(57)【要約】【課題】  本発明は、抄紙機上で連続して発生する周期欠点を早期に発見するための方法に関する。【解決手段】  本発明は、想定される周期欠点の発生間隔をmとして予め設定し、欠点の座標を用紙幅方向にX、流れ方向にYとした場合、検出した欠点の座標位置（X，Y）=（0，0）に対して、（0，m±n）の座標位置に欠点が検出されたときは周期欠点であると判定し、検出されないときは周期欠点でないと判定する方法である。さらには、検出した欠点を外観により分類することで判定の精度が向上する。また、検出した周期欠点の周期によって欠点の発生源を特定し、作業者へ通知する。ここで、nは紙の伸縮や座標の計測誤差を考慮した補正値として任意に設定できる距離または時間等とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の外観に関する欠点を抄紙機上で検出する欠点検出方法において、検出した欠点の座標位置を計測する方法と、欠点の座標位置から欠点の周期性の有無を判定する方法を有することを特徴とした周期欠点検出方法であって、前記周期性の有無を判定する方法として、予め設定した周期に対応した座標位置の欠点の有無により判定することを特徴とする周期欠点検出方法。
【請求項２】
検出した欠点の外観の特徴を利用して欠点を分類し、複数の欠点に対して分類から欠点の周期性の有無を判定する方法を有する請求項１記載の周期欠点検出方法。
【請求項３】
周期欠点の周期を複数設定し、検出した周期欠点の周期によって、欠点の発生原因となった抄紙機の部位を特定し、作業者へ通知する方法を有することを特徴とした、請求項１乃至２記載の周期欠点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙機上において欠点の周期性を検出することにより欠点の発生原因を早期に発見するための周期欠点検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抄紙機における用紙の外観検査方法としては、帯状に連なって製造される用紙の表面あるいは裏面をCCD等の光学素子を利用したカメラで撮影し、画像をコンピュータ処理することによって、汚れ、穴または異物等の欠点を抽出し、欠点の濃度や大きさ等により用紙の正損を判定する方法が広く知られている。
【０００３】
また、特許文献１では、比重、厚み等の紙の特性変化を連続的に監視し、紙の特性に生じる変化の周期を記録するとともに、抄紙機の部位における周期を記録し、紙の特性変化の周期と部位の周期を比較することで、欠陥の原因を検出する方法及び装置が開示されており、特許文献２では、抄紙機上で用紙を幅方向に往復走査して紙質を測定するセンサの出力を周波数解析する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】公開特許公報昭６３−９９３９１
【特許文献２】特許第２９９８４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
用紙の外観に周期性をもって発生する、いわゆる周期欠点は、主に抄紙機のすき網、ロールまたはドライシリンダ等、周期性を有する抄紙機の部位の汚れや不具合に起因する場合が多く、原因が解消するまで連続して発生するという特徴がある。
【０００６】
従来の抄紙機における用紙の外観検査方法では、ランダムに発生した欠点と周期欠点を区別していないため、作業者は周期欠点の早期発見と発生源となった抄紙機の部位の特定が困難であり、連続した損紙発生や機械の不稼働による生産効率の低下を引き起こしていた。
【０００７】
また、一般的な抄紙機は、周期性を持つ部位を多数有するため、特許文献１による方法では複雑な計算が必要であり、それに伴って検査装置の構成も複雑になっている。一般に、検査装置は構成が複雑になると高額になり、また故障のリスクも大きくなるため、経済的な負担が大きくなる。
【０００８】
また、特許文献２による方法では、用紙を幅方向に往復走査するセンサを使用し、周波数解析によって周期性を判定するため、検出可能な周期欠点は、特許文献２の図２に示された、センサの走査位置を通過する欠点に限定され、点形状の周期欠点は検出が困難である。
【０００９】
本発明は、こうした課題を解決し、抄紙機上で連続して発生する周期欠点を早期に発見するための方法を、従来よりも簡便な手順で安価に実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、用紙上の欠点の座標位置を計測する手順と、予め設定した周期に相当する座標位置に現出する欠点の有無から欠点の周期性を判定することで周期欠点の発生を発見する方法を提供するものである。  
【００１１】
