JP2004122785A - 版の表面上の投影点間の距離を求める方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　特に印刷機の印刷ユニットに取り付けられている版の表面での、距離センサの位置に対して相対的な、または他の画像付け位置に対して相対的な、画像付け位置の位置を、簡単なやり方で求める。
【解決手段】　第１の画像付けビーム２２によって版１２の上に生成される第１のパターンの少なくとも一部の反射された強度が、測定装置２６の位置の関数で測定される。それにより、測定装置２６の位置と、第１のパターンの前記一部が書き込まれたときに画像付けビーム２２が存在していた画像付けビーム２２の相関づけられた位置との差として、距離５０を求めることができる。
【選択図】　図２

Description

　本発明は、第１の画像付けビームの投影点と、測定装置の測定点はいずれも版の表面に対して相対的に動くことができ、版の表面に対する画像付けビームの位置と測定点の、固定点に対する相対的位置を求めることができる、版の表面上の、測定装置の測定点から、版の表面上の、画像付け装置の第１の画像付けビームの投影点までの距離を求める方法に関する。さらに、本発明は、版の表面上の、第２の画像付け装置の第２の画像付けビームの第２の投影点から、版の表面上の、第１の画像付け装置の第１の画像付けビームの第１の投影点までの距離を求める方法に関する。

　版露光器においてであれ、ダイレクト製版印刷ユニット（Ｄｉｒｅｋｔｂｅｂｉｌｄｅｒｕｎｇｓｄｒｕｃｋｗｅｒｋ）においてであれ、画像付けビーム、特にレーザ光線を使って版に画像付けするには、画像付けビームの投影点の位置に所望の大きさの印刷点を生成するために、画像付けビームの然るべき画像付けパラメータが設定されるように、画像付け装置の画像付けビーム光源と、版の表面との距離が十分な精度でわかっていなければならない。１つの重要な方策は、測定装置を用いて、画像付け装置と版の表面との距離を直接求めることである。このようにして得られた測定値は、一方では、たとえば結像光学系のためのオートフォーカスシステムで、画像付け装置から表面までの光学経路を変えるために処理することができ、また他方では、画像付け装置の制御ユニットで、たとえば画像付け光の所要の強度といった光源の特定のパラメータを選択するために処理することができる。このときの測定装置の測定点は、一般に、測定をする時点で必ずしも画像付けビームの投影点の位置にあるわけではなく、むしろ、画像付け装置が版の表面に対して相対的に（通常は一様に）運動した後の時点で初めて、投影点が測定点の位置に達する。投影点が、測定の時点における測定点の位置に達した時点で、画像付けビームの作動が実際に正確に行われるようにするために、相対速度が既知である（一様である）とき、測定の時点における測定点から投影点までの距離を正確に知ることが必要である。版が回転体の外面に均等に載っていない（たとえばいわゆるプレートバブル）、特に版胴である回転体の上の版の表面の区域では、画像付けの結果が、正確な作動時点からの誤差によって特別に敏感に影響をうける。

　版の表面に完全な画像付けをする時間を短くするために、複数の画像付けビームが、時間的および空間的に並行して印刷点を書き込むために用いられることが多い。これらの画像付けビームは個別に、またはグループごとに、１つまたは複数の画像付け装置に配置されていてよい。あたかもただ１つの画像付けビームで生成されたかのように、印刷点が互いに同一の位置を有している印刷画像を複数の画像付けビームによって生成するためには、それぞれの画像付けビームの投影点の距離がある時点で正確にわかっていなければならず、そうすれば、速度が既知である（一様である）とき、場合によっては画像付けビームを遅らせて作動させたり優先して作動させることによって、印刷点の位置を変えることができる。それにより、作動が一定不変である場合に発生する、印刷画像中のずれ、欠落、重なり合い等を補償することができる。

