JPH11237377A - 紙やシートの品質測定装置 - Google Patents
紙やシートの品質測定装置Info
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- JPH11237377A JPH11237377A JP3879198A JP3879198A JPH11237377A JP H11237377 A JPH11237377 A JP H11237377A JP 3879198 A JP3879198 A JP 3879198A JP 3879198 A JP3879198 A JP 3879198A JP H11237377 A JPH11237377 A JP H11237377A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全性の高い近赤外領域の光を利用して一台
の測定装置で紙の坪量、水分、塗工量、灰分等を同時に
測定できる紙やシートの品質測定装置を提供すること。 【解決手段】 近赤外光を発光する光源１０と、この光
源から出射された近赤外光を集光して測定対象３０に照
射する集光手段１２と、この測定対象を透過した光を集
光する手段１４と、この集光手段で集光された光を分光
する手段１６と、この分光手段で分光された光の周波数
又は波長のスペクトル解析を行う検出器２０と、この検
出器のスペクトル解析を用いて当該測定対象の坪量、水
分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する
信号処理部２２を有する構成としている。
の測定装置で紙の坪量、水分、塗工量、灰分等を同時に
測定できる紙やシートの品質測定装置を提供すること。 【解決手段】 近赤外光を発光する光源１０と、この光
源から出射された近赤外光を集光して測定対象３０に照
射する集光手段１２と、この測定対象を透過した光を集
光する手段１４と、この集光手段で集光された光を分光
する手段１６と、この分光手段で分光された光の周波数
又は波長のスペクトル解析を行う検出器２０と、この検
出器のスペクトル解析を用いて当該測定対象の坪量、水
分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する
信号処理部２２を有する構成としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、坪量、水分率、塗
工量、灰分、フィルム厚さ等を測定する紙やシートの品
質測定装置に関し、特に単一の測定装置で複数の品質を
測定できる構造にに関する。
工量、灰分、フィルム厚さ等を測定する紙やシートの品
質測定装置に関し、特に単一の測定装置で複数の品質を
測定できる構造にに関する。
【０００２】
【従来の技術】製紙工業においては、紙の単位面積当た
りの重量を測定する坪量計、紙の水分を測定する水分
計、紙の表面に塗工がされている場合の紙の単位面積当
たりの塗工重量を測定する塗工量計、紙の単位面積当た
りの灰分重量を測定する灰分計が用いられている。ま
た、有機合成化学工業では、フィルムやシートの厚さや
多層膜フィルムのフィルム厚さを測定することが行われ
ている。
りの重量を測定する坪量計、紙の水分を測定する水分
計、紙の表面に塗工がされている場合の紙の単位面積当
たりの塗工重量を測定する塗工量計、紙の単位面積当た
りの灰分重量を測定する灰分計が用いられている。ま
た、有機合成化学工業では、フィルムやシートの厚さや
多層膜フィルムのフィルム厚さを測定することが行われ
ている。
【０００３】このような測定装置は、例えば横河技報第
２４巻第１０７頁（１９８０）や第３３巻第１９３頁
（１９８９）に開示されている。続いて、各測定装置の
測定原理について説明する。坪量計は、β線透過方式に
より高精度で安定した測定を行っている。水分計は、水
によりマイクロ波が吸収される現象や、波長の異なる３
種類の近赤外線の透過吸収を利用して、紙の中の水分を
精度良く測定している。灰分計は、低エネルギーＸ線の
透過吸収により、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カ
ルシウム等の灰分を測定している。
２４巻第１０７頁（１９８０）や第３３巻第１９３頁
（１９８９）に開示されている。続いて、各測定装置の
測定原理について説明する。坪量計は、β線透過方式に
より高精度で安定した測定を行っている。水分計は、水
によりマイクロ波が吸収される現象や、波長の異なる３
種類の近赤外線の透過吸収を利用して、紙の中の水分を
精度良く測定している。灰分計は、低エネルギーＸ線の
透過吸収により、クレー、タルク、酸化チタン、炭酸カ
ルシウム等の灰分を測定している。
【０００４】フィルム厚さ計は、近赤外から赤外の領域
での吸収ピークをフィルタ方式で測定している。なお、
紙の厚さを測定する紙厚計では、測定装置を紙表面から
