JP2007078455A - シート材検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材１の欠陥が減少し安定して来たことを客観的かつ迅速に判定することにより、このシート材１の無駄や不良品の発生を防止することができるシート材検査装置を提供する。
【解決手段】長手方向に搬送される長尺なシート材１を撮像装置４で撮像することにより、このシート材１の欠陥を検出するシート材検査装置において、この撮像装置４で撮像したシート材１の長手方向における所定長さごとの画像に基づいて欠陥部分を抽出し、この欠陥の個数を計数する欠陥抽出回路５及び欠陥計数回路６と、過去所定回数にわたって所定長さごとに計数した欠陥の個数に基づいて移動平均の値を算出する移動平均回路７と、この移動平均の値がしきい値以下となった場合に作業者に通知を行う比較回路８及びパトライト９とを備えた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂フィルム等の長尺なシート材の欠陥を検出するシート材検査装置に関するものである。

ポリエチレンフィルム等の長尺なシート材をインフレ成形、連続押出成形等により製造する過程では、ゴミ等の異物の付着、フィッシュアイ、傷、皺等の欠陥が発生するおそれがあり、しかも、このような欠陥は、フィルム製造の初期の段階ほど多くなるという傾向がある。そこで、このような長尺なシート材を順次切断して包装材等として使用するような場合には、このシート材を長手方向に搬送しながら、シート材検査装置で欠陥を検出し、製造の初期段階の欠陥が多い部分は廃棄するようにして、この欠陥が十分に減少してほとんど欠陥のない状態が安定するようになってから、包装材等として使用を開始するようにしていた。

ところが、従来のシート材検査装置は、透過光や反射光による照明を施した搬送中のシート材を撮像装置で撮像し、この画像をそのまま、又は、例えばエッジ強調等により欠陥部分が目立つようにしてから、ディスプレイに表示するだけのものであった（例えば、特許文献１参照。）。このため、従来は、シート材の欠陥が十分に少なくなって安定して来たかどうかを、作業者がディスプレイの画像を観察して目視により判断していたので、この作業者の主観によって、必要以上に多くのシート材が無駄に廃棄されたり、まだ欠陥の多いシート材が包装材等に使用されて不良品が多くなるという問題が発生していた。

また、従来のシート材検査装置では、撮像装置が撮像した画像からシート材の欠陥部分を抽出し、長手方向の所定長さごとにその欠陥の個数を計数して、この計数が行われるたびにリアルタイムでディスプレイに数値を表示するようなものもあった。そして、このようなシート材検査装置を用いた場合には、ディスプレイに表示された数値が予め設定したしきい値以下となったときに、包装材等として使用を開始するようにすれば、作業者ごとの主観の相違による不都合をなくすことができる。しかしながら、現実のシート材の欠陥は、製造の初期段階から徐々に単調減少するとは限らず、一旦欠陥の個数が極端に減少したとしても、直後に急に増加するようなこともあり、この欠陥の個数が十分に少ない状態で安定したかどうかを正確に判断することができないので、まだ欠陥の多いシート材が包装材等に使用されて不良品が多くなるという不都合を確実に防止することができないという問題があった。

なお、上記シート材検査装置において、欠陥の個数を計数するためのシート材の所定長さを十分に長くすれば、一時的な欠陥の減少による誤判定を回避して、この欠陥の個数が十分に少ない状態で安定したかどうかを正確に判断することができるようになる。しかしながら、このようなシート材検査装置では、所定長さが長いために判定が遅れるので、欠陥の個数が十分に少ない状態で安定したシート材を、最悪の場合で、この長い所定長さの２倍弱にわたって廃棄するおそれがあり、無駄が多くなるという問題が生じる。つまり、ある所定長さの最初の部分で欠陥が極端に増加し、その後は少ない状態で安定したとすると、その所定長さの範囲内での欠陥の個数はまだ多く、次の所定長さにおいて初めて欠陥の個数が十分に少ないと判断されるので、実際に使用されるのは、さらにその次の所定長さのシート材からとなり、所定長さの２倍よりも少し短いシート材が無駄に廃棄されることになる。
特開２００３−４６４５号公報

本発明は、シート材の欠陥が減少し安定して来たことを客観的かつ迅速に判定することにより、このシート材の無駄や不良品の発生を防止することができるシート材検査装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、長手方向に搬送される長尺なシート材を撮像装置で撮像することにより、このシート材の欠陥を検出するシート材検査装置において、この撮像装置で撮像したシート材の長手方向における所定長さごとの画像に基づいて欠陥部分を抽出し、この欠陥の個数を計数する欠陥計数手段と、この欠陥計数手段が過去複数回にわたって所定長さごとに計数した欠陥の個数に基づいて平均値を算出する平均値算出手段と、この平均値算出手段が算出した平均値がしきい値以下となった場合に作業者に通知を行う通知手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記平均値算出手段が、新たに所定長さごとの計数を行うたびに、最新のものから過去の所定回数前までに計数した欠陥の個数の移動平均を計算することにより平均値を算出するものであることを特徴とする。

