(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷物を撮像して入力した画像を検査画像とし、この検査画像と基準画像との比較により検査を行う印刷検査方法であって、
前記基準画像上の一基準点とこの一基準点に対応する位置の前記検査画像上の一点を中心とする検査範囲とを比較して、前記基準画像上の一基準点の色と同等の色が前記検査範囲内に含まれるか否かを判定する第１の判定ステップと、
前記基準画像と検査画像とを入れ替えて前記第１の判定ステップを実行する第２の判定ステップとを含み、
前記第１および第２の判定ステップにおいて共に含まれると判定された場合に良判定とすることを特徴とする印刷検査方法。
【請求項２】
多色のインクを用いて印刷された印刷物を撮像してそのカラー画像を検査画像として出力する撮像手段と、前記印刷物に印刷されるべきすべての基本色を指定する色指定手段と、同色指定手段によって指定された基本色ごとに前記検査画像と基準画像との位置ずれを検出し基本色ごとに位置ずれを補正するずれ補正手段と、同ずれ補正手段による前記基本色ごとのずれ補正を行った後の検査画像と基準画像とを前記基本色ごとに比較する比較手段とを備え、
前記比較手段は、前記基準画像上の一基準点とこの一基準点に対応する位置の前記検査画像上の一点を中心とする検査範囲とを比較して、前記基準画像上の一基準点の色と同等の色が前記検査範囲内に含まれるか否かを判定する第１の判定ステップと、前記基準画像と検査画像とを入れ替えて前記第１の判定ステップを実行する第２の判定ステップとを実行し、前記第１および第２の判定ステップにおいて共に含まれると判定された場合に良判定とするものであることを特徴とする印刷検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、段ボール等の被検査物の表面に印刷された文字や図形等の印刷面状態を検査する印刷検査方法および印刷検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、商品等の包装用段ボールには、その商品名やメーカ名あるいはマークなどをカラー印刷することが多く行われている。この場合、段ボールの印刷そのものが正式な包装となるため、印刷ミスが存在するとその商品そのもののイメージを傷つけることにもなる。したがって、この段ボールの印刷は厳重に検査する必要がある。
【０００３】
従来、段ボール検査は、印刷物一つ一つを人の眼で検査してマーカーなどを用いて印を付けるようにしているが、人の眼では見落とすことが多く、また、人の感覚で検査すると検査者の体調によって検査結果にばらつきが生じることもある。特に、段ボール印刷物などにおいては、印刷物の最大寸法が１ｍ×２ｍ程度の大型のものもあるため、検査にはかなりの労力を要する。
【０００４】
そこで、自動的に印刷物を検査する印刷検査装置の開発がなされている。従来の印刷検査装置では、被検査物の表面をカメラなどの撮像装置により撮像し、この検査画像と基準画像とを比較することによって良否判断を行う。例えば、検査画像と基準画像との同一位置の点を検査し、点が一致しない場合は不良と判断し、次の検査点へ移動して同様の検査を繰り返し行うものである。
【０００５】
ところが、印刷物に印刷される文字や図形などは必ずしも一定位置に印刷されるとは限らず、わずかに位置ずれを生じているのが普通である。このようなわずかな位置ずれは、通常、許容範囲誤差として無視することが多い。このようなわずかな誤差を吸収して検査するものとして、特開平３−２１４３６３号公報および特開平９−１６６８６４号公報に記載の検査方法がある。
【０００６】
これらの公報に記載の検査方法は、各ブロックごとの基準画像を所定画素分移動させたものと検査画像とを比較することによって、２つの画像の位置が多少ずれていても、この位置ずれを吸収して所定サイズ以上の欠陥をブロックごとに検出することができるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
段ボール印刷物の場合、印刷対象物の段ボールの性質上わずかな色ずれや位置ずれはやむを得ない。しかしながら、従来の印刷検査装置により段ボール印刷物を検査すると、目視による判断では良品と判断するようなこれらのわずかな色ずれや位置ずれまでもが不良と判断されてしまう。すなわち、段ボール印刷物の場合には、わずかな色ずれや位置ずれは良品として検査しなければならない。
【０００８】
