JP2004361148A - Water content measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば紙などの被測定物の含水量を測定するために使用される含水量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えば紙などの被測定物の含水量を測定するために、含水量測定装置が使用されている。この含水量測定装置としては、例えば、被測定物に光を照射した際に生じる反射光の強度を検出し、その反射光の強度が含水量に応じて変化することを利用して含水量を演算するものが知られている。
【0003】
具体的には、例えば、光源から被測定物へ2種類の波長域の光、すなわち被水吸収性の高い1μm以上の波長域の光と被水吸収性の低い1μm未満の波長域の光とを照射し、各波長域に検出感度を有する2種類の検出手段を使用して反射光の強度を検出することにより、その反射光に含まれている2種類の波長域の光の強度間の関係に基づいて含水量を演算する含水量測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この含水量測定装置では、光源から照射された光を波長分離するための機構(複数の光学フィルタを有するターレット式のセレクタ)が不要である。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−283916号公報
【0005】
また、例えば、光源から被測定物へ3種類の波長の光、すなわち1つの赤外線吸収波長の光(被水吸収性の高い波長の光)と2つの赤外線比較波長の光(赤外線吸収波長の光よりも短波長側または長波長側に相当する被水吸収性の低い光)とを照射した際に生じる反射光の強度を検出し、その反射光に含まれている3種類の波長の光の強度間の関係に基づいて誤差(水による光吸収以外の要因に起因する誤差)を補正することにより、含水量を演算する含水量測定装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。この含水量測定装置では、具体的には、赤外線比較波長の光の反射率を外挿することにより赤外線吸収波長の光の散乱率を演算した上で、赤外線吸収波長の光の散乱率および反射率に基づいて吸収率を演算することにより、その吸収率に基づいて被測定物の含水量を特定している。この含水量測定装置では、外乱(被測定物の表面粗さ等)に起因する誤差が補正される。
【0006】
【特許文献2】
特開平03−115838号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、含水量測定装置を使用して被測定物の含水量を高精度に測定するためには、その含水量の測定精度に誤差を及ぼし得る要因を可能な限り取り除き、その誤差を小さくする必要がある。この点に関して、上記した従来の含水量測定装置は有用であるが、さらなる測定精度の向上を求めるニーズを考慮すれば、含水量測定装置の測定精度に関しては未だ改善の余地があると言える。特に、従来の含水量測定装置では、例えば、光源から照射される光の強度を定数として固定した上で含水量を演算している場合に、例えば光源の劣化等に起因して光の強度が低下すると、その光の強度低下分だけ含水量に誤差が含まれるため、含水量を高精度に測定することが困難になる。
【0008】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、被測定物の含水量を高精度に測定することが可能な含水量測定装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る含水量測定装置は、光源と、この光源から被測定物へ照射された照射光の強度を検出する照射光強度検出手段と、被測定物において反射した反射光の強度を検出する反射光強度検出手段と、少なくとも照射光強度検出手段の検出結果および反射光強度検出手段の検出結果に基づいて、被測定物の含水量を演算する演算手段とを備えるようにしたものである。
【0010】
本発明に係る含水量測定装置では、光源から被測定物へ照射光が照射され、その被測定物において反射光が生じると、照射光強度検出手段において照射光の強度が検出されると共に、反射光強度検出手段において反射光の強度が検出される。そして、演算手段が、少なくとも照射光強度検出手段の検出結果および反射光強度検出手段の検出結果に基づいて被測定物の含水量を演算する。反射光の強度のみではなく、例えば光源の劣化等に起因する照射光の強度変化も加味して被測定物の反射率が演算されるため、含水量の演算精度が向上する。
【0011】
本発明に係る含水量測定装置では、照射光強度検出手段が、反射光強度検出手段と異なるものであり、照射光の強度を直接的に検出するようにしてもよいし、あるいは照射光を反射光強度検出手段へ向けて反射させる反射手段を備え、反射光強度検出手段が、照射光強度検出手段としての機能も兼ね、反射手段を介して照射光の強度を間接的に検出するようにしてもよい。
【0012】
特に、本発明に係る含水量測定装置では、光源から照射された照射光を反射して散乱させることにより被測定物へ導く反射散乱手段を備えるようにしてもよく、この反射散乱手段は積分球であるのが好ましい。また、被測定物を透過した透過光の強度を検出する透過光強度検出手段を備え、演算手段が、照射光強度検出手段の検出結果および反射光強度検出手段の検出結果と共に透過光強度検出手段の検出結果に基づいて被測定物の含水量を演算するようにしてもよく、この場合には、被測定物を透過した光のうちの一部の光を透過光として選択的に透過させることにより透過光強度検出手段へ導く選択的透過手段を備えるようにしてもよい。
【0013】
また、本発明に係る含水量測定装置では、照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段へ導かれる光のうちの1.8μm以上の波長域の光を選択的に透過させる光学フィルタを備えるようにしてもよく、この光学フィルタはゲルマニウムにより構成されているのが好ましい。また、照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段へ導かれる光を1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する光学的分離手段を備え、照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段が、光学的分離手段により分離された1.8μm以上の波長域の光の強度と1.8μm未満の波長域の光の強度とを別個に検出するようにしてもよく、この光学的分離手段はハーフミラーであるのが好ましい。
【0014】
なお、上記した「光学フィルタ」に関する「光のうちの1.8μm以上の波長域の光を選択的に透過させる」という表現は、厳密に1.8μm以上の波長域の光のみを透過させる(1.8μm未満の波長域の光は一切透過させない)場合に限らず、全体中において1.8μm以上の波長域の光が占める割合が大きい光を透過させる(1.8μm以上の波長域の光を大部分透過させると共に、それ以外の波長域の光も僅かに透過させる)場合も含む意味である。同様に、上記した「光学的分離手段」に関する「光を1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する」という表現は、1.8μmの波長を基準(境界)として厳密に1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する場合に限らず、全体中において1.8μm以上の波長域の光が占める割合が大きい光(1.8μm以上の波長域の光を大部分含み、1.8μm未満の波長域の光も僅かに含む光)と全体中において1.8μm未満の波長域の光が占める割合が大きい光(1.8μm未満の波長域の光を大部分含み、1.8μm未満の波長域の光も僅かに含む光)とに分離する場合も含む意味である。もちろん、「1.8μm以上の波長域の光の強度と1.8μm未満の波長域の光の強度とを別個に検出する」という表現についても同様の意味である。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
[第1の実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る含水量測定装置の構成について説明する。図1および図2は本実施の形態に係る含水量測定装置の断面構成を表しており、図1は反射光強度検出時の状態を示し、図2は照射光強度検出時の状態を示している。
【0017】
この含水量測定装置は、例えば、コピー機やプリンタ等に搭載され、被測定物としての紙Pの含水量Qを測定するために使用されるものであり、図1および図2に示したように、光源1と、この光源1から照射された照射光Iを反射して散乱させることにより紙Pへ導く積分球2(反射散乱手段)と、反射光強度検出時に紙Pにおいて反射した反射光Rの強度を検出するディテクタ4(反射光強度検出手段)と、照射光強度検出時に照射光I反射させる反射板20(反射手段)と、集光用のレンズ5と、波長分離用のフィルタ6(光学フィルタ)とを備えている。この積分球2には、例えば、側方、下方および上方にそれぞれ開口部2KA、2KBおよび2KCが設けられており、その積分球2の内部には、障壁としてのバフル7が設けられている。
【0018】
光源1は、赤外線光、具体的には1.8μm以上の波長域の光(赤外線光)を含む照射光Iを照射するものである。この光源1は、例えば、フィラメント電球により構成されており、積分球2の開口部2KAに配置されている。
【0019】
積分球2は、照射光Iを閉じ込めて反射散乱させることにより、その照射光Iを紙Pへ等方的に照射させるための略球状の器である。この積分球2は、例えば、照射光Iの反射散乱性を高めるために内面(散乱面2M)が微細な凹凸構造(例えば表面粗さが数十μm程度)を有しており、具体的には、金属製の球2Gの内面に、散乱面2Mを構成する高赤外線反射性の散乱膜2Sが設けられた構成を有している。この散乱膜2Sは、例えば、金属のめっき膜(例えば金、銀、銅、クロムまたはニッケル等)や、光散乱用の微細な窪みや空洞(気泡)を有する塗膜(例えば弗素樹脂、ポリエチンレンまたは無機顔料等)や、金属酸化物の蒸着膜(例えば酸化マグネシウム)や、球2G(例えばアルミニウム)の内面が陽極酸化された金属酸化膜(例えばアルマイト)などにより構成されている。この散乱膜2Sが金以外の金属により構成されている場合には、例えば、散乱膜2S上にさらに防食用の金めっき膜が設けられる場合もある。
【0020】
反射板20は、光源1から照射された照射光Iを反射光R0としてディテクタ4へ向けて反射させるものであり、例えば、弗素樹脂や、グラファイトが分散された弗素樹脂などにより構成されている。この反射板20は、積分球2の開口部2KBに対応して配置されており、その反射率は既知である。
【0021】
ディテクタ4は、赤外線波長域に検出感度を有するものであり、例えば、焦電素子により構成されている。このディテクタ4は、例えば、積分球2の開口部2KCに対応して配置されており、レンズ5およびフィルタ6と共に一直線上に配列されている。このディテクタ4は、特に、反射光Rの強度を検出する機能と共に反射光R0の強度(すなわち照射光Iの強度)を検出する機能も兼ねており(照射光強度検出手段)、反射板20を介して照射光Iの強度を間接的に検出するものである。ここでいう「間接的」とは、光源1から照射された照射光Iを、反射板20において反射させることなく検出するのではなく、反射板20において反射させたのちに検出するという意味である。
【0022】
レンズ5は、反射光R,R0および照射光Iを集光してフィルタ6へ導くものであり、例えば、ガラスにより構成されている。このレンズ5は、ディテクタ4の検出視野角が紙Pの露出領域(積分球2の開口部2KBに対応して露出している領域)に含まれるように設計されている。
【0023】
フィルタ6は、反射光R,R0のうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1,R01)を選択的に透過させてディテクタ4へ導くものであり、例えば、主に1.8μm未満の波長域に赤外線吸収特性を有するゲルマニウム(例えばゲルマニウム板)により構成されている。なお、上記した「反射光R,R0のうちの1.8μm以上の波長域の光を選択的に透過させる」という表現は、厳密に1.8μm以上の波長域の光のみを透過させる(1.8μm未満の波長域の光は一切透過させない)場合に限らず、全体中において1.8μm以上の波長域の光が占める割合が大きい光を透過させる(1.8μm以上の波長域の光を大部分透過させると共に、1.8μm未満の波長域の光も僅かに透過させる)場合も含む意味である。この旨は、後述するフィルタ61,62についても同様である。
【0024】
このフィルタ6において、反射光R1,R01を透過させる理由は、以下の通りである。すなわち、被水吸収性の高い赤外線光の波長域としては、一般に、1.4μm近傍と、1.9μm近傍と、3.0μm近傍との3つが知られており、これらの3つの波長域の赤外線光を利用すれば、水による吸収現象に伴う赤外線光の強度変化に基づいて、紙Pの含水量Qを測定することが可能である。この場合には、特に、含水量Qを測定する上で、3つの波長域の赤外線光のうち、1.9μm近傍または3.0μm近傍の波長域の赤外線光を使用するのが好ましい。なぜなら、1.4μm近傍の波長域の赤外線光は、他の2つの波長域の赤外線光と比較して被水吸収性が低いため、ディテクタ4において水吸収に伴う赤外線光の強度変化を検出しにくいからである。この場合には、単色性に優れた光源1やディテクタ4が必要となるため、含水量測定装置の低コスト化を測る上で好ましくない。
【0025】
なお、フィルタ6は、例えば、ゲルマニウム板に代えて、このゲルマニウム板と同様に主に1.8μm未満の波長域において赤外線吸収特性を有する他のフィルタ材、具体的には回折格子、薄膜干渉フィルタまたはバンドパスフィルタなどにより構成されていてもよい。しかしながら、これらの他のフィルタ材は一般に高価である上、特に、光利用効率が十分でない回折格子を使用した場合には高出力型の光源1や高感度型のディテクタ4が必要となり、装置のコストアップを招いてしまうため、装置の低コスト化を図る上では、安価なゲルマニウム板を使用するのが好ましい。このゲルマニウム板をフィルタ6として使用すれば、ゲルマニウム元素のバンド間遷移に基づく赤外線吸収特性を利用して、反射光R1,R01を安定的に透過させることが可能になる。
【0026】
バフル7は、照射光Iが積分球2において反射散乱されることなく紙Pへ直接照射されることを防止すると共に、紙Pへ向けて照射光Iを反射するものであり、例えば、積分球2の開口部2KA,2KB間の位置に配置されている。なお、バフル7を設けるか否かは自由に設定可能である。
【0027】
なお、被測定物としての紙Pは、例えば、コピー機やプリンタ等に含水量測定装置と共に搭載されている搬送ローラなどの搬送機構(図示せず)により支持され、反射板20上を経由して順次搬送されるようになっている。
【0028】
次に、図1〜図3を参照して、含水量測定装置の詳細な構成について説明する。図3は、図1および図2に示した含水量測定装置のブロック構成を表している。
【0029】
この含水量測定装置は、図1および図2に示した光源1およびディテクタ4を含む一連の構成要素と共に、各種情報を記憶するメモリ8と、装置全体を制御するコントローラ9(演算手段)と、ディテクタ4の出力信号を増幅するアンプ10と、その出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するアナログ/デジタル(A/D)変換器11とを備えている。
【0030】
メモリ8は、コントローラ9が含水量Qの演算処理を行うために必要な情報を記憶しており、例えば、レジスタ、RAM(Random Access Memery)、ROM(Read Only Memory)またはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory )などの記憶デバイスである。このメモリ8には、例えば、後述する吸収率・散乱率比AD/SDと含水量Qとの相関を表す検量線データCを含む演算用データが定数としてあらかじめ記憶されている。
【0031】
コントローラ9は、メモリ8から必要な演算用データを随時読み出し、ディテクタ4の検出結果に基づいて含水量Qを演算するものであり、例えば、CPU(Central Processing Unit ;中央演算処理装置)などの制御デバイスである。
【0032】
