JPH0815024A - 長尺物色差検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 織物等の長尺物の色差検査を行なうに当た
り、走行中の検査物の上下振動や小さなシワ、異物の付
着によるカラーセンサの側色値の変動を抑えて、信頼性
の高いデータ収集が行なえるオンライン用色差検査方
法。 【構成】 複数個のカラーセンサを持つ色差検査装置に
おいて、長尺物走行方向に複数個の測色を行ない、その
得られた三刺激値Ｙi（i＝１〜Ｎ）のうちＹmax,Ｙmin
の除いて平均した値をその走行エリアの色彩値とする。

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
方法に関し、さらに詳しくは、カラーセンサを使用し
て、主として織物などの長尺物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
に発生すると共に、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）または分光光度計を
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、オンラインで織物の色差を検査する
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
サー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
して織物の色差検査を行う場合、カラーセンサの測色値
である三刺激値（Ｘi，Ｙi，Ｚi）が走行中の織物に発
生する上下振動小さなシワあるいは付着した異物などに
より、大きく影響を受ける。そのために測色値をもとに
した色差検出のデータの信頼性が低下する恐れがあっ
た。さらには従来このような長尺物の多数点のデータ収
集とそのオンラインでの検査効率を向上させると言う点
に関して開示されたものが見あたらない。

【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などの
長尺物の色ムラ等をオンラインで検査する方法であっ
て、長尺物を帯状に走行せしめる搬送部、検査条件等を
入力するキーボードやスタート／ストップの入力を行う
入力部、検査条件あるいは結果のグラフを表示する表示
部、結果を出力する出力部と、これらの搬送部、入力
部、表示部、出力部を制御するＣＰＵを備え、かつ該長
尺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、該カラーセンサと長尺物の間を長尺物面と平行に移
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を備えた装置を用い、ＣＰ
Ｕと接続されたロータリーエンコーダパルス入力数をカ
ウントして制御されるカラーセンサの測色と読みとった
Ｎ個（Ｎ＞３）のデータである三刺激値（Ｘi，Ｙi，Ｚ
i）(i=1〜N)のうち最大値Ｙmax，最小値Ｙminを除く
（Ｘj，Ｙj，Ｚj） (j=1〜NただしＹj≠ＹmaxでかつＹj
＝Ｙmin）の平均値を求め、その平均値を長尺物のＮ回
の測色エリアの測定データとするデータ収集方法として
処理し、長尺物の色差を検出して表示する色差検査方法
を提供しようとするものである。

【０００５】カラーセンサの三刺激値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の
うちのＹは明るさに依存した量であり走行中の織物など
の上下振動、小さなシワ、付着物などの影響をもっとも
大きく受ける量である。この量についてＹmax、Ｙminを
除いて複数回のデータを平均化する操作は、この影響を
小さくするものであり、測色データの信頼性を増加す
る。以下本発明の一実施例を図１〜図５により説明す
る。

【０００６】

【実施例】

（実施例１）図１は本発明で提案する複数個のカラーセ
ンサを使用する色差検査装置の基本的なシステム構成の
概略図である。本システムのＣＰＵ、表示部、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ＣＰＵに接続される周
辺機器としては、搬送部（駆動部）があり、長尺物を走
行させる搬送のモータ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類校正板を移動するリニアモー
タまた蛇行防止、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。そして複数個のカラーセンサの測色するタイミング
を制御するために、ロータリーエンコーダが搬送ローラ
ーもしくは搬送用のモーター軸に設置してある。これら
はＣＰＵ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制御され
る。さらに入力部は、検査条件を入力する装置であり、
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。そして複数個の（図１では３個）カラ
ーセンサが長尺物走行方向に対して垂直に設置してあ
る。これは織物などのような場合には、左右の色差すな
わち中稀の検出を精度良く行うためである。カラーセン
サは例えばRS-232Cのような通信回線によってＣＰＵと
接続され制御されている。なおＣＰＵには１００ＭＢ程
度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。

