JP2006250699A - 蛍光強度管理方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検査物の蛍光インキの印刷領域における蛍光強度を容易に測定し、蛍光強度を測定する蛍光強度管理方法及びその装置の提供を目的とする。
【解決手段】 被検査物の蛍光印刷領域に対して、外乱光を遮光する遮光部と、前記遮光部内に、所定の波長の紫外線を前記蛍光印刷領域に照射する照射部と、前記照射部から照射された紫外線を遮断し蛍光を透過する紫外線カットフィルターと、前記紫外線カットフィルターを介して、前記透過した蛍光を受光し、前記蛍光印刷領域を撮影して蛍光強度を測定する受光部と、前記受光部で撮影した蛍光画像を二値化処理し、前記二値化処理した二値化画像に対して受光した蛍光を表す色の画素数の合計値を算出する測定部と、前記測定部で測定した蛍光を表す色の画素数の合計値が、予め記憶してある規定の下限値又は上限値の範囲内では、被検査物を良品と判定し、前記規定の範囲外では不良品と判定する判定処理部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蛍光強度管理方法及びその装置に関し、蛍光インキで印刷された印刷領域の蛍光強度を測定し、蛍光強度が規定の範囲内にあるか否かを測定するものである。本発明において、蛍光には燐光も含むものである。

従来より、各種諸証券は、カラーコピーやプリンタで複写された偽造券と判別するためにカラーコピー等では複写できない機能を持つインキ等で印刷されている。例えば、磁性を有した磁性インキで印刷された印刷物は、磁気センサを用いた読取り結果から真偽が判別される。また、真偽判別を可能とする印刷インキには様々なインキがあるが、その一つに所定の波長の紫外線を照射した時、所定の波長の可視光を発光する蛍光インキがある。

連続印刷時においては温度、室温等印刷作業場の環境の変化や、印刷機自体の精度等の要因により印刷状態が微妙に変化するため、一定時間毎に印刷作業者が印刷物を抽出し、目視等により印刷状態の確認を行っている。しかし、蛍光インキで印刷した印刷物（以下、「蛍光印刷物」とする。）は、通常照明下において印刷作業者が目視で確認することができないため、暗箱や暗室など、外乱光が照射されない状況下において所定の波長の紫外線ランプから紫外線を照射した時、紫外線照射に発光する蛍光の確認を行っている。
また、蛍光印刷物は、真偽判別要素の一つとして用いられる場合が多いため、蛍光強度を常に一定にすることが重要な要件となることから、印刷直後の蛍光強度を測定し、その測定結果を基に印刷条件の調整を行っている。

蛍光印刷物の蛍光強度の測定方法として、印刷機の用紙搬送経路に、所定の波長を照射する紫外線光源と印刷物から発光する所定の波長の蛍光を受光する光検出器とを取り設け、光検出器が受光した蛍光を光／電圧変換器でアナログ波形に変換する方法がある。しかし、該オンライン検査は、用紙搬送時に用紙が上下に大きくばたつくために蛍光強度を正確に測定することが難しい。そこで、印刷作業者は、印刷機の排紙部の印刷物を抜き取り、抜き取った印刷物を測定し、検査するオフライン検査を行っている。

オフライン検査は、印刷機の排紙部に積載された蛍光印刷物から、被検査物を抜き取り、それを暗箱にセットし、暗箱内に設けた所定の波長の紫外線を照射する紫外線ランプから紫外線を蛍光印刷物に照射し、暗箱内を見渡たす窓から、蛍光印刷物の蛍光強度を目視で評価することから蛍光強度の検査を行っている。該検査方法は、簡便に実施できる方法であるが、紙癖等の用紙表面の影響を受けてしまうということ、更には蛍光強度の合否判定に個人差が生じるといった問題があった。

また、蛍光強度を数値で簡潔に求める検査装置として、被検査物を測定台にセットし、紫外線照射部と蛍光受光部を一つに収めたヘッドが被検査物の上を走査し、受光した蛍光を光／電圧変換器により変換し、電圧値から蛍光強度の合否を判定する蛍光強度測定方法および測定装置がある（特許文献１参照）。しかし、夫々の蛍光印刷物を測定台に正確にセットする作業は、多くの手間と時間がかかるという問題があった。

また、本発明の目的及び課題とは異なるが、ワーク上に所定の発光材料を予め含有させた糊やシリコンやインキなどの物質で膜を形成し、前記膜から検出した光の情報に基づいて膜の厚さを測定する装置（特許文献２参照）があり、この場合は、膜から発生する蛍光を検出し、検出された輝度情報に基づいて膜の厚さを算出することが記載されている。

