JP5557140B2 - 金型ムラ検査方法 - Google Patents
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Description
「防眩処理用金型」とは、表面に数μm〜数mm程度の凹凸形状を有する金型である。この金型は、通常、フィルムへのUVエンボス法による転写や、成型加工の際に用いられ、加工対象物に防眩処理表面を形成する。防眩処理用金型としては、銅面にエッチングを施した後、硬質クロムメッキで耐擦傷性を持たせた形態のものが用いられうる。他に、ビーズショット法により、表面に細かな凹凸が形成された金属板なども防眩処理用金型として用いられる。金型の形状としては、板状やロールトゥロールプロセスで用いられるロール状の金型などがある。
「投光ファイバ」とは、発光器により発せられた光を導き、1点から被検査面に向けて光を照射する役割を果たす光ファイバである。投光ファイバは、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバの単線であってもよく、複数の光ファイバが束となった形態のものも考えられる。
「受光ファイバ」は、被検査面から反射された光を検出部に導く役割を果たす光ファイバである。投光ファイバは、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバの単線であってもよく、複数の光ファイバが束となった形態のものも考えられる。
投光ファイバまたは受光ファイバを複数の光ファイバの束によって構成する場合、束の断面形状は、円形であっても楕円形であってもよく、四角形、多角形、環状、線状などであってもよい。光ファイバの位置決めを容易にするために、光ファイバの束の全体としての断面形状は、回転対称性を有する形状が好ましく、特に円形が好ましい。検査対象物が、円筒形状の金型である場合のように、被検査面が何らかの曲率を有する曲面である場合には、その曲率に応じて、得られる反射光が円形となるように、楕円形に束ねられた光ファイバの束を用いることが好ましい。
光源としては、ハロゲンランプ、タングステンランプ、水銀灯に代表される電球の他に、発光ダイオード(LED)、レーザ素子など、各種光源を用いることができる。光源としては、特に、ノイズ除去のために必要に応じて変調をかけることが容易であるLED、半導体レーザ素子、半導体励起レーザ素子といった固体光源を用いることが好ましい。
光ファイバの束を被検査面に対して相対的に移動させる手段としては、一般的にメカニカル標準部品として販売されているリニアガイドや、シャフト上にリニアブッシュを移動させる機構などが例示される。リニアガイドは、THK株式会社など多くのメーカーによって製造・販売されている。平行移動は手動で行なうこととしてもよいが、測定精度や省力化の観点からは、自動で平行に移動できるリニアアクチュエータを用いることが特に好ましい。リニアアクチュエータとしては、THK株式会社製GLM20シリーズや、オリエンタルモーター株式会社製サーボリニアアクチュエーターEXZシリーズ他、多くのメーカーから多様な製品が販売されている。
(構成)
図1〜図3を参照して、本発明に基づく実施の形態1における金型ムラ検査装置101について説明する。図1に示すように、本実施の形態における金型ムラ検査装置101は、表面に形成された凹凸形状によって防眩効果を奏する製品を成形するための金型1の表面のムラの検査装置であって、金型1の被検査面1aに向けて投光するための投光ファイバ11と、被検査面1aからの反射光を受光しうる1以上の受光ファイバ12と、1以上の受光ファイバ12が受光する光の強度を検出するための検出部20と、1以上の受光ファイバ12を被検査面1aに平行に移動させるための移動部26とを備える。投光ファイバ11と複数の受光ファイバ12とを合わせたものは光ファイバ束13となっている。光ファイバ束13の端にコリメートレンズユニット10が配置されている。
