JP2003161606A - 膜厚測定方法、膜厚測定装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動しているフィルムにおける膜の厚さを精
度良く測定する。 【解決手段】 所定の速度で移動するフィルム上の膜に
対して所定角度で光を照射する光源２１と、この光源２
１から照射される光をフィルムの移動方向に略直交する
方向のスリット光に変換するスリット２２と、このスリ
ット２２により変換されたスリット光が膜の備える２つ
の界面により反射されて形成される反射光に対して略直
交する方向に設けられるラインセンサ２６とを備え、フ
ィルムと対物レンズ２４との距離のずれを膜厚算出部３
２によって補正して正確な膜厚を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シート材の厚さ測
定方法等に係り、より詳しくは、移動している透明体の
厚さの測定方法等に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機やレーザプリンタ等における画像
を紙に転写する部分には、例えばアモルファスセレン
(α―Ｓｅ)やアモルファスシリコン(α―Ｓｉ)等の無機
感光体ドラムが広く用いられている。その一方で、この
無機感光体ドラムに代わるものとして、有機感光体(Ｏ
ＰＣ)の発展が著しい。この有機感光体では、ドラム
状、シート状の両者があり、シート状の場合には、ＰＥ
Ｔフィルムの基材にアルミニウムを蒸着したフィルム
(シート材)に、透明体である電荷生成層(ＣＧＬ)、電荷
輸送層(ＣＴＬ)等、何層かの薄膜が形成されている。

【０００３】例えばこのフィルム状の有機感光体の製造
では、数千メートルという長さのＰＥＴフィルムに対し
て、１０数μｍ(例えば１５μｍ)の有機層の膜を連続し
て形成する必要がある。例えば有機感光体では、この有
機層の厚さが不均一であると、電荷の発生が均一になら
ず、例えばレーザプリンタに適用した場合に、出力され
るプリントに対してムラやスジが出てしまう。特に近
年、プリント出力に対する高精細、高画質化が進み、有
機層の厚さの管理が非常に重要となり、少なくとも±１
μｍ程度のスペックが要求されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、従来の感光体
ドラムの測定では、形成される膜厚に対して１本、１
本、ハンドリングを行って測定し、この測定に基づいて
必要とされる膜厚の製品を製造することができる。しか
し、フィルム材からなる有機感光体のように、数千メー
トルという長さからなるフィルムの全長に亘って、上述
のスペックを保証することは簡単ではない。例えば１０
００ｍの膜を形成後にフィルムを切断して１つの有機感
光体を製造する場合に、この製造後に測定して不具合が
発見されたとしても、その不具合に対する回復は困難で
ある。

【０００５】そこで、フィルムに膜を形成する作業の途
中で、好ましくは、膜の形成直後に、しかもフィルムの
全長に亘って、フィルムに膜が正しく形成されたか否か
を測定することが要求される。しかしながら、例えば１
０ｍ/分のワークスピードにて移動して巻き取られるフ
ィルムに対して、その移動中に１０数ミクロンからなる
膜の厚さを測定することは、従来の技術では難しい。

【０００６】例えば、特開昭６０−２１０７０５号公報
では、走行するシート材の厚さ測定に際して、被測定物
であるシート材を挟んで光源と顕微鏡とを配置し、この
光源によりシート材の裏面斜め方向から光を照射し、こ
の顕微鏡で測定されるピンボケ以外の鮮明な像部分がシ
ート材の厚さに関わる部分として、シート材の厚さを求
める技術について開示されている。しかしながら、かか
る公報記載の技術のように二次元の像を読み取って厚さ
を得ることは、信号処理が複雑化する点で好ましくな
い。また、走行するシート材は、測定する顕微鏡との距
離を一定に保つことができず、全ての測定に際してピン
ボケな像と鮮明な像とを選別して厚さを測定することに
は困難が伴う。更に、有機感光体の製造のように、高速
に移動するフィルムに対する高い精度の測定に際して十
分に機能するとは言い得ない。

