JP2756544B2 - シート厚み計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルムやシート
（以下、単に、シートと称する。）の厚みを計測するた
めのシート厚み計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、合成樹脂フィルムやシートの製
造工程では、製造されるシートの厚みを計測して目標値
から外れると補正させるようにしている。

【０００３】一方、シートの製造工程では、シートから
発散される輻射熱によって計測設備の本体フレームに温
度差が発生し、本体フレームに不均一な歪みを生じ、計
測精度を低下させる問題があった。従来、この問題の解
決策として、本体フレーム内に冷却水やオイル等の熱媒
体を供給循環させて冷却したり、一定温度に保持させる
という方法が公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記本体フレーム内に
冷却水やオイル等の熱媒体を供給循環させて冷却した
り、一定温度に保持させるためのクーリングタワー（熱
媒体冷却設備）や循環ポンプ並びに温度調節設備等の主
要機器は、本体フレーム外に設置して実施する必要があ
った。そのため、設備が大型化し、複雑・高価となる欠
点があった。

【０００５】本発明は、簡単安価で計測精度を高水準に
維持し得るシート厚み計測方法を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シートを通過させるべき開口部を有する
枠状の本体フレームと、先端にシート厚み計測センサを
有し、接近離隔手段により通過するシート面にシート厚
み計測センサを接近離隔可能に支持した計測ヘッドと、
計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動
させる移動機構とを具備し、前記シート厚み計測センサ
によりシート厚みを計測し、表示するようになしたシー
ト厚み計測設備において、本体フレームを中空パイプ部
材で構成して循環通風路となし、この循環通風路内にフ
ァンを設置して計測動作中、内部空気を強制的に循環通
風させ、本体フレームの各部の温度分布を均一とし、予
め、ソフト処理により計測ヘッドを厚み較正用マスター
ゲージに当接させて計測基準ゲージ値を確認させ、か
つ、計測ヘッドを空動作させ、０点の確認及び０点の確
認姿勢でシート幅方向のうねりや平坦度等のデータを得
てこれをシート幅方向の基準データとし、その後のシー
ト厚みの計測において実測された計測データを上記基準
データで修正してシート厚みの実測値とし、シート厚み
の計測中、定期的ないし適宜時点で計測ヘッドを厚み較
正用マスターゲージ及び０点に移動させて計測基準ゲー
ジ値及び０点を較正させ、かつ、これらの較正値から上
記シート幅方向の基準データを修正させ、これで以後の
計測データを比較修正させるようになしたものである。

【０００７】本発明は、本体フレーム内を循環通風路と
し、計測動作中、ファンにより内部空気を強制的に循環
通風させて本体フレームの各部の温度分布を一様とした
から、シート厚みの計測動作中、温度差に起因した本体
フレーム各部の不均一な熱歪みの発生を防止することが
可能となる。

【０００８】しかし、シート厚みの計測中、シートの輻
射熱等によって本体フレーム及び計測ヘッド等の付帯設
備が熱膨張する。そこで、本発明は、予め、ソフト処理
により計測ヘッドを厚み較正用マスターゲージに当接さ
せて計測基準ゲージ値を確認させ、かつ、計測ヘッドを
空動作させて０点の確認及び０点の確認姿勢でシート幅
方向のうねりや平坦度等のデータを得てこれをシート幅
方向の基準データとしている。この基準データは、本体
フレーム等の熱膨張前の計測設備全体がもつシート幅方
向のうねりや傾斜、平坦度等の計測誤差要因となる固有
データを採取しているのである。

【０００９】そして、その後のシート厚みの計測におい
て実測された計測データを上記基準データで修正してシ
ート厚みの実測値としている。これにより、計測設備全
体がもつシート幅方向のうねりや傾斜、平坦度等の計測
誤差要因となる固有データを消去してシート厚みの正確
なデータを計測していることになる。

