JP2003225902A

JP2003225902A - 木質材の欠陥補修装置

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Publication number: JP2003225902A
Application number: JP2002026452A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kai; 勝紀甲斐; Masami Tsukamoto; 雅美塚本
Original assignee: Eidai Co Ltd
Current assignee: Eidai Co Ltd
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2002-02-04
Publication date: 2003-08-12
Anticipated expiration: 2022-02-04
Also published as: JP3998990B2

Abstract

(57)【要約】【課題】木質材表面の肉の欠損を伴わない欠陥の検出
ないし補修を自動的に、かつ違和感なく自然な状態を保
ちながら、しかも確実に補修することができる欠陥補修
装置を提供することを課題とする。【解決手段】被補修材Ａの表面を撮像するＣＣＤカメ
ラ３と、該カメラ３からの撮像データに基づいて被補修
材表面における欠陥の有無、及び欠陥が存在する場合の
該欠陥の位置、形状、明度等を判定し、その判定結果に
基づき、欠陥の明度に応じてインクを噴射するようにプ
リンタ４に制御信号を出力する制御ユニット５とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は化粧板等として用い
られる木質材に生じる欠陥の補修装置に関し、木質材の
製造技術の分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】木質材の表面には、その生育中や加工時
に生じる入皮、節、ヤニ壷、シミ等の各種の欠陥が発生
することがあるが、特に住宅用床材や建具、家具等に用
いられる化粧板については、その表面の木目模様等の美
しさが重視されるため、上記のような欠陥がある素材は
使用することができず、また製品化した後に欠陥が見つ
かった場合は、ごく小さなものであっても不良品として
処理されるなど、この種の欠陥によって歩留まりがきわ
めて悪くなり、貴重な木材資源が有効に活用されないと
いう問題がある。

【０００３】これに対しては、欠陥個所を当該化粧板の
基材色に相当する色の塗料で塗りつぶすことにより、そ
の欠陥を補修して当該木質材ないし化粧板を活用するこ
とが考えられる。

【０００４】また、特開平１０−２５００２６号公報、
特開平１１−２９０７６０号公報、特開２００２−１８
３１号公報等には、この種の化粧板の欠陥補修方法とし
て、化粧板内部に達する傷を対象とした方法が開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の欠陥個
所を塗料で塗りつぶす方法は、熟練を要する面倒で困難
な作業を必要とし、生産性の悪化やコストの増大を招く
ことになる。また、上記各公報に開示された方法も、各
欠陥個所を人手によって個別に補修するもので作業性が
悪く、また、いずれも化粧板内部に達する欠陥を対象と
するもので、上記の入皮、節、ヤニ壷、シミ等の肉の欠
損を伴わない表面的な欠陥の補修には適用できない。

【０００６】そこで、本発明は、化粧板を始めとする各
種の木質材における肉の欠損を伴わない欠陥の補修装置
として、欠陥の検出から補修までを自動的に行なうこと
ができ、しかも良好な補修が可能な補修装置を提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る木質
材の欠陥補修装置は、上記課題の解決のため、次のよう
に構成したことを特徴とする。

【０００８】まず、本願の請求項１に記載の発明（以
下、「第１発明」という）は、木質材の表面を撮像する
撮像手段と、該撮像手段からの撮像データに基づいて木
質材表面における欠陥の有無を判定し、欠陥の存在を判
定したときにその位置及び形状に関する情報を出力する
欠陥判定手段と、該判定手段で判定した欠陥に関する上
記情報に基づき、その欠陥に補修剤を塗布する補修剤塗
布手段とを有することを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明（以下、「第
２発明」という）は、上記第１発明において、補修剤
は、当該木質材表面の色彩に対応する色彩の塗料である
ことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明（以下、「第
３発明」という）は、同じく第１発明において、補修剤
は、当該木質材表面に現れる欠陥を漂白する漂白剤であ
ることを特徴とする。

