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CN103568550B - 薄片形件的检查装置 - Google Patents

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CN103568550B
CN103568550B CN201310300721.XA CN201310300721A CN103568550B CN 103568550 B CN103568550 B CN 103568550B CN 201310300721 A CN201310300721 A CN 201310300721A CN 103568550 B CN103568550 B CN 103568550B
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Abstract

本发明提供一种薄片形件的检查装置，能够以节省空间且节省成本的方式，对用普通的油墨印刷的图案部分和用包含红外成分的油墨印刷的图案部分进行检查。所述薄片形件的检查装置包括：白色LED照明器(41a、41b)，向纸张（W）照射包含可视光的光；IR‑LED照明器(43a、43b)，向纸张(W)照射包含红外线的光；两台可视用彩色照相机(42A、42B)；一台IR用黑白照相机(44)；IR过滤器(45)，截止从纸张(W)反射的来自白色LED照明器(41a、41b)和IR‑LED照明器(43a、43b)的光的可视光，仅让红外线入射IR用黑白照相机(44)；以及控制装置(46)，利用入射可视用彩色照相机(42A、42B)的可视光，判断纸张(W)中的图案部分(VE)是否合格，并且利用入射IR用黑白照相机(44)的红外线，判断纸张(W)中的图案部分(IEa、IEb)是否合格。

Description

薄片形件的检查装置
技术领域
本发明涉及薄片形件的检查装置，薄片形件包括用普通的油墨印刷的图案部分和用包含红外成分的油墨印刷的图案部分。
背景技术
作为这种检查装置，以往存在专利文献1公开的装置。
上述专利文献1的装置包括：薄片形件保持装置，设置于环形输送件，保持薄片形件的端部；圆弧状轨迹部，在薄片形件保持装置的移动轨迹的一部分上，朝向由所述移动轨迹形成的环道的内侧设置；多个检查装置，设置在圆弧状轨迹部的环道内侧；以及导向件，设置在圆弧状轨迹部的环道外侧。在沿圆弧状轨迹部行进中的薄片形件被导向件引导的状态下，利用多个检查装置进行检查。
并且，上述检查装置具有CCD-线阵摄像机等多个摄像装置，以及与这些CCD-线阵摄像机等成对设置的LED照明器等多个光源，检查装置放射状配置在圆弧状轨迹部的周围。
专利文献1：日本专利公开公报特开2010-221410号
可是，纸币和有价证券等印刷物为了防伪，其一部分的图案使用包含红外成分的油墨进行印刷。这样，在检查用包含红外成分的油墨印刷的图案部分和用普通的油墨印刷的图案部分时，如专利文献1所述，需要在薄片形件保持装置的移动轨迹的一部分上形成圆弧状轨迹部，并将检查各个图案部分的多个检查装置(摄像装置和光源等)放射状配置在圆弧状轨迹部的周围，或需要将检查用的滚筒沿圆弧状轨迹部重新排列。
因此，需要用于设置检查装置的特别的空间，从而导致印刷机大型化并且导致设备成本提高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种薄片形件的检查装置，能够以节省空间且节省成本的方式，对用普通的油墨印刷的图案部分以及用包含红外成分的油墨印刷的图案部分进行检查。
用于解决上述问题的本发明的薄片形件的检查装置中，所述薄片形件包括用普通的油墨印刷的图案部分和用包含红外成分的油墨印刷的图案部分，其特征在于包括：白色光源，向薄片形件照射包含可视光的光；红外线光源，向薄片形件照射包含红外线的光；两台可视光用摄像装置，从与薄片形件的摄像面垂直的方向拍摄薄片形件的摄像面；一台红外线用摄像装置，设置在两台可视光用摄像装置的中间位置，且位于未进入两台可视光用摄像装置的视野的位置上，从与两台可视光用摄像装置拍摄的薄片形件的摄像面垂直的方向拍摄薄片形件的摄像面；红外线过滤器，设置成截止从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的光的可视光，仅仅让红外线入射红外线用摄像装置；以及控制装置，利用入射两台可视光用摄像装置的、从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的可视光，判断薄片形件的摄像面中的用普通的油墨印刷的图案部分是否合格，并且利用入射一台红外线用摄像装置的、从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的红外线，判断薄片形件的摄像面中的用包含红外成分的油墨印刷的图案部分是否合格。