【０００７】本発明は、以上のような技術的課題を解決
するためになされたものであって、その目的とするとこ
ろは、移動しているフィルムにおける透明体の層の厚さ
を精度良く測定することにある。また他の目的は、レン
ズと被測定物との距離のずれを許容した測定方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明が適用される膜厚測定方法は、第１の界面および第２
の界面を有する膜に対してスリット光を照射し、このス
リット光によって得られる第１の界面からの第１の反射
光およびスリット光によって得られる第２の界面からの
第２の反射光を検出し、この第１の反射光および第２の
反射光によって得られる相対距離を算出し、算出された
相対距離から膜の厚さを測定することを特徴としてい
る。

【０００９】ここで、この第１の反射光における位置の
ずれに基づき相対距離の値を補正して膜の厚さを測定す
ることを特徴とすれば、被測定物である膜と反射光を検
出する光学系との距離がずれた場合であっても、ほぼ正
確な膜の厚さを測定することができる点で好ましい。

【００１０】また、本発明が適用される膜厚測定方法
は、透明体の膜が備える第１の界面により得られた第１
の光およびこの膜が備える第２の界面によって得られた
第２の光に関する情報を入力し、第１の光の位置および
第２の光の位置を算出し、算出された第１の光の位置と
第２の光の位置との相対位置差を算出し、この第１の光
の位置が存在する位置に基づいて相対位置差を補正する
ことを特徴としている。更に、補正された相対位置差に
基づいて透明体の膜厚を算出することを特徴としてい
る。ここで、「透明体」とは、完全に透明である必要は
なく、光がある程度まで判別できる程度であれば問題は
ない。尚、第１の光の位置は第１の光における第１のピ
ーク位置とし、第２の光の位置は第２の光における第２
のピーク位置とし、相対位置差はピーク位置差と置き換
えることができる。このピーク位置とは、必ずしも完全
なピーク位置だけに限定されず、所定の幅を有するもの
であり、また、所定の臨界等を含むものである。以下の
発明でも同様に置き換えることが可能である。

【００１１】一方、本発明が適用される膜厚測定装置
は、透明体の膜を備えて所定の速度で移動するフィルム
に対し、所定の入射角でスリット光を照射する照射手段
と、この照射手段により照射されたスリット光に対して
膜における２つの界面からの反射光を検出する検出手段
と、この検出手段により検出された反射光の位置に基づ
いて膜の厚さを算出する膜厚算出手段と、実測値より得
られた第１の反射光の位置ずれに伴う相対位置の補正に
関する情報を予め格納する格納手段と、照射手段により
スリット光が照射される位置においてフィルムを位置決
めする位置決め手段とを備えたことを特徴としている。

【００１２】また、本発明が適用される膜厚測定装置
は、所定の速度で移動する透明体の膜に対して所定角度
で光を照射する光源と、この光源から照射される光を膜
の移動方向に略平行な方向のスリット光に変換するスリ
ットと、このスリットにより変換されたスリット光が膜
の備える２つの界面により反射されて形成される反射光
に対して略直交する方向に設けられるラインセンサとを
備えたことを特徴としている。

【００１３】他の観点から捉えると、本発明が適用され
る膜厚測定装置は、所定の速度で移動する透明体が備え
る第１の界面により得られた第１の光およびこの透明体
が備える第２の界面によって得られた第２の光に関する
情報を入力する入力手段と、この第１の光の位置および
前記第２の光の位置を算出する光位置算出手段と、この
第１の光の位置と第２の光の位置との相対位置差を算出
する相対位置差算出手段と、第１の光の位置に基づいて
相対位置差を補正する補正手段と、この補正手段により
補正された相対位置差に基づいて、第１の界面および第
２の界面との間隔である透明体の厚さを算出する厚さ算
出手段と、第１の光の位置が存在する位置に基づいて相
対位置差を補正するための補正情報を予め格納する格納
手段とを備えたことを特徴している。

