(57)【要約】複数の光センササブユニットを有するルミネッセンス検知装置であって、それぞれのサブユニットは、サンプル（７）を照射するＵＶ照射手段と、カメラヘッド（６）を有するデジタルカメラ手段と、サンプルから放出された光をカメラヘッド上に案内するミラー手段（４、５）と、カメラヘッドによって生成された信号を処理するデジタル信号プロセッサユニット（ＤＳＰ）と、を有している。
2006518454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通密封ハウジング（１）内において列に整列した複数の光センササブユニット（２）を有するルミネッセンス検知装置であって、前記ハウジング内におけるそれぞれの前記サブユニットは、
サンプルの定義された部分のルミネッセンスを誘発する能力を有する照射手段（３）と、
カメラヘッドを有するデジタルカメラ手段（６、８）と、
前記サンプルの前記部分から放出された光を収集し、これを前記カメラヘッド上に案内するミラー手段（４、５）と、
前記カメラヘッドによって生成された信号を処理するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ユニット（９）と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記カメラ手段はＣＭＯＳカメラであり、前記装置はインターフェイスを更に有し、前記インターフェイスは前記ＤＳＰユニットをコンピュータに接続するファイヤワイヤバスを有している、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
それぞれの前記サブユニットの前記ミラー手段は、パラボラ形ミラー（４）とカウンタミラー（５）から構成されている、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記照射手段はＵＶ照射手段であり、前記ハウジングはＵＶ透過ウィンドウを有している、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
シートフィード証券用紙印刷機において蛍光又は燐光インク印刷物を検出及び検査するチェックシステムであって、
請求項１に記載の装置と、
前記装置に接続され、前記シートのそれぞれの取得画像を前記シートの設定画像と比較するコンピュータ手段と、
を有することを特徴とするチェックシステム。
【請求項６】
シートフィード証券用紙印刷機において蛍光及び燐光インク印刷物を検出及び検査するチェックシステムであって、
請求項２〜４の何れか一項に記載の装置と、
前記インターフェイスによって前記装置に接続され、前記シートのそれぞれの取得画像を前記シートの設定画像と比較するコンピュータ手段と、
を有することを特徴とするチェックシステム。
【請求項７】
前記列は、前記シートに対して平行であって、前記シートの移動に対して交差するように配置されている請求項５又は６に記載のチェックシステム。
【請求項８】
前記列に対して平行に配置された吸引プレート（２０）を更に有する、請求項７に記載のチェックシステム。
【請求項９】
前記ハウジングの外部に追加照射手段を更に有する、請求項５〜８の何れか一項に記載のチェックシステム。
【請求項１０】
前記印刷機械の供給セクション、特に、第１供給パイルの上流に配置されている請求項５〜９の何れか一項に記載のチェックシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ルミネッセンス検知装置と、シートフィード（sheet-fed）証券用紙印刷機において蛍光又は燐光インク印刷物を検出及び検査するチェックシステムと、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
印刷機械システムは、通常、インクのレオロジーやインク／水のバランス、又は温度などの変化のために生じる様々な変動や不具合の影響下にある。そして、このような変動や不具合のために、印刷プロセスにおいて、印刷物の色が継続的に変化することになる。
【０００３】
印刷の開始及び連続的な稼働フェーズにおいて、色のずれを監視する色品質の制御システムについては、当技術分野において周知である。例えば、米国特許第６，０２４，０１８号には、人間が知覚する色空間系の環境において、印刷機械の印刷頁の色を一定に維持する色制御システムが開示されており、このシステムは、印刷物のストリップを均一に照射する細長い蛍光ランプと、印刷済みのシートの実際の画像を取得するＣＣＤカメラと、実際のシートの色を分析して基準値からのずれを計測し、印刷機械のインクキーを調節する処理ユニットと、を有している。
