JP5110071B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

この発明は物体の検査装置に関する。特に、プラスチック成形品の表面に印刷された文字や図形の良否を判断する検査装置に関する。

プラスチック成形品、例えば、ボールペンなどプラスチックペンのキャップには、製造販売会社名やペンの性質を表すための文字や図形が印刷されている。この印刷はパッド印刷機（通称、タンポ印刷機ともいわれる）により機械的、自動的かつ連続的に行われる。しかしながら、印刷された文字や図形が、所定の位置に印刷されていなかったり、あるいは、一部が欠けているなど鮮明に印刷されていないなどの印刷ミスを生じることもある。従来、このような欠陥品を発見する方法として、人間が拡大鏡などを使って目視により行っていた。

また、印刷検査を機械的に行う方法として、印刷された文字あるいは図形に対して、白熱電球や蛍光灯などの白色光を照明させてカメラで画像を認識させるとともに、基準画像と比較して欠陥品を判断する方法があった。

しかしながら、前者の方法は、当然とことではあるが、疲労による検査ミスを生じるし、また、検査者により検査基準がバラツクなどの問題があった。
また、後者の方法は、対象物体の種類によっては検査精度に問題があった。特に、筆記用ペンのキャップの場合、キャップ自体の色と文字や図形の色の組合せによっては画像を良好に認識できなかったり、あるいは、キャップがプラスチックなど透明性物体の場合は、キャップの内部構造が透けて見えてしまい画像として認識されるなどの問題を有していた。

特許第３２７４１８６号

この発明は、第一に、人間が目視で観察する場合に生ずる問題、すなわち、疲労の影響や、検査基準のバラツキという問題を解消できる検査装置を提供すること、第二に、検査対象の種類や印刷された文字や図形などの種類に影響されることなく確実な検査が可能な検査装置を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明に係る検査装置は、透明性物体であるプラスチック製の筆記用ペンのキャップあるいは本体の外表面に印刷された文字あるいは図形の印刷状態を検査する検査装置であって、前記プラスチック製の筆記用ペンのキャップあるいは本体の外表面に対して前記キャップあるいは本体の長手方向の両端側から異なる色の単色光を切り替え可能に発光できるＬＥＤからなる照明手段と、照明された前記キャップあるいは本体の文字あるいは図形を観察する画像認識手段と、前記照明手段と前記画像認識手段を内壁に備えた箱型の照明筒と、前記照明筒に取り付けられた遮光部材と、この画像認識手段の画像情報を受けて当該文字あるいは図形の印刷状態の良否を判断するコントローラとより構成されることを特徴とする。

この発明に係る検査装置は、物体の種類、特には物体の色に応じて、発光する単色光を切り替えながら、当該物体に対して照明するので常に確実な文字や図形の印刷状態を検査することができる。特に、物体が、ボールペンなどの筆記用プラスチックペンのキャップあるいは本体（キャップの相手となる部分）の場合、当該キャップや本体の色に合わせて照明手段の発光色を設定することができる。このため、色の影響だけでなく、キャップや本体の内部構造、特にキャップの場合は本体との位置決め用リブが透過されて画像認識されるという問題が良好に解消される。

本発明に係る検査装置の概略構成を示す。 本発明に係る検査装置の概略構成を示す。 ＬＥＤの拡大図を示す。 本発明の係る検査装置の対象物を示す。

図１はこの発明に係る検査装置の一実施例であって、プラスチック製カラーボールペンのキャップの検査装置の概略構成を示す。図２は図１の矢印Ａから下方を見た状態図を示す。全体が箱型の照明筒１０が支柱２０に保持されている。照明筒１０の側壁１０１の内面及び側壁１０２の内面には照明手段であるＬＥＤ１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が取り付けられている。また、照明筒１０の上壁１０３の内面には画像認識手段であるカメラ２（イメージングデベロップメントシステム社製の型式UL-1460SE-C-GL）が取り付けられている。上壁１０３に対向する下方側は開放されており、対象物であるプラスチック製カラーボールペンのキャップＸが保持固定されるステージ３が設けられる。対象物Ｘに対してＬＥＤ１ａ、ＬＥＤ１ｂ、ＬＥＤ１ｃ、ＬＥＤ１ｄが照明して、カメラ２により、対象物Ｘの外表面に印刷された文字あるいは図形を観察する。カメラ２で観察された画像情報はコントローラ４に入力される。コントローラ４には、あらかじめ基準パターンが記憶されており、観察された画像情報と基準パターンを比較する。なお、照明筒１０には外乱防止用の遮光部材６が取り付けられる。この遮光部材６が外乱影響が存在する環境において設置することが有効である。

