突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラム
【課題】測定対象の突部の突出形状を容易かつ精度良く測定する。
【解決手段】ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の突出形状を測定する突出形状測定装置１は、ロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をダイカットロール２０の回転軸線Ｎの軸線方向に移動させる駆動装置１４と、走査時に変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの走査位置ｘに応じた変化を検出する変位出力取得部５２および受光量取得部５３と、受光量ＬＩが最大の走査位置ｘでの変位出力Ｙにより刃型２２の刃先突出高さを検出する突出高さ算出部５４と、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量の検出値と、刃型２２の刃先幅および状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、状態量の検出値に対応するモデルデータから刃先幅を検出する突出幅算出部５５とを備える。
【解決手段】ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の突出形状を測定する突出形状測定装置１は、ロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をダイカットロール２０の回転軸線Ｎの軸線方向に移動させる駆動装置１４と、走査時に変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの走査位置ｘに応じた変化を検出する変位出力取得部５２および受光量取得部５３と、受光量ＬＩが最大の走査位置ｘでの変位出力Ｙにより刃型２２の刃先突出高さを検出する突出高さ算出部５４と、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量の検出値と、刃型２２の刃先幅および状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、状態量の検出値に対応するモデルデータから刃先幅を検出する突出幅算出部５５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば外周面から径方向外側に向けて突出した刃型が形成されたダイカットロールと、外周面が平滑に形成されたアンビルロールとを、互いの回転軸線が平行かつ互いの外周面が対向するように配置し、ダイカットロールとアンビルロールとの間に、例えば不織布、紙、フィルム、電極シートなどのシート状のワークを挿通させて、ワークを切断加工するロータリーダイカッターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このロータリーダイカッターでは、ダイカットロールの刃型は、突出方向先端側に向かうことに伴い近接する一対の側壁部と突出方向先端で突出方向に直交するように延在する刃先平坦部とを備えて構成され、高速輪郭切断工具としての所望の加工精度および寿命を確保するために、刃型の刃先平坦部の幅（刃先幅）および高さ（刃先突出高さ）などの突出形状を精度良く測定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術の一例に係るロータリーダイカッターとして長尺のワークを加工するロータリーダイカッターでは、ダイカットロールの刃型は、ダイカットロールおよびアンビルロールの回転軸線方向の長さ（例えば、数百ｍｍなど）に比べて相対的に小さい刃先幅（例えば、数１０μｍなど）の刃先平坦部を有し、さらに、この刃先平坦部は、刃先幅（例えば、数１０μｍなど）に比べて相対的に大きい刃先突出高さ（例えば、数１０ｍｍなど）を有しており、例えば接触式変位計による刃先突出高さの測定やカメラの撮像による刃先幅の測定では、精度の良い測定が困難であるという問題が生じる。
例えば接触式変位計による刃先突出高さの測定では、ダイカットロールの軸線方向での所望の走査速度による高速の走査時に測定範囲の長さ（例えば、数百ｍｍなど）に起因した走査運動誤差の増大などにより測定誤差が増大してしまうと共に接触式変位計により刃型が損傷してしまう虞がある。しかも、接触式変位計では、刃先平坦部の小さい刃先幅（例えば、数１０μｍなど）を精度良く測定するために必要とされる所望の分解能を確保することが困難である。
また、例えばカメラの撮像では、所望の精度を確保することが困難であると共に、煩雑な画像処理が必要となって測定に要する時間が嵩むという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、測定対象に設けられた突部の突出高さおよび突出幅などの突出形状を容易かつ精度良く測定することが可能な突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラム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】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る突出形状測定装置は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４および走査ステージ１６）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３）と、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段（例えば、実施の形態での突出高さ算出部５４）とを備える。
【０００７】
本発明の第２態様に係る突出形状測定装置は、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）を備える。
【０００８】
本発明の第３態様に係る突出形状測定装置は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４および走査ステージ１６）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段（例えば、実施の形態での受光量取得部５３）と、前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）とを備える。
【０００９】
本発明の第４態様に係る突出形状測定装置は、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００１０】
本発明の第５態様に係る突出形状測定装置は、前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段（例えば、実施の形態での誤差検出部５１）と、前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３が兼ねる）とを備える。
【００１１】
本発明の第６態様に係る突出形状測定方法は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３）と、前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０５〜ステップＳ０８）とを含む。
【００１２】
本発明の第７態様に係る突出形状測定方法は、前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０９〜ステップＳ１１）を含む。
【００１３】
本発明の第８態様に係る突出形状測定方法は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３が兼ねる）と、前記強度変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０９〜ステップＳ１１）とを含む。
【００１４】
本発明の第９態様に係る突出形状測定方法は、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出ステップは、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００１５】
本発明の第１０態様に係る突出形状測定方法は、前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０１）と、前記移動真直度誤差算出ステップにより検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３が兼ねる）とを含む。
【００１６】
本発明の第１１態様に係るプログラムは、コンピュータを、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３）と、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段（例えば、実施の形態での突出高さ算出部５４）として機能させる。
【００１７】
本発明の第１２態様に係るプログラムは、コンピュータを、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）として機能させる。
【００１８】
本発明の第１３態様に係るプログラムは、コンピュータを、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段（例えば、実施の形態での受光量取得部５３）と、前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）として機能させる。
【００１９】
本発明の第１４態様に係るプログラムは、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００２０】
本発明の第１５態様に係るプログラムは、コンピュータを、記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段（例えば、実施の形態での誤差検出部５１）と、前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３が兼ねる）として機能させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での変位計と反射位置との間の距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００２２】
本発明の第２態様に係る突出形状測定装置によれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第３態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の第４態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の第５態様に係る突出形状測定装置によれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の第６態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００２７】
本発明の第７態様に係る突出形状測定方法によれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
本発明の第８態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の第９態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の第１０態様に係る突出形状測定方法によれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の第１１態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００３２】
本発明の第１２態様に係るプログラムによれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３３】
本発明の第１３態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の第１４態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
本発明の第１５態様に係るプログラムによれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る突出形状測定装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態であるロータリーダイカッターの斜視図である。
【図３】図２に示すロータリーダイカッターに備えられたダイカットロールの正面図である。
【図４】図３に示すダイカットロールに形成された刃型の断面図である。
【図５】図１に示す突出形状測定装置の変位計を示す構成図である。
【図６】図１に示す突出形状測定装置の変位計によりダイカットロールを走査する際の誤差（軸振れ誤差、移動真直度誤差）を示す図である。
【図７】図１に示す突出形状測定装置の変位計による軸振れ誤差の測定を説明する図である。
【図８】図１に示す突出形状測定装置の走査ステージの移動真直度誤差を測定する反転法を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る変位計のレーザスポットと刃先平坦部との相対位置に応じた受光素子での受光領域の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る刃先平坦部での実際の照射領域の重心Ｒｃの例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の実測値の例を示す図である。
