JP2595929B2 - 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ではない。
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４−９５
７３２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。またシート状物
の色差検査として、多数点の測色方法では、一定時間毎
にカラーセンサを発光させて測色する方法がとられてい
る。この方法だと検査速度が変わった場合に、測色した
データの間隔が変化するため、同一シート状物体におい
てさえデータ比較が出来ないという問題があった。また
複数個のカラーセンサを使用する測色方法についてオン
ライン検査効率を向上させるという点について開示され
たものは見あたらない。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、カラーセンサ
の校正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によりロータリエンコーダパルス入力をカウン
トして、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
成されてなるものである。

【０００５】

【作用】シート状物体の測色データが同一タイミングで
測色され、かつ走行速度に拘らず常に一定間隔で測色さ
れる。さらに複数の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。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１〜図６により説
明する。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General Fl
ow Chartである。すなわち被測定物体の品名、検査日、
検査速度等の条件に入力し、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Ｏ
Ｎ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。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
１ＣＰＵ１と第２ＣＰＵ７）第１ＣＰＵ１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（ＣＲ
Ｔ）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から構成されている。第２
ＣＰＵ７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２Ｃ
ＰＵ７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１ＣＰＵ１との間
に通信回線が接続されており、第１ＣＰＵ１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。そして複数個のカラーセン
サの測色するタイミングを制御するために、ロータリエ
ンコーダ１６のパルス出力端子が、第２ＣＰＵの入力端
子と接続されている。このロータリエンコーダ１６は、
シート状物体を走行させるモータなどの軸に設置される
ものである。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。

【０００７】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１０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。次に第２ＣＰＵ７は、複数個のカラーセンサ１
０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２
ＣＰＵ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。すなわちロータリエ
ンコーダ１６のパルス出力が第２ＣＰＵの入力端子に接
続されてあり、このパルス数をカウントすることにより
シート状物体の走行距離を計測する。例えばロータリエ
ンコーダ１６の１回転で３０パルスが出力された時、そ
れがどれだけの走行距離に対応するかは、設置された搬
送系のモーター４で駆動される搬送ローラー径に異存す
る。つまり１回転で約３０ｃｍ走行するとしたとき、ロ
ータリエンコーダ１６のパルス列の１間隔が１ｃｍに想
到することになる。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１
ＣＰＵ）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ＲＳ２３２Ｃ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、シート状物の色差検査
をより迅速に加え、かつ複数個のカラーセンサ１０の測
色タイミングをロータリエンコーダパルスで制御するこ
とにより、搬送速度が変化してもも測色データは一定間
隔とすることが出来る。さらに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。

【０００８】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、具体的な方法については言及しない。（例えば特
開昭６２−１４２２３９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 Ｌ* ａ* ｂ
* 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１Ｃ
ＰＵ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１ＣＰＵ側の動作はおもに搬送系の異常
信号検知を調べるか、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。終了信号が得られたら、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。

【０００９】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時に測色す
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。まずシート状長さ計測をロータリエンコー
ダパルスにて行う。あらかじめ設定されたパルス数例え
ばＮ＝１００として、入力パルス数が１００なれば測色
点であるので３個のカラーセンサに測色指令を出す。そ
して１パルスが１cmに相当するならば、１００cm毎に測
定をすることになる。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もある。そしてシート状物
体が設定長さに到達すれば、測色終了の確認をとり、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。このような構成とす
ることにより検査効率は格段に向上する。

【００１０】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。

【００１１】

【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etc の制御とロータリエンコーダパルス
数をカウントすることにより複数個のカラーセンサの同
時測色を行い、また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、搬送中に走
行速度の変化が起きても、常にシート状物の一定間隔で
測色が行え、かつリアルタイムで色差（色ムラ、汚れet
c ）検査結果が得られ、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 flow 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：ロータリーエンコ
ーダ

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ＣＵ
   Ｐ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、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第２ＣＰＵに接続
   され、かつロータリエンコーダから発するパルスの入力
   数をカウントして、あらかじめ設定した数に到達した時
   に第２ＣＰＵが測色点を認識し、複数個のカラーセンサ
   の同時測色を行うことを特徴とする色差検査方法。