JPH06222015A - コンベアによって搬送される材料の欠陥を検知する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繊維衣服の要素部品の欠陥を検知することが
できる装置を提供する。 【構成】 本装置は、コンベアによって搬送される材料
６の欠陥を検知すると共にその欠陥のタイプを特定し、
欠陥のタイプに応じて材料を分類することを可能とす
る。本装置は、回転ミラー４によって材料６に反射され
る光源２を有する走査レーザを備える。また、走査レー
ザとは反対側の材料の側に設けられる光線散乱機構１８
も備える。更に、光線散乱機構１８によって散乱された
光線３を検知するように位置決めされたホトダイオード
列２０も備える。欠陥が存在する場合には、ホトダイオ
ード列２０に到達する光線の量の急速な変化を検知して
種々のタイプの欠陥に関して異なる波形を有する電子的
な欠陥信号を発生する。該電子的な欠陥信号を分析して
欠陥のタイプを特定し、材料をその欠陥のタイプに応じ
て分類する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は欠陥検知装置に関し、よ
り詳細には、欠陥を特定し検査した材料を特定した欠陥
のタイプに従って分類するためにスキャナ及び検知器を
用いる上述の如き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】衣服は、衣服の別個の要素である繊維部
品を準備し、これら別個の繊維部品を適正なサイズに切
断し、縫製又は他の取り付け工程によって上記繊維部品
を組み立てることにより製造され、これにより、完成さ
れた衣服が形成される。

【０００３】繊維衣服の製造においては、欠陥を有する
部品を排除するために、これら繊維の要素部品を組み立
てる前に、各繊維の要素部品を検査する必要がある。衣
服を組み立てた後には、そのような欠陥を検査すること
はより困難となり、衣服に欠陥が発見された場合には、
より多くの繊維並びに生産時間を浪費することになる。

【０００４】あるタイプの欠陥には、材料ウエブの一部
が部分的に又は完全に欠損している。このような欠陥
は、材料に小さなピンホールが現れる「バードアイ（ｂ
ｉｒｄ’ｓ ｅｙｅｓ）」と呼ばれる穴の形態の欠陥、
あるいは、製造の間に材料に細い糸が縫い付けられた時
に、材料ウエブが薄い領域を示す状態である「シン・ヤ
ーン（ｔｈｉｎ ｙａｒｎ）」がある。上述のタイプの
欠陥は一般に永続的すなわち修復不能であると考えられ
る。

【０００５】第２のタイプの欠陥は、材料ウエブの一部
に過剰の糸が現れる欠陥である。これらの欠陥は、過剰
の糸が製造の間に材料ウエブに縫い付けられた時に、材
料ウエブが厚くなった領域を示す状態であり、リント、
リブ又は「ヘビースポット（ｈｅａｖｙ ｓｐｏｔ
ｓ）」の形態である。第１のタイプの欠陥とは異なり、
第２のタイプの欠陥は非永続的すなわち修復可能であ
る。例えば、リントを表面から取り除き、材料を使用可
能な状態にすることができる。

【０００６】連続的な材料ウエブを検査する装置は周知
である。例えば、ある周知の装置においては、連続的な
材料ウエブを概ね平坦な状態に維持してコンベアへ移動
させる。材料ウエブは検査領域を通過し、該検査領域に
おいては、レーザの形態の光線が通過する材料ウエブを
走査すなわちスキャンする。繊維の他側部に設けられた
検知器列が、繊維を通過した光線に応答する。従って、
穴の如き欠陥が材料ウエブに存在する場合には、光線は
その穴を通過して検知される。

【０００７】上述の装置の欠点は、不規則な形状の繊維
の要素部品を検査するために使用することができないこ
とである。繊維の要素部品が切断される材料ウエブでは
なく、繊維の要素部品自身を検査することが望ましく、
その理由は、材料ウエブの一部に欠陥が存在すると、材
料ウエブ全体が使用できなくなるからである。

【０００８】上述の装置の他の欠点は、周囲光線の変動
に敏感であり、従って、検知プロセスの有効性を低下さ
せることである。また、上述の如き装置を用いた場合に
は、上述の第２のタイプの欠陥を容易に検知することが
できず、また、欠陥のタイプの識別を行えないことであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、繊維
部品の欠陥を検知するための改善された装置を提供する
ことである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、コンベ
アによって搬送される材料の欠陥を検知する装置が提供
され、該装置は、回転ミラーによって材料に反射される
走査レーザの如き光源と、上記走査レーザとは反対側の
前記材料の側に設けられる光線散乱機構と、上記光線散
乱機構によって散乱された光線を検知するように位置決
めされたホトダイオード列とを備える。欠陥が存在する
場合には、上記ホトダイオード列に到達する光線量の急
速な変化が検知され、これにより、種々の欠陥のタイプ
に関して異なった波形を有する電子的な欠陥信号が発生
する。上記電子的な欠陥信号を分析して欠陥のタイプを
特定し、その欠陥のタイプに応じて材料を分類する。

【００１１】本発明の別の特徴によれば、コンベアによ
って搬送される材料の欠陥を検知する方法が提供され、
該方法は、材料に照射されその一部は該材料を通過する
光線で走査する工程と、上記材料を通過する光線の部分
の強度の高い割合の変化を検知する工程と、検知された
強度の上記高い割合の変化の数をカウントする工程と、
カウントされた数に応じて材料を分類する工程とを備え
る。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の好ましい実施例によるレー
ザ走査型の欠陥検知器を示している。光源２は、回転ミ
ラー４によって移動する材料６に反射される光線３を放
出する。回転ミラー４はモータ８によって回転される
（モータ８の駆動手段は図６に示されている。）。光線
散乱機構１８が、材料６の下方のある距離に設けられて
いる。ホトダイオード列２０が、光線散乱機構１８の下
方のある距離に設けられている。少なくとも２つの外部
走査領域センサ２４、２６が、材料サポート１４の上方
に設けられているセンササポート３１０、３１２上で摺
動可能に設けられている。

