JPH0315740A - シート状物体の特性測定装置 - Google Patents
シート状物体の特性測定装置Info
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- JPH0315740A JPH0315740A JP1123932A JP12393289A JPH0315740A JP H0315740 A JPH0315740 A JP H0315740A JP 1123932 A JP1123932 A JP 1123932A JP 12393289 A JP12393289 A JP 12393289A JP H0315740 A JPH0315740 A JP H0315740A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く産業上の利用分野〉
本発明は，シート状ｅ＋体に含まれる水分量或は厚さ等
の物理的特性を測定する装置に関する．〈従来の技術〉 第１４図及び第１５図は．抄紙機等においてシート状物
体の水分量を測定する水分計の従来例を示す．第１４図
において．１は投光部，２は受光部で，これらは被測定
体である紙３を挾んで対向配置されている． 投光部１では．光源６からの光がレンズ７で平行光とさ
れ，更にチョッパー・ホイール８で断続光とされた後，
照射窓４を介し紙３に照射される．チョッパー・ホイー
ル８には水分による吸収を受ける１．９４μｍの光（測
定光）を透過するフィルタ９と１水分による吸収を受け
ない１．８μｍの光（比較光）を透過するフィルタ１０
とが設けられ，回転に従い測定光と比較光とを交互に紙
３に照射する．受光部２では，入射窓５より紙３を透過
した光が入射し，レンズ１１で集束され受光素子１２に
集光される．この受光素子では測定光Ｍと比較光Ｒとを
時系列的に検出し，演算器１３に与えＭ／Ｒの演算を行
い出力する． 第１５に示す従来例では．投光部１において光源６から
の光をレンズ７で平行光とし，チョッパー・ホイール８
′で断続光とした後，照射窓４より紙３に照射する．こ
のチョッパー・ホイールには第１４図の従来例のような
フィルタは載置されておらず，ホイールは専ら迷光の影
響を除去するためにだけ使用される．照射窓４より照射
された白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２の対向
面に設けられた乱反射面１６．１７で多重反射され．照
射窓４とずれた位置に設けられた入射窓５より受光部２
内に入る． 受光部２において．入射光はプリズム１８で２分され，
一方は測定光を透過するフィルタ９．レンズ１１を経て
受光素子１２に導かれ，他方は比較光を透過するフィル
タ１０，レンズ１１′を経て受光素子１２′に導かれる
．受光素子ｌ２で検出された測定光Ｍと受光素子１２′
で検出された比較光Ｒは同時に演算器１３に与えられ，
Ｍ／Ｈの演算が行なわれ出力される． く発明が解決しようとする課題〉 上記従来の装置において．第１４図に示す構成のものは
，構造が簡単で．光量減衰も少ないという利点が有る半
面，測定対象は紙１枚であるため．この紙の厚さが薄い
場合は感度のよいものが得られないという問題が有る．
また．第１５図に示す構成のものは，投光部と受光部の
光軸が数十ｍｍ離れた所に配置され１散乱面によって紙
を透過散乱しながら受光部に達するので光の減衰量が多
くなり信号自体が小さくなるという問題が有った．本発
明は上記従来技術の問題を解決するために成されたもの
で１紙に当った光が横方向に伝搬する性質を利用したり
，透過光を折返して複数回透過させる事によりＳ／Ｎ比
が高く，かつ．減衰量の少ない装置を提供することを目
的とする．〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する為の本発明の横成は，請求項１に関
しては，投光部からの光をシー１〜状物体を介して受光
する受光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づい
て前記シート状物体の物理的特性を測定するシート状物
体の特性測定装置において．前記投光部とシート状物体
の間に配置され．前記投光部からの光を受光して前記シ
ート状物体側に出射する第ｌの導光手段と．前記第１の
導光手段の曲面に配置され前記第１の導光手段からの出
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し．前記受光素子に入射させる第２の導光手段を備えた
