JPH01291107A

JPH01291107A - プラスチックシートのプロファイル計測方法および装置

Info

Publication number: JPH01291107A
Application number: JP11924988A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Iwata; 昭浩岩田; Katsuhiro Iguchi; 勝啓井口; Satoshi Nitta; 諭新田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1989-11-22
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2688490B2

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〕この発明は、連続的に押出成形されるプラスチックシー
トの表面にレーザ等の光線を照射して、その表・裏面で
の反射光間に生しる空間的間隔からシート厚さを測定す
る方法および装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、押出成形機によって連続的に製造するプラスチ
ックシートに対し、幅方向の厚さ分布く通常プロファイ
ルという）を測定することが製品の品質管理上要求され
る。従来、このようなプロファイル測定用として、製品
搬送路の一部にその幅方向に往復移動する測定ヘッドを
備えた光学式等の走査形厚さ針が使用されている。

しかるに、従来この種の厚さ計として、透過吸収形のβ
線厚さ針および赤外線厚さ針や接触式厚さ計が使用され
ている。β線厚さ針は、β線としてｓ　ｒｑＯが用いら
れ、比較的厚いシートを測定対象とするが、測定可能な
上限厚さは５ｎ程度である。また、赤外線厚さ計は、Ｐ
ｂＳセンサによって近赤領域の波長を使用することによ
り、厚さＩｏｎｓ位まで測定可能であるが、感度係数が
低いため測定精度が落ちる難点がある。さらに、接触式
厚さ計は、シートの反りや基準ロールの曲りの影響を受
けるため、シートが厚くなる程大きな測定誤差を生じる
難点がある。

今日、プラスチックシートとして、例えばメタクリル樹
脂（ＰＭＭＡ）　、ポリカーボネート（ＰＣ）等のシー
トや塩化ビニル（Ｐ　Ｖ　Ｃ）、ポリスチレン（ＰＳ）
、ポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）等のプレー
トとして透明な製品の需要が増大しており、この種透明
シートの成形に際してプロファイルの計測を行って均質
な厚さのシートを製造する必要がある。この場合、従来
・の厚さ計では広範囲のシート厚さに対して高精度に通
用し得るものはなく、特に接触式厚さ計は製品に損傷を
与えるため使用することができない。

このような観点から、透明ないし半透明のシートについ
て厚さを測定する手段として、レーザ等の光線を使用し
てこれをシート表面に対し所定の入射角で照射すること
により、このシートの表面と裏面で顕著な反射を生じる
ことから、これらの反射光を利用してシート厚さを測定
することができる厚さ針が知られている。すなわち、こ
の厚さ針の原理は、第１０図に示すように、光線のシー
ト表面に対する入射角をｉとし、この光線のシート表面
と裏面とで反射する反射光の間隔をＤとし、シートにお
ける光線の屈折率をｎとすれば、シート厚さｙは次式で
求めることができる。

ｙ＝　　　　　　　　　　　Ｄ　　　　、、、（１）ｓ
ｉｎ　２　ｉこの場合、屈折率ｎと入射角ｉは既知数となるので、リ
ニアイメージセンサもしくは特殊な光学−電気変換系を
使用して反射光を検出して間隔りを測定すれば、容易に
シート厚さｙを計測することができる。

しかるに、一般にプラスチックシートの成形プロセスは
、第１１図に示すように構成される。

すなわち、第１１図において、参照符号１０は押出機、
１２はシート成形用下ダイ、１４は成形ロールユニット
、工６は走査形厚さ計、１８は保護紙供給ユニット、２
０は引取りロールユニット、２２はシート切断機、２４
はシート積載機をそれぞれ示す。ここで、走査形厚さ計
１６は、第１２図に示すように、センサヘッド２６を支
持するための門形に構成したフレーム２日を設け、この
フレーム２８の中央部を前記センサヘッド２６に対向し
て連続成形されるプラスチックシートＳが通過するよう
構成する。従って、フレーム２８の頂部には、フレーム
２８の長手方向に沿ってレール３０を設け、このレール
３０にセンサヘッド２Ｇを走行自在に懸架すると共に、
このセンサヘッド２６をフレーム２８の頂部両端に設け
たブー’Ｊ３２，３２に巻掛けた無端ベルト３４に係着
し、一方のプーリ３２を駆動モータ３６により可逆回転
するよう構成する。このようにして、前記センサヘッド
２６は、連続移送されるプラスチックシートＳに対し適
正にスキャニングさせることにより、プラスチックシー
トのプロファイル計測を容易に達成することができる。