しかしながら、上記従来の検査方法では、基準画像と検査画像とをブロック単位で比較するため、各ブロック内に異なる色が存在する場合、色間ずれ（印刷色ごとの色ずれ）などによる一部分の位置ずれを吸収することができない。また、印刷ローラのスリップによる位置ずれでは、文字ピッチがブロック内の一部分でのみ異なったりするため、同様に従来の検査方法では吸収することができない。
【０００９】
そこで、本発明においては、段ボール等の被検査物の表面に印刷された文字や図形等の印刷面状態のわずかな色ずれや位置ずれ等を良品として検査可能な印刷検査方法および印刷検査装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の印刷検査方法は、印刷物を撮像して入力した画像を検査画像とし、この検査画像と基準画像との比較により検査を行う印刷検査方法であって、基準画像上の一基準点とこの一基準点に対応する位置の検査画像上の一点を中心とする検査範囲とを比較して、基準画像上の一基準点の色と同等の色が検査範囲内に含まれるか否かを判定する第１の判定ステップと、基準画像と検査画像とを入れ替えて第１の判定ステップを実行する第２の判定ステップとを含み、第１および第２の判定ステップにおいて共に含まれると判定された場合に良判定とすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の印刷検査装置は、多色のインクを用いて印刷された印刷物を撮像してそのカラー画像を出力する撮像手段と、印刷物に印刷されるべきすべての基本色を指定する色指定手段と、色指定手段によって指定された基本色ごとに検査画像と基準画像との位置ずれを検出し補正するずれ補正手段と、ずれ補正手段によるずれ補正後の検査画像と基準画像とを比較する比較手段とを備え、比較手段は、基準画像上の一基準点とこの一基準点に対応する位置の検査画像上の一点を中心とする検査範囲とを比較して、基準画像上の一基準点の色と同等の色が検査範囲内に含まれるか否かを判定する第１の判定ステップと、基準画像と検査画像とを入れ替えて第１の判定ステップを実行する第２の判定ステップとを実行し、第１および第２の判定ステップにおいて共に含まれると判定された場合に良判定とするものであることを特徴とする。
【００１２】
これらの発明によれば、一基準点に対して設定した検査範囲内での色ずれや位置ずれ等を無視して印刷ミスを適切に検出することができる。このとき、第１の判定ステップのみでは検査範囲内に内包されて検出されない小さな印刷の欠けが存在しても、第２の判定ステップにおいてこの小さな印刷の欠けは検出されるため、色ずれや位置ずれ等を無視しつつ小さな印刷の欠けは検出して適切な良否判定を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における印刷検査装置のシステム構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態における印刷検査装置を示す概略図、図３は図２に示す印刷検査装置の右側面図、図４は図２に示すサクションテーブルの平面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態における印刷検査装置は、図１に示すように、印刷物を撮像してそのカラー画像を出力する撮像手段１、印刷物に本来印刷されるべき基本色を指定する色指定手段２、色指定手段２によって指定された基本色ごとに検査画像と基準画像との位置ずれを検出し補正するずれ補正手段３、ずれ補正手段３によって補正された検査画像と基準画像とを比較する比較手段４、および、比較手段４によって比較した基準画像との差が閾値を越えたものについて強調表示する強調表示手段５を備えている。
【００１５】
撮像手段１は、図２および図３に示すように、比較的大型の印刷物まで検査可能なように約２．７ｍ×１．２ｍ程度の検査面を有するサクションテーブル１１、サクションテーブル１１上に載置され印刷物を吸引し平らにするサクション装置１２、サクションテーブル１１の上方約１．５ｍの位置に左右２個設けたカメラ１３、および、印刷物を照明する白熱球１４を備え、カメラ１３に接続されたコンピュータ１５によって制御される。印刷物の照明は、蛍光灯のようにちらつきのあるものを使用すると撮像した画像に悪影響を及ぼすこともあるため、白熱球１４のような安定光源を用いる。
【００１６】
