合成樹脂材料の検査方法および検査装置
【課題】より精度の高い検査結果を得ることが可能な合成樹脂材料の検査方法および検査装置を得る。
【解決手段】実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、複数のステップを有する。一つのステップでは、合成樹脂材料の検体が切削あるいは研磨されて面が設けられる。もう一つのステップでは、面の複数の位置が押されて各位置での測定値が得られる。もう一つのステップでは、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置とが対応付けて出力される。
【解決手段】実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、複数のステップを有する。一つのステップでは、合成樹脂材料の検体が切削あるいは研磨されて面が設けられる。もう一つのステップでは、面の複数の位置が押されて各位置での測定値が得られる。もう一つのステップでは、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置とが対応付けて出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、合成樹脂材料の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂材料の検体に当てた光の反射光あるいは透過光に基づいて当該検体の検査を行う検査方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
合成樹脂材料の検査方法では、より精度の高い検査結果を得ることが求められている。
【０００５】
そこで、本発明の実施形態は、一例として、より精度の高い検査結果を得ることが可能な合成樹脂材料の検査方法および検査装置を得ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、複数のステップを有する。一つのステップでは、合成樹脂材料の検体が切削あるいは研磨されて面が設けられる。もう一つのステップでは、面の複数の位置が押されて各位置での測定値が得られる。もう一つのステップでは、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置とが対応付けて出力される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法が行われる検査装置の一例が模式的に示された平面図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法で用いられるベースと検体の一例が示された斜視図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法の手順の一例が示されたフローチャートである。
【図４】図４は、図２に示されたベースの断面図である。
【図５】図５は、図２に示されたベースに検体がセットされた状態の一例が示された断面図である。
【図６】図６は、図５に示された検体がセットされたベースに合成樹脂材料が充填されて固化された状態の一例が示された断面図である。
【図７】図７は、図６に示されたベースおよび検体の加工位置の一例が示された断面図である。
【図８】図８は、図７に示された加工位置に面が設けられた検体の一例が示された断面図である。
【図９】図９は、図８に示された面が設けられた検体に用いられる測定装置の一部の一例が示された模式図である。
【図１０】図１０は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での検体の測定位置の一例が模式的に示された平面図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での検体の測定位置を移動させる移動装置の一例が示された平面図である。
【図１２】図１２は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押す前の状態が示された図である。
【図１３】図１３は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押した状態が示された図である。
【図１４】図１４は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押した後に検体から離間した状態が示された図である。
【図１５】図１５は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法で測定結果に基づいて算出された物理量が測定位置に対応して示された出力例が示された図である。
【図１６】図１６は、図１５に対応した検体に生じたウエルドラインおよびクラックの一例が模式的に示された斜視図である。
【図１７】図１７は、図８に示されたベースおよび検体の加工位置（面が設けられる位置）が例示された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示されるように、本実施形態にかかる検査装置１は、ベース格納部２や、樹脂成形部３、面形成部４、測定部５、搬送部６、操作部７、出力部８、制御部９等を備えている。搬送部６は、ベース格納部２、樹脂成形部３、面形成部４、および測定部５間で、ベース１１を搬送する。搬送部６は、ベース１１の単体の他、検体１０（図２等参照）がセットされたベース１１、検体１０と一体化されたベース１１、検体１０と一体化されて加工されたベース１１、測定実施後のベース１１等も搬送することもできる。
【０００９】
図２に示されるように、ベース１１には、検体１０がセットされる。ベース１１は、検体１０のセット部、支持部、容器の一例である。検体１０は、主として合成樹脂材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で構成された部品である。また、ベース１１は、主として合成樹脂材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で構成された部品である。検体１０、ベース１１ともに、有機あるいは無機のフィラーを含むことができる。図２に例示されるベース１１は、一例としては、直方体状（立方体状）の外観を呈した部品である。また、図２に例示される検体１０は、矩形かつ板状（扁平な直方体状）の外観を呈した部品である。検体１０は、ベース１１のスペックに合わせて、電子機器の筐体（図示されず）等から適宜な形状に切断されることができる。
【００１０】
ベース１１には、一つの面１１ａに開口した凹部（収容部、開口部）１１ｂが設けられている。凹部１１ｂは、筒状部１１ｃと、筒状部１１ｃから張り出した張出部（第二の凹部、支持部、引掛部）１１ｄと、を有している。筒状部１１ｃは、円筒状（円柱状）に形成されている。張出部１１ｄは、筒状部１１ｃの延びた方向に沿ったキー溝状（溝状）に形成されている。張出部１１ｄは、面１１ａに対する平面視では、十字状に四箇所設けられている。よって、図２に示されるように、一例としては、検体１０は、この検体１０の端部が対向する二つの張出部１１ｄに差し込まれた状態に、ベース１１にセットされることができる。
【００１１】
ベース格納部２には、複数のベース１１が格納されている。ベース格納部２には、スペック（大きさ、材質、凹部１１ｂのスペック等）が異なる複数のベース１１が格納されることができる。ベース格納部２に格納された複数のベース１１の中から、検体１０に対応したベース１１が選択され、他の処理セクション（セクション、処理部、領域、処理領域、本実施形態では、樹脂成形部３、面形成部４、測定部５等）での処理に用いられることができる。
【００１２】
樹脂成形部３は、検体１０の少なくとも一部を合成樹脂材料（第二合成樹脂材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で覆う。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持された検体１０の少なくとも一部が、合成樹脂材料の覆部１２（図６等参照）で覆われる。
【００１３】
面形成部４は、検体１０を切削あるいは研磨して、測定（物性の取得）の対象となる面Ｐ１（図８等参照）を設ける。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持され覆部１２で一部が覆われた検体１０に、面Ｐ１が設けられる。
【００１４】
