(57)【要約】  基材上の被膜の厚みを測定する方法を記載する。前記基材は、第２主表面と反対側の第１主表面を有し、前記被膜は前記第１主表面の一部分を覆っている。第１測定工程の間に、第１測定ビームを用いて第１基準点から前記基材の前記第１主表面の前記被膜で覆われていない一部分までの距離を測定し、第２測定ビームを用いて第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない一部分までの距離を測定する。第２測定工程の間に、前記第１測定ビームを用いて前記第１基準点から前記被膜までの距離を測定し、前記第２測定ビームを用いて前記第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない一部分までの距離を測定する。そのようにして測定した前記被膜の厚みは、自動車用グレージングペインにインクを塗布する方法における制御パラメータとして用いることもできる。
2012530926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に一定な厚みを有し且つ第１主表面および反対側の第２主表面を有する基材上の被膜の厚みを測定する方法であって、
前記被膜が前記第１主表面の一部分を覆い、
前記方法が
第１測定ビームを前記基材の前記第１主表面に向けて配置するように、第１センサーを前記基材に対して位置付ける工程；
第２測定ビームを前記基材の前記第２主表面に向けて配置するように、第２センサーを前記基材に対して位置付ける工程；
第１測定工程；および
第２測定工程；
を含み、
前記第１測定工程が、
前記第１測定ビームを用いて、第１基準点から前記基材の前記第１主表面の前記被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること、および
前記第２測定ビームを用いて、第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること
を含み、
前記第２測定工程が、
前記第１測定ビームを用いて、前記第１基準点から前記被膜までの距離を測定すること、および
前記第２測定ビームを用いて、前記第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記第１測定工程の間、前記第１センサーが前記第２センサーと向かい合っている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１測定ビームが前記第２測定ビームと重なり合っているか、または、前記第１測定ビームが前記第２測定ビームに対して横方向に動かされる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第２測定工程の間、前記第２センサーが前記第１センサーと向かい合っている、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記第１測定ビームが前記第２測定ビームと重なり合っているか、または、前記第１測定ビームが前記第２測定ビームに対して横方向に動かされる、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第１測定ビームが前記第２測定ビームと異なる偏光を有する、請求項１〜５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記第１測定ビームおよび前記第２測定ビームが直交的に偏光している、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記第１センサーが前記第１主表面を横切って走査する、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記第２センサーが前記第２主表面を横切って走査する、請求項１〜８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記第１センサーおよび前記第２センサーが重なり合って前記基材を走査する、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記第１測定ビームおよび/または前記第２測定ビームが多色である、請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記第１および/または前記第２センサーが色変位センサー、好ましくは共焦点色変位センサーである、請求項１〜１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記第１基準点が前記第１センサーに付随する、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記第２基準点が前記第２センサーに付随する、請求項１〜１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記第１測定工程および前記第２測定工程の間、前記第１センサーの前記第２センサーに対する間隔が同一または実質的に同一である、請求項１〜１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記第１センサーが前記第２センサーと機械的に連携する、請求項１〜１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記被膜がインク、好ましくは湿潤インクを含む、請求項１〜１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記基材がガラス板である、請求項１〜１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
前記基材が実質的に平面状である、請求項１〜１８のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記基材が自動車用グレージングである、請求項１〜１９のいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
以下の工程を含む、自動車用グレージングペインにインクを塗布する方法：
