JPH04115050U - レーザ繊維配向計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザビームの回折現象を利用して、紙平面
内の繊維の配向比と配向角をオンラインで測定するレー
ザ透過型繊維配向計に関し、正確な配向角が測定できる
繊維配向計を提供することを目的とする。 【構成】 紙１３に対する透過又は反射光をスリット１
６が設けられた半球に導き、各スリット１６の光強度を
光ファイバ束１７，受光素子１９を用いて計測し、紙１
３の繊維の配向角・配向比を計測するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、レーザビームを利用して、紙平面内の繊維の配向比と配向角をオン ラインで測定するレーザ繊維配向計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図６は従来の繊維配向計の一実施例を説明する構成図、図７は図６におけるレ ーザビームが紙に当ったところの拡大図、図８は図６における透過散乱光を説明 する図である。

【０００３】 図６において、レーザ光源１より出射した、直径100 〜200 μm のレーザビー ムＬＢは、図７に示すように紙２の繊維であるセルロースＳの長手方向ににじむ ように透過散乱し、受光素子３上にあたる。

【０００４】 このとき、受光素子３上の透過散乱光は図８に示すような楕円形状となり、こ の楕円の長径方向を検出することで紙２の繊維の配向角がわかる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記構成の繊維配向計においては、透過散乱光の面積が１mm ²程度と 小さく、透過散乱光が受光素子３の中心に当らず、正確な配向角の測定がしにく いという問題点がある。

【０００６】 本考案は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、正確な配向角が 測定できるレーザ繊維配向計を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する請求項１記載の考案は、ビーム径が数mmのレーザビームを 紙に対して出射するレーザ光源と、前記レーザ光源と反対側に配設され、前記紙 を透過したレーザビームが頂点に到達するよう設けられた内部反射のない半球と 、該半球と前記紙との間に配設され、前記透過レーザビームが通過する穴が穿設 された外来光遮断プレートと、前記半球の頂点部近傍より放射上に延出し、前記 頂点を介して対称に設けられたＮ組のスリットと、一端部が該各スリットに沿っ て取り付けられた光ファイバ束と、該各光ファイバ束の他端部に取り付けられた 受光素子とを具備するように構成する。

【０００８】 又、請求項２記載の考案は、ビーム径が数mmのレーザビームを紙に対して出射 するレーザ光源と、開放面が前記紙に対向するように配設され、頂点部に前記レ ーザ光源が取り付けられた半球と、該半球の頂点部近傍より放射上に延出し、前 記頂点を介して対称に設けられたＮ組のスリットと、一端部が該各スリットに沿 って取り付けられた光ファイバ束と、該各光ファイバ束の他端部に取り付けられ た受光素子とを具備するように構成する。

【０００９】

【作用】

請求項１記載のレーザ繊維配向計において、紙を透過したビーム径が数mmのレ ーザビームは回折し、外来光遮断プレートの穴を介して、半球の内面に到達する 。ここで、スリットに到達したレーザビームは、光ファイバ束を介して受光素子 に到達し、各受光素子で各スリットの光強度が測定され、紙の繊維の配向角が判 定される。

【００１０】 又、請求項２記載のレーザ繊維配向計において、紙で反射したビーム径が数mm のレーザビームは半球の内面に到達する。ここで、スリットに到達したレーザビ ームは、光ファイバ束を介して受光素子に到達し、各受光素子で各スリットの光 強度が測定され、紙の繊維の配向角が判定される。

【００１１】

【実施例】

次に図面を用いて本考案の一実施例を説明する。図１は本考案の第１の実施例 の構成図、図２は図１における半球を開放面より見た図、図３は図１における紙 を透過したレーザビームの強度分布の一例を説明する図、図４は図３における光 の強度分布を縦軸に、位相を横軸に示した図、図５は本考案の第２の実施例を説 明する図である。

【００１２】 先ず、図１乃至図４を用いて本考案の第１の実施例を説明する。図１及び図２ において、レーザ光源１１より出射したレーザビームＬＢはミラー１２によって 進路を変更され、紙１３上に投射される。尚、本実施例におけるレーザビームＬ Ｂの径は数mmのものを用いている。

【００１３】 紙１３を介してレーザ光源１１と反対側には、紙１３を透過したレーザビーム ＬＢが頂点に到達する、内部反射のない半球１４が配設されている。

【００１４】 更に、半球１４と紙１３との間には、透過レーザビームＬＢが通過する穴１５ ａが穿設された外来光遮断プレート１５が配設されている。一方、半球１４には 、頂点部近傍より放射上に延出し、頂点を介して対称に設けられたＮ組（本実施 例では、ａ，ａ′，ｂ，ｂ′，ｃ，ｃ′，ｄ，ｄ′の４組、このうちａ，ａ′と ｂ，ｂ′とは直交関係にある）のスリット１６が穿設されている（図２参照）。

