異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法
【課題】 様々な色の異物の検出を容易に行うことのできる異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法の提供を目的とする。
【解決手段】 糸条Ｙに混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する光源部４１と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を受光する第１受光部５１と、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報に基づいて、異物の有無を検出する検出部６１２と、を備え、光源部４１は、青色光の光源である第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２を備える。
【解決手段】 糸条Ｙに混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する光源部４１と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を受光する第１受光部５１と、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報に基づいて、異物の有無を検出する検出部６１２と、を備え、光源部４１は、青色光の光源である第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紡績糸等の糸条の製造において、原料となる繊維に異物が混入し、製造工程の途中でこの異物が除去されず、糸条となった段階でも異物が残存することがある。例えば、綿糸（綿繊維で形成される糸条）の場合、原料としての繊維（綿樹より取り出された原綿）には、異物として、綿の茎葉のトラッシュ（くず）が含まれている。トラッシュは、原綿より梳綿（カーディング）等の工程で除去されるが、一部は残存する。糸条に異物が残存していると、糸条の品質低下を招くため、糸条に混入している異物の有無を検出し、異物の混入している部位を除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１では、光源から糸条に光を照射して、その反射光の強度を測定し、その強度情報に基づいて、糸条に混入している異物の有無を判定する技術が開示されている。この技術は、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率とが、異なることを利用しており、例えば、原料となる繊維よりも光の反射率の低い異物が混入している場合は、反射光の強度が低下するため、異物が混入していると判定できる。特許文献１には、特に、羊毛繊維の中の植物性異物は、光源色が青色領域において羊毛繊維よりも低い反射率を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２９２０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異なる材質の異物だけでなく、材質が同じで原料の繊維とは色のみが異なる異物も存在する。特許文献１では、羊毛繊維の中の植物性異物を検出するために青色光の光源を用いる技術が開示されているが、様々な色の異物を検出するための技術については開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、様々な色の異物の検出を容易に行うことのできる異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
糸条に光を照射し、反射光の強度を測定して異物を検出する場合、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい程、検出は容易となる。換言すると、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光を照射することで、様々な色の異物の検出が容易となる。そこで、原料となる繊維に対する光反射率と、様々な色の異物に対する光反射率との差が大きい光を検討した。
【０００９】
図１は、様々な色の反射物に対して様々な色の光を照射して、照射した光の強度に対する反射光の強度を測定し、照射した光の色毎に反射物の反射光の強度を示した図である。照射する光は、黄色光、緑色光、赤色光、及び青色光の４色とし、反射物の色は、白色、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、及び青色の７色とした。例えば、照射する光を黄色光として、反射物の色を白色から青色まで変えて順次測定し、次に照射する光を緑色光、赤色光、青色光として、それぞれ反射物の色を白色から青色まで変えて順次測定したものである。
【００１０】
図１の各数値は、白色の反射物に対する反射光の強度を１００として、各色の反射物の反射光の強度の割合を照射する光の色毎に示したものである。例えば、照射する光が黄色光である場合に、反射物が白色である場合の反射光の強度を１００とすると、反射物が黒色である場合の反射光の強度は８であった。同様に、黒色以外の赤色、緑色、黄色、淡黄色、及び青色の反射物についても、白色の反射物と比較した数値を示している。図１によれば、照射する光が青色光の場合は、白色の反射物の反射光の強度に対し、各色の反射物の反射光の強度は比較的低いことが判る。
【００１１】
図２は、図１の各数値に基づいて、反射物の色と、その色の反射物を検出するのに適した光の色とを示した図である。原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい程、検出は容易となるため、白色の反射光の強度に対して反射光の強度が２０以下（白色との強度の差が８０以上）を、その色の光がその色の異物の検出に非常に適しているとして二重丸とし、白色の反射量の２０超３０以下（白色との強度の差が７０以上８０未満）を、その色の光がその色の異物の検出に適しているとして一重丸とし、白色の反射量の３０超５０以下（白色との強度の差が５０以上７０未満）を、その色の光がその色の異物の検出にやや適していないとして三角とし、白色の反射量の５０超（白色との強度の差が５０未満）を、その色の光がその色の異物の検出に適していないとしてバツとして示す。
【００１２】
図２に示すように、黄色光は、黒色と青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。同様に、緑色光は、黒色、赤色、青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。赤色光は、黒色と青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。これに対して、青色光は、青色の異物の検出には適していないが、白色を除く、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適している。
【００１３】
よって、青色光は、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるため、糸条に光を照射し、反射光の強度を測定して異物を検出する場合において、青色光を用いることで、様々な色の異物の検出が容易であることが判明した。
【００１４】
また、青色光は、青色の異物の検出には適していないが、青色の異物の検出に適する光、例えば黄色光、緑色光、赤色光のいずれかの色の光を、青色光と組み合わせて用いることで、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。
【００１５】
以上より、第１の発明に係る異物検出装置は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、
前記糸条に光を照射する光源部と、
前記糸条からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの前記反射光の強度情報に基づいて、前記異物の有無を検出する検出部と、
を備え、
前記光源部は、青色光の光源である第１光源を備えたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１６】
第２の発明に係る異物検出装置は、第１の発明において、
前記光源部は、青色光以外の光の光源である第２光源を更に備えたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１７】
第３の発明に係る異物検出装置は、第２の発明において、
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条に交互に光を照射することを特徴とする異物検出装置とした。
【００１８】
第４の発明に係る異物検出装置は、第２又は第３の発明において、
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１９】
第５の発明に係る繊維機械は、
第１から第４の発明のいずれかの異物検出装置を備えることを特徴とする繊維機械とした。
【００２０】
第６の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２１】
第７の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２２】
第８の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を交互に照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２３】
第９の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を前記糸条の走行方向の上流側と下流側で照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
第１、第５、第６の発明によれば、青色光は、多くの色の異物に対して反射率の低い光であるため、青色光を用いることで、様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条に混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００２６】
第２、第７の発明によれば、青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して反射率の低い光であるため、青色光を用いることで、青色以外の様々な色の異物の検出を容易に行うことができ、青色の異物に対しては、青色光以外の光を用いることで、青色の異物の検出を容易に行うことができる。従って、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。
【００２７】
第３、第８の発明によれば、走行中の糸条に、第１光源と第２光源からの光を糸条に交互に照射することで、第１光源と第２光源からの光の反射光が混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００２８】
第４、第９の発明によれば、第１光源と第２光源は、糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されることで、第１光源と第２光源からの光の反射光が混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】照射した光の色毎に反射物の反射光の強度を示す図。
【図２】反射物の色と、その色の反射物を検出するのに適した光の色とを示す図。
【図３】繊維機械としての空気式精紡機１の簡略図。
【図４】走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した、第１の実施形態に係る異物検出装置３１の断面を示す簡略図。