前記グレージングペインの主表面に対してインク塗布デバイスを配置する工程；
前記グレージングペインの前記主表面の一部分にインクを塗布する工程；
請求項１〜１８のいずれか１項記載の方法を用いて前記インクの厚みを測定する工程；および
このようにして測定したインクの厚みを制御パラメータとして用いて、前記グレージングペインまたは後続のグレージングペインに続いて塗布するインクの量を制御する工程。
【請求項２２】
以下を具える、自動車用グレージングペインにインクを塗布するための装置：
前記グレージングペインの表面にインクを塗布するためのインク塗布デバイス；
前記グレージングペイン用の支持体；
前記グレージングペインの厚みを収容するのに充分な間隔を空けて第２色変位センサーと向かい合っている、第１色変位センサー；
前記第１色変位センサーに対して前記グレージングペインを移動させるための手段；ならびに
前記インク塗布デバイスおよび前記第１および/または第２色変位センサーと電気的に連携しており、前記グレージングペインの前記表面に塗布するインクの量を制御するように構成されている、制御手段。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上の被膜の厚みを測定する方法、特に、ガラス板上の湿潤インク被膜の厚みを測定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車産業においては、車両の窓上に黒色の不透明バンドを使用することが周知である。そのような不透明バンドは、典型的には、平面ガラス板に、そのガラス板を実質的に加工するのに先立って適切なインクを塗布することによって生成される。インクは、通常スクリーン印刷法によって平面ガラス板に塗布されるが、他の適切な手法、例えば、インクジェット印刷、噴霧または、はけ塗りを使用してもよい。主表面に湿潤インクを有する平面ガラス板は、そのガラス板を曲げるおよび/または強化するために続いて加熱されることによって、前記インクが乾燥されてガラス表面と融合する。
【０００３】
具体的な用途に依存して、前記インクは導電性であってもよく、または非導電性であってもよい。
【０００４】
自動車産業においては、車両グレージングおよびある種のアンテナ上の加熱帯の形成に、導電性インクを使用する。そのようなインクは、典型的には銀を含有するが、他の導電性インクも知られている。
【０００５】
一貫性のある製品を製造するためには、ガラス表面に塗布されるインクの厚みを測定すべきである。融合した層の厚みは、ガラス板を製造した後に測定することができるが、インクがガラス板に塗布された直後、インクが未だ湿っている間にインクの厚みを測定することが有利である。これは、製造ライン効率にとっての利益とともに、インク塗布手順のより迅速な変更を可能にする。
【０００６】
自動車産業において、湿潤インクの厚みを測定する通常の方法は、目盛り付きコンタクトホイールを利用する。前記コンタクトホイールは、ガラス表面を覆ったインクの上をインクが未だ湿っている間に回転させられる。前記インクはコンタクトホイールを覆い、前記コンタクトホイールからもたらされる示度に湿潤インクの厚みを示させる。これは、湿潤インクを接触させなければならず、インクに残ったコンタクトホイールの跡のために、測定した部分が使用できなくなる。このように、試験が破壊的であり、試験されるサンプルは、その後商品として使用できない。
【０００７】
被膜または基材に直接接触せずに基材上の被膜の厚みを測定するための装置および方法が知られている。米国特許第４，７０２，９３１号明細書は、車両パネルなどの物体上の塗膜厚の測定を行う湿潤被膜測定デバイスを開示している。１つは塗装パネルの上方に、１つは塗装パネルの下方にある、２つの超音波トランスデューサーが使用される。各トランスデューサーから塗装パネルまでの距離が測定されて、塗膜厚が算出される。次に、既知のパネル厚を差し引くことによって、塗膜厚が測定される。この方法は、パネル厚が正確に分かっていなければならないという欠点を有する。
【０００８】
セラミック基材上の被膜の厚み、基材の歪み、および印刷の伸縮性を測定するために、新たに印刷されたペースト上であっても、単一共焦点色変位センサーを使用することが知られている。１つのセンサーのみが使用されて上方から表面のプロフィールを測定する場合、表面トポロジーの不正確な測定を避けるために、振動しない安定な支持体が必要とされる。そのような安定な支持体は、通常は花こう岩などの高密度物質の厚板の形態をとり、小さなサンプルサイズ、すなわち、シリコンチップウエハに有用であるが、自動車用グレージングにおける場合のようにサンプルサイズが大きい場合は有用でない。
【０００９】
次のインターネットリンク、ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ａｓｐｅ.ｎｅｔ/ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ/Ａｎｎｕａｌ_２００５/ＰＡＰＥＲＳ/４ＭＥＴＲＯ/１７６１.ＰＤＦ.には、別のシステムが記載されている。そこに記載されている厚み測定の方法は、既知の厚みの階段状基準サンプルの厚みを測定することを頼みにしている。サンプルの厚みを測定することに加えて、基準サンプルの厚みも測定しなければならないため、そのような方法は時間がかかる。
【００１０】
米国特許第５,６６１,２５０号明細書では、ベース基材の両面上をコーティングしている各層の厚みを測定する方法が開示されている。その方法は、２つの変位センサーの垂直間隔が正確に分かっていることを必要とする。さらに、１つのコーティング層の厚みを算出するために、ベース基材の厚みが必要とされる。ベース基材の厚みは別個の測定工程を用いて測定され、これにより算出工程の数とコーティング層の厚み測定に必要とされる時間とが増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，７０２，９３１号明細書
