JP7513969B2 - Coating film edge evaluation method and coating film edge evaluation device - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 (1)2019年度 公益社団法人精密工学会 九州支部・中国四国支部共催「佐世保地方講演会」「第20回学生研究発表会」講演論文集 第190頁、令和1年12月14日発行 (2)2019年度精密工学会九州支部・中国四国支部共催「第20回学生研究発表会」、令和1年12月14日開催 (3)一般社団法人 日本機械学会 九州支部 九州学生会 「第51回学生員卒業研究発表講演会」講演論文集、令和2年3月6日発行Article 30, paragraph 2 of the Patent Act applies. (1) Proceedings of the 2019 Sasebo Regional Lecture and the 20th Student Research Presentation Session, co-hosted by the Kyushu Branch and Chugoku-Shikoku Branch of the Japan Society for Precision Engineering, p. 190, published on December 14, 2019. (2) The 20th Student Research Presentation Session, co-hosted by the Kyushu Branch and Chugoku-Shikoku Branch of the Japan Society for Precision Engineering, held on December 14, 2019. (3) Proceedings of the 51st Student Member Graduation Research Presentation Session, Kyushu Student Association, Kyushu Branch of the Japan Society of Mechanical Engineers, published on March 6, 2020.

本明細書によって開示される技術は、塗膜端部の評価方法、および、塗膜端部の評価装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a coating film end evaluation method and coating film end evaluation device.

基材に塗布液を塗布して塗膜を形成させる技術は、様々な分野で利用されている。形成された塗膜の品質評価は、従来、複数の評価者の目視による官能評価によって行われることが一般的であった。しかし、このような官能評価は、評価者による評価基準や判断のばらつき等により、客観性および普遍性に欠ける。 The technology of applying a coating liquid to a substrate to form a coating film is used in a variety of fields. Conventionally, the quality of the formed coating film has generally been evaluated by visual sensory evaluation by multiple evaluators. However, this type of sensory evaluation lacks objectivity and universality due to variations in evaluation criteria and judgments among evaluators.

このような問題を解決するために、例えば、撮像装置によって評価対象の塗膜からの反射光を撮像した画像を取得し、取得した画像を複数の領域に区分して各領域の明度を求め、近傍にある領域間の明度差に基づいて塗装ムラを評価する技術が提案されている(特許文献1参照)。 To solve these problems, a technology has been proposed that uses an imaging device to capture an image of the light reflected from the coating being evaluated, divides the image into multiple regions, calculates the brightness of each region, and evaluates the unevenness of the paint based on the brightness difference between adjacent regions (see Patent Document 1).

特開2012-7953号公報JP 2012-7953 A

ところで、塗膜を形成する際には、一般に、基材の表面において塗布液が付着してはいけない部分をマスキング材によって覆った上で、塗布液を塗布する。このため、マスキング材を塗布前に基材に貼り付け、塗布後に剥がす工程が必要となっており、手間とコストがかかっていた。このような手間とコストを削減するために、マスキングなしで塗装を行えるようにしたいという要望がある。このためには、形成された塗膜の端部がくっきりとした直線状となるような成膜方法を開発する必要があり、塗膜端部の状態を客観的に評価することが重要となってくる。しかし、このような評価を行う技術は未だ確立されていなかった。 When forming a coating film, generally, the parts of the substrate surface where the coating liquid must not adhere are covered with a masking material, and then the coating liquid is applied. This requires a process in which the masking material is attached to the substrate before coating and then peeled off after coating, which is time-consuming and costly. To reduce this time and cost, there is a demand for coating that can be performed without masking. To achieve this, it is necessary to develop a film-forming method that results in clearly linear edges of the formed coating film, and it is important to objectively evaluate the condition of the coating film edges. However, the technology for such evaluation has not yet been established.

本明細書によって開示される塗膜端部の評価方法は、基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価する方法であって、前記塗膜の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成工程と、前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定工程と、を含む。 The coating film edge evaluation method disclosed in this specification is a method for evaluating the state of the edge of a coating film formed by applying a coating liquid to a substrate, and includes an image acquisition step of acquiring an image of the coating film, a profile generation step of processing the image acquired by the image acquisition step to generate a line profile representing the distribution of brightness along a line in a direction perpendicular to the coating film formation direction, and a region determination step of determining, based on the line profile, a coating region where the coating film is formed, a non-coating region where the coating film is not formed, and a boundary region between the coating region and the non-coating region.

