JPH06503422A - 移動するウエブの横方向の電荷分布を測定するための装置及び方法 - 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】 移動するウェブの横方向の電荷分布を測定するための装置及び方法発明の分野 本発明は静電荷の測定の分野に関し、より詳細には、接地された金属製のコンベ アローラの上を移動する、例えば写真フィルムの如き僅かに導電性を有する誘電 性のウェブの静電荷の測定に関する。

工盟旦宣！ 接地された金属製のコンベアローラの上を通過する僅かに導電性を有する誘電性 のウェブに関して観察される静電現象を理解することが望ましい。例えば、自然 帯電の限界がとのようにして移動するウェブに生ずるかについて理解することが 望ましい。そのような理解を得るためには、実効電荷がウェブにとのように分布 するかを知ることが重要である。ウェブが何等かの導電性を有し、従って電荷が ウェブ上を移動することができる場合には、その分布は動的となり、ウェブが通 過する環境が変化することに伴い変化する。そのような場合には、電荷の移動に 影響を及ぼす可能性のある総ての力を考慮に入れて、電荷を測定する必要がある 。

ウェブの長平方向すなわちローラ上でのウェブの搬送方向における電荷分布、並 びに、そのような長平方向の分布を測定するための措置は、雑誌ｒＪｏｕｒｎａ ｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓ　（１９８９年、Ｖｏｌ、２４．２１ −３２ページ）Ｊに掲載された「分節ローラ：移動する導電性ウェブの電荷密度 を測定する装置」と題した論文に記載されている。上記論文に記載された装置は 、長芋方向の電荷分布を測定することができるが、横方向の電荷密度を測定する ことが全くできない。しかしながら、移動するウェブの静電現象を理解するとい う意味においては、ウェブの電荷の横方向の分布を知ることが重要である。

従って、本発明の目的は、移動するウェブの横方向の電荷分布を測定することの できる装置を提供することである。

魚盟Ω擁！ 従って、本発明によれば、移動する細長いウェブの横方向の電荷分布を測定する ための装置は、中央の回転軸線の周囲で回転可能な円筒形のローラを備えており 、該ローラの外側面は、近接する一対のの電荷測定セグメントを有し、これらセ グメントは、これらの間の分離線に沿って電気的に互いに絶縁されている。上記 測定セグメントは、上記ローラの回転軸線に平行な方向に伸長すると共に、上記 分離線において端部同士が向かい合うように配列されており、上記測定セグメン トは、上記ローラが回転し且つ上記移動するウェブが上記ローラの円周の一部を 横断して搬送されている間に、上記ウェブと上記測定セグメントの少なくとも一 方との間の表面接触領域において上記移動するウェブと周期的に係合するように なされている。また、上記ローラを上記ウェブの移動方向に直交する方向に移動 させ、これにより、上記両セグメントの間の分離線が上記ウェブを横方向に横断 するように動かし、従って、各セグメントと上記ウェブとの間の相対的な表面接 触領域を変化させる手段が設けられている。本発明の装置は更に、上記ローラが 上記ウェブを横方向に横断する際に、上記ウェブと上記セグメントの一方との間 の表面接触領域の横方向の寸法を周期的に測定する寸法測定手段を備える。上記 両セグメントに接続される電荷測定手段も設けられ、この電荷測定手段は、各々 のセグメントと上記ウェブとの間のそれぞれの表面接触領域における各々のセグ メントの電荷を別個に且つ周期的に測定するようになされており、従って、上記 ウェブの横方向の全体の電荷分布が、両セグメントの全ウェブ接触表面積に対す る一方のセグメントのウェブ接触表面積の関数として決定することができる。

Ｘ皿の固単皇虱服 図１は、本発明に従って構成された移動するウェブの横方向の電荷を測定するた めの装置の底面図である。

図２は、図１の装置の側方平面図である。

図３は、図１の装置に含まれる円筒形のローラの斜視図である。

図４は、本発明の詳細な説明するのに有用な測定装置の概略的な説明図である。

図５は、本発明を説明するのに有用なウェブの電荷の曲線を示すグラフである。

尺凱１人瓢１ゑ豊僅 図面の図１乃至図３を参照すると、写真フィルムの細長いストリップの如き移動 するウェブ１６の横方向の電荷を測定するための装置１０は基本的に、電気的に 接地された半円筒形のシェル２０によって覆われた外側面を有する円筒形のロー ラ１２と、一対の電荷測定セグメント１４ａ、１４ｂとを備える。ローラ１２の コアは、適宜な構造の絶縁材料から形成されている。ステンレス鋼の如き適宜な 導電材料で形成することのできるシェル２０及びセグメント１４ａ、１４ｂは、 シェルと両セグメントの間、並びに、両セグメントの間で、電気的に相互に絶縁 されている。上記両セグメントは、ローラの回転軸線１３ａに平行な線に沿って ローラ上で端部同士を向かい合わせた関係で位置し、且つ、両セグメントのそれ ぞれの外方端の中間であるのが好ましい分離線１４ｃによって分離されている。

