JPH05296732A - シート厚み測定方法 - Google Patents

シート厚み測定方法

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JPH05296732A
JPH05296732A JP9964092A JP9964092A JPH05296732A JP H05296732 A JPH05296732 A JP H05296732A JP 9964092 A JP9964092 A JP 9964092A JP 9964092 A JP9964092 A JP 9964092A JP H05296732 A JPH05296732 A JP H05296732A
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JP
Japan
Prior art keywords
sheet
measurement
thickness
measured
gap
Prior art date
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Application number
JP9964092A
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English (en)
Inventor
Toshishige Nagao
俊繁 永尾
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 温度変化等によるシート厚み測定装置の側部
支持部材の伸縮や回転軸の直径変化による厚み測定誤差
を少くする。 【構成】 被測定シート3を回転軸1で密着支持して走
行させ、被測定シート3の表面と遮光板2間にレーザ光
を上下に走査し、レーザ光の透過間隔を測定して被測定
シート3の厚みを測定する。このとき、被測定シート3
の走行部の外側の第1の基準点X1 の測定値Ggi、Gmi
と第2の基準点X2 の測定値Gg2、Gm2から内挿して、
シート3の走行部の厚み測定点Xiの測定値Ggi、Gmi
を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ポリエステルフィル
ムなどの製造ラインに用いられるシートの厚み測定装置
に関し、特に被測定シートの幅方向の厚み分布を高精度
に得る厚み測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特開平1−280201号
公報に示された従来のシート厚み測定装置を示す構成図
で、図において、1は所定の速度で矢印A方向に回転す
る回転軸、2は回転軸1の表面から所定の空隙Gi をも
って回転軸1の軸方向に平行に配置された遮光板、3は
回転軸1に密着されて回転軸1の周速度と同速度で矢印
B方向に走行する被測定シート、4はレーザ光Lと放射
するレーザ光発生器である。5はレーザ光Lを空隙部に
向けて反射させる反射ミラーであり、矢印C方向に微小
回転してレーザ光Lを空隙Gi の間で上下方向に走査さ
せるようになっている。
【0003】6はレーザ光Lを空隙Gi で収束させるた
めの集光レンズ、7は空隙Gi を通過したレーザ光Lを
収束する集光レンズ、8は集光レンズ7を介したレーザ
光Lを受光して受光パルスPi に変換する受光器、9は
受光パルスPi のパルス幅をクロック定数で計数するカ
ウンターである。10はカウンター9から得られる計数
値Qi に基づいて測定位置Xi における被測定シート3
の厚みTi を演算する演算器であり、1つの測定位置X
i に対する複数の計算値平均値Qi を平均処理する機能
を有している。11は演算された厚みTi を表示する表
示器である。
【0004】12はレーザ光発生器4、反射ミラー5、
集光レンズ6、7および受光器8を一体化し、これら全
構成要素を一体に支持するためのフレームを備えた測定
ヘッドである。図4は測定ヘッド12と回転軸1を一体
に支持する構造、および測定方法を図示したものであ
る。測定ヘッド12はリニアガイド17に取り付けら
れ、回転軸1の軸方向に平行移動されるようになってい
る。リニアガイド17は上部支持部材18に固定され、
上部支持部材18は側部支持部材19によって回転軸1
とともに一体化されている。再び図3において、14は
回転軸1を回転駆動するためのモーターを含む回転駆動
部、15は測定ヘッド12を回転軸1の軸方向すなわち
被測定シート3の幅方向に走査駆動するためのモーター
