JPH05231846A - ロール表面の凹凸計測装置 - Google Patents
ロール表面の凹凸計測装置Info
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- JPH05231846A JPH05231846A JP3522292A JP3522292A JPH05231846A JP H05231846 A JPH05231846 A JP H05231846A JP 3522292 A JP3522292 A JP 3522292A JP 3522292 A JP3522292 A JP 3522292A JP H05231846 A JPH05231846 A JP H05231846A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】紙、フィルム等のウェブ巻取ロール表面凹凸を
非接触、且つ連続的に計測する。 【構成】ロール表面からの距離を測定する測距手段１３
と、ロール表面上に所定の視野を有する観察手段１２
と、細い光の帯１１をロール表面上に投光する投光器１
５とを備えたロール表面の凹凸計測装置。 【効果】ウェブの米坪の均一性をその巻取ロール表面凹
凸計測によって、ウェブの製造、又は加工中に連続して
モニターし、その品質管理を合理的に行うことができ
る。
非接触、且つ連続的に計測する。 【構成】ロール表面からの距離を測定する測距手段１３
と、ロール表面上に所定の視野を有する観察手段１２
と、細い光の帯１１をロール表面上に投光する投光器１
５とを備えたロール表面の凹凸計測装置。 【効果】ウェブの米坪の均一性をその巻取ロール表面凹
凸計測によって、ウェブの製造、又は加工中に連続して
モニターし、その品質管理を合理的に行うことができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロール表面の凹凸を非
接触、且つ連続で計測するロール表面の凹凸計測装置に
関する。紙やフィルムのようなシート状物質（以下ウェ
ブという）の製造、又は加工を連続的に行ってロールに
巻き取る際、ロールの幅方向の均一性は、ウェブ２０の
単位面積あたりの重量（以下米坪(g/m2)という）の均一
性と密接な相関が有る事が知られている。米坪の均一性
は、品質管理上の最重要項目の１つであると共に後工程
における加工適正や歩留まりに影響を与えるので、これ
を管理する事はウェブの製造、加工において極めて重要
である。
接触、且つ連続で計測するロール表面の凹凸計測装置に
関する。紙やフィルムのようなシート状物質（以下ウェ
ブという）の製造、又は加工を連続的に行ってロールに
巻き取る際、ロールの幅方向の均一性は、ウェブ２０の
単位面積あたりの重量（以下米坪(g/m2)という）の均一
性と密接な相関が有る事が知られている。米坪の均一性
は、品質管理上の最重要項目の１つであると共に後工程
における加工適正や歩留まりに影響を与えるので、これ
を管理する事はウェブの製造、加工において極めて重要
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、ウェブ等のロール表面の凹凸プロ
ファイル計測を行う方法として、図４のようにロール幅
方向に対する基準面２から、該基準面に取り付けられた
距離計３を用いてロール表面までの距離計測を、ロール
幅方向に順次行う方法が知られている。この方法ではロ
ール幅方向に平行な面を基準面とし、基準面からロール
表面までの距離を、接触、又は非接触で測定する。これ
を幅方向に順次繰り返すことによってロール表面の凹凸
プロファイル計測を行うものである。
ファイル計測を行う方法として、図４のようにロール幅
方向に対する基準面２から、該基準面に取り付けられた
距離計３を用いてロール表面までの距離計測を、ロール
幅方向に順次行う方法が知られている。この方法ではロ
ール幅方向に平行な面を基準面とし、基準面からロール
表面までの距離を、接触、又は非接触で測定する。これ
を幅方向に順次繰り返すことによってロール表面の凹凸
プロファイル計測を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術では、
回転中のロールに対しても、高精度で表面の凹凸計測を
行う事が可能であるが、シート状物の巻き取りのよう
に、徐々にロール直径が変化するにつれて、基準面から
の距離も変化するようなものに対しては凹凸計測は困難
である。また、凹凸の程度に合わせて、距離計測の精度
が調整できなければならないが、かかる従来技術では困
難であった。
回転中のロールに対しても、高精度で表面の凹凸計測を
行う事が可能であるが、シート状物の巻き取りのよう
に、徐々にロール直径が変化するにつれて、基準面から
の距離も変化するようなものに対しては凹凸計測は困難
である。また、凹凸の程度に合わせて、距離計測の精度
が調整できなければならないが、かかる従来技術では困