一定間隔に浮上させて、この紙厚計の変位量から紙厚を
測定するものが用いられている。
での吸収ピークをフィルタ方式で測定している。なお、
紙の厚さを測定する紙厚計では、測定装置を紙表面から
一定間隔に浮上させて、この紙厚計の変位量から紙厚を
測定するものが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紙の坪
量、水分、塗工量、灰分を測定する為には４種類のセン
サが必要である。このようなセンサは、紙幅方向に架設
されたフレームに沿って往復走行する構造として、少な
いセンサ台数で紙幅方向全体についての測定を行ってい
る。ところで、センサを４種類フレームに積載すると、
重量に耐えられる剛性の高いフレームが必要となり、フ
レームの製造コストが増加するという課題があった。ま
た、測定位置は紙幅方向での位置で管理しているので、
本来各測定値の測定位置は同じであることが望ましい。
しかし、各センサには物理的な大きさがあり、個別測定
位置が厳密には一致しないという課題があった。
量、水分、塗工量、灰分を測定する為には４種類のセン
サが必要である。このようなセンサは、紙幅方向に架設
されたフレームに沿って往復走行する構造として、少な
いセンサ台数で紙幅方向全体についての測定を行ってい
る。ところで、センサを４種類フレームに積載すると、
重量に耐えられる剛性の高いフレームが必要となり、フ
レームの製造コストが増加するという課題があった。ま
た、測定位置は紙幅方向での位置で管理しているので、
本来各測定値の測定位置は同じであることが望ましい。
しかし、各センサには物理的な大きさがあり、個別測定
位置が厳密には一致しないという課題があった。
【０００６】また、坪量計、灰分計、塗工量計には、放
射線やＸ線を使用しているので、使用環境、使用総量に
制限があり、またメンテナンス作業が大変であるという
課題があった。また水分計では、フィルタ回転方式を採
用しているので、高速測定ができないという課題があっ
た。さらに、フィルム厚さ計では赤外領域の光を利用し
ているので、赤外領域での吸収のない高価な部品が必要
になると共に、空気中の水分や炭酸ガスの吸収の影響を
受けないような構造上の工夫が必要になるという課題が
あった。
射線やＸ線を使用しているので、使用環境、使用総量に
制限があり、またメンテナンス作業が大変であるという
課題があった。また水分計では、フィルタ回転方式を採
用しているので、高速測定ができないという課題があっ
た。さらに、フィルム厚さ計では赤外領域の光を利用し
ているので、赤外領域での吸収のない高価な部品が必要
になると共に、空気中の水分や炭酸ガスの吸収の影響を
受けないような構造上の工夫が必要になるという課題が
あった。
【０００７】本発明は上述の課題を解決したもので、安
全性の高い近赤外領域の光を利用して一台の測定装置で
紙の坪量、水分、塗工量、灰分等を同時に測定できる紙
やシートの品質測定装置を提供することを目的とする。
全性の高い近赤外領域の光を利用して一台の測定装置で
紙の坪量、水分、塗工量、灰分等を同時に測定できる紙
やシートの品質測定装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１の紙やシートの品質測定装置
は、近赤外光を発光する光源１０と、この光源から出射
された近赤外光を集光して測定対象３０に照射する集光
手段１２と、この測定対象を透過した光を集光する手段
１４と、この集光手段で集光された光を分光する手段１
６と、この分光手段で分光された光の周波数又は波長の
スペクトル解析を行う検出器２０と、この検出器のスペ
クトル解析を用いて当該測定対象の坪量、水分、塗工量
若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する信号処理部
２２を有する構成としている。
めに、本発明の請求項１の紙やシートの品質測定装置
は、近赤外光を発光する光源１０と、この光源から出射
された近赤外光を集光して測定対象３０に照射する集光
手段１２と、この測定対象を透過した光を集光する手段
１４と、この集光手段で集光された光を分光する手段１
６と、この分光手段で分光された光の周波数又は波長の
スペクトル解析を行う検出器２０と、この検出器のスペ
クトル解析を用いて当該測定対象の坪量、水分、塗工量
若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する信号処理部
２２を有する構成としている。
【０００９】このような構成によれば、単一の光学系に
より測定対象の坪量、水分、塗工量若しくは灰分等の複
数の品質を測定できるので、測定対象の同一部分を同時
に高速測定できる。また、単一の測定装置ユニットで複
数の品質を測定できるので、従来の個別品質毎に測定装
置ユニットをフレームに搭載する型式に比較して、測定