【００１４】また、本発明は、コンピュータに、所定の
機能を実現させるプログラムとして把握することができ
る。この所定の機能とは、透明体の膜が備える第１の界
面により得られた第１の光およびこの膜が備える第２の
界面によって得られた第２の光に関する情報を入力する
機能と、第１の光の位置および第２の光の位置を算出す
る機能と、算出された第１の光の位置と第２の光の位置
との相対位置差を算出する機能と、第１の光の位置に基
づいて相対位置差を補正する機能と、補正された相対位
置差に基づいて透明体の膜における厚さを出力する機能
である。このプログラムの提供方法としては、コンピュ
ータに実行させるプログラムをこのコンピュータが読取
可能に記憶した記憶媒体にて提供する形態が考えられ
る。この記憶媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ媒体等
が該当し、コンピュータにおけるＣＤ−ＲＯＭ読取装置
によってプログラムが読み取られ、例えば、測定計算を
行うコンピュータにおけるハードディスクにこのプログ
ラムが格納され、実行される形態が考えられる。また、
これらのプログラムは、例えば、プログラム伝送装置に
よってネットワークを介して測定計算のためのコンピュ
ータ装置に提供される形態が考えられる。このプログラ
ム伝送装置としては、プログラムを格納するメモリと、
ネットワークを介してプログラムを提供するプログラム
伝送手段とを備えていれば足りる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本実施の
形態が適用される膜厚測定装置の全体構成を示した図で
ある。図１に示す膜厚測定装置は、光学系とラインセン
サとを組み合わせてユニット化される検出機器２０と、
検出機器２０により検出されたデータを処理して透明体
(透明部分)からなる膜厚の値を出力する信号処理装置３
０とを備えている。ここで、この膜厚測定装置にて測定
可能な透明体は、完全な透明だけではなく、半透明を含
み、また、ある程度光が判別できる程度に透明なもので
あっても測定することが可能である。この透明体は、例
えば長さ１０００ｍ程度に巻かれたフィルムに対して、
例えば１０ｍ/分のワークスピードにて塗布される。本
実施の形態では、インラインの状態(工場のライン上で
移動している状態)にて、フィルムにおける透明体の厚
さ(膜厚)を測定している。

【００１６】検出機器２０は、例えばハロゲンランプ等
の充分な光量が得られる光源からなる単眼あるいは複眼
の光源２１、この光源２１から得られた光に対してスリ
ット光を生成するスリット２２、スリット２２から得ら
れた光を更に絞るための投光用対物レンズ２３を備え、
被測定物であるフィルムの透明部分に対して約４５°の
傾斜角度から光を照射している。このとき、スリット光
は、フィルムの移動方向に対して略平行な方向に照射さ
れる(但し、図１では作図上の問題から略平行には描か
れていない)。一方、受光側としては、フィルムに反射
した光を集光する対物レンズ２４、所定の倍率によって
実視野を拡大させる結像レンズ群２５、結像された光を
測定するラインセンサ２６を備えている。このラインセ
ンサ２６は、例えば７μｍ幅のディテクタ素子を備え、
結像レンズ群２５の接眼レンズから得られる画像部分を
所定のライン位置にて読み取っている。

【００１７】一方、信号処理装置３０は、ラインセンサ
２６により読み取られた信号を入力する信号入力部３
１、この信号入力部３１からの信号を処理して膜厚を算
出する膜厚算出部３２、膜厚算出部３２によって算出さ
れた結果を出力するディスプレイ等のコンソール３３、
膜厚算出部３２による膜厚算出に用いられる換算係数等
を格納するメモリ３５を備えている。この信号処理装置
３０は、例えばパーソナルコンピュータ(ＰＣ)により実
行され、例えば膜厚算出部３２は、ＰＣのＣＰＵが実行
するアプリケーションプログラムによって機能させるこ
とが可能である。

