ロール変位測定方法、及びそれを用いたロール変位測定装置、並びにフィルム厚測定方法、及びそれを用いたフィルム厚測定装置
【課題】被測定物が掛けられるロールの変位を高精度に測定し、被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定する。
【解決手段】ロール２の周面に、ロール軸に沿って延びる複数のマーキング２ａを平行に設け、検出ヘッド５に、前記マーキングの接近を検出する近接センサ１８，１９を、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルム２０が掛けられていない状態で、前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールの変位を求める。
【解決手段】ロール２の周面に、ロール軸に沿って延びる複数のマーキング２ａを平行に設け、検出ヘッド５に、前記マーキングの接近を検出する近接センサ１８，１９を、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルム２０が掛けられていない状態で、前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールの変位を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を測定するロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びにロール変位測定方法を用いたフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム状（シート状）の被測定物の厚みを測定する装置として、特許文献１に開示された厚み測定装置がある。図７に示すように、特許文献１に開示の厚み測定装置５０は、駆動手段（図示せず）により回転可能に配置された金属ロール５１と、この金属ロール５１上に配置される被測定物のシート７０の上方をロール表面に沿って軸方向に走査する検出ヘッド５２とを備える。
【０００３】
検出ヘッド５２は、レーザ光発生器５３と、レーザ光発生器５３から発射されたレーザ光を反射する反射ミラー５４と、反射したレーザ光を集光し、ロール上方に配置された遮光板５５とロール上のシート７０との間の間隙を通過させるためのレンズ５６、５７と、レーザ光を受光する受光器５８とを備える。
【０００４】
受光器５８には、レーザ光が前記間隙を通過する間だけ入射されるため、受光器５８は、前記間隙に比例した幅の信号を出力する。従って、受光器５８が出力した信号に基づき、遮光板５５下端とロール上のシート７０表面との間の距離（Ｌ１とする）が測定されることになる。
更に、検出ヘッド５２は、前記遮光板５５付近に配置された渦電流センサ５９（磁界利用センサ）を備え、この渦電流センサ５９によりセンサ下端と金属ロール５１表面までの距離（Ｌ２とする）を測定するように構成されている。
【０００５】
尚、検出ヘッド５２の受光器５８から出力される信号は、カウンタ６０においてデジタル信号に変換されて演算器６１に入力される。一方、渦電流センサ５９による検出信号は、増幅器６２によって増幅され、演算器６１に入力されるように構成されている。
【０００６】
このように構成された厚み測定装置５０においては、走査ヘッド５２が金属ロール５１の軸方向に沿って走査され、受光器５８で受光したレーザ光の大きさに基づき、演算部６１において、遮光板５５下端と金属ロール５１上のシート７０表面との間の平均距離Ｌ１が求められる。一方、渦電流センサ５９を用いた測定により、演算部６１において、センサ下端と金属ロール５１表面との間の平均距離Ｌ２が求められる。
そして、演算部６１において、前記距離Ｌ１と距離Ｌ２との差分が、シート７０の厚さ寸法として算出される。
このように、特許文献２に開示される厚み測定装置５０にあっては、金属ロール５１に被測定物が掛けられた状態で、検出ヘッド５２から被測定物までの距離Ｌ１、及びロール表面までの距離Ｌ２が求められるため、ロール５１に被測定物が掛けられた際のロール変位を考慮した測定がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２３１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示される厚さ測定装置にあっては、被測定物を走査するセンサと、被測定物が載置されるロール表面との間の距離測定において、電磁波を被測定物に透過させる磁界利用センサを用いている。
即ち、金属ロールに対し、磁界利用センサ側で生じる検出コイルの複素インピーダンス変化、或いはホール素子等の磁気を測定する方法に基づき、距離検出を行っている。
しかしながら、この磁界利用センサにあっては、被測定物が非金属体に限定されるだけでなく、磁界利用センサの測定精度に限界があり、測定結果に誤差が生じる問題があった。
即ち、特許文献１に開示の測定装置にあっては、ロール変位を考慮した測定の精度が低いという課題を有しており、そのために被測定物の厚さ測定に誤差が生じていた。したがって、前記のようにロールに被測定物を掛けて厚み測定を行う装置にあっては、精度よくロール変位を測定することが要求されていた。
【０００９】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を高精度に測定することのできるロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びに被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができるフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム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】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るロール変位測定方法は、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールに対し、ロール軸に沿って検出ヘッドを走査し、前記ロールにフィルムが掛けられた際のロール変位を求めるロール変位測定方法であって、前記ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、前記検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップとを含むことに特徴を有する。
【００１１】
また、前記目的を達成するため、本発明に係るロール変位測定装置は、前記ロール変位測定方法を実施するロール変位測定装置であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出する制御部とを備えることに特徴を有する。
【００１２】
このようにロール変位の算出にあっては、ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが設けられ、検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサが前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられる。