測定部５は、面Ｐ１の複数の位置ＭＰ（図１０参照）を押して、各位置ＭＰでの測定値を得る。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持され覆部１２で一部が覆われ面Ｐ１が設けられた検体１０の当該面Ｐ１に対して、測定が行われる。
【００１５】
搬送部６は、図１に示されるように、一例としては、レール６ａと、スライダ６ｂと、アーム６ｃと、支持部６ｄと、を有する。図１に示されるように、本実施形態では、一例として、処理セクションおよびベース格納部２が列状に配置されており、レール６ａは、この列に沿って延びている。スライダ６ｂは、レール６ａの長手方向に沿って往復することができ、少なくとも処理セクションおよびベース格納部２に対応する（対向する）位置で停止されることができる。アーム６ｃは、その先端が搬送路側（レール６ａ側）の位置（第一の位置、短縮位置）にある短縮状態（引込状態）と、その先端が処理セクションまたはベース格納部２側の位置（第二の位置、伸長位置）にある伸長状態との間で伸縮することができる。また、アーム６ｃは、それら各状態で停止することができる。支持部６ｄは、ベース１１を支持した状態（ホールドした状態）と離した状態（リリースした状態）とを切り替えることができる。搬送部６の各部は、それぞれモータやソレノイド等のアクチュエータ（図示されず）を有しており、これらアクチュエータの動作は、例えば、制御部９によって制御される。すなわち、一例としては、制御部９によって制御された搬送部６によって、処理セクションおよびベース格納部２間でベース１１すなわち検体１０が搬送される。なお、複数の処理セクションの配置や、搬送部６の構成は、適宜に変更することができる。一例としては、複数の処理セクションが搬送部６を囲うように配置されたり、検査装置１の高さ方向に積層されて配置されたり、搬送部６がロボットアームやベルトコンベヤ等を含んだりすることができる。
【００１６】
操作部７では、オペレータの操作入力が行われる。操作部７は、例えば、キーボードや、操作ボタン、スイッチ等である。出力部８は、種々の出力を実行する。出力部８は、例えば、ディスプレイや、発光部、スピーカ、データライタ等である。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）やＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等であることができる。出力部８としてのディスプレイは、測定部５での測定値またはこの測定値に基づいて制御部９等で算出された物理量と位置ＭＰとを対応付けて出力することができる。制御部９は、検査装置１の各部を制御する。制御部９は、例えば、回路基板とこの回路基板に設けられた電子部品等を含むことができる。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit、制御部の一例）や、ＲＡＭ（random access memory、記憶部の一例）、ＲＯＭ（read only memory、記憶部の一例）、ＨＤＤ（hard disk drive、記憶部の一例）、記憶媒体のコネクタ、記憶媒体のドライブ、コントローラ、通信インタフェース等を含むことができる。検査装置１は、プログラム（アプリケーション等）によって動作することができる。この場合、ＣＰＵが不揮発性の記憶部にインストールされ読み出されたプログラムにしたがって動作し、検査装置１の各部の制御が実行される。
【００１７】
図３は、検体１０の検査方法の一例が示されたフローチャートである。まずは、検体１０が準備される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、例えば、ベース１１に合うように、検査対象となる部品（一例としては電子機器の筐体）から検体１０が切り出される。このステップＳ１０は、検査装置１外で行われる。形状や大きさ等が限定された範囲では、検査装置１内（例えば、面形成部４）で行われることもできる。
【００１８】
次に、操作部７で、樹脂成形部３で使用される樹脂（すなわち、覆部１２の樹脂）や、検体１０の検査（各処理セクションでの処理）で使用されるベース１１等を選択する入力操作が、行われる（ステップＳ１１）。操作部７では、他のステップや処理に関するパラメータ等を設定することもできる。
【００１９】
次に、ベース１１に検体１０がセットされる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、一例としては、図４，５に示されるように、樹脂成形部３内に搬送されたベース１１に、オペレータが、検体１０を差し込む等することで、検体１０がベース１１にセットされる。この場合、検査装置１には、樹脂成形部３に対応して、当該樹脂成形部３に外部からアクセスするための扉（図示されず）等が設けられる。
【００２０】
次に、樹脂成形部３で、検体１０の少なくとも一部が合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で覆われる（ステップＳ１３）。このステップＳ１３では、一例としては、図５，６に示されるように、検体１０が収容された凹部１１ｂ内に流動性を有した状態の合成樹脂材料が導入されて充填され、固化されることにより、検体１０の少なくとも一部が、覆部１２で覆われる。覆部１２は、検体１０を支持する支持部として機能する。このように、検体１０が覆部１２で覆われることで、一例としては、検体１０を単独で取り扱う場合に比べて、取り扱いやすくなるという効果が得られる。また、一例としては、小さな検体１０でも比較的大きな検体１０と同様に取り扱いやすくなるという利点もある。また、合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）は、一例としては、常温で硬化し、収縮が小さく、発熱量が小さいもの等が好適である。これにより、温度変化や形状変化が検体１０の特性に影響を及ぼすのを抑制しやすくなる。また、樹脂成形部３は、樹脂成形に必要な装備（例えば、樹脂タンクや、注入装置、配管、ノズル、温度可変装置（温調装置）等、図示されず）を備えている。
【００２１】
このステップＳ１３では、後のステップＳ１４で面Ｐ１（図８参照）が形成される側を、合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で覆うのが好適である。これにより、一例としては、検体１０の表面に凹凸がある場合等にあっても、面形成部４で面Ｐ１の加工をより容易に行いやすくなる。また、一例としては、検体１０にクラックＣＲ（図１５，１６参照）が生じていた場合には、クラックＣＲを合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で埋めることができる。よって、一例としては、検査装置１で検体１０を取り扱う際に、クラックＣＲが生じていたことによる不都合（例えば、クラックＣＲの伸展や、検体１０の割れ等）が生じるのを抑制しやすくなる。なお、例えば、検体１０に狭い隙間が存在する場合や、クラックＣＲが細かく、無数に存在するような場合等には、真空脱泡を行うこともできる。
【００２２】
また、ステップＳ１３で検体１０を覆う合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）は、検体１０とは異なる材質とすることができる。具体的には、検体１０の合成樹脂材料と、覆部１２の合成樹脂材料とで、例えば、物性や、特性、硬さ、硬度、ヤング率、合成樹脂基材、フィラーの有無、フィラーの含有率、フィラーの種類等を異ならせることができる。仮に、検体１０の面Ｐ１等にクラックＣＲ等が生じていた場合に、ステップＳ１３で流動性を有した状態の合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）が導入されると、上述したように、当該クラックＣＲには合成樹脂材料が入る。この場合に、クラックＣＲに入った合成樹脂材料が検体１０の合成樹脂材料と異なる材質であると、一例としては、測定部５におけるクラックＣＲではない部分の測定結果と、クラックＣＲの部分（合成樹脂材料が入った部分）の測定結果とに差異が生じやすくなる。よって、一例としては、異常箇所の誤検知を抑制しやすくなり、より精度の高い検査（測定）を行いやすい。
【００２３】
ここで、検体１０を覆う合成樹脂材料（すなわち、覆部１２を構成する第二合成樹脂材料）が、検体１０より硬い（硬度がより高い、ヤング率がより高い）場合、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）の剛性が高くなる。よって、一例としては、検体１０がベース１１あるいは覆部１２によりしっかりと支持されるため、測定部５での測定結果に対する覆部１２の影響を減らしやすくなる。また、一例としては、面形成部４での加工の際に、覆部１２が柔らかすぎて部分的に剥がれる等の不都合が生じにくくなる。