【００１３】図２に示すように、材料６は、材料サポー
ト１４によって、第１のコンベア１０から第２のコンベ
ア１２へ搬送される。サポート１４は、走査光線３の経
路に沿って位置するスロット１６を有している。光線散
乱機構１８はスロット１６の下方に位置している。光線
散乱機構１８は、入射光線３を拡散し、該光線３がホト
ダイオード列２０によって容易に検知されるような特性
を有している。好ましい実施例においては、光線散乱機
構は、約０．７９４ｍｍ（約１／３２インチ）乃至約
１．５８ｍｍ（約１／１６インチ）の厚みを有するポリ
テトラフルオロエチレンのシートであるが、ベラムの如
き他の材料を使用することもできる。

【００１４】ホトダイオード列２０もスロット１６の下
方に配列されている。ホトダイオード列２０は、１３２
あるいはそれ以上のホトダイオードによって構成される
のが好ましい。好ましい実施例においては、図３に示す
ように、１３２のホトダイオード２３が約４２５ｍｍ
（１６．７５インチ）の幅にわたって互い違いに配列さ
れ、各ホトダイオード２３の感光性の表面２５の中心は
約６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）だけ離れている。
ホトダイオード２３は、図４に示すように互い違いに配
列され、発生された信号を平滑にしながら検知領域を増
大させる。欠陥検知器１は、ホトダイオード列２０に加
えて、２つのホトダイオード２７、２９を有する走査開
始センサ（スタートセンサ）２２を備えており、上記ホ
トダイオード２７、２９は、図４に示すように、ホトダ
イオード列２０に隣接する走査開始位置に設けられてい
る。列２０及びスタートセンサ２２を備えるホトダイオ
ードは、シーメンス社（Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｒｐ．）
により製造されるｎｏ．ＳＦＨ２１７のように、商業的
に入手可能である。ＳＦＨ２１７ホトダイオードの感光
性表面２５は、約５．０８ｍｍ（０．２００インチ）の
外径を有している。

【００１５】好ましい実施例は、図１及び図２に示すよ
うに、走査される領域の外側のどのような特定の位置に
設けることもできる外部走査領域センサ２４、２６と、
材料センサ２８とを備えている。光ファイバの反射型セ
ンサであるのが好ましい外部走査領域センサ２４、２６
は、材料６の位置情報をもたらす。これは、後に詳述す
るように、情報処理能力を有するパターン走査及び評価
を行う機能を有する。赤外線発振器／受信器の如き反射
型センサであるのが好ましい材料センサ２８は、ホトダ
イオード列２０からの供給ラインにおいて上流側に位置
している。また、カールブロア３８が走査領域の上方に
設けられ、一般には走査される際に自然にカールする材
料６を平坦にする。

【００１６】次に図５を参照すると、材料６が走査光線
とホトダイオード列２０との間を通過した後に、第２の
コンベア１２は、検査された材料６を材料棄却領域３０
へ搬送し、該材料棄却領域において、欠陥を有する材料
を棄却機構３２によってコンベア１２から取り除くこと
ができる。棄却機構３２は、穴排除ブロア３４、並び
に、過剰材料排除ブロア３６とを備えるのが好ましい。
穴排除ブロア３４及び過剰材料排除ブロア３６は、材料
６を第２のコンベア１２の両側から吹き飛ばし、これに
より、一般には永続的な欠陥であると考えられる穴欠陥
を有する材料６を、補修可能な欠陥を有するタイプの材
料６から選別する。

【００１７】本実施例のレーザ欠陥検知器は完全に自動
化することができる。図６に示すように、外部走査領域
センサ２４、２６はコンピュータ５４に接続されてい
る。材料センサ２８もコンピュータ５４に接続されてい
る。キーボード２９６及びビデオディスプレイ端子２９
７もコンピュータ５４に接続することができる。スター
トセンサ２２は、スタートパルス前置増幅器２９２に接
続されており、該前置増幅器はスタートパルス増幅器ス
テージ２４４に接続されている。スタートパルス増幅器
ステージ２４４は、スタートパルス比較器ステージ２４
６に接続されている。スタートパルス比較器ステージ２
４６の出力は、コンピュータ５４に接続されている。

【００１８】主センサ列２０は、コンピュータ５４によ
って監視される。主センサ列２０は、高ｄｖ／ｄｔ前置
増幅器ステージ４０に接続されている。高ｄｖ／ｄｔ前
置増幅器ステージ４０の出力は、２つの高ｄｖ／ｄｔ増
幅器ステージ１３８ａ、１３８ｂに並列に供給される。
増幅器ステージ１３８ａ、１３８ｂは、比較器ステージ
１４０、２４５にそれぞれ接続されている。比較器ステ
ージ１４０の出力はコンピュータ５４に接続されてい
る。比較器ステージ２４５の出力は、マルチバイブレー
タの単安定回路２３１に接続されている。単安定回路２
３１はコンピュータ５４に接続されている。

【００１９】図６に示すように、各々の比較器回路１４
０、２４５、２４６は、電位差計１９８ａ、１９８ｂ、
１９８ｃにそれぞれ接続されている。電位差計１９８
ａ、１９８ｂ、１９８ｃは、システムユーザが比較器１
４０、２４５、２４６のトリップ点を調節することによ
り、比較器１４０、２４５、２４６の感度を調節するこ
とができる。上記トリップ点は、比較器の出力側に電圧
を生じさせるようにするために高ｄｖ／ｄｔ増幅器回路
から供給すべき電圧の強さである。システムユーザは、
図７に示す感度調節器２９４ａ、２９４ｂ、２９４ｃを
回転させることにより、電位差計従ってトリップ点を調
節することができる。

【００２０】上記種々の入力に応答して、コンピュータ
５４は、レーザスキャナ、材料棄却機構３２、カールブ
ロア３８、及びアラーム３３７を制御する。図６に示す
ように、コンピュータ５４は電源３００に接続されてい
る。電源３００は、光源２並びにミラーモータのドライ
バ３０２に接続されている。ミラーモータのドライバ
は、回転ミラー４に接続されているモータ８に接続され
ている。コンピュータ５４は、穴排除ブロア３８と、材
料排出ブロア３６と、カールブロア３８と、発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）３３６及び可聴アラーム３３８から成る
アラーム３３７に接続されている。

