JPH01193604A - フイルム状物体の厚み測定装置 - Google Patents
フイルム状物体の厚み測定装置Info
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- JPH01193604A JPH01193604A JP1764688A JP1764688A JPH01193604A JP H01193604 A JPH01193604 A JP H01193604A JP 1764688 A JP1764688 A JP 1764688A JP 1764688 A JP1764688 A JP 1764688A JP H01193604 A JPH01193604 A JP H01193604A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、フィルム状物体の厚み測定装置に係り、特に
、エクストルージョンコーティング装置、ラミ木−ト装
置等、取扱うフィルム状物体やウェブ状物体の材質、組
成等が頻繁に変わる装置上で走行する測定対象の厚みの
、監視、制御用厚み検出器として用いるのに好適な、走
行するフィルム状物体の厚みを、精度良く、幅方向に亘
って任意の位置で測定することが可能なフィルム状物体
の厚み測定装置に間する。
、エクストルージョンコーティング装置、ラミ木−ト装
置等、取扱うフィルム状物体やウェブ状物体の材質、組
成等が頻繁に変わる装置上で走行する測定対象の厚みの
、監視、制御用厚み検出器として用いるのに好適な、走
行するフィルム状物体の厚みを、精度良く、幅方向に亘
って任意の位置で測定することが可能なフィルム状物体
の厚み測定装置に間する。
例えば、エクストルージョンコーテイング機において、
コーティング又はラミネートされた原反の厚みを幅方向
に亘って精度良く測定することは、コート厚みの制御や
、厚みむら（偏肉）事故等を防止する上で、重要なこと
である。 しかしながら、使用される原反は、紙、アルミニウム、
プラスチック、フィルム等非常に多様であり、又、コー
ティングされる樹脂の種類も多い。
コーティング又はラミネートされた原反の厚みを幅方向
に亘って精度良く測定することは、コート厚みの制御や
、厚みむら（偏肉）事故等を防止する上で、重要なこと
である。 しかしながら、使用される原反は、紙、アルミニウム、
プラスチック、フィルム等非常に多様であり、又、コー
ティングされる樹脂の種類も多い。
従って、従来から厚み測定に通常使用されているような
、赤外線吸収を利用した厚み計、β線、γ線等放射線を
利用した測定装置、ダイヤルゲージ等では、精度の良い
厚み測定は困難であった。 例えば、赤外線吸収を利用した厚み計では、原反が赤外
線に対し透過性を持つことが必要であるため、紙やアル
ミニウム等で構成されるものは測定できない。 又、β線やγ線等の放射線を利用した測定装置では、放
射線を取扱うため、放射線管理区域の設定、放射線作業
従事者の選定、健康管理や被爆防止対策等が必要であり
、取扱いが繁雑な上に、原反、樹脂の種類や厚みの組合
わせ別に校正が必要であり、適用が難しい。 更に、ダイヤルゲージ等をローラ上で原反に接触させる
方法もあるが、測定対象が例えば１００〜２００＋１／
分の速さで走行しているため、疵が付き易い、又、接触
子のバウンドや、接触子にローラを用いた場合には、遊
隙等により充分な測定精度が得られない等の問題点を有
していた。
、赤外線吸収を利用した厚み計、β線、γ線等放射線を
利用した測定装置、ダイヤルゲージ等では、精度の良い
厚み測定は困難であった。 例えば、赤外線吸収を利用した厚み計では、原反が赤外
線に対し透過性を持つことが必要であるため、紙やアル
ミニウム等で構成されるものは測定できない。 又、β線やγ線等の放射線を利用した測定装置では、放
射線を取扱うため、放射線管理区域の設定、放射線作業
従事者の選定、健康管理や被爆防止対策等が必要であり
、取扱いが繁雑な上に、原反、樹脂の種類や厚みの組合
わせ別に校正が必要であり、適用が難しい。 更に、ダイヤルゲージ等をローラ上で原反に接触させる
方法もあるが、測定対象が例えば１００〜２００＋１／
分の速さで走行しているため、疵が付き易い、又、接触
子のバウンドや、接触子にローラを用いた場合には、遊
隙等により充分な測定精度が得られない等の問題点を有
していた。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、フィルム状物体の厚みを、その材質や構成に影響
されることなく、精度良く非接触で測定することが可能
なフィルム状物体の厚み測定装置を提供することを目的
とする。
ので、フィルム状物体の厚みを、その材質や構成に影響
されることなく、精度良く非接触で測定することが可能
なフィルム状物体の厚み測定装置を提供することを目的
とする。
本発明は、フィルム状物体の厚み測定装置において、測
定対象であるフィルム状物体が巻き付けられる測定ロー
ラと、該測定ローラの、前記フィルム状物体を含まない
外径及び該フィルム状物体を含む見掛は上の外径を光学
的に測定する外径測定手段とを備え、前記フィルム状物
体を含むローラ外径と該フィルム状物体を含まないロー
ラ外径の差に基づいて、該フィルム状物体の厚みを測定
するようにして、前記目的を達成したものである。
定対象であるフィルム状物体が巻き付けられる測定ロー
ラと、該測定ローラの、前記フィルム状物体を含まない
外径及び該フィルム状物体を含む見掛は上の外径を光学
的に測定する外径測定手段とを備え、前記フィルム状物
体を含むローラ外径と該フィルム状物体を含まないロー
ラ外径の差に基づいて、該フィルム状物体の厚みを測定
