JPS6243509A - 膜厚測定装置 - Google Patents
膜厚測定装置Info
- Publication number
- JPS6243509A JPS6243509A JP18508085A JP18508085A JPS6243509A JP S6243509 A JPS6243509 A JP S6243509A JP 18508085 A JP18508085 A JP 18508085A JP 18508085 A JP18508085 A JP 18508085A JP S6243509 A JPS6243509 A JP S6243509A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sheet
- displacement sensor
- rotating shaft
- film thickness
- measured
- Prior art date
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- Pending
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えば磁気テープ等の製造ラインで塗付さ
れた塗膜の膜厚を測定できろようにした膜厚測定装置に
関するものである。
れた塗膜の膜厚を測定できろようにした膜厚測定装置に
関するものである。
第３図に従来の渦電流式膜厚測定装置を示す。
図において、（１）は磁気テープで、透明なポリエステ
ル等のテープ状の母材（１息）の所定の面に、磁性体の
塗膜（１ｂ）が塗付されている。（２）は検出器で、一
端が開口された鉄心（２ａ）に励磁コイル（２Ｃ）を巻
回し、励磁コイル（２Ｃ）が発振習（３）と接続されて
いる。
ル等のテープ状の母材（１息）の所定の面に、磁性体の
塗膜（１ｂ）が塗付されている。（２）は検出器で、一
端が開口された鉄心（２ａ）に励磁コイル（２Ｃ）を巻
回し、励磁コイル（２Ｃ）が発振習（３）と接続されて
いる。
次に動作について説明する。第３図において、発振１）
！ （３）によって励磁コイル（２ｂ）を励磁すると、
鉄心（２ａ）の開口端部には励磁コイル（２ｂ）による
磁界が発生する。このため、図示のように近接した位置
に塗膜（ｌｂ）、すなわち磁性体があると励磁インピー
ダンスが変化する。この励磁インピーダンスの変化は、
磁性体の特性、大きさ、位置等により変化するので、磁
性体の特性、大きさ、位置等により変化するので、磁性
体の特性、塗膜の巾、塗膜位置を一定とした条件の下で
インピーダンスの変化を検出することにより、磁性体す
なわち塗膜（１ｂ）の厚さが測定されている。
！ （３）によって励磁コイル（２ｂ）を励磁すると、
鉄心（２ａ）の開口端部には励磁コイル（２ｂ）による
磁界が発生する。このため、図示のように近接した位置
に塗膜（ｌｂ）、すなわち磁性体があると励磁インピー
ダンスが変化する。この励磁インピーダンスの変化は、
磁性体の特性、大きさ、位置等により変化するので、磁
性体の特性、大きさ、位置等により変化するので、磁性
体の特性、塗膜の巾、塗膜位置を一定とした条件の下で
インピーダンスの変化を検出することにより、磁性体す
なわち塗膜（１ｂ）の厚さが測定されている。
従来の膜厚測定装置は以上のように構成されているので
、被測定膜と検出器との距離を一定にし近接しなければ
安定な膜厚測定が困難になる。このため、製造ライン中
に膜厚測定装置を配置することができないという問題点
があった。
、被測定膜と検出器との距離を一定にし近接しなければ
安定な膜厚測定が困難になる。このため、製造ライン中
に膜厚測定装置を配置することができないという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するなめになされ
たもので、製造ライン中で膜厚の測定ができるようにし
た膜厚測定装置を得ろことを目的とする。
たもので、製造ライン中で膜厚の測定ができるようにし
た膜厚測定装置を得ろことを目的とする。
