JP2000097643A - 膜厚管理方法 - Google Patents
膜厚管理方法Info
- Publication number
- JP2000097643A JP2000097643A JP10272642A JP27264298A JP2000097643A JP 2000097643 A JP2000097643 A JP 2000097643A JP 10272642 A JP10272642 A JP 10272642A JP 27264298 A JP27264298 A JP 27264298A JP 2000097643 A JP2000097643 A JP 2000097643A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- transparent glass
- film thickness
- light
- output signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 煩わしい調整を必要とせず、現場においても
使用可能な、塗料を噴霧塗装して形成された塗膜のう
ち、特に薄膜の膜厚管理方法を提供すること。 【解決手段】 透明ガラスに形成された塗装膜に赤外領
域の波長をもつレーザー光を少なくとも１回透過させ、
該透過光の減衰出力信号の大きさにより膜厚を管理する
ことを特徴とする膜厚管理方法、および、透明ガラスに
形成された塗装膜を固定する治具と、固定された該透明
ガラスを挟むように一定間隔を隔てて置かれた反射ミラ
ーで構成された光学系と、該透明ガラスに斜めからレー
ザー光を投光する光源と、該反射ミラーでの反射と透明
ガラスおよび形成塗膜での透過吸収を繰り返した透過光
の減衰出力信号を受光するセンサーと、該センサーの出
力信号を表示する表示器からなることを特徴とする膜厚
管理装置。
使用可能な、塗料を噴霧塗装して形成された塗膜のう
ち、特に薄膜の膜厚管理方法を提供すること。 【解決手段】 透明ガラスに形成された塗装膜に赤外領
域の波長をもつレーザー光を少なくとも１回透過させ、
該透過光の減衰出力信号の大きさにより膜厚を管理する
ことを特徴とする膜厚管理方法、および、透明ガラスに
形成された塗装膜を固定する治具と、固定された該透明
ガラスを挟むように一定間隔を隔てて置かれた反射ミラ
ーで構成された光学系と、該透明ガラスに斜めからレー
ザー光を投光する光源と、該反射ミラーでの反射と透明
ガラスおよび形成塗膜での透過吸収を繰り返した透過光
の減衰出力信号を受光するセンサーと、該センサーの出
力信号を表示する表示器からなることを特徴とする膜厚
管理装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、塗料を噴霧塗装し
て形成された塗膜のうち、特に薄膜の膜厚管理方法に関
する。
て形成された塗膜のうち、特に薄膜の膜厚管理方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】従来、膜厚を計測管理する
には電磁膜厚計、超音波膜厚計、高周波膜厚計等が利用
されていた。特に薄膜には塗膜の屈折率を利用したエリ
プソメーターや機械的に塗膜に直接センサーを接触させ
る触針式の段差膜厚計などが一般的である。また、簡易
的に薄膜を測定しようとすれば、何十回も塗り重ねして
従来の膜厚計で測定し一回分の膜厚を推定する方法や、
一定面積に塗布された塗膜の重量と塗膜比重から膜厚を
推定する方法などが採られていた。
には電磁膜厚計、超音波膜厚計、高周波膜厚計等が利用
されていた。特に薄膜には塗膜の屈折率を利用したエリ
プソメーターや機械的に塗膜に直接センサーを接触させ
る触針式の段差膜厚計などが一般的である。また、簡易
的に薄膜を測定しようとすれば、何十回も塗り重ねして
従来の膜厚計で測定し一回分の膜厚を推定する方法や、
一定面積に塗布された塗膜の重量と塗膜比重から膜厚を
推定する方法などが採られていた。
【０００３】しかしながら、これらは次のような欠点が
あった。
あった。
【０００４】電磁膜厚計や高周波膜厚計ではセンサープ
ローブを塗膜に押し当てて計測するため、塗膜が柔らか
いとバラツキが出るばかりでなく、特に１ミクロン以下
の薄膜では性能上測定することは不可能であった。超音
波を利用した膜厚計ではさらに読み取り精度が劣り、薄
膜測定にはまったく適用できなかった。
ローブを塗膜に押し当てて計測するため、塗膜が柔らか
いとバラツキが出るばかりでなく、特に１ミクロン以下
の薄膜では性能上測定することは不可能であった。超音
波を利用した膜厚計ではさらに読み取り精度が劣り、薄
膜測定にはまったく適用できなかった。
【０００５】光学的に塗膜の屈折率を利用するエリプソ
メーターは長年１ミクロン以下の薄膜を測定するのに利
用されているが、塗膜中に顔料成分などが分散されてい
る不均一な系では、光の吸収／反射特性が理論曲線に乗
らないため膜厚を推測することは困難であった。
メーターは長年１ミクロン以下の薄膜を測定するのに利
用されているが、塗膜中に顔料成分などが分散されてい
る不均一な系では、光の吸収／反射特性が理論曲線に乗
らないため膜厚を推測することは困難であった。
【０００６】触針式の段差膜厚計では表面形状を精密に
測定するため不均一な成分の塗膜でも計測することが可
能であるが、計測するための設定や調整に多大な時間が
必要で、現場での膜厚管理には不向きであった。
測定するため不均一な成分の塗膜でも計測することが可
能であるが、計測するための設定や調整に多大な時間が
必要で、現場での膜厚管理には不向きであった。
【０００７】何回も塗り重ねて、例えば推定膜厚５０ナ
ノミクロンの膜厚であれば１００回塗り重ねることで５
ミクロンとなり通常の電磁膜厚計でも計測することが可
能となるが、現場で容易に膜厚を測定するには工数や手
間が掛かりすぎた。また、塗膜重量から膜厚を推定する
