JP5902067B2

JP5902067B2 - 紙粉の付着量検査方法および紙粉付着量検査装置

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Publication number: JP5902067B2
Application number: JP2012179696A
Authority: JP
Inventors: 孝之池田; 純也長谷川
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: JP2014038014A

Description

本発明は、一定寸法に裁断された多数枚の平判紙からなる積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉の付着量を検査する方法と該方法に用いられる紙粉付着量検査装置に関する。

一般に、印刷用紙や情報用紙などを製造する製紙工場では、巻取紙を所定の寸法に裁断して得られた平判紙を製品として出荷する場合、多数枚の平判紙からなる積層物をコンベアにて包装機へ搬送し、包装機に搬送された積層物を包装紙や包装フィルムなどで包装してから出荷するようにしている。この平判紙からなる積層物の裁断面には、紙粉と呼ばれる裁断時に発生したチリが付着している。紙粉は、紙を裁断するときに出てしまう繊維のチリが静電気で裁断面に付着する粒状のものと、紙の繊維や紙表面のコーティングがむしれるように剥がれてしまった毛羽立ちがある。いずれの場合も、積層物の平判紙裁断面に多量の紙粉が付着していると、印刷機やコピー機内で紙粉が脱落し、印刷用ドラム等に付着して印刷欠陥などの不良を発生させるため、積層物の平判紙裁断面に多量の紙粉が付着しているか否かを積層物の包装前に検査する必要がある。
このような紙粉の付着量検査は、従来、検査員が積層物の平判紙裁断面を目視して紙粉の付着量が多いか否かを判断する手法が採られている。このため、判断基準が検査員によって異なり、不良品であるにも係わらず良品と判断してしまう場合があった。

多数枚の平判紙からなる積層物の平判紙裁断面を検査する方法として、特許文献１には、積層物の平判紙裁断面に対して積層方向とほぼ垂直で且つ積層物の平判紙裁断面に対して斜め方向から照明光線を入射し、積層物の平判紙裁断面に対してほぼ垂直な方向からＣＣＤカメラで積層物の平判紙裁断面を撮像し、得られた画像データを数値データに変換し、画像処理により、粒や毛羽立ち部分と想定される濃度数値の大きい部分と、粒や毛羽立ちの陰の部分と想定される濃度数値の小さい部分を抽出し、抽出した画素数と画像全体の画素数の比率から、平判紙裁断面の品質を検査する技術が記載されている。

また、特許文献２には、積層物の平判紙裁断面に対向して配置された撮像装置の光軸に対して６０°〜１２０°の角度をなすように配置された照明装置から積層物の平判紙裁断面に照明光を照射すると共に、積層物の平判紙裁断面を撮像装置により撮像し、評価対象範囲のコントラスト評価値を求めて平判紙裁断面の品質を評価する技術が記載されている。

特許第３５３１１６０号公報特開２００９−１６２５７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術を紙粉の付着量検査に適用すると、積層物の平判紙裁断面の濃度値の高い部分と濃度値の低い部分の面積を合算しているのみであるため、紙粉以外の紙の疵（凹凸）等により濃度値が変化している部分を区別して、紙粉のみを抽出することができないため、紙粉の付着量を正確に検査できない可能性がある。また、紙粉の影の濃度値が低い部分の面積は、照明と平判紙の積層物との角度の関係が変化してしまうと面積が大きく変化してしまうために、照明と平判紙の積層物との角度の関係を常に同じ関係になるようにしなければならないが、平判紙積層物はサイズが大きく重いため、蛇行等の位置変動が発生した場合、これを修正しようとすると困難が伴う。

