(57)【要約】【課題】  レーザー光の反射を利用してシート材料の厚みを測定できる非接触型厚み測定装置を用いる場合において、測定精度を高めることができるシート材料の厚み測定方法を提供する。【解決手段】  ローラ１の外周面にシート材料２が接触する直前または外周面から離れる直後の位置において、非接触型厚み測定装置６のレーザー光照射源７からレーザー光をシート材料に照射して厚みを測定する。【選択図】図１
2009063522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローラによって案内されて搬送される、レーザー光が通過可能なシート材料の厚みを、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて測定するシート材料の厚み測定方法であって、
前記ローラの外周面に前記シート材料が接触する直前または前記外周面から離れる直後の位置において、前記非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源から前記レーザー光を前記シート材料に照射して前記厚みを測定することを特徴とするシート材料の厚み測定方法。
【請求項２】
ローラによって案内されて搬送される、レーザー光が通過可能なシート材料の厚みを、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて測定するシート材料の厚み測定方法であって、
前記ローラとして、外周部に前記ローラの径方向外側に向かって開口し且つ前記ローラの周方向に連続する１本以上の環状の溝が形成された溝付きローラを用い、
前記シート材料を間にして前記溝と対向する位置に配置した前記非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源から前記レーザー光を前記溝に向かって照射し、前記溝を覆う前記シート材料の部分の厚みを測定することを特徴とするシート材料の厚み測定方法。
【請求項３】
前記溝付きローラの前記外周部には、前記ローラの回転中心が延びる方向に所定の間隔をあけて複数の前記溝が形成されており、
前記複数の溝の１つと前記シート材料を間にして対向する位置に、前記レーザー光照射源を移動させて、前記複数の溝と対向する前記シート材料の複数の部分の厚みを順次測定することを特徴とする請求項２に記載のシート材料の厚み測定方法。
【請求項４】
前記非接触型厚み測定装置は、前記シート材料と前記レーザー光照射源との間の距離を、前記レーザー光照射源の位置を移動させて調節するように構成されている請求項１または２に記載のシート材料の厚み測定方法。
【請求項５】
レーザー光が通過可能なシート材料をローラによって案内しながら搬送し、レーザー光照射源を備え且つレーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて前記シート材料の厚みを測定するシート材料の厚み測定装置であって、
前記ローラの外周面に前記シート材料が接触する直前または前記外周面から離れる直後の位置において、前記レーザー光を前記シート材料に照射するように前記レーザー光照射源が配置されていることを特徴とするシート材料の厚み測定装置。
【請求項６】
レーザー光が通過可能なシート材料をローラによって案内しながら搬送し、レーザー光照射源を備え且つレーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて前記シート材料の厚みを測定するシート材料の厚み測定装置であって、
前記ローラとして、外周部に前記ローラの径方向外側に向かって開口し且つ前記ローラの周方向に連続する１本以上の環状の溝が形成された溝付きローラが用いられ、
前記シート材料を間にして前記溝と対向する位置に前記レーザー光照射源から前記レーザー光を前記溝に向かって照射するように前記レーザー光照射源が配置されていることを特徴とするシート材料の厚み測定装置。
【請求項７】
前記溝付きローラの前記外周部には、前記ローラの回転中心が延びる方向に所定の間隔をあけて複数の前記溝が形成されており、
前記非接触型厚み測定装置は、前記複数の溝の１つと前記シート材料を間にして対向する位置に、前記レーザー光照射源を移動させる位置調整自在移動機構を備えていることを特徴とする請求項６に記載のシート材料の厚み測定装置。
【請求項８】
