JPS5896240A - シ−ト状の物体の特性測定装置 - 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】 本発明はシート状の物体０４１性を一定する装置に関す
為。

シート状の一体の特性を一定する装置として、抄造紙に
會噛れる、又は、吸着する水分を連続して一定する多重
散乱・透過方式水分計がある（％願昭５４−６３３６２
号）。

第１図は、上記水分針の構成説明図である。第１図Ｋｓ
Ｉ−いて、上へ、ド１は、照射窓４及び５と、反射材を
被覆し九散ｔｉｉ［２１と、円板状の板面に２優の貫通
穴を設け、一方の穴に基準充用フィルタ１４を、他方の
穴Ｋ１１ｍ１定光用フィルタ１５を埋設支承して、連続
した定速回転をする回転セクタ１３と、円板状の板１ｉ
Ｋ複数の貫通穴１７．１８・・・等を設け、その一部に
標準サンプル１９．２０・−・勢を埋設支承して、外部
から与えられる制御信号によって、定期的、又は、必要
に応じて、定められた角度で回転するサンプルホルダ１
６と、照射窓４を通る平行光−を作成するランプ７、レ
ンズ８、ミラー９及びレンズ１０とを有する。一方、下
へ、ド２は、入射窓６と、反射材を被覆した散乱面２２
と、入射窓６に入射する光を収束するレンズ１１と、収
束された入射光を検出するセンサ１２とを有する。

上・下へ、ド１及び２は、シート状の紙５を挾んで対向
状態にあり、ランプ７、レンズ８、照射窓４、散乱面２
１及び２２、入射窓６、レンズ１１並びにセンサ１２で
多重散乱光学系を、ラング７、ミラー？、レンズ１０、
照射窓５、入射窓６、レンズ１１及びセンサ１２で透過
光学系を夫々構成していゐ０そして、通常の測定状態に
ありては、貫通穴１７を照射窓４の上に１貫通穴１８を
照射窓５の上に夫々位置させ、照射窓４及び５から、回
転セクタ１３による断続光を紙５に照射し、紙５と相互
作用をもった光、即ち、多重散乱光学系における測定光
Ｍｎ及び基準光Ｒｎ並びに透過光学系における測定光Ｍ
ｔ及び基準光Ｒｔから成る時系列信号をセ／す１２で検
出し、次段の演算・制御部（図示せず）に送出し、所定
の演算をして紙の水分を測定するようになっている。こ
こで、測定光は水分量による峡部がある波長領域の光で
あり、基準光は水分量による吸収がない波長領域の光で
ある。また、校正状ｕＫあっては、上・下ヘッド１と２
の間に紙Ｓがない状態でサンプルホルタ”１６を間欠的
に回転させ、照射窓４及び５の上に標準サンプル、すな
わち零す／プル、スパンサンプル、チェックサングル等
を順次配役し１各サンプルによる測定光Ｍｎおよび１を
並びに基準光ＲｎおよびＲｔに対応する信号を得るよう
になっている。

このような水分計において、演算・制御部で実際の演算
に用いる信号は、水分信号としてＭｎ信号（Ｉｌ１足光
ＭｎＫ対応する信号。以下、各党に対応する信号をＲｎ
信号、Ｍｔ傷信号Ｒｔ倍信号言う）とＲｎ信号の比、即
ち、Ｍｎ／Ｒｎ信号を用い、この信号に含まれる誤差要
因、例えば、透過率ｆの変動（原料パイプに故紙を含有
した抄造紙に多い）をＲｎ　／　Ｒｔ倍信号補償演算を
行うようになっている。演算にＭｎ　／　Ｒｎ信号及び
Ｒｎ　／　Ｒｔ倍信号用いるのは、光学系を構成するう
／プ、センサ醇の特性変動をキャンセルするためと、Ｒ
ｎ、　Ｍｎ、　Ｒｔ、　Ｍｔの各信号と紙の光学的特性
を左右する変数、即ち、層数ｎ１透過率１１反射率ｒ及
び水分量四との間に、次表に示す感匿特性を呈し、Ｍｎ
／Ｒｎ信号が水分量に対し、また、Ｒｎ／Ｒｔ信号が透
過率ｆに対し、夫々感度が大となる特性を示すためであ
る。

