JP2001047605A

JP2001047605A - 印刷色調管理装置

Info

Publication number: JP2001047605A
Application number: JP11229134A
Authority: JP
Inventors: Takashi Inomata; 考史猪俣; Morikazu Hirota; 守一広田; Toshihiro Ito; 智弘伊藤
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】熟練および抜き取り検査を要さず、簡便に印刷
物の各色毎の色調のずれを印刷中に測定し、適切なイン
キ調整量を求めることにより、迅速に色調を調整できる
印刷色調管理装置を提供する。【解決手段】光照射手段と受光手段とを備え、走行中の
印刷物表面を、走行方向に対して連続的に多分割測定で
きる分光測色ヘッドと；分光測色ヘッドを、印刷物表面
に水平／および垂直な方向に移動させることができるト
ラバース装置と；受光手段による反射光の検出量から反
射率を算出する演算装置と；データ処理装置からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一の絵柄が繰り
返し印刷される印刷物の絵柄の色調の変動を検出し、変
動がある場合は、色調を調整し、不良印刷物が発生する
ことを防止できる印刷色調管理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】各色のインキを用紙に重ね合わせて塗布
して絵柄を連続的に再現する印刷工程においては、印刷
機の幅方向（印刷物が流れる方向とは直交する方向）に
配置された多数のインキキーと呼ばれるインキ量を調節
する機構を備えており、所望の色調再現を得ており、原
則的にはインキキーの状態が一定で維持されていれば、
色調は安定するはずであるが、印刷機の状態の変化や、
温度，湿度などの環境の変化などにより、印刷物の色調
が徐々に変化する。そのため、印刷開始時に校正刷りと
本刷りとの色調を合わせる、あるいは印刷中に状態変
化，温度変化，湿度変化などによる印刷機の特性の変
化、材料物性（主にインキ）の変化による色調の変化を
修正する必要がある。

【０００３】従来は、出来上がった印刷物の色調を印刷
作業者が目視により常に監視し、刷出し時に定めた基準
印刷物の色調からのずれを検出している。色調の変化を
検出した場合は、インキキーの開度を調整することによ
り色調を調整している。

【０００４】このように、従来では、測定対象の印刷物
を見て、基準印刷物との色調の違いを判断するのは、熟
練した作業者の勘に頼っていた。そのため、作業者の主
観が強く影響するし、作業者間の判断のバラツキもあ
り、客観的な品質（印刷物の色調）の保証ができないと
ともに、熟練作業者の確保やその熟練度の維持・向上に
多大の経費と時間がかかる欠点があった。

【０００５】さらに、印刷機では高速で印刷物が走行し
ているので、走行中の印刷物を見て色調を確認すること
は困難であり、通常は、複数枚毎に印刷物を適宜抜き取
り、色調の変化を監視している。そのため、作業者が色
調の不良を検出してから調整が完了するまでの間に大量
の不良印刷物が生じてしまう欠点がある。

【０００６】上記のような作業者の目視監視ではなく、
センサを用いて色調変化を客観的に検出することが考え
られている。すなわち、印刷物の絵柄の余白部に色調検
査用の単色のカラーパッチを印刷しておいて、濃度計や
分光測色計などのセンサを用いて走行中の印刷物のカラ
ーパッチを測定し、オンラインで色調の変動を測定する
ことが考えられている。

【０００７】しかしながら、カラーパッチを印刷する為
には、カラーパッチを入れる余白が必要であり余白部が
無駄であり、しかもカラーパッチは単色もしくは特定の
重ね刷り色であるので、パッチ色以外のハーフトーン部
分（多色重ね刷り）を測定できないので、完璧には色の
保証ができない欠点がある。また、この場合でも、測定
結果に基づいてインキ量の調整量を決めるのは、やはり
熟練作業者の勘に頼らざるをえない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の印
刷作業においては、色調のずれを目視で判断できる熟練
作業者の確保やその熟練度の維持・向上に多大の経費と
時間が必要となっていた。また、色調ずれが発生した際
に、色調ずれを検出するのは仕上がり物の抜き取り検査
によるので、不良印刷物が発生してからインキ量の調整
を行うまでに時間がかかり、その間に大量の色不良印刷
物が発生する欠点があった。

