JPS63288292A - 回転断続器の位置合わせ装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、祇シートの品質を特徴づける装置及び方法に
関し、特に祇シートの分布状態検知センサの校正装置に
関する。また、本発明は１９８６年１１月１２日に出願
された米国特許出願筒９３０．１４２号の一部継続出願
である。

「従来技術」 紙は繊維の懸濁液から作られる。これら繊維は、通常木
材及び布ぐずから誘導されるセルロースから作られる。

紙シートは、これら繊維の分布の均一性が光学的、機械
的及び印刷特性に最も重要である。従って、製紙業界の
主な終着点の１つは、仕上った紙シート材の繊維分布を
可能な限り均一な「基本重量」を達成するための製紙工
程を開発し、この工程のパラメータを調整することであ
る。

製紙業界においては、用語「基本重量］が紙シート表面
の単位領域当たりの製紙用の繊維重量を参照している。

これら繊維が均一に分配されて、紙が均一な基本重量を
持っていた時には、祇シートがより強い強度を持ち、見
Ｉ；目も感触も滑らかで、印刷の線がシャープに転写で
きる。これと反対に、基本重量の局所変動があると、破
れ易い紙シートが得られる。これは、ストレスが繊維の
少ない紙シートの領域に集中して、この領域から破れ始
めるからである。更に、不均一な基本重量を持った紙シ
ートは、見た目も感触も粗く、ぼけた印刷線が転写され
る。

祇シートの品質を特徴づけるためには紙製造者が紙シー
トの「分布状態」を参照している。明らかに「分布状態
」の標準の定義が存在しない。しかし、現在の目的にと
って、「分布状態」は、紙シートを形成する繊維が紙シ
ート内に分配、配置及び混合される方法として定義され
る。全紙シートにおいては、ンートを形成する繊維が少
なくともある範囲「塊」と呼ばれるこぶで配分されてい
る。通常、均一に分配され、相互に巻き付いた繊維を持
つ祇シートは良好な分布状態を持っている。

これと反対に、紙シートの繊維が塊となって許容できな
い程度不均一に分配された時に、紙シートが均一のそれ
よりむしろ粗く、貧弱な分布状態を持っている。

種々の装置が紙シートの分布状態の諸特性を測定するた
めに存在している。基本重量センサ或はマイクロ自動濃
度記録計と呼ばれるこのような装置において、光線は、
紙シートが光線方向と直交する方向に移動した時に、紙
シートを透過している。この光線の強度は、光線が紙シ
ートを透過した後、光検知器によって測定される。この
光検知器は、光源から紙シートの反対側に配置されてい
る。光検知器は、透過光の強度を示す電気信号を発生す
る。光線が透過した領域の祇ンートの部分の基本重量が
増加すると、紙ンートを透過した光線の強度が減少する
。従って、光検知器からの電気信号が紙シートの基本重
量を示している。

既に述べたように、どの紙シートの繊維も塊に凝集する
傾向がある。どの１シートにおいても、これら塊が種々
の寸法を持っている。従って、紙シートが光線を貫通し
て直交方向に移動した時に、光検知器によって発生され
た電気信号が塊の寸法分布、勿論紙シートの移動速度に
対応して複数の周波数で変調される。紙シートの速度が
増加すると、塊が基本重量電気信号を変調する周波数が
増加する。同様に、より小さい塊は、より大きい塊によ
る周波数より高い周波数で変調させる。これら変調度は
、基本重量の局所変動、或は基本重量が同じであっても
、塊を形成する繊維の局所分布変動に対応する。

「発明が解決しようとする問題点」 ｌ技術において、装置を特徴づける［分布状態Ｊは、基
本重量センサによって発生された電気信号における平均
ピークビーク（Ｐ　−Ｐ）変動を表示している。電気信
号の平均Ｐ−Ｐ変動値は、紙／−トの基本重量の変動度
を示すと主張している。

しかし、この技術は、後述する理由によって、シート材
の分布状態を間違って指示している。

多くの例において、製紙業者は、可能な限り均一な繊維
分布、即ち良好な分布状態の紙シートを製造したがって
いる。これを達成するためには、製紙業者は基本重量の
変動幅のみならず、塊の寸法分布も知りたがっている。

勿論、製紙業者は、紙シートの最も弱い基本重量部分の
強度も知りたがっている。しかし、基本重量信号の平均
Ｐ−Ｐ値のみが得られた既に述べた技術は、基本重量信
号におけるこれら変動を発生する塊の寸法を指示せず、
或は紙シートの最も弱い領域の強度を示さない。従って
、この技術は祇シートの分布状態を完全に特徴づけるこ
とに欠けていた。

紙シートの分布状態を特徴づける他の技術においては、
β線による放射線写真が紙の試料シートから作られる。

光線は、その後貫通し、或は放射線写真から反射して外
れている。この狭い光線の強度における変動は、放射線
写真が均一速度で光線に対して直角に移動した時に、電
気信号に変換されている。図形表示器は、信号を備えた
波長の関数として、電気信号を変調度を発生させる。こ
の表示器は波長電カスベクトルと呼ばれている。

第１図は、良好、中間及び貧弱な分布状態を持つ紙の種
々の等級を示している。この技術は、ノーマン及びワー
レン氏によって、彼らのシンポジウム論文［紙の大量分
布及びシート特性」を含む多くの文献において、詳細に
議論されている。

幾つかの商業紙の製造環境にとっては、ノーマン及びワ
ーレン氏の技術が不適当である。第１図に示すように、
約１ｍｍ以下の波長では、良好に形成されたシートと、
貧弱に形成されたシートとの波長電カスベクトル間の差
が僅かである。しかし、約ｌｌ１１１１〜３２ｍｍの波
長では重大な違いが存在する。