そして、前記相対向する近接センサがマーキングを検出する時間差の変化、及びロールの回転速度に基づきロール変位が算出される。
即ち、近接センサは、マーキングの検出のみを行えばよいため、前記ロール変位の算出において、被測定物の材質に影響されることがなく、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【００１３】
また、本発明に係るフィルム厚測定方法は、前記ロール変位測定方法を用いて、前記フィルムの厚さ寸法を求めるフィルム厚測定方法であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、前記ロールに対し、ロール軸に沿って走査される検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めると共に、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定するステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めると共に、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定するステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップと、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位と、前記第一の距離と、第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出するステップとを含むことに特徴を有する。
【００１４】
また、本発明に係るフィルム厚測定装置は、前記のフィルム厚測定方法を実施するフィルム厚測定装置であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定し、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定する距離測定手段と、前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出すると共に、前記算出されたロールの変位と、前記第一の距離と、前記第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出する制御部とを備えることに特徴を有する。
【００１５】
このようにフィルム厚の測定にあっては、前記ロール変位測定方法を用いることによって、被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を高精度に測定することのできるロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びに被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができるフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム厚測定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係るロール変位測定装置、及びそのロール変位測定装置を備えるフィルム厚測定装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の測定装置が備える検出ヘッド及び金属製ロールの内部構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１の測定装置の動作の流れを示すフローである。
【図４】図４は、金属製ロールにフィルムが掛けられていない状態の、検出ヘッドと金属ロールとの位置関係を示す断面図である。
【図５】図５は、金属製ロールにフィルムが掛けられている状態の、検出ヘッドと金属ロールとの位置関係を示す断面図である。
【図６】図６は、検出ヘッドに設けられた近接センサの検出タイミングの関係を示すタイミング図である。
【図７】図７は、従来のレーザ光と磁界利用センサによる厚さ測定方法を実施する厚み測定装置の斜視図である。
【図８】図８は、図７の厚み測定装置の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係るロール変位測定装置、及びそれを備えるフィルム厚測定装置を模式的に示す斜視図である。
尚、本発明に係るフィルム厚測定方法及び測定装置によって厚み測定されるフィルム状の被測定物は、その材質が特に限定されるものではなく、金属製、非金属製のいずれでもよく、また、多孔質のもの、或いは密度が一定でないものであってもよい。
【００１９】
図１に示すフィルム厚測定装置１は、軸方向に所定の長さを有する金属製ロール２を備え、この金属製ロール２の両端が支持フレーム３によって回転自在に支持されている。金属製ロール２と支持フレーム３は、熱膨張差による測定精度の低下を抑制するよう同一材質により形成されている。尚、図示しないが、金属製ロール２と支持フレーム３の内部に、水、油、空気、フロン等の熱媒を循環させる循環路を形成し、金属製ロール２及び支持フレーム３の温度制御を行ってもよい。
【００２０】
金属製ロール２の一端には、金属製ロール２を所定の速度で所定方向に軸周りに回転させるための駆動モータ４が設けられ、その駆動制御は、演算手段等を有する制御部１０によってなされる。
金属製ロール２には、被測定物である長尺のフィルム２０が掛けられ、回転する金属製ロール２によってフィルム２０が所定方向、及び所定速度で送り出しされるようになっている。
【００２１】
また、金属製ロール２の上方には、ロール２の左右両側を覆うように、門形状の検出ヘッド５が設けられている。図１に示すように、金属製ロール２の左右側方には、金属製ロール２に沿って一対のガイドレール６（一方のみ図示）が支持フレーム３に懸架され、検出ヘッド５は、その左右両側の下端部が、ガイドレール６に摺動自在に係合することによって支持されている。
また、一方のガイドレール６は、例えばボールねじ機構（図示せず）を有し、その駆動モータ７が前記ボールねじ機構を駆動することにより、検出ヘッド５がガイドレール６に沿って（金属製ロール２の軸方向に沿って）、所定速度で移動するようになされている。
尚、駆動モータ７は、制御部１０によって駆動制御される。また、駆動モータ４、７は、前記のように制御部１０によって駆動制御されるが、その駆動の開始、及び停止命令は、操作パネル２６から入力される構成となっている。
【００２２】
図２は、検出ヘッド５及び金属製ロール２の内部構成を模式的に示す断面図である。検出ヘッド５は、該ヘッドから金属製ロール２の表面（或いはフィルム２０表面）までの距離を検出するための距離センサ（距離測定手段）と、金属製ロール２にフィルム２０が掛けられた状態でのロール変位とを検出するためのセンサを有する。
【００２３】
具体的には、前記距離センサとして、図２に示すように所定波長のレーザ光を出力するレーザ光源１１と、レーザ光を反射ミラー１２を介して偏向する光偏向器１３と、偏向されたレーザ光を平行光にするレンズ１４とを有する（これらによりレーザ光発射手段が構成される）。更に、金属製ロール２上を通過するレーザ光（平行光）を集光する集光レンズ１５と、集光されたレーザ光を受光する受光器１６とを有する（これらによりレーザ光受光手段が構成される）。
