グリーンシートの膜厚測定装置
【課題】誤差を抑制して測定の精度を向上することができるグリーンシートの膜厚測定装置を提供すること。
【解決手段】膜厚測定装置１は、光源５１及び光源５１から発せられた光を測定領域Ａに向けてライン状に出射する投光ロッド５２を有するライン光照明５と、測定領域Ａを挟んで投光ロッド５２と対向するように配置されたラインカメラ６と、を備えている。投光ロッド５２のライン状の光の出射範囲（出射口５３）は、投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さが搬送部３により搬送されるグリーンシートＧの軸線方向に沿った長さよりも長い。投光ロッド５２と測定領域Ａとの間には、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光を遮光する遮光部材７が設けられている。
【解決手段】膜厚測定装置１は、光源５１及び光源５１から発せられた光を測定領域Ａに向けてライン状に出射する投光ロッド５２を有するライン光照明５と、測定領域Ａを挟んで投光ロッド５２と対向するように配置されたラインカメラ６と、を備えている。投光ロッド５２のライン状の光の出射範囲（出射口５３）は、投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さが搬送部３により搬送されるグリーンシートＧの軸線方向に沿った長さよりも長い。投光ロッド５２と測定領域Ａとの間には、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光を遮光する遮光部材７が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリーンシートの膜厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサや積層圧電素子等の積層型電子部品の製造に使用されるグリーンシートは、例えば、原料粉末、バインダ材及び溶剤等を含むスラリーをＰＥＴフィルム等の基材フィルム上に塗布し、これを乾燥することにより得られる。このようにして得られるグリーンシートの膜厚は、上記積層型電子部品の寸法や電気特性等に影響を与えるため、ばらつきが少ないことが好ましい。従って、グリーンシートの製造工程において、膜厚のばらつきを把握すべく、グリーンシートの膜厚の測定が行われる場合がある。
【０００３】
塗膜の膜厚を測定する装置として、例えば以下の特許文献１に記載の膜厚測定装置が知られており、この膜厚測定装置をグリーンシートの膜厚の測定に用いることが考えられる。この膜厚測定装置は、製造ライン上を移動する被測定シートの移動方向に直交するように被測定シートの下方に配置されたライン状の照明装置と、被測定シートの上方であって照明装置と対向する位置に配置された測定用ラインＣＣＤカメラと、測定用ラインＣＣＤカメラの側方であって照明装置と対向する位置に配置された基準用ラインＣＣＤカメラと、基準用ラインＣＣＤカメラと照明装置との間に配置された基準シートとを備えている。この膜厚測定装置では、基準シートの透過光を検出した基準用ラインＣＣＤカメラにより得られる基準シートデータと、被測定シートの透過光を検出した測定用ラインＣＣＤカメラにより得られる被測定シートデータとを比較することにより、被測定シートに形成された塗膜の膜厚を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０９２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のようなライン状の照明装置を用いてグリーンシートの膜厚を測定する場合、ライン状の照明装置から出射された光は、グリーンシートに照射され、グリーンシートを透過した光がラインカメラに入射して検出されるが、一部は、グリーンシートを透過することなく、グリーンシートの側方を通って、ラインカメラに入射して検出されることがある。グリーンシートを透過しない光がラインカメラにより検出されると、ラインカメラの出力から得られる光量分布において、グリーンシートの側方にあたる位置で光量が急峻に上昇し、この影響でグリーンシートの両端部にあたる位置で中央部よりも光量が低く測定されてしまう。この場合、グリーンシートの両端部における膜厚が実際よりも薄く測定され、測定に誤差が生じるおそれがある。
【０００６】
また、一般的に、ライン状の照明装置では、両端部の光量が低い場合があり、これにより、光量ムラが発生するおそれがある。光量ムラを有するライン光照明をグリーンシートの膜厚測定に用いると、グリーンシートの膜厚を正確に測定できず、測定に誤差が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、誤差を抑制して測定の精度を向上することができるグリーンシートの膜厚測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置は、光源、及び、光源から発せられた光を測定領域に向けてライン状に出射する投光ロッドを有するライン光照明と、基材フィルムを投光ロッドの軸線方向と直交する方向に沿って移動させ、基材フィルムに形成されたグリーンシートを測定領域に搬送する搬送手段と、測定領域を挟んで投光ロッドと対向するように配置されたラインカメラと、ラインカメラの出力から得られるグリーンシートの光量分布データから、グリーンシートの膜厚分布を算出する演算手段とを備えるグリーンシートの膜厚測定装置であって、投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、投光ロッドの軸線方向に沿った長さが搬送手段により搬送されるグリーンシートの軸線方向に沿った長さよりも長く、投光ロッドと測定領域との間には、投光ロッドから出射された光のうち、測定領域に搬送されたグリーンシートの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラに入射する光を遮光する遮光部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置では、投光ロッドから出射された光のうち、測定領域に搬送されたグリーンシートの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラに入射する光は、投光ロッドと測定領域との間に設けられた遮光部材によって遮光される。従って、グリーンシートを透過しない光がラインカメラに入射することが防止され、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。また、投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、軸線方向に沿った長さが搬送手段により搬送されるグリーンシートの軸線方向に沿った長さよりも長いため、光量ムラが生じやすい出射範囲の両端部における光を測定に用いないようにすることができる。よって、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００１０】
