JP5012006B2

JP5012006B2 - 検査ユニット

Info

Publication number: JP5012006B2
Application number: JP2006351874A
Authority: JP
Inventors: 光夫宮城; 正人金川; 好孝氷上
Original assignee: Dac Engineering Co Ltd
Current assignee: Dac Engineering Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2026-12-27
Also published as: JP2008164346A

Description

本願発明は、印刷ライン上において段ボールシートの印刷ミス、汚れ等の欠陥を検出する検査ユニットに関する。

近年段ボールシートの製作は、印刷ユニットの出口側にスロッタユニットやダイカッタユニットが連設された印刷ラインより構成され、印刷から切れ込み、罫線入れ、不要部分の切断等を一連の流れの中で連続して効率よく行われる傾向にある（例えば、特許文献１参照。）。

このような印刷ラインにおける各ユニットは、移送の際の段ボールシートの傾きによる各種ずれを防止するため、殆ど隙間なく配置されており、照明装置や撮像カメラの設置が必要な品質検査装置は、当該ラインの下流側に別途構成され、各ユニットによる一連の加工を終えた後に行われている。

また、印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットのうちの少なくとも１組の隣接する２ユニット間の間隔を可変とし、当該隙間を搬送される段ボールシートに照明を当てる照明手段を当該隙間の内部に設けるとともに、この照明手段により照明される段ボールシートの被検査面を撮像する撮像手段を当該隙間の外部に設け、前記撮像手段からの出力に基づいて被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段を設けた品質検査装置がある（例えば、特許文献２参照。）。

また、段ボールをインラインで検査する印刷物検査装置としては、印刷機の最終印刷ユニットから搬送された段ボールシートをエアでその上面を吸引しながら搬送する印刷機内部のデリベリ部に、ＣＣＤカメラと投光器を備えさせ、吸引されている段ボールシートの全面をＣＣＤカメラで撮像し、このＣＣＤカメラから出力された電気信号を処理して、欠点を検出・判定している（例えば、特許文献３参照。）。
特開平９−１６５１２４号公報特開２００６−２３４５６４号公報特開２００１−２３２７６５号公報（図１、図２）

しかしながら、スロッタユニット又はダイカッタユニットによる加工後は、シート表面に歪みが生じたり、切断屑がシート表面に付着したり、切断屑の飛散により鮮明な画像を撮影することができない等の要因により、検査精度の向上に一定の限界があった。

また、特許文献２に記載の検査装置では、ユニット間の隙間の内部に照明手段を備えかつ隙間の外部に撮像手段を備えているため、撮像手段を当該隙間の外部で支持する必要性があり、印刷ラインの構造上撮像手段や照明手段を設置できないことや、仮に設置できたとしても撮像領域を十分に確保することができなかったり、被検査面と照明手段との距離が長く十分な光量が得られないことや、被検査面に影が発生すること、さらには、照明手段と撮影領域が重なるために、検査に必要な検査領域を確保することができない等の様々な問題が少なからずあった。

また、特許文献３記載の印刷物検査装置では、ＣＣＤカメラや投光器が印刷機と一体となって設置されているため、印刷機に買い換える必要性があり、既存の印刷ラインを有効に利用して段ボールシートを検査することができなかった。

本願発明は、係る問題に鑑み、検査精度を落とすことなく、かつ既存の印刷ラインにも設置可能な品質検査装置を提供することを目的とする。

本願発明に係る検査ユニットは、印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットのいずれかに並設する検査ユニットであって、前記印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットから供給される段ボールシートの上面側の被検査面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像する領域を照明する照明手段と、反射鏡と、前記撮像手段からの出力に基づいて前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段とを備え、前記撮像手段、照明手段及び反射鏡を、検査ユニットの筐体内の段ボールシート上面側に備えさせ、前記照明手段を、前記筐体内における段ボールシート搬送方向上流側の側面近くの下部に設置し、前記撮像手段を、前記筐体内における上部に設けられ、前記反射鏡を、前記筐体内における前記撮像手段よりも搬送方向の下流側に配置される第１の反射鏡と、該第１の反射鏡よりも下方で且つ搬送方向の上流側となる前記撮像手段と照明手段の間の位置に配置される第２の反射鏡とのみより構成し、前記撮像手段は、前記第１の反射鏡及び第２の反射鏡に反射されて映った被検査面を撮像してなることを特徴とする

