(57)【要約】【課題】不織布等の被検査物の全部位の厚みを，外乱光の影響がなく，かつ，周囲の温度変化にも影響を受けることなく，正確に検出することができる方法と，この方法を実施するのに最適な装置を提供する。【解決手段】走行する不織布等の被検査物に赤外線を照射し，被検査物の透過光量を計測し，透過光量の実測値を予め記憶手段に格納した当該被検査物の透過光量の基準値と比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出する，また，装置は，走行する被検査物に赤外線を照射する手段と，被検査物の透過光を撮像する手段と，この撮像手段から順次出力される多階調のライン画像のデータを記憶して上記被検査物の多階調エリア画像を作成すると共にこの被検査物の多階調エリア画像を予め記憶手段に格納した当該被検査物の基準値から作成したマスタ画面の多階調エリア画像の明度と比較して被検査物の各部位の厚みを演算する手段とを備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する不織布等の被検査物の全幅に赤外線を照射し，被検査物である不織布等の透過光量を計測し，この実測値を記憶手段に格納すると共に，この実測値を予め記憶手段に格納した当該被検査物の透過光量の基準値と比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出することを特徴とする不織布等の厚み検出方法。
【請求項２】
管状ケーシング内に遮熱のための空間を配して赤外線照射源を線状に配置した赤外線照射管により，被検査物の全幅に赤外線を照射するようにした請求項１記載の不織布等の厚み検出方法。
【請求項３】
透過光量の基準値にしきい値を付加設定して被検査物の透過光量の実測値と比較することにより，毛髪・虫・金属等の付着や汚れやピンホール等の欠陥とその位置を検出する請求項１又は請求項２記載の不織布等の厚み検出方法。
【請求項４】
透過光量の基準値に密度値を付加設定して被検査物の透過光量の実測値と比較することにより，被検査物の各部位の厚みと密度を検出する請求項１又は請求項２又は請求項３記載の不織布等の厚み検出方法。
【請求項５】
走行する不織布等の被検査物の全幅にわたって赤外線を照射する手段と，被検査物の透過光を撮像する手段と，この撮像手段から順次出力される多階調のライン画像のデータを記憶して上記被検査物の多階調エリア画像を作成すると共にこの被検査物の多階調エリア画像を予め記憶手段に格納した当該被検査物の基準値から作成したマスタ画面の多階調エリア画像の明度と比較して被検査物の各部位の厚みを演算する手段とを備えたことを特徴とする不織布等の厚み検出装置。
【請求項６】
赤外線を照射する手段として，管状ケーシング内に遮熱のための空間を配して赤外線照射源を線状に配置した赤外線照射管を適数個被検査物の全幅方向に配置した請求項５記載の不織布等の厚み検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，厚みのダイナミックレンジが大きい不織布や厚手番の紙等の被検査物の全部位の厚みを検出する最適な検出方法と検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，不織布や紙のように厚みのダイナミックレンジが大きい被検査物を走行させながらベータ線を照射し，その単位面積当たりの透過量によって被検査物の厚みを検出する装置が提供されている。
【０００３】
しかし，この装置は，走行している被検査物と交差方向に放射線源を移動させる必要があるため，被検査物の全部位の厚みを検出することができない欠点があるだけでなく，放射線を使用するために設置条件が厳しく，操作者に資格を必要とする等，使い勝手が悪く，また，すこぶる高価である等の欠点がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２１１６４７号公報（０００７，図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
走行している不織布等の被検査物の厚みを安価に，かつ，正確に検出する方法としては，図３に示した如く，光の透過量が厚みと密度に関係するところから，走行する被検査物に蛍光灯で光を照射し，ＣＣＤラインセンサ等で被検査物の透過光量を計測してこの実測値をメモリし，予め記憶手段に格納した当該被検査物の透過光量の基準値とこの実測値を比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出する方法が考えられる。
【０００６】
