JP4089057B2 - フィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムエッジ厚み測定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム（シートを含む）を製造する際のフィルムエッジ厚みの測定装置及び測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂フィルムを製造する方法としては、例えば溶融押出し法（エクストルージョン法）によりＴ形ダイスを用いて厚目の未延伸フィルムを作り、その後縦延伸・横延伸（二軸延伸）を施すという方法等が行われており、この様なフィルム製造法は、溶融した原料樹脂の押出しから延伸後の製品フィルムの巻取りまで連続して行われるのが通常である。
【０００３】
ところが上記製膜プロセスでは、走行中のフィルムが破れるという事態を生じることがあり、破れが発生した場合にはフィルムの走行を停止して補修等を行わなければならず、従って生産性が悪くなるという問題がある。
【０００４】
上記の様なフィルムの破れは、厚いフィルムを横延伸する過程（幅方向に引き伸ばす過程）で発生することが多く、この原因としては、フィルムエッジに厚みのばらつきがある為に、薄い部分に応力が集中し、当該部分を起点として破断するものと考えられている。
【０００５】
そこで上記破れを防ぐ目的で、横延伸工程を行う前のフィルムについてそのエッジ部分の厚みを管理基準値に適合するように調整するという方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、横延伸工程直前のフィルムからエッジ部分をサンプルとして切り取り、その厚みの測定結果に基づいて、例えば上記Ｔ形ダイスのダイスリップの調節を行って未延伸フィルムの肉厚を変更し、この変更によって横延伸工程直前のフィルム厚みを変え、そして該横延伸工程直前のフィルムのエッジ部分の厚みを再び測定して確認するというものであり、上記測定・調節・確認の作業を、フィルムエッジ厚みが管理基準値に適合する様になるまで繰り返し行う（従来法▲１▼）。こうして調節が完了すると実生産の開始に移行し、生産の途中では厚み調節を行わない。
【０００７】
この様に従来法▲１▼はフィルムエッジをサンプリングするというオフライン型測定方法である為、実際にフィルムを生産しているとき、即ちフィルムが走行して製膜工程が次々と進行しているときには、フィルムエッジ厚みの調整を実施することができず、上述の様に予め測定・調節・確認を行って上記ダイスリップの幅を決定しておくことになる。
【０００８】
ところが実生産プロセスにおいては、フィルム厚みが時間の経過と共に絶えず変動しているから、上記の様にフィルムエッジ厚みを予め調整するだけでは、上記管理基準値を外れてしまうことがあり、フィルムの破れを生じる危険がある。
【０００９】
加えて上記従来法▲１▼では、エッジ厚みの調整が完了するまでの押出しフィルムは、全て廃棄する必要があり、生産ロスとなる。またマイクロメータで１点ずつ測定する手法であるから、時間がかかる。更にエッジ厚みの測定値が管理基準値の許容幅になかなか収まらない場合には、調整に時間がかかるだけでなく、廃棄フィルムが一層多くなる。その上、従来例▲１▼のオフライン型測定法は、走行中のフィルムをハサミで切り取るという作業である為、危険である。
【００１０】
そこで製膜時の走行中のフィルムに対してβ線や赤外線を照射して、この光線により、フィルムと非接触で厚みを測定するという方法が提案されている（従来法▲２▼：オンライン型測定法）。
【００１１】
図８はこのオンライン型測定装置及びフィルムを示す図である。製膜中のフィルム１０は矢印Ｃ方向に走行しており、該フィルム１０の左右のエッジ部分にはそれぞれ非接触式の厚み測定器１１R ，１１L が設置されている。該厚み測定器１１R ，１１L にはβ線或いは赤外線を用いたセンサー１５が設けられている。尚該センサー１５は照射部（投光部）１５ａと受光部１５ｂを有する。
【００１２】
この装置による厚み測定方法は、照射した上記β線或いは赤外線がフィルムを通過するときの減衰量を測定し、該減衰量に基づいてフィルムエッジ厚みを測定するというものであり、上記従来法▲１▼と異なりフィルムを切り取る必要がないと共に速やかに測定できるから、製膜中、即ちオンライン型測定法として実施でき、またフィルムのロス及び測定・調節に要する時間を低減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のオンライン型厚み測定装置は、左右のエッジ部分に対してそれぞれ測定器を設けているから、最低でも２個の測定器が必要であり、センサーが高価であることからコストが高くつくという問題がある。また片側（フィルム走行方向右側，或いは左側）に設置場所がない場合や、作業の邪魔になるという理由で片側に設置できない場合等は、上記オンライン型厚み測定法が導入できないという問題がある。
【００１４】
他方本出願人は、上記従来のフィルム厚みを測定するだけのオンライン型厚み測定装置（従来例▲２▼）では、エッジ端から測定点までの距離にバラツキがある場合に不適切なフィルム厚み調整を行う恐れがあることから、フィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に測定することのできるオンライン型のフィルムエッジ厚み測定方法を既に提案している（特願平９−２４５７７２：以下、先願発明と称することがある）。
【００１５】
図７はこのフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムの一例を表す図であり、厚みを測定する赤外線センサー（厚み測定手段）２５R ，２５L 及びエッジ端位置を検出するエッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）２２R ，２２L を搭載した測定器２１R ，２１L が、矢印Ｃ方向に走行するフィルム１０の左右のエッジ部分にそれぞれ設置されている。尚上記赤外線センサー２５R ，２５L やエッジ検知センサー２２R ，２２L はデータ処理計算機１３に接続されており、該データ処理計算機１３は更に表示装置（ＣＲＴ等）１４に接続されている。
【００１６】
上記測定器２１R ，２１L はそれぞれエッジ付近でフィルム１０の幅方向にトラバース（横移動：矢印Ｄ）しており、これによりエッジ検知センサー２２R ，２２L と赤外線センサー２５R ，２５L がトラバースして、エッジ端位置の検知及びフィルム厚みを測定する。そして得られたデータからエッジ付近の厚みプロファイルを求め、フィルムのエッジ部分の厚み調整を行う。
【００１７】
この様に上記先願発明では、フィルム１０が蛇行してエッジ端位置が激しく変動した場合であっても、常にエッジ端を基準とした厚みプロファイルを精度良く求めることができる。
【００１８】
しかし上記先願発明においては、前述と同様に、使用するセンサーの数の低減や、片側に設置できない場合等については検討しておらず、そこで本発明においては、使用するセンサー数を少なくして低コスト化を図り、また測定装置を片側に設置できない場合でもオンライン型測定装置を設置可能とし、しかもフィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に精度良く測定することができるフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムエッジ厚み測定方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置は、連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する装置において、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定手段と、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いて前記フィルムのエッジ端の位置を検知するエッジ端位置検知手段とが、１つの測定器に搭載されたものであり、また前記エッジ端位置検知手段は、検知最大光量を基準として前記センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するものであり、前記測定器がフィルムの幅方向全幅に渡って移動可能に構成され、フィルム走行方向左側端及び右側端をそれぞれ測定する様に構成されたものであることを要旨とする。