方法では、重ね塗りを多くするかあるいは塗り面積を大
きくとって塗膜重量が秤の測定範囲内に入るようにする
必要があり、実用的とはいえなかった。
ノミクロンの膜厚であれば１００回塗り重ねることで５
ミクロンとなり通常の電磁膜厚計でも計測することが可
能となるが、現場で容易に膜厚を測定するには工数や手
間が掛かりすぎた。また、塗膜重量から膜厚を推定する
方法では、重ね塗りを多くするかあるいは塗り面積を大
きくとって塗膜重量が秤の測定範囲内に入るようにする
必要があり、実用的とはいえなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、上記欠
点は、透明ガラスに形成された塗装膜に赤外領域の波長
をもつレーザー光を少なくとも１回透過させ、該透過光
の減衰出力信号の大きさにより膜厚を管理することを特
徴とする膜厚管理方法、および、透明ガラスに形成され
た塗装膜を固定する治具と、固定された該透明ガラスを
挟むように一定間隔を隔てて置かれた反射ミラーで構成
された光学系と、該透明ガラスに斜めからレーザー光を
投光する光源と、該反射ミラーでの反射と透明ガラスお
よび形成塗膜での透過吸収を繰り返した透過光の減衰出
力信号を受光するセンサーと、該センサーの出力信号を
表示する表示器からなることを特徴とする膜厚管理装置
により解決することができる。
点は、透明ガラスに形成された塗装膜に赤外領域の波長
をもつレーザー光を少なくとも１回透過させ、該透過光
の減衰出力信号の大きさにより膜厚を管理することを特
徴とする膜厚管理方法、および、透明ガラスに形成され
た塗装膜を固定する治具と、固定された該透明ガラスを
挟むように一定間隔を隔てて置かれた反射ミラーで構成
された光学系と、該透明ガラスに斜めからレーザー光を
投光する光源と、該反射ミラーでの反射と透明ガラスお
よび形成塗膜での透過吸収を繰り返した透過光の減衰出
力信号を受光するセンサーと、該センサーの出力信号を
表示する表示器からなることを特徴とする膜厚管理装置
により解決することができる。
【０００９】
【作用】本発明によれば、透明ガラスに形成された塗膜
にレーザー光を透過吸収させ、その光信号の減衰量から
膜厚を推定するため、塗膜が柔らかくても問題なく計算
することができる。
にレーザー光を透過吸収させ、その光信号の減衰量から
膜厚を推定するため、塗膜が柔らかくても問題なく計算
することができる。
【００１０】また、形成された塗膜が薄膜でも、反射ミ
ラーによりレーザー光が何回も塗膜を通過するため、光
信号の減衰量は加算されて出力信号に反映されるため、
精度の良い測定が可能となる。
ラーによりレーザー光が何回も塗膜を通過するため、光
信号の減衰量は加算されて出力信号に反映されるため、
精度の良い測定が可能となる。
【００１１】計測用光線にコリメートされたレーザー光
を使用することで透明ガラスおよび形成塗膜であまり拡
散されることがないため、効率よくレーザー光を何回も
塗膜に通過させることが可能である。
を使用することで透明ガラスおよび形成塗膜であまり拡
散されることがないため、効率よくレーザー光を何回も
塗膜に通過させることが可能である。
【００１２】また、レーザー光の波長に赤外領域の波長
を使用しているため形成塗膜、特に樹脂塗膜への吸収効
率が高いため薄膜でも十分な測定精度を確保することが
できる。
を使用しているため形成塗膜、特に樹脂塗膜への吸収効
率が高いため薄膜でも十分な測定精度を確保することが
できる。
【００１３】さらに、受光部には赤外領域の波長以外を
カットするフィルターを内臓させているため、可視光領
域の光の影響は無視でき、また外乱光の影響もほとんど
受けないため、現場サイドで容易に計測が可能となる。
カットするフィルターを内臓させているため、可視光領
域の光の影響は無視でき、また外乱光の影響もほとんど
受けないため、現場サイドで容易に計測が可能となる。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の第一の実施例の説明図であ
る。レーザーの投光部１および受光部２には、光源に半
導体レーザー（波長：７８０ｎｍ）を適用したキーエン
ス（株）製のセンサー（ＬＸ−１３０）を使用し、透明
ガラス９に形成された塗膜１０に対し垂線と成す角度が
１５°になるように組み込まれている。測定対象塗膜を
塗布する透明ガラスには顕微鏡等で使用されるプレパラ
ートを使用した。プレパラートは固定治具７、８にガタ
ツキなくセットされる。プレパラートを挟んで平行に２
枚の反射ミラー３、４が固定されており、投光部から投
光されたレーザー光はプレパラートと反射ミラーで透過
吸収反射を繰り返し、受光部で受光され信号出力として
表示器（図示せず）に表示される。予め、信号出力と膜
厚の関係を求めておけば即膜厚に読み替えることが可能
となる。
る。レーザーの投光部１および受光部２には、光源に半
導体レーザー（波長：７８０ｎｍ）を適用したキーエン
ス（株）製のセンサー（ＬＸ−１３０）を使用し、透明
ガラス９に形成された塗膜１０に対し垂線と成す角度が
１５°になるように組み込まれている。測定対象塗膜を
塗布する透明ガラスには顕微鏡等で使用されるプレパラ
ートを使用した。プレパラートは固定治具７、８にガタ
ツキなくセットされる。プレパラートを挟んで平行に２
枚の反射ミラー３、４が固定されており、投光部から投
光されたレーザー光はプレパラートと反射ミラーで透過
吸収反射を繰り返し、受光部で受光され信号出力として
表示器（図示せず）に表示される。予め、信号出力と膜
厚の関係を求めておけば即膜厚に読み替えることが可能
となる。
【００１５】図２は本発明の第二の実施例の説明図であ
る。第一の実施例と同様にレーザーの投光部１および受
光部２にはキーエンス（株）製のセンサー（ＬＸ−１３
０）を使用した。反射ミラー３、４はプレパラートと平