このコントローラ9は、例えば、光源1以外の熱源から発生した不要な赤外線光(背景輻射)に起因して含水量Qの演算結果に誤差が含まれることを防止するために、必要に応じてディテクタ4の検出強度を補正する機能を有している。具体的には、コントローラ9は、例えば、所定の演算間隔ごとに、光源1が稼働していて照射光Iが照射されている場合のディテクタ4の検出結果と、光源1が停止していて照射光Iが照射されていない場合のディテクタ4の検出結果とを比較することにより、これらの2つの検出結果間の差異(反射光R1と背景輻射に起因する光とが混合された混合光の強度と、背景輻射に起因する光の強度との差異)を算出したのち、その算出値を、光源1から照射光Iが照射された際に紙Pにおいて生じた反射光Rがディテクタ4へ導かれたことによる検出結果(すなわち反射光R1の強度)として判断し、その算出値に基づいて含水量Qを補正するようになっている。
【0033】
次に、図1〜図3を参照して、含水量測定装置の動作について説明する。
【0034】
この含水量測定装置では、光源1とディテクタ4との間に以下の光学的原理が成立する。すなわち、図1に示したように、反射板20上に紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、その照射光Iが積分球2の散乱面2Mにおいて反射散乱されることにより開口部2KBを通じて紙Pへ導かれ、その紙Pへ等方的に照射される。この「等方的」とは、紙Pに垂直な軸と照射光Iの照射方向との間の角度の余弦に対して、その照射光Iの強度がほぼ比例するという意味である。そして、紙Pにおいて反射光Rが生じると、その反射光Rのうち、レンズ5、フィルタ6およびディテクタ4の配列方向に進行する成分のみが開口部2KCを通じてレンズ5へ導かれ、そのレンズ5において集光されたのち、さらにフィルタ6において波長分離される。これにより、反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がフィルタ6を透過し、ディテクタ4において検出される。一方、図2に示したように、反射板20上から矢印Yに沿って紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、その照射光Iが反射板20において反射光R0として反射されたのちにレンズ5を経由してフィルタ6へ導かれるため、上記した反射光Rの場合と同様に、フィルタ6の波長分離作用を利用して、反射光R0のうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R01)がディテクタ4において検出される。
【0035】
なお、上記したディテクタ4による反射光R01の検出処理と、反射光R1,R01の強度に基づく含水量Qの演算処理とは、例えば、含水量Qの測定時ごとに毎回行われるようにしてもよいし、あるいは所定の測定間隔ごと(例えば10回測定ごと)に行われるようにしてもよい。後者の場合には、通常時は反射光R1の強度と以前に検出された反射光R01の強度(あるいは光源1の劣化状況を反映した演算式を利用して反射光R01に基づいて演算された強度)とに基づいて含水量Qが演算されることとなる。
【0036】
コントローラ9は、以下の動作手順により、ディテクタ4の検出結果に基づいて含水量Qを演算する。すなわち、まず、ディテクタ4において検出された反射光R1,R01の強度とに基づいて反射率RDを演算する。続いて、反射率RDに基づいて、吸収率・散乱率比AD/SDを演算する。最後に、メモリ8から検量線データCを読み出し、この検量線データCに基づいて吸収率・散乱率比AD/SDに対応する含水量Qを特定する。これにより、ディテクタ4の検出結果に基づいて含水量Qが演算される。
【0037】
ここで、コントローラ9による吸収率・散乱率比AD/SDの演算原理について説明する。すなわち、例えば、紙Pの透過率が無視できるほどに小さい場合には、反射率RD、吸収率ADおよび散乱率SDの間にKubelka−Munkの散乱モデルに基づいて下記の式1の関係が成立し、吸収率ADと散乱率SDとの関係が反射率RDの関数として表される。したがって、上記関係式を利用すれば、散乱率SDが既知であるとき、反射率RDを実測することにより、その反射率RDに基づいて吸収率・散乱率比AD/SD(吸収率ADと散乱率SDとの比)を算出することが可能になるのである。
【0038】
【式1】
【0039】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、照射光Iを反射光R0としてディテクタ4へ向けて反射させる反射板20を備え、ディテクタ4が反射光Rの強度と共に反射光R0の強度を検出する機能も兼ねるようにしたので、ディテクタ4において反射光R1,R01の強度を検出し、その反射光R1,R01の検出結果に基づいて含水量Qを演算することが可能になる。この場合には、照射光Iの強度を不変の定数として含水量Qを演算していた従来の含水量測定装置とは異なり、例えば光源1の劣化等に起因して照射光Iの強度が経時的に変化した場合に、その経時変化後の照射光Iの強度を実測した上で、反射光R1の強度と共に照射光Iの強度変化(反射光R01の強度変化)を加味して紙Pの反射率RDが演算される。したがって、本実施の形態では、照射光Iの強度変化の観点において含水量Qの測定精度に誤差を及ぼし得る要因が取り除かれ、その誤差が排除されるため、紙Pの含水量Qを高精度に測定することができる。
【0040】
特に、本実施の形態では、紙Pの含水量Qの測定精度が向上する点に基づき、含水量測定装置を搭載しているコピー機やプリンタ等において、紙Pの含水量Qに応じて印画条件を制御することにより、印画品質の高品質化を図ることができる。
【0041】
また、本実施の形態では、光源1から照射された照射光Iを反射散乱させることにより紙Pへ導く積分球2を備えるようにしたので、この積分球2の散乱面2Mにおいて反射散乱された照射光Iが紙Pへ等方的に照射される。この場合には、積分球2を備えておらず、照射光Iが紙Pへ等方的に照射されない場合とは異なり、反射光Rの強度がほぼ完全散乱面に基づく角度分布となり、すなわち紙Pに垂直な軸と反射光Rの進行方向との間の角度の余弦に対してその反射光Rの強度がほぼ比例するため、紙Pの反射率RDとして絶対反射率を演算することが可能になる。したがって、本実施の形態では、反射光Rの強度の角度分布に起因する誤差が小さくなるため、この観点においても含水量Qの測定精度の向上に寄与することができる。この場合には、特に、光源1から照射された照射光Iが積分球2の内部に閉じ込められる結果、紙Pへ照射される照射光Iの照射効率が向上するため、ディテクタ4の検出強度を十分に確保することができる。
【0042】
また、本実施の形態では、反射光R,R0を波長分離するフィルタ6を備えるようにしたので、このフィルタ6による波長分離作用を利用して、反射光R,R0のうち、含水量Qの測定に有用な1.8μm以上の波長域の光(反射光R1,R01)が選択的にフィルタ6を通過し、ディテクタ4へ到達する。したがって、ディテクタ4において反射光R1,R01の強度を安定かつ容易に検出することができる。
【0043】
また、本実施の形態では、ガラス製のレンズ5を使用するようにしたので、ガラスの赤外線吸収特性、すなわち4.0μm以上の波長域の赤外線光を吸収する特性を利用して、反射光R,R0がレンズ5を通過する際に、それらの反射光R,R0のうちの4.0μm以上の波長域の赤外線光がレンズ5において吸収される。したがって、熱輻射に起因した演算誤差を誘発する不要な波長域の光を除いた反射光R,R0がフィルタ6へ導かれるため、この不要な赤外線光の存在に起因して含水量Qの演算結果に誤差が含まれることを防止することができる。
【0044】
また、本実施の形態では、上記したフィルタ6の波長分離作用およびレンズ5の赤外線吸収特性に基づき、実質的に1.8μm以上4.0μm未満の比較的狭い範囲内の波長域の光(反射光R1,R01)を利用して含水量Qが演算されるため、上記「従来の技術」の項において説明した2種類の波長域の赤外線光(被水吸収性の高い1μm以上の波長域の光および被水吸収性の低い1μm未満の波長域の光)を使用した従来の含水量測定装置と比較して、含水量Qの測定精度がより向上する。なぜなら、1μm以上の比較的広い範囲の波長域の光を利用した従来の場合には、水により吸収される光の波長域に対して全体の波長域が大きすぎるため、全体の波長域の反射光エネルギーに対して被水吸収性の波長域の反射光エネルギーが極めて小さくなり、その反射光強度の変化を検出しにくくなるのに対して、1.8μm以上4.0μm未満の比較的狭い範囲内の波長域の光を利用した本実施の形態の場合には、従来の場合と比較して、全体の波長域の反射光エネルギーに対して被水吸収性の波長域の反射光エネルギーが大きくなり、その反射光強度の変化を検出しやすくなるからである。
【0045】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0046】
図4は、本実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表している。なお、図4では、上記第1の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【0047】
この含水量測定装置は、上記第1の実施の形態と同様に、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果に基づいて含水量Qを演算するものであり、例えば、図4に示したように、反射板20を備えていない上、積分球2の側方に開口部2KAと対向するように開口部2KDが設けられ、この開口部2KDに対応して照射光強度検出用のレンズ51、フィルタ61およびディテクタ41(照射光強度検出手段)が配置されていると共に、積分球2に開口部2KAを通じて他の積分球21が連結され、その積分球21内に光源1が配置されている点を除き、上記第1の実施の形態と同様の構成(図1〜図3参照)を有している。
【0048】
積分球21は、照射光Iを反射して散乱させることにより開口部2KAを通じて積分球2へ導くものであり、例えば、積分球2と同様の構成を有し、すなわち球21Gの内面に散乱面21Mを構成する散乱膜21Sが設けられた構成を有している。この積分球21の寸法(例えば内径)は、例えば、積分球2の寸法よりも小さくなっている。この積分球21の内部には、光源1と開口部2KAとの間の位置にバフル71が配置されている。
【0049】
レンズ51は、照射光Iを集光するものであり、例えば、レンズ5と同様の構成を有している。なお、レンズ51を設けるか否かは自由に設定可能である。フィルタ61は、照射光Iを波長分離するものであり、例えば、フィルタ6と同様の構成を有している。ディテクタ41は、照射光Iの強度を検出するものであり、すなわち光源1から照射された照射光Iの強度を開口部2KDを通じて直接的に検出するようになっている。ここでいう「直接的」とは、光源1から照射された照射光Iを反射板20において反射光R0として反射させたのちに検出していた上記第1の実施の形態とは異なり、反射板20において反射した反射光R0以外の光を検出する(照射光Iをそのまま検出する)という意味である。このディテクタ41は、例えば、ディテクタ4と同様の構成を有している。
【0050】
この含水量測定装置では、紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されて反射光Rが生じると、図4に示したように、上記第1の実施の形態において説明した光学的原理に基づいて、フィルタ6の波長分離作用を利用して反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出されると共に、照射光Iが開口部2KDを通じてレンズ51を経由してフィルタ61へ導かれることにより、上記した反射光Rと同様に、フィルタ61の波長分離作用を利用して照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ41において検出される。これにより、上記第1の実施の形態と同様の演算手順を経て、図3に示したコントローラ9により、ディテクタ4,41の検出結果に基づいて含水量Qが演算される。
【0051】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、反射光R1の強度を検出するディテクタ4に加えて、照射光I1の強度を検出するディテクタ41を備えるようにしたので、ディテクタ4において反射光R1の強度を検出すると共にディテクタ41において照射光I1の強度を検出し、その反射光R1の検出結果と共に照射光I1の検出結果に基づいて含水量Qを演算することが可能になる。したがって、上記第1の実施の形態と同様の作用により、紙Pの含水量Qを高精度に測定することができる。
【0052】
特に、本実施の形態では、積分球2に連結された積分球21内に光源1を配置するようにしたので、積分球2に積分球21を連結させずに、その積分球2内に光源1を配設した場合とは異なり、照射光Iの大部分が積分球2,21において反射散乱されたのちにディテクタ41へ入射する。したがって、照射光Iの強度の角度分布に起因する誤差を小さくすることが可能になるため、この観点においても含水量Qの測定精度の向上に寄与することができる。
【0053】
なお、本実施の形態に係る含水量測定装置に関する上記以外の詳細な作用、動作および効果等は、上記第1の実施の形態と同様である。
【0054】
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
【0055】
図5および図6は、本実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表しており、図5は反射光強度および透過光強度検出時の状態を示し、図6は照射光強度検出時の状態を示している。なお、図5および図6では、上記第1の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【0056】
この含水量測定装置は、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果に基づいて含水量Qを演算していた上記第1の実施の形態とは異なり、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果と共に透過光Tの検出結果に基づいて含水量Qを演算するものであり、非透過性の紙Pの含水量Qだけでなく、透過性(例えば薄厚や低密度)の紙Pの含水量Qも測定するために使用されるものである。この含水量測定装置は、例えば、図5および図6に示したように、反射板20を備えていない上、積分球2の下方に配置され、上方に設けられた開口部22KAおよび側方に設けられた開口部22KBを有する積分球22と、この開口部22KBに対応して配置された透過光強度検出用のレンズ52、フィルタ62およびディテクタ42(透過光強度検出手段)とを新たに備えている点を除き、上記第1の実施の形態の含水量測定装置(図1〜図3参照)と同様の構成を有している。
【0057】
積分球22は、紙Pを透過した透過光Tと共に積分球2を経由して導かれた照射光Iを反射して散乱させることにより開口部22KBを通じてディテクタ42へ導くものであり、例えば、積分球2と同様の構成を有し、すなわち球22Gの内面に散乱面22Mを構成する散乱膜22Sが設けられた構成を有している。この積分球22の寸法(例えば内径)は、例えば、積分球2の寸法とほぼ同様である。
【0058】
レンズ52は、透過光Tを集光するものであり、例えば、レンズ5と同様の構成を有している。フィルタ62は、透過光Tと共に照射光Iを波長分離するものであり、例えば、フィルタ6と同様の構成を有している。ディテクタ42は、透過光Tの強度と共に照射光Iの強度を検出するものであり、例えば、ディテクタ4と同様の構成を有している。
【0059】
この含水量測定装置では、図5に示したように、積分球2,22間の位置まで紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、紙Pにおいて反射光Rおよび透過光Tが生じる。この反射光Rは、上記第1の実施の形態において説明した光学的原理に基づき、フィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出される。また、透過光Tは、開口部22KAを通じて積分球22へ導かれ、その積分球22の散乱面22Mにおいて反射散乱されることにより開口部22KBを通じてレンズ52を経由してフィルタ62へ導かれたのち、そのフィルタ62において波長分離されるため、上記した反射光Rと同様に、透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。一方、図6に示したように、積分球2,22間の位置から紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、その照射光Iが積分球2を経由して積分球22へ導かれるため、上記した透過光Tと同様に、照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ42において検出される。
