JPS63135252A - 印刷品質検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は巻取り紙印刷様において、印刷中の印刷物の
絵柄をラインセンサで入力し、基準の絵柄信号と比較す
ることにより印刷物の品質をインラインで検査する印刷
品質検査装置に係り、特に、検査の際に巻取り紙の蛇行
によるラインセンサの走査方向における絵柄信号の位相
ずれを補正する印刷品質検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、印刷物の印刷欠陥（油汚れ、裏うつり、こすれ、
とツキ、ダブリ、濃度むら、見当ずれ、　　、色調不良
、シワ等）の有無の検査はオペレータによる扱取り検査
が主流であった。しかし、このような抜取り検査はオフ
ラインであり全ての印刷物を検査できず、印刷欠陥が見
落とされることがあった。

そこで、印刷中の全ての印刷物の品質を客観的に評価す
るため、印刷速度に同期したストロボ照明を行なったり
、高速で同期回転するミラーを用いたりして印刷走行中
の印刷物を静止画として評価しようとする試みが行われ
ている。しかし、この方法においても、品質の検査はオ
ペレータの判断に依存している。これは、印刷物が１点
１点絵柄が違うことや、印刷物における検査項目が人間
の視角に頼らざるを得ない微妙な差を問題にしていると
考えられていたからである。

また、印刷物の絵柄と同時にカラーパッチを印刷し、カ
ラーパッチの検査を自動化して行なうことにより印刷物
の検査を代行させようとする試みが行われている。しか
し、この方法では印刷欠陥が絵柄部に生じた場合、それ
を見逃してしまうことになり、検査装置の機能を十分果
たしているとは言えなかった。

そのため、本願出願人による特願昭５７−２２０５１５
号に記載の「印刷物検査装置」に見られるように、印刷
物の検査をラインセンサを用いて行なうシステムが提案
されている。このシステムは印刷中の巻取り紙上の絵柄
を所定間隔毎にサンプリングし、絵柄を１ライン毎の濃
淡信号として入力し、これを絵柄の各ライン毎の濃淡信
号として入力し、これを絵柄の各ライン毎の基準信号と
比較することにより印刷物の欠陥を検査する。このサン
プリング／検査タイミングは印刷機中のいずれかのロー
ラに取付けられたロータリエンコーダからの信号により
制御されている。このシステムは印刷物の絵柄自体をイ
ンラインで自動検査できるので、前述の欠点がなく、検
査装置として優れている。

ところで、印刷機は断裁された１枚１枚の紙を使用する
枚葉印刷機と、巻取り心棒に巻かれた巻取り紙を使用す
る巻取り紙印刷機とに分類される。

後者は一般に輪転印刷橢として知られている。上述のシ
ステムがこの輪転印刷機に適応される場合、印刷物の絵
柄を１ライン毎の画像信号として入力するサンプリング
の開始は、実際の印刷物の絵柄や同時に印刷されたスタ
ートマークを利用し、１枚毎のサンプリング開始を同一
位置で行なっている。また、各ライン毎のサンプリング
タイミングの制御はロータリエンコーダからの信号によ
り制御されている。このサンプリングタイミングの同期
精度の確保は、検査装置の検査精度の向上につながる。

すなわち、画像信号入力によって得た画素単位の画像デ
ータが１枚１枚場所的に異なる絵柄部分を意味していて
は検査は不可能になる。

ここで、印刷物の走行方向（以下、流れ方向）に関する
サンプリングタイミングの同期精度の確保については、
本願出願人による特願昭５８−１７２７７７号、特願昭
６０−２５７７９７号の発明を利用すれば問題なく解決
できる。

しかし、これらの発明は流れ方向に直交する方向、すな
わちラインセンサの走査方向（以下、走査方向）に関す
る同期精度の確保については述べられていない。走査方
向における同期精度の確保を阻害する主な原因としては
印刷用紙の蛇行がある。走査方向に関する同期精度の確
保については特開昭５９−４０２４１号による発明があ
る。

