JP2595928B2 - シート状物色差検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の色差を検査する
装置に関し、さらに詳しくは、カラーセンサを使用し
て、主として織物、ニット、不織布、フィルムなどのシ
ート状物の色差を検査する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に布、フィルム、板などの工業製
品、例えば毛織物、あるいは綿織物を染色する工程にお
いて、染料の不均一分散による色ムラが生じたり、ある
いは過熱や異物混入による部分的な着色を生じたり、ま
たは油などによって褐色に着色する汚れが生じたりす
る。このような色ムラ、汚れなどは、局部的かつ突発的
に発生するとともに、工業製品における外観上の致命的
な欠陥とされるので、検査員が常に全製品、全数にわた
り、目視によって検査しているのが現状である。このた
め検査に要する労力が大きく、その合理化をはかるため
に、従来次のような検査方法が知られている。 （１）レーザー光線の光束を製品（被測定物体）の搬送
方向に対して、直角方向に高速度で走査し、異常部分の
反射率が正常部分に対して変化する点に着目しキズ等を
検出する。 （２）イメージ・センサを用いたテレビカメラ類で、製
品の表面を走査し、画像信号を取り出して処理し、色ム
ラ信号を得る。 （３）光電色彩計（カラーセンサ）又は分光光度計を所
要速度で搬送される製品の上方もしくは下方に配置し、
物体の表面の色を連続的に測色する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の検
査方法では、その原理に対応した条件に対しては一応の
目的を達し得るが、オンラインでシート状物体の色差を
検査することに対しては検査効率の点で十分な効果をあ
げにくい。すなわちレーザー光線の光束を用いる方法
は、レーザー光線が単色光であるため光を散乱させるキ
ズや異物の付着などは検出できるものの、色差を検出す
ることは出来ない。またイメージセンサを用いる方法
は、画像解析装置を用い、ソフトウエアによるデータ処
理を必要とするので検出に要する時間が長くなり、かつ
設備コストも高くなるとともに、テレビカメラ類は色弁
別の性能が不十分で、人間の眼に匹敵するような検査が
出来ない上、工程の要求スピードにも対応することが出
来ない。さらにカラーセンサを用いる方法においては、
特開平４−９５７３２号公報にて複数のカラーセンサを
用いて測色し、予め検査員が色差判定したデータに基づ
き色差判定を行なう装置が知られている。しかしなが
ら、かかる装置は１台のＣＰＵにより色差判定のための
情報処理を行うのみで、得られる情報は判定結果のみと
限られたものであった。従って被測定物の搬送系の制
御、種々の入出力信号制御と測色データの実測値の出力
や記録、測色データのＬ* ａ* ｂ* 値への変換、表示、
出力の制御等を同時に処理する装置は得られていないの
が現状である。特に被測定物が毛織物等の高級品である
場合は、品質管理上測定点は増加し、従って大量の情報
を処理しなければならず、１台のＣＰＵでは上記の同時
処理は極めて困難となり、或は測定速度がかなり遅くな
る。更に、かかる方法においては多くの色相種類をもつ
織物のような場合は、検査長さがあらかじめ判っててる
ものと、わからないもの、あるいは長さが一定でないこ
とも多く、検査毎に検査長さの設定調整が必要であっ
た。そのため継ぎ目を自動的に検知出来れば余計な手間
はかからないが、それでは織物先頭から１０ｍ付近のみ
の検査を行いたい場合にもすべての長さを検査して継ぎ
目を検知するまで検査が終了しないという不都合が起こ
る。そこで本発明は、織物やフィルムなどのような、シ
ート状物の色差を検出するために複数個のカラーセンサ
を使用して、複数ＣＰＵにより搬送系と測色・表示系と
をそれぞれのＣＰＵが独立して制御する構成をもった色
差検査装置において、検査長とは無関係に必要十分な検
査を容易にかつ正確に行う機構を備え、被測定物体の搬
送中に色差を検出し、その色差データをリアルタイム表
示できる検査効率の向上した色差検査装置を提出しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した課題
点を解決するために、所要速度で搬送される織物やフィ
ルムなどのシート状物体の色ムラetc をオンラインで検
査する装置であってシート状物を帯状に走行せしめる搬
送部、検査条件etc を入力する入力部、検査条件を表示
する第１表示部、結果を出力する第１出力部と、これら
の搬送部、入力部、第１表示部、第１出力部、継ぎ目検
知部を制御する第１ＣＰＵを備え、かつ該シート状物の
上方または下方に位置する複数個のカラーセンサと、該
カラーセンサに接続し、かつ第１ＣＰＵと通信回線で接
続されてなる第２のＣＰＵにより制御されるカラーセン
サの測色と読みとったデータを処理して、シート状物の
色差を検出して表示する第２の表示部と、結果を出力す
る第２の出力部とから構成されてなる色差検査装置であ
って、設定した長さの検査が終了するか、継ぎ目検知信
号を受けるか、どちらか先に条件を満たした方を優先し
て検査を終了させ、その時までの結果と色差変動グラフ
を出力するものである。

