JPH0854353A - 印刷状態監視方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動体表面に印刷される透明レジストインキ
の印刷状態を良好に監視する。 【構成】 光源よりの照射光束を偏光子により直線偏光
に偏光し、レジストの偏光面の変化に応じた偏光角を持
つ検光子を介して、撮像することにより塗布面と非塗布
面の識別を可能にすると共に、被検査面と撮像装置との
間に配置したプリズムの屈折効果で、焦点距離の補正を
行うことにより、ブリュースター角入射の照射光に対し
十分な光量とボケのない正反射方向からの撮像を達成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動体表面上に塗布さ
れる透明樹脂を用いたレジストインキの印刷状態を監視
し、その良否を判定する方法及び装置に関し、特に走行
する鋼板表面の印刷状態を監視し、印刷制御を可能とす
る情報を提供する測定技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷技術は、紙あるいはプリント模様な
どに広く用いられるが、近年、鋼板表面に連続工程にて
模様あるいはパターンなどを印刷することが実用化され
ている。

【０００３】例えば、特開平４−８８１２１号に、電磁
鋼板の低鉄損化のためにエッチング技術を利用し、その
ために鋼板表面にエッチングレジスト塗布領域と非塗布
領域を交互に印刷することが開示されている。この印刷
工程では、ロールを用いてレジストを塗布する方法が用
いられるが、この方式においては、ロールの押付力を大
きくすると、非印刷領域にレジストが滲み出し、非印刷
領域が狭くなる（この欠陥を以下かぶりと呼ぶ）。又、
ロールの押付力を小さくすると、レジストが部分的に印
刷されず、印刷領域に小さな非印刷部が生じる（この欠
陥を以下網点と呼ぶ）。

【０００４】このような印刷された表面の印刷状態の監
視、良否判定技術については、従来からオフセット印刷
などの紙面への印刷技術に関して提案・実用化されてい
る。

【０００５】例えば、オフセット印刷の評価方法とし
て、網点の大小で濃度コントラストを評価しているが、
一般的には、１５０−１７０線／吋で５０％網点の紅あ
るいは藍の単色を４色オフセット印刷機で施したものを
目視にて評価する方法がある。

【０００６】又、画像解析装置を用いて、微小領域−１
mm角における網点部分の面積率測定を連続的に行い、そ
の面積率の測定から定量化する方法がある（紙パ技術協
会誌１９８９年３月号 Ｐ３１９「ＥＳＣＡによる塗工
層の分析」）。

【０００７】又、特開平４−８２７４０号には、印刷む
らの評価方法として、印刷画面の画像から印刷部の濃度
と正常白色部の濃度の中間の濃度を有する、汚れを持っ
た欠陥白色部分の大小により評価する方法が開示されて
いる。

【０００８】又、特開昭６３−１２２５４１には、撮像
装置と印刷ロールの回転位置検出センサを用いて、各画
素の基準画像とのレベル差によって印刷不良状態を判定
する方法が開示されている。

【０００９】これらの印刷状態の監視方法に対し、鋼板
表面に塗布される樹脂面の印刷状態の監視技術における
問題点及びそれを解決する監視方法については特開平６
−１３４９７６に開示されている。

【００１０】即ち、特開平４−８２７４０の方法は、網
点の不良状態の検出には適用可能であるが、鋼板表面の
レジスト印刷の印刷領域と非印刷領域の印刷不良状態を
同時に監視する場合には適用できない。

【００１１】又、特開昭６３−１２２５４１の方法は、
ロール面のインキ付着状態の監視技術に関するのであ
り、鋼板表面への印刷において問題となるロールと鋼板
の滑りにより発生する印刷不良状態は監視できない。

【００１２】これに対して、特開平６−１３４９７６に
開示された方法は、移動体表面を静止画像として処理装
置に取り込み、画像処理して非印刷部の面積と非印刷部
の最小幅と印刷面の印刷不良部の面積とから、印刷状態
の良否を監視するものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来、例えば特開平４
−８８１２１に提示されたように、電磁鋼板の低鉄損化
のためのエッチング技術に用いられるレジストインキ
は、目視監視が可能となるよう、一般に使用されている
着色材が含まれた樹脂材料を用いている。この着色材を
含む樹脂では、塗布する膜厚が、その着色材以下には薄
くすることができず、材料コスト、除去された不要なレ
ジストの廃棄による環境問題等から、レジストインキの
薄膜化が求められており、その結果、着色材を含まない
透明樹脂をレジストインキに用いることにより薄膜化が
行われている。

