JP2008051549A - Film thickness measuring device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばグラビア印刷ロール等の回転ロールにおいて、電気メッキ中のメッキ膜厚をインラインで測定するための膜厚測定装置及び方法に関する。 The present invention relates to a film thickness measuring apparatus and method for measuring in-line the plating film thickness during electroplating in a rotating roll such as a gravure printing roll.
一般に、グラビア印刷ロールの版表面は、耐摩耗性を向上させるため、電気メッキ法によるクロムメッキ膜を形成している。このクロムメッキ膜の厚さは、以下の式（１）により決定される。 In general, the plate surface of the gravure printing roll is formed with a chromium plating film by electroplating in order to improve wear resistance. The thickness of this chromium plating film is determined by the following equation (1).
したがって、版表面に所望のクロムメッキ厚を得るには、クロムメッキ装置に投入する印刷ロールの大きさ（ロール表面積）に応じた電流密度及びメッキ時間を設定すればよいことになる。 Therefore, in order to obtain a desired chrome plating thickness on the plate surface, the current density and plating time corresponding to the size of the printing roll (roll surface area) to be put into the chrome plating apparatus may be set.
また、印刷ロールの膜厚を測定する装置ではないものの、シート上に塗工する皮膜厚さが常に一定であるか否かを監視するための皮膜厚さ測定モニター装置が特許文献１に開示されている。
しかしながら、上述した式（１）に示すロール表面積［ｍｍ２］は、ロール母材の大きさから求めた概算であり、実際の印刷ロール表面には、無数の微小の凹凸（セル）により形成された絵柄を有しているものの、この絵柄によって増加した表面積が考慮されていない。 However, the roll surface area [mm 2 ] shown in the above formula (1) is an approximation obtained from the size of the roll base material, and is formed on the actual printing roll surface by countless minute irregularities (cells). The surface area increased by this pattern is not considered.
したがって、同一面長、同一周長の印刷ロールでも絵柄面積が異なると、同一の電流密度［Ａ／ｄｍ２］及び同一のメッキ時間［分］に設定したとしても同じクロムメッキ厚を得ることができないという問題がある。 Therefore, even if printing rolls having the same surface length and the same circumference have different pattern areas, the same chrome plating thickness can be obtained even when the same current density [A / dm 2 ] and the same plating time [minute] are set. There is a problem that you can not.
また、上記式（１）が成立するには、メッキ装置における製造条件が常に同じ状態で維持されていることを前提としているが、メッキ液の組成、液温の変動、あるいは陽極、陰極のメタル部分の劣化による電流抵抗値の変化等、常に一定の製造条件になっているとは限らない。 In order to establish the above formula (1), it is assumed that the manufacturing conditions in the plating apparatus are always maintained in the same state. However, the composition of the plating solution, the fluctuation of the solution temperature, or the metal of the anode and cathode The manufacturing conditions are not always constant, such as a change in the current resistance value due to deterioration of the portion.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転ロール全般における膜厚を正確に測定することのできる膜厚測定装置及び方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a film thickness measuring apparatus and method capable of accurately measuring the film thickness in the entire rotating roll. .
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、回転ロール表面の膜厚を測定する膜厚測定装置であって、前記回転ロール表面の変位量を面にて検出する変位量検出手段と、前記回転ロール表面の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転ロール表面の変位量及び前記回転ロール表面の回転速度に基づいて前記膜厚の変化量を算出する膜厚算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a film thickness measuring device for measuring the film thickness of the surface of the rotating roll, and a displacement amount detecting means for detecting the amount of displacement of the surface of the rotating roll on the surface. A rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the surface of the rotating roll; a film thickness calculating means for calculating the amount of change in the film thickness based on the amount of displacement of the surface of the rotating roll and the rotation speed of the surface of the rotating roll; It is characterized by providing.
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の膜厚測定装置において、前記変位量検出手段は、電気メッキ中の回転ロールにおける版面に面で当接する当接部材と、前記当接部材を介して版面の変位量を検出する変位センサとを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to the first aspect, the displacement amount detecting means includes a contact member that makes contact with the plate surface of the rotating roll during electroplating, and the contact member. And a displacement sensor for detecting a displacement amount of the printing plate.
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の膜厚測定装置において、前記当接部材と前記変位センサとが一体に構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the film thickness measuring device according to claim 2, wherein the contact member and the displacement sensor are integrally formed.
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置において、前記変位センサは、前記版面の局部における変位量を検出し、前記膜厚算出手段は、前記変位量に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, the displacement sensor detects a displacement amount at a local portion of the printing plate, and the film thickness calculating means includes: A change amount of the plating film thickness is calculated based on the displacement amount.
