(57)【要約】【課題】印刷物を擬似欠陥検出が少なく、高精度に検査することが可能な印刷物検査方法を提供すること。【解決手段】基材の少なくとも一方の面に印刷が施された印刷物を検査する方法であって、前記印刷物に白色光を照射する照明段階と、前記印刷物の搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記印刷物を撮像する撮像段階と、前記撮像段階にて得られた印刷物の画像データ中で検査対象としない非検査エリアを設定する、非検査エリア設定段階と、前記画像データを用いて、前記印刷物に存在する欠陥を判定する画像処理欠陥判定段階と、を有し、前記非検査エリア設定段階では、非検査エリアは画像データ中の輝度差のある箇所に設定され、かつ、非検査エリアのサイズを輝度差の大きさによって調節することを特徴とする印刷物の検査方法。【選択図】図５
2010078485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方の面に印刷が施された印刷物を検査する方法であって、前記印刷物に白色光を照射する照明段階と、前記印刷物の搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記印刷物を撮像する撮像段階と、前記撮像段階にて得られた印刷物の画像データ中で検査対象としない非検査エリアを設定する、非検査エリア設定段階と、前記画像データを用いて、前記印刷物に存在する欠陥を判定する画像処理欠陥判定段階と、を有し、前記非検査エリア設定段階では、非検査エリアは画像データ中の輝度差のある箇所に設定され、かつ、非検査エリアのサイズを輝度差の大きさによって調節することを特徴とする印刷物の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は印刷物の欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷機として例えば、グラビア印刷機がある。以下、グラビア印刷機でカラーの印刷物を印刷する場合を例に挙げて説明することとする。
【０００３】
一般に、グラビア印刷機では、原反に印刷して得られる帯状の印刷物を搬送し、検査装置が有するラインセンサカメラ等の撮像手段でその印刷物の絵柄を撮像し、その際に得られる画像データに基づいて、外観検査を実施している。このような印刷物の検査装置では、カラーの印刷物を高精度に検査を実施するため、主にカラーカメラが用いられている。
【０００４】
一般的なカラーカメラは、赤（以下Ｒ）、緑（以下Ｇ）、青（以下Ｂ）の三種類の受光素子等により撮像された画像を、合成してカラー画像を形成している。カラーのラインセンサカメラには、Ｒ、Ｇ、Ｂ波長に感度を持つ受光素子が平行して配列されている３ライン方式と、カメラ内部にプリズム等の分光手段を配置させることで、受光した光をＲ、Ｇ、Ｂ波長に分解し、分解した波長別に受光素子が配列されている３ＣＣＤ方式（又は３板式）という、二種類の方式が用いられている。
【０００５】
また、グラビア印刷機では、原反として紙だけではなく、透明プラスチックフィルム、アルミ蒸着などの特殊品を含め、複数種類の原反を同一の印刷機で印刷することが行われている。そのため、従来の印刷物の検査装置用の照明装置では、検査する印刷物の原反が切り換わる毎に、照明装置が有している乱反射、正反射、透過等の光源の中から、必要な光源を選択し、適切な光量調整を実施し、各種印刷物の検査に対応していた。
【０００６】
ＣＣＤカメラ等で印刷物を撮像し、画像処理を用いてその印刷物を検査する方法として、例えば特許文献１が提案されている
欠陥を検出する一般的な手法はパターンマッチング法である。この手法は、一周期の印刷物中に欠陥のない画像を基準画像、検査したい画像を検査画像とし、これらの両画像を比較処理することにより欠陥を分別するものである。比較処理というのは具体的には、カメラで取得した画像の同位置にある画素同士の差分をとり、差分値がスレッシュホールドを超えた場合欠陥と判定する。
【０００７】
しかし、この手法では印刷工程のバラツキにより、カメラに映る両画像の位置が相対的に変動してしまい、単なる比較処理では欠陥が無い部分で輝度値の差分値がスレッシュホールドを超え、欠陥と判定されることがある。これが擬似欠陥というもので、検査としては過検出となる。