此外，所述红外线用摄像装置设置在沿薄片形件宽度方向分开设置的所述两台可视光用摄像装置之间。
另外，所述两台可视光用摄像装置和所述红外线用摄像装置设置在与所述薄片形件的摄像面距离相等的位置上。
按照本发明的薄片形件的检查装置，通过利用现有的滚筒配列等，并紧凑设置可视光用摄像装置和红外线用摄像装置，可以同时且在相同的摄像面上检查用普通的油墨印刷的图案部分和用包含红外成分的油墨印刷的图案成分。由此，可以实现检查装置的紧凑化和低成本化。
附图说明
图1是本发明一个实施例的检查装置的侧视图。
图2是本发明一个实施例的检查装置的主视图。
图3是本发明一个实施例的控制框图。
图4是纸张上的图案的说明图。
图5是采用本发明一个实施例的检查装置的、凹版印刷机的简要结构图。
图6是图5的要部放大图。
附图标记说明
10 供纸装置
11 挡板
12 摆动装置
20 印刷装置
21 压印滚筒
22 传纸滚筒
23 印版滚筒
24 油墨集合滚筒
25 刮削滚筒
26 油墨装置
27 擦拭辊
28 擦拭容器
30 出纸装置
31 出纸滚筒
32 链轮
33 出纸链
34 出纸台
40 检查装置
41a、41b 白色LED照明器(白色光源)
42A、42B 可视用彩色照相机(可视光用摄像装置)
42Aa、42Ba 透镜
42Ab、42Bb CCD(Charge Coupled Device)
43a、43b IR-LED照明器(红外线光源)
44 IR用黑白照相机(红外线用摄像装置)
44a 透镜
44b CCD(Charge Coupled Device)
45 IR过滤器(红外线过滤器)
46 控制装置
50A 基准存储器(IR用黑白照相机用)
50B 基准存储器(可视用彩色照相机用)
51A 检测存储器(IR用黑白照相机用)
51B 检测存储器(可视用彩色照相机用)
52A 判断电平设定电路(IR用黑白照相机用)
52B 判断电平设定电路(可视用彩色照相机用)
53 比较电路
55 存储器控制器
56 放大器
57 A/D转换器
58 修正电路
59 CCD控制器
W 纸张(薄片形件)
Wa 纸片(纸币和有价证券等)
P1 印刷部位
P2 纸张交接部位
VE 用可视油墨印刷的图案部分
IEa、IEb 用IR油墨印刷的图案部分
L1 可视用彩色照相机42A的检查宽度
L2 可视用彩色照相机42B的检查宽度
L3 IR用黑白照相机44的检查宽度
具体实施方式
以下，利用附图具体说明本发明的薄片形件的检查装置。
(实施例)
图1是本发明一个实施例的检查装置的侧视图，图2是相同的检查装置的主视图，图3是相同的实施例的控制框图。此外，图4是纸张上的图案的说明图。另外，图5是凹版印刷机的简要结构图，图6是图5中的要部放大图。
如图5所示，作为不仅印刷普通的图案、而且印刷号码和图章的多个印刷工序的末级印刷机的凹版印刷机，大体由供纸装置10、印刷装置20和出纸装置30构成。
堆积有纸张(薄片形件)W的供纸装置10连接有挡板11，所述挡板11接收由供纸装置10的抽吸机构从上层一张张送出的纸张W，并对所述纸张W进行印刷套准。而且，在所述挡板11的前端部分上，配置有叼取所述挡板11上的纸张W并摆动的摆动装置12。
在印刷装置20中，能沿周向等间隔配置三个叼纸牙并安装三枚橡胶制的橡皮布的所谓三倍径滚筒的压印滚筒21，借助传纸滚筒22连接于摆动装置12。在传纸滚筒22上，设有与压印滚筒21的叼纸牙同样的叼纸牙，所述传纸滚筒22可以将其与摆动装置12之间经叼纸牙交接的纸张W，交接到压印滚筒21的叼纸牙。
压印滚筒21与能沿周向安装三枚凹版的、所谓三倍径滚筒的印版滚筒23接触。而且，印版滚筒23的凹版与能沿周向安装四枚橡胶制的橡皮布的、所谓四倍径滚筒的油墨集合滚筒24接触。