請求項５に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置において、前記変位センサは、前記版面の周方向の複数箇所における変位量を検出し、前記膜厚算出手段は、前記複数箇所における変位量の平均値に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, the displacement sensor detects displacement amounts at a plurality of locations in the circumferential direction of the plate surface, and the film thickness is measured. The calculating means calculates a change amount of the plating film thickness based on an average value of the displacement amounts at the plurality of locations.
請求項６に係る発明は、回転ロール表面の膜厚を測定する膜厚測定方法であって、前記回転ロール表面の変位量を面にて検出する変位量検出工程と、前記回転ロール表面の回転速度を検出する回転速度検出工程と、前記回転ロール表面の変位量及び前記回転ロール表面の回転速度に基づいて前記膜厚の変化量を算出する膜厚算出工程と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is a film thickness measurement method for measuring the film thickness of the surface of the rotating roll, the displacement amount detecting step for detecting the displacement amount of the surface of the rotating roll on the surface, and the rotation of the surface of the rotating roll. A rotation speed detection step for detecting a speed; and a film thickness calculation step for calculating a change amount of the film thickness based on a displacement amount of the rotation roll surface and a rotation speed of the rotation roll surface. .
請求項１に係る発明によれば、回転ロール表面の変位量を面にて変位量検出手段により検出し、回転ロール表面の回転速度を回転速度検出手段により検出し、回転ロール表面の変位量及び回転ロール表面の回転速度に基づいて膜厚の変化量を膜厚算出手段により算出することにより、回転ロール全般における膜厚を正確に測定することができる。 According to the first aspect of the present invention, the displacement amount of the surface of the rotating roll is detected by the displacement amount detecting means on the surface, the rotational speed of the surface of the rotating roll is detected by the rotating speed detecting means, the displacement amount of the surface of the rotating roll, and By calculating the change amount of the film thickness by the film thickness calculation means based on the rotation speed of the surface of the rotating roll, the film thickness in the entire rotating roll can be accurately measured.
請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載の膜厚測定装置において、変位量検出手段は、電気メッキ中の回転ロールにおける版面に面で当接する当接部材と、前記当接部材を介して版面の変位量を検出する変位センサとを備えることにより、電気メッキ中の回転ロールにおける版面のメッキ膜厚を正確に測定することができる。 According to a second aspect of the present invention, in the film thickness measuring device according to the first aspect, the displacement amount detecting means includes a contact member that makes contact with the plate surface of the rotating roll during electroplating, and the contact member. By providing a displacement sensor that detects the amount of displacement of the plate surface via the plate, it is possible to accurately measure the plating film thickness of the plate surface on the rotating roll during electroplating.
請求項３に係る発明によれば、請求項２に記載の膜厚測定装置において、当接部材と変位センサとが一体に構成されていることで、測定装置の部品点数を削減することができる。 According to the invention according to claim 3, in the film thickness measuring device according to claim 2, the contact member and the displacement sensor are integrally configured, whereby the number of parts of the measuring device can be reduced. .
請求項４に係る発明によれば、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置において、変位センサは、版面の局部における変位量を検出し、膜厚算出手段は、変位量に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することにより、電気メッキ中の回転ロールにおける版面のメッキ膜厚を一段と正確に測定することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the film thickness measuring apparatus according to any one of the first to third aspects, the displacement sensor detects a displacement amount at a local portion of the printing plate, and the film thickness calculating means By calculating the change amount of the plating film thickness based on the amount, the plating film thickness of the plate surface in the rotating roll during electroplating can be measured more accurately.
請求項５に係る発明によれば、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の膜厚測定装置において、変位センサは、版面の周方向の複数箇所における変位量を検出し、膜厚算出手段は、複数箇所における変位量の平均値に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することにより、電気メッキ中の回転ロールにおける版面のメッキ膜厚を一段と正確に測定することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the film thickness measuring device according to any one of the first to third aspects, the displacement sensor detects a displacement amount at a plurality of locations in the circumferential direction of the plate surface, and calculates the film thickness. The means can measure the plating film thickness of the plate surface of the rotating roll during electroplating more accurately by calculating the change amount of the plating film thickness based on the average value of the displacement amounts at a plurality of locations.
請求項６に係る発明によれば、回転ロール表面の変位量を面にて変位量検出工程で検出し、回転ロール表面の回転速度を回転速度検出工程により検出し、回転ロール表面の変位量及び回転ロール表面の回転速度に基づいて膜厚の変化量を膜厚算出工程により算出することにより、回転ロール全般における膜厚を正確に測定することができる。 According to the invention of claim 6, the displacement amount of the surface of the rotating roll is detected by the displacement amount detecting step on the surface, the rotational speed of the surface of the rotating roll is detected by the rotating speed detecting step, the displacement amount of the surface of the rotating roll, and By calculating the change amount of the film thickness in the film thickness calculation step based on the rotation speed of the surface of the rotating roll, the film thickness in the entire rotating roll can be accurately measured.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下の実施形態では、グラビア印刷ロールにクロムメッキ膜厚を測定する場合について説明する。 In the following embodiment, a case where a chrome plating film thickness is measured on a gravure printing roll will be described.
