(57)【要約】【課題】  積層フィルム、特に金属箔にフィルムを積層したシート状物体の厚さ、紙やフィルムに塗布した粘着剤や塗料の厚さを走行状態で、精度良く（例えば±０．３μｍ以内の精度）測れる、安価で、軽量、コンパクトな厚さ計がない。【解決手段】  基準ローラ１の材質をアルミにして、全体を軽くしたフィルム厚さ計であって、レーザービームの遮光量の変化から厚さを測る検出器２と，その下方の補正すべき撓み量の検出器４とを、同期して軸方向の一定距離（例えば１０ｍｍ）毎に一旦停止させ、１回転中の夫々の最小値、最大値のみを取り込んで、測定値の誤差を消去し、更に軸方向中央での検出器４の値から誤差に影響する張力も測ることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、基準ローラにアルミローラを使って、大人２人で持ち上げられるように軽くしたフィルム厚さ計。
【請求項２】
基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、上方の検出器でフィルムのある時と無い時のレーザービームの遮光量の変化を測り、基準ローラの下方で、上方の検出器の真下に設けた第二の検出器のレーザービームの遮光量の変化で、基準ローラの撓みによる誤差を消去することを特徴とするフィルム厚さ計。
【請求項３】
請求項１又は２に記載したフィルム厚さ計において、上下２個の検出器を一旦停止して、基準ローラが一回転する間の測定値の最大値又は最小値のみをホールドしてそれを厚さに換算して表示するフィルム厚さ計。
【請求項４】
請求項１又は２又は３に記載したフィルム厚さ計において、当該フィルムが無い時の最大値又は最小値を電磁的に記憶して置き、当該フィルムがあって走行中の時の最大値又は最小値から引き算して、基準ローラの偏芯による測定誤差および撓みによる測定誤差を消去することを特徴とするフィルム厚さ計。
【請求項５】
請求項１又は２又は３又は４に記載したフィルム厚さ計において、基準ローラの軸方向中央の表面の撓みによる位置の変化の最大値又は最小値を測り、当該フィルムの張力を知ることを特徴とする、張力計付きフィルム厚さ計。
【請求項６】
基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、当該フィルムの走行時に基準ローラの中央で１０〜２００μｍの撓みが生じる基準ローラを装備したフィルム厚さ計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は走行しているプラスチックフィルム及び紙等のシート状物体の厚さを測るための装置に関する。特に金属の蒸着膜、箔や極薄の金属板にフィルムを積層したシート状物体、剥離紙やフィルムに粘着剤や塗料を塗付したシート状物体の厚さを測る装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  銅張りフィルムや金属蒸着フィルム又は金属面に保護膜を張り合わせたシート状物体の厚さを走行中に非接触で精度良く（例えば±０．３μｍ以内の精度）測れる安価で、運搬に重機の要らない軽量かつコンパクトな装置が市販されていない。【０００３】  金属の蒸着膜や箔を含まないプラスチックのみのシート状物体でも不透明な物、積層した物あるいは剥離紙に塗布した粘着剤、等の厚さ測定でも同様である。【０００４】  本願発明に関連する公知技術として次の特許文献１及び非特許資料１を挙げることができる。【０００５】
【特許文献１】  特許公開平６−２５８０６５
【非特許資料１】
「ホームページ」、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙａｍａｂｕｎ−ｅｌｅ．ｃｏ．ｊｐ／ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｎｓｍｒｆ．ｈｔｍｌ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  第一の課題は、従来技術では基準ローラが次の理由から重くて重機でないと移動できないこと、設置に大きなスペースが必要であることに併せて、回転のための駆動電力が大きいことである。【０００７】  その理由は、基準ローラは剛体であるべきとして、硬い鉄を使い、撓みの少ないように部材を厚く、太くして製作しているからである。【０００８】  第二の課題は、従来技術では被測定体に金属の蒸着膜、箔、極薄の金属板があると測定不可能である。薄い蒸着膜でも誤差が出ることである。【０００９】  第三の課題は、従来技術では測定精度が悪い。高価な器材を特別に装備しない限り±０．３μｍ以下の測定精度は望みにくい。その主な原因は基準ローラの（通常２０〜３０μｍある）偏芯、（通常５〜１５μｍある）撓み、基準ローラの表面近くのメッキ層と鉄部の抵抗値の斑、基準ローラ表面の粗さ（通常は算術平均粗さＲａで４〜１０μｍである）、基準ローラの表面が平面でなく円筒形であること、などバラツキの原因が多く、且つ、その夫々の値が目標精度±０．３μｍより遥かに大きいことである。