JPH01212303A - フィルム厚測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フィルムの製造工程において、フィルムの厚
さを非接触で測定するフィルム厚測定方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、帯状のフィルムを製造する場合に、フィルムの
厚さが所定値であるかどうか、あるいはフィルムが均一
な厚さになっているかどうかを調べるために、フィルム
の厚さの測定が行われるが、フィルムを損傷しないよう
、非接触で測定する方法が従来採用されている。

すなわち、このように非接触でフィルムの厚さを測定す
る場合、光軸が水平にセットされたレーザからなる測定
用投光器と、スリットによる水平方向に横長の長方形の
受光面を有し、前記測定用投光器の投射光の前記受光面
への入光面積に比例した受光信号を出力する測定用受光
器と、中心軸が水平で前記投射光の光軸に直交し、かつ
前記光軸から下方に所定距離離れた円筒ローラとを配設
し、前記ローラ上にフィルムを走行させるとともに、前
記測定用受光器の受光面への前記投射光の下部を前記フ
ィルムにより遮光し、前記測定用受光器の受光信号から
前記フィルムの上端位置を導出して前記フィルムの厚さ
の測定を行っている。

このとき、前記測定用受光器の出力と入光面積あるいは
遮光面積との関係を表わす受光特性を予め求めておくこ
とにより、前記測定用受光器より出力される受光信号か
ら投射光の入光面積を導出できるため、前記フィルムに
より遮光された前記受光面の遮光面積を導出でき、前記
遮光面積から前記フィルムの上端位置を導出できる。

一方、前記円筒ローラの中心軸の投射光の光軸からの距
離と前記円筒ローラの半径が既知であるため、前記円筒
ローラの上端位置は既知である。

したがって、前記測定用受光器の受光信号から導出した
前記フィルムの上端位置と、既知の前記円筒ローラの上
端位置との差から、前記フィルムの厚さを求めることが
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記測定用受光器の受光特性は、フィルムの
厚さ測定に先立ち、全入光状態及び全遮光状態の受光信
号から求められているが、前記測定用投光器及び測定用
受光器が周囲環境、たとえば周囲温度の影響を受は易く
、特に測定用受光器の出力が温度や外部ノイズ光によっ
てばらつきを生じ易いため、フィルムの厚さ測定に先立
って求めた受光特性に基づく投射光の入光面積と、実際
の投射光の入光面積との間に、周囲温度などの変化によ
るばらつきが生じ、フィルムの厚さを高精度に測定する
ことができないという問題点がある。

そこで、本発明では、周囲温度などの周囲環境の変化の
影響を除去し、フィルムの厚さを高精度に測定できるよ
うにすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

つぎに、上記目的を達成するための手段を、実施例に対
応する第１図及び第２図を用いて説明するＯ すなわち、測定用投光器である第１レーザ（２）と、該
第１レーザ（ηの投射レーザ光の受光面（Ｓ）への入光
面積に比例した受光信号を出方する測定用受光器である
第１受光器（３）と、中心軸が前記投射レーザ光の光軸
（Ａｌ）に直交しかつ前記光軸（Ａｔ）から所定距離離
れた円筒ローラ（６）とを配設し、前記ローラ（６）上
にフィルム（７）を走行させるとと゛もに、前記第１受
光器（３）の受光面（Ｓ）への前記投射レーザ光の下部
を前記フィルム（７）により遮光し、前記第１受光器（
３）の受光信号から前記フィルム（７）の上端位置を導
出し、前記中心軸の位置と前記ローラ（６）の半径から
前記フィルム（７）の厚さを測定するフィルム厚測定方
法において、本発明では、前記第１レーザ（２）及び前
記第１受光器（３）と同一の補正用投光器としての第２
レーザ（４）及び補正用受光器としての第２受光器（５
）を、前記第１レーザ（２）及び前記第１受光器（３）
の間隔と同一間隔で、それぞれ前記第ル−ザ（２）及び
前記第１受光器（３）に近接して設置し、 前記第２レーザ（４）の作動及び停止により、それぞれ
全入光状態及び全遮光状態の前記第２受光器（５］の受
光信号を定期的に測定し、 前記全入光状態及び全遮光状態の受光信号から前記第２
受光器（５）の入光面積と出力との関係を表わす受光特
性を導出し、 前記フィルム（７）による遮光時の前記第１受光器（３
）の受光信号と前記受光特性から、前記フィルム（７）
の上端位置を導出して前記フィルム（７）の厚さを測定
するものである。

