JPH0359407A - 厚み測定方法 - 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〕 本発明は例えば磁気テープ等のシート物の厚みを測定す
る厚み測定方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭６０−１７４６０９号公報に示さ
れた従来の厚み測定方法の実施状態を示す模式的構成図
である。

図中ｌは所定の速度で回転される回転軸であり、該回転
軸１の表面から所定間隙を隔て、その長手方向を回転軸
の軸心と平行に位置させて遮光板２が設けである。被測
定シート３は回転軸ｌと、遮光板２との間に回転軸１の
一端寄りの部分と密接され、回転軸１の速度と同速度で
搬送される。被測定シート３の回転軸１との密接部分に
おける搬送方向の一方にはレーザ光発生器４，５９反射
ミラー６及びレンズ７．８が所定角度をなして配設して
あり、反射ミラー６はレーザ光発生器４及び５から発生
されるレーザ光４ａ及び５ａを受け、レンズ７及び８に
て集光させて被測定シート３が密接されていない回転軸
１の表面と遮光板２との間と、被測定シート３と遮光板
２との間とを夫々回転軸１の軸長方向と直交する方向へ
走査するように制御される。被測定シート３の回転軸ｌ
との密接部分における搬送方向の他方には走査した各レ
ーザ光４ａ、５ａを夫々集光して受光するレンズ９．１
０及び受光器１）．１２が設けである。

受光器１）．１２は夫々カウンタ１３，１４と接続して
あり、これらの出力は厚みを演算する演算器１５に入力
しである。演算器１５は演算結果による厚みを表示する
表示器１６と接続しである。

次に以上の如く構成された装置の測定動作について説明
する。レーザ光発生器４，５から発射された各レーザ光
４ａ、５ａは反射ミラー６に入射され、いずれも同一の
角速度で走査される。第４図は被測定シートの測定状態
を示す要部断面図であり、反射ξラー６から反射した各
レーザ光４ａ、５ａは夫々レンズ７．８にて集光され、
夫々ギャップＡ。

Ｂの位置でそれらのビーム径が最小になって、回転軸１
に垂直な方向、つまりギャップの方向に一定の速度で走
査される。この時、各受光器１）．１２には各レーザ光
４ａ、５ａが各ギャップＡ、Ｂを通過している間だけ入
射される。

従って受光器１）．１２の出力信号はギャップＡ。

Ｂの大きさに比例した幅のパルス波形となる。これをカ
ウンタ１３．１４にてパルスカウントシてパルス幅に相
当するカウント数を得る。演算器１５ではこれらのカウ
ント数から下記に示す如く厚みを計算して表示器１６に
表示させる。カウンタ１３のカウント数をａ、カウンタ
１４のカウント数をｂとすると、被測定シート３の厚み
ｔには次式で求められる。

ｔｘ＝ｔｏ　　（１−ｂ／ａ） 但し、ｔｏはギャップＡの大きさ（寸法）である。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上の如〈従来の厚み測定方法は構成されているのであ
るが、このような構成では被測定シート３の幅方向にお
ける測定位置が限定されている為、被測定シート３の幅
方向の厚み分布を測定できないという欠点があった。そ
こでレーザ光４ａ、５ａを発生ずる走査光学系を回転軸
１の軸長方向へ移動させることが考えられるが、回転軸
ｌと遮光板２との間隔が経時変化する為、被測定シート
３の厚みを正確に測定することは不可能であった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、被測
定シートの幅方向の厚み分布を精度良く測定することが
可能な厚み測定方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る厚み測定方法は、被測定シートがない状態
で光ビームの走査を案内部材の延在方向に移動させて行
い、シート幅より広い領域で案内部材と遮光板との間隔
の分布の情報を予め求めておき、次に被測定シートを案
内部材に接触させた状態で光ビームの走査を案内部材の
延在方向に移動させて行い、前記領域における間隔の分
布を求め、この分布と前記情報とから案内部材と遮光板
との間隔の経時変化を求め、これに基づいて被測定シー
トと遮光板との間隔の分布を補正して被測定シートの幅
方向における厚みの分布を測定するものである。