【０００９】本発明は、熟練および抜き取り検査を要さ
ず、簡便に印刷物の各色毎の色調のずれを印刷中に測定
し、適切なインキ調整量を求めることにより、迅速に色
調を調整できる印刷色調管理装置を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による印刷色調管理装置は、光照射手段と受
光手段とを備え、走行中の印刷物表面を、走行方向に対
して連続的に多分割測定できる分光測色ヘッドと、分光
測色ヘッドを、印刷物表面に水平／および垂直な方向に
移動させることができるトラバース装置と、分光測色ヘ
ッド内の受光手段による反射光の検出量から反射率を算
出する演算装置と、データ処理装置からなり、データ処
理装置は、演算装置で算出された反射率データから色調
変動判定のための測定量を検出し、色調が変動している
と判定した場合は、色調変動を最小限に抑えるべく、印
刷機のインキ着け量調節機構への制御量を算出し、算出
した制御量に基づいて、印刷機のインキ着け量調節機構
への制御を行なうことを特徴とする。

【００１１】また、本発明では、分光測色ヘッドが設置
されているトラバース装置の移動ステージ上に、上下動
機構を有する支持体に固定された白色校正板が設置され
ており、支持体の上下動により、分光測色ヘッドの測定
アパーチャーに、白色校正板が面するようになってお
り、任意な時・場所で白色校正が可能な構成であること
が好適である。

【００１２】白色校正は、実際の印刷色調管理作業に先
駆けて、反射率を算出する演算装置の標準化を行なうた
めの準備処理であり、反射率が既知の白色校正板を用い
て、分光測色ヘッド内の受光手段による反射光の検出量
が基準値となるように設定される。

【００１３】印刷色調管理作業の際は、分光測色ヘッド
の測定アパーチャーが印刷物表面に近接した状態である
が、白色校正にあたっては、測定アパーチャーには白色
校正板が面する状態とする必要がある。このため、分光
測色ヘッドは印刷物表面から離間していなければならな
いが、トラバース装置により、分光測色ヘッドを、印刷
物表面に垂直な方向に移動させることができる本発明の
構成は有効である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よる印刷色調管理装置の実施形態を説明する。図１は、
印刷色調測定装置が適用されるオフセット巻取輪転機に
ついて概略を示す説明図である。

【００１５】給紙部２に配置されたロール紙が、インフ
ィード部４と冷却部（図示せず）と折り機３０を介して
一定のテンション（張力）を与えられ、Ｋ（黒），Ｃ
（藍），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（黄）の４色の印刷ユニッ
ト６ａ〜６ｄを順次通過して、カラー印刷が行われる。
印刷ユニットの色の順番や数は、あくまで一例であり、
上記には限らない。各印刷ユニット６ａ〜６ｄは同じ構
成であり、印刷ユニット６ａの上胴のみについて詳細を
説明する。

【００１６】印刷ユニットは、印刷用紙を上下から挟む
ブランケット胴１０と接触している版胴１４と、インキ
壷１８からのインキを版胴１４に伝えるとともに水舟１
７から版胴１４に湿し水を伝える多数のインキローラ１
６とからなる。図示していないが、インキ壷１８には
「インキキー」と呼ばれるインキ着け量を調節する機構
が設けられ、このキーの開度を調整することにより、版
胴１４に与えられるインキ量が調整される。インキキー
はローラの軸方向（紙面に垂直な方向）に沿って多数設
けられており、絵柄を印刷物（ロール紙）の走行方向に
沿った線で分割した細長いインキキーゾーン毎にインキ
量が調整することが可能となっている。また、図示して
はいないが、インキ壷からインキローラ群１６にインキ
を供給しているインキ元ローラによってもインキ量は調
整できる。従って、インキ着け量を調節する機構として
は、「インキキー」と「インキ元ローラ」とがある。