五个刮削滚筒25横跨所述油墨集合滚筒24的周向与其接触，所谓单一滚筒的刮削滚筒25具有与压印滚筒21的橡皮布和印版滚筒23的凹版的长度对应的周长。而且，刮削滚筒25分别接触用于供给油墨的油墨装置26。并且，各油墨装置26内分别填充有颜色彼此不同的油墨。
此外，印版滚筒23的凹版与擦拭辊27接触，所述擦拭辊27浸泡在储存有清洗液的擦拭容器28内。
出纸装置30设有出纸滚筒31，所述出纸滚筒31与压印滚筒21接触。此外，在与出纸滚筒31同轴设置的左右一对链轮(省略图示)，以及配置在出纸装置30的最后部的左右一对链轮32之间，卷绕有出纸链33，所述出纸链33上设有出纸牙(省略图示)。并且，在出纸链33的行进方向下游侧，设有多个出纸台34。
因此，当把纸张W从供纸装置10一张张送到挡板11上时，所述纸张W通过摆动装置12被转递到传纸滚筒22后，从所述传纸滚筒22的叼纸牙被交接到压印滚筒21的叼纸牙。
另一方面，各油墨装置26的油墨借助刮削滚筒25被转移到油墨集合滚筒24之后，被供给到印版滚筒23的凹版面上。接着，供给到印版滚筒23的油墨在与压印滚筒21接触时，被转印到所述压印滚筒21所保持的纸张W上，并且供给到所述印版滚筒23的油墨的剩余部分被擦拭辊27除去。另外，被擦拭辊27除去的剩余的油墨，在擦拭容器28内利用擦拭液从所述擦拭辊27被清洗除去。
如上所述，通过从印版滚筒23转印油墨而被印刷的纸张W伴随压印滚筒21的转动而行进移动，从而在所述压印滚筒21的周面上，由后述的检查装置40对其印刷质量进行检查。
接着，印刷后的纸张W从压印滚筒21被转交到出纸滚筒31后，被出纸装置30中的出纸链33的出纸牙把持。而后，被出纸链33的出纸牙把持的纸张W由所述出纸链33输送后被排出到出纸台34上。
此处，本实施例如图6所示，在压印滚筒21中的与印版滚筒23的接触部位(印刷部位P1)更靠向其转动方向下游侧、且压印滚筒21中的与出纸滚筒31的接触部位(纸张交接部位P2)更靠向其转动方向上游侧的周面的相对位置上，设置有检查装置40。所述检查装置40对纸张W的印刷质量进行检查，所述纸张W包括用普通的油墨(以下称为可视油墨)印刷的图案部分，以及用包含红外成分的油墨(以下称为IR油墨)印刷的图案部分。
如图1和图2所示，检查装置40为了检查可视油墨，其包括：向纸张W照射包含可视光的光的一对白色LED照明器(白色光源)41a、41b；以及拍摄纸张W的两台可视用彩色照相机(可视光用摄像装置)42A、42B。
此外，检查装置40为了检查IR油墨，其包括：向纸张W照射包含红外线的光的一对IR-LED照明器(红外线光源)43a、43b；拍摄纸张W的一台IR用黑白照相机(红外线用摄像装置)44；以及IR过滤器(红外线过滤器)45，从纸张W反射的白色LED照明器41a、41b和IR-LED照明器43a、43b的光中，截止达到可视光的波长以下的波长的光，仅仅让红外线入射IR用黑白照相机44。
此外，还设置有控制装置46，其利用入射两台可视用彩色照相机42A、42B的、从纸张W反射的来自白色LED照明器41a、41b和IR‐LED照明器43a、43b的可视光，判断纸张W的用可视油墨印刷的图案部分和用IR油墨印刷的图案部分是否合格，并且利用入射一台IR用黑白照相机44的、从纸张W反射的来自白色LED照明器41a、41b和IR‐LED照明器43a、43b的红外线，判断纸张W的用IR油墨印刷的图案部分的形状是否合格。
IR用黑白照相机44设置在沿纸张宽方向上分开设置的两台可视用彩色照相机42A、42B的中间位置，而且位于未进入两台可视用彩色照相机42A、42B的视野的位置。在图2中，用L1表示可视用彩色照相机42A的检查宽度，用L2表示可视用彩色照相机42B的检查宽度，用L3表示IR用黑白照相机44的检查宽度。
此外，两台可视用彩色照相机42A、42B和IR用黑白照相机44通过分别相对于压印滚筒21的中心线(滚筒轴线)设置在法线方向N上，并且位于与纸张W的摄像面距离相等的位置，从而可以从垂直方向拍摄纸张W的摄像面。即，三台照相机42A、42B、44在平行于压印滚筒21的滚筒轴线的一条直线上，借助支承框架47被支承在主机框架48(参照图6)上。另外，白色LED照明器41a、41b和IR-LED照明器43a、43b也借助未图示的支承框架被支承在主机框架48上。