行に固定した２枚の他に、折り返し用の反射ミラー５、
６を２枚設置し、プレパラート９に塗布された塗膜１０
と反射ミラーで、第一の実施例の倍の透過吸収反射を繰
り返すように構成されたものである。第一の実施例でも
共通であるが、塗布される前のプレパラート単独での透
過光出力信号を予め計測しておき、塗布後に計測された
透過光出力信号からプレパラートの分を差し引いて測定
塗膜単独の透過光出力信号とした。
る。第一の実施例と同様にレーザーの投光部１および受
光部２にはキーエンス（株）製のセンサー（ＬＸ−１３
０）を使用した。反射ミラー３、４はプレパラートと平
行に固定した２枚の他に、折り返し用の反射ミラー５、
６を２枚設置し、プレパラート９に塗布された塗膜１０
と反射ミラーで、第一の実施例の倍の透過吸収反射を繰
り返すように構成されたものである。第一の実施例でも
共通であるが、塗布される前のプレパラート単独での透
過光出力信号を予め計測しておき、塗布後に計測された
透過光出力信号からプレパラートの分を差し引いて測定
塗膜単独の透過光出力信号とした。
【００１６】図３は薄膜塗装された塗膜の膜厚と本発明
による透過光出力信号の関係をプロットしたものであ
る。膜厚と出力信号とには明確な比例関係が認められ、
出力信号により膜厚の推定が容易にできることが確認さ
れた。出力信号を表示するのは通常のデジタルボルトメ
ーター（タケダ理研工業製）を使用した。読み取り精度
が１ｍＶのものを使用することでナノミクロンの膜厚推
測も可能となることが確認できた。
による透過光出力信号の関係をプロットしたものであ
る。膜厚と出力信号とには明確な比例関係が認められ、
出力信号により膜厚の推定が容易にできることが確認さ
れた。出力信号を表示するのは通常のデジタルボルトメ
ーター（タケダ理研工業製）を使用した。読み取り精度
が１ｍＶのものを使用することでナノミクロンの膜厚推
測も可能となることが確認できた。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、測定操作もプレパラー
トに塗布された試料を固定治具に挟み込むだけなので煩
わしい調整を必要とせず、現場においても使用可能であ
る。
トに塗布された試料を固定治具に挟み込むだけなので煩
わしい調整を必要とせず、現場においても使用可能であ
る。
【００１８】また、光源に半導体レーザーを使用してい
るため熱的安定性が良好で、電源を投入した直後から計
測が可能である。
るため熱的安定性が良好で、電源を投入した直後から計
測が可能である。
【図１】本発明の第一の実施例の説明図である。
【図２】本発明の第二の実施例の説明図である。
【図３】薄膜塗装された塗膜の膜厚と本発明による透過
光出力信号の関係をプロットしたものである。
光出力信号の関係をプロットしたものである。
１・・・・・半導体レーザー投光部 ２・・・・・半導体レーザー受光部 ３、４、５、６・・・・・反射ミラー ７、８・・・・・プレパラート固定治具 ９・・・・・プレパラート １０・・・・・形成塗膜
Claims (3)
- 【請求項１】 透明ガラスに形成された塗装膜に赤外領
域の波長をもつレーザー光を少なくとも１回透過させ、
該透過光の減衰出力信号の大きさにより膜厚を管理する
ことを特徴とする膜厚管理方法。 - 【請求項２】 透明ガラスに形成された塗装膜の光吸収
特性と膜厚の関係から求めた検量線により出力信号を膜
厚に変換して管理する請求項１記載の膜厚管理方法。 - 【請求項３】 透明ガラスに形成された塗装膜を固定す
る治具と、固定された該透明ガラスを挟むように一定間
隔を隔てて置かれた反射ミラーで構成された光学系と、
該透明ガラスに斜めからレーザー光を投光する光源と、
該反射ミラーでの反射と透明ガラスおよび形成塗膜での
透過吸収を繰り返した透過光の減衰出力信号を受光する
センサーと、該センサーの出力信号を表示する表示器か
らなることを特徴とする膜厚管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10272642A JP2000097643A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 膜厚管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10272642A JP2000097643A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 膜厚管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097643A true JP2000097643A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17516778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10272642A Pending JP2000097643A (ja) | 1998-09-28 | 1998-09-28 | 膜厚管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097643A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103983200A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种膜厚测量方法及装置、涂覆机 |
| JP2014190714A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Brother Ind Ltd | レーザ出力検出装置 |
| CN112934542A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种质子交换膜喷涂装置 |