ここで、演算手段は、ラインカメラの出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、前記マスタ画像を用いてグリーンシートの光量分布データをシェーディング補正することが好ましい。この場合には、ライン光照明の光量分布におけるばらつきをシェーディング補正することが可能となり、測定の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤差を抑制して測定の精度を向上することができるグリーンシートの膜厚測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るグリーンシートの製造装置を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置を示す概略図である。
【図３】遮光部材を示す平面図である。
【図４】遮光部材を示す側面図である。
【図５】図１に示す膜厚測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】シェーディング補正前のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフである。
【図７】シェーディング補正前のグリーンシートの撮像画像である。
【図８】シェーディング補正後のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフである。
【図９】シェーディング補正後のグリーンシートの補正画像である。
【図１０】従来の膜厚測定装置により得られる光量分布を示すグラフである。
【図１１】投光ロッドから出射される光の光量分布の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、「上」「下」「左」「右」の語は、図面の上下左右方向に対応するものであり、便宜的なものである。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るグリーンシートの製造装置を示す概略図である。膜厚測定装置１は、グリーンシートの製造装置２に設置され、製造装置２で製造されるグリーンシートの膜厚を測定する。
【００１５】
図１に示すように、製造装置２では、基材繰出部３１から繰り出されたＰＥＴ等の基材フィルムＦが、従動ローラ３２〜３４を介して駆動ローラ３５により引っ張れられ、基材フィルムＦにテンションが付加される。テンションが付加された基材フィルムＦには、従動ローラ３４と駆動ローラ３５との間で、原料粉末、バインダ材、及び溶剤等を含むスラリーが塗工部Ｄにより塗布され、基材フィルムＦ上に未乾燥状態のグリーンシートＧが形成される（図２参照）。
【００１６】
未乾燥状態のグリーンシートＧが形成された基材フィルムＦは、ヒータ等の加熱手段を備えた乾燥部Ｈに送られて加熱され、基材フィルムＦ上に乾燥状態のグリーンシートＧが形成される。乾燥状態のグリーンシートＧが形成された基材フィルムＦは、従動ローラ３６〜３８を介してシート巻取部３９に巻き取られ、グリーンシートの製造工程が終了する。
【００１７】
製造装置２において、基材フィルムＦ上に形成された未乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、駆動ローラ３５と乾燥部Ｈとの間に測定領域Ａが位置するように、膜厚測定装置１が設置されている。
【００１８】
製造装置２では、制御部（演算手段）４が、基材繰出部３１、駆動ローラ３５、シート巻取部３９、及び塗工部Ｄ等と接続されており、製造装置２全体の制御を行うようになっている。基材フィルムＦ上にグリーンシートＧを形成する際、制御部４により、駆動ローラ３５及び基材繰出部３１の回転速度を調節することで基材フィルムＦに付加されるテンションを制御すると共に、塗工部Ｄにおける吐出圧を制御し、これにより、基材フィルムＦ上に形成されるグリーンシートＧの膜厚を調節することが可能となっている。
【００１９】
次に、本実施形態に係る膜厚測定装置について詳細に説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置を示す概略図である。膜厚測定装置１は、上述の基材繰出部３１、従動ローラ３２〜３４、駆動ローラ３５、従動ローラ３６〜３８、及びシート巻取部３９を有する搬送手段としての搬送部３（図２において不図示）、及び制御部４の他、ライン光照明５、ラインカメラ６、及び遮光部材７を備えている。
【００２１】
ライン光照明５は、測定領域Ａの下方に配置されて、測定領域Ａに向けてライン状の光を照射する。ライン光照明５は、ハロゲン光源（光源）５１，５１、及び投光ロッド５２を備えている。本実施形態では、投光ロッド５２は、例えば円柱形状や円筒形状を呈している。ハロゲン光源５１は、投光ロッド５２の端の外側に位置し、投光ロッド５２の内部に向けて光を発する。ハロゲン光源５１は、制御部４により光量等が制御される。
【００２２】
投光ロッド５２は、石英等から形成されており、その内周面は入射光を内部に向けて反射する面になっている。内周面の中央部には、ライン状のスリットである出射口５３が設けられている。投光ロッド５２は、ハロゲン光源５１から発せられた光を内部で全反射させ、出射口５３からライン状の光にして出射する。
【００２３】
