JPH0735695A - パッケージの汚れ検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 汚れを明確に検出することができ、さらには
肉眼等では検出できない微細な或いは稀薄な汚れをも検
出できるパッケージの汚れ検出方法を提供する。 【構成】 糸からの反射光強度と油等の汚れからの反射
光強度とに差異を生じる光をパッケージ１に照射すると
共にその反射光を検知し、検知された反射光の強度変化
から汚れを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、糸のパッケージの表面
に付着している油汚れ等の汚れを検出する方法に係り、
特に、汚れを明確に検出することができ、さらには肉眼
等では検出できない微細な或いは稀薄な汚れをも検出で
きるパッケージの汚れ検出方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】糸のパッケージの表面には、油汚れ等の
汚れが付着していることがある。汚れは、例えば、パッ
ケージ製造工程や搬送工程で機械油等が飛んだり、不用
意に手で触ったりして付着する。このような汚れのある
パッケージを使用すると、製品の品質にその影響が現れ
ることもある。このため、汚れの検査を行うことが必要
となる。従来は、この汚れ検査が目視によって行われて
おり、無人化されている例はない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】目視検査の欠点は、作
業者の目が疲れること、検査結果に個人差が出ること、
検査ミス等が発生すること、１つのパッケージを検査す
る時間が長く、能率が悪いこと、人件費が大きくなるこ
となどが挙げられる。特に、汚れが糸との見分けがつき
にくい色合いであると、これを発見することは容易では
ない。また、小さい汚れや薄い汚れを発見するには、熟
練者でも相当の注意力を必要とするので、検査の限界が
あった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、汚れを明確に検出することができ、さらには肉眼等
では検出できない微細な或いは稀薄な汚れをも検出でき
るパッケージの汚れ検出方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、糸からの反射光強度と油等の汚れからの反
射光強度とに差異を生じる光をパッケージに照射すると
共にその反射光を検知し、検知された反射光の強度変化
から汚れを検出するものである。

【０００６】

【作用】物質に種々の光、例えば、波長の違う光を照射
したとき、照射した光の種類によって物質から返ってく
る光の強度は異なる。物質から返ってくる光には、もと
の光の反射や物質が発する蛍光等があるが、ここでは一
括して反射光という。対象物が糸である場合も、広い波
長帯域の光の照射に対して、反射光は強度の強い帯域や
弱い帯域が現れる。例を挙げると、ポリエステルに紫外
から赤外までの光を照射したとき、反射光は、可視光の
長波長寄りから赤外の領域にはほとんど存在せず、短波
長寄りの領域では強い反射光が得られ、紫外領域では著
しく強い反射光が得られる。このようにポリエステルに
あっては、紫外領域を中心に短波長の領域で反射光の強
度が大きい。

【０００７】このように反射光の強度が照射光の種類に
よって異なる現象は、物質が異なれば違った傾向で現わ
れる。こうした傾向の違いは、照射光の波長を変えるこ
とにより、その物質特有の反射分光特性として調べるこ
とができる。反射分光特性の異なる物質に対して同じ波
長の光を照射したとき、それぞれの反射光の強度は照射
された物質によって異なることになる。

【０００８】種々の糸に関してこの反射分光特性を調べ
ると、合成繊維からなる糸（以下合繊糸という）は、前
記したポリエステルに類似した反射分光特性を有するも
のが多い。また、天然繊維からなる糸にも短波長の領域
で反射光が強くなる傾向がある。

【０００９】本出願人は、糸の反射光強度と、汚れの成
分である油の反射光強度とに差異が出るような光を使用
してパッケージを照射すれば、糸の部分と汚れの部分と
が反射光のコントラストで識別できるのではないかと考
えた。そして、鋭意検討の結果、糸からの反射光強度と
油等の汚れからの反射光強度とに著しく差異を有する光
があることを見出した。また、このような光を出す光源
として、比較的普及している光源を使用することが可能
であることも発見した。