【００２１】欠陥が検知されると、適宜な穴排除ブロア
３４及び過剰材料排除ブロア３６が、コンピュータ５４
からの信号によって作動される。好ましい実施例におい
ては、穴検知器は優先的な装置である。従って、穴が検
知された時には、コンピュータ５４は、ロックアウトリ
レー５６を作動させ、過剰材料排除ブロア３６をオーバ
ライドする。

【００２２】主センサ回路は図８に示されている。２．
５ボルトのＤＣ電源５８が、コネクタ６４のピンから主
列２０の各々のホトダイオードのカソード６０に供給さ
れる。主列２０の各ホトダイオードのアノード６８は、
コンデンサ７６及びインダクタ７２に接続されている。
インダクタ７２は、電位差計４２を介して、コネクタ６
４の接地（グラウンド：ＧＮＤ）ピン８６に接続されて
いる。スワンピング抵抗器７４が、アノード６８と電位
差計４２との間で、インダクタ７２に並列に接続されて
いる。コンデンサ７６は、トランジスタ７０のベース７
８に接続されている。抵抗器８０が、ベース７８とトラ
ンジスタのコレクタ８２との間に接続されている。トラ
ンジスタ７０のエミッタ８４が、コネクタ６４の接地ピ
ン８６に接続されている。トランジスタ７０のコレクタ
８２は、バイアス抵抗器９２を介してコネクタ６４のピ
ン６２から供給される２．５ボルトのＤＣ電源５８に接
続されている。ブロックコンデンサ８８が、ピン６２と
コネクタ６４の接地ピン８６との間に接続されている。
トランジスタ７０のコレクタ８２もコネクタ６４のピン
１２４に接続されている。

【００２３】５ボルトのＤＣ電源９４が、コネクタ６４
のピン６６から走査開始センサ２２の各々のホトダイオ
ードのカソード９６に供給される。走査開始センサ２２
を含むホトダイオードのアノード９８は、トランジスタ
１０２のベース１００に接続されている。電位差計１０
４が、トランジスタ１０２のベース１００とコネクタ６
４の接地ピン１０６との間に接続されている。トランジ
スタ１０２のコレクタ１０８は、トランジスタ１１２の
ベース１１０に接続されている。トランジスタ１１２の
コレクタ１１４は、コネクタ６４のピン１１６に接続さ
れている。トランジスタ１０２、１１２のエミッタ１１
８、１２０はそれぞれ、コネクタ６４の接地ピン１０６
に接続されている。ブロックコンデンサ１２２は、コネ
クタ６４の５ボルトのＤＣ電源のピン６６と、コネクタ
６４の接地ピン１０６との間に接続されている。コネク
タ６４の上記２つの接地ピン８６及び１０６は互いに接
続されている。

【００２４】図８に示す主センサ回路は、走査すなわち
スキャンが開始したことを信号で知らせ、走査光線３が
検査している材料６を横断する際の照射強度の変化に応
答する。主センサ回路は、走査開始センサすなわち走査
スタートセンサ２２を含むホトダイオード２７、２９が
走査光線３によって照射された時に、コネクタ６４のピ
ン１１６からスタートパルス１２６を供給する。この照
射により、アノード９８に時変電流が生じ、該電流はト
ランジスタ１０２、１１２によって増幅される。トラン
ジスタ１１２のコレクタ１１４からピン１１６へ供給さ
れる上記増幅された電流パルスはスタートパルス１２６
である。

【００２５】また、図８の主センサ回路は、走査光線３
が材料６を横断する際の照射強度の変化に応答して、コ
ネクタ６４のピン１２４から欠陥信号１２８を供給す
る。照射強度の変動により、ホトダイオード列２０のア
ノード６８には対応する電圧の変動が生じる。一連のコ
ンデンサ７６及び分路インダクタ７２を備えるハイパス
ネットワークが、アノード６８における時間に関する電
圧の低周波数変動を阻止し、同時に高周波数変動を通過
させる。次に、ホトダイオード列２０に当たる光線３の
強度の急激な変化により生ずる高周波数信号がトランジ
スタ７０によって増幅される。トランジスタ７０のコレ
クタ８２からコネクタ６４のピン１２４に供給される増
幅された信号は欠陥信号１２８である。

【００２６】スタートパルス１２６及び欠陥信号１２８
は、更に処理を受けるために、図８の主センサ回路から
図９の増幅器回路へ供給される。スタートパルス１２６
及び欠陥信号１２８が主センサ回路から増幅器回路へ伝
達される際には、当業界においては周知のように、スタ
ートパルス１２６から欠陥信号１２８を電気的に遮蔽し
て混線を防止するのが好ましい。

【００２７】図９及び図１０は増幅器回路の概略的なダ
イアグラムである。欠陥信号１２８は、コネクタ１３２
のピン１３０を介して回路に供給される。ピン１３０
は、ポジティブセンサ回路１２４並びにネガティブセン
サ回路１３６に接続されている。ネガティブセンサ回路
１３４は、欠陥信号１２８の急激な正のピーク電圧に応
答して、正のインターラプト信号２１４を発生する。同
様に、ネガティブセンサ回路１３６は、欠陥信号１２８
の急激な負のピーク電圧に応答して、負のインターラプ
ト信号２３４を発生する。

【００２８】ポジティブセンサ回路１３４及びネガティ
ブセンサ回路１３６は各々、比較器ステージ１４０の前
に設けられる高ｄｖ／ｄｔ増幅器ステージ１３８を有し
ている。高ｄｖ／ｄｔ増幅器ステージは図９に示されて
いる。欠陥信号１２８は、コンデンサ１４６を介して、
トランジスタ１４４のベース１４２に接続されている。
フィードバック抵抗器１４８が、ベース１４２をトラン
ジスタ１４４のコレクタ１５０に接続している。トラン
ジスタ１４４のエミッタは、抵抗器１５６を介して、接
地すなわちグラウンド１５４に接続されている。トラン
ジスタ１４４のコレクタ１５０は、コンデンサ１６２を
介して、第２のトランジスタ１６０のベース１５８に接
続されている。フィードバック抵抗器１６４が、ベース
１５８をトランジスタ１７０のコレクタ１６６に接続し
ている。トランジスタ１６０のエミッタ１６８はグラウ
ンド１５４に接続されている。

