JP2004257929A

JP2004257929A - Transfer foil defect inspection device

Info

Publication number: JP2004257929A
Application number: JP2003050603A
Authority: JP
Inventors: Hideto Sakata; 英人坂田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection device for correctly detecting a defect in transfer foil on a web without excessively detecting a defect less requiring detecting. SOLUTION: The original sheet G is carried by a carrying conveyor 70 with illumination set by a change-over switch 12 to suit the web G, an inspecting object, in a state of regular reflection illumination 30 or of irregular reflection illumination 40. In the set state of illumination, the web G is imaged by a camera 20 to obtain an image for inspection, which is compared with a referential image obtained by previously imaging a nondefective item. In the case where the foil is deep colored and the web is light colored, an image for inspection is used obtained by using the irregular reflection illumination. In the case where a large number of pixels exist constituting an image for inspection larger in values than the referential image, it is determined that the foil is a defective item. COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シート上に転写した箔の欠陥（汚れ等）の有無を検査する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、箔を転写した原反について、正しく箔が転写されているかどうかを検査することが行われている。具体的には、箔が転写されている原反の表面を、シート搬送装置上に設置されたラインスキャン型ＣＣＤカメラで撮像し、その撮像した画像を画像処理装置で処理することによって、箔の欠陥の有無を判定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検査装置では、主に正反射照明を用いて検査用画像の撮像を行っていたため、特に、箔の濃度が濃く（紺色など）、かつ箔が転写されている部分の下地（原反）の濃度が淡い（白色など）場合、得られた検査用画像において箔と原反の部分の濃度差が小さく、検査しづらいという問題があった。また、使用している正反射照明が、直管型蛍光灯などの棒状のものであったため、転写された箔の表面が凸状にエンボスされたものであると、箔の端部が暗く撮像されてしまい、検出可能領域が狭まるという問題があった。さらに、撮像しているシートにおいて、バタツキや反りがあると、箔の部分が安定して全体的に明るく撮像されず、明るさにムラのある画像となり、誤検出が多発するという問題があった。類似の問題を解決する技術として、本出願人は、アルミ等の光沢のある原反に印刷が施された印刷物の検査に必要な照明装置を提案している（例えば、特許文献１参照）が、原反が明るく撮像されてしまうため、検出ニーズの低い用紙不良や木屑などの混入不良等を過剰に検出してしまうという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３００５９６号公報
【０００５】
上記のような点に鑑み、本発明は、原反上に転写された箔の欠陥を正しく検出することが可能であると共に、検出の必要性の低い欠陥を過剰に検出することのない欠陥検査装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項１に記載の発明では、原反上に転写した箔の欠陥の有無を検査する装置として、原反表面の画像を撮像するラインスキャン型の撮像手段と、前記撮像手段に原反表面で乱反射した光が入射するように設けられた乱反射照明と、前記撮像手段で入力された検査用画像と、良品である基準画像の同一位置の画素同士を比較して、検査用画像の画素が基準画像の画素よりも明るいと判断される画素が所定数以上存在する場合に、欠陥ありと判定する欠陥判定手段を有する構成としたことを特徴とする。
【０００７】
本願請求項１に記載の発明によれば、原反からの乱反射光を利用して検査用画像を撮像し、良品である基準画像と比較して、検査用画像が基準画像よりも明るい部分が所定の大きさ以上存在する場合に、欠陥ありと判定するようにしたので、箔の濃度が濃く（紺色など）、かつ箔が転写されている部分の下地（原反）の濃度が淡い（白色など）場合に、その箔の転写が良好に行われているか否かを判定することが可能となる。
【０００８】
また、本願請求項３に記載の発明では、原反上に転写した箔の欠陥の有無を検査する装置として、原反表面の画像を撮像するラインスキャン型の撮像手段、前記撮像手段に原反表面で正反射した光が入射するように設けられた正反射照明、前記撮像手段で入力された検査用画像と、良品である基準画像の同一位置の画素同士を比較して、基準画像の画素が検査用画像の画素よりも明るいと判断される画素が所定数以上存在する場合に、欠陥ありと判定する欠陥判定手段を有する構成としたことを特徴とする。
【０００９】
本願請求項３に記載の発明によれば、原反からの正反射光を利用して検査用画像を撮像し、良品である基準画像と比較して、基準画像が検査用画像よりも明るい部分が所定の大きさ以上存在する場合に、欠陥ありと判定するようにしたので、箔の濃度が淡く、かつ箔が転写されている部分の下地（原反）の濃度が濃い場合に、その箔の転写が良好に行われているか否かを判定することが可能となる。
【００１０】
また、本願請求項５に記載の発明では、原反上に転写した箔の欠陥の有無を検査する装置として、原反表面の画像を撮像するラインスキャン型の撮像手段、前記撮像手段に原反表面で正反射した光が入射するように設けられた正反射照明、前記撮像手段に原反表面で乱反射した光が入射するように設けられた乱反射照明、前記検査対象とする箔と箔が転写された部分の下地（原反）の色の濃淡に応じて、前記正反射照明もしくは乱反射照明のいずれかを利用して前記撮像手段で入力された検査用画像と、良品である基準画像の同一位置の画素同士を比較して、画素値の差が所定以上のものが所定数以上存在するか否かにより、欠陥の有無を判定する欠陥判定手段を有する構成としたことを特徴とする。
【００１１】
