた基点（図示せず）を基準に、同じ位置からロール１００一周分を撮影するようにしている。ラインＣＣＤカメラ１０により撮像された画像データは画像処理装置３０へと送られる。
In the present embodiment, the line CCD camera 10 captures the reflected light for one round of the roll 100 while rotating the roll 100 around the central axis by the rotating means. As a result, the line CCD camera 10 captures image data of a plurality of lines for one rotation of the roll 100.
In addition, since it is necessary to shoot from the same location of the roll every time in the shooting of the roll in different processes, a reference point (not shown) provided at a position that does not affect the manufacture of the article having the fine uneven structure on the surface is used as a reference. In addition, the entire roll 100 is photographed from the same position. Image data picked up by the line CCD camera 10 is sent to the image processing device 30.
（画像処理手段）
画像処理装置３０は、ラインＣＣＤカメラ１０から送信されたロール１００外周を撮影した画像データや欠陥候補を検出するための閾値等を記憶する記憶部と、画像データから欠陥候補を検出する画像処理部と、ＣＣＤカメラ等と各判定部等との間を電気的に接続するインターフェイス部等を備える。
(Image processing means)
The image processing device 30 includes a storage unit that stores image data taken from the outer periphery of the roll 100 transmitted from the line CCD camera 10, threshold values for detecting defect candidates, and the like, and an image processing unit that detects defect candidates from the image data. And an interface unit that electrically connects the CCD camera and the like to each determination unit.
なお、画像処理部等は、専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく、メモリおよび中央演算装置（ＣＰＵ）によって構成され、画像処理部等の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによって、その機能を実現させるものであってもよい。
また、画像処理装置には、周辺機器として、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力装置や、ＣＲＴ、液晶表示装置等の表示装置等が接続される。
The image processing unit or the like may be realized by dedicated hardware, and includes a memory and a central processing unit (CPU), and a program for realizing the functions of the image processing unit and the like is stored in the memory. The function may be realized by loading and executing.
In addition, input devices such as a display touch panel, a switch panel, and a keyboard, and display devices such as a CRT and a liquid crystal display device are connected to the image processing apparatus as peripheral devices.
（移動手段）
移動手段（図示略）は、ロール１００の外周全面を撮像するために、ロール１００と、ラインＣＣＤカメラ１０とを、ロール１００の中心軸に沿って長手方向に沿って相対的に平行移動させるものである。
(transportation)
The moving means (not shown) moves the roll 100 and the line CCD camera 10 relatively in parallel along the longitudinal direction along the central axis of the roll 100 in order to image the entire outer periphery of the roll 100. It is.
なお、移動手段はロール１００を固定し、ラインＣＣＤカメラ１０をロール１００の長手方向に沿って平行移動させるものであってもよいし、ラインＣＣＤカメラ１０を固定し、ロール１００をラインＣＣＤカメラ１０の撮像範囲の長手方向に沿って平行移動させるものであってもよい。また、ライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１の照射範囲がロール１００の長手方向の全幅を照らせない場合、ライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１もラインＣＣＤカメラ１０と同様に、ロール１００の長手方向に沿って相対的に平行移動させるようにしてもよい。 The moving means may fix the roll 100 and translate the line CCD camera 10 along the longitudinal direction of the roll 100, or may fix the line CCD camera 10 and fix the roll 100 to the line CCD camera 10. The image may be translated along the longitudinal direction of the imaging range. When the irradiation range of the line illumination devices 20a, 20b, and 21 cannot illuminate the entire width in the longitudinal direction of the roll 100, the line illumination devices 20a, 20b, and 21 are also in the longitudinal direction of the roll 100 as in the line CCD camera 10. You may make it relatively translate along.
＜モールドの検査方法＞
モールドの検査は撮影した画像データに基づいて行う。具体的には、下記の工程（ｉ）〜（ｖｉ）を順に行うことによりモールドの良否判定を行う。
<Mold inspection method>
The mold inspection is performed based on the photographed image data. Specifically, the quality of the mold is determined by sequentially performing the following steps (i) to (vi).
工程（ｉ）：第一の撮像工程
陽極酸化工程前に上記検査装置にて第一の照明手段から光を照射し、ロール１周分の画像データを撮影する。
Step (i): First imaging step Before the anodizing step, the inspection device irradiates light from the first illuminating means to photograph image data for one round of the roll.
工程（ｉｉ）：微細凹凸形成工程
ロールを陽極酸化することによって、微細凹凸構造を有する陽極酸化アルミナを表面に形成したモールドを製造する。必要に応じて、前記モールド表面に、離型が容易になるように離型処理を施す。
Step (ii): Fine concavo-convex formation step A mold having an anodized alumina having a fine concavo-convex structure formed on the surface is produced by anodizing the roll. If necessary, a mold release treatment is performed on the mold surface so as to facilitate mold release.
工程（ｉｉｉ）：第二の撮像工程
上記検査装置にて第二の照明手段から光を照射し工程（ｉｉ）で製造したモールドの１周分の画像データを撮影する。
Step (iii): Second imaging step Image data for one round of the mold manufactured in step (ii) is photographed by irradiating light from the second illumination means with the inspection apparatus.
工程（ｉｖ）：欠陥候補画像抽出工程
工程（ｉｉｉ）で撮影したモールドの１周分の画像から欠陥候補画像を抽出する。欠陥候補の検出は画像を人が見て目視で検出してもよいが、好ましくは、予め閾値を決めておき、閾値を越える画素値でさらにある一定の画素数分まとまっていれば欠陥候補として自動抽出する。
Step (iv): Defect candidate image extraction step A defect candidate image is extracted from the image of one round of the mold taken in step (iii). The detection of defect candidates may be detected visually by human observation of the image, but preferably, a threshold value is determined in advance, and if the pixel value exceeds the threshold value and is further collected for a certain number of pixels, it is determined as a defect candidate. Automatically extract.