【0060】
この場合には、図3に示したコントローラ9は、以下の動作手順により、ディテクタ4,42の検出結果に基づいて含水量Qを演算する。すなわち、まず、ディテクタ42において検出された照射光I1の強度とディテクタ4において検出された反射光R1の強度とに基づいて反射率RDを演算する。続いて、照射光Iの強度とディテクタ42において検出された透過光T1の強度とに基づいて透過率TDを演算する。続いて、反射率RDと透過率TDとに基づいて、吸収率・散乱率比AD/SDを演算する。最後に、メモリ8から検量線データCを読み出し、この検量線データCに基づいて吸収率・散乱率比AD/SDに対応する含水量Qを特定する。これにより、ディテクタ4,42の検出結果に基づいて含水量Qが演算される。
【0061】
ここで、透過率TDを考慮した場合のコントローラ9による吸収率・散乱率比AD/SDの演算原理について説明する。すなわち、上記したKubelka−Munkの散乱モデルに基づく式1を応用すれば、反射率RD、吸収率AD、散乱率SDおよび透過率TDの間に下記の式2の関係が成立する。式2中のR∞は、紙Pの厚さを無限大としたときの反射率であり、Rgは積分球22に応じた固有の反射率(既知)である。したがって、式2を利用すれば、反射率RDと透過率TDとに基づいて反射率R∞を演算することにより、その反射率R∞に基づいて吸収率・散乱率比AD/SDを算出することが可能になるのである。なお、式2では、反射率RDを簡略化して「R」と示し、透過率TDを簡略化して「T」と示している。
【0062】
【式2】
【0063】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、反射光R1の強度を検出するディテクタ4に加えて、透過光T1の強度および照射光I1の強度を検出するディテクタ42を備えるようにしたので、ディテクタ4において反射光R1の強度を検出すると共にディテクタ42において透過光T1の強度および照射光I1の強度を検出し、その反射光R1の検出結果と共に透過光T1の検出結果および照射光Iの検出結果に基づいて含水量Qを演算することが可能になる。この場合には、透過光T1の強度が無視できないほどに大きな紙Pの含水量Qを測定する際に、透過光T1の強度を加味せずに反射光R1の強度および照射光I1の強度のみに基づいて含水量Qを演算する場合と比較して、透過光T1の強度を加味した分だけ紙Pの厚さに対する反射率RDの依存性が補正される。すなわち、上記した式2を利用し、透過率TDを加味して反射率RDを紙Pの厚さが十分に大きい場合に得られる反射率R∞に変換した上で、その反射率R∞に基づいて含水量Qが演算されるため、紙Pの厚さの影響が排除され、含水量Qの演算精度が向上する。したがって、本実施の形態では、非透過性の紙Pの含水量Qに加えて、透過光Tの影響が無視できないほどに大きな透過性の紙Pの含水量Qも高精度に測定することができる。
【0064】
特に、本実施の形態では、透過光Tを反射散乱させる積分球22を備えるようにしたので、積分球22を備えていない場合と比較して透過光Tの捕捉率が高まり、透過光Tの強度の角度分布に起因する誤差が小さくなる。したがって、この観点においても含水量Qの測定精度の向上に寄与することができる。
【0065】
なお、本実施の形態に係る含水量測定装置に関する上記以外の詳細な作用、動作および効果等は、上記第1の実施の形態と同様である。
【0066】
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
【0067】
図7は、本実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表している。なお、図7では、上記第3の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【0068】
この含水量測定装置は、上記第3の実施の形態と同様に、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果と共に透過光Tの検出結果に基づいて含水率Qを演算するものであり、例えば、図7に示したように、新たに積分球2,22間に半透過反射板32(選択的透過手段)を備えている点を除き、上記第3の実施の形態の含水量測定装置(図5,図6および図3参照)と同様の構成を有している。
【0069】
半透過反射板32は、紙Pを透過した光のうちの一部の光を透過光Tとして選択的に透過させることにより積分球22を経由してディテクタ42へ導くと共に、その紙Pを透過した光のうちの残りの光を反射させることにより積分球2を経由してディテクタ4へ導くものであり、例えば、ポリエチレンやフッ素系プラスチックにより構成されている。この半透過反射板32の表面は粗面仕上げされており、その表面において光が散乱反射するように構成されているのが好ましく、あるいは半透過反射板32が多孔質のプラスチック製であり、その内部で光が散乱反射するように構成されているのが好ましい。この半透過反射板32の散乱率、反射率および厚さは既知である。
【0070】
この含水量測定装置では、半透過反射板32上に紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、紙Pにおいて反射光Rおよび透過光Tが生じる。この透過光Tとは、紙Pを透過した光のうちの一部の光、すなわち半透過反射板32を選択的に透過して積分球22に導かれた光である。また、反射光Rとは、紙Pを透過した光のうちの残りの光、すなわち半透過反射板32において反射されて再び紙Pを経由して積分球2に導かれた光と、紙Pにおいて反射した光との混合光である。この反射光Rは、上記第1の実施の形態において説明した光学的原理に基づき、フィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出される。一方、透過光Tは、上記第3の実施の形態において説明した光学的原理に基づき、フィルタ62へ導かれて波長分離されるため、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。なお、図示はしないが、この含水量測定装置では、半透過反射板32上から紙Pが搬送された状態において、上記第3の実施の形態において図6を参照して説明した場合と同様に、照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ42において検出される。これにより、上記第3の実施の形態と同様の演算手順を経て、図3に示したコントローラ9により、ディテクタ4,42の検出結果に基づいて含水量Qが演算される。
【0071】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、紙Pを透過した光のうちの一部の光を透過光Tとして選択的に透過させる半透過反射板32を備えるようにしたので、ディテクタ42において透過光T1の強度および照射光Iの強度を検出すると共に、ディテクタ4において反射光R1の強度を検出し、反射光R1の検出結果と共に透過光T1の検出結果および照射光Iの強度に基づいて含水量Qを演算することが可能になる。したがって、この場合においても透過光Tの強度を加味して吸収率・散乱率比AD/SDが演算され、この吸収率・散乱率比AD/SDに基づいて含水量Qが演算されるため、上記第3の実施の形態と同様の作用により、紙Pの含水量Qを高精度に測定することができる。
【0072】
なお、本実施の形態に係る含水量測定装置に関する上記以外の詳細な作用、動作および効果等は、上記第3の実施の形態と同様である。
【0073】
[第5の実施の形態]
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
【0074】
図8および図9は、本実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表しており、図8は紙Pの搬送前の状態を示し、図9は紙Pの搬送後の状態を示している。なお、図8および図9では、上記第3の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【0075】
この含水量測定装置は、紙Pの表裏面に関して反射光Rの強度および透過光Tの強度を検出し、上記第3の実施の形態と同様に、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果と共に透過光Tの検出結果に基づいて含水量Qを演算するものである。この含水量測定装置は、例えば、図8および図9に示したように、上記第3の実施の形態において説明した含水量測定装置(図5,図6および図3参照)により構成された2つの含水量測定部100A,100Bを備え、これらの2つの含水量測定部100A,100Bが互いに上下反転された状態で紙Pの進行方向(矢印Y)に沿って配列された構成を有している。
【0076】
紙Pは、対向する一対の面PX(表面),PY(裏面)を有しており、例えば、裏面PYに印画面Gを有している。この印画面Gは、例えば、コピー機やプリンタ等によりトナー等を使用して形成された文字や画像などである。この紙Pは、図示しない搬送機構を利用して、含水量測定部100Aに対応する位置TAから含水量測定部100Bに対応する位置TBまで搬送されるようになっている。
【0077】
この含水量測定装置に、印画面Gを有する裏面PYが下方を向くように紙Pが投入された場合、位置TAにおいて、含水量測定部100Aのディテクタ4は、紙Pの裏面PYに関する反射光Rの強度を検出する機能を担い、ディテクタ42は、紙Pの表面PX側に位置して透過光Tの強度を検出する機能を担う。一方、位置TBにおいて、含水量測定部100Bのディテクタ4は、紙Pの表面PXに関する反射光Rの強度を検出する機能を担い、ディテクタ42は、紙Pの裏面PY側に位置して透過光Tの強度を検出する機能を担う。
【0078】
この含水量測定装置では、まず、図8に示したように、位置TAに紙Pが搬送された状態において、含水量測定部100Aの光源1から照射光Iが照射されると、紙Pの裏面PYにおいて生じた反射光Rがフィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出されると共に、紙Pを透過した透過光Tがフィルタ62へ導かれて波長分離されるため、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。続いて、図9に示したように、位置TAから位置TBまで紙Pが搬送された状態において、含水量測定部100Bの光源1から照射光が照射されると、紙Pの表面PXにおいて生じた反射光Rがフィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出されると共に、紙Pを透過した透過光Tがフィルタ62へ導かれて波長分離されるため、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。なお、図示はしないが、この含水量測定装置では、位置TAから紙Pが搬送された状態において、上記第3の実施の形態において図6を参照して説明した場合と同様に、含水量測定部100Aのディテクタ42において照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)が検出されると共に、位置TBから紙が搬送された状態においても同様に、含水量測定部100Bのディテクタ42において照射光I1が検出される。
【0079】
この場合には、図3に示したコントローラ9は、例えば、含水量測定部100Aにおいて検出したデータ、すなわち紙Pの裏面PYに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度、透過光T1の強度および照射光Iの強度と、含水量測定部100Bにおいて検出したデータ、すなわち紙Pの表面PXに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度、透過光T1の強度および照射光Iの強度とに基づいて吸収率・散乱率比AD/SDを演算したのち、この吸収率・散乱率比AD/SDに基づいて検量線データCを利用して含水量Qを特定する。
【0080】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、紙Pの裏面PY(印画面G)に関する反射特性を考慮した反射光R1の強度を検出する含水量測定部100Aと、紙Pの表面PXに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度を検出する含水量測定部100Bとを備えるようにしたので、以下の理由により、裏面PYに印画面Gを有する紙Pの含水量Qを高精度に測定することができる。
【0081】
すなわち、近年のコピー機やプリンタ等の使用状況を考慮すると、未印画の紙に限らず、印画済みの紙を使用する場合も多い。これは、印画済みの紙を処分せずに再利用し、未印画面(印画面と反対側の面)に新たに印画することを目的としたものである。しかしながら、紙の一面に画像形成用のトナー等が存在すると、このトナー等の存在に起因して紙の散乱率や吸収率が変化し得るため、含水量を高精度に測定しにくくなる。
【0082】
この点に関して、本実施の形態では、上記したように、含水量測定部100Aにおいて、紙Pの裏面PY(印画面G)に関する反射特性を考慮した反射光R1の強度を検出すると共に、含水量測定部100Bにおいて、紙Pの表面PXに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度を検出し、これらの2つの反射光R1の強度を含んで含水量Qを演算するようにしたので、単に紙Pの一方の面(PXまたはPY)のみに関して含水量Qを演算する場合とは異なり、印画面Gの存在に起因する光の散乱率や吸収率の差異に起因する光学的誤差が補正され、含水量Qの演算精度が向上する。したがって、本実施の形態では、裏面PYに印画面Gを有する紙Pの含水量Qを高精度に測定することが可能になるのである。
【0083】
なお、上記では、裏面PYに印画面Gを有する紙Pの含水量Qを測定するために本実施の形態の含水量測定装置を使用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、いずれの面PX,PYにも印画面Gを有しない紙P(未使用の紙)の含水量Qを測定するために本実施の形態の含水量測定装置を使用するようにしてもよい。この場合においても、紙Pの各面PX,PYに関する反射特性の差異を考慮して、含水量Qを高精度に測定することができる。
【0084】
本実施の形態に係る含水量測定装置に関する上記以外の作用、動作、効果および変形は上記第3の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0085】
[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
【0086】
図10および図11は、本実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表しており、図10は紙Pの反転前の状態を示し、図11は紙Pの反転後の状態を示している。なお、図10および図11では、上記第3の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素に同一の符号を付している。
【0087】
この含水量測定装置は、上記第5の実施の形態と同様に、紙Pの表裏面に関して反射光Rの強度および透過光Tの強度を検出し、反射光Rの検出結果および照射光Iの検出結果と共に透過光Tの検出結果に基づいて含水量Qを演算するものであり、例えば、図10および図11に示したように、紙Pの表裏を反転させる反転機構34を新たに備えている点を除き、上記第3の実施の形態の含水量測定装置(図5,図6および図3参照)と同様の構成を有している。この反転機構34は、例えば、紙Pを搬送するための搬送用ローラや反転させるための反転用ローラなどを含んで構成されている。
【0088】
この含水量測定装置では、図10に示したように、印画面Gを有する裏面PYが上方を向くように紙Pが搬送された状態において、光源1から照射光Iが照射されると、上記第3の実施の形態において説明した光学的原理に基づき、紙Pの裏面PYにおいて生じた反射光Rがフィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出されると共に、紙Pを透過した透過光Tがフィルタ62へ導かれて波長分離されるため、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。続いて、図11に示したように、反転機構34により紙Pの表裏が反転され、印画面Gを有する裏面PYが下方を向いた状態において光源1から照射光Iが照射されると、紙Pの表面PXにおいて生じた反射光Rがフィルタ6へ導かれて波長分離されるため、その反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出されると共に、紙Pを透過した透過光Tがフィルタ62へ導かれて波長分離されるため、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出される。なお、図示はしないが、この含水量測定装置では、紙Pの搬送前の状態において、上記第3の実施の形態において図6を参照して説明した場合と同様に、照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ42において検出される。