ことを特徴とするものであり， 請求項２に関しては，投光部からの光をシート状物体を
介して受光する受光素子を有し，前記受光素子からの信
号に基づいて前記シート状物体の物理的特性を測定する
シート状物体の特性測定装置において．前記投光部とシ
ート状物体の間に配置され．前記投光部からの光を受光
して前記シート状物体側に出射する第１の導光手段と，
前記第ｌの導光手段からの出射光が前記シート状物体を
透過した光を受光し，再び前記シート状物体に光を出射
する少なくとも一つの第３の導光手段と，この第３の導
光手段からの光が前記シート状物体を透過した光を受光
し前記受光素子に入射させる第２の導光手段を備えたこ
とを特徴とするものであり． 請求項３に関しては．第３の導光手段を一つとし．その
受光面を前記第１の導光手段の出射面に対して傾けて配
置した事を特徴とするものであり，請求項４〜６に関し
ては，第１〜第３の導光手段は光ファイバ束または光フ
ァイバプリフォームで構成し．各導光手段の受光ｆｆｌ
（ｆ４１部）の径を出射側の径より大きく形成するか．
または．光ファイバの受光側に集光用レンズを設けた事
を特徴とするものである． く作用〉 第１の導光手段から出射して紙を＠射する光の大部分は
紙を透過するが，とくに薄紙のような坪量の小さいもの
においては紙の横方向への伝搬光路長が長いので．その
横方向からの光を第１の導光手段の測面に配置した第２
の導光手段を介して受光すれば高感度な測定信号を得る
事が出来る．また，第１の導光手段から出射した光が折
返し部を有する第３の導光手段を介して紙を複数回透過
するのでｊ＆度が高くなる．その場合，第３の導光手段
を１つとし第１の導光手段の出射面に対して第３の導光
手段の受光面を傾けて配置すれば坪量の異なる複数種の
紙を同一の装置で測定する事が出来る．また，光が入射
する各導光手段の端部の径を大きくしたり集光用レンズ
を設けて光の減衰の度合を少なくする事が出来る． く実施例〉 以下，図面に従い本発明の装置の一実施例を説明する．
第１図は請求項１に関するもので，第１４図．第１５図
に示す投光部．受光部を省略した本発明の要部を示す横
成図である．２０は第１の樽光手段であり１例えば光フ
ァイバ束で楕成されている．２１は第２の導光手段であ
り同じく光ファイバ束で構成されている．３はその物理
特性を測定すべき紙である． 上記横成において，図示しない投光部からの光が第１の
導光手段２０の矢印イから入射して紙３を照射する．そ
の光の大半は紙を透過するが一部は紙中を矢印ロで示す
ように紙のセルロースによる散乱を受けながら横方向に
伝搬し．第■の導光手段の側面に一定の距離を保って配
置された第２の導光手段２１に入射して矢印ハ方向に導
かれ図示しない受光部に達する．なお．ここでいう一定
の距離とは光の出射口から紙までの距離との関係により
異なるが，水分検出に関与しない紙からの直接反射光が
第２の導光手段の受光部に入射しない程度の距離とする
． 第２図は薄紙として坪ｉ １ ０ ｇ ／ ｍ ２のテ
ィッシュペーバと坪量１０（Ｉｇ／ｍ２の上質紙を用い
紙を透過した光と横方向に伝搬した光についてその含有
水分量（ｇ／ｍ２）に対する検出器の出力を測定したも
のである。図によればテイヅシュベーバの様な薄紙の水
分を測定する場合においては透過した光を利用するより
横方向に伝搬した光を測定した方が格段に検出感度が高
いことが分る．この事は伝搬光は坪量の小さい紙は紙中
伝搬光路が長いので．水分の吸収が大きく（高感度）．
透過光は水分子による測定光の吸収が小さい事を示し．
逆に坪量の大きな紙は紙中伝搬光路が短いので水分の吸
収が小さく（低感度）．透過光は水分子による測定光の
吸収が大きい（高感度）事を示している． 第３図〜第５図はこの様に横方向に伝搬する光を検出す
る場合の第１，第２の導光手段の他の配置例を示すもの
である．即ち，第３図（ａ）（ｂ）は複数の第１の導光
手段２０を一定距離を保って複数の第２の導光手段２１
で取囲んだものであり，これらの導光手段を形成する光
ファイバは適当な数の束とされ赤外光を吸収する（無反
射）樹脂などからなる固定部材５により一定の間隔を保
って固定されている．これら光ファイバ束の他端はそれ
ぞれ束ねられ図示しない発光部，受光部に対向するよう
に配置されている． 第４図は第ｌ，第２の導光手段を赤外光を吸収する樹脂
等の固定部材５を介してアレイ状に配置したもの．第５
図は棒状に形成した第１の導光手段の周りを前記固定部
