JPH04339248A - 地合計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、抄紙現場でオンライン
で紙の地合を測定することのできる地合計に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】地合計として従来用いられていた測定装
置は、走行する紙（紙抄き工程中の紙である被測定シ―
ト、以下「被測定シ―ト」という）の下面から光を当て
て、上面で被測定シ―トに接触している直径１〜２ｍｍ
のサファイヤパイプで受光し、この光が被測定シ―トの
フロック（シ―ト中にある白い塊状の部分）の存在する
部分と無い部分との透光率の違いによりフロックの寸法
，フロックの分布及びフロックサイズの平均値で表され
る強度を測定していた。

【０００３】図４はこのような従来の地合配向計の模式
図である。図４において、被測定シ―ト１　は右方向に
走行しているものとする。サファイア釦２　は４個あっ
て、被測定シ―ト１　の下面に軽く接触させて下から支
えている。又、サファイヤ釦３　は１個あって、被測定
シ―ト１　の上面に接触し、サファイヤ釦２　と相俟っ
て走行中の被測定シ―ト１　の上下の揺れを防いでいる
。サファイヤ釦３　の中心には直径が約１ｍｍのサファ
イヤライトパイプ４　が設けられている。このサファイ
ヤライトパイプ４　は、被測定シ―ト１　に接触してお
り、光源５　からの被測定シ―ト１　を透過した光を受
けて、図示しない信号処理部にこの受けた光を送る。信
号処理部にあっては、そのときの光量を分析し、光量の
平均値から、明暗いずれかのずれを観察してフロックの
量を推定し、地合を測定することとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
にあっては、以下のような問題があった。 （イ）走行する被測定シ―トの上をスキャンしながら測
定しているが、受光には１ｍｍφのサファイヤライトパ
イプを用いているので視野が狭い。 （ロ）地合計を用いないで目視で地合を判定する場合は
、例えば５０ｍｍ２　の面積全体で判断しているが、こ
れに対し、地合計を用いた場合は前述のように狭い範囲
で判断しているので、正確性に乏しいおそれが生じる。 （ハ）視野が僅か１ｍｍ２　なので、被測定シ―トが走
行していないと測定が不可能である。 （ニ）測定のためにサファイヤライトパイプを被測定シ
―に接触させて測定しなければならず、そのためにサフ
ァイヤ釦で被測定シ―トを躍らせないように抑える必要
がある。 （ホ）光源として例えばＨｅ−Ｎｅレ―ザを光源として
用いた場合、単色光による測定しかできないため、肉眼
によるものと異なる。

【０００５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、地合を測定するにあたり目視（肉眼）と同等な
効果を得ることのできる地合計を提供するものである。 本発明の他の目的は、地合を測定する測定点の面積を広
く取り、目視と同等な効果を得ることのできる地合計を
提供するものである。さらに又他の目的は、地合測定に
際して被測定シ―トに接触させないで測定することので
きる地合計を提供するものである。さらに又他の目的は
、併せて配向も測定することのできる地合計に関するも
のである。さらに又他の目的は、可視光全域を使用する
ことで肉眼で比較した地合測定に近い測定をすることの
できる地合計を提供するものである。さらに又他の目的
は、上下ヘッド分離構造をとることで被測定シ―ト全幅
の測定ができる地合計を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光を透過させてその透過光により被測定
シ―トの地合を測定する地合計において、（イ）前記被
測定シ―トに光を照射するために発光するストロボと、
該ストロボに電力を供給し、前記被測定シ―トの透光量
に応じて出力電圧を変化させる電源と、前記被測定シ―
トを透過した光を撮影するカメラと、該カメラの撮影し
て得たデ―タによる画像信号を所要の処理をした後、フ
ロック寸法，フロックの分布及び平均強度を求め、併せ
てフロックの長軸の走行軸に対する角度を算出すると共
に、得られたデ―タから前記ストロボの発光強度を制御
する信号を前記電源に送る信号処理演算部とを具備する
ことを特徴とするもの。 （ロ）比視感度特性を持つ光源（１３０　）と、該の光
源の光を前記被測定シ―トに向けて照射する複数から成
る光ファイバ―（２２）と、前記被測定シ―トを挟んで
前記光ファイバ―と対応するように配置されて前記光フ
ァイバの照射光の前記被測定シ―トを透過した光を受光
する光ファイバ―（２３）と、該光ファイバ―の他端が
接続されるリニアイメ―ジセンサから成る検出素子（２
４）とを具備したことを具備することを特徴とするもの
。

