CN104097388A - 凹版印刷机用标记传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种凹版印刷机用标记传感器，其能够轻松地进行受光元件和发光元件之间的相对位置关系及姿势的调整。本发明的凹版印刷机用标记传感器检测在从卷筒送出而被传送的印刷基材上印刷的套准标记。标记传感器具有：框体；安装基板，安装于框体上；受光元件，安装于安装基板上并检测入射于受光点的光；发光元件，安装于安装基板并放射照明光；及聚光透镜，安装在框体上。从发光元件放射的照明光通过聚光透镜而照射于传送中的印刷基材上。来自照明光所照射的区域内的被检测点的反射光或散射光通过聚光透镜而被受光元件检测出来。

Description

凹版印刷机用标记传感器

本申请主张基于2013年4月12日申请的日本专利申请第2013-083705号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种检测通过凹版印刷机印刷的印刷基材上的标记的标记传感器。

背景技术

下述的专利文献1中公开有向彩色印刷物照射光，并通过图像传感器或光电传感器等受光元件检测其反射光，并检测图案的位置或形状的图案检测装置。该图案检测装置包括：线阵图像传感器、透镜系统及发光二极管。发光二极管具有红色发光二极管和蓝色发光二极管分别排列成1列的结构。线阵图像传感器、透镜系统及发光二极管内置于线性跟踪头内。

线阵图像传感器及透镜系统的光轴设定为垂直于测定面，且发光二极管向测定面斜向照射照明光。

专利文献1：日本特开平8-240419号公报

需对线阵图像传感器等的受光元件与发光二极管等发光元件之间的相对位置关系及姿势进行调整，以使来自发光二极管的照明光入射于通过线阵图像传感器应拍摄的区域。该相对位置关系的调整必须在将受光元件和发光元件安装于线性跟踪头时或安装之后进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够轻松地进行受光元件和发光元件的相对位置关系及姿势的调整的凹版印刷机用标记传感器。

根据本发明的一观点，提供一种凹版印刷机用标记传感器，其检测在从卷筒送出而被传送的印刷基材上印刷的套准标记，所述标记传感器具有：

框体；

安装基板，安装于所述框体上；

受光元件，安装于所述安装基板并检测入射于受光点的光；

发光元件，安装于所述安装基板并放射照明光；及

聚光透镜，安装在所述框体上，

从所述发光元件放射的照明光通过所述聚光透镜而照射于输送中的所述印刷基材上，来自所述照明光所照射的区域内的被检测点的反射光或散射光通过所述聚光透镜而被所述受光元件检测出来。

由于受光元件和发光元件安装于同一安装基板上，因此能够轻松地进行二者的相对位置关系及姿势的调整。

附图说明

图1是组装有基于实施例1的凹版印刷机用标记传感器的凹版印刷机的示意图。

图2是基于实施例1的凹版印刷机用标记传感器的剖视图。

图3A及图3B是表示从发光元件放射的照明光所照射的照明区域与被检测点之间的位置关系的俯视图。

图4A是表示被印刷在印刷基材上的第1套准标记、第2套准标记及被检测点之间的相对位置关系的俯视图，且图4B是表示由标记传感器检测出的光强度的时间变化的曲线图。

图5是基于实施例2的凹版印刷机用标记传感器的剖视图。

图6A是表示被印刷在印刷基材上的第1套准标记、第2套准标记及被检测点之间的相对位置关系的俯视图，且图6B及图6C是由标记传感器检测出的光强度的时间变化的曲线图。

图7是基于实施例3的凹版印刷机用标记传感器的剖视图。

图中：10-印刷基材，11-输送辊，12-卷取辊，15、15A、15B-被检测点，17-照明区域，21、22、23-印刷单元，30-印版滚筒，31-压印滚筒，32-印版滚筒驱动机构，33-油墨容器，34-凹版油墨，35-原点传感器，36-标记传感器，40-控制装置，50-受光元件，50A-受光点，51-发光元件，51A-发光区域，52-驱动元件，55-安装基板，56、56A、56B-聚光透镜，58-框体，61-第1套准标记，61a、61b-与第1套准标记对应的光强度的波谷，62-第2套准标记，62a、62b-与第2套准标记对应的光强度的波谷，70A、70B-受发光光学系统，71A、71B-光强度的时间变化，80-折回反射镜，81-分光光学系统，82-阻尼器，83-反射镜。

具体实施方式

[实施例1]