【特許文献２】米国特許第５,６６１,２５０号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ａｓｐｅ.ｎｅｔ/ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ/Ａｎｎｕａｌ_２００５/ＰＡＰＥＲＳ/４ＭＥＴＲＯ/１７６１.ＰＤＦ.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、これら既知の方法の問題点を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
従って、本発明は、第１態様から、実質的に一定な厚みを有し且つ第１主表面および反対側の第２主表面を有する基材上の被膜の厚みを測定する方法を提供し、前記被膜は前記第１主表面の一部分を覆い、前記方法は、第１測定ビームを前記基材の前記第１主表面に向けて配置するように、第１センサーを前記基材に対して位置付ける工程；第２測定ビームを前記基材の前記第２主表面上に向けて配置するように、第２センサーを前記基材に対して位置付ける工程；第１測定工程；および、第２測定工程；を含み、前記第１測定工程は、前記第１測定ビームを用いて第１基準点から前記基材の前記第１主表面の前記被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること；および、前記第２測定ビームを用いて第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること；を含み、前記第２測定工程は、前記第１測定ビームを用いて前記第１基準点から前記被膜までの距離を測定すること；および、前記第２測定ビームを用いて前記第２基準点から前記基材の前記第２主表面の被膜で覆われていない部分までの距離を測定すること；を含む。
【００１５】
第２測定工程は、第１測定工程に先行する。
【００１６】
本発明の方法は、基材の厚みを測定または予め定める必要がなく、測定スピードを向上させるという利点を有する。基材が実質的に一定な厚みを有すると想定することによって、本発明の方法は、第１および第２の測定工程の間の振動、傾斜および湾曲の影響を受けにくい。本発明による方法は、基材上の湿潤被膜の厚みを測定することにも用いることができ、測定されたサンプルは、続いて商品を製造するのにも使用することができる。このような方法は、被膜と物理的に接触することがないため、厚みの測定が非破壊的であるという利点も有する。
【００１７】
「基材」が２つの層を含み得ること、例えば、平面ガラス板がその平面ガラス板の主表面の１つを覆っているコーティングを有することは、本発明の文脈上理解される。あるいは、基材は、例えばプラスチック材料のシートに結合したガラスの板からなる二層構造体であってもよい。基材は、化学的にまたは物理的に同一でない主表面を有していてもよい、すなわち、前記主表面が異なる化学的組成および/または形態を有していてもよい。
【００１８】
「実質的に一定な厚み」が、必要とされる被膜の厚みの測定精度よりも測定領域にかかる基材の厚みにおける変動が小さいことを意味することも、本発明の文脈上理解される。たとえば、基材上の被膜の厚みを測定するために±１μｍの精度を必要とする場合は、測定領域にかかる基材の厚みの変動は±１μｍより小さくすべきである。同様に、走査領域にかかる基材の厚みの変動が±１０μｍである場合は、被膜の厚みの測定の分解能は悪くなり、最善でも±１０μｍであろう。これら両方の例において、本発明の文脈上、基材は実質的に一定な厚みを有する。
【００１９】
好ましくは、第１測定工程の間、第１センサーは、第１測定ビームが第２測定ビームと向かい合っているように、第２センサーと向かい合っている。第１測定ビームは、第２測定ビームと重ね合わせる（be in registration with）ことができる。これは、第１測定工程の間に、第１測定工程が基材の振動、傾斜または湾曲に影響を受けにくいという利点を有する。好ましい実施態様において、第１測定ビームは第２測定ビームに対して適切に動かされ、これは第１センサーを第２センサーに対して適切に動かすことによって、または適切なセンサー設計によって達成することができる。これは、第１測定ビームが第２センサーによってなされる測定に干渉せず、第２測定ビームが第１センサーによってなされる測定に干渉しないという利点を有する。好ましくは、第１センサーを第１センサーに対して横方向に動かす。
【００２０】
他の好ましい実施態様において、第２測定工程の間、第２センサーは、第２測定ビームが第１測定ビームと向かい合っているように、第１センサーと向かい合っている。好ましくは、第１センサーを第２センサーに対して横方向に動かす。
【００２１】
他の実施態様において、好ましくは、第１測定ビームが第２測定ビームと異なる偏光を有する。このことは、第１センサーを第１ビームに対応する偏光のみ検出するように調整することができ、また第２センサーを第２ビームに対応する偏光のみ検出するように調整することができ、これらによって干渉の可能性を減少させるという利点を有する。適切には、第１測定ビームおよび第２測定ビームが直交的に偏光している。
【００２２】
好ましくは、第１センサーが第１主表面を横切って走査する。これは、連続測定が行われることを可能にする。
【００２３】
好ましくは、第２センサーが、第１主表面を横切って走査している第１センサーと重なり合って第２主表面を横切って走査する。これは、これらのセンサーが基材の反対側にある点を同時に測定するため、サンプルを測定するときに本方法がサンプルの振動/傾斜/湾曲の影響を受けにくいという利点を有する。
【００２４】
好ましくは、第１測定ビームおよび/または第２測定ビームが多色である。
【００２５】
好ましくは、第１および/または第２センサーが、色変位センサー、特には共焦点色変位センサーである。
【００２６】
好ましくは、第１基準点が第１センサーに付随する。これは、第１基準点が第１センサーとともに移動することによって、より迅速な測定が行われるという利点を有する。
【００２７】
好ましくは、第２基準点が第２センサーに付随する。これは、第２基準点が第２センサーとともに移動することによって、より迅速な測定が行われるという利点を有する。
【００２８】
好ましくは、第１測定工程および第２測定工程の間、第１センサーの第２センサーに対する間隔が同一または実質的に同一である。適切には、第１測定工程および第２測定工程の間、第１センサーが第２センサーに対して動かされない。
