JP2020183889A - 印刷物検査装置 - Google Patents

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Satoru Nakamura
悟 中村
優 萬木
Yu Manki
優 萬木
喜宏 藤川
Yoshihiro Fujikawa
喜宏 藤川
正人 金川
Masato Kanekawa
正人 金川
宏巳 岡本
Hiromi Okamoto
宏巳 岡本
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Abstract

【課題】撮像画像に写り込んだ浮遊ゴミと本来の印刷欠陥とを判別し、本来の印刷欠陥のみ抽出できる印刷物検査装置を提供せんとする。【解決手段】撮像手段2が、印刷物Wの搬送方向に沿った異なる所定の近傍位置にて、同じ印刷面についてカラー又はモノクロの2以上の画像情報X1、X2を取得する、複数のラインセンサ51より構成され、判定手段41cが、2以上の同じ印刷面の画像情報を比較し、一の画像情報X1中に他の画像情報X2の同じ位置には存在しない形態の領域が存在する場合に、当該形態領域を印刷欠陥の候補から除外する処理部を備えた。【選択図】図1

Description

本発明は、印刷物の印刷面を撮像手段で撮像し、得られた画像情報に基づいて印刷品質を判定する印刷物検査装置に関する。
従来、この種の印刷物検査装置は、印刷物の印刷面を撮像する撮像手段と、撮像面を照明する照明手段と、撮像手段で得られる画像情報に基づき印刷品質を判定する判定手段とを設け、判定手段は、撮像した図柄の画像情報について、基準となる図柄のマスター画像のエリア画像の濃度レベルと当該エリア画像に対応する画像情報のエリア画像の濃度レベルとを比較し、濃度レベル差が予め設定した許容値以上となった箇所を欠陥と判定するものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。
ところで、とくに印刷システムのライン上(オンライン)で印刷品質検査を行う場合には、切り屑などの紙粉やインク滓、その他の塵、埃などの浮遊ゴミが多く存在し、これら浮遊ゴミが印刷物の搬送に伴う空気の流れに沿って移動したり、印刷物を安定させるためのエア噴流などにのって様々な方向に移動しているため、検査装置の撮像手段と印刷物の印刷面との間にこれら浮遊ゴミが浮遊して撮影した画像に写り込む場合がある。
このような画像に写り込んだ浮遊ゴミは、本来、印刷の欠陥ではないにもかかわらず、印刷欠陥として判定・抽出され、良品が不良品として扱われてしまうという問題があった。
特開平6−201611号公報
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、撮像画像に写り込んだ浮遊ゴミと本来の印刷欠陥とを判別し、本来の印刷欠陥のみ抽出できる印刷物検査装置を提供する点にある。
本発明者はかかる現況に鑑み、鋭意検討した結果、印刷面と撮像手段との間を浮遊する浮遊ゴミの移動は、通常、印刷物の搬送速度と一致しないことに着目し、印刷物の搬送方向に沿った異なる近傍位置にて同じ印刷面を2つ以上取得し、比較することで、印刷物の搬送速度と異なる速さで移動する浮遊ゴミは、取得した一の画像に写り込んでも他の画像の同じ位置(絵柄に対する相対位置)には写らず、ズレること、この同じ位置に写っていないものが浮遊ゴミであり、印刷欠陥と判別できること、及びこれを印刷欠陥の候補から除外すれば、本来の印刷欠陥のみ抽出でき、良品の印刷物が浮遊ゴミの映り込みによって不良品と判定されてしまうことを防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の発明を包含する。