材５を介して筒状に形成した第２の導光手段で一定距離
を隔てて囲ったものである． 上記第３図〜第５図に示す横成によれば横方向に伝撮す
る伝搬光の成分を効率よくビックアップする事が出来る
． 第６図．第７図は請求項２に関する一実施例を示すもの
で．第ｌ４図，第１５図に示す投光部，受光部を省略し
た要部を示す楕成図である．これらの図において２０お
よび２１は第１，第２の導光手段．２２は折返し部を有
する第３の導光手段であり，これらは光ファイバ束や光
ファイバプリフォームで形成されている．なお，導光手
段の径は光ファイバプリフォームの場合クラッド２４の
外径が例えば１２ｍｍ，コア２５の外径が１０ｍｍ程度
とされ，光ファイバ束の場合１２ｍｍ程度とされる．ま
た．折返し部は光が漏れない程度の半径に形成されてい
る．３は紙である．これらの図において第１の導光手段
の出射ｌコ第３の導光手段の人出射口，第２の導光手段
の入射口はそれぞれ紙を挟んで対向して配置されている
．上記構成において，図示しない投光部からの光が第１
の導光手段２０の矢印イから入射し，この光は紙３を透
過して第３の導光手段２２ａに入射し，再び紙３を透過
して第３の導光手段２２ｂに入射する．この第３の導光
手段２２ｂからの出射光は更に紙３を透過して第３の導
光手段２２ｃに入射し．更に紙３を透過して第２の導光
手段２１測に出射する． この光が矢印ロ部から出射して図示しない受光部の受光
素子を照射する様に楕成されている．上記第６図の構成
によれば投光部からの光が４度紙を透過し，第７図の横
成によれば８度透過することになる．その結果．従来例
で述べた比較光Ｒに対する測定光Ｍの感度の向上をはか
ることが出来る．また，第１の導光手段から出射した光
が紙を介して直接他の導光手段に入射するので第１５図
に示す従来例に比較して光の減衰度合を少なくすること
が出来る． なお．この場合．第３の導光手段を１つとし第１の導光
手段からの出射光が紙を横方向に伝搬する光を受光可能
な位置に第２の導光手段を配置しておけば，同一の装置
で坪量の異なる紙の水分を測定する事が出来る．なお，
導光手段を桶成する光ファイバの数は感度と光の減衰量
を勘案しながら適宜増減すればよい． 第８図は上質紙とティッシュベーパの２種類の紙を含有
水分量を変化（この例では恒温槽の湿度を３０％，７０
％としてこの中に長時間紙を放置することにより含有水
分量を特定した）させた場合の測定光の紙透過後の散乱
分布状態と相対光強度の関係を示す実験結果を示すもの
である．実験は第９図に示すように紙を挟んで対向して
設けた光ファイバを図示の様にθ゜傾けながら測定した
．図によればθがＯの場合はティッシュベーパにおいて
は湿度が変化しても測定光の出力には変化がなく２０〜
４０゜の範囲では相対光強度に変化が認められる． また，上質紙においてはθがＯの場合においては充分な
相対光強度の変化があるが３０゜近傍では相対光強度の
変化は認められない． 第１０図は請求項３に関する一実施例を示すもので，上
記第８図に示す実験結果を元に２種類の紙の水分を効率
的に検出する為の構成を示す図である．ここでは第ｌ，
第２の導光手段の出射面および受光面に対して第３の導
光手段の受光面が所定の角度（例えば３０゜）傾けて配
置されている．この様な楕成によれば第１の導光手段か
ら出射して紙を透過した光は第３の導光手段に対して３
０゜±α（例えばｌＯ゜）の角度を有して入射する．そ
の結果，２種類の紙の相対光強度が水分により変化する
部分を含むので１２種類の紙に対して感度を有する事が
出来．一つの検出装置で複数の種顛の紙の水分を測定す
る事が出来る． また．この場合も第１の導光手段からの出射光が紙を横
方向に伝搬する光を受光可能な位置に第２の導光手段を
配置しておけば，特に薄紙に対してはより効率的な水分
の測定が可能となる．第ＩＩ図，第１２図は請求項４に
関する構成図を示すもので．第ｌ図と同一要素には同一
符号が付してある．第１１図は導光手段として光ファイ
バプリフォームを用い．その受光部開の径を大きくした
ものであり，例えば出射部が１０ｍｍであるとすれば２
０ｍｍ程度とする． 第１２図は同じく導先手段として光ファイバ束を用いた
ものである． 上記第１１図，第１２図の構成によれば紙３を透過した
光をより多くの面積で捕える事がで来るので光の減衰の
度合を少なくする事が出来る．なお，図を簡単にするた
めに折返し用光ファイバ２２は１つのみを示したが第６
図，第７に示すように１つ以上であってもよい．また，
図では省略したが大径部分は第２の導光手段２１の受光
