WO2023181668A1 - 画像形成装置、画像形成方法、検査方法 - Google Patents

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WO2023181668A1
WO2023181668A1 PCT/JP2023/003797 JP2023003797W WO2023181668A1 WO 2023181668 A1 WO2023181668 A1 WO 2023181668A1 JP 2023003797 W JP2023003797 W JP 2023003797W WO 2023181668 A1 WO2023181668 A1 WO 2023181668A1
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WO
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image
sheet
image forming
area sensor
film
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Application number
PCT/JP2023/003797
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Inventor
彰人 佐部利
俊博 勝俣
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/894—Pinholes

Definitions

  • the present invention relates to an image forming apparatus, an image forming method, and an inspection method that form images used for inspecting long sheets that are continuously conveyed in the longitudinal direction.
  • Patent Document 1 describes a method of photographing a rotationally symmetrical member whose outer diameter differs for each axial portion by continuously photographing the entire member from the side of the shaft while rotating the member around the axis. By cutting out long images in the axial direction from each image, arranging the cut out images in the width direction and joining them together. A configuration for creating a developed view (an image in which the outer circumference is reproduced in a plane) of a member is described.
  • the outer diameter of each part of the member is calculated from the width of the photographed member, and the width of the image to be cut out is increased for a part with a large outer diameter, and the width of the image to be cut out is increased for a position with a small outer diameter. is made smaller.
  • Patent Document 1 is suitable for inspecting a rotationally symmetrical member in which the outer diameter differs for each axial portion, it is suitable for inspecting the outer periphery of a roll (cylindrical, cylindrical) shaped member, or for inspecting a flat plate-shaped member. There was a problem in that the method did not take into consideration the inspection of the surface of the member and was not suitable for such inspection.
  • the present invention has been made in view of the above background, and provides an image forming apparatus and an image forming apparatus capable of forming an image suitable for inspecting the outer periphery of a roll (cylindrical, cylindrical) shaped member and inspecting the surface of a flat plate shaped member.
  • the purpose is to provide a formation method and an inspection method.
  • an image forming apparatus of the present invention includes a light source that irradiates a long line of illumination light in the width direction of the sheet onto the surface of a long sheet that is continuously conveyed in the longitudinal direction.
  • an area sensor that continuously photographs a rectangular area that is long in the width direction of the sheet and short in the transport direction, including the vicinity of the center point of the irradiation range of the illumination light, and from each of the images taken by the area sensor, the sheet is an image forming unit that forms an image for sheet inspection that reproduces the surface of the sheet in a two-dimensional manner by cutting out a long line-shaped image in the width direction of the sheet and arranging and joining the cut out images in the conveyance direction.
  • the image forming unit cuts out an image taken at a position away from the position of the sheet where the image with the maximum average brightness was taken, from among the plurality of line-shaped images constituting the image taken by the area sensor.
  • the image forming unit cuts out an image in which the average luminance is within a range of 20% or more and 80% or less of the maximum from among the plurality of line-shaped images that constitute the image photographed by the area sensor.
  • the image forming unit photographs a position within a range of 1 mm or more and 100 mm or less from the position of the sheet photographed in the image with the maximum average brightness among the plurality of line-shaped images forming the image photographed by the area sensor. It is preferable to cut out the image.
  • the sheet is unwound from the sheet roll and conveyed, the light source irradiates illumination light onto the sheet on the outer periphery of the sheet roll, the area sensor photographs the sheet on the outer periphery of the sheet roll, and the image forming section It may also be one that forms an image by flattening the outer periphery of the sheet roll.
  • the sheet is conveyed across conveyance rollers, the light source irradiates illumination light onto the flat sheet near the conveyance roller, the area sensor photographs the flat sheet, and the image forming section , which forms an image that reproduces a flat sheet.
  • the sheet is unwound from a sheet roll and transported across a transport roller, and the light sources include a first light source that irradiates illumination light to the sheet on the outer periphery of the sheet roll, and a flat plate near the transport roller. a second light source that irradiates the sheet with illumination light;
  • the area sensor includes a first area sensor that photographs the sheet around the outer periphery of the sheet roll that is illuminated by the first light source; a second area sensor that photographs the flat sheet, and the image forming unit forms a first inspection image in which the outer periphery of the sheet roll is flattened using the image photographed by the first area sensor.
  • the image forming apparatus may include a first image forming section and a second image forming section that forms a second inspection image that reproduces a flat sheet using an image photographed by a second area sensor.
  • noise removal unit that removes noise components based on reflected light caused by illumination light transmitted through the sheet being reflected by a member behind the sheet from an image taken by the area sensor.
  • the light source irradiates illumination light with a light intensity such that the illuminance at the center of the irradiation range is five times or more that of non-irradiation.
  • the image forming method of the present invention provides illumination light in a long line in the width direction of the sheet from a light source to the surface of a long sheet that is continuously conveyed in the longitudinal direction.
  • a long line-shaped image is cut out in the width direction of the sheet, and by arranging the cut out images in the conveying direction and joining them together, an image is formed that is a two-dimensional reproduction of the sheet surface for sheet inspection.
  • the inspection method of the present invention irradiates the surface of a long sheet that is continuously conveyed in the longitudinal direction with illumination light in a long line in the width direction of the sheet from a light source.
  • an irradiation step in which an area sensor continuously photographs a rectangular area that is long in the width direction of the sheet and short in the transport direction, including the vicinity of the center point of the irradiation range of the illumination light; From each image, a long line-shaped image is cut out in the width direction of the sheet, and by arranging and joining the cut out images in the conveyance direction, the image forming unit creates an image for sheet inspection that reproduces the sheet surface in a two-dimensional manner.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an image forming apparatus. It is an image of the appearance of a film roll irradiated with illumination light. It is a flowchart which shows the formation procedure of an inspection image.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a procedure for forming an inspection image. There is an image showing an example of an inspection image.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an image forming apparatus. There is an image obtained by photographing such that the light reflected from the transport roller and the light reflected from the film surface are separated. There is an image showing an example of an inspection image.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an image forming apparatus.
  • the image forming apparatus 10 of the present invention is provided in a conveying process 14 for conveying a long strip-shaped film 12. As shown in FIG. The image forming apparatus 10 forms an inspection image 16 for inspecting the surface condition (surface condition) of the film 12 (sheet), and transmits the formed inspection image 16 to an inspection process 18.
  • the conveying process 14 is equipped with an unwinding machine 20, and the film 12 is carried in from the previous process (film manufacturing process) in the form of a film roll 22 (sheet roll) wound around a core. is set to The film 12 set on the unwinding machine 20 is unwound from the film roll 22, conveyed toward the winding machine 24, and wound around another winding core in the winding machine 24. Conveying rollers 26 and 28 are provided between the unwinding machine 20 and the winding machine 24, and the film 12 is passed through the winding machine 24 through these conveying rollers 26 and 28. transported to.
  • the image forming apparatus 10 includes a light source 30, an area sensor 32, and an image forming section 34.
  • the light source 30 emits illumination light in a long line in the axial direction of the film roll 22 (the width direction of the film 12) onto the surface of the film 12 (in this embodiment, the outer periphery of the film roll 22 (the surface of the outermost film 12)). Irradiate (irradiation step).