工程（ｖ）：比較画像抽出工程
工程（ｉｖ）で検出した欠陥候補画像と同じ位置の画像を、工程（ｉ）の第一の撮像工程にて撮影した画像から抽出する。
Step (v): Comparative image extraction step An image at the same position as the defect candidate image detected in step (iv) is extracted from the image captured in the first imaging step of step (i).
工程（ｖｉ）：モールド良否判定工程
工程（ｉｖ）の欠陥候補画像と工程（ｖ）の比較画像を人が見て、共通して欠陥が写っていれば後工程で問題となるＮＧ欠陥と判断し、欠陥候補画像には写っているが比較画像には写っていない場合は、後工程には影響しない埃や付着物等と判断する。
ＮＧ欠陥があらかじめ決めた個数や位置にあれば、そのモールドは不良品と判定する。
また、比較画像にも欠陥があるかの判断は上記では人が目視で実施するようにしているが、欠陥候補を自動検出する際と同様に、あらかじめ閾値を決めておき、比較画像にて、その閾値を越える画素値でさらにある一定の画素数分まとまっていれば欠陥があるという自動で判断する方法でもよい。
Step (vi): Mold pass / fail judgment step If a person looks at the defect candidate image in step (iv) and the comparison image in step (v) and a defect is shown in common, it is judged as an NG defect that causes a problem in the subsequent step. If the defect candidate image is included in the comparison image but not in the comparison image, it is determined that the dust or deposits do not affect the subsequent process.
If there are NG defects in a predetermined number or position, the mold is determined to be defective.
In addition, in the above, the determination of whether or not there is a defect in the comparison image is carried out by human eyes, but as in the case of automatically detecting defect candidates, a threshold value is determined in advance, Alternatively, a method of automatically determining that there is a defect may be used if the pixel value exceeds the threshold value and the pixel value is more than a certain number of pixels.
また上記ＮＧ欠陥の判断方法では、工程（ｉｉ）から工程（ｉｉｉ）の間で新たに発生した欠陥を見逃す可能性があるが、実績として工程（ｉｉ）から工程（ｉｉｉ）の間で発生した欠陥は無く、工程（ｉｉ）から工程（ｉｉｉ）の間で欠陥が発生するとしたら、ハンドリングミス等による接触の傷があるが、そのような欠陥はサイズが大きく工程（ｖｉ）のモールド良否判定工程の際の欠陥候補画像と比較画像の確認の際に、容易に判断できるため、検出漏れが発生しにくい。 Further, in the above NG defect determination method, there is a possibility that a newly generated defect may be missed between step (ii) and step (iii), but as a result, it occurred between step (ii) and step (iii). If there is no defect and a defect occurs between step (ii) and step (iii), there is a contact scratch due to a handling mistake or the like, but such a defect has a large size and the mold pass / fail judgment step of step (vi) In this case, since it is possible to easily determine when the defect candidate image and the comparison image are confirmed, it is difficult for detection omission to occur.
なお、本発明のモールドの検査方法は、ロール表面に光を照射する照射手段と、照射手段から照射され、鏡面切削した部材の表面で反射した光を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像に基づいて、モールドの良否を判定する工程とを有するものであればよく、図１〜図３に示す第１の実施形態のものに限定はされない。なお、上述の工程では、第一の撮像工程で用いられる照明を第一の照明手段、第二の撮像工程で用いられる照明を第二の照明手段としているが、第一の照明手段と第二の照明手段は同じであっても良く、異なっていても良い。しかしながら、画像を比較するためには、なるべく同じ条件で撮像を行うことが好ましいことから、第一の照明手段と第二の照明手段とは同じであることが好ましい。 The mold inspection method of the present invention includes an irradiation unit that irradiates light onto the roll surface, an imaging unit that images the light irradiated from the irradiation unit and reflected from the surface of the mirror-cut member, and the imaging unit. It is only necessary to have a process for determining the quality of the mold based on the obtained image, and the present invention is not limited to that of the first embodiment shown in FIGS. In the above-described process, the illumination used in the first imaging process is the first illumination means, and the illumination used in the second imaging process is the second illumination means. The illumination means may be the same or different. However, in order to compare images, it is preferable to perform imaging under the same conditions as much as possible. Therefore, the first illumination unit and the second illumination unit are preferably the same.
図４は、第２の実施形態の検査装置を示した側面図であり、図５は正面図である。
図４では、図１に示す検査装置にてライン状照明装置２０ａと２０ｂを図６に示すライン状照明装置２２に置き換えたものである。
ライン状照明装置２２は図１に示すように照射範囲にあるロール１００の表面（接平面）の法線Nに対して、ライン状照明装置２２の光軸の角度θ６が４５°となるように配置されることが好ましい。
FIG. 4 is a side view showing the inspection apparatus of the second embodiment, and FIG. 5 is a front view.
4, the line illumination devices 20a and 20b are replaced with the line illumination device 22 shown in FIG. 6 in the inspection apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the line illumination device 22 has an optical axis angle θ 6 of 45 ° with respect to the normal N of the surface (tangential plane) of the roll 100 in the irradiation range. It is preferable to arrange | position.
