JP2002236004A

JP2002236004A - 透光体の厚み計測方法および厚み計測装置

Info

Publication number: JP2002236004A
Application number: JP2001032010A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sofue; 浩之祖父江; Makoto Kitamura; 真琴北村; Seiji Takagi; 清次高城; Kazuyo Takahashi; 和代高橋; Hatsuyo Zenbu; 初代前部; Mitsunao Takahashi; 光直高橋; Yoshitaka Hikami; 好孝氷上
Original assignee: Dac Engineering Co Ltd
Current assignee: Dac Engineering Co Ltd
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】紙等の透光体の厚みを正確に計測することが
でき、したがって、計測の信頼性を向上させることがで
きるようにした厚み計測方法および厚み計測装置を提供
する。【解決手段】透光体、例えば、紙１を走行させてその
幅方向の全長にわたって照明手段２により順次透過照明
する。紙１の透過照明された部分を白黒のＣＣＤライン
センサカメラ６ａ〜６ｄにより撮像する。領域濃度平均
処理部８によりラインセンサカメラ６ａ〜６ｄから順次
出力される多階調ラインデータをもとに紙１の領域ごと
におけるほぼ全体を平均化する濃度レベルデータを求め
る。検査データ処理部１１は求められた平均化濃度レベ
ルデータを基準濃度レベルデータと比較し、この比較結
果から紙１の厚みを計測する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抄紙等の各種フィ
ルム状、若しくはシート状の紙、不織布、フィルム状、
若しくはシート状のプラスチック等、各種の透光体の厚
みを計測し、透光体についてその厚みによる品質の欠陥
の有無を検出するためなどに利用する透光体の厚み計測
方法および厚み計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、抄紙にあっては、規格を達成す
るため、全体をほぼ均一な厚みに抄く必要がある。ま
た、携帯電話機に用いる不織布から成るセパレータにあ
っても、薄い部分があるとショートするため、全体をほ
ぼ均一な厚みに形成する必要がある。

【０００３】従来、前記のような被検査物である透光体
の厚みを計測するには、走行する透光体を挟む両側でβ
線出射器と検知器とを透光体の幅方向に移動（走査）さ
せ、この間、β線出射器からβ線を出射し、透光体を透
過するβ線の量を検知器により検知する。そして、この
β線の透過量を基準透過量と比較することにより、透光
体の厚みを計測するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の厚み計測方式では、β線出射器と検知器を
走行する透光体の幅方向に移動させることにより透光体
の厚みを計測するため、透光体における所望幅の蛇行面
しか厚み計測することができず、全面の厚みを計測する
ことができない。したがって、正確な厚み計測を期待す
ることはできず、信頼性に劣る。また、β線の取扱いは
危険であり、検査員が取扱いに資格を有するなど、検査
員に制約を受け、実用的であるとは言えない。

【０００５】本発明の目的は、前記のような従来例の問
題を解決しようとするものであって、透光体の厚みを正
確に計測することができ、したがって、計測の信頼性を
向上させることができるようにした透光体の厚み計測方
法および厚み計測装置を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の透光体の厚み計測方法は、透光体を透過照明
し、前記透光体の光透過による濃度レベルを検出すると
ともに、この検出データをもとに前記透光体の所定領域
ごとにおけるほぼ全体の濃度レベルを平均化する濃度レ
ベルデータを求め、この検出濃度レベルデータから前記
透光体の厚みを計測するようにしたものである。

【０００７】前記目的を達成するために本発明の他の厚
み計測方法は、前記厚み計測方法において、前記透光体
の所定領域ごとにおける検出濃度レベルデータを基準濃
度レベルデータと比較し、濃度レベル差が許容値の範囲
内であるか否かにより前記透光体の厚み欠陥の有無につ
いて判定するようにしたものである。

【０００８】前記各厚み計測方法において、前記透光体
の所定領域ごとにおける検出濃度レベルデータを順次出
力される多階調ラインデータから求めることができる。

【０００９】前記目的を達成するために本発明の透光体
の厚み計測装置は、透光体を透過照明する照明手段と、
前記透光体の光透過による濃度レベルを検出する検出手
段と、この検出手段から出力される検出データをもとに
前記透光体の所定領域ごとにおけるほぼ全体の濃度レベ
ルを平均化する濃度レベルデータを求め、この検出濃度
レベルデータから前記透光体の厚みを計測する手段とを
備えたものである。