【図１３】図１に示す突出形状測定装置による刃先突出高さの検出結果の線形性および繰り返し性の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る突出形状測定装置による刃先突出高さの検出結果の走査速度に応じた変化の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の実測値の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す３次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図２１】図１に示す突出形状測定装置による刃先幅の検出結果の線形性の例を示す図である。
【図２２】図１に示す突出形状測定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００３８】
本実施の形態に係る突出形状測定装置１は、測定対象に設けられた突部の突出形状として突出高さおよび突出幅を測定可能であって、例えば不織布、紙、フィルム、電極シートなどのシート状のワークを切断加工するロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の外周面２０Ａに形成された凸状の刃型２２の突出形状を測定する際に用いられる。
この突出形状測定装置１は、例えば図１に示すように、測定対象に電磁波を照射し、この電磁波の反射波に基づき、反射位置までの距離を検出する変位計として、例えばレーザ光を電磁波として用いるレーザ式変位計などの変位計１１と、変位計１１から出力されるデータを処理する処理装置１２と、制御装置１３と、制御装置１３により制御され、ロータリーダイカッター１０と変位計１１とを相対移動させる駆動装置１４と、ステージ１５とを備えて構成されている。
なお、変位計１１はレーザ式変位計に限定されず、レーザ光の代わりに他の電磁波を用いる変位計であってもよい。
【００３９】
このロータリーダイカッター１０は、例えば図２に示すように、長尺のワークとして、例えばアルミニウムや銅などの金属箔の表面に電極材料が塗布されたリチウムイオン２次電池の電極シートＳを所定形状に切断する際に用いられる。
なお、この電極シートＳ（金属箔）の厚さＳｔは、例えばＳｔ＝数１０μｍとされ、電極シートＳ（金属箔）の幅Ｓｗは、例えばＳｗ＝数百ｍｍとされている。
そして、ロータリーダイカッター１０は、各回転軸線Ｍ、Ｎの軸線方向に延びる多段円柱状をなすダイカットロール２０およびアンビルロール３０と、ハウジング４０とを備えて構成されている。
【００４０】
アンビルロール３０は、超硬合金または一般鋼材などで構成され、外周面３０Ａは回転軸線Ｎを中心とした円筒状に形成されるとともに平滑な面とされている。アンビルロール３０の両端部には、アンビルロール３０の回転軸線Ｎの軸線方向に延びる軸部３１が形成されている。また、アンビルロール３０の外周面３０Ａには、後述するベアラー部２５と摺接するベアラー受け部（図示略）が設けられている。
【００４１】
ダイカットロール２０は、超硬合金または工具鋼などの硬質材料で構成されており、回転軸線Ｍの両端部に軸線方向に延びる軸部２１が形成されている。ダイカットロール２０の外周面２０Ａには、凸状の刃型２２が形成されており、この刃型２２から軸線方向の両端側に間隔をあけて、外周面２０Ａの外径よりも一段大径とされたベアラー部２５が形成されている。
【００４２】
ベアラー部２５は、ダイカットロール２０の外周面２０Ａから径方向外側に突出するようにして構成されており、ダイカットロール２０の外周面２０Ａからのベアラー部２５の突出高さは、ダイカットロール２０の外周面２０Ａからの刃型２２の突出高さ（刃先突出高さ）に対してわずかに低く（例えば、数μｍ程度低く）設定されている。また、軸線方向の両端側の１対のベアラー部２５間の長さは、例えば数百ｍｍなどに形成されている。
【００４３】
刃型２２は、超硬合金または工具鋼などの硬質材料で構成されており、例えば図３に示すように概略正方形状などの適宜の形状をなしている。この刃型２２は、ダイカットロール２０の径方向外側に向けて突出するように構成されており、この突出方向（ダイカットロール２０の径方向）に沿った断面において、例えば図４に示すようにダイカットロール２０の径方向外側、つまり刃型２２の突出方向先端側（例えば図４に示す矢印Ｕの方向）に向かうにしたがい互いに近接する一対の側壁部２３、２３と、刃型２２の突出方向先端に設けられた幅（刃先幅）Ｗの刃先平坦部２４とを備えている。
【００４４】
この突出方向（ダイカットロール２０の径方向）に沿った断面において、例えば一対の側壁部２３、２３がそれぞれ突出方向となす角度α（例えば、α＝１５°など）は同一に設定され、刃型２２の断面は概略等脚台形状をなしている。
【００４５】
そして、刃先平坦部２４の刃先幅Ｗは、例えば数１０μｍなどであって、切断する電極シートＳの厚さＳｔに対してＷ＜Ｓｔとなるのが望ましい。
また、刃先平坦部２４の高さ、つまりダイカットロール２０の外周面２０Ａからの刃型２２の突出高さ（刃先突出高さ）Ｈは、例えば数１０ｍｍなどに形成されている。
また、概略正方形状の刃型２２の軸線方向の長さは、例えば数百ｍｍなどに形成されている。
【００４６】
ダイカットロール２０とアンビルロール３０とは、互いの外周面２０Ａ，３０Ａ同士が対向し、かつ、互いの回転軸線Ｍ、Ｎが平行になるように配置される。そして、ダイカットロール２０の軸部２１とアンビルロール３０の軸部３１とが、それぞれベアリングボックス（図示略）に回転可能に支持されるとともに、回転駆動装置（図示略）に連結されて、ハウジング４０に収容されている。この回転駆動装置により、ダイカットロール２０およびアンビルロール３０は、それぞれ図１，２に示す回転方向Ｒａ、Ｒｂ方向に回転駆動される。そして、ダイカットロール２０とアンビルロール３０との間に回転方向Ｒａ、Ｒｂの接線方向に沿って電極シートＳが挿入され、刃型２２がなす形状と同じ形状（例えば、概略正方形状などの適宜の形状）で電極シートＳが切断加工される。
【００４７】
ステージ１５は、例えば図１に示すように、駆動装置１４により水平方向の所定方向（Ｘ方向）に移動可能とされた走査ステージ１６と、走査ステージ１６とは独立してＸ方向の所定位置に固定された変位計固定部材１７とを備えて構成されている。
さらに、変位計固定部材１７は、手動などにより鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能な移動ステージ１７ａを備え、変位計１１は移動ステージ１７ａ上に固定されている。
そして、ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の突出形状が測定される場合には、ロータリーダイカッター１０は、各回転軸線Ｍ、Ｎの軸線方向が走査ステージ１６の移動方向（つまりＸ方向）に平行となるようにして、走査ステージ１６上に載置され、変位計１１はダイカットロール２０の外周面２０Ａに対向配置される。
【００４８】
変位計１１は、例えば図５に示すように、三角測量方式のレーザ式変位計であって、駆動回路４１により駆動される半導体レーザ４２から出力されるレーザ光は、投光レンズ４３により集光されて、測定対象に照射される。そして、測定対象から反射された反射光は受光レンズ４４により受光素子４５に導かれる。
受光素子４５は、例えば１次元のＰＳＤ（光位置センサ：Position Sensitive Detector）などであって、光の受光位置に応じた２つの光電流Ｉ１，Ｉ２を出力する。この受光位置は、例えば変位計１１から測定対象での反射光の反射位置までの距離に応じて変化することから、２つの光電流Ｉ１，Ｉ２の組み合わせに応じて反射位置を検出可能である。
なお、例えば図５に示す変位計１１は、測定対象で反射される反射光のうち、特に正反射成分を受光するセンサ構造を有しており、測定対象に対向配置される変位計１１の対向方向に対して所定の照射角度θ（０＜θ＜９０°）が設定されている。
変位計１１は、受光素子４５から出力される２つの光電流Ｉ１，Ｉ２に基づき、例えば下記数式（１）に示すように、所定係数ｋ１，ｋ２により、変位計１１から反射光の反射位置までの距離に係る変位出力Ｙと、反射光の受光量ＬＩとを算出し、これらの算出結果の信号を出力する。
【００４９】
【数１】
【００５０】
処理装置１２は、例えば図１に示すように、誤差検出部５１と、変位出力取得部５２と、受光量取得部５３と、突出高さ算出部５４と、突出幅算出部５５とを備えて構成されている。
【００５１】
誤差検出部５１は、例えば図６に示すように、ダイカットロール２０の刃型２２の突出形状を測定する際の主な誤差、例えば半径方向回転軸振れ誤差ｅ１と、一方の軸部２１に対する他方の軸部２１の軸振れ誤差ｅ２と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３とを検出する。
例えばダイカットロール２０の適宜の回転位置θにおけるＸ方向の適宜の位置ｘでの刃型２２の刃先突出高さｈ（ｘ，θ）に対して、変位計１１の変位出力ｍは、例えば下記数式（２）に示すように、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３に係る誤差ｅ１（θ），ｘ・ｅ２（θ），ｅ３（ｘ）を含んでいる。
【００５２】
【数２】
【００５３】
誤差検出部５１は、各誤差ｅ１，ｅ２の検出時には、例えば図７に示すように、ダイカットロール２０の軸線方向の両端部（例えば、一方および他方のベアラー部２５など）においてダイカットロール２０に対向配置された２つの変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の各変位出力ｍ１、ｍ２を取得する。各変位出力ｍ１、ｍ２は、ダイカットロール２０の軸線方向の長さＬにより、例えば下記数式（３）に示すように記述される。これにより、例えば下記数式（４）に示すように、各変位出力ｍ１、ｍ２に基づき各誤差ｅ１，ｅ２が記述される。
【００５４】
【数３】
【００５５】
【数４】
【００５６】
なお、ロータリーダイカッター１０において、半径方向回転軸振れ誤差ｅ１および軸振れ誤差ｅ２が無視可能な程度に小さい場合には、これらの各誤差ｅ１，ｅ２に係る各誤差ｘ・ｅ２（θ），ｅ３（ｘ）の検出は省略可能である。
【００５７】
誤差検出部５１は、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３の検出時には、走査ステージ１６の運動誤差に繰り返し性があることを前提として、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロータリーダイカッター１０の代わりに誤差測定用の所定の測定対象物６０に対して反転法による誤差検出を行なう。
この測定対象物６０は、例えばロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の軸線方向の長さＬと同一の軸線方向長さを有する円筒部材などであって、軸線方向が走査ステージ１６の移動方向（つまりＸ方向）に平行となるようにして、走査ステージ１６上に載置される。
【００５８】
そして、誤差検出部５１は、走査ステージ１６上で測定対象物６０の配置を軸線方向に対して１８０°だけ回転させて配置状態を変更する前後、つまり図８（Ａ），（Ｂ）に示す２つの配置状態毎において、走査ステージ１６をＸ方向に移動させつつ、測定対象物６０をＸ方向に直交する方向（Ｙ方向）の両側から挟み込むようにして対向配置された１対の変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の各変位出力ｍ１、ｍ２を取得する。
先ず、例えば図８（Ａ）に示す第１の測定によれば、例えば下記数式（５）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの一方の変位計１１（Ｐ１）の出力ｍ１（ｘ）は、測定対象物６０の一方の直線部の形状ｆ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含み、他方の変位計１１（Ｐ２）の出力ｍ２（ｘ）は、測定対象物６０の他方の直線部の形状ｇ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含む。
次に、走査ステージ１６上で測定対象物６０の配置を軸線方向に対して１８０°だけ回転させて配置状態を変更した後において、例えば図８（Ｂ）に示す第２の測定によれば、例えば下記数式（６）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの一方の変位計１１（Ｐ１）の出力ｍ１（ｘ）´は、測定対象物６０の他方の直線部の形状ｇ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含み、他方の変位計１１（Ｐ２）の出力ｍ２（ｘ）´は、測定対象物６０の一方の直線部の形状ｆ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含む。
【００５９】
【数５】
【００６０】
【数６】
【００６１】
上記数式（５），（６）により、例えば下記数式（７），（８）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）が記述される。
【００６２】
【数７】
【００６３】
【数８】
【００６４】
なお、各変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の出力には、走査ステージ１６の移動方向と測定対象物６０の軸線方向との傾きに係る成分が含まれる場合があることから、予め、各変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の出力からＸ方向の位置ｘに関する一次近似によって傾きに係る成分が除去される。また、傾きに係る成分が除去された後のデータにはフーリエ変換が行なわれ、所定の高周波成分が除去された後に、逆フーリエ変換が行なわれている。
【００６５】