装置の軽量化を達成できる。測定装置を搭載するフレー
ムとの関係では、フレームの軽量化を達成できる。
より測定対象の坪量、水分、塗工量若しくは灰分等の複
数の品質を測定できるので、測定対象の同一部分を同時
に高速測定できる。また、単一の測定装置ユニットで複
数の品質を測定できるので、従来の個別品質毎に測定装
置ユニットをフレームに搭載する型式に比較して、測定
装置の軽量化を達成できる。測定装置を搭載するフレー
ムとの関係では、フレームの軽量化を達成できる。
【００１０】上記の目的を達成するために、本発明の請
求項１０の紙やシートの品質測定装置は、近赤外光を発
光する光源１０と、この光源から出射された近赤外光を
集光して測定対象３０に照射する投光手段３２と、この
測定対象の反射光を集光する手段３４と、この集光手段
で集光された光を分光する手段３６と、この分光手段で
分光された光の周波数又は波長のスペクトル解析を行う
検出器４０と、この検出器のスペクトル解析を用いて当
該測定対象の厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の
少なくとも１種類を算出する信号処理部４２を有する構
成としている。
求項１０の紙やシートの品質測定装置は、近赤外光を発
光する光源１０と、この光源から出射された近赤外光を
集光して測定対象３０に照射する投光手段３２と、この
測定対象の反射光を集光する手段３４と、この集光手段
で集光された光を分光する手段３６と、この分光手段で
分光された光の周波数又は波長のスペクトル解析を行う
検出器４０と、この検出器のスペクトル解析を用いて当
該測定対象の厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の
少なくとも１種類を算出する信号処理部４２を有する構
成としている。
【００１１】このような構成によれば、単一の光学系に
より測定対象の厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分
等の複数の品質を測定できるので、測定対象の同一部分
を同時に高速測定できる。検出器は、従来のフィルタ回
転式に代えて、スペクトル解析用の検出器を用いること
で、フィルタを回転する必要がなくなり、高速測定が可
能になる。
より測定対象の厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分
等の複数の品質を測定できるので、測定対象の同一部分
を同時に高速測定できる。検出器は、従来のフィルタ回
転式に代えて、スペクトル解析用の検出器を用いること
で、フィルタを回転する必要がなくなり、高速測定が可
能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて、本発明を説明
する。図１は本発明の一実施例を示す透過型の構成ブロ
ック図である。図において、光源１０は、近赤外光を発
光するもので、少なくとも1.8μｍから2.5μｍの波長領
域の近赤外光を含むことが望ましく、ケモメトリクス解
析に対処するには0.8μｍから2.6μｍの波長領域の近赤
外光を含むことが望ましい。
する。図１は本発明の一実施例を示す透過型の構成ブロ
ック図である。図において、光源１０は、近赤外光を発
光するもので、少なくとも1.8μｍから2.5μｍの波長領
域の近赤外光を含むことが望ましく、ケモメトリクス解
析に対処するには0.8μｍから2.6μｍの波長領域の近赤
外光を含むことが望ましい。
【００１３】集光手段１２は、光源１０から出射された
近赤外光を測定対象３０の位置で一点に集光して照射す
る光学系で、ここでは凸レンズを用いている。ここで、
測定対象３０は紙、フィルム、多層膜フィルム、フィル
ムをコーティングした紙等である。集光手段１４は、測
定対象３０を透過した集光して平行光にする光学系で、
ここでは凸レンズを用いている。分光素子１６は、集光
手段１４で集光された光を分光するもので、回折格子等
の分光器である。集光光学系１８は、分光素子１６で分
光された光を波長帯域毎に分離してアレイ検出器２０に
送るものである。
近赤外光を測定対象３０の位置で一点に集光して照射す
る光学系で、ここでは凸レンズを用いている。ここで、
測定対象３０は紙、フィルム、多層膜フィルム、フィル
ムをコーティングした紙等である。集光手段１４は、測
定対象３０を透過した集光して平行光にする光学系で、
ここでは凸レンズを用いている。分光素子１６は、集光
手段１４で集光された光を分光するもので、回折格子等
の分光器である。集光光学系１８は、分光素子１６で分
光された光を波長帯域毎に分離してアレイ検出器２０に
送るものである。
【００１４】アレイ検出器２０は、例えばＩｎＧａＡｓ
等の素材を用いたもので、ここでは波長帯域として1.8
μｍ、1.9μｍ、2.1μｍ、2.3μｍ、2.4μｍの５チャン
ネルを用意して、スペクトル解析を行っている。波長1.