ローラは、作動の際に、ウェブ１６がローラの表面の一部の周囲に巻かれ、且つ 、一般には供給リールと巻取リール（図示せず）との間で搬送され、更に、パッ クプレイン（背面）３９に離れて設けられるのが好ましいテンションローラ（図 示せず）によってローラ１２の周囲で緊張状態に保持されるように構成されてい る。

また、パックプレイン３９からウェブ１６までの距離は、ローラ１２から離れて 設けられたフランジ付きのローラ（図示せず）によって固定されている。ウニ１ １６が上述のようにローラ１２の外側面の周囲に巻かれていて、且っローラがウ ェブの搬送と共に回転すると、セグメント１４ａ及び１４ｂは各々、表面接触領 域においてウェブと周期的に接触する。セグメント１４ａに関しては、その表面 接触領域は、ウェブの側部１６ｄと、セグメント１４ａの側部１４ｄ、１４ｅと 、両セグメントの間の分離線１４ｃとによって画成される。同様に、セグメント １４ｂに関する表面接触領域は、分離線１４ｃと、セグメントの側部１４ｆ、１ ４ｇと、ウェブの側部１６ｅとによって画成される。

本発明の装置１０は更に、ウェブ１６の長手方向の移動方向に直交する方向にロ ーラ１２を移動させる手段３０を備えており、この手段は、各々のセグメント１ ４ａ、１４ｂとウェブ１６との間の相対的な表面接触領域を調整した状態で変化 させるための設けられている。より詳細に言えば、手段３０は、パックプレイン の壁部３９に直接取り付けられた固定サポート３２と、運動可能なサポート３４ とを備えており、該運動可能なサポートには、この運動可能なサポート３４に固 定された支持ブラケット１１に軸支された軸棒１３によって、ローラ１２が回転 可能に取り付けられている。半円筒形の接地されたシールド１７も支持ブラケッ ト１１に設けられ、電荷測定セグメント１４ａ、１４ｂの電荷の周期的な測定が ウェブの電荷の効果とは関係無くなるようにシールドされた環境を与えている。

これにライては、−上述の雑誌ｒ、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅ］、、ｅｃｔｒｏ ｓｔａｔｉｅｓ」の論文に詳しく説明されており、本明細書においては上記論文 を参照する。手動操作型のマイクロメータ駆動ノブ３６が適宜な機構によってサ ポート３４に接続されており、上記マイクロメータ駆動ノブは、両側に矢頭を有 する矢印２３で示すように、サポート３４をローラ１２の回転軸線１３ａに平行 ないずれかの方向において横方向に動かすために使用される。そうではなく、サ ポート３４は、例えばステップモータで駆動されるｍ１ｌｌｌによって自動的に 動かすことができる。ローラの外側面の周囲に部分的に巻かれたウェブ１６は、 矢印２４で示す方向において長手方向に搬送される。本発明の目的にとって、ウ ェブ１６を長手方向に搬送する実際の方向は重要な問題ではなく、方向を示す矢 印は、単に装置１０の構造を見やすくするために図示しである。

装置１０はまた、寸法測定手段４０を備えており、この寸法測定手段は、ローラ １２がウェブ１６を横断して横方向に移動する際に、ウェブ１６と両セグメント １４ａ、１４ｂの一方との間の表面接触領域の横方向の寸法を周期的に測定する 。より詳細に言えば、本発明の図示の実施例においては、寸法測定手段４０は、 直線的なＣＣＤ０列を有するカメラ４１と、光源４２（図２）と、基準エツジ４ ４とを備えている。基準エツジ４４は、プレート４３の一側部に沿って形成され ており、上記プレートは、ウェブ１６の部分１６ａと同じ平面に存在するように シールド１７に取り付けられており、上記部分１６ａは、図示の例においては、 ローラ１２出て行くウェブの部分である。

