JP2007120954A - 厚み測定装置及び厚み測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、精度良く膜厚測定可能な厚み測定装置または厚み測定方法を提供する。
【解決手段】基準部材１６の上に載置された測定対象部材１８上に載置されるように挿入された厚みの異なる複数の標準部材１４Ａ、１４Ｂ各々の表面から基準部材１６表面までの距離の測定結果に基づいた該距離の差分と、該厚み測定装置１０において予め特定環境条件下において測定された複数の標準部材１４Ａ、１４Ｂ各々の表面から基準部材１６表面までの距離の差分と、の比較結果に基づいて、膜厚センサ１２によって測定した膜厚測定結果を補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚み測定装置及び厚み測定方法に係り、特に、ロール状またはシート状の測定対象部材の膜厚を測定する厚み測定装置に関する。

測定対象部材の膜厚を測定する装置として、マイクロメータ、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、超音波式膜厚測定器、及び渦電流式膜厚測定器等を用いた膜厚測定装置が知られている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。また、レーザ発光と磁界発生器による偏光角変動により膜厚を計測する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

特許文献１の技術では、長手方向が水平方向となるように支持されたベルト吊下用のシャフトに、膜厚測定対象のエンドレスベルトを掛けて、リニアゲージによってエンドレスベルトをシャフトの表面に押し当てるようにして、エンドレスベルトの表面側から機械的に接触して該エンドレスベルトの膜厚を測定している。また、膜厚を測定するときには、シャフトの表面を膜厚のゼロ点としている。

特許文献２の技術では、測定対象としての非金属のシートを金属製ロールに密着支持させながら走行させ、非金属のシートまでの距離測定結果と、金属製ロールまでの距離の測定結果と、の出力差に基づいて、シートの厚みを算出している。
特開２００２−２８６４０５号公報 特開平５―２３１８５６号公報 特開平６―１６００３０号公報

厚みを測定する測定装置として用いられる、上記マイクロメータ、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、超音波式膜厚測定装置、渦電流式膜厚測定装置、及びレーザ発光等の測定機器は、温度によって測定結果が変動することから、膜厚測定時には、常に同一環境温度下において測定を行わなければならないという問題があった。また、上記渦電流式、超音波式、光学式、及びレーザフォーカス式等の測定対象部材に非接触で厚みを測定する装置では、測定対象物が基準部材に密着されず精度低下が問題となる場合があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、精度良く膜厚測定可能な厚み測定装置または厚み測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の厚み測定装置は、

＜１＞基準部材上に載置された測定対象部材の表面に当接されることにより、該基準部材表面をゼロ点とする該測定対象部材の厚みを測定する測定手段と、前記測定対象部材の厚みを測定するように前記測定手段を制御するとともに、前記測定手段と前記測定対象部材との間に該測定対象部材表面に当接されるように挿入された少なくとも厚みの異なる複数の標準部材各々の表面から前記基準部材表面までの距離を測定するように前記測定手段を制御する制御手段と、前記測定手段によって測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、前記測定手段によって特定環境条件下において予め測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、に基づいて、該特定環境条件下において測定された測定結果となるように、前記測定対象部材の厚み測定結果を補正する補正手段と、を備えている。

本発明の厚み測定装置の測定手段は、基準部材上に載置された測定対象部材の表面に当接されることにより、該基準部材表面をゼロ点とする該測定対象部材の厚みを測定する。すなわち、測定手段は、基準部材上に載置された各種部材について、基準部材表面をゼロ点として該基準部材表面から該各種部材表面までの距離を、該各種部材の厚みとして測定する。制御手段は、基準部材上に載置された測定対象部材の厚みと、基準部材表面から基準部材上に載置された測定対象部材上に載置された厚みの異なる複数の標準部材表面までの距離を測定するように測定手段を制御する。厚みの異なる複数の標準部材は、一体的に設けられていても良く、別体として設けられるようにしてもよい。
制御手段の制御によって、測定手段は、基準部材上に載置された測定対象部材の厚みと、基準部材表面から基準部材上の測定対象部材上に載置された厚みの異なる標準部材各々の表面までの距離を測定する。
補正手段は、測定手段によって測定された複数の標準部材表面から基準部材表面までの距離の差分と、特定環境条件下において測定手段によって予め測定した複数の標準部材表面から基準部材表面までの距離の差分と、に基づいて、特定環境条件下における測定結果となるように、測定対象部材の厚み測定結果を補正する。

このように、基準部材上の測定対象部材上に載置された厚みの異なる標準部材の厚みの差の測定結果と、予め特定環境条件下において求められた該厚みの異なる標準部材の厚みの差と、に基づいて、測定手段によって測定された測定対象部材の厚み測定結果を、特定環境条件下における測定結果となるように補正するので、簡易な構成で、測定環境条件の変動による影響を抑制し、精度良く測定対象部材の厚みを求めることができる。

なお、下記の厚み測定方法によって、簡易な構成で、精度良く膜厚測定可能な厚み測定方法を提供することができる。

具体的には、基準部材上に載置された測定対象部材の表面に当接されることにより該基準部材表面をゼロ点とする該測定対象部材の厚みを測定する測定手段によって該測定対象部材の厚みを測定する厚み測定方法であって、前記基準部材上に載置された測定対象部材の厚みを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記測定手段と前記測定対象部材との間に該測定対象部材上に当接されるように挿入された少なくとも厚みの異なる複数の標準部材各々の表面から前記基準部材表面までの距離を測定するように前記測定手段を制御し、前記測定手段によって測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、前記測定手段によって特定環境条件下において予め測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、に基づいて、該特定環境条件下における測定結果となるように、前記測定対象部材の厚み測定結果を補正する。

