JP2010160039A - 印刷物の品質検査方法及び品質検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷機上で印刷物の品質検査を行うため、搬送用紙のバタツキを抑制して正確な画像を入力することで、確実な品質検査を行う方法及び装置を提供する。
【解決手段】本発明の検査装置は、搬送される印刷用紙の品質検査を行う検査ユニットを有する検査装置であって、前述の検査ユニットは、搬送中の印刷物のバタツキを抑止させるため、搬送中の印刷用紙にエアーを吹き付けるエアー噴出部と、エアー噴出部と一対となって印刷物を挟み込む位置に設置され、かつ、透明部材で形成された用紙密着部と、用紙密着部に密着された印刷物の画像を撮像する画像入力部と、画像入力部により撮像された画像データとあらかじめ設定された基準データとを比較判定することにより、印刷物に異常があるか否かを判定する判定部を有する検査装置であることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、銀行券、株券、債券等の有価証券、各種証明書及び貴重印刷物等の偽造防止又は複製防止が必要とされる印刷物を、印刷機上で品質検査する検査方法及び検査装置に関するものである。

近年、スキャナー及びカラー複写機等の急速な発達により、偽造又は変造に関する技術が多様化する傾向にある。そのため、銀行券等の貴重印刷物には、用紙に透かしを施すことや、各種機能性インキ等を付与することにより、偽造防止効果を与えるために様々な技術が適用されている。

これらの貴重印刷物に採用される偽造防止技術については、印刷終了後に各種偽造防止技術に関する検査等が行われるが、印刷後の検査では、大量の不良製品が発生した後に発見することとなるため、印刷機上でのオンライン検査が求められている。

近年、印刷機の高速化が進んでいるため、高速搬送中の印刷物の品質検査を行うためには、用紙のバタツキを抑えなければならない。そこで、印刷機上における品質検査方法としては、印刷機の圧胴に対し、搬送中の印刷物を固定するためにエアーを噴射することによって印刷物を固定し、印刷物の反射画像を入力して、あらかじめ記憶された閾値と比較することによって印刷物の品質検査を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、印刷機に透明の検査シリンダを設け、検査シリンダ内に照明又は画像入力手段を設けることによって、印刷物の反射及び／又は透過画像を入力し、あらかじめ記憶された閾値と比較することにより、合否判定を行う品質検査方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−１３６５８５号公報 特表２００７−５３４０７４号公報

しかしながら、特許文献１の品質検査方法では、印刷物の反射画像のみの入力となるため、印刷物に施された透かし画像等の検査を行うことができない。また、印刷物の表裏に施された赤外線反射、吸収ペアインキ（以下、ＩＲペアインキという。）等を検査するためには、印刷機の少なくとも二箇所以上に画像入力装置を設置しなければならないため、課題が残されていた。

また、特許文献２の発明では、検査シリンダとして透明のドラムを付与しているため、高圧を伴う印刷機においては、シリンダ強度に課題があるとともに、新たな機構を付与するために、既存の印刷機に対して容易に取り付けられるものではない。そのため、維持費を含めて設備費用が必要となるという課題が残されていた。

本発明は上述の課題にかんがみなされたもので、印刷物に付与された機能性インキ及び透かし画像等の反射及び透過画像を、新たな検査用シリンダ等を設けることなく、印刷機の印刷後の用紙搬送部に透明板を設け、かつ、透明板に印刷物を密着させることにより、用紙搬送時のバタツキに影響されることなく、印刷物の反射及び／又は透過画像を撮像可能とし、確実な印刷機上における機能性検査を行う印刷物の品質検査方法及び品質検査装置に関するものである。

本発明の印刷物の品質検査装置は、搬送される印刷用紙の画像を撮像する画像入力部と、あらかじめ設定された基準データと画像入力部によって入力された画像とを比較判定する判定部とを有する検査装置であって、チェーングリッパーによって把持されて搬送される印刷用紙にエアーを吹き付けるエアー噴出部と、エアー噴出部からのエアーによって印刷用紙を密着させる用紙密着部とを備え、用紙密着部に密着させた印刷用紙を画像入力部によって撮像する検査装置であることを特徴とする。

