(57)【要約】  【課題】測定対象フィルムのＴＤ位置に依存する膜厚演算に用いるべき屈折率の変化の影響を受けにくい、投光光学系および受光光学系に光学繊維を用いた光干渉式の膜厚情報取得装置を提供すること。  【解決手段】測定対象フィルムに投光する投光光学系と、前記測定対象からの反射光または透過光を受光する受光光学系と、受光した反射光または透過光の干渉波形データを生成する干渉波形生成手段と、生成した干渉波形データを送信する膜厚情報送信手段を備えた膜厚情報取得装置である。ここで、投光光学系は複数の投光用光学繊維を備え、受光光学系は複数の受光用光学繊維を備えている。そして、任意の投光用光学繊維の出射口中心点および任意の受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置されている。  【選択図】  図２８
2005351790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象フィルムに投光する投光光学系と、前記測定対象からの反射光または透過光を受光する受光光学系と、受光した反射光または透過光の干渉波形データを生成する干渉波形生成手段と、生成した干渉波形データを送信する膜厚情報送信手段を備えた膜厚情報取得装置であって、
(1)前記投光光学系は複数の投光用光学繊維を備えたものであり、
(2)前記受光光学系は複数の受光用光学繊維を備えたものであり、
(3)任意の前記投光用光学繊維の出射口中心点および任意の前記受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置されたものである、
ことを特徴とする膜厚情報取得装置。
【請求項２】
任意の投光用光学繊維から投光され、測定対象フィルムで反射または透過した光が、受光用光学繊維の開口率に相当する角度以下で任意の受光用光学繊維に受光されるよう投光用光学繊維および受光用光学繊維が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の膜厚情報取得装置。
【請求項３】
所定の方向に複数並べて配置したときに、前記方向に１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所が存在するよう構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の膜厚情報取得装置。
【請求項４】
測定対象フィルムから受光した反射光または透過光の干渉波形データを取得するデータ取得手段と、取得した前記干渉波形データに基づいて前記測定対象フィルムの膜厚を演算する演算手段とを備えた膜厚演算装置であって、前記演算手段は、前記干渉波形データの極値を与える極値波長を推定する極値波長推定手段と、推定した極値波長に基づくフィッティング処理により前記測定対象フィルムの膜厚を演算するフィッティング処理手段を備えたものであることを特徴とする膜厚演算装置。
【請求項５】
前記極値波長推定手段は、前記干渉波形データの極値近傍を、波長を独立変数とする極値を有する関数に近似することにより前記極値波長を推定するものであることを特徴とする請求項４に記載の膜厚演算装置。
【請求項６】
前記極値波長推定手段は、前記干渉波形データの極値近傍データの重心を求めることにより前記極値波長を推定するものであることを特徴とする請求項４または５に記載の膜厚演算装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載の膜厚情報取得装置と、請求項４〜６のいずれかに記載の膜厚演算装置とを備えたことを特徴とする膜厚測定システム。
【請求項８】
口金の間隙から溶融材料を吐出してフィルムを製造するに際し、請求項７に記載の膜厚測定システムを用いて前記フィルムの各部の膜厚を測定し、測定した膜厚に基づいて前記口金の間隙からの前記溶融材料の吐出量を調整することを特徴とするフィルムの製造方法。
【請求項９】
前記膜厚測定システムとして、前記フィルムの幅方向に沿って前記膜厚情報取得装置を複数並べて配置し、前記フィルムの幅方向に１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所が存在するよう構成されたものを用いることを特徴とする請求項８に記載のフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜厚情報取得装置、膜厚演算装置、膜厚測定システムおよびフィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高分子フィルムにおいて、その膜厚の均一性は重要な品質である。膜厚の不均一さは、そのフィルムを使用する段階でハンドリング不良、搬送不良、磁性体塗布不良、蒸着不良等、さまざまなトラブルの原因となる。従って、フィルム製造メーカでは、フィルム膜厚を中心とする品質管理・工程管理を行っている。
【０００３】
フィルム膜厚の均一性は主に、フィルム製造工程でフィルムを搬送する方向（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、以後、ＭＤと呼ぶ）とフィルム表面の法線の両方に直交する方向（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、以後、ＴＤと呼ぶ）の膜厚プロファイルで評価される。それゆえ、フィルムの製造工程においてＴＤ膜厚プロファイルの制御を行うが、そのためにはＴＤ膜厚プロファイルを測定することが重要となる。
【０００４】
ここで、高分子フィルムの製造工程における一般的なＴＤ膜厚プロファイル制御であるフィルム膜厚制御の概略を図１および図２を用いて説明する。図１は、一般的なフィルムの製造工程の概略を示す概略工程図、図２は、フィルム２を形成する溶融樹脂（溶融材料）を吐出する口金間隙７およびこの口金間隙７のＴＤにおける間隙幅の分布を調整することによりＴＤにおける溶融材料の吐出量分布を調整するアクチュエータであるヒートボルト６を備えた口金１の概略図である。
【０００５】
溶融樹脂を口金１を用いてシート状に吐出し、こうして形成されたフィルム２を延伸機構３でＭＤおよびＴＤに延伸する。その後、膜厚情報取得装置４ａでフィルムの膜厚情報を取得し、膜厚演算装置４ｂでこの膜厚情報に基づいてフィルムのＴＤ膜厚プロファイルを演算する。その後、制御量演算装置５で、このフィルム２のＴＤ膜厚プロファイルに基づいて上記口金１のヒートボルト６の制御量を導出し、その制御量に基づいてヒートボルト６を操作して口金間隙７のＴＤにおける間隙幅の分布を調整し、フィルムのＴＤ膜厚プロファイルを制御する。
【０００６】
この膜厚情報取得装置４ａは、測定対象であるフィルム２の膜厚に依存して物理量が変化する光やβ線などの発生装置と、このフィルム２の膜厚情報であるフィルム２の膜厚に依存して変化した物理量を検出する検出装置と、検出した物理量を送信する送信装置とを備えた装置である。