サクションテーブル１１は、図４に示すように、その上面に印刷物を吸引する吸引口１１ａを多数備え、吸引口１１ａはセクションごとに吸引力を調整可能としている。吸引力の調整は、サクションテーブル１１の前面下部に設けたサクション装置１２のスイッチ１２ａによって行う。このようにセクションごとに吸引力を調整可能とすることによって、様々な大きさの印刷物に対しても他の余分な吸引口１１ａから吸引力が抜けることなく、印刷物をサクションテーブル１１にしっかりと吸引させておくことができる。また、サクションテーブル１１上面の左端および上端には、印刷物の位置を合わせるためのスケール１１ｂを備えている。
【００１７】
印刷物として段ボール１７の印刷状態を検査する場合、段ボール１７の印刷面には、段ボール１７自体の性質により、周囲の温度や湿度に起因する反りやねじれが生じている。例えば、季節によって外気温が下がると、外気温に当たっている方に段ボール１７が反り上がってしまう現象が起こる。この状態でサクションテーブル１１上に段ボール１７が載置されていると、段ボール１７とカメラ１３の距離が一定とならないため、撮像する画像に悪影響を及ぼすことになる。そこで、本実施形態におけるサクションテーブル１１においては、サクション装置１２を用いて吸引口１１ａに段ボール１７を吸引させ、段ボール１７の印刷面を一定な平らな面として撮像を行うことで、このような悪影響を排除しより適切な印刷ミスの判断を可能としている。
【００１８】
このような撮像手段１において、サクションテーブル１１上に被検査物としての印刷済みの段ボール１７を載置し、サクション装置１２によってサクションテーブル１１上に段ボール１７を吸引させてカメラ１３より撮像し、そのカラー画像をコンピュータ１５へ出力させると、コンピュータ１５に接続したディスプレイ１６上に、その撮像した段ボール１７のカラー画像が表示される。
【００１９】
図５は色指定手段２による処理を示す説明図である。
比較の基準とする基準画像は、コンピュータ１５によって形成しておくこともできるが、ここでは、印刷見本などの検査の済んだ印刷物を検査する段ボール１７と同条件で撮像手段１によって撮像し、そのカラー画像を基準画像として段ボール１７の検査に用いることにする。
【００２０】
色指定手段２は、検査しようとする段ボール１７に印刷されるべき基本色を指定するものである。本実施形態において検査しようとする段ボール１７は、多色のインクを用いて印刷された印刷物であり、基本色はこの多色のインクによって印刷されるべき色である。この基本色は、予め色見本を作成しておいてその中から指定することもできるが、本実施形態においては、基準画像２１上の所定範囲を指定してその範囲の色の平均を採択するようにしている。
【００２１】
例えば、図５に示すように、基準画像２１上に３つの色領域２２〜２４および余白領域２５がある場合、コンピュータ１５のディスプレイ１６上にこの基準画像２１を表示させておき、これらの各領域上をそれぞれ１つずつ円２６で示す所定領域によって指定する。この円２６の範囲の色の平均値を採択してこれを基本色とする。この色指定手段２による色指定は印刷物に本来印刷されるべきすべての色について行う。例えば、印刷に使用されたインクの色が３色である場合、生地の余白領域２４を含め４回行うことになる。
【００２２】
図６はずれ補正手段３による処理を示す説明図である。
ずれ補正手段３では、段ボール１７の検査画像を色指定手段２によって指定された基本色ごとに基準画像との位置ずれを検出し補正する。この位置合わせは基本色ごとに指定された領域に対して行う。図６に示すように検査画像３１上の離れた２つの領域４１ａ，４２ａを指定しておき、これらの２つの領域４１ａ，４２ａに対して位置合わせを行う。
【００２３】
具体的には、まず、段ボール１７の検査画像３１の左上の領域４１ａ内の画像を上下左右方向にずらして基準画像２１の同位置の領域４１ｂ内の画像との差を計算して位置ずれを検出する。この検査画像３１と基準画像２１との差が最小となるように領域４１ａをずらし、位置補正を行う。
【００２４】
同様に、検査画像３１の右下の領域４２ａについても基準画像２１の同位置の所定領域４２ｂとの位置ずれを補正する。もし、検査画像３１の左上の領域４１ａの補正量と右下の領域４２ａの補正量が異なる場合には、検査画像３１を上下左右方向にずらすだけでなく回転させることによって位置補正することができる。
【００２５】
こうして撮像手段１によって撮像され、ずれ補正手段３によってずれ補正された段ボール１７の検査画像は、比較手段４によって基準画像２１と比較される。
ここで、図７〜図１２を参照して比較手段４による処理を詳細に説明する。
図７（ａ）は基準画像の例、（ｂ）は検査画像の例をそれぞれ示している。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、検査画像は、基準画像と比較して若干大きく、その右下部分に印刷の欠け５１があるものとする。