8μｍは、紙やシートの品質指標においては吸収の生じ
ない波長帯域として選定されたもので、他の波長帯域の
吸収度を求める際の基準となる光の強さを得る。波長1.
9μｍは、水分が吸収を生じる波長である。波長2.1μｍ
は、セルロースが吸収を生じる波長で、紙の品質として
は坪量が対応する。波長2.3μｍは、灰分が吸収を生じ
る波長である。波長2.4μｍは、塗工材が吸収を生じる
波長である。なお、灰分や塗工材は成分によって吸収波
長帯域が相違するので、波長2.3μｍや2.4μｍに代え
て、吸収の生ずる波長を選択するのがよい。
等の素材を用いたもので、ここでは波長帯域として1.8
μｍ、1.9μｍ、2.1μｍ、2.3μｍ、2.4μｍの５チャン
ネルを用意して、スペクトル解析を行っている。波長1.
8μｍは、紙やシートの品質指標においては吸収の生じ
ない波長帯域として選定されたもので、他の波長帯域の
吸収度を求める際の基準となる光の強さを得る。波長1.
9μｍは、水分が吸収を生じる波長である。波長2.1μｍ
は、セルロースが吸収を生じる波長で、紙の品質として
は坪量が対応する。波長2.3μｍは、灰分が吸収を生じ
る波長である。波長2.4μｍは、塗工材が吸収を生じる
波長である。なお、灰分や塗工材は成分によって吸収波
長帯域が相違するので、波長2.3μｍや2.4μｍに代え
て、吸収の生ずる波長を選択するのがよい。
【００１５】信号処理部２２は、アレイ検出器２０で求
めた各波長領域の近赤外光の吸収量をもとに、坪量、水
分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種類を演算す
る。なお、信号成分の小さい灰分や、干渉の多い塗工量
の測定には、ケモメトリクスと呼ばれる多変数解析技術
を用いるとよい。
めた各波長領域の近赤外光の吸収量をもとに、坪量、水
分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種類を演算す
る。なお、信号成分の小さい灰分や、干渉の多い塗工量
の測定には、ケモメトリクスと呼ばれる多変数解析技術
を用いるとよい。
【００１６】図２は、坪量の異なる紙と吸光度の関係の
一例を説明するで、ここでは波長に代えて波数[ｃｍ-1]
を用いている。測定サンプルは、８種類のトレシングペ
ーパ１〜８を用いており、坪量は軽い順から45,50,50,6
0,75,120,170,180[ｇ／ｍ2]となっている。
一例を説明するで、ここでは波長に代えて波数[ｃｍ-1]
を用いている。測定サンプルは、８種類のトレシングペ
ーパ１〜８を用いており、坪量は軽い順から45,50,50,6
0,75,120,170,180[ｇ／ｍ2]となっている。
【００１７】図３は、図２の吸光度の波数による一次微
分を表している。波数5200[ｃｍ-1]は、水分が吸収を生
じる波長1.9μｍに対応するもので、一次微分がゼロと
なっている。波数4800[ｃｍ-1]は、セルロースが吸収を
生じる波長2.1μｍに対応するもので、一次微分がゼロ
となっている。灰分は、波数4600[ｃｍ-1]付近が波長2.
3μｍに対応するが、一次微分は近赤外の結合音領域の
他の吸収の影響を受けて、単一波長の吸収だけでは干渉
成分が残るため、一次微分がゼロとならない。塗工量
は、波数4350[ｃｍ-1]付近が波長2.4μｍに対応する
が、一次微分は近赤外の他の結合音領域の吸収の影響を
受けて、単一波長の吸収だけでは干渉成分が残るため、
一次微分がゼロとならない。
分を表している。波数5200[ｃｍ-1]は、水分が吸収を生
じる波長1.9μｍに対応するもので、一次微分がゼロと
なっている。波数4800[ｃｍ-1]は、セルロースが吸収を
生じる波長2.1μｍに対応するもので、一次微分がゼロ
となっている。灰分は、波数4600[ｃｍ-1]付近が波長2.
