JPH11101615A - Film thickness control device for sheet forming machine - Google Patents

Film thickness control device for sheet forming machine

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JPH11101615A
JPH11101615A JP27978797A JP27978797A JPH11101615A JP H11101615 A JPH11101615 A JP H11101615A JP 27978797 A JP27978797 A JP 27978797A JP 27978797 A JP27978797 A JP 27978797A JP H11101615 A JPH11101615 A JP H11101615A
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light
coating
roll
thickness
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately measure the thickness of a sheet immediately after being formed and the surface displacement of a slurry by measuring the thickness of the wet sheet formed on a first coating tool via the interference between two light fluxes in no contact, and comparing the thickness of the sheet measured by displacing a second coating tool with a target value. SOLUTION: A coating roll 3 is rotated in no-slurry state to measure the irregularities on the surface of the coating roll 3, and an interference optical system 15 is moved in the Z-direction to the position where 0-order interference fringes are visible on the surface of the coating roll 3. Light is fed from a light source 11 and is photographed by a CCD camera 19 to measure the relation between the roll angle and the height of the roll surface. A ceramic slurry 2 is filled in a slurry reservoir 1, and sheet forming is started. Light is fed from the light source 11 and is photographed by the CCD camera 19 to measure the relation between the roll angle and the height of the roll surface. The difference between the roll surface at the same roll angle and the height of the sheet surface, i.e., film thickness, is obtained, and it is compared with a target value to accurately control the sheet thickness at the target value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はシート成形機におけ
る膜厚制御装置、例えばセラミックグリーンシートなど
のシートの膜厚を制御する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film thickness control device for a sheet forming machine, for example, a device for controlling a film thickness of a sheet such as a ceramic green sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、積層セラミックコンデンサや
セラミック多層基板などを製造する際、セラミックグリ
ーンシートが用いられる。セラミックグリーンシートを
作成するには、所要組成に調整されたセラミック原料粉
末と、バインダ溶液とを互いに混合することによってセ
ラミックスラリを得た後、ブレードコータやリバースロ
ールコータと呼ばれる転写式シート成形機などを用いて
セラミックスラリをシート成形し、セラミックグリーン
シートを得ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, ceramic green sheets have been used in manufacturing multilayer ceramic capacitors and ceramic multilayer substrates. To produce a ceramic green sheet, a ceramic slurry is obtained by mixing a ceramic raw material powder adjusted to a required composition and a binder solution with each other, and then a transfer type sheet forming machine called a blade coater or a reverse roll coater. Is used to form a ceramic slurry into a sheet to obtain a ceramic green sheet.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなグリーンシ
ートの膜厚を制御する場合、乾燥した後のシート厚みを
測定し、その厚みを元にして成形条件をコントロールす
る方法が一般的である。しかしながら、このような方法
では、乾燥後でないとシートの厚みが測定できないの
で、厚み制御の効率が悪い。
In controlling the film thickness of such a green sheet, it is common to measure the thickness of the dried sheet and control the molding conditions based on the thickness. However, in such a method, the thickness of the sheet cannot be measured until after drying, and thus the efficiency of the thickness control is poor.

【0004】一方、レーザ変位計を用いることによっ
て、成形直後のスラリー状のグリーンシートをウエット
状態で測定する方法もある。しかしながら、レーザ変位
計(幾何測定)はスラリーの内部の粒子の散乱光の影響
を強く受けるので、シート表面の正確な測定ができない
という問題があった。
On the other hand, there is a method in which a slurry-like green sheet immediately after molding is measured in a wet state by using a laser displacement meter. However, since the laser displacement meter (geometric measurement) is strongly affected by the scattered light of the particles inside the slurry, there has been a problem that accurate measurement of the sheet surface cannot be performed.

【0005】そこで、本発明の目的は、成形直後のウエ
ット状態のシートの厚みを測定でき、かつスラリーの表
面変位を正確に測定できるシート成形機における膜厚制
御装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a film thickness control apparatus for a sheet forming machine capable of measuring the thickness of a wet sheet immediately after molding and accurately measuring the surface displacement of slurry.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、スラリー状の原料を互いにある間隔だけ
離して配置された一対の塗工具を通してシート状に成形
するシート成形機であって、上記一対の塗工具のうちの
第1の塗工具上にシートが成形され、第2の塗工具をシ
ートの膜厚方向に変位させることでシートの膜厚を調整
可能としたものにおいて、第1の塗工具上に成形された
ウエット状態のシートの膜厚を2光束の干渉を利用して
非接触で測定する測定手段と、第2の塗工具を第1の塗
工具との対向方向に変位させ、シートの膜厚を調整する
膜厚調整用アクチュエータと、上記測定手段により測定
されたシートの膜厚と目標値とを比較し、その偏差に応
じた指令信号を上記アクチュエータに供給する制御手段
と、を備えたことを特徴とする膜厚制御装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention is a sheet forming machine for forming a slurry material into a sheet through a pair of coating tools arranged at a certain distance from each other. A sheet is formed on a first coating tool of the pair of coating tools, and the thickness of the sheet can be adjusted by displacing the second coating tool in a thickness direction of the sheet. A measuring means for measuring the film thickness of the wet sheet formed on the first coating tool in a non-contact manner by using interference of two light beams, and a second coating tool in a direction facing the first coating tool; A controller for displacing and adjusting the film thickness of the sheet, comparing the film thickness of the sheet measured by the measuring means with a target value, and supplying a command signal corresponding to the deviation to the actuator. Means and A film thickness control apparatus according to symptoms.

