JPH06273120A - 表面膜厚量計測装置 - Google Patents

表面膜厚量計測装置

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JPH06273120A
JPH06273120A JP6491693A JP6491693A JPH06273120A JP H06273120 A JPH06273120 A JP H06273120A JP 6491693 A JP6491693 A JP 6491693A JP 6491693 A JP6491693 A JP 6491693A JP H06273120 A JPH06273120 A JP H06273120A
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JP
Japan
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laser light
water
light
water layer
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JP6491693A
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English (en)
Inventor
Koji Furukawa
川 弘 司 古
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】クロムローラ等の金属ローラのように、鏡面状
支持体の表面に保持される水分量等の膜厚量も好適に計
測することができる表面膜厚量計測装置を提供する。 【構成】被測定対象となる膜の吸収波長の直線偏光のレ
ーザ光をブリュースター角で被測定部分に入射する測定
光射出手段と、この測定光射出手段より射出され、支持
体によって反射されたレーザ光の光量を計測する計測手
段と、支持体状に膜が無い時に計測手段で計測されるレ
ーザ光の光量を基準として、計測手段によって計測され
たレーザ光の光量より、支持体表面の膜厚量を算出する
手段とを有することにより、前記目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クロムローラ等の鏡面
状の支持体表面に存在する水分量等、支持体上の膜厚量
を計測する表面膜厚量計測装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の産業分野において、支持体上に存
在する液体等の膜厚量の計測が行われている。例えば、
印刷装置、半導体製造装置等において、各種部材表面等
に存在する水分量等は仕上り製品の品質を大きく左右す
る。
【0003】より具体的には、オフセット印刷装置にお
いては、非画像部へのインク付着を防止するために印刷
版面に浸し水を付着して印刷が行われる。ここで、浸し
水は非画像部へのインク付着防止以外にも、非画像部の
洗浄、画像部の洗浄、画像部の劣化防止、印刷版面温度
を一定に保つ等の重要な作用を有している。従って、高
画質を有する所定品質の仕上りプリントを得るために
は、印刷版面に付着される浸し水の量を所定量に保つこ
とが重要であり、印刷版面の湿し水量を的確に把握する
ことは、高画質な仕上りプリントを安定して得る上で極
めて重要である。
【0004】浸し水は、浸し水タンクより、水元ロー
ラ、呼出しローラ、付けローラ等の各種のローラを介し
て印刷版に供給されるので、印刷版面の浸し水の量は前
記各ローラ表面に付着する浸し水の量によって大きく左
右される。そのため、高画質な仕上りプリントを得るた
めには、前記各ローラ表面の水分量を的確に制御する必
要があり、各ローラ表面の水分量を的確に把握すること
も重要である。また、各種印刷現象を解析する上でも、
ローラ表面等の水分量を把握することは極めて重要であ
る。
【0005】さらに、オフセット印刷機では、インキロ
ーラ等に付着したインキの量等を的確に把握すること
も、高画質な仕上りプリントを得る上で極めて重要であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来、このような支持
体の表面に存在する水分量等は、ハロゲンランプ等を光
源として用い、光源より射出された測定光を測定部分に
入射して、水を通過して支持体に反射された測定光の光
量を計測し、水の吸収波長域の光量減衰を支持体表面に
水がない時と比べることにより計測されている。この方