一方、特許文献２に記載された技術では、積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉を抽出してその量の多少を評価するのではなく、紙粉が付着することによって検査領域の輝度値がばらつくことを利用して付着量の多少を判断している。この場合、巻取紙を裁断する切断刃のクリアランス不良や刃の切れ味が悪くなって発生する裁断時の紙の繊維のむしれのような、広い範囲で発生する紙粉異常では紙粉付着量の多少を正確に判断することが可能であるが、裁断時に発生した紙粉が空中を舞って平判紙の端面に付着したケースでは、平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着数が少ないため、輝度のばらついている部分の面積が極端に小さくなり、紙粉の付着量が少ないと判定してしまう可能性がある。また、この方法も特許文献１と同様に、照明と平判紙の積層物との角度の関係を常に同じ関係に保たないと紙粉の影の部分、つまり濃度値の低い部分の面積が変化してしまい、正確な評価が得られなくなる。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、多数枚の平判紙からなる積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着量を正確に検査することのできる紙粉の付着量検査方法および紙粉付着量検査装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、一定寸法に裁断された多数枚の平判紙を積層してなる積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉の付着量を検査する方法であって、前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して所定の角度で照射すると共に、前記平判紙裁断面を前記平判紙裁断面に対して所定の角度で撮像装置により撮像し、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する平均輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の上下に設定して前記平均輝度算出エリアの平均輝度を算出するとともに、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する低輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の左右に設定し、前記照明光により紙粉が存在することで発生した影をとらえて前記低輝度算出エリアの平均輝度を算出し、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して前記低輝度算出エリアの前記平均輝度が設定した閾値以下の前記低輝度算出エリアを前記画像の中から検出し、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して輝度値が設定した閾値以上高く且つ検出された前記低輝度算出エリアと前記照明光の光源側で隣接する高輝度画素を前記画像の中から検出し、前記高輝度画素の画素数から前記平判紙裁断面に付着する紙粉の付着面積を算出した後、前記付着面積の算出値を前記平判紙裁断面の面積で除した値を基準値と比較して前記紙粉の付着量を検査することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の紙粉の付着量検査方法において、前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して３０°以下の角度で照射すると共に、前記平判紙裁断面を該平判紙裁断面に対して６０°〜１２０°の角度で撮像することを特徴とする。

請求項３の発明は、一定寸法に裁断された多数枚の平判紙を積層してなる積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉の付着量を検査する装置であって、前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して所定の照明角度で照射する複数の照明装置と、前記積層物の平判紙裁断面を前記平判紙裁断面に対して所定の撮像角度で撮像する複数の撮像装置と、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する平均輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の上下に設定して前記平均輝度算出エリアの平均輝度を算出する手段と、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する低輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の左右に設定し、前記照明光により紙粉が存在することで発した影をとらえて前記低輝度算出エリアの平均輝度を算出する手段と、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して前記低輝度算出エリアの前記平均輝度が設定した閾値以下の前記低輝度算出エリアを前記画像の中から検出する手段と、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して輝度値が設定した閾値以上高く且つ検出された前記低輝度算出エリアと前記照明光の光源側で隣接する高輝度画素を前記画像の中から検出する手段と、前記平判紙裁断面に付着する紙粉の付着面積を前記高輝度画素の画素数から算出する手段と、前記付着面積の算出値を前記平判紙裁断面の面積で除した値を基準値と比較する手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１及び３の発明によれば、平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する平均輝度算出エリアを撮像装置により得られた画像の各画素の上下に設定して平均輝度算出エリアの平均輝度を算出するとともに、平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する低輝度算出エリアを撮像装置により得られた画像の各画素の左右に設定し、照明光により紙粉が存在することで発生した影をとらえて低輝度算出エリアの平均輝度を算出し、平均輝度算出エリアの平均輝度と比して低輝度算出エリアの平均輝度が設定した閾値以下の低輝度算出エリアを画像の中から検出し、平均輝度算出エリアの平均輝度と比して輝度値が設定した閾値以上高く且つ検出された低輝度算出エリアと照明光の光源側で隣接する高輝度画素を画像の中から検出することで、積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉のみを抽出することが可能となる。さらに、高輝度画素の画素数から平判紙裁断面に付着する紙粉の付着面積を算出することで、照明と平判紙の積層物との角度の影響を少なくすることが可能である。従って、積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着量を正確に検査することができる。

請求項２の発明によれば、紙粉が付着している部分と付着していない部分との明暗（コントラスト）が大きい画像を得ることができる。これにより、積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着量をより正確に検査することができる。
また、請求項１及び３に係る発明によれば、平判紙裁断面に表れる照明の明るさの不均一や横縞（平判紙の積層縞）による影響を低減することが可能となり、これにより、積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着量をより正確に検査することができる。

