(57)【要約】【課題】極厚の精密樹脂シートのシート幅方向の厚み分布を成形ロールの外周面から精密に測定できるシート厚み計測装置を提供する。【解決手段】  本発明のシート厚み計測装置３４は、Ｔダイ５からシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロール１、２の第１ニップ部３３ａに流し込むことで成形されるシート６の幅方向のシート厚さ分布を、シート６の幅方向に移動しながら成形ロール２の上面側から測定するものであり、シート６の幅方向に移動可能な１つのトラバース台９に、シート６の表面位置を検出する表面検出センサ７と、シート６の裏面位置を検出する裏面検出センサ８とを、シート６の厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載し、少なくとも表面検出センサ７は投光受光の光軸が一致している光軸一致式センサであ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】
Ｔダイ（５）からシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロール（１、２）のニップ部（３３ａ）に流し込むことで成形されるシート（６）の幅方向のシート厚さ分布を、シート（６）の幅方向に移動しながら成形ロール（１、２、３、４）の上面側から測定するシート厚み計測装置において、
シート（６）の幅方向に移動可能な１つのトラバース台（９）に、シート（６）の表面位置を検出する表面検出センサ（７）と、シート（６）の裏面位置を検出する裏面検出センサ（８）とを、シート（６）の厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載し、少なくとも前記表面検出センサ（７）は投光受光の光軸が一致している光軸一致式センサであることを特徴とするシート厚み計測装置。
【請求項２】
前記表面検出センサ（７）および前記裏面検出センサ（８）は光軸一致式のレーザセンサである、請求項１に記載のシート厚み計測装置。
【請求項３】
前記表面検出センサ（７）および前記裏面検出センサ（８）は光軸一致式の光センサである、請求項１に記載のシート厚み計測装置。
【請求項４】
前記裏面検出センサ（８）は渦電流式センサである、請求項１に記載のシート厚み計測装置。
【請求項５】
前記裏面検出センサ（８）の、シート（６）が無い状態の前記成形ロール（２）から前記裏面検出センサ（８）の先端部までの検出距離増加分ΔＬは、シートの概略厚さをｔ、屈折率をｎとすると、
ΔＬ＝ｔ―ｔ／ｎ
である、請求項１ないし４のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
【請求項６】
Ｔダイ（５）からシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロール（１、２）のニップ部（３３ａ）に流し込むことで成形されるシート（６）の幅方向のシート厚さ分布を、シート（６）の幅方向に移動しながら成形ロール（１、２、３、４）の上面側から測定するシート厚み計測装置において、
シート（６）の表面位置を検出する表面検出センサ（７）と、シート（６）の裏面位置を検出する裏面検出センサ（８）とを有するシート（６）の幅方向に移動可能なトラバース台（９）が異物に衝突する前に前記異物を検出する安全検出センサ（３５、５４）を有することを特徴とするシート厚み計測装置。
【請求項７】
Ｔダイ（５）からシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロール（１、２）のニップ部（３３ａ）に流し込むことで成形されるシート（６）の幅方向のシート厚さ分布を、シート（６）の幅方向に移動しながら成形ロール（１、２、３、４）の上面側から測定するシート厚み計測装置において、
シート（６）の表面位置を検出する表面検出センサ（７）と、シート（６）の裏面位置を検出する裏面検出センサ（８）と、移動方向の前後面に、バンパ（５２、５３）および前記バンパ（５２、５３）が異物に衝突した際の衝突を検知する衝突検知用センサ（５０、５１）とを有し、異物との衝突時には、前記バンパ（５２、５３）が異物へと衝突した方向と反対方向のロール端に後退待避する、シート（６）の幅方向に移動可能なトラバース台（９）を備えていることを特徴とするシート厚み計測装置。
【請求項８】
前記トラバース台（９）は前記表面検出センサ（７）と前記裏面検出センサ（８）とを、シート（６）の厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載し、少なくとも前記表面検出センサ（７）は投光受光の光軸が一致している光軸一致式センサである、請求項６または７に記載のシート厚み計測装置。
【請求項９】
前記表面検出センサ（７）および前記裏面検出センサ（８）は光軸一致式のレーザセンサである、請求項８に記載のシート厚み計測装置。
【請求項１０】
前記表面検出センサ（７）および前記裏面検出センサ（８）は光軸一致式の光センサである、請求項８に記載のシート厚み計測装置。
【請求項１１】
