JP4467284B2

JP4467284B2 - カード材料表面検査装置

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Publication number: JP4467284B2
Application number: JP2003382274A
Authority: JP
Inventors: 亮池田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd; Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2003-11-12
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2023-11-12
Also published as: JP2005147739A

Description

この発明は、身分証明証、社員証、学生証等に代表されるＩＤカードに使用されるカード材料の表面を検査する技術に関し、特に顔画像入りのＩＤカードに使用されるカード材料の表面を検査する装置に関する。

顔画像入りのカードは、カードの表面に顔画像と氏名や住所の個人情報を、カードの名称や罫線等の共通する記載事項とともに表示したものであり、顔画像からカード所有者本人であることを容易に確認することができるので、たとえば悪意をもった第三者がそのカードを不正使用するような問題を発生させにくいという利点を有しており、身分証明証や学生証に代表されるＩＤカードや、キャッシュカード、クレジットカードなどに広く用いられている。カードには筆記性層を設けたり、エンボス加工などの表面処理を行うものもあり、さらに、記録された顔画像情報や個人情報を電子情報の形態で記録できるようにＩＣチップを内蔵したものや、付帯情報を磁気情報として記録させる磁気ストライプに代表される磁気記録層を有するものもある。

これらのカード上の記載事項等はすべて正しく認識できるものでなければならず、特に顔画像は、汚れ、印刷ヌケ、異物の付着等の欠陥がなく、所有者が本人と確認できるようなレベルが必要である。

ここで顔画像入りのＩＤカードに使用されるカード材料について、図４により説明する。図４（ａ）は、顔画像入りのＩＤカードの一例である従業員証であり、ユーザの社員番号や氏名、所属等の文字情報が所定の文字画像出力領域部に出力されており、また、顔画像情報が所定の顔画像出力領域部に出力されている。図４（ｂ）は文字情報や顔画像を出力される前のカード材料であり、共通項事項である罫線や社名等の共通の記載事項が印刷されている。図４（ｃ）は図４（ｂ）のさらに１工程前のカード材料であり、図４（ｂ）に示すカード材料の罫線や社名等の共通の記載事項を１枚のシート状の材料に多面付けに配列、印刷したカード材料シートの一例である。図４（ｃ）に示すカード材料シートは、縦方向に１０列、横方向に５列、合計５０枚のカード材料を１枚のシートに配列、印刷したものである。

顔画像入りのＩＤカードは、最初に図４（ｃ）に示すカード材料シートを作製し、次にカード材料シートを裁断あるいは打ち抜き加工により、クレジットカードサイズなどの所定の大きさのカード材料（以下、枚葉のカード材料とも呼ぶ）に加工してＩＤカード製作業者に供給され、ＩＤカード製作業者は枚葉のカード材料表面の所定区域に、顔画像情報とカード所有者の氏名や住所、あるいはＩＤ番号などの個人情報欄文字情報を、熱転写型プリンタ等の画像形成装置によって出力し、ＩＤカードとして完成させる。

顔画像入りのＩＤカードは、本人と確認できるような高品位の顔画像を形成するものであることから、使用されるカード材料は、その表面に顔画像を形成するうえで障害になるキズ、汚れや異物が付着していないことが必要で、文字情報のみで作製されるカードよりも、より厳密な品質の管理が要求される。

ところで、顔画像表示後のカードに不良が発見された場合には、カードを作り直すための時間的、経済的な損失が発生すること、また、顔画像が表示されたカードは、その処分にあたり、個人情報の流出防止等のセキュリティ対応を踏まえて慎重に行わなければならない。したがって、顔写真が表示されたカードの不良は極力発生させないことが求められ、行程改善や品質管理努力が払われている。

顔画像入りのＩＤカードの不良は、顔画像を形成する工程で不良発生する場合もあるが、カード材料シート時点での印刷不良や、顔画像形成部にキズ等の欠陥により発生する場合もあるので、顔画像を形成するにあたり、印刷不良やキズ等の欠陥のないカード材料が望まれ、カード材料の製造業者は、印刷不良やキズ等の欠陥のないカード材料を供給できるように製造行程の改善努力を行うとともに、さらに、検査によって印刷表示の欠陥や汚れ、表面のキズ、異物の付着等の欠陥を有するカード材料を排除して出荷している。

これらのカード材料の検査は、従来より目視で行われてきた。しかし、カード材料表面の微細な欠陥を見落とすことなく検査するため作業者の熟練度が要求されること、また、熟練した作業者でも疲労具合や体調変化等により、その検出力や判断力が変動することがあることから、検査精度を一定のレベルに維持することが困難で、品質維持や生産管理を行う上で大きなネックとなっていた。

このような経過から、カード材料の外観検査を自動化する技術が提案されている。

例えば、マガジンオートチェンジャ内に気体流を供給してカードを分離し、分離したカード面をラインセンサカメラを用いて読み取り、カード外観上の欠陥の検出を自動的に行えるようにしたカード外観検査装置（特許文献１参照）がある。

また、表面のキズや異物付着等に起因する表面の凹凸を検査する方法として、被検査面を斜め方向から照射する照射光発光手段と、被検査面からの正反射光を受けて煽り撮像を行う撮像装置を用いる表面検査装置（特許文献２参照）が開示されている。

しかし、いずれもカード面上に高画質な顔画像形成を行うことを示唆するものではない。
特開平５−４６８１９号公報（段落０００５等参照）特開２０００−９４５２号公報（段落００１３〜００１４参照）

本発明者等は、上記特許文献に開示された技術を、顔画像入りのＩＤカード材料に活用してみようと試みた。その結果、特許文献１に開示された技術では、シート上に印刷した複数枚分のカード面を効率よく検知することが困難なことが確認された。

