JP2006047059A - 厚さ測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエブをその走行方向の位置だけでなく、幅方向の位置も変化させてウエブの厚さを測定でき、しかも、ウエブが損傷することを防ぐことができる厚さ測定装置を提供する。
【解決手段】連続走行するウエブＷの厚さＴを測定する装置であって、装置が、ウエブＷが巻き掛けられ、ウエブＷの幅方向と平行な回転軸を有するベースロール２と、ベースロール２との間にウエブＷを挟んでウエブＷの厚さＴを検出する厚さ検出部１０とを備えており、厚さ検出部１０が、検出部本体１１と、移動機構５と、検出部本体１１に設けられた、ベースロール２に対して接近離間可能に配設された接触部を有する移動部材１２と、移動部材１２に取り付けられたセンサ１４と、移動部材１２をベースロール２に向けて付勢する付勢手段１３と、ウエブＷの平均厚さを算出する厚さ算出部ＴＣを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、厚さ測定装置に関する。紙や不織布、フィルム等のシート（以下、ウエブという）は、均一な厚さであることが理想であるが、ウエブが形成されたときの種々の条件によって厚さが変化するのが実状である。かかる厚さの変化を最小限に抑えるために、形成されたウエブの厚さを測定し、その測定値をフィードバック制御してウエブの形成状況を調整することが行われている。そして、ウエブの厚さの変化を抑えるためには、ウエブの厚さの測定精度を向上させることが重要である。
本発明は、ウエブ厚さを高精度に測定するための厚さ測定装置に関する。

従来から、シート等の厚さを測る装置として、シートを一対の部材によって表裏から挟み、一対の部材間の距離を測定することによってシートの厚さを検出するものがある（従来例１：特許文献１）。
図８に示すように、従来例１の装置は、磁性体ローラ36aと、この磁性体ローラ36aに当接するように配置された回転体を有する車輪ローラ３７と、車輪ローラ３７を支持するボビン３８に巻かれたコイル４５とを備えており、バネ４０によって磁性体ローラ36aが車輪ローラ３７に向けて付勢されている（図８（Ａ））。
このため、磁性体ローラ36aと車輪ローラ３７の回転体との間にシートＰが進入すると、シートＰの厚みに応じて、磁性体ローラ36aは、車輪ローラ３７から少し離れるように移動する（図８（Ｂ））。すると、磁性体ローラ36aと車輪ローラ３７の間で形成されている磁路が変化し、その変化がコイル４５に生じるインダクタンス値の変化量として検出されるから、コイル４５のインダクタンス値の変化量に基づいてシートＰの厚みを検知することができる。よって、シートＰのその走行方向の厚さの変化を、コイル４５のインダクタンス値の変化量として測定することができる。

しかるに、シートＰが紙や不織布等の場合、シートＰの厚さは、その走行方向だけでなく幅方向でも変化し、しかも、シートＰの表面は滑らかな面ではなく細かな凸凹が存在するため、シートＰの厚さは、局所の厚さでは評価することはできず、その幅方向および走行方向の厚さを平均した厚さで評価しなければならない。
しかし、従来例１の装置では、磁性体ローラ36aと車輪ローラ３７の回転体との間を通過するシートＰの厚さしか測定できない。いいかえれば、シートＰの幅方向の一定の位置におけるその走行方向に沿った厚さの変化しか測定することはできず、シートＰの幅方向の厚さの変化を検出することはできないため、シートＰの厚さの適切な評価ができない。
かといって、車輪ローラ３７をシートＰの幅方向に移動させればシートＰの幅方向における厚さの変化も測定することができるが、車輪ローラ３７の回転体は、その回転軸を磁性体ローラ36aと平行に保ったまま移動することになるため、回転体とシートＰの間の摩擦が大きく、その摩擦によってシートＰを傷つけてしまうおそれがある。

また、非接触式センサを２つ備えた測定器を使用し、各センサから、磁性体ローラまでの距離およびシートの表面までの距離をそれぞれ測定し、両者の測定値の差からシートの厚さを求める厚さ測定装置も開発されている（例えば、特許文献２〜４）。かかる測定装置であれば、シートの軸方向に測定器を移動させてもシートを傷つけることはなく厚さを測定することができる。
しかし、かかる測定装置は、シート表面までの距離をレーザ光の反射を利用して測定しているため、その測定値がシート表面の性状に非常に敏感に反応して変化する。例えば、シート表面の細かな凸凹や材質等によっても大きく測定値が変化するため、紙や不織布等のように細かな凸凹が存在するシートを測定した場合には測定位置による測定値の差が大きくなり、紙等の平均厚さによる評価には適さない。しかも、メンテナンス等を行うには、高度な専門知識や装置、技術が必要となるため、ランニングコスト等の費用が高くなる。

