JPH01320410A - 厚み測定装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、被測定体として例えば磁気テープの両面に形
成された各磁気層の膜厚を測定する厚み８−１定装置に
関する。

（従来の技術） かかる厚み測定装置としては、例えば超音波、静電容量
、渦電流、蛍光Ｘ線、β線、赤外線を用いた各種方式の
ものがあるが、これら方式のものは赤外線の方式を省い
てΔヤ１定時間が０．２〜５秒というように時間のかか
るものとなっている。従って、磁気テープ等の被測定体
は製造ラインにおいて高速で移動しているために被測定
体の膜厚をインラインで測定することは困難となってい
る。−方、赤外線の方式の装置ではインラインでの測定
は可能であるが、磁気テープには両面に磁気層を形成し
たものがあり、このような磁気テープの各層の膜厚を同
時に測定することは困難となっている。又、超音波を用
いる装置では探触子を被測定体に接触しなければならず
、これでは被測定体に傷等をつける恐れがある。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように厚み測定として各種方式のものがあるが、
測定の時間のかかるものであったり、又両面の各層の厚
みを測定することが困難であって、いずれの方式もイン
プロセスでかつ両面の各層の厚みを測定できることはで
きない。

そこで本発明は、各層の厚みをインプロセスで測定でき
る厚み測定装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、それぞれ異なった種類の物質が少なくとも２
層積層された被測定体の各層の厚みを測定する厚み測定
装置において、被測定体を透過可能な少なくとも異なる
２つの波長の光を被測定体に照射する光照射手段と、こ
の光照射手段から放射された光を各波長別に分離してそ
れぞれ光量に応じた電気信号に変換する照射光量検出手
段と、被ａ１定休を透過した光を各波長別に分離してそ
れぞれ光量に応じた電気信号に変換する透過光量検出手
段と、照射光量検出手段及び透過光量検出手段からの各
電気信号を受けて被１１１１１定休の各層の厚みを算出
する厚み算出手段とを備えて上記目的を達成しようとす
る厚み測定装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、それぞれ異なった
波長の光が光照射手段によって被測定体に照射され、こ
のとき放射された光が照射光量検出手段によって各波長
別に分離されてそれぞれ光量に応じた電気信号に変換さ
れる。一方、被測定体を透過した光は透過光量検出手段
によって各波長別に分離されてそれぞれ光量に応じた電
気信号に変換される。しかるに、照射光量検出手段及び
透過光量検出手段からの各電気信号が厚み算出手段に送
られて被測定体の各層の厚みが算出される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は厚み４−１定裂置の構成図である。同図におい
て１は被測定体としての磁気テープであって、この磁気
テープ１は第２図に示すように母体となるポリエチレン
フィルム２の両面にバリウム、フェライト等の第１の磁
性層３及びカーボン等の第２の磁性層４が形成されてい
る。この磁気テープ１の上方には光照射手段としての光
源５が配置されている。この光源５はそれぞれ異なった
波長λ１．λ２をスイッチング素子の切換によって高速
で交互に放射するものとなっている。この光源５が放射
された各波長λ１．λ２の光はコリメータレンズ６で平
行光束に形成されて磁気テープ１に照射されるようにな
っている。

７は照射光量検出手段であって、この手段７は光源５か
ら放射された光から各波長λｌ、λ２の光を分離してそ
の光量に応じた各電気信号を得る機能を持ったものであ
る。具体的には、光源５から放射される光の光路上に各
光分離素子８．９が配置され、これら光分離素子８．９
の反射光路上にそれぞれ光フィルタ１０．１１が配置さ
れている。これら光フィルタ１０．１１のうち光フィル
タ１０は波長λ１の光のみを通過させるものであり、又
光フィルタ１１は波長λ２の光のみを通過させるもので
ある。そして、光フィルタ１０を透過した光は集光レン
ズ１２を通って検出部１３に入射し、又光フィルタ１１
を透過した光は集光レンズ１４を通って検出部１５に入
射するようになっている。これら検出部１３．１５はそ
れぞれ入射した光量に応じた電気信号に変換する機能を
もったのである。