【００２４】
一方、検体１０を覆う合成樹脂材料（すなわち、覆部１２を構成する第二合成樹脂材料）が、検体１０より柔らかい（硬度がより低い、ヤング率がより低い）場合、クラックＣＲの部分が柔らかくなる。よって、一例としては、クラックＣＲが無い部分より剛性が低いクラックＣＲの部分で、剛性が低くなるため、クラックＣＲにより硬い合成樹脂材料が入ってクラックＣＲが無い部分で剛性が高くなる場合に比べて、測定結果を判別しやすくなる。
【００２５】
次に、面形成部４で、検体１０が切削あるいは研磨されて、面Ｐ１が設けられる（ステップＳ１４）。このステップＳ１４では、一例としては、図７，８に示されるように、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）が、検体１０の検査を行いたい面に沿った面ＧＰで切断され、この面ＧＰが研磨されることで、面Ｐ１が形成される。このステップＳ１４によって、面Ｐ１の凹凸が測定結果に影響を及ぼす（誤測定の一因となる）のを抑制しやすくなる。切断は、検体１０やベース１１（アセンブリ）等のスペックによっては省略することができる。また、研磨では、研磨部として、例えば回転式のグラインダ等を、用いることができる。また、研磨では、面粗さが段階的に小さくなるように、研磨部（例えば、グラインダ等）を変更することができる。一例としては、最終的には、面Ｐ１は、その凹凸が５００ｎｍ（ナノメートル）以下（より好適には、１０〜２０ｎｍの範囲内）に収まる程度に、鏡面状に仕上げられる。
【００２６】
次に、面Ｐ１が洗浄され（ステップＳ１５）、ステップＳ１５で面Ｐ１が濡れる場合には、面Ｐ１が乾燥される（ステップＳ１６）。これらステップＳ１５，Ｓ１６では、一例としては、検査装置１の内部（例えば、樹脂成形部３および面形成部４のうち少なくともいずれか一方）に、洗浄装置（洗浄部、図示されず）および乾燥装置（乾燥部、図示されず）が設けられる。そして、一例としては、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）の状態で、少なくとも面Ｐ１、好適にはアセンブリの全体が、洗浄され、乾燥される。洗浄装置は、一例としては、不純物の少ない水（純水）を供給する装置として構成され、タンク、配管、ノズル、ポンプ等を有する。また、乾燥装置は、一例としては、ケース、ヒータ、ファン、ノズル等を有する。なお、洗浄装置および乾燥装置が、樹脂成形部３に設けられる構成では、一例として、樹脂成形のための温度可変機構の少なくとも一部を、乾燥装置に流用できるという利点がある。また、洗浄装置および乾燥装置が、面形成部４に設けられる構成では、一例として、洗浄装置および乾燥装置が他の処理セクションに設けられ当該処理セクションから面形成部４に搬送される場合に比べて、塵芥等が付着しにくくなるという利点がある。
【００２７】
次に、測定部５で、面Ｐ１の複数の位置ＭＰが押され、各位置ＭＰでの測定値が得られる（ステップＳ１７）。このステップＳ１７では、図９に示されるように、測定装置１３は、一例としては、基部（支持部、筐体）１４と可動部（押部、押圧部）１５とを備える。基部１４は、可動部１５を、面Ｐ１に近付く方向（遠ざかる方向、面Ｐ１と交叉する（垂直な）方向）に沿って往復可能に、支持する。また、基部１４は、可動部１５に荷重を与えて当該可動部１５を面Ｐ１に向けて押す。すなわち、基部１４は、可動部１５を動かすアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド等、図示されず）を有する。また、基部１４は、可動部１５の変位量を検出する変位センサ（例えば、静電容量式変位計等、図示されず）を有する。可動部１５は押部の一例である。
【００２８】
また、図１０に示されるように、ステップＳ１７では、測定される位置ＭＰは、一例として、検体１０の面Ｐ１上で、格子状（相互に直交するＸ方向およびＹ方向の二次元座標の格子状、グリッド状）に離散的に配置される。そして、このような複数の位置ＭＰで測定を行うため、測定部５には、一例として、図１１に示されるような、測定装置１３の移動装置１６が設けられる。移動装置１６は、一例としては、レール１６ａと、スライダ１６ｂと、レール１６ｃと、スライダ１６ｄと、を有する。図１１に示されるように、本実施形態では、一例として、移動装置１６は、検体１０の面Ｐ１を覆うように（例えば面Ｐ１の上方に）位置されている。レール１６ａおよびレール１６ｃは、面Ｐ１に沿い、相互に交叉する方向（垂直な方向）に沿って延びている。図１１の例では、レール１６ａはＸ方向に沿って延び、レール１６ｃは、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って延びている。スライダ１６ｂは、レール１６ａの長手方向に沿って往復することができ、複数の位置（任意の位置）で停止されることができる。スライダ１６ｄは、レール１６ｃの長手方向に沿って往復することができ、複数の位置（任意の位置）で停止されることができる。スライダ１６ｄに、図９に示されるような測定装置１３が設けられる。移動装置１６の各部は、それぞれモータやソレノイド等のアクチュエータ（図示されず）を有しており、これらアクチュエータの動作は、例えば、制御部９によって制御される。このような構成により、移動装置１６は、測定装置１３を、複数の位置ＭＰに対応する（対向する）位置に移動させることができる。なお、複数の位置ＭＰの配置や、移動装置１６の構成は、適宜に変更することができる。また、固定された測定装置１３に対して検体１０およびベース１１を移動可能な構成とすることができるし、測定装置１３と検体１０およびベース１１との双方を移動可能な構成とすることもできる。これらの場合、測定部５に設けられた移動装置（図示されず）が検体１０およびベース１１を移動することができるし、搬送部６が検体１０およびベース１１を移動することができる。また、測定装置１３の移動装置１６や、検体１０およびベースの移動装置（図示されず）、あるいは搬送部６等は、面Ｐ１に沿ったＸ方向およびＹ方向のみならず、それら方向と垂直な方向（検体１０およびベース１１と測定装置１３とが近接および離間する方向、面Ｐ１と交叉する方向）に移動することもできる。
【００２９】
ステップＳ１７では、一例としては、ナノインデンタ（ナノインデンテーション）による微小部分の測定が実施される。図１２〜１４に例示されるように、ステップＳ１７では、測定装置１３は、可動部１５を面Ｐ１に近接させ、接触させ、さらに押し込む。可動部１５は、一例としては、面Ｐ１に垂直に移動する。各位置ＭＰで、面Ｐ１は、可動部１５の先端部１５ａに押されて凹む。測定装置１３は、可動部１５に既知の荷重（所定の荷重、力、例えば、複数の位置ＭＰについて同じ荷重）を与える。よって、可動部１５の検体１０への進入は、検体１０の物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた最深位置で止まる。すなわち、可動部１５の先端部１５ａの押しによって、面Ｐ１には、凹部１０ａが形成される。そして、凹部１０ａの深さは、物性（例えば、硬さや弾性等）に応じて変化する。硬い位置ＭＰほど（硬度あるいはヤング率が高いほど）凹部１０ａは浅い。なお、凹部１０ａの深さは、数ｎｍ（少なくとも、１ｎｍ）以上になるよう、荷重の大きさは適宜に設定される。変位センサは、面Ｐ１が凹んだ際の可動部１５の変位量を検出する。一例として、変位センサは、可動部１５の先端部１５ａが面Ｐ１に当接してから最深位置に至るまでの変位量δを検出する。この変位量δは、凹部１０ａの深さδに等しい。一例として、ステップＳ１７での測定値は、変位量（凹部１０ａの深さ）δである。なお、先端部１５ａは、例えば、多角錐状（例えば三角錐状）あるいは円錐状に形成される。また、可動部１５の少なくとも先端部１５ａは、ダイヤモンド等の硬質な材料で構成される。
【００３０】