この発明に係ろ膜厚測定装置は、回転軸で被測定シート
を支持し、その接触面の上に第１の変位センサ及び第２
の変位センサを配置し、第１の変位センサで回転軸の表
面までの距離を、第２の変位センサでシート面までの距
離をそれぞれ複数個所測定し、この各測定値を演算回路
で演算処理する。
を支持し、その接触面の上に第１の変位センサ及び第２
の変位センサを配置し、第１の変位センサで回転軸の表
面までの距離を、第２の変位センサでシート面までの距
離をそれぞれ複数個所測定し、この各測定値を演算回路
で演算処理する。
この発明におけろ膜厚測定装置は、第１及び第２の変位
センサにより、回転軸とシート面までの距離を測定し、
これらの距離の差からシートの厚みを測定するようにし
たものである。
センサにより、回転軸とシート面までの距離を測定し、
これらの距離の差からシートの厚みを測定するようにし
たものである。
変位センサの原理には、静電容量の変化を見る電子式、
レーザ光を被測定面にあて、そのスポットの位置をＰＳ
Ｄ （ポジション検出器）で検出する３角測量式等、い
くつかの方式が提案されている。一方、先に述へた塗膜
の厚さは １０〜２０μｍかそれ以下であり、その測定
にはサブミクロンの精度が要゛求されている。サブミク
ロンかそれ以上の高精度な測定ができろセンサとして、
フォーカスずれ量から変位を知る光式変位センサがある
。
レーザ光を被測定面にあて、そのスポットの位置をＰＳ
Ｄ （ポジション検出器）で検出する３角測量式等、い
くつかの方式が提案されている。一方、先に述へた塗膜
の厚さは １０〜２０μｍかそれ以下であり、その測定
にはサブミクロンの精度が要゛求されている。サブミク
ロンかそれ以上の高精度な測定ができろセンサとして、
フォーカスずれ量から変位を知る光式変位センサがある
。
そこで、この発明の一実施例について説明する。
第１図において、（４）は回転軸、（５１ｆ６１はセン
サヘッド、＋７１ （８１はセンサヘッド（５１（６１
の支持棒、（９）は支持棒（７１（８１を支えるための
支持部材、αＯ１（＋１）はフォーカスずれ量を検出す
るためのフォーカスずれ検出回路、（＋２） （＋３）
はＡ／Ｄ変換器、（１嚇は２つのフォーカスずれ量から
膜厚を算出する演算回路、（１５ａ）はクロック発生回
路、（１５ｂ）はセンサヘッド！５１ （６１の光源に
用いられるＬＤ（半導体レーザ）の駆動回路である。
サヘッド、＋７１ （８１はセンサヘッド（５１（６１
の支持棒、（９）は支持棒（７１（８１を支えるための
支持部材、αＯ１（＋１）はフォーカスずれ量を検出す
るためのフォーカスずれ検出回路、（＋２） （＋３）
はＡ／Ｄ変換器、（１嚇は２つのフォーカスずれ量から
膜厚を算出する演算回路、（１５ａ）はクロック発生回
路、（１５ｂ）はセンサヘッド！５１ （６１の光源に
用いられるＬＤ（半導体レーザ）の駆動回路である。
次に動作について説明する。第１図において、回転軸（
４）はシート（１）の走行速度と同じ回転になるように
モータ制御されており、回転軸（４）の表面にシート（
１）が密着されてシート（１）が走行している。
４）はシート（１）の走行速度と同じ回転になるように
モータ制御されており、回転軸（４）の表面にシート（
１）が密着されてシート（１）が走行している。
センサヘッド（５１（６１を支持するための支持棒（７
１Ｔａ２は、しっかりと固定された支持部材（９）に支
えられている。まず、シート（１）がない状態で、回転
軸（４）と２つのセンサヘッド（５） （６）が等距離
になるように、支持棒（７）（８）を固定しておく。こ
のとき、センサヘッド（５１（６］と回転軸（４）との
距離ｄ、は、フォーカスずれ検出回路０１ （ＩＩ）か
らのアナログ出力信号から得られる。次に、２つのセン
サヘッド＋５１ ＋８１を固定した状態で、シート＋１
）を走行させる。このとき、シート（１）とセンサヘッ
ド（６１間の距ｇｌｄｔが、フォーカスずれ検出口＃１
（ＩＩ）のアナログ出力信号から得られろ。
１Ｔａ２は、しっかりと固定された支持部材（９）に支
えられている。まず、シート（１）がない状態で、回転