　上述した問題に対処する、あるいは全面的に回避する、１つの明白な方法は、特に画像付け装置に組み込まれる画像付け装置と距離測定装置の組立または製造のとき、測定装置の測定時における画像付けビームの投影点の距離、または複数の画像付けビームの複数の投影点の複数の距離を、較正測定ですでに求めておくことである。同様に、複数の画像付け装置を、多くの場合共通のリニアアクチュエータ技術によって１つの画像付けユニットに組み立てるときに、較正を行うことができる。精密測定と、これに続く電子的（作動時点）または機械的（位置変更）な修正は、オプティカルベンチ（ｏｐｔｉｓｃｈｅｎ　Ｂａｎｋ）とビーム測定機器を使って行うことができる。その欠点は、このような手法は比較的高いコストがかかり、一般に、特に顧客のもとで、印刷ユニットに内蔵されている画像付け装置を調節するのには用いることができないことであり、すなわち、オプティカルベンチとは条件が異なる状況では用いることができない。しかも、納品前に１回だけ行われる調整は、運転時間が経過していくうちに初めて発生する老化、温度等の考えられる影響要因を考慮することができない。

　顧客のもとでの考えられる適用を可能にする一連の解決策が、すでに公知となっている。たとえば、ドイツ特許出願番号１０２０３６９４．２には、第１および第２の画像付け装置の互いの相対位置を求める方法が記載されており、この方法では、両画像付け装置によって画像付けされる一連の組合せパターンの絵柄面積率（Ｆｌａｅｃｈｅｎｄｅｃｋｕｎｇ）が、一方の画像付け装置によって画像付けされる参照パターンの絵柄面積率と比較される。この比較は、印刷された被印刷体で行うのが好ましい。参照パターンと同じ絵柄面積率をもつ同定された組合せパターンが、目標距離からの誤差に一義的に割り当てられる。

　たとえば特許文献１より、レーザビームの偏向の制御部の較正を次のようにして行えることが公知である。すなわち、レーザビームによって、テスト画像を生成するための感光性媒体を照射し、次いで、このテスト画像から、ＣＮＣ制御カメラで撮影されたデジタル化された画像断片を作成する。レーザビームの偏向を制御するための修正データの計算は、所定の目標位置と、画像断片の撮影によって測定されたレーザビームの実際位置との比較を土台として行われる。このような方法を採用する場合、他の理由に加えて、コストがかかる、カメラの精密なＣＮＣ制御を利用する必要があることが欠点となる。

　特許文献２には、所定のマーキングがある表面が、走査されるビームによってマーキングが検出されたときに検出装置が信号を生成できるように走査される、ビーム走査装置を較正する装置と方法が記載されている。検出器信号と相応の目標位置との比較によって、ビーム偏向の修正信号を生成することができる。

　インクジェットプリンタのカートリッジを自動的に位置揃えする装置および方法も、これと関連している。たとえば、特許文献３には、４クワドラントダイオード（Ｖｉｅｒｑｕａｄｒａｎｔｅｎｄｉｏｄｅ）を備える光学センサを、インクジェットプリンタのキャリッジに取り付けることができることが記載されている。この光学センサによって、テスト手順のときにインクジェットで印刷される水平方向と垂直方向のテストラインの位置を求めることができ、それにより、目標位置に対する修正を、特にカートリッジの位置修正として機械で行うことができる。
ドイツ特許出願公開明細書４４３７２８４Ａ１ ドイツ特許出願公開明細書１９７３２６６８Ａ１ 欧州特許出願公開明細書０５４０２４４Ａ２

　前述したそれぞれの手法は、その技術的教示をそのまま用いることによっては、印刷ユニットで版の画像付けをする装置に用いることはできない。

　本発明の目的は、特に印刷機の印刷ユニットに取り付けられている版の表面での、距離センサの位置に対して相対的な、または他の画像付け位置に対して相対的な、画像付け位置の位置を、簡単なやり方で求めることができ、それにより、画像付け装置の制御ユニットによって自動的な位置補正を行うことができる方法を提供することである。

　この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を備える、版の表面上の測定点から投影点までの距離を求める方法によって達成される。本発明の有利な発展例は、従属請求項および他の独立請求項に記載されている。

　本発明の根底にある思想は、特に、特に投影点の位置補正を行えるようにするために、画像付け装置と版の表面との間の距離測定に必要な測定装置を、版の表面の投影点の距離を求めるためにも利用するという点にある。版の表面の画像付けされている領域の反射能は、表面の画像付けされていない領域の反射能と異なっているという事実が利用される。