また、本願発明に係る検査ユニットは、印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットのいずれかに並設する検査ユニットであって、前記印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットから供給される段ボールシートの下面側の被検査面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段が撮像する領域を照明する照明手段と、反射鏡と、前記撮像手段からの出力に基づいて前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段とを備え、前記撮像手段、照明手段及び反射鏡を、検査ユニットの筐体内の段ボールシート下面側に備えさせ、前記照明手段を、前記筐体内における段ボールシート搬送方向上流側の側面近くの上部に設置し、前記撮像手段を、前記筐体内における下部に設けられ、前記反射鏡を、前記筐体内における前記撮像手段よりも搬送方向の下流側に配置される第１の反射鏡と、該第１の反射鏡よりも上方で且つ搬送方向の上流側となる前記撮像手段と照明手段の間の位置に配置される第２の反射鏡とのみより構成し、前記撮像手段は、前記第１の反射鏡及び第２の反射鏡に反射されて映った被検査面を撮像してなることを特徴としてもよい。

前記印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットが移動可能に載置されている同一レール上に、同じく移動可能に載置してもよい。

以上にしてなる本願発明に係る検査ユニットは、照明手段、撮像手段、判定手段とを備え、印刷ラインに設置されるので、検査精度を高めるために良好な照明手段や撮像手段の設置箇所を常に確保することができる。さらに、既存の印刷ラインに本願発明に係る検査ユニットを追加することもでき、高額な印刷ラインを買い換えることなく既存の資産を有効に利用することもできる。
また、検査ユニットの製造工場等で撮像手段の設置位置や角度及び照明装置の位置等を調整した後に、印刷ラインに設置するので、印刷ラインに設置するときの作業時間を大幅に短縮することができ、設置者の作業負担を軽減するだけでなく、印刷ラインの停止時間も短縮することができるので、印刷ラインにおける生産性を低下を抑えることもできる。
更に、検査ユニット内に２数の反射鏡を設け、これらの反射鏡に反射され映った被検査面を撮像手段が撮像するので、被検査面と撮像手段との光学的距離に比べて直線距離を短くすることができ、検査ユニットの背高を低くすることができる。したがって、検査ユニットの安定性を高めることができ、作業者の安全性も高めることもできる。

また、印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットと共に、検査ユニットもレール上に移動可能に載置されているので、版の交換作業時やメンテナンス時にレール上を移動させて作業スペースを容易に確保することができる。

本願発明に係る検査ユニットは、図１に示すように、印刷ユニットＡ１〜Ａ３、検査ユニット１、スロッタユニットＢ、ダイカッタユニットＣとが並設し印刷ラインＬを構成している。

なお、印刷ユニットＡ１〜Ａ３は、それぞれフレキソ印刷ユニットを構成しているが、その他の印刷方式、例えばオフセット印刷ユニットであっても勿論よい。また、検査ユニット１を印刷ユニットＡ３とスロッタユニットＢとの間に設けているが、スロッタユニットＢとダイカッタユニットＣとの間に設け、印刷ラインＬを構成してもよい。さらに、ダイカッタユニットＣの搬送方向の下流側に検査ユニット１を設け、印刷ラインＬを構成してもよい。
なお、印刷の良否判定の精度を高めるためには、印刷ユニットＡ３の後に検査ユニット１を備えさせることにより、スロッタユニットＢやダイカッタユニットＣによる加工後のシート表面の歪み、及び切断屑等の付着や飛散の無い状態で検査できる。