【００１０】前記目的を達成するために本発明の他の厚
み計測装置は、前記厚み計測装置において、前記透光体
の所定領域ごとにおける検出濃度レベルデータを基準濃
度レベルデータと比較し、濃度レベル差が許容値の範囲
内であるか否かにより前記透光体の厚み欠陥について判
定する判定手段を備えたものである。

【００１１】前記目的を達成するために本発明の更に他
の厚み計測装置は、前記各厚み計測装置において、前記
検出手段により検出し、前記透光体の両側から漏れた前
記照明手段からの照明光の照度を基準となる照度と比較
し、前記照明手段からの照明光の照度がほぼ一定となる
ように前記照明手段をフィードバック制御する制御手段
を備えたものである。

【００１２】前記各厚み計測装置において、前記照明手
段が、照明光を出射する光源と、この光源を出射する照
明光が透過し得るように収める光透過収納体と、この光
透過収納体内の温度を調整して前記光源の光量をほぼ一
定に調整する温度調整手段とを備えるのが好ましい。ま
た、前記検出手段として、白黒ラインセンサカメラを用
いることができる。

【００１３】前記のように構成された本発明によれば、
透光体のほぼ全面の光透過による濃度レベルを検出する
とともに、この検出データをもとに透光体の所定領域ご
とにおけるほぼ全体の濃度レベルを平均化する濃度レベ
ルデータを求め、この検出濃度レベルデータから透光体
の厚みを計測するので、透光体の全体の厚みを正確に計
測することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態として透光体である紙に適用した厚み計測装置を示
す概略構成図、図２は本実施形態により厚みを計測する
紙の計測領域の例を示す説明図、図３は本実施形態によ
り厚みを計測する紙において、図２におけるｗ−ｗ線上
の多階調ライン画像データを示す説明図、図４は本実施
形態により紙の厚みを計測する原理説明図、図５は本実
施形態により厚みを計測する紙の実際に則した計測領域
の平均濃度レベルを示す説明図、図６は紙厚と光透過率
の関係を示すグラフである。

【００１５】図１に示すように、走行装置（図示省略）
により走行している計測対象である帯状の紙１の下側に
紙１の幅方向に横断するように照明手段２が設けられて
いる。この照明手段２は蛍光灯、ハロゲン化金属ラン
プ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、赤外線ランプ等、可
視光や赤外光等を照明光として出射し得る光源３が光透
過収納体４に収められている。光源３は照明電源ユニッ
ト５により出射する光量を調整されるようになってい
る。光源３、特に、蛍光灯は周囲温度が約２５〜２８℃
付近をピークとし、周囲温度が低過ぎても高過ぎても温
度が低下するため、なるべく周囲温度の影響を受けず、
出射する光量をほぼ一定に保つことができるように、光
透過収納体４内の温度がペルチェ効果の利用、冷却媒体
の循環等による温度調整手段（図示省略）により調整し
得るようになっている。そして、照明手段２から出射し
た照明光により紙１の下面を照射することにより、この
照明光を紙１に透過させることができる。この照明手段
２は紙１より広い幅で照明光を出射し、紙１の両側より
照明光を上方へ漏らすように設定され、これにより照明
手段２から出射する照明光の明るさを確認することがで
きる。

【００１６】走行している帯状の紙１の上側で照明手段
２と対向するように光透過による濃度レベル（透過光
量）を検出するための手段である白黒のＣＣＤラインセ
ンサカメラ６ａ〜６ｄが配置されている。ＣＣＤライン
センサカメラ６ａ〜６ｄは５１２、１０２４、２０４
８、５０００ビット等の線状センサであり、走行する紙
１の幅方向に沿うように一台、若しくは複数台（図示例
では４台）が配置され、走行する紙１において、照明光
により透過照明された部分を全幅にわたって順次撮像す
ることができるようになっている。また、両側に配置さ
れたＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄは紙１の両側
から上方へ漏れる照明光を検出することができる。

【００１７】画像入力部７はＣＣＤラインセンサカメラ
６ａ〜６ｄで撮像した２５６段階の多階調ライン画像デ
ータを順次取り込むことができる。領域濃度平均処理部
８は画像入力部７に取り込んだ多階調ライン画像データ
から各ＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄで撮像した
紙１の幅方向と走行方向における所定の領域ごとに多階
調濃度レベルをディジタル化し、平均化処理してメモリ
に記憶する。欠陥検出処理部９は、ＣＣＤラインセンサ
カメラ６ａ〜６ｄで撮像し、画像入力部７に取り込んだ
多階調ライン画像データをディジタル化してメモリに格
納するとともに、紙１の幅方向と走行方向における所定
の領域ごとに多階調領域（エリア）画像データを作成し
てメモリに格納する。この欠陥検出処理部９でデータを
作成する領域は、領域濃度平均処理部８でデータを作成
する領域と同じでもよいが、異なっていてもよい。そし
て、この多階調領域画像データの各画素部の濃度レベル
をあらかじめメモリに格納されている基準となる２５６
段階の多階調領域画像データの対応する各画素部の濃度
レベルと比較し、両画像データの対応部分の濃度レベル
差を許容値をもとに、ピンホール、異物混入等、明欠
陥、暗欠陥の欠陥箇所を判定することができるようにな
っている。