この場合、センサヘッド２６としては、レーザ光源と反
射光センサどを具備した構成とし、例えば光線の入射方
向および反射方向をセンサヘッド２６の往復移動方向と
一致させるよう構成配置する。この結果、透明ないし半
透明のプラスチックシートのプロファイル計測を広範囲
のシート厚さに亘って高精度に実現できることが確認さ
れた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した光線のプラスチックシートＳの
反射光を利用する厚さ計測方法によれば、第１０図から
も明らかなようにシート表面とシート裏面での測定点（
反射点）に偏位（△Ｘ）があるため、特にシートが厚く
なるとこれらが再反射光の間隙りに与える影響を無視す
ることができなくなる。この場合、前記偏位量へＸは次
式で表わすことができる。

ｓｉｎ　ｉ例えば、前記式（２）に基づき光線の入射角１ｘ４９．
２°、屈折率ｎ−＝１．４９（ＰＭＭＡ）とすれば、偏
位量△Ｘは０．５９ｙとなり、厚さｙ＝１０ｍｍとすれ
ば約５　Ｉ１ｍ測定点が偏位することになり、測定誤差
も大きくなることが予想される。

また、プラスチックシートの成形プロセスにおいて、Ｔ
ダイから押出される熔融樹脂は、シートに成形される過
程でロールや大気への放熱によって冷却が行われる。し
かし、プラスチック材料は、一般に熱伝導率が低いため
、シートに歪が発生しないよう徐冷される関係からプロ
ファイルの計測位置ではシートの平均温度が室温より△
θ高い状態にある。このような高温状態にあるシートの
プロファイルを前述した第１０図および前記式（１１に
基づく厚さ針で計測すると、次の２要因による測定誤差
を生しる。

■　シートの熱膨張による誤差（△ｙｔ）■　シートの
屈折率の変化による誤差（△ｙ２）これらの要因による
測定誤差の大きさを、厚さ１０ｍｍのＰＭＭＡシートに
つき△θ＝３０℃として試算すれば次のようになる。ま
ず、前記誤差Δｙ、は、ガラス転位点以下の標準的な線
膨張係数αは概略６Ｘ１０−’であるから、直ちに△ｙ
ｘ均１８μｍとなる。また、前記誤差△ｙ２は、ＰＭＭ
Ａシートの屈折率ｎは常温で１．４９であり、これより
高温になるに従ってその値は小さくなり、その温度係数
μは概略１．１×１０−４であるから、これらを前記式
（１）に適用すれば、Δｙ２＃３０μｍとなる。従って
、これらの誤差を併せると、約４８μｍで約０．４８％
の誤差となり、これはプロファイルの精密計測上無視す
ることはできない。

さらに、プラスチックシートの成形プロセスにおいては
、第１３図に示すように、Ｔダイ１２から押出される溶
融樹脂が成形ロール１４を経てシートに成形される過程
でネックイン現象を生じることから、予めシート幅に余
裕をもって成形を行い、その後シート両端をトリミング
して定尺幅に仕上げるよう設計される。すなわち、トリ
ミング前のシート幅Ｘ１は、Ｔダイ１２の成形口の幅を
Ｗとすると、Ｘ１＝Ｗ−Ｂ　（Ｂはネックイン現象等に
より生じる低減幅）で表わされる。そして、シートは最
終的に両端をトリミングされて定尺幅Ｘ２に仕上げられ
るが、この場合製品の歩留りはＸ２／Ｘｉとなるから、
シート幅Ｘ、はできる限り小さい事が要求される。前記
低減＠Ｂは、成形ロール部分で生じるネックイン量やメ
ルトバンクの大きさ等によって変化するため、トリミン
グ前のシート幅Ｘ。