また、用紙密着部は、印刷物にエアーを吹き付けることにより、用紙密着部と用紙の間に滞留する空気を除去する空気吹き抜け部が複数形成された品質検査装置であることを特徴とする。

また、エアー噴出部は、規則的に配置された複数のエアー噴出口を有する品質検査装置であることを特徴とする。

また、画像入力部は、印刷物の反射画像及び／又は透過画像を撮像する品質検査装置であることを特徴とする。

また、検査ユニットは、用紙密着部により密着された印刷物の上部及び／又は下部に配置され、かつ、印刷物に可視光を照射する少なくとも一つの照明部を有する品質検査装置であることを特徴とする。

また、用紙品質検査部は、用紙に異常がある場合、異常警告を発する異常警報手段及び／又は異常表示手段を有する品質検査装置であることを特徴とする。

また、本発明の印刷が施された用紙の品質検査方法は、搬送される印刷用紙の画像を撮像する画像入力部と、あらかじめ設定された基準データと画像入力部によって入力された画像とを比較判定する判定部とを有する検査方法であって、印刷用紙を把持して搬送するチェーングリッパーと、印刷用紙にエアーを吹き付けるエアー噴出部と、エアー噴出部からのエアーによって印刷用紙を密着させる用紙密着部とを備え、エアー噴出部ではエアーを連続的に吹き付けた状態とし、チェーングリッパーで把持された印刷用紙を用紙密着部に搬入するステップと、用紙密着部に搬入された印刷用紙を画像入力部で撮像するステップと、撮像後の印刷用紙を用紙密着部から搬出するステップから成る印刷用紙の検査方法であることを特徴としている。

本発明の印刷物の品質検査方法及び品質検査装置は、印刷物の透過画像を撮像できることから、透かし等の偽造防止技術及び表裏に施された赤外線画像を入力することができ、表裏面の画像を別々に入力することなく、品質管理を行うことが可能であるという効果を奏する。

また、本発明の印刷物の品質検査方法及び装置は、デリバリ部の一部分を改良することで対応できることから、装置の大掛かりな改造等を行うことなく、容易に備え付けが可能であるとともに、印刷物のバタツキを確実に抑制できることから、多額な改造費用を要することなく、確実な品質検査を行えるという効果を奏する。

本発明の品質検査装置の構成を示すブロック図である。 本発明の印刷物の品質検査方法における検査工程を示すフローチャート図である。 本発明の品質検査装置を含む印刷機の一例を示す概略図である。 本発明の品質検査装置における用紙検査時の一例を示す概略図である。 透明板に空気吹き抜け部施された空気吹き抜け部の一例を示す図である。 空気吹き抜け部の例を示す図である。 本発明の品質検査装置における透かし検査結果の一例を示す図である。 本発明の品質検査装置における赤外線特性の判別結果を示すフローチャート図である。 実施例１における赤外線画像の判定画像の一例を示す図である。 実施例１における用紙不良箇所の検出結果を示す図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に述べる実施するための最良の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲における技術的思想の範囲内であれば、その他のいろいろな実施の形態が含まれる。

本発明の印刷物の品質検査方法及び品質検査装置について、図面を用いて説明する。図1は、本発明の品質検査装置の構成を示すブロック図を、図２は、本発明の印刷物の品質検査方法における検査工程を示すフローチャート図を、図３は、本発明の品質検査装置を含む印刷機における概略図の一例を、図４は、本発明の品質検査装置における用紙検査時の一例を示す概略図を、図５は、透明板に施された空気吹き抜け部の一例を示す図を、図６は、空気吹き抜け部の形状の一例を示す図を、図７は、本発明の品質検査装置における透かし検査結果を示す図を、図８は、本発明の品質検査装置における赤外線特性の判別結果を示すフローチャート図をそれぞれ示す。