一方、１６は透過光量検出手段であって、この手段１６
は磁気テープ１を透過した光を各波長λｌ、λ２に分離
してその光量に応じた電気信号に変換する機能を持った
もである。具体的には光分離素子１７が配置され、この
光分離素子１７によって磁気テープ１を透過した光を２
方向に分岐するようになっている。そして、分岐された
光の一方の光路上に波長λ１の光のみを透過させる光フ
ィルタ１８．さらに集光レンズ１９及び検出部２０が配
置され、他方の光路上に波長λ２の光のみを透過させる
光フィルタ２１．さらに集光レンズ２２及び検出部２３
が配置されている。なお、各検出部２０．２３はそれぞ
れ入射した光量に応じた電気信号に変換する機能を持っ
たものである。

そうして、各検出部１３．１５及び２０．２３はそれぞ
れ増幅部２４〜２７を介して厚み算出部２８に接続され
ている。この厚み算出部２８は各検出部１３，１５，２
０．２３からの電気信号を受けて磁気テープ１の第１及
び第２の磁性層３゜４の各膜厚を求める機能を有するも
のである。なお、この厚み算出部２８には表示部２９及
びプリンタ３０が接続され、算出された各膜厚が表示及
びプリントアウトされるようになっている。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

光源５がそれぞれ異なる波長λ１．λ２の光を交互に放
射すると、これら波長λ°１．λ２の光はそれぞれコリ
メータレンズ６を通って平行光束に形成されて磁気テー
プ１に照射される。このとき光源５から放射された光は
各光分離素子８，９によって分岐されてそれぞれ光フィ
ルタ１０．１１に送られる。このうち光フィルタ１０は
波長λｌの光のみを透過してその透過光を集光レンズ１
２を通して検出部１３に送り、又光フィルタ１１は波長
λ２の光のみを透過してその透過光を集光レンズ１４を
通して検出部１５に送る。

ところで、磁気テープ１に照射された光は第２図に示す
ように第１の磁性層３、ポリエチレンフィルム２及び第
２の磁性層４を透過して光分離素子１７に到達する。こ
のとき、ポリエチレンフィルム２は光を全く吸収せずに
透過させるが、第１及び第２の磁性層３，４ではこれら
層３，４に有する吸収係数に相当する波長の光を吸収す
る。例えば、第１の磁性層３では波長λｌの光を吸収す
る量が多く、文節２の磁性層４では波長λ２の光を吸収
する量が多い。しかして、光分離素子１７には第１、第
２の磁性層３，４でそれぞれ吸収された光量の各波長λ
１．λ２の光が入射する。この光分離素子１７はこれら
波長λ１．λ２の光を分岐して各光フィ゛ルタ１８，２
１に送る。このうち光フィルタ１８は波長λ１の光のみ
を透過してその透過光を集光レンズ１つを通して検出部
２０に送り、又光フィルタ２１は波長λ２の光のみを透
過してその透過光を集光レンズ２２を通して検出部２３
に送る。

以上のようにして各検出部１３，１．５，２０゜２３に
光が入射すると、これら検出部１３，１５゜２０．２３
はそれぞれ入射光量に応じた電気信号を送出する。そし
て、これら電気信号はそれぞれ各増幅部２４〜２７で所
定レベルまで増幅されて厚み算出部２８に送られる。

この厚み算出部２８はこれら電気信号を受けて磁気テー
プ１の第１及び第２の磁性層３．４の各膜厚を算出する
。ここで、各膜厚の算出について説明する。そこで、各
増幅器２４．２５から出力される各信号レベルをそれぞ
れＩａｌ、Ｉｂｌとし、又各増幅器２６，２７から出力
される各信号レベルをそれぞれＩａｏ、Ｉｂｏとする。

一方、磁気テープ１の第１の磁性層３の膜厚をｔｌとす
るとともに各波長λｌ、λ２に対する各吸収係数をα１
゜α２とし、文節２の磁性層４の膜厚をｔｌとするとと
もに各波長λ１．λ２に対する各吸収係数をβ１．β２
とする。

しかるに、ランバートの法則により、 （Ｉ　ａｏ／　Ｉ　ａｔ）　−ｅ　−””　−ｅ−β＋
　ｔ　２　　　　、、、　ｍ（Ｉ　ｂｏ／　Ｉ　ｂｌ）
　−ｅ　”−β２”　・ｅ−β２Ｌ２　　　　、、、（
２）が成立する。ここに、 （Ｉ　ａｏ／　Ｉ　ａｉ）　−ｍ　　　　　　　　　　
　−＝　（３）（Ｉ　ｂｏ／　Ｉ　ｂｌ）　−ｎ　　　
　　　　　　　　＝１４）とすると、これらｍ、ｎはそ
れぞれ各電気信号から算出される。