前記裏面検出センサ（８）は渦電流式センサである、請求項８に記載のシート厚み計測装置。
【請求項１２】
前記裏面検出センサ（８）の、シート（６）が無い状態の前記成形ロール（２）から前記裏面検出センサ（８）の先端部までの検出距離増加分ΔＬは、シートの概略厚さをｔ、屈折率をｎとすると、
ΔＬ＝ｔ―ｔ／ｎ
である、請求項６ないし１１のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
【請求項１３】
前記表面検出センサ（７）および前記裏面検出センサ（８）は耐熱手段を有する、請求項１ないし１２のいずれか1項に記載のシート厚み計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂フィルム・シート製造機械のシート厚み計測装置であって、特に、成形ロールで溶融樹脂を圧搾して成形される２ｍｍから２０ｍｍ程度の極厚シートを成形ロール表面上で計測する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシート厚み計測装置はシート成形装置の後半部分でシートが冷却固化した状態で計測するのが主流であるが、成形直後の成形ロール上で厚みプロファイルを計測し、時間遅れを最小にして、厚みを計測する方法が特許文献１において開示されている。すなわち、特許文献１では成形ロール２上で厚みセンサとほぼ同じ位置のシート温度を同時に計測して冷却後の温度収縮の厚さを補正して検出精度を高めてシート厚さを検出する方法が開示されている。
【０００３】
成形装置後半部のシートが固化した状態で厚み計測する方法はシートを一方の面から投光素子で投光し、反対側の面に設けた受光素子で受光計測する方式、すなわち放射線（β線）、赤外線など既存の厚み計が使用できる。またシート片側面から計測する特許文献１の方法では赤外線透過吸収型、レーザ表裏面反射型、超音波式、光学式（散乱反射型、正反射型）、静電容量式が記載されている。
【０００４】
このような方式はシートの両側に空間がある場合に適用可能であり、広く業界で使用されている。
【特許文献１】特開平５―１５７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、比較的厚いシートでは成形速度が遅く、厚さムラの検出まで時間遅れが大きく、Ｔダイからの流量ムラ、厚さムラなど成形条件の調整作業に時間がかかり、またその間の材料が無駄になる。
【０００６】
特許文献１の方法では成形直後で測定するので検出遅れは無いが、本発明が対象とする１０ｍｍ程度の極厚シートでは具体的なセンサ構成が記載されていない。また、シート片面から検出して１つのセンサで表裏を同時にμｍ単位で精密検出することはセンサの精度および測定範囲の観点より困難を伴い、特に、本発明の対象となる極厚シートの表裏位置は厚みが増すにつれ測定範囲が広くなるので、検出精度がさらに悪くなってしまう。
【０００７】
さらには、成形ロールでシート成形されてまだ高温の半溶融樹脂は、しばしばロール面からシートが剥離し、トラバース（移動）するセンサ上にかぶさり、樹脂シートの絡みつき、または高温度でセンサが破損する場合がある。特に、シートの厚みが増すと、樹脂量が増し、垂れ下がった樹脂にセンサが衝突した場合、センサへのダメージも大きいものとなる。これらの事前検知及び樹脂がセンサに衝突した後の装置破損回避は実用面で重要課題であった。
【０００８】
そこで本発明は、極厚の精密樹脂シートの厚さ寸法プロファイル（シート幅方向の厚み分布）を成形ロール外周面から精密に測定できるシート厚み計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のシート厚み計測装置は、Ｔダイからシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロールのニップ部に流し込むことで成形されるシートの幅方向のシート厚さ分布を、シートの幅方向に移動しながら成形ロールの上面側から測定するシート厚み計測装置において、シートの幅方向に移動可能な１つのトラバース台に、シートの表面位置を検出する表面検出センサと、シートの裏面位置を検出する裏面検出センサとを、シートの厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載し、少なくとも表面検出センサは投光受光の光軸が一致している光軸一致式センサであることを特徴とする。
【００１０】
以上のように本発明のシート厚み計測装置は、表面専用のセンサとシート裏面専用のセンサとを有しているので、計測範囲の狭い精度の高いセンサを用いることができ、かつ各センサが１つのトラバース台に設けられているので、成形ロールの芯振れ、トラバース台の振動をキャンセルでき、シート厚さの精密な測定が可能である。さらには、本発明のシート厚み計測装置はシート厚さに応じて各センサの相対位置を調整できるので、センサ個々の測定範囲が狭い精密センサでも種々の厚さのシートの厚みを成形ロールの外周面側から精密に測定することができる。
【００１１】
また、本発明のシート厚み計測装置の表面検出センサおよび裏面検出センサは光軸一致式のレーザセンサであってもよいし、あるいは光軸一致式の光センサであってもよい。これにより、より精度の高い厚み計測が可能となる。