本願請求項５に記載の発明によれば、検査対象とする箔と箔が転写された部分の下地（原反）の色の濃淡に応じて、照明を切替え、正反射光もしくは乱反射光のいずれかを利用して検査用画像を撮像し、良品である基準画像と比較して、一方の画像が他方の画像よりも明るい部分が所定の大きさ以上存在する場合に、欠陥ありと判定するようにしたので、箔と箔が転写された部分の下地の色の濃淡に応じて、箔の転写が良好に行われているか否かを判定することが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（装置構成）
図１は、本発明に係る転写箔欠点検査装置の一実施形態を示す構成図である。図１において、１０は判定処理部、２０はカメラ、３０は正反射照明ユニット、４０は乱反射照明、５０は光電センサ、６０はロータリエンコーダ、７０は搬送コンベア、８０はリジェクタ、９１は給紙部、９２は不良品排出部、９３は良品排出部、Ｇは原反である。
【００１３】
図１において、判定処理部１０は、カメラ２０が撮像した画像を取得して、その画像に所定の処理を行うことにより、撮像対象となった原反上の転写箔に欠陥を有するかどうかを判断する機能、転写箔に欠陥があると判断された原反に対して、リジェクタ８０を駆動させて排出する機能を有している。図１に示すように、判定処理部１０は、その表面に、作業者が原反を撮像した画像を確認するためのＬＣＤモニタ等の表示部１１、正反射照明と乱反射照明を切替えるための切替えスイッチ１２を有している。
【００１４】
カメラ２０は、欠陥検査の対象である原反を撮像するための手段であり、本実施形態では、ラインスキャン型モノクロＣＣＤカメラを用いている。正反射照明ユニット３０は、カメラ２０に対して正反射光を入射させるために、原反Ｇを照射するためのものであり、照射光を面状に拡散できることを特徴としている。カメラ２０および正反射照明ユニット３０は、原反Ｇを搬送する搬送コンベア７０上に設置されている。カメラ２０と正反射照明ユニット３０の位置関係は、正反射照明ユニット３０から照射された光が原反Ｇ表面で正反射してカメラ２０に入射するような位置関係になっている。乱反射照明４０は、カメラ２０に対して乱反射光を入射させるために、原反Ｇを照射するためのものである。本実施形態では、乱反射照明４０として、原反の走行方向と直交する方向に延びる直管型蛍光灯を利用している。
【００１５】
光電センサ５０は、搬送コンベア７０上を流れる原反Ｇの存在を検知して、判定処理部１０に対して通知する機能有しており、従来周知の光電センサを適用することができる。ロータリエンコーダ６０は、原反Ｇの流れる速度に応じてパルスを発生する機能を有しており、従来周知のロータリエンコーダを適用することができる。ロータリエンコーダ６０は、搬送コンベア７０と同期して回転するようになっている。搬送コンベア７０は、原反Ｇを搬送するためのものである。本実施形態では、原反Ｇが極力ばたつかないように、また原反Ｇに反りがあったとしても水平に強制されるように、搬送コンベア７０としてエアー吸引型のベルトコンベアを利用している。リジェクタ８０は、搬送コンベア７０と同様のベルトコンベアであるが、判定処理部１０からの指示により前方を傾斜させる機能を有している。すなわち、リジェクタ８０は、通常は搬送コンベアとして、原反Ｇを搬送しているが、判定指示部１０からの指示により、不良品と判定された原反Ｇを不良品排出部９２に排出することになる。
【００１６】
原反Ｇは、欠陥検査の対象とするものであり、本装置においては、箔が転写された紙器印刷原反を対象としている。紙器印刷原反とは、箱やカップの形態に組み立てられる前の、印刷や転写箔などの表面加工がなされたものを示し、一定間隔ごとに断裁された枚葉シート（一枚のシート内に同じ印刷絵柄が多面付け化されているものが多い）、印刷一面付けごとに打ち抜かれたブランクスなども含む。なお、箔が転写された紙器の代表的なものとしては、食品、タバコ、医薬品、化粧品などの外箱、紙カップなどが挙げられる。
【００１７】
（箔が濃色・箔が転写されている部分の下地が淡色の場合の処理）
次に、図１に示した装置の処理動作について説明する。まず、検査対象となる原反Ｇの第１の例として、箔の色が濃く、かつ箔が転写されている部分の下地の濃度が淡い原反Ｇ１の検査を行う場合について説明する。まず、このような原反Ｇ１を撮像する場合の照明状態および撮像された画像の様子を図２に示す。図２において、１は原反基材、２は原反基材上に転写された箔（図の例では、「ＨＡＫＵ」という文字を転写）である。ここでは、原反Ｇ１の一例として原反基材１は白色であり、箔２は紺色としている。この紺色の箔２が転写されいる部分の裏側には、白色の原反基材１が存在している。ここで、図２（ａ）に示すように正反射光がカメラ２０に入射される状態で原反Ｇ１を撮像すると、図２（ｂ）に示すように原反基材１と箔２の判別がしづらくなる。そこで、第１の例では、図２（ｃ）に示すような乱反射光を利用して撮像を行うようにする。なお、図２（ｃ）において正反射照明を点線で示してあるのは消灯状態を示しており、乱反射照明を実線で示してあるのは点灯状態を示している。
【００１８】
まず、図１に示した装置を駆動させ、上記原反Ｇ１に適した照明状態を得るため、切替えスイッチ１２を乱反射照明に切替え、正反射照明ユニット３０を消灯させ、乱反射照明４０を点灯させる。原反Ｇ１を給紙部９１から搬送コンベア７０に給紙すると、搬送コンベア７０は原反Ｇ１を搬送する。光電センサ５０が搬送コンベア７０上を流れる原反Ｇ１を検出すると、光電センサ５０は撮像開始信号を判定処理部１０に送信する。判定処理部１０では、撮像開始信号を受信すると、カメラ２０に撮像を開始させる。カメラ２０は、撮像したライン画像を順次判定処理部１０に送信する。判定処理部１０では、受信したライン画像を、ロータリエンコーダ６０から受け取ったパルスに基づいて、原反Ｇ１が納まる大きさの検査用画像を構成する。
【００１９】
このとき撮像された検査用画像の様子を図２（ｄ）に示す。図２（ｄ）に示すように、乱反射照明を当てることにより、撮像された検査用画像では、箔２の部分と原反基材１の部分の濃度差がはっきりする。このような検査用画像を用いて、判定処理部１０は、原反の欠陥検査を行う。欠陥検査は、あらかじめ正常な原反を撮影して得た基準画像と比較することにより行う。判定処理部１０による、欠陥検査の手順を図３のフローチャートに示す。まず、同一画素（ｉ，ｊ）における画素同士の差分演算を行い、その差が予め設定した閾値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１）。具体的には、基準画像の画素（ｉ，ｊ）における画素値をＫ_ｉｊ、検査用画像の画素（ｉ，ｊ）における画素値をＬ_ｉｊ、閾値をＳとしたときに、以下の〔数式１〕が成り立つかどうかを判断する。
【００２０】
〔数式１〕
Ｌ_ｉｊ−Ｋ_ｉｊ≧Ｓ
ｉ＝１、２、…、Ｉｊ＝１、２、…、Ｊ
【００２１】
上記〔数式１〕において、Ｉ、Ｊはそれぞれ基準画像および検査用画像の横の画素数、縦の画素数を示している。ステップＳ１において、〔数式１〕を満たした場合は、カウント変数Ｔに１づつ数値が加えられていく。続いて、カウント変数Ｔと、あらかじめ設定された画素数閾値Ｒの比較を行う（ステップＳ２）。この結果、Ｔ≧Ｒであった場合は、不良品と判定する（ステップＳ３）。逆に、Ｔ＜Ｒであった場合は、良品と判定する（ステップＳ４）。
【００２２】
