JPH01291104A - 樹脂膜の膜厚計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はグラスチックフィルム等の樹脂膜の厚みを計測
するための計測装置に関する。

［従来の技術］ 一般に、プラスチックフィルムのラミネート装置では、
品質向上及びフィルム原材料の節約等の点からフィルム
膜厚を一定に制御する必要がある。

このためにはフィルム膜厚を精度よく検出することが不
可欠である。

従来、フィルム膜厚を検出する際には、フィルムに赤外
線を照射してフィルムによる赤外線の吸収量に基づいて
フィルム膜厚を検出する計測装置、ベータ線あるいはＸ
線等の放射線をフィルムに照射してフィルムによる放射
線の吸収量に基づいてフィルム膜厚を検出する計測装置
、及びロール上を移動するフィルム及び基準面（ロール
表面）にレーザ光を照射しつつ走査して基準面とフィル
ム表面との変位に基づいてフィルム膜厚を検出する計測
装置が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上述の赤外線を用いる計測装置の場合、赤外
線の吸収量がフィルムの材質により異なるため、予めフ
ィルム材質ごとに膜厚が既知であるフィルムを用いて、
赤外線吸収量を校正しておかねばならず、校正のための
作業が極めて面倒である。さらに、基材が透明であるか
、不透明であるかによりそれぞれ赤外線透過形または赤
外線反射形の計測装置を用いねばならない。即ち、基材
の種類によって計測装置を使い分けねばならない。

また、基材に文字等が印刷されている場合、印刷顔料に
赤外線が吸収され、膜厚の計測に誤差が生じるという問
題点がある。

上述の放射線を用いる計測装置の場合、同様に放射線の
吸収量がフィルムの材質により異なるなめ、予めフィル
ム材質ごとに膜厚が既知であるフィルムを用いて、放射
線吸収量を校正しておかねばならず、校正のための作業
が極めて面倒である。

また、放射線を用いているから管理に特別の配慮をしな
ければななす、加えて、原子核の崩壊は不規則であるか
ら、放射線の強度にふらつきがある。

そのなめ、膜厚計測時間を長くして膜厚計測値を平均し
て膜厚計測精度を向上しなければならず、いずれにして
も膜厚計測精度が劣化するという問題点がある。

一方、上述の変位によって膜厚の計測を行う計測装置の
場合、ロールの真円度及びロールの回転に伴う振動の影
響を受け、膜厚計測精度が低下するという問題点がある
。即ち、ロールを回転しつつ間けつ的に膜厚を計測して
いるから、ロールの回転位置によって計測誤差が生じる
という問題点がある。

本発明の目的は簡単な構成で極めて高精度にフィルム膜
厚を計測できる計測装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、ロール表面に沿って移動する樹脂膜の
膜厚を計測するための計測装置であって、該ロール表面
の接線方向に進行する光を送出する光源と、該光源から
の光を受け、光パータンを出力する光検出手段とを備え
るとともに、前記ロール上に所定膜厚の樹脂膜が存在す
る際の基準光パターンが格納され、該基準光パターンと
前記ロール上に樹脂膜が存在する状態で前記光検出手段
から出力される第２の光パターンとを比較して前記樹脂
膜の膜厚が前記所定膜厚であるかどうかを求める処理手
段を有することを特徴とする樹脂膜の膜厚計測装置が得
られる。

上記の計測装置には、前記ロールの位置を検出するため
の位置検出手段を付加することが好ましい。

［作用］ 本発明では、光源からロール表面の接線方向に進行する
光を送出し、ロール上に樹脂膜が存在する状態で光源か
らの光を光検出手段で受け、光検出手段から第２の光パ
ターンが出力される。処理手段にはロール上に所定膜厚
の樹脂膜が存在する際の基準光パターン（第１の光パタ
ーン）が格納されており、処理手段はこの基準光パター
ンと第２の光パータンとを比較して、この比較結果に基
づいて樹脂膜の膜厚が所定膜厚にあるかどうがを求める
。この際、位置検出手段によりロールの位置を検出し、
樹脂膜の膜厚を補正することが好ましい。

［実施例］ 以下本発明について実施例に基づいて説明する。

まず、第１図を参照して、光源（図示せず）からの平面
光を遮蔽物（遮蔽板）１の縁（エツジ）で遮蔽すると、
スクリーン２上に明暗のパターンが生じる。即ち、第１
図に示すように、遮蔽物１の右側において光強度が変化
するパターンが生じる。

この現象は一般にフレネル回折と呼ばれおり、スクリー
ン２上の光強度の変化は解析的に求めることが可能であ
る。そして遮蔽物１のエツジが左右に移動すると、この
光強度パターンはエツジの移動方向にエツジの移動量と
同じ移動量だけ移動する。

ところで、フィルムのラミネート装置においては、押出
成形機から押出されたフィルムはロールに沿って所定の
方向に移動される。従って、第２図に示すように光源（
図示せず）からロール３のしる。前述のように、この光
強度パターンは遮蔽物の位置によって異なるから、即ち
、ロール３上を移動するフィルム４の厚さで異なるから
、例えば、フィルム４の厚さがｄｌからｄ２に変化する
と、光強度パターンはΔｋ（Δに＝ｄ２　ｄ＋）だけフ
ィルム４の厚さの変化方向に移動する。従って、光強度
パターンの移動変化を検出することによってフィルム膜
厚を計測することができる。