3μｍに対応するが、一次微分は近赤外の結合音領域の
他の吸収の影響を受けて、単一波長の吸収だけでは干渉
成分が残るため、一次微分がゼロとならない。塗工量
は、波数4350[ｃｍ-1]付近が波長2.4μｍに対応する
が、一次微分は近赤外の他の結合音領域の吸収の影響を
受けて、単一波長の吸収だけでは干渉成分が残るため、
一次微分がゼロとならない。
【００１８】図４は、図２の吸光度と坪量との関係を示
す検量線図である。図２や図３の坪量と吸光度との関係
から、検量線を求めることができる。信号処理部２２に
はこの検量線を記憶させており、今回測定した吸光度に
検量線を当てはめて、測定された紙の坪量等を測定して
いる。このようにして算出された坪量と、現実の紙の坪
量とは、例えば２[ｇ／ｍ2]程度の誤差で一致してい
る。
す検量線図である。図２や図３の坪量と吸光度との関係
から、検量線を求めることができる。信号処理部２２に
はこの検量線を記憶させており、今回測定した吸光度に
検量線を当てはめて、測定された紙の坪量等を測定して
いる。このようにして算出された坪量と、現実の紙の坪
量とは、例えば２[ｇ／ｍ2]程度の誤差で一致してい
る。
【００１９】図５はポリエステルのフィルム厚さと吸光
度の関係を説明する図である。ここでは、ポリエステル
のフィルム厚さとして350,250,188,125,100,75,50μｍ
の７種類を用いて、吸光度を測定している。ポリエステ
ルフィルムの場合、吸光度のピークは波数4400〜4000、
3700〜3400、3100〜2800[ｃｍ-1]の帯域にある。そこ
で、これらの波数帯域の吸光度を用いた、ケメモメトリ
クス解析により検量線を作成する。そして、信号処理部
４２でフィルム厚さを求めたところ、350μｍの測定範
囲について２μｍの誤差で再現性と直線性が得られた。
度の関係を説明する図である。ここでは、ポリエステル
のフィルム厚さとして350,250,188,125,100,75,50μｍ
の７種類を用いて、吸光度を測定している。ポリエステ
ルフィルムの場合、吸光度のピークは波数4400〜4000、
3700〜3400、3100〜2800[ｃｍ-1]の帯域にある。そこ
で、これらの波数帯域の吸光度を用いた、ケメモメトリ
クス解析により検量線を作成する。そして、信号処理部
４２でフィルム厚さを求めたところ、350μｍの測定範
囲について２μｍの誤差で再現性と直線性が得られた。
【００２０】なお、多層膜フィルムの場合にも、材料の
違いにより異なる波長に吸収ピークが現れるので、各層
の膜厚を同時に測定することができる。また紙にフィル
ムがコーティングされた場合でも、紙の個々の特徴とな
る波長のスペクトラム変化を用い、ケモメトリクスで干
渉成分を取り除くことで、同時測定が可能になってい
る。
違いにより異なる波長に吸収ピークが現れるので、各層
の膜厚を同時に測定することができる。また紙にフィル
ムがコーティングされた場合でも、紙の個々の特徴とな
る波長のスペクトラム変化を用い、ケモメトリクスで干
渉成分を取り除くことで、同時測定が可能になってい
る。
【００２１】図６は本発明の他の実施例を示す反射型の
構成ブロック図である。投光手段３２は、光源１０から
出射された近赤外光を集光して測定対象３０に照射す
る。集光手段３４は、測定対象３０の反射光を平行光に
集光して、分光器３６に送る。アレイ検出器４０は、分
光器３６で分光された光の周波数又は波長のスペクトル
解析を行う。信号処理部４２は、検出器４０のスペクト
ル解析を用いて測定対象３０の厚さ、坪量、水分、塗工
量若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する。
構成ブロック図である。投光手段３２は、光源１０から
出射された近赤外光を集光して測定対象３０に照射す
る。集光手段３４は、測定対象３０の反射光を平行光に
集光して、分光器３６に送る。アレイ検出器４０は、分
光器３６で分光された光の周波数又は波長のスペクトル
解析を行う。信号処理部４２は、検出器４０のスペクト
ル解析を用いて測定対象３０の厚さ、坪量、水分、塗工
量若しくは灰分の少なくとも１種類を算出する。
【００２２】このように反射型を用いると、片側からの
アクセスが可能なので、測定装置の構造が簡単になると
いう効果がある。また、表面の塗工量に対しての測定精
度は透過型よりも優れているが、他の品質については測
定精度が低下する。
アクセスが可能なので、測定装置の構造が簡単になると
いう効果がある。また、表面の塗工量に対しての測定精
度は透過型よりも優れているが、他の品質については測
定精度が低下する。
【００２３】なお、上記実施例においては、検出器２０
としてアレイ型を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、二次元の検出器アレイとしても良い。す
ると、Ｘ軸は測定対象３０の位置、Ｙ軸をスペクトラム
情報とすることができ、複数の品質の空間分布を同時に
測定できる利点がある。また、検出器２０の前にマイク
ロレンズアレイを付加すると、検出器の各チャンネルに
集光される光の光量が増し、Ｓ／Ｎ比が改善されて、安
定した測定信号が得られる。
