JP3661015B2 - 樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置に関し、更に詳しくは、樹脂フィルムシートの厚さを容易かつ正確に測定できる樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例としては、「フィルム包材の厚み測定検査技術について；宇野正裕，ＰＡＣＫＳ，１９８２／４，１３７頁」に記載のものが挙げられる。
図９に、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の構成を簡略化した一例を示す。
この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００では、樹脂フィルムシートＳの一方側に光源５０２を配置し、この光源５０２の光軸上に光線を平行にするレンズ５０３と、測定波長選択用フィルタ５０４とを配置している。また、樹脂フィルムシートＳの他方側には、樹脂フィルムシートＳの表面側から裏面側へ透過した透過光を集束するレンズ５０８と、その集束した光を受光し電圧に変換する受光素子５０９とが配置されている。この受光素子５０９の出力する電圧は、増幅器５１０で増幅され、表示設定器５１５に入力される。
【０００３】
この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００の測定原理は、次の通りである。
一般に有機化合物からなる樹脂フィルムシートＳは、２μｍ〜１５μｍの赤外線波長領域に吸収帯を有している。ここで、樹脂フィルムシートＳへの入射光の強さをＩ0 ，測定波長λにおける吸収係数をＫ，樹脂フィルムシートＳの厚さをＸとするとき、Lambert-Beerの法則より、樹脂フィルムシートＳからの透過光の強さＩは、
Ｉ＝Ｉ0・exp｛−Ｋ・Ｘ｝
で表される。
Ｉ0 およびＫは既知であるから、透過光の強さＩを測定すれば、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求めることが出来る。
【０００４】
上記と同様に、樹脂フィルムシートＳを透過した透過光の強さＩを測定して樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求める透過光方式の他の従来技術としては、特開平２−２９７００７号公報に記載のものが挙げられる。
【０００５】
一方、透過光方式でない従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例としては、特開昭６２−３６５０７号公報に記載のものが挙げられる。
図１０に示すように、この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置６００は、タッチロール６０１の上方に距離Ｇだけ離して、スリット６０３を有する基準しゃ光板６０２を配置し、この基準しゃ光板６０２の一方側にレーザ光源６０４および走査機構６０５を配置し、他方側にスリット用受光器６０６および間隙用受光器６０７を配置し、前記タッチロール６０１の外周面に密着させて樹脂フィルムシートＳを走行させる構成である。
【０００６】
図１１に示すように、スリット６０３の上部からタッチロール６０１にかかる走査ラインＬでレーザ光を走査すると、スリット６０３を通過したレーザ光はスリット用受光器６０６で受光され、基準しゃ光板６０２と樹脂フィルムシートＳの間の間隙６０４を通過したレーザ光は間隙用受光器６０７で受光される。
そこで、スリット用受光器６０６で受光したレーザ光の波形のパルス幅をカウントすれば、レーザ光がスリット６０３を通過した時間ＴE が判る。また、間隙用受光器６０７で受光したレーザ光の波形のパルス幅をカウントすれば、間隙６０４を通過した時間ＴF が判る。
スリット幅をＥとし、間隙長をＦとし、走査速度をＶとすると、
ＴE＝Ｅ／Ｖ
ＴF＝Ｆ／Ｖ
で表される。これら２式より、
Ｆ＝Ｅ・ＴF／ＴE
が導かれる。すると、樹脂フィルムシートＳの厚さＸは、
Ｘ＝Ｇ−Ｆ＝Ｇ−Ｅ・ＴF／ＴE
となる。ここで、タッチロール６０１と基準しゃ光板６０２の距離Ｇおよびスリット幅Ｅは既知であるから、時間ＴE，時間ＴFを計測すれば、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求めることが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００では、吸収係数Ｋが、樹脂フィルムシートＳの材質や着色用の染料や顔料などの影響を受けるため、製造する樹脂フィルムシートＳの種類毎に補正や測定波長選択用フィルタ５０４の交換や再校正が必要となる。このため、測定に手間がかかる問題点がある。また、交換用の測定波長選択用フィルタ５０４を揃える必要があり、装置が高価になる問題点がある。さらに、樹脂フィルムシートＳが光を透過しない場合、測定を行えない問題点がある。
また、特開平２−２９７００７号公報に記載の従来技術も、透過光方式であるため、上記と同じ問題点がある。
【０００８】
一方、上記従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置６００では、タッチロール６０１と基準しゃ光板６０２の距離Ｇが常に一定であることを前提にしている。しかし、タッチロール６０１に偏心や撓みがあると距離Ｇが変動し、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを正確に測定できない問題点がある。また、走査機構６０５が必要であり、装置が高価になる問題点がある。さらに、レーザ光は指向性が強いので、樹脂フィルムシートＳの表面が粗いとレーザ光が散乱してしまい、測定精度が悪化する問題点がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、測定が容易であること、樹脂フィルムシートが光を透過しない場合でも測定可能であること、タッチロールに偏心や撓みがあっても正確に測定できること、樹脂フィルムシートの表面状態の影響を受けずに正確に測定できること、および、装置が安価であること、の５条件を満たすと共に、熱やテンションによりタッチロールが変形した時でも正確に測定できる樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、この発明は、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って電磁気的に測定すると共に光学的に測定し、前記電磁気的に測定した値を前記光学的に測定した値で校正しておき、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を電磁気的に測定すると共に、前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定し、前記校正結果に基づいて校正した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定方法を提供する。
上記第１の観点による樹脂フィルムシートの厚さ測定方法では、基準位置（２１）から金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を電磁気的に測定する。すなわち、光を使わないため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第１の距離（Ａ）を正確に測定できる。次に、基準位置（２１）から樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定する。ここでは、光を使うが、間隙に光を通すため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第２の距離（Ｂ）を正確に測定できる。さらに、前記第１の距離（Ａ）を常に測定しているから、金属製タッチロール（１）に偏芯や撓みがあっても、その影響を除去できる。従って、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを容易かつ正確に測定できる。さらに、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構などが不要であり、装置が安価になる。
ところで、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによって金属製タッチロール（１）が大きく変形する場合がある。一方、電磁気的に測定した値を光学的に測定した値で校正する時には、金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で行うので、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによる金属製タッチロール（１）の変形がない。このため、一端から他端まで均一な直径の金属製タッチロールを用いていると、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が、校正範囲を逸脱してしまうことがある。校正範囲を逸脱すると、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
そこで、上記第１の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定方法では、中央部（１ｄ）を均一な直径とし、少なくとも一方の端部をテーパ状に縮径するか，又は，拡径するか，又は，第１の端部（１ｅ）をテーパ状に縮径し第２の端部（１ｆ）をテーパ状に拡径した金属製タッチロール（１）を用いるようにした。中央部（１ｄ）に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形範囲をカバーするように縮径または拡径しておくことにより、校正範囲が広がり、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が校正範囲に必ず入るようになる。従って、測定可能となり、測定精度も低下しない。
【００１１】