【０００７】図２に本発明による色差検査装置の動作フ
ローチャートを示し，機能の詳細を説明する。まず被測
定物体の品名、検査日、検査速度などの条件を入力す
る。そして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。スタート信号が入力されれば、搬送
動力がＯＮとなって測定が開始される。測定が開始され
れば、測定検査長かどうかが調べられる。終了でなけれ
ば、検査物測色点の識別を行い、ＣＰＵは複数個のカラ
ーセンサに指令を送り測色をする。測色点の識別は搬送
ローラー等に設置されたロータリーエンコーダのパルス
入力数を計測することで行う。これはパルス数と走行距
離があらかじめ設定した関係にあるので測色点の認識が
可能である。複数回の測色回数のカウンターとしてフロ
ーチャート内のＮ＝１が設定されているとする。ここで
カラーセンサの測色値については、ＣＩＥ（国際照明委
員会）やＪＩＳ（日本工業規格）で決められた表色系に
もとずいて表すことが出来る。代表的なものにＸＹＺ表
色系、Ｌ*ａ*ｂ*表色系などが知られている。（例えば
“ 色彩科学ハンドブック”日本色彩学会編 第４章
東京大学出版会 昭和５５年）また使用するカラーセン
サにより接触式／非接触式、測色エリアの大小など、種
々条件が異なるが、本実施例で使用したものは、Ｍ社製
の非接触式カラーセンサである。測色エリアは直径１２
ｍｍとなっていて、以降このカラーセンサについて説明
を加えるが、本発明がこれだけに限定されるものではな
い。

【０００８】次に測色データ収集の具体的な方法につい
て図３をもとに説明する。この図はカラーセンサ１台分
についてのみ示している。織物などの長尺物が走行して
ロータリーエンコーダからのパルスをカウントし、一定
間隔ｌ毎にＮ＝５回測色する。（NO1ーNO5の測色位置）
今その時に得られた測色値をＸＹＺ表色系で表すと（Ｘ
i，Ｙi，Ｚi）(i=1〜5)として、これらをそのまま平均
すると

【０００９】

【数１】

【００１０】が得られ、長尺物のＮ＝５回の測色エリア
（図では４ｌ＊Ｗ）を代表する測色値と考えられる。し
かるに前述したように織物などでは、走行中の上下振
動、小さなシワあるいは付着した異物など色彩の色相以
外の原因による明度変動があって、測色値に大きく影響
を与えると同時に誤差となる可能性がある。ＸＹＺ表色
系では、そのＹの刺激値が明るさだけに関係したもので
あり、このＹ値は色相の影響を受けない。従ってこのＹ
値を注視していれば上記の影響を調べることが出来る。
Ｎ＝５の測色データの内、Ｙmaxとなる点（この実施例
では、測色位置NO1のデータ）では、その周辺部では明
るく、Ｙminとなる点（この実施例ではNO5のデータ）で
はその周辺部では暗いと検出されている。しかしこの原
因が織物の上下振動か小さなシワ、あるいは異物のため
に生じたとも考えられる。（織物の場合などは比較的多
いことが経験的に知られている。）従ってこの影響を除
くために、ＹmaxとＹminのデータ、この例では（Ｘ１，
Ｙmax，Ｚ１）と（Ｘ５，Ｙmin，Ｚ５）を除外して平均
値を求めると

【００１１】

【数２】

【００１２】となり、この（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をもって長尺
物Ｎ＝５回の測色エリア（４ｌ＊Ｗ）を代表する測色デ
ータとすれば明度変動が、色相以外の原因によるものを
抑えたものとなって信頼性が高くなる。そしてこの
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を記憶する。さて織物などのような微妙
な色差を検出して判定を行うようなものについては、Ｌ
*ａ*ｂ表色系がよく使用されている。Ｌ*値は明度を，
ａ*値、ｂ*値は色相を表現するが、オンライン検査での
表示や出力は、検査対象物に最も適する表色系の色彩値
を使用するのが効果的である。従って例えば織物の場合
は、前述した（Ｘ，Ｙ，Ｚ）をＸＹＺ表色系からＬ*ａ*
ｂ表色系へ変換した値（Ｌ*，ａ* ，ｂ）を測色データ
として記憶、表示、出力するのが適していると思われ
る。このようなデータ収集処理とＣＲＴへの表示を行い
つつ、測定終了になれば、搬送系動力をＯＦＦし、測定
結果の集計と色差変動グラフの出力が行われる。

【００１３】図５は、このような構成を持った毛織物色
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台のカラー
センサが測色したデータが一定距離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。なおグラフ内
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。全測定点数はカラーセンサ１台に
ついて、１３＊５＝６５点である。従って３台では１９
５点の詳細な測色を行っているが、色差グラフとしての
表示出力には３９点で代表させている。このように長尺
物のような長い検査物では、実際には細かく詳細にデー
タをとり、表示・出力としては必要にしてかつ十分なデ
ータ数を行い、またこのようにしたことでデータを圧縮
して記録出来るというメリットもある。なおこの出力例
中の数値は必要に応じて条件、判定結果を書きだしたも
のである。

