(57)【要約】【課題】非円筒形立体物である被検査物の回転機構への設置に高精度を要することなく印刷内容を正確に読み取る装置と、前記印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を容易に行うことができる印刷検査方法を得る。【解決手段】印刷検査装置においては、被検査物を設置した台を回転させる回転手段と、被検査物の形状を測定する形状測定手段と、被検査物の印刷内容を撮影する撮影手段と、被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御する撮影位置制御手段と、印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する欠陥判別手段とを備えて構成する。また、印刷検査方法においては、形状測定手段により得られた被検査物の特徴点より印刷面を求め、撮影位置制御手段により被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御した後、撮影手段により被検査物の印刷面を撮影し、欠陥判別手段により印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する。【選択図】図１
2007261243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を設置した台を回転させる回転手段と、前記回転している被検査物の形状を測定する形状測定手段と、前記被検査物の印刷内容を撮影する撮影手段と、前記被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御する撮影位置制御手段と、前記撮影位置制御手段を経て撮影手段により撮影した検査画像より印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する欠陥判別手段とを備えて構成することを特徴とした、立体物の印刷検査装置及びこれを用いた印刷検査方法。
【請求項２】
形状測定手段により得られた被検査物の外形断面及び重心点より被検査物の特徴点を求め、更に被検査物の印刷面を判別し、撮影位置制御手段により被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御した後、撮影手段により被検査物の印刷面を撮影し、欠陥判別手段により前記撮影により得られた検査画像と、予め記憶しておいた基準画像とを比較することにより印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別することを特徴とした、請求項１に記載の立体物の印刷検査装置及びこれを用いた印刷検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、液体やゲル状の化粧品・医薬品又は食品等を入れるための円筒容器、特に上下又は左右の形状が異なる非円筒容器において、該非円筒容器の表面に印刷された文字や図柄等の印刷内容を読み取る装置と、前記印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を行う、立体物の印刷検査装置及びこれを用いた印刷検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、液体やゲル状の化粧品・医薬品又は食品等を入れるための容器において、内容物の説明や商品名等を明記するため当該容器の表面に直接文字や図柄等を印刷したり、前記内容を予め印刷したシュリンクフィルムを巻き付けている。生産ラインの検査工程では、前記文字や図柄等における欠け・かすれ又はずれ等の印刷内容の欠陥や汚れ等のある容器を取り除くため、検査員による目視検査が行われている。【０００３】  上記目視検査は、検査員の習熟度や疲労度に起因する検査ミスにより、検査品質にばらつきが生じ易いという問題点があった。該問題点を解決すべく検査を自動的に行うため、容器を回転させて文字や図柄等の印刷内容を検査画像として読み取り、予め取り込んでおいた基準画像との比較を行い、前記基準画像との差異を検出して印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を自動的に検出する印刷検査装置がある。【０００４】  例えば、特開２０００−１０３０３９号公報の『円筒容器の印刷検査装置』では、複数の回転軸を備える回転機構と、複数の被検査物を移送し、回転機構の回転軸に着脱する移送手段と、回転機構の回転軸に垂直方向に設置され、回転軸に挿入され回転されている被検査物を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像データにより各被検査物の外面の印刷欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備えたこと等を特徴とした印刷検査装置について記載され、特開２０００−１０５１９９号公報の『円筒容器の印刷検査方法』では、予め基準画像を記憶し、テンプレートマッチングで使用するテンプレートを設定しておき、次に検査対象の円筒容器を回転させ、任意の場所から円筒容器の側面の画像を取り込み、取り込んだ画像からテンプレートマッチングを利用して特徴点を抽出することにより、基準画像と同じパターンの１回転分のパターンの画像を切り出して検査画像として記憶し、基準画像で設定したテンプレートの座標と、検査画像において抽出された特徴点の座標との差により、検査画像の傾きと回転方向の伸縮を補正し、補正された検査画像について、再びテンプレートマッチングを行い、検査画像と基準画像との位置ずれを求め、検査画像と基準画像の位置を合わせ、補正された検査画像を基準画像と比較し、印刷品質を判定することを特徴とした印刷検査方法について記載されている。【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１０３０３９