【００２６】
図８（ａ）は比較手段４によって選択される図７（ａ）の基準画像上の一基準点５２ａを示している。図８（ｂ）は同図（ａ）の基準点５２ａに対応する位置の検査画像上の一点を中心とする検査範囲５３ａを示している。比較手段４は、図８（ａ）の基準点５２ａの色と同等の色が同図（ｂ）の検査範囲５３ａ内に含まれるか否かをまず判定する。
【００２７】
このように基準画像上の一基準点５２ａに対して検査画像上の検査範囲５３ａで比較することによって、この検査範囲５３ａ内での色ずれや位置ずれを印刷の誤差として無視することができる。なお、この検査範囲５３ａは、許容する誤差に応じて任意に設定することが可能である。例えば、半径Ｒ内の誤差を無視したい場合、検査範囲５３ａは半径Ｒの円とするのがよい。
【００２８】
ところで、図８の例では、印刷の欠け５１は検査範囲５３ａ内に内包されるため、上の比較手段４による判定のみでは検出されない（図８（ａ）に示す基準点５２ａの色は、同図（ｂ）に示す検査範囲内に含まれている）。そこで、次に比較手段４は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように基準画像と検査画像とを入れ替える。図１０（ａ）は比較手段４によって選択される図９（ａ）の基準画像（元の検査画像）上の一基準点５２ｂを示している。また、図１０（ｂ）は同図（ａ）の基準点５２ｂに対応する一の検査画像（元の基準画像）上の一点を中心とする検査範囲５３ｂを示している。
【００２９】
比較手段４は、図１０（ａ）の基準点５２ｂの色と同等の色が同図（ｂ）の検査範囲５３ｂ内に含まれるか否かを判定する。ここで、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、図１０（ａ）の基準点５２ｂの色は、同図（ｂ）の検査範囲５３ｂ内に含まれない。したがって、比較手段４は、これらの判定に基づいて比較結果を不良と判定する。すなわち、図７（ａ）、（ｂ）の判定および図９（ａ）、（ｂ）の判定において基準点の色と同等の色が検査範囲内に共に含まれると判定された場合に良判定とし、一方でも含まれない場合は不良判定とする。
【００３０】
このような処理を各基本色に対して行うが、比較処理される検査画像３１はすべての基本色を含んだものである。例えば、赤・青・黄の３色印刷の場合、赤で位置合わせして検査すると、色間ずれが大きいときは青・黄の色でエラーが多発することになる。しかし、これらのエラーは、青で位置合わせした場合と黄で位置合わせした場合では発生しない。したがって、各基本色の検査結果で、最も良好な検査結果を出した基本色の結果を最終結果として採用する。
【００３１】
図１１および図１２は比較手段４による別の比較例を示している。図１１（ａ）を基準画像、同図（ｂ）を検査画像とすると、この例では同図（ｂ）の検査画像上に印刷の汚れ５４が存在する。比較手段４は、図１１（ａ）の基準画像上の基準点５５ａの色と同等の色が同図（ｂ）の検査範囲５６ａ内に含まれるか否かを判定するが、この検査範囲５６ａ内には図示のように基準点５５ａの色と同等の色が存在する。ところが、比較手段４が基準画像と検査画像とを入れ替えて比較すると、図１２（ａ）の基準画像上の基準点５５ｂの色と同等の色は同図（ｂ）の検査範囲５６ｂ内に含まれない。したがって、比較手段４は、これらの判定に基づいて比較結果を不良と判定する。
【００３２】
図１３は強調表示手段５による処理を示す説明図である。
ここで、比較手段４によって算出される異常値のままではその差が小さい場合があるため、図１３（ａ）に示すようにある閾値を設定し、この閾値より小さな異常値は誤差範囲として０に集約し、閾値を超えた異常値のみを残すようにする。あるいは、閾値以上の異常値には図１３（ｂ）に示すように重み付けし、異常値を識別しやすいように強調させることもできる。こうして選出した異常値の部分は、色を付けるなどして強調表示する。この強調表示されたものだけを人の眼でチェックすることによって、簡単に印刷物の良・不良の判断が行える。
【００３３】
以上のように、本実施形態における印刷検査装置では、印刷物を撮像して入力した画像を検査画像とし、基準画像上の一基準点と検査画像上の検査範囲とを比較して、基準画像上の一基準点の色と同等の色が検査範囲内に含まれるか否かを判定し、さらに基準画像と検査画像とを入れ替えて同様の判定を行い、これらの両判定において共に含まれると判定された場合に良判定とすることで、段ボール等の被検査物の表面に印刷された文字や図形等の印刷面状態のわずかな色ずれや位置ずれ等を無視して検査することが可能である。
