JPH07280523A - Method and device for measuring thickness of film, and manufacture of film - Google Patents
Method and device for measuring thickness of film, and manufacture of filmInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフィルムの厚さをインラ
インで測定するための厚さ測定装置および測定方法なら
びにその厚さ測定装置を用いたフィルムの製造方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thickness measuring device and a measuring method for measuring the thickness of a film in-line, and a film manufacturing method using the thickness measuring device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ポリエステル、ポリプロピレン等の高分
子フィルムの厚さむら、すなわちフィルム厚さの不均一
性はフィルムの重要な品質であり、製品の厚さむらが大
きい場合や、局所的な厚さむらや周期的な厚さむらがあ
る場合には、ユーザーがこれを使用する段階でハンドリ
ング不良、搬送不良、磁性体の塗布不良、蒸着の不良
等、さまざまなトラブルの原因となる。2. Description of the Related Art Nonuniformity of thickness of polymer films such as polyester and polypropylene, that is, nonuniformity of film thickness is an important quality of the film, and when unevenness of product thickness is large or local thickness is large. If there is unevenness or periodic thickness unevenness, it causes various troubles such as poor handling, poor transport, poor coating of magnetic material, and poor vapor deposition at the stage when the user uses it.
【0003】そこで、ユーザーに厚さむらの大きい製品
や局所的・周期的な厚さむらのある製品を出荷しないと
いう品質保証のために、そしてこれら厚さむらの不良が
発生した場合に早急に製造工程の対応箇所を修正して不
良製品を製造しないようにするという工程管理のため
に、定常的に製品の厚さむらを測定することが重要であ
る。Therefore, for quality assurance that products with large thickness unevenness or products with local / periodic thickness unevenness are not shipped to the user, and immediately when defects of these thickness unevenness occur. It is important to constantly measure the thickness unevenness of the product in order to manage the process so as to prevent defective products from being manufactured by correcting corresponding parts in the manufacturing process.
【0004】このようなフィルムの最終的な品質保証の
観点からは、フィルムの厚さむらを表すパラメータとし
ては一般にフィルムの幅方向(TD:Transversal Direc
tion)の厚さむらと、長手方向(MD:Machine Directi
on)の厚さむらの2種類が用いられている。From the viewpoint of the final quality assurance of such a film, the parameter representing the thickness unevenness of the film is generally used in the width direction (TD: Transversal Direc) of the film.
unevenness in the longitudinal direction (MD: Machine Directi
Two types of uneven thickness (on) are used.
【0005】TD厚さむらはフィルム製造工程の幅方向
の不均一性により発生する。すなわち、口金より溶融吐
出して製造したフィルムでは、口金出口付近に付着した
異物などの影響でフィルムの長手方向に筋状に最小幅が
2〜3mmの凸または凹の局所的な厚さむらが生ずるこ
とがある。この筋状の厚さむらはフィルムの品質に重大
な影響を与えるため、凸部の高さ(凹部の低さ)が例え
ば0.25μm以上のものが発生した場合にはこれを製
品として出荷することはできない。TD thickness unevenness occurs due to non-uniformity in the width direction of the film manufacturing process. That is, in the film produced by melting and discharging from the die, a local uneven thickness of a convex or concave having a minimum width of 2 to 3 mm is linearly streaked in the longitudinal direction of the film due to the influence of foreign matters attached near the outlet of the die. May occur. Since this streak-like thickness unevenness seriously affects the quality of the film, when the height of the convex portion (the height of the concave portion) is, for example, 0.25 μm or more, this is shipped as a product. It is not possible.
【0006】したがって、引き続きこのような筋状の厚
さむらが含まれる製品が製造されることのないように、
直ちに口金部分を清掃する等の製造工程上の対策が必要
となる。そのため、この筋状の局所的な厚さむらの形状
を迅速に幅方向に定量的に測定することが重要である。Therefore, in order to prevent subsequent production of products containing such streak-like thickness unevenness,
It is necessary to take measures in the manufacturing process such as immediately cleaning the base part. Therefore, it is important to quickly and quantitatively measure the shape of the striped local uneven thickness in the width direction.
【0007】かかる筋状の厚さむらを検出するために
は、TD厚さむらの測定精度がたとえば±0.1μm以
内であることが必要であり、測定の間隔は1mm程度で
ある必要がある。In order to detect such streaky thickness unevenness, it is necessary that the measurement accuracy of the TD thickness unevenness be within ± 0.1 μm, and the measurement interval needs to be about 1 mm. .
【0008】一方、MD厚さむらはフィルム製造工程の
時間的な不均一性により発生する。すなわち、長手方向
に延伸して製造したフィルムでは、延伸に用いたロール
の偏心等により長手方向に周期的な厚さむらを生ずるこ
とがある。この周期的な厚さむらも製品の品質に重大な
影響を与えるため、TD厚さむらと同様にこの形状を長
手方向に定量的に測定することが必要である。かかる周
期的な厚さむらを検出するためには、TD厚さむらと同
程度の測定精度と測定間隔が必要である。On the other hand, the MD thickness unevenness is caused by non-uniformity in the time of the film manufacturing process. That is, in the film produced by stretching in the longitudinal direction, the thickness unevenness may occur periodically in the longitudinal direction due to eccentricity of the roll used for stretching. Since this periodic thickness unevenness also has a significant influence on the quality of the product, it is necessary to quantitatively measure this shape in the longitudinal direction, like the TD thickness unevenness. In order to detect such periodic thickness unevenness, it is necessary to have the same measurement accuracy and measurement interval as the TD thickness unevenness.
【0009】さて、フィルム製造工程においてフィルム
の厚さむらをオンラインで測定する装置としては、例え
ば特公平5−67881号公報に記載されている、スキ
ャナに載った厚さ計がフィルムの幅方向に往復走行しな
がら厚さを測定する装置が知られている。この厚さ測定
装置は、フィルムの全体の平均的な厚さを均一に保つた
めに、成形後のフィルムの厚さを測定してその結果を口
金にフィードバックして口金の間隙や温度を調整して厚
さを制御することを目的とするものである。As an apparatus for measuring the film thickness unevenness online in the film manufacturing process, for example, a thickness gauge mounted on a scanner, which is described in Japanese Patent Publication No. 5-67881, is used in the width direction of the film. A device for measuring thickness while traveling back and forth is known. This thickness measuring device measures the thickness of the film after molding and feeds back the result to the die to adjust the gap and temperature of the die in order to keep the average thickness of the entire film uniform. The purpose is to control the thickness.
【0010】すなわちこの厚さ測定装置は、フィルムの
製造工程でフィルムを成形し巻き取る過程で、厚さ計を
フィルムの幅方向に往復移動させながら測定を行なうも
のである。つまり、厚さの測定位置はフィルムの巻き取
りにより長手方向に移動し、同時に幅方向にも往復移動
するため、フィルムの厚さををジグザグに斜め方向の厚
さむらを測定することとなる。したがって、測定される
厚さの変動は長手方向と幅方向の両方の厚さむらの影響
を受けたものであり、フィルムの全体的な厚さの変動を
あらわすものである。また、フィルムの製造工程の製膜
と同時に測定するため、特に長手方向の測定間隔はたと
えば400mm程度と大きい。That is, this thickness measuring device measures the thickness of the film while reciprocating it in the width direction of the film in the process of forming and winding the film in the film manufacturing process. In other words, the film thickness measurement position moves in the longitudinal direction as the film is wound, and at the same time reciprocates in the width direction as well. Therefore, the film thickness is measured zigzag to measure the thickness unevenness in the oblique direction. Therefore, the variation in the measured thickness is influenced by the variation in thickness in both the longitudinal direction and the width direction, and represents the variation in the overall thickness of the film. Moreover, since the measurement is performed at the same time as the film formation in the film manufacturing process, the measurement interval in the longitudinal direction is large, for example, about 400 mm.
【0011】したがって、上記のような品質保証段階で
問題となる局所的な筋状の厚さむら(TD厚さむら)や
周期的な厚さむら(MD厚さむら)を測定することは困
難であった。Therefore, it is difficult to measure local streak-like thickness unevenness (TD thickness unevenness) and periodic thickness unevenness (MD thickness unevenness), which are problems in the quality assurance stage as described above. Met.
【0012】このため従来、TD厚さむら、MD厚さむ
らをオンラインで測定する装置は無く、製造後のフィル
ムロール表層からサンプル切り出し、これをオフライン
で測定することによっていた。すなわち、図2に示すよ
うに、TD厚さむらは例えば幅40mmでフィルムロー
ル全幅(例えば6m)の長いテープ状のサンプルをカッ
ターナイフで切り出し、これを一定速度で移動させなが
ら電子マイクロと呼ばれる接触式厚さ計で測定してい
た。またMD厚さむらは、同様に幅40mmでフィルム
ロールの長手方向に一定長(例えば20m)のテープ状
のサンプルを切り出し、これを一定速度で移動させなが
ら接触式厚さ計で測定していた。なお、サンプルを一定
速度で移動させるには、例えばサンプルの一端から一定
速度で巻取る方法が用いられる。For this reason, conventionally, there is no apparatus for measuring the TD thickness unevenness and the MD thickness unevenness online, and a sample is cut out from the surface layer of the film roll after manufacturing, and this is measured offline. That is, as shown in FIG. 2, a TD thickness unevenness, for example, a long tape-shaped sample having a width of 40 mm and a film roll full width (for example, 6 m) is cut out with a cutter knife, and while moving at a constant speed, a contact called an electron micro It was measured with a thickness gauge. Similarly, the MD thickness unevenness was measured by a contact type thickness meter while cutting out a tape-shaped sample having a width of 40 mm and a fixed length (for example, 20 m) in the longitudinal direction of the film roll and moving the sample at a constant speed. . In order to move the sample at a constant speed, for example, a method of winding the sample from one end at a constant speed is used.
【0013】しかし、この方式では以下のような問題が
あった。すなわち、(1)サンプルを切り出すのに時間
・手間がかかり、迅速な測定ができない、(2)長いテ
ープ状サンプルを取り扱う際にしわ・折れ目が入ること
があり、これを接触式厚さ計で測定した場合には局所的
な厚さむらと同様な測定結果となり判別ができない、
(3)接触式厚さ計の取り扱いにはある程度の熟練が必
要で、測定精度が測定者の技能に影響される、(4)サ
ンプルを切り出す際にカッターナイフでけがをする場合
がある、などである。However, this method has the following problems. That is, (1) it takes time and labor to cut out a sample, and quick measurement cannot be performed. (2) wrinkles and creases may occur when handling a long tape-shaped sample. When it is measured with, the measurement result is similar to the local thickness unevenness and it cannot be distinguished.
(3) A certain level of skill is required to handle the contact-type thickness gauge, and the measurement accuracy is affected by the skill of the measurer. (4) When cutting out a sample, a cutter knife may cause injury. Is.
【0014】特に、この測定装置で製品を検査したと
き、測定者の技能が低い場合には測定精度が悪く、ま
た、局所的な厚さむらが発生していても、それをフィル
ムのしわと誤判定して見逃してしまうことがある。この
結果、実際には厚さむらが規格範囲外のフィルムや、局
所的な厚さむらのあるフィルムを製品として出荷してし
まうことになる。また、こうして局所的な厚さむらや周
期的な厚さむらが発生しているのを見逃した場合には、
対応する工程を修正することもできず、そのため欠点の
あるフィルムを製造し続けることになる。In particular, when a product is inspected with this measuring device, the measurement accuracy is poor when the skill of the measurer is low, and even if local thickness unevenness occurs, it is considered as a wrinkle of the film. It may be misjudged and missed. As a result, in reality, a film having uneven thickness outside the standard range or a film having local uneven thickness is shipped as a product. Also, if you miss the occurrence of local thickness unevenness or periodic thickness unevenness,
Corresponding steps cannot be modified either, which leads to continued production of defective films.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
第1の目的は、フィルムのTDおよびMDの厚さむらを
インラインで、サンプルを切り出すことなく、迅速に検
出することのできるフィルムの厚さ測定装置を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a first object of the present invention is to make it possible to detect the thickness unevenness of the TD and MD of the film in-line and to detect the thickness of the film quickly without cutting the sample. It is to provide a measuring device.
【0016】また、本発明の第2の目的は、フィルムの
透明度や表面粗さ等の影響による測定精度の低下を起こ
しにくいフィルムの厚さ測定装置および測定方法を提供
することにある。A second object of the present invention is to provide a film thickness measuring device and a measuring method which are less likely to cause a decrease in measurement accuracy due to the influence of transparency and surface roughness of the film.
【0017】また、本発明の第3の目的は、簡便な操作
で、測定者の技能に左右されずにフィルムのTDおよび
MDの厚さむらを検出することのできるフィルムの厚さ
測定装置および測定方法を提供することにある。A third object of the present invention is to provide a film thickness measuring device capable of detecting TD and MD thickness unevenness of a film by a simple operation and without being affected by the skill of a measurer. It is to provide a measuring method.
【0018】また、本発明の第4の目的は、TDおよび
MDの厚さむらを効率良く検出して不良なフィルムの製
造を最小限にとどめ、歩留まりを高めることのできるフ
ィルムの製造方法を提供することにある。A fourth object of the present invention is to provide a film production method capable of efficiently detecting the thickness unevenness of TD and MD to minimize the production of defective films and improving the yield. To do.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のフィルムの厚さ測定装置は、厚さ測定手段
と、前記厚さ測定手段によるフィルムの厚さ測定位置を
前記フィルムに対して前記フィルムの幅方向に相対的に
移動させる幅方向測定位置移動手段と、前記厚さ測定位
置を前記フィルムに対して前記フィルムの長手方向に相
対的に移動させる長手方向測定位置移動手段とを備え、
かつ、前記幅方向測定位置移動手段と前記長手方向測定
位置移動手段のうち少なくともいずれか一方は、前記厚
さ測定手段が前記フィルムの厚さを測定しているときに
前記厚さ測定位置を移動させないものであることを特徴
としている。Means for Solving the Problems A film thickness measuring device of the present invention for achieving the above object is a film thickness measuring device and a film thickness measuring position by the film thickness measuring device with respect to the film. And a longitudinal direction measuring position moving means for moving the thickness measuring position relative to the film in the longitudinal direction of the film. Prepare,
And, at least one of the width direction measuring position moving means and the longitudinal direction measuring position moving means moves the thickness measuring position when the thickness measuring means measures the thickness of the film. The feature is that it does not let you.
【0020】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、前記長手方向測定位置移動手段は、フ
ィルムの巻き返し装置であることを特徴としている。A preferred embodiment of the film thickness measuring device of the present invention is characterized in that the longitudinal direction measuring position moving means is a film rewinding device.
【0021】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、前記厚さ測定手段は、白色平行光を前
記厚さ測定位置に照射する白色平行光照射手段と、前記
厚さ測定位置における前記白色平行光の反射光の分光強
度を測定する分光反射強度測定手段と、前記反射光の分
光強度に基づいて前記フィルムの厚さを算出する厚さ算
出手段とを備えてなるものであることを特徴としてい
る。In a preferred embodiment of the film thickness measuring device of the present invention, the thickness measuring means irradiates white parallel light to the thickness measuring position, and the thickness measuring position. And a thickness calculation means for calculating the thickness of the film on the basis of the spectral intensity of the reflected light. It is characterized by that.
【0022】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、前記分光反射強度測定手段は、(ア)
入射光軸が前記厚さ測定位置に向けられ、かつ、出射光
軸が平行に配置されてなる複数の導光路をもつ導光手段
と、(イ)前記導光手段の出射光のうち特定方向に伝播
する成分を抽出する出射光成分抽出手段と、(ウ)前記
出射光成分抽出手段により抽出された前記出射光の強度
を波長成分毎に測定する分光測定手段と、を備えてなる
ものであることを特徴としている。In a preferred embodiment of the film thickness measuring device of the present invention, the spectral reflection intensity measuring means is (a)
A light guide means having a plurality of light guide paths in which an incident light axis is directed to the thickness measurement position and an emission light axis is arranged in parallel; and (a) a specific direction of the light emitted from the light guide means. And (c) spectroscopic measuring means for measuring the intensity of the outgoing light extracted by the outgoing light component extracting means for each wavelength component. It is characterized by being.
【0023】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
別の態様は、白色平行光を発生させる白色平行光源と、
前記白色平行光をフィルムの厚さ測定位置に収束させる
入射光収束手段と、前記入射光収束手段により収束させ
られた前記白色平行光の厚さ測定位置における反射光を
平行光化する反射光平行光化手段と、前記反射光の分光
強度を測定する分光反射強度測定手段と、前記反射光の
分光強度にもとづいて前記フィルムの厚さを算出する厚
さ算出手段を備えてなるフィルムの厚さ測定装置であっ
て、かつ、前記フィルムの表面において反射する前記反
射光の成分と前記フィルムの表面において透過し前記フ
ィルムの裏面において反射する前記反射光の成分との間
の光学的光路差の分布範囲幅が、前記分光反射強度測定
手段の有効分光範囲の最短波長の0.2倍以下であるこ
とを特徴としている。Another aspect of the film thickness measuring apparatus of the present invention is a white parallel light source for generating white parallel light,
Incident light converging means for converging the white parallel light to a film thickness measurement position, and reflected light parallel for collimating the reflected light at the thickness measurement position of the white parallel light converged by the incident light converging means A film thickness comprising a light conversion means, a spectral reflection intensity measurement means for measuring the spectral intensity of the reflected light, and a thickness calculation means for calculating the thickness of the film based on the spectral intensity of the reflected light. A measuring device, and the distribution of the optical optical path difference between the component of the reflected light reflected on the surface of the film and the component of the reflected light transmitted on the surface of the film and reflected on the back surface of the film. The range width is 0.2 times or less of the shortest wavelength of the effective spectral range of the spectral reflection intensity measuring means.
【0024】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、前記入射光収束手段が前記反射光平行
光化手段を兼ねることを特徴としている。A preferred embodiment of the film thickness measuring device of the present invention is characterized in that the incident light converging means also serves as the reflected light collimating means.
【0025】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、さらに、前記厚さ測定位置のフィルム
面の傾斜を規制する傾斜規制手段を備えてなることを特
徴としている。Further, a preferred embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention is characterized by further comprising inclination regulating means for regulating the inclination of the film surface at the thickness measuring position.