【００２０】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する方法において、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定センサーと、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いてエッジ端位置を検知するエッジ検知センサーとを搭載した測定器が、前記フィルムの幅方向を全幅に渡って移動し、前記フィルムのエッジ端位置の検知を、前記エッジ検知センサーの検知最大光量を基準として、前記エッジ検知センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するようにし、フィルム走行方向左側端及び右側端それぞれのエッジ端からの距離に対応させた厚みプロファイルが得られるように構成されたものであることを要旨とする。
【００２１】
この様に１つの上記測定器でフィルム走行方向左側端及び右側端をそれぞれ測定する様にしたから、使用するセンサーの数を少なくでき、よってコストの低減を図ることができる。加えてフィルム走行方向の片側に測定器の設置場所が確保できない様な場合であっても、測定装置を設置可能である。
【００２２】
しかも上記測定器によれば、エッジ端位置を検知しつつフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定するから、エッジ端からの厚みプロファイルを正確に求めることができ、この厚みプロファイルに基づいてフィルムエッジ厚みの調整を正確に行い得る。
【００２３】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置は、前記測定器が、厚み測定手段を挟んで両側にエッジ端位置検知手段が搭載されたものであることが好ましい。この装置においては、一方のエッジ端位置検知手段が右側エッジ端を検知し、他方のエッジ端位置検知手段が左側エッジ端を検知することになる。
【００２４】
１つの厚み測定手段と１つのエッジ端位置検知手段を搭載した測定装置の場合は、一方のエッジにおいてはフィルム側（内側）に厚み測定手段が位置し、外側にエッジ端位置検知手段が位置する位置関係となり、他方のエッジにおいてはフィルム側（内側）にエッジ端位置検知手段が位置し、外側に厚み測定手段が位置する位置関係となり、即ち左右のエッジで逆の位置関係となり、厚みプロファイルを求める際の演算処理が複雑となる。しかし上記の様に厚み測定手段を挟んで両側にエッジ端位置検知手段が搭載された測定装置の場合は、左右のエッジとも位置関係が同じであるから演算処理が簡単となる。
【００２５】
尚本発明の測定装置は、１つの厚み測定手段と１つのエッジ端位置検知手段を搭載したものであっても良い。この場合はエッジ端位置検知手段が１つに削減されるから、よりコストを低減することができる。
【００２６】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、少なくともフィルム生産開始前には、前記測定器がまずフィルムの一方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節し、次いで前記測定器がフィルムの他方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節することが好ましい。
【００２７】
フィルムを生産するにあたっては、予め少量のフィルムを予備的に製造してフィルム厚みを調整し（フィルム生産開始前の時期）、その後本格的にフィルム生産が開始されるが、上記フィルム生産開始前の予備的製造段階では、廃棄フィルムを低減するという観点から迅速な測定が求められる。
【００２８】
そこで上述の様に、まずフィルムの一方のエッジ側（例えば右側）について、エッジ付近を複数回往復走査することにより上記一方のエッジ側の厚みを継続して繰り返し測定し、エッジ厚みの調整を行う。そして上記一方のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、他方のエッジ側（例えば左側）についてエッジ付近を複数回往復走査することにより上記他方のエッジ側の厚みを継続して繰り返し測定し、エッジ厚みの調整を行う。この様にして左右のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、生産を開始する。
【００２９】
更に本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、前記エッジ検知センサーが、投光部と受光部を備えた光学的センサーであって、該光学的センサーのデータに基づいてエッジ端位置を検知するものであり、該エッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準としてエッジ端の検出を行うことが好ましい。
【００３０】
この様にエッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準としているから、検知最大データレベルが上がれば（周囲環境の雰囲気が清浄，乱流がない等）、エッジとして認識するデータレベルが上がり、検知最大データレベルが下がれば（周囲環境の雰囲気が汚れている，乱流がある等）、エッジとして認識するデータレベルが下がる。従って周囲環境の雰囲気が変化しても、影響を受けず、実際のエッジ部分をエッジとして認識できる。
【００３１】
【発明の実施の形態及び実施例】
［実施例１］
図１は本発明の実施例１に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図である。
【００３２】
製膜中のフィルム１０は矢印Ｃ方向に走行しており、該フィルム１０に対して非接触式の測定器３１が１台配置されている。該測定器３１には、厚みを測定する赤外線センサー（厚み測定手段）３５が１つと、該赤外線センサー３５を挟んで両側に左側用エッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）３２，右側用エッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）３３が搭載されている。上記測定器３１はフィルム幅方向のほぼ全幅に渡って移動できる様になっており（図１に示す矢印Ａ参照）、この様に測定器３１が移動することによって上記赤外線センサー３５やエッジ検知センサー３２，３３がフィルムの左右のエッジ部分上に来る様になる。
【００３３】
また上記赤外線センサー３５や上記エッジ検知センサー３２，３３はデータ処理計算機（データ解析手段）１３に接続されており、該データ処理計算機１３は更に表示装置（ＣＲＴ等）１４に接続されている。
【００３４】
上記赤外線センサー３５及びエッジ検知センサー３２，３３は、それぞれ投光部３５ａ，３２ａ，３３ａと受光部３５ｂ，３２ｂ，３３ｂからなり、上記投光部３５ａ，３２ａ，３３ａから発せられた光等を上記受光部３５ｂ，３２ｂ，３３ｂで受け、このときのフィルム１０通過による減衰量に基づいてフィルム厚み測定やエッジ端位置検知を行う。尚上記赤外線センサー３５は、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いており、高い測定分解能を有する。また上記エッジ検知センサー３２，３３は、アナログでデータ出力可能な半導体レーザーによるものである。
【００３５】
＜通常生産時のフィルムエッジ厚み測定：測定手法▲１▼＞
次にこのフィルムエッジ厚み測定装置を用いた厚み測定方法について説明する。
【００３６】
図２は本発明の測定方法を説明するための図であり、矢印Ｂ1 〜Ｂ7 は測定器３１のセンサーがフィルム１０上を通過した位置を表している。尚測定器３１は幅方向に移動するのみであって、フィルム走行方向には移動しないが、フィルム１０が矢印Ｃ方向に走行しているから、センサーが通過した軌跡は図２の様にジグザクとなる。また実線の矢印Ｂ1 ，Ｂ3 ，Ｂ5 ，Ｂ7 はセンサー３５，３２，３３が作動（測定）しつつ移動している状態を表し、２点鎖線の矢印Ｂ2 ，Ｂ4 ，Ｂ6 はセンサー３５，３２，３３が作動せずに移動している状態を表す。