難であった。
【０００４】本発明はこれらの欠点を考慮し、回転中
の、徐々にロール直径の変化するロールに対しても、表
面の凹凸の大小に関わらずその凹凸プロファイルを正
確、且つ容易に計測し、それによりロールの幅方向の均
一性を管理する事ができる、ロール表面の凹凸計測装置
を提供する事を目的とする。
の、徐々にロール直径の変化するロールに対しても、表
面の凹凸の大小に関わらずその凹凸プロファイルを正
確、且つ容易に計測し、それによりロールの幅方向の均
一性を管理する事ができる、ロール表面の凹凸計測装置
を提供する事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の装置の
基本構成を説明するための図であり、１１は細い光の
帯、１２は観察手段、１３は測距手段、１４は支持部を
示す。上記の問題点は、図１に示す如く、ロール表面か
らの距離を測定する測距手段１３と、ロール表面上に所
定の視野を有するように支持部１４に取り付けられた観
察手段１２と、細い光の帯１１をロール表面上に投光す
る支持部１４に取り付けられた投光器１５とを備えてな
ることを特徴とするものである。更には、ロール１０の
直径が変化するにつれて、細い光の帯１１の照射位置が
観察手段からみてずれないよう、ロール表面と支持部１
４の距離を測定しつつ、支持部１４をロール表面から一
定の距離に保持する機構を持ち、ロール表面の凹凸が大
きいときには細い光の帯１１のロール表面に対する入射
角を小さくするよう調節し、ロール表面の凹凸が小さい
ときには該入射角を大きくするよう調節する機構を持つ
ことを特徴とするものである。又、ロール表面の凹凸が
大きいときには、観察手段１２の視野中心線とロール表
面に対する観察角を小さくするよう調節し、ロール表面
凹凸が小さいときには該観察角を大きくするよう調節す
る機構を持つことを特徴とするものである。以上のよう
な特徴を備えたロール表面の凹凸計測装置によって解決
される。
基本構成を説明するための図であり、１１は細い光の
帯、１２は観察手段、１３は測距手段、１４は支持部を
示す。上記の問題点は、図１に示す如く、ロール表面か
らの距離を測定する測距手段１３と、ロール表面上に所
定の視野を有するように支持部１４に取り付けられた観
察手段１２と、細い光の帯１１をロール表面上に投光す
る支持部１４に取り付けられた投光器１５とを備えてな
ることを特徴とするものである。更には、ロール１０の
直径が変化するにつれて、細い光の帯１１の照射位置が
観察手段からみてずれないよう、ロール表面と支持部１
４の距離を測定しつつ、支持部１４をロール表面から一
定の距離に保持する機構を持ち、ロール表面の凹凸が大
きいときには細い光の帯１１のロール表面に対する入射
角を小さくするよう調節し、ロール表面の凹凸が小さい
ときには該入射角を大きくするよう調節する機構を持つ
ことを特徴とするものである。又、ロール表面の凹凸が
大きいときには、観察手段１２の視野中心線とロール表
面に対する観察角を小さくするよう調節し、ロール表面
凹凸が小さいときには該観察角を大きくするよう調節す
る機構を持つことを特徴とするものである。以上のよう
な特徴を備えたロール表面の凹凸計測装置によって解決
される。
【０００６】
【作用】上記凹凸計測装置によれば、ロール表面上に投
光された細い光の帯１１は、ロール表面に凹凸がないと
き、観察手段１２に映る画像は、図２（イ）のように１
本の直線になる。一方、ロール表面上に凹凸があるとき
は、その画像は、図２（ロ）のように凹凸に応じて上下
に歪んだ曲線となり、ロール表面の凹凸を知ることがで
きる。
光された細い光の帯１１は、ロール表面に凹凸がないと
き、観察手段１２に映る画像は、図２（イ）のように１
本の直線になる。一方、ロール表面上に凹凸があるとき
は、その画像は、図２（ロ）のように凹凸に応じて上下
に歪んだ曲線となり、ロール表面の凹凸を知ることがで
きる。
【０００７】そして、ウェブ２０の巻き取りのように、
ロール直径が徐々に大きくなって行くような場合は、支
持部１４に取り付けられた測距手段１３がロール表面と
支持部１４との距離を測定し、この距離が一定となるよ
うに、支持部１４をロール表面から遠ざける方向（図１
の矢印の方向）へ移動する。
ロール直径が徐々に大きくなって行くような場合は、支
持部１４に取り付けられた測距手段１３がロール表面と
支持部１４との距離を測定し、この距離が一定となるよ
うに、支持部１４をロール表面から遠ざける方向（図１
の矢印の方向）へ移動する。
【０００８】次に、ロール表面の凹凸の大小によって投
光器１５からの細い光の帯１１の入射角、及び観察手段
１２の観察角を調整することの意義について説明する。
ロール表面の凹凸が小さいときは、図２（ハ）のよう
に、観察手段１２に映る画像は歪みの小さい曲線とな
り、凹凸計測の精度が低下する。精度を低下させないた
めには、（Ａ）細い光の帯１１の入射角を大きくしてや
るか、（Ｂ）観察手段１２の観察角を大きくしてやる
