(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅Ｗ、流れ方向の長さＬの同一の絵柄を有するフレームを連続して印刷してなるシート状印刷物の前記フレーム内の同一箇所に連続的又は周期的に発生する欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記フレームをＷ／ｍ×Ｌ／ｎの面積を有する検査領域にｍ×ｎ分割し、前記各フレーム毎に前記ｍ×ｎ箇所の検査領域を順次１箇所づつ選択して撮像し、それぞれの検査領域の画像と当該画像に対応する基準画像とのパターン比較を行って、その結果から欠陥を判定することを特徴とする印刷物の周期性連続欠陥検出方法。
【請求項２】
幅Ｗ、流れ方向の長さＬの同一の絵柄を有するフレームを連続して印刷してなるシート状印刷物の前記フレーム内の同一箇所に連続的又は周期的に発生する欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記フレームをｍ×ｎに分割して形成されるＷ／ｍ×Ｌ／ｎの面積を有する検査領域の画像を撮像するカメラと、該カメラを前記フレームの流れピッチに同期してｍ×ｎ個の検査領域の１つに順次選択的に整合させる整合手段と、前記カメラの撮像を基にして画像処理を行う画像処理部を備え、該画像処理部は、前記検査領域の画像とこの画像に対応する基準画像とをパターン比較して欠陥を検出する機能を有することを特徴とする印刷物の周期性連続欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、連続するシート上に同一の絵柄が連続して印刷されるシート状印刷物の周期的又は連続的な欠陥を高解像度で検査する印刷物の周期性連続欠陥検出方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷方法としては各方式のものがあるがシート状印刷物を連続的に印刷するものとしてオフセット輪転機，所謂「オフリン」によるオフセット印刷が最も一般的に採用されている。図６に示すように「オフリン」の概要構成としては、給紙部１９、ダンサローラ部２０、インフィード部２１、印刷部２２、乾燥部２３、冷却部２４、裁断部２５等を連続的に配列したものからなる。図７は図６の印刷部２２のローラ配置の概要を示すものである。すなわち、シート４はブランケット胴２６と圧胴２７間に挟持されて所望の絵柄を印刷され排出される。ブランケット胴２６には版胴２８が接触しブランケット胴２６に版胴２８の絵柄を圧接転写する。版胴２８にはインキローラ２９が接触し絵柄の色づけを行う。版胴２８の円周上には１つの絵柄が配置されるため図７に示すように幅Ｗのシート４には版胴２８の円周長に等しい流れ方向の長さＬを有するフレーム１毎に前記絵柄３０が印刷される。なお、ブランケット胴２６は版胴と同一の円周長を有する場合もあるが、その２倍，４倍等の大きさに形成される場合もある。
【０００３】
図７に示すように、版胴２８に紙粉等のゴミ３１が付着するとブランケット胴２６にゴミ跡が転写され各フレーム１には同一箇所に連続して前記ゴミ３１の跡が転写される。このゴミ跡の内、許容できないものが欠陥８となる。一方、ブランケット胴２６に同じく紙粉等のゴミ３２が付着するとこのゴミ跡もフレーム１に転写され、許容できないゴミ跡が欠陥９となる。ブランケット胴２６の円周長が版胴２８と同一の場合はこの欠陥９も各フレームに連続して発生するが、ブランケット胴２６の円周長が版胴２８の整数倍の場合にはその倍率の間隔で図７に示すように欠陥９が転写される。以上の欠陥８，９の内、欠陥８のようにフレーム１に連続して発生するものを連続欠陥といい、ある間隔で発生する欠陥９のようなものを周期性欠陥という。前記連続欠陥および周期性欠陥はいずれも印刷後に偶発的付着したものではなく、印刷工程中に繰り返し生じるものであり、それ等の欠陥８，９を早期に発見して欠陥原因を除去することが必要である。
【０００４】