【００２９】トランジスタは、ＤＣ電源１７０を用いて
バイアスされている。抵抗器１７２は、抵抗器１７４を
介して、トランジスタ１６０のコレクタ１６６に接続さ
れている。抵抗器１７２は、グラウンド１５４に接続さ
れた分路抵抗器１７６、１７８、並びに、一連の抵抗器
１８０を有するＲＣネットワークに接続されている。Ｒ
Ｃネットワークは、抵抗器１８２を介して、トランジス
タ１４４のコレクタ１５０に接続されている。

【００３０】高ｄｖ／ｄｔ増幅器ステージ１３８は比較
器ステージ１４０に接続されている。比較器ステージ
は、ポジティブセンサ回路１３４に関しては図１０に示
されている。高ｄｖ／ｄｔ増幅器ステージの出力側は、
ブロックコンデンサ１８４に接続されている。ブロック
コンデンサは、比較器１８８の第１の入力側１８６に接
続されている。比較器１８８の第１の入力は、電位差計
１９８の出力側に接続されている。第２の出力側１９６
もフィードバック抵抗器２００に接続されている。比較
器１８８の出力側２０２はトランジスタ２０６のベース
２０４に接続されている。トランジスタ２０６のエミッ
タ２０８はグラウンド２１０に接続されている。コレク
タ２１２はフィードバック抵抗器２００に接続されてい
る。トランジスタ２０６のコレクタ２１２の信号はポジ
ティブなすなわち正のインターラプト信号２１４であ
る。

【００３１】第１の入力側１８６も抵抗器１９０を介し
てＤＣ電源１７０に接続されている。抵抗器１９０は、
抵抗器１９４を介して、グラウンド１９２に接続されて
いる。ＤＣ電源１７０は、抵抗器２１６を介して、トラ
ンジスタ２０６のコレクタ２１２に接続されている。５
ボルトの参照電圧（ＲＥＦ）が電位差計１９８に接続さ
れている。また、電位差計１９８は、ブロックコンデン
サ２２２及び一連の抵抗器２２４を介して、＋１２ボル
トのＤＣ電源２２０に接続されている。

【００３２】図１０に示すように、ネガティブセンサ回
路１３６の比較器ステージは、ブロックコンデンサ１８
４と比較器１８８の第１の入力側１８６との間に抵抗器
２２６を備える点において、ポジティブセンサ回路１３
４の比較器ステージと異なる。また、フィードバック抵
抗器２００は、ポジティブセンサ回路で使用されるもの
よりも低い抵抗値を有する。

【００３３】ネガティブセンサ回路１３６の比較器ステ
ージの出力側は、図１０に示すように、単安定マルチバ
イブレータ２３０の反転入力側２２８に接続されてい
る。単安定マルチバイブレータ２３０の反転出力側２３
２は負のインターラプト信号２３４を与える。負のイン
ターラプト信号２３４のパルス幅は、電位差計２３６の
抵抗を変えることにより調節することができる。ＤＣ電
源１７０は電位差計２３６に接続されている。電位差計
２３６は、グラウンド２４０に接続されたコンデンサ２
３８に接続されている。マルチバイブレータ２３０の非
反転入力側２４２もグラウンド２４０に接続されてい
る。

【００３４】図９及び図１０に示すように、スタートパ
ルス１２６も、増幅器ステージ２４４及び比較器ステー
ジ２４６に接続されている。図９においては、スタート
パルス１２６は、コネクタ１３２のピン２４８を介し
て、増幅器ステージ２４４に供給される。ピン２４８
は、トランジスタ２５４のベース２５２に接続された一
連のコンデンサ２５０に接続されている。フィードバッ
ク抵抗器２５６が、ベース２５２をトランジスタ２５４
のコレクタ２５８に接続している。トランジスタ２５４
のエミッタ２６０は、抵抗器２６２によってグラウンド
２７０に接続されている。コレクタ２５８は、トランジ
スタ２６８のベース２６６に接続された一連のコンデン
サ２６４に接続されている。フィードバック抵抗器２７
２が、ベース２６６をトランジスタ２６８のコレクタ２
７４に接続している。トランジスタ２６８のエミッタ２
７６はグラウンド２７０に接続されている。

【００３５】ＤＣ電源１７０は、一連の抵抗器２７８並
びに分路抵抗器２８０を介して、増幅器ステージ２４４
に供給される。分路コンデンサ２８０は、一連の抵抗器
２８２と、トランジスタ２６８のコレクタ２７４に接続
された抵抗器２８４とに接続されている。一連の抵抗器
２８２は、分路コンデンサ２８６と、トランジスタ２６
０のコレクタ２５８に接続された抵抗器２８８とに接続
されている。

【００３６】スタートパルス１２６は、増幅器ステージ
２４４のコレクタ２７４から、図１０に示す比較器ステ
ージ２４６に接続されている。スタートパルス比較器ス
テージ２４６は、図１０に示すネガティブセンサ回路１
３６の比較器ステージト同様の設計を有するが、スター
トパルスが、スタートパルス比較器ステージ２４７の比
較器１８８の反転入力側に供給され、電位差計１９８ｃ
が比較器１８８の非反転入力側に接続されている点にお
いて異なっている。スタートパルス比較器ステージ２４
６の出力側はスタートパルス２９０に接続されている。

