JPH0573544U - オンラインカラーセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 使用中のランプの断線もしくは不安定等によ
り測定不能になった時も、直ちに自動的に対処し得るオ
ンラインカラーセンサを実現することにある。 【構成】 紙２に光源からの光を当ててその反射光のス
ペクトルを分析して紙の色の測定を行うオンラインカラ
ーセンサにおいて、予備を含む２個のランプ２１，２２
を備え、使用中のランプの不具合を検知し、リレー２４
にランプ切替信号を送ってランプ点灯回路２５に接続す
るランプを交換させるＭＰＵ２３と、交換したランプの
校正を行う標準板２６とを具備している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、紙等のシート状物体の色をオンラインで測定するオンラインカラー センサに関し、特に使用中にランプの不具合が発生しても、自動的に且つオンラ インで対処することのできるオンラインカラーセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、紙の色をオンラインで測定する装置として図４に示す装置がある。図に おいて、筐体１内には、シート状の紙２の表面に対し４５°の角度で光を照射す るランプ３と、紙２の垂直方向の反射光を集光するレンズ４と、反射光をスペク トルに分光する分光器５と、この分光器５の焦点面に形成されたリニアアレイセ ンサ６と、リニアアレイセンサ６からの検出信号を処理する信号処理部７とが設 けられている。リニアアレイセンサ６は、例えば１０２４個のフォトダイオード をスペクトルの波長分布方向に配列したダイオードアレイセンサが用いられる。

【０００３】 このような構成で、色の測定は、リニアアレイセンサ６で検出された分光測定 値をそのまま出力し、或いは信号処理部７で分光測定値から色の３刺激値Ｘ，Ｙ ，Ｚを算出してこれを出力し、或いはまたこの３刺激値からＬ，ａ，ｂ値を計算 し色の定量測定値として出力している。

【０００４】 このような装置では、紙２の色が反射率の非常に小さなモスグリーン、或いは 濃紺色のような場合、測定出力が極端に小さくなり測定不能に陥ることがある。 このような場合、紙２への照射光量を増やせばこのような反射率の小さい物体の 測定も可能となるが、紙２の色が白色のような反射率の大きな物体の場合にはリ ニアアレイセンサ６が飽和して測定が行えなくなる。

【０００５】 この問題を解決するための装置として図５に示す装置が提案されている。図に おいて、図４と同等の部分には同一の符号を付してある。図中、８はリニアアレ イセンサ６からの検出信号に基づき紙２の反射率を検知する反射率検知器である 。紙２の反射率を検知する方法として、分光スペクトルの零次光を監視し、この 大きさから反射率を検知する方法がある。

【０００６】 図６はリニアアレイセンサ６で検出された分光スペクトルを表す図である。図 において、零次光ＳＰ₀ は色の測定には使われず、色の測定には１次光ＳＰ₁ が 使用される。零次光ＳＰ₀ は白色光信号であって、紙２からの反射光に対応して おり、この信号のレベルから紙２の反射率の変化を検知する事ができる。

【０００７】 反射率検知器８では、零次光信号ＳＰ₀ を内部に設けられたコンパレータの設 定電圧とウインドウ比較し、これら信号のレベルに応じて例えばＳ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ ₃ の３種の光量変更信号を発生する。

【０００８】 ９は上記のＳ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ の３種の光量変更信号に基づいて、ランプ３の光 量を調節しようとする光量調整器で、紙２の反射率が小さいとき、紙２に照射さ れる光量を増加させるように動作する。

【０００９】 図７は光量調整器９の一例のブロック図である。図において、図５と同等の部 分には同一の符号を付してある。図中、１１はランプ３に電力を供給する電源、 １２は光量変更信号Ｓ₁ で動作するスイッチＡ、１３は光量変更信号Ｓ₂ で動作 するスイッチＢ、１４は光量変更信号Ｓ₃ で動作するスイッチＣである。

【００１０】 図５において、反射率検知器８は紙２の反射率を検知し、その光量に応じて光 量変更信号Ｓ₁ 〜Ｓ₃ を出力し、スイッチＡ１２〜スイッチＣ１４を動作させる 。即ち図７において、例えば通常はスイッチＢ１３が接続されていて、中程度の 光量を与えるが、光量が少ない時はスイッチＡ１２をオンとして光量を増し、光 量が多い時はスイッチＣ１４をオンにする。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上記のようなカラーセンサにおいて、消耗部品としてランプがある 。一般にランプの寿命は、ハロゲンランプでは３０００〜４０００ｈ、パルス型 キセノンランプでは１０⁹ フラッシュである。何れにしても有限であって、ラン プ３の断線等の不具合は何時かは発生する。