ところで、Ｍｎ／Ｒｎ信号及びＲｎ　／　Ｒｔ倍信号所
望の品 因子以外による影響を受けなことが理想であるが、現実
には、Ｒｎ、　Ｍｎ、　Ｒｔ、　Ｍｔの各信号は、散乱
面２１や２２、照射窓４や５、入射窓６＃Ｉ？に付着す
るダストの付着面によって変動し、しかも、ダストの色
（白色、黒色、灰色勢がある）によって異なる特性を示
すので、ダスト雰囲気で測定ａｔを維持することが難し
かった。そこで、先に、本発明者らは、ダスト付着量の
みを補償する方法及び装置を発明した（特願昭５５−１
０４７６６号、特願昭５５−１０４７６９号）０上記発
明によれば、Ｍｎ／Ｒｎ信号（これをに値と言う）とダ
スト付着量Ｆｌ、Ｍ２ＫＫ示す関係を有し、補償演算式
は（１）式となる。なお、（１）式において補償量はＤ
Ｋｌ・Ｆ乙Ｍｚ）である。

ｘ−Ｋｏｎ−ＤＫｌ・Ｆ（ＪＭＺ）　　　　　　　　　
　　　　　　　（１）７Ｍ２．主園、　Ｒｎ。

ａｔａ　　　Ｒｔｏ　　　　　　　　　　　　　　　　
（２）但し、Ｔｌ−０Ｉ１１・・・測定状ｍ（オンライ
ン）におけるに値（Ｍｎ　／　Ｒｎ信号） ＤＫｌ・・・実験によりて求めた定数 Ｆ（ΔＭｚ）・・・ダスト付着量を示す信号Ｒｏｄ、　
Ｒｔｄ・・・散乱面尋にダストが付着している時、零す
／グルを用いて得 九Ｒｎ信号及びＲｔ傷信号値 Ｒｎｏ、　Ｒｔｏ・・・散乱面郷にダストが付着してい
ない時、零サンプルを用いて 得たＲｎ信号及びＲｔ傷信号値 第２図において、縦軸はに値、横軸はダスト付着量及び
校正回数を示す。グラフ（へ）はサンプルホルダ１６の
零サンプルを用いて得たグラフ、グラフ←）唸被測定体
である紙を流す位置に、零サンプルと同じ物性のシート
状物体を配設して得たグラフである。

なお、実際に検出へ、ドを裾付ける現場において、ダス
トの付着量は時間と共に比例的に増加するので、校正を
一定間隔で行う場合、ダストの付着量は校正回数に対応
するＯで、ダスト付着量は校正回数に比例する。

グラフ頓において、Ａ点は、上・下ヘッドの散乱面、各
窓岬にダストが付着していない状態におけるに値でＫｚ
ｏとなっている。３点は、一定時間後の校正（これを第
１回目の校正と言う）における値をプｐ、トしたもので
、ダスト付着量ｄ−ｄ、、Ｋ値■Ｋｚ１となっている。

同様に、０点は、第２回目の校正によるもので、ダスト
付着量ｄ■ｄ２、Ｋ値−Ｋｚ２であり％Ｄ点は、第Ｓ回
目の校正によるもので、ダｘ）付着量ｄｌｌｌｄ３、Ｋ
Ｉｌ１１ｘｚ３である。

一方、グ２７（ロ）Ｋおけゐム点、Ｂ１点、Ｃ＋点及び
Ｂ１点に対応している。このように１サンプルを配設す
る位置によってに値が異なるのは、実際に紙を流す位置
にシート状のサンプルを配設した場合、多重散乱の度合
が、サンプルホルダのサンプルによる場合に比べて極め
て大きいためであると考えられている。

同様に、Ｒｎ／Ｒｔ儒号（これをＭ値と言う）について
も第２図と同様の特性を示し、Ｍ値の補償演算式は（墨
）式となる。

Ｍ　−Ｍｏｎ　−ＤＫ２’　Ｆ（ＪＭＺ）　　　　　　
　　　　　（３）但し、Ｍｏｎ・・・測定状ＩＩ（オン
ライン）におけるＭ値（Ｒｎ　／　Ｒｔ傷号） ＤＫ２・・・実験によって求めた定数 Ｆ（ＪＭＺ）・・・（１）式におけると同じところで、
（１）式及び（３）式における定数ＤＫ□及びＤＩ２は
ダストの色が一定している場所では定数としみなし得る
が、ダストの色が変るとＤＫ□及びＤＫ２　も変る０し
かも、検出ヘッドが据付けられる現場は、紙粉（白色）
、紙粉＋カーボン（灰色）、カーボン（黒色）等が混在
する雰囲気が多いので、（１）式及び（３）式を用いて
ダストによる影参を完全に補償することが離しい。