また、検出ヘッド５の裏面には、金属製ロール２上を通過するレーザ光の上部分を遮光するための遮光板１７が設けられている。
【００２４】
また、検出ヘッド５の受光器１６は、レーザ光を光電変換により電気信号である受光信号に変換し、カウンタ８に出力するようになされている。カウンタ８は、入力された受光信号をデジタル信号に変換し、その結果を制御部１０に出力するようになっている。制御部１０では、入力されたデジタル信号値と、予め設定されたデジタル信号値の大きさと距離寸法との対応関係とに基づいて、遮光板１７下端とロール２上端（フィルム２０上端）との間の距離Ａを算出するようになっている。
【００２５】
また、図２に示すように、検出ヘッド５は、ロール変位を検出するためのセンサとして、金属製ロール２の左右両端にそれぞれ臨む面に設けられた、磁気形の近接センサ１８，１９を有する。
一方、金属製ロール２の表面には、軸方向に沿ってライン状に所定間隔毎に平行に付された、複数の磁気マーキング２ａが設けられている（図では６本）。
この構成において、金属製ロール２が所定の設定速度Ｓで回転され、いずれかの磁気マーキング２ａが近接センサ１８、１９に接近すると、それぞれの検出信号が制御部１０に出力されるようになっている。
また、制御部１０は、前記遮光板１７下端とロール２上端（フィルム２０上端）との間の距離Ａ、及び近接センサ１８，１９から入力される検出信号に基づき、フィルム２０の厚さ寸法Ｄを算出し、その結果を表示部２５に出力するように構成されている。
【００２６】
続いて、このように構成されたフィルム厚測定装置１によるフィルム厚測定方法について図３に沿って説明する。図３は、フィルム厚測定装置１の動作の流れを示すフローである。
先ず、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０を掛けない状態、即ち、無負荷の状態で金属製ロール２を所定の設定速度（ｒａｄ／ｓ）で回転させ、検出ヘッド５により金属製ロール２の一端側から他端側まで走査する（図３のステップＳ１）。
【００２７】
この検出ヘッド５の走査の間、制御部１０は、図４に示すように、遮光板１７下端と金属製ロール２上端との間の平均距離Ａ１（第一の距離）を算出する。
即ち、検出ヘッド５の走査の間、レーザ光源１１から発射されたレーザ光が、遮光板１７の下端と金属製ロール２の上端との間の間隙を通過させられる。そして、制御部１０において、受光器１６により受光したレーザ光の大きさに基づき、前記平均距離Ａ１が求められる。
【００２８】
また、制御部１０は、無負荷状態での金属製ロール２の回転速度Ｓ１（第一の回転速度（ｒａｄ／ｓ））を、例えば駆動モータ４から検出する。
更に、制御部１０は、図６（タイミング図）に示すように、近接センサ１８による磁気マーキング２ａの検出タイミングと近接センサ１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分Ｔ１（第一の検出時間差（ｓｅｃ））を検出する。
また、前記のように得られた距離Ａ１、回転速度Ｓ１、及びタイミング差分Ｔ１は、制御部１０が有する記憶手段（図示せず）に記憶される（図３のステップＳ２）。
尚、図４に示すようにマーキング２ａが配置されている場合、近接センサ１８，１９は略同時にマーキング２ａの検出を行うため、前記差分Ｔ１は略０（ｓｅｃ）となる。
【００２９】
次いで、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０を掛けた状態、即ち、負荷状態で金属製ロール２を所定の設定速度で回転させ、検出ヘッド５により金属製ロール２の一端側から他端側まで走査する（図３のステップＳ３）。
ここで、金属製ロール２は、フィルム２０によって下方に向けて負荷を受けるため、図４に示すように、その中心軸の位置がＣ１からＣ２に変位している。
そして、この検出ヘッド５の走査の間、制御部１０は、遮光板１７下端と金属製ロール２上端との間の平均距離Ａ２（第二の距離）を算出する。
即ち、検出ヘッド５の走査の間、レーザ光源１１から発射されたレーザ光が、遮光板１７の下端と金属製ロール２上のフィルム２０との間の間隙を通過させられる。そして、制御部１０において、受光器１６により受光したレーザ光の大きさに基づき、前記平均距離Ａ２が求められる。
【００３０】
また、制御部１０は、負荷状態での金属製ロール２の回転速度Ｓ２（第二の回転速度（ｒａｄ／ｓ））を、例えば駆動モータ４から検出する。
更に、制御部１０は、図６（タイミング図）に示すように、近接センサ１８による磁気マーキング２ａの検出タイミングと近接センサ１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分Ｔ２（第二の検出時間差（ｓｅｃ））を検出する。
また、前記のように得られた距離Ａ２、回転速度Ｓ２、及びタイミング差分Ｔ２は、制御部１０が有する記憶手段（図示せず）に記憶される（図３のステップＳ４）。
【００３１】
ここで、金属製ロール２に対し無負荷の状態における金属製ロール２の中心軸変位Ｂ１（即ち、無負荷状態の金属製ロール２の中心軸Ｃ１と、近接センサ１８と近接センサ１９の中心を結ぶ直線Ｌとの距離）は、図５に基づき、式（１）により算出される。
尚、式（１）中、Ｒは金属製ロール２の半径 、Ｓ１は金属製ロール２の回転速度、Ｔ１は近接センサ１８，１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分である。
（数１）
Ｂ１＝Ｒ・ｓｉｎ（Ｓ１・Ｔ１・（１／２））
≒Ｒ・Ｓ１・Ｔ１・（１／２）・・・・・式（１）
【００３２】
また、金属製ロール２に対し負荷の状態における金属製ロール２の中心軸変位Ｂ２（即ち、負荷状態の金属製ロール２の中心軸Ｃ２と、近接センサ１８と近接センサ１９の中心を結ぶ直線Ｌとの距離）は、図５に基づき、式（２）により算出される（図３のステップＳ５）。
尚、式（２）中、Ｒは金属製ロール２の半径 、Ｓ２は金属製ロール２の回転速度、Ｔ２は近接センサ１８，１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分である。
（数２）
Ｂ２＝Ｒ・ｓｉｎ（Ｓ２・Ｔ２・（１／２））
≒Ｒ・Ｓ２・Ｔ２・（１／２）・・・・・式（２）
【００３３】
また、金属製ロール２の中心軸変位Ｂ１，Ｂ２が算出されると、制御部１０は、次式（３）により、フィルム２０の厚さＤを算出する（図３のステップＳ６）。
（数３）
Ｄ＝Ａ１−Ａ２＋Ｂ２−Ｂ１・・・（３）
このようにしてフィルム２０の厚さＤが算出されると、制御部１０は、その算出結果を表示部２５に出力して表示させる。
【００３４】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０が掛けられていない状態（負荷が無い状態）と、フィルム２０が掛けられた状態（負荷がある状態）との間において、検出ヘッド５と金属製ロール２（フィルム２０表面）との距離寸法、及びロール変位が求められ、それらに基づきフィルム２０の厚さが算出される。