前記位置調整自在移動機構は、前記シート材料と前記レーザー光照射源との間の距離を、前記レーザー光照射源の位置を移動させて調節するように構成されている請求項７に記載のシート材料の厚み測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いてローラによって案内されるシート材料の厚みを測定する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平１１−２４８４２４号公報（特許文献１）には、ローラによって案内されるシート材料の厚みをレーザー光を利用して測定する非接触式のシート厚み計測装置が開示されている。このシート厚み計測装置では、ローラ上を接触走行するシートの上方に、シートを部分的に横切るように配置されたレーザー光の投光器と受光器とを配置し、またレーザー光の通過領域に基準部材上面距離検出センサを配置して、基準部材上面距離検出センサとシートとの間のギャップ寸法を測定し、この測定結果を用いて、演算によりシートの厚みを測定する。
【０００３】
また特開２００４−６９４４６号公報（特許文献２）には、レーザー光の反射を利用して二枚の板状透明体の間の隙間の寸法を測定する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２４８４２４号公報  図１
【特許文献２】特開２００４−６９４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前者の非接触式のシート厚み計測装置は、投光器と、受光器と、基準部材上面距離検出センサとを必要として、各部材の位置決め設定が複雑で、使い勝手が必ずしも良くなかった。また後者の非接触型厚み測定装置を用いて、ローラ上を接触走行するレーザー光が通過可能なシート材料の厚みを測定した場合には、測定精度を高めることができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、レーザー光の反射を利用してシート材料の厚みを測定できる非接触型厚み測定装置を用いる場合において、測定精度を高めることができるシート材料の厚み測定方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ローラによって案内されて搬送される、レーザー光が通過可能なシート材料の厚みを、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて測定するシート材料の厚み測定方法を改良の対象とする。本発明は、レーザー光の反射を利用してレーザー光を透過するシート材料の厚みを測定する場合に、シート材料のレーザー光を照射する側とは反対側の位置に空気層が存在することが、測定精度を高めるということを見出したことを基礎する。そこで本発明においては、ローラの外周面にシート材料が接触する直前または外周面から離れる直後の位置において、非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源からレーザー光をシート材料に照射して厚みを測定する。ローラの外周面にシート材料が接触する直前または外周面から離れる直後の位置においては、シート材料の裏面側に空気層（空間）が存在している状態でも、シート材料に加わる張力は比較的に大きい。そのためシート材料がローラに沿って走行している状態でも、シート材料の厚み方向への変動幅は、殆どない。その結果、シート材料の裏面側に空気層を設けても、シート材料の厚み方向への変動分が検出されることがないので、従来よりも測定精度を高めることができる。
【０００７】
またローラとして、外周部にローラの径方向外側に向かって開口し且つローラの周方向に連続する１本以上の環状の溝が形成された溝付きローラを用いてもよい。この場合には、シート材料を間にして溝と対向する位置に配置した非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源からレーザー光を溝に向かって照射する。そして溝を覆うシート材料の部分の厚みを測定する。このような溝付きローラを用いた場合には、シート材料をローラの外周面に接触させた位置で、溝がシート材料の裏面側に空気層を提供することになるため、厚みの測定を高い精度で行うことが可能になる。そしてこの場合には、シート材料の厚み方向への変動は０であり、最も高い精度厚みを測定することが可能になる。
【０００８】
なお溝付きローラの外周部には、ローラの回転中心が延びる方向に所定の間隔をあけて複数の溝が形成されたものを用いるのが好ましい。そして複数の溝の１つとシート材料を間にして対向する位置に、レーザー光照射源を移動させて、複数の溝と対向するシート材料の複数の部分の厚みを順次測定する。このようにすると、シート材料をシート材料の走行方向及び厚み方向と直交する幅方向に沿って、複数箇所において厚みを測定することができる利点が得られる。
【０００９】
また非接触型厚み測定装置は、シート材料とレーザー光照射源との間の距離を、レーザー光照射源の位置を移動させて調節するように構成されているものを用いるのが好ましい。このようにするとレーザー光の焦点合わせが容易になる利点が得られる。
【００１０】