従って、ノーマン及びワーレン氏の技術は、紙シートの
分布状態を決定するために、製紙業者の必要以上に情報
を発生している。この技術の他の有り得る欠点は、非熟
練者にとって解読が困難な多くの情報を提供しているこ
とである。多くの商業紙製造環境にとっては、製紙業者
が全体のスペクトル表示よりも紙シートの分布状態を完
全に相互に特徴づけた数点の情報のみを非熟練者に提供
する装置及び技術が好ましいと思っている。更Ｉこ、基
本重量信号の平均Ｐ−Ｐ値を測定するための既に述べた
技術と同様のこの技術は、紙シートの最も弱い部分の強
度の表示を製紙業者に提供することが欠けている。従っ
て、両者の技術が同時に使用されても、製紙業者には、
未だ紙シートの分布状態を完全に特徴づけるために必要
な全情報が提供されない。

「問題点を解決するだめの手段」 本発明は、次の祇シートの分布状態のパラメータ、即ち
■所定の最小寸法或は寸法幅の塊に起因する紙シートの
基本重量の変動幅、０紙シートの最も弱い部分或は弱い
部分に各強度、及び０紙シートを形成する塊の寸法を示
す３組の電気出力信号を提供する方法及び装置を目的と
している。これら出力信号は、数値に変換して、製紙操
作者に対して表示してもよい。操作者は、その後これら
数値を使用して製造シートの分布状態を監視し、製紙工
程のパラメータを調整して所望の特性を持つ祇シートを
達成できる。これの代りに、これら電気出力信号は、こ
れら出力信号を使用して、製紙工程を自動的に調整して
、所望の特性を持つ紙シートを達成するコンピュータ或
は他の装置に供給できる。

本発明の装置は、祇シートの基本重量における局所変動
を正確に測定する基本重量センサを含んでいる。このセ
ンサは、紙シートの片側に配置された光源と、光源に対
面して紙シートの他の側に配置された受光部とを含んで
いる。受光部は細いす７アイヤ製の棒のような光線パイ
プを含んでいる。この棒の一端が光源から祇シートの反
対側の紙シートに当接している。紙シートが光線と直交
する方向に通過した時に、祇シートを通過する光線のみ
が棒に入るように棒の端部に対して保持されている。こ
の棒は、光電ダイオードのような光線検知器に光線の少
なくとも部分を指向させている。この光電ダイオードは
、その後光線が紙シートを透過した後、光線の強度に比
例した電気出方を発生ずる。

紙シートが基本重量センサを通過すると、祇シートの基
本重量における局所変動が祇シートを通過する光線の強
度の変動を発生させる。センサの受光部における光線検
知装置は、透過光線の強度に比例し、従って光線の検知
部分が通過した祇シートの部分の基本重量に反比例する
電気信号を発生する。紙が種々の寸法の塊からなるので
、紙シートがセンサの光源及び受光半部間を通過するの
で、センサからの電気信号が種々の周波数で変調される
。これら周波数は、センサを通過する祇シートの速度及
び紙シートを形成する種々の塊の寸法の両者に依存して
いる。しかし、本発明の信号地理回路は、紙シートがセ
ンサ間を通過する速度の変化も計算に入れている。従っ
て、分布状態を特徴づける出力信号が紙シートの速度に
影響されない。

本発明の信号地理回路は複数の電気チャンネルを持って
いる。各チャンネル異なった所定の最小塊寸法及びその
最小より大きい塊寸法に対応する基本重量センサからの
基本重量信号を処理している。これは、各チャンネルの
入力端で低域通過フィルタを配置することによって達成
される。基本重量センサからの信号は、これら低域通過
フィルタの各々に供給される。しかし、各連続したチャ
ンネルの低域通過フィルタが先のチャンネルにおける低
域通過フィルタのそれより低い遮断周波数を持っている
。更に、これら低域通過フィルタの各々毎に遮断周波数
が可変でき、紙シートがセンサを通過する速度に比例し
て制御される。従って、各チャンネルの低域通過フィル
タ毎の遮断周波数が特定の所定最小寸法の塊に対応し、
センサ間を移動する紙シートの速度が変化しても、この
所定の最小寸法の塊に対応して続行している。

各低域通過フィルタの出力は、関連の低域通過フィルタ
からの濾過信号を低域通過フィルタからの信号のＲＭＳ
値に比例するＤＣ出力に変換する別々のＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ
変換器に供給される。それ故、各ＡＣ／ＤＣ変換器の出
力は、ある最小寸法の塊、（即ち遮断周波数直下の周波
数で基本重量信号を変調した塊）及びその最小寸法より
大きい金塊によって発生された紙シートの基本重量の変
動幅を示している。

更に、最高の遮断周波数を持つ第１チヤンネルの低域通
過フィルタからの信号がピーク検知回路に指向できる。

この検知回路は、基本重量センサを通過した紙シートの
所定長に互って基本重量信号の最大強度或は種々の信号
ピークの平均を指示できる。より強い透過光線はより低
い基本重量に対応している。それ故、ピーク検知器が基
本重量信号の最大強度を指示した時には、ピーク検知回
路の出力の大きさが紙シートの最も弱い点の強度を特徴
づけている。これの代わりに、ピーク検知回路が種々の
信号ピークの平均を示した時には、この検知回路の出力
が紙シートにおける種々の最も弱い点の強度の平均を特
徴づけている。