【００１８】また、搬送しながら測定されるフィルム
は、位置決め手段であるロール１５に巻きつけられ、こ
のロール１５によって張力をかけられている。測定され
るフィルムは、搬送しながら測定するためにフィルムの
位置が上下し、その結果、レンズ(対物レンズ２４)に対
する焦点距離がずれてしまう。そこで本実施の形態で
は、寸法精度を高くして製造されたロール１５にフィル
ムを巻きつけ、一定の張力をかけることで、フィルムと
レンズとの距離が所定範囲内となるように構成されてい
る。尚、ロール１５の代わりに、棒材等を用いてフィル
ムに張力をかけることも可能である。また、測定される
フィルムは、例えば有機感光体(ＯＰＣ)に用いられる場
合には、ＰＥＴフィルムにアルミニウムが蒸着され、そ
の上に有機層として、透明体である例えばポリカーボネ
ート樹脂が１０数μｍ程度の厚さで塗布される。本実施
の形態では、この透明体の厚さがインラインで測定され
る。

【００１９】次に、本実施の形態における膜厚検出原理
について説明する。図２(ａ),(ｂ)は、本実施の形態に
て採用した測定方法の説明を行うための図であり、図２
(ａ)は測定点近傍の様子を示し、図２(ｂ)は測定方法を
説明するための単層モデルを示している。光源２１から
出力されてスリット２２および投光用対物レンズ２３を
経て形成されるスリット状の入射光は、図２(ａ)に示す
ようにフィルムに形成される透明体または半透明体であ
る薄膜の界面と例えばアルミニウムが表面に蒸着される
基板の表面とで反射し、光路１および光路２となって、
図１に示した対物レンズ２４に入力される。

【００２０】今、図２(ｂ)に示すように、光を反射させ
る基板の上に、厚さｄ、屈折率ｎの透明体である薄膜が
形成されており、その上部から入射角φで光が入射され
るものとする。光は薄膜と雰囲気の界面で反射し、かつ
屈折の法則に従って薄膜内に入る。薄膜内を進んだ光
は、基板/薄膜界面(第１の界面)で反射し、薄膜/雰囲気
界面(第２の界面)で屈折されて雰囲気内を進む。このと
き、最初に薄膜/雰囲気界面で反射した光(光路１)と基
板/薄膜界面で反射され雰囲気中に出てきた光(光路２)
は平行である。

【００２１】この２つの光に垂直な平面状でこの光を捉
えた場合、その距離ｌ(光路１と光路２との距離、ピー
ク位置差)は、薄膜の厚さｄに依存して変化する。幾何
学的に考察すると、図２(ｂ)に示す長さｐは、屈折角θ
を用いて、

【式１】 で表される。また、距離ｌと厚さｄは、

【式２】 となる。更に、屈折の法則より、

【式３】 なので、結局、膜厚ｄは、光路１および光路２の２つの
反射光に対して、これらに垂直な面内での距離ｌを用い
て、

【式４】 と表すことができる。従って、図１に示したラインセン
サ２６を用いて距離ｌを測定すれば、薄膜の厚さ(膜厚)
ｄを測定することが可能となる。

【００２２】図３は、図１に示すラインセンサ２６の位
置に、このラインセンサ２６の代わりに２次元ＣＣＤカ
メラを取り付けて採取した静止画像を示した図である。
この撮影画像では、薄膜/雰囲気界面で反射した光路１
による光のスジと、基板/薄膜界面で反射した光路２に
よる少々ぼやけた光のスジとが観察される。ラインセン
サ２６は、この２つの光路(光路１および光路２)に略直
交する方向に配置され、１次元でデータを採取してお
り、所定のワークスピードで搬送されるフィルムから反
射する光(光路１および光路２の光)の出力をリアルタイ
ムでモニタリングしている。

【００２３】図４は、ラインセンサ２６におけるデータ
取得例を示した図である。ラインセンサ２６から得られ
る１次元のデータでは、２つのピークが現れる。その１
つは光路１によるピークであり、他の１つは光路２によ
るピークである。被測定物であるフィルムのワークライ
ンスピードを例えば１０ｍ/分とし、例えば、１.５ｍｍ
分解能を実現するとすると、１０ｍｓｅｃのスキャンレ
ート(あるいは処理間隔)が必要となる。その後、図４に
示すような光路１および光路２のピーク位置を検出し、
膜厚計算のためのピーク位置差を求めている。