【０００５】シート状物の検査長が既知でも、未知でも
必要とする長さまでの必要十分な検査が可能であり、か
つ複数のＣＰＵによる制御方式を使用しているために、
搬送系、検査条件入力、リアルタイム画面表示、結果の
出力などが容易に制御することが可能となり、検査によ
って知りたい情報を瞬時に得ることができ、検査効率が
格段に向上させられる。以下本発明の一実施例を図１〜
図６により説明する。

【０００６】図１は、カラーセンサを使用した場合のオ
ンライン色差検査における一般的な検査手順を示すGene
ral Flow Chartである。すなわち被測定物体の品名、検
査日、検査速度etc の条件を入力し、色差検査を行うた
めの基準値つまり基準色値の設定がなされる。搬送系の
動力がＯＮになり測定が開始される。カラーセンサの測
定は、ある一定時間間隔毎にデータを収集するため、測
定点の識別を行いながら検査が進められる。測定点なら
ば測色してデータを収集しかつそれを画面表示する。測
定終了点がくれば搬送系動力をＯＦＦとし、結果の集計
をして必要となる色差変動グラフをプリント出力する。

【０００７】この手順をシート状物の色差検査装置に適
用して、検査の効率向上をはかる基本的なシステム構成
ブロック図を図２に示す。まずこのシステムは、複数の
ＣＰＵを備えている。（第１ＣＰＵと第２ＣＰＵ）第１
ＣＰＵ１に接続される（周辺）機器としては、搬送部
（駆動部）があり、これはシート状物体を走行させる搬
送モーター４やカラーセンサを測色位置に焦点合わせを
する駆動モーター類、また蛇行防止、しわ延ばし、張力
コントロール（いずれも図示しない）などの機械的な装
置を含んだものである。次に入力部があり、これは検査
条件（例えば品名、検査速度、検査長さetc ）を入力す
る装置であって、キーボード６、バーコードリーダ、音
声入力機、搬送系の開始／停止／前進／後進などを指示
するスイッチ入力装置５などからなる。さらに検査条件
を検査前／中／後と常にモニタしておくための第１表示
部（ＣＲＴ）２を備え、検査条件や検査結果をプリント
出力する第１出力部（プリンター）３、さらにシート状
物体同士の継ぎ目を検知する検知部１７とから構成され
ている。第２ＣＰＵ７に接続される機器としては、複数
個のカラーセンサ１０、特にシート状物の色差検査を行
うには、中央と両側の色差を重点的に調べて色ムラの有
無を検出したいので、走行方向に垂直に３個のカラーセ
ンサを設置するのがもっとも効率の良い配置方法であ
る。次に第２ＣＰＵ７に直接入力装置（図示しない）を
接続することも容易に出来るが第２ＣＰＵ７には、第１
ＣＰＵ１との間に通信回線が接続されており、第１ＣＰ
Ｕ１に接続された入力部からの入力条件が第２ＣＰＵ７
に伝送できるので、第２ＣＰＵ７には入力装置は不要で
ある。さらに検査中、リアルタイムに色差の変動を知る
ことが、検査にとっては重要である。そのために逐次測
色して得られるデータをグラフ表示する第２表示部（グ
ラフィックディスプレイ）８を備えている。測定が終了
すれば、画面表示されたグラフ等が同時にプリント出力
９されることがもっとも効率の良い検査装置構成と云え
る。