更に、勿論第１チヤンネルの低域通過フィルタからの信
号が塊寸法測定回路に指向できる。この塊寸法測定回路
は、この低域通過フィルタの出力からの信号の値を、紙
シートの平均基本重量を示す値と比較する比較回路を含
んでいる。この比較回路からの出力は、第１チヤンネル
の低域通過フィルタからの信号が、紙シートの平均基本
重量に対応する値を達成する速度を示している。もし、
第１チヤンネルの低域通過フィルタからの信号が平均基
本重量に対応する線を相当希に交差するならば、紙シー
トがかなり大きい寸法の塊からなっている。これの代わ
りに、基本重量信号が頻繁に平均基本重量線を交差する
ならば、紙シートがかなり小さい寸法の塊からなってい
る。従って、基本重量センサを通過する祇シートの速度
が公知なので、塊寸法測定回路は、紙シートの速度と、
比較回路からの出力とから、紙シートを形成した塊の寸
法が算出される。

前述した３個のパラメータ、基本重量における変動幅、
紙シートの最も弱い部分或は複数の最も弱い部分の強度
及び塊の寸法の各々は、祇シートを備えた繊維の分配の
均−性或は分布状態に関連する。既に述べたように、紙
シートの分布状態がその光学的、機械的及び印刷特性に
最も重要であるので、製紙業者は本発明の３つの型の電
気出力信号を用いて、繊維の均一な分配、従って良好に
形成されたシートを達成する手助けができる。

「実施例」 本発明の特徴は、以下に添付図面を参照して詳述する。

Ａ、基本重量センサ Ｍ２図は本発明の基本重量センサ１０の現在好ましい実
施例を示している。このセンサ１０は、２個の半部、即
ち光源半部１２及び受光半部１４からなるものとして考
慮される。紙シート１６の一側に配置された光源半部１
２は、その分布状態が決定される祇シート１６に光線が
透過するように指向させられている。祇シート１６の反
対側には、紙シート１６を透過した光線強度（照度）に
比例した信号を発生する受光半部１４が配置される。光
源半部１２は、高強度白熱灯２ｏと、この白熱灯２０か
らの光線を紙シート１６方向に指向させる反射器２２と
のような光源１８を含んでいる。光線は、紙シート１６
方向に放射されると、通過時に光子の方向を任意化する
拡散器２４を通過する。拡散光源を使用することが重要
である。

もし、非拡散光源器が使用されるならば、センサ１０の
受光半部１４は、紙シート１６の基本重量における局所
変動に起因する透過光の強度変動よりむしろ、特定方向
から入射した光線が紙シートの表面で反射した変動に起
因する送信光の強度変動を測定することとなる。

センサ１０の受光半部１４は、紙シート１６がらレンズ
システム２８に通過した拡散光線の小スポットを指向さ
せる１ＩＩ１１径のサファイア製の光線／＜イア’２６
を含んでいる。このレンズシステム２８は、光線パイプ
２６からの光線を感光ンリコン製光電ダイオード３０に
合焦させている。この光電ダイオード３０が透過光のス
ポットの強度に比例した電気出力信号を発生する。

紙シート１６は、光線パイプの端部３６に衝突した光線
が紙シート１６から入射してくるように、紙シート１６
が光線パイプの端部３６に対して確実に保持されること
が重要である。この終着点を達成するためには、分布状
態検知センサ１０の光源半部１４が光線パイプ２６の対
岸に「滑り板」と呼ばれる突起３２が形成されている。

更に、光線パイプの端部３６は、紙シート１６方向に突
出し、光線パイプ２６を囲む別の滑り板３４で保護され
て、センサｌＯの光源及び受光半部間を矢印３８方向に
移動する紙シート１４が光線パイプの端部３６に対して
滑り板３２．３４で保持されている。

紙シー）１６は、滑り板３２．３４間を滑りながら通過
し、光線パイプの端部３６に摺動すると、滑り板３２．
３４及び光線パイプの端部３６によって摩耗する恐れが
ある。従って、滑り板３２゜３４が鉄合金のような耐摩
耗性材料がら構成され、光線パイプ２６がサファイア或
は同様の透明な耐摩耗性の材料から作られている。

Ｂ、信号処理回路 既に述べたように、基本重量センサ１０は、検知された
スポット光が通過する紙シート１６の部分の基本重量に
反比例した規模の電気信号を発生する。紙シート１６は
、透過光強室、従ってセンサ信号が紙シート１６にょる
センサ１ｏを通過時に変化するように、塊から形成され
ている。センナ信号はその後増幅され、増幅されたセン
サ信号が信号処理回路に供給される。この回路は、■所
定の最小寸法或は寸法幅の塊に起因する祇シートの基本
１ｉ量の変動幅、０紙シートの最も弱い部ガ或は弱い部
分に各強度及び■紙シートを形成する塊の寸法を示す電
気出力信号を得るようにセンサ信号を処理するようにな
っている。

信号ル理回路５０の現在好ましい実施例は、第４図にブ
ロック図の形態で示されている。この信号処理回路５０
は、複数の低域通過フィルタ５２〜６２を備えている。

各フィルタ５２〜６２が特定の電気チャンネルと協働し
ている。各チャンネルは、低域通過フィルタ５２〜６２
及びＲＭＳ−ＡＣをＤＣに変換するＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換
器７８〜８８の各１つを備えている。本発明の装置は、
多くのチャンネルを備えてもよいが、図面を簡略化する
ためにチャンネル４〜５が省かれている。第４図の実施
例において、装置が６個のチャンネルを備えている。６
個の低域通過フィルタ５２〜６２の各々が２個の入力信
号を受信している。６個の低域通過フィルタ５２〜６２
の各々の第１人力信号が既に記載した基本重量センサ１
０から供給される。この信号が各低域通過フィルタ５２
〜６２の第１人力に指向される。