【００２９】
好ましくは、第１センサーが第２センサーと機械的に連携する。
【００３０】
本発明の方法は、ガラス板上の湿潤インクなど、基材上の湿潤被膜の厚みの測定に特に適する。
【００３１】
好ましくは基材が実質的に平面状であるが、本方法は、実質的に一定な基材の厚みを有する湾曲した基材に使用することもできる。好ましくは、基材が自動車用グレージングペイン（例えば、ガラスまたはプラスチック材料の板を含む）である。自動車用グレージングペインは、続いて加工することもできる。
【００３２】
適切には、第１測定ビームが、垂直なまたは実質的に垂直な入射角で第１主表面にぶつかる。
【００３３】
適切には、第２測定ビームが、垂直なまたは実質的に垂直な入射角で第２主表面にぶつかる。
【００３４】
第１測定ビームおよび第２測定ビームを、第１測定ビームおよび第２測定ビームが垂直なまたは実質的に垂直な入射角でそれぞれの主表面にぶつかるように配置する場合、被膜の厚みは、第１測定工程の間に第１測定ビームによって測定される距離から第２測定工程の間に第１測定ビームを用いて測定される距離を差し引くことによって第１距離を算出する第１算出工程と、第１測定工程の間に第２測定ビームによって測定される距離から第２測定工程の間に第２測定ビームを用いて測定される距離を差し引くことによって第２距離を算出する第２算出工程と、第１算出工程の間に算出される第１距離を第２算出工程の間に算出される第２距離に加算することによって被膜の厚みを決定する第３算出工程とを含む、被膜の厚みの算出工程によって測定することができる。
【００３５】
第２態様から、本発明は、自動車用グレージングペインの主表面に対してインク塗布デバイスを配置する工程；前記グレージングペインの主表面の一部分にインクを塗布する工程；本発明の第１態様の方法を用いて前記インクの厚みを測定する工程；および、そのようにして測定した前記インクの前記厚みを制御パラメータとして用いて前記グレージングペインまたは後続のグレージングペインへ続いて塗布するインクの量を制御する工程を含む、自動車用グレージングペインにインクを塗布する方法を提供する。
【００３６】
第３態様から、本発明は、自動車用グレージングペインの表面にインクを塗布するためのインク塗布デバイス；前記グレージングペイン用の支持体；前記グレージングペインの厚みを収容するのに充分な間隔をとって第２色変位測定センサーと向かい合っている、第１色変位センサー；第１色変位センサーに対して前記グレージングペインを移動させるための手段；ならびに、インク塗布デバイスおよび第１および/または第２色変位センサーと電気的に連携し、前記グレージングペインの表面に塗布するインクの量を制御するように構成される制御手段；を具える、インクを自動車用グレージングペインに塗布するための装置を提供する。
【００３７】
ここで、ほんの一例として図（正確な縮尺ではない）を参照して、本発明の実施態様を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、平面ガラス板上の湿潤インクの厚みを測定するために使用されるホイールの透視図を示す。
【図２】図２は、平面ガラス板上の湿潤インク被膜の厚みを測定するために使用されるときの図１のホイールの側面図を示す。
【図３】図３は、平面ガラス板上の湿潤インク被膜の厚みを測定する方法を実施するための装置の概略図を示す。
【図４】図４は、平面ガラス板の上側主表面上に２つの湿潤インク領域を有するグレージングの平面図を示す。
【図５ａ】図５ａは、第１の構成をとる、本発明による別の方法を実施するための装置の別の概略図を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、第１センサーを第２センサーに対して取り付ける、１の具体的な手法を示す。
【図６】図６は、第２の構成をとる、図５ａに示す装置を示す。
【図７ａ】図７ａは、図５ａおよび図６に示すガラス板の概略的平面図を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、図５ａおよび図６に示すガラス板の概略的平面図を示す。
【図８】図８は、湾曲したガラス板上の湿潤インク被膜の厚みを測定するための別の装置の概略図を示す。
【図９】図９は、加工される前の、フロントガラスブランクの主表面上に新たに印刷された不透明バンドを有するフロントガラスブランクの一部分の平面図を示す。
【図１０】図１０は、図９のようなガラスの板上の湿潤インク被膜の厚みを測定するための典型的な出力記録を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、当業者に既知の様式で平面ガラス基材上の湿潤インクの厚みを測定するために使用されるホイールの透視図を示す。ホイール１は、２つの外部ディスク３および５と、１つの内部ディスク７の３つの金属ディスクからなる。外部ディスク３および５は、同心であり、同一の外径を有する。内部ディスクは、より小さく、外部ディスク３および５に対して偏心的に位置する。内部ディスク７の外径は、２つの外部ディスクの外径と一点で一致する。外部ディスク３上に較正目盛り９がある。
【００４０】
図２を参照すると平面ガラス板１３上の湿潤インク被膜１１の厚みを測定するために、前記ホイールが次のように使用される。最初に、ホイールがガラス板１３の上に置かれ、ホイール１が湿潤インク被膜１１に接触する。次にホイールを矢印１２の方向に回転させる。ホイールが湿潤インク被膜を通過して回転すると、内部ディスク７が最終的に湿潤インク被膜と接触する。その結果、内部ディスクの湿潤インク被膜との最初の接点は、ホイールの側面上の較正目盛り９で読み取られる。明確にするために、図２はホイールを貫いた横断面を示し、内部ディスク７を較正目盛りと共に示す。
【００４１】
この方法は、ホイールが湿潤インク中を回転するときに、その場所の被膜の品質が損なわれるため、測定するサンプルを商用の許容できる製品として使用できないという欠点を有する。これは破壊試験である。さらに、ホイールを使用する場合、湿潤インク被膜上の１点のみの湿潤インクの厚みが測定される。
【００４２】
