JPH0626934A - 色差検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シート状物の色差検査を行うにあたり、複
数個のＣＰＵにより搬送系、入力系の制御と複数個のカ
ラーセンサの自動の校正と校正確認手続き、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
ムで色差結果が得られる。 【構成】 シート状物の搬送制御部、検査条件等の入
力部と表示部、出力部を制御する第１ＣＰＵと、複数個
のカラーセンサの測色・表示を制御する第２のＣＰＵと
を備えた色差検査装置において、複数個のカラーセンサ
間の機器間誤差ΔＥを予め設定した値ｅ以下にし、シー
ト状物体の色差がｅより小さくなった場合のみ校正終了
する色差検査方法。

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。

【０００３】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。

【０００４】

【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
カラーセンサや分光光度計を用いる方法においては、数
多くの方法や装置が提案されているが、シート状物の色
差検査に必ず必要となる複数個のカラーセンサの校正方
法について、オンライン検査を行う上での機器間誤差の
取扱い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し、かつ各カラーセン
サ間の機器間誤差（色差）が常に一定値内にあることを
保証した状況で測色を行うようにし、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方法を提出しようと
するものである。

【０００５】

【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等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、検査条件等を入力する入力部、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出力部を制御する第１
ＣＰＵ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、該カラーセンサとシー
ト状物の間をシート状物面と平行に移動する１個以上の
校正物体により、該カラーセンサの校正を自動的に行う
校正機構部と、各カラーセンサの機器間誤差（色差）△
Ｅが常にあらかじめ設定された値ｅ以下、望ましくはｅ
＝０．０１〜０．１程度になっているのきのみ校正を終
了するものとし、該カラーセンサに接続し、かつ第１Ｃ
ＰＵ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側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。

【０００６】リニアモータにより校正板を移動させる機
構としたため複数個のカラーセンサ間の校正が極めて容
易にかつ精度よく実行でき、かつ機器間誤差（色差）を
常にある一定値以下に抑えた状態で測色して精度を保証
し、また複数の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であり、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。

【０００７】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。

【０００８】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
ＣＰＵ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、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）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）から構成されてい
る。第２ＣＰＵに接続される機器としては、複数個のカ
ラーセンサ、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２
ＣＰＵ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２ＣＰＵには、第１ＣＰＵとの間に通
信回線が接続されており、第１ＣＰＵに接続された入力
部からの入力条件が第２ＣＰＵに伝送できるので、第２
ＣＰＵには入力装置は不明である。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）
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。

【０００９】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１ＣＰ
Ｕ、第１表示部、第１出力部などは、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１ＣＰＵ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図３に示すように、カラーセンサと
シート状物の間にあって、シート状物面と平行に移動す
る１個以上の校正物体をリニアモータに設置する。従っ
て校正を行う時は、リニアモータにより校正板を各カラ
ーセンサの所定の位置まで移動させることにより、容易
にかつ精度よく校正が行える構成となっている。そして
このリニアモータの制御も第１ＣＰＵ（ＰＣ−９８０
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
とから構成されている。次に第２ＣＰＵは、複数個のカ
ラーセンサによる測色と、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）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
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出力部は測定が終了した
時点で、第２表示部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１ＣＰＵと第２Ｃ
ＰＵ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２ＣＰ
Ｕ）、カラーセンサで得られたデータの伝送（第２ＣＰ
Ｕ→第１ＣＰＵ）などが双方向に行われる。また第２Ｃ
ＰＵと３個のカラーセンサも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、複数個のカラーセンサ
を使用する場合に手数のかかる校正操作を機構的に容易
にしたので、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、また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より一層はかれる
装置となる。

【００１０】図４、図５のフローチャートに従って本シ
ステムの機能を説明する。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、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６８
０２０制御側）の動作を分離して示した。第１ＣＰＵ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２Ｃ
ＰＵ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
条件等が入力される。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１
ＣＰＵ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２ＣＰ
Ｕ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に示したような本
実施例では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）

【００１１】ただし、機器間誤差（色差）ΔＥとは例え
ば次のように計算されるものである。２台のカラーセン
サが同じ物体を測色し、得られた測色値をそれぞれ（Ｌ
1*，ａ1*，ｂ1*）（Ｌ2*，ａ2*，ｂ2*）とする。この場
合の２台の機器間誤差ΔＥは次式となる。 ΔＥ＝｛（Ｌ1*−Ｌ2*）2 ＋（ａ1*−ａ2*）2 ＋（ｂ1*
−ｂ2*）2 ｝1/2 （ＣＩＥ Ｌ* ａ* ｂ* 表色系 １９７６を使用してい
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、搬送系モニ
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
件等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。

【００１２】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。）この時本実施例では、白色校正板はリニ
アモータに固定されてあり、かつカラーセンサとシート
状物面との間にあって、さらにシート状物面とは平行に
移動し、各カラーセンサの位置の所まで移動する。各カ
ラーセンサの所定位置で停止して、校正が行われる。校
正が終了すれば第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。基準校正物体（基準サンプ
ル）もリニアモータに固定されてあり、校正を行うとき
は白色板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。基準色校正が終
了した時点で本来同一被測定物体を複数個のカラーセン
サで測色すれば同一測色値が得られるはずである。しか
しカラーセンサの周囲温度や、湿度の変化により測色値
に影響を与え、機器間誤差が増加することが考えられる
ので、校正終了時に、校正が正しく行われたかどうかを
確認する。そのためには基準サンプル品を順番にカラー
センサで測色し、機器間誤差（色差）ΔＥがｅ以下にな
っていれば、校正が精度よくななされたと判定出来る。
ここでｅとしては、被測定対象物に依存して異なる値と
なると思われるが、例えば毛織物では、望ましい値とし
て０．０１〜０．１程度であった。この確認ができれ
ば、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*）が設定されたと考えて良い。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もある。なおシート状
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。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ΔＥ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。

【００１３】

【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、入力系の制御と複数個のカラーセンサの自動校
正と校正確認手続き、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ＣＰ
Ｕが行うことにより、リアルタイムで色差（色ムラ、汚
れ等）検査結果が得られ、かつ極めて効率の良いシート
状物色差検査方法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。

【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（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：校正物ホルダー、
１７：校正物体

Claims (1)

【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表示部および検査結果を出力する第１出力部を総括制
   御する第１ＣＰＵ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、該カラーセンサシー
   ト状物の間をシート状物面と平行に移動する１個以上の
   校正物体により該カラーセンサの校正を行う校正機構部
   と、該カラーセンサに接続されかつ第１ＣＰＵとは通信
   回線で接続されてなる第２ＣＰＵにより前記カラーセン
   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、検査結果を出力表示
   する第２出力部の装置から校正されてなるシート状物色
   差検査方法において、前記校正機構部と第２ＣＰＵによ
   りカラーセンサの校正を行いカラーセンサの機器間誤差
   （色差）ΔＥをあらかじめ設定した値ｅより小さくなっ
   たときのみ校正終了することを特徴とする色差検査方
   法。