【００１０】  第四の課題は、従来技術では測定精度に影響する張力を知るためには別途にロードセルや張力検出ローラなどから成る張力計を設ける必要がある。コストダウン、軽量化、コンパクト化に反する。【００１１】  本発明はこのような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、走行中のシート状物体の厚さを、±０．３μｍ以下の精度で測れる、軽量（例えば、フィルム幅１ｍ用でも大人二人で持ち上げ可能）、コンパクトで安価な、厚さ計を作ることである。【００１２】  特に金属の蒸着膜、箔、極薄板にフィルムを積層した物体、剥離紙その他のシート状物体に塗布された粘着剤や塗料の厚さも、±０．３μｍ以下の精度で測れる、軽量、コンパクトで安価な、厚さ計を作ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記の目的を達成するために、鋭意研究の結果として以下の発明を提案するに至った。請求項１の発明は、基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、基準ローラに剛体でなく、弾性体であるアルミローラを使って軽量化、設置スペースを小さくしたフィルム厚さ計である。【００１４】  請求項２の発明は、基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、上方の検出器でフィルムのある時と無い時のレーザービームの遮光量の変化を測り、基準ローラの下方で、上方の検知器の真下に設けた第二の検出器のレーザービームの遮光量の変化で、基準ローラの撓みによる誤差を消去することを特徴とするフィルム厚さ計である。【００１５】  請求項３の発明は、請求項１又は２に記載したフィルム厚さ計において、上下２個の検出器を一旦停止して、基準ローラが一回転する間の測定値の最大値又は最小値のみをホールドしてそれを厚さに換算して表示するフィルム厚さ計である。【００１６】  請求項４の発明は、請求項１又は２又は３に記載したフィルム厚さ計において、当該フィルムが無い時の最大値又は最小値を電磁的に記憶して置き、当該フィルムがあって走行中の時の最大値又は最小値から引き算して、基準ローラの偏芯による測定誤差及び撓みによる測定誤差を消去することを特徴とするフィルム厚さ計である。【００１７】  請求項５の発明は、請求項１又は２又は３又は４に記載したフィルム厚さ計において、基準ローラの軸方向中央の表面の撓みによる位置の変化の最大値又は最小値を測り、当該フィルムの張力に換算し、表示する張力計付きフィルム厚さ計である。【００１８】  請求項６の発明は、基準ローラ上を搬送されるフィルムの厚さを測る装置であって、当該フィルムの走行時に基準ローラの中央で１０〜２００μｍの撓みが生じる基準ローラを装備したフィルム厚さ計である。
【発明の効果】
【００１９】  以上説明したように本発明によれば、軽量（例えば、人力で可搬）で、コンパクトで、安価で、測定精度±０．３μｍ以下の精度の良いフィルム厚さ計ができる。【００２０】  フィルム幅１ｍの場合、検出部が総重量約６０Ｋｇでできる。これは従来技術の約２０〜３０分の１である。輸送コスト、工事費が格段に安くなる。【００２１】  コンパクトなので既設のフィルム製造ラインへの組込みが容易である。【００２２】  制御盤を含めた全消費電力は約２７０Ｗで済む。これは従来技術の約１０〜２０分の１である。
【発明を実施する為の最良の形態】
【００２３】  以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２４】  図１は本発明の実施の形態に係るフィルム厚さ計の検出部の斜視図を示す。図２はその側面図、図３は制御盤の斜視図、図４は厚さ（プロフィール）記録の実例を示す。
【００２５】  従来、この種のフィルム厚さ計として、例えば図１、図２に示す装置が知られている。図１、図２を参照して、鉄製ローラ１（以下基準ローラ１と呼ぶ）に沿ってシート状の被測定物７（例えば、紙、フィルム、アルミ箔、それらを積層した物又はそれらに粘着剤や塗料を塗布した物、以後総称してフィルム７と呼ぶ）が実線矢印方向に搬送されている。図１はフィルム７が透明として画かれている。基準ローラ１の上方にはフィルム７の表面の位置を遮光量の変化で検出するための投光・受光式の検出器２、及び基準ローラ１の金属表面の位置を検出するための渦電流式変位計３が配置されている。二つの検出器は基準ローラ１の軸方向（図２で紙面に垂直方向）に延びる単軸ロボット５によって走査される。
【００２６】  前述したように従来の方法の第一、第二の課題及び第三の課題の中、渦電流式であるがための課題を克服するため、基準ローラ１の材質をアルミにし、渦電流式変位計３を止め、基準ローラ１の下方に検出器２と同じ原理の投光・受光式の検出器４を設けた。
【００２７】  実施例では基準ローラ１の直径は６０ｍｍ、幅は１ｍで表面は研磨してクロムメッキしてある。半径の最大値と最小値の差（芯ぶれ）は約２０μｍである。
【００２８】  基準ローラが軽いのでそれを支える支柱、梁もアルミで構成でき、更に全体が軽くなる。