〔作用〕

したがって、本発明によると、第２レーザ（４）及び第
２受光器（５）を用いて定期的に受光特性が導出し、そ
の都度導出した受光特性に基づいてフィルム（７）の上
端位置が導出され、フィルム厚さの測定が行われるため
、周囲温度の変化や外部ノイズ光の変動などの周囲環境
の変化があっても、これらの周囲コ境の変化による受光
特性のばらつきが補正され、周囲環境の変化による影響
が除去され、従来に比べ、フィルム厚さの測定精度が向
上する。

〔実施例〕

つぎに、本発明を、そのｌ実施例を示した図面とともに
詳細に説明する。

まず、フィルム厚測定装置の外観を示す第１図および第
２図において、（１月よ中央下部に切取部を有する固定
板、（２）は固定板（υの前面の左下端部に光軸（Ａｔ
）が水平になるように取り付けられた測定用投光器であ
るｉｉｔレーザ、（３）は固定板（１］の前面の右下端
部に取り付けられた測定用受光器である第１受光器であ
り、第２図（ｂ）に示すように、入射面の直前に設けら
れたスリ・ノドによる横長の長方形の受光面（Ｓ）を有
し、受光面（Ｓ）の中心に光軸（Ａｌ　’）が位置する
ように軸合わせされており、第１レーザ（２）の投射レ
ーザ光（以下投射レーザ光を単にレーザ光という）の受
光面（Ｓ）への入光面積に比例した受光信号を出力する
。

（４）は固定板（１）の後面の左端中央部に光軸（Ａ２
）が第１レーザ（２）の光軸（Ａｔ）に平行になるよう
に取り付けられた前記第１レーザ（２）と同一の補正用
投光器としての第２レーザ、（５）は前記第１受光器（
３）と同一の補正用受光器としての第２受光器であり、
固定板（υの後面の右端中央部に取り付けられており、
第２レーザ（４）と第２受光器（５）との間隔が、第ル
−ザ（２）と第１受光器（３）との間隔と同一に設定さ
れている。

（６）は中心軸が水平で第ル−ザ（２）の光軸（Ａ１）
に直交し、かつ該光軸（ＡＩ）から下方に所定距ＳＩ離
れて配設された円筒ローラ、（７）はフィルムであり、
ローラ（６）上を第１図体）中の実線矢印方向に走行さ
れ、第１受光器（３）の受光面（Ｓ）への妾咎レーザ光
の下部がフィルム（７）により遮光される。

つぎに、前記した測定装置の制御回路のブロック図を示
す第８図について説明する。

第３図において、（８）は両レーザ（２）　、　（４）
に給電する電源、（９）は２個の入力端子が両受光器（
３）　Ｉ　（５）の出力端子に接続され処理プログラム
に応じて両受光信号を取り込み、一定時間ごとに出力端
子からリレー駆動信号を出力する計算機、αｑはリレー
であり、前記リレー駆動信号により励磁駆動されるよう
になっており、電源（８）と第２レーザ（４）との間の
通電路に設けられたリレーＱＱの常閉接点αυのオン、
オフにより第２レーザ（４）が作動、停止される。

つぎに、前記実施例の動作について説明する。

いま、計算機（９）による補゛正用信号の入力処理がス
タートすると、第５図（ａ）に示すように、計算機（９
）により第２受光器（５）からの全入光状態における受
光信号ｍｆが取り込まれたのち、計算機（９）からリレ
ーαｑにリレー駆動信号が出力され、リレーＱＱが励磁
されて常閉接点αηがオフし、電源（８）から第２レー
ザ（４）への通電路が遮断され、第２レーザ（４）が停
止される。