【００１７】最終段の印刷ユニット６ｄから出た印刷物
は、図示していない乾燥部，冷却部，折機へと導かれ、
最終印刷物とされる。この最終段の印刷ユニット６ｄと
折り機３０との間の印刷物の走行路に分光測色計２２が
設けられる。分光測色計２２は、非接触で印刷面の分光
反射率を測定する。ただし、分光測色計２２と印刷物の
表面との間隔が大きいと、外乱光の影響を受けるので、
正確な分光波形が得られないため、遮光などの配慮を行
なうことが望ましい。

【００１８】絵柄は周期的に連続して印刷されるので、
測定を絵柄の領域と同期させるために、印刷物の走行状
態を把握するロータリエンコーダ２４が、印刷ユニット
内の版胴，折り機３０の胴，ウェブパスローラの何れか
に取り付けられる。図１は、ロータリエンコーダ２４を
折り機３０の折り胴に接続した状態を示すが、分光測色
計２２が計測するローラにロータリエンコーダ２４を取
付けることが好ましい。

【００１９】ロータリエンコーダ２４は、印刷物の走行
に同期するローラの所定回転毎にパルスを発生する。ロ
ータリエンコーダ２４の出力パルスに応じて分光測色ヘ
ッド２２は測定を行なう。これにより、ロータリエンコ
ーダ２４からのパルス信号によって、測定が開始／終了
される。

【００２０】上述したように、印刷物の色調の調整は、
ローラの軸方向（印刷物の流れる方向と直行する方向）
に配列されたインキキー開度を変えることにより行なわ
れるので、分光測色ヘッド２２はインキキーゾーン毎の
分光反射率を測定する必要がある。そのため、分光測色
ヘッド２２の測定アパーチャーの大きさを印刷機のイン
キ着け調節機構の１単位幅に関連付け、さらにトラバー
ス装置を、インキ着け調節機構の１単位幅で駆動および
停止を繰り返して移動させることにより、走行中の印刷
物表面の全面測定を可能にし、測定値を制御値に関連付
けることができる。

【００２１】分光測色ヘッド２２をトラバース（移動）
させる方法としては、印刷物全面を制御するのならば全
面をトラバースして測定値を得ればよいし、任意領域の
みの監視などに使用するのならば、不要な場所を測定せ
ずにその領域のみを測定することも可能である。必要領
域のみを測定する場合には、測定のタクトタイムを減少
させることができるので、より効率よく測色できること
となる。

【００２２】分光測色ヘッド２２は、４００ｎｍ〜７０
０ｎｍの可視波長領域を２０ｎｍ毎の１６チャンネル
で、１０００ｎｍ〜１４００ｎｍの赤外波長領域を１チ
ャンネルで測定する。赤外領域も測定するのは、黒版
（ＢＫ）の有無を調べるためである。黒版が存在せず、
ＹＭＣの重ね合わせで黒を印刷する場合は、図２（ｂ）
に示すように１０００〜１４００ｎｍの波長領域に吸収
が表われない（ＹＭＣによる反射率が検出される）が、
黒版が存在する場合は、図２（ａ）に示すように１００
０〜１４００ｎｍの波長領域に吸収が表われる（反射率
は向上しない）。

【００２３】分光測色ヘッド２２からの出力は、測定デ
ータ処理部２６を経て色調管理装置２８に供給される。
測定データ処理部２６は、分光測色ヘッド２２の出力信
号から反射率を算出する。色調管理装置２８は、通常の
パーソナルコンピュータなどからなり、測定データ処理
部６で処理された反射率からＬａｂ色度、および各イン
キに対する濃度を算出する。算出したＬａｂ色度を用い
て色差ΔＥを算出し、印刷物の色調のずれを検出し、検
出結果を表示する表示部も有する。図示していないが、
検出結果に基づくインキキー開度信号は、印刷機の制御
部へ送られ、キー開度などのンキ着け量の調節機構が自
動的に制御される。