【０００４】
使用済みの銀行券やその他の証券用紙のソート処理においては、肉眼では見えない特徴、特に蛍光又は燐光性の特徴を使用して、異なる額面金額を区別したり、偽札を検出することが益々一般的になっている。
【０００５】
このため、印刷機械が印加するＵＶ光を吸収して可視光を再放出する肉眼では見えないルミネッセントインク（即ち、蛍光又は燐光インク）の印刷物を、印刷物の品質と信号強度の両面において、制御することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、印刷機械の最高速度の前後で稼働する証券用紙の印刷済みのシートをリアルタイムで検出及び検査する能力を有するルミネッセントインクのチェックシステムを提供することにある。
【０００７】
本発明の更なる目的は、光スペクトルのＩＲ領域の光を放射する可視インクによって生成された印刷物について、同一の能力を具備するチェックシステムを提供することにある。本発明の更に別の目的は、虹色インクによって生成された印刷物用のチェックシステムを提供することにある。
【０００８】
本発明の特定の１つの目的は、印刷済みのシートをリアルタイムで稼働させて検査し、データを処理して、それらのシートのルミネッセント画像をホストＰＣに転送する能力を有するルミネッセンス検知装置を提供することにある。
【０００９】
このようなチェックシステムは、オペレータが不良な印刷物を迅速に識別し、インクが過多又は不足の場合に補正操作を施すことができるように、オペレータに対する配慮を施して設計する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
これらの目標は、複数の光センササブユニットを有する検知装置によって実現され、このサブユニットのそれぞれは、
サンプルの定義された部分のルミネッセンスを誘発する能力を有する照射手段、特に、ＵＶ照射手段と、
カメラヘッドを有するデジタルカメラ手段と、
サンプルの一部分から放出された光を収集して、カメラヘッド上に案内するミラー手段と、
カメラヘッドによって生成された信号を処理するデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ユニットとを有している。
【００１１】
本発明に係るルミネッセンス検知装置によれば、稼働モードにおいて、ＵＶ照射源のアレイが、印刷済みの肉眼では見えないインクの蛍光又は燐光粒子を励起してルミネッセンスを誘発する。関連付けられているカメラのアレイとデジタル信号プロセッサユニットが、このルミネッセント放射を検出して処理し、データをホストＰＣに送信する。コンピュータ上のソフトウェアにより、別個のサブユニットによって取得され、処理されたデータを１つにマージし、検査対象のシートの単一の画像を制御画面上に表示する。
【００１２】
好ましくは、これらのサブユニットは、列に配列されており、この列の長さは、その印刷機械に供給可能な最大幅を具備するシートを検知及び検査するのに十分なものになっている。好ましくは、このサブユニットのアレイは、共通密封ハウジング内に収容されている。ハウジングが密封されているため、検知装置のデリケートな内部構造が、印刷機械の内部に通常存在している埃、潤滑材、及びすべての溶剤から保護される。ハウジングは、少なくともＵＶ照射手段から放出されるＵＶビームの経路内にＵＶ透過ウィンドウを具備可能である。
【００１３】
適切なデジタルカメラ手段は、ＣＭＯＳカメラを含んでいる。それぞれのサブユニットカメラによって生成された信号は、デジタル信号プロセッサユニットによって処理される。ＤＳＰユニットはインターフェイスに接続されており、インターフェイスはすべてのＤＳＰユニットを外部コンピュータに接続するファイヤワイヤバスを有している。
【００１４】
サンプルから放出されるルミネッセンスの強度が小さい場合があるので、それぞれの光センササブユニットのミラー手段は、好ましくは、検査対象のサンプルから放出される光を収集するパラボラ形のミラーを有している。この光を合焦してカウンタミラーに送り、カウンタミラーにおいてこの光が反射され、カメラヘッドの対物レンズを通じて、カメラのフォトセンサ上に送られる。
【００１５】
本発明は、シートフィード証券用紙印刷機の改良を提供するものであって、この改良は、インク印刷物、特に、ルミネッセントインク印刷物を検出及び検査するチェックシステムから構成されおり、このチェックシステムは、前述のルミネッセンス検知装置を有し、この装置は、インターフェイスによってこの装置に接続されたコンピュータ手段に関連付けられており、これにより、印刷済みのシートのそれぞれの取得画像を、プログラムされている設定値、特に、１つ又は複数のシートの設定画像と比較する。