としてアレイ型を示したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、二次元の検出器アレイとしても良い。す
ると、Ｘ軸は測定対象３０の位置、Ｙ軸をスペクトラム
情報とすることができ、複数の品質の空間分布を同時に
測定できる利点がある。また、検出器２０の前にマイク
ロレンズアレイを付加すると、検出器の各チャンネルに
集光される光の光量が増し、Ｓ／Ｎ比が改善されて、安
定した測定信号が得られる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の紙やシ
ートの品質測定装置によれば、単一の光学系により測定
対象の坪量、水分、塗工量若しくは灰分等の複数の品質
を測定できるので、測定対象の同一部分を同時に高速測
定できる。また、単一の測定装置ユニットで複数の品質
を測定できるので、従来の個別品質毎に測定装置ユニッ
トをフレームに搭載する型式に比較して、測定装置の軽
量化を達成できる。測定装置を搭載するフレームとの関
係では、フレームの軽量化を達成できる。また、従来の
坪量計、灰分計、塗工量計に比較すると、近赤外線はβ
線やＸ線に比較して安全で、使用環境に対する制限がな
い。更に、従来の水分計やフィルタ厚さ計に比較する
と、従来のフィルタ回転方式ではなく、ソリッドステー
トのアレイ検出器を用いているので、高速測定ができ
る。また、赤外線を用いるフィルタ厚さ計と比較する
と、近赤外では空気中の水分や炭酸ガスの影響が少な
く、また光学部品も赤外領域に吸収を持つ安価なもので
足りるので、測定精度が良く、しかも安価に製造でき
る。
ートの品質測定装置によれば、単一の光学系により測定
対象の坪量、水分、塗工量若しくは灰分等の複数の品質
を測定できるので、測定対象の同一部分を同時に高速測
定できる。また、単一の測定装置ユニットで複数の品質
を測定できるので、従来の個別品質毎に測定装置ユニッ
トをフレームに搭載する型式に比較して、測定装置の軽
量化を達成できる。測定装置を搭載するフレームとの関
係では、フレームの軽量化を達成できる。また、従来の
坪量計、灰分計、塗工量計に比較すると、近赤外線はβ
線やＸ線に比較して安全で、使用環境に対する制限がな
い。更に、従来の水分計やフィルタ厚さ計に比較する
と、従来のフィルタ回転方式ではなく、ソリッドステー
トのアレイ検出器を用いているので、高速測定ができ
る。また、赤外線を用いるフィルタ厚さ計と比較する
と、近赤外では空気中の水分や炭酸ガスの影響が少な
く、また光学部品も赤外領域に吸収を持つ安価なもので
足りるので、測定精度が良く、しかも安価に製造でき
る。
【００２５】ここで、請求項２のように、光源は、少な
くとも1.8μｍから2.5μｍの波長領域の近赤外光を含む
ことが望ましい。すると、請求項３のように、信号処理
部は、坪量については2.1μｍ、水分については1.9μ
ｍ、塗工量については2.4μｍ、灰分については2.3μｍ
の波長領域の近赤外光の吸収量をもとに演算する単一波
長型に必要な光源が得られる。また、請求項４のよう
に、信号処理部は、近赤外光の複数の波長における吸収
量をもとに、多変量解析手法を用いて坪量、水分、塗工
量若しくは灰分の少なくとも１種類を演算するようにす
ると、干渉が生じる波長領域があっても正確な測定が行
える。
くとも1.8μｍから2.5μｍの波長領域の近赤外光を含む
ことが望ましい。すると、請求項３のように、信号処理
部は、坪量については2.1μｍ、水分については1.9μ
ｍ、塗工量については2.4μｍ、灰分については2.3μｍ
の波長領域の近赤外光の吸収量をもとに演算する単一波
長型に必要な光源が得られる。また、請求項４のよう
に、信号処理部は、近赤外光の複数の波長における吸収
量をもとに、多変量解析手法を用いて坪量、水分、塗工
量若しくは灰分の少なくとも１種類を演算するようにす
ると、干渉が生じる波長領域があっても正確な測定が行
える。
【００２６】ここで、請求項５のように、検出器は、組
成成分がＩｎＧａＡｓとすると、近赤外光を電気信号に
変換するのが容易である。また、請求項６のように、検
出器は、二次元検出器とすると、スペクトルの測定と同
時に空間分布についても測定が行える。好ましくは、請
求項７のように、検出器は、マイクロレンズアレイを有
する構成とすると、Ｓ／Ｎ比が改善される。
成成分がＩｎＧａＡｓとすると、近赤外光を電気信号に
変換するのが容易である。また、請求項６のように、検
出器は、二次元検出器とすると、スペクトルの測定と同
時に空間分布についても測定が行える。好ましくは、請
求項７のように、検出器は、マイクロレンズアレイを有
する構成とすると、Ｓ／Ｎ比が改善される。
【００２７】また、請求項８のように、測定対象が多層
膜フィルムであるときは、信号処理部は多層膜フィルム
の各層の厚さを算出するように構成してもよい。また、
請求項９のように、測定対象がフィルムでコーティング
された紙であるときは、信号処理部は当該フィルムの厚
さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種
類を算出する構成とするとよい。
膜フィルムであるときは、信号処理部は多層膜フィルム
の各層の厚さを算出するように構成してもよい。また、
請求項９のように、測定対象がフィルムでコーティング