変位出力取得部５２は、走査時つまりロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙを取得し、誤差検出部５１により検出された各誤差（例えば、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３など）を補正し、補正後の変位出力Ｙを出力する。
受光量取得部５３は、走査時つまりロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される受光量ＬＩを取得し、誤差検出部５１により検出された各誤差（例えば、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３など）を補正し、補正後の受光量ＬＩを出力する。
【００６６】
突出高さ算出部５４は、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化に基づき、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さを算出する。
【００６７】
突出幅算出部５５は、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化と、所定のモデルデータとに基づき、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅を算出する。
【００６８】
ところで、走査位置ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化は、走査対象である刃型２２の刃先幅と、変位計１１から照射されるレーザ光のスポット（レーザスポット）の大きさ（つまり反射位置での照射領域の大きさ）との相対関係に応じて変化する。
例えば図９（Ａ）に示すように、楕円形のレーザスポットの長径２ｒが刃先幅に比べて小さい場合には、刃先平坦部２４に対応する走査位置ｘにおいて、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩが一定となる。この場合には、この変位出力Ｙの一定値が刃先突出高さに対応する値として、また、変位出力Ｙが一定値となる走査位置ｘの幅が刃先幅に対応する値として検出される。
一方、例えば図９（Ｂ）に示すように、楕円形のレーザスポットの長径２ｒが刃先幅に比べて大きい場合には、刃先平坦部２４に対応する走査位置ｘであっても変位出力Ｙは単調減少傾向に変化する。
【００６９】
例えば図１０に示すように、楕円形のレーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合には、変位計１１から照射されるレーザ光のレーザスポットＳの一部のみに対して反射光が検出され、受光素子４５における受光領域ｄが変化する。これに伴い、例えば図１１（Ｂ）に示すように、楕円形のレーザスポットが刃先幅に比べて小さい場合にはレーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとは一致するのに対して、例えば図１１（Ａ）に示すように、楕円形のレーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合にはレーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとは相違する。しかも、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布に近似することができ、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩはレーザスポットの重心Ｓｃに対して算出されることが前提となっている。
つまり、レーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合に変位出力Ｙが走査位置ｘに対して単調減少傾向に変化することは、レーザスポットＳにおける光量分布がガウス分布に近似されること、および、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩがレーザスポットの重心Ｓｃに対して算出されること、および、レーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとが相違することに起因している。そして、レーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとが一致する場合に、走査位置ｘに応じて変化する受光量ＬＩが最大値となる。
【００７０】
このため、突出高さ算出部５４は、走査位置ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化において、例えば図１２に示すように、先ず、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置ｘａを取得する。具体的には、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩのデータを適宜の関数（例えば、走査位置ｘを変数とする２次関数または３次関数など）によりフィッティングし、この関数の最大値ＬＩｍａｘおよび最大値ＬＩｍａｘに対応する走査位置ｘａを取得する。なお、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの全データのうち、関数によるフィッティングを行う範囲は、例えば重相間などに応じて設定される。
次に、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置Ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。具体的には、走査位置Ｘａ周辺での走査位置ｘに応じた変位出力Ｙのデータを適宜の関数によりフィッティングし、この関数から走査位置ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。
【００７１】
この実施の形態に係る実施例として、刃型２２と同等の形状を有する試験用部材に対して、刃型２２の突出方向での試験用部材の位置（検出対象位置ｚ０）を変化させた際に突出高さ算出部５４により算出された刃先突出高さの変化を図１３（Ａ）に示した。また、刃型２２の突出方向での試験用部材の位置（検出対象位置ｚ０）を固定した状態で突出高さ算出部５４により複数の検出度数で算出された刃先突出高さの変化を図１３（Ｂ）に示した。図１３（Ａ），（Ｂ）より、突出高さ算出部５４による算出結果の線形性および繰り返し性が十分に信頼性を有していることが認められる。
【００７２】
また、この実施の形態に係る実施例として、移動ステージ１７ａの移動速度（走査速度）を１〜４倍に変更した際に突出高さ算出部５４により算出された刃先突出高さの変化を図１４（Ａ）に示した。そして、この実施例に対する比較例として、移動ステージ１７ａの移動速度（走査速度）を１〜４倍に変更した際に接触式変位計により検出された刃先突出高さの変化を図１４（Ｂ）に示した。比較例では走査速度の増大に伴い検出結果の精度および信頼性が低下していることに対して、実施例では走査速度の増大に起因する検出精度および信頼性の低下は認められない。
【００７３】
突出幅算出部５５は、例えばレーザスポットＳの形状および大きさを既知とする場合には、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、例えば受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘから所定割合（例えば、２５％、５０％、９０％など）だけ低下した値に対応する２つの走査位置ｘ間の距離（受光量幅）を用いて、この状態量に応じて変化する刃先幅のモデルデータをシミュレーションにより予め演算する。そして、状態量の検出値（つまり、受光量取得部５３により取得された走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化から実際に検出される状態量の値）に対応するモデルデータから刃先幅を検出する。
【００７４】
例えば図１５に示すように、最大値ＬＩｍａｘの５０％の値（ＬＩｍａｘ／２）に対応する２つの走査位置ｘｂ１，ｘｂ２間の距離（ｘｂ２−ｘｂ１）である５０％受光量幅Ｔ（５０）を受光量ＬＩの変化に係る状態量として、この状態量に応じて変化する刃先幅のモデルデータは、例えば図１６に示すように、５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のデータとして記載される。なお、例えば図１６に示すモデルデータでは、レーザスポットＳは楕円形であって、長径２ｒおよび短径（１．２）ｒに対して、スポット長辺半径（つまりスポットの長径の半径）ｒ＝４０μｍであり、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布であると仮定されている。
突出幅算出部５５は、例えば図１５から検出される５０％受光量幅Ｔ（５０）の検出値に対応する刃先幅を、例えば図１６に示す５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のモデルデータから取得する。
【００７５】
また、突出幅算出部５５は、例えばレーザスポットＳの大きさを変数とする場合には、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、例えば受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘから所定割合（例えば、２５％、５０％、９０％など）だけ低下した値に対応する２つの走査位置ｘ間の距離（受光量幅）を用いて、この状態量に応じて変化する刃先幅およびレーザスポットＳの大きさのモデルデータをシミュレーションにより予め演算する。そして、複数の異なる状態量の検出値（つまり、受光量取得部５３により取得された走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化から実際に検出される複数の異なる状態量の値）に対応する複数のモデルデータ同士間において、刃先幅およびレーザスポットＳの大きさの対応関係が一致する場合での刃先幅を検出する。
【００７６】
例えば図１５に示すように、最大値ＬＩｍａｘの５０％の値（ＬＩｍａｘ／２）に対応する２つの走査位置ｘｂ１，ｘｂ２間の距離（ｘｂ２−ｘｂ１）である５０％受光量幅Ｔ（５０）を受光量ＬＩの変化に係る状態量として、この状態量に応じて変化する刃先幅およびレーザスポットＳの大きさのモデルデータは、例えば図１７に示すように、５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のデータとして記載される。なお、例えば図１７に示すモデルデータでは、レーザスポットＳは楕円形であって、長径２ｒおよび短径（１．２）ｒに対して、スポット長辺半径ｒは変数とされ、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布であると仮定されている。このような５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のデータは、例えば図１６に示すような５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のデータ（図１６ではスポット長辺半径ｒ＝４０μｍ）を複数のスポット長辺半径ｒに対して演算すると共に、例えば図１８に示すような５０％受光量幅Ｔ（５０）とスポット長辺半径ｒによる２次元のデータ（図１８では刃先幅＝４０μｍ）を複数の刃先幅に対して演算することによって得られる。
【００７７】
突出幅算出部５５は、例えば図１５から検出される５０％受光量幅Ｔ（５０）の検出値（例えば、５０％受光量幅Ｔ（５０）＝５４．８μｍ）に対応する刃先幅とスポット長辺半径ｒとの変化を、例えば図１７に示す５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のモデルデータから取得する。これにより、例えば図１９に示すような刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータが形成される。
そして、このような刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータを、複数の異なる状態量の検出値、例えば最大値ＬＩｍａｘの２５％、５０％、９０％の各値に対応する２つの走査位置間の距離（受光量幅）である２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）などに対して形成する。これにより、例えば図２０に示すように、複数の異なる状態量の検出値毎に対して、刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータが形成される。これらの複数の２次元のデータは、例えば図１５に示す同一のデータ（つまり、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化）に基づき検出された複数の異なる状態量に対応するものであることから、刃先幅とスポット長辺半径ｒとの適宜の組み合わせにおいて、互いに一致することになる。突出幅算出部５５は、この一致点（例えば、図２０での一致点Ｐ）でのスポット長辺半径ｒおよび刃先幅を検出する。
【００７８】
この実施の形態に係る実施例として、ダイカットロール２０の刃型２２に対して突出幅算出部５５により複数の検出度数で算出された突出幅の変化を図２１に示した。この図２１から突出幅算出部５５による算出結果の繰り返し性が十分に信頼性を有していることが認められる。
【００７９】
制御装置１３は、駆動装置１４の動作を制御しており、ロータリーダイカッター１０が載置される走査ステージ１６を駆動装置１４によりＸ方向に移動させることで、変位計１１がダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さおよび刃先幅を走査するように制御する。