面Ｐ１とは別の面で測定が行われない場合（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ１７で得られた測定値から、各位置ＭＰでの所定の物理量が算出される（ステップＳ１９）。このステップＳ１９では、一例として、制御部９は、ステップＳ１７で得られた変位量δと、可動部１５に与えられた荷重の大きさと、可動部１５の先端部１５ａの形状とから、各位置ＭＰでの物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた物理量（例えば、硬度やヤング率等）を算出する。一例として、図１２〜１４に例示されるような形状の先端部１５ａの場合、面Ｐ１が凹んだ際の先端部１５ａの検体１０との接触面積は、変位量δから幾何学的に算出することができる。よって、制御部９は、この算出された接触面積と、与えられた荷重の大きさとから、各位置ＭＰでの物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた物理量（例えば、硬度やヤング率等）を算出することができる。
【００３１】
さらに、このステップＳ１９では、出力態様に応じた画像処理が行われる。そして、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置ＭＰとを対応付けた出力結果が、出力される（ステップＳ２０）。このステップＳ２０では、一例としては、出力部８としてのディスプレイの表示画面に、図１５に示されるようなグラフが表示される。図１５は、Ｘ方向およびＹ方向の二次元で離散的に配置された各位置ＭＰでの物理量としてのヤング率が示された出力結果（グラフ）の一例である。図１５の例では、空間的に補間処理が行われて、ヤング率の等高線が示されている。白抜きのパターンの部分がヤング率が高く、ドットパターンのドットが密になるほどヤング率が低い。図１６は、図１５の出力例に対応した検体１０が模式的に示された斜視図である。図１５，１６を比較すれば、図１５のような出力結果によって、検体１０の面Ｐ１のＸＹの二次元座標上でウエルドラインＷＬやクラックＣＲが生じている部分（領域）を視覚的に認識しやすくなる。なお、図１５は、ステップＳ２０の出力結果の一例であって、出力結果の態様は、この例には限定されない。例えば、出力結果は、色やパターンで区別した平面図として出力することもできる。また、図１５の例では、ウエルドラインＷＬは、ヤング率が一般部分より低い場所として観測することができるが、ヤング率が一般部分より高い場所として観測される場合もある。すなわち、本実施形態にかかる検査方法および検査装置によれば、検体１０内で異常が生じている部分（領域）を、一般部分と物理量が異なる部分（領域）として、認識することができる。
【００３２】
また、面Ｐ１とは別の面で測定が行われる場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１４に戻って、別の面が形成され、当該形成された面に対して、ステップＳ１５以降の処理が実行される。図１７に示されるように、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）が、検体１０の検査を行いたい面に沿った面ＧＰで切断され、この面ＧＰが研磨されることで、別の面が形成される。すなわち、検体１０が面ＧＰで切断あるいは研磨されて測定対象としての面が形成され、その面に対して測定が実行され、その測定後、さらに新しい面ＧＰが切断されあるいは研磨されて測定対象としての新しい面が形成され、その面に対して測定が実行される。すなわち、本実施形態によれば、検体１０が少しずつ削られて面が形成され、当該面について、測定値や物理量が得られることで、検体１０の内部まで、物性（例えば、硬さや弾性等）に対応した物理量（例えば、硬度やヤング率等）を検査することができる。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、合成樹脂材料の検体１０を切削あるいは研磨して面Ｐ１を設けるステップと、面Ｐ１の複数の位置ＭＰを押して各位置ＭＰでの測定値を得るステップと、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と各位置ＭＰとを対応付けて出力するステップと、を有した。よって、一例としては、面Ｐ１の各位置ＭＰで測定値をより精度良く得ることができるとともに、面Ｐ１の各位置ＭＰでの物理量をより把握しやすくなる。よって、一例としては、合成樹脂材料の検体１０で異常が生じている領域をより精度良くかつより容易に把握しやすい。
【００３４】
また、本実施形態では、測定値を得るステップでは、測定値として、面Ｐ１に押された可動部１５の面Ｐ１からの変位量δが測定され、可動部１５の形状、変位量δ、および可動部１５を面Ｐ１に押した荷重から、検体１０の硬さあるいは弾性に応じた物理量が算出される。よって、一例としては、検体１０の局所的な硬さあるいは弾性に応じた物理量、すなわち、検体１０における硬さあるいは弾性に応じた物理量を、より精度良く得ることができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であって、種々に変形して実施することができる。例えば、測定値から硬度あるいはヤング率以外の物理量を算出して、当該物理量の検体での分布を得ることができる。また、検査装置、ならびにその各部、すなわち、ベース格納部、樹脂成形部、面形成部、測定部、搬送部、操作部、出力部、制御部、検体、ベース、覆部、測定装置、基部、可動部、移動装置等のスペック（構造や、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。また、出力部は、記憶媒体にデータを出力するデータ出力装置であることができるし、紙等の媒体に印刷する印刷装置であることができる。また、上記実施形態では、検体、ベース、および覆部が、合成樹脂材料である場合について例示したが、本発明は、合成樹脂材料以外の材料（例えば金属材料等）についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…検査装置、３…樹脂成形部、４…面形成部、５…測定部、１０…検体、１５…可動部（押部）、１５ａ…先端部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、合成樹脂材料の検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂材料の検体に当てた光の反射光あるいは透過光に基づいて当該検体の検査を行う検査方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
合成樹脂材料の検査方法では、より精度の高い検査結果を得ることが求められている。
【０００５】
そこで、本発明の実施形態は、一例として、より精度の高い検査結果を得ることが可能な合成樹脂材料の検査方法および検査装置を得ることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、複数のステップを有する。一つのステップでは、合成樹脂材料の検体が切削あるいは研磨されて面が設けられる。もう一つのステップでは、面の複数の位置が押されて各位置での測定値が得られる。もう一つのステップでは、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置とが対応付けて出力される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法が行われる検査装置の一例が模式的に示された平面図である。
【図２】図２は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法で用いられるベースと検体の一例が示された斜視図である。
【図３】図３は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法の手順の一例が示されたフローチャートである。
【図４】図４は、図２に示されたベースの断面図である。
【図５】図５は、図２に示されたベースに検体がセットされた状態の一例が示された断面図である。
【図６】図６は、図５に示された検体がセットされたベースに合成樹脂材料が充填されて固化された状態の一例が示された断面図である。
【図７】図７は、図６に示されたベースおよび検体の加工位置の一例が示された断面図である。
【図８】図８は、図７に示された加工位置に面が設けられた検体の一例が示された断面図である。
【図９】図９は、図８に示された面が設けられた検体に用いられる測定装置の一部の一例が示された模式図である。
【図１０】図１０は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での検体の測定位置の一例が模式的に示された平面図である。
【図１１】図１１は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での検体の測定位置を移動させる移動装置の一例が示された平面図である。