【図５】第１の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【図６】走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した、第２の実施形態に係る異物検出装置３１の断面を示す簡略図。
【図７】第２の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【図８】第３の実施形態に係る異物検出装置３１の斜視簡略図。
【図９】図８の９−９線において、ケーシング３２ａの断面を示す簡略図。
【図１０】図８の１０−１０線において、ケーシング３２ｂの断面を示す簡略図。
【図１１】第３の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置３１を図面に沿って説明する。図３は、異物検出装置３１を適用した、繊維機械としての空気式精紡機１の簡略図である。空気式精紡機１は、綿繊維のスライバＳより、綿繊維の紡績糸（以下、糸条Ｙという）を製造する装置である。空気式精紡機１には、スライバＳより糸条Ｙが製造される走行経路に沿って上流から順に、ケンス２１（スライバ収容器）、ドラフト装置２２、精紡装置２３、糸送り装置２４、異物検出装置３１を備えた糸欠点検出装置２５、巻取り装置２６等が配置されている。
【００３１】
ケンス２１には、練条機で生成されたスライバＳが収容されている。ドラフト装置２２は、ケンス２１からのスライバＳを挟み込んで延伸する複数のドラフトローラ対を備えている。複数のドラフトローラ対は、例えば、バックローラ対２２１、サードローラ対２２２、セカンドローラ対２２３、フロントローラ対２２４であり、スライバＳの走行方向に沿って、この順に配置されている。
【００３２】
精紡装置２３は、空気紡績ノズル（図示せず）において、旋回流をスライバＳの繊維束に作用させることで、糸条Ｙを製造する。空気式精紡機１の精紡速度は、例えば３００〜４００ｍ／ｍｉｎであり、リング精紡機の紡績速度（２０〜３０ｍ／ｍｉｎ）に対して、略２０倍の高速紡績が可能である。
【００３３】
糸送り装置２４は、精紡装置２３で製造された糸条Ｙを巻取り装置２６へ送り出す装置であり、糸条Ｙをニップして送り出すデリベリローラ２４１とニップローラ２４２とが備えられている。
【００３４】
糸欠点検出装置２５は、巻取り装置２６へ送られる途中の糸条Ｙの糸欠点を検出する装置である。糸欠点検出装置２５による糸欠点情報に基づいて、糸欠点を有する部分が除去され、不良な糸条ＹがパッケージＰへ巻取られることを防止する。糸欠点検出装置２５は、糸欠点情報に基づいて糸条Ｙを切断する切断装置（図示せず）と、一旦切断された糸条Ｙを継ぐ糸継ぎ装置（図示せず）も備えている。
【００３５】
巻取り装置２６は、精紡装置２３で製造された糸条Ｙを、ボビンの軸方向にトラバースして巻き取り、パッケージＰを形成する装置である。
【００３６】
以上が空気式精紡機１の概略説明であり、続いて、糸欠点検出装置２５について詳しく説明する。糸欠点検出装置２５は、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置３１を備えており、異物検出装置３１は、糸条Ｙに混入している異物の有無を検出する。糸欠点検出装置２５は、糸条Ｙの太さの異常を検出する太さ異常検出装置も備えているが、以下では、太さ異常検出装置については説明を省略し、異物検出装置３１のみについて詳しく説明する。
【００３７】
異物検出装置３１は、糸条Ｙに混入している物のうち、正常な綿繊維（例えば白色）とは色の異なる、様々な色の繊維や樹脂片等の異物を検出する。正常な綿繊維と色の異なる異物は、光の反射率が異なっているため、異物検出装置３１は、反射率の相違によって変化する反射光の強度変化を利用することで、糸条Ｙに混入している異物を検出することができる。
【００３８】
図４は、走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した異物検出装置３１の断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、ケーシング３２、光源部４１、第１受光部５１、クリアラーコントローラ６１を備える。光源部４１は糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射し、第１受光部５１は糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を受光し、クリアラーコントローラ６１は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものである。
【００３９】
ケーシング３２は、光源部４１、第１受光部５１を収容し、内部に糸条Ｙを挿通させるものである。ケーシング３２の側部には開口部３２１が形成されており、開口部３２１から内側には糸条Ｙを挿通させる挿通路３２２が形成されている。糸条Ｙはケーシング３２の開口部３２１から挿通路３２２の奥に案内されて配置され、その位置で図４の紙面の垂直方向に走行する。
【００４０】
ケーシング３２の内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する光源部４１と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、及び光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。光源部４１は、第１光源４２としての第１ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）４１１、第２ＬＥＤ４１２、及び、第１光源４２の点灯を制御する光源制御部６１１を備える。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は青色ＬＥＤである。光源制御部６１１は、クリアラーコントローラ６１に設けられており、第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２を高速で切り替えて青色の光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射させる時分割回路を備える。第１受光部５１は、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は反射光Ｒ１を受光し、第２受光素子５１２は反射光Ｒ２を受光する。
【００４１】
また、ケーシング３２の内部には、光源部４１から糸条Ｙに照射する光Ｄ１、Ｄ２を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を導入する光路が形成されている。第１光路３３１には、糸条Ｙに光Ｄ１を照射する第１ＬＥＤ４１１が配置され、第３光路３３３には、糸条Ｙに光Ｄ２を照射する第２ＬＥＤ４１２が配置される。第１光路３３１と第３光路３３３は、異なる方向から糸条Ｙに青色の光Ｄ１、Ｄ２を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００４２】
第２光路３３２は、第１光路３３１からの光Ｄ１の反射光Ｒ１が導入される位置に形成され、第１受光素子５１１が配置される。第４光路３３４は、第３光路３３３からの光Ｄ２の反射光Ｒ２が導入される位置に形成され、第２受光素子５１２が配置される。また、第１光路３３１と挿通路３２２との連通部、及び第２光路３３２と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ１、及び反射光Ｒ１を透過する第１透明板３５１で仕切られており、第１光路３３１内や第２光路３３２内への塵挨の進入を防止し、第１ＬＥＤ４１１及び第１受光素子５１１に塵挨が付着することを防止している。また、第３光路３３３と挿通路３２２との連通部、及び第４光路３３４と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ２、及び反射光Ｒ２を透過する第２透明板３５２で仕切られており、第３光路３３３内や第４光路３３４内への塵挨の進入を防止し、第２ＬＥＤ４１２及び第２受光素子５１２に塵挨が付着することを防止している。
【００４３】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、クリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００４４】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図５に沿って説明する。
【００４５】
第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２が、光源制御部６１１で高速で切り替えられながら青色の光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射すると（ステップＳ１１）、光Ｄ１が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ１が第１受光素子５１１に受光され、また、光Ｄ２が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ２が第２受光素子５１２に受光される（ステップＳ１２）。糸条Ｙに混入している異物に応じて、第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２の強度情報とが入力される。
【００４６】
検出部６１２は、入力される強度情報と予め設定されている閾値を比較し（ステップＳ１３）、反射光Ｒ１、又はＲ２の強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断し（ステップＳ１４、Ｓ１５）、反射光Ｒ１、及びＲ２の強度低下が閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００４７】
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、青色光は、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置３１について説明する。第２の実施の形態に係る異物検出装置３１は、青色光の光源である第１光源４２に加えて、青色光以外の光の光源である第２光源４３を備えた点が第１の実施の形態とは大きく異なっている。同一部分については詳しい説明は省略する。
【００４９】
図６は、走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した異物検出装置３１の断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、ケーシング３２、光源部４１、第１受光部５１、クリアラーコントローラ６１を備える。光源部４１は糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射し、第１受光部５１は糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を受光し、クリアラーコントローラ６１は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものである。
【００５０】
ケーシング３２の内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射する光源部４１と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２、光Ｄ３が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ３、及び光Ｄ４が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ４を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。