【００１８】照明光基準濃度管理部１０は、両側のＣＣ
Ｄラインセンサカメラ６ａ、６ｄにより検出し、画像入
力部７に取り込んだ多階調ライン画像データから紙１の
両側方において上方へ漏れた照明光の明るさ、すなわ
ち、照度を得て、この照度をあらかじめ設定してメモリ
に格納してある基準照度と比較し、許容値を逸脱する
と、照明手段２の光源３から出射される照明光の照度が
ほぼ一定となるように照明電源ユニット５をフィードバ
ック制御する。

【００１９】検査データ処理部１１は、領域濃度平均処
理部８で平均化処理された２５６段階の多階調の検出濃
度レベルデータを、あらかじめ設定してメモリに格納し
てある光透過による２５６段階の基準濃度レベルデータ
と比較し、濃度レベル（透過光量）の比較結果に基づき
紙１の厚みを計測することができる。本実施形態におい
ては、検査データ処理部１１は、領域濃度平均処理部８
で平均化処理された多階調の検出濃度レベルデータを基
準濃度レベルデータと比較し、この比較結果から許容値
をもとに紙１における厚みの欠陥を判定することがで
き、計測データおよび欠陥判定データをメモリに格納す
ることができるようになっている。また、検査データ処
理部１１は、欠陥検出処理部９で判定した紙１の明欠
陥、暗欠陥の有無についてのデータをメモリに格納する
ことができる。そして、検査データ処理部１１は、紙１
の厚みの計測結果および欠陥の有無についての判定結果
および紙１の明欠陥、暗欠陥の有無についての判定結果
等をＣＲＴ等から成る表示部１２に表示させることがで
き、また、それらのデータをそれぞれ出力することがで
きる。

【００２０】ロータリーエンコーダ１３は紙１の走行量
を検出するために紙１が所定長走行するごとにタイミン
グパルスを発生する。外部インターフェース１４はロー
タリーエンコーダ１３からタイミングパルスが入力する
ことにより、画像入力部７、領域濃度平均処理部８、欠
陥検出処理部９を制御し、画像入力部７にＣＣＤライン
センサカメラ６ａ〜６ｄから撮像範囲の瞬間画像を取り
込ませ、画像入力部７の画像から領域濃度平均処理部８
でロータリーエンコーダ１３によるタイミングパルスで
指定された領域ごとに濃度レベルを平均化処理させ、欠
陥検出処理部９で画像入力部７の画像からロータリーエ
ンコーダ１３によるタイミングパルスを改行信号として
多階調領域画像データを作成させ、欠陥の有無について
判定させる。

【００２１】以上の構成について、以下、その動作と共
に更に詳細に説明する。紙厚と光透過率の関係は、紙の
材質、抄紙方式等、紙の種類によって異なるため、厚み
を計測する紙ごとに、あらかじめ、図６に示すような、
紙厚と光透過率との関係を示す較正曲線（ｃａｌｉｂｒ
ａｔｉｏｎｃｕｒｖｅ）を求め、紙厚と光透過量（濃
度）の基準レベルとの対応データ、例えば、濃度レベル
値と紙厚とが対応するように配列して検査データ処理部
１１のメモリに格納しておく。

【００２２】そして、図１に示すように、厚み計測対象
である紙１を走行させ、照明手段２から出射する照明光
により紙１を下側から順次透過照明し、紙１を上側から
その幅方向の全長にわたって白黒のＣＣＤラインセンサ
カメラ６ａ〜６ｄにより走行方向に沿って順次撮像す
る。この撮像に際し、紙１が所定長走行するごとにロー
タリーエンコーダ１３からタイミングパルスが外部イン
タフェース１４に入力され、この外部インタフェース１
４からの信号により画像入力部７がＣＣＤラインセンサ
カメラ６ａ〜６ｄで撮像した２５６段階の多階調ライン
画像データを順次取り込み、領域濃度平均処理部８が画
像入力部７に取り込んだ多階調ライン画像データからロ
ータリーエンコーダ１３によるタイミングパルスで指定
され、ＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄで撮像され
た幅と所望長さの領域ごとに多階調濃度レベルを平均化
処理する。