そして前記リレー駆動信号の出力から、リレー（１０の
応動時間である数ｌＱＱｍＳｅＣ程度の時間後に、再び
計算機（９）により第２受光器（５）からの全遮光状態
における受光信号ｍｚが取り込まれ、その後計算機（９
）からリレーＧＯへのリレー駆動信号の出力が停止され
、補正用信号の入力処理が終了し、このような補正用信
号の入力処理が、数分ないし１０数分程度の一定時間ご
とに定期的に繰り返される。

ところで、このようにして得られた全入光状態の受光信
号ｍｆ及び全遮光状態のｍｚから、第２受光器（５）の
入光面積あるいは遮光面積と出力との関係を表わす受光
特性が計算機（９）により導出され、たとえば補正用信
号入力時のＴＩＣの温度における第２受光器（５）の遮
光面積と出力との関係を示す受光特性として、第４図に
示すように、Ｘ座標がＳｆる直線Ｐが得られる。

また、同様にして、異なる温度Ｔ２Ｃにおける第２受光
器（５）の遮光面積と出力との関係を表わす受光特性と
して、第４図中の直線Ｑが得られる。

つぎに、計算機（９）によるフィルム厚測定処理がスタ
ートすると、第５図（ｂ）に示すように、計算機（９）
により、第１受光器（３）からのフィルム（７）による
一部遮光状態の受光信号ｍが取り込まれ、以下のような
計算により、フィルム（７）の厚さが測定される。

いま、当該フィルム厚測定処理がスタートする直前に得
られた第２受光器（５）の受光特性が第４図中の直線Ｐ
であるとすると、この受光特性は第１受光器（３）の受
光特性であるとみなせるため、第４図中の直線Ｐから、
受光信号レベルがｍのときの遮光面積Ｓｉが導出される
。

ところで、第１受光器（３）の受光面Ｓは前記した如く
第２図（ｂ）のような横長の長方形をしているため、受
光面（Ｓ）への投射レーザ光のフィルム（７）による遮
光面積Ｓｉは、受光面（Ｓ）の長方形の下辺からフィル
ム（７）の上端までの距離に比例し、この距離は、第２
図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、前記長方形の短辺
の長さをり、前記長方形の上辺からフィルム（７）の上
端までの距離をｇとすると、（Ｌ−ｇ）と表わすことが
でき、従ってフィルム（７）による遮光面積Ｓｉは距離
（Ｌ−ｇ）に比例する。

従って、第４図の受光特性における横軸は、受光面（Ｓ
）の下辺からフィルム（７）の上端までの距離に置き換
えることができ、全遮光面積ＳｆはＬに、途中の遮光面
積Ｓｉは（Ｌ−ｇ）に置き換えられ、その結果、受光信
号がｍのときの遮光面積Ｓｉ、すなわち距離（Ｌ−ｇ）
は、第４図中の直線Ｐの受光特性から、既知の値ｍｆ　
、　ｍｚ　、　Ｌを用いて、と表わされ、これを未知数
ｇについて整理すると、ｇ＝Ｌ×ｍ１−ｍ２　　　　　
　　　　　°°°■と表わされる。

そして、計算機（９）により、取り込んだ受光信号レベ
ルｍｆ　、　ｍｚ及びｍと、既知の寸法りとから、前記
０式の計算が行われ、未知の距離ｇが算出され、フィル
ム（７）の上端位置が導出される。

一方、第ル−ザ（２）の光軸（ＡＩ）と円筒ローラ（６
）の中心軸との距離、及び円筒ローラ（６）の半径が既
知であり、かつ一定であるため、第２図（ａ）　、　（
ｂ）に示すように、前記受光面（Ｓ）の長方形の上辺か
ら円筒ローラ（６）の上端までの距離りは光軸（ＡＩ）
　　。

前記中心軸間の距離とローラ（６）の半径とから容易に
算出でき、しかも一定となり、得られた距離りと、前記
０式による距’ｆｉｇとの差がフィルム（７）の厚さｔ
となる。

従って、予め求めておいた距ｆｉＤと、前記０式による
距離ｇとから、計算機（９）により、ｔ＝Ｄ−ｇ　　　
　　　　　　　　　　　　・・・■の計算が行われ、算
出された厚さｔの値が計算機（９）により蓄積記憶され
、データ表示、あるいは印字や必要な制御の際などに読
み出される。