本発明を実施するときに用いられる紙粉付着量検査装置の一例を示す平面図である。図１に示す紙粉付着量検査装置の使用方法の一例を示す図である。積層物の平判紙裁断面に粒となって付着する紙粉の付着量が基準値を超えているか否かを本発明により検査する場合の一例を示すフローチャートである。図１に示す撮像装置により得られた画像の各画素に対して設定される平均輝度算出エリアを示す図である。平判紙裁断面の紙粉に照射された照明光の反射方向を示す図である。平判紙積層物の紙痛みに照射された照明光の反射方向を示す図である。積層物の平判紙裁断面に照明光を平判紙裁断面に対して３０°より大きい角度で照射した場合と３０°以下の角度で照射した場合を示す図である。積層物の平判紙裁断面を平判紙裁断面に対して６０°より小さい角度で撮像した場合と１２０°より大きい角度で撮像した場合を示す図である。

以下、図１〜図８を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１に、本発明を実施するときに用いられる紙粉付着量検査装置の一例を示す。図１に示される紙粉付着量検査装置は、巻取紙を裁断して得られた多数枚の平判紙からなる積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量を検査するものであって、搬送テーブル３，４、積層物受渡し機構５、照明装置６〜９、撮像装置１０〜１３、昇降機構１４〜１７および幅方向駆動機構１８〜２１を備えている。
なお、積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂは図示しないスリッターで切断された平判紙裁断面（スリット面）を示し、積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄは図示しないクロスナイフで裁断された平判紙裁断面（クロスナイフ面）を示している。

積層物１の平判紙裁断面がスリット面である場合は、平判紙裁断面の一部を高さ方向全域で検査する。また、積層物１の平判紙裁断面がクロスナイフ面である場合は、一定の高さで幅方向全域を検査する。
搬送テーブル３は搬送パレット２の上に置かれた積層物１を搬送するものであって、多数の搬送ロール等から構成されている。
積層物受渡し機構５は搬送パレット２の上に置かれた積層物１を搬送テーブル３から搬送テーブル４に受け渡すものであって、搬送パレット２の上に置かれた積層物１を図中矢印方向に搬送する複数のチェーンコンベア等から構成されている。

搬送テーブル４は積層物受渡し機構５により搬送された搬送パレット２の上に置かれた積層物１を搬送するものであって、搬送テーブル３に対して直角に配置されている。
積層物受渡し機構５は積層物１を搬送テーブル３から搬送テーブル４に受け渡すものであって、積層物１を図中矢印方向に搬送する複数のベルトコンベヤ等から構成されている。
照明装置６，７は積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂに照明光を積層物１の横方向から照射するものであって、積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂに対して照明光が３０°以下の角度で照射されるように搬送テーブル３の両側に配置されている。

照明装置８，９は積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄに照明光を積層物１の横方向から照射するものであって、積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄに対して照明光が３０°以下の角度で照射されるように搬送テーブル４の両側に配置されている。
撮像装置１０，１１は積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂを撮像するものであって、積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂが６０°〜１２０°の角度で撮像されるように搬送テーブル３の両側に配置されている。
撮像装置１２，１３は積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄを撮像するものであって、積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄが６０°〜１２０°の角度で撮像されるように搬送テーブル４の両側に配置されている。

昇降機構１４，１５は照明装置６，７及び撮像装置１０，１１を積層物１の高さ方向に昇降駆動するものであって、搬送テーブル３の両側に配置されている。
昇降機構１６，１７は積層物１のスリット面とクロスナイフ面が入れ替わる場合に使用し、照明装置８，９及び撮像装置１２，１３を積層物１の高さ方向に昇降駆動するものであって、搬送テーブル４の両側に配置されている。

幅方向駆動機構１８，１９は照明装置６，７、撮像装置１０，１１及び昇降機構１４，１５を搬送テーブル３の幅方向に動かして照明装置６，７と撮像装置１０，１１の位置を調整するものであって、搬送テーブル３の両側に配置されている。この幅方向駆動機構１８，１９は図示しない距離計によって、平判紙裁断面１ａ，１ｂの位置を計測して撮像装置１０，１１と平判紙裁断面１ａ，１ｂとの間隔を一定にして様々なサイズの平判紙積層物の裁断面にカメラのピントが常に合うようにものであり、かつ１画素の撮像大きさを一定にするためのものである。

