JPS62108136A - 織物の毛羽検出方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、連続的に走行する織物、特にガラス繊維織物
上の毛羽を測定する方法及びその方法を実施するための
装置に関するものである。

「従来の技術」 ガラス繊維織物がプリント配線板の補強基材として広く
利用されていることは周知の事実であるが、近年プリン
ト配線板が多層化、高密度化の方向に進むのに伴い、ガ
ラス繊維織物の毛羽がプリン１〜配線板成形時のトラブ
ル原因となってきている。このためガラス繊維織物の毛
羽を正確に測定することが製造面、品質から？勧めて重
要な課題となっている。

従来ガラス繊ｍｉ物上の毛羽測定は、検査工程において
目視で行われていた。ガラス繊維織物は通常反物として
ロール状に巻かれているが上記の様な検査方法のために
、毛羽は任意位置の数箇所で測定されるだけで、織物の
長手方向、幅方向に渡り毛羽の本数、位置、長さ等の、
いわゆる毛羽分布状況を把握することは事実上不可能で
あった。

毛羽を検出する従来技術としては、例えば特開昭５８−
２１４５７７号公報並びに特開昭５８−７６５７１号公
報に走行糸状の毛羽検出をレーザー光を用いて行なう方
法が開示されている。この方法をガラス繊維の毛羽検出
に適用する場合、毛羽存在の有無を検出する事はできる
が、ガラス繊ｍｉ物の長手方向、幅方向の何処に何本存
在するのか即ち、毛羽の正確な情報（本数、位置、長さ
）を把握する事はできない。

シー１−状織物の長さ、幅の両方向に渡り検査する方法
は、例えば特公昭５３−３７９５０号公報に布地等の欠
点検出方法として布地表面の光学的異常部分（汚れ）を
検出する方法が開示されている。毛羽は織物にとって一
種の欠点と考えられ・るが、通常ガラス繊維織物に発生
する毛羽は直径数μｍ〜１０数μ汎、長さ数ｍｍと非常
に微小である為、布地に存在する欠点（キズ、汚れ等）
を検出するような従来の欠点検出方法では、毛羽を検出
することはできない。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、従来の毛羽検出方法をガラス繊維織物の毛羽検
出に用いた場合には、毛羽の存在位置（長手方向、幅方
向）の情報を得ることができず、従来一般の布地等の欠
点検出方法における技術をガラス４１　Ｉｆｆ　ＩＩ物
の毛羽検出に用いた場合には分解能の点から毛羽ぞのも
のを検出する事ができない。

本発明は、これらの問題点にか／υがみなされたちので
、連続的に走行する織物の毛羽情報、叩ら毛羽の本数、
毛羽の存在位置、毛羽の長さを測定する方法及びその方
法を実施するための装置を提供することを目的としてい
る。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成すべくなされた本発明は、）Ｗ続的に走
行する織物の毛羽を照射するようにレーザー光源を設け
、織物の幅方向に並列された複数の固体層像装置にてレ
ーザー光の毛羽による散乱光を受光し、前記固体ｗ（ｇ
ｌ装置からの出力信号を複数の電圧レベルに区分し、こ
れをデジタル信号に変換した後コンピュータに記憶せし
めた上演紳を行なって、前記！４１紺織物に存在する毛
羽の本数、位置、長さを測定する事を特徴としている。

「作用」 本発明によれば織物の走行方向と直角な方向に１９射さ
れるレーザー光が織物表面に存在Ｊる毛羽に当ると散乱
し、毛羽の位置に応じていづれか１個の固体ＩＦｉ像装
置に受光され、また各固体記像装置内の固体層像素子は
数百〜数十個の画素で構成されているので、受光された
散乱光がどの画素に入射したかによって毛羽の織物の幅
方向の位置を正確に検出することかできる。又毛羽を検
出した固体Ｉｌａ像装置の出力信号のレベルは毛羽の長
さに比例しているのでこの出力信号を複数の電圧レベル
に区分して良さを判別することができる。織物の長手方
向の毛羽の位置はレーザー光により幅方向の毛羽の位置
を検出しつつなる織物の長手方向の位置を織物の走行と
連動する装置によって知ることができるので容易に検出
することができる。

「実施例」 以下、図面に示す実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明のシステムの概略を示すものである。１
はレーザー光源、２はレーザー光、３はガラス繊維織物
、４は毛羽、５は固体踊＠装買、６は固体＠像装置から
の出力信号を複数の電圧レベルに区分するための弁別回
路、７は複数の弁別回路の情報をコンピュータヘ一括し
て転送する為の転送回路、８はコンピュータ、９は固体
撮像装置を制御する為の制御回路である。