ここで、ロール変位の算出にあっては、金属製ロール２の周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的なマーキング２ａが設けられ、検出ヘッド５に、前記マーキング２ａの接近を検出する近接センサ１８，１９が金属製ロール２の中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられる。
そして、近接センサ１８，１９がマーキング２ａを検出する時間差の変化、及び金属製ロール２の回転速度の変化に基づきロール変位が算出される。
即ち、近接センサ１８，１９は、マーキング２ａの検出のみを行えばよく、前記ロール変位は、従来のように近接センサ１８，１９におけるインピーダンス変化量から直接求める必要がない。
したがって、被測定物の材質に影響されることがなくロール変位の測定を精度よく行うことができ、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【００３５】
尚、前記実施の形態においては、金属製ロール２の表面に設けるマーキング２ａを磁気的マーキングとし、それを検出可能な近接センサ１８，１９を検出ヘッド５に設ける構成を示した。しかしながら、本発明にあっては、その構成に限定されるものではない。例えば、金属製ロール２に設けられたマーキング２ａは、正電荷と負電荷とを帯電させた電気的なものでもよい。
また、前記実施の形態においては、２つの近接センサ１８，１９により、金属ロール２に設けられたマーキング２ａを検出するものとしたが、前記近接センサの数は、２つ以上であれば、その数は限定されない。
【００３６】
また、前記実施の形態においては、前記距離Ａ１、Ａ２を求めるための距離測定手段として、遮光板１７と金属製ロール２（或いはフィルム２０）との間隙を通過させるレーザ光の強度に基づき求める構成としたが、距離Ａ１、Ａ２をそれぞれ検出することのできる手段であれば、前記構成に限定しなくてもよい。
例えば、前記距離Ａ１、Ａ２を算出可能であれば、その距離測定手段として、レーザビーム走査方式（水平方向に照射される微細なレーザビームを垂直方向に走査し、レーザビームの途切れる位置を検出）、レーザビーム反射方式（三角測量）等の光センサ、又はリニアゲージを使用した接触式センサ等を利用するものであってもよい。
【００３７】
また、前記実施の形態にあっては、制御部１０においてフィルム厚の算出に用いる距離寸法Ａ１、Ａ２は、走査ヘッド５を金属製ロール２の一端から他端まで走査する間における平均値とした。
しかしながら、金属製ロール２にフィルム２０が掛けられているか否かに拘わらず、支持フレーム３に支持されたロール２が曲がることによって、ロール断面が本来の真円から僅かに変形する。
このため、フィルム２０の厚さＤの算出にあっては、さらにロール２の軸方向に沿った中心軸の変位の分布から各部分でのロールの曲率を算出し、そこから得られたロール断面の変形（ロール上面の変位）を考慮することが好ましい。
即ち、ロール軸に沿ってロール変位Ｂを求める複数の測定位置を設定し（測定位置はより細かく多数設定するのが好ましい）、各測定位置において、そのロール上面の変位を演算に含めることによって、より高精度の測定を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ フィルム厚測定装置
２ 金属製ロール
２ａ マーキング
３ 支持フレーム
５ 検出ヘッド
１０ 制御部
１８ 近接センサ
１９ 近接センサ
２０ フィルム（被測定物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を測定するロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びにロール変位測定方法を用いたフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム厚測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルム状（シート状）の被測定物の厚みを測定する装置として、特許文献１に開示された厚み測定装置がある。図７に示すように、特許文献１に開示の厚み測定装置５０は、駆動手段（図示せず）により回転可能に配置された金属ロール５１と、この金属ロール５１上に配置される被測定物のシート７０の上方をロール表面に沿って軸方向に走査する検出ヘッド５２とを備える。
【０００３】
検出ヘッド５２は、レーザ光発生器５３と、レーザ光発生器５３から発射されたレーザ光を反射する反射ミラー５４と、反射したレーザ光を集光し、ロール上方に配置された遮光板５５とロール上のシート７０との間の間隙を通過させるためのレンズ５６、５７と、レーザ光を受光する受光器５８とを備える。
【０００４】
受光器５８には、レーザ光が前記間隙を通過する間だけ入射されるため、受光器５８は、前記間隙に比例した幅の信号を出力する。従って、受光器５８が出力した信号に基づき、遮光板５５下端とロール上のシート７０表面との間の距離（Ｌ１とする）が測定されることになる。
更に、検出ヘッド５２は、前記遮光板５５付近に配置された渦電流センサ５９（磁界利用センサ）を備え、この渦電流センサ５９によりセンサ下端と金属ロール５１表面までの距離（Ｌ２とする）を測定するように構成されている。
【０００５】
尚、検出ヘッド５２の受光器５８から出力される信号は、カウンタ６０においてデジタル信号に変換されて演算器６１に入力される。一方、渦電流センサ５９による検出信号は、増幅器６２によって増幅され、演算器６１に入力されるように構成されている。
【０００６】
このように構成された厚み測定装置５０においては、走査ヘッド５２が金属ロール５１の軸方向に沿って走査され、受光器５８で受光したレーザ光の大きさに基づき、演算部６１において、遮光板５５下端と金属ロール５１上のシート７０表面との間の平均距離Ｌ１が求められる。一方、渦電流センサ５９を用いた測定により、演算部６１において、センサ下端と金属ロール５１表面との間の平均距離Ｌ２が求められる。
そして、演算部６１において、前記距離Ｌ１と距離Ｌ２との差分が、シート７０の厚さ寸法として算出される。
このように、特許文献２に開示される厚み測定装置５０にあっては、金属ロール５１に被測定物が掛けられた状態で、検出ヘッド５２から被測定物までの距離Ｌ１、及びロール表面までの距離Ｌ２が求められるため、ロール５１に被測定物が掛けられた際のロール変位を考慮した測定がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０５−２３１８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示される厚さ測定装置にあっては、被測定物を走査するセンサと、被測定物が載置されるロール表面との間の距離測定において、電磁波を被測定物に透過させる磁界利用センサを用いている。
即ち、金属ロールに対し、磁界利用センサ側で生じる検出コイルの複素インピーダンス変化、或いはホール素子等の磁気を測定する方法に基づき、距離検出を行っている。
しかしながら、この磁界利用センサにあっては、被測定物が非金属体に限定されるだけでなく、磁界利用センサの測定精度に限界があり、測定結果に誤差が生じる問題があった。
即ち、特許文献１に開示の測定装置にあっては、ロール変位を考慮した測定の精度が低いという課題を有しており、そのために被測定物の厚さ測定に誤差が生じていた。したがって、前記のようにロールに被測定物を掛けて厚み測定を行う装置にあっては、精度よくロール変位を測定することが要求されていた。
