JP2016161469A - Varnish inspection device and method for inspecting varnish - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、透明のニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査するニス検査に関する。 The present invention relates to a varnish inspection for inspecting whether there is a defect in printing of a transparent varnish.
例えば、段ボールシート用のライナに、透明のニスを印刷することがある。ニスを印刷する目的は、例えば、防滑性、光沢、耐摩耗性、防水性などの付与である。このニスは、不透明のインキで通常の印刷を施した後、その印刷の上に重ねて印刷されることが多い。 For example, a transparent varnish may be printed on a liner for a cardboard sheet. The purpose of printing the varnish is, for example, imparting slip resistance, gloss, abrasion resistance, waterproofness, and the like. In many cases, this varnish is printed after being subjected to normal printing with an opaque ink, and then overlaying the printing.
このニス印刷に欠陥(例えば、ニス印刷の抜け、かすれ、ずれ等)が発生することがあるが、ニスは透明であり、目視することが困難なので、その欠陥を発見することは難しい。特に、ニスを印刷する紙が、走行方向に直角に切断した枚葉紙ではなく、走行方向に途切れずに連続する連続紙の場合、その印刷ロットが完了するまで検品することができず、検品時にニス印刷の欠陥が判明したときは、そのロット全体が不良品として処分されることとなる。本願の発明者は、目視することが困難な透明のニス印刷に欠陥が有るか否かを、紙の走行中に検査することができないかを検討した。 Although defects (for example, varnish printing omission, fading, misalignment, etc.) may occur in this varnish printing, it is difficult to find the defects because the varnish is transparent and difficult to see. In particular, if the paper on which the varnish is printed is not a sheet of paper cut at right angles to the running direction, but continuous paper that is continuous in the running direction, it cannot be inspected until the printing lot is completed. When a varnish printing defect is sometimes found, the entire lot is disposed of as a defective product. The inventor of the present application examined whether it is possible to inspect whether or not there is a defect in the transparent varnish printing that is difficult to visually check while the paper is running.
ここで、光沢部分を有する印刷を検査する印刷検査装置として、特許文献1に記載のものが知られている。特許文献1の印刷検査装置は、ストロボとエリアセンサとハーフミラーとを有し、ストロボが瞬間的に発する光をハーフミラーで反射させて真上方向から印刷物に照射すると同時に、ハーフミラーを介してエリアセンサが真上方向から印刷物を撮影するようにしている。この構成を採用することにより、特許文献1の印刷検査装置は、光沢のある印刷を実物に近い感じで撮像することが可能となっている。なおエリアセンサは、四角形状の領域の画像を読み取る2次元カメラである。
Here, what is described in
この特許文献1の印刷検査装置を使用すると、金色や銀色のような光沢のある印刷を実物に近い感じで撮像し、その撮像した画像に基づいて印刷検査することが可能である。しかしながら、特許文献1の印刷検査装置を使用しても、目視することが困難な透明なニス印刷に欠陥が有るか否かを検査することは難しかった。
When the print inspection apparatus disclosed in
この発明が解決しようとする課題は、透明のニスを紙に印刷したときに、そのニスの欠陥を検査できるニス検査装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a varnish inspection apparatus capable of inspecting a defect of a varnish when a transparent varnish is printed on paper.
上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成のニス検査装置を提供する。
透明のニスが印刷された紙を走行させる紙搬送部と、
前記紙の前記ニスが印刷された領域に斜め上から光を連続して照射する照明装置と、
その照明装置から前記紙に入射した光の正反射光を受光するように前記正反射光の延長線上に配置され、前記紙の走行方向と直交する直線状の領域の画像を読み取るラインセンサと、
そのラインセンサで読み取った画像に基づいて前記ニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査する制御部と、
を有するニス検査装置。
In order to solve the above problems, the present invention provides a varnish inspection apparatus having the following configuration.
A paper transport section for running paper on which a transparent varnish is printed,
An illumination device that continuously irradiates light from above obliquely onto the varnish printed area of the paper;
A line sensor that is arranged on an extension line of the specularly reflected light so as to receive specularly reflected light incident on the paper from the illumination device, and that reads an image of a linear region perpendicular to the traveling direction of the paper;
A control unit for inspecting whether there is a defect in the printing of the varnish based on an image read by the line sensor;
Varnish inspection device.