なお、平均値算出手段は、計数の開始から所定回数の計数を行うまでは、移動平均による平均値を算出しなくてもよいし、例えば所定回数に満たない過去の計数結果の算術平均（相加平均）をダミーの移動平均として平均値を算出してもよい。

請求項３の発明は、前記欠陥計数手段が、抽出した欠陥を分類し、各分類ごとに個数を計数するものであり、前記平均値算出手段が、これらの分類のうち２以上の分類についてそれぞれ欠陥の個数の平均値を算出するものであり、前記通知手段が、これら平均値を算出した２以上の分類についてそれぞれしきい値を設定すると共に、これら２以上の分類の全ての平均値が対応するしきい値以下となった場合に通知を行うものであることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記欠陥計数手段が計数した欠陥の個数を、最新のものから少なくとも過去の所定回数前まで、順次グラフ表示する表示手段を備えたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、シート材の所定長さごとの画像に基づいて欠陥の個数を計数するので、この欠陥が十分に少なくなったことを客観的に検出することができるようになる。また、過去複数回にわたるシート材の所定長さごとの欠陥数の平均値がしきい値以下となった場合に、この欠陥が十分に少ない状態で安定したことを作業者に通知するので、一時的な欠陥の減少による誤判定を回避することができ、しかも、シート材の欠陥個数を長い所定長さにわたって計数することにより判定が遅れて無駄が生じるようなこともなくなる。

請求項２の発明によれば、過去の所定回数前までに計数した欠陥の個数の移動平均を平均値として算出するので、簡単な演算によって容易に一時的な欠陥の減少による誤判定を回避することができるようになる。

請求項３の発明によれば、欠陥を例えばその大きさ等の欠陥の程度に応じて分類し、それぞれの分類ごとにしきい値を設定して判定するので、単に欠陥の総数だけでなく、程度が酷く製品への影響の大きい欠陥については、個数が少なくても厳しい判定を下す等の対応を取ることができ、きめ細かい判定を行うことができるようになる。

請求項４の発明によれば、欠陥の個数の推移をグラフ表示によって視覚的に分かりやすく見ることができるので、欠陥の個数の減少の様子やこの個数が安定して来たかどうかを作業者が容易に判断することができ、これによってシート材検査装置の判断を確認したり、最適なしきい値等の設定を行うことができるようになる。

以下、本発明の最良の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。

本実施形態は、図１に示すように、インフレ成形や連続押出成形によって製造された長尺なポリエチレンフィルムからなるシート材１の欠陥を検出するシート材検査装置について説明する。ただし、このシート材１は、ポリエチレンフィルムに限定されるものではなく、長尺なシート状の他の樹脂フィルムや樹脂以外のフィルム、又は、ラミネートフィルム等からなるものであってもよい。また、このシート材１は、１枚のシート状のものに限らず、２枚以上が重なったものや、筒状のものでもよく、筒状の場合には平たく重ね合わせれば搬送が容易となる。

上記シート材１は、押出始端を先頭にして搬送ローラ２…上を図示右側に向けて一定速度で搬送される。このシート材１は、押出成形機から押し出されたものをそのまま搬送ローラ２…で搬送するようにしたものであってもよいし、例えば成形後に一旦ロールに巻き取ったものや、始端と終端を交換するためにさらに巻き替えたロールから引き出して搬送ローラ２…で搬送するようにしたものであってもよい。また、これらの搬送ローラ２…で搬送されたシート材１は、そのまま包装材等として使用するようにしてもよいし、例えばロールに巻き取って一旦保管し、後に包装材等として使用するようにしてもよい。シート材１を包装材等として使用する場合、通常はまずシート材１の表面に印刷等を行った後に順次切断されることになる。なお、シート材１は、このような搬送ローラ２…による搬送に限定されず、任意の搬送手段で搬送することができる。

シート材検査装置は、ここでは透過光による照明を施す場合を示す。従って、シート材１の下方に照明装置３が配置され、このシート材１の上方に撮像装置４が配置される。照明装置３は、直管型の蛍光ランプ等のように、シート材１の幅方向（図示手前側と奥側の方向）に均等に照明光を照射するものであり、この照明光がシート材１を透過して撮像装置４により撮像される。撮像装置４は、ここではＣＣＤラインセンサを用い、シート材１の幅方向に一列に並んだＣＣＤによって、このシート材１の幅方向の一次元画像を撮像するものである。ただし、この撮像装置４は、シート材１の搬送に伴って、十分に短い時間間隔で撮像を繰り返すことにより、実質的にこのシート材１の二次元画像を撮像することになる。この撮像装置４が撮像する幅方向の範囲は、シート材１の両側端に至る全体であってもよいし、このシート材１の両側端部を使用しないのであれば、これら両側端部を除いたものであってもよい。