  • the light source 30 starts from a slit-shaped light emitting portion whose length in the width direction of the film 12 is 3000 mm and its length in the transport direction is 2000 mm, and its length in the transport direction is 2000 mm. Illumination light is irradiated onto an area having a width of 20 mm, and the reflected light is photographed so as to include a high-brightness portion of the reflected light reflected on the film roll 22 of the irradiated light. If the film roll 22 has a convex curved surface, the portion of the reflected light with high brightness appears narrower than the irradiation range.
  • the incident angle of the illumination light from the light source 30 (the outer circumference of the film roll 22 at the point where the illumination optical axis L1 of the illumination light from the light source 30 intersects the outer circumference of the film roll 22 (center point of the irradiation range of the illumination light))
  • the angle between the normal line N and the illumination optical axis L1 is 5 degrees.
  • the light source 30 emits illumination light with a light intensity such that the illuminance at the center point of the irradiation range when illumination light is irradiated is five times or more when illumination light is not irradiated.
  • the specifications of the light source 30 are not limited to the above-mentioned example and can be changed as appropriate.
  • the illumination light from the light source 30 is irradiated over the entire width of the film 12 in the width direction of the film 12.
  • the illumination light from the light source 30 is preferably applied to a length range of 1 to 50 mm as the length (width) of the film 12 in the transport direction.
  • the angle of incidence is preferably within the range of 5 degrees to 45 degrees.
  • the intensity of the illumination light emitted from the light source 30 is preferably within the range of 500 to 100,000 lux as illuminance on the surface of the film to be observed.
  • FIG. 2 shows an image of the appearance of the film roll 22 when the film roll 22 is irradiated with illumination light.
  • the area sensor 32 is a CCD (Charge Coupled Device), for example, in which a plurality of photoelectric conversion elements that accumulate charges according to the amount of incident light are arranged on a two-dimensional plane corresponding to each pixel position. It is an image sensor such as CMOS (Complementary MOS), and outputs the charge accumulated in each pixel (photoelectric conversion element) as an image signal as a result of photographing.
  • CMOS Complementary MOS
  • the area sensor 32 photographs a rectangular area of the outer circumference of the film roll 22 that includes the center point of the illumination range of the illumination light from the light source 30 and its vicinity, and is long in the width direction of the film 12 and short in the transport direction. This area is continuously photographed in a predetermined photographing cycle (photographing step).
  • the area sensor 32 photographs an area where the length of the film 12 in the width direction is 2000 mm and the length (width) in the transport direction is 300 mm. Further, the photographing angle of the area sensor 32 (the angle between the photographing optical axis L2 of the area sensor 32 and the above-mentioned normal N) is set to 5 degrees. Furthermore, the imaging cycle of the area sensor 32 is set to 200 times per second.
  • the specifications of the area sensor 32 are not limited to the above-mentioned example, and can be changed as appropriate.
  • the photographing range of the area sensor 32 covers the entire width of the film 12 in the width direction of the film 12.
  • the photographing range of the area sensor 32 is preferably in the range of 10 mm to 500 mm as the length (width) of the film 12 in the transport direction.
  • the photographing angle is preferably within a range of 5 degrees to 45 degrees.
  • the imaging cycle is preferably within a range of 30 to 1000 times per second.
  • the photographing cycle does not need to be constant, and may be varied depending on the transport speed of the film 12, the diameter of the film roll 22, etc. Further, in order to eliminate blurring of the subject, it is also preferable to adjust the transport speed of the film 12 and the shooting cycle. Specifically, the transport speed of the film 12 [mm/s]/shooting cycle [f/s] ⁇ resolution [ mm/pix] is preferable.
  • An image signal (hereinafter referred to as a photographed image) is input to the image forming unit 34 from the area sensor 32 as the area sensor 32 takes an image.
  • the image forming section 34 forms an inspection image 16 for use in inspecting the film 12 using the input photographed image (inspection image forming step).
  • the inspection image 16 is an image in which the outer periphery of the film roll 22 is flattened (the surface of the film 12 on the outer periphery of the film roll 22 is reproduced in a plane).
  • the image forming unit 34 determines whether this image is the first image (P 1 ) input from the area sensor 32. Determine whether
  • the image forming unit 34 analyzes the photographed image (P 1 ) if it is the first image (P 1 ).
  • a photographed image (P 1 ) is divided in a direction perpendicular to the transport direction of the film 12, and long line-shaped images (P 1 L 1 to P 1 L n (n is an integer) in the width direction of the film 12 are divided. ), find the average brightness of the image.
  • one of these line-shaped images (P 1 L 1 -P 1 L n ) is selected to be used as the inspection image 16.
  • An image (to be cut out from the photographed image (P 1 )) is determined.
  • the image with the maximum average brightness (for example , , P 1 L 15 ) (a line-shaped image taken at a position separated from the position of the film 12 taken in the line-shaped image with the maximum average brightness (for example, P 1 L 15 )) (for example, P 1 L 10 ) is determined as the image to be cut out.
  • the average brightness of the image with the maximum average brightness (for example, P 1 L 15 ) is 100%
  • the image with the maximum average brightness of 60% (the image closest to 60%) (for example, P 1 L 10 ) is determined as the image to be cut out.
  • the determined image (for example, P 1 L 10 ) is cut out.
  • This analysis can also be performed by a method such as performing this analysis in advance before photographing and setting the position of the image to be cut out during the examination based on the preliminary analysis results.
  • the image to be cut out may be a line-shaped image taken at a position away from the position of the film 12 taken in the line-shaped image with the maximum average brightness (for example, P 1 L 15 ). Therefore, as described above, among the line-shaped images (P 1 L 1 to P 1 L n ) constituting the photographed image (P 1 ), the image whose average brightness is 60% of the maximum (for example, P 1 L).
  • the present invention is not limited to the configuration of cutting out images 10 ), but can be configured to cut out images of arbitrary brightness (average brightness) other than the image with the maximum average brightness (for example, P 1 L 15 ). However, from the viewpoint of facilitating the detection of defects in the inspection step 18, which will be described later, it is preferable that the average brightness of the image to be cut out is within a range of 20% or more and 80% or less of the maximum.
  • the position of the film 12 photographed in each line-shaped image can be calculated from the transport speed of the film 12, the outer diameter of the film roll 22, the photographing cycle, and the like. Therefore, the position of the photographed film 12 in each of the line-shaped images (P 1 L 1 to P 1 L n ) is specified, and based on the specified position, the line-shaped image (for example, , P 1 L 15 ) may be configured to cut out a line-shaped image (for example, P 1 L 10 ) taken at a position a predetermined distance (for example, 10 mm) from the position of the film 12 photographed at P 1 L 15 ).
  • the image to be cut out is the film 12 taken in the line-shaped image (for example, P 1 L 15 ) with the maximum average brightness. It is preferable that the image be a line-shaped image (for example, P 1 L 10 ) taken at a position separated from the position within a range of 0.1 mm or more and 100 mm or less, and more preferably within a range of 0.1 mm or more and 30 mm or less. It is a line-shaped image taken at positions separated by .