【００１４】前述した従来の印刷状態監視方法の有する
問題点に対する１つの解決方法を、本発明者は先に出願
した特願平４−２９０９７１において提案しているが、
そこでは被検査面の印刷物と非印刷部の撮像画像での識
別は、印刷面の画像濃度と非印刷面即ち鋼板面の画像濃
度の違いにより行っており、この画像濃度の差はレジス
トインキに含まれる着色材の反射率の差による画像濃度
の低下によるものである。

【００１５】しかしながら、この方法では、レジストイ
ンキに着色材を含まない透明樹脂を用いる場合には、画
像濃度にほとんど差がなく、印刷部と非印刷部の識別を
行うことができないという問題がある。

【００１６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、移動体表面に印刷される透明レジス
トインキの印刷状態の良否を監視することにより、連続
印刷工程における良好な印刷状態監視技術を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】本発明は又、像のボケを生じることなく、
正反射での撮像を可能とし、十分な光量を確保すること
のできる印刷状態監視技術を手提供することを第２の目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動体表面上
に塗布された透明樹脂の印刷状態を監視する印刷状態監
視方法において、直線偏光に偏光された光束を、樹脂面
に対してブリュースター角を持つ入射角度で被検査面に
照射し、撮像装置の撮像時間を任意に制御することによ
り、偏光フィルタを介して、被検査面を静止画像として
撮像し、該静止画像を画像処理することにより、塗布さ
れた樹脂の印刷状態の良否を監視することにより前記目
的を達成したものである。

【００１９】本発明は又、移動体表面上に塗布された透
明樹脂に対して、ブリュースター角となる角度で被検査
面を照射するように設けられた、直線偏光成分のみを取
り出す偏光子を有する、連続発光光源と、反射光の任意
の偏光成分のみを透過する検光子を設けた、撮像時間を
任意に制御できる撮像装置と、該撮像装置により撮像さ
れた画像を蓄積する画像記憶装置と、記憶された画像か
ら印刷欠陥を検出する処理機能を有する処理装置とを備
えたことにより同様に前記目的を達成したものである。

【００２０】本発明は又、移動体表面上に塗布された透
明樹脂の印刷状態を監視する印刷状態監視方法におい
て、直線偏光に偏光された光束を、樹脂面に対してブリ
ュースター角を持つ入射角度で、被検査面に照射し、照
射光の正反射光の焦点距離を補正するためのプリズム及
び偏光フィルタを介して撮像装置に導き、撮像装置の撮
像時間を任意に制御することにより、被検査面を静止画
像として撮像し、該静止画像を画像処理することによ
り、塗布された樹脂の印刷状態の良否を監視することに
より同様に前記目的を達成したものである。

【００２１】本発明は又、移動体表面上に塗布された透
明樹脂に対して、ブリュースター角となる角度で被検査
面を照射するように設けられた、直線偏光成分のみを取
り出す偏光子を有する、連続発光光源と、正反射光の焦
点距離を補正するためのプリズム及び正反射光の任意の
偏光成分のみを透過する検光子を設けた、撮像時間を任
意に制御できる撮像装置と、該撮像装置により撮像され
た画像を蓄積する画像記憶装置と、記憶された画像から
印刷欠陥を検出する処理機能を有する処理装置と、を備
えたことにより同様に前記目的を達成したものである。

【００２２】

【作用】まず、本発明の原理について説明をする。 金
属表面に塗布されたインキによる印刷面と塗布下地面で
ある金属面とを、撮像装置を用いて画像として取り込み
処理する場合、それぞれの部位の画像濃度に十分な差が
必要である。この画像濃度の差を発生させる因子として
は、例えば、それぞれの部位の反射率の差（吸収率の
差）であり、あるいはそれぞれの部位の表面の傾斜、表
面粗さ等の表面形状の差があげられる。

【００２３】平坦な金属面に塗布されたインキによる印
刷面のインキは、一般的には、インキに含まれる顔料に
よる着色によって変化する反射率の差によって塗布面と
非塗布面の違いが認識される。

【００２４】レジストに用いられる透明樹脂は可視領域
の光を僅かに吸収し、金属面との反射率の差を僅かに生
じせしめる。しかしながら、ほとんどの光は透明樹脂を
通過し、下地金属面で反射し、再び樹脂を通過して樹脂
外へ拡散する。この僅かの反射率の差は、画像濃度の差
として検出するには全く不十分である。それ故、樹脂塗
布面と非塗布金属面の画像濃度は、金属面の拡散状態に
よって決定されることになり、透明樹脂の塗布面と非塗
布面の金属面とは画像処理上、識別できないことにな
る。