投光ロッド５２は、出射口５３が測定領域Ａと対向するように、測定領域Ａの下方にその軸線が左右方向に沿うように配置されている。膜厚測定装置１では、グリーンシートＧが形成された基材フィルムＦが、投光ロッド５２の軸線方向と直交する方向（図２において紙面垂直方向）に沿って移動させられ、測定領域Ａに搬送される。
【００２４】
投光ロッド５２の出射口５３の長さｄ１は、基材フィルムＦ上に形成されたグリーンシートＧの幅（すなわち、投光ロッド５２の軸線方向に沿ったグリーンシートＧの長さ）ｄ２よりも長くなっている。本実施形態では、出射口５３の両端部から出射される光は、測定に用いられない。
【００２５】
ラインカメラ６は、光をライン状に検出して光量分布データを得る。ラインカメラ６としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインカメラが用いられる。ラインカメラ６は、測定領域Ａを挟んで投光ロッド５２と対向する位置に配置されている。ラインカメラ６は、投光ロッド５２から出射されて測定領域Ａ内のグリーンシートＧを透過した光を検出し、グリーンシートＧの光量分布データを得る。ラインカメラ６は、得られたグリーンシートＧの光量分布データを制御部４に出力する。ラインカメラ６は、光をライン状に検出できるものであれば良く、赤外線カメラ、白黒カメラ、カラーカメラ等であっても良い。
【００２６】
制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む不図示のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等を有している。制御部４は、ラインカメラ６から出力された光量分布データを処理してグリーンシートＧの膜厚分布を算出する。
【００２７】
制御部４は、基準シートの光量分布データを用いて作成したシェーディング補正用のマスタ画像を記憶し、マスタ画像を用いてグリーンシートＧの光量分布データをシェーディング補正する。基準シートの光量分布データは、基準シートを載せた状態の基材フィルムＦを測定領域Ａに配置し、投光ロッド５２から出射されて基材フィルムＦ及び基準シートを透過した光をラインカメラ６で検出することで得られる。なお、基準シートとしては、グリーンシートＧの材質と同じ材質のものを使用してもよいし、グリーンシートＧの材質と異なる材質のものを使用してもよく、要は、測定領域Ａに配置されたときの材質及び厚さの均一性が予め確認されているシートを使用すればよい。
【００２８】
遮光部材７は、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光を遮光する。図３及び図４は、それぞれ遮光部材を示す平面図及び側面図である。遮光部材７は、基板７１、及び一対の調節板７２，７２を有している。
【００２９】
基板７１は矩形状を呈しており、その中央部には、長手方向に沿って矩形状の貫通孔が設けられている。調節板７２は矩形状を呈しており、その長手方向の長さは基板７１の短手方向の長さよりも短くなっている。調節板７２の長手方向両端部には、短手方向に沿って長孔が設けられている。一対の調節板７２，７２は、基板７１の貫通孔の長手方向両端部を覆うように、長孔に挿入されたボルトによって基板７１に締結されている。一対の調節板７２，７２の間には、長さｄ３の通過口７３が形成されている。調節板７２は、長孔が基板７１の長手方向に沿うように基板７１に締結されており、ボルトを緩めて調節板７２を基板７１の長手方向に沿ってスライドさせることで、通過口７３の長さｄ３を調節することが可能となっている。
【００３０】
図２に戻り、遮光部材７は、投光ロッド５２からの光が通過口７３を通過して測定領域Ａに向けて出射されるように、投光ロッド５２と測定領域Ａとの間に、基板７１の長手方向が投光ロッド５２の軸線方向に沿うように配置されている。通過口７３は、長さｄ１の出射口５３から出射した光が測定領域Ａを通る際に、光の一部が幅ｄ２のグリーンシートＧの外側を通ることを防止すべく、投光ロッド５２から出射された光の一部を遮光できるような長さｄ３に調整されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置の動作について説明する。
【００３２】
図５は、図１に示す膜厚測定装置の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、膜厚測定装置１の動作は、ラインカメラ６によるグリーンシートＧの光量分布データの取得から始まる（ステップＳ１０１）。
【００３３】
ステップＳ１０１では、搬送部３により測定領域Ａに搬送された基材フィルムＦに向けて、ライン光照明５からライン状の光を照射し、基材フィルムＦ上に形成されたグリーンシートＧを透過した光をラインカメラ６により検出する。この際、グリーンシートＧの側方を通過しようとする光は、遮光部材７により遮光される。これにより、ラインカメラ６で得られるグリーンシートＧの光量分布データには、グリーンシートＧを透過しない光のデータは含まれないこととなる。ラインカメラ６で得られた光量分布データは、制御部４に出力される。
【００３４】
ここで、図６は、シェーディング補正前のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフであり、制御部４に出力された光量分布データをそのまま膜厚分布に変換したグラフである。図７は、シェーディング補正前のグリーンシートの撮像画像である。ライン光照明５から照射される光の光量分布には、元々ばらつきが存在する場合があり、このばらつきが制御部４に出力されたグリーンシートＧの光量分布データに含まれていることがある。従って、制御部４に出力されたグリーンシートＧの光量分布データをそのまま膜厚に変換すると、図６に示すように、例えば、両端部において膜厚が実際よりも厚く測定されてばらつきが生じるおそれや、図７に示すように、撮像画像において左右方向に濃淡差が生じるおそれがある。
【００３５】
図５に戻り、そこで、次に、制御部４は、ライン光照明５から照射される光に元々存在するばらつきを除去するため、ステップＳ１０１で得られたグリーンシートＧの光量分布データに対してシェーディング補正を行う（ステップＳ１０３）。
【００３６】