なお、シート材１の照明手段は、上記に限らず任意であり、反射光による照明を施す場合には、例えば撮像装置４の側方に、下方に向けて照明光を照射する照明装置を配置すればよい。また、撮像装置４も、ラインセンサに限定されるものではなく、例えば直接二次元画像を撮像することができるエリアセンサを用いることもできる。さらに、この撮像装置４の撮像素子は、ＣＣＤに限定されることもない。

上記撮像装置４が撮像したシート材１の画像は、欠陥抽出回路５に送られるようになっている。欠陥抽出回路５は、撮像装置４から順次送られて来る一次元画像を所定ライン分、即ちシート材１の搬送方向の所定長さ分ずつ蓄積して二次元画像とし、この所定長さごとの二次元画像について、各画素の明度をしきい値によって正常明度と欠陥明度に２値化し、欠陥明度を持つ画素を隣接するもの同士グループ化することにより欠陥部分を抽出する画像処理を行う回路である。抽出された各欠陥は、シート材１上の位置を示す情報を有すると共に、大きさを示す情報等も有する。大きさを示す情報としては、例えば面積（欠陥内の全画素数）、幅（欠陥内で幅方向に並ぶ最大画素数）又は長さ（欠陥内で長手方向に並ぶ最大画素数）等があり、これらのいずれか、又は、２以上の要素を組み合わせたものである。なお、上記各画素の明度は、複数のしきい値によって多値化して、欠陥明度を２値以上に分けることもでき、この場合、抽出された各欠陥は、当該欠陥のグループ内の各画素の２値以上の欠陥明度の最大値や総和、又は、この総和を面積で除した平均値等の情報を持つことができる。

ところで、撮像装置４から送られて来る画像をしきい値により２値化して欠陥を抽出する場合、照明装置３からの照明光の明るさや照射のやり方、撮像装置４の角度等の影響を受けやすいため、これらをできるだけ最適な状態にセッティングする必要がある。しかも、３値以上の多値化を行う場合には、さらにこれらの影響が大きくなるため、実際に欠陥が重大なものであるかどうかが明度の値の大小に的確に反映されるようにする必要がある。

上記シート材１の所定長さ、即ち一次元画像を蓄積する所定ライン数は、本実施形態では、後に説明するように作業者が適宜な値に設定する。ただし、この一次元画像の所定ライン数は、１本とすることもでき、この場合には、撮像装置４から順次送られて来る一次元画像ごとに、欠陥部分の抽出が行われる。即ち、この一次元画像の各画素の明度を例えば２値化して、一次元方向に連続する欠陥明度を持つ画素を抽出する。このような処理では、ハードコンパレータで２値化を行い、ビットフィルターで欠陥部分の抽出を行うことができるので、複雑な画像処理が不要となる。

上記欠陥抽出回路５による欠陥の抽出結果は、欠陥計数回路６に送られるようになっている。欠陥計数回路６は、所定長さごとに、抽出された欠陥の個数を計数する回路である。ただし、ここでは、まず抽出された各欠陥をその面積の大小に応じて、大欠陥と小欠陥に分類し、大欠陥の個数と小欠陥の個数を個別に計数すると共に、これらの合計となる欠陥総数も計数するようにしている。なお、大欠陥と小欠陥の分類には、面積の大小だけに限らず、例えば上記のように欠陥明度が２値以上に分けられている場合には、この欠陥明度の値の大小に応じて分類することもできる。

上記欠陥計数回路６が計数した欠陥総数は、移動平均回路７に送られるようになっている。移動平均回路７は、所定長さごとに、最新の欠陥総数から過去の所定回数前の欠陥総数までについて移動平均を計算することにより平均値を算出する回路である。即ち、最新の所定長さにおいて計数された欠陥総数をｎ_ｉとし、ｊ回前の欠陥総数をｎ_ｉ−ｊで表すとすると、最新の欠陥総数からｋ回前までの欠陥総数の移動平均である（ｋ＋１）回の移動平均は以下の式によって算出される（ｉ，ｊ，ｋは自然数）。

