JPS61193054A - 印刷物の欠陥検知方法 - 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】 （発明の技術分野） この発明は１紙、アルミニューム及びプラスチック等の
包装材料に対し絵柄が周期的に連続して印刷される際に
、インキの飛散、ドクターすじ等の欠陥及びゴミの付着
を自動的に印刷稼動中でも検知できるようにした方法に
関する。

（発ＩＪ１の技術的背景とその問題点）−：般に絵柄等
を印刷する際のスボー２ト的に現われる欠陥に対しては
、検知は難かしい、このため、ａさ始めや巻き終り時に
装置を停止させて、ご〈−・部のみの目視検査が行なわ
れている。しかし全数検査でないことから、内部には欠
陥品が混入することもあり、しばしば問題が生じていた
。この問題を解決するため最近、第５図のように同一の
連続した絵柄を印刷したシー）Ｎ上の１対の絵柄に！及
び８２（この場合、隣接した絵柄とは限らない）を１対
の光センサヘッドＡ及びＢで同時に測光し、光電変換し
た後に１対の光センサヘッドＡ及びＢの出力電圧の差を
制御ボックス１４で演算処理することにより、絵柄上の
欠陥を求める！ｌｃ’ｌｌが提案されている。

この具体的実施例を第６図に示して説明する０図示のよ
うに絵柄旧及びＮ２からの反射光は、光ファイバ等の受
光素子１５Ａ及び１５Ｂを通じて光センサ素子１８Ａ及
び１８Ｇに入力され電圧に変換された後、増幅器１８Ｂ
及び１６０により適正にゲイン３１整され、それらの出
力電圧は差動増幅′ＪＡ１７に人力される。ここで、受
光素子１５＾及び１５Ｂは同じ絵柄Ｎ１及びＮ２上に位
置しているので、絵柄が正常であればその反射光は等し
く、差動増幅器１７の出力は零となるはずである。しか
し、全く等しくなるということは物理的に不可能である
ので、許容範囲内でそのαを予め設定しておさ、この設
定値をここでは上限をｄ諺ａ！とおくと共に下限をｄｍ
ｉｎとおき、コンパレ〜り１８に差動増幅器゛１７の出
力と共に入力する。もし、Ｊ１方の絵柄にインキが飛散
してしまい、これが設定された許容範囲を超えるものだ
とすると、コンパレータ１８の出力はＮｏ″′となり１
例えば“ｌ”信号を出力してエラーを示すことになる。

上限、下限の範囲内であれば良品の°’ＧＯ”となり、
４０″信号が出力されることになる。このようにして印
刷物等の欠陥を求める方法が実現されている。

しかしながら上述の方法では、１対の光センサヘッドの
光学的検知条件を常に一定に保つことが必要である。こ
のため種々の準備作業を必要とし、装置の製作時には特
性一致のための光センサ素子の選別、出力特性の良い差
動増幅器の利用や、検知稼動時には光センサ素子の経年
変化による劣化、センサヘッドの汚れ及び差動増幅器の
ドリフト等による特性不一致に対する補正を、予め人為
的に行なう必要がある。これが煩雑な上に熟練を要し、
これを軽減するため検知精度を犠牲にして前記上限ｄｍ
ａｘ、下限ｄｍｉｎの許容範囲である不感ｆｊＦ幅を拡
大する必要を生じなければならないといった欠点があっ
た。従って、■対の光センサヘッドを用いるために生じ
るこれら安定性を除去できるＥに、上記製作時及び稼動
時の光学的検知条件を常に自動的に一定にでき、更に１
対の光センサヘッドに比して安価で構成できるシングル
の光センサヘッドを用いた印刷物の欠陥検知方法の開発
が要望されていた。

（発明の［目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
この発ＩＪ１の目的は、ドリフトや経時変化等で検知特
性工率−・致が生じた場合でも。