ここでは、印刷用紙の蛇行に応じて画像データをライン
センサの画素単位で走査方向にずらして検査を行なう方
法が提案されている。一般に、検査機のラインセンサの
１画素当りの視野寸法は１〜２１ｍ角に設定することが
多い。このため、印刷用紙の蛇行による走査方向の絵柄
のずれ量が１〜２１１１ＲＩ以上ある場合にはこの発明
は有効である。

しかしながら、実際の輪転印刷機には紙の蛇行を防ぐた
めの制御装置が取付けられており、走査方向における絵
柄のずれ量はピーク・ツー・ピーク値で０．４〜０．５
　ｍｍと非常に小さく、前記した発明は全く効果がない
。この０．４〜０．５■の走査方向における絵柄のずれ
は大まかな検査を行なう場合には余り問題にならないが
、０．１〜０．２ＩＩＩＩｍの見当不良やダブり等を発
見するような高精度の検査を行なうためには、走査方向
の同期精度をさらに向上する必要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、上述した事情に対処すべくなされたもので
、巻取り紙印刷機に用いられ、ラインセンサにより印刷
物の各絵柄を１ライン毎に入力し、基準の画像と比較す
ることにより印刷物の品質を検査する印刷品質検査装置
において、ラインセンサの入力の際の走査方向における
位相ずれ、特に１画素以内の微細な位相ずれも、簡単な
構成で精度良く補正することをその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による印刷品質検査装置は、巻取り紙上に絵柄
とともに印刷されたスタートマークからの画像信号に基
づいて走査方向における画素サイズ以下の巻取り紙の走
行ずれ量を検出する手段と、画像信号に対して検出した
走行ずれ量に応じた走査方向の補間による補正演算を行
なう手段とを具備する。

〔作用〕

この発明による印刷品質検査装置によれば、印刷用紙の
走査方向の絵柄のずれを、実際に印刷された絵柄の位置
から測定し、画像信号に対してずれに応じた走査方向の
補間による補正演算を行ない、信号上で電気的に印刷用
紙の蛇行を補償するので、精度良い印刷物の品質検査が
可能となる。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明による印刷品質検査装置の
一実施例を説明する。

第１図は一実施例の全体を示す概略図である。

ここで、オフセット輪転印刷機に適応された実施例につ
いて説明する。ロール状の巻取り紙が給紙ユニット１０
から印刷ユニット１２に供給され、墨、藍、赤、黄の各
色の絵柄が順次印刷される。印刷ユニット１２は各色毎
の印刷ユニットに細分されていて、それぞれの印刷ユニ
ットは版胴１４、ブランケット胴１６．１８、版胴２０
からなり、ブランケット胴１６．１８の間に巻取り紙が
供給され、紙の両面が同時に印刷される。給紙ユニット
１０と印刷ユニット１２の間に第１の蛇行割織部６６が
設けられる。

印刷ユニット１２から送出された巻取り咳はドライヤ３
０１クーリング（冷却）部３２、ウェブバス３４、折り
装置３６を介して排出される。

ウェブパス３４の一部に迂回路３８が形成され、迂回路
３８中にフリーのガイドローラ（以下フリーローラと称
する）４０が設けられ、巻取り紙がフリーローラ４０を
抱込むように巻かれている。フリーローラ４０と同軸に
ロータリエンコーダ４２が取付けられている。ロータリ
エンコーダ４２はフリーローラ４０の１回転毎に多数（
−例として１５００）のパルス信号を発生する。このパ
ルス信号はタイミングパルスとして印刷欠陥検出回路４
４に供給される。光源４６からの照明光が光フアイバア
レイ４８を介して照射されている。光源４６としてはキ
セノンランプが用いられている。光フアイバアレイ４８
は照明光を印刷物の左右方向に沿った帯状光線に変換す
るものである。

フリーローラ４０上にはラインセンサ５０．ビームセン
サ５２が設けられる。ラインセンサ５０は受光素子とし
て電荷結合素子（ＣＯＤ）を用いている。

ビームセンサ５２は反射型のビームセンサからなり、後
述するスタートマークを検出する。ラインセンサ５０、
ビームセンサ５２の出力信号が印刷欠陥検出回路４４に
供給される。