ステップＳ１０３では、制御部４は、ラインカメラ６から出力されたグリーンシートＧの光量分布データから、予め制御部４に記憶されているマスタ画像のデータ値を除算することで、グリーンシートの光量分布データに対してシェーディング補正を行う。
【００３７】
次に、制御部４は、ステップＳ１０３で得られたシェーディング補正後の光量分布データを膜厚分布に変換するデータ変換を行う（ステップＳ１０５）。図８はシェーディング補正後のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフ、図９はシェーディング補正後のグリーンシートの補正画像である。シェーディング補正を行うことで、図８に示すように、ライン光照明５から照射される光に元々存在するばらつきがグリーンシートＧの膜厚分布から除去され、また、図９に示すように、撮像画像における濃淡差が解消される。
【００３８】
図５に戻り、次に、制御部４は、ステップＳ１０５で得られたグリーンシートＧの膜厚分布を用いて、グリーンシートＧの膜厚のばらつきである膜厚変動を算出する膜厚変動算出を行う（ステップＳ１０７）。
【００３９】
次に、制御部４は、ステップＳ１０７で得られた膜厚変動が、所定の閾値より大きいか否かを判定することで、製造されたグリーンシートＧの良否を判定する検査判定を行い（ステップＳ１０９）、膜厚測定装置１の一連の動作は終了する。
【００４０】
以上、本実施形態に係る膜厚測定装置１では、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光は、投光ロッド５２と測定領域Ａとの間に設けられた遮光部材７によって遮光される。
【００４１】
ここで、図１０は、従来の膜厚測定装置により得られる光量分布を示すグラフである。ライン光照明が用いられている従来の膜厚測定装置では、ライン光照明から出射された光は、グリーンシートに照射され、グリーンシートを透過した光がラインカメラに入射して検出されるが、一部は、グリーンシートを透過することなく、グリーンシートの側方を通って、ラインカメラに入射して検出される。グリーンシートを透過しない光がラインカメラにより検出されると、図１０に示すように、ラインカメラの出力から得られる光量分布において、グリーンシートの側方にあたる位置で光量が急峻に上昇し、この影響でグリーンシートの両端部にあたる位置で中央部よりも光量が低く測定されてしまう。このような場合、グリーンシートの両端部における膜厚が実際よりも薄く測定され、測定に誤差が生じてしまう。
【００４２】
これに対し、膜厚測定装置１では、上述のように、グリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光は、遮光部材７によって遮光される。このため、グリーンシートＧを透過しない光がラインカメラ６に入射することが防止される。従って、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００４３】
また、図１１は、投光ロッドから出射される光の光量分布の一例を示すグラフである。図１１に示すように、一般的に、ライン光照明では、両端部の光量が低い場合があり、これにより、光量ムラが発生するおそれがある。光量ムラを有するライン光照明をグリーンシートの膜厚測定に用いると、グリーンシートの膜厚を正確に測定できず、測定に誤差が生じるおそれがある。
【００４４】
これに対し、膜厚測定装置１では、投光ロッド５２の出射口５３は、投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さが搬送部３により搬送されるグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さよりも長く、光量ムラが生じやすい出射口５３の両端部における光を測定に用いないようになっている。よって、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００４５】
また、膜厚測定装置１では、制御部４は、ラインカメラ６の出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、マスタ画像を用いてグリーンシートＧの光量分布データをシェーディング補正するため、ライン光照明５の光量分布に元々存在するばらつきをシェーディング補正により除去することが可能となり、測定の精度を向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、膜厚測定装置１は、未乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、駆動ローラ３５と乾燥部Ｈとの間に配置されているが、これに加え、乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、乾燥部Ｈと従動ローラ３６との間にも配置されても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１…膜厚測定装置、３…搬送部（搬送手段）、４…制御部（演算手段）、５…ライン光照明、６…ラインカメラ、７…遮光部材、５１…ハロゲン光源（光源）、５２…投光ロッド、Ａ…測定領域、Ｆ…基材フィルム、Ｇ…グリーンシート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリーンシートの膜厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層セラミックコンデンサや積層圧電素子等の積層型電子部品の製造に使用されるグリーンシートは、例えば、原料粉末、バインダ材及び溶剤等を含むスラリーをＰＥＴフィルム等の基材フィルム上に塗布し、これを乾燥することにより得られる。このようにして得られるグリーンシートの膜厚は、上記積層型電子部品の寸法や電気特性等に影響を与えるため、ばらつきが少ないことが好ましい。従って、グリーンシートの製造工程において、膜厚のばらつきを把握すべく、グリーンシートの膜厚の測定が行われる場合がある。
【０００３】