図３のフローチャートに示した処理では、検査用画像の画素Ｌ_ｉｊの方が、基準画像の画素Ｋ_ｉｊよりも明るい画素がどの程度あるかを判断し、そのような画素が多数ある場合に、不良品であると判定している。乱反射照明を用いた場合、撮像した画像は、図２（ｄ）に示したようになり、箔２の部分が暗く（画素値小）、原反基材１の部分が明るく（画素値大）なる。箔２の部分に着目すると、閾値Ｓとして誤差とみなされる範囲の値を設定しておいた場合、〔数式１〕は成り立たないことになる。ところが、箔２が正しく転写されていない場合は、箔２の裏側の原反基材１が撮像され、明るくなるため、上記〔数式１〕が成り立つことになる。これにより、〔数式１〕を満たす画素が所定数以上ある場合に、箔に欠陥があると判定するのである。
【００２３】
なお、通常、撮像した画像は、明るい箇所の画素値を大きな値、暗い箇所の画素値を小さな値として取得するため、本実施形態では、上記〔数式１〕に示したように検査用画像の画素値が基準画像の画素値より大きい箇所が所定数以上ある場合に、明るい箇所が所定の大きさ以上あると判断した。しかし、演算処理上は、全く逆とすることも可能である。例えば、明るい箇所の画素値を小さな値、暗い箇所の画素値を大きな値として検査用画像、基準画像を取得した場合には、検査用画像の画素値が基準画像の画素値より小さい箇所が所定数以上ある場合に、明るい箇所が所定の大きさ以上あると判断されることになる。
【００２４】
上記図３のフローチャートに示した処理を行うことにより、箔以外の原反基材部分の過検出を防止することもできる。ここで、原反基材１上に用紙不良がある場合の撮像画像を図４に示す。図４において、３で示した部分が用紙不良である。上述のように、乱反射照明を利用して撮像した場合、原反基材１の部分は、基準画像のような良品を撮像したものでは、明るくなる。一方、箔２以外の原反基材１部分に汚れや用紙不良があると、その部分は暗く撮像されることになる。この場合、〔数式１〕の左辺は負の値になり、閾値Ｓ（正の値を設定）より当然小さな値になるため、カウント変数Ｔとして計数されないことになる。そのため、上記図３のフローチャートに示した処理によれば、箔以外の原反基材部分の過検出を行うことなく、箔の転写不良があるかどうかだけを判定することができる。
【００２５】
このようにして検査用画像の判定が行われ、欠陥があると判定されたら、判定処理部１０は、リジェクタ８０に不良品排出の信号を送信する。リジェクタ８０への信号の送信は、原反Ｇを撮像した位置と、ロータリエンコーダ６０からのパルス数に基づいて、不良品である原反Ｇがリジェクタ８０の前方付近に到達したタイミングで行う。不良品排出の信号を受け取ったリジェクタ８０は、自身を前方に傾斜させ、不良品である原反Ｇを、不良品排出部９２に排出する。
【００２６】
一方、欠陥があると判定されない場合は、判定処理部１０は、リジェクタ８０に対して何も指示を行わないため、リジェクタ８０は、そのまま搬送コンベアとして駆動し、良品である原反Ｇを良品排出部９３に排出する。
【００２７】
（箔が淡色・箔が転写されている部分の下地が濃色の場合の処理）
上記の例では、箔の色が濃く、かつ箔が転写されている部分の原反基材の濃度が淡い場合について説明したが、それ以外の場合は、上記の例と処理が異なる。ここでは、第２の例として、上記第１の例以外の場合、具体的には、箔の色が淡い場合、もしくは、箔が転写されている部分の原反基材の濃度が濃い場合に好適な処理について説明する。このような例として、ここでは、原反基材１が紺色であり、箔２が白色である原反Ｇ２を用いる。この白色の箔２が転写されいる部分の裏側には、紺色の原反基材１が存在している。このような原反Ｇ２に適した照明状態は、図２（ａ）と同じ状態、すなわち、図２（ｅ）に示すように正反射照明を点灯させ、乱反射照明を消灯させた状態である。
【００２８】
まず、図１に示した装置を駆動させ、上記原反Ｇ２に適した照明状態を得るため、切替えスイッチ１２を正反射照明に切替え、正反射照明ユニット３０を点灯させ、乱反射照明４０を消灯させる。これにより図２（ｅ）に示したような照明状態が得られることになる。続いて、上記の場合と同様に、カメラ２０が原反Ｇ２を撮像し、得られた検査用画像に対して、判定処理部１０が原反Ｇ２の欠陥検査を行う。
【００２９】
第２の例においても、あらかじめ正常な原反Ｇ２を撮影して得た基準画像と比較することにより行う。この場合の判定処理部１０による、欠陥検査の手順を図５のフローチャートに示す。まず、上記ステップＳ１と同様に同一画素（ｉ，ｊ）における画素同士の差分演算を行い、その差が予め設定した閾値より大きいかどうかを判定する（ステップＳ１１）。ただし、ここでは、基準画像と検査用画像の画素値の大小を、上記ステップＳ１とは逆にして判定する。具体的には、基準画像の画素（ｉ，ｊ）における画素値をＫ_ｉｊ、検査用画像の画素（ｉ，ｊ）における画素値をＬ_ｉｊ、閾値をＳとしたときに、以下の〔数式２〕が成り立つかどうかを判断する。
【００３０】
〔数式２〕
Ｋ_ｉｊ−Ｌ_ｉｊ≧Ｓ
ｉ＝１、２、…、Ｉｊ＝１、２、…、Ｊ
【００３１】
上記〔数式２〕において、Ｉ、Ｊはそれぞれ基準画像および検査用画像の横の画素数、縦の画素数を示している。ステップＳ１１において、〔数式２〕を満たした場合は、カウント変数Ｔに１づつ数値が加えられていく。続いて、上記ステップＳ２と同様にカウント変数Ｔと、あらかじめ設定された画素数閾値Ｒの比較を行う（ステップＳ１２）。この結果、Ｔ≧Ｒであった場合は、不良品と判定する（ステップＳ１３）。逆に、Ｔ＜Ｒであった場合は、良品と判定する（ステップＳ１４）。
【００３２】
上記ステップＳ１２〜ステップＳ１４の処理は、上記ステップＳ２〜ステップＳ４の処理と全く同じである。ただし、ステップＳ１１における画素値の大小の判定処理が、ステップＳ１と逆になっているため、原反Ｇ２に適した検査を可能としている。図５のフローチャートに示した処理では、検査用画像の画素Ｌ_ｉｊの方が、基準画像の画素Ｋ_ｉｊよりも暗い画素がどの程度あるかを判断し、そのような画素が多数ある場合に、不良品であると判定している。正反射照明を用いた場合、撮像した画像は、図２（ｆ）に示したようになり、箔２の部分が明るく（画素値大）、原反基材１の部分が暗く（画素値小）なる。箔２の部分に着目すると、箔２が正常に転写されている場合、〔数式２〕は成り立たないことになる。なお、〔数式２〕における閾値Ｓとしては、測定誤差を許容する程度の値を設定しておく。ところが、箔２が正しく転写されていない場合は、箔２の裏側の原反基材１が撮像され、暗くなるため、上記〔数式２〕が成り立つことになる。これにより、〔数式２〕を満たす画素が所定数以上ある場合に、箔に欠陥があると判定するのである。
【００３３】
なお、上述のように、通常、撮像した画像は、明るい箇所の画素値を大きな値、暗い箇所の画素値を小さな値として取得するため、本実施形態では、上記〔数式２〕に示したように基準画像の画素値が検査用画像の画素値より大きい箇所が所定数以上ある場合に、基準画像の方が明るい箇所が所定の大きさ以上あると判断した。しかし、演算処理上は、全く逆とすることも可能である。例えば、明るい箇所の画素値を小さな値、暗い箇所の画素値を大きな値として検査用画像、基準画像を取得した場合には、基準画像の画素値が検査用画像の画素値より小さい箇所が所定数以上ある場合に、基準画像に明るい箇所が所定の大きさ以上あると判断されることになる。
【００３４】
（正反射照明ユニット）
上記第２の例では、正反射照明ユニット３０を点灯させて、その正反射光をカメラ２０に入射させることにより、原反Ｇ２を撮像するようにしたが、搬送コンベア７０のベルトの振動により、図６に示すように原反Ｇが上下方向にばたつく場合が生じる。図６において、２０はラインスキャン型のカメラ、３１は光源、Ｇは原反である。図６中、原反Ｇは３つ示されているが、実線で囲まれて網掛けを施してある真中のものが正常な位置を走行している場合の原反であり、点線で囲まれた上下のものが、バタツキが生じた場合の原反である。また、図６中の一点鎖線は、光源３１からの照射光および原反Ｇからの正反射光を示している。カメラ２０はラインスキャン型であるため、原反の幅方向には、一度に多数の画素を撮影可能であるが、走行方向については、一度に１画素分しか撮影できない。また、光源３１は、原反の幅方向に長く延びた直管蛍光灯であり、幅方向には、ほぼ一様に照らすことが可能であるが、走行方向にはわずかな範囲しか照らすことができない。