このようにすると、ラインセンサがニスからの正反射光を受光するため、ラインセンサで読み取られる画像は、ニスの印刷された領域とニスの印刷されていない領域とで明るさが大きく異なったものとなり、その画像をマスター画像と比較することでニスの検査を行なうことができる。また、画像を読み取るセンサとしてラインセンサを採用しているので、紙の走行方向に沿ったいずれの位置でも常に正反射の角度で反射光を受光することができる。そのため、紙の走行方向に沿ったいずれの位置においてもニス印刷の欠陥を安定して検出することが可能である。 In this case, since the line sensor receives the specularly reflected light from the varnish, the image read by the line sensor is greatly different in brightness between the area where the varnish is printed and the area where the varnish is not printed. The varnish can be inspected by comparing the image with the master image. Further, since the line sensor is adopted as the sensor for reading the image, the reflected light can be always received at the regular reflection angle at any position along the paper traveling direction. Therefore, it is possible to stably detect a varnish printing defect at any position along the paper traveling direction.
前記照明装置と前記ラインセンサは、前記照明装置から前記紙への光の入射角θ1と前記正反射光の反射角θ2との差が±3°の範囲内に収まるように配置すると好ましい。 The illumination device and the line sensor are preferably arranged so that a difference between an incident angle θ 1 of light from the illumination device to the paper and a reflection angle θ 2 of the regular reflection light is within a range of ± 3 °. .
このようにすると、前記紙からの正反射光を前記ラインセンサで確実に受光することができ、安定したニス検査が可能となる。 In this way, regular reflection light from the paper can be reliably received by the line sensor, and stable varnish inspection can be performed.
前記正反射光の反射角θ2が2〜12°の範囲となるように前記ラインセンサを配置すると好ましい。 It is preferable to arrange the line sensor so that the reflection angle θ2 of the regular reflection light is in the range of 2 to 12 °.
前記正反射光の反射角θ2が12°以下となるように前記ラインセンサを配置し、これに対応して前記照明装置から前記紙への光の入射角θ1も小さくすると、ニスの印刷された領域において光の全反射(光がニスの表面を透過せずにニスの表面で全て反射する現象)が生じる。そのため、ラインセンサで読み取られる画像は、ニスの印刷された領域とニスの印刷されていない領域とで明るさが著しく異なったものとなり、ニスの印刷された領域をより精度よく検出することが可能となる。また、前記正反射光の反射角θ2が2°以上となるように前記ラインセンサを配置すると、照明装置およびラインセンサのレイアウトが容易となる。 Wherein said line sensor so that the reflected angle theta 2 of the specular reflection light becomes 12 ° or less arranged, when smaller incident angle theta 1 of light to the paper from the lighting device in response to this, printing of varnish In the formed region, total reflection of light (a phenomenon in which light is not reflected on the surface of the varnish but reflected entirely on the surface of the varnish) occurs. Therefore, the image read by the line sensor has significantly different brightness between the varnish printed area and the non-varnish printed area, and the varnish printed area can be detected more accurately. It becomes. Also, the when the reflection angle theta 2 of the specular reflection light is disposed said line sensor so that the 2 ° or more, the lighting device and the layout of the line sensor becomes easy.
前記照明装置は、例えば蛍光灯を採用することも可能であるが、前記紙の走行方向と直交する方向に直線状に配置されたLED照明を採用すると好ましい。 For example, a fluorescent lamp may be used as the lighting device, but LED lighting arranged in a straight line in a direction orthogonal to the traveling direction of the paper is preferably used.
このようにすると、LED照明は、蛍光灯等の照明よりも光の指向性が高いため、ラインセンサの方向に効率よく光を正反射させることが可能となる。 In this way, since the LED illumination has higher light directivity than illumination such as a fluorescent lamp, it is possible to efficiently regularly reflect light in the direction of the line sensor.
またこの発明では、以下の構成のニス検査方法も併せて提供する。
透明のニスが印刷された紙を走行させ、
前記紙の前記ニスが印刷された領域に斜め上から光を連続して照射し、
前記紙に入射した光の正反射光を受光するように前記正反射光の延長線上に配置されたラインセンサで、前記紙の走行方向と直交する直線状の領域の画像を読み取り、
そのラインセンサで読み取った画像に基づいて前記ニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査する、
ニス検査方法。
The present invention also provides a varnish inspection method having the following configuration.
Run paper with transparent varnish printed on it,
Irradiate light continuously from diagonally above the varnish printed area of the paper,
With a line sensor arranged on the extended line of the specularly reflected light so as to receive the specularly reflected light incident on the paper, an image of a linear region orthogonal to the traveling direction of the paper is read.