側にも設ける事が出来る．なお．端部の径を大きくする
加工は光ファイバフリフォームを加熱して引伸ばして数
十μの光ファイバを製作する一般的な技術により製作可
能である． 第１３図は請求項６に関する楕戒図を示すもので，第１
図と同一要素には同一符号が付してある．この例におい
ては光ファイバの前方に光ファイバより大径の集光レン
ズ１１を配置して広い範囲の光を光ファイバに入射する
様にし，光の減衰度を少なくしたものであり．第１１図
，第１２図に示す構成のものと同様の効果がある． く発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば．第ｌの導先手段を投光部と紙の間に配置し，投光部
からの光を紙を介して光ファイバ側に出射し．光ファイ
バで折返した光を更に紙を透過させ，光が紙を複数回往
復する様にしたので．感度の向上をはかるとともに光の
減衰量を少なくすることが出来る． また，特に薄紙に対しては紙の横方向へ伝搬する光を受
光する様にしたので測定精度を向上させることが出来る
．更に横方向からの伝搬光と透過光を受光する様にした
ので坪量の異なる紙を一つの検出装置で測定する事が出
来る．また１光ファイバの受光部開を大径にしたり受光
部側の前方に集光レンズを配置したので光の減衰の少な
い測定装置を実現する事が出来る．
の物理的特性を測定する装置に関する．〈従来の技術〉 第１４図及び第１５図は．抄紙機等においてシート状物
体の水分量を測定する水分計の従来例を示す．第１４図
において．１は投光部，２は受光部で，これらは被測定
体である紙３を挾んで対向配置されている． 投光部１では．光源６からの光がレンズ７で平行光とさ
れ，更にチョッパー・ホイール８で断続光とされた後，
照射窓４を介し紙３に照射される．チョッパー・ホイー
ル８には水分による吸収を受ける１．９４μｍの光（測
定光）を透過するフィルタ９と１水分による吸収を受け
ない１．８μｍの光（比較光）を透過するフィルタ１０
とが設けられ，回転に従い測定光と比較光とを交互に紙
３に照射する．受光部２では，入射窓５より紙３を透過
した光が入射し，レンズ１１で集束され受光素子１２に
集光される．この受光素子では測定光Ｍと比較光Ｒとを
時系列的に検出し，演算器１３に与えＭ／Ｒの演算を行
い出力する． 第１５に示す従来例では．投光部１において光源６から
の光をレンズ７で平行光とし，チョッパー・ホイール８
′で断続光とした後，照射窓４より紙３に照射する．こ
のチョッパー・ホイールには第１４図の従来例のような
フィルタは載置されておらず，ホイールは専ら迷光の影
響を除去するためにだけ使用される．照射窓４より照射
された白色光は紙３を挾んで投光部１と受光部２の対向
面に設けられた乱反射面１６．１７で多重反射され．照
射窓４とずれた位置に設けられた入射窓５より受光部２
内に入る． 受光部２において．入射光はプリズム１８で２分され，
一方は測定光を透過するフィルタ９．レンズ１１を経て
受光素子１２に導かれ，他方は比較光を透過するフィル
タ１０，レンズ１１′を経て受光素子１２′に導かれる
．受光素子ｌ２で検出された測定光Ｍと受光素子１２′
で検出された比較光Ｒは同時に演算器１３に与えられ，
Ｍ／Ｈの演算が行なわれ出力される． く発明が解決しようとする課題〉 上記従来の装置において．第１４図に示す構成のものは
，構造が簡単で．光量減衰も少ないという利点が有る半
面，測定対象は紙１枚であるため．この紙の厚さが薄い
場合は感度のよいものが得られないという問題が有る．
また．第１５図に示す構成のものは，投光部と受光部の
光軸が数十ｍｍ離れた所に配置され１散乱面によって紙
を透過散乱しながら受光部に達するので光の減衰量が多
くなり信号自体が小さくなるという問題が有った．本発
明は上記従来技術の問題を解決するために成されたもの
で１紙に当った光が横方向に伝搬する性質を利用したり
，透過光を折返して複数回透過させる事によりＳ／Ｎ比
が高く，かつ．減衰量の少ない装置を提供することを目
的とする．〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決する為の本発明の横成は，請求項１に関
しては，投光部からの光をシー１〜状物体を介して受光
する受光素子を有し，前記受光素子からの信号に基づい
て前記シート状物体の物理的特性を測定するシート状物
体の特性測定装置において．前記投光部とシート状物体
の間に配置され．前記投光部からの光を受光して前記シ