【００３５】
原反Ｇの正常な走行位置に合わせてカメラ２０および光源３１を設置した状態で、走行する原反を撮影する。すると、原反Ｇが正常な位置を走行している場合には、真中の一点鎖線で示すように、正反射光がカメラ２０に正しく入射されることになる。ところが、原反Ｇの走行にバタツキが生じ、原反Ｇの位置が上下に変動すると、両側の一点鎖線に示すように、正反射光はカメラ２０に正しく入射されないことになる。この結果、入力画像が不安定となり、誤検出が発生する。
【００３６】
そこで、上記図１に示した装置では、原反にバタツキが生じた場合であっても、正反射光を撮像手段に十分に入射させることができるように、正反射照明に工夫をしている。ここで、その正反射照明ユニット３０の詳細について説明する。図７に正反射照明ユニット３０の断面図を示す。図７において、３１は光源、３２はリニアフレネルレンズ、３３は光拡散板である。光源３１は、乱反射照明４０と同じ直管型の蛍光灯であり、原反の幅方向（図面垂直方向）が長手方向となるように配置されている。リニアフレネルレンズ３２は、原反の流れ方向については、狭い範囲にしか照射されない光を、広い範囲に拡大するためのものであり、従来周知のリニアフレネルレンズを適用することができる。光拡散板３３は、１方向に照射されている光を拡散するためのものであり、従来周知の種々ものを適用することができるが、ここでは乳白色のアクリル板を用いている。
【００３７】
ここで、リニアフレネルレンズ３２、光拡散板３３による照射光の変化の様子を図８を用いて説明する。図８（ａ）は、リニアフレネルレンズ３２による照射光の変化の様子を示す図である。図８（ａ）において、矢印は照射光の照射範囲およびその照射方向を示している。光源３１により照射された光は、原反走行方向においては、図８（ａ）に矢印１本で示すように狭い範囲を照射する。この照射光がリニアフレネルレンズ３２に届くと、図８（ａ）に多数の矢印で示すように、光の照射方向を変化させずに、原反走行方向に広げられることになる。また、図８（ｂ）は、光拡散板３３による照射光の変化の様子を示す図である。この場合、図８（ｂ）に矢印１本で示すように狭い範囲の光が光源３１から照射されると、図８（ｂ）に方向の異なる複数の矢印で示すように、光の照射範囲は大きく広がらずに、光が拡散されることになる。これは、上記特許文献１において用いられている光源の原理とほぼ同じである。図８（ｃ）は、リニアフレネルレンズ３２と光拡散板３３を組み合わせた場合の照射光の変化の様子を示す図である。リニアフレネルレンズ３２と光拡散板３３を組み合わせると、光源３１から照射された光は、原反走行方向に広げられた後、拡散されることになる。本実施形態における正反射照明ユニット３０を用いた場合には、図８（ｃ）に示すように光が拡散されることになる。
【００３８】
正反射照明ユニット３０から原反Ｇへの照射光、原反Ｇからカメラ２０への正反射光の関係を図９に示す。図９において、原反Ｇは、上下方向に３つ示してあるが、中央の網掛けで示したものが正常な走行位置であり、点線で示した２つがそれぞれ走行位置が最大に変動した場合を示すものである。図９に示すように、正反射照明ユニット３０は、その中央からの光が、正常な走行位置にある原反Ｇに照射された場合に、その正反射光がカメラ２０に入射される位置に設置されている。図９の例では、照射角（照射光と原反が形成する角）αで原反Ｇに照射が行われた場合、反射角（反射光と原反が形成する角）αでカメラ２０に正反射光が入射されるような角度に設定されている。
【００３９】
図９に示した正反射照明ユニット３０を用いると、原反Ｇの走行にバタツキが生じた場合であっても、原反Ｇからの正反射光がカメラ２０に入射されることになる。具体的には、原反Ｇの走行が最大Ｌ（正常な位置からＬ／２ずつ）変動する場合には、リニアフレネルレンズ３２と光拡散板３３の走行方向の幅をｃｏｓαにＬを乗じたものを２倍した値以上、すなわち２Ｌｃｏｓα以上に設定しておけば、正反射照明ユニット３０からの照射光が正反射してカメラ２０に入射される。
【００４０】
なお、上記の例では、光を拡散させるための手段として、リニアフレネルレンズと光拡散板の２枚を重ねて用いるようにしたが、リニアフレネルレンズのみとした構成にすることも可能である。この場合、散乱する光は少なくなり、全て正反射光となるが、リニアフレネルレンズの印刷方向の長さを十分にとっておけば、カメラには正反射光が入射されることになる。また、上記の例では、光拡散板として乳白色のアクリル板を用いているが、乳白色でなくても、マット加工が施されていれば、光拡散板として用いることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、原反上に転写した箔の欠陥の有無を検査する装置として、原反表面の画像を撮像するラインスキャン型の撮像手段、撮像手段に原反表面で正反射した光が入射するように設けられた正反射照明、撮像手段に原反表面で乱反射した光が入射するように設けられた乱反射照明、検査対象とする原反と箔の色の濃淡に応じて、正反射照明もしくは乱反射照明のいずれかを利用して前記撮像手段で入力された検査用画像と良品である基準画像の同一位置の画素同士を比較して、画素値の差が所定以上のものが所定数以上存在するか否かにより、欠陥の有無を判定する欠陥判定手段を有する構成としたので、箔と箔が転写された部分の下地の色の濃淡に応じて、箔の転写が良好に行われているか否かを判定することが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による転写箔欠点検査装置の外観斜視図である。
【図２】照明状態と撮像された検査用画像の関係を示す図である。
【図３】箔の色が濃く、原反基材の濃度が淡い原反Ｇ１に適した検査手順のフローチャートである。
【図４】原反基材１上に用紙不良がある場合の撮像画像を示す図である。
【図５】箔の色が淡く、原反基材の濃度が濃い原反Ｇ２に適した検査手順のフローチャートである。
【図６】従来の正反射照明を用いた場合の正反射光とカメラの関係を示す図である。
【図７】正反射照明ユニット３０の断面図である。
【図８】リニアフレネルレンズ、光拡散板による光の変化の様子を示す図である。
【図９】本発明による正反射照明ユニット３０を用いた場合の正反射光とカメラの関係を示す図である。
【符号の説明】
１・・・原反基材
２・・・箔
３・・・用紙不良
１０・・・判定処理部
１１・・・表示部
１２・・・切替えスイッチ
２０・・・カメラ
３０・・・正反射照明ユニット
３１・・・光源
３２・・・リニアフレネルレンズ
３３・・・光拡散板
４０・・・乱反射照明
５０・・・光電センサ
６０・・・ロータリエンコーダ
７０・・・搬送コンベア
８０・・・リジェクタ
９１・・・給紙部
９２・・・不良品排出部
９３・・・良品排出部
Ｇ・・・原反
Ｇ１・・・箔の色が濃く、原反基材の色が淡い原反
Ｇ２・・・箔の色が淡く、原反基材の色が濃い原反[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a technique for inspecting a foil transferred onto a sheet for defects (stains and the like).