【0026】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、さらに、前記厚さ測定位置を前記フィ
ルムに対して前記フィルムの幅方向に相対的に移動させ
る幅方向測定位置移動手段と、前記厚さ測定位置を前記
フィルムに対して前記フィルムの長手方向に相対的に移
動させる長手方向測定位置移動手段を備え、かつ、前記
幅方向測定位置移動手段と前記長手方向測定位置移動手
段のうち少なくともいずれか一方は、前記分光反射強度
測定手段が前記フィルムの厚さを測定しているときに前
記厚さ測定位置を移動させないものであることを特徴と
している。A preferred embodiment of the film thickness measuring device of the present invention further comprises width direction measuring position moving means for moving the thickness measuring position relative to the film in the width direction of the film. A longitudinal direction measuring position moving means for moving the thickness measuring position relative to the film in the longitudinal direction of the film, and comprising the width direction measuring position moving means and the longitudinal direction measuring position moving means. At least one of them is characterized in that the thickness measurement position is not moved when the spectral reflection intensity measuring means is measuring the thickness of the film.
【0027】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様は、前記厚さ算出手段は、前記反射光の分
光強度の極値を与える複数の波長位置に基づいて前記フ
ィルムの厚さを算出するものであることを特徴としてい
る。Further, in a preferred aspect of the film thickness measuring apparatus of the present invention, the thickness calculating means calculates the film thickness based on a plurality of wavelength positions that give extreme values of the spectral intensity of the reflected light. It is characterized by being calculated.
【0028】また、本発明のフィルムの厚さ測定方法
は、白色平行光を発生させ、前記白色平行光をフィルム
の厚さ測定位置に収束させ、収束させられた前記白色平
行光の厚さ測定位置における反射光を平行光化し、前記
反射光の分光強度を測定し、前記反射光の分光強度にも
とづいて前記フィルムの厚さを算出するフィルムの厚さ
測定方法であって、かつ、前記フィルムの表面において
透過し前記フィルムの裏面において反射する前記反射光
の成分と前記フィルムの表面において反射する前記反射
光の成分との間の光学的光路差の分布範囲を、前記分光
反射強度測定における有効分光範囲の最短波長の0.2
倍以下とすることを特徴としている。Further, in the film thickness measuring method of the present invention, white parallel light is generated, the white parallel light is converged on the film thickness measurement position, and the thickness of the converged white parallel light is measured. A method for measuring the thickness of a film, in which the reflected light at a position is collimated, the spectral intensity of the reflected light is measured, and the thickness of the film is calculated based on the spectral intensity of the reflected light, and the film The distribution range of the optical optical path difference between the component of the reflected light that is transmitted on the surface of the film and reflected on the back surface of the film and the component of the reflected light that is reflected on the surface of the film is effective in the spectral reflection intensity measurement. 0.2 of the shortest wavelength in the spectral range
The feature is that the number of times is less than twice.
【0029】また、本発明のフィルムの厚さ測定方法の
別の態様は、厚さ測定手段と、前記厚さ測定手段による
フィルムの厚さ測定位置を前記フィルムに対して前記フ
ィルムの幅方向に相対的に移動させる幅方向測定位置移
動手段と、前記厚さ測定位置を前記フィルムに対して前
記フィルムの長手方向に相対的に移動させる長手方向測
定位置移動手段とを用いてフィルムの厚さの測定方法で
あって、(A)前記フィルムの幅方向の各位置の厚さを
測定する場合は、前記幅方向測定位置移動手段のみによ
って前記厚さ測定位置を移動させながら、(B)前記フ
ィルムの長手方向の各位置の厚さを測定する場合は、前
記長手方向測定位置移動手段のみによって前記厚さ測定
位置を移動させながら、前記フィルムの厚さを測定する
ことを特徴としている。。Another aspect of the film thickness measuring method of the present invention is that the thickness measuring means and the film thickness measuring position by the thickness measuring means are arranged in the width direction of the film with respect to the film. Of the thickness of the film using a width direction measuring position moving means for relatively moving and a longitudinal direction measuring position moving means for relatively moving the thickness measuring position in the longitudinal direction of the film with respect to the film. A measuring method, wherein (A) when measuring the thickness of each position in the width direction of the film, (B) the film while moving the thickness measurement position only by the width direction measurement position moving means. When measuring the thickness of each position in the longitudinal direction, the thickness of the film is measured while moving the thickness measuring position only by the longitudinal direction measuring position moving means. That. .
【0030】また、本発明のフィルムの厚さ測定方法の
好ましい態様は、フィルムロールを巻き返しながら前記
フィルムの長手方向の各位置の厚さを測定することを特
徴としている。A preferred embodiment of the film thickness measuring method of the present invention is characterized in that the thickness of each position in the longitudinal direction of the film is measured while the film roll is rewound.
【0031】また、本発明のフィルムの製造方法は、上
記のようなフィルムの厚さ測定装置によりフィルムの幅
方向および長手方向のうち少なくとも一方の各位置にお
ける厚さを測定し、前記各位置の厚さを所定のしきい値
と比較した結果に基づいてフィルム製造工程を管理する
ことを特徴としている。In the method for producing a film of the present invention, the thickness of the film is measured at each position in at least one of the width direction and the longitudinal direction of the film by the film thickness measuring device as described above. The film manufacturing process is controlled based on the result of comparing the thickness with a predetermined threshold value.
【0032】[0032]
【作用】本発明のフィルムの厚さ測定装置によれば、フ
ィルムの長手方向または幅方向の厚さむらをインライン
で検出できる。According to the film thickness measuring apparatus of the present invention, it is possible to detect in-line the thickness unevenness of the film in the longitudinal direction or the width direction.
【0033】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置お
よび測定方法によれば、フィルム面がわずかに傾いても
測定結果が変化せず、かつ、受光素子で十分な光量が得
られる。Further, according to the film thickness measuring apparatus and the measuring method of the present invention, the measurement result does not change even if the film surface is slightly inclined, and a sufficient amount of light can be obtained by the light receiving element.
【0034】また、本発明のフィルムの製造方法によれ
ば、TDおよびMDの厚さむらを効率良く検出して不良
なフィルムの製造を最小限にとどめることができる。Further, according to the method for producing a film of the present invention, it is possible to efficiently detect the thickness unevenness of TD and MD and minimize the production of a defective film.
【0035】以下、本発明の一実施態様について、図を
参照しながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0036】図1は、厚さ計検出装置6(厚さ測定手
段)と、この厚さ計検出装置6をフィルム1の幅方向に
往復移動させて厚さ計検出装置6による厚さ測定位置を
幅方向に移動させるスキャナ8(幅方向測定位置移動手
段)を、フィルムの巻き返し装置(長手方向測定位置移
動手段)の巻出し側に設置した本発明の一実施態様の構
成を示すものである。FIG. 1 shows a thickness gauge detecting device 6 (thickness measuring means) and a thickness measuring position by the thickness gauge detecting device 6 by reciprocating the thickness gauge detecting device 6 in the width direction of the film 1. 1 shows a configuration of an embodiment of the present invention in which a scanner 8 (width direction measurement position moving means) for moving the film in the width direction is installed on the unwinding side of a film rewinding device (longitudinal direction measurement position moving means). .
【0037】図1において、フィルム1はフィルムロー
ル2より巻出され、巻き返し装置のロール3、4の上部
を通り、そこから鉛直方向に下がりロール5を経て、所
定の幅にスリットされた後巻き返し装置の図示しない巻
取部に巻取られる。In FIG. 1, a film 1 is unwound from a film roll 2, passes over the rolls 3 and 4 of a rewinding device, then vertically descends from it, passes through a roll 5, and is slit into a predetermined width and then rewound. It is wound around a winding unit (not shown) of the device.
【0038】厚さ計は厚さ計検出装置6と厚さ計データ
処理装置7(厚さ算出手段)から構成されている。この
うち、厚さ計検出装置6だけが巻き返し装置内のスキャ
ナ8に搭載されており、厚さ計データ処理装置7は巻き
返し装置の外部に設置され、厚さむら測定結果を記録す
るためのペンレコーダ9と接続されている。The thickness gauge is composed of a thickness gauge detecting device 6 and a thickness gauge data processing device 7 (thickness calculating means). Of these, only the thickness gauge detection device 6 is mounted on the scanner 8 in the rewinding device, and the thickness gauge data processing device 7 is installed outside the rewinding device and is a pen for recording the thickness unevenness measurement result. It is connected to the recorder 9.
【0039】スキャナ8はスキャナ制御装置10に接続
されている。このスキャナ制御装置10はスキャナの動
作を制御するもので、厚さ計検出装置6を一定速度で移
動し、かつフィルム全幅の任意位置で静止できるように
なっている。またスキャナ制御装置10は厚さ計データ
処理装置7および巻き返し装置の巻き返し制御装置11
とも接続されており、スキャナ8の動作と巻き返し装置
の動作や厚さ計の測定動作の連携を取るようになってお
り、厚さ計の測定中はスキャナ8と巻き返し装置が同時
には動作しないようになっている。The scanner 8 is connected to the scanner controller 10. The scanner control device 10 controls the operation of the scanner, and the thickness gauge detection device 6 can be moved at a constant speed and can be stopped at an arbitrary position of the entire width of the film. Further, the scanner control device 10 includes the thickness gauge data processing device 7 and the rewinding control device 11 of the rewinding device.
The scanner 8 and the rewinding device do not operate at the same time during the measurement of the thickness gauge. It has become.
【0040】この実施態様では厚さ計検出装置6として
反射型光干渉式厚さ計を使用している。これは、白色平
行光を一定の入射角度でフィルムに入射させ、そのフィ
ルムの表面と裏面で反射した光の干渉現象によって分光
強度が変化した反射光の分光強度を測定して、これから
フィルムの厚さを算出するものである。In this embodiment, a reflection type optical interference type thickness gauge is used as the thickness gauge detection device 6. This is because white parallel light is made incident on the film at a certain incident angle, and the spectral intensity of the reflected light whose spectral intensity has changed due to the interference phenomenon of the light reflected on the front and back surfaces of the film is measured. Is calculated.
【0041】次に、この装置の動作について説明する。
TD厚さむら測定においては、測定開始前には厚さ計検
出装置6はフィルムの一端の外側の退避位置にある。最
初に、スキャナ制御装置10より巻き返し制御装置11
に巻き返し停止信号が出力されフィルムは静止状態にな
る。Next, the operation of this device will be described.
In the TD thickness unevenness measurement, the thickness gauge detection device 6 is at the retracted position outside one end of the film before the measurement is started. First, the scanner controller 10 causes the rewind controller 11
A rewind stop signal is output to the film and the film becomes stationary.
【0042】一方、スキャナ制御装置10から厚さ計デ
ータ処理装置7には測定開始の制御信号が出力され、厚
さ計データ処理装置7はペンレコーダ9にチャート記録
開始信号を送出するとともに、厚さ測定を開始する。こ
の後、スキャナ制御装置10の制御によりスキャナ8は
一定速度で移動を開始し、厚さ計データ処理装置7から
は測定位置での厚さに応じた電圧出力がペンレコーダ9
に出力され、TD厚さむらがチャートに記録される。On the other hand, the scanner control device 10 outputs a measurement start control signal to the thickness gauge data processing device 7, and the thickness gauge data processing device 7 sends a chart recording start signal to the pen recorder 9 and at the same time. Start measurement. Thereafter, the scanner 8 starts to move at a constant speed under the control of the scanner control device 10, and the thickness gauge data processing device 7 outputs a voltage output according to the thickness at the measurement position to the pen recorder 9.
The TD thickness unevenness is recorded on the chart.
【0043】厚さ計検出装置6がフィルムの他端の外側
に到ると、スキャナ制御装置10はスキャナ8の移動を
停止するとともに厚さ計データ処理装置7に測定終了の
制御信号を送出する。これを受けて厚さ計データ処理装
置7は厚さ測定を終了するとともにペンレコーダ9にチ
ャート記録終了信号を送出する。When the thickness gauge detection device 6 reaches the outside of the other end of the film, the scanner control device 10 stops the movement of the scanner 8 and sends a measurement end control signal to the thickness gauge data processing device 7. . In response to this, the thickness gauge data processing device 7 terminates the thickness measurement and sends a chart recording end signal to the pen recorder 9.
【0044】スキャナ制御装置10はこの後、厚さ計検
出装置6が退避位置に到るまでスキャナ8を逆方向に移
動させる。Thereafter, the scanner control device 10 moves the scanner 8 in the reverse direction until the thickness gauge detection device 6 reaches the retracted position.
【0045】図3はこのようにして測定したポリエステ
ルフィルムのTD厚さむら測定結果である。TD厚さむ
ら測定中のスキャナの移動速度は25mm/秒である。FIG. 3 shows the TD thickness unevenness measurement results of the polyester film thus measured. The moving speed of the scanner during the TD thickness unevenness measurement is 25 mm / sec.
【0046】なお、厚さ計検出装置6の移動速度V
s (mm/秒)と、厚さ計が1秒間に厚さ測定できる回
数Nm (回/秒)と、フィルム上での厚さ測定点の間隔
Dm (mm)にはVs = Dm × Nm の関係がある。
たとえばNm =20〜50回/秒のときVs を10〜5
0mm/秒とすればDm を0.5〜1mmにすることが
できる。これにより、フィルム製造装置の口金の異物な
どによる幅2〜3mmの凸または凹の局所的な厚さむら
を確実に検出することができる。The moving speed V of the thickness gauge detection device 6
s (mm / sec), the number of times the thickness meter can measure the thickness N m (times / sec), and the distance D m (mm) between the thickness measurement points on the film are V s = D There is a relationship of m × N m .
For example, when N m = 20 to 50 times / second, V s is 10 to 5
If it is 0 mm / sec, D m can be 0.5 to 1 mm. As a result, it is possible to reliably detect the local unevenness of the thickness of the protrusion or the recess having a width of 2 to 3 mm due to the foreign matter on the die of the film manufacturing apparatus.
【0047】次に、MD厚さむら測定においては、測定
開始前には厚さ計検出装置6はフィルムの一端の外側の
退避位置にあるのはTD厚さむら測定の場合と同様であ
る。最初にスキャナ制御装置10の制御によりスキャナ
が移動を開始し、厚さ計検出装置6があらかじめ設定し
た幅方向の位置に到ると停止する。Next, in the MD thickness unevenness measurement, the thickness gauge detection device 6 is at the retracted position outside one end of the film before the measurement is started, as in the case of the TD thickness unevenness measurement. First, the scanner starts to move under the control of the scanner control device 10, and stops when the thickness gauge detection device 6 reaches a preset position in the width direction.
【0048】次にスキャナ制御装置10から巻き返し制
御装置11に巻き返し開始信号が送出され、巻き返し装
置は一定速度でフィルムを巻取り始める。この後、スキ
ャナ制御装置10から厚さ計データ処理装置7に測定開
始の制御信号が出力され、厚さ計データ処理装置7はペ
ンレコーダ9にチャート記録開始信号を送出するととも
に、厚さ測定を開始する。厚さ計データ処理装置7から
は測定位置での厚さに応じた電圧出力がペンレコーダ9
に出力され、MD厚さむらがチャートに記録される。Next, a rewinding start signal is sent from the scanner control device 10 to the rewinding control device 11, and the rewinding device starts winding the film at a constant speed. After that, the scanner control device 10 outputs a measurement start control signal to the thickness gauge data processing device 7, and the thickness gauge data processing device 7 sends a chart recording start signal to the pen recorder 9 and measures the thickness. Start. A voltage output corresponding to the thickness at the measurement position is output from the thickness gauge data processing device 7 by the pen recorder 9.
And the MD thickness unevenness is recorded on the chart.
【0049】あらかじめ設定した時間が経過して一定長
が巻き返されると、スキャナ制御装置10は巻き返し制
御装置11に停止信号を送出するとともに厚さ計データ
処理装置7に測定終了の制御信号を送出する。これを受
けて厚さ計データ処理装置7は厚さ測定を終了するとと
もにペンレコーダ9にチャート記録終了信号を送出す
る。When a predetermined length of time has passed and the fixed length is rewound, the scanner controller 10 sends a stop signal to the rewind controller 11 and a control signal to the thickness gauge data processor 7 to terminate the measurement. To do. In response to this, the thickness gauge data processing device 7 terminates the thickness measurement and sends a chart recording end signal to the pen recorder 9.
【0050】スキャナ制御装置10はこの後、厚さ計検
出装置6が退避位置に到るまでスキャナ8を逆方向に移
動させる。Thereafter, the scanner control device 10 moves the scanner 8 in the reverse direction until the thickness gauge detection device 6 reaches the retracted position.
【0051】図4はこのようにして測定したポリエステ
ルフィルムのMD厚さむら測定結果の一例である。巻き
返し速度(フィルム移動速度)は50mm/秒である。FIG. 4 shows an example of the MD thickness unevenness measurement results of the polyester film thus measured. The rewinding speed (film moving speed) is 50 mm / sec.
【0052】なお、巻き返し装置の巻き返し速度V
f (mm/秒)と、厚さ計が1秒間に厚さ測定できる回
数Nm (回/秒)と、フィルム上での厚さ測定点の間隔
Dm (mm)にはVf = Dm × Nm の関係があ
る。たとえば、Nm =20〜50回/秒のとき、Vf は
20〜200mm/秒とすればDm を1〜4mmにする
ことができる。これにより、図4に示したような周期的
に現われる急峻な長手方向の厚さむらを確実に検出する
ことができる。The rewinding speed V of the rewinding device
V f = D for f (mm / sec), the number of times the thickness gauge can measure the thickness N m (times / sec), and the distance D m (mm) between the thickness measurement points on the film. There is a relationship of m × N m . For example, when N m = 20 to 50 times / second, if V f is 20 to 200 mm / second, D m can be 1 to 4 mm. As a result, it is possible to reliably detect the steep unevenness in thickness in the longitudinal direction that appears periodically as shown in FIG.
【0053】次に、上記のフィルムの厚さ計を使用した
フィルムの製造方法の一実施態様について説明する。フ
ィルムの製造方法に当たっては、こうして測定したTD
厚さむら、MD厚さむらを用いて以下のように製品検
査、工程管理を行なう。Next, one embodiment of a method for producing a film using the above film thickness gauge will be described. The TD measured in this way was used in the film manufacturing method.
Using the thickness unevenness and MD thickness unevenness, product inspection and process control are performed as follows.
【0054】TD厚さむらについてはこれを記録したチ
ャートより、スリット幅毎にその厚さの変化量(最大値
と最小値の差)を読み取る。次に、この変化量と、フィ
ルムの品種毎にあらかじめ定めてあるしきい値とを比較
する。スリット幅毎の厚さむらがこのしきい値より大き
い場合、そのスリットの製品を不合格とする。この厚さ
の変化量の合格不合格判定のしきい値は、例えば厚さ約
14μmの一般ビデオテープ用フィルムの場合は0.5
μmというように、フィルム自体の厚さ、フィルムの用
途等によって定める。Regarding the TD thickness unevenness, the change amount (difference between the maximum value and the minimum value) of the thickness is read for each slit width from the chart recording this. Next, this change amount is compared with a threshold value that is predetermined for each type of film. If the thickness unevenness for each slit width is larger than this threshold value, the product of that slit is rejected. The threshold value for the pass / fail judgment of the variation in thickness is, for example, 0.5 in the case of a general video tape film having a thickness of about 14 μm.
