JPH0586339B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は印刷物の検査装置に係り、特に枚葉印
刷機、輪転印刷機、巻返し機等において印刷物の
品質良否を判定して不良発生時にその報知を行う
装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

印刷中の印刷物品質検査は印刷機の種類によつ
て異なる。オフセツト枚葉印刷機、オフセツト輪
転印刷機の場合はオペレータが抜き取り目視検査
を行つており、またグラビア輪転印刷機の場合は
印刷物の素度に同期させてストロボを発光させ目
視検査を行つている。さらに印刷終了後は巻返し
機により印刷物の表面検査のみ行うようにしてい
る。

このような目視検査から自動検査への移行が試
みられ、レーザ光源により印刷紙の幅方向を走査
してその反射光をフオトマル等の光電変換装置に
受けて検査する方式とか、撮像管、CCDセンサ
等のイメージセンサを用いた検査方式が提供され
ている。

しかしながら、これらの何れにしても実験室段
階で良好な検出精度を得ているに留まり、印刷現
場で実用できるものはない。

例えばレーザ方式では光学系の調整が複雑であ
りしかも精密を要するため印刷機近くの震動とか
熱のある悪環境では検出精度が保てない。またイ
メージスキヤナ方式では広幅の原反を全幅検査す
る場合、被検査物から撮像部までの光路長が必要
であり、検出部が大掛りなものとなる。さらに流
れている印刷物を検査する場合は、搬送系の精度
が検出性能を左右し、特に流れ方向の速度変動、
幅方向の蛇行、上下方向のばたつき等の被検査物
の位置ずれはこれら方式では検査を不可能とす
る。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点を考慮してなされたもので、
印刷機もしくは巻返し機において走行中の印刷物
を位置ずれの影響を受けることなく検査し得る印
刷物の検査装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この目的達成のため本発明では、印刷紙面を検
査するための画素同士を互いに重なり合うように
設定してまず良品データを取込んで基準データと
し、次に被検査データを取込んで基準データと比
較するようにし、しかもこの比較は各画素比較を
行つた上で加算データ同士の比較を行うようにし
ている。

これにより、走行中の印刷物では避け得ない位
置ずれに影響されることなく正確な検査を行うこ
とができる。

〔実施例〕

以下に本発明を図示実施例に基ずき詳細に説明
する。

第４図は本発明にかかる検査装置をオフセツト
輪転印刷機１に設置した状態を示す説明図であ
る。

巻取ロール３より繰り出された帯状の印刷紙２
は、各印刷ユニツトで連続的に印刷されて排出さ
れる。信号検出部１００で検出された信号は信号
処理手段６００にて折部鋸胴１０に取付けられた
ロータリーエンコーダ１１０からのパルスにより
同期がとられて検査処理が施される。なお、第４
図では簡単のために信号検出手段１００及び信号
処理手段６００が印刷紙２の表面側に対応するも
ののみが示されているが、同様の信号検出手段及
び信号処理手段が裏面側にも設けられている。

まず信号検出部１００の構造および信号検出手
段について説明する。

第１図は信号検出部１００の光学系構造を示し
たもので、光源として印刷紙２の表面の巾方向に
延びる検査領域を照明するように印刷紙２の巾方
向に設置された１本の円柱状蛍光灯２１を具備す
ると共に、印刷紙２の巾方向に直線状に配列され
たチヤンネル１〜ｎの複数個のフオトダイオード
PD（PD1，PD2，PD3，…PDn）で構成されてお
り、光源２１とフオトダイオードPDは、フオト
ダイオードPDから印刷紙２表面に下した垂線に
対して光源２１が角度θの位置にあり、光源２１
からの直接光がフオトダイオードPDにあたらな
い位置関係にあり、θ＝45°が好ましい。ここで
光源２１は白色光源とし、光量が多く寿命の長い
特性を有するものを用いることが望ましく、信号
処理が極めて高速で行われるので商業用電源50／
60Hzによつて光量が変化してしまう一般の蛍光灯
や白熱灯等は使用不可能であり高周波点灯の蛍光
灯又は定電圧定電流の直流電源によつて発光する
白熱灯等を用いる必要がある。印刷紙２の表面の
検査領域からの反射光のみを通過し、この反射光
以外の光、例えば光源２１からの直接光を遮光す
るために、遮光箱２２とスリツト２３が設けてあ
り、光源２１からの光の量を有効に使用したり、
室内照明灯からの光等を遮光するために、反射板
２４と遮光板２５が設けられている。印刷紙２の
表面の検査領域からの反射光はスリツト２３を通
過し、フオトダイオードPDに受光され、受光量
に応じた電気信号に変換される。フオトダイオー
ドPDは分光感度特性として視感度特性を有する
ものを用いる。このようなフオトダイオードによ
る印刷紙面の検査では、例えば横巾1030mm、周囲
685mmの版胴サイズを有するオフセツト輪転印刷
機で運転速度が700〔r.p.m〕即ち8000〔mm／sec〕
のものに対し、印刷紙幅方向（第１図Ｂ、第２図
参照）に、23mmピツチでフオトダイオードPD
（PD1，PD2，…PD45）を45個第１図Ｂに示すよ
うに並べ、１つのフオトダイオードによる印刷紙
の検査面（視野、画素）a_ijが第２図に示すように
１辺28mmの正方形状の検査面となり、隣り合う視
野（例えばa_i1とa_i2）が距離５mmだけ重なり合う
ように受光素子のピツチ23mmが決定され、遮光箱
２２とスリツト２３が配設される。さらに、印刷
紙２自体が、印刷機により搬送される関係で、第
２図に示されるように印刷紙２の表面は１ライン
ずつ順次検査されていくが、印刷紙２の流れ方向
Ｚにおいて印刷紙２表面を受光素子ピツチ23mm間
隔で１ラインずつ検査できるような処理回路を用
い、かつ、隣接する視野（例えばa_i′₂とa_i′₊₂）が
Ｚ方向において５mmオーバーラツプするような検
査ができるようにし、印刷紙２の表面全体を検査
するものである。