された紙であるときは、信号処理部は当該フィルムの厚
さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種
類を算出する構成とするとよい。
【００２８】請求項１０の紙やシートの品質測定装置に
よれば、反射型としているので、測定装置の構造が透過
型に比較して簡単になる。また、塗工量のように、紙の
片面について品質を測定する必要のあるときは、透過型
のように紙の両面の品質を含む情報が得られる構成より
も、簡易に測定が行える。
よれば、反射型としているので、測定装置の構造が透過
型に比較して簡単になる。また、塗工量のように、紙の
片面について品質を測定する必要のあるときは、透過型
のように紙の両面の品質を含む情報が得られる構成より
も、簡易に測定が行える。
【図１】本発明の一実施例を示す透過型の構成ブロック
図である。
図である。
【図２】坪量の異なる紙と吸光度の関係の一例を説明す
る図である。
る図である。
【図３】図２の吸光度の一次微分を表している。
【図４】吸光度と坪量との関係を示す検量線図である。
【図５】ポリエステルのフィルム厚さと吸光度の関係を
説明する図である。
説明する図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す反射型の構成ブロッ
ク図である。
ク図である。
１０ 光源 １２，１４，１８ 集光光学系 １６ 分光素子 ２０ アレイ検出器 ２２ 信号処理部 ３０ 測定対象（紙、フィルム）
Claims (10)
- 【請求項１】近赤外光を発光する光源（１０）と、この
光源から出射された近赤外光を集光して測定対象（３
０）に照射する集光手段（１２）と、この測定対象を透
過した光を集光する手段（１４）と、この集光手段で集
光された光を分光する手段（１６）と、この分光手段で
分光された光の周波数又は波長のスペクトル解析を行う
検出器（２０）と、この検出器のスペクトル解析を用い
て当該測定対象の坪量、水分、塗工量若しくは灰分の少
なくとも１種類を算出する信号処理部（２２）を有する
ことを特徴とする紙やシートの品質測定装置。 - 【請求項２】前記光源は、少なくとも1.8μｍから2.5μ
ｍの波長領域の近赤外光を含むことを特徴とする請求項
１記載の紙やシートの品質測定装置。 - 【請求項３】前記信号処理部は、坪量については2.1μ
ｍ、水分については1.9μｍ、塗工量については2.4μ
ｍ、灰分については2.3μｍの波長領域の近赤外光の吸
収量をもとに演算することを特徴とする請求項１記載の
紙やシートの品質測定装置。 - 【請求項４】前記信号処理部は、近赤外光の複数の波長
における吸収量をもとに、多変量解析手法を用いて坪
量、水分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１種類を演
算することを特徴とする請求項１記載の紙やシートの品
質測定装置。 - 【請求項５】前記検出器は、組成成分がＩｎＧａＡｓで
あることを特徴とする請求項１記載の紙やシートの品質
測定装置。 - 【請求項６】前記検出器は、二次元検出器であることを
特徴とする請求項１記載の紙やシートの品質測定装置。 - 【請求項７】前記検出器は、マイクロレンズアレイを有
することを特徴とする請求項１記載の紙やシートの品質
測定装置。 - 【請求項８】前記測定対象が多層膜フィルムであるとき
は、前記信号処理部は当該多層膜フィルムの各層の厚さ
を算出することを特徴とする請求項１記載の紙やシート
の品質測定装置。 - 【請求項９】前記測定対象がフィルムでコーティングさ
れた紙であるときは、前記信号処理部は当該フィルムの
厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の少なくとも１
種類を算出することを特徴とする請求項１記載の紙やシ
ートの品質測定装置。 - 【請求項１０】近赤外光を発光する光源（１０）と、こ
の光源から出射された近赤外光を集光して測定対象（３
０）に照射する投光手段（３２）と、この測定対象の反
射光を集光する手段（３４）と、この集光手段で集光さ
れた光を分光する手段（３６）と、この分光手段で分光
された光の周波数又は波長のスペクトル解析を行う検出
器（４０）と、この検出器のスペクトル解析を用いて当
該測定対象の厚さ、坪量、水分、塗工量若しくは灰分の
少なくとも１種類を算出する信号処理部（４２）を有す
ることを特徴とする紙やシートの品質測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3879198A JPH11237377A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 紙やシートの品質測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3879198A JPH11237377A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 紙やシートの品質測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11237377A