JP3273969B2 - シート状物の密度むら検査装置 - Google Patents

シート状物の密度むら検査装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シート状物、例えば
不織布や紙、若しくは合成樹脂シート等の密度むらを検
査する密度むら検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に「坪量計」と呼ばれる装置では、
1平方メートルの面積の布又は紙の重量を計量して、そ
の布又は紙の密度を測定するものが知られているが、こ
のような坪量計では布又は紙等のシート状物の密度むら
を検査するには手間と時間がかかるという問題があっ
た。
【0003】そこで従来、例えば1次元のCCD(char
ge coupled device =電化結合デバイス)イメージセン
サを使用して、シート状物の密度むらの有無を自動的に
検査する以下の装置が考えられた。
【0004】1つの検査装置は、照明器とCCDイメー
ジセンサとを所定間隔をおいて配置し、その間にシート
状物を通過させて、照明光器からの放射された光をシー
ト状物に照射し、その透過光をCCDイメージセンサに
より検出するものである。
【0005】他の検査装置は、照明器とCCDイメージ
センサとをシート状物の一方の面側に配置し、シート状
物の他方の面側にシート状物の色の反対色の反射板を配
置した構成とし、照明器から照射されてシート状物で乱
反射した反射光及びシート状物を通過して反射板で反射
され再びシート状物を通過した透過光をCCDイメージ
センサにより検出するものである。
【0006】これらの従来の検査装置のCCDイメージ
センサでは、検出した光の光量に応じた電圧レベルの電
気信号が出力されるようになっている。この電気信号に
ついてHPF(high-pass filter)処理及びゲイン・シ
ェーディング補正処理を行った後、2値化回路により、
電気信号がその電圧レベルが予め設定された基準電圧レ
ベル以下か否かに応じてハイレベル(H)とローレベル
(L)の2値データに変換する。
【0007】上述した2値データは、シート状物の所定
の検出箇所について出力され、搬送されるシート状物に
対してCCDイメージセンサをそのシート状物の幅方向
(搬送方向に直交する方向)に走査することにより、シ
ート状物全体について検出される。その場合にシート状
物の所定面積毎に2値データのハイレベル又はローレベ
ルをカウントして、そのカウント値が予め設定された合
格カウント値と比較して、シート状物の密度について良
・不良の判定が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述したような
2値データを算出する従来の検査装置では、シート状物
の密度について基準電圧レベルにより指定される所定の
密度以下(未満)か否かにより良・不良の判定が行われ
るのみで、シート状物の所定箇所での密度の大きさ(程
度)や分布などを知ることができず、シート状物の全体
における密度むらの情況について正確に認識することが
できないという問題があった。
【0009】そこで、本発明者は図2に示すように透明
部材からなる回転ドラム1と、この回転ドラム1の内部
に設けられ、上面部分から光を放射する蛍光灯からなる
照明器2と、この照明器2に対して前記回転ドラム1を
間に置いて配置して設けられ、1次元のCCD(charge
coupled device)イメージセンサからなる受光器(カ
メラ)3とから構成された検査装置により、前記回転ド
ラム1の表面にサンプル(不織布)4を巻付けて、この
サンプル4の密度を測定に関する実験を行った。
【0010】この実験では、まず回転ドラム1を回転さ
せ、サンプル4に照明器2により光を照射する。そして
受光器3を回転ドラム1の軸方向に走査させることによ
り、サンプル4を通過する光の光量を計測する。
【0011】このときの受光器3のCCDイメージセン
サからの出力信号は、サンプル4をその幅方向に10個
の領域A、B、C、…、K(Iは除く)に分割するよう
に10分割され、この分割された出力信号について回転
ドラム3を1回転した時の光量変化を平均化すると、図
3に示すようになる。なお、各領域A、B、C、…、K
に対応する電気信号は図中の破線により挟まれた領域と
なる。
【0012】この各領域A、B、C、…、Kにおける電
気信号波形は、それぞれA/D(analogue/digital)変
換器によりデジタルデータに変換される。そのデジタル
データについてそれぞれの領域内における最大値と最小
値を求め、その最大値と最小値の中間値を平均値とし
て、各領域における平均値をプロットしたグラフを図4
及び図5に示す。なおこの図4及び図5では、10個の
同種類の不織布のサンプルについて求めた平均値をそれ
ぞれ5個づつのサンプルに分けてプロットしたものであ
る。
【0013】図6に坪量計により前記サンプルの密度を
各領域毎に計測した結果をプロットしたグラフを示す。
この図4及び図5と図6とを比較すれば明らかなよう