そして、第５図（１））に示すフィルム厚さ測定処理が
、第５図（ａ）に示す補正用信号の入力処理よりも短い
周期で繰り返し行なわれ、ｇ！Ｓ５図（ａ）に示す入力
処理ごとに得られる受光特性に基づいてフィルム厚さｔ
の演算が行われる。

このように、前記実施例によると、第２し２ザ（４）及
び第２受光器（５）を用いて定期的に受光特性を導出し
、その都度導出した受光特性に基づいてフィルム（７）
の上端位置を導出し、フィルム厚さの測定を行うため、
周囲温度の変化や外部ノイズ光の変動などの周囲環境の
変化があっても、これらの周囲環境の変化による受光特
性のばらつきを補正することができ、周囲環境の変化に
よる影響を除去してフィルム厚さを高精度に測定するこ
とができる。

なお、固定板（υを、円筒ローラ（６）の中心軸方向、
すなわち光軸（Ａｌ）、（Ａ２）に直交する方向に平行
に走査させながら、フィルム（７）の幅方向の各位置に
おける厚さを測定するようにしそもよい。

また、投光器は、前記したレーザに限るものではない。

ところで、第１レーザ（２）、第１受光器（３）を固定
板（υとともに定期的にフィルム（７）の幅方向に平行
移動させ、フィルム（７）により第１レーザ（２）から
第１受光器（３）への巷勢レーザ光が遮光されない状態
にして、受光特性を得るようにしてもよく、この′２場
合、測定に用いるレーザ及び受光器により受光特性を得
るため、精度の向上が望める。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので、以下
に記載する効果を奏する。

補正用投光器、補正用受光器を用いて定期的に受光特性
を導出し、その都度導出した受光特性に基づいてフィル
ムの上端位置を導出し、フィルム厚さの測定を行うため
、周囲温度の変化や外部ノイズ光の変動などの周囲環境
の変化があっても、これらの周囲環境の変化による受光
特性のばらつきを補正することができ、周囲環境の変化
による影響、を除去してフィルム厚さを高精度に測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のフィルム厚測定方法の１実施例を示し
、第１図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ測定装置の正面
図及び右側面図、第２図（ａ）　、　（ｔ））はそれぞ
れ測定装置の一部の正面図及び測定用受光器の左側面図
、第３図は測定回路のブロック図、第４図は受光特性図
、第５図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ動作説明用のフ
ローチャートである。 （２）　、　（４）・・・第１．第２レーザ、（３）　
、　（５）・・・第１．＠２受光器、（６）・・・円筒
ローラ、（７）・・・フィルム、（Ｓ）・・・受光面、
（Ａｌ）・・・光軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定用投光器と、該測定用投光器の投射光の受光
   面への入光面積に比例した受光信号を出力する測定用受
   光器と、中心軸が前記投射光の光軸に直交しかつ前記光
   軸から所定距離離れた円筒ローラとを配設し、前記ロー
   ラ上にフィルムを走行させるとともに、前記測定用受光
   器の受光面への前記投射光の下部を前記フィルムにより
   遮光し、前記測定用受光器の受光信号から前記フィルム
   の上端位置を導出し、前記中心軸の位置と前記ローラの
   半径から前記フィルムの厚さを測定するフィルム厚測定
   方法において、 前記測定用投光器及び前記測定用受光器と同一の補正用
   投光器及び補正用受光器を、前記測定用投光器及び前記
   測定用受光器の間隔と同一間隔で、それぞれ前記測定用
   投光器及び前記測定用受光器に近接して設置し、 前記補正用投光器の作動及び停止により、それぞれ全入
   光状態及び全遮光状態の前記補正用受光器の受光信号を
   定期的に測定し、 前記全入光状態及び全遮光状態の受光信号から前記補正
   用受光器の入光面積と出力との関係を表わす受光特性を
   導出し、 前記フィルムによる遮光時の前記測定用受光器の受光信
   号と前記受光特性から、前記フィルムの上端位置を導出
   して前記フィルムの厚さを測定することを特徴とするフ
   ィルム厚測定方法。