【００２３】照明手段２によって透過照明された紙１の
被検査面をＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄによっ
て撮像した場合、ＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄ
からの出力信号は、照明光が紙１を透過した光量によっ
て規定されるので、紙１の厚い部分で低いレベルとな
り、紙１の薄い部分で高いレベルとなり、紙１の厚みに
よって濃度差を生じ、濃淡に対応したレベルのパルス形
状の変化として現われる。そこで、紙１の所望の領域に
ついて前記のように領域濃度平均処理部８により平均化
処理することにより、紙１の抄紙時における坪量の多寡
による紙全体の濃淡（紙厚）の傾向を得ることができ
る。そして、領域濃度平均処理部８はこれらの平均化さ
れた検査濃度レベルデータをディジタル化してメモリに
格納し、検査データ処理部１１がこの平均化された検査
濃度レベルデータをあらかじめメモリに格納してある紙
１のディジタル化された基準となる２５６段階の多階調
濃度レベルデータと比較し、この比較結果から濃度に対
応する紙１の領域ごとの厚みを計測し、更には欠陥の有
無について判定し、これらのデータをメモリに格納す
る。なお、前記基準濃度レベルデータについては走行す
る紙１の検査済みの検査面から作成することができ、ま
たは抄紙見本をもとにあらかじめ作成することもでき、
その他の既知のデータからあらかじめ作成することもで
きる。

【００２４】欠陥検出処理部９においては、画像入力部
７に順次取り込んだ２５６段階の多階調ライン画像デー
タをディジタル化してメモリに格納するとともに、ロー
タリーエンコーダ１３から外部インタフェース１４を介
して送出されるパルスを改行信号として多階調領域（エ
リア）画像データを作成する。そして、この多階調領域
画像データの各画素部の濃度レベルを、メモリにあらか
じめディジタル化して格納してある基準となる２５６段
階の多階調領域（エリア）画像データの対応する各部の
濃度レベルと比較し、あらかじめ設定してある両画像の
対応部分の濃度レベル差の許容値をもとに欠陥の有無に
ついて判定し、この判定データをメモリに格納する。な
お、この基準領域画像データについても前記と同様に作
成することができる。

【００２５】検査データ処理部１１で計測した紙厚の計
測データおよびその品質欠陥の有無についての判定デー
タと、欠陥検出処理部９で判定した品質欠陥の有無につ
いてのデータを表示部１２に表示する。これにより、検
査員が紙厚のデータ、品質欠陥の有無についての判定結
果を確認することができる。また、検査データ処理部１
１は計測データおよび判定データを出力することがで
き、更には検査員が品質欠陥の有無について聴覚、若し
くは視覚等により確認し得るように警報を報知すること
ができる。

【００２６】計測原理の一例について更に具体的に説明
する。領域濃度平均処理部８において紙１の濃度レベル
を平均化処理する計測領域については、紙１が大きい面
積に裁断されて使用される場合には大きい領域で計測
し、紙１が小さい面積に裁断されて使用される場合には
小さい領域で計測する、すなわち、紙１を裁断して使用
する大きさに対応した領域で計測するのが好ましい。
今、紙１の幅が１ｍとし、各ＣＣＤラインセンサカメラ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、０．２５ｍｍ×４０９６ビ
ットの分解能を有し、領域濃度平均処理部８では図２に
示すように、各ＣＣＤラインセンサカメラ６ａ、６ｂ、
６ｃ、６ｄごとに紙１の幅ｘが２５０ｍｍ、紙１の走行
方向の長さｙが２５０ｍｍの領域ａ１、ａ２、ａ３、ａ
４、ａ５、…、ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、…、ｃ
１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５、…、ｄ１、ｄ２、ｄ３、
ｄ４、ｄ５、…で濃度レベルを平均化処理するものとす
る。