【００１５】 各スリット１６一端部には、スリット１６に沿って光ファイバ束１７が取り付 けられている。そして、各光ファイバ束１７の他端部には、集光レンズ１８を介 して受光素子１９が取り付けられている。

【００１６】 次に、上記構成の作動を説明する。レーザ光源１１を出射したレーザビームＬ Ｂは、ミラー１２で進路を変更され、紙１３に到達する。そして、紙１３を透過 し、ここで回折する。この時、回折した光の強度分布の一例はは図３に示すよう 異方性を示す。この図において、斜線が重なっている部分ほど強度分布が強いこ とを示している。

【００１７】 次に、外来光遮断プレート１５の穴１５ａを介して、半球１４の内面上に到達 する。ここで、スリット１６に到達したレーザビームＬＢは、光ファイバ束１７ を伝播し、集光レンズ１８で集光され、受光素子１９に到達し、各受光素子で各 スリットの光強度が測定される。この時、各スリット１６の光の強度分布の一例 を図３に示す。

【００１８】 そして、紙１３の繊維の配向比は、直交する（ａ，ａ′）（ｂ，ｂ′）の各光 強度を比較して決定される。又、紙１３の繊維の配向角は、（ａ，ａ′），（ｂ ，ｂ′），（ｃ，ｃ′），（ｄ，ｄ′）の各光強度から最も光が強く検出される 方向を計算により求める。

【００１９】 上記構成によれば、レーザビームＬＢの径が従来例よりも大きいので、透過散 乱光の面積も広くなり、正確な配向角の測定が行える。又、配向比も測定するこ とができる。更に、光ファイバ束１７を用いたことにより受光素子の数を少なく することができる。

【００２０】 尚、本考案は、上記実施例に限るものではない。スリット１６は実用に合わせ て適宜に決めることができる。

【００２１】 次に、図５を用いて本考案の第２の実施例を説明する。前述の実施例では、紙 １３の透過光が異方性を有していることを用いて、紙１３の繊維の配向角・配向 比を測定するものであったが、本実施例では、紙１３に対する反射光も異方性を 有していることを用いて紙１３の繊維の配向角・配向比を測定するものである。

【００２２】 このような構成においても、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。

【００２３】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、正確な配向角が測定できるレーザ透過型繊 維配向計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１の実施例の構成図である。

【図２】図１における半球を開放面より見た図である。

【図３】図１における紙を透過したレーザビームの強度
分布の一例を説明する図である。

【図４】図３における光の強度分布を縦軸に、位相を横
軸に示した図である。

【図５】本考案の第２の実施例を説明する図である。

【図６】従来の繊維配向計の一実施例を説明する構成図
である。

【図７】図６におけるレーザビームが紙に当ったところ
の拡大図である。

【図８】図６における透過散乱光を説明する図である。

【符号の説明】

１１ レーザ光源 １３ 紙 １４ 半球 １５ 外来光遮断プレート １５ａ 穴 １６ スリット １７ 光ファイバ束 １９ 受光素子

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビーム径が数mmのレーザビーム（ＬＢ）
   を紙（１３）に対して出射するレーザ光源（１１）と、
   前記レーザ光源（１１）と反対側に配設され、前記紙
   （１３）を透過したレーザビーム（ＬＢ）が頂点に到達
   するよう設けられた内部反射のない半球（１４）と、該
   半球（１４）と前記紙（１３）との間に配設され、前記
   透過レーザビーム（ＬＢ）が通過する穴（１５ａ）が穿
   設された外来光遮断プレート（１５）と、前記半球（１
   ４）の頂点部近傍より放射上に延出し、前記頂点を介し
   て対称に設けられたＮ組のスリット（１６）と、一端部
   が該各スリット（１６）に沿って取り付けられた光ファ
   イバ束（１７）と、該各光ファイバ束（１７）の他端部
   に取り付けられた受光素子（１９）と、を具備すること
   を特徴とするレーザ繊維配向計。
2. 【請求項２】 ビーム径が数mmのレーザビームを紙に対
   して出射するレーザ光源と、開放面が前記紙に対向する
   ように配設され、頂点部に前記レーザ光源が取り付けら
   れた半球と、該半球の頂点部近傍より放射上に延出し、
   前記頂点を介して対称に設けられたＮ組のスリットと、
   一端部が該各スリットに沿って取り付けられた光ファイ
   バ束と、該各光ファイバ束の他端部に取り付けられた受
   光素子と、を具備することを特徴とするレーザ繊維配向
   計。