図３は、本発明の第１態様の方法を実行するための装置１５の概略図を示す。装置１５は、ガラス板１３の下側主表面１２の下方に位置する第１共焦点色変位センサー１７を具える。ガラス板１３の上側主表面１４の上方に位置するのは、第２共焦点色変位センサー１９である。
【００４３】
共焦点色変位センサーは、具体的な測定範囲であるＭＲを有するように設計する。測定範囲の始点であるＳＭＲも、意図的に固定する。ＳＭＲは、通常、測定ビームが現れるセンサーヘッドの絞りからＭＲの始まりまでの距離として規定される。物体がＭＲの範囲内にあることを条件に、センサーから物体までの距離を測定することができる。共焦点色変位センサーは、関連測定ビームスポット径であるＳＤと、測定再現性であるΔｍｒも有する。特定のＭＲ、ＳＭＲ、ＳＤおよびΔｍｒの組み合わせを有する共焦点色変位センサーが市販されている。適切な種類の共焦点色変位センサーを、具体的な用途に適するように選択する。
【００４４】
各共焦点色変位センサーは、多色光からなる測定ビームをそれぞれの表面に向けて放射する。各測定ビームは、垂直なまたは実質的に垂直な入射角でそれぞれの表面にぶつかる。センサー１７および１９は、前記センサーヘッドから２ｍｍ以内の物体のそれぞれのセンサー上の１点に対する距離を測定するように構成される。測定は、±１．５μｍの再現性の範囲内で行われる。
【００４５】
ガラス板１３の上側主表面１４の一部分を覆っている湿潤インク被膜１１が存在する。ガラス板１３の上側主表面の湿潤インク２１の被膜で覆われたさらに小さい部分も存在する。湿潤インク被膜２１は、ガラス板１３の上側主表面１４の上のドットとしてもよい。湿潤インク被膜２１の左の方、ガラス板１３の上側主表面１４は、インクが存在しない。ガラス板１３の下側主表面１２は、インクが存在しない。ガラス板の下側主表面の別の湿潤インク被膜で覆われた一部分が存在していてもよい。そのような事例では、反対側表面上のインクが存在しない１点を基準とすることによって、それぞれの表面上の湿潤インク被膜の厚みを測定する。
【００４６】
各センサー１７および１９は、それぞれのケーブル２７および２９を介して、センサー１７および１９からの出力を距離測定値に変換するための装置２３と電気的に連携する。装置２３は、コンピュータ（図示せず）を具える。装置２３は、適切なインク付着装置を介して後続のガラス板に塗布するインクの量を制御するための制御手段を具えることができる。
【００４７】
この特定の実施態様では、センサー１７をガラス板に対して固定するように配置する。従って、センサー１７を、ガラス板の下側主表面上の実質的に同一な点で測定を行うように配置する。センサー１９をガラス板に対して矢印３７の方向で移動させるように配置して、センサー１９を可動ステージ上に取り付ける。センサー１９は、ガラス板の端に向かう方向で（必要に応じて再度戻って）ガラス板の上側主表面を走査することができる。可動ステージは、上側主表面１４の全体を横切って、すなわち２以上の方向で、センサー１９を移動させるように構成してもよい。
【００４８】
湿潤インク被膜１１および２１の厚みを矢印３１によって表示し、ガラス板１３の厚みを矢印３３によって表示する。ガラス板１３は、測定領域３５にわたって実質的に一定な厚みを有する。フロート法によって製造されたガラスについて、３ｍ×４ｍの寸法を有する板については厚みが実質的に一定である。フロート法によって製造されたガラスの厚みの変動は、通常は、リボン幅を横切る方向よりも牽引する方向でより小さい。牽引する方向とは、溶融ガラスがスズ浴から離れるときにガラスリボンが進む方向である。
【００４９】
湿潤インクの厚み３１は、次のように測定する。センサー１７が、センサー１７からガラス板の下側主表面１２までの距離３９を測定する。センサー１９は、位置Ｉで、第１センサーからガラス板の上側主表面１４までの距離４１を測定する。センサー１９が位置Ｉにあるときにセンサー１７によって測定される距離３９を、３９(Ｉ)と呼ぶものとする。
【００５０】
次に、センサー１９が、ガラス板の上側主表面を横切って走査し、走査線に沿ってセンサー１９から第１入射上面（ガラスまたはインク）までの距離測定を行う。例えば、センサー１９が湿潤インク被膜１１の上方に位置するとき（位置ＩＩにて破線で示し、１９’と定める）、センサー１９’は、センサー１９’から湿潤インク被膜１１の上面３２までの距離４３を測定する。
【００５１】
位置ＩＩでセンサー１９’によって距離４３を測定するとき、センサー１７は、距離３９の別の測定を行う。この距離を、３９(ＩＩ)と呼ぶものとする。
【００５２】
センサー１７のセンサー１９からの垂直間隔は、位置ＩおよびＩＩで同一である。
【００５３】
ガラス板１３が測定領域を横切って実質的に一定な厚みを有すると想定することによって、次に、下記式を用いてセンサー１９の特定の測定点での湿潤インク被膜の厚み３１を決定することができる：
［位置Ｉにて］
距離３９(Ｉ)＋ガラスの厚み３３＋距離４１＝ｋ      (１)；
［位置ＩＩにて］
距離３９(ＩＩ)＋ガラスの厚み３３＋被膜の厚み３１＋距離４３＝ｋ      (２)
（ここで、ｋは一定である）。
【００５４】
ｋが一定である場合、被膜の厚み３１は次のように得られる。
【００５５】
両方の測定位置での各センサーのそれぞれの主表面からの距離は実質的に同一であり（両方の測定位置での２つのセンサーの垂直間隔が実質的に同一であることに等しい）、ガラスの厚みが一定であることが想定されるから、(２)から(１)を差し引くことによって、次の方程式(３)が得られる。
被膜の厚み３１＝（距離３９(Ｉ)−距離３９(ＩＩ)）＋（距離４１−距離４３）      (３)
【００５６】
上記方程式(３)は、ガラスの厚みが一定であると想定することによって、両方程式(１)および(２)に現れるように、ガラスの厚みを測定する必要がないことを示す。さらに、センサー１７が下側主表面から固定距離を保つことおよびセンサー１９が上側主表面から固定距離を保つこと（２つのセンサーの垂直間隔が両方の測定位置で同一または実質的に同一であることに等しい）を保障することによって、定数ｋが不等式(１)および(２)で同一である。
【００５７】