第２図はランセンサ５０とビームセンサ５２の読取る対
象を示す図である。巻取り紙上には各絵柄５６が連続し
て印刷されている。各絵柄５６の印刷開始位置にはスタ
ートマーク５８が印刷されている。スタートマーク５８
の印刷位置は各絵柄５６の側端余白部であり、各絵柄５
６の上辺６０に対して印刷物の流れ方向Ａにおいて僅か
に上流位置、もしくは同位置である。また、スタートマ
ーク５８は走査方向に沿った部分と流れ方向に沿った部
分とからなる。

ビームセンサ５２はスタートマーク５８の流れ方向のエ
ツジを検出すると、スタートパルスを印刷欠陥検出回路
４４に供給する。

ラインセンサ５０は各絵柄５６を印刷物の左右方向の１
ライン毎に読取り、濃淡レベルに応じた画像信号として
印刷欠陥検出回路４４に供給する。印刷欠陥検出回路４
４はスタートパルスにより流れ方向の同期をとってライ
ンセンサ５０の出力を読込む。

ラインセンサ５０の出力はロータリエンコーダ４２ｈ１
らのタイミングパルスによりサンプリングされ、各画素
毎の信号として印刷欠陥検出回路４４に読込まれる。

印刷欠陥検出回路４４は動作開始時に良好な印刷絵柄の
画像信号を基準信号として入力しておいて、各絵柄の入
力画像信号を基準信号と比較することにより、各絵柄の
印刷品質を検査する。

フリーローラ４０の直前に第２の蛇行制御部６８が設け
られる。第１、第２の蛇行制御部６６、６８によって紙
の蛇行は抑えられ、走査方向における絵柄のズレ量はピ
ーク・ツー・ピークで０．４〜０．５１１１ｍと非常に
小さくされている。

第１、第２の蛇行制御部６６、６８の詳細を第２図に示
す。巻取り紙の走行方向に沿って一対の蛇行制御ローラ
７０．１２が並設され、これらの蛇行制御ローラ対７０
．１２は制御モータ７４により同時に傾けられ、巻取り
紙の走行位置を左右に調整できるようになっている。制
御モータ７４の回転角度は巻取り紙の走行方向のエツジ
に相当する位置に設けられた光学センサ７６の出力に基
づいてコントローラ７８により決定される。

次に、この実施例の動作を説明する。この実施例は前述
した特願昭６０−２５７７９７号の発明と同様に、各絵
柄の入力画像信号を基準信号と比較することにより、各
絵柄の印刷品質を検査する。

各絵柄の入力タイミングは流れ方向については、前述し
た特願昭６０−２５７７９７号の発明と同様に、ビーム
センサ５２からのスタートパルスにより同期をとること
により、充分高い精度が確保される。

走査方向における各絵柄の入力タイミングは、先ず次の
ようにして同期がとられ、その後、蛇行制御部６６、６
８で制御しきれなかった同期ずれ量が検出され、検出層
に応じて画像が走査方向にずれるように、画像データが
隣接画素データの補間により補正されている。第２図に
示したようにスタートマーク５８は走査方向に沿った部
分と流れ方向に沿った部分とからなるので、ビームセン
サ５２によりスタートマーク５８の流れ方向のエツジを
検出し、ラインセンサ５０の出力のサンプリングを開始
してから数ラインまでの画像信号の中には、スタートマ
ーク５８のうちの流れ方向に沿った部分を含むので、こ
れにより走査方向の同期を取ることが可能である。

第４図にスタートパルスによるサンプリング開始後２ラ
イン目のスタートマーク部付近のゲイジタル化された画
像信号の一例を示す。Ｘ軸は画素番号、ｙ軸は画像信号
を示し、画像信号は８ビツトでＡ／Ｄ変換されるため、
０〜２５５の値となる。

ここで、白紙部はど画像信号の値は大きく、黒色で印刷
されたスタートマーク部の画像信号の値は小さい。

第４図の例では、ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２番目の画素は白紙
部に対応し、ｎ＋４、ｎ＋５、ｎ＋５番目の画素はスタ
ートマークの黒インキで印刷された部分に対応し、ｎ＋
３番目の画素は白紙とスタートマークの境界部分に対応
している。