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, it has been performed to check whether or not a foil has been correctly transferred with respect to a raw material on which a foil has been transferred. Specifically, the surface of the raw material to which the foil has been transferred is imaged by a line scan CCD camera installed on a sheet conveying device, and the captured image is processed by an image processing device. The presence or absence of a defect is determined.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional inspection apparatus, the image for inspection is mainly captured using regular reflection illumination. Therefore, in particular, the density of the foil is high (dark blue, etc.), and the base (original) of the portion to which the foil is transferred is particularly high. When the density of (anti) is light (such as white), the density difference between the foil and the raw material in the obtained inspection image is small, and there is a problem that inspection is difficult. In addition, since the regular reflection illumination used was a rod-shaped one such as a straight tube fluorescent lamp, if the surface of the transferred foil was embossed in a convex shape, the end of the foil was dark and an image was taken. This causes a problem that the detectable area is narrowed. Furthermore, if the imaged sheet has flapping or warpage, the foil portion is not stably imaged as a whole brightly, resulting in an image with uneven brightness and frequent false detections. . As a technique for solving a similar problem, the present applicant has proposed a lighting device necessary for inspecting a printed material printed on a glossy raw material such as aluminum (for example, see Patent Document 1). In addition, since the raw material is imaged brightly, there is a problem in that a paper defect or a mixing defect such as wood chips, etc., for which detection needs are low, are excessively detected.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-9-300576
[0005]
In view of the above, the present invention is capable of correctly detecting a defect of a foil transferred onto a raw material, and a defect inspection that does not excessively detect a defect that does not need to be detected. It is an object to provide a device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1 of the present application, as a device for inspecting the presence or absence of a defect of a foil transferred onto a raw material, a line scan type imaging means for capturing an image of the raw material surface, Diffuse reflection illumination provided so that light irregularly reflected on the surface of the raw material is incident on the imaging means, the inspection image input by the imaging means, and comparing pixels at the same position of a non-defective reference image. In addition, when a predetermined number or more of the pixels of the inspection image that are determined to be brighter than the pixels of the reference image are present, the configuration is provided with a defect determination unit that determines that there is a defect.
[0007]
According to the invention as set forth in claim 1 of the present application, an image for inspection is captured using diffusely reflected light from a source material, and a portion where the image for inspection is brighter than the reference image is compared with a non-defective reference image. When the size is equal to or larger than a predetermined size, it is determined that there is a defect. Therefore, the density of the foil is dark (dark blue, etc.), and the density of the base (raw material) of the portion to which the foil is transferred is light (white). Etc.), it is possible to determine whether or not the transfer of the foil has been performed well.
[0008]
Further, in the invention according to claim 3 of the present application, as a device for inspecting the presence or absence of a defect of the foil transferred onto the raw material, a line scan type imaging means for capturing an image of the raw material surface, Specular reflection illumination provided so that light specularly reflected on the surface is incident thereon, an inspection image input by the imaging means, and comparing pixels at the same position of a non-defective reference image with pixels of the reference image. Is characterized by having a defect determining means for determining that there is a defect when a predetermined number or more of pixels are determined to be brighter than the pixels of the inspection image.
[0009]
According to the invention described in claim 3 of the present application, the inspection image is captured by using the specularly reflected light from the raw material, and the portion where the reference image is brighter than the inspection image is compared with the non-defective reference image. Is determined to be defective when there is a predetermined size or more, the foil density is low, and when the density of the base (raw material) of the portion to which the foil is transferred is high, It can be determined whether or not the transfer is performed well.
[0010]
Further, in the invention according to claim 5 of the present application, as an apparatus for inspecting the presence or absence of a defect of the foil transferred onto the raw material, a line scan type imaging means for capturing an image of the surface of the raw material; Specular illumination provided so that light specularly reflected on the surface is incident thereon; irregular reflection illumination provided such that light irregularly reflected on the original surface is incident on the imaging means; and the foil and foil to be inspected are transferred. The same as the non-defective reference image, the inspection image input by the imaging means using either the specular reflection illumination or the irregular reflection illumination according to the density of the color of the base (original cloth) of the portion subjected to the inspection. It is characterized by having a defect determining means for comparing the pixels at the position and determining whether or not there is a defect based on whether or not there is a predetermined number or more of pixels having a difference in pixel value of a predetermined value or more.
[0011]
According to the invention as set forth in claim 5 of the present application, the illumination is switched according to the density of the foil to be inspected and the color of the base (original web) of the portion to which the foil has been transferred, and either the regular reflection light or the irregular reflection light is switched. The inspection image is taken using the above, and compared with a non-defective reference image, if one image has a portion that is brighter than the other image by a predetermined size or more, it is determined to be defective. Therefore, it is possible to determine whether or not the foil transfer has been properly performed according to the density of the base color of the foil and the portion where the foil has been transferred.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Device configuration)
FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of a transfer foil defect inspection apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a determination processing unit, reference numeral 20 denotes a camera, reference numeral 30 denotes a regular reflection illumination unit, reference numeral 40 denotes irregular reflection illumination, reference numeral 50 denotes a photoelectric sensor, reference numeral 60 denotes a rotary encoder, reference numeral 70 denotes a transport conveyor, reference numeral 80 denotes a rejector, reference numeral 91 denotes a paper feeding unit. , 92 is a defective product discharge section, 93 is a good product discharge section, and G is a raw material.
[0013]
In FIG. 1, a determination processing unit 10 acquires an image captured by a camera 20 and performs a predetermined process on the image to determine whether or not the transfer foil on the source material to be imaged has a defect. It has a function of judging, and a function of driving and ejecting the rejector 80 with respect to the raw material judged to have a defect in the transfer foil. As shown in FIG. 1, a determination processing unit 10 has a display unit 11 such as an LCD monitor for checking an image of an original web shot by an operator, and a switching unit for switching between regular reflection illumination and irregular reflection illumination. It has a switch 12.
[0014]
The camera 20 is a means for capturing an image of a material to be inspected for defects, and in this embodiment, a line scan monochrome CCD camera is used. The regular reflection illumination unit 30 is for irradiating the original G in order to make regular reflection light incident on the camera 20, and is characterized in that the irradiation light can be diffused in a plane. The camera 20 and the regular reflection illumination unit 30 are installed on a transport conveyor 70 that transports the web G. The positional relationship between the camera 20 and the specular lighting unit 30 is such that light emitted from the specular lighting unit 30 is specularly reflected on the surface of the source G and enters the camera 20. The diffuse reflection illumination 40 is for irradiating the source G in order to make diffuse reflection light incident on the camera 20. In the present embodiment, as the irregular reflection illumination 40, a straight tube fluorescent lamp extending in a direction orthogonal to the traveling direction of the raw material is used.
[0015]
The photoelectric sensor 50 has a function of detecting the presence of the raw material G flowing on the transport conveyor 70 and notifying the determination processing unit 10, and a conventionally well-known photoelectric sensor can be applied. The rotary encoder 60 has a function of generating a pulse according to the speed at which the raw material G flows, and a conventionally known rotary encoder can be applied. The rotary encoder 60 rotates in synchronization with the conveyor 70. The transport conveyor 70 is for transporting the web G. In the present embodiment, an air suction type belt conveyor is used as the transport conveyor 70 so that the raw material G does not flutter as much as possible and is forced to be horizontal even if the raw material G is warped. I have. The rejector 80 is a belt conveyor similar to the transport conveyor 70, but has a function of tilting forward in accordance with an instruction from the determination processing unit 10. That is, the rejector 80 normally transports the raw material G as a transport conveyor, but discharges the raw material G determined to be defective to the defective product discharge unit 92 according to an instruction from the determination instruction unit 10. become.