【００３７】コンデンサ１４６によってもたらされる静
電結合は、高ｄｖ／ｄｔ増幅器ステージ１３８の重要な
部分である。図９に示す増幅器回路のＲＣ時間定数は、
基本的には、トランジスタの入力ステージの入力インピ
ーダンスによって支配される。好ましい実施例において
は、コンデンサ１４６は２２０ピコファラッドの値を有
する。入力インピーダンスの抵抗要素は約３，０００オ
ームである。従って、ＲＣ時間定数は０．０００６６０
秒である。低周波数信号の変動を棄却することにより、
上記時間定数の値は、良好な信号ノイズ比を高ｄｖ／ｄ
ｔ増幅器ステージ１３８にもたらし、従って、図６の装
置の分解能を向上させる。

【００３８】比較器ステージ１４０においては、信号は
二乗され且つ調整されてコンピュータ５４のインターラ
プトとして使用される。正のインターラプト信号２１
４、負のインターラプト信号２３４、及びスタートパル
ス２９０はコンピュータ５４に接続されている。

【００３９】好ましい実施例においては、コンピュータ
５４は、欠陥信号をカウントし、各スキャンすなわち走
査当たりに２よりも多い欠陥を検知した場合には、棄却
を指示する。２つの欠陥は、材料６の両縁部にそれぞれ
１つであると予測される。光線３が走査線３０８に沿っ
て走査する際に、スリーブの各縁部が、ホトダイオード
列２０に当たる光線の強度のシャープな変化を生じ、こ
れにより、欠陥信号を発生する。走査領域３０６の下の
材料６に穴が存在する場合には、光線はその穴を急激に
通過して光線散乱機構１８に当たる。光線散乱機構１８
は、ホトダイオード列２０によって容易に検知できるよ
うに、光線３をより大きな領域に散乱させる。上記光線
強度の急激な変化に応答して欠陥信号が発生される。上
記１回の走査で３つの欠陥信号が発生されるので、コン
ピュータ５４は棄却機構３２を作動させる。

【００４０】図１１は、図６の装置によって実行される
べきコンピュータの好ましいメインプログラムによって
行われる各段階すなわちステップを概略的に示すフロー
チャートである。プログラムの入力点３２０において、
走査制御プログラムが実行される。ステップ３２２にお
いて、プログラムはキーボードのインターラプト信号３
２１をチェックする。システムユーザは、キーパッド２
９６の中の指定された１つのインターラプトキーを押す
ことにより、インターラプト信号を発生させることがで
きる。キーボードのインターラプト信号３２１が存在し
ない場合には、プログラムはステップ３２０へ戻る。イ
ンターラプト信号３２１が存在する場合には、プログラ
ムはステップ３２４へ進む。

【００４１】プログラムは、第１の指示されたインター
ラプトキー３２３がステップ３２４で押されているか否
かを判定する。第１の指定されたインターラプトキー３
２３が押されていれば、プログラムはステップ３２６へ
進み、このステップにおいてプログラムはスタイル定数
３９４を変更し、これにより、図６の装置は別の材料の
パターンをスキャンすなわち走査するように設定され
る。スタイル定数３９４は、図５並びにインテリジェン
ト・パターン走査に関して後に説明する。ステップ３２
６の後に、プログラムはステップ３２０へ戻る。最初の
指定されたインターラプトキー３２３が押されていなけ
れば、プログラムはステップ３２８へ進む。

【００４２】ステップ３２８において、プログラムは、
第２の指定されたインターラプトキー３２５が押されて
いるか否かを判定する。第２の指定されたインターラプ
トキー３２５が押されていれば、プログラムはステップ
３３０へ進み、このステップにおいてプログラムは電流
パラメータの変更を行う。これにより、システムユーザ
は、現在使用されているスタイル定数３９４を変更する
ことができる。ステップ３３０で電流パラメータの変更
を行った後に、プログラムはステップ３２０へ戻る。第
２の指定されたインターラプトキー３２５が押されてい
なければ、プログラムはステップ３３２へ進む。

【００４３】ステップ３３２において、プログラムは第
３の指定されたインターラプトキー３２７が押されてい
るか否かを判定する。第３の指定されたインターラプト
キー３２７が押されていれば、プログラムはステップ３
３４へ進み、コンピュータの入力及び出力のステータス
チェックすなわち状態チェックを行う。コンピュータ５
４に対する入力は、材料センサ２８、並びに、外部走査
領域センサ２４、２６を含む。コンピュータの出力は、
ＬＥＤ３３６と、可聴アラーム３３８と、棄却機構３２
と、カールブロア３８とを含む。ステップ３３４の後
に、プログラムはステップ３２０へ戻る。第３の指定さ
れたインターラプトキー３２７が押されていなければ、
プログラムはステップ３２０へ戻る。

【００４４】図１２は、図１１のステップ３２０に関し
て上に説明した走査制御プログラムの間に実行される各
ステップを概略的に示すフローチャートである。プログ
ラムの入力点３４０において、プログラムは、材料セン
サ２８の状態をチェックすることにより、材料が走査領
域に入っているか否かを判定する。材料が走査領域３０
６に入っていなければ、プログラムは、キーボードのイ
ンターラプト信号３２１が存在するか否かをステップ３
４２において判定する。インターラプト信号が存在しな
い場合には、プログラムはステップ３４０へ戻る。イン
ターラプト信号が存在する場合には、プログラムは、図
１１を参照して上で説明したステップ３２４乃至３３４
のアルゴリズムに従って、インターラプトを評価し、そ
の後プログラムはステップ３４０へ戻る。反対に、材料
が走査領域３０６に入っていれば、プログラムはステッ
プ３４４へ進む。

【００４５】ステップ３４４において、プログラムは、
スタートパルスがコンピュータ５４によって検知されて
いるか否かを判定する。スタートパルスが検知されてい
なければ、プログラムはステップ３４０へ戻る。スター
トパルスが検知されていれば、プログラムはステップ３
４６へ進む。