図６は（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図であり、同図に示すように照射方向が正面視において角度θ７、θ８の２方向あるような照明である。
照射方向の角度θ７、θ８は４５°が好ましい。
上記ライン状照明装置２２を用いることにより、検査装置のコンパクト化や照射手段の配置の自由度を上げることが可能となる。
6A is a front view, and FIG. 6B is a side view. As shown in FIG. 6, the illumination direction is such that there are two directions θ 7 and θ 8 in the front view.
The angles θ 7 and θ 8 in the irradiation direction are preferably 45 °.
By using the line illumination device 22 described above, it is possible to make the inspection device compact and to increase the degree of freedom of arrangement of the irradiation means.
また、照射手段は、図示例のライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１に限定されず、スポット状照明装置、レーザー照明等であってもよい。また、照明装置に、反射板、シリンドリカルレンズ、集光レンズ等の補助部材を組み合わせてもよい。 Further, the irradiation means is not limited to the linear illumination devices 20a, 20b, and 21 in the illustrated example, and may be a spot illumination device, laser illumination, or the like. Moreover, you may combine auxiliary members, such as a reflecting plate, a cylindrical lens, and a condensing lens, with an illuminating device.
また、撮像手段は、図示例のラインＣＣＤカメラ１０に限定はされず、イメージＣＣＤカメラであってもよく、反射強度を測定する光検出器であってもよい。 Further, the imaging means is not limited to the line CCD camera 10 in the illustrated example, and may be an image CCD camera or a photodetector that measures the reflection intensity.
また、ロール１００の長さがラインＣＣＤカメラ１０の撮像範囲内に収まっている場合は、前記移動手段を省略してもいい。
また、ライン状照明装置２０ａ、２０ｂ、２１、及びラインＣＣＤカメラ１０をロール１００の長手方向に複数台並べて一度に外周全面を撮像する構成としてもよい。
Further, when the length of the roll 100 is within the imaging range of the line CCD camera 10, the moving means may be omitted.
Alternatively, a plurality of line illumination devices 20a, 20b, and 21 and line CCD cameras 10 may be arranged in the longitudinal direction of the roll 100 so that the entire outer periphery is imaged at once.
また、画像処理装置３０においては、画像信号からモールドの欠陥を判別できれば特に限定されず、画像信号は２５６階調であってもよく、５１２階調であってもよく、１０２４階調であってもよく、アナログ信号であってもよい。 The image processing apparatus 30 is not particularly limited as long as a mold defect can be determined from the image signal. The image signal may have 256 gradations, 512 gradations, or 1024 gradations. It may be an analog signal.
上述の方法では、ロール１００の外周全面分の画像を一度に処理しているが、画像が大きくて処理に負荷がかかる場合は、複数の小領域に分けて処理してもよい。また、外周全面分を撮像するのではなく、一部分の撮像画像にてモールドの良否を判定してもよい。 In the above-described method, the image for the entire outer periphery of the roll 100 is processed at one time. However, when the image is large and processing load is applied, the image may be divided into a plurality of small regions. Further, the quality of the mold may be determined based on a part of the captured image instead of imaging the entire outer periphery.
本実施形態のモールドの検査方法によれば、モールドの欠陥を簡易に検査することができる。 According to the mold inspection method of this embodiment, a mold defect can be easily inspected.
＜モールドの製造方法＞
次に本実施形態の微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法について説明する。
本実施形態のモールドの製造方法は、アルミロール（モールド母材）の表面を鏡面化する工程（鏡面加工工程）と、鏡面加工後にアルミロール（モールド母材）を撮像する工程（第一の撮像工程）と、鏡面化したアルミロール表面を陽極酸化することによって、微細凹凸構造が形成された陽極酸化アルミナを表面に有するモールドを得る工程（陽極酸化工程）と、陽極酸化工程後にモールドを撮像する工程（第二の撮像工程）と、第一と第二の撮像工程から得られた画像からモールドを検査する工程（検査工程）と、必要に応じてモールドを修復する工程（修復工程）とを含む。
以下、モールドの製造方法の一例ついて説明する。
<Mold manufacturing method>
Next, the manufacturing method of the mold which has the fine concavo-convex structure of this embodiment on the surface is demonstrated.
The mold manufacturing method of the present embodiment includes a step of mirroring the surface of an aluminum roll (mold base material) (mirror finishing step) and a step of imaging the aluminum roll (mold base material) after mirror finishing (first imaging). Step), anodizing the mirror-finished aluminum roll surface to obtain a mold having an anodized alumina with a fine relief structure formed on the surface (anodizing step), and imaging the mold after the anodizing step A step (second imaging step), a step of inspecting the mold from the images obtained from the first and second imaging steps (inspection step), and a step of repairing the mold as needed (repair step). Including.
Hereinafter, an example of a mold manufacturing method will be described.
（鏡面加工工程）
鏡面切削もしくは鏡面研磨等の鏡面加工により、ロール外周面を鏡面化する。
(Mirror finishing process)
The outer peripheral surface of the roll is made into a mirror surface by mirror surface processing such as mirror surface cutting or mirror surface polishing.
（第一の撮像工程）
鏡面加工後のロールについて、図１に示した検査装置によって、外周面をラインＣＣＤカメラ１０にて撮像し、外周１周分の画像データを取得する。
(First imaging process)
About the roll after mirror surface processing, an outer peripheral surface is imaged with the line CCD camera 10 by the inspection apparatus shown in FIG. 1, and image data for one outer periphery is acquired.