第２の観点では、この発明は、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）と、その金属製タッチロール（１）の外周部分に流れる渦電流を利用して基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）に応じたデジタル値を出力する渦電流式センサ手段（２，３）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を測定する光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で前記第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定してデジタル値を取得すると共に前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの距離を測定し前記デジタル値を前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって測定した値で校正し変換式または変換テーブルを作成し前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定したデジタル値を前記変換式または変換テーブルを用いて第１の距離（Ａ）に変換する変換手段（１０）と、前記変換した第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出する演算手段（１０）とを具備したことを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、金属製タッチロール（１）の外周部分に流れる渦電流を利用して基準位置（２１）から金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を測定する。すなわち、光を使わないため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第１の距離（Ａ）を正確に測定できる。次に、基準位置（２１）から樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定する。ここでは、光を使うが、間隙に光を通すため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第２の距離（Ｂ）を正確に測定できる。さらに、前記第１の距離（Ａ）を常に測定しているから、金属製タッチロール（１）に偏芯や撓みがあっても、その影響を除去できる。従って、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを容易かつ正確に測定できる。さらに、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構などが不要であり、装置（１００）が安価になる。
ところで、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによって金属製タッチロール（１）が大きく変形する場合がある。一方、電磁気的に測定した値を光学的に測定した値で校正する時には、金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で行うので、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによる金属製タッチロール（１）の変形がない。このため、一端から他端まで均一な直径の金属製タッチロールを用いていると、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が、校正範囲を逸脱してしまうことがある。校正範囲を逸脱すると、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
そこで、上記第２の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、中央部（１ｄ）を均一な直径とし、少なくとも一方の端部をテーパ状に縮径するか，又は，拡径するか，又は，第１の端部（１ｅ）をテーパ状に縮径し第２の端部（１ｆ）をテーパ状に拡径した金属製タッチロール（１）を用いるようにした。中央部（１ｄ）に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形範囲をカバーするように縮径または拡径しておくことにより、校正範囲が広がり、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が校正範囲に必ず入るようになる。従って、測定可能となり、測定精度も低下しない。
【００１２】
第３の観点では、この発明は、前記第１の距離（Ａ）を測定する測定点が前記金属製タッチロール（１）の外周面上のどの位置にあるかを判定する測定点位置判定手段（８，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを記憶する第１の記憶手段（１１）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０ , Ｌ１ , Ｌ２ , …，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを生成し前記第１の記憶手段（１１）に記憶させ前記測定点位置判定手段（８，１０）により判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを前記第１の記憶手段（１１）から取り出してデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
樹脂フィルムシートの厚さを測定するとき、金属製タッチロール（１）を回転すると、第１の距離（Ａ）を測定する測定点の位置が、金属製タッチロール（１）の外周面上を周方向に移動することになる。また、前記測定点を樹脂フィルムシートの幅方向に移動すると、測定点の位置が、金属製タッチロール（１）の外周面上を軸方向に移動することになる。ところが、金属製タッチロール（１）の製造上のバラツキにより、金属製タッチロール（１）の外周面上の位置によって、例えばメッキ層の厚さが異なる。このため、第１の距離（Ａ）が同じでも、渦電流が同じとは限らない。
そこで、上記第３の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、デジタル値を第１の距離（Ａ）に変換するための変換式または変換テーブルを、金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）毎に作成して記憶しておく。そして、第１の距離（Ａ）を測定する測定点が金属製タッチロール（１）の外周面上のどの位置にあるかを判定し、その判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを取り出して、デジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する。
これにより、高い測定精度を維持できる。
【００１３】
第４の観点では、この発明は、上記構成の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）は、芯ロール（１ａ）の表面に、クロム，ニッケル，アルミニウムなどの良導電性金属のメッキ層（１ｂ）を設けた構造であることを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
上記第４の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、芯ロール（１ａ）の表面にクロム，ニッケル，アルミニウムなどの良導電性金属のメッキ層（１ｂ）を設けた構造の金属製タッチロール（１）を用いている。
この構造により、渦電流がメッキ層（１ｂ）を流れるため、芯ロール（１ａ）の素材には制限がなくなる。例えば、芯ロール（１ａ）の素材に鉄を用いて、安価に強度を高められる。
【００１４】
第５の観点では、この発明は、上記構成の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）の端部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分で取得した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）の差（Δ）を演算する演算手段（１０）と、前記差（Δ）を記憶する第２の記憶手段（１２）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の中間部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のある部分で取得した第１の距離（Ａ）を前記差（Δ）によりオフセット補正することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
樹脂フィルムシートの厚さを測定するとき、周囲温度により渦電流が変動したり，回路の特性が変動し、デジタル値が変動することがある。
そこで、上記第５の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、金属製タッチロール（１）の端部の樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分で第１の距離（Ａ）および第２の距離（Ｂ）を取得し、金属製タッチロール（１）の中間部の樹脂フィルムシート（Ｓ）のある部分で取得した第１の距離（Ａ）から前記差（Δ）をオフセット補正する。樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分では、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さが“０”であるから、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とが一致するはずであり、もし差（Δ）があれば、それは温度変動に起因するドリフトと考えられる。従って、これをオフセット補正することで、正しい樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを得ることが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態によりこの発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
−第１の実施形態−
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００を示す構成図である。
金属製タッチロール１は、鉄製の芯ロール１ａの表面に、クロムのメッキ層１ｂを設けた構造である。樹脂フィルムシートＳはその裏面を金属製タッチロール１の外周面と接して走行し、それに合せて金属製タッチロール１は回転する。
図７に示すように、金属製タッチロール１は、中央部１ｄを均一な直径とし、第１の端部１ｅをテーパ状に縮径し、第２の端部１ｆをテーパ状に拡径したものである。
【００２０】
渦電流式距離センサ２は、前記金属製タッチロール１の垂直上方に設置されており、前記メッキ層１ｂに流れる渦電流を利用して、基準位置２１から金属製タッチロール１の外周面までの第１の距離（Ａ）に応じたアナログ量を出力する。そのアナログ量は、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタル値（Ｄ）に変換され、ＣＰＵ１０に入力される。