また、本明細書によって開示される塗膜端部の評価装置は、基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価するための装置であって、前記塗膜の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成部と、前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定部と、を備える。 The coating film edge evaluation device disclosed in this specification is a device for evaluating the state of the edge of a coating film formed by applying a coating liquid to a substrate, and includes an image acquisition unit that acquires an image of the coating film, a profile generation unit that processes the image acquired by the image acquisition unit to generate a line profile that represents the distribution of brightness along a line in a direction perpendicular to the coating film formation direction, and a region determination unit that determines, based on the line profile, a coating region where the coating film is formed, a non-coating region where the coating film is not formed, and a boundary region between the coating region and the non-coating region.

上記の構成によれば、境界領域の幅や片寄りなどの塗膜の端部の状態を定量化(数値化)することができ、塗膜の端部の状態を客観的に評価することができる。 The above configuration makes it possible to quantify (quantify) the condition of the edge of the coating film, such as the width of the boundary area and offset, and to objectively evaluate the condition of the edge of the coating film.

本明細書によって開示される塗膜端部の評価方法、および、塗膜端部の評価装置によれば、塗膜の端部の状態を定量化(数値化)することができ、塗膜の端部の状態を客観的に評価することができる。 The coating film end evaluation method and coating film end evaluation device disclosed in this specification make it possible to quantify (quantify) the condition of the coating film end, and to objectively evaluate the condition of the coating film end.

図1は、実施形態の評価装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an evaluation device according to an embodiment. 図2は、実施形態の塗装装置の概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view of the coating device according to the embodiment. 図3は、実施形態における評価装置の動作態様を説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation mode of the evaluation device in the embodiment. 図4は、実施形態における塗膜の顕微鏡画像である。FIG. 4 is a microscope image of a coating according to an embodiment. 図5は、実施形態において、平均化されたラインプロファイルを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an averaged line profile in an embodiment. 図6は、平均化されたラインプロファイルについて決定された成膜領域、非成膜領域、および境界領域を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the deposition, non-deposition, and boundary regions determined for an averaged line profile.

[実施形態の概要]
本明細書によって開示される塗膜端部の評価方法は、基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価する方法であって、前記塗膜の画像を取得する画像取得工程と、前記画像取得工程により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成工程と、前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定工程と、を含む。
[Overview of the embodiment]
The method for evaluating the ends of a coating film disclosed in this specification is a method for evaluating the condition of the ends of a coating film formed by applying a coating liquid to a substrate, and includes an image acquisition step of acquiring an image of the coating film, a profile generation step of processing the image acquired by the image acquisition step to generate a line profile representing the distribution of brightness along a line in a direction perpendicular to the film formation direction of the coating film, and a region determination step of determining, based on the line profile, a film-formed region where the coating film is formed, a non-film-formed region where the coating film is not formed, and a boundary region between the film-formed region and the non-film-formed region.

また、本明細書によって開示される塗膜端部の評価装置は、基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価するための装置であって、前記塗膜の画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成部と、前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定部と、を備える。 The coating film edge evaluation device disclosed in this specification is a device for evaluating the state of the edge of a coating film formed by applying a coating liquid to a substrate, and includes an image acquisition unit that acquires an image of the coating film, a profile generation unit that processes the image acquired by the image acquisition unit to generate a line profile that represents the distribution of brightness along a line in a direction perpendicular to the coating film formation direction, and a region determination unit that determines, based on the line profile, a coating region where the coating film is formed, a non-coating region where the coating film is not formed, and a boundary region between the coating region and the non-coating region.

上記の構成によれば、境界領域の幅や片寄りなどの塗膜の端部の状態を定量化(数値化)することができ、塗膜の端部の状態を客観的に評価することができる。 The above configuration makes it possible to quantify (quantify) the condition of the edge of the coating film, such as the width of the boundary area and offset, and to objectively evaluate the condition of the edge of the coating film.

上記の構成において、前記塗膜が、スプレー法によって成膜された塗膜であっても構わない。 In the above configuration, the coating film may be formed by a spray method.