【００２７】そして、今、図２における領域ａ１〜ｄ１
におけるｗ−ｗ線の多階調ライン画像信号が図３に示す
ようであったとする。領域濃度平均処理部８では前記の
ような多階調ライン画像信号をディジタルデータに変換
して順次加算し、画素数で除算して平均化された検出濃
度レベルデータを求める。ここで、紙１には図３に示す
ように、ピンホール等の明欠陥１５、１６や異物混入等
による暗欠陥１７、１８が存在する（なお、図３におい
ては、説明の都合上、ｗ−ｗ線上に明欠陥１５、１６、
暗欠陥１７、１８が存在するように示しているが、各ラ
イン上にこのような欠陥が集中して存在することはな
い。）。しかしながら、前記のように幅ｘが２５０ｍ
ｍ、走行方向の長さｙが２５０ｍｍのような大きさの領
域ａ１等における画素数は、ｘ、ｙの分解能が０．２５
ｍｍ／画素の場合、約１００万画素となり、このような
多数の画素数の平均化処理に際し、前記のような明欠陥
１５、１６や暗欠陥１７、１８が仮に各領域ａ１等に複
数箇所に存在していたとしても平均化処理に影響を及ぼ
すおそれはない。

【００２８】領域濃度平均処理部８で平均化処理した結
果、例えば、ＣＣＤラインセンサカメラ６ａにより撮像
した領域ａ１〜ａ５の平均濃度レベルが図４に示すよう
になったとする。検査データ処理部１１では領域ａ１〜
ａ５の平均化された濃度レベルデータと基準濃度レベル
データＡとを比較し、基準濃度レベル値と紙厚とが対応
して配列されたテーブルを参照して紙１の領域ａ１〜ａ
５における厚みを計測する。今、紙１としてインディア
紙を用いたとすると、このインディア紙１においては、
基準の紙厚が０．０４０ｍｍ付近であるので、その厚み
と光透過率の較正曲線は図６に示すようになる。そし
て、図示例では、領域ａ１においては、その平均濃度レ
ベルデータのレベル値が「２００」であり、基準濃度レ
ベルデータＡのレベル値「２００」と同じであるので、
厚みが０．０４０ｍｍであると判定する。領域ａ２にお
いては、その平均濃度レベルデータのレベル値が「２０
５」であり、基準濃度レベルデータＡのレベル値「２０
０」に対して「＋５」レベルであるので、厚みが０．０
３６ｍｍであると判定する。領域ａ３、ａ４において
は、その平均濃度レベルデータのレベル値が「２１０」
であり、基準濃度レベルデータＡのレベル値「２００」
に対して「＋１０」レベルであるので、厚みが０．０３
２ｍｍであると判定する。領域ａ５においては、その平
均濃度レベルデータのレベル値が「１９５」であり、基
準濃度レベルデータＡのレベル値「２００」に対して
「−５」レベルであるので、厚みが０．０４４ｍｍであ
ると判定する。

【００２９】このようにしてインディア紙１の全体にお
ける厚みを計測することができる。ところで、紙１は抄
紙時の坪量（ｇ／１ｍ^２）によって厚みが決まり、この
坪量は前記のように領域ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、ａ
５、…ごとに大きく変動することはなく、一般的には、
数十ｍ、或は数百ｍの長さにより変動することになり、
図４の変動については計測原理の理解を助けるための例
示であるに過ぎない。実際には、その一例として、ＣＣ
Ｄラインセンサカメラ６ａにより撮像した領域ａ１、ａ
２、ａ３、ａ４、ａ５、…の平均濃度レベルデータＹが
計測開始端から約５０００ｍの間で図５に示すようにな
ったとする。

【００３０】計測開始端から１２５ｍ付近までの範囲Ｙ
１ではその平均濃度レベルが約「１９５」〜「２００」
の間であるので、厚みが約０．０４４ｍｍ〜０．０４０
ｍｍの範囲で計測される。約１２５ｍ〜約５４０ｍの範
囲Ｙ２ではその平均濃度レベルが約「２００」〜「２０
４」の間であるので、厚みが約０．０４０ｍｍ〜０．０
３５２ｍｍの範囲で計測される。約５４０ｍ〜約１７５
０ｍの範囲Ｙ３ではその平均濃度レベルが約「１９０」
〜「２００」の間であるので、厚みが約０．０４８ｍｍ
〜０．０４０ｍｍの範囲で計測される。約１７５０ｍ〜
約２１６５ｍの範囲Ｙ４ではその平均濃度レベルが約
「２００」〜「２０２」の間であるので、厚みが約０．
０４０ｍｍ〜０．０３８ｍｍの範囲で計測される。約２
１６５ｍ〜約２７５０ｍの範囲Ｙ５ではその平均濃度レ
ベルが約「１９５」〜「２００」の間であるので、厚み
が約０．０４４ｍｍ〜０．０４０ｍｍの範囲で計測され
る。約２７５０ｍ〜約３４６０ｍの範囲Ｙ６ではその平
均濃度レベルが約「２００」〜「２１１」の間であるの
で、厚みが約０．０４０ｍｍ〜０．０３３２ｍｍの範囲
で計測される。約３４６０ｍ〜約３６７０ｍの範囲Ｙ７
ではその平均濃度レベルが約「１９０」〜「２００」の
間であるので、厚みが約０．０４８ｍｍ〜０．０４０ｍ
ｍの範囲で計測される。約３６７０ｍ〜約４２５０ｍの
範囲Ｙ８ではその平均濃度レベルが約「１８０」〜「１
９０」の間であるので、厚みが約０．０５６ｍｍ〜０．
０４８ｍｍの範囲で計測される。約４２５０ｍ〜約５０
００ｍの範囲Ｙ９ではその平均濃度レベルが約「１９
０」〜「２００」の間であるので、厚みが約０．０４８
ｍｍ〜０．０４０ｍｍの範囲で計測される。