【００１０】さらに、シート厚みの計測中、定期的ない
し適宜時点で計測ヘッドを厚み較正用マスターゲージ及
び０点に移動させて計測基準ゲージ値及び０点を較正さ
せ、かつ、これらの較正値から上記シート幅方向の基準
データを修正させ、これで以後の計測データを比較修正
させている。この場合の手法として、本発明は先ず、計
測基準ゲージ値及び０点を較正させ、これにより、シー
トの輻射熱等によって本体フレーム及び計測ヘッド等の
付帯設備が厚み較正用マスターゲージと０点の位置の２
箇所でどの程度の熱膨張の影響があるかを検出し、次に
これに基いてシート幅方向の基準データを修正させてい
る。この修正動作は、計測設備に装備されたマイコンの
演算機能を利用して内部で処理させるもので、いわゆ
る、ソフト処理で行わせるものである。この場合、シー
トの輻射熱や周囲温度の変化等による本体フレーム等の
熱膨張は、各部均一に発生するという保証はなく、むし
ろ、不均一になる傾向が強く、それ故に、本発明は、本
体フレーム内の空気をファンで強制的に循環通風させて
各部の温度分布を均一化させており、これによって、上
記２点の熱膨張の影響を検出するだけで全体の熱膨張の
影響を比例的関係で類推して補間させているのである。
これにより、シート厚みの計測中、シートの輻射熱等に
よって本体フレーム及び計測ヘッド等の付帯設備が熱膨
張しても計測誤差とならないようにしているのである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係るシート厚み計
測設備の第１実施例の概略正面図、図２はその縦断側面
図であって、図１及び図２において、１は本体フレー
ム、２は計測ヘッド、３はシート厚み計測センサ、４は
接近離隔手段、５は幅方向移動機構、６は循環通風路、
７はファン、ａはシートを示している。

【００１２】本体フレーム１は、シートａを通過させる
べき開口部１ａを有する枠状をなし、この枠状の本体フ
レーム１を中空パイプ部材、例えば、丸形、楕円形、角
形パイプ部材等（図面は角形パイプ部材の場合を例示）
により中空部内が相互に連通して枠状の循環通風路６を
形成するように構成し、この循環通風路６内にファン７
を適宜数設置する（図１は左右対称位置に２個設置した
場合を示す）。このファン７は、モータを一体に有する
ものを使用し、このモータを含めて全体を上記循環通風
路６内に設置し、外部に設けたスイッチ（図示省略）で
ＯＮ、ＯＦＦ操作可能とする。このファン７のモータ
は、一種の熱源となるため、本体フレーム１内に左右、
上下等の対称位置に設置するのが好ましい。

【００１３】また、上記矩形枠状の本体フレーム１は、
シートａを通過させるべき開口部１ａのシート上面に対
向する内側上面、又は、シート上下面に対向する内側上
下面に、シートａの幅方向の略全長に亘って設置された
熱反射板、又は、熱遮蔽板８を具備させてある。

【００１４】計測ヘッド２は、先端にシート厚み計測セ
ンサ３を有し、接近離隔手段４により通過するシートａ
面にシート厚み計測センサ３を接近離隔可能に支持した
構成からなり、この計測ヘッド２をシートａの通過方向
に直交する幅方向に移動させる移動機構５を介して本体
フレーム１に設置されている。図１では、計測ヘッド２
を本体フレーム１の上下に対向状態で設置し、相互に接
近離隔させ、幅方向に移動させるように構成され、シー
トａの両面に当接して、上下のシート厚み計測センサ
３、３の相対的変位の差によりシートａの厚みを計測
し、表示させるようにした実施例を示している。

【００１５】シート厚み計測センサ３は、図１の実施例
の場合、接触式のものを示しており、シートａに接触し
た際の先端の接触子部分の上下方向の微小変位を電気量
に変換し、ミクロンオーダーで計測するもので、接触式
センサ、リニアゲージ（直線式変位計の商品名）、光学
式センサ、静電容量型変位計、差動変圧器型変位計、そ
の他、従来公知の方式のものが採用可能であり、シート
ａの厚みにより上下のシート厚み計測センサ３、３の計
測値が変化し、その相対的変位の差によりシートａの厚
みを計測するものである。この場合、本体フレーム１の
開口部１ａの一側には厚み較正用マスターゲージ９を設
置してあり、シート厚み計測センサ３、３の計測基準ゲ
ージ値を定期的ないし適宜時点で設定・較正させるもの
である。