第５図及び第４図は（１）式及び（３）式における補償
量ＤＫ１°Ｆ（ΔＭｚ）ミΔＫｐｐ　及びＤＫ２．　Ｆ
　（ΔＭｚ）二Δ＆（ｐｐＯ％性図である・各図のグー
ｙ７に付した符号の添字１は散乱面等に白色ダスト（紙
粉）が付着した時の特性である。同様に、添字２は灰白
色ダスト（紙粉＋少量のカーボン）、添字５は灰黒色ダ
スト（紙粉＋多量のカーボン）、添字４は黒色ダスト（
カーボン）が付着した時の＃Ｉ性であるＯこれら添字の
意味するところは、後述する第５図において４ｈ同様で
ある。

第５図は、Ｗｉ１図の検出へ、ドにおける零サンプルを
用い、Ｒｎ信号とＲｔ傷信号関係を求めたものである。

第５図から明らかなように、Ｒｎ信号は白色ダストが付
着している場合、増加特性を示すのに対し、黒色、又は
、黒色に近い色のダストが付着している場合、減少特性
を示す。一方、Ｒｔ傷信号ダストの色に関係なく減少特
性となっている０上記現象は、照射廖４を透過する光が
白色ダストの存在によって散乱光となり、かつ、上・下
ヘッドで形成するギャップ中を多重散乱してきた光が照
射窓５に付着する白色ダス）Ｋよって、より多く入射窓
６に入射するために起るものと考えられる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、散乱面
（対向面）、照射窓、入射態勢に付着したダストの色に
かかわらず、ダスト付着によるに値の補償演算を行なう
ことができるシート状物体の特性測定装置を提供するこ
とを目的としたものである。

本発明Ｋかがろ水分計は、第１図と同一の構成である。

第６図は、校正時においてダスト付着の影響によるに値
の補償を行なった場合の７ｆＭｚとに値の変化量、Ｊ　
Ｋｐｐの関係を示したグラフであり、縦軸に’　Ｋｐｐ
ｓ横軸にｘ、’Ｍｚをとっている。

但し　Ｋ　ｍ　Ｋｏｎ−ΔＫｐＩ）　　　　　　　　　
　（４）１１．−真吐一と Ｒｎｄ　　Ｒｎｏ　　　　　　　　（５）Ｍｎｄ・・・
散乱面郷にダストが付着しているとき、零サンプルを用
い？　ＩＩ　タＭｎ信号Ｏ値。

Ｍｎｏ・・・散乱面醇にダストが付着していないとき、
零サンプルを用いて得た Ｍｎ信号の値。

である。ｅｌおよびｅ２は散乱面、各態勢に白色ダスト
（紙粉）および黒色ダスト（カーボン）がそれぞれ付着
したときの特性を示したグラフである。

グラフｅｌにおいて、Ｅ点は上・下へ、ドの散乱面。

各衾岬にダストが付着していない状ＩＫおける値をプロ
、トシたものであり、ΔＭｚ＝Ｏ，−′Ｋｐｐ−０とな
っている。Ｆ点は一定時間後の校正（第１回目の校正）
における値をプロ、トし良ものであ抄、ｆｉｚ−０，１
ｐ　　ΔＫｐｐ−７Ｋｐｐｌ、になっている。同様に、
第２回目の校正のＧ点および第５回目の校正のＨ点では
ΔＭｚ　＝　Ｏ−２＊　　Ｊ　Ｋｐｐ−’　Ｋｐｐ２お
よびΔＭｚｍ０．３゜ΔＩＩ）ｐ−ｉ　ＫｐＩ）３とな
りている。一方、グラフｅにおけるＥ点　ｐ＋点Ｉ　Ｇ
’点およびＨＴ点は、グラフｅにおけるＥ　Ａ　＊　　
Ｆ　４　、　　Ｇ点およびＨ点に対応している。グラフ
に示すように、Ｋ値０変化量ΔＫｐｐはダストの種類に
よって異なる。