に、このような光学素子を使用して、シート状物の密度
をデジタルデータにより検出しても、坪量計により各領
域毎に計測した密度と、同一の傾向を持ちほぼ一致した
結果が得られると判明した。
【0014】この発明は上述した実験に基づいてなされ
たもので、シート状物の密度むらの情況を正確に認識す
ることができるシート状物の密度むら検査装置を提供す
ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するために、請求項1の発明に係るシート状物の密度む
ら検査装置は、移動されるシート状物を検査位置で照明
する照明器と、1次元CCDイメージセンサを有して前
記検査位置で前記シート状物をその幅方向に走査するカ
メラと、このカメラからの画像情報を多値のデジタルデ
ータに変換するA/D変換器と、前記シート状物をその
横方向に複数に区切った各区画領域に応じて、前記A/
D変換器から出力されたデジタルデータを分割し、その
分割したデジタルデータの和、又はこのデジタルデータ
から求めた最大値と最小値との中間値を当該区画領域の
幅方向データとして算出する幅方向データ分割手段と、
前記シート状物の移動方向に隣接する所定個数の各区画
領域についての前記幅方向データを加算して、前記所定
個数の各区画領域についての面積和を密度データとして
算出する加算手段と、良品シート状物について前記加算
手段から出力された全ての前記密度データを平均化処理
して平均の密度データを算出するマスタ平均化手段と、
前記平均の密度データを記録するマスタ記録手段と、被
検査シート状物について前記加算手段から出力された前
記密度データと前記マスタ記録手段に記録された平均の
密度データとを比較して前記被検査シート状物の密度む
らを評価する密度比較手段と、を具備したことを特徴と
するものである。
【0016】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1を参照して
説明する。
【0017】図1において、11は密度むらが検出され
る布(不織布)で、図中の矢印Pの方向に搬送されるよ
うになっている。この布11の搬送路の下には検出され
る布の色の反対色の反射板12が設置され、CCDリニ
アアレイイメージセンサからなる受光素子を備えたカメ
ラ13は、前記布11を間に置いて前記反射板12に配
置されている。このカメラ13の近傍には前記布11に
光を照射する照明器14a,14bが設けられている。
【0018】前記カメラ13からの画像情報を示す電気
信号(アナログ信号)はHPF(high-pass filter)1
5に入力され、このHPF15において高周波数成分が
カットされる。前記HPF15から出力された電気信号
はAGC(automatic gaincontroller )16に入力さ
れ、このAGC16においてゲイン・シェーディング補
正処理が行われる。
【0019】前記AGC16から出力された電気信号は
例えば8ビットのA/D(analogue/digital)変換器1
7に入力され、その信号の電圧レベルに応じて前記A/
D変換器17において多値のデジタルデータに変換され
る。前記A/D変換器17から出力されたデジタルデー
タは制御回路18により制御される幅方向データ分割手
段としての幅方向データ分割回路19に入力され、この
幅方向データ分割回路19において、前記布11の幅方
向(布11の搬送方向に直交する方向)の前記カメラ1
3の走査により得た電気信号に対して予め設定された複
数個の領域に対応して、前記デジタルデータを複数個に
分割する。すなわち、前記布11をその幅方向に複数に
区切り、その各区画に応じて前記デジタルデータを分割
する処理に相当する。さらに前記幅方向データ分割回路
19では、その分割したデジタルデータ内での和Σが、
幅方向データとして算出される。
【0020】前記幅方向データ分割回路19により算出
された複数個の幅方向データΣは、前記制御回路18に
より制御される加算手段としての加算回路20に入力さ
れる。この加算回路20においては、前記布11の搬送
にしたがって複数個の幅方向データΣが蓄積され、前記
布11の搬送方向に隣接する所定個数の幅方向データΣ
が加算されて面積和ΣΣが算出される。すなわち、前記
布11の各区画が前記布11の所定距離の搬送により形
成される面積(ブロック)における面積和ΣΣが、密度
データとして算出される。
【0021】前記加算回路20から出力された密度デー
タΣΣは、前記布11が良品サンプルの場合には、前記
制御回路18により制御されるマスタ平均化手段として
マスタ平均化回路21に入力され、通常の検査サンプ
ルの場合には前記制御回路18により制御される密度比
較手段としての密度比較回路22に入力される。
【0022】前記マスタ平均化回路21において、良品
サンプルの全ての密度データΣΣから全ブロックにおけ
る平均の密度データΣΣが算出される。前記マスタ平均
化回路21から出力された平均の密度データΣΣは、前
記制御回路18により制御されるマスタ記憶手段として
マスタメモリ23に入力され、このマスタメモリ23