【００１１】さらに、請求項４に記載の発明（以下、
「第４発明」という）は、上記第１発明から第３発明の
いずれかにおいて、欠陥判定手段は、撮像データが示す
木質材表面の各単位領域ごとの明度の分布に基づいて該
木質材表面における欠陥の有無を判定すると共に、その
位置及び形状に関する情報に加えて、欠陥を構成する各
単位領域の明度に関する情報を出力し、補修剤塗布手段
は、該欠陥判定手段からの上記情報に基づき、欠陥を構
成する各単位領域ごとに、その明度に応じて補修剤を塗
布することを特徴とする。

【００１２】そして、請求項５に記載の発明（以下、
「第５発明」という）は、上記第４発明において、補修
剤塗布手段は、欠陥を構成する各単位領域ごとに、その
明度に応じた大きさのドットで補修剤を塗布することを
特徴とする。

【００１３】上記各発明によれば、ＣＣＤカメラ等の撮
像手段を用いて補修対象の木質材の表面を撮像すれば、
その撮像データに基づいて欠陥判定手段が木質材表面に
おける欠陥の有無を判定し、欠陥があった場合にはその
位置及び形状に関する情報を出力する。そして、スプレ
ー型やノズル型等の塗装装置、或いは塗料としてインク
を用いるプリンタ等でなる補修剤塗布手段が、上記情報
として示された位置及び形状に応じて当該木質材の表面
に補修剤を塗布することにより、該木質材表面の欠陥が
目立たなくされる。

【００１４】その場合に、第２発明によれば、上記補修
剤として当該木質材の基材色に対応する色彩の塗料（イ
ンクを含む、以下同様）が用いられることにより欠陥が
隠蔽され、また第３発明によれば、補修剤として欠陥を
漂白する漂白剤が用いられることにより該欠陥が消去さ
れ、いずれも欠陥が目立たなくなる。

【００１５】そして、特に第４発明によれば、補修剤塗
布手段が、欠陥判定手段から出力される欠陥を構成する
各単位領域ごとの明度に応じて各単位領域ごとに補修剤
を塗布するので、全体的に比較的色の濃い欠陥或いは欠
陥内の比較的色の濃い部分が、補修剤塗布量の不足のた
め十分に隠蔽ないし消去されず、逆に全体的に比較的色
の薄い欠陥或いは欠陥内の比較的色の薄い部分に対し
て、必要以上に補修剤を塗布して木質材表面の正常部位
との間に違和感を与えたりすることが防止され、自然な
状態を保ちながら欠陥を効果的に補修することが可能と
なる。

【００１６】その場合に、第５発明によれば、補修剤塗
布手段は、欠陥を構成する各単位領域ごとに、その明度
に応じた大きさのドットで補修剤を塗布するので、該補
修剤塗布手段として、例えばインクジェット式プリンタ
等の既存の装置を用いることができ、上記第４発明によ
る欠陥の補修を低コストで、効果的に実現することが可
能となる。

【００１７】ここで、上記単位領域には、撮像手段で得
られた撮像データの１画素に相当する領域、もしくはこ
れらの領域が所定個数集合してなる領域、もしくは一定
個数おきに位置する画素によって構成される領域等が含
まれる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１９】図１及び図２に示すように、この実施の形
態に係る欠陥補修装置１は、木質の被補修材Ａを搬送す
る搬送装置２と、該搬送装置２の始端側の上方に該搬送
装置を横断するように配置されて、矢印ａ方向に搬送さ
れる被補修材Ａの表面を撮像するライン型ＣＣＤカメラ
３と、該カメラ３より搬送方向の下流側に配置されて、
被補修材Ａの欠陥部にインクを塗布するプリンタ４と、
上記ＣＣＤカメラ３からの撮像データに基づき、プリン
タ４によるインクの噴射を制御する制御ユニット５とを
備えている。

【００２０】ここで、上記プリンタ４は、インクを微小
なドットとして噴射し、そのドットの集合によって画像
を描くインクジェット式プリンタであって、当該被補修
材Ａの基材色に対応する色彩のカラーインクが供給され
ている。その場合に、色の濃淡は、ドットの大きさによ
って制御するようになっている。

【００２１】なお、この実施の形態では、図２に示すよ
うに、被補修材Ａの全幅をカバーするため、上記プリン
タ４は複数のインク噴射ヘッド４ａ…４ａを並設した構
成とされているが、上記搬送装置２による被補修材Ａの
搬送速度とヘッド４ａの左右方向への移動速度との関係
で、単一のヘッド４ａで被補修材Ａの全幅をカバーし、
或いはさらに多数のヘッド４ａ…４ａを設けて搬送速度
を高速化することも可能である。