この方法は，透過光量が正しく計測されれば，図１に示した如く，厚い部分は透過光量が少ないので凹に，それよりも薄い部分は透過光量がそれよりも大きいので凸なグラフとして観測され，被検査物の全部位の厚みを正確に検出することが出来るが，図２に示した如く，蛍光灯を光源として使用すると，被検査物の実測値が外乱光によって大きく変動し，正確な実測値を得ることが極めて難しく，また，計測中の蛍光灯の温度の変化による内部のガス圧の変化により照射光量が変化するので正確な実測値を得ることが極めて難しく，信頼性に乏しい。
【０００７】
そこで，本発明は，不織布等の被検査物に光を照射して被検査物の透過光量を計測し，この実測値を当該被検査物の透過光量の基準値とを比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出すると共に，被検査物の実測値の外乱光の影響がなく，かつ，被検査物の実測値が被検査物の光源及び光源周囲の温度変化にも影響を受けることなく，正確に不織布等の全部位の厚みを検出することができる方法と，この方法を実施するのに最適な装置の提供を主な目的とするものである。
【０００８】
また，本発明は，被検査物の厚み検出の際に，光源からの熱で不織布や紙等の被検査物が燃焼したり変質することがない方法と，この方法を実施するのに最適な装置の提供も目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の技術的手段は，走行する不織布等の被検査物の全幅に赤外線を照射し，被検査物である不織布等の透過光量を計測し，この実測値を記憶手段に格納すると共に，この実測値を予め記憶手段に格納した当該被検査物の透過光量の基準値と比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出するようにしたものである。
【００１０】
また，上記の目的を達成するための本発明の別の技術的手段は，被検査物に赤外線を照射する際に，燃焼の原因となる被検査物の温度上昇を防止するため，ケーシング内に遮熱のための空間を配して赤外線照射源を線状に配置した赤外線照射管により，被検査物の全幅に赤外線を照射するようにしたものである。
【００１１】
また，上記の目的を達成するための本発明の別の技術的手段は，被検査物の透過光量の実測値と当該被検査物の透過光量の基準値とを比較する際に，透過光量の基準値にしきい値を付加設定して被検査物の透過光量の実測値と比較することにより，毛髪・虫・金属等の付着や汚れやピンホール等の欠陥の種別とその位置を検出するようにしたものである。
【００１２】
また，上記の目的を達成するための本発明の別の技術的手段は，被検査物の透過光量の実測値と当該被検査物の透過光量の基準値とを比較する際に，密度値を付加設定して被検査物の透過光量の実測値と比較することにより，被検査物の各部位の厚みと密度を共に検出するようにしたものである。
【００１３】
また，上記の目的を達成するための本発明の別の技術的手段は，不織布等の厚み検出装置を，走行する不織布等の被検査物の全幅にわたって赤外線を照射する手段と，被検査物の透過光を撮像する手段と，この撮像手段から順次出力される多階調のライン画像のデータを記憶して上記被検査物の多階調エリア画像を作成すると共にこの被検査物の多階調エリア画像を予め記憶手段に格納した当該被検査物の基準値から作成したマスタ画面の多階調エリア画像の明度と比較して被検査物の各部位の厚みを演算する手段とから構成したことにある。
【００１４】
更に，上記の目的を達成するための本発明の別の技術的手段は，上記の厚み検出装置において，管状ケーシング内に遮熱のための空間を配して赤外線照射源を線状に配置した赤外線照射管を被検査物の全幅方向に配置したことにある。
【００１５】
尚，本明細書において使用するの基準値の語は，坪量（不織布の単位面積当たりの重量）や斤量（紙の単位枚数当たりの重量）によって予め知ることができる透過光量だけでなく，透過光量が不明の場合に推定される透過光量をも含んでいる。即ち，推定される透過光量を仮の基準値として設定し，実測値を求めて仮の基準値を修正して設定する基準値も含んでいる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、  図４以下を参照して，本発明の実施の形態の例を説明する。
【００１７】
図４に示した如く，被検査物である不織布１はリール２に巻き取られている。この不織布１は繰り出されて複数の案内ローラ３を介して走行し，リール４に巻き取られ，若しくはスリッター工程に供給される。不織布１は走行の途中の適当箇所で一対の検査用ローラ５を通過するようになっており，不織布１の一面側に臨ませてＣＣＤラインセンサ６が配置されると共に，不織布１の反対面側にＣＣＤラインセンサ６に臨ませて透過照明用光源７が配置されている。透過照明には赤外線が使用されている。ＣＣＤラインセンサ６は線状センサであり，走行する不織布１の幅方向に沿うように適数個設置され，走行する不織布１の全幅が順次撮像される。ＣＣＤラインセンサ６には赤外線パスフィルター（図示せず）が取り付けられており，７００ｎｍ以上の波長のみを検出するようになっている。
