寄検査装置のジクスが教える

印刷品質検査装置 導入の手引き③

稿

枚葉インライン検査装置の５大要素③画像解像力速いカメラ・明るいカメラ・明るい照明の三拍子＊＊＊カメラの画素分解能は最適か素くらいは必要なので、1,050÷4,050＝約0.26㎜程度が幅方向の分解能になる。

前回、前々回と、検査装置の５大要素として、このように幅方向の分解能は単純にカメラ台数「用紙の安定性」、「照明装置」と来たが、ハードと画素数で決めることが出来るが、流れ方向の分ウエアとしては、最後にもう一つ「画像解像力」解能は、簡単には行かない。流れ方向の分解能は、が重要である。

以下の５つが絡み合って決定される。

検査装置を検討する際、カメラの画素分解能が重要な要素である事は良く知られている。
幅方向に何画素のカメラを何台使用するか？と

１）印刷機の最大速度
２）ロータリーエンコーダーの分解能
３）カメラのスキャンレート

いうことは直接検査能力を左右し、後で増設など４）照明の明るさするとしても、システムが増設に対応していなけ５）カメラの感度れば、大幅な改造が必要となり、相当のコストを少々ややこしい感じがすると思うが重要な事な要することになるので、よくよく注意して選定すᨎ⪲ࠗࡦ࡜ࠗࡦᬌᩏⵝ⟎ߩ 5 ᄢⷐ⚛ Ԛ↹௝⸃௝ജ

のでよく理解して頂きたい。図で説明する（図２）。

べき部分である。
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一般的にカメラの幅方向画素分解能が倍になる刷することが出来るとする。すると、もし流れ方᏷ᣇะߦ૗↹⚛ߩࠞࡔ࡜ࠍ૗บ૶↪ߔࠆ߆㧫ߣ޿߁ߎߣߪ⋥ធᬌᩏ⢻ജࠍᏀฝߒ‫ޔ‬ᓟߢჇ⸳ߥߤߔࠆߣߒߡ߽‫߇ࡓ࠹ࠬࠪޔ‬Ⴧ⸳ߦኻᔕߒߡ޿ߥߌࠇ߫‫ޔ‬ᄢ᏷ߥᡷㅧ߇ᔅⷐߣߥࠅ‫ޔ‬と、検査装置の検出能力は４倍になる。
（図１）

向の分解能を0.26㎜で撮像したいとなると、印刷⋧ᒰߩࠦࠬ࠻ࠍⷐߔࠆߎߣߦߥࠆߩߢ‫ߊࠃߊࠃޔ‬ᵈᗧߒߡㆬቯߔߴ߈ㇱಽߢ޽ࠆ‫ޕ‬

紙が0.26㎜流れる時間に１回は、スキャンしない㧝㧕といけない。これをスキャンレートと呼ぶ。

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但しこれは、一つ一つの画素が幅方向と流れ方向とのサイズが等しい正方形での場合の事である。
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細かい計算は、技術書ではないのでここでは行わないが、高精度を要求すればそれだけ速いカメラが必要となるということである。また、スキャ

図１

縦横比が同じ場合では、１画素の分解能が倍（細かく）なると、４画素に相当するので、検査能力が４倍になる。
ߎߎߢ‫ޔ‬᏷ᣇะߣᵹࠇᣇะߣ⸒ߞߚ߇‫ޔ‬᏷ᣇะߩಽ⸃⢻ߪࠞࡔ࡜ߩ↹⚛ᢙߣบᢙߢ᳿߹ࠆ‫ޕ‬࿑  ❑ᮮᲧ߇หߓ႐วߢߪ‫ޔ‬㧝↹⚛ߩಽ⸃⢻߇୚㧔⚦߆ߊ㧕ߥࠆߣ‫ޔ‬㧠↹⚛ߦ⋧ᒰߔࠆߩߢ‫ޔ‬ᬌᩏ⢻ജ߇  ୚ߦߥࠆ଀߃߫‫ో⩵ޔ‬ኸિ߮ߢ‫ޔ‬1050mm ᏷ࠍ‫ޔ‬2048 ࡆ࠶࠻ߩࠞࡔ࡜ 2 บߢᬌᩏߔࠆߣߔࠇ߫‫ޔ‬