本発明の方法を実施するシート材料の厚み測定装置は、ローラの外周面にシート材料が接触する直前または前記外周面から離れる直後の位置において、レーザー光をシート材料に照射するように非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源を配置する。ローラとして、外周部にローラの径方向外側に向かって開口し且つローラの周方向に連続する１本以上の環状の溝が形成された溝付きローラを用いる場合には、シート材料を間にして溝と対向する位置にレーザー光照射源からレーザー光を溝に向かって照射するようにレーザー光照射源を配置すればよい。
【００１１】
また溝付きローラの外周部に、ローラの回転中心が延びる方向に所定の間隔をあけて複数の溝が形成されている場合には、非接触型厚み測定装置として、複数の溝の１つとシート材料を間にして対向する位置に、レーザー光照射源を移動させる位置調整自在移動機構を備えたものを用いればよい。また位置調整自在移動機構としては、シート材料とレーザー光照射源との間の距離を、レーザー光照射源の位置を移動させて調節するように構成されているものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シート材料がローラに沿って走行している状態でも、シート材料の厚み方向への変動幅が、殆どないか全く無い状態を作ることができるので、シート材料の厚み方向への変動分が検出されることがなく、従来よりも測定精度を高めることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。図１は、本発明のシート材料の厚み測定方法及び装置の実施の形態の一例を説明するために用いる図である。図１においては、符号１で示した部材は、ガイド用のローラであり、紙面と直交する方向に軸線が延びて、軸線を中心にして回転する。なお図１においては、シート部材２の厚みを誇張して描いており、また各部材の寸法も正確なものではない。長尺状のシート部材２は、このローラ１に案内されてローラの外周面と一部接触しながらその長手方向に走行する。シート部材２は、レーザー光が通過可能な材料で形成されている。すなわちシート材料２は、レーザー光が通過可能な二枚の合成樹脂フィルム３及び４の間に、レーザー光が通過可能な所定の材料層５が形成された複合構造を有している。このシート部材２は、例えば一方の合成樹脂フィルム３の上に適宜の印刷法により未硬化状態の材料を印刷塗布し、その後未硬化状態の材料を表面に接着性が残る半硬化状態まで乾燥させた後、他方の合成樹脂フィルム４を半硬化状態の材料層の上に重ね合わせ、その後積層方向に所定の圧力を加えて製造されたものである。このような製造工程を経た場合には、材料の塗布条件や、乾燥条件、そして加圧条件によって、材料層５の厚みにバラツキが生じたり、材料層５にむらが生じる欠陥が発生することがある。そこでこのような欠陥を検出するための一つの方法として、厚みを測定することが行われている。合成樹脂フィルム３及び４の厚みは、基本的に一定であると考えると、測定したシート材料の厚み寸法から２枚の合成樹脂フィルムの厚み寸法を引いた値が、材料層５の厚み寸法となる。またシート材料の厚み寸法の変化からも材料層５の厚みの変化を知ることもできる。
【００１４】
本実施の形態では、ローラ１の外周面１ａにシート材料２が接触する直前５ｃｍまたは外周面１ａから離れる直後５ｃｍの位置（測定位置）において、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置６のレーザー光照射源７からレーザー光をシート材料に照射して厚みを測定する。なおこの測定位置までの距離は、シート材料の材質や、シート材料の送り速度等の条件によって異なってくる。この測定位置までの距離が、１ｃｍ〜３ｃｍの範囲内であれば、シート材料の材質の如何に拘わらず、高い測定精度で測定が可能であることが確認されている。
【００１５】
このような非接触型厚み測定装置６としては、「株式会社キーエンス」が「レーザー測定器ＬＴ−９０００」の名称で販売するものを使用することができる。測定原理は公知であるため、ここでは説明を省略する。本実施の形態では、ローラ１の外周面１ａにシート材料２が接触する直前または外周面から離れる直後の位置においては、シート材料２の裏面側に空間が存在している状態でも、シート材料２に加わる張力は比較的に大きい。そのためシート材料２がローラ１に沿って走行している状態でも、シート材料２の厚み方向への変動幅は、殆どない。その結果、シート材料２の厚み方向への変動分が検出されることがないので、従来よりも測定精度を高めることができる。
【００１６】