【0007】本発明装置によれば、2光束干渉を利用し
た測定手段によって成形直後のウエット状態のシートの
膜厚を測定するので、乾燥後のシートの厚みを測定する
場合に比べて、シートの膜厚制御を即座に開始すること
ができる。また、膜厚測定に白色光の干渉を用いている
ので、レーザによる幾何測定の場合のようにスラリー内
部の粒子の散乱光の影響を強く受けず、シートの表面変
位を正確に測定できる。しかも、レーザ(単波長)の干
渉を用いた場合とは異なり、絶対的な距離指標(参照光
路長)を利用できるので、液面のような不安定な面の測
定に適しているという特徴がある。上記測定手段により
測定されたシートの膜厚と目標値とを比較し、その偏差
に応じた指令信号をアクチュエータに供給し、第2の塗
工具を第1の塗工具との対向方向に変位させてシートの
膜厚を調整することにより、シートの膜厚を目標値に正
確に制御できる。具体的な膜厚測定方法としては、第1
の塗工具がロールである場合、塗工前にロール回転角と
ロールの表面変位の関係を測定しておき、塗工中のスラ
リーの表面位置とその回転角でのロール表面位置との差
を求めることで、膜厚とすればよい。なお、本発明にお
いて、スラリー状とは液体の中に固体粒子が分散してい
る状態をいう。
According to the apparatus of the present invention, the thickness of the sheet in the wet state immediately after molding is measured by the measuring means utilizing two-beam interference, so that the thickness of the sheet after drying is measured as compared with the case of measuring the thickness of the sheet after drying. Thickness control can be started immediately. Further, since the interference of white light is used for the film thickness measurement, the sheet surface displacement can be accurately measured without being strongly affected by the scattered light of the particles inside the slurry as in the case of the geometric measurement using a laser. Moreover, unlike the case of using laser (single-wavelength) interference, an absolute distance index (reference optical path length) can be used, which is suitable for measurement of an unstable surface such as a liquid surface. is there. The thickness of the sheet measured by the measuring means is compared with a target value, a command signal corresponding to the deviation is supplied to the actuator, and the second coating tool is displaced in a direction facing the first coating tool. By adjusting the thickness of the sheet, the thickness of the sheet can be accurately controlled to a target value. As a specific film thickness measuring method,
If the coating tool is a roll, measure the relationship between the roll rotation angle and the roll surface displacement before coating, and determine the difference between the slurry surface position during coating and the roll surface position at that rotation angle. The thickness may be determined by obtaining the thickness. In the present invention, the term “slurry” refers to a state in which solid particles are dispersed in a liquid.

【0008】本発明のシート成形機としては、第1の塗
工具が塗工ロール、第2の塗工具がドクターブレードよ
りなり、塗工ロール上に成形されたシートを連続体ウエ
ブに転写する所謂ブレードコータであってもよいし、第
1の塗工具が塗工ロール、第2の塗工具が塗工ロールに
対して逆方向に回転するメタリングロールよりなり、塗
工ロール上に成形されたシートを連続体ウエブに転写す
るリバースロールコータであってもよい。いずれの場合
も、塗工ロールの表面凹凸が小さいので、高精度な膜厚
制御が可能である。
In the sheet forming machine according to the present invention, the first coating tool comprises a coating roll, and the second coating tool comprises a doctor blade. The sheet formed on the coating roll is transferred to a continuous web. It may be a blade coater, the first coating tool is a coating roll, and the second coating tool is a metalling roll rotating in the opposite direction to the coating roll, and is formed on the coating roll. A reverse roll coater for transferring a sheet to a continuous web may be used. In any case, since the surface unevenness of the coating roll is small, highly accurate film thickness control is possible.

【0009】一般に、二光束の干渉光学系の測定手段
は、測定範囲が狭い(例えば2μm程度)と言われてい
る。そのため、干渉縞が測定範囲内に入るように、干渉
光学系をアクチュエータにより第1の塗工具に対して移
動させることで、変位の測定範囲を広げることが可能で
ある。
Generally, it is said that the measuring means of the two-beam interference optical system has a narrow measuring range (for example, about 2 μm). Therefore, by moving the interference optical system with respect to the first coating tool by the actuator so that the interference fringes fall within the measurement range, it is possible to expand the measurement range of the displacement.