【0089】
この場合には、図3に示したコントローラ9は、例えば、紙Pの反転前にディテクタ4,42において検出したデータ、すなわち紙Pの裏面PYに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度、透過光T1の強度および照射光Iの強度と、紙Pの反転後に検出したデータ、すなわち紙Pの表面PXに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度、透過光T1の強度および照射光Iの強度とに基づいて吸収率・散乱率比AD/SDを演算したのち、この吸収率・散乱率比AD/SDに基づいて検量線データCを利用して含水量Qを特定する。
【0090】
本実施の形態に係る含水量測定装置では、紙Pの表裏を反転させる反転機構34を備えるようにしたので、この反転機構34を利用して、紙Pの裏面PYに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度と表面PXに関する反射特性を考慮した反射光R1の強度とを検出し、これらの2つの反射光R1の強度を含んで含水量Qを演算することが可能になる。したがって、上記第5の実施の形態と同様の作用により含水量Qの演算精度が向上するため、裏面PYに印画面Gを有する紙Pの含水量Qを高精度に測定することができる。
【0091】
特に、本実施の形態では、反転機構34による紙Pの反転機構を利用することにより、上記第5の実施の形態において説明したように実質的に2つの含水量測定装置(含水量測定部100A,100B)を組み合わせて使用せずに、1つの含水量測定装置のみを使用して含水量Qを演算することが可能になる。したがって、上記第5の実施の形態と比較して、装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【0092】
なお、本実施の形態に係る含水量測定装置に関する上記以外の効果および変形は上記第3の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【0093】
以上、第1〜第6の実施の形態としていくつかの含水量測定装置について説明したが、含水量Qの測定精度を向上させることが可能な限り、各含水量測定装置の構成は自由に変更可能である。
【0094】
具体的には、上記各実施の形態では、光源1として、1.8μm以上の波長域の赤外線光を含む照射光Iを照射するものを使用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、その1.8μm以上の波長域の赤外線光のみを照射光Iとして照射するものを使用するようにしてもよい。この種の光源1としては、例えば、1.9μm近傍の波長域の赤外線光のみを照射可能なLED(Light Emitting Diode)やLD(Laser Diode )などが挙げられる。この場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0095】
また、上記第1の実施の形態(図1および図2参照)では、反射光Rのうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)および反射光R0のうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R01)を検出するディテクタ4のみを備え、そのディテクタ4の検出結果に基づいて含水量Qを演算するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図12および図13に示したように、ディテクタ4に加えて、1.8μm未満の波長域の光(反射光R2,R02)を検出するディテクタ43を備えると共に、これらのディテクタ4,43へ導かれる光(反射光R,R0)を1.8μm以上の波長域の光(反射光R1,R01)と1.8μm未満の波長域の光(反射光R2,R02)とに分離する光学的分離手段を備え、ディテクタ4,43の双方の検出結果に基づいて含水量Qを演算するようにしてもよい。なお、上記した「反射光R,R0を1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する」という表現は、1.8μmの波長を基準(境界)として厳密に1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する場合に限らず、全体中において1.8μm以上の波長域の光が占める割合が大きい光(1.8μm以上の波長域の光を大部分含み、1.8μm未満の波長域の光も僅かに含む光)と全体中において1.8μm未満の波長域の光が占める割合が大きい光(1.8μm未満の波長域の光を大部分含み、1.8μm未満の波長域の光も僅かに含む光)とに分離する場合も含む意味である。この旨は、後述する照射光I(I1,I2)および透過光T(T1,T2)についても同様である。このディテクタ43は、例えば、シリコンフォトダイオード、ゲルマニウムフォトダイオード、インジウムガリウムヒ素合金フォトダイオードまたは熱起電力型素子などにより構成されている。また、光学的分離手段は、例えば、フィルタ6を傾けてハーフミラーとして使用したものである。なお、必要に応じて、ディテクタ43と共に、例えば薄膜干渉フィルタ、バンドパスフィルタまたは回折格子などの波長制限用の分光手段を組み合わせて使用してもよい。
【0096】
この含水量測定装置では、光源1から照射光Iが照射されると、図12に示したように、反射光Rがフィルタ6へ導かれて波長分離され、その反射光Rのうちの被水吸収性の高い1.8μm以上の波長域の光(反射光R1)がディテクタ4において検出され、かつ被水吸収性の低い1.8μm未満の波長域の光(反射光R2)がディテクタ43において検出されると共に、図13に示したように、反射光Rと同様に反射光R0がフィルタ6へ導かれて波長分離され、その反射光R0のうちの1.8μm以上の波長域の光(反射光R01)がディテクタ4において検出され、かつ1.8μm未満の波長域の光(反射光R02)がディテクタ43において検出される。なお、例えば、ディテクタ43の分光感度特性によっては、そのディテクタ43において1.8μm以上の波長域の光も検出され得るが、その場合には、ディテクタ4,43の検出結果に基づいて、ディテクタ43に対する1.8μm以上の波長域の光の強度の寄与分が演算されることにより、その演算結果に基づいてディテクタ43の検出値が補正された上で、1.8μm未満の波長域の光の強度が算出される。
【0097】
この場合には、以下の演算原理に基づき、散乱率SDが既知でない場合においても紙Pの含水量を演算することが可能である。すなわち、上記したKubelka−Munkの散乱モデルに基づく関係式が、1.8μm以上の波長域の光(反射光R1,R01)に関してf(RD1)=AD1/SD1と表され、一方、1.8μm未満の波長域の光(反射光R2,R02)に関してf(RD2)=AD2/SD2と表されるとする。これらのRD2、AD2およびSD2は、それぞれ紙P自体(水を除く)の反射率、吸収率および散乱率に相当する。この場合には、反射光R1,R2の双方に関して散乱率が等しく(SD1=SD2)、かつ吸収率AD2が既知であれば、f(RD1)/f(RD2)=AD1/AD2の関係に基づいて吸収率比AD1/AD2を演算した上、この吸収率比AD1/AD2に基づいて紙Pの含水量Qを特定することが可能になる。この場合には、被水吸収性の高い反射光R1,R01の強度と被水吸収性の低い反射光R2,R02の強度との間の差異に基づいて散乱率SDの変動による影響が排除されるため、その吸収率比AD1/AD2の演算精度が向上する。したがって、紙Pの含水量Qを極めて高精度に測定することができる。なお、図12および図13に示した含水量測定装置に関する上記以外の特徴は、図1および図2に示した含水量測定装置と同様である。参考までに、例えば、紙Pに代えて、材質が一定なパルプなどの含水量Qを測定する場合には、上記した吸収率AD2は一定となるので、吸収率比AD1/AD2を含水量Qと直接対応づけることも可能である。
【0098】
特に、図12および図13に示した含水量測定装置に関して、上記したように、1.8μm以上の波長域の赤外線光のみを照射光Iとして照射する光源1を使用した場合には、例えば、この光源1とは別個に、1.8μm未満の波長域の赤外線光のみを照射光Iとして照射する他の光源を使用するようにしてもよい。この「他の光源」としては、例えば、1.8μm未満の波長域の赤外線光のみを選択的に照射可能なLD(Laser Diode )などが挙げられる。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【0099】
なお、図12および図13に示した変形例は、上記第1の実施の形態に限らず、他の第2〜第6の実施の形態にも適用可能である。
【0100】
具体的には、上記第2の実施の形態に適用した場合には、図14に示したように、フィルタ61を傾けてハーフミラーとして使用した上で、ディテクタ41に加えて新たにディテクタ44を備えるようにすれば、照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ41において検出されると共に、1.8μm未満の波長域の光(照射光I2)がディテクタ44において検出されるため、図12および図13に示した場合と同様の作用により、紙Pの含水量Qを極めて高精度に測定することができる。
【0101】
また、上記第3の実施の形態に適用した場合には、図15および図16に示したように、フィルタ62を傾けてハーフミラーとして使用した上で、ディテクタ42に加えて新たにディテクタ45を備えるようにすれば、図15に示したように、透過光Tの検出時に、その透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出され、かつ1.8μm未満の波長域の光(透過光T2)がディテクタ45において検出されると共に、図16に示したように、照射光Iの検出時に、その照射光Iのうちの1.8μm以上の波長域の光(照射光I1)がディテクタ42において検出され、かつ1.8μm未満の波長域の光(照射光I2)がディテクタ45において検出される。したがって、図12および図13を参照して説明した反射光R1,R2と同様の作用により、透過光T1,T2間の強度および照射光I1,I2間の強度に基づいて吸収率・散乱率比AD1/SD,AD2/SDが演算されたのちに吸収率比AD1/AD2が演算され、その誤差となる要因が排除された吸収率比AD1/AD2に基づいて含水量Qが特定されるため、紙Pの含水量Qを極めて高精度に測定することができる。
【0102】
また、上記第4の実施の形態に適用した場合には、図17に示したように、透過光Tのうちの1.8μm以上の波長域の光(透過光T1)がディテクタ42において検出されると共に、1.8μm未満の波長域の光(透過光T2)がディテクタ45において検出されるため、図15および図16に示した場合と同様の作用により、紙Pの含水量Qを極めて高精度に測定することができる。
【0103】
また、図示はしないが、上記第5および第6の実施の形態に適用すれば、上記第2〜第4の実施の形態に適用した場合と同様に、含水量Qの測定精度を向上させることができる。
【0104】
また、上記第1の実施の形態(図1および図2参照)では、紙Pの含水量Qを測定する上で、紙Pが反射板20上を搬送されるため、その反射板20を固定するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、紙Pが反射板20上を搬送されない場合、例えば紙Pがコピー機やプリンタ等のトレー内に保管されるものである場合には、紙Pに代えて、反射板20を測定位置(図1および図2に示した反射板20の位置)とその測定位置から離れた退避位置との間で移動させるようにしてもよい。この場合においても、必要に応じて反射板20において照射光Iをディテクタ4へ向けて反射させることが可能になるため、同様の効果を得ることができる。
【0105】
また、上記第1の実施の形態では、光源1から照射された照射光Iを反射光R0としてディテクタ4へ向けて反射させる部材として反射板20を使用するようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、反射板20と同様に照射光Iを反射し得る限り、その反射板20を他の部材に置き換えてもよい。この「他の部材」としては、例えば、積分球2の開口部2KBに対応した位置に開口部を有する他の積分球などが挙げられる。
【0106】
また、上記第2の実施の形態(図4参照)では、上記第1の実施の形態において説明した反射板20を設けないようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、反射板20を設けるようにしてもよい。この場合の反射板20は、照射光Iを反射光R0として反射させる機能を担っていた上記第1の実施の形態とは異なり、僅かながらでも紙Pが透過性を有する場合に、その紙Pを透過した光をディテクタ4へ向けて反射させる機能を担うものである。この場合には、紙Pの透過性の有無に関わらずに、ディテクタ4へ導かれる光の割合がほぼ一定に維持されるため、含水量Qの演算精度をより向上させることができる。
【0107】
また、上記第2の実施の形態では、積分球2のうち、開口部2KAに対向する位置に開口部2KDを設け、この開口部2KDに対応してレンズ51、フィルタ61およびディテクタ41を配置させるようにしたが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、図18に示したように、開口部2KAに対向しない位置に開口部2KDを設けた、この開口部2KDに対応してレンズ51、フィルタ61およびディテクタ41を配置させるようにしてもよい。この場合には、積分球2において反射された照射光Iに加えて、バフル71において反射された照射光Iもディテクタ41において検出し得る上記第2の実施の形態とは異なり、バフル71において反射された割合を少なくし、積分球2において反射散乱された割合を多くした状態で照射光Iをディテクタ41において検出することが可能になるため、含水量Qの演算精度をより向上させることができる。なお、図18では、含水量測定装置の平面構成を模式的に表しており、図4に示した一連の構成要素のうちの光源1、積分球2,21(開口部2KA,2KD)、ディテクタ41、レンズ51、フィルタ61およびバフル71のみを示している。
【0108】
また、上記第1〜第6の実施の形態において説明した含水量測定装置の構成および図12〜図18に示した変形例は、上記したようにそれぞれ単独で含水量測定装置に適用されるようにしてもよいし、あるいは適宜組み合わされて含水量測定装置に適用されるようにしてもよい。具体的には、例えば、図19に示したように、第2の実施の形態において説明した構成(図4参照)と第3の実施の形態において説明した構成(図5参照)とを組み合わせるようにしてもよい。この場合においても、上記各実施の形態および各変形例と同様の効果を得ることができる。
【0109】
また、上記各実施の形態および各変形例では、本発明の含水量測定装置を使用して紙の含水量を測定する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、本発明の含水量測定装置を使用すれば、紙以外の他の被測定物の含水量を測定することも可能である。この「他の被測定物」としては、例えば、布や、土や、パンまたは麺などの生地や、海苔または茶などの食品等が挙げられる。この場合においても、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【0110】
【実施例】
次に、本発明に関する具体的な実施例について説明する。
【0111】