ここで視野の大きさの決定手順について説明す
る。オフセツト輪転印刷機において、走行中のウ
エブの蛇行すなわち、ウエブの印刷幅方向の位置
ずれ、また、印刷機の印刷速度変動やウエブの伸
縮等によるウエブ流れ方向の位置ずれが発生し、
さらに、正紙内においてもその色調は変動してい
る。

そこで、実際のオフセツト輪転印刷機への本発
明装置の設置を想定し、正紙中のウエブの位置ず
れ、色調変動等のシミユレーシヨンテストを行な
つた結果、視野が小さいとウエブの位置ズレや色
調変動の影響が大きいという結果を得た。そこ
で、測定した位置ずれのデータをもとにし、位置
ずれによるセンサー視野内の濃度変動がセンサー
出力の数％以下となるように視野の大きさを決定
し、本発明装置の場合、28×28mm²のサイズの視野
とした。

また第５図Ａに示すように、視野３１〜３６に
おいて水タレ、油タレ、インキタレなどの欠陥３
７が視野と視野の間にまたがつて発生した場合、
視野の重なり合いがないと、実際の大きさの欠陥
の一部分だけが１つの視野内に入ることになり、
あきらかに検査性能が低下する。従つて第５図Ｂ
に示すように本発明装置では、印刷紙流れ方向お
よび幅方向視野３８〜４５が重なり合うような装
置構造とし、その視野の重なり部分の大きさは単
独の視野で検出可能な欠陥の大きさ程度とし、本
発明装置の場合５mmとした。これにより欠陥４６
は各視野で欠陥全体が検出されるようにできる。

その視野とオーバラツプ量を示したのが、第２
図であり、印刷紙２の表面が斜線で示される視野
a_i1（受光素子によるひとつの検査領域）に分割さ
れて検査される様子を示しており、視野a_ijと視野
a_i2は印刷紙２の幅方向に距離ｂだけオーバーラ
ツプされ、視野a_i′₂と視野a_i′₊₁₂は印刷紙流れ方向
に距離ｂだけオーバーラツプされ、一般に、各視
野は、印刷紙流れ方向、幅方向に隣接する８つの
視野と重複している。また、c1は受光素子ピツチ
を示し、c2は印刷紙流れ方向Ｚにおける検査のピ
ツチを示している。

なお、このフオトダイオードによる検査はロー
タリーエンコーダ１１０からのタイミングパルス
によりタイミングがとられて１ラインずつの検査
がなされることになる。

次に、上記の如く信号検出手段１００により検
出された信号に基づき印刷不良を検出する信号検
出手段について説明する。

第３図はこの信号処理部の構成を示したもので
ある。

上記検出手段により得られる被検査物からの反
射光を電気量に変換するフオトダイオード４０１
ａと、フオトダイオード４０１ａから得られた光
電流を電圧に変換するヘツドアンプ４０２とによ
り印刷物の濃度に応じた電気量を形成する。

ヘツドアンプ４０２からのアナログ出力は破線
で囲んで示したデータ変換回路に送られ、デジタ
ル信号に変換される。変換回路は、ヘツドアンプ
からのアナログ出力を選択するマルチプレクサ４
０３と、このマルチプレクサ４０３で選ばれた信
号を、キヤリブレーシヨン用フオトダイオード４
２１からの信号により補正する光量変動補正回路
４２２と、この補正回路４２２の出力をある時刻
でサンプリングし、必要な時間だけデータを保持
するサンプル＆ホールド回路４０４と、データを
保持している間にアナログ信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ４０５から成る。