か、或はこの両者を併用することにより、観察手段１２
に映る凹凸歪み量を増幅してやればよい。本装置を用い
れば、上記（Ａ）又は（Ｂ）、或はそれらを併用するこ
とによって、図２（ロ）のように歪みの大きさの適切な
曲線を得ることが可能なので、ロール表面の凹凸が小さ
いときも精度良く凹凸計測を行うことができる。
光器１５からの細い光の帯１１の入射角、及び観察手段
１２の観察角を調整することの意義について説明する。
ロール表面の凹凸が小さいときは、図２（ハ）のよう
に、観察手段１２に映る画像は歪みの小さい曲線とな
り、凹凸計測の精度が低下する。精度を低下させないた
めには、（Ａ）細い光の帯１１の入射角を大きくしてや
るか、（Ｂ）観察手段１２の観察角を大きくしてやる
か、或はこの両者を併用することにより、観察手段１２
に映る凹凸歪み量を増幅してやればよい。本装置を用い
れば、上記（Ａ）又は（Ｂ）、或はそれらを併用するこ
とによって、図２（ロ）のように歪みの大きさの適切な
曲線を得ることが可能なので、ロール表面の凹凸が小さ
いときも精度良く凹凸計測を行うことができる。
【０００９】一方、ロール表面の凹凸が大きいときは、
図２（ニ）のように、観察手段１２に映る画像の歪みが
大きすぎて適正な表面凹凸プロファイル計測が出来なく
なる。このようなときには、（Ｃ）細い光の帯１１の入
射角を小さくしてやるか、（Ｂ）観察手段１２の観察角
を小さくしてやるか、或はこの両者を併用することによ
り、観察手段１２に映る凹凸歪み量を圧縮してやればよ
い。本装置を用いれば、上記（Ｃ）又は（Ｄ）、或はそ
れらを併用することによって、図２（ロ）のように歪み
の大きさの適切な曲線を得ることが可能なので、ロール
表面の凹凸が大きいときも最適な精度でロールの凹凸プ
ロファイル計測を行うことができる。
図２（ニ）のように、観察手段１２に映る画像の歪みが
大きすぎて適正な表面凹凸プロファイル計測が出来なく
なる。このようなときには、（Ｃ）細い光の帯１１の入
射角を小さくしてやるか、（Ｂ）観察手段１２の観察角
を小さくしてやるか、或はこの両者を併用することによ
り、観察手段１２に映る凹凸歪み量を圧縮してやればよ
い。本装置を用いれば、上記（Ｃ）又は（Ｄ）、或はそ
れらを併用することによって、図２（ロ）のように歪み
の大きさの適切な曲線を得ることが可能なので、ロール
表面の凹凸が大きいときも最適な精度でロールの凹凸プ
ロファイル計測を行うことができる。
【００１０】従って、例えば、本発明をウェブの製造、
又は加工工程中のロールの幅方向の凹凸測定に適用した
場合、回転中の、徐々にロール直径の変化するロールに
対しても、表面の凹凸の大小に関わらずその凹凸プロフ
ァイルを正確、且つ容易に計測し、それによりロールの
幅方向の均一性を管理する事が可能となった。上記の入
射角及び観察角は、ウェブ製品の種類によって最適にセ
ットすることが可能であり、ウェブ製品のグレードチェ
ンジの時にそれぞれを調整すれば良いし、また工程の自
動制御システムとリンクして自動的に行うことも可能で
ある。
又は加工工程中のロールの幅方向の凹凸測定に適用した
場合、回転中の、徐々にロール直径の変化するロールに
対しても、表面の凹凸の大小に関わらずその凹凸プロフ
ァイルを正確、且つ容易に計測し、それによりロールの
幅方向の均一性を管理する事が可能となった。上記の入
射角及び観察角は、ウェブ製品の種類によって最適にセ
ットすることが可能であり、ウェブ製品のグレードチェ
ンジの時にそれぞれを調整すれば良いし、また工程の自
動制御システムとリンクして自動的に行うことも可能で
ある。
【００１１】
【実施例】以下に、図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１２】図３は、紙製造工程中のロール表面の凹凸
計測に適用した本発明の概要を示す側面図である。
計測に適用した本発明の概要を示す側面図である。
【００１３】図１と共通部分に同一符号を使用した図３
において、投光器１５はレーザ光源１６とシリンドリカ
ルレンズ１７等よりなり、支持部１４に取り付けられ、
細い光の帯１１を試験面上、即ち製造中の紙巻取ロール
１０の表面に投光する。観察手段１２に相当するＴＶカ
メラ１９は、視野中心線を試験面に向けて支持部１４に
取り付けられている。
において、投光器１５はレーザ光源１６とシリンドリカ
ルレンズ１７等よりなり、支持部１４に取り付けられ、
細い光の帯１１を試験面上、即ち製造中の紙巻取ロール
１０の表面に投光する。観察手段１２に相当するＴＶカ
メラ１９は、視野中心線を試験面に向けて支持部１４に
取り付けられている。
【００１４】測距手段１３に相当するレーザ変位計１８
は、支持部１４に取り付けられており、該試験面との距
離を垂直に測定し、変位が生じたなら図示されていない
駆動手段と連動して、支持部１４をロール１０の表面か
ら移動させ、装置全体と該試験面との距離を一定に保
つ。
は、支持部１４に取り付けられており、該試験面との距
