JP2003294621A

JP2003294621A - 微細粒量の解析手法

Info

Publication number: JP2003294621A
Application number: JP2002101378A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kobayashi; 謙一小林; Tatsufumi Mizuno; 達史水野; Katsumi Sugiyama; 勝美杉山; Makoto Ono; 良小野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】微粒子の付着したシート材より、その微粒子
量を汎用の光学系測定器および画像読み取り機器により
簡易的に解析することを目的とする。【解決手段】微粒子の付着したシート材とその微粒子
と色の異なるシート材を同時にあるいは別個に光学系測
定器で測定し解析する。この際使用する光学系測定器は
汎用のものもしくは画像読み込み用のスキャナを使用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンタ、ファックス等の画像形成装置に使用する、パ
ルプおよび植物繊維より生成した紙の表面の填料や繊維
等の量を定量的に測定する手法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙粉量を測定する方法として例え
ば、公開特許公報昭６１−１３３８４０のように、回転
ドラムに試験紙を巻きつけて固定し、その上に黒色粘着
テープを巻いたローラを転がして試験紙を順次走査し、
紙粉を粘着テープに移し取る紙粉採取装置と、紙粉の付
着したテープ粘着面の反射率を光電的に測定記録し、紙
粉量を定量的に表示する測定装置とからなる測定方法が
ある。その中で本発明に関わる紙粉量を定量的に求める
手法について詳細に記す。

【０００３】図１１は従来の紙粉量測定装置の光学系測
定箇所の概略および回路図を示したものである。

【０００４】図１１において受光器１５は紙粉の付着し
たテープ付きローラ１の粘着面からの反射光を受け電気
信号に変換するもので太陽電池が使用される。受光器か
らの電気信号の大きさは粘着面の反射率すなわち紙粉の
付着量に比例したものであり、これを直流増幅器１６に
よって電圧増幅した後、積分器２０に入力すると積分器
出力は粘着面に付着した総紙粉量に比例した電圧が得ら
れる。積分器の積分区間はローラ１の１回転毎にリセッ
トスイッチ１８でリセットされる。このようにして得ら
れた積分器の出力電圧は記録式電圧計１９により自動的
に記録される。

【０００５】この操作を紙粉の付着していないテープ付
ローラについても同様に行い、その粘着面における測定
値との差をもって被試験紙の紙粉量の測定値とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術の場
合、装置自体が高価であること、また測定系が特殊であ
り、汎用の測定機が使用できないという問題点がある。
また、被測定面と光学系発光素子および受光素子間の距
離が汎用測定器と比較して長いため測定精度が落ちると
いう問題がある。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑み、汎用の測定機
を使用することにより、安価で簡易的に微細粒子量を定
量的に測定することが可能となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明は、紙
粉および微細粒子の付着したシート材を非破壊で保存可
能であると同時に、種々の測定を可能にすることを特徴
とする。

【０００９】また紙粉および微細粒子の付着量を市販さ
れている汎用測定器やスキャナ等の画像読み取り機器を
使用することで簡易的に定量化することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）図１（ａ）−
（ｃ）および図２に基づき、本発明の第１の実施の形態
を説明する。

【００１１】ａは本発明に係る紙粉の付着した無色透明
状粘着テープ、ｂはＯＨＰ用シート、ｃは黒色板であ
る。ｄは円筒状ローラ、ｅはテーブル、Ａはａ，ｂ，ｃ
を重ねたサンプル板である。

【００１２】透明状粘着テープａは幅２０ｃｍ、長さ２
５ｃｍ、厚み０．１５ｍｍ、透過率９０％、粘着力７５
ｇ／２５ｍｍで、特許○○○の手法により表面上に０．
００１−０．０１ｍｍ^２程度の大きさの紙粉が付着して
いる。ＯＨＰ用シートｂは幅２１ｃｍ、長さ２９．７ｃ
ｍ、厚み０．１ｍｍ、透過率９２％で、表面粗さＲａ＝
０．１μｍの物性を有する。また透明状粘着テープａは
ポリエチレン、ＯＨＰ用シートｂはＰＥＴを主成分とす
る材質である。この透明状粘着テープａに特許Ｎｏ○○
○の手法もしくは、図１（ｂ）のようにローラ部材ｄを
使用し、気泡が入らないようにテーブルｅ上で密着させ
る。密着させた２枚のシートは厚み１ｍｍのプラスチッ
ク状の黒色板上に置き、サンプル板Ａとして光学系測定
機により測定する。なおａ，ｂ，ｃの位置関係は図１
（ｃ）のようにａ＜ｂ＜ｃとなっている。