本発明の厚み測定装置及び厚み測定方法によれば、基準部材上の測定対象部材上に載置された厚みの異なる標準部材の厚みの差の測定結果と、予め特定環境条件下において求められた該厚みの異なる標準部材の厚みの差と、に基づいて、測定手段によって測定された測定対象部材の厚み測定結果を、特定環境条件下における測定結果となるように補正するので、簡易な構成で、測定環境条件の変動による影響を抑制し、精度良く測定対象部材の厚みを求めることができる、という効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の厚み測定装置１０は、膜厚センサ１２、標準部材１４、シリンダ２０、シリンダ２２、制御部２４、操作部２６、記憶部３０、及び出力部２８を含んで構成されている。

制御部２４は、厚み測定装置１０に備えられた装置各部を制御する。

膜厚センサ１２は、平板上または長尺状の基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接されることによって該測定対象部材１８の膜厚を測定する。このため、膜厚センサ１２には、基準部材１６の表面を示す位置情報が膜厚ゼロ点として予め記憶されている。

膜厚センサ１２の一例には、マイクロメータ、ダイヤルゲージ、リニアゲージ、差動トランスなど、測定対象物を選ばず、且つ接触式の膜厚計を採用することが好ましい。接触式とすることで、測定対象部材１８の、該測定対象部材１８を載置する基準部材１６からの浮きを防止することができ、測定精度の低下を抑制することができる。

本発明の厚み測定装置１０によって厚みを測定する対象となる測定対象部材１８は、シート状やベルト状等の測定対象部材１８であって、具体的には、画像形成装置に搭載される転写ベルト、及び搬送ベルト等の樹脂ベルトが挙げられるが、測定対象となる部材はこのような部材に限られるものではなく、任意に選択可能である。

シリンダ２０は、膜厚センサ１２を、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、基準部材１６と測定対象部材との間で且つ測定対象部材１８表面に当接されるように載置された（詳細後述）標準部材１４表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面または標準部材１４から離間した位置の何れかとなるように膜厚センサ１２の位置を移動する。

シリンダ２０は、円筒状のシリンダ本体３２を備えている。シリンダ本体３２は、両端に開口孔部を備え、内径が全長に渡り一定とされた円筒状に形成されている。

シリンダ本体３２内には、ピストン３４が配置されると共に、密閉された圧力室３６内に充填された空気や液体などの流体による圧力によってピストン３４を摺動可能に設けられている。シリンダ本体３２には、シリンダ本体３２の開口孔部３８を介して、一端がピストン３４に固着され、他端が膜厚センサ１２に固着された支持軸３９が設けられている。

すなわち、膜厚センサ１２は、ピストン３４に作用する液体または空気による圧力によってピストン３４がシリンダ本体３２内を摺動することで、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、基準部材１６と測定対象部材との間で且つ測定対象部材１８表面に当接されるように載置された（詳細後述）標準部材１４表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面または標準部材１４から離間した位置の何れかとなるように膜厚センサ１２の位置を移動する。

シリンダ本体３２の開口孔部３８が設けられた面の他端面には、開口孔部３５及び開口孔部３７が設けられている。圧力室３６は、この開口孔部３７とパイプ４０を介してコンプレッサー４２に連通されている。パイプ４０には、開口孔部３７とコンプレッサー４２との間に、コンプレッサー４２により圧縮空気または圧縮液体を、開口孔部３７を介して圧力室３６へ導入されることを阻止または解放するための電磁弁４４が設けられている。

また、圧力室３６は、開口孔部３５及びパイプ４６を介して、シリンダ本体３２外部へ解放されている。このパイプ４６には、圧力室３６内の空気または液体をシリンダ本体３２の外部へ排出または排出阻止するための電磁弁４８が設けられている。

電磁弁４８、電磁弁４４、及びコンプレッサー４２は、制御部２４と信号授受可能に接続されている。

制御部２４によって、電磁弁４８を閉じるように制御すると共に電磁弁４４を解放するように制御した後に、コンプレッサー４２によってパイプ４０を通じて密閉された圧力室３６内へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する。これによって、ピストン３４がシリンダ本体３２内を基準部材１６方向へと移動し、ピストン３４に支持軸３９を介して支持されている膜厚センサ１２が基準部材１６に載置された測定対象部材１８、基準部材１６と測定対象部材１８との間で且つ測定対象部材１８表面に当接されるように載置された（詳細後述）標準部材１４表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面または標準部材１４から離間した位置の何れかとなるように膜厚センサ１２の位置へと移動する。膜厚センサ１２の標準部材１４または測定対象部材１８と当接する端面近傍には、制御部２４に信号授受可能に接続されたセンサ４９が設けられており、制御部２４は、センサ４９からの入力信号に基づいて、標準部材１４表面または測定対象部材１８に膜厚センサ１２が当接されたことを判別可能に構成されている。

反対に、制御部２４によって、電磁弁４４を閉じるように制御すると共に、電磁弁４８を解放するように制御することにより、圧力室３６内の圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体がパイプ４６を介してシリンダ本体３２外部へ排出されると、ピストン３４がシリンダ本体３２内を基準部材１６の反設置方向へと移動されて、膜厚センサ１２が標準部材１４または測定対象部材１８と当接される位置から離間された位置へと移動された状態となる。