各々の電荷測定セグメント１４ａ、１４ｂに接続されると共に、上記セグメント のそれぞれのウェブとの接触表面領域における電荷を周期的に測定するようにな された手段は、ローラ１２の両端部に設けられたスリップリング１５ａ、１５ｂ を備えており、これらスリップリングは、電線２１ａ１２１ｂによってセグメン ト］、４ａ、１４ｂにそれぞれ電気的に接続されている。一方、スリップリング １５ａ、１５ｂは、接触フィンガ１９ａ、１９ｂによってコネクタ１８ａ、１８ ｂに接続されており、これらコネクタは、それぞれの電荷測定セグメント１４ａ 、１４ｂの電荷を測定するために外部に設けられた静電電位計に接続されるよう になされている。

作動の際には、図面の簡単な説明図に示すように、ウェブ１６が回転ローラ１２ の外側面上を搬送されると、セグメント１４ａ、１４ｂは、それぞれの表面接触 領域でウェブに周期的に接触し、上記それでれの領域のウェブの電荷は対応する セグメントに転像される。各々のセグメント１４ａ、１４ｂの電荷は、線４８． ４９によって静電電位計５０．５１にそれぞれ結合される。静電電位計の電圧出 力は、アナログ−デジタル変換器５２．５３によってデジタル形式に変換され、 データ分析を行うためにマイクロコンピュータ５５に送られる。ウェブがローラ １２上を搬送されている際のウェブの横方向の電荷分布を測定するために、ロー ラは最初は、分ｊｌ線１４ｃがウェブの縁部１６ｄを若干越すような位置に設け られており、従って、セグメント１４ｂがウェブに接触する度に、ウェブとセグ メント１４ｂとの間の表面接触領域にあるウェブの電荷は総てセグメント１４ｂ に転像される。次に、移動手段３０がローラ１２をグランドプレインの壁部３９ から段階的に離してウェブを横断させるに従って、分離線１４ｃはウェブの下で 動き、ウェブの電荷の一部をセグメント１４ａに転像させる。セグメントがウェ ブに接触する度に、セグメント１４ａに転像された電荷ｑ、及びセグメント１４ ｂに転像された電荷ｑｂが測定されてマイクロコンピュータ５５のメモリに記憶 される。全電荷の中に占めるセグメント１４ａの電荷の割合Ｑ、は、ｑ、／　（ ｑａ＋ｑｂ）に等しい。

ウェブの横方向の電荷分布を決定するためには、電荷の測定を行う度にセグメン トに接触するウェブの面積を知る必要がある。従って、各電荷の測定と同時に、 基準エツジ４４とウェブの縁部１６ｄとの間の光源の露光量を直線ＣＣＤアレイ ・カメラ４１で検出し、回路５６によって直線寸法ｒ　ｌ）Ｊに比例する電圧に 変換する。この電圧は次に、Ａ／Ｄ変換器５７によってデジタル形式に変換され てマイクロコンピュータ５５のメモリに記憶される。基準エツジ４４と分離線１ ４ｃとの間の固定された距離ｒ　ａ」は、基準値として予めマイクロコンピュー タ５５に記憶されている。次に、この人力情報を用いて、マイクロコンピュータ は以下の式から未知の距１ｍ「ＣＪを計算することができる。

ｃ　＝　（ａ　−ｂ） 横方向の寸法「Ｃ」を知ることにより、マイクロコンピュータは次に、セグメン ト１４ａに接触しているウェブの全幅の割合Ｆ、を計算することができる。

上述の直接的な電荷の測定は、ウェブ１６と測定セグメント１４ａとの間の接触 表面積の全体の電荷をもたらす。ウェブを横方向に段階的に横断するこの測定を 用いて、図５の曲線６０によってグラフで示すように、ウェブ表面の全体の電荷 の割合Ｑ、のプロフィールを決定する。マイクロコンピュータ５５は、上記プロ フィールから各電荷の測定値を微分し、ウェブの横方向の寸法に沿う各点におけ る増分電荷密度に変換するようにプログラムすることができる。

現時点において好ましい実施例を特に参照して本発明の詳細な説明したが、本発 明の原理及び範囲内において種々の変形並びに変更を行うことができることは理 解されよう。例えば、図示の実施例においては２つの電荷測定セグメントだけを 用いているが、これらセグメントを３又はそれ以上のセグメントに更に分割し、 各々のセグメントをローラの両端部のそれぞれのスリップリングに接続すること ができることは容易に理解されよう。

ＦＩＧ、　１ ＦＪＧ、　２ ＦＩＧ、　３ 特表十Ｇ−５０３４２２（５） ウェブ幅の割合　Ｆａ ＦＩＧ、　５ 国際調査報告 ＋ｍ帖−−−Ａ帥−ａ＋ｉｅａＭ　ＰＣＴ／ＵＳ　９１１０９０５２ＰＯＴ／Ｌ ｌｌｌ　９１１０９０！１２　ＢＡＥ　！Ｉ！＄７８６