【００１２】
また、本発明のシート厚み計測装置の裏面検出センサは渦電流式センサであってもよい。この場合、透明シートの他、色付きシート、つや消しシート、あるいは、シート表面に細やかな凹凸があって測定する光が裏面まで透過できないエンボスシートの厚み計測が可能となる。
【００１３】
また、本発明のシート厚み計測装置においては、裏面検出センサの、シートが無い状態の成形ロールから裏面検出センサの先端部までの検出距離増加分ΔＬは、シートの概略厚さをｔ、屈折率をｎとすると、ΔＬ＝ｔ―ｔ／ｎであってもよい。
【００１４】
本発明のシート厚み計測装置は、Ｔダイからシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロールのニップ部に流し込むことで成形されるシートの幅方向のシート厚さ分布を、シートの幅方向に移動しながら成形ロールの上面側から測定するシート厚み計測装置において、シートの表面位置を検出する表面検出センサと、シートの裏面位置を検出する裏面検出センサとを有するシートの幅方向に移動可能なトラバース台が異物に衝突する前に異物を検出する安全検出センサを有することを特徴とする。
【００１５】
極厚のシートの場合、特に樹脂量およびその熱量も多いため、衝突した際に表面検出センサおよび裏面検出センサへのダメージが大きいが、本発明のシート厚み計測装置は、異物との衝突を回避するための安全検出センサを有するため、垂れ下がってきたシートとの衝突を未然に防ぐことができる。
【００１６】
本発明のシート厚み計測装置は、Ｔダイからシート状に押出された溶融樹脂を回転する成形ロールのニップ部に流し込むことで成形されるシートの幅方向のシート厚さ分布を、シートの幅方向に移動しながら成形ロールの上面側から測定するシート厚み計測装置において、シートの表面位置を検出する表面検出センサと、シートの裏面位置を検出する裏面検出センサと、移動方向の前後面に、バンパおよびバンパが異物に衝突した際の衝突を検知する衝突検知用センサとを有し、異物との衝突時には、バンパが異物へと衝突した方向と反対方向のロール端に後退待避する、シートの幅方向に移動可能なトラバース台を備えていることを特徴とする。
【００１７】
計測移動時に、樹脂垂れ下がりがすでに発生しているような場合、本発明のシート厚み計測装置はバンパを備えているので、トラバース台への衝撃を緩衝できるとともに、衝突検知用センサがその際の衝突を検知し、バンパが異物へと衝突した方向と反対方向のロール端に後退待避させるので、衝突によるダメージを小さくすることができる。
【００１８】
また、本発明のシート厚み計測装置は、トラバース台は表面検出センサと裏面検出センサとを、シートの厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載し、少なくとも表面検出センサは投光受光の光軸が一致している光軸一致式センサであってもよい。
【００１９】
また、本発明のシート厚み計測装置の表面検出センサおよび裏面検出センサはレーザセンサであってもよいし、あるいは光センサであってもよい。
【００２０】
また、本発明のシート厚み計測装置の裏面検出センサは渦電流式センサであってもよい。
【００２１】
また、本発明のシート厚み計測装置においては、裏面検出センサの、シートが無い状態の成形ロールから裏面検出センサの先端部までの検出距離増加分ΔＬは、シートの概略厚さをｔ、屈折率をｎとすると、ΔＬ＝ｔ―ｔ／ｎであってもよい。
【００２２】
また、本発明のシート厚み計測装置は、表面検出センサおよび裏面検出センサは耐熱手段を有するものであってもよく、高温対策を施すことで耐用年数を長くすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明のシート厚み計測装置は、表面専用のセンサとシート裏面専用のセンサとを１つのトラバース台に有しているので、成形ロールの外周面側からのシート厚さの精密な測定が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の極厚シートの厚み計測装置を備えたシート成形装置の模式的な側面図である。
【００２５】
本実施形態のシート成形装置は、各軸芯を平衡にして並列配置された成形ロール１〜４の４本の成形ロールと、成形ロール１と成形ロール２とのロール隙間３２に板状の溶融シート３０を供給するＴダイ５と、成形ロール２の下方にはトラバース台９上に設置されたシート厚み計測装置３４とを有する。
【００２６】
Ｔダイ５から供給された板状の溶融シート３０は第１ニップ部３３ａであるロール隙間３２を通過し、成形ロール２の巻きつけ側に沿って移動し、第１ニップ部３３ａと同様に成形ロール２、３で挟まれた第２ニップ部３３ｂ、同じく成形ロール３、４で挟まれた第３ニップ部３３ｃでシート成形、冷却されて寸法精度のよいシート６に成形される。各ロールはシートより低い温度に調節されている。
【００２７】
成形ロール４以降ではシートが、徐々に固化し、厚いシートの場合、板状に切断してシート製品として製造される。
【００２８】