【特許文献２】特開２０００−１０５１９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  しかしながら、上記印刷検査装置は円筒容器を検査対象としており、上下又は左右の形状が異なる非円筒容器については検査が行えないという欠点があった。また、上記印刷検査方法も円筒容器を検査対象としており、上下又は左右の形状が異なる非円筒容器についてはテンプレートマッチングによる補正が行えないという欠点があった。【０００７】  上記非円筒容器は、生産ラインのコンベア上を移送される際において、隣接する容器側面との接触が非常に少なく、円筒容器のように隣接する容器側面と常に接触する状態に比べ、印刷内容の欠陥や汚れ等の発生は極めて少ないものである。このため、非円筒容器を検査対象とする場合には全数検査を行う必要はなく、抜き取り検査で充分となる。また、抜き取り検査のため、被検査物の回転機構への設置も高価な移送装置やハンドリング装置を使用しなくとも対応可能となる。【０００８】  本発明は、以上のような欠点及び要求を解決するために成されたものであり、上下又は左右の形状が異なる非円筒容器を被検査物とし、該被検査物の印刷内容を抜き取り検査する場合において、被検査物の回転機構への設置に高精度を要することなく被検査物の表面に印刷された文字や図柄等の印刷内容を正確に読み取る装置と、前記印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を容易に行うことができる、立体物の印刷検査装置及びこれを用いた印刷検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するため、本発明の立体物の印刷検査装置においては、被検査物を設置した台を回転させる回転手段と、前記回転している被検査物の形状を測定する形状測定手段と、前記被検査物の印刷内容を撮影する撮影手段と、前記被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御する撮影位置制御手段と、前記撮影位置制御手段を経て撮影手段により撮影した検査画像より印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する欠陥判別手段とを備えて構成する。【００１０】  また、上記印刷検査装置を用いた印刷検査方法においては、形状測定手段により得られた被検査物の外形断面及び重心点より被検査物の特徴点を求め、更に被検査物の印刷面を判別し、撮影位置制御手段により被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御した後、撮影手段により被検査物の印刷面を撮影し、欠陥判別手段により前記撮影により得られた検査画像と、予め記憶しておいた基準画像とを比較することにより印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する。
【発明の効果】
【００１１】  本発明の立体物の印刷検査装置及びこれを用いた印刷検査方法によれば、被検査物の回転機構への設置に高価な移送装置やハンドリング装置を使用しなくとも上下又は左右の形状が異なる非円筒容器の表面に印刷された文字や図柄等の印刷内容を正確に読み取ることができ、テンプレートマッチング等による画像の補正を行わなくとも印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を容易に行うことができるという絶大なる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  本発明を実施するための最良の形態を図を用いて説明する。【００１３】  図１は本発明の立体物の印刷検査装置の概略側面図であり、図２は本発明の立体物の印刷検査装置の概略平面図である。該図に示すように、本発明の印刷検査装置１は、主に本体フレーム２の上面部に上述の回転手段，形状測定手段，撮影手段及び撮影位置制御手段を具備し、内部に欠陥判別手段を具備して構成する。なお、該印刷検査装置１は、被検査物である非円筒容器の抜き取り検査を行う装置であるため、被検査物の設置は手動で行う。このため、移送装置やハンドリング装置は描いていないが、高精度を要しないものであれば使用しても構わない。【００１４】  被検査物を設置した台を回転させる回転手段として、本体フレーム２の一端側に固定台１６を設置すると共に当該固定台１６の下部に回転装置１７を設置し、該回転装置１７の回転軸を固定台１６を挿通して上面部に載置した回転台１８に軸着して構成する。前記回転装置１７は、サーボモータやステッピングモータを使用し、本体フレーム２の内部に設置した制御用パソコン２０及びコントローラー２１にて制御される。【００１５】  また、回転している被検査物の形状を測定する形状測定手段として、上記固定台１６の片側面にフレーム９を設置し、該フレーム９の上面部に固定金具１０を設置する。次に、前記固定金具１０の垂直面にアクチュエーター１１を固定すると共に当該アクチュエーター１１にＬ字状の固定金具１２を固定し、該固定金具１２にコ字状の載置金具１３を固定する。更に、前記載置金具１３の平行部に遮光センサ（受光部）１４と遮光センサ（投光部）１５を設置して構成する。