【００１０】上記構成により、糸からの反射光強度と油
等の汚れからの反射光強度とに差異を有する光をパッケ
ージに照射すると、それぞれの異なる強度の反射光が得
られる。即ち、反射光は汚れのない部分と汚れの部分と
でコントラストが強いものとなる。この反射光を検知
し、検知された反射光の強度変化から汚れを検出するこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１２】まず、図５の分光グラフに示された反射分
光特性を参考にしながら、検出原理を説明する。レーヨ
ン糸５１の反射分光特性は、３５０ｎｍに非常に大きい
ピークＰ１があり、４００ｎｍよりやや長いところに次
に大きい蛍光のピークＰ２がある。このピークより長波
長になるに従って強度は小さくなり、５５０ｎｍを越え
るとほとんどゼロになる。テトロンと綿の混合糸５２の
場合、レーヨン糸５１と同じように、３５０ｎｍに非常
に大きいピークＰ１があり、４００ｎｍから５５０ｎｍ
にかけて徐々に強度が小さくなっている。綿糸５３の場
合も３５０ｎｍに非常に大きいピークＰ１があり、４０
０ｎｍよりやや長いところに小さい蛍光のピークＰ２が
ある。いずれの糸も、５５０ｎｍを越える反射光がほと
んど存在しない。

【００１３】分光グラフには、糸以外の物質の反射分光
特性の例として、ボビン５４の反射分光特性も示されて
いる。ボビン５４の反射分光特性は、波長にあまり依存
せず比較的平坦な特性となっていると共に、糸のピーク
Ｐ１、Ｐ２やその近傍に比べると強度が著しく小さい。
従って、糸とボビンとを並べたものに光を照射し、その
反射光を５５０ｎｍより短い波長領域、とりわけピーク
の波長領域で観測すれば、強いコントラストが得られる
ことが明らかである。このように反射分光特性が糸と異
なる物質であれば、その反射光強度の差異の大きい波長
領域で識別が可能である。油の反射分光特性のグラフは
得られていないが、可視光の短波長寄りの領域には強い
反射光がないことが確認された。従って、光をパッケー
ジに照射し、可視光の短波長寄りの領域の反射光を検出
すれば、糸の部分と汚れの部分とがそのコントラストか
ら識別できることになる。もちろん、油の反射分光特性
によっては糸からの反射が少ない他の領域において、油
からの反射が強く得られれば、そのような光源を用いる
ことになる。

【００１４】このような汚れ検出方法に好適な光源、及
び光センサは、紫外光を含む短波長の分光成分を多く有
する光源、及びその領域に強い感度を有する光センサで
ある。例えば、光源にはキセノンランプ等を用いること
ができるが、反対に分光グラフに示した５５のように可
視光の長波長寄りから赤外の領域に偏る光源は不適であ
る。以下述べる実施例では、キセノンランプが高価であ
ることから、他の安価な光源を採用している。

【００１５】次に、パッケージの汚れを検出する装置の
具体例を説明する。

【００１６】図１は、光学系の構成を簡単に示したもで
ある。まず、検査対象であるパッケージ１は、紙管２の
外周に糸を巻き付けたもので、ほぼ円柱状を呈してい
る。パッケージ１は、円盤３の中心に支持軸４を起立さ
せた台座５に装着されている。台座５は、図示されない
検査ラインのコンベア等に載せられて移送されると共
に、所定の検査ステーションにおいて回転されるように
なっている。他方、パッケージの端面１ａに臨ませて反
射光の強度を検出する光センサ６が設けられている。こ
の光センサ６は、パッケージ１の端面１ａ上で紙管２か
ら外周までの半径に沿った細長いエリアを視野とし、そ
の長手方向に微小なセンサ素子を並べたものである。図
２においては、パッケージ１を上方より見て、端面上に
この視野２１を投影して示した。また、この実施例で
は、光センサ６にはＣＣＤカメラ７が用いられ、このＣ
ＣＤカメラ７のレンズ８には後述する光学フィルタが装
着されている。

【００１７】ＣＣＤカメラ７の視野となるエリアの両側
にはこれを挟むように２つの光源９が設けられている。
光源９は、可視光を出すことなく紫外光を出すことので
きるいわゆるブラックライトであり、細長い管状に形成
されている。光源９はそれぞれ上記視野２１に平行に設
置されると共に反射板等で光源９の上部が覆われ、全視
野２１に亘って、均一な照射光が得られるようになって
いる。ここで使用したブラックライトは、普及している
ものであり、その分光特性は図５の５６のように、ほぼ
３５０ｎｍを中心波長とし、その両側にそれぞれ５０ｎ
ｍ程度広がる狭い帯域を占めている。

【００１８】図５において、糸５１、５２、５３の反射
分光特性とブラックライト５６の分光特性とを重ね合わ
せると、３８０ｎｍから５５０ｎｍの間の帯域が汚れ検
出に最適であることが分かる。そこで、この帯域の光の
み強度検出するためにＣＣＤカメラ７のレンズ８に光学
フィルタを装着する。以下の説明では、検出信号は、３
８０ｎｍから５５０ｎｍの間の帯域における反射光強度
を表すものである。