法においては、光源であるハロゲンランプ等は指向性が
悪いので、被測定部の上方から測定光が照射される。と
ころが、反射光のうち正反射成分には水の表面で反射さ
れた光も含まれてしまう。そのため、このような従来の
表面水分の計測方法では、反射光のうち正反射成分を除
く散乱光を測定することによって水分量の計測が行われ
ている。
【0007】ところが、水が金属等の鏡面状の支持体表
面に存在する場合には、測定部分に入射した測定光の大
部分が散乱されることなく正反射されてしまうため、散
乱光を計測する従来の水分量計測では水分量を測定する
ことができない。例えば、前述の印刷装置であれば、浸
し水を供給するローラとしてはクロムローラなどの金属
ローラ等の鏡面状表面を有するローラも好適に利用され
るが、従来の表面水分量計測方法では、クロムローラ上
の水分量を把握することができないので、印刷不良等が
生じた場合の原因を的確に把握することができず、また
各種の印刷現象の解析を行う際の妨げとなっている。
【0008】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、クロムローラ等の金属ローラのよ
うに、鏡面状支持体の表面に保持される水分量等の膜厚
量も好適に計測することができる表面膜厚量計測装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、支持体表面に存在する膜厚量を計測する
表面膜厚量計測装置であって、前記膜による吸収波長の
直線偏光(P偏光)のレーザ光をブリュースター角で被
測定部分に入射する測定光射出手段と、前記測定光射出
手段より射出され、前記支持体によって反射されたレー
ザ光の光量を計測する計測手段と、前記支持体上に膜が
無い時に前記計測手段で計測されるレーザ光の光量を基
準として、前記計測手段によって計測されたレーザ光の
光量より、前記支持体表面の膜厚量を算出する手段とを
有することを特徴とする表面膜厚量計測装置を提供す
る。
【0010】例えば、前記膜が水分であって、かつ前記
レーザ光の波長が2.7〜3.1μmである態様が好適
に例示される。
【0011】
【発明の作用】本発明の表面膜厚量計測装置は、特にク
ロムローラ等の鏡面状支持体の表面に存在する水分量等
も正確に計測可能な表面水分量計測装置であって、計測
対象である膜による吸収波長の直線偏光(P偏光)のレ
ーザ光を、空気と膜とによるブリュースター角で被測定
部分に入射し、支持体によって反射されたレーザ光の光
量を測定して、支持体に膜が無い時のレーザ光光量を基
準として、計測されたレーザ光の光量より、支持体上に
存在する膜厚量を計測する。
【0012】例えば、膜が水分であれば水による吸収波
長域である波長2.7〜3.1μmの直線偏光のレーザ
光を、空気と水とによるブリュースター角で水分量の被
測定部分に入射し、支持体によって反射されたレーザ光
の光量を測定して、支持体に水が無い時のレーザ光光量
を基準として、計測されたレーザ光の光量より、支持体
上に存在する水分量を計測する。
【0013】このような本発明の表面膜厚量計測装置に
おいては、測定光である直線偏光のレーザ光はブリュー
スター角で被測定部位に入射するので、レーザ光は膜の
表面で反射されることなく、測定対象である膜に入射す
る。入射したレーザ光は、膜中を進行して支持体によっ
て反射され、再度膜中を進行して射出する。ここで、レ
ーザ光は測定対象となる膜の吸収波長域の光であるの
で、支持体上の膜の量に(すなわち膜厚)応じて吸収さ
れ、光量が減衰する。従って、支持体上に膜が無い時の
反射レーザ光の光量と、膜がある時の反射レーザ光光量
との差より、支持体上の膜厚量を計測することができ
る。
【0014】このような本発明の表面膜厚量計測装置に
よれば、膜の吸収波長域の直線偏光のレーザ光をブリュ
ースター角で入射し、支持体によって反射された反射光
の光量を計測して膜厚量の計測を行うので、従来の表面
膜厚量計測装置では不可能であった、クロムローラ等の
金属ローラのような鏡面状の支持体表面に存在する水分
やインク等の量の計測を好適に行うことができる。しか
も、測定光であるレーザ光は、膜の表面によって反射さ
れることがないので、高精度な膜厚量計測を実現するこ
とができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の表面膜厚量計測装置につい
て、添付の図面に示される好適実施例をもとに詳細に説