また、図１では、レールＲ上に印刷ユニットＡ１〜Ａ３、検査ユニット１、スロッタユニットＢ、ダイカッタユニットＣとが載置されており、当該レールＲ上を移動可能となっている。当該レールＲは印刷ユニットＡ１〜Ａ３の版を取り替えるときに、版を取り替える印刷ユニットＡと他のユニットとの間に作業用スペースを設けている。また、紙詰まり等が発生したときのメンテナンスの際にも、ユニットを移動させてメンテナンス可能としている。
なお、図１では印刷ラインＬを構成する各ユニットＡ１〜３，Ｂ，Ｃは、レールＲ上を移動可能に構成されているが、設置場所に固定していても勿論よい。

前記検査ユニット１は、段ボールシート５の被検査面５０を撮像する撮像手段３と、前記撮像手段３が撮像する領域を照明する照明手段２と、反射鏡４０，４１と、前記撮像手段３からの出力に基づいて前記被検査面５０の欠陥の有無を判定する判定手段とを備えたユニットである。
また、前記撮像手段３と照明手段２と反射鏡４０，４１とは検査ユニットの筐体内に備えられている。撮像手段３と照明手段２とを筐体内に備え、さらに遮光部（図示しない）により外部からの光が撮像領域での被検査面５０に照射されないように構成されている。

前記照明手段２は、被検査面５０を照明するものであり、蛍光灯、その他の照明手段、例えばハロゲンランプやＬＥＤを所定間隔おきに複数設けたものを、特に、段ボールシートの幅方向に沿って複数のＬＥＤを敷設したＬＥＤユニットを設けてなるもの等を用いることも可能である。蛍光灯やＬＥＤユニットは、ハロゲンランプを連設するものに比べて、段ボールシート幅方向に沿った明るさの均一性が得られ、検査精度をより高めることができるとともに、コスト低減を図れることから好ましい。特にＬＥＤユニットではシート幅方向に沿ったＬＥＤの列を複数列とすることで、細いラインからある程度の太さまで照明面積をより詳細に設定することができる。

また、照明手段２は、図２に示すように、本例では段ボールシート５の幅方向にわたって延びる本体ケース２２の内部に、細い外径の蛍光灯２０、２１が同じく幅方向に沿って各端部側を上下にずらして重ねつつ複数連設されており、各蛍光灯２０、２１から被検査面の検査部までの距離は、ほぼ同じになるように設定されている。また、本体ケース２２内には、反射板２３，２３を備え、被検査面５０への光量を増大させている。

また、図１，２に示すように、検査ユニット１内の段ボールシート５の搬送方向の上流側の側面近くに照明手段２を設置し、被検査面５０を照明している。このように、照明手段２を検査ユニット１の側面近くに設置することで、被検査面５０の照明領域を確保するとともに、検査ユニット１の搬送方向の長さを短くすることが可能となり、検査ユニット１を小さくすることができる。なお、検査ユニット１内の段ボールシート５の搬送方向の下流側の側面近くに照明手段２を設置してもよい。

なお、既に印刷ユニットＡ１〜Ａ３、スロッタユニットＢ、ダイカッタユニットＣとによって構成されている印刷ラインＬに検査ユニット１を追加するときには、検査ユニット１のシート５の搬送方向の長さが大きいと既存のレールＲ上に載置することができない。しかしながら、検査ユニット１の長さを３０ｃｍ程度（３０ｃｍ以下）にすることで既存の印刷ラインＬの長さを変えることなく版の交換作業等を行うことができるようになる。つまり、単に印刷ラインＬを短くするだけでなく、既存の印刷ラインＬに検査ユニット１を容易に追加可能となる。

前記撮像手段３は、図２に示すように、検査ユニット１の上部に単又は複数設けられ、前記反射鏡４０及び反射鏡４１に反射されて移った被検査面５０を撮像する。撮像手段３は、ＣＣＤラインセンサ等の撮像カメラであり、段ボールシートの幅方向に沿って単又は複数配設され、段ボールシート５の幅方向の全体が撮像可能となっている。撮像手段３が１台のときには、段ボールシート５の幅方向略中央に位置させるが、複数の撮像手段３を所定間隔をおいて配置させ、段ボールシートの幅方向全体を撮像してもよい。