また、特許文献２に開示された技術では、検査対象物をＩＤカード用のカード材料としたときに、高品位の顔画像を形成するに必要なカード材料表面の微細な欠陥の有無を、高精度に検知するには、かなりの不安因子があることが判明し、目視で検出されるような欠陥が検知できないときもあることがわかった。

このように、ＩＤカード製品としたときに、作製された顔画像から本人と認証されるような、高画質の画像形成を行うカード材料表面に適応可能な高精度な検査技術は確立されていなかった。

本発明は、顔画像入りＩＤカード用のカード材料表面の汚れや印刷欠陥、あるいはキズや異物を高精度で検出することが可能なカード材料表面検査装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は以下のように構成される。

なお、以下の構成に使用されるカード材料とは、該材料をクレジットカードサイズのような所定の大きさの枚葉のカード材料に裁断したときに、面上にプリンタなどの画像形成装置で文字情報や顔画像情報を形成することが可能な状態にある材料のことを言う。

請求項１に記載の発明は、「カード材料を載置するテーブルと、該テーブルに載置されたカード材料表面の外観を読み取るヘッドと、基準となる基準画像情報を記憶する記憶手段と、該ヘッドにより読み取られた該カード材料表面の外観画像情報と該基準画像情報とを比較して、該カード材料表面の良否を判別する判別手段とを備えたカード材料表面検査装置であり、該ヘッドは、該テーブルに載置されたカード材料表面を照射する照射光発光手段と、該照射光発光手段により照射された該カード材料からの拡散反射光を受光する第１の受光手段と、該照射光発光手段により照射されたカード材料からの全反射光を受光する第２の受光手段とからなることを特徴とするカード材料表面検査装置。」である。

請求項２に記載の発明は、「前記テーブルは、直線的に移動可能であり、かつ、前記ヘッドを構成する第１の受光手段および第２の受光手段は、それぞれラインセンサカメラであって、各ラインセンサカメラは、移動する該テーブルに載置されて移送される該カード材料の表面を、該テーブルの移動方向に直交する方向に走査して該カード材料の全面の画像情報を読み取ることを特徴とする請求項１に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項３に記載の発明は、「前記カード材料が、１枚のシートに複数枚分の枚葉のカード材料の記載事項を多面付けに配列、表示したカード材料シートであり、前記判別手段が、前記ヘッドにより読み取られたカード材料シート表面の画像情報から該カード材料上の個々の枚葉のカード材料部分の良否を判別することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のカード材料表面検査装置。」である。
求項４に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、前記ヘッドを複数個備え、各ヘッドはそれぞれ対向する位置にある前記カード材料シート表面の外観を同時に読み取ることを特徴とする請求項３に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項５に記載の発明は、「前記ヘッドを構成する照射光発光手段は、発光する部分の形状がライン状であり、複数のヘッドが画像を読み取る領域を同時に照射するものであることを特徴とする請求項４に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項６に記載の発明は、「前記判別手段は、前記カード材料の表面を複数の領域に分割し、それぞれの領域毎に異なる判定基準を持つことを可能とし、前記ヘッドで読み取った該カード材料の表面の画像情報を、読み取った位置が含まれる領域の判定基準と照合して合否の判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項７に記載の発明は、「前記判別手段は、前記複数のヘッドを構成する各ラインセンサカメラ毎に異なる判定基準を持つことを可能とし、各ラインセンサカメラで読み取った前記カード材料の画像情報を、対応する各ラインセンサカメラ毎の判定基準と照合して合否の判定を行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項８に記載の発明は、「前記カード材料が、その面上に写真画像を表示し使用されるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項９に記載の発明は、「前記カード材料が、その内部にＩＣチップを挿入されているものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１０に記載の発明は、「前記テーブルは、前記カード材料を該テーブル面に吸着する吸着手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１１に記載の発明は、「前記吸着手段は、前記カード材料を前記テーブルに吸着する吸着部が、該カード材料の枚葉のカード材料部分の周辺の余白部を吸着する位置に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１２に記載の発明は、「前記吸着部には通気性を有する素材からなる支持部材が配設されており、該支持部材を介して前記カード材料を前記テーブルに吸着するように構成されていることを特徴とする請求項１０あるいは１１のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１３に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、カード材料の検査終了の都度当該カード材料にその検査結果情報を記録する記録手段を備えていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１４に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、前記記録手段によりカード材料に記録された検査結果情報を読み取る検査結果情報読み取り手段と、該検査結果情報読み取り手段により読み取られた該読み取り情報を前記検査結果情報とを比較する比較手段と、該読み取り情報と該検査結果情報が不一致のときには警告を発し当該カード材料を排除するように動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１５に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上のそれぞれの枚葉のカード材料部分毎の不良発生件数を累積集計する不良集計手段、および、該不良集計手段により累積集計された不良集計結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項３〜１４のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１６に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上のそれぞれの枚葉のカード材料部分毎の累積不良率を算出可能な不良集計手段、および、該不良集計手段により算出された累積不良率が所定の値を超えるときには警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項３〜１５に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１７に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上の複数に分割された領域毎の不良発生件数を累積集計する不良集計手段、および、該不良集計手段により集計された不良集計結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項６〜１６のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１８に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、複数に分割されたカード材料の領域毎の累積不良率を算出可能な不良集計手段、および、該不良集計手段により算出された累積不良率が所定の値を超えるときには警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項６〜１７のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項１９に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、カード材料表面の除塵を外観検査動作の前に行う除塵手段を備えていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

請求項２０に記載の発明は、「前記カード材料表面検査装置は、カード材料表面の帯電電荷の除去を外観検査動作の前に行う除電手段を備えていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。」である。