【０００８】
印刷中に欠陥が発生すると、真の欠陥か擬似欠陥かを目視で判断する必要があるが、擬似が多いとこの作業負荷が増大する。従って、作業者は検査条件を甘く設定して運用することになる。検査条件を甘くすると結果的に検出力が低下することになる。
【特許文献１】特許第３８０８９３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、擬似欠陥の発生を抑止する検査方法を
提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、基材の少なくとも一方の面に印刷が施された印刷物を検査する方法であって、前記印刷物に白色光を照射する照明段階と、前記印刷物の搬送と同期を取るかまたは所定時間間隔で、前記印刷物を撮像する撮像段階と、前記撮像段階にて得られた印刷物の画像データ中で検査対象としない非検査エリアを設定する、非検査エリア設定段階と、前記画像データを用いて、前記印刷物に存在する欠陥を判定する画像処理欠陥判定段階と、を有し、前記非検査エリア設定段階では、非検査エリアは画像データ中の輝度差のある箇所に設定され、かつ、非検査エリアのサイズを輝度差の大きさによって調節することを特徴とする印刷物の検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、印刷物において擬似欠陥が発生しやすい領域に設定する非検査エリアの大きさを、輝度差により調節することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照してこの発明に係る印刷物の検査方法を説明する。図１は印刷物の検査装置を示す構成概略図である。
【００１３】
図１においては、印刷機が印刷物１０を所定速度で搬送しているものとする。印刷物の検査装置は、印刷機の搬送速度と同期を取り、且つ印刷物１０の表面を撮影する撮像手段３０と、印刷物１０の表面に白色光を照射する反射照明手段２０と、印刷物１０の裏面に白色光を照射する透過照明手段２１と、撮像手段３０により印刷物１０の表面を撮影して得られた画像データを用いて、印刷物１０に存在する欠陥部を抽出して、自動判定する制御・画像処理手段４０とから構成されている。
【００１４】
印刷物１０は所定速度で被撮像領域を移動している。この際、印刷機に取り付けた印刷物１０の移動量を高精度に計測するユニットから単位距離毎の信号を得て、その信号を場合によっては、分周分配して制御・画像処理手段４０にこの信号を送ることによって、印刷機の速度変動の影響を受けないように走査撮像を行なう。撮像手段３０の分解能の範囲内で印刷機の搬送速度を一定と見なすことができる場合は、トリガー信号による撮像開始、及び一定時間間隔の撮像のみで画像を得る方法も考えられるが、前述のように常に印刷機の搬送速度と同期を取った撮像の方が確実である。
【００１５】
また、印刷機の速度変動以外にも印刷物１０の原反がプラスチックフィルムなどの伸縮が発生しやすい原反を使用する可能性がある。印刷物１０の原反に伸縮が発生した場合、印刷機の速度と同期を取った撮像を実施しても、画像に影響を与えてしまう可能性がある。よって、印刷機の搬送速度以外にも、印刷物１０の伸縮の影響を考慮した計測が必要となる。一般的には、印刷物１０にその一部を接触させた計測方法を採用することで、伸縮などの影響を軽減させていることが多い。
【００１６】
図２は、印刷物の検査装置の反射照明手段２０と透過照明手段２１を示す模式図である。
【００１７】
撮像手段３０には撮像用のレンズ３２が取り付けられており、その垂直方向に撮像対象である印刷物１０が配置されている。グラビア印刷機では、印刷物１０はロール状にて製造されるため、搬送速度は一定速度である場合が多い。その場合には撮像対象が、常に撮像手段３０の下を通過することになるので、撮像手段３０は主にラインセンサを選択することが多いが、印刷機の種類、特に搬送の形態によってはエリアカメラを選択しても構わ
ない。また、撮像手段３０の配置は、印刷物１０に対して垂直に配置しているが、ラインセンサカメラの場合、適切な画像が得られる照明系を実現でき、且つラインセンサの横並び方向において各画素間で同じ距離にある印刷物１０を撮像可能であれば、図２のθを傾いて（９０°以外に）配置しても構わない。
