(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に表面抵抗値が６〜２０００Ω／□のＩＴＯ皮膜を付着させた導電膜に設定間隔を空けて対向させてその導電膜に渦電流を流す渦電流発生部と、前記導電膜に流れる渦電流を前記導電膜とは離間した状態で検出する渦電流検出部と、前記渦電流発生部と導電膜の間隔を検出するレーザー式変位センサーからなる間隔検出部とを所定数づつ設け、前記渦電流発生部に印加する電圧を一定にした状態で、前記渦電流検出部の検出結果と前記間隔検出部の検出結果とに基づいて、前記導電膜の表面抵抗を前記導電膜の製造プロセスにおいて連続的に算出する算出手段を設け、前記算出手段は、予め作成しておいた渦電流と前記間隔との関係についての校正曲線に基づき、前記間隔検出部の検出結果が前記設定間隔から外れていると、前記設定間隔から外れたことに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流の増減量を前記渦電流検出部の検出結果から減じあるいは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づいて、前記導電膜の表面抵抗を算出するよう構成してある表面抵抗測定装置。
【請求項２】
前記間隔検出部の数を前記渦電流発生部の数よりも少なくしてある請求項１記載の表面抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表面抵抗測定装置に関し、詳しくは、導電膜の表面抵抗をインラインで測定する表面抵抗測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス、セラミックあるいは高分子フィルムなどの表面に電気抵抗の低い金属被膜または金属酸化物被膜を付着させた導電基板は、その導電性を利用した用途、たとえば液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイといったフラットパネルディスプレイや、大陽電池などの透明電極、プラウン管の窓の透明静電シールド板、または透明電磁シールド板、発熱体などの電気・電子分野の用途に広く使用されている。
【０００３】
また、このような導電膜の中で光の選択透過性を有するものは、その赤外光反射特性を利用して、大陽エネルギ利用のための窓材や、建物・自動車などの熱線反射用材料として利用されている。
【０００４】
従来、上記のような導電基板の導電膜の表面抵抗は、二端子もしくは二探針または四端子もしくは四探針などの接触式表面抵抗測定法により測定されるのが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の接触式表面抵抗測定法は破壊測定であり、産業的には製品の導電膜表面での傷の発生による性能劣化あるいは品位の劣化が起こるという問題があった。
【０００６】
上記のような導電膜表面での傷の発生を防止するため、電磁誘導コイルと導電膜との結合インダクタンスを測定する方法（磁界を印加して発生する渦電流を測定する方法）が知られている。
【０００７】
この方法は、１００Ω／□程度以上の表面抵抗値を持つ導電膜を測定するには印加磁界の強度をかなり上げる必要があるために、磁束の広がりが大きくなり、インラインの連続測定では製造プロセスでの基板のパスライン変動（基板面の法線方向の振動）により、センサ部と測定対象である導電膜との間隔が変動し、結合インダクタンスが一定とならず、結果として測定誤差が大きくなるという問題がある。
【０００８】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、導電膜の性能劣化あるいは品位の劣化を防止できながら、パスライン変動による測定誤差を抑制できて、インライン連続測定を精度良く行うことができる表面抵抗測定装置を提供する点にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００１０】
［構成］