ート状物体側に出射する第ｌの導光手段と．前記第１の
導光手段の曲面に配置され前記第１の導光手段からの出
射光が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光
し．前記受光素子に入射させる第２の導光手段を備えた
ことを特徴とするものであり， 請求項２に関しては，投光部からの光をシート状物体を
介して受光する受光素子を有し，前記受光素子からの信
号に基づいて前記シート状物体の物理的特性を測定する
シート状物体の特性測定装置において．前記投光部とシ
ート状物体の間に配置され．前記投光部からの光を受光
して前記シート状物体側に出射する第１の導光手段と，
前記第ｌの導光手段からの出射光が前記シート状物体を
透過した光を受光し，再び前記シート状物体に光を出射
する少なくとも一つの第３の導光手段と，この第３の導
光手段からの光が前記シート状物体を透過した光を受光
し前記受光素子に入射させる第２の導光手段を備えたこ
とを特徴とするものであり． 請求項３に関しては．第３の導光手段を一つとし．その
受光面を前記第１の導光手段の出射面に対して傾けて配
置した事を特徴とするものであり，請求項４〜６に関し
ては，第１〜第３の導光手段は光ファイバ束または光フ
ァイバプリフォームで構成し．各導光手段の受光ｆｆｌ
（ｆ４１部）の径を出射側の径より大きく形成するか．
または．光ファイバの受光側に集光用レンズを設けた事
を特徴とするものである． く作用〉 第１の導光手段から出射して紙を＠射する光の大部分は
紙を透過するが，とくに薄紙のような坪量の小さいもの
においては紙の横方向への伝搬光路長が長いので．その
横方向からの光を第１の導光手段の測面に配置した第２
の導光手段を介して受光すれば高感度な測定信号を得る
事が出来る．また，第１の導光手段から出射した光が折
返し部を有する第３の導光手段を介して紙を複数回透過
するのでｊ＆度が高くなる．その場合，第３の導光手段
を１つとし第１の導光手段の出射面に対して第３の導光
手段の受光面を傾けて配置すれば坪量の異なる複数種の
紙を同一の装置で測定する事が出来る．また，光が入射
する各導光手段の端部の径を大きくしたり集光用レンズ
を設けて光の減衰の度合を少なくする事が出来る． く実施例〉 以下，図面に従い本発明の装置の一実施例を説明する．
第１図は請求項１に関するもので，第１４図．第１５図
に示す投光部．受光部を省略した本発明の要部を示す横
成図である．２０は第１の樽光手段であり１例えば光フ
ァイバ束で楕成されている．２１は第２の導光手段であ
り同じく光ファイバ束で構成されている．３はその物理
特性を測定すべき紙である． 上記横成において，図示しない投光部からの光が第１の
導光手段２０の矢印イから入射して紙３を照射する．そ
の光の大半は紙を透過するが一部は紙中を矢印ロで示す
ように紙のセルロースによる散乱を受けながら横方向に
伝搬し．第■の導光手段の側面に一定の距離を保って配
置された第２の導光手段２１に入射して矢印ハ方向に導
かれ図示しない受光部に達する．なお．ここでいう一定
の距離とは光の出射口から紙までの距離との関係により
異なるが，水分検出に関与しない紙からの直接反射光が
第２の導光手段の受光部に入射しない程度の距離とする
． 第２図は薄紙として坪ｉ １ ０ ｇ ／ ｍ ２のテ
ィッシュペーバと坪量１０（Ｉｇ／ｍ２の上質紙を用い
紙を透過した光と横方向に伝搬した光についてその含有
水分量（ｇ／ｍ２）に対する検出器の出力を測定したも
のである。図によればテイヅシュベーバの様な薄紙の水
分を測定する場合においては透過した光を利用するより
横方向に伝搬した光を測定した方が格段に検出感度が高
いことが分る．この事は伝搬光は坪量の小さい紙は紙中
伝搬光路が長いので．水分の吸収が大きく（高感度）．
透過光は水分子による測定光の吸収が小さい事を示し．
逆に坪量の大きな紙は紙中伝搬光路が短いので水分の吸
収が小さく（低感度）．透過光は水分子による測定光の
吸収が大きい（高感度）事を示している． 第３図〜第５図はこの様に横方向に伝搬する光を検出す
る場合の第１，第２の導光手段の他の配置例を示すもの
である．即ち，第３図（ａ）（ｂ）は複数の第１の導光
手段２０を一定距離を保って複数の第２の導光手段２１
で取囲んだものであり，これらの導光手段を形成する光
ファイバは適当な数の束とされ赤外光を吸収する（無反
射）樹脂などからなる固定部材５により一定の間隔を保
って固定されている．これら光ファイバ束の他端はそれ
ぞれ束ねられ図示しない発光部，受光部に対向するよう