（ｎ_ｉ＋ｎ_ｉ−１＋…＋ｎ_ｉ−ｋ）÷（ｋ＋１）
このような移動平均の演算は、簡易な低域通過フィルタを通すことと同じであるため、欠陥総数の一時的で急激な増減をならし、この欠陥総数の大まかな変化（低域成分）のみを取り出すことができるようになる。しかも、移動平均の演算は、ｋ回の整数加算と１回の除算だけで計算できるので、簡単な演算処理によって容易に欠陥総数の一時的で急激な増減による影響を排除することができるようになる。なお、ここでは、欠陥計数回路６による欠陥総数の計数が（ｋ＋１）回に達するまでは移動平均の算出は行わず、（ｋ＋１）回目以降から算出を行うようにする。また、この移動平均の所定回数（ｋ＋１）は、後に説明するように作業者が適宜な値に設定することができる。

上記移動平均回路７が算出した移動平均の値は、比較回路８に送られるようになっている。比較回路８は、送られて来た移動平均の値としきい値とを比較する回路であり、この移動平均の値がしきい値以下となった場合にパトライト９を点灯させるようになっている。しきい値は、後に説明するように作業者が適宜な値に設定することができる。パトライト９は、赤色等のランプの点灯（点滅等であってもよい）により、作業者に確実に通知を行う通知手段である。

上記欠陥抽出回路５による欠陥の抽出結果と、欠陥計数回路６が計数した大欠陥、小欠陥及び欠陥総数と、移動平均回路７が算出した移動平均の値と、比較回路８による比較結果は、表示制御回路１０にも送られるようになっている。表示制御回路１０は、ディスプレイ１１の表示を制御する回路であり、欠陥抽出回路５等から随時送られて来る情報に基づいて表示内容を更新するようになっている。ディスプレイ１１は、液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等のようにグラフィカルな表示が可能な表示装置である。

なお、上記回路５〜８、１０は、それぞれ個別のハードウエアからなる回路で構成する必要はなく、一部又は全部を一つのハードウエアからなる回路で構成することもでき、例えばマイクロコンピュータによって構成することもできる。また、上記表示制御回路１０とディスプレイ１１は、マルチウインドウシステムによるＧＵＩ（Graphical User Interface）を備えたパーソナルコンピュータとそのソフトウエアによって構成することもでき、上記回路５〜８の一部又は全部をこのパーソナルコンピュータ上で動作するソフトウエアによって構成することもできる。以下では、上記回路５〜８、１０とディスプレイ１１をマルチウインドウシステムによるＧＵＩを備えたパーソナルコンピュータとそのソフトウエアによって構成した場合について説明する。従って、このパーソナルコンピュータには、撮像装置４が撮像した画像が適宜のインターフェイスを介してリアルタイムで入力されるようになっている。なお、このパーソナルコンピュータには、ＧＵＩの入力装置として、図示しないキーボードやマウス等のポインティングデバイスが接続されている。

上記ディスプレイ１１には、図２に示すように、操作パネル１２と設定ボックス１３が表示される。これらの操作パネル１２と設定ボックス１３は、パーソナルコンピュータのＯＳが提供するマルチウインドウシステムにより、上記表示制御回路１０（実際には、この表示制御回路１０に対応するアプリケーション・ソフトウエア。以下、回路５〜８についても同じ。）がディスプレイ１１上にそれぞれ表示したウインドウである。

操作パネル１２には、検査開始ボタン１２ａと搬送距離表示フィールド１２ｂが配置されていて、検査開始ボタン１２ａをマウス等によって押下することにより、シート材検査装置が検査動作を開始することになると共に、この検査動作が開始されると、搬送距離表示フィールド１２ｂに、シート材１の検査開始時の位置から現在の検査位置までの搬送距離が表示されるようになっている。この搬送距離表示フィールド１２ｂの搬送距離は、予め設定した搬送速度と時間の経過とから算出したものでもよいし、図示しないシート材１の搬送制御装置からパーソナルコンピュータに送られて来る実際の搬送距離の情報に基づいて表示するようにしてもよい。また、この操作パネル１２には、欠陥総数表示フィールド１２ｃと大欠陥表示フィールド１２ｄと小欠陥表示フィールド１２ｅが配置されていて、上記欠陥計数回路６が計数した欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数をリアルタイムで表示するようになっている。さらに、この操作パネル１２には、印刷等を実行するための各種ボタン１２ｆ…が配置されている。

設定ボックス１３には、欠陥許容数入力フィールド１３ａと欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂと移動平均入力フィールド１３ｃと最大検査距離入力フィールド１３ｄが配置されている。各入力フィールド１３ａ〜１３ｄは、キーボード等からの入力を受け付けて、この入力値を設定すると共に表示する入力フィールドであり、ここで設定された値は各回路５〜８から参照されるようになっている。即ち、欠陥許容数入力フィールド１３ａは、この入力フィールドに設定された個数が上記比較回路８のしきい値となり、欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂは、この入力フィールドに設定された長さが上記欠陥抽出回路５等における所定長さとなる。また、移動平均入力フィールド１３ｃは、この入力フィールドに設定された回数が上記移動平均回路７の所定回数（ｋ＋１）となる。