【００１６】
さらに、このチェックシステムは、シートを識別して、結果的に生成されるミスプリントを検出する増分エンコーダと、チェック及び検査動作を起動するシート存在検出器とを有することができる。
【００１７】
ルミネッセンスが微弱な蛍光及び燐光インクを有するシートを検知及び検査するべく、このチェックシステムは、更なるＵＶ照射手段を有することができる。この追加的な照射ユニットは、センササブユニットの下方の領域に導入されたＵＶチューブアレイから構成可能である。
【００１８】
列に配列されたセンササブユニットを収容するセンサハウジングは、この列が、印刷済みのシートに対して平行であって、このシートの移動方向に対して交差した状態で位置するように配置されていることが好ましい。
【００１９】
印刷済みのシートの下方に、センササブユニットの列と平行に吸引プレートを配置して計測距離を一定にすることにより、シートの計測精度と画像の品質を更に向上させることができる。
【００２０】
この互いに対向するセンサハウジングと吸引プレートは、例えば、印刷機械の供給セクション内などのルミネッセントインクを適用する場所の下流の位置、特に、第１供給パイルの直ぐ上流に配置可能である。この結果、不良な印刷物を含むシートを、チェックシステムと機械間のインターフェイスを使用して、別個の検査パイルに送付することができる。
【００２１】
本発明の更なる特徴と利点については、添付の図面との関連で、好適な実施例に関する以下の説明を参照することにより、当業者に明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、既存のシートフィード印刷機械を示したものであるが、印刷セクション自体の下流で、印刷シートの供給セクション内の第１供給パイルの直ぐ上流に、本発明に係るチェックシステムが改良を提供している。この図１は、印刷済みのシートの軌道の上方のセンサハウジング１の位置と、このセンサハウジング１に対向した状態で、シートの軌道の直ぐ下方に配置することによって、検査対象の表面とルミネッセンス検知装置間の距離を一定に維持する吸引プレート２０の位置を概略的に示している。
【００２３】
図２は、市販の印刷機械であるＫＢＡ−ＧＩＯＲＩ社が製造するスーパーニューメロッタ（SuperNumerota）２１２（商標）型のシートフィード凸版輪転番号印字機内におけるセンサハウジングと吸引プレートの配置を示す写真である。この図２に示されているように、ルミネッセンス検知装置の長さは、シートの軌道の幅全体をカバーするべく調節されている。センサハウジングの全体長さは、８００ｍｍをわずかに上回っている。光センササブユニットの数（この場合には、５個）は、個々のサブユニットが検査するフィールドがわずかにオーバーラップした状態で約８００ｍｍの合計検査長をカバーするべく、選択されており、１つのカメラ／ＤＳＰサブユニットによってカバーされるフィールドの幅は、１６０ｍｍをわずかに上回っている。
【００２４】
図２に示されている吸引プレートは、貫通孔を有するシート状金属プレートから構成されており、アレイファンが、通過するシートをプレートに向かって下方に吸引し、一定のシート／センサ距離を確保している。
【００２５】
図３は、センサハウジング１の透視図を示しており、わかりやすくするべく、上部カーバーが除去されている。それぞれのセンササブユニット２は、照射手段３を有している。照射手段は、チェック対象のインクの吸収／励起帯域を考慮して、例えば、３７５ｎｍの光を放出するＵＶ−ＬＥＤ、白色光ＬＥＤ、ＩＲＬＥＤ、水銀ＵＶランプ、又は重水素ＵＶランプなどのような単色又は広帯域の光源の中から選択されている。それぞれの照射手段の光ビームは、対応するサブユニットに割り当てられているシート領域をカバーするべく、シート上に合焦されている。この結果、単一の細長いチューブを使用してシート幅の全体を照射する場合と比べ、計測信号の強度と制御レベルが向上する。
【００２６】
図４及び図５に示されているように、それぞれのサブユニット２は、パラボラ形のミラー４と、カメラヘッド６に対向するカウンタミラー５を更に有している。図４には、ＬＥＤ３から、移動中のシート７に向かう光経路が概略的に示されており、このシートから、パラボラ形のミラー４上に蛍光又は燐光性の光が再放出され、この光をパラボラ形のミラーが受光してカウンタミラー５上に合焦し、この光がこのカウンタミラーによってカメラヘッド内に反射される。そして、この光は、６ｍｍの対物レンズを通じて、それぞれのカメラの光センサ上において受光される。