【００２４】測色値の算出においてはＬａｂ色度などを
算出するが、これらは測定機の動作環境・使用状況など
によって経時的に大きく異なってくることがある。その
ため、定期的に白色校正を行い、測定値のキャリブレー
ションを行う必要がある。

【００２５】そこで、分光測色ヘッドが設置されている
トラバース装置の移動ステージ上に、上下動機構を有す
る支持体に固定された白色校正板が設置されており、任
意な時・場所で白色校正が可能な構成とする。（図５参
照）図５（左側）は、印刷物３６表面の色調管理を行な
っている状態を示す説明図であり、分光測色ヘッド３４
は印刷物３６に近接しているが、白色校正を行なう際に
は、図５（右側）に示すように、トラバース装置３２に
よって、分光測色ヘッド３４を紙面から後方（印刷物表
面に垂直な方向＝同図の右方向）に待避させ、白色校正
板３０を、ヘッド３４の測定アパーチャー（図示せず）
に面するように移動させて、白色校正を行なう。

【００２６】これにより、分光測色ヘッドがどの位置
（色調管理を行なっている状態であっても）に置かれて
いても、即時に白色校正を行なえるので、白色校正時の
タクトタイムを減少させることが可能となり、スプライ
ス（ロール紙をつなぐこと）後やブランケット洗浄後に
機械的な状態が安定するまでのわずかな時間で校正を行
ない、安定状態から測定を開始できるようになる。

【００２７】さらに、白色校正を容易に短時間で行なう
ことができるようにしたため、測定開始時に、その都度
白色校正を行い、長時間の測定でも安定した測定値を得
ることができる。

【００２８】また、分光測色ヘッド２２は、紙面と非常
に近接し測定しているので、スプライス時における紙つ
なぎ部分に生じる紙端との接触で、測定ヘッド２２の破
損や紙通し作業が困難になる、白色校正時に校正板と紙
面の接触などの問題が発生することが考えられる。

【００２９】そこで、トラバース装置に、外部信号の入
力によって、分光測色ヘッドが紙面から後方に待避する
機構を具備させ、上記の問題を解消する。

【００３０】次に、本実施形態による動作の詳細を説明
する。一般に印刷においては、実際の印刷を行なう前に
基準サンプルを印刷し、これを基準として実際の印刷物
（測定サンプル）の色調を調整する。基準サンプルとし
ては、顧客の校閲済みの校正刷り，顧客の立会いの下に
実際の印刷を行ない顧客の承認を得た印刷物，あるいは
熟練した検査者が確認した印刷物などが考えられるが、
以後の説明では、実際に印刷が始まり、上記の何れかの
条件を満たした印刷中の印刷物を基準サンプルとして使
う。

【００３１】すなわち、所望の色調が得られたら、作業
者は色調管理装置２８へ指示を入力し、指示が入力され
た時点での測定値を基準とする。図３に示すように、色
調管理装置２８には絵柄毎のインキキーゾーンＺ１〜Ｚ
ｎ毎の分光反射率が取り込まれる。インキキーゾーンの
幅はインキキーの幅であり、例えば３５ｍｍである。分
光測定ヘッド２２は、ロータリエンコーダ２４から出力
される測定パルスに応じて測定を行なう。１回の測定で
は３５ｍｍ×７ｍｍの領域の測定を行なう。測定パルス
毎の測定値は単独で持っており、必要な領域部分の測定
値を積算平均して所望領域の反射率を求める。こうし
て、基準サンプルの絵柄の各インキキーゾーン毎の分光
反射率（分光波形）が基準波形として色調管理装置２８
に入力される。

【００３２】図４に、測定タイミングの一例を示す。カ
ットオフ信号またはエンコーダのＺ相がエンコーダカウ
ント頭出し信号として用いられる。この後、エンコーダ
パルスから分周した測定パルスが測定頭出し信号として
用いられる。この例では、所望領域を測定頭出し信号の
間隔に移動する距離単位（７ｍｍ）での領域抽出が可能
である。