【００１９】ＣＣＤカメラ７の検出信号を処理する処理
系は、図３に示されるように、検出信号の前処理を行う
シグナルコンディショナ（以下Ｓ／Ｃという）３１、Ａ
／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器３２、Ａ／Ｄ変換された信
号を記録するメモリ（ＲＡＭ）３３、判定結果を出力す
るＩ／Ｏ３４、これらの処理を制御するＣＰＵ３５から
構成される。また、図１の台座５には、その回転角を検
出する回転角検出手段が設けられており、この回転角検
出手段からの回転角検出信号も処理系に入力されてい
る。

【００２０】処理系での処理内容を説明する。

【００２１】ＣＣＤカメラ７の検出信号は、半径方向ｒ
に沿って、反射光強度に比例した電圧波形を形成する。
図４（ａ）は視野２１が汚れのない部分にある場合の波
形であり、パッケージに相当する範囲４１内で電圧がほ
ぼ平坦になっている。これに対し、台座５が回転して視
野２１が汚れのある部分に移動したときの波形は、図４
（ｂ）のように、汚れの位置に対応して電圧が落ち込ん
でいる（４２）。図４（ａ）と図４（ｂ）との差が図４
（ｃ）に示される。この差の部分４３の面積を求める。
この面積は汚れの濃さと大きさとを示している。このよ
うにして、汚れが明確に検知される。この検知結果をパ
ッケージの良否判定に用いる方法は、例えばこの面積が
予め設定しておいた所定値より大きければ、汚れの程度
が許容限度以上としてパッケージ不良を判定する。

【００２２】パッケージの汚れ検査の工程を説明する。

【００２３】パッケージ１は台座５に装着される。台座
５がＣＣＤカメラ７の下の検査ステーションまで移送さ
れ、そこで回転される。定常回転になったら観測が開始
される。回転角検出手段からの回転角検出信号に同期し
て１０°毎に検知信号がサンプリングされ、メモリ３３
に記憶される。１回転の間に３６個のサンプルが得られ
る。ここでは、実測による３つのサンプル波形を図６に
示しておく。図６（ａ）の波形は図２のきつい汚れが視
野２１に入っている場合の波形である。図６（ｂ）の波
形は図２の薄汚れが視野２１に入っている場合の波形で
ある。いずれの場合も、電圧が落ち込んでいるところが
汚れに対応している。図６（ｃ）の波形は汚れなしの場
合の波形である。なお、３つの波形はパッケージの中心
側が電圧が低く、外側に向かって徐々に電圧が高くなっ
ているが、これは光源の取り付け位置が適正でなかった
ためにシェーディングが現れているものである。また、
これらの波形のうち、パッケージの範囲４１の外に現れ
る波形やノイズ等は前処理において廃棄される。

【００２４】次いで、各サンプル波形はそれぞれ他のサ
ンプル波形と比較される。例えば、隣接する視野からの
サンプル波形同士が比較される。比較方法は前記のよう
に差の波形の面積を求めることで行われる。シェーディ
ングはどのサンプル波形においても同じであるから、比
較において相殺される。汚れによる電圧差だけが面積に
現れる。面積が所定値より大きければ、このパッケージ
は不良であるとの判定が、Ｉ／Ｏ３４から出力される。

【００２５】以上説明した実施例にあっては、観測角度
の異なるサンプル波形同士を比較して汚れを検出してい
るが、検知された反射光の強度変化に汚れの情報が含ま
れているのであるから、サンプル波形をどの様に処理し
ても本発明の汚れ検出方法は実施可能である。

【００２６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２７】（１）汚れを明確にかつ定量的に検出する
ことができ、目視検査の多くの欠点を解消することがで
きる。

【００２８】（２）肉眼等では検出できない微細な或い
は稀薄な汚れをも検出することができるので、パッケー
ジの品質を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法に使用される光学系の構成を示す
斜視図である。

【図２】パッケージの端面の平面図である。

【図３】本発明の方法に使用される処理系のブロック図
である。

【図４】光センサで得られる電圧波形を示すグラフであ
る。

【図５】糸の反射分光特性を示す分光グラフである。

【図６】実測によるサンプル波形を示すグラフである。

【符号の説明】

１ パッケージ ６ 光センサ ９ 光源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 糸からの反射光強度と油等の汚れからの
   反射光強度とに差異を生じる光をパッケージに照射する
   と共にその反射光を検知し、検知された反射光の強度変
   化から汚れを検出することを特徴とするパッケージの汚
   れ検出方法。