を含む走査駆動部である。
【0005】16は演算器10、回転駆動部14、走査
駆動部15のそれぞれの動作シーケンスを制御するため
の制御部であり、回転駆動部14内のモーターに対して
駆動指令D1 を出力し、走査駆動部15内のモーターに
対して駆動指令D2 を出力し、また演算器10に対して
演算指令Eを出力するようになっている。また演算器1
0および制御部16は、被測定シート3の幅方向の厚み
分布を得るための演算制御手段を構成している。なお点
線20は測定ヘッドが図の位置のときのシート3上の測
定される位置を示している。図4において、X1
i 、Xn はレーザ光Lが通過する位置を回転軸1の一
端からの距離で表わした値、Gg1、Gm1、Ggi、Gmi
gn、Gmnは各位置における空隙の大きさを表してい
る。
【0006】次に図4を参照しながら従来のシート厚み
測定装置の動作について説明する。まず、被測定シート
3が回転軸1上にない状態(添字g で表す)で駆動指令
2により、測定ヘッド12を回転軸1の軸方向に間欠
的に移動させ、後に送出される被測定シート3の測定位
置Xi で静止させる。演算器10は、演算指令Eに従っ
て、回転軸1が整数N(≧1)回転する間、受光パルス
giに相当する計数値Qgiを複数個取り込んで平均化処
理し、これを位置Xi における空隙Ggiとして記憶す
る。以上の動作を、各測定位置Xi i =1、2、3…
…n)について繰り返し、各測定位置Xi に対する空隙
giを記憶する。
【0007】次に製造ラインから送出された被測定シー
ト3を回転軸1に密着して走行させ(添字m で表す)、
前述と同様に測定ヘッド12を各測定位置Xi で静止さ
せながら、遮光板2と被測定シート3との間の空隙Gmi
に比例した計数Qmiを複数個取り込み、平均化処理した
値を、被測定位置Xi における被測定シート3上の空隙
miiとして記憶する。そして、各測定位置Xi におけ
る被測定シート3の厚みTi を、 Ti =Ggi−Gmi………(1) として求める。各測定位置Xi i =1、2、3……
n)について繰り返し(1)式を演算し、得られた各厚
みTi を表示器11に表示して被測定シート3の幅方向
の厚み分布を得る。なお、レーザ光Lの通過位置、すな
わち測定位置Xi が被測定シート3の側端部に達した場
合は、測定ヘッド12を逆方向に折り返し駆動する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のシート厚み測定
装置は以上のように、予め被測定シート3がない状態で
各測定位置Xi において空隙Ggiを測定し、次に被測定
シート3を流しながら空隙Gmiを測定し、その差を厚み
として求めている。ところが測定中における周囲温度の
変化や被測定シート3のもたらす熱などによって、側定
支持部材19が伸縮を起こしたり、回転軸1の直径変化
が発生することが多い。一例として図4における左側の
側部支持材19がΔL1 だけ伸び、右側の側部支持部材
19がΔL2 だけ伸び、上部支持部材が18Aの位置ま
で変化した場合、厚み測定時の空隙Gmiは位置によって
差はあるがΔL1 〜ΔL2 の間の値だけ大きくなるた
め、(1)式から求まる厚みTi は実際の寸法より小さ
くなる。逆に側部支持部材19が縮んだ場合には厚み値
i が実際の寸法より大きくなる。また回転軸1の直径
が変化したときも同様に測定される厚みが実際と食い違
うことが起こるという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、温度変化等による伸縮が発生し
ても、正しく厚みを測定することができるシート厚み測
定方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明に係るシート厚
み測定方法は、回転軸上で被測定シートの走行部の外側
の少なくとも一方に基準点および該回転軸上で該シート
の走行部に厚み測定点を設け、該基準点の測定値の変動
に応じて該厚み測定点の測定値を補正するものである。
【0011】また、回転軸上で被測定シートの走行部の
外側の一方に第1の基準点、他方に第2の基準点および
該回転軸上で該シートの走行部に厚み測定点を設け、該
第1および第2の基準点の測定値から内挿して該厚み測
定点の測定値を補正するものである。
【0012】さらに、該基準点と該厚み測定点との間を
一つのレーザ光で走査して測定するものである。
【0013】
【作用】この発明によるシート厚み測定方法は、基準点