【００２４】１ラインのデータ中における２つのピーク
位置(光路１および光路２の位置)を確定するに際し、本
実施の形態では、２次多項式補間が実行される。この２
次多項式補間では、２つのピーク位置近傍のそれぞれに
対して極大と考えられる点を取り出し、この点の前後２
つの点からなる３点を通る２次曲線を各々のピーク位置
近傍にて計算する。この曲線が極大を取る座標と、その
座標で取る値を計算し、それぞれピーク位置、ピーク輝
度としている。また、それぞれのピーク位置の差である
ピーク位置差は、各々の２次多項式により補間して算出
された２つのピーク位置における引き算の絶対値とする
ことができる。

【００２５】その後、予め定められた「膜厚換算係数」
と、前述したピーク基準位置からのずれ量として測定さ
れる「ピーク位置差」とに基づいて、膜厚計算がなされ
る。即ち、膜厚ｄ(μｍ)は、膜厚換算係数α(μｍ/ピク
セル)、ピーク位置差をＰ_d(ピクセル)とすると、 ｄ ＝ αＰ_d で計算される。ここで用いられる膜厚換算係数α(μｍ/
ピクセル)は、実際のワーク中における測定の前に所定
のサンプルの膜厚を測定した際のピクセル数から算出さ
れ、図１に示すメモリ３５に格納される。

【００２６】以上のようにして、本実施の形態では、透
明体からなる膜を備えたフィルムの厚さを測定するに際
し、光源としてスリット光を用い、厚さを測定する膜の
２界面それぞれからの反射光を画像として検知し、各反
射光の間の相対距離から膜の厚さを求めることが可能で
ある。しかしながら、このとき、画像検知に際して、透
明体からなる膜の表面に焦点を合わせたレンズ(対物レ
ンズ２４)と膜との距離が幾分でもずれると、像が不鮮
明になると共に、得られる距離ｌによって膜厚を正確に
測定することができなくなる。特に、本実施の形態のご
とく、フィルムを搬送しながら測定する場合には、レン
ズと膜との距離を一定に保つことが非常に難しい。図１
に示した２つのロール１５によって張力をかけることで
一定範囲に治めることは可能であるが、正確な膜厚を得
るためには十分とは言い得ない。

【００２７】図５は、ラインセンサ２６における測定に
際してピーク位置がどのようにずれるかを示す図であ
る。縦方向は時間変化を示している。白色は各測定時点
でのピーク位置を示しており、時間軸で変化状態が線で
示されている。レンズと膜との距離が一定であれば、例
えばピーク基準位置に一致した直線が得られる。しかし
ながら、実際には、この図５から理解できるように、補
正をせずに正確な膜厚を測定できるピーク基準位置に対
し、時間によってピーク位置がずれてしまう。これは、
時間に伴う被測定物であるワークの移動によって被測定
物が対物レンズ２４に対して上下し、その結果、界面の
反射位置がずれ、図２に示した光路１がピーク基準位置
からずれることによっている。図５に示すピーク基準位
置からずれたときのピーク位置差(光路１と光路２との
距離ｌ)は、理想的な値とは異なっており、このままで
は正確な膜厚として使用することができない。

【００２８】そこで、本実施の形態では、膜厚算出部３
２にてレンズと透明体との距離によって得られる補正デ
ータを準備し、測定して得られた検出結果をこの補正デ
ータを用いて補正することで、ほぼ正確な膜厚値を得る
ように構成されている。即ち、本実施の形態では、ワー
ク(被測定物である透明体)と対物レンズ２４間の距離に
基づく膜厚補正を行っている。このとき膜厚補正とし
て、比較的クリアな反射光が得られるピーク位置１(薄
膜/雰囲気界面からの反射)に対応する補正係数関数を利
用して補正係数を決定し、決定された補正係数により、
先に算出された膜厚に対して調整された値を観測点での
膜厚としている。