第１ニップ部３３ａには溶融樹脂の「たまり」すなわちバンク３１が形成されている。バンク３１の大きさはＴダイ５からの樹脂の流入とロール隙間３２からシート６として流出するバランスから大きさが決まっていて通常わずかに盛り上がる状態でシート成形する。
【００２９】
Ｔダイ５から押出される溶融シート３０は幅方向にシート厚さを調整するため、２５ｍｍから３０ｍｍピッチで幅方向に多数配置したダイリップ調整装置４５で行われる。ダイリップ調整装置４５はヒートボルト方式が主流でＴダイ５のフレキシブルリップを押し引きしてシート出口スリット幅を調整する。また同じくＴダイ５の内部の流路を幅方向に沿ってシート厚さプロファイルを調整するチョークバー４６も使用される。
【００３０】
シート厚み計測装置：
成形ロール２の下側にはシート成形されて半溶融状態のシート６の厚さを測定するシート厚み計測装置３４が配置されている。シート厚み計測装置３４は、1つのトラバース台９上に表面検出センサ７と裏面検出センサ８とをシート６の厚み方向に対する相対位置が調整可能なように搭載している。
【００３１】
シート厚みはシート表面位置を検知する表面検出センサ７とシート裏面位置を検知する裏面検出センサ８からの位置差より計測される。
【００３２】
図１および図１の矢視Ａ方向からみた図２を参照すると、表面検出センサ７および裏面検出センサ８は各々シート厚さ方向に移動駆動するスライダ３９（Ｙ１軸方向）及びスライダ４０（Ｙ２軸方向）に搭載されており、これにより位置調整され、さらに２台のスライダ３９、４０は上述したように共通のトラバース台９に搭載されており、このトラバース台９がロール長手方向（Ｘ軸）方向に２本のトラバースレール３８に沿って移動する。スライダ３９、４０のＹ１、Ｙ２軸方向への移動はボールネジにより電動駆動され、基準位置から表面検出センサ７および裏面検出センサ８を位置決めできる。なお、スライダ３９、４０の移動範囲は表面検出センサ７および裏面検出センサ８がロール表面位置を検出できる前進位置から、シート垂れ下がりを避けて待避できる充分な後退位置までとしている。
【００３３】
本実施形態においては、シート表面専用の表面検出センサ７、裏面専用の裏面検出センサ８の２個のセンサを用いた構成としているが、これらは共通のトラバース台９に搭載されているので、成形ロールの芯振れ、トラバース台９の振動をキャンセルでき、シート厚さの精密な測定が可能である。
【００３４】
表面検出センサ７および裏面検出センサ８をＸ軸方向に移動させるトラバース台９は歯付きベルト４３（図３参照）で押し引きして電動移動され、トラバース台９すなわち表面検出センサ７および裏面検出センサ８のＸ軸位置はエンコーダで検出される。
【００３５】
表面検出センサ７および裏面検出センサ８には各々カバー３６が設けられており、エアパージしてセンサを冷却している。また表面検出センサ７および裏面検出センサ８のレンズ面にゴミ、ホコリがつかないようセンサレンズ面の光軸位置に開けた穴からエアパージしている。
【００３６】
ケーブルベア４１はトラバース台９とＸ軸のフレーム４２を結び、配線、エア配管のガイドを行う。
【００３７】
衝突回避センサ：
成形ロール２の下面の表面検出センサ７および裏面検出センサ８がＸ軸上を移動する範囲には安全センサ３５が３本設置される。安全センサ３５はロール表面に近接し、ロール長手方向にレーザ光を通して光をさえぎる異物やシート垂れ下がりがあると検出するセンサである。この安全センサ３５はシート厚み計測装置３４との衝突回避センサの役割をする。
【００３８】
安全センサ３５はロール長手方向両端に配置された投光素子および受光素子からなり、投光素子から投光された光を受光素子が受光し、この光をさえぎる異物を検出する。安全センサ３５は第１ニップ部３３ａ下の成形ロール２側に１本と、表面検出センサ７および裏面検出センサ８の直前部に１本、第２ニップ部３３ｂまでの間に１本設置されている。
【００３９】
また図３に例示した構成により異物１００を検知するものでもよい。すなわち、衝突回避センサとして、トラバース台９の前後走行方向に光（レーザ）反射式異物検知センサ５４、５５（例として図１のセンサ５０、５１位置に）と、固定部の反射板５６、５７とを組合せて設けてもよい。また反射板５６、５７と光（レーザ）反射式異物検知センサ５４、５５の各位置を入れ替えても構成できる。また、衝突回避センサとして、超音波式センサで異物１００を感知する方式としてもよい。
【００４０】
トラバース（移動）時のシート厚み計測装置と異物衝突検出手段：
図４は本実施形態のバンパの構造の一例を示す模式図であり、図４（ａ）はバンパを備えたトラバース台の模式的な側面図であり、図４（ｂ）は支持ガイドおよびバンパ軸の一部拡大図である。
【００４１】
図１および図４を参照すると、トラバース台９の前部及び後部には各々丸棒で造られたバンパ５２、５３がたわみ可能にトラバース台９に設けられ、またバンパ５２、５３の内側にはバンパ５２、５３がシート、工具などの異物と装置が衝突した場合にこれを検知するセンサ５０、５１が設けられている。なお、図４ではバンパ５２側のみを示している。
【００４２】