【００１８】
反射照明手段２０は、印刷物１０と撮像手段３０の間に配置され、印刷物１０の表面に白色光を照射する第１の照明手段２２と、白色光以外を照射する第２の照明手段２３を備えている。反射照明手段２０の種類には、適切な処理を行なえる画像が得られる光量を確保できるのであれば何を使用しても構わないが、撮像手段３０にラインセンサを採用する場合、ライン状に照射可能な照明系が適している。具体的には、蛍光灯や伝送ライト、ＬＥＤ照明等を選択使用する。
【００１９】
また反射照明手段２０は、乱反射、正反射、又はその両方、又は両方を配置させつつ印刷物１０の原反によってそのうちいずれかを選択する、という配置が考えられるが、印刷機の種類（印刷方式）や原反によってどの配置を選択しても構わない。また、撮像手段３０に最適な光量を受光させるため、白色光を照射する第１の照明手段２２と、白色光以外を照射する第２の照明手段２３をそれぞれ二個以上配置しても構わない。また、反射照明手段２０に蛍光灯を採用した場合には、反射照明手段２０周辺に反射部材を配置させ、光量を増加させても構わない。
【００２０】
反射照明手段２０には撮像用のスリット３１が設けられている。具体的には撮像手段３０に受光する光量に影響が無ければ、空間であっても、透明アクリルのような透明部材であっても構わない。
【００２１】
透過照明手段２１は、撮像手段３０と透過照明手段２１の間に、印刷物１０が配置されるような位置関係にて配置され、印刷物１０の裏面に白色光を照射する第３の照明手段２４を備えている。透過照明手段２１の種類には、適切な処理を行なえる画像が得られる光量を確保できるのであれば何を使用しても構わないが、撮像手段３０にラインセンサを採用する場合、ライン状に照射可能な照明系が適している。具体的には、蛍光灯や伝送ライト、ＬＥＤ照明等を選択使用する。また透過照明手段２０は、最大の光量が確保できる方法として、撮像手段３０に対して直線的に配置させる方法が考えられるが、欠陥の検出に支障が出ない光量が確保できるのであれば、直線的な配置である必要はない。
【００２２】
また、印刷機の種類（印刷方式）や原反によって、特に透過性が低い原反を使用する場合などは、透過照明手段２１を採用しなくても構わない。但し、どの原反が搬送されるか未確定な印刷機に取り付ける場合などには、透過照明手段２１をＯＮとＯＦＦを切り替え可能な形態であることが適している。また、撮像手段３０に最適な光量を受光させるため、白色光を照射する第３の照明手段２４をそれぞれ二個以上配置しても構わない。また、透過照明手段２０に蛍光灯を採用した場合には、透過照明手段２０周辺に反射部材を配置させ、光量を増加させても構わない。
【００２３】
カラーの印刷物１０をモノクロカメラで撮像する場合、異なる色の組み合わせでも出力される階調値に差がない場合がある。一方カラーカメラの場合、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれに感度を持つ三種類の素子によって光を受光するので、カラーの印刷物１０を撮像しても、出力される結果画像にＲ、Ｇ、Ｂ別の印刷物１０の情報を反映できるため、モノクロカメラよりもカラーの印刷物１０の撮像には適している。
【００２４】
撮像手段３０であるカメラによる画像取り込みについて説明する。印刷機と同期をとって画像がカメラに取り込まれる。従って、印刷速度が変われば流れ方向では、取り込み時間に応じて画像分解能も変化する。次に取り込み視野内で照明による明るさに差が出るの
で、シェーディング補正を行う。その後、ノイズ除去フィルター等の前処理をかけた画像を取得する。
【００２５】
印刷工程では、印刷物１０には所定のテンションをかけ、常に同じ位置に印刷絵柄が入るように制御している。しかし若干量ではあるが、巾方向には蛇行が発生するし、流れ方向では前述のテンションのために伸縮が発生する。従って、カメラに取り込まれた画像において、巾方向と流れ方向で少しずつ印刷絵柄の位置が変化する。
【００２６】
上記位置ずれによりパターマッチングによる検査手法では、過検出が発生してしまう。現在この位置ずれの影響を最小にする方法として、基準画像を検査画像の直前の画像に設定して、順次更新していく方法が考案されている。さらに厳密な位置補正が必要とされる場合には、画像の中で特徴となる部分を抽出して、画像中の印刷絵柄の位置を巾方向および流れ方向で微調整してもよい。