【００２２】また、上記インクとしては、造膜性が高
く、欠陥を効果的に隠蔽することができること、被補修
材の基材色に合わせた調色が容易なこと、欠陥補修後の
塗装で用いられる塗料とのなじみがよいこと、微細なノ
ズル内の流動性がよいこと、等の条件から水性グラビア
インクが適しているが、その他のインクないし塗料の使
用も可能である。

【００２３】一方、上記ライン型ＣＣＤカメラ３は、モ
ノクロのカメラであって、被補修材Ａの全幅にわたる細
長い撮像領域を有し、該被補修材Ａの移動に同期してこ
の領域で連続的に撮像することにより、該被補修材表面
の先頭部から後端部に至る全範囲についての濃淡を示す
撮像データを出力するようになっている。

【００２４】また、上記制御ユニット５は、ＣＣＤカメ
ラ３からの撮像データを入力する入力部５ａと、該入力
部５ａに入力されたデータに基づき、被補修材Ａの表面
における欠陥の有無を判定すると共に、欠陥の存在を判
定した場合に、その位置、形状、及び該欠陥内の明度の
分布等を識別する欠陥判定部５ｂと、該判定部５ｂで判
定された欠陥の状況に基づき、上記プリンタ４からイン
クを噴射する位置及びドットの大きさを演算するドット
演算部５ｃと、該演算部５ｃで演算した結果に基づいて
インクが噴射されるように、プリンタ４に制御信号を出
力する出力部５ｄとを有する。

【００２５】次に、この欠陥補修装置１による欠陥補修
作業の動作を、図３に示す被補修材Ａの表面の状態を例
にとり、処理手順を示す図４のフローチャート及び図５
〜図７の説明図を参照しながら説明する。

【００２６】図３に示すように、今回補修の対象となっ
ている被補修材Ａの表面の特定の部分には、該被補修材
Ａの長手方向に設けられた溝Ｂと、複数の木目Ｃ、Ｃ
と、肉の欠損を伴わない表面的な欠陥Ｄと、それ以外の
部分（以下、「基準部分」という）とが存在するものと
する。そして、この被補修材Ａがａ方向に搬送されてい
るものとして、今、ＣＣＤカメラ３により幅方向に細長
い領域ｂを撮像したものとする。

【００２７】このとき、制御ユニット５においては、フ
ローチャートのステップＳ１として、入力部５ａが上記
ＣＣＤカメラ３から領域ｂの撮像データを入力する。こ
のデータは、被補修材Ａの幅方向に一列に並ぶ多数の画
素の明度を示すラインデータであって、図３に示す領域
ｂの場合、図５に示すように、溝Ｂ、木目Ｃ、及び欠陥
Ｄにそれぞれ相当する暗ピークＢ′、Ｃ′、Ｄ′が生じ
る。

【００２８】このラインデータが被補修材Ａの移動に伴
って複数列入力された時点で、フローチャートのステッ
プＳ２として、制御ユニット５の欠陥判定部５ｂは、幅
方向及び搬送方向に所定個数ずつの画素でなる一定の判
定単位領域（例えば４画素×４画素の領域）ごとに、そ
の領域に含まれる各画素の明度の平均値を算出し、ステ
ップＳ３として、その平均値に基づき、各判定単位領域
が被補修材Ａにおける溝Ｂ、木目Ｃ、欠陥Ｄ又はそれ以
外の基準部分のいずれに相当するかを判定する。

【００２９】つまり、図５に示すように、白を明度１０
０％、黒を明度０％として、各判定単位領域の明度（平
均値）が比較的小さな値の第１閾値Ｘ１以下であれば、
その領域は溝Ｂの部分であると判定し、比較的大きな値
の第２閾値Ｘ２以上であれば、その領域は基準部分もし
くは木目Ｃの部分であると判定し、それらの閾値Ｘ１、
Ｘ２の間の明度であれば、その領域は欠陥Ｄの部分であ
ると判定する。