（陽極酸化工程）
陽極酸化工程は、下記の工程（ａ）〜（ｆ）を順に行う工程であることが好ましい。
第１の酸化皮膜形成工程（ａ）：
鏡面化されたアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で陽極酸化して、表面に酸化皮膜を形成する（以下、工程（ａ）とも記す。）。
酸化皮膜除去工程（ｂ）：
酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点をアルミニウム基材の表面に形成する（以下、工程（ｂ）とも記す。）。
第２の酸化皮膜形成工程（ｃ）：
細孔発生点が形成されたアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化して、細孔発生点に対応した細孔を有する酸化皮膜を表面に形成する（以下、工程（ｃ）とも記す。）。
孔径拡大処理工程（ｄ）：
細孔の径を拡大させる（以下、工程（ｄ）とも記す。）。
酸化皮膜成長工程（ｅ）：
細孔の径が拡大された酸化皮膜を有するアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化する（以下、工程（ｅ）とも記す。）。
繰り返し工程（ｆ）：
必要に応じて、孔径拡大処理工程（ｄ）と酸化皮膜成長工程（ｅ）とを繰り返し行う（以下、工程（ｆ）とも記す。）。
(Anodizing process)
The anodizing step is preferably a step in which the following steps (a) to (f) are sequentially performed.
First oxide film forming step (a):
The surface of the mirror-finished aluminum substrate is anodized in an electrolytic solution under a constant voltage to form an oxide film on the surface (hereinafter also referred to as step (a)).
Oxide film removal step (b):
The oxide film is removed, and pore generation points for anodic oxidation are formed on the surface of the aluminum base (hereinafter also referred to as step (b)).
Second oxide film forming step (c):
The surface of the aluminum base material on which the pore generation point is formed is anodized again under a constant voltage in the electrolytic solution, and an oxide film having pores corresponding to the pore generation point is formed on the surface (hereinafter, process) (Also referred to as (c)).
Hole diameter expansion processing step (d):
The diameter of the pores is enlarged (hereinafter also referred to as step (d)).
Oxide film growth step (e):
The surface of the aluminum substrate having the oxide film with the enlarged pore diameter is anodized again in the electrolytic solution under a constant voltage (hereinafter also referred to as step (e)).
Repeat step (f):
If necessary, the pore diameter expansion treatment step (d) and the oxide film growth step (e) are repeated (hereinafter also referred to as step (f)).
工程（ａ）〜（ｆ）を有する方法によれば、鏡面化されたアルミニウム基材の表面に、開口部から深さ方向に徐々に径が縮小するテーパ形状の細孔が周期的に形成され、その結果、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールドを得ることができる。 According to the method having the steps (a) to (f), tapered pores whose diameter gradually decreases in the depth direction from the opening are periodically formed on the surface of the mirror-finished aluminum base material. As a result, a mold in which anodized alumina having a plurality of pores is formed on the surface can be obtained.
工程（ａ）の前に、アルミニウム基材の表面の酸化皮膜を除去する前処理を行ってもよい。酸化皮膜を除去する方法としてはクロム酸／リン酸混合液に浸漬する方法等が挙げられる。
また、細孔の配列の規則性はやや低下するが、モールドの表面を転写した材料の用途によっては工程（ａ）を行わず、工程（ｃ）から行ってもよい。
Before the step (a), a pretreatment for removing the oxide film on the surface of the aluminum substrate may be performed. Examples of the method for removing the oxide film include a method of dipping in a chromic acid / phosphoric acid mixed solution.
Moreover, although the regularity of the arrangement of the pores is slightly lowered, the step (a) may be performed instead of the step (a) depending on the use of the material to which the mold surface is transferred.
（第二の撮像工程）
得られたモールドについて、図１に示した検査装置によって、外周面をラインＣＣＤカメラ１０にて撮像し、外周１周分の画像データを取得する。
(Second imaging step)
About the obtained mold, an outer peripheral surface is imaged with the line CCD camera 10 by the inspection apparatus shown in FIG. 1, and image data for one outer periphery is acquired.
（検査工程）
第一と第二の撮像工程から得られた画像から、画像処理装置３０にて、欠陥候補画像と比較画像を抽出し、モールドの良否を判定し、良品であれば次の工程へと進める。
(Inspection process)
The image processing apparatus 30 extracts defect candidate images and comparative images from the images obtained from the first and second imaging steps, determines whether the mold is good or bad, and proceeds to the next step if it is a good product.
（修復工程）
不良品であれば、鏡面加工工程もしくは陽極酸化工程を再度実施する。モールドの修復後、再度検査工程を実施し、モールドが良品となるまで修復工程と検査工程を繰り返し実施する。
(Repair process)
If it is a defective product, the mirror finishing process or the anodizing process is performed again. After the mold is repaired, the inspection process is performed again, and the repair process and the inspection process are repeated until the mold becomes a good product.
モールドの形状は、平板でもあってもよく、ロール状であってもよい。
モールドの微細凹凸構造が形成された表面は、離型が容易になるように、離型処理が施されていてもよい。
離型処理の方法としては、例えば、シリコーン系ポリマーやフッ素ポリマーをコーティングする方法、フッ素化合物を蒸着する方法、フッ素系またはフッ素シリコーン系のシラン化合物をコーティングする方法等が挙げられる。
The shape of the mold may be a flat plate or a roll.
The surface on which the fine uneven structure of the mold is formed may be subjected to a release treatment so that the release is easy.
Examples of the release treatment method include a method of coating a silicone-based polymer or a fluorine polymer, a method of depositing a fluorine compound, a method of coating a fluorine-based or fluorine-silicone-based silane compound, and the like.
以上説明した本発明の、モールドの製造方法にあっては、本発明のモールドの検査方法によって、欠陥を検査する工程を有するため、欠陥の抑えられたモールドを安定して製造できる。 In the mold manufacturing method of the present invention described above, the mold inspection method of the present invention includes the step of inspecting defects, so that a mold with suppressed defects can be stably manufactured.