【０００８】図３に本発明のシステム構成概念図を示
し、上記ブロック図をより詳細に説明する。第１ＣＰＵ
１、第１表示部２、第１出力部３などは、例えばパーソ
ナルコンピュータＰＣ−９８０１（ＮＥＣ製）で構成さ
れる。この第１ＣＰＵ１には、１００ＭＢ（メガバイ
ト）程度の内蔵の記憶装置が備えられ、検査条件、デー
タなどが記録されるようになっている。また第１ＣＰＵ
の入出力（Ｉ／Ｏ）端子に、入出力インターフェイスボ
ードやＡ／Ｄ変換ボードを接続して、搬送系（駆動モー
タ）やスイッチ入力信号を制御するようになっている。
さらに複数個のカラーセンサ１０を使用するためには、
それぞれのカラーセンサの校正が必要であり、絶対値校
正（白色板校正）と測定対象物に応じた基準色校正があ
る。これを効率よく行うためにリニアモータ１３に設置
された校正板１１が各カラーセンサの位置まで自動的に
移動する構成としている。このリニアモータ１３の制御
も第１ＣＰＵ（ＰＣ−９８０１）１が受け持っている。
入力部としては、キーボードやバーコードリーダなどの
検査条件入力装置６と搬送系の開始／停止／前進／後進
の指令制御するスイッチ入力装置５とから構成されてい
る。継ぎ目検知部は、シート状物体の継ぎ目を検知する
センサ（例えば光電スイッチとかリニアセンサカメラ、
エリアセンサカメラetc ）１７とセンサを検知した信号
を処理する検知装置（例えば画像処理装置など）１８か
ら構成されてなる。次に第２ＣＰＵ７は、複数個のカラ
ーセンサ１０による測色と、測色して得られたデータを
処理して、リアルタイムに第２表示部（グラフィックデ
ィスプレイ）８へ色差変動グラフとして表示する制御を
行っている。このため測色（３個のカラーセンサ）とデ
ータ表示（３個分）を同時かつ逐次に行う必要があるの
で、第２ＣＰＵ構成は計算機分野では、よく知られてい
るマルチタスク処理の出来る例えばＯＳ９（オペレーテ
ィングシステム）をベースとした６８０２０（モトロー
ラ製）プロセッサシステムを使用している。第１出力部
３は、検査条件と詳細な数値的に解析したデータを必要
に応じてプリント出力する。第２出力部９は測定が終了
した時点で、第２表示部８に表示されている色差変動グ
ラフをプリント出力するものである。なお第１ＣＰＵ１
と第２ＣＰＵ７とは、例えばＲＳ２３２Ｃ通信回線で接
続され、検査条件、測色指令などの伝送や（第１ＣＰＵ
→第２ＣＰＵ）、カラーセンサ１０で得られたデータの
伝送（第２ＣＰＵ→第１ＣＰＵ）などが双方向に行われ
る。また第２ＣＰＵ７と３個のカラーセンサ１０もＲＳ
２３２Ｃ通信回線で接続され、指令データなどが双方向
に伝送される構成である。以上のように構成したので、
織物などのように色相が多くて長さが不揃いのものであ
っても、検査長を設定するか、もしくは継ぎ目検知によ
り対応が出来るのでシート状物の色差検査をオンライン
で行うことがより迅速に行え、かつ測色とデータ表示を
リアルタイムで行えるなどの検査効率向上がはかれる装
置となる。