注目すべきは、２つのセンサー１７および１９の垂直間隔が一定のままである場合にｋが一定であることである。この場合に、ｋは２つのセンサーの実際の垂直間隔である。ｋは、例えば、各測定位置についてｋ値のルックアップテーブルを準備することによって、変動することが可能である。最も単純な配置はｋが一定である場合であり、従って、両方の測定位置でのセンサーの垂直間隔は一定、すなわち同一または実質的に同一である。２つのセンサーの間隔における変動が所望の測定精度よりも小さいことを条件に、２つのセンサーの垂直間隔におけるわずかな変動が、例えば熱変動のために、可能である。有利なことに、２つのセンサー１７および１９は機械的に連携し、そのような変動の影響を低減する。
【００５８】
方程式(３)においては、左側括弧の項が、Ｉでの測定とＩＩでの測定の間のセンサー１７の示度の差である。方程式(３)における右側の項は、Ｉでの測定とＩＩでの測定の間のセンサー１９の示度の差である。
【００５９】
後の測定との間に、ガラス板が振動するか、またはガラス板が傾斜もしくは湾曲している場合、ガラス板が実質的に同一の厚さであるとの想定から、距離４３の測定における振動/傾斜/湾曲によるいかなる影響も距離３９の測定において同等且つ正反対である。例えば、サンプルが距離Δｄだけ上方に移動する場合、上側センサーによって測定される距離は量Δｄだけ減少し、下側センサーによって測定される距離は量Δｄだけ増加する。結果として、これらの影響は相殺し、被膜の厚み３１の測定に影響がない。
【００６０】
原理上は１の距離のみの測定をセンサー１７によって行う必要があるが、装置１５のそのような操作は、距離測定を行うときの基材のわずかな湾曲および基材の振動に、より影響を受けやすい。
【００６１】
図３に示すガラス板の一部の平面図を、図４に図示する。ガラス板１３は、上側主表面１４を有する。この図が示すように、ガラス板の上側主表面の一部分は、ドットの形態の湿潤インク被膜２１で覆われている。湿潤インク被膜１１で覆われた上側主表面１４の第二の部分も存在する。湿潤インク被膜１１は、ガラス板１３の外周にまで延在する。
【００６２】
共焦点色センサー１７（破線で示す）は、ガラス板１３の下側主表面の下方に位置する。共焦点センサー１９はガラス板１３の上側主表面の上方に位置する。位置Ｉにおいて、センサー１９は、センサー１９と上側主表面１４との間の距離を測定する。位置ＩＩでは、センサー１９は、位置１９’に移動させられ、湿潤インク被膜１１の上方に位置する。この測定位置ＩＩでは、センサー１９は、センサー１９と湿潤インク被膜１１の上面との間の距離を測定する。
【００６３】
各測定位置ＩおよびＩＩで、下側センサー１７は、下面とセンサー１７との間の距離を記録する。あるいは、この測定を別の時点で行ってもよく、その値を後の使用のために記録する。精度を向上させるため、センサー１７は、上側センサー１９によって行われる測定と同時または実質的に同時に測定を行う。センサー１７および１９で同時にまたは実質的に同時に距離測定を行うことによって、湿潤インク被膜の厚みの測定に対するガラス板の振動の影響は低減される。
【００６４】
図５ａは、本発明の別の方法を実行するための別の装置１１５を示す。この装置は、ガラス板１３の上側主表面１４に付着した湿潤インク被膜１１の厚み３１を測定するのに用いる。このガラス板は、板全体を横切って実質的に一定な厚み３３を有する。
【００６５】
装置１１５は、ガラス板１３の下方に位置する下側共焦点色変位センサー１１７を具える。前記センサー１１７は、測定ビーム１１１をガラス板１３の下側主表面１２に向けるように配置する。前記装置は、測定ビーム１１３をガラス板１３の上側主表面１４に向けるように配置した上側共焦点色変位センサー１１９も具える。各測定ビームは、垂直なまたは実質的に垂直な入射角度でそれぞれの表面にぶつかる。
【００６６】
各センサー１１７および１１９は、それぞれのケーブル１２７および１２９を介して装置１２３と電気的に連携する。装置１２３は、センサーからの出力を距離測定値へと変換するように構成される。装置１２３は、コンピューターを具える（図示せず）。装置１２３は、適切なインク付着装置を介して後続のガラス板に塗布するインクの量を制御する制御手段を具えてもよい。
【００６７】
各センサー１１７および１１９は可動ステージ（図示せず）上に取り付けられ、各センサー１１７および１１９がそれぞれの主表面を横切って走査できる。センサー１１７は下側主表面１２を矢印１３７の方向に横切って走査し、センサー１１９は上側主表面１４を矢印１３９の方向に横切って走査する。可動ステージは、２つのセンサーが同時に同じ走査速度で同一方向に移動するように構成される。２つの測定ビーム１１１および１１３は、ガラス板などの透明な基材に対して重ね合わせることが可能であり、測定ビーム１１１は、基材を通り抜けてセンサー１１９によって行われる測定に干渉する場合がある。同様に、測定ビーム１１３は、基材を通り抜けてセンサー１１７によって行われる測定に干渉する場合がある。このような干渉の影響を低減するために、センサーを、測定ビーム１１１および１１３が上述の干渉が起こらないような充分な量によって互いに相殺されるように構成することもできる。あるいは、各測定ビーム１１１および１１３が異なる偏光面を有してもよく、例えば測定ビーム１１１を測定ビーム１１３に対して直交的に偏光させることもできる。センサーが正しい偏光ビームのみを受け取ることによって上述の干渉の影響を低減するように、適切な偏光フィルタをセンサーに組み込むこともできる。
【００６８】
図５ａに示す構成において、下側センサー１１７は、下側センサー１１７から下側主表面１２までの距離１４１を測定する。上側センサー１１９は、上側センサー１１９から上側主表面１４までの距離１４３を測定する。
【００６９】
可動ステージ（図示せず）は、センサー１１７および１１９が固定距離離れているように構成される。ガラス板は平面状であるから、各センサーはガラス板のそれぞれの主表面から固定距離離れている。
【００７０】
前記センサーは互いに独立して移動可能であってもよく、その場合、各センサーは付随する可動ステージを有する。
【００７１】
