JP6181569B2 - シート厚み計測装置及びシート厚み計測方法 - Google Patents
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また、シートをU字型のマイクロメータで挟み、シートにスピンドルを接触させて、シート厚みを測定する接触式タイプの測定器が知られている。
また、レーザ光を用いてシートの厚みを求める測定器の場合には、シートの材料によってレーザ光の吸収率や反射率が異なるので、シートの種類によっては、精度良くシート厚みを計測できないことがあるが、本第1態様では、レーザ光ではなく増加した液量に基づいて、シート厚みを求めることができるので、シートの種類によらず、好適にシート厚みを求めることができる。
前記液量検知手段としては、増加した液量を直接又は間接的に検出できるセンサと、そのセンサからの信号に基づいて液量を算出する処理を行う装置(例えばマイクロコンピュータ等の電子制御装置)が挙げられる。
(2)本発明は、第2態様として、前記シートは、セラミックグリーンシートであることを特徴とする。
セラミックグリーンシートの場合には、シート厚みの平均値が異なると、セラミックグリーンシートから製造されるセラミック層の例えば電気的特性(例えばインピーダンス)が変化するので、製造歩留まりが悪くなるが、本第2態様では、シートの平均厚みが分かるので、所定のシート厚みのセラミックグリーンシートを用いることにより、セラミック層の例えば電気的特性を所望の範囲に収めることができる。これによって、製品の歩留まりが高まるという利点がある。
(4)本発明は、第4態様として、前記液量検知手段は、液面高さセンサによって得られた、前記シートを前記液に入れる前と後との液面の高さの変化から、前記増加した液量を求めることを特徴とする。
本第5態様では、液面高さセンサの測定位置の液面の周囲(平面視での周囲)を囲むような枠体を備えているので、枠体の外側に波があっても、枠体の内部の液面の高さが変動することを抑制できる。
従来では、シート厚みを測定する場合には、シートの抜き取り測定が必要であったが、本第6態様では、シートを移動させながらシート厚みを測定できる。よって、シートを連続的に製造している途中でシート厚みを測定することができるので、作業能率が大きく向上する。
また、本第6態様では、例えば回転駆動されるローラ等によって、シートを液中にて所定方向に移動させることができるので、シートの厚みを移動方向に沿って連続的に求めることができる。よって、移動途中にシートの厚みを複数回測定してその平均値を求めることによって、全体としてのシートの厚みの状態や、移動方向に沿った厚みの変化を把握することができる。
本第7態様では、液中にてシートを屈曲して配置できるので、容器をコンパクトにすることができる。これにより、液中にシートを多く配置することができるので、シート厚みを一層精度良く求めることができる。
(9)本発明は、第9態様として、前記シートが前記液から取り出された箇所に、前記シートの表面に付着した前記液を拭って前記液中に戻す絞りローラを備えたことを特徴とする。
本第10態様では、超音波発生装置によって、シートの表面に付着した泡(気泡)を除去することができる。これによって、シート厚みを精度良く求めることができる。
(12)本発明は、第12態様(シート厚み計測方法)として、シートの厚みを計測するシート厚み計測方法において、容器内の液中にシートを入れ、該シートを入れることによって増加した液量(ΔV)を測定する第1工程と、前記液中の前記シートの面積(S)を求める第2工程と、前記増加した液量(ΔV)を前記液中の前記シートの面積(S)で割って、前記シートの厚み(T)を求める第3工程と、を有することを特徴とする。
(13)本発明は、第13態様として、前記シートは、セラミックグリーンシートであることを特徴とする。
(14)本発明は、第14態様として、前記シートを、前記液中にて所定方向に移動させながら、前記シートの厚みを測定することを特徴とする。
(15)本発明は、第15態様として、前記液中にて、前記シートを屈曲させて配置することを特徴とする。
(16)本発明は、第16態様として、前記シートを前記液に入れる場合及び前記液から出す場合の少なくとも一方において、前記シートと前記液の表面とが垂直となるように前記シートを配置したことを特徴とする。