  • the image forming unit 34 selects the images from the image with the highest average brightness (for example, P 1 L 15 ). An image at a distant position (for example, P 1 L 10 ) is determined to be the image to be cut out, and this image is cut out.
  • the image forming unit 34 generates an image at the same position as the first photographed image (P 1 ). The image to be cut out is determined and this image is cut out.
  • the cutting position of the line-shaped image cut out from the first captured image (P 1 ) is, for example, the 10th row from the upstream side in the conveyance direction among the plurality of line-shaped images that make up the captured image.
  • the current photographed image (P 2 to P m ) is also the same as the plurality of line-shaped images (L 1 to L n ) that make up the photographed image (P 2 to P m ).
  • the 10th image (L 10 (P 2 L 10 to P m L 10 )) from the upstream side in the transport direction is cut out.
  • the image forming unit 34 performs the above-mentioned cutting every time a captured image (P 1 to P m ) is input from the area sensor 32, and cuts out the cut out image (for example, P 1 L 10 to P m L 10 ).
  • the inspection image 16 is formed by arranging and connecting the images in the transport direction, that is, in the order of input from the area sensor 32 (in the order of imaging).
  • the inspection image 16 thus formed is an image obtained by flattening the outer periphery of the film roll 22 (a planar reproduction of the surface of the film 12 at the outer periphery (outermost layer) of the film roll 22).
  • FIG. 4 is an inspection image corresponding to the film roll 22 shown in FIG.
  • FIG. 4 there is a depression on the left side (failure accompanied by deformation of the appearance of the film roll 22 due to the collapse of the film roll 22 due to the weight of the film 12), and a hexagonal part in the center (a hexagonal part that occurs from the center to the entire surface of the film roll 22). (failure accompanied by deformation of the film roll 22), twisting part on the right side (deformation failure that occurs on the film roll 22 while the film roll 22 is being conveyed, although it is not visible when the film roll 22 is in a stopped state), and a winding part scattered between the center and the left.
  • the appearance of the film 12 may change the appearance, or in some cases may cause deformation.
  • Failures specific to the film roll 22 can be visualized in a two-dimensional manner and in shape. It is visualized so that it can be captured.
  • the present invention is not limited to this.
  • the position of the photographed film 12 in each line-shaped image can be calculated from the transport speed of the film 12, the outer diameter of the film roll 22, the photographing cycle, and the like. Therefore, the second and subsequent captured images are shifted upstream in the transport direction of the film 12 by one pixel from the captured position in the line-shaped image cut out from the previous captured image. It may also be configured to cut out an image taken at a certain position.
  • the present invention is not limited to this.
  • the line-shaped image to be cut out from the photographed image input this time is at a position that is shifted upstream in the transport direction of the film 12 by one pixel from the position taken in the photographed image input one time ago. This is an image taken. Images equivalent to this image (images taken at the same location) are also included in images other than the currently input image (for example, images input several times before (or after)). .
  • the inspection image 16 may be formed by not cutting out the currently input captured image, but instead using an optimal image as the inspection image 16 from among images equivalent to the image to be cut out.
  • the optimum image as the inspection image 16 is, for example, an image whose average luminance is closest to a preset optimum value (for example, 60%).
  • the inspection image 16 formed by the image forming apparatus 10 as described above is sent to the inspection process 18.
  • the surface condition of the film 12 is inspected, for example, by visually observing the inspection image 16 or by analyzing the inspection image 16 with an image analysis device (inspection step).
  • the inspection defects such as irregularities and scratches on the surface of the film 12 are detected.
  • the inspection image 16 is an image obtained by photographing the film 12 in the form of a film roll 22. Therefore, in the inspection in the inspection step 18, defects such as winding misalignment of the film 12 can also be detected. In other words, there is no defect in the photographed film 12 (the outermost film 12 of the film roll 22), but if there is a problem such as winding misalignment on the lower layer side of the film roll 22, the photographed film 12 (The outermost layer of the film 12 of the film roll 22) may also be affected by defects, such as deformation, but by forming the inspection image 16 using an image taken of the film 12 in the form of the film roll 22, It is also possible to detect major defects.
  • the image forming apparatus 10 is placed near the film roll 22 and forms the inspection image 16 using an image taken of the outer periphery of the film roll 22.
  • An inspection image 116 is formed using an image taken of the film 12.
  • illumination light is irradiated to a point 5 mm downstream from the position where the film 12 is separated from the transport roller 28, a range including the vicinity of this irradiation range is photographed, and the inspection image 116 is created using the photographed image. is forming.
  • the position where the illumination light is irradiated is a range of 50 mm upstream or downstream from the position where the film 12 is separated from the transport roller 28 from the viewpoint of suppressing the flapping of the film 12 transported by the transport rollers 26 and 28.
  • the range is more preferably 10 mm.
  • the other configurations, that is, the specifications of the light source 30 and the area sensor 32, the method of forming the inspection image 116, and the inspection method in the inspection step 18 are the same as in the first embodiment described above.
  • the area sensor 32 receives not only light from the surface of the film 12 (reflected light from the illumination light from the light source 30 reflected on the surface of the film 12), but also components behind the film 12 (such as the transport roller 28). (reflected light generated by illumination light from the light source 30 transmitted through the film 12 and reflected by a member behind the film 12).
  • the latter light becomes a noise component that is not necessary for inspecting the surface condition of the film 12, and even if an inspection image is formed from a captured image containing such noise components, a highly accurate inspection cannot be performed. There is a problem that it cannot be done. Since the number of noise components increases as the light transmittance of the film 12 increases, the above-mentioned problem becomes particularly noticeable when inspecting a transparent film 12.
  • the image forming unit 34 function as a noise removing unit to remove noise components from the captured image.
  • photography is performed so that the reflected light (noise component) from the transport roller 28 and the reflected light from the surface of the film 12 are separated.
  • FIG. 6 shows a photographed image when the film 12 is placed on the transport roller 28.
  • the upper region of the photographed image reflects the light reflected from the transport roller 28, and the lower region of the photographed image reflects the light reflected from the surface of the film 12.
  • the image forming unit 34 analyzes the photographed image, excludes the former region (the region reflecting the reflected light from the conveyance roller 28) from the image to be cut out to form the inspection image 16, and cuts out the remaining region.
  • An inspection image 16 is formed by cutting out an image only from the image.
  • the method of separating the reflected light from the transport roller 28 from the reflected light from the film 12 includes adjusting the positions of the light source 30, the transport roller 28, and the film 12, and adjusting the positions of the illumination optical axis L1 and the photographing optical axis L2 relative to the normal N.
  • a method such as checking the reflected light image by adjusting the angle or the like can be applied.
  • the light source 30 may be arranged in a direction closer to the conveying roller 28 than the position where the film 12 is irradiated. In this way, by forming the inspection image 16 from an image with noise components removed, a more accurate inspection can be performed.
  • the inspection image 16 is formed by excluding the region of the photographed image that reflects the reflected light from the transport roller 28, but the noise removal method is not limited to this.
  • a photograph is taken in advance (before the test), the image obtained by this photograph is made into an image that reflects the noise component, and the image is synthesized by subtracting it from the image taken during the test.