軸（４）と２つのセンサヘッド（５） （６）が等距離
になるように、支持棒（７）（８）を固定しておく。こ
のとき、センサヘッド（５１（６］と回転軸（４）との
距離ｄ、は、フォーカスずれ検出回路０１ （ＩＩ）か
らのアナログ出力信号から得られる。次に、２つのセン
サヘッド＋５１ ＋８１を固定した状態で、シート＋１
）を走行させる。このとき、シート（１）とセンサヘッ
ド（６１間の距ｇｌｄｔが、フォーカスずれ検出口＃１
（ＩＩ）のアナログ出力信号から得られろ。
検出回路ＱＯＩ （１））の出力信号が各々Ａ／Ｄ変換
器（１２） （１３）を経由して演算回路（＋４）に読
込まれる。演算回路０→で、各々これらの値のＮ回平均
値（Ｎは了め与えられている） ｄｌ、ｄｘをとり、ｄ
＝ｄ、−ｄ、を算出することによって、シートｔ１）の
厚みを測定する。Ｎ回の平均値をとることによりノイズ
の影響を減少させることができる。また、２つのセンサ
ヘッド（５１（６１を十分接近させて配置しておけば、
回転軸（４）の変動による影響は２つのセンサヘッドに
対してほぼ等しいと見なすことができろ。すなわち、回
転軸の変動による距離変動分をΔとすれば、ｄ＝（ｄ、
＋Δ） （ｄｔ十Δ） のように２つの距離の差をとるため、回転軸（４）の変
動の影響が除去されろ。
器（１２） （１３）を経由して演算回路（＋４）に読
込まれる。演算回路０→で、各々これらの値のＮ回平均
値（Ｎは了め与えられている） ｄｌ、ｄｘをとり、ｄ
＝ｄ、−ｄ、を算出することによって、シートｔ１）の
厚みを測定する。Ｎ回の平均値をとることによりノイズ
の影響を減少させることができる。また、２つのセンサ
ヘッド（５１（６１を十分接近させて配置しておけば、
回転軸（４）の変動による影響は２つのセンサヘッドに
対してほぼ等しいと見なすことができろ。すなわち、回
転軸の変動による距離変動分をΔとすれば、ｄ＝（ｄ、
＋Δ） （ｄｔ十Δ） のように２つの距離の差をとるため、回転軸（４）の変
動の影響が除去されろ。
第２図は、フォーカスずれ量から変位を検出する変位セ
ンサの１例として、フーコー法を用いた場合のセンサヘ
ッド１５１ ＋６１と、その検出回路の詳細１）１）（
ＩＩ）の構成図の例である。第２図において、（１０は
光源としてのＬ Ｄ 、 （＋７）はコリメートレンズ
、（１８）は一方向の振動面の波だけを反射させる偏光
ビームλ スプリッタ、（（資）は Ｔ板、＠（２）は対物レンズ
、（２）は２分岐するための八−フミラー、（２）に）
はウェッジプリズム、（ハ））（至）はセンサレンズ、
（２７）（２ｇ）は光−電気変換を行う４分割ＰＤで、
４個のフォトダイオードで構成されている。（２））
（３０）はアナログ加算器、（３１）は差動増幅器、（
３２）はアナログ加算器、（３３）は割算器である。
ンサの１例として、フーコー法を用いた場合のセンサヘ
ッド１５１ ＋６１と、その検出回路の詳細１）１）（
ＩＩ）の構成図の例である。第２図において、（１０は
光源としてのＬ Ｄ 、 （＋７）はコリメートレンズ
、（１８）は一方向の振動面の波だけを反射させる偏光
ビームλ スプリッタ、（（資）は Ｔ板、＠（２）は対物レンズ
、（２）は２分岐するための八−フミラー、（２）に）
はウェッジプリズム、（ハ））（至）はセンサレンズ、
（２７）（２ｇ）は光−電気変換を行う４分割ＰＤで、
４個のフォトダイオードで構成されている。（２））
（３０）はアナログ加算器、（３１）は差動増幅器、（
３２）はアナログ加算器、（３３）は割算器である。
第２図において、ＬＤ駆動回路（１５ｂ）によって光源
（１０からレーザ光が出射されろ。この出射は、偏光ビ
ームスプリッタ（１８）、 ｌ板（１対物レンズ（２１
（９）を経由して測定対象面に到達し、この面で何割か
が反射されろ。この反射光は、再び、対物レンズｍ（２
）、 天板（＋９）、偏光ビームスプリッタ（１８）を
経由してハーフミラ−（至）に入射される。このとき、
Ｌ Ｄ （ＩＧ）へのもどり光を除去するため、偏光ビ
ームスプリッタ（１８）と １板（＋９）が用いられて
いる。反射光をハーフミラ−（６）によって２分岐し、
２組の検出部を設けているの：よ、測定対象面の傾きの