図２及び図３は、本発明の方法及び装置の第２の実施の形態を説明するための図である。図２及び図３においては、シート部材２の厚みを誇張して描いており、また各部材の寸法も正確なものではない。この実施の形態では、ローラとして溝付きローラ１０を用いている。溝付きローラ１０には、その外周部にローラ１０の径方向外側に向かって開口し且つローラの周方向に連続する１本以上の環状の溝１１が形成されている。この溝１１の深さ寸法は、測定装置６の厚み測定における層間分離性能や測定可能範囲等によって異なるが、０．０２ｍｍ以上の深さ寸法が必要である。またこの溝１１の幅寸法は、１ｍｍ以上であればよい。そしてシート材料２を間にして溝１１と対向する位置に、非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源７を配置し、レーザー光を溝に向かって照射する。溝１１は、シート材料２の裏側に空間を形成する機能を発揮しているので、溝１１を覆うシート材料２の部分２ａの厚みを測定することが可能になる。このような溝付きローラ２０を用いた場合には、シート材料２をローラ２０の外周面に接触させた位置で、厚みの測定を行うことできるので、シート材料２の厚み方向への変動はほぼ０であり、最も高い精度厚みを測定することが可能になる。本実施の形態では、図３に示すように、溝付きローラ２０の外周部には、ローラ２０の回転中心または軸線ＣＬが延びる方向に所定の間隔をあけて複数の溝１１が形成されたものを用いる。そして複数の溝１１の１つとシート材料２を間にして対向する位置に、レーザー光照射源７を移動させて、複数の溝１１と対向するシート材料２の複数の部分の厚みを順次測定する。このようにすると、シート材料２をシート材料２の走行方向及び厚み方向と直交する幅方向に沿って、複数箇所において厚みを測定することができる。
【００１７】
第２の実施の形態を実施する場合には、図４に示すように、非接触型厚み測定装置として、レーザー光照射源７をローラ１０の径方向に位置調整可能に支持し且つローラ１０の回転中心または軸線ＣＬが延びる方向にレーザー光照射源７を移動させる位置調整自在移動機構１３を備えたものを用いるのが好ましい。この位置調整自在移動機構１３は、レーザー光照射源７をスライド可能に支持する第１のスライド機構１４と、第１のスライド機構１４を軸線ＣＬに沿ってスライドさせる第２のスライド機構１５とから構成されている。第１及び第２のスライド機構１４及び１５は、それぞれ図示しないモータを駆動源として電動駆動可能になっている。このように非接触型厚み測定装置として、シート材料２とレーザー光照射源７との間の距離を、レーザー光照射源７の位置を移動させて調節するように構成されているものを用いると、レーザー光の焦点合わせが容易になる。
【００１８】
以下に本願明細書及び図面に記載した発明について、構成要件を記載する。
【００１９】
（１）ローラによって案内されて搬送される、レーザー光が通過可能なシート材料の厚みを、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて測定するシート材料の厚み測定方法であって、
前記ローラの外周面に前記シート材料が接触する直前５cm以内または前記外周面から離れた直後５cm以内の位置において、前記非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源から前記レーザー光を前記シート材料に照射して前記厚みを測定することを特徴とするシート材料の厚み測定方法。
【００２０】
（２）ローラによって案内されて搬送される、レーザー光が通過可能なシート材料の厚みを、レーザー光の反射を利用して厚みを測定する非接触型厚み測定装置を用いて測定するシート材料の厚み測定方法であって、
前記ローラとして、外周部に前記ローラの径方向外側に向かって開口し且つ前記ローラの周方向に連続し且つ深さが０．０２mm以上の１本以上の環状の溝が形成された溝付きローラを用い、
前記シート材料を間にして前記溝と対向する位置に配置した前記非接触型厚み測定装置のレーザー光照射源から前記レーザー光を前記溝に向かって照射し、前記溝を覆う前記シート材料の部分の厚みを測定することを特徴とするシート材料の厚み測定方法。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のシート材料の厚み測定方法及び装置の実施の形態の一例を説明するために用いる図である。
【図２】本発明の方法及び装置の第２の実施の形態を説明するために用いる図である。
【図３】本発明の方法及び装置の第２の実施の形態を説明するために用いる図である。
【図４】位置調整自在移動機構の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  ローラ
２  シート材料
３  合成樹脂フィルム
４  合成樹脂フィルム
５  材料層
６  非接触型厚み測定装置
７  レーザー光照射源
１０  溝付きローラ  
１１  溝
１３  位置調整自在移動機構
１４  第１のスライド機構
１５  第２のスライド機構
【図１】
2009063522.tif 000003
【図２】
2009063522.tif 000004
【図３】
2009063522.tif 000005
【図４】
2009063522.tif 000006