図１は本発明の一実施形態の電気メッキ膜厚測定装置を示す概略構成図、図２は図１のスキージを示す拡大斜視図、図３〜図６はそれぞれ図１のスキージと接触式変位センサとの位置関係を示す説明図である。 1 is a schematic configuration diagram showing an electroplating film thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the squeegee of FIG. 1, and FIGS. 3 to 6 are respectively a squeegee of FIG. It is explanatory drawing which shows the positional relationship with a sensor.
図１に示すように、本実施形態の電気メッキ膜厚測定装置１は、メッキ中のグラビア印刷ロール（以下、単に印刷ロールという。）２の版表面に面で当接する当接部材としてのスキージ３と、このスキージ３に接触しスキージ３の幅方向の平均変位を定量的に検出する変位量検出手段としての接触式変位センサ（以下、単に変位センサという。）４と、メッキ中の印刷ロール２の版回転速度を検出する回転速度検出手段としての回転計５と、変位センサ４にて得られた変位量と、回転計５から得られたメッキ中の印刷ロール２の回転数に基づいてメッキ厚の変化量を算出する膜厚算出手段としての膜厚演算部６、この膜厚演算部６によりメッキ厚の変化量をモニター表示するモニター７とを備えて構成されている。 As shown in FIG. 1, an electroplating film thickness measuring apparatus 1 of this embodiment is a squeegee as an abutting member that abuts on the surface of a plate of a gravure printing roll (hereinafter simply referred to as a printing roll) 2 during plating. 3, a contact-type displacement sensor (hereinafter simply referred to as a displacement sensor) 4 as a displacement amount detecting means that contacts the squeegee 3 and quantitatively detects an average displacement in the width direction of the squeegee 3, and a printing roll during plating 2 based on the rotational speed detection means 5 for detecting the rotational speed of the plate 2, the amount of displacement obtained by the displacement sensor 4, and the rotational speed of the printing roll 2 during plating obtained from the rotational speed meter 5. A film thickness calculation unit 6 serving as a film thickness calculation means for calculating a change amount of the plating thickness, and a monitor 7 for displaying the change amount of the plating thickness by the film thickness calculation unit 6 are configured.
次に、上記各部の構成を具体的に説明する。 Next, the configuration of each part will be described in detail.
スキージ３は、図２に示すように印刷ロール２の版表面に一側面が当接する矩形の当接板１１と、この当接板１１の他側面に互い略直角に固着され当接板１１を保持する保持板１２と、この保持板１２の略中央に固着され保持板１２を支持する円柱状の支持部材１３と、この支持部材１３が摺動可能に挿通し円筒状に形成された固定治具１４とを備えている。 As shown in FIG. 2, the squeegee 3 has a rectangular contact plate 11 whose one side is in contact with the plate surface of the printing roll 2, and is fixed to the other side of the contact plate 11 at a substantially right angle. A holding plate 12 to be held, a columnar support member 13 which is fixed to substantially the center of the holding plate 12 and supports the holding plate 12, and a fixed jig formed in a cylindrical shape through which the support member 13 is slidably inserted. And a tool 14.
また、スキージ３は、固定治具１４に対して支持部材１３が摺動することで、当接板１１が印刷ロール２の版表面に対して接近又は離隔する方向に移動可能となり、印刷ロール２の版表面のメッキ膜厚変化に対して直接的に追従することができるように構成されている。 Further, the squeegee 3 can move in the direction in which the contact plate 11 approaches or separates from the plate surface of the printing roll 2 by sliding the support member 13 with respect to the fixing jig 14. The plate surface can be directly followed by changes in the plating film thickness.
なお、印刷ロール２の版表面上は通電していることから、スキージ３の各構成部材の材質は、プラスチック等の絶縁体であることが条件である。また、スキージ３の印刷ロール２の版表面に当接する当接板１１の当接幅は、可及的に広い方が平均的な版面変位を捉えることができる。 In addition, since the plate surface of the printing roll 2 is energized, the material of each component of the squeegee 3 is required to be an insulator such as plastic. Further, the average plate surface displacement can be captured when the contact width of the contact plate 11 that contacts the plate surface of the printing roll 2 of the squeegee 3 is as wide as possible.
変位センサ４としては、例えばリニアセンサが用いられ、その測定精度（分解能）は１μｍ以下のものが好ましい。そして、スキージ３と変位センサ４との設置位置の関係によってセンサ変位量からメッキ膜厚を求める換算式を選択する必要がある。 As the displacement sensor 4, for example, a linear sensor is used, and the measurement accuracy (resolution) is preferably 1 μm or less. Then, it is necessary to select a conversion formula for obtaining the plating film thickness from the sensor displacement amount according to the relationship between the installation positions of the squeegee 3 and the displacement sensor 4.