特開２００２−３５０１０８号 特開平５−２３１８５６号 特開平６−５５６１４号 特開平１１−３５１８５６号

本発明は上記事情に鑑み、ウエブをその走行方向の位置だけでなく、幅方向の位置も変化させてウエブの厚さを測定でき、しかも、ウエブが損傷することを防ぐことができる厚さ測定装置を提供することを目的とする。

第１発明の厚さ測定装置は、連続走行するウエブの厚さを測定する装置であって、該装置が、前記ウエブが巻き掛けられ、前記ウエブの幅方向と平行な回転軸を有するベースロールと、該ベースロールとの間に前記ウエブを挟んで該ウエブの厚さを検出する厚さ検出部とを備えており、該厚さ検出部が、前記ベースロールの回転軸方向に沿って移動自在に設けられた検出部本体と、該検出部本体を前記ベースロールの回転軸方向に沿って移動させる移動機構と、前記検出部本体に設けられた、前記ベースロールに対して接近離間可能に配設された接触部を有する移動部材と、該移動部材に取り付けられた、前記ベースロールの表面までの距離を非接触で測定するセンサと、前記ウエブが前記ベースロール巻き掛けられていない状態において、前記移動部材の接触部が前記ベースロールの表面に接触するように、該移動部材を前記ベースロールに向けて付勢する付勢手段と、前記ウエブが巻き掛けられていない状態において前記センサによって測定された複数の基準距離と、前記ウエブが巻き掛けられている状態において前記センサによって測定された複数の計測距離に基づいて、前記ウエブの平均厚さを算出する厚さ算出部を備えていることを特徴とする。
第２発明の厚さ測定装置は、第１発明において、前記厚さ算出部が、前記センサの温度に基づいて、該センサの測定値を補正する温度補正部を備えていることを特徴とする。
第３発明の厚さ測定装置は、第１または第２発明において、前記検出部本体が、前記ベースロールの回転軸方向に沿って、記ウエブの幅よりも外方まで移動するように調整されており、前記厚さ算出部が、前記検出部本体が前記ウエブよりも外方に配置された状態において前記センサが測定した測定値に基づいて、前記センサの測定値を較正する較正機能を備えていることを特徴とする。
第４発明の厚さ測定装置は、第１、２または第３発明において、前記移動部材が、その先端に前記接触部が設けられており、その基端部を支点として、前記検出部本体に対して揺動可能に設けられていることを特徴とする。
第５発明の厚さ測定装置は、第４発明において、前記付勢手段が、前記移動部材を前記ベースロールに向けて付勢するように配設されたバネ部材であり、前記移動部材の基端部を前記検出部本体に対して揺動可能に連結する連結部材が設けられており、該連結部材が、板バネであることを特徴とする。
第６発明の厚さ測定装置は、第１、２または第３発明において、前記接触部が、前記検出部本体に対して前記ベースロールの回転軸方向に揺動可能に保持された転動ローラであることを特徴とする。
第７発明の厚さ測定装置は、第６発明において、前記移動部材が、前記検出部本体によって、前記ベースロールの回転軸と交差する軸周りに回転可能に保持されており、前記センサが、前記移動部材の回転中心に配置されていることを特徴とする。