幅方向駆動機構２０，２１は照明装置８，９、撮像装置１２，１３及び昇降機構１６，１７を搬送テーブル４の幅方向に動かして照明装置８，９と撮像装置１２，１３の位置を調整するものであって、搬送テーブル４の両側に配置されている。この幅方向駆動機構２０，２１は図示しない距離計によって、平判紙裁断面１ｃ，１ｄの位置を計測して撮像装置１２，１３と平判紙裁断面１ｃ，１ｄとの間隔を一定にして様々なサイズの平判紙積層物の裁断面にカメラのピントが常に合うようにしたものであり、かつ１画素の撮像大きさを一定にするためのものである。

図１に示される紙粉付着量検査装置は、撮像装置１０〜１３により撮像された平判紙裁断面１ａ〜１ｄの画像を記憶する画像メモリ２２をさらに備え、この画像メモリ２２に格納された画像を画像処理装置２３により処理することによって、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量を検査するように構成されている。
図２は図１に示す紙粉付着量検査装置の使用方法の一例を示し、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに付着する紙粉の付着量を検査する場合は、まず、搬送テーブル３，４および積層物受渡し機構５を作動させ、積層物１を図２に示す位置まで搬送する。そして、幅方向駆動機構１８〜２１を作動させ、照明装置６〜９、撮像装置１０〜１３及び昇降機構１４〜１７を搬送テーブル３，４の幅方向に動かして照明装置６〜９と撮像装置１０〜１３の位置を調整する。

その後、平判紙裁断面１ａ，１ｂの検査では照明装置６，７から積層物１の平判紙裁断面１ａ，１ｂに照明光２４を照射すると共に、昇降装置１４，１５により照明装置６，７と撮像装置１０，１１を積層物１の上端部から下端部まで移動させ、平判紙裁断面１ａ，１ｂを縦列に撮像装置１０，１１により撮像する。
平判紙裁断面１ｃ，１ｄの検査では、照明装置８，９から積層物１の平判紙裁断面１ｃ，１ｄに照明光２４を照射すると共に、搬送テーブル４を積層物１の前部端から後部端まで作動させ、平判紙裁断面１ｃ，１ｄを横列に撮像装置１２，１３により撮像する。
平判紙裁断面１ａ，１ｂの検査および平判紙裁断面１ｃ，１ｄの検査は、１回に限られるものではなく、必要に応じて任意に検査場所を変えて検査を行うこともできる。

積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを検査するときのフローチャートを図３に示すと共に、撮像装置１０〜１３により得られた画像の各画素に対して設定される平均輝度算出エリア２６、低輝度算出エリア２８、検査対象画素２７を図４に示す。平均輝度算出エリアを平判紙裁断面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ全面の平均輝度とせず、検査対象画素直近の狭いエリアで求めるようにしているのは、積層物１が搬送中にななめになったり積層物１にうねりが生じて照明の光の当たり方が変化して生じる明るさのむらがあっても、微小な領域では明るさは一定と見做すことができるためである。従って、各エリアは左右方向に５ｍｍ程度、上下方向に３ｍｍ程度のサイズとしている。また、各エリアを検査対象画素２７の直ぐ横に設定せずに離している理由は、紙粉の粒が大きい場合に各エリアに粒が含まれないようにするためである。従って、上下・左右方向とも０．５ｍｍから１．５ｍｍ程度の距離を設定している。

図１に示す紙粉付着量検査装置は、撮像装置１０〜１３により撮像された平判紙裁断面１ａ〜１ｄの画像が画像メモリ２２に格納されると、図３に示すフローチャートに従って積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを検査する。具体的には、平判紙裁断面１ａ〜１ｄの画像が画像メモリ２２に格納されると、図４に示すような検査対象画素２７に対して、平均輝度算出エリア２６を上下に、低輝度算出エリア２８を左右に設定する（ステップＳ１）。次に設定された平均輝度算出エリア２６の平均輝度を平判紙裁断面１ａ〜１ｄの平均輝度として算出する（ステップＳ２）。なお、ここで述べている上下とは紙の積層方向を言い、左右とは紙の積層方向と垂直な方向を言う。

ここで、平均輝度算出エリア２６は平判紙裁断面の高さ方向に数画素分（例えば３〜６画素）のエリア幅を有し、このような平均輝度算出エリア２６を各検査対象画素２７（図４参照）の上下に設定することで、平判紙裁断面に現れる横縞（平判紙１枚毎の出入りにより照明の当たり方が異なることによって発生する明暗）の影響を平均化することにより低減できる。また、上下の両方に設置しているので、紙粉の粒がちょうど段差の位置にあって、紙粉の上下で平均輝度が異なっている場合でも対応が可能である。

