JP2004077270A - Apparatus and method for measuring film thickness - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膜厚測定装置および方法に関し、特にワーク上に塗布された糊やシリコンやインキなどの膜厚の測定に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
たとえばラベルシートの製造に際して、剥離紙にシリコンのような剥離剤を塗布したり、ラベルに糊のような接着剤を塗布したりする。この場合、シリコンの膜厚が大きすぎるとコスト高を招き、シリコンの膜厚が小さすぎると剥離紙がラベルから剥がれ難くなる。
【0003】
また、糊の膜厚が大きすぎるとラベルから糊がはみ出したり乾燥が遅くなったりし、糊の膜厚が小さすぎると十分な接着力が得られなくなる。したがって、ラベルシートの製造ラインにおいてシリコンの膜厚を正確に測定することは重要である。
【0004】
一般に、たとえば連続用紙のようなワーク上に塗布した物質(糊やシリコンなど)の厚さを測定する従来の装置として、レーザや超音波やX線などを用いる測定装置が知られている。また、ハンディータイプのオフライン測定装置として、ワークに印刷されたインキの色分解により濃度を計測し、ひいては膜厚を測定する印刷濃度計が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザや超音波やX線などを用いる従来の測定装置は、非常に高価であって、ワークの平面平滑度(表面粗さ)や、ワークの搬送振動などによる測定面の変動(表面揺れ)などが測定値に大きな影響を与えるため、オンラインでの測定信憑性が低いという不都合があった。
【0006】
一方、印刷濃度計のような従来の測定装置は、製造ラインを経て仕上がった製品の抜取り検査用のものであり、移動するワークに適用することができないので、製造ライン上での全品検査に使用することはできないという不都合があった。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、表面粗さや表面揺れなどの影響を実質的に受けることなく、たとえば製造ライン上のワークに形成された膜の厚さを正確に測定することのできる膜厚測定装置および方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明では、ワーク上に形成された膜の厚さを測定する装置において、
前記膜を形成する物質は所定の発光材料を含有し、
前記膜からの光を検出するための光検出部を備え、
前記光検出部の出力に基づいて前記膜の厚さを測定することを特徴とする膜厚測定装置を提供する。
【0009】
本発明の好ましい態様によれば、前記発光材料は蛍光材であり、前記膜に所定波長の照明光を照射するための照射部をさらに備えている。また、外部から前記膜に達する不要光を遮るための遮蔽部をさらに備えている。さらに、前記光検出部はCCDカメラであり、前記CCDカメラで検出した輝度情報に基づいて前記膜の厚さを算出するための処理部をさらに備えていることが好ましい。
【0010】
また、本発明の別の局面によれば、ワーク上に形成された膜の厚さを測定する方法において、
前記膜を形成すべき物質に所定の発光材料を予め含有させ、
前記所定の発光材料を含有する物質で前記膜を形成し、
前記膜から検出した光の情報に基づいて前記膜の厚さを測定することを特徴とする膜厚測定方法を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態にかかる膜厚測定装置の構成を概略的に示す図である。本実施形態では、一例として、ラベルシートの製造ラインにおいて剥離紙に塗布されるシリコンの膜厚測定に対して本発明を適用している。
【0012】
図1を参照すると、たとえば連続用紙の形態を有するワークとしての剥離紙10の表面には、蛍光材を予め含有(均一に混入)させたシリコンが塗布され、図中斜線部で示すように所定厚さのシリコン膜11が形成されている。本実施形態の膜厚測定装置は、ラベルシートの製造ラインにおいて搬送される剥離紙10の表面に形成されたシリコン膜11の厚さを測定するために、一対の光照射部1aおよび1bと、CCDカメラ2と、処理部3と、遮蔽部4とを備えている。
【0013】
ここで、一対の光照射部1aおよび1bは、蛍光材の特性に応じた所定波長の照明光をシリコン膜11に照射するように構成されている。また、CCDカメラ2は、所定波長の照明光の照射を受けてシリコン膜11から発生する蛍光を検出するための光検出部を構成している。
【0014】
さらに、処理部3は、後述するように、CCDカメラ2で検出したシリコン膜11の輝度情報に基づいて、シリコン膜11の厚さを算出するように構成されている。また、遮蔽部4は、一対の光照射部1aおよび1bの全体およびCCDカメラ2の先端部を包囲するボックス状の形態を有し、外部からシリコン膜11に達する不要光を遮るように構成されている。
【0015】
本実施形態では、一対の光照射部1aおよび1bにより所定波長の照明光をシリコン膜11に照射し、所定波長の照明光の照射を受けてシリコン膜11から発生する蛍光をCCDカメラ2により検出する。このとき、遮蔽部4の作用により不要光が外部からシリコン膜11に達するのを遮るので、シリコン膜11から発生する蛍光は一対の光照射部1aおよび1bからの照明光によって励起された蛍光に限られることになる。
【0016】