第１発明によれば、移動部材が、ベースロールにウエブが巻き掛けられていない状態において、接触部がベースロールの表面に接触するようにベースロールに向けて付勢されているから、その状態におけるセンサからベースロールまでの距離（以下、基準距離という）を測定することができる。そして、移動部材の接触部とベースロールとの間にウエブが配置されれば、移動部材がウエブの厚さの分だけベースロールから離間するので、その状態におけるセンサからベースロールまでの距離（以下、計測距離という）をセンサが測定すれば、その測定値は、基準距離にウエブの厚さを加えた値となる。すると、計測距離から基準距離を引けば、ウエブの厚さを測定することができる。よって、走行されるウエブの厚さを、移動機構によって検出部本体を移動させながら測定すれば、幅方向および走行方向の位置が異なる複数の測定点におけるウエブの厚さに基づいて、ウエブの平均厚さを求めることができる。しかも、センサが移動部材に取り付けられており、付勢手段によって移動部材の接触部がベースロールに向けて付勢されているから、ベースロールが変形していたり撓んでいたりしても、移動部材の接触部をウエブの表面から離れることなくベースロールの変形や撓みに倣って移動させることができる。このため、センサが測定する計測距離には、ベースロールの変形等は含まれず、常に、基準距離に対してウエブの厚さを加えた長さとすることができるから、ウエブの厚さを正確に測定することができる。また、ベースロールの変形等がウエブの厚さの測定精度に影響を与えないので、装置の製造・設置が容易になり、設備コストも削減することができる。さらに、レーザ等を利用した特殊なセンサを使用する必要がないので、メンテナンス等が容易になり、ランニングコストも低減することができる。
第２発明によれば、センサの温度ドリフトが生じても、その温度ドリフトによる測定値の変化を温度補正部によって補正することができるから、温度ドリフトによって測定誤差が発生することを防ぐことができる。
第３発明によれば、検出部本体をウエブのない位置まで移動させれば、センサによって基準距離を再測定させることができるから、ウエブの走行中でも基準距離の較正を行うことができる。よって、接触部の摩耗等による基準距離の変化が生じても、その変化によってウエブ厚さに誤差が生じることを防ぐことができるから、ウエブの厚さを高精度で測定することができる。
第４発明によれば、移動部材がその基端を支点として揺動可能に設けられているから、先端部、つまり接触部をベースロールに対してスムースに接近離間させることができる。
第５発明によれば、ベースロールの撓みや変形が発生すれば、ベースロールから移動部材に対して、ベースロールの半径方向、つまり、移動部材を揺動させる方向に力が加わる。付勢手段はバネ部材であり、バネ部材は移動部材に加わる力を吸収するだけでなく吸収した力を再び移動部材に加えることになるが、このバネ部材から加わる力を板バネによって吸収させることができるから、移動部材の揺動に起因する測定誤差が発生することを防ぐことができる。また、板バネの弾性を移動部材を元の位置に復元させる力として作用させることもできるから、付勢手段の負担を軽減することができる。すると、付勢手段をコンパクトに構成することができるから、厚さ検出部をコンパクトにすることもできる。
第６発明によれば、転動ローラが検出部本体に対して、ベースロールの回転軸方向に揺動可能に保持されているから、検出部本体がベースロールの回転軸方向に移動したときに、転動ローラは、ウエブとの間に発生する摩擦抵抗が最も小さくなるように揺動する。このため、ベースロールの回転軸方向に沿ってウエブの厚さを測定する位置を変化させても、転動ローラとの間の抵抗によってウエブが損傷することを防ぐことができる。
第７発明によれば、移動部材が回転することによって転動ローラを揺動させることができる。しかも、移動部材の回転に起因するウエブの走行方向におけるベースロールとセンサの相対的な位置にズレが生じず、この位置のズレによる測定誤差が発生することを防ぐことができるから、ウエブの厚さを高精度で測定することができる。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本実施形態の厚さ測定装置１は、紙や不織布、フィルム等のシート（以下、ウエブＷという）の厚さを測定するための装置であって、連続して走行するウエブＷの平均厚さを測定するのに適している装置である。

図１は本実施形態の厚さ測定装置１の概略説明図である。図２は本実施形態の厚さ測定装置１の要部拡大図であり、（Ａ）はウエブＷがない状態であり、（Ｂ）はウエブＷが存在する状態である。図３は本実施形態の厚さ測定装置１をウエブＷを形成する設備に設置した状態の説明図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
図２および図３において、符号Ｗはウエブを示している。また、図３において、符号ＭＷは、例えば、抄紙設備の抄紙機や、フィルム製造設備のフィルム形成機等によって形成されたウエブＷを排出するウエブ排出部を示しており、このウエブ排出部ＭＷから連続して排出されたウエブＷが巻き取りロールＲに巻き取られるように構成されている。

図３に示すように、前記ウエブ排出部ＭＷと巻き取りロールＲとの間には、本実施形態の厚さ測定装置１が配設されている。この厚さ測定装置１のベースロール２は、その回転軸が、ウエブ排出部ＭＷと巻き取りロールＲの間におけるウエブＷの幅方向と平行となるように配置されている。そして、ウエブ排出部ＭＷから巻き取りロールＲにウエブＷが供給されている状態において、ベースロール２の表面がウエブＷの下面と接触する位置に配設されている。いいかえれば、ウエブＷがベースロール２に巻き掛けられた状態でウエブ排出部ＭＷから巻き取りロールＲに向って走行するように、ベースロール２は配設されているのである。

