JPH0641865A - シート状物色差検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シート状物体の色差検査を行うにあたり、頻
繁に搬送／一時停止を繰り返したとしても、再スタート
時に空走した距離分だけ逆方向に戻して補正するように
したので、常に一定間隔の測色データが得られる極めて
効率の良いシート状物色差検査方法を提供する。 【構成】 シート状物体の搬送制御部、検査条件等の入
力部と表示部、出力部を制御する第１のＣＰＵ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、シート状物体をある
一定時間逆方向に走行させた場合シート状物体をある一
定時間逆方向に走行させて後、順方向に走行させるよう
にした。

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、例えばシート状物の色差検査では、一定時間
間隔（１０分とか１時間ていった間隔）で測色値を収集
する方法が用いられている。しかしながらこれは、一定
速度で長い検査長を持つものに対しては有効であるが、
織物などのように検査長が比較的短く（約５０ｍ−数１
００ｍ程度）、かつ色相の種類が多くて、なんらかの原
因によって、一時停止と走行を頻繁に行うような対象物
に対しては、検査効率は良くなかった。すなわち一時停
止信号が入力されても、搬送モーターの慣性により、い
くらかの空走があって後にシート状物体が完全停止する
のである。従って次のスタート時にそのまま順方向にて
測色を開始すれば、停止個所から検査長さがカウントさ
れて測色サレルので、データ測色間隔が不規則となっ
て、多くの他の検査対象物とのデータ比較が行いにくく
なるという欠点があった。

【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etc 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etc 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２のＣＰＵ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
ート状物体を一時停止させた後に、再スタート信号が入
力された時にのみ、このシート状物体が一定時間逆方向
に走行し、搬送系の空走した距離分を戻してから後、順
方向に走行させようとするものである。

【０００５】

【作用】シート状物体の走行を一時停止させた場合の空
走距離部分を、再スタート時に逆方向に戻すことで、常
に一定間隔での測色データ収集が行え、頻繁に停止を行
うようなシート状物に対しても格段に検査効率が向上す
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etc の条件を入力し、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。カラーセンサの測色
は、ある一定時間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。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／一時停止／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２Ｃ
ＰＵ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
には入力装置は不要である。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etc
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。

【０００７】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／一時停止／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
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、シート状物の色
差検査をオンラインで行うことが容易に制御可能とな
り、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方法である。

【０００８】次に図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。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６８０２０制御側）の動作
を分離して示した。第１ＣＰＵと第２ＣＰＵとはＲＳ２
３２Ｃ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、検査条件etc 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
はここでは言及しない。（例えば特開昭６２−１４２２
３９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（１９７
６）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１
ＣＰＵ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etc 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。

【０００９】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。次に織物の色差検査などで
は、測定中に見つかる異物付着やサンプルの切り出しな
どで、頻繁に一時停止を行うことがある。この場合前述
したように、停止信号が入力されても、慣性のため搬送
モーターは、すぐに停止しない。従ってこの空走距離分
だけ測色間隔に狂いが生じる。一般に織物などで使用さ
れる搬送モーターはインバータ方式を採用して、前進も
後進も出来るようにしている。そこで一定時間逆方向に
走行させて、空走した分を補正した後、順方向に走行さ
せる方法をとる。図６で詳細に説明すると、まず（ａ）
図でシート状物体は順方向に速度Ｖ１で走行しており、
一時停止入力があったとする。ところが（ｂ）図のよう
にモーターの慣性のために実際にシート状物体が停止す
るのは、Ｐ点すなわち（ａ）と（ｂ）図で距離Ｓ進んで
から完全停止する。（この距離は、搬送系のモーターや
シート状物体送りローラー径に依存する。例えば本実施
例で使用したものだと、５０ｍ／分走行時には、約２０
cmの空走距離がある。）そして（ｃ）図のように再度ス
タート信号が入力されれば、Ｖ０なる一定速度でシート
状物体を逆方向に走行させ、（ｄ）図で示す一定時間ｔ
０後にＳ’だけ進んだところで停止し、それ以降は
（ｅ）図のように、元の速度Ｖ１で順方向に走行させよ
うとするものである。インバータ制御によるモーターの
前進／後進は容易であり、シート状物体の走行速度に対
応して空走距離Ｓは決まる。従って速度に対応したｔ０
を選んでおけばＳとＳ’は、ほぼ一致させることは簡単
である。このような構成により頻繁に搬送／停止を繰り
返しても、常に一定間隔でのデータ収集が可能となる。
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。

【００１０】図７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。

【００１１】

【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、頻繁に搬送／一時停止
を繰り返したとしても、再スタート時に空走した距離分
だけ逆方向に戻して補正するようにしたので、常に一定
間隔の測色データが得られる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 Flow 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】 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】 図４の続きの動作フローチャート

【図６】 一時停止・再スタート時のシート状物体の動
作例を示す。

【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２のＣＵ
   Ｐ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、該シート状物体を一時
   停止させた後、再スタート信号入力がなされた時には、
   該シート状物がある一定時間逆方向に走行してから後、
   順方向に走行することを特徴とするシート状物色差検査
   方法。