各低域通”Ｊ４　ｙ　イルタ５２〜６２の遮断周波数は
、第２人力信号の周波数に比例している。第２人力信号
の周波数は各低域通過フィルタ５２〜６２毎に同一でな
い。これの代りに、各低域通過フィルタ５２〜６２の第
２の入力の周波数が先のチャンネルの低域通過フィルタ
の第２人力に供給された周波数の半分である。従って、
第１チヤンネルの低域通過フィルタ５２の遮断周波数が
最も高く、第６チヤンネルの低域通過フィルタ６２の遮
断周波数は、他の低域通過フィルタ５２〜６２のどの遮
断周波数より低い。換言すれば、第１チヤンネルの低域
通過フィルタ５２は、基本重量センサ１０かも、ある最
小の塊寸法に対応する最高周波数成分の信号を通過させ
る。この基本重量センサｌＯは、第２図に示す光線パイ
プ２６が１ｍｍの直径を持っているので、１＋ａｍ以下
で発生した基本重量の変化が検知できない。従って、低
域通過フィルタに送られた最高周波数基本重量信号が１
ｍｍの塊に対応している。本実施例において、チャンネ
ル１の低域通過フィルタ５２の第２人力に送られた信号
の周波数は、低域通過フィルタ５２が１ｍｍの塊に起因
する基本重量の変動に対応する遮断周波数を持つように
調整されている。また、チャンネル２〜６の低域通過フ
ィルタ５４〜６２の各第２人力に送られた信号の周波数
は、低域通過フィルタ５４〜６２の遮断周波数が２Ｉｎ
１１，４■、８１１１１１６ａ＋ｆｆｉ及び３２ｍｍの
塊寸法に対応するように調整される。勿論、各低域通過
フィルタ５２〜６２に対する第２人力の周波数が紙シー
トがセンサ１０を通過する速度に比例している。従って
、各低域通過フィルタ５２〜６２の遮断周波数は、紙シ
ー］・がセンサ１０を通過する速度が変化しても、前述
の寸法の塊の基本重量信号周波数特性に対応して変化で
きる。

好ましい本実施例において、各低域通過フィルタ５２〜
６２に対する第２人力信号は、紙シートがセンサ１０を
通過する速度を測定することによって誘導される。紙シ
ートの速度を測定する装置は当該分野で公知である。多
くの製紙工場が高度に自動化され、製紙工程の種々のパ
ラメータを監視し、制御するコンピュータを含んでいる
。従って、好ましい本実施例において、紙シートの速度
を示す製紙コンピュータからのデジタル信号が各チャン
ネルの低域通過フィルタ５２〜６２の遮断周波数を制御
するために適宜使用される。このデジタル速度信号がＤ
Ａ変換器６４に指向される。

このＤＡ変換器６４は、デジタル速度信号が受信して、
紙シートの速度に比例した電圧を出力する。

この電圧がその後電圧周波数変換器（以後ＶＦＣと言う
）６６に入力される。このＶＦＣ６６は、その後ＤＡ変
換器６４の出力電圧、従ってセンサ１０を通過する紙シ
ートの速度に比例した周波数を有する信号が出力する。

各チャンネルは、第１チヤンネルを除いて、分周器６８
〜７６を含んでいる。ＶＦＣ６６からの信号は、直接第
１チャンネルの低域通過フィルタ５２の第２人力に供給
され、勿論第２チヤンネルの分周器６Ｂに供給される。

第２チヤンネルの分周器６８は、ＶＦＣ６６から受信し
た信号の周波数を分周し、この結果、より低い周波数の
信号が第２チヤンネルの低域通過フィルタ５４の第２人
力に供給され、勿論第３チヤンネルの分周器７０に供給
される。従って、ｖＸ１チャンネルの低域通過フィルタ
５２の第２人力が周波数Ｘである。周波数Ｘは、センサ
１０を通過する祇シートの速度に相当する。１／２分周
器が好ましい本実施例に使用されたので、第２チヤンネ
ルの低域通過フィルタ５４の入力周波数がＸ／２である
。勿論、第２チヤンネルの分周器６８で出力される信号
が第３チヤンネルの分周器７０の入力に供給される。更
に、次のチャンネル４゜５及び６は、前のチャンネルの
分周器から信号を受信し、受信信号の半分の周波数で信
号を出力する複数の分周器、例えば分周器７６を持って
いる。

従って、第３チヤンネルの低域通過フィルタ５６の第２
人力に供給された信号の周波数が周波数Ｘ／４であり、
図示時の第４チヤンネルの低域通過フィルタの第２人力
に供給された信号の周波数がＸ／８である。この方法に
おいて、第１チヤンネルの低域通過フィルタ５２の出力
が最小寸法即ち１■以上の塊寸法に対応する周波数を備
えている。

各連続するチャンネルにおいて、低域通過フィルタの出
力を貫通する最高周波数は、漸増的な最小寸法、即ち２
１＠ｌ　４　ａｍ、　８　ｍ＋ａ、　　１６　ｍｍ及び
３２ｍｍの塊寸法に対応している。各チャンネルの低域
通過フィルタ５２〜６２の出力は、その後特定のチャン
ネル毎の最小塊寸法以上で塊寸法毎に検知された紙シー
トの種々の分布状態パラメータを指示するために処理さ
れる。