【００３７】
厚み測定においては、上記測定器３１をフィルム幅方向（図１に示す矢印Ａ方向）に移動させて、フィルム１０の右側エッジ部分と左側エッジ部分について順次フィルムエッジ厚みを測定する。
【００３８】
つまり、測定器３１はフィルム１０の幅方向に常時トラバースしているが、右側エッジ部分上を測定器３１のセンサーがトラバースしているときには（矢印Ｂ3 ）、右側用エッジ検知センサー３３が検知したエッジ端位置データに基づいて、赤外線センサー３５からの厚みデータ、及び赤外線センサー３５のスポット光の機械的位置データを対応させ、これらのデータに基づいて右側フィルムエッジ厚みプロファイルを求める。
【００３９】
次いで左側エッジ部分上を測定器３１のセンサーがトラバースしているときには（矢印Ｂ5 ）、左側用エッジ検知センサー３２が検知したエッジ端位置データに基づいて、赤外線センサー３５からの厚みデータ、及び赤外線センサー３５のスポット光の機械的位置データを対応させ、これらのデータに基づいて左側フィルムエッジ厚みプロファイルを求める。
【００４０】
走行するフィルム１０は蛇行しており、エッジ端位置は幅方向に変動するが、エッジ検知センサー３２，３３によってエッジ端位置を常に検出しているから、エッジ端からの距離に対応させた厚みプロファイルが得られる。
【００４１】
この様にして１台の測定器３１により左右のフィルムエッジ厚みを効率良く測定することができる。
【００４２】
尚上記各種データの処理はデータ処理計算機１３で行われるが、フィルム１０の走行速度、測定器３１の移動速度、エッジ検知センサー３２，３３と赤外線センサー５３間の距離等も考慮して精度良くフィルムエッジ厚みプロファイルが求められ、この得られた厚みプロファイルのデータは表示装置に送られてグラフ表示される。
【００４３】
図３は、データ処理計算機１３に設けられたエッジ厚み解析ソフトを示す図であり、Ｒが右側エッジの解析ソフトで、Ｌが左側エッジの解析ソフトであって、グラフの実線が測定値を示し、一点鎖線が管理許容幅を示す。
【００４４】
上述の様にして得られたエッジ付近の厚みプロファイルの結果は、管理許容幅と共に表示装置１４に送られ、時々刻々とグラフ表示される。そして測定値を管理許容幅に照らし合わせ、現在のフィルムエッジ厚みが管理許容幅に収まるように、例えば未延伸フィルムを形成する際のＴ形ダイスのダイスリップを調節して未延伸フィルムの肉厚を変更する等して、横延伸工程前のフィルムのエッジ部分の厚みを調整する。
【００４５】
この様にして調整することにより、エッジ厚み不良を原因とするフィルムの破断回数を減少させることができる。
【００４６】
また上記の様に測定器３１はフィルム幅の全幅に渡って移動し、左右のエッジ端位置を検知しているから、フィルム幅を測定することもでき、従ってフィルム幅の変動をオンラインで監視することもできる。
【００４７】
この様なフィルム幅の測定は、フィルム幅が数ミリ変動しただけで製品の品質が大きく左右される製品にとって、殊に有効である。また１台の測定器３１でフィルムエッジ厚みとフィルム幅が同時に測定できるということは、測定設備のコストを削減することができ、また測定設備設置場所も小さくて済む。
【００４８】
尚、上記測定器３１の幅方向へのトラバースを自動的に行うことにより、人手によって幅方向に測定位置を変更する場合と異なって、単位時間当たりの測定回数を増加させることができ、プロファイルの測定時間を短縮させることができる。従って厚み調整時間を短縮することができると共に、製品とすることのできないフィルム量を低減することができる。
【００４９】
＜生産開始前のフィルムエッジ厚み測定：測定手法▲２▼＞
次に、フィルムの生産を開始する前の、フィルム厚み調整のみを行う予備的生産段階におけるフィルムエッジ厚み測定方法について述べる。
【００５０】
前述の様に本格的にフィルム生産を開始する前の予備的製造段階では、迅速な測定が望まれる。一方でフィルムエッジ厚みの測定と調整が１回で済むことは稀であり、通常、測定と調整を数回繰り返しことによって次第に管理基準内に収まる様になる。ところが、図２に示す様に左右のエッジ部分を交互に測定していたのでは、左右のエッジ間を何度も往復することになり、殊に一方のエッジ（例えば右側エッジ）から他方のエッジ（例えば左側エッジ）への測定器３１センサーの移動に時間がかかるから、迅速な測定ができない。
【００５１】
そこで生産開始前における厚み測定と調整を複数回迅速に行う為に、下述の測定方法が推奨される。
【００５２】
図４はこの生産開始前の測定方法を説明するための図であり、矢印Ｄ1 〜Ｄ17は測定器３１のセンサーがフィルム１０上を通過した位置を表している。尚図２の場合と同様に、測定器３１はフィルム走行方向には移動しない（幅方向の移動のみである）が、フィルム１０が矢印Ｃ方向に走行しているから、センサーが通過した軌跡は図４の様にジグザクとなる。また実線の矢印Ｄ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5 …Ｄ17はセンサー３５，３２，３３が作動（測定）しつつ移動している状態を表し、２点鎖線の矢印Ｄ2 ，Ｄ4 ，Ｄ6 …Ｄ16はセンサー３５，３２，３３が作動せずに移動している状態を表す。
【００５３】
図４に示す様に、まず左側のエッジ付近を複数回往復走査することにより（矢印Ｄ1 〜Ｄ5 ）、左側エッジに対してのみ、厚み測定と厚み調整を繰り返し行う。そして左側のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、右側のエッジ厚みを調整する為に測定器３１を移動させ（矢印Ｄ6 ）、右側のエッジ付近を複数回往復走査することにより（矢印Ｄ7 〜Ｄ13）、右側エッジに対してのみ、厚み測定と厚み調整を繰り返し行い、右側のエッジ厚みが管理基準内に収まる様にする。この様にして最終的に左右のフィルムエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、生産を開始する。
【００５４】
この様に一方の側のエッジ付近のみを往復する様にしたから、複数回の測定を短時間で行うことができる。即ち例えば図４に示す右側エッジの１回目測定（矢印Ｄ7 ）から２回目測定（矢印Ｄ9 ）までの時間Ｔ0 は、図２に示す右側エッジ測定矢印Ｂ3 から次の右側エッジ測定矢印Ｂ7 までの時間Ｔ1 よりも格段に短い。
【００５５】
その後のフィルム生産中においては、上記測定手法▲１▼の様に、測定器３１をフィルム全幅に渡って移動させてセンサーが左右のエッジ上に一回ずつ交互に来る様にし（図４の矢印Ｄ14〜Ｄ17…、または図２の矢印Ｂ1 〜Ｂ7 …）、左右のエッジ厚みを１回ずつ交互に測定する。フィルム生産中においてはフィルム厚みの変動は緩やかであるから、上記生産開始前の様に複数回の測定を短時間で行う必要はなく、左右交互に１回ずつ測定することで、管理基準から外れるか否かを充分に監視することができる。
【００５６】
尚、左側エッジ上をジグザグに移動する動作、右側エッジ上をジグザグに移動する動作、フィルム全幅に渡ってジグザグに移動する動作についての切り替えは、手動式で行っても良いが、管理基準内に収まったという情報に基づいて自動的に切り替える様にしても良い。
【００５７】
＜周辺環境等に左右されないエッジ端位置検知手段：測定手法▲３▼＞
次に本発明において推奨されるエッジ端位置検知手段について説明する。
【００５８】
図５の(a) はフィルム１０の左側エッジ部分を測定器３１が測定している様子を表す図、図５の(b) はフィルム１０の左側エッジ部分の拡大断面図であり、図５の(c) は、受光量をアナログデータとして検出することのできるエッジ端位置検知手段（エッジ検知センサー３２）を用いた場合の、受光部３２ｂへの到達光量（受光量）を表すグラフである。尚上記エッジ検知センサーとしては半導体レーザーを用いたセンサー等が挙げられる。
【００５９】
測定器３１はフィルム幅方向に移動して（矢印Ａ）、エッジ部分上にセンサーが来たときに作動し、フィルムのエッジ端位置の検知及びフィルムエッジ厚みの測定を行う。
