(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
明暗の色調に関する数値を有する画素を含む、最初のディジタル画像と２番目のディジタル画像を利用して、カレンダー装置内の密接に並置された第１のカレンダーロールと第２のカレンダーロールの間のバンク内に含まれる材料の量を測定する方法であって、前記ディジタル画像は、前記ロールに向けられたカメラ手段によって得られ、前記最初のディジタル画像は前記材料がないときに得られ、前記２番目のディジタル画像は前記材料があるときに得られるものである、バンク内に含まれる材料の量を測定する方法において、
前記最初の画像と前記２番目の画像とを組み合せ、前記材料がより明るい色調で示され、前記両カレンダーロールがより暗い色調で示されるようにコントラストを変化させた３番目のディジタル画像を作るステップと、
前記３番目のディジタル画像から、前記第２のカレンダーロールの表面に前記材料があることに対応する前記のより明るい色調の部分を除去するステップと、
前記３番目のディジタル画像上に残る、前記バンク内に前記材料が存在することに対応する前記のより明るい色調の面積を測定するステップと、
前記面積を、前記バンク内の前記材料の前記の量と関連づけるステップと
を有することを特徴とする、バンク内に含まれる材料の量を測定する方法。
【請求項２】
明暗色調間の前記コントラストを増すために前記３番目のディジタル画像に整数の定数を乗じるステップをさらに有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
明暗の色調に関する数値を有する画素を含む、最初のディジタル画像と２番目のディジタル画像を利用して、カレンダー装置内の密接に並置された第１のカレンダーロールと第２のカレンダーロールの間のバンク内に含まれる材料の量を測定するシステムであって、前記ディジタル画像は前記ロールに向けられたカメラ手段によって得られ、前記最初のディジタル画像は前記材料がないときに得られ、前記２番目のディジタル画像は前記材料があるときに得られる、カレンダー装置内の密接に並置された第１のカレンダーロールと第２のカレンダー用ロール間のバンク内に含まれる材料の量を決定するシステムにおいて、
前記最初の画像と前記２番目の画像とを組み合せ、前記材料がより明るい色調で示され、前記両カレンダーロールがより暗い色調で示されるようにコントラストを変化させた３番目のディジタル画像を作る組合せ手段と、
前記３番目のディジタル画像から、前記第２のカレンダーロールの表面に前記材料があることに対応する前記のより明るい色調の部分を除去する除去手段と、
前記３番目のディジタル画像上に残る、前記バンク内に前記材料が存在することに対応する前記のより明るい色調の面積を測定する測定手段と、
前記面積を前記バンク内の前記材料の前記量に変換する変換手段と
を有することを特徴とする、カレンダー装置内の密接に並置された第１のカレンダーロールと第２のカレンダーロール間のバンク内に含まれる材料の量を決定するシステム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明はカレンダーバンク内の材料の量を測定する方法と装置の技術に関し、特に、回転しているカレンダーバンクの寸法と形状を測定し、制御するシステムにおいてディジタル画像技術を使用する方法と装置に関する。本発明はエラストマー材料の処理に関し記載するが、本発明はピザ生地、プラスティック、紙パルプ、またはミル、カレンダーまたは同様な機械でバンクが成形される全ての材料を含む他の材料にも適用できる。
背景技術
カレンダーまたはミル上の回転しているバンクの寸法と形状は、カレンダー加工における重要な要素である。バンクはカレンダーロールに材料を一様に供給し続けるためのバッファとなる。しかし、もしもバンクが適切なレベルに保たれないと、カレンダーで加工されたシートが一様でなくなることがある。例えば、バンクが小さすぎると、バンクの「材料切れ」状態によりシートにボイドを生じることがある。他方、バンクが大きすぎると、材料のスコーチのような問題が生じることがあり、硬化したりその他望ましくない塊が材料のシートに生じる。さらに、回転しているバンクの寸法が変動すると、ロールでの延展力が変動し、シートの厚みが一様でなくなる。
カレンダーバンクの寸法を正確に制御できると、カレンダーで加工されたシートが構成要素の寸度、組成に関してより一様になる。バンクの寸法を制御する問題に固有なのは、バンクに存在する材料の量と分布を正確に測定することができるかどうかという問題である。