【００２１】
前記金属製タッチロール１のメッキ層１ｂの厚さは、メッキ層１ｂの良導電性金属材料の電気伝導率および透磁率と，前記渦電流式距離センサ２の発振周波数とに基づいて求めた表皮効果の深さよりも大きくする。例えば、電気伝導率が１／（１２．９×１０-8），透磁率が２．５×４π×１０-7，発振周波数が４．３ＭＨｚのとき、メッキ層１ｂの厚さは１７１μｍ以上である。
【００２２】
光源４およびレンズ５は、前記金属製タッチロール１と前記渦電流式距離センサ２の間の間隙に、一方側から水平に且つ前記金属製タッチロール１の軸と直角に平行光線を与える。ＣＣＤカメラ６は、前記間隙を通過して他方側に出てきた光を検出し、画像信号を出力する。その画像信号は、ＣＣＤカメラ用インタフェース基板７を介して、ＣＰＵ１０に入力される。
【００２３】
前記渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６は、図示せぬ送り装置により、金属製タッチロール１の軸方向に往復移動される。これは、樹脂フィルムシートＳの幅方向の異なる位置で厚さを測定するためである。
【００２４】
ロータリエンコーダ８は、前記金属製タッチロール１の回転位置を検出し、ＣＰＵ１０に入力する。
ＣＰＵ１０に接続されている第１のメモリ１１は、前記金属製タッチロール１の外周上の位置と対応した変換式または変換テーブルを記憶している。
また、ＣＰＵ１０に接続されている第２のメモリ１２は、前記金属製タッチロール１の端部の樹脂フィルムシートＳのない部分で取得した第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の差（Δ）を記憶している。第２の距離（Ｂ）については後で詳述する。
【００２５】
ＣＰＵ１０は、前記回転位置より前記第１の距離（Ａ）を測定する測定点が前記金属製タッチロール（１）の外周上のどの位置にあるかを判定する。次に、判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを前記第１の記憶手段１１から取り出してデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する。次に、前記第２の記憶手段１２から前記差（Δ）を取り出して、前記第１の距離（Ａ）をオフセット補正する。また、前記画像信号から第２の距離（Ｂ）を取得する。そして、前記オフセット補正した第１の距離（Ａ）から前記第２の距離（Ｂ）を減算し、樹脂フィルムシートＳの厚さ（Ｘ）を算出する。
算出された厚さ（Ｘ）は、操作卓１３の表示器に表示される。
【００２６】
図２は、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の説明図である。
第１の距離（Ａ）は、基準位置２１から金属製タッチロール１の外周面までの距離であり、渦電流式距離センサ２により検出される。
【００２７】
第２の距離（Ｂ）は、基準位置２１から樹脂フィルムシートＳの表面までの距離である。
画像信号を垂直方向に沿って見たとき、基準位置２１と樹脂フィルムシートＳの表面の間の間隙に対応するＣＣＤカメラ６の画素では光強度が強くなり、渦電流式距離センサ２や樹脂フィルムシートＳの陰になったＣＣＤカメラ６の画素では弱くなっている。
そこで、ＣＰＵ１０は、例えば最大光強度の約１／２に閾値を設定し、その閾値を越える光強度をもつ画素数ＮB を求める。そして、ＣＣＤカメラ６の画素間の距離をＰとし、ＣＣＤカメラ５の倍率をｋとするとき、
Ｂ＝ＮB ×Ｐ／ｋ
により第２の距離（Ｂ）を算出する。
【００２８】
また、ＣＰＵ１０は、第１の距離（Ａ）から第２の距離（Ｂ）を減算して、樹脂フィルムシートＳの厚さ（Ｘ）を算出する。
【００２９】
図３は、樹脂フィルムシートＳと測定点の分布の説明図である。なお、図３では、金属タッチロール１の直径を均一に表現しているが、実際には図７に示すように変化している。
樹脂フィルムシートＳの走行に合せて金属製タッチロール１が回転しているが、その１回転に例えば１２回の測定を行うとする。すると、金属製タッチロール１の外周面を周方向に１２等分するラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１２ に各測定点を対応させることが出来る。また、樹脂フィルムシートＳの走行と同時に、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６が金属製タッチロール１の軸方向に往復移動されるため、測定点は金属製タッチロール１の軸方向に移動する。
この結果、図３中の■で示すように、樹脂フィルムシートＳの幅方向の異なる位置に測定点が分布し、樹脂フィルムシートＳの厚さを満遍なく測定することが出来る。
【００３０】
図３中の▲で示す測定点では、金属製タッチロール１の端部のため、樹脂フィルムシートＳがない。従って、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とが一致するはずである。もし、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とに差（Δ）があれば、それは温度変動に起因するドリフトと考えられる。
そこで、ＣＰＵ１０は、図３中の▲で示す測定点ごとに、第１の距離（Ａ）から第２の距離（Ｂ）を減算し、得られた差（Δ）を前記第２のメモリ１２に記憶（更新）する。そして、この差（Δ）を用いて先述したオフセット補正を行うため、周囲温度の影響を排除して、正しい樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを得ることが出来る。
【００３１】
図４は、前記ラインＬ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２と対応した変換式または変換テーブルを得るための校正点の説明図である。なお、図４では、金属タッチロール１の直径を均一に表現しているが、実際には図７に示すように変化している。
樹脂フィルムシートＳがない状態で且つ金属製タッチロール１を回転させずに、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動して、ラインＬ０ 上の複数の校正点Ｐ０,Ｐ１,Ｐ２,…，Ｐ７ でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得する。次に、取得した多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求める。次に、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つラインＬ０ に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
【００３２】
次に、金属製タッチロール１を少しだけ回転させる。そして、金属製タッチロール１の回転を止めて、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動して、ラインＬ1 上の複数の校正点Ｐ0,Ｐ1,Ｐ2,…，Ｐ7 でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得する。次に、取得した多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求める。次に、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つラインＬ1 に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
同様にして、ラインＬ2,…，Ｌ12と対応した変換式を求めて、それらの変換式またはそれらの変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
【００３３】
測定前に上記校正を行っておき、測定時には、測定点のラインに対応する変換テーブルを用いてデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に換算すれば、金属製タッチロール１の製造上のバラツキや若干の変形や偏心を除去でき、測定精度を向上することが出来る。
【００３４】
図５に示すように、前記ラインＬ0 上の複数の校正点Ｐ0,Ｐ1,Ｐ2,…，Ｐ7 で取得したデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）多数のデータ対をグラフ上にプロットすると、前記多項式は、それらプロットした多数の点を通り抜ける曲線ＡL0（Ｄ）を表している。なお、実測されたデジタル値（Ｄ）の最小値をＤ１とし、最大値をＤ２とする。
【００３５】
以上の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、樹脂フィルムシートＳの材質や着色用の染料や顔料などの影響を受けないため、製造する樹脂フィルムシートＳの種類に合せた補正や測定波長選択用フィルタの交換や再校正が必要でなく、測定が容易になる。また、樹脂フィルムシートＳが光を透過しない場合でも測定を行うことが出来る。また、金属製タッチロール１に偏心や撓みがあっても、樹脂フィルムシートＳの厚さを正確に測定できる。さらに、樹脂フィルムシートＳの表面が粗い場合でも、正確に測定できる。
また、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構が必要でなく、装置が安価になる。但し、これは、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構がなくても本発明を実施可能ということであり、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構があっても本発明を実施可能であるから、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構があっても本発明の範囲に含まれる。
【００３６】
さらに、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、渦電流に基づくデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する変換式または変換テーブルを金属製タッチロール１の周方向の位置ごとに求めて記憶しておき、現在の測定点の周方向の位置に対応した変換式を取り出して用いるため、金属製タッチロール１のメッキ層１２の厚さのバラツキに起因する測定精度の低下を防止できる。