なお、本実施形態のシート材検査装置では、欠陥を計数する検査回数を制限する場合には、欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂに所定長さが設定されると、この所定長さに検査回数を乗じることにより最大検査距離を計算して最大検査距離入力フィールド１３ｄに自動的に表示され、逆に、最大検査距離入力フィールド１３ｄに最大検査距離が設定されると、この最大検査距離から検査回数を除することにより所定長さを計算して欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂに自動的に表示されるようになっている。即ち、図では、この検査回数が４５回に制限される例を示し、欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂに「４０ｍ」の所定長さが設定されることにより、最大検査距離入力フィールド１３ｄに「１８００ｍ」（＝４０ｍ×４５回）の最大検査距離が表示された状態を示す。ただし、本実施形態のシート材検査装置は、欠陥を計数する検査回数を制限しないように設定することもでき、この場合には、最大検査距離入力フィールド１３ｄの表示が無限大を示すものに固定され、欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂに設定された所定長さごとの検査が、シート材１の搬送の完了又は停止操作の実行まで続行されることになる。

上記ディスプレイ１１には、図３に示す欠陥数折れ線グラフ１４と、図４に示す検出欠陥マップ１５も表示される。これらの欠陥数折れ線グラフ１４と検出欠陥マップ１５も、上記表示制御回路１０がディスプレイ１１上にそれぞれ表示したウインドウである。

欠陥数折れ線グラフ１４には、横軸をシート材１の搬送距離とし、縦軸を検出された欠陥個数として、上記欠陥計数回路６で所定長さごとに計数される欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数がそれぞれリアルタイムに折れ線グラフで表示されるようになっている。従って、この欠陥数折れ線グラフ１４を見れば、シート材１の搬送に伴う欠陥の個数の推移が一目で分かるようになり、この欠陥が十分に少なくなって安定して来たかどうかも容易に確認できるようになる。なお、本実施形態では、これら欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数の各折れ線グラフを見た目で区別しやすいように、それぞれの折れ線グラフの各ノード（節）を示す図形の形状を変えている。即ち、図３では、欠陥総数の折れ線グラフのノードを円形で示し、大欠陥の個数は正方形で示し、小欠陥の個数は三角形で示している。また、図面では区別できないが、実際には、欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数の各折れ線グラフの表示色も変えている。ただし、ここで示したノードの図形や表示色等の折れ線グラフの表示方法は一例であり、これらに限定されるものではない。

検出欠陥マップ１５は、横軸をシート材１の長さ方向とし、縦軸をシート材１の幅方向として、このシート材１上で検出された各欠陥を対応する位置にドット表示したものである。従って、この検出欠陥マップ１５を見れば、シート材１上に存在する欠陥の分布状態が一目で分かるようになり、この欠陥が十分に少なくなって安定して来たかどうかも容易に確認できるようになる。なお、本実施形態では、大欠陥と小欠陥を区別するために、図面では区別できないが、ドット表示の表示色を変えている。また、さらに区別を容易にするために、大欠陥のドット表示と小欠陥のドット表示の大きさを変えるようにしてもよい。

上記構成のシート材検査装置は、まずディスプレイ１１に表示された図２の設定ボックス１３の欠陥許容数入力フィールド１３ａと欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂと移動平均入力フィールド１３ｃの設定を行う。ただし、これらの入力フィールド１３ａ〜１３ｃには、予め既定値が設定されていたり、前回の検査時に用いた値が設定されているので、これを変更する必要がなければ、設定操作は不要となる。ここでは、図２に示したように、欠陥許容数入力フィールド１３ａが「３０個」に設定され、欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂが「４０ｍ」に設定され、移動平均入力フィールド１３ｃが「３回」に設定されたものとする。従って、最大検査距離入力フィールド１３ｄの表示は「１８００ｍ」となる。

次に、操作パネル１２の検査開始ボタン１２ａをマウス等によって押下すると検査動作が開始され、搬送距離表示フィールド１２ｂにこの検査開始時からのシート材１の搬送距離が表示される。そして、この搬送距離が所定長さ（４０ｍ）進むたびに、上記欠陥計数回路６が計数した欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数が表示フィールド１２ｃ〜１２ｅに表示され、図３の欠陥数折れ線グラフ１４の各折れ線グラフにも、新たなノードが表示される。また、これらの大欠陥と小欠陥は、図４の検出欠陥マップ１５の対応位置にドット表示される。