【００２９】図６は、実際の作業時における膜厚測定前
に、膜厚補正のためのデータ補正情報を得るための処理
を示したフローチャートである。ここでは、前述した膜
厚換算係数αも決定される。実際の膜厚測定の前に、ま
ず、膜厚が既存である(予め測定されて膜厚が認識され
ている)サンプルを用意し(ステップ１０１)、静止状態
にて検出機器２０による検出箇所に配置する。次に、検
出機器２０の光学系に対するワーク(サンプル)の相対高
さを少しずつ変化させ、同一箇所のデータを取得する
(ステップ１０２)。この変化された相対高さに対応する
ピーク位置１およびピーク位置２を後述する２次多項式
補間等により算出する(ステップ１０３)。この２つのピ
ーク位置は、図４に示した光路１および光路２によるピ
ーク位置である。この２つのピーク位置(ピーク位置１
およびピーク位置２)のピーク位置差を求める(ステップ
１０４)。そして、ワークの光学系に対する相対高さと
各測定データのピーク位置１との関係、ワークの光学系
に対する相対高さとピーク位置差(ピーク位置１および
ピーク位置２の差)との関係を決定する(ステップ１０
５)。また、ワークの光学系に対する相対高さを仲介と
して、ピーク位置１とピーク位置差との関係を決定する
(ステップ１０６)。そして、これらの関係を把握して、
得られるピーク位置１とピーク位置差とから実際の膜厚
を得るための補正方法、換算係数を決定する(ステップ
１０７)。最後に、決定された補正方法に基づくデー
タ、決定された膜厚換算係数αをメモリ３５に格納して
(ステップ１０８)、実際の膜厚測定前の処理が終了す
る。

【００３０】図７は、光１のピーク位置(光のピーク位
置１)と計算ピーク位置差との関係を示した図である。
横軸(ｘ軸)は薄膜/雰囲気界面からの反射光１の位置の
値を示し、縦軸(ｙ軸)は得られる光のピーク位置差を示
している。図に示す丸印は、実測値より得られる光１の
位置に対する計算ピーク位置差を示しており、例えばル
ックアップテーブルとしてメモリ３５に格納する。ま
た、膜厚が既存であるサンプルの既存膜厚をｄｋとし、
ｄｋと任意の定数Ａから膜厚換算係数αを α＝ｄｋ/Ａ で計算し、メモリ３５に格納する。

【００３１】ここで、取得した光の情報から算出された
光１の位置をＰｃ、光のピーク位置差をＰｄとし、メモ
リ３５に格納されたルックアップテーブルから例えば線
形補間によりＰｃに対応する値ｙｃを算出する。このデ
ータに関する補正係数Ｃcorrectは、

【式５】 となる。また、補正後の光のピーク位置差Ｐcorrect
は、

【式６】 で求められる。その結果、対応する膜厚は、

【式７】 で求められる。

【００３２】図８は、このようにして、膜厚算出部３２
によって実行される実際の膜厚測定の処理を説明するた
めのフローチャートである。膜厚算出部３２では、ま
ず、信号入力部３１から測定データが取得される(ステ
ップ２０１)。次に、例えば前述した２次多項式補間に
より、ピーク位置１およびピーク位置２を算出する(ス
テップ２０２)。更に、ピーク位置１とピーク位置２と
のピーク位置差ｐ_dを算出する(ステップ２０３)。ここ
で、ピーク位置１(ｐ_c)に対応する補正を、メモリ３５
に格納され予め決定されている補正方法により実行し、
補正係数Ｃ_correctを求める(ステップ２０４)。そし
て、ピーク位置１(ｐ_c)に対応する補正係数Ｃ_{cor rect}お
よびピーク位置差ｐ_dから補正後ピーク位置差ｐ_correct
を算出し、メモリ３５に格納されている換算係数αを考
慮して、膜厚を求める(ステップ２０５)。このようにし
て得られた膜厚は、被測定物である透明体のフィルムが
対物レンズ２４から上下した状態を補正して得られたも
のであり、移動中のワークに対して、高い精度で厚さ測
定を可能としている。