图1是表示组装有基于实施例1的凹版印刷机用标记传感器的凹版印刷机的示意图。印刷基材10从输送辊11送出并依此通过第1段印刷单元21、第2段印刷单元22及第3段印刷单元23之后卷取于卷取辊12。印刷基材10使用纸及塑料膜等。

接着，对第2段印刷单元22的结构进行说明。印版滚筒30与压印滚筒31之间夹有印刷基材10，通过印版滚筒30及压印滚筒31的旋转，印刷基材10被传送。印版滚筒驱动机构32被控制装置40控制而使印版滚筒30旋转。油墨容器33中容纳有凹版油墨34。

印版滚筒30的外周面（印版面）的一部分与凹版油墨34接触。若印版滚筒30旋转，则形成于印版滚筒30的版面的槽（凹部）中保持凹版油墨34之后，复制到印刷基材10上。

印版滚筒30上附有原点标记，由原点传感器35检测原点标记。若原点传感器35检测出原点标记，则向控制装置40输入检测信号。控制装置40基于使印版滚筒30旋转的马达的编码器信号和来自原点传感器35的检测信号而计算自印版滚筒30的基准位置的旋转量。

标记传感器36与通过印版滚筒30与压印滚筒31之间的印刷基材10的印刷面对置。标记传感器36检测被印刷在印刷基材10上的套准标记。检测信号从标记传感器36发送至控制装置40。

第1段印刷单元21及第3段印刷单元23的结构与第2段印刷单元22的结构相同。但是，第1段印刷单元21上未安装有相当于标记传感器36的传感器。第1段印刷单元21、第2段印刷单元22及第3段印刷单元23的油墨容器33中容纳有不同颜色的凹版油墨34。

图2表示标记传感器36的剖视图。以下，对标记传感器36的结构进行说明。安装基板55上安装有受光元件50、发光元件51及多个驱动元件52。驱动元件52驱动受光元件50及发光元件51。安装基板55容纳于框体58内，并安装于框体58而被固定。在与受光元件50对置的位置上配置有聚光透镜56。聚光透镜56也安装于框体58而被固定。安装基板55以相对于聚光透镜56的光轴垂直的姿势安装于框体58。

受光元件50检测向其受光点50A入射的光。受光元件50例如使用光电二极管。受光元件50的受光点50A配置于聚光透镜56的光轴上。关于聚光透镜56，印刷基材10、聚光透镜56及受光元件50的相对位置关系被调整，以使与受光点50A存在共轭关系的点位于印刷基材10的表面上。将与受光点50A存在共轭关系的点称为被检测点15。受光点50A的基于聚光透镜56而形成的像相当于被检测点15。在印刷基材10的被检测点15上被散射的光的一部分通过聚光透镜56聚光而入射于受光点50A。

发光元件51安装在从聚光透镜56的光轴偏离的位置上，并放射照明光。图2中示有2个发光元件51安装于安装基板55的例子。从发光元件51放射的照明光通过聚光透镜56而照射于印刷基材10。

以安装基板55的表面（安装面）为基准，发光元件51的发光区域51A配置在比受光元件50的受光点50A更高的位置上。因此，发光区域51A不在印刷基材10的表面成像。发光区域51A成像的位置从聚光透镜56观察时比印刷基材10远。即，发光区域51A通过聚光透镜56在印刷基材10上被散焦。受光元件50、发光元件51及聚光透镜56的相对位置被调整为被检测点15包含在从发光区域51A放射的照明光所照射的照明区域内。

图3A中表示从发光元件51（图2）放射的照明光所照射的照明区域17与被检测点15之间的位置关系。来自2个发光元件51（图2）的照明光所照射的2个照明区域17相互部分重叠。被检测点15位于2个照明区域17重叠的区域内。实施例1中，由于使发光元件51的发光区域51A在印刷基材10上散焦，因此与聚焦时相比，在被检测点15的位置上的照度下降。通过在被检测点15上重叠2个发光元件51的照明区域17，能够弥补散焦引起的照度的下降。

当被检测点15上的照度不足时，也可将3个以上的发光元件51（图2）安装于安装基板55（图2）上。

图3B中表示将4个发光元件51安装在安装基板55上时的照明区域17与被检测点15之间的位置关系。4个照明区域17重叠的区域上配置有被检测点15。

如图2所示，实施例1中受光元件50与发光元件51被安装在同一安装基板55上。在安装基板55上应安装受光元件50与发光元件51的位置上预先设置有通孔等定位结构。因此，能够轻松地进行受光元件50与发光元件51之间的相对性的定位。并且，安装基板55与聚光透镜56一同安装在框体58上，因此相对于受光元件50及发光元件51能够轻松地对聚光透镜56进行定位。受光元件50与发光元件51的相对性的定位在安装于安装基板55上时已经完成。因此，在将受光元件50及发光元件51安装于框体58之后，无需进行二者的相对性的对位。