【００８０】
本実施の形態による突出形状測定装置１は上記構成を備えており、以下に、この突出形状測定装置１による突出形状測定方法、特に、ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さおよび刃先幅を測定する処理について説明する。
【００８１】
先ず、例えば図２２に示すステップＳ０１においては、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３を測定する。この処理では、走査ステージ１６の運動誤差に繰り返し性があることを前提として、ロータリーダイカッター１０の代わりに誤差測定用の所定の測定対象物６０に対して反転法による誤差検出を行なう。
【００８２】
そして、ステップＳ０２においては、ロータリーダイカッター１０を走査ステージ１６に載置し、走査ステージ１６を駆動装置１４によりＸ方向に移動させる。
そして、ステップＳ０３においては、走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙおよび受光量ＬＩを取得し、移動真直度誤差ｅ３などの誤差を補正し、補正後の変位出力Ｙおよび受光量ＬＩを記憶する。
【００８３】
そして、ステップＳ０４においては、走査ステージ１６の移動つまり走査が終了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
【００８４】
そして、ステップＳ０５においては、走査位置ｘを変数として受光量ＬＩのデータを適宜の関数（例えば、走査位置ｘを変数とする２次関数または３次関数など）によりフィッティングする。
そして、ステップＳ０６においては、受光量ＬＩのデータにフィッティングされた関数から受光量ＬＩの最大値ＬＩｍａｘおよび最大値ＬＩｍａｘに対応する走査位置ｘａを取得する。
【００８５】
そして、ステップＳ０７においては、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置Ｘａ周辺での走査位置ｘに応じた変位出力Ｙのデータを適宜の関数によりフィッティングし、この関数から走査位置ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。
そして、ステップＳ０８においては、取得した変位出力Ｙａを刃型２２の刃先突出高さとする。
【００８６】
次に、ステップＳ０９においては、受光量ＬＩのデータにフィッティングされた関数から、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）を検出する。
そして、ステップＳ１０においては、複数の異なる状態量の検出値毎に対して、刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のモデルデータ（マップ）をシミュレーションにより演算する。
そして、複数のモデルデータ（マップ）同士間において、刃先幅およびスポット長辺半径ｒの対応関係が一致する一致点でのスポット長辺半径ｒおよび刃先幅を検出し、エンドに進む。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態に係る突出形状測定装置１および突出形状測定方法によれば、例えばロータリーダイカッター１０などの測定対象に対して非接触で突出高さ（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さ）および突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）を測定可能であって、測定対象の実機上で精度良くかつ信頼性高く検出を行なうことができる。
しかも、変位計１１のレーザスポットＳの大きさが測定対象に設けられた突部の大きさ（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）よりも大きい場合であっても、突出形状を精度良く検出することができ、走査速度を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００８８】
さらに、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量（例えば、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）など）に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００８９】
しかも、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量と、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）と、変位計１１のレーザスポットＳの大きさとをパラメータとするモデルデータをシミュレーションにより予め演算する場合には、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）とレーザスポットＳの大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。この場合には、複数の異なる状態量の検出値（例えば、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）など）の数を増大させることに伴い、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）およびレーザスポットＳの大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００９０】
しかも、誤差検出部５１により検出された各誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
なお、上述した本実施の形態においては、測定対象に設けられた突部として、ダイカットロール２０の刃型２２に対して突出形状を測定するとしたが、これに限定されず、他の測定対象に設けられた突部に対して突出形状を測定してもよい。
なお、上述した本実施の形態においては、駆動装置１４によってロータリーダイカッター１０を移動させるとしたが、これに限定されず、各変位計１１をＸ方向に移動させてもよい。
【００９２】
なお、本発明の一実施形態に係る突出形状測定方法を実現する突出形状測定装置１は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても良く、また、メモリおよびＣＰＵを備えて構成され、突出形状測定装置１の処理装置１２および制御装置１３の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現するものであってもよい。
【００９３】
また、上述した本発明に係る突出形状測定方法を実現するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより結晶形状の測定を行っても良い。なお、ここで言うコンピュータシステムとはＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
【００９４】
また、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを言う。さらに、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ロータリーダイカッター（測定対象）
１１ 変位計
１４ 駆動装置（移動手段）
１６ 走査ステージ（移動手段）
２０ ダイカットロール（測定対象）
２２ 刃型（突部）
５１ 誤差検出部（移動真直度誤差算出手段）
５２ 変位出力取得部（変化検出手段、補正手段）
５３ 受光量取得部（変化検出手段、強度変化検出手段、補正手段）
５４ 突出高さ算出部（突出高さ検出手段）
５５ 突出幅算出部（突出幅検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば外周面から径方向外側に向けて突出した刃型が形成されたダイカットロールと、外周面が平滑に形成されたアンビルロールとを、互いの回転軸線が平行かつ互いの外周面が対向するように配置し、ダイカットロールとアンビルロールとの間に、例えば不織布、紙、フィルム、電極シートなどのシート状のワークを挿通させて、ワークを切断加工するロータリーダイカッターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このロータリーダイカッターでは、ダイカットロールの刃型は、突出方向先端側に向かうことに伴い近接する一対の側壁部と突出方向先端で突出方向に直交するように延在する刃先平坦部とを備えて構成され、高速輪郭切断工具としての所望の加工精度および寿命を確保するために、刃型の刃先平坦部の幅（刃先幅）および高さ（刃先突出高さ）などの突出形状を精度良く測定する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０７０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術の一例に係るロータリーダイカッターとして長尺のワークを加工するロータリーダイカッターでは、ダイカットロールの刃型は、ダイカットロールおよびアンビルロールの回転軸線方向の長さ（例えば、数百ｍｍなど）に比べて相対的に小さい刃先幅（例えば、数１０μｍなど）の刃先平坦部を有し、さらに、この刃先平坦部は、刃先幅（例えば、数１０μｍなど）に比べて相対的に大きい刃先突出高さ（例えば、数１０ｍｍなど）を有しており、例えば接触式変位計による刃先突出高さの測定やカメラの撮像による刃先幅の測定では、精度の良い測定が困難であるという問題が生じる。
例えば接触式変位計による刃先突出高さの測定では、ダイカットロールの軸線方向での所望の走査速度による高速の走査時に測定範囲の長さ（例えば、数百ｍｍなど）に起因した走査運動誤差の増大などにより測定誤差が増大してしまうと共に接触式変位計により刃型が損傷してしまう虞がある。しかも、接触式変位計では、刃先平坦部の小さい刃先幅（例えば、数１０μｍなど）を精度良く測定するために必要とされる所望の分解能を確保することが困難である。
また、例えばカメラの撮像では、所望の精度を確保することが困難であると共に、煩雑な画像処理が必要となって測定に要する時間が嵩むという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、測定対象に設けられた突部の突出高さおよび突出幅などの突出形状を容易かつ精度良く測定することが可能な突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラム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】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第１態様に係る突出形状測定装置は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４および走査ステージ１６）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３）と、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段（例えば、実施の形態での突出高さ算出部５４）とを備える。
【０００７】
本発明の第２態様に係る突出形状測定装置は、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）を備える。
【０００８】
本発明の第３態様に係る突出形状測定装置は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４および走査ステージ１６）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段（例えば、実施の形態での受光量取得部５３）と、前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）とを備える。
【０００９】
本発明の第４態様に係る突出形状測定装置は、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００１０】
本発明の第５態様に係る突出形状測定装置は、前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段（例えば、実施の形態での誤差検出部５１）と、前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３が兼ねる）とを備える。
【００１１】
本発明の第６態様に係る突出形状測定方法は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３）と、前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０５〜ステップＳ０８）とを含む。
【００１２】
本発明の第７態様に係る突出形状測定方法は、前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０９〜ステップＳ１１）を含む。
【００１３】
本発明の第８態様に係る突出形状測定方法は、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）と、前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３が兼ねる）と、前記強度変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０９〜ステップＳ１１）とを含む。
【００１４】