塗膜の膜厚を測定する装置として、例えば以下の特許文献１に記載の膜厚測定装置が知られており、この膜厚測定装置をグリーンシートの膜厚の測定に用いることが考えられる。この膜厚測定装置は、製造ライン上を移動する被測定シートの移動方向に直交するように被測定シートの下方に配置されたライン状の照明装置と、被測定シートの上方であって照明装置と対向する位置に配置された測定用ラインＣＣＤカメラと、測定用ラインＣＣＤカメラの側方であって照明装置と対向する位置に配置された基準用ラインＣＣＤカメラと、基準用ラインＣＣＤカメラと照明装置との間に配置された基準シートとを備えている。この膜厚測定装置では、基準シートの透過光を検出した基準用ラインＣＣＤカメラにより得られる基準シートデータと、被測定シートの透過光を検出した測定用ラインＣＣＤカメラにより得られる被測定シートデータとを比較することにより、被測定シートに形成された塗膜の膜厚を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０９２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のようなライン状の照明装置を用いてグリーンシートの膜厚を測定する場合、ライン状の照明装置から出射された光は、グリーンシートに照射され、グリーンシートを透過した光がラインカメラに入射して検出されるが、一部は、グリーンシートを透過することなく、グリーンシートの側方を通って、ラインカメラに入射して検出されることがある。グリーンシートを透過しない光がラインカメラにより検出されると、ラインカメラの出力から得られる光量分布において、グリーンシートの側方にあたる位置で光量が急峻に上昇し、この影響でグリーンシートの両端部にあたる位置で中央部よりも光量が低く測定されてしまう。この場合、グリーンシートの両端部における膜厚が実際よりも薄く測定され、測定に誤差が生じるおそれがある。
【０００６】
また、一般的に、ライン状の照明装置では、両端部の光量が低い場合があり、これにより、光量ムラが発生するおそれがある。光量ムラを有するライン光照明をグリーンシートの膜厚測定に用いると、グリーンシートの膜厚を正確に測定できず、測定に誤差が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、誤差を抑制して測定の精度を向上することができるグリーンシートの膜厚測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置は、光源、及び、光源から発せられた光を測定領域に向けてライン状に出射する投光ロッドを有するライン光照明と、基材フィルムを投光ロッドの軸線方向と直交する方向に沿って移動させ、基材フィルムに形成されたグリーンシートを測定領域に搬送する搬送手段と、測定領域を挟んで投光ロッドと対向するように配置されたラインカメラと、ラインカメラの出力から得られるグリーンシートの光量分布データから、グリーンシートの膜厚分布を算出する演算手段とを備えるグリーンシートの膜厚測定装置であって、投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、投光ロッドの軸線方向に沿った長さが搬送手段により搬送されるグリーンシートの軸線方向に沿った長さよりも長く、投光ロッドと測定領域との間には、投光ロッドから出射された光のうち、測定領域に搬送されたグリーンシートの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラに入射する光を遮光する遮光部材が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置では、投光ロッドから出射された光のうち、測定領域に搬送されたグリーンシートの軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラに入射する光は、投光ロッドと測定領域との間に設けられた遮光部材によって遮光される。従って、グリーンシートを透過しない光がラインカメラに入射することが防止され、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。また、投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、軸線方向に沿った長さが搬送手段により搬送されるグリーンシートの軸線方向に沿った長さよりも長いため、光量ムラが生じやすい出射範囲の両端部における光を測定に用いないようにすることができる。よって、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００１０】
ここで、演算手段は、ラインカメラの出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、前記マスタ画像を用いてグリーンシートの光量分布データをシェーディング補正することが好ましい。この場合には、ライン光照明の光量分布におけるばらつきをシェーディング補正することが可能となり、測定の精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、誤差を抑制して測定の精度を向上することができるグリーンシートの膜厚測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るグリーンシートの製造装置を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置を示す概略図である。
【図３】遮光部材を示す平面図である。
【図４】遮光部材を示す側面図である。
【図５】図１に示す膜厚測定装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】シェーディング補正前のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフである。
【図７】シェーディング補正前のグリーンシートの撮像画像である。
【図８】シェーディング補正後のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフである。
【図９】シェーディング補正後のグリーンシートの補正画像である。
【図１０】従来の膜厚測定装置により得られる光量分布を示すグラフである。