【００３１】また、紙厚の計測に際し、インディア紙１
の基準となる厚みに対し、使用上、問題とならないイン
ディア紙１の薄くなる側と厚くなる側の許容値、すなわ
ち、基準濃度レベルＡに対し、使用上、問題とならない
一定の許容値を加算して得られる「明」側の許容濃度レ
ベルＢと、基準濃度レベルＡに対し、一定の許容値を減
算して得られる「暗」側の許容濃度レベルＣを設定す
る。

【００３２】今、基準となるインディア紙１の厚みに対
して薄くなる側の許容値を０．０３２ｍｍ、すなわち、
「明」側の許容濃度レベルＢの値を「２１０」に設定
し、基準となるインディア紙１の厚みに対して厚くなる
側の許容値を０．０４８ｍｍ、すなわち、「暗」側の許
容濃度レベルＣの値を「１９０」に設定したとする。そ
の結果、検査データ処理部１１は、計測範囲Ｙ１〜Ｙ
５、Ｙ７、Ｙ９においては、その平均化濃度レベルが基
準濃度レベルＡに対して「暗」側、若しくは「明」側に
高くなっているが、許容濃度レベルＢ〜Ｃの範囲内であ
り、基準となる紙厚に対して許容値内で厚くなり、若し
くは薄くなっているだけであるので、正常であると判定
する。計測範囲Ｙ６においては、その平均化濃度レベル
が基準濃度レベルＡに対して「明」側に低くなってお
り、そのうち、Ｙ６ａの範囲においては「明」側の許容
濃度レベルＢの範囲外であるので、欠陥であると判定
し、その他の部分については許容濃度レベルＢの範囲内
であり、基準となる紙厚に対して許容値内で薄くなって
いるだけであるので、正常であると判定する。計測範囲
Ｙ８においては、その平均化濃度レベルが基準濃度レベ
ルＡに対して「暗」側に低くなり、しかも、許容濃度レ
ベルＣの範囲外であり、基準となる紙厚に対して許容値
を外れて厚くなっているので、欠陥であると判定する。

【００３３】前記のように、紙１は坪量（ｇ／１ｍ^２）
によって厚みが決まるので、前記のように紙厚を計測
し、更には欠陥の有無について判定することにより、検
査対象である紙１の坪量を得ることができ、判定結果に
基づき、抄紙機における坪量の制御にフィードバックす
ることができる。

【００３４】前記欠陥の検出原理の一例について更に具
体的に説明する。今、前記のように図２で示した紙１の
ｗ−ｗ線における多階調ライン画像が図３に示すような
２５６段階の多階調濃度レベルを有する信号波形の形態
で提供され、この信号波形が２５６段階の階調データと
して欠陥検出処理部９のメモリに格納される。照明手段
２によって透過照明された紙１の被検査面をＣＣＤライ
ンセンサカメラ６ａ〜６ｄによって撮像した場合、前記
のようにＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６ｄからの出
力信号は照明光の透過量によって規定されるため、ピン
ホール等の明欠陥１５、１６部分で高いレベルとなり、
異物付着等の暗欠陥１７、１８部分で低いレベルとな
る。