-
1998
- 1998-09-28 JP JP10272642A patent/JP2000097643A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014190714A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Brother Ind Ltd | レーザ出力検出装置 |
| CN103983200A (zh) * | 2014-05-04 | 2014-08-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种膜厚测量方法及装置、涂覆机 |
| CN112934542A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种质子交换膜喷涂装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Beard et al. | Transduction mechanisms of the Fabry-Perot polymer film sensing concept for wideband ultrasound detection | |
| US6172752B1 (en) | Method and apparatus for simultaneously interferometrically measuring optical characteristics in a noncontact manner | |
| US5864393A (en) | Optical method for the determination of stress in thin films | |
| JP2804073B2 (ja) | 物質の屈折率を測定する装置及び方法 | |
| EP0165722B1 (en) | Film thickness measuring apparatus | |
| Li et al. | Transmission and surface intensity profiles in random media | |
| ATE225929T1 (de) | Vorrichtung zur messung der dicke transparenter gegenstände | |
| JPH0432704A (ja) | ギャップ測定装置および表面形状測定装置 | |
| US6563593B2 (en) | Dynamic angle measuring interferometer | |
| US4763006A (en) | Device determining surface element inclination angle for the optical detection of form errors of a low order | |
| US20090274191A1 (en) | Single beam optical apparatus and method | |
| JPH05172739A (ja) | 超短パルス光を用いた超高速表面振動の測定法 | |
| JP2003050185A (ja) | 干渉計の絶対校正のための方法 | |
| JP2000097643A (ja) | 膜厚管理方法 | |
| CN111366561B (zh) | 一种测量液晶器件实际反射率的方法与装置 | |
| JP2000146836A (ja) | エバネセント波の透過現象を利用する屈折率測定法およびその測定装置 | |
| CN113483996A (zh) | 一种光学元件高透射率高反射率测量装置及测量方法 | |
| Alexandrov et al. | Interference method for determination of the refractive index and thickness | |
| CN103674892A (zh) | 一种基于全内反射偏振位相差测量来监控薄膜生长的方法 | |
| JP3420801B2 (ja) | 薄膜評価方法および評価装置 | |
| CA2366739A1 (en) | Method and apparatus for measuring internal transmittance | |
| CN215893966U (zh) | 一种光学元件高透射率高反射率测量装置 | |
| EP0736766B1 (en) | Method of and device for measuring the refractive index of wafers of vitreous material | |
| Oda et al. | Instantaneous observation of angular scan-attenuated total reflection spectra | |
| Khomchenko et al. | Determining thin film parameters by prism coupling technique |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050824 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070419 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070508 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070626 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071113 |