なお、渦電流に基づくデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する変換式または変換テーブルを金属製タッチロール１の軸方向の位置ごとに求めて記憶しておき、現在の測定点の軸方向の位置に対応した変換式を取り出して用いるようにしてもよい。この場合、樹脂フィルムシートＳがない状態で且つ渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動させず、金属製タッチロール１を回転させて、ある軸方向の位置の周方向の複数の校正点でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得し、それら多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求め、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つ前記軸方向の位置に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。次に、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に少しだけ移動し、上記と同様にして変換式を求めて、それらの変換式またはそれらの変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。これを繰り返せばよい。
【００３７】
さらに、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、樹脂フィルムシートＳのないところで取得した第１の距離（Ａ）および第２の距離（Ｂ）の差を用いてオフセット補正するようにしたため、温度変動により渦電流が変化しても、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを正確に測定できるようになる。
【００３８】
なお、発明者らは、この樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置が被測定フィルムの材質や色の影響を受けないことを実験した。実験条件例として、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＶＣ（塩化ビニール）の４種類の材料について、それぞれ透明，赤色，青色，緑色，白色，黒色の樹脂フィルムシートを製作し、この樹脂フィルムシートの厚さを測定した。この結果、樹脂フィルムシートの厚さを高精度に測定できることが確認された。
【００３９】
さて、図６の（ａ）は、均一な直径の金属製タッチロール１に樹脂フィルムシートの熱やテンションがかからない状態での直径のバラツキを示している。Ｄ１は、第１の距離（Ａ）を測定して得られたデジタル値（Ｄ）の最小値である。また、Ｄ２は、最大値である。図５で説明したように、Ｄ１からＤ２の範囲が校正範囲になる。
図６の（ｂ）（ｃ）は、均一な直径の金属製タッチロール１に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形を示している。Ｄ３は、第１の距離（Ａ）を測定して得られたデジタル値（Ｄ）の最小値である。Ｄ４は、最大値である。
Ｄ１≦Ｄ３かつＤ４≦Ｄ２であれば、熱やテンションにより変形しても、変形範囲が校正範囲内に入っており、測定可能であり、測定精度も低下しない。
しかし、Ｄ３＜Ｄ１またはＤ２＜Ｄ４であれば、熱やテンションにより変形したときのデジタル値（Ｄ）が校正範囲を逸脱し、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
【００４０】
そこで、この発明では、図７に示すように、中央部１ｄを均一な直径とし、第１の端部１ｅをテーパ状に縮径し、第２の端部１ｆをテーパ状に拡径した金属製タッチロール１Ｃを用いる。ここで、熱やテンションにより中央部１ｄが変形した時のデジタル値（Ｄ）の最小値よりも小さいデジタル値Ｄ５が得られるように前記縮径を行い、熱やテンションにより中央部１ｄが変形した時のデジタル値（Ｄ）の最大値よりも大きいデジタル値Ｄ６が得られるように前記拡径を行う。そして、第１の端部１ｅから第２の端部１ｆに渡る範囲αについて前記校正（図４参照）を行っておく。また、樹脂フィルムシート（Ｓ）が中央部１ｄの範囲βに接するように金属製タッチロール１Ｃを使用する。
【００４１】
そうすると、図８に示すように、中央部１ｄの直径のバラツキの範囲［Ｄ１，Ｄ２］だけでなく、熱やテンションによる中央部１ｄの直径の変形の範囲［Ｄ３，Ｄ４］も校正範囲［Ｄ５，Ｄ６］に入ることとなり、熱やテンションにより変形しても、測定可能となり、測定精度も低下しなくなる。
【００４２】
なお、熱やテンションにより変形した時にデジタル値（Ｄ）が減少するだけなら、一方または両方の端部をテーパ状に縮径した金属製タッチロールを用いてもよい。また、熱やテンションにより変形した時にデジタル値（Ｄ）が増大するだけなら、一方または両方の端部をテーパ状に拡径した金属製タッチロールを用いてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置およびテーパ部付きロールによれば、次の効果が得られる。
(1) 測定が容易である。
(2) 樹脂フィルムシートが光を透過しない場合でも測定可能である。
(3) タッチロールに偏心や撓みがあっても正確に測定できる。
(4) 樹脂フィルムシートの表面状態の影響を受けずに正確に測定できる。
(5) 装置が安価である。
(6) 熱やテンションにより金属製タッチロールが変形しても、測定精度の低下なく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施形態にかかる樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の構成図である。
【図２】 第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の説明図である。
【図３】 測定点の分布の説明図である。
【図４】 校正点の説明図である。
【図５】 変換式に対応する曲線の説明図である。
【図６】 金属製タッチロールの直径のバラツキと熱やテンションによる変形の説明図である。
【図７】 この発明にかかる金属製タッチロールの構成図である。
【図８】 図７の金属製タッチロールにおける校正範囲と熱やテンションによる変形範囲とバラツキの範囲の説明図である。
【図９】 従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例の簡略構成図である。
【図１０】 従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の他の一例の簡略構成図である。
【図１１】 図１０の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の動作原理の説明図である。
【符号の説明】
１ 金属製タッチロール
１ａ 鉄製芯ロール
１ｂ メッキ層
１ｄ 中央部
１ｅ 第１の端部
１ｆ 第２の端部
２ 渦電流式距離センサ（渦電流式センサ手段）
３ Ａ／Ｄ変換器（渦電流式センサ手段）
４ 光源（光学的距離測定手段）
５ レンズ（光学的距離測定手段）
６ ＣＣＤカメラ（光学的距離測定手段）
７ ＣＣＤカメラ用インターフェース基板（光学的距離測定手段）
８ ロータリエンコーダ（測定点位置判定手段）
１０ ＣＰＵ（渦電流式センサ手段，変換手段，光学的距離測定手段，
演算手段，測定点位置判定手段）
１１ 第１の記憶手段
１２ 第２の記憶手段
１３ 操作卓
１００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（本発明）
５００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（従来）
５０２ 光源
５０９ 受光素子
５０４ 測定波長選択用フィルタ
５１０ 増幅器
５１５ 表示設定器
６００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（従来）
６０１ タッチロール
６０２ 基準しゃ光板
６０３ スリット
６０４ 間隙
６０５ 走査機構
６０６ スリット用受光器
６０７ 間隙用受光器
Ｓ 樹脂フィルムシート
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置に関し、更に詳しくは、樹脂フィルムシートの厚さを容易かつ正確に測定できる樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例としては、「フィルム包材の厚み測定検査技術について；宇野正裕，ＰＡＣＫＳ，１９８２／４，１３７頁」に記載のものが挙げられる。
図９に、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の構成を簡略化した一例を示す。
この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００では、樹脂フィルムシートＳの一方側に光源５０２を配置し、この光源５０２の光軸上に光線を平行にするレンズ５０３と、測定波長選択用フィルタ５０４とを配置している。また、樹脂フィルムシートＳの他方側には、樹脂フィルムシートＳの表面側から裏面側へ透過した透過光を集束するレンズ５０８と、その集束した光を受光し電圧に変換する受光素子５０９とが配置されている。この受光素子５０９の出力する電圧は、増幅器５１０で増幅され、表示設定器５１５に入力される。
【０００３】
この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００の測定原理は、次の通りである。
一般に有機化合物からなる樹脂フィルムシートＳは、２μｍ〜１５μｍの赤外線波長領域に吸収帯を有している。ここで、樹脂フィルムシートＳへの入射光の強さをＩ0 ，測定波長λにおける吸収係数をＫ，樹脂フィルムシートＳの厚さをＸとするとき、Lambert-Beerの法則より、樹脂フィルムシートＳからの透過光の強さＩは、
Ｉ＝Ｉ0・exp｛−Ｋ・Ｘ｝
で表される。
Ｉ0 およびＫは既知であるから、透過光の強さＩを測定すれば、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求めることが出来る。
【０００４】
上記と同様に、樹脂フィルムシートＳを透過した透過光の強さＩを測定して樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求める透過光方式の他の従来技術としては、特開平２−２９７００７号公報に記載のものが挙げられる。
【０００５】
一方、透過光方式でない従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例としては、特開昭６２−３６５０７号公報に記載のものが挙げられる。