図３はＬＥＤの拡大図を示す。ＬＥＤは、例えばＲＧＢの微小なＬＥＤが隣接配置するもので、コントローラ４の指令により、例えば赤、青、黄の色を選択的に発光する。ＬＥＤの発光点は例えばφ５ｍｍ程度の小さなものであり、見かけ上は同じ位置から３色が切り替え可能に発光していることになる。なお、照明とスペースに支障がなければ、ＲＧＢが一体になったＬＥＤではなく、それぞれの色を発光するＬＥＤを並べて配置してもよい。

ＬＥＤ１は、例えば、対象物であるキャップの色がグリーン、ブルー、ライトブルー、ブラック、ホワイトの場合は赤色が発光し、対象物であるキャップの色がオレンジ、レッドの場合は青色が発光し、対象物であるキャップの色がピンクの場合は緑色が発光する。このような発光色の切り替えは、対象物の色を検知することで自動的に切り替えることも可能であるが、ロット生産の場合は段取時において対象物の色により手動により発光色を設定してもよい。

本発明の検査装置は、対象物がプラスチック製カラーボールペンのキャップの場合に特に有効である。なぜなら、当該キャップはインクの色に合わせて着色されており、また、プラスチック製の場合は透過性であるため内部のリブ構造が透けて見えるからである。従って、白色光を使って、キャップの種類にかかわらず一律に照明した場合は、カメラが画像を正しく認識できないからである。本発明はキャップの色に応じて適切な単色光を照明させることでこのような問題を解消している。

本発明は、対象物の種類に応じて、ＬＥＤの発光色以外に、さらにＬＥＤの発光強度を変化させてもよい。さらに、ＬＥＤはＲＧＢ以外に、ＩＲ−ＬＥＤやＵＶ−ＬＥＤを合わせて設置することもできる。
また、ＬＥＤの設置位置も検査対象である文字や図形が鮮明に観察できるべき位置であれば図に限定されるものではなく、また、検査対象に応じて位置調整することもできる。しかしながら、筆記用ペンのキャップの場合、全体計上が略円筒体であること、および文字や図形が曲面状の外表面に印刷されていることなどから、図１に示すように、キャップの長手方向の両端側から照明することが好ましい。
また、本発明の検査装置はタンポ印刷機に搭載されることが望ましい。タンプ印刷機により連続的に印刷を行いながら印刷状態を観察できるからである。

図４は本発明の作用効果を説明するためもの対象物を模式的に示したものである。対象物はプラスチック製のボールペンキャップであり、外表面には「ＡＢＣ」の文字が印刷されている。（ａ）は印刷された文字が正常に観察された状態を示し、（ｂ）はキャップの内部に形成されたリブまでも観察されてしまった状態を示し、（ｃ）は印刷文字の一部が欠落してしまい十分に観察されなかった状態を示す。
すなわち、（ａ）はＬＥＤの発光色がキャップの色に適合するよう選択された場合であり、（ｂ）（ｃ）はＬＥＤの発光色がキャップの色に適合することなく選択された場合、あるいは白色発光がなされた場合である。

２ カメラ
３ ステージ
４ コントローラ
６ 遮光部材
１０ 照明筒
２０ 支柱
１０１ 側壁
１０２ 側壁
１０３ 上壁

Claims (1)

1. 透明性物体であるプラスチック製の筆記用ペンのキャップあるいは本体の外表面に印刷された文字あるいは図形の印刷状態を検査する検査装置であって、
   前記プラスチック製の筆記用ペンのキャップあるいは本体の外表面に対して、前記キャップあるいは本体の長手方向の両端側から異なる色の単色光を切り替え可能に発光できるＬＥＤからなる照明手段と、
   照明された前記キャップあるいは本体の文字あるいは図形を観察する画像認識手段と、
   前記照明手段と前記画像認識手段とを内壁に備えた箱型の照明筒と、
   前記照明筒に取り付けられた遮光部材と、
   この画像認識手段の画像情報を受けて当該文字あるいは図形の印刷状態の良否を判断するコントローラと、
   より構成されることを特徴とする検査装置。

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