【００１３】図２は画像の明度を測定する測定器（以下
フォトボルメーターと称する）であり、被測定物に対し
て、４５°の角度よりハロゲン光源ｇより光を当て、垂
直方向の受光素子ｈで反射率を読み取る。尚その際に緑
色に着色した透過率８０％程度のフィルタｌを通し、人
の視覚特性に近づくように光学補正をかけている。また
有効測定域は５０ｍｍ^２の円で５０ｍｍ^２内の反射率を
平均して測定値としている。またその測定値の表示は、
明度（Ｌ＊＝０）のとき０、明度（Ｌ＊＝１００）のと
き１００を示すように調整してあり、表示部ｆにてデジ
タルで表示される。

【００１４】２−１−２−３はサンプル板Ａ上で５０ｍ
ｍ^２の測定エリアを表しており、紙粉が全く付着してい
ない場所（２−１）、やや付着している場所（２−
２）、多量に付着した場所（２−３）となっている。そ
れぞれの測定値は（２−１）が１５、（２−２）が４
７、（２−３）が６６と表示される。サンプル板Ａ上の
紙粉量はこの測定値をもって判断する。

【００１５】たとえば、サンプル板Ａ上の任意の９ヶ所
の測定値を平均するとか、ある所定の測定値（たとえば
５０）以上の場所がサンプル板Ａ上に何箇所存在するか
等である。

【００１６】実験の結果では測定箇所を１０ヶ所以上設
定し、それらの測定値を平均した値を採用することが、
再現性に優れていることが分かっている。

【００１７】（第２の実施例）以下に本発明の実施例を
図３に基づいて説明する。同図において前出と同じ構成
のものは、同符号を付し説明を省略する。図３は本特許
の微粒子量をスキャナを使用して測定する系であり、ｊ
はスキャナ本体、ｋはパソコンである。実施例１で示し
た手法で作成したサンプル板Ａをフラットベットスキャ
ナｊにて全体画像を読み込む。

【００１８】このスキャナは解像度６００ｄｐｉでフル
カラーで８ｂｉｔの光学分解能を有する機器である。
（つまり画像解析における明度は黒０−白２５５の判定
が可能である。）読み込んだ画像は画像処理ソフトを使
用して解析を行う。本件ではＡｄｏｂｅ−ｐｈｏｔｏｓ
ｈｏｐを使用して解析を行った。

【００１９】まず、実際の読み込みエリアから、粘着テ
ープａのエリアを選択する。そしてそのエリア内で完全
に紙粉がついていない箇所の反射率値（０−２５）と完
全に紙粉が付着している箇所の反射率値（２００−２５
５）より、境界値を１００と設定し、その値より小さい
値は黒、以上は白と判定する。紙粉量の少ない紙から多
い紙１０種（不図示）で解析した結果が図４（ａ）であ
る。結果として紙粉量の少ない紙に対してはこの解析手
法が有効であることが分かる一方、紙粉量の多い紙では
差が出にくい。この手法は境界値の設定を変えることに
より、若干異なった結果を得ることが可能となる。

【００２０】また図４（ｂ）は上記手法と異なり、得ら
れた反射率の値を全て積分し、２５６値で判定した結果
を示したものである。この手法では、紙粉量の少ない紙
での差が上記手法に比べて出にくいが、紙粉量の少から
多までほぼリニアに判定することが可能である。

【００２１】尚、本実施例においては、サンプル板Ａの
みをスキャナで読み込み、その測定値のみで紙粉量の判
定を行ったが、別の手法として、黒色板ｃを単独で読み
込み、サンプル板Ａの値と比較する手法も考えられる。
その際は単に測定域全体を引き算して差を求める手法
や、測定域内の数箇所の値を比較して紙粉量を算出する
手法等が考えられる。