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に表面抵抗値が６〜２０００Ω／□のＩＴＯ皮膜を付着させた導電膜に設定間隔を空けて対向させてその導電膜に渦電流を流す渦電流発生部と、前記導電膜に流れる渦電流を前記導電膜とは離間した状態で検出する渦電流検出部と、前記渦電流発生部と導電膜の間隔を検出するレーザー式変位センサーからなる間隔検出部とを所定数づつ設け、前記渦電流発生部に印加する電圧を一定にした状態で、前記渦電流検出部の検出結果と前記間隔検出部の検出結果とに基づいて、前記導電膜の表面抵抗を前記導電膜の製造プロセスにおいて連続的に算出する算出手段を設け、前記算出手段は、予め作成しておいた渦電流と前記間隔との関係についての校正曲線に基づき、前記間隔検出部の検出結果が前記設定間隔から外れていると、前記設定間隔から外れたことに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流の増減量を前記渦電流検出部の検出結果から減じあるいは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づいて、前記導電膜の表面抵抗を算出するよう構成してある。
【００１１】
［作用］
導電膜に設定間隔を空けて対向させた渦電流発生部で導電膜に渦電流を流す。例えば、渦電流発生部としてのフェライトコアコイルなどのコイルに高周波電圧を印加し、前記コイルを導電膜に近づけることで、導電膜に高周波誘導結合による渦電流を流す。
【００１２】
電圧を一定にしておくと、導電膜に流れる渦電流と導電膜の表面抵抗が逆比例（反比例）することから、渦電流を検出することで、渦電流発生部と導電膜を前記設定間隔空けた状態（基準点）での表面抵抗を求めることができる。
【００１３】
この場合、予め渦電流と表面抵抗との関係について校正曲線（検量線）を作成しておくと、表面抵抗を求めやすくすることができる。
【００１４】
渦電流は、原理的に導電膜と渦電流発生部との間隔が大きくなるにつれて小さくなる傾向がある。
【００１５】
そこで、前記間隔検出部の検出結果が前記設定間隔から外れていると、算出手段が、前記設定間隔から外れたことに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流の増減量を渦電流検出部の検出結果から減じあるいは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づいて、導電膜の表面抵抗を算出する。
【００１６】
このようにして導電膜の表面抵抗を算出するから、導電膜と渦電流発生部との間隔が変わっても、導電膜の表面抵抗の測定値に誤差が生じにくくなる。
【００１７】
また、導電膜の表面抵抗を導電膜に接触することなく測定するから、導電膜に傷がつくのを防止することができる。
【００１８】
そして、例えば渦電流発生部と渦電流検出部とを導電膜の製造プロセスの幅方向に複数配置することで、表面抵抗の前記幅方向における分布や表面抵抗の流れ方向のトレンド（経時的変化）を求めることができる。
【００１９】
［効果］
従って、導電膜の性能劣化あるいは品位の劣化を防止できながら、パスライン変動による測定誤差を抑制できて、インライン連続測定を精度良く行うことができる表面抵抗測定装置を提供することができた。
【００２０】
請求項２による発明の構成・作用・効果は次の通りである。
【００２１】
［構成］
請求項１による発明の構成において、前記間隔検出部の数を前記渦電流発生部の数よりも少なくしてある。
【００２２】
［作用］
請求項１の構成による作用と同様の作用を奏することができるのに加え、次の作用を奏することができる。
【００２３】
例えば、導電膜の製造ライン速度が１ｍ／ｍｉｎ程度以下の低速では、パスライン変動は幅方向にほぼ均等に生じると考えることができる。
【００２４】
このような場合は、渦電流発生部の数よりも少ない数（例えば１個）の間隔検出部の検出結果と各渦電流検出部の検出結果とに基づいて、算出手段で導電膜の表面抵抗を算出する。
【００２５】
これにより、間隔検出部の個数を少なくすることができて、間隔検出部に要するコストを低廉化することができる。
【００２６】
［効果］
従って、請求項１の構成による効果と同様の効果を奏することができるのに加え、安価に製作できる表面抵抗測定装置を提供することができた。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１に、本発明にかかる非接触式の表面抵抗測定装置の構成を示してある。
【００２９】
この表面抵抗測定装置は、基板１上の導電膜２に設定間隔を空けて対向させてその導電膜２に渦電流を流す渦電流発生部３Ａと、導電膜２に流れる渦電流を導電膜２とは離間した状態で検出する渦電流検出部３Ｂ（渦電流発生部３Ａとは一体である）とから成る複数（ｎ個）の渦電流センサー３を設け、渦電流発生部３Ａと導電膜２の間隔を検出する複数（ｎ個）の変位センサー４（間隔検出部に相当）を前記渦電流センサー３と一体に設け、渦電流検出部３Ｂの検出結果と変位センサー４の検出結果とに基づいて、導電膜２の表面抵抗を算出するコンピュータ７（算出手段に相当）を設けて構成してある。