は必ずしも安定しない。このため、不良品の発生を避け
るべく成形シート幅を太き目に設定しなければならず、
これによりトリミング量が増大して歩留りが低下し、製
造コスト上不利となる。従って、このような事情から、
プラスチックシートのプロファイル計測と同時にシート
幅の高精度な測定も極めて重要である。

そこで、本発明の目的は、押出機によって連続成形され
るプラスチックシートの表面に対し、ビーム径が細く指
向性と応答性の良好なレーザ等の光線を使用してこれを
照射し、この光線のシート表面および裏面からの反射光
間に生じる空間的間隙からシート厚さを検出することに
よって、シートのプロファイル計測を高精度に達成する
ことができるプラスチックシートのプロファイル計測方
法および装置を提供するにある。

また、本発明の別の目的は、前記の計測方法および装置
によって、連続成形されるプラスチックシートの高精度
な計測を行うことから、成形時のシート温度に基づいて
シートが膨張し屈折率が変化した状態で計測された測定
値を冷却後の適正な測定値として誤差補正を行うための
プラスチックシートのプロファイル計測方法および装置
を提供するにある。

さらに、本発明の目的は、前記の計測方法および装置に
よって、より品質の安定したプラスチックシー）１１品
を得ると共にトリミングを行って定尺幅の製品を得るた
めに歩留りの向上を図り生産性の向上を達成すべくプラ
スチックシートのプロファイル計測と同時にシート幅の
正確な測定を行うプラスチックシートのプロファイル計
測方法および装置を提供するにある。

〔３題を解決するための手段〕本発明に係るプラスチックシートのプロファイル計測方
法は、プラスチックシートの表面に対し所要の入射角で
照射するレーザ等の光源と、該シート表面および裏面で
反射した反射光のそれぞれ間隔を検出するセンサとを備
えたセンサヘッドを設け、このセンサヘッドを連続成形
されるプラスチックシートに対する入射光および反射光
の方向が該シートの移送方向またはその反対方向と平行
するよう設定すると共に前記シートの幅方向に往復移動
させてシート厚さを測定することを特徴とする。

この場合、センサヘッドにプラスチックシートの表面温
度を測定する温度センサを設け、この温度測定値により
該シートの熱膨張および光の屈折率変化によるシート厚
さ誤差の補正演算を行うことにより、プロファイルのよ
り高精度な計測を達成することができる。

さらに、プロファイル計測データにより検出されるシー
ト端部を基準として、その内側にそれぞれ標準速度以下
となる変速位置およびその速度を設定し、シート端部の
外側に折返し点位置を設定することにより、これらの設
定値に基づいてセンサヘッドの往復移動制御を行い、連
続成形されるプラスチックシートのシート幅測定を行う
ことが可能となる。

前記プロファイル計測方法を実施する装置としては、プ
ラスチックシートの表面に対し所要の入射角で照射する
レーザ等の光源と、該シート表面および裏面で反射した
反射光のそれぞれ間隔を検出するセンサとを備えたセン
サヘッドを設け、このセンサヘッドを連続成形されるプ
ラスチックシートに対する入射光および反射光の方向が
該シートの移送方向またはその反対方向と平行するよう
設定してこれを前記シートの幅方向に往復移動可能にフ
レームに懸架し、前記センサヘッドを往復移動制御する
駆動モータを設け、前記センサヘッドで検出されるシー
ト厚さ出力信号と駆動モータの制御系から検出されるス
キャン位置信号とをそれぞれ入力してプロファイル計測
を行う演算器を設けることによって構成することができ
る。

また、前記のプロファイル計測装置において、センサヘ
ッドにプラスチックシートの表面温度を測定する放射温
度計を設け、この放射温度計で測定された温度信号をシ
ート厚さ出力信号およびスキャン位置信号と共にそれぞ
れ入力して熱膨張および光の屈折率変化によるシート厚
さ誤差の補正演算を行って適正なプロファイル計測を行
う演算器を設ければ好適である。

さらに、センサヘッドを往復移動制御する駆動モータに
対しモータ制御器を設け、このモータ制御器に対しセン
サヘッドの速度および変速位置並びに折返し点位置を設
定する設定器と、センサヘッドのスキャン位置を検出し
てその位置信号を出力する変換器とを設け、センサヘッ
ドで計測されるプロファイル計測データにより検出され
るシート端部を基準として前記設定器への設定値を演算
すると共に連続成形されるプラスチックシートのシート
幅測定を行う演算器を設ければ好適である。