トラバース台９には中空でかつ側面に長穴９ａ’が形成された支持ガイド９ａが設けられている。バンパ５２には支持ガイド９ａに挿入されるバンパ軸５２ａが設けられており、このバンパ軸５２ａには支持ガイド９ａに形成された長穴９ａ’によってバンパ軸５２ａの移動を規制するためのストッパピン５２ｂが取り付けられている。バネ５２ｃはバンパ軸５２ａを挿通させて、バンパ５２と支持ガイド９ａの端面との間に配置されている。また、トラバース台９には、バンパ５２との間に位置するように設けられたリミットスイッチ式のセンサ５０が設けられている。
【００４３】
バンパ５２は、通常、バネ５２ｃの付勢力により支持ガイド９ａの軸方向であってトラバース台９から離れる方向に押出された状態にある。バンパ５２に異物が衝突する（異常時）と、バネ５２ｃの付勢力に打ち勝ってバンパ軸５２ａが支持ガイド９ａ内に押し込まれる。これにより、バンパ５２とトラバース台９との距離が縮まり、バンパ５２がセンサ５０を押すことで衝突が検知される。なお、センサ５０が小さな衝突抵抗でも作動するように、バネ５２ｃの付勢力は弱く設定されている。
【００４４】
シート垂れ下がりでは上記安全センサ３５が作動し、垂れ下がるシートとシート厚み計測装置３４との衝突を回避するが、シート厚み計測装置３４が稼働時にすでにシートが垂れ下がっている場合や、工具などがＸ軸上にある場合などはセンサ３５では検知できない。このような場合バンパ５２で異物を検知し、異物とシート厚み計測装置３４との衝突を回避することができる。すなわち、バンパ５２、５３およびセンサ５０、５１からなるこの安全装置は、既に樹脂垂れ下がりが発生している状態での計測トラバース時に、樹脂垂れ下がり（樹脂シート）が表面検出センサ７および裏面検出センサ８及びトラバース台９と衝突して負荷が掛かった場合、Ｘ軸のバンパ５２、５３がたわむことで衝突検知センサ５０、５１が作動して検出し、Ｘ軸方向への走行を停止するとともに、後退させてロール端にシート厚み計測装置３４を待避させて安全性を高めている。
【００４５】
なお、衝突防止用のセンサは安全センサ３５、センサ５０、５１の他、図３に示すように、Ｘ軸トラバース走行での衝突回避センサとして反射型の光センサ５４、５５を反射板５６、５７と組合せてトラバース台９に設置してもよい。反射板５６、５７はトラバース台９に設けてもよい。また、この他、衝突防止用のセンサとして検出範囲の広い超音波式センサを適用するものであってもよい。
【００４６】
シート材料屈折率、厚さを考慮したセンサ位置の調整：
図５を参照して、裏面検出センサ８、シートがある場合にロール表面から遠ざける検出距離増加分ΔＬについて説明する。なお、図５に示されている２つのセンサはいずれも裏面検出センサ８であり、図中、符号８は成形ロール２の表面にシート６がある場合の裏面検出センサ８の位置を示しており、符号８’はシート６がない場合の裏面検出センサ８の位置を示している。
【００４７】
投光受光を同軸上にしたレーザ式センサを表面検出センサ７および裏面検出センサ８に使用した場合、本実施形態の場合、検出距離Ｌは３０ｍｍであり、その点を中心にして検出範囲ΔＭが±１ｍｍ＝２ｍｍ（図５参照）と狭い。一般にこの種の距離計測器は精度を上げているので検出範囲は狭い。本実施形態においてはシート厚さ２０ｍｍ程度の極厚シートの厚みを精度よく測定するため、表面用と裏面用の合計２台の表面検出センサ７および裏面検出センサ８を用いた。
【００４８】
この場合、裏面用センサのレーザ光はシート内部を通過するので、屈折率の影響で実際より薄いシート厚さとして検出される。そのシート厚さは、ポリカーボネートＰＣ樹脂（屈折率ｎ＝１．５６７）では実際のシート厚みｔの１／１．５６７倍程度である。
【００４９】
そこで、図５に示すように、裏面用の裏面検出センサ８のセット位置もこの屈折率を考慮し、実際のシート厚みｔの１ｔ―（１ｔ／１．５６７）倍程度に裏面検出センサを符号８’の位置から符号８の位置まで検出距離増加分ΔＬだけ遠ざけてセットし、検出範囲のほぼ中央で計測するのがよい。なお、検出距離増加分ΔＬは下記１式となる。
ΔＬ＝ｔ−ｔ／ｎ      （１式）
ここで１式のｎは屈折率ｎ＝１．５６７と定義したが正確には屈折率に関係した常数が正しく、シート材料、シート温度、センサ装置常数などで決まり、ここでは便宜上ｎ＝屈折率と定義した。
【００５０】
空気中でシートがない状態でロール表面位置を測る場合、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）材料、シート厚さｔ＝１０ｍｍの場合であって、検出距離３０ｍｍであり検出範囲２ｍｍの場合（ＢＢ＝３０ｍｍ±１ｍｍ：センサ位置（ここではセンサ先端）とロール面との測定距離ＢＢ（スタンドオフ））、
検出距離増加分ΔＬ＝１０―１０／１．５６７＝３．６２ｍｍ
となる。ゆえにシート裏面の検出距離は３０ｍｍ＋３．６２ｍｍ＝３３．６２ｍｍとなる。つまり、検出距離３０ｍｍから裏面用の裏面検出センサ８を３．６２ｍｍだけ遠ざけて設置する。なお、シート厚が２０ｍｍの場合、検出距離増加分ΔＬは７．２ｍｍとなり、よって、検出距離は３０ｍｍ＋７．２ｍｍ＝３７．２ｍｍとなる。この操作をしない場合、裏面用の裏面検出センサ８による検出範囲から外れることになる。なお、このΔＬはシート厚さに応じて、段階的に設定すればよい。新たな検出範囲ΔＭ’に入るレベルでよく、通常、ｍｍ単位でシート厚みが変わる場合に調整すればよい。