本発明の一連の含水量測定装置を代表して、上記第1の実施の形態として図1および図2に示した含水量測定装置(以下、単に「本発明の第1の含水量測定装置」という。)を使用して紙Pの含水量Qを測定したところ、図20に示した結果が得られ、第1の実施の形態に関する変形例として図12および図13に示した含水量測定装置(以下、単に「本発明の第2の含水量測定装置」という。)を使用して紙Pの含水量Qを測定したところ、図21に示した結果が得られた。図20は吸収率・散乱率比と含水量との相関を表しており、「横軸」はKubelka−Munkの関数を利用して求められる吸収率・散乱率比AD/SDを示し、「縦軸」は含水量Q(質量%)を示している。また、図21は吸収率比と含水量との相関を表しており、「横軸」はKubelka−Munkの関数を利用して求められる吸収率比AD1/AD2を示し、「縦軸」は含水量Q(質量%)を示している。図20および図21に示した「○」は、紙Pとして株式会社NBSリコー製のMY RECYCLE PAPER 100W 商品No.902010 を使用した場合に関する結果を示し、「□」は、他の紙Pとしてプラス株式会社製のコピーペーパー(中性紙)CR−220を使用した場合に関する結果を示している。
【0112】
含水量測定装置としては、積分球2として微細な表面凹凸構造を有する球2Gの内面に金製の散乱膜2Sが設けられたものを使用すると共に、光源1としてフィラメント電球を使用した。含水量Qを測定する際には、光源1を稼働させた状態でディテクタ4,43において検出された光の強度(反射光R1と背景輻射に起因する光とが混合された混合光の強度)と、光源1を停止させた状態でディテクタ4,43において検出された光の強度(背景輻射に起因する光の強度)との差分を、背景輻射の影響分を除いた反射光R1の強度とすることにより、その背景輻射の影響を排除して含水量Qを演算した。
【0113】
図20に示した結果から判るように、本発明の第1の含水量測定装置を使用して含水量Qを測定したところ、紙質の異なるいずれの紙Pに関しても、Kubelka−Munkの関数から求められた吸収率・散乱率比AD/SDが増加するにしたがって含水量Qの実測値が増加した。この場合には、紙質によっては若干のばらつきが見られたものの、吸収率・散乱率比AD/SDと含水量Qとの間にほぼ比例関係が認められた。このことから、本発明の第1の含水量測定装置を使用すれば、紙Pの含水量Qを高精度に測定可能であることが確認された。
【0114】
また、図21に示した結果から判るように、本発明の第2の含水量測定装置を使用して含水量Qを測定したところ、いずれの紙Pに関しても吸収率比AD1/AD2が増加するにしたがって含水量Qの実測値が増加した。この場合には、紙質に関係せずに、吸収率比AD1/AD2と含水量Qとの間に十分な比例関係が認められた。このことから、本発明の第2の含水量測定装置を使用すれば、紙Pの含水量Qをより高精度に測定可能であることが確認された。
【0115】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る含水量測定装置によれば、光源から照射された照射光の強度を検出する照射光強度検出手段を備え、照射光強度検出手段の検出結果および反射光強度検出手段の検出結果に基づいて被測定物の含水量を演算するようにしたので、例えば光源の劣化等に起因する照射光の強度変化を加味して含水量が演算される。したがって、反射光の強度と共に照射光の強度変化も加味して被測定物の反射率が演算されるため、被測定物の含水量を高精度に測定することができる。
【0116】
また、上記の他、本発明に係る含水量測定装置では、光源から照射された照射光を反射して散乱させることにより被測定物へ導く反射散乱手段を備えるようにすれば、反射光の強度の角度分布の観点において含水量の測定精度に誤差を及ぼし得る要因が取り除かれ、その誤差が小さくなるため、被測定物の含水量をより高精度に測定することができる。
【0117】
また、本発明に係る含水量測定装置では、被測定物を透過した透過光の強度を検出する透過光強度検出手段を備え、照射光強度検出手段の検出結果および反射光強度検出手段の検出結果と共に透過光強度検出手段の検出結果に基づいて含水量を演算するようにすれば、その透過光の強度を加味した分だけ被測定物の厚さに対する反射率の依存性が補正され、含水量の演算精度が向上するため、透過光の影響が無視できないほどに大きな被測定物の含水量をより高精度に測定することができる。
【0118】
また、本発明に係る含水量測定装置では、照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段へ導かれる光のうちの1.8μm以上の波長域の光を選択的に透過させる光学フィルタを備えるようにすれば、この光学フィルタによる波長分離作用を利用して、照射光、反射光および透過光のうちの含水量の測定に有用な1.8μm以上の波長域の光が照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段へそれぞれ導かれるため、照射光、反射光および透過光の強度を安定かつ容易に検出することができる。
【0119】
また、本発明に係る含水量測定装置では、照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段へ導かれる光を1.8μm以上の波長域の光と1.8μm未満の波長域の光とに分離する光学的分離手段を備え、これらの照射光強度検出手段、反射光強度検出手段および透過光強度検出手段が、それぞれ1.8μm以上の波長域の光の強度と1.8μm未満の波長域の光の強度とを別個に検出するようにすれば、被水吸収性の高い1.8μm以上の波長域の光の強度と被水吸収性の低い1.8μm未満の波長域の光の強度との間の差異に基づいて散乱率の変動による影響が排除されることにより演算精度が向上するため、被測定物の含水量を極めて高精度に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る含水量測定装置の反射光強度検出時の概略構成を表す断面図である。
【図2】図1に示した含水量測定装置の照射光強度検出時の概略構成を表す断面図である。
【図3】図1および図2に示した含水量測定装置のブロック構成を表すブロック図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表す断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る含水量測定装置の反射光強度および透過光強度検出時の概略構成を表す断面図である。
【図6】図5に示した含水量測定装置の照射光強度検出時の概略構成を表す断面図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る含水量測定装置の概略構成を表す断面図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態に係る含水量測定装置の紙搬送前の概略構成を表す断面図である。
【図9】図8に示した含水量測定装置の紙搬送後の概略構成を表す断面図である。
【図10】本発明の第6の実施の形態に係る含水量測定装置の紙反転前の概略構成を表す断面図である。
【図11】図10に示した含水量測定装置の紙反転後の概略構成を表す断面図である。
【図12】本発明の第1の実施の形態に係る含水量測定装置に関する変形例(反射光強度検出時)を説明するための断面図である。
【図13】図12に示した含水量測定装置(照射光強度検出時)を説明するための断面図である。
【図14】本発明の第2の実施の形態に係る含水量測定装置に関する変形例を説明するための断面図である。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る含水量測定装置に関する変形例(反射光強度および透過光強度検出時)を説明するための断面図である。
【図16】図15に示した含水量測定装置(照射光強度検出時)を説明するための断面図である。
【図17】本発明の第4の実施の形態に係る含水量測定装置に関する変形例を説明するための断面図である。
【図18】本発明の第2の実施の形態に係る含水量測定装置に関する他の変形例を説明するための平面図である。
【図19】本発明の含水量測定装置に関する他の変形例を説明するための断面図である。
【図20】本発明の含水量測定装置に関する吸収率・散乱率比と含水量との相関を表す図である。
【図21】本発明の他の含水量測定装置に関する吸収率比と含水量との相関を表す図である。
【符号の説明】
1…光源、2,21,22…積分球、2KA〜2KD,22KA,22KB…開口部、2G,21G,22G…球、2M,21M,22M…散乱面、2S,21S,22S…散乱膜、4,41〜45…ディテクタ、5…レンズ、6,61,62…フィルタ、7,71…バフル、8…メモリ、9…コントローラ、10…アンプ、11…A/D変換器、20…反射板、32…半透過反射板、34…反転機構、100A,100B…含水量測定部、AD…吸収率、AD/SD…吸収率・散乱率比C…検量線データ、I(I1,I2)…照射光、G…印画面、P…紙、PX…表面、PY…裏面、R0(R01,R02),R(R1,R2)…反射光、RD…反射率、SD…散乱率、T(T1,T2)…透過光、Q…含水量。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a water content measuring device used for measuring the water content of an object to be measured such as paper.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a water content measuring device has been used to measure the water content of an object to be measured such as paper. As this water content measuring device, for example, the intensity of reflected light generated when irradiating an object to be measured is detected, and the water content is measured using the fact that the intensity of the reflected light changes according to the water content. What calculates is known.
[0003]
Specifically, for example, light in two wavelength ranges from the light source to the object to be measured is light having a high water absorbency of 1 μm or more and light having a low water absorbency of less than 1 μm. And by detecting the intensity of the reflected light using two types of detection means having detection sensitivity in each wavelength range, the intensity of the light in the two wavelength ranges included in the reflected light is detected. 2. Description of the Related Art A water content measuring device that calculates a water content based on a relationship is known (for example, see Patent Document 1). This water content measuring device does not require a mechanism (a turret-type selector having a plurality of optical filters) for wavelength-separating the light emitted from the light source.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2000-283916 A
[0005]
Also, for example, light of three wavelengths from the light source to the object to be measured, that is, light of one infrared absorption wavelength (light having a high water absorbability) and light of two infrared comparison wavelengths (light of an infrared absorption wavelength) (Light having low water absorbability corresponding to the shorter wavelength side or the longer wavelength side) and the intensity of the reflected light generated when the light is irradiated, and the three wavelengths of light included in the reflected light are detected. There is known a water content measuring device that calculates a water content by correcting an error (an error caused by factors other than light absorption by water) based on a relationship between the intensities (for example, see Patent Document 2). . Specifically, in this water content measuring device, after extrapolating the reflectance of the light of the infrared comparison wavelength to calculate the scattering of the light of the infrared absorption wavelength, the scattering and the reflection of the light of the infrared absorption wavelength are calculated. By calculating the absorption rate based on the rate, the water content of the measured object is specified based on the absorption rate. In this water content measuring device, an error caused by disturbance (surface roughness of the measured object, etc.) is corrected.
[0006]
[Patent Document 2]
JP-A-03-11538
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to measure the water content of an object to be measured with high accuracy using a water content measurement device, it is necessary to remove as much as possible a factor that may cause an error in the measurement accuracy of the water content and to reduce the error. There is. In this regard, the above-described conventional water content measurement device is useful, but it can be said that there is still room for improvement in the measurement accuracy of the water content measurement device in consideration of the need for further improvement in measurement accuracy. In particular, in the conventional water content measuring device, for example, when the water content is calculated after fixing the intensity of the light emitted from the light source as a constant, for example, the light intensity due to the deterioration of the light source, etc. If the water content decreases, the water content contains an error corresponding to the decrease in the light intensity, so that it becomes difficult to measure the water content with high accuracy.