【図１１】投光ロッドから出射される光の光量分布の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、「上」「下」「左」「右」の語は、図面の上下左右方向に対応するものであり、便宜的なものである。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るグリーンシートの製造装置を示す概略図である。膜厚測定装置１は、グリーンシートの製造装置２に設置され、製造装置２で製造されるグリーンシートの膜厚を測定する。
【００１５】
図１に示すように、製造装置２では、基材繰出部３１から繰り出されたＰＥＴ等の基材フィルムＦが、従動ローラ３２〜３４を介して駆動ローラ３５により引っ張れられ、基材フィルムＦにテンションが付加される。テンションが付加された基材フィルムＦには、従動ローラ３４と駆動ローラ３５との間で、原料粉末、バインダ材、及び溶剤等を含むスラリーが塗工部Ｄにより塗布され、基材フィルムＦ上に未乾燥状態のグリーンシートＧが形成される（図２参照）。
【００１６】
未乾燥状態のグリーンシートＧが形成された基材フィルムＦは、ヒータ等の加熱手段を備えた乾燥部Ｈに送られて加熱され、基材フィルムＦ上に乾燥状態のグリーンシートＧが形成される。乾燥状態のグリーンシートＧが形成された基材フィルムＦは、従動ローラ３６〜３８を介してシート巻取部３９に巻き取られ、グリーンシートの製造工程が終了する。
【００１７】
製造装置２において、基材フィルムＦ上に形成された未乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、駆動ローラ３５と乾燥部Ｈとの間に測定領域Ａが位置するように、膜厚測定装置１が設置されている。
【００１８】
製造装置２では、制御部（演算手段）４が、基材繰出部３１、駆動ローラ３５、シート巻取部３９、及び塗工部Ｄ等と接続されており、製造装置２全体の制御を行うようになっている。基材フィルムＦ上にグリーンシートＧを形成する際、制御部４により、駆動ローラ３５及び基材繰出部３１の回転速度を調節することで基材フィルムＦに付加されるテンションを制御すると共に、塗工部Ｄにおける吐出圧を制御し、これにより、基材フィルムＦ上に形成されるグリーンシートＧの膜厚を調節することが可能となっている。
【００１９】
次に、本実施形態に係る膜厚測定装置について詳細に説明する。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置を示す概略図である。膜厚測定装置１は、上述の基材繰出部３１、従動ローラ３２〜３４、駆動ローラ３５、従動ローラ３６〜３８、及びシート巻取部３９を有する搬送手段としての搬送部３（図２において不図示）、及び制御部４の他、ライン光照明５、ラインカメラ６、及び遮光部材７を備えている。
【００２１】
ライン光照明５は、測定領域Ａの下方に配置されて、測定領域Ａに向けてライン状の光を照射する。ライン光照明５は、ハロゲン光源（光源）５１，５１、及び投光ロッド５２を備えている。本実施形態では、投光ロッド５２は、例えば円柱形状や円筒形状を呈している。ハロゲン光源５１は、投光ロッド５２の端の外側に位置し、投光ロッド５２の内部に向けて光を発する。ハロゲン光源５１は、制御部４により光量等が制御される。
【００２２】
投光ロッド５２は、石英等から形成されており、その内周面は入射光を内部に向けて反射する面になっている。内周面の中央部には、ライン状のスリットである出射口５３が設けられている。投光ロッド５２は、ハロゲン光源５１から発せられた光を内部で全反射させ、出射口５３からライン状の光にして出射する。
【００２３】
投光ロッド５２は、出射口５３が測定領域Ａと対向するように、測定領域Ａの下方にその軸線が左右方向に沿うように配置されている。膜厚測定装置１では、グリーンシートＧが形成された基材フィルムＦが、投光ロッド５２の軸線方向と直交する方向（図２において紙面垂直方向）に沿って移動させられ、測定領域Ａに搬送される。
【００２４】
投光ロッド５２の出射口５３の長さｄ１は、基材フィルムＦ上に形成されたグリーンシートＧの幅（すなわち、投光ロッド５２の軸線方向に沿ったグリーンシートＧの長さ）ｄ２よりも長くなっている。本実施形態では、出射口５３の両端部から出射される光は、測定に用いられない。
【００２５】
ラインカメラ６は、光をライン状に検出して光量分布データを得る。ラインカメラ６としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）ラインカメラが用いられる。ラインカメラ６は、測定領域Ａを挟んで投光ロッド５２と対向する位置に配置されている。ラインカメラ６は、投光ロッド５２から出射されて測定領域Ａ内のグリーンシートＧを透過した光を検出し、グリーンシートＧの光量分布データを得る。ラインカメラ６は、得られたグリーンシートＧの光量分布データを制御部４に出力する。ラインカメラ６は、光をライン状に検出できるものであれば良く、赤外線カメラ、白黒カメラ、カラーカメラ等であっても良い。
【００２６】
制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む不図示のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等を有している。制御部４は、ラインカメラ６から出力された光量分布データを処理してグリーンシートＧの膜厚分布を算出する。
【００２７】
制御部４は、基準シートの光量分布データを用いて作成したシェーディング補正用のマスタ画像を記憶し、マスタ画像を用いてグリーンシートＧの光量分布データをシェーディング補正する。基準シートの光量分布データは、基準シートを載せた状態の基材フィルムＦを測定領域Ａに配置し、投光ロッド５２から出射されて基材フィルムＦ及び基準シートを透過した光をラインカメラ６で検出することで得られる。なお、基準シートとしては、グリーンシートＧの材質と同じ材質のものを使用してもよいし、グリーンシートＧの材質と異なる材質のものを使用してもよく、要は、測定領域Ａに配置されたときの材質及び厚さの均一性が予め確認されているシートを使用すればよい。
【００２８】