【００５１】
表面検出センサ７および裏面検出センサ８の計算データからシート厚さを求める計算について：
まず、図６を参照して、シート厚さを計測する表面検出センサ７および裏面検出センサ８が投光受光を同軸上にしたレーザ式センサである場合のセンサ位置の調整について説明する。
【００５２】
スライダ３９、４０の原点ｒｅｆ．は予め共通の基準面（ロール表面）を測定し、ズレを把握しておく。
【００５３】
表面検出センサ７および裏面検出センサ８のセンサヘッドの位置セット差ΔＹは、測定する樹脂シートの屈折率ｎを考慮したものとする。すなわち、シート表面までの距離ＡＡを測定する表面検出センサ７からのレーザは空気中のみを通過するので通常位置にセットすることとなるが、裏面検出センサ８は厚さｔのシートを透過してシート裏面までの距離ＢＢを測定するため、樹脂シートの屈折率ｎの影響を受ける。よって、表面検出センサ７および裏面検出センサ８のセンサヘッドの位置セット差ΔＹは、この屈折率ｎを考慮して、
ΔＹ＝ｔ−（ｔ−ｔ／ｎ）＝ｔ／ｎ      （２式）
にて求め、表面検出センサ７および裏面検出センサ８を位置決めする。
【００５４】
以上のようにして位置決めされた表面検出センサ７および裏面検出センサ８によりシート面をＸ軸に沿って計測する。本実施形態のシート厚み計測装置３４はシート厚さに応じて表面検出センサ７および裏面検出センサ８の相対位置を変更できる構成であるので、センサ個々の測定範囲が狭い精密センサでも種々の厚さのシートの厚みを精密に測定することができる。
【００５５】
また、スライダ２個の原点からの位置と測定値からシート厚さを算出する。測定値はサンプリング時間が短いので機械の振動があっても充分追従でき、正確な厚みデータが得られる。
【００５６】
なお、シート幅方向のＸ軸位置は表面検出センサ７および裏面検出センサ８がΔＸだけずれているが、本実施形態の表面検出センサ７および裏面検出センサ８はできるだけ近接させ、ΔＸを極力短くしており、表面検出センサ７および裏面検出センサ８が同じ位置として表面検出センサ７を基準にした。２個の表面検出センサ７および裏面検出センサ８が共通のトラバース台９に近接設置して同時に測定しているので、ロールの面長が長く、ロールの自重による曲がり、ニップ力の変化によるロール曲がりがあっても本実施形態のシート厚み計測装置３４は厚み検出精度が高い。
光軸一致式レーザセンサ：
表面検出センサ７および裏面検出センサ８には、例えば、図７に示すような、光軸一致式レーザセンサを用いるのが好ましい。以下にレーザセンサの測定原理の概略について説明する。
【００５７】
光軸一致式レーザセンサは、レンズ焦点距離振動音さ７ａ、ＣＣＤセンサカメラ７ｂ、ピンホール７ｃ、および受光素子７ｄを有する。レーザの焦点距離はレンズで可変でき、高速度で焦点距離を変動させている（１ミリ秒以下のサンプリング周期）。測定距離（図７中に示す距離Ｂ、検出範囲ΔＭ）内に反射面（シート裏面）があると、この面で反射が大きくなり、センサ内のピンホール７ｄを通過し、受光素子７ｃの光が大きくなり、この瞬間のレンズ焦点距離を読取り間接的にシート裏面位置の距離が測定できる。
【００５８】
なお、光軸一致型センサとしては図７のレーザセンサ以外に光センサ（白色光）を用いても良い。以下に光（白色光）センサの測定原理の概略について説明する。
【００５９】
白色光は７色以上の光が混合し、個々の色の光の屈折率が異なるので焦点距離の色の波長で連続的に並ぶ。この性質を利用して上記レーザセンサと同様にセンサ内の光の通路にピンホールを設けてそのピンホールを通過する光の周波数：スペクトル：色を測定することで、また逆にそのスペクトルに敏感な素子の出力で、シート裏面の位置、すなわち距離が測定できる。
【００６０】
上述の投光受光光軸一致式のセンサの場合、シート表面に傾きがあっても感度が低下するだけで大きな誤差は生じない。一方、図８に示すような正反射レーザ表面検出センサ７０の場合、シート表面に傾き、あるいはうねりがあった場合、これらの影響を受けて測定データに誤差を生じ易い。すなわち、正反射レーザ表面検出センサ７０は、シートに対してある入射角度をもってレーザ光を照射し、センシングＣＣＤ素子７１がシート表面で反射されるレーザ光を受光するとともにシート裏面で反射されるレーザ光も受光し、両者の受光位置間の距離ｄをシート厚さとして検出するものであるため、シート表面に傾きやうねりがあった場合、受光位置間の距離がシート表面に傾きやうねりが誤差Δｄを生じさせ、よって、測定したシート厚さに誤差を生じてしまう。
【００６１】
よって、本発明は投光受光光軸一致式のセンサを用いた１０ｍｍ、２０ｍｍ程度の極厚シート検出用にシステム化して装置としており、数μｍの精密な寸法精度を要求される液晶画面の用途のＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの透明体樹脂シートの成形用途に適し、精密なシートを高精度で計測できる。
厚みプロファイルの調整：