図１０に示すように、この樹脂フィルムシートの厚さ測定装置６００は、タッチロール６０１の上方に距離Ｇだけ離して、スリット６０３を有する基準しゃ光板６０２を配置し、この基準しゃ光板６０２の一方側にレーザ光源６０４および走査機構６０５を配置し、他方側にスリット用受光器６０６および間隙用受光器６０７を配置し、前記タッチロール６０１の外周面に密着させて樹脂フィルムシートＳを走行させる構成である。
【０００６】
図１１に示すように、スリット６０３の上部からタッチロール６０１にかかる走査ラインＬでレーザ光を走査すると、スリット６０３を通過したレーザ光はスリット用受光器６０６で受光され、基準しゃ光板６０２と樹脂フィルムシートＳの間の間隙６０４を通過したレーザ光は間隙用受光器６０７で受光される。
そこで、スリット用受光器６０６で受光したレーザ光の波形のパルス幅をカウントすれば、レーザ光がスリット６０３を通過した時間ＴE が判る。また、間隙用受光器６０７で受光したレーザ光の波形のパルス幅をカウントすれば、間隙６０４を通過した時間ＴF が判る。
スリット幅をＥとし、間隙長をＦとし、走査速度をＶとすると、
ＴE＝Ｅ／Ｖ
ＴF＝Ｆ／Ｖ
で表される。これら２式より、
Ｆ＝Ｅ・ＴF／ＴE
が導かれる。すると、樹脂フィルムシートＳの厚さＸは、
Ｘ＝Ｇ−Ｆ＝Ｇ−Ｅ・ＴF／ＴE
となる。ここで、タッチロール６０１と基準しゃ光板６０２の距離Ｇおよびスリット幅Ｅは既知であるから、時間ＴE，時間ＴFを計測すれば、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを求めることが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置５００では、吸収係数Ｋが、樹脂フィルムシートＳの材質や着色用の染料や顔料などの影響を受けるため、製造する樹脂フィルムシートＳの種類毎に補正や測定波長選択用フィルタ５０４の交換や再校正が必要となる。このため、測定に手間がかかる問題点がある。また、交換用の測定波長選択用フィルタ５０４を揃える必要があり、装置が高価になる問題点がある。さらに、樹脂フィルムシートＳが光を透過しない場合、測定を行えない問題点がある。
また、特開平２−２９７００７号公報に記載の従来技術も、透過光方式であるため、上記と同じ問題点がある。
【０００８】
一方、上記従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置６００では、タッチロール６０１と基準しゃ光板６０２の距離Ｇが常に一定であることを前提にしている。しかし、タッチロール６０１に偏心や撓みがあると距離Ｇが変動し、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを正確に測定できない問題点がある。また、走査機構６０５が必要であり、装置が高価になる問題点がある。さらに、レーザ光は指向性が強いので、樹脂フィルムシートＳの表面が粗いとレーザ光が散乱してしまい、測定精度が悪化する問題点がある。
【０００９】
そこで、この発明の目的は、測定が容易であること、樹脂フィルムシートが光を透過しない場合でも測定可能であること、タッチロールに偏心や撓みがあっても正確に測定できること、樹脂フィルムシートの表面状態の影響を受けずに正確に測定できること、および、装置が安価であること、の５条件を満たすと共に、熱やテンションによりタッチロールが変形した時でも正確に測定できる樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、この発明は、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って電磁気的に測定すると共に光学的に測定し、前記電磁気的に測定した値を前記光学的に測定した値で校正しておき、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を電磁気的に測定すると共に、前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定し、前記校正結果に基づいて校正した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定方法を提供する。
上記第１の観点による樹脂フィルムシートの厚さ測定方法では、基準位置（２１）から金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を電磁気的に測定する。すなわち、光を使わないため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第１の距離（Ａ）を正確に測定できる。次に、基準位置（２１）から樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定する。ここでは、光を使うが、間隙に光を通すため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第２の距離（Ｂ）を正確に測定できる。さらに、前記第１の距離（Ａ）を常に測定しているから、金属製タッチロール（１）に偏芯や撓みがあっても、その影響を除去できる。従って、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを容易かつ正確に測定できる。さらに、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構などが不要であり、装置が安価になる。
ところで、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによって金属製タッチロール（１）が大きく変形する場合がある。一方、電磁気的に測定した値を光学的に測定した値で校正する時には、金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で行うので、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによる金属製タッチロール（１）の変形がない。このため、一端から他端まで均一な直径の金属製タッチロールを用いていると、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が、校正範囲を逸脱してしまうことがある。校正範囲を逸脱すると、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
そこで、上記第１の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定方法では、中央部（１ｄ）を均一な直径とし、少なくとも一方の端部をテーパ状に縮径するか，又は，拡径するか，又は，第１の端部（１ｅ）をテーパ状に縮径し第２の端部（１ｆ）をテーパ状に拡径した金属製タッチロール（１）を用いるようにした。中央部（１ｄ）に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形範囲をカバーするように縮径または拡径しておくことにより、校正範囲が広がり、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が校正範囲に必ず入るようになる。従って、測定可能となり、測定精度も低下しない。
【００１１】
第２の観点では、この発明は、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）と、その金属製タッチロール（１）の外周部分に流れる渦電流を利用して基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）に応じたデジタル値を出力する渦電流式センサ手段（２，３）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を測定する光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で前記第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定してデジタル値を取得すると共に前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの距離を測定し前記デジタル値を前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって測定した値で校正し変換式または変換テーブルを作成し前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定したデジタル値を前記変換式または変換テーブルを用いて第１の距離（Ａ）に変換する変換手段（１０）と、前記変換した第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出する演算手段（１０）とを具備したことを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
上記第２の観点による樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、金属製タッチロール（１）の外周部分に流れる渦電流を利用して基準位置（２１）から金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を測定する。すなわち、光を使わないため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第１の距離（Ａ）を正確に測定できる。次に、基準位置（２１）から樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定する。ここでは、光を使うが、間隙に光を通すため、樹脂フィルムシート（Ｓ）の色や光の透過性や表面状態などに関係なく、第２の距離（Ｂ）を正確に測定できる。さらに、前記第１の距離（Ａ）を常に測定しているから、金属製タッチロール（１）に偏芯や撓みがあっても、その影響を除去できる。従って、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを容易かつ正確に測定できる。さらに、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構などが不要であり、装置（１００）が安価になる。
ところで、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによって金属製タッチロール（１）が大きく変形する場合がある。一方、電磁気的に測定した値を光学的に測定した値で校正する時には、金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で行うので、樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションによる金属製タッチロール（１）の変形がない。このため、一端から他端まで均一な直径の金属製タッチロールを用いていると、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が、校正範囲を逸脱してしまうことがある。校正範囲を逸脱すると、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