Inspecting whether there is a defect in the printing of the varnish based on the image read by the line sensor,
Varnish inspection method.
この発明のニス検査装置は、ニスの印刷された領域とニスの印刷されていない領域とで明るさが大きく異なった画像をラインセンサで読み取り、その画像をマスター画像と比較することでニスの検査を行なうことができる。また、画像を読み取るセンサとしてラインセンサを採用しているので、紙の走行方向に沿ったいずれの位置でも常に正反射の角度で反射光を受光することができ、紙の走行方向に沿ったいずれの位置においてもニス印刷の欠陥を安定して検出することが可能である。 The varnish inspection apparatus according to the present invention reads an image having greatly different brightness between a varnish-printed area and a non-varnish-printed area with a line sensor, and compares the image with a master image to inspect the varnish. Can be performed. In addition, since a line sensor is used as a sensor for reading an image, the reflected light can always be received at a regular reflection angle at any position along the paper traveling direction, and any position along the paper traveling direction can be received. It is possible to stably detect defects in varnish printing even at the position.
図1に、この発明の実施形態のニス検査装置を模式的に示す。このニス検査装置は、透明のニスが印刷された紙1を走行させる紙搬送部2と、紙1のニスが印刷された領域に斜め上から光を照射する照明装置3と、紙1に入射した光の正反射光4を受光するように斜め上から紙1を撮像するラインセンサ5と、ラインセンサ5で読み取った画像に基づいてニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査する制御部6とを有する。図1において、ニスは、紙1の上側の面に印刷されている。
FIG. 1 schematically shows a varnish inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. This varnish inspection device includes a
図2に示すように、紙1は、走行方向に途切れずに連続する連続紙であり、一定幅の帯状に形成されている。紙1は、例えば、段ボール用のライナである。紙1には、不透明のインキで通常の印刷を施した後、その印刷の上に重ねて透明のニスが印刷されている。ニスを印刷する目的は、例えば、防滑性、光沢、耐摩耗性、防水性などの付与である。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、紙搬送部2は、紙1の走行方向に間隔をおいて配置された上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bとを有し、この上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bの間に紙1が掛け渡されている。上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bの間には、紙1のばたつきを防止するために、サポートローラ2Cが設けられている。紙1の走行速度は、例えば200〜300m/分程度である。上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bは、紙1のニスが印刷された面とは反対側の面に接触するように配置されている。サポートローラ2Cも、紙1のニスが印刷された面とは反対側から紙1を支持するように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、照明装置3は、紙1の走行方向と直交する方向に直線状に延びる形状とされ、紙1の走行方向と直交する直線状の領域L(図の一点鎖線)に一様に光を照射する。照明装置3は、ストロボのように光を瞬間的に照射する照明装置ではなく、光を連続して照射する照明装置である。また照明装置3は、可視領域の波長の光(例えば白色光)を照射する。照明装置3としては、紙1の走行方向と直交する方向に延びる蛍光灯を採用すると、照明装置3のコストを低減することが可能であるが、紙1の走行方向と直交する方向に沿って多数のLED素子を配列したLED照明を採用すると、蛍光灯よりも光の指向性が高いため、ラインセンサ5の方向に効率よく光を正反射させることが可能となり好ましい。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、照明装置3は、紙1に対する光の入射角θ1が2〜12°(好ましくは3〜10°)の範囲となるように配置されている。また照明装置3は、紙1の直線状領域Lからの距離が、例えば、50〜350mm(好ましくは100〜300mm)の範囲となるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ラインセンサ5は、紙1で正反射してラインセンサ5に入る正反射光4の反射角θ2が2〜12°(好ましくは3〜10°)の範囲となるように配置されている。ここで、照明装置3とラインセンサ5は、照明装置3から紙1への光の入射角θ1と、紙1で正反射してラインセンサ5に入る正反射光4の反射角θ2との差が±3°(好ましくは±2°、より好ましくは±1°)の範囲内に収まるように配置されている。すなわち、照明装置3から紙1に入射した光が紙1の表面で反射するとき、光の入射角θ1とほぼ等しい反射角θ2で紙1から反射する正反射光4と、正反射光4の方向を除く全方向に反射する拡散反射光とが生じる。そして、ラインセンサ5は、照明装置3から紙1への光の入射角θ1とほぼ等しい反射角θ2(具体的には入射角θ1との差が±3°(好ましくは±2°、より好ましくは±1°)の範囲内に収まる程度の反射角θ2)で紙1から反射した正反射光4を受光するように正反射光4の延長線上に配置されている。これにより、紙1からの正反射光4をラインセンサ5で確実に受光することができ、後述のニス検査を安定して行なうことが可能となる。ラインセンサ5は、紙1の直線状領域Lからの距離が、例えば、800〜2000mmの範囲となるように配置されている。