(1) 搬送中の印刷物の印刷面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像面を照明する照明手段と、前記撮像手段で得られる画像情報に基づき、印刷欠陥を判定・抽出する判定手段とを備える印刷物検査装置であって、前記撮像手段が、前記印刷物の搬送方向に沿った異なる所定の近傍位置にて、同じ印刷面についてカラー又はモノクロの2以上の前記画像情報を取得する、複数のラインセンサより構成され、前記判定手段が、前記2以上の同じ印刷面の画像情報を比較し、一の画像情報中に他の画像情報の同じ位置には存在しない形態の領域が存在する場合に、当該形態領域を印刷欠陥の候補から除外する処理部を備えることを特徴とする印刷物検査装置。
(2) 前記撮像手段が、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色のラインセンサを、同色のラインセンサ同士2つ以上隣接した状態に配置させた、6ライン以上のラインセンサカメラより構成され、これら2組以上のRGBラインセンサの組により、前記2つ以上の同じ印刷面のカラーの前記画像情報を取得する(1)記載の印刷物検査装置。
以上にしてなる本願発明に係る印刷物検査装置によれば、画像に写り込んだ浮遊ゴミを印刷欠陥の候補から除外し、本来の印刷欠陥のみ抽出することができるので、良品の印刷物が浮遊ゴミの映り込みによって不良品と判定されてしまうことを防止でき、検査品質を維持しつつ効率よく印刷物を検査・製造することができる。
とくに、撮像手段が、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色のラインセンサを、同色のラインセンサ同士2つ以上隣接した状態に配置させた、6ライン以上のラインセンサカメラより構成され、これら2組以上のRGBラインセンサの組により、前記2つ以上の同じ印刷面のカラーの前記画像情報を取得するものでは、一つのラインセンサカメラで2つのカラー画像情報を効率よく得ることができ、装置全体をコンパクト化できるとともに、判定手段による浮遊ゴミを除く印刷欠陥の判定・抽出処理も効率よく行うことができる。
本発明の代表的実施形態に係る印刷物検査装置を示す概略図。 (a),(b)は撮像手段を構成するラインセンサカメラを示す説明図。 同じく印刷物検査装置の判定手段を備える処理装置の構成を示すブロック図。 印刷物が撮像手段で撮像される様子を示す説明図。 撮像手段の第1のラインセンサ組の各ラインセンサで撮像される画像情報を示す説明図。 第1のラインセンサ組の各ラインセンサで撮像された画像情報をカラー画像情報に合成する手順を示す説明図。 第2のラインセンサ組の各ラインセンサで撮像される画像情報を示す説明図。 第2のラインセンサ組の各ラインセンサで撮像された画像情報をカラー画像情報に合成する手順を示す説明図。 被検査画像情報とマスター画像を比較して欠陥候補を判定・抽出する手順を示す説明図。 被検査画像情報と対比画像情報を比較して被検査画像にのみ存在する形態領域を判定・抽出する手順を説明する説明図。 欠陥候補から形態領域を除外して印刷欠陥を特定する手順を示す説明図。 撮像手段の変形例を示す説明図。 印刷物が変形例にかかる撮像手段で撮像される様子を示す説明図。 変形例にかかる撮像手段のラインセンサ組の各ラインセンサで撮像される画像情報を示す説明図。 ラインセンサ組の各ラインセンサで撮像された画像情報をカラー画像情報に合成する手順を示す説明図。 モノクロラインセンサで撮像される画像情報を示す説明図。 被検査画像情報とマスター画像を比較して欠陥候補を判定・抽出する手順を示す説明図。 被検査画像情報をグレースケールに変換する手順を示す説明図。 グレースケールに変換された被検査画像情報と対比画像情報とを比較して被検査画像にのみ存在する形態領域を判定・抽出する手順を説明する説明図。 欠陥候補から形態領域を除外して印刷欠陥を特定する手順を示す説明図。
次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
本発明の印刷物検査装置1は、図1に示すように、搬送中の印刷物Wの印刷面9を撮像する撮像手段2と、撮像手段2による撮像面を照明する照明手段3と、撮像手段2で得られる画像情報に基づき、印刷面9の印刷欠陥を判定・抽出する判定手段41cとを備えている。