検査動作が開始されてからシート材１の搬送距離が５２０ｍに達したときの操作パネル１２の表示を図５に示す。検査開始ボタン１２ａは「検査中」の表示に変わり、搬送距離表示フィールド１２ｂには５２０ｍが表示している。そして、この搬送距離が４８０ｍから５２０ｍに至るまでの間に上記欠陥計数回路６で計数された欠陥総数（８８個）と大欠陥の個数（３８個）と小欠陥の個数（５０個）が表示フィールド１２ｃ〜１２ｅに表示される。

図３に示した欠陥数折れ線グラフ１４と図４に示した検出欠陥マップ１５も、上記のように搬送距離が５２０ｍに達したときの表示状態を示す。即ち、欠陥数折れ線グラフ１４には、検査動作開始時から搬送距離が５２０ｍに達したときまでの欠陥総数と大欠陥の個数と小欠陥の個数の推移を示す折れ線グラフがそれぞれ表示されるので、これにより欠陥が徐々に減少して、少ない値で安定しつつあることが確認できる。また、検出欠陥マップ１５には、検査動作開始時から搬送距離が５２０ｍに達したときまでに検出された大欠陥と小欠陥の位置が全てドット表示されるので、これにより欠陥が徐々に散らばって減少し分布ムラも少なくなって来ていることが分かる。ただし、本実施形態の検出欠陥マップ１５では、ディスプレイ１１の表示サイズの制限から、シート材１を１０００ｍ分しか表示できないので、シート材１の搬送距離がこの１０００ｍを超えると、表示領域を横スクロールさせるようになっている。

上記のようにして検査動作が開始され、シート材１の搬送距離が１２０ｍに達して、上記欠陥計数回路６による３回目の欠陥総数等の計数が行われると、移動平均回路７が移動平均の算出を開始すると共に、比較回路８がこの移動平均の値としきい値との比較を開始する。そして、比較回路８の比較により移動平均の値がしきい値以下となった場合には、パトライト９が点灯して、シート材１の欠陥が十分に少なくなり安定して来たことを作業者に通知することになる。作業者は、このパトライト９の点灯を待って、シート材１の包装材等としての使用を開始する。

ここで、シート材１の搬送距離が１８００ｍに達して検査動作が完了したときの、この間に計数された全ての欠陥総数と移動平均の値の一例を図６に示す。この図６は、図３に示した欠陥数折れ線グラフ１４における、大欠陥の個数と小欠陥の個数の折れ線グラフを非表示とし、新たに移動平均の値の折れ線グラフを破線で表示させたものである。また、このときの欠陥総数と移動平均の値の具体的な数値を表１に示す。

図６と表１の欠陥総数の推移を見ると、搬送距離が８００ｍに達するあたりまでは、当初３００個近くあった欠陥が次第に減少はするものの、一時的に急激な増減も繰り返していることが分かる。しかし、搬送距離が１０００ｍ前後に達する頃には、この欠陥が十分に少なくなり、ほぼ安定してゆっくりと減少を続けるようになったことも分かる。

ところで、もし欠陥総数がしきい値である３０個以下となった場合に上記比較回路８がパトライト９を点灯させるようにしたとすると、搬送距離が４４０ｍと６４０ｍに達したときに、この欠陥総数が一時的に２８個と２９個にまで急激に減少しているので、その後再び欠陥総数がある程度多くなるにも関わらず（例えば搬送距離が５６０ｍのときに１０１個となり、搬送距離が７２０ｍのときに６９個となる）、シート材１の包装材等としての使用が開始されて、不良品を作製することになるおそれが生じる。

これに対して、図６と表１の移動平均の値の推移を見ると、欠陥総数の推移から低域成分のみが取り出されることにより、一時的な急激な増減がならされて、徐々に減少率が小さくなりながら値が次第に減少するようになっていることが分かる。そして、搬送距離が１０８０ｍに達して、この移動平均の値がしきい値である３０個以下になると、上記比較回路８がパトライト９を点灯させるので、作業者は、シート材１の欠陥が少なくなって安定して来たことを確実に知ることができる。従って、本実施形態のシート材検査装置によれば、欠陥総数が十分に少なくなったことを客観的に検出できるだけでなく、この欠陥総数がまだ不安定な時期に一時的に急激な減少によって誤ってシート材１の使用を開始するのを防止することができるようになる。