好ましくは、可動ステージは、第１センサーが第２センサーと機械的に連携するように構成される。そのような構成だと、各センサーは一緒に振動するため、可動ステージのいずれの振動の影響も低減される。適切な可動ステージは‘Ｃ’-フレームを含み、例を図５ｂに示す。各センサー１１７および１１９は‘Ｃ’-フレーム１１８を介して機械的に連携する、すなわち、第１センサーは第２センサーと機械的に接続する。‘Ｃ’-フレームは矢印１２０の方向に移動可能である。‘Ｃ’-フレームは、センサー１１７および１１９が固定距離離れたままでいることを保障する。さらに、‘Ｃ’-フレームを使用することによって、前記センサーをガラス板の端から中心領域へ移動させることができ、ガラス板に対して‘Ｃ’-フレームを適切に移動させることによってガラス板の外周領域全体を走査させる。これは、ガラス板がその外周領域の周囲に不透明バンドを有する自動車用グレージングである場合に特に有用である。
【００７２】
図６は、湿潤被膜１１の厚み３１を測定するための第２構成をとる、図５ａの装置１１５を示す。センサー１１７および１１９は、センサー１１７がガラス板の上側主表面上に湿潤インク被膜１１を有するガラス板の一部分の下方にあるように、走査線に沿って同時に移動させられる。センサー１１９は湿潤インク被膜の上方にある。
【００７３】
センサー１１７は、センサー１１７から下側主表面１２までの距離１４５を測定する。センサー１１９は、センサー１１９から湿潤インク被膜１１の上面までの距離１４７を測定する。
【００７４】
湿潤インク被膜１１全体の厚みのプロフィールは、センサー１１７および１１９をそれぞれ矢印１３７および１３９の方向にそれぞれの主表面を横切って走査させることによって測定することもできる。
【００７５】
図７ａは、ガラス板１３の平面図を示し、図５ａおよび図６の測定ビームの位置を概略的に表示する。図５ａおよび図６に関して、領域１５０は、距離１４１が測定されるときに下側主表面１２上で測定ビーム１１１が入射する部分を表す。領域１５２は、距離１４３が測定されるときに上側主表面１４上で測定ビーム１１３が入射する部分を表す。測定領域１５０および１５２は、横方向に動かされる。
【００７６】
走査線は線１６２によって表される。上側および下側のセンサー（図示せず）を矢印１３７および１３９の方向に移動させることによって、ガラス板１３の上側主表面上の湿潤インク被膜の厚みのプロフィールを測定することができる。
【００７７】
下側主表面上の測定ビーム１１１が入射する領域は、走査線１５８をたどる。上側主表面上の測定ビーム１１３が入射する領域は、走査線１６０をたどる。走査線１５８、１６０および１６２は平行である。領域１５０および１５２は、実質的に同じスピードでそれぞれの表面を横切って走査する。
【００７８】
領域１５４は、距離１４５が測定されるときに下側主表面１２上で測定ビーム１１１が入射する部分を表す。領域１５４は、インクが存在しない。領域１５６は、距離１４７が測定されるときに湿潤インク被膜の表面上で測定ビーム１１３が入射する部分を表す。
【００７９】
上側センサーおよび下側センサーの動きが同期されるため、測定ビーム１１１および１１３の動きも同期される。
【００８０】
図７ｂに別の実施態様を示す。図７ｂは、ガラス板１３の平面図を示し、図５ａおよび図６における測定ビームの位置を概略的に表示する。図５ａおよび図６に関して、領域１５０は、距離１４１が測定されるときに下側主表面上１２で測定ビーム１１１が入射する部分を表す。領域１５２は、距離１４３が測定されるときに上側主表面１４上で測定ビーム１１３が入射する部分を表す。測定領域１５０は、測定領域１５２より適切には１〜２ｍｍ遅れている。
【００８１】
走査線は線１６２によって表される。上側および下側のセンサー（図示せず）を矢印１３８の方向に移動させることによって、湿潤インク被膜の厚みのプロフィールを測定することができる。
【００８２】
領域１５０および１５２は両方とも、走査線１６２をたどる。領域１５０および１５２は、同じまたは実質的に同じスピードでそれぞれの表面を横切って走査する。
【００８３】
領域１５４は、距離１４５が測定されるときに下側主表面１２上で測定ビーム１１１が入射する部分を表す。領域１５６は、距離１４７が測定されるときに湿潤インク被膜の表面上で測定ビーム１１３が入射する部分を表す。
【００８４】
上側センサーと下側センサーの動きが同期されるため、測定ビーム１１１および１１３の動きも同期される。
【００８５】
一対の向かい合ったセンサーを使用することによって、上側センサーの測定ビームの間に下側センサーの測定特性へ干渉が少し存在するように適切に構成され、逆もまた同様であり、走査線に沿って上側および下側の距離測定が同時に行われるため、サンプルの振動、湾曲および傾斜の影響が低減される。このことをさらに以下で説明する。
【００８６】
図５ａおよび図６に関して、湿潤インク被膜１１の厚み３１は次のように決定される。
距離１４１＋ガラスの厚み３３＋距離１４３＝ｋ      (４)
距離１４５＋ガラスの厚み３３＋被膜の厚み３１＋距離１４７＝ｋ      (５)
ここで、２つのセンサーは固定距離だけ離れているためｋは一定であり、すなわち、センサー１１７のセンサー１１９に対する垂直間隔は、両方の測定位置で同一または実質的に同一である。
【００８７】
方程式(５)から方程式(４)を差し引くと、両方の測定位置での２つのセンサーの間隔が実質的に一定であるから、次式が得られる（ガラスの厚み３３が一定であると想定して）。
被膜の厚み３１＝（距離１４１−距離１４５）＋（距離１４３−距離１４７）      (６)
【００８８】
センサーとそれぞれの表面との間で同期した距離測定を行うように配置された上側および下側のセンサーを使用することによって、各測定位置で上側の距離測定値が＋Δｄだけ変動する場合は下側の距離測定値に−Δｄの対応する変動が存在するため、いずれの振動も影響が取り消される。
【００８９】
さらに、基材にわずかな湾曲が存在する場合、平面状の基材が名目上平らな表面上に置かれているときは、互いに実質的に向かい合って位置する上側および下側のセンサーの使用がそのような湾曲の影響を取り除くことが起こり得る。共焦点変位センサーの操作様式のため、物体がＭＲの範囲内にある場合のみ共焦点変位センサーを使用して距離測定が可能である。測定されるサンプルが、走査の時間の間にＭＲの外側に延在するような湾曲を有する場合は、前記サンプルのＭＲの範囲内でない部分について距離測定は不可能であろう。
【００９０】