まず、本発明の印刷物の品質検査方法及び品質検査装置における構成について、図１を用いて説明する。まず、用紙を用紙供給部積層し、用紙供給手段（Ｍ１）により用紙搬送部へ用紙を送り出す。送り出された用紙は、搬送手段（Ｍ２）により用紙加工部へと運ばれる。
用紙加工手段（Ｍ３）により、模様印刷等用紙加工を行い、引き続き用紙搬送手段（Ｍ４）により排出手段（Ｍ１０）へと運ばれる。搬送手段（Ｍ４）中に、品質検査装置を設け、測定手段（Ｍ５）により印刷物の品質検査を実施し、判定手段（Ｍ６）において、印刷物の品質の合否判定を行う。

品質判定時においては、印刷物搬送時におけるバタツキを解消するため、搬送印刷物の上部に透明板と印刷物の下部にエアー噴出部を設け、透明板に印刷物を密着させるようにエアーを吹き付けることで、用紙のバタツキを抑え、印刷物の正確な画像を取り込み、あらかじめ入力された閾値と比較することにより、精度の高い判定を行うことが可能である。印刷物搬送時の画像として透過画像を入力することにより、印刷物に施された透かし又は赤外特性等の画像を入力し、品質検査を行うものである。

また、判定手段（Ｍ６）による判定結果が、品質異常なしとなった場合には、引き続き搬送手段（Ｍ４）により、通常用紙が排出される。品質に異常が見られた場合、制御手段（Ｍ７）により、用紙供給手段（Ｍ１）及び用紙搬送手段（Ｍ２）を停止させることにより、大量損紙の発生を防ぐ品質検査装置である。また、警報手段（M８）及び／又は表示手段（Ｍ９）による異常発生通知を行い、作業者に対して注意喚起及び／又は警告する品質検査装置である。

次に、本発明の印刷物の品質検査方法における検査工程について、図２を用いて説明する。まず、用紙供給部に用紙を供給（Ｓ１）し、用紙を搬送部（Ｓ２）へと送り出す。搬送部において搬送された用紙は、用紙加工部へと搬送され、加工部（Ｓ３）により印刷等用紙への加工を行い、引き続き用紙密着搬送部（Ｓ４）により用紙を搬送する。その際、用紙搬送上において品質検査（Ｓ５）を行い、印刷品質に異常がないと判定（Ｓ６）された場合、印刷物は搬送部（Ｓ４）により搬送され続け、完成品の排出（Ｓ７）を行う。品質異常が発生した場合は、異常有りと判定（Ｓ８）し、警報（Ｓ９）及び／又は異常表示（Ｓ１０）することにより作業者へ通知を行うとともに、制御機構により、用紙供給部及び／又は用紙搬送部の機械停止（Ｓ１１）を行う工程である。

前述の工程により、異常ありと判断された場合には、異常印刷物の除去を行い、再度装置を稼働する。これらの工程を繰り返し行うことにより、損紙発生枚数を最小限に抑えることが可能となる。

次に、本発明の品質検査装置を含む印刷機における概略図の一例について、図３を用いて説明する。用紙供給部に積載された用紙（１）を、用紙供給部（２）により搬送ボード上へと搬送する。搬送ボード上では、搬送ベルト（３）により用紙加工部まで一定間隔により用紙が搬送され、一枚づつ用紙加工部（４）へ送られる。印刷等加工が施された用紙は、引き続き搬送ガイド（９）により搬送され、排出部（１０）に積載される。

オンラインの品質検査を行わない、通常の印刷機であれば、異常製品が発生した場合、デリバリによるサンプル抜き取り検査を行って、直接異常を見つけない限り機械を停止することができないため、損紙が大量に発生することとなる。そのため、本発明の品質検査装置を用いた印刷機は、印刷後の用紙搬送部に検査ユニットを設けている。

本発明の検査ユニット（１１）については、画像入力部（５）、透明板（６）、エアー噴出部（８）及びＬＥＤ照明等の照明部（７）から成り、搬送ガイド途中の搬送用紙上部及び／又は下部に画像入力部であるＣＣＤカメラ（５）、搬送用紙をはさむ位置に照明部（７）を設けることにより、オンラインでの加工製品の品質確認が成される。