に配置されている． 第４図は第ｌ，第２の導光手段を赤外光を吸収する樹脂
等の固定部材５を介してアレイ状に配置したもの．第５
図は棒状に形成した第１の導光手段の周りを前記固定部
材５を介して筒状に形成した第２の導光手段で一定距離
を隔てて囲ったものである． 上記第３図〜第５図に示す横成によれば横方向に伝撮す
る伝搬光の成分を効率よくビックアップする事が出来る
． 第６図．第７図は請求項２に関する一実施例を示すもの
で．第ｌ４図，第１５図に示す投光部，受光部を省略し
た要部を示す楕成図である．これらの図において２０お
よび２１は第１，第２の導光手段．２２は折返し部を有
する第３の導光手段であり，これらは光ファイバ束や光
ファイバプリフォームで形成されている．なお，導光手
段の径は光ファイバプリフォームの場合クラッド２４の
外径が例えば１２ｍｍ，コア２５の外径が１０ｍｍ程度
とされ，光ファイバ束の場合１２ｍｍ程度とされる．ま
た．折返し部は光が漏れない程度の半径に形成されてい
る．３は紙である．これらの図において第１の導光手段
の出射ｌコ第３の導光手段の人出射口，第２の導光手段
の入射口はそれぞれ紙を挟んで対向して配置されている
．上記構成において，図示しない投光部からの光が第１
の導光手段２０の矢印イから入射し，この光は紙３を透
過して第３の導光手段２２ａに入射し，再び紙３を透過
して第３の導光手段２２ｂに入射する．この第３の導光
手段２２ｂからの出射光は更に紙３を透過して第３の導
光手段２２ｃに入射し．更に紙３を透過して第２の導光
手段２１測に出射する． この光が矢印ロ部から出射して図示しない受光部の受光
素子を照射する様に楕成されている．上記第６図の構成
によれば投光部からの光が４度紙を透過し，第７図の横
成によれば８度透過することになる．その結果．従来例
で述べた比較光Ｒに対する測定光Ｍの感度の向上をはか
ることが出来る．また，第１の導光手段から出射した光
が紙を介して直接他の導光手段に入射するので第１５図
に示す従来例に比較して光の減衰度合を少なくすること
が出来る． なお．この場合．第３の導光手段を１つとし第１の導光
手段からの出射光が紙を横方向に伝搬する光を受光可能
な位置に第２の導光手段を配置しておけば，同一の装置
で坪量の異なる紙の水分を測定する事が出来る．なお，
導光手段を桶成する光ファイバの数は感度と光の減衰量
を勘案しながら適宜増減すればよい． 第８図は上質紙とティッシュベーパの２種類の紙を含有
水分量を変化（この例では恒温槽の湿度を３０％，７０
％としてこの中に長時間紙を放置することにより含有水
分量を特定した）させた場合の測定光の紙透過後の散乱
分布状態と相対光強度の関係を示す実験結果を示すもの
である．実験は第９図に示すように紙を挟んで対向して
設けた光ファイバを図示の様にθ゜傾けながら測定した
．図によればθがＯの場合はティッシュベーパにおいて
は湿度が変化しても測定光の出力には変化がなく２０〜
４０゜の範囲では相対光強度に変化が認められる． また，上質紙においてはθがＯの場合においては充分な
相対光強度の変化があるが３０゜近傍では相対光強度の
変化は認められない． 第１０図は請求項３に関する一実施例を示すもので，上
記第８図に示す実験結果を元に２種類の紙の水分を効率
的に検出する為の構成を示す図である．ここでは第ｌ，
第２の導光手段の出射面および受光面に対して第３の導
光手段の受光面が所定の角度（例えば３０゜）傾けて配
置されている．この様な楕成によれば第１の導光手段か
ら出射して紙を透過した光は第３の導光手段に対して３
０゜±α（例えばｌＯ゜）の角度を有して入射する．そ
の結果，２種類の紙の相対光強度が水分により変化する
部分を含むので１２種類の紙に対して感度を有する事が
出来．一つの検出装置で複数の種顛の紙の水分を測定す
る事が出来る． また．この場合も第１の導光手段からの出射光が紙を横
方向に伝搬する光を受光可能な位置に第２の導光手段を
配置しておけば，特に薄紙に対してはより効率的な水分
の測定が可能となる．第ＩＩ図，第１２図は請求項４に
関する構成図を示すもので．第ｌ図と同一要素には同一
符号が付してある．第１１図は導光手段として光ファイ
バプリフォームを用い．その受光部開の径を大きくした
ものであり，例えば出射部が１０ｍｍであるとすれば２
０ｍｍ程度とする． 第１２図は同じく導先手段として光ファイバ束を用いた
ものである． 上記第１１図，第１２図の構成によれば紙３を透過した
光をより多くの面積で捕える事がで来るので光の減衰の