明する。図1に、本発明の表面膜厚量計測装置を支持体
表面の水分量を主に計測する表面水分量計測装置(以
下、水分計測装置とする)に利用した際の一例を概念的
に示す。
【0016】図1に示される水分計測装置10は、基本
的にレーザ光光源としてのNd:YAGレーザ12と、
パラメトリック発振器14と、赤外線センサ16と、赤
外線センサによる計測結果より水分量を算出する算出部
18とより構成されるものであり、図示例においては、
クロムローラ等の金属ローラ20表面に付着する水層2
2を計測する。
【0017】水分計測装置10において、水層22を測
定するための波長2.7〜3.1μmの直線偏光(P偏
光)の測定レーザ光L1 は、Nd:YAGレーザ12お
よびパラメトリック発振器14より射出される。つまり
水分計測装置10においては、測定光射出手段はNd:
YAGレーザ12およびパラメトリック発振器14より
構成される。周知のように、Nd:YAGレーザ12は
波長1.06μmの直線偏光のレーザ光を射出するもの
であり、図示例においては、Nd:YAGレーザ12よ
り射出されたレーザ光を、パラメトリック発振器14に
よって波長変換して波長2.7〜3.1μmの測定レー
ザ光L1 とする。
【0018】パラメトリック発振器14には特に限定は
なく、レーザ光源より射出されたレーザ光を水の吸収波
長である波長2.7〜3.1μmの測定レーザ光L1
得られるものをレーザ光源に応じて適宜選択すればよい
が、例えば、Nd:YAGレーザ12を用いる図示例の
態様においては、非線形光学結晶としてニオブ酸リチウ
ム(LiNbO3) を用いたパラメトリック発振器14を利用
して、Nd:YAGレーザとニオブ酸リチウムとのパラ
メトリック発振によって波長約3μmの測定レーザ光L
1 とするもの等が例示される。
【0019】なお、水分量計測装置10における測定光
射出手段は、パラメトリック発振器14を用いた図1に
示される例には限定はされず、波長2.7〜3.1μm
の直線偏光のレーザ光が得られるものであれば、HF等
を用いた気体レーザ等、公知の各種の方法がいずれも利
用可能である。つまり、本発明の表面膜厚量測定装置に
おいては、測定対象となる膜の吸収波長の直線偏光のレ
ーザ光が得られる測定光射出手段を、膜の種類に応じて
適宜選択すればよい。また、測定レーザ光L1 の波長を
可変として、各種の膜の計測に対応するように構成して
もよい。
【0020】また、図示例のNd:YAGレーザ12の
ように、直線偏光のレーザ光を射出する光源を利用せ
ず、十分な光量の測定レーザ光L1 を得られれば、偏光
子を用いて直線偏光の測定レーザ光L1 を得るものであ
ってもよい。
【0021】本発明の水分測定装置10においては、こ
のようにして射出された測定レーザ光L1 を、空気と水
(すなわち測定対象となる膜)とによるブリュースター
角(Brewster angle)で水層22に入射する。このような
構成とすることにより、測定レーザ光L1 が水層22の
表面で反射されることがなく、すべて水層22に入射す
るので、測定レーザ光L1 の光量誤差のない正確な水分
量測定を実現することができる。
【0022】測定レーザ光L1 を水層22にブリュース
ター角で入射する方法には特に限定はなく、Nd:YA
Gレーザ12およびパラメトリック発振器14をこの角
度に応じた位置や角度で配置する方法、ミラー等の反射
部材を用いて角度を調整する方法等、各種の方法が利用
可能である。
【0023】前述のように、測定レーザ光L1 は水の吸
収波長域(−OH伸縮振動)である波長2.7〜3.1
μmのレーザ光で、水層22にブリュースター角で入射
する。従って、測定レーザ光L1 は水面で反射されるこ
となく水層22に(屈折率に応じて屈折して)入射し
て、水によって吸収されつつ水層22中を進行し、金属
ローラ20表面で反射されて、さらに水によって吸収さ
れつつ水層22中を進行して(屈折して)、水層22よ
り射出する。
【0024】水層22より射出した反射レーザ光L2
は、次いで赤外線センサ16に入射して光量を測定され
る。赤外線センサ16は、測定レーザ光L1 の光路、水
の屈折率、考え得る水層22の厚さ等に応じて、反射レ
ーザ光L2 を好適に受光できる位置に配置されている。
本発明に利用される赤外線センサには特に限定はなく、
波長2.7〜3.1μmの光の強度を測定可能な光セン
サがいずれも利用可能である。一例として、PbS光導
電素子、PbSe光導電素子、MCT(HgCdTe)
光導電素子等が例示される。