本発明により、顔画像入りＩＤカードに使用されるカード材料の印刷不良や表面のキズ、凹凸を高精度で検出し、合否を判定するカード材料表面検査装置を提供できる。

請求項１に記載の発明によれば、拡散反射光と全反射光とをそれぞれ第１および第２の受光手段で読み取って取得したカード材料表面の画像情報を、基準と比較することにより、カード材料表面の印刷欠陥や汚れ等の有色欠陥およびキズや異物付着等の凹凸欠陥の有無を高精度で検出し、良否の判定を行うカード材料表面検査装置を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、ヘッドを構成する第１の受光手段および第２の受光手段は、ラインセンサカメラであり、高い分解能での画像取得を可能とするため、罫線の印刷不良等の微細な有色欠陥や、ピンホール等の微細な凹凸欠陥の検出を可能とする。

請求項３に記載の発明によれば、検査対象として複数枚分の枚葉のカード材料を多面付したカード材料シートも適応可能とし、作業効率の向上を図ることを可能にする。

請求項４に記載の発明によれば、複数のヘッドを配置することによりカード材料上の複数の枚葉のカード材料部分を同時に検査することを可能とし、検査時間の短縮を可能にする。

請求項５に記載の発明によれば、複数のヘッドの検査領域を１本の光源で照射できるので、装置の小型化、メンテナンスの容易化を可能にする。

請求項６に記載の発明によれば、カード材料表面をあらかじめいくつかの領域に分割してそれぞれ異なる判定基準により検査を行うことが可能であり、カード材料上の領域の使用目途に対応する合理的な検査を可能にする。これは、併せて、光源に照明ムラがあるような場合、検査領域に発生する照明ムラを織り込んだ判定基準を設定することを可能とし、光源の照明ムラの影響を受けない検査を可能にする。

請求項７に記載の発明によれば、ヘッドを構成する各ラインセンサカメラ毎にそれぞれ異なる対応判定基準を設けて検査することを可能にするので、各ラインセンサカメラ間の感度や出力のバラツキにより検査結果が変動することを防止できる。

請求項８に記載の発明によれば、カード材料表面をあらかじめいくつかの領域に分割して、例えばカード材料の顔画像を表示する領域については、キズ、凹凸についての判定基準を、それ以外の領域よりも厳格に設定することを可能にするので、顔画像を表示するカード材料に特に適した検査を可能にする。

請求項９に記載の発明によれば、カード材料にＩＣチップが挿入されているような場合、挿入されたＩＣチップの周辺部に段差が生じるが、ＩＣチップ挿入部およびその周辺領域の標準的な段差を判定基準に取り入れておき、ＩＣチップ挿入部以外の領域とで異なる判定基準により合否判定を行うように設定できる。すなわち、ＩＣチップ挿入部およびその周辺領域に発生する標準的な段差は不良とせず、それ以外の場所に検出された段差を不良とすることが可能であるので、ＩＣチップが挿入されている構成のカード材料の検査を適切に行える。

請求項１０に記載の発明によれば、吸着手段により検査時にカード材料の浮きや滑りを防止できるので、安定した検査が可能になる。

請求項１１、１２に記載の発明によれば、吸着手段によるカード材料の吸着部分に生じる変形をカード材料の枚葉のカード材料部分へ発生させないので、吸着が検査判定に影響することなく、また裁断後の枚葉のカード材料に、変形等の吸着の痕跡を残さない。

請求項１３に記載の発明によれば、検査済みカード材料にその検査結果情報を記録できるので、その記録された情報を活用して、後加工行程である裁断加工あるいはプレス打ち抜き加工行程において不良の枚葉のカード材料部分を認識し、不良の枚葉のカード材料を排除することを可能にする。

請求項１４に記載の発明によれば、記録手段の作動異常、あるいは検査装置の作動異常を発見し、異常がある場合には警告を発して当該カードを排除する様に動作するので、検査済みのカード材料が所定の品質を確保していることを保証しないまま後工程に送付される危険を回避できる。

請求項１５〜１８に記載の発明によれば、検査装置の特定個所、あるいはカード材料の特定位置に異常を生じている可能性を示唆する情報を表示できるので、その情報を活用して対策処置を迅速に行うことを可能にする。

請求項１９に記載の発明によれば、外観検査動作の前にカード材料表面に付着しているゴミを除去できるので、容易に除去できるゴミ等の付着によりカード材料を不良と判断してしまうオーバーアクションを未然に防止でき、カード材料の合格歩留まりを向上できる。

請求項２０に記載の発明によれば、外観検査動作の前にカード材料表面に帯電している静電気電荷を除去できるので、カード材料への新たなゴミの付着を防止でき、カード材料の合格歩留まりを向上できる。

前述のように、本発明によるカード材料表面検査装置は、ヘッドとして、照射光発光手段と２基の受光手段を備え、照射光発光手段により照射されたカード材料の表面からの拡散反射光を読み取る第１の受光手段によりカード材料表面の印刷ミスや汚れ等を検出し、正反射光を読み取る第２の受光手段によりカード材料表面のキズや異物等を検出するものである。ここでは、カード材料表面の印刷ミスや汚れ等を有色欠陥、キズや異物付着等を凹凸欠陥と呼んでいる。

最初に、本発明の反射光により有色欠陥および凹凸欠陥を検出する原理を、図３により説明する。

図３（ａ）は表面が粗な物体が光源より傾きをもって照射されたときの光の反射をあらわす概念図である。図３（ａ）において、Ｌは光源、Ｐは被検査物であり、被検査物Ｐの表面に光源Ｌにより照射される位置に立てた垂直な線を法線、光源からの光線の照射方向と法線との間の角度を入射角と呼び、図３（ａ）における入射角はθである。実線の矢印で示される光源からの光は被検査物Ｐの表面で反射し、破線で示される矢印方向に拡散する。反射光の強さ及び方向は破線矢印の長さ及び向きで表され、表面が平面の場合には照射する光の入射角θに等しい角度で反射する成分が最も大きくなる。この、法線をはさんで光源とは対称側に入射角θに等しい角度で反射する反射光を正反射光と呼ぶこととし、正反射光以外の方向に反射した光を拡散反射光と呼ぶことにする。表面上に凹凸や異物が存在する場合には、その凹凸や異物により、反射する光の方向は変化し、特に正反射光はその変化が顕著となる。したがって、正反射光を検知する方向に受光手段を設置しておくと、平面上に凹凸や異物が存在するときには、凹凸や異物が存在しないときに比較してその受光量が変化するので、受光した正反射方向の光量の変化から凹凸や異物の有無を検出することができる。一方、物体の表面の色調や、印刷文字等の確認は、拡散反射光によりもたらされる情報により行われる。