〔作用〕

本発明に係るプラスチックシートのプロファイル計測方
法によれば、レーザ等の光線を使用してこの光線による
シート表面と裏面の反射光の間隔から、従来回能とされ
た透明もしくは半透明プラスチックシートのプロファイ
ル計測ヲ容易に達成することができる。この場合、前記
光線を照射し反射光を感知して所要の出力信号を得るた
めのセンサは、プラスチックシートの移送方向と平行す
るように光線の方向を定めることにより、シートの表面
と裏面における測定点のずれによる誤差を最小とするこ
とができる。

また、プラスチックシートは、プロファイル計測時点で
は未だ高温状態にあることから、シートの熱膨張や光の
屈折率変化によりシート厚さの誤差を生じるため、プロ
ファイル計測と同時にシートの表面温度を測定して前記
熱膨張や光の屈折率変化による厚さ誤差を補正すること
が可能となり、これによりプロファイル計測の精度をよ
り一層高めることができる。

さらに、本発明によれば、高精度のプロファイル計測を
行うことができるセンサヘッドを使用することによりプ
ロファイル計測データにより検出されるシート端部を基
準として、センサヘッドの変速位置と折返し点位置とを
適正に設定してセンサヘッドの往復移動制御を効率よく
達成することが可能となり、この結果シート幅測定と共
にシート幅の異常変化やシート厚さの異常変化を迅速か
つ正確に検知することができるばかりでなく、プラスチ
ックシートの生産性の向上と製造コストの低減とを容易
に実現することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係るプラスチックシートのプロファイル
計測方法の実施例につき、この方法を実施する装置との
関係において以下添付図面を参照しながら詳細に説明す
る。

第１図は、本発明に係るプラスチックシートのプロファ
イル計測方法を実施するための厚さ計の構成配置を示す
概略図である。なお、第１図に示す厚さ計の基本構成は
、前述した第１２図に示す構成と同一であるので、説明
の便宜上同−の構成部分には同一の参照符号を付してそ
の詳細な説明は省略する。なお、本実施例に使用するセ
ンサヘッド２６は、図示しないが、対向するプラスチッ
クシートＳの表面に対し所要の入射角でレーザ光線を照
射する発光部と、これによりプラスチックシートＳの表
面および裏面からの反射光の受光とそれらの間隔を検出
する受光部とを備え、所要のシート厚さ信号を出力端子
から出力するよう構成される。

しかるに、本発明においては、センサヘッド２６により
検出される反射光は、シート表面とシート裏面での測定
点に偏位（△Ｘ）があることから、シート厚さの計測値
に誤差を生じるために、第２図に示すように、連続成形
されるプラスチックシートＳの移送方向またはその反対
方向と平行に光線の照射と反射とを行うよう発光部と受
光部の位置決めを行って、センサヘッド２６の取付けを
行うことを特徴とする。このように、センサヘッド２６
の発光部と受光部との関係を、プラスチックシートＳの
スキャン方向ではな（、プラスチックシートＳの移送方
向またはその反対方向に位置設定することにより、シー
ト表面と裏面とにおける反射光の測定点が相互に消去さ
れる状態となり、誤差の発生を有効に防止することがで
きる。

このようにして、前記センサヘッド２６で検出され出力
されるシート厚さ出力信号は、第３図に示すように、駆
動モータ３６から出力されるスキャン位置信号と、共に
マルチプレクサやＡＤ変換器からなるインタフェース３
８を介してＣＰＵ４０に入力され、前述した演算式（１
）に基づいてそれぞれ所要のスキャン位置に対応してシ
ート厚さの演算が行われ、これを記憶してグラフインク
表示のため統計的演算処理が行われる。従って、この結
果演算処理された結果は、ＣＲＴデイスプレィ装置４２
に適宜表示することができる。なお、ＣＲＴデイスプレ
ィ装置４２におけるグラフインク表示例を示せば第４図
（ａ）。

（ｂｌに示す通りである。なお、第４図（ａｌは現在の
プロファイル測定値を示すものであり、第４図（ｂ）は
複数回のスキャンを行ってプロファイル測定を行った結
果の平均偏差を示すものである。