このデータ変換回路により各フオトダイオード
からのアナログ信号はデジタル信号に変換され、
切換スイツチ４０６で基準データメモリ４０７へ
送られ記憶される。またスイツチ４０６を切換え
ることにより基準データメモリ４０７から切りは
なされ、減算回路４０９へデータが送られる。次
に、減算回路４０９により検査データと、この検
査データに対応する基準データメモリの内容を減
算し差を求める。

この差は、判定回路４１１に送られ予め許容値
設定回路４１０に設定しておいた許容値と大、小
比較を行い許容値よりも大と判定された場合は、
この検査データに対応する被検査面に欠陥がある
と判定し、エラー信号をアラーム４１２に送り、
不良が発生したことを印刷オペレータに指示す
る。ここで用いた許容値について説明する。

刷本濃度の高い画素、低い画素に無関係にすべ
ての画素について同一レベルの許容値を与える
と、濃度の高い画素では低い画素に比べ検出性能
が劣化する。そこで本装置では、濃度の高い画素
での検出性能の劣化を防ぐため、濃度の高い画素
では濃度の低い画素に比べて小さい許容値を設定
した。その許容値は、各画素の基準値データにあ
る同一比率を掛けた値（相対許容値）とする。比
率は位置ずれによる濃度変動と内部ノズルによる
出力変動を加えてこれを越える値とし、さらに品
目別に許容できる色調変動分を加えて設定する。

濃度レベルが高く、センサ出力が低いと上記比
率を画素データに掛けた場合許容値が数レベルと
なりノイズ等の影響で誤判定を起し易くなる。

例えば画素データが20レベルで比率が10％の場
合、許容値は２レベルとなつてしまう。

したがって、これを防ぐため許容値である値Ｌ
（数レベル）以下である画素があつた場合それら
の画素の許容値を比率に関係なく強制的にＬレベ
ルに設定する。

マルチプレクサ４０３、サンプル＆ホールド回
路４０４、Ａ／Ｄコンバータ４０５、基準データ
メモリ４０７、減算回路４０９、加算回路４１
７、判定回路４１１、基準データ加算メモリ４１
８、検査データ加算メモリ４１９の動作タイミン
グは全てタイミング発生回路４１３により行なわ
れる。このタイミング発生回路４１３は版胴の位
相を検知するため、鋸胴と同軸に取り付けられた
ロータリーエンコーダ４１５からのパルス数を位
相検出回路４１４でカウントし、絵柄の始まり及
び紙の流れ方向分割パルスを発生させてタイミン
グ発生回路４１３へ送り、各回路を制御する。

上記信号処理構成は次のような処理を行い、印
刷物の良否を判定する。

まず折部鋸胴４１６に取り付けられたロータリ
ーエンコーダ４１５は、印刷物の１つの絵柄の先
端が検査領域に達したことを示す絵柄スタートパ
ルスと、鋸胴１回転に対してある角度回転した時
に発生する回転パルスとを出力する。絵柄スター
トパルスは、位相検出回路４１４で検出された
後、タイミング発生回路４１３へ送られ、この信
号により各回路を初期設定し、いつでも検査可能
な状態にする。

次に鋸胴４１６がある角度回転する毎に発生さ
れる回転パルスの最初のパルスをタイミング発生
回路４１３が受けとると、タイミング発生回路４
１３はまずマルチプレクサ４０３を切換え、フオ
トダイオード４０１ａの出力信号を光量変動補正
回路４２２へ送る。光量変動補正回路４２２は光
源の光量を検出するキヤリブレーシヨン用フオト
ダイオード４２１とフオトダイオード４０１ａの
出力信号をアナログ演算し光量変動に対する検出
データの変動を除去し、サンプル＆ホールド回路
４０４へ送る。サンプル＆ホールド回路４０４は
タイミング発生回路４１３のサンプリング信号を
受けとるとこの時刻のデータを保持し、Ａ／Ｄコ
ンバータ４０５へ送る。Ａ／Ｄコンバータ４０５
は、タイミング発生回路４１３からのＡ／Ｄ変換
スタート信号を受けとるとアナログデータをデイ
ジタルデータに変換する。Ａ／Ｄコンバータ４０
５が変換を終了するとＡ／Ｄ変換終了信号をタイ
ミング発生回路４１３へ送り、タイミング発生回
路４１３はこの信号を受けとると、次のフオトダ
イオード４０１ｂの信号を受けとるようにマルチ
プレクサ４０３の回線を切換える。

Ａ／Ｄコンバータ４０５のデイジタル出力はス
イツチ４０６を切換えることにより基準データメ
モリ４０７が、演算回路４０９の何れかへ送られ
る。

基準データメモリ４０７へのデータ書き込み
は、例えば、印刷開始後オペレータが良刷本と判
断した場合、基準値入力の指示を与えるとスイツ
チ４０６は基準データメモリ４０７側へデータを
送り基準データを記憶する。