(17)本発明は、第17態様として、前記液中において、超音波によって、前記シートの表面に付着した泡を除去することを特徴とする。
なお、泡を除去する方法としては、超音波発生装置以外に、例えばローラ等でシートの表面に接触して泡を除去する方法等が挙げられる。
図1に示すように、本実施例のシート厚み計測装置1は、セラミックグリーンシート3を水中及び水の外において所定方向に搬送するとともに、搬送中のセラミックグリーンシート3の厚みを測定する装置である。
前記容器5は、上方に長方形の開口部5aを有する直方体形状の容器(例えばステンレス製の箱)であって、平面視で例えば縦300mm×横600mm(図1の左右方向)の寸法を有しており、その深さは、例えば4000mmである。
前記ローラ9は、セラミックグリーンシート3の搬送経路に沿って配置されている円柱状の回転部材である。このローラ9は、セラミックグリーンシート3を搬送経路に沿って(同図の矢印方向に)搬送可能なように、セラミックグリーンシート3の一方の面に沿って、又は、セラミックグリーンシート3を挟むように各所に配置されている。
第4ローラ9dは、容器5の上方にて、セラミックグリーンシート3の両側に配置された一対のローラである。なお、セラミックグリーンシート3は、この第4ローラ9dから水中に向かって垂直に搬送される。
前記超音波発生装置11は、水中にて発生する超音波によって、セラミックグリーンシート3の表面に付着した気泡を除去するために装置である。この超音波発生装置11は、第4ローラ9dと第5ローラ9eとの間の水中において、セラミックグリーンシート3を(厚み方向にて)挟むように、セラミックグリーンシート3に沿って一対配置されている。
b)次に、シート厚みの測定対象であるセラミックグリーンシート3について説明する。
まず、Al2O3粉末92質量%(平均粒径0.5μm)に、フラックスとしてCaO、MgO、SiO2の合計で8質量%を加えた100部にして、解膠剤0.5部、ブチラール樹脂8部、DBP(ジブチルフタレート)3部、エタノール200部、トルエン200部を加えた材料を調整する。
図4に示すように、本実施例のシート厚み計測装置1は、セラミックグリーンシート3の厚みの計測等を行うために、電子制御装置25を備えている。この電子制御装置25は、周知のマイクロコンピュータやメモリ等を備えており、各種の演算や制御などを行う装置である。
<シート厚みの測定原理>
セラミックグリーンシート3を水中に入れると、水中に入れた体積分に対応して液面が上昇する。ここで、セラミックグリーンシート3の幅(W)と水中の搬送経路に沿った長さ(L)と液面に上昇による水の増加量(ΔV)が分かると、下記式(1)によって、セラミックグリーンシート3の厚み(平均厚み)(T)を求めることができる。
なお、WLが、セラミックグリーンシート3の面積(片面の面積)Sである。
<セラミックグリーンシート3の平均厚みの算出の処理>
次に、上述した原理に基づいて、電子制御装置25にて行われるセラミックグリーンシート3の平均厚み(T)の算出の処理について説明する。
続くステップ120では、前記液面の増加量ΔHと、容器5の(平面視での)縦横の寸法から得られる面積Mとから、水の増加量ΔV(=ΔH×M)を算出する。
また、前記複数のデータ毎(例えば10個のデータ)から、例えば移動平均を求めることによって、シートの厚みの変化を把握することができる。
<水の補給の制御>
液面高さセンサ13によって、液面の高さを計測し、その液面の高さが所定値(又は所定範囲)となるように、ポンプ21を作動させて、容器5内に水を供給する。
セラミックグリーンシート3を液中に入れるとともに、ローラ9を回転させた場合には、超音波発生装置11を駆動させることができる。
・本実施例では、セラミックグリーンシート3を容器5内の水中にいれ、そのときの液面の高さの変化量(ΔH)から水の増加量(ΔV)を求める。そして、この水の増加量(ΔV)とセラミックグリーンシート3の幅(W)及び水中の搬送経路の長さ(L)(従って面積(S))とから、セラミックグリーンシート3の平均厚み(T)を求めることができる。
これにより、セラミックグリーンシート3を連続的に製造している途中でシート厚みを測定することができるので、作業能率が大きく向上する。つまり、シート厚み計測装置1を、製造装置におけるラインに組み込むことができるので、従来のような抜き取り検査が不要であるという利点がある。
3…セラミックグリーンシート
5…容器
7…重量測定装置