表面検出センサ７および裏面検出センサ８でシート厚みを計測することでシート厚みの幅方向分布を把握しておき、これに基づきＴダイ５のチョークバー４６で粗調整し、次に既存の自動ダイリップ調整装置４５でリップ開度を精密調整する。ダイリップ調整装置４５は表面検出センサ７および裏面検出センサ８の計測データに基づき制御装置４４を介して自動制御する。なお、シート厚みの絶対値の把握はシートの代表的温度と材料の熱収縮率と屈折率を含めて、最終冷却時のシート厚さ絶対値（ダイヤルゲージなどの実測値）に合うように屈折率（ＰＣの例では１．５６７）を修正し精度を上げていく。これらの修正データは過去の運転実績からデータ精度を高め、ほぼ同じ運転条件では再現性の高い厚みプロファイルが得られる。本実施形態の場合、半溶融状態のシートでも測定可能であり、成形ロール２の下方でシート厚みを測定するので、シート成形装置の成形条件を時間遅れなく調整できる。
バンク量の調整：
シート幅全体を一括して大きく、または小さくするにはロール速度、ロールニップ部のスキマを調整することで行う。また、バンクのシート幅方向左右の全体的な傾きは片端のロール隙間を個々に調整して行う。バンク量のプロファイルはシート厚さプロファイルと相関があることから、厚さプロファイルを調整することで均一になる。
【００６２】
一例を図９に示す。図９ではシート厚さは、バンク量とほぼ同じプロファイルを示している（屈折率：１．５６７にセット）。
【００６３】
次に、本実施形態のシート厚み計測装置３４におけるＸ軸方向における衝突を回避するための具体的手段その他安全対策についてまとめる。
Ｘ軸方向における衝突の事前検知：
上述したように、図１に示す安全センサ３５により、表面検出センサ７および裏面検出センサ８がシート幅方向（図３中Ｘ方向）に移動するとき、異物と衝突するのを防止する。また、衝突を検知して待避動作する。すなわち、表面検出センサ７および裏面検出センサ８は、計測走行する際、３個の安全センサ３５に異常が無いことを確かめて走行する。走行途中に樹脂シートが垂れ下がって、安全センサ３５が異常を感知した場合、表面検出センサ７および裏面検出センサ８は各々のスライダ（Ｙ軸）は最下位置に下降し、トラバースレール（Ｘ軸）に沿ってロール端に待避する。
Ｘ軸方向における衝突の事後検知：
通常、シートが垂れ下がってきた場合には上記安全センサ３５が作動することで衝突回避するが、厚み計測装置稼働時にすでにシートが垂れ下がっている場合や、工具などがＸ軸上にある場合などはセンサ３５では検知できない。本実施形態のシート厚み計測装置３４は、上述したようにトラバース台９にバンパ５２、５３が装着されているので、衝突の事後検知がなされ、異物との衝突による装置の破損を防止する構成となっている。すなわち、計測トラバース時に樹脂垂れ下がりで樹脂ヒートが表面検出センサ７および裏面検出センサ８及びトラバース台９と衝突し、負荷が掛かった場合には、Ｘ軸のトラバース台９の前後のバンパ５２、５３がたわみ、衝突検知用センサ５０、５１が作動し、トラバース台９のＸ軸方向への走行停止した後、ロール端まで後退待避させてることで装置の安全性を高めている。
【００６４】
厚み計測時、急にシートが垂れて表面検出センサ７および裏面検出センサ８を覆った場合はシートが高温で柔らかい間にロール端の退避位置（ロール両端２箇所）に戻り、樹脂絡みつきを最小限にする。また高温状態のシートの熱で装置が破損するのを防止する。
防熱対策：
上述したように、表面検出センサ７および裏面検出センサ８は個別にカバー３６で覆われ（図１参照）、内部をエア冷却し、センサのレーザ投光受光穴からエア排気（エアパージ）し、センサレンズ面の汚れを防止している。またカバー上半分はロール、シートからの放射熱を反射させる金属鏡面または銀紙を張り付けている。また、スライダレール上面も固定カバーを設けている。カバー３６は図１、２ではセンサ１個毎に設けていたが表面検出センサ７および裏面検出センサ８の双方を一体に覆う構成であってもよい。この場合熱放射の多いセンサ前面部のみカバーを設けてもよい。このように、防熱カバーで覆い高温対策を施しているので、本実施形態のシート厚み計測装置３４は耐用年数を長くすることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では成形ロール１〜４からなる水平配置４本ロール式の成形装置を例示したが２本ロール式、３本ロール式でもよい。また立て配置、斜め配置多段ロール式でもよい。
（実施形態２）
本発明のシート厚み計測装置は、極厚シートを精度よく測定可能であり、かつ、シート成形装置の成形条件を時間遅れなく調整できることを特徴とするが、成形条件の時間遅れを少なくするよりも計測精度をさらに向上させたい場合、本実施形態に示すような構成としてもよい。
【００６６】
上述した実施形態では、図１に示すように、シート厚み計測装置３４は成形ロール２の下に設置したが、成形ロール３の上方である位置αに下向きに設置してもよい。この場合シートの垂れ下がりが無いがボルトなど異物がロールにかみ込む場合があるので注意が必要である。またこの位置での計測は第１、２ニップを通過し、シート寸法精度が固定しているが上述した実施形態よりは時間遅れが大きい。
【００６７】
この他、シート厚み計測装置３４を成形ロール４の下の位置βに設置してもよい。この場合、成形ロール３の上方である位置αより時間遅れが大きくなるが、ロールニップを３回通り、シート寸法がほぼ固定しているので計測精度は高くなる。