【００４６】プログラムはコンピュータ５４に指示を出
し、ステップ３４６においえ先縁部の遅延時間だけ待機
させる。先縁部遅延時間は、材料センサ２８によって材
料が最初に検知された時間と、欠陥の検知が開始した時
間との間に経過した時間である。図５を参照すると、代
表的なスリーブすなわち袖３０４の材料が自然のカール
を有しており、この自然のカールは、コンベア１０、１
２による通常の搬送の間に、先縁部３８８、並びに、袖
が重なっていない場合には後縁部３９０を動揺させる。
そのような同様は、誤った欠陥の検知を生ずることにな
る。これは、欠陥の検知を行う前に、ステップ３４６に
おいてスタイル依存型の材料存在走査数を遅延させるこ
とにより解消される。

【００４７】先縁部遅延時間を実行した後に、プログラ
ムはステップ３４８において、両方の外部走査領域セン
サ２４、２６が材料を検知しているか否かを判定する。
両方のセンサ２４、２６が材料を検知していれば、プロ
グラムはステップ３５０へ進み、該ステップにおいて直
線縁部の遅延を行う。適宜な遅延の後に、プログラムは
ステップ３５２へ戻る。両方のセンサ２４、２６が材料
を検知していれば、プログラムはステップ３５２へ戻
る。

【００４８】図５を再度参照すると、代表的な袖３０４
は、走査線３０８に対して平行な直線縁部３１４、３１
６を有している。走査線３０８に対して平行な直線縁部
の走査は、誤った欠陥の検知を生ずることがある。これ
は、欠陥の検知の前に、ステップ３５０においてスタイ
ル依存型の期間にわたって直線縁部の遅延時間３９８を
行うことにより解消される。

【００４９】ステップ３５２の後に、プログラムは欠陥
信号をカウントする命令をコンピュータに与える。次に
プログラムはステップ３５４へ進み、該ステップにおい
て、走査時間３９６が経過しているか否かを判定する。
走査時間３９６は、走査レーザ光線が、スタートセンサ
２２からホトダイオード列２０の反対側の端部２９２ま
で図５に示すように移動するのに要する時間である。走
査時間が経過していなければ、プログラムはステップ３
５２へ戻る。走査時間が経過していれば、プログラムは
ステップ３５６へ進む。

【００５０】プログラムはステップ３５６において、欠
陥のカウントが所定の限度よりも多いか否かを判定す
る。欠陥のカウントは所定の限度よりも多ければ、プロ
グラムはステップ３５８へ進み、該ステップにおいて、
可聴アラーム３３８及びＬＥＤ３３６を作動させて棄却
機構３２を機能させるように、コンピュータに命令を与
える。ステップ３５８を実行した後に、プログラムはス
テップ３６０へ進む。欠陥のカウントが所定の限度より
も多くない場合には、プログラムはステップ３５６から
ステップ３６０へ進む。

【００５１】ステップ３６０において、プログラムは材
料が走査領域に存在するか否かを判定する。材料が走査
領域に存在する場合には、プログラムはステップ３４４
へ戻る。材料が走査領域に存在しない場合には、プログ
ラムはステップ３４０へ戻る。

【００５２】本発明の自動化された欠陥検知器は、イン
テリジェント・パターン走査を行うことができる。図５
を再度参照すると、本発明の走査領域３０６を通過する
代表的な袖３０４が示されている。袖３０４は、その検
査の間に左側から走査領域３０６を通って右側移動し、
その間に、走査レーザ光線が底部から頂部へ走査線３０
８に沿って走査する。

【００５３】材料センサ２８は、走査線３０８からの供
給ラインの上流側にある。袖３０４が、左側から走査領
域３０６へ近づくと、材料センサ２８は、材料が走査領
域３０６へ入るところであることをコンピュータに信号
で知らせる。この信号から、コンピュータ５４は、図１
２のステップ３４６に関して説明したように、実際の欠
陥検知の走査を開始する前お適正な長さの時間遅延を決
定する。材料センサ２８は、コンベア１０に装填される
各袖の間に間隔がある場合に限って、上記目的のために
は有用である。袖が図５に示すように重なっている場合
には、材料センサ２８は、袖の先縁部を検知することが
できない。

【００５４】外部走査領域センサ２４は、走査線３０８
の上流側に設けられており、一方、外部走査領域センサ
２６は、走査線３０８の下流側に設けられている。袖同
士が図５に示すように重なっている場合でも、図６の装
置は、袖が外部走査領域センサ２４、２６をトリガする
順序を関しすることにより、袖の開始点及び終点を検知
することができる。図１及び図２に示すように、外部走
査領域センサ２４、２６は、それぞれのサポート３１
０、３１２の走査領域３０６の上に摺動可能に設けられ
ている。この配列により、システムユーザは、インテリ
ジェント・パターン走査を行うようにセンサ２４、２６
を位置決めすることができる。

【００５５】図５に示すように、代表的な袖３０４は、
走査線３０８に対して平行な直線縁部３１４、３１６を
有している。走査線３０８に対して平行な直線縁部の走
査は、誤った欠陥の検知を生ずる恐れがある。同様に、
材料ウエブのあいまいな側縁部は、欠陥検知器１によっ
て一連の小さな穴と見なされることがある。従って、図
５においては、外部走査領域センサ２４、２６は、セン
ササポート３１０、３１２の上にそれぞれ位置決めさ
れ、これにより、コンピュータ５４は、センサ２４、２
６によって袖の検知の順序及び状態を監視することによ
り、直線縁部３１４、３１６が検知される時を判定する
ことができる。

【００５６】図１２のステップ３５０に関して上に説明
したように、コンピュータ５４は、直線縁部３１４、３
１６が走査されている間に発生される欠陥信号を無視す
るようにプログラムされている。従って、外部走査領域
センサ２４、２６は図５に示すように位置決めされ、こ
れにより、袖の位置、特に、走査線３０８に対する直線
縁部３１４、３１６の位置を検知するようになされてい
る。センサ２４、２６が図５に示す位置に設けた場合に
は、袖３０４の「直線−曲線の間の遷移部」を検知する
ことができると共に、袖３０４が走査領域３０６に入っ
ているかあるいは出ているかを判定することができる。
外部走査領域センサ２４、２６は、袖が重なった関係で
移動する場合でも、袖の位置情報を与えることができ
る。これは、棄却機構３２の適正なタイミングのために
必要である。