レーザー光源としては、ＣＯ２レーザ−、半導体レーザ
ー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー等があるが、ＣＯ２レーザーは
ガラス繊維にレーザー光が吸収され散乱光を得ることが
できないので、）ｌｅ−Ｎｅレーザーを使用するのが望
ましい。

レーザー光２を照射する位置としては、ガラス繊維織物
３の進行方向１０と直角をなす方向からガラス繊維織物
３の毛羽４のみを照射する位置で、ガラス繊維織物３を
直接照射しない範囲でガラスｖＩ＆維織物３に近いほど
検出感度が向上するが、ガラス繊維織物３の揺れ等によ
る誤検出が増１ノ■するので、通常の毛羽長との兼合で
決定するのが好ましい。本実施例では検出感度を出来る
だけ上げるために、第１図に示すようにガラス繊維織物
３の揺れやバタツキが最も少ないガイドローラー１１の
上部近くにてガイドローラの軸線に平行にレーザー光を
照射している。

このようにして設置されたレーザー光ｉ１！；ｊ１のレ
ーザー光２により毛羽４から散乱光が固体搬像装置５に
受光される。固体陽像装置としては、固体陽像素子とし
てＣＯＤ素子、ＭＯ８素子等が利用され、一般に固体撮
像素子、レンズ、並びに素子駆動回路から構成されてい
る。レーザー光を受光する素子としては、従来フォトダ
イオード、光電子増倍管等が利用されてきたが、これら
の素子を用いた場合にはガラス繊維織物の幅方向の何処
に存在しているのかという位置情報を得ることができな
い。即ち第２図に示すように、今ガラス繊維織物のＡ点
及びＢ点に毛羽４がある場合、Ａ、Ｂの毛羽からの散乱
光１４がフォトダイオード１５等に同前に受光されるの
で、毛羽存在の有無は検出できるがＡとＢの位置を区別
する事は不可能である。このことは、フォトダイオード
のかわりに光電子増倍管を用いても同様である。この点
固体撮像素子を用いた場合には第３図のようにガラス繊
維織物の幅の一部ΔＬが固体ｒｉ９Ａ素子１６の画素数
ｎ（通常ヒツトで表現される）に対応するため、この幅
の一部ΔＬが固体′＠像素子の視野になる。よって出力
信号の得られたビット情報を知れば毛羽の存在位置を正
確に知ることが出来る。

このようにして得られた固体ｌｉｄ像装置からの出力信
号のオシＯ波形の一例が第４図の写真に示されている。

この写真において縦軸は０　、５　Ｖ／ｄｉｖの出力電
圧を、横軸は０．２　ｍ５ｅｃ／ｄｉｖの走査速度を示
し、長短２本の毛羽が存在し、又その幅方向の位置がど
こであるか知ることができる。前記視野ΔＬと固体撮像
素子の画素数ｎとが等しいことから、１画素当たりの視
野はΔＬ／ｎで規定できる。この値は視野ΔＬを小さく
すればり゛る程小さくなり、また出力信号も大きくなる
ので、検出精度は視野Δ［て決定できることになる。実
際、ガラス繊維織物の幅しを全て検出１−る為には少な
くともＬ／ΔＬの数だけ固体撮像素子が６洟ぐあり、本
発明の実施例では第１図に示すごとく固体撮像素子を５
台ガラス繊維を横切る方向に並列に設置しである。

固体撮像素子を複数個並列に股間した場合には、各固体
ＩｌＩ像装置での視野の境界が毛羽の位置を知る上で問
題となるが、これは次のようにして解決する。まず、あ
らかじめ固体ｉＩｉＳ（ｇｌ装置の視野が少しずつオー
バーラツプするように固体ｗｌ像装冒の位置を決定する
。次にテスト光源を用いて各固体搬像装置の位置とビッ
トの関係からオーバーラツプ部分の処理をコンピュータ
にて行なう。このようにすると、結果として複数の固体
Ｉｌｌ像装置が一台の固体撮像装置に置き換えられたこ
とになる。

固体ｔｉ＠装置の使用台数は、前記したように固体Ｍｄ
像装置一台当たりの視野で決まるが、この視野は固体搬
像装置に使用する固体撮像素子の画素数、レンズ、レー
ザー光源の出方、並びにガラス繊維織物の全幅し等を考
慮し決定する必要がある。