〔作用〕

本発明に係る厚み測定方法は、被測定シートがない状態
でシート幅より広い領域における案内部材と遮光板との
間隔の分布の情報を予め求めておき、次に被測定シート
を案内部材に接触させた状態で前記領域における間隔の
分布を求めることにより、この分布と前記情報とから案
内部材と遮光板との間隔の経時変化が求められ、この経
時変化に基づいて被測定シートと遮光板との間隔の分布
を補正する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づき具体的に
説明する。第１図は本発明に係る厚み測恵方法の実施状
態を示す模式的構成図、第２図は測定動作を説明する説
明図である。前記案内部材たる回転軸１はサーボモータ
１８にて回転駆動され、これの周面に帯状の被測定シー
ト３を密接させてシートの長平方向へ搬送する。回転軸
ｌと適長離隔して軸心と平行に配設される遮光板２は、
レーザ光発生器４３反射ξラー６．レンズ７．９及び受
光器１）と共にヘッド部１７に装備されており、該ヘッ
ド部１７はサーボモータ１９の駆動力が伝達されて回転
軸１の軸長方向へ移動可能に構成されている。

レーザ光発生器４から発射されるレーザ光４ａは走査機
構をなす反射ξラー６に入射され、レンズ７にて集光さ
れて遮光板２と被測定シート３との間隔を回転軸ｌの軸
長方向と直交する方向に走査する。この走査によりレー
ザ光４ａは遮光板２と回転軸ｌとの間を通過している間
だけレンズ９に集光されて受光器１）に受光される。従
って受光器１）の出力信号は遮光板２と回転軸ｌの表面
とのギャップの大きさに比例した幅のパルス波形となり
、これをカウンタ１３にてパルスカウントしてパルス幅
に相当したカウント数を得る。演算器１５ではこれのカ
ウント数から後述する如く厚みを計算する。

前記各サーボモータ１８．１９はコントローラ２０に接
続されており、該コントローラ２０は各サーボモータ１
８．１９を同期させて駆動する制御信号を発する一方、
演算器１５に対してヘッド部１７の回転軸ｌの軸長方向
における位置情報を与える。

演算器１５にはヘッド部１７の受光器１）の出力信号が
入力されるカウンタ１３の出力も与えてあり、演算器１
５はこれらの信号に基づいて被測定シート３の厚みを演
算出力し、その結果が表示器１６に表示されるようにな
っている。

以上の如く構成された装置の測定動作について説明する
。

まず、回転軸ｌ上に被測定シート３がない状態で回転軸
ｌの軸長方向に関する位置Ｘ（回転軸１の一端に設定し
た基点からの距離〉における遮光板２と回転軸ｌとのギ
ャップ幅を表すカウント数ａｓ（Ｘ）を測定して演算器
１５に記憶させる作業を行う。

ここでサーボモータ１８はコントローラ２０により発せ
られる制ｉｌｌ信号に応じた速度で回転軸１を駆動し、
またサーボモータ１９はコントローラ２０からの制御信
号を受けて回転軸ｌの回転に同期してヘッド部１７を回
転軸１の軸長方向へ第２図に示す範囲りを移動させる９
範囲りは被測定シート３の幅よりも広い領域である。こ
の時のヘッド部１７の回転軸１の軸長方向に関する位１
ｉｘは、コントローラ２０より演算器１５へ送られ、該
演算器１５は位置Ｘと、その位置における遮光板２と回
転軸１とのギャップ幅を表すカウント数を対応付けてａ
ｏ（ｘ）として記憶する。

ヘッド部１７を回転軸１の領域りの軸長方向へ一往復さ
せる間に、演算器１５にはＸ、””Ｘ、の各位置に対応
するａｏ（ｘ＋の値が順次記憶される。本実施例におい
ては、被測定シート３の厚み測定をヘッド部１７を回転
軸ｌの軸長方向へ往復移動させながら測定する構成とし
であるので、ヘッド部１７の位置Ｘが同一であってもヘ
ッド部１７の移動方向によってレーザ光４ａが走査する
回転軸１上の位置の違いが生じる為、帰り方向の移動時
には他端側に同じく基点を設定し、この基点からの位置
Ｘに対してａＯ（Ｘ）の値を記憶してゆく。つまり、ヘ
ッド蔀１７の移動方向別にカウント数を記憶しておき、
測定値の補正は測定方向と同一方向で記憶されているカ
ウント数を用いて行う。

次に被測定シート３を回転軸ｌに密接させて回転軸１を
回転させることにより被測定シー１−３を搬送させなが
ら、ヘッド部１７を回転軸１の領域りの軸長方向へ往復
移動させて厚み分布を測定する。