【００５７】代表的な袖３０４とは異なる袖のパターン
すなわち「スタイル」も、図６に示す装置によって情報
処理的に検知することができる。本発明の好ましい実施
例においては、コンピュータ５４は、図６に示す装置に
使用される一組のスタイル定数３９４を記憶して袖を情
報処理的に走査する。システムユーザは、第１の指定さ
れたインターラプトキー３２３又は第２の指定されたイ
ンターラプトキー３２５を押すことにより、図１１に関
して上に説明したように、キーボード２９７から一組の
スタイル定数３９４を選定し又は変更することができ
る。走査される別の袖毎に、別個の組のスタイル定数２
９４を記憶することができる。

【００５８】好ましい実施例においては、コンピュータ
５４は以下の組のスタイル定数３９４を記憶する。走査
時間３９６（走査レーザ光線が、図５に示すように、ス
タートセンサ２２からホトダイオード列２０の反対側の
端部まで移動するに要する時間）。直線縁部遅延時間３
９８（その前にコンピュータが欠陥信号をカウントしな
い一回の走査における時間）。ブロー時間４００（ブロ
アが作動する時間の長さ）。ブロー前の遅延４０２（袖
が走査領域３０６を出た時間と棄却機構３２が作動する
時間との間の時間的な長さ）。先縁部遅延４０４（材料
センサ２８によって袖が検知される時間と欠陥の検知す
る実際の走査が開始する時間との間の時間的な長さ）。
後縁部遅延４０６（材料センサ２８又は後反りせ２４、
２６によって袖の端部が検知された時間と、欠陥の検知
する実際の走査が終了した時間との間の時間的な長
さ）。領域サイズ３８６（与えられた袖のスタイルに関
して既知の平均領域）。上記スタイル定数の組に加え
て、好ましい実施例においては、トリム縁部遅延４０８
を記憶し、これにより、図５に示すトリム縁部４１０が
欠陥の検知の対象から排除されるようにすることができ
る。

【００５９】コンピュータ５４はまた、材料の走査時間
の稼働平均４１２を維持するようにプログラムすること
ができる。図５に示すように、スタートセンサ２２から
ホトダイオード列２０の反対側の端部３９２までの光線
３の各スキャンすなわち走査の間に、袖３０４は、該走
査の一部にわたってだけ光線３を受ける。材料走査時間
４１２は、走査光線３が袖３０４に当たる各走査の部分
の総和である。材料走査時間の稼働平均を維持すること
により、コンピュータ５４は、代表的な良好な袖に関す
る平均材料走査時間を得ることができる。そのようにす
ると、コンピュータ５４は、上記所定の平均時間よりも
短いかあるいは長い材料走査時間４１２を有する袖を、
棄却機構３２をトリガして棄却することができる。この
方法は、袖全体又は袖の部品に関して、図６の装置を用
いて実行することができる。

【００６０】図１３は、欠陥のタイプが欠陥信号の位相
にどのような影響を与えるかを示している。図１３に
は、穴の欠陥３６２並びにリント又はリブの欠陥３６４
を有する材料６の一部が示されている。図６の装置によ
って発生される欠陥信号を示す波形３６６が材料６の下
に示されている。光線３が穴の欠陥３６２を通過する
と、欠陥信号３６８が発生し、該欠陥信号は、基準レベ
ル３７４に対して正の変位３７０、並びに、該正の変位
に続く負の変位３７２を有している。光線３がリント又
はリブ３６４に当たると、欠陥信号３７６が発生し、該
欠陥信号は、基準レベル３７４に対して負の変位３７
８、並びに、該負の変位に続く正の変位３８０を有す
る。その結果、穴の欠陥３６２に関連する欠陥信号は、
リント又はリブの欠陥３６４に関連する欠陥信号とは位
相がずれる。

【００６１】図６の装置は、欠陥のタイプを識別するこ
とができる。例えば、穴の欠陥３６２により生ずる欠陥
信号３６８は、図６の装置によって、リント又はリブん
３６４により発生した欠陥信号３７６と区別することが
できる。好ましい実施例においては、欠陥のタイプは、
欠陥信号の位相を検知することにより識別される。

【００６２】図６の装置においては、欠陥信号１２８の
正の変位及び負の変位の順序を判定することにより位相
を検知する。図９及び図１０の増幅器回路においては、
欠陥信号１２８は、ポジティブセンサ回路１３４及びネ
ガティブセンサ回路１３６へ並列に供給される。上述の
ように、ポジティブセンサ回路１３４は、欠陥信号１２
８の電圧における急激な正の変位に応答して、正のイン
ターラプト信号２１４を発生する。ネガティブセンサ回
路１３６は、欠陥信号１２８の電圧における急激な負の
変位に応答して、負のインターラプト信号２３４を発生
する。欠陥信号１２８には、正の変位及び負の変位が迅
速に連続して生じるので、図１０の単安定回路２３１を
負のインターラプト信号２３４のための記憶装置として
作用するように使用する。コンピュータ５４は、インタ
ーラプト信号２１４、２３４を受け取り、インターラプ
ト信号２１４、２３４が発生した順序を判定し、これに
より、欠陥信号１２８の位相を判定することができる。

【００６３】種々の位相検知手段を欠陥信号１２８に適
用することができることは当業者には理解されよう。ま
た、ネガティブセンサ回路１３６ではなく、ポジティブ
センサ回路１３４に単安定回路２３１を接続することが
できると共に、当業者には周知の他の記憶装置を用いて
インターラプト信号を記憶することができる。

【００６４】図６の装置を用いて欠陥のタイプを識別す
る場合には、位相を検知する装置の機能は、材料６と光
線散乱機構１８との間の距離１９、並びに、ホトダイオ
ード列２０と光線散乱機構１８との間の距離２１によっ
て達成される。距離１９、２１が減少すると、装置の感
度は増大し、位相を検知する精度は向上する。