【０００９】
本発明は、前記した点に着目してなされたものであり、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を高精度に測定することのできるロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びに被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができるフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム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】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明に係るロール変位測定方法は、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールに対し、ロール軸に沿って検出ヘッドを走査し、前記ロールにフィルムが掛けられた際のロール変位を求めるロール変位測定方法であって、前記ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、前記検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップとを含むことに特徴を有する。
【００１１】
また、前記目的を達成するため、本発明に係るロール変位測定装置は、前記ロール変位測定方法を実施するロール変位測定装置であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出する制御部とを備えることに特徴を有する。
【００１２】
このようにロール変位の算出にあっては、ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが設けられ、検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサが前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられる。
そして、前記相対向する近接センサがマーキングを検出する時間差の変化、及びロールの回転速度に基づきロール変位が算出される。
即ち、近接センサは、マーキングの検出のみを行えばよいため、前記ロール変位の算出において、被測定物の材質に影響されることがなく、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【００１３】
また、本発明に係るフィルム厚測定方法は、前記ロール変位測定方法を用いて、前記フィルムの厚さ寸法を求めるフィルム厚測定方法であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、前記ロールに対し、ロール軸に沿って走査される検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めると共に、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定するステップと、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めると共に、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定するステップと、前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップと、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位と、前記第一の距離と、第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出するステップとを含むことに特徴を有する。
【００１４】
また、本発明に係るフィルム厚測定装置は、前記のフィルム厚測定方法を実施するフィルム厚測定装置であって、軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定し、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定する距離測定手段と、前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出すると共に、前記算出されたロールの変位と、前記第一の距離と、前記第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出する制御部とを備えることに特徴を有する。
【００１５】
このようにフィルム厚の測定にあっては、前記ロール変位測定方法を用いることによって、被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フィルム状の被測定物が掛けられたロールの変位を高精度に測定することのできるロール変位測定方法、及び該ロール変位測定方法を用いたロール変位測定装置、並びに被測定物の材質に拘わらず、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができるフィルム厚測定方法、及び該フィルム厚測定方法を用いたフィルム厚測定装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係るロール変位測定装置、及びそのロール変位測定装置を備えるフィルム厚測定装置を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の測定装置が備える検出ヘッド及び金属製ロールの内部構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、図１の測定装置の動作の流れを示すフローである。
【図４】図４は、金属製ロールにフィルムが掛けられていない状態の、検出ヘッドと金属ロールとの位置関係を示す断面図である。
【図５】図５は、金属製ロールにフィルムが掛けられている状態の、検出ヘッドと金属ロールとの位置関係を示す断面図である。
【図６】図６は、検出ヘッドに設けられた近接センサの検出タイミングの関係を示すタイミング図である。
【図７】図７は、従来のレーザ光と磁界利用センサによる厚さ測定方法を実施する厚み測定装置の斜視図である。
【図８】図８は、図７の厚み測定装置の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、本発明に係るロール変位測定装置、及びそれを備えるフィルム厚測定装置を模式的に示す斜視図である。
尚、本発明に係るフィルム厚測定方法及び測定装置によって厚み測定されるフィルム状の被測定物は、その材質が特に限定されるものではなく、金属製、非金属製のいずれでもよく、また、多孔質のもの、或いは密度が一定でないものであってもよい。
【００１９】