【００３３】色調管理装置２８は、分光反射率波形に等
色関数を乗算して色彩値を求める。色を数値で表わす表
色系としては、国際照明委員会（ＣＩＥ）が規定したＬ
^*ａ^*ｂ^*表色系（ＣＩＥＬａｂ系とも称する），Ｃ^*
ｈ表色系，ハンターＬａｂ表色系、，ＹＺ（Ｙｘｙ）表
色系などがあり、どの表色系を用いてもよいが、人間の
見た目と良い最もポピュラーであるので、ここではＣＩ
ＥＬａｂ系を採用する。すなわち、測定絵柄部分のＬ^*
値，ａ^*値，ｂ^*値が色彩値として求められる。ＣＩＥ
Ｌａｂ系では、明度をＬ，色相と彩度を示す色彩値をａ
^*，ｂ^*で表わす。ａ^*，ｂ^*は色の方向を示し、ａ^*
は赤方向，−ａ^*は緑方向，ｂ^*は黄方向，−ｂ^*は青
方向を示す。数値が大きくなるに従って色が鮮やかにな
り、中心になるに従ってくすんだ色になる。なお、彩度
は（（ａ^*２）＋（ｂ^*２））／２である。

【００３４】同様に、後続する各印刷物（測定サンプ
ル）においても、基準サンプルの測定範囲と対応する範
囲の分光反射率を測定する。この時の分光波形も色調管
理装置２８に供給され、色彩値が求められる。

【００３５】こうして求められた基準サンプルと測定サ
ンプルの色彩値の差（Ｌ^*ａ^*ｂ^*の差＝ΔＥ^*ａｂ）
を次のように求める。、ΔＥ^*ａｂ＝（（ΔＬ^*）²＋
（Δａ^*）²＋（Δｂ^*）²）^1/2ここで、ΔＬ^*はＬ
^*値の差，Δａ^*はａ^*値の差，Δｂ^*はｂ^*値の差で
ある。

【００３６】色差ΔＥ^*ａｂを色調のずれとして表示部
で表示するとともに、この差が所定の閾値以上であれ
ば、補正が必要と判断し、この差に応じたＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋの各色のインキ量調整信号を各色の印刷ユニットのイ
ンキキーへ開度制御信号として供給する。このため、色
調管理装置２８は色彩値の差ΔＥ^*ａｂとＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋのインキキー開度との対応関係を予め記憶したテーブ
ルを具備している。尚、測定対象印刷物として、基準サ
ンプルに後続する全ての印刷物を測定すれば、色調の変
動に直ぐに対処できるが、色調の変動は緩やかである
し、インキキー開度を変化させても版胴上でのインキ量
が変化するまでに時間がかかるので、測定は数十サンプ
ル毎でも構わない。また、インキキー開度の調整は自動
的に行わなくても、表示部に色差に応じたキー開度を表
示し、作業者がその数値に基づいて手動で調整してもよ
い。

【００３７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、印刷機に分光測色計２２を取り付けることにより、
走行中の印刷物の各インキキーに対応した所定の絵柄領
域の分光反射率を測定し、測定結果の色彩値を求め、基
準サンプルと測定サンプルとの色彩値の差に応じて色調
のずれを検出することができる。このため、印刷中に印
刷物の色調のずれを直ちに検出し、インキ量の調整を行
なうことができるので、大量の不良印刷物を発生するこ
と無く、印刷物の色調を揃えることができる。高速で走
行している印刷物の一点を測定する場合には特殊な測定
器が必要になるが、本実施形態のように所定の範囲の反
射率を求めるには、特殊な測定器は必要なく、簡単な構
成の分光反射率計で色調のずれを検出できる。また、イ
ンキ量の調整に使う色彩値はインキキーゾーン全体では
なく、特に重要な色調部分のみの値でもよい。