【０００７】
しかし、フィルム膜厚制御に用いられるＴＤ膜厚プロファイルは、一般に、フィルム２を製造しながら、すなわち、ＭＤに高速で搬送しながら膜厚情報取得装置４ａをＴＤに移動させて取得した膜厚情報に基づいて測定される。そのため、実際に得られる膜厚情報は、同じＭＤ位置におけるフィルム２のＴＤにおける各部の膜厚ではなく、フィルム２上をＭＤとＴＤとの両方の方向に移動しながら膜厚を測定したものとなるので、ＭＤにおいて膜厚が変動している場合には、ＴＤの膜厚むらだけでなく、ＭＤの膜厚むらが重畳した膜厚プロファイルとなる。
【０００８】
このことを図３を用いて説明する。図３は、上記のような測定方法によって測定されるＴＤ膜厚プロファイルにＭＤ膜厚むらが重畳することの説明図である。実際の制御対象であり、その均一性が重要である純粋なＴＤ膜厚プロファイルＰ’は、フィルム２を、例えば図の直線ｐ’に沿って測定したものである。この純粋ＴＤ膜厚プロファイルＰ’を測定するのが理想的であるが、上記のとおり、通常、フィルム２をＭＤに高速で搬送しながら膜厚情報取得装置４ａをこれよりもはるかに遅い速度でＴＤに移動させて膜厚を測定するため、得られるＴＤ膜厚プロファイルは、フィルム２を、例えば直線ｐに沿って測定した膜厚プロファイルＰとなる。そして、一般にフィルムはＭＤにも膜厚むらが含まれているため、フィルム膜厚制御に用いられるＴＤ膜厚プロファイルＰにはこのＭＤ膜厚むらが重畳する。このことにより、フィルム膜厚制御の効果が低下し、フィルムのＴＤの膜厚均一性が悪くなる。
【０００９】
本発明者らの知見によれば、この問題を解決するには、膜厚情報取得装置４ａをＴＤに移動させることなく、フィルムのＴＤ全幅の膜厚を、フィルム膜厚制御に用いるヒートボルト６の１本のカバーする幅に対応するフィルムＴＤ幅以下のＴＤ距離の間隔で同時に測定することが好ましい。
【００１０】
このように測定すると、フィルムのＴＤの各部における膜厚情報を同時に取得できるので純粋ＴＤ膜厚プロファイルＰ’を得ることができ、これを用いた正確なフィルム膜厚制御を実現できるため、製造されるフィルムのＴＤの膜厚均一性が向上する。ここで、ヒートボルト６の１本に対応するフィルムＴＤ幅は、１本のヒートボルトにより膜厚を制御することが可能なフィルムのＴＤ幅のことである。
【００１１】
このことを図１、図２および図４を用いて説明する。図４は、フィルム製造工程においてフィルム２を延伸機構３でＴＤに延伸する様子を俯瞰した概略図である。口金間隙７から吐出された溶融材料は延伸機構３によってＴＤに延伸されるため、口金１において、あるＴＤ幅で吐出された溶融材料は膜厚情報取得装置４ａが測定を行うＭＤ位置ではＴＤ幅が口金でのＴＤ幅の数倍となる。フィルム膜厚制御に用いるヒートボルト６は口金１においてｗiのＴＤ距離間隔で設置されているため、ヒートボルト１本が吐出量を制御できる溶融材料のＴＤ幅は、口金においてｗiであり、膜厚情報取得装置４ａが測定を行うＭＤ位置ではその数倍のｗmとなる。従って、フィルムのＴＤ全幅に亘って、ｗmのＴＤ幅内で少なくても１箇所以上のフィルム膜厚を同時に測定する、すなわち、ｗm以下のＴＤ距離間隔で同時に測定を行えば、フィルム膜厚制御の効果を低下させない純粋ＴＤ膜厚プロファイルを得ることが可能となる。
【００１２】
一般的にヒートボルトが配置されているＴＤ距離間隔ｗiは２５ｍｍ以下で、一般的な高分子フィルム製造工程におけるＴＤへの延伸率は４倍程度である。したがって、本発明者らの知見によると、フィルム膜厚制御においては、１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で、フィルムのＴＤ全幅の膜厚を同時に測定することが好ましい。更に好ましくは、２倍程度の低延伸の場合にも対応できるように５０ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で、フィルム全幅の膜厚を同時に測定することである。
【００１３】
また、フィルムの膜厚情報取得装置４ａおよび膜厚演算装置４ｂが採用する膜厚測定原理としては、特許文献１や特許文献２に開示されている光干渉式が好ましい。この方式を利用した膜厚測定方法により、膜厚情報取得装置４ａをＴＤに移動させないか、移動させるとしても非常に短いストロークで短時間に移動させるようにして、フィルム全幅の膜厚を１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で同時に測定することが好ましい。光干渉を利用した光干渉式の膜厚情報取得装置は、測定対象フィルムに投光する投光光学系と、この測定対象からの反射光または透過光を受光する受光光学系と、受光した反射光または透過光の干渉波形データを生成する干渉波形生成手段と、生成した干渉波形データを送信する膜厚情報送信手段を備えた装置である。
【００１４】
ここで、光干渉式の膜厚測定方法を図５および図６を用いて説明する。図５は測定対象フィルムの表裏面における光反射を示したフィルム断面図で、図６はフィルム表裏面からの反射光を同時に受光し、その光を分光したときに得られる分光スペクトル（以後、干渉波形と呼ぶ）の説明図である。以下、単層フィルムの表面と裏面における反射光の干渉現象を利用する場合について説明するが、複数の層からなるフィルムにおける表面と界面とにおける反射光の干渉を利用する場合でも基本原理は同じである。図５に示すように白色光源などから照射される平行な測定光をフィルム２に一定の光入射角度θで投光すると、測定光の一部がフィルム２の表面から直接反射し（反射光I）、残りはフィルム２に屈折入射し、裏面の空気との界面で反射し、再び表面から屈折出射する反射光IIとなる。２種類の反射光I、IIは一定の光路差を有し、互いに干渉することにより、図６に示すような干渉波形を生ずる。透過光を用いる場合も、同様に干渉波形を生ずる。
【００１５】
干渉波形では、特定の波長λmの光が極小の強度を示し、他の特定の波長λm+1/2の光が極大の強度を示し、さらに他の特定の波長λm+1の光が極小の強度を示す。このような干渉波形強度の変化は、測定光の光入射角度θが一定であればフィルム２の膜厚ｄおよび屈折率ｎに依存するため、フィルム２の膜厚ｄは、２種類の反射光の干渉波形から得られる波長λm、λm+1と屈折率ｎとから次式（１）により演算することができる。ここで、ｍは正の整数である。本発明者らの知見によると、このようにして測定される膜厚は光の波長を用いて演算されるため精度が高く、極薄フィルムの膜厚測定にはこの方法が最も適している。
【００１６】
【数１】
2005351790.tif 000003
【００１７】
