円筒状部材の製造方法及びこれを用いた転写物、円筒状部材の瘤欠陥修正装置
【課題】瘤欠陥のない円筒状精密部材を製造する上で有利な円筒状精密部材の製造方法このようなロール面の形状を写し取った転写物を製造する方法を提供する。
【解決手段】円筒状部材の表面にめっき等の表面処理により形成された突起状の瘤欠陥について、前記瘤欠陥の箇所を欠陥検出手段により検出し前記円筒状部材のロール面に対して接線方向から加工用レーザービーム照射手段により加工用レーザービームを照射し前記瘤欠陥を除去することを特徴とする円筒状精密部材の製造方法を提供する。
【解決手段】円筒状部材の表面にめっき等の表面処理により形成された突起状の瘤欠陥について、前記瘤欠陥の箇所を欠陥検出手段により検出し前記円筒状部材のロール面に対して接線方向から加工用レーザービーム照射手段により加工用レーザービームを照射し前記瘤欠陥を除去することを特徴とする円筒状精密部材の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密なロール面を備えた円筒状部材の製造方法及びこのようなロール面の形状を写し取った転写物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密ロール面を備えた円筒状部材は、その精密なロール面を対象物に押し当てて、連続的にロール面の形状を対象物に写し取る用途に用いられる。このような円筒状部材としては例えば印刷用の版胴やエンボスロールを挙げることができる。
例えば反射防止フィルムの製造方法としては、樹脂フィルムにフィラー等の微粒子を混ぜ合わせて作製する方法と、平滑樹脂フィルムの表面に反射防止フィルム成形用エンボスロール（以下、単にエンボスロールと呼ぶ）を押し付けて前記平滑樹脂フィルムの表面に凹凸を形成して作製する方法が知られている。
前記平滑樹脂フィルム表面に凹凸を形成して反射防止フィルムを作製する方法に用いるエンボスロールの構成は、金属性のロール芯材の表面に銅めっきやニッケルめっき等の各種めっきにより、密着層、下地層、剥離層、加工層が積層されて、前記加工層の表面にはサンドブラスト等により前記加工層の表面に凹凸が形成されている。さらに前記加工層の上には保護層としてクロムめっきが施された構成となっている。
ここでエンボスロールを作製する際のめっき工程において、めっき層の表面に点状の突起状瘤欠陥（以下、単に瘤欠陥と記す）が多数発生するという問題がある。
【０００３】
従来、金属表面に生じた欠陥の修正方法としては、金属部材を変形させることなく肉盛によって修正する技術（特許文献１参照）、あるいは、溶接によって肉盛を行いこの溶接材の仕上げ加工を行う技術が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−６１９６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法は、金属表面が窪んでいる欠陥の場合に修正が可能な方法であるため、エンボスロールを作製する際のめっき工程において点状の瘤欠陥が発生した場合、この欠陥を完全に修正することは困難であった。
そこで、本発明の目的は、瘤欠陥がない反射防止フィルム成形用エンボスロールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、エンボスロールの製造途中または製造最終工程の外観検査において、前記エンボスロールのロール面に対し垂直方向と接線方向の２方向から観測する顕微鏡機構を用いて瘤欠陥を調べ、発見した前記瘤欠陥に前記エンボスロールのロール面に対して接線方向から加工用レーザービーム照射手段により加工用レーザービームを照射し前記瘤欠陥を除去することで無欠陥のエンボスロールを作製する方法である。
本発明によれば、反射防止フィルム等を連続的に無欠陥で安定して生産する方法を提供できる。
【０００６】
請求項１に係る第１の発明は、円筒状部材の瘤欠陥修復方法であって、前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法である。これによれば前記ロール面の表面にある前記瘤欠陥にロール面の接線方向から加工用レーザービームを照射するので、前記瘤欠陥が除去されても加工用レーザービームの照射エネルギーは後方に散逸するので、ロール表面を損傷することなく前記瘤欠陥を除去できるという効果を奏する。
請求項２に係る第２の発明は、エンボスパターンが形成されたロール面を備えた円筒状部材の製造方法であって、前記ロール面にエンボスパターンを形成するパターン形成工程、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法である。
これによれば前記エンボスパターンが形成されたロール面に対しても同様に、前記瘤欠陥にロール面の接線方向から加工用レーザービームを照射するので、前記瘤欠陥が除去されても加工用レーザービームの照射エネルギーは後方に散逸するので、ロール表面を損傷することなく前記瘤欠陥を除去できるという効果を奏する。
請求項３に係る第３の発明は、前記パターン形成工程と検査工程との間に、前記ロール面表面に金属層を形成する金属層形成工程を備えることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法である。
請求項４に係る第４の発明は、前記瘤欠陥除去工程で用いられる加工用レーザービームは、パルス幅１ピコ秒以下の超短パルスレーザーであることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば前記瘤欠陥の除去を非加熱で行えるので前記瘤欠陥を高い精度で除去することができるという効果を奏する。
請求項５に係る第５の発明は、前記検査工程は、前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向と接線方向から観測し、予め設定した瘤欠陥の基準と一致するかを判定する工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば、前記瘤欠陥を正確に確認出来るので前記瘤欠陥の見落としを防ぐことが出来、無欠陥の円筒状部材を作製することが出来る。
請求項６に係る第６の発明は、前記瘤欠陥除去工程は、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し当該円筒状部材の軸方向に揺動させながら加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する工程であることを特徴とする請求項１から５記載のいずれかに記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば、瘤欠陥に加工用レーザービームを均一に照射できるので高い精度で前記瘤欠陥の除去をすることができるという効果を奏する。
請求項７に係る第７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の方法で製造された円筒状部材が備えるロール面の形状を転写されたことを特徴とする転写物である。
請求項８に係る第８の発明は、ロール面を備えた円筒状部材の瘤欠陥修正装置であって、当該瘤欠陥修正装置は少なくとも、前記ロール面上に検査対象部位を当該ロール面の法線方向から観測可能な第１観測手段と、前記検査対象部位を当該ロール面の接線方向から観測可能な第２観測手段と、前記第１観測手段及び第２観測手段によって特定された検査対象部位の突起を瘤欠陥と判断すべき基準と比較する瘤欠陥判定手段と、を備える瘤欠陥検出機構と、前記瘤欠陥検出機構によって検出された瘤欠陥の位置を検出する位置決め手段と、前記瘤欠陥を除去する加工用レーザーを当該瘤欠陥に前記ロール面の接線方向から照射可能な加工用レーザー照射手段と、を備える瘤欠陥除去機構とによって構成されることを特徴とする瘤欠陥修正装置である。