ここで、幅方向と流れ方向と言ったが、幅方向ᦨᄢߩ↪⚕ኸᴺ߇ 1050mm ߢ޽ࠆ߆ࠄߎࠇࠍ 4096 ಽഀߔࠆߣ‫ ⚂ޔ‬0.256mm ߣߥࠆ‫ޕ‬ࠞࡔ࡜߇ 2 บߢ޽ࠆߩߢ 20482㧩4096の分解能はカメラの画素数と台数で決まる。
0.26mm ⒟ᐲ߇᏷ᣇะߩಽ⸃⢻ߦߥࠆ‫ޕ‬

明でなければ画像が暗くて検査にならないことも付け加えておく。
それに、ロータリーエンコーダーのパルスが基ታ㓙ߦߪ 2 บߩࠞࡔ࡜ߩ㊀ߥࠅวࠊߖㇱߦ 20 ↹⚛ߊࠄ޿ߪᔅⷐߥߩߢ‫ޔ‬1050¸4050㧩⚂

準になってスキャン（撮影）が行われるので分解

例えば、菊全寸伸びで、1,050㎜幅を、2,048ビッะߩಽ⸃⢻ߪ‫◲ޔ‬නߦߪⴕ߆ߥ޿‫ޕ‬ᵹࠇᣇะߩಽ⸃⢻ߪ‫ޔ‬એਅߩ 5 ߟ߇⛊ߺวߞߡ᳿ቯߐ

能が細かくないと目的の長さ毎に画像を読み込むߎߩࠃ߁ߦ᏷ᣇะߩಽ⸃⢻ߪන⚐ߦࠞࡔ࡜บᢙߣ↹⚛ᢙߢ᳿߼ࠆߎߣ߇಴᧪ࠆ߇‫ޔ‬ᵹࠇᣇ

トのカメラ２台で検査するとすれば、1㧕 ශ೚ᯏߩᦨᄢㅦᐲࠇࠆ‫ޕ‬ことが出来ない。

カメラが２台であるので2,048×２＝4,096

少し難しくなったが、要は印刷速度が速くなる

最大の用紙寸法が1,050㎜であるからこれを4,096
5㧕 ࠞࡔ࡜ߩᗵᐲという事は、「速いカメラ」「明るいカメラ」「明る2㧕 ࡠ࡯࠲࡝࡯ࠛࡦࠦ࡯࠳࡯ߩಽ⸃⢻3㧕 ࠞࡔ࡜ߩࠬࠠࡖࡦ࡟࡯࠻
4㧕 ᾖ᣿ߩ᣿ࠆߐ

分割すると、約0.256㎜となる。
実際には２台のカメラの重なり合わせ部に20画38ンレートが速くなるという事は、相当に明るい照い照明」の３拍子が揃わなければならないということである。

ዋ‫޿ߒߎ߿߿ޘ‬ᗵߓ߇ߔࠆߣᕁ߁߇㊀ⷐߥ੐ߥߩߢࠃߊℂ⸃ߒߡ㗂߈ߚ޿‫ޕ‬એਅߦ࿑ߢ⺑᣿ࠆ޿ࠞࡔ࡜ߣߪ࡮࡮࡮1 บߩ㜞ಽ⸃⢻ࠞࡔ࡜ࠃࠅ߽ 2 บߩૐಽ⸃⢻ࠞࡔ࡜ߩ߶߁߇᣿ࠆ޿㧍᣿ߔࠆ㧔࿑ 2㧕೨ㅀߩࠃ߁ߦ㨬ㅦ޿ࠞࡔ࡜㨭ߣߪ‫ߩ࠻࡯࡟ࡦࡖࠠࠬޔ‬ㅦ޿ࠞࡔ࡜ߩ੐ߢ޽ࠆ߇‫ޔ‬‫ޟ‬᣿ࠆ޿ࠞࡔ