【００１２】 カラーセンサをオンラインで使用する場合、ランプの不具合は操業に重大な影 響を与える。例えば、オンラインで紙の色を測定する場合、カラーセンサは水分 計や坪量計等の他のセンサと一緒の架台に搭載され、スキャンした状態で使用さ れる。即ち、紙の全幅を測定するためにスキャンしている。

【００１３】 従って、ランプの不具合が発生すると、このランプの交換により一時停止する ため、紙の色の測定制御は勿論のこと、水分率、坪量の測定の制御にも支障を来 してしまう。

【００１４】 本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、使用中のランプの断 線若しくは不安定等により測定不能になった時も、直ちに自動的に対処し得るオ ンラインカラーセンサを実現することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記の課題を解決する本考案は、ランプからシート状の紙に光を照射し、該紙 の垂直方向の反射光を分光器で分光し、リニアアレイセンサに分光スペクトルを 結像し、この分光測定値に基づいて演算を行い、色の定量測定値を出力するオン ラインカラーセンサにおいて、前記紙に光を照射する光源として、ランプ不具合 時に交換使用する予備ランプを含む第１のランプ及び第２のランプと、前記第１ のランプを使用している場合、使用中の該第１のランプに電源を供給して、該第 １のランプを点灯させるランプ点灯回路と、前記第１のランプに光量不足、断線 等の不具合が発生した時、前記ランプ点灯回路を予備に備えられている第２のラ ンプに切り替え接続させるリレーと、前記ランプ点灯回路に前記ランプを点灯さ せるためのランプ点灯信号を供給すると共に、前記第１のランプに不具合が発生 した時前記リレーにランプ切替信号を送って使用ランプを第２のランプに切り替 えさせるＭＰＵと、切り替えられた前記第２のランプの光量の校正を行うための 標準板とを具備することを特徴とするものである。

【００１６】

【作用】

第１のランプ使用中に不具合が生ずるとリニアアレイセンサの出力が減少し、 ＭＰＵはそれを検出して第１のランプの不良としてリレーにランプ切替信号を送 り、第２のランプにランプ点灯回路を接続する。ＭＰＵはランプ点灯信号をラン プ点灯回路に送って第２のランプを点灯させる。ランプの交換後、標準板を用い てランプの校正を行う。

【００１７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明する。 図１は本考案の一実施例のカラーセンサの構成図である。図において、図４， 図５と同等の部分には同一の符号を付してある。図中、２１は紙２を照射して紙 の色を測定するための光源であるランプＡで、図４，図５のランプ３に相当する 。２２は予備に備えてあり、ランプＡ２１に不具合が発生した時に交替使用する ランプＢである。ランプＢ２２を使用している時はランプＡ２１が予備となる。

【００１８】 ２３は分光器５の出力の検査信号に基づきリニアアレイセンサ６で得られた検 出値が入力されて、色の計算等を行うＭＰＵで、ＭＰＵ２３は又ランプＡ２１に 光量が落ちるとか断線するとかの不具合が発生した場合、リレー２４にランプ切 替信号を送ってランプＡ２１からランプＢ２２に切り替えさせる。２５はランプ Ａ２１又はランプＢ２２に電源を供給するランプ点灯回路である。

【００１９】 ２６はランプ交換が行われた時に交換ランプの光量の測定をして校正をするた めの標準板で、ＭＰＵ２３はリレー２４にランプ切替信号を出力すると共に標準 板２６を分光器５の直下に移動させる（駆動機構は図示せず）。校正が終われば 標準板２６を元の位置に戻させる。

【００２０】 図２はランプ点灯回路２５とランプＡ２１、ランプＢ２２及びリレー２４との 接続図である。図において、図１と同一部分には同一の符号を付してある。ラン プＢ２２は共にキセノンランプで、トリガトランスＴ_T を備えている。

【００２１】 図中、Ｃ_M はキセノンランプで構成されるランプＡ２１及びランプＢ２２を点 灯させるための主コンデンサで、１０００Ｖ電源により充電される。 ２７はアノードに２００Ｖ〜３００Ｖの電圧が印加され、カソードが接地され ていて、ランプ点灯トリガ信号がゲートに加えられると導通するサイリスタ（Ｓ ＣＲ）で、トリガコンデンサＣ_T に充電されている電荷が、ＳＣＲ２７の導通に よってランプＡ２１のトリガトランスＴ_T の一次捲線を通じて放電することによ りランプＡ２１を放電発光させる。