図３に示すように、このベースロール２の上方には、ベースロール２の回転軸と平行となるように、移動機構５の案内レール７が配設されている。この案内レール７には、その軸方向（ベースロール２の回転軸方向）に沿って移動自在なスライダ６が設けられている。このスライダ６は、図示しないリニアガイド等によって案内レール７に沿って往復移動されるように構成されている。

図１に示すように、前記スライダ６の下面には、厚さ検出部１０の検出部本体１１が取り付けられている。この検出部本体１１の下端には、連結部材１７を介して、移動部材１２が取付けられている。
連結部材１７は、板バネであって、その一端が検出部本体１１に取付けられ、その他端が移動部材１２の基端部に取付けられている。そして、連結部材１７に取り付けられた状態において、移動部材１２は、その後端面12sが、検出部本体１１の前面11sとの間に隙間ｇ（0.5〜1.0ｍｍ）が形成されるように配設されている（図１（Ｂ））。よって、移動部材１２は、連結部材１７が撓むことによって、その基端部を支点として検出部本体１１に対して上下方向にスムースに揺動できるのである。

前記移動部材１２は、板状の部材であって、低摩擦係数の素材、例えば、ＭＣナイロン等によって形成されている。そして、移動部材１２は、その先端部下面が、平坦面かつ前記ベースロール２の軸方向と平行となるように形成されている。この移動部材１２の先端部下面が、特許請求の範囲にいう接触部である。
なお、図５に示すように、移動部材１２の先端にローラ１６を設けてもよく、この場合には、後述するように移動部材１２をウエブＷに接触させたときに、ウエブＷの走行方向における移動部材１２とウエブＷとの間の摩擦を軽減することができる。この場合には、ローラ１６が、特許請求の範囲にいう接触部となる。

また、この移動部材１２の先端には、前記ベースロール２表面までの距離を非接触で測定することができる、例えば、近接センサ等のセンサ１４が設けられている。
なお、センサ１４は近接センサに限られず、ベースロール２との間にウエブＷが存在する状態においてもベースロール２の表面までの距離を非接触で測定することができるものであれば特に限定はなく、この条件を満たすセンサであれば、ウエブＷの素材に合わせて最適なセンサを選択することができる。そして、ベースロール２は、厚さを測定するウエブＷの素材や、センサの種類に応じて最適な素材を採択することができ、例えば、ウエブＷが紙等であって、センサ１４として近接センサを使用する場合にはベースロール２の素材には磁性体や、アルミ、ステンレス、真鍮等が適している。
さらになお、移動部材１２に対するセンサ１４の取付け状態は特に限定されず、センサ１４が、ベースロール２の表面までの距離を非接触で測定できるように取付けられていればよい。

図１に示すように、前記センサ１４は、配線Ｌによって厚さ算出部ＴＣに接続されている。この厚さ算出部ＴＣは、以下に示すように、センサ１４が発信した測定信号に基づいて、ウエブＷの厚さＴを算出するものであり、各測定信号を測定データとして保存するデータ格納部と、測定信号およびデータ格納部に保存されている測定データに基づいてウエブＷの厚さを算出する演算部を有している。

また、図１に示すように、検出部本体１１の上部かつ、移動部材１２の先端部の上方には、ブラケット11aが設けられている。このブラケット11aと移動部材１２の上面との間には、移動部材１２をベースロール２に向けて付勢する、例えばバネ等の付勢手段１３が設けられている。なお、図１に示すように付勢手段１３をブラケット11aに対して付勢力を調整する調整部13bを介して取り付ければ、ウエブＷの材質等に合わせて付勢力を調整できるので、好適である。