遮光部材７は、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光を遮光する。図３及び図４は、それぞれ遮光部材を示す平面図及び側面図である。遮光部材７は、基板７１、及び一対の調節板７２，７２を有している。
【００２９】
基板７１は矩形状を呈しており、その中央部には、長手方向に沿って矩形状の貫通孔が設けられている。調節板７２は矩形状を呈しており、その長手方向の長さは基板７１の短手方向の長さよりも短くなっている。調節板７２の長手方向両端部には、短手方向に沿って長孔が設けられている。一対の調節板７２，７２は、基板７１の貫通孔の長手方向両端部を覆うように、長孔に挿入されたボルトによって基板７１に締結されている。一対の調節板７２，７２の間には、長さｄ３の通過口７３が形成されている。調節板７２は、長孔が基板７１の長手方向に沿うように基板７１に締結されており、ボルトを緩めて調節板７２を基板７１の長手方向に沿ってスライドさせることで、通過口７３の長さｄ３を調節することが可能となっている。
【００３０】
図２に戻り、遮光部材７は、投光ロッド５２からの光が通過口７３を通過して測定領域Ａに向けて出射されるように、投光ロッド５２と測定領域Ａとの間に、基板７１の長手方向が投光ロッド５２の軸線方向に沿うように配置されている。通過口７３は、長さｄ１の出射口５３から出射した光が測定領域Ａを通る際に、光の一部が幅ｄ２のグリーンシートＧの外側を通ることを防止すべく、投光ロッド５２から出射された光の一部を遮光できるような長さｄ３に調整されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るグリーンシートの膜厚測定装置の動作について説明する。
【００３２】
図５は、図１に示す膜厚測定装置の動作を示すフローチャートである。図５に示すように、膜厚測定装置１の動作は、ラインカメラ６によるグリーンシートＧの光量分布データの取得から始まる（ステップＳ１０１）。
【００３３】
ステップＳ１０１では、搬送部３により測定領域Ａに搬送された基材フィルムＦに向けて、ライン光照明５からライン状の光を照射し、基材フィルムＦ上に形成されたグリーンシートＧを透過した光をラインカメラ６により検出する。この際、グリーンシートＧの側方を通過しようとする光は、遮光部材７により遮光される。これにより、ラインカメラ６で得られるグリーンシートＧの光量分布データには、グリーンシートＧを透過しない光のデータは含まれないこととなる。ラインカメラ６で得られた光量分布データは、制御部４に出力される。
【００３４】
ここで、図６は、シェーディング補正前のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフであり、制御部４に出力された光量分布データをそのまま膜厚分布に変換したグラフである。図７は、シェーディング補正前のグリーンシートの撮像画像である。ライン光照明５から照射される光の光量分布には、元々ばらつきが存在する場合があり、このばらつきが制御部４に出力されたグリーンシートＧの光量分布データに含まれていることがある。従って、制御部４に出力されたグリーンシートＧの光量分布データをそのまま膜厚に変換すると、図６に示すように、例えば、両端部において膜厚が実際よりも厚く測定されてばらつきが生じるおそれや、図７に示すように、撮像画像において左右方向に濃淡差が生じるおそれがある。
【００３５】
図５に戻り、そこで、次に、制御部４は、ライン光照明５から照射される光に元々存在するばらつきを除去するため、ステップＳ１０１で得られたグリーンシートＧの光量分布データに対してシェーディング補正を行う（ステップＳ１０３）。
【００３６】
ステップＳ１０３では、制御部４は、ラインカメラ６から出力されたグリーンシートＧの光量分布データから、予め制御部４に記憶されているマスタ画像のデータ値を除算することで、グリーンシートの光量分布データに対してシェーディング補正を行う。
【００３７】
次に、制御部４は、ステップＳ１０３で得られたシェーディング補正後の光量分布データを膜厚分布に変換するデータ変換を行う（ステップＳ１０５）。図８はシェーディング補正後のグリーンシートの膜厚分布を示すグラフ、図９はシェーディング補正後のグリーンシートの補正画像である。シェーディング補正を行うことで、図８に示すように、ライン光照明５から照射される光に元々存在するばらつきがグリーンシートＧの膜厚分布から除去され、また、図９に示すように、撮像画像における濃淡差が解消される。
【００３８】
図５に戻り、次に、制御部４は、ステップＳ１０５で得られたグリーンシートＧの膜厚分布を用いて、グリーンシートＧの膜厚のばらつきである膜厚変動を算出する膜厚変動算出を行う（ステップＳ１０７）。
【００３９】
次に、制御部４は、ステップＳ１０７で得られた膜厚変動が、所定の閾値より大きいか否かを判定することで、製造されたグリーンシートＧの良否を判定する検査判定を行い（ステップＳ１０９）、膜厚測定装置１の一連の動作は終了する。
【００４０】
以上、本実施形態に係る膜厚測定装置１では、投光ロッド５２から出射された光のうち、測定領域Ａに搬送されたグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光は、投光ロッド５２と測定領域Ａとの間に設けられた遮光部材７によって遮光される。
【００４１】
ここで、図１０は、従来の膜厚測定装置により得られる光量分布を示すグラフである。ライン光照明が用いられている従来の膜厚測定装置では、ライン光照明から出射された光は、グリーンシートに照射され、グリーンシートを透過した光がラインカメラに入射して検出されるが、一部は、グリーンシートを透過することなく、グリーンシートの側方を通って、ラインカメラに入射して検出される。グリーンシートを透過しない光がラインカメラにより検出されると、図１０に示すように、ラインカメラの出力から得られる光量分布において、グリーンシートの側方にあたる位置で光量が急峻に上昇し、この影響でグリーンシートの両端部にあたる位置で中央部よりも光量が低く測定されてしまう。このような場合、グリーンシートの両端部における膜厚が実際よりも薄く測定され、測定に誤差が生じてしまう。
【００４２】