従来の技術では、バンクのサイズを決めるのに関連する問題を解決する試みとして、いろいろな方法と装置が用いられた。例えば、Ｎａｇｏｎｏ等による米国特許第４，６４２，６８６号で開示された方法では、ビデオカメラ、スクリーン、光源を用いて、バンクになった材料のシルエットを撮影する。次に、シルエットの面積と材料の量との関係を付ける。この方法は背景照明の装置が必要であり、本発明の方法より複雑である。
米沢等による特開昭５９−１３２３１４では、テレビカメラにより対になった空のロールの写真を記録し、次いでロールの間にゴムのバンクを有するロールの写真を記録する方法が開示されている。減算器により、二つの写真の差異が求まる。次いで、この写真要素を、ゴムが黒色で表示される黒白の２値信号に変換する。修正手段により、予め定めた幅未満の黒色部分を白色に変換する。２値信号を求めるこの直接法では、光っているカレンダーロールを使用する場合に通常見られるグレアの問題に対し補正が行われない。
Ｈａｔａｎａｋａによる欧州特許出願０６４５２３０Ａ１も、ミル上の材料バンクの量を調整するための装置を対象にしている。
本発明は、２つのカレンダーロールの間のバンクで形成されるエラストマー材料の量を測定し、制御する、新しい、改良された手段を、従来技術で現在遭遇している問題を簡単かつ有効に克服する方法で提供する。
発明の開示
本発明に従って、２つのカレンダーロールの間のバンクに形成されるエラストマー材料の量を測定する方法が提供される。
特に、本発明に従って、カレンダーロールに向けられたカメラ手段により得られたディジタル画像を利用する方法が提供される。
本発明の一態様によれば、本方法は、明暗の色調に関する数値を有する画素を含む最初のディジタル画像と２番目のディジタル画像を利用する。最初の画像はエラストマー材料がないときに得られ、２番目のディジタル画像は前記エラストマー材料があるときに得られる。本発明の方法は、
最初の画像と２番目の画像とを組み合せ、エラストマー材料がより明るい色調で示され、両カレンダーロールがより暗い色調で示されるようにコントラストを変化させた３番目のディジタル画像を作るステップと、
３番目のディジタル画像から、第２のカレンダーロールの表面に前記材料があることに対応する前記のより明るい色調の一部分を除去するステップと、
３番目のディジタル画像上に残る、前記バンク内に前記材料が存在することに対応する前記のより明るい色調の面積を測定するステップと、
その面積を、バンク内のエラストマー材料の量と関連づけるステップを有することを特徴とする。
本発明の実施態様によれば、
明暗の色調間のコントラストを増すために、３番目のディジタル画像に整数の定数が乗じられる。
本発明の他の態様に従えば、カレンダー加工装置内に密接して並置されている第１および第２のカレンダーロール間のバンクに含まれるエラストマー材料の量を決定するシステムが提供される。
このシステムは前記ロールに向けられたカメラ手段により得られる最初のディジタル画像および２番目のディジタル画像を利用する。本発明のシステムは、
最初の画像と２番目の画像とを組合わせ、エラストマー材料がより明るい色調で示され、両カレンダーロールがより暗い色調で示されるようにコントラストを変化させた３番目のディジタル画像を作成する合成手段と、
３番目のディジタル画像から、第２のカレンダーロールの表面に前記材料があることに対応する前記のより明るい色調の一部分を除去する除去手段と、
３番目のディジタル画像上に残る、前記バンク内に前記材料が存在することに対応する前記のより明るい色調の面積を測定する測定手段と、
その面積を、バンク内のエラストマー材料の量に変換する変換手段を有することを特徴とする。
本発明の利点の一つは、光っていて、極度に反射的なカレンダーロールの結像に関する問題を克服することである。
本発明の別の利点は、第２のロールの部分を覆うエラストマー材料をすべて除去できることである。
本発明の別の利点は、バンクの各領域に含まれるエラストマー材料の量を制御できることである。
本発明のさらにその他の利点については、以下の実施形態を読み、理解すれば当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
本発明はある部品と部品の配置について具体的に示すことができ、その好ましい実施形態を本明細書で具体的に説明し、その一部である以下の添付図面に示す：
図１は一組のカレンダーロールの間のエラストマー材料のバンクに向けられたカメラ手段の透視図である。