true JPH11237377A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12535138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3879198A Pending JPH11237377A (ja) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | 紙やシートの品質測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11237377A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1557659A1 (de) * | 2004-01-20 | 2005-07-27 | Voith Paper Patent GmbH | Flächengewicht der Decklage einer Faserstoffbahn |
| JP2007285810A (ja) * | 2006-04-14 | 2007-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換層評価装置及び光電変換層の評価方法 |
| JP2009047544A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | Otsuka Denshi Co Ltd | 着色膜厚測定方法及び装置 |
| JP2011069812A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-04-07 | Mitsui Chemicals Inc | 測定方法、太陽電池モジュールの製造方法、測定装置、太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの評価方法 |
| US8148690B2 (en) | 2009-09-24 | 2012-04-03 | ABB, Ltd. | Method and apparatus for on-line web property measurement |
| WO2016035444A1 (ja) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | 住友電気工業株式会社 | 顕微鏡 |
| WO2016174963A1 (ja) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 住友電気工業株式会社 | 顕微鏡装置 |
| CN108535990A (zh) * | 2017-03-03 | 2018-09-14 | 夏普株式会社 | 图像形成装置以及图像形成方法 |
| CN108801913A (zh) * | 2017-04-28 | 2018-11-13 | 夏普株式会社 | 图像形成装置以及图像形成方法 |
| JP2020091225A (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 株式会社チノー | 光学的測定装置 |
| US11879873B2 (en) | 2021-07-29 | 2024-01-23 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Flexural-rigidity measuring apparatus and method for measuring flexural rigidity |
-
1998
- 1998-02-20 JP JP3879198A patent/JPH11237377A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1557659A1 (de) * | 2004-01-20 | 2005-07-27 | Voith Paper Patent GmbH | Flächengewicht der Decklage einer Faserstoffbahn |
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| US10295943B2 (en) | 2017-03-03 | 2019-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus and image forming method |
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| US11879873B2 (en) | 2021-07-29 | 2024-01-23 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Flexural-rigidity measuring apparatus and method for measuring flexural rigidity |
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