紙シートの基本重量の変動幅を示す出力信号を誘導する
ためには、各低域通過フィルタ５２〜６２の出力が関連
のＡＣ／ＤＣ変換器７８〜８８に指向させられる。各Ａ
Ｃ／ＤＣ変換＠７８〜８８は、関連の低域通過フィルタ
５２〜６２からのＡＣ信号出力のＲＭＳ値に等価である
ＤＣ電圧を発生する。各Ａ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器７８〜８
８で発生されたＤＣ電圧のＲＭＳ値が特定の最小寸法に
起因する紙シートの基本重量における変動幅に比例して
いる。各連続するチャンネルにおいては、低域通過フィ
ルタ５２〜６２の遮断周波数が連続的により低い周波数
に設定されるので、ＲＭＳ−ＤＣ出力電圧の規模が漸増
酌量小塊寸法に起因する紙シートの基本重量の変動幅に
対応している。

ある設定においては、製紙機械が特定の寸法範囲の塊に
起因する紙シートの基本重量の変動を知ることが求めら
れる。本発明の装置は、他のチャンイ、ルのＡ　Ｃ／Ｄ
　Ｃ変換器のＲＭＳＤＣ出力電圧を単純に引算すること
によって、この情報が形成される。これら出力間の差は
２個のチャンネルの低域通過フィルタの遮断周波数間の
寸法範囲における塊に起因する基本重量の変動幅に対応
している。

引算回路１２２は、入力ｌ及び２で２個の選択されたＡ
Ｃ／ＤＣ変換器の出力を受信してもよい。

この引算回路は、２＠の選択されｔユＡＣ／ＤＣ変換器
の出力間の差に相当する出力電圧を発生する。

これの代りに、もし、種々のＡＣ／ＤＣ変換器の出力が
数値表示されたならば、製紙機械操作者が２個のどの出
力間の差を引算で得ることができる。

例えば、４■及び８１間の塊に起因する基本重量の変動
幅を決定するためには、製紙機械操作者が第３チヤンネ
ルのＡＣ／ＤＣ変換器の出力値から第４チヤンネルのＡ
Ｃ／ＤＣ変換器の出力値と単純に引算している。

多くの標準ｒＲＭｓＪ　ＡＣ／ＤＣ変換器は、実際入力
信号のｐ−ｐｔ圧を測定し、入力信号が正弦波である時
に、入力信号の真のＲＭＳ値に対応するＤＣ出力信号を
供給している。しかし、基本重量の信号波形が通常正弦
波でない。それ故、本発明のＡ　Ｃ／Ｄ　Ｃ変換器７８
〜８８が基本重量の信号が真のＲＭＳ値に対応するＤＣ
ｆ圧を出力することが重要であり、そうでなければ、Ａ
　Ｃ／ＤＣ変換器７８〜８８の出力信号が基本重量の変
動の不正確な測定を形成する。

ＲＭＳ−ＤＣ／ＡＣ変換器の使用は、−チャンネルの変
換器の出力が他のチャンネルの変換器の出力から引き算
されて、特定の寸法範囲における塊に起因する基本重量
の変動の分担を決定することが特に重要である。異なっ
た寸法の塊は、基本重量信号のＲＭＳ値に対するその分
担が異なっていても、基本重量信号における同じＰ−Ｐ
変化を誘導してもよい。従って、例えば８ｍｍの最小塊
寸法に対応する周波数を含む基本重量信号から誘導され
るＡＣ／ＤＣ変換器の出力から、４Ｉの最小塊寸法に対
応するものを引き算することは、もし真のＲＭＳ−ＡＣ
／ＤＣ変換器が使用されたならば、４〜８１寸法の範囲
における塊に起因する基本重量変動の分担を示す信号が
得られる。しかし、もしＲＭＳ信号が実際Ｐ−Ｐ信号値
の測定から誘導され、異なった寸法の塊が基本重量信号
の同じＰ−Ｐ変動を起こしたならば、２個のＡＣ／ＤＣ
変換器の出力間の差がゼロになる。しかし、これは、４
〜８１範囲における塊に起因する基本重量変動に対する
分担の正確な表示でない。従って、標準Ｐ−Ｐ−ＡＣ／
ＤＣ変換器の使用は、本発明の装置に使用された時に、
間違った読みが得られるであろう。

紙シートの最も弱い部分の強度を示す第２パラメータは
、第１チヤンネルの低域通過フィルタ５２の出力をピー
ク検知回路９０の入力に供給して得られる。既に述べた
ように、伝送光線の強度の大きさが祇シートの基本重量
に反比例するので、低域通過フィルタ５２の出力でＡＣ
信号の規模がセンサ１０で検知された紙シートの部分の
局所基本重量に反比例している。ピーク検知回路９０は
、センサ１０を通過する紙シートの所定の長さ毎に、或
は所定の時間周期に第１チヤンネルの低域通過フィルタ
５２を通過する最大電圧ピークに比例したＤＣ出力を形
成するようになっている。この信号の大きさが紙シート
の最も弱い部分を示している。これの代りに、勿論ピー
ク検知回路９０がセンサ１０を通過する紙シートの長さ
或は時間の設定期間に亙って種々の信号ピークの平均に
比例した出力を発生するようにもなっている。この後者
の場合、ピーク検知回路９０の出力が紙シートにおける
平均弱いスポットを特徴づけている。

本発明のｆｇ号処理回路５０は、紙シートの他の特徴、
平均塊寸法を示す第３出力信号によって製紙製造者に提
供してもよい。このパラメータを得るためには、第１チ
ヤンネルの低域通過フィルタ５２の出力が塊寸法測定回
路９２に供給される。