度合を少なくする事が出来る．なお，図を簡単にするた
めに折返し用光ファイバ２２は１つのみを示したが第６
図，第７に示すように１つ以上であってもよい．また，
図では省略したが大径部分は第２の導光手段２１の受光
側にも設ける事が出来る．なお．端部の径を大きくする
加工は光ファイバフリフォームを加熱して引伸ばして数
十μの光ファイバを製作する一般的な技術により製作可
能である． 第１３図は請求項６に関する楕戒図を示すもので，第１
図と同一要素には同一符号が付してある．この例におい
ては光ファイバの前方に光ファイバより大径の集光レン
ズ１１を配置して広い範囲の光を光ファイバに入射する
様にし，光の減衰度を少なくしたものであり．第１１図
，第１２図に示す構成のものと同様の効果がある． く発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば．第ｌの導先手段を投光部と紙の間に配置し，投光部
からの光を紙を介して光ファイバ側に出射し．光ファイ
バで折返した光を更に紙を透過させ，光が紙を複数回往
復する様にしたので．感度の向上をはかるとともに光の
減衰量を少なくすることが出来る． また，特に薄紙に対しては紙の横方向へ伝搬する光を受
光する様にしたので測定精度を向上させることが出来る
．更に横方向からの伝搬光と透過光を受光する様にした
ので坪量の異なる紙を一つの検出装置で測定する事が出
来る．また１光ファイバの受光部開を大径にしたり受光
部側の前方に集光レンズを配置したので光の減衰の少な
い測定装置を実現する事が出来る．
第１図は本発明の請求項ｌに関するシート状物体の特性
測定装置の一実施例を示す構成図，第２図は紙の含有水
分量と検出器出力の関係を示す図，第３図〜第５図は横
方向に伝搬する光を検出する場合の他の配置例を示す図
．第６図，第７図は請求項２に関する一実施例を示す構
成図，第８図は紙透過後の測定光の散乱分布と相対光強
度の関係を示す図．第９図は測定光の散乱分布と相対光
強度の関係を測定するための装置の構成図．第１０図は
請求項３に関する一実施例を示す横成図，第１１図．第
１２図は請求項４および５に関する−実施例を示す構成
図，第１３図は請求項第６に関する一実施例を示す図１
第１４図および第１５図は従来装置の構成図である． １・・・投光部．２・・・受光部，３・・・シート状物
体（紙），５・・・固定部材．１１・・・集光レンズ，
２０・・・第１の導光手段，２１・・・第２の導光手段
，２２第 ！ 図 第 ２ 図 第 ｂ 図 第 ７ 回 第 Ｓ 図 第 ９ 図 第 ノ０ 図 （ｃ１） 第 ／２ 図 ｌ３ 図 （ｂ）
測定装置の一実施例を示す構成図，第２図は紙の含有水
分量と検出器出力の関係を示す図，第３図〜第５図は横
方向に伝搬する光を検出する場合の他の配置例を示す図
．第６図，第７図は請求項２に関する一実施例を示す構
成図，第８図は紙透過後の測定光の散乱分布と相対光強
度の関係を示す図．第９図は測定光の散乱分布と相対光
強度の関係を測定するための装置の構成図．第１０図は
請求項３に関する一実施例を示す横成図，第１１図．第
１２図は請求項４および５に関する−実施例を示す構成
図，第１３図は請求項第６に関する一実施例を示す図１
第１４図および第１５図は従来装置の構成図である． １・・・投光部．２・・・受光部，３・・・シート状物
体（紙），５・・・固定部材．１１・・・集光レンズ，
２０・・・第１の導光手段，２１・・・第２の導光手段
，２２第 ！ 図 第 ２ 図 第 ｂ 図 第 ７ 回 第 Ｓ 図 第 ９ 図 第 ノ０ 図 （ｃ１） 第 ／２ 図 ｌ３ 図 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）投光部からの光をシート状物体を介して受光する受
光素子を有し、前記受光素子からの信号に基づいて前記
シート状物体の物理的特性を測定するシート状物体の特
性測定装置において、前記投光部とシート状物体の間に
配置され、前記投光部からの光を受光して前記シート状
物体側に出射する第１の導光手段と、前記第１の導光手
段の側面に配置され、前記第１の導光手段からの出射光
が前記シート状物体中を横方向に伝搬した光を受光し、
前記受光素子に入射させる第２の導光手段を備えたこと
を特徴とするシート状物体の特性測定装置。 ２）投光部からの光をシート状物体を介して受光する受
光素子を有し、前記受光素子からの信号に基づいて前記
シート状物体の物理的特性を測定するシート状物体の特
