JPH1082743A - ストリーク自動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高いストリーク検出能力を持ったストリーク自
動検出装置を提供する。 【解決手段】検査される紙を照明する光源と、照明され
た紙表面の幅方向の反射光量を検出する撮像部と、検出
された反射光量を数値化し、その値の演算処理を行う制
御コンピュータとを有する自動検出装置において、撮像
部に偏光フィルターを装着すること。また、本発明のス
トリーク自動検出装置において、光源と撮像部の位置関
係が、紙の被検出位置に対して正反射角の関係にあり、
その正反射角度が６０°〜８５°とすること。さらに、
本発明のストリーク自動検出装置において、偏光フィル
ターを撮像部に装着する際に、偏光フィルターの偏光面
が紙表面に対して７０°〜１１０°の角度になるように
設置することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、塗工紙表面上に主
として発生するストリークを自動検出するストリーク自
動検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ストリークは、主として塗工紙表面上に
発生する欠陥であり、紙の流れ方向に筋状に発生し、色
合いは非常に薄い。ストリークは、発生している部分の
紙表面の状態が他の正常な部分とは異なっているため、
ストリークの発生した紙を使用して印刷した場合、印刷
の効果がストリークの発生している部分と正常な部分と
では異なってしまう。

【０００３】ストリークと同様に紙面上に発生する他の
欠陥として、黒点、茶点、虫、シワ等が挙げられる。し
かし、ストリークとは異なり、これらの欠陥は比較的色
合いが濃い。

【０００４】近年、生産現場の自動化、省力化の気運が
高まるにつれ、紙面上に発生する欠陥を機械的に自動検
出し、欠陥の発生した紙を生産ラインから除去する自動
選別装置が強く切望されるようになった。自動選別装置
とは、枚葉紙を搬送する搬送機と、自動的に欠陥を検出
する自動検出装置とからなり、自動検出装置が枚葉紙上
に欠陥を検出した場合、直ちに搬送機側に電気信号が送
られ、搬送機はその欠陥の発生した枚葉紙を正常な枚葉
紙と区別し、別の場所に堆積するものである。

【０００５】自動検出装置とは、検査される紙を照明す
る光源、照明された紙の幅方向の反射光量を検出する撮
像部、検出された反射光量を数値化し、その値の演算処
理を行う制御コンピュータにて構成される。

【０００６】自動検出装置の撮像部は、ＣＣＤラインセ
ンサカメラを用いるのが一般的である。光源により照射
された光はＣＣＤラインセンサカメラで各幅方向位置の
反射光量が検出され、紙面上に発生する欠陥は反射光量
の違いとして検出される。この検出信号は制御コンピュ
ータで演算され、判断される。ＣＣＤラインセンサカメ
ラ１台でカバーできる幅には限界があるため、検査する
幅によりＣＣＤラインセンサカメラは複数並べて設置さ
れる場合がある。

【０００７】自動検出装置の光源としては高周波点灯の
蛍光灯を用いる場合が多い。これは紙の幅は短くても２
０ｃｍを超え、長い場合は７ｍを超える場合があり、こ
の幅方向を照明するために長さが必要なためである。一
方、白熱灯を並べて用いる場合もあり、この場合は照射
ムラを軽減するために、その前面に拡散板をもうけるこ
とが多い。

【０００８】一般に、自動検出装置の欠陥に対する検出
能力を評価する際は、撮像によって得られる、横軸に幅
方向位置、縦軸に反射光量値をとった反射光量値曲線で
の、シグナル成分の高さ（Ｓ）とノイズ成分高さ（Ｎ）
の比、Ｓ／Ｎ比を用いて評価する。ここで、シグナル成
分とは、反射光量値曲線上に現れる欠陥の存在を表すピ
ークであり、ノイズ成分とは、反射光量値曲線上に現れ
る雑音を表している。

【０００９】一般に、ある欠陥を安定して検出するため
の条件として、その欠陥を測定した際に、得られる反射
光量値曲線のＳ／Ｎ比の値が大きいほど好ましい。

【００１０】紙面上に発生する黒点、茶点、虫、シワ
等、比較的色合いの濃い欠陥の検出・選別は、自動検出
装置、自動選別装置を用いて、現在多くの生産現場にて
行われている。しかしながら、検出・選別の対象がスト
リークの場合、前述したように、ストリークは黒点、茶
点、虫、シワ等とは異なり、色合いが非常に薄いため
に、反射光量値曲線のＳ／Ｎ比が、安定した検出に必要
であるほどの大きな値にならず、その自動検出をするこ
とは検出精度の限界から困難である。したがって、従
来、ストリークの検出・選別作業は、現場作業員の肉眼
による検査が主に行われてきた。