するようにして、前記目的を達成したものである。
本発明は、フィルム状物体の厚みを測定するに際して、
測定ローラに測定対象であるフィルム状物体を巻き付け
ることにより、測定ローラの外径か見掛は上増加するこ
とを利用し、フィルム状物体を含むローラ外径とフィル
ム状物体を含まないローラ外径を外径測定手段により光
学的に測定して、その差よりフィルム状物体の厚みを測
定するようにしたものである。従って、フィルム状物体
の厚みを、その材質、構成に影響されることなく、精度
良く非接触で測定することができる。ここで、フィルム
状物体とは、紙、アルミニウム、プラスチック、フィル
ム等、フィルム状（薄いシート状）やウェブ状の物体を
全て含む。 又、前記外径測定手段を、前記測定ローラの表面又は該
測定ローラに巻き付いた前記フィルム状物体の表面と、
該測定ローラの軸に平行に配設した固定棒とのギャップ
を光学的に測定することにより、ローラ外径の見掛は上
の変化を測定するものとした場合には、固定棒を基準と
した比較測定によって、ギャップの変化、即ちローラ外
径の見掛は上の変化を高精度で測定することができる。 又、前記測定ローラ上の特定の周方向位置で前記ギャッ
プを測定するようにした場合には、該測定ローラの偏心
によるギャップ測定誤差を除去することができる。 又、前記ギャップの測定値を、少くとも前記測定ローラ
１回転分にわたり平均するようにした場合にも、該測定
ローラの偏心によるギャップ測定誤差を除去することが
できる。 ス、前記測定ローラの撓みを検出する変位計を設け、該
変位計の検出結果により前記ギャップの測定値を補正す
るようにした場合には、該測定ローラの撓みによるギャ
ップ測定誤差を除去することができる。 更に、請求項２記載のフィルム状物体の厚み測定装置を
、請求項３又は請求項４、及び請求項５と組合わせて用
いた場合には、相乗効果により更に優れた測定結果が得
られる。
測定ローラに測定対象であるフィルム状物体を巻き付け
ることにより、測定ローラの外径か見掛は上増加するこ
とを利用し、フィルム状物体を含むローラ外径とフィル
ム状物体を含まないローラ外径を外径測定手段により光
学的に測定して、その差よりフィルム状物体の厚みを測
定するようにしたものである。従って、フィルム状物体
の厚みを、その材質、構成に影響されることなく、精度
良く非接触で測定することができる。ここで、フィルム
状物体とは、紙、アルミニウム、プラスチック、フィル
ム等、フィルム状（薄いシート状）やウェブ状の物体を
全て含む。 又、前記外径測定手段を、前記測定ローラの表面又は該
測定ローラに巻き付いた前記フィルム状物体の表面と、
該測定ローラの軸に平行に配設した固定棒とのギャップ
を光学的に測定することにより、ローラ外径の見掛は上
の変化を測定するものとした場合には、固定棒を基準と
した比較測定によって、ギャップの変化、即ちローラ外
径の見掛は上の変化を高精度で測定することができる。 又、前記測定ローラ上の特定の周方向位置で前記ギャッ
プを測定するようにした場合には、該測定ローラの偏心
によるギャップ測定誤差を除去することができる。 又、前記ギャップの測定値を、少くとも前記測定ローラ
１回転分にわたり平均するようにした場合にも、該測定
ローラの偏心によるギャップ測定誤差を除去することが
できる。 ス、前記測定ローラの撓みを検出する変位計を設け、該
変位計の検出結果により前記ギャップの測定値を補正す
るようにした場合には、該測定ローラの撓みによるギャ
ップ測定誤差を除去することができる。 更に、請求項２記載のフィルム状物体の厚み測定装置を
、請求項３又は請求項４、及び請求項５と組合わせて用
いた場合には、相乗効果により更に優れた測定結果が得
られる。
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 第１図及び第２図は、被測定フィルムを通すことにより
厚み測定を行う、本実施例の厚み検出部を示したもので
、第２図は、原反（フィルム）流れ方向より見た概略正
面図、第１図は、原反流れ方向に対して直角方向から見
た概略側面図である。 この厚み検出部には、フレーム１１に両端が支持され、
厚みが測定されるフィルム１０が巻き付けられる測定ロ
ーラ１２と、該測定ローラ１２の、前記フィルム１０を
含まない外径及び該フィルム１０を含む見掛は上の外径
を光学的に非接触で測定するためのギャップ測定器１４
と、が主に含まれている。 該ギャップ測定器１４としては、例えば第３図に例示す
る如く、半導体レーザ１４Ａで発生されたレーザビーム
を、回転するポリゴンミラー１４Ｂ及び固定された反射
ミラー１４Ｃによって扇状の走査ビームとし、該扇状走
査ビームをコリメータレンズ１４Ｄによって測定範囲内
を走査する平行走査ビームとし、該平行走査ビームが被
測定物１４Ｅによって遮られて生じる明暗を、集束レン
ズ１４Ｆを介して受光素子１４Ｇで検出して、前記平行
走査ビームが被測定物１４Ｅによって遮られる時間の長
さから被測定物１４Ｅの外径を知るための、公知のレー
ザ外径測定器が用いられている。 このレーザ外径測定器は、本実施例では、前記測定ロー
ラ１２の表面又は該測定ローラ１２に巻き付いたフィル
ム１０の表面と、該測定ローラ１２の軸１２Ａに平行に
配設した基準用の固定棒１８とのギャップＡ（第１図参
照）を光学的に測定することによって、測定ローラ１２
の外径の見掛は上の変化を精密に測定するギャップ測定
器１４として使用されている。 このギャップ測定器１４は、例えば前記測定ローラ１２
の下方に配設された、ボールねじ等の横送り機構とレー
ルを組合わせた横送りレール２０上に配設されており、
フレーム１１の片側に配設した横送りモータ２２を回転