請求項９に係る第９の発明は、前記位置決め手段は可視レーザーであり、当該可視レーザーと前記加工用レーザービームとは同軸で入射可能であり、かつ両レーザーの焦点を同じとする手段をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の瘤欠陥修正装置である。これにより前記可視レーザーで前記加工用レーザービームの照射位置を確認出来るので、高い精度で前記瘤欠陥除去をすることができるという効果を奏する。
請求項１０に係る第１０の発明は、前記位置決めレーザー照射手段は当該手段から照射される加工用レーザービームの出力を変更可能とする光減衰器と、発振波長の異なる２以上の高出力光源とをさらに備え、前記加工用レーザービームは前記円筒状部材の軸方向に揺動可能であることを特徴とする請求項９に記載の瘤欠陥修正装置である。これにより前記円筒状部材の材質を幅広く選択しても前記瘤欠陥を高精度に除去することが出来るという効果を奏する。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明により明らかなように、本発明の円筒状部材の製造方法及び瘤欠陥修正装置では、以下の効果が得られる。
【０００８】
第１に、図５に示すように、加工用レーザービームを円筒状部材であるエンボスロール７の接線方向からエンボスロール面に水平に入射し、集光レンズ３１を用いて、加工用レーザービーム２５がエンボスロール７の円周上の頂点に集光することで、瘤欠陥１にのみ加工用レーザービーム２５のエネルギーが作用して瘤欠陥１の除去を行い、瘤欠陥１が除去されても、加工用レーザービーム２５の照射エネルギーは後方に散逸し、エンボスロール７の表面にある保護層１９を損傷することはないので、均一で安定した瘤欠陥１の除去を行うことができる。
この方法によって、製造された円筒状部材のロール面の形状を転写された転写物のパターン欠陥の発生を防ぐことができる。
【０００９】
第２に、瘤欠陥１の検出及び計測手段として、エンボスロール７の半径方向と接線方向の２方向からＣＣＤカメラを搭載する顕微鏡システムにより、瘤欠陥１を観測できるように配置され、瘤欠陥１の高さと面積情報を同時に取得できる。またそれぞれの顕微鏡に備えられた照明と、位置決めレーザーによって瘤欠陥１を鮮明に捕らえることができるとともに、予め規定された瘤欠陥１の判定基準、例えば高さ１μｍ以上の瘤欠陥１は除去する等の基準を設ける等により、除去すべき瘤欠陥１が決定されることで、除去すべき瘤欠陥１か否かの判定をするための処理時間が短縮でき、またレーザーによる瘤欠陥１の除去観察が見やすいので、瘤欠陥１の除去が不完全で瘤欠陥１が一部取り残されるという問題も生じない。
【００１０】
第３に、レーザー光源を各種組み合わせて装備可能とすることで、エンボスロール７に幅広い材料範囲で構成されたエンボスロール７の瘤欠陥１を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は円筒状部材であって、ロール表面に隆起した欠陥が生じるものであれば適用することができるが、ここでは防眩フィルム等の転写物に凹凸パターンを転写するためのエンボスロールについて説明する。
エンボスロール７の製造工程を図６、図７を用いて順次説明する。
まず、図６（ａ）に示す、材質が鉄またはアルミニウムの直径３００ｍｍ長さ５００ｍｍのロール芯材９に、例えば、電解ニッケルめっきを行い、めっき厚数十μｍの密着層１１を形成し（図６（ｂ））、その上に、例えば電析銅めっき、電析ニッケルめっき等でめっき厚５０〜２００μｍの下地層１３を形成する（図６（ｃ））。
次に下地層１３の表面を砥石研磨し、さらに剥離処理により剥離層１５を形成し（図６（ｄ））、またその上に、例えば電析ニッケルめっき，無電解ニッケルめっき，電析亜鉛めっき，電析銅めっきなどのいずれかを利用しめっき厚５０〜２００μｍの加工層１７を形成する（図７（ｅ））。
この方式により、加工層１７がエンボスロール７を稼動させたことにより損傷または、他の不具合により再生する必要が出てきた場合は、この剥離層１５と加工層１７を機械的に剥離して、下地層１３を研磨によって整え、再び剥離層１５を形成しさらにその上に加工層１７をめっきにより形成する。
【００１２】
次にエンボスロール７のエンボス形成方法について説明する。
加工層１７への凹凸形成方法は、セラミックビーズを用いたブラスト処理技術またはフォトリソグラフィ技術を利用したものを用いることができる。フォトリソグラフィ技術としてはレーザー製版技術を応用することができる。表面に凹凸を形成後、硫酸，塩酸，硝酸，硫酸−過酸化水素，過硫酸アンモニウム液，塩化銅液，または塩化鉄液のいずれかのエッチング性溶液を用いて凹凸面を滑らかにする。さらに、図７（ｆ）に示すように、加工層１７の凹凸の形状表面を保護するため、電析クロムめっきにて、めっき厚１０μｍの保護層１９を形成する。
【００１３】
本発明で提案するエンボスロール７表面の瘤欠陥１の除去方法は、エンボスロール７の製造途中、または最終の外観検査で発見された瘤欠陥１に加工用レーザービーム２５を照射して除去する方法である。
【００１４】
上記の突起状の瘤欠陥１除去に用いる加工用レーザービームには、アブレーションの作用を用いる。ここでレーザーのアブレーションとは、固体にレーザービームを照射したとき、固体材料を構成する元素が種々の形態で爆発するように放出され、固体表面のレーザービーム照射部分がえぐられる現象、別の表現をすれば、レーザービームを固体表面に照射したときに発生するプラズマ発光と衝撃波を伴った固体表面の爆発的な剥離現象である。使用されるレーザービームのエネルギーとパルス幅、波長により、昇華を伴うもの、蒸発によるもの、溶融を伴うもの、衝撃波による破砕をともなうものなどがあるが、本発明においては、加工部周辺の変質や加工領域の拡大のない溶融を伴わない昇華や破砕のアブレーション加工が適している。
【００１５】
アブレーション加工に用いる加工用レーザー装置は、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー装置で、超短パルスレーザーを特定の物質に照射し、超短パルスレーザーアブレーション作用によりその物質を加工除去する。
このレーザー装置の特徴は、多光子吸収や熱緩和時間よりも短時間の現象であることなどにより非熱加工が可能であること、また非線形応答のため加工分解能は光の回折限界以下であり、高い精度の加工が可能である。
【００１６】
このようにして作製したエンボスロール７表面の微細な凹凸を適正にフィルムに施すことができれば、ヘイズを低くでき、表示パネルの視認性を向上できる。
【００１７】
本発明によるエンボスロール表面の瘤欠陥１の修復方法では、大別して、瘤欠陥１をレーザーで除去する機能に加えて、それに先立って瘤欠陥１を検知、特定する機能を有し、これらの機能は、マイクロメートルの桁で高精度に一体化され、瘤欠陥１検査修正機構を成している。
【００１８】
瘤欠陥１を除去する機能を実現するために、図１に示すように、加工用レーザー装置２１から出射された加工用レーザービーム２５は対物レンズ２９にて広げられ、そして、該対物レンズ２９の先に配置された集光レンズ３１にてレーザー照射位置、すなわちレーザー加工位置にビームスポット３３、すなわち、加工点Ｐを形成する。
【００１９】
前述した、特許文献１のエンボスロール７面に垂直に加工用レーザービームを入射する方式では、１０倍から５０倍の倍率の対物レンズで集光し、作動距離２０ｍｍから５ｍｍの範囲であった。本発明のエンボスロール７の円周に対して接線方向から入射する方式でも、加工用レーザービームによる瘤欠陥１の除去が行われる範囲を極力小さくするためにレンズの開口数を可能な限り大きくすることが望ましく、集光レンズ３１の大きさは有効直径５０ｍｍ以上として、一般的なエンボスロール７の直径３００ｍｍを考慮して光学系を配置するためには作動距離を７０ｍｍ以上にする必要があり、対物レンズ２９と瘤欠陥１が除去されるエンボスロール７の加工点Ｐとの距離（作動距離）は、１００ｍｍに設定した。尚、これらの設計条件は必要とされるスポット径と焦点深度が得られればよく、この数字に限定されるものではない。