【００１８】
透過照明用光源７は，図６に示した如く，織布１の幅方向の長さとほぼ一致する長さに形成した曇りガラス製管状ケーシング７ａ内に，遮熱のための空間を配してハロゲンランプ７ｂを線状に配置したものである。この透過照明用光源７から照射される赤外線の波長は，被検査物の材質に応じて適宜設定することができる。
【００１９】
ＣＣＤラインセンサ６の位置より不織布１の走行方向下流側にはロータリーエンコーダ８が検査用ローラ５と同軸に設けられており，それより下流側にはラベリング装置９が配置されている。ラベリング装置９は，案内ローラ３上で不織布１における毛髪・虫・金属等の付着，汚れ，ピンホール等の欠陥箇所が存在する部分の側縁部に欠陥箇所指摘用のラベルを貼着することができるように構成されている。ロータリーエンコーダ８は不織布１の走行量を検出するために，不織布１が所定長走行するごとにパルスを発生する。処理部１０は，ＣＣＤラインセンサ６から送出される多階調ライン画像データをメモリに格納し，このメモリ内で不織布の多階調エリア画像を作成するが，ロータリーエンコーダ８から送出されるパルスを多階調ライン画像データに変換する際の改行信号として用い，また，そのパルス数を計数することにより，ＣＣＤラインセンサ６より撮像した不織布１の欠陥箇所がラベリング装置９の到達するタイミングを検出し，この検出信号によりラベリング装置９を駆動し，不織布１の欠陥箇所が存在する部分の側縁部にラベルを的確に貼着できるように構成されている。
【００２０】
処理部１０によって得られたデータはパーソナルコンピュータに送信され，このパーソナルコンピュータによって統計処理されると共に，履歴も記録されるようになっている。処理部１０にはモニタＴＶ（ＣＲＴ）１１が接続され，処理部１０で作成された不織布１の欠陥箇所の多階調エリア画像データをモニタＴＶ１１に映し出すことにより，不織布１の欠陥箇所の処置の最終判定を目視によって行えるようなっている。また，モニタＴＶ１１に映し出される画像を適宜の記憶媒体に記憶しておくことにより，不織布１の巻き替え作業時等，所望の時期に上記欠陥箇所を再特定することができるようになっている。
【００２１】
次に，本発明を上記装置の動作とともに説明する。
【００２２】
図４に示した如く，被検査物である不織布１をリール２から繰り出して案内ローラ３により走行させ，リール４に巻き取る。この走行の途中で透過照明用光源７により不織布１を照射し，被検査物の幅方向の全長にわたってＣＣＤラインセンサ６により透過光を順次撮像する。処理部１０においては，ＣＣＤラインセンサ６から順次出力される２５６階調の多階調ライン画像のデータを格納すると共に，ロータリーエンコーダ８から送出されるパルスを改行信号として多階調エリア画像を作成する。この不織布１の多階調エリア画像の各部の明度を，予めメモリに格納された当該不織布１の各部の厚さに対応する透過光量の基準値，及び，この基準値から作成されたマスタ画像の２５６階調の多階調エリア画像の対応する各部の明度と比較する。こうして，被検査物である不織布１の透過光量の実測値と基準値との比較により，被検査物である不織布１の各部が所定の厚さを有しているかどうか，そして，基準値との乖離を検出する。
【００２３】
前記の通り，透過光量は不織布１の密度とも関係するから，この装置においては，厚みの基準値に加えて密度の基準値を予め付加してあり，不織布１の透過光量の実測によって作成された多階調エリア画像と，厚みの基準値と密度の基準値とからそれぞれ作成されたマスタ画像の２５６階調の多階調エリア画像との比較し，不織布１の厚み検出と密度検出とを併せて行っている。不織布１や紙においては，薬剤や香料の含浸処理をするのが通例であり，それには個々の不織布１等の密度が極めて重要であるから，密度検出を併せて行うことは有利である。
【００２４】
被検査物である不織布１に金属が付着していると付着部分は光を透過しないし，毛髪や虫が付着していると透過光量は基準値よりも低下するし，ピンホールや切れ目があると透過光量は基準値よりも増大する。この装置においては，この現象を利用して，基準値に種々のしきい値を付加設定して被検査物の透過光量の実測値と比較することにより，毛髪・虫・金属等の付着，汚れ，ピンホール，切れ等の欠陥の有無，種類，及びその位置をも検出するようにしている。さらに，この装置においては，欠陥のＸＹ寸法の情報も検出するようにしてある。
【００２５】