の測定値の変動に応じて厚み測定点の測定値を補正す
る。
【0014】また、第1および第2の基準点の測定値か
ら内挿して厚み測定点の測定値を補正する。
【0015】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、1〜3、12、17〜19は従来
のものと同様である。また、その他の周辺装置も図3と
同様である。演算器10は従来と異なり、以下に説明す
る演算を行う。まず、被測定シート3が回転軸上にない
状態(添字g で表わす)で以下の測定を行う。始めに駆
動指令D2 により、測定ヘッド12を回転軸1の一端部
1 の位置に移動させ静止させる。演算器10は演算指
令Eに従って、回転軸1が整数N(≧1)回転する間、
受光パルスPg1に相当する計算値Qg1を複数個取り込ん
で平均化処理し、これを位置X1 における空隙Gg1とし
て記憶する。
【0016】続いて後に走行させる被測定シート厚み測
定位置Xi に移動させた後静止させ、同様に測定を行な
って位置Xi における空隙Ggiとして記憶する。この動
作を所定の測定位置について繰り返し、各測定位置Xi
に対する空隙Ggiを記憶する。ただし以下の説明ではこ
れらは1つの測定位置Xi で代表させて説明している。
最後に回転軸1の反対端部X2 の位置に移動させた後静
止させ、同様に測定を行なって位置X2 における空隙G
g2として記憶する。以上で被測定シート3が回転軸1上
にない状態での測定を終了する。さらに精度を上げるた
めに以上の測定を複数回繰り返し、それぞれの位置ごと
に複数回の測定値を平均することによってノイズなどの
外乱の影響を軽減することも可能である。
【0017】次に、製造ラインから送出された被測定シ
ート3を回転軸1に密着させて走行させる。このとき前
述の測定位置X1 、X2 にシートがかからないようにシ
ートの位置をセットする。この状態でシート厚み測定を
行なう(添字m で表わす)。この時点で温度変化により
両側の側部支持部材19が伸び、上部支持材18が18
Aの位置に移動している。続いて被測定シート3の厚み
測定位置Xi に移動させた後静止させて同様に測定を行
い、位置Xi における空隙Gmiとして記憶する。最後に
回転軸1の反対端部X2 の位置に移動させた後静止さ
せ、同様に測定を行って位置X2 におけるGm2として記
憶する。
【0018】以上の測定結果をもとに次の演算を行って
シート厚みを算出する。図2は厚みを算出する方法を示
す図であり、各位置での空隙、回転軸1、被測定シート
3の関係を示している。図における破線21は被測定シ
ート3の無い状態での測定時の遮光板2の位置を、破線
21Aは被測定シート3のある状態での測定時の遮光板
2の位置を示している。すなわち、側部支持部材19の
伸びた分だけ両者の位置が異なっている。温度変化等に
よる寸法変化である位置X1 での空隙の変化量ΔL1
位置X2 での空隙の変化量ΔL2 は、それぞれ測定され
た空隙から求められる。 ΔL1 =Gm1−Gg1………(2) ΔL2 =Gm2 −Gg2 ………(3)
【0019】測定位置Xi における温度変化等による空
隙の変化量ΔLi は、上部支持部材18は剛性が高くそ
の形状を保ったまま移動するため、位置X1 〜X2 の間
の空隙変化量はX方向位置に対してリニアに変化する、
したがって、ΔLi はΔL1とΔL2 をX方向の位置で
内挿して、
【0020】
【数1】
【0021】によって求めることができる。このように
ΔLi が決定できれば、図2のXi における温度変化等
による誤差を補正されたシート厚みTi は図より Ti =Ggi−Gmi ΔLi ………(5) で算出できる。演算器10は、以上(2)〜(5)式の
演算を行って位置Xi における厚みTi を出力する。以
上、1つの測定位置Xi についてだけ説明したが、被測
定シート3上の複数の位置に対して同様に測定・演算を
行うことによって、シート厚みの分布が測定できる。
【0022】実施例2.また、上記実施例では各測定位
置ごとにヘッドを停止し、回転軸1の整数回転分の時間
のデータを取り込んで平均処理を行っているが、ヘッド
を連続的に移動させながら測定を行う方法もある。その
場合には、回転軸1の偏心の影響を除くため、シートの
ない状態での測定位置とシートの送行した状態での測定
位置を、軸方向のみならず回転の周方向にも一致させる
必要があり、走査駆動部15による測定ヘッド12の移
動制御を回転駆動部14による回転駆動に同期させて行
う。なお、側部支持部材19等の伸縮は通常、時間的に