この時、回転軸１の表面における領域り内で被測定シー
ト３が密接していない両側の領域Ｐ、、Ｐ２においては
、回転軸１の表面と遮光板２とのギャップ幅を表すカウ
ント数ａｒ（Ｘ）９を、また、被測定シート３上の領域
Ｑにおいては被測定シート３と遮光板２とのギャップ幅
を表すカウント数ａｔ（Ｘ）ｆを夫々ヘッド部１７の位
置Ｘに対応してカウントし、演算器１５へ送る。ここで
ｒは測定開始後のヘッド部１７の往復回数を示す。

演算器１５では、被測定シート３がない状態で領域Ｐ、
、Ｐ、に対応して記憶しておいたカウント数［ａｏ（ｘ
ｔＬａｏ（ｘｉ）　、”’＋　ａＯ（Ｘｋ−ＩＬａＯ（
Ｘｊ）＋ａＯ（Ｘｊ、１）　＊・・・、　ａ　ｏ（ｘい
）］と、被測定シート３が密接された状態で測定したカ
ウント数［ａ　ｒ（ｘ　ｌ）９＋ａ　ｒ（Ｘ　ｚＬ　”
’＋　ａ　ｒ（Ｘ　ｋ−ＩＬ＋　ａ　ｒ（Ｘ　、）ｇ＋
　ａ　ｒ（Ｘ　、Ｊｇ＋・・・＋　　ａｒ（Ｘｌｌ）ｌ
ｌ’ｌとの間で差を取り、各々のカウント数の差［（ａ
、（ｘ、）−ａ、（ｘ、）、）　、（ａ、（ｘ、）’−
ａｒ（ｘｚ）ｅ）　＋”’＋　（ａｌｌ（Ｘｋ−１）　
　ａｒＣＸｋ−１）ｇ）＋（ａｓ（ｘ□）−ａ、（ｘｚ
）、）、（ａ−（ｘ、１）　−ａ、（ｘｚ、、）、１・
・・１（ａｏ（ｘａ）−ａｒ（ｘａ）ｓ）　］を求める
。

更にカウント数とギャップとの関係を示す係数Ｋを一律
に乗じて各位置ｘｌ　ｒ　　ｘｌ　ｒ　・・・Ｘ１ｌ−
１＋ＸＪ　＋　　Ｘｌｌｌ　＋　・・・Ｘａにおけるギ
ャップ幅の経時変化分［Ｇｒ（ｘｔ）＝Ｋ　（ａＯ（Ｘ
Ｉ）　　ａｒ（ＸＩ）９）　。

０ｒ（Ｘ＋＋−ｔ）＝Ｋ　（ａｏ（ｘｍ−＋）−ａｒ（
ｘｉ＋−＋）ｅ　）　＋−，Ｇｒ（ｘ、）　＝Ｋ　（ａ
ｓ（ｘｎ）−ａｒ（ｘｎＬ　）　］を求める。

ギャップ幅の経時変化はタッチロール、又はヘッド部１
７の支持部材の熱応力等の応力による変形が主たる要因
で、Ｘのｍ次式で近似することができ、その近似式を ｆｒ（ｘ）＝Ｃｉ、ｃｘ’　＋Ｃ２，，ｘｌ′−’　＋
・・・＋Ｃ，ｒＸ十Ｃ、、、、、、 とおく。

ここで ＋Σ　（Ｇｒ（ｘ、）　　　’ｒ（ｘｔ））”１璽１ が最小になるようなＣ１），、Ｉ　　Ｃ！、ｒ　１　・
・・ｌ　　ｃｍ、ｒ　Ｉｏ、□１）０、を最小自乗法に
よって求める。そして関数ｆ、（Ｘ）を用いてヘッド部
１７のｒ＋１回目往復時の回転軸１の表面と遮光板２と
のギャップ幅を、各位置ｘ、　ｌ　　ｘｉ　＋　・・・
Ｘｋ＋ｌ　＋・・・、Ｘイにおいて、Ｋａｏ（ＸＩ）　
　ｆｒ（ｘｔ）、Ｋａｏ（ｘｚ）　　ｆｒ（ｘｚ）。