[0016]
The raw material G is to be subjected to a defect inspection, and in the present apparatus, the target material is a paper container printing raw material to which a foil has been transferred. Paper container printing material is a sheet that has been subjected to surface processing such as printing and transfer foil before being assembled in the form of a box or cup. In many cases, the same printed pattern is multi-imposed), and blanks punched for each imposition are included. Representative examples of the paper container on which the foil has been transferred include an outer box of food, tobacco, medicine, cosmetics, and the like, a paper cup, and the like.
[0017]
(Processing when the foil is dark and the base where the foil is transferred is light)
Next, the processing operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, as a first example of the raw material G to be inspected, a case will be described in which an inspection is performed on the raw material G1 in which the color of the foil is dark and the density of the base of the portion to which the foil is transferred is light. First, FIG. 2 shows the illumination state and the state of the captured image when capturing the material G1 as described above. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an original substrate, and reference numeral 2 denotes a foil transferred on the original substrate (in the example of the figure, characters “HAKU” are transferred). Here, as an example of the raw material G1, the raw material substrate 1 is white and the foil 2 is dark blue. On the back side of the portion where the dark blue foil 2 is transferred, a white raw substrate 1 is present. Here, when the raw material G1 is imaged in a state where specularly reflected light is incident on the camera 20 as shown in FIG. 2A, discrimination between the raw material base material 1 and the foil 2 as shown in FIG. Is difficult to remove. Thus, in the first example, imaging is performed using diffusely reflected light as shown in FIG. In FIG. 2 (c), the regular reflection illumination is indicated by a dotted line, indicating a turned-off state, and the irregular reflection illumination is indicated by a solid line, indicating a lighting state.
[0018]
First, in order to drive the apparatus shown in FIG. 1 and obtain an illumination state suitable for the raw material G1, the changeover switch 12 is switched to irregular reflection illumination, the regular reflection illumination unit 30 is turned off, and the irregular reflection illumination 40 is turned on. When the sheet G1 is fed from the sheet feeding section 91 to the conveyor 70, the conveyor 70 conveys the sheet G1. When the photoelectric sensor 50 detects the raw material G 1 flowing on the conveyor 70, the photoelectric sensor 50 transmits an imaging start signal to the determination processing unit 10. Upon receiving the imaging start signal, the determination processing unit 10 causes the camera 20 to start imaging. The camera 20 sequentially transmits the captured line images to the determination processing unit 10. In the determination processing unit 10, the received line image is formed on the basis of the pulse received from the rotary encoder 60 into an inspection image having a size that can accommodate the raw material G 1.
[0019]
FIG. 2D shows the state of the inspection image captured at this time. As shown in FIG. 2D, by applying the irregularly-reflected illumination, the difference in density between the foil 2 and the raw substrate 1 becomes clear in the captured inspection image. Using such an inspection image, the determination processing unit 10 performs a defect inspection of the raw material. The defect inspection is performed by comparing with a reference image obtained by photographing a normal raw material in advance. FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the defect inspection by the determination processing unit 10. First, a difference operation between pixels in the same pixel (i, j) is performed, and it is determined whether or not the difference is larger than a preset threshold (step S1). Specifically, the pixel value at pixel (i, j) of the reference image is represented by K _ij , The pixel value at the pixel (i, j) of the inspection image is L _ij , When the threshold value is S, it is determined whether or not the following [Equation 1] holds.
[0020]
[Formula 1]
L _ij -K _ij ≧ S
i = 1, 2,..., I j = 1, 2,.
[0021]
In the above [Formula 1], I and J indicate the number of horizontal pixels and the number of vertical pixels of the reference image and the inspection image, respectively. In step S1, when [Equation 1] is satisfied, a numerical value is added to the count variable T by one. Subsequently, a comparison is made between the count variable T and a preset pixel number threshold R (step S2). As a result, if T ≧ R, it is determined that the product is defective (step S3). Conversely, if T <R, it is determined to be non-defective (step S4).
[0022]
In the processing shown in the flowchart of FIG. _ij Is the pixel K of the reference image. _ij It is determined how many brighter pixels there are, and if there are many such pixels, it is determined to be defective. When diffused illumination is used, the captured image is as shown in FIG. 2D, and the portion of the foil 2 is dark (small pixel value) and the portion of the raw substrate 1 is bright (large pixel value). Become. Focusing on the portion of the foil 2, if a value in a range regarded as an error is set as the threshold value S, [Equation 1] does not hold. However, when the foil 2 is not transferred correctly, the raw substrate 1 on the back side of the foil 2 is imaged and brightened, so that the above [Equation 1] is satisfied. Thus, when there are a predetermined number or more of pixels satisfying [Equation 1], it is determined that the foil has a defect.
[0023]
Normally, in a captured image, a pixel value of a bright part is acquired as a large value and a pixel value of a dark part is acquired as a small value. Therefore, in the present embodiment, as shown in the above [Equation 1], When there are a predetermined number or more of the portions where the pixel values are larger than the pixel value of the reference image, it is determined that the bright portions are of a predetermined size or more. However, the operation can be completely reversed. For example, when the inspection image and the reference image are acquired by setting the pixel value of a bright portion to a small value and the pixel value of a dark portion to a large value, a portion where the pixel value of the inspection image is smaller than the pixel value of the reference image is determined. If the number is more than the number, it is determined that the bright spot is equal to or larger than a predetermined size.
[0024]
By performing the process shown in the flowchart of FIG. 3, it is also possible to prevent over-detection of the raw material base material other than the foil. Here, FIG. 4 shows a captured image in the case where there is a paper defect on the raw material substrate 1. In FIG. 4, the portion indicated by 3 is a sheet defect. As described above, when an image is taken using diffuse reflection illumination, the portion of the raw material substrate 1 becomes brighter when a good product such as a reference image is taken. On the other hand, if there is dirt or paper failure in the portion of the raw substrate 1 other than the foil 2, the portion is imaged dark. In this case, the left side of [Equation 1] is a negative value, which is naturally smaller than the threshold value S (a positive value is set), and is not counted as the count variable T. Therefore, according to the processing shown in the flowchart of FIG. 3 described above, it is possible to determine only whether or not there is a transfer failure of the foil without performing overdetection of the raw material base portion other than the foil.
[0025]
In this manner, the inspection image is determined, and when it is determined that there is a defect, the determination processing unit 10 transmits a signal of defective product discharge to the rejector 80. The transmission of the signal to the rejector 80 is performed at the timing when the defective raw material G reaches near the front of the rejector 80 based on the position where the raw material G was imaged and the number of pulses from the rotary encoder 60. The rejector 80 that has received the defective product discharge signal tilts itself forward, and discharges the defective raw material G to the defective product discharge unit 92.
[0026]
On the other hand, if it is not determined that there is a defect, the determination processing unit 10 does not give any instruction to the rejector 80, so the rejector 80 is driven as it is as a conveyor, and the non-defective raw material G is discharged. It is discharged to the unit 93.