上記のごとき構成であるから、本実施形態の厚さ測定装置１は、以下のようにしてウエブＷの厚さを測定することができる。
まず、ウエブＷがない状態においては、付勢手段１３によって移動部材１２がベースロール２に向けて付勢されており、移動部材１２の下面がベースロール２の表面に直接接触した状態となる（図２（Ａ））。この状態において、センサ１４によってベースロール２までの距離を測定すれば、ウエブＷがない状態におけるベースロール２の半径方向におけるセンサ１４からベースロール２までの距離（以下、基準距離Ｄ１という）を測定することができる。このとき、センサ１４は、基準距離Ｄ１に対応した測定信号を厚さ算出部ＴＣに発信し、その測定信号は、基準距離データとして厚さ算出部ＴＣのデータ格納部に保存される。
ついで、ウエブ排出部ＭＷから巻き取りロールＲにウエブＷが供給されれば、ベースロール２の外周面にウエブＷが巻き掛けられるため、ベースロール２と移動部材１２の下面との間にはウエブＷが配置される。この状態では、移動部材１２の下面はウエブＷの表面に接触し、かつ、ベースロール２との間にウエブＷを挟んだ状態となるから、（図２（Ｂ））、移動部材１２は、ウエブＷの厚さＴの分だけ上方に移動し、ベースロール２から離間する。この状態において、センサ１４によってベースロール２までの距離を測定すれば、センサ１４は、基準距離Ｄ１にウエブＷの厚さＴを加えた距離（以下、計測距離Ｄ２という）を測定することができる。そして、計測距離Ｄ２を測定したときに、センサ１４は、計測距離Ｄ２に対応した測定信号を厚さ算出部ＴＣに発信し、その測定信号は、計測距離データとして厚さ算出部ＴＣのデータ格納部に保存される。
そして、データ演算部が基準距離データと計測距離データとを演算すれば（具体的には、計測距離データから基準距離データを減算する処理を行えば）、計測距離Ｄ２から基準距離Ｄ１を引いた長さであるウエブＷの厚さＴを算出することができる。なお、基準距離データと計測距離データからウエブＷの厚さＴを求めることができれば、データ演算部における処理は減算処理に限られない。

また、センサ１４が移動部材１２とともに移動するように取り付けられており、付勢手段１３によって移動部材１２の下面がベースロール２に向けて付勢されているから、ベースロール２が変形していたり撓んでいたりしても、移動部材１２の下面をウエブＷの表面から離れることなくベースロール２の変形や撓みに倣って移動させることができる。すると、センサ１４が測定する計測距離Ｄ２には、ベースロール２の変形等は含まれず、常に、基準距離Ｄ１に対してウエブＷの厚さＴを加えた長さとすることができる。よって、ベースロール２や移動部材１２の設計・設置精度をそれほど高くしなくても、ウエブＷの厚さを正確に測定でき、装置の製造・設置が容易になり、設備コストも削減することができる。

ここで、付勢手段１３はバネ部材である場合には、付勢手段１３は、移動部材１２をベースロール２に付勢するだけでなく、ベースロール２から移動部材１２に加わる力を吸収するからこそ、移動部材１２の下面をベースロール２の変形や撓みに倣って移動させることができる一方、吸収した力を再び移動部材１２に加わえるようにも作動する。すると、再び移動部材１２に加わる力によって移動部材１２に振動が発生し、その振動が大きくなると、その振動によってセンサ１４の測定精度が影響を受ける可能性がある。しかし、移動部材１２は板バネである連結部材１７を介して検出部本体１１に連結されており、上記のごとく、その後端面12sと検出部本体１１の前面11sとの間に隙間ｇ（0.5〜1.0ｍｍ）が形成されるように配設されているから、この付勢手段１３から加わる力を連結部材１７によって吸収させることができるから、移動部材の揺動に起因する測定誤差が発生することを防ぐことができる。しかも、連結部材１７の弾性を移動部材１２を元の位置に復元させる力として作用させることもできるから、付勢手段１３の負担を軽減することができる。すると、付勢手段１３をコンパクトに構成することができるから、厚さ検出部１をコンパクトにすることもできる。

図４（Ａ）に示すように、移動機構５によって検出部本体１１をベースロール２の回転軸方向に移動させれば、移動部材１２の下面がウエブＷと接触する位置はウエブＷの走行方向に沿って斜めに移動する。すると、ウエブＷの厚さＴを測定する位置、つまり測定点ＭＰがウエブＷの走行方向に沿って斜めに移動することになるから、計測距離Ｄ１を、連続してまたは複数個所で測定することができる。すると、連続してまたは複数個所で測定された測定距離データに基づいて、ウエブＷの幅方向や走行方向におけるウエブＷの厚さＴの変動や、異なる測定点ＭＰにおけるウエブＷの厚さＴを算出することができるから、そのウエブＷの厚さＴの平均値を求めることができる、よって、ウエブＷが長さＬだけ走行する間にウエブＷの幅だけ検出部本体１１が移動するように調整しておけば、その間に測定された複数の測定点ＭＰにおけるウエブＷの厚さＴの平均値を厚さ算出部ＴＣによって算出すれば、長さＬの区間において、走行方向の厚さの変化だけでなく、幅方向の厚さの変化も含んだウエブＷの平均的な厚さを求めることができるから、ウエブＷの厚さを適切に評価することができる。よって、ウエブＷの平均的な厚さに基づくウエブＷの厚さの評価をウエブＷの製造工程に対するフィードバックすれば、ウエブＷの厚さＴのバラツキを小さくすることができる。とくに、厚さ算出部ＴＣによってウエブＷの厚さの評価を数値化するようにしておけば、厚さ算出部ＴＣからの信号によって、ウエブＷの厚さの評価を自動的にウエブＷの製造工程にフィードバックすることも可能である。