また、第４図（ｅ）は、第４図（ａ）の特性を示したプ
ラスチックシートサンプルにつき、マイクロメータを使
用して計測した場合の特性図である。

これらの特性図をそれぞれ比較してみれば明らかなよう
に、本発明によるプロファイル計測方法が精度的に優れ
ていることが諒解されよう。

第５図は、本発明に係るプラスチックシートのプロファ
イル計測方法の別の実施例を示すものであって、この方
法を実施するための厚さ針の概略図である。すなわち、
本実施例においては、プラスチックシートの平均温度と
高い相関を有するシート表面温度を厚さ針によるプロフ
ァイル計測と同時に測定して、演算によりプロファイル
計測誤差を補正することを特徴とするものである。この
ため、本実施例においては、第５図に示すように、前述
したセンサヘッド２６と一体的に赤外線放射温度計等の
温度センサ４４を設ける。従って、プラスチックシート
のプロファイル計測表面の温度を測定することにより、
それぞれ温度依存性を有するシートの熱膨張により生じ
る厚さ計測誤差△ｙ１およびシートの屈折率の変化によ
り生じる厚さ計測誤差△ｙ２をそれぞれ補正演算する。

そこで、厚さ針による光線の入射角をｉ、屈折率の設定
値をｎｏ　とし、この場合の前記演算式（１）に基づく
厚さ計の計測値をｙｏとする。そして、この厚さ計の計
測値が得られる時のシート温度の測定値を△θとすると
、正しい厚さｙは概略次式によって算定することができ
る。

ｙ＝ｙ　　−△ｙ、−△ｙ２　　、．１３）但し、△３
’ｔ＝α・△θ・ｙ、、、（４１ｎ。

△ｙ２＝□ ｎ、　２−　ｓｉｎ’　　ｉ・μ・△θ・ｙ　　　、、、ｆ５）この場合、αは線膨張係数、μは屈折率の温度係数、ｉ
は光線の入射角である。

ここで、前記式（５）は、次のようにして求められる近
似式である。すなわち、前記式（１）を変形すると次式
が得られる。

ｓｉｎ　２　ｉ屈折率ｎが変化すると、センサが直接検知するシート表
面と裏面の反射光の間隙りに影響することから、前記式
（６）の偏微分係数を求めると次式が得られる。

つＤ　　　　　　ｓｉ’ｎ　２　ｉ　　　　　　　ｎヨ
ーＤ　　　　　　　　　　　　　、、１７）＋２−５ｉ
ｎ２ｉ前記式（７）より △Ｄ　　　　　　　　　ｎ □　ζ　−（□）△ｎＤｎ’−５ｉｎ２ｉ、、、（８）前記式（８）において、△Ｄ／Ｄは表示値の相対誤差△
）’　２　／　’１６　　に等しい、また、（）中のｎ
はｎｏ　＋　△Ｑｍ−μ・Δθとおくことにより、前記
式（５）が得られることになる。因みに、ｎｏ−１，４
９，１−４９，２°、μ＝１．Ｉ　Ｘ　１０−　’とし
た場合、Δｙ、”ＧＩＯ−’へ〇・ｙｏ　　となる。

このように構成される本実施例のプロファイル計測を実
行するには、基本的に第３図に示すシステム構成によっ
て達成することができる。

この場合、インタフェース３８には、センサヘッド２６
からのシート厚さ出力信号および駆動モータ３６からの
スキャン位置信号と共に温度センサ４４からのシート表
面温度出力信号が加えられる。このようにして、インタ
フェース３８に入力された各信号は、ＣＰＩＪ４０にお
いて、センサヘッド２６が所定のサンプリング位置に到
達する毎に、その時の前記シート厚さ出力信号およびシ
ート表面温度出力信号から前記演算式（４１，＋５）お
よび（３）を順次演算し、誤差補正を行った正しいプラ
スチックシートのプロファイル計測データを蓄積し、Ｃ
ＲＴデイスプレィ装置４２に表示することができる。こ
のようなＣＰＵ４０における処理操作のフローチャート
は、第６図に示す通りである。