【００３３】尚、上述の例では、ピーク位置１のずれと
光のピーク位置差との関係をルックアップテーブルとし
てメモリ３５に格納し、このルックアップテーブルを用
いて実測されたピーク位置１のずれから光のピーク位置
差を例えば線形補間し、膜厚を算出しているが、例えば
図７に示したピーク位置１と光のピーク位置差との関係
を予め用意した関数で近似し、その関数に関する情報を
メモリ３５に格納し、膜厚算出部３２では、この関数に
関する情報を用いて実測されたピーク位置１のずれから
光の相対位置差(ピーク位置差)を補正する補正係数を算
出し、膜厚を算出するように構成することも可能であ
る。

【００３４】このように、本実施の形態によれば、工場
のライン上で移動しているインラインのフィルムの膜
(透明部分)に対し、光の反射を用いて厚さを測定してい
る。このとき、光源としてスリット光を用い、膜の２界
面それぞれからの反射光を検知し、この相対距離から厚
さを求めている。このスリット光を用いることで、光の
幅を減少させることが可能となり、測定に際して精度を
向上させることが可能となる。また、本実施の形態に示
した測定方法によれば、精度として、例えば０.１μｍ
程度まで(理論上は０.０３μｍ程度まで)確保すること
が可能である。これにより、例えば、ＯＰＣシート等の
高い精度が要求される膜を備えるフィルムに対して、イ
ンラインにて膜厚を測定することが可能となる。

【００３５】また、被写界深度の浅いレンズを用いて微
細な膜厚の測定を行う場合に、レンズとフィルムとの距
離がずれると、正確なピーク位置差が測定できなくな
る。しかしながら、本実施の形態によれば、予めレンズ
と被写体であるフィルムとの距離による補正方法(補正
値)を準備し、検出結果をこの補正方法により補正する
ことで、レンズとフィルムとの距離の変動を考慮して膜
厚を測定することができる。その結果、工場における膜
の塗布のためにライン上で移動している最中に、塗布さ
れた膜の膜厚を測定することが可能となる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動しているフィルムにおける膜の厚さを精度良く測定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態が適用される膜厚測定装置の全
体構成を示した図である。

【図２】 (ａ),(ｂ)は、本実施の形態にて採用した測
定方法の説明を行うための図である。

【図３】 図１に示すラインセンサの位置に、このライ
ンセンサの代わりに２次元ＣＣＤカメラを取り付けて採
取した静止画像を示した図である。

【図４】 ラインセンサにおけるデータ取得例を示した
図である。

【図５】 ラインセンサにおける測定に際してピーク位
置がどのようにずれるかを示す図である。

【図６】 実際の作業時における膜厚測定前に、膜厚補
正のためのデータ補正情報を得るための処理を示したフ
ローチャートである。

【図７】 ピーク位置１と計算ピーク位置差との関係を
示した図である。

【図８】 膜厚算出部によって実行される実際の膜厚測
定の処理を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