また、本発明の用紙品質検査装置の特徴としては、搬送時における用紙のバタツキを抑える機能を有していることである。通常の印刷機は、用紙を咥え部のみで固定している状態であるため、搬送による印刷物のバタツキが大きく、印刷物の正確な画像を入力することができず、品質検査を行うことは困難である。そこで、測定装置の上部及び／又は下部に、透明板（６）及びエアー噴出部（８）を取り設けることにより、用紙に対してエアーを吹き付け透明板（６）に密着させ、バタツキを取り除くことで正確な品質検査を行うことが可能となる。

測定装置で用紙品質に異常が見られた場合、制御装置に判定ＮＧを連絡し、送り出し装置（２）及び搬送ベルト（３）の停止を行い、大量異常製品の発生を防止する装置である。

次に、本発明の品質検査装置における用紙搬送状態について、図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、用紙搬送状態を側面から見た拡大図であり、用紙咥え（１２）により咥えられて搬送される用紙（１）が、検査ユニット（１１）に搬送されたとき、搬送用紙の下部に設けられたエアー噴出部（８）からのエアーにより、透明板（６）に密着していることがわかる。このとき、透明板（６）には、空気溜まりによる用紙バタツキを軽減させるため、複数の空気吹き抜け部（１３）を施しており、透明板（６）に対する搬送用紙の密着を確実に行っている。図４（ａ）では、エアー噴出部（８）を二箇所設けているが、画像入力部（５）を挟み込む位置に設けることが好ましい。透明板（６）に密着した用紙には、用紙上部及び／又は下部に設置された照明部（７）により、特定の光を照射し、用紙の透過及び／又は反射画像を入力する。

図４（ｂ）は、本発明の品質検査装置を斜め上方向から見た概略図である。図４（ｂ）では、５列構成の多面化印刷物における検査を示すため、画像入力部（５）を５台設けているが、検査箇所に合わせて設置台数を変更することが可能である。検査ユニット（１１）へと搬送される用紙は、透かし等の機能性付与部分の画像を入力し、あらかじめ設定された閾値と比較することにより、良否判定を行うものである。

次に、透明板（６）に施す空気吹き抜け部（１３）の一例について、図５及び図６を用いて説明する。図５は、検査ユニット（１１）の一部を拡大したものである。搬送される印刷物（１）として多面印刷物が搬送される場合、各列ごとに画像入力部（５）を有しているが、搬送される印刷物（１）と透明板（６）の中間には、空気が介在しているため、エアー噴出部（８）からのエアーを逃がす空気吹き抜け部（１３）を設けている。この空気吹き抜け部（１３）の形状については、特に限定されるものではなく、図６に示すような三角形、五角形又は楕円等の形状とすることができ、更には、同一方向に複数の空気吹き抜け部を施すことも可能である。

また、搬送される印刷物（１）が透明板（６）に密着するさいに、透明板（６）の空気吹き抜け部（１３）と印刷物（１）が接触するため、印刷直後の用紙（１）における完全乾燥していないインキが掻きとられるおそれがある。そのため、印刷物（１）と接触する空気吹き抜け部（１３）の角部は面取り加工が施されることが好ましい。さらに、空気吹き抜け部の設置位置としては、画像入力部（５）が設置される前までに設けることが好ましい。これは、エアーにより透明板（６）に密着された印刷物（１）が、空気吹き抜け部（１３）部分に押し出されるため、印刷物（１）に若干の波うちが発生するためである。

図５は、多面化印刷が施された用紙（１）に対する検査方法を例示したものであるが、透明板（６）の空気吹き抜け部（１３）の位置としては、搬送される多面化シート（１）の余白部分に設置することが好ましい。

次に、本発明の品質検査装置における透かし検査について図７を用いて説明する。図７は、印刷物（１）の透かし部分（１４）の検査時を示すものであり、印刷物の下方から照明部（７）により光を照射することで、透かし画像の入力が可能な状態としている。この透かし部分を画像入力部（５）により撮像し、入力画像を得る。得られた入力画像は、あらかじめ入力された閾値と比較演算処理を行うことにより、良否判定を行うものである。