この回路９２は、所定の時間間隔中に、第１チヤンネル
の低域通過フィルタ５２からの出力信号が紙シートの平
均基本重量に対応した値を達成した回数を計数する。こ
の信号がセンサを通過する祇シートの速度によって分周
された平均基本重量値を交差した周波数は、紙シートを
形成する塊の平均寸法を示している。塊寸法測定回路９
２は、この分周を形成して、平均塊寸法に対応した信号
を出力する。例えば、もし祇シートが１０００＋ａ／分
で移動して、第１チヤンネルの低域通過フィルタからの
出力が１秒の時間間隔において３３３３回の平均基本重
量に対応した値を達成したならば、紙シートの平均塊寸
法がｌＯ■である。

分　　　６０秒　３３３３回　塊 従って、本発明の装置及び方法は、紙シートの表面に沿
って、線或は曲線（以後線と言う）に沿って紙シートの
基本重量を検知することによって、祇シートを形成する
塊の寸法を示す出力信号を紙製造者に提供できる。

Ｃ１装置の使用及び校正 製紙機械においては、紙が代表的に約２５フイートの幅
のシートで製造される。全シートを特徴づけるために、
１つの基本重量分布状態センサは、紙シートが機械方向
（以後長手方向と言う）に沿って移動した時に、紙シー
トの交差方向即ち紙シートの幅を横断して、前後に「走
査」或は移動できる。これの代りに、複数のセンサは、
紙シートの幅の部分のみを交差する交差方向に前後に走
査できる。もし、例えば５０個の基本重量センサが約２
５フイート輻の紙シート上で使用されたならば、各セン
サが紙シート帯の６インチ幅を交差して前後に走査する
だけでよい。代表的に、製紙機械は、このような紙シー
トを１分間に約１０００フイート以上の割合で発生し、
本実施例におけるセンサの前後の走査速度が１分間当Ｉ
；す６０フイートに設定してもよい。従って、低域通過
フィルタの遮断周波数は、出力の読みにかなりの誤差を
生じないで機械方向に紙シートが移動した速度のみに比
例してよい。センサの交差方向の移動に起因して、紙シ
ートがセンサを通過する速度に対する追加分担は最小で
あり、通常無視できる。

第２図の基本重量センサ受光部１４を好ましく操作する
ためには、センサの光源側１２からの光線が紙シートを
挟んで反対側にある受光部１４と位置合わせされなけれ
ばならない。しかし、基本ｉｉ量センサ１０の２個の半
部は、これら半部間に紙シート１６が通過するので直接
接続できない。

このセンサが紙シート１６を交差して前後に走査した時
にはセンサｌＯの２個の半部を相互に直に対面すること
を保持するために、種々の機構が使用できる。このよう
な−装置が、例えば紙シート１６の各側に１本づつの図
示時の２本のトラックからなっている。センサは、光源
側１２が１本のトラックに乗り、受光部１４が他のトラ
ックに乗っている。これら２個の半部は、歯車或はプー
リシステムによって、紙シート１６の幅を交差して前後
に対面しながら同調して移動させられる。この方法によ
って、光源１２及び受光部１４の半部が接続部材で紙シ
ートを貫通しないで相互に直に対面しながら保持される
。

本発明の校正装置は、「オフシートｊ即ち２個のセンサ
半部間に紙シートがない状態で実施される。低域通過フ
ィルタの出力を校正するためには、第２図の回転断続器
１００がセンサの光源１８及び光電ダイオード３０間に
配置されている。本実施例においては、この断続器１０
０が光線パイプ２６の基部に配置されている。回転断続
器１００は、第３図の平面図に示すように、断続器１０
０の回に複数の放射状スロット１０４を持つ不透明材の
円盤１０２から作られる。この断続器１００は、光源か
らの光が交互に断続器１００の不透明部分で阻止され、
或はスロット１０４を通過した時に、光電ダイオード３
０が光線パルスを受光するように、図示時のモータによ
って公知の回転速度で駆動される。パルス比が断続器１
００の所定の回転速度及び断続器１００におけるスロッ
ト１０４の数によって決定される。従って、祇速度信号
は、第４図の全チャンネルの低域通過フィルタ５２〜６
２が関連のＲＭＳ−ＡＣ／ＤＣ変換器７８〜８８に信号
を各々伝送するように設定される。

その後、連続的より低い紙速度を入力することによって
、低域通過フィルタの遮断周波数が校正できる。例えば
、もし、第３図に示すように４個の放射状スロット１０
４をもつ断続器１００が１抄出たり１４２．５回転の速
度で回転したならば、断続器１００が光線検知器に入射
される光線を５７０Ｈｚで変調している。もし、ｖＦＣ
６６からの祇速度信号が１０９４ｉ／分より早いならば
、全チャンネルが信号を認識する。しかし、紙速度信号
が１０９４ｉ／分以下であるので、チャンネル１〜５の
みが出力を発生する。更に、祇速度信号における減少は
、基本重量センサ１０から信号を追加の低域通過フィル
タで遮断させる。

校正手順が完了すると、回転断続器１００は、回転を停
止させて、光源１８からの光が回転断続器１００内のス
ロット１０４を通過して、光電ダイオード３０に届く回
転位置に保持されなければならない。校正手順が完了し
た後、もし、断続器１００は、周辺（以後スポークと言
う）２０６近傍の不透明部分が光線を阻止したならば、
光電ダイオード３０が光線を検知できず、分布状態セン
サ１０が作動しない。

第５図は、光線が断続器１００におけるスロット１０４
を貫通できるような位置に回転自在の断続器１００を停
止保持するために使用される本発明の実施例を示してい
る。第５図の断続器１００は第３図の断続器１００と殆
ど同じ方法で操作される。しかし、第５図の断続器が＠
３図に示された断続器より多くのスロット１０４、従っ
てスポーク２０６を持っている。それ故、同じ回転速度
では、第５図の断続器が第３図の断続器より高い周波数
で光線を変調する。断続器１００に追加して、第５図の
装置は磁極２０２が断続器１０００周辺に近接して配置
された電磁石２００を備えている。