ゆっくりしたものであるため、両端部の位置X1 、X2
での測定頻度は、測定ヘッドの軸方向の往復走査を複数
回するごとに行っても充分である。また、回転軸1の偏
心が小さいときや、それ程精度を要しないときは、周方
向の補正を省いてもよい。
【0023】実施例3.上記実施例1では、ΔL1 およ
びΔL2 から回転軸1上の位置Xi に内挿して補正を行
ったが、通常、ΔL1 とΔL2 は図2ほど差のあるもの
ではないので、内挿補正ではなくΔL1 のみまたはΔL
2 のみで直接に補正を行っても概略の補正を行うことが
できる。測定対象物によっては概略補正で良い場合もあ
るので、この補正法であれば、補正が簡単、基準点数が
少なくて済むなどのメリットがある。
【0024】実施例4.X1 、Xi 、X2 の各位置毎に
それぞれ一つのヘッドを割り当てる多ヘッド測定方式と
してもよい。この方式ではヘッドの動きが単純化され
て、測定シーケンスが簡単になるという利点がある。実
施例3のように、X1 とXi またはX2 とXi の二つの
ヘッドで補正してもよい。また、Xi は被測定シート3
上を幅方向にスキャニングするようにしてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば回転軸
上で被測定シートの走行部の外側の少なくとも一方に基
準点を設け、基準点の変動に応じて厚み測定点の測定値
を補正するようにしたので、側部支持部材の伸縮や回転
軸の直径変化による誤差が打ち消され、厚み測定精度が
向上する。
【0026】また、回転軸上で被測定シートの走行部の
外側の一方に第1の基準点および他方に第2の基準点を
設け、第1および第2の基準点の測定値から内挿して厚
み測定点の測定値を補正するようにしたので、側部支持
部材の伸縮や回転軸の直径変化による誤差が打ち消さ
れ、厚み測定精度が向上する。
【0027】また、基準点と厚み測定点との間を一つの
レーザ光で走査して測定するようにしたので、安価で経
済的な測定方法を提出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す断面図である。
【図2】この発明の実施例1の測定寸法を示す断面図で
ある。
【図3】従来のシート厚み測定方法を示す構成図であ
る。
【図4】従来のシート厚み測定方式を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 回転軸 2 遮光板 3 被測定シート 4 レーザ光発生器 5 反射ミラー 12 測定ヘッド 17 リニアガイド 18 上部支持部材 19 側部支持部材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定シートを回転軸で密着支持しなが
    ら走行させ、前記回転軸の面から所定の距離をあけて前
    記回転軸心と平行に遮光板を設けて、前記被測定シート
    の表面と前記遮光板との間をレーザ光を使って反射ミラ
    ーで走査し、レーザ光の透過時間を測定することによっ
    て、前記被測定シートの厚みを測定する方法において、
    回転軸上で前記被測定シートの走行部の外側の少なくと
    も一方に基準点および前記回転軸上で前記シートの走行
    部に厚み測定点を設け、前記基準点の測定値の変動に応
    じて前記厚み測定点の測定値を補正することを特徴とす
    るシート厚み測定方法。
  2. 【請求項2】 被測定シートを回転軸で密着支持しなが
    ら走行させ、前記回転軸の面から所定の距離をあけて前
    記回転軸心と平行に遮光板を設けて、前記被測定シート
    の表面と前記遮光板との間をレーザ光を使って反射ミラ
    ーで走査し、レーザ光の透過時間を測定することによっ
    て、前記被測定シートの厚みを測定する方法において、
    回転軸上で前記被測定シートの走行部の外側の一方に第
    1の基準点、他方に第2の基準点および前記回転軸上で
    前記シートの走行部に厚み測定点を設け、前記第1およ
    び第2の基準点の測定値から内挿して前記厚み測定点の
    測定値を補正することを特徴とするシート厚み測定方
    法。
  3. 【請求項3】 前記基準点と前記厚み測定点との間を一
    つのレーザ光で走査して測定することを特徴とする請求
    項第1項または請求項第2項記載のシート厚み測定方
    法。
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