図３（ｂ）は本発明におけるヘッドの受光手段の配置位置を示すものである。本発明におけるヘッドは２基の受光手段からなり、第１の受光手段Ａは、その受光する光軸を照射光発光手段Ｌにより入射角θ₀で照射される被検査物Ｐの表面位置からの垂直線（法線）方向に一致させて、被検査物Ｐからの拡散反射光を受光するように配置される。一方、第２の受光手段Ｂは、照射光発光手段Ｌにより入射角θ₀で照射される被検査物Ｐからの法線をはさんで照射光発光手段Ｌとは対称側に、かつ、その光軸と被検査物Ｐの法線となす角度を、照射光発光手段Ｌがカード材料を照射する角度と等しくθ₀として、照射光発光手段Ｌに入射角θ₀で照射される被検査物Ｐの表面位置からの正反射光を受光するように配置される。

受光手段Ａは、照射光発光手段Ｌにより照射される被検査物Ｐの表面位置に印刷されている罫線や文字等の画像情報を、拡散反射光による画像情報として読み取る。そして、読み取られた拡散反射光による画像情報を非図示の判別手段にて基準となる画像情報と比較し、両者の不一致度合いが別途設定する閾値（判定基準）を超えない場合には、拡散反射光による画像情報は基準となる画像情報と同等であり、被検査物Ｐの表面の拡散反射光による画像情報取得位置に有色欠陥が存在しないと判定し、また、閾値（判定基準）を超える場合には拡散反射光による画像情報は基準となる画像情報と同等でなく、被検査物Ｐの表面の拡散反射光による画像情報取得位置に有色欠陥が存在すると判定する。

同様に、受光手段Ｂは、照射光発光手段Ｌにより照射される被検査物Ｐの表面位置からの正反射光による画像情報を読み取る。そして、受光手段Ｂにより取得された拡散反射光による画像情報を、非図示の判別手段にて基準となる画像情報と比較して、その不一致度合いが閾値（判定基準）を超えない場合は、正反射光による画像情報は基準となる画像情報と同等であり、被検査物Ｐの表面の正反射光による画像情報取得位置に凹凸欠陥が存在しないと判定し、また、閾値（判定基準）を超える場合には、正反射光による画像情報は基準となる画像情報と同等でなく、被検査物Ｐの表面位置に凹凸欠陥が存在すると判定する。

このように、照射光発光手段Ｌにより入射角θ₀で照射される被検査物Ｐの表面位置を被検査位置とし、その被検査位置からの拡散光と正反射光をそれぞれ２基の受光手段により画像情報として取得し、取得された画像情報をそれぞれの基準画像情報と比較することにより、被検査位置の有色欠陥および凹凸欠陥の有無を検出して合否を判定するように構成したものが、本発明によるカード材料表面検査装置である。そして、この被検査位置からの拡散光と正反射光を取得する２基の受光手段と照射光発光手段の組み合わせを、本発明においてはヘッドと称している。

なお、被検査物の全面の画像情報取得を行うにあたり、ヘッドが非検査物面上を移動する構成、またはヘッドの下を被検査物を移動させる構成、あるいは受光手段が非検査物面上を走査し、かつ被検査物を受光手段の走査方向に直交する方向にヘッドの下を移動させる構成とすることが可能である。

以下、本発明によるカード材料表面検査装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明によるカード材料表面検査装置の構成の１例を示す図である。図１において、Ｓは検査対象となるカード材料シートＳであり、図１（ｂ）に示す様に、１枚のシートにＩＤカードに用いられる枚葉のカード材料となる部分が等間隔に縦方向に１０列、横方向に５列の合計５０枚分印刷、配列されている。この５０枚の枚葉のカード材料となる部分には、それぞれ共通事項である罫線や文言の印刷がなされており、また、後に顔画像が表示される顔画像表示領域部および個人情報が表示される個人情報表示部はブランクとなっている。なお、シート上のそれぞれの枚葉のカード材料となる部分には、識別のために、横方向の５列には各列にＡ〜Ｅの列番号が付され、縦方向の１０列には１〜１０の行番号が付されており、各枚葉のカード材料となる部分は、この列番号と行番号の組み合わせの座標番号により表示、特定される。例えばカード材料シートＳの左上隅部に位置する枚葉のカード材料となる部分は、座標番号Ａー１と表示され、特定される。なお、本発明の実施の形態の説明は、５０枚分の枚葉のカード材料となる部分が印刷、配列されているカード材料シートを検査対象物として記述されるが、シート上に印刷される枚葉のカード部分の枚数、配列はこれに限定されるものではなく、さらには枚葉のカード材料も検査対象物とすることが可能である。

図１（ａ）に示すようにカード材料表面検査機は検査機本体１、制御部２およびコントローラ３から構成される。

検査機本体１は、供給部１１、除電・クリーナ部１２、ヘッド収納部１３、バーコード記録・読取り部１４および集積回収部１６から構成され、被検査物であるカード材料シートＳは、それぞれの間を供給コンベア１７およびシート搬送ハンドＡ１８、シート搬送ハンドＢ１９により搬送される。本体の左手前側に操作パネル２０が設けられ、電源スイッチ、起動スイッチ、警告表示灯、非常停止ボタン等が配列されている。