図２は、本発明による、バンク内のエラストマー材料の量を測定し、制御するシステムの概略図である。
発明の詳細な説明
本発明の好ましい実施例を説明する目的のためのみであって、本発明を限定する目的のために示すものではない図を参照すると、図１は、第１のカレンダロール１０と第２のカレンダロール１２、およびそれらの間に含まれるエラストマー材料２４のバンク２０を図示している。本発明の好ましい実施形態はカレンダー加工装置内の１対のカレンダーロールを特に参照して説明するが、本発明はミルや熱間送り押出機へのフイードミル（図示されていない）に同様に適用可能である。さらに、本発明はエラストマー材料、ゴム加工業界、特に加工ゴム製のタイヤ部品を参照して本発明を説明するが、本発明はより広い用途を有している。例えば、バンクを作り維持することによりミルで加工される材料は、すべて本発明の対象になる。例えば、ピザ生地のような生地を大量にミルで加工する食品業界では、バンクの大きさの維持につきものの問題も本発明により解決される。殆ど常にロールより色が暗いエラストマー材料について、本願全体を通して本発明を説明する。しかし、ピザ生地のような材料の色調は、実際にはロールの色調より明るい。重要な点は、材料の色調が、組合せ手段の後ロールの色調よりもコントラストがある（より明るいか、より暗いか）ことである。
ロール１０、１２に向けられたカメラ手段３０が、ロール１０、１２、および存在するエラストマー材料２４の画像を得る。この画像は、監視手段３６で観察され、コンピュータ３８のようなコンピューティング手段に保存される。ディジタル画像処理技術により、ディジタル画像４０の画像処理機能がエラストマー材料２４の量と配分に関するデータを引き出すことができる。
図１および図２を参照して、カレンダーロール１０と１２の間のバンク２０内に含まれるエラストマー２４の量を決定するシステム５０を説明する。カメラ手段３０により収集された画像４０を処理するのにディジタル画像処理技術が採用されているので、図２には監視手段３６で観察できる代表的な出力も含まれている。
バンクに含まれているエラストマー材料２４の量を決定するシステム５０は、画像収集と処理に備えてコンピュータ３８とカメラ手段３０とを初期化することで開始される。むき出しのカレンダーロール１０と１２の最初の画像５４が、カメラ手段３０により撮影され、以後の全ての画像が比較される基準として使用するために保存手段５８に保存される。
エラストマー材料２４があるときに、２番目の画像６０が撮影される。２番目の画像６０が第１のカレンダーロール１０に対抗してバンク２０のプロフィール６４を含むような位置に、撮影手段３０が置かれている。２番目の画像６０は、カレンダー加工中に通常生じる、第２のロール１２の表面７０に含まれるエラストマー材料２４のプロフィール６８を含むこともある。２番目の画像６０は、それから将来の加工のために保存手段５８に保存される。
システム５０には、最初の画像５４と２番目の画像６０とをディジタル的に組み合わせる組合せ手段７４が採用されている。組合せ手段７４からは、エラストマー材料２４がより明るい色調で表現され、背景とカレンダーロール１０、２０はより暗い色調で表現されている、３番目のディジタル画像８０が出力される。本発明の重要な点は、３番目のディジタル画像８０に含まれるエラストマー材料２４の「ネガ」である。光っていて極度に反射的なカレンダーロールにより生じるグレアを有する従来技術でしばしば見られる問題を解消するように、最初の画像５４と２番目の画像６０とが組み合わされる（引き算される）。
本発明のシステムは、オプションとして、より明るい色調に効果的に光沢を付け、明暗の色調間のコントラストをより大きくできる対比手段８４をさらに用いることができる。好ましい対比手段８４は、３番目のディジタル画像８０の各画素の数値にある整数倍を乗算する。
本発明のシステム５０の一つの実施形態は、３番目のディジタル画像８０の各画素の数値を予め定めた標準値と比較し、標準値を越える値は純白色調に、標準値に満たない値は純黒色調に変換する比較手段８８を含んでいる。
システム５０は、第２のカレンダーロール１２上のエラストマー材料２４のプロフィール６８を除去する除去手段１００をさらに含む。バンク２０のプロフィール６４のみが、画像１０２内により明るい色調として残る。
本発明のシステム５０の一つの実施形態には、画像１０２のプロフィール６４をレンズおよび遠近の歪に対し補正する修正手段１０６を含む。画像補正は、画像１０２の中央から水平、垂直方向に外側に向かって行われる。
測定手段１１０が、バンク２０のプロフィール６４の断面積Ａ1を、画像１０２の白色画素の画素数で求めるのに使われる。