詳細には、CCD等の光学素子を用いて用紙の画像を撮影し、画像処理により欠点を検出する外観検査方法において、想定される周期欠点の発生間隔である距離または時間等をmとして予め設定し、検出した欠点の座標位置を（X，Y）=（0，0）と定義したときに、（0，m±n）の座標位置に欠点が検出されたときは欠点が2回連続発生しているため、周期欠点が発生したと判定し、検出されないときは周期欠点は発生していないと判定する。ここで、Xは用紙幅方向、Yは用紙流れ方向の座標位置とし、nは紙の伸縮や座標位置の計測誤差を考慮した補正値として任意に設定できる距離または時間等とする。さらに、（0，m±n）の座標位置を（0，0）と再定義し、再定義した（0，0）に対して（0，m±n）の座標位置に欠点が現出した時には、欠点が3回連続発生していると判定できる。座標位置の再定義を繰り返すことで欠点の連続発生回数を測定することができる。欠点の連続発生回数が大きいほど、ランダムに発生した欠点を周期欠点として誤認する確率が低くなることから、欠点の連続発生回数が3回から10回程度となった場合に周期欠点が発生したと判定することで、より正確に周期欠点を発見することが可能となる。また、検出した全ての欠点に対して、各欠点の座標位置を起点とした周期欠点の判定を、前記判定プロセスを用いて行うことで、より早期に周期欠点の発見が可能となるが、発生源が異なる欠点が短時間に多数発生した場合は同時に多数の判定処理が必要となる。そのため、通常の用紙製造時における、m+nの周期中に発生する欠点の平均個数程度の欠点に対する周期性を判定することで、効率的に周期欠点の発見が可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、欠点の周期性の有無を判定する手順として、前記請求項１の発明についてさらに欠点の外観を利用して欠点を分類し、欠点の周期性の有無を判定する周期欠点検出方法である。
【００１３】
詳細には、検出した欠点を濃度や大きさ等によって任意の種類に分類し、検出した欠点に対して、座標位置を（0，0）と定義した場合、（0，m±n）の座標位置に同一の種類に分類された欠点が検出されたときは周期欠点と判定し、同一の種類に分類された欠点が検出されないときは周期欠点ではないと判定する。周期欠点は、抄紙機の周期性を有する部位の汚れやキズ、腐食等に起因するため、濃度や大きさが類似した欠点が周期的に発生する。そのため、請求項２に記載の発明を用いることにより、周期欠点でない欠点を誤認することなく、より正確に周期欠点を判定することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、周期欠点の発生源を早期に発見するための手順として、請求項１乃至２において、さらに検出した周期欠点の周期によって、欠点の発生原因となった抄紙機の部位を特定し、特定した部位を作業者へ通知する方法を提供するものである。
【００１５】
詳細には、抄紙機において異なる周期をもつ複数の部位（例えば、図１の1,2,…6）に対して、それぞれに対応した異なる周期（m1,m2,…m6）を予め設定する。外観検査装置が周期欠点を検出した場合、欠点の周期に対応した部位をモニタ、ランプまたは警告音等により作業者へ通知することで、周期欠点の発生源となった抄紙機の部位を特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、抄紙機上で連続発生した周期欠点を早期に発見することが可能となり、連続した損紙の発生を未然に防ぎ、生産効率の向上が期待できる。さらに、請求項３の発明によると、周期欠点の検出と同時に発生源となった部位を特定することが可能となり、従来と比較して機械の不稼働時間を短縮することが期待できる。
【００１７】
本発明によると、簡便な判定方法を用いているため、特許文献１と比較して安価に周期欠点の検出が実現可能である。また、欠点の座標位置を検出することができる一般的な外観検査装置であれば、簡単な改造で本発明を応用できるようになるため、周期欠点の発見が容易に可能となり、経済的に有利な検査装置とすることができる。
【００１８】
また、本発明は周期欠点が発生する座標位置を予め設定し、設定した座標位置に現出した欠点の有無により周期性を判定しているため、欠点の面積や形状から影響を受けることはない。また、特許文献２による方法では検出が困難な周期欠点であっても、容易かつ正確に検出が可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について図を用いて詳細に説明する。
【００２０】
以下に長網抄紙機とラインカメラ方式の外観検査装置を用いた例を説明するが、本発明はこの例に限定されず、異なる方式の抄紙機でも適用可能である。また、エリアカメラ式の検査装置でも適用可能である。
【００２１】
[構成]
図１は一般的な長網抄紙機の側面を示したものであり、長網部1、プレス部2、プレ乾燥部3、サイズ部4、アフター乾燥部5及びカレンダ部6はそれぞれ異なった周期（m1,m2,・・・m6）をもった部位である。外観検査装置7は、抄紙機の終端に近い部位に設置する。
【００２２】
図２は本発明に係る外観検査装置の構成を示したものである。用紙8全面を撮影するためのラインカメラ9、ラインカメラのシャッタータイミングをコントロールするためのロータリエンコーダユニット10、撮影した画像から欠点11を検出するための画像処理ユニット12、欠点検出に関する各パラメータを設定し、検出した欠点の種類を分類するためのコントロールユニット13、周期欠点を検出した際に警報を発するとともに、原因となった抄紙機の部位を通知する警報ユニット14から構成される。図２に記載された構成以外にも、一般的な検査装置と同様に、透過光あるいは反射光を用いた照明や、欠点を画像表示するモニタで構成される場合もある。
【００２３】
[検査装置の設定]
外観検査装置のコントロールユニットにおいて、以下の設定を行う。
【００２４】