It is determined by the thickness of the film itself, the purpose of the film, etc., such as μm.
【0055】また、局所的な厚さむらがあった場合その
凸の高さ(または凹の低さ)を読み取る。次に、この高
さ(低さ)と、フィルムの品種毎にあらかじめ定めてあ
る所定のしきい値とを比較し、このしきい値より大きい
場合には対応する位置のスリットの製品を不合格とす
る。この局所的厚さむらの合格不合格判定のしきい値に
ついても、例えば厚さ約14μmの一般ビデオテープ用
フィルムの場合は0.2μm、厚さ7μmのオーディオ
テープ用フィルムの場合は0.1μmというように、フ
ィルム自体の厚さ、フィルムの用途等によって定める。If there is local thickness unevenness, the height of the protrusion (or the height of the recess) is read. Next, this height (lowness) is compared with a predetermined threshold value that is preset for each type of film, and if it is greater than this threshold value, the product with the slit at the corresponding position is rejected. And Regarding the threshold value for the pass / fail judgment of this local unevenness in thickness, for example, 0.2 μm for a general video tape film having a thickness of about 14 μm and 0.1 μm for an audio tape film having a thickness of 7 μm. As such, it is determined by the thickness of the film itself, the purpose of the film, and the like.
【0056】一方、この局所的な厚さむらは前述のよう
に口金出口付近に付着した異物などの影響で発生するも
のであるから、対応する口金位置を清掃する。On the other hand, since this local unevenness in thickness is caused by the foreign matter attached to the vicinity of the mouth of the mouthpiece as described above, the corresponding die position is cleaned.
【0057】MD厚さむらについてはこれを記録したチ
ャートより、一定長毎にその厚さの変化量(最大値と最
小値の差)を読み取る。次に、この変化量と、フィルム
の品種毎にあらかじめ定めてある所定のしきい値とを比
較し、変化量が大きい場合にはこのMD厚さむらを測定
した位置に対応するスリットの製品を不合格とする。Regarding the MD thickness unevenness, the amount of change in the thickness (difference between the maximum value and the minimum value) is read from the chart recording this for each constant length. Next, this amount of change is compared with a predetermined threshold value that is predetermined for each type of film, and if the amount of change is large, a slit product corresponding to the position where the MD thickness unevenness is measured is selected. Reject.
【0058】また、周期的な厚さむらがあった場合、そ
の凸の高さ(または凹の低さ)を読み取る。次に、この
高さ(低さ)と、フィルムの品種毎にあらかじめ定めて
ある所定のしきい値とを比較し、このしきい値より大き
い場合にはこのMD厚さむらを測定した位置に対応する
位置のスリットの製品を不合格とする。一方、この周期
的な厚さむらの周期よりフィルム製膜工程の対応する装
置が特定できるので、その装置を修正する。When there is a periodic thickness unevenness, the height of the convex (or the height of the concave) is read. Next, this height (lowness) is compared with a predetermined threshold value that is predetermined for each film type, and if it is greater than this threshold value, the MD thickness unevenness is measured at the position where it is measured. The product with the slit at the corresponding position is rejected. On the other hand, since the apparatus corresponding to the film forming process can be specified from the cycle of the periodic thickness unevenness, the apparatus is corrected.
【0059】MD厚さむらにおいてもその変化量および
周期的厚さむらの合格不合格判定のしきい値は、フィル
ム自体の厚さ、フィルムの用途等によって定める。Also in the MD thickness unevenness, the amount of change and the threshold value for the pass / fail judgment of the periodic thickness unevenness are determined depending on the thickness of the film itself, the application of the film and the like.
【0060】本発明において、厚さ測定手段としては、
上述したような光干渉式厚さ計、赤外線または放射線吸
収式厚さ計、静電容量式厚さ計等の非接触式厚さ計や、
電子マイクロ等の接触式厚さ計が好ましく用いられる。In the present invention, as the thickness measuring means,
Non-contact type thickness gauges such as optical interference type thickness gauges, infrared or radiation absorption type thickness gauges, capacitance type thickness gauges, etc.,
A contact-type thickness gauge such as an electronic micro is preferably used.
【0061】光干渉式厚さ計のうち透過型のものや赤外
線または放射線吸収式厚さ計を用いる場合は、厚さ計検
出装置のうち投光部と受光部をフィルムをはさんで2台
のスキャナにそれぞれ搭載する。2台のスキャナは投光
部と受光部の相対位置が変化しないように同期して動く
ものとする。When a transmissive type thickness gauge or an infrared ray or radiation absorption type thickness gauge is used among the optical interference type thickness gauges, two units of the thickness gauge detection device are sandwiched between the light emitting section and the light receiving section with the film interposed therebetween. To be installed in each scanner. It is assumed that the two scanners move in synchronization so that the relative positions of the light projecting unit and the light receiving unit do not change.
【0062】静電容量式厚さ計を用いる場合も同様に、
二つの電極をフィルムをはさんで2台のスキャナにそれ
ぞれ搭載する。2台のスキャナは二つの電極の相対位置
が変化しないように同期して動くものとする。Similarly, when a capacitance type thickness gauge is used,
Two electrodes are mounted on each of the two scanners with a film sandwiched between them. It is assumed that the two scanners move synchronously so that the relative positions of the two electrodes do not change.
【0063】接触式厚さ計を用いる場合は、スキャナに
搭載した厚さ計検出装置の接触ヘッドに対してフィルム
をはさんで反対側に変位量の基準とするための基準板を
設置する。測定値は検出ヘッド先端とフィルムと基準板
が密着した状態で変位量を測定し、フィルム厚さはあら
かじめ測定したフィルムがない場合(検出ヘッド先端と
基準板が接触した状態)の変位量との差より求める。In the case of using the contact type thickness gauge, a reference plate for setting a displacement amount reference is provided on the opposite side of the contact head of the thickness gauge detection device mounted on the scanner with the film interposed therebetween. The measured value is the amount of displacement when the tip of the detection head is in close contact with the film and the reference plate, and the film thickness is the amount of displacement when there is no film measured in advance (when the tip of the detection head and the reference plate are in contact). Calculate from the difference.
【0064】さらに、本発明に使用される厚さ計につい
て以下で詳細に説明する。上述したように本発明におい
て、厚さ計としては接触式厚さ計、赤外線吸収式厚さ
計、放射線吸収式厚さ計、静電容量方式厚さ計や光干渉
式厚さ計を用いることができる。以下これらの各方式の
厚さ計の得失について述べる。Further, the thickness gauge used in the present invention will be described in detail below. As described above, in the present invention, a contact type thickness gauge, an infrared absorption type thickness gauge, a radiation absorption type thickness gauge, a capacitance type thickness gauge or an optical interference type thickness gauge is used as the thickness gauge. You can The advantages and disadvantages of these thickness gauges will be described below.
【0065】接触式厚さ計は、主として比較的厚く光吸
収率の高いフィルムの厚さを測定する場合に用いられ
る。これは、以下に述べるようにフィルムが薄いときの
測定誤差が大きいためである。接触式厚さ計は、その原
理上、厚さ計検出装置とフィルムとの厚み方向の相対位
置が変動するとそれがそのまま測定値の誤差となる。す
なわち、本発明のTD厚さむらの測定においては、厚さ
計検出装置自体をフィルムの幅方向に移動させながら測
定するが、この移動にともなって厚さ計とフィルムとの
厚み方向の相対位置が変化すると、測定値の誤差とな
る。The contact-type thickness gauge is mainly used for measuring the thickness of a relatively thick film having a high light absorption coefficient. This is because the measurement error is large when the film is thin as described below. In principle, the contact type thickness gauge causes an error in the measured value when the relative position of the thickness gauge detection device and the film in the thickness direction changes. That is, in the measurement of the TD thickness unevenness of the present invention, the measurement is performed while moving the thickness gauge detection device itself in the width direction of the film, and with this movement, the relative position in the thickness direction of the thickness gauge and the film. When changes, there will be an error in the measured value.
【0066】これは、次のような理由による。厚み方向
の相対位置の変化量は、スキャナによる厚さ計検出装置
の移動にともなう接触ヘッドの厚さ方向の移動の軌跡か
ら検出される。この変化量を、上述のようにフィルムが
ある場合とフィルムがない場合について測定しておき、
その差をフィルム各部の厚さの測定値とする。そのた
め、スキャナによる厚さ計検出装置の移動の厚さ方向の
ぶれとフィルムの厚さによる接触ヘッドの厚さ方向の移
動とを区別することができない。This is for the following reason. The amount of change in the relative position in the thickness direction is detected from the locus of movement of the contact head in the thickness direction due to movement of the thickness gauge detection device by the scanner. The amount of this change is measured for the case with the film and the case without the film as described above,
The difference is used as the measured value of the thickness of each part of the film. Therefore, it is not possible to distinguish between the movement of the thickness gauge detection device by the scanner in the thickness direction and the movement of the contact head in the thickness direction due to the film thickness.
【0067】したがって、こうした接触式厚さ計の測定
精度は、スキャナの走行軌跡の繰り返し再現性で決定さ
れる。しかし、例えば幅6mのスキャナにおいて繰り返
し再現性精度を±0.1μm以内にすることはかなり困
難である。したがって、接触式厚さ計の場合は、特にフ
ィルム幅が大きいときのTD厚さむらの測定では測定誤
差が大きくなりやすい。Therefore, the measurement accuracy of such a contact type thickness gauge is determined by the reproducibility of the running locus of the scanner. However, it is quite difficult to keep the repeatability accuracy within ± 0.1 μm in a scanner having a width of 6 m, for example. Therefore, in the case of the contact type thickness gauge, the measurement error is likely to be large particularly in the measurement of the TD thickness unevenness when the film width is large.
【0068】しかしながら、接触式厚さ計はフィルムが
厚く光吸収率が極端に高い場合など、光干渉式などの光
学的な厚さ計で十分な測定精度が得られない場合には、
好適に用いられる。また、MD厚さむらの測定を中心と
する場合や、フィルムの幅が狭い場合には好ましく用い
られる。However, the contact type thickness meter is used when the optical thickness meter such as the optical interference type cannot provide sufficient measurement accuracy, such as when the film is thick and the light absorption rate is extremely high.
It is preferably used. Further, it is preferably used when the measurement of MD thickness unevenness is the center or when the width of the film is narrow.
【0069】また、赤外線吸収式厚さ計や放射線吸収式
厚さ計のようなエネルギー吸収式の厚さ計も、比較的厚
いフィルムの膜厚の測定の場合を中心に用いられる。こ
れは、薄いフィルムの厚さを測定する場合には、必要な
測定精度を得るために厚さ測定位置の測定スポットを大
きくする必要があり、特にTD厚さむらの測定で要求さ
れる幅の狭い局所的な厚さむらの検出に必要な空間分解
能を得ることが難しいためである。An energy absorption type thickness gauge such as an infrared absorption type thickness gauge or a radiation absorption type thickness gauge is mainly used for measuring the thickness of a relatively thick film. This is because, when measuring the thickness of a thin film, it is necessary to increase the measurement spot at the thickness measurement position in order to obtain the required measurement accuracy, and especially the width required for measuring TD thickness unevenness This is because it is difficult to obtain the spatial resolution necessary for detecting a narrow local uneven thickness.
【0070】これは、次のような理由による。すなわ
ち、エネルギー吸収式厚さ計は、フィルムによる照射線
のエネルギー吸収量を厚さに換算するもので、照射線の
エネルギーが直接信号となる。フィルムが薄い場合は単
位面積あたりのエネルギー吸収量が小さくなってS/N
が悪化し、このS/Nの悪化が測定精度に直接に影響す
る。したがって測定精度を得るのに必要な信号(エネル
ギー吸収量)を得るために測定面積を大きくする必要が
ある。例えば30μm以下のフィルムの厚さを±0.1
μmの精度で測定する場合に必要な測定スポットの直径
は20〜30mm以上であり、測定される厚さはこの測
定スポット内の平均厚さである。したがって、エネルギ
ー吸収式厚さ計の場合はTD厚さむら測定で要求される
最小幅2〜3mmの局所的な厚さむらの形状を測定する
ことは困難である。This is for the following reason. That is, the energy absorption type thickness meter converts the amount of energy absorbed by the irradiation line by the film into the thickness, and the energy of the irradiation line becomes a direct signal. When the film is thin, the amount of energy absorbed per unit area becomes small and S / N
Deteriorates, and the deterioration of the S / N directly affects the measurement accuracy. Therefore, it is necessary to increase the measurement area in order to obtain a signal (energy absorption amount) necessary for obtaining measurement accuracy. For example, if the film thickness of 30 μm or less is ± 0.1
The diameter of the measurement spot required for measurement with an accuracy of μm is 20 to 30 mm or more, and the measured thickness is the average thickness in this measurement spot. Therefore, in the case of the energy absorption type thickness gauge, it is difficult to measure the shape of the local thickness unevenness with the minimum width of 2 to 3 mm required in the TD thickness unevenness measurement.
【0071】しかしながら、こうしたエネルギー吸収式
の厚さ計は、厚いフィルムの厚さを測定する場合は、十
分なエネルギーの吸収が得られるため好ましく用いられ
る。特に、接触式のようなフィルムの幅の制限もないた
め、TD厚さむらの測定にも好ましく用いられる。However, such an energy absorption type thickness gauge is preferably used because it can obtain sufficient energy absorption when measuring the thickness of a thick film. In particular, since there is no limitation on the width of the film as in the contact type, it is preferably used for the measurement of TD thickness unevenness.
【0072】同様に、静電容量式厚さ計も比較的厚いフ
ィルムの厚さの測定に用いられる。これは、薄いフィル
ムの厚さを高精度に測定するためには、測定電極の面積
を大きくする必要があり、エネルギー吸収式の厚さ計と
同様に空間分解能の制限があるためである。Similarly, a capacitance type thickness gauge is used for measuring the thickness of a relatively thick film. This is because in order to measure the thickness of a thin film with high accuracy, it is necessary to increase the area of the measurement electrode, and the spatial resolution is limited as in the energy absorption type thickness gauge.
【0073】これに対し、光干渉式厚さ計は、たとえば
厚さ30μm以下の透明(もしくは透明に近い)フィル
ムのTDおよびMD厚さむら測定において好適に用いら
れる。これは、干渉光の分光波形からフィルム厚さを測
定するものであり、照射線のエネルギーの絶対量が厚さ
を示すものではないためである。したがって、エネルギ
ー吸収式の厚さ計や静電容量式の厚さ計にみられた薄い
フィルムでの空間分解能の制限が比較的ゆるやかであ
り、例えば直径3mm以下の測定光スポット径を得るこ
とが容易である。したがって、特にTD厚さむら測定で
要求される最小幅2〜3mmの局所的な厚さむらの形状
を測定することができる。なお、光干渉式厚さ計には反
射型と透過型がある。一般に干渉光の分光強度の変化の
割合が反射型の方が透過型より大きいため好ましい。し
かし、フィルム面の位置が極端に変動する場合などは、
受光部が影響を受けにくい透過型の方が有利となる。On the other hand, the optical interference type thickness gauge is preferably used for measuring the TD and MD thickness unevenness of a transparent (or nearly transparent) film having a thickness of 30 μm or less, for example. This is because the film thickness is measured from the spectral waveform of the interference light, and the absolute amount of energy of the irradiation line does not indicate the thickness. Therefore, the spatial resolution of the thin film, which is found in the energy absorption type thickness gauge and the capacitance type thickness gauge, is relatively loose, and for example, a measurement light spot diameter of 3 mm or less can be obtained. It's easy. Therefore, it is possible to measure the shape of the local uneven thickness having a minimum width of 2 to 3 mm, which is particularly required in the TD uneven thickness measurement. There are a reflection type and a transmission type in the optical interference type thickness gauge. Generally, the rate of change in the spectral intensity of the interference light is more preferable in the reflection type than in the transmission type. However, if the position of the film surface changes extremely,
The transmissive type, in which the light receiving unit is less susceptible to the influence, is more advantageous.
【0074】次に、反射型光干渉式厚さ計の厚さ計検出
装置の3種類の実施態様について説明する。Next, three types of embodiments of the thickness gauge detection device of the reflection type optical interference thickness gauge will be described.
【0075】図5は本発明に用いる反射型光干渉式厚さ
計の検出装置の実施態様例(以下「第1の実施態様例」
という。)を示すものである。この態様は、厚さ30μ
m以下程度で比較的透明度の高いフィルムのTDおよび
MD厚さむら測定に好適なものである。白色光源12か
ら出射した光は、コンデンサレンズ13、ピンホール板
14、コリメータレンズ15、偏光板16を通り、さら
に後述する集光器17に設けられた入射窓18を通って
フィルム1に導かれるようになっている。FIG. 5 shows an example of the embodiment of the detecting device of the reflection type optical interference type thickness gauge used in the present invention (hereinafter referred to as "first embodiment").
Say. ) Is shown. This mode has a thickness of 30μ
It is suitable for TD and MD thickness unevenness measurement of a film having a relatively high transparency of about m or less. The light emitted from the white light source 12 passes through the condenser lens 13, the pinhole plate 14, the collimator lens 15, the polarizing plate 16 and is guided to the film 1 through an entrance window 18 provided in a condenser 17 described later. It is like this.
【0076】フィルム1には、集光器17が対向して配
置されている。この集光器17は、フィルム1上の厚さ
測定位置近傍に曲率中心をもち、前記入射窓18が穿孔
された半球状の支持体19と、多数の光ファイバ20か
らなり、各光ファイバ20の各入射端は支持体19に穿
孔された孔に一体的に固定され、各出射端は束ねられて
固定されている。全ての光ファイバ20の一端は、繊維
軸(入射光軸)がフィルム1の厚さ測定位置すなわち支
持体19の曲率中心を向くように固定されている。一方
各光ファイバ20の各出射端は出射光軸が平行になるよ
うに固定されている。このようにして、光ファイバ20
を導光路とする導光器(導光手段)が形成されている。A condenser 17 is arranged on the film 1 so as to face it. The condenser 17 has a center of curvature in the vicinity of the thickness measurement position on the film 1, a hemispherical support 19 having the entrance window 18 perforated therein, and a large number of optical fibers 20. The respective incident ends of (1) are integrally fixed to the holes formed in the support body 19, and the respective emitting ends are bundled and fixed. One ends of all the optical fibers 20 are fixed such that the fiber axis (incident optical axis) faces the thickness measurement position of the film 1, that is, the center of curvature of the support 19. On the other hand, the output ends of the optical fibers 20 are fixed so that the output optical axes are parallel to each other. In this way, the optical fiber 20
Is formed as a light guide path.