【００１４】（実施例２）織物などの場合の色むらで重
要となるのは、同一反物内での色差変化である。実施例
１で述べたような代表値を用いて、織物の反内色差を検
出する方法を説明する。図４にその構成図を示す。織物
の上方の幅方向に３台のカラーセンサが設置され、走行
方向に測色したデータ（黒丸は代表測色データ）を表し
ている。反内色差を検出する方法は種々提案されている
が、本実施例では次の２通りの方法を示す。 （１） 中稀色差 これは図示したように、織物の走行方向に垂直にある
１，２，３，のデータを相互比較することにより色差を
調べるほうほうである。例えば織物NO1の個所における
測色値データを(L*1,a*1,b*1) (L*2,a*2,b*2) (L*3,a*
3,b*3)としてその時の中稀色差を △Ｅ12＝｛ (L*1-L*2)2 + (a*1-a*2)2 + (b*1-b*2)2｝^1/2 △Ｅ23＝｛ (L*2-L*3)2 + (a*2-a*3)2 + (b*2-b*3)2｝^1/2 △Ｅ31＝｛ (L*3-L*1)2 + (a*3-a*1)2 + (b*3-b*1)2｝^1/2 で算出するものである。そしてこの△Ｅ12，△Ｅ23，△
Ｅ31の大きさがある決められた値よりも大きい時には、
色むらとして検出される。

【００１５】（２）長手方向（テーリング）色差 これは図示したように、織物の走行方向についての色差
を調べるものであり、目視検査では、極めて検出困難な
ものである。先頭中央のデータ、ここでは測定個所NO1
の中央測色値を基準の値(L0,a0,b0)とする。そして走行
方向のデータと相互比較する。例えばNO2の測定個所と
のデータ比較例を示すと以下のようになる。NO2の測色
値をそれぞれ(L*1,a*1,b*1) (L*2,a*2,b*2) (L*3,a*3,b
*3)としたとき長手方向の色差は △Ｅ01＝｛(L*1-L*0)2 + (a*1-a*0)2 + (b*1-b*0)2｝^1/2 △Ｅ02＝｛(L*2-L*0)2 + (a*2-a*0)2 + (b*2-b*0)2｝^1/2 △Ｅ03＝｛(L*3-L*0)2 + (a*3-a*0)2 + (b*3-b*0)2｝^1/2 で計算される。そしてこの△Ｅ01，△Ｅ02，△Ｅ03の大
きさが、ある決められた値よりも大きい時には、色むら
があると検出される。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、長尺物特
に織物などのような色差検査を行うにあたり、走行中の
検査物の上下振動や小さなシワ、あるいは異物の付着に
よるカラーセンサの測色値の変動を抑えて、信頼性の高
いデータの収集が行えるオンライン用色差検査方法が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による色差検査装置の基本的なシステム
構成の概略図を示す。

【図２】カラーセンサを用いたオンライン色差検査装置
の動作フローチャート

【図３】織物を例とする色差検査測定データ収集法

【図４】織物を例とする色差検査の中稀・長手色差計算
方法

【図５】色差変動グラフの一出力例

【符号の説明】 １：入力部、２：キーボード、３：ＣＰＵ、４：表示
部、５：出力部、６：リニアモータ、７：基準布校正
板、８：白色校正板、９：カラーセンサ、１０：ガイド
レール、１１：織物、１２：Ｘ軸ステージ、１３：ロー
タリエンコーダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺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、検査条件ならびに結果を表示
   する表示部および結果を出力する出力部と、これらを総
   括制御するＣＰＵ、そしてこのＣＰＵに接続されかつ長
   尺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長尺物の間を長尺物面と平行に移動
   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からなる色差検査装置を用いた長尺
   物色差検査方法において、ＣＰＵに接続されて入力され
   るパルス数により、制御されるカラーセンサの複数回
   （Ｎ≧３）の測色を行い、そのカラーセンサが読みとっ
   た三刺激値（Ｘi，Ｙi，Ｚi）(i=1〜N)の中で、Ｙi値の
   最大値Ｙmaxと最小値Ｙminを除くデータ（Ｘj，Ｙj，Ｚ
   j） (j=1〜N ただしＹj≠ＹmaxでかつＹj≠Ｙmin)の平
   均化を行い、その平均値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）で長尺物搬送方
   向Ｎ回の測色エリアの色彩データとして記憶することを
   特徴とする長尺物色差検査方法。
2. 【請求項２】色彩データが、ＸＹＺ表色系の値（Ｘ，
   Ｙ，Ｚ）から他の表色系へ変換されて表示・出力される
   ことを特徴とする請求項１記載の長尺物色差検査方法。
3. 【請求項３】搬送方向と垂直方向にある測色値を相互比
   較して中稀検出し、かつ長尺物先頭中央の測色値と搬送
   方向にある各点の測色値とを相互比較して、長さ方向
   （テーリング）色差を検出するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の長尺物色差検査方法。