この膜厚センサ１２が標準部材１４または測定対象部材１８と当接される位置から移動して離間された位置へと到達したことを検知するために、膜厚センサ１２のシリンダ本体３２の外表面との対向面には、制御部２４に信号授受可能に接続されたセンサ４７が設けられている。

制御部２４は、センサ４７からの入力信号に基づいて、膜厚センサ１２が標準部材１４または測定対象部材１８と当接される位置から移動して離間された位置へと到達したことを判別可能に構成されている。

標準部材１４は、厚みの異なる複数の領域を備えている。標準部材１４としては、温度や湿度などの環境変動による厚みの変動が少なく、且つ膜厚センサ１２によって当接されたときに歪みが無く且つ基準部材１６上に載置された測定対象部材１８上に載置されたときに該測定対象部材１８を傷つけない程度の硬度を有する部材である。

なお、標準部材１４は、厚みの異なる複数の部材としてもよく、厚みの異なる複数の部材が一体的に設けられた構成としてもよい。また、標準部材１４の形状は、厚みが所定の厚みとなるような厚み一定の領域を複数含むものであればよく、特に限定されるものではないが、膜厚センサ１２による測定精度の低下の抑制及び、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面へのキズを抑制するために該測定対象部材１８上に載置される面（以下、載置面という）が平坦で且つ、該載置面に対向する面が階段状となるように、複数の円柱状の部材が階段状に一体的に設けられた構成であってもよい。また、同一部材により、厚みの異なる複数領域を有するような標準部材１４であってもよい。

このような標準部材１４の材質としては、平端で傷つきにくいものがよく、厚さ０.０５ｍｍ乃至約０.７ｍｍの標準部材１４を用いる場合には、ポリエステルフイルムを用いることが好ましく、厚さ０．５ｍｍ以上の標準部材１４を用いる場合には、セラミック材を用いることが好ましく、厚さ１ｍｍ以上の標準部材１４を用いる場合にはベーク板、を用いることが好ましい。なお、標準部材１４として、セラミック材を用いると、加工形成のしやすさの点から好ましい。

本実施の形態では、標準部材１４は、円盤状の部材であり、図２（Ａ）に示すように第1の厚みの標準部材１４Ａ、標準部材１４Ａとは厚みの異なる標準部材１４Ｂ、及び開口孔部１４Ｃを含んで構成されている。

標準部材１４は、図２（Ａ）に示す標準部材１４のＡ―Ａ’断面図である図２（Ｂ）に示されるように、標準部材１４Ａと標準部材１４Ｂとは、異なる厚みを有し、且つ厚み方向の一端面が互いに同一平面（以下、適宜基準面と称する）となるように構成されている。

なお、本実施の形態では、標準部材１４Ａの厚みより標準部材１４Ｂの厚みの方が大きいものとして説明するが、標準部材１４は複数の異なる厚みを有する複数の部材によって構成、または段階的に厚みの異なる複数領域を有する部材であればよく、このような形態に限られるものではない。

シリンダ２２は、標準部材１４を、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面から離間した位置の何れかとなるように標準部材１４の位置を移動する。

シリンダ２２は、円筒状のシリンダ本体５２を備えている。シリンダ本体５２は、両端に開口孔部を備え、内径が全長に渡り一定とされた円筒状に形成されている。

シリンダ本体５２内には、ピストン５４が配置されると共に、密閉された圧力室５６内に充填された空気や液体による圧力によってピストン５４を摺動可能に設けられている。シリンダ本体５２には、シリンダ本体５２の開口孔部５８を介して、一端がピストン５４に固着され、他端が標準部材１４に固着された支持軸５９が設けられている。

図２（Ａ）に示すように、支持軸５９の他端は、円盤状の標準部材１４の円中心に同軸となるように固定されている。

標準部材１４は、膜厚センサ１２と同様に、ピストン５４に作用する液体または空気等の流体による圧力によってピストン５４がシリンダ本体５２内を摺動することで、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面から離間した位置の何れかとなるように位置移動する。

シリンダ本体５２の開口孔部５８が設けられた面の他端面には、開口孔部５５及び開口孔部５７が設けられている。圧力室５６は、この開口孔部５７とパイプ６０を介してコンプレッサー６２に連通されている。パイプ６０には、開口孔部５７とコンプレッサー６２との間に、コンプレッサー６２により圧縮空気または圧縮液体を、開口孔部５７を介して圧力室５６へ導入されることを阻止または解放するための電磁弁６４が設けられている。

また、圧力室５６は、開口孔部５５及びパイプ６６を介して、シリンダ本体５２外部へ解放されている。このパイプ６６には、圧力室５６内の空気または液体をシリンダ本体５２の外部へ排出または排出阻止するための電磁弁６８が設けられている。

電磁弁６８、電磁弁６４、及びコンプレッサー６２は、制御部２４と信号授受可能に接続されている。

制御部２４によって、電磁弁６８を閉じるように制御すると共に電磁弁６４を解放するように制御した後に、コンプレッサー６２によってパイプ６０を通じて密閉された圧力室５６内へ圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体を圧入する。これによって、ピストン５４がシリンダ本体５２内を基準部材１６方向へと移動し、ピストン５４に支持軸５９を介して支持されている標準部材１４が基準部材１６に載置された測定対象部材１８に当接された位置となるように移動する。標準部材１４の測定対象部材１８と当接する端面近傍には、制御部２４に信号授受可能に接続されたセンサ６９が設けられており、制御部２４は、センサ６９からの入力信号に基づいて、測定対象部材１８表面に標準部材１４が当接されたことを判別可能に構成されている。