制御部２は検査機本体１の各機構部の作動制御、コントローラ３への電源供給及び信号の取り合いを行う。

コントローラ３はヘッドで読み取った被検査物の画像情報から合否の判定を行う判定手段を内蔵している。また、検査済みのカード材料シートＳに記録された検査結果情報が、正常に記録されているかを判定する判定手段を有している。そして、検査結果等を表示する表示部を有する。

ヘッド収納部１３には被検物の画像情報を読み取るヘッドが収納されており、収納されているヘッドの構成例を図２に示す。

図２（ａ）は、ヘッドを構成する光源と受光手段をバーコード記録・読取り部１４側から見た図であり、図２（ｂ）は被検査物であるカード材料シート側から見た図である。図２（ａ）、（ｂ）に示す様に、ヘッドは照射光発光手段である１基のライン状の発光体１３１、拡散反射光を受光する５台のラインセンサカメラ１３２ａ〜ｅおよび正反射受光を受光する５台のラインセンサカメラ１３３ａ〜ｅから構成されている。すなわち、本構成の実施例においては５組のヘッドを有していることになる。ここで、ラインセンサカメラ１３２ａ〜ｅは、それぞれが被検査物であるカード材料シートＳが発光体１３１により照射されるカード材料シートＳの被検査位置を、その垂直方向から画像情報を読み取るように、撮影光軸がカード材料シートＳの被検査位置に垂直で、かつ、カード材料シートＳの表面から等距離位置に、また後述するテーブルに載置されて移動するシートＳの移動方向に対し直交する方向の一直線上に配置されている。

また、ラインセンサカメラ１３３ａ〜ｅは、それぞれが、被検査物であるカード材料シートＳが発光体１３１により照射されるカード材料シートＳの被検査位置を、発光体１３１がカード材料シートＳを照射する位置に立てた法線をはさんで発光体１３１とは対称な側から、その撮影光軸が法線となす角度が、発光体１３１がカード材料シートＳの被検査位置を照射する方向と法線となす角度に等しくなるように、かつ、カード材料シートＳの表面から等距離な位置に、また、その移動する方向に対し直交する方向の一直線上に配置されている。

実施例における各ラインセンサカメラは、１台で隣接する２列分の枚葉のカード材料部分を走査して画像情報を読み取るように構成されており、５組のヘッドにより同時に１０列分の枚葉のカード材料部分の画像情報を読み取ることが可能である。

ライン状の発光体１３１は、５台の拡散反射受光ラインセンサカメラ１３２ａ〜ｅおよび５台の正反射受光ラインセンサカメラ１３３ａ〜ｅによるカード材料シートＳの画像読み取り領域を照射する照射光発光手段であり、非図示の発光体制御手段により点滅、および、供給する電力の電圧の制御が行われる。この発光体１３１は、カード材料シートＳの表面に平行に、かつ、正対する垂直方向に対し、傾きをもって照射するように配置されている。なお発光体としては、ライン状に並べた光ファイバーにより光源からの光を導き、カード材料シートＳの表面の検査領域を傾きを持って照射するような形態でも良い。

複数のヘッドの画像取得領域を１基のライン状の発光体で照射することにより、装置の小型化および、発光体の交換等のメンテナンスを容易に行うことが可能になる。

発光体１３１がカード材料シートＳ上の被検査位置を照射する照射角、および正反射受光ラインセンサカメラ１３３ａ〜ｅが被検査位置からの正反射光の画像情報を読み取る角度の設定は非常に重要であり、角度が適当でないと被検査物の表面からの正反射光像を読み取ることができない。本発明者は種々の実験、解析を行った結果、発光体がカード材料シートＳ上の被検査位置における法線となす角度、及び正反射受光ラインセンサカメラが発光体により照射されるカード材料シートＳの被検査位置からの正反射光を読み取るための全反射受光ラインセンサカメラの光軸の方向を、カード材料Ｓ上の被検査位置からの法線に対して５３°±１０°になるように構成することが好適であることを見出した。このような角度範囲になる様に発光体、正反射受光ラインセンサカメラの位置、方向を設定することによりカード材料シートＳ上の被検査位置からの正反射光像を読み取ることが可能になり、カード材料シートＳの表面の凹凸欠陥の検出が可能になる。ここで正反射受光ラインセンサカメラは、カード材料シートＳからの正反射光を読み取るためにカード材料面上の被検査位置をはさんで発光体とは対称な側からカード材料面上の被検査位置を見込むように配置されるべきことは言うまでもない。

本実施例においては、発光体１３１がカード材料シート上の被検査位置を照射する角度をカード材料面からの法線に対して５３°とし、５台の正反射受光ラインセンサカメラ１３３ａ〜ｅのそれぞれが、発光体１３１によって照射されるカード表面の被検査位置を、被検査位置をはさみ発光体１３１とは対称な側からカード材料面からの法線に対して角度５３°で読み取るように撮像する光軸の方向及び位置を設定している。

なお、発光体は発光を継続するにつれて光量が変化することは避けられず、その光量変化がラインセンサカメラの読み取りに影響することがある。本実施例では発光体に供給する電力の電圧値を変更できるように構成されており、検査機の継続使用等により発光体に光量変化が生じた場合には、発光体に供給する電力の電圧値を変化させて発光体の光量を変化させ、所定の光量範囲でカード材料シートを照射できるように構成されている。