【0077】集光器17の後方には、各光ファイバ20
の出射端面に対向して抽出用レンズ21が配置され、さ
らに、抽出用レンズ21の後方に抽出用ピンホール板2
2、コリメータレンズ23、分光器24、結像レンズ2
5、イメージインテンシファイア26、リニアイメージ
センサ27がこの順序で配置されている。Behind the condenser 17, each optical fiber 20 is provided.
The extraction lens 21 is disposed so as to face the emission end surface of the extraction lens 21. Further, the extraction pinhole plate 2 is provided behind the extraction lens 21.
2, collimator lens 23, spectroscope 24, imaging lens 2
5, the image intensifier 26, and the linear image sensor 27 are arranged in this order.
【0078】次に、上述した装置の作用を説明する。白
色光源12から出射した白色光はコンデンサレンズ13
によってピンホール板14のピンホールに収束され、さ
らにコリメータレンズ15によって平行にされた後、偏
光板16によってP波成分またはS波成分の振動方向を
もつ直線偏光のみとなり、これが集光器17の入射窓1
8を通ってフィルム1の厚さ測定位置に入射される。こ
のとき光束は入射窓18によって適当な大きさのスポッ
トに絞られる。このとき、フィルムに入射する光は直線
偏光の白色平行光である。直線偏光にすることによって
フィルムの複屈折の影響を軽減できるため反射光の分光
強度の変化が急峻となり好ましいが、必ずしも必要なも
のではない。Next, the operation of the above-mentioned device will be described. The white light emitted from the white light source 12 is condensed by the condenser lens 13
After being converged to the pinhole of the pinhole plate 14 by the collimator lens 15 and made parallel by the collimator lens 15, only the linearly polarized light having the oscillation direction of the P-wave component or the S-wave component is generated by the polarizing plate 16, and this is the collector 17 Entrance window 1
It is incident on the film thickness measurement position of the film 1 through 8. At this time, the light beam is focused by the entrance window 18 into a spot having an appropriate size. At this time, the light incident on the film is linearly polarized white parallel light. Since the influence of the birefringence of the film can be reduced by using linearly polarized light, the change in the spectral intensity of the reflected light becomes sharp, which is preferable, but it is not always necessary.
【0079】フィルム1上に入射された光は、このフィ
ルム1によって反射されるが、その際、干渉現象によっ
て図6に示すように分光強度Iに変化ができる。これは
フィルムの厚さをd、入射角をθ、フィルムの屈折率n
としたとき、フィルムの表面で反射される光と、フィル
ムの表面を透過して裏面で反射される光とでThe light incident on the film 1 is reflected by the film 1, and at this time, due to the interference phenomenon, the spectral intensity I can be changed as shown in FIG. The film thickness is d, the incident angle is θ, and the film refractive index is n.
, The light reflected on the surface of the film and the light transmitted through the surface of the film and reflected on the back surface
【数1】 で表される光学的光路長(屈折率の影響を考慮して真空
中の伝播長さに換算した光路長)の差、すなわち光学的
光路差Δが生じて干渉を起こすためである。すなわち、
表面で反射された光は反射面で位相反転するので、Δが
波長の整数倍になるような光は表面で反射した光と裏面
で反射した光の位相が逆になって互いに弱めあい暗部と
なる。一方Δが波長の整数倍から半波長ずれた光は表面
で反射した光と裏面で反射した光が互いに強めあい明部
となる。[Equation 1] This is because a difference in optical optical path length (optical path length converted into a propagation length in vacuum in consideration of the influence of the refractive index) represented by, that is, an optical optical path difference Δ occurs and causes interference. That is,
Since the light reflected on the surface is phase-inverted on the reflection surface, the light whose Δ is an integer multiple of the wavelength is the opposite of the phase of the light reflected on the front surface and the light reflected on the back surface and weakens each other to create a dark area. Become. On the other hand, in the light whose Δ is shifted from the integral multiple of the wavelength by a half wavelength, the light reflected on the front surface and the light reflected on the back surface are mutually strengthened to form a bright portion.
【0080】したがって、入射角θを一定に維持し、フ
ィルムの屈折率nを予め測定しておくことにより、反射
光の分光強度の変化から次の式2により厚さを求めるこ
とができる。Therefore, by keeping the incident angle θ constant and measuring the refractive index n of the film in advance, the thickness can be obtained from the change of the spectral intensity of the reflected light by the following equation 2.
【0081】[0081]
【数2】 ここで、dは測定すべき厚さを、λm 、λm+1 (λm >
λm+1 )は相隣合う明部または暗部(ピーク)の波長を
表す。また、m は整数である。[Equation 2] Here, d is the thickness to be measured, λ m , λ m + 1 (λ m >
λ m + 1 ) represents the wavelength of the adjacent bright or dark portion (peak). In addition, m is an integer.
【0082】ところで、フィルム1に入射した光は、通
常正反射されるが、フィルム面にしわがあったり上下の
動きや傾斜がある場合には、反射方向が変動したり、反
射光が拡散したりする。しかしながら、この実施態様で
は多数の光ファイバ20の各入射端の入射光軸が、フィ
ルム1上の測定点を向くように配列されて構成されてい
る導光器を用いているため、フィルム1面における反射
光を確実に捕捉することができる。By the way, the light incident on the film 1 is normally specularly reflected, but when the film surface has wrinkles, vertical movement or inclination, the reflection direction changes or the reflected light diffuses. To do. However, in this embodiment, since a light guide is used in which the incident optical axes of the respective incident ends of the large number of optical fibers 20 are arranged so as to face the measurement points on the film 1, the surface of the film 1 is used. The reflected light in can be reliably captured.
【0083】これは、この導光器の次のような作用によ
る。すなわち、フィルム面の傾斜などにより厚さ測定位
置で反射された白色平行光の反射方向が変動しても、入
射光軸が様々な方向から厚さ測定位置に向けられている
各光ファイバ20のうちのいずれかの光ファイバ20の
入射光軸と一致する。しかも、各光ファイバ20の出射
光軸が平行に固定されているので、反射方向がどのよう
に変動あるいは拡散しても、抽出用レンズ21に導かれ
る段階ではある一定の方向に反射光が伝播するようにな
る。このため、反射方向の変動や拡散の影響が極小化さ
れる。This is due to the following action of this light guide. That is, even if the reflection direction of the white parallel light reflected at the thickness measurement position is changed due to the inclination of the film surface or the like, the incident optical axis of each optical fiber 20 is directed from various directions to the thickness measurement position. It coincides with the incident optical axis of any one of the optical fibers 20. Moreover, since the outgoing optical axes of the optical fibers 20 are fixed in parallel, no matter how the reflection direction changes or diffuses, the reflected light propagates in a certain direction at the stage of being guided to the extraction lens 21. Come to do. Therefore, the influence of the variation of the reflection direction and the diffusion is minimized.
【0084】このように出射方向が平行にそろえられた
反射光は、抽出用レンズ21に導かれ、さらに抽出用ピ
ンホール板22のピンホールに導かれる。抽出用レンズ
21は、各光ファイバ20の各他端からの出射光のうち
の出射光軸方向の付近の特定方向の成分のみを抽出用ピ
ンホール板22を通して抽出する。このようにして、光
ファイバ20を出射した反射光のうち出射光軸方向の付
近の成分のみが抽出される。こうして抽出された反射光
は、コリメータレンズ23によって平行光にされた後、
分光器24に一定角度で導かれる。なお、反射光は各光
ファイバ20を通過する間に散乱されるため、各光ファ
イバ20の出射端から出射される光から同一方向の成分
のみを抽出するため、ピンホール板22のピンホール径
を非常に小さくすることが好ましい。The reflected light whose emission directions are parallel to each other is guided to the extraction lens 21 and further to the pinhole of the extraction pinhole plate 22. The extraction lens 21 extracts, through the extraction pinhole plate 22, only the component in the specific direction in the vicinity of the emission optical axis direction of the emission light from the other end of each optical fiber 20. In this way, of the reflected light emitted from the optical fiber 20, only the component in the vicinity of the emission optical axis direction is extracted. The reflected light thus extracted is collimated by the collimator lens 23, and then,
It is guided to the spectroscope 24 at a constant angle. Since the reflected light is scattered while passing through each optical fiber 20, only the component in the same direction is extracted from the light emitted from the emission end of each optical fiber 20. Is preferably very small.
【0085】分光器24に一定角度で入射された光は回
折現象により各波長毎に異なる角度で回折され出射す
る。このとき入射角ιと出射角(すなわち回折角)βの
関係は次の式(3)で表される。The light incident on the spectroscope 24 at a constant angle is diffracted at a different angle for each wavelength due to the diffraction phenomenon and is emitted. At this time, the relationship between the incident angle ι and the outgoing angle (that is, the diffraction angle) β is expressed by the following equation (3).
【0086】[0086]
【数3】 ここで、λは光の波長、bは回折格子の格子間隔を表
す。mは回折の次数と呼ばれ、0、±1、±2、・・・
の値をとるが、通常の光学系においてはm=1の場合の
回折光を用いる。[Equation 3] Here, λ represents the wavelength of light, and b represents the grating interval of the diffraction grating. m is called the order of diffraction and is 0, ± 1, ± 2, ...
However, in a normal optical system, diffracted light when m = 1 is used.
【0087】分光器24から出射した回折光は同一波長
の光は互いに平行で、かつ、波長により異なる角度で結
像レンズ25に入射する。結像レンズ25は入射した平
行光をイメージインテンシファイア26の受光面上に結
像するように配置されているため、各波長の回折光は波
長毎に受光面上の異なる点に結像される。このような構
成をとると、イメージインテンシファイア26の各画素
に、それぞれ特定波長の回折光のみが入射する。このイ
メージインテンシファイア26は、入射した光を増幅す
る装置で、リニアイメージセンサ27に入射する光の光
量が少ない場合に用いられる。上記のような光ファイバ
の束等を用いた導光器を使用すると、利用できる光が少
なくなるため、必要に応じて光学系に挿入することが好
ましい場合がある。The diffracted lights emitted from the spectroscope 24 are incident on the imaging lens 25 at the same wavelengths, which are parallel to each other and at different angles depending on the wavelengths. Since the imaging lens 25 is arranged so as to image the incident parallel light on the light receiving surface of the image intensifier 26, the diffracted light of each wavelength is imaged at a different point on the light receiving surface for each wavelength. It With such a configuration, only the diffracted light of a specific wavelength is incident on each pixel of the image intensifier 26. The image intensifier 26 is a device that amplifies incident light and is used when the amount of light incident on the linear image sensor 27 is small. When a light guide using a bundle of optical fibers or the like as described above is used, less light is available, so it may be preferable to insert the light guide into the optical system as needed.
【0088】この光はイメージインテンシファイア26
の出光面に密接されたリニアイメージセンサ27に入力
されて波長毎の光の強度すなわち分光強度として検出さ
れる。This light is emitted from the image intensifier 26.
The light is input to the linear image sensor 27, which is in close contact with the light output surface, and is detected as the light intensity for each wavelength, that is, the spectral intensity.
【0089】前述の厚さ計データ処理装置7は、この検
出した分光強度を取り込み、干渉現象によって生じた明
部または暗部の極値を与える波長を求め、前述した式
(2)からフィルム1の厚さdを演算する。The thickness gauge data processing device 7 described above takes in the detected spectral intensities, finds the wavelength that gives the extreme value of the bright part or the dark part caused by the interference phenomenon, and calculates the film 1 of the film from the formula (2) described above. Calculate the thickness d.
【0090】このように、本実施態様によれば厚さ30
μm以下の透明(もしくは透明に近い)フィルムのTD
およびMD厚さむら測定において、高精度に(例えば測
定精度±0.1μmで)厚さむらを測定し、かつ前述し
た最小幅2〜3mmで凸部の高さ(凹部の低さ)が0.
25μm以上の局所的な筋状の厚さむらの形状を測定す
ることが可能である。また、光ファイバの束を利用した
導光器を用いているため、フィルム面の傾斜などによる
反射方向の変動がある場合でも、効率良くフィルムにお
ける反射光を捕捉できる。したがって、MD厚さむら測
定において、フィルム巻き返し装置による厚さ測定位置
の移動を比較的高速に行なうことができる。Thus, according to this embodiment, the thickness 30
TD of transparent (or close to transparent) film of less than μm
In the MD thickness unevenness measurement, the thickness unevenness is measured with high accuracy (for example, with a measurement accuracy of ± 0.1 μm), and the height of the convex portion (the height of the concave portion) is 0 with the minimum width of 2 to 3 mm described above. .
It is possible to measure the shape of a local striped thickness unevenness of 25 μm or more. Further, since the light guide using the bundle of optical fibers is used, the reflected light on the film can be efficiently captured even when the reflection direction changes due to the inclination of the film surface. Therefore, in the MD thickness unevenness measurement, it is possible to move the thickness measurement position by the film rewinding device at a relatively high speed.
【0091】次に、本発明のフィルムの厚さ計に用いる
光干渉式厚さ計の別の実施態様例(以下「第2の実施態
様例」という。)について説明する。この態様は、厚さ
30μm以下程度のフィルムのTDおよびMD厚さむら
測定に好適なもので、フィルム面での光の反射方向の変
動範囲が小さいならば、フィルムの複屈折性や表面粗さ
などの条件が悪く、白色平行光のフィルムの厚さ測定位
置での反射光の分光強度の変化がゆるやかな場合でも、
精度の高い測定が可能なものである。以下、この理由に
ついて述べる。Next, another embodiment example of the optical interference type thickness gauge used for the film thickness gauge of the present invention (hereinafter referred to as "second embodiment example") will be described. This mode is suitable for measuring TD and MD thickness unevenness of a film having a thickness of about 30 μm or less, and if the variation range of the light reflection direction on the film surface is small, the birefringence and surface roughness of the film Even when the conditions such as are bad and the change in the spectral intensity of the reflected light at the film thickness measurement position of the white parallel light is gentle,
Highly accurate measurement is possible. The reason for this will be described below.
【0092】光干渉式厚さ計は、反射光の分光強度の変
化から明部または暗部の極値を与える波長を検出して、
この波長から厚さを求めるものであるが、この明部と暗
部の強度の差は測定すべきフィルムの特性によって違い
がある。The optical interference type thickness gauge detects a wavelength giving an extreme value of a bright portion or a dark portion from the change of the spectral intensity of reflected light,
The thickness is obtained from this wavelength, but the difference in the intensity between the bright portion and the dark portion differs depending on the characteristics of the film to be measured.
【0093】すなわち、フィルムの干渉現象によって分
光強度Iが変化するのは、フィルムの表面で反射される
光と、フィルムの裏面で反射される光に式(1)で表さ
れる光学的光路差Δが生じて干渉を起こすためである。
しかし、実際にフィルムを測定する場合には厚さ測定位
置の測定スポット内での光学的光路差Δは均一でなく、
ある変動幅を有している。That is, the spectral intensity I changes due to the interference phenomenon of the film because the optical path difference represented by the formula (1) is due to the light reflected on the front surface of the film and the light reflected on the back surface of the film. This is because Δ occurs and causes interference.
However, when actually measuring the film, the optical optical path difference Δ in the measurement spot at the thickness measurement position is not uniform,
It has a certain fluctuation range.
【0094】この変動幅の大小を決める要因には、以下
のようなフィルム特性が含まれる。すなわち、(1)表
面粗さと呼ばれるフィルム表面の微小な凹凸による測定
点内での厚さの不均一性、および、この微小な凹凸によ
る反射光の散乱、(2)フィルムの内部粒子による光の
散乱、(3)フィルムの複屈折による屈折率の不均一性
等である。これらの要因が大きいほど、すなわち、表面
粗さが粗く、内部粒子の量が多く、複屈折が大きいほど
厚さ測定位置の測定スポット内での光学的光路差の変動
幅は大きくなり、さらにフィルムの厚さが厚いほど、変
動幅の絶対値は大きくなる。Factors that determine the magnitude of this fluctuation range include the following film characteristics. That is, (1) nonuniformity of the thickness within the measurement point due to minute irregularities on the film surface called surface roughness, and scattering of reflected light due to the minute irregularities, (2) Scattering, and (3) nonuniformity of the refractive index due to the birefringence of the film. The larger these factors are, that is, the larger the surface roughness is, the larger the amount of internal particles is, and the larger the birefringence is, the larger the fluctuation range of the optical optical path difference in the measurement spot at the thickness measurement position is. The thicker the thickness of, the larger the absolute value of the fluctuation range.
【0095】なお、前述の実施例ではフィルムの複屈折
の影響を低減させるために、直線偏光した入射光を使用
している。しかし、2軸延伸して製造したフィルムで
は、幅方向の位置によってその配向方向が異なっている
ことが一般的であり、TD全幅にわたって複屈折の影響
を完全に除去することは必ずしも容易でない。In the above embodiment, linearly polarized incident light is used in order to reduce the influence of birefringence of the film. However, in a film produced by biaxial stretching, the orientation direction is generally different depending on the position in the width direction, and it is not always easy to completely remove the effect of birefringence over the entire TD width.
【0096】干渉の明部、暗部の波長は光学的光路差Δ
によって決まるため、Δが均一でなくある変動幅を有し
ている場合、得られる分光波形は明部、暗部の波長が微
少にずれたものの重ね合わせとなり、結果として明部、
暗部が相殺されてその差が小さくなり、分光強度の変化
がゆるやかとなる。The wavelengths of the bright and dark portions of the interference are the optical optical path difference Δ.
Therefore, when Δ is not uniform and has a certain fluctuation width, the obtained spectral waveform is a superposition of the light and dark wavelengths that are slightly deviated, and as a result, the light portion,
The dark part is offset and the difference becomes small, and the change in the spectral intensity becomes gentle.
【0097】ところで、光干渉式厚さ計が厚さ演算に用
いるのは、明部または暗部の波長であり、明部と暗部の
強度差の大小は測定精度とは直接的な関係は無い。しか
し、実際の装置では信号にノイズ成分が含まれるため、
明部と暗部の差が小さくなるとその波長を検出する精度
が低下する。By the way, it is the wavelength of the bright portion or the dark portion that the optical interference type thickness meter uses for the thickness calculation, and the magnitude of the intensity difference between the bright portion and the dark portion is not directly related to the measurement accuracy. However, in a real device, the signal contains a noise component, so
When the difference between the bright part and the dark part becomes small, the accuracy of detecting the wavelength decreases.