１５…ロール、２０…検出機器、２１…光源、２２…ス
リット、２３…投光用対物レンズ、２４…対物レンズ、
２５…結像レンズ群、２６…ラインセンサ、３０…信号
処理装置、３１…信号入力部、３２…膜厚算出部、３３
…コンソール、３５…メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水戸 和行 神奈川県小田原市成田1060番地 三菱化学 株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA30 BB13 BB15 BB22 BB23 CC02 FF44 GG02 HH05 HH12 JJ02 JJ08 JJ25 LL04 LL28 UU05 UU07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の界面および第２の界面を有する膜
   に対してスリット光を照射し、 前記スリット光によって得られる前記第１の界面からの
   第１の反射光および当該スリット光によって得られる前
   記第２の界面からの第２の反射光を検出し、 前記第１の反射光および前記第２の反射光によって得ら
   れる相対距離を算出し、 算出された前記相対距離から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。
2. 【請求項２】 前記第１の反射光における位置のずれに
   基づき前記相対距離の値を補正して前記膜の厚さを測定
   することを特徴とする請求項１記載の膜厚測定方法。
3. 【請求項３】 透明体の膜が備える第１の界面により得
   られた第１の光および当該膜が備える第２の界面によっ
   て得られた第２の光に関する情報を入力し、 前記第１の光の位置および前記第２の光の位置を算出
   し、 算出された前記第１の光の位置と前記第２の光の位置と
   の相対位置差を算出し、 前記第１の光の位置が存在する位置に基づいて前記相対
   位置差を補正することを特徴とする膜厚測定方法。
4. 【請求項４】 補正された前記相対位置差に基づいて前
   記透明体の膜厚を算出することを特徴とする請求項３記
   載の膜厚測定方法。
5. 【請求項５】 透明体の膜を備えて所定の速度で移動す
   るフィルムに対し、所定の入射角でスリット光を照射す
   る照射手段と、 前記照射手段により照射されたスリット光に対して前記
   膜における２つの界面からの反射光を検出する検出手段
   と、 前記検出手段により検出された前記反射光の位置に基づ
   いて前記膜の厚さを算出する膜厚算出手段とを備えたこ
   とを特徴とする膜厚測定装置。
6. 【請求項６】 前記膜厚算出手段は、前記２つの界面か
   ら反射される第１の反射光および第２の反射光の位置を
   算出し、当該第１の反射光と当該第２の反射光との相対
   位置を補正して前記膜の厚さを算出することを特徴とす
   る請求項５記載の膜厚測定装置。
7. 【請求項７】 実測値より得られた前記第１の反射光の
   位置ずれに伴う前記相対位置の補正に関する情報を予め
   格納する格納手段を更に備え、 前記膜厚算出手段は、前記格納手段に格納された前記情
   報に基づき前記相対位置を補正して前記膜の厚さを算出
   することを特徴とする請求項５記載の膜厚測定装置。
8. 【請求項８】 前記照射手段により前記スリット光が照
   射される位置において、前記フィルムを位置決めする位
   置決め手段を更に備えたことを特徴とする請求項５記載
   の膜厚測定装置。
9. 【請求項９】 所定の速度で移動する透明体の膜に対し
   て所定角度で光を照射する光源と、 前記光源から照射される光を前記膜の移動方向に略平行
   な方向のスリット光に変換するスリットと、 前記スリットにより変換されたスリット光が前記膜の備
   える２つの界面により反射されて形成される反射光に対
   して略直交方向に設けられるラインセンサとを備えたこ
   とを特徴とする膜厚測定装置。
10. 【請求項１０】 所定の速度で移動する透明体が備える
    第１の界面により得られた第１の光および当該透明体が
    備える第２の界面によって得られた第２の光に関する情
    報を入力する入力手段と、 前記第１の光の位置および前記第２の光の位置を算出す
    る光位置算出手段と、 前記第１の光の位置と前記第２の光の位置との相対位置
    差を算出する相対位置差算出手段と、 前記第１の光の位置に基づいて前記相対位置差を補正す
    る補正手段と、 前記補正手段により補正された相対位置差に基づいて、
    前記第１の界面および前記第２の界面との間隔である前
    記透明体の厚さを算出する厚さ算出手段とを備えたこと
    を特徴とする膜厚測定装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の光の位置が存在する位置に
    基づいて前記相対位置差を補正するための補正情報を予
    め格納する格納手段とを更に備え、 前記補正手段は、前記格納手段に格納された前記補正情
    報に基づいて前記相対位置差を補正することを特徴とす
    る請求項１０記載の膜厚測定装置。
12. 【請求項１２】 コンピュータに、 透明体の膜が備える第１の界面により得られた第１の光
    および当該膜が備える第２の界面によって得られた第２
    の光に関する情報を入力する機能と、 前記第１の光の位置および前記第２の光の位置を算出す
    る機能と、 算出された前記第１の光の位置と前記第２の光の位置と
    の相対位置差を算出する機能と、 前記第１の光の位置に基づいて前記相対位置差を補正す
    る機能と、 補正された前記相対位置差に基づいて前記透明体の膜に
    おける厚さを出力する機能とを実現させることを特徴と
    するプログラム。