【００６０】
エッジ端位置は、そのときの検知最大光量（検知最大データレベル）を基準として、エッジ検知センサーの受光量が一定割合低下した時点で、エッジ端位置として検知する。例えば検知最大データレベル値をＭ、受光量値をＳ、低下割合をｐ％とすると、受光量値Ｓが（ｐ／100 ）×Ｍとなった時点でエッジ端位置として検知する。
【００６１】
仮にエッジ検知センサー３２が清浄であり、周辺雰囲気も清浄な環境下においては、図５(c) に二点鎖線で示すグラフの様に、検知最大光量Ｇを基準として一定割合（ｐ％）低下した時点の受光量Ｅでエッジ端として検知する様になっている。またエッジ検知センサー３２が汚れていたり、また周辺雰囲気が懸濁している環境下においては、図５(c) に実線で示すグラフの様に、検知最大光量Ｈを基準として一定割合（ｐ％）低下した時点の受光量Ｆでエッジ端として検知する様になっている。
【００６２】
従ってセンサーの受光部，投光部の汚れや、周囲の雰囲気の汚れ等によって、検知最大光量が低下しても、エッジ端の検知レベルも上記検知最大光量に応じて低下するから、誤ってエッジ端として検知することはない。
【００６３】
図９は、エッジ端位置検出手段として、一定受光量に達するか否かによりフィルムの有無を検知するセンサーを用いた場合を説明する為の図である（参考手法▲１▼）。図９の(a) はフィルム１０の左側エッジ部分を測定器３１が測定している様子を表す図、図９の(b) はフィルム１０の左側エッジ部分の拡大断面図で、図９の(c) は清浄な雰囲気環境下におけるエッジ検知センサー受光部３２ｂへの到達光量（受光量）を示すグラフ、図９の(d) は懸濁した雰囲気下、或いはエッジ検知センサーの投光部３２ａや受光部３２ｂが汚れている場合における、エッジ検知センサー受光部３２ｂへの到達光量（受光量）のグラフである。
【００６４】
エッジ端位置は、エッジ検知センサーの受光量が最大光量Ｇに対して一定量低下した時点（図に示すＥ）でエッジ端として検知する様になっている。
【００６５】
測定環境が清浄な雰囲気で光電センサーが汚れていない場合では、図９(c) に示す様にフィルム１０の実際のエッジ端の位置で、エッジ端として検知される。
【００６６】
しかし例えばエッジ検知センサーの投光部３２ａや受光部３２ｂが汚れていると、図９(d) に示す様に受光量が全体的に低下し、実施にはフィルム１０が存在しない位置でもフィルムが存在すると認識し、つまりエッジ端位置を誤検知することになる。
【００６７】
この様に、エッジ検知センサーが清浄か汚れているか、また測定環境の雰囲気が清浄か或いは懸濁か、或いはフィルムの材質や厚みの違いによってエッジ検知センサーが誤動作し、またセンサーを長年使用しているうちに出力変動をきたして誤動作することがある為、上記の様に一定受光量に達するか否かで判定するエッジ検知センサーでは、正確なフィルムエッジ厚みプロファイルが得られないという場合がある。しかし、前記測定手法▲３▼では、エッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準として、受光量が該検知最大データから一定割合低下した時点をエッジ端位置として検知する様にしたから、周辺環境等に影響されることなく、実際のエッジ端位置を正しく検知することができる。
【００６８】
［実施例２］
図６は上記実施例１のフィルムエッジ厚み測定装置にエッジ厚み自動制御システムを付加した場合の構成図であり、走行するフィルム１０の上流側に、フィルム１０の厚み調節を行う自動厚み調整装置（フィルム厚み調節手段）１６が設けられている。尚図６において、図１と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００６９】
本実施例２においても上記実施例１と同様にして１台の測定器３１により左右のフィルムエッジ厚みが効率良く測定される。そしてデータ処理計算機１３においてこの測定値と管理基準値の偏差を求め、該偏差を自動厚み調整装置１６にフィードバックさせて偏差が減少するようにフィルム１０の厚みを調節する。
【００７０】
この様にしてエッジ厚みの管理が自動的に行われ、その結果、エッジ厚み不良に起因するフィルムの破断回数が減少する。更に自動的に厚み調整が行われるから人手がかからない。
【００７１】
以上の様に、本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置及び測定方法に関して、実施例を示す図面を参照しつつ具体的に説明したが、本発明はもとより上記例に限定される訳ではなく、前記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００７２】
例えば厚み測定手段やエッジ端位置検知手段としては、上記赤外線センサーや半導体レーザー式エッジ検知センサーに限るものではなく、他のセンサーであっても良い。
【００７３】
また上記実施例１，２ではエッジ検知センサーを２つ備えた測定器３１を用いたが、エッジ検知センサーを１つだけ備えたものであっても良く、この場合は該１つのエッジ検知センサーが左右のエッジの位置を検知することとなる。
【００７４】
【発明の効果】
以上の様に本発明においては、１つの測定器によってフィルムエッジ厚みを測定できるから、使用センサー数の低減により設備コストを低減することができ、またフィルムの片側に測定器設置場所がない場合にも適用でき、しかもオンラインでフィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に精度良く測定することができ、生産ロスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図。
【図２】通常生産時における本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法の一例を説明するための図。
【図３】データ処理計算機に設けられたエッジ厚み解析ソフトを示す図。
【図４】生産開始前における本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法の一例を説明するための図。
【図５】本発明のフィルムエッジ厚み測定方法におけるエッジ端位置検知手段の一例について説明する図。
【図６】本発明の実施例２に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図。
【図７】先願発明のフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムの一例を表す図。
【図８】従来のオンライン型測定装置及びフィルムを示す図。
【図９】一定受光量に達するか否かによりフィルムの有無を検知するセンサーをエッジ端位置検出手段として用いた場合を説明する為の図。
【符号の説明】
１０ フィルム
１３ データ処理計算機
１４ 表示装置
１６ 自動厚み調整装置
３１ 測定器
３２ 左側用エッジ検知センサー
３２ａ，３３ａ，３５ａ 投光部
３２ｂ，３３ｂ，３５ｂ 受光部
３３ 右側用エッジ検知センサー
３５ 赤外線センサー
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルム（シートを含む）を製造する際のフィルムエッジ厚みの測定装置及び測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂フィルムを製造する方法としては、例えば溶融押出し法（エクストルージョン法）によりＴ形ダイスを用いて厚目の未延伸フィルムを作り、その後縦延伸・横延伸（二軸延伸）を施すという方法等が行われており、この様なフィルム製造法は、溶融した原料樹脂の押出しから延伸後の製品フィルムの巻取りまで連続して行われるのが通常である。
【０００３】
ところが上記製膜プロセスでは、走行中のフィルムが破れるという事態を生じることがあり、破れが発生した場合にはフィルムの走行を停止して補修等を行わなければならず、従って生産性が悪くなるという問題がある。
【０００４】
上記の様なフィルムの破れは、厚いフィルムを横延伸する過程（幅方向に引き伸ばす過程）で発生することが多く、この原因としては、フィルムエッジに厚みのばらつきがある為に、薄い部分に応力が集中し、当該部分を起点として破断するものと考えられている。