【００５１】
光源部４１は、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２、及び、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４と、第１光源４２と第２光源４３の照射を制御する光源制御部６１１とを備える。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は、青色ＬＥＤであり、第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４は、黄色ＬＥＤである。青色ＬＥＤである第１ＬＥＤ４１１と、黄色ＬＥＤである第３ＬＥＤ４１３は、ケーシング３２の第１光路３３１に配置され、青色ＬＥＤである第２ＬＥＤ４１２と、黄色ＬＥＤである第４ＬＥＤ４１４は、ケーシング３２の第３光路３３３に配置される。
【００５２】
第１受光部５１は、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は、反射光Ｒ１、Ｒ３が導入される第２光路３３２に配置され、反射光Ｒ１、Ｒ３を受光する。また、第２受光素子５１２は、反射光Ｒ２、Ｒ４が導入される第４光路３３４に配置され、反射光Ｒ２、Ｒ４を受光する。
【００５３】
光源制御部６１１は、クリアラーコントローラ６１に設けられており、第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、第３ＬＥＤ４１３、及び第４ＬＥＤ４１４を高速で切り替えて、光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させる時分割回路を備える。光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射する順番は、糸条Ｙに対して青色光と黄色光とが、短い間隔で別々に照射されればよく、例えば、光Ｄ１→光Ｄ２→光Ｄ３→光Ｄ４→光Ｄ１・・・として、青色の光Ｄ１、Ｄ２を異なる方向から順番に照射し、続いて、黄色の光Ｄ３、Ｄ４を互いに異なる方向から順番に照射する。また、光Ｄ１→光Ｄ３→光Ｄ２→光Ｄ４→光Ｄ１・・・として、青色の光Ｄ１と黄色の光Ｄ３を同じ方向から順番に照射し、続いて、青色の光Ｄ２と黄色の光Ｄ４を先程とは異なる方向から順番に照射してもよい。このように、第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、第３ＬＥＤ４１３、及び第４ＬＥＤ４１４を切り替えて青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させるため、青色の光Ｄ１、Ｄ２と、黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できる。
【００５４】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、クリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれについて設定されている。閾値は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれの下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれの下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のいずれかが、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００５５】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図７に沿って説明する。
【００５６】
第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、及び、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３、第４ＬＥＤ４１４が光源制御部６１１で高速で切り替えられながら、青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射すると（ステップＳ２１）、光Ｄ１、Ｄ３が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ１、Ｒ３が第１受光素子５１１に受光され、また、光Ｄ２、Ｄ３が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ２、Ｒ４が第２受光素子５１２に受光される（ステップＳ２２）。糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１、Ｒ３の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２、Ｒ４の強度情報とが入力される。
【００５７】
検出部６１２は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２について入力される強度情報と、予め設定されている青色の反射光の閾値とを比較し、また、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４について入力される強度情報と、予め設定されている黄色の反射光の閾値とを比較し（ステップＳ２３）、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、又は黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれかの強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、及び黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれの強度低下も閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００５８】
以上説明した本発明の第２の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４には、黄色ＬＥＤを用いている。青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるが、青色の異物については、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きくない。そこで、青色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光である黄色光を用いることで、青色の異物の検出も容易としている。このため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が青色を含めた様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、青色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００５９】
また、走行中の糸条Ｙに、第１光源４２からの青色の光Ｄ１、Ｄ２と第２光源４３からの黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに交互に照射することで、青色の光Ｄ１、Ｄ２と、黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できる。このため、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４とが混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００６０】
また、青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できるため、第１光源４２と第２光源４３を近接して配置することができ、異物検出装置３１を小型化することができる。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る異物検出装置３１について説明する。第３の実施の形態に係る異物検出装置３１は、第１光源４２と第２光源４３が、糸条Ｙの走行方向に沿って上流側と下流側に配置されている点が、第２の実施の形態とは大きく異なっている。同一部分については詳しい説明は省略する。
【００６２】
図８は、異物検出装置３１の斜視簡略図であり、糸条Ｙは図８の紙面の上方から下方に向けて走行している。また、図９は、図８の９−９線において、ケーシング３２ａの断面を示す簡略図であり、図１０は、図８の１０−１０線において、ケーシング３２ｂの断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、糸条Ｙの走行方向に沿って上流側のケーシング３２ａと、下流側のケーシング３２ｂとを備えており、ケーシング３２ａ内には第１光源４２と第１受光部５１が収容され、ケーシング３２ｂ内には第２光源４３と第２受光部５２が収容されている。また、共通のクリアラーコントローラ６１を備えている。
【００６３】
図９に示すように、ケーシング３２ａの内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、及び光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は、青色ＬＥＤである。第１光源４２の点灯を制御する光源制御部６１１は光源制御部６１３と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。光源制御部６１１は、第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２を高速で切り替えて光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射させる時分割回路を備える。第１受光部５１として、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は反射光Ｒ１を受光し、第２受光素子５１２は反射光Ｒ２を受光する。
【００６４】
また、ケーシング３２ａの内部には、第１光源４２から糸条Ｙに照射する光Ｄ１、Ｄ２を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を導入する光路が形成されている。第１光路３３１には、糸条Ｙに光Ｄ１を照射する第１ＬＥＤ４１１が配置され、第３光路３３３には、糸条Ｙに光Ｄ２を照射する第２ＬＥＤ４１２が配置される。第１光路３３１と第３光路３３３は、異なる方向から糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００６５】
第２光路３３２は第１光路３３１からの光Ｄ１の反射光Ｒ１が導入される位置に形成され、第１受光素子５１１が配置される。第４光路３３４は第３光路３３３からの光Ｄ２の反射光Ｒ２が導入される位置に形成され、第２受光素子５１２が配置される。また、第１光路３３１と挿通路３２２との連通部、及び第２光路３３２と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ１、及び反射光Ｒ１を透過する第１透明板３５１で仕切られており、第３光路３３３と挿通路３２２との連通部、及び第４光路３３４と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ２、及び反射光Ｒ２を透過する第２透明板３５２で仕切られている。
【００６６】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、検出部６１４と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００６７】