并且，在聚光透镜56与发光元件51之间，及聚光透镜56与受光元件50之间未配置有变换光路的反射镜或棱镜，因此无需进行复杂的光路调整。因此，能够实现制造成本的降低。

参考图4A及图4B对被印刷在印刷基材10（图1）上的套准标记的检测方法进行说明。

图4A表示被印刷在印刷基材10上的第1套准标记61及第2套准标记62与被检测点15之间的相对位置关系。第1套准标记61通过第1段印刷单元21印刷，第2套准标记62通过第2段印刷单元22印刷。第1套准标记61及第2套准标记62的形状例如为等腰直角三角形。印刷基材10的表面例如为白色，且使入射的照明光散射。作为一例，第1套准标记61为黑色，第2套准标记62为红色。

若向图中的箭头方向传送印刷基材10，则第1套准标记61及第2套准标记62也向传送方向移动。被检测点15的位置固定于标记传感器36（图1、图2），因此即使印刷基材10被传送，被检测点15也不会移动。印刷基材10被传送时，第1套准标记61及第2套准标记62通过被检测点15。

图4B表示由标记传感器36（图1）检测出的光强度的时间变化的一例。在第1套准标记61及第2套准标记62通过被检测点15时，通过受光元件50（图1）检测出的散射光的强度下降。与第1套准标记61对应地出现光强度的波谷61a，与第2套准标记62对应地出现光强度的波谷62a。第1套准标记61为黑色，第2套准标记62为红色时，来自第1套准标记61的散射光的强度比来自第2套准标记62的散射光的强度低。因此，与第1套准标记61对应的光强度的波谷61a比与第2套准标记62对应的光强度的波谷62a深。

根据从光强度的波谷61a出现至光强度的波谷62a出现为止经过的时间和印刷基材10的传送速度，能够求出第1套准标记61与第2套准标记62之间的间隔。

控制装置40（图1）对第1套准标记61与第2套准标记62之间的测定值与其设计值进行比较。当间隔的测定值偏离设计值时，控制印版滚筒驱动机构32（图1），以使测定值接近设计值。由此，能够对准通过第1段印刷单元21、第2段印刷单元22及第3段印刷单元23印刷的图案的相对位置。

[实施例2]

图5表示基于实施例2的凹版印刷机用标记传感器36的剖视图。以下，对与实施例1的不同点进行说明，并对相同结构省略说明。

实施例2中，1个框体58上搭载有2个受发光光学系统70A、70B。受发光光学系统70A、70B分别具有与图2中示出的框体58内的光学系统相同的结构。其中一个受发光光学系统70A的聚光透镜56A的光轴和另一个受发光光学系统70B的聚光透镜56B的光轴相互平行。在印刷基材10的表面划定出受发光光学系统70A、70B的被检测点15A、15B。

参考图6A及图6B对被印刷在印刷基材10（图1）上的套准标记的检测方法进行说明。

图6A中表示被印刷在印刷基材10上的第1套准标记61、第2套准标记62及被检测点15A、15B之间的相对位置关系。2个被检测点15A、15B在与印刷基材10的传送方向平行的方向上排列。受发光光学系统70A与受发光光学系统70B被定位成使被检测点15A与15B之间的间隔与第1套准标记61与第2套准标记62之间的间隔的设计值相等。印刷基材10被传送时，第1套准标记61及第2套准标记62通过被检测点15A、15B。

图6B中表示由标记传感器36（图5）检测出的光强度的时间变化的一例。图6B中以实线表示有通过受发光光学系统70A、70B分别检测出的光强度的时间变化71A、71B。通过受发光光学系统70A检测出的光强度的时间变化71A中出现与第1套准标记61及第2套准标记62对应的光强度的波谷61a、62a。同样地，通过另一个受发光光学系统70B检测出的光强度的时间变化71B中出现与第1套准标记61及第2套准标记62对应的光强度的波谷61b、62b。

当第1套准标记61与第2套准标记62之间的间隔与设计值相同时，通过其中一个受发光光学系统70A检测出的与第2套准标记62对应的光强度的波谷62a和通过另一个受发光光学系统70B检测出的与第1套准标记61对应的光强度的波谷61b在时间轴上的位置一致。