また、上記のような３回の移動平均を算出する代わりに、設定ボックス１３の欠陥集計ピッチ入力フィールド１３ｂに設定する値（所定長さ）を３倍の「１２０ｍ」に設定すると共に、欠陥許容数入力フィールド１３ａに設定する値（しきい値）も３倍の「９０個」に設定すれば、欠陥総数の一時的な急激な増減を回避することはできる。そして、図６と表１の例であれば、このように所定長さを１２０ｍにしても、搬送距離が１０８０ｍに達した時点で、欠陥総数はしきい値の９０個以下となるので、シート材１の欠陥が少なくなって安定して来たことを確実に知らせることができる。

しかしながら、もし搬送距離が１０００ｍに達する少し手前で欠陥が少し急増していたとすると、いずれの場合でも、搬送距離が１０８０ｍに達したときにはまだしきい値を超えた値となるが、本実施形態のように移動平均を算出する場合には、搬送距離が１１２０ｍに達したときに、この移動平均がしきい値以下となるのに対して、所定長さを３倍にした場合には、搬送距離が１２００ｍに達しなければ欠陥総数がしきい値以下になったことを検出できず、シート材１を８０ｍ分無駄にすることになる。しかも、実際に欠陥が急増したのは、搬送距離が１０００ｍに達する少し手前であるため、最悪の場合には、ここから搬送距離が１２００ｍに達するまでの２００ｍ強の長さが無駄になり、所定長さを長く設定すると、この所定長さ（１２０ｍ）の２倍弱の長さのシート材１を廃棄することになるおそれが生じる。また、本実施形態では、３回の移動平均を算出する場合について説明したが、通常はもっと多くの回数の移動平均を用いるので、このシート材１の無駄がさらに多くなる。

しかも、本実施形態のシート材検査装置によれば、欠陥数折れ線グラフ１４や検出欠陥マップ１５によって、欠陥総数等の推移や欠陥の分布状態を視覚的に分かりやすく見ることができるので、シート材１の欠陥が少なくなり安定することによりパトライト９がいつごろ点灯するかを予測することができるだけでなく、このパトライト９の点灯時に実際に欠陥が十分に少なくなって安定しているかを目視によって確認することができる。しかも、このような確認を行うことにより、今後の検査において、設定ボックス１３の欠陥許容数入力フィールド１３ａに入力するしきい値等の設定が的確かどうかの判断を行うこともできるようになる。さらに、例えば欠陥がシート材１の幅方向の特定の位置に偏っているような場合にも、検出欠陥マップ１５の目視により知ることができ、欠陥総数の平均値がしきい値以下となった場合でも、直ぐには包装材等として使用しないとか、シート材１の幅方向の特定の位置を用いた包装材等は除外して使用する等の対応を取ることもできるようになる。

なお、上記実施形態では、欠陥抽出回路５による画像処理等をパーソナルコンピュータとそのソフトウエアによって行う場合を示したが、例えば上記のようにハードコンパレータで２値化を行いビットフィルターで欠陥部分の抽出を行うような場合には、これらを別個のハードウエアで構成し、ビットフィルターの出力を表計算データに変換するシーケンサを介してパーソナルコンピュータに入力するようにしてもよい。このようにすれば、パーソナルコンピュータは、表計算アプリケーション・ソフトウエアのマクロ言語等を用いて、データの表示や移動平均等の演算、折れ線グラフの表示等を行うことができる。

また、上記実施形態では、欠陥総数の平均値を算出するために、演算が簡易な移動平均を用いる場合を示したが、欠陥計数回路６が過去複数回にわたって所定長さごとに計数した欠陥の個数に基づいて算出する平均値であれば、必ずしも移動平均には限定されない。このような平均値としては、例えばＦＩＲ（Finite Impulse Response）やＩＩＲ（Infinite Impulse Response）のようなディジタルフィルタを用いて構成した低域通過フィルタによる演算結果を用いることが考えられる。ＦＩＲは、移動平均と同様に過去の所定回数にわたって計数した欠陥の個数に基づく平均値であるが、ＩＩＲでは、フィードバックにより、過去に計数した欠陥の個数が全て影響を与えることになる。

また、上記実施形態では、欠陥の個数の平均値がしきい値以下になると、パトライト９を点灯して通知する場合を示したが、この作業者への通知手段は、人間の五感に訴えるものであれば、どのような手段を用いてもよい。例えば、パトライト９等のような光によるものに加えて、又は、これに代えて、音声等による通知を行うこともでき、ディスプレイ１１に、欠陥が十分に少なくなって安定して来たことを知らせるためのポップアップウインドウ等の表示を行うようにすることもできる。