【００２７】
これらの手段により、印刷絵柄の位置のバラツキには対応できるが、過検出の要因は他にもある。すなわち、印刷物の印刷品質の、印刷周期ごとのにバラツキである。これは、印刷絵柄のエッジ部など濃淡の差がはっきり出る箇所に発生することが多いものである。
【００２８】
図３（Ａ）〜（Ｃ）は印刷絵柄のエッジ部の例を模式的に示したもので、いずれも左側に色の薄い部分５１が、右側に色の濃い部分５２が、中央付近にそれらの境界部分（エッジ部分）５０がある場合を示している。基準画像の絵柄と検査画像の絵柄のエッジ部が、ともに図３（Ａ）のように滑らかであれば、パターンマッチング処理を行った際に擬似欠陥が発生することはない。
【００２９】
しかし印刷絵柄のエッジ部分を完全に滑らかにすることは困難であり、一般的には図３（Ｂ）、（Ｃ）のように凹凸のあるエッジ部となる。このエッジ部の凹凸の状態が基準画像の絵柄と検査画像の絵柄で全く同じであれば、パターンマッチング処理を行った際に擬似欠陥が発生することはない。しかしながら同じ絵柄の印刷物の間でもエッジ部の凹凸の状態は、例えば図３（Ｂ）および（Ｃ）に模式的に示したように、異なっているのが一般的であり、これが印刷物の印刷品質のバラツキである。
【００３０】
図３（Ｂ）および（Ｃ）を、それぞれ基準画像および検査画像として、パターンマッチング処理を行なうと、このエッジ部分で擬似欠陥が大量に発生することになる。
【００３１】
上記課題を解決する方法の一つとして、濃淡の差が大きい絵柄のエッジ部分近傍の一定領域を非検査エリアとするというものがある。非検査エリアは、通常は手作業により領域設定される。この非検査エリアに設定された領域では、検査処理が全く行われないため実際にその部分に発生した欠陥も見逃すことになる。従って非検査エリアはできるだけ小さいサイズに抑えることが好ましい。
【００３２】
しかし手作業による領域設定では、エッジ部両側の所定幅の領域を非検査エリアとする、というような一律的な設定を行うのが精一杯であり、絵柄の特徴を考慮して非検査エリアのサイズを設定するという手間や時間のかかる作業は困難である。本発明は、この非検査エリアの位置およびサイズを、検査対象の絵柄の特徴を考慮しつつ、設定可能とするものである。
【００３３】
比較のため、従来の処理フローを図４に示す。従来の処理フローでは、印刷物を撮像し（Ｓ２）、得られた検査画像に対して、シェーディング補正、前処理、位置補正を行った（Ｓ３，Ｓ４）後にエッジ部を抽出し、そのエッジ部近傍の所定個数の画素を非検査エリアとする（Ｓ５）。この非検査エリアとなる画素の個数はパラメータとして設定できるも
のとする。その後、パターンマッチング処理を行って、基準画像と検査画像の差分画像を作成する（Ｓ６）。さらにその差分画像を所定のしきい値で２値化して欠陥のある箇所を検出し、良否判定する（Ｓ７）。
【００３４】
このような従来の非検査エリアの設定方法では、前述のように印刷品質のバラツキの多少によらず非検査エリアのサイズを設定することになってしまう。そのためバラツキの小さい印刷物についても大きな非検査エリアを設定してしまい、その結果、非検査エリアのサイズが適正であれば検出できた欠陥を検出できないことになってしまう。
【００３５】
本発明の方法の処理フローを図５に示す。本発明の方法においても、印刷物を撮像し（Ｓ１２）、得られた検査画像に対して、シェーディング補正、前処理、位置補正を行う（Ｓ１３，Ｓ１４）ところまでは従来と同様である。
【００３６】
その後、検査画像のｘ方向（印刷物の流れ方向に対して直角方向）について、隣り合った各画素の輝度値の差分をとっていき（Ｓ１５）、その差分値が所定のしきい値を超えた場合に、その前後の画素を非検査エリアと設定する（Ｓ１６）。検査画像のｙ方向（印刷物の流れ方向）についても同様の処理を行う。なお、ｘ方向とｙ方向のどちらの処理を先に行うかという順序には特に決まりはない。また検査対象の絵柄によっては、この処理をｘ方向とｙ方向の両方について行わなくてもよい場合もある（例えば印刷絵柄が縦縞の場合は、この処理はｘ方向についてのみ行えば非検査エリアの設定が可能である）。
【００３７】
この後の処理フローは従来のものと同じで、パターンマッチング処理を行って基準画像と検査画像の差分画像を作成し（Ｓ１７）、その差分画像を所定のしきい値で２値化して欠陥のある箇所を検出し良否判定する（Ｓ１８）、というものである。
