JPH0273122A - 連続測色装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野］ 本発明は、連続測色装置に係り、特に、鉄・非鉄・プラ
スチック・紙等色調を有する製品の製造プロセスにおい
て、製品の品質管理などに利用するためオンライン測定
で使用するのに好適な連続測色装置に関する。

【従来の技術ｊ 物体の色調は、その製品の良否を決定する重要な要素の
１つであるため、これの正確な測定が強く要請されてい
る。従って、例えば、鋼板上に有色塗料を塗布して製造
される着色亜鉛鉄板〈以下、「カラー鋼板」という）、
プラスチック、若しくは紙などを製造するブＯセスにお
いては、製品表面の色調を目標通りにするため、目視検
査や、サンプリング測定によるオフライン検査が行なわ
れている。加えて、最近では、上記製造中に連続的に測
色を行なう所謂オンライン検査も行なわれつつある。こ
のため、応答性が速く且つ非接触で測色できるオンライ
ン測色検査装置が種々開発され市販もされている。 例えば、カラー鋼板、酸洗鋼板、カラータイル、及び銅
箔などの測色に際して、本発明者らは上記オンライン測
色検査装置と同様の装置を使用して実験を行なっている
（「川崎製鉄技報」第１８巻第２号第２４乃至３０頁）
。この実験結果は各種製品の品質管理用に利用されてい
る。 又、例えば特開昭５３−５２１８３号公報で開示されて
いる並列検知式分光光度計を利用してオンラインで測色
を行なったり、厳密な分光測色を行わず、市販のカラー
センサを利用したプロセス用色検査装置を用いること等
も行なわれていた。 ところで、色の測定は感能計測に属するものであり、測
定機器を用いて測色した場合には、人間の目の視感度に
合わせた数値演算が行なわれる。 このため、又、測定系、光源、若しくは検出器等の使用
機器によって、上記数値演算の結果も異なるので、絶対
的な１ｌｌＱ定値を得ることはできない。 従って、目標となる標準サンプルと対象製品との差であ
る色差値のような相対値を用いて、製品の品質管理を行
うことが一般的である。 そのために、予め標準サンプルを測色し、該測色値を記
憶させたり、あるいはオンライン測定装置が定期的に移
動して標準サンプル板の設置位置へ接近し、定期的にサ
ンプリング測定を行なったりして、走行する測定対象物
の測色値と比較測定することが行なわれていた。 しかしながら、上記従来例においては、被測定物体の表
面色調が温度によって変化する場合、例えば、カラー鋼
板に塗布される一部の塗料の如く、高温時と常温時とで
色調が異なる場合には、常温の標準サンプルと製造中で
高温の被測定物体の温度差が大きいため、高精度の色調
管理が行なえないという問題点があった。 特に、着色工程が高温のプロセスとなっている場合、製
品の温度が常温付近になる最終工程で測色するときは問
題が生じないが、上流工程で測色し、迅速なフィードバ
ックを行なうようなときには、製品温度が高く、標準サ
ンプルとの温度差が生じ、測定誤差が大きくなるため、
前記従来例ではフィードバック制御に利用できないとい
う問題点があった。 【発明が達成しようとする課題】 本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたも
ので、その目的は、色調の温度依存性が大きい被測定物
体についても製造ラインなどで高精度な色調管理を行な
える連続測色装置を提供することにある。 〔課題を解決するための手段１ 本発明は、連続的に走行する被測定物体の表面色調情報
を測定する連続測色装置において、前記被測定物体に白
色光を照射し反射光を分光測定する光学系と、該光学系
の出力信号を受け一定の信号処理を行なって前記色調情
報を算出する演算装置と、前記被測定物体の標準となる
色調を有する標準サンプルを備えた標準サンプル校正装
置と、前記被測定物体の表面温度を検出する８１ＩＩ温
装置と、該測温装置の検出信号を受け、前記標準サンプ
ルの温度を前記被測定物体の表面温度と略同一になるよ
うに制御する温度制御ｌ装置とを備えることにより、前
記目的を達成したものである。 【作用］ 本発明は、被測定物体に白色光を連続照射し、反射光を
分光測色する遠隔測色計を用いて色調を測定する際に、
同一サンプルに長時間照射すると、照射光が強いために
サンプルの表面温度が経時的に上昇して測色値が変化す