これに対し、膜厚測定装置１では、上述のように、グリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向での端の外側を通って、ラインカメラ６に入射する光は、遮光部材７によって遮光される。このため、グリーンシートＧを透過しない光がラインカメラ６に入射することが防止される。従って、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００４３】
また、図１１は、投光ロッドから出射される光の光量分布の一例を示すグラフである。図１１に示すように、一般的に、ライン光照明では、両端部の光量が低い場合があり、これにより、光量ムラが発生するおそれがある。光量ムラを有するライン光照明をグリーンシートの膜厚測定に用いると、グリーンシートの膜厚を正確に測定できず、測定に誤差が生じるおそれがある。
【００４４】
これに対し、膜厚測定装置１では、投光ロッド５２の出射口５３は、投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さが搬送部３により搬送されるグリーンシートＧの投光ロッド５２の軸線方向に沿った長さよりも長く、光量ムラが生じやすい出射口５３の両端部における光を測定に用いないようになっている。よって、測定に生じる誤差を抑制でき、測定の精度を向上することができる。
【００４５】
また、膜厚測定装置１では、制御部４は、ラインカメラ６の出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、マスタ画像を用いてグリーンシートＧの光量分布データをシェーディング補正するため、ライン光照明５の光量分布に元々存在するばらつきをシェーディング補正により除去することが可能となり、測定の精度を向上させることができる。
【００４６】
以上、本発明に係るグリーンシートの膜厚測定装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態においては、膜厚測定装置１は、未乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、駆動ローラ３５と乾燥部Ｈとの間に配置されているが、これに加え、乾燥状態のグリーンシートＧの膜厚を測定すべく、乾燥部Ｈと従動ローラ３６との間にも配置されても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１…膜厚測定装置、３…搬送部（搬送手段）、４…制御部（演算手段）、５…ライン光照明、６…ラインカメラ、７…遮光部材、５１…ハロゲン光源（光源）、５２…投光ロッド、Ａ…測定領域、Ｆ…基材フィルム、Ｇ…グリーンシート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源、及び、前記光源から発せられた光を測定領域に向けてライン状に出射する投光ロッドを有するライン光照明と、基材フィルムを前記投光ロッドの軸線方向と直交する方向に沿って移動させ、基材フィルムに形成されたグリーンシートを前記測定領域に搬送する搬送手段と、前記測定領域を挟んで前記投光ロッドと対向するように配置されたラインカメラと、前記ラインカメラの出力から得られるグリーンシートの光量分布データから、グリーンシートの膜厚分布を算出する演算手段とを備えるグリーンシートの膜厚測定装置であって、
前記投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、前記投光ロッドの軸線方向に沿った長さが前記搬送手段により搬送されるグリーンシートの前記軸線方向に沿った長さよりも長く、
前記投光ロッドと前記測定領域との間には、前記投光ロッドから出射された光のうち、前記測定領域に搬送されたグリーンシートの前記軸線方向での端の外側を通って、前記ラインカメラに入射する光を遮光する遮光部材が設けられていること、
を特徴とするグリーンシートの膜厚測定装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記ラインカメラの出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、前記マスタ画像を用いてグリーンシートの光量分布データをシェーディング補正することを特徴とする請求項１に記載のグリーンシートの膜厚測定装置。
【請求項１】
光源、及び、前記光源から発せられた光を測定領域に向けてライン状に出射する投光ロッドを有するライン光照明と、基材フィルムを前記投光ロッドの軸線方向と直交する方向に沿って移動させ、基材フィルムに形成されたグリーンシートを前記測定領域に搬送する搬送手段と、前記測定領域を挟んで前記投光ロッドと対向するように配置されたラインカメラと、前記ラインカメラの出力から得られるグリーンシートの光量分布データから、グリーンシートの膜厚分布を算出する演算手段とを備えるグリーンシートの膜厚測定装置であって、
前記投光ロッドのライン状の光の出射範囲は、前記投光ロッドの軸線方向に沿った長さが前記搬送手段により搬送されるグリーンシートの前記軸線方向に沿った長さよりも長く、
前記投光ロッドと前記測定領域との間には、前記投光ロッドから出射された光のうち、前記測定領域に搬送されたグリーンシートの前記軸線方向での端の外側を通って、前記ラインカメラに入射する光を遮光する遮光部材が設けられていること、
を特徴とするグリーンシートの膜厚測定装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記ラインカメラの出力から得られる基準シートの光量分布データを用いてシェーディング補正用のマスタ画像を作成し、前記マスタ画像を用いてグリーンシートの光量分布データをシェーディング補正することを特徴とする請求項１に記載のグリーンシートの膜厚測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２４２３２５（Ｐ２０１２−２４２３２５Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４７４８（Ｐ２０１１−１１４７４８）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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