スプレー法によって塗膜を形成する場合、塗布液の飛び散りによって、成膜領域と非成膜領域との間に、塗布液が不均一に付着した境界領域が比較的広く形成されがちである。このような場合に、上記の評価方法および評価装置を用いて、塗膜の端部の評価を定量的に評価することが好適である。 When forming a coating film by the spray method, the coating liquid tends to splash and form a relatively wide boundary area between the coating area and the non-coating area where the coating liquid is unevenly applied. In such cases, it is preferable to quantitatively evaluate the edge of the coating film using the above-mentioned evaluation method and evaluation device.

<実施形態>
実施形態を、図1から図6を参照しつつ説明する。
<Embodiment>
The embodiment will be described with reference to FIGS.

(塗膜端部の評価装置10の全体構成)
本実施形態の塗膜端部の評価装置10(以下、「評価装置10」と略記する)は、共焦点レーザ走査型顕微鏡であって、図1に示すように、レーザ光を射出する光源装置11と、光源装置11から射出されたレーザ光を試料に照射する照明光学系12と、試料からの反射光を検出する検出光学系13と、検出光学系13により取得された信号を処理する処理装置14とを備えた一般的な構成を有している。照明光学系12は、光源装置11から射出されたレーザ光を2次元的に走査させる2軸ガルバノスキャナ( 以下、「スキャナ」と略記する)を備えている。
(Overall configuration of coating film end evaluation device 10)
The coating edge evaluation device 10 (hereinafter abbreviated as "evaluation device 10") of this embodiment is a confocal laser scanning microscope, and as shown in Fig. 1, has a general configuration including a light source device 11 that emits laser light, an illumination optical system 12 that irradiates a sample with the laser light emitted from the light source device 11, a detection optical system 13 that detects reflected light from the sample, and a processing device 14 that processes a signal acquired by the detection optical system 13. The illumination optical system 12 includes a two-axis galvano scanner (hereinafter abbreviated as "scanner") that two-dimensionally scans the laser light emitted from the light source device 11.

処理装置14は、例えば、パーソナルコンピュータであって、制御部15と、演算部16とを備えている。制御部15は、光源装置11、照明光学系12、および検出光学系13の動作を制御する。演算部16は、画像取得部17と、プロファイル生成部18と、領域決定部19とを備えている。画像取得部17は、スキャナから送られてくるレーザ光の走査位置と、その走査位置からの反射光が検出されたときに検出光学系13から送られてくる信号とを対応づけて記憶することにより、2次元的な画像を生成するようになっている。プロファイル生成部18は、得られた画像上に設定されたラインLについてのラインプロファイルを生成する。領域決定部19は、生成されたラインプロファイルに基づいて、塗膜21が形成されている成膜領域22と、塗膜21が形成されていない非成膜領域23と、成膜領域22と非成膜領域23との間の境界領域24とを決定する。 The processing device 14 is, for example, a personal computer, and includes a control unit 15 and a calculation unit 16. The control unit 15 controls the operations of the light source device 11, the illumination optical system 12, and the detection optical system 13. The calculation unit 16 includes an image acquisition unit 17, a profile generation unit 18, and an area determination unit 19. The image acquisition unit 17 generates a two-dimensional image by storing the scanning position of the laser light sent from the scanner and the signal sent from the detection optical system 13 when the reflected light from the scanning position is detected in association with each other. The profile generation unit 18 generates a line profile for the line L set on the obtained image. The area determination unit 19 determines the film formation area 22 where the coating film 21 is formed, the non-film formation area 23 where the coating film 21 is not formed, and the boundary area 24 between the film formation area 22 and the non-film formation area 23 based on the generated line profile.

(成膜方法)
次に、評価対象となる塗膜21の成膜方法について説明する。成膜に用いられる塗装装置30は、静電塗装法によって基材20の表面に塗膜21を形成するための装置であって、図2に示すように、成膜室31の内部に設置された噴霧ノズル32およびステージ33と、噴霧ノズル32に接続された液供給部35および電圧印加部38を備えている。
(Film forming method)
Next, a method for forming the coating film 21 to be evaluated will be described. The coating device 30 used for the film formation is a device for forming the coating film 21 on the surface of the substrate 20 by electrostatic coating, and includes a spray nozzle 32 and a stage 33 installed inside a film formation chamber 31, and a liquid supply unit 35 and a voltage application unit 38 connected to the spray nozzle 32, as shown in FIG.

ステージ33は、成膜室31の内部に水平に設置された金属製の台である。ステージ33にはアース線34が接続されており、このアース線34によってステージ33が接地されている。 The stage 33 is a metal platform that is installed horizontally inside the film formation chamber 31. An earth wire 34 is connected to the stage 33, and the stage 33 is grounded by this earth wire 34.