させることによって、フィルム１０の任意の幅方向位置
に移動し、静止させることができるようにされている。 又、前記測定ローラ１２の軸１２Ａには、ロータリエン
コーダ２４及びモータ２６が配設されており、該ロータ
リエンコーダ２４によって、測定ローラ１２の回転角度
を知ることができ、又、前記モータ２６によって、測定
ローラ１２を回転させることができるようにされている
。 前記ａｌ定ローラ１２のフィルム１０が巻き掛けられな
い方向、例えば上方には、ローラ軸１２Ａと平行に変位
計用の保持棒２８が配設されており、該保持棒２８上に
配設された、例えば渦電流式の３個の非接触変位計３０
ａ、３０ｂ、３０ｃによって、保持棒２８と前記測定ロ
ーラ１２の表面との距離を精密に測定するようにされて
いる。 図において、３２は、前記測定ローラ１２にフィルム１
０を充分な巻き付は角で巻くために、前記測定ローラ１
２の上流側及び下流側に配設された一対のガイドローラ
である。 以下、厚み検出の手順及び原理を説明する。 基本的な原理としては、測定ローラ１２と固定１１８の
間のギャップＡが、フィルム１０が測定ローラ１２に巻
き付くことでフィルム厚み分だけ減少するため、フィル
ム無し状態での該ギャップＡを予め測定しておき、フィ
ルム１０が巻き付いた状態での該ギャップＡ′との差を
フィルム厚み１とするものである。 ところが、測定ローラ１２と固定棒１８間のギャップＡ
は、測定ローラ１２の偏心及び、フィルム１０が巻き付
いた場合の撓みにより正確に測定ができない。 そこで、本実施例では、ギャップ測定値を、少くとも測
定ローラ１２の１回転分にわたり平均することによって
、ローラ面心によるギャップ測定誤差を除去している。 なお、必ず測定ローラ１２上の決まった位置でギャップ
を測定することによって、測定ローラ１２の偏心による
ギャップ測定誤差を除去することもできる。 又、測定ローラ１２の撓みによるギャップ測定誤差は、
測定ローラ１２の撓−みを前記非接触変位計３０ａ ＋
３０ｂ 、３０ｃ で検出し、該変位計の検出結果に
よりギャップ測定値を補正することによって除去してい
る。 具体的な測定は、次のような手順に従って行う。 （１）フィルムが無い状態（ゼロ点）の測定ａ）まず、
横送りモータ２２により、ギャップ測定器１４を、厚み
を測定すべき位置に移動して静止する。 ｂ）次いで、モータ２６を作動して測定ローラ１２を回
転させ、ロータリエンコーダ２４で回転角度を監視しな
がら、１回転分の平均ギャップＡを測定する。 Ｃ）同時に、３個の非接触変位計３０ａ 、３０ｂ、３
０Ｃで、保持棒２８と測定ローラ１２表面のギャップを
、１回転分平均して測定する（Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ）。 以上のゼロ点測定は、厚み測定に際し、予め行っておく
、測定したい点が幅方向に複数個所ある場合は、各位置
に対し、以上のゼロ点測定を行っておき、それぞれ測定
値を記憶しておく。 なお、以下の説明では、簡単のために、幅方向１個所だ
けの測定の場合を例にとって説明している。 （２）フィルム厚みの測定 フィルム１０を厚み検出部に第１図に示す如く通して、
フィルム１０が走行している状態で、フィルム厚みの測
定を行う、具体的には、次のような手順をとる。 ａ）まず（１）ａ）項と同様に、ギャップ測定器１４を
測定すべき位置に移動して静止する。 ｂ）次に、＜１）ｂ）、Ｃ）項と同様に、ギャップ測定
器１４による固定棒１８と測定ローラ１２に巻き付いた
フィルム面とのギャップのローラ１回転分の平均＠Ａ′
の測定、及び、非接触変位計３０ａ 、３０ｂ 、３０
ｃによる保持棒２８とローラ表面間の距離の平均値Ｂａ
′、Ｂｂ ′、Ｂｃ ’の測定を行う。 これらの測定に際して、モータ２６は作動せず、測定ロ
ーラ１２は、フィルム１０の移動に従って自由に回転し
ている。なお、ロータリエンコーダ２４は、１回転分正
しく平均するために、測定ローラ１２の回転角度を検出
する目的で使用されている。 （３）フィルム厚みの演算 （１）項におけるゼロ点の測定及び（２）項における１
回転分の厚み測定がなされた時点で、それらの測定値よ
り、その測定点におけるフィルム厚みｔを次式で計算す
る。 ｔ＝ （Ａ十Ｂ） −（Ａ” 十Ｂ”） ・・・（１
）ここで、Ｂ、Ｂ’は、それぞれ、外径測定位置におけ
る測定ローラ１２の保持棒２８との距離であり、例えば
第２図に示した如く、ギャップ測定器１４が非接触変位
計３０８から距Ｍｅの位置で、且つ非接触変位計３０ｂ
から距ｆｉｆの位置にある場合には、次式によって直線
的に内挿して求めたものとすることができる。 Ｄ＝ （ｆｘＢａ ＋ ｅｘＢｂ ）／ （ｅ十ｆ
）・・・（２）Ｂ”＝（ｆｘＢａ’十ｅｘＢｂ’）
／（ｅ＋ｆ）・・・・・・・・・（３） この（２）式と（３）式によって算出される距離Ｂ、Ｂ
’を用いることによって、測定ローラ１２の撓みによる
誤差を補正することができる。 なお、非接触変位計が、Ｔ度測定位置に設けられている
場合や、非接触変位計が測定すべき幅方自位置に全て設
けられている場合には、このような補正は不要である。 本実施例においては、３個の非接触変位計３０ａ〜３０
ｃで各測定位置における撓みの補正を行うようにしてい
るので、低価格で補正を行うことができる。なお、非接
触変位計の数を増やしたり、あるいは、直線的な内挿の
代わりに、測定ローラの実際の撓み変形状態に合わせた
適当な内挿方法（関数形）を用いることによって、更に
精度を上げることもできる。 第４図は、第１図及び第２図に示した厚み検出部を含む
厚み測定装置の実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。 この厚み測定装置は、前出第１図及び第２図に示したよ