性測定装置において、前記投光部とシート状物体の間に
配置され、前記投光部からの光を受光して前記シート状
物体側に出射する第１の導光手段と、前記第１の導光手
段からの出射光が前記シート状物体を透過した光を受光
し、再び前記シート状物体に光を出射する少なくとも一
つの第３の導光手段と、この第３の導光手段からの光が
前記シート状物体を透過した光を受光し前記受光素子に
入射させる第２の導光手段を備えたことを特徴とするシ
ート状物体の特性測定装置。 ３）前記第３の導光手段を一つとし、前記第１の導光手
段からの出射光が前記シート状物体を横方向に伝搬した
光を受光可能な位置に前記第２の導光手段を配置した事
を特徴とする請求項２記載のシート状物体の特性測定装
置。 ４）前記第３の導光手段を一つとし、その受光面を前記
第１の導光手段の出射面に対して傾けて配置した事を特
徴とする請求項２および３項記載のシート状物体の特性
測定装置。５）前記第１〜第３の導光手段は光ファイバ
プリフォームまたは光ファイバ束で形成した事を特徴と
する請求項１または２記載のシート状物体の特性測定装
置。 ６）前記第３の導光手段の受光側（端部）の径を出射側
の径より大きく形成した事を特徴とする請求項２記載の
シート状物体の特性測定装置。 ７）前記光ファイバの受光側に集光用レンズを設け、集
光した光を前記光ファイバに入射させるようにした事を
特徴とする請求項２記載のシート状物体の特性測定装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1123932A JPH0315740A (ja) | 1988-08-23 | 1989-05-17 | シート状物体の特性測定装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-208541 | 1988-08-23 | ||
| JP20854188 | 1988-08-23 | ||
| JP1-80072 | 1989-03-30 | ||
| JP1123932A JPH0315740A (ja) | 1988-08-23 | 1989-05-17 | シート状物体の特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315740A true JPH0315740A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=26460723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1123932A Pending JPH0315740A (ja) | 1988-08-23 | 1989-05-17 | シート状物体の特性測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315740A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08261928A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-11 | Aretsuku Denshi Kk | 濁度検出器 |
| JP2011069824A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Xerox Corp | 基材評価装置 |
| US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
-
1989
- 1989-05-17 JP JP1123932A patent/JPH0315740A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08261928A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-11 | Aretsuku Denshi Kk | 濁度検出器 |
| US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
| JP2011069824A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Xerox Corp | 基材評価装置 |
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