【０００５】
そこで上記破れを防ぐ目的で、横延伸工程を行う前のフィルムについてそのエッジ部分の厚みを管理基準値に適合するように調整するという方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、横延伸工程直前のフィルムからエッジ部分をサンプルとして切り取り、その厚みの測定結果に基づいて、例えば上記Ｔ形ダイスのダイスリップの調節を行って未延伸フィルムの肉厚を変更し、この変更によって横延伸工程直前のフィルム厚みを変え、そして該横延伸工程直前のフィルムのエッジ部分の厚みを再び測定して確認するというものであり、上記測定・調節・確認の作業を、フィルムエッジ厚みが管理基準値に適合する様になるまで繰り返し行う（従来法▲１▼）。こうして調節が完了すると実生産の開始に移行し、生産の途中では厚み調節を行わない。
【０００７】
この様に従来法▲１▼はフィルムエッジをサンプリングするというオフライン型測定方法である為、実際にフィルムを生産しているとき、即ちフィルムが走行して製膜工程が次々と進行しているときには、フィルムエッジ厚みの調整を実施することができず、上述の様に予め測定・調節・確認を行って上記ダイスリップの幅を決定しておくことになる。
【０００８】
ところが実生産プロセスにおいては、フィルム厚みが時間の経過と共に絶えず変動しているから、上記の様にフィルムエッジ厚みを予め調整するだけでは、上記管理基準値を外れてしまうことがあり、フィルムの破れを生じる危険がある。
【０００９】
加えて上記従来法▲１▼では、エッジ厚みの調整が完了するまでの押出しフィルムは、全て廃棄する必要があり、生産ロスとなる。またマイクロメータで１点ずつ測定する手法であるから、時間がかかる。更にエッジ厚みの測定値が管理基準値の許容幅になかなか収まらない場合には、調整に時間がかかるだけでなく、廃棄フィルムが一層多くなる。その上、従来例▲１▼のオフライン型測定法は、走行中のフィルムをハサミで切り取るという作業である為、危険である。
【００１０】
そこで製膜時の走行中のフィルムに対してβ線や赤外線を照射して、この光線により、フィルムと非接触で厚みを測定するという方法が提案されている（従来法▲２▼：オンライン型測定法）。
【００１１】
図８はこのオンライン型測定装置及びフィルムを示す図である。製膜中のフィルム１０は矢印Ｃ方向に走行しており、該フィルム１０の左右のエッジ部分にはそれぞれ非接触式の厚み測定器１１R ，１１L が設置されている。該厚み測定器１１R ，１１L にはβ線或いは赤外線を用いたセンサー１５が設けられている。尚該センサー１５は照射部（投光部）１５ａと受光部１５ｂを有する。
【００１２】
この装置による厚み測定方法は、照射した上記β線或いは赤外線がフィルムを通過するときの減衰量を測定し、該減衰量に基づいてフィルムエッジ厚みを測定するというものであり、上記従来法▲１▼と異なりフィルムを切り取る必要がないと共に速やかに測定できるから、製膜中、即ちオンライン型測定法として実施でき、またフィルムのロス及び測定・調節に要する時間を低減することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のオンライン型厚み測定装置は、左右のエッジ部分に対してそれぞれ測定器を設けているから、最低でも２個の測定器が必要であり、センサーが高価であることからコストが高くつくという問題がある。また片側（フィルム走行方向右側，或いは左側）に設置場所がない場合や、作業の邪魔になるという理由で片側に設置できない場合等は、上記オンライン型厚み測定法が導入できないという問題がある。
【００１４】
他方本出願人は、上記従来のフィルム厚みを測定するだけのオンライン型厚み測定装置（従来例▲２▼）では、エッジ端から測定点までの距離にバラツキがある場合に不適切なフィルム厚み調整を行う恐れがあることから、フィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に測定することのできるオンライン型のフィルムエッジ厚み測定方法を既に提案している（特願平９−２４５７７２：以下、先願発明と称することがある）。
【００１５】
図７はこのフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムの一例を表す図であり、厚みを測定する赤外線センサー（厚み測定手段）２５R ，２５L 及びエッジ端位置を検出するエッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）２２R ，２２L を搭載した測定器２１R ，２１L が、矢印Ｃ方向に走行するフィルム１０の左右のエッジ部分にそれぞれ設置されている。尚上記赤外線センサー２５R ，２５L やエッジ検知センサー２２R ，２２L はデータ処理計算機１３に接続されており、該データ処理計算機１３は更に表示装置（ＣＲＴ等）１４に接続されている。
【００１６】
上記測定器２１R ，２１L はそれぞれエッジ付近でフィルム１０の幅方向にトラバース（横移動：矢印Ｄ）しており、これによりエッジ検知センサー２２R ，２２L と赤外線センサー２５R ，２５L がトラバースして、エッジ端位置の検知及びフィルム厚みを測定する。そして得られたデータからエッジ付近の厚みプロファイルを求め、フィルムのエッジ部分の厚み調整を行う。
【００１７】
この様に上記先願発明では、フィルム１０が蛇行してエッジ端位置が激しく変動した場合であっても、常にエッジ端を基準とした厚みプロファイルを精度良く求めることができる。
【００１８】
しかし上記先願発明においては、前述と同様に、使用するセンサーの数の低減や、片側に設置できない場合等については検討しておらず、そこで本発明においては、使用するセンサー数を少なくして低コスト化を図り、また測定装置を片側に設置できない場合でもオンライン型測定装置を設置可能とし、しかもフィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に精度良く測定することができるフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムエッジ厚み測定方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置は、連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する装置において、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定手段と、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いて前記フィルムのエッジ端の位置を検知するエッジ端位置検知手段とが、１つの測定器に搭載されたものであり、また前記エッジ端位置検知手段は、検知最大光量を基準として前記センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するものであり、前記測定器がフィルムの幅方向全幅に渡って移動可能に構成され、フィルム走行方向左側端及び右側端をそれぞれ測定する様に構成されたものであることを要旨とする。
【００２０】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する方法において、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定センサーと、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いてエッジ端位置を検知するエッジ検知センサーとを搭載した測定器が、前記フィルムの幅方向を全幅に渡って移動し、前記フィルムのエッジ端位置の検知を、前記エッジ検知センサーの検知最大光量を基準として、前記エッジ検知センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するようにし、フィルム走行方向左側端及び右側端それぞれのエッジ端からの距離に対応させた厚みプロファイルが得られるように構成されたものであることを要旨とする。
【００２１】