【００２７】
ＬＥＤ３によって放出される光は、第１ＵＶ透過ウィンドウ１０を通過してシートに到達し、再放出された光は、第２ウィンドウ１１を通じてハウジング内に戻る。第２ウィンドウ１１がＵＶ透過性を有していない場合には、これを通過するのは、蛍光／燐光によって再放出された光を含む可視光のみであり、反射されたＵＶ光は吸収されることになる。
【００２８】
図３に示されているように、それぞれのサブユニット２は、完成品のＣＭＯＳカメラユニット８とＤＳＰユニット９を有している。このＣＭＯＳカメラ及びＤＳＰユニットは、市販品である。ＣＭＯＳカメラからは、アレイの特定のラインを読み出すことが可能であるが、基本的なＣＣＤカメラの場合には、これは実行不可能である。この機能により、複雑な機械的手順を伴うことなしに、複数のカメラをそれぞれの間で容易にアライメントすることができる。このアライメントは、１つのカメラからの画像が次のカメラの画像と整列するように、それぞれのカメラの対応するラインを選択することによって行われ、この結果、ライン走査カメラを得ることができる。このため、ＣＭＯＳカメラが好ましい。
【００２９】
図５は、５つのサブユニットのアレイにより、シート７の幅全体を検知可能であることを示している。それぞれのパラボラ形ミラーの幅は、約１６０ｍｍである。そして、この５つの独立したカメラとＤＳＰユニットの列は、データ接続のために、ファイヤワイヤバスを通じてＰＣホストと、更には、別個の電源と、シート開始及びラインインパルス装置と、に接続されている。
【００３０】
この５つのユニットの構成により、８００ｍｍをわずかに上回る合計幅にわたる完全且つ連続した検査ラインが実現している。この検知装置は、１００ｍｍのシート表面からの検査距離に対して最適化されている。但し、この装置は、その他の距離にも容易に適合可能である。センサハウジング内におけるそれぞれのサブユニットと関連付けられた別個の照射手段の配置により、非常に小型の構造が実現されている。
【００３１】
このチェックシステムは、搬送シリンダ上に取り付けられ、シートごとに１回転する増分エンコーダを更に有している（図示されてはいない）。シートの存在は、光電式近接スイッチによって制御されている。そして、これら２つのコンポーネントの出力に基づいて、オペレータの制御デスク内に取り付けられている別個のコントローラユニットが、例えば、０．５ｍｍなどの一定の垂直分解能を保証している。コントローラユニットは、それぞれのシートごとに開始信号を供給すると共に、ルミネッセンス検知装置に向かって通過するシートのすべてのラインごとにインパルスを供給する。このインパルスが生成されるのは、シートが存在する場合のみである。
【００３２】
制御デスク（図示されてはいない）は、検知装置に対するオペレータのためのインターフェイスとして機能している。これは、ＰＣ、フラット画面、キーボード、及びマウスを具備しており、これらによって、検知装置をセットアップし操作することができる。さらに、信号ランプをデスク上に取り付けることにより、本装置の実際の状態を示すことも可能であり、例えば、青ランプは、検査が有効な状態にあるどうかを示し、緑色、オレンジ色及び赤ランプは、視覚的な警報として機能して印刷プロセスにおいて許容可能な限度からの逸脱を報告する。制御デスクは、検知装置、照射手段、及びエンコーダコントローラユニットに対する電源供給の切断を実現する様々な命令及びボタンを更に有することができる。また、制御デスクには、潜在的な電源の切断を防止する無停電電源も収容される。制御デスク内に収容されているＰＣは、チェックセットアップデータをバックアップするべく、ＣＤライタを具備可能である。さらに、デスク上の警告ランプと前述のコントローラユニットに電源を供給するべく、制御デスク内には電源及びリレーが提供されている。
【００３３】
チェックシステムのユーザーインターフェイスには、次のような機能が提供されている。
ａ．検知装置のセットアップ
検知装置のセットアップは、最初の動作の前に、１回のみ実行することを要し、このセットアップの内容は、個々の検知装置の使用期間にわたって同一に維持される。
ｂ．検査のセットアップ
新しい検査のセットアップの定義を開始するべく、１つ又は複数の基準シートを取得して記録し、様々な関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）と、それらのパラメータを設定する。シートをセットアップする際には、印刷する領域の周りの境界を設定することにより、その印刷するシートの合計幅と高さを定義する。そして、入力された列と行の数に応じて、銀行券又は他の証券用紙の全体的なレイアウトをシート上において定義及び区分させる。レイアウトの微調節は、手動によって実行可能であり、単一の銀行券／証券用紙について関心領域（ＲＯＩ）を定義した後に、列と行に従って、これを、すべてのその他のものに自動的に複写することができる。