すなわち、図３に示すケース１は、スキージ３が印刷ロール２の中心軸Ｏに向いており、変位センサ４も同様に印刷ロール２の中心軸Ｏに向いている場合であり、その場合のメッキ厚Ｔとｔ１分後のメッキ厚ｍ１との関係は、Ｔ＝ｍ１となる。 That is, the case 1 shown in FIG. 3 is a case where the squeegee 3 is directed to the central axis O of the printing roll 2 and the displacement sensor 4 is also directed to the central axis O of the printing roll 2. The relationship between the thickness T and the plating thickness m 1 after 1 minute is T = m 1 .
また、図４に示すケース２は、スキージ３が印刷ロール２の中心軸Ｏに向いており、変位センサ４が印刷ロール２の中心軸Ｏに対して角度α傾いている場合であり、その場合のメッキ厚Ｔとｔ１分後のメッキ厚ｍ１との関係は、Ｔ＝ｍ１×ＣＯＳαとなる。 4 is a case where the squeegee 3 is oriented toward the central axis O of the printing roll 2 and the displacement sensor 4 is inclined at an angle α with respect to the central axis O of the printing roll 2. The relationship between the plating thickness T and the plating thickness m 1 after 1 minute is T = m 1 × COSα.
さらに、図５に示すケース３は、スキージ３が印刷ロール２の中心軸Ｏに対して角度θ傾いており、変位センサ４が印刷ロール２の中心軸Ｏに向いている場合であり、その場合のメッキ厚Ｔとｔ１分後のメッキ厚ｍ１との関係は、Ｔ＝ｍ１×ＣＯＳθとなる。 Further, the case 3 shown in FIG. 5 is a case where the squeegee 3 is inclined at an angle θ with respect to the central axis O of the printing roll 2 and the displacement sensor 4 is directed toward the central axis O of the printing roll 2. The relationship between the plating thickness T and the plating thickness m 1 after 1 minute is T = m 1 × COSθ.
そして、図６に示すケース４は、スキージ３が印刷ロール２の中心軸Ｏに対して角度θ傾いており、変位センサ４が印刷ロール２の中心軸Ｏに対して角度α傾いている場合であり、その場合のメッキ厚Ｔとｔ１分後のメッキ厚ｍ１との関係は、Ｔ＝ｍ２×ＣＯＳθＣＯＳαとなる。 6 is a case where the squeegee 3 is inclined by an angle θ with respect to the central axis O of the printing roll 2 and the displacement sensor 4 is inclined by an angle α with respect to the central axis O of the printing roll 2. In this case, the relationship between the plating thickness T and the plating thickness m 1 after 1 minute is T = m 2 × COSθCOSα.
なお、変位センサ４は、その先端に印刷ロール２の版表面に面で当接するような機能を持たせて一体に構成してもよい。 Note that the displacement sensor 4 may be configured integrally with the tip thereof having a function of contacting the plate surface of the printing roll 2 with the surface.
回転計５は、接触式又は非接触式のいずれの方式であってもよい。但し、非接触式の場合は、版側に基準位置を認識させる反射板を設ける必要がある。そして、回転計５の分解能は、１ｒｐｍ以下のものが好ましい。 The tachometer 5 may be either a contact type or a non-contact type. However, in the case of the non-contact type, it is necessary to provide a reflector for recognizing the reference position on the plate side. The resolution of the tachometer 5 is preferably 1 rpm or less.
膜厚演算部６は、変位センサ４から得られた変位量と、回転計５により得られたメッキ中の印刷ロール２の回転数とに基づいてメッキ膜厚の変化量を算出する。その具体的な演算方法としては、２通りある。第１の演算方法は、局所部分における変位量からメッキ膜厚を算出する方法であり、第２の演算方法は、複数箇所における移動平均の変位量からメッキ膜厚を算出する方法である。 The film thickness calculator 6 calculates the change amount of the plating film thickness based on the displacement amount obtained from the displacement sensor 4 and the rotation speed of the printing roll 2 during plating obtained by the tachometer 5. There are two specific calculation methods. The first calculation method is a method of calculating the plating film thickness from the displacement amount in the local portion, and the second calculation method is a method of calculating the plating film thickness from the displacement amount of the moving average at a plurality of locations.
まず、図７及び図８に基づいて第１の演算方法である局所部分における変位量からメッキ膜厚を算出する方法について説明する。 First, a method for calculating the plating film thickness from the amount of displacement in the local portion, which is the first calculation method, will be described with reference to FIGS.