一方、図１０に示すように、ケーシング３２ｂの内部には、糸条Ｙに光Ｄ３、Ｄ４を照射する、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４と、光Ｄ３が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ３、及び光Ｄ４が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ４を受光して、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報を出力する第２受光部５２が収容されている。第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４は、黄色ＬＥＤである。第２光源４３の点灯を制御する光源制御部６１３は光源制御部６１１と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。光源制御部６１３は、第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４を高速で切り替えて光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させる時分割回路を備える。第２受光部５２として、第３受光素子５１３と第４受光素子５１４とを備えており、第３受光素子５１３は反射光Ｒ３を受光し、第４受光素子５１４は反射光Ｒ４を受光する。
【００６８】
また、ケーシング３２ｂの内部には、第２光源４３から糸条Ｙに照射する光Ｄ３、Ｄ４を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ３、Ｒ４を導入する光路が形成されている。第５光路３３５には、糸条Ｙに光Ｄ３を照射する第３ＬＥＤ４１３が配置され、第７光路３３７には、糸条Ｙに光Ｄ４を照射する第４ＬＥＤ４１４が配置される。第５光路３３５と第７光路３３７は、異なる方向から糸条Ｙに光Ｄ３、Ｄ４を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００６９】
第６光路３３６は第５光路３３５からの光Ｄ３の反射光Ｒ３が導入される位置に形成され、第３受光素子５１３が配置される。第８光路３３８は第７光路３３７からの光Ｄ４の反射光Ｒ４が導入される位置に形成され、第４受光素子５１４が配置される。また、第５光路３３５と挿通路３２４との連通部、及び第６光路３３６と挿通路３２４との連通部は、光Ｄ３、及び反射光Ｒ３を透過する第３透明板３５３で仕切られており、第７光路３３７と挿通路３２４との連通部、及び第８光路３３８と挿通路３２４との連通部は、光Ｄ４、及び反射光Ｒ４を透過する第４透明板３５４で仕切られている。
【００７０】
検出部６１４は、第２受光部５２からの反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、検出部６１２と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１４には、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００７１】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図１１に沿って説明する。
【００７２】
糸条Ｙの上流側において、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２が光源制御部６１１で高速で切り替えられながら、青色の光Ｄ１、Ｄ２を糸条Ｙに交互に照射し、その下流側において、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３、第４ＬＥＤ４１４が光源制御部６１３で高速で切り替えられながら、黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに交互に照射すると（ステップＳ３１）、光Ｄ１、Ｄ２が糸条Ｙで反射して、反射光Ｒ１、Ｒ２が第１受光部５１の第１受光素子５１１、及び第２受光素子５１２に受光され、また、光Ｄ３、Ｄ４が糸条Ｙで反射して、反射光Ｒ３、Ｒ４が第２受光部５２の第３受光素子５１３及び第４受光素子５１４に受光される（ステップＳ３２）。
【００７３】
糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２の強度情報とが入力される。また、糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第３受光素子５１３、第４受光素子５１４で受光される反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報が変化し、検出部６１４には、第３受光素子５１３からの反射光Ｒ３の強度情報と、第４受光素子５１４からの反射光Ｒ４の強度情報とが入力される。
【００７４】
検出部６１２は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２について入力される強度情報と、予め設定されている青色の反射光の閾値とを比較し、また、検出部６１４は、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４について入力される強度情報と、予め設定されている黄色の反射光の閾値とを比較し（ステップＳ３３）、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、又は黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれかの強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、及び黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれの強度低下も閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００７５】
以上説明した本発明の第３の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４には、黄色ＬＥＤを用いている。青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるが、青色の異物については、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きくない。そこで、青色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光である黄色光を用いることで、青色の異物の検出も容易としている。このため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が青色を含めた様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、青色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００７６】
また、走行中の糸条Ｙに、上流側において第１光源４２からの青色の光Ｄ１、Ｄ２を糸条Ｙに照射し、下流側において第２光源４３からの黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに照射することで、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４とが混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、糸条Ｙを構成する繊維として、白色の綿繊維について説明したが、羊毛等、糸条Ｙを形成可能な繊維であれば、色や種類は限定されない。
【００７８】
また、青色光以外の光の光源である第２光源として、黄色光を用いたが、これに限定されず、緑色、赤色の他、青色以外の可視光又は不可視光を用いることができる。
【００７９】
また、光源色は光源自体の色としたが、光源にフィルタ等を設けて、照射する光の色を変更してもよい。
【００８０】
また、異物検出装置３１は糸条Ｙの走行方向に沿って１箇所に設けたが、糸条Ｙの走行方向に沿って、複数箇所に配置してもよい。
【００８１】
また、第１の実施の形態においては青色光の光源を２箇所に配置したが、１箇所或いは３箇所以上に配置してもよい。
【００８２】
また、第２、第３の実施の形態においては、青色光の光源と黄色光の光源を各々２箇所に配置したが、これに限定されず、それぞれ任意数の箇所に配置することができ、さらに３色以上の光源を組み合わせてもよい。
【００８３】
また、第１から第３の実施の形態において、検出部は、各反射光についての強度情報と、予め設定されている閾値とを各々比較することで異物の混入を判断しているが、判断手法はこれに限定されない。例えば、強度情報を、各反射光の強度情報とせず、各反射光の組み合わせとしたり、全部の反射光の平均値としたり、あるいは、反射光の強度情報と、反射せずに透過した光（透過光）の強度情報との組み合わせとしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１ 空気式精紡機
３１ 異物検出装置
３２ ケーシング
３３１ 第１光路
３３２ 第２光路
３３３ 第３光路
３３４ 第４光路
４１ 光源部
４２ 第１光源
４３ 第２光源
４１１ 第１ＬＥＤ
４１２ 第２ＬＥＤ
４１３ 第３ＬＥＤ
４１４ 第４ＬＥＤ
５１ 第１受光部
５２ 第２受光部
５１１ 第１受光素子
５１２ 第２受光素子
５１３ 第３受光素子
５１４ 第４受光素子
６１ クリアラーコントローラ
６１１、６１３ 光源制御部
６１２、６１４ 検出部
Ｓ スライバ
Ｙ 糸条
Ｐ パッケージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紡績糸等の糸条の製造において、原料となる繊維に異物が混入し、製造工程の途中でこの異物が除去されず、糸条となった段階でも異物が残存することがある。例えば、綿糸（綿繊維で形成される糸条）の場合、原料としての繊維（綿樹より取り出された原綿）には、異物として、綿の茎葉のトラッシュ（くず）が含まれている。トラッシュは、原綿より梳綿（カーディング）等の工程で除去されるが、一部は残存する。糸条に異物が残存していると、糸条の品質低下を招くため、糸条に混入している異物の有無を検出し、異物の混入している部位を除去する必要がある。
【０００３】
特許文献１では、光源から糸条に光を照射して、その反射光の強度を測定し、その強度情報に基づいて、糸条に混入している異物の有無を判定する技術が開示されている。この技術は、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率とが、異なることを利用しており、例えば、原料となる繊維よりも光の反射率の低い異物が混入している場合は、反射光の強度が低下するため、異物が混入していると判定できる。特許文献１には、特に、羊毛繊維の中の植物性異物は、光源色が青色領域において羊毛繊維よりも低い反射率を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２９２０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、異なる材質の異物だけでなく、材質が同じで原料の繊維とは色のみが異なる異物も存在する。特許文献１では、羊毛繊維の中の植物性異物を検出するために青色光の光源を用いる技術が開示されているが、様々な色の異物を検出するための技術については開示されていない。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、様々な色の異物の検出を容易に行うことのできる異物検出装置、異物検出装置を用いた繊維機械、及び異物検出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