反対に、制御部２４によって、電磁弁６４を閉じるように制御すると共に、電磁弁６８を解放するように制御することにより、圧力室５６内の圧縮空気、圧縮ガス、または圧縮液体がパイプ６６を介してシリンダ本体５２外部へ排出されると、ピストン５４がシリンダ本体５２内を基準部材１６の反設置方向へと移動されて、標準部材１４が測定対象部材１８に当接された位置から離間された位置へと移動された状態となる。

この標準部材１４が測定対象部材１８と当接される位置から移動して離間された位置へと到達したことを検知するには、制御部２４は、センサ６９からの検知信号が未入力状態であることを判別することによって判断することができる、

支持軸５９の標準部材１４に支持された端部に対して他端側の端部には、支持軸５９を軸中心に回転駆動するためのモータ等のモータ６７が設けられている。モータ６７は、制御部２４に信号授受可能に接続されている。

制御部２４の制御によってモータ６７が駆動されることにより、支持軸５９の回転が制御されることで、支持軸５９の一端に固定された標準部材１４は所定方向に回転制御されると共に、回転角度及び回転停止が制御される。

また、標準部材１４は、制御部２４の制御によって、支持軸５９に固定された回転中心を中心として、回転可能に設けられると共に、基準部材１６に載置された測定対象部材１８との対向面が測定対象部材１８に当接された位置、または該測定対象部材１８から離間された位置の何れかとなるように位置を変更可能に設けられている。

なお、標準部材１４は、膜厚センサ１２と、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８との間に挿入された状態となるように設けられている。このため、図３（Ｂ）に示すように、標準部材１４が回転中心を中心に回転されると、膜厚センサ１２と基準部材１６上に載置された測定対象部材１８との間に標準部材１４の標準部材Ａが挿入された状態、図３（Ｃ）に示すように、標準部材１４の標準部材１４Ｂが挿入された状態、及び図３（Ａ）に示すように標準部材１４の開口孔部１４Ｃが位置する（すなわち、膜厚センサ１２が直接測定対象部材１８に当接可能な状態）状態、の何れかの状態となる。

このように、標準部材１４が、回転中心を中心として回転可能に設けられると共に、シリンダ２２によって基準部材１６上に載置された測定対象部材１８に当接された位置、または離間された位置に移動可能に設けられ、図３（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）に示すように膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に適宜標準部材１４の異なる厚みの領域（部材）が挿入または未挿入の状態とされ、更に、膜厚センサ１２がシリンダ２２によって基準部材１６上に載置された測定対象部材に当接された位置、測定対象部材１８上に載置された位置へと移動可能に設けられており、これらの位置及び回転制御が制御部２４によって行われる。

なお、標準部材１４は、基準部材１６との対向面が基準部材１６の対向盤面に対して平行な状態となるように維持されたまま、所定方向に回転されるものとする。

このような構成とすることにより、本発明の厚み測定装置１０では、図４に示すように、膜厚センサ１２が、基準部材１６の表面を膜厚ゼロ点として、該基準部材１６上に載置された測定対象部材１８の厚み７０、基準部材１６の表面から測定対象部材１８上に載置された標準部材１４Ａ表面までの距離７２（すなわち、測定対象部材１８の厚みに標準部材１４Ａの厚みを加算した値）、基準部材１６の表面から測定対象部材１８上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの距離７４（すなわち、測定対象部材１８の厚みに標準部材１４Ｂの厚みを加算した値）各々を測定することが可能となるように構成されている。

上記操作部２６、上記出力部２８、及び上記記憶部３０は、制御部２４に信号授受可能に接続されている。

操作部２６は、厚み測定装置１０に対してユーザが厚み測定指示等の各種指示入力を行うときに操作され、一例には、キーボードやタッチパネル等がある。出力部２８は、厚み測定装置１０による測定対象部材１８の厚み測定結果や各種情報を、厚み測定装置１０外部に出力する。出力部２８の一例には、プリンタ等の画像形成装置や、外部装置と接続するための通信部、ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示装置等が挙げられる。

記憶部３０は、図５に示す処理ルーチンや各種データを予め記憶するとともに、特定環境条件下において本発明の厚み測定装置１０によって測定された標準部材Ａの厚みと標準部材Ｂの厚みとの差分を基準差分として予め記憶する。

この特定環境条件とは、予め定められた温度、湿度などの環境を示し、本実施の形態では、２５℃の環境温度下において測定された測定結果を基準差分として予め記憶するものとして説明するが、このような環境に限られるものではなく任意に設定することが可能である。また、記憶部３０は、膜厚センサ１２によって測定された測定結果を一次的に記憶する。

なお、図示は省略するが、厚み測定装置１０は、標準部材１４Ｂと膜厚センサ１２とが上述のような所定距離を空けた状態で保持された状態で、基準部材１６の長尺方向または該長尺方向に直交する方向（幅方向）に移動可能に設けられるようにしてもよい。

この場合には、シリンダ２０及びシリンダ２２を、所定距離を空けた状態となるように図示を省略するリニアガイドに固定する。そして、該リニアガイドが、図示を省略する基準部材１６の長尺方向に沿って伸び且つ基準部材１６の平行となるように設けられた長尺状のレール（図示省略）の長尺方向に移動可能に支持されるようにする。そして、リニアガイドに制御部２４に信号授受可能に支持されたモータ（図示省略）を設けるようにし、制御部２４の制御によってモータを駆動するようにすれば良い。