[0027]
(Process when the foil is light-colored and the base where the foil is transferred is dark-colored)
In the above example, the case where the color of the foil is dark and the density of the raw substrate at the portion where the foil is transferred is light is described, but in other cases, the processing is different from the above example. Here, as a second example, in cases other than the first example, specifically, when the color of the foil is light, or when the density of the raw substrate in the portion where the foil is transferred is high. A preferred process will be described. As such an example, here, a raw material G2 in which the raw material substrate 1 is dark blue and the foil 2 is white is used. On the back side of the portion where the white foil 2 is transferred, the dark blue base material 1 is present. The illumination state suitable for such a source G2 is the same state as that of FIG. 2A, that is, the state where the regular reflection illumination is turned on and the irregular reflection illumination is turned off as shown in FIG.
[0028]
First, in order to drive the device shown in FIG. 1 and obtain an illumination state suitable for the above-mentioned raw material G2, the changeover switch 12 is switched to regular reflection illumination, the regular reflection illumination unit 30 is turned on, and the irregular reflection illumination 40 is turned off. . Thus, an illumination state as shown in FIG. 2E is obtained. Subsequently, as in the above case, the camera 20 captures an image of the source G2, and the determination processing unit 10 performs a defect inspection on the source G2 on the obtained inspection image.
[0029]
In the second example as well, the comparison is performed by comparing with a reference image obtained by photographing a normal material G2 in advance. FIG. 5 is a flowchart showing the procedure of the defect inspection by the determination processing unit 10 in this case. First, similarly to step S1, a difference operation between pixels in the same pixel (i, j) is performed, and it is determined whether or not the difference is larger than a preset threshold value (step S11). However, here, the magnitude of the pixel values of the reference image and the inspection image is determined by reversing the above step S1. Specifically, the pixel value at pixel (i, j) of the reference image is represented by K _ij , The pixel value at the pixel (i, j) of the inspection image is L _ij , When the threshold value is S, it is determined whether the following [Equation 2] holds.
[0030]
[Formula 2]
K _ij -L _ij ≧ S
i = 1, 2,..., I j = 1, 2,.
[0031]
In the above [Equation 2], I and J indicate the number of horizontal pixels and the number of vertical pixels of the reference image and the inspection image, respectively. In step S11, when [Equation 2] is satisfied, a numerical value is added to the count variable T by one. Subsequently, a comparison is made between the count variable T and a preset pixel number threshold value R as in step S2 (step S12). As a result, if T ≧ R, it is determined that the product is defective (step S13). Conversely, if T <R, it is determined to be non-defective (step S14).
[0032]
The processing of steps S12 to S14 is exactly the same as the processing of steps S2 to S4. However, since the process of determining the magnitude of the pixel value in step S11 is the reverse of that in step S1, an inspection suitable for the source G2 is possible. In the processing shown in the flowchart of FIG. _ij Is the pixel K of the reference image. _ij It is determined how many pixels are darker, and if there are many such pixels, it is determined to be defective. In the case of using the regular reflection illumination, the captured image is as shown in FIG. 2 (f), and the portion of the foil 2 is bright (large pixel value) and the portion of the raw material substrate 1 is dark (small pixel value). )Become. Focusing on the portion of the foil 2, when the foil 2 is normally transferred, [Equation 2] does not hold. Note that the threshold value S in [Equation 2] is set to a value that allows a measurement error. However, when the foil 2 is not transferred correctly, the raw substrate 1 on the back side of the foil 2 is imaged and darkened, so that the above [Equation 2] holds. Thus, when the number of pixels satisfying [Equation 2] is a predetermined number or more, it is determined that the foil has a defect.
[0033]
Note that, as described above, normally, in a captured image, a pixel value of a bright part is obtained as a large value and a pixel value of a dark part is obtained as a small value. In the case where the number of places where the pixel value of the reference image is larger than the pixel value of the inspection image is equal to or more than a predetermined number, it is determined that the brighter part of the reference image is equal to or more than a predetermined size. However, the operation can be completely reversed. For example, when the inspection image and the reference image are acquired by setting the pixel value of a bright portion to a small value and the pixel value of a dark portion to a large value, a portion where the pixel value of the reference image is smaller than the pixel value of the inspection image is determined. If the number is equal to or more than the number, it is determined that the bright spot is equal to or larger than the predetermined size in the reference image.
[0034]
(Specular reflection lighting unit)
In the second example, the regular reflection illumination unit 30 is turned on, and the regular reflection light is made incident on the camera 20 to capture an image of the material G2. However, due to the vibration of the belt of the conveyor 70, As shown in FIG. 6, there is a case where the web G fluctuates in the vertical direction. In FIG. 6, reference numeral 20 denotes a line scan type camera, 31 denotes a light source, and G denotes an original. In FIG. 6, three raw materials G are shown, and the middle material shaded by solid lines is a raw material when traveling at a normal position, and is surrounded by dotted lines. The upper and lower ones are the raw materials when fluttering occurs. 6 indicates the irradiation light from the light source 31 and the regular reflection light from the raw material G. Since the camera 20 is a line scan type, it can capture many pixels at a time in the width direction of the raw material, but can capture only one pixel at a time in the traveling direction. The light source 31 is a straight tube fluorescent lamp that extends long in the width direction of the raw material, and can illuminate almost uniformly in the width direction, but illuminates only a small area in the traveling direction. Can not.
[0035]
With the camera 20 and the light source 31 installed in accordance with the normal running position of the web G, the running web is photographed. Then, when the raw material G is traveling at a normal position, the specularly reflected light is correctly incident on the camera 20 as shown by the one-dot chain line in the middle. However, if the original G flaps and the position of the original G fluctuates up and down, the specularly reflected light is not correctly incident on the camera 20 as shown by the dashed lines on both sides. As a result, the input image becomes unstable and erroneous detection occurs.
[0036]
Therefore, in the apparatus shown in FIG. 1, the specular illumination is devised so that the specular reflection light can be sufficiently incident on the image pickup means even when the original sheet flaps. . Here, the details of the regular reflection lighting unit 30 will be described. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the regular reflection lighting unit 30. In FIG. 7, 31 is a light source, 32 is a linear Fresnel lens, and 33 is a light diffusion plate. The light source 31 is a straight tube-type fluorescent lamp same as the diffuse reflection illumination 40, and is arranged such that the width direction of the raw material (the direction perpendicular to the drawing) is the longitudinal direction. The linear Fresnel lens 32 is for expanding light that is irradiated only in a narrow range to a wide range in the flow direction of the raw material, and a conventionally well-known linear Fresnel lens can be applied. The light diffusing plate 33 is for diffusing light irradiated in one direction, and various types of conventionally known ones can be applied. Here, a milky white acrylic plate is used.
[0037]
Here, how the irradiation light is changed by the linear Fresnel lens 32 and the light diffusion plate 33 will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a diagram showing a state of change of irradiation light by the linear Fresnel lens 32. In FIG. 8A, arrows indicate the irradiation range of the irradiation light and the irradiation direction. The light emitted from the light source 31 irradiates a narrow range in the original web traveling direction as shown by one arrow in FIG. When the irradiation light reaches the linear Fresnel lens 32, as shown by a number of arrows in FIG. 8A, the irradiation light is expanded in the original web traveling direction without changing the light irradiation direction. FIG. 8B is a diagram showing a state of change of irradiation light by the light diffusion plate 33. In this case, when light in a narrow range is emitted from the light source 31 as shown by one arrow in FIG. 8B, the light irradiation range is shown as a plurality of arrows in different directions in FIG. 8B. The light is diffused without spreading widely. This is almost the same as the principle of the light source used in Patent Document 1. FIG. 8C is a diagram showing how the irradiation light changes when the linear Fresnel lens 32 and the light diffusion plate 33 are combined. When the linear Fresnel lens 32 and the light diffusion plate 33 are combined, the light emitted from the light source 31 is diffused after being spread in the original web traveling direction. When the regular reflection illumination unit 30 according to the present embodiment is used, light is diffused as shown in FIG.