図８は従来一般に行われている欠陥検出方法を説明するためのブロック図である。前記したように、シート４には流れ方向の長さＬで幅Ｗのフレーム１が絵柄３０を印刷されて給送される。従って、フレーム１を検査単位として、その絵柄を撮像し基準画像と比較することにより欠陥８，９を検出することが出来る。すなわち、図８に示すように、寸法Ｗ×Ｌのフレーム１の単位でカメラ撮影し検査画像３３を作成する。このパターンをフィルタにより前処理する。この前処理部３４はノイズカットやパターン平滑化等を行うものである。これにより前処理後検査画像３５が作られる。一方、前記の検査画像３３と対応する基準画像３６を予め記憶し、前記と同様に前処理部３４で前処理を行い前処理後基準画像３７を作る。次に、比較部３８により前処理後検査画像３５と前処理後基準画像３７の差分を求め差分画像３９を作成する。次に、フィルタによる後処理を後処理部４０で行い判定画像４１を作成する。なお、後処理部４０は例えば許容範囲の微小部分を差分画像３９から削除するものである。この判定画像４１により欠陥８，９を検出することが出来る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、従来の欠陥検出方法では検査単位がフレーム１毎に行われる。従って、撮像用のカメラはフレーム１全体を撮像し得るものが必要であり、そのカメラの解像度もフレーム１のサイズによって決まる。また、ある一定の画像サイズを検査しようとする場合に、検査装置のフレームメモリ容量は一定であり、かつ有限である。フレームメモリに検査画像を入力して画像処理する必要があるが、フレーム１のサイズに含まれる全ての画素を記憶するとメモリ容量が膨大になり画像処理速度が遅くなる。しかしながら、「オフリン」によるオフセット印刷は例えば５００［ｍ／分］と極めて高速であり、この印刷速度に追従してリアルタイムで画像処理をするためには結局画素数を減らす必要があり高解像度の撮像が出来ずカメラの分解能を粗くしなければならない。これでは十分精度の高い欠陥検査が出来ない。更に、高解像度のカメラを用いると、フレームメモリ容量が大型化し、かつ高速画像処理装置が必要になる。これでは検査設備コストが大になる問題点があり、更に、設備コストを大にしても得られた画像が必ずしも鮮明でなく、欠陥検出が正確に判別出来ない問題点がある。
【０００６】
シート上に印刷された絵柄が、例えば繰り返しパターンを適宜間隔で連続して印刷するようなものの場合には、前記のようにフレーム１毎の検査を行う必要がなく、繰り返しパターンの単位に合わせて流れ方向の検査長さを適当に設定することが出来る。すなわち、流れ方向については検査画像をフレーム単位より小さくすることが可能になる。従って、流れ方向には画像の処理速度を上げることが出来、かつメモリ容量も低減させることが出来る。しかしながら、幅方向については依然として検査画像を縮小化できず前記したと同様な問題点がある。また、シート４上に印刷される絵柄は各種のものがあり、繰り返しパターン絵柄はむしろ特殊な絵柄であり一般的な検査方法として採用することは出来ない。
【０００７】
本発明は、以上の事情に鑑みて創案されたもので、高解像度で画像を検出し得ると共に、大容量のメモリや高速、かつ高価な画像処理部を使用することなく欠陥検出が正確に出来る印刷物の周期性連続欠陥検出方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の目的を達成するために、幅Ｗ、流れ方向の長さＬの同一の絵柄を有するフレームを連続して印刷してなるシート状印刷物の前記フレーム内の同一箇所に連続的又は周期的に発生する欠陥を検出する欠陥検出方法であって、前記フレームをＷ／ｍ×Ｌ／ｎの面積を有する検査領域にｍ×ｎ分割し、前記各フレーム毎に前記ｍ×ｎ箇所の検査領域を順次１箇所づつ選択して撮像し、それぞれの検査領域の画像と当該画像に対応する基準画像とのパターン比較を行って、その結果から欠陥を判定する印刷物の周期性連続欠陥検出方法を特徴とするものである。また、幅Ｗ、流れ方向の長さＬの同一の絵柄を有するフレームを連続して印刷してなるシート性印刷物の前記フレーム内の同一箇所に連続的又は周期的に発生する欠陥を検出する欠陥検出装置であって、前記フレームをｍ×ｎに分割して形成されるＷ／ｍ×Ｌ／ｎの面積を有する検査領域の画像を撮像するカメラと、該カメラを前記フレームの流れピッチに同期してｍ×ｎ個の検査領域の１つに順次選択的に整合させる整合手段と、前記カメラの撮像を基にして画像処理を行う画像処理部を備え、該画像処理部は、前記検査領域の画像とこの画像に対応する基準画像とをパターン比較して欠陥を検出する機能を有する印刷物の周期性連続欠陥検出装置を構成するものである。
【０００９】
【作用】