【０００９】次に図４及び図５のフローチャートに従っ
て本発明の機能を説明する。尚、図４のフローチャート
中Ｃ及びＤは図５のＣ及びＤに接続しているものとす
る。図４及び図５のフローチャートでは、第１ＣＰＵ側
（例えばＰＣ−９８０１制御側）と第２ＣＰＵ側（例え
ば６８０２０制御側）の動作を分離して示した。第１Ｃ
ＰＵと第２ＣＰＵとはＲＳ２３２Ｃ通信回線で接続され
ているので、フローチャート内の第１ＣＰＵ側もしくは
第２ＣＰＵ側から点線矢印の方向へ、その時々の条件指
令やデータが伝送されるものと定義する。第１ＣＰＵ側
について説明すると、電源が入ると初期状態が設定さ
れ、検査条件etc が入力される。入力ミスをなくすには
出来る限り、バーコード入力とし、検査日、検査時間な
どは第１ＣＰＵによる自動設定で行われる。また検査速
度はあらかじめ決められた値を入力しておき、必要な時
のみ設定速度を入力するのが効率的である。これらの条
件がすべて設定されれば第１ＣＰＵで設定された条件を
第２ＣＰＵへ伝送する。次に白色校正をおこなうかどう
かを調べる。これはカラーセンサの測色値の絶対値を校
正するものであり、現在のカラーセンサと呼ばれている
ものについては必要な操作である。出来る限り測色前に
行うのが原則であるが通常の使用では１日に数回の校正
で十分となっている。この白色校正板は、図３に示した
ようにリニアモータに固定されてあり、カラーセンサ３
個の位置のところまで移動するだけで良い。同様に基準
色校正とは、複数個のカラーセンサが同じ対象物を測色
した場合に同じ測色値を示すように、各カラーセンサの
機器間誤差を小さくするために必要となる。この操作は
使用するカラーセンサに応じて最適な校正方法があるた
めに、ここでは言及しない。（例えば特開昭６２−１４
２２３９などがある）従ってここでは複数個のカラーセ
ンサの機器間誤差をなくす（厳密には最小とする）ため
の操作が基準色校正であると定義する。基準色校正は、
測定対象物として基準のサンプルを測色することである
のでこの時に得られる測色値を基準色値として記憶装置
に格納する。もしすでに基準色校正が行われているなら
ば、記憶装置から該当するデータを検索し設定すること
になる。ここでは、ＣＩＥ Ｌａｂ表色系（１９７６）
を用いて、基準色値を（Ｌ0*ａ0*ｂ0*）で示している。
第１ＣＰＵ側では、基準色値設定が基準色校正で行うか
記憶装置からのデータ検索で行うかのどちらかの選択が
なされる。最終的に第２ＣＰＵ側から基準色値の設定確
認信号が出された時点で、第１ＣＰＵ側の測色までの条
件設定が終了する。搬送系や周辺機器に異常がないこと
を確認して、検査開始信号がスイッチにより入力される
と、搬送系モータがＯＮとなってシート状物体が走行状
態に入り同時に第２ＣＰＵ側へ測色開始指令が伝送され
る。カラーセンサが実際に測色している間は、第１ＣＰ
Ｕ側の動作はおもに搬送系の異常信号検知を調べるか、
シート状物体の継ぎ目検知信号を調べるか、第２ＣＰＵ
から送られてくる測色データを受取り、そのデータを記
憶装置に格納するという動作を行う。異常信号が検知さ
れたら搬送系を停止し待機する。そうでない場合は、測
定が終了かどうかを調べる。測定が終了かどうかは、第
１ＣＰＵが継ぎ目検知信号を調べて判定する。（設定長
さの検査が終了したかどうかは、第２ＣＰＵで行うが後
述する。）継ぎ目検知信号が得られたら、搬送系を停止
し終了信号を第２ＣＰＵへ伝送して、必要なデータを処
理して第１出力部へプリント出力する。以上のように第
１ＣＰＵは、測色中に搬送系の制御を主につかさどるも
のである。なお第１表示部には、検査中、検査条件etc
が表示されたままの状態にあり、常に検査員が内容を確
認出来るようになっている。

【００１０】第２ＣＰＵ側について説明すると電源が入
ると、初期状態が設定される。第１ＣＰＵからの検査条
件を受け付けると次に白色校正の信号の有無を調べる。
有りの場合には、白色校正を行う。（実際の操作は使用
するカラーセンサに依存するものであり、説明は省略す
る。）この時本システムでは、白色校正板を各カラーセ
ンサの位置まで移動するリニアモータを備えてあり、順
番に校正が行える。終了すれば第１ＣＰＵへ終了信号を
送付する。次に基準色校正の有無を調べる。有りの場合
は白色の場合と同様に基準サンプルがリニアモータによ
り移動されて順番に校正が行われる。そしてこの時点
で、第２ＣＰＵ側には、被測定物体の色差を検査する基
準色値（Ｌ0*ａ0*ｂ0*）が設定される。この後設定確認
信号を第１ＣＰＵへ送付して測定前の設定が完了する。
次に測定開始信号の有無を調べる。測定開始信号を受け
付けた後の第２ＣＰＵの動作は、主にシート状物の測色
点の識別を行い、複数個のカラーセンサを同様に測色す
ること、また測色データを収集処理して、それをリアル
タイムに第２表示部上に色差変動グラフとして表示する
ことである。この時、本システムの測色では、一定間隔
で得られた複数個のデータをまとめて１ブロックのデー
タとする方法をとっている。例えば１ｍ間隔で５ポイン
ト測色したデータを平均化し、その平均測色値を走行し
た４〜５ｍの代表点とするのである。このようにすれ
ば、シート状物のような長い検査物では実際には細かく
詳細にデータを取り、表示としては、必要にしてかつ十
分なデータ数の表示を行い、またデータを圧縮して記録
出来るというメリットなどもある。ここでシート状物の
長さ測定には、搬送系モータにロータリエンコーダ（図
示しない）を取付け、よく知られたパルス数をカウント
することで計測することが出来る。従ってシート状物が
走行して設定長さに到達すれば、第２ＣＰＵは測定終了
して、第１ＣＰＵへ終了の信号を送付する。そして第２
出力部（プリンタ）に第２表示部に表示されている色差
変動グラフをただちに出力する。ただし第１ＣＰＵが継
ぎ目を検知して終了信号を第２ＣＰＵへ送った場合にも
第２ＣＰＵは終了信号を受付けて、その時までの結果と
色差変動グラフをプリント出力する。このようにどちら
か先に条件が満たされた方を優先して受付けるようにし
たので、検査効率は格段に向上する。