自動的に光学的検知条件を補償して一定にするシングル
の光センサヘッドを用いた印刷物の欠陥検知方法を提供
することにある。

（発明の概要） この発明は、同一の絵柄が周期的に連続して印刷されて
いる印刷物の欠陥を検知する印刷物の欠陥検知方法に関
するもので、シングルの光センサヘッドを１対の絵柄に
対向して使用するようにし、得られる１つの絵柄と次に
搬送される１周期分ずれた絵柄との各アナログ信号の出
力電圧差を、上記絵柄が１周期搬送される毎にｌシリン
ダ回転する駆動部に連結されたパルス発生器のパ、ルス
と対応させて処理し、上記アナログ信号の出力差をディ
ジタル化した後、先に搬猪された１つの絵柄データを１
周期分だけ記憶し、次の絵柄の１周期分のディジタル信
号との差を求め、この差を周期的に搬送される絵柄に対
応して連続的にパターン化して抽出することにより、検
知特性の変動を自動的に補正できると共に、前記印刷物
の欠陥を印刷稼動中でも検知できるようにしたものであ
る。

（発明の実施例） 第１図はこの９．明方法を実現する装置の一例を示すブ
ロック図であり、全体にコンピユータ化されており、キ
ーボードｌの所定キーを操作すると開始信号ＳＳｌに基
づく情報がＣＲＴ２に映出されると共に、メインｃｐｕ
ｔに信号ＳＳ２が入力される、これにより、同一の連続
した絵柄旧、Ｎ２・・・が印刷されたシー）Ｎを所定の
ピッチで巻上げるためのモータ等から成る駆動部６が駆
動され、絵柄Ｍｌ、８２・・・を印刷したシー）Ｈの巻
上げが開始される。所定量巻上げられると検知スタート
を指示する見当マークがスキャニングへラド５で検出さ
れ、見当マーク信号ＳＳ３が出力されると共に、駆動部
６に連動したパルスエンコーダ等より成るパルス発生器
７から、１周期分の絵柄に対応して駆動部６に連結され
た版胴のｌシリンダ分の１回転に相当するパルスと。

それを分割したパルス信号ＳＳ５がメインｃｐｕ４に入
力され、更に記憶部３に記憶されることになる。一方、
絵柄Ｎ１に対向したシングルの光センサヘッド内の光セ
ンサＡｔ（絵柄の大きさに応じて光センサＡ　ｌ　、　
Ａ２・・・ＡＭまである）は、絵柄ＮＩ内の担当検出エ
リアが正常か否かを検知するため２絵柄からの反射光を
集光し電圧信号５Ｓｔ８に光１ｒｔ変換する。その後、
ＩＣ等から成る増幅器８に入力され適正にゲイン調整さ
れたアナログ信号ＳＳ９となり、　Ａ／Ｄ変換器９でそ
のアナログ６１がこれに相当するディジタル量のディジ
タル信号５ＳＩＯに変換され、ローカルＣＰＵＩＩに入
力されて内部処理された後、信号５ＳＩＩを記憶部１０
に出力すると共にメインＣＰＵ４に処理信号５ＳＩ２が
入力され、総括処理されることになる。この場合。

前記ディジタル信号を１絵柄の１周期分（ｌシリンダ分
）記憶しておき、常に次の１絵柄の１周期分遅れたディ
ジタル信号同士の差、例えば絵柄Ｍｌと次に送られる絵
柄Ｎ２との信号差をとり、この差の時間的パターンを最
終的にメインＣＰｔ１４で認識処理することにより、絵
柄の検知情報（例えばある箇所の濃度・色彩はどの程度
の欠陥か等）を得ることができる。又、シングルの光セ
ンナヘッドＡ内には絵柄Ｍｌの大きさに応じて光センサ
４１〜＾Ｎが多数まとめられており、これらの印刷物の
絵柄Ｎ１及びＮ２に対する検知情報をローカル（、ＰＩ
Ｊ　ｌ　１で一旦処理した後、メインＧＰＬＩ４で総括
処理することにより不測の事態、例えば稼動中に何らか
の原因で光センサヘッドＡの出力が変動した場合でも、
この方法を用いることで常に正確に検知でき、　ＣＢｒ
４でその内容を映像化し遅−監視できるシステムになっ
ている。