本発明者らの知見によると、光干渉式の膜厚測定原理を利用した膜厚情報取得装置をＴＤに移動させないか、移動させるとしても非常に短いストロークで短時間に移動させるようにして、フィルム全幅の膜厚を１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で同時に測定することを実現する一つの手段として、膜厚情報取得装置を小型化し、ＴＤに複数並べるという手段が考えられる。このためには膜厚情報取得装置の各構成部を小型化する必要があるが、小型化を行うと測定精度が低下するという問題が生じる。この点において各構成部品の中でも小型化が困難であるのは投光光学系および受光光学系と干渉波形生成手段であるが、測定精度を維持したままこれらを小型化することは、１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で同時に測定することを可能とする光干渉式の膜厚情報取得装置を実現するためには重要な検討事項である。
【００１８】
本発明者らの知見によると、例えば、投光光学系および受光光学系については光学繊維を用いることで小型化するという手段が考えられる。また、このようにすることで、光源、投光光学系、受光光学系および干渉波形生成手段の配置に自由度が生じ、膜厚情報取得装置の小型化が更に容易となる可能性がある。しかしこの場合、投光用光学繊維および受光用光学繊維の配置および測定対象フィルムのＴＤ位置に依存するフィルムの分子配向のため、式（１）に基づく膜厚演算で用いるべき屈折率が変化するという問題が生じるために測定精度が低下してしまう場合が少なくなかった。この問題を解決する手段として、例えば特許文献３に開示されているように、ＴＤ位置によって膜厚演算に用いる屈折率を補正する方法もあるが、ＴＤ位置に依存した屈折率分布を予め正確に測定するのは困難であり、また手間もかかるため、実現は難しかった。
【００１９】
また、もう一つの要素である干渉波形生成手段については、干渉波形生成手段として用いる分光器の回折格子の格子幅の加工精度や分光した光を受光するセンサの大きさおよび精度の影響で、一般に小型化すると分光分解能が低下してしまう。特にコストの面から、汎用の小型分光器を用いた場合、更に分光分解能は低下してしまうため、式（１）による膜厚演算で用いるべきである、実際の膜厚によって得られる干渉波形の極大、極小を与える波長を、膜厚情報取得装置が取得した干渉波形データから精度良く検出することができず、高精度な膜厚測定が困難であった。
【００２０】
本発明者らの知見によると、これらの問題により、従来の技術では小型化した膜厚情報取得装置を用いての高精度な膜厚測定を行えないため、現在存在する光干渉式の膜厚情報取得装置を用いた場合、同時に測定することを可能とするＴＤ距離間隔はせいぜい３００ｍｍ程度が限界であった。
【特許文献１】特開昭５６−１１５９０５号公報
【特許文献２】特開昭６３−１６３１０５号公報
【特許文献３】特開２００２−２７７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の第１番目の目的は、投光光学系および受光光学系に光学繊維を用いた光干渉式の膜厚情報取得装置における上記問題点を解決するため、測定対象フィルムのＴＤ位置に依存する、膜厚演算に用いるべき屈折率の変化の影響を受けにくい光干渉式の膜厚情報取得装置を提供することである。
【００２２】
また、本発明の第２番目の目的は、膜厚情報取得装置において、従来のＴＤ膜厚プロファイル制御における上記問題点を解決するため、ＭＤ膜厚むらの影響を低減できる光干渉式の膜厚情報取得装置を提供することである。
【００２３】
また、本発明の第３番目の目的は、分光分解能が低い光干渉式の膜厚情報取得装置が取得した干渉波形データを用いた膜厚演算における上記問題点を解決するため、分光分解能が低い場合でも精度の良い膜厚演算を実現する膜厚演算装置を提供することである。
【００２４】
また、本発明の第４番目の目的は、上記問題点を解決した膜厚情報取得装置と膜厚演算装置を用いることにより、品質や歩留まりの向上を実現するフィルム製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の目的は、測定対象フィルムに投光する投光光学系と、前記測定対象からの反射光または透過光を受光する受光光学系と、受光した反射光または透過光の干渉波形データを生成する干渉波形生成手段と、生成した干渉波形データを送信する膜厚情報送信手段を備えた膜厚情報取得装置であって、
(1)前記投光光学系は複数の投光用光学繊維を備えたものであり、
(2)前記受光光学系は複数の受光用光学繊維を備えたものであり、
(3)任意の前記投光用光学繊維の出射口中心点および任意の前記受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置されたものである膜厚情報取得装置によって達成される。
【００２６】
更に好ましくは、任意の投光用光学繊維から投光され、測定対象フィルムで反射または透過した光が、受光用光学繊維の開口率に相当する角度以下で任意の受光用光学繊維に受光されるよう投光用光学繊維および受光用光学繊維が配置されているようにする。
【００２７】
本発明の目的は、所定の方向に複数並べて配置したときに、前記方向に１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所が存在するよう構成されていることを実現する膜厚情報取得装置によって達成される。
【００２８】
本発明の目的は、測定対象フィルムから受光した反射光または透過光の干渉波形データを取得するデータ取得手段と、取得した前記干渉波形データに基づいて前記測定対象フィルムの膜厚を演算する演算手段とを備えた膜厚演算装置であって、前記演算手段は、前記干渉波形データの極値を与える極値波長を推定する極値波長推定手段と、推定した極値波長に基づくフィッティング処理により前記測定対象フィルムの膜厚を演算するフィッティング処理手段を備えたものである膜厚演算装置によって達成される。
【００２９】
更に好ましくは、前記極値波長推定手段は、前記干渉波形データの極値近傍を、波長を独立変数とする極値を有する関数に近似することにより前記極値波長を推定するものであるようにする。
【００３０】
更に好ましくは、前記極値波長推定手段は、前記干渉波形データの極値近傍データの重心を求めることにより前記極値波長を推定するものであるようにする。
【００３１】
本発明の目的は、口金の間隙から溶融材料を吐出してフィルムを製造するに際して、本発明の上記膜厚情報取得装置と、上記膜厚演算装置とを兼ね備えた膜厚測定システムを用いて、前記フィルムの各部の膜厚を測定し、測定した膜厚に基づいて前記口金の間隙からの前記溶融材料の吐出量を調整することを特徴とするフィルムの製造方法によって達成される。
【００３２】
更に好ましくは、前記膜厚測定システムとして、前記フィルムの幅方向に沿って前記膜厚情報取得装置を複数並べて配置し、前記フィルムの幅方向に１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所が存在するよう構成されたものを用いるようにする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、測定対象フィルムのＴＤ位置に依存する膜厚演算に用いるべき屈折率の変化の影響を受けにくい、投光光学系および受光光学系に光学繊維を用いた光干渉式の膜厚情報取得装置を提供することができる。