【００３０】そして、この判定を被補修材Ａの搬送方向
に連続して行ない、欠陥Ｄと判定した領域のみを抽出し
て画像として表示すれば、被補修材Ａの図３に示す欠陥
Ｄは例えば図６に示すように表示されることになるが、
ことのき、上記欠陥判定部５ｂは、ステップＳ４とし
て、抽出した欠陥Ｄに相当する明度の判定単位領域が幅
方向及び搬送方向に所定個数ずつ（例えば幅方向には２
ｍｍに相当する個数、搬送方向には５ｍｍに相当する個
数）連続するか否かを判定する。そして、このように連
続する場合に、ステップＳ５として、それらの領域で構
成される部分を補修対象欠陥Ｄ″と認定する。

【００３１】このようにして、制御ユニット５の欠陥判
定部５ｂによって補修対処欠陥Ｄ″が認定されると、ス
テップＳ６として、制御ユニット５のドット演算部５ｃ
が、その欠陥Ｄ″を構成する各領域の明度に基づいてそ
の領域に噴射するインクのドットの大きさを演算する。

【００３２】つまり、ある判定単位領域の平均明度が、
図５に示す範囲Ｘ１〜Ｘ２に属する場合に、その範囲の
中の明度が高い側の領域（高明度領域）Ｘａに属する
か、明度が中間の領域（中間明度領域）Ｘｂに属する
か、明度が低い側の領域（低明度領域）Ｘｃに属するか
を判別し、高明度領域Ｘａに属する場合は、その判定単
位領域に噴射するインクのドットの大きさを「小」と
し、中間明度領域Ｘｂに属する場合は、その大きさを
「中」とし、低明度領域Ｘｃに属する場合は、その大き
さを「大」とする。

【００３３】そして、制御ユニット５の出力部５ｄが、
ステップＳ７として、補修対処欠陥Ｄ″に属する各判定
単位領域の幅方向及び搬送方向の位置を示すデータと、
その領域に噴射するドットの大きさのデータとを示す制
御信号を生成し、その領域がプリンタ４の下方を通過す
るときに、その領域をカバーする噴射ヘッド４ａから上
記データが示す位置及びドットの大きさでインクが噴射
されるように、上記制御信号をプリンタ４に出力する。

【００３４】これにより、図７に示すように、被補修材
Ａにおける欠陥Ｄの部分に該被補修材Ａの基材色に相当
する色彩のインクがドットとして噴射され、そのドット
の集合によって欠陥Ｄが塗りつぶされることになるが、
その場合に、欠陥Ｄ内の色の濃い部分は大きなドット
で、色の薄い部分は小さなドットで、色の濃さが中間の
部分は中間の大きさのドットでそれぞれ塗りつぶされる
から、全体として、欠陥Ｄの内部の明度分布に応じた明
暗の分布でインクが塗布されることになる。したがっ
て、必要以上にインクを塗布することによる違和感を生
じることなく自然な状態で、しかも確実に欠陥が覆い隠
されることになる。

【００３５】そして、制御ユニット５は、ステップＳ８
として、以上のような欠陥補修動作を被補修材Ａの表面
の全範囲について終了したか否かを判定し、被補修材Ａ
を搬送しながら全範囲について終了するまで同様の制御
を繰り返す。

【００３６】その後、この被補修材Ａは通常の塗装等の
処理を必要に応じて施され、化粧板等の製品とされるこ
とになる。

【００３７】ここで、上記の説明では、欠陥Ｄを構成す
る判定単位領域の明度を３段階に識別し、これに対応さ
せてインクのドットの大きさを「大」、「中」、「小」
としたが、プリンタ４の能力等により、２段階に識別し
或いはさらに多段階に識別するようにしてもよい。

【００３８】また、補修剤としてインクを用いたが、漂
白可能な欠陥を補修対象とするときは、補修材として漂
白剤を用いることも可能である。

【００３９】さらに、被補修材Ａに設けられている溝Ｂ
や模様として残す木目Ｃ等を明度の閾値（Ｘ１、Ｘ２）
を基準として判定し、これらを補修対象外としたが、例
えば上記溝Ｂのように、その位置が予め確定していると
きは、その部分についてはパターンマッチングにより補
修対象部分から除外するようにしてもよい。