【００３４】
関心領域を制御するための別の可能な方式は、チェックシステムソフトウェアとして実装される。第１のものは、定型タイプのＲＯＩ２２を評価するべく適合されている。これは、定義されたＲＯＩ領域の平均濃度を算出し、この平均を、オペレータによって定義されている閾値と比較する。
【００３５】
そして、第２のアルゴリズムは、定義されているＲＯＩ２３内のバーコードを検出し、それらをマスタテンプレートと比較する。
ｃ．検査（稼働）モード
生産の際には、チェックシステムソフトウェアは、異なるＲＯＩの実際の状態を明瞭に表示し、印刷プロセスにおいて発生し得る問題について、絶えずプリンタに対して通知する。また、ソフトウェアは、インクの過多又不足の傾向についてもプロットし、不良な印刷物が生成される前に、プリンタが補正操作を施すことができるようにする。検査結果は、警報による警告及び正常な検査の識別結果と共に、リアルタイムで表示される。
【００３６】
生産の際に、この検査が有効な状態にあれば、センサの出力は、次の２つの異なる方式よって制御デスクの画面上にリアルタイムで視覚表示される（図６を参照されたい）。
【００３７】
メインウィンドウ２１は、そのシートの概要を示している。瞬間的なＲＯＩの状態２２及び２３が、有色のフレームによって視覚表示され、すべてのシートごとに更新される。すべてが正しい状態にあって、ＲＯＩの平均値が設定されている閾値内にあるか、或いはバーコードが正しく認識されている限り、フレームは緑色である。
【００３８】
一方、ＲＯＩの平均値が閾値の中の１つを上回ると、即座に、フレームの色は、青色又は赤色に徐々に変化する。青色への変化は、インクが過多であって、ＲＯＩの平均値が大き過ぎることを意味している。一方、赤色への変化は、インクが不足しており、ＲＯＩの平均値が小さ過ぎることを意味している。色の変化には、計測された平均値が、定義されている閾値と異なっているグレーレベルの数を示すメッセージが伴っている。「−１」〜「−９」又は「＋１」〜「＋９」、或いはこれらに類似のメッセージは警告であり、これらには点灯した黄色の警告ランプが伴っている。「過小」又は「過大」というメッセージは、例えば、１０グレーレベルを上回って、閾値を超過しているエラーを示している。これらのエラーの際には、制御デスク上の黄色及び赤色のランプが点灯する。
【００３９】
メインウィンドウに加え、生産モニタウィンドウ２４は、印刷プロセスの傾向を示している。これには、最新のシートの結果が表示される。５つのパラメータ、シート当たりの全体的なエラーの数、「低」警告の数、「低」エラーの数、「高」警告の数、「高」エラーの数、及バーコードエラーの数が示される。バーコードエラーは、チェックシステムが、バーコードを検出しないか、又は不良なバーコードを検出した際に、発生する。
【００４０】
当業者であれば、本発明のフレームワーク内において、インクの吸収波長に応じて、可視又はＩＲ照射源の中から照射手段を選択することも可能であり、異なる放出ＩＲ波長を具備する虹色インク又は可視インクによって印刷された、例えば画像といった印刷物から再放出される光を、適切な対応するカメラフォトセンサによって検出可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】センサハウジングと吸引プレートの可能な位置を示す本発明に係るチェックシステムを具備する印刷機械の概略側面図である。
【図２】印刷機械上に取り付けられたセンサハウジングと吸引プレートの写真である。
【図３】ハウジングの上部カバーを取り外した状態の本発明に係るルミネッセンス検知装置の透視図である。
【図４】各コンポーネントの機能を示すサブユニットの概略側面図である。
【図５】図４のラインＡＡ’に沿ったルミネッセンス検知装置の横方向における概略断面図である。
【図６】制御デスクの生産ウィンドウと生産モニタウィンドウの例を示している。
【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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【国際調査報告】
2006518454.tif 000009
2006518454.tif 000010
2006518454.tif 000011