噴霧ノズル32は、静電塗装による塗布液39の噴霧に用いられるノズルであり、成膜室31の内部に、噴霧口をステージ33に向けて設置されている。本実施形態では、噴霧ノズル32として静電霧化式のノズルが使用される。噴霧ノズル32は、駆動装置によって、水平方向に走査されるようになっている。噴霧ノズル32は、内部に、内部電極を備えている。 The spray nozzle 32 is a nozzle used to spray the coating liquid 39 by electrostatic coating, and is installed inside the film formation chamber 31 with its spray outlet facing the stage 33. In this embodiment, an electrostatic atomizing nozzle is used as the spray nozzle 32. The spray nozzle 32 is adapted to be scanned in the horizontal direction by a driving device. The spray nozzle 32 is equipped with an internal electrode inside.

液供給部35は、内部に塗布液39が貯留された貯留容器36と、この貯留容器36と噴霧ノズル32とを接続する送液管37とを備えている。液供給部35に貯留されている塗布液39は、ポンプによって、設定された流量で噴霧ノズル32に送液される。 The liquid supply unit 35 includes a storage container 36 in which the coating liquid 39 is stored, and a liquid delivery pipe 37 that connects the storage container 36 to the spray nozzle 32. The coating liquid 39 stored in the liquid supply unit 35 is delivered to the spray nozzle 32 at a set flow rate by a pump.

電圧印加部38は、噴霧ノズル32の内部電極に所定の電圧を印加する装置である。噴霧ノズル32に送液された塗布液39は、内部電極に電圧が印加されることで帯電して霧化され、噴霧ノズル32の先端から噴霧される。 The voltage application unit 38 is a device that applies a predetermined voltage to the internal electrode of the spray nozzle 32. The coating liquid 39 sent to the spray nozzle 32 is charged and atomized by applying a voltage to the internal electrode, and is sprayed from the tip of the spray nozzle 32.

次に、上記の塗装装置30を用いて、基材20に塗膜21を形成する手順について説明する。 Next, we will explain the procedure for forming a coating film 21 on a substrate 20 using the coating device 30.

まず、ステージ33上に基材20がセットされる。次に、噴霧ノズル32が所定の成膜方向(Y軸方向:図2および図4の矢印方向)に走査され、塗布液39が基材20に噴霧される。噴霧後の基材20は必要に応じて乾燥、硬化などの工程に供される。このようにして、基材20の表面に塗膜21が形成された試料が得られる。なお、基材20と塗布液39との組み合わせは、形成される塗膜21と、塗膜21が形成されずに基材20が露出している部分とのコントラストが十分に大きくなるように選択されることが好ましい。 First, the substrate 20 is set on the stage 33. Next, the spray nozzle 32 is scanned in a predetermined film-forming direction (Y-axis direction: the direction of the arrow in Figures 2 and 4), and the coating liquid 39 is sprayed onto the substrate 20. After spraying, the substrate 20 is subjected to processes such as drying and curing as necessary. In this way, a sample is obtained in which a coating film 21 is formed on the surface of the substrate 20. It is preferable that the combination of the substrate 20 and the coating liquid 39 is selected so that the contrast between the coating film 21 that is formed and the portion of the substrate 20 where the coating film 21 is not formed is sufficiently large.

(評価装置10の動作態様)
上記の塗装装置30によって成膜された塗膜21について、上記の評価装置10を用いて評価を行う処理について、図3から図6を参照しつつ説明する。
(Operational aspects of evaluation device 10)
The process of evaluating the coating film 21 formed by the coating apparatus 30 using the evaluation apparatus 10 will be described with reference to Figs. 3 to 6.

まず、処理装置14の制御部15が、光源装置11および照明光学系12を制御して、レーザ光を、試料に対して二次元走査しつつ照射する。試料からの反射光は、検出光学系13によって検出され、画像取得部17に送られる。画像取得部17は、照明光学系12のスキャナから送られてくるレーザ光の走査位置と、その走査位置からの反射光が検出されたときに検出光学系13から送られてくる信号とを対応づけて記憶することにより、2次元的な画像を生成する(ステップS1:画像取得工程)。 First, the control unit 15 of the processing device 14 controls the light source device 11 and the illumination optical system 12 to irradiate the sample with laser light while performing a two-dimensional scan. The light reflected from the sample is detected by the detection optical system 13 and sent to the image acquisition unit 17. The image acquisition unit 17 generates a two-dimensional image by storing the scanning position of the laser light sent from the scanner of the illumination optical system 12 and the signal sent from the detection optical system 13 when the reflected light from that scanning position is detected in association with each other (step S1: image acquisition process).