【００１１】ストリークの自動検出を達成するために、
現在までにいくつかの工夫を施した検出装置が開発され
ている。例えば、撮像部で枚葉紙上の幅方向の反射光量
を検出、数値化し、その値を制御コンピュータにて演算
する際に、紙面上の流れ方向に連続して発生するストリ
ークの特徴を利用して、得られた数値を流れ方向に積算
し、得られる反射光量値曲線のＳ／Ｎ比を高めるという
方法を用いた装置がある。

【００１２】また、撮像部、光源の位置関係を工夫し、
それぞれが紙の被検査位置に対して、正反射角の関係に
なるように設置され、さらにその正反射角度が、６０°
〜８５°の低角度に設置された検出装置も存在する。こ
こで、正反射角の関係とは、図１に示すように、枚葉紙
１１に対する、撮像部２および光源５に関する図中の角
度θおよび角度θ’が同一であるという条件をいう。正
反射角度とは、そのθ、θ’の角度を表している。この
角度表現法は、ＪＩＳ Ｐ ８１４２ （１９９３）に
て用いられている角度表現である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
反射光量値の流れ方向の積算演算を行っても、あるいは
撮像部、光源の位置を工夫しても、あるいはそれらを組
み合わせても、ストリークを安定して自動的に検出する
ために必要な、反射光量値曲線のＳ／Ｎ比を得ることは
困難であるのが現状であった。したがって、更なる高い
ストリーク検出力を有する検出装置が切望されていた。
そこで、本発明の目的は、高いストリーク検出能力を持
った検出装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明のストリー
ク自動検出装置を発明するに至った。すなわち、検査さ
れる紙を照明する光源と、照明された紙表面の幅方向の
反射光量を検出する撮像部と、検出された反射光量を数
値化し、その値の演算処理を行う制御コンピュータとを
有する自動検出装置において、撮像部に偏光フィルター
を装着することを特徴とするものである。

【００１５】また、本発明のストリーク自動検出装置に
おいて、光源と撮像部の位置関係が、紙の被検出位置に
対して正反射角の関係にあり、その正反射角度が６０°
〜８５°とすることを特徴とする。

【００１６】さらに、本発明のストリーク自動検出装置
において、偏光フィルターを撮像部に装着する際に、偏
光フィルターの偏光面が紙表面に対して７０°〜１１０
°の角度になるように設置することを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明のストリーク自動検出装置
は、従来のものと比較して、ストリーク検出力が高く、
有用である。以下、本発明の実施の形態について説明す
る。

【００１８】図２は、偏光フィルター１を撮像部２に装
着する際の偏光フィルターの撮像部２への装着方法を表
わしたものである。撮像部２のレンズ３の外径に合わせ
た装着治具６に偏光フィルター１をはめ込み、これをレ
ンズ３の先端に装着する。

【００１９】図３は、本発明のストリーク自動検出装置
の概略図を表す。図３において、ストリーク自動検出装
置は、偏光フィルター１、撮像部２、制御コンピュータ
４、光源５から構成される。

【００２０】撮像部２と光源５との位置関係が紙の被検
出位置に対して正反射角の関係となる条件では、ストリ
ークの自動検出に有効な正反射角度は、６０°〜８５°
の条件範囲であり、好ましくは、正反射角度７０°〜８
０°の条件が、最も大きいＳ／Ｎ比を示す。

【００２１】ストリークを自動検出する際に、有効な偏
光フィルター１の偏光面の角度は、紙面に対して７０°
〜１１０°である。したがって偏光フィルター１は、撮
像部２が実際に設置された時に、偏光フィルター１の偏
光面が紙面に対して７０°〜１１０°の角度となるよう
に、好ましくは、８０°〜１００°の角度になるよう
に、撮像部２に装着する。