ステップＳ２で平均輝度算出エリア２６の平均輝度が算出されると、図１の紙粉付着量検査装置は、各画素の左右に設定された低輝度算出エリア２８内の平均輝度を算出する（ステップＳ３）。
ここで、低輝度を算出する際に各画素の上下に設定された平均輝度算出エリア２６の平均輝度ではなく、検査対象画素２７の左右に設定された低輝度算出エリア２８とする理由は、照明によって粒で発生した影を捉えるためであり、左右の両方向に設定したのは影がどちら側に発生しているかを判断するためである。また、低輝度算出エリアの設定で高さ方向に幅を持たせたのは平判紙裁断面に現れる横縞の影響を低減するためである。

ステップＳ３で低輝度値が算出されると、図１の紙粉付着量検査装置は、各画素の上下に設定された平均輝度算出エリア２６の平均輝度と検査対象画素２７の輝度値とを下記の（１）、（２）式に従い比較し、（１）、（２）式のどちらか一方または両方が成立する検査対象画素２７を、周囲よりも特に明るい高輝度点として認識して、この高輝度点が存在し、かつ左右に設定された低輝度算出エリア２８と上下に設定された平均輝度算出エリア２６とを下記の（３）、（４）、（５）、（６）式に従い比較し、（３）、（４）式のどちらか一方または両方が成立する場合は、検査対象画素２７の右側に周囲よりも特に暗い低輝度エリアが存在すると認識し、（５）、（６）式のどちらか一方または両方が成立する場合は、検査対象画素２７の左側に周囲よりも特に暗い低輝度エリアが存在すると認識し、かつ照明光の光源側から前記高輝度点（検査対象画素２７）、前記低輝度エリアの順で隣接する検査対象画素２７を画像メモリ２２に格納された画像の中から検出する（ステップＳ４）。

（上）平均輝度算出エリア２６ａの平均輝度値＋閾値Ｉ＜
検査対象画素２７の輝度値 ‥‥（１）
（下）平均輝度算出エリア２６ｂの平均輝度値＋閾値I＜
検査対象画素２７の輝度値 ‥‥（２）
（上）平均輝度算出エリア２６ａの平均輝度値−閾値II＞
（右）低輝度算出エリア２８ａ ‥‥（３）
（下）平均輝度算出エリア２６ｂの平均輝度値−閾値II＞
（右）低輝度算出エリア２８ａ ‥‥（４）
（上）平均輝度算出エリア２６ａの平均輝度値−閾値II＞
（左）低輝度算出エリア２８ｂ ‥‥（５）
（下）平均輝度算出エリア２６ｂの平均輝度値−閾値II＞
（左）低輝度算出エリア２８ｂ ‥‥（６）

また、例えば（３）式と（５）式が成立するような、検査対象画素２７の両側が周囲よりも特に暗いと判断される場合でも、照明光の光源側から前記高輝度点−低輝度エリアの並びが成立するため、前記高輝度点すなわち検査対象画素２７は検出されることになる。
なお、平均輝度算出エリア２６、低輝度算出エリア２８で設定する閾値は、多くの紙粉画像データより算出するが、概ね輝度値で平均輝度算出エリアの閾値Ｉは１５から２０、低算出エリアの閾値IIは１０から１５に設定する。

平判紙裁断面に紙粉の粒が付着している場合の特徴は、図５に示すように、照明側に明部（高輝度部）があり、高輝度部の直ぐ横の照明と反対側に粒で発生した暗部（低輝度部）が存在することである。従って、検出された高輝度画素の座標に対し、照明と反対側の横方向のある範囲内に低輝度エリアの座標があれば、その高輝度画素は紙粉の粒２５によるものと判断できる。このように照明光２４の方向に対し水平方向に高輝度部の隣が低輝度部となる輝度変化が紙粉による輝度変化である。

平判紙の積層面に明暗の状態を発生させるものとして紙痛み（積層装置の一部に平判紙の一部が接触して発生する凹み）がある。この紙痛みに照明光が当たると、図６に示すように、照明光２４は紙痛み２９で反射する。そして、照明の方向に対し水平方向に低輝度部の隣が高輝度部となる輝度変化のペアとなるので、判別が可能である。
ステップＳ４で高輝度画素が検出されると、図１の紙粉付着量検査装置は、検出された高輝度画素の画素数から積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに付着する紙粉の付着面積を算出する（ステップＳ５）。