なお、本発明のモールドの製造方法は、本発明によるモールドの検査方法を含めばよく、上記の実施形態に限定されない。 The mold manufacturing method of the present invention may include the mold inspection method according to the present invention, and is not limited to the above embodiment.
例えば、鏡面加工工程の前に第一の撮像工程としてロール外周面の撮影を実施し、鏡面加工工程の後に第二の撮像工程としてロール外周面の撮影を実施し、その後検査工程と修復工程を実施し、鏡面加工後のロールの検査として同様の検査工程を実施してもよい。また、鏡面加工工程の後に検査工程と修復工程を実施し、さらに陽極酸化工程の後に検査工程と修復工程を実施する形態としても良い。 For example, the outer peripheral surface of the roll is photographed as the first imaging process before the mirror finishing process, the outer peripheral surface of the roll is photographed as the second imaging process after the mirror finishing process, and then the inspection process and the repairing process are performed. The same inspection process may be performed as an inspection of the roll after the mirror finishing. Moreover, it is good also as a form which implements an inspection process and a repair process after a mirror-finishing process, and also implements an inspection process and a repair process after an anodizing process.
＜微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法＞
以下、本実施形態の微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法について説明する。本実施形態では、表面に微細凹凸構造を有するシートを製造する場合について説明する。
図７は、本実施形態の表面に微細凹凸構造を有するシートを製造する際に用いられる製造装置を示す図である。同図に示すように製造装置は、表面に微細凹凸構造を有するロール状モールド１０１と、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を供給するタンク５０と、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をロール状モールド１０１に押し付ける押圧装置５１と、ニップロール５２と、活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置５３と、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をロール状モールド１０１から剥離させる剥離ロール５４と、を備える。
<Method for producing article having fine concavo-convex structure on surface>
Hereinafter, the manufacturing method of the article | item which has the fine uneven structure of this embodiment on the surface is demonstrated. This embodiment demonstrates the case where the sheet | seat which has a fine uneven structure on the surface is manufactured.
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing apparatus used when manufacturing a sheet having a fine relief structure on the surface of the present embodiment. As shown in the figure, the manufacturing apparatus includes a roll-shaped mold 101 having a fine concavo-convex structure on the surface, a tank 50 for supplying an active energy ray-curable resin composition, and an active energy ray-curable resin composition as a roll-shaped mold. A pressing device 51 that presses against the 101, a nip roll 52, an active energy ray irradiation device 53 that irradiates active energy rays, and a peeling roll 54 that peels the active energy ray-curable resin composition from the roll-shaped mold 101.
ロール状モールド１０１は上述したモールドの製造方法により製造した微細凹凸構造を表面に有する部材である。
タンク５０は、フィルム４２とロール状モールド１０１との間に活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を供給する。
The roll-shaped mold 101 is a member having on its surface a fine concavo-convex structure manufactured by the above-described mold manufacturing method.
The tank 50 supplies the active energy ray-curable resin composition between the film 42 and the roll-shaped mold 101.
活性エネルギー線照射装置５３としては、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。活性エネルギー線の照射量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化が進行するエネルギー量であればよく、通常、１００〜１００００ｍＪ／ｃｍ２程度である。 Examples of the active energy ray irradiation device 53 include a high-pressure mercury lamp and a metal halide lamp. The irradiation amount of an active energy ray should just be the energy amount which hardening of an active energy ray curable resin composition advances, and is about 100-10000mJ / cm < 2 > normally.
押圧装置５１は、例えば、空気圧シリンダからなり、シリンダの先端にニップロール５２が取り付けられている。押圧装置５１が伸張することにより、ニップロール５２が活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をロール状モールド１０１に押し付ける。 The pressing device 51 is composed of, for example, a pneumatic cylinder, and a nip roll 52 is attached to the tip of the cylinder. When the pressing device 51 extends, the nip roll 52 presses the active energy ray-curable resin composition against the roll-shaped mold 101.
以下、上記の製造装置により、表面に微細凹凸構造を有する部材を製造する方法について説明する。
図７に示すように、フィルム送り装置（不図示）により、無色透明のフィルム４２が、ニップロール５２とロール状モールド１０１との間に送られている。このフィルム４２上面に、タンク５０により活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を供給する。
Hereinafter, a method for manufacturing a member having a fine concavo-convex structure on the surface using the above manufacturing apparatus will be described.
As shown in FIG. 7, a colorless and transparent film 42 is fed between the nip roll 52 and the roll-shaped mold 101 by a film feeding device (not shown). An active energy ray-curable resin composition is supplied onto the upper surface of the film 42 by a tank 50.
フィルム４２上面に供給された活性エネルギー線硬化性樹脂組成物５０は、押圧装置５１のニップロール５２と、ロール状モールド１０１との間に送られる。押圧装置５１が伸張することにより、ニップロール５２によりフィルム４２および活性エネルギー線硬化性樹脂組成物をロール状モールド１０１に向けて接触させ、押し付ける。これにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物を、フィルム４２とロール状モールド１０１との間に均一に行き渡らせると同時に、ロール状モールド１０１の微細凹凸構造の凹部内に充填される。 The active energy ray-curable resin composition 50 supplied to the upper surface of the film 42 is sent between the nip roll 52 of the pressing device 51 and the roll-shaped mold 101. When the pressing device 51 extends, the film 42 and the active energy ray-curable resin composition are brought into contact with and pressed against the roll-shaped mold 101 by the nip roll 52. As a result, the active energy ray-curable resin composition is uniformly distributed between the film 42 and the roll-shaped mold 101, and at the same time, filled into the concave portions of the fine concavo-convex structure of the roll-shaped mold 101.