第７図は、Ｒｔ傷信号よびＲｎ信号の変化量ΔＲｔおｊ
　（Ｊ’　Ａｎとに値の変化量ΔＫｐｐ　Ｏ関係を示し
たグラフであｐ１縦軸にＪＲｎ　、横軸にＪＲｔをとっ
ている。

ここで　）Ｒｎ　ｗｍ　Ｒｎｄ　−Ｒｎ。

ＪＲｔ　−Ｒｔｄ　−Ｒｔ。

であるＯｆｌおよびｆ２は、散乱面、各態勢に白色ダス
トおよび黒色ダストがそれぞれ付着したときの特性を示
したグラフである。ΔＫｐｐの値はグラフ上の点により
異なる。ｇ□〜らはΔＭｚが一定であるときＯΔＲｔと
ＪＲｎの関係を示したグラフであ抄、ΔＭｚｍ−０，５
，−０，４，−０，３，−０，２，−０，１，０，０，
１，０，２゜０．３．０．４．０．５および０．８がそ
れぞれ対応している。

グラフで１の１点は上・下へ、ドの散乱面、各窓等にダ
ストが付着していない状態における値をプロ、トシたも
のであり、ΔＭｚ　ｗａ　Ｏ、Ａ　Ｋｐｐ　−０で第６
図＋ＤＥ点に対応しているＯＫ点は第１回目の校正時に
おける値をプロットしたものでおり、ΔＭｚ＝０．１゜
コＫｐｐ　＝　０．００５で第６図のＦ点に対応してい
る。同様に、第７図のＬ点およびＭ点は第６図のＧ点お
よびＥ点に対応している。一方、グラフｆにおいても同
様に、Ｊ点Ｉ　Ｋ’点ａ　Ｌ１点およびＭ１点は第６図
のグラフｅ２のＥ点、Ｆ１点Ｉ　Ｇ’点およびＨ１点に
対応している。

ここで、第７図のＭ、　Ｌ、　Ｊ、　Ｋ’、　Ｌ’およ
びＭ１点の原点Ｊからの距ｆｌｌＡＬ−ｍ　　とΔＫｐ
ｐの関係を第８図のグラフに示す。第８図のグラフにお
いて、縦軸にΔＫｐｐをとり、横軸にＬ−１−をとって
いる。グラフにおける■印は白色ダスト、Ｋ印は黒色ダ
ストについてプロットした点を示している。グラブに示
すように白色ダストおよび黒色ダストの各点は、近似的
に ΔＫｐｐ　＝　ＤＫ２（ｅｘｐ　Ｌ−１）　　　　　　
　　　　　　（６）の曲線上にほぼのる。ここで、ＤＫ
２は実験によって求め九定数である。（４）式と（６）
式からＫ　＝　Ｋｏｎ　−ＤＩ２（ｅｘｐ　Ｌ−１）　
　　　　　　　　　　　　　　（７）となる。

このような構成の水分計において、演算手段（図示せず
）により散乱面、各宮郷のダスト付着によるに値の補償
演算は次のようにして行なわれる。

校正時にＲｔ傷信号よびＲｎ信号の変化量ΔＲｔおよび
ΔＲｎｔ−副定し、（６）式を用いてΔＫｐｐを求め、
さらに（７）式から散乱面、各窓勢Ｏダスト付着による
汚れを考慮して補償したに値を求める。

このような構成の水分計によれば、（６）式によりＲｔ
傷信号よびＲｎ信号の変化量ΔＲｔおよび、ｆ　Ｒｎが
求められればに値の変化量Ｊｐｐが求められるため、（
ア）式から散乱面、各窓等に付着したダストの色Ｋかか
わらずダスト付着によるに値の補償演算を行なうことか
で暑る。

なお、実施例では抄造紙Ｏ水分針について説明し九が、
本発明はこれに限定するものではなく、フィルムの厚さ
測定装置勢のシート状の物体の物理景観定装置を含むも
のである。

また、実施例ではΔＲｔ信号および４Ｒｎ信号を用いて
ＫｌＯ補償演算を行なった場合について例示したが、本
発明はこれＫｌｌ定するものではなく、他の信号例えば
１３１１号とΔＲｔ信号、ΔＭｎ信号と・・Ｍｔ傷信号
たはΔＲｎ信号とΔＭｔ信号を用いてに値の補償演算を
行なう装置であってよい。