【００１６】接近離隔手段４は、計測ヘッド２に対し
て、シート厚み計測センサ３を上下方向に移動させてシ
ートａに接触する計測位置へ移動させたり、退避位置へ
離隔移動させたりするためのもので、エアシリンダその
他の手段が使用される。

【００１７】幅方向移動機構５は、パルスモータ５ａに
より、ボールねじ５ｂを介して計測ヘッド２をシートａ
の幅方向に移動させるためのもので、シートａの厚みを
計測するときには、例えば、接近離隔手段４と協働し
て、シートａの幅方向一端から他端まで幅方向に連続的
に移動または等間隔でピッチ移動しながら、幅方向各位
置でのシートａの厚みを計測するものである。この場
合、上下の計測ヘッド２、２を同調移動させるために、
上下のパルスモータ５ａ、５ａ間にはタイミングベルト
・プーリまたはチエーン等の同調機構５ｃが設置されて
いる。そして、一方のボールねじ５ｂの端部には、計測
ヘッド２のシート幅方向位置を検出表示させるためのロ
ータリーエンコーダー５ｄが設置してある。なお、他の
位置検出器を使用してもよい。接近離隔手段４及び幅方
向移動機構５の動作は、操作盤（図示省略）の動作モー
ドスイッチにより、単独動作、自動連続動作等を行なわ
せることができるように構成されている。シートａの幅
寸法及び幅方向の厚み計測間隔は、予め設定可能とされ
ている。

【００１８】本発明は、計測ヘッド２の動作モードに次
の動作プログラムを組み込んでおくものである。即ち、
計測準備時、予め、図３の動作線で示す動作を行
わせ、また、実際の計測動作中に定期的ないし適宜時点
で図４の（Ａ）の動作線’’’または（Ｂ）の動
作線’”’で示す動作を行うための動作プログラ
ムをＲＯＭ等の記憶装置に記憶させておく。そして具体
的には、先ず、図３の動作線に示すように、シートな
しの状態で計測センサ３、３をシート幅方向への移動開
始位置で相互に接近移動させて厚み較正用マスターゲー
ジ９に当接させて計測基準ゲージ値として検出記憶させ
ておく。そして、計測センサ３、３を一旦上下に離隔さ
せ、予め設定されたシート幅寸法の計測開始端まで計測
ヘッド２を横移動させ、この位置で計測センサ３、３を
上下に接近移動させて先端を接触させ、いわゆる、０点
確認動作させ、この０点確認姿勢を保持させたままで計
測ヘッド２をシートの幅方向に空動作（シートなし）で
横移動（図３の動作線参照）させ、計測ヘッド２のシ
ート幅方向への移動終端位置で図３の動作線に示すよ
うに、計測センサ３、３を上下に離隔させて待機させ
る。その間の計測センサ３、３の計測データを計測ヘッ
ド２のシート幅方向の各位置と対応付けて（ロータリー
エンコーダー５ｄの位置検出信号を利用）検出記憶さ
せ、このデータを当該計測設備のシート幅方向の基準デ
ータとする。この基準データは、熱膨張前のシート幅方
向に対して当該計測設備の計測ヘッド２の移動案内面等
がもつ固有のうねりや傾斜、平坦度等の計測誤差要因を
検出採取しているのである。その後、シート厚みの計測
動作に移行させる。そして、シート厚みの計測中、計測
センサ３、３で得られたシート厚み計測データを前記シ
ート幅方向の基準データと比較し、かつ、基準データで
修正（前記計測誤差要因を消去）して実際のシート厚み
として表示し記録させる。さらに、シート厚みの計測
中、定期的ないし適宜時点で計測ヘッド２を、シート幅
方向への移動動作の両端で図４の（Ａ）の動作線’
’’又は（Ｂ）の動作線’”’に示すよう
に、厚み較正用マスターゲージ９への計測基準ゲージ値
確認動作及び０点確認動作を行わせて、前記計測基準ゲ
ージ値及び０点を較正させると共に、これに基いて基準
データを修正させ、以後この基準データで計測データを
比較修正させる。