  • the inspection image 16 may be formed using the combined image (the image from which the noise component has been removed).
  • the configuration has been described in which the film 12 on the downstream side of the conveyance roller 28 is photographed as the vicinity of the conveyance roller, a configuration may be adopted in which the film 12 on the upstream side of the conveyance roller 28 is photographed as the vicinity of the conveyance roller.
  • the film 12 may be photographed on the upstream side or downstream side of the conveying roller 26 in the vicinity of the conveying roller.
  • the inspection image 116 of the second embodiment is not formed from an image of the outer periphery of the film roll 22 like the inspection image 16 of the first embodiment, and therefore is not suitable for detecting misalignment of the film 12. .
  • the photographed film 12 itself is deformed or uneven due to the winding misalignment (if the deformation on the lower layer side of the film roll 22 is transferred to the upper layer side), this deformation can be It is possible to detect this as winding misalignment, but if the deformation on the lower layer side of the film roll 22 has not transferred to the upper layer side and there is no deformation or unevenness on the photographed film 12 itself, winding misalignment can be detected. Unable to detect.
  • the inspection image 116 is formed from an image taken of a single flat film 12, it is not affected by the difference in the outer diameter of the film roll 22 or the condition of the film 12 on the lower layer side of the film roll 22. This enables highly accurate detection. Therefore, it is suitable for inspecting the surface condition of the film 12 in more detail. More specifically, failures of the film 12 that occur in various forms can be more quantitatively tested as the degree of deformation under the same conditions by testing the film 12 on the same transport roller. In this way, according to the second embodiment, an inspection image 116 can be obtained that allows the surface condition of the film 12 to be inspected in more detail than in the first embodiment. An example of such an inspection image is shown in FIG.
  • the third embodiment includes both the image forming apparatus 10 of the first embodiment and the image forming apparatus 100 of the second embodiment. That is, the third embodiment includes a light source 30 (first light source), an area sensor 32 (first area sensor), an image forming section 34 (first image forming section), and an image forming apparatus 100 of the layer forming apparatus 10. A light source 30 (second light source), an area sensor 32 (second area sensor), and an image forming section 34 (second image forming section) are provided.
  • both the inspection image 16 (first inspection image) formed by the image forming apparatus 10 and the inspection image 116 (second inspection image) formed by the image forming apparatus 100 are used. , the surface condition of the film 12 is inspected.
  • the inspection image 16 it is possible to inspect not only the surface of the film 12 but also the winding misalignment of the film roll 22. Further, according to the inspection image 116, the film 12 can be inspected in detail. In this way, the third embodiment provides the effects of both the first and second embodiments.
  • the position on the film 12 of which the image taken by each area sensor 32 of the image forming apparatuses 10 and 100 is determined depends on the transport speed of the film 12 and the position of the film roll 22. It can be calculated from the outer diameter, shooting cycle, etc. Therefore, it is possible to perform a more detailed inspection of a defective location detected by inspection using the inspection image 16 using the inspection image 116 that includes the defective location.
  • the defect detected from the inspection image 16 may be due to deformation of the film 12 itself, or the film 12 itself may not be deformed but may be caused by winding misalignment occurring on the lower layer side of the film roll 22. This is effective in determining the cause of a problem and the magnitude of its impact, such as determining whether the problem is caused by a problem.