とくに、検出部本体１１の移動量が、ベースロール２の回転角度に比例するように調整しておけば、検出部本体１１を移動させたときに、センサ１４は、検出部本体１１の移動方向およびベースロール２の軸方向における位置および検出部本体１１の移動方向が同じであれば、常に同じベースロール２の表面までの距離を測定することになる。すると、ウエブＷの厚さＴを測定する前に、基準距離Ｄ１を、検出部本体１１を移動させながら複数点測定しておけば、同じベースロール２の表面までの測定したときの基準距離Ｄ１を使用してウエブＷの厚さＴを算出できる。すると、ベースロール２等の変形等がウエブＷの厚さＴに与える影響をより一層小さくすることができるので、ウエブＷの厚さＴの測定精度を高くすることができる。

そして、図４（Ｂ）に示すように、移動機構５によって、厚さ検出部１０が往復する場合、ウエブＷと移動部材１２との間の摩擦によるウエブＷの損傷が問題となるが、移動部材１２を上記のごとき低摩擦係数の素材によって形成することによって、ウエブＷの損傷を抑えているが、長期間使用すれば、移動部材１２の摩耗が生じる可能性があり、また、摩耗が生じなくても温度膨張等が発生する可能性がある。すると、摩耗等による移動部材１２の厚さや形状の変化などに起因する基準距離Ｄ１の変化が発生する可能性がある。そこで、厚さ検出部１０が往復させるときに、ウエブＷのない位置ＲＰ（以下、較正位置ＲＰという）まで移動してから反転するように制御すれば、較正位置ＲＰにおいて、基準距離Ｄ１の再測定をすることができる。すると、較正位置ＲＰにおいて測定された基準距離Ｄ１に基づいて、移動部材１２の摩耗等による基準距離Ｄ１の変化を較正することができる。よって、現実の基準距離Ｄ１と、事前に測定されている基準距離Ｄ１の差に起因するウエブＷの厚さＴの測定誤差が発生することを防ぐことができ、ウエブＷの厚さを高精度で測定することができる。
なお、較正位置ＲＰにおける基準距離Ｄ１の較正は毎回行わなくてもよく、所定の回数往復してから較正するようにしてもよい。

また、測定作業を長時間行えば、センサ１４の温度が上昇し、その温度上昇に伴う温度ドリフトに起因する測定値の変化が生じ、ウエブＷの厚さの測定誤差が生じる可能性があるが、上記の較正位置ＲＰにおける基準距離Ｄ１の較正を行うことによって、温度ドリフトに起因する測定値の変化も補正することができる。とくに、厚さ算出部ＴＣに温度補正部を設け、この温度補正部に、較正位置ＲＰにおいて図示しない温度センサによって測定されたセンサ１４の温度を送信するようにしておけば、較正位置ＲＰにおける基準距離Ｄ１の較正とは別に、センサ１４の温度ドリフトに起因する測定値の変化を温度補正部によって補正することができる。すると、温度ドリフトに起因する測定値の変化が誤差範囲を超える時間間隔が、移動部材１２の摩耗等による基準距離Ｄ１の変化が誤差範囲を超える時間よりも短い場合には、基準距離Ｄ１の較正を行わなくても温度ドリフトに起因する測定値の変化をだけを補正することも可能である。そして、温度ドリフトに起因する測定値の変化と、移動部材１２の摩耗等による基準距離Ｄ１の変化を別々に認識できるので、移動部材１２等の交換時期を判断する目安とすることもできる。

つぎに、他の実施形態の厚さ測定装置１Ｂを説明する。
なお、他の実施形態の厚さ測定装置１Ｂは、厚さ検出部２０の構成以外は、厚さ測定装置１と実質的同様の構成を有するので、厚さ検出部２０の構成のみを説明する。

図６は他の実施形態の厚さ測定装置１の概略説明図である。同図に示すように、前記スライダ６には、固定部材６ａ，６ｂを介して厚さ検出部２０の検出部本体２１が取り付けられている。この検出部本体２１は、下端が開口した中空な円筒状空間21aを備えており、この円筒状空間21aの軸方向がベースロール２の半径方向と一致するように配設されている。
この検出部本体２１の円筒状空間21aには、その下端の開口部から、円筒状の移動部材２２が挿入されている。この移動部材２２は、その中心軸が円筒状空間21aの中心軸と一致するように配置されており、円筒状空間21aの軸方向に沿って移動自在、かつ円筒状空間21aの中心軸まわりに、いいかえれば、移動部材２２自身の中心軸まわりに回転自在に取り付けられている。そして、移動部材２２の下端部には、前記ベースロール２外周面までの距離を非接触で測定することができる、例えば、近接センサ等のセンサ２４が設けられている。