このような構成において、その動作を第２図〜第５図を
参照して説明する。

第２図はその動作例を示すフローチャートであり、第３
′ｒＭはこのフローチャートに従って絵柄が検知されて
いる状況を示すタイミングチャートである０ｇｔ動前は
第３図（Ａ）のように周期的に連続する同一の絵柄Ｍｌ
、Ｎ２．Ｎ３．・・・を印刷したシートＮが、モータ等
で成る駆動部６のシリンダに連結されｌ絵柄の周期（ｌ
シリンダ）毎に搬送される状態で置かれている。このよ
うな状ｆ！ｉで、始めにキーボードｌの所定のキーを操
作して駆動部６が駆動されてシートＮが巻取られ、絵柄
Ｍｌ、Ｎ２．Ｎ３・・・がＳ方向に逐次ｌ絵柄の１周期
分移動し、検知開始を指示する見出マークが識別される
とパルスがカウントされ、図示のように最初の絵柄Ｍｌ
上に位置付けされた光センサヘッドＡにより検知が開始
される（ステップＳｌ）　、この場合、光センサヘッド
Ａの検知エリアを１．！２柄の１周Ｍ分で設定できるよ
うに光センサＡ１〜ＡＮを１絵柄分に対向して使用する
ことにより、隣接する絵柄、例えば旧及びＮ２の出方波
形も同様に１絵柄の１周期分だけ位相がずれることにな
る。従って、常に１つの絵柄の情報を記憶し、これと隣
接する他の絵柄情報とを比較処理すれば１両店の相違情
報が簡単に得られることになる（この場合、絵柄の搬送
速度とセンサヘッドＡからの出力処理との同期を一定に
保てば、必ずしも比較される１対の絵柄の位置関係は隣
接するものではなくても良い）、この発ＩＪ１方法はこ
の点に着１［（シたものである。ところで、一般に絵柄
が絵柄に！の如く良品であればその被検出血の濃淡に応
じ１例えば第３図（ＩＩ）のｔＯ〜Ｌ１間Ａ（ｔ）のよ
うな標準波形が出力されるが、絵柄Ｎ２の如く一部にス
ポシト的な欠陥箇所ａ及びｂがあれば、良品に比してＪ
ＪＩるい部分ａでは同図（日）のｔｌ−ｔ２間のＡ（ｔ
）の如く凸形に。

暗い部分すは凹形に出力される（第３図（Ａ）及び（Ｂ
）、（Ｃ）参照）。

以下、任意のｉ＃１目の絵柄Ｎｉに対して数式を混じえ
て説明する。

このようにして、光センサヘッドＡ上にｉ番目の絵柄Ｘ
ｉが送られ、１対の光センサＡｉで反射光が光電変換さ
れ（ｔｉ−Ｌｉ−１）間の出力波形Ｉ（１）が求められ
る（ステップＳ２．ｔｊ４３図（Ｂ）　）　、次に１絵
柄を１周期としてこれをｎ分割しく従って１パルスの大
きさは時間単位でなく、長さの単位となる）１分割区間
毎にサンプリングを行ない（ステップＳ３）、上記アナ
ログ量である出力波形をディジタル化しくステップＳ４
）、１番目の絵柄Ｘｉのｎ分割中のｊ分割区間としてデ
ィジタル１ｃ−Ｃｉｊ（Ｐｊ）を求める（ステップＳ５
、第３ｖ４ＣＧ）　）　、これを一旦１次の演算に使用
するため記憶部１０のＲＡＭに書込んで記憶し、これ をＩ］禦ｃｉ−ｘ、ｊ（Ｐｊ）　（以下、記憶された後
再生される場合は　　　を付ける）とした状態で（ステ
ップＳ８．牌、第３図（Ｄ）　）　、次に１絵柄の１周
１０１分だけシー）Ｎが搬送され、光センサヘッドＡｌ
Ｚに次の絵柄Ｍｉ１１が配置されると、上述と同様にデ
ィジタル量の差Ｃ＝Ｃ１ｊ（β」）が計算されて記憶部
１Ｇに記憶され、１す生されたＤ（ステップＳ８）とこ
の記Ｍｌｉ（ＩＣとをローカルＣＰｔ１１１内で演算処
理し、差Ｃ−ロ〜ｄｉｊ（Ｐｊ）＝Ｃｉｊ（Ｐｊ）−Ｃ
（ｉ−１）ｊ　（Ｐ」）が求められることになる（ステ
ップＳ９．第３図（Ｅ）　）　、次に、絵柄が正常かの
許容：Ｉ＠囲の上限値を不感？ｉＦ上限値ｄｍａｘとし
て決め、Ｅ：ｅｉｊ（Ｐｊ）＝Ｉｄｉｊ（Ｐｊ）ｌ−ｄ
ｍａｘ≧Ｏならば処理対象として続行し、≦Ｏならば対
象外としてステップＳ５にリターンしてｄｉ−１，ｊを
ｄｉｊ　とする（ステップＳｔＯ。