この様に１つの上記測定器でフィルム走行方向左側端及び右側端をそれぞれ測定する様にしたから、使用するセンサーの数を少なくでき、よってコストの低減を図ることができる。加えてフィルム走行方向の片側に測定器の設置場所が確保できない様な場合であっても、測定装置を設置可能である。
【００２２】
しかも上記測定器によれば、エッジ端位置を検知しつつフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定するから、エッジ端からの厚みプロファイルを正確に求めることができ、この厚みプロファイルに基づいてフィルムエッジ厚みの調整を正確に行い得る。
【００２３】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置は、前記測定器が、厚み測定手段を挟んで両側にエッジ端位置検知手段が搭載されたものであることが好ましい。この装置においては、一方のエッジ端位置検知手段が右側エッジ端を検知し、他方のエッジ端位置検知手段が左側エッジ端を検知することになる。
【００２４】
１つの厚み測定手段と１つのエッジ端位置検知手段を搭載した測定装置の場合は、一方のエッジにおいてはフィルム側（内側）に厚み測定手段が位置し、外側にエッジ端位置検知手段が位置する位置関係となり、他方のエッジにおいてはフィルム側（内側）にエッジ端位置検知手段が位置し、外側に厚み測定手段が位置する位置関係となり、即ち左右のエッジで逆の位置関係となり、厚みプロファイルを求める際の演算処理が複雑となる。しかし上記の様に厚み測定手段を挟んで両側にエッジ端位置検知手段が搭載された測定装置の場合は、左右のエッジとも位置関係が同じであるから演算処理が簡単となる。
【００２５】
尚本発明の測定装置は、１つの厚み測定手段と１つのエッジ端位置検知手段を搭載したものであっても良い。この場合はエッジ端位置検知手段が１つに削減されるから、よりコストを低減することができる。
【００２６】
また本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、少なくともフィルム生産開始前には、前記測定器がまずフィルムの一方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節し、次いで前記測定器がフィルムの他方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節することが好ましい。
【００２７】
フィルムを生産するにあたっては、予め少量のフィルムを予備的に製造してフィルム厚みを調整し（フィルム生産開始前の時期）、その後本格的にフィルム生産が開始されるが、上記フィルム生産開始前の予備的製造段階では、廃棄フィルムを低減するという観点から迅速な測定が求められる。
【００２８】
そこで上述の様に、まずフィルムの一方のエッジ側（例えば右側）について、エッジ付近を複数回往復走査することにより上記一方のエッジ側の厚みを継続して繰り返し測定し、エッジ厚みの調整を行う。そして上記一方のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、他方のエッジ側（例えば左側）についてエッジ付近を複数回往復走査することにより上記他方のエッジ側の厚みを継続して繰り返し測定し、エッジ厚みの調整を行う。この様にして左右のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、生産を開始する。
【００２９】
更に本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法は、前記エッジ検知センサーが、投光部と受光部を備えた光学的センサーであって、該光学的センサーのデータに基づいてエッジ端位置を検知するものであり、該エッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準としてエッジ端の検出を行うことが好ましい。
【００３０】
この様にエッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準としているから、検知最大データレベルが上がれば（周囲環境の雰囲気が清浄，乱流がない等）、エッジとして認識するデータレベルが上がり、検知最大データレベルが下がれば（周囲環境の雰囲気が汚れている，乱流がある等）、エッジとして認識するデータレベルが下がる。従って周囲環境の雰囲気が変化しても、影響を受けず、実際のエッジ部分をエッジとして認識できる。
【００３１】
【発明の実施の形態及び実施例】
［実施例１］
図１は本発明の実施例１に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図である。
【００３２】
製膜中のフィルム１０は矢印Ｃ方向に走行しており、該フィルム１０に対して非接触式の測定器３１が１台配置されている。該測定器３１には、厚みを測定する赤外線センサー（厚み測定手段）３５が１つと、該赤外線センサー３５を挟んで両側に左側用エッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）３２，右側用エッジ検知センサー（エッジ端位置検知手段）３３が搭載されている。上記測定器３１はフィルム幅方向のほぼ全幅に渡って移動できる様になっており（図１に示す矢印Ａ参照）、この様に測定器３１が移動することによって上記赤外線センサー３５やエッジ検知センサー３２，３３がフィルムの左右のエッジ部分上に来る様になる。
【００３３】
また上記赤外線センサー３５や上記エッジ検知センサー３２，３３はデータ処理計算機（データ解析手段）１３に接続されており、該データ処理計算機１３は更に表示装置（ＣＲＴ等）１４に接続されている。
【００３４】
上記赤外線センサー３５及びエッジ検知センサー３２，３３は、それぞれ投光部３５ａ，３２ａ，３３ａと受光部３５ｂ，３２ｂ，３３ｂからなり、上記投光部３５ａ，３２ａ，３３ａから発せられた光等を上記受光部３５ｂ，３２ｂ，３３ｂで受け、このときのフィルム１０通過による減衰量に基づいてフィルム厚み測定やエッジ端位置検知を行う。尚上記赤外線センサー３５は、透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いており、高い測定分解能を有する。また上記エッジ検知センサー３２，３３は、アナログでデータ出力可能な半導体レーザーによるものである。
【００３５】
＜通常生産時のフィルムエッジ厚み測定：測定手法▲１▼＞
次にこのフィルムエッジ厚み測定装置を用いた厚み測定方法について説明する。
【００３６】
図２は本発明の測定方法を説明するための図であり、矢印Ｂ1 〜Ｂ7 は測定器３１のセンサーがフィルム１０上を通過した位置を表している。尚測定器３１は幅方向に移動するのみであって、フィルム走行方向には移動しないが、フィルム１０が矢印Ｃ方向に走行しているから、センサーが通過した軌跡は図２の様にジグザクとなる。また実線の矢印Ｂ1 ，Ｂ3 ，Ｂ5 ，Ｂ7 はセンサー３５，３２，３３が作動（測定）しつつ移動している状態を表し、２点鎖線の矢印Ｂ2 ，Ｂ4 ，Ｂ6 はセンサー３５，３２，３３が作動せずに移動している状態を表す。
【００３７】
厚み測定においては、上記測定器３１をフィルム幅方向（図１に示す矢印Ａ方向）に移動させて、フィルム１０の右側エッジ部分と左側エッジ部分について順次フィルムエッジ厚みを測定する。
【００３８】
つまり、測定器３１はフィルム１０の幅方向に常時トラバースしているが、右側エッジ部分上を測定器３１のセンサーがトラバースしているときには（矢印Ｂ3 ）、右側用エッジ検知センサー３３が検知したエッジ端位置データに基づいて、赤外線センサー３５からの厚みデータ、及び赤外線センサー３５のスポット光の機械的位置データを対応させ、これらのデータに基づいて右側フィルムエッジ厚みプロファイルを求める。
【００３９】
次いで左側エッジ部分上を測定器３１のセンサーがトラバースしているときには（矢印Ｂ5 ）、左側用エッジ検知センサー３２が検知したエッジ端位置データに基づいて、赤外線センサー３５からの厚みデータ、及び赤外線センサー３５のスポット光の機械的位置データを対応させ、これらのデータに基づいて左側フィルムエッジ厚みプロファイルを求める。
【００４０】