こうして、処理部3では、CCDカメラ2により検出(計測)された輝度情報に基づいてシリコン膜11の厚さを算出する。具体的には、処理部3は、輝度と膜厚との対応情報を有するテーブル3aを参照し、計測した輝度がn1(cd/m2:カンデラ)である場合にはシリコン膜11の膜厚がm1(μm)であると算出し、計測した輝度がn2(cd/m2)である場合にはシリコン膜11の膜厚がm2(μm)であると算出する。
【0017】
以上のように、本実施形態では、所定の発光材料を予め含有させたシリコンを用いて、ワークである剥離紙10の上にシリコン膜11を形成する。そして、シリコン膜11から検出した蛍光の輝度情報に基づいてシリコン膜11の膜厚を測定する。この場合、シリコン膜11から検出する蛍光の輝度情報は、剥離紙10の平面平滑度(表面粗さ)や剥離紙10の搬送振動などによる測定面の変動(表面揺れ)などに影響されることがない。
【0018】
その結果、本実施形態の膜厚測定装置では、レーザや超音波やX線などを用いて直接的に膜厚を測定する従来技術とは異なり、表面粗さや表面揺れなどの影響を実質的に受けることなく、剥離紙10に形成されたシリコン膜11の厚さを正確に測定することができる。また、本実施形態では、光照射部1とCCDカメラ2とで簡素な構成を有する膜厚測定装置を安価に構築することができる。
【0019】
さらに、本実施形態では、光検出部としてCCDカメラ2を用いているので、シリコン膜11の全体または一部に亘って二次元的な輝度分布を計測することができ、ひいてはシリコン膜11の複数点における膜厚を同時算出することができる。その結果、複数点計測の平均化効果により、オンラインでの測定信憑性をさらに向上させることができる。
【0020】
なお、上述の実施形態では、一対の光照射部1aおよび1bにより照明光をシリコン膜11に照射しているが、光照射部の数および配置については様々な変形例が可能である。また、上述の実施形態では、処理部3がテーブル3aを参照しているが、輝度と膜厚とが所定の相関関係を有する場合、たとえば線形比例関係を有する場合には、テーブル3aの利用を省略することができる。
【0021】
さらに、上述の実施形態では、発光材料として蛍光材を用いているが、これに限定されることなく、他の適当な発光材料を用いることができる。また、上述の実施形態では、光検出部としてCCDカメラを用いているが、これに限定されることなく、他の適当な光検出手段を用いることができる。
【0022】
さらに、上述の実施形態では、遮蔽部4を設けて外部からシリコン膜11に達する不要光を遮っているが、測定環境に応じて遮蔽部4の設置を省略することもできる。また、上述の実施形態では、ラベルシートの製造ラインにおいて剥離紙10に塗布されるシリコンの膜厚測定に対して本発明を適用しているが、これに限定されることなく、一般にワーク上に形成された膜の厚さを測定する装置に対して本発明を適用することもできる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、所定の発光材料を予め含有させた物質を用いてワーク上に膜を形成し、膜から検出した光の情報に基づいて膜厚を測定するので、表面粗さや表面揺れなどの影響を実質的に受けることなく、たとえば製造ライン上のワークに形成された膜の厚さを正確に測定することのできる膜厚測定装置および方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態にかかる膜厚測定装置の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
1a,1b 光照射部
2 CCDカメラ
3 処理部
3a 参照テーブル
4 遮蔽部
10 剥離紙(ワーク)
11 シリコン膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for measuring a film thickness, and more particularly to a method for measuring a film thickness of a paste, silicon, ink, or the like applied on a work.
[0002]
[Prior art]
For example, when manufacturing a label sheet, a release agent such as silicone is applied to release paper, or an adhesive such as glue is applied to a label. In this case, if the thickness of the silicon is too large, the cost is increased, and if the thickness of the silicon is too small, the release paper is difficult to peel off from the label.
[0003]
On the other hand, if the film thickness of the paste is too large, the paste will protrude from the label or the drying will be delayed, and if the film thickness of the paste is too small, sufficient adhesive strength will not be obtained. Therefore, it is important to accurately measure the silicon film thickness in a label sheet manufacturing line.
