JPH0726814B2 - 膜厚測定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば磁気テープなどのようなシートの厚
みを測定する膜厚測定方法に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は例えば特開昭60−174609号公報に示された従来
の膜厚測定装置を示す構成図である。図において、
（１）は所定の速度で回転される回転軸、（２）は回転
軸（１）の面から所定の距離あけて回転軸（１）と平行
に設けられた遮光板、（３）は回転軸（１）と密着して
回転軸（１）の速度と同じ速度で走行する被測定シー
ト、（４）（５）は所定の角度をなして配置され、それ
ぞれレーザ光（4a）（5a）を発生するレーザ光発生器、
（６）は反射ミラーで、レーザ光（4a）を受けて回転軸
（１）の表面と遮光板（２）との間を走査し、レーザ光
（5a）を受けて被測定部材（３）と遮光板（２）との間
を走査するように制御される。（７）（８）は反射ミラ
ー（６）で、反射した各レーザ光（4a）（5a）を集光す
るレンズ、（９）（10）は走査した各レーザ光（4a）
（5a）を集光するレンズ、（11）（12）は受光器、（1
3）（14）はカウンタ、（15）は演算器、（16）は表示
器である。

次に動作について説明する。レーザ光発生器（４）
（５）から発射された各レーザ光（4a）（5a）は反射ミ
ラー（６）に入射され、いずれも同一の角速度で走査さ
れる。反射した各レーザ光（4a）（5a）はそれぞれレン
ズ（７）（８）の集光されて、第５図に示すようにそれ
ぞれギヤツプA,Bの位置でそのビーム径が最小になつ
て、回転軸（１）に垂直な方向つまりギヤツプの方向に
一定の速度で走査される。この時、各受光器（11）（1
2）には各ギヤツプA,Bを各レーザ光（4a）（5a）が通過
している間だけ入射される。

したがつて、受光器（11）（12）の出力信号はギヤツプ
A,Bの大きさに比例した幅のパルス波形となる。これを
カウンタ（13）（14）でパルスカウントして、パルス幅
に相当したカウント数が得られる。演算機（15）ではこ
れらのカウント数から厚みを計算して表示器（16）に表
示する。カウンタ（13）のカウント数をａ、カウンタ
（14）のカウント数をｂとすると、被測定シート（３）
の厚みtxは（１）式で求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来の膜厚測定方法は以上のように構成されているの
で、被測定シートの幅方向の膜厚分布を測定する事がで
きないという欠点があつた。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、被測定シートの幅方向、流れ方向の膜厚の分布
を精度よく測定のできる膜厚測定方法を得ることを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る膜厚測定方法は、回転軸端部に軸径の異
なる部分を設け、通常の回転軸部分の回転軸表面と遮光
板の間のレーザ光透過時間と、軸径の異なる回転軸部分
の回転軸表面部分と遮光板の間のレーザ光透過時間の差
を用いて、被測定シート表面と、遮光板との間のレーザ
光透過時間を補正しながら、膜厚の測定点を回転軸の軸
方向に移動させて膜厚測定を行う。

〔作用〕

この発明における膜厚測定方法は、回転軸端部に軸径の
異なる部分を設け、軸径の異なる部分に隣接する通常の
軸径の回転軸部分の回転軸表面と遮光板の間のレーザ光
透過時間と、軸径の異なる回転軸部分の回転軸表面部分
と遮光板の間のレーザ光透過時間の差を用いて、被測定
シート表面と、遮光板との間のレーザ光透過時間を補正
しながら、膜厚の測定点を回転軸の軸方向に移動させて
膜厚測定を行うことによって、被測定シートの幅方向、
流れ方向の膜厚分布を測定する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（１）〜（４），（4a），（６）〜（16）
は従来のものと同様である。（17）レーザ光の走査幅の
変動分を検知するための基準リング、（18）は回転軸の
軸方向に往復移動するヘッド部、（19）はコントローラ
（21）からの制御信号によつて定められる速度で回転軸
（１）を回転させる第１のサーボモータ、（20）はコン
トローラ（21）の制御信号によつて、定められる速度で
ヘツド部（18）を駆動する第２のサーボモータ、（21）
はサーボモータ（19）（20）を同期して動かすための制
御信号及び演算器（15）に対してヘツド部（18）の回転
軸（１）の軸方向に関する位置情報を与えるコントロー
ラである。

次に動作について説明する、レーザ光源（４）から出射
されたレーザ光（4a）は走査機構の反射ミラー（６）に
入射され、遮光板（２）と被測定シート（３）の間隔を
走査し、この間をレーザ光（4a）が通過している間だ
け、受光器（11）が光が受光される。したがつて、受光
器（11）の出力信号はギヤツプの大きさに比例した幅の
パルス波形となり、これをカウンタ（13）でパルスカウ
ントしてパルス幅に相当したカウント数が得られる。演
算器（15）ではこのカウント数から厚みを計算して表示
器（16）に表示する。