るという発明者等の知見、及び、一部のカラー鋼板では
、製造時と製品完成後で色調が異なり、品質管理が困難
になっているという知見に基づいてなされたものである
。 発明者等が、カラー鋼板を例にとり、温度と色差値の対
応関係を調べたところ、塗料により特性は大ぎく異なる
が、使用した３色の塗料では、第２図に示すような結果
が得られた。第２図において、横軸は、常温（若しくは
室温）との温度差Δ丁を示し、縦軸は、常温（若しくは
室温）での測色値を基準としたときの色差値ΔＥを示し
ている。 又、Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ赤色、緑色、青色の塗料を
使用したときの特性曲線である。 第２図は、常温との温度差ΔＴが大である程、色差値Δ
Ｅが大きくなることを示している。このため、例えば色
差値ΔＥｔｌ−０，５以内にすることが色調管理の目標
である場合には、赤色カラー鋼板では、２〜３℃の範囲
内で標準サンプルと被測定物体の温度を一致させること
が必要となる。 従って、被測定物体の表面色調が温度によって変化した
り、高温時と低温時とで色調が異なったりするような場
合には、常温における標準サンプルの測定値を基準とせ
ず、温度条件を対応させて、製造段階における被測定物
体の温度近傍での測定値を基準とすることが必要である
。そのためにはｍ測定物体の温度を実測し、該温度に近
似する温度（例えば２〜３℃の範囲内）になるまで、標
準サンプルの温度を制御する必要があり、これによって
、製品として常温になった時点で、目標の色調を得るこ
とができる。 即ち、第２図において、赤色カラー鋼板の場合、常温と
の温度差６丁が２０″Ｃのとき色差値ΔＥは４近くにな
っているが、標準サンプルの温度を制御して常温との温
度差Δ王を±１°Ｃ程度に制御すると、色差値ΔＥは０
．２程度となり、色調管理が著しく向上するようになる
。 （実施例］ 以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。 本実施例は、第１図に示す如く構成されており、図中、
１は、例えば帯状のカラー鋼板でなり、第１図の太線矢
印（下）方向へ連続的に走行して製造される被測定物体
である。 ２．２′は、例えばハロゲンランプを用いた光源、回折
格子又はプリズムを用いた分光系、及び例えばフォトダ
イオードアレイでなる検出器などを内蔵し、被測定物体
１からの反射光のスペクトルを分光検出する光学系であ
る。 ３は、プリアンプ、メインアンプ、及びマルチプレクサ
などのアナログ回路と、１６ビツトマイクロコンピユー
タなどのデジタル回路を有し、光学系２の出力信号Ｓｏ
、５ｏ＝（可視域でのスペクトル信号）に、増幅、分配
等のアナログ処理と、色差演弾等のデジタル処理を施こ
す演算装置である。 ４は、ＬＥＤ表示器、プリンタ、若しくはレコーダ等で
なり、演算装置３の出力信号Ｓ１を受けて色彩情報を表
示したり記録したりする出力装置である。 ５は、演算装置３の出力信号Ｓ２を受け、光学系駆動部
１２を作動させて、スライド機構１１を介して標準サン
プル板１０の近傍まで光学系２を移動させる校正信号発
信器である。前記スライド機構１１及び光学系駆動部１
２は、例えばガイドレール、ボールネジ、パルスモータ
、及びエンコーダ等でなり、校正信号発信器５の出力信
号に応じて、光学系２を太線矢印（略左右方向）に移動
させるようにされている。 ６は、測温装置１３からの温度検出信号により、標準サ
ンプル板１０の温度を被測定物体１の温度に近づける（
略同一温度にする）ため、例えば加熱装置７を作動させ
る温度制御装置である。前記測温装置１３は、例えば接
触式測温センサ、又は、走行板に近接させて測温するセ
ンサとされている。 又、加熱装置７や温度制御装置６は、例えばコイルとサ
ーモスフを利用したものが使用される。 ８は、演算装置３の出力信号Ｓ４を受け、その値が例え
ば設定値以上であるときに、目標とする色調を達成する
べく、ライン１２ｍの制ｔｉｌ１機器９を作動させて、
製造条件（例えばカラー鋼板の場合では、塗料の塗布量
、焼付温度、乾燥湿度等）を変化させる制御装置である
。 以下、実ＩＩＩＩ！例の作用を説明する。 光学系２の光源（例えば白色光源）から照射された光線
は、被測定物体１で反射され、該反射光のスペクトルが
、光学系２の分光系を介して、その検出器で検出される