ここで、白紙とスタートマークの境界部分に対応した画
素の画素番号を決定するためには、あらかじめ、印刷物
にスタートマークを印刷する位置をおおよそ決めておい
て、複数個（１０〜２０画素）の候補画素から白紙の画
像信号レベルの平均値とスタートマークの信号レベルの
平均値のどちらにも属さない画素を選べばよい。

検査機で基準画像となる画像データを取込んだ時のエツ
ジに対応する画素番号をＮＳとする。基準となる画像デ
ータにおいて、画素Ｎｓの画像データの値をＬＳとし、
画素の走査方向の寸法をｐｘとする。検査中のｉ枚目の
画素ＮＳの画像データの値をｌ−ｉとする。

以上から、ｉ枚目の画像データの走査方向への基準画像
との位相ずれ量Δｐｘは次のように表わされる。

ΔＰｘ　−ｐｘ　−（ｌｉ　−Ｌｓ　）／　（Ｌｗ−Ｌ
ｂ　）　　　・・・（１）ここで、１ｗは白紙の平均レ
ベル、Ｌｂはスタートマークの平均レベルである。画素
番号の増える方向（ここでは右側）を正とする。

この原理に基づいて位相ずれｍΔＰｘを求める手順を第
５図のフローチャートを参照して説明する。このフロー
チャートはビームセンサ５２からのスタートパルスが入
力されると、開始される。

ステップＳ１において、サンプリング開始後のに番目の
ラインの画像データをバッファに読込む。

ここで、ｋ−２〜５が適当であるが、これ以外の値でも
構わない。

ステップＳ２で、ｋライン目のデータのｉ番目からｊ個
の画素の画像データを別のバッファに読込む。ここで、
ｉはスタートマークの位置から決定され、ｊは１０〜２
０が適当であるが、これ以外の値でも構わない。

ステップＳ３で、白紙部の画像データの平均値１ｗを算
出する。平均値Ｌ４の算出にはｉ〜ｉ＋ｊ番目の画素の
画像データの内一定の値を越えた値の単純平均の計算を
行なえばよい。通常、白紙レベルは光量飽和による画像
データの異常を避けるため、フルシン９２５６階調の場
合、約２００となるように設定する。これにより、白紙
部に対する閾値は約１８０が適当となる。

同様に、ステップ＄４でスタートマークの黒インキの部
分の画像データの平均値Ｌｂを算出する。

この時に、閾値は約３０が適当である。

ステップＳ５で、処理中のデータが基準データか検査デ
ータかを判断する。処理中のデータが基準データの場合
は、ステップＳ６に示すように、エツジ画素の画素番号
ＮＳを決定する。ここで、前述の白紙部及びスタートマ
ーク部に含まれない画素が１つだけなら、簡単に画素番
号ＮＳは決定できる。しかし、光学的なぼけや、ＣＯＤ
の転送もれによって、エツジ画素の候補が複数画素にな
る場合がある。２つの候補が残った場合には、ＬＷ及び
Ｌｂとの差を求め、差が大きい方の画素の画素番号をＮ
Ｓとする。もし、３つの候補が残った場合には、真中の
画素をエツジ画素とする。

ステップ＄７で、決定された画素番号ＮＳの画像データ
Ｉｓを記憶する。

処理中のデータが検査データの場合は、ステップＳ８に
示すように、記憶されたＮＳとＬＳとを読出す。

ステップＳ９で、画素番号ＮＳの検査データＬ１を読込
む。

ステップＳ１０で、前述した（１）式に基づいてΔＰ×
を計算する。ここで、前述したように候補が３つ以上あ
る場合は、Ｌｖｔと１ｂの代わりにＮｓ−１、Ｎｓ　＋
１番目の画像データを用いた方が精度は向上する。従来
の蛇行制御装置の検出部における分解能は０．１〜０．
２　ｍｍ程度であり、本発明では画素サイズの１／　２
５６の分解能となり、画素をおよそ１　ｍｍ角とすると
、理論上１／２５６ｍ１Ｉｌの分解能となり、大幅に位
相ずれ量の検出精度が向上する。