The
図2に示すように、ラインセンサ5は、紙1の走行方向と直交する直線状の領域Lの画像を読み取る1次元カメラである。ラインセンサ5は、紙1の走行方向と直交する直線状に並んだ1列または2列の受像素子を内蔵している。ラインセンサ5は、モノクロタイプのものを採用することができる。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、紙搬送部2には、紙1が一定距離だけ走行する毎にパルス信号を出力するパルス発生器7(図では下流側ローラ2Bの回転量を検知するロータリーエンコーダ)が設けられている。パルス発生器7として、紙搬送部2を駆動するサーボモータの制御用パルス(サーボアンプから出力されるパルス)を使用してもよい。制御部6は、ラインセンサ5の出力信号とパルス発生器7のパルス信号とに基づいてニス検査の制御を行なう。制御部6には、ニス印刷の異常を報知する異常報知装置8が接続されている。異常報知装置8としては、例えば、印刷機に並設されたモニタディスプレイ、警告灯、警告音発生スピーカ等を採用することができる。
As shown in FIG. 1, the
図3は、ラインセンサ5の出力信号とパルス発生器7のパルス信号とに基づいて制御部6で合成される2次元画像を模式的に示したものである。すなわち、制御部6は、ラインセンサ5で読み取られる画像をパルス発生器7のパルス信号に同期して取り込み、その画像を時系列に合成することで図3に示すような2次元画像を得る。
FIG. 3 schematically shows a two-dimensional image synthesized by the
図3において、紙1の走行方向は上下方向である。紙1には、紙1の走行方向に沿って一定間隔で同じパターンのニス印刷が繰り返し施されている。ニスの印刷された領域10は、透明のニスの下に不透明のインキで模様が印刷されている場合であっても、そのような模様があらわれない真っ白な領域として撮像され、一方、ニスの印刷されていない領域11は、印刷に応じて明暗があらわれる領域(すなわち不透明のインキで印刷した模様が撮像された領域)として撮像される。
In FIG. 3, the traveling direction of the
そして、制御部6は、ラインセンサ5で読み取られた画像を、あらかじめ記憶したマスター画像と比較することで、ニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査することができる。例えば、図4に示すように、本来ニスが印刷されるべき領域10の一部に抜けが生じた場合に、その抜けを発見することができる。この場合、本来のニスの面積に占める抜けの大きさの割合が所定のしきい値(例えば5%)以上のときに、ニス印刷に欠陥が有ると判定することができる。その他、同様にして、ニス印刷のかすれやニス印刷のずれも検査することが可能である。
And the
ニス検査で使用するマスター画像としては、ニス印刷を開始する前にあらかじめ設定された画像を使用することも可能であるが、ニス印刷を開始した後、ニス印刷が安定した時点でラインセンサ5から取り込んだ画像を使用すると、検査装置の誤作動を防止し、安定した検査を行なうことが可能となる。さらに、マスター画像と比較してあらかじめ設定された所定回数(例えば5回)以上、連続してニス印刷の欠陥を検出したときは、印刷機のニス切れ、ニス版の欠け等の重大な異常が発生していると考えられるので、異常報知装置8を作動させ、印刷機を操作する作業者に対して異常を報知する。
As the master image used in the varnish inspection, it is possible to use an image set in advance before starting the varnish printing, but after starting the varnish printing, when the varnish printing is stabilized, the
上述のニス検査装置は、ラインセンサ5がニスからの正反射光4を受光するため、ラインセンサ5で読み取られる画像は、ニスの印刷された領域10とニスの印刷されていない領域11とで明るさが大きく異なったものとなり、その画像をマスター画像と比較することでニス検査を行なうことが可能である。また、画像を読み取るセンサとしてラインセンサ5を採用しているので、紙1の走行方向に沿ったいずれの位置でも常に正反射の角度で反射光を受光することができる。そのため、紙1の走行方向に沿ったいずれの位置においてもニス印刷の欠陥を安定して検出することが可能である。
In the above-described varnish inspection apparatus, the
また、上述のニス検査装置は、ラインセンサ5に入る正反射光4の反射角θ2が12°以下(好ましくは10°以下)となるようにラインセンサ5を配置し、これに対応して照明装置3から紙1への光の入射角θ1も小さくしているので、ニスの印刷された領域10において光の全反射(光がニスの表面を透過せずにニスの表面で全て反射する現象)が生じる。そのため、ラインセンサ5で読み取られる画像は、ニスの印刷された領域10とニスの印刷されていない領域11とで明るさが著しく異なったものとなり、ニスの印刷された領域10をきわめて精度よく検出することが可能である。
Further, the above-described varnish inspection apparatus arranges the
また、上述のニス検査装置は、ラインセンサ5に入る正反射光の反射角θ2が2°以上(好ましくは3°以上)となるようにラインセンサ5が設置されているので、照明装置3およびラインセンサ5が紙1に干渉しにくく、照明装置3およびラインセンサ5のレイアウトが容易である。