【００２２】さらに、本発明のストリーク自動検出装置
を効果的に用いるには、撮像部２と光源５との位置関係
が、正反射角度６０°〜８５°、好ましくは、正反射角
度７０°〜８０°、かつ撮像部２前面に偏光フィルター
１をその偏光面が紙面に対して７０°〜１１０°、好ま
しくは、８０°〜１００°となるように装着することで
ある。

【００２３】本発明に用いられる撮像部２とは、ＣＣＤ
ラインセンサカメラやセンサーなど、対象物からの反射
光量を検出する機能を有する装置全般である。

【００２４】本発明に利用する偏光フィルター１とは、
あらゆる偏光面上で振動する照射光のうち、ある特定の
偏光面上を振動する光のみを選択的に透過させるフィル
ター全般のことである。

【００２５】本発明に用いられる光源５は、高周波にて
点灯した蛍光灯である。これは、ＣＣＤラインセンサカ
メラのスキャンレートが速いことがもとで、得られる反
射光量値データに光の周波が影響を与えてしまうことを
防ぐ目的がある。光量はできる限り大きいものが望まし
い。

【００２６】図４は、本発明のストリーク自動検出装置
を付設した実施の１例を示す自動選別装置の概略図であ
る。

【００２７】枚葉紙１１は、給紙部１２から１枚ずつ、
搬送ベルト１３上に送り出される。送り出された枚葉紙
１１は、搬送ベルト１３上にて搬送され、次に、紙の被
検査位置まで到達する。そして、枚葉紙１１の紙の被検
査位置への進入を光電センサー１４が認知し、制御コン
ピュータ４側に紙の進入を表す信号をおくる。紙の進入
に関する信号を受け取った制御コンピュータ４は、撮像
部２側へ紙進入を知らせる信号を送信する。それに伴
い、撮像部２は枚葉紙１１の撮像を開始する。

【００２８】偏光フィルター１を通して撮像部２より取
り込まれた画像のデータは、制御コンピュータ４に送ら
れ、流れ方向の積算を含む演算処理が行われる。次に、
演算結果をもとに、ストリークの有無が判定され、スト
リークが存在すると判定された場合、その信号を搬送機
上のリジェクトゲート１５側へ出力する。なお、ストリ
ークが存在しないと判定された場合は、外部への信号出
力は行われない。

【００２９】ストリークの発生を検知し出力された信号
を受け取ったリジェクトゲート１５は、光電センサー１
６にて枚葉紙１１先端のエッジが検出されるまで動作せ
ず、枚葉紙１１がリジェクトゲート１５位置へ到達し、
枚葉紙１１先端のエッジが光電センサー１６にて検出さ
れると同時に、リジェクトゲート１５が開く。その結
果、ストリークの発生した枚葉紙１１はリジェクトボッ
クス１７に落ちる。そして、枚葉紙１１後端部のエッジ
を光電センサ１６が検知してから、一定距離枚葉紙１１
が移動した時点でリジェクトゲート１５は閉じる。

【００３０】また、ストリークの発生していない枚葉紙
１１や、ストリークが発生していながらもそれをストリ
ーク自動検出装置で検知できなかった枚葉紙１１は、そ
のエッジが光電センサー１６にて検出されても、リジェ
クトゲート１５が開かず、正常紙デリバリ１８に送られ
る。

【００３１】

【実施例】以下、本発明のストリーク自動検出装置につ
いて、実施例を挙げて説明する。

【００３２】実施例１ ストリークを、撮像部２に偏光フィルター１を装着した
ストリーク自動検出装置で測定した。利用した枚葉紙サ
ンプルは、ストリークの発生した坪量７５g/m²の塗工紙
で、ストリークの強度は、比較的、弱いものを用いた。
利用した偏光フィルター１として、ポリビニルアルコー
ル系の一軸延伸フィルムを用いた。装着した偏光フィル
ター１の偏光面と紙面とのなす角度は、９０°とした。

【００３３】撮像部２は、５０００画素のＣＣＤライン
センサカメラで、２４ｍｍのレンズ３を用いた。撮像部
２は紙面から約１ｍの距離に、紙の横幅を全てＣＣＤラ
インセンサカメラの視野幅内に含むように設置した。光
源５は、約２ｍの４０Ｗ蛍光灯と高周波点灯装置を基本
構成とした。撮像部２および光源５との位置関係は、紙
の被検出位置に対して正反射角の関係になるように設置
した。またその正反射角度は７５°とした。