また、図６に示すように、移動部材２２の上端と、検出部本体２１の上端内面との間には、移動部材２２をベースロール２に向けて付勢する、例えばバネ等の付勢手段２３が設けられている。一方、移動部材２２の下端には、ブラケット２５を介して転動ローラ２６が取り付けられている。この転動ローラ２６は、その回転軸が前記ベースロール２の回転軸を含む面と平行であって、かつ、移動部材２２の軸方向において、その下端が移動部材１２の下端よりも下方に位置するように配設されている。

このため、ウエブＷがない状態においては、付勢手段２３によって移動部材２２がベースロール２に向けて付勢されると、転動ローラ２６の外周面がベースロール２の外周面に直接接触した状態となるから（図７（Ａ））、ウエブＷがない状態において、ベースロール２の半径方向におけるセンサ２４からベースロール２までの距離（以下、基準距離Ｄ１という）を測定することができる。
そして、ウエブ排出部ＭＷから巻き取りロールＲにウエブＷが供給されるときには、ベースロール２の外周面にウエブＷが巻き掛けられるため、ベースロール２と転動ローラ２６の間にウエブＷが配置される。この状態では、転動ローラ２６はウエブＷの表面に接触し、かつ、ベースロール２との間にウエブＷを挟んだ状態となる（図７（Ｂ））。すると、転動ローラ２６はウエブＷの厚さＴの分だけベースロール２に対して上方に移動するから、転動ローラ２６とともに移動部材２２もウエブＷの厚さＴの分だけ上方に移動し、ベースロール２から離間する。この状態においては、センサ２４は、基準距離Ｄ１にウエブＷの厚さＴを加えた距離（以下、計測距離Ｄ２という）を測定することになるから、計測距離Ｄ２から基準距離Ｄ１を引けば、ウエブＷの厚さＴを測定することができる。
上記の転動ローラ２６が、特許請求の範囲にいう接触部である。

なお、転動ローラ２６とウエブＷの接触する位置はセンサ２４の中心軸と一致しておらず、ベースロール２の外周方向に沿って若干のズレがあるため、そのズレに起因するウエブＷの厚さＴの測定誤差が生じるおそれがある。通常のこのズレに起因するウエブＷの厚さＴの測定誤差は非常に小さく、センサ２４の測定誤差の範囲内にあると考えられるが、このズレ量は事前に把握できるので、そのズレに基づいて測定されたウエブの厚さＴを補正するようにしておけば、ウエブＷの厚さＴをより正確に把握することができる。

また、移動部材２２が検出部本体２１に対してその中心軸周りに回転自在であるから、検出機構５によって検出部本体２１がベースロール２の回転軸方向に移動したときに、転動ローラ２６は、ウエブＷとの間に発生する摩擦抵抗が最も小さくなるように揺動することができる。このため、ウエブＷの厚さＴを測定する位置をベースロール２の回転軸方向に沿って変化させても、転動ローラ２６との間の抵抗によってウエブＷが損傷することを防ぐことができる。

そして、センサ２４をその中心軸が移動部材２２の中心軸に一致するように配設しておけば、移動部材２２が回転しても、センサ２４の中心軸は、ベースロール２に対して、ウエブＷの走行方向における相対的な位置は変化しない。つまり、検出部本体２１がベースロール２の回転軸方向に移動したときに、センサ２４の中心軸は、ベースロール２の回転軸に沿って真っ直ぐに移動する。すると、センサ２４が測定する計測距離Ｄ２を、常に、基準距離Ｄ１に対してウエブＷの厚さＴを加えた長さとすることができるから、検出部本体２１が移動させたことによる計測距離Ｄ２の測定誤差が発生することを防ぐことができ、ウエブＷの厚さを高精度で測定することができる。

なお、移動部材２２が回転することによって、転動ローラ２６がウエブＷと接触する位置が変化するため、その変化に起因するウエブＷの厚さＴの測定誤差が生じるおそれがある。通常、このズレに起因するウエブＷの厚さＴの測定誤差は非常に小さく、センサ２４の測定誤差の範囲内にあると考えられるが、このズレ量は、移動部材２２の回転角度を辺出すれば把握できるので、そのズレに基づいて測定されたウエブの厚さＴを補正するようにしておけば、ズレ量の誤差があっても、ウエブＷの厚さＴをより正確に把握することができる。