図１に示すフィルム厚測定装置１は、軸方向に所定の長さを有する金属製ロール２を備え、この金属製ロール２の両端が支持フレーム３によって回転自在に支持されている。金属製ロール２と支持フレーム３は、熱膨張差による測定精度の低下を抑制するよう同一材質により形成されている。尚、図示しないが、金属製ロール２と支持フレーム３の内部に、水、油、空気、フロン等の熱媒を循環させる循環路を形成し、金属製ロール２及び支持フレーム３の温度制御を行ってもよい。
【００２０】
金属製ロール２の一端には、金属製ロール２を所定の速度で所定方向に軸周りに回転させるための駆動モータ４が設けられ、その駆動制御は、演算手段等を有する制御部１０によってなされる。
金属製ロール２には、被測定物である長尺のフィルム２０が掛けられ、回転する金属製ロール２によってフィルム２０が所定方向、及び所定速度で送り出しされるようになっている。
【００２１】
また、金属製ロール２の上方には、ロール２の左右両側を覆うように、門形状の検出ヘッド５が設けられている。図１に示すように、金属製ロール２の左右側方には、金属製ロール２に沿って一対のガイドレール６（一方のみ図示）が支持フレーム３に懸架され、検出ヘッド５は、その左右両側の下端部が、ガイドレール６に摺動自在に係合することによって支持されている。
また、一方のガイドレール６は、例えばボールねじ機構（図示せず）を有し、その駆動モータ７が前記ボールねじ機構を駆動することにより、検出ヘッド５がガイドレール６に沿って（金属製ロール２の軸方向に沿って）、所定速度で移動するようになされている。
尚、駆動モータ７は、制御部１０によって駆動制御される。また、駆動モータ４、７は、前記のように制御部１０によって駆動制御されるが、その駆動の開始、及び停止命令は、操作パネル２６から入力される構成となっている。
【００２２】
図２は、検出ヘッド５及び金属製ロール２の内部構成を模式的に示す断面図である。検出ヘッド５は、該ヘッドから金属製ロール２の表面（或いはフィルム２０表面）までの距離を検出するための距離センサ（距離測定手段）と、金属製ロール２にフィルム２０が掛けられた状態でのロール変位とを検出するためのセンサを有する。
【００２３】
具体的には、前記距離センサとして、図２に示すように所定波長のレーザ光を出力するレーザ光源１１と、レーザ光を反射ミラー１２を介して偏向する光偏向器１３と、偏向されたレーザ光を平行光にするレンズ１４とを有する（これらによりレーザ光発射手段が構成される）。更に、金属製ロール２上を通過するレーザ光（平行光）を集光する集光レンズ１５と、集光されたレーザ光を受光する受光器１６とを有する（これらによりレーザ光受光手段が構成される）。
また、検出ヘッド５の裏面には、金属製ロール２上を通過するレーザ光の上部分を遮光するための遮光板１７が設けられている。
【００２４】
また、検出ヘッド５の受光器１６は、レーザ光を光電変換により電気信号である受光信号に変換し、カウンタ８に出力するようになされている。カウンタ８は、入力された受光信号をデジタル信号に変換し、その結果を制御部１０に出力するようになっている。制御部１０では、入力されたデジタル信号値と、予め設定されたデジタル信号値の大きさと距離寸法との対応関係とに基づいて、遮光板１７下端とロール２上端（フィルム２０上端）との間の距離Ａを算出するようになっている。
【００２５】
また、図２に示すように、検出ヘッド５は、ロール変位を検出するためのセンサとして、金属製ロール２の左右両端にそれぞれ臨む面に設けられた、磁気形の近接センサ１８，１９を有する。
一方、金属製ロール２の表面には、軸方向に沿ってライン状に所定間隔毎に平行に付された、複数の磁気マーキング２ａが設けられている（図では６本）。
この構成において、金属製ロール２が所定の設定速度Ｓで回転され、いずれかの磁気マーキング２ａが近接センサ１８、１９に接近すると、それぞれの検出信号が制御部１０に出力されるようになっている。
また、制御部１０は、前記遮光板１７下端とロール２上端（フィルム２０上端）との間の距離Ａ、及び近接センサ１８，１９から入力される検出信号に基づき、フィルム２０の厚さ寸法Ｄを算出し、その結果を表示部２５に出力するように構成されている。
【００２６】
続いて、このように構成されたフィルム厚測定装置１によるフィルム厚測定方法について図３に沿って説明する。図３は、フィルム厚測定装置１の動作の流れを示すフローである。
先ず、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０を掛けない状態、即ち、無負荷の状態で金属製ロール２を所定の設定速度（ｒａｄ／ｓ）で回転させ、検出ヘッド５により金属製ロール２の一端側から他端側まで走査する（図３のステップＳ１）。
【００２７】
この検出ヘッド５の走査の間、制御部１０は、図４に示すように、遮光板１７下端と金属製ロール２上端との間の平均距離Ａ１（第一の距離）を算出する。
即ち、検出ヘッド５の走査の間、レーザ光源１１から発射されたレーザ光が、遮光板１７の下端と金属製ロール２の上端との間の間隙を通過させられる。そして、制御部１０において、受光器１６により受光したレーザ光の大きさに基づき、前記平均距離Ａ１が求められる。
【００２８】
また、制御部１０は、無負荷状態での金属製ロール２の回転速度Ｓ１（第一の回転速度（ｒａｄ／ｓ））を、例えば駆動モータ４から検出する。
更に、制御部１０は、図６（タイミング図）に示すように、近接センサ１８による磁気マーキング２ａの検出タイミングと近接センサ１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分Ｔ１（第一の検出時間差（ｓｅｃ））を検出する。
また、前記のように得られた距離Ａ１、回転速度Ｓ１、及びタイミング差分Ｔ１は、制御部１０が有する記憶手段（図示せず）に記憶される（図３のステップＳ２）。
尚、図４に示すようにマーキング２ａが配置されている場合、近接センサ１８，１９は略同時にマーキング２ａの検出を行うため、前記差分Ｔ１は略０（ｓｅｃ）となる。
【００２９】
次いで、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０を掛けた状態、即ち、負荷状態で金属製ロール２を所定の設定速度で回転させ、検出ヘッド５により金属製ロール２の一端側から他端側まで走査する（図３のステップＳ３）。
ここで、金属製ロール２は、フィルム２０によって下方に向けて負荷を受けるため、図４に示すように、その中心軸の位置がＣ１からＣ２に変位している。
そして、この検出ヘッド５の走査の間、制御部１０は、遮光板１７下端と金属製ロール２上端との間の平均距離Ａ２（第二の距離）を算出する。
即ち、検出ヘッド５の走査の間、レーザ光源１１から発射されたレーザ光が、遮光板１７の下端と金属製ロール２上のフィルム２０との間の間隙を通過させられる。そして、制御部１０において、受光器１６により受光したレーザ光の大きさに基づき、前記平均距離Ａ２が求められる。
【００３０】
また、制御部１０は、負荷状態での金属製ロール２の回転速度Ｓ２（第二の回転速度（ｒａｄ／ｓ））を、例えば駆動モータ４から検出する。
更に、制御部１０は、図６（タイミング図）に示すように、近接センサ１８による磁気マーキング２ａの検出タイミングと近接センサ１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分Ｔ２（第二の検出時間差（ｓｅｃ））を検出する。
また、前記のように得られた距離Ａ２、回転速度Ｓ２、及びタイミング差分Ｔ２は、制御部１０が有する記憶手段（図示せず）に記憶される（図３のステップＳ４）。