うな構成の厚み検出部４０と、モータ等の制御、センサ
信号の演算、パーソナルコンピュータ（以下、パソコン
と称する）４４への測定厚みの出力及び該パソコン４４
から測定すべきローラ上の幅方向位置等の入力を受ける
制御装置４２から主に構成されている。 前記厚み検出部４０の構成は、前記第１図及び第２図と
同じであるので説明は省略する。 前記制御装置４２は、全ての制御、演算を行う中央処理
ユニット（ＣＰｔＪ）４２Ａと、処理プログラムを内蔵
するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４２Ｂと、測定デ
ータ等を一時的に記憶しておくランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４２Ｃと、前記厚み検出部４０のギャップ測
定器１４から入力されるギャップ測定信号を増幅するア
ンプ回路４２Ｄと、前記非接触変位計３０ａ、３０ｂ、
３０Ｃから入力される距Ｍ測定信号を増幅するためのア
ンプ回路４２Ｅと、該アンプ回路４２Ｄ、４２Ｅから入
力されるアナログ信号を順次取入れるためのマルチプレ
クサ（ＭＰＸ）４２Ｆと、該ＭＰＸ４２Ｆから順次入力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ
／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４２Ｇと、前記厚み検
出部４０のロータリエンコーダ２４から入力される測定
ローラ１２の回転角度に応じたパルス信号を計数するた
めのカウンタ回路４２Ｈと、前記ＣＰＵ４２Ａの指令に
より前記横送りモータ２２に駆動信号を出力するモータ
駆動回路（ドライバ）４２Ｊと、前記ＣＰＵ４２Ａの指
令により前記モータ２６に測定ローラの駆動信号を与え
るモータ駆動回路４２にと、例えばＲ３−２３２Ｃ回線
を通じて前記パソコン４４から装置のスタート、ストッ
プ、測定位置等の入力を受け、又、測定結果を該パソコ
ン４４に出力するシリアルインターフェイス（１／Ｆ）
４２Ｌと、各データや信号のやりとりを行うためのバス
４２Ｍとから構成されている。 以下、第５図を参照して、第４図に示した実施例の作用
を詳細に説明する。 測定に際して、オペレータにより厚み検出部４０からフ
ィルム１０が取除かれ、パソコン４４のキーボードから
、ゼロ点測定スタートが入力されると、ステップ１１０
を経てステップ１１２に進み、ＣＰＵ４２Ａが、ゼロ点
測定のなめ、モータ駆動回路４２Ｋに信号を送り、モー
タ２６を回転させて、所定の速度で測定ローラ１２を回
転させる。 次いでステップ１１４に進み、ＣＰＵ４２Ａがモータ駆
動回路４２Ｊに信号を送り、横送りモータ２２を制御し
て、予めパソコン４４により入力された、厚みを測定す
べき幅方向位置まで、ギャップ測定器１４を移動させる
。 次いで、ステップ１１６で、前記ギャップ測定器１４、
非接触変位計３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃより、順次デ
ータを取込む、各アナログデータは、アンプ回路４２Ｄ
、４２Ｅを経て、ＭＰＸ４２Ｆで順次選択され、Ａ／Ｄ
コンバータ４２Ｇ″ｒＡ／Ｄ変換されて取込まれる。 取込みは、カウンタ回路４２Ｈがロータリエンコーダ２
４のパルスをカウントし、測定ローラ１２の１回転分デ
ータを取込んだことを示すまで続けられる（ステップ１
１８）。 次いでステップ１２０に進み、ギャップ測定器１４、非
接触変位計３０ａ、３０ｂ、３０ｃの測定値を測定ロー
ラ１回転分にわたって平均化し、その幅方向測定位置で
のゼロ点測定データとして記憶する。 次いでステップ１２２に進み、厚みを測定しない位置が
幅方向に複数点ある場合には、その各点に対して、前出
ステップ１１４から１２０の処理を行い、それぞれにつ
きゼロ点測定データを記憶する。 全点についてゼロ点測定が行われた場合には、ステップ
１２４に進み、測定ローラ１２の回転を止める。 次いでステップ１２６に進み、オペレータにより厚み検
出部４０にフィルム１ｏが通され、パソコン４４上から
厚み測定スタートの指示が出されると、装置は厚み測定
を開始する。 具体的には、ステップ１３０で、ステップ１１４と同様
に、ＣＰＵ４２Ａの指令により、ギャップ測定器１４を
、最初の測定位置まで移動する。 次いでステップ１３２．１３４で、前出ステップ”１１
６．１１８と同様に、ギャップ測定器１４及び非接触変
位計３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃの測定データを取込み
、ステップ１３６で１回転分の平均値を計算する。 次いで、ステップ１３８に進み、前出ステップ１２０で
既に記憶しているゼロ点データ及び、ステップ１３２〜
１３６で測定したデータに基づき、前出（１）弐〜（３
）式で示した計算方法に従って、その厚みｔを演算する
。 次いで、ステップ１４０に進み、計算された厚みを、シ
リアルＩ／Ｆ４２Ｌを経て、パソコン１４に送る０本実
施例では、厚みデータはパソコン４４の画面上に表示さ
れる。 以上のステップ１３０〜１４０で、幅方向１個所の厚み
測定、表示が行われる０幅方向に他に測定すべき位置が
ある場合には、ステップ１３０に戻り、次の測定位置へ
移動して、同様の手順で厚みを測定する。 又、剋後の測定位置まで測定が終了した場合には、最初
の測定位置に戻って、測定を繰返す。 本実施例においては、測定ローラ１２の外径を直接測定
せず、測定ローラ１２の表面と該測定ローラの軸１２Ａ
に平行に配設した固定８１８とのギャップＡを光学的に
