JPH0633366A - シート状物色差検査方法 - 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、継ぎ目検知等の制
御と複数個のカラーセンサーの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検査
結果を得られ、かつ調査長は、自動的に継ぎ目を検知し
て計測され、その時までの結果と色差変動グラフをプリ
ント出力するので極めて効率の良いシート状物色差検査
方法。 【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
のカラーセンサーの測色・表示を制御する第２ＣＰＵを
備えた色差検査装置であって、シート状物体の継ぎ目を
自動的に検知した後、搬送系を停止し、その時までの結
果と色差変動グラフを出力することまた継ぎ目検知に
は、２値化面積計測として知られる画像処理手法を採用
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。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な効果をあ
げにくい。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、
シート状物体の検査長は、あらかじめ入力部から長さ情
報を設定する方法がとられている。この場合には、前も
って正確に検知長を計測しておく必要があった。特に多
くの色相種類をもつ織物のような場合は、比較的検査長
が短く（約５０ｍ−数１００ｍ程度）その長さも一定で
ない。また継ぎ目毎に色が異なるので、データ管理上そ
の時までの同一色相の結果をプリント出力する必要があ
る。このようにシート状物体の検査長を自動的に検知し
て終了させ、結果をただちに出力するといった検査効率
向上を狙ったものについて開示されたものは見あたらな
い。

【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、継ぎ目検知部
を制御する第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２ＣＰＵにより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色差検査装置であって、
シート状物同士の継ぎ目を検知して後、シート状物の走
行を停止させ、その時までの結果と色差変動グラフを出
力するものである。

【０００５】シート状物の継ぎ目を検知するので、検査
長さぎりぎりの箇所まで正確に測色が行うことが可能で
あり、かつ複数の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間に得ることがで
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。

【０００６】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。

【０００７】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）、さらにシート状
物体同士の継ぎ目を検知する検知部とから構成されてい
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。

【０００８】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リニアモータに設置された校正板が
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。このリニアモータの制御も第１ＣＰＵ（ＰＣ−９
８０１）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。継ぎ目検知部は、シート状
物体の継ぎ目を検知するセンサ、ここではエリフセンサ
カメラと画像処理装置そして継ぎ目を照明する装置とか
ら構成されていなる。継ぎ目検出は、画像処理手法とし
てよく知られた、２値化処理して面積計測する方法を用
いる。シート状物の継ぎ目部分は、継ぎ目のない部分と
比べて反射率が異なり、その違いを画像として入力し２
値化処理することで検出可能である。すなわち、継ぎ目
がエリアセンサカメラの計測エリアに入った時には、画
像処理装置から、継ぎ目検知信号が出力される。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６
８２０８（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１
ＣＰＵと第２ＣＰＵ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１Ｃ
ＰＵ→第２ＣＰＵ）、カラーセンサで得られたデータの
伝送（第２ＣＰＵ→第１ＣＰＵ）などが双方向に行われ
る。また第２ＣＰＵと３個のカラーセンサもＲＳ２３２
Ｃ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、織物な
どのように色相が多いものにたいしも確実に継ぎ目の判
定ができ、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、かつ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であ
る。

【０００９】次に図４及び図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。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１ＣＰＵと第２ＣＰＵとはＲＳ
２３２Ｃ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てる
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１
ＣＰＵ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なる。ここで
は、ＣＩＥ Ｌ* ａ* ｂ* 表色系（１９７６）を用い
て、基準色値（Ｌ0*ａ0*ｂ0*）で示している。第１ＣＰ
Ｕ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、シート
状物体の継ぎ目検知信号を調べるか、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。測定が終了かどうかは、第１ＣＰ
Ｕが継ぎ目検知信号を調べて判定する。継ぎ目検知信号
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。

【００１０】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。

【００１１】シート状物体の継ぎ目を検知する箇所とし
ては、カラーセンサ測色位置よりも前方が適している。
なぜならカラーセンサを通過した後方に設置した場合に
は、色相の異なるものを測色してしまう危険がある。３
図に示したように、システムで使用する搬送系のモータ
停止特性に依存するが、約１ｍ程度カラーセンサより前
方に設置するのが、織物のような場合使いやすいことが
わかっている。

【００１２】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。

【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、継ぎ目検知等の制御と複数個のカラー
センサの同時測色、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（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 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。

【図３】 システム構成概念図。

【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。

【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。

【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：継ぎ目、１７：継
ぎ目検知センサ（エリアセンサ）、１８：継ぎ目検知装
置（画像処理装置）

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、結果を出力する第１出力部、シート状物同士
   の継ぎ目検知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、該カラーセンサに接続し、かつ第１ＣＰＵとは通信
   回線で接続してなる第２ＣＰＵ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であっ
   て、シート状物の継ぎ目を検知した場合に、シート状物
   の被測定物体の走行を停止し、その時までに得られてい
   る結果と色差変動データをグラフとしてプリント出力す
   ることを特徴とするシート状物色差検査方法。