Ｓ１１，５１２）、その後、絵柄側に対して１対のセン
サヘッドＡ及びＢで同一の検知を行なった結果が等しい
か否か、各々ｊ′１ｔ１目のパルス数の比較をしてパル
ス番号の判定を行なう、即ちＰｉ−Ｐｊならば処理を続
行し、Ｐｊ≠Ｐｊならば検知の位置ずれ等が生じたとし
て繰越す（ステップ５１３）。

このようにして絵柄Ｘｉが良品かもしくはどの程度の欠
陥品かを調べるため、符号判定と比率判定を行なう、即
ち欠陥品ならば必ず正負の符号が入れ違いに出力される
ため、例えば下表のパターン判定が行なわれる（ステッ
プＳ１４．Ｓ、１５）。

及−ユ ここで、種々の欠陥に対応するパターンをメインＧＰＵ
４の内部記憶部にあらかじめ登録しておき、どのパター
ンに該当するか否かを１定する（ステップ５ＩＧ）、こ
れにより、絵柄Ｘｉにどのような欠陥があるかを識別す
ることができる。該当なしの場合、鰻越し分の記憶更新
準備をする（ステップＳ＋７）、該当する場合（ステッ
プ５１８）は判定に不必要な部分、例えば表１の符号判
定におけるａ、−ａ、０の出カバターンの最後の０は判
定に不必要であり、誤処理をなくすためにこれを消去し
て記憶部１０のＲＡＭをクリアし１次の絵柄（Ｎｉ＋１
）に対する記憶更新準備をする（ステップ５１９）、次
に、この欠陥検知システム全体が正常に稼動しているか
否かを調べるため、一定数の絵柄Ｎ１−Ｎｉを検知した
後、欠陥の発生件数がどの位かを検出する。即ち１ｅｉ
ｌのトータル量Σ１ｅｉｌを求め（ステップ５２０）、
あらかじめメインＣＰｔ１４の内部記憶部に登録し設定
しておいたトータル上限４６　ｅとの比較処理ΣＩｅｉ
ｌ−ｅを行ない（ステップ５２１）、　　ΣＩｅｉ　ｌ
−ｅ≧０ならば欠陥の異常発生であり、これは印刷ミス
でなく、シートＮの位置ずれ或いは蛇行等に起因すると
判断され１機械の再点検が行なわれる（ステップ５２２
）、また、Σ１ｅｉｌ−ｅ＜Ｏならば通常の印刷ミスと
ｒ１断されてメインＧＰＵ４に伝達され、この情報がＣ
ＲＴ２に映し出されることになる（ステップ５２３）、
これと並行して、絵柄Ｍｌ、Ｎ２・・・の欠陥が商品と
して許される範囲なのか、いわゆる大ヤレ、中ヤレ、小
ヤレのどの種類なのか、即ち欠陥が連続しているか或い
は単発なのかを判断するため、上記絵柄をｎ分割したｊ
分割区間を中心に隣接する区間のパルス・・・Ｐｊ−１
，Ｐｊ、Ｐｊ＋１・・・について欠陥箇所のチェックを
行ない（ステップ５２４）、欠陥があればその隣接する
パルス数をカウントしくステップ５２５）、スポット的
欠陥１例えばゴミ等の付若によりＰｊのみがカウントさ
れる場合（ステップ５２７）か、又は狭域的欠陥、例え
ばドクターすじ等によりＰｊ−１，Ｐｊ、Ｐｊ＋１がカ
ウントされる場合（ステップ８２８）なのか、或いは広
域的欠陥１例えばインキ等のじみが広範囲に及び、・・
・Ｐｊ−１，Ｐｊ　、Ｐｊ◆ト・・が連続して多数カウ
ントされる場合（ステップ５２９）なのが等のいずれの
種類に属する欠陥かを判別しくステップ５２Ｂ）、絵柄
の１周期分で欠陥の発生件数をカウントしくステップ３
３Ｇ、Ｓ３１，５３２）、　欠に箇ｆＷ及ｔ１種類をＣ
ｕ　２に表示して絵柄の欠陥情報を知らせる（ステップ
５３３）。