【００２５】本発明は、光が金属表面で反射する場合、
その光の偏光状態はほとんど維持され、樹脂のような有
機皮膜を光が透過する場合、その偏光状態が大きく変化
することに着目してなされた。即ち、反射光の偏光状態
を検出する光学系を介して、被検査面を撮像することに
より、樹脂塗布面と非塗布面の画像濃度の差を十分にと
ることができる。

【００２６】又、樹脂面の上面にて反射する反射光は、
非塗布面の金属面から反射する反射光と同じ偏光状態を
持つために、樹脂面の上面にて反射する反射光を可能な
限り小さくする必要がある。これに対しては、樹脂面に
直線偏光された照射光を照射するとき、空気と樹脂の屈
折率から、その境界、即ち樹脂面においてほとんど照射
光を反射せず、樹脂内に光が入る入射角、いわゆるブリ
ュースター角があることが良く知られている。従って、
樹脂材料の屈折率に対するブリュースター角を照射光の
入射角とすることにより、樹脂面での反射光を極小にす
ることができ、樹脂塗布面と非塗布面の画像濃度の差を
十分にとることができる。

【００２７】そこで本発明によれば、移動体表面に印刷
される透明樹脂の印刷状態を、直線偏光に偏光化された
光束を樹脂面に対してブリュースター角を持つ入射角度
で被検査面に照射し、その像を偏光フィルタを介して撮
像することにより、印刷面と非印刷面の反射光の偏光状
態の差を画像濃度の差として撮像することにより、樹脂
塗布面と非塗布面である金属表面との画像濃度の差を十
分持たせることが可能となり、画像処理を用いて印刷状
態の良否判定を良好に行うことが可能となった。

【００２８】以上の方法では、塗布面と非塗布面の反斜
光の偏光状態の差を画像濃度の差として撮像し、その静
止画像を画像処理することにより、レジストインキの印
刷状態を検査しているが、被検査面に垂直な方向から撮
像すると、正反射方向と異なるために光量が不足し、塗
布部と非塗布面とを識別し難くなることがある。

【００２９】これに対して、照射光の正反射方向から撮
像することが考えられるが、これだと被検査面が斜めに
なるので、被検査面と撮像装置との距離が異なるため、
正反射での撮像を行うと像がボケる虞れがある。

【００３０】そこで、この点を改良したものが本願、請
求項３及び請求項４に係わる発明であり、その発明の原
理を図６に示す。

【００３１】図６において、３はプリズム、６は被検差
面、３２は直線偏光された照射光束である。直線偏光さ
れた照射光束３２は入射角度Ｂr で被検査面６上を照射
し、被検査面６上に径 d₁ のスポットを形成する。十分
な光量を得るため正反射の角度で、このスポット領域で
散乱された光を撮像する場合、光路１と光路２との間に
光路差ΔＬ１が生じている。

【００３２】ところが、図に示すようにプリズム３を配
置し、プリズム面に対しφ₁ の入射角で散乱光を入射さ
せ、その出射光を撮像装置で撮像するに当って、プリズ
ムの屈折効果を利用し、光路差ΔＬ１が補正されるよう
にプリズムを適当に配置することにより、被検差面６上
のスポット領域の像をボケることなく結像させることが
できる。

【００３３】従って本発明において、斜め方向からの撮
像に際し、被検差面と撮像装置との間にプリズムを配置
し、プリズムの屈折差効果を利用することにより、焦点
距離の補正を行うようにした場合には、像のボケを生じ
ることなく、且つ、十分な光量の確保が可能となる。
又、着色材を含まない透明樹脂をレジストインキに用い
る場合でも、印刷部と非印刷部の識別を行うことができ
る。

【００３４】

【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００３５】図１は、本発明の第１実施例を表わす概略
構成図である。

【００３６】図１において、符号１０は連続的に走行す
る鋼板、１２は印刷用ロール、１４は鋼板が巻き付けら
れるサポートロール、１６は高速度に撮像時間を制御で
きる撮像装置、１８は光源である。２０は光源１８の光
束を平行光束とするレンズ系であり、２２は光源１８の
光束から直線偏光であるＰ偏光成分のみを透過する偏光
子であり、２４は所定の偏光面を持つ光束のみを透過さ
せる検光子である。又、２６は撮像装置の画像を蓄積す
る画像メモリであり、２８は撮像された静止画像から印
刷状態を判定する画像処理を含む処理装置である。