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．移動する細長いウエブの横方向の電荷分布を測定するための装置において、 中央の回転軸線の周囲で回転可能な円筒形のローラであって、該ローラの外側面 は、近接する複数の電荷測定セグメントを有し、これらセグメントは、これらの 間の分離線に沿って電気的に互いに絶縁されており、前記測定セグメントは、前 記ローラの回転軸線に平行な方向に伸長すると共に、前記分離線において端部同 士が向かい合うように配列されており、前記測定セグメントは、前記ローラが回 転し且つ前記移動するウエブが前記ローラの円周の一部を横断して搬送されてい る間に、前記ウエブと前記測定セグメントの少なくとも一方との間の表面接触領 域において前記移動するウエブと周期的に係合するようになされている前記円筒 形のローラと、 前記ローラを前記ウエブの移動方向に直交する方向に移動させる手段であって、 これにより、前記両セグメントの間の分離線が前記ウエブを横方向に横断するよ うに動かし、従って、各セグメントと前記ウエブとの間の相対的な表面接触領域 を変化させる前記移動手段と、 前記ローラが前記ウエブを横方向に横断する際に、前記ウエブと前記セグメント の一方との間の表面接触領域の横方向の寸法を周期的に測定する寸法測定手段と 、 前記両セグメントに接続された手段であって、各々のセグメントと前記ウエブと の間のそれぞれの表面接触領域における各々のセグメントの電荷を別個に且つ周 期的に測定するようになされた前記手段とを備え、これにより、前記ウエブの横 方向の全体の電荷分布が、両セグメントの全ウエブ接触表面積に対する一方のセ グメントのウエブ接触表面積の関数として決定することができることを特徴とす る装置。
2. ２．請求項１の装置において、 前記寸法測定手段は、前記ローラの移動と共に、前記両セグメントの間の分離線 から所定の間隔だけ移動することのできる基準手段を備えることを特徴とする装 置。
3. ３．請求項１の装置において、 前記寸法測定手段は、前記ローラに隣接する前記ウエブの縁部に平行な基準エッ ジを備えており、 該基準エッジは、前記ローラの移動と共に、前記両測定セグメントの間の分離線 から所定の間隔だけ移動することができることを特徴とする装置。
4. ４．請求項３の装置において、 前記基準エッジ並びに前記ウエブの縁部に焦点合わせされた直線的な列のカメラ 手段を更に備え、 該カメラ手段は、前記ローラが前記ウエブを横断して横方向に移動する際に、前 記基準エッジと前記ウエブの縁部との間の変動する間隔を検知することを特徴と する装置。
5. ５．移動するウエブの横方向の電荷分布を測定する方法において、中央の回転軸 線の周囲で回転可能であると共に外側面を有する円筒形のローラを準備する段階 であって、前記外側面には第１及び第２の電荷測定セグメントが設けられており 、前記第１及び第２の電荷測定セグメントは、これらセグメントの間の分離線に 沿って電気的に相互に絶縁されており、前記測定セグメントは、前記ローラの回 転軸線に平行な方向に伸長すると共に、前記分離線において端部同士が向かい合 うように配列されており、これにより、前記測定セグメントは、前記ローラが回 転しており、且つ前記移動するウエブが前記ローラの円周の一部を横断して搬送 されている間に、前記ウエブと前記測定セグメントの少なくとも一方との間の表 面接触領域において前記移動するウエブに周期的に係合するようになされている 前記円筒形ローラ準備段階と、前記移動するウエブを前記ローラの円周の一部の 周囲で搬送して前記ウエブと前記ローラとの間に前記表面接触領域を形成し、前 記ローラが回転している際に、前記電荷測定セグメントの少なくとも一方を前記 表面接触領域の中で前記ウエブに周期的に接触させる前記搬送段階と、前記ロー ラを前記ウエブの搬送方向に直交する方向に移動させる移動段階であって、前記 両セグメントの間の分離線を前記ウエブを横断して横方向に移動させ、これによ り、前記ウエブと前記各々のセグメントとの間の相対的な表面接触領域を変える 前記移動段階と、 前記ローラが前記ウエブを横断して移動する際に、前記ウエブと前記セグメント の一方との間の接触表領域の横方向の寸法を周期的に測定する段階と、前記ウエ ブが前記ローラを横断して搬送される際に、前記電荷測定セグメントの全電荷を 周期的に測定する段階と、 前記横方向の寸法の測定値、及び前記一方のセグメントに転像された全測定電荷 の割合から計算することにより、前記ウエブの横方向の全体の電荷分布を周期的 に決定する段階とを備える方法。