【0010】測定手段としては、請求項5に記載のよう
に、1つの光源と、光源からの光をフィルタを通して単
色光と複色光とに光学的に分ける手段と、単色光と複色
光とが並行して入力され、それぞれ二光束に分割して、
一方をシート表面で反射させるとともに、他方を参照面
で反射させる二光束干渉光学系と、上記シート表面で反
射した光と参照面で反射した光との干渉縞画像を、同時
刻に撮像された単色光画像と複色光画像とで個別に得る
手段と、上記複色光画像の最大輝度位置から0次干渉縞
の位置を検出する手段と、上記単色光画像のシート測定
点における干渉縞の位置と上記0次干渉縞に対応する位
置とから、シート測定点の変位を測定する手段と、を備
えたものが望ましい。すなわち、単色光および複色光を
それぞれ二光束に分割し、一方をシート表面で反射させ
るとともに、他方を干渉光学系内の参照面で反射させ
る。単色光と複色光とは重畳され、シート表面で反射し
た光と参照面で反射した光との干渉縞画像がCCD等の
撮像装置により複数の単色光画像に分解されて例えばカ
ラー画像として得られる。このカラー画像の中で、参照
面までの距離drとシート表面までの距離dsとが等し
い部分で全ての光の波長が強め合うため、最大輝度位
置、つまり0次干渉縞となって現れる。一方、単色光に
よる干渉縞画像は、上記カラー画像の構成要素の1つと
して得られる。カラー画像では、入力している光が単波
長ではないので、0次干渉縞付近しか干渉縞が観察され
ないが、単色光による干渉縞画像は単一波長であるた
め、広い範囲で明瞭な縞模様が得られる。この縞画像の
中で、上記カラー画像によって得られた0次干渉縞の位
置から、変位を測定すべき点の干渉縞の位置までの縞の
本数を数えることで、測定点の変位(参照面までの距離
drと測定点までの距離dsとの差)を測定できる。こ
のように、複色光画像による干渉縞と単色光画像による
干渉縞とを同時に得ることにより、シート表面の変位を
検出するようにしたので、従来では不可能であった動的
なシートの厚み測定が可能となる。
As the measuring means, as described in claim 5, one light source, means for optically dividing light from the light source into monochromatic light and multicolor light through a filter, and monochromatic light and multicolor light are used. Are input in parallel, split into two beams,
A two-beam interference optical system that reflects one on the sheet surface and reflects the other on the reference surface, and an interference fringe image of the light reflected on the sheet surface and the light reflected on the reference surface were captured at the same time. Means for individually obtaining the monochromatic light image and the multicolor light image, means for detecting the position of the zero-order interference fringe from the maximum luminance position of the multicolor light image, and the position of the interference fringe at the sheet measurement point of the monochromatic light image. A means for measuring the displacement of the sheet measurement point from the position corresponding to the zero-order interference fringe is desirable. That is, the monochromatic light and the multicolor light are split into two light beams, respectively, and one is reflected by the sheet surface, and the other is reflected by the reference surface in the interference optical system. The monochromatic light and the multicolor light are superimposed, and an interference fringe image of the light reflected on the sheet surface and the light reflected on the reference surface is decomposed into a plurality of monochromatic light images by an imaging device such as a CCD to obtain, for example, a color image. . In this color image, the wavelengths of all the lights reinforce each other in a portion where the distance dr to the reference surface and the distance ds to the sheet surface are equal, and thus appear as a maximum luminance position, that is, a zero-order interference fringe. On the other hand, an interference fringe image by monochromatic light is obtained as one of the components of the color image. In a color image, since the input light is not a single wavelength, interference fringes are observed only in the vicinity of the 0th-order interference fringes. However, since an interference fringe image due to a single color light has a single wavelength, a clear fringe pattern over a wide range is obtained. Is obtained. In this fringe image, by counting the number of fringes from the position of the zero-order interference fringe obtained from the color image to the position of the interference fringe at the point where the displacement is to be measured, the displacement of the measurement point (reference plane) (Difference between the distance dr to the measurement point and the distance ds to the measurement point). As described above, since the displacement of the sheet surface is detected by simultaneously obtaining the interference fringes by the multi-color light image and the interference fringes by the single-color light image, the dynamic sheet thickness measurement which has been impossible in the related art is performed. Becomes possible.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は本発明にかかる膜厚制御装
置を適用したシート成形機の一例であるブレードロール
コータを示す。ブレードロールコータは周知のように、
スラリー溜め1内に貯留されたセラミックスラリー2に
対して塗工ロール3の一部を浸漬し、塗工ロール3上に
塗布されたスラリー2の一部をドクターブレード4で掻
き取ることにより、薄膜状にシート成形し、このシート
5を塗工ロール3上を走行するキャリアフィルム(連続
体ウエブ)6に転写するものである。キャリアフィルム
6に転写されたシート5は図示しない乾燥工程へ搬送さ
れ、乾燥処理される。塗工ロール3上にシート成形さ
れ、かつキャリアフィルム6に転写される直前のウエッ
ト状態のシート5の厚みを測定器10で測定している。
FIG. 1 shows a blade roll coater as an example of a sheet forming machine to which a film thickness control device according to the present invention is applied. As is well known, blade roll coaters
A part of the coating roll 3 is immersed in the ceramic slurry 2 stored in the slurry reservoir 1, and a part of the slurry 2 applied on the coating roll 3 is scraped off by a doctor blade 4 to form a thin film. The sheet 5 is transferred to a carrier film (continuous web) 6 running on the coating roll 3. The sheet 5 transferred to the carrier film 6 is conveyed to a drying step (not shown) and subjected to a drying process. The thickness of the sheet 5 in a wet state immediately before being formed into a sheet on the coating roll 3 and transferred to the carrier film 6 is measured by the measuring device 10.