変換手段１１４はそれから、測定された面積Ａ1をバンク２０の真の断面積Ａ２に、較正行列を使って変換することができる。次に真の断面積Ａ2を、バンク２０内のエラストマー材料２４の量と関係づけることができる。真の断面積Ａ2をバンク２０内のエラストマー材料２４の量と関係づける一つの手段は、回転容積法を利用する。
本発明のシステム５０の一つの好ましい実施形態では、バンク２０のプロフィール６４を別個の供給ラインＦｎにより供給されつつあるバンク２０の個別の領域Ｂｎに対応する複数の制御領域ｚｎに分割する分割手段１２０をさらに含む。簡単化するため、図２には、それぞれが領域Ｂ1，Ｂ2に対応する２つの制御領域Ｚ1とＺ2が示してあり、これらは図１に示すように、供給ラインＦ1，Ｆ2によりそれぞれ材料が供給される。しかしバンク２０内のエラストマー材料２４の量をより細かく制御することは、より多くの制御領域ｚｎを用いることによって可能になることは極めて明らかである。
バンク２０内または各個別領域Ｂｎに含まれるエラストマー材料２４の量は、エラストマー材料２４がカレンダー加工装置に供給される全体流量を調整するか、またはエラストマー材料２４が各個別の供給ラインＦｎを通して供給される流量を制御することにより、制御することができる。
第１、第２のレンダーロール１０、１２の間のバンク２０内に含まれるエラストマー材料２４の量を測定し、制御する方法を図１、図２を参照して説明している。密接して並置された第１、第２のカレンダーロール１０，１２に向けられたカメラ手段３０が、ロール１０、１２の最初のディジタル画像５４を記録する。エラストマー材料２４はカレンダーロール１０，１２に供給され、カレンダーロール１０，１２のロール１０、１２間のバンク２０に含まれるエラストマー材料２４が写っている２番目のディジタル画像が撮影される。ディジタル画像５４、６０は、明暗の色調に関係する数値をもつ画素（画像要素）からなる。本発明の方法では、最初の画像５４と２番目の画像６０が組み合わされ、エラストマー材料がより明るい色調で表現されている、３番目のディジタル画像８０が作られる。この組合せの段階で、カレンダーロール１０、１２は背景に含まれ、より暗い色調で表現される。第２ロール１２の表面７０上のエラストマー材料２４のプロフィール６８は、それをより暗い色調に変換することにより３番目の画像８０から除去される。より明るい色調で表現されているバンク２０のプロフィール６４の面積Ａ1は次に画素数に関して測定し、バンク２０内のエラストマー材料２４の真の断面積Ａ2に変換される。バンク２０内のエラストマー材料２４のこの断面積Ａ2は次にエラストマー材料２４の量と関係づけられる。好ましい方法では、より明るい色調に対応する画素数は、エラストマー材料２４に対応する画像８０の割合を求めるために、３番目のディジタル画像８０の全画素数と比較される較正行列により、この割合は実際の断面積Ａ2に変換される。
ある好ましい方法では、３番目のディジタル画像８０にある整数の定数を乗ずることにより、３番目のディジタル画像８０の明暗の色調間のコントラストを増すことができる。
また、ある好ましい方法では、３番目のディジタル画像８０の各画素の数値は所定の標準値と比較される。標準値を越える数値（明るい色調）は純白色に変換され、標準値に満たない数値（暗い色調）は純黒色に変換される。このようにして、明るい色調と暗い色調の間のコントラストが最大化されて、以後の操作からは背景が消去される。
ある好ましい方法では、バンク２０内のエラストマー材料２４に関する正確な情報を提供するために、遠近とレンズの歪に対する補正が行なわれる。
バンク２０内のエラストマー材料２４の量を決定するある好ましい方法では、さらにバンク２０内のプロフィール６４を複数の制御領域ｚｎに分割することを含む。
バンク２０内のエラストマー材料２４の量を制御するある好ましい方法では、制御領域ｚｎの各々が別個の供給ラインＦｎにより供給されるバンク２０の個別領域Ｂｎと関連づけられる。各制御領域ｚｎの面積に関する情報は各領域Ｂｎのエラストマー材料２４の量と関係づけられていて、最適の供給量および配分が得られるように調整することができる。
以上、好ましい実施例を説明した。本発明の全体の範囲から逸脱することなく、上記の方法に変更および修正を加えることができることは、当業者には明白であろう。添付の請求項またはそれと同等なものの範囲内である限り、これらの修正および変更をすべて含むことが意図されている。
【図１】
0004153042.tif 000002
【図２】
0004153042.tif 000003