以上の方法により、ガラス繊維織物の幅方向の毛羽位置
を正確に得ることが出来る。

次に、毛羽長さの情報を得る方法について述べる。本発
明者らは実験的に以下の事実があることをつかんだ。

ｖＣｘ−Ｄ　■：出力信号 Ｄ：レーザー光を横切る毛羽の長さ この式を第５図を用いて説明する。今、じ１体＠像装冒
からの出力信号が第５図のＶ　、■　のようであるとす
る。ここで電圧レベルをＶＬ、〜ＶＬ４のように区切れ
ば、 ＶＬｌくＶｌくＶｌ２ ＶＬ３くＶ２〈ＶＬ４ が成立する。前記したように出力信号が毛羽長に対応す
るから、出力信号を電圧にて弁別すれば、得られた出力
信号から毛羽の長さを知ることができる。この弁別を毛
羽弁別回路６で行なう。第５図では電圧レベルを４段階
としたが、電圧レベルを細分化すれば・する程毛羽長さ
の情報精度は向上する。又第１図では毛羽弁別回路６が
固体＆ｆｍ装置一台毎に設けであるが、複数の固体搬像
装置に一つの弁別回路で制御しても良い。電圧レベルＶ
Ｌは前記弁別回路６で可変できるようになっている。な
お、毛羽の本数は、電圧レベル■Ｌ１を越えた数を計数
することで知ることができるので、電圧レベル■Ｌ１が
小さい程検出感度が向上する。

ところで、連続的に走行するガラス繊Ｉｆｆ織物の場合
には、走行方向（長平方向）の情報をも把握しなければ
ならない。これを解決するため、第１図の実施例ではガ
イドローラ１１と同期して回転するロータリーエンコー
ダ１２を設け、ロータリーエンコーダ１２からの信号を
転送回路７に入力し長手方向の情報として利用している
。長手方向の情報を得るには、通常の測長装置を利用し
ても良い。

このようにして得られたガラス繊ｉａｉ物の毛羽情ｔ）
１（本数、長さ、位置）は、固体Ｉｌａ像装置の数を増
やせば増やす稈、また被検物であるガラス繊維織物の幅
や良さが良くなる程膨大な吊となる。

従ってこれらの情報を有効に活用するためには、コンピ
ュータ８の利用が不可欠であるが、コンピュータ８への
転送スピードが近い場合にはガラス繊維織物の毛羽情報
を迅速に活用する事ができ難い。そこで、コンピュータ
への高速転送を可能にする為、本発明者はＳＭＣ社（ス
タンダード・マイクロシステムズ・コーポレーション）
ＴＩＪのＩＣｌＣ０Ｍ　　９０２６、ＣＯＭ　　９０３
２を用いて転送回路７を作製し、情報をコンピュータ８
へ転送している。

さらに、本実施例ではノイズ防止の観点から転送回路７
とコンピュータ８との接続を光フアイバーケーブル１３
にて行なっているが、もちろん通常の信号ケーブルを用
いてし良い。

以上の説明では、本発明の被検物をガラス１Ｊｌｉ帷織
物としたが、本発明が一般の繊維織物の毛羽に適用でき
°ることは言うまでもない。

第６図は、本発明に使用されるレーザー光発生装置の他
の実施例を示ずものであり、レーザー光源の出力側にレ
ンズを複数枚利用したレー奢アー光平行装首１７を設け
たものである。レーザー光は甲−指向性をもった光であ
るが、その九番よある拡がり角を持つことが良く知られ
ている。この拡がり角と本実施例との関連を説明する。

今し−リ゛−光源に近い位置（×１）とレーザー光源か
ら離れた位置（×２）に同一長の毛羽が存在すると仮定
する。レーザー光源の拡がり角をｒ　　（Ｒａｄ）、Ｘ
ｌでのレーザー光径をＤｘｌとすればＸ　より距離Δｘ
＝ｘ　　−ｘ　　＊すれたＸ２でのレーザーの光径Ｄｘ
２は次式で求まる。

ＤＸ２＝’ｌΔＸ＋Ｄｘ１ よって位置×２でのレーザーの光径は、位置×１に比べ
上式の第−項分だけ大きくなり、上式よりＤｘ２は拡が
り角ｒ１が大きい程また距離が離れる程大きくなる。前
記したように固体撮像装置からの出力信号の値は、レー
骨！−光を横切る毛羽長に規定されるから、レーデ−の
光径が距離で変化することは、検出精度の低下を招くこ
とになる。この点、レーザー光平行装置１７を用いると
拡がり角ｒ１を極端に小さくすることができるので、検
出精度を向上させる事が可能である。以下その原理を説
明りる。レーザー光源の拡がり角をｒｌ、光径をＤ　、
レーザー平行装置通過後の拡がり角をｒ２（Ｒａｄ　）
　、光径をＤ２とすればｒ２は次式で表現できる。