更に１次の絵柄（旧＋１）を検知するためメインＣＰυ
４に信号を送って総括処理をしくステップ５３４）、駆
動部６が１シリンダ分回転することになる。ところで、
これと並行して上述の記憶更新へり備をしだ後（ステッ
プ５１９）の処理は、ｌ絵柄の１周期分連続して行なう
ことになるが、途中で異常が発生して処理できないとき
は、リターンしてサンプリング分ｍ（ステップＳ３）に
戻り、処理でさたときは絵柄Ｎ１の繰越し分・消去のデ
ータを記ｔＱｆｉ＆３のＲＡ）１からクリアし１次の絵
柄（Ｎｉ＋１）を検知するために見当マークの識別（ス
テップＳｌ）にリターンし、絵柄Ｎ１と同一の処理が行
なわれることになる。このようにしてすべての絵柄Ｍｌ
、Ｎ２．Ｎ３・・・、ＮＮについて各々第２ＩＮ　（Ａ
）〜（Ｃ）のフローチャートのステップｓ１からステッ
プＳ３Ｇ迄を好返し処理することにより、即ち光センサ
ヘッドＡで次々に１絵柄の１周期分記憶して比較・更新
処理することにより、　シー）Ｎに連続して印刷された
絵柄Ｘｉ、＋１２、・・・ＮＮの欠陥情報がＣＲＴ２等
により表示されることになる。

さて上述の検知の場合は、光センサヘッドＡの検知出力
が変動しない場合であるが、装置の稼動中に増幅窓８の
ドリフト或いは光センサＡｌ−ＡＭの経年花笠により検
知特性の変動があった場合でも、上記方法を用いること
で自動的に変動を補正し、正確な検知ｉカが得られるこ
とになる。即ち第４図はこの状況を説【ＪＩするための
タイミングチャートであり１図示のように仮に光センサ
ヘッドＡが基準量に対してｆだけ持ち上がったとすると
１通常次／ｆに演算していくことによりこのずれｆが誤
差として蓄精され拡大されるので、従来の方法では過大
評価の原因となっていた。

しかしながら、この発すｌの方法によると第２図のフロ
ーチャートによりステップＳ９の（Ｇ−Ｄ）の演算処理
を行なうことにより、この差動増幅器８ドリフト或いは
光センサＡｌ−ＡＮの経年変化等によるずれｆが打消さ
れ、自動的に補正され絵柄の欠陥（第４図（Ｅ）のａ、
ｂ及びＣ等）だけが抽出されることになる。即ち。

光センサヘッドＡ：　出力波形Ａ（ｔ）・・・（ステッ
プ５２） Ｄ：　λ（１）　　　　　　　　　・・・（ステップ５
８）Ｃ−ロ：λ（ｔ）−Ａ（ｔ）　　　　　・・・（ス
テップＳ９）であり、ここでずれｆが生じて Ａ（１）→ａ（ｔ）＋ｒ、　　ａＢ）→入（１）◆ｆと
なり Ｃ−［１−（Ａ（１）◆ｆ）−（λ（１）◆ｆ）−ｔ（
ｔ）−１（１）　　　　　・・・（ステップＳ９）であ
るから、どんな要因のずれｆで検知特性が変動しても演
算処理過程で打消され、所望の絵柄の欠陥ａ、ｂ及びＣ
等だけが求められることになる。