【００３４】
また、本発明によれば、所定の方向に複数並べて配置したときに、ＭＤ膜厚むらの影響が低減されたＴＤ膜厚プロファイルを得ることができる光干渉式の膜厚情報取得装置を提供することができる。
【００３５】
また、本発明によれば、分光分解能が低い光干渉式の膜厚情報取得装置が取得した干渉波形データを用いた場合でも、精度の良い膜厚演算を実現する膜厚演算装置を提供することができる。
【００３６】
また、本発明によれば、品質や歩留まりの向上を実現するフィルム製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態の例を、溶融樹脂を口金からシート状に吐出し、これをＭＤおよびＴＤに延伸して形成した高分子フィルムの膜厚測定に適用した例を用いて説明する。
［実施形態例１］
本発明の第１〜３番目の目的を達成する本実施形態の膜厚情報取得装置および膜厚演算装置を備えた膜厚測定システムを開発した。これを図７を用いて説明する。図７は本実施形態の膜厚測定システムの概略図である。商用のＡＣ１００Ｖを電源ボックス１０でＤＣ１５Ｖに変換し、ケーブル９を介して膜厚情報取得装置８に供給する。膜厚情報取得装置８から膜厚測定対象であるフィルム２へ光を照射し、その反射光を膜厚情報取得装置８で受光する。受光した反射光を波長毎に分光して干渉波形データを生成して、電圧電流変換し、ケーブル９を介して電源ボックス１０に送信する。電源ボックス１０で干渉波形データを電流電圧変換し、ケーブル１１を介して膜厚演算装置１２ａに送信し、干渉波形データに基づいてフィルム２の膜厚を演算する。その結果をディスプレイ１２ｂで表示し、また、ケーブル１１を介して電源ボックス１０に送信してアナログ出力を行う。
【００３８】
本実施形態の膜厚情報取得装置８の詳細を図７および図８を用いて説明する。図８は膜厚情報取得装置の内部概略図である。電源ボックス１０で変換したＤＣ１５Ｖはケーブル９を介して送受信回路２０に供給され、送受信回路２０にあるＤＡＴＥＬ社製ＤＣ−ＤＣコンバータにより、膜厚情報取得装置８の各構成部品へ必要な電力として供給される。浜井電球工業（株）製のレンズランプ１３より発せられ、光学レンズ系１４で集光した光を、投光用ファイバ束１５を介して、「任意の投光用光学繊維の出射口中心点および任意の受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置された」投受光部１６から測定対象フィルム２に投光する。この投光用ファイバ束は、長さ約１６０ｍｍ、径０．３５ｍｍ、開口率０．２２の光ファイバを１２本束ねたものである。この光ファイバはある程度の屈曲を許容することが望まれ、好ましい繊維径の範囲は０．６ｍｍ以下である。フィルム２で反射した光を投受光部１６で受光し、受光用ファイバ束１７を介して分光器１８にて分光する。この受光用ファイバ束は、長さ約１５０ｍｍ、径０．３５ｍｍ、開口率０．２２の光ファイバを７本束ねたものであり、また、分光器としてmicroParts社製のVIS Spectorometerを用いた。この分光器は形状が５５ｍｍ×３５ｍｍ×１０ｍｍの直方体に含まれ、分光波長域は３８０〜７８０ｎｍ、分光分解能は約４ｎｍである。より好ましくは、波長分解能が２ｎｍ以下とより高く、分光波長域が近赤外（９００〜１７００ｎｍ程度）である分光器を用いることであるが、本実施形態では、コスト面を考慮して上記分光器を使用した。分光器１８で分光された光を波長ごとにイメージセンサ１９で受光し、光電変換を行って干渉波形データを生成し、送受信回路２０に送信する。この送信回路２０において干渉波形データを増幅、電圧電流変換し、ケーブル９を介して電源ボックス１０に送信する。
【００３９】
以下で「任意の投光用光学繊維の出射口中心点および任意の受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置された」投受光部について述べる。まず投受光線分について図９を用いて説明する。図９は、反射光を受光する膜厚情報取得装置の場合を示しており、投光用光学繊維ｆiおよび受光用光学繊維ｆrの測定対象フィルム２を介した投受光の様子を示した、これら光学繊維とフィルムのフィルム面の法線を含む平面における断面図である。投受光線分は、膜厚情報取得装置８が備える任意の投光用光学繊維ｆiの出射口中心点ａと任意の受光用光学繊維ｆrの入射口中心点ｂとを結ぶ線分ｌiのことである。
【００４０】
次にこの投受光線分ｌiが「膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置され」ることについて図９、図１０および図１１を用いて説明する。図１０は測定対象フィルム２表面に面する、膜厚情報取得装置８の投受光部１６の投受光面Ｆを示した図で、図１１は膜厚を測定するときの膜厚情報取得装置設置方法を示した図である。投受光面とは、膜厚情報取得装置の投光光学系または受光光学系のうちもっとも測定対象フィルムに近い点を含み、膜厚情報取得装置の光軸に垂直な平面をいう。膜厚情報取得装置の光軸ｌaおよびこの光軸ｌa と投受光部１６の投受光面Ｆとの交点Ｏを考える。膜厚情報取得装置８を、フィルム膜厚を測定するように設置したときにＭＤとなる方向を始線として（ＭＤとなる方向が特定できないときは任意の方向を始線とする）、交点Ｏを中心に時計回りに３０度ずつ全周３６０度を１２の区分に分割する。ただし、交点Ｏに対して１８０度回転させて重なる区分は同じ区分と考え、実質的には６つの区分とする。
【００４１】
次に、投受光線分ｌiを光軸ｌa に沿って投受光面に射影し、投受光線分ｌiの中心点ｌc に相当する点が交点Ｏに重なるように平行移動する。このときの投受光線分ｌiの射影線分を情報取得交線ｌimとする。この操作を、図１１のように、膜厚情報取得装置８を、光軸ｌaが測定対象フィルム２表面の法線とほぼ平行となり、かつ投受光部１６の投受光面とフィルム表面との光軸ｌa に沿った距離が５ｍｍとなるように設置した状態で、膜厚情報取得装置８が備える全ての投光用光学繊維および受光用光学繊維の組について行う(なお、現実に投受光面とフィルム表面との光軸ｌa に沿った距離が５ｍｍでは投光用繊維からフィルム面を介して受光用繊維には光が入射しないような組についても、ここでは、算入するものとする）。本実施形態では、投受光部１６の投受光面Ｆとフィルム表面との光軸ｌa に沿った距離が５ｍｍとなることで干渉波形データのＳＮ比が充分信頼おけるものとなるが、たとえば、３〜８ｍｍでも有意に干渉現象を確認できる干渉波形データを取得できる。
【００４２】