。該検出信号（例えば可視領域のスペクトル信号）は演
算装置３に送出され、ここでアナログ回路によるアナロ
グ処理とデジタル回路によるデジタル処理（例えば色差
演算）が施こされて、色彩情報が算出される。この色彩
情報信号（即ち、演算装置３の出力信号Ｓ＋）は、出力
装置４に送出されて表示や記録が行なわれる。 一方、被測定物体１及び標準サンプル板１０の温度は測
温装置１３．１３−で検出され、該検出信号が温度制御
装置６へ送出される。又、測温装置１３の出力は、被測
定物体１の温度が変動したときに校正信号を出力するべ
く、演算装置３にも送り出されている。 前記温度制御装置６において比較演算などの信号処理が
行なわれ、その結果に基づいて加熱装置７の作動が制御
される。このため、標準サンプル板１０は、加熱装置７
で温められるなどして被測定物体１の温度と近似する（
略同一の）温度となるように制御されている。 この状態で被測定物体１が変わったとき、又は、被測定
物体１の温度が一定値以上変化したとき、又は、一定時
間毎等に、演算装置３の出力信号Ｓ２に応じて校正信号
発信器５の出力が光学系駆動部１２に送り出され、スラ
イド１ｉｉｉを介して、標準サンプル板１０の近傍（校
正位置）まで光学系２が移動させられる。この校正位置
において、光学系２の光源からの照明光は標準サンプル
板１０で反射され、反射光（スペクトル）出力信号ＳＯ
′が演算装置３に送り出される。 演算装置３では、アナログ処理とデジタル処理が施され
た後、標準サンプル板１０のこの時（校正時）の温度に
おける色彩情報として、演算装置３の中のメモリに記憶
する。 光学系２はこの動作（校正動作）終了後、再び被測定物
体１の測定位置に戻り、被測定物体１の色彩情報と標準
サンプル板１ｏの校正時の色彩情報とを比較演算して、
色差値（ΔＥ）を算出する。 この演算結果は、演算装置３の出力信号Ｓ４となって制
御装置８などへ送出されて被測定物体１の色調管理が行
なわれる。即ち、上記演算結果たる演算装置３の出力信
号Ｓ４が、制御装置８などに予め設定されている設定置
以上の値（色差値）となった場合には、制御装置８が作
動し、ライン設備の制御礪器１４も作動する。このため
、例えばカラー鋼板の塗料の塗布借、焼付温度、及び乾
燥温度などの製造条件が変化させられ、究極的に被測定
物体１が目標とする色調を達成できるようになる。 なお、前記実施例においては、本発明がカラー鋼板の測
色に適用されていたが、本発明の適用対象は、これに限
定されず、プラスチックや紙、樹脂等の、温度により色
が変化し易い他の物にも同様に適用できることは明らか
である。 ［発明の効果］ 以上詳しく説明したように、本発明によれば、色調の温
度依存性が大きい被測定物体についても、着色工程を含
む製造ラインなどで高精度な色調管理が行なえるように
なり、製品の安定した品質を達成できる。又、上流工程
で測色が可能であるため、上流工程での迅速なフィード
バック制御に利用する等、種々の対策がとり易くなる等
の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る連続測色装置の実施例を示す斜
視図、 第２図は、本発明の詳細な説明するための、カラー鋼板
における温度差と色差値の関係の例を示す線図である。 ３・・・演算装置、　　　　　４・・・出力装置、５・
・・校正信号発信器、 ６・・・温度制御装置、　　　７・・・加熱装置、８・
・・制御ｌ装置、 ９・・・ライン設備の制御２ＩＩ機器、１０・・・標準
サンプル板、１１・・・スライド機構、１２・・・光学
系駆動部、　１３・・・測温装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に走行する被測定物体の表面色調情報を測
   定する連続測色装置において、 前記被測定物体に白色光を照射し反射光を分光測定する
   光学系と、 該光学系の出力信号を受け一定の信号処理を行なつて前
   記色調情報を算出する演算装置と、前記被測定物体の標
   準となる色調を有する標準サンプルを備えた標準サンプ
   ル校正装置と、前記被測定物体の表面温度を検出する測
   温装置と、 該測温装置の検出信号を受け、前記標準サンプルの温度
   を前記被測定物体の表面温度と略同一になるように制御
   する温度制御装置と、 を具備することを特徴とする連続測色装置。