第７図は、前述した本発明に係るプラスチックシートの
プロファイル計測を行うための厚さ計すなわちセンサ、
ヘッドの制御方式を示す説明図である。なお、説明の便
宜上第１図に示す実施例の構成と同一の構成部分には同
一の参照符号を付して説明する。第７図において、本実
施例ではセンサヘッド２６のスキャンを行うための駆動
モータ３６としてパルスモータを使用する。しかるに、
前記駆動モータ３６とセンサヘッド２６は、コントロー
ラ部４６を介して演算部４８に接続されている。コント
ローラ部４６は、センサヘッド２６で検出された信号よ
りシート厚さ出力信号に変換するセンサヘッド用変換器
５０と、駆動モータ３６の駆動制御を行うモータ制御器
５２と、このモータ制御器５２の駆動信号よりセンサヘ
ッド２６のスキャン位置信号に変換するモータ用変換器
５４と、前記モータ制御器５２に対し速度および変速・
折返し位置を設定してこれらの設定値を指令する設定器
５６とから構成される。また、演算部４８は、前記コン
トローラ部４６のセンサヘッド用変換器５０から出力さ
れるシート厚さ出力信号を入力するための入力インタフ
ェース５８と、モータ用変換器５４から出力されるスキ
ャン位置信号を入力するための入力インタフェース６０
と、設定器５６へ制御指令信号を供給するための出力イ
ンタフェース６２と、前記各入力インタフェース５８．
６０を介して入力されるデータに基づいて所定のプロフ
ァイル計測演算並びに厚さ針の制御演算を行うＣＰＵ６
４と、演算されたプロファイル計測データを表示するデ
イスプレィ装置６６とから構成される。

このように構成した厚さ計の制御システムを使用し、本
実施例では設定器５６においてセンサヘッド２６の標準
スキャン速度と低減速度。

ステップ変速位置および折返し点位置をそれぞれ設定す
る。なお、これらの設定値はＣＰＵ６４により任意に設
定可能である。そこで、変速位置と折返し点位置を設定
するに際しては、第８図に示すようにそれぞれの設定基
準を定める。

まず、プラスチックシートＳの左右両端部位置”ＳＬ、
Ｘ５Ｌ）は、プロファイル計測データ〔第４図（ａ）〕
の突変位置（ＰＬ、ＰＲ）より確認することができる。

従って、この突変位置（ＰＬ、ＰＲ，）より折返し点位
置（ｘｔＬ、ｘ七〇は、増減速距離（オーバーラン）や
シートの安定度を考慮してそのやや外側に設定する。ま
た、変速位置（ｘｃｔ、　、ＸＣＲ）は、前記突変位置
（ＰＬ、Ｐえ）のやや内側に設定する。そして、これら
の設定は、コンピュータプログラムにより自動的に行わ
れ、ＣＰＵ６４から設定器５６に記録し、この設定器５
６からモータ制御器５２へ制御指令が出力される。

次に、本実施例の動作につき説明する。例えば、センサ
ヘッド２６がプラスチックシートＳより外側に退出する
方向に移動しているとすれば、センサヘッド２６が変速
位置（ｘｃＬ、　　ＸｃＮ）に到来すると、モータ制御
器５２が作動してスキャン速度が自動的に減速されると
共に、ＣＰＵ６４においては細かなサンプリングピッチ
（例えば、１ｍ）でプロファイルの計測演算とその表示
とが実行される。その後センサヘッド２６が折返し点位
置（Ｘ−６１，、ＸｔＦｔ）に到達すると、センサヘッ
ド２６は一時停止する。所定の休止時間が経過すると、
再び駆動モータ３６が起動し、低速かつ細ピッチでセン
サヘッド２６のスキャンとサンプリングが開始される。