【0012】図2は上記ブレードロールコータにおける
膜厚制御システム図を示す。測定器10は例えば白色光
を発するハロゲン光源11を備える。光源11からの光
はフィルタ12,13を通って干渉光学系14に入力さ
れる。このうち、フィルタ12は例えば緑色の光(波長
548nm,半値幅2nm)のみを通す干渉フィルタで
あり、フィルタ13は緑色の光(例えば波長500〜6
00nmの光)をカットするマゼンタフィルタである。
フィルタ12,13を通った光は、例えば光ファイバー
14によって干渉光学系15に送られる。
FIG. 2 is a diagram showing a film thickness control system in the blade roll coater. The measuring device 10 includes, for example, a halogen light source 11 that emits white light. Light from the light source 11 is input to the interference optical system 14 through the filters 12 and 13. The filter 12 is, for example, an interference filter that passes only green light (wavelength: 548 nm, half-value width: 2 nm), and the filter 13 is green light (wavelength: 500 to 6).
This is a magenta filter that cuts (00 nm light).
The light that has passed through the filters 12 and 13 is sent to an interference optical system 15 by, for example, an optical fiber 14.

【0013】干渉光学系15の内部には、ビームスプリ
ッタ16と参照面17とが設けられ、この干渉光学系1
5は第1アクチュエータ18によって塗工ロール3に対
して接近離間方向(Z方向)に移動可能である。フィル
タ12,13を通った光はビームスプリッタ16によっ
てそれぞれ強度が等しい二光束に分割され、一方の光は
参照面17で反射し、他方の光は被測定面であるシート
5の表面で反射する。これらの反射光が干渉し、その干
渉縞画像が干渉光学系15の上部に配置されたカラーC
CDカメラ19によって撮像される。CCDカメラ19
はR,G,B各波長域の光の画像(強度情報)を得るも
のであり、その撮像データはパソコンなどの画像処理装
置20に送られる。
Inside the interference optical system 15, a beam splitter 16 and a reference surface 17 are provided.
Numeral 5 is movable in the direction of approaching and separating (Z direction) with respect to the coating roll 3 by the first actuator 18. The light that has passed through the filters 12 and 13 is split by the beam splitter 16 into two light beams having the same intensity. One light is reflected by the reference surface 17 and the other light is reflected by the surface of the sheet 5 that is the surface to be measured. . These reflected lights interfere with each other, and the interference fringe image becomes the color C arranged above the interference optical system 15.
The image is captured by the CD camera 19. CCD camera 19
Is for obtaining an image (intensity information) of light in each of the R, G, and B wavelength ranges, and its imaging data is sent to an image processing device 20 such as a personal computer.

【0014】一般に、RGBのCCDカメラ19の受光
特性は、図3のように単色度が低い(R,G,Bの各受
光範囲が広い)。そこで、上記のようにフィルタ12,
13を通すことで、入力側の光を図4のような特性とす
ることができ、CCDカメラ19が受光する緑色の光の
画像を、非常に単色度の高いものとしている。したがっ
て、カラー画像の中から緑色の鮮明な画像を容易に取り
出すことができる。
In general, the light receiving characteristics of the RGB CCD camera 19 are low in monochromaticity (the light receiving ranges of R, G, and B are wide) as shown in FIG. Therefore, as described above, the filter 12,
13 allows the light on the input side to have the characteristics shown in FIG. 4, and the image of the green light received by the CCD camera 19 has a very high monochromaticity. Therefore, a clear green image can be easily extracted from the color image.

【0015】画像処理装置20はCCDカメラ19の撮
像データを処理し、アクチュエータのコントローラ21
に指令信号を出力する。画像処理装置20には、塗工ロ
ール3の回転角度を検出する検出器22の検出信号が入
力され、コントローラ21を介して干渉光学系15をZ
方向に移動させるための第1アクチュエータ18と、ド
クターブレード4を水平方向(X方向)に移動させるた
めの第2アクチュエータ23とに、それぞれ制御信号を
出力している。
An image processing device 20 processes the image data of the CCD camera 19 and controls an actuator controller 21.
To output a command signal. A detection signal of a detector 22 that detects the rotation angle of the coating roll 3 is input to the image processing device 20, and the interference optical system 15 is controlled by the controller 21 via the controller 21.
The control signal is output to a first actuator 18 for moving the doctor blade 4 in the horizontal direction (X direction) and a second actuator 23 for moving the doctor blade 4 in the horizontal direction (X direction).