【００２０】
第１図に示した構成では、加工用レーザー装置２１と共に波長の異なる可視光の位置決めレーザー装置２３を設けている。２つのレーザー装置から照射されるレーザーは同軸で入射されるようにハーフミラー２７ａで合体される。この場合、対物レンズ２９と最終段の集光レンズ３１は、色消しレンズであることが特に望ましい。この位置決めレーザー装置２３から発信される位置決めレーザーは、加工用レーザービームの照射位置の特定と確認のために組み込まれるが、瘤欠陥１の検出、可視化の目的でも利用しうる。
【００２１】
ここで、同様の目的のために、レーザーの出力端に偏光素子、ＮＤフィルターなどによる光減衰器を装備してレーザー出力を低出力と高出力に切り替えられるようにすることで、低出力に設定したレーザーをエンボスロール７表面に接線方向から照射することで、瘤欠陥１の探索にも利用可能となるし、加工用レーザービーム照射位置の確認を行うこともできるようになる。
【００２２】
また、上記のようにレーザー出力切り替え機能を持つ２台以上の波長の異なる高出力レーザーを準備しておくことも有効であり、広範囲の材質のエンボスロール７へ適用することも可能になり、多種のレーザーを装備することはすべて本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
瘤欠陥１の検知と特定および、加工高さ，形状の観測には、それぞれエンボスロール７面の円周に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａ（第１観測手段）とエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂ（第２観測手段）の互いに角度９０度をなす２組のＣＤＤカメラを具備した顕微鏡システムが準備される。
【００２４】
ここで、接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａの視界は、加工用レーザー装置２１の加工用レーザービームと位置決めレーザー装置２３の可視レーザーの光軸と一致され、瘤欠陥１の存在する領域を集光レンズ３１、対物レンズ２９を介し、ハーフミラー２７ｂで分岐して観測する。分岐場所は、レーザー光源と対物レンズ２９の間としたが、これは、集光レンズ３１と対物レンズ２９の間で分岐してもよい。
【００２５】
接線方向からの観測用照明は、照明装置３７から導かれたライトガイド３９にて角度をつけて配置し、良好な明るさを持った視界を得るために光軸上後方に反射鏡４１を配置した（図２参照）。この反射鏡４１は、反射光量が１００％に近い必要はなく、白色の紙やプラスチックシートでもよく、表面に散乱効果をもつことがより好ましい。
【００２６】
エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂは、検査時には瘤欠陥１の投影面積の算出に使用される。また、可視レーザー照射時には、加工用レーザービームの面内方向の位置決めに用いられる。
エンボスロール７の軸方向へのビームスポット３３の移動は、集光レンズ３１の光軸と垂直方向の位置を移動させることによって可能である。
すなわち加工用レーザービームの照射では、集光レンズ３１を瘤欠陥１の大きさに合わせてエンボスロールの軸方向に往復移動させることで、加工用レーザービームのビームスポット３３が左右に移動（揺動）し瘤欠陥１を除去することが出来る。
【００２７】
垂直方向の観測用照明は、顕微鏡システム３５ｂに組み込まれた図示しない対物レンズの作動距離を短く取れると共に、反射光量も十分取れるため、顕微鏡システム３５ｂの内部に同軸落射した。
【００２８】
図３、図４にそれぞれの顕微鏡システムの視野に捉えられた瘤欠陥１の概要を示す。
図３は、エンボスロール７面に対して接線方向から観測したエンボスロール７の円周の上端部の概略図である。結果として、瘤欠陥１が存在すると観測画面３のエンボスロール端面５に輝点として映し出される。
【００２９】
図４は、エンボスロール７面に垂直な方向から観測したエンボスロール７の円周上の概略図である。瘤欠陥１は、半球状のまたは半球をつなぎ合わせたような突起状の構造で黒色に映し出される。
【００３０】
加工用レーザービームのエンボスロール７の半径方向への微調整も行われることが望ましい。この場合、接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａとエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂの双方の画像に捉えられた位置決め用の可視レーザー２３のレーザーのビームスポット３３の大きさなどにより加工用レーザービームの照射位置の調整が行われる。
【００３１】
加工用レーザー装置２１，位置決めレーザー装置２３、そしてエンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａ、エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂは、検査修正制御装置４３と電気的に接続され、それぞれの動作が制御される。また、エンボスロール７を回転、並びに、軸方向に移動させ、位置を検出するローラ制御機構４５が検査修正制御装置４３とのコマンドとステータス情報通信を行うように設けられている。
【００３２】
次に、瘤欠陥１の検出から除去までの動作を、順を追って説明する。
【００３３】
先ず、瘤欠陥１の検査と修正に供されるエンボスロール７が、図示しない電動機などを用いたロールの回転機構つきロール検査台に懸架されるとローラ制御機構４５により、エンボスロール７の位置だしが行われる。このエンボスロール７の軸方向の一方の端に、瘤欠陥１検査修正機構の観測位置が設定され、回転角度と共に初期値がローラ制御機構４５から検査修正制御装置４３に送られ、検査修正制御装置４３内部の図示しない記憶装置に記録される。
【００３４】
次に、検査修正制御装置４３からの検査開始コマンドによりローラ制御機構４５は、エンボスロール７を回転させる。エンボスロール７が回転開始すると、検査修正制御装置４３は順次、エンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａとエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂの双方からの取得画像を処理し、異常を発見すると、それぞれ輝点の高さ、暗部の大きさを予め設定された判定値と比較し、瘤欠陥１と判断するとその位置情報をローラ制御機構４５から吸い上げ、検査結果データとして取得画像とその処理結果、輝点の高さ、暗部の大きさと共に記憶部に格納する。エンボスロール７が１回転終わると、軸方向にエンボスロール７を所定量移動させ、次のラインの検査を行う。
【００３５】
この動作を順次繰り返して、瘤欠陥１の検出、特定を終了する。欠陥数‘０’の場合、エンボスロール７は、次工程に送り出される。
【００３６】
瘤欠陥１が少なくとも１つ特定されたエンボスロール７は、検査結果データに基づいて位置だしされ、レーザーによる除去動作が行われる。位置決めレーザー装置２３のレーザーによって瘤欠陥１に許容誤差範囲内で位置決めした後、加工用レーザー装置２１に設けられた図示しない開閉器を動作させ、加工用レーザー装置２１の加工用レーザービームを瘤欠陥１に照射させる。そして、エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂによって計測された寸法範囲内で集光レンズ３１を集光レンズ３１を図示しない微動機構で揺動させながら、エンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａにて観測された画像から瘤欠陥１の高さを順次モニターして、規定値以下となった時点で集光レンズ３１の揺動を停止し、加工用レーザー装置２１の図示しない開閉器を閉じる。