図２࡜‫ޔ߫ࠇߌߥߢޠ‬೨ㅀߩࠃ߁ߦ㜞ㅦߢ‫ޔ‬ᵹࠇᣇะߩ⸃௝ജ߽ⷐ᳞ߔࠆᬌᩏⵝ⟎ߪ಴᧪ߥ޿‫ޕ‬࿑㧞ᾖ᣿ⵝ⟎ ࠬࠠࡖࡦ࡟࡯࠻㧔㧝࡜ࠗࡦࠍࠬࠠࡖࡦߔࠆߩߦᔅⷐߥᤨ

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㑆㧕߇ㅦߊߥߌࠇ߫‫ޔ‬ශ೚ᯏ᪾ߩㅦᐲ߇ㅦ޿႐วߦ‫ޔ‬᏷ߣหߒߡ߽‫ޔ‬චಽߦ᣿ࠆ޿↹௝߇᠟ᓇߢ߈ߥ޿
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CCD ࠞࡔ࡜㧔෶ߪ㧯㧹㧻㧿ࠞࡔ࡜㧕ߦ߅޿ߡ᣿ࠆߐߪฃశㇱߩ㕙ⓍߦᲧ଀ߔࠆ‫ޕ‬㧯㧯㧰ߣ

述べてきたが、その効果と影響が大きく見逃されࠞࡔ࡜⢵ߪర‫ޘ‬ዊߐ޿ᄥ㓁㔚ᳰߩࠃ߁ߥ߽ߩߣᕁߞߡ޿ߚߛߌࠇ߫⸃ࠅ߿ߔ޿‫ޕ‬㧯㧯㧰ߩ㕙Ⓧ߇ᄢ

がちなのが、レンズの解߈޿߶ߤశࠍᄙߊฃߌࠆ੐߇ߢ߈ࠆߩߢ᣿ࠆߊߥࠆ‫ޕ‬

像力である。
ߎࠇ߇ශ೚ᬌᩏⵝ⟎↪ߩࠞࡔ࡜߇㧝บߢో᏷ࠍ⷗ࠆߩߢߪߥߊ‫ޔ‬㧞บએ਄ߢ᏷ᣇะࠍಽഀࡉ࡜ࡦ⢵ߒߡ᠟ᓇߒߡ޿ࠆࠤ࡯ࠬ߇ᄙ޿ߣ޿߁ℂ↱ߩᄢ߈ߥߣߎࠈߢ޽ࠆ‫ޕ‬
CCDがいくら細かくてශ೚ᯏߩᦨᄢㅦᐲ߇ㅦߌ࿶⢵ࠞࡔ࡜ߦߪ‫ޔ‬᏷ᣇะ
4000 ↹⚛߿ 8000 ↹⚛ߩࠞࡔ࡜߽⃟ߒߊߥ޿߇‫⚛↹ޔ‬ᢙ߇Ⴧ߃ࠆߦߒࠇ߫‫ޔ‬ㅦ޿ࠞࡔ࡜‫ޔ‬᣿ࠆ޿

も、 そのCCDに 対 し 綺ᾖ᣿‫ޔ‬㜞ಽ⸃⢻ߩࠛࡦࠦ࡯
ߚ߇ߞߡ‫ߩߟ৻ߟ৻ޔ‬㧯㧯㧰ߩ㕙Ⓧߪዊߐߊߥࠆ‫ߦߺߥߜޕ‬2048 ࡆ࠶࠻ߣ 4096 ࡆ࠶࠻ߩ麗に像を結ぶ事の出来るࠞࡔ࡜ߢߩ㧯㧯㧰ߩ㕙ⓍߩᏅߪ 1/4㨪1/2 ⒟ᐲߣዊߐߊߥࠆߩߢ‫ޔ‬หߓᤨ㑆ࠬࠠࡖࡦߒߚ႐
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レンズを用いなければ十วߩ᣿ࠆߐߪߘߩᲧ₸ߢᥧߊߥࠆ‫ࠅ߹ߟޕ‬㜞ㅦߩශ೚ᯏߦߪਇะ߈ߣ޿߁ߎߣߢ޽ࠆ‫ޕ‬ࠦࡦ࠻ࡠ࡯࡜࡯ࡠ ࡯࠲ ࡝࡯ ࠛࡦࠦ ࡯ ࠳ࠛࡦࠦ࡯࠳߆ࠄߩࡄ࡞ࠬ౉ജࠍၮḰߦ分にカメラの性能を引きಽ⸃⢻߇⚦߆ߊߥߌࠇ߫‫ޔ‬᏷ᣇะߣห