透かしの検査については、画像入力部（５）で撮像された画像を分割し、各領域における画像とあらかじめ入力された画像とのコントラスト比を確認することで良否判定を行うものであり、透かし画像の不良部分（１５）については、分割された領域ごとに検出される。

次に、本発明の品質検査装置における赤外特性の検査について図８のフローチャート図を用いて説明する。検査ユニットについては、画像入力部（５）に赤外領域の画像を入力するためのシャープカットフィルターを設けることで入力可能であるため、その他の構成については、図４（ａ）と同様である。

まず、印刷（Ｓ５−１）された用紙（１）が検査ユニット（１１）へと搬送されるタイミング信号（Ｓ５−２）により、検査工程を開始（Ｓ５−３）する。搬送された用紙（１）は、透明板（６）に密着した状態で、画像入力部（５）により、赤外領域の画像を取り込む（Ｓ５−４）。取り込まれた画像は、二値化処理（Ｓ５−５）を行い、画素数を決定（Ｓ５−６）する。決定された入力画像の画素数と、あらかじめ入力された基準画素数の比較（Ｓ５−７）を行い、基準画素数の範囲内であれば赤外特性インキが適性に印刷されていることとなるため、正紙として判定（Ｓ５−８）され、印刷工程が続けられる（Ｓ５−９）。しかし、基準画素数の範囲外であった場合、赤外特性インキが誤って印刷されていることとなるため、損紙として判定する（Ｓ５−１０）。損紙が発生した場合は、制御装置が稼働し、機械が停止（Ｓ５−１１）される。

前述の検査工程については、透かし又は赤外特性画像等の良否判定が行える構成であれば、特に限定されるものではなく、さまざまな公知の技術を用いることが可能である。

次に、本発明の品質検査装置を用いて実際に赤外特性の検査を行った実施例について図９及び図１０を用いて説明する。印刷物においては、印刷等の用紙加工がされた後、検査ユニットによる検査を経てデリバリ排出されるものであり、図９は上記検査ユニットで検査した結果を示したものである。

通常印刷物に異常がない場合、取り込んだ画像を二値化処理すると、基準印刷物（１６）の比較領域（１８）と同等の画像が得られ、検出領域には異常がないと判定され、正紙として引き続き用紙の搬送が成される。

一方、検査印刷物（１７）の異常領域（１９）において、本来存在しないはずの異物等（２０）の異常が見られた場合、取り込んだ画像を二値化処理すると、基準印刷物の比較領域（１８）とは異なる画像が得られ、異常が検知される。

前述の画像が検出された場合、検査した印刷物において、検出領域に異常があったと判定され、異常印刷物として排除される。また、異常として検知した場合、印刷諸材料や機械自体に要因がある可能性があり、その場合、大量異常印刷物の発生が危惧されることから、用紙供給部を停止させる機能を持たせる。

前述により排除された検査サンプルにおいては、検出領域が複数設けられる場合があることから、どの検出領域に異常が見られるか、操作盤に異常発生部の表示を行う。作業者においては、排除された検査サンプルの異常が示された領域の確認を行い、印刷物諸材料交換や機械調整等速やかな対応を取ることが可能となる。

なお、本品質検査装置における判定可能な異物等異常についての大きさや濃度は、図９の２０に示されるような大きく濃いものだけに限らず、様々な大きさや濃度の異常を検出することが可能である。また、本発明の品質検査装置は、透過画像を入力することにより、表裏に施された赤外特性の評価を行うことも可能である。

次に、本発明の検査ユニット（１１）を用いた実施例と検査ユニット（１１）を用いていない比較例によって得られた赤外特性に関する測定結果について、図１０を用いて説明する。図１０の（ａ）は、各欠損用紙の欠損面積（ｍｍ²）及び欠損部分の濃度（％）によって１４水準に分類したことを示すものである。図１０（ｂ）は、本発明の検査ユニット（１１）におけるエアー噴出部（８）及び透明板（６）を用いていない場合の検出結果であり、Ａ列からＥ列までは、多面化印刷シート（１）に印刷される列を示すものである。図１０（ｂ）の結果により、搬送される多面化印刷シート（１）のバタツキにより、画像の入力が困難であることから、精度よく欠損紙を検出できていない。