前記遮光センサは、投光部１５より平行光であるレーザー光を照射し、受光部１４にて当該受光部１４と投光部１５の中間にある被検査物を回転させながら形状に応じて遮光されたレーザー光を検出して遮光データを収集し、該遮光データを制御用パソコン２０にて演算解析することにより被検査物の外形を測定する。【００１６】  また、被検査物の印刷内容を撮影する撮影手段として、固定台１６と反対側の本体フレーム２の他端側にフレーム３を設置し、該フレーム３の上面部にアクチュエーター４を設置すると共に当該アクチュエーター４の上面部に固定金具５を設置する。次に、前記固定金具５の垂直面にアクチュエーター６を固定すると共に当該アクチュエーター６にＬ字状の固定金具７を固定し、該固定金具７にデジタルカメラ８を固定して構成する。【００１７】  また、被検査物の印刷面が撮影手段と平行且つ中心にくるように移動制御する撮影位置制御手段は、上記回転手段，形状測定手段及び撮影手段と、制御用パソコン２０及びコントローラー２１との相互作用により成される。まず、形状測定手段により被検査物の外形を測定し、特徴点より被検査物の印刷面を判別する。次に、前記印刷面が撮影手段のデジタルカメラ８と平行になるように回転手段により回転調整を行う。次に、被検査物の印刷面がデジタルカメラ８のレンズの中心にくるように撮影手段のアクチュエーター４により左右方向の位置調整を行う。なお、上下方向の位置調整はアクチュエーター６により予め行っておく。また、前記一連の動作制御は、制御用パソコン２０及びコントローラー２１により実行される。【００１８】  また、上記撮影位置制御手段を経て撮影手段により撮影した検査画像より印刷内容の欠陥や汚れ等の有無を判別する欠陥判別手段は、前記検査画像と制御用パソコン２０のメモリに予め記憶しておいた基準画像とを当該制御用パソコン２０にて比較することにより実行される。なお、制御用パソコン２０にＬＡＮ等のネットワークを接続し、図示しない外部パソコンにて前記処理を実行するようにしても構わない。【００１９】  なお、回転台１８に設置された被検査物をデジタルカメラ８にて撮影する際において、光量不足を補うための照明装置２２を被検査物とデジタルカメラ８の略中間位置の左右２箇所に設置して必要時に点灯する。前記照明装置２２を左右２箇所に設置することにより、被検査物の側面の光量と正面の光量を略均一にすることができる。また、被検査物以外の写り込みを防止するためのバックパネル１９をデジタルカメラ８の前方且つ被検査物の後方に設置する。【００２０】  次に、本発明の立体物の印刷検査方法を図を用いて説明する。【００２１】  図３は本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の形状測定方法を示した図であり、（ａ）は図２で示した遮光センサの受光部１４と投光部１５の中間に、被検査物２３を固定台１６の回転台１８に設置した状態を示している。ここで、遮光センサの投光部１５よりレーザー光２４を受光部１４に向けて照射し、被検査物２３を回転させながら、受光部１４にて前記被検査物２３の全周即ち１回転分の遮光データを収集し、該遮光データを制御用パソコン２０にて演算解析することにより被検査物２３の外形（形状及び大きさ）を測定することができる。なお、該方法によれば被検査物２３の重心点Ｃも求められるため、被検査物２３の重心点Ｃを回転台１８の中心点に高精度に合わせる必要がない。このため、被検査物２３の回転台１８への設置は手動で行うことができる。【００２２】  上記（ａ）で示した遮光センサの受光部１４と投光部１５における検出幅は、固定台１６の半径以上あり、１回の測定で被検査物２３の全周に渡る遮光データを収集することができるが、遮光センサが大きくなるため格段のコストアップとなる欠点がある。このため、（ｂ）で示したように遮光センサの受光部１４と投光部１５における検出幅を（ａ）の状態より小さくし、前記遮光センサの受光部１４と投光部１５を図中矢印のように左右に移動可能となる構造（図示せず）を印刷検査装置１に新たに設置することによりコストダウンが図られる。【００２３】  図４は本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の特徴点抽出方法を示した図であり、（ａ）は上記図３で説明した方法で求められた外形断面の重心点Ｃより被検査物２３の外縁までの距離を求める方法を示している。ここで、被検査物２３の外形断面のモノクロ二値データをベクトル座標に配置し、重心点Ｃより角度αにおける前記モノクロ二値データの境界点を求めることにより、重心点Ｃより被検査物２３の外縁までの距離Ｌが求められる。なお、前記角度αのステップ角は任意に設定して構わない。【００２４】  上記（ａ）で求められた重心点Ｃより被検査物２３の外縁までの距離Ｌを、角度αを０°〜３６０°までプロットしたものが（ｂ）のエンベロープ２５となる。該エンベロープ２５において、波形の上昇方向から下降方向へ又は下降方向から上昇方向への変化点を検出して複数の特徴点２６が求められる。そして、該特徴点２６のパターンを制御用パソコン２０にて演算解析することにより印刷面を判別することができる。（ｂ）においては、エンベロープ２５の太線部における角度αの位置にある面が印刷面と判別される。【００２５】  なお、被検査物２３が非円筒容器であっても、印刷面のみ円筒状であるような容器の場合、当該部分の特徴点を求めることはできない。このような場合には、予め印刷面にテンプレートを設定しておき、該テンプレートを基準に印刷面を判別する従来方法にて対応する。