そこで、上記第２の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、中央部（１ｄ）を均一な直径とし、少なくとも一方の端部をテーパ状に縮径するか，又は，拡径するか，又は，第１の端部（１ｅ）をテーパ状に縮径し第２の端部（１ｆ）をテーパ状に拡径した金属製タッチロール（１）を用いるようにした。中央部（１ｄ）に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形範囲をカバーするように縮径または拡径しておくことにより、校正範囲が広がり、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを測定する時の電磁気的な測定値が校正範囲に必ず入るようになる。従って、測定可能となり、測定精度も低下しない。
【００１２】
第３の観点では、この発明は、前記第１の距離（Ａ）を測定する測定点が前記金属製タッチロール（１）の外周面上のどの位置にあるかを判定する測定点位置判定手段（８，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを記憶する第１の記憶手段（１１）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０ , Ｌ１ , Ｌ２ , …，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを生成し前記第１の記憶手段（１１）に記憶させ前記測定点位置判定手段（８，１０）により判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを前記第１の記憶手段（１１）から取り出してデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
樹脂フィルムシートの厚さを測定するとき、金属製タッチロール（１）を回転すると、第１の距離（Ａ）を測定する測定点の位置が、金属製タッチロール（１）の外周面上を周方向に移動することになる。また、前記測定点を樹脂フィルムシートの幅方向に移動すると、測定点の位置が、金属製タッチロール（１）の外周面上を軸方向に移動することになる。ところが、金属製タッチロール（１）の製造上のバラツキにより、金属製タッチロール（１）の外周面上の位置によって、例えばメッキ層の厚さが異なる。このため、第１の距離（Ａ）が同じでも、渦電流が同じとは限らない。
そこで、上記第３の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、デジタル値を第１の距離（Ａ）に変換するための変換式または変換テーブルを、金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）毎に作成して記憶しておく。そして、第１の距離（Ａ）を測定する測定点が金属製タッチロール（１）の外周面上のどの位置にあるかを判定し、その判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを取り出して、デジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する。
これにより、高い測定精度を維持できる。
【００１３】
第４の観点では、この発明は、上記構成の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）は、芯ロール（１ａ）の表面に、クロム，ニッケル，アルミニウムなどの良導電性金属のメッキ層（１ｂ）を設けた構造であることを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
上記第４の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、芯ロール（１ａ）の表面にクロム，ニッケル，アルミニウムなどの良導電性金属のメッキ層（１ｂ）を設けた構造の金属製タッチロール（１）を用いている。
この構造により、渦電流がメッキ層（１ｂ）を流れるため、芯ロール（１ａ）の素材には制限がなくなる。例えば、芯ロール（１ａ）の素材に鉄を用いて、安価に強度を高められる。
【００１４】
第５の観点では、この発明は、上記構成の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）の端部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分で取得した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）の差（Δ）を演算する演算手段（１０）と、前記差（Δ）を記憶する第２の記憶手段（１２）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の中間部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のある部分で取得した第１の距離（Ａ）を前記差（Δ）によりオフセット補正することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）を提供する。
樹脂フィルムシートの厚さを測定するとき、周囲温度により渦電流が変動したり，回路の特性が変動し、デジタル値が変動することがある。
そこで、上記第５の観点の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）では、金属製タッチロール（１）の端部の樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分で第１の距離（Ａ）および第２の距離（Ｂ）を取得し、金属製タッチロール（１）の中間部の樹脂フィルムシート（Ｓ）のある部分で取得した第１の距離（Ａ）から前記差（Δ）をオフセット補正する。樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分では、樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さが“０”であるから、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とが一致するはずであり、もし差（Δ）があれば、それは温度変動に起因するドリフトと考えられる。従って、これをオフセット補正することで、正しい樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを得ることが出来る。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態によりこの発明をさらに詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
−第１の実施形態−
図１は、この発明の第１の実施形態にかかる樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００を示す構成図である。
金属製タッチロール１は、鉄製の芯ロール１ａの表面に、クロムのメッキ層１ｂを設けた構造である。樹脂フィルムシートＳはその裏面を金属製タッチロール１の外周面と接して走行し、それに合せて金属製タッチロール１は回転する。
図７に示すように、金属製タッチロール１は、中央部１ｄを均一な直径とし、第１の端部１ｅをテーパ状に縮径し、第２の端部１ｆをテーパ状に拡径したものである。
【００２０】
渦電流式距離センサ２は、前記金属製タッチロール１の垂直上方に設置されており、前記メッキ層１ｂに流れる渦電流を利用して、基準位置２１から金属製タッチロール１の外周面までの第１の距離（Ａ）に応じたアナログ量を出力する。そのアナログ量は、Ａ／Ｄ変換器３によりデジタル値（Ｄ）に変換され、ＣＰＵ１０に入力される。
【００２１】
前記金属製タッチロール１のメッキ層１ｂの厚さは、メッキ層１ｂの良導電性金属材料の電気伝導率および透磁率と，前記渦電流式距離センサ２の発振周波数とに基づいて求めた表皮効果の深さよりも大きくする。例えば、電気伝導率が１／（１２．９×１０-8），透磁率が２．５×４π×１０-7，発振周波数が４．３ＭＨｚのとき、メッキ層１ｂの厚さは１７１μｍ以上である。
【００２２】
光源４およびレンズ５は、前記金属製タッチロール１と前記渦電流式距離センサ２の間の間隙に、一方側から水平に且つ前記金属製タッチロール１の軸と直角に平行光線を与える。ＣＣＤカメラ６は、前記間隙を通過して他方側に出てきた光を検出し、画像信号を出力する。その画像信号は、ＣＣＤカメラ用インタフェース基板７を介して、ＣＰＵ１０に入力される。
【００２３】
前記渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６は、図示せぬ送り装置により、金属製タッチロール１の軸方向に往復移動される。これは、樹脂フィルムシートＳの幅方向の異なる位置で厚さを測定するためである。
【００２４】
ロータリエンコーダ８は、前記金属製タッチロール１の回転位置を検出し、ＣＰＵ１０に入力する。
ＣＰＵ１０に接続されている第１のメモリ１１は、前記金属製タッチロール１の外周上の位置と対応した変換式または変換テーブルを記憶している。
また、ＣＰＵ１０に接続されている第２のメモリ１２は、前記金属製タッチロール１の端部の樹脂フィルムシートＳのない部分で取得した第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の差（Δ）を記憶している。第２の距離（Ｂ）については後で詳述する。
【００２５】
ＣＰＵ１０は、前記回転位置より前記第１の距離（Ａ）を測定する測定点が前記金属製タッチロール（１）の外周上のどの位置にあるかを判定する。次に、判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを前記第１の記憶手段１１から取り出してデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する。次に、前記第２の記憶手段１２から前記差（Δ）を取り出して、前記第１の距離（Ａ）をオフセット補正する。また、前記画像信号から第２の距離（Ｂ）を取得する。そして、前記オフセット補正した第１の距離（Ａ）から前記第２の距離（Ｂ）を減算し、樹脂フィルムシートＳの厚さ（Ｘ）を算出する。
算出された厚さ（Ｘ）は、操作卓１３の表示器に表示される。
【００２６】
図２は、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の説明図である。