  • Image forming device 12 Film 14 Conveyance process 16 Inspection image 18 Inspection process 20 Unwinder 22 Film roll 24 Winder 26, 28 Conveyance roller 30 Light source 32 Area sensor 34 Image forming unit 100 Image forming device 116 Inspection image L1 Illumination light Axis L2 Photographing optical axis N Normal line

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Abstract

ロール形状の部材の外周の検査や、平板状の部材の表面の検査に適した画像を形成できる画像形成装置、画像形成方法、検査方法を提供する。　画像形成部は、長手方向に搬送される帯状のフイルムに、フイルムの幅方向に長いライン状の照明光を照射し、フイルムの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを連続的に撮影し、撮影画像の各々からフイルムの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせて、フイルム検査用の画像を形成する。切り出す画像は、撮影画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたフイルムの位置から離間した位置を撮影した画像である。

Description

画像形成装置、画像形成方法、検査方法
　本発明は、長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの検査に用いられる画像を形成する画像形成装置、画像形成方法、検査方法、に関する。
　下記特許文献１には、軸方向の部位毎に外径が異なる回転対象な部材について、この部材を軸回りに回転させながら、軸の側方から部材の全体を連続的に撮影し、撮影された画像のそれぞれから軸方向に長い画像を切り出し、切り出した画像を幅方向に並べて繋ぎ合わせることによって。部材の展開図（外周を平面的に再現した画像）を作成する構成が記載されている。下記特許文献１では、撮影された部材の幅から部材の各部位における外径を算出し、外径の大きな部位については切り出す画像の幅を大きくし、外径の小さな位置については切り出す画像の幅を小さくしている。
特開２０１０－１７５２８１号公報
　しかしながら、上記特許文献１は、軸方向の部位毎に外径が異なる回転対称な部材の検査には、適しているものの、ロール（円筒、円柱）形状の部材の外周の検査や、平板状の部材の表面の検査について考慮されておらず、これらの検査には適していないといった問題があった。
　本発明は、上記背景を鑑みてなされたものであり、ロール（円筒、円柱）形状の部材の外周の検査や、平板状の部材の表面の検査に適した画像を形成できる画像形成装置、画像形成方法、検査方法を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、シートの幅方向に長いライン状の照明光を照射する光源と、照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、連続的に撮影するエリアセンサと、エリアセンサにより撮影された画像の各々から、シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を形成する画像形成部と、を備え、画像形成部は、エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、ものである。
　画像形成部は、エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の２０％以上８０％以下の範囲内の画像を切り出す、ことが好ましい。
　画像形成部は、エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内で離間した位置を撮影した画像を切り出す、ことが好ましい。
　シートは、シートロールから巻き出されて搬送され、光源は、シートロールの外周のシートに対して照明光を照射し、エリアセンサは、シートロールの外周のシートを撮影し、画像形成部は、シートロールの外周を平面化した画像を形成する、ものでもよい。
　シートは、搬送ローラに架け渡されて搬送され、光源は、搬送ローラの近傍の平板状のシートに対して照明光を照射し、エリアセンサは、平板状のシートを撮影し、画像形成部は、平板状のシートを再現した画像を形成する、ものでもよい。
　シートは、シートロールから巻き出され、搬送ローラに架け渡されて搬送され、光源は、シートロールの外周のシートに対して照明光を照射する第１光源と、搬送ローラの近傍の平板状のシートに対して照明光を照射する第２光源と、を有し、エリアセンサは、第１光源により照明されたシートロールの外周のシートを撮影する第１エリアセンサと、第２照明により照明された平板状のシートを撮影する第２エリアセンサと、を有し、画像形成部は、第１エリアセンサで撮影された画像を用いてシートロールの外周を平面化した第１検査画像を形成する第１画像形成部と、第２エリアセンサで撮影された画像を用いて平板状のシートを再現した第２検査画像を形成する第２画像形成部と、を有する、ものでもよい。
　エリアセンサにより撮影される画像から、シートを透過した照明光がシートの背後の部材により反射された反射光に基づくノイズ成分を除去するノイズ除去部、を備える、ことが好ましい。
　光源は、照射範囲の中心の照度が非照射時の５倍以上の照度となる光強度の照明光を照射する、ことが好ましい。
　また、上記目的を達成するために、本発明の画像形成方法は、長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、シートの幅方向に長いライン状の照明光を光源から照射する照射ステップと、照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、エリアセンサにより連続的に撮影する撮影ステップと、エリアセンサで撮影した画像の各々から、シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を画像形成部が形成する画像形成ステップと、を備え、画像形成部は、エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大のライン状の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、ものである。
　また、上記目的を達成するために、本発明の検査方法は、長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、シートの幅方向に長いライン状の照明光を光源から照射する照射ステップと、照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、エリアセンサにより連続的に撮影する撮影ステップと、エリアセンサで撮影した画像の各々から、シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を画像形成部が形成する画像形成ステップと、画像形成部が形成した画像を用いて、シートの面状を検査する検査ステップと、を備え、画像形成部は、エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、ものである。
　本発明によれば、ロール（円筒、円柱）形状の部材の外周の検査や、平板状の部材の表面の検査に適した画像を形成できる。
画像形成装置の説明図である。 照明光により照射されたフイルムロールの外観の画像である。 検査画像の形成手順を示すフローチャートである。 検査画像の形成手順を示す説明図である。 検査画像の一例を示す画像ある。 画像形成装置の説明図である。 搬送ローラからの反射光と、フイルム表面からの反射光とが分離するように撮影を行って得られた画像ある。 検査画像の一例を示す画像ある。 画像形成装置の説明図である。
［第１実施形態］
　図１に示すように、本発明の画像形成装置１０は、帯状の長尺のフイルム１２を搬送する搬送工程１４に設けられている。画像形成装置１０は、フイルム１２（シート）の面状（表面の状態）を検査するための検査画像１６を形成するものであり、形成した検査画像１６を検査工程１８へと送信する。
　搬送工程１４は、巻き出し機２０を備えており、フイルム１２は、巻き芯に巻きつけられたフイルムロール２２（シートロール）の形態で前工程（フイルム製造工程）から搬入され、巻き出し機２０にセットされる。そして、巻き出し機２０にセットされたフイルム１２は、フイルムロール２２から巻き出されて、巻き取り機２４へ向けて搬送され、巻き取り機２４において別の巻き芯に巻きつけられる。巻き出し機２０と巻き取り機２４との間には、フイルム１２が架け渡される搬送ローラ２６、２８が設けられており、フイルム１２は、これら搬送ローラ２６、２８を介して、巻き取り機２４へと搬送される。
　画像形成装置１０は、光源３０、エリアセンサ３２、画像形成部３４を備えている。光源３０は、フイルムロール２２の軸方向（フイルム１２の幅方向）に長いライン上の照明光をフイルム１２の表面（本実施形態では、フイルムロール２２の外周（最外層のフイルム１２の表面）に照射する（照射ステップ）。