本発明の検査対象である印刷物Wは、図では裁断されたシートを例示しているが、裁断されたシートではなく帯状の連続したシートでも同様に本発明を適用できる。シート以外でもよい。また、印刷物Wの素材は紙のほか、合成樹脂フィルムやアルミニウム箔など種々のものが対象に入る。
符号11A,11B,11Cは、それぞれ異なる色のインキを印刷する印刷装置を示している。印刷装置の数は限定されない。印刷装置11A,11B,11Cは、たとえばオフセット印刷機であり、その他、フレキソ印刷機、グラビア印刷機など、種々の印刷装置に適用できる。
撮像手段2としては、CCDやCMOS等の撮像素子を搬送方向に直交する横方向に複数並設したラインセンサ51より構成されるラインセンサカメラ5が設けられている。撮像手段2は、印刷物Wの搬送方向に沿った異なる所定の近傍位置にて同じ印刷面9についてカラー又はモノクロの2以上の前記画像情報を取得する複数のラインセンサ51…より構成される。
本例では、図2(a),(b)に示すように、カラーの画像情報を取得できるR(赤)G(緑)B(青)の3本のラインセンサ51で構成される組を2組(R1、G1、B1の3つのラインセンサよりなる第1のラインセンサ組511と、R2、G2、B2の3つのラインセンサ51よりなる第2のラインセンサ組512)備える6ライン方式のラインセンサカメラ5を1つ用い、各組のRGBラインセンサで同じ印刷面9について2つのカラー画像情報を得ることができるように構成されている。
これら複数のラインセンサ51は、本例のように6ライン方式の一つのラインセンサカメラ5で構成してもよいし、例えば3ライン方式のラインセンサカメラを2つ、異なる近傍位置に設けることにより構成してもよい。照明手段3は、従来から印刷物の検査装置に用いられている公知の照明装置を広く採用できる。
判定手段41cは、コンピュータを構成する処理装置41に設けられている。符号42は処理装置41に接続された記憶手段である。処理装置41は、マイクロプロセッサなどのCPUを主体に構成され、入出力部、バスラインを通じて撮像手段2、照明手段3、記憶手段42との間でそれぞれ各種情報を送受信する。
記憶手段42は、処理装置41内外のRAM、ROMなどの記憶メモリやハードディスク等より構成され、処理装置41における各種処理動作の手順を規定するプログラムや処理データが記憶される。図3は、本実施形態の処理装置41および記憶手段42の構成を示している。
処理装置41は、図3に示すように、機能的には、判定手段41cの他に、撮像手段2の第1のラインセンサ組(511)の各画像情報を取得してカラー画像情報に合成し、これを欠陥検査用の画像情報(被検査画像情報)として記憶手段42の被検査画像記憶部42bに記憶させる被検査画像取得部41aと、撮像手段2の第2のラインセンサ組(512)の各画像情報を取得してカラーの画像情報に合成し、これを浮遊ゴミ判別用の対比画像情報として記憶手段42の対比画像記憶部42cに記憶させる対比画像取得処理部41bとを少なくとも備えている。これら機能は上記プログラムにより実現される。
図4は、搬送される印刷物Wの印刷面をラインセンサカメラ5(撮像手段2)で上方から撮像する様子を示している。符号91a、91b、91cは印刷欠陥、符号8は印刷面9とラインセンサカメラ5との間を浮遊する、切り屑などの紙粉やインク滓、その他の塵、埃などの浮遊ゴミを示している。
ラインセンサカメラ5は、従来から公知のラインセンサカメラと同様、1回のスキャンで各ラインセンサ(R1、R2、G1、G2、B1、B2)の同時撮影を行い、各ラインセンサが搬送方向にズレた位置を撮影するため、印刷物Wの搬送速度と連動するようにエンコーダ信号と同期させて撮影する。