図１１のように膜厚情報取得装置８を設置し、先に分割した６つの区分の内の任意の２区分、区分ｉ、区分ｊそれぞれに含まれる全ての情報取得交線を形成する投光光学繊維と受光光学繊維の組について式（２）が成立したとき「任意の投光用光学繊維の出射口中心点および任意の受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置」されているとする。ただし、式（２）のθi、θjは各投受光の光路を形成する投光用光学繊維および受光用光学繊維の組における光入射角度であり、左辺の分子第１項と分母は区分ｉに含まれる全ての情報取得交線を形成する投光用光学繊維および受光用光学繊維の組について加算したもので、左辺の分子第２項は区分ｊに含まれる全ての情報取得交線を形成する投光用光学繊維および受光用光学繊維の組について加算したものである。
【００４３】
【数２】
2005351790.tif 000004
【００４４】
式（２）を図１２を用いて説明する。図１２は、延伸工程を経て製膜された高分子フィルムの分子の配向強度についての説明図である。分子の配向強度によってフィルムの屈折率は変化するが、ある測定位置Ｏ’における分子配向強度は楕円Ｃのようにフィルム表面上での向きに依存して変化するものとする。式（２）の０．０５という数字は、一般の高分子フィルムで、ある測定位置Ｏ’において向きをｌ1 からｌ2 に変えて分子配向強度を最大に変化させたときの屈折率の変化幅である。また、１．５という数字は一般の高分子フィルムでの最小屈折率である。この式（２）の物理的意味は、先に分割した６つの区分の内のどの２区分を比較しても情報取得交線の数がほぼ同等であり、また、それらが含む全ての情報取得交線を形成する複数の投光用光学繊維と受光用光学繊維との組の光入射角度の分布もほぼ同等である、ということである。即ち、光軸ｌa に関して投光光学系や受光光学系を回転させても、投受光についての変化は小さいということである。
【００４５】
更に好ましくは、上記の配置となる構造である投光光学系および受光光学系を備えた膜厚情報取得装置を、図１１に示すように設置したとき、任意の投光用光学繊維から投光され、測定対象フィルム２で反射または透過した光が、受光用光学繊維の開口率に相当する角度以下で任意の受光用光学繊維に受光されるように投光用光学繊維および受光用光学繊維が配置されているようにする。この開口率に相当する角度とは、光学繊維の光軸と、光学繊維が受光し、伝達することが可能な光の、光学繊維への入射光路とが成す最大の角度である。この様子を図１３に示す。図１３は、膜厚情報取得装置８に含まれる任意の投光用光学繊維ｆiおよび受光用光学繊維ｆrによるフィルム２を介した投受光の様子を示した断面図である。投光用光学繊維ｆiから投光されフィルム２で反射した光が受光光学繊維ｆrに受光されるときの光路が、受光用光学繊維ｆrの受光可能領域Ｒに完全に含まれているように、投受光部に含まれる任意の投光光学繊維ｆiおよび任意の受光光学繊維ｆrが配置されることで、受光時の光量減衰を軽減し、ＳＮ比の大きな干渉波形データを取得できる。
【００４６】
更に好ましくは、投受光部に含まれる全ての投光光学繊維および受光光学繊維の組における光入射角度θが５度以下となる投光用光学繊維および受光用光学繊維の配置であるようにする。このように配置することで膜厚情報取得装置がその膜厚情報を取得する測定対象フィルムの測定範囲を狭くすることが可能となり、より正確にフィルムの１箇所における干渉波形データを取得することができるようになる。
【００４７】
膜厚情報取得装置が備える任意の投光用光学繊維の出射口中心点および任意の受光用光学繊維の入射口中心点を結ぶ投受光線分が、膜厚情報取得装置の光軸に関して等方的に配置された構造を備えた光干渉式の膜厚情報取得装置により、高精度な膜厚測定を行えることを図１４〜図１７を用いて示す。図１４はフィルムＴＤ位置によるフィルムの分子配向の変化の様子を示したフィルム表面図で、図１５は膜厚演算に用いるべきフィルムの屈折率が、フィルム分子配向および情報取得交線により決定することを示したフィルム表面図で、図１６は一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を備えた膜厚情報取得装置における情報取得交線を示した膜厚情報取得装置投受光面の図で、図１７は一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を備えた膜厚情報取得装置が取得した膜厚情報に基づいた膜厚演算を行うときに用いるべき屈折率のＴＤ位置による変化の様子の説明図である。
【００４８】
溶融樹脂を口金を用いてシート状に吐出し、延伸機構でＭＤおよびＴＤに延伸された高分子フィルムは、延伸によってフィルムの分子配向がＴＤ位置に依存したものとなり、図１４に示すようにフィルム中央では、分子配向強度を示す楕円の長径はほぼＭＤに平行であるが、両端では斜めに傾斜した分子配向になる場合が多々ある。
【００４９】
式（１）に示したように光干渉式の膜厚測定における膜厚演算ではフィルムの屈折率を用いるが、その屈折率は、図１５に示すように、そのＴＤ位置におけるフィルム２の分子配向強度の、情報取得交線ｌimを光軸ｌaに沿ってフィルム２に正射影して得られる情報取得交線ｌの方向の成分ｎpに依存する。
【００５０】
一般の投光光学系および受光光学系に光学繊維を用いた光干渉式の膜厚情報取得装置における情報取得交線ｌは、図１６に示すように、先に述べた６区分の特定区分に多く存在する。このことにより、フィルムＴＤ位置によりフィルムの分子配向が変化する場合、膜厚演算を行うときに用いるべき屈折率は図１７に示すようにフィルムＴＤ位置により変化する。したがって、屈折率を定数とする一般的な膜厚演算では高精度な膜厚演算を行えなかった。
【００５１】
本発明者らは、このフィルムのＴＤ位置による膜厚演算に用いるべき屈折率の変化が原因で生じる膜厚測定精度の低下を容易に解決する手段を模索し、１つの情報取得交線を所定の方向に向けたままＴＤに移動させたときに膜厚演算に用いるべき屈折率の変化の仕方と、任意のＴＤ位置のフィルムを１つの情報取得交線に対してフィルム表面の法線を軸に回転させたときの光干渉式の膜厚演算において用いるべき屈折率の変化の仕方とが類似していることに着目した。
【００５２】
すなわち、あるＴＤ位置の測定箇所における分子の配向強度を示す楕円は、異なるＴＤ位置においてもその形状を保持しつつ、楕円中心点に関して回転しているだけであるということである。したがって、光軸ｌa に関して回転させても投受光についての変化が小さな本実施形態の配置の投受光部を持つ膜厚情報取得装置が取得する干渉波形データはＴＤ位置に依存しにくい。
【００５３】