　具体的には、光源３０は、フイルム１２の幅方向の長さが３０００ｍｍ、搬送方向の長さが２０ｍｍのスリット状の発光部から、フイルム１２の幅方向の長さが２０００ｍｍ、搬送方向の長さ（幅）が２０ｍｍの範囲に対して照明光を照射し、その照射光のフイルムロール２２に写り込んだ反射光の輝度の高い部分を含むように反射光の撮影がされる。フイルムロール２２が凸状の曲面の場合、反射光の輝度の高い部分は照射範囲より細く写り込んで見える。また、光源３０からの照明光の入射角度（光源３０からの照明光の照明光軸Ｌ１がフイルムロール２２の外周と交差する地点（照明光の照射範囲の中心地点）におけるフイルムロール２２の外周の法線Ｎと、照明光軸Ｌ１とのなす角）を５度としている。さらに、光源３０は、照明光照射時の照射範囲の中心地点の照度が、照明光非照射時の５倍以上の照度となる光強度の照明光を照射している。
　なお、光源３０の仕様（発光部の仕様、照明光の照射範囲、照射角度（入射角度）、発光強度）については、上述した例に限定されず、適宜変更できる。ただし、光源３０からの照明光は、フイルム１２の幅方向については、フイルム１２の幅の全域に渡って照射されることが好ましい。また、光源３０からの照明光は、フイルム１２の搬送方向については、フイルム１２の幅の搬送方向の長さ（幅）として１～５０ｍｍの長さの範囲に照射されることが好ましい。さらに、入射角度は、５度～４５度の範囲内であることが好ましい。さらに、光源３０から発光される照明光の光強度は、観察するフイルム表面における照度として５００～１０００００ルクスの範囲内であることが好ましい。なお、図２にフイルムロール２２上に照明光を照射した際のフイルムロール２２の外観の画像を示す。
　図１に戻り、エリアセンサ３２は、入射光量に応じた電荷を蓄積する複数の光電変換素子が、各画素位置に対応して２次元平面上に配列された、例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary MOS)などのイメージセンサであり、撮影に伴って各画素（光電変換素子）に蓄積された電荷を画像信号として出力する。エリアセンサ３２は、フイルムロール２２の外周のうち、光源３０からの照明光の照射範囲の中心地点、及び、その近傍を含み、フイルム１２の幅方向に長く、搬送方向に短い矩形のエリアを撮影範囲とし、このエリアを所定の撮影サイクルで連続的に撮影する（撮影ステップ）。
　具体的には、エリアセンサ３２は、フイルム１２の幅方向の長さが２０００ｍｍ、搬送方向の長さ（幅）が３００ｍｍの範囲を撮影する。また、エリアセンサ３２の撮影角度（エリアセンサ３２の撮影光軸Ｌ２と、前述した法線Ｎとのなす角）を５度としている。さらに、エリアセンサ３２の撮影サイクルを、毎秒２００回としている。
　なお、エリアセンサ３２の仕様（撮影範囲、撮影角度、撮影サイクルなど）上述した例に限定されず、適宜変更できる。ただし、エリアセンサ３２の撮影範囲は、フイルム１２の幅方向については、フイルム１２の幅の全域に渡ることが好ましい。また、エリアセンサ３２の撮影範囲は、フイルム１２の搬送方向については、フイルム１２の搬送方向の長さ（幅）として１０ｍｍ～５００ｍｍの長さの範囲であることが好ましい。さらに、撮影角度は、５度～４５度の範囲内であることが好ましい。また、撮影サイクルは、毎秒３０回～１０００回の範囲内であることが好ましい。さらに、撮影サイクルは、一定である必要はなく、フイルム１２の搬送速度、フイルムロール２２の直径などによって可変させてもよい。また、被写体のブレを無くすために、フイルム１２の搬送速度と撮影サイクルを調整することも好ましく、具体的にはフイルム１２の搬送速度[mm/s]／撮影サイクル[f/s]＜解像度[mm/pix]とすることが望ましい。
　画像形成部３４には、エリアセンサ３２の撮像に伴って、エリアセンサ３２から画像信号（以下、撮影画像）が入力される。画像形成部３４は、入力された撮影画像を用いて、フイルム１２の検査に用いる検査画像１６を形成する（検査画像形成ステップ）。検査画像１６は、フイルムロール２２の外周を平面化した（フイルムロール２２の外周のフイルム１２の表面を平面的に再現した）画像である。
　以下、画像形成部３４が検査画像１６を形成する手順について、図３、並びに、図３Ａを用いて詳細に説明する。画像形成部３４は、エリアセンサ３２から撮影画像（Ｐｍ（ｍは整数））が入力されると、この画像がエリアセンサ３２から入力された１枚目の画像（Ｐ１）であるか否かを判定する。
　そして、画像形成部３４は、１枚目の画像（Ｐ１）である場合、撮影画像（Ｐ１）を解析する。この解析では、撮影画像（Ｐ１）をフイルム１２の搬送方向とは垂直な方向で分割したフイルム１２の幅方向に長いライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ（ｎは整数））の各々について、画像の平均輝度を求める。続いて、各ライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）の平均輝度に基づき、これらライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）の中から、検査画像１６に用いる（撮影画像（Ｐ１）から切り出す）画像を決定する。この決定（切り出し位置の決定）では、入力された撮影画像（Ｐ１）を構成する複数のライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）のうち、平均輝度が最大の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）から離間した位置の画像（平均輝度が最大のライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）において撮影されたフイルム１２の位置から離間した位置を撮影したライン状の画像）（例えば、Ｐ１Ｌ１０）を、切り出す画像として決定する。具体的には、平均輝度が最大の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）の平均輝度を１００％としたときに、平均輝度が最大の６０％の画像（６０％に最も近い画像）（例えば、Ｐ１Ｌ１０）を、切り出す画像と決定する。そして、決定された画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０）の切り出しを行う。この解析は、撮影の前に事前に行い、事前の解析結果で検査時の切り出す画像の位置を設定する等の方法で行うこともできる。
　なお、切り出す画像は、平均輝度が最大のライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）において撮影されたフイルム１２の位置から離間した位置を撮影したライン状の画像であればよい。このため、上記のように、撮影画像（Ｐ１）を構成するライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）のうち、平均輝度が最大の６０％の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０）を切り出す構成に限定されず、平均輝度が最大の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）以外であれば、任意の輝度（平均輝度）の画像を切り出す構成とすることができる。ただし、後述する検査工程１８で不具合の検出を容易にするといった観点から、切り出す画像の平均輝度は、最大の２０％以上８０％以下の範囲内であることが好ましい。
　また、各ライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）において撮影されたフイルム１２の位置は、フイルム１２の搬送速度、フイルムロール２２の外径、撮影サイクルなどから算出できる。このため、ライン状の画像（Ｐ１Ｌ１～Ｐ１Ｌｎ）の各々において撮影されたフイルム１２の位置を特定し、特定した位置に基づいて、平均輝度が最大のライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）において撮影されたフイルム１２の位置から所定距離（例えば、１０ｍｍ）離間した位置を撮影したライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０）を切り出す構成としてもよい。ただし、この場合も、後述する検査工程１８で不具合の検出を容易にするといった観点から、切り出す画像は、平均輝度が最大のライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）において撮影されたフイルム１２の位置から０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内で離間した位置を撮影したライン状の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０）であることが好ましく、より好ましくは、０．１ｍｍ以上３０ｍｍ以下の範囲内で離間した位置を撮影したライン状の画像であることである。
　このように、画像形成部３４は、入力された撮影画像（Ｐｍ）が、１枚目の画像（Ｐ１）である場合は、平均輝度が最大の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１５）から離間した位置の画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０）を切り出す画像と決定し、この画像を切り出す。一方、画像形成部３４は、入力された画像（Ｐｍ）が２枚目以降の画像（Ｐ２～Ｐｍ）である場合、１枚目の撮影画像（Ｐ１）と同じ位置の画像を切り出す画像と決定し、この画像を切り出す。つまり、１枚目の撮影画像（Ｐ１）から切り出されたライン状の画像の切り出し位置が、例えば、撮影画像を構成する複数のライン状の画像のうち搬送方向上流側から１０段目の画像（Ｐ１Ｌ１０）であった場合、今回の撮影画像（Ｐ２～Ｐｍ）についても撮影画像（Ｐ２～Ｐｍ）を構成する複数のライン状の画像（Ｌ１～Ｌｎ）のうち搬送方向上流側から１０段目の画像（Ｌ１０（Ｐ２Ｌ１０～ＰｍＬ１０））を切り出す。