【０００７】

【作用】被測定シ―トの下面（又は上面）からストロボ
により光を照射し、被測定シ―トの上面（又は下面）の
カメラで被測定シ―トを透過してきた光を撮影する。信
号処理演算部はカメラからのデ―タに基づき、フック寸
法、分布及び強度を算出して地合を求め、又、フロック
の長軸の走行軸との角度を算出して配向も測定する。更
に発光強度制御信号を電源に送って、被測定シ―トの透
光量に対応する強度の光を照射させる。或は又、一方の
ヘッドに複数の光ファイバ―の端部が光源に向けられて
配置されて他端が線状又は円形に配置される。もう一方
のヘッドにおいては、前記光ファイバ―と対応するよう
に一端が線状又は円形に配置され、他端がリニアイメ―
ジセンサの検出素子に結合（接続）される。被測定シ―
トはこのヘッド間の空間上を走行することとなるととも
に、ヘッドそのものについて見ればこの被測定シ―トに
対しては横切るような移動をしながら地合を測定するこ
ととなる。

【０００８】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
１は本発明の地合計の具体的な一実施例を示す構成図で
ある。図２は本発明の説明に供する図である。

【０００９】図１において、１１はその地合を測定しよ
うとする製造中の走行する被測定シ―トである。１２は
例えばＸｅ　ガスを封入したＸｅランプによるストロボ
で、電源１３から電力を供給されて発光する。１４は電
源１３に点灯タイミング信号を与えて、ストロボ１２の
点灯のタイミングを制御するタイミング回路である。１
５はストロボ１２の光を受けて被測定シ―トに光を当て
るための投光レンズである。１６は投光レンズ１５から
光を照射された被測定シ―ト１１を撮影するためのカメ
ラである。１８は対物レンズ１７により集光された光を
検出する２次元ＣＣＤ検出器である。

【００１０】１９はカメラ１６で撮影され２次元ＣＣＤ
検出器１８で検出され、図示しないＣＰＵからのＣＣＤ
読出信号により２次元ＣＣＤ１８から読出されたデ―タ
を増幅するアンプである。２０はアンプ１９の出力信号
の信号処理を行い、入力されたデ―タからフロック寸法
とフロックの分布とフロック寸法の平均値を算出する信
号処理演算部である。この信号処理演算部２０は、点灯
タイミング信号をタイミング回路１４に与え、又、フロ
ックの存在によって変化する透過光量に従って発光量を
規制するための発光強度制御信号を電源１３に送る。２
１は信号処理演算部２０の出力を表示する表示部である
。

【００１１】このように構成された実施例の動作を以下
に説明する。 （イ）被測定シ―ト１１の走行が開始されると測定装置
が操作を開始する。 （ロ）信号処理演算部２０は、点灯タイミング信号をタ
イミング回路１４に送る。 （ハ）タイミング回路１４は、タイミング信号に基づい
て電源１３を制御し、ストロボ１２を点滅させる。 （ニ）ストロボ１２から出された光は、投光レンズ１５
で被測定シ―ト１１に集光される。 （ホ）この光は、被測定シ―ト１１を透過してカメラ１
６に入射し、対物レンズ１７を通って２次元ＣＣＤ検出
器１８に投影される。 （ヘ）２次元ＣＣＤ検出器１８に結像した画像デ―タは
、ＣＰＵからのＣＣＤ読出信号により読出されてアンプ
１９に導かれて増幅された後に信号処理演算部２０に入
力する。