この発明の効果を図１８および図１９を用いて説明する。図１８は本実施形態の膜厚情報取得装置８の投受光部１６の投受光面Ｆを示した図で、図１９は一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を持つ膜厚情報取得装置と、本実施形態の膜厚情報取得装置をそれぞれ用いて、図１１のように、膜厚情報取得装置を、光軸ｌaがフィルム表面の法線とほぼ平行となり、かつ投受光部の投受光面とフィルム表面との光軸ｌa に沿った距離が５ｍｍとなるように設置した状態で、フィルムを膜厚情報取得装置に対してフィルム表面の法線を軸に反時計回りに回転させて膜厚を式（１）に基づいて演算した結果を比較した図である。このとき、演算の前提とする屈折率は１．６５、光入射角度は０度とした。図１９に示すように、一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を持つ膜厚情報取得装置における膜厚測定値ｄは、回転角度が９０度、１２０度のときに膜厚測定値が大きく変化しているが、本実施形態の膜厚情報取得装置における膜厚測定値ｄiには膜厚測定値に変化はない。これは本発明の有用性を示すものである。
【００５４】
次に、本実施形態の膜厚情報取得装置の形状を図２０に示す。図２０は、本実施形態の膜厚情報取得装置の外形図である。外形が２１０×１１８×３４ｍｍ3なので「所定の方向に複数並べて配置したときに、前記方向に１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所が存在する」状態を実現できる。
【００５５】
以下で「所定の方向に複数並べて配置」について図２１を用いて説明する。図２１は、膜厚情報取得装置を所定の方向に複数並べた状態を示す断面図である。フィルム２の表面上の線分Ｌ上に膜厚測定箇所が存在するように膜厚情報取得装置８を複数並べる。なお、Ｌは曲線であってもよい。この状態を、「所定の方向に複数並べて配置」した状態とする。このとき、各膜厚情報取得装置で測定条件が大きくは異ならないように配置するのが好ましい。すなわち、各膜厚情報取得装置の光軸ｌaがフィルム２表面の法線となす角度がほぼ同じとなり、かつ投受光部１６の投受光面とフィルム表面との光軸ｌa に沿った距離もほぼ同じとなるのがよい。好ましくは、角度のずれが±１度以下で、距離の差が±１ｍｍ以下である。
【００５６】
さて、図７に戻って説明を続ける。前述のとおり、本実施形態の上記膜厚情報取得装置８から電源ボックス１０に送信された干渉波形データは電流電圧変換され、ケーブル１１を介して膜厚演算装置１２ａに送信される。膜厚演算装置１２ａにおいて、干渉波形データはＡＤ変換されデジタルデータとして扱われる。この膜厚演算装置１２ａは内蔵されたプログラムによって、取得した干渉波形データから測定対象フィルムの実膜厚によって生じる干渉波形の極値を与える極値波長を推定する極値波長推定手段を実行し、その後、推定した極値波長に基づくフィッティング処理により測定対象フィルム２の膜厚を演算するフィッティング処理手段を実行する。そして、演算して得られた膜厚をディスプレイ１２ｂに表示し、また、ＤＡ変換してケーブル１１を介して電源ボックス１０に送信し、電源ボックス端子から膜厚に応じたアナログ値を出力する。
【００５７】
「極値波長推定手段」について図２２および図２３を用いて説明する。図２２および図２３は、取得した干渉波形データを予め保持しているリファレンスデータを用いて正規化した正規化干渉波形データを用いて、測定対象フィルムの実膜厚によって生じる干渉波形の極値を与える極値波長を推定する極値波長推定手段の説明図である。このリファレンスデータとは、膜厚が約２００μｍのフィルムに対して、図１１に示すように膜厚情報取得装置を設置して、その反射光を分光し、デジタルデータとしたものである。リファレンスデータには、測定対象フィルムの裏面反射光以外の要素、すなわち膜厚情報取得装置光学系の分光特性およびフィルム表面反射光強度の情報が含まれており、したがって、このデータによる正規化を行うことで、干渉現象をより正確に検出できるようになる。図２２のように、干渉波形データの極値近傍を、干渉波形データの極値近傍データを用いて、波長を独立変数とする極値を有する関数ｆ（λ）で最小二乗法により近似し、その近似関数の極値を極値波長とする方法、または図２３のように、干渉波形データの極値近傍データ（λ1、Ｉ1）、（λ2、Ｉ2）、・・・、（λn、Ｉn）を用いて式（３）により強度重心を求め、その重心波長λGを極値波長とする方法の、いずれかまたは両方を用いて極値波長を推定するものである。
【００５８】
【数３】
2005351790.tif 000005
【００５９】
干渉波形データの極値近傍データは、干渉波形データの極値を与える波長の１つλeにおいて、波長λeの直前の干渉波形データの変曲点を与える波長λpi以上、波長λeの直後の干渉波形データの変曲点を与える波長λai以下の波長域に存在する複数の干渉波形データの波長データおよびその波長における波形強度データの中から、波長λeの干渉波形データと、その前後に同数の、干渉波形データの波長データおよびその波長における干渉強度データのことである。また、干渉波形データの極値近傍は、干渉波形データの極値近傍データが存在する波長域のことである。本実施形態では、干渉波形データの極値近傍データ全てを用い、ｆ（λ）として波長の二次多項式を用いて推定を行った。
【００６０】
次に、推定した極値波長に基づいて膜厚演算を行う膜厚演算フィッティング手段を説明する。まず、前記極値波長推定手段により推定した極値波長のうち極大を与える波長をλep1、λep2、・・・、λepn、極小を与える波長をλeb1、λeb2、・・・、λebmとし、また、膜厚ｄのときに理論式（４）から得られる干渉波形における、それぞれの推定した極値波長に対応する次数ａiを持つ波長をλp1(d)、λp2(d)、・・・、λpn(d)、λb1(d)、λb2(d)、・・・、λbm(d)とする。ただし、式（４）において、Ｉ（λ，ｄ）は正規化された干渉強度、λは波長、ｎは屈折率、θは光入射角度である。また、サフィックスのｎおよびｍは正の整数である。
【００６１】
【数４】
2005351790.tif 000006
【００６２】
次数ａiおよび波長λp1(d)、λp2(d)、・・・、λpn(d)、λb1(d)、λb2(d)、・・・、λbm(d)を説明する。式（４）より、Ｉ（λ，ｄ）が２となる極大を与える波長は式（５）を満たす。ただし、ａiは（整数＋０．５）となる。
【００６３】
【数５】
2005351790.tif 000007
【００６４】
そこで、この式（５）のλpi(d)の代わりにλepiを代入し、最も近い（整数＋０．５）を、
λepiに対応する次数とし、式（５）からをλpi(d)を求める。また、式（４）より、Ｉ（λ，ｄ）が０となる極小を与える波長は式（６）を満たす。ただし、ａiは整数となる。
【００６５】
【数６】
2005351790.tif 000008
【００６６】
そこで、この式（６）のλbi(d)の代わりにλebiを代入し、最も近い整数を、λebiに対応する次数とし、式（６）からをλbi(d)を求める。
【００６７】