【図１２】図１２は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押す前の状態が示された図である。
【図１３】図１３は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押した状態が示された図である。
【図１４】図１４は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法での押部（側面図）と検体（断面図）の一例が示された図であって、押部が検体を押した後に検体から離間した状態が示された図である。
【図１５】図１５は、実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法で測定結果に基づいて算出された物理量が測定位置に対応して示された出力例が示された図である。
【図１６】図１６は、図１５に対応した検体に生じたウエルドラインおよびクラックの一例が模式的に示された斜視図である。
【図１７】図１７は、図８に示されたベースおよび検体の加工位置（面が設けられる位置）が例示された断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示されるように、本実施形態にかかる検査装置１は、ベース格納部２や、樹脂成形部３、面形成部４、測定部５、搬送部６、操作部７、出力部８、制御部９等を備えている。搬送部６は、ベース格納部２、樹脂成形部３、面形成部４、および測定部５間で、ベース１１を搬送する。搬送部６は、ベース１１の単体の他、検体１０（図２等参照）がセットされたベース１１、検体１０と一体化されたベース１１、検体１０と一体化されて加工されたベース１１、測定実施後のベース１１等も搬送することもできる。
【０００９】
図２に示されるように、ベース１１には、検体１０がセットされる。ベース１１は、検体１０のセット部、支持部、容器の一例である。検体１０は、主として合成樹脂材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で構成された部品である。また、ベース１１は、主として合成樹脂材料（熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で構成された部品である。検体１０、ベース１１ともに、有機あるいは無機のフィラーを含むことができる。図２に例示されるベース１１は、一例としては、直方体状（立方体状）の外観を呈した部品である。また、図２に例示される検体１０は、矩形かつ板状（扁平な直方体状）の外観を呈した部品である。検体１０は、ベース１１のスペックに合わせて、電子機器の筐体（図示されず）等から適宜な形状に切断されることができる。
【００１０】
ベース１１には、一つの面１１ａに開口した凹部（収容部、開口部）１１ｂが設けられている。凹部１１ｂは、筒状部１１ｃと、筒状部１１ｃから張り出した張出部（第二の凹部、支持部、引掛部）１１ｄと、を有している。筒状部１１ｃは、円筒状（円柱状）に形成されている。張出部１１ｄは、筒状部１１ｃの延びた方向に沿ったキー溝状（溝状）に形成されている。張出部１１ｄは、面１１ａに対する平面視では、十字状に四箇所設けられている。よって、図２に示されるように、一例としては、検体１０は、この検体１０の端部が対向する二つの張出部１１ｄに差し込まれた状態に、ベース１１にセットされることができる。
【００１１】
ベース格納部２には、複数のベース１１が格納されている。ベース格納部２には、スペック（大きさ、材質、凹部１１ｂのスペック等）が異なる複数のベース１１が格納されることができる。ベース格納部２に格納された複数のベース１１の中から、検体１０に対応したベース１１が選択され、他の処理セクション（セクション、処理部、領域、処理領域、本実施形態では、樹脂成形部３、面形成部４、測定部５等）での処理に用いられることができる。
【００１２】
樹脂成形部３は、検体１０の少なくとも一部を合成樹脂材料（第二合成樹脂材料、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック、エンジニアリングプラスチック）で覆う。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持された検体１０の少なくとも一部が、合成樹脂材料の覆部１２（図６等参照）で覆われる。
【００１３】
面形成部４は、検体１０を切削あるいは研磨して、測定（物性の取得）の対象となる面Ｐ１（図８等参照）を設ける。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持され覆部１２で一部が覆われた検体１０に、面Ｐ１が設けられる。
【００１４】
測定部５は、面Ｐ１の複数の位置ＭＰ（図１０参照）を押して、各位置ＭＰでの測定値を得る。本実施形態では、一例として、ベース１１に支持され覆部１２で一部が覆われ面Ｐ１が設けられた検体１０の当該面Ｐ１に対して、測定が行われる。
【００１５】
搬送部６は、図１に示されるように、一例としては、レール６ａと、スライダ６ｂと、アーム６ｃと、支持部６ｄと、を有する。図１に示されるように、本実施形態では、一例として、処理セクションおよびベース格納部２が列状に配置されており、レール６ａは、この列に沿って延びている。スライダ６ｂは、レール６ａの長手方向に沿って往復することができ、少なくとも処理セクションおよびベース格納部２に対応する（対向する）位置で停止されることができる。アーム６ｃは、その先端が搬送路側（レール６ａ側）の位置（第一の位置、短縮位置）にある短縮状態（引込状態）と、その先端が処理セクションまたはベース格納部２側の位置（第二の位置、伸長位置）にある伸長状態との間で伸縮することができる。また、アーム６ｃは、それら各状態で停止することができる。支持部６ｄは、ベース１１を支持した状態（ホールドした状態）と離した状態（リリースした状態）とを切り替えることができる。搬送部６の各部は、それぞれモータやソレノイド等のアクチュエータ（図示されず）を有しており、これらアクチュエータの動作は、例えば、制御部９によって制御される。すなわち、一例としては、制御部９によって制御された搬送部６によって、処理セクションおよびベース格納部２間でベース１１すなわち検体１０が搬送される。なお、複数の処理セクションの配置や、搬送部６の構成は、適宜に変更することができる。一例としては、複数の処理セクションが搬送部６を囲うように配置されたり、検査装置１の高さ方向に積層されて配置されたり、搬送部６がロボットアームやベルトコンベヤ等を含んだりすることができる。
【００１６】
操作部７では、オペレータの操作入力が行われる。操作部７は、例えば、キーボードや、操作ボタン、スイッチ等である。出力部８は、種々の出力を実行する。出力部８は、例えば、ディスプレイや、発光部、スピーカ、データライタ等である。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ（liquid crystal display）やＯＥＬＤ（organic electroluminescent display）等であることができる。出力部８としてのディスプレイは、測定部５での測定値またはこの測定値に基づいて制御部９等で算出された物理量と位置ＭＰとを対応付けて出力することができる。制御部９は、検査装置１の各部を制御する。制御部９は、例えば、回路基板とこの回路基板に設けられた電子部品等を含むことができる。制御部９は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit、制御部の一例）や、ＲＡＭ（random access memory、記憶部の一例）、ＲＯＭ（read only memory、記憶部の一例）、ＨＤＤ（hard disk drive、記憶部の一例）、記憶媒体のコネクタ、記憶媒体のドライブ、コントローラ、通信インタフェース等を含むことができる。検査装置１は、プログラム（アプリケーション等）によって動作することができる。この場合、ＣＰＵが不揮発性の記憶部にインストールされ読み出されたプログラムにしたがって動作し、検査装置１の各部の制御が実行される。
【００１７】
図３は、検体１０の検査方法の一例が示されたフローチャートである。まずは、検体１０が準備される（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、例えば、ベース１１に合うように、検査対象となる部品（一例としては電子機器の筐体）から検体１０が切り出される。このステップＳ１０は、検査装置１外で行われる。形状や大きさ等が限定された範囲では、検査装置１内（例えば、面形成部４）で行われることもできる。