センサヘッド２６が変速位置（ＸＣＬ、Ｘｃｚ）に到来
すると、モータ制御器５２が作動し、標準速度に増速さ
れると同時に標準サンプリングピッチ（例えば、１０ｗ
ｍ）に切換えられ、プロファイルの計測演算とその表示
とが継続される。この間、一定周期でプラスチックシー
ト端部位置が検査され、変化していると判定された際に
は駆動モータ３６のモータ制御器５２へ制御指令を与え
る設定器５６に対し、変速位置（ＸＣＩ−＋Ｘｃえ）と
折返し点位置（ｘｔＬ、ｘｔＲ）の更新指令が出力され
る。この場合、ａ・要に応じてオペレータに対するアラ
ームメツセージや信号を出力するよう構成すれば好適で
ある。従って、このようなシステムを実行するためのフ
ローチャートは、第９図に示す通りである。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明によれば、
レーザ等の光線を使用し、これがプラスチックシートの
表面と裏面で反射される反射光の間隔を測定することに
より、シートの厚さを演算により計測するものであるか
ら、透明シートの厚さ特にそのプロファイル計測を容易
かつ高精度に達成することができる。特に、本発明によ
れば、プラスチックシート表面に対する光線の照射とそ
の反射の方向を、センサヘッドのスキャニング方向では
なく、シートの移送方向と平行となるよう設定すること
により、光線のシート表面とシート裏面との測定点のず
れにより発生する誤差を最小限に抑えることができ、高
精度のプロファイル計測を達成することができる。

また、連続成形されるプラスチックシートは、そのプロ
ファイル計測を行う時点において、未だ高い温度を保持
しているため、熱膨張や屈折率の変化により特に厚いシ
ートの場合には無視できない計測誤差を生じることにな
るが、本発明によれば、プロファイル計測と同時にシー
トの表面温度を測定しこの温度測定値から熱膨張や屈折
率の温度関数補正を行うことにより、プロファイル計測
のより正確なデータの収集を達成することができる。

さらに、本発明によれば、厚さ針による計測精度が向上
することにより、プロファイル計測に際しシート端部で
発生する突変状態をサンプリング時間を余り掛けること
な（検出することが可能となり、この結果シート端部位
面およびその中心位置からシート幅を容易に精密計測す
ることができる。従って、シート幅とプロファイルの管
理および調整が相互の関係を考慮しながらバランスよく
行われ、シートの品質向上と共にトリミング前のシート
幅も最小限に調整することができる。このようにして、
製品の歩留り向上と共に製造コストの低減を達成するこ
とができる。また、成形ロールユニットでのメルトバン
クの異常等に際しても、プロファイル計測データの異常
として高精度に検出することができるので、これにより
アラーム信号を出力させて不良製品の発生を未然に防止
することができる。