【0025】つまり、本発明に利用される光量測定手段
には特に限定はなく、測定レーザ光L1 (反射レーザ光
2 )の波長に応じて、その波長の光を計測可能なもの
を適宜選択すればよい。
【0026】赤外線センサ16による反射レーザ光L2
の光量測定結果は、算出部18に転送される。前述のよ
うに、測定レーザ光L1 は水の吸収波長域のレーザ光で
あって、水層22にブリュースター角で入射する。従っ
て、水層22を通過した反射レーザ光L2 の光量は、水
層22における水の量、すなわち水層22の厚さ(およ
び金属ローラ20の反射率)に応じて減衰している。算
出部18においては、水層22が無いときの反射レーザ
光L2 の光量を基準として、水層22を通過した反射レ
ーザ光L2 と基準光量との光量差より水層22の厚さを
算出して、金属ローラ20上の水の量を得る。
【0027】水層22が無いときの反射レーザ光L2
光量(基準光量)は、あらかじめ測定しておいて既知の
データとして算出部18に記憶しておいてもよく、また
測定ごとに毎回検出するものであってもよい。さらに、
金属ローラ20の反射率が高く、これによる測定レーザ
光L1 の吸収が無視できる場合は、測定光射出手段より
射出される測定レーザ光L1 の光量を基準として水層2
2の厚さを算出してもよい。また、水層22が有色であ
る場合には、水層22の色フィルタとしての作用を加味
して水層22の厚さを算出する。
【0028】以上の例は、本発明の表面膜厚計測装置を
主に水分量を計測する水分量計測装置に利用した例であ
ったが、本発明はこれに限定はされず、鏡面状支持体上
の各種の膜を計測対象とすることができる。
【0029】例えば、測定レーザ光L1 としてインキの
吸収波長域(−CH伸縮振動)である3.4μm近傍の
レーザ光を用いることにより、インキの膜厚量を計測す
ることができる。
【0030】なお、上記各波長の測定レーザ光L1 は、
Nd:YAGレーザとニオブ酸リチウム(LiNbO3) を用
いたパラメトリック発振器とを組み合わせた測定光射出
手段で得ることができる。また、測定レーザ光L1 は、
空気と測定対象となる膜とのブリュースター角で被測定
部位に入射するのは前述のとおりである。
【0031】以上、本発明の表面膜厚量計測装置につい
て詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされ
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改
良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の表
面膜厚量計測装置によれば、従来は計測することができ
なかった、クロムローラなどの金属ローラ等の散乱光を
生じない鏡面状の支持体表面に保持される水分量等の膜
厚量も好適に、かつ高精度で計測することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の表面膜厚量計測装置を表面水分量計測
装置に利用した際の一例を概念的に示す図である。
【符号の説明】
10 表面水分量計測装置 12 Nd:YAGレーザ 14 パラメトリック発振器 16 赤外線センサ 18 算出部 20 金属ローラ 22 水層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】支持体表面に存在する膜厚量を計測する表
    面膜厚量計測装置であって、 前記膜による吸収波長の直線偏光のレーザ光をブリュー
    スター角で被測定部分に入射する測定光射出手段と、 前記測定光射出手段より射出され、前記支持体によって
    反射されたレーザ光の光量を計測する計測手段と、 前記支持体上に膜が無い時に前記計測手段で計測される
    レーザ光の光量を基準として、前記計測手段によって計
    測されたレーザ光の光量より、前記支持体表面の膜厚量
    を算出する手段とを有することを特徴とする表面膜厚量
    計測装置。
  2. 【請求項2】前記膜が水分であって、かつ前記レーザ光
    の波長が2.7〜3.1μmである請求項1に記載の表
    面膜厚量計測装置。
JP6491693A 1993-03-24 1993-03-24 表面膜厚量計測装置 Pending JPH06273120A (ja)

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Effective date: 20020115