糸条に光を照射し、反射光の強度を測定して異物を検出する場合、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい程、検出は容易となる。換言すると、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光を照射することで、様々な色の異物の検出が容易となる。そこで、原料となる繊維に対する光反射率と、様々な色の異物に対する光反射率との差が大きい光を検討した。
【０００９】
図１は、様々な色の反射物に対して様々な色の光を照射して、照射した光の強度に対する反射光の強度を測定し、照射した光の色毎に反射物の反射光の強度を示した図である。照射する光は、黄色光、緑色光、赤色光、及び青色光の４色とし、反射物の色は、白色、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、及び青色の７色とした。例えば、照射する光を黄色光として、反射物の色を白色から青色まで変えて順次測定し、次に照射する光を緑色光、赤色光、青色光として、それぞれ反射物の色を白色から青色まで変えて順次測定したものである。
【００１０】
図１の各数値は、白色の反射物に対する反射光の強度を１００として、各色の反射物の反射光の強度の割合を照射する光の色毎に示したものである。例えば、照射する光が黄色光である場合に、反射物が白色である場合の反射光の強度を１００とすると、反射物が黒色である場合の反射光の強度は８であった。同様に、黒色以外の赤色、緑色、黄色、淡黄色、及び青色の反射物についても、白色の反射物と比較した数値を示している。図１によれば、照射する光が青色光の場合は、白色の反射物の反射光の強度に対し、各色の反射物の反射光の強度は比較的低いことが判る。
【００１１】
図２は、図１の各数値に基づいて、反射物の色と、その色の反射物を検出するのに適した光の色とを示した図である。原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい程、検出は容易となるため、白色の反射光の強度に対して反射光の強度が２０以下（白色との強度の差が８０以上）を、その色の光がその色の異物の検出に非常に適しているとして二重丸とし、白色の反射量の２０超３０以下（白色との強度の差が７０以上８０未満）を、その色の光がその色の異物の検出に適しているとして一重丸とし、白色の反射量の３０超５０以下（白色との強度の差が５０以上７０未満）を、その色の光がその色の異物の検出にやや適していないとして三角とし、白色の反射量の５０超（白色との強度の差が５０未満）を、その色の光がその色の異物の検出に適していないとしてバツとして示す。
【００１２】
図２に示すように、黄色光は、黒色と青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。同様に、緑色光は、黒色、赤色、青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。赤色光は、黒色と青色の異物の検出には適しているが、白色を除く、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適していない。これに対して、青色光は、青色の異物の検出には適していないが、白色を除く、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色の異物の検出には適している。
【００１３】
よって、青色光は、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるため、糸条に光を照射し、反射光の強度を測定して異物を検出する場合において、青色光を用いることで、様々な色の異物の検出が容易であることが判明した。
【００１４】
また、青色光は、青色の異物の検出には適していないが、青色の異物の検出に適する光、例えば黄色光、緑色光、赤色光のいずれかの色の光を、青色光と組み合わせて用いることで、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。
【００１５】
以上より、第１の発明に係る異物検出装置は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、
前記糸条に光を照射する光源部と、
前記糸条からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの前記反射光の強度情報に基づいて、前記異物の有無を検出する検出部と、
を備え、
前記光源部は、青色光の光源である第１光源を備えたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１６】
第２の発明に係る異物検出装置は、第１の発明において、
前記光源部は、青色光以外の光の光源である第２光源を更に備えたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１７】
第３の発明に係る異物検出装置は、第２の発明において、
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条に交互に光を照射することを特徴とする異物検出装置とした。
【００１８】
第４の発明に係る異物検出装置は、第２又は第３の発明において、
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されたことを特徴とする異物検出装置とした。
【００１９】
第５の発明に係る繊維機械は、
第１から第４の発明のいずれかの異物検出装置を備えることを特徴とする繊維機械とした。
【００２０】
第６の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２１】
第７の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２２】
第８の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を交互に照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【００２３】
第９の発明に係る異物検出方法は、
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を前記糸条の走行方向の上流側と下流側で照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法とした。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２５】
第１、第５、第６の発明によれば、青色光は、多くの色の異物に対して反射率の低い光であるため、青色光を用いることで、様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条に混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００２６】
第２、第７の発明によれば、青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して反射率の低い光であるため、青色光を用いることで、青色以外の様々な色の異物の検出を容易に行うことができ、青色の異物に対しては、青色光以外の光を用いることで、青色の異物の検出を容易に行うことができる。従って、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。
【００２７】
第３、第８の発明によれば、走行中の糸条に、第１光源と第２光源からの光を糸条に交互に照射することで、第１光源と第２光源からの光の反射光が混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００２８】
第４、第９の発明によれば、第１光源と第２光源は、糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されることで、第１光源と第２光源からの光の反射光が混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】照射した光の色毎に反射物の反射光の強度を示す図。
【図２】反射物の色と、その色の反射物を検出するのに適した光の色とを示す図。
【図３】繊維機械としての空気式精紡機１の簡略図。
【図４】走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した、第１の実施形態に係る異物検出装置３１の断面を示す簡略図。
【図５】第１の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【図６】走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した、第２の実施形態に係る異物検出装置３１の断面を示す簡略図。
【図７】第２の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【図８】第３の実施形態に係る異物検出装置３１の斜視簡略図。
【図９】図８の９−９線において、ケーシング３２ａの断面を示す簡略図。
【図１０】図８の１０−１０線において、ケーシング３２ｂの断面を示す簡略図。
【図１１】第３の実施形態に係る異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置３１を図面に沿って説明する。図３は、異物検出装置３１を適用した、繊維機械としての空気式精紡機１の簡略図である。空気式精紡機１は、綿繊維のスライバＳより、綿繊維の紡績糸（以下、糸条Ｙという）を製造する装置である。空気式精紡機１には、スライバＳより糸条Ｙが製造される走行経路に沿って上流から順に、ケンス２１（スライバ収容器）、ドラフト装置２２、精紡装置２３、糸送り装置２４、異物検出装置３１を備えた糸欠点検出装置２５、巻取り装置２６等が配置されている。
【００３１】
ケンス２１には、練条機で生成されたスライバＳが収容されている。ドラフト装置２２は、ケンス２１からのスライバＳを挟み込んで延伸する複数のドラフトローラ対を備えている。複数のドラフトローラ対は、例えば、バックローラ対２２１、サードローラ対２２２、セカンドローラ対２２３、フロントローラ対２２４であり、スライバＳの走行方向に沿って、この順に配置されている。
【００３２】
精紡装置２３は、空気紡績ノズル（図示せず）において、旋回流をスライバＳの繊維束に作用させることで、糸条Ｙを製造する。空気式精紡機１の精紡速度は、例えば３００〜４００ｍ／ｍｉｎであり、リング精紡機の紡績速度（２０〜３０ｍ／ｍｉｎ）に対して、略２０倍の高速紡績が可能である。
【００３３】
糸送り装置２４は、精紡装置２３で製造された糸条Ｙを巻取り装置２６へ送り出す装置であり、糸条Ｙをニップして送り出すデリベリローラ２４１とニップローラ２４２とが備えられている。
【００３４】
糸欠点検出装置２５は、巻取り装置２６へ送られる途中の糸条Ｙの糸欠点を検出する装置である。糸欠点検出装置２５による糸欠点情報に基づいて、糸欠点を有する部分が除去され、不良な糸条ＹがパッケージＰへ巻取られることを防止する。糸欠点検出装置２５は、糸欠点情報に基づいて糸条Ｙを切断する切断装置（図示せず）と、一旦切断された糸条Ｙを継ぐ糸継ぎ装置（図示せず）も備えている。
【００３５】
巻取り装置２６は、精紡装置２３で製造された糸条Ｙを、ボビンの軸方向にトラバースして巻き取り、パッケージＰを形成する装置である。
【００３６】
以上が空気式精紡機１の概略説明であり、続いて、糸欠点検出装置２５について詳しく説明する。糸欠点検出装置２５は、本発明の第１の実施の形態に係る異物検出装置３１を備えており、異物検出装置３１は、糸条Ｙに混入している異物の有無を検出する。糸欠点検出装置２５は、糸条Ｙの太さの異常を検出する太さ異常検出装置も備えているが、以下では、太さ異常検出装置については説明を省略し、異物検出装置３１のみについて詳しく説明する。