以下使用图3说明本实施例的检查装置40的光学结构和电气结构。检查装置40包括：上述两台可视用彩色照相机42A、42B，拍摄纸张W的用可视油墨印刷的图案部分；上述IR用黑白照相机44，拍摄纸张W的用IR油墨印刷的图案部分；以及控制装置46，根据来自这些照相机42A、42B、44的摄像输出，检查纸张W上印刷的图案的印刷质量。这些照相机42A、42B、44具有包含透镜42Aa、42Ba、44a的光学系统，以及将借助所述光学系统成像的图像转换为电信号的CCD(Charge Coupled Device)42Ab、42Bb、44b。
控制装置46包括：基准存储器50A(IR用黑白照相机用)、50B(可视用彩色照相机用)，存储基准图像信号；检测存储器51A(IR用黑白照相机用)、51B(可视用彩色照相机用)，存储检测图像信号；存储器控制器55，控制对基准存储器50A、50B和检测存储器51A、51B的写入和读取；判断电平设定电路52A(IR用黑白照相机用)、52B(可视用彩色照相机用)，用于设定从基准存储器50A、50B和检测存储器51A、51B分别读出的两个信号的容许电平差；比较电路53，考虑判断电平设定电路52A、52B中设定的容许电平差，分别比较两个信号；放大器56，将CCD42Ab、42Bb、44b的输出放大；A/D转换器57，将放大器56的输出进行模拟数字转换并输出到存储器控制器55；修正电路58，调整放大器56的增益；以及CCD控制器59，控制CCD42Ab、42Bb、44b。
在印刷工作开始时，基准存储器50A、50B存储基准图像数据，所述基准图像数据从用可视油墨在纸张W上正常印刷的图案部分，以及用IR油墨在纸张W上正常印刷的图案部分读入。另外，基准存储器50A、50B中存储每次印刷工作的不同的基准图像数据。检测存储器51A、51B存储从作为检查对象的纸张W读入的检测图像数据。
存储器控制器55对基准存储器50A、50B和检测存储器51A、51B的数据的写入和读取进行控制。判断电平设定电路52A(IR用黑白照相机用)、52B(可视用彩色照相机用)预先设定从基准存储器50A、50B读出的基准图像数据与从检测存储器51A、51B读出的检测图像数据之间的容许电平差。
当由存储器控制器55读出的基准图像数据与检测图像数据的电平差达到通过判断电平设定电路52A、52B设定的容许电平差以上时，比较电路53输出用于表示图案部分的质量不良的信号。即，通过逐一比较与CCD42Ab、42Bb、44b的各像素对应的基准图像数据和检测图像数据，比较与各像素对应的两数据的电平，即便有一个达到容许差以上时，也输出不良信号。
具体而言，比较电路53进行第一比较动作，以按照每一个像素依次比较从基准存储器50A、50B读出的基准图像数据和从检测存储器51A、51B读出的检测图像数据。接着，比较电路53进行第二比较动作，以对由第一比较动作得到的各自的两个信号的电平差以及从判断电平设定电路52A、52B输出的容许电平差进行比较。当所述第二比较动作的结果为各自的两个信号的电平差大于容许电平差时，比较电路53输出不良信号，所述不良信号表示作为检查对象的纸张W上用可视油墨印刷的图案部分和用IR油墨印刷的图案部分分别不良。
修正电路58配合压印滚筒21的转动速度来调整放大器56的增益。即，即使对照相机42A、42B、44入射相同光量时，压印滚筒21的转动速度越快则CCD42Ab、42Bb、44b的输出电平越小。因此，利用修正电路58来除去转动速度的影响。对存储器控制器55、比较电路53、修正电路58和CCD控制器59供给压印滚筒21的相位信号。存储器控制器55被供给基准值存储器信号。存储器控制器55、比较电路53被供给判断开始信号。
根据用于检测压印滚筒21的转动相位的旋转编码器(省略图示)的输出信号生成相位信号，其包括压印滚筒21的每圈转动中上升的基准脉冲，以及压印滚筒21每隔一定转动上升的时钟脉冲。基准值存储器信号用于借助存储器控制器55向基准存储器50A、50B读入基准图像数据，由操作者通过基准值存储器开关(省略图示)的操作而供给基准值存储器信号。判断开始信号用于指示基准图像数据与检测图像数据的比较动作开始，由操作者通过判断开始开关(省略图示)的操作而供给判断开始信号。