ステップＳ１１で、検出した絵柄の走査方向のずれ吊Δ
Ｐ×のデータを画像データ補正回路に転送する。

第６図は画像データ補正回路のブロック図である。この
画像データ補正回路は印刷欠陥検出回路４４内に設けら
れ、検査対象の画像データの値を走査方向のずれ最ΔＰ
×に基づいて隣接画素のデータから補間し、画像を走査
方向にずらし補間回路である。

本回路に入力された各画素の画像データｌ５（ｎ）はＦ
ＩＦＯ（先入れ先出し）バッフ　ｐ　１０１でタイミン
グ制御されて、バッファ１０２　、１０３　。

１０４に供給される。各バッファ１０２　、１０３　、
１０４のデータはそれぞれ画像データ）３（ｎ＋１）。

ｌ５（ｎ＞、ｌ５（ｎ−１）を意味しテイテ、連続する
３つの画素のデータがバッファ１０２　、１０３　。

１０４に格納されることになる。

次に、差分回路１０５　、１０６にて、それぞれｌ５（
ｎ）−１８（ｎ＋１）、　　ｌ５（ｎ−１）−１８（ｎ
）が演算される。

次に、検査画像が基準画像に対して正負どちらの方向に
ずれているかによって、セレクタ１０７はＩｓ　（ｎ）
−Ｉｓ　（ｎ＋１）、Ｉｓ　（ｎ−１）−ＩＳ　（ｎ）
のどちらを補正に使うかを決定する。

セレクタ１０７の選択信号ｓｅｌはずれ量ΔＰｘが正の
時はＩｓ　（ｎ）−ＩＳ　（ｎ＋１　）を、負の時はＩ
ｓ　（ｎ−１）−Ｉｓ　（ｎ）を選択するように決定さ
れている。

次に、係数回路１１０にて補正係数Ｋ （−１ΔＰｘｌ／Ｐｘ）を求める。ココテ、ｐｘは画素
サイズに応じた固定値であるので、これは簡単な割算で
求められる。

この補正係数にと（ＩＳ（ｎ）− ＩＳ（ｎ＋１））、または（ＩＳ（ｎ−１＞−ＩＳ　（
ｎ））が乗数回路〈乗数ＲＯＭ）１０８１．：供給され
ると、画像データＩｓ　（ｎ）に対する補正データΔＩ
ｓ　（ｎ）が求められる。

すなわち、ΔＩｓ　（ｎ）は、ΔＰ×〈０の場合（Ｉｓ
　（ｎ−１）−１８（ｎ）） ×（ΔＰｘ　／Ｐｘ　）　　　　　　・・・（２）であ
り、Δｐｘ＞Ｑの場合は、 （Ｉｓ　（ｎ）−Ｉｓ　（ｎ＋１　））×（Δｐｘ　／
ＰＸ　）　　　　　　・・・（３）である。

このΔＩｓ　（ｎ）を差分回路１０９にて元の画像デー
タから減算（ＩＳ（ｎ）−ΔＩｓ　（ｎ））すれば、補
正された画像データＩＳ＝　（ｎ）が求められる。すな
わち、この補正データＩｓ′（ｎ）は画素位置ｎが電気
的に走査方向の補間により補正演算されたことと等価で
ある。

一例として、第７図に示した画像信号の場合における補
正データを説明する。実線で示す画像データに対して、
画像が右側にずれた場合の画像データを破線で示し、画
像が左側にずれた場合の画像データを一点鎖線で示す。

右側にずれた場合は、Δｐｘ＞Ｑの場合であるので、補
正係数Ｋを０．２１とすると、（３）式から補正量ΔＩ
ｓ　（ｎ＞は（１００−１８０）　Ｘｏ、２　＝−８０
Ｘ０．２−−１６となり、補正データは１００−　（−
１６）−１１６となり、正規の値１２０に近付く。

