JPH0868609A - 透明フィルムの端部検出方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明フィルムの端部位置を、フィルムの配向
に係わらず、非接触で高精度に、かつ応答性良く検出す
る方法及び装置を提供する。 【構成】 光源からの照射光を被測定物の透明フィルム
の端部位置付近上で、前記透明フィルム面に照射する位
置での法線に対しする照射角度を20度以上70度以下で照
射し、その後に前記透明フィルムで反射させ、この反射
光の光量の変化に基づき前記透明フィルムの端部の位置
を検出する透明フィルムの端部検出方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムの端部位置を
検出する方法及び装置に係わり、さらに詳しくはフィル
ムの配向に係わらず、非接触で透明フィルムの端部の位
置を高精度に、且つ応答性良く検出する方法及び装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フィルム等のシート状物は、その上に各
種素材を塗布したり、所定の幅にスリットしたりする製
造工程等でその長さ方向の端部位置を検出する必要が生
じることが多い。また、ポリエステル等の２軸延伸工程
ではキャステング工程において、幅方向の収縮が生じる
ため、製品の膜厚を均一に制御するのに未延伸フィルム
（原反）とダイリップ上の調整機構との位置関係を正確
に把握する必要があり、そのために、未延伸フィルム
（原反）の端部位置あるいはそのフィルムの幅を正確に
検出する必要がある。さらに、縦延伸工程においても幅
方向の収縮が生じるため、横延伸機での破断等のトラブ
ルを防ぐのに、縦延伸後のフィルム端部位置を正確に検
出する必要がある。以上のようにフィルム等のシート状
物の製造工程において、フィルムの配向に係わらず、フ
ィルムの長手方向の端部位置、あるいはフィルムの幅を
検出する必要が生じることが多い。

【０００３】従来より、フィルム等の端部を検出する方
法として、光電管式センサーを用いる方法が広く知られ
ている。しかしながら、この方法では光を透過する透明
フィルムでは検出が困難であることが分かった。

【０００４】また、空気式を用いる検出方法が広く知ら
れている。しかしながら、この方法でも精度や応答性の
点で問題があることが分かった。

【０００５】また、上記のような問題点を解決する方法
として、透明フィルムの旋光性及び偏光を利用して透明
フィルムの端部位置を検出する方法及び装置が特開平3-
6406号に開示されている。この技術は、２枚の偏光板
（偏光子及び検光子）を互いに直交に配置し、偏光板の
間に配した被測定物の端部位置付近に偏光子から出射し
た直線偏光を照射し、この部分を通過した光を検光子に
通し、この検光子からの透過光に基づき透明フィルムの
端部位置を検出するものである。すなわち、偏光子から
出射された直線偏光は透明フィルムを透過する際にフィ
ルムの旋光性により偏光面が回転した状態になる。よっ
て、偏光子と検光子が直行方向に配置されている場合に
は、フィルムを透過した光のみが検光子を通過可能な状
態となり、フィルムを透過しない光は検光子により遮断
される結果、検光子の後方に配した光位置センサー等に
よりどの位置で透過光量が変化したか検出することによ
りフィルムの端部位置を検出している。しかしながら、
偏光板を直交方向に配した場合には、透明フィルムの端
部に汚れが付着し不透明な状態になると検出が不可能に
なると言う問題点があることが分かった。さらに、偏光
板を利用した技術では、例えば未延伸のポリエステルフ
ィルムやトリアセチルセルロース（TAC）等の流延フィ
ルムのような未配向フィルムでは、フィルムによる旋光
性が少なく受光子上において充分な明暗差が得られず検
出が困難であり、配向フィルムであってもフィルムの配
向方向により偏光板の設置角度を細かく調整しなければ
ならない等の問題点があることが分かった。

【０００６】また、透明フィルムの旋光性及び偏光を利
用して透明フィルムの端部位置を検出する他の方法及び
装置が特開平5-229724号に開示されている。この技術
は、２枚の偏光板（偏光子及び検光子）を互いに平行に
配置し、偏光板の間に配した被測定物の端部位置付近に
偏光子から出射した直線偏光を照射し、この部分を通過
した光を検光子に通し、この検光子からの透過光に基づ
き透明フィルムの端部位置を検出するものである。偏光
子と検光子が平行に配置されている場合には、フィルム
を透過した部分は旋光性により偏光面が回転した直線偏
光となり、少なくとも一部が検光子によって遮断され
る。フィルムを透過していない光は検光子を通過するの
で、検光子の後方に配置した光位置センサーによりどの
位置で透過光量が変化したかを検出することによりフィ
ルムの端部位置が可能となる。しかしながら、偏光板を
平行方向に配置した場合には、例えば未延伸のポリエス
テルフィルムやトリアセチルセルロース（TAC）等の流
延フィルムの様な未配向フィルムでは、フィルムによる
旋光性が少ないので受光子上において充分な明暗差が得
られず検出が困難であり、また配向フィルムであっても
フィルムの配向方向により偏光板の設置角度を細かく調
整しなければならない等の問題点があることが分かっ
た。