画像の欠陥は長さＬ×幅Ｗのフレームをｎ×ｍ箇所に分割した場合、面積Ｗ／ｍ×Ｌ／ｎのいずれかの分割領域内に含まれる。従って、フレーム全体を一単位の検査画像とする代りに面積Ｗ／ｍ×Ｌ／ｎの小領域を一単位の検査画像として順次にｍ×ｎ箇所を撮像することにより欠陥が検出される。検査画像を前記の小領域に限定することにより、大容量のメモリと高度、かつ高価な画像処理部を使用することなく高解像度で印刷物の検査を行うことが出来る。前記したように、周期性連続欠陥の場合数１０フレーム以上にわたって連続的に、かつ同一部位に発生するという規則性がある。従って、この間にｍ×ｎ個の分割領域の検査を少なくとも１サイクル行なえば欠陥を検出出来る。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。図１は本発明の欠陥検出装置の概要とそれによる検出方法を説明するための構成図、図２はフレームの検査領域を説明するための平面図、図３はシート状印刷物の欠陥を示す平面図、図４は本発明の欠陥検出方法を説明するためのブロック図、図５は本発明の他の欠陥検出装置の概要とそれによる検出方法を説明するための構成図である。
【００１１】
図２（ａ）に示すように同一の絵柄が印刷されるフレーム１は流れ方向の長さＬで幅がＷのものからなり、シート状印刷物はフレーム１の連続したものからなる。このフレーム１をｎ×ｍ分割すると分割された１コマはＷ／ｍ×Ｌ／ｎの小面積のコマからなる。この小面積のコマを検査領域２とする。説明の都合上、本実施例では図２（ｂ）のようにｎ＝４，ｍ＝６とし検査領域２を計２４個の領域ａ乃至ｘとする。また、シート４上のフレーム１の内、先頭のフレームをフレーム（１−ａ）とし、順次フレーム（１−ｂ）乃至フレーム（１−ｘ）とする。本発明はフレーム（１−ａ）における検査領域２を図２（ｂ）に示す領域ａの場所とし、フレーム（１−ｂ）の検査領域２を領域ｂとし、順次フレーム（１−ｃ）乃至フレーム（１−ｘ）における検査領域２を領域ｃ乃至ｘとする。実際のカメラによる撮像はまず、フレーム（１−ａ）の領域ａを選択し、フレーム１がフレーム（１−ａ）からフレーム（１−ｂ）に移動した場合にフレーム（１−ｂ）の領域ｂの撮像を行い、順次フレーム１の移動に同期して領域ｃ乃至ｘの撮像を行う。
【００１２】
図１に示すように、欠陥検出装置３はシート４の幅方向、すなわちフレーム１の幅Ｗ方向に沿って並設され、その分割数のｍ（この場合６個）に相当する分の６台の一次元カメラ５（以下、カメラ５という）と、カメラ５の撮像を基にして検査領域２の所定の画像処理を行う画像処理部６と、シート４の移動に同期し領域ａから領域ｘに対応して複数のカメラ５と画像処理部６とを順次接続する切り替えスイッチ７等とから構成される。なお、カメラ５は２５６画素乃至８０００画素等の解像度を有するリニアイメージセンサを備えたものが例えば使用される。
【００１３】
次に、本実施例の欠陥検出装置３を用いた欠陥の検出方法について説明する。説明の都合上、前記したようにフレーム１をフレーム（１−ａ）から（１−ｘ）とし、ｎ＝４，ｍ＝６により分割された検査領域２をａからｘとする。また、版胴２８の円周長に対しブランケット胴２６の円周長を４倍とする。図２（ｂ）に示すように、版胴２８に付着したゴミ等による欠陥８が領域ｏに発生し、ブランケット胴２６に付着したゴミ等による欠陥９が領域ｖに発生するとする。以上の設定の場合には図３に示すように、各フレーム（１−ａ）乃至（１−ｘ）のすべての領域ｏに欠陥８が印刷され、フレーム４つ目毎の領域ｖに欠陥９が印刷される。しかしながら、カメラ５による撮像はフレーム（１−ａ）の領域ａから順次行われるため、フレーム（１−ｏ）のところまでシート４が移動して始めて欠陥８が検出されフレーム（１−ｖ）のところまで移動して始めて欠陥９が検出される。以上のことから、本実施例では、少なくともシート４がフレーム（１−ａ）からフレーム（１−ｘ）まで４サイクル分移動する間には版胴２８やブランケット胴２６に生じている欠陥が発見される。シートが例えば５００［ｍ／分］の高速で移動している場合にもこれに追従してリアルタイムで検査可能であり比較的短時間に欠陥が発見され工程にアクションをとることが出来る。一方、各検査領域２は領域ａ乃至ｘで表示されるようにＷ／ｍ×Ｌ／ｎの小面積であり、シート４の移動速度が高速であっても高解像度の画像が撮像され、かつ検査領域２が小さいため、画像処理部６のメモリ容量が小さくても十分に画像処理が可能である。一般に、オフセット印刷で多発するのは規則性のある同期性連続欠陥であり、これを高精度で検査出来るようにしている。なお、偶発的に発生する欠陥を見落とさないようにするため、１フレームを検査単位とする欠陥検出も並行して行っても良い。この場合、解像度は低くなる。