影響を除去するためである。ハーフミラ−（２）を出た
２つの光は、ウェッジプリズム（２）Ｋ）によって各々
２つずつの光に分割され、センサレンズ＠）（至）を経
由して各々４分割ＰＤ（２Ｆ）（２））に入射される。
（１０からレーザ光が出射されろ。この出射は、偏光ビ
ームスプリッタ（１８）、 ｌ板（１対物レンズ（２１
（９）を経由して測定対象面に到達し、この面で何割か
が反射されろ。この反射光は、再び、対物レンズｍ（２
）、 天板（＋９）、偏光ビームスプリッタ（１８）を
経由してハーフミラ−（至）に入射される。このとき、
Ｌ Ｄ （ＩＧ）へのもどり光を除去するため、偏光ビ
ームスプリッタ（１８）と １板（＋９）が用いられて
いる。反射光をハーフミラ−（６）によって２分岐し、
２組の検出部を設けているの：よ、測定対象面の傾きの
影響を除去するためである。ハーフミラ−（２）を出た
２つの光は、ウェッジプリズム（２）Ｋ）によって各々
２つずつの光に分割され、センサレンズ＠）（至）を経
由して各々４分割ＰＤ（２Ｆ）（２））に入射される。
４分割ＰＤＣ１７）（２））からの出力信号のレベルを
各々ＡＩ＋ＢＩ＋ＣＩ＋Ｄ、及び人ｔ、Ｂ＊、Ｃ＊、Ｄ
ｔとする。測定距離は、予め定められた焦点距ｇｌｆｏ
からの変位ｉｋＰ＾、＋υ１＋＾２＋υｔ”ＢＩ＋１；
１＋６２＋Ｌ＋２として（１）式から算出することがで
きる。アナログ加算器＠）から入１”ＤＩ＋人、十〇、
に相当する信号が、アナログ加算！（３１からＢ、＋Ｃ
，十Ｂ、＋Ｃ＊に相当する信号が得られる。又は、（１
）式の分子が差動増幅器（３１）の出力、分母が加算器
（３２）の出力に相当し、割算器（３３）の出力から変
位置Ｐが得られる。測定距離が予め定められた焦点距ｇ
ｌｌｆｏに一致したとき、Ｐ＝０になるように設計され
ている。また、（１）式において分母で割っているのは
、ＬＤ（ＩＧ）の出力パワー変動による影響を除去する
ためである。
各々ＡＩ＋ＢＩ＋ＣＩ＋Ｄ、及び人ｔ、Ｂ＊、Ｃ＊、Ｄ
ｔとする。測定距離は、予め定められた焦点距ｇｌｆｏ
からの変位ｉｋＰ＾、＋υ１＋＾２＋υｔ”ＢＩ＋１；
１＋６２＋Ｌ＋２として（１）式から算出することがで
きる。アナログ加算器＠）から入１”ＤＩ＋人、十〇、
に相当する信号が、アナログ加算！（３１からＢ、＋Ｃ
，十Ｂ、＋Ｃ＊に相当する信号が得られる。又は、（１
）式の分子が差動増幅器（３１）の出力、分母が加算器
（３２）の出力に相当し、割算器（３３）の出力から変
位置Ｐが得られる。測定距離が予め定められた焦点距ｇ
ｌｌｆｏに一致したとき、Ｐ＝０になるように設計され
ている。また、（１）式において分母で割っているのは
、ＬＤ（ＩＧ）の出力パワー変動による影響を除去する
ためである。
以上はフーコー法を用いたセンサヘッドを利用する場合
について説明したが、変位センサとして、他の原理を用
いた場合にも同様の効果が得られろ。
について説明したが、変位センサとして、他の原理を用
いた場合にも同様の効果が得られろ。
この測定系においては、シート（１）の全体の厚みを鯛
ろこととなるが、母材の厚みは非常に安定しておればト
ータル厚みを測ることで塗膜だけの変化としてとらえる
ことができろ。
ろこととなるが、母材の厚みは非常に安定しておればト
ータル厚みを測ることで塗膜だけの変化としてとらえる
ことができろ。
なお、センサヘッドｆ５１ ＋６１は同時にｄｌ、ｄ、
を読みとってもよいし、所定の間隔をあけて読みとるよ
うに構成しても同様の効果が期待できる。
を読みとってもよいし、所定の間隔をあけて読みとるよ
うに構成しても同様の効果が期待できる。
以上のようにこの発明によれば被測定シートを回転軸で
支持し、第１の変位センサと回転軸の表面までの距離及
び第２の変位センサとシー）・面までの距離を測定し、
これらの距離の差から厚みを検出しているので、製造ラ
イン中でシートの厚さを精度よく測定できる。
支持し、第１の変位センサと回転軸の表面までの距離及
び第２の変位センサとシー）・面までの距離を測定し、
これらの距離の差から厚みを検出しているので、製造ラ