前記反射鏡４０，４１は、図示されていない反射鏡支持部により支持され、段ボールシート５の幅方向に沿って設けられた全反射型の平面鏡であり、図１，２に示すように、被検査面５０を反射して当該被検査面５０を撮像手段３を撮像可能にしている。前記反射鏡４０，４１は、それぞれ一枚の平面鏡で構成してもよいが、前記撮像手段３の台数に対応させ複数の平面鏡で構成することもできる。
また、被検査面５０の像を反射鏡４０，４１によって２回反射させているが、１回であってもよいし、３回以上であってもよい。

照明手段２によって照明された被検査面５０の像を反射鏡４０と反射鏡４１とで全反射させた像を撮像手段３で撮像しているので、被検査面５０と撮像手段３との直線距離に比べて光学的距離を長くなるように構成している。つまり、被検査面５０から撮像手段３までの直線距離を短くすることができ、検査ユニット１の背高を低くすることが可能となり、検査ユニット１の安定性を高めることができる。特に、検査ユニット１をレールＲ上で移動させるときには背高が低い方が安定性が有り、作業者の安全性を確保することが可能となる。
さらに、光学的距離を十分に得ることができるので、撮像手段３の１台あたりの撮像領域を広げることが可能となる。
なお、撮像領域を広げるには、撮像手段３に広角レンズを備えさせて撮像領域を広げることも可能であるが、広角レンズの画角が大きくなると画像の歪みも大きくなり、検査精度を高め難いという課題があった。

図１，２では、検査ユニット１の背高は他のユニットＡ１〜３，Ｂ，Ｃとほぼ同じ高さであるが、他のユニットより低くても高くてもよい。

前記判定手段は、前記撮像手段３によって撮像された被検査面画像と、予め記憶しておいたマスタ画像とを比較し、その画像の濃度レベルの差が予め設定した許容値の範囲内であれば良品と判定し、許容値の範囲外であれば不良品と判定する。

なお、図１、２では、段ボールシート５の上部に照明手段２と撮像手段３とを備えているが、段ボールシート５の下部にも照明手段２と撮像手段３とを備えさせて段ボールシート５の両面を検査してもよい。また、段ボールシート５の下部のみに、照明手段２と撮像手段３とを備えさせて段ボールシート５の下面側のみを検査してもよい。

また、照明手段２と撮像手段３とを検査ユニット１の内部に備えさせ、遮光部（図示しない）によって被検査面５０に外部からの光が照射されにくく構成することで、被検査面５０を安定した光量で照明でき、検査精度の高い検査ユニット１とすることができる。特に、他の機器の警告灯が点滅したときでもこの警告灯の光を遮光することができ、これらの光の影響を少なくすることができる。

また、図３，４に示すように、検査ユニット１を他のユニットＡ１〜３，Ｂ，Ｃに比べて背高に構成し、検査ユニット１の上部に撮像手段３を設置させて、反射鏡４０，４１（図２参照）を用いることなく直接被検査面５０を撮像してもよい。
このように検査ユニット１を背高に構成すると、上述したように安定性に少なからず課題が生じるが、反射鏡４０，４１を備える必要がなく、撮像手段３の光軸の向きを容易に決定することが可能であり、設置作業やメンテナンス作業が容易となる。特に、印刷ラインＬの各ユニットが固定されているときには、検査ユニット１をアンカ等で固定したり、他のユニットに固定することにより安定性の確保と設置作業及びメンテナンス作業の容易性をも備えさせることができる。

図１〜４は、段ボールシート５の上面を被検査面５０としているが、図５に示すように、段ボールシート５の下面を被検査面５０としてもよい。このときは、段ボールシート５の上面側を吸着保持して搬送する吸着搬送手段６により、撮像手段３と被検査面５０との距離を一定にし、検査精度を向上させている。

前記吸着搬送手段６は、搬送方向に回転駆動される複数のローラ６０を配設し、各ローラ６０の前後の隙間からエアを吸引する吸着ローラである。また、吸着ローラの代わりに、多孔帯ベルトの上面側に吸引ボックス（図示しない）を設け、当該吸引ボックスからエアを吸引することにより、段ボールシート５を多孔帯ベルトに吸着保持させて搬送する吸着ベルトで吸着搬送手段６を構成してもよい。