【００１８】
次に、操作部７で、樹脂成形部３で使用される樹脂（すなわち、覆部１２の樹脂）や、検体１０の検査（各処理セクションでの処理）で使用されるベース１１等を選択する入力操作が、行われる（ステップＳ１１）。操作部７では、他のステップや処理に関するパラメータ等を設定することもできる。
【００１９】
次に、ベース１１に検体１０がセットされる（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、一例としては、図４，５に示されるように、樹脂成形部３内に搬送されたベース１１に、オペレータが、検体１０を差し込む等することで、検体１０がベース１１にセットされる。この場合、検査装置１には、樹脂成形部３に対応して、当該樹脂成形部３に外部からアクセスするための扉（図示されず）等が設けられる。
【００２０】
次に、樹脂成形部３で、検体１０の少なくとも一部が合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で覆われる（ステップＳ１３）。このステップＳ１３では、一例としては、図５，６に示されるように、検体１０が収容された凹部１１ｂ内に流動性を有した状態の合成樹脂材料が導入されて充填され、固化されることにより、検体１０の少なくとも一部が、覆部１２で覆われる。覆部１２は、検体１０を支持する支持部として機能する。このように、検体１０が覆部１２で覆われることで、一例としては、検体１０を単独で取り扱う場合に比べて、取り扱いやすくなるという効果が得られる。また、一例としては、小さな検体１０でも比較的大きな検体１０と同様に取り扱いやすくなるという利点もある。また、合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）は、一例としては、常温で硬化し、収縮が小さく、発熱量が小さいもの等が好適である。これにより、温度変化や形状変化が検体１０の特性に影響を及ぼすのを抑制しやすくなる。また、樹脂成形部３は、樹脂成形に必要な装備（例えば、樹脂タンクや、注入装置、配管、ノズル、温度可変装置（温調装置）等、図示されず）を備えている。
【００２１】
このステップＳ１３では、後のステップＳ１４で面Ｐ１（図８参照）が形成される側を、合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で覆うのが好適である。これにより、一例としては、検体１０の表面に凹凸がある場合等にあっても、面形成部４で面Ｐ１の加工をより容易に行いやすくなる。また、一例としては、検体１０にクラックＣＲ（図１５，１６参照）が生じていた場合には、クラックＣＲを合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）で埋めることができる。よって、一例としては、検査装置１で検体１０を取り扱う際に、クラックＣＲが生じていたことによる不都合（例えば、クラックＣＲの伸展や、検体１０の割れ等）が生じるのを抑制しやすくなる。なお、例えば、検体１０に狭い隙間が存在する場合や、クラックＣＲが細かく、無数に存在するような場合等には、真空脱泡を行うこともできる。
【００２２】
また、ステップＳ１３で検体１０を覆う合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）は、検体１０とは異なる材質とすることができる。具体的には、検体１０の合成樹脂材料と、覆部１２の合成樹脂材料とで、例えば、物性や、特性、硬さ、硬度、ヤング率、合成樹脂基材、フィラーの有無、フィラーの含有率、フィラーの種類等を異ならせることができる。仮に、検体１０の面Ｐ１等にクラックＣＲ等が生じていた場合に、ステップＳ１３で流動性を有した状態の合成樹脂材料（第二合成樹脂材料）が導入されると、上述したように、当該クラックＣＲには合成樹脂材料が入る。この場合に、クラックＣＲに入った合成樹脂材料が検体１０の合成樹脂材料と異なる材質であると、一例としては、測定部５におけるクラックＣＲではない部分の測定結果と、クラックＣＲの部分（合成樹脂材料が入った部分）の測定結果とに差異が生じやすくなる。よって、一例としては、異常箇所の誤検知を抑制しやすくなり、より精度の高い検査（測定）を行いやすい。
【００２３】
ここで、検体１０を覆う合成樹脂材料（すなわち、覆部１２を構成する第二合成樹脂材料）が、検体１０より硬い（硬度がより高い、ヤング率がより高い）場合、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）の剛性が高くなる。よって、一例としては、検体１０がベース１１あるいは覆部１２によりしっかりと支持されるため、測定部５での測定結果に対する覆部１２の影響を減らしやすくなる。また、一例としては、面形成部４での加工の際に、覆部１２が柔らかすぎて部分的に剥がれる等の不都合が生じにくくなる。
【００２４】
一方、検体１０を覆う合成樹脂材料（すなわち、覆部１２を構成する第二合成樹脂材料）が、検体１０より柔らかい（硬度がより低い、ヤング率がより低い）場合、クラックＣＲの部分が柔らかくなる。よって、一例としては、クラックＣＲが無い部分より剛性が低いクラックＣＲの部分で、剛性が低くなるため、クラックＣＲにより硬い合成樹脂材料が入ってクラックＣＲが無い部分で剛性が高くなる場合に比べて、測定結果を判別しやすくなる。
【００２５】
次に、面形成部４で、検体１０が切削あるいは研磨されて、面Ｐ１が設けられる（ステップＳ１４）。このステップＳ１４では、一例としては、図７，８に示されるように、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）が、検体１０の検査を行いたい面に沿った面ＧＰで切断され、この面ＧＰが研磨されることで、面Ｐ１が形成される。このステップＳ１４によって、面Ｐ１の凹凸が測定結果に影響を及ぼす（誤測定の一因となる）のを抑制しやすくなる。切断は、検体１０やベース１１（アセンブリ）等のスペックによっては省略することができる。また、研磨では、研磨部として、例えば回転式のグラインダ等を、用いることができる。また、研磨では、面粗さが段階的に小さくなるように、研磨部（例えば、グラインダ等）を変更することができる。一例としては、最終的には、面Ｐ１は、その凹凸が５００ｎｍ（ナノメートル）以下（より好適には、１０〜２０ｎｍの範囲内）に収まる程度に、鏡面状に仕上げられる。
【００２６】
次に、面Ｐ１が洗浄され（ステップＳ１５）、ステップＳ１５で面Ｐ１が濡れる場合には、面Ｐ１が乾燥される（ステップＳ１６）。これらステップＳ１５，Ｓ１６では、一例としては、検査装置１の内部（例えば、樹脂成形部３および面形成部４のうち少なくともいずれか一方）に、洗浄装置（洗浄部、図示されず）および乾燥装置（乾燥部、図示されず）が設けられる。そして、一例としては、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）の状態で、少なくとも面Ｐ１、好適にはアセンブリの全体が、洗浄され、乾燥される。洗浄装置は、一例としては、不純物の少ない水（純水）を供給する装置として構成され、タンク、配管、ノズル、ポンプ等を有する。また、乾燥装置は、一例としては、ケース、ヒータ、ファン、ノズル等を有する。なお、洗浄装置および乾燥装置が、樹脂成形部３に設けられる構成では、一例として、樹脂成形のための温度可変機構の少なくとも一部を、乾燥装置に流用できるという利点がある。また、洗浄装置および乾燥装置が、面形成部４に設けられる構成では、一例として、洗浄装置および乾燥装置が他の処理セクションに設けられ当該処理セクションから面形成部４に搬送される場合に比べて、塵芥等が付着しにくくなるという利点がある。
【００２７】
次に、測定部５で、面Ｐ１の複数の位置ＭＰが押され、各位置ＭＰでの測定値が得られる（ステップＳ１７）。このステップＳ１７では、図９に示されるように、測定装置１３は、一例としては、基部（支持部、筐体）１４と可動部（押部、押圧部）１５とを備える。基部１４は、可動部１５を、面Ｐ１に近付く方向（遠ざかる方向、面Ｐ１と交叉する（垂直な）方向）に沿って往復可能に、支持する。また、基部１４は、可動部１５に荷重を与えて当該可動部１５を面Ｐ１に向けて押す。すなわち、基部１４は、可動部１５を動かすアクチュエータ（例えば電磁ソレノイド等、図示されず）を有する。また、基部１４は、可動部１５の変位量を検出する変位センサ（例えば、静電容量式変位計等、図示されず）を有する。可動部１５は押部の一例である。