【００６５】代替実施例においては、逆反射型のレーザ
走査機構を、光源２、ホトダイオード列２０、スタート
センサ２２、及び光線散乱機構１８の代わりに使用する
ことができる。図６の装置の他の部分は変わらない。欠
陥は、レーザが材料を走査し、該レーザが、材料の下に
位置する逆反射型のミラーによって光検知器に反射され
る際のレーザ強度の変化によって検出される。

【００６６】上記好ましい実施例によって発生する欠陥
信号は、線走査カメラの出力を積分することによっても
発生させることができる。この代替実施例においては、
光源２、ミラー４及びモータ８は、線走査カメラ３８２
によって置き換えられる。ホトダイオード列２０は、ス
トリップ（ｓｔｒｉｐ）光源３８４によって置き換えら
れ、また、光線散乱機構１８は取り除く。図１４に示す
如き較正マスク３８６を用いて、材料６と光源３８４と
の間の距離の変動によるストリップ光源３８４の強度の
変化を補償する。

【００６７】図１５及び図１６は、上述の如く配列され
た線走査カメラ３８２の直接的な出力を示している。図
１５及び図１６にも示される欠陥信号は、図９に関連し
て上に説明した高ｄｖ／ｄｔ増幅器回路１３８を用いて
上記出力を積分することにより得られる。図６の装置の
他の部分は変わらない。

【００６８】上述の詳細な説明は、制限的なものではな
く例示的なものであり、本発明の範囲は、総ての均等物
を含む特許請求の範囲の記載により画定されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】材料欠陥検知器の現時点において好ましい実施
例の断面図である。

【図２】図１の実施例の側方立面図である。

【図３】図１の走査領域にあるホトダイオード列及び光
線散乱機構の断面図である。

【図４】図３のホトダイオード列の平面図である。

【図５】図１及び図２に示す領域の頂面図である。

【図６】図１の材料欠陥検知器の実施例の機能を示すブ
ロック図である。

【図７】図１の実施例のコンピュータ・ハウジングの立
面図である。

【図８】図６に示す現在好ましい主センサ回路の概略的
な回路図である。

【図９】図６の現在好ましい増幅器回路の概略的な回路
図である。

【図１０】図６の現在好ましい増幅器回路の概略的な回
路図である。

【図１１】図６の装置によって実行されるコンピュータ
の好ましいメインプログラムにより実行される段階を概
略的に示すフローチャートである。

【図１２】図６の装置によって実行される好ましい走査
制御プログラムにより実行される段階を概略的に示すフ
ローチャートである。

【図１３】図６の装置によって発生される欠陥信号の位
相と欠陥のタイプとの関係を示す図である。

【図１４】材料欠陥検知器の代替実施例における走査領
域を示す頂面図である。

【図１５】材料欠陥検知器の代替実施例において発生さ
れるビデオ信号を示す図である。

【図１６】代替実施例によって、図１５のビデオ信号か
ら誘導された欠陥信号を示す図である。

【符号の説明】

２ 光源 ３ 光線 ４ 回転ミラー ６ 材料 ８ 回転ミラー用のモータ １４ 材料サポート １８ 光線散乱機構 ２０ ホトダイ
オード列 ２４、２６ センサ

フロントページの続き (72)発明者 チェンギュ・サン アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28210，シャーロット，ヴィレッジ・ブル ック・ドライヴ 1804−ジー (72)発明者 ロバート・エスコバル アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28273，シャーロット，ヨーク・リッジ・ ドライヴ 12907−432

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンベアによって搬送される材料の欠陥
   を検知する装置において、 回転ミラーによって材料に反射される光源を有する走査
   レーザと、 前記走査レーザとは反対側の前記材料の側に設けられる
   光線散乱機構と、 前記光線散乱機構によって散乱された光線を検知するよ
   うに位置決めされたホトダイオード列とを備え、これに
   より、欠陥が存在する場合に、前記ホトダイオード列に
   到達する光線の量の急速な変化を検知して種々のタイプ
   の欠陥に関して異なる波形を有する電子的な欠陥信号を
   発生し、前記電子的な欠陥信号を分析して欠陥のタイプ
   を特定し、前記材料を前記欠陥のタイプに応じて分類す
   ることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 コンベアによって搬送される材料の欠陥
   を検知する装置において、 回転ミラーによって材料に反射される光源を有する走査
   レーザと、 前記走査レーザとは反対側の前記材料の側に設けられる
   光線散乱機構と、 前記光線散乱機構によって散乱された光線を検知するよ
   うに位置決めされたホトダイオード列と、 前記ホトダイオード列に到達する光線の量の急速な変化
   を検知し、欠陥が存在する場合に、種々のタイプの欠陥
   に関して異なる波形を有する電子的な欠陥信号を発生す
   る手段と、 前記電子的な欠陥信号を分析して欠陥のタイプを特定す
   る手段と、 欠陥のタイプに応じて前記材料を分類する手段とを備え
   ることを特徴とする装置。
3. 【請求項３】 コンベアによって搬送される材料の欠陥
   を検知する装置において、 回転ミラーによって材料に反射される光源を有する走査
   レーザと、 前記走査レーザとは反対側の前記材料の側に設けられる
   光線散乱機構と、 前記光線散乱機構によって散乱された光線を検知するよ
   うに位置決めされたホトダイオード列と、 前記ホトダイオード列に接続された少なくとも１つの高
   ｄｖ／ｄｔ増幅器と、 前記少なくとも１つの高ｄｖ／ｄｔ増幅器に接続された
   少なくとも２つの比較器と、 前記少なくとも２つの比較器に接続されたコンピュータ
   とを備え、該コンピュータは、前記比較器によって与え
   られる信号を分析して欠陥のタイプを特定することを特
   徴とする装置。
4. 【請求項４】 コンベアによって搬送される材料の欠陥
   を検知する方法において、 その一部が材料を通過する光線を走査する工程と、 前記材料を通過する光線の部分の強度の高速の変化を検
   知する工程と、 検知された強度の高速の変化の数をカウントする工程
   と、 前記カウントされた数に応じて材料を分類する工程とを
   備える方法。