特開平１０−２６７７５１号公報 特開２００４−７７２７０号公報

本発明は、従来技術の課題である印刷工程における連続印刷中に変動する蛍光印刷物の蛍光強度に対して印刷作業者が蛍光印刷領域の印刷状態を簡易的に、かつ、正確に管理する蛍光強度管理方法及びその装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、被検査物上に蛍光印刷された印刷領域の蛍光強度を管理する方法であって、前記被検査物の蛍光印刷領域に対して、外乱光を遮光し、前記蛍光印刷領域に所定の波長の紫外線を照射し、前記紫外線の照射により前記蛍光印刷領域から蛍光発光する蛍光を透過し、前記照射された紫外線を遮断する紫外線カットフィルターを介して、前記透過した蛍光を受光して前記蛍光印刷領域を撮影し、前記撮影した蛍光画像を二値化処理し、前記二値化処理した二値化画像に対して受光した蛍光を表す色の画素数の合計値から前記被検査物の蛍光印刷の蛍光強度を管理することを特徴とする蛍光強度測定方法を提供する。

本発明は、被検査物上に蛍光印刷された印刷領域の蛍光強度を管理する装置であって、前記被検査物の蛍光印刷領域に対して、外乱光を遮光する遮光部と、前記遮光部内にあって、所定の波長の紫外線を前記蛍光印刷領域に照射する照射部と、前記照射部から照射された紫外線を遮断し蛍光を透過する紫外線カットフィルターと、前記紫外線カットフィルターを介して、前記透過した蛍光を受光し、前記蛍光印刷領域を撮影して蛍光強度を測定する受光部と、前記受光部で撮影した蛍光画像を二値化処理し、前記二値化処理した二値化画像に対して受光した蛍光を表す色の画素数の合計値を算出する測定部と、前記測定部で測定した蛍光を表す色の画素数の合計値が、あらかじめ記憶してある規定の下限値又は上限値の範囲内では、被検査物を良品と判定し、前記規定の範囲外では不良品と判定する判定処理部とから成ることを特徴とする蛍光強度管理装置を提供する。

さらに、本発明の蛍光強度判定装置の判定処理部における結果に基づいて、被検査物の二値化画像における蛍光を表す画素の個数の合計値が、前記予め記憶してある規定の下限値と上限値との間に納まっているか否かの判定結果を報知する報知部を備えていることが好ましい。

本発明によれば、被検査物の蛍光印刷領域に入る外乱光を遮光する遮光部と、その遮蔽内部で蛍光印刷領域に紫外線を照射することにより蛍光発光する可視光を透過し、照射紫外線を遮断し可視光を受光する受光部に取り付けた紫外線カットフィルターとを併用したことにより、紫外線の照射強度と蛍光発光の受光強度を一定に規制できること、被検査物の蛍光印刷領域からの蛍光画像を画像処理することで蛍光強度を精度よく容易に数値で管理することができる。これにより、印刷作業者が製造中の印刷物の蛍光強度が規定の範囲内にあるのか否かを容易に判定することが可能となるとともに、測定結果が上限若しくは下限周辺であった場合、即時の調整が可能となる。さらに、蛍光強度の判定結果は、報知部から印刷作業者に報知されるため、印刷作業者は、蛍光強度が規定の範囲内にあるか否かを容易に判断することが可能となる。

以下に、本発明に係る蛍光強度測定方法及びその装置の実施の一形態について図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態に係る蛍光強度管理装置の構成の概略を示す図であり、照射部１、遮光部２、紫外線遮光フィルター３、受光部４、測定部５、判定処理部６、報知部７から構成される。本実施の形態では、被検査物８の蛍光インキで印刷された印刷領域９に対して本発明の蛍光強度管理方法及びその装置に適用する。また、被検査物８の蛍光印刷領域９に印刷する蛍光インキは、波長３６０ｎｍの紫外線で最も励起し、可視領域で黄緑色（５４８ｎｍ〜５７３ｎｍ）に蛍光発光するインキを例に説明していく。

照射部１の紫外線照射手段は、図２に示す波長３６５ｎｍをピークとするスペクトル分布の紫外線を照射する複数個の紫外線発光ダイオードである。照射部１は励起に十分必要な紫外線を蛍光印刷領域９全体に、ムラなく均一に照射する。

受光部４が撮影する画像は、遮光部２により、被検査物からの屋内光の反射光を含まず、また、蛍光印刷領域９に印刷する蛍光インキの特性（５４８ｎｍ〜５７３ｎｍで黄緑色に発光）にあわせて、波長５００ｎｍ以下の光を遮光し、波長５００ｎｍ以上の光を透過する紫外線遮光フィルター３を選定した。この紫外線遮光フィルター３により、照射部１から照射される紫外線が遮光され、蛍光印刷領域９から黄緑色に発光する光のみを受光することとなり、ノイズが少ない蛍光画像を得ることができる。この受光部４には、小型で高解像度な撮影を可能とするＣＣＤカメラが適切である。

図３は、被検査物８に印刷された環状の蛍光印刷領域９から発光する蛍光を撮影する状況を示す図である。遮光部２は円柱形状で、その下面が開口しており、環状の蛍光印刷領域９に照射する屋内光などの外乱光を遮る。また、遮光部２の内部には、照射部１、紫外線遮断フィルター３、受光部４が収められており、受光部４が撮影する蛍光画像は、測定部５と連結するケーブル１０により、測定部５に送信される。

測定部５において、受光部４で撮影された蛍光画像は、蛍光強度が強い部分を白画素とし、それ以外の部分を黒画素とする二値化処理が行われ、二値化画像の白画素の個数が合計され、合計値から蛍光強度が測定される。