【００３４】
また、従来の検査方法のように基準画像と検査画像とをブロック単位で比較するのではなく、一基準点の一画素単位で検査画像と比較するため、色間ずれによる一部分の位置ずれや、スリップによる位置ずれにも対応することができ、これらの誤差を吸収して印刷不良を検査することが可能である。
【００３５】
【実施例】
次に、図１４から図１７を用いて、本発明の印刷検査装置による印刷の欠陥を検出する例について説明する。図１４は基準画像を示す図、図１５は検査する段ボールのカラー画像を示す図、図１６は図１５についての比較処理後の画像を示す図、図１７は図１６についての強調処理後の画像を示す図である。なお、図１６および図１７においては便宜上、段ボールの輪郭を一点破線にて示している。
【００３６】
まず、図１４に示すように、検査の済んだ見本の段ボールを撮像手段１によって撮像して基準画像とし、検査する段ボールに本来印刷されるべき基本色を色指定手段２によって指定しておく。次に、図１５に示すように、検査する段ボールのカラー画像を撮像する。
【００３７】
こうして撮像した段ボールのカラー画像に対して、ずれ補正手段３によってずれ補正した後、比較手段４により各基本色ごとに比較を行う。この比較処理後の画像では、図１６に示すように異常値を示す部分（黒塗り部分）と正常な部分（点線で示す部分）との差が小さいため、さらに強調表示手段５を用いて、図１７に示すように異常値に重み付けし色を付けて強調表示させている。こうして、段ボールの印刷の欠陥を検出することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明では、印刷物を撮像して入力した画像を検査画像とし、基準画像上の一基準点と検査画像上の検査範囲とを比較して、基準画像上の一基準点の色と同等の色が検査範囲内に含まれるか否かを判定し、さらに基準画像と検査画像とを入れ替えて同様の判定を行い、これらの両判定において共に含まれると判定された場合に良判定とすることで、段ボール等の被検査物の表面に印刷された文字や図形等の印刷面状態のわずかな色ずれや位置ずれ等を無視して検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態における印刷検査装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態における印刷検査装置を示す概略図である。
【図３】  図２に示す印刷検査装置の右側面図である。
【図４】  図２に示すサクションテーブルの平面図である。
【図５】  色指定手段による処理を示す説明図である。
【図６】  ずれ補正手段による処理を示す説明図である。
【図７】  （ａ）、（ｂ）はそれぞれ基準画像、検査画像の例を示す図である。
【図８】  （ａ）、（ｂ）はそれぞれ図７（ａ）、（ｂ）の要部拡大図である。
【図９】  図７の基準画像と検査画像とを入れ替えた後であって、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ基準画像、検査画像の例を示す図である。
【図１０】  （ａ）、（ｂ）はそれぞれ図９（ａ）、（ｂ）の要部拡大図である。
【図１１】  （ａ）、（ｂ）はそれぞれ基準画像、検査画像の別の例を示す図である。
【図１２】  図１１の基準画像と検査画像とを入れ替えた後であって、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ基準画像、検査画像の例を示す図である。
【図１３】  強調表示手段による処理を示す説明図である。
【図１４】  基本画像を示す図である。
【図１５】  検査する段ボールのカラー画像を示す図である。
【図１６】  図１５についての比較処理後の画像を示す図である。
【図１７】  図１６についての強調処理後の画像を示す図である。
【符号の説明】
１  撮像手段
２  色指定手段
３  ずれ補正手段
４  比較手段
５  強調表示手段
１１  サクションテーブル
１１ａ  吸引口
１１ｂ  スケール
１２  サクション装置
１２ａ  スイッチ
１３  カメラ
１４  白熱球
１５  コンピュータ
１６  ディスプレイ
１７  段ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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