【００３８】尚、本発明は、上述の実施形態に限定され
ず種々変形して実施可能である。上述の説明では、絵柄
全面の反射率を比較しているが、色調的に重要な部分
（例えば、人物の場合の肌色部分）だけでも良い。この
部分は、インキキーゾーンと測定パルスの位置に基づい
て指定できる。また、上述の説明では、分光波形から色
彩値を求めて各色のインキ量を調整したが、得られた分
光反射率Ｒより、使用しているインキの特徴波長におけ
る濃度Ｄ（下記）に変換して濃度の差分で判断しても良
い。つまり、色調ずれの許容値をΔＥで設定しておき、
色差が許容値以上の場合は、濃度差分の大きな色のイン
キの濃度差分が小さくなるようにインキキーを制御し
て、色差を許容値ΔＥ以下に収める制御方法を適用する
ことも可能である。Ｄ＝−ｌｏｇ₁₀Ｒ

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熟
練および抜き取り検査を要さず、簡便に印刷物の各色毎
の色調のずれを印刷中に測定し、適切なインキ調整量を
求めることにより、迅速に色調を調整できる印刷色調管
理装置が提供される。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による印刷色調測定装置の実施形態の構
成を示すブロック図。

【図２】黒版の有無による分光反射率特性の違いを示す
説明図。

【図３】分光反射率の測定原理を示す説明図。

【図４】測定タイミング信号の一例を示す説明図。

【図５】分光測色ヘッドを待避させ、白色校正を行なう
状態を示す説明図。

【符号の説明】

４…インフィード部６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ…印刷ユニット１０…ブランケット胴１６…インキローラ１７…水舟１８…インキ壷２２…分光測色ヘッド２４…ロータリエンコーダ２６…測定データ処理部２８…色調管理装置３０…白色校正板３２…トラバース装置３４…分光測色ヘッド３６…印刷物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2C250 DB04 EA23 EB32 EB40 EB43 2G020 AA08 DA02 DA03 DA04 DA05 DA12 DA34 DA43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光照射手段と受光手段とを備え、走行中の
印刷物表面を、走行方向に対して連続的に多分割測定で
きる分光測色ヘッドと、分光測色ヘッドを、印刷物表面に水平／および垂直な方
向に移動させることができるトラバース装置と、分光測色ヘッド内の受光手段による反射光の検出量から
反射率を算出する演算装置と、データ処理装置からなり、データ処理装置は、演算装置で算出された反射率データ
から色調変動判定のための測定量を検出し、色調が変動
していると判定した場合は、色調変動を最小限に抑える
べく、印刷機のインキ着け量調節機構への制御量を算出
し、算出した制御量に基づいて、印刷機のインキ着け量調節
機構への制御を行なうことを特徴とする印刷色調管理装
置。
【請求項２】測定対象となる印刷物の走行経路に少なく
とも１つの回転角センサー（エンコーダー）が設けられ
ており、その出力信号を測定トリガと認識し測定を制御
する手段を具備することを特徴とする請求項１記載の印
刷色調管理装置。
【請求項３】分光測色ヘッドの測定アパーチャー幅を、
印刷機のインキ着け量調節機構の１単位幅に関連付ける
ことにより、測定値を直接制御量に関連付けることを特
徴とする請求項１または２に記載の印刷色調管理装置。
【請求項４】分光測色ヘッドは、印刷物を走行させる搬
送ローラーに平行に設置されたトラバース装置上に、少
なくとも１つ以上設置されており、トラバース装置を測
定アパーチャーの大きさ単位間隔で駆動および停止を繰
り返し移動測定させることにより、走行中の印刷物表面
の全面測定が可能なことを特徴とする請求項１〜３の何
れかに記載の印刷色調管理装置。
【請求項５】分光測色ヘッドが設置されているトラバー
ス装置の移動ステージ上に、上下動機構を有する支持体
に固定された白色校正板が設置されており、支持体の上下動により、分光測色ヘッドの測定アパーチ
ャーに、白色校正板が面するようになっており、任意な
時・場所で白色校正が可能な構成であることを特徴とす
る請求項１〜４の何れかに記載の印刷色調管理装置。
【請求項６】トラバース装置に、外部信号の入力によっ
て、分光測色ヘッドが紙面から後方（印刷物表面に垂直
な方向）に待避する機構を具備することを特徴とする請
求項１〜５の何れかに記載の印刷色調管理装置。