【００１９】図１及び図２の実施例は以上の構成からな
り、自動連続動作の場合では、前以て計測基準ゲージ値
と０点と基準データとが求められる。その後、実際のシ
ート厚みの計測に入る。シート厚みの計測動作は、例え
ば、設定されたシート幅の一端を幅方向移動機構５の始
端として計測ヘッド２がこの始端位置におかれ、この位
置で接近離隔手段４により上下のシート厚み計測センサ
３、３を相互に接近させて、シートａに当接させ、その
ときの計測センサ３、３の検出値を前記基準データで修
正してシート厚みとして表示・記録させる。そしてその
状態で計測ヘッド２を幅方向移動機構５によりシート幅
方向の他端まで移動させ、その間のシート幅方向各位置
での計測センサ３、３の検出値をロータリーエンコーダ
ー５ｄの位置検出信号と対応付けてサンプリングし、こ
れをその都度、基準データで修正して表示・記録させ
る。計測ヘッド２がシートａの他端まで来ると、接近離
隔手段４によって計測センサ３、３を離隔させ、シート
ａの始端まで戻って以後、この動作を反復する。この場
合、シートａの両端で計測ヘッド２を折り返して計測を
連続して行なわせることも可能である。上記計測動作
は、計測センサ３、３をシートａに接触させたままで計
測ヘッド２をシート幅方向に連続的に移動させて行って
もよく、一定間隔毎にピッチ送りさせて行わせてもよ
い。上記計測動作中、各位置の計測値は、ＣＲＴ画面に
表示され、また、プリントアウト可能とされ、シートａ
の厚みの計測値が目標値の許容範囲を超えるとアラーム
信号を出す。これにより、作業者はシートａの製造工程
におけるＴダイのスリット間隔の調整を行う。

【００２０】本体フレーム１は、中空パイプ部材により
循環通風路６が形成してあり、かつ、ファン７の駆動に
より、中空部内の空気が循環せしめられているため、シ
ートａから発散される輻射熱によって昇温しても、各部
の温度が均一化される。これにより、温度差による本体
フレーム１の不均一な熱歪みの発生が防止される。ま
た、熱反射板または熱遮蔽板８を、本体フレーム１の開
口部１ａの内側上面または内側上下面に設置しておくこ
とにより、本体フレーム１が、シートａの発散する輻射
熱で温度上昇することが相当抑制される。

【００２１】図５は、本発明に係るシート厚み計測設備
の第２実施例の概略正面図であって、この第２実施例
は、計測基準面ロール１０を本体フレーム１の開口部１
ａに設け、この計測基準面ロール１０の上側に計測ヘッ
ド２を設置し、この計測ヘッド２にシート厚み計測セン
サ３を接近離隔手段４により上下動可能に設置し、か
つ、計測ヘッド２を本体フレーム１に対して、シートａ
の幅方向に幅方向移動機構５により移動可能に構成した
ものである。

【００２２】この第２実施例は、シートａを計測基準面
ロール１０の上を接触走行させ、このシートａの上から
シート厚み計測センサ３を接触させてシートａの厚みを
計測するものである。

【００２３】この第２実施例の場合も、本体フレーム１
は、中空パイプ部材により循環通風路６が形成してあ
り、かつ、ファン７の駆動により、中空部内の空気を循
環させて、シートａから発散される輻射熱により昇温し
ても、各部の温度を均一化させている。これにより、温
度差による本体フレーム１の不均一な熱歪みの発生を防
止させている。また、熱反射板または熱遮蔽板８を、本
体フレーム１の開口部１ａの内側上面または内側上下面
に設置し、これにより、本体フレーム１が、シートａの
発散する熱で温度上昇することを抑制するようにしてい
る。