メッキ中の印刷ロール２の回転は、図７（Ａ）に示すように周方向のメッキ膜厚のむらが生じないように定速で行っている。そのときの印刷ロール２の回転数がａ１［ｒｐｍ］の場合、変位センサ４のサンプリング周期を１／ａ１［ｍｉｎ］に設定すると、円周方向の、ある箇所Ｐにおける変位を測定することができる。 The rotation of the printing roll 2 during plating is performed at a constant speed so as not to cause uneven plating film thickness in the circumferential direction as shown in FIG. When the rotational speed of the printing roll 2 at that time is a 1 [rpm], the displacement at a certain point P in the circumferential direction is measured when the sampling cycle of the displacement sensor 4 is set to 1 / a 1 [min]. Can do.
したがって、図７（Ｂ）に示すようにある箇所Ｐのメッキ開始時（ｔ０＝０）からｔ１分後のメッキ膜厚ｍ１は、 Therefore, as shown in FIG. 7B, the plating film thickness m 1 after t 1 minutes from the start of plating at a certain point P (t 0 = 0) is
この第２の演算方法では、印刷ロール２の円周方向のメッキむらを考慮する場合、印刷ロール２の円周方向に複数箇所の変位量を変位センサ４により検出し、１回転中のメッキ膜厚の平均値変化によりメッキ膜厚を算出する。 In this second calculation method, when the uneven plating in the circumferential direction of the printing roll 2 is taken into account, the displacement sensor 4 detects displacement amounts at a plurality of locations in the circumferential direction of the printing roll 2, and the plating film during one rotation. The plating film thickness is calculated from the average thickness change.
具体的には、図９（Ａ）に示すように印刷ロール２の円周方向に等間隔でＱ箇所の変位を検出する場合、ロール回転数がａ２［ｒｐｍ］の場合、変位センサ４のサンプリング周期は、１／（ａ２×Ｑ）［ｍｉｎ］に設定することが望ましい。 Specifically, as shown in FIG. 9 (A), when detecting displacement at Q locations at equal intervals in the circumferential direction of the printing roll 2, when the rotational speed of the roll is a 2 [rpm], the displacement sensor 4 The sampling period is preferably set to 1 / (a 2 × Q) [min].
１回転中のＱ箇所の平均変位量は、式（３）により求められる。 The average displacement amount at the Q position during one rotation is obtained by the equation (3).
したがって、図９（Ｂ）に示すようにメッキ開始時（ｔ０＝０）からｔ１分後の円周方向にＱ箇所における平均メッキ厚ｍ２［μｍ］は、図１０に示すようにメッキ開始時（ｔ０＝０）の平均変位ｎ０−ａｖｅとｔ１分後の変位ｎ１−ａｖｅとの差の絶対値から求めることができる（後述の式（４）参照）。 Therefore, as shown in FIG. 9B, the average plating thickness m 2 [μm] at the Q location in the circumferential direction after 1 minute from the start of plating (t 0 = 0) is as shown in FIG. It can be obtained from the absolute value of the difference between the average displacement n 0-ave at the start (t 0 = 0) and the displacement n 1-ave after t 1 minute (see formula (4) described later).
なお、検出箇所が円周方向に等間隔でない場合は、それに応じたサンプリング周期に設定する必要がある。 If the detection points are not equally spaced in the circumferential direction, it is necessary to set the sampling cycle accordingly.
モニター７は、スキージ３の変位をモニターすることで、膜厚演算部６によりメッキ厚の変化量をモニター表示する。 The monitor 7 monitors the displacement of the squeegee 3 so that the change amount of the plating thickness is displayed on the monitor by the film thickness calculator 6.
次に、本発明の一実施形態の電気メッキ膜厚測定手順を図１１及び図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図１１のステップＳ４ａ以降の処理は、局所部分における変位量からメッキ膜厚を算出する処理であり、図１２のステップＳ４ｂ以降の処理は、複数箇所における移動平均の変位量からメッキ膜厚を算出する処理である。そして、図１１及び図１２では、ステップＳ１〜Ｓ３が同一の処理であるため、同一のステップ番号を付して説明する。 Next, an electroplating film thickness measurement procedure according to an embodiment of the present invention will be described based on the flowcharts shown in FIGS. The process after step S4a in FIG. 11 is a process for calculating the plating film thickness from the displacement amount in the local portion, and the process after step S4b in FIG. 12 is performed based on the moving average displacement amount at a plurality of locations. Is a process for calculating. In FIG. 11 and FIG. 12, steps S1 to S3 are the same process, and therefore the same step numbers are used for description.
まず、局所部分における変位量からメッキ膜厚を算出する処理について説明する。 First, a process for calculating the plating film thickness from the displacement amount in the local portion will be described.
図１１に示すように、まずステップＳ１では、スキージ３の変位量を変位センサ４により検出して記録する。 As shown in FIG. 11, first, in step S1, the displacement amount of the squeegee 3 is detected by the displacement sensor 4 and recorded.
