JPH0641863A - 色差検査装置 - 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、シ
ート状物走行中の同時測色ができ、発光ランプの寿命に
よる測色データ精度の低下を未然に防ぐことが極めて効
率の良い高精度のシート状物色差検査装置を提供する。 【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であって、カラーセンサフラッシ
ュランプ（発光ランプ）が寿命回数を越えた場合には、
そのことを表示し、ランプ交換が終了するまで自動色差
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装置に関する。

【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、特にカラーセン
サを使用してシート状物の色差検査を行う場合発光ラン
プの発光回数（寿命回数）を設定する必要がある。これ
は発光ランプが発光回数の増加とともに劣化が起こり発
光スペクトルに変化が現れ、測色値に影響する。従って
精度を保つためには、その寿命回数を越えない状態で交
換する必要がある。従来のオンライン色差検査装置で
は、この寿命回数の設定を人間が管理していてだいたい
の目安のところで交換していた。従って寿命回数を越え
て発光させることもあって、測色値の精度的にも、また
検査装置効率の上でも不十分なものであった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、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、システム
に電源が入った直後に、第１表示部にカラーセンサの発
光ランプ・発光回数が表示され、あらかじめ設定した寿
命回数を越えている場合には、発光ランプの交換が終了
するまで検査を開始する事が出来ないような安全機能を
備えた色差検査装置を提供するものである。

【０００５】

【作用】カラーセンサの発光ランプの劣化は、測色値に
大きく影響を与え、寿命回数を越えての使用はデータの
信頼性を損なうことになる。このため発光ランプの発光
回数をモニターして寿命回数を越えていれば検査出来な
いようになっているため、常に必要とする精度での測色
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、検査条件に入力、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時に得ること
ができ、検査効率が格段に向上させられる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１〜図７により説
明する。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General
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。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。

【０００７】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１ＣＰＵ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（ＣＲ
Ｔ）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２ＣＰ
Ｕ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２ＣＰＵ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２ＣＰＵには入
力装置は不用である。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−９８
０１）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
カラーセンサとＲＳ−２３２通信回線などで接続され
る。例えば、本実施例ではＭ社製のカラーセンサを用い
ているが、これは非接触方式であり、発光ランプとして
キセノランプを用いている。またこの発光ランプの寿命
回数は、約５０−６０万回と言われているが、検査対象
物を毛織物として３０Ｃ、５０％の周囲環境のもとで寿
命試験をした所、約１５万回を越えるとランプの発光ス
ペクトルに変化が生じ、測色値に絶対誤差が含まれてく
ることが判明した。（第４図） 従って検査対象物によって最適な寿命回数を設定してお
く必要がある。また第２ＣＰＵは、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。

【０００９】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１ＣＰＵ→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Ｒ
Ｓ２３２Ｃ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。織物などのようなものを検
査対象とする場合には、カラーセンサの発光ランプ発光
回数を１０万回程度にすべきであり、かつデータを保証
するには、その回数を越えた場合に検査継続ができない
ようにする必要がある。さらにオンライン検査の効率を
考えて、常に発光回数をモニターして、検査員に報知す
る機能も必要となる。そこで本システムでは、電源ＯＯ
Ｎ直後に発光回数を表示して、寿命回数を越えいる場合
は、検査開始が行われないように、プログラムのシーケ
ンスを構成している。つまり発光回数Ｋが寿命回数を越
えた場合には、Ｋ＝０とならない限り次のステップに進
めない。すなわち、発光ランプの取り替えを行う時には
カラーセンサのランプボックスを開閉すればそれに連続
した（図示していない）スイッチによりＫ＝０が再設定
されて、検査が開始できる構成になっている。従ってシ
ート状物の色差検査をオンラインで行う時に、容易に発
光ランプの発光回数が確認でき、かつランプ交換するこ
とで測色精度が保証できる等の効率向上がはかれる装置
である。

【００１０】次に第５図及び第６図のフローチャートに
従って本発明の機能を説明する。第５図及び第６図のフ
ローチャートでは、第１ＣＰＵ側（例えばＰＣ−９８０
１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
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
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、各部に異常がないか
調べる。それと同時に第２ＣＰＵから送られてくる複数
個のカラーセンサの発光回数を第１表示部に表示する。
もし発光回数が、あらかじめ設定された回数を越えてい
ればランプの交換を行い発光回数Ｋ＝０とクリアにしな
いと次の検査に進むことができない。発光回数が寿命回
数に達していなけば、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１ＣＰＵ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に示したような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になる。ここでは
ＣＩＥ Ｌ* ａ* ｂ* 表色系（１９７６）を用いて、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
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、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。

【００１１】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。この時第２ＣＰＵはその
時までの複数個のカラーセンサの発光回数を各々調べに
いき、第１ＣＰＵへ伝送する。次に第１ＣＰＵからの検
査条件を受け付けると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ー終了信号を送
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、被測定物体の検査基準色値（Ｌ0*ａ
0*ｂ0*）が設定される。この後設定確認信号を第１ＣＰ
Ｕ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２
ＣＰＵ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。第７図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。

【００１２】

【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、かつカラーセンサの発光回数
を例えば検査開始する電源ＯＮ直後に表示し、発光ラン
プ発光回数の確認をすることが出来、また寿命を越えて
いるきには発光ランプの交換が終了するまで検査が出来
ないようにしたので、測色データの保証を行い、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である。

【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】 毛織物を対象とした場合の発光回数と色差
（初期値と比較）の関係。

【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を示
す。

【図６】 図５の動作フローチャートの続きのフローチ
ャート。

【図７】 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

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出力部を総括制御する第
   １のＣＰＵ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
   なる色差検査装置において、電源が入った直後に、カラ
   ーセンサの現在までの発光ランプの発光寿命回数を越え
   ている場合には、該複数個のカラーセンサすべての発光
   ランプの交換が終了するまで検査を開始する事が出来な
   いような安全機能を備えたことを特徴とする色差検査装
   置。