【０００７】さらに、フィルム等の端部を検出する方法
として、光源からの光を被測定物に照射し、反射光を利
用する反射型イメージモニターが（株）キーエンス社よ
り製品化されている。しかしながら、透明フィルムの端
部検出の場合は、殆ど十分な反射光が得られず検出が不
可能であることが分かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる問題
点の少なくとも１つを解決すべくなされたもので、透明
フィルムの端部位置を、フィルムの配向に係わらず、非
接触で高精度に、かつ応答性よく検出する方法および装
置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記のよう
な手段により達成される。即ち、 （１）透明フィルムの端部検出方法は、光源からの照射
光を被測定物の透明フィルムの端部位置付近上で、前記
透明フィルム面に照射する位置での法線に対する照射角
度を20度以上70度以下で照射し、その後前記透明フィル
ムで反射させ、この反射光の光量の変化に基づき前記透
明フィルムの端部の位置を検出することを特徴とする。

【００１０】（２）光源と、被測定物の透明フィルムの
端部位置付近上に前記光源からの照射光を前記透明フィ
ルムに対し照射角度を20度以上70度以下で照射した反射
光を受光する受光子と、前記受光子からの電気信号に基
づいて前記透明フィルムの端部の位置を検出する端部位
置検出手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１１】ここで、「照射角度」とは光源からの照射
光と透明フィルム面に照射する位置での透明フィルム面
にたいする法線とのなす角度をいう。また、「受光子」
とは光を電気信号に変換するものである。「透明フィル
ムの端部」とはフィルムに長手方向または幅方向のフィ
ルムの端部をいう。

【００１２】

【作用】上記の発明の方法及び装置によれば、光源から
の光を被測定物である透明フィルムの端部位置付近上に
照射光の照射角度を透明フィルムに対し20度以上70度以
下で照射し、その後に透明フィルムで反射させる。一
方、測定物の無い場合に照射された照射光はそのまま通
過してしまうため、受光子まで到達しない。よって受光
子上で受光量の変化する位置を検出すれば被測定物の端
部位置を検出することができる。透明フィルムの端部位
置を、フィルムの配向に係わらず、非接触で高精度に、
かつ応答性よく検出する結果をもたらす。

【００１３】ここで照射角度が被測定物に対し20度以上
70度以下、さらに好ましくは35度以上55度以下となるよ
う設置されている。かかる条件下に設置された光源より
照射された照射光は被測定物の表面において、効率よく
反射され、受光子に到達する。照射角度が20度以上35度
以下、あるいは55度以上70度以下の範囲では実用上の問
題は認められないものの、わずかに安定性が低下する。
照射角度が70度を越える角度では被測定物の振動による
反射角度の変化の影響を受け易く精度が著しく低下す
る。または、照射角度が20度未満になると照射光が被測
定物を透過してしまい、充分な反射光を得ることが出来
ない。

【００１４】

【実施例】以下、本発明による実施例を図１から図３に
基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明による実施例の概略構成図
である。図１に示すように、この装置は、光源１と光源
１から照射される照射光L1が透明フィルム５上で反射さ
れた反射光L2を受光するレンズ２および受光子３を備え
た受光箱４と、受光量に応じた電気信号を出力する端部
位置検出手段の検出器とで構成される。なお、透過光L3
は透明フィルム５の端部位置より外側に照射され反射す
ること無く通過する光を示す。光源１は照明むらが少な
いものが好ましく、かつ検出すべき範囲を充分に照射可
能なものであることが必要である。本実施例においては
反射ミラー付きハロゲンランプを使用している。また、
照射角度αは透明フィルムの法線nbとなす角である。な
おこの照射角度αが20度以上70度以下、更に好ましくは
35度以上55度以下に成るよう設置されている。また、測
光角度βは受光子が透明フィルムの法線nbとなす角であ
る。