被検査画像取得部41aは、図5に示すように、R1、G1、B1の3つのラインセンサよりなる第1のラインセンサ組511で撮影された各画像情報71R、71G、71Bを取得し、これを図6に示すようにカラー画像情報X1に合成し、これを欠陥検査用の画像情報(被検査画像情報)X1として記憶手段42の被検査画像記憶部42bに記憶させる。合成された被検査画像情報X1は、印刷面の絵柄や印刷欠陥91a,91b,91cはズレが解消されて合致するが、浮遊ゴミ8については、その移動速度が印刷物の搬送速度と異なるため、各ラインセンサR1、G1、B1で撮影される浮遊ゴミ8の絵柄に対する相対位置が互いに異なり、結果として一致せずに分離した状態となる。
また、対比画像取得処理部41bは、図7に示すように、ラインセンサカメラ5のR2、G2、B2の3つのラインセンサよりなる第2のラインセンサ組512で撮影された各画像情報72R、72G、72Bを取得し、これを図8に示すようにカラー画像情報X2に合成し、これを浮遊ゴミ判別用の対比画像情報X2として記憶手段42の対比画像記憶部42cに記憶させる。合成された対比画像情報X2についても、印刷面の絵柄や印刷欠陥91a,91b,91cはズレが解消されて合致するが、浮遊ゴミ8については同じく一致せずに分離した状態となっている。
判定手段41cは、本実施形態では印刷欠陥の候補を判定・抽出する第1の判定手段61と、浮遊ゴミの映り込みを判別して前記候補から削除する第2の判定手段62とを備えている。
第1の判定手段61は、照明光下で得られた画像情報に基づき印刷欠陥を判定・抽出するものであり、図9に示すように、被検査画像記憶部42bから抽出した被検査画像(画像情報)X1と、マスター画像記憶部42aから抽出したマスター画像Mとを比較し、被検査画像X1から印刷欠陥であろうとされる欠陥候補D1、…を判定・抽出するものである。比較検査(判定・抽出)の処理の内容については公知の方法を広く採用できる。本例では、特開平6−201611号公報に記載の方法を採用している。
具体的には、比較値算出処理部61aと許容判定処理部61bとよりなり、比較値算出処理部61aがマスター画像Mのエリア画像の濃度レベルと当該エリア画像に対応する被検査画像情報X1のエリア画像の濃度レベルとを比較して濃度レベル差を求め、許容判定処理部61bがこの濃度レベル差を予め設定した許容値と比較して許容値以上となれば当該部分を欠陥候補D1として判定・抽出し、欠陥候補記憶部42dに記憶する。
マスター画像Mは、実際に印刷された印刷物Wの合格品を撮像した画像でもよいし、DTP(Desk Top Publishing)やCTP(Computer To Plate)で作成されたデジタルデータでもよい。本例では、図9に示すように印刷欠陥9a,9b,9cの他、浮遊ゴミ8についても各々赤色の欠陥、緑色の欠陥、青色の欠陥候補D1であると判定・抽出される。
第2の判定手段62は、図10に示すように、被検査画像記憶部42bから抽出した被検査画像(画像情報)X1と、対比画像記憶部42cから抽出した対比画像情報X2とを比較して、被検査画像X1中に対比画像情報X2の同じ位置には存在しない形態領域D2を判定・抽出し、これを印刷欠陥(候補)から除外するものである。判定・抽出の処理については、公知の方法を広く採用でき、本例では第1の判定手段61と同様、特開平6−201611号公報に記載の方法を採用している。
具体的には、第1の判定手段61の場合と同様、比較値算出処理部62aと許容判定処理部62bとを備え、さらに欠陥判定処理部62cを備える。比較値算出処理部62aが被検査画像情報X1のエリア画像の濃度レベルと当該エリア画像に対応する対比画像情報X2のエリア画像の濃度レベルとを比較して濃度レベル差を求め、許容判定処理部62bがこの濃度レベル差を予め設定した許容値と比較して許容値以上となれば当該部分を被検査画像情報X1には存在して対比画像情報X2の同じ箇所には存在しない形態領域D2として判定・抽出し、形態領域記憶部42eに記憶する。