[0008]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a water content measuring device capable of measuring the water content of an object to be measured with high accuracy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The water content measuring device according to the present invention includes a light source, an irradiation light intensity detecting unit that detects the intensity of irradiation light emitted from the light source to the object to be measured, and detects the intensity of light reflected by the object to be measured. The apparatus comprises a reflected light intensity detecting means, and a calculating means for calculating the water content of the measured object based on at least the detection result of the irradiation light intensity detecting means and the detection result of the reflected light intensity detecting means.
[0010]
In the water content measuring device according to the present invention, the irradiation light is irradiated from the light source to the object to be measured, and when the reflected light is generated in the object to be measured, the intensity of the irradiation light is detected by the irradiation light intensity detecting means, and the reflected light is reflected. The light intensity detecting means detects the intensity of the reflected light. Then, the calculating means calculates the water content of the measured object based on at least the detection result of the irradiation light intensity detecting means and the detection result of the reflected light intensity detecting means. The reflectance of the measured object is calculated in consideration of not only the intensity of the reflected light but also a change in the intensity of the irradiation light due to, for example, deterioration of the light source, and the accuracy of calculating the water content is improved.
[0011]
In the water content measuring device according to the present invention, the irradiation light intensity detecting means is different from the reflected light intensity detecting means, and the intensity of the irradiation light may be directly detected, or the irradiation light may be reflected. A reflection unit for reflecting the light toward the light intensity detection unit is provided.The reflection light intensity detection unit also functions as an irradiation light intensity detection unit, and indirectly detects the intensity of the irradiation light via the reflection unit. Is also good.
[0012]
In particular, the water content measuring device according to the present invention may be provided with a reflection / scattering unit that guides the irradiation light emitted from the light source to the object by reflecting and scattering the irradiation light, and the reflection / scattering unit includes an integrating sphere. It is preferred that Further, there is provided transmitted light intensity detecting means for detecting the intensity of transmitted light transmitted through the object to be measured, and the calculating means includes a transmitted light intensity detecting means together with a detection result of the irradiation light intensity detecting means and a detection result of the reflected light intensity detecting means. The water content of the object to be measured may be calculated based on the detection result.In this case, a part of the light transmitted through the object to be measured may be selectively transmitted as transmitted light. May be provided to selectively transmit light to the transmitted light intensity detecting means.
[0013]
Further, in the water content measuring device according to the present invention, of the light guided to the irradiation light intensity detecting means, the reflected light intensity detecting means and the transmitted light intensity detecting means, light having a wavelength range of 1.8 μm or more is selectively transmitted. An optical filter may be provided, and this optical filter is preferably made of germanium. Optical separation for separating light guided to the irradiation light intensity detection means, the reflected light intensity detection means, and the transmitted light intensity detection means into light in a wavelength range of 1.8 μm or more and light in a wavelength range of less than 1.8 μm. The irradiation light intensity detecting means, the reflected light intensity detecting means, and the transmitted light intensity detecting means, wherein the light intensity in the wavelength range of 1.8 μm or more and the wavelength range of less than 1.8 μm are separated by the optical separation means. And the optical intensity may be separately detected, and the optical separating means is preferably a half mirror.
[0014]
The expression “selectively transmitting light in a wavelength range of 1.8 μm or more of light” regarding the “optical filter” described above transmits only light in a wavelength range of strictly 1.8 μm or more ( Not only the case where light in a wavelength region of less than 1.8 μm is not transmitted at all), but also a light having a large proportion of light in a wavelength region of 1.8 μm or more in the entirety is transmitted (light in a wavelength region of 1.8 μm or more). Is transmitted largely and light in other wavelength ranges is also slightly transmitted). Similarly, the expression “separating light into light in a wavelength range of 1.8 μm or more and light in a wavelength range of less than 1.8 μm” regarding the above “optical separation means” is based on a wavelength of 1.8 μm. The ratio of light occupied by light in the wavelength region of 1.8 μm or more in the whole is not limited to the case where the light is strictly separated into light in the wavelength region of 1.8 μm or more and light in the wavelength region of less than 1.8 μm. The proportion of large light (light mostly including light in the wavelength range of 1.8 μm or more and slightly including light in the wavelength range of less than 1.8 μm) and light in the wavelength range of less than 1.8 μm in the whole is large. This also includes the case where the light is separated into light (light that mostly includes light in a wavelength range of less than 1.8 μm and slightly includes light in a wavelength range of less than 1.8 μm). Needless to say, the expression “the light intensity in the wavelength range of 1.8 μm or more and the light intensity in the wavelength range of less than 1.8 μm are separately detected” has the same meaning.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
[First Embodiment]
First, a configuration of a water content measuring device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show a cross-sectional configuration of the water content measuring device according to the present embodiment. FIG. 1 shows a state when reflected light intensity is detected, and FIG. 2 shows a state when irradiated light intensity is detected. I have.