【００３０】
前記渦電流発生部３Ａはフェライトコアコイルなどのコイルで構成してあり、このコイルに高周波電圧を印加し、コイルを導電膜２に近づけることで導電膜２に高周波誘導結合による渦電流を流す。
【００３１】
前記渦電流センサー３と変位センサー４とは、それらに対するセンサーアンプ６にセンサーケーブル５を介して接続してある。また、測定結果を表示するＣＲＴ８と、測定結果を印字出力するプリンタ９と、測定された表面抵抗値が規定された範囲外になったことや異常をオペレータに報知する警報装置１０とを設けてある。
【００３２】
前記センサーアンプ６には、高周波発振器と、渦電流のアナログ信号をデジタル信号に変換する第１Ａ／Ｄ変換器と、前記間隔に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換する第２Ａ／Ｄ変換器とを設けてある。
【００３３】
前記複数の渦電流センサー３と変位センサー４は、導電膜２の製造プロセスにおいて導電膜２の幅方向に配置して、表面抵抗の幅方向の分布や表面抵抗の流れ方向のトレンド（経時的な変化）をコンピュータ７により求めることができるようにしてある。
【００３４】
前記コンピュータ７は、前記第１及び第２Ａ／Ｄ変換器によって得られたデジタル信号に基づいてデータ処理し、変位センサー４の検出結果が前記設定間隔から外れていると、設定間隔から外れたことに起因する渦電流の増減量を求めるとともに、前記渦電流の増減量を渦電流検出部３Ｂの検出結果から減じあるいは加える補正を行い、その補正した渦電流の値に基づいて、導電膜２の表面抵抗を算出するよう構成してある。この算出方法については後で詳しく説明する。
【００３５】
次に、上記構造の表面抵抗測定装置の動作について説明する。
【００３６】
1)  前記渦電流発生部３Ａが基板１上の導電膜２と数ｍｍの設定間隔を空けて対向する状態に、渦電流センサー３と変位センサー４を配置する。
【００３７】
2)  センサーアンプ６から渦電流センサー３の渦電流発生部３Ａに高周波を印加して、高周波誘導結合により導電膜２に渦電流を発生させる。
【００３８】
3)  前記印加する高周波電圧を一定に制御していれば、導電膜２に流れる渦電流と導電膜２の表面抵抗が逆比例（反比例）することから、図２に示すように、予め渦電流と表面抵抗との関係について校正曲線（検量線）を作成しておくことで、導電膜２と渦電流発生部３Ａとを前記設定間隔空けた状態（基準点）での未知の導電膜２の表面抵抗を求めることができる。
【００３９】
4)  渦電流は、原理的に導電膜２と渦電流発生部３Ａとの間隔が大きくなるにつれて小さくなる傾向があるため、予め作成しておいた渦電流と前記間隔（渦電流発生部３Ａと導電膜２の間隔）との関係についての校正曲線（検量線）（図３参照）に基づいて、渦電流検出部３Ｂの検出結果を補正する。
【００４０】
5)  次に、上記の補正の方法について説明する。
【００４１】
例えば、表面抵抗が６Ω／□の導電膜の場合、基準点での渦電流は６６％であるが、インラインにおいてパスライン変動により、前記間隔が−１ｍｍ、すなわち（渦電流センサー３の）渦電流発生部３Ａと導電膜２との間隔が１ｍｍ小さくなった場合、渦電流は７８％となって、実際の表面抵抗よりも測定値が１２％大きくなる。
【００４２】
そこで、この場合は渦電流センサー３の渦電流検出部３Ｂが検出した渦電流の値から１２％減算する補正を行う。
【００４３】
逆に、前記間隔が＋１ｍｍ、すなわち渦電流発生部３Ａと導電膜２との間隔が１ｍｍ大きくなった場合、渦電流の値は５４％となって実際の表面抵抗よりも測定値が１２％小さくなる。
【００４４】
そこで、この場合は渦電流検出部３Ｂが検出した渦電流に１２％加算する補正を行う。このような補正をすれば、パスライン変動があっても表面抵抗測定の誤差を抑制できる。
【００４５】
このように、表面抵抗が既知の導電膜２について、図３に示すような校正曲線を予め作成しておくことで、補正値を正しく求めやすくすることができる。
【００４６】
前記コンピュータ７により表示される表面抵抗は任意の作成ソフトウエアにより、測定値やグラフとしてデータ処理を行い、インラインでの表面抵抗連続測定を行う。
【００４７】
導電膜２の表面抵抗の算出は、コンピュータ７の演算周期により導電膜２の製造プロセスにおいて連続的に行うことができる。
【００４８】
表面抵抗の測定結果を警報装置１０や製造プロセスにフィードバックすることで、製造の際に表面抵抗を制御することができ、製造工程における品質の向上・生産性向上を図ることができる。