【００３４】枚葉紙１１は、分速１８０ｍの速度でその
搬送を行う平面状搬送機上にて搬送した。枚葉紙１１の
１枚あたりに、ＣＣＤラインセンサカメラより検出する
各画素の信号の個数は、幅方向が５０００個、流れ方向
が１００個の計５０００００個とした。平面状搬送機上
には、紙の被検出位置に、枚葉紙１１が進入したことを
表す信号を制御コンピュータ４に送信する、光電センサ
ーを設置した。そして、撮像の開始は、その光電センサ
ーの信号を利用して行った。また、撮像の終了は、計５
０００００個の各画素の信号を検出した時点とした。制
御コンピュータ４内にて、撮像によってＣＣＤラインセ
ンサカメラより検出された各画素の信号を、反射光量値
として数値化し、紙の流れ方向に１００個分積算した。

【００３５】次に、制御コンピュータ４内にて、各幅方
向画素毎に得られた積算値のうち、隣接した画素相互の
積算値の差を計算し、次にその値の絶対値を計算した。
この測定では、得られた絶対値を縦軸に、幅方向画素位
置を横軸にとって描いた曲線を用いて、Ｓ／Ｎ比を評価
した。Ｓ／Ｎ比の評価方法としては、測定する枚葉紙１
１にストリークが発生した場合、その撮像によって得ら
れた曲線中のストリークの存在を表すピークの高さをシ
グナル成分（Ｓ）とし、曲線中の雑音の振れ幅の平均高
さをノイズ成分（Ｎ）としてＳ／Ｎ比を算出することに
よって行った。以後、便宜上ここで得られるＳ／Ｎ比を
評価するための曲線を、評価曲線とする。

【００３６】比較例１ ストリークを、撮像部２に偏光フィルター１を装着しな
いストリーク自動検出装置で測定した。撮像部２および
光源５との位置関係は、紙の被検出位置に対して正反射
角の関係になるように設置した。またその正反射角度は
７５°とした。撮像部２に偏光フィルター１を装着しな
い以外は、実施例１と同一条件とした。

【００３７】上記実施例１および比較例１で得られた評
価曲線から判定した、ストリーク自動検出の安定性につ
いて表１に示す。なお、ストリーク自動検出の評価基準
は、評価曲線から計算したＳ／Ｎ比をもとに定めた。ま
ず、Ｓ／Ｎ比が２．０未満の場合は、「×：検出不安
定」とした。次に、Ｓ／Ｎ比が２．０以上、２．３未満
の場合は、「△：安定して検出」とした。さらに、Ｓ／
Ｎ比が２．３以上、２．５未満の場合は、「○：より安
定して検出」とした。そして、Ｓ／Ｎ比が２．５以上の
場合は「◎：非常に安定して検出」とした。

【００３８】

【表１】

【００３９】評価結果：撮像部２に偏光フィルター１を
装着した場合と装着しない場合とでは、前者の方がスト
リークをより安定して検出することが確認できた。これ
らの結果から、偏光フィルター１の装着がストリークの
自動検出に対し有効であることがわかった。

【００４０】実施例２〜６ 撮像部２および光源５を、紙の被検査位置に対して、正
反射角の関係になるように設置したストリーク自動検出
装置で、その正反射角度条件を、実施例２〜６に対応し
てそれぞれ、５５°、６０°、７５°、８５°、８８°
と変化させて、ストリークの測定を行った。このとき、
偏光面が紙面に対して９０°となるように、偏光フィル
ター１を撮像部２に装着した。なお、撮像部２および光
源５の、紙の被検査位置に対する位置関係および角度関
係以外は、実施例１と同一条件とした。

【００４１】比較例２〜６ 撮像部２および光源５を、紙の被検査位置に対して、正
反射角の関係になるように設置したストリーク自動検出
装置で、その正反射角度条件を、比較例２〜６に対応し
てそれぞれ、５５°、６０°、７５°、８５°、８８°
と変化させ、偏光フィルターを撮像部２に装着せずに、
ストリークの測定を行った。なお、撮像部２および光源
５の、紙の被検査位置に対する位置関係および角度関
係、撮像部２に偏光フィルター１を装着しない以外は、
実施例１と同一条件とした。