このようにすれば、膜厚センサ１２と標準部材１４Ｂとを、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８の長尺方向または幅方向の一端から他端に渡って移動させることが可能となり、測定対象部材１８の厚みを幅方向または長尺方向の一端から他端に渡って測定可能に構成することができる。

なお、上記標準部材１４（標準部材１４Ａ、標準部材１４Ｂ）が、本発明の標準部材に相当し、基準部材１６が、本発明の基準部材に相当し、膜厚センサ１２が、本発明の測定手段に相当する。
また、制御部２４が、本発明の制御手段及び補正手段に相当する。

次に、膜厚測定時に制御部２４で実行される処理を説明する。

なお、膜厚測定前に、基準部材１６上に測定対象となる測定対象部材１８が載置されているものとして説明する。また、初期状態（厚み測定装置１０の装置各部に電力供給が開始された直後の状態）では、標準部材１４は基準部材１６上に載置された測定対象部材１８から離間された状態であり、且つ標準部材１４の開口孔部１４Ｃが、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に挿入された状態となっているものとして説明する。

厚み測定装置１０の図示を省略する電源スイッチがユーザによって操作され、厚み測定装置１０の装置各部に電力が供給されると、制御部２４では所定時間毎に図５に示す処理ルーチンが実行されてステップ１００に進む。

ステップ１００では、操作部２６から測定開始指示を示す信号が入力されるまで否定判断を繰り返し、肯定されるとステップ１０２へ進む。ステップ１００の判断は、操作部２６がユーザによって操作指示されて測定開始指示を示すボタン等が操作指示されることによって入力される操作開始指示を示す信号入力を判別することによって判断可能である。

ステップ１０２では、膜厚センサ１２を、基準部材１６に載置された測定対象部材１８に当接させるようにシリンダ２０を制御する。ステップ１０２の制御によって、図３（Ａ）に示されるように、膜厚センサ１２は基準部材１６に載置された測定対象部材１８に当接された状態となる。

次のステップ１０３では、膜厚センサ１２に膜厚測定開始を示す指示信号を出力する。膜厚測定開始を示す指示信号が入力されると、膜厚センサ１２は、予め記憶した基準部材１６の表面を膜厚ゼロ点として測定対象部材１８の厚み（膜厚）（図４厚み７０参照）を測定する。

次のステップ１０４では、膜厚センサ１２によって測定された測定対象部材１８の厚み測定結果を読み取り、次のステップ１０６において、読み取った測定対象部材１８の厚み測定結果を記憶部３０に記憶する。

次のステップ１０８では、膜厚センサ１２を測定対象部材１８に当接された位置から離間された位置へと移動するようにシリンダ２０を制御する。ステップ１０８の処理によって、膜厚センサ１２は測定対象部材１８の表面から離間された状態となる。

次のステップ１１０では、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に、標準部材１４の標準部材１４Ａが挿入された状態となるように、標準部材１４を所定角度回転するように、モータ６７を制御する。

次のステップ１１２では、標準部材１４Ａ（の基準面）が、基準部材１６に載置された測定対象部材１８表面に当接されるように、シリンダ２２を制御する。ステップ１１２の処理によって、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に、標準部材１４の標準部材１４Ａが挿入され且つ標準部材１４（標準部材１４Ａ）が測定対象部材１８上に当接されて載置された状態となる。

次のステップ１１４では、膜厚センサ１２を標準部材１４の標準部材１４Ａに当接されるようにシリンダ２０を制御する。ステップ１１４の処理によって、図３（Ｂ）に示すように、膜厚センサ１２が、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８上に載置された標準部材１４Ａに当接された状態となる。

次のステップ１１５では、膜厚センサ１２の測定開始を示す指示信号を出力する。ステップ１１５の処理によって、測定開始指示を示す指示信号が入力されると、膜厚センサ１２は、基準部材１６の表面から標準部材１４Ａ表面までの厚み（図４中厚み７２参照）を測定する。

次のステップ１１６では、上記ステップ１１５の処理によって膜厚センサ１２によって測定された測定結果（基準部材１６の表面から標準部材１４Ａ表面までの厚み）を読み取り、次のステップ１１８において、記憶部３０に測定結果を記憶する。

次のステップ１２０では、膜厚センサ１２を標準部材１４Ａに当接された位置から離間された位置へと移動するようにシリンダ２０を制御する。ステップ１２０の処理によって、膜厚センサ１２は標準部材１４Ａの表面から離間された状態となる。

次のステップ１２２では、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に、標準部材１４の標準部材１４Ｂが挿入された状態となるように、標準部材１４を所定角度回転するように、モータ６７を制御する。

次のステップ１２４では、標準部材１４Ｂ（の基準面）が、基準部材１６に載置された測定対象部材１８表面に当接されるように、シリンダ２２を制御する。ステップ１２４の処理によって、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に、標準部材１４の標準部材１４Ｂが挿入され且つ標準部材１４（標準部材１４Ｂ）が測定対象部材１８上に当接されて載置された状態となる。

次のステップ１２６では、膜厚センサ１２を標準部材１４の標準部材１４Ｂに当接されるようにシリンダ２０を制御する。ステップ１２６の処理によって、図３（Ｃ）に示すように、膜厚センサ１２が、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８上に載置された標準部材１４Ｂに当接された状態となる。

次のステップ１２７では、膜厚センサ１２の測定開始を示す指示信号を出力する。ステップ１２７の処理によって、測定開始指示を示す指示信号が入力されると、膜厚センサ１２は、基準部材１６の表面から標準部材１４Ｂ表面までの厚み（図４中厚み７４参照）を測定する。