[0017]
This water content measuring device is mounted on, for example, a copying machine or a printer, and is used to measure the water content Q of paper P as an object to be measured, as shown in FIGS. 1 and 2. A
[0018]
The
[0019]
The integrating
[0020]
The reflecting
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
The reason for transmitting the reflected lights R1 and R01 in the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The paper P as an object to be measured is supported by a transport mechanism (not shown) such as a transport roller mounted on a copier or a printer together with a water content measuring device, and passes over the
[0028]
Next, a detailed configuration of the water content measuring device will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows a block configuration of the water content measuring device shown in FIGS. 1 and 2.
[0029]
This water content measuring device includes a memory 8 for storing various information, a series of components including the
[0030]
The memory 8 stores information necessary for the
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
Next, the operation of the water content measuring device will be described with reference to FIGS.
[0034]
In this water content measuring device, the following optical principle is established between the
[0035]
The process of detecting the reflected light R01 by the
[0036]
The
[0037]
Here, the principle of calculating the absorption / scattering ratio AD / SD by the
[0038]
(Equation 1)
[0039]
The water content measuring device according to the present embodiment includes the
[0040]
In particular, in the present embodiment, based on the point that the measurement accuracy of the water content Q of the paper P is improved, printing is performed according to the water content Q of the paper P in a copying machine, a printer, or the like equipped with the water content measurement device. By controlling the conditions, it is possible to improve the print quality.
[0041]
In addition, in the present embodiment, since the integrating
[0042]
Further, in the present embodiment, since the
[0043]
Further, in the present embodiment, since the
[0044]
Further, in the present embodiment, light (reflection) in a wavelength range within a relatively narrow range of substantially 1.8 μm or more and less than 4.0 μm, based on the wavelength separation effect of the
[0045]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0046]
FIG. 4 shows a schematic configuration of the water content measuring device according to the present embodiment. In FIG. 4, the same components as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0047]
This water content measuring device calculates the water content Q based on the detection result of the reflected light R and the detection result of the irradiation light I, as in the first embodiment. For example, as shown in FIG. As described above, the reflecting
[0048]
The integrating
[0049]
The
[0050]
In this moisture content measuring device, when the irradiation light I is emitted from the
[0051]
In the water content measuring device according to the present embodiment, in addition to the
[0052]
In particular, in the present embodiment, since the
[0053]
In addition, other detailed actions, operations, effects, and the like regarding the water content measuring device according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0054]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0055]
5 and 6 show a schematic configuration of the water content measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 shows a state at the time of detecting reflected light intensity and transmitted light intensity, and FIG. The state of is shown. In FIGS. 5 and 6, the same reference numerals are given to the same components as those described in the first embodiment.
[0056]
This water content measuring device is different from the first embodiment in which the water content Q is calculated based on the detection result of the reflected light R and the detection result of the irradiation light I, and the detection result of the reflected light R and the irradiation The water content Q is calculated based on the detection result of the transmitted light T together with the detection result of the light I. The water content Q of the non-transparent paper P as well as the transparent (for example, thin or low-density) paper The water content Q of P is also used for measuring. This water content measuring device, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, is not provided with the reflecting
[0057]
The integrating
[0058]
The
[0059]
In this water content measuring device, as shown in FIG. 5, in a state where the paper P is transported to a position between the integrating
[0060]
In this case, the
[0061]
Here, the calculation principle of the absorption / scattering ratio AD / SD by the
[0062]
[Equation 2]
[0063]
The water content measuring apparatus according to the present embodiment includes the
[0064]
In particular, in the present embodiment, since the integrating
[0065]
In addition, other detailed actions, operations, effects, and the like regarding the water content measuring device according to the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0066]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0067]
FIG. 7 shows a schematic configuration of the water content measuring device according to the present embodiment. In FIG. 7, the same components as those described in the third embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0068]
This water content measuring device calculates the water content Q based on the detection result of the transmitted light T together with the detection result of the reflected light R and the detection result of the irradiation light I, similarly to the third embodiment. For example, as shown in FIG. 7, except that a semi-transmissive reflection plate 32 (selective transmission means) is newly provided between the integrating
[0069]
The
[0070]
In the moisture content measuring device, when the light P is irradiated from the
[0071]
The water content measuring device according to the present embodiment includes the
[0072]
In addition, other detailed actions, operations, effects, and the like regarding the water content measuring device according to the present embodiment are the same as those in the third embodiment.
[0073]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
[0074]
8 and 9 show a schematic configuration of the water content measuring device according to the present embodiment, FIG. 8 shows a state before the paper P is conveyed, and FIG. 9 shows a state after the paper P is conveyed. ing. In FIGS. 8 and 9, the same reference numerals are given to the same components as those described in the third embodiment.
[0075]
This water content measuring device detects the intensity of the reflected light R and the intensity of the transmitted light T with respect to the front and back surfaces of the paper P, and detects the detection result of the reflected light R and the irradiation light I in the same manner as in the third embodiment. The water content Q is calculated based on the detection result of the transmitted light T together with the detection result. This water content measuring device is composed of, for example, the water content measuring device described in the third embodiment (see FIGS. 5, 6, and 3) as shown in FIGS. 8 and 9. It has a configuration in which two water
[0076]
The paper P has a pair of opposing surfaces PX (front surface) and PY (back surface). For example, the paper P has a printing screen G on the back surface PY. The printing screen G is, for example, a character or an image formed by using a toner or the like by a copier, a printer, or the like. The paper P is transported from a position TA corresponding to the water
[0077]
When the paper P is inserted into the water content measuring device such that the back surface PY having the printing screen G faces downward, at a position TA, the
[0078]
In this moisture content measuring device, first, as shown in FIG. 8, when the irradiation light I is emitted from the
[0079]
In this case, for example, the
[0080]
In the water content measuring device according to the present embodiment, the water
[0081]
In other words, in consideration of the recent usage of copiers and printers, not only unprinted paper but also printed paper is often used. This is for the purpose of reusing the printed paper without discarding it and reprinting it on an unprinted screen (the side opposite to the printed screen). However, if toner for image formation or the like is present on one side of the paper, the scattering or absorption of the paper may change due to the presence of the toner or the like, and it becomes difficult to measure the water content with high accuracy.
[0082]
In this regard, in the present embodiment, as described above, in the present embodiment, the water
[0083]
In the above description, the water content measuring device of the present embodiment is used to measure the water content Q of the paper P having the printing screen G on the back surface PY, but the present invention is not necessarily limited to this. For example, the water content measuring device of the present embodiment may be used to measure the water content Q of the paper P (unused paper) having no printing screen G on any of the surfaces PX and PY. . Also in this case, the water content Q can be measured with high accuracy in consideration of the difference between the reflection characteristics of each surface PX and PY of the paper P.
[0084]
The functions, operations, effects, and modifications of the water content measuring device according to the present embodiment other than those described above are the same as those of the third embodiment, and thus description thereof will be omitted.
[0085]
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
[0086]
10 and 11 show a schematic configuration of the water content measuring device according to the present embodiment. FIG. 10 shows a state before the paper P is inverted, and FIG. 11 shows a state after the paper P is inverted. ing. In FIGS. 10 and 11, the same reference numerals are given to the same components as those described in the third embodiment.
[0087]
This water content measuring device detects the intensity of the reflected light R and the intensity of the transmitted light T on the front and back surfaces of the paper P in the same manner as in the fifth embodiment, and detects the detection result of the reflected light R and the irradiation light I. The water content Q is calculated based on the detection result of the transmitted light T together with the detection result. For example, as shown in FIGS. 10 and 11, a reversing
[0088]
In this water content measuring device, as shown in FIG. 10, when the irradiation light I is emitted from the
[0089]
In this case, the
[0090]
Since the water content measuring device according to the present embodiment includes the reversing
[0091]
In particular, in the present embodiment, by using the reversing mechanism of the paper P by the reversing
[0092]
Note that other effects and modifications of the water content measuring device according to the present embodiment are the same as those of the third embodiment, and thus description thereof will be omitted.
[0093]
As described above, several water content measuring devices have been described as the first to sixth embodiments. However, the configuration of each water content measuring device can be freely changed as long as the accuracy of measuring the water content Q can be improved. It is possible.
[0094]
Specifically, in each of the above-described embodiments, the
[0095]
Further, in the first embodiment (see FIGS. 1 and 2), the light (reflected light R1) in the wavelength range of 1.8 μm or more of the reflected light R and the 1.8 μm or more of the reflected light R0 are used. Although only the
[0096]
In this moisture content measuring device, when the irradiation light I is emitted from the
[0097]
In this case, the water content of the paper P can be calculated based on the following calculation principle even when the scattering rate SD is not known. That is, the relational expression based on the above-described Kubelka-Munk scattering model is expressed as f (RD1) = AD1 / SD1 for light (reflected light R1, R01) in a wavelength range of 1.8 μm or more, while 1.8 μm It is assumed that f (RD2) = AD2 / SD2 with respect to light (reflected light R2, R02) in a wavelength range of less than. These RD2, AD2 and SD2 correspond to the reflectance, absorption and scattering of the paper P itself (excluding water), respectively. In this case, if the scattering rates are equal for both the reflected lights R1 and R2 (SD1 = SD2) and the absorption rate AD2 is known, based on the relationship f (RD1) / f (RD2) = AD1 / AD2. After calculating the absorption ratio AD1 / AD2, the water content Q of the paper P can be specified based on the absorption ratio AD1 / AD2. In this case, the influence of the fluctuation of the scattering rate SD is excluded based on the difference between the intensity of the reflected light R1, R01 having high water absorbability and the intensity of the reflected light R2, R02 having low water absorbability. Therefore, the calculation accuracy of the absorption ratio AD1 / AD2 is improved. Therefore, the water content Q of the paper P can be measured with extremely high accuracy. The other features of the water content measuring device shown in FIGS. 12 and 13 are the same as those of the water content measuring device shown in FIGS. 1 and 2. For reference, for example, when measuring the water content Q of pulp or the like having a constant material instead of paper P, the above-described absorption rate AD2 is constant. It is also possible to directly associate with.
[0098]
In particular, with respect to the water content measuring device shown in FIGS. 12 and 13, as described above, when the
[0099]
Note that the modifications shown in FIGS. 12 and 13 are not limited to the first embodiment, and can be applied to the other second to sixth embodiments.
[0100]
Specifically, when applied to the second embodiment, as shown in FIG. 14, the
[0101]
When the third embodiment is applied, as shown in FIGS. 15 and 16, the
[0102]
In the case where the present invention is applied to the fourth embodiment, as shown in FIG. 17, light in the wavelength range of 1.8 μm or more (transmitted light T1) of the transmitted light T is detected by the
[0103]
Although not shown, when applied to the fifth and sixth embodiments, it is possible to improve the measurement accuracy of the water content Q in the same manner as when applied to the second to fourth embodiments. Can be.
[0104]
In the first embodiment (see FIGS. 1 and 2), since the paper P is transported on the
[0105]
In the first embodiment, the
[0106]
In the second embodiment (see FIG. 4), the reflecting
[0107]
In the second embodiment, the opening 2KD is provided in the integrating
[0108]
Further, the configuration of the moisture content measuring device described in the first to sixth embodiments and the modified examples shown in FIGS. 12 to 18 may be individually applied to the moisture content measuring device as described above. Or may be combined as appropriate and applied to a water content measuring device. Specifically, for example, as shown in FIG. 19, the configuration described in the second embodiment (see FIG. 4) and the configuration described in the third embodiment (see FIG. 5) are combined. It may be. In this case, the same effects as those of the above embodiments and modifications can be obtained.
[0109]
Further, in each of the above embodiments and modifications, the case where the moisture content of the paper is measured using the moisture content measuring device of the present invention has been described. However, the present invention is not necessarily limited to this. By using the water content measuring device described above, it is also possible to measure the water content of an object to be measured other than paper. Examples of the “other measured object” include cloth, soil, dough such as bread and noodles, and food such as laver and tea. In this case, the same effects as those of the above embodiments can be obtained.