次にこれらの波長を用いて、式（７）のＪ1(d)または式（８）のＪ2(d)が最小となる膜厚ｄ、または式（９）のＪ3(d)が最大となる膜厚ｄのいずれかの膜厚ｄを測定対象フィルムの膜厚とする。
【００６８】
【数７】
2005351790.tif 000009
【００６９】
【数８】
2005351790.tif 000010
【００７０】
【数９】
2005351790.tif 000011
【００７１】
式（７）右辺は極値を与える波長における正規化した干渉強度を評価するもので、第１項が極大を与える波長における干渉強度、第２項が極小を与える波長における干渉強度を評価している。また、式（８）右辺は極値を与える波長を評価するもので、第１項が極大を与える波長、第２項が極小を与える波長を評価している。式（９）右辺は、波長λep1、λep2、・・・、λepn、λeb1、λeb2、・・・、λebmをそれぞれ式（４）に代入して得られる正規化した干渉強度から１を引いた値を並べ、正規化したベクトルと、極大を与える波長に対応する要素に１、極小を与える波長に対応する要素に−１を並べたベクトルとの成す角度の余弦を評価したものである。式（７）および（８）はズレを評価するため評価値は小さければよく、また式（９）は角度の余弦ゆえ評価値が大きければよい。本実施形態では式（９）を用いた。
【００７２】
分光分解能が低い光干渉式の膜厚情報取得装置が取得した干渉波形データを用いた膜厚演算において、上記のように、干渉波形データを用いて極値波長を推定し、推定した極値波長に基づいて膜厚演算フィッティングを行う膜厚演算装置により、高精度な膜厚測定を行えることを以下で示す。
【００７３】
光干渉式の膜厚測定では膜厚演算に式（１）を用いるので、極値波長を正確に検出することが膜厚の測定精度を向上させることになる。しかし一般に、小型で、しかも安価な分光器は分光分解能が低いという傾向があり、極値波長を正確に検出できない。このことを図２４を用いて示す。図２４は、本実施形態で用いた分光分解能が約４ｎｍの分光器による正規化した干渉波形データと、この干渉波形データを取得したフィルムの実膜厚から式（４）により計算した干渉波形との比較図である。図２４に示すように干渉波形データｗの極大または極小を与える波長ｗmax、ｗminと、フィルムの実膜厚から理論的に得た干渉波形ｗrの極大または極小を与える波長ｗrmax、ｗrminに違いが生じ、そのまま波長ｗmaxおよびｗminを極値を与える波長とみなして膜厚を演算しても高精度な膜厚測定を行えない。
【００７４】
本発明者らは、この分光分解能が低いことによる、フィルムの実膜厚から理論的に得られる干渉波形の極大または極小を与える波長の検出精度の低さが原因で生じる膜厚測定精度の低下を解決する手段を模索し、上記のような極値波長推定手段を用いることで検出精度を向上させ、更に、推定した干渉波形データの極値波長に基づいたフィッティングを行うことで膜厚測定精度を向上させることができることを発見した。
【００７５】
一般の信号処理技術として、取得データのサンプリング間隔が大きい場合には適切な関数を用いて取得データ間を近似し、その関数に従うデータが取得データ間に存在すると仮定する技術がある。本実施形態においても、極値波長推定手段において波長を独立変数とする二次多項式を用いて、干渉波形データの極値近傍を近似し、極値波長を推定した。しかし、この推定した極値波長は少なからず誤差を含んでいる。
【００７６】
この誤差を含んでいる推定極値波長を用いて、式（１）に基づき測定した膜厚プロファイルの信頼性は常に十分高いとは限らない。この原因は、膜厚演算に用いる推定極値波長の数が少なく、誤差を相殺しきれないことにある。そもそも膜厚情報取得装置が取得できる干渉波形データは有限な波長域におけるものであり、得られる推定極値波長の数には限りがある。極値波長推定方法において、適切に極値近傍データおよび近似関数を選択すれば推定極値波長が含む誤差は正規分布に従うと考えられるので、推定極値波長を多数用いて式（１）に基づいた膜厚演算を行えば誤差の影響は小さくなる。しかし、上記の通り、得られる推定極値波長の数には限りがあるため、それぞれの推定極値波長が含む誤差を充分に相殺できず、誤差の影響が無視できない程度に残る場合が少なくない。
【００７７】
したがって、推定極値波長を信頼する式（１）に基づいた膜厚演算を用いては、その膜厚測定値の信頼性は向上しない。そこで本発明者らは推定極値波長は相殺しきれない誤差を含んでいるとして上記のような膜厚演算フィッティングを行うことで、誤差に対する頑健性を向上し膜厚測定値の信頼性を向上した。
【００７８】
この発明の効果を図２５、図２６、および図２７を用いて説明する。図２５は同じフィルム位置の膜厚を、アンリツ株式会社製の電子マイクロメータによって測定した測定プロファイルＰと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データの極大および極小を与える波長を用いて式（１）に基づいた膜厚演算を行い測定した測定プロファイルＰiの比較図で、図２６は同じフィルム位置の膜厚を、上記電子マイクロメータによって測定した測定プロファイルＰと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データから極値波長に基づいて波長を独立変数とする二次多項式を用いた極値波長推定方法を用いて推定し、その推定した極値波長を用いて式（１）に基づいた膜厚演算を行い測定した測定プロファイルＰiの比較図で、図２７は同じフィルム位置の膜厚を、上記電子マイクロメータによって測定した測定プロファイルＰと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データに基づいて波長を独立変数とする二次多項式を用いた極値波長推定方法を用いて推定し、かつ、上述の膜厚演算フィッティングを用いて膜厚を演算した測定プロファイルＰiの比較図である。本実施形態の膜厚情報取得装置および本実施形態の膜厚演算装置を備えた膜厚測定システムは、電子マイクロメータとほぼ一致するプロファイルを測定していることが分かり、本実施形態の膜厚測定システムは高精度な膜厚測定を実現できていることが確認できる。これは本発明の有用性を示すものである。
【００７９】
本実施形態の膜厚情報取得装置および本実施形態の膜厚演算装置を備えた膜厚測定システムを用いることで、本発明の第４番目の目的を達成することができることを図２８を用いて示す。図２８は、フィルム全幅の膜厚を１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で同時に測定することを実現する全幅同時測定システムの一例を示した図である。図２８に示すように、本実施形態の膜厚情報取得装置をＴＤに複数並べて配置し、ＴＤに１００ｍｍ以下の間隔で膜厚測定箇所を存在させることで、純粋なＴＤ膜厚プロファイルを測定することができ、フィルム膜厚制御の効果を劣化させることなく、膜厚の均一性が高い高品質なフィルムを製膜することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明はフィルムの膜厚を測定する光干渉式の膜厚情報取得装置、膜厚演算装置、膜厚測定システム、フィルムの製造方法に限らず、フィルムの光学的物性測定システムなどにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】一般的なフィルムの製造工程の概略を示す概略工程図である。