イン中でシートの厚さを精度よく測定できる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は変位
センサのヘッドとその検出回路の一例を示す構成図であ
る。第３図は従来の膜厚測定装置の構成図である。図に
おいて、（１）はシート、＋４１）ま回転軸、＋５１
＋６１はセンサヘッド、（１４）は演算回路、（１５ａ
）はクロック発生回路である。 なお、各図中同一符号は同−又（ま相当部分を示す。
センサのヘッドとその検出回路の一例を示す構成図であ
る。第３図は従来の膜厚測定装置の構成図である。図に
おいて、（１）はシート、＋４１）ま回転軸、＋５１
＋６１はセンサヘッド、（１４）は演算回路、（１５ａ
）はクロック発生回路である。 なお、各図中同一符号は同−又（ま相当部分を示す。
Claims (4)
- （１）膜厚を測定しようとするシートを回転軸で支持し
、上記回転軸から所定の距離に第１の変位センサ及び第
２の変位センサを配置して、上記第１の変位センサで上
記回転軸の表面までの距離を複数個所測定し、上記第２
の変位センサで上記シートの表面までの距離を上記第１
の変位センサの測定時間と所定のタイミングで複数個所
測定して、上記両変位センサの出力を演算回路で演算処
理して上記シートの厚さを検出することを特徴とする膜
厚測定装置。 - （２）第１の変位センサ及び第２の変位センサはフォー
カスずれ量から変位を検出する光変位センサであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の膜厚測定装置
。 - （３）回転軸は周速度がシートの移動速度とほぼ一致す
るように回転制御されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項又は第２項記載の膜厚測定装置。 - （４）第１の変位センサと第２の変位センサとは所定の
時間間隔で距離を測定することを特徴とする特許請求の
範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の膜厚測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18508085A JPS6243509A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18508085A JPS6243509A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 膜厚測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6243509A true JPS6243509A (ja) | 1987-02-25 |
Family
ID=16164468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18508085A Pending JPS6243509A (ja) | 1985-08-21 | 1985-08-21 | 膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6243509A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233239A (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Ihi Corp | 粉末圧延装置 |
-
1985
- 1985-08-21 JP JP18508085A patent/JPS6243509A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012233239A (ja) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Ihi Corp | 粉末圧延装置 |
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