【００３１】
ここで、金属製ロール２に対し無負荷の状態における金属製ロール２の中心軸変位Ｂ１（即ち、無負荷状態の金属製ロール２の中心軸Ｃ１と、近接センサ１８と近接センサ１９の中心を結ぶ直線Ｌとの距離）は、図５に基づき、式（１）により算出される。
尚、式（１）中、Ｒは金属製ロール２の半径 、Ｓ１は金属製ロール２の回転速度、Ｔ１は近接センサ１８，１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分である。
（数１）
Ｂ１＝Ｒ・ｓｉｎ（Ｓ１・Ｔ１・（１／２））
≒Ｒ・Ｓ１・Ｔ１・（１／２）・・・・・式（１）
【００３２】
また、金属製ロール２に対し負荷の状態における金属製ロール２の中心軸変位Ｂ２（即ち、負荷状態の金属製ロール２の中心軸Ｃ２と、近接センサ１８と近接センサ１９の中心を結ぶ直線Ｌとの距離）は、図５に基づき、式（２）により算出される（図３のステップＳ５）。
尚、式（２）中、Ｒは金属製ロール２の半径 、Ｓ２は金属製ロール２の回転速度、Ｔ２は近接センサ１８，１９による磁気マーキング２ａの検出タイミングの差分である。
（数２）
Ｂ２＝Ｒ・ｓｉｎ（Ｓ２・Ｔ２・（１／２））
≒Ｒ・Ｓ２・Ｔ２・（１／２）・・・・・式（２）
【００３３】
また、金属製ロール２の中心軸変位Ｂ１，Ｂ２が算出されると、制御部１０は、次式（３）により、フィルム２０の厚さＤを算出する（図３のステップＳ６）。
（数３）
Ｄ＝Ａ１−Ａ２＋Ｂ２−Ｂ１・・・（３）
このようにしてフィルム２０の厚さＤが算出されると、制御部１０は、その算出結果を表示部２５に出力して表示させる。
【００３４】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、金属製ロール２に被測定物であるフィルム２０が掛けられていない状態（負荷が無い状態）と、フィルム２０が掛けられた状態（負荷がある状態）との間において、検出ヘッド５と金属製ロール２（フィルム２０表面）との距離寸法、及びロール変位が求められ、それらに基づきフィルム２０の厚さが算出される。
ここで、ロール変位の算出にあっては、金属製ロール２の周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的なマーキング２ａが設けられ、検出ヘッド５に、前記マーキング２ａの接近を検出する近接センサ１８，１９が金属製ロール２の中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられる。
そして、近接センサ１８，１９がマーキング２ａを検出する時間差の変化、及び金属製ロール２の回転速度の変化に基づきロール変位が算出される。
即ち、近接センサ１８，１９は、マーキング２ａの検出のみを行えばよく、前記ロール変位は、従来のように近接センサ１８，１９におけるインピーダンス変化量から直接求める必要がない。
したがって、被測定物の材質に影響されることがなくロール変位の測定を精度よく行うことができ、被測定物の厚さ寸法を高精度に測定することができる。
【００３５】
尚、前記実施の形態においては、金属製ロール２の表面に設けるマーキング２ａを磁気的マーキングとし、それを検出可能な近接センサ１８，１９を検出ヘッド５に設ける構成を示した。しかしながら、本発明にあっては、その構成に限定されるものではない。例えば、金属製ロール２に設けられたマーキング２ａは、正電荷と負電荷とを帯電させた電気的なものでもよい。
また、前記実施の形態においては、２つの近接センサ１８，１９により、金属ロール２に設けられたマーキング２ａを検出するものとしたが、前記近接センサの数は、２つ以上であれば、その数は限定されない。
【００３６】
また、前記実施の形態においては、前記距離Ａ１、Ａ２を求めるための距離測定手段として、遮光板１７と金属製ロール２（或いはフィルム２０）との間隙を通過させるレーザ光の強度に基づき求める構成としたが、距離Ａ１、Ａ２をそれぞれ検出することのできる手段であれば、前記構成に限定しなくてもよい。
例えば、前記距離Ａ１、Ａ２を算出可能であれば、その距離測定手段として、レーザビーム走査方式（水平方向に照射される微細なレーザビームを垂直方向に走査し、レーザビームの途切れる位置を検出）、レーザビーム反射方式（三角測量）等の光センサ、又はリニアゲージを使用した接触式センサ等を利用するものであってもよい。
【００３７】
また、前記実施の形態にあっては、制御部１０においてフィルム厚の算出に用いる距離寸法Ａ１、Ａ２は、走査ヘッド５を金属製ロール２の一端から他端まで走査する間における平均値とした。
しかしながら、金属製ロール２にフィルム２０が掛けられているか否かに拘わらず、支持フレーム３に支持されたロール２が曲がることによって、ロール断面が本来の真円から僅かに変形する。
このため、フィルム２０の厚さＤの算出にあっては、さらにロール２の軸方向に沿った中心軸の変位の分布から各部分でのロールの曲率を算出し、そこから得られたロール断面の変形（ロール上面の変位）を考慮することが好ましい。
即ち、ロール軸に沿ってロール変位Ｂを求める複数の測定位置を設定し（測定位置はより細かく多数設定するのが好ましい）、各測定位置において、そのロール上面の変位を演算に含めることによって、より高精度の測定を行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ フィルム厚測定装置
２ 金属製ロール
２ａ マーキング
３ 支持フレーム
５ 検出ヘッド
１０ 制御部
１８ 近接センサ
１９ 近接センサ
２０ フィルム（被測定物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールに対し、ロール軸に沿って検出ヘッドを走査し、前記ロールにフィルムが掛けられた際のロール変位を求めるロール変位測定方法であって、
前記ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、
前記検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、
前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、
前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップとを含むことを特徴とするロール変位測定方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載のロール変位測定方法を実施するロール変位測定装置であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、
回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、
前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出する制御部とを備えることを特徴とするロール変位測定装置。
【請求項３】
前記請求項１記載のロール変位測定方法を用いて、前記フィルムの厚さ寸法を求めるフィルム厚測定方法であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、