【0016】ここで、上記干渉光学系15を用いた被測
定面S(シート表面またはロール表面)の変位測定方法
を図5,図6を参照しながら説明する。図5はある時刻
t=t0 におけるRGBカラー画像と緑色画像とを示
し、図6は時刻t0 からt1 秒後のRGBカラー画像と
緑色画像とを示す。緑色画像の中で、白い線は緑色を表
し、黒い線は黒色を表している。ビームスプリッタ16
から被測定面Sまでの距離をds、ビームスプリッタ1
6から参照面17までの距離をdr(=一定)とする
と、CCDカメラ19によって撮像されたカラー画像は
入光した光が単波長ではないので、ds=dr付近でし
か干渉縞は観察されない。また、被測定面S内のds=
drとなる位置では、赤色,緑色,青色の3つの波長で
強め合う干渉(センターバースト)が起こるので、この
最大輝度位置を0次干渉縞C0 の位置として検出する。
一方、緑色の画像は、カラー画像とは異なり、光が単波
長であるため、ds=dr付近だけでなく、その周辺で
も明瞭な干渉縞画像を得ることができる。そして、干渉
縞間隔は緑色の光の半波長分、つまり274nmとな
る。ここで、時刻t0 における緑色画像の0次干渉縞C
0 の位置と測定点Aの干渉縞CA の位置とから、被測定
面Sと参照面8との変位(段差)δ0 を測定する。図5
では、0次干渉縞の位置と測定点Aとの間に2本の干渉
縞が存在しているので、変位δ0 =2×274nm=5
48nmとなる。次に、t1 秒後におけるRGBカラー
画像と緑色画像とから、同様に被測定面Sと参照面17
との変位(段差)δ1 を求める。すなわち、図6では、
緑色画像の0次干渉縞C0 の位置と測定点Aの干渉縞C
A との間に4本の干渉縞が存在しているので、変位δ1
=4×274nm=1096nmとなる。したがって、
測定点Aのt1 秒間の変位は、δ1 −δ0 =548nm
となる。つまり、測定点Aはt1 秒後にビームスプリッ
タ16側に548nmだけ変位したことになる。このよ
うに、CCDカメラ19で干渉縞画像を連続的に撮影
し、上記のような解析を行なうことにより、被測定面の
任意の測定点Aにおける時間的変位を追跡することがで
きる。
Here, a method of measuring the displacement of the surface S to be measured (sheet surface or roll surface) using the interference optical system 15 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows an RGB color image and a green image at a certain time t = t 0 , and FIG. 6 shows an RGB color image and a green image after t 1 second from the time t 0 . In the green image, a white line represents green and a black line represents black. Beam splitter 16
Ds is the distance from the beam to the surface S to be measured,
Assuming that the distance from 6 to the reference surface 17 is dr (= constant), in the color image captured by the CCD camera 19, the incident light is not a single wavelength, so that interference fringes are observed only near ds = dr. In addition, ds =
In the dr position, red, green, since constructive interference in blue three wavelengths (centerburst) occurs, detects the maximum luminance position as the position of the zero-order interference fringe C 0.
On the other hand, a green image, unlike a color image, has a single wavelength of light, so that a clear interference fringe image can be obtained not only near ds = dr but also around it. Then, the interference fringe interval is a half wavelength of green light, that is, 274 nm. Here, the zero-order interference fringe C of the green image at time t 0
From position 0 and the position of the interference fringes C A measurement point A, to measure the displacement (step) [delta] 0 and the reference surface 8 and the measurement surface S. FIG.
Since two interference fringes exist between the position of the zero-order interference fringe and the measurement point A, the displacement δ 0 = 2 × 274 nm = 5
48 nm. Next, based on the RGB color image and the green image after t 1 second, the measured surface S and the reference
And the displacement (step) δ 1 with respect to. That is, in FIG.
Position of zero-order interference fringe C 0 of green image and interference fringe C at measurement point A
Since there are four interference fringes between A and A , the displacement δ 1
= 4 × 274 nm = 1096 nm. Therefore,
The displacement of the measurement point A for t 1 second is δ 1 −δ 0 = 548 nm
Becomes That is, the measurement point A is displaced by 548 nm toward the beam splitter 16 after t 1 second. As described above, by continuously photographing the interference fringe image with the CCD camera 19 and performing the above-described analysis, it is possible to track a temporal displacement at an arbitrary measurement point A on the measured surface.