【００２２】（第３の実施例）以下に本発明の実施例を
図５、６に基づいて説明する。５−ａは本発明に係る微
粒子の付着した透明状粘着テープ、５−ｂはＯＨＰ用シ
ート、５−ｃは着色板である。

【００２３】透明状粘着テープ５−ａおよび、ＯＨＰ用
シート５−ｂ、着色板の寸法、物性、材質については実
施例１と同様である。そして、透明状粘着テープ５−ａ
には青色の微細粒子が付着しており、着色板５−ｃは黄
色に着色してある。微細粒子は特許○○○の手法等によ
り表面上に０．００１−０．０１ｍｍ^２程度の大きさで
付着している。この透明状粘着テープ５−ａに実施例１
の手法にてＯＨＰ用シート５−ｂを密着させ、密着させ
た２枚のシートは黄色板上に置き、サンプル板５−Ａと
して光学系測定機により測定する。なお５−ａ，５−
ｂ，５−ｃの位置関係は実施例１と同様に５−ａ＜５−
ｂ＜５−ｃとなっている。

【００２４】図６は画像の色度を測定する測定器であ
り、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍの分光反射率を読み
取る。光源（不図示）はハロゲンライトで被写体に対し
て４５°の角度で照射し、その全方向の反射率を内蔵の
積分球（不図示）で補正を行い、一点に集光し、受光素
子（不図示）にて反射率を読み取る。読み取った値はＬ
ａｂで表示され、５−１で（Ｌ＊＝５０，ａ＊＝１０，
ｂ＊＝５５）、５−２で（Ｌ＊＝４８，ａ＊＝１５，ｂ
＊＝１５）、５−３で（Ｌ＊＝４５，ａ＊＝１５，ｂ＊
＝−５）と表示され、このＬａｂ値よりたとえば微細粒
子の付着していない箇所（５−１）からのΔＥを求める
ことにより、黄色板５−ｃ中の青色微細粒子の量を定量
的に求めることが可能となる。

【００２５】また本実施例では微細粒子の青色に対し
て、その補色にあたる黄色の着色板を使用したが、着色
板の色は被測定物に対してΔＥが２０以上離れていれ
ば、微細粒子量を定量的に測定できることが実験より得
られている。（図８）

【００２６】（第４の実施例）以下に本発明の実施例を
図７に基づいて説明する。７−ａは本発明に係る微粒子
の付着した透明状粘着テープ、７−ｃは着色シートであ
る。本発明の第１−３実施例においては、粘着テープを
一旦ＯＨＰ用シートに貼り付けて着色板と重ね、光学系
処理を行ってきたが、本実施例においては、中間のＯＨ
Ｐ用シートを使用せず、直接着色シートに貼り付ける手
法である。また本実施例ではプラスチック状の着色板の
代わりにＰＥＴを主成分とするシート材を使用する。こ
のメリットとしてスキャナで画像を読み込む際にフラッ
トベット型のスキャナだけでなく、シートスルータイプ
のスキャナ（不図示）も使用することが可能となる。

【００２７】また透明状粘着テープに着色し、密着させ
る側のシート材もしくは板材を無色透明、もしくは検出
する微細粒子の補色等に着色することも発展例として考
えられる。

【００２８】（第５の実施例）以下に本発明の実施例を
図９、１０に基づいて説明する。９はマクベス濃度計、
１０は光沢計である。本実施例２においてフォトボルメ
ータを使用して測定を行ったが、本実施例はその他の光
学系測定機を使用した例である。

【００２９】測定機の特徴としてはフォトボルメータが
白色部の検出能力が高いのに対して、マクベス濃度計９
は黒色部の検出能力が高い。反射率を対数表示し白色０
から黒色２までを少数点第二位まで表示する。微細粒子
が濃色の場合はフォトボルメータよりマクベス濃度計９
の方が適する。