9、9a、9b、9c、9d、9e、9f、9g、9h、9i、9j、9k、9l、9m…ローラ
13…液面高さセンサ
15…枠体
17…水補給装置
21…ポンプ
25…電子制御装置
Claims (17)
- シートの厚みを計測するシート厚み計測装置において、
前記シートを入れる液を溜める容器と、
前記液中に前記シートを入れることによって増加した液量(ΔV)を求める液量検知手段と、
前記液中の前記シートの面積(S)を求める面積算出手段と、
前記増加した液量(ΔV)を前記液中の前記シートの面積(S)で割って、前記シートの厚み(T)を求める厚み算出手段と、
を備えたことを特徴とするシート厚み計測装置。 - 前記シートは、セラミックグリーンシートであることを特徴とする請求項1に記載のシート厚み計測装置。
- 前記シートは、所定幅の帯状の部材であり、前記面積算出手段は、前記シートの幅(W)と前記液中の前記シートの長さ(L)とから、前記液中の前記シートの面積(S)を求めることを特徴とする請求項1又は2に記載のシート厚み計測装置。
- 前記液量検知手段は、液面高さセンサによって得られた、前記シートを前記液に入れる前と後との液面の高さの変化から、前記増加した液量(ΔV)を求めることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
- 前記液面高さセンサの測定位置の液面の周囲を囲むように、波の影響を低減する枠体を備えたことを特徴とする請求項4に記載のシート厚み計測装置。
- 前記シートを、前記液中にて所定方向に移動させる移動機構を備えたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
- 前記液中にて、前記シートを屈曲させて所定方向に搬送するローラを備えたことを特徴とする請求項6に記載のシート厚み計測装置。
- 前記シートを前記液に入れる箇所及び前記液から出す箇所の少なくとも一方において、前記シートと前記液の表面とが垂直となるように、前記シートを搬送するローラを配置したことを特徴とする請求項6又は7に記載のシート厚み計測装置。
- 前記シートが前記液から取り出された箇所に、前記シートの表面に付着した前記液を拭って前記液中に戻す絞りローラを備えたことを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
- 前記液中において、前記シートの周囲に、該シートの表面に付着した泡を除去する超音波発生装置を配置したことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
- 前記液が入れられた容器の重量を測定する重量測定装置と、
前記容器に前記液を補充する液補充装置と、
前記重量測定装置によって測定された前記液を含む容器の重量の変化に基づいて、該液の減少による変化量を補充するように、前記液補充装置を駆動する制御手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。 - シートの厚みを計測するシート厚み計測方法において、
容器内の液中にシートを入れ、該シートを入れることによって増加した液量(ΔV)を測定する第1工程と、
前記液中の前記シートの面積(S)を求める第2工程と、
前記増加した液量(ΔV)を前記液中の前記シートの面積(S)で割って、前記シートの厚み(T)を求める第3工程と、
を有することを特徴とするシート厚み計測方法。 - 前記シートは、セラミックグリーンシートであることを特徴とする請求項12に記載のシート厚み計測方法。
- 前記シートを、前記液中にて所定方向に移動させながら、前記シートの厚みを測定することを特徴とする請求項12又は13に記載のシート厚み計測方法。
- 前記液中にて、前記シートを屈曲させて配置することを特徴とする請求項14に記載のシート厚み計測方法。
- 前記シートを前記液に入れる場合及び前記液から出す場合の少なくとも一方において、前記シートと前記液の表面とが垂直となるように前記シートを配置したことを特徴とする請求項14又は15に記載のシート厚み計測方法。
- 前記液中において、超音波によって、前記シートの表面に付着した泡を除去することを特徴とする請求項12〜16のいずれか1項に記載のシート厚み計測方法。
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