【００３７】
この動作を１本のエンボスロール７の発見されたすべての瘤欠陥１に対して行った後、エンボスロール７の表面を清浄することですべての瘤欠陥１検査修復工程を終了する。
【００３８】
以上、検査工程と修復工程を分離した手順で説明したが、１つの瘤欠陥１を検知した時点で逐次修復動作を行うようにしてもよく、上に説明した手順に拘束されるものではない。また、エンボスロール７を軸方向に移動するとしたが、検査修正機構部分を移動するようにしてもよい。こうすることで、前後の工程でのエンボスロール７の移動を回避することができる。
【実施例１】
【００３９】
本発明に関連するエンボスロール７表面の瘤欠陥１修復方法の実施例を以下に説明する。
【００４０】
（実施例１）
図５は、エンボスロール７を形成させる層構成と瘤欠陥１の除去方法を示す概略図である。
【００４１】
軸のある鉄性のロール芯材９を砥石研磨後、電析ニッケルめっきを行い密着層１１を形成し、次に電析銅めっきを行い、下地層１３を約２００μｍ形成した。この面をバーチカル研磨により整面し、銀の置換めっきを行って剥離層１５を形成した。さらに、電析銅めっきを行い、バーチカル研磨により表面粗さＲａ０．００１〜０．００５μｍになるように研磨し加工層１７を形成した。この研磨面である加工層１７を、粒子経５０〜１５０μｍ程度の炭化珪素を用いて約４時間ブラスト処理を行い，微細な凹凸を形成した後，塩化鉄液によってエッチングして表面の凹凸を軽減した。
【００４２】
この研磨面である加工層１７を水滴が残らないようにエアガンで乾燥させた後、瘤欠陥検査を行い加工層１７の表面に発生した瘤欠陥１を検知し、特定された瘤欠陥１に超短パルスレーザー装置（ホヤカンデオオプトロニクス社製ＦＬＳ−５０００；発振波長７７５ｎｍ、ピークパワー８００ｍＷ、最大パルスエネルギー８００μＪ／パルス、最小パルス幅１５０フェムト秒、パルス繰り返し周波数１ｋＨｚ、直線偏光されたビームスポットの径１０μｍ）を用いて、レーザー（ビーム直径約５０μｍ，加工部とレンズ間の距離約１００ｍｍ，レーザー出力値１００ｍＷ，パルス幅２００ｆｓ）をエンボスロール７の接線方向から照射して突起状の瘤欠陥１を取り除いた。
【００４３】
引続き加工層１７の表面に、電析クロムめっきにてめっき厚１０μｍめっきして保護層１９を形成した。
【００４４】
さらに、このクロムめっきによる保護層１７の表面検査を行い、クロムめっきを行う前に検出されなかった瘤欠陥１に加工用レーザービームを照射して取り除いた。こうして得られたエンボスロールを用い、このロール面をポリエステルフィルム上に積層した紫外線硬化樹脂に転写し、フィルムを作製すると無欠陥のフィルムシートを作製するとことができた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、液晶テレビ、パソコンなどに用いる液晶表示装置などの画像表示装置の表示面の表面に対する外光の写りこみを防止する反射防止フィルムを作製する為の反射防止フィルム成形用エンボスロールの表面欠陥の除去及び修復方法にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法のエンボスロール円周に対して接線方向から観測する照明系の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法のエンボスロール円周に対して接線方向から観測したエンボスロールの円周上上端部の概略図である。
【図４】本発明に関わるエンボスロール面に垂直方向から観測したエンボスロールの円周上の概略図である。
【図５】本発明に関わるエンボスロールの構成と瘤欠陥の除去方法を示す概略図である。
【図６】本発明に関するエンボスロールの形成工程を示す図
【図７】本発明に関するエンボスロールの形成工程
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・ 瘤欠陥
３・・・・ 観測画面
５・・・・ エンボスロール端面
７・・・・ エンボスロール
９・・・・ ロール芯材
１１・・・・ 密着層
１３・・・・ 下地層
１５・・・・ 剥離層
１７・・・・ 加工層
１９・・・・ 保護層
２１・・・・ 加工用レーザー装置
２３・・・・ 位置決めレーザー装置
２５・・・・ 加工用レーザービーム
２７ａ、２７ｂ・・・・ハーフミラー
２９・・・・対物レンズ
３１・・・・集光レンズ
３３・・・・ビームスポット
３５ａ、３５ｂ・・・・顕微鏡システム
３７・・・・照明装置
３９・・・・ライトガイド
４１・・・・反射鏡
４３・・・・検査修正制御装置
４５・・・・ローラ制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、精密なロール面を備えた円筒状部材の製造方法及びこのようなロール面の形状を写し取った転写物を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密ロール面を備えた円筒状部材は、その精密なロール面を対象物に押し当てて、連続的にロール面の形状を対象物に写し取る用途に用いられる。このような円筒状部材としては例えば印刷用の版胴やエンボスロールを挙げることができる。
例えば反射防止フィルムの製造方法としては、樹脂フィルムにフィラー等の微粒子を混ぜ合わせて作製する方法と、平滑樹脂フィルムの表面に反射防止フィルム成形用エンボスロール（以下、単にエンボスロールと呼ぶ）を押し付けて前記平滑樹脂フィルムの表面に凹凸を形成して作製する方法が知られている。
前記平滑樹脂フィルム表面に凹凸を形成して反射防止フィルムを作製する方法に用いるエンボスロールの構成は、金属性のロール芯材の表面に銅めっきやニッケルめっき等の各種めっきにより、密着層、下地層、剥離層、加工層が積層されて、前記加工層の表面にはサンドブラスト等により前記加工層の表面に凹凸が形成されている。さらに前記加工層の上には保護層としてクロムめっきが施された構成となっている。
ここでエンボスロールを作製する際のめっき工程において、めっき層の表面に点状の突起状瘤欠陥（以下、単に瘤欠陥と記す）が多数発生するという問題がある。
【０００３】
従来、金属表面に生じた欠陥の修正方法としては、金属部材を変形させることなく肉盛によって修正する技術（特許文献１参照）、あるいは、溶接によって肉盛を行いこの溶接材の仕上げ加工を行う技術が知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−６１９６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２１９５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法は、金属表面が窪んでいる欠陥の場合に修正が可能な方法であるため、エンボスロールを作製する際のめっき工程において点状の瘤欠陥が発生した場合、この欠陥を完全に修正することは困難であった。
そこで、本発明の目的は、瘤欠陥がない反射防止フィルム成形用エンボスロールの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、エンボスロールの製造途中または製造最終工程の外観検査において、前記エンボスロールのロール面に対し垂直方向と接線方向の２方向から観測する顕微鏡機構を用いて瘤欠陥を調べ、発見した前記瘤欠陥に前記エンボスロールのロール面に対して接線方向から加工用レーザービーム照射手段により加工用レーザービームを照射し前記瘤欠陥を除去することで無欠陥のエンボスロールを作製する方法である。
本発明によれば、反射防止フィルム等を連続的に無欠陥で安定して生産する方法を提供できる。
【０００６】
請求項１に係る第１の発明は、円筒状部材の瘤欠陥修復方法であって、前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法である。これによれば前記ロール面の表面にある前記瘤欠陥にロール面の接線方向から加工用レーザービームを照射するので、前記瘤欠陥が除去されても加工用レーザービームの照射エネルギーは後方に散逸するので、ロール表面を損傷することなく前記瘤欠陥を除去できるという効果を奏する。