よって、倍率Ａ（即ちＤ２）を大きくすればする程ｒ２
を小さくＪる事が可能であるが、Ａの値はレーザー光源
の出力、拡がり角ｒ　、光径Ｄ１、ガラス繊維織物の幅
Ｌ１ガラス繊維織物での通常の毛羽長、並びに固体撮像
装置の性能等を考慮して決定する必要がある。本発明で
は Ａ＝１．３〜２．０の値が好ましい。

「発明の効果」 以上の説明から明らかな通り、本発明の方法及び装置を
使用することにより、連続的に走行ケるガラス繊維織物
上の毛羽本数、位置、長さを把握することができるので
、高品質の要求されるガラスｍ維織物の品質管理への効
果のみならず、検査工程の自動化に果たす工業的効果は
非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガラスｍｇｉ物の毛羽検出装置の
一実施例の概略図、 第２図は毛羽により散乱されたレーザー光と従来の受光
素子の関係を示ず説明図、 第３図は毛羽により散乱されたレーザー光と本発明にお
いて使用される固体搬像装置との関係を示す説明図、 第４図は固体層＠装置の出力信号のオシロ波形の一例を
示ず写真、 第５図は固体１１１３　＠装置の出力電圧と電圧レベル
の関係から毛羽の長さを決定できることを示す説明図、 第６図は本発明に使用されるレーザー光発生装置の他の
実施例を示す概要図である。 １・・・レーザー光源、２・・・レーザー光、３・・・
ガラス！ｔｉ維織物、４・・・毛羽、５・・・固体層＠
装置、６・・・弁、別回路、７・・・転送回路、８・・
・コンピュータ、１７・・・レーＩＪ’−光平行装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続的に走行する織物の片側に設けたレーザー光
   源から織物の表面に沿つて織物の毛羽のみを照射するよ
   うに織物の走行方向と直角な織物の幅方向にレーザー光
   を投射し、前記レーザー光の投射通路から外れているが
   該通路に近接した位置において織物の幅方向に並列配置
   された複数個の固体撮像装置にて毛羽により散乱された
   レーザー光を受光し織物表面の毛羽の少くとも幅方向の
   位置を検出するようにしたことを特徴とする織物の毛羽
   検出方法。
2. （２）前記織物の走行に連動しレーザー光による毛羽検
   出作用を受けている織物の長手方向の位置を検出する装
   置を設け織物表面の毛羽の幅方向に加えて長手方向の位
   置を検出できるようにしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の毛羽検出方法。
3. （３）前記固体撮像装置からの出力信号を複数の電圧レ
   ベルに区分し検出された毛羽の長さを判別できるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項または
   第（２）項記載の毛羽検出方法。
4. （４）前記固体撮像装置から出力され複数の電圧レベル
   に区分された信号をデジタル信号に変換してコンピュー
   タにより記憶演算せしめ織物に存在する毛羽の本数、長
   さ、並びに位置に関する情報を同時に提供できるように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（３）項記載の
   毛羽検出方法。
5. （５）連続的に走行する織物が接触案内される外周面を
   有するガイドローラと、前記ガイドローラの一端部外方
   に設けられ該ガイドローラに接触する織物の表面に沿つ
   て織物の毛羽のみを照射するようにガイドローラの軸線
   方向に平行にレーザー光を投射するレーザー光源と、前
   記レーザー光の投射通路から外れているが該通路に近接
   した位置において前記ガイドローラと平行に並列配置さ
   れた複数個の固体撮像装置と、前記固体画像装置からの
   出力信号を複数の電圧レベルに区分する毛羽弁別回路と
   、該毛羽弁別回路からの信号をデジタル信号に変換しコ
   ンピユータへ転送するための転送回路とを設けたことを
   特徴とする織物の毛羽検出装置。
6. （６）前記ガイドローラと同期して回転するロータリー
   エンコーダを設け、該ロータリーエンコーダの出力信号
   を前記転送回路に入力させたことを特徴とする特許請求
   の範囲第（５）項記載の毛羽検出装置。
7. （７）前記レーザー光源に、レーザー光平行装置を取付
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第（５）項または
   第（６）項記載の毛羽検出装置。