[0004]
In general, as a conventional apparatus for measuring the thickness of a substance (such as glue or silicon) applied to a work such as continuous paper, a measuring apparatus using laser, ultrasonic waves, X-rays, or the like is known. Further, as a handy type off-line measuring device, there is known a print densitometer which measures density by color separation of ink printed on a work and thus measures film thickness.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional measuring devices using lasers, ultrasonic waves, X-rays, and the like are very expensive, and the work surface has a flatness (surface roughness) and fluctuations in the measurement surface due to work conveyance vibrations (surface sway). ) Greatly affects the measured values, and thus has the disadvantage of low online measurement credibility.
[0006]
On the other hand, conventional measuring devices such as print densitometers are used for sampling inspection of products finished through a production line and cannot be applied to moving workpieces. There was an inconvenience that you could not do that.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and accurately measures, for example, the thickness of a film formed on a work on a production line without substantially being affected by surface roughness, surface fluctuation, and the like. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for measuring the thickness of a film that can be performed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an apparatus for measuring the thickness of a film formed on a work,
The substance forming the film contains a predetermined light emitting material,
A light detection unit for detecting light from the film,
There is provided a film thickness measuring device for measuring the thickness of the film based on the output of the light detection unit.
[0009]
According to a preferred aspect of the present invention, the luminescent material is a fluorescent material, and further includes an irradiating unit for irradiating the film with illumination light having a predetermined wavelength. Further, a shielding portion for shielding unnecessary light reaching the film from the outside is further provided. Further, it is preferable that the light detection unit is a CCD camera, and further includes a processing unit for calculating the thickness of the film based on luminance information detected by the CCD camera.
[0010]
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a thickness of a film formed on a work,
A predetermined light emitting material is previously contained in the substance to be formed with the film,
Forming the film with a substance containing the predetermined light emitting material,
A thickness measuring method is provided, wherein the thickness of the film is measured based on information of light detected from the film.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, as an example, the present invention is applied to measurement of the film thickness of silicon applied to release paper in a label sheet manufacturing line.
[0012]
Referring to FIG. 1, for example, a surface of a
[0013]
Here, the pair of
[0014]
Further, the processing unit 3 is configured to calculate the thickness of the
[0015]
In the present embodiment, the
[0016]
In this way, the processing unit 3 calculates the thickness of the
[0017]
As described above, in the present embodiment, the
[0018]
As a result, the film thickness measuring apparatus according to the present embodiment substantially differs from the prior art in which the film thickness is directly measured using laser, ultrasonic waves, X-rays, or the like, and is substantially free from the influence of surface roughness and surface shaking. The thickness of the
[0019]
Further, in the present embodiment, since the
[0020]
In the above-described embodiment, the illumination light is applied to the
[0021]
Further, in the above-described embodiment, the fluorescent material is used as the light emitting material. However, the present invention is not limited to this, and another appropriate light emitting material can be used. In the above-described embodiment, the CCD camera is used as the light detection unit. However, the present invention is not limited to this, and another appropriate light detection unit can be used.
[0022]
Further, in the above-described embodiment, the shielding
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a film is formed on a work using a substance containing a predetermined luminescent material in advance, and the film thickness is measured based on information of light detected from the film. For example, it is possible to realize a film thickness measuring apparatus and method capable of accurately measuring the thickness of a film formed on a work on a production line, for example, without being substantially affected by turbulence or surface fluctuation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1a, 1b
11 Silicon film
Claims (5)
前記膜を形成する物質は所定の発光材料を含有し、
前記膜からの光を検出するための光検出部を備え、
前記光検出部の出力に基づいて前記膜の厚さを測定することを特徴とする膜厚測定装置。In an apparatus for measuring the thickness of a film formed on a work,
The substance forming the film contains a predetermined light emitting material,
A light detection unit for detecting light from the film,
A film thickness measuring device for measuring a thickness of the film based on an output of the light detection unit.
前記膜に所定波長の照明光を照射するための照射部をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の膜厚測定装置。The light emitting material is a fluorescent material,
The film thickness measuring device according to claim 1, further comprising an irradiation unit for irradiating the film with illumination light having a predetermined wavelength.
前記CCDカメラで検出した輝度情報に基づいて前記膜の厚さを算出するための処理部をさらに備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の膜厚測定装置。The light detection unit is a CCD camera,
4. The film thickness measuring apparatus according to claim 1, further comprising a processing unit for calculating a thickness of the film based on luminance information detected by the CCD camera. .
前記膜を形成すべき物質に所定の発光材料を予め含有させ、
前記所定の発光材料を含有する物質で前記膜を形成し、
前記膜から検出した光の情報に基づいて前記膜の厚さを測定することを特徴とする膜厚測定方法。In a method for measuring the thickness of a film formed on a work,
A predetermined light emitting material is previously contained in the substance to be formed with the film,
Forming the film with a substance containing the predetermined light emitting material,
A film thickness measuring method, comprising: measuring a thickness of the film based on information of light detected from the film.
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