当第1套准标记61与第2套准标记62之间的间隔偏离设计值时，如图6C所示，通过其中一个受发光光学系统70A检测出的光强度的波谷62a和通过另一个受发光光学系统70B检测出的光强度的波谷61b在时间轴上的位置偏离。根据通过2个受发光光学系统70A、70B检测出的检测信号，能够轻松地检测第1套准标记61与第2套准标记62之间的间隔相对于设计值的偏离。

实施例2中，受发光光学系统70A、70B分别具有与基于实施例1的凹版印刷机用标记传感器36（图2）的框体58内的光学系统相同的结构。因此，与实施例1同样地能够实现制造成本的降低。

[实施例3]

参考图7对基于实施例3的凹版印刷机用标记传感器进行说明。以下，对与实施例1的不同点进行说明，且对相同的结构省略说明。

图7表示基于实施例3的凹版印刷机用标记传感器36的剖视图。在聚光透镜56与受光元件50之间的光轴上配置有分光光学系统81。从发光元件51的发光区域51A放射的照明光通过折回反射镜80反射之后，一部分的成分通过分光光学系统81反射。通过分光光学系统81反射的照明光与从被检测点15朝向受光点50A的光的路径重合，且向与从被检测点15朝向受光点50A的光的相反方向传送。因此，照明光垂直入射于印刷基材10。分光光学系统81例如使用半透半反镜。通过折回反射镜80反射之后，透射分光光学系统81的照明光被阻尼器82吸收。在实施例3的情况下，无需使受光点50A和发光区域51A的高度不同。

印刷基材10的背面配置有反射镜83。实施例3中，作为印刷基材10使用透明薄膜。向印刷基材10垂直入射的照明光透射印刷基材10之后通过反射镜83反射而顺着入射路径的相反方向前进。反射光的一部分透射分光光学系统81而入射于受光元件50。在第1套准标记61或第2套准标记62通过被检测点15的位置的期间，照明光不会到达反射镜83。此时，对于受光元件50，只有照明光中来自第1套准标记61或第2套准标记62的散射光中的一部分光入射于受光元件50。因此，通过受光元件50检测出的光强度下降。通过受光元件50所检测出的光强度的变化，能够检测出第1套准标记61及第2套准标记62。

在实施例3中，受光元件50和发光元件51安装在同一安装基板55上。因此，与实施例1的情况相同，能够轻松地进行受光元件50与发光元件51的相对性的定位。并且，安装基板55与聚光透镜56一同安装于框体58，因此相对于受光元件50及发光元件51能够轻松地将聚光透镜56进行定位。折回反射镜80及分光光学系统81的位置及姿势的调整能够在对安装基板55及聚光透镜56进行定位之后进行。

根据以上实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于这些。例如能够进行各种变更、改良及组合等，这对本领域技术人员来讲是可以理解的。

Claims (6)

1.一种凹版印刷机用标记传感器，其检测在从卷筒送出而被传送的印刷基材上印刷的套准标记，且所述标记传感器具有：

框体；

安装基板，安装于所述框体；

受光元件，安装于所述安装基板并检测入射于受光点的光；

发光元件，安装于所述安装基板并放射照明光；及

聚光透镜，安装在所述框体上，

从所述发光元件放射的照明光通过所述聚光透镜而照射于传送中的所述印刷基材上，来自所述照明光所照射的区域内的被检测点的反射光或散射光通过所述聚光透镜而被所述受光元件检测出来。

2.根据权利要求1所述的凹版印刷机用标记传感器，其中，

所述安装基板以相对于所述聚光透镜的光轴垂直的姿势安装于所述框体。

3.根据权利要求1或2所述的凹版印刷机用标记传感器，其中，

所述受光元件的受光点及所述被检测点配置于所述聚光透镜的光轴上。

4.根据权利要求3所述的凹版印刷机用标记传感器，其中，

所述发光元件安装在自所述聚光透镜的光轴偏离的位置，且所述发光元件的发光区域通过所述聚光透镜在所述印刷基材上被散焦，由此所述照明光的一部分入射于所述被检测点。

5.根据权利要求4所述的凹版印刷机用标记传感器，其中，

以所述安装基板的表面为基准，所述发光元件的所述发光区域配置在比所述受光元件的所述受光点高的位置上。

6.根据权利要求3所述的凹版印刷机用标记传感器，其中，

所述凹版印刷机用标记传感器还包括分光光学系统，所述分光光学系统配置在所述受光元件与所述聚光透镜之间的光轴上，使从所述发光元件放射的照明光与从所述被检测点朝向所述受光点的光的路径重叠，并且向反方向传送。