離を垂直に測定し、変位が生じたなら図示されていない
駆動手段と連動して、支持部１４をロール１０の表面か
ら移動させ、装置全体と該試験面との距離を一定に保
つ。
【００１５】このように構成された装置において、細い
光の帯１１は、試験面に対してθ１の入射角で投射され
る。一方、ＴＶカメラ１９の視野中心線は、試験面に対
してθ２の観察角をもつ。ロール表面の試験面に凹凸が
ない場合は、ＴＶカメラ１９によって観察される画像
は、図２（イ）のような直線となるが、試験面に凹凸が
ある場合には、細い光の帯１１は凹凸に応じて歪めら
れ、観察される画像は図２（ロ）のようになり、この曲
線の振れ幅が試験面の凹凸に相当する。従って、この曲
線の凹凸を三角測量と同様の原理に基づいて定量化すれ
ば、ロールの表面凹凸プロファイルが計測される。
光の帯１１は、試験面に対してθ１の入射角で投射され
る。一方、ＴＶカメラ１９の視野中心線は、試験面に対
してθ２の観察角をもつ。ロール表面の試験面に凹凸が
ない場合は、ＴＶカメラ１９によって観察される画像
は、図２（イ）のような直線となるが、試験面に凹凸が
ある場合には、細い光の帯１１は凹凸に応じて歪めら
れ、観察される画像は図２（ロ）のようになり、この曲
線の振れ幅が試験面の凹凸に相当する。従って、この曲
線の凹凸を三角測量と同様の原理に基づいて定量化すれ
ば、ロールの表面凹凸プロファイルが計測される。
【００１６】該試験面の凹凸が大きく、観察される画像
が図２（ニ）のようにスケールアウトする場合は、細い
光の帯１１の試験面に対する入射角θ１を小さくする
か、ＴＶカメラ１９の視野中心線の試験面に対する入射
角θ２を小さくするか、その両者を併用したアクション
をとることによって、観察される画像を図２（ロ）のよ
うに適切な凹凸カーブとすることができる。
が図２（ニ）のようにスケールアウトする場合は、細い
光の帯１１の試験面に対する入射角θ１を小さくする
か、ＴＶカメラ１９の視野中心線の試験面に対する入射
角θ２を小さくするか、その両者を併用したアクション
をとることによって、観察される画像を図２（ロ）のよ
うに適切な凹凸カーブとすることができる。
【００１７】該試験面の凹凸が小さく、観察される画像
は、図２（ハ）のように整流化してしまい、凹凸計測精
度が低下する場合は、細い光の帯１１の試験面に対する
入射角θ１を大きくするか、ＴＶカメラ１９の視野中心
線の試験面に対する入射角θ２を大きくするか、その両
者を併用したアクションをとることによって、観察され
る画像を図２（ロ）のように適切な凹凸カーブとするこ
とができる。
は、図２（ハ）のように整流化してしまい、凹凸計測精
度が低下する場合は、細い光の帯１１の試験面に対する
入射角θ１を大きくするか、ＴＶカメラ１９の視野中心
線の試験面に対する入射角θ２を大きくするか、その両
者を併用したアクションをとることによって、観察され
る画像を図２（ロ）のように適切な凹凸カーブとするこ
とができる。
【００１８】ウェブ２０を巻き取るにつれてロール径が
大きくなり、細い光の帯１１の該試験面上の投影位置が
ＴＶカメラ１９の視野中心からずれてしまう。これを防
ぐために、本装置では、レーザ変位計１８を備え、試験
面の変位を常に監視しており、ロール径が大きくなる
と、レーザ変位計１８はその変位を検出し、信号を出力
する。これに従って図示しない駆動手段が支持部１４を
ロール表面から遠ざける方向に移動させて、本測定装置
と該試験面までの距離を一定に保つことができ、常に試
験面に細い光の帯１１が投射される。
大きくなり、細い光の帯１１の該試験面上の投影位置が
ＴＶカメラ１９の視野中心からずれてしまう。これを防
ぐために、本装置では、レーザ変位計１８を備え、試験
面の変位を常に監視しており、ロール径が大きくなる
と、レーザ変位計１８はその変位を検出し、信号を出力
する。これに従って図示しない駆動手段が支持部１４を
ロール表面から遠ざける方向に移動させて、本測定装置
と該試験面までの距離を一定に保つことができ、常に試
験面に細い光の帯１１が投射される。
【００１９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、運転中の、徐々にロール直径の変化するウェブロー
ルに対しても、表面の凹凸の大小に関わらずその凹凸を
正確、且つ容易に計測する事が可能になり、連続的に製
造、又は加工されるウェブの品質管理を合理的に行うこ
とができる。
ば、運転中の、徐々にロール直径の変化するウェブロー
ルに対しても、表面の凹凸の大小に関わらずその凹凸を
正確、且つ容易に計測する事が可能になり、連続的に製
造、又は加工されるウェブの品質管理を合理的に行うこ
とができる。
【図１】本発明装置の基本構成を説明するための構成
図。
図。
【図２】本発明の装置を使用した代表的観察画像を説明
するための図。
するための図。
【図３】本発明の装置を紙製造工程中のロール表面の凹
凸計測に適用した概要を示す側面図。