在所述构成中，作为质量检查工序的前处理，取入与用可视油墨在纸张W上正常印刷的图案部分以及用IR油墨在纸张W上正常印刷的图案部分分别对应的基准图像数据。首先，操作者在采用纸张W的试印刷中，确认纸张W的印刷状态。当确认所述印刷状态良好时，利用对基准值存储器开关的操作，开始向控制装置46供给基准值存储器信号。如果从旋转编码器输出表示压印滚筒21的基准位置的基准信号，则开始从压印滚筒21上保持/输送的纸张W取入其基准图像数据，并向基准存储器50A、50B存储。
由压印滚筒21保持/输送的纸张W的基准图像数据被存储到基准存储器50A、50B后，通过供给判断开始信号而开始判断处理。在所述判断处理中，首先与基准图像数据的读入同样，伴随压印滚筒21的转动读入与检测存储器51A、51B对应的由压印滚筒21保持/输送的纸张W的检测图像数据。接着，对判断处理时读入的检测图像数据和预先存储的基准图像数据进行比较，根据两数据的电平值是否收敛在容许电平差内，分别判断纸张W上的用可视油墨印刷的图案部分是否合格，以及纸张W上的用IR油墨印刷的图案部分是否合格。
如图4所示，例如根据IR用黑白照相机44的摄像，在作为检查对象的纸张W的多枚纸片(纸币和有价证券等)Wa上，对于用可视油墨印刷的图案部分VE，由于从白色LED照明器41a、41b和IR-LED照明器43a、43b照射到摄像面后反射的可视光被IR过滤器45完全截止，只有原状反射的红外线入射，所以全部成为白色。
而且，位于用可视油墨印刷的图案部分VE两侧的、用IR油墨印刷的图案部分IEa、IEb，由于从白色LED照明器41a、41b和IR-LED照明器43a、43b照射到摄像面、被IR油墨吸收并反射的红外线，通过IR过滤器45入射，所以印出鲜明的黑色。
其结果，能够对用IR油墨印刷的图案部分IEa、IEb的形状进行详细的检查。此外，在可视用彩色照相机42A、42B中，由于用可视油墨印刷的图案部分VE和用IR油墨印刷的图案部分IEa、IEb双方的各部分被拍摄为与人眼观察时相同的颜色，所以能够对双方的部分进行详细的检查。
如上所述，由于可视光和红外线各自的光的波长不同，所以可以同时在相同的摄像面检查用可视油墨印刷的图案部分VE和用IR油墨印刷的图案部分IEa、IEb。
按照如上所述的本实施例，不必为了检查用可视油墨印刷的图案部分VE和用IR油墨印刷的图案部分IEa、IEb而设置专用的检查滚筒，通过能够在现有的压印滚筒21上同时且在相同的摄像面上进行检查，可以利用检查装置40的紧凑化，避免印刷机的大型化并减少零件个数等，从而可以实现设备的低成本化。
另外，本发明不限于上述实施例，可以在不脱离本发明主旨的范围内，对滚筒排列和油墨颜色等进行各种变更。
工业实用性
本发明的薄片形件的检查装置可以适用于质量管理要求严格的、进行纸币和证券印刷等印刷的特殊印刷机。

Claims (3)

1.一种薄片形件的检查装置，所述薄片形件包括用普通的油墨印刷的图案部分和用包含红外成分的油墨印刷的图案部分，其特征在于包括：
白色光源，向薄片形件照射包含可视光的光；
红外线光源，向薄片形件照射包含红外线的光；
两台可视光用摄像装置，从与薄片形件的摄像面垂直的方向拍摄薄片形件的摄像面；
一台红外线用摄像装置，设置在两台可视光用摄像装置的中间位置，且位于未进入两台可视光用摄像装置的视野的位置上，从与两台可视光用摄像装置拍摄的薄片形件的摄像面垂直的方向拍摄薄片形件的摄像面；
红外线过滤器，设置成截止从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的光的可视光，仅仅让红外线入射红外线用摄像装置；以及
控制装置，利用入射两台可视光用摄像装置的、从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的可视光，判断薄片形件的摄像面中的用普通的油墨印刷的图案部分是否合格，并且利用入射一台红外线用摄像装置的、从薄片形件的摄像面反射的来自白色光源和红外线光源的红外线，判断薄片形件的摄像面中的用包含红外成分的油墨印刷的图案部分是否合格。
2.根据权利要求1所述的薄片形件的检查装置，其特征在于，所述红外线用摄像装置设置在沿薄片形件宽度方向分开设置的所述两台可视光用摄像装置之间。
3.根据权利要求1所述的薄片形件的检查装置，其特征在于，所述两台可视光用摄像装置和所述红外线用摄像装置设置在与所述薄片形件的摄像面距离相等的位置上。
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