【００３５】このように多階調ライン画像データに現わ
れた各パルスの変形部分を検出するには、この変形部分
を含む多階調ライン画像データを、標準となる紙１のレ
ベルである基準の多階調ライン画像データと重ね合わ
せ、基準画像データから逸脱する部分を検出することに
より行われる。図３に示すように、紙１のｗ−ｗ線（図
１参照）において、ＣＣＤラインセンサカメラ６ａ〜６
ｄにより撮像した各幅ｘの被検査面多階調ライン画像デ
ータの濃度レベルと基準多階調ライン画像データＡの濃
度レベルとが一致しておれば、欠陥がなく、被検査面多
階調ライン画像データの濃度レベルと基準多階調ライン
画像データＡの濃度レベルとが一致しておらず、被検査
面多階調ライン画像データの濃度レベルが基準多階調ラ
イン画像データＡの濃度レベルに対して「明」側、若し
くは「暗」側のいずれかにパルス形状の変化として現わ
れれば欠陥となる。しかしながら、目立たず、使用上、
問題とならない欠陥を欠陥として認識しないように基準
多階調ライン画像データＡに対し、「明」側と「暗」側
の濃度レベル差に一定の許容値、すなわち、軽欠陥濃度
レベルＤ、Ｅと重欠陥濃度レベルＦ、Ｇを設定する。

【００３６】欠陥検出処理部１１ではＣＣＤラインセン
サカメラ６ａで撮像した幅ｘにおける「明」側欠陥１５
については、「明」側の重欠陥濃度レベルＦの範囲を逸
脱しているので、重欠陥であると判定し、ＣＣＤライン
センサカメラ６ｂで撮像した幅ｘにおける「暗」側の欠
陥１７については、「暗」側の軽欠陥濃度レベルＥを逸
脱しているので、軽欠陥であると判定し、ＣＣＤライン
センサカメラ６ｃで撮像した幅ｘにおける「明」側の欠
陥１６については、「明」側の軽欠陥濃度レベルＤの範
囲内であるので、欠陥ではないと判定し、ＣＣＤライン
センサカメラ６ｄで撮像した幅ｘにおける「暗」側の欠
陥１８については、「暗」側の重欠陥濃度レベルＧの範
囲を逸脱しているので、重欠陥であると判定する。

【００３７】前記のような厚み計測、欠陥検査に際し、
特に、紙においては、坪量（１ｍ^２に対する原料の量）
によって厚みが決定され、しかも、繊維同士が絡んだ状
態で抄かれるため、繊維の太さ等により光の透過量に変
動（バラツキ）を有する。このような条件下にあって、
前記従来例のように局部的に光透過量を計測した場合に
は、必ずしも紙の厚みを正確に計測することができると
は言えず、むしろ、前記本実施形態のようにかなりな面
積部分の透過量の平均化されたデータにより厚み計測す
るのが好ましいと言える。そして、この面積の広さにつ
いては任意に選択することができる。

【００３８】また、厚み計測等に際し、照明光両端基準
濃度管理部１０がＣＣＤラインセンサカメラ６ａ、６ｄ
により紙１の両側から上方へ漏れた照明手段２の光源３
からの照明光の明るさを基準の明るさと比較し、常にほ
ぼ一定となるように照明電源ユニット５を介して照明手
段２の光源３の明るさをフィードバック制御するので、
紙１の濃度レベルの検出に際し、照明光の照度の差異に
よる影響を受けるのを抑制することができ、測定精度を
向上させることができる。更に、本実施形態において
は、光源３を収めた光透過収納体４内の温度を温度調整
手段により調整するので、周囲温度の影響を受けること
なく、光源３から出射する照明光の光量を常にほぼ一定
に保つことができて紙１を常にほぼ一定の照度で安定的
に照明することができる。したがって、照明光基準濃度
管理部１０による光源３に対するフィードバック制御の
回数、制御幅を極めて少なく抑制することができ、検査
精度を更に一層、向上させて検査の信頼性を向上させる
ことができる。また、光源３を冷却することにより、光
源３が高温の周囲温度で破損するのを防止することがで
き、また、光源３は光透過収納体４により保護している
ので、破損するのを防止することができる。したがっ
て、危険の発生を防止することができるとともに、後始
末の煩わしさを解消することができる。