【００３７】
異物検出装置３１は、糸条Ｙに混入している物のうち、正常な綿繊維（例えば白色）とは色の異なる、様々な色の繊維や樹脂片等の異物を検出する。正常な綿繊維と色の異なる異物は、光の反射率が異なっているため、異物検出装置３１は、反射率の相違によって変化する反射光の強度変化を利用することで、糸条Ｙに混入している異物を検出することができる。
【００３８】
図４は、走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した異物検出装置３１の断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、ケーシング３２、光源部４１、第１受光部５１、クリアラーコントローラ６１を備える。光源部４１は糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射し、第１受光部５１は糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を受光し、クリアラーコントローラ６１は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものである。
【００３９】
ケーシング３２は、光源部４１、第１受光部５１を収容し、内部に糸条Ｙを挿通させるものである。ケーシング３２の側部には開口部３２１が形成されており、開口部３２１から内側には糸条Ｙを挿通させる挿通路３２２が形成されている。糸条Ｙはケーシング３２の開口部３２１から挿通路３２２の奥に案内されて配置され、その位置で図４の紙面の垂直方向に走行する。
【００４０】
ケーシング３２の内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する光源部４１と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、及び光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。光源部４１は、第１光源４２としての第１ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）４１１、第２ＬＥＤ４１２、及び、第１光源４２の点灯を制御する光源制御部６１１を備える。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は青色ＬＥＤである。光源制御部６１１は、クリアラーコントローラ６１に設けられており、第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２を高速で切り替えて青色の光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射させる時分割回路を備える。第１受光部５１は、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は反射光Ｒ１を受光し、第２受光素子５１２は反射光Ｒ２を受光する。
【００４１】
また、ケーシング３２の内部には、光源部４１から糸条Ｙに照射する光Ｄ１、Ｄ２を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を導入する光路が形成されている。第１光路３３１には、糸条Ｙに光Ｄ１を照射する第１ＬＥＤ４１１が配置され、第３光路３３３には、糸条Ｙに光Ｄ２を照射する第２ＬＥＤ４１２が配置される。第１光路３３１と第３光路３３３は、異なる方向から糸条Ｙに青色の光Ｄ１、Ｄ２を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００４２】
第２光路３３２は、第１光路３３１からの光Ｄ１の反射光Ｒ１が導入される位置に形成され、第１受光素子５１１が配置される。第４光路３３４は、第３光路３３３からの光Ｄ２の反射光Ｒ２が導入される位置に形成され、第２受光素子５１２が配置される。また、第１光路３３１と挿通路３２２との連通部、及び第２光路３３２と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ１、及び反射光Ｒ１を透過する第１透明板３５１で仕切られており、第１光路３３１内や第２光路３３２内への塵挨の進入を防止し、第１ＬＥＤ４１１及び第１受光素子５１１に塵挨が付着することを防止している。また、第３光路３３３と挿通路３２２との連通部、及び第４光路３３４と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ２、及び反射光Ｒ２を透過する第２透明板３５２で仕切られており、第３光路３３３内や第４光路３３４内への塵挨の進入を防止し、第２ＬＥＤ４１２及び第２受光素子５１２に塵挨が付着することを防止している。
【００４３】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、クリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００４４】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図５に沿って説明する。
【００４５】
第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２が、光源制御部６１１で高速で切り替えられながら青色の光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射すると（ステップＳ１１）、光Ｄ１が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ１が第１受光素子５１１に受光され、また、光Ｄ２が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ２が第２受光素子５１２に受光される（ステップＳ１２）。糸条Ｙに混入している異物に応じて、第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２の強度情報とが入力される。
【００４６】
検出部６１２は、入力される強度情報と予め設定されている閾値を比較し（ステップＳ１３）、反射光Ｒ１、又はＲ２の強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断し（ステップＳ１４、Ｓ１５）、反射光Ｒ１、及びＲ２の強度低下が閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００４７】
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、青色光は、多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る異物検出装置３１について説明する。第２の実施の形態に係る異物検出装置３１は、青色光の光源である第１光源４２に加えて、青色光以外の光の光源である第２光源４３を備えた点が第１の実施の形態とは大きく異なっている。同一部分については詳しい説明は省略する。
【００４９】
図６は、走行する糸条Ｙと直交する方向に切断した異物検出装置３１の断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、ケーシング３２、光源部４１、第１受光部５１、クリアラーコントローラ６１を備える。光源部４１は糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射し、第１受光部５１は糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を受光し、クリアラーコントローラ６１は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものである。
【００５０】
ケーシング３２の内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射する光源部４１と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２、光Ｄ３が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ３、及び光Ｄ４が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ４を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。
【００５１】
光源部４１は、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２、及び、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４と、第１光源４２と第２光源４３の照射を制御する光源制御部６１１とを備える。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は、青色ＬＥＤであり、第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４は、黄色ＬＥＤである。青色ＬＥＤである第１ＬＥＤ４１１と、黄色ＬＥＤである第３ＬＥＤ４１３は、ケーシング３２の第１光路３３１に配置され、青色ＬＥＤである第２ＬＥＤ４１２と、黄色ＬＥＤである第４ＬＥＤ４１４は、ケーシング３２の第３光路３３３に配置される。
【００５２】
第１受光部５１は、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は、反射光Ｒ１、Ｒ３が導入される第２光路３３２に配置され、反射光Ｒ１、Ｒ３を受光する。また、第２受光素子５１２は、反射光Ｒ２、Ｒ４が導入される第４光路３３４に配置され、反射光Ｒ２、Ｒ４を受光する。
【００５３】
光源制御部６１１は、クリアラーコントローラ６１に設けられており、第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、第３ＬＥＤ４１３、及び第４ＬＥＤ４１４を高速で切り替えて、光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させる時分割回路を備える。光Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を照射する順番は、糸条Ｙに対して青色光と黄色光とが、短い間隔で別々に照射されればよく、例えば、光Ｄ１→光Ｄ２→光Ｄ３→光Ｄ４→光Ｄ１・・・として、青色の光Ｄ１、Ｄ２を異なる方向から順番に照射し、続いて、黄色の光Ｄ３、Ｄ４を互いに異なる方向から順番に照射する。また、光Ｄ１→光Ｄ３→光Ｄ２→光Ｄ４→光Ｄ１・・・として、青色の光Ｄ１と黄色の光Ｄ３を同じ方向から順番に照射し、続いて、青色の光Ｄ２と黄色の光Ｄ４を先程とは異なる方向から順番に照射してもよい。このように、第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、第３ＬＥＤ４１３、及び第４ＬＥＤ４１４を切り替えて青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させるため、青色の光Ｄ１、Ｄ２と、黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できる。