発光体１３１の光量の変化を検知し、発光体に供給する電力の電圧値を変化させるには、被検物であるカード材料シートＳをヘッドの下を通過させ、ヘッドにカード材料シートＳの白地部分（例えば顔画像形成領域）からの拡散反射を読み取らせる。判別手段は読み取った画像データの白地部分の平均画像濃度を求め、あらかじめ設定してある濃度データと比較し、その差が許容範囲であれば発光体の光量は検査に支障なしとし、許容範囲を超える場合には発光体の光量は明るすぎ、あるいは暗すぎ、とする判定を行う。そして、明るすぎ、あるいは暗すぎ、とする判定結果のときは、濃度データの差の大きさに基づき発光体制御部に発光体に供給する電力の電圧を変更するように指示信号を出す。発光体制御部はその指示信号を受け、発光体１３１へ供給する電力の電圧値を変更し、発光体１３１の光量が変更される。この平均濃度確認結果に基づいて発光体へ供給する電力の電圧を変更することにより、発光体は被検物であるカード材料シートＳを常に所定の照度範囲で照射でき、ラインセンサカメラの安定した読み取りを可能にしている。この、発光体光量の確認動作は、１日の検査作業を開始する前に行うことが望ましく、さらには検査作業開始後も適宜、必要に応じた間隔で実施することが好ましい。

バーコード記録・読取り部１４にはレーザーマーカ１４１とバーコードリーダ１４２が配置されており、判定手段から送信された検査結果情報を材料シートＳにバーコード情報で記録し、そしてその記録結果を読み取る機能を有し、その作用は後述される。

以下、本発明によるカード材料表面検査装置の動作を図１に基づいて説明する。

最初に、操作パネル２０上の電源スイッチをＯＮにすると検査装置全体に通電され、システムが立ち上がる。このときに発光体１３１の光量変化の有無を確認するために、前述の発光体光量の確認動作を行うことが好ましい。

次に、操作パネル２０上の起動スイッチをＯＮにすると、被検査物であるカード材料シートＳが供給部１１に載置可能になる。

供給部１１の供給コンベア１７は、供給部１１に載置されたカード材料シートＳを除電・クリーナ部１２に搬送する。

除電・クリーナ部１２には非図示の除塵手段と除電手段が配設されており、カード材料シートＳの表面に付着しているゴミおよび帯電電荷を除去する。外観検査動作の前に被検物上のゴミを除去すること、および、帯電電荷を除去することにより、カード材料シートＳに付着している除去可能なゴミのために不良と判定されることを無くし、検査収率の向上を図ることを可能にする。

除電・クリーナ部１２を通過したカード材料シートＳは、供給コンベア１７にて搬送され、図示していない位置決め手段により位置決めされた後に、シート搬送ハンドＡ１８によりヘッド収納部１３の手前側に待機しているテーブル１３０に載置される。

テーブル１３０のカード材料シートＳを載置する載置面には、負圧によりカード材料シートＳをテーブル１３０に吸引する吸着手段の吸引口が設けられており、載置されたカード材料シートＳをテーブル１３０の載置面に吸引し固定する。

吸引の負圧によるカード材料シートＳの変形が検査に影響しないように、吸引口は、カード材料シートＳの枚葉のカード材料部分の周辺の余白部を吸引する位置に配置されている。また、吸引口内に多孔質の通気性を有する素材からなる支持部材を、その一つの面を載置面と同面になるように配設しておくことにより、吸引によるカード材料シートＳの変形を抑制できるので、より効果的である。

テーブル１３０は、カード材料シートＳを載置して、ヘッド収納部１３へ搬送し、ヘッド収納部１３に配置されている５組のヘッドの下部を、各ラインセンサカメラの走査方向に直交する方向にサーボモータ１３４および非図示のロータリーエンコーダによる制御のもとに往復移動する。図１におけるカード材料表面検査装置の例では、テーブル１３０の往路で拡散光画像情報を読み取り、復路で正反射光画像情報を読み取るように構成されており、テーブル１３０の１往復で５０枚の枚葉のカード材料が配置されたカード材料シートＳの１枚分の画像情報を読み取る。そして、読み取った画像情報をコントローラ３に送信する。

コントローラ３には、あらかじめ入力された基準画像情報が収納されている記憶手段と、ヘッドが読み込んだ被検査物表面画像情報と基準画像情報とを比較して被検査物表面の欠陥の有無を判別する判別手段が配置されている。

基準画像情報は、拡散反射光の基準画像情報（以下拡散反射基準情報と記す）および正反射光の基準画像情報（以下正反射基準情報と記す）であり、あらかじめ良品と認定されたカード材料シートをヘッドにより読み込んで、その画像情報を基準画像情報としても良い。

ここで、判別手段は枚葉のカード材料の表面の領域を用途に応じて細分し、領域毎にそれぞれ異なる判定基準を設定し検査を行うことが可能である。本発明の実施例では、各枚葉のカード材料内で、顔画像が表示されるべき領域と、それ以外の領域とを区分し、顔画像表示領域はキズや異物の判定基準を厳しく、顔画像表示領域以外はキズ、異物の判定基準を顔画像表示領域よりも緩く設定しており、カード材料上の領域の用途に対応する合理的な検査を可能にしている。これは、併せて、光源に照明ムラがあるような場合、検査領域に発生する照明ムラを織り込んだ判定基準を設定することを可能とし、光源の照明ムラの影響を受けない検査を可能にする。

なお、本実施例における判別手段は、あらかじめ特定位置範囲と定めたカード材料部分の罫線とベタ部が隣接する部分における画像の濃度変化を読み込み、罫線とベタ部における濃度分布の画素数をカウントし、そのズレ量をカード材料上の距離に換算して、その距離があらかじめ設定しておいた基準値よりも大きい場合には不良と判定するようにも構成されている。この構成により、罫線とベタ印刷部との相対的な位置関係、すなわち印刷ズレの有無を検出し、ズレが許容値を超えるときは不良とすることができる。