【００３７】以下、本実施例の作用を説明する。

【００３８】図１において、連続的に走行する鋼板１０
に、オフセットグラビア印刷方式を用いた印刷ロール１
２により透明なエッチングレジストが印刷される。光源
１８からの照射光束３０は、レンズ系２０により平行光
線化され、偏光子２２に導かれる。偏光子２２はプリズ
ム型の偏光子でグランテーラー偏光プリズム等が使用さ
れており、偏光子２２により照射光束３０は直線偏光の
Ｐ偏光成分のみが透過され、Ｐ偏光の偏向面を持つ直線
偏光化された照射光束３２となる。

【００３９】この偏光化された照射光束３２は鋼板１０
の表面の樹脂塗布面及び非塗布面でである金属面で反射
され、検光子２４を介して撮像装置１６により静止画像
として画像メモリ２６に取り込まれ、処理装置２８にお
いて画像処理される。

【００４０】図２は、樹脂塗布面及び非塗布面である金
属面からの反射光の偏光状態を表わした模式図である。
図２に示すように、光源よりの照射光束３２を、樹脂塗
布面３４の屈折率から決定されるブリュースター角５７
°で被検査面に照射すると、樹脂塗布面３４からの反射
光の偏光状態は、直線偏光状態から楕円偏光状態に変化
し、又最大偏光面が回転する。一方、金属面からの偏光
状態は、直線偏光状態は僅かに変化するものの、大きく
は崩れず、最大偏光面も維持される。被検査面からの反
射光の光束の入射面に対し７０°の方向をなす、反射光
の最大偏光面（図のＡ）の方向に検光子２４を設定し、
図２に示された偏光状態を持つ反射光を、該検光子２４
を通過させると、非塗布面である金属面からの反射光は
検光子２４により大きく遮光され、一方、樹脂塗布面か
らの反射光は、その多くが透過する。従って、これによ
り樹脂塗布面からの反射光と金属面からの反射光に光強
度差を付けることができる。

【００４１】図３は検光子の偏光角と樹脂塗布面からの
反射光の検光子の透過光強度を示した線図である。前述
したように、本実施例では照射光の光束の入射面に対し
７０°の方向（図のＡ）に検光子２４の偏光角を設定し
ている。

【００４２】検光子２４を通して撮像装置１６により撮
像された画像は、画像メモリ２６に蓄積され、更に処理
装置２８に送られ画像処理され、本発明者が先に出願し
た特願平４−２９０９７１において提案している判定方
法により、印刷状態の判定が行われる。

【００４３】即ち、静止画像を画像処理して非印刷部の
面積と非印刷部の最少幅と印刷面の印刷不良部の面積と
から、印刷状態の良否判定を行うものである。

【００４４】本実施例の効果を図４、図５に示す。図４
は偏光子、検光子のない従来の場合の樹脂塗布面及び金
属面の撮像画像の画像濃度を示す線図である。又、図５
は本実施例による撮像画像の画像濃度を示す線図であ
る。図４の従来法では、樹脂塗布面と金属面の画像濃度
に差がないが、図５に示す本実施例の方法では、画像濃
度に差が得られ、非塗布面である金属面を明瞭に識別す
ることができる。

【００４５】図７は、本発明の第２実施例を表す概略構
成図である。

【００４６】図７に示す本第２実施例の構成は、図１の
第１実施例に対して鋼板１０表面の被検差面と撮像装置
１６との間にプリズム３を追加配置したものである。

【００４７】本実施例では、４５°の頂角を有するプリ
ズムに対して次の表１に示すような配置とした。

【００４８】

【表１】

【００４９】但し、ここではプリズムの材質にＢＫ７の
光学硝子を用い、光源にはＨe −Ｎe レーザを用いた。

【００５０】このとき、直線偏光された照射光束３２は
鋼板１０の表面の被検査面に対しブリュースター角５７
°で照射され、反射光はプリズム３に入射角φ₁ ＝３７
°で入射する。プリズム３を通過した光は検光子２４を
介して撮像装置１６により静止画像として画像メモリ２
６に取り込まれ、処理装置２８において画像処理され
る。

【００５１】ここで正反射光を受ける順序は、偏光フィ
ルタ→プリズム→撮像装置でもよいが、プリズムによる
偏光の位相ずれを考慮すると、プリズム→偏光フィルタ
→撮像装置の方が好ましい。