【0017】次に、上記変位測定方法を用いて、本発明
にかかるシートの膜厚を制御する方法を説明する。最初
に、まず塗工ロール3の表面の凹凸を測定する。そのた
め、スラリーのない状態で塗工ロール3を回転させ、第
1アクチュエータ18を駆動してロール表面の0次干渉
縞が見える位置まで干渉光学系15をZ方向に移動させ
る。そして、光源11より光を入射し、CCDカメラ1
9で撮像することで、ロール角度とロール表面の高さと
の関係を測定する。次に、スラリー溜め1にセラミック
スラリー2を投入してシート成形を開始する。このと
き、第1アクチュエータ18を駆動してスラリー表面の
0次干渉縞が見える位置まで干渉光学系15をZ方向に
移動させる。そして、光源11より光を入射し、CCD
カメラ19で撮像することで、ロール角度とシート表面
の高さとの関係を測定する。次に、同一ロール角度にお
けるロール表面の高さとシート表面の高さの差、つまり
シートの膜厚を求め、このシートの膜厚と目標値とを比
較し、その偏差に応じた指令信号を第2アクチュエータ
23に供給し、ドクターブレード4を塗工ロール3との
接近離間方向に変位させる。具体的には、偏差が0に近
づくように第2アクチュエータ23をフィードバック制
御する。このように、ドクターブレード4を塗工ロール
3との対向方向に変位させることで、シートの膜厚を目
標値に正確に制御できる。また、ロール表面の高さとシ
ート表面の高さの差によってシートの膜厚を求めている
ので、塗工ロール3に波状の凹凸があっても、それに応
じてドクターブレード4を微細制御することで、シート
の膜厚の変動を抑制することができる。
Next, a method for controlling the film thickness of the sheet according to the present invention using the above displacement measuring method will be described. First, the unevenness of the surface of the coating roll 3 is measured. Therefore, the coating roll 3 is rotated without slurry, and the first actuator 18 is driven to move the interference optical system 15 in the Z direction to a position where the zero-order interference fringes on the roll surface can be seen. Then, light enters from the light source 11 and the CCD camera 1
By taking an image at 9, the relationship between the roll angle and the height of the roll surface is measured. Next, the ceramic slurry 2 is put into the slurry reservoir 1, and sheet forming is started. At this time, the first actuator 18 is driven to move the interference optical system 15 in the Z direction to a position where the zero-order interference fringes on the slurry surface can be seen. Then, light is incident from the light source 11 and the CCD
By taking an image with the camera 19, the relationship between the roll angle and the height of the sheet surface is measured. Next, the difference between the height of the roll surface and the height of the sheet surface at the same roll angle, that is, the film thickness of the sheet, is calculated, the film thickness of the sheet is compared with a target value, and a command signal corresponding to the deviation is output to the first signal. 2 to the actuator 23 to displace the doctor blade 4 in the direction of approaching and separating from the coating roll 3. Specifically, the second actuator 23 is feedback-controlled so that the deviation approaches zero. In this way, by displacing the doctor blade 4 in the direction facing the coating roll 3, the thickness of the sheet can be accurately controlled to the target value. Further, since the thickness of the sheet is determined by the difference between the height of the roll surface and the height of the sheet surface, even if the coating roll 3 has wavy irregularities, the doctor blade 4 can be finely controlled in accordance with the unevenness. In addition, fluctuations in the thickness of the sheet can be suppressed.

【0018】図7は本発明をリバースロールコータに適
用した例を示す。図において、30はスラリー溜め、3
1は塗工ロール、32はメタリングロール、33はバッ
クアップロールであり、塗工ロール31上に塗布された
セラミックスラリー34の一部をメタリングロール32
で掻き取ることにより、薄膜状にシート成形し、このシ
ート35をバックアップロール33によって走行するキ
ャリアフィルム(連続体ウエブ)36に転写する。キャ
リアフィルム36に転写されたシート35は図示しない
乾燥工程へ搬送され、乾燥処理される。塗工ロール31
上にシート成形され、かつキャリアフィルム36に転写
される直前のウエット状態のシート35の厚みを測定器
40で測定している。
FIG. 7 shows an example in which the present invention is applied to a reverse roll coater. In the figure, 30 is a slurry reservoir, 3
1 is a coating roll, 32 is a metalling roll, 33 is a backup roll, and a part of the ceramic slurry 34 applied on the coating roll 31 is used as a metalling roll 32.
Then, the sheet 35 is formed into a thin film, and the sheet 35 is transferred to a carrier film (continuous web) 36 running by a backup roll 33. The sheet 35 transferred to the carrier film 36 is conveyed to a drying step (not shown) and subjected to a drying process. Coating roll 31
The thickness of the sheet 35 in a wet state immediately before being formed on the sheet and transferred to the carrier film 36 is measured by the measuring device 40.

【0019】図8は上記リバースロールコータにおける
膜厚制御システム図を示す。図8において、図2と同一
部品には同一符号を付して重複説明を省略する。この場
合も、まず塗工ロール31の表面の凹凸を二光束干渉系
を利用した測定器40で測定し、ロール角度とロール表
面の高さとの関係を測定する。次に、スラリー溜め30
にセラミックスラリー34を投入してシート成形を開始
し、シート35の表面変位を測定器40で測定すること
で、ロール角度とシート表面の高さとの関係を測定す
る。次に、同一ロール角度におけるロール表面の高さと
シート表面の高さの差、つまりシートの膜厚を求め、こ
のシートの膜厚が目標値に近づくように第2アクチュエ
ータ23をフィードバック制御する。このように、メタ
リングロール32を塗工ロール31との対向方向に変位
させることで、シート35の膜厚を目標値に正確に制御
できる。
FIG. 8 shows a film thickness control system diagram in the reverse roll coater. 8, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. Also in this case, first, the unevenness of the surface of the coating roll 31 is measured by the measuring device 40 using the two-beam interference system, and the relationship between the roll angle and the height of the roll surface is measured. Next, the slurry reservoir 30
Then, the sheet forming is started by charging the ceramic slurry 34 and the surface displacement of the sheet 35 is measured by the measuring device 40 to measure the relationship between the roll angle and the height of the sheet surface. Next, the difference between the height of the roll surface and the height of the sheet surface at the same roll angle, that is, the thickness of the sheet is obtained, and the second actuator 23 is feedback-controlled so that the thickness of the sheet approaches the target value. Thus, by displacing the metering roll 32 in the direction facing the coating roll 31, the film thickness of the sheet 35 can be accurately controlled to the target value.