【００１６】反射光L2を受光する上記受光子３は受光さ
れた光を電気的に変換するもので、本実施例においては
一次元CCDイメージセンサを使用している。受光子３は
反射光L2を効率よく受光しうる位置に配置され、多くの
場合受光子３に入射する反射光L2の角度βがα＝βとな
るような位置に配置される。

【００１７】次に、透明フィルムの端部位置を検出する
方法について図１に示す装置を用いて説明する。光源１
より照射される照射光L1は透明フィルム５の端部を含む
範囲に照射される。このとき、透明フィルム５上に照射
された照明光L1は透明フィルム５によって反射され反射
光L2となってレンズを通り受光子に到達する。反射光L2
は透明フィルムの配向の影響を受けず、例えば未延伸の
ポリエステルフィルムのような未配向フィルムであって
も反射光L2が得られ受光子３に到達する。一方、透明フ
ィルム５の端部位置より外側に照射された照射光L1は反
射すること無く透過光L3となって受光子には到達しな
い。

【００１８】この結果、受光子３上では、反射光L2が到
達した部分には明るい像が、それ以外の部分には暗い像
が結像されることになる。したがって、透明フィルム５
の端部が、照射光L1の一部が透明フィルム５によって反
射されその反射光L2が受光子３に到達し、残りが反射す
ることなく通過光L3となって受光子３に到達しないよう
な場合には、受光子３からの出力は後述する図３に示す
ごとく、受光子３の長手方向の一部に、受光範囲に対応
する部分においてＨレベル、他の部分においてＬレベル
を示すことになる。このＨレベルからＬレベルに切り換
わる部分が透明フィルム５の端部に応じており、この切
り換わる位置を検出すれば透明フィルム５の端部位置を
検出することが出来る。本発明ではこの位置の検出を受
光子３の後段に配置された端部位置検出手段の検出器を
用いて行っている。

【００１９】図２は、図１の垂直切断面図である。図１
と同じ構造は同一符号を付け説明は省略する。図に示す
ように光源からの光を被測定物である透明フィルムの端
部位置付近上に照射光の照射角度αを透明フィルムに照
射し、その後に透明フィルムで反射させる。次に、この
反射光を測光角度βで受け検出している。

【００２０】図３は、検出部からの出力波形を示す図で
ある。横軸は検出器幅手方向位置、縦軸は検出器の出力
である。前述したように透明フィルム無しはＬレベル。
透明フィルム有りはＨレベルである。受光子３からの出
力において、Ａの位置から切り換わり位置ＢまでのCCD
のビット数のｎをカウントしそのｎにCCDのビットの基
準長さを乗じた値に基づいて図１に於けるａ,ｂ間の距
離を計算することが出来き，透明フィルム５の端部ｂの
位置を知ることができる。

【００２１】なお、本発明の方法及び装置は上記実施例
に限定されるものでなく、種々の変更が可能である。例
えば、光源は反射ミラー付きハロゲンランプの限られる
ものではなく、充分な照度と照射範囲が得られるもので
あればタングステンランプ、蛍光灯やその他の照明器具
を用いてもなんら差し支えなく、受光子は１次元イメー
ジセンサに限られるものではなく、受光量の変化に応じ
て出力信号のレベルが変化するものであればよい。

【００２２】また、本発明による装置を被測定物の両端
部にそれぞれ配置し、各々の装置から得られた端部位置
の信号を演算処理すれば、被測定物の幅を知る事ができ
る。

【００２３】（実施例）ここで、本発明による実施例に
ついて説明する。透明フィルムとして〔表１〕に記載の
４種類を選んだ。実施例１は、光源１に反射ミラー付き
ハロゲンランプ、受光子３に１次元イメージセンサを用
い、光源１を照射角度α＝45度となる位置に、受光子３
をβ＝45度となる位置にそれぞれ配置し、端部位置検知
手段の検出器を用いて透明フィルムの端部位置を検出し
た。

【００２４】実施例２は、光源１及び受光子３の配置位
置をα＝βの状態を保ったまま、45度から20度まで変化
させ、それ以外の条件は実施例１と同じとした。

【００２５】実施例３は、光源１及び受光子３の配置位
置をα＝βの状態を保ったまま、45度から70度まで変化
させ、それ以外の条件は実施例１と同じとした。

【００２６】実施例４は実施例１で使用した装置を透明
フィルムの両端部に配置し、装置間の距離を基準とし
て、各検出器からの信号を演算処理し、透明フィルムの
幅を算出した。