次に、プロファイル生成部18は、得られた画像上に、成膜方向と直交方向に延びる直線状のラインLを設定し、このラインLについての、輝度値のラインプロファイルを生成する(ステップS2:プロファイル生成工程)。ここで、ラインプロファイルとは、ラインL上に並んでいる画素の輝度値(検出光学系13からの出力値)の変化を、各画素の成膜方向と直交方向における位置(図4のX軸方向の位置)を横軸に、輝度を縦軸に取ったグラフで表したものである。本実施形態では、複数のラインL1、L2…Lnについてそれぞれラインプロファイルを生成し、これら複数のラインプロファイルを平均化することによって、平均化されたラインプロファイルを得る。より具体的には、複数のラインプロファイルについて、X軸方向の位置(X座標値)が一致する画素の輝度値の平均値を求めて、平均化されたラインプロファイル(図5参照)を描く。これにより、ノイズの影響を低減することができる。なお、本明細書では、複数のラインを区別する場合には、ラインの符号に添え字1、2、3…nを付し、区別せずに総称する場合には、符号に添え字を付さないものとする。 Next, the profile generating unit 18 sets a linear line L extending in a direction perpendicular to the deposition direction on the obtained image, and generates a line profile of the luminance value for this line L (step S2: profile generating process). Here, the line profile is a graph showing the change in the luminance value (output value from the detection optical system 13) of the pixels arranged on the line L, with the horizontal axis representing the position of each pixel in the direction perpendicular to the deposition direction (position in the X-axis direction in FIG. 4) and the vertical axis representing the luminance. In this embodiment, a line profile is generated for each of the multiple lines L1, L2...Ln, and an averaged line profile is obtained by averaging these multiple line profiles. More specifically, the average value of the luminance value of pixels whose positions in the X-axis direction (X coordinate value) match for the multiple line profiles is obtained, and an averaged line profile (see FIG. 5) is drawn. This makes it possible to reduce the influence of noise. In this specification, when multiple lines are to be distinguished from each other, suffixes 1, 2, 3...n are added to the symbols of the lines, and when they are referred to collectively without distinction, suffixes are not added to the symbols.

次に、平均化されたラインプロファイルについて、あらかじめ設定された条件に従って成膜領域22、非成膜領域23、境界領域24を決定する(ステップS3:領域決定工程)。成膜領域22は、成膜品質上許容可能な程度に均一な塗膜21が形成されている領域である。非成膜領域23は、基材20上に塗布液39がほとんどまたは全く付着しておらず、塗膜21が形成されていない領域である。境界領域24は、塗布液39が不均一に付着し、成膜品質上許容可能な程度に均一な塗膜21が形成されていない領域であって、成膜領域22と非成膜領域23との間に存在している。本実施形態では、平均化されたラインプロファイルにおいて、輝度値の最大値を100%、最小値を0%と設定したときに、10%以下の領域を成膜領域22、90%以上の領域を非成膜領域23とし、両者の中間領域を境界領域24とした例を示している(図6参照)。これにより、境界領域24の幅や片寄りなどの塗膜端部の状態を定量化(数値化)し、客観的に評価することができる。例えば、境界領域24の幅が狭く、成膜領域22の両側の境界領域24の幅の差が小さければ、より良好に成膜ができていると判断できる。また、異なる成膜条件で形成された複数の塗膜について、境界領域の幅や片寄りを比較することで、よりよい成膜条件を判定することができる。 Next, the film-formed region 22, the non-film-formed region 23, and the boundary region 24 are determined for the averaged line profile according to the preset conditions (step S3: region determination process). The film-formed region 22 is a region in which the coating film 21 is formed to a degree that is acceptable in terms of film-formed quality. The non-film-formed region 23 is a region in which little or no coating liquid 39 adheres to the substrate 20, and the coating film 21 is not formed. The boundary region 24 is a region in which the coating liquid 39 adheres unevenly, and the coating film 21 is not formed to a degree that is acceptable in terms of film-formed quality, and exists between the film-formed region 22 and the non-film-formed region 23. In this embodiment, when the maximum brightness value is set to 100% and the minimum brightness value is set to 0% in the averaged line profile, an example is shown in which the region of 10% or less is the film-formed region 22, the region of 90% or more is the non-film-formed region 23, and the intermediate region between the two is the boundary region 24 (see FIG. 6). This allows the state of the coating edge, such as the width and offset of the boundary region 24, to be quantified (quantified) and objectively evaluated. For example, if the width of the boundary region 24 is narrow and the difference in the width of the boundary region 24 on both sides of the coating region 22 is small, it can be determined that the coating has been formed better. In addition, by comparing the width and offset of the boundary region for multiple coatings formed under different coating conditions, it is possible to determine the better coating conditions.