なお、検出された高輝度画素の画素数をＮ、高輝度画素の１画素当りの面積をＳ₁とすると紙粉の付着面積Ｓ₂は、Ｓ₂＝２Ｎ×Ｓ₁から求めることができる。これは、積層物１が搬送途中で斜めになることがあり、照明と平判紙積層物の側面との角度は必ずしも一定ではないため、この影響を軽減するための対応である。平判紙積層物が斜めに搬送された場合、相対的に照明の角度が変化するため、図５に示した暗部（影部）の長さが変化してしまう。特に、本実施形態における照明の角度は３０度以下であるため、影部の長さは粒の直径に比較して大きくなる。この状態で例えば相対的に照明の角度が小さくなる方向に平判紙積層物が傾いていた場合、影部の長さは非常に大きくなってしまう。これに対し、高輝度部は粒の直径の半分程度の面積であり、照明の角度が変化してもあまり変化しない。従って、照明の角度による変化が少ない高輝度部の面積のみで紙粉の面積を求めることにより、精度の高い面積値を得ることが可能となる。

ステップＳ５で紙粉の付着面積が算出されると、図１の紙粉付着量検査装置は、算出された紙粉の付着面積を平判紙裁断面１ａ〜１ｄの面積で除した値（以下、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対する紙粉の面積比という）をステップＳ６で算出する。そして、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対する紙粉の面積比がステップＳ６で算出されると、図１の紙粉付着量検査装置は、算出された紙粉の面積比を合否基準値と比較する（ステップＳ７）。そして、合否基準値と比較結果がステップＳ８で図示しない表示装置等に出力する。

ここで、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対する紙粉の面積比が基準値を超えている場合は、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに付着する紙粉の付着量が基準値を超えていることを知らせるメッセージが表示装置等に出力される。また、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対する紙粉の面積比が基準値以下の場合は、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに付着する紙粉の付着量が基準値以下であることを知らせるメッセージが表示装置等に出力される。
なお、紙粉の面積比は下式から求めることができる。
面積比＝紙粉部の面積÷カメラ視野面積
＝（紙粉の粒の画素数×画素単位面積）÷（カメラ視野画素数×画素単位面積）
＝（紙粉の粒の画素数）÷（カメラ視野画素数）

上述のように、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照明光を照明装置６〜９から照射すると共に、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを撮像装置１０〜１３により撮像し、撮像装置１０〜１３により得られた画像から平判紙裁断面１ａ〜１ｄの平均輝度を算出することで、平均輝度より輝度値が高く且つ平均輝度より輝度値の低い低輝度画素と照明光の光源側で隣接する高輝度画素を撮像装置１０〜１３により得られた画像の中から検出することが可能となる。また、高輝度画素の画素数から平判紙裁断面１ａ〜１ｄに紙粉の付着面積を算出し、付着面積の算出値を平判紙裁断面１ａ〜１ｄの面積で除した値を基準値と比較することで、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量が基準値以下であるかどうかを判定することが可能となり、従って、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量を正確に検査することができる。

また、上述した本実施形態のように、平判紙裁断面１ａ〜１ｄの平均輝度を算出する際に、平判紙裁断面１ａ〜１ｄの高さ方向と横方向に数画素分のエリア幅を有する平均輝度算出エリア２６を撮像装置１０〜１３により得られた画像の各画素の上下と左右に設定して平判紙裁断面１ａ〜１ｄの平均輝度を算出することで、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに現れる横縞の影響や照明光の輝度むらによる影響を大きく受けることなく積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量をより正確に検査することができる。

図７は積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照明光２４を平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して３０°より大きい角度で照射した場合と３０°以下の角度で照射した場合を示し、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照明光２４を平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して３０°より大きい角度で照射すると、図７（ａ）に示すように、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照射された照明光２４のうち紙粉の粒２５に照射された照明光２４は撮像装置１０〜１３に入射しない反射光となる確率が大きくなる。

一方、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照明光２４を平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して３０°以下の角度で照射した場合は、図７（ｂ）に示すように、紙粉の粒２５で反射した照明光２４が撮像装置１０〜１３に入射する確率が大きくなる。また、平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対する照明光２４の照明角度が小さくなるに従って紙粉の粒２５によって発生する影の長さが長くなる。
したがって、上述した本実施形態のように、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに照明光２４を平判紙裁断面１ａに対して３０°以下の角度で照射することで、紙粉が付着している部分と付着していない部分との明暗（コントラスト）が大きい画像を得ることができ、これにより、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量をより正確に検査することができる。