次のステップ１２８では、上記ステップ１２７の処理によって膜厚センサ１２によって測定された測定結果（基準部材１６の表面から標準部材１４Ｂ表面までの厚み）を読み取り、次のステップ１３０において、記憶部３０に測定結果を記憶する。

次のステップ１３２では、上記ステップ１０６、上記ステップ１１８、及び上記ステップ１３０各々で記憶部３０に記憶した、基準部材１６の表面から測定対象部材１８表面までの厚みと、基準部材１６の表面から標準部材１４Ａ表面までの厚みと、基準部材１６の表面から標準部材１４Ｂ表面までの厚みと、を記憶部３０から読み取り、次のステップ１３４において、膜厚補正係数を算出する。

ここで、本発明で用いる膜厚補正係数とは、測定対象部材１８の膜厚の測定結果を補正するための補正係数を示す。

膜厚補正値は、下記式（１）によって算出される。

[式]
Ｈ＝｛（Ｂ−Ａ）―（ｂ−ａ）｝／（ｂ―ａ） 式（１）

上記式（１）中、Ｈは、補正係数を示し、ｂは特定環境条件下において本発明の厚み測定装置１０によって測定された標準部材Ｂの厚みを示し、ａは特定環境条件下において本発明の厚み測定装置１０によって測定された標準部材Ａの厚みを示している。また、Ａは特定環境条件下において本発明の厚み測定装置１０によって測定された基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面までの厚みを示し、Ｂは特定環境条件下において本発明の厚み測定装置１０によって測定された、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの厚みを示している。

なお、上記式（１）中、（ｂ−ａ）の値は、上述のように、特定環境条件下において予め測定され、記憶部３０に記憶されている。

次のステップ１３６では、上記ステップ１３４で算出した膜厚補正係数に基づいて、上記ステップ１０６で記憶部３０に記憶した、測定対象部材１８の厚み測定結果を補正する。

測定対象部材１８の厚み測定結果の補正は、下記式（２）によって算出される。

[式]
Ｔ＝Ｃ／（１＋Ｈ） 式（２）

上記式（２）中、Ｈは、補正係数を示し、Ｃは、上記ステップ１０２からステップ１０４の処理によって測定した測定対象部材１８の膜厚測定結果を示し、Ｔは、補正係数によって補正された膜厚測定結果（以下、膜厚補正値という）を示す。

上記ステップ１３４及びステップ１３６の処理によって、特定環境条件下における測定結果となるように、上記ステップ１０２からステップ１０４の処理によって測定された測定対象部材１８の膜厚測定結果を補正することができる。

すなわち、上記ステップ１３４乃至ステップ１３６の処理によって、常に同一環境下において測定された測定結果となるように、膜厚測定結果を補正することができる。

次のステップ１３８では、上記ステップ１３６で算出した膜厚補正値を、出力部２８から出力する。

ステップ１３８の処理によって、算出した膜厚補正値がＬＣＤ等の表示装置に表示、記録媒体等に印刷、または外部装置へと転送され、算出した膜厚補正値を装置外部へ提示することができる。

次のステップ１４０では、上記ステップ１０６、ステップ１１８、及びステップ１３０の処理によって記憶部３０に記憶した各測定結果を記憶部３０からクリアする。

次のステップ１４２では、膜厚センサ１２を標準部材１４Ｂに当接された位置から離間された位置へと移動するようにシリンダ２０を制御する。ステップ１２０の処理によって、膜厚センサ１２は標準部材１４Ｂの表面から離間された状態となる。

次のステップ１４４では、膜厚センサ１２と測定対象部材１８との間に、標準部材１４の開口孔部１４Ｃが挿入された状態となるように、標準部材１４を所定角度回転するように、モータ６７を制御した後に、本ルーチンを終了する。

なお、上記ステップ１０２からステップ１３０の処理が、本発明の制御手段の機能に相当し、上記ステップ１３２からステップ１３８の処理が、本発明の補正手段の機能に相当する。

上記ステップ１００乃至ステップ１４４の処理ルーチンが実行されることによって、例えば、膜厚センサ１２として、測定された電圧値に基づいて膜厚（厚み）を得る接触式のセンサである場合に、特定環境条件として温度ｔ℃の環境下において、基準部材１６表面から基準部材１６の上に載置された標準部材１４Ａ表面及び標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値との関係は、線図８２（図６参照）によって示される。

一方、特定環境条件における温度ｔ℃より例えば２℃低い温度（ｔ−２）℃の環境条件下において、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面及び標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値との関係は、線図８０（図６参照）によって示される。

このように、実際には標準部材１４Ａと標準部材１４Ｂとの厚みの差は、一定であるにもかかわらず、環境温度の変動により測定された厚みの差は変動する。なお、膜厚センサ１２の測定結果は、膜厚センサ１２の種類により異なる変動を示す。

本発明の厚み測定装置１０では、環境温度の変動による厚み測定結果を相殺するように、特定環境温度下における測定結果となるように、特定環境条件下で測定された標準部材１４Ａと標準部材１４Ｂとの厚みの差に基づいて、測定対象部材１８の厚み測定結果を補正するので、精度良く測定対象部材１８の厚みを測定することができる。

具体的には、図６中、線図８２上、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値は、測定点ａにより示され、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値は、測定点ｂにより示される。

また、線図８０上、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値は、測定点Ａにより示され、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値は、測定点Ｂにより示される。また、線図８２上、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による出力値（出力電圧）と、該出力電圧に対応する膜厚（厚み）値は、測定点Ｃにより示さる。