請求項２に係る第２の発明は、エンボスパターンが形成されたロール面を備えた円筒状部材の製造方法であって、前記ロール面にエンボスパターンを形成するパターン形成工程、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法である。
これによれば前記エンボスパターンが形成されたロール面に対しても同様に、前記瘤欠陥にロール面の接線方向から加工用レーザービームを照射するので、前記瘤欠陥が除去されても加工用レーザービームの照射エネルギーは後方に散逸するので、ロール表面を損傷することなく前記瘤欠陥を除去できるという効果を奏する。
請求項３に係る第３の発明は、前記パターン形成工程と検査工程との間に、前記ロール面表面に金属層を形成する金属層形成工程を備えることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法である。
請求項４に係る第４の発明は、前記瘤欠陥除去工程で用いられる加工用レーザービームは、パルス幅１ピコ秒以下の超短パルスレーザーであることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば前記瘤欠陥の除去を非加熱で行えるので前記瘤欠陥を高い精度で除去することができるという効果を奏する。
請求項５に係る第５の発明は、前記検査工程は、前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向と接線方向から観測し、予め設定した瘤欠陥の基準と一致するかを判定する工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば、前記瘤欠陥を正確に確認出来るので前記瘤欠陥の見落としを防ぐことが出来、無欠陥の円筒状部材を作製することが出来る。
請求項６に係る第６の発明は、前記瘤欠陥除去工程は、前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し当該円筒状部材の軸方向に揺動させながら加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する工程であることを特徴とする請求項１から５記載のいずれかに記載の円筒状部材の製造方法である。これによれば、瘤欠陥に加工用レーザービームを均一に照射できるので高い精度で前記瘤欠陥の除去をすることができるという効果を奏する。
請求項７に係る第７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の方法で製造された円筒状部材が備えるロール面の形状を転写されたことを特徴とする転写物である。
請求項８に係る第８の発明は、ロール面を備えた円筒状部材の瘤欠陥修正装置であって、当該瘤欠陥修正装置は少なくとも、前記ロール面上に検査対象部位を当該ロール面の法線方向から観測可能な第１観測手段と、前記検査対象部位を当該ロール面の接線方向から観測可能な第２観測手段と、前記第１観測手段及び第２観測手段によって特定された検査対象部位の突起を瘤欠陥と判断すべき基準と比較する瘤欠陥判定手段と、を備える瘤欠陥検出機構と、前記瘤欠陥検出機構によって検出された瘤欠陥の位置を検出する位置決め手段と、前記瘤欠陥を除去する加工用レーザーを当該瘤欠陥に前記ロール面の接線方向から照射可能な加工用レーザー照射手段と、を備える瘤欠陥除去機構とによって構成されることを特徴とする瘤欠陥修正装置である。
請求項９に係る第９の発明は、前記位置決め手段は可視レーザーであり、当該可視レーザーと前記加工用レーザービームとは同軸で入射可能であり、かつ両レーザーの焦点を同じとする手段をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の瘤欠陥修正装置である。これにより前記可視レーザーで前記加工用レーザービームの照射位置を確認出来るので、高い精度で前記瘤欠陥除去をすることができるという効果を奏する。
請求項１０に係る第１０の発明は、前記位置決めレーザー照射手段は当該手段から照射される加工用レーザービームの出力を変更可能とする光減衰器と、発振波長の異なる２以上の高出力光源とをさらに備え、前記加工用レーザービームは前記円筒状部材の軸方向に揺動可能であることを特徴とする請求項９に記載の瘤欠陥修正装置である。これにより前記円筒状部材の材質を幅広く選択しても前記瘤欠陥を高精度に除去することが出来るという効果を奏する。
【発明の効果】
【０００７】
以上の説明により明らかなように、本発明の円筒状部材の製造方法及び瘤欠陥修正装置では、以下の効果が得られる。
【０００８】
第１に、図５に示すように、加工用レーザービームを円筒状部材であるエンボスロール７の接線方向からエンボスロール面に水平に入射し、集光レンズ３１を用いて、加工用レーザービーム２５がエンボスロール７の円周上の頂点に集光することで、瘤欠陥１にのみ加工用レーザービーム２５のエネルギーが作用して瘤欠陥１の除去を行い、瘤欠陥１が除去されても、加工用レーザービーム２５の照射エネルギーは後方に散逸し、エンボスロール７の表面にある保護層１９を損傷することはないので、均一で安定した瘤欠陥１の除去を行うことができる。
この方法によって、製造された円筒状部材のロール面の形状を転写された転写物のパターン欠陥の発生を防ぐことができる。
【０００９】
第２に、瘤欠陥１の検出及び計測手段として、エンボスロール７の半径方向と接線方向の２方向からＣＣＤカメラを搭載する顕微鏡システムにより、瘤欠陥１を観測できるように配置され、瘤欠陥１の高さと面積情報を同時に取得できる。またそれぞれの顕微鏡に備えられた照明と、位置決めレーザーによって瘤欠陥１を鮮明に捕らえることができるとともに、予め規定された瘤欠陥１の判定基準、例えば高さ１μｍ以上の瘤欠陥１は除去する等の基準を設ける等により、除去すべき瘤欠陥１が決定されることで、除去すべき瘤欠陥１か否かの判定をするための処理時間が短縮でき、またレーザーによる瘤欠陥１の除去観察が見やすいので、瘤欠陥１の除去が不完全で瘤欠陥１が一部取り残されるという問題も生じない。
【００１０】
第３に、レーザー光源を各種組み合わせて装備可能とすることで、エンボスロール７に幅広い材料範囲で構成されたエンボスロール７の瘤欠陥１を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は円筒状部材であって、ロール表面に隆起した欠陥が生じるものであれば適用することができるが、ここでは防眩フィルム等の転写物に凹凸パターンを転写するためのエンボスロールについて説明する。
エンボスロール７の製造工程を図６、図７を用いて順次説明する。
まず、図６（ａ）に示す、材質が鉄またはアルミニウムの直径３００ｍｍ長さ５００ｍｍのロール芯材９に、例えば、電解ニッケルめっきを行い、めっき厚数十μｍの密着層１１を形成し（図６（ｂ））、その上に、例えば電析銅めっき、電析ニッケルめっき等でめっき厚５０〜２００μｍの下地層１３を形成する（図６（ｃ））。
次に下地層１３の表面を砥石研磨し、さらに剥離処理により剥離層１５を形成し（図６（ｄ））、またその上に、例えば電析ニッケルめっき，無電解ニッケルめっき，電析亜鉛めっき，電析銅めっきなどのいずれかを利用しめっき厚５０〜２００μｍの加工層１７を形成する（図７（ｅ））。
この方式により、加工層１７がエンボスロール７を稼動させたことにより損傷または、他の不具合により再生する必要が出てきた場合は、この剥離層１５と加工層１７を機械的に剥離して、下地層１３を研磨によって整え、再び剥離層１５を形成しさらにその上に加工層１７をめっきにより形成する。
【００１２】
次にエンボスロール７のエンボス形成方法について説明する。