【００４２】実施例２〜６および比較例２〜６で得られ
た評価曲線から判定した、ストリーク自動検出の安定性
について表２に示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】評価結果：撮像部２に偏光フィルター１を
装着した場合、撮像部２および光源５の正反射角度条件
が６０°〜８５°の範囲で、ストリークの安定した自動
検出が得られることが確認できた。また、撮像部２およ
び光源５の正反射角度条件を、５５°、６０°、７５
°、８５°、８８°といずれに変化させても、撮像部２
に偏光フィルター１を装着した場合と装着しない場合と
では、前者の方が後者と比較して常に、ストリークの自
動検出の安定性が、高いことがわかった。これらの結果
から、偏光フィルター１の装着がストリークの自動検出
に対し有効であることがわかった。

【００４５】実施例７〜１１ 撮像部２に偏光フィルター１を装着したストリーク自動
検出装置を用いて、偏光フィルター１の偏光面が紙面に
対して、実施例７〜１１に対応してそれぞれ、６０°、
７０°、９０°、１１０°、１２０°と変化させて、ス
トリークの測定を行った。このとき、撮像部２および光
源５との位置関係は、紙の被検出位置に対して正反射角
の関係になるように設置した。また、その正反射角度は
７０°とした。なお、偏光フィルター１の偏光面と紙面
とのなす角度以外は、実施例１と同一条件とした。

【００４６】比較例７ 撮像部２に偏光フィルター１を装着しないストリーク自
動検出装置を用いて、ストリークを測定した。このと
き、撮像部２および光源５との位置関係は、紙の被検出
位置に対して正反射角の関係になるように設置した。ま
たその正反射角度は７０°とした。なお、偏光フィルタ
ー１を装着しない以外は、実施例１と同一条件とした。

【００４７】上記実施例７〜１１および比較例７で得ら
れた評価曲線から判定したストリーク自動検出の安定性
について表３に示す。

【００４８】

【表３】

【００４９】評価結果：撮像部２に偏光フィルター１を
装着した場合、偏光フィルター１と紙面とのなす角度が
７０°〜１１０°の範囲で、ストリークの安定した自動
検出が得られることが確認できた。また、偏光フィルタ
ー１と紙面とのなす角度を、６０、７０、９０、１１
０、１２０°といずれに変化させても、撮像部２に偏光
フィルター１を装着した場合と装着しない場合とでは、
前者の方が後者と比較して、ストリークの自動検出の安
定性が高いことがわかった。これらの結果から、偏光フ
ィルター１の装着がストリークの自動検出に対し有効で
あることがわかった。

【００５０】以上、本発明を実施例に基づいて説明した
が、本発明はこの実施例には限定されず、種々変形可能
である。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、塗工紙上に主に発生す
るストリーク欠陥の自動検出をより正確かつ安定的に
し、現場におけるストリーク自動選別の作業性を向上さ
せる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】正反射角度の定義図。

【図２】偏光フィルターの撮像部への装着方法。

【図３】本発明のストリーク自動検出装置の概略図。

【図４】本発明のストリーク自動検出装置を付設した実
施の１例を示す自動選別装置。

【符号の説明】

１ 偏光フィルター ２ 撮像部 ３ レンズ ４ 制御コンピュータ ５ 光源 ６ 装着治具 １１ 枚葉紙 １２ 給紙部 １３ 搬送ベルト １４ 光電センサー １５ リジェクトゲート １６ 光電センサー １７ リジェクトボックス １８ 正常紙デリバリー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査される紙を照明する光源と、照明さ
   れた該紙表面の幅方向の反射光量を検出する撮像部と、
   検出された反射光量を数値化し、その値の演算処理を行
   う制御コンピュータとからなる自動検出装置において、
   撮像部に偏光フィルターを装着することを特徴とするス
   トリーク自動検出装置。
2. 【請求項２】 光源と撮像部の位置関係が、紙の被検出
   位置に対して正反射角の関係にあり、その正反射角度が
   ６０°〜８５°とすることを特徴とする請求項１記載の
   ストリーク自動検出装置。
3. 【請求項３】 偏光フィルターを撮像部に装着する際
   に、該偏光フィルターの偏光面が紙の表面に対して７０
   °〜１１０°の角度をなすように設置することを特徴と
   する請求項１記載のストリーク自動検出装置。