【００５２】このようにして、像のボケを生じることな
く、且つ、十分な光量の確保が可能となった。

【００５３】又、単波長光源であれば、プリズム内を透
過させる際に分散されることがないので、光源としてレ
ーザが適しており、本実施例ではＨe −Ｎe レーザを用
いているが、この他の半導体レーザ、水銀ランプ、ハロ
ゲンランプ等を用いてもよい。しかし、小型で高出力、
高寿命であることから半導体レーザが好適であり、水銀
ランプやハロゲンランプ等を用いる場合は、フィルタを
用いて輝線を取り出したり、波長領域を絞った方が、プ
リズムによる分散の影響が押えられて、より適してい
る。

【００５４】なお、上記実施例においては、本発明が鋼
板表面に適用されていたが、本発明の適応対象はこれに
限定されず、銅、アルミ、紙等他の印刷表面にも同様に
適用できることは明らかで、鋼板、アルミ、紙等の表面
疵検査のための撮像装置として用いてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
連続して走行しながら、透明樹脂を用いたエッチングレ
ジストが印刷される、移動体表面の印刷状態を評価する
ことができるようになり、薄膜化された印刷状態の調
整、連続的な品質保証を行うことができ、材料コストの
削減、除去レジストの発生量の低減による環境汚染の低
減という、製造工程上大きな効果が得られる。

【００５６】特に、斜め方向からの撮像に際し、被検査
面と撮像装置との間にプリズムを配置し、プリズムの屈
折効果を利用することにより、焦点距離の補正を行うよ
うにした場合には、像のボケを生じることなく、正反射
方向からの撮像が可能なり、透明レジストインキに対し
ても印刷状態の検査が可能となり、コストダウン及び印
刷不良の早期発見が達成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す概略構成図

【図２】被検査面の反射光の偏光状態を表わす模式図

【図３】検光子の偏光角と樹脂塗布面からの反射光の透
過光強度の関係を示す線図

【図４】従来の方法による撮像画像の画像濃度を示す線
図

【図５】本発明による撮像画像の画像濃度を示す線図

【図６】本発明の原理を示す概念図

【図７】本発明の第２実施例を示す概略構成図

【符号の説明】

３…プリズム ６…被検査面 １０…鋼板 １２…印刷用ロール １４…サポートロール １６…撮像装置 １８…光源 ２０…レンズ系 ２２…偏光子 ２４…検光子 ２６…画像メモリ ２８…処理装置 ３０…照射光束 ３２…直線偏光された照射光束 ３４…樹脂塗布面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】移動体表面上に塗布された透明樹脂の印刷
   状態を監視する印刷状態監視方法において、 直線偏光に偏光された光束を、樹脂面に対してブリュー
   スター角を持つ入射角度で被検査面に照射し、 撮像装置の撮像時間を任意に制御することにより、偏光
   フィルタを介して、被検査面を静止画像として撮像し、 該静止画像を画像処理することにより、 塗布された樹脂の印刷状態の良否を監視することを特徴
   とする印刷状態監視方法。
2. 【請求項２】移動体表面上に塗布された透明樹脂に対し
   て、ブリュースター角となる角度で被検査面を照射する
   ように設けられた、直線偏光成分のみを取り出す偏光子
   を有する、連続発光光源と、 反射光の任意の偏光成分のみを透過する検光子を設け
   た、撮像時間を任意に制御できる撮像装置と、 該撮像装置により撮像された画像を蓄積する画像記憶装
   置と、 記憶された画像から印刷欠陥を検出する処理機能を有す
   る処理装置と、 を備えたことを特徴とする印刷状態監視装置。
3. 【請求項３】移動体表面上に塗布された透明樹脂の印刷
   状態を監視する印刷状態監視方法において、 直線偏光に偏光された光束を、樹脂面に対してブリュー
   スター角を持つ入射角度で、被検査面に照射し、 照射光の正反射光の焦点距離を補正するためのプリズム
   及び偏光フィルタを介して撮像装置に導き、 撮像装置の撮像時間を任意に制御することにより、被検
   査面を静止画像として撮像し、 該静止画像を画像処理することにより、塗布された樹脂
   の印刷状態の良否を監視することを特徴とする印刷状態
   監視方法。
4. 【請求項４】移動体表面上に塗布された透明樹脂に対し
   て、ブリュースター角となる角度で被検査面を照射する
   ように設けられた、直線偏光成分のみを取り出す偏光子
   を有する、連続発光光源と、 正反射光の焦点距離を補正するためのプリズム及び正反
   射光の任意の偏光成分のみを透過する検光子を設けた、
   撮像時間を任意に制御できる撮像装置と、 該撮像装置により撮像された画像を蓄積する画像記憶装
   置と、 記憶された画像から印刷欠陥を検出する処理機能を有す
   る処理装置と、 を備えたことを特徴とする印刷状態監視装置。