(作用効果)
以上のように本実施形態の塗膜端部の評価方法は、基材20上に塗布液39を付着させて形成された塗膜21の端部の状態を評価する方法であって、塗膜21の画像を取得する画像取得工程と、画像取得工程により得られた画像を画像処理して、塗膜21の成膜方向と直交する方向のラインLに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成工程と、ラインプロファイルに基づいて、塗膜21が形成されている成膜領域22と、塗膜21が形成されていない非成膜領域23と、成膜領域22と非成膜領域23との間の境界領域24とを決定する領域決定工程と、を含む。
(Action and Effect)
As described above, the method for evaluating the ends of a coating film in this embodiment is a method for evaluating the condition of the ends of a coating film 21 formed by applying a coating liquid 39 to a substrate 20, and includes an image acquisition step of acquiring an image of the coating film 21, a profile generation step of processing the image acquired by the image acquisition step to generate a line profile representing the distribution of brightness along a line L in a direction perpendicular to the film formation direction of the coating film 21, and a region determination step of determining, based on the line profile, a film formation region 22 where the coating film 21 is formed, a non-film formation region 23 where the coating film 21 is not formed, and a boundary region 24 between the film formation region 22 and the non-film formation region 23.

また、本実施形態の塗膜端部の評価装置10は、基材20上に塗布液39を付着させて形成された塗膜21の端部の状態を評価するための装置であって、塗膜21の画像を取得する画像取得部17と、画像取得部17により得られた画像を画像処理して、塗膜21の成膜方向と直交する方向のラインLに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成部18と、ラインプロファイルに基づいて、塗膜21が形成されている成膜領域22と、塗膜21が形成されていない非成膜領域23と、成膜領域22と非成膜領域23との間の境界領域24とを決定する領域決定部19と、を備える。 The coating film end evaluation device 10 of this embodiment is a device for evaluating the state of the end of the coating film 21 formed by applying the coating liquid 39 onto the substrate 20, and includes an image acquisition unit 17 for acquiring an image of the coating film 21, a profile generation unit 18 for processing the image acquired by the image acquisition unit 17 to generate a line profile representing the distribution of brightness along a line L in a direction perpendicular to the deposition direction of the coating film 21, and an area determination unit 19 for determining the coating region 22 where the coating film 21 is formed, the non-coating region 23 where the coating film 21 is not formed, and the boundary region 24 between the coating region 22 and the non-coating region 23 based on the line profile.

上記の構成によれば、境界領域24の幅や片寄りなどの塗膜21の端部の状態を定量化(数値化)することができ、塗膜21の端部の状態を客観的に評価することができる。 The above configuration makes it possible to quantify (quantify) the condition of the edge of the coating film 21, such as the width and offset of the boundary region 24, and to objectively evaluate the condition of the edge of the coating film 21.

また、塗膜21が、スプレー法によって成膜されたものである。スプレー法によって塗膜21を形成する場合、塗布液39の飛び散りによって、成膜領域22と非成膜領域23との間に、塗布液39が不均一に付着した境界領域24が比較的広く形成されがちである。このような場合に、上記の評価方法および評価装置10を用いて、塗膜21の端部の評価を定量的に評価することが好適である。 The coating film 21 is formed by a spray method. When the coating film 21 is formed by a spray method, the coating liquid 39 tends to splash and form a relatively wide boundary region 24 between the coating region 22 and the non-coating region 23 where the coating liquid 39 is unevenly applied. In such a case, it is preferable to quantitatively evaluate the edge of the coating film 21 using the above-mentioned evaluation method and evaluation device 10.