上述したように、照明手段２、撮像手段３、判定手段を備えさせてユニット化しているので、当該検査ユニット１を製造し、印刷ラインＬの設置場所に設置するだけで検査機能を備えた印刷ラインＬとすることができる。したがって、検査機能の無い印刷ラインＬに検査ユニット１を備えさせるだけで検査機能を備えた印刷ラインＬとすることができる。
さらに、照明手段と撮像手段を検査ユニット１内に備えているので、検査精度を高めるために最適な設置箇所を確保することが容易である。

また、検査ユニット１の製造工場等で撮像手段３の設置位置や角度及び照明装置の位置等を調整した後に、印刷ラインＬに設置するので、印刷ラインＬに設置するときの作業時間を大幅に短縮することができ、設置者の作業負担を軽減するだけでなく、印刷ラインＬの停止時間も短縮することができるので、印刷ラインＬにおける生産性を低下を抑えることができる。

反射鏡を備えた検査ユニットを並設した印刷ラインの説明図である。反射鏡を備えた検査ユニットの要部の説明図である。背高に構成した検査ユニットを並設した印刷ラインの説明図である。背高に構成した検査ユニットの要部の説明図である。段ボールシートの下面を検査する検査ユニットの要部の説明図である。

符号の説明

１検査ユニット
２照明手段
３撮像手段
５段ボールシート
６吸着搬送手段
２０蛍光灯
２１蛍光灯
２２本体ケース
２３反射板
４０反射鏡
４１反射鏡
５０被検査面
６０ローラ
Ａ印刷ユニット
Ｂスロッタユニット
Ｃダイカッタユニット
Ｌ印刷ライン
Ｒレール

Claims

印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットのいずれかに並設する検査ユニットであって、
前記印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットから供給される段ボールシートの上面側の被検査面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像する領域を照明する照明手段と、
反射鏡と、
前記撮像手段からの出力に基づいて前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段とを備え、
前記撮像手段、照明手段及び反射鏡を、検査ユニットの筐体内の段ボールシート上面側に備えさせ、
前記照明手段を、前記筐体内における段ボールシート搬送方向上流側の側面近くの下部に設置し、
前記撮像手段を、前記筐体内における上部に設けられ、
前記反射鏡を、前記筐体内における前記撮像手段よりも搬送方向の下流側に配置される第１の反射鏡と、該第１の反射鏡よりも下方で且つ搬送方向の上流側となる前記撮像手段と照明手段の間の位置に配置される第２の反射鏡とのみより構成し、
前記撮像手段は、前記第１の反射鏡及び第２の反射鏡に反射されて映った被検査面を撮像してなることを特徴とする検査ユニット。
印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットのいずれかに並設する検査ユニットであって、
前記印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットから供給される段ボールシートの下面側の被検査面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮像する領域を照明する照明手段と、
反射鏡と、
前記撮像手段からの出力に基づいて前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段とを備え、
前記撮像手段、照明手段及び反射鏡を、検査ユニットの筐体内の段ボールシート下面側に備えさせ、
前記照明手段を、前記筐体内における段ボールシート搬送方向上流側の側面近くの上部に設置し、
前記撮像手段を、前記筐体内における下部に設けられ、
前記反射鏡を、前記筐体内における前記撮像手段よりも搬送方向の下流側に配置される第１の反射鏡と、該第１の反射鏡よりも上方で且つ搬送方向の上流側となる前記撮像手段と照明手段の間の位置に配置される第２の反射鏡とのみより構成し、
前記撮像手段は、前記第１の反射鏡及び第２の反射鏡に反射されて映った被検査面を撮像してなることを特徴とする検査ユニット。
前記印刷ユニット、スロッタユニット、ダイカッタユニットが移動可能に載置されている同一レール上に、同じく移動可能に載置してなる請求項１又は２記載の検査ユニット。