【００４９】
前記渦電流センサー３と変位センサー４を一体に設けたことで、導電膜の製造ライン速度が１ｍ／ｍｉｎ程度以上の高速では、ほぼ同一点での渦電流と前記間隔の測定を行うことができ、測定精度を向上させることができる。
【００５０】
〔別実施形態〕
前記導電膜２の製造ライン速度が１ｍ／ｍｉｎ程度以下の低速では、パスライン変動は幅方向にほぼ均等に生じると考えることもでき、このような低速で導電膜２を製造する場合、複数の渦電流センサー３に対して前記変位センサー４を１個だけ設けた構造に構成することもできる。
【００５１】
つまり、前記変位センサー４の数を前記渦電流発生部３Ａの数よりも少なく設定する。これにより、変位センサー４にかかるコストを低く抑えることができる。
【００５２】
前記変位センサー４は分解能が高くて精度がよい方がよく、分解能が１０μｍ、精度が±５％以下であれば、より正確な測定結果を得ることができる。
【００５３】
前記渦電流センサー３と変位センサー４とを別体に形成してあってもよい。
【００５４】
前記設定間隔は上記の実施形態の数値に限られないが、３ｍｍ以下に設定すると、より正確な測定結果を得ることができる。
【００５５】
前記変位センサー４は、静電容量式・超音波式・レーザ式・光電式などの変位センサーで構成することができる。
【００５６】
前記コンピューター７は、パーソナルコンピュータ・ファクトリーコンピュータ等で構成することができる。
【００５７】
前記渦電流発生部３Ａと渦電流検出部３Ｂと変位センサー４との数は上記の実施形態における数に限られるものではなく、適宜変更することができる。
【００５８】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【００５９】
本実施例において使用した非接触式表面抵抗測定装置を以下に示す。
高周波渦電流センサー（フェライトコアコイル内臓）として、測定範囲１Ω／□〜２０００Ω／□を使用し、高周波発信器で２ＭＨｚを印加した。
【００６０】
導電膜として、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム上のＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  ０ｘｉｄｅ）被膜を付着させたもので、６〜２０００Ω／□の範囲で表面抵抗値の異なるものを数枚使用した。
【００６１】
前記変位センサーとしてレーザ式変位センサーを使用し、仕様として測定範囲は０〜３ｍｍ、分解能１０μｍ、測定精度は±３％である。
【００６２】
センサーアンプには１６ビットＡ／Ｄ変換器を含めた。表面抵抗の補正演算器としてパーソナルコンピュータを使用した。
【００６３】
なお、本実施例による測定結果の妥当性を評価するため、本実施例にて使用する導電膜について予めＪＩＳ  Ｋ７１９４規格の四探針法にて表面抵抗値を測定した。
【００６４】
本実施例による非接触式表面抵抗測定結果と前記ＪＩＳ  Ｋ７１９４規格の四探針法による表面抵抗測定結果との比較を図４に示す。
【００６５】
また、本実施例によるパスライン変動と測定結果との関係を図５に示す。本実施例によるパスライン変動に対する測定精度の向上について図６に示す。
【００６６】
この結果、本実施例により測定した表面抵抗値はＪＩＳ  Ｋ７１９４規格の四探針法により測定した表面抵抗値と相関係数０．９９以上で一致した。また、パスライン変動が±３ｍｍ以内では非接触式表面抵抗測定を精度±５％以下で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面抵抗測定装置の概略図
【図２】渦電流と表面抵抗との関係についての校正曲線（検量線）を示す図
【図３】渦電流と離隔距離の関係についての校正曲線（検量線）を示す図
【図４】表面抵抗測定結果の比較を示す図
【図５】パスライン変動と測定結果との関係を示す図
【図６】測定精度の向上を示す図
【符号の説明】
２            導電膜
３Ａ          渦電流発生部
３Ｂ          渦電流検出部
４            間隔検出部
７            算出手段
【図１】
0004292612.tif 000002
【図２】
0004292612.tif 000003
【図３】
0004292612.tif 000004
【図４】
0004292612.tif 000005
【図５】
0004292612.tif 000006
【図６】
0004292612.tif 000007