【００２４】上記第２実施例の場合、シート厚み計測セ
ンサ３は、非接触型のものを使用することができる。

【００２５】この第２実施例においても前記第１実施例
と同様の動作プログラムで計測ヘッド２を動作させるも
のである。具体的な動作は第１実施例と同様であるため
その説明は省略するが、例えば、図３及び図４におい
て、上側の動作線だけで動作させることになると理解さ
れたい。またこの場合、厚み較正用マスターゲージは省
略し、計測基準面ロール１０の一端上面を０点ないし計
測基準面とし、シートなしの状態で基準データをとり、
シート厚みの計測中、熱膨張の影響を見るために図４の
要領で移動方向両端の０点ないし計測基準面の確認動作
を行わせ、基準データを修正させるものである。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、本体フレームの各部の
温度分布を一様とし、温度差に起因した不均一な熱歪み
の発生（通常、この解析は困難）を防止することが可能
となる。

【００２７】また、ソフト処理で計測ヘッドを空動作さ
せ、０点の確認及び厚み較正用マスターゲージで計測基
準ゲージ値を確認させ、かつ、０点の確認姿勢でシート
幅方向のうねりや平坦度等のデータを得てこれをシート
幅方向の基準データとし、その後のシート厚みの計測に
おいて、実測された計測データを上記基準データで修正
してシート厚みの実測値とし、シート厚みの計測中、定
期的ないし適宜時点で計測ヘッドを厚み較正用マスター
ゲージ及び０点に移動させて計測基準ゲージ値及び０点
を較正させ、かつ、これらの較正値から上記シート幅方
向の基準データを修正させ、これで以後の計測データを
比較修正させるようになしたから、シートの輻射熱対策
のための機器類が外部に一切表れず外観体裁がよく、し
かも、移動案内面等のうねりや平坦度誤差が多少あって
もこれをソフト的に内部処理で消去させているため、装
置の製作精度もそれ程シビアな管理が要らず、簡単でし
かも安価な手段で、計測設備の本体フレーム等の熱影響
を防止し、計測精度を高水準に維持し得るシート厚み計
測設備を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート厚み計測設備の第１実施例
を示す概略正面図。

【図２】図１の計測設備の縦断側面図。

【図３】本発明における計測ヘッド及び計測センサの計
測準備時の動作プログラム線図。

【図４】（Ａ）（Ｂ）は本発明における計測ヘッド及び
計測センサの計測動作中の連続及びピッチ送りにおける
較正動作プログラム線図。

【図５】本発明に係るシート厚み計測設備の第２実施例
を示す概略正面図。

【符号の説明】

ａ シート １ 本体フレーム ２ 計測ヘッド ３ シート厚み計測センサ ４ 接近離隔手段 ５ 幅方向移動機構 ６ 循環通風路 ７ ファン ８ 熱反射板又は熱遮蔽板 ９ 厚み較正用マスターゲージ １０ 計測基準面ロール

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートを通過させるべき開口部を有する
   枠状の本体フレームと、先端にシート厚み計測センサを
   有し、接近離隔手段により通過するシート面にシート厚
   み計測センサを接近離隔可能に支持した計測ヘッドと、
   計測ヘッドをシートの通過方向に直交する幅方向に移動
   させる移動機構とを具備し、前記シート厚み計測センサ
   によりシート厚みを計測し、表示するようになしたシー
   ト厚み計測設備において、 本体フレームを中空パイプ部材で構成して循環通風路と
   なし、この循環通風路内にファンを設置して計測動作
   中、内部空気を強制的に循環通風させ、本体フレームの
   各部の温度分布を均一とし、予め、ソフト処理により計
   測ヘッドを厚み較正用マスターゲージに当接させて計測
   基準ゲージ値を確認させ、かつ、計測ヘッドを空動作さ
   せ、０点の確認及び０点の確認姿勢でシート幅方向のう
   ねりや平坦度等のデータを得てこれをシート幅方向の基
   準データとし、その後のシート厚みの計測において実測
   された計測データを上記基準データで修正してシート厚
   みの実測値とし、シート厚みの計測中、定期的ないし適
   宜時点で計測ヘッドを厚み較正用マスターゲージ及び０
   点に移動させて計測基準ゲージ値及び０点を較正させ、
   かつ、これらの較正値から上記シート幅方向の基準デー
   タを修正させ、これで以後の計測データを比較修正させ
   るようになしたことを特徴とするシート厚み計測方法。