第１の距離（Ａ）は、基準位置２１から金属製タッチロール１の外周面までの距離であり、渦電流式距離センサ２により検出される。
【００２７】
第２の距離（Ｂ）は、基準位置２１から樹脂フィルムシートＳの表面までの距離である。
画像信号を垂直方向に沿って見たとき、基準位置２１と樹脂フィルムシートＳの表面の間の間隙に対応するＣＣＤカメラ６の画素では光強度が強くなり、渦電流式距離センサ２や樹脂フィルムシートＳの陰になったＣＣＤカメラ６の画素では弱くなっている。
そこで、ＣＰＵ１０は、例えば最大光強度の約１／２に閾値を設定し、その閾値を越える光強度をもつ画素数ＮB を求める。そして、ＣＣＤカメラ６の画素間の距離をＰとし、ＣＣＤカメラ５の倍率をｋとするとき、
Ｂ＝ＮB ×Ｐ／ｋ
により第２の距離（Ｂ）を算出する。
【００２８】
また、ＣＰＵ１０は、第１の距離（Ａ）から第２の距離（Ｂ）を減算して、樹脂フィルムシートＳの厚さ（Ｘ）を算出する。
【００２９】
図３は、樹脂フィルムシートＳと測定点の分布の説明図である。なお、図３では、金属タッチロール１の直径を均一に表現しているが、実際には図７に示すように変化している。
樹脂フィルムシートＳの走行に合せて金属製タッチロール１が回転しているが、その１回転に例えば１２回の測定を行うとする。すると、金属製タッチロール１の外周面を周方向に１２等分するラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ１２ に各測定点を対応させることが出来る。また、樹脂フィルムシートＳの走行と同時に、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６が金属製タッチロール１の軸方向に往復移動されるため、測定点は金属製タッチロール１の軸方向に移動する。
この結果、図３中の■で示すように、樹脂フィルムシートＳの幅方向の異なる位置に測定点が分布し、樹脂フィルムシートＳの厚さを満遍なく測定することが出来る。
【００３０】
図３中の▲で示す測定点では、金属製タッチロール１の端部のため、樹脂フィルムシートＳがない。従って、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とが一致するはずである。もし、第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）とに差（Δ）があれば、それは温度変動に起因するドリフトと考えられる。
そこで、ＣＰＵ１０は、図３中の▲で示す測定点ごとに、第１の距離（Ａ）から第２の距離（Ｂ）を減算し、得られた差（Δ）を前記第２のメモリ１２に記憶（更新）する。そして、この差（Δ）を用いて先述したオフセット補正を行うため、周囲温度の影響を排除して、正しい樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さを得ることが出来る。
【００３１】
図４は、前記ラインＬ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２と対応した変換式または変換テーブルを得るための校正点の説明図である。なお、図４では、金属タッチロール１の直径を均一に表現しているが、実際には図７に示すように変化している。
樹脂フィルムシートＳがない状態で且つ金属製タッチロール１を回転させずに、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動して、ラインＬ０ 上の複数の校正点Ｐ０,Ｐ１,Ｐ２,…，Ｐ７ でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得する。次に、取得した多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求める。次に、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つラインＬ０ に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
【００３２】
次に、金属製タッチロール１を少しだけ回転させる。そして、金属製タッチロール１の回転を止めて、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動して、ラインＬ1 上の複数の校正点Ｐ0,Ｐ1,Ｐ2,…，Ｐ7 でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得する。次に、取得した多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求める。次に、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つラインＬ1 に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
同様にして、ラインＬ2,…，Ｌ12と対応した変換式を求めて、それらの変換式またはそれらの変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。
【００３３】
測定前に上記校正を行っておき、測定時には、測定点のラインに対応する変換テーブルを用いてデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に換算すれば、金属製タッチロール１の製造上のバラツキや若干の変形や偏心を除去でき、測定精度を向上することが出来る。
【００３４】
図５に示すように、前記ラインＬ0 上の複数の校正点Ｐ0,Ｐ1,Ｐ2,…，Ｐ7 で取得したデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）多数のデータ対をグラフ上にプロットすると、前記多項式は、それらプロットした多数の点を通り抜ける曲線ＡL0（Ｄ）を表している。なお、実測されたデジタル値（Ｄ）の最小値をＤ１とし、最大値をＤ２とする。
【００３５】
以上の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、樹脂フィルムシートＳの材質や着色用の染料や顔料などの影響を受けないため、製造する樹脂フィルムシートＳの種類に合せた補正や測定波長選択用フィルタの交換や再校正が必要でなく、測定が容易になる。また、樹脂フィルムシートＳが光を透過しない場合でも測定を行うことが出来る。また、金属製タッチロール１に偏心や撓みがあっても、樹脂フィルムシートＳの厚さを正確に測定できる。さらに、樹脂フィルムシートＳの表面が粗い場合でも、正確に測定できる。
また、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構が必要でなく、装置が安価になる。但し、これは、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構がなくても本発明を実施可能ということであり、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構があっても本発明を実施可能であるから、交換用の測定波長選択用フィルタやレーザ光の走査機構があっても本発明の範囲に含まれる。
【００３６】
さらに、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、渦電流に基づくデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する変換式または変換テーブルを金属製タッチロール１の周方向の位置ごとに求めて記憶しておき、現在の測定点の周方向の位置に対応した変換式を取り出して用いるため、金属製タッチロール１のメッキ層１２の厚さのバラツキに起因する測定精度の低下を防止できる。
なお、渦電流に基づくデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換する変換式または変換テーブルを金属製タッチロール１の軸方向の位置ごとに求めて記憶しておき、現在の測定点の軸方向の位置に対応した変換式を取り出して用いるようにしてもよい。この場合、樹脂フィルムシートＳがない状態で且つ渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に移動させず、金属製タッチロール１を回転させて、ある軸方向の位置の周方向の複数の校正点でデジタル値（Ｄ）と第２の距離（Ｂ）のデータ対を多数取得し、それら多数のデータ対に最小２乗法を適用し、デジタル値（Ｄ）から第２の距離（Ｂ）を算出する多項式を求め、その多項式における第２の距離（Ｂ）を第１の距離（Ａ）に置き換えて、それをデジタル値（Ｄ）を第１の距離（Ａ）に変換する変換式であって且つ前記軸方向の位置に対応した変換式とする。そして、その変換式またはその変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。次に、渦電流式距離センサ２，光源４，レンズ５およびＣＣＤカメラ６を金属製タッチロール１の軸方向に少しだけ移動し、上記と同様にして変換式を求めて、それらの変換式またはそれらの変換式から作成した変換テーブルを前記第１のメモリ１１に記憶する。これを繰り返せばよい。
【００３７】
さらに、上記樹脂フィルムシートの厚さ測定装置１００によれば、樹脂フィルムシートＳのないところで取得した第１の距離（Ａ）および第２の距離（Ｂ）の差を用いてオフセット補正するようにしたため、温度変動により渦電流が変化しても、樹脂フィルムシートＳの厚さＸを正確に測定できるようになる。
【００３８】
なお、発明者らは、この樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置が被測定フィルムの材質や色の影響を受けないことを実験した。実験条件例として、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＶＣ（塩化ビニール）の４種類の材料について、それぞれ透明，赤色，青色，緑色，白色，黒色の樹脂フィルムシートを製作し、この樹脂フィルムシートの厚さを測定した。この結果、樹脂フィルムシートの厚さを高精度に測定できることが確認された。
【００３９】
さて、図６の（ａ）は、均一な直径の金属製タッチロール１に樹脂フィルムシートの熱やテンションがかからない状態での直径のバラツキを示している。Ｄ１は、第１の距離（Ａ）を測定して得られたデジタル値（Ｄ）の最小値である。また、Ｄ２は、最大値である。図５で説明したように、Ｄ１からＤ２の範囲が校正範囲になる。
図６の（ｂ）（ｃ）は、均一な直径の金属製タッチロール１に樹脂フィルムシート（Ｓ）の熱やテンションがかかった時の変形を示している。Ｄ３は、第１の距離（Ａ）を測定して得られたデジタル値（Ｄ）の最小値である。Ｄ４は、最大値である。
Ｄ１≦Ｄ３かつＤ４≦Ｄ２であれば、熱やテンションにより変形しても、変形範囲が校正範囲内に入っており、測定可能であり、測定精度も低下しない。