【００１２】（ト）信号処理演算部２０においては、入
力デ―タについて、補正等の信号処理を行った後に、画
像デ―タからフロック寸法，フロックの分布，フロック
寸法の平均値であるフロック強度の測定及び演算を行い
、表示部２１にデ―タを出力する。 （チ）他方、この信号処理演算部２０は、その信号処理
が終わると、タイミング信号をタイミング回路１４に送
って再びストロボ１２を発光させる。このとき、被測定
シ―ト１１の単位面積当りの重量と灰分等の添加物の量
により、ストロボ１２の光の透過率が異なるので、抄き
物によって変化する平均検出光量を一定にするため、発
光強度制御信号を電源１３に送って発光光量を制御する
。

【００１３】図２に以上の測定によって得られる画面出
力の一例を示す。尚この図２は被測定シ―ト１１の走行
方向が上下方向である場合の一部分の画面を示す。図２
において、３１は被測定シ―ト１１である紙に点在する
フロックである。３２はフロック３１の長軸である。３
３は長軸３１の走行方向に対する角度である。

【００１４】（リ）図２のような画面出力が得られたな
らば、平均強度よりも暗い部分のパタ―ン認識（フロッ
クパタ―ン）を開始する。この認識されたパタ―ンから
、次のようなデ―タを信号処理演算部２０において演算
する。

【００１５】（ａ）平均強度よりも暗い部分個々の面積
の測定をする。 （ｂ）予め決められた面積範囲に前記（ａ）項で求めた
面積のフロックの存在割合を計算する。この結果から地
合が得られる。 （ｃ）パタ―ン認識で得られたフロック３１の長軸３２
の走行方向に対する角度３３の測定から平均角度を計算
して求める。この結果から配向が得られる。

【００１６】以上説明したように、本実施例によれば、
従来の測定のように線測定ではなくて面の状態で地合を
測定することができるようになるから、人間の目視によ
る評価と同様な結果が得られる。又、配向も同時に測定
することができるようになる。

【００１７】ところで、本発明は以上説明したものに限
定されるものではない。 （Ａ）上下ヘッドの関係は図１のように構成することな
く、これを逆としてもよい。 （Ｂ）必ずしもストロボ，投光レンズ等とカメラ，２次
元ＣＣＤ検出器等一連の光学系を用いるものに限定され
るものではない。例えば図３のように構成してもよい。 図３は本発明の他の実施例の説明に供する図である。 尚、この図３においては図１と上下ヘッドの関係を逆と
した場合、即ち上ヘッド部分が光源系統を具備する場合
として示すものである。

【００１８】図３において、１３０　は肉眼に似た地合
ムラの測定ができるように比視感度特性を持つ例えば円
筒状光源である。２２は一端が光源１３０　にその軸上
（長手方向）と平行に線状（又は円状等から成り要は光
源の発光関係によってその最良な状態に配置される。こ
こでは円筒状光源であるからこのように成る）にその端
部素子が配置され、ヘッドの被測定シ―ト１１に対面す
る側に他端が例えば図に示すように直線状に配置され（
勿論図示しないが後述するように円形に配置されてもよ
い）、被測定シ―トに向けて同一の照度で光源の光を照
射する光ファイバ―（照射ファイバ―）である。

【００１９】２３は、照射ファイバ―２２の配置と対応
するように線状（又は円形）に、被測定シ―ト１１の下
面（照射ファイバ―を上面とした場合）に対面する側の
一端が線状又は円形に配置される光ファイバ―（受光フ
ァイバ―）である。２４は、受光ファイバ―２３の他端
が結合（接続）されるリニアイメ―ジセンサから成る検
出素子である。従って、被測定シ―ト１１はこのヘッド
間の空間上即ち両ファイバ２２／２３間を走行すること
となり、一方、ヘッド側から見れば地合測定時は被測定
シ―ト１１に対して横切るような移動をすることとなる
。

