JP2003225902A - 木質材の欠陥補修装置 - Google Patents
木質材の欠陥補修装置Info
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Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
「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。
「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。
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。
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。
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。
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。
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。
て説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
略構成図である。
である。
る。
の説明図である。
示す説明図である。
である。
図である。
Claims (5)
- 【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。
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