第２図のように平面光を用いた場合、光強度パターンの
変化Δにとフィルム膜厚の変化ｄ２−ｄ、とはまったく
同じであるから、即ち、一般にフィルム膜厚の変化は極
めてわずかであるから、光強度パターンの変化量が極め
てわずかとなり、光強度パターンの変化量の検出精度が
あまりよくない、つまり、光強度パターンの変化量の検
出精度とフィルム膜厚の検出精度とが同一となってしま
う、　光強度パターンの変化量の検出精度をよくするな
めには、平面光の代わりに点光源からの発散光を用いる
。なお、発散光の場合にもフレネル回折が生じる。

第３図を参照して、フィルムの膜厚の変化をΔｄ−（ｄ
２　ｄ＋）とすると、この時の光強度パターンの変化量
Δには次式で示される。

Δに＝Δｄ・　Ｉ　（ｋ１＋ｋｚ　）／に＋　１なおに
１は点光源からロール３の接点までの距離、ｋ２はロー
ル３の接点からスクリーン２までの距離を示す。

従って、例えば、ｋｚ＝３に＋とすれば、Δに＝４Δｄ
となり、光強度パターンの変化量をフィルム膜厚の４倍
に拡大でき、その結果フィルム膜厚の検出精度が向上す
る。

ここで、第４図を参照して、本発明によるフィルム膜厚
計測装置は光源６、この光源６と対向して配置された光
検出器７、及びこの光検出器７に接続された処理装置８
を備えている。

光源６と光検出器７とはローラ（図示せず）をはさんで
配置されており、光源６からの光はローラの接線方向に
進行する。光検出器７としては、例えばリニアセンサ（
あるいは２次元ＣＯＤカメラ）が用いられ、ローラによ
りフレネル回折された光を受け、光強度パターンを出力
する。

処理装置８にはローラ上にフィルムが存在しない状態で
の基準光強度パターン（第１の光強度パターン）が予め
格納されている。ローラ上にフィルムが存在する状態で
光源６からの光を受けた光検出器７は基準光強度パター
ンと異なる光強度パターン（第２の光強度パターン）を
出力する。この第２の光強度パターンを受けた処理装置
８は基準光強度パターンと第２の光強度パターンとを比
較する。ロール上を移動するフィルムの膜厚が所定膜厚
からずれると、前述のように光検出器７から出力される
第２の光強度パターンはフィルム膜厚の変化量に対応し
て基準光強度パターンからずれる。従って、基準光強度
パターンと第２の光強度パターンとを比較することによ
って、フィルム膜厚の変化量を求めることができ、これ
によって、フィルム膜厚を所定膜厚に維持することがで
きる。

さらに詳細に説明すると、処理装置８において、光検出
器７から出力される第２の光強度パターン（１（ｘ、ｙ
）ｌを予め定められた透過率分布（’Ｉ”（ｘ、ｙ））
のフィルタ（図示せず）を通す処理を行い、その後所定
の方向（入方向）に収束する処理を行う。これによって
、次式から相関値Ｃ（ｙ）を求め、この相関値Ｃ（ｙ）
の最大値の位置からフィルム膜厚の変位を求める。

Ｃ（ｙ）＝／　Ｉ　（ｘ、ｙ）　・Ｔ　（ｘ、ｙ）ｄｘ
ところで、ロールの駆動に起因してロールの回転軸が変
位したり、ロール自体が振動することがある。この変位
及び振動による誤差を防止するためには、第５図に示す
ように別に光源９及び光検出器１０を配置する。そして
、この光検出器１０を処理装置８に接続する。ロールの
振動によってロール中心（回転軸）がＸ方向にΔｒ変位
した場合、光検出器７及び１０からそれぞれ出力される
光強度パターンの基準光強度パターンとの変化量をΔに
、及びΔに、とすれば、このΔに５及びΔｋ。

は等しいので、処理装置８において差し引けば、Ｘ方向
へのロールの振動の影響を除くことができる。一方、ロ
ールのＹ方向への振動については、前述のに、及びに２
を等価的に変化させることになるが、振動の振幅に対し
てこのに、及びに２を予め設定する値に選択することに
よって、ロールのＹ方向への振動による影響を測定精度
内に収めることができる。

なお、ロールのずれについては予めロールの回転角に対
するロールの直径を測定して、この測定値を処理装置８
に格納しておけば、ロールのずれを補正することができ
る。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では光のフレネル回折によ
る光強度パターンを用いて、予め定められた基準光強度
パターンとロール上に樹脂膜が存在する状態で得られる
光強度パターンとを比較して樹脂膜の膜厚を計測するよ
うにしたから、極めて精度よく樹脂膜の膜厚を計測する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための図、第２図は本
発明による樹脂膜の膜厚の計測の一例を説明するための
図、第３図は本発明による樹脂膜の膜厚の計測の他の例
を説明するための図、第４図は本発明による樹脂膜の膜
厚計測装置の一実施例を示す図、第５図は本発明による
樹脂膜の膜厚計測装置の他の実施例を示す図である。 ６．９・・・光源、７．１０・・・光検出器、８・・・
処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロール表面に沿つて移動する樹脂膜の膜厚を計測す
   るための計測装置であって、該ロール表面の接線方向に
   進行する光を送出する光源と、該光源からの光を受け、
   光パターンを出力する光検出手段とを備えるとともに、
   前記ロール上に所定膜厚の樹脂膜が存在する際の基準光
   パターンが格納され、該基準光パターンと前記ロール上
   に樹脂膜が存在する状態で前記光検出手段から出力され
   る第２の光パターンとを比較して前記樹脂膜の膜厚が前
   記所定膜厚であるかどうかを求める処理手段を有するこ
   とを特徴とする樹脂膜の膜厚計測装置。 ２、特許請求の範囲第１項の記載において、前記ロール
   の位置を検出するための位置検出手段が付加されている
   ことを特徴とする樹脂膜の膜厚計測装置。