以上、本発明の好適な実施例につき説明したが、本発明
は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を逸
脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得ること
は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラスチックシートのプロファイ
ル計測方法を実施する厚さ針の構成配置を示す概略図、
第２図は厚さ計のセンサヘッドとプラスチックシートの
対応関係を示す説明図、第３図は第１図に示す厚さ針の
構成配置と計測演算回路のブロック結線図、第４図（ａ
）。（ｂｌ、　（Ｃ１は本発明の計測方法により計測された
プロファイル特性を示し、第４図（ａｌは現在のプロフ
ァイル特性図、第４図（ｂｌは複数のスキャンにより計
測されたプロファイルの平均偏差特性図、第４図（Ｃ）
は第４図（ａ）の特性を示したサンプルのマイクロメー
タ計測によるプロファイル特性図、第５図は本発明に係
るプラスチックシートのプロファイル計測方法の別の実
施例を示す厚さ針の概略図、第６図は第５図に示す厚さ
計によるプロファイル計測を実行するためのフローチャ
ート図、第７図は本発明に係るプラスチックシートのプ
ロファイル計測方法を実施するための厚さ針の構成配置
とその制御系統図、第８図は第７図に示す制御系によっ
て制御される厚さ針のスキャン速度特性線図、第９図は
第７図および第８図に示すプロファイル計測とそのスキ
ャン速度制御を実行するためのフローチャート図、第１
０図は本発明に通用する厚さ針の厚さ測定原理図、第１
１図はプラスチックシートの成形プロセスを示す概略図
、第１２図はプラスチックシートのプロファイル計測に
通用される厚さ計の構成配置を示す概略図、第１３図は
プラスチックシートの成形プロセスにおけるシートのネ
ックイン現象とトリミング工程を示す説明図である。１０、、、押出機　　　１２．、、シート成形角下ダイ
１４、、、成形ロールユニット１６、、、走査形厚さ針１８、、、保護紙供給ユニット２０、、、引取りロールユニット２２、、、シート切断ｆｉ　　　２４．、、シート積載
機２６、、、センサヘッド　　２８．、、フレーム３０
、　、　、レール　　　　　３２．、、プーリ３４、、
、無端ベルト　　　３６．、、駆動モータ３８、、、イ
ンタ７エＸ　　４０．、、　ＣＰＵ４２、、、ＣＲＴデ
イスプレィ装置４４、、、温度センサ　　　４６．、、コントローラ部
４８、、、演算部　　５０．、、センサヘッド用変換器
５２、、、モータ制御器　　５４．、、モータ用変換器
５６、、、速度および変速・折返し黒膜定器５Ｂ、、、
入力インタフェース６０、、、入力インタフェース６２、、、出力インク７エース６４．、、　ＣＰＵ６６
、、、デイスプレィ装置特許出願人　　東芝機械株式会社ＦＩＧ、　　１ＦＩＧ、４ＦＩＧ、　　５ＦＩＧ、　　６ＦＩＧ、７ＦＩｏ　　９ＦＩＧ、　　１０ Δ× ＦＩＧ、　　１１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プラスチックシートの表面に対し所要の入射角で
照射するレーザ等の光源と、該シート表面および裏面で
反射した反射光のそれぞれ間隔を検出するセンサとを備
えたセンサヘッドを設け、このセンサヘッドを連続成形
されるプラスチックシートに対する入射光および反射光
の方向が該シートの移送方向またはその反対方向と平行
するよう設定すると共に前記シートの幅方向に往復移動
させてシート厚さを測定することを特徴とするプラスチ
ックシートのプロファイル計測方法。
（２）センサヘッドにプラスチックシートの表面温度を
測定する温度センサを設け、この温度測定値により該シ
ートの熱膨張および光の屈折率変化によるシート厚さ誤
差の補正演算を行うことを特徴とする請求項１記載のプ
ラスチックシートのプロファイル計測方法。
（３）プロファイル計測データにより検出されるシート
端部を基準として、その内側にそれぞれ標準速度以下と
なる変速位置およびその速度を設定し、シート端部の外
側に折返し点位置を設定し、これらの設定値に基づいて
センサヘッドの往復移動制御を行い、連続成形されるプ
ラスチックシートのシート幅測定を行うことを特徴とす
る請求項１または請求項２記載のプラスチックシートの
プロファイル計測方法。
（４）プラスチックシートの表面に対し所要の入射角で
照射するレーザ等の光源と、該シート表面および裏面で
反射した反射光のそれぞれ間隔を検出するセンサとを備
えたセンサヘッドを設け、このセンサヘッドを連続成形
されるプラスチックシートに対する入射光および反射光
の方向が該シートの移送方向またはその反対方向と平行
するよう設定してこれを前記シートの幅方向に往復移動
可能にフレームに懸架し、前記センサヘッドを往復移動
制御する駆動モータを設け、前記センサヘッドで検出さ
れるシート厚さ出力信号と駆動モータの制御系から検出
されるスキャン位置信号とをそれぞれ入力してプロファ
イル計測を行う演算器を設けることを特徴とするプラス
チックシートのプロファイル計測装置。
（５）センサヘッドにプラスチックシートの表面温度を
測定する放射温度計を設け、この放射温度計で測定され
た温度信号をシート厚さ出力信号およびスキャン位置信
号と共にそれぞれ入力して熱膨張および光の屈折率変化
によるシート厚さ誤差の補正演算を行って適正なプロフ
ァイル計測を行う演算器を設けることを特徴とする請求
項１記載のプラスチックシートのプロファイル計測装置
。
（６）センサヘッドを往復移動制御する駆動モータに対
しモータ制御器を設け、このモータ制御器に対しセンサ
ヘッドの速度および変速位置並びに折返し点位置を設定
する設定器と、センサヘッドのスキャン位置を検出して
その位置信号を出力する変換器とを設け、センサヘッド
で計測されるプロファイル計測データにより検出される
シート端部を基準として前記設定器への設定値を演算す
ると共に連続成形されるプラスチックシートのシート幅
測定を行う演算器を設けることを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載のプラスチックシートのプロファイル
計測装置。