測定することによって、ローラ外径の変化を測定するよ
うにしているので、ローラ外径の見掛は上の変化を高精
度で測定することができる。なお、ローラ外径を測定す
る方法はこれに限定されず、ローラ外径を直接測定する
ことも可能である。 又、本実施例においては、測定ローラ１２の外径を、レ
ーザ外径測定器を用いて測定するようにしているので、
ローラ外径の測定を、高精度で迅速に行うことができる
。なお、測定ローラ１２の外径を測定する手段はこれに
限定されない。 更に、本実施例においては、測定ローラ１２の撓みを渦
電流式の非接触変位計により検出するようにしているの
で、測定ローラの撓みを容易に検出することができる。 なお、測定ローラ１２の撓みを検出する手段も、これに
限定されない。 前記実施例においては、本発明が、フィルムのＪすみ測
定に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定
されず、紙、アルミニウム、プラスチック等のフィルム
状物体やウェブ状物体一般の測定に適用できることは明
らかである。
る。 第１図及び第２図は、被測定フィルムを通すことにより
厚み測定を行う、本実施例の厚み検出部を示したもので
、第２図は、原反（フィルム）流れ方向より見た概略正
面図、第１図は、原反流れ方向に対して直角方向から見
た概略側面図である。 この厚み検出部には、フレーム１１に両端が支持され、
厚みが測定されるフィルム１０が巻き付けられる測定ロ
ーラ１２と、該測定ローラ１２の、前記フィルム１０を
含まない外径及び該フィルム１０を含む見掛は上の外径
を光学的に非接触で測定するためのギャップ測定器１４
と、が主に含まれている。 該ギャップ測定器１４としては、例えば第３図に例示す
る如く、半導体レーザ１４Ａで発生されたレーザビーム
を、回転するポリゴンミラー１４Ｂ及び固定された反射
ミラー１４Ｃによって扇状の走査ビームとし、該扇状走
査ビームをコリメータレンズ１４Ｄによって測定範囲内
を走査する平行走査ビームとし、該平行走査ビームが被
測定物１４Ｅによって遮られて生じる明暗を、集束レン
ズ１４Ｆを介して受光素子１４Ｇで検出して、前記平行
走査ビームが被測定物１４Ｅによって遮られる時間の長
さから被測定物１４Ｅの外径を知るための、公知のレー
ザ外径測定器が用いられている。 このレーザ外径測定器は、本実施例では、前記測定ロー
ラ１２の表面又は該測定ローラ１２に巻き付いたフィル
ム１０の表面と、該測定ローラ１２の軸１２Ａに平行に
配設した基準用の固定棒１８とのギャップＡ（第１図参
照）を光学的に測定することによって、測定ローラ１２
の外径の見掛は上の変化を精密に測定するギャップ測定
器１４として使用されている。 このギャップ測定器１４は、例えば前記測定ローラ１２
の下方に配設された、ボールねじ等の横送り機構とレー
ルを組合わせた横送りレール２０上に配設されており、
フレーム１１の片側に配設した横送りモータ２２を回転
させることによって、フィルム１０の任意の幅方向位置
に移動し、静止させることができるようにされている。 又、前記測定ローラ１２の軸１２Ａには、ロータリエン
コーダ２４及びモータ２６が配設されており、該ロータ
リエンコーダ２４によって、測定ローラ１２の回転角度
を知ることができ、又、前記モータ２６によって、測定
ローラ１２を回転させることができるようにされている
。 前記ａｌ定ローラ１２のフィルム１０が巻き掛けられな
い方向、例えば上方には、ローラ軸１２Ａと平行に変位
計用の保持棒２８が配設されており、該保持棒２８上に
配設された、例えば渦電流式の３個の非接触変位計３０
ａ、３０ｂ、３０ｃによって、保持棒２８と前記測定ロ
ーラ１２の表面との距離を精密に測定するようにされて
いる。 図において、３２は、前記測定ローラ１２にフィルム１
０を充分な巻き付は角で巻くために、前記測定ローラ１
２の上流側及び下流側に配設された一対のガイドローラ
である。 以下、厚み検出の手順及び原理を説明する。 基本的な原理としては、測定ローラ１２と固定１１８の
間のギャップＡが、フィルム１０が測定ローラ１２に巻
き付くことでフィルム厚み分だけ減少するため、フィル
ム無し状態での該ギャップＡを予め測定しておき、フィ
ルム１０が巻き付いた状態での該ギャップＡ′との差を
フィルム厚み１とするものである。 ところが、測定ローラ１２と固定棒１８間のギャップＡ
は、測定ローラ１２の偏心及び、フィルム１０が巻き付
いた場合の撓みにより正確に測定ができない。 そこで、本実施例では、ギャップ測定値を、少くとも測
定ローラ１２の１回転分にわたり平均することによって
、ローラ面心によるギャップ測定誤差を除去している。 なお、必ず測定ローラ１２上の決まった位置でギャップ
を測定することによって、測定ローラ１２の偏心による
ギャップ測定誤差を除去することもできる。 又、測定ローラ１２の撓みによるギャップ測定誤差は、
測定ローラ１２の撓−みを前記非接触変位計３０ａ ＋
３０ｂ 、３０ｃ で検出し、該変位計の検出結果に
よりギャップ測定値を補正することによって除去してい
る。 具体的な測定は、次のような手順に従って行う。 （１）フィルムが無い状態（ゼロ点）の測定ａ）まず、
横送りモータ２２により、ギャップ測定器１４を、厚み
を測定すべき位置に移動して静止する。 ｂ）次いで、モータ２６を作動して測定ローラ１２を回
転させ、ロータリエンコーダ２４で回転角度を監視しな
がら、１回転分の平均ギャップＡを測定する。 Ｃ）同時に、３個の非接触変位計３０ａ 、３０ｂ、３
０Ｃで、保持棒２８と測定ローラ１２表面のギャップを
、１回転分平均して測定する（Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ）。 以上のゼロ点測定は、厚み測定に際し、予め行っておく