これを第４図のタイミングチャートを谷１ｉ１：１シて
説明すれば１例えば【１〜ｔ２間では、ずれｆ分だけ出
力波形は全体に各々＾（Ｌ））ｆだけ変動し。

図示の通りＡ／口変換後はディジタル化され、上述と同
様にずれｆだけ変動しても（第４図（Ｃ）。

（Ｄ）　）　、演算処ＦＷＣ−ＤＣステップＳ９）で第
４図（Ｅ）のように前述の変動のない場合の第３図（Ｅ
）と同一の絵柄の欠陥情報だけが得られることになる。

従って、装置の稼動中に増幅器８のドリフト或いは光セ
ンサＡ１・・・ＡＭの経年変化等により、検知特性の変
動があった場合でも、この発明の方法によれば内部処理
で自動的に補正されるので、常に正確な検知が行なわれ
ることになる。

このように１対の光センサヘッドＡを上記２ケースの場
合のいずれも使用することにより。

演算処理中に、変動等によるノイズ成分が混入しても、
最終的に絵柄の欠陥情報だけが得られるので、印刷物の
欠陥検知方法として高精度化が計れることになる。

（発明の効果） 以上のようにこの発明の方法によれば、同一の絵柄が周
期的に連続して印刷されている印刷物の欠陥を検知する
印刷物の欠陥検知方法において、安価な構成で稼動時の
メンテナンスも要せず、自動的に印刷物の欠陥の種類を
精度良く検知し、視覚的にカラー表示することができる
といった極めて多くの長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発ＩＪ１方法を実現する装置の一例を示す
ブロック図、第２図はこの発明方法を説明するためのフ
ローチャー）、　ｔＪＳ３図及び第４図はこの発明方法
を説明するためのタイミングチャート、第５体第６図は
同一の絵柄を連続して印刷する場合の印刷物の欠陥を検
知する印刷物の欠陥検知方法を説明するための図であｌ
・・・キーボード、２・・・ＣＲＴ、３・・・記ｔｌ！
部、４・・・メインｃｐｕ　、　　５・・・スキャニン
グヘッド、６・・・駆動部、７・・・パルス発生器、　
Ａ１．Ａ２．〜＾に・・・光センサ、８・・・増幅器、
９・・・Ａ／Ｄ変換器、ｌＯ・・・記憶部、　１１−ｅ
＋　−力ＡｚＣＰ［ｌ　、　８１．Ｎ２．〜ＨＨ−絵柄
、Ｎ・・・絵柄が印刷されたシート、Ａ・・・光センサ
ヘッド、１４・・・制御ボックス、１５Ａ及び１５Ｂ・
・・受光素子、　１８Ａ及び１８Ｇ・・・光センサ素子
、ｌ［ｉＢ及び１ｆｉＤ増幅器、　１７・・・差動増幅
器、１８・・・コンパレータ。 出願人代理人　　安　形　雄　三 藝　、５　目 藝　６　図 、　　　ｄｍｉガ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一の絵柄が周期的に連続して印刷されている印刷物の
   欠陥を検知する印刷物の欠陥検知方法において、シング
   ルの光センサヘッドを１対の絵柄に対向して使用するよ
   うにし、得られる１つの絵柄と次に搬送される１周期分
   ずれた絵柄との各アナログ信号の出力電圧差を、前記絵
   柄が１周期搬送される毎に１シリンダ回転する駆動部に
   連結されたパルス発生器のパルスと対応させて処理し、
   上記アナログ信号の出力差をディジタル化した後、先に
   搬送された１つの絵柄データを１周期分だけ記憶し、次
   の絵柄の１周期分のディジタル信号との差を求め、この
   差を周期的に搬送される絵柄に対応して連続的にパター
   ン化して抽出することにより、検知特性の変動を自動的
   に補正できると共に、前記印刷物の欠陥を印刷稼動中で
   も検知できるようにしたことを特徴とする印刷物の欠陥
   検知方法。