【００５４】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、クリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれについて設定されている。閾値は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれの下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のそれぞれの下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のいずれかが、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００５５】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図７に沿って説明する。
【００５６】
第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２、及び、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３、第４ＬＥＤ４１４が光源制御部６１１で高速で切り替えられながら、青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射すると（ステップＳ２１）、光Ｄ１、Ｄ３が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ１、Ｒ３が第１受光素子５１１に受光され、また、光Ｄ２、Ｄ３が糸条Ｙで反射して反射光Ｒ２、Ｒ４が第２受光素子５１２に受光される（ステップＳ２２）。糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１、Ｒ３の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２、Ｒ４の強度情報とが入力される。
【００５７】
検出部６１２は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２について入力される強度情報と、予め設定されている青色の反射光の閾値とを比較し、また、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４について入力される強度情報と、予め設定されている黄色の反射光の閾値とを比較し（ステップＳ２３）、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、又は黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれかの強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、及び黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれの強度低下も閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００５８】
以上説明した本発明の第２の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４には、黄色ＬＥＤを用いている。青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるが、青色の異物については、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きくない。そこで、青色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光である黄色光を用いることで、青色の異物の検出も容易としている。このため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が青色を含めた様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、青色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００５９】
また、走行中の糸条Ｙに、第１光源４２からの青色の光Ｄ１、Ｄ２と第２光源４３からの黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに交互に照射することで、青色の光Ｄ１、Ｄ２と、黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できる。このため、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４とが混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００６０】
また、青色の光Ｄ１、Ｄ２と黄色の光Ｄ３、Ｄ４とが混ざり合うことを防止できるため、第１光源４２と第２光源４３を近接して配置することができ、異物検出装置３１を小型化することができる。
【００６１】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る異物検出装置３１について説明する。第３の実施の形態に係る異物検出装置３１は、第１光源４２と第２光源４３が、糸条Ｙの走行方向に沿って上流側と下流側に配置されている点が、第２の実施の形態とは大きく異なっている。同一部分については詳しい説明は省略する。
【００６２】
図８は、異物検出装置３１の斜視簡略図であり、糸条Ｙは図８の紙面の上方から下方に向けて走行している。また、図９は、図８の９−９線において、ケーシング３２ａの断面を示す簡略図であり、図１０は、図８の１０−１０線において、ケーシング３２ｂの断面を示す簡略図である。異物検出装置３１は、糸条Ｙの走行方向に沿って上流側のケーシング３２ａと、下流側のケーシング３２ｂとを備えており、ケーシング３２ａ内には第１光源４２と第１受光部５１が収容され、ケーシング３２ｂ内には第２光源４３と第２受光部５２が収容されている。また、共通のクリアラーコントローラ６１を備えている。
【００６３】
図９に示すように、ケーシング３２ａの内部には、糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射する、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２と、光Ｄ１が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ１、及び光Ｄ２が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ２を受光して、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報を出力する第１受光部５１が収容されている。第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２は、青色ＬＥＤである。第１光源４２の点灯を制御する光源制御部６１１は光源制御部６１３と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。光源制御部６１１は、第１ＬＥＤ４１１と第２ＬＥＤ４１２を高速で切り替えて光Ｄ１、Ｄ２を交互に照射させる時分割回路を備える。第１受光部５１として、第１受光素子５１１と第２受光素子５１２とを備えており、第１受光素子５１１は反射光Ｒ１を受光し、第２受光素子５１２は反射光Ｒ２を受光する。
【００６４】
また、ケーシング３２ａの内部には、第１光源４２から糸条Ｙに照射する光Ｄ１、Ｄ２を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ１、Ｒ２を導入する光路が形成されている。第１光路３３１には、糸条Ｙに光Ｄ１を照射する第１ＬＥＤ４１１が配置され、第３光路３３３には、糸条Ｙに光Ｄ２を照射する第２ＬＥＤ４１２が配置される。第１光路３３１と第３光路３３３は、異なる方向から糸条Ｙに光Ｄ１、Ｄ２を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００６５】
第２光路３３２は第１光路３３１からの光Ｄ１の反射光Ｒ１が導入される位置に形成され、第１受光素子５１１が配置される。第４光路３３４は第３光路３３３からの光Ｄ２の反射光Ｒ２が導入される位置に形成され、第２受光素子５１２が配置される。また、第１光路３３１と挿通路３２２との連通部、及び第２光路３３２と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ１、及び反射光Ｒ１を透過する第１透明板３５１で仕切られており、第３光路３３３と挿通路３２２との連通部、及び第４光路３３４と挿通路３２２との連通部は、光Ｄ２、及び反射光Ｒ２を透過する第２透明板３５２で仕切られている。
【００６６】
検出部６１２は、第１受光部５１からの反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、検出部６１４と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１２には、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ１、Ｒ２の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００６７】
一方、図１０に示すように、ケーシング３２ｂの内部には、糸条Ｙに光Ｄ３、Ｄ４を照射する、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４と、光Ｄ３が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ３、及び光Ｄ４が糸条Ｙで反射した反射光Ｒ４を受光して、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報を出力する第２受光部５２が収容されている。第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４は、黄色ＬＥＤである。第２光源４３の点灯を制御する光源制御部６１３は光源制御部６１１と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。光源制御部６１３は、第３ＬＥＤ４１３と第４ＬＥＤ４１４を高速で切り替えて光Ｄ３、Ｄ４を交互に照射させる時分割回路を備える。第２受光部５２として、第３受光素子５１３と第４受光素子５１４とを備えており、第３受光素子５１３は反射光Ｒ３を受光し、第４受光素子５１４は反射光Ｒ４を受光する。
【００６８】
また、ケーシング３２ｂの内部には、第２光源４３から糸条Ｙに照射する光Ｄ３、Ｄ４を案内する光路と、糸条Ｙからの反射光Ｒ３、Ｒ４を導入する光路が形成されている。第５光路３３５には、糸条Ｙに光Ｄ３を照射する第３ＬＥＤ４１３が配置され、第７光路３３７には、糸条Ｙに光Ｄ４を照射する第４ＬＥＤ４１４が配置される。第５光路３３５と第７光路３３７は、異なる方向から糸条Ｙに光Ｄ３、Ｄ４を照射できるように形成される。このため、異物が糸条Ｙの偏った位置に混入している場合でも確実に検出することができる。
【００６９】
第６光路３３６は第５光路３３５からの光Ｄ３の反射光Ｒ３が導入される位置に形成され、第３受光素子５１３が配置される。第８光路３３８は第７光路３３７からの光Ｄ４の反射光Ｒ４が導入される位置に形成され、第４受光素子５１４が配置される。また、第５光路３３５と挿通路３２４との連通部、及び第６光路３３６と挿通路３２４との連通部は、光Ｄ３、及び反射光Ｒ３を透過する第３透明板３５３で仕切られており、第７光路３３７と挿通路３２４との連通部、及び第８光路３３８と挿通路３２４との連通部は、光Ｄ４、及び反射光Ｒ４を透過する第４透明板３５４で仕切られている。
【００７０】