さらになお、移動部材２２は検出部本体２１に対して回転できないように取り付けてもよく、この場合には、転動ローラ２６を支持するブラケット２５を、移動部材２２に対して、その中心軸周りに揺動できるように取り付ければよい。

本発明の厚さ測定装置は、紙や不織布等のように、表面に細かな凹凸が存在し、また、長さ方向幅方向の厚さの変化を平均値として評価することが好ましいウエブの厚さ測定に適している。

本実施形態の厚さ測定装置１の概略説明図である。 本実施形態の厚さ測定装置１の要部拡大図であり、（Ａ）はウエブＷがない状態であり、（Ｂ）はウエブＷが存在する状態である。 本実施形態の厚さ測定装置１をウエブＷを形成する設備に設置した状態の説明図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。 本実施形態の厚さ測定装置１による厚さ測定を説明した図である。 移動部材１２にローラ１６を設けた厚さ測定装置１の概略説明図である。 他の実施形態の厚さ測定装置１Ｂの概略説明図である。 他の実施形態の厚さ測定装置１Ｂの要部拡大図であり、（Ａ）はウエブＷがない状態であり、（Ｂ）はウエブＷが存在する状態である。 従来の厚さ測定装置の一例を示した図である。

符号の説明

１ 厚さ測定装置
２ ベースロール
５ 移動機構
１０ 厚さ検出部
１１ 検出部本体
１２ 移動部材
１３ 付勢手段
１４ センサ
１７ 連結部材
ＴＣ 厚さ算出部
Ｗ ウエブ

Claims (7)

1. 連続走行するウエブの厚さを測定する装置であって、
   該装置が、
   前記ウエブが巻き掛けられ、前記ウエブの幅方向と平行な回転軸を有するベースロールと、
   該ベースロールとの間に前記ウエブを挟んで該ウエブの厚さを検出する厚さ検出部とを備えており、
   該厚さ検出部が、
   前記ベースロールの回転軸方向に沿って移動自在に設けられた検出部本体と、
   該検出部本体を前記ベースロールの回転軸方向に沿って移動させる移動機構と、
   前記検出部本体に設けられた、前記ベースロールに対して接近離間可能に配設された接触部を有する移動部材と、
   該移動部材に取り付けられた、前記ベースロールの表面までの距離を非接触で測定するセンサと、
   前記ウエブが前記ベースロール巻き掛けられていない状態において、前記移動部材の接触部が前記ベースロールの表面に接触するように、該移動部材を前記ベースロールに向けて付勢する付勢手段と、
   前記ウエブが巻き掛けられていない状態において前記センサによって測定された複数の基準距離と、前記ウエブが巻き掛けられている状態において前記センサによって測定された複数の計測距離に基づいて、前記ウエブの平均厚さを算出する厚さ算出部を備えている
   ことを特徴とする厚さ測定装置。
2. 前記厚さ算出部が、前記センサの温度に基づいて、該センサの測定値を補正する温度補正部を備えている
   ことを特徴とする請求項１記載の厚さ測定装置。
3. 前記検出部本体が、前記ベースロールの回転軸方向に沿って、前記ウエブの幅よりも外方まで移動するように調整されており、
   前記厚さ算出部が、
   前記検出部本体が前記ウエブよりも外方に配置された状態において前記センサが測定した測定値に基づいて、前記センサの測定値を較正する較正機能を備えている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の厚さ測定装置。
4. 前記移動部材が、
   その先端に前記接触部が設けられており、
   その基端部を支点として、前記検出部本体に対して揺動可能に設けられている
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の厚さ測定装置。
5. 前記付勢手段が、前記移動部材を前記ベースロールに向けて付勢するように配設されたバネ部材であり、
   前記移動部材の基端部を前記検出部本体に対して揺動可能に連結する連結部材が設けられており、
   該連結部材が、板バネである
   ことを特徴とする請求項４記載の厚さ測定装置。
6. 前記接触部が、前記検出部本体に対して前記ベースロールの回転軸方向に揺動可能に保持された転動ローラである
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の厚さ測定装置。
7. 前記移動部材が、前記検出部本体によって、前記ベースロールの回転軸と交差する軸周りに回転可能に保持されており、
   前記センサが、前記移動部材の回転中心に配置されている
   ことを特徴とする請求項６記載の厚さ測定装置。

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