、測定したい点が幅方向に複数個所ある場合は、各位置
に対し、以上のゼロ点測定を行っておき、それぞれ測定
値を記憶しておく。 なお、以下の説明では、簡単のために、幅方向１個所だ
けの測定の場合を例にとって説明している。 （２）フィルム厚みの測定 フィルム１０を厚み検出部に第１図に示す如く通して、
フィルム１０が走行している状態で、フィルム厚みの測
定を行う、具体的には、次のような手順をとる。 ａ）まず（１）ａ）項と同様に、ギャップ測定器１４を
測定すべき位置に移動して静止する。 ｂ）次に、＜１）ｂ）、Ｃ）項と同様に、ギャップ測定
器１４による固定棒１８と測定ローラ１２に巻き付いた
フィルム面とのギャップのローラ１回転分の平均＠Ａ′
の測定、及び、非接触変位計３０ａ 、３０ｂ 、３０
ｃによる保持棒２８とローラ表面間の距離の平均値Ｂａ
′、Ｂｂ ′、Ｂｃ ’の測定を行う。 これらの測定に際して、モータ２６は作動せず、測定ロ
ーラ１２は、フィルム１０の移動に従って自由に回転し
ている。なお、ロータリエンコーダ２４は、１回転分正
しく平均するために、測定ローラ１２の回転角度を検出
する目的で使用されている。 （３）フィルム厚みの演算 （１）項におけるゼロ点の測定及び（２）項における１
回転分の厚み測定がなされた時点で、それらの測定値よ
り、その測定点におけるフィルム厚みｔを次式で計算す
る。 ｔ＝ （Ａ十Ｂ） −（Ａ” 十Ｂ”） ・・・（１
）ここで、Ｂ、Ｂ’は、それぞれ、外径測定位置におけ
る測定ローラ１２の保持棒２８との距離であり、例えば
第２図に示した如く、ギャップ測定器１４が非接触変位
計３０８から距Ｍｅの位置で、且つ非接触変位計３０ｂ
から距ｆｉｆの位置にある場合には、次式によって直線
的に内挿して求めたものとすることができる。 Ｄ＝ （ｆｘＢａ ＋ ｅｘＢｂ ）／ （ｅ十ｆ
）・・・（２）Ｂ”＝（ｆｘＢａ’十ｅｘＢｂ’）
／（ｅ＋ｆ）・・・・・・・・・（３） この（２）式と（３）式によって算出される距離Ｂ、Ｂ
’を用いることによって、測定ローラ１２の撓みによる
誤差を補正することができる。 なお、非接触変位計が、Ｔ度測定位置に設けられている
場合や、非接触変位計が測定すべき幅方自位置に全て設
けられている場合には、このような補正は不要である。 本実施例においては、３個の非接触変位計３０ａ〜３０
ｃで各測定位置における撓みの補正を行うようにしてい
るので、低価格で補正を行うことができる。なお、非接
触変位計の数を増やしたり、あるいは、直線的な内挿の
代わりに、測定ローラの実際の撓み変形状態に合わせた
適当な内挿方法（関数形）を用いることによって、更に
精度を上げることもできる。 第４図は、第１図及び第２図に示した厚み検出部を含む
厚み測定装置の実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。 この厚み測定装置は、前出第１図及び第２図に示したよ
うな構成の厚み検出部４０と、モータ等の制御、センサ
信号の演算、パーソナルコンピュータ（以下、パソコン
と称する）４４への測定厚みの出力及び該パソコン４４
から測定すべきローラ上の幅方向位置等の入力を受ける
制御装置４２から主に構成されている。 前記厚み検出部４０の構成は、前記第１図及び第２図と
同じであるので説明は省略する。 前記制御装置４２は、全ての制御、演算を行う中央処理
ユニット（ＣＰｔＪ）４２Ａと、処理プログラムを内蔵
するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４２Ｂと、測定デ
ータ等を一時的に記憶しておくランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）４２Ｃと、前記厚み検出部４０のギャップ測
定器１４から入力されるギャップ測定信号を増幅するア
ンプ回路４２Ｄと、前記非接触変位計３０ａ、３０ｂ、
３０Ｃから入力される距Ｍ測定信号を増幅するためのア
ンプ回路４２Ｅと、該アンプ回路４２Ｄ、４２Ｅから入
力されるアナログ信号を順次取入れるためのマルチプレ
クサ（ＭＰＸ）４２Ｆと、該ＭＰＸ４２Ｆから順次入力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ
／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ４２Ｇと、前記厚み検
出部４０のロータリエンコーダ２４から入力される測定
ローラ１２の回転角度に応じたパルス信号を計数するた
めのカウンタ回路４２Ｈと、前記ＣＰＵ４２Ａの指令に
より前記横送りモータ２２に駆動信号を出力するモータ
駆動回路（ドライバ）４２Ｊと、前記ＣＰＵ４２Ａの指
令により前記モータ２６に測定ローラの駆動信号を与え
るモータ駆動回路４２にと、例えばＲ３−２３２Ｃ回線
を通じて前記パソコン４４から装置のスタート、ストッ
プ、測定位置等の入力を受け、又、測定結果を該パソコ
ン４４に出力するシリアルインターフェイス（１／Ｆ）
４２Ｌと、各データや信号のやりとりを行うためのバス
４２Ｍとから構成されている。 以下、第５図を参照して、第４図に示した実施例の作用
を詳細に説明する。 測定に際して、オペレータにより厚み検出部４０からフ
ィルム１０が取除かれ、パソコン４４のキーボードから
、ゼロ点測定スタートが入力されると、ステップ１１０
を経てステップ１１２に進み、ＣＰＵ４２Ａが、ゼロ点
測定のなめ、モータ駆動回路４２Ｋに信号を送り、モー
タ２６を回転させて、所定の速度で測定ローラ１２を回
転させる。 次いでステップ１１４に進み、ＣＰＵ４２Ａがモータ駆