【００２８】
また、図１０に示されるように、ステップＳ１７では、測定される位置ＭＰは、一例として、検体１０の面Ｐ１上で、格子状（相互に直交するＸ方向およびＹ方向の二次元座標の格子状、グリッド状）に離散的に配置される。そして、このような複数の位置ＭＰで測定を行うため、測定部５には、一例として、図１１に示されるような、測定装置１３の移動装置１６が設けられる。移動装置１６は、一例としては、レール１６ａと、スライダ１６ｂと、レール１６ｃと、スライダ１６ｄと、を有する。図１１に示されるように、本実施形態では、一例として、移動装置１６は、検体１０の面Ｐ１を覆うように（例えば面Ｐ１の上方に）位置されている。レール１６ａおよびレール１６ｃは、面Ｐ１に沿い、相互に交叉する方向（垂直な方向）に沿って延びている。図１１の例では、レール１６ａはＸ方向に沿って延び、レール１６ｃは、Ｘ方向と直交するＹ方向に沿って延びている。スライダ１６ｂは、レール１６ａの長手方向に沿って往復することができ、複数の位置（任意の位置）で停止されることができる。スライダ１６ｄは、レール１６ｃの長手方向に沿って往復することができ、複数の位置（任意の位置）で停止されることができる。スライダ１６ｄに、図９に示されるような測定装置１３が設けられる。移動装置１６の各部は、それぞれモータやソレノイド等のアクチュエータ（図示されず）を有しており、これらアクチュエータの動作は、例えば、制御部９によって制御される。このような構成により、移動装置１６は、測定装置１３を、複数の位置ＭＰに対応する（対向する）位置に移動させることができる。なお、複数の位置ＭＰの配置や、移動装置１６の構成は、適宜に変更することができる。また、固定された測定装置１３に対して検体１０およびベース１１を移動可能な構成とすることができるし、測定装置１３と検体１０およびベース１１との双方を移動可能な構成とすることもできる。これらの場合、測定部５に設けられた移動装置（図示されず）が検体１０およびベース１１を移動することができるし、搬送部６が検体１０およびベース１１を移動することができる。また、測定装置１３の移動装置１６や、検体１０およびベースの移動装置（図示されず）、あるいは搬送部６等は、面Ｐ１に沿ったＸ方向およびＹ方向のみならず、それら方向と垂直な方向（検体１０およびベース１１と測定装置１３とが近接および離間する方向、面Ｐ１と交叉する方向）に移動することもできる。
【００２９】
ステップＳ１７では、一例としては、ナノインデンタ（ナノインデンテーション）による微小部分の測定が実施される。図１２〜１４に例示されるように、ステップＳ１７では、測定装置１３は、可動部１５を面Ｐ１に近接させ、接触させ、さらに押し込む。可動部１５は、一例としては、面Ｐ１に垂直に移動する。各位置ＭＰで、面Ｐ１は、可動部１５の先端部１５ａに押されて凹む。測定装置１３は、可動部１５に既知の荷重（所定の荷重、力、例えば、複数の位置ＭＰについて同じ荷重）を与える。よって、可動部１５の検体１０への進入は、検体１０の物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた最深位置で止まる。すなわち、可動部１５の先端部１５ａの押しによって、面Ｐ１には、凹部１０ａが形成される。そして、凹部１０ａの深さは、物性（例えば、硬さや弾性等）に応じて変化する。硬い位置ＭＰほど（硬度あるいはヤング率が高いほど）凹部１０ａは浅い。なお、凹部１０ａの深さは、数ｎｍ（少なくとも、１ｎｍ）以上になるよう、荷重の大きさは適宜に設定される。変位センサは、面Ｐ１が凹んだ際の可動部１５の変位量を検出する。一例として、変位センサは、可動部１５の先端部１５ａが面Ｐ１に当接してから最深位置に至るまでの変位量δを検出する。この変位量δは、凹部１０ａの深さδに等しい。一例として、ステップＳ１７での測定値は、変位量（凹部１０ａの深さ）δである。なお、先端部１５ａは、例えば、多角錐状（例えば三角錐状）あるいは円錐状に形成される。また、可動部１５の少なくとも先端部１５ａは、ダイヤモンド等の硬質な材料で構成される。
【００３０】
面Ｐ１とは別の面で測定が行われない場合（ステップＳ１８でＮｏ）、ステップＳ１７で得られた測定値から、各位置ＭＰでの所定の物理量が算出される（ステップＳ１９）。このステップＳ１９では、一例として、制御部９は、ステップＳ１７で得られた変位量δと、可動部１５に与えられた荷重の大きさと、可動部１５の先端部１５ａの形状とから、各位置ＭＰでの物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた物理量（例えば、硬度やヤング率等）を算出する。一例として、図１２〜１４に例示されるような形状の先端部１５ａの場合、面Ｐ１が凹んだ際の先端部１５ａの検体１０との接触面積は、変位量δから幾何学的に算出することができる。よって、制御部９は、この算出された接触面積と、与えられた荷重の大きさとから、各位置ＭＰでの物性（例えば、硬さや弾性等）に応じた物理量（例えば、硬度やヤング率等）を算出することができる。
【００３１】
さらに、このステップＳ１９では、出力態様に応じた画像処理が行われる。そして、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と位置ＭＰとを対応付けた出力結果が、出力される（ステップＳ２０）。このステップＳ２０では、一例としては、出力部８としてのディスプレイの表示画面に、図１５に示されるようなグラフが表示される。図１５は、Ｘ方向およびＹ方向の二次元で離散的に配置された各位置ＭＰでの物理量としてのヤング率が示された出力結果（グラフ）の一例である。図１５の例では、空間的に補間処理が行われて、ヤング率の等高線が示されている。白抜きのパターンの部分がヤング率が高く、ドットパターンのドットが密になるほどヤング率が低い。図１６は、図１５の出力例に対応した検体１０が模式的に示された斜視図である。図１５，１６を比較すれば、図１５のような出力結果によって、検体１０の面Ｐ１のＸＹの二次元座標上でウエルドラインＷＬやクラックＣＲが生じている部分（領域）を視覚的に認識しやすくなる。なお、図１５は、ステップＳ２０の出力結果の一例であって、出力結果の態様は、この例には限定されない。例えば、出力結果は、色やパターンで区別した平面図として出力することもできる。また、図１５の例では、ウエルドラインＷＬは、ヤング率が一般部分より低い場所として観測することができるが、ヤング率が一般部分より高い場所として観測される場合もある。すなわち、本実施形態にかかる検査方法および検査装置によれば、検体１０内で異常が生じている部分（領域）を、一般部分と物理量が異なる部分（領域）として、認識することができる。
【００３２】
また、面Ｐ１とは別の面で測定が行われる場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、ステップＳ１４に戻って、別の面が形成され、当該形成された面に対して、ステップＳ１５以降の処理が実行される。図１７に示されるように、検体１０および覆部１２が一体化されたベース１１（アセンブリ）が、検体１０の検査を行いたい面に沿った面ＧＰで切断され、この面ＧＰが研磨されることで、別の面が形成される。すなわち、検体１０が面ＧＰで切断あるいは研磨されて測定対象としての面が形成され、その面に対して測定が実行され、その測定後、さらに新しい面ＧＰが切断されあるいは研磨されて測定対象としての新しい面が形成され、その面に対して測定が実行される。すなわち、本実施形態によれば、検体１０が少しずつ削られて面が形成され、当該面について、測定値や物理量が得られることで、検体１０の内部まで、物性（例えば、硬さや弾性等）に対応した物理量（例えば、硬度やヤング率等）を検査することができる。
【００３３】
以上、説明したように、本実施形態にかかる合成樹脂材料の検査方法は、合成樹脂材料の検体１０を切削あるいは研磨して面Ｐ１を設けるステップと、面Ｐ１の複数の位置ＭＰを押して各位置ＭＰでの測定値を得るステップと、測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と各位置ＭＰとを対応付けて出力するステップと、を有した。よって、一例としては、面Ｐ１の各位置ＭＰで測定値をより精度良く得ることができるとともに、面Ｐ１の各位置ＭＰでの物理量をより把握しやすくなる。よって、一例としては、合成樹脂材料の検体１０で異常が生じている領域をより精度良くかつより容易に把握しやすい。
【００３４】