[0110]
【Example】
Next, specific examples according to the present invention will be described.
[0111]
As a representative of a series of moisture content measuring devices of the present invention, the moisture content measuring device shown in FIGS. 1 and 2 as the first embodiment (hereinafter simply referred to as “first moisture content measuring device of the present invention”) The result shown in FIG. 20 was obtained when the water content Q of the paper P was measured using the above-described method, and the water content measuring device shown in FIGS. 12 and 13 as a modification of the first embodiment. When the water content Q of the paper P was measured using the “second water content measuring device of the present invention” (hereinafter simply referred to as “the second water content measuring device of the present invention”), the result shown in FIG. 21 was obtained. FIG. 20 shows the correlation between the absorption / scattering ratio and the water content. The “horizontal axis” indicates the absorption / scattering ratio AD / SD obtained using the Kubelka-Munk function, The "axis" indicates the water content Q (% by mass). FIG. 21 shows the correlation between the absorptance ratio and the water content. The “horizontal axis” indicates the absorptivity ratio AD1 / AD2 obtained using the Kubelka-Munk function, and the “vertical axis” indicates the abscissa. The amount of water Q (% by mass) is shown. “O” shown in FIG. 20 and FIG. 21 is MY RECYCLE PAPER 100W manufactured by NBS Ricoh Co., Ltd. 902010 is shown, and "□" is the result obtained when Plus Paper Co., Ltd. (neutral paper) CR-220 is used as the other paper P.
[0112]
As the water content measuring device, an integrating
[0113]
As can be seen from the results shown in FIG. 20, when the water content Q was measured using the first water content measuring device of the present invention, the water content Q was determined from the Kubelka-Munk function for any paper P having different paper quality. The measured value of the water content Q increased as the obtained absorption / scattering ratio AD / SD increased. In this case, although there was some variation depending on the paper quality, an almost proportional relationship was recognized between the absorption / scattering ratio AD / SD and the water content Q. From this, it was confirmed that the water content Q of the paper P can be measured with high accuracy by using the first water content measuring device of the present invention.
[0114]
Further, as can be seen from the results shown in FIG. 21, when the water content Q was measured using the second water content measurement device of the present invention, the absorption ratio AD1 / AD2 increased for any paper P. Accordingly, the measured value of the water content Q increased. In this case, a sufficient proportional relationship was recognized between the absorption ratio AD1 / AD2 and the water content Q, regardless of the paper quality. From this, it was confirmed that the water content Q of the paper P can be measured with higher accuracy by using the second water content measuring device of the present invention.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, the water content measuring device according to the present invention includes the irradiation light intensity detecting means for detecting the intensity of the irradiation light emitted from the light source, the detection result of the irradiation light intensity detecting means, and the reflected light intensity. Since the water content of the object to be measured is calculated based on the detection result of the detection means, the water content is calculated in consideration of, for example, the intensity change of the irradiation light due to the deterioration of the light source or the like. Therefore, the reflectance of the object to be measured is calculated in consideration of the intensity change of the irradiation light as well as the intensity of the reflected light, so that the water content of the object to be measured can be measured with high accuracy.
[0116]
In addition, in addition to the above, the water content measuring device according to the present invention includes a reflection / scattering unit that guides the irradiation light emitted from the light source to the object by reflecting and scattering the irradiation light, so that the intensity of the reflected light is improved. From the viewpoint of the angle distribution, a factor that may cause an error in the measurement accuracy of the water content is removed, and the error is reduced, so that the water content of the measured object can be measured with higher accuracy.
[0117]
Further, the water content measuring apparatus according to the present invention includes transmitted light intensity detecting means for detecting the intensity of transmitted light transmitted through the object to be measured, the detection result of the irradiation light intensity detecting means and the detection result of the reflected light intensity detecting means. In addition, if the water content is calculated based on the detection result of the transmitted light intensity detecting means, the dependency of the reflectance on the thickness of the object to be measured is corrected by the amount including the transmitted light intensity, and the water content is calculated. Since the calculation accuracy of is improved, the water content of the object to be measured can be measured with higher accuracy so that the influence of transmitted light cannot be ignored.
[0118]
Further, in the water content measuring device according to the present invention, of the light guided to the irradiation light intensity detecting means, the reflected light intensity detecting means and the transmitted light intensity detecting means, light having a wavelength range of 1.8 μm or more is selectively transmitted. If an optical filter is provided, the light in the wavelength range of 1.8 μm or more useful for measuring the water content of the irradiation light, the reflected light, and the transmitted light is utilized by utilizing the wavelength separation effect of the optical filter. Since the light is guided to the irradiation light intensity detector, the reflected light intensity detector, and the transmitted light intensity detector, the intensity of the irradiation light, the reflected light, and the transmitted light can be detected stably and easily.
[0119]
Further, in the water content measuring device according to the present invention, the light guided to the irradiation light intensity detecting means, the reflected light intensity detecting means, and the transmitted light intensity detecting means is converted to light in a wavelength range of 1.8 μm or more and wavelength of less than 1.8 μm. And an optical separation means for separating the light into the light in the wavelength range of 1.8 μm or more, and the irradiation light intensity detection means, the reflected light intensity detection means, and the transmitted light intensity detection means. If the intensity of light in a wavelength range of less than 8 μm is separately detected, the intensity of light in a wavelength range of 1.8 μm or more with high water absorbability and the wavelength of less than 1.8 μm with low water absorbability are detected. Since the calculation accuracy is improved by eliminating the influence of the fluctuation of the scattering rate based on the difference between the light intensity of the region and the fluctuation, the water content of the measured object can be measured with extremely high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a moisture content measuring device according to a first embodiment of the present invention when detecting reflected light intensity.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the water content measuring device illustrated in FIG. 1 when detecting irradiation light intensity.
FIG. 3 is a block diagram showing a block configuration of the water content measuring device shown in FIGS. 1 and 2.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a water content measuring device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration when detecting a reflected light intensity and a transmitted light intensity of the moisture content measuring device according to the third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the moisture content measuring device illustrated in FIG. 5 when detecting irradiation light intensity.
FIG. 7 is a sectional view illustrating a schematic configuration of a water content measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a moisture content measuring device according to a fifth embodiment of the present invention before paper conveyance.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the moisture content measuring device illustrated in FIG. 8 after paper conveyance.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a water content measuring device according to a sixth embodiment of the present invention before paper reversal.
11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the water content measuring device illustrated in FIG. 10 after reversing the paper.
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a modified example (at the time of detecting reflected light intensity) relating to the water content measuring device according to the first embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view for explaining the water content measuring device (when detecting the irradiation light intensity) shown in FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a modified example of the water content measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a modified example (at the time of detecting the intensity of reflected light and the intensity of transmitted light) relating to the water content measuring device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view for explaining the water content measuring device shown in FIG. 15 (when detecting irradiation light intensity).
FIG. 17 is a cross-sectional view for explaining a modification of the moisture content measuring device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a plan view for explaining another modified example of the water content measuring device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining another modified example of the water content measuring device of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing the correlation between the absorption / scattering ratio and the water content for the water content measurement device of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing a correlation between an absorption ratio and a water content in another water content measuring device of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (13)
この光源から被測定物へ照射された照射光の強度を検出する照射光強度検出手段と、
前記被測定物において反射した反射光の強度を検出する反射光強度検出手段と、
少なくとも前記照射光強度検出手段の検出結果および前記反射光強度検出手段の検出結果に基づいて、前記被測定物の含水量を演算する演算手段と
を備えたことを特徴とする含水量測定装置。A light source,
Irradiation light intensity detecting means for detecting the intensity of irradiation light emitted from the light source to the object to be measured,
Reflected light intensity detecting means for detecting the intensity of the reflected light reflected on the object to be measured,
A water content measuring device comprising: a calculating means for calculating a water content of the measured object based on at least a detection result of the irradiation light intensity detecting means and a detection result of the reflected light intensity detecting means.
ことを特徴とする請求項1記載の含水量測定装置。2. The water content measuring device according to claim 1, wherein the irradiation light intensity detecting means is different from the reflected light intensity detecting means and directly detects the intensity of the irradiation light.
前記反射光強度検出手段が、前記照射光強度検出手段としての機能も兼ね、前記反射手段を介して照射光の強度を間接的に検出する
ことを特徴とする請求項1記載の含水量測定装置。Further, a reflecting means for reflecting the irradiation light toward the reflected light intensity detecting means,
2. The water content measuring device according to claim 1, wherein the reflected light intensity detection unit also functions as the irradiation light intensity detection unit, and indirectly detects the intensity of the irradiation light via the reflection unit. 3. .
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の含水量測定装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising a reflection and scattering unit that guides the irradiation light emitted from the light source to the object by reflecting and scattering the irradiation light. 5. Water content measuring device.
ことを特徴とする請求項4記載の含水量測定装置。5. The water content measuring device according to claim 4, wherein said reflection scattering means is an integrating sphere.
前記演算手段が、前記照射光強度検出手段の検出結果および前記反射光強度検出手段の検出結果と共に、前記透過光強度検出手段の検出結果に基づいて、前記被測定物の含水量を演算する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の含水量測定装置。Further, a transmitted light intensity detecting means for detecting the intensity of transmitted light transmitted through the object,
The calculating means calculates the water content of the measured object based on the detection result of the transmitted light intensity detecting means together with the detection result of the irradiation light intensity detecting means and the detection result of the reflected light intensity detecting means. The water content measuring device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that:
ことを特徴とする請求項6記載の含水量測定装置。The apparatus further comprises a selective transmission unit that selectively transmits as a transmitted light a part of the light transmitted through the object to be transmitted to the transmitted light intensity detection unit. 6. The moisture content measuring device according to 6.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の含水量測定装置。2. The optical filter according to claim 1, further comprising an optical filter for selectively transmitting light in a wavelength range of 1.8 μm or more out of the light guided to the irradiation light intensity detection means and the reflected light intensity detection means. A water content measuring device according to any one of claims 1 to 7.
ことを特徴とする請求項8記載の含水量測定装置。9. The water content measuring device according to claim 8, further comprising an optical filter for selectively transmitting light in a wavelength range of 1.8 [mu] m or more out of the light guided to the transmitted light intensity detecting means.
ことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の含水量測定装置。The water content measuring device according to claim 8, wherein the optical filter is made of germanium.
前記照射光強度検出手段および前記反射光強度検出手段が、前記光学的分離手段により分離された1.8μm以上の波長域の光の強度と1.8μm未満の波長域の光の強度とを別個に検出する
ことを特徴とする請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の含水量測定装置。An optical separation unit that separates light guided to the irradiation light intensity detection unit and the reflected light intensity detection unit into light having a wavelength range of 1.8 μm or more and light having a wavelength range of less than 1.8 μm;
The irradiation light intensity detection means and the reflected light intensity detection means separate the light intensity in the wavelength range of 1.8 μm or more and the light intensity in the wavelength range of less than 1.8 μm separated by the optical separation means. The water content measuring device according to any one of claims 8 to 10, wherein the water content is measured by the following method.
前記透過光強度検出手段が、前記光学的分離手段により分離された1.8μm以上の波長域の光の強度と1.8μm未満の波長域の光の強度とを別個に検出する
ことを特徴とする請求項11記載の含水量測定装置。Optical separation means for separating the light guided to the transmitted light intensity detection means into light in a wavelength range of 1.8 μm or more and light in a wavelength range of less than 1.8 μm;
The transmitted light intensity detection means separately detects the intensity of light in a wavelength range of 1.8 μm or more and the intensity of light in a wavelength range of less than 1.8 μm separated by the optical separation means. The water content measuring device according to claim 11, wherein
ことを特徴とする請求項11または請求項12に記載の含水量測定装置。13. The water content measuring device according to claim 11, wherein the optical separating unit is a half mirror.
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