動回路４２Ｊに信号を送り、横送りモータ２２を制御し
て、予めパソコン４４により入力された、厚みを測定す
べき幅方向位置まで、ギャップ測定器１４を移動させる
。 次いで、ステップ１１６で、前記ギャップ測定器１４、
非接触変位計３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃより、順次デ
ータを取込む、各アナログデータは、アンプ回路４２Ｄ
、４２Ｅを経て、ＭＰＸ４２Ｆで順次選択され、Ａ／Ｄ
コンバータ４２Ｇ″ｒＡ／Ｄ変換されて取込まれる。 取込みは、カウンタ回路４２Ｈがロータリエンコーダ２
４のパルスをカウントし、測定ローラ１２の１回転分デ
ータを取込んだことを示すまで続けられる（ステップ１
１８）。 次いでステップ１２０に進み、ギャップ測定器１４、非
接触変位計３０ａ、３０ｂ、３０ｃの測定値を測定ロー
ラ１回転分にわたって平均化し、その幅方向測定位置で
のゼロ点測定データとして記憶する。 次いでステップ１２２に進み、厚みを測定しない位置が
幅方向に複数点ある場合には、その各点に対して、前出
ステップ１１４から１２０の処理を行い、それぞれにつ
きゼロ点測定データを記憶する。 全点についてゼロ点測定が行われた場合には、ステップ
１２４に進み、測定ローラ１２の回転を止める。 次いでステップ１２６に進み、オペレータにより厚み検
出部４０にフィルム１ｏが通され、パソコン４４上から
厚み測定スタートの指示が出されると、装置は厚み測定
を開始する。 具体的には、ステップ１３０で、ステップ１１４と同様
に、ＣＰＵ４２Ａの指令により、ギャップ測定器１４を
、最初の測定位置まで移動する。 次いでステップ１３２．１３４で、前出ステップ”１１
６．１１８と同様に、ギャップ測定器１４及び非接触変
位計３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃの測定データを取込み
、ステップ１３６で１回転分の平均値を計算する。 次いで、ステップ１３８に進み、前出ステップ１２０で
既に記憶しているゼロ点データ及び、ステップ１３２〜
１３６で測定したデータに基づき、前出（１）弐〜（３
）式で示した計算方法に従って、その厚みｔを演算する
。 次いで、ステップ１４０に進み、計算された厚みを、シ
リアルＩ／Ｆ４２Ｌを経て、パソコン１４に送る０本実
施例では、厚みデータはパソコン４４の画面上に表示さ
れる。 以上のステップ１３０〜１４０で、幅方向１個所の厚み
測定、表示が行われる０幅方向に他に測定すべき位置が
ある場合には、ステップ１３０に戻り、次の測定位置へ
移動して、同様の手順で厚みを測定する。 又、剋後の測定位置まで測定が終了した場合には、最初
の測定位置に戻って、測定を繰返す。 本実施例においては、測定ローラ１２の外径を直接測定
せず、測定ローラ１２の表面と該測定ローラの軸１２Ａ
に平行に配設した固定８１８とのギャップＡを光学的に
測定することによって、ローラ外径の変化を測定するよ
うにしているので、ローラ外径の見掛は上の変化を高精
度で測定することができる。なお、ローラ外径を測定す
る方法はこれに限定されず、ローラ外径を直接測定する
ことも可能である。 又、本実施例においては、測定ローラ１２の外径を、レ
ーザ外径測定器を用いて測定するようにしているので、
ローラ外径の測定を、高精度で迅速に行うことができる
。なお、測定ローラ１２の外径を測定する手段はこれに
限定されない。 更に、本実施例においては、測定ローラ１２の撓みを渦
電流式の非接触変位計により検出するようにしているの
で、測定ローラの撓みを容易に検出することができる。 なお、測定ローラ１２の撓みを検出する手段も、これに
限定されない。 前記実施例においては、本発明が、フィルムのＪすみ測
定に適用されていたが、本発明の適用範囲はこれに限定
されず、紙、アルミニウム、プラスチック等のフィルム
状物体やウェブ状物体一般の測定に適用できることは明
らかである。
以上説明した通り、本発明によれば、フィルム状物体の
厚みを、その材質や構成に影響されることなく、精度良
く非接触で測定することが可能となる等の優れた効果を
有する。
厚みを、その材質や構成に影響されることなく、精度良
く非接触で測定することが可能となる等の優れた効果を
有する。
第１図は、本発明に係るフィルム状物体の厚み測定装置
の実施例の厚み検出部の構成を示す、フィルム流れ方向
に対して直角方向から見た概略側面図、第２図は、同じ
くフィルム流れ方向より見た概略正面図、第３図は、前
記実施例で用いられているギャップ測定器の一例の構成
を示す概略図、第４図は、前記実施例の全体構成を示す
ブロック線図、第５図は、前記実施例の作用を説明する
ための流れ図である。 １１０・・・フィルム、 １２・・・測定ローラ、 １４・・・ギャップ測定器（外径測定手段）、１８・・
・固定棒、 Ａ、Ａ′・・・ギャップ、 ２４・・・ロータリエンコーダ、 ３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃ ・・・非接触変位計、Ｂ
ａ 、 Ｂｂ 、 Ｂｃ 、Ｂａ ′、Ｂｂ ’ 、Ｂ
Ｃ’・・・距離、 ｔｌｏ・・・厚み検出部、 ４２・・・制御装置。
の実施例の厚み検出部の構成を示す、フィルム流れ方向
に対して直角方向から見た概略側面図、第２図は、同じ
くフィルム流れ方向より見た概略正面図、第３図は、前
記実施例で用いられているギャップ測定器の一例の構成
を示す概略図、第４図は、前記実施例の全体構成を示す
ブロック線図、第５図は、前記実施例の作用を説明する
ための流れ図である。 １１０・・・フィルム、 １２・・・測定ローラ、 １４・・・ギャップ測定器（外径測定手段）、１８・・