【0098】すなわち、透明度が高く、表面粗さが小さ
く、複屈折が小さく、さらに厚さが薄いフィルムでは、
装置上のノイズと比較して、分光強度における明部と暗
部の差は大きいため、測定上の問題とはならない。しか
し、一部の品種では、フィルムの透明度、表面粗さ、複
屈折、厚さといった要因が重なって分光強度における明
部と暗部の差が小さくなる場合があり、この場合には装
置上のノイズの影響が大きくなって、測定精度が低下す
る場合があるのである。したがって、これらのフィルム
の厚さを高精度に測定するためには分光強度信号に含ま
れるノイズを充分小さくする必要がある。That is, in the case of a film having high transparency, small surface roughness, small birefringence, and thin thickness,
Since there is a large difference between the bright portion and the dark portion in the spectral intensity as compared with the noise on the device, there is no problem in measurement. However, in some products, factors such as film transparency, surface roughness, birefringence, and thickness may overlap to reduce the difference between the bright and dark parts in the spectral intensity. In some cases, the influence of is increased and the measurement accuracy is reduced. Therefore, in order to measure the thickness of these films with high accuracy, it is necessary to sufficiently reduce the noise contained in the spectral intensity signal.
【0099】ところで、上記の第1の実施態様例におけ
る光干渉式厚さ計の構成においては、光ファイバの束を
利用した導光器を用いている。そのため、上述のとおり
フィルムの厚さ測定位置からの反射光のうちごく一部し
か利用できない。そこで、第1の実施態様例では、微弱
な回折光の強度を検出するためにイメージインテンシフ
ァイアなどを用いて光量の増幅を行なっている。ところ
が、このイメージインテンシファイアなどの光増幅装置
に起因するノイズが装置上のノイズの最大の要因となる
ことがある。By the way, in the structure of the optical interference type thickness gauge in the above-mentioned first embodiment, a light guide using a bundle of optical fibers is used. Therefore, as described above, only a small part of the reflected light from the film thickness measurement position can be used. Therefore, in the first embodiment, the amount of light is amplified by using an image intensifier or the like in order to detect the intensity of the weak diffracted light. However, the noise caused by the optical amplifying device such as the image intensifier may be the largest factor of the noise on the device.
【0100】イメージインテンシファイアは受光面(光
電面)において微弱な光を電子に変換し、この電子の数
をマイクロチャンネルプレートと呼ばれる電子増倍装置
で増倍し、出光面(蛍光面)でこの電子を再び光に変換
して出光するというものである。ところが、マイクロチ
ャンネルプレートにおける電子の増倍率はその原理上統
計的な変動を有しており、時間的、空間的に変化する。
したがって、イメージインテンシファイアから出射され
る光の強度も時間的、空間的に変動したものとなる。こ
れを受光素子で検出した分光強度には、この時間的、空
間的な変化がノイズとなって重畳することとなる。イメ
ージインテンシファイア以外の光増幅装置や、受光素子
の電気信号の増幅度を高めた構成でも同様のノイズの発
生が避けられない。The image intensifier converts weak light into electrons on the light-receiving surface (photoelectric surface), multiplies the number of the electrons by an electron multiplying device called a microchannel plate, and outputs light on the light-emitting surface (fluorescent surface). The electrons are converted back into light and emitted. However, the multiplication factor of electrons in the microchannel plate has a statistical variation in principle, and changes temporally and spatially.
Therefore, the intensity of light emitted from the image intensifier also varies temporally and spatially. This temporal and spatial change becomes noise and is superimposed on the spectral intensity detected by the light receiving element. The same noise is unavoidable even in an optical amplifying device other than the image intensifier or in a configuration in which the amplification degree of the electric signal of the light receiving element is increased.
【0101】この、光増幅装置などの増倍率の統計的変
動を除去するために、通常、出力を時間的に平均化する
方法が用いられる。すなわち、上記第1の実施態様例に
おいて、たとえば40回/秒の割合で検出していた分光
強度を、これより少ない頻度、たとえば5回/秒で検出
することでノイズは低減する。In order to remove the statistical fluctuation of the multiplication factor of the optical amplifier or the like, a method of averaging the outputs over time is usually used. That is, noise is reduced by detecting the spectral intensity detected at a rate of 40 times / second in the first embodiment, for example, at a lower frequency, for example, 5 times / second.
【0102】しかし、この方法は時間当たりの厚さ測定
の回数を少なくするため、フィルム上を一定間隔で厚さ
測定するためには、全体(TD全幅)の測定時間が長く
なる。すなわち、最小幅2〜3mmの局所的な筋状の厚
さむらの形状を測定するためには、少なくともフィルム
上を1mm間隔で厚さ測定する必要があるため、測定頻
度を例えば5回/秒としたときには幅6mのフィルムの
TD厚さむら測定に20分を要することとなる。すると
上述のように、この間フィルムは静止しており、生産性
が低下する。However, since this method reduces the number of times of thickness measurement per time, in order to measure the thickness on the film at regular intervals, the whole (TD full width) measurement time becomes long. That is, in order to measure the shape of the local striped thickness unevenness with a minimum width of 2 to 3 mm, it is necessary to measure the thickness at least on the film at 1 mm intervals, and therefore the measurement frequency is, for example, 5 times / second. In such a case, it takes 20 minutes to measure the TD thickness unevenness of a film having a width of 6 m. Then, as described above, the film remains stationary during this period, which reduces productivity.
【0103】そこで、光干渉式厚さ計として、光ファイ
バの束を利用した導光器を用いない構成をとり、十分な
光量を受光素子に与えることができるようにすれば分光
強度信号に含まれるノイズを小さくすることが可能であ
る。Therefore, if the light interference type thickness gauge is configured without using a light guide using a bundle of optical fibers, and if a sufficient light amount can be given to the light receiving element, it is included in the spectral intensity signal. It is possible to reduce the generated noise.
【0104】光ファイバの束を利用した導光器は、フィ
ルムの厚さ測定位置におけるフィルム面の傾斜や光の散
乱に起因する、入射白色平行光の反射方向の変動が大き
い場合に、その影響を極小化するものである。本発明者
等は、かかる入射白色平行光の反射方向の変動が小さい
ならば、このような導光器の代わりに変動した範囲内の
反射光を効率良く捕捉できる別な構成の光学系を考案し
た。The light guide using the bundle of optical fibers has an effect when the variation in the reflection direction of the incident white parallel light is large due to the inclination of the film surface at the film thickness measurement position and the scattering of light. Is to be minimized. The inventors of the present invention have devised an optical system having another configuration that can efficiently capture the reflected light within the varied range instead of such a light guide if the variation in the reflection direction of the incident white parallel light is small. did.
【0105】図8は、このような光学系を用いた本発明
のフィルムの厚さ測定装置の実施態様例の構成を示すも
のである。FIG. 8 shows the construction of an embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention using such an optical system.
【0106】白色光源12から出射した光は、コンデン
サレンズ13、ピンホール板14、コリメータレンズ1
5、偏光板16、光束絞り28を通り、ハーフミラー2
9、集光レンズ30を通り、フィルム1にほぼ垂直に
(入射角0度付近で)導かれるようになっている。The light emitted from the white light source 12 is used as the condenser lens 13, the pinhole plate 14, and the collimator lens 1.
5, the polarizing plate 16, the light beam diaphragm 28, and the half mirror 2
9. The light passes through the condenser lens 30 and is guided almost vertically to the film 1 (at an incident angle of about 0 degree).
【0107】フィルム1はそれ自体の張力で、厚さ測定
位置で平面を保持しており、前記集光レンズ30は、こ
の厚さ測定位置の近傍に焦点をもっている。The film 1 holds a flat surface at the thickness measuring position by its own tension, and the condenser lens 30 has a focal point near the thickness measuring position.
【0108】ハーフミラー29の側方には、抽出用レン
ズ31が配置され、さらに、抽出用レンズ31の後方に
抽出用ピンホール板32、コリメータレンズ33、分光
器24、結像レンズ25、受光素子例えばリニアイメー
ジセンサ34がこの順序で配置されている。An extraction lens 31 is arranged on the side of the half mirror 29, and further behind the extraction lens 31, an extraction pinhole plate 32, a collimator lens 33, a spectroscope 24, an imaging lens 25, and a light receiving element. Elements such as the linear image sensor 34 are arranged in this order.
【0109】次に、上述した装置の作用を説明する。白
色光源12から出射した白色光はコンデンサレンズ13
によってピンホール板14のピンホールに集光され、さ
らにコリメータレンズ15によって平行にされた後、偏
光板16によって直線偏光のみとなり、光束絞り28を
通って一定径の光束に絞られる。この絞られた平行光の
一部はハーフミラー29を透過し、集光レンズ30によ
って収束光となる。Next, the operation of the above-mentioned device will be described. The white light emitted from the white light source 12 is condensed by the condenser lens 13
After being focused on the pinhole of the pinhole plate 14 by the collimator lens 15 and made parallel by the collimator lens 15, only the linearly polarized light is passed through the polarizing plate 16, and the light beam is converged through the light beam diaphragm 28 into a light beam having a constant diameter. A part of this collimated parallel light passes through the half mirror 29, and becomes a convergent light by the condenser lens 30.
【0110】集光レンズ30は、フィルム1が平面を保
持した状態で、このフィルム1上の厚さ測定位置近傍に
焦点をもっているため、前記収束光はフィルム1上の厚
さ測定位置の近傍で結像する。なお、この結像した像
(測定スポット)の輪郭は、ピンホール板14のピンホ
ールの像であり、したがって、この測定スポットの径と
ピンホール板14のピンホール径との比は、集光レンズ
30(ここでは、入射光収束手段として作用する。)の
焦点距離とコリメータレンズ15の焦点距離との比に等
しい。Since the condenser lens 30 has a focal point in the vicinity of the thickness measuring position on the film 1 with the film 1 held flat, the converged light is in the vicinity of the thickness measuring position on the film 1. Form an image. The contour of this formed image (measurement spot) is an image of the pinhole of the pinhole plate 14, and therefore the ratio of the diameter of this measurement spot to the pinhole diameter of the pinhole plate 14 is It is equal to the ratio of the focal length of the lens 30 (here, it acts as an incident light converging means) and the focal length of the collimator lens 15.
【0111】フィルム1上に入射された光は、このフィ
ルム1によって反射されるが、その際、干渉現象によっ
て分光強度Iに変化が生じる。この変化は前述のよう
に、入射角θと、フィルムの屈折率nが一定であれば、
フィルム1の厚さに依存するため、前記式(2)にした
がって厚さを求めることができる。The light incident on the film 1 is reflected by the film 1, but at that time, the spectral intensity I changes due to the interference phenomenon. As described above, this change occurs if the incident angle θ and the refractive index n of the film are constant.
Since the thickness depends on the thickness of the film 1, the thickness can be calculated according to the equation (2).
【0112】さて、フィルム1に入射した光は、フィル
ム1がそれ自体の張力で平面を保持しているため、反射
光は正反射されて再び集光レンズ30で受光される。こ
のとき、厚さ測定位置は集光レンズ30の焦点近傍にあ
るため、厚さ測定位置から正反射された反射光は集光レ
ンズ30(ここでは、反射光平行光化手段として作用す
る。)で受光されて再び平行光となる。このように、フ
ィルム1面での反射光が集光レンズ30に受光される範
囲にあれば、この反射光は集光レンズ30により平行光
化される。平行光化された反射光は、ハーフミラー29
で反射され90度方向を変えて抽出用レンズ31に導か
れる。この反射光は抽出用レンズ31で収束光となり抽
出用レンズ31の焦点位置にあるピンホール板32のピ
ンホールを通過し、再びコリメータレンズ33で平行光
となって、一定角度で分光器24に入射する。The light incident on the film 1 is specularly reflected by the film 1 because the film 1 holds the flat surface by the tension of the film 1 and is received by the condenser lens 30 again. At this time, since the thickness measurement position is near the focal point of the condenser lens 30, the reflected light specularly reflected from the thickness measurement position is the condenser lens 30 (here, it acts as a reflected light collimating means). Is received by and becomes parallel light again. In this way, if the reflected light on the surface of the film 1 is in the range where it is received by the condenser lens 30, this reflected light is collimated by the condenser lens 30. The reflected light that has been collimated is reflected by the half mirror 29.
It is reflected by and is guided to the extraction lens 31 by changing the direction by 90 degrees. This reflected light becomes convergent light at the extraction lens 31, passes through the pinhole of the pinhole plate 32 at the focal position of the extraction lens 31, becomes collimated light again at the collimator lens 33, and enters the spectroscope 24 at a constant angle. Incident.
【0113】一定角度で分光器24に導かれた光は第1
の実施態様例と同様に分光器24によって回折分光さ
れ、同一波長の光は互いに平行で、かつ、波長により異
なる角度で結像レンズ25に入射する。結像レンズ25
は入射した平行光をリニアイメージセンサ34の受光面
上に結像するように配置されているため、各波長の回折
光は波長毎に受光面上の異なる点に結像される。こうし
て、フィルムの厚さ測定位置において反射した白色光は
リニアイメージセンサ34によって波長毎の強度として
検出される。The light guided to the spectroscope 24 at a constant angle is the first
In the same manner as in the embodiment example described above, the light is diffracted and separated by the spectroscope 24, and the lights having the same wavelength are incident on the imaging lens 25 in parallel with each other and at different angles depending on the wavelength. Imaging lens 25
Is arranged so that the incident parallel light is imaged on the light receiving surface of the linear image sensor 34, so that the diffracted light of each wavelength is imaged at a different point on the light receiving surface for each wavelength. In this way, the white light reflected at the film thickness measurement position is detected by the linear image sensor 34 as the intensity for each wavelength.
【0114】データ処理装置7はこの検出した光の強度
すなわち分光強度を取り込み、干渉現象によって生じた
明部または暗部の波長を求め、前述した式(2)からフ
ィルム1の厚さdを演算する。The data processing device 7 takes in the detected light intensity, that is, the spectral intensity, obtains the wavelength of the bright portion or the dark portion caused by the interference phenomenon, and calculates the thickness d of the film 1 from the above equation (2). .
【0115】次に、フィルム面にわずかな傾斜αがあ
り、フィルム1面に入射した白色光の反射方向が変移あ
るいは変動する場合の上記光学系の作用について以下に
説明する。Next, the operation of the above optical system in the case where the film surface has a slight inclination α and the reflection direction of the white light incident on the film 1 surface changes or fluctuates will be described below.
【0116】図9はこのような傾斜αがある場合の白色
光の光路について示したものである集光レンズ30に入
射した白色平行光は、集光レンズ30により収束され、
フィルム1の厚さ測定位置近傍に収束される。ここでフ
ィルム1の厚さや屈折率に応じた分光強度の変化を受
け、反射して再び集光レンズ30に入射する。ここで、
フィルム1の面が角度αだけ傾いているため、反射光が
集光レンズ30に再び入射する位置は、先に入射した位
置とは異なり、図9では左に寄った位置となっている。
ところが、集光レンズ30はもともと平行光であった白
色光を収束したものであるから、平面を保持しているフ
ィルム1面で反射した発散光が入射すればもとの平行光
に戻すことができる。これは、集光レンズ30の焦点位
置がフィルム1の厚さ測定位置から極端に離れていなけ
れば成り立つ。FIG. 9 shows the optical path of white light when there is such an inclination α. The white parallel light incident on the condenser lens 30 is converged by the condenser lens 30,
It is converged in the vicinity of the thickness measurement position of the film 1. Here, the spectral intensity changes according to the thickness and the refractive index of the film 1, is reflected, and enters the condenser lens 30 again. here,
Since the surface of the film 1 is inclined by the angle α, the position at which the reflected light is incident on the condenser lens 30 again is different from the position at which it was previously incident, and is a position closer to the left in FIG. 9.
However, since the condenser lens 30 converges the white light that was originally a parallel light, it can be returned to the original parallel light when the divergent light reflected by the surface of the film 1 holding the plane is incident. it can. This is true unless the focal position of the condenser lens 30 is extremely far from the thickness measurement position of the film 1.
【0117】これは、言い換えると、反射光が集光レン
ズ30に再び入射する範囲であれば、フィルム面の傾斜
αがどのように変動しても、反射光は常に平行光化され
るということを意味する。これは、第1の実施態様にお
いて、図5のいずれかの光ファイバ20に反射光が入射
すれば、光ファイバ20の出射光軸が平行となるように
構成されているため、導光器の出射側で反射光が平行に
出射したが、これと同じ効果が本実施態様例の光学系で
得られていることを示す。ここで平行光化された反射光
は、第1の実施態様例と同様に抽出用レンズ31とピン
ホール板32のピンホールにより出射光軸付近の特定方
向の成分のみ抽出されて分光器24に入射する。In other words, in the range where the reflected light is incident on the condenser lens 30 again, the reflected light is always collimated no matter how the film surface inclination α changes. Means This is because, in the first embodiment, when the reflected light is incident on any one of the optical fibers 20 of FIG. 5, the outgoing optical axes of the optical fibers 20 become parallel to each other. The reflected light is emitted in parallel on the emission side, and it is shown that the same effect as this is obtained by the optical system of the present embodiment example. Here, the reflected light which is collimated is extracted by the extraction lens 31 and the pinhole of the pinhole plate 32 in the same manner as in the first embodiment to extract only the component in the specific direction near the emission optical axis to the spectroscope 24. Incident.
【0118】このとき、分光器24への入射角度もフィ
ルム1が平面を保持し、傾いていない場合の入射角度と
同一であるため、式(3)にしたがって各波長毎の回折
角も同一となり、結局リニアイメージセンサ上における
結像位置と波長の関係も同一となる。すなわち、本実施
例によれば反射方向が変動した場合でも、波長毎の分光
強度の変化が正確に検出できるわけである。At this time, the incident angle to the spectroscope 24 is also the same as the incident angle when the film 1 holds the flat surface and is not tilted. Therefore, the diffraction angle for each wavelength is also the same according to the equation (3). After all, the relationship between the image formation position on the linear image sensor and the wavelength is also the same. That is, according to this embodiment, even if the reflection direction changes, the change in the spectral intensity for each wavelength can be accurately detected.
【0119】このように、本実施態様例の構成によれ
ば、フィルム面の傾斜αが十分小さければ、光ファイバ
を利用した導光器を用いずに傾斜αの変移または変動の
影響をうけない測定が可能となる。したがって、イメー
ジインテンシファイアのような光増幅装置を用いなくて
も十分な量の光をリニアイメージセンサに与えることが
できる。これにより、光増幅装置や電子回路のノイズの
影響を減らすことができる。As described above, according to the configuration of this embodiment, if the inclination α of the film surface is sufficiently small, the influence of the change or variation of the inclination α is not required without using a light guide using an optical fiber. It becomes possible to measure. Therefore, a sufficient amount of light can be provided to the linear image sensor without using an optical amplifier such as an image intensifier. As a result, it is possible to reduce the influence of noise on the optical amplifier and the electronic circuit.