図８は積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して６０°より小さい角度で撮像した場合と１２０°より大きい角度で撮像した場合を示し、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して６０°より小さい角度や１２０°より大きい角度で撮像すると、図８に示すように、紙粉の粒２５で反射した照明光２４が撮像装置１０〜１３に入射しにくくなる。

一方、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して６０°〜１２０°の角度で撮像した場合は、図７（ｂ）に示すように、紙粉の粒２５で反射した照明光２４が撮像装置１０〜１３に入射しやすくなる。
したがって、上述した本実施形態のように、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄを平判紙裁断面１ａ〜１ｄに対して６０°〜１２０°の角度で撮像装置１０〜１３により撮像することで、紙粉が付着している部分と付着していない部分との明暗（コントラスト）が大きい画像を得ることができ、これにより、積層物１の平判紙裁断面１ａ〜１ｄに粒となって付着する紙粉の付着量をより正確に検査することができる。

１…積層物
１ａ〜１ｄ…平判紙裁断面
２…搬送パレット
３，４…搬送テーブル
５…積層物受渡し機構
６〜９…照明装置
１０〜１３…撮像装置
１４〜１７…昇降機構
１８〜２１…幅方向駆動機構
２２…画像メモリ
２３…画像処理装置
２４…照明光
２５…紙粉の粒

Claims

一定寸法に裁断された多数枚の平判紙を積層してなる積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉の付着量を検査する方法であって、前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して所定の角度で照射すると共に、前記平判紙裁断面を前記平判紙裁断面に対して所定の角度で撮像装置により撮像し、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する平均輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の上下に設定して前記平均輝度算出エリアの平均輝度を算出するとともに、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する低輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の左右に設定し、前記照明光により紙粉が存在することで発生した影をとらえて前記低輝度算出エリアの平均輝度を算出し、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して前記低輝度算出エリアの前記平均輝度が設定した閾値以下の前記低輝度算出エリアを前記画像の中から検出し、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して輝度値が設定した閾値以上高く且つ検出された前記低輝度算出エリアと前記照明光の光源側で隣接する高輝度画素を前記画像の中から検出し、前記高輝度画素の画素数から前記平判紙裁断面に付着する紙粉の付着面積を算出した後、前記付着面積の算出値を前記平判紙裁断面の面積で除した値を基準値と比較して前記紙粉の付着量を検査することを特徴とする紙粉の付着量検査方法。
前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して３０°以下の角度で照射すると共に、前記平判紙裁断面を該平判紙裁断面に対して６０°〜１２０°の角度で撮像することを特徴とする請求項１に記載の紙粉の付着量検査方法。
一定寸法に裁断された多数枚の平判紙を積層してなる積層物の平判紙裁断面に付着する紙粉の付着量を検査する装置であって、前記積層物の平判紙裁断面に照明光を前記平判紙裁断面に対して所定の照明角度で照射する複数の照明装置と、前記積層物の平判紙裁断面を前記平判紙裁断面に対して所定の撮像角度で撮像する複数の撮像装置と、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する平均輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の上下に設定して前記平均輝度算出エリアの平均輝度を算出する手段と、前記平判紙裁断面の高さ方向と横方向に数画素分の幅を有する低輝度算出エリアを前記撮像装置により得られた画像の各画素の左右に設定し、前記照明光により紙粉が存在することで発した影をとらえて前記低輝度算出エリアの平均輝度を算出する手段と、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して前記低輝度算出エリアの前記平均輝度が設定した閾値以下の前記低輝度算出エリアを前記画像の中から検出する手段と、前記平均輝度算出エリアの前記平均輝度と比して輝度値が設定した閾値以上高く且つ検出された前記低輝度算出エリアと前記照明光の光源側で隣接する高輝度画素を前記画像の中から検出する手段と、前記平判紙裁断面に付着する紙粉の付着面積を前記高輝度画素の画素数から算出する手段と、前記付着面積の算出値を前記平判紙裁断面の面積で除した値を基準値と比較する手段とを備えたことを特徴とする紙粉付着量検査装置。