JP2010214521A - 製本機における断裁不良検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＣＤカメラを用いて刷本の裁断不良をより正確に検出する装置及び方法を提供する。
【解決手段】 断裁不良検出装置１は、検査される刷本を送る透光性搬送ベルト３と、透光性搬送ベルト３の下方に設置された光源５と、透光性搬送ベルト３の上方に設置されたＣＣＤカメラ７を有する。ＣＣＤカメラ７は、光源５から透光性搬送ベルト３を通して照射される光により形成された刷本の影を撮影する。撮像された画像は、刷本の影の部分（黒い部分）と、その周囲の透光性ベルト３に光が照射された部分（白い部分）との２つに明確に分けられる。そして、影の部分の輪郭を求めることにより、刷本の断裁不良を判定できる。また、光源５とＣＣＤカメラ７との間には２枚の鏡９Ａ、９Ｂが介されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製本機において刷本の断裁不良を検出する装置及び方法に関する。

刷本の断裁不良を検出する装置としては、刷本をコンベア上に搬送し、コンベアの上下に配置した光源と光電センサからなる複数の検知装置を用いてその断裁不良を検出する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。検知装置は、搬送経路上の所定の位置に、搬送方向に直列及び平行に配置されており、コンベアで搬送された刷本の所定の部分の仕上げ幅を検出する。このため、検知装置が設置されていない部分に不良が発生している場合は検出不可能となる。

また、刷本をＣＣＤカメラなどの撮影装置で撮影して、その画像から断裁不良を検出することも考えられる。この場合、刷本の上方に設置された照明で刷本を照射し、同様に刷本の上方に設置された撮影装置でこの刷本を撮影する。この場合、画像を処理する際に、刷本の色や模様によっては刷本の輪郭が正確に検知できない可能性がある。また、撮影装置と刷本との距離が長い場合、装置の背が高くなってしまう。

本発明は、ＣＣＤカメラを用いて刷本の裁断不良をより正確に検出する装置及び方法を提供することを目的とする。さらには、ＣＣＤカメラと刷本との距離が長い場合も、装置の背を高くしないように構成できる裁断不良検出装置を提供することを目的とする。

本発明の製本機における断裁不良検出装置は、 検査される刷本を送る透光性搬送ベルトと、 該透光性搬送ベルトの下方に設置された光源と、 前記透光性搬送ベルトの上方に設置されており、前記光源から前記透光性搬送ベルトを通して照射される光により形成された前記刷本の影を撮影するカメラと、 該カメラで撮影された画像を処理して前記刷本の良不良を判断する判断手段と、 該判断手段で良又は不良と判断された前記刷本を分別する手段と、を備えることを特徴とする。

検査される刷本を光源から投影してその影をＣＣＤカメラで撮影すると、撮像された画像は、被検査物である影の部分（黒い部分）と、その周囲の透光性ベルトに光が照射された部分（白い部分）との２つに明確に分けられる。そして、影の部分の輪郭を求めることにより、被検査物である刷本の断裁不良を判定できる。このように、刷本の影を撮影することにより、刷本の色や模様にとらわれずに、輪郭をより正確に検出することができる。また、光源と光電センサとからなる検知装置を使用した場合に比較して、刷本の全輪郭を検出できるので、より正確に断裁不良を判定できる。

本発明においては、 前記光源とカメラとの間に、光路を折る鏡を備えることが好ましい。

光源とカメラとの距離（光路）が長い場合、カメラを光源から離して配置する必要があり、装置の背が高くなる。そこで、光路中に鏡を配置して光路を折ることにより、カメラを光源又は刷本の近傍に設置できるので、装置の背が高くならない。

この場合、 前記鏡として、前記光源から照射される光を斜め下方に反射させる第１の鏡と、該第１の鏡で反射された像を反射して前記カメラに投影する第２の鏡と、を有することとできる。