　そして、画像形成部３４は、エリアセンサ３２から撮影画像（Ｐ１～Ｐｍ）が入力される毎に上述した切り出しを行い、切り出した画像（例えば、Ｐ１Ｌ１０～ＰｍＬ１０）を搬送方向に、すなわち、エリアセンサ３２からの入力順（撮影順）に、並べて繋ぎ合わせることにより、検査画像１６を形成する。このようにして形成された検査画像１６は、フイルムロール２２の外周を平面化した（フイルムロール２２の外周（最外層）のフイルム１２の表面を平面的に再現した）画像である。
　この検査画像の一例を図４に示す。図４は図２のフイルムロール２２に対応した検査画像である。図４において、左側に陥没部（フイルム１２の重量によるフイルムロール２２の陥没に伴うフイルムロール２２の外観変形を伴う故障）、中央に亀ベコ部（フイルムロール２２の中央から全面に発生する亀甲上の変形を伴う故障）、右側に巻きよじれ部（停止状態では視認されないがフイルムロール２２の搬送中にフイルムロール２２の上で発生する変形故障）、中央と左の間に点在する巻きブツ部（フイルムロール２２上のフイルム１２の接着により、外観上色味が変わって見えたり、場合により変形を伴う故障）、といった、フイルムロール２２に特有な故障を平面的に、また形状を可視化してとらえるように、画像化されている。
　なお、本実施形態では、１枚目の撮影画像から切り出されたライン状の画像と同じ位置の画像を切り出す例で説明をしたが、本発明はこれに限定されない。前述のように、各ライン状の画像において撮影されたフイルム１２の位置は、フイルム１２の搬送速度、フイルムロール２２の外径、撮影サイクルなどから算出できる。このため、２枚目以降の撮影画像については、１枚前の撮影画像から切り出されたライン状の画像において撮影された位置よりも１ピクセル（画素）分だけフイルム１２の搬送方向上流側にずれた位置を撮影した画像を切り出す構成としてもよい。
　また、上記実施形態では、エリアセンサ３２から入力された撮影画像の全てについて、画像の切り出しを行う例で説明をしたが、本発明はこれに限定されない。今回入力された撮影画像から切り出すべきライン状の画像は、１枚前に入力された撮影画像において撮影された位置よりも１ピクセル（画素）分だけフイルム１２の搬送方向上流側にずれた位置を撮影した画像である。そして、この画像と同等の画像（同じ位置を撮影した画像）は、今回入力された撮影画像以外の撮影画像（例えば、数枚程度前（または後）に入力された撮影画像）にも含まれる。このため、今回入力された撮影画像からは切り出しを行わず、代わりに、切り出すべき画像と同等の画像の中から検査画像１６として最適な画像を用いて検査画像１６を形成してもよい。ここで、検査画像１６として最適な画像とは、例えば、平均輝度が予め設定された最適な値（例えば、６０％）に最も近い画像である。
　同様に、上記実施形態では、エリアセンサ３２から入力された１枚の撮影画像から、１つのライン状の画像を切り出す例で説明をしたが、本発明はこれに限定されない。前述のように、撮影タイミングが近接した撮影画像（例えば、数枚程度前（または後）に撮影された撮影画像）の中には、同じ位置を撮影したライン状の画像が重複して含まれている。このため、１枚の撮影画像から、複数のライン状の画像を切り出してもよい。
　図１に戻り、上述のように画像形成装置１０が形成した検査画像１６は、検査工程１８へ送信される。検査工程１８では、例えば、目視により検査画像１６を観察することによって、または、画像解析装置により検査画像１６を解析することによって、フイルム１２の面状の検査が行われる（検査ステップ）。検査では、フイルム１２の表面の凹凸や傷なとの不具合が検出される。
　また、検査画像１６は、フイルムロール２２の形態のフイルム１２を撮影した画像である。このため、検査工程１８における検査では、フイルム１２の巻ズレなどの不具合も検出できる。つまり、撮影されたフイルム１２（フイルムロール２２の最外層のフイルム１２）には不具合が存在しないが、フイルムロール２２の下層側で巻きズレなどの不具合があった場合には、撮影されたフイルム１２（フイルムロール２２の最外層のフイルム１２）も不具合の影響を受けて変形等が生じるが、フイルムロール２２の形態のフイルム１２を撮影した画像を用いて検査画像１６を形成することにより、このような不具合も検出可能となる。
［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について、図５－図７を用いて説明を行う。なお、図５以降の図面を用いた説明では、前述した実施形態と同様の部材については同様の符号を付して説明を省略している。
　上記第１実施形態では、画像形成装置１０がフイルムロール２２の近傍に配置され、フイルムロール２２の外周を撮影した画像を用いて検査画像１６を形成している。これに対し、第２実施形態では、図５に示すように、画像形成装置１０と同様の構成をした画像形成装置１００を、搬送ローラ２８の近傍に配置し、搬送ローラ２８の近傍の平板状のフイルム１２を撮影した画像を用いて検査画像１１６を形成している。
　具体的には、搬送ローラ２８からフイルム１２が離間する位置から下流側５ｍｍの地点に照明光を照射し、この照射範囲の近傍を含む範囲を撮影し、撮影画像を用いて、検査画像１１６を形成している。照明光を照射する位置としては、搬送ローラ２６、２８で搬送されたフイルム１２のバタツキが抑制されるといった観点から、搬送ローラ２８からフイルム１２が離間した位置から上流もしくは下流側に５０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０ｍｍの範囲である。その他の構成、すなわち、光源３０やエリアセンサ３２の仕様、及び、検査画像１１６の形成手法、検査工程１８における検査手法については、前述した第１実施形態と同様である。
　また、撮影画像（エリアセンサ３２から入力される画像）に含まれるノイズ成分を除去する構成としてもよい。つまり、エリアセンサ３２には、フイルム１２の表面からの光（光源３０からの照明光がフイルム１２の表面で反射された反射光）だけでなく、フイルム１２の背後の部材（搬送ローラ２８など）からの光（光源３０からの照明光がフイルム１２を透過してフイルム１２の背後の部材で反射された反射光）も含まれる。そして、後者の光は、フイルム１２の面状の検査には必要のないノイズ成分となり、このようなノイズ成分を含んだ撮影画像から検査画像を形成しても、精度の高い検査を行うことができないといった問題がある。ノイズ成分は、フイルム１２の光透過性が高くなるほど多くなるので、特に、透明なフイルム１２を検査する場合などは前述した問題が顕著となる。
　このため、画像形成部３４をノイズ除去部として機能させ、撮影画像からノイズ成分を除去することが好ましい。具体的には、図６に示すように、搬送ローラ２８からの反射光（ノイズ成分）と、フイルム１２の表面からの反射光とが分離するように撮影を行う。図６は、搬送ローラ２８上にフイルム１２がある場合の撮影画像を示している。図６において、撮影画像の上側の領域は、搬送ローラ２８からの反射光を反映したものであり、撮影画像の下側の領域は、フイルム１２の表面からの反射光を反映したものである。画像形成部３４は、撮影画像を解析し、前者の領域（搬送ローラ２８からの反射光を反映した領域）については、検査画像１６を形成するために画像を切り出す対象から除外し、残りの領域からのみ画像を切り出して検査画像１６を形成する。搬送ローラ２８からの反射光をフイルム１２からの反射光から分離する方法としては、光源３０と搬送ローラ２８及びフイルム１２との位置の調整、照明光軸Ｌ１と撮影光軸Ｌ２の法線Ｎに対する角度の調整などにより、反射光の画像を確認するなどの方法を適用することができる。一例として、図５のように光源３０をフイルム１２への照射位置より搬送ローラ２８に近い方向に配置するといった方法があげられる。このように、ノイズ成分を除外した画像から検査画像１６を形成することにより、より精度の高い検査を行うことができる。
　なお、上記の例では、撮影画像のうち搬送ローラ２８からの反射光を反映した領域を除外して検査画像１６を形成する例で説明をしたが、ノイズの除去方法はこれに限定されない。例えば、フイルム１２の存在しない状態で、事前（検査前に）撮影を行い、この撮影により得られた画像をノイズ成分を反映した画像とし、検査時に撮影された画像から減算するように画像を合成し（ノイズ成分の除去を行い）、合成された画像（ノイズ成分の除去された画像）を用いて検査画像１６を形成してもよい。
　なお、搬送ローラの近傍として、搬送ローラ２８の下流側のフイルム１２を撮影する構成で説明をしたが、搬送ローラの近傍として、搬送ローラ２８の上流側のフイルム１２を撮影する構成としてもよい。もちろん、搬送ローラの近傍として、搬送ローラ２６の上流側または下流側のフイルム１２を撮影する構成としてもよい。また、搬送ローラ２６または搬送ローラ２８として、反射を抑えた搬送ローラを用い、フイルム１２からの反射光のみを撮影する構成とすることもできる。なお、フイルム１２の光透過性が低い場合も、反射を抑えた搬送ローラを用いた場合と同様に、フイルム１２からの反射のみで撮影する構成となる。
　第２実施形態の検査画像１１６は、第１実施形態の検査画像１６のようにフイルムロール２２の外周を撮影した画像から形成したものではないので、フイルム１２の巻ズレの検出には適していない。つまり、巻ズレによる影響で、撮影されたフイルム１２自体に変形や凹凸が生じてしまっている場合（フイルムロール２２の下層側の変形が上層側にも移ってしまった場合）は、この変形を巻ズレとして検出することも可能であるが、フイルムロール２２の下層側の変形が上層側には移っておらず、撮影されたフイルム１２自体に変形や凹凸が生じていない場合は、巻ズレを検出することができない。