【0120】こうした構成をとることにより、本実施態
様例における装置上のノイズは主にリニアイメージセン
サとその検出回路に起因するものとなる。これはイメー
ジインテンシファイア等の光増幅装置などに起因するノ
イズと比較して微小である。それゆえ、フィルムの透明
度、表面粗さ、複屈折、厚さといった要因が重なって分
光強度における明部と暗部の差が小さくなった場合で
も、分光強度信号上のノイズが充分小さいために、その
明部と暗部の波長を高精度に検出することが可能であ
る。したがって、これら明部と暗部の波長を用いて求め
る厚さ測定値の制度は高い。With such a structure, the noise on the apparatus in this embodiment is mainly due to the linear image sensor and its detection circuit. This is minute compared to noise caused by an optical amplifier such as an image intensifier. Therefore, even when factors such as transparency, surface roughness, birefringence, and thickness of the film are overlapped to reduce the difference between the bright portion and the dark portion in the spectral intensity, the noise on the spectral intensity signal is sufficiently small. It is possible to detect the wavelengths of the bright part and the dark part with high accuracy. Therefore, the accuracy of the thickness measurement value obtained using the wavelengths of these bright and dark parts is high.
【0121】また、本構成によれば厚さ計検出装置6の
外部の光や、光学系内での反射の影響を低減することが
可能である。Further, according to this structure, it is possible to reduce the influence of light outside the thickness gauge detection device 6 and reflection within the optical system.
【0122】すなわち、厚さ計検出装置6の外部の光の
一部はフィルム1からの反射光と同様に集光レンズ30
に到る。しかし、抽出用ピンホール板32のピンホール
は測定点で反射された光のみを通す位置にあるため、こ
れら外光の大部分は抽出用ピンホール板32によって遮
蔽される。That is, a part of the light outside the thickness gauge detection device 6 is the same as the reflected light from the film 1 and the condenser lens 30.
Reach. However, since the pinhole of the extraction pinhole plate 32 is located at a position where only the light reflected at the measurement point passes, most of the outside light is blocked by the extraction pinhole plate 32.
【0123】さらに、ハーフミラーとしてキューブビー
ムスプリッタを使用した場合、光束絞り28を通ってハ
ーフミラー29に入射された光の一部はハーフミラーで
反射された後、キューブの端面で反射されて再びハーフ
ミラーを通過して抽出用レンズ31に到る。また、光束
絞り28を通ってハーフミラー29に入射された光の一
部はハーフミラーを通過した後、キューブの端面で反射
されて再びハーフミラーで反射して抽出用レンズ31に
到る。しかし、ハーフミラー面を保持したままキューブ
角度を調整する機構によって、この光の進行方向を厚さ
測定位置から反射された光の進行方向と変えることによ
り、抽出用ピンホール板32よって遮蔽することができ
る。ハーフミラー面を保持したままキューブ角度を調整
する機構としては、例えばハーフミラー面と一致する回
転面を持ったゴニオメータにキューブを固定することで
実現できる。また、前述の抽出用ピンホール32板のピ
ンホールの径はキューブ角度の調整によって、キューブ
端面からの反射光の進行方向をどれだけ変化させられる
かによって決定する必要があるが、1〜3mm程度が好
ましい。Further, when the cube beam splitter is used as the half mirror, a part of the light that has passed through the beam stop 28 and is incident on the half mirror 29 is reflected by the half mirror, and then reflected by the end face of the cube and again. It passes through the half mirror and reaches the extraction lens 31. Part of the light that has entered the half mirror 29 through the light beam diaphragm 28 passes through the half mirror, is then reflected by the end surface of the cube, is reflected again by the half mirror, and reaches the extraction lens 31. However, a mechanism for adjusting the cube angle while holding the half mirror surface changes the traveling direction of this light from the traveling direction of the light reflected from the thickness measurement position, so that the light is shielded by the extraction pinhole plate 32. You can A mechanism for adjusting the cube angle while holding the half mirror surface can be realized, for example, by fixing the cube to a goniometer having a rotating surface that matches the half mirror surface. Also, the diameter of the pinhole of the extraction pinhole 32 plate needs to be determined by adjusting the cube angle to change how much the traveling direction of the reflected light from the cube end face can be changed. Is preferred.
【0124】次に、本実施態様例における光学系の条件
について述べる。Next, the conditions of the optical system in this embodiment will be described.
【0125】本実施態様例ではフィルム1に入射される
光は収束光であるため、フィルム1への入射角は一定で
はない。すなわち、図9に示すように、角度α(>0)
で傾いたフィルムに収束角ψ(>0)で光を入射したと
き、入射光はα±ψの範囲でその入射角が分布してい
る。このためフィルム1の表面で反射した光と、裏面で
反射した光の光学的光路差Δも一定ではなく、入射角の
分布による分布範囲を有している。この分布範囲が大き
くなると、前述のように明部と暗部の差が小さくなって
しまう場合がある。In the present embodiment, the light incident on the film 1 is convergent light, so that the incident angle on the film 1 is not constant. That is, as shown in FIG. 9, the angle α (> 0)
When light is incident on the film inclined at a convergence angle ψ (> 0), the incident angles of the incident light are distributed in the range of α ± ψ. Therefore, the optical path difference Δ between the light reflected on the front surface of the film 1 and the light reflected on the back surface is not constant, and has a distribution range depending on the distribution of incident angles. If the distribution range becomes large, the difference between the bright portion and the dark portion may become small as described above.
【0126】干渉による明部と暗部がお互いに打ち消し
あわないようにするためには、光路差Δの分布範囲は分
光する波長に対して充分に小さい必要がある。例えば、
分光する波長範囲(実際にフィルムの厚さの算出に使用
する分光強度の明部や暗部を含む範囲)をλb 〜λ
e (λb <λe )としたとき、光学的光路差Δの分布範
囲の範囲が±λb /2になるとλb 付近では明部と暗部
が完全に打ち消されてしまう。明部と暗部の強度差を、
光学的光路差Δが0の場合の90%以上に保つには光学
的光路差Δの分布範囲は0.2×λb より小さくなけれ
ばならない。In order to prevent the bright portion and the dark portion from canceling each other due to the interference, the distribution range of the optical path difference Δ needs to be sufficiently small with respect to the wavelength of the spectrum. For example,
Λ b to λ, which is the wavelength range of the spectrum (the range that includes the bright and dark parts of the spectral intensity that is actually used to calculate the film thickness)
When e (λ b <λ e ), when the range of the distribution range of the optical path difference Δ is ± λ b / 2, the bright portion and the dark portion are completely canceled in the vicinity of λ b . The intensity difference between the bright and dark areas,
The distribution range of the optical optical path difference Δ must be smaller than 0.2 × λ b in order to maintain 90% or more of the optical optical path difference Δ of 0.
【0127】ところで収束光を入射した場合の光路差Δ
の分布範囲は、入射光の収束角とともに、その中心角度
αによっても変化する。以下ではこの関係を定量化す
る。By the way, the optical path difference Δ when the convergent light is incident
The range of distribution of changes with the convergence angle of the incident light as well as with the central angle α thereof. Below, this relationship is quantified.
【0128】光を角度θでフィルムに入射したときにフ
ィルム表裏で反射した光の光学的光路差をΔ(θ)とす
ると、Letting Δ (θ) be the optical path difference of the light reflected on the front and back of the film when the light is incident on the film at an angle θ,
【数4】 となる。ここでdはフィルムの厚さ、nはフィルムの屈
折率である。いま、θ=0の場合からの光路差の変化量
としてΔ’(θ)=Δ(θ)−Δ(0)を考える。すな
わち、[Equation 4] Becomes Here, d is the thickness of the film, and n is the refractive index of the film. Now, consider Δ ′ (θ) = Δ (θ) −Δ (0) as the amount of change in the optical path difference from the case of θ = 0. That is,
【数5】 とする。図10はd=25μm、n=1.65と仮定し
てΔ’(θ)をプロットしたものである。図9に示すよ
うに角度α±ψで収束する光を中心角度αでフィルムに
入射した場合、フィルム表面で反射する光と裏面で反射
する光の光学的光路差の分布範囲は、図10において、
θ=αを中心に、θを±ψの範囲にわたって変化させた
場合のΔ’(θ)の値の分布範囲に相当する。[Equation 5] And FIG. 10 is a plot of Δ ′ (θ) assuming that d = 25 μm and n = 1.65. As shown in FIG. 9, when the light converged at the angle α ± ψ enters the film at the central angle α, the distribution range of the optical optical path difference between the light reflected on the film front surface and the light reflected on the back surface is shown in FIG. ,
This corresponds to the distribution range of the value of Δ ′ (θ) when θ is varied over a range of ± ψ with θ = α as the center.
【0129】このΔ’(θ)の値の分布範囲は、α>ψ
の場合とα<ψの場合とで場合わけして考えなければな
らない。すなわち、図9のようにα>ψの場合は、光の
入射角度θの範囲は0°(すなわちフィルム面への垂直
入射成分)を含まない。したがって、Δ’(θ)の値の
最大値はθ=α−ψの場合に得られ、最小値はθ=α+
ψの場合に得られる。したがって、光学的光路差の変化
量Δ’(θ)の値の分布範囲幅δはThe distribution range of the value of Δ '(θ) is α> ψ
The case must be considered separately from the case of α <ψ. That is, when α> φ as shown in FIG. 9, the range of the incident angle θ of light does not include 0 ° (that is, the vertical incident component on the film surface). Therefore, the maximum value of Δ ′ (θ) is obtained when θ = α−ψ, and the minimum value is θ = α +
It is obtained when ψ. Therefore, the distribution range width δ of the value of the variation Δ ′ (θ) of the optical path difference is
【数6】 となる。一方、α<ψの場合は、光の入射角度θの範囲
は0°(すなわちフィルム面への垂直入射成分)を含
む。したがって、Δ’(θ)の値の最大値はθ=0°の
場合に得られ、最小値はθ=α+ψの場合に得られる。
したがって、光学的光路差の変化量Δ’(θ)の値の分
布範囲δは[Equation 6] Becomes On the other hand, when α <ψ, the range of the incident angle θ of light includes 0 ° (that is, the vertical incident component on the film surface). Therefore, the maximum value of Δ ′ (θ) is obtained when θ = 0 °, and the minimum value is obtained when θ = α + ψ.
Therefore, the distribution range δ of the value of the variation Δ ′ (θ) of the optical path difference is
【数7】 となる。[Equation 7] Becomes
【0130】結局、干渉による明部、暗部が相殺されな
いようにするには、入射光の収束角ψは以下の関係を満
たすように設定する必要がある。すなわち、測定すべき
フィルムの最大厚さd、有効分光範囲の最小波長λb 、
屈折率n、フィルム面の傾斜の最大角度をαとしたと
き、式(6)または式(7)で表されるδに対し、After all, in order to prevent the bright portion and the dark portion from being canceled by the interference, it is necessary to set the convergence angle ψ of the incident light so as to satisfy the following relationship. That is, the maximum thickness d of the film to be measured, the minimum wavelength λb of the effective spectral range,
When the refractive index n and the maximum angle of inclination of the film surface are α, with respect to δ expressed by the formula (6) or the formula (7),
【数8】 で計算される光路差比aが0.2以下である必要があ
る。[Equation 8] It is necessary that the optical path difference ratio a calculated in step 2 is 0.2 or less.
【0131】したがって、たとえばλb が600nm
(0.2λb =120nm)、フィルムの最大厚さが2
5μm、フィルムの屈折率が1.65、フィルム面の傾
斜の最大角度αが5°の場合、図10からΔ’(3.6
°)=−65nmに対し、Δ’(6.4°)=−185
nmであるから、収束角ψは1.4°以下である必要が
ある。また、αが2.5°のときは、Δ’(0°)=0
nmに対し、Δ’(5.0°)=120nmであるか
ら、ψは2.5°以下にすればよい。これらはフィルム
の最大厚さが25μm程度の場合の値である。一般にポ
リエステル、ポリプロピレンなどの高分子フィルムで
は、実用上最大厚さdは3〜30μmに設定することが
多い。したがって、最大厚さが25μmより薄いときは
ψはさらに大きくすることができる。Therefore, for example, λ b is 600 nm
(0.2λ b = 120 nm), the maximum film thickness is 2
When the film thickness is 5 μm, the refractive index of the film is 1.65, and the maximum angle α of the film surface is 5 °, Δ ′ (3.6
°) =-65 nm, Δ '(6.4 °) =-185
Since it is nm, the convergence angle ψ needs to be 1.4 ° or less. Further, when α is 2.5 °, Δ ′ (0 °) = 0
Since Δ '(5.0 °) = 120 nm with respect to nm, ψ may be set to 2.5 ° or less. These are values when the maximum thickness of the film is about 25 μm. Generally, in the case of polymer films such as polyester and polypropylene, the practical maximum thickness d is often set to 3 to 30 μm. Therefore, ψ can be further increased when the maximum thickness is smaller than 25 μm.
【0132】次に、白色平行光をフィルムに入射する際
に収束し、厚さ測定位置での反射光を平行光化する機能
を同一の集光レンズにより実現する場合において、反射
光がすべてこの集光レンズに受光されるための集光レン
ズの有効径φLの条件を示す。この反射光がすべて集光
レンズに入射しなくても本発明の作用は得られるが、十
分な光量を確保するためにはこの条件を満たすことが好
ましい。Next, in the case where the same converging lens realizes the function of converging white parallel light when entering the film and making the reflected light at the thickness measurement position parallel light, all the reflected light is The conditions for the effective diameter φL of the condenser lens to be received by the condenser lens are shown below. The operation of the present invention can be obtained even if all of the reflected light does not enter the condenser lens, but it is preferable to satisfy this condition in order to secure a sufficient amount of light.
【0133】すなわち、図9に示すように、傾斜がαの
フィルムに収束角ψの収束光が入射すると、光は2α±
ψの角度で反射される。したがって、この反射光をすべ
て受光するためにはThat is, as shown in FIG. 9, when convergent light with a convergence angle ψ is incident on a film with an inclination α, the light is 2α ±.
It is reflected at an angle of ψ. Therefore, to receive all this reflected light,
【数9】 である必要がある。また、収束角ψははじめに集光レン
ズに受光される白色平行光の直径DA と集光レンズの焦
点距離fによって定まり、[Equation 9] Must be Further, the convergence angle ψ is first determined by the diameter D A of the white parallel light received by the condenser lens and the focal length f of the condenser lens,
【数10】 で表される。[Equation 10] It is represented by.
【0134】たとえば、本実施態様例で、α=5°、D
A =5mm、f=120mm、φL=50mmとする
と、ψ=1.2°、tan(2α+ψ)=0.20、φ
L /2f=0.21となり、上記条件を満たすことがで
きる。For example, in this embodiment, α = 5 °, D
If A = 5 mm, f = 120 mm, and φL = 50 mm, ψ = 1.2 °, tan (2α + ψ) = 0.20, φ
Since L / 2f = 0.21, the above condition can be satisfied.
【0135】実際の装置でフィルムの最大傾斜角度αを
決定するためには、巻き返し装置においてフィルムがど
のくらい傾くかを確認する必要がある。通常、フィルム
に外見上のしわ、たるみがない場合で5°程度とする。
また、巻き返し装置のローラなど、フィルムの状態を規
制するものの近辺で測定できる場合には3°とすること
も可能である。In order to determine the maximum inclination angle α of the film in an actual device, it is necessary to confirm how much the film is inclined in the rewinding device. Generally, it is about 5 ° when the film has no apparent wrinkles or slack.
Further, when it is possible to measure in the vicinity of an object such as a roller of a rewinding device that regulates the state of the film, it is possible to set it to 3 °.
【0136】したがって、本実施態様例の構成によれば
フィルム面の最大傾斜角度が十分小さい場合は、第1の
実施態様例よりも多い光量を受光素子に入射させること
ができ、フィルムの表面粗さや、複屈折などによって反
射光の分光強度の変化がゆるやかな場合であっても精度
の高い厚さ測定ができる。Therefore, according to the structure of this embodiment, when the maximum inclination angle of the film surface is sufficiently small, a larger amount of light can be made incident on the light receiving element than that of the first embodiment, and the surface roughness of the film is reduced. Even when the change in the spectral intensity of the reflected light is gentle due to the birefringence, the thickness can be measured with high accuracy.
【0137】次に、本発明のフィルムの厚さ計に用いる
光干渉式厚さ計の別の実施態様例(以下「第3の実施態
様例」という。)について説明する。Next, another embodiment example of the optical interference type thickness gauge used for the film thickness gauge of the present invention (hereinafter referred to as "third embodiment example") will be described.
【0138】上述の第2の実施態様例を適用するために
は、フィルムの最大傾斜角度αが十分小さいことが必要
であった。フィルムの巻き返し装置の構成上の制約か
ら、フィルム面の傾斜がそれ自体の張力だけでは実用的
な範囲に収まらない場合もある。そこで、本発明者ら
は、さらにフィルムの傾斜を規制する手段を追加するこ
とによって、フィルムの最大傾斜角度αを小さくするこ
とを実現した。In order to apply the above-mentioned second embodiment example, it was necessary that the maximum inclination angle α of the film was sufficiently small. Due to the structural restrictions of the film rewinding device, the inclination of the film surface may not be within the practical range by the tension of itself. Therefore, the present inventors have realized that the maximum inclination angle α of the film can be reduced by further adding a means for regulating the inclination of the film.
【0139】図11は、本発明に用いる光干渉式厚さ計
の厚さ検出装置の上述のようなフィルムの傾斜規制手段
を含む実施態様例を示すものである。この実施態様例
は、フィルム面の傾斜がそれ自体の張力だけでは実用的
な範囲に収まらない場合にも、第2の実施態様例の光学
系を用いた測定を可能とするものである。FIG. 11 shows an embodiment including the above-described film inclination regulating means of the thickness detecting device of the optical interference type thickness gauge used in the present invention. This embodiment example enables the measurement using the optical system of the second embodiment example even when the inclination of the film surface is not within the practical range by the tension of itself.
【0140】図11においてリング状のフィルムガイド
35は検出装置の前面にとりつけられており、厚さ計検
出装置6をフィルム1に押しつけたとき、フィルム1は
それ自体の張力のリング状フィルムガイド35の内側で
平面を保持するとともにフィルム面の傾斜を規制してい
る。集光レンズ30は、フィルム1が平面を保持した状
態で、このフィルム1上の厚さ測定位置の近傍に焦点を
持っている。In FIG. 11, the ring-shaped film guide 35 is attached to the front surface of the detection device, and when the thickness gauge detection device 6 is pressed against the film 1, the film 1 has its own tension. A flat surface is held inside and the inclination of the film surface is regulated. The condenser lens 30 has a focal point in the vicinity of the thickness measurement position on the film 1 while the film 1 holds the flat surface.