【0020】測定手段としては、実施例のように白色光
をフィルタ12,13によって単色光と複色光とに分け
た後、干渉光学系15に入射するものに限らず、白色光
を干渉光学系15に入射し、干渉光学系15からの反射
光(干渉縞画像)をフィルタフィルタを通して単色光画
像と複色光画像とに光学的に分けるものでもよい。上記
実施例では、干渉光学系としてはミロー型、ワトソン
型、リンニク型などの公知の装置を用いればよい。ま
た、単色光として緑色の光を用いたが、これに限らず、
赤色や青色の光を用いてもよいことは勿論である。さら
に、本発明のシート成形機は、ブレードロールコータや
リバースロールコータに限るものではなく、その他の公
知のシート成形機を用いることができることは勿論であ
る。
The measuring means is not limited to one that separates white light into single-color light and double-color light by the filters 12 and 13 as in the embodiment and then enters the interference optical system 15. The reflected light (interference fringe image) incident on the optical system 15 and reflected from the interference optical system 15 may be optically divided into a monochromatic image and a multicolor image through a filter. In the above embodiment, a known device such as a Millau-type, Watson-type, or Linnik-type may be used as the interference optical system. In addition, green light was used as monochromatic light, but is not limited to this.
Of course, red or blue light may be used. Further, the sheet forming machine of the present invention is not limited to the blade roll coater and the reverse roll coater, and it is needless to say that other known sheet forming machines can be used.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、2光束干渉を利用した測定手段によって成形直
後のウエット状態のシートの膜厚を測定するので、乾燥
後のシートの厚みを測定する場合に比べて、シートの膜
厚制御を即座に開始することができ、膜厚制御の効率を
高めることができる。また、膜厚測定に白色光の干渉を
用いているので、レーザによる幾何測定の場合のように
スラリー内部の粒子の散乱光の影響を強く受けず、シー
トの表面変位を正確に測定できる。また、レーザ(単波
長)の干渉を用いた場合とは異なり、絶対的な距離指標
(参照光路長)を利用できるので、液面のような不安定
な面の測定に適しているし、膜厚の計測も行なうことが
できる。したがって、シートの膜厚を目標値に正確に制
御できる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the thickness of the wet sheet immediately after molding is measured by the measuring means utilizing two-beam interference, and thus the thickness of the sheet after drying is measured. , The control of the film thickness of the sheet can be started immediately, and the efficiency of the film thickness control can be improved. Further, since the interference of white light is used for the film thickness measurement, the sheet surface displacement can be accurately measured without being strongly affected by the scattered light of the particles inside the slurry as in the case of the geometric measurement using a laser. Also, unlike the case of using laser (single-wavelength) interference, the absolute distance index (reference optical path length) can be used, so it is suitable for measurement of unstable surfaces such as liquid surfaces. Thickness measurements can also be made. Therefore, the thickness of the sheet can be accurately controlled to the target value.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる膜厚制御装置を適用したブレー
ドロールコータの構造図である。
FIG. 1 is a structural view of a blade roll coater to which a film thickness control device according to the present invention is applied.

【図2】図1における膜厚制御装置のシステム図であ
る。
FIG. 2 is a system diagram of a film thickness control device in FIG.

【図3】RGBのCCDカメラの受光特性図である。FIG. 3 is a light receiving characteristic diagram of an RGB CCD camera.

【図4】入力側の光のスペクトル図である。FIG. 4 is a spectrum diagram of light on the input side.

【図5】ある時点のカラー干渉縞画像と緑色干渉縞画像
である。
FIG. 5 shows a color interference fringe image and a green interference fringe image at a certain point in time.

【図6】ある時点からt1 秒後のカラー干渉縞画像と緑
色干渉縞画像である。
FIG. 6 shows a color interference fringe image and a green interference fringe image after t 1 second from a certain point in time.

【図7】本発明を適用したリバースロールコータの構造
図である。
FIG. 7 is a structural diagram of a reverse roll coater to which the present invention is applied.