特定環境条件を２５℃とし、該特定環境条件下において、本発明の厚み測定装置１０により、予め基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面までの距離を測定したところ、膜厚センサ１２による膜厚測定結果は１０．０μｍであり、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による測定結果は２０．０μｍであった。

ここで、環境条件を２６℃とし、該環境条件下において、本発明の厚み測定装置１０により、予め基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ表面までの距離を測定したところ、膜厚センサ１２による膜厚測定結果は９０．９μｍであり、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による測定結果は１０１．０μｍであった。また、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の表面までの厚みを測定したところ８０．８μｍであった。

本発明の厚み測定装置によれば、補正係数（Ｈ）は、下記演算により求められ、

Ｈ＝｛（１０１.０−９９．９）―（２０.０―１０.０）｝／（２０.０−１０.０）＝０．０１

補正係数（Ｈ）は、０．０１となることから、２６℃の環境条件下において測定された測定対象部材１８の厚み８０．８μｍを、特定環境条件２５℃において測定した厚みとなるように補正した膜厚補正値（Ｔ）は、下記演算によって求められ、

Ｔ＝８０．８／（１＋０．０１）＝８０.０

すなわち、特定環境条件２５℃において測定した厚みとなるように補正した膜厚補正値（Ｔ）として、８０.０μｍを得ることができる。

同様に、特定環境条件を２５℃とし、該標準部材１４Ａ及び該標準部材１４Ｂとは異なる厚み差を有する２種の標準部材（標準部材Ａ１、標準部材Ｂ１とする）を用い、該特定環境条件下において、本発明の厚み測定装置１０により、予め基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ１表面までの距離を測定したところ、膜厚センサ１２による膜厚測定結果は１０μｍであり、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ１表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による測定結果は３０μｍであった。

ここで、環境条件を２８℃とし、該環境条件下において、本発明の厚み測定装置１０により、予め基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ａ１表面までの距離を測定したところ、膜厚センサ１２による膜厚測定結果は９１．１４μｍであり、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の上に載置された標準部材１４Ｂ１表面までの距離を測定したときの膜厚センサ１２による測定結果は１１０．７４μｍであった。また、基準部材１６表面から基準部材１６上の測定対象部材１８の表面までの厚みを測定したところ８１．３４μｍであった。

本発明の厚み測定装置によれば、補正係数（Ｈ）は、下記演算により求められ、

Ｈ＝｛（１１０．７４−９１．１４）―（３０.０―１０.０）｝／（３０.０−１０.０）＝―０．０２

補正係数（Ｈ）は、―０．０２となることから、２８℃の環境条件下において測定された測定対象部材１８の厚み８１．３４μｍを特定環境条件２５℃において測定した厚みとなるように補正した膜厚補正値（Ｔ）は、下記演算によって求められ、

Ｔ＝８１．３４／（１―０．０２）＝８３.０

すなわち、特定環境条件２５℃において測定した厚みとなるように補正した膜厚補正値（Ｔ）として、８３.０μｍを得ることができる。

ここで、同一の厚み測定装置において、特定環境条件２５℃において基準部材１６表面に載置された該測定対象部材１８の厚みを測定したところ、測定対象部材１８の厚みとして、上記補正値と同一の８３.０μｍを得ることができた。

以上説明したように、本発明の厚み測定装置１０では、測定対象部材１８の厚みを測定するときに、基準部材１６の上に載置された測定対象部材１８上に当接（載置）されるように挿入された厚みの異なる複数の標準部材１４（１４Ａ、１４Ｂ）各々の表面から基準部材１６表面までの距離の測定結果に基づいた該距離の差分と、該厚み測定装置１０において予め特定環境条件下における、基準部材１６の上に載置された測定対象部材１８上に当接（載置）されるように挿入された厚みの異なる複数の標準部材１４（１４Ａ、１４Ｂ）各々の表面から基準部材１６表面までの距離の測定結果に基づいて予め測定された該距離の差分と、の比較結果に基づいて、膜厚センサ１２によって測定した膜厚測定結果を補正する。

従って、膜厚センサ１２によって測定した膜厚測定結果を、特定環境条件下における測定結果となるように補正することができるので、温度等の環境変化に依存されずに厚みを測定することができる。

また、同一環境条件下における測定結果となるように膜厚センサ１２による厚み測定結果を補正する方法として、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８上に載置された厚みの段階的に異なる標準部材１４を用いて、標準部材１４の厚みの差に基づいて補正を行うので、温度のみではなく、膜厚センサ１２の測定結果の変動要因となるような温度以外の環境（例えば湿度）の変動にも影響を受けず、同一環境条件下における膜厚測定結果を精度良く得ることが可能となる。

また、環境変動を測定するための専用のセンサや測定装置搭載を必要としないので、簡易な構成で精度良く膜厚測定結果を得ることができる。

また、従来方式では、測定対象部材１８として周長１２００ｍｍの転写ベルトの膜厚を全周長に渡って測定した場合に、一点の膜厚測定に例えば５秒要するとすると、全周長測定するためには１時間４０分（５秒×１２０点）要することから、この間に温度変動等の環境条件の変動が発生し、正確な厚み測定結果を得ることが困難であると考えられるが、本発明の厚み測定装置１０によれば、標準部材１４の厚みの差に基づいて算出した補正係数に基づいて同一の環境条件下における測定結果となるように、膜厚センサ１２の測定結果を補正することができるので、精度良く測定対象部材１８の厚みを測定することができる。