校正手順が完了した後、Ｎ、磁石が励起される。

この電磁石２００は、電磁石本体に巻回された巻き線コ
イル２０４に電流を流すことで励起される。

断続器１００の回転位置に作用する電磁石２００にとっ
ては、断続器１００が空気より高透磁率である鉄のよう
な透磁性物質から作られている。この断続器１００は、
第５図に示すように、スポーク２０６が磁極２０２に最
近接して配置されるように回転した時に、磁力線が断続
器ｉｏｏを通して磁極２０２間に最小の抵抗で循環でき
る。従って、励起した電磁石２００は、スポーク２０６
が電磁石２００の磁極２０２に近接した位置になるまで
、回転断続器１００を回転させる。電磁石２００の磁極
２０２は、励起時に、光線が断続器１００で妨害されな
いで、光線パイプ２６の端部がら断続器のスロット１０
４を通って光電ダイオード３０に通過できる位置に、電
磁石２００が断続器ＩＱＯを回転させるように配置され
る。

好ましい本実施例においては、断続器の端部近傍の電磁
石２００の磁極２０２の幅Ｗが回転断続器の端部で２個
の放射状スロット１０４間の距離と等しい。もし、磁極
２０２がスポーク２０６よりかなり広ければ、各磁極２
０２が断続器１０σの回転位置に拘わらず、少なくとも
１つのスポーク２０６近傍にある。この場合、電磁石２
００は、磁力線に対する抵抗が断続器１００の回転位置
を変化させないので、断続器１００を回転させることが
できない。これの代わりに、もし磁極２０２がスポーク
２０６より狭いならば、スポーク２０６が磁極２０２に
近接した回転断続器の角度位置のある範囲、磁力線に対
する抵抗が回転断続器の回転を変化さない。この後者の
場合、スポーク２０６が磁極２０２に引き付けられるが
、回転自在の断続器１００を正確に角度制御することが
不可能である。従って、断続器１００の最も正確な位置
にとっては、磁極２０２が回転断続器のスポーク２０６
と同じ幅を持つべきである。この状態を出た時に、励起
電磁石２００は、スポーク２０６が磁極２０２と正確に
位置合わせさせて、光線パイプ２６及び光電ダイオード
３０間の光線の運行通路に位置合わせされた断続器にお
けるスロット１０４を持って、断続器１００を位置させ
る。第２図及び第５図は、スロット１０４が光線パイプ
２６の端部に位置合わせされて、光電ダイオード３０ま
での光路を許容するように位置した回転断続器１００を
示している。

光線検知器に到達した光線強度を変調するどの装置も断
続器１００の代りに使用できる。例えば、アームが公知
の周波数で光路の内外で発振する音叉が断続器１００に
置換して使用できる。

種々の型の紙は光線のある周波数を優先的に吸収或は反
射している。それ故、基本重量の変化に対して基本重量
センサの感度を最適化するためには、第２因の光学帯域
通過フィルタ１１０が光路に配０されてもよい。この帯
域通過フィルタ１１０が優先的に光電ダイオード３０に
対するある周波数の光線を通過させる。

紙シートの基本重量の変動を好ましく測定するためには
、第４図の増幅器１２０かもの増幅された基本重量信号
が紙シートの基本重量に反比例していることが重要であ
る。低域通過フィルタ５２〜６２に供給された基本重量
信号の増幅度が基本重量の変化に直線的に対応すること
を保証するためには、増幅−された検知信号が光路に配
置された第２図の中立濃度（ＮＤ）フィルタ１３０の有
無で測定している。この中立濃度フィルタ１３０は、光
線の強度を公知の百分率で減衰させる。増幅された基本
重量信号の増幅度はまず、ピボット１３２がＮＤフィル
タ１３０を光路外に回動させて測定される。次に、ＮＤ
フィルタ１３０がピボット１３２によって光路に回動さ
せられる。ＮＤフィルタ１３０が光路にあり、増幅され
た基本重量信号が再び測定される。センサの出方におけ
る非直線性がその後第４図の増幅器１２０で調整されて
補償されて、光路にＮＤフィルタ１３０を配置させるこ
とに起因する増幅された基本重量信号の増幅度の変化が
ＮＤフィルタ１３０を光路に位置したことに起因する光
線の強度における公知の変化に直線的に対応している。

「発明の効果」 本発明によって構成された装置、例えば好ましい実施例
に記載された装置においては、製紙において３個の重要
な次のパラメータ、■所定の最小寸法或は寸法幅の塊に
起因する紙シートの基本重量の変動幅、０紙シートの最
も弱い部分或は弱い部分に各強度、及び■紙シートを形
成する塊の寸法に対応する出力信号を製紙業者に提供し
ている。

これらパラメータを監視することによって、製紙業者が
製紙工程を調整して均一に分配された繊維を有する紙シ
ートを形成する。このように良好に形成された紙シート
が高強度、良好な光学及び繊維特性及び良好な印刷特性
を持っている。