被測定シート（３）の膜厚測定に入る前に、回転軸
（１）上に被測定シート（３）のない状態で、回転軸
（１）を被測定シート（３）の流れ速度と同期した速度
と回転させ、ヘツド部（18）を回転軸（１）の端部と端
部の間で一往復させる。この一往復の間に、第２図に示
すように基準リング部（位置Ｃ）での、リング表面と遮
光板（２）のギヤツプ幅を表わすカウント数ao、（位置
Ｄ）での回転軸表面と遮光板（２）のギヤツプ幅を表わ
すカウント数bo、回転軸（１）の軸方向に関する位置Ｘ
における遮光板（２）と回転軸（１）のギヤツプ幅を表
わすカウント数Co（Ｘ）を測定して、演算部（15）に記
憶させる作業を行う。第１のサーボモータ（19）はコン
トローラ（21）により発せられる制御信号に応じた速度
で回転軸（１）を駆動し、また第２のサーボモータ（2
0）もコントローラ（21）からの制御信号を受けて、回
転軸（１）に同期した速度でヘツド部（18）を駆動す
る。この時のヘツド部（18）の回転軸（１）の軸方向に
関する位置は、．コントローラ（20）より演算部（15）
に送られ、演算部（15）は位置Ｘとその位置での遮光板
（２）と回転軸（１）の間隔を表わすカウント数を対応
づけて、Co（Ｘ）として記憶する。

つづいて、被測定シート（３）を回転軸（１）に密着走
行させ、ヘツド部（17）を回転軸（１）の軸方向に往復
移動させながら膜厚測定を行う。位置Ｃにおけるリング
表面と遮光板（２）のギヤツプ幅を表わすカウント数を
an、位置Ｄでの回転軸表面と遮光のギヤツプ幅を表わす
カウント数をbn、ヘツド部（17）の位置Ｘにおける、遮
光板（２）と被測定シート（３）のギヤツプ幅を表わす
カウント数Cn（Ｘ）、演算部（15）へ送る。この時演算
部（15）にあらかじめ記憶されている、位置C,位置Ｄで
のパルスカウント数の差bo−aoと、上記bn−anの比をと
つて（２）式 を、レーザ光走査速度の変動を補正するための補正係数
とする。さらに演算部（15）をあらかじめ記憶されてい
るＸにおける遮光板と回転軸の間隔を表わすカウント数
Co（Ｘ）とCn（Ｘ）、knを演算処理する事によつて、ｎ
回目の走査でのこのポイントにおける膜厚値Fnを算出す
る事ができる。演算式は（３）式に示す通りである。

Fn＝Lkn（Co（Ｘ）−Cn（Ｘ）） ……（３） 但し、Ｌはカウント数と膜厚値の関係を示す比例係数で
ある。

このようにして、レーザ光の走査速度の変動の影響を受
ける事なく、被測定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚
分布を精度よく測定する事ができる。

次にこの発明の他の実施例を図について説明する。第３
図において（22）は反射ミラー駆動電流制御装置であ
る。測定開始前の、位置A,位置Ｂでのパルスカウント数
の差bo−aoと、bn−anの比がknが１になるように反射ミ
ラー駆動電流を制御する。このようにして、レーザ光の
走査速度の影響を受ける事なく、被測定シートの幅方向
及び流れ方向の膜厚分布を精度よく測定する事のでき
る、膜厚測定装置を得る事ができる。

〔発明の効果〕

このようにこの発明によれば、回転軸端部に軸径の異な
る箇所を設け、通常の軸径の部分を走査する場合と、軸
径の異なる部分を走査する場合のカウント数の差をモニ
ターして、レーザ走査速度の変動を補正する事によつ
て、レーザ走査速度の変動の影響を受ける事なく、被測
定シートの幅方向及び流れ方向の膜厚分布を精度よく測
定する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を適用した装置の構成図、
第２図は第１図の要部を示す説明図、第３図は発明の他
の実施例を適用した装置の構成図、第４図は従来の膜厚
測定装置の構成図、第５図は第４図の要部を示す説明図
である。図において、（１）は回転軸、（２）は遮光
板、（4a）はレーザ光、（６）は反射ミラーである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分をさす。

Claims (1)

【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、上記回転軸の面から所定の距離をあけて上記
   回転軸の回転中心と平行に遮光板を設けて、上記被測定
   シートの表面と上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、上記レーザ光の透過時間を測定する
   事によって、上記被測定シートの膜厚を測定する膜厚測
   定方法において、上記回転軸上に上記被測定シートが存
   在しない状態で上記回転軸を回転させながら検出した、
   上記回転軸の軸端部に設けた第１の軸径部における軸の
   表面と上記遮光板とのギャップに比例したレーザパルス
   のカウント数aoと、上記第１の軸径部に隣接した第２の
   軸径部の軸の表面と上記遮光板とのギャップに比例した
   上記レーザパルスのカウント数boと、上記回転軸の軸方
   向に上記レーザ光を移動させながら検出した軸方向の位
   置Ｘにおける上記回転軸の軸の表面と上記遮光板とのギ
   ャップに比例した上記レーザパルスのカウント数Co
   （Ｘ）とを記憶し、上記被測定シートを上記回転軸に密
   着走行させながら検出した、上記第１の軸径部における
   軸の表面と上記遮光板とのギャップに比例した上記レー
   ザパルスのカウント数anと、上記第２の軸径部の軸の表
   面と上記遮光板とのギャップに比例した上記レーザパル
   スのカウント数bnと、上記回転軸の軸方向に上記レーザ
   光を移動させながら検出した軸方向に位置Ｘにおける上
   記被測定シートの表面と上記遮光板とのギャップに比例
   した上記レーザパルスのカウント数Cn（Ｘ）とを記憶
   し、上記レーザ光の走査速度の変動による補正係数kn＝
   （bn−an）／（bo−ao）を算出し、上記レーザパルスの
   カウント数と膜厚値との比例係数をＬとし、膜厚値をFn
   としたとき、Fn＝Ｌ・kn［Co（Ｘ）−Cn（Ｘ）］として
   算出することを特徴とする膜厚測定方法。