さらに、本実施例においては、５組のヘッドを構成する各ラインセンサカメラ毎に判定基準を設定している。各ラインセンサカメラ間で感度や信号出力のバラツキが生ずることは避けられず、複数組のヘッドを有する構成の場合、それらのバラツキが判定に影響する場合があるが、各ラインセンサカメラ毎に判定基準を設定することにより、判定への影響を排除することが可能になり、安定した検査を可能にする。また発光体の照射光量ムラに起因する影響を補正する手段としても活用できる。

判別手段は、不良と判定した際に、その不良が確認されたカード材料シートＳ上の位置を特定することが可能で、その不良が発生している位置から不良が含まれる枚葉のカード材料部分の座標番号を特定するように構成されている。コントローラ部３には表示手段が配設されており、表示手段は、カード材料シートＳの不良の有無、および不良がある場合には、カード材料シートＳ上の不良の枚葉のカード材料部分の座標番号をモニタ３１に表示する。

テーブル１３０がヘッドの下を１往復して検査が終了すると、判別手段は、該カード材料シートＳの検査結果に基づく検査結果情報として、カード材料シートＳ上の不良の有無情報、および、不良が存在する場合は該当する枚葉のカード材料部分の座標番号情報をバーコード記録・読取り部１４に送信する。また、テーブル１３０の吸引口の吸引が停止し、カード材料シートＳはテーブル１３０への吸引、固定から開放される。

シート搬送ハンドＡ１８はテーブル１３０上のカード材料シートＳをバーコード記録・読取り部１４に搬送する。

バーコード記録・読取り部部１４には、判別手段から送信された検査結果情報をカード材料シートＳに記録する記録手段であるレーザーマーカ１４１、及びレーザーマーカ１４１により材料シートＳに記録された検査結果情報であるバーコード情報を読み取る検査結果情報読み取り手段であるバーコードリーダ１４２が配置されている。レーザーマーカ１４１は検査済みのカード材料シートＳの裏面の所定位置に、検査結果情報に基づいて不良の有無、および不良が存在する場合は該当する枚葉のカード材料部分の座標番号をバーコード情報として書き込む。このバーコード情報を活用して、検査後のカード材料シートＳから枚葉のカード材料に打ち抜くプレス加工行程、あるいは断裁工程において、不良である枚葉のカード材料を特定し、排除でき、不良の枚葉のカード材料に顔画像等の個人情報を表示する等の無用な加工を行うことを回避できる。

カード材料シートＳへのレーザーマーカ１４１によるバーコード書き込みが終了すると、バーコードリーダ１４２は書き込まれたバーコード情報を読み取り、バーコード読み取り情報をコントローラ３に送信する。

コントローラ３にはバーコード読み取り情報判定手段が収納されており、バーコード読み取り情報判定手段は、送信されたバーコード読み取り情報と、先にバーコード記録・読取り部１４に送信した検査結果情報とを比較する。両者が一致しているときは、検査機および検査システムが正常に機能していることを意味し、バーコード読み取り情報判定手段は、カード材料シートＳを集積回収部１６に搬送を可とするする信号を制御部２の制御手段に発信する。制御手段はその信号を受けて、シート搬送ハンドＢ１９の作動を含む一連の動作を継続させる。バーコード読み取り情報が検査結果情報に一致していない場合には、バーコード記録・読取り部１４に異常が発生しているか、あるいは検査機のその他のシステムに何らかの異常が発生している可能性があり、バーコード読み取り情報判定手段は、カード材料シートＳを集積回収部１６に搬送を不可とする信号を制御部２の制御手段に発信する。制御手段はその信号を受けて、検査機の作動を停止させるとともに、警告の表示を行うように構成されており、当該カード材料シートＳの排除と検査機の点検を可能にする。また、該当するカード材料シートＳを検査装置から自動的に排出する様に構成してもよい。これにより、検査済みのカード材料シートが所定の品質を確保していることを保証できない状態のままで検査を継続する危険を回避できる。

バーコード読み取りが正常に終了したカード材料シートＳは、シート搬送ハンドＢ１９により集積回収部１６に搬送され、パレット１６１に送付、集積されて１枚の材料シートの検査が終了する。検査機は、引き続き新たなカード材料シートにより前述の一連の検査動作を連続して行う。

コントローラ部３はカード材料シートＳの不良発生状況を枚葉のカード材料部分毎に、あるいは更に細分した領域毎に拡散反射光画像における不良および正反射光画像における不良を集計し表示することを可能にする。不良が特定の枚葉のカード材料部分あるいは特定の領域に集中して発生するときは、検査機の構成要素やシステム、あるいは、カード材料シートの製作工程に何か異常を生じている可能性があるので、不良集計結果を活用することにより、対応処置を迅速に行うことが可能になる。

ところで、本発明によるカード材料表面検査装置は、ＩＣチップが挿入されているカード材料のように、表面に段差を有するカード材料の検査にも対応可能である。ＩＣチップが挿入されているカード材料は、ＩＣチップが挿入されている部分と挿入されていない部分とで厚さがＩＣチップの厚さ分異なり、境界部に段差が生じるが、ＩＣチップが挿入されている部分およびその周辺の標準的な段差情報をあらかじめ基準画像情報として取り入れて、判定基準を設定しておくことで対応できる。これにより、例えばＩＣチップを余分に挿入してしまったり、あるいは、挿入されるべきＩＣチップが挿入されていない等の工程異常を検出できるので有効である。

上述のように、本発明は、カード材料表面の汚れや印刷欠陥、あるいはキズや異物を高精度で検出することが可能で、特に顔画像入りＩＤカードに使用されるカード材料や、さらにはＩＣチップを挿入したカード材料の検査に好適なカード材料表面検査装置を提供することを可能にするものである。

本発明に係るカード材料表面検査装置の全体の構成を示す斜視図である。本発明に係るカード材料表面検査装置のヘッドの構成を示す概念図である。本発明に係るカード材料表面検査装置における、反射光による有色欠陥と凹凸欠陥を検出する原理の説明図である。顔画像入りＩＤカードに使用されるカード材料の説明図である。