また、本実施形態では、測定値を得るステップでは、測定値として、面Ｐ１に押された可動部１５の面Ｐ１からの変位量δが測定され、可動部１５の形状、変位量δ、および可動部１５を面Ｐ１に押した荷重から、検体１０の硬さあるいは弾性に応じた物理量が算出される。よって、一例としては、検体１０の局所的な硬さあるいは弾性に応じた物理量、すなわち、検体１０における硬さあるいは弾性に応じた物理量を、より精度良く得ることができる。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上記実施形態は一例であって、種々に変形して実施することができる。例えば、測定値から硬度あるいはヤング率以外の物理量を算出して、当該物理量の検体での分布を得ることができる。また、検査装置、ならびにその各部、すなわち、ベース格納部、樹脂成形部、面形成部、測定部、搬送部、操作部、出力部、制御部、検体、ベース、覆部、測定装置、基部、可動部、移動装置等のスペック（構造や、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。また、出力部は、記憶媒体にデータを出力するデータ出力装置であることができるし、紙等の媒体に印刷する印刷装置であることができる。また、上記実施形態では、検体、ベース、および覆部が、合成樹脂材料である場合について例示したが、本発明は、合成樹脂材料以外の材料（例えば金属材料等）についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…検査装置、３…樹脂成形部、４…面形成部、５…測定部、１０…検体、１５…可動部（押部）、１５ａ…先端部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料の検体を切削あるいは研磨して面を設けるステップと、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力するステップと、
を有した、合成樹脂材料の検査方法。
【請求項２】
前記測定値を得るステップでは、前記測定値として、前記面に押された押部の前記面からの変位量が測定され、
前記物理量として、前記押部の形状、前記変位量、および前記押部を前記面に押した荷重から、前記検体の硬さあるいは弾性に応じた物理量が算出される、請求項１に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項３】
前記面を設けるステップの前に、前記検体の少なくとも一部を第二合成樹脂材料で覆うステップを有した、請求項１または２に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項４】
前記面を設けるステップでは、前記第二合成樹脂材料で覆った部分に面を設ける、請求項３に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項５】
前記第二合成樹脂材料の硬さは、前記合成樹脂材料の硬さと異なる、請求項３または４に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項６】
前記第二合成樹脂材料は、前記合成樹脂材料より柔らかい、請求項５に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項７】
前記第二合成樹脂材料は、前記合成樹脂材料より硬い、請求項５に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項８】
前記第二合成樹脂材料で覆うステップでは、流動する状態の前記第二合成樹脂材料が前記検体を収容した容器に導入され当該第二合成樹脂材料が固化される、請求項３〜７のうちいずれか一つに記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項９】
一つの前記面について測定値を得るステップの後で、当該面を切削あるいは研磨して別の面を設けるステップと、
前記別の面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
を有した、請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項１０】
検体を切削あるいは研磨して面を設けるステップと、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力するステップと、
を有した、材料の検査方法。
【請求項１１】
合成樹脂材料の検体を切削あるいは研磨して面を設ける面形成部と、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得る測定部と、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力する出力部と、
を備えた、合成樹脂材料の検査装置。
【請求項１】
合成樹脂材料の検体を切削あるいは研磨して面を設けるステップと、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力するステップと、
を有した、合成樹脂材料の検査方法。
【請求項２】
前記測定値を得るステップでは、前記測定値として、前記面に押された押部の前記面からの変位量が測定され、
前記物理量として、前記押部の形状、前記変位量、および前記押部を前記面に押した荷重から、前記検体の硬さあるいは弾性に応じた物理量が算出される、請求項１に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項３】
前記面を設けるステップの前に、前記検体の少なくとも一部を第二合成樹脂材料で覆うステップを有した、請求項１または２に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項４】
前記面を設けるステップでは、前記第二合成樹脂材料で覆った部分に面を設ける、請求項３に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項５】
前記第二合成樹脂材料の硬さは、前記合成樹脂材料の硬さと異なる、請求項３または４に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項６】
前記第二合成樹脂材料は、前記合成樹脂材料より柔らかい、請求項５に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項７】
前記第二合成樹脂材料は、前記合成樹脂材料より硬い、請求項５に記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項８】
前記第二合成樹脂材料で覆うステップでは、流動する状態の前記第二合成樹脂材料が前記検体を収容した容器に導入され当該第二合成樹脂材料が固化される、請求項３〜７のうちいずれか一つに記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項９】
一つの前記面について測定値を得るステップの後で、当該面を切削あるいは研磨して別の面を設けるステップと、
前記別の面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
を有した、請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の合成樹脂材料の検査方法。
【請求項１０】
検体を切削あるいは研磨して面を設けるステップと、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得るステップと、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力するステップと、
を有した、材料の検査方法。
【請求項１１】
合成樹脂材料の検体を切削あるいは研磨して面を設ける面形成部と、
前記面の複数の位置を押して各位置での測定値を得る測定部と、
前記測定値またはこの測定値に基づいて算出された物理量と前記位置とを対応付けて出力する出力部と、
を備えた、合成樹脂材料の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−７６５２（Ｐ２０１３−７６５２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０５６０（Ｐ２０１１−１４０５６０）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
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