【図8】図7における膜厚制御装置のシステム図であ
る。
8 is a system diagram of the film thickness control device in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スラリー溜め 2 セラミックスラリー 3 塗工ロール 4 ドクターブレード 5 シート 6 キャリアフィルム(連続体ウエブ) 10 測定器 11 光源 12,13 フィルタ 15 干渉光学系 18 干渉光学系駆動用アクチュエータ 20 画像処理装置 21 コントローラ 22 角度検出器 23 膜厚調整用アクチュエータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slurry reservoir 2 Ceramic slurry 3 Coating roll 4 Doctor blade 5 Sheet 6 Carrier film (continuous web) 10 Measuring instrument 11 Light source 12, 13 Filter 15 Interference optical system 18 Interference optical system drive actuator 20 Image processing device 21 Controller 22 Angle detector 23 Thickness adjustment actuator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スラリー状の原料を互いにある間隔だけ離
して配置された一対の塗工具を通してシート状に成形す
るシート成形機であって、上記一対の塗工具のうちの第
1の塗工具上にシートが成形され、第2の塗工具をシー
トの膜厚方向に変位させることでシートの膜厚を調整可
能としたものにおいて、 第1の塗工具上に成形されたウエット状態のシートの膜
厚を2光束の干渉を利用して非接触で測定する測定手段
と、 第2の塗工具を第1の塗工具との対向方向に変位させ、
シートの膜厚を調整する膜厚調整用アクチュエータと、 上記測定手段により測定されたシートの膜厚と目標値と
を比較し、その偏差に応じた指令信号を上記アクチュエ
ータに供給する制御手段と、を備えたことを特徴とする
膜厚制御装置。
1. A sheet forming machine for forming a slurry-like raw material into a sheet through a pair of coating tools arranged at a certain distance from each other, wherein the first raw material is formed on a first coating tool of the pair of coating tools. A second coating tool is displaced in a thickness direction of the sheet so that the thickness of the sheet can be adjusted. A film of a wet sheet formed on the first coating tool Measuring means for measuring the thickness in a non-contact manner using interference of two light beams; and displacing the second coating tool in a direction facing the first coating tool;
A thickness adjustment actuator for adjusting the thickness of the sheet, a control unit for comparing the thickness of the sheet measured by the measurement unit with a target value, and supplying a command signal corresponding to the deviation to the actuator, A film thickness control device comprising:
【請求項2】第1の塗工具は塗工ロールであり、第2の
塗工具はドクターブレードであり、上記塗工ロール上に
成形されたシートは連続体ウエブに転写されることを特
徴とする請求項1に記載のシート成形機における膜厚制
御装置。
2. The coating tool according to claim 1, wherein the first coating tool is a coating roll, the second coating tool is a doctor blade, and the sheet formed on the coating roll is transferred to a continuous web. The film thickness control device in the sheet forming machine according to claim 1.
【請求項3】第1の塗工具は塗工ロールであり、第2の
塗工具は塗工ロールに対して逆方向に回転するメタリン
グロールであり、塗工ロール上に成形されたシートは連
続体ウエブに転写されることを特徴とする請求項1に記
載のシート成形機における膜厚制御装置。
3. The first coating tool is a coating roll, the second coating tool is a metering roll rotating in the opposite direction to the coating roll, and the sheet formed on the coating roll is The apparatus according to claim 1, wherein the film is transferred to a continuous web.
【請求項4】シート表面で反射した光と測定手段の参照
面で反射した光との干渉縞画像が撮影画面内に入るよう
に、上記測定手段を第1の塗工具に対して移動させる測
定手段駆動用アクチュエータが設けられていることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のシート成
形機における膜厚制御装置。
4. A measurement in which said measuring means is moved with respect to the first coating tool such that an interference fringe image of light reflected on the sheet surface and light reflected on a reference surface of the measuring means falls within the photographing screen. 4. The apparatus according to claim 1, further comprising an actuator for driving means.
【請求項5】上記測定手段は、 1つの光源と、 光源からの光をフィルタを通して単色光と複色光とに光
学的に分ける手段と、 単色光と複色光とが並行して入力され、それぞれ二光束
に分割して、一方をシート表面で反射させるとともに、
他方を参照面で反射させる二光束干渉光学系と、 上記シート表面で反射した光と参照面で反射した光との
干渉縞画像を、同時刻に撮像された単色光画像と複色光
画像とで個別に得る手段と、 上記複色光画像の最大輝度位置から0次干渉縞の位置を
検出する手段と、 上記単色光画像のシート測定点における干渉縞の位置と
上記0次干渉縞に対応する位置とから、シート測定点の
変位を測定する手段と、を備えたことを特徴とする請求
項1ないし4のいずれかに記載の膜厚制御装置。
5. The measuring means comprises: one light source; means for optically dividing light from the light source into monochromatic light and bicolor light through a filter; monochromatic light and bicolor light are input in parallel; While splitting into two light beams and reflecting one on the sheet surface,
A two-beam interference optical system that reflects the other on the reference surface, and an interference fringe image of the light reflected on the sheet surface and the light reflected on the reference surface is formed by a single-color light image and a multi-color light image captured at the same time. Means for individually obtaining; means for detecting the position of the zero-order interference fringe from the maximum luminance position of the multicolor light image; position of the interference fringe at the sheet measurement point of the monochromatic light image and a position corresponding to the zero-order interference fringe 5. The apparatus according to claim 1, further comprising: means for measuring the displacement of the sheet measurement point.
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