<他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
(1)上記実施形態では、評価装置10として共焦点レーザ走査型顕微鏡を用いたが、評価装置として共焦点レーザ走査型顕微鏡以外の装置を用いることもできる。
(2)上記実施形態では、静電塗装法によって成膜された塗膜21を評価対象としたが、静電塗装法以外の成膜方法によって成膜された塗膜を評価対象としても構わない。
(3)ラインプロファイルを平均化する手法については、上記実施形態に記載された手法に限らず、公知の方法を適用することができる。また、平均化処理を行っていないラインプロファイルを用いて、成膜領域、非成膜領域、および境界領域を決定しても構わない。
<Other embodiments>
The technology disclosed in this specification is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings, and also includes various aspects such as the following.
(1) In the above embodiment, a confocal laser scanning microscope is used as the evaluation device 10. However, devices other than a confocal laser scanning microscope may also be used as the evaluation device.
(2) In the above embodiment, the coating film 21 formed by electrostatic painting is evaluated. However, a coating film formed by a film forming method other than electrostatic painting may also be evaluated.
(3) The method of averaging the line profile is not limited to the method described in the above embodiment, and any known method can be applied. Furthermore, the deposition region, non-deposition region, and boundary region may be determined using a line profile that has not been averaged.

10…塗膜端部の評価装置
15…画像取得部
16…プロファイル生成部
17…領域決定部
20…基材
21…塗膜
22…成膜領域
23…非成膜領域
24…境界領域
39…塗布液
L…ライン
10... Coating film end evaluation device 15... Image acquisition unit 16... Profile generation unit 17... Region determination unit 20... Substrate 21... Coating film 22... Coating region 23... Non-coating region 24... Boundary region 39... Coating liquid L... Line

Claims (3)