　一方、検査画像１１６は、１枚の平板状のフイルム１２を撮影した画像から形成されるため、フイルムロール２２の外径の違いやフイルムロール２２の下層側のフイルム１２の状態に影響を受けることがなく、精度の高い検出が可能となる。このため、フイルム１２の面状をより詳細に検査することに適している。より具体的には、さまざまな形態で発生るフイルム１２の故障を、同じ搬送ローラ上のフイルム１２による検査により、同じ条件での変形度合いとしてより定量的に検査することができる。このように、第２実施形態によれば、第１実施形態と比較して、フイルム１２の面状をより詳細に検査することが可能な検査画像１１６を得られる。このような検査画像の例を図７に示す。画像の左側にはフイルムロール２２上の接着（フイルムロール２２において重なり合ったフイルム１２同士の接着）により連続的に発生している変形、画像の右部に円状の線で囲んだ部分には部分的な接着による変形が見られている。
［第３実施形態］
　図８に示すように、第３実施形態では、第１実施形態の画像形成装置１０と、第２実施形態の画像形成装置１００との両方を設けている。すなわち、第３実施形態は、画層形成装置１０の光源３０（第１光源）、エリアセンサ３２（第１エリアセンサ）、画像形成部３４（第１画像形成部）、及び、画像形成装置１００の光源３０（第２光源）、エリアセンサ３２（第２エリアセンサ）、画像形成部３４（第２画像形成部）を備えている。そして、第３実施形態では、画像形成装置１０で形成された検査画像１６（第１検査画像）と、画像形成装置１００で形成された検査画像１１６（第２検査画像）との両方を用いて、フイルム１２の面状を検査する。
　前述のように、検査画像１６によれば、フイルム１２の表面だけでなく、フイルムロール２２の巻ズレなどの検査が可能である。また、検査画像１１６によれば、フイルム１２の詳細な検査が可能である。このように、第３実施形態では、第１実施形態と第２実施形態の両方の効果を得られる。
　なお、第３実施形態では、画像形成装置１０と、画像形成装置１００とを連携させて検査を行うことも可能である。つまり、前述のように、画像形成装置１０、１００の各エリアセンサ３２で撮影した撮影画像が、フイルム１２のどの位置を撮影したものであるのかについては、フイルム１２の搬送速度、フイルムロール２２の外径、撮影サイクルなどから算出できる。このため、検査画像１６を用いた検査により検出された不具合箇所について、この不具合箇所を含む検査画像１１６を用いてより詳細に検査を行う、といったことが可能である。こうすることで、例えば、検査画像１６から検出された不具合が、フイルム１２自体が変形したものであるか、フイルム１２自体には変形がないがフイルムロール２２の下層側に生じた巻ズレの影響によるものであるかを特定する、といったように、不具合の原因や影響の大きさの究明に有効である。
　１０　画像形成装置
　１２　フイルム
　１４　搬送工程
　１６　検査画像
　１８　検査工程
　２０　巻き出し機
　２２　フイルムロール
　２４　巻き取り機
　２６、２８　搬送ローラ
　３０　光源
　３２　エリアセンサ
　３４　画像形成部
　１００　画像形成装置
　１１６　検査画像
　Ｌ１　照明光軸
　Ｌ２　撮影光軸
　Ｎ　法線

Claims (10)

  1. 　長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、前記シートの幅方向に長いライン状の照明光を照射する光源と、
    　前記照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、前記シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、連続的に撮影するエリアセンサと、
    　前記エリアセンサにより撮影された画像の各々から、前記シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、前記シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を形成する画像形成部と、を備え、
    　前記画像形成部は、前記エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、
    　画像形成装置。
  2. 　前記画像形成部は、前記エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の２０％以上８０％以下の範囲内の画像を切り出す、
    　請求項１に記載の画像形成装置。
  3. 　前記画像形成部は、前記エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲内で離間した位置を撮影した画像を切り出す、
    　請求項１に記載の画像形成装置。
  4. 　前記シートは、シートロールから巻き出されて搬送され、
    　前記光源は、前記シートロールの外周のシートに対して前記照明光を照射し、
    　前記エリアセンサは、前記シートロールの外周のシートを撮影し、
    　前記画像形成部は、前記シートロールの外周を平面化した画像を形成する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  5. 　前記シートは、搬送ローラに架け渡されて搬送され、
    　前記光源は、前記搬送ローラの近傍の平板状のシートに対して前記照明光を照射し、
    　前記エリアセンサは、前記平板状のシートを撮影し、
    　前記画像形成部は、前記平板状のシートを再現した画像を形成する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  6. 　前記シートは、シートロールから巻き出され、搬送ローラに架け渡されて搬送され、
    　前記光源は、前記シートロールの外周のシートに対して前記照明光を照射する第１光源と、前記搬送ローラの近傍の平板状のシートに対して前記照明光を照射する第２光源と、を有し、
    　前記エリアセンサは、前記第１光源により照明された前記シートロールの外周のシートを撮影する第１エリアセンサと、前記第２照明により照明された前記平板状のシートを撮影する第２エリアセンサと、を有し、
    　前記画像形成部は、前記第１エリアセンサで撮影された画像を用いて前記シートロールの外周を平面化した第１検査画像を形成する第１画像形成部と、前記第２エリアセンサで撮影された画像を用いて前記平板状のシートを再現した第２検査画像を形成する第２画像形成部と、を有する、
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  7. 　前記エリアセンサにより撮影される画像から、前記シートを透過した照明光が前記シートの背後の部材により反射された反射光に基づくノイズ成分を除去するノイズ除去部、を備えた、
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  8. 　前記光源は、照射範囲の中心の照度が非照射時の５倍以上の照度となる光強度の照明光を照射する、
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
  9. 　長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、前記シートの幅方向に長いライン状の照明光を光源から照射する照射ステップと、
    　前記照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、前記シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、エリアセンサにより連続的に撮影する撮影ステップと、
    　前記エリアセンサで撮影した画像の各々から、前記シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、前記シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を画像形成部が形成する画像形成ステップと、を備え、
    　前記画像形成部は、前記エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大のライン状の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、
    　画像形成方法。
  10. 　長手方向に連続的に搬送される長尺のシートの表面に対し、前記シートの幅方向に長いライン状の照明光を光源から照射する照射ステップと、
    　前記照明光の照射範囲の中心地点の近傍を含み、前記シートの幅方向に長く搬送方向に短い矩形のエリアを、エリアセンサにより連続的に撮影する撮影ステップと、
    　前記エリアセンサで撮影した画像の各々から、前記シートの幅方向に長いライン状の画像を切り出し、切り出した画像を搬送方向に並べて繋ぎ合わせることにより、前記シートの表面を平面的に再現した、シート検査用の画像を画像形成部が形成する画像形成ステップと、
    　前記画像形成部が形成した画像を用いて、前記シートの面状を検査する検査ステップと、を備え、
    　前記画像形成部は、前記エリアセンサで撮影した画像を構成する複数のライン状の画像のうち、平均輝度が最大の画像において撮影されたシートの位置から離間した位置を撮影した画像を切り出す、
    　検査方法。
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