走行するフィルム１０は蛇行しており、エッジ端位置は幅方向に変動するが、エッジ検知センサー３２，３３によってエッジ端位置を常に検出しているから、エッジ端からの距離に対応させた厚みプロファイルが得られる。
【００４１】
この様にして１台の測定器３１により左右のフィルムエッジ厚みを効率良く測定することができる。
【００４２】
尚上記各種データの処理はデータ処理計算機１３で行われるが、フィルム１０の走行速度、測定器３１の移動速度、エッジ検知センサー３２，３３と赤外線センサー５３間の距離等も考慮して精度良くフィルムエッジ厚みプロファイルが求められ、この得られた厚みプロファイルのデータは表示装置に送られてグラフ表示される。
【００４３】
図３は、データ処理計算機１３に設けられたエッジ厚み解析ソフトを示す図であり、Ｒが右側エッジの解析ソフトで、Ｌが左側エッジの解析ソフトであって、グラフの実線が測定値を示し、一点鎖線が管理許容幅を示す。
【００４４】
上述の様にして得られたエッジ付近の厚みプロファイルの結果は、管理許容幅と共に表示装置１４に送られ、時々刻々とグラフ表示される。そして測定値を管理許容幅に照らし合わせ、現在のフィルムエッジ厚みが管理許容幅に収まるように、例えば未延伸フィルムを形成する際のＴ形ダイスのダイスリップを調節して未延伸フィルムの肉厚を変更する等して、横延伸工程前のフィルムのエッジ部分の厚みを調整する。
【００４５】
この様にして調整することにより、エッジ厚み不良を原因とするフィルムの破断回数を減少させることができる。
【００４６】
また上記の様に測定器３１はフィルム幅の全幅に渡って移動し、左右のエッジ端位置を検知しているから、フィルム幅を測定することもでき、従ってフィルム幅の変動をオンラインで監視することもできる。
【００４７】
この様なフィルム幅の測定は、フィルム幅が数ミリ変動しただけで製品の品質が大きく左右される製品にとって、殊に有効である。また１台の測定器３１でフィルムエッジ厚みとフィルム幅が同時に測定できるということは、測定設備のコストを削減することができ、また測定設備設置場所も小さくて済む。
【００４８】
尚、上記測定器３１の幅方向へのトラバースを自動的に行うことにより、人手によって幅方向に測定位置を変更する場合と異なって、単位時間当たりの測定回数を増加させることができ、プロファイルの測定時間を短縮させることができる。従って厚み調整時間を短縮することができると共に、製品とすることのできないフィルム量を低減することができる。
【００４９】
＜生産開始前のフィルムエッジ厚み測定：測定手法▲２▼＞
次に、フィルムの生産を開始する前の、フィルム厚み調整のみを行う予備的生産段階におけるフィルムエッジ厚み測定方法について述べる。
【００５０】
前述の様に本格的にフィルム生産を開始する前の予備的製造段階では、迅速な測定が望まれる。一方でフィルムエッジ厚みの測定と調整が１回で済むことは稀であり、通常、測定と調整を数回繰り返しことによって次第に管理基準内に収まる様になる。ところが、図２に示す様に左右のエッジ部分を交互に測定していたのでは、左右のエッジ間を何度も往復することになり、殊に一方のエッジ（例えば右側エッジ）から他方のエッジ（例えば左側エッジ）への測定器３１センサーの移動に時間がかかるから、迅速な測定ができない。
【００５１】
そこで生産開始前における厚み測定と調整を複数回迅速に行う為に、下述の測定方法が推奨される。
【００５２】
図４はこの生産開始前の測定方法を説明するための図であり、矢印Ｄ1 〜Ｄ17は測定器３１のセンサーがフィルム１０上を通過した位置を表している。尚図２の場合と同様に、測定器３１はフィルム走行方向には移動しない（幅方向の移動のみである）が、フィルム１０が矢印Ｃ方向に走行しているから、センサーが通過した軌跡は図４の様にジグザクとなる。また実線の矢印Ｄ1 ，Ｄ3 ，Ｄ5 …Ｄ17はセンサー３５，３２，３３が作動（測定）しつつ移動している状態を表し、２点鎖線の矢印Ｄ2 ，Ｄ4 ，Ｄ6 …Ｄ16はセンサー３５，３２，３３が作動せずに移動している状態を表す。
【００５３】
図４に示す様に、まず左側のエッジ付近を複数回往復走査することにより（矢印Ｄ1 〜Ｄ5 ）、左側エッジに対してのみ、厚み測定と厚み調整を繰り返し行う。そして左側のエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、右側のエッジ厚みを調整する為に測定器３１を移動させ（矢印Ｄ6 ）、右側のエッジ付近を複数回往復走査することにより（矢印Ｄ7 〜Ｄ13）、右側エッジに対してのみ、厚み測定と厚み調整を繰り返し行い、右側のエッジ厚みが管理基準内に収まる様にする。この様にして最終的に左右のフィルムエッジ厚みが管理基準内に収まった時点で、生産を開始する。
【００５４】
この様に一方の側のエッジ付近のみを往復する様にしたから、複数回の測定を短時間で行うことができる。即ち例えば図４に示す右側エッジの１回目測定（矢印Ｄ7 ）から２回目測定（矢印Ｄ9 ）までの時間Ｔ0 は、図２に示す右側エッジ測定矢印Ｂ3 から次の右側エッジ測定矢印Ｂ7 までの時間Ｔ1 よりも格段に短い。
【００５５】
その後のフィルム生産中においては、上記測定手法▲１▼の様に、測定器３１をフィルム全幅に渡って移動させてセンサーが左右のエッジ上に一回ずつ交互に来る様にし（図４の矢印Ｄ14〜Ｄ17…、または図２の矢印Ｂ1 〜Ｂ7 …）、左右のエッジ厚みを１回ずつ交互に測定する。フィルム生産中においてはフィルム厚みの変動は緩やかであるから、上記生産開始前の様に複数回の測定を短時間で行う必要はなく、左右交互に１回ずつ測定することで、管理基準から外れるか否かを充分に監視することができる。
【００５６】
尚、左側エッジ上をジグザグに移動する動作、右側エッジ上をジグザグに移動する動作、フィルム全幅に渡ってジグザグに移動する動作についての切り替えは、手動式で行っても良いが、管理基準内に収まったという情報に基づいて自動的に切り替える様にしても良い。
【００５７】
＜周辺環境等に左右されないエッジ端位置検知手段：測定手法▲３▼＞
次に本発明において推奨されるエッジ端位置検知手段について説明する。
【００５８】
図５の(a) はフィルム１０の左側エッジ部分を測定器３１が測定している様子を表す図、図５の(b) はフィルム１０の左側エッジ部分の拡大断面図であり、図５の(c) は、受光量をアナログデータとして検出することのできるエッジ端位置検知手段（エッジ検知センサー３２）を用いた場合の、受光部３２ｂへの到達光量（受光量）を表すグラフである。尚上記エッジ検知センサーとしては半導体レーザーを用いたセンサー等が挙げられる。
【００５９】
測定器３１はフィルム幅方向に移動して（矢印Ａ）、エッジ部分上にセンサーが来たときに作動し、フィルムのエッジ端位置の検知及びフィルムエッジ厚みの測定を行う。
【００６０】
エッジ端位置は、そのときの検知最大光量（検知最大データレベル）を基準として、エッジ検知センサーの受光量が一定割合低下した時点で、エッジ端位置として検知する。例えば検知最大データレベル値をＭ、受光量値をＳ、低下割合をｐ％とすると、受光量値Ｓが（ｐ／100 ）×Ｍとなった時点でエッジ端位置として検知する。
【００６１】
仮にエッジ検知センサー３２が清浄であり、周辺雰囲気も清浄な環境下においては、図５(c) に二点鎖線で示すグラフの様に、検知最大光量Ｇを基準として一定割合（ｐ％）低下した時点の受光量Ｅでエッジ端として検知する様になっている。またエッジ検知センサー３２が汚れていたり、また周辺雰囲気が懸濁している環境下においては、図５(c) に実線で示すグラフの様に、検知最大光量Ｈを基準として一定割合（ｐ％）低下した時点の受光量Ｆでエッジ端として検知する様になっている。
【００６２】
従ってセンサーの受光部，投光部の汚れや、周囲の雰囲気の汚れ等によって、検知最大光量が低下しても、エッジ端の検知レベルも上記検知最大光量に応じて低下するから、誤ってエッジ端として検知することはない。
【００６３】
図９は、エッジ端位置検出手段として、一定受光量に達するか否かによりフィルムの有無を検知するセンサーを用いた場合を説明する為の図である（参考手法▲１▼）。図９の(a) はフィルム１０の左側エッジ部分を測定器３１が測定している様子を表す図、図９の(b) はフィルム１０の左側エッジ部分の拡大断面図で、図９の(c) は清浄な雰囲気環境下におけるエッジ検知センサー受光部３２ｂへの到達光量（受光量）を示すグラフ、図９の(d) は懸濁した雰囲気下、或いはエッジ検知センサーの投光部３２ａや受光部３２ｂが汚れている場合における、エッジ検知センサー受光部３２ｂへの到達光量（受光量）のグラフである。