【0141】図11に示す実施態様例のその他の構成、
作用は図10と同一であるので省略する。この場合、フ
ィルムの厚さ測定位置ではフィルム面の最大傾斜角度を
1.5°とすることも可能である。Other configurations of the embodiment shown in FIG. 11,
The operation is the same as in FIG. In this case, the maximum inclination angle of the film surface can be set to 1.5 ° at the film thickness measuring position.
【0142】したがって、本実施態様例の構成によれば
フィルム自体の張力だけではフィルム面の最大傾斜角度
を十分小さくできない場合でも、フィルム面の傾斜規制
手段を追加することにより、第2の実施態様例と同様
に、フィルムの表面粗さや、複屈折などによって反射光
の分光強度の変化がゆるやかな場合であっても精度の高
い厚さ測定ができる。Therefore, according to the structure of this embodiment, even if the maximum tilt angle of the film surface cannot be sufficiently reduced only by the tension of the film itself, by adding the film surface tilt regulating means, the second embodiment Similar to the example, even if the change in the spectral intensity of the reflected light is gentle due to the surface roughness of the film or birefringence, the thickness can be measured with high accuracy.
【0143】本発明においてフィルムとしては、ポリエ
ステル、ポリプロピレンなどの有機または無機の高分子
フィルムなどが用いられる。In the present invention, an organic or inorganic polymer film such as polyester or polypropylene is used as the film.
【0144】本発明において、幅方向測定位置移動手段
としては、上述の実施態様例のような厚さ測定手段の全
部または一部を移動させるスキャナや、測定光の光路の
向きを変える回転構造つきのミラーなどが好ましく用い
られる。In the present invention, as the width direction measuring position moving means, a scanner for moving all or a part of the thickness measuring means as in the above-described embodiment, or a rotating structure for changing the direction of the optical path of the measuring light is used. A mirror or the like is preferably used.
【0145】本発明において、長手方向測定位置移動手
段としては、上述の実施態様例のようなフィルムの巻き
返し装置や、厚さ測定手段の全部または一部を移動させ
るスキャナや、測定光の光路の向きを変える回転構造つ
きのミラーなどのが好ましく用いられる。また、フィル
ムの巻き返し装置としては、製造の際に巻き取られたフ
ィルムを巻き返しながらスリットするいわゆるスリッタ
や、巻き返しながらフィルムの表面状態を目視検査する
ための検反機が好ましく用いられる。これらを用いる場
合は、長手方向測定位置移動手段として専用の部材を設
ける必要がないため好ましい。In the present invention, the longitudinal direction measurement position moving means is a film rewinding device as in the above-described embodiment, a scanner for moving all or a part of the thickness measuring means, and an optical path for measuring light. A mirror having a rotating structure that changes its direction is preferably used. Further, as the film rewinding device, a so-called slitter that slits the film wound during the manufacturing process while rewinding it, or an inspector for visually inspecting the surface state of the film while rewinding is preferably used. When these are used, it is not necessary to provide a dedicated member as the longitudinal direction measurement position moving means, which is preferable.
【0146】本発明において、白色平行光を発生させる
光源は、測定するフィルムにおける反射光の分光強度に
おいて、少なくとも明部または暗部の極値を与える波長
が2個以上含まれる範囲にわたる波長の光を発生させら
れるものである必要がある。したがって、その波長範囲
は可視領域に限られるものではなく、たとえば400〜
750nm、700〜850nmといった範囲が好まし
く用いられる。白色光源としては、白熱電球、ハロゲン
ランプ、キセノンランプあるいは可変波長のレーザが好
ましく用いられる。In the present invention, the light source for generating white collimated light emits light having a wavelength in a range in which at least two wavelengths giving the extreme values of the bright portion or the dark portion are included in the spectral intensity of the reflected light in the film to be measured. It has to be something that can be generated. Therefore, the wavelength range is not limited to the visible range, for example, 400 to
The ranges of 750 nm and 700 to 850 nm are preferably used. As the white light source, an incandescent lamp, a halogen lamp, a xenon lamp or a laser with a variable wavelength is preferably used.
【0147】本発明において、分光測定手段としては、
平面回折格子や分光プリズムなどにより光を波長毎に異
なる方向に伝播させる部材と、リニアイメージセンサな
どを組み合わせたものや、受光素子の波長感度を時間的
に変化させながら測定するものなどが用いられる。ま
た、光源として可変波長レーザのように時間的に波長の
変化するものを用いた場合は、通常の受光素子とレーザ
等の波長可変装置の組み合わせにより分光測定が実現さ
れる。また、リニアイメージセンサとしては、CCD
(Charge Coupled Device)素子
やPCD(Plasma Coupuled Devi
ce)素子などが好ましく用いられる。また2次元のイ
メージセンサを使用してもよい。In the present invention, as the spectroscopic measurement means,
Used are a combination of a linear image sensor and a member that propagates light in different directions for each wavelength with a plane diffraction grating or a spectral prism, and a device that measures the wavelength sensitivity of a light receiving element while changing it over time. . Further, when a light source such as a variable wavelength laser whose wavelength changes with time is used as a light source, spectroscopic measurement is realized by a combination of an ordinary light receiving element and a wavelength variable device such as a laser. As a linear image sensor, a CCD
(Charge Coupled Device) element and PCD (Plasma Coupled Device)
ce) element or the like is preferably used. Alternatively, a two-dimensional image sensor may be used.
【0148】本発明において、厚さ算出手段としては、
反射光の分光強度の明部または暗部の極値を与える複数
の波長位置に基づいてフィルムの厚さを算出するもの
や、反射光の分光強度のプロファイルを最小二乗法等に
よりフィッティングすることによって算出するものが好
ましく用いられる。In the present invention, as the thickness calculating means,
Calculated by calculating the film thickness based on multiple wavelength positions that give the extreme value of the bright or dark part of the spectral intensity of reflected light, or by fitting the profile of the spectral intensity of reflected light by the method of least squares, etc. Those that do are preferably used.
【0149】また、分光反射強度測定手段の有効分光範
囲の最短波長とは、実際のフィルムの厚さ測定に用いる
範囲の波長のうちの最短波長をさす。たとえば、厚さ算
出手段として反射光の分光強度の明部や暗部の波長位置
に基づいて厚さの算出を行なうものを用いる場合は、算
出に用いる明部や暗部の波長位置のうちの最短波長位置
が、反射光の分光強度のプロファイルをフィッティング
して厚さの算出を行なうものの場合は、フィッティング
に用いる波長範囲のうちの最短波長が、それぞれ分光範
囲の最短波長に該当する。The shortest wavelength of the effective spectral range of the spectral reflection intensity measuring means means the shortest wavelength of the wavelengths of the range used for actual film thickness measurement. For example, when the thickness calculation means that calculates the thickness based on the wavelength position of the bright portion or the dark portion of the spectral intensity of the reflected light is used, the shortest wavelength of the wavelength positions of the bright portion and the dark portion used for the calculation. In the case where the position is for fitting the profile of the spectral intensity of the reflected light to calculate the thickness, the shortest wavelength in the wavelength range used for fitting corresponds to the shortest wavelength in the spectral range.
【0150】また、本発明において、フィルムの傾斜規
制手段としては、フィルムの厚さ測定位置の近傍に強制
的に張力を付与できるものであればどのようなものでも
よい。たとえば、金属やプラスチックなどの環状の枠ま
たは棒などをフィルム面に押し付けるものや圧空を吹き
付けるものなどが好ましく用いられる。Further, in the present invention, any means for controlling the inclination of the film may be used as long as it can forcibly apply tension to the vicinity of the film thickness measuring position. For example, those that press an annular frame or rod of metal or plastic against the film surface or those that blow compressed air are preferably used.
【0151】[0151]
実施例1 図1に示す構成をもち、厚さ計検出装置6として図5に
示す反射型光干渉式のものを用いたフィルムの厚さ計を
製造した。白色光源12としては100Wのハロゲンラ
ンプを使用し、光ファイバ20には、直径1mmのプラ
スチック製のものを600本使用した。分光器24とし
てはブレーズ波長が750nm、溝数が1200本/m
mの平面回折格子を使用し、リニアイメージセンサ27
としては光ファイバープレート(直径6μm程度の光フ
ァイバを複数本束ねて成形した板材)とリニアイメージ
センサが一体化したものを用いている。リニアイメージ
センサ27としては1024画素のPCD素子を使用し
ている。なお、光増幅装置としてイメージインテンシフ
ァイア26を分光器24とリニアイメージセンサ27の
間に挿入している。フィルムの厚さ測定位置の白色光の
スポット径は2mmで、有効分光範囲は700〜850
nmとした。Example 1 A film thickness gauge having the configuration shown in FIG. 1 and using the reflection type optical interference type shown in FIG. 5 as the thickness gauge detection device 6 was manufactured. A 100 W halogen lamp was used as the white light source 12, and 600 optical fibers 20 made of plastic having a diameter of 1 mm were used. As the spectroscope 24, the blaze wavelength is 750 nm and the number of grooves is 1200 / m.
A linear image sensor 27 using a plane diffraction grating of m
An optical fiber plate (a plate material formed by bundling a plurality of optical fibers having a diameter of about 6 μm) and a linear image sensor is used as the unit. As the linear image sensor 27, a 1024 pixel PCD element is used. An image intensifier 26 as a light amplification device is inserted between the spectroscope 24 and the linear image sensor 27. The spot diameter of white light at the film thickness measurement position is 2 mm, and the effective spectral range is 700 to 850.
nm.
【0152】図7はこのフィルムの厚さ測定装置を使用
して測定したTD厚さむらの測定結果を示す。この測定
に用いたフィルムとしては、薄く、透明で、表面が滑ら
かであり、反射光の分光強度の変化が急峻にあらわれる
ものを用いた。本実施例においてはフィルムの平均厚さ
は約9μm、厚さ計の移動速度は25mm/秒である。
1秒間あたりの厚さ測定回数を40回/秒とし、フィル
ム上の厚さ測定の間隔を約0.6mmとした。図7に示
した測定結果では中央部には幅20mm、高さ0.4μ
mの筋状の厚さむらが測定できている。FIG. 7 shows the measurement result of the TD thickness unevenness measured by using this film thickness measuring device. The film used for this measurement was thin, transparent, had a smooth surface, and showed a sharp change in the spectral intensity of the reflected light. In this embodiment, the average thickness of the film is about 9 μm, and the moving speed of the thickness gauge is 25 mm / sec.
The number of thickness measurements per second was 40 times / second, and the thickness measurement interval on the film was about 0.6 mm. According to the measurement results shown in FIG. 7, the central portion has a width of 20 mm and a height of 0.4 μ.
The striped thickness unevenness of m can be measured.
【0153】実施例2 図1に示す構成をもち、厚さ計検出装置6として図11
に示す反射型光干渉式のものを用いたフィルムの厚さ計
を製造した。白色光源12、分光器24、リニアイメー
ジセンサ27は実施例1と同じものを用いた。ハーフミ
ラーとしては一辺50mmのキューブビームスプリッタ
を使用した。有効分光範囲は700〜850nmとし
た。Example 2 As a thickness gauge detection device 6 having the configuration shown in FIG.
A film thickness gauge using the reflective optical interference type shown in FIG. The same white light source 12, spectroscope 24, and linear image sensor 27 as in Example 1 were used. A cube beam splitter with a side of 50 mm was used as the half mirror. The effective spectral range was 700 to 850 nm.
【0154】なお、本実施例においては測定対象のフィ
ルムの最大厚さd=25.0μm、有効分光範囲の最短
波長λb =700nm、フィルム面の最大傾斜角度α=
5度、白色平行光のビーム径DA =5mm、集光レンズ
30の焦点距離f=120mmとした。これにより、白
色光の収束角度ψ=1.2°、光学的光路差の分布範囲
δ=60nm、光路差比a=0.086となる。In this example, the maximum thickness d of the film to be measured d = 25.0 μm, the shortest wavelength λ b = 700 nm in the effective spectral range, and the maximum inclination angle α = of the film surface.
The beam diameter of white parallel light was 5 degrees, D A was 5 mm, and the focal length of the condenser lens 30 was f = 120 mm. As a result, the convergence angle ψ of white light is 1.2 °, the optical optical path difference distribution range δ = 60 nm, and the optical path difference ratio a = 0.086.
【0155】図14はこのフィルムの厚さ測定装置を使
用して測定したポリエステルフィルムのTD厚さむら測
定の結果である。この測定に用いたフィルムとしては、
比較的厚手で、表面がやや粗く、反射光の分光強度の変
化がゆるやかなものを用いた。本測定例においてはフィ
ルムの平均厚さは約21μm、スキャナの移動速度は2
5mm/秒である。FIG. 14 shows the results of TD thickness unevenness measurement of the polyester film measured by using this film thickness measuring device. As the film used for this measurement,
We used a relatively thick surface with a slightly rough surface and a gradual change in the spectral intensity of the reflected light. In this measurement example, the average thickness of the film is about 21 μm, and the moving speed of the scanner is 2 μm.
It is 5 mm / sec.
【0156】また、図3は同様にこのフィルムの厚さ測
定装置を使用して測定したポリエステルフィルムのTD
厚さむら測定結果である。本測定例においてはフィルム
の平均厚さは約14μm、TD厚さむら測定中のスキャ
ナの移動速度は25mm/秒である。FIG. 3 also shows that the TD of the polyester film measured by using the film thickness measuring device in the same manner.
This is the measurement result of thickness unevenness. In this measurement example, the average thickness of the film is about 14 μm, and the moving speed of the scanner during the TD thickness unevenness measurement is 25 mm / sec.
【0157】また、図4は同様にこのフィルムの厚さ測
定装置を使用して測定したポリエステルフィルムのMD
厚さむら測定結果である。本測定例においてはフィルム
の平均厚さは約14μm、巻き返し速度は50mm/秒
である。Also, FIG. 4 shows the MD of the polyester film measured by using the film thickness measuring device in the same manner.
This is the measurement result of thickness unevenness. In this measurement example, the average thickness of the film is about 14 μm, and the rewinding speed is 50 mm / sec.
【0158】つぎに、実施例1と実施例2のフィルムの
厚さ測定装置のノイズの影響を比較する。Next, the effects of noise of the film thickness measuring devices of Example 1 and Example 2 will be compared.
【0159】図12は実施例1に示したフィルムの厚さ
測定装置を用いて、厚さが約21μmのポリエステルフ
ィルムの同一点の厚さを連続測定したときの測定値の時
間的変動を示したものである。本測定に用いたポリエス
テルフィルムは内部粒子を多く含有し、しかも複屈折が
大きいために、前述のように検出された分光強度におけ
る明部、暗部の差は小さい。実施例1の測定装置では検
出した分光強度にイメージインテンシファイアによるノ
イズが重畳しているため、フィルム上の同一点を測定し
ているにもかかわらず、測定値は約1μmの幅で変動し
ている。すなわち、このポリエステルフィルムに対して
は実施例1の装置では、局所的な厚さむらを検出するた
めに必要な±0.1μmの測定精度が得られなかった。FIG. 12 shows the time variation of the measured values when the thickness at the same point of the polyester film having a thickness of about 21 μm was continuously measured by using the film thickness measuring apparatus shown in Example 1. It is a thing. Since the polyester film used for this measurement contains many internal particles and has a large birefringence, the difference between the bright portion and the dark portion in the spectral intensity detected as described above is small. In the measuring apparatus of Example 1, since the noise due to the image intensifier is superimposed on the detected spectral intensity, the measured value fluctuates within a width of about 1 μm even though the same point on the film is measured. ing. That is, with respect to this polyester film, the apparatus of Example 1 could not obtain the measurement accuracy of ± 0.1 μm necessary for detecting the local unevenness in thickness.
【0160】これに対し、図13は実施例2のフィルム
の厚さ測定装置用いて、図12の場合と同一のポリエス
テルフィルムの同一点の厚さを連続測定したときの測定
値の時間的変動を示したものである。本測定例では、上
記測定例と同様に、分光強度の明部、暗部の差は小さい
が、実施例2の装置では、イメージインテンシファイア
を使用していないために、分光強度に重畳するノイズが
小さく、よって測定値の変動は0.02μm以下とする
ことができた。すなわち、実施例2の装置では、TD厚
さむら測定、MD厚さむら測定に必要な測定精度が得ら
れた。On the other hand, FIG. 13 shows the time variation of the measured values when the thickness at the same point of the same polyester film as in the case of FIG. 12 was continuously measured using the film thickness measuring apparatus of Example 2. Is shown. In this measurement example, similar to the above measurement example, the difference between the bright portion and the dark portion of the spectral intensity is small, but since the image intensifier is not used in the apparatus of Example 2, noise superimposed on the spectral intensity Was small, so that the fluctuation of the measured value could be 0.02 μm or less. That is, with the apparatus of Example 2, the measurement accuracy required for TD thickness unevenness measurement and MD thickness unevenness measurement was obtained.
【0161】[0161]
【発明の効果】本発明によれば、インラインで、サンプ
ルを切り出すことなく、迅速に精度良くフィルムのTD
厚さむらおよび、MD厚さむらを測定することができ
る。また、簡便な操作で厚さむら測定ができるため、測
定値が測定者の技能に左右されない。この結果、品質保
証のための検査に必要な要員を削減することができ、フ
ィルムの製造コスト削減になる。According to the present invention, the TD of a film can be quickly and accurately inline without cutting out a sample.
The thickness unevenness and the MD thickness unevenness can be measured. Further, since the thickness unevenness can be measured by a simple operation, the measured value does not depend on the skill of the measurer. As a result, the number of personnel required for the inspection for quality assurance can be reduced, and the manufacturing cost of the film can be reduced.
【0162】また、サンプルを切り出す必要がないため
にカッターによる災害もなく、労働環境面でも改善され
る。Further, since it is not necessary to cut out the sample, there is no accident caused by the cutter, and the working environment is improved.
【0163】さらに、サンプルを切り出してオフライン
測定する場合と比較して、サンプル取扱い中のしわや折
り目の発生がないため、高精度、かつ信頼性の高い測定
結果が得られる。この結果、製品の品質保証の精度が向
上する。Further, as compared with the case where a sample is cut out and measured offline, wrinkles and creases are not generated during handling of the sample, so that a highly accurate and highly reliable measurement result can be obtained. As a result, the accuracy of product quality assurance is improved.