加工層１７への凹凸形成方法は、セラミックビーズを用いたブラスト処理技術またはフォトリソグラフィ技術を利用したものを用いることができる。フォトリソグラフィ技術としてはレーザー製版技術を応用することができる。表面に凹凸を形成後、硫酸，塩酸，硝酸，硫酸−過酸化水素，過硫酸アンモニウム液，塩化銅液，または塩化鉄液のいずれかのエッチング性溶液を用いて凹凸面を滑らかにする。さらに、図７（ｆ）に示すように、加工層１７の凹凸の形状表面を保護するため、電析クロムめっきにて、めっき厚１０μｍの保護層１９を形成する。
【００１３】
本発明で提案するエンボスロール７表面の瘤欠陥１の除去方法は、エンボスロール７の製造途中、または最終の外観検査で発見された瘤欠陥１に加工用レーザービーム２５を照射して除去する方法である。
【００１４】
上記の突起状の瘤欠陥１除去に用いる加工用レーザービームには、アブレーションの作用を用いる。ここでレーザーのアブレーションとは、固体にレーザービームを照射したとき、固体材料を構成する元素が種々の形態で爆発するように放出され、固体表面のレーザービーム照射部分がえぐられる現象、別の表現をすれば、レーザービームを固体表面に照射したときに発生するプラズマ発光と衝撃波を伴った固体表面の爆発的な剥離現象である。使用されるレーザービームのエネルギーとパルス幅、波長により、昇華を伴うもの、蒸発によるもの、溶融を伴うもの、衝撃波による破砕をともなうものなどがあるが、本発明においては、加工部周辺の変質や加工領域の拡大のない溶融を伴わない昇華や破砕のアブレーション加工が適している。
【００１５】
アブレーション加工に用いる加工用レーザー装置は、発振パルス幅が１ピコ秒以下である超短パルスレーザー装置で、超短パルスレーザーを特定の物質に照射し、超短パルスレーザーアブレーション作用によりその物質を加工除去する。
このレーザー装置の特徴は、多光子吸収や熱緩和時間よりも短時間の現象であることなどにより非熱加工が可能であること、また非線形応答のため加工分解能は光の回折限界以下であり、高い精度の加工が可能である。
【００１６】
このようにして作製したエンボスロール７表面の微細な凹凸を適正にフィルムに施すことができれば、ヘイズを低くでき、表示パネルの視認性を向上できる。
【００１７】
本発明によるエンボスロール表面の瘤欠陥１の修復方法では、大別して、瘤欠陥１をレーザーで除去する機能に加えて、それに先立って瘤欠陥１を検知、特定する機能を有し、これらの機能は、マイクロメートルの桁で高精度に一体化され、瘤欠陥１検査修正機構を成している。
【００１８】
瘤欠陥１を除去する機能を実現するために、図１に示すように、加工用レーザー装置２１から出射された加工用レーザービーム２５は対物レンズ２９にて広げられ、そして、該対物レンズ２９の先に配置された集光レンズ３１にてレーザー照射位置、すなわちレーザー加工位置にビームスポット３３、すなわち、加工点Ｐを形成する。
【００１９】
前述した、特許文献１のエンボスロール７面に垂直に加工用レーザービームを入射する方式では、１０倍から５０倍の倍率の対物レンズで集光し、作動距離２０ｍｍから５ｍｍの範囲であった。本発明のエンボスロール７の円周に対して接線方向から入射する方式でも、加工用レーザービームによる瘤欠陥１の除去が行われる範囲を極力小さくするためにレンズの開口数を可能な限り大きくすることが望ましく、集光レンズ３１の大きさは有効直径５０ｍｍ以上として、一般的なエンボスロール７の直径３００ｍｍを考慮して光学系を配置するためには作動距離を７０ｍｍ以上にする必要があり、対物レンズ２９と瘤欠陥１が除去されるエンボスロール７の加工点Ｐとの距離（作動距離）は、１００ｍｍに設定した。尚、これらの設計条件は必要とされるスポット径と焦点深度が得られればよく、この数字に限定されるものではない。
【００２０】
第１図に示した構成では、加工用レーザー装置２１と共に波長の異なる可視光の位置決めレーザー装置２３を設けている。２つのレーザー装置から照射されるレーザーは同軸で入射されるようにハーフミラー２７ａで合体される。この場合、対物レンズ２９と最終段の集光レンズ３１は、色消しレンズであることが特に望ましい。この位置決めレーザー装置２３から発信される位置決めレーザーは、加工用レーザービームの照射位置の特定と確認のために組み込まれるが、瘤欠陥１の検出、可視化の目的でも利用しうる。
【００２１】
ここで、同様の目的のために、レーザーの出力端に偏光素子、ＮＤフィルターなどによる光減衰器を装備してレーザー出力を低出力と高出力に切り替えられるようにすることで、低出力に設定したレーザーをエンボスロール７表面に接線方向から照射することで、瘤欠陥１の探索にも利用可能となるし、加工用レーザービーム照射位置の確認を行うこともできるようになる。
【００２２】
また、上記のようにレーザー出力切り替え機能を持つ２台以上の波長の異なる高出力レーザーを準備しておくことも有効であり、広範囲の材質のエンボスロール７へ適用することも可能になり、多種のレーザーを装備することはすべて本発明の範囲に含まれる。
【００２３】
瘤欠陥１の検知と特定および、加工高さ，形状の観測には、それぞれエンボスロール７面の円周に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａ（第１観測手段）とエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂ（第２観測手段）の互いに角度９０度をなす２組のＣＤＤカメラを具備した顕微鏡システムが準備される。
【００２４】
ここで、接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａの視界は、加工用レーザー装置２１の加工用レーザービームと位置決めレーザー装置２３の可視レーザーの光軸と一致され、瘤欠陥１の存在する領域を集光レンズ３１、対物レンズ２９を介し、ハーフミラー２７ｂで分岐して観測する。分岐場所は、レーザー光源と対物レンズ２９の間としたが、これは、集光レンズ３１と対物レンズ２９の間で分岐してもよい。
【００２５】
接線方向からの観測用照明は、照明装置３７から導かれたライトガイド３９にて角度をつけて配置し、良好な明るさを持った視界を得るために光軸上後方に反射鏡４１を配置した（図２参照）。この反射鏡４１は、反射光量が１００％に近い必要はなく、白色の紙やプラスチックシートでもよく、表面に散乱効果をもつことがより好ましい。
【００２６】
エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂは、検査時には瘤欠陥１の投影面積の算出に使用される。また、可視レーザー照射時には、加工用レーザービームの面内方向の位置決めに用いられる。
エンボスロール７の軸方向へのビームスポット３３の移動は、集光レンズ３１の光軸と垂直方向の位置を移動させることによって可能である。
すなわち加工用レーザービームの照射では、集光レンズ３１を瘤欠陥１の大きさに合わせてエンボスロールの軸方向に往復移動させることで、加工用レーザービームのビームスポット３３が左右に移動（揺動）し瘤欠陥１を除去することが出来る。
【００２７】
垂直方向の観測用照明は、顕微鏡システム３５ｂに組み込まれた図示しない対物レンズの作動距離を短く取れると共に、反射光量も十分取れるため、顕微鏡システム３５ｂの内部に同軸落射した。
【００２８】
図３、図４にそれぞれの顕微鏡システムの視野に捉えられた瘤欠陥１の概要を示す。
図３は、エンボスロール７面に対して接線方向から観測したエンボスロール７の円周の上端部の概略図である。結果として、瘤欠陥１が存在すると観測画面３のエンボスロール端面５に輝点として映し出される。
【００２９】
図４は、エンボスロール７面に垂直な方向から観測したエンボスロール７の円周上の概略図である。瘤欠陥１は、半球状のまたは半球をつなぎ合わせたような突起状の構造で黒色に映し出される。
【００３０】