【００２０】これにより、被測定シ―ト１１の上面では
線状（又は円状）の光束を受け、地合が被測定シ―ト１
１にあると、この地合によりシ―ト上面で受けた光束は
シ―ト下面においては異なった透過率となって現れる。 このような透過光が受光ファイバに入射することとなる
。故に、リニアイメ―ジセンサ２４で受光される照度は
変化し、紙の地合を測定することができることとなる。 尚、ここでは図示しないが、リニアイメ―ジセンサ２４
以後の信号処理は基本的に図１のアンプ以後の信号処理
系統とすることができる。

【００２１】ところで、このような構成においても、さ
らに次のように変形することができる。 （あ）測定面積を変化させること、即ち、照射ファイバ
―の出射端部と受光ファイバ―の受光端直前の位置に光
学系（ズ―ムレンズ又は単レンズ）を設けることで、被
測定シ―トの測定面積を自由に変えるようにしてもよい
。 （い）図３においては測定部の形状即ちファイバ―の配
置を線状として示してあるが、当然のことながら、円形
に配置できて、これにより図１で説明したような円での
地合が測定できる。 （う）上／下ヘッドの走行時のズレによる測定誤差をな
くすことを考えた場合に、照射ファイバ―の例えば中央
素子のみ別の光源（例えばＬＥＤ）で投光し、受光ファ
イバ―の同じく例えば中央素子によってこの光を受光す
るように構成すれば、この光を基準として初期状態から
のヘッドズレを補正するようにできる。 （え）図１のタイミング回路，電源等一連のものをここ
でも使用するようなことはできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、次に記載するような効果を奏する。 （イ）地合測定を広い面積の測定点で行うことができ、
目視と同等な効果を得ることができる。 （ロ）又、紙に対し接触させないで測定することができ
るようになり、被測定シ―トである紙に対する影響や測
定用のサファイヤの摩耗等がなくなって、実用上の効果
が大きい。 （ハ）その他の実施例のようにすると、照射ファイバ―
で光束を導くことができるため、被測定シ―トに均一の
光束を照射でき、他方、受光ファイバ―をリニアイメ―
ジセンサに直結したことで、センサの振動或はリニアイ
メ―ジセンサとファイバ―の位置誤差をなくすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地合計の具体的な一実施例を示す構成
図である。

【図２】本発明の説明に供する図である。

【図３】本発明の他の実施例の説明に供する図である。

【図４】従来の地合配向計の模式図である。

【符号の説明】

１１　　被測定シ―ト １２　　ストロボ １３　　電源 １４　　タイミング回路 １５　　投光レンズ １６　　カメラ １７　　対物レンズ １８　　２次元ＣＣＤ検出器 １９　　アンプ ２０　　信号処理演算部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光を透過させてその透過光により被測
   定シ―ト（１１）の地合を測定する地合計において、前
   記被測定シ―トに光を照射するために発光するストロボ
   （１２）と、該ストロボに電力を供給し前記被測定シ―
   トの透光量に応じて出力電圧を変化させる電源（１３）
   と、前記被測定シ―トを透過した光を撮影するカメラ（
   １６）と、該カメラの撮影して得たデ―タによる画像信
   号を所要の処理をした後にフロック寸法，フロックの分
   布及び平均強度を求め，併せてフロックの長軸の走行軸
   に対する角度を算出すると共に，得られたデ―タから前
   記ストロボの発光強度を制御する信号を前記電源に送る
   信号処理演算部（２０）とを具備することを特徴とする
   地合計。
2. 【請求項２】　　光を透過させてその透過光により被測
   定シ―トの地合を測定する地合計において、比視感度特
   性を持つ光源（１３０　）と、該の光源の光を前記被測
   定シ―トに向けて照射する複数から成る光ファイバ―（
   ２２）と、前記被測定シ―トを挟んで前記光ファイバ―
   と対応するように配置されて前記光ファイバの照射光の
   前記被測定シ―トを透過した光を受光する光ファイバ―
   （２３）と、該光ファイバ―の他端が接続されるリニア
   イメ―ジセンサから成る検出素子（２４）とを具備した
   ことを特徴とする請求項１記載の地合計。