”・Ｋ　ａ　ｏ（ｘｉ＋＋＋）　　ｒ　ｒ（Ｘｍ＋１）
＋”’、Ｋ　”　ｏ（Ｘｎ）ｆｒ（ｘｎ）で近イ以する
。

次にこれらの値と、被測定シート３のシート幅領域Ｑの
Ｘｉｌ＋Ｉ　ｒ　　Ｘｋ＋！　＋　”’＋　　ＸＩ−Ｚ
　＊　　ｘｌ−１におけるヘッド部１７のｒ＋１回目往
復時の遮光板２と被測定シート３とのギャップ幅を表す
カウント数ａＩ’＋ｌ（Ｘ＆＋ｌ）　ｆ　＋　ａ　ｒ＋
＋　（ｘｍ＋ｚ）　ｆ　＋　””１　ａ　ｒ＋Ｉ（Ｘｊ
−ｇ）ｆ　ｒａｒ＋１（Ｘｊ−１）ｆとを用いて％　Ｘ
ｋ＋＋＋Ｘｋ＋！　＋”１Ｘ７−Ｚ＋ｘ４．における被
測定シート３の厚みｔ　ｒ＋ｌ　（Ｘ　ｋ＋１）＋Ｌｒ
＋１（Ｘ１＋＋り＋　・・”ｒ　　Ｌ　ｒ＋＋（Ｘｚ−
ｚ）＋　　’　ｒ＋＋（ｘｊ−１）は、各々Ｋ　ａｏ（
Ｘｋ＋＋）　　ｆ　ｒ（ｘｍ＋＋）　　Ｋ　ａｒ＊＋Ｄ
ｍＪｒＫａｏ（ｘｍ＋ｔ）　　ｆｒ（Ｘｉ＋＋ｚ）−Ｋ
ａｒ＋ｉ（Ｋｍ＋ｚ）ｒ＋”’Ｋａｏ（Ｘ、−ｇ）−ｆ
ｒ（ｘ７−ｚ）　　Ｋａｒ＋＋（Ｘ、−ｚ）ｒ＋Ｋａｏ
（ＸＩ−＋）−ｆｒ（Ｘｊ−＋）　　Ｍａｒ＋＋（Ｘ、
−＋）ｒと求めることができる。

なお、本実施例においては、被測定シート３の厚み測定
を回転軸１の軸長方向へのヘッド部１７の往復動作にお
ける往きと帰りの両方で行う構成としであるが、これに
限定されるものではなく、いずれか一方向への移動時に
のみ測定する構成としても良く、この場合、予め測定前
に記憶しておく回転軸ｌの表面と遮光板２との間隔の分
布も一方の方向だけで良い。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明に係る厚み測定方法にあっては、測定
を案内部材の延花方向へ移動させて行い、予め被測定シ
ートがない状態でシート幅より広い領域で案内部材と遮
光板との間隔の分布の情報を求めておき、被測定シート
を案内部材に密接させて間隔の分布測定を行う際に前記
領域の間隔の分布を求め、これと予め求めた情報とから
案内部材と遮光板との間隔の経時変化を検出でき、これ
に基づいて被測定シートと遮光板との間隔の分布を補正
できるので、被測定シートの幅方向の厚み分布を案内部
材と遮光板との間隔の経時変化の影響を受けることなく
、高精度に測定できる等、本発明は優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る厚み測定方法の実施状態を示す模
式的構成図、第２図は測定動作の説明図、第３図は従来
方法の実施状態を示す模式的構成図、第４図は被測定シ
ートの測定状態を示す要部断面図である。 １・・・回転軸　２・・・遮光板　３・・・被測定シー
ト１５・・・演算器　１７・・・ヘッド部なお、 図中、 同一符号は同一、 又は相当部分を 示す。 代 理 人 大 岩 増 雄 １７・・・ヘッド部 図 図 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定シートの一面にシート幅方向に延在する案
   内部材を接触させ、前記被測定シートの他面側に前記案
   内部材の接触面と平行に遮光板を適長離隔させて配設し
   、前記被測定シートを幅方向と直交する方向へ搬送させ
   ながら、被測定シートと前記遮光板との間隔を光ビーム
   走査にて求めた結果から被測定シートの厚みを測定する
   方法において、 前記被測定シートがない状態で光ビームの 走査を前記案内部材の延在方向へ移動させて行い、シー
   ト幅より広い領域で前記案内部材と前記遮光板との間隔
   の分布の情報を予め求めておき、前記被測定シートを前
   記案内部材に接触させた状態で光ビームの走査を前記案
   内部材の延在方向へ移動させて行い、前記領域における
   間隔の分布を求め、この分布と前記情報とから案内部材
   と遮光板との間隔の経時変化を求め、これに基づいて被
   測定シートと遮光板との間隔の分布を補正して被測定シ
   ートの幅方向における厚みの分布を測定すること を特徴とする厚み測定方法。