上側および下側の距離測定が行われる場合、その距離は既知の基準点に対してもたらされることが重要である。これを達成するそのような１つの方法は、センサーとガラス板との間の距離を固定することであり、その場合、各センサーについての基準点はセンサー自体とするか、またはセンサー上の１点とすることができる。これは、それらのセンサーが両方の測定位置で固定距離だけ離れているのと等しい。しかしながら、それらのセンサーとそれぞれの主表面との間の距離は変動することが可能である。これは、それらのセンサーが固定距離離れていないことと等しい。このような状況については、各測定点に対するｋ値のルックアップテーブルを準備し得る。
【００９１】
図８は、本発明の別の方法を実施するように構成された別の装置２１５を説明する。
【００９２】
前記装置は、湾曲したガラス板２１３の上側主表面２１４の一部分を覆っている湿潤インク被膜２１１の厚みを測定するように構成されている。
【００９３】
前記装置は、湾曲したガラス板２１３の下側主表面２１２の下方に位置する下側共焦点色変位センサー２１７を具える。下側センサーに向かい合って、湾曲したガラス板の上側主表面２１４の上に位置するのは、別の共焦点色変位センサー２１９である。センサー２１７は、測定ビームを湾曲したガラス板の下側主表面に向けて配置されており、センサー２１９は測定ビームを湾曲したガラスの上側主表面（または湿潤インクインクの上面）に向けて配置されている。
【００９４】
これらのセンサーは、センサー２１７が湾曲した経路２３７をたどり、センサー２１９が湾曲した経路２３９をたどるように、適切な可動ステージ上に取り付けられる。これらのセンサーは、同じスピードで一緒に移動する。これらのセンサーは、測定ビームが横方向に動かされるように配置される。
【００９５】
経路２３７および２３９は各々、センサーがそれぞれの表面との距離をそれに対して測定する基準点を規定する。各センサーは、センサーがそれぞれの経路をたどるときに、ガラス板から固定距離離れたままであることが好ましい。この場合には、センサー２１７および２１９の間隔が実質的に同一のままである。
【００９６】
図９は、平面フロントガラスブランク上の典型的な不透明バンドの一部分３００の平面図を示す。不透明バンドは、不透明領域３０１およびフェードアウト領域３０２を含む。不透明領域は、前記ブランクの上側主表面３０４上に付着した黒インク３０３からなる。フェードアウト領域３０２は、前記ブランクの上側主表面３０４上に付着した数多くの円形ドット３０５を含む。矢印３０７の方向の走査線に沿った湿潤インクの厚みは、図３、図５ａおよび図６に関連して記載するような装置を使用して測定することもできる。
【００９７】
本発明は、自動車用グレージングの外周の周囲に延在する湿潤インクバンドの厚みを測定することに用いることもできる。典型的な車両フロントガラスブランクは、台形の外形を有し、２ｍ×１ｍの典型的な主要寸法を有する、フロートガラスの平板である。不透明バンドは、典型的には前記ブランクの外周からその約２００ｍｍ内方まで延在する。前記不透明バンドの内方の端は典型的にはドットの配列であり、前記不透明バンドの外観は急な端を有さない。
【００９８】
図１０は、図３、図５ａまたは図６に関連して記載したような装置を用いて測定される、走査線３０７に沿った、図９に示す湿潤インク不透明バンドの厚みのプロットを示す。
【００９９】
軸３０８は、前記ブランクの外周からの距離を表す。軸３１０は、上側センサーの最初の入射表面（ガラスまたは湿潤インクである）からの距離を表す。領域３１２は、不透明領域３０１の湿潤インク層の厚みの測定値を表す。領域３１４は、フェードアウト領域３０２の厚みの変動の測定値を表す。
【０１００】
線３１６は、上側センサーから湿潤インクがその上に無いガラス表面までの距離測定値を表す。線３１８は、上側センサーから不透明領域の湿潤インク層までの距離を表す。湿潤インク層の厚みは、線３１８および３１６の間の差によって決定することができる。
【０１０１】
測定される湿潤インクは不透明バンドに使用されるものであってもまたは銀バスバーに使用されるインクなどの伝導性インクであってもよく、測定される湿潤インクの種類に依存して、それに応じてセンサーの細部を変えることもできる。より高度な空間分解能を有するセンサーを銀インクに使用することが必要な場合もある。これは、測定ビームがより小さい測定領域を有することを意味する。
【０１０２】
共焦点色変位センサーは鏡面反射を測定するのにより効果的であるが、ある種の硬化インクは測定をより困難にする拡散的な散乱表面を有する。そのような状況下では、より遅い走査速度で走査することが必要であり得る。
【０１０３】
典型的には、１５０ｍｍ幅の湿潤インクバンドを横切る走査は、１５秒未満かかる。１秒あたり１０ｍｍ以上の走査速度が達成可能である。反射信号が強い場合は、より速い走査速度を用いてもよい。図９のフェードアウト領域に示すような、不透明バンドの内部の端に見出される種類のドットの配列などのようなパターンの形状でインクが付着している場合、より遅い走査速度がより詳細な測定を行わせる。
【０１０４】
適切には、湿潤インクの厚みの測定が±１．５μｍ以下の精度で測定される。
【０１０５】
前記装置は、自動車用グレージング（または後続の自動車用グレージング）に塗布するインクの量を制御するインク塗布デバイスと併用することもでき、そうすることによってさらに制御可能な印刷スケジュールを提供する。典型的なインク塗布デバイスとしては、スクリーン印刷装置、インクジェット印刷装置およびスプレーが挙げられる。
【０１０６】
本方法は、自動車用グレージングの表面上にインク層全体の分布図を作ることに用いることもできる。これは、前記グレージングをラスター様式で走査してグレージング表面全体を走査することによって行うこともできる。２対以上のセンサーを用いて、そのような測定を加速することもできる。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
2012530926.tif 000012
【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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