加工用レーザービームのエンボスロール７の半径方向への微調整も行われることが望ましい。この場合、接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａとエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂの双方の画像に捉えられた位置決め用の可視レーザー２３のレーザーのビームスポット３３の大きさなどにより加工用レーザービームの照射位置の調整が行われる。
【００３１】
加工用レーザー装置２１，位置決めレーザー装置２３、そしてエンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａ、エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂは、検査修正制御装置４３と電気的に接続され、それぞれの動作が制御される。また、エンボスロール７を回転、並びに、軸方向に移動させ、位置を検出するローラ制御機構４５が検査修正制御装置４３とのコマンドとステータス情報通信を行うように設けられている。
【００３２】
次に、瘤欠陥１の検出から除去までの動作を、順を追って説明する。
【００３３】
先ず、瘤欠陥１の検査と修正に供されるエンボスロール７が、図示しない電動機などを用いたロールの回転機構つきロール検査台に懸架されるとローラ制御機構４５により、エンボスロール７の位置だしが行われる。このエンボスロール７の軸方向の一方の端に、瘤欠陥１検査修正機構の観測位置が設定され、回転角度と共に初期値がローラ制御機構４５から検査修正制御装置４３に送られ、検査修正制御装置４３内部の図示しない記憶装置に記録される。
【００３４】
次に、検査修正制御装置４３からの検査開始コマンドによりローラ制御機構４５は、エンボスロール７を回転させる。エンボスロール７が回転開始すると、検査修正制御装置４３は順次、エンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａとエンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂの双方からの取得画像を処理し、異常を発見すると、それぞれ輝点の高さ、暗部の大きさを予め設定された判定値と比較し、瘤欠陥１と判断するとその位置情報をローラ制御機構４５から吸い上げ、検査結果データとして取得画像とその処理結果、輝点の高さ、暗部の大きさと共に記憶部に格納する。エンボスロール７が１回転終わると、軸方向にエンボスロール７を所定量移動させ、次のラインの検査を行う。
【００３５】
この動作を順次繰り返して、瘤欠陥１の検出、特定を終了する。欠陥数‘０’の場合、エンボスロール７は、次工程に送り出される。
【００３６】
瘤欠陥１が少なくとも１つ特定されたエンボスロール７は、検査結果データに基づいて位置だしされ、レーザーによる除去動作が行われる。位置決めレーザー装置２３のレーザーによって瘤欠陥１に許容誤差範囲内で位置決めした後、加工用レーザー装置２１に設けられた図示しない開閉器を動作させ、加工用レーザー装置２１の加工用レーザービームを瘤欠陥１に照射させる。そして、エンボスロール７面に垂直な方向から観測する顕微鏡システム３５ｂによって計測された寸法範囲内で集光レンズ３１を集光レンズ３１を図示しない微動機構で揺動させながら、エンボスロール７面に対して接線方向から観測する顕微鏡システム３５ａにて観測された画像から瘤欠陥１の高さを順次モニターして、規定値以下となった時点で集光レンズ３１の揺動を停止し、加工用レーザー装置２１の図示しない開閉器を閉じる。
【００３７】
この動作を１本のエンボスロール７の発見されたすべての瘤欠陥１に対して行った後、エンボスロール７の表面を清浄することですべての瘤欠陥１検査修復工程を終了する。
【００３８】
以上、検査工程と修復工程を分離した手順で説明したが、１つの瘤欠陥１を検知した時点で逐次修復動作を行うようにしてもよく、上に説明した手順に拘束されるものではない。また、エンボスロール７を軸方向に移動するとしたが、検査修正機構部分を移動するようにしてもよい。こうすることで、前後の工程でのエンボスロール７の移動を回避することができる。
【実施例１】
【００３９】
本発明に関連するエンボスロール７表面の瘤欠陥１修復方法の実施例を以下に説明する。
【００４０】
（実施例１）
図５は、エンボスロール７を形成させる層構成と瘤欠陥１の除去方法を示す概略図である。
【００４１】
軸のある鉄性のロール芯材９を砥石研磨後、電析ニッケルめっきを行い密着層１１を形成し、次に電析銅めっきを行い、下地層１３を約２００μｍ形成した。この面をバーチカル研磨により整面し、銀の置換めっきを行って剥離層１５を形成した。さらに、電析銅めっきを行い、バーチカル研磨により表面粗さＲａ０．００１〜０．００５μｍになるように研磨し加工層１７を形成した。この研磨面である加工層１７を、粒子経５０〜１５０μｍ程度の炭化珪素を用いて約４時間ブラスト処理を行い，微細な凹凸を形成した後，塩化鉄液によってエッチングして表面の凹凸を軽減した。
【００４２】
この研磨面である加工層１７を水滴が残らないようにエアガンで乾燥させた後、瘤欠陥検査を行い加工層１７の表面に発生した瘤欠陥１を検知し、特定された瘤欠陥１に超短パルスレーザー装置（ホヤカンデオオプトロニクス社製ＦＬＳ−５０００；発振波長７７５ｎｍ、ピークパワー８００ｍＷ、最大パルスエネルギー８００μＪ／パルス、最小パルス幅１５０フェムト秒、パルス繰り返し周波数１ｋＨｚ、直線偏光されたビームスポットの径１０μｍ）を用いて、レーザー（ビーム直径約５０μｍ，加工部とレンズ間の距離約１００ｍｍ，レーザー出力値１００ｍＷ，パルス幅２００ｆｓ）をエンボスロール７の接線方向から照射して突起状の瘤欠陥１を取り除いた。
【００４３】
引続き加工層１７の表面に、電析クロムめっきにてめっき厚１０μｍめっきして保護層１９を形成した。
【００４４】
さらに、このクロムめっきによる保護層１７の表面検査を行い、クロムめっきを行う前に検出されなかった瘤欠陥１に加工用レーザービームを照射して取り除いた。こうして得られたエンボスロールを用い、このロール面をポリエステルフィルム上に積層した紫外線硬化樹脂に転写し、フィルムを作製すると無欠陥のフィルムシートを作製するとことができた。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、液晶テレビ、パソコンなどに用いる液晶表示装置などの画像表示装置の表示面の表面に対する外光の写りこみを防止する反射防止フィルムを作製する為の反射防止フィルム成形用エンボスロールの表面欠陥の除去及び修復方法にも利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法のエンボスロール円周に対して接線方向から観測する照明系の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例であるエンボスロール表面の瘤欠陥修復方法のエンボスロール円周に対して接線方向から観測したエンボスロールの円周上上端部の概略図である。
【図４】本発明に関わるエンボスロール面に垂直方向から観測したエンボスロールの円周上の概略図である。
【図５】本発明に関わるエンボスロールの構成と瘤欠陥の除去方法を示す概略図である。
【図６】本発明に関するエンボスロールの形成工程を示す図
【図７】本発明に関するエンボスロールの形成工程
【符号の説明】
【００４７】
１・・・・ 瘤欠陥
３・・・・ 観測画面
５・・・・ エンボスロール端面
７・・・・ エンボスロール
９・・・・ ロール芯材
１１・・・・ 密着層
１３・・・・ 下地層
１５・・・・ 剥離層
１７・・・・ 加工層
１９・・・・ 保護層
２１・・・・ 加工用レーザー装置
２３・・・・ 位置決めレーザー装置
２５・・・・ 加工用レーザービーム
２７ａ、２７ｂ・・・・ハーフミラー
２９・・・・対物レンズ
３１・・・・集光レンズ
３３・・・・ビームスポット
３５ａ、３５ｂ・・・・顕微鏡システム
３７・・・・照明装置
３９・・・・ライトガイド
４１・・・・反射鏡
４３・・・・検査修正制御装置