次に、ロール状モールド１０１の下方に設置された活性エネルギー線照射装置５３により、フィルム４２を透過させ、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する。これにより、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物が硬化され、ロール状モールド１０１の表面の微細凹凸構造が転写された硬化樹脂層４４が形成される。
次に、剥離ロール５４により、表面に硬化樹脂層４４が形成されたフィルム４２をロール状モールド１０１から剥離する。これにより、フィルム４２の表面に微細凹凸構造が転写された硬化樹脂層４４が設けられたシート状の光学フィルム４０を得ることができる。
Next, the active energy ray irradiating device 53 installed below the roll-shaped mold 101 allows the film 42 to pass through and irradiates the active energy ray curable resin composition with the active energy rays. Thereby, the active energy ray-curable resin composition is cured, and a cured resin layer 44 to which the fine uneven structure on the surface of the roll-shaped mold 101 is transferred is formed.
Next, the film 42 having the cured resin layer 44 formed on the surface is peeled from the roll-shaped mold 101 by the peeling roll 54. Thereby, the sheet-like optical film 40 provided with the cured resin layer 44 having the fine uneven structure transferred on the surface of the film 42 can be obtained.
本実施形態の微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法によれば、上述したモールドの検査方法により、欠陥の抑えられた微細凹凸構造を表面に有する部材をロール状モールド１０１として製造することができるため、欠陥の転写が抑えられた微細凹凸構造を表面に有する物品を安定して製造できる。 According to the method for manufacturing an article having the fine concavo-convex structure on the surface according to the present embodiment, the member having the fine concavo-convex structure with suppressed defects on the surface can be produced as the roll-shaped mold 101 by the above-described mold inspection method. Therefore, it is possible to stably manufacture an article having a fine concavo-convex structure with suppressed defect transfer on the surface.
なお、本発明の微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法は、上述した検査方法を用いて製造したモールドを用いていればよく、上記の方法に限定されるものではない。 In addition, the manufacturing method of the articles | goods which have the fine concavo-convex structure on the surface of this invention should just use the mold manufactured using the inspection method mentioned above, and is not limited to said method.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
（鏡面加工工程）
アルミニウム基材として、純度９９．９９６％のアルミニウムインゴットを、外径２００ｍｍ、長さ３２０ｍｍに切断して製造した圧延痕のない円筒状のアルミニウム部材に対して、表面を鏡面研磨により鏡面化し、ロールａを得た。
(Mirror finishing process)
As an aluminum base material, an aluminum ingot having a purity of 99.996% is cut into an outer diameter of 200 mm and a length of 320 mm, and a cylindrical aluminum member having no rolling trace is mirror-polished to a mirror-finished surface. a was obtained.
（第一の撮像工程）
表面を鏡面化したロールａにて図１に示す検査装置を用いて外周面の撮像し、外周１周分の画像データを取得した。ライン状照明装置２０ａ、２０ｂとしては、メック社製のハロゲン光源ELI-150NXとライトガイドPLT400+30D-1000-T0502を用いた。ライン状照明装置２１としては、モリテックス社製LED集光バー照明MLNX-CW240-DF（電源：MLEK-A230W1LR-100V）を用いた。
ラインＣＣＤカメラ１０としては、エクセル社製のＴＩ５１５０ＤＣＬにＶＳＴ社製のレンズＶＳ−Ｌ５０２８／Ｆを取り付けたものを用いた。
画像処理装置３０としては、Ｍａｔｒｏｘ社製のＭＩＬ９を用いた。
(First imaging process)
The outer peripheral surface was imaged with a roll a having a mirror-finished surface using the inspection apparatus shown in FIG. As the line illuminators 20a and 20b, a halogen light source ELI-150NX manufactured by MEC and a light guide PLT400 + 30D-1000-T0502 were used. As the line illumination device 21, LED concentrating bar illumination MLNX-CW240-DF (power supply: MLEK-A230W1LR-100V) manufactured by Moritex was used.
As the line CCD camera 10, a TI5150DCL manufactured by Excel and a lens VS-L5028 / F manufactured by VST were attached.
As the image processing apparatus 30, MIL9 manufactured by Matrox was used.
ラインＣＣＤカメラ１０（撮像手段）及びライン状照明装置２０（照射手段）の配置は、ロール１００の表面の撮像範囲の部分の法線Ｎに対してθ１＝２０°、θ２＝３５°、θ３＝５５°、θ４＝７０°とした。また、図２に示すライン状照明装置２０（照射手段）の照射方向の角度θ５は４５°とした。
ロール１００とラインＣＣＤカメラ１０との距離は約２００ｍｍ、ロール１００とライン状照明装置２０ａ、２０ｂとの距離は約７０ｍｍ、ロール１００とライン状照明装置２１との距離は約１５０ｍｍとした。
The line CCD camera 10 (imaging means) and the line illumination device 20 (irradiation means) are arranged such that θ 1 = 20 °, θ 2 = 35 ° with respect to the normal N of the imaging range portion of the surface of the roll 100, θ 3 = 55 ° and θ 4 = 70 °. Further, the angle θ 5 in the irradiation direction of the line illumination device 20 (irradiation means) shown in FIG. 2 was set to 45 °.
The distance between the roll 100 and the line CCD camera 10 was about 200 mm, the distance between the roll 100 and the line illumination devices 20a and 20b was about 70 mm, and the distance between the roll 100 and the line illumination device 21 was about 150 mm.