しかし、Ｄ３＜Ｄ１またはＤ２＜Ｄ４であれば、熱やテンションにより変形したときのデジタル値（Ｄ）が校正範囲を逸脱し、測定不能となるか、測定精度が低下してしまう。
【００４０】
そこで、この発明では、図７に示すように、中央部１ｄを均一な直径とし、第１の端部１ｅをテーパ状に縮径し、第２の端部１ｆをテーパ状に拡径した金属製タッチロール１Ｃを用いる。ここで、熱やテンションにより中央部１ｄが変形した時のデジタル値（Ｄ）の最小値よりも小さいデジタル値Ｄ５が得られるように前記縮径を行い、熱やテンションにより中央部１ｄが変形した時のデジタル値（Ｄ）の最大値よりも大きいデジタル値Ｄ６が得られるように前記拡径を行う。そして、第１の端部１ｅから第２の端部１ｆに渡る範囲αについて前記校正（図４参照）を行っておく。また、樹脂フィルムシート（Ｓ）が中央部１ｄの範囲βに接するように金属製タッチロール１Ｃを使用する。
【００４１】
そうすると、図８に示すように、中央部１ｄの直径のバラツキの範囲［Ｄ１，Ｄ２］だけでなく、熱やテンションによる中央部１ｄの直径の変形の範囲［Ｄ３，Ｄ４］も校正範囲［Ｄ５，Ｄ６］に入ることとなり、熱やテンションにより変形しても、測定可能となり、測定精度も低下しなくなる。
【００４２】
なお、熱やテンションにより変形した時にデジタル値（Ｄ）が減少するだけなら、一方または両方の端部をテーパ状に縮径した金属製タッチロールを用いてもよい。また、熱やテンションにより変形した時にデジタル値（Ｄ）が増大するだけなら、一方または両方の端部をテーパ状に拡径した金属製タッチロールを用いてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
この発明の樹脂フィルムシートの厚さ測定方法および測定装置およびテーパ部付きロールによれば、次の効果が得られる。
(1) 測定が容易である。
(2) 樹脂フィルムシートが光を透過しない場合でも測定可能である。
(3) タッチロールに偏心や撓みがあっても正確に測定できる。
(4) 樹脂フィルムシートの表面状態の影響を受けずに正確に測定できる。
(5) 装置が安価である。
(6) 熱やテンションにより金属製タッチロールが変形しても、測定精度の低下なく測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１の実施形態にかかる樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の構成図である。
【図２】 第１の距離（Ａ）と第２の距離（Ｂ）の説明図である。
【図３】 測定点の分布の説明図である。
【図４】 校正点の説明図である。
【図５】 変換式に対応する曲線の説明図である。
【図６】 金属製タッチロールの直径のバラツキと熱やテンションによる変形の説明図である。
【図７】 この発明にかかる金属製タッチロールの構成図である。
【図８】 図７の金属製タッチロールにおける校正範囲と熱やテンションによる変形範囲とバラツキの範囲の説明図である。
【図９】 従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の一例の簡略構成図である。
【図１０】 従来の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の他の一例の簡略構成図である。
【図１１】 図１０の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置の動作原理の説明図である。
【符号の説明】
１ 金属製タッチロール
１ａ 鉄製芯ロール
１ｂ メッキ層
１ｄ 中央部
１ｅ 第１の端部
１ｆ 第２の端部
２ 渦電流式距離センサ（渦電流式センサ手段）
３ Ａ／Ｄ変換器（渦電流式センサ手段）
４ 光源（光学的距離測定手段）
５ レンズ（光学的距離測定手段）
６ ＣＣＤカメラ（光学的距離測定手段）
７ ＣＣＤカメラ用インターフェース基板（光学的距離測定手段）
８ ロータリエンコーダ（測定点位置判定手段）
１０ ＣＰＵ（渦電流式センサ手段，変換手段，光学的距離測定手段，
演算手段，測定点位置判定手段）
１１ 第１の記憶手段
１２ 第２の記憶手段
１３ 操作卓
１００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（本発明）
５００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（従来）
５０２ 光源
５０９ 受光素子
５０４ 測定波長選択用フィルタ
５１０ 増幅器
５１５ 表示設定器
６００ 樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（従来）
６０１ タッチロール
６０２ 基準しゃ光板
６０３ スリット
６０４ 間隙
６０５ 走査機構
６０６ スリット用受光器
６０７ 間隙用受光器
Ｓ 樹脂フィルムシート
Claims (5)
- 中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って電磁気的に測定すると共に光学的に測定し、前記電磁気的に測定した値を前記光学的に測定した値で校正しておき、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で、基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）を電磁気的に測定すると共に、前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を光学的に測定し、前記校正結果に基づいて校正した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定方法。
- 中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径したもの、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）もしくは第２の端部（１ｆ）のうちの少なくとも一方を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、または、中央部（１ｄ）を均一な直径とするとともに第１の端部（１ｅ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最小値よりも小さい直径（Ｄ５）までテーパ状に縮径しかつ第２の端部（１ｆ）を熱やテンションにより中央部（１ｄ）が変形した時の最大値よりも大きい直径（Ｄ６）までテーパ状に拡径したもの、のうちの何れかである金属製タッチロール（１）と、その金属製タッチロール（１）の外周部分に流れる渦電流を利用して基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの第１の距離（Ａ）に応じたデジタル値を出力する渦電流式センサ手段（２，３）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の表面までの第２の距離（Ｂ）を測定する光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシートを被せない状態で前記第１の距離（Ａ）を前記第１の端部（１ｅ）から前記第２の端部（１ｆ）に渡って前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定してデジタル値を取得すると共に前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの間隙を通過する光を利用して前記基準位置（２１）から前記金属製タッチロール（１）の外周面までの距離を測定し前記デジタル値を前記光学的距離測定手段（４，５，６，７，１０）によって測定した値で校正し変換式または変換テーブルを作成し前記金属製タッチロール（１）の外周面に樹脂フィルムシート（Ｓ）の裏面を接した状態で前記渦電流式センサ手段（２，３）により測定したデジタル値を前記変換式または変換テーブルを用いて第１の距離（Ａ）に変換する変換手段（１０）と、前記変換した第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）との差に基づいて前記樹脂フィルムシート（Ｓ）の厚さ（Ｘ）を算出する演算手段（１０）とを具備したことを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）。
- 請求項２に記載の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記第１の距離（Ａ）を測定する測定点が前記金属製タッチロール（１）の外周面上のどの位置にあるかを判定する測定点位置判定手段（８，１０）と、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを記憶する第１の記憶手段（１１）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の外周面上の位置（Ｌ０,Ｌ１,Ｌ２,…，Ｌ１２）と対応した変換式または変換テーブルを生成し前記第１の記憶手段（１１）に記憶させ前記測定点位置判定手段（８，１０）により判定した測定点の位置に対応した変換式または変換テーブルを前記第１の記憶手段（１１）から取り出してデジタル値を第１の距離（Ａ）に変換することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）。
- 請求項２または請求項３に記載の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）は、芯ロール（１ａ）の表面に、クロム，ニッケル，アルミニウムなどの良導電性金属のメッキ層（１ｂ）を設けた構造であることを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）。
- 請求項２から請求項４のいずれかに記載の樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）において、前記金属製タッチロール（１）の端部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のない部分で取得した前記第１の距離（Ａ）と前記第２の距離（Ｂ）の差（Δ）を演算する演算手段（１０）と、前記差（Δ）を記憶する第２の記憶手段（１２）とをさらに具備すると共に、前記変換手段（１０）は、前記金属製タッチロール（１）の中間部の前記樹脂フィルムシート（Ｓ）のある部分で取得した第１の距離（Ａ）を前記差（Δ）によりオフセット補正することを特徴とする樹脂フィルムシートの厚さ測定装置（１００）。
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