基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価する塗膜端部の評価方法であって、
前記塗膜の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像取得工程により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成工程と、
前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定工程と、を含み、
前記プロファイル生成工程では、
前記ラインプロファイルは、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のライン上に並んでいる各画素について、各画素の成膜方向と直交する方向における位置を横軸に、各画素の輝度値を縦軸に取ったグラフで表されるものであり、前記ラインを成膜方向に複数取得し、その複数のラインのそれぞれについて前記ラインプロファイルを生成し、これら複数の前記ラインプロファイルにおいて前記直交する方向における位置が一致する画素の輝度値の平均値を求めることで、平均化されたラインプロファイルを生成し、
前記領域決定工程では、
前記平均化されたラインプロファイルにおいて、前記輝度値が所定値以下の領域を前記成膜領域とし、前記輝度値が所定値以上の領域を前記非成膜領域とし、両者の中間領域を前記境界領域として決定し、
前記境界領域の幅と前記成膜領域の両側の前記境界領域の幅の差に基づいて、前記塗膜の端部の状態を評価する、塗膜端部の評価方法。
A method for evaluating the condition of the edge of a coating film formed by applying a coating liquid onto a substrate, comprising the steps of:
an image acquisition step of acquiring an image of the coating film;
a profile generating step of processing the image obtained by the image acquiring step to generate a line profile representing a distribution of luminance along a line in a direction perpendicular to the film forming direction of the coating film;
and a region determining step of determining, based on the line profile, a film-formed region where the coating film is formed, a non-film-formed region where the coating film is not formed, and a boundary region between the film-formed region and the non-film-formed region ,
In the profile generation step,
The line profile is represented by a graph in which the horizontal axis represents the position of each pixel in the direction perpendicular to the film formation direction and the vertical axis represents the luminance value of each pixel for each pixel arranged on a line in a direction perpendicular to the film formation direction of the coating film, and a plurality of the lines are obtained in the film formation direction, the line profile is generated for each of the plurality of lines, and an average value of the luminance values of pixels that are positioned in the same direction in the perpendicular direction in the plurality of the line profiles is calculated to generate an averaged line profile;
In the region determining step,
In the averaged line profile, a region where the brightness value is equal to or less than a predetermined value is determined as the film-formed region, a region where the brightness value is equal to or more than the predetermined value is determined as the non-film-formed region, and an intermediate region between the two is determined as the boundary region;
A method for evaluating an edge of a coating film, comprising: evaluating a condition of the edge of the coating film based on a difference between a width of the boundary region and a width of the boundary region on both sides of the coating region .
前記領域決定工程では、
前記平均化されたラインプロファイルにおいて、前記輝度値の最大値を100%、最小値を0%としたときに、前記輝度値が10%以下の領域を前記成膜領域とし、前記輝度値が90%以上の領域を前記非成膜領域とし、両者の中間領域を前記境界領域として決定する、請求項1に記載の塗膜端部の評価方法。
In the region determining step,
2. The method for evaluating the end of a coating film according to claim 1, wherein, in the averaged line profile, when the maximum brightness value is 100% and the minimum brightness value is 0%, a region where the brightness value is 10% or less is determined as the film-formed region, a region where the brightness value is 90% or more is determined as the non-film-formed region, and an intermediate region between the two is determined as the boundary region.
基材上に塗布液を付着させて形成された塗膜の端部の状態を評価するための塗膜端部の評価装置であって、
前記塗膜の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により得られた前記画像を画像処理して、前記塗膜の成膜方向と直交する方向のラインに沿った輝度の分布を表すラインプロファイルを生成するプロファイル生成部と、
前記ラインプロファイルに基づいて、前記塗膜が形成されている成膜領域と、前記塗膜が形成されていない非成膜領域と、前記成膜領域と前記非成膜領域との間の境界領域とを決定する領域決定部と、を備え
前記プロファイル生成部では、
前記ラインプロファイルは、前記ライン上に並んでいる画素の輝度値の変化を、各画素の成膜方向と直交する方向における位置を横軸に、輝度を縦軸に取ったグラフで表されるものであるとともに、前記ラインは成膜方向に複数並んでおり、その複数のラインのそれぞれについて前記ラインプロファイルを生成し、これら複数の前記ラインプロファイルにおいて前記直交する方向における位置が一致する画素の輝度値の平均値を求めることで、平均化されたラインプロファイルが生成され、
前記領域決定部では、
前記平均化されたラインプロファイルにおいて、前記輝度値の最大値を100%、最小値を0%としたときに、前記輝度値が10%以下の領域を前記成膜領域とし、前記輝度値が90%以上の領域を前記非成膜領域とし、両者の中間領域を前記境界領域として決定し、
前記境界領域の幅と前記成膜領域の両側の前記境界領域の幅の差に基づいて、前記塗膜の端部の状態を評価する、塗膜端部の評価装置。
A coating film edge evaluation device for evaluating the state of an edge of a coating film formed by applying a coating liquid onto a substrate, comprising:
an image acquisition unit for acquiring an image of the coating film;
a profile generating unit that processes the image obtained by the image acquiring unit to generate a line profile that represents a distribution of luminance along a line in a direction perpendicular to a deposition direction of the coating film;
a region determining unit that determines a film-formed region where the coating film is formed, a non-film-formed region where the coating film is not formed, and a boundary region between the film-formed region and the non-film-formed region based on the line profile ,
In the profile generation unit,
The line profile is represented by a graph in which the change in luminance value of pixels lined up on the line is plotted on the horizontal axis representing the position of each pixel in a direction perpendicular to the film formation direction and on the vertical axis representing luminance, and a plurality of the lines are lined up in the film formation direction, and the line profile is generated for each of the plurality of lines, and an average value of the luminance values of pixels in the plurality of line profiles that are positioned in the perpendicular direction is calculated to generate an averaged line profile,
In the region determination unit,
In the averaged line profile, when the maximum brightness value is 100% and the minimum brightness value is 0%, a region where the brightness value is 10% or less is determined as the film-formed region, a region where the brightness value is 90% or more is determined as the non-film-formed region, and an intermediate region between the two is determined as the boundary region;
A coating edge evaluation device that evaluates the condition of the coating edge based on a difference between a width of the boundary region and the widths of the boundary regions on both sides of the coating region .
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001050866A (en) 1999-08-06 2001-02-23 Denso Corp Apparatus and method for inspecting spray
WO2007094439A1 (en) 2006-02-17 2007-08-23 Hitachi High-Technologies Corporation Sample dimension inspecting/measuring method and sample dimension inspecting/measuring apparatus
JP2019100879A (en) 2017-12-04 2019-06-24 株式会社豊田中央研究所 Quantification method of accuracy of coating film end part, and quantification device thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001050866A (en) 1999-08-06 2001-02-23 Denso Corp Apparatus and method for inspecting spray
WO2007094439A1 (en) 2006-02-17 2007-08-23 Hitachi High-Technologies Corporation Sample dimension inspecting/measuring method and sample dimension inspecting/measuring apparatus
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