基本重量センサ及び信号処理回路の好ましい一実施例が
記載されたが、種々の変形が基本重量センサ及び信号処
理回路が本発明の精神及び視野を逸脱しないで実施でき
ることが理解される。例えば、基本重量センサの光線パ
イプの直径が製紙業者にとって検査を要望した最小の塊
寸法に対応する限り、基本重量センサからの最高周波数
成分が光線パイプの直径に等しい最小寸法を持つ塊に相
当するであろう。従って、光線パイプの直径に等しい最
小寸法を持つ塊に対応する第１チヤンネルからの信号の
みを検査することが望まれたならば、第１チヤンネル用
の低域通過フィルタが不必要である。これの代わりに、
増幅された基本重量センサ信号が直接第１チヤンネルの
ＲＭＳ−ＡＣ／ＤＣ変換器に供給できる。更に、信号処
理回路は、もし要望されたならば、第１チヤンネルの低
域通過フィルタ以外の他のチャンネルの低域通過フィル
タからの出力信号がピーク検知回路或は塊寸法測定回路
に送られるように変形していもよい。これの代わりに、
信号処理回路は、ピーク検知器或は塊寸法測定回路への
入力が所望のチャンネルの低域通過フィルタから選択で
きるように構成されてもよい。これは、第４図に追加的
仕様で示されている。更に、紙以外のシート材料もセン
サを通過できて、本発明の装置によって特性を測定して
もよい。従って、本発明はここに記載された実施例のみ
に限定されず、紙のみの使用に制限するものでない。

【図面の簡単な説明】

第１図は種々の等級の紙の波長スペクトル図、第２図は
本発明の基本重量センサの１実施例の側面図。第３図は
本発明の装置を校正する回転断続器の１実施例の平面図
、第４図は第２図の基本重量センサからの信号を処理す
るために使用される本発明の回路の１実施例のブロック
図、第５図は光路外に回転断続器を位置合わせする機構
に沿って、回転断続器の第２の実施例を示す概略図であ
る。 】０・・・センサ、１２・・・光源部、１４・・・受光
部、１６・・・紙シート、１８・・・光源、２０・・・
白熱灯、２２・・・反射器、２４・・・拡散器、２６・
・・光線パイプ、２８・・・レンズンステム、３０・・
・光電ダイオード、３２．３４・・・滑り板、３６・・
・端部、５ｏ・・・信号処理回路、５２〜６２・・・低
域通過フィルタ、７８〜８８・・・ＲＭＳ−ＡＣ／ＤＣ
変換器、９０・・・ピーク検知回路、９２・・・塊寸法
回路、１００・・・回転断続器。 出願人　メジャレックス　コーボレーンヨンスヘｏ７ト
レ　４．凌 手続ネ甫正１（方式） 昭和６３年　６月１３日 １、事件の表示 昭和６３年特Ｔｒ願第６０１６８号 ２、発明の名称 回転断続器の位首合わせ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称　メジＶレックス　］−ボレーション４、代理人 東京都中央区八小洲２丁目１番５号　東京駅前ビル６ｒ
Ｐ３５、補正命令の日付 昭和６３年５月３１日　　　（発送日）６、補正の対象 図面仝図。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）光源と、 （ｂ）光源からの光線を検知する光線検知器と、（ｃ）
   空気より高い透磁率を持つ材料から作られる不透明な回
   転断続器であって、この断続器は、周辺に延長した放射
   状スロットを少なくとも１つ持つと共に、光路に直交し
   て配置されて、回転時に、前記光線が交互に不透明な部
   分で阻止され、或はスロットを通して前記光源から光線
   検知器に入射するのを許容する不透明な回転断続器と、 （ｅ）この断続器の周辺に近接して、少なくとも１極が
   配置された電磁石であって、この電磁石、前記光源及び
   光線検知器は、前記光線が前記断続器で妨害されないで
   、該光源から該光線検知器に入射するように、励起時の
   該電磁石が前記スロットを前記光路に位置合わせさせる
   ように相互配置される電磁石とを備えた回転断続器の位
   置合わせ装置。
2. （２）前記回転断続器は、複数の放射状スロットを持ち
   、前記電磁石の磁極の周辺幅が近接のスロット間の周辺
   距離に等しい特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）前記電磁石は、北極及び南極が前記回転断続器の
   各対岸に配置される特許請求の範囲第２項記載の装置。
4. （４）（ａ）光源と、 （ｂ）この光源からの光線を検知し、この検知した光線
   の強度を示す電気信号を発生する光線検知器と、 （ｃ）これら光源及び検知器間に紙シートの案内チャン
   ネルを形成する通路手段と、 （ｄ）第１端部及び第２端部を各々持つ耐摩耗性光線パ
   イプであって、この光線パイプの第１端部は、前記光源
   からの光線を受光すると共に、前記光源の対岸の縁と一
   致して配置される耐摩耗性光線パイプと、 （ｅ）前記光線パイプの第２端部及び前記光線検知器間
   に配置された不透明な回転断続器であって、この断続器
   は、空気より高い透磁率を持つ材料から作られて、周辺
   に延長した複数の放射状スロットを持ち、回転軸が前記
   第２端部から空間配置されて、回転時に、前記光線が交
   互に不透明な部分で阻止され、或は該断続器のスロット
   を貫通するのを許容する不透明な回転断続器と、 （ｆ）この断続器の周辺に近接して、少なくとも１極が
   配置された電磁石であって、この電磁石は、前記光線パ
   イプの第２端部に対して、該第２端部から現れた前記光
   線が前記回転断続器で妨害されないで、該光源から該光
   線検知器に入射するように配置された電磁石とを備えた
   塊寸法センサ。
5. （５）前記回転断続器は、周辺に沿って測定された電磁
   石の磁極の幅が、近接スロット間の周辺に沿って測定さ
   れた距離に等しい特許請求の範囲第４項記載の塊寸法セ
   ンサ。
6. （６）前記電磁石は、北極及び南極が前記回転断続器の
   各対岸の周辺に近接して配置される特許請求の範囲第５
   項記載の塊寸法センサ。