【００３９】なお、前記実施形態では２５６段階の多階
調ライン画像データを得るようにしているが、５１２段
階、若しくは１０２４段階等の所望の多階調ライン画像
データを得るようにすることができる。また、前記実施
形態では、領域濃度平均処理部８において、画像入力部
７から順次出力されるライン画像データを順次加算し、
画素数で除算して平均値を求めるようにしているが、ラ
イン画像データを順次積算（総和）することにより平均
化処理するようにしてもよい。また、４台のラインセン
サカメラ６ａ〜６ｂを用いているため、各カメラ６ａ〜
６ｄで撮像した領域ごとに濃度レベルの平均化処理を行
っているが、カメラが１台である場合には、その全領域
の濃度レベルの平均処理を行えばよい。また、ＣＣＤラ
インセンサカメラに代えて多数のセンサをライン状に配
置することもでき、ライン画像データに限らず、ライン
データを得ることもでき、更には所定の領域の全体の濃
度レベルを一度に検出して平均化処理することもでき
る。また、厚みを計測する領域は透光体の長さ方向に対
して連続的でもよく、一定間隔ごとでもよい。更に、計
測対象物である紙等の透光体を照明するには可視光を用
いることにより、取扱いやすさ、安全性、低コスト化等
を図ることができるが、赤外線、紫外線、β線、ｒ線、
ｘ線などを使用することもできる。このほか、本発明
は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々変更す
ることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、透
光体の全面の光透過による濃度レベルを検出するととも
に、この検出データをもとに透光体の所定領域ごとにお
けるほぼ全体の濃度レベルを平均化する濃度レベルデー
タを求め、この検出平均化濃度レベルデータから透光体
の厚みを計測するので、透光体の厚みを正確に計測する
ことができる。したがって、計測の信頼性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る透光体の厚み計測装
置を示す概略構成図である。

【図２】本実施形態により厚みを計測する紙の計測領域
の例を示す説明図である。

【図３】本実施形態により厚みを計測する紙において、
図２におけるｗ−ｗ線上の多階調ライン画像データを示
す説明図である。

【図４】本実施形態により紙の厚みを計測する原理説明
図である。

【図５】本実施形態により厚みを計測する紙の実際に則
した計測領域の平均化濃度レベルを示す説明図である。

【図６】紙厚と光透過率の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１紙（透光体）２照明手段６ａ〜６ｄ白黒のＣＣＤラインセンサカメラ７画像入力部８領域濃度平均処理部９欠陥検出処理部１０照明光基準濃度管理部１１検査データ処理部１２表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高城清次京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内 (72)発明者高橋和代京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内 (72)発明者前部初代京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内 (72)発明者高橋光直京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内 (72)発明者氷上好孝京都市南区上鳥羽大柳町１番５ダックエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA30 AA49 BB01 BB15 BB23 CC02 EE03 FF46 FF67 FF70 GG02 GG03 GG16 GG24 HH13 HH15 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 NN02 NN17 NN20 QQ03 QQ23 QQ25 QQ27 QQ42 RR06 RR09 3B154 AB22 BA53 BB18 BC42 CA13 CA16 CA22 CA29 DA30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透光体を透過照明し、前記透光体の光透
過による濃度レベルを検出するとともに、この検出デー
タをもとに前記透光体の所定領域ごとにおけるほぼ全体
の濃度レベルを平均化する濃度レベルデータを求め、こ
の検出濃度レベルデータから前記透光体の厚みを計測す
る透光体の厚み計測方法。
【請求項２】透光体の所定領域ごとにおける検出濃度
レベルデータを基準濃度レベルデータと比較し、濃度レ
ベル差が許容値の範囲内であるか否かにより前記透光体
の厚み欠陥の有無について判定する請求項１記載の透光
体の厚み計測方法。
【請求項３】透光体の所定領域ごとにおける検出濃度
レベルデータを順次出力される多階調ラインデータから
求める請求項１または２記載の透光体の厚み計測方法。
【請求項４】透光体を透過照明する照明手段と、前記
透光体の光透過による濃度レベルを検出する検出手段
と、この検出手段から出力される検出データをもとに前
記透光体の所定領域ごとにおけるほぼ全体の濃度レベル
を平均化する濃度レベルデータを求め、この検出濃度レ
ベルデータから前記透光体の厚みを計測する手段とを備
えた透光体の厚み計測装置。
【請求項５】透光体の所定領域ごとにおける検出濃度
レベルデータを基準濃度レベルデータと比較し、濃度レ
ベル差が許容値の範囲内であるか否かにより前記透光体
の厚み欠陥の有無について判定する判定手段を備えた請
求項４記載の透光体の厚み計測装置。
【請求項６】検出手段により検出し、透光体の両側か
ら漏れた照明手段からの照明光の照度を基準となる照度
と比較し、前記照明手段からの照明光の照度がほぼ一定
となるように前記照明手段をフィードバック制御する制
御手段を備えた請求項４または５記載の透光体の厚み計
測装置。
【請求項７】照明手段が、照明光を出射する光源と、
この光源を出射する照明光が透過し得るように収める光
透過収納体と、この光透過収納体内の温度を調整して前
記光源の光量をほぼ一定に調整する温度調整手段とを備
えた請求項４ないし６のいずれかに記載の透光体の厚み
計測装置。