検出部６１４は、第２受光部５２からの反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報が入力され、その強度情報に基づいて、異物の有無を検出するものであり、検出部６１２と共通のクリアラーコントローラ６１に設けられている。検出部６１４には、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度が変動した部位を異物が混入した部位と判断するかどうかの判断基準（閾値）が設定されている。閾値は、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度の下限強度（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％）や、反射光Ｒ３、Ｒ４の強度の下限強度とその状態が継続する長さ（例えば、正常部分の反射光の強度に対して−１０％、その状態が継続する長さが２０ｍｍ以上）を設定することができ、この閾値を超えた部位を、異物が混入した部位であると判断する。
【００７１】
次に、異物検出装置３１が糸条Ｙの異物を検出する動作の流れについて図１１に沿って説明する。
【００７２】
糸条Ｙの上流側において、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１、第２ＬＥＤ４１２が光源制御部６１１で高速で切り替えられながら、青色の光Ｄ１、Ｄ２を糸条Ｙに交互に照射し、その下流側において、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３、第４ＬＥＤ４１４が光源制御部６１３で高速で切り替えられながら、黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに交互に照射すると（ステップＳ３１）、光Ｄ１、Ｄ２が糸条Ｙで反射して、反射光Ｒ１、Ｒ２が第１受光部５１の第１受光素子５１１、及び第２受光素子５１２に受光され、また、光Ｄ３、Ｄ４が糸条Ｙで反射して、反射光Ｒ３、Ｒ４が第２受光部５２の第３受光素子５１３及び第４受光素子５１４に受光される（ステップＳ３２）。
【００７３】
糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第１受光素子５１１、第２受光素子５１２で受光される反射光Ｒ１、Ｒ２の強度情報が変化し、検出部６１２には、第１受光素子５１１からの反射光Ｒ１の強度情報と、第２受光素子５１２からの反射光Ｒ２の強度情報とが入力される。また、糸条Ｙに混入している異物の色に応じて第３受光素子５１３、第４受光素子５１４で受光される反射光Ｒ３、Ｒ４の強度情報が変化し、検出部６１４には、第３受光素子５１３からの反射光Ｒ３の強度情報と、第４受光素子５１４からの反射光Ｒ４の強度情報とが入力される。
【００７４】
検出部６１２は、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２について入力される強度情報と、予め設定されている青色の反射光の閾値とを比較し、また、検出部６１４は、黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４について入力される強度情報と、予め設定されている黄色の反射光の閾値とを比較し（ステップＳ３３）、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、又は黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれかの強度低下が閾値を超えている場合は、糸条Ｙに異物が混入していると判断する（ステップＳ３４、Ｓ３５）。青色の反射光Ｒ１、Ｒ２、及び黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４のいずれの強度低下も閾値を超えていない場合は、糸条Ｙの異物の検出を続行する。
【００７５】
以上説明した本発明の第３の実施の形態によれば、第１光源４２としての第１ＬＥＤ４１１及び第２ＬＥＤ４１２には、青色ＬＥＤを用いており、第２光源４３としての第３ＬＥＤ４１３及び第４ＬＥＤ４１４には、黄色ＬＥＤを用いている。青色光は、青色以外の多くの色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光であるが、青色の異物については、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きくない。そこで、青色の異物に対して、原料となる繊維の光反射率と、異物の光反射率との差が大きい光である黄色光を用いることで、青色の異物の検出も容易としている。このため、正常な綿繊維（例えば白色）に混入している異物の色が青色を含めた様々な色（例えば、黒色、赤色、緑色、黄色、淡黄色、青色）であっても、異物が混入している部位において反射光の強度情報が変化しやすく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易に行うことができる。特に、白色の糸条Ｙに混入した様々な色の異物を効率よく検出することができる。
【００７６】
また、走行中の糸条Ｙに、上流側において第１光源４２からの青色の光Ｄ１、Ｄ２を糸条Ｙに照射し、下流側において第２光源４３からの黄色の光Ｄ３、Ｄ４を糸条Ｙに照射することで、青色の反射光Ｒ１、Ｒ２と黄色の反射光Ｒ３、Ｒ４とが混じり合うことがなく、青色を含めた様々な色の異物の検出を容易かつ確実に行うことができる。
【００７７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、糸条Ｙを構成する繊維として、白色の綿繊維について説明したが、羊毛等、糸条Ｙを形成可能な繊維であれば、色や種類は限定されない。
【００７８】
また、青色光以外の光の光源である第２光源として、黄色光を用いたが、これに限定されず、緑色、赤色の他、青色以外の可視光又は不可視光を用いることができる。
【００７９】
また、光源色は光源自体の色としたが、光源にフィルタ等を設けて、照射する光の色を変更してもよい。
【００８０】
また、異物検出装置３１は糸条Ｙの走行方向に沿って１箇所に設けたが、糸条Ｙの走行方向に沿って、複数箇所に配置してもよい。
【００８１】
また、第１の実施の形態においては青色光の光源を２箇所に配置したが、１箇所或いは３箇所以上に配置してもよい。
【００８２】
また、第２、第３の実施の形態においては、青色光の光源と黄色光の光源を各々２箇所に配置したが、これに限定されず、それぞれ任意数の箇所に配置することができ、さらに３色以上の光源を組み合わせてもよい。
【００８３】
また、第１から第３の実施の形態において、検出部は、各反射光についての強度情報と、予め設定されている閾値とを各々比較することで異物の混入を判断しているが、判断手法はこれに限定されない。例えば、強度情報を、各反射光の強度情報とせず、各反射光の組み合わせとしたり、全部の反射光の平均値としたり、あるいは、反射光の強度情報と、反射せずに透過した光（透過光）の強度情報との組み合わせとしてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１ 空気式精紡機
３１ 異物検出装置
３２ ケーシング
３３１ 第１光路
３３２ 第２光路
３３３ 第３光路
３３４ 第４光路
４１ 光源部
４２ 第１光源
４３ 第２光源
４１１ 第１ＬＥＤ
４１２ 第２ＬＥＤ
４１３ 第３ＬＥＤ
４１４ 第４ＬＥＤ
５１ 第１受光部
５２ 第２受光部
５１１ 第１受光素子
５１２ 第２受光素子
５１３ 第３受光素子
５１４ 第４受光素子
６１ クリアラーコントローラ
６１１、６１３ 光源制御部
６１２、６１４ 検出部
Ｓ スライバ
Ｙ 糸条
Ｐ パッケージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、
前記糸条に光を照射する光源部と、
前記糸条からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの前記反射光の強度情報に基づいて、前記異物の有無を検出する検出部と、
を備え、
前記光源部は、青色光の光源である第１光源を備えたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記光源部は、青色光以外の光の光源である第２光源を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条に交互に光を照射することを特徴とする請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されたことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の異物検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の異物検出装置を備えることを特徴とする繊維機械。
【請求項６】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項７】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項８】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を交互に照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項９】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を前記糸条の走行方向の上流側と下流側で照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項１】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出装置であって、
前記糸条に光を照射する光源部と、
前記糸条からの反射光を受光する受光部と、
前記受光部からの前記反射光の強度情報に基づいて、前記異物の有無を検出する検出部と、
を備え、
前記光源部は、青色光の光源である第１光源を備えたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項２】
前記光源部は、青色光以外の光の光源である第２光源を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条に交互に光を照射することを特徴とする請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記第１光源と前記第２光源は、前記糸条の走行方向の上流側と下流側に配置されたことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載の異物検出装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の異物検出装置を備えることを特徴とする繊維機械。
【請求項６】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項７】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項８】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を交互に照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【請求項９】
糸条に混入している異物の有無を検出する異物検出方法であって、
前記糸条に青色光、及び、青色光以外の光を前記糸条の走行方向の上流側と下流側で照射し、前記糸条からの反射光の強度に基づいて前記異物の有無を判定することを特徴とする異物検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１６９６４３（Ｐ２０１０−１６９６４３Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４７４７（Ｐ２００９−１４７４７）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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