上記の通り，図例の装置は，処理部１０において，ロットごとに定まった厚みを有する不織布１の厚みのデータを明度に予め置き換えてメモリしておき，これを基準としている。そして，透過光量の変動として検出される不織布１の各部の厚みの変動を実測し，これを明度の変動に置き換え，この実測データを前記基準と比較することにより，当該不織布の実際の厚みを検出すると共に，密度の検出，毛髪・虫・金属等の付着，汚れ，ピンホール，切れ等の欠陥の有無と種類とその位置，及び，欠陥のＸＹ寸法の検出を行っている。
【００２６】
そして，図例の装置は，透過照明に赤外線を用いることに加えて赤外線パスフィルターをＣＣＤラインセンサ６に取り付けることにより，被検査物である不織布１の厚みの実測の際の外乱光の影響を排除すると共に，被検査物のである不織布１の実測の際の光源及び光源周囲の温度変化による影響を排除し，更には，それ自体が熱源である赤外線照射源の周囲の温度上昇を，赤外線照射源とケーシング７ａの二重管構造を採択することにより１００゜Ｃ前後以上に上昇しないように抑制し，光源からの熱で不織布や紙等の被検査物が燃焼したり変質することがないようにしたものである。
【００２７】
尚，本発明の実施に際しては，透過光量の基準値と実測値との比較する方法として，画素単位での比較であれ，エリア画像の面積平均の比較であれ、任意に選択することができる。
【００２８】
また，本発明の実施は，不織布に限られない。本発明好ましい実施の形態としては，厚みのダイナミックレンジが大きい厚手番の紙等の厚み等の検出を例示できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明によれば，不織布等の被検査物に赤外線を照射して被検査物の透過光量を計測し，この実測値を当該被検査物の透過光量の基準値とを比較し，この比較結果から被検査物の各部位の厚みを検出するもので，被検査物の実測値の外乱光の影響がなく，かつ，被検査物の実測値が被検査物の光源及び光源周囲の温度変化にも影響を受けることなく，正確に不織布等の被検査物の全部位の厚みを検出することができる。
【００３０】
また，被検査物の厚み検出の際に，透過照明用光源として，被検査物の幅方向の長さとほぼ一致する長さに形成したケーシング内に，遮熱のための空間を配して赤外線照射源を線状に配置した二重管構造のものを適数個使用するようにすれば，被検査物の周囲温度の上昇を抑制することができるので，被検査物が不織布や紙等の可燃性のものであっても，被検査物が燃焼したり変質することも防止でき，仮に，検出作業の中断等により，被検査物の走行が停止しても，可燃性の被検査物が燃焼することはない。
【００３１】
また，厚みの基準値にしきい値を予め付加設定すれば，被検査物の厚みだけでなく，被検査物の毛髪・虫・金属等の付着，汚れ，ピンホール等の欠陥の有無と種類とその位置の検出を行うこともできる。
【００３２】
更に，厚みの基準値に加えて密度の基準値を予め付加設定すれば，被検査物の厚みだけでなく，被検査物の密度検出も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】外乱光がない場合の蛍光灯を光源とする厚み検出状態の説明図であり，凹な部分は厚い部分を，凸な部分は薄い部分を示している。
【図２】図１と同じ被検査物を外乱光が入った状態で厚み検出を行った場合の検出状態の説明図。
【図３】不織布の厚さと透過光量を不織布の密度との関係で示す説明図。実線は密度が高い場合，点線は密度が中くらいの場合，鎖線は密度が低い場合を示す。
【図４】本発明の装置の一実施例の概要を示す説明図。
【図５】赤外線の波長とＣＣＤラインセンサの感度との関係をの説明図。１はＣＣＤラインセンサの感度を，２は赤外線の入射光波長を示す。
【図６】本発明の実施に最適な赤外線照射源のケーシングを切り欠いた状態の斜視図。
【図７】図６の赤外線照射源と蛍光灯と対比した周囲温度の変化による照射光率の変化の説明図。蛍光灯の場合を点線で，図６の赤外線照射源の場合を実線で示す。
【図８】図６の赤外線照射源を使用しての厚み検出状態の説明図であり，凹な部分は厚い部分を，凸な部分は薄い部分を示している。被検査物は図１ものもを使用した。
【符号の説明】
１    不織布
２    リール
３    案内ローラ
４    リール
５    検査用ローラ
６    ＣＣＤラインセンサ
７    透過照明用光源
７ａ    ケーシング
７ｂ    ハロゲンランプ
８    ロータリーエンコーダ
９    ラベリング装置
１０    処理部
１１    モニタＴＶ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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