測定部５における蛍光強度の測定結果に基いて、判定処理部６では、被検査物８の蛍光印刷領域９の蛍光強度が、被検査物の二値化画像における蛍光を表す画素の個数の合計値が、予め記憶してある下限値と上限値の間に納まっているか否かの判定結果により、良品、不良品を判定する。

蛍光印刷された印刷領域の蛍光強度は、印刷される印刷パターンの図柄により、受光部４で撮影された印刷画像の白画像と黒画像の割合が変化するので、上限値、下限値又は上限値と下限値の範囲内の限度値の設定が考えられる。

判定処理部６において、蛍光強度が規定の範囲内に納まるか否かを判定する場合に基準となる下限及び上限の設定方法として、あらかじめ別の方法により判定しておいた下限の印刷物（図４）及び上限の印刷物（図５）から本発明の方法によりそれぞれの蛍光印刷領域を蛍光画像として取り込み、下限の印刷物の白画素の合計値を下限値に、上限の印刷物の白画素の合計値を上限値としてそれぞれ設定した。

下限値及び上限値は前述の方法により判定処理部６に設定しておき、被検査物８の二値化画像の白領域の画素数の個数の合計値は、あらかじめ設定した下限値及び上限値と比較し、合計値が下限値より下回った場合、又は合計値が上限値より上回った場合に不良品と判定される。被検査物８の二値化画像の白領域の画素数の個数の合計値が、上限値と下限値の間に納まる場合は、蛍光強度が規定の範囲内にあり、良品と判定される。これらの判定結果は、報知部７のブザーやディスプレイから印刷作業者に報知される。

本実施の形態においては前述したように、蛍光印刷領域に印刷する蛍光インキが、紫外線を照射した場合に可視領域で黄緑色（５４８ｎｍ〜５７３ｎｍ）に蛍光発光するインキを用いた例により説明したため、５００ｎｍ以下の光を遮光し、５００ｎｍ以上の光を透過する紫外線カットフィルターを用いているが、波長領域が５００ｎｍ以下で可視発光する色（青紫：波長領域３８０ｎｍ〜４５５ｎｍ、青：波長領域４５５ｎｍ〜４８５ｎｍ、青緑：４８５ｎｍ〜４９５ｎｍ）及び波長領域が５００ｎｍを大きく超える色（赤：６１０ｎｍ〜７８０ｎｍ等）の場合は、それぞれの蛍光発光する波長領域にあわせて、適正な紫外線カットフィルターを用いればよい。

本発明の実施形態に係る蛍光強度測定装置の概略図である。 紫外線のスペクトル図を示す。 本実施形態を示す図である。 下限値の二値化画像図を示す。 上限値の二値化画像図を示す。

符号の説明

１ 照射部
２ 遮光部
３ 紫外線遮光フィルター
４ 受光部
５ 測定部
６ 判定処理部
７ 報知部
８ 被検査物
９ 蛍光インキで印刷された印刷領域
１０ ケーブル

Claims (3)

1. 被検査物上に蛍光印刷された印刷領域の蛍光強度を管理する方法であって、
   前記被検査物の蛍光印刷領域に対して、外乱光を遮光し、
   前記蛍光印刷領域に所定の波長の紫外線を照射し、
   前記紫外線の照射により前記蛍光印刷領域から蛍光発光する蛍光を透過し、
   前記照射された紫外線を遮断する紫外線カットフィルターを介して、前記透過した蛍光を受光して前記蛍光印刷領域を撮影し、
   前記撮影した蛍光画像を二値化処理し、
   前記二値化処理した二値化画像に対して受光した蛍光を表す色の画素数の合計値から前記被検査物の蛍光印刷の蛍光強度を管理することを特徴とする蛍光強度管理方法。
2. 被検査物上に蛍光印刷された印刷領域の蛍光強度を管理する装置であって、
   前記被検査物の蛍光印刷領域に対して、外乱光を遮光する遮光部と、
   前記遮光部内にあって、所定の波長の紫外線を前記蛍光印刷領域に照射する照射部と、
   前記照射部から照射された紫外線を遮断し蛍光を透過する紫外線カットフィルターと、
   前記紫外線カットフィルターを介して、前記透過した蛍光を受光し、前記蛍光印刷領域を撮影して蛍光強度を測定する受光部と、
   前記受光部で撮影した蛍光画像を二値化処理し、前記二値化処理した二値化画像に対して受光した蛍光を表す色の画素数の合計値を算出する測定部と、
   前記測定部で測定した蛍光を表す色の画素数の合計値が、あらかじめ記憶してある規定の下限値又は上限値の範囲内では、被検査物を良品と判定し、前記規定の範囲外では不良品と判定する判定処理部とから成ることを特徴とする蛍光強度管理装置。
3. 前記被検査物の二値化画像における蛍光を表す画素の個数の合計値が、前記あらかじめ記憶してある規定の下限値と上限値との間に納まっているか否かの判定結果を報知する報知部を備えたことを特徴とする請求項２記載の蛍光強度管理装置。

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