・固定棒、 Ａ、Ａ′・・・ギャップ、 ２４・・・ロータリエンコーダ、 ３０ａ 、３０ｂ 、３０ｃ ・・・非接触変位計、Ｂ
ａ 、 Ｂｂ 、 Ｂｃ 、Ｂａ ′、Ｂｂ ’ 、Ｂ
Ｃ’・・・距離、 ｔｌｏ・・・厚み検出部、 ４２・・・制御装置。
Claims (5)
- （１）測定対象であるフィルム状物体が巻き付けられる
測定ローラと、 該測定ローラの、前記フィルム状物体を含まない外径及
び該フィルム状物体を含む見掛け上の外径を光学的に測
定する外径測定手段とを含み、前記フィルム状物体を含
むローラ外径と該フィルム状物体を含まないローラ外径
の差に基づいて、該フィルム状物体の厚みを測定するこ
とを特徴とするフィルム状物体の厚み測定装置。 - （２）請求項１記載のフィルム状物体の厚み測定装置に
おいて、前記外径測定手段が、前記測定ローラの表面又
は該測定ローラに巻き付いた前記フィルム状物体の表面
と、該測定ローラの軸に平行に配設した固定棒とのギャ
ップを光学的に測定することにより、ローラ外径の見掛
け上の変化を測定するものであることを特徴とするフィ
ルム状物体の厚み測定装置。 - （３）請求項２記載のフィルム状物体の厚み測定装置に
おいて、前記測定ローラの偏心によるギャップ測定誤差
を除去するために、該測定ローラ上の特定の周方向位置
で前記ギャップを測定することを特徴とするフィルム状
物体の厚み測定装置。 - （４）請求項２記載のフィルム状物体の厚み測定装置に
おいて、前記測定ローラの偏心によるギャップ測定誤差
を除去するために、前記ギャップの測定値を、少くとも
前記測定ローラ１回転分にわたり平均することを特徴と
するフィルム状物体の厚み測定装置。 - （５）請求項２記載のフィルム状物体の厚み測定装置に
おいて、前記測定ローラの撓みによるギャップ測定誤差
を除去するために、該測定ローラの撓みを検出する変位
計を設け、該変位計の検出結果により前記ギャップの測
定値を補正することを特徴とするフィルム状物体の厚み
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1764688A JPH01193604A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | フイルム状物体の厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1764688A JPH01193604A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | フイルム状物体の厚み測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01193604A true JPH01193604A (ja) | 1989-08-03 |
Family
ID=11949621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1764688A Pending JPH01193604A (ja) | 1988-01-28 | 1988-01-28 | フイルム状物体の厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01193604A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001183131A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Yamabun Denki:Kk | シート厚み計測方法 |
| WO2019176903A1 (ja) | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 東レ株式会社 | 異物の検査方法、検査装置、フィルムロール及びフィルムロールの製造方法 |
| JPWO2023286791A1 (ja) * | 2021-07-13 | 2023-01-19 | ||
| JP2025153359A (ja) * | 2024-03-29 | 2025-10-10 | 本田技研工業株式会社 | 膜厚測定装置、膜厚測定システム及び膜厚測定方法 |
-
1988
- 1988-01-28 JP JP1764688A patent/JPH01193604A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001183131A (ja) * | 1999-12-27 | 2001-07-06 | Yamabun Denki:Kk | シート厚み計測方法 |
| WO2019176903A1 (ja) | 2018-03-15 | 2019-09-19 | 東レ株式会社 | 異物の検査方法、検査装置、フィルムロール及びフィルムロールの製造方法 |
| JPWO2023286791A1 (ja) * | 2021-07-13 | 2023-01-19 | ||
| WO2023286791A1 (ja) * | 2021-07-13 | 2023-01-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 表面形状測定装置、表面形状測定方法及びコンベアベルトの管理方法 |
| JP2025153359A (ja) * | 2024-03-29 | 2025-10-10 | 本田技研工業株式会社 | 膜厚測定装置、膜厚測定システム及び膜厚測定方法 |
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