【００３８】
上記の本発明の非検査エリア設定方法では、検査画像中のエッジ部の凹凸形状に合わせて、非検査エリアの位置やサイズを設定することが可能となる。従って、エッジ部に凹凸があったとしてもエッジ部のごく近傍だけが非検査エリアとして設定され、それ以外の箇所は検査対象エリアであり、欠陥を見逃す可能性を低減することが可能となる。
【００３９】
更に上記の本発明の非検査エリア設定方法では、検査画像上で輝度値の差分が小さい箇所、すなわち印刷物上でもともと濃淡の差が小さい箇所は、非検査エリアとはならず検査対象エリアとしたり、非検査エリアのサイズを小さくしたりすることができる。
【００４０】
図６（Ａ）、（Ｂ）に、このことを説明する模式図を示す。図６（Ａ）、（Ｂ）はともに、検査画像中の絵柄のエッジ部分を含む領域の、横一列に並んだ画素８個（図６（Ａ）ではＧ１〜Ｇ８で図６（Ｂ）Ｈ１〜Ｈ８）を模式的に示したものである。いずれも左側に輝度の高い（明るい）部分が、右側に輝度の低い（暗い）部分があるものとする。明るい部分の輝度は（Ａ）と（Ｂ）で同じであるが、暗い部分の輝度は（Ａ）のほうがより低く、明るい部分と暗い部分の輝度の差は（Ａ）のほうが大きくなっているものとする。より具体的には、輝度差が、（Ａ）では、（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）とＧ４とＧ５と（Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８）の４段階で各段階での輝度値の差分値は閾値を超えている場合である。（Ｂ）では（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）と（Ｈ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｈ８）の２段階でありその段階での輝度値の差分値は閾値を超えている場合である。
【００４１】
この図６の例においては、ごく単純に輝度差がある箇所を非検査エリアと設定するものとすれば、（Ａ）では４画素分が、（Ｂ）では２画素分が非検査エリアに設定されることになる。このようにして、印刷絵柄の濃度に応じて、検査対象エリアのサイズを調節することが出来る。
【００４２】
印刷絵柄中のエッジ部やバーコード印刷部分のように濃度差が大きい部分では、印刷品質のバラツキにより濃度勾配にもバラツキが発生し、差分画像における差分値がより大きくなる。一方、濃度勾配が少ないエッジ部の場合は、印刷品質のバラツキが濃度勾配のバラツキに与える影響が少なく差分画像における差分値も小さい。
【００４３】
従って、前者の場合には非検査エリアを大きく設定し、後者の場合に非検査エリアを小さく設定することにより、擬似欠陥が出にくく、検出力を上げられることになるので、カラーで構成された印刷物を高精度に検査することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る検査装置の要部構成を示す概略構成図。
【図２】本発明の撮像及び照明手段を示す断面説明図。
【図３】印刷絵柄のエッジ部の例を模式的に示した図。
【図４】従来の検査装置の全体概略動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の検査装置の全体概略動作を示すフローチャート。
【図６】輝度の差の大きさにより非検査エリアのサイズを変えることを説明する模式図
【符号の説明】
【００４５】
１０・・印刷物
２０・・反射照明手段
２１・・透過照明手段
２２・・第１の照明手段
２３・・第２の照明手段
２４・・第３の照明手段
３０・・撮像手段
３１・・撮像用のスリット
３２・・撮像用のレンズ
４０・・制御・画像処理手段
５０・・エッジ部
５１・・色の薄い部分
５２・・色の濃い部分
【図１】
2010078485.tif 000003
【図２】
2010078485.tif 000004
【図３】
2010078485.tif 000005
【図４】
2010078485.tif 000006
【図５】
2010078485.tif 000007
【図６】
2010078485.tif 000008