検査の場合は、常に減算回路４０９側へ検査デ
ータを送る。減算回路４０９は検査データとこの
検査データに対応する絵柄の位置と同じ基準デー
タを基準データメモリ４０７から呼び出し、両者
の絶対値減算を行う。

この減算の結果は判定回路４１１へ送られ許容
値設定回路４１０に予め設定しておいた許容値と
比較判定される。もし、設定した許容値より減算
値が大きければ検査データを不良と判定し、不良
発生信号をアラーム４１２へ出力する。

１画素の処理が終了すると、タイミング発生回
路４１３は位相検出回路からの次の回転パルスを
受けとり、フオトダイオード４０１ｂの信号を処
理するためサンプル＆ホールド回路４０４へサン
プリング信号を送る。このサンプリング信号の発
生周期は印刷機速度に同期して発生する。これ
は、ロータリーエンコーダ４１５からのパルス数
をカウントして発生させるため印刷速度が異なる
場合でも常に一つの絵柄内の分割数は等しくな
る。

次にＡ／Ｄコンバータ４０５、減算回路４０
９、判定回路４１１と処理が行なわれる。このよ
うに各画素のデータを１つ１つ比較し良否の判定
を行う各画素比較判定法を採る。

また基準データ及び検査データは加算回路４１
７へ送られ、各々基準データ加算メモリ４１８、
検査データ加算メモリ４１９へ記憶され、１つの
絵柄の終了後、あるいはある一定加算数を超えた
場合に、基準データ加算メモリ４１８と検査デー
タ加算メモリ４１９の内容を減算回路４２０で減
算し判定回路４１１で許容値設定回路４１０に設
定した許容値と大小比較し、減算結果が許容値よ
り大きい場合、不良と判定しアラーム４１２へ信
号を出力する。このデータ加算による判定方法は
絵柄の濃度がやや広い範囲で高くあるいは低くな
つているが、各画素比較では許容濃度値内に入つ
てしまうためいくつかのデータを加算することに
より、ある範囲内で濃度が高く、あるいは濃度が
低くなつている傾向が強調されることになり検出
能力を向上させることにある。したがつてこのデ
ータ加算により判定機能がなくても各画素比較の
みの検査でも装置としては充分機能する。

このように１つの絵柄について各画素判定、加
算判定が終了すると、タイミング発生回路４１３
は、位相検出回路４１４から絵柄スタートパルス
を受けとり上記のような検査を繰り返し行う。

なお、以上述べた説明は本発明の一実施例にす
ぎないものであり、本発明は何等この実施例に限
定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範
囲において種々の実施の態様を採ることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように、被検査印刷物の画素デ
ータを取込むにつき画素同士が互いに重なり合う
ように視野設定された検出手段と、この検出手段
によつて取出した画素データを予め良品印刷物か
ら取出した基準データと各画素比較および加算デ
ータ比較を行うようにしたため、走行中の印刷物
が位置ずれを起してもそれに対応して検査を行う
ことができ、しかも検査精度は充分に高いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは、信号検出手段の印刷紙に対して流
れ方向の説明図、第１図Ｂは印刷紙に対して巾方
向の説明図、第２図は印刷物の走査の状態を示す
説明図、第３図は信号処理部の回路構成を示すブ
ロツク図、第４図は印刷機に本発明の検査装置を
取り付けた状態を示す説明図、第５図Ａは水タ
レ、油タレ、インキタレによる欠陥の説明図、第
５図Ｂは第５図Ａの欠陥の検出方法の説明図であ
る。 １……印刷機、２……印刷紙、３……巻取紙、
１００……信号検出部、１１０……ロータリーエ
ンコーダ、１０……折部鋸胴、６００……信号処
理手段、２１……光源、２２……遮光箱、２３…
…スリツト、２４……反射板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印刷物の表面を均一に照明する光源、および
   それぞれ視感度特性を持ち、前記印刷物の走行方
   向と直角方向に一列に配置され、互いに視野が部
   分的に重なり合うように配列されており、該印刷
   物からの反射光に応じた信号を形成する複数の受
   光素子を有し、走行中の印刷物から走行方向に画
   素同士が重なり合つた状態の画素データを取り出
   す検出手段と、 この検出手段が良品印刷物から取り出した画像
   データを基準データとして記憶する基準画素デー
   タメモリーと、 前記検出手段が被検査印刷物から取り出した検
   査データと前記基準データメモリーの記憶内容と
   を比較して差を取り出す減算回路と、 前記減算回路の出力を予め設定されている許容
   値と比較して良否判定する判定回路とをそなえた
   印刷物の検査装置。