【００２７】（比較例）つぎに比較例として下記の装置
を用いた。透明フィルムとして〔表１〕に記載の４種類
を選んだ。

【００２８】比較例１は、実施例２の状態より、光源１
及び受光子３の設置位置をα＝β＝15度まで変化させ
た。

【００２９】比較例２は、実施例３の状態より、光源１
及び受光子３の設置位置をα＝β＝80度まで変化させ
た。

【００３０】比較例３は、２枚の偏光板を直交方向に配
置し、蛍光灯の光源からの照射光を第１偏光板に照射
し、第１偏光板を通過した直線偏光を透明フィルムの端
部位置付近に照射し、さらに、第２偏光板を通過させた
後にその通過光を受光子で受光する装置において実施例
１にあげた４種類の透明フィルムの端部位置を検出し
た。

【００３１】比較例４は、２枚の偏光板を平行方向に配
置した以外は比較例２と同じ条件として端部位置を検出
した。

【００３２】（結果）以上、本発明による実施例及び比
較例について実験を行った結果を次の〔表１〕に示す。
なお実施例４については表１への記載を省略している。

【００３３】

【表１】

【００３４】上記の〔表１〕に示すように、実施例１で
は、いずれの透明フィルムにおいても端部位置の検出が
可能であった。また、実施例２では、４種類の透明フィ
ルムいずれに於いても端部位置の検出は可能であった
が、α及びβが35度より小さい範囲で実施例１と比較し
わずかに安定性の低下が認められた。さらに、実施例３
では被測定物が静止している状態ではいずれのフィルム
においても端部位置の検出が可能であったが、被測定物
が移動している状態では、α及びβが55度を越える範囲
で被測定物の振動による反射光量の変化が認められ、わ
ずかに安定性が低下したものの、実用上問題ないレベル
であった。また、実施例４では、いずれのサンプルでも
正確にその幅を検出することができた。一方、比較例１
では４種の透明フィルムいずれにおいても十分な反射光
が得られず、端部位置の検出は出来なかった。また、比
較例２では、反射光量の変動が大きく、精度が著しく低
下し、実用に耐えないものであった。さらに、比較例３
では、サンプルＡ及びＢの端部位置は検出可能であった
が、Ｃ及びＤでは受光子上で十分な明暗差が得られず検
出不能であった。さらに、比較例４では、比較例３と同
じくサンプルＣ及びＤの端部位置は検出できなかった。
また、Ａ及びＢでは検出は可能であったが状態が不安定
であった。以上のように本発明の実施例ではいずれも良
好な結果が得られた。

【００３５】

【発明の効果】以上のように構成したので下記のような
効果を奏する。即ち本発明の方法及び装置によれば透明
フィルムの端部位置を高精度にかつ応答性良く検出する
ことが可能である。さらに、透明フィルムの配向の影響
を受けること無く、例えば未延伸のポリエステルフィル
ムのごとき未配向フィルムであっても、同じく高精度に
その端部位置を検出することが可能であり、製品膜厚の
制御性の向上が図られ、あるいは、横延伸機に於ける破
断等のトラブルを未然に防止することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概略構成図である。

【図２】図１の構成図の垂直切断面図である。

【図３】検出部からの出力波形である。

【符号の説明】

１ 光源 ２ レンズ ３ 受光子 ４ 受光箱 ５ 透明フィルム ６ 照射光光軸 ７ 検出器 α 照射角度 β 測光角度 L1 照射光 L2 反射光 L3 通過光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの照射光を被測定物の透明フィ
   ルムの端部位置付近上で、前記透明フィルム面に照射す
   る位置での法線に対する照射角度を20度以上70度以下で
   照射し、その後に前記透明フィルムで反射させ、この反
   射光の光量の変化に基づき前記透明フィルムの端部の位
   置を検出することを特徴とする透明フィルムの端部検出
   方法。
2. 【請求項２】 光源と、被測定物の透明フィルムの端部
   位置付近上に前記光源からの照射光を前記透明フィルム
   に対し照射角度を20度以上70度以下で照射した反射光を
   受光する受光子と、前記受光子からの電気信号に基づい
   て前記透明フィルムの端部の位置を検出する端部位置検
   出手段と、を備えたことを特徴とする透明フィルムの端
   部検出装置。