【００３０】光沢計１０はフォトボルメータ、マクベス
濃度計が０−４５°系の光学系を採用しているのに対し
て、任意の角度で被試験体に光を照射し、その正反射角
での反射率を読み込む。微細粒子量に対する検出能力は
上記２種の測定機と比較して低くなるが、微細粒子の光
沢度が通常物質より極端に高いか低い場合は、簡易的に
微細粒子量を定量的に判断する手段として利用可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、微
細粒子の付着したシート材を光学系測定機を用いて測定
することにより、簡易的に微細粒子量を定量化すること
が可能となる。

【００３２】また本発明による被試験体の測定方法は、
非破壊試験のため繰り返し、同内容の試験を繰り返すこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の第一実施例で使用する測定機を示す図
である。

【図３】本発明の第二実施例を示すスキャナ図である。

【図４】スキャナによる画像解析結果を示す図である。

【図５】本発明の第三実施例を示す構成図である。

【図６】本発明の第三実施例で使用する測定機を示す図
である。

【図７】本発明の第四実施例を示す構成図である。

【図８】色度系による画像解析結果を示す図である。

【図９】マクベス濃度計を示す図である。

【図１０】光沢計を示す図である。

【図１１】従来の紙紛量測定装置の光学系測定箇所の概
略および回路図を示す図である。

【符号の説明】

ａ微細粒子の付着した透明粘着シート材ｂＯＨＰ用シート材ｃ黒色板ｇハロゲン光源ｈ受光素子ｉ緑色フィルタＡサンプルシート板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉山勝美東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者小野良東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA32 AA41 AB01 BA20 BB07 CA03 CB01 CC20 DA20 EA12 EA16 EB01 ED08 2G059 AA01 BB09 CC12 DD11 EE02 FF01 HH02 HH06 JJ02 JJ16 KK04 MM01 MM03 MM04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】波長４００ｎｍ−８００ｎｍで透過率７
０％以上のシート状フィルムまたは同等の透過率を有す
るシート材において、少なくとも１枚以上のシート材と
濃度Ｄ≧１．０の黒色シート材を密着させ、あるいは少
なくとも１枚以上のシート状フィルム単体で光学系測定
機によってその表面の反射率を測定する体系。
【請求項２】請求項１において、透明状シート材に付
着した異物の量を光学系測定機で測定することにより定
量的に算出する手法。
【請求項３】請求項２において、光学系測定機とし
て、画像読み取り用のスキャナを使用し、パソコンに画
像情報を読み込んだ後、ＰＣソフトを使用して、異物の
量を定量的に算出する手法。
【請求項４】特許Ｎｏ○○○の手法によって、透明状
シート材に紙粉を付着させ、その透明状シートと同面積
以下の未使用透明状シート材を用意し双方を請求項１、
３の手法により測定を行って、その差から紙粉量を定量
的に算出する手法。
【請求項５】特許Ｎｏ○○○の手法によって、黒色状
シート材に紙粉を付着させ、その黒色状シートと同面積
の未使用黒色状シート材を用意し双方を請求項１、３の
手法により測定を行って、その差から紙粉量を定量的に
算出する手法。
【請求項６】請求項２において、透明状シート材に付
着した異物に対してその色度がΔＥ≧２０のシート材に
密着するか、またはΔＥ≧２０のシート材に異物を付着
させ異物の量を光学系測定機で測定することにより定量
的に算出する手法。
【請求項７】請求項４において、同面積の未使用黒色
状シート材を使用せず、ＰＣソフト内に擬似的にリファ
レンス黒色を設定し双方を請求項１、３の手法により測
定を行って、その差から紙粉量を定量的に算出する手
法。
【請求項８】請求項２において、異物の量を光学系測
定機で測定する手法として、一定の面積内での異物所有
面積より異物量を定量的に算出する手法。
【請求項９】請求項２において、異物の量を光学系測
定機で測定する手法として、一定の面積内での反射率よ
り、その値のＭａｘ値または平均値を異物量として定量
的に算出する手法。
【請求項１０】請求項２において、異物の量を光学系
測定機で測定する手法として、比較用のシート材を設
け、一定の面積内でのその所有面積差または反射率のＭ
ａｘ値もしくは平均値より異物量を定量的に算出する手
法。