【００６４】
エッジ端位置は、エッジ検知センサーの受光量が最大光量Ｇに対して一定量低下した時点（図に示すＥ）でエッジ端として検知する様になっている。
【００６５】
測定環境が清浄な雰囲気で光電センサーが汚れていない場合では、図９(c) に示す様にフィルム１０の実際のエッジ端の位置で、エッジ端として検知される。
【００６６】
しかし例えばエッジ検知センサーの投光部３２ａや受光部３２ｂが汚れていると、図９(d) に示す様に受光量が全体的に低下し、実施にはフィルム１０が存在しない位置でもフィルムが存在すると認識し、つまりエッジ端位置を誤検知することになる。
【００６７】
この様に、エッジ検知センサーが清浄か汚れているか、また測定環境の雰囲気が清浄か或いは懸濁か、或いはフィルムの材質や厚みの違いによってエッジ検知センサーが誤動作し、またセンサーを長年使用しているうちに出力変動をきたして誤動作することがある為、上記の様に一定受光量に達するか否かで判定するエッジ検知センサーでは、正確なフィルムエッジ厚みプロファイルが得られないという場合がある。しかし、前記測定手法▲３▼では、エッジ検知センサーの検知最大データレベルを基準として、受光量が該検知最大データから一定割合低下した時点をエッジ端位置として検知する様にしたから、周辺環境等に影響されることなく、実際のエッジ端位置を正しく検知することができる。
【００６８】
［実施例２］
図６は上記実施例１のフィルムエッジ厚み測定装置にエッジ厚み自動制御システムを付加した場合の構成図であり、走行するフィルム１０の上流側に、フィルム１０の厚み調節を行う自動厚み調整装置（フィルム厚み調節手段）１６が設けられている。尚図６において、図１と同じ構成部分については同一の符号を付して重複説明を避ける。
【００６９】
本実施例２においても上記実施例１と同様にして１台の測定器３１により左右のフィルムエッジ厚みが効率良く測定される。そしてデータ処理計算機１３においてこの測定値と管理基準値の偏差を求め、該偏差を自動厚み調整装置１６にフィードバックさせて偏差が減少するようにフィルム１０の厚みを調節する。
【００７０】
この様にしてエッジ厚みの管理が自動的に行われ、その結果、エッジ厚み不良に起因するフィルムの破断回数が減少する。更に自動的に厚み調整が行われるから人手がかからない。
【００７１】
以上の様に、本発明に係るフィルムエッジ厚み測定装置及び測定方法に関して、実施例を示す図面を参照しつつ具体的に説明したが、本発明はもとより上記例に限定される訳ではなく、前記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００７２】
例えば厚み測定手段やエッジ端位置検知手段としては、上記赤外線センサーや半導体レーザー式エッジ検知センサーに限るものではなく、他のセンサーであっても良い。
【００７３】
また上記実施例１，２ではエッジ検知センサーを２つ備えた測定器３１を用いたが、エッジ検知センサーを１つだけ備えたものであっても良く、この場合は該１つのエッジ検知センサーが左右のエッジの位置を検知することとなる。
【００７４】
【発明の効果】
以上の様に本発明においては、１つの測定器によってフィルムエッジ厚みを測定できるから、使用センサー数の低減により設備コストを低減することができ、またフィルムの片側に測定器設置場所がない場合にも適用でき、しかもオンラインでフィルムのエッジ部分の厚みプロファイルを正確に精度良く測定することができ、生産ロスの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図。
【図２】通常生産時における本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法の一例を説明するための図。
【図３】データ処理計算機に設けられたエッジ厚み解析ソフトを示す図。
【図４】生産開始前における本発明に係るフィルムエッジ厚み測定方法の一例を説明するための図。
【図５】本発明のフィルムエッジ厚み測定方法におけるエッジ端位置検知手段の一例について説明する図。
【図６】本発明の実施例２に係るフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムを表す模式斜視図。
【図７】先願発明のフィルムエッジ厚み測定装置及びフィルムの一例を表す図。
【図８】従来のオンライン型測定装置及びフィルムを示す図。
【図９】一定受光量に達するか否かによりフィルムの有無を検知するセンサーをエッジ端位置検出手段として用いた場合を説明する為の図。
【符号の説明】
１０ フィルム
１３ データ処理計算機
１４ 表示装置
１６ 自動厚み調整装置
３１ 測定器
３２ 左側用エッジ検知センサー
３２ａ，３３ａ，３５ａ 投光部
３２ｂ，３３ｂ，３５ｂ 受光部
３３ 右側用エッジ検知センサー
３５ 赤外線センサー
Claims (6)
- 連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する装置において、
透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定手段と、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いて前記フィルムのエッジ端の位置を検知するエッジ端位置検知手段とが、１つの測定器に搭載されたものであり、
前記エッジ端位置検知手段は、検知最大光量を基準として前記センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するものであり、
前記測定器がフィルムの幅方向全幅に渡って移動可能に構成され、フィルム走行方向左側端及び右側端をそれぞれ測定する様に構成されたものであることを特徴とするフィルムエッジ厚み測定装置。 - 前記測定器は、前記厚み測定手段を挟んで両側に前記エッジ端位置検知手段が搭載されたものである請求項１に記載のフィルムエッジ厚み測定装置。
- 前記測定器の上流側に、フィルムの厚み調節を行う自動厚み調整装置を設けたものである請求項１または２に記載のフィルムエッジ厚み測定装置。
- 連続してフィルムを製造する過程で、走行中における横延伸工程前のフィルムのエッジ及び／またはエッジ近傍の厚みを測定する方法において、
透過型赤外線をレンズにより絞ったスポット光を用いて前記厚みを測定する厚み測定センサーと、半導体レーザーによる投光部と受光部を備えた光学的センサーを用いてエッジ端位置を検知するエッジ検知センサーとを搭載した測定器が、前記フィルムの幅方向を全幅に渡って移動し、
前記フィルムのエッジ端位置の検知を、前記エッジ検知センサーの検知最大光量を基準として、前記エッジ検知センサーの受光量が一定割合低下した時点でエッジ端位置として検知するようにし、フィルム走行方向左側端及び右側端それぞれのエッジ端からの距離に対応させた厚みプロファイルが得られるように構成されたものであることを特徴とするフィルムエッジ厚み測定方法。 - 請求項４に記載のフィルムエッジ厚み測定方法による厚み調整方法であって、
少なくともフィルム生産開始前には、前記測定器がまずフィルムの一方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節し、次いで前記測定器がフィルムの他方のエッジ付近を複数回往復走査して厚みを測定し、この測定値をフィルム厚み調節手段にフィードバックさせて、フィルムエッジ厚みを調節することを特徴とする調整方法。 - 請求項４に記載のフィルムエッジ厚み測定方法により得られたエッジ付近の厚みプロファイルの結果を、管理許容幅に照らし合わせ、現在のフィルムエッジ厚みが管理許容幅に収まるように、未延伸フィルムを形成する際のＴ型ダイスのダイスリップを調節して未延伸フィルムの肉厚を変更することでフィルムエッジ厚みを調整することを特徴とする調整方法。
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