欠点の周期として、図１記載の周期性をもつ各部位の周期（m1,m2,・・・m6）を設定する。さらに、用紙の伸縮や座標位置の測定誤差等を考慮し、周期を補正するべき距離または時間である±nを設定する。図3は設定した周期と周期欠点の座標位置の関係を示す。
【００２５】
先ず、周期性の判定を行うための連続発生上限回数tを設定する。tが小さいほど早期に周期欠点を検出できるが、ランダムに発生した欠点を周期欠点として誤認する可能性も高くなる。tが大きいほど周期欠点を高精度に検出することができるが、検出に時間がかかるため、3回から10回程度とすることが望ましい。
【００２６】
次に、外観検査装置が検出した欠点の中から、同時に周期性を判定する欠点の個数を設定する。用紙に大量の欠点が発生した場合は、検査装置が検出した全ての欠点について周期性を判定することとなる。時間当たりに発生する欠点の数が多くなるほど高速かつ大量の計算処理が可能なコンピュータが必要となり、全ての欠点について周期性を判定することは経済的に引き合わない。また、そもそも大量に欠点が発生する状況は異常であるから、そのような状況下では本発明が目的とする周期欠点の早期発見はさほど重要とはならない。そこで、効率的に周期欠点を検出するためには、通常製造時における周期m+n中に発生する欠点の発生頻度に応じた数の欠点に対して周期性を判定すればよい。
【００２７】
さらに、検出した欠点の外観の画像から「穴」、「汚れ」の2種類に分類するための閾値を設定する。より高精度に周期性を判定するためには、さらに大きさや色で分類すればよい。
【００２８】
[欠点の座標位置計測]
外観検査装置が検出した欠点について、ラインカメラで撮影した画像から用紙幅方向及び流れ方向の用紙表面における座標位置（X，Y）を計測する。用紙幅方向の座標位置（X）については、ラインカメラの視野における位置から計算し、用紙流れ方向の座標位置（Y）については、ラインカメラのシャッタータイミングを取得するためのロータリーエンコーダパルスのカウント数から計算する。
【００２９】
[欠点の分類]
外観検査装置が検出した欠点について、外観の画像から設定した閾値に従って穴と汚れの２種類に分類する。
【００３０】
[周期性の判定]
周期欠点の座標位置を図３に示し、欠点の周期性を判定するフローチャートを図４に示す。
【００３１】
外観検査装置の検査開始時に、連続発生回数Tを0にセットする。
【００３２】
外観検査装置が欠点を検出した場合、Tを1にセットし欠点の座標位置を（0，0）と定義する。
【００３３】
周期欠点の1次判定21として、欠点11の座標位置（0，0）に対して、（0，m±n）の座標位置に同じ種類の欠点が検出されなかった場合、周期欠点は発生していないと判定する。一方、図3の左側に示すように（0，m±n）の位置に同じ種類の欠点15が検出された場合、欠点の周期mに対する連続発生回数の追加処理22としてTに1を加える。
【００３４】
さらに周期欠点の最終判定23として、連続発生回数Tと連続発生上限回数tを比較し、T=tであった場合は、周期欠点が発生したと判定し、T=tでない場合は、図3の右側に示すように欠点15の座標位置を（0，0）に再定義24し、1次判定21から最終判定23までのフローを繰り返す。
【００３５】
ここで、mは予め設定した欠点の周期（m1,m2,…m6）であり、連続発生回数Tについては設定した欠点の周期ごとにカウントする。
【００３６】
[周期欠点の通知]
周期欠点が発生したと判定した場合、周期mに対応した部位を欠点発生源として特定し、警報ユニットで作業者へ通知する。通知はモニタへの表示、ライトの点滅、警告音等により行う。
【００３７】
m1（±n）の周期を持つ欠点を検出した場合、m1に対応する周期をもった部位は長網部であるため、警報ユニットのモニタに「長網部で周期欠点発生」等と表示することで、作業者は速やかに欠点の発生源を突き止めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】長網抄紙機の周期性をもつ部位と外観検査装置の位置を示す図である。
【図２】本発明における実施の形態を示す図である。
【図３】周期欠点の用紙上の発生位置を示す図である。
【図４】周期欠点を検出するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
1…長網部（周期m1）、2…プレス部（周期m2）、3…プレ乾燥部(周期m3)、4…サイズ部（周期m4）、5…アフター乾燥部（周期m5）、6…カレンダ部（周期m6）、7…外観検査装置、8…抄紙機上の用紙、9…ラインカメラ、10…ロータリエンコーダユニット、11…欠点、12…画像処理ユニット、13…コントロールユニット、14…警報ユニット、15…連続発生回数2の欠点、16…連続発生回数3の欠点、17…周期欠点検出のための条件設定、18…連続発生回数の初期化、19…連続発生回数の追加、20…欠点座標位置の定義及び分類、21…周期欠点の1次判定、22…連続発生回数の追加、23…周期欠点の最終判定、24…欠点座標位置の再定義、25…周期欠点発生の確定、26…周期欠点非発生の確定、27…周期欠点発生の通知
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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