【００２９】  検出器２、検出器４は半導体レーザーの光源を内臓した投光器２ａ、投光器４ａ、光センサを内蔵した受光器２ｂ、受光器４ｂ、それらの支持体２ｃ、支持体４ｃから構成され、フィルム７の幅方向に走査される。レーザービーム２ｄ、レーザービーム４ｄは直径約３ｍｍで、これらの遮光量の変化で、フィルム７の厚さを算出する。
【００３０】  実施例では単軸ロボット５、単軸ロボット６を使い、上下の検出器を同期して走査した。上下二つの検出器の走行中の幅方向の距離のずれは±５０μｍ以内である。
【００３１】  従来の方法の第三の課題を克服するために、上方の検出器２、下方の検出器４を１０ｍｍ毎に一旦停止して一回転中の最大値又は最小値のみを測定した。測定間隔は例えば５ｍｍでも２０ｍｍでも自由に設定できる。
【００３２】  実施例では基準ローラ１の表面の変位を±０．２μｍ以内のバラツキで測定できた。市販でピークホルダー、ボトムホルダー機能の付いたデジタルパネルメータ（図３の制御盤に内臓）を使えば、簡単に連続した測定値として表示できる。
【００３３】  更に、フィルム７が無いときの検出器２の最小値を電磁的に記憶しておき、フィルム７があって走行中のときの最小値から引き算して、基準ローラ１の偏芯による誤差を消去した。
【００３４】  更に、フィルム７が無いときの検出器４の最大値を電磁的に記憶しておき、フィルム７があって走行中のときの最大値から引き算して、基準ローラ１の撓みを算出し、これを検出器２によるフィルム７の厚さ測定値に加算して、撓みによる誤差を消去した。
【００３５】  実施例では電磁的記憶装置としてはシーケンサのメモリーを利用した。フィルムが無いときの最小値、最大値は軸方向に１０ｍｍ毎に記憶しておいた。
【００３６】  四則演算はシーケンサの応用命令で行った。１６ビットで、μｍ表示で、小数点以下１桁まで計算する。
【００３７】  検出器２、検出器４で最大値、最小値のどちらを採用しても良いが、基準ローラ１を自然放置したとき芯ぶれの最小側が上に、最大側が下になり、感覚と一致するので実施例では上方の検出器２は最小値、下方の検出器４は最大値を採用した。
【００３８】  実施例のその他の条件は、基準ローラ１の回転方向の表面速度（フィルム速度と同じ）は２０ｍ／分、検出器２、検出器４の一旦停止時間０．９秒、幅方向１０ｍｍの移動時間０．１秒である。（試作に採用した単軸ロボットの最高速度は２５０ｍｍ／秒である）。
【００３９】  かくして実施例では１０ｍｍピッチで測定し、平均秒速１０ｍｍで走査した。
【００４０】  従来の方法の第四の課題を克服するために、基準ローラ１をフィルム７の搬送に支障の無い範囲で細くし、軸方向の中央での撓み（検出器４の測定値）から張力（張力指示計は図３の制御盤に内臓）を測ることにした。
【００４１】  実施例ではフィルム７は基準ローラ１の前後で、垂直に対して６０度の角度で走行させた。その時、張力１００Ｎで撓み量は８０μｍであり、張力測定には感度的に好都合の大きさである。
【００４２】  フィルム７の厚さ（プロフィール）記録の実例を図４に示す。プロフィール作画ソフトウェアを作成せず、市販のペーパーレス記録計（グラフィックレコーダと呼ぶ人もいる）１０を採用した。ソフトウェア開発やソフトウェアのメンテナンスが不要で、安価で、多機能（例えば５８８日分のデータが保存可能、通信機能付き等々）、即納に近い短納期で入手できるからである。
【００４３】  以上の一連のシーケンスの制御は図３の制御盤で行われる。大きさは実施例ではＷ５００ｍｍ×Ｈ７００ｍｍ×Ｄ３００ｍｍである。扉の表面にはペーパーレス記録計１０、厚さ現在値を表示する表示器１１を取り付け、その他押しボタン、表示灯も図示してないが取り付けられている。
【００４４】  制御盤内に収納されている主な計器は、シーケンサ１台、ロボットコントローラ１台、厚さ計アンプ２個、ピークホールド及びボトムホールド機能付きデジタルパネルメータ２個、ノーフューズブレーカ、ノイズフィルタ、直流電源各１個、等々である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係るフィルム厚さ計の検出部の斜視図を示す。
【図２】図１の側面図である。
【図３】制御盤の斜視図である。押しボタン、表示灯類は表示せず。
【図４】厚さ（プロフィール）記録の実例を示す。
【符号の説明】
【００４６】１              基準ローラ
２、４          検出器
２ａ、４ａ      投光器
２ｂ、４ｂ      受光器
２ｃ、４ｃ      支持体
２ｄ、４ｄ      レーザービーム
３              渦電流式変位計
５、６          単軸ロボット
７              フィルム
１０            ペーパーレス記録計
１１            厚さ現在値表示器
１２            ハンドル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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