Further, the above varnish inspection apparatus, since the fall reflection angle theta 2 of the specular reflection light is 2 ° or more line sensor 5 (preferably 3 ° or more)
図5に示すように、紙1の走行方向が変化する部分に照明装置3から光を照射し、その部分からの正反射光4をラインセンサ5で受光するように照明装置3およびラインセンサ5を配置してもよい。この場合、照明装置3から紙1への光の入射角θ1、および紙1からラインセンサ5への光の反射角θ2は、図に示すように紙1の接線を基準として定義され、この入射角θ1および反射角θ2が同じとなるように照明装置3およびラインセンサ5が配置される。この配置でもニスの検査をすることは可能であるが、振動などでラインセンサ5の中心軸が紙1の走行方向に少しでも変化すると、紙1からの正反射光4を受光できなくなる可能性がある。これに対し、図1に示すように、紙1が平坦に走行する部分に照明装置3から光を照射し、その部分からの正反射光4をラインセンサ5で受光するように照明装置3およびラインセンサ5を配置すると、振動などでラインセンサ5の中心軸が紙1の走行方向に変化しても、紙1からの正反射光4を安定して受光することが可能となり好ましい。
As shown in FIG. 5, the
上記実施形態では、上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bの間に、紙1のばたつきを防止するためにサポートローラ2Cを設けた例を説明したが、図6にように、上流側ローラ2Aと下流側ローラ2Bの間隔が狭いときは、サポートローラ2Cを無くしてもよい。
In the above embodiment, the example in which the
1 紙
2 紙搬送部
3 照明装置
4 正反射光
5 ラインセンサ
6 制御部
10 ニスの印刷された領域
L 直線状の領域
θ1 入射角
θ2 反射角
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記紙(1)の前記ニスが印刷された領域(10)に斜め上から光を連続して照射する照明装置(3)と、
その照明装置(3)から前記紙(1)に入射した光の正反射光(4)を受光するように前記正反射光(4)の延長線上に配置され、前記紙(1)の走行方向と直交する直線状の領域(L)の画像を読み取るラインセンサ(5)と、
そのラインセンサ(5)で読み取った画像に基づいて前記ニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査する制御部(6)と、
を有するニス検査装置。 A paper transport section (2) for running paper (1) on which a transparent varnish is printed,
An illumination device (3) for continuously irradiating light from obliquely above the region (10) on which the varnish of the paper (1) is printed;
The traveling direction of the paper (1) is arranged on the extended line of the regular reflection light (4) so as to receive the regular reflection light (4) of the light incident on the paper (1) from the illumination device (3). A line sensor (5) for reading an image of a linear region (L) orthogonal to
A control unit (6) for inspecting whether or not the varnish printing is defective based on an image read by the line sensor (5);
Varnish inspection device.
前記紙(1)の前記ニスが印刷された領域(10)に斜め上から光を連続して照射し、
前記紙(1)に入射した光の正反射光(4)を受光するように前記正反射光(4)の延長線上に配置されたラインセンサ(5)で、前記紙(1)の走行方向と直交する直線状の領域(L)の画像を読み取り、
そのラインセンサ(5)で読み取った画像に基づいて前記ニスの印刷に欠陥が有るか否かを検査する、
ニス検査方法。 Run paper (1) with transparent varnish printed on it,
Irradiate light continuously from diagonally above the area (10) where the varnish of the paper (1) is printed,
The travel direction of the paper (1) is detected by a line sensor (5) arranged on an extension line of the regular reflection light (4) so as to receive the regular reflection light (4) of the light incident on the paper (1). Read the image of the linear region (L) orthogonal to
Inspecting whether there is a defect in the printing of the varnish based on the image read by the line sensor (5),
Varnish inspection method.
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