本例では、ラインセンサ組511とラインセンサ組512とで撮影される浮遊ゴミ8の絵柄に対する相対位置が互いに異なる結果、被検査画像情報X1中の浮遊ゴミ8の前記相対位置と対比画像情報X2の前記相対位置とが一致せず、したがって図10に示すように、被検査画像情報X1中の浮遊ゴミ8の3つの領域が対比画像情報X2の同じ位置には存在しない形態領域D2として抽出される。そして、欠陥判定処理部62cは、図11に示すように、欠陥候補記憶部42dから抽出した欠陥候補D1のうち、形態領域記憶部42eから抽出した形態領域D2と同じものを除外し、残りの欠陥候補(印刷欠陥91a,91b,91c)を印刷欠陥であると判定し、欠陥情報記憶部42fに記憶する。
このように本例では、第2の判定手段62が被検査画像X1の全体についてエリア画像ごとに対比画像情報X2と比較し、上記形態領域D2を判定・抽出しているが、全体ではなく欠陥候補D1として判定・抽出され、欠陥候補記憶部42dに記憶された各欠陥候補D1(91a,91b,91c,8,8,8)について、それぞれ対比画像情報X2の同じ位置に同じ形態の領域が存在するか否かを、上記と同様の色濃度のレベル差を用いることや、輪郭画像データに変換したうえで従来から公知のパターンマッチング手法を用いることにより判定し、存在しないもの形態領域D2として欠陥候補D1から除外する方法も効率的で好ましい実施例である。
次に、図12〜図20に基づき、変形例を説明する。本変形例は、撮像手段2として、図12に示すように、カラーの画像情報を取得できるR(赤)G(緑)B(青)3本のラインセンサ51よりなるラインセンサ組513と、赤/緑/青のフィルタを省略した白画素(BL(黒))の1本のラインセンサ51よりなるモノクロ(グレースケール)画像取得用のラインセンサ514を備える4ライン方式のラインセンサカメラ5Aを1つ用い、ラインセンサ組513で印刷面9のカラー画像情報を得るとともに、同じ印刷面9についてラインセンサ514でモノクロ画像情報を得るように構成されている。
ここでも、4ライン方式の一つのラインセンサカメラ5Aを設ける代わりに、例えばRGBの3ライン方式のカラーラインセンサカメラと、BLの1ラインのモノクロラインセンサカメラの2つを異なる近傍位置に設けることにより構成してもよい。ラインセンサカメラ5Aについても、1回のスキャンで各ラインセンサ(R、G、B、BL)の同時撮影を行い、各ラインセンサが搬送方向にズレた位置を撮影するため、印刷物Wの搬送速度と連動するようにエンコーダ信号と同期させて撮影する。
そして、被検査画像取得部41aは、図14に示すように、R、G、Bの3つのラインセンサよりなるラインセンサ組513で撮影された各画像情報71R、71G、71Bを取得し、これを図15に示すようにカラー画像情報X1’に合成し、これを欠陥検査用の画像情報(被検査画像情報)X1’として記憶手段42の被検査画像記憶部42bに記憶させる。被検査画像情報X1’は、印刷面の絵柄や印刷欠陥91a,91b,91cはズレが解消されて合致するが、浮遊ゴミ8については、その移動速度が印刷物の搬送速度と異なるため、各ラインセンサR、G、Bで撮影される浮遊ゴミ8の絵柄に対する相対位置が互いに異なり、一致せずに分離した状態となっている。
対比画像取得処理部41bは、図16に示すように、ラインセンサカメラ5AのBLラインセンサよりなるモノクロ用のBLラインセンサ514で撮影されたモノクロ画像情報72BLを取得し、これを浮遊ゴミ判別用の対比画像情報X2’として記憶手段42の対比画像記憶部42cに記憶させる。
そして、第1の判定手段61は、図17に示すように、被検査画像記憶部42bから抽出した被検査画像(画像情報)X1’と、マスター画像記憶部42aから抽出したマスター画像Mとを比較し、被検査画像X1’から印刷欠陥であろうとされる欠陥候補D1、…を判定・抽出する。第1の判定手段61の具体的な判定・抽出手法は上述の代表例で説明したとおりである。
また、第2の判定手段62は、図18に示すように、被検査画像記憶部42bから抽出した被検査画像(画像情報)X1’をグレースケール画像X1’’に変換するグレースケール変換処理部を備えている。このグレースケール変換の方法については、NTSC加重平均法など種々の公知の方法を採用できる。