【００１１】図６はこのような構成をもった毛織物色差
検査装置により出力された色差変動グラフの一例であ
る。長さ５５ｍ、幅１．６ｍの毛織物を布速度３５ｍ／
分で走行させた場合の検査結果である。横軸は長さ（単
位ｍ）、縦軸は色差値△Ｅがとってあり、３個のカラー
センサが測色したデータが一定間隔毎に記録されてい
る。また下のグラフは縦軸を明度軸（Ｌ* 軸）の色差に
とって同様にプロットしたものである。なお上記の数値
などは必要に応じて出力される条件、色差判定結果など
の一例である。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シート状
物体の色差検査を行うにあたり、複数個のＣＰＵにより
搬送系、入力系、継ぎ目検知等の制御と複数個のカラー
センサのシート状物走行中の同時測色、データ収集と色
差変動グラフ表示の制御をそれぞれのＣＰＵが行うこと
により、リアルタイムで色差（色ムラ、汚れetc ）検査
結果が得られ、かつ検査長を設定するかもしくは設定し
ない場合は、継ぎ目を検知して検査長を調べどちらか先
に条件を満たした方を優先する構成として、検査終了信
号が受付けられれば、その時までの結果と色差変動グラ
フをプリント出力するので極めて効率の良いシート状物
色差検査装置として使用することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カラーセンサを用いた場合のオンライン色差
検査での一般的な検査手順を示すＧｅｎｅｒａｌ Ｆｌ
ｏｗ Ｃｈａｒｔである。

【図２】 本発明によるシート状物色差検査装置の基本
的なシステム構成ブロック図を示す。

【図３】 システム構成概念図を示す。

【図４】 本発明の一実施例として、２個のＣＰＵを備
えたシート状物色差検査装置の動作フローチャートを示
す。

【図５】 本発明の一実施例として、２個のＣＰＵを備
えたシート状物色差検査装置の動作フローチャートを示
す（図４の続き）。

【図６】 色差変動グラフの出力例である。

【符号の説明】

１：第１ＣＰＵ、２：第１表示部、３：第１出力部、
４：搬送用駆動モーター、５：搬送系駆動制御入力部
（スイッチ）、６：検査条件等入力部（キーボード）、
７：第２ＣＰＵ、８：第２表示部、９：第２出力部、１
０：カラーセンサ、１１：白色校正板、１２：測定対象
物の基準サンプル、１３：リニアモータ、１４：ガイド
レール、１５：シート状物体、１６：継ぎ目、１７：継
ぎ目検知センサ（エリアセンサ）、１８：継ぎ目検知装
置（画像処理装置）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状物を帯状に走行せしめる搬送
   部、検査条件を入力する入力部、検査条件を表示する第
   １表示部、結果を出力する第１出力部、シート状物同士
   の継ぎ目検知部を総括制御する第１のＣＰＵと、該シー
   ト状物の上方または下方に位置する複数個のカラーセン
   サと、該カラーセンサに接続し、かつ第１ＣＰＵとは通
   信回線で接続してなる第２のＣＵＰにより、カラーセン
   サの測色と読みとったデータを処理してシート状物の色
   差を検出し表示する第２表示部と、グラフ結果を出力す
   る第２出力部の装置から構成されてなる色差検査装置に
   おいて、設定したシート状物の長さまでの検査が終了す
   るかもしくは、シート状物の継ぎ目を検知するか、どち
   らか先に条件を満たした方を優先してシート状物の走行
   を停止して、その時までに得られている結果と色差変動
   グラフのデータをグラフとしてプリント出力することを
   特徴とするシート状物色差検査方法。