【図２】溶融樹脂の吐出量分布を調整するヒートボルトを備えた口金の概略図である。
【図３】一般的なフィルムのＴＤ膜厚プロファイル測定方法により測定したＴＤ膜厚プロファイルが含む誤差の説明図である。
【図４】フィルム製造工程においてフィルムをＴＤに延伸する様子を示した概略図である。
【図５】光干渉式の膜厚測定方法の説明図である。
【図６】光干渉式の膜厚情報取得装置が取得する干渉波形である。
【図７】本発明の実施形態である膜厚測定システムの概略図である。
【図８】本発明の実施形態である膜厚情報取得装置の内部構成図である。
【図９】投光用光学繊維および受光用光学繊維とフィルムの断面図である。
【図１０】膜厚情報取得装置投受光部の投受光面を示した図である。
【図１１】膜厚情報取得装置設置方法を示した図である。
【図１２】延伸工程を経て製膜された高分子フィルムの分子の配向強度についての説明図である。
【図１３】投光用光学繊維および受光用光学繊維によるフィルムを介した投受光の様子を示した断面図である。
【図１４】フィルムＴＤ位置によるフィルムの分子配向の変化の様子を示したフィルム表面図である。
【図１５】膜厚演算に用いるべきフィルムの屈折率が、フィルム分子配向および情報取得交線により決定することを示したフィルム表面図である。
【図１６】一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を備えた膜厚情報取得装置における情報取得交線を示した膜厚情報取得装置投受光面の図である。
【図１７】一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を備えた膜厚情報取得装置が取得した膜厚情報に基づいた膜厚演算を行うときに用いるべき屈折率のＴＤ位置による変化の様子の説明図である。
【図１８】本実施形態である膜厚情報取得装置の投受光部の投受光面を示した図である。
【図１９】一般的な配置である光学繊維を用いた投光光学系および受光光学系を持つ膜厚情報取得装置と、本実施形態の膜厚情報取得装置それぞれを用いての膜厚測定結果の比較図である。
【図２０】本発明の実施形態である膜厚情報取得装置の外形図である。
【図２１】膜厚情報取得装置を所定の方向に複数並べた状態を示す断面図である。
【図２２】本発明の極値波長推定手段の説明図である。
【図２３】本発明の極値波長推定手段の説明図である。
【図２４】本実施形態で用いた分光分解能が約４ｎｍの分光器による正規化した干渉波形データと、この干渉波形データを取得したフィルムの実膜厚から式（４）により計算した干渉波形との比較図である。
【図２５】同じフィルム位置の膜厚を、アンリツ株式会社製の電子マイクロメータによって測定した測定プロファイルと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データの極大および極小を与える波長を用いて式（１）に基づいた膜厚演算を行い測定した測定プロファイルＰiの比較図である。
【図２６】同じフィルム位置の膜厚を、アンリツ株式会社製の電子マイクロメータによって測定した測定プロファイルＰと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データから極値波長を、波長を独立変数とする二次多項式を用いた極値波長推定方法を用いて推定し、その推定した極値波長を用いて式（１）に基づいた膜厚演算を行い測定した測定プロファイルＰiの比較図である。
【図２７】同じフィルム位置の膜厚を、電子マイクロによって測定した測定プロファイルＰと、本実施形態の膜厚情報取得装置で取得した干渉波形データを用いて本実施形態の膜厚演算装置により測定した測定プロファイルＰiの比較図である。
【図２８】フィルム全幅の膜厚を１００ｍｍ以下のＴＤ距離間隔で同時に測定することを実現する全幅同時測定システムの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００８２】
１      口金
２      樹脂
３      延伸機構
４ａ    膜厚情報取得装置
４ｂ    膜厚演算装置
５      制御量演算装置
６      ヒートボルト
７      口金間隙
８      膜厚情報取得装置
９      ケーブル
１０    電源ボックス
１１    ケーブル
１２ａ  膜厚演算装置
１２ｂ  ディスプレイ
１３    レンズランプ
１４    光学レンズ系
１５    投光用ファイバ束
１６    投受光部
１７    受光用ファイバ束
１８    分光器
１９    イメージセンサ
２０    送受信回路
【図１】
2005351790.tif 000012
【図２】
2005351790.tif 000013
【図３】
2005351790.tif 000014
【図４】
2005351790.tif 000015
【図５】
2005351790.tif 000016
【図６】
2005351790.tif 000017
【図７】
2005351790.tif 000018
【図８】
2005351790.tif 000019
【図９】
2005351790.tif 000020
【図１０】
2005351790.tif 000021
【図１１】
2005351790.tif 000022
【図１２】
2005351790.tif 000023
【図１３】
2005351790.tif 000024
【図１４】
2005351790.tif 000025
【図１５】
2005351790.tif 000026
【図１６】
2005351790.tif 000027
【図１７】
2005351790.tif 000028
【図１８】
2005351790.tif 000029
【図１９】
2005351790.tif 000030
【図２０】
2005351790.tif 000031
【図２１】
2005351790.tif 000032
【図２２】
2005351790.tif 000033
【図２３】
2005351790.tif 000034
【図２４】
2005351790.tif 000035
【図２５】
2005351790.tif 000036
【図２６】
2005351790.tif 000037
【図２７】
2005351790.tif 000038
【図２８】
2005351790.tif 000039