そして、図19に示すように、変換された被検査画像情報のグレースケール画像X1’’と、対比画像記憶部42cから抽出した同じくグレースケールの対比画像情報X2’とを比較して、被検査画像X1’’中に対比画像情報X2’の同じ位置には存在しない形態領域D2を判定・抽出し、これを印刷欠陥(候補)から除外する。本例では、ラインセンサ組513とラインセンサ514とで撮影される浮遊ゴミ8の絵柄に対する相対位置が互いに異なる結果、被検査画像情報X1’’中の浮遊ゴミ8の前記相対位置と対比画像情報X2’の前記相対位置とが一致せず、したがって図19に示すようにグレーすスケールに変換された被検査画像情報X1’’中の浮遊ゴミ8の3つの領域が対比画像情報X2’の同じ位置には存在しない形態領域D2として抽出される。
そして、欠陥判定処理部62cは、図20に示すように、欠陥候補記憶部42dから抽出した欠陥候補D1のうち、形態領域記憶部42eから抽出した形態領域D2と同じものを除外し、残りの欠陥候補(印刷欠陥91a,91b,91c)を印刷欠陥であると判定し、欠陥情報記憶部42fに記憶する。
その他の構成、変形パターンについては、図1〜図11を用いて説明した上述の代表的な実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、例えば、処理装置をコンピュータによるソフトウエア処理で構成する代わりに、一部又は全部をハードウエア処理回路で構成することも好ましく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
1 印刷物検査装置
2 撮像手段
3 照明手段
5、5A ラインセンサカメラ
8 浮遊ゴミ
9 印刷面
9a,9b,9c 印刷欠陥
11A,11B,11C 印刷装置
41 処理装置
41a 被検査画像取得部
41b 対比画像取得処理部
41c 判定手段
42 記憶手段
42a マスター画像記憶部
42b 被検査画像記憶部
42c 対比画像記憶部
42d 欠陥候補記憶部
42e 形態領域記憶部
42f 欠陥情報記憶部
51 ラインセンサ
61 第1の判定手段
61a 比較値算出処理部
61b 許容判定処理部
62 第2の判定手段
62a 比較値算出処理部
62b 許容判定処理部
62c 欠陥判定処理部
71R、71B、71B 画像情報
72R、72G、72B、72BL 画像情報
91a,91b,91c 印刷欠陥
511、512、513 ラインセンサ組
514 ラインセンサ
D1 欠陥候補
D2 形態領域
M マスター画像
W 印刷物
X1、X1’、X1’’ 被検査画像情報
X2、X2’ 対比画像情報

Claims (2)

  1. 搬送中の印刷物の印刷面を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段による撮像面を照明する照明手段と、
    前記撮像手段で得られる画像情報に基づき、印刷欠陥を判定・抽出する判定手段とを備える印刷物検査装置であって、
    前記撮像手段が、
    前記印刷物の搬送方向に沿った異なる所定の近傍位置にて、同じ印刷面についてカラー又はモノクロの2以上の前記画像情報を取得する、複数のラインセンサより構成され、
    前記判定手段が、
    前記2以上の同じ印刷面の画像情報を比較し、一の画像情報中に他の画像情報の同じ位置には存在しない形態の領域が存在する場合に、当該形態領域を印刷欠陥の候補から除外する処理部を備えることを特徴とする印刷物検査装置。
  2. 前記撮像手段が、
    赤(R)、緑(G)、青(B)の各色のラインセンサを、同色のラインセンサ同士2つ以上隣接した状態に配置させた、6ライン以上のラインセンサカメラより構成され、
    これら2組以上のRGBラインセンサの組により、前記2つ以上の同じ印刷面のカラーの前記画像情報を取得する
    請求項1記載の印刷物検査装置。
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