本発明においては、 さらに、前記透光性ベルトで搬送される刷本の上面を押さえる移動ロープを備えることが好ましい。

刷本の厚さが厚いと、刷本の上部のページが開く、あるいは、厚みの分だけカメラの焦点位置がずれて、正確な輪郭を撮影できないことがある。そこで、刷本の上面をロープで押さえて閉じさせることにより、正確な輪郭を撮影できる。

本発明の製本機における断裁不良検出方法は、 検査する刷本を透光性搬送ベルトに載せ、 該透光性搬送ベルトの下方に設置した光源から、前記透光性ベルトを通して前記刷本に向けて光を照射し、 該光で形成された前記刷本の影をカメラで撮影し、 該カメラで撮影した前記刷本の影の画像を処理して前記刷本の良否を判断し、 該判断手段で良又は否と判断された前記刷本を分別することを特徴とする。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、刷本を光源から投影してその影をＣＣＤカメラで撮影するので、撮像された画像が、刷本の影の部分（黒い部分）と、その周囲の透光性ベルトに光が照射された部分（白い部分）との２つに明確に分けられる。そして、影の部分の輪郭を求めて刷本の断裁不良を判定するので、刷本の表紙の色や模様にとらわれずに輪郭を検出することができる。また、刷本の全輪郭を検出できるので、より正確に断裁不良を判定できる。さらに、光源とカメラとの間に複数枚の鏡を介せば、装置の高さを抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る断裁不良検知装置の構造を模式的に説明する図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は平面図である。 断裁不良検知装置のカメラと鏡の配置を説明する図である。 断裁不良検知装置における画像処理方法の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る断裁不良検知装置の構造を説明する。
断裁不良検知装置１は、刷本の三方を断裁する断裁機の下流側に設置されている。刷本は断裁機から、背（折り目の外側の部分）を先にして断裁不良検知装置に送り込まれる。断裁不良検知装置１は、図１（Ａ）に示すように、検査される刷本を送る透光性搬送ベルト３と、同透光性搬送ベルト３の下方に設置された光源５と、透光性搬送ベルト３の上方に設置されたカメラ７と、光源５とカメラ７との間に配置された複数（この例では２枚）の鏡９Ａ、９Ｂと、を備える。さらに、ＣＣＤカメラ７で撮像された画像を処理し、撮像された画像から刷本の良不良を判定する制御手段１１を備える。

透光性搬送ベルト３は、エンドレスのシート状ベルトであり、搬送方向（図１（Ａ）の矢印で示す）の上流に配置されたローラ１５と、下流に配置された駆動ローラ１６との間に巻き回されている。透光性搬送ベルト３は、光源５から照射される光を透過でき、かつ、刷本を滑らないように保持できる材料（例えば、ポリエステル帆布）で作製される。駆動ローラ１６は、モータ（図示されず）に接続されており、同ローラ１６がモータで駆動されると、ベルト３は図１（Ａ）の反時計方向に回転走行する。ベルト５の回転軌道の上側の軌道が、刷本の搬送経路となる。駆動ローラ１６の回転軸の回転数、回転角度はロータリーエンコーダ（図示されず）で検出される。ロータリーエンコーダの出力は制御手段１１に入力される。
また、両ローラ１５、１６間にはテンションローラ１７が配置されており、ベルト３にテンションがかけられている。

搬送経路の最上流部には、刷本が搬送経路に入ったことを検知するセンサ１９が取り付けられている。このセンサ１９で検知された信号は制御手段１１に入力される。

光源５は、搬送方向に長い複数の白色ＬＥＤライトを、ライトボックスに収容したものを使用できる。図１（Ｂ）に示すように、光源５は、刷本Ｓより一回り大きい寸法であり、刷本Ｓを均一に照射する。光源５は、両ローラ１５、１６間に巻き回された搬送ベルト３の内側、即ち、刷本が搬送される搬送経路の下方に配置されている。