【0164】また、特に、厚さ測定手段として光干渉式
厚さ計を使用した場合には、フィルムに局所的な筋状の
厚さむらが発生した場合や、長手方向に周期性のある厚
さむらが発生した場合に、これを確実に測定することが
できる。それゆえ、歩留まりが向上する。Further, in particular, when an optical interference type thickness gauge is used as the thickness measuring means, a local streak-like thickness unevenness occurs in the film or a thickness having periodicity in the longitudinal direction. When unevenness occurs, it can be reliably measured. Therefore, the yield is improved.
【0165】さらに、これら厚さむらが発生した場合
に、その状況が迅速に確認でき、口金清掃などの対応策
をとることが可能となる。したがって不良をもった製品
を製造することが減少するため、フィルムの製造コスト
を削減することができる。Further, when these thickness irregularities occur, the situation can be confirmed quickly, and countermeasures such as cleaning the mouthpiece can be taken. Therefore, since the number of defective products to be manufactured is reduced, the manufacturing cost of the film can be reduced.
【0166】また、本発明のフィルムの厚さ測定装置の
好ましい態様によれば、測定対象フィルムの複屈折性や
表面粗さの影響を受けて分光強度の変化がゆるやかな場
合でも、精度良く厚さを測定することができる。Further, according to a preferred embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention, the thickness can be accurately measured even when the spectral intensity changes slowly due to the influence of the birefringence and surface roughness of the film to be measured. Can be measured.
【0167】また、本発明のフィルムの製造方法によれ
ば、フィルムのTDおよびMDの厚さむらを迅速に発見
して、原因を取り除くことにより、生産の歩留まりを高
めることができる。Further, according to the method for producing a film of the present invention, it is possible to quickly find the TD and MD thickness unevenness of the film and eliminate the cause, thereby improving the production yield.
【図1】本発明のフィルムの厚さ測定装置の実施態様例
を示す概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an embodiment of a film thickness measuring device of the present invention.
【図2】従来のオフラインでの厚さむら測定の例を示す
模式図FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of conventional thickness unevenness measurement.
【図3】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例に
よる平均厚さ14μmのポリエステルフィルムのTD厚
さむら測定例を示すグラフFIG. 3 is a graph showing an example of measuring TD thickness unevenness of a polyester film having an average thickness of 14 μm according to an embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図4】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例に
よる平均厚さ14μmのポリエステルフィルムのMD厚
さむら測定例を示すグラフFIG. 4 is a graph showing an example of MD unevenness measurement of a polyester film having an average thickness of 14 μm according to an embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図5】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例に
用いられる厚さ計測定装置の構造を示す概略構成図FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the structure of a thickness gauge measuring device used in one embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図6】薄膜による分光強度の干渉波形を示す模式図FIG. 6 is a schematic diagram showing an interference waveform of spectral intensity due to a thin film.
【図7】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例に
よる平均厚さ9μmのポリエステルフィルムのTD厚さ
むら測定例を示すグラフFIG. 7 is a graph showing an example of measuring TD thickness unevenness of a polyester film having an average thickness of 9 μm according to an embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention.
【図8】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例に
用いられる厚さ計測定装置の構造を示す概略構成図FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the structure of a thickness gauge measuring device used in one embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図9】光学系のパラメータの関係を示す図FIG. 9 is a diagram showing a relationship between parameters of an optical system.
【図10】入射角と光学的光路差の変化量の関係を示す
グラフFIG. 10 is a graph showing the relationship between the incident angle and the amount of change in optical optical path difference.
【図11】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例
に用いられる厚さ計測定装置の構造を示す概略構成図FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing the structure of a thickness gauge measuring device used in one embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図12】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例
による厚さ21μmのポリエステルフィルムの1点を連
続測定した測定例を示すグラフFIG. 12 is a graph showing a measurement example in which one point of a 21 μm-thick polyester film is continuously measured by an embodiment of the film thickness measuring apparatus of the present invention.
【図13】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例
による厚さ21μmのポリエステルフィルムの1点を連
続測定した測定例を示すグラフFIG. 13 is a graph showing a measurement example in which one point of a polyester film having a thickness of 21 μm is continuously measured by an embodiment of the film thickness measuring device of the present invention.
【図14】本発明のフィルムの厚さ測定装置の一実施例
による平均厚さ21μmのポリエステルフィルムのTD
厚さむら測定例を示すグラフである。FIG. 14: TD of a polyester film having an average thickness of 21 μm according to an embodiment of the film thickness measuring device of the present invention
It is a graph which shows the thickness unevenness measurement example.
1:フィルム 2:フィルムロール 3:ロール 4:ロール 5:ロール 6:厚さ計検出装置 7:厚さ計データ処理装置 8:スキャナ 9:ペンレコーダ 10:スキャナ制御装置 11:巻き返し装置の巻き返し制御装置 12:白色光源 13:コンデンサレンズ 14:ピンホール板 15:コリメータレンズ 16:偏光板 17:集光器 18:入射窓(孔) 19:支持体 20:光ファイバ 21:抽出用レンズ 22:ピンホール板 23:コリメータレンズ 24:分光器 25:結像レンズ 26:イメージインテンシファイア 27:リニアイメージセンサ 28:光束絞り 29:ハーフミラー 30:集光レンズ 31:抽出用レンズ 32:ピンホール板 33:コリメータレンズ 34:リニアイメージセンサ 35:フィルムガイド 1: Film 2: Film roll 3: Roll 4: Roll 5: Roll 6: Thickness gauge detection device 7: Thickness gauge data processing device 8: Scanner 9: Pen recorder 10: Scanner control device 11: Rewinding control of rewinding device Device 12: White light source 13: Condenser lens 14: Pinhole plate 15: Collimator lens 16: Polarizing plate 17: Concentrator 18: Incident window (hole) 19: Support 20: Optical fiber 21: Extraction lens 22: Pin Hall plate 23: Collimator lens 24: Spectroscope 25: Imaging lens 26: Image intensifier 27: Linear image sensor 28: Light flux diaphragm 29: Half mirror 30: Condensing lens 31: Extraction lens 32: Pinhole plate 33 : Collimator lens 34: Linear image sensor 35: Film guide
Claims (14)
フィルムの厚さ測定位置を前記フィルムに対して前記フ
ィルムの幅方向に相対的に移動させる幅方向測定位置移
動手段と、前記厚さ測定位置を前記フィルムに対して前
記フィルムの長手方向に相対的に移動させる長手方向測
定位置移動手段とを備え、かつ、前記幅方向測定位置移
動手段と前記長手方向測定位置移動手段のうち少なくと
もいずれか一方は、前記厚さ測定手段が前記フィルムの
厚さを測定しているときに前記厚さ測定位置を移動させ
ないものであることを特徴とするフィルムの厚さ測定装
置。1. A thickness measuring means, a width direction measuring position moving means for moving a film thickness measuring position by the thickness measuring means relative to the film in a width direction of the film, and the thickness. A longitudinal measuring position moving means for moving the measuring position relative to the film in the longitudinal direction of the film, and at least the width measuring position moving means and the longitudinal measuring position moving means. One of the above is a film thickness measuring device, wherein the thickness measuring means does not move the thickness measuring position while the thickness measuring means is measuring the thickness of the film.
ムの巻き返し装置であることを特徴とする請求項1に記
載のフィルムの厚さ測定装置。2. The film thickness measuring device according to claim 1, wherein the longitudinal direction measuring position moving means is a film rewinding device.
さ測定位置に照射する白色平行光照射手段と、前記厚さ
測定位置における前記白色平行光の反射光の分光強度を
測定する分光反射強度測定手段と、前記反射光の分光強
度に基づいて前記フィルムの厚さを算出する厚さ算出手
段とを備えてなるものであることを特徴とする請求項1
または2に記載のフィルムの厚さ測定装置。3. The thickness measuring means measures white parallel light irradiating means for irradiating white parallel light to the thickness measuring position and spectral intensity of reflected light of the white parallel light at the thickness measuring position. 3. A spectral reflection intensity measuring means, and a thickness calculating means for calculating the thickness of the film based on the spectral intensity of the reflected light.
Alternatively, the film thickness measuring device according to the item 2.
光軸が前記厚さ測定位置に向けられ、かつ、出射光軸が
平行に配置されてなる複数の導光路をもつ導光手段と、
(イ)前記導光手段の出射光のうち特定方向に伝播する
成分を抽出する出射光成分抽出手段と、(ウ)前記出射
光成分抽出手段により抽出された前記出射光の強度を波
長成分毎に測定する分光測定手段と、を備えてなるもの
であることを特徴とする請求項3に記載のフィルムの厚
さ測定装置。4. The light guide means having a plurality of light guide paths in which (a) an incident optical axis is directed to the thickness measurement position and an outgoing optical axis is arranged in parallel. When,
(A) Outgoing light component extracting means for extracting a component propagating in a specific direction in the outgoing light of the light guiding means, and (c) intensity of the emitting light extracted by the emitting light component extracting means for each wavelength component. 4. The film thickness measuring device according to claim 3, further comprising a spectroscopic measuring unit for measuring the film thickness.
度の極値を与える複数の波長位置に基づいて前記フィル
ムの厚さを算出するものであることを特徴とする請求項
3または4に記載のフィルムの厚さ測定装置。5. The thickness calculating means calculates the thickness of the film based on a plurality of wavelength positions that give an extreme value of the spectral intensity of the reflected light. 4. The film thickness measuring device according to 4.
前記白色平行光をフィルムの厚さ測定位置に収束させる
入射光収束手段と、前記入射光収束手段により収束させ
られた前記白色平行光の厚さ測定位置における反射光を
平行光化する反射光平行光化手段と、前記反射光の分光
強度を測定する分光反射強度測定手段と、前記反射光の
分光強度にもとづいて前記フィルムの厚さを算出する厚
さ算出手段を備えてなるフィルムの厚さ測定装置であっ
て、かつ、前記フィルムの表面において反射する前記反
射光の成分と前記フィルムの表面において透過し前記フ
ィルムの裏面において反射する前記反射光の成分との間
の光学的光路差の分布範囲幅が、前記分光反射強度測定
手段の有効分光範囲の最短波長の0.2倍以下であるこ
とを特徴とするフィルムの厚さ測定装置。6. A white parallel light source for generating white parallel light,
Incident light converging means for converging the white parallel light to a film thickness measurement position, and reflected light parallel for collimating the reflected light at the thickness measurement position of the white parallel light converged by the incident light converging means A film thickness comprising a light conversion means, a spectral reflection intensity measurement means for measuring the spectral intensity of the reflected light, and a thickness calculation means for calculating the thickness of the film based on the spectral intensity of the reflected light. A measuring device, and the distribution of the optical optical path difference between the component of the reflected light reflected on the surface of the film and the component of the reflected light transmitted on the surface of the film and reflected on the back surface of the film. A film thickness measuring device, wherein the range width is 0.2 times or less of the shortest wavelength of the effective spectral range of the spectral reflection intensity measuring means.
手段を兼ねることを特徴とする請求項6に記載のフィル
ムの厚さ測定装置。7. The film thickness measuring device according to claim 6, wherein the incident light converging means also serves as the reflected light collimating means.
傾斜を規制する傾斜規制手段を備えてなることを特徴と
する請求項6または7に記載のフィルムの厚さ測定装
置。8. The film thickness measuring device according to claim 6, further comprising an inclination restricting means for restricting inclination of the film surface at the thickness measuring position.
度の極値を与える複数の波長位置に基づいて前記フィル
ムの厚さを算出するものであることを特徴とする請求項
6、7または8に記載のフィルムの厚さ測定装置。9. The thickness calculating means calculates the thickness of the film based on a plurality of wavelength positions that give an extreme value of the spectral intensity of the reflected light. 7. The film thickness measuring device according to 7 or 8.
ムに対して前記フィルムの幅方向に相対的に移動させる
幅方向測定位置移動手段と、前記厚さ測定位置を前記フ
ィルムに対して前記フィルムの長手方向に相対的に移動
させる長手方向測定位置移動手段を備え、かつ、前記幅
方向測定位置移動手段と前記長手方向測定位置移動手段
のうち少なくともいずれか一方は、前記分光反射強度測
定手段が前記フィルムの厚さを測定しているときに前記
厚さ測定位置を移動させないものであることを特徴とす
る請求項6、7、8または9に記載のフィルムの厚さ測
定装置。10. A width direction measurement position moving means for moving the thickness measurement position relative to the film in the width direction of the film, and the thickness measurement position for the film with respect to the film. Of the longitudinal direction measuring position moving means, and at least one of the width direction measuring position moving means and the longitudinal direction measuring position moving means, the spectral reflection intensity measuring means The film thickness measuring device according to claim 6, 7, 8 or 9, wherein the thickness measuring position is not moved when measuring the thickness of the film.
をフィルムの厚さ測定位置に収束させ、収束させられた
前記白色平行光の厚さ測定位置における反射光を平行光
化し、前記反射光の分光強度を測定し、前記反射光の分
光強度にもとづいて前記フィルムの厚さを算出するフィ
ルムの厚さ測定方法であって、かつ、前記フィルムの表
面において反射する前記反射光の成分と前記フィルムの
表面において透過し前記フィルムの裏面において反射す
る前記反射光の成分との間の光学的光路差の分布範囲幅
を、前記分光反射強度測定における有効分光範囲の最短
波長の0.2倍以下とすることを特徴とするフィルムの
厚さ測定方法。11. White parallel light is generated, the white parallel light is converged to a film thickness measurement position, the reflected light at the converged white parallel light thickness measurement position is converted into parallel light, and the reflection is performed. Measuring the spectral intensity of light, a film thickness measuring method for calculating the thickness of the film based on the spectral intensity of the reflected light, and, with the component of the reflected light reflected on the surface of the film The distribution range width of the optical optical path difference between the reflected light component that is transmitted on the front surface of the film and reflected on the back surface of the film is 0.2 times the shortest wavelength of the effective spectral range in the spectral reflection intensity measurement. A method for measuring the thickness of a film, comprising:
るフィルムの厚さ測定位置を前記フィルムに対して前記
フィルムの幅方向に相対的に移動させる幅方向測定位置
移動手段と、前記厚さ測定位置を前記フィルムに対して
前記フィルムの長手方向に相対的に移動させる長手方向
測定位置移動手段とを用いてフィルムの厚さの測定方法
であって、(A)前記フィルムの幅方向の各位置の厚さ
を測定する場合は、前記幅方向測定位置移動手段のみに
よって前記厚さ測定位置を移動させながら、(B)前記
フィルムの長手方向の各位置の厚さを測定する場合は、
前記長手方向測定位置移動手段のみによって前記厚さ測
定位置を移動させながら、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の厚さ測定方法。12. A thickness measuring unit, a width direction measuring position moving unit for moving a film thickness measuring position by the thickness measuring unit relative to the film in a width direction of the film, and the thickness measuring unit. A method for measuring the thickness of a film using a longitudinal direction measuring position moving means for moving a measuring position relative to the film in the longitudinal direction of the film, comprising: When measuring the thickness at each position, (B) when measuring the thickness at each position in the longitudinal direction of the film while moving the thickness measurement position only by the width direction measurement position moving means,
A film thickness measuring method, characterized in that the film thickness is measured while moving the thickness measuring position only by the longitudinal direction measuring position moving means.
ィルムの長手方向の各位置の厚さを測定することを特徴
とする請求項12に記載のフィルムの厚さ測定方法。13. The film thickness measuring method according to claim 12, wherein the film thickness at each position in the longitudinal direction of the film is measured while rewinding the film roll.
ィルムの厚さ測定方法によりフィルムの幅方向および長
手方向のうち少なくとも一方の各位置における厚さを測
定し、前記各位置の厚さを所定のしきい値と比較した結
果に基づいてフィルム製造工程を管理することを特徴と
するフィルムの製造方法。14. The film thickness measuring method according to claim 11, 12 or 13 is used to measure the thickness at each position in at least one of the width direction and the longitudinal direction of the film, and the thickness at each position is measured. A method of manufacturing a film, comprising: controlling a film manufacturing process based on a result of comparison with a predetermined threshold value.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1038753A (en) * | 1996-07-26 | 1998-02-13 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for inspecting transparent film |
JP2007121266A (en) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Film thickness evaluation method |
JP2008230055A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | Polyester film for electronic paper |
JP2014145658A (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Fukuoka Univ | Film sample fixing method, fixing holder, and film characteristic analyzing method using them |
CN106248024A (en) * | 2016-09-29 | 2016-12-21 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Be suitable to thickness measuring instrument and the switchable chiller of cooler and cooler changing method |
CN106662430A (en) * | 2014-03-04 | 2017-05-10 | 霍尼韦尔有限公司 | Thickness determination of web product by mid-infrared wavelength scanning interferometry |
RU2746363C2 (en) * | 2016-06-28 | 2021-04-12 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Systems and methods of metrology use for absorption image formation for measuring thickness of ophthalmic lenses |
CN116079967A (en) * | 2023-02-21 | 2023-05-09 | 南通三信塑胶装备科技股份有限公司 | EVA film automated production system |
-
1994
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1038753A (en) * | 1996-07-26 | 1998-02-13 | Dainippon Printing Co Ltd | Method for inspecting transparent film |
JP2007121266A (en) * | 2005-09-29 | 2007-05-17 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | Film thickness evaluation method |
JP2008230055A (en) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | Polyester film for electronic paper |
JP2014145658A (en) * | 2013-01-29 | 2014-08-14 | Fukuoka Univ | Film sample fixing method, fixing holder, and film characteristic analyzing method using them |
CN106662430A (en) * | 2014-03-04 | 2017-05-10 | 霍尼韦尔有限公司 | Thickness determination of web product by mid-infrared wavelength scanning interferometry |
EP3114431A4 (en) * | 2014-03-04 | 2017-08-16 | Honeywell Limited | Thickness determination of web product by mid-infrared wavelength scanning interferometry |
CN106662430B (en) * | 2014-03-04 | 2020-06-16 | 霍尼韦尔有限公司 | Thickness determination of a textile product by means of mid-infrared wavelength scanning interferometry |
US11255659B2 (en) | 2014-03-04 | 2022-02-22 | Honeywell ASCa | Thickness determination of web product by mid-infrared wavelength scanning interferometry |
RU2746363C2 (en) * | 2016-06-28 | 2021-04-12 | Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. | Systems and methods of metrology use for absorption image formation for measuring thickness of ophthalmic lenses |
CN106248024A (en) * | 2016-09-29 | 2016-12-21 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | Be suitable to thickness measuring instrument and the switchable chiller of cooler and cooler changing method |
CN116079967A (en) * | 2023-02-21 | 2023-05-09 | 南通三信塑胶装备科技股份有限公司 | EVA film automated production system |
CN116079967B (en) * | 2023-02-21 | 2023-11-14 | 南通三信塑胶装备科技股份有限公司 | EVA film automated production system |
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