【００４０】つまり、図５に示す閾値Ｘ２のみを用い、
それよりも明度の小さい領域をすべて抽出することによ
り、図８に示すような溝及び欠陥に対応する部分Ｂ″、
Ｄ″が表示された画像を得ると共に、この画像に対し、
図９に示す溝Ｂに相当するように予め作成した画像Ｅで
マスキング処理を行なうことにより、図６に示す欠陥に
相当する部分Ｄ″のみを抽出するのである。これによれ
ば、位置や形状が確定している溝等の部分については、
これを欠陥と誤認識するこが確実に防止されることにな
る。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る木質材の欠
陥補修装置によれば、木質材表面における欠陥の有無、
及び欠陥が存在する場合のその位置や形状が自動的に判
定されると共に、判定された欠陥が塗料や漂白剤等の補
修剤によって自動的に補修されることになる。

【００４２】そして、特に第４、第５発明によれば、欠
陥内の明度に応じて上記補修剤が塗布されるので、比較
的色の濃い欠陥或いは欠陥内の比較的色の濃い部分につ
いて、補修剤の塗布が不足して該欠陥を十分に目立たな
くすることができなかったり、逆に比較的色の薄い欠陥
或いは欠陥内の比較的色の薄い部分について、必要以上
に補修剤を塗布して木質材表面の正常部位との間に違和
感を与えたりすることが防止され、自然な状態を保ちな
がら欠陥を効果的に補修することが可能となる。

【００４３】したっがて、肉の欠損を伴わない表面的な
欠陥については、それが素材に存在する場合にも、これ
を化粧板等の高品質木質材として製品化することが可能
となり、貴重な木材資源が有効利用されると共に、この
種の製品のコストが低減されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る欠陥補修装置の概
略構成図である。

【図２】同装置の概略平面図である。

【図３】補修対象欠陥の例を示す木質材表面の拡大図
である。

【図４】欠陥の補修動作を示すフローチャートであ
る。

【図５】ＣＣＤカメラで得られるラインデータの一例
の説明図である。

【図６】同データから抽出した欠陥部分を画像化して
示す説明図である。

【図７】欠陥補修後の状態を示す木質材表面の拡大図
である。

【図８】マスキング処理する例の図６に相当する説明
図である。

【図９】マスキング用画像の説明図である。

【符号の説明】

１欠陥補修装置３ＣＣＤカメラ（撮像手段）４インクジェットプリンタ（補修剤塗布手段）５制御ユニット（欠陥判定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2B250 AA06 BA04 CA11 DA01 FA33 GA03 HA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木質材の表面を撮像する撮像手段と、該
撮像手段からの撮像データに基づいて木質材表面におけ
る欠陥の有無を判定し、欠陥の存在を判定したときにそ
の位置及び形状に関する情報を出力する欠陥判定手段
と、該判定手段で判定した欠陥に関する上記情報に基づ
き、その欠陥に補修剤を塗布する補修剤塗布手段とを有
することを特徴とする木質材の欠陥補修装置。
【請求項２】補修剤は、当該木質材表面の色彩に対応
する色彩の塗料であることを特徴とする請求項１に記載
の木質材の欠陥補修装置。
【請求項３】補修剤は、当該木質材表面に現れる欠陥
を漂白する漂白剤であることを特徴とする請求項１に記
載の木質材の欠陥補修装置。
【請求項４】欠陥判定手段は、撮像データが示す木質
材表面の各単位領域ごとの明度の分布に基づいて該木質
材表面における欠陥の有無を判定すると共に、その位置
及び形状に関する情報に加えて、欠陥を構成する各単位
領域の明度に関する情報を出力し、補修剤塗布手段は、
該欠陥判定手段からの上記情報に基づき、欠陥を構成す
る各単位領域ごとに、その明度に応じて補修剤を塗布す
ることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに
記載の木質材の欠陥補修装置。
【請求項５】補修剤塗布手段は、欠陥を構成する各単
位領域ごとに、その明度に応じた大きさのドットで補修
剤を塗布することを特徴とする請求項４に記載の木質材
の欠陥補修装置。