により標準レベルとして記憶される。前記マスタメモリ
23から前記密度比較回路22に標準レベルとして記憶
された平均の密度データΣΣが出力される。
【0023】また、前記密度比較回路22においては、
前記加算回路20から出力された密度データΣΣについ
て前記マスタメモリ23から出力された標準レベルとし
ての平均の密度データΣΣからの差が算出され、さらに
その差から許容値±αが減算されて、レベル差が算出さ
れる。すなわち、前記加算回路20からの密度データΣ
Σに対応する密度むらがこのレベル差として算出され
る。
【0024】前記密度比較回路22から出力されたレベ
ル差のデータは、前記制御回路18に入力され、この制
御回路18により密度むらとして表示器や印字部等の報
知装置(図示せず)に出力されるようになっている。
【0025】このように本実施例によれば、搬送される
布11を1次元CCDイメージセンサからなるカメラ1
3を布11の幅方向に走査して検出し、その検出信号を
デジタルデータに変換して、布11の幅方向に設定され
た複数の区画に対応して分割し、この各区画毎にデジタ
ルデータを加算して幅方向データΣを算出し、さらに布
11の搬送方向に隣接する所定個数の幅方向データを加
算して密度データΣΣを算出して、この密度データを良
品サンプルからえた平均の密度データと比較してそのレ
ベル差を算出し、そのレベル差のデータを出力すること
により、隣接する所定個数の幅方向データに対応して、
各区画毎に設定される所定の面積を持つブロックの密度
の大きさをレベル差のデジタルデータとして知ることが
でき、このようなブロック単位で密度の大きさを標準レ
ベル等と比較できるので、密度むらの情況を正確に認識
することができる。
【0026】なおこの実施例においては、幅方向データ
Σとして布11の幅方向で分割された各区画内のデジタ
ルデータを加算して算出し、密度データΣΣとして布1
1の搬送方向に隣接する幅方向データΣを所定個数加算
して算出していたが、この発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、区画内のデジタルデータの最大値及
び最小値を求め、この最大値と最小値との中間値を幅方
向データとし、さらに、布11の搬送方向に隣接する所
定個数の幅方向データの最大値と最小値との中間値を密
度データとしても良いものである。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
シート状物の密度むらの情況を正確に認識することがで
きるシート状物の密度むら検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る検査装置の一実施例の構成を示
す図。
【図2】同実施例の実験に使用された例の要部構成を示
す図。
【図3】同例の出力された電気信号の波形を示す図。
【図4】同例の各領域毎のデータ値を示す図。
【図5】同例の他のサンプルに関する各領域毎のデータ
値を示す図。
【図6】従来の坪量計による各領域毎の布の密度の値を
示す図。
【符号の説明】
11…布(シート状物)、13…カメラ、14a,14
b…照明器、17…A/D変換器、18…制御回路、1
9…幅方向データ分割回路(幅方向データ分割手段)
20…加算回路(加算手段)、 21…マスタ平均化回路
(マスタ平均化手段)、 22…密度比較回路(密度比較
手段)、 23…マスタメモリ(マスタ記録手段)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動されるシート状物を検査位置で照明
    する照明器と、 1次元CCDイメージセンサを有して前記検査位置で前
    記シート状物をその幅方向に走査するカメラと、 このカメラからの画像情報を多値のデジタルデータに変
    換するA/D変換器と、 前記シート状物をその横方向に複数に区切った各区画領
    域に応じて、前記A/D変換器から出力されたデジタル
    データを分割し、その分割したデジタルデータの和、又
    はこのデジタルデータから求めた最大値と最小値との中
    間値を当該区画領域の幅方向データとして算出する幅方
    向データ分割手段と、 前記シート状物の移動方向に隣接する所定個数の各区画
    領域についての前記幅方向データを加算して、前記所定
    個数の各区画領域についての面積和を密度データとして
    算出する加算手段と、 良品シート状物について前記加算手段から出力された全
    ての前記密度データを平均化処理して平均の密度データ
    を算出するマスタ平均化手段と、 前記平均の密度データを記録するマスタ記録手段と、 被検査シート状物について前記加算手段から出力された
    前記密度データと前記マスタ記録手段に記録された平均
    の密度データとを比較して前記被検査シート状物の密度
    むらを評価する密度比較手段と、 を具備したことを特徴とするシート状物の密度むら検査
    装置。
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