（陽極酸化工程）
工程（ａ）：
ロールａについて、０．３Ｍシュウ酸水溶液中で、直流：４０Ｖ、温度：１６℃の条件で３０分間陽極酸化を行った。
工程（ｂ）：
厚さ約３μｍの酸化皮膜が形成されたロールａを、６質量％リン酸／１．８質量％クロム酸混合水溶液に浸漬して、酸化皮膜を除去した。
工程（ｃ）：
ロールａについて、０．３Ｍシュウ酸水溶液中で、直流：４０Ｖ、温度：１６℃の条件で４５秒間陽極酸化を行った。
工程（ｄ）：
酸化皮膜が形成されたロールａを、３０℃の５質量％リン酸水溶液に９分間浸漬して、細孔径拡大処理を行った。
工程（ｅ）：
細孔の径が拡大された酸化被膜を有するロールａを、再度０．３Ｍシュウ酸水溶液中で、直流：４０Ｖ、温度：１６℃の条件で４５秒間陽極酸化を行った。
工程（ｆ）：
前記工程（ｄ）および工程（ｅ）を合計で４回繰り返して、設計上では平均ピッチ：１００ｎｍ、深さ：２００ｎｍの略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール状のモールドａを得た。
(Anodizing process)
Step (a):
The roll a was anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 30 minutes under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C.
Step (b):
The roll a on which the oxide film having a thickness of about 3 μm was formed was immersed in a 6% by mass phosphoric acid / 1.8% by mass chromic acid mixed aqueous solution to remove the oxide film.
Step (c):
The roll a was anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 45 seconds under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C.
Step (d):
The roll a on which the oxide film was formed was immersed in a 5% by mass phosphoric acid aqueous solution at 30 ° C. for 9 minutes to perform pore diameter expansion treatment.
Step (e):
The roll a having an oxide film with an enlarged pore diameter was again anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 45 seconds under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C.
Step (f):
The step (d) and the step (e) are repeated four times in total, and a roll shape in which anodized alumina having pores having a substantially conical shape with an average pitch of 100 nm and a depth of 200 nm is formed on the surface in design. The mold a was obtained.
（第二の撮像工程）
得られたモールドａについて、図１に示した検査装置によって、外周面をラインＣＣＤカメラ１０にて撮像し、外周１周分の画像データを取得した。
(Second imaging step)
About the obtained mold a, the outer peripheral surface was imaged with the line CCD camera 10 by the inspection apparatus shown in FIG. 1, and image data for one outer periphery was obtained.
（検査工程）
第二の撮像工程から得られた画像から、画像処理装置３０にて欠陥候補画像を抽出した。ここでは閾値を４８とし、画素値が４８を越えるもので２０画素以上まとまってあるものを欠陥候補として自動抽出した。第一の撮像工程から得られた画像から、前記欠陥候補画像と同じ位置の比較画像を抽出した。図８は欠陥候補画像とそれと対応する比較画像を上下に並べて出力した画像の一部である。
(Inspection process)
A defect candidate image was extracted by the image processing device 30 from the image obtained from the second imaging step. Here, the threshold value is set to 48, and those having a pixel value exceeding 48 and having 20 pixels or more are automatically extracted as defect candidates. A comparative image at the same position as the defect candidate image was extracted from the image obtained from the first imaging step. FIG. 8 shows a part of an image obtained by arranging a defect candidate image and a comparison image corresponding to the defect candidate image one above the other.
次に抽出された複数の欠陥候補画像と比較画像から、目視にて欠陥候補画像と比較画像に共通して欠陥があるか確認を実施し、その結果４点ＮＧ欠陥が見つかった。
図８において、欠陥候補２が欠陥候補画像と比較画像に共通して欠陥が存在するためＮＧ欠陥である。図８の他の３点の欠陥候補は比較画像には欠陥は存在しないため後工程で取れてなくなる問題とならない埃や付着物等と判断した。
Next, it was visually confirmed from the plurality of extracted defect candidate images and the comparison image whether there is a defect in common between the defect candidate image and the comparison image, and as a result, a four-point NG defect was found.
In FIG. 8, defect candidate 2 is an NG defect because a defect exists in common between the defect candidate image and the comparison image. The other three defect candidates shown in FIG. 8 were determined as dust, deposits, or the like that do not cause a problem that cannot be removed in a later process because no defect exists in the comparative image.
通常であれば、上記検査工程にてＮＧ欠陥が存在したため不良品と判定し、修復工程を実施するが、モールドａに関しては、本発明におけるモールドの検査方法の妥当性を確認するため、修復工程は実施せずに図７に示した製造装置にて、ロール状モールド１０１をモールドａとし、微細凹凸構造を表面に有する物品を製造した。
製造した微細凹凸構造を表面に有する物品を目視にて検査した結果、上記検査工程にてモールドａにてＮＧ欠陥と判定していた位置と対応するシート上の位置に、視認される欠陥があることを確認した。
Usually, since NG defects existed in the above inspection process, it is determined as a defective product and a repair process is carried out. For mold a, the repair process is performed in order to confirm the validity of the mold inspection method of the present invention. 7 was used, and an article having a roll-shaped mold 101 as the mold a and having a fine concavo-convex structure on the surface was manufactured using the manufacturing apparatus shown in FIG.
As a result of visually inspecting the manufactured article having the fine concavo-convex structure on the surface, there is a visible defect at a position on the sheet corresponding to the position determined as an NG defect in the mold a in the inspection step. It was confirmed.