次いで、ステップＳ２では、回転計５により印刷ロール２の回転数を検出して記録する。 Next, in step S2, the rotation speed of the printing roll 2 is detected by the tachometer 5 and recorded.
さらに、ステップＳ３では、変位センサ４により検出されたスキージ３の変位量データと、回転計５により検出されたロール回転数のデータを膜厚演算部６に出力する。以上、ステップＳ１〜Ｓ３は、物理量の測定手順である。 Further, in step S 3, the displacement amount data of the squeegee 3 detected by the displacement sensor 4 and the roll rotational speed data detected by the tachometer 5 are output to the film thickness calculator 6. As described above, steps S1 to S3 are physical quantity measurement procedures.
そして、ステップＳ４ａでは、印刷ロール２の回転数がａ１［ｒｐｍ］の場合、変位センサ４のサンプリング周期を１／ａ１［ｍｉｎ］毎のスキージ変位量を抽出する。 In step S4a, when the rotation speed of the printing roll 2 is a 1 [rpm], the squeegee displacement amount is extracted every 1 / a 1 [min] as the sampling period of the displacement sensor 4.
ステップＳ５ａでは、図７及び図８に示すように測定開始時（ｔ０＝０）の変位量をｎ０とし、ｔ１分後（１／ａ１×ｎ［ｍｉｎ］）の変位量をｎ１とすると、ｔ１分後のメッキ膜厚は、ｍ１＝｜ｎ１−ｎ０｜と算出することができる。 In step S5a, as shown in FIGS. 7 and 8, the displacement amount at the start of measurement (t 0 = 0) is set to n 0, and the displacement amount after 1 minute (1 / a 1 × n [min]) is set to n 0. When 1, the plating film thickness after 1 minute and t, m 1 = | n 1 -n 0 | and can be calculated.
ステップＳ６ａでは、ステップＳ５ａで算出したメッキ膜厚に対して図３〜図６に示すようにスキージ３と変位センサ４との設置関係に応じて補正する。そして、その測定結果をモニター７に表示して全体の処理を終了する。以上、ステップＳ４ａ〜Ｓ６ａは、膜厚演算部６での演算手順である。 In step S6a, the plating film thickness calculated in step S5a is corrected according to the installation relationship between the squeegee 3 and the displacement sensor 4 as shown in FIGS. Then, the measurement result is displayed on the monitor 7, and the entire process is terminated. As described above, steps S4a to S6a are calculation procedures in the film thickness calculation unit 6.
次に、複数箇所における移動平均の変位量からメッキ膜厚を算出する処理について説明する。 Next, a process of calculating the plating film thickness from the moving average displacement amount at a plurality of locations will be described.
図１２に示すように、まずステップＳ１では、スキージ３の変位量を変位センサ４により検出して記録する。 As shown in FIG. 12, first, in step S1, the displacement amount of the squeegee 3 is detected by the displacement sensor 4 and recorded.
次いで、ステップＳ２では、回転計５により印刷ロール２の回転数を検出して記録する。 Next, in step S2, the rotation speed of the printing roll 2 is detected by the tachometer 5 and recorded.
さらに、ステップＳ３では、変位センサ４により検出されたスキージ３の変位量データと、回転計５により検出されたロール回転数のデータを膜厚演算部６に出力する。 Further, in step S 3, the displacement amount data of the squeegee 3 detected by the displacement sensor 4 and the roll rotational speed data detected by the tachometer 5 are output to the film thickness calculator 6.
そして、ステップＳ４ｂでは、円周方向に等間隔でＱ箇所の変位について測定する場合、ロール回転数をａ２［ｒｐｍ］とすると、サンプリング周期１／（ａ２×Ｑ）［ｍｉｎ］毎のスキージ変位量を抽出する。 In step S4b, when measuring the displacement at Q locations at equal intervals in the circumferential direction, assuming that the roll rotation speed is a 2 [rpm], the squeegee for each sampling period 1 / (a 2 × Q) [min]. Extract displacement.
ステップＳ５ｂでは、ある１回転中のＱ箇所の平均変位量は、ｎａｖｅ＝（ｒ１＋ｒ２＋…＋ｒＱ）／Ｑであり、ｒｎは、円周方向のＱ箇所における各箇所の変位量として算出する。 In step S5b, the average displacement amount of the Q portion in a certain rotation, a n ave = (r 1 + r 2 + ... + r Q) / Q, r n , the displacement of each point in the circumferential direction of the Q portion Calculate as a quantity.