同様に、左側にずれた場合は、Δｐｘ　＜Ｑの場合であ
るので、補正係数Ｋを０．２とすると、（２）式から補
正量ΔＩｓ　（ｎ）は（１４０−６０）　Ｘｏ、２−−
８０ＸＯ，２−−１６となり、補正データは１４０＋（
−１６＝１２４となり、やはり正規の値１２０に近付く
。

この処理を各画素データＩｓ　（ｎ）に対して順次行な
うことにより、画像データは走査方向のずれ量に応じて
補正され、検査に対する走査方向の位相ずれ（同期不良
）が補償される。この後、この補正データＩｓ′（ｎ）
が前述の特許（特願昭６０−２５７７９７　＠　）に詳
述されているように、基準画像データと比較され、印刷
品質が検査される。

以上説明したように、この実施例によれば、蛇行制御部
により印刷用紙の蛇行が１画素サイズ以下に抑えられた
後に、走査方向のずれ量が検出され、電気的に画像を走
査方向にずらすように画像データを検出結果に応じてＭ
間により補正演算することにより、ラインセンサにより
印刷物の各絵柄を１ライン毎に入力し、基準の画像と比
較して印刷物の品質を検査する印刷品質検査装置におい
て、ラインセンサの入力の際の走査方向における１画素
以内の微細な位相ずれも、簡単な構成で精度良く補正す
ることができる。

なお、蛇行制御はマイクロコンピュータを利用したプロ
グラムによる制御として説明したが、同等の機能を個別
の回路素子による回路構成により実現してもよい。さら
に、巻取り紙の蛇行制御部は上述の例に限定されずに、
独自の制御ｌＩａ構を付加してもよい。また、画像信号
の補正はアルゴリズムは類似の補間アルゴリズム、例え
ば、２点以上の補間処理や、直線近似ではなく正弦波や
スプライン曲線による近似でもよい。

〔発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、ラインセンサに
より印刷物の各絵柄を１ライン毎に入力し、基準の画像
と比較することにより印刷物の品質を検査する印刷品質
検査装置において、ラインセンサの入力の際の走査方向
における１画素以内の微細な位相ずれも、簡単な構成で
精度良く補正することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による印刷品質検査装置の一実施例の
ブロック図、第２図はラインセンサ、ビームセンサとス
タートマークの関係を示す説明図、第３図は蛇行制御部
の具体的な構成を示す斜視図、第４図はスタートマーク
近傍の画像信号の状態を示すモデル図、第５図は画像信
号の走査方向のずれ量を検出する手順を示すフローチャ
ート、第６図は画像信号をずれ農に応じた走査方向の補
間演算によりずらす画像データ補正回路のブロック図、
第７図は画像信号の走査方向のずれ量を説明するモデル
図である。 ４４・・・印刷欠陥検出回路　５０・・・ラインセンサ
５２・・・ビームセンサ　１０１・・・ＦＩＦＯバッフ
？１０５　、１０６　、１０９・・・差分回路　１０１
・・・セレクタ１０８・・・乗算回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第４図 Ｉｔｓ’（ｎ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻取り紙上に絵柄を連続して印刷する巻取り紙印
   刷機に用いられる印刷品質検査装置において、各絵柄の
   先頭に予め印刷されたスタートマークを印刷物の走行中
   に検出してスタートパルスを発生する手段と、前記スタ
   ートパルスの発生に基づいて各絵柄の画像信号を入力す
   る手段と、入力した画像信号中のスタートマークの巻取
   り紙の幅方向のエッジ位置を検出し、巻取り紙の幅方向
   の走行ずれ量を演算し、演算結果に応じて前記画像信号
   を補正する手段と、前記補正された画像信号と基準の画
   像信号と比較し、各絵柄の印刷品質の検査を行なう手段
   とを具備することを特徴とする印刷品質検査装置。
2. （２）前記補正手段は走行方向に隣接する画素の画像信
   号を前記ずれ量に応じて補間することにより各画素の画
   像信号を補正する手段を具備することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の印刷品質検査装置。