なお、本実施の形態では、測定対象部材１８の厚みを測定するときに、測定対象部材１８と膜厚センサ１２との間に標準部材１４Ａ及び標準部材１４Ｂを挿入して標準部材１４Ａと標準部材１４Ｂとの厚みの差を求めて補正係数を算出する場合を説明したが、所定時間毎に、測定対象部材１８と膜厚センサ１２との間に標準部材１４Ａ及び標準部材１４Ｂを挿入して標準部材１４Ａと標準部材１４Ｂとの厚みの差を求めて補正係数を算出するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、膜厚センサ１２を、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、基準部材１６と測定対象部材との間で且つ測定対象部材１８表面に当接されるように載置された（詳細後述）標準部材１４表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面または標準部材１４から離間した位置の何れかとなるように膜厚センサ１２の位置を移動させるために、シリンダ２０を用いる場合を説明したが、膜厚センサ１２が上述のような位置に移動可能に設けられ且つ上記位置制御が可能な構成であればよく、移動するための部材としてシリンダ以外の公知の部材を用いるようにしてもよい。

同様に、本実施の形態では、標準部材１４は、シリンダ２２によって、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８表面に当接された位置、または測定対象部材１８表面から離間した位置の何れかとなるように標準部材１４の位置を移動される場合を説明したが、標準部材１４が上述のような位置となるように移動可能に設けられ且つ上記位置移動制御が可能な構成であればよく、移動するための部材としてシリンダ以外の公知の部材を用いるようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、標準部材１４は、膜厚センサ１２と、基準部材１６上に載置された測定対象部材１８との間に挿入され且つ測定対象部材１８上に載置（当接）された状態となるように設けるために、上記シリンダ２２による制御と共に、標準部材１４を、回転中心を中心に回転可能に設けるとともに、回転角度を制御することにより、膜厚センサ１２と基準部材１６上に載置された測定対象部材１８との間に標準部材１４の標準部材Ａが挿入された状態、標準部材１４の標準部材１４Ｂが挿入された状態、及び標準部材１４の開口孔部１４Ｃが位置する（すなわち、膜厚センサ１２が直接測定対象部材１８に当接可能な状態）状態、の何れかの状態となるように制御する場合を説明したが、このような形態に限られるものではない。

例えば、膜厚センサ１２と基準部材１６上に載置された測定対象部材１８との間に標準部材１４の標準部材Ａが挿入され且つ測定対象部材１８上に載置された状態、標準部材１４の標準部材１４Ｂが挿入され且つ測定対象部材１８上に載置された状態、及び膜厚センサ１２が直接測定対象部材１８に当接可能な状態、の何れかの状態となるように、標準部材１４Ａ、標準部材１４Ｂを、基準部材１６の長尺方向に沿った方向及び測定対象部材１８に近接する方向または離間する方向に適宜移動制御するようにしてもよい。

本発明の厚み測定装置を示す模式図である。 （Ａ）本発明の厚み測定装置における、標準部材の一例を示す模式図である。 （Ｂ）図２（Ａ）に示す標準部材のＡ―Ａ’断面図を示す模式図である。 本発明の厚み測定装置において、（Ａ）は、基準部材上に載置された測定対象部材上に当接された膜厚センサ１２を示す模式図であり、（Ｂ）は、基準部材上の測定対象部材上に載置された標準部材１４Ａに当接された膜厚センサ１２を示す模式図であり、（Ｃ）は、基準部材上の測定対象部材上に載置された標準部材１４Ｂに当接された膜厚センサ１２を示す模式図である。 本発明の厚み測定装置において、基準部材上に載置された測定対象部材上に載置された状態の標準部材を示す模式図である。 本発明の厚み測定装置の制御部で実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の厚み測定装置において、環境温度の異なる状態における膜厚センサによる出力値と出力値に基づいて求めた膜厚値（厚み）との関係を示す線図である。

符号の説明

１０ 厚み測定装置
１２ 膜厚センサ
２４ 制御部

Claims (2)

1. 基準部材上に載置された測定対象部材の表面に当接されることにより、該基準部材表面をゼロ点とする該測定対象部材の厚みを測定する測定手段と、
   前記測定対象部材の厚みを測定するように前記測定手段を制御するとともに、前記測定手段と前記測定対象部材との間に該測定対象部材表面に当接されるように挿入された少なくとも厚みの異なる複数の標準部材各々の表面から前記基準部材表面までの距離を測定するように前記測定手段を制御する制御手段と、
   前記測定手段によって測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、前記測定手段によって特定環境条件下において予め測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、に基づいて、該特定環境条件下において測定された測定結果となるように、前記測定対象部材の厚み測定結果を補正する補正手段と、
   を備えた厚み測定装置。
2. 基準部材上に載置された測定対象部材の表面に当接されることにより該基準部材表面をゼロ点とする該測定対象部材の厚みを測定する測定手段によって該測定対象部材の厚みを測定する厚み測定方法であって、
   前記基準部材上に載置された測定対象部材の厚みを測定するように前記測定手段を制御すると共に、前記測定手段と前記測定対象部材との間に該測定対象部材上に当接されるように挿入された少なくとも厚みの異なる複数の標準部材各々の表面から前記基準部材表面までの距離を測定するように前記測定手段を制御し、
   前記測定手段によって測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、前記測定手段によって特定環境条件下において予め測定された複数の前記標準部材表面から前記基準部材表面までの距離の差分と、に基づいて、該特定環境条件下における測定結果となるように、前記測定対象部材の厚み測定結果を補正する、
   厚み測定方法。

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