本発明の第９態様に係る突出形状測定方法は、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出ステップは、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００１５】
本発明の第１０態様に係る突出形状測定方法は、前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０１）と、前記移動真直度誤差算出ステップにより検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正ステップ（例えば、実施の形態でのステップＳ０３が兼ねる）とを含む。
【００１６】
本発明の第１１態様に係るプログラムは、コンピュータを、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波（例えば、実施の形態でのレーザ光）の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３）と、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段（例えば、実施の形態での突出高さ算出部５４）として機能させる。
【００１７】
本発明の第１２態様に係るプログラムは、コンピュータを、前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）として機能させる。
【００１８】
本発明の第１３態様に係るプログラムは、コンピュータを、測定対象（例えば、実施の形態でのロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０）に設けられた突部（例えば、実施の形態での刃型２２）の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計（例えば、実施の形態での変位計１１）と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段（例えば、実施の形態での駆動装置１４）と、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段（例えば、実施の形態での受光量取得部５３）と、前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段（例えば、実施の形態での突出幅算出部５５）として機能させる。
【００１９】
本発明の第１４態様に係るプログラムは、前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出する。
【００２０】
本発明の第１５態様に係るプログラムは、コンピュータを、記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段（例えば、実施の形態での誤差検出部５１）と、前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段（例えば、実施の形態での変位出力取得部５２、受光量取得部５３が兼ねる）として機能させる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での変位計と反射位置との間の距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００２２】
本発明の第２態様に係る突出形状測定装置によれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第３態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
本発明の第４態様に係る突出形状測定装置によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２５】
本発明の第５態様に係る突出形状測定装置によれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
本発明の第６態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００２７】
本発明の第７態様に係る突出形状測定方法によれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
本発明の第８態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００２９】
本発明の第９態様に係る突出形状測定方法によれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３０】
本発明の第１０態様に係る突出形状測定方法によれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
本発明の第１１態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた変位計と反射位置との間の距離および反射波の強度の変化に基づき、強度が最大の相対位置での距離により突部の突出高さを検出することから、突部の先端が電磁波（例えば、レーザ光）の照射範囲に比べて小さい場合であっても、突出高さを精度良く検出することができる。
しかも、測定対象に対して非接触で突出高さを検出可能であり、変位計と測定対象との相対移動を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００３２】
本発明の第１２態様に係るプログラムによれば、突出高さの検出に必要とされるデータ（つまり、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化）から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３３】
本発明の第１３態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、測定対象に対して非接触で突出幅を検出することができる。
しかも、反射波の強度の変化に係る状態量に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば反射波の強度の変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
本発明の第１４態様に係るプログラムによれば、変位計と突部との相対位置の変化に応じた反射波の強度の変化から、突部の突出幅と電磁波の照射範囲の大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。
しかも、複数の異なる状態量の検出値の数を増大させることに伴い、突部の突出幅および電磁波の照射範囲の大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００３５】
本発明の第１５態様に係るプログラムによれば、移動真直度誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る突出形状測定装置を示す構成図である。
【図２】本発明の実施形態であるロータリーダイカッターの斜視図である。
【図３】図２に示すロータリーダイカッターに備えられたダイカットロールの正面図である。
【図４】図３に示すダイカットロールに形成された刃型の断面図である。
【図５】図１に示す突出形状測定装置の変位計を示す構成図である。
【図６】図１に示す突出形状測定装置の変位計によりダイカットロールを走査する際の誤差（軸振れ誤差、移動真直度誤差）を示す図である。
【図７】図１に示す突出形状測定装置の変位計による軸振れ誤差の測定を説明する図である。
【図８】図１に示す突出形状測定装置の走査ステージの移動真直度誤差を測定する反転法を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る変位計のレーザスポットと刃先平坦部との相対位置に応じた受光素子での受光領域の例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る刃先平坦部での実際の照射領域の重心Ｒｃの例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の実測値の例を示す図である。
【図１３】図１に示す突出形状測定装置による刃先突出高さの検出結果の線形性および繰り返し性の例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態の実施例および比較例に係る突出形状測定装置による刃先突出高さの検出結果の走査速度に応じた変化の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る変位計の出力（変位出力および受光量）の実測値の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す３次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る５０％受光量幅Ｔ（５０）とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る刃先幅とスポット長辺半径との変化を示す２次元のモデルデータの例を示す図である。
【図２１】図１に示す突出形状測定装置による刃先幅の検出結果の線形性の例を示す図である。
【図２２】図１に示す突出形状測定装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の突出形状測定装置および突出形状測定方法およびプログラムの一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
【００３８】
本実施の形態に係る突出形状測定装置１は、測定対象に設けられた突部の突出形状として突出高さおよび突出幅を測定可能であって、例えば不織布、紙、フィルム、電極シートなどのシート状のワークを切断加工するロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の外周面２０Ａに形成された凸状の刃型２２の突出形状を測定する際に用いられる。
この突出形状測定装置１は、例えば図１に示すように、測定対象に電磁波を照射し、この電磁波の反射波に基づき、反射位置までの距離を検出する変位計として、例えばレーザ光を電磁波として用いるレーザ式変位計などの変位計１１と、変位計１１から出力されるデータを処理する処理装置１２と、制御装置１３と、制御装置１３により制御され、ロータリーダイカッター１０と変位計１１とを相対移動させる駆動装置１４と、ステージ１５とを備えて構成されている。
なお、変位計１１はレーザ式変位計に限定されず、レーザ光の代わりに他の電磁波を用いる変位計であってもよい。
【００３９】
このロータリーダイカッター１０は、例えば図２に示すように、長尺のワークとして、例えばアルミニウムや銅などの金属箔の表面に電極材料が塗布されたリチウムイオン２次電池の電極シートＳを所定形状に切断する際に用いられる。
なお、この電極シートＳ（金属箔）の厚さＳｔは、例えばＳｔ＝数１０μｍとされ、電極シートＳ（金属箔）の幅Ｓｗは、例えばＳｗ＝数百ｍｍとされている。
そして、ロータリーダイカッター１０は、各回転軸線Ｍ、Ｎの軸線方向に延びる多段円柱状をなすダイカットロール２０およびアンビルロール３０と、ハウジング４０とを備えて構成されている。
【００４０】
アンビルロール３０は、超硬合金または一般鋼材などで構成され、外周面３０Ａは回転軸線Ｎを中心とした円筒状に形成されるとともに平滑な面とされている。アンビルロール３０の両端部には、アンビルロール３０の回転軸線Ｎの軸線方向に延びる軸部３１が形成されている。また、アンビルロール３０の外周面３０Ａには、後述するベアラー部２５と摺接するベアラー受け部（図示略）が設けられている。
【００４１】
ダイカットロール２０は、超硬合金または工具鋼などの硬質材料で構成されており、回転軸線Ｍの両端部に軸線方向に延びる軸部２１が形成されている。ダイカットロール２０の外周面２０Ａには、凸状の刃型２２が形成されており、この刃型２２から軸線方向の両端側に間隔をあけて、外周面２０Ａの外径よりも一段大径とされたベアラー部２５が形成されている。
【００４２】
ベアラー部２５は、ダイカットロール２０の外周面２０Ａから径方向外側に突出するようにして構成されており、ダイカットロール２０の外周面２０Ａからのベアラー部２５の突出高さは、ダイカットロール２０の外周面２０Ａからの刃型２２の突出高さ（刃先突出高さ）に対してわずかに低く（例えば、数μｍ程度低く）設定されている。また、軸線方向の両端側の１対のベアラー部２５間の長さは、例えば数百ｍｍなどに形成されている。
【００４３】
刃型２２は、超硬合金または工具鋼などの硬質材料で構成されており、例えば図３に示すように概略正方形状などの適宜の形状をなしている。この刃型２２は、ダイカットロール２０の径方向外側に向けて突出するように構成されており、この突出方向（ダイカットロール２０の径方向）に沿った断面において、例えば図４に示すようにダイカットロール２０の径方向外側、つまり刃型２２の突出方向先端側（例えば図４に示す矢印Ｕの方向）に向かうにしたがい互いに近接する一対の側壁部２３、２３と、刃型２２の突出方向先端に設けられた幅（刃先幅）Ｗの刃先平坦部２４とを備えている。
【００４４】
この突出方向（ダイカットロール２０の径方向）に沿った断面において、例えば一対の側壁部２３、２３がそれぞれ突出方向となす角度α（例えば、α＝１５°など）は同一に設定され、刃型２２の断面は概略等脚台形状をなしている。
【００４５】
そして、刃先平坦部２４の刃先幅Ｗは、例えば数１０μｍなどであって、切断する電極シートＳの厚さＳｔに対してＷ＜Ｓｔとなるのが望ましい。
また、刃先平坦部２４の高さ、つまりダイカットロール２０の外周面２０Ａからの刃型２２の突出高さ（刃先突出高さ）Ｈは、例えば数１０ｍｍなどに形成されている。
また、概略正方形状の刃型２２の軸線方向の長さは、例えば数百ｍｍなどに形成されている。