本実施の形態における金型ムラ検査装置101では、移動部26によって金型1の軸方向のスキャンが可能である。このようにスキャンすることによって、投光ファイバ11からの光71を被検査面1aの軸方向に沿って順に照射し、それぞれの位置で検出できる乱反射成分の状況を受光ファイバ12で収集することができる。さらにここで示したようにモータ27によって金型1の周方向のスキャンが可能であることが好ましい。軸方向と周方向との両方についてスキャンすることにより、2次元的に広がりを有する被検査面1aの全域にわたって乱反射成分の状況を受光ファイバ12で収集することができる。こうして得られた情報を2次元的にマップ状に整理した一例を図4に示す。このようにして、何ら熟練作業を要さずにムラを可視化することができる。図4に示すように整理して表示すれば、金型がたとえ円筒形状であっても平面的に表示することができるので、金型の外周面のムラ発生状況を瞬時に把握することができ、好都合である。以上のように、本実施の形態における金型ムラ検査装置では、金型の被検査面に光を照射し、その反射光の受光の有無および強度を受光ファイバによって検出することとしているので、たとえその金型によって製品を成形しなくても、製品に生じるであろうムラを金型から把握することができる。
(構成)
図5〜図7を参照して、本発明に基づく実施の形態2における金型ムラ検査装置について説明する。本実施の形態における金型ムラ検査装置102は、基本的には実施の形態1で説明した金型ムラ検査装置101と同様の構成を備えているが、さらに以下の構成を備えている。
本実施の形態では、光71が被検査面1aで正反射した成分である反射光72は、受光ファイバ束17のうちの第1受光ファイバ12fに入射し、光71が被検査面1aで乱反射した成分である散乱光73の一部は、受光ファイバ束17のうちの第2受光ファイバ12gに入射する。
本発明によって実際にムラが可視化できるか否か確認するために、発明者らは、実験を行なった。
(検査方法)
図13を参照して、本発明に基づく実施の形態3における金型ムラ検査方法について説明する。本実施の形態における金型ムラ検査方法のフローチャートを図13に示す。金型ムラ検査方法は、表面に形成された凹凸形状によって防眩効果を奏する製品を成形するための金型の表面のムラの検査方法であって、1以上の受光ファイバを被検査面に平行に移動させながら、前記1以上の受光ファイバが受光する光の強度情報を収集する工程S1と、前記収集する工程S1によって得た強度情報から前記金型の表面のムラの有無を判断する工程S2とを含み、前記収集する工程S1は、前記金型の前記被検査面に向けて投光ファイバから投光する工程S11と、前記被検査面からの反射光を前記1以上の受光ファイバによって受光する工程S12とを含む。
Claims (4)
- 表面に形成された凹凸形状によって防眩効果を奏する製品を成形するための金型の表面のムラの検査方法であって、
1以上の受光ファイバを被検査面に平行に移動させながら、前記1以上の受光ファイバが受光する光の強度情報を収集する工程と、
前記収集する工程によって得た強度情報から前記金型の表面のムラの有無を判断する工程とを含み、
前記収集する工程は、前記金型の前記被検査面に向けて投光ファイバから投光する工程と、前記被検査面からの反射光を前記1以上の受光ファイバによって受光する工程とを含み、
前記ムラの有無を判断する工程は、前記ムラを可視化する工程を含む、金型ムラ検査方法。 - 前記投光する工程および前記受光する工程は、前記投光ファイバの周りを複数の受光ファイバで取り囲むように配置した光ファイバ束を用いて行ない、前記収集する工程は、前記光ファイバ束を移動させることによって行なう、請求項1に記載の金型ムラ検査方法。
- 前記受光する工程は、前記被検査面からの反射光を受光しうる複数の受光ファイバによる受光ファイバ束を用いて行ない、前記受光ファイバ束は、中心に位置する第1受光ファイバと、前記第1受光ファイバの周囲を取り囲む複数の第2受光ファイバとを含む、請求項1に記載の金型ムラ検査方法。
- 前記投光ファイバにおいて光を外部へ出射するための開口部の径に比べて、前記1以上の受光ファイバにおいて外部から光を受け入れるための開口部の径は、同じまたはより小さくなっている、請求項1から3のいずれかに記載の金型ムラ検査方法。
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