また、上記実施形態では、欠陥総数の平均値を１つのしきい値と比較したが、大小複数のしきい値を設定して、これらのしきい値と順次比較するようにしてもよい。このように複数のしきい値を設定する場合には、パトライト９等の通知手段による通知方法を、欠陥総数の平均値が各しきい値以下となるたびに変更するようにする。例えば、値の大きいしきい値と値の小さいしきい値を設定し、最初はパトライト９の点灯色を赤色として、まず欠陥総数の平均値が値の大きいしきい値以下になると黄色点灯に変更し、次に欠陥総数の平均値が値の小さいしきい値以下になると青色点灯に変更するようにすれば、このパトライト９が青色点灯に変わって実際に製品取りを行う前に、黄色点灯によって作業者に製品取りの準備を促すことができるようになる。

また、上記実施形態では、欠陥総数の平均値だけをしきい値と比較したが、これに加えて又はこれとは別に、大欠陥の個数の平均値をしきい値と比較し、及び／又は、小欠陥の個数の平均値をしきい値と比較するようにしてもよい。ここで、比較対象のしきい値が複数ある場合には、それぞれ別個に値を設定する。そして、通常は、全ての平均値が対応するしきい値以下となった場合にパトライト９を点灯させるようにするが、例えば影響の大きい大欠陥の個数の平均値をしきい値と比較した結果をある程度優先するような処理を行うこともできる。さらに、上記実施形態では、欠陥を大欠陥と小欠陥の２種類に分類する場合を示したが、３種類以上のより細かい分類を行うこともできる。ただし、上記実施形態での大欠陥と小欠陥の分類は、欠陥数折れ線グラフ１４や検出欠陥マップ１５の表示を行うための補助的なものであるため、このような場合には平均値を算出する欠陥総数だけを計数するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、欠陥の個数の平均値をしきい値と比較した結果のみを用いていたが、これに加えて、例えば欠陥の個数の平均値の減少率（微分値）を算出し、この値が十分に小さくなっているかどうかの情報も合わせて通知するようにしてもよい。欠陥の個数の平均値の減少率が十分に小さくなっていれば、欠陥の個数の多寡はともかく、個数が安定して来て、今後大きく増大するような可能性は小さいと判断することができる。

また、上記実施形態では、欠陥数折れ線グラフ１４が欠陥の個数を折れ線グラフで表示する場合を示したが、視覚的に一覧性の良好なグラフ表示であればよいので、折れ線グラフ以外の例えば棒グラフ等を用いることもできる。しかも、この欠陥数折れ線グラフ１４や検出欠陥マップ１５は、欠陥が十分に少なくなって安定して来たこと確認するための補助的なものであるため、必ずしもこれらの表示を行う必要はない。

本発明の一実施形態を示すものであって、シート材検査装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、ディスプレイに表示された操作パネルと設定ボックスを示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、ディスプレイに表示された欠陥数折れ線グラフを示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、ディスプレイに表示された検出欠陥マップを示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、検査中のディスプレイに表示された操作パネルと設定ボックスを示す図である。 本発明の一実施形態を示すものであって、欠陥数折れ線グラフに欠陥総数と移動平均の値の推移を示した図である。

符号の説明

１ シート材
２ 搬送ローラ
４ 撮像装置
５ 欠陥抽出回路
６ 欠陥計数回路
７ 移動平均回路
８ 比較回路
９ パトライト
１０ 表示制御回路
１１ ディスプレイ
１４ 欠陥数折れ線グラフ

Claims (4)

1. 長手方向に搬送される長尺なシート材を撮像装置で撮像することにより、このシート材の欠陥を検出するシート材検査装置において、
   この撮像装置で撮像したシート材の長手方向における所定長さごとの画像に基づいて欠陥部分を抽出し、この欠陥の個数を計数する欠陥計数手段と、
   この欠陥計数手段が過去複数回にわたって所定長さごとに計数した欠陥の個数に基づいて平均値を算出する平均値算出手段と、
   この平均値算出手段が算出した平均値がしきい値以下となった場合に作業者に通知を行う通知手段とを備えたことを特徴とするシート材検査装置。
2. 前記平均値算出手段が、新たに所定長さごとの計数を行うたびに、最新のものから過去の所定回数前までに計数した欠陥の個数の移動平均を計算することにより平均値を算出するものであることを特徴とする請求項１に記載のシート材検査装置。
3. 前記欠陥計数手段が、抽出した欠陥を分類し、各分類ごとに個数を計数するものであり、前記平均値算出手段が、これらの分類のうち２以上の分類についてそれぞれ欠陥の個数の平均値を算出するものであり、前記通知手段が、これら平均値を算出した２以上の分類についてそれぞれしきい値を設定すると共に、これら２以上の分類の全ての平均値が対応するしきい値以下となった場合に通知を行うものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート材検査装置。
4. 前記欠陥計数手段が計数した欠陥の個数を、最新のものから少なくとも過去の所定回数前まで、順次グラフ表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のシート材検査装置。

Images