ＣＣＤカメラ７は、刷本が搬送される搬送経路を挟んで光源５の反対側に配置されている。具体的には、ＣＣＤカメラ７は、搬送経路の最上流部（ローラ１５の上方）に、受光面を搬送経路下流に向けて配置されている。ＣＣＤカメラ７としては、例えば、ＣＶ−Ｓ２００Ｃ（商品名、キーエンス社製）を使用できる。ＣＣＤカメラ７は、搬送経路を搬送される刷本が視野に入ったときにシャッターを切る。ＣＣＤカメラ７には、光源５から搬送ベルト３を透過した光で照射された刷本の影が撮像されることになる。

撮像された画像は制御手段１１に送られる。制御手段１１には、画像を処理し、刷本の断裁不良を判定する手段が備えられている。撮像された画像は、刷本Ｓの影の部分（黒い部分）と、刷本Ｓの周囲の、透光性ベルト３に光が照射された部分（白い部分）との２つに明確に分けられる。そして、影の部分の輪郭を求めることにより、被検査物である刷本の断裁不良を判定する（画像処理方法の一例については後述する）。

光源５とＣＣＤカメラ７との間には、２枚の鏡９Ａ、９Ｂが配置されている。
図２に示すように、第１の鏡９Ａは、光源５の上方に配置されて、光源５から照射される光を搬送方向の下流側に向かって斜め下方向に反射させる。鏡９Ａの反射面と水平面との角度θＡは、この例では３０°である。
第２の鏡９Ｂは、カメラ７と反対方向（下流側）に配置されて、第１の鏡９Ａで反射された光を、カメラ７の受光面に入射させる。鏡９Ｂの反射面と水平面との角度θＢは、この例では１０５°である。

鏡を介さない場合、ＣＣＤカメラを、光源から光路の長さだけ上方に設置する必要があるが、光路中に鏡を２枚介することにより、光路の長さを変えることなく光源とカメラとを近い位置に配置でき、装置の背を低く抑えることができる。この例では、光源５からＣＣＤカメラ７の受光面までの光路の長さが１１３０ｍｍであり、そのうち、光源５から第１の鏡９Ａまでの光路の長さが３７０ｍｍ、第１の鏡９Ａから第２の鏡９Ｂまでの光路の長さが２９６ｍｍ、第２の鏡９ＢからＣＣＤカメラ７の受光面までの光路の長さが４６４ｍｍである。この例では、搬送方向における長さＴが４００ｍｍ程度の刷本も検査可能である。

再度図１を参照して説明する。搬送経路の出側には、不良本を排出するレバー２１と、排出された不良本を受けるトレイ２３が配置されている。排出レバー２１は、図１（Ｂ）に示すように、搬送方向に直交する方向に延びる軸上に、複数の爪部材が固定されたものである。レバー２１は、爪部材が搬送経路上に延びる搬送位置と、同爪部材が搬送経路から上方に延びる排出位置との間を回動する。この軸の回動は、制御手段１１によって制御される。トレイ２３は、不良本除外レバー２１の下方に配置されている。レバー２１が排出位置に回動すると、搬送ベルト３上を搬送されてきた刷本は爪部材に当たり、爪部材の下面で下方にガイドされて、トレイ２３上に落下する。

さらに、断裁不良検知装置１には、搬送経路の上方に配置された押えロープ２５が配置されている。押えロープ２５は、搬送方向と直交する方向に離れて配置された複数（例えば２本）のロープからなり、各ロープは、搬送方向の上流に配置されたローラ２６と、下流に配置されたローラ２７との間に巻き回されている。この押えロープ２５は、搬送経路を搬送される刷本の上側の面を押さえる。押えロープ２５の下側の軌道と、透光性搬送ベルト５の上側の軌道との間のクリアランスは、刷本の厚さに応じて調整可能である。