[0038]
FIG. 9 shows the relationship between the irradiation light from the regular reflection illumination unit 30 to the source G and the regular reflection from the source G to the camera 20. In FIG. 9, three webs G are shown in the vertical direction. The shaded area at the center indicates the normal running position, and the two shown by dotted lines indicate that the running position has fluctuated to the maximum. It is shown. As shown in FIG. 9, when light from the center of the unit 30 irradiates the source G at a normal running position, the regular reflection lighting unit 30 is located at a position where the regular reflection light enters the camera 20. is set up. In the example of FIG. 9, when the original G is irradiated at the irradiation angle (the angle formed by the irradiation light and the original) α, the camera 20 is set to the reflection angle (the angle formed by the reflected light and the original) α. The angle is set so that specularly reflected light is incident.
[0039]
When the regular reflection illumination unit 30 shown in FIG. 9 is used, even if the traveling of the web G flaps, the specularly reflected light from the web G is incident on the camera 20. Specifically, when the running of the raw material G fluctuates at the maximum L (L / 2 from the normal position), the width of the linear Fresnel lens 32 and the light diffusing plate 33 in the running direction is multiplied by L. If the value is set to a value equal to or more than twice the value, that is, 2L cos α or more, the irradiation light from the regular reflection illumination unit 30 is specularly reflected and enters the camera 20.
[0040]
In the above example, as a means for diffusing light, a linear Fresnel lens and a light diffusing plate are used in an overlapping manner. However, a configuration having only a linear Fresnel lens may be employed. In this case, the amount of scattered light is reduced and the light is all specularly reflected light. However, if the length of the linear Fresnel lens in the printing direction is sufficiently set, the specularly reflected light will be incident on the camera. Further, in the above example, a milky white acrylic plate is used as the light diffusing plate. However, even if it is not milky white, it can be used as a light diffusing plate as long as it is matted.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, as a device for inspecting the presence or absence of a defect of a foil transferred onto a raw material, a line scan type imaging unit that captures an image of the raw material surface, Specular reflection illumination provided so that light specularly reflected at the surface enters, irregular reflection illumination provided such that light irregularly reflected at the surface of the raw material enters the imaging means, and the density of the raw material and foil to be inspected The pixels at the same position of the inspection image and the non-defective reference image are compared using the regular reflection illumination or the irregular reflection illumination according to Since there is provided a defect determination means for determining the presence or absence of a defect based on whether or not the above-described ones are present in a predetermined number or more, the foil and the foil are transferred in accordance with the shading of the base color of the portion where the foil is transferred. To judge whether transfer is performed well An effect that is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a transfer foil defect inspection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an illumination state and a captured inspection image.
FIG. 3 is a flowchart of an inspection procedure suitable for a raw material G1 in which the color of the foil is dark and the density of the raw material substrate is light.
FIG. 4 is a view showing a picked-up image when there is a paper defect on the raw material substrate 1.
FIG. 5 is a flowchart of an inspection procedure suitable for a raw material G2 in which the color of the foil is light and the density of the raw material base material is high.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between regular reflection light and a camera when conventional regular reflection illumination is used.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the regular reflection illumination unit 30.
FIG. 8 is a diagram showing a state of light change by a linear Fresnel lens and a light diffusion plate.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between regular reflection light and a camera when a regular reflection illumination unit 30 according to the present invention is used.
[Explanation of symbols]
1. Raw material substrate
2 ... Foil
3 ... Paper defect
10 ... judgment processing unit
11 Display unit
12 ... changeover switch
20 ・・・ Camera
30 ... Specular reflection lighting unit
31 ・・・ Light source
32 ・・・ Linear Fresnel lens
33 ・・・ Light diffusion plate
40 ・・・ Diffuse reflection lighting
50 ... photoelectric sensor
60 ・・・ Rotary encoder
70 · · · conveyor
80 ・・・ Rejector
91 ・・・ Paper feeding unit
92: defective product discharge section
93: Good product discharge section
G ...
G1: An original fabric with a dark foil color and a pale substrate color
G2: Raw material with a light foil color and a dark base material color

Claims

A device that inspects the foil transferred onto the raw material for defects.
A line scan type image pickup means for picking up an image of the raw material surface,
Irregularly-reflection illumination provided so that light irregularly reflected on the surface of the raw material is incident on the imaging unit;
By comparing pixels at the same position of the inspection image input by the imaging unit with the non-defective reference image, the number of pixels for which the pixels of the inspection image are determined to be brighter than the pixels of the reference image is a predetermined number or more. A defect judging means for judging a defect if present;
A transfer foil defect inspection apparatus, comprising:

The determination as to whether the pixels of the inspection image are brighter than the pixels of the reference image is made based on whether the pixel value of the inspection image is larger than the pixel value of the reference image. The transfer foil defect inspection apparatus according to claim 1.

A device that inspects the foil transferred onto the raw material for defects.
A line scan type image pickup means for picking up an image of the raw material surface,
Specular reflection illumination provided so that light specularly reflected on the surface of the raw material is incident on the imaging means,
By comparing pixels at the same position of the inspection image input by the imaging unit with the non-defective reference image, the number of pixels for which the pixels of the reference image are determined to be brighter than the pixels of the inspection image is a predetermined number or more. A defect judging means for judging a defect if present;
A transfer foil defect inspection apparatus, comprising:

The determination as to whether or not the pixels of the reference image are brighter than the pixels of the inspection image is made by determining whether or not the pixel value of the reference image is greater than the pixel value of the inspection image. The transfer foil defect inspection apparatus according to claim 3.

A device that inspects the foil transferred onto the raw material for defects.
A line scan type image pickup means for picking up an image of the raw material surface,
Specular reflection illumination provided so that light specularly reflected on the surface of the raw material is incident on the imaging means,
Irregularly-reflection illumination provided so that light irregularly reflected on the surface of the raw material is incident on the imaging unit;
The inspection image input by the imaging unit using either the regular reflection illumination or the irregular reflection illumination, according to the foil to be inspected and the density of the base color of the portion where the foil is transferred, and a non-defective product. Defect determination means for comparing pixels at the same position in the reference image, and determining whether there is a defect by determining whether or not a pixel value difference is greater than or equal to a predetermined number or more,
A transfer foil defect inspection apparatus, comprising:

The specular illumination,
A line-type light source extending in the width direction of the web,
Between the line light source and the raw material, without changing the direction of the irradiating light, a linear Fresnel lens that extends the range of the irradiating light over the raw material traveling direction,
The transfer foil defect inspection apparatus according to any one of claims 3 to 5, wherein the inspection apparatus has a configuration including:

7. The transfer foil defect inspection apparatus according to claim 6, wherein a light diffusion plate for diffusing the irradiation direction of the light spread by the linear Fresnel lens is provided between the raw material and the linear Fresnel lens.

The width W of the linear Fresnel lens or the light diffusing plate in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the line type light source is such that when the incident angle is α and the maximum change amount in the material vertical direction is L, W ≧ 2Lcosα. The lighting device for an inspection device according to claim 6, wherein the lighting device is formed.