【００１４】
図４は本実施例における画像処理部６の画像処理方法を示すものである。フレーム１の検査領域２を撮像したものからなる検査画像は前処理部１０で前処理され前処理後検査画像１１が作られる。一方、それぞれの分割領域ａ乃至ｘに対応する領域の基準画像１２を前処理部１０ａにより前処理してなる前処理後基準画像１３が予め準備され、画像処理部６に記憶されている。比較部１４は例えば前処理後検査画像１１と前処理後基準画像１３の差分処理により比較を行う。これにより差分画像１５が求められる。この差分画像１５を後処理部１６で処理し判定画像１７が求められる。この判定画像１７により欠陥８，９を検出することが出来る。以上の説明において前処理部１０はハイパスフィルタやローパスフィルタからなり、ノイズカット，平滑化等を行うものであり、後処理部１６は許容範囲の微小部分を削除するものである。画像処理部６は前記したようにＷ／ｍ×Ｌ／ｎの小面積の検査領域２を図４に示した方法により画像処理をするため小容量のメモリを持つものでよい。また、カメラ５も分解能を粗くすることなく高解像度の撮像をすることが出来る。
【００１５】
図５は本発明の別の欠陥検出装置３ａを示す。この場合は図１に示した欠陥検査装置３と異なりカメラ５を１台のみ使用する。カメラ５は画像処理部６に連結される。カメラ５を各フレーム１の検査領域２に順次整合させるため、カメラ５をフレーム１の幅方向に沿って移動させる移動装置１８がカメラ５に装着される。移動装置１８によりフレーム１の流動と同期してカメラ５を所定位置に移動することにより必要な検査画像の取り込みが出来る。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような顕著な効果を奏する。
１）フレームを分割し小面積の検査領域の画像を順次カメラで撮像する検査方法を採用することによりシートの印刷速度が大きくても解像度の高い検査画像を得ることが出来る。
２）検査領域が小さいため、画像処理部のメモリ容量を小さくすることが出来る。これにより高速で画像処理を行うことが出来る。
３）従来の大面積のフレーム全体の検査画像に較べて微小の欠陥を検出することが出来るため、検査ミスによる印刷不良物の発生を低減することが出来る。
４）印刷物の絵柄に無関係に欠陥を検出することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の欠陥検出方法および検出装置の一実施例の概要を示す構成図。
【図２】シートに連続して形成されｍ×ｎ分割されたフレームの一例を示す平面図。
【図３】本発明におけるフレーム上に発生した欠陥を示す平面図。
【図４】本発明の検査方法を説明するためのブロック図。
【図５】本発明の欠陥検出装置の他の実施例を示す構成図。
【図６】オフセット印刷の各構成要素を示すブロック図。
【図７】オフセット印刷における印刷部のロール構造とそれにより印刷されたシート状印刷物を示す部分斜視図。
【図８】従来の欠陥検出方法を説明するためのブロック図。
【符号の説明】
１      フレーム
２      検査領域
３      欠陥検出装置
４      シート
５      一次元カメラ
６      画像処理部
７      切り替えスイッチ
８      欠陥
９      欠陥
１０    前処理部
１０ａ  前処理部
１１    前処理後検査画像
１２    基準画像
１３    前処理後基準画像
１４    比較部
１５    差分画像
１６    後処理部
１７    判定画像
１８    移動装置
１９    給紙部
２０    ダンサローラ部
２１    インフィード部
２２    印刷部
２３    乾燥部
２４    冷却部
２５    裁断部
２６    ブランケット胴
２７    圧胴
２８    版胴
２９    インキローラ
３０    絵柄
３１    ゴミ
３２    ゴミ
【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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