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出しているとは言えなߓࠃ߁ߥ㐳ߐߢขࠅㄟ߼ߥ޿‫ޕ‬ߎߎ߹ߢߪ‫ޔ‬㧯㧯㧰ࠞࡔ࡜ߩ↹⚛ߩಽ⸃⢻ߦߟ޿ߡㅀߴߡ߈ߚ߇‫ߩߘޔ‬ലᨐߣᓇ㗀߇ᄢ߈い。実際に良い解像力を明るいカメラとは…

ߊ⷗ㅏߐࠇ߇ߜߥߩ߇‫⸃ߩ࠭ࡦ࡟ޔ‬௝ജߢ޽ࠆ‫ޕ‬

持つレンズは、そうでないものと比べ、倍近い感ශ೚ᯏ߇઒ߦ⑽ㅦ㧡ᨎ‫ ࠅ߹ߟޔ‬16,200RPH ߢශ೚ߔࠆߎߣ߇಴᧪ࠆߣߔࠆ‫ޕ‬㧯㧯㧰߇޿ߊࠄ⚦߆ߊߡ߽‫ߩߘޔ‬㧯㧯㧰ߦኻߒ✊㤀ߦ௝ࠍ⚿߱੐ߩ಴᧪ࠆ࡟ࡦ࠭ࠍ↪޿ߥߘ߁ߔࠆߣ‫ޔߒ߽ޔ‬ᵹࠇᣇะߩಽ⸃⢻ࠍ 0.26mm ߢ᠟௝ߒߚ޿ߣߥࠆߣ‫ޔ‬ශ೚⚕߇
0.26mm
１台の高分解能カメラよりも２台の低分解能カメ度の差を出す事が確認できている。よく検査装置ߌࠇ߫චಽߦࠞࡔ࡜ߩᕈ⢻ࠍᒁ߈಴ߒߡ޿ࠆߣߪ⸒߃ߥ޿‫ޕ‬

ラのほうが明るい！のカメラは２つないし４つの画素と画素の間にታ㓙ߦ⦟޿⸃௝ജࠍᜬߟ࡟ࡦ࠭ߪ‫ߣߩ߽޿ߥߢ߁ߘޔ‬Ყߴ‫ޔ‬୚ㄭ޿ᗵᐲߩᏅࠍ಴ߔ੐߇⏕⚦߆޿⸘▚ߪ‫ޔ‬ᛛⴚᦠߢߪߥ޿ߩߢߎߎߢߪⴕࠊߥ޿߇‫ޔ‬㜞♖ᐲࠍⷐ᳞ߔࠇ߫ߘࠇߛߌㅦᵹࠇࠆᤨ㑆ߦ㧝࿁ߪ‫ߣ࠻࡯࡟ࡦࡖࠠࠬࠍࠇߎޕ޿ߥߌ޿ߣ޿ߥߒࡦࡖࠠࠬޔ‬๭߱‫ޕ‬⹺ߢ߈ߡ޿ࠆ‫ߊࠃޕ‬ᬌᩏⵝ⟎ߩࠞࡔ࡜ߪ
2 ߟߥ޿ߒ㧠ߟߩ↹⚛ߣ↹⚛ߩ㑆ߦ〙ߞߚᰳ㒱ߪ޿ࠞࡔ࡜߇ᔅⷐߣߥࠆߣ޿߁ߎߣߢ޽ࠆ‫߇࠻࡯࡟ࡦࡖࠠࠬޔߚ߹ޕ‬ㅦߊߥࠆߣ޿߁੐ߪ‫ޔ‬
前述のように「速いカメラ」とは、スキャンレー跨った欠陥は検出する事が出来ないので、画素分⋧ᒰߦ᣿ࠆ޿ᾖ᣿ߢߥߌࠇ߫↹௝߇ᥧߊߡᬌᩏߦߥࠄߥ޿ߎߣ߽ઃߌട߃ߡ߅ߊ‫ޕ‬ᬌ಴ߔࠆ੐߇಴᧪ߥ޿ߩߢ‫⚛↹ޔ‬ಽ⸃⢻ߩ㧠୚߇ᦨዊߩᰳ㒱ࠨࠗ࠭ߦߥࠆߣ⸒ࠊࠇߡ޿ࠆ