符号の説明

１カード材料表面検査装置本体
２制御部
３コントローラ
１１供給部
１２除電・クリーナ部
１３ヘッド収納部
１４バーコード記録・読取り部
１６集積回収部
１７コンベア
１８シート搬送ハンドＡ
１９シート搬送ハンドＢ
２０操作部
３１モニタ
１３０テーブル
１３１発光体
１３２ａ〜ｅラインセンサカメラ
１３３ａ〜ｅラインセンサカメラ
１３４サーボモータ
１４１レーザマーカ
１４２バーコードリーダ

Claims

カード材料を載置するテーブルと、該テーブルに載置されたカード材料表面の外観を読み取るヘッドと、基準となる基準画像情報を記憶する記憶手段と、該ヘッドにより読み取られた該カード材料表面の外観画像情報と該基準画像情報とを比較して、該カード材料表面の良否を判別する判別手段とを備えたカード材料表面検査装置であり、
該ヘッドは、該テーブルに載置されたカード材料表面を照射する照射光発光手段と、該照射光発光手段により照射された該カード材料からの拡散反射光を受光して拡散反射光による画像情報を読み取る第１の受光手段と、該照射光発光手段により照射されたカード材料からの正反射光を受光して正反射光による画像情報を読み取り、該第１の受光手段とは異なる第２の受光手段とからなり、
該記憶手段に記憶された該基準画像情報は、拡散反射光による画像情報に対する拡散反射基準情報と、正反射光による画像情報に対する正反射基準情報とからなり、
該判別手段は、該第１の受光手段により読み取られた拡散反射光による画像情報を該拡散反射基準情報と比較するとともに、該第２の受光手段により読み取られた正反射光による画像情報を該正反射基準情報と比較して、カード材料表面の良否を判別するようになっており、
該カード材料表面検査装置は、前記判別手段においてカード材料表面の良否が判別された結果を示す検査結果情報が該判別手段から送信され、カード材料の検査終了の都度当該カード材料に該検査結果情報を記録する記録手段と、該記録手段により当該カード材料に記録された検査結果情報を読み取る検査結果情報読み取り手段と、該検査結果情報読み取り手段により読み取られた読み取り情報を該検査結果情報と比較する比較手段と、該読み取り情報と該検査結果情報が不一致のときには警告を発し当該カード材料を排除するように動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とするカード材料表面検査装置。
前記テーブルは、直線的に移動可能であり、かつ、前記ヘッドを構成する第１の受光手段および第２の受光手段は、それぞれラインセンサカメラであって、各ラインセンサカメラは、移動する該テーブルに載置されて移送される該カード材料の表面を、該テーブルの移動方向に直交する方向に走査して該カード材料の全面の画像情報を読み取ることを特徴とする請求項１に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料が、１枚のシートに複数枚分の枚葉のカード材料の記載事項を多面付けに配列、表示したカード材料シートであり、前記判別手段が、前記ヘッドにより読み取られたカード材料シート表面の画像情報から該カード材料上の個々の枚葉のカード材料部分の良否を判別することを特徴とする請求項１あるいは２に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、前記ヘッドを複数個備え、各ヘッドはそれぞれ対向する位置にある前記カード材料シート表面の外観を同時に読み取ることを特徴とする請求項３に記載のカード材料表面検査装置。
前記ヘッドを構成する照射光発光手段は、発光する部分の形状がライン状であり、複数のヘッドが画像を読み取る領域を同時に照射するものであることを特徴とする請求項４に記載のカード材料表面検査装置。
前記判別手段は、前記カード材料の表面を複数の領域に分割し、それぞれの領域毎に異なる判定基準を持つことを可能とし、前記ヘッドで読み取った該カード材料の表面の画像情報を、読み取った位置が含まれる領域の判定基準と照合して合否の判定を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記判別手段は、前記複数のヘッドを構成する各ラインセンサカメラ毎に異なる判定基準を持つことを可能とし、各ラインセンサカメラで読み取った前記カード材料の画像情報を、対応する各ラインセンサカメラ毎の判定基準と照合して合否の判定を行うことを特徴とする請求項４あるいは５に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料が、その面上に写真画像を表示し使用されるものであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料が、その内部にＩＣチップを挿入されているものであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記テーブルは、前記カード材料を該テーブル面に吸着する吸着手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記吸着手段は、前記カード材料を前記テーブルに吸着する吸着部が、該カード材料の枚葉のカード材料部分の周辺の余白部を吸着する位置に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のカード材料表面検査装置。
前記吸着部には通気性を有する素材からなる支持部材が配設されており、該支持部材を介して前記カード材料を前記テーブルに吸着するように構成されていることを特徴とする請求項１０あるいは１１のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上のそれぞれの枚葉のカード材料部分毎の不良発生件数を累積集計する不良集計手段、および、該不良集計手段により累積集計された不良集計結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上のそれぞれの枚葉のカード材料部分毎の累積不良率を算出可能な不良集計手段、および、該不良集計手段により算出された累積不良率が所定の値を超えるときには警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項３〜１３のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、前記カード材料上の複数に分割された領域毎の不良発生件数を累積集計する不良集計手段、および、該不良集計手段により集計された不良集計結果を表示する表示手段を備えていることを特徴とする請求項６〜１４のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、複数に分割されたカード材料の領域毎の累積不良率を算出可能な不良集計手段、および、該不良集計手段により算出された累積不良率が所定の値を超えるときには警告を発する警告手段を備えていることを特徴とする請求項６〜１５のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、カード材料表面の除塵を外観検査動作の前に行う除塵手段を備えていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。
前記カード材料表面検査装置は、カード材料表面の帯電電荷の除去を外観検査動作の前に行う除電手段を備えていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のカード材料表面検査装置。