４５・・・・ローラ制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状部材の製造方法であって、
前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、
を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項２】
エンボスパターンが形成されたロール面を備えた円筒状部材の製造方法であって、
前記ロール面にエンボスパターンを形成するパターン形成工程、
前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、
を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成工程と検査工程との間に、前記ロール面表面に金属層を形成する金属層形成工程を備えることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項４】
前記瘤欠陥除去工程で用いられる加工用レーザービームは、パルス幅１ピコ秒以下の超短パルスレーザーであることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項５】
前記検査工程は、前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向と接線方向から観測し、予め設定した瘤欠陥の基準と一致するかを判定する工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項６】
前記瘤欠陥除去工程は、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し当該円筒状部材の軸方向に揺動させながら加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する工程であることを特徴とする請求項１から５記載のいずれかに記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方法で製造された円筒状部材が備えるロール面の形状を転写されたことを特徴とする転写物。
【請求項８】
ロール面を備えた円筒状部材の瘤欠陥修正装置であって、
当該瘤欠陥修正装置は少なくとも、
前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向から観測可能な第１観測手段と、前記検査対象部位を当該ロール面の接線方向から観測可能な第２観測手段と、
前記第１観測手段及び第２観測手段によって特定された検査対象部位の突起を瘤欠陥と判断すべき基準と比較する瘤欠陥判定手段と、
を備える瘤欠陥検出機構と、
前記瘤欠陥検出機構によって検出された瘤欠陥の位置を検出する位置決め手段と、
前記瘤欠陥を除去する加工用レーザーを当該瘤欠陥に前記ロール面の接線方向から照射可能な加工用レーザービーム照射手段と、
を備える瘤欠陥除去機構とによって構成されることを特徴とする瘤欠陥修正装置。
【請求項９】
前記位置決め手段は可視レーザーであり、当該可視レーザーと前記加工用レーザービームとは同軸で入射可能であり、かつ両レーザーの焦点を同じとする手段をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の瘤欠陥修正装置。
【請求項１０】
前記位置決めに用いる可視レーザーは当該手段から照射される加工用レーザービームの出力を可視領域内で変更可能とする光減衰器と、発振波長の異なる２以上の高出力光源とをさらに備え、
前記加工用レーザービームは前記円筒状部材の軸方向に揺動可能であることを特徴とする請求項９に記載の瘤欠陥修正装置。
【請求項１】
円筒状部材の製造方法であって、
前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、
を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項２】
エンボスパターンが形成されたロール面を備えた円筒状部材の製造方法であって、
前記ロール面にエンボスパターンを形成するパターン形成工程、
前記ロール面を、突起状の瘤欠陥がないか検査する検査工程、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する瘤欠陥除去工程、
を備えることを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項３】
前記パターン形成工程と検査工程との間に、前記ロール面表面に金属層を形成する金属層形成工程を備えることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項４】
前記瘤欠陥除去工程で用いられる加工用レーザービームは、パルス幅１ピコ秒以下の超短パルスレーザーであることを特徴とする請求項２記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項５】
前記検査工程は、前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向と接線方向から観測し、予め設定した瘤欠陥の基準と一致するかを判定する工程であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項６】
前記瘤欠陥除去工程は、
前記ロール面の接線方向から前記瘤欠陥に対し当該円筒状部材の軸方向に揺動させながら加工用レーザービームを照射して当該瘤欠陥を除去する工程であることを特徴とする請求項１から５記載のいずれかに記載の円筒状部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の方法で製造された円筒状部材が備えるロール面の形状を転写されたことを特徴とする転写物。
【請求項８】
ロール面を備えた円筒状部材の瘤欠陥修正装置であって、
当該瘤欠陥修正装置は少なくとも、
前記ロール面上の検査対象部位を当該ロール面の法線方向から観測可能な第１観測手段と、前記検査対象部位を当該ロール面の接線方向から観測可能な第２観測手段と、
前記第１観測手段及び第２観測手段によって特定された検査対象部位の突起を瘤欠陥と判断すべき基準と比較する瘤欠陥判定手段と、
を備える瘤欠陥検出機構と、
前記瘤欠陥検出機構によって検出された瘤欠陥の位置を検出する位置決め手段と、
前記瘤欠陥を除去する加工用レーザーを当該瘤欠陥に前記ロール面の接線方向から照射可能な加工用レーザービーム照射手段と、
を備える瘤欠陥除去機構とによって構成されることを特徴とする瘤欠陥修正装置。
【請求項９】
前記位置決め手段は可視レーザーであり、当該可視レーザーと前記加工用レーザービームとは同軸で入射可能であり、かつ両レーザーの焦点を同じとする手段をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の瘤欠陥修正装置。
【請求項１０】
前記位置決めに用いる可視レーザーは当該手段から照射される加工用レーザービームの出力を可視領域内で変更可能とする光減衰器と、発振波長の異なる２以上の高出力光源とをさらに備え、
前記加工用レーザービームは前記円筒状部材の軸方向に揺動可能であることを特徴とする請求項９に記載の瘤欠陥修正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−７３７２３（Ｐ２００８−７３７２３Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５５４９８（Ｐ２００６−２５５４９８）
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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