【００４６】
ダイカットロール２０とアンビルロール３０とは、互いの外周面２０Ａ，３０Ａ同士が対向し、かつ、互いの回転軸線Ｍ、Ｎが平行になるように配置される。そして、ダイカットロール２０の軸部２１とアンビルロール３０の軸部３１とが、それぞれベアリングボックス（図示略）に回転可能に支持されるとともに、回転駆動装置（図示略）に連結されて、ハウジング４０に収容されている。この回転駆動装置により、ダイカットロール２０およびアンビルロール３０は、それぞれ図１，２に示す回転方向Ｒａ、Ｒｂ方向に回転駆動される。そして、ダイカットロール２０とアンビルロール３０との間に回転方向Ｒａ、Ｒｂの接線方向に沿って電極シートＳが挿入され、刃型２２がなす形状と同じ形状（例えば、概略正方形状などの適宜の形状）で電極シートＳが切断加工される。
【００４７】
ステージ１５は、例えば図１に示すように、駆動装置１４により水平方向の所定方向（Ｘ方向）に移動可能とされた走査ステージ１６と、走査ステージ１６とは独立してＸ方向の所定位置に固定された変位計固定部材１７とを備えて構成されている。
さらに、変位計固定部材１７は、手動などにより鉛直方向（Ｚ方向）に移動可能な移動ステージ１７ａを備え、変位計１１は移動ステージ１７ａ上に固定されている。
そして、ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の突出形状が測定される場合には、ロータリーダイカッター１０は、各回転軸線Ｍ、Ｎの軸線方向が走査ステージ１６の移動方向（つまりＸ方向）に平行となるようにして、走査ステージ１６上に載置され、変位計１１はダイカットロール２０の外周面２０Ａに対向配置される。
【００４８】
変位計１１は、例えば図５に示すように、三角測量方式のレーザ式変位計であって、駆動回路４１により駆動される半導体レーザ４２から出力されるレーザ光は、投光レンズ４３により集光されて、測定対象に照射される。そして、測定対象から反射された反射光は受光レンズ４４により受光素子４５に導かれる。
受光素子４５は、例えば１次元のＰＳＤ（光位置センサ：Position Sensitive Detector）などであって、光の受光位置に応じた２つの光電流Ｉ１，Ｉ２を出力する。この受光位置は、例えば変位計１１から測定対象での反射光の反射位置までの距離に応じて変化することから、２つの光電流Ｉ１，Ｉ２の組み合わせに応じて反射位置を検出可能である。
なお、例えば図５に示す変位計１１は、測定対象で反射される反射光のうち、特に正反射成分を受光するセンサ構造を有しており、測定対象に対向配置される変位計１１の対向方向に対して所定の照射角度θ（０＜θ＜９０°）が設定されている。
変位計１１は、受光素子４５から出力される２つの光電流Ｉ１，Ｉ２に基づき、例えば下記数式（１）に示すように、所定係数ｋ１，ｋ２により、変位計１１から反射光の反射位置までの距離に係る変位出力Ｙと、反射光の受光量ＬＩとを算出し、これらの算出結果の信号を出力する。
【００４９】
【数１】
【００５０】
処理装置１２は、例えば図１に示すように、誤差検出部５１と、変位出力取得部５２と、受光量取得部５３と、突出高さ算出部５４と、突出幅算出部５５とを備えて構成されている。
【００５１】
誤差検出部５１は、例えば図６に示すように、ダイカットロール２０の刃型２２の突出形状を測定する際の主な誤差、例えば半径方向回転軸振れ誤差ｅ１と、一方の軸部２１に対する他方の軸部２１の軸振れ誤差ｅ２と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３とを検出する。
例えばダイカットロール２０の適宜の回転位置θにおけるＸ方向の適宜の位置ｘでの刃型２２の刃先突出高さｈ（ｘ，θ）に対して、変位計１１の変位出力ｍは、例えば下記数式（２）に示すように、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３に係る誤差ｅ１（θ），ｘ・ｅ２（θ），ｅ３（ｘ）を含んでいる。
【００５２】
【数２】
【００５３】
誤差検出部５１は、各誤差ｅ１，ｅ２の検出時には、例えば図７に示すように、ダイカットロール２０の軸線方向の両端部（例えば、一方および他方のベアラー部２５など）においてダイカットロール２０に対向配置された２つの変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の各変位出力ｍ１、ｍ２を取得する。各変位出力ｍ１、ｍ２は、ダイカットロール２０の軸線方向の長さＬにより、例えば下記数式（３）に示すように記述される。これにより、例えば下記数式（４）に示すように、各変位出力ｍ１、ｍ２に基づき各誤差ｅ１，ｅ２が記述される。
【００５４】
【数３】
【００５５】
【数４】
【００５６】
なお、ロータリーダイカッター１０において、半径方向回転軸振れ誤差ｅ１および軸振れ誤差ｅ２が無視可能な程度に小さい場合には、これらの各誤差ｅ１，ｅ２に係る各誤差ｘ・ｅ２（θ），ｅ３（ｘ）の検出は省略可能である。
【００５７】
誤差検出部５１は、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３の検出時には、走査ステージ１６の運動誤差に繰り返し性があることを前提として、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、ロータリーダイカッター１０の代わりに誤差測定用の所定の測定対象物６０に対して反転法による誤差検出を行なう。
この測定対象物６０は、例えばロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の軸線方向の長さＬと同一の軸線方向長さを有する円筒部材などであって、軸線方向が走査ステージ１６の移動方向（つまりＸ方向）に平行となるようにして、走査ステージ１６上に載置される。
【００５８】
そして、誤差検出部５１は、走査ステージ１６上で測定対象物６０の配置を軸線方向に対して１８０°だけ回転させて配置状態を変更する前後、つまり図８（Ａ），（Ｂ）に示す２つの配置状態毎において、走査ステージ１６をＸ方向に移動させつつ、測定対象物６０をＸ方向に直交する方向（Ｙ方向）の両側から挟み込むようにして対向配置された１対の変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の各変位出力ｍ１、ｍ２を取得する。
先ず、例えば図８（Ａ）に示す第１の測定によれば、例えば下記数式（５）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの一方の変位計１１（Ｐ１）の出力ｍ１（ｘ）は、測定対象物６０の一方の直線部の形状ｆ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含み、他方の変位計１１（Ｐ２）の出力ｍ２（ｘ）は、測定対象物６０の他方の直線部の形状ｇ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含む。
次に、走査ステージ１６上で測定対象物６０の配置を軸線方向に対して１８０°だけ回転させて配置状態を変更した後において、例えば図８（Ｂ）に示す第２の測定によれば、例えば下記数式（６）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの一方の変位計１１（Ｐ１）の出力ｍ１（ｘ）´は、測定対象物６０の他方の直線部の形状ｇ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含み、他方の変位計１１（Ｐ２）の出力ｍ２（ｘ）´は、測定対象物６０の一方の直線部の形状ｆ（ｘ）と、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）とを含む。
【００５９】
【数５】
【００６０】
【数６】
【００６１】
上記数式（５），（６）により、例えば下記数式（７），（８）に示すように、Ｘ方向の適宜の位置ｘでの走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３（ｘ）が記述される。
【００６２】
【数７】
【００６３】
【数８】
【００６４】
なお、各変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の出力には、走査ステージ１６の移動方向と測定対象物６０の軸線方向との傾きに係る成分が含まれる場合があることから、予め、各変位計１１（Ｐ１，Ｐ２）の出力からＸ方向の位置ｘに関する一次近似によって傾きに係る成分が除去される。また、傾きに係る成分が除去された後のデータにはフーリエ変換が行なわれ、所定の高周波成分が除去された後に、逆フーリエ変換が行なわれている。
【００６５】
変位出力取得部５２は、走査時つまりロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙを取得し、誤差検出部５１により検出された各誤差（例えば、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３など）を補正し、補正後の変位出力Ｙを出力する。
受光量取得部５３は、走査時つまりロータリーダイカッター１０が載置された走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される受光量ＬＩを取得し、誤差検出部５１により検出された各誤差（例えば、各誤差ｅ１，ｅ２，ｅ３など）を補正し、補正後の受光量ＬＩを出力する。
【００６６】
突出高さ算出部５４は、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化に基づき、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さを算出する。
【００６７】
突出幅算出部５５は、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化と、所定のモデルデータとに基づき、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅を算出する。
【００６８】
ところで、走査位置ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化は、走査対象である刃型２２の刃先幅と、変位計１１から照射されるレーザ光のスポット（レーザスポット）の大きさ（つまり反射位置での照射領域の大きさ）との相対関係に応じて変化する。
例えば図９（Ａ）に示すように、楕円形のレーザスポットの長径２ｒが刃先幅に比べて小さい場合には、刃先平坦部２４に対応する走査位置ｘにおいて、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩが一定となる。この場合には、この変位出力Ｙの一定値が刃先突出高さに対応する値として、また、変位出力Ｙが一定値となる走査位置ｘの幅が刃先幅に対応する値として検出される。
一方、例えば図９（Ｂ）に示すように、楕円形のレーザスポットの長径２ｒが刃先幅に比べて大きい場合には、刃先平坦部２４に対応する走査位置ｘであっても変位出力Ｙは単調減少傾向に変化する。
【００６９】
例えば図１０に示すように、楕円形のレーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合には、変位計１１から照射されるレーザ光のレーザスポットＳの一部のみに対して反射光が検出され、受光素子４５における受光領域ｄが変化する。これに伴い、例えば図１１（Ｂ）に示すように、楕円形のレーザスポットが刃先幅に比べて小さい場合にはレーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとは一致するのに対して、例えば図１１（Ａ）に示すように、楕円形のレーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合にはレーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとは相違する。しかも、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布に近似することができ、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩはレーザスポットの重心Ｓｃに対して算出されることが前提となっている。
つまり、レーザスポットＳが刃先幅に比べて大きい場合に変位出力Ｙが走査位置ｘに対して単調減少傾向に変化することは、レーザスポットＳにおける光量分布がガウス分布に近似されること、および、変位出力Ｙおよび受光量ＬＩがレーザスポットの重心Ｓｃに対して算出されること、および、レーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとが相違することに起因している。そして、レーザスポットの重心Ｓｃと刃先平坦部２４での実際の照射領域の重心Ｒｃとが一致する場合に、走査位置ｘに応じて変化する受光量ＬＩが最大値となる。
【００７０】
このため、突出高さ算出部５４は、走査位置ｘに応じた変位出力Ｙおよび受光量ＬＩの変化において、例えば図１２に示すように、先ず、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置ｘａを取得する。具体的には、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩのデータを適宜の関数（例えば、走査位置ｘを変数とする２次関数または３次関数など）によりフィッティングし、この関数の最大値ＬＩｍａｘおよび最大値ＬＩｍａｘに対応する走査位置ｘａを取得する。なお、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの全データのうち、関数によるフィッティングを行う範囲は、例えば重相間などに応じて設定される。