凸計測に適用した概要を示す側面図。
【図４】従来技術になる装置の概要図。
１０ ロール １１ 細い光の帯 １２ 観察手段 １３ 測距手段 １４ 支持部 １５ 投光器 １６ レーザー光源 １７ シリンドリカルレンズ １８ レーザ変位計 １９ ＴＶカメラ ２０ ウェブ
Claims (4)
- 【請求項１】 ロール表面からの距離を測定する測距手
段１３と、ロール表面上に所定の視野を有する観察手段
１２と、細い光の帯１１をロール表面上に投光する投光
器１５とを備えたロール表面の凹凸計測装置。 - 【請求項２】 観察手段１２と投光器１５とを支える支
持部１４を持ち、ロールの直径が変化するにつれて、細
い光の帯１１の照射位置が観察手段からみてずれないよ
う、ロール表面と支持部１４の距離を測定しつつ、支持
部１４をロール表面から一定の距離に保持する機構を持
つことを特徴とする請求項１記載のロール表面の凹凸計
測装置。 - 【請求項３】 ロール表面の凹凸が大きいときには細い
光の帯１１のロール表面に対する入射角を小さくするよ
うに調節し、ロール表面の凹凸が小さいときには該入射
角を大きくするように調節する機構を持つことを特徴と
する請求項１又は２記載のロール表面の凹凸計測装置。 - 【請求項４】 ロール表面の凹凸が大きいときには、観
察手段１２の視野中心線のロール表面に対する観察角を
小さくするように調節し、ロール表面の凹凸が小さいと
きには該観察角を大きくするように調節する機構を持つ
ことを特徴とする請求項１、２又は３記載のロール表面
の凹凸計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3522292A JPH05231846A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | ロール表面の凹凸計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3522292A JPH05231846A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | ロール表面の凹凸計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231846A true JPH05231846A (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=12435821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3522292A Pending JPH05231846A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | ロール表面の凹凸計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05231846A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001208506A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Dainippon Printing Co Ltd | 測長ローラシステム |
| EP3027546A4 (en) * | 2013-07-30 | 2017-03-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Diameter measurement of a roll of material in a winding system |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP3522292A patent/JPH05231846A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001208506A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-03 | Dainippon Printing Co Ltd | 測長ローラシステム |
| JP4565687B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2010-10-20 | 大日本印刷株式会社 | 測長ローラシステム |
| EP3027546A4 (en) * | 2013-07-30 | 2017-03-15 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Diameter measurement of a roll of material in a winding system |
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