次にモールドａに対して修復工程を実施した。具体的にはモールドａを洗浄し、その後鏡面研磨工程および陽極酸化工程を実施し、モールドｂを作製した。またモールドｂにて本発明のモールドの検査方法を実施し、ＮＧ欠陥が無い事を確認した上で、図７に示した製造装置にて、ロール状モールド１０１をモールドｂとし、微細凹凸構造を表面に有する物品を製造した。
製造した微細凹凸構造を表面に有する物品を目視にて検査した結果、モールド起因による外観欠陥が無いことを確認した。
Next, the repair process was implemented with respect to the mold a. Specifically, the mold a was washed, and then a mirror polishing process and an anodic oxidation process were performed to produce a mold b. In addition, the mold inspection method of the present invention was performed on the mold b, and it was confirmed that there was no NG defect. Then, in the manufacturing apparatus shown in FIG. Articles on the surface were produced.
As a result of visually inspecting the manufactured article having the fine concavo-convex structure on the surface, it was confirmed that there was no appearance defect due to the mold.
本発明のモールドの検査方法は、外観欠陥の抑えられたモールドの製造に有用である。さらには、本発明の微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法は、外観欠陥の転写が抑えられた微細凹凸構造を表面に有する物品の製造に有用である。 The mold inspection method of the present invention is useful for producing a mold with reduced appearance defects. Furthermore, the method for producing an article having the fine concavo-convex structure on the surface according to the present invention is useful for producing an article having a fine concavo-convex structure on the surface in which transfer of appearance defects is suppressed.
１０ ラインＣＣＤカメラ
２０ ライン状照明装置
２１ ライン状照明装置
２２ ライン状照明装置
３０ 画像処理装置
４０ 微細凹凸構造を表面に有するシート状の物品
１００ ロール
１０１ 微細凹凸構造を表面に有するロール状モールド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Line CCD camera 20 Line-shaped illumination apparatus 21 Line-shaped illumination apparatus 22 Line-shaped illumination apparatus 30 Image processing apparatus 40 Sheet-like article | item which has a fine uneven structure on the surface 100 Roll 101 Roll-shaped mold which has a fine uneven structure on the surface
Claims (8)
モールド母材の表面に、第一の照射手段から光を照射し、モールド母材の表面で反射した光を撮像する第一の撮像工程と、
モールド母材表面に、微細凹凸構造を形成する微細凹凸形成工程と、
前記微細凹凸構造が形成された前記モールド母材表面に、第二の照射手段から光を照射し、前記微細凹凸構造が形成された前記モールド母材の表面で反射した光を撮像する第二の撮像工程と、
前記第二の撮像工程で得られた撮像画像から欠陥候補画像を出力する工程と、
前記第一の撮像工程で得られた撮像画像から前記欠陥候補画像と同じ位置の比較画像を出力する工程と、
前記出力された欠陥候補画像と前記比較画像から前記モールドの良否を判定する工程と、
を有する、微細凹凸構造を表面に有するモールドの製造方法。 A method for producing a mold having a fine relief structure on the surface,
A first imaging step of irradiating the surface of the mold base material with light from the first irradiating means and imaging the light reflected on the surface of the mold base material;
A fine unevenness forming step for forming a fine unevenness structure on the surface of the mold base material;
A second irradiation unit irradiates light on the surface of the mold base material on which the fine concavo-convex structure has been formed, and images the light reflected on the surface of the mold base material on which the fine concavo-convex structure has been formed. Imaging process;
Outputting a defect candidate image from the captured image obtained in the second imaging step;
Outputting a comparison image at the same position as the defect candidate image from the captured image obtained in the first imaging step;
Determining the quality of the mold from the output defect candidate image and the comparison image;
The manufacturing method of the mold which has a fine concavo-convex structure on the surface.
前記微細凹凸構造は、前記モールド母材の表面を陽極酸化することで形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモールドの製造方法。 The mold base material is made of aluminum having a purity of at least 99% on the surface,
The method for producing a mold according to claim 1, wherein the fine concavo-convex structure is formed by anodizing the surface of the mold base material.
第一の照射手段から光を照射し、検査対象のモールドの表面で反射した光を撮像手段にて撮像する第一の撮像工程と、
前記モールドの製造工程の別段階で、第二の照射手段から光を照射し、検査対象の物品の表面で反射した光を撮像手段にて撮像する第二の撮像工程と、
前記第二の撮像工程で得られた撮像画像から欠陥候補画像を出力する工程と、
前記第一の撮像工程で得られた撮像画像から前記欠陥候補画像と同じ位置の比較画像を出力する工程と、
前記出力された欠陥候補画像と前記比較画像から前記モールドの良否を判定する工程と、を有することを特徴とする、モールドの検査方法。 A method for inspecting a mold having a fine relief structure on its surface,
A first imaging step of irradiating light from the first irradiation means and imaging the light reflected by the surface of the mold to be inspected by the imaging means;
A second imaging step of irradiating light from the second irradiating means in another stage of the manufacturing process of the mold, and imaging the light reflected on the surface of the article to be inspected by the imaging means;
Outputting a defect candidate image from the captured image obtained in the second imaging step;
Outputting a comparison image at the same position as the defect candidate image from the captured image obtained in the first imaging step;
And a step of determining whether the mold is good or bad from the output defect candidate image and the comparative image.
欠陥候補画像と比較画像を並べて一つの画像として出力する工程を含むことを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載のモールドの検査方法。
In the step of outputting the defect candidate image and the step of outputting the comparison image,
The mold inspection method according to any one of claims 5 to 7, further comprising a step of arranging the defect candidate image and the comparison image side by side and outputting the image as a single image.
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