【００６８】
また、シート厚み計測装置３４をロールの中間位置に角度をつけて配置するものであってもよい。
（実施形態３）
本発明のシート厚み計測装置は、極厚シートを精度よく測定可能であり、かつ、シート成形装置の成形条件を時間遅れなく調整できることを特徴とするが、色付きシート、つや消しシート、あるいは、シート表面に細やかな凹凸があって測定する光が裏面まで透過できないエンボスシートについてのシート厚みを測定する場合には、本実施形態に示すような構成としてもよい。
【００６９】
実施形態１のレーザ式シート裏面裏面検出センサ８は透明シートに対しては好適であるが、色付きシート、つや消しシート、あるいは、シート表面に細やかな凹凸があって測定する光が裏面まで透過できないエンボスシートではレーザ光がシートの裏面まで届かず使用できない。
【００７０】
図１０に、色付きシートやエンボスシートの厚さを測定可能な渦電流センサ式をシート裏面を測定するためのセンサとして用いた例を示す。なお、渦電流式裏面検出センサ８ａ以外の構成は実施形態１で説明した構成と基本的には同様であるため、詳細の説明は省略する。また、実施形態１で用いた符合を本実施形態の説明でも用いる。
【００７１】
シート裏面用センサとして渦電流式裏面検出センサ８ａを用いる場合、成形ロール２は金属製ロール表面にする。なお、通常、金属ロールがほとんど使用されている。
【００７２】
渦電流式裏面検出センサ８ａは色付きシート、エンボスシートの他、透明シートにも当然に使用できる。渦電流式裏面検出センサ８ａに比べると実施形態１のレーザ式センサは測定精度が高く、また小型化が容易であるものの、渦電流式裏面検出センサ８ａの場合、測定対象のロール面はシート表面に比較して凹凸の少ない表面形状であり、また、その測定範囲Ｂはレーザ式センサのようにスポットでなく、ロール表面の検出範囲が広い。このため、全体的なシート厚み精度への影響は少ない。また、渦電流式裏面検出センサ８ａは金属製の成形ロール２の表面までの距離ＢＢを測定するため、シート厚さに影響されず、厚さが変わっても位置を変える必要が無いため、ΔＹは特に制限を受けない。
【００７３】
なお、上記各実施形態における各数値、および材質等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置およびシート成形機の概略的な側面図である。
【図２】図１に示す矢視Ａより見た本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置の概略的な構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置による異物検出を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置に装着されたバンパの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置に用いた光レーザの位置決めにおける検出距離増加分ΔＬの説明図である。
【図６】本発明の実施形態１におけるシート厚み計測装置に用いた光レーザの位置決めに関する説明図である。
【図７】本発明に適用可能な光軸一致式レーザセンサの概略構成図である。
【図８】正反射レーザセンサの概略構成およびその測定原理を説明する図である。
【図９】バンク量とシート厚みを関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施形態３における渦電流センサを用いたシート厚み計測装置のセンサ部分の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１、２、３、４    成形ロール
５    Ｔダイ
６    シート
７    表面検出センサ
７ａ    レンズ焦点距離振動音さ
７ｂ    ＣＣＤセンサカメラ
７ｃ    受光素子
７ｄ    ピンホール
８、８’    裏面検出センサ
８ａ    渦電流式裏面検出センサ
９    トラバース台
９ａ    支持ガイド
９ａ’    長穴
３０    溶融シート
３１    バンク
３２    スキマ
３３ａ    第１ニップ部
３３ｂ    第２ニップ部
３３ｃ    第３ニップ部
３４    シート厚み計測装置
３５    安全センサ
３６    カバー
３８    トラバースレール（Ｘ軸）
３９    Ｙ１スライダ（Ｙ１軸）
４０    Ｙ２スライダ（Ｙ２軸）
４１    ケーブルベア
４２    フレーム
４３    歯付きベルト
４４    制御装置
４５    ダイリップ調整装置
４６    チョークバー
５０、５１    センサ（衝突検知用）
５２、５３    バンパ
５２ａ    バンパ軸
５２ｂ    ストッパピン
５２ｃ    バネ
５４、５５    センサ（光反射式）
５６、５７    反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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