図１０（ｃ）は、本発明の検査ユニット（１１）を用いているが、透明板（６）に空気吹き抜け部（１３）が施されていない場合の検出結果である。赤外領域における不良部分の面積及び濃度が低い場合については、検出されていないことから、印刷物（１）と透明板（６）の中に介在する空気によって、印刷物（１）画像を正確に捉えることができず、不良用紙を検出できていないことが分かる。

図１０（ｄ）は、本発明の検査ユニット（１１）によって印刷物を検査した結果を示すものである。透明板（６）の空気吹き抜け部（１３）により、確実に透明板（６）と印刷物（１）との中間に介在する空気を除去できるため、印刷物（１）のバタツキを完全に抑制し、正確に画像を取り込むことができるため、不良箇所の面積及び濃度が低くとも、確実に欠損紙を検出していることが分かる。

前述の実施例では、赤外特性に関する不良検出を行ったが、あらかじめ入力された閾値と比較することで、可視画像又は発光画像の検査を行うことも可能であり、本発明の検査ユニット（１１）における画像入力部を変更することで、さまざまな機能性に対する確実なオンライン検査が実現されることはいうまでもない。

また、本発明の検査ユニットは、ＯＶＤ貼付機等の印刷機以外の加工機に設置することも可能であり、搬送される用紙を検査する検査ユニットとして、さまざまな装置への対応が可能である。

１ 用紙
２ 用紙供給部
３ 搬送ベルト
４ 加工部
５ 画像入力部
６ 透明板
７ 照明部
８ エアー噴出部
９ 搬送ガイド
１０ 排出部
１１ 検査ユニット
１２ 用紙咥え部
１３ 空気吹き抜け部
１４ 測定部
１５ 欠損領域
１６ 基準印刷物
１７ 検査印刷物
１８ 基準印刷物の比較領域
１９ 検査印刷物の異常領域
２０ 検査印刷物の異常検出部

Claims (8)

1. 搬送される印刷用紙の画像を撮像する画像入力部と、あらかじめ設定された基準データと前記画像入力部によって入力された画像とを比較判定する判定部とを有する検査装置であって、
   チェーングリッパーによって把持されて搬送される前記印刷用紙にエアーを吹き付けるエアー噴出部と、
   前記エアー噴出部からのエアーによって前記印刷用紙を密着させる用紙密着部を備え、
   前記用紙密着部に密着させた前記印刷用紙を前記画像入力部によって撮像することを特徴とする検査装置。
2. 前記用紙密着部は、透明部材で形成されていることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記用紙密着部は、少なくとも一つの空気吹き抜け部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の検査装置。
4. 前記エアー噴射部は、複数のエアー噴出口を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の検査装置。
5. 前記画像入力部は、前記印刷物の反射画像及び／又は透過画像を撮像することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の検査装置。
6. 前記検査ユニットは、前記用紙密着部により密着された前記印刷物の上部及び／又は下部に配置された前記印刷物に光を照射する少なくとも一つの照明部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の検査装置。
7. 前記用紙品質検査部は、前記用紙に異常がある場合、作業者に対して異常警告を発する異常警報手段及び／又は異常表示手段を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の検査装置。
8. 搬送される印刷用紙の画像を撮像する画像入力部と、あらかじめ設定された基準データと前記画像入力部によって入力された画像とを比較判定する判定部とを有する検査方法であって、
   前記印刷用紙を把持して搬送するチェーングリッパーと、
   前記印刷用紙にエアーを吹き付けるエアー噴出部と、
   前記エアー噴出部からのエアーによって前記印刷用紙を密着させる用紙密着部を備え、
   前記エアー噴出部ではエアーを連続的に吹き付けた状態とし、
   前記チェーングリッパーで把持された前記印刷用紙を前記用紙密着部に搬入するステップと、
   前記用紙密着部に搬入された前記印刷用紙を前記画像入力部で撮像するステップと、
   撮像後の前記印刷用紙を前記用紙密着部から搬出するステップとを有することを特徴とする検査方法。

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