次に、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置Ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。具体的には、走査位置Ｘａ周辺での走査位置ｘに応じた変位出力Ｙのデータを適宜の関数によりフィッティングし、この関数から走査位置ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。
【００７１】
この実施の形態に係る実施例として、刃型２２と同等の形状を有する試験用部材に対して、刃型２２の突出方向での試験用部材の位置（検出対象位置ｚ０）を変化させた際に突出高さ算出部５４により算出された刃先突出高さの変化を図１３（Ａ）に示した。また、刃型２２の突出方向での試験用部材の位置（検出対象位置ｚ０）を固定した状態で突出高さ算出部５４により複数の検出度数で算出された刃先突出高さの変化を図１３（Ｂ）に示した。図１３（Ａ），（Ｂ）より、突出高さ算出部５４による算出結果の線形性および繰り返し性が十分に信頼性を有していることが認められる。
【００７２】
また、この実施の形態に係る実施例として、移動ステージ１７ａの移動速度（走査速度）を１〜４倍に変更した際に突出高さ算出部５４により算出された刃先突出高さの変化を図１４（Ａ）に示した。そして、この実施例に対する比較例として、移動ステージ１７ａの移動速度（走査速度）を１〜４倍に変更した際に接触式変位計により検出された刃先突出高さの変化を図１４（Ｂ）に示した。比較例では走査速度の増大に伴い検出結果の精度および信頼性が低下していることに対して、実施例では走査速度の増大に起因する検出精度および信頼性の低下は認められない。
【００７３】
突出幅算出部５５は、例えばレーザスポットＳの形状および大きさを既知とする場合には、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、例えば受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘから所定割合（例えば、２５％、５０％、９０％など）だけ低下した値に対応する２つの走査位置ｘ間の距離（受光量幅）を用いて、この状態量に応じて変化する刃先幅のモデルデータをシミュレーションにより予め演算する。そして、状態量の検出値（つまり、受光量取得部５３により取得された走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化から実際に検出される状態量の値）に対応するモデルデータから刃先幅を検出する。
【００７４】
例えば図１５に示すように、最大値ＬＩｍａｘの５０％の値（ＬＩｍａｘ／２）に対応する２つの走査位置ｘｂ１，ｘｂ２間の距離（ｘｂ２−ｘｂ１）である５０％受光量幅Ｔ（５０）を受光量ＬＩの変化に係る状態量として、この状態量に応じて変化する刃先幅のモデルデータは、例えば図１６に示すように、５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のデータとして記載される。なお、例えば図１６に示すモデルデータでは、レーザスポットＳは楕円形であって、長径２ｒおよび短径（１．２）ｒに対して、スポット長辺半径（つまりスポットの長径の半径）ｒ＝４０μｍであり、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布であると仮定されている。
突出幅算出部５５は、例えば図１５から検出される５０％受光量幅Ｔ（５０）の検出値に対応する刃先幅を、例えば図１６に示す５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のモデルデータから取得する。
【００７５】
また、突出幅算出部５５は、例えばレーザスポットＳの大きさを変数とする場合には、Ｘ方向の適宜の位置（走査位置）ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、例えば受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘから所定割合（例えば、２５％、５０％、９０％など）だけ低下した値に対応する２つの走査位置ｘ間の距離（受光量幅）を用いて、この状態量に応じて変化する刃先幅およびレーザスポットＳの大きさのモデルデータをシミュレーションにより予め演算する。そして、複数の異なる状態量の検出値（つまり、受光量取得部５３により取得された走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化から実際に検出される複数の異なる状態量の値）に対応する複数のモデルデータ同士間において、刃先幅およびレーザスポットＳの大きさの対応関係が一致する場合での刃先幅を検出する。
【００７６】
例えば図１５に示すように、最大値ＬＩｍａｘの５０％の値（ＬＩｍａｘ／２）に対応する２つの走査位置ｘｂ１，ｘｂ２間の距離（ｘｂ２−ｘｂ１）である５０％受光量幅Ｔ（５０）を受光量ＬＩの変化に係る状態量として、この状態量に応じて変化する刃先幅およびレーザスポットＳの大きさのモデルデータは、例えば図１７に示すように、５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のデータとして記載される。なお、例えば図１７に示すモデルデータでは、レーザスポットＳは楕円形であって、長径２ｒおよび短径（１．２）ｒに対して、スポット長辺半径ｒは変数とされ、レーザスポットＳにおける光量分布はスポットの重心Ｓｃを中心とするガウス分布であると仮定されている。このような５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のデータは、例えば図１６に示すような５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とによる２次元のデータ（図１６ではスポット長辺半径ｒ＝４０μｍ）を複数のスポット長辺半径ｒに対して演算すると共に、例えば図１８に示すような５０％受光量幅Ｔ（５０）とスポット長辺半径ｒによる２次元のデータ（図１８では刃先幅＝４０μｍ）を複数の刃先幅に対して演算することによって得られる。
【００７７】
突出幅算出部５５は、例えば図１５から検出される５０％受光量幅Ｔ（５０）の検出値（例えば、５０％受光量幅Ｔ（５０）＝５４．８μｍ）に対応する刃先幅とスポット長辺半径ｒとの変化を、例えば図１７に示す５０％受光量幅Ｔ（５０）と刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる３次元のモデルデータから取得する。これにより、例えば図１９に示すような刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータが形成される。
そして、このような刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータを、複数の異なる状態量の検出値、例えば最大値ＬＩｍａｘの２５％、５０％、９０％の各値に対応する２つの走査位置間の距離（受光量幅）である２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）などに対して形成する。これにより、例えば図２０に示すように、複数の異なる状態量の検出値毎に対して、刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のデータが形成される。これらの複数の２次元のデータは、例えば図１５に示す同一のデータ（つまり、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化）に基づき検出された複数の異なる状態量に対応するものであることから、刃先幅とスポット長辺半径ｒとの適宜の組み合わせにおいて、互いに一致することになる。突出幅算出部５５は、この一致点（例えば、図２０での一致点Ｐ）でのスポット長辺半径ｒおよび刃先幅を検出する。
【００７８】
この実施の形態に係る実施例として、ダイカットロール２０の刃型２２に対して突出幅算出部５５により複数の検出度数で算出された突出幅の変化を図２１に示した。この図２１から突出幅算出部５５による算出結果の繰り返し性が十分に信頼性を有していることが認められる。
【００７９】
制御装置１３は、駆動装置１４の動作を制御しており、ロータリーダイカッター１０が載置される走査ステージ１６を駆動装置１４によりＸ方向に移動させることで、変位計１１がダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さおよび刃先幅を走査するように制御する。
【００８０】
本実施の形態による突出形状測定装置１は上記構成を備えており、以下に、この突出形状測定装置１による突出形状測定方法、特に、ロータリーダイカッター１０のダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さおよび刃先幅を測定する処理について説明する。
【００８１】
先ず、例えば図２２に示すステップＳ０１においては、走査ステージ１６の移動真直度誤差ｅ３を測定する。この処理では、走査ステージ１６の運動誤差に繰り返し性があることを前提として、ロータリーダイカッター１０の代わりに誤差測定用の所定の測定対象物６０に対して反転法による誤差検出を行なう。
【００８２】
そして、ステップＳ０２においては、ロータリーダイカッター１０を走査ステージ１６に載置し、走査ステージ１６を駆動装置１４によりＸ方向に移動させる。
そして、ステップＳ０３においては、走査ステージ１６をＸ方向に移動させた状態で変位計１１から逐次出力される変位出力Ｙおよび受光量ＬＩを取得し、移動真直度誤差ｅ３などの誤差を補正し、補正後の変位出力Ｙおよび受光量ＬＩを記憶する。
【００８３】
そして、ステップＳ０４においては、走査ステージ１６の移動つまり走査が終了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０３に戻る。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
【００８４】
そして、ステップＳ０５においては、走査位置ｘを変数として受光量ＬＩのデータを適宜の関数（例えば、走査位置ｘを変数とする２次関数または３次関数など）によりフィッティングする。
そして、ステップＳ０６においては、受光量ＬＩのデータにフィッティングされた関数から受光量ＬＩの最大値ＬＩｍａｘおよび最大値ＬＩｍａｘに対応する走査位置ｘａを取得する。
【００８５】
そして、ステップＳ０７においては、受光量ＬＩが最大値ＬＩｍａｘとなる走査位置Ｘａ周辺での走査位置ｘに応じた変位出力Ｙのデータを適宜の関数によりフィッティングし、この関数から走査位置ｘａに対応する変位出力Ｙａを取得する。
そして、ステップＳ０８においては、取得した変位出力Ｙａを刃型２２の刃先突出高さとする。
【００８６】
次に、ステップＳ０９においては、受光量ＬＩのデータにフィッティングされた関数から、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量として、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）を検出する。
そして、ステップＳ１０においては、複数の異なる状態量の検出値毎に対して、刃先幅とスポット長辺半径ｒとによる２次元のモデルデータ（マップ）をシミュレーションにより演算する。
そして、複数のモデルデータ（マップ）同士間において、刃先幅およびスポット長辺半径ｒの対応関係が一致する一致点でのスポット長辺半径ｒおよび刃先幅を検出し、エンドに進む。
【００８７】
以上説明したように、本実施の形態に係る突出形状測定装置１および突出形状測定方法によれば、例えばロータリーダイカッター１０などの測定対象に対して非接触で突出高さ（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先突出高さ）および突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）を測定可能であって、測定対象の実機上で精度良くかつ信頼性高く検出を行なうことができる。
しかも、変位計１１のレーザスポットＳの大きさが測定対象に設けられた突部の大きさ（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）よりも大きい場合であっても、突出形状を精度良く検出することができ、走査速度を高速としても、運動誤差に起因する検出精度の低下を防止することができる。
【００８８】
さらに、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量（例えば、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）など）に対して検出値とモデルデータとを比較することから、例えば走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化自体に対して検出値とモデルデータとを比較する場合に比べて、より円滑かつ容易に比較を行なうことができ、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００８９】
しかも、走査位置ｘに応じた受光量ＬＩの変化に係る状態量と、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）と、変位計１１のレーザスポットＳの大きさとをパラメータとするモデルデータをシミュレーションにより予め演算する場合には、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）とレーザスポットＳの大きさを、測定対象に対して非接触で検出することができる。この場合には、複数の異なる状態量の検出値（例えば、２５％受光量幅Ｔ（２５）、５０％受光量幅Ｔ（５０）、９０％受光量幅Ｔ（９０）など）の数を増大させることに伴い、突出幅（例えば、ダイカットロール２０の刃型２２の刃先幅）およびレーザスポットＳの大きさの検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００９０】