前記ロールに対し、ロール軸に沿って走査される検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めると共に、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定するステップと、
前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めると共に、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定するステップと、
前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップと、
前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位と、前記第一の距離と、第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出するステップとを含むことを特徴とするフィルム厚測定方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載のフィルム厚測定方法を実施するフィルム厚測定装置であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、
回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定し、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定する距離測定手段と、
前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出すると共に、前記算出されたロールの変位と、前記第一の距離と、前記第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出する制御部とを備えることを特徴とするフィルム厚測定装置。
【請求項１】
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールに対し、ロール軸に沿って検出ヘッドを走査し、前記ロールにフィルムが掛けられた際のロール変位を求めるロール変位測定方法であって、
前記ロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、
前記検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めるステップと、
前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めるステップと、
前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップとを含むことを特徴とするロール変位測定方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載のロール変位測定方法を実施するロール変位測定装置であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、
回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、
前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出する制御部とを備えることを特徴とするロール変位測定装置。
【請求項３】
前記請求項１記載のロール変位測定方法を用いて、前記フィルムの厚さ寸法を求めるフィルム厚測定方法であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられたロールの周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングを平行に設け、
前記ロールに対し、ロール軸に沿って走査される検出ヘッドに、前記マーキングの接近を検出する近接センサを、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設け、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第一の検出時間差と、前記ロールにおける第一の回転速度とを求めると共に、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定するステップと、
前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、回転する前記ロールの軸方向に沿って前記検出ヘッドを走査し、前記相対向する近接センサの間における第二の検出時間差と、前記ロールにおける第二の回転速度とを求めると共に、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定するステップと、
前記第一及び第二の検出時間差と、前記第一及び第二の回転速度とに基づいて、前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位を求めるステップと、
前記ロールに前記フィルムが掛けられていない状態と掛けられた状態との間における前記ロールの変位と、前記第一の距離と、第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出するステップとを含むことを特徴とするフィルム厚測定方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載のフィルム厚測定方法を実施するフィルム厚測定装置であって、
軸周りに回転可能に支持され、被測定物である長尺帯状のフィルムを送り出し可能に設けられると共に、その周面に、ロール軸に沿って延びる複数の磁気的、或いは電気的なマーキングが平行に設けられたロールと、
回転する前記ロールの軸方向に沿って走査され、前記マーキングの接近を検出する近接センサが、前記ロールの中心軸を挟んで相対向する位置にそれぞれ設けられた検出ヘッドと、
前記ロールにフィルムが掛けられていない状態で、前記ロールと前記検出ヘッドとの間の第一の距離を測定し、前記ロールにフィルムが掛けられた状態で、前記ロール上のフィルムと前記検出ヘッドとの間の第二の距離を測定する距離測定手段と、
前記検出ヘッドから入力される検出信号に基づいて、前記ロールの変位を算出すると共に、前記算出されたロールの変位と、前記第一の距離と、前記第二の距離とを用いてフィルムの厚さ寸法を算出する制御部とを備えることを特徴とするフィルム厚測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１２９１８（Ｐ２０１２−１１２９１８Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６４５６８（Ｐ２０１０−２６４５６８）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（５１０３１４１９４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（５１０３１４１９４）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]