但し　ΔＭｔ譚Ｍｔｄ　−Ｍｔ。

Ｍｔｄ・・・散乱面等にダストが付着しているとき、零
サンプルを用いて得たＭｔ 傷信号値。

Ｍｔｏ・・・散乱面等にダストが付着していないと亀、
零サンプルを用いて得た Ｍｔ傷信号値。

ΔＭｎ　ｍ　Ｍｎｄ　−Ｍｎ。

以上説明したように本発明によれば、散乱面（対向面）
、ＩＮ射窓、入射窓等に付着したダストの色にかかわら
ず、ダスト付着によるに値の補償演算を行なうことがで
きるシート状物体の特性測定装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来および本発明の多重散乱・透過方式水分針
の構成説明図、第２図は！値とダスト付着量の関係を示
し九グラフ、第５図、＄４図および第５図は各色のダス
トが散乱面等に付着したときのΔＭｚとｆＫｐｐ　、Δ
ＭｚとｊＭｐｐおよびΔＲｔと’Ｒｎの関係を示し九グ
ラフ、第６図は校正時においてダスト付着の影響による
に値の補償を行なりた場合ＯΔＭｚとＪｐｐ　Ｏ関係を
示したダ２７、第７図は血ｔと１Ｒｎｏ関係を一’　ｘ
ｐｐ　ｔ）変化ととに示したグラフ、第６図はＬ−Ｇ門
ξＬ−とΔＫｐＩ）　ｏ関係を示したグラフである。 １・・・上へ、ド、２・・・下へ２）’、５・・・紙、
４，５・・・照射窓、６・・・入射窓、７・・・ランプ
、８．１０．１１・・・レンズ、？・・・ミラー、１２
・・・センサ、１９．２０・・・標準サンプル、２１．
２２・・・散乱面。 ｌ ｘ　Ｉ　図 提　　２　　国゛ に １ ｆｌロ　　７２回　７３回

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 上ヘッドと下へラドを対向配設し、多重散乱光学系およ
   び透過光学系を構成するとともに、前記上・下ヘッドで
   形成する関１１にシート状Ｏ物体を配設し、前記物体と
   椙！作用をもち水分量による１Ｌ１ｉＬがある液長領域
   Ｏ測定光および水分量によるａ駅がない液長領域の基準
   光を七ンサで検出し、各党に対応する測定信号および基
   準信号を用いて前記物体０４１性を測定する装置におい
   て、前記上ヘツド内または下ヘツド内に配設され、外部
   からの校正動作信号によって、前記いずれかＯ光学系に
   係ゐ光路に挿入畜れる標準サンプルと、前記上・下へ、
   ドの対向函、＊射窓、入射窓尋にダストが付着していな
   いとき、前記標準サンプルを用いて求め丸前記多重散乱
   光学系で検出される一定信号−および基準信号１ｍ並び
   に前記透過光学系で検出され為一定信号Ｍｔおよび基準
   信号ｌｔＯ各信号値Ｍｎｏ、　Ｒｎｏ、　Ｍｔｏおよび
   Ｒｔｏを記憶する手段と、装置における校正動作を定期
   的を九は必要に応じてす１九めＯ制御信号を発生する手
   段と、眩校正動作による前記一定信号Ｍｎ、基準傷号Ｒ
   ｎ１ｌｉ定僅号Ｍｔおよび基準信号ＲｔＯ各信号値Ｍｎ
   ｄ、　Ｒｎ４．　Ｍｔｄ　ｈ−よびＲｔｄを求め、下記
   ０式に基づく演算を行ない、ｎ　（）関数とすみ信号を
   作威し、該信号を用いてＭｎ信号とＲｎ儒号０璽すなわ
   ちに１０ダスト付着によみ補償演算を行なう手段とを具
   備し九ことを４１１１１とするシート状物体ｏ＊ａｉｍ
   定装置ＯＭｎ　ｍＭｎｄ−Ｍｎ。 Ｒｎ　ｍ　Ｒｎｄ　−Ｒｎ。 Ｍτ鴎Ｍｔｄ　−Ｍｔ。 Ｒｔ■Ｒｔｄ−Ｒｔ。