【００２６】  次に、図５は本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の撮影位置制御方法を示した図であり、極力ひずみの少ない検査画像を撮影するために被検査物２３の印刷面がデジタルカメラ８と平行且つ中心にくるように位置制御を行う方法を示している。まず、上記図３及び図４で説明した方法により被検査物２３の印刷面を求める。次に、前記印刷面がデジタルカメラ８と平行になるように回転装置１７により回転調整を行う。ここで、被検査物２３の回転前の外形位置２７における印刷面の接線を符号２９の点線で示し、該接線２９に鉛直な線を符号ＡＢの点線で示している。該接線２９に鉛直な線ＡＢはデジタルカメラ８の鉛直線と角度θのずれがあるため、回転装置２７にて角度θ分を回転させることにより印刷面がデジタルカメラ８と平行になる。次に、被検査物２３の印刷面がデジタルカメラ８のレンズの中心にくるように位置調整を行う。ここで、上記調整による被検査物２３の回転後の外形位置２８における印刷面の接線に鉛直な線ＢＣはデジタルカメラ８の鉛直線と距離Ｌ１のずれがあるため、アクチュエーター４にて距離Ｌ１だけ右側に移動することにより、印刷面がデジタルカメラ８の中心にくる。また、上記調整による焦点距離の変動Ｌ２に伴うピント調整は、デジタルカメラ８のオートフォーカス機能を利用するため不要である。なお、前記デジタルカメラ８に代えて固定焦点カメラを使用する場合には、撮影手段自体を前後に移動する必要があり、この場合には前記撮影手段自体の前後移動用のアクチュエーターを設けても構わない。【００２７】  次に、図６は本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の印刷検査方法を示した図であり、被検査物の表面に印刷された文字や図柄等の印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を行う方法を示している。（ａ）は上記図５で説明した方法により被検査物２３の印刷面がデジタルカメラ８と平行且つ中心にくるように移動制御された状態を示し、撮影範囲３０が前記デジタルカメラ８にて撮影されて検査画像となり、制御用パソコン２０のメモリに記憶される。また、（ｂ）は前記制御用パソコン２０のメモリに予め登録されている基準画像３１であり、画像比較処理により前記検査画像と基準画像３１との差異が比較される。また、（ｃ）は検査結果を表示した検査画像３２であり、検査画像３２の文字欠け３３や位置ずれ３４を検出して図示しないマーカー等により印刷内容の欠陥や汚れ等の有無のマーク表示を行う。【００２８】  以上のように���て、非円筒容器である被検査物２３の回転機構への設置に高精度を要することなく被検査物２３の表面に印刷された文字や図柄等の印刷内容を正確に読み取ることができ、更には前記印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を容易に行うことができることになる。【００２９】  なお、上述の印刷検査装置１の機器構成や機構配置は図１及び図２で示したものに限定するものではなく、同様の作用効果が得られるものであれば多少の機器構成や機構配置が異なっていても本願発明に包含されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】  本発明は液体やゲル状の化粧品・医薬品又は食品等を入れるための円筒容器、特に上下又は左右の形状が異なる非円筒容器における印刷内容の欠陥や汚れ等の有無の検査を行う装置及び方法について記載したが、容器に限定せずに例えば玩具，日用雑貨，各種パーツなど、あらゆる立体物を検査対象として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の立体物の印刷検査装置の概略側面図である。
【図２】本発明の立体物の印刷検査装置の概略平面図である。
【図３】本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の形状測定方法を示した図である。
【図４】本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の特徴点抽出方法を示した図である。
【図５】本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の撮影位置制御方法を示した図である。
【図６】本発明の立体物の印刷検査装置による立体物の印刷検査方法を示した図である。
【符号の説明】
【００３２】    １  印刷検査装置
２  本体フレーム
３  フレーム
４  アクチュエーター
５  固定金具
６  アクチュエーター
７  固定金具
８  デジタルカメラ
９  フレーム
１０  固定金具
１１  アクチュエーター
１２  固定金具
１３  載置金具
１４  遮光センサ（受光部）
１５  遮光センサ（投光部）
１６  固定台
１７  回転装置
１８  回転台
１９  バックパネル
２０  制御用パソコン
２１  コントローラー
２２  照明装置
２３  被検査物
２４  レーザー光
２５  エンベロープ
２６  特徴点
２７  外形位置（回転前）
２８  外形位置（回転後）
２９  接線
３０  撮影範囲
３１  基準画像
３２  検査画像
３３  文字欠け
３４  位置ずれ
【図１】
2007261243.tif 000003
【図２】
2007261243.tif 000004
【図３】
2007261243.tif 000005
【図４】
2007261243.tif 000006
【図５】
2007261243.tif 000007
【図６】
2007261243.tif 000008