しかも、誤差検出部５１により検出された各誤差の補正により、突部の突出形状の検出精度および検出結果の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
なお、上述した本実施の形態においては、測定対象に設けられた突部として、ダイカットロール２０の刃型２２に対して突出形状を測定するとしたが、これに限定されず、他の測定対象に設けられた突部に対して突出形状を測定してもよい。
なお、上述した本実施の形態においては、駆動装置１４によってロータリーダイカッター１０を移動させるとしたが、これに限定されず、各変位計１１をＸ方向に移動させてもよい。
【００９２】
なお、本発明の一実施形態に係る突出形状測定方法を実現する突出形状測定装置１は、専用のハードウェアにより実現されるものであっても良く、また、メモリおよびＣＰＵを備えて構成され、突出形状測定装置１の処理装置１２および制御装置１３の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現するものであってもよい。
【００９３】
また、上述した本発明に係る突出形状測定方法を実現するためのプログラムをコンピュータ読みとり可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより結晶形状の測定を行っても良い。なお、ここで言うコンピュータシステムとはＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
【００９４】
また、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを言う。さらに、コンピュータ読みとり可能な記録媒体とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１０ ロータリーダイカッター（測定対象）
１１ 変位計
１４ 駆動装置（移動手段）
１６ 走査ステージ（移動手段）
２０ ダイカットロール（測定対象）
２２ 刃型（突部）
５１ 誤差検出部（移動真直度誤差算出手段）
５２ 変位出力取得部（変化検出手段、補正手段）
５３ 受光量取得部（変化検出手段、強度変化検出手段、補正手段）
５４ 突出高さ算出部（突出高さ検出手段）
５５ 突出幅算出部（突出幅検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、
前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段と
を備えることを特徴とする突出形状測定装置。
【請求項２】
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の突出形状測定装置。
【請求項３】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、
前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段と、
前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段と
を備えることを特徴とする突出形状測定装置。
【請求項４】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の突出形状測定装置。
【請求項５】
前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段と、
前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の突出形状測定装置。
【請求項６】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップと、
前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出ステップと、
前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出ステップと
を含むことを特徴とする突出形状測定方法。
【請求項７】
前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の突出形状測定方法。
【請求項８】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップと、
前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出ステップと、
前記強度変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップと
を含むことを特徴とする突出形状測定方法。
【請求項９】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出ステップは、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の突出形状測定方法。
【請求項１０】
前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出ステップと、
前記移動真直度誤差算出ステップにより検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか１つに記載の突出形状測定方法。
【請求項１１】
コンピュータを、測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段として機能させることを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを、測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段と、
前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、
記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段と、
前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段として機能させることを特徴とする請求項１１から請求項１４の何れか１つに記載のプログラム。
【請求項１】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、
前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段と
を備えることを特徴とする突出形状測定装置。
【請求項２】
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の突出形状測定装置。
【請求項３】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定装置であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、
前記変位計と前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段と、
前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段と
を備えることを特徴とする突出形状測定装置。
【請求項４】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の突出形状測定装置。
【請求項５】
前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段と、
前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の突出形状測定装置。
【請求項６】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップと、
前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出ステップと、
前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出ステップと
を含むことを特徴とする突出形状測定方法。
【請求項７】
前記変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の突出形状測定方法。
【請求項８】
測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する突出形状測定方法であって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動ステップと、
前記移動ステップによる前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出ステップと、
前記強度変化検出ステップにより検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出ステップと
を含むことを特徴とする突出形状測定方法。
【請求項９】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出ステップは、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の突出形状測定方法。
【請求項１０】
前記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出ステップと、
前記移動真直度誤差算出ステップにより検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正ステップとを含むことを特徴とする請求項６から請求項９の何れか１つに記載の突出形状測定方法。
【請求項１１】
コンピュータを、測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化を検出する変化検出手段と、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記距離および前記強度の変化に基づき、前記強度が最大の前記相対位置での前記距離により前記突部の突出高さを検出する突出高さ検出手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
コンピュータを、
前記変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段として機能させることを特徴とする請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
コンピュータを、測定対象に設けられた突部の突出形状を測定する手段として機能させるためのプログラムであって、
前記突部の突出方向に平行な方向において前記測定対象に対して対向配置され、前記測定対象に照射した電磁波の反射波に基づき、前記反射波の反射位置との間の距離および前記反射波の強度を検出し、検出結果の信号を出力する変位計と、前記測定対象とを前記突出方向に直交する方向に相対移動させる移動手段と、
前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号に基づき、前記変位計と前記突部との相対位置の変化に応じた前記強度の変化を検出する強度変化検出手段と、
前記強度変化検出手段により検出された前記相対位置の変化に応じた前記強度の変化に係る状態量の検出値と、少なくとも前記突部の突出幅および前記状態量をパラメータとして作成したモデルデータとを比較し、前記状態量の検出値に対応する前記モデルデータから前記突部の突出幅を検出する突出幅検出手段と
して機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
前記モデルデータは前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさと前記状態量とをパラメータとして作成され、
前記突出幅検出手段は、複数の異なる所定の前記状態量の検出値に対応する複数の前記モデルデータ同士間において前記突部の突出幅と前記電磁波の照射範囲の大きさとの対応関係が一致する場合での前記突部の突出幅を検出することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のプログラム。
【請求項１５】
コンピュータを、
記移動手段による前記相対移動の移動真直度誤差を算出する移動真直度誤差算出手段と、
前記移動真直度誤差算出手段により検出された前記移動真直度誤差に基づき、前記移動手段による前記相対移動の実行時に前記変位計から出力される前記信号を補正する補正手段として機能させることを特徴とする請求項１１から請求項１４の何れか１つに記載のプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−３３４５１（Ｐ２０１１−３３４５１Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７９２８０（Ｐ２００９−１７９２８０）
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】（８９９００００３５）株式会社 東北テクノアーチ (68)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月３１日（２００９．７．３１）
【出願人】（０００００６２６４）三菱マテリアル株式会社 (4,417)
【出願人】（８９９００００３５）株式会社 東北テクノアーチ (68)
【Ｆターム（参考）】
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