ステップＳ６ｂでは、測定開始時（ｔ０＝０）の１回転中（０〜１／ａ２）［ｍｉｎ］）のＱ箇所平均変位量をｎ０−ａｖｅ、測定開始時からＮ回転目の１回転中（１／ａ２×Ｎ〜１／ａ２×（Ｎ＋１）［ｍｉｎ］）におけるＱ箇所平均変位量をｎ１−ａｖｅとすると、測定開始時からｔ分後（Ｎ回転目）の平均膜厚ｍ２は、ｍ２＝｜ｎ１−ａｖｅ−ｎ０−ａｖｅ｜と算出することができる。ここで、ｎ０−ａｖｅは、上述したように（ｒ０−１＋ｒ０−２＋…＋ｒ０−Ｑ）／Ｑであり、ｎ１−ａｖｅは、（ｒ１−１＋ｒ１−２＋…＋ｒ１−Ｑ）／Ｑである。 In step S6b, the Q-point average displacement amount during one rotation (0 to 1 / a 2 ) [min]) at the start of measurement (t 0 = 0) is n 0-ave , and the Nth rotation 1 from the start of measurement. Assuming that the Q position average displacement amount during rotation (1 / a 2 × N to 1 / a 2 × (N + 1) [min]) is n 1-ave , the average after t minutes (Nth rotation) from the start of measurement the film thickness m 2,, m 2 = | n 1- ave -n 0-ave | and can be calculated. Here, n 0-ave is (r 0-1 + r 0-2 +... + R 0-Q ) / Q as described above, and n 1-ave is (r 1-1 + r 1-2 + ... + r1 -Q ) / Q.
ステップＳ７ａでは、ステップＳ６ａで算出したメッキ膜厚に対して図３〜図６に示すようにスキージ３と変位センサ４との設置関係に応じて補正する。そして、その測定結果をモニター７に表示して全体の処理を終了する。以上、ステップＳ４ｂ〜Ｓ７ｂは、膜厚演算部６での演算手順である。 In step S7a, the plating film thickness calculated in step S6a is corrected according to the installation relationship between the squeegee 3 and the displacement sensor 4 as shown in FIGS. Then, the measurement result is displayed on the monitor 7, and the entire process is terminated. As described above, steps S4b to S7b are calculation procedures in the film thickness calculation unit 6.
このように本実施形態によれば、印刷ロール２における版面にスキージ３の面で当接し、このスキージ３を介して印刷ロール２の版面の変位量を変位センサ４により検出し、印刷ロール２表面の回転速度を回転計５により検出し、印刷ロール２の版面の変位量及び印刷ロール２の版面の回転速度に基づいて電気メッキ膜厚の変化量を膜厚演算部６により算出することにより、印刷ロール２における版面全般における電気メッキ膜厚を正確に測定することができる。 As described above, according to the present embodiment, the surface of the printing roll 2 is brought into contact with the surface of the squeegee 3, and the displacement amount of the printing surface of the printing roll 2 is detected by the displacement sensor 4 through the squeegee 3. Is detected by the tachometer 5, and the change amount of the electroplating film thickness is calculated by the film thickness calculation unit 6 based on the displacement amount of the plate surface of the printing roll 2 and the rotation speed of the plate surface of the printing roll 2. The electroplating film thickness on the entire plate surface of the printing roll 2 can be accurately measured.
また、本実施形態によれば、変位センサ４は、印刷ロール２の版面の局部における変位量を検出し、膜厚演算部６は、その変位量に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することにより、電気メッキ中の回転ロール２における版面のメッキ膜厚を一段と正確に測定することができる。 Moreover, according to this embodiment, the displacement sensor 4 detects the displacement amount in the local part of the printing plate of the printing roll 2, and the film thickness calculation part 6 calculates the variation | change_quantity of plating film thickness based on the displacement amount. Thereby, the plating film thickness of the plate surface of the rotary roll 2 during electroplating can be measured more accurately.
さらに、本実施形態によれば、変位センサ４は、印刷ロール２の版面周方向の複数箇所における変位量を検出し、膜厚演算部６は、複数箇所における変位量の平均値に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することにより、電気メッキ中の印刷ロール２における版面のメッキ膜厚を一段と正確に測定することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the displacement sensor 4 detects displacement amounts at a plurality of locations in the circumferential direction of the printing roll 2, and the film thickness calculator 6 performs plating based on an average value of the displacement amounts at the plurality of locations. By calculating the amount of change in film thickness, the plating film thickness of the plate surface of the printing roll 2 during electroplating can be measured more accurately.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、グラビア印刷ロールにクロムメッキ膜厚を測定する場合について説明したが、本発明に係る膜厚測定装置は、それ以外に例えば印刷ロールに銅メッキする工程において、銅メッキ膜厚を測定する場合等、メッキさせる対象物がロール状のものであって、回転させながら電気メッキを行う場合のメッキ膜厚を測定するものであれば、いかなるメッキでも適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the case where the chrome plating film thickness is measured on the gravure printing roll has been described. However, the film thickness measuring apparatus according to the present invention is a copper plating film, for example, in the step of copper plating on the printing roll. Any plating can be applied as long as the object to be plated is in a roll shape and the thickness of the plating is measured when electroplating is performed while rotating.