トの速いカメラの事であるが、「明るいカメラ」で解能の４倍が最小の欠陥サイズになると言われてߘࠇߦ‫߇ࠬ࡞ࡄߩ࡯࠳࡯ࠦࡦࠛ࡯࡝࠲࡯ࡠޔ‬ၮḰߦߥߞߡࠬࠠࡖࡦ㧔᠟ᓇ㧕߇ⴕࠊࠇࠆߩ
ࠃ߁ߛ߇‫ޔ‬ታ㓙ߦߪߘ߁ߢ߽ߥ޿‫ޕ‬ߢಽ⸃⢻߇⚦߆ߊߥ޿ߣ⋡⊛ߩ㐳ߐᲤߦ↹௝ࠍ⺒ߺㄟ߻ߎߣ߇಴᧪ߥ޿‫ ޕ‬いるようだが、実際にはそうでもない。
なければ、前述のように高速で、流れ方向の解像力も要求する検査装置は出来ない。
ዋߒ㔍ߒߊߥߞߚ߇‫ߪⷐޔ‬ශ೚ㅦᐲ߇ㅦߊߥࠆߣ޿߁੐ߪ‫ޔ‬‫ޟ‬ㅦ޿ࠞࡔ࡜‫ޠ‬㨬᣿ࠆ޿ࠞࡔ࡜㨭‫ޟ‬᣿ࠆ޿ᾖ᣿‫ߩޠ‬㧟ᜉሶ߇ឥࠊߥߌࠇ߫ߥࠄߥ޿ߣ޿߁ߎߣߢ޽ࠆ‫ޕ‬ここで言う「明るいカメラ」とは、短いスキャ

ンレートでも十分に明るい画像を得られるカメラという意味合いである。
CCDカメラ（又はCMOSカメラ）において明るさは受光部の面積に比例する。CCDとは元々小さい太陽電池のようなものと思っていただければ解りやすい。CCDの面積が大きいほど光を多く受ける事ができるので明るくなる。これが印刷検査装

図３

欠陥が、画素を跨った場合の、検出濃度のイメージ図࿑  ᰳ㒱߇‫ߚߞ〙ࠍ⚛↹ޔ‬႐วߩ‫ޔ‬ᬌ಴Ớᐲߩࠗࡔ࡯ࠫ࿑

置用のカメラが１台で全幅を見るのではなく、２

図３のように、画素を跨った欠陥は、画素の数台以上で幅方向を分割して撮影しているケースがで薄められて濃度が低下する。しかし、高解像レ多いという理由の大きなところである。

ンズを使用すれば、２つの画素に跨ったものであカメラには、幅方向4,000画素や8,000画素のカメラも珍しくないが、画素数が増えるにしたがっれば、そうでないレンズの１つの画素に相当する濃度コントラストで撮像することが出来る。て、一つ一つのCCDの面積は小さくなる。ちなみ

仕様書などにも出てこないレンズの解像力であに2,048ビットと4,096ビットのカメラでのCCDのるが、このようにあまり知られていないが良いレ

面積の差は１／４～１／２程度と小さくなるので、ンズを選定するという事は、検査装置の能力を飛同じ時間スキャンした場合の明るさはその比率で躍的に向上させることにつながるのである。

暗くなる。つまり高速の印刷機には不向きということである。
以外に知られていない
大きく影響するレンズの解像力
ここまで、CCDカメラの画素の分解能について

ジクス株式会社
東京都板橋区氷川町16-4
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