そこで、第１及び第２の磁性層３．４の各膜厚ｔｌ、ｔ
２は次式により表わされる。すなわち、ｔ　　ｌ　　−
（β　２　１２ｎｍ　　−β　ｌ　　争　、Ｑ　ｎ　　
ｎ　）÷（α２β１−α１β２） ・・・（５） ｔｌ−（（Ｚ２’Ωｎ　ｍ−ａｌ　−ｐ　ｎｎ）÷（α
ｌβ２−α２β１） ・・・（６） となる。従って、厚み算出部２８はこれら第（５）式及
び第（６）式を演算することによって第１及び第２の層
３，４の各膜厚ｔ１．ｔ２を算出する。そして、これら
膜厚ｔ、、ｔ２は表示部２９で表示されるとともにプリ
ンタ３０でプリントアウトされる。

このように上記一実施例においては、各波長λ１．λ２
の光を磁気テープ１に照射したときの各波長λ１．λ２
の光量に応じた電気信号を得るとともに磁気テープ１を
透過した光の各波長λｌ。

λ２の光量に応じた電気信号を得、これら電気信号から
磁気テープ１の各層３．４の膜厚を測定するようにした
ので、磁気テープ１の両面に形成された第１及び第２の
磁性層３．４の各膜厚を測定することができ、しかもこ
の測定をインプロセスで高速に行なうことができる。従
って、磁気テープの製造ラインにおいて磁気テープ１が
高速で流れている場合でも各層３，４の膜厚が測定でき
、そのうえ膜厚状態を表示部２９によってモニタするこ
とができる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、光
照射手段としてそれぞれ異なった波長のレーザ光を発振
するレーザ発振装置を設けてもよい。又、光照射手段か
ら放射される波長を複数とすることによって複数の磁性
層の各膜厚をｄｐ１定することができる。

さらに、第３図に示すような構成としてもよい。

すなわち、波長λ１の光を放射する光源４０と波長λ２
の光を放射する光源４１とをそれぞれ磁気テープ１のラ
イン流れ方向に所定間隔離して配置し、これとともにこ
れら光源４０．４１に対応して各検出部４２．４３を配
置する。又、各光源４０．４１の光路上にそれぞれ光分
離素子４４゜４５を配置して各光源４０．４１から放射
される光をそれぞれ分岐して各検出部４６．４７に送る
。

そうして、これら検出部４２．４３，４６．４７から出
力される受光量に応じた各電気信号をそれぞれ厚み算出
部４８に送る。ここで、検出部４２と厚さ算出部４８と
の間及び検出部４６と厚さ算出部４８との間にはそれぞ
れ遅延部４９．５０が設けられ、各検出部４２．４３，
４６．４７から出力される各電気信号が磁気テープ１の
同一部分に対して１１１１ｊ定を行なうようにタイミン
グが取られている。しかして、この厚み算出部４８は各
電気信号を受けて上記と同様に各層３，４の膜厚を算出
することになる。このように構成することによって磁気
テープ１の同一部分で各層の膜厚を測定できる。

又、本発明では磁気テープに限らず磁気フロッピーディ
スクに形成された磁性層の膜厚測定にも適用できる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、各層の厚みをイン
プロセスで測定できる厚み測定装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる厚み測定装置の一実施例を示す
構成図、第２図は磁気テープの断面図、第３図は変形例
を示す構成図である。 １・・・磁気テープ、２・・・ポリエチレンフィルム、
３・・・第１の磁性層、４・・・第２の磁性層、５・・
・光源、７・・・照射光量検出手段、１６・・・透過光
量検出手段、２８・・・厚み算出手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 入１．入２ 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ異なった種類の物質が少なくとも２層積層され
   た被測定体の各層の厚みを測定する厚み測定装置におい
   て、前記被測定体を透過可能な少なくとも異なる２つの
   波長の光を前記被測定体に照射する光照射手段と、この
   光照射手段から放射された光を各波長別に分離してそれ
   ぞれ光量に応じた電気信号に変換する照射光量検出手段
   と、前記被測定体を透過した光を各波長別に分離してそ
   れぞれ光量に応じた電気信号に変換する透過光量検出手
   段と、前記照射光量検出手段及び前記透過光量検出手段
   からの各電気信号を受けて前記被測定体の各層の厚みを
   算出する厚み算出手段とを具備したことを特徴とする厚
   み測定装置。