【００２２】 リレー２４はランプ不具合時にランプＡ２１とランプＢ２２とをランプ点灯回 路２５から切り替えるが、その動作はＭＰＵ２３のランプ切替信号により制御さ れる。

【００２３】 次に、上記のように構成された実施例の装置の動作を図３の概略接続図を参照 して説明する。始めはランプＡ２１を使用する。図２、図３において、電源３０ から１０００Ｖの高電圧が接続されて主コンデンサＣ_M に充電される。ランプ点 灯トリガ信号がＭＰＵ２３からＳＣＲ２７のゲートに与えられ、ＳＣＲ２７が導 通する。トリガコンデンサＣ_T の電荷がトリガトランスＴ_T の一次捲線を経て放 電し、トリガトランスＴ_T の２次側捲線に高電圧を発生する。このため、Ｘ_e 放 電管内のガスの一部がイオン化されて管内の内部抵抗が下がるため、放電管が放 電発光してＸ_e ランプは点灯する。

【００２４】 この光が紙２から反射されて分光器５に入り、リニアアレイセンサ６で電気信 号に変換されてＡＤ変換（図示せず）後ＭＰＵ２３に送られる。ランプＡ２１に 光量低下，断線等の不具合が発生すると、分光器５は検知してリニアアレイセン サ６の出力が減少する。ＭＰＵ２３は入力電圧の減少によりランプＡ２１の不具 合を知り、リレー２４にランプ切替信号を送ってランプＡ２１からランプＢ２２ に切り替える。

【００２５】 ＭＰＵ２３はランプＢ２２への切り替えに伴って、標準板２６を分光器５の直 下に移動させ、標準板２６からの反射光を分光器５で測定し、リニアアレイセン サ６を経てＭＰＵ２３に入力することにより、ランプＢ２２のランプの校正を行 う。この校正作業は紙２が存在しても標準板２６の位置が異なるため実施できる 。

【００２６】 それと共にＭＰＵ２３は上位計算機３１にランプを切り替えたことを通信手段 等により通報する。 以上の動作において、ランプＢ２２の校正中は紙２に対する測定は中止する。 ランプＢ２２の校正が終わればＭＰＵ２３は測定作業をさせるべく制御する。

【００２７】 以上説明したように本実施例によれば、オンライン測定中のランプ不具合に迅 速に対応でき、又、ランプの不具合に基づき紙の色が規格外れと誤認することに よる損紙の発生を防ぐことができる。

【００２８】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように本考案によれば、使用中のランプの断線もしくは不 安定等により測定不能になった時も、直ちに自動的に対処することができ、実用 上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の装置のブロック図である。

【図２】実施例のランプ点灯回路によるランプ動作の説
明図である。

【図３】実施例の動作説明のための概略図である。

【図４】紙の色をオンラインで測定する従来の装置の図
である。

【図５】図４の装置の改良された装置の図である。

【図６】リニアセンサで検出された分光スペクトル図で
ある。

【図７】光量調整器の一例のブロック図である。

【符号の説明】

２ 紙 ２１、２２ ランプ ２３ ＭＰＵ ２４ リレー ２５ ランプ点灯回路 ２６ 標準板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプからシート状の紙（２）に光を照
   射し、該紙（２）の垂直方向の反射光を分光器（５）で
   分光し、リニアアレイセンサ（６）に分光スペクトルを
   結像し、この分光測定値に基づいて演算を行い、色の定
   量測定値を出力するオンラインカラーセンサにおいて、 前記紙（２）に光を照射する光源として、ランプ不具合
   時に交換使用する予備ランプを含む第１のランプ（２
   １）及び第２のランプ（２２）と、 前記第１のランプ（２１）を使用している場合、使用中
   の該第１のランプ（２１）に電源を供給して、該第１の
   ランプ（２１）を点灯させるランプ点灯回路（２５）
   と、 前記第１のランプ（２１）に光量不足、断線等の不具合
   が発生した時、前記ランプ点灯回路（２５）を予備に備
   えられている第２のランプ（２２）に切り替え接続させ
   るリレー（２４）と、 前記ランプ点灯回路（２５）に前記ランプ（２１、２
   ２）を点灯させるためのランプ点灯信号を供給すると共
   に、前記第１のランプ（２１）に不具合が発生した時前
   記リレー（２４）にランプ切替信号を送って使用ランプ
   を第２のランプ（２２）に切り替えさせるＭＰＵ（２
   ３）と、 切り替えられた前記第２のランプ（２２）の光量の校正
   を行うための標準板（２６）とを具備することを特徴と
   するオンラインカラーセンサ。