また、上記実施形態では、スキージ３と変位センサ４とを別々に構成したが、これに限らず変位センサ４の先端にスキージ３の機能を設け、スキージ３と変位センサ４とを一体に構成すれば、測定装置の部品点数を削減することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the squeegee 3 and the displacement sensor 4 were comprised separately, not only this but the function of the squeegee 3 is provided in the front-end | tip of the displacement sensor 4, and the squeegee 3 and the displacement sensor 4 are comprised integrally. Thus, the number of parts of the measuring device can be reduced.
１…電気メッキ膜厚測定装置
２…印刷ロール
３…スキージ（当接部材）
４…変位センサ（変位量検出手段）
５…回転計（回転速度検出手段）
６…膜厚演算部（膜厚算出手段）
７…モニター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electroplating film thickness measuring apparatus 2 ... Printing roll 3 ... Squeegee (contact member)
4. Displacement sensor (displacement amount detection means)
5 ... tachometer (rotation speed detection means)
6 ... Film thickness calculation part (film thickness calculation means)
7 ... Monitor
Claims (6)
前記回転ロール表面の変位量を面にて検出する変位量検出手段と、
前記回転ロール表面の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転ロール表面の変位量及び前記回転ロール表面の回転速度に基づいて前記膜厚の変化量を算出する膜厚算出手段と、
を備えることを特徴とする膜厚測定装置。 A film thickness measuring device that measures the film thickness of the surface of a rotating roll,
Displacement amount detecting means for detecting the displacement amount of the surface of the rotating roll on the surface;
A rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the surface of the rotating roll;
Film thickness calculating means for calculating the amount of change in the film thickness based on the displacement amount of the rotating roll surface and the rotation speed of the rotating roll surface;
A film thickness measuring apparatus comprising:
前記変位量検出手段は、電気メッキ中の回転ロールにおける版面に面で当接する当接部材と、前記当接部材を介して版面の変位量を検出する変位センサとを備えることを特徴とする膜厚測定装置。 In the film thickness measuring device according to claim 1,
The displacement amount detecting means includes a contact member that makes contact with a plate surface of a rotating roll during electroplating, and a displacement sensor that detects a displacement amount of the plate surface via the contact member. Thickness measuring device.
前記当接部材と前記変位センサとが一体に構成されていることを特徴とする膜厚測定装置。 In the film thickness measuring device according to claim 2,
The film thickness measuring apparatus, wherein the contact member and the displacement sensor are integrally formed.
前記変位センサは、前記版面の局部における変位量を検出し、前記膜厚算出手段は、前記変位量に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することを特徴とする膜厚測定装置。 In the film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The displacement sensor detects a displacement amount at a local portion of the printing plate, and the film thickness calculation means calculates a change amount of the plating film thickness based on the displacement amount.
前記変位センサは、前記版面の周方向の複数箇所における変位量を検出し、前記膜厚算出手段は、前記複数箇所における変位量の平均値に基づいてメッキ膜厚の変化量を算出することを特徴とする膜厚測定装置。 In the film thickness measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The displacement sensor detects a displacement amount at a plurality of locations in the circumferential direction of the plate surface, and the film thickness calculation means calculates a change amount of the plating film thickness based on an average value of the displacement amounts at the plurality of locations. A film thickness measuring device.
前記回転ロール表面の変位量を面にて検出する変位量検出工程と、
前記回転ロール表面の回転速度を検出する回転速度検出工程と、
前記回転ロール表面の変位量及び前記回転ロール表面の回転速度に基づいて前記膜厚の変化量を算出する膜厚算出工程と、
を備えることを特徴とする膜厚測定方法。 A film thickness measuring method for measuring the film thickness of a rotating roll surface,
A displacement amount detecting step for detecting the displacement amount of the surface of the rotating roll on the surface;
A rotational speed detecting step for detecting the rotational speed of the surface of the rotating roll;
A film thickness calculating step for calculating the amount of change in the film thickness based on the displacement amount of the rotating roll surface and the rotational speed of the rotating roll surface;
A film thickness measuring method comprising:
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105509608A (en) * | 2015-11-27 | 2016-04-20 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | Method for accurately measuring thickness of plated layer under production condition |
| CN105674848A (en) * | 2016-04-19 | 2016-06-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | Thickness detector |
| US10857324B2 (en) | 2014-08-26 | 2020-12-08 | C. R. Bard, Inc. | Urinary catheter |
-
2006
- 2006-08-22 JP JP2006225608A patent/JP2008051549A/en active Pending
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