次に、断裁不良検出装置１の動作について説明する。
まず、検査される刷本が搬送経路に入ったことがセンサ１９で検知され、センサ１９の信号が制御手段１１に入力される。そして、制御手段１１は、搬送ベルト５の駆動ローラ１６に設けたロータリーエンコーダから出力されるパルスをカウントし、刷本がＣＣＤカメラ７の視野に入るタイミングでＣＣＤカメラ７のシャッターをきり、刷本の影の画像を撮影する。そして、撮像された画像を画像処理し、刷本の良不良を判定する。

画像処理手段の一例を図３を参照して説明する。
まず、ＣＣＤカメラ７の視野を画素の座標に変換する。この例では、１００００００画素が、１０２４（Ｘ１）×９６０（Ｙ１）のマトリクス状に配置されている。そして、刷本の影の画像を座標に投影する。座標上には、刷本の影の画像Ａと、その周囲の透光性ベルトに光が照射された部分の画像Ｂとの二値化された画像が投影される。そして、刷本の影の画像Ａの左上角の座標（ｘ１、ｙ１）、右上角の座標（ｘ２、ｙ２）、左下角の座標（ｘ３、ｙ３）、右下角の座標（ｘ４、ｙ４）を求める。なお、画像処理・断裁不良判定のためのソフトとして、例えば、ＣＶ−３０００（商品名、キーエンス社製）を使用できる。

これらの座標から、刷本の影画像Ａの天地上辺の長さａ、天地下辺の長さｂ、小口左辺の長さｃ、小口右辺の長さｄ、及び、天地上辺と小口左辺との角度θ１、天地上片と小口右辺との角度θ２、天地下辺と小口左辺との角度θ３、天地下辺と小口右辺との角度θ４を求める。そして、これらの値が所定の値を満たしているかどうかを判定する。

ここで良と判定されると、刷本はそのまま断裁不良検査装置１から後段の工程に送られる。一方、不良と判定されると、排出レバー２１を回転させ、不良本をトレイ２３に排出する。

１ 断裁不良検出装置 ３ 透光性ベルト
５ 光源 ７ ＣＣＤカメラ
９ 鏡 １１ 制御手段
１５ ローラ １６ 駆動ローラ
１７ テンションローラ １９ センサ
２１ 排出レバー ２３ トレイ
２５ 抑えロープ ２６、２７ ローラ

特開２００４−３２２２８６

Claims (5)

1. 検査される刷本を送る透光性搬送ベルトと、
   該透光性搬送ベルトの下方に設置された光源と、
   前記透光性搬送ベルトの上方に設置されており、前記光源から前記透光性搬送ベルトを通して照射される光により形成された前記刷本の影を撮影するカメラと、
   該カメラで撮影された画像を処理して前記刷本の良不良を判断する判断手段と、
   該判断手段で良又は不良と判断された前記刷本を分別する手段と、
   を備えることを特徴とする製本機における裁断不良検出装置。
2. 前記光源とカメラとの間に、光路を折る鏡を備えることを特徴とする請求項１に記載の製本機における断裁不良検出装置。
3. 前記鏡として、前記光源から照射される光を斜め下方に反射させる第１の鏡と、該第１の鏡で反射された像を反射して前記カメラに投影する第２の鏡と、を有することを特徴とする請求項２に記載の製本機における断裁不良検出装置。
4. さらに、前記透光性ベルトで搬送される刷本の上面を押さえる移動ロープを備えることを特徴とする請求項１、２又は３のいずれか１項に記載の製本機における断裁不良検出装置。
5. 検査する刷本を透光性搬送ベルトに載せ、
   該透光性搬送ベルトの下方に設置した光源から、前記透光性ベルトを通して前記刷本に向けて光を照射し、
   該光で形成された前記刷本の影をカメラで撮影し、
   該カメラで撮影した前記刷本の影の画像を処理して前記刷本の良否を判断し、
   該判断手段で良又は否と判断された前記刷本を分別することを特徴とする製本機における裁断不良検出方法。

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