　本発明によれば、第１の画像付けビームの投影点と、測定装置の測定点はいずれも、特に印刷機の印刷ユニットに取り付けられた版の表面に対して相対的に動くことができ、版の表面に対する画像付けビームの位置と測定点の位置を、たとえば制御されるアクチュエータのゼロ点または座標系の原点である固定点に対して相対的に求めることができる、版の表面における、測定装置の測定点から、版の表面における、画像付け装置の第１の画像付けビームまでの投影点の距離を求める方法は次の各ステップを含んでいる。すなわち、第１のパターンが、画像付けビームの位置の関数で、または画像付けビームの位置に応じて、第１の画像付けビームによって、版の表面を通って広がる少なくとも１つの方向に版に画像付けされる。第１のパターンの少なくとも一部を照明する光の反射された強度が、測定装置の位置の関数で、または測定装置の位置に応じて測定される。測定装置の少なくとも１つの位置が、第１のパターンの前記一部が書き込まれたときに画像付けビームが存在していた画像付けビームの位置と相関づけられる。測定装置の複数の位置を、画像付けビームの複数の位置と相関づけることもでき、それにより、複数の相関関係の統計的な評価を行うこともできる。最後に、求めるべき距離を表している、測定装置の少なくとも１つの位置と、画像付けビームの相関づけられた位置との差を求める。本発明の関連において、測定点は測定ビームの投影点であり、そのように呼ぶこともできることはすぐにわかる。

　換言すれば、距離を求めることは、固定点に対する、版の表面を通って広がる方向での少なくとも１つの座標の差の測定に基づいて行われる。パターンの特定の部分、特に特定の画点が、第１の画像付けビームによって、画像付け装置が第１の位置座標にある位置に付けられる。パターンのこの特定の部分が、画像付け装置が第２の位置座標にあるときに、測定ビームによって検出される。これらの位置座標の差が、求める距離を表している。

　本発明の関連で着目する距離には正負記号が付いており、すなわち正でも負でもあり得ることは、当業者ならばすぐにわかる。換言すると、各々の方向にそれぞれ向きも付け加わるので、距離は、その方向と同一方向（正）に向いている場合と、反対方向（負）に向いている場合とがある。ある種の状況では、距離の値だけを問題にすればよいが、画像付けビームの位置と測定装置の位置との間の区間が特定の方向に走査され、その結果、向きすなわち正負記号が定義されることが多い。

　本発明の関連で使われるパターンに関して付言しておくと、パターンには、まず位相情報（ｔｏｐｏｌｏｇｉｓｃｈｅ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）が含まれている。パターンは位相を有している。換言すると、パターンの幾何学的な実施形態、すなわちたとえばパターンの長さ（並進および／または回転）、パターンのスケーリング、相似変換によるパターンの歪み、たとえばずれや準同形などには関わりなく、パターンの各々の点は、パターンの隣接する点と関連しており、各々の点には、周囲の隣接する点が割り当てられる。パターンは、空間的に（版の表面で）異なる強度分布によって表される。パターンの表現は、画像付けビームの位置によって決まる。幾何学情報は、画像付けビームの位置に応じて、または画像付けビームの位置の関数で、パターンの点の位置に含まれている。パターンは、特に、線形パターン、符号化された線形パターン、格子パターン、符号化された格子パターン等であってよい。

　１つまたは複数の画像付け装置によって、版の二次元の表面に画像付けするために、適切なアクチュエータ装置により、表面と１つまたは複数の画像付け装置との相対運動が生成されることによって、面を通って延びる２つの一次の独立した座標方向に表面が走査される。通常、走査は、いわゆる高速の走査方向（たとえば回転体に張り渡された版の外周面向）と、いわゆる低速の走査方向（たとえば回転体の軸と実質的に平行な方向）とに、１つまたは複数の画像付け装置が、厳密には複数の画像付けビームが、表面の画像付けされるべきすべての点を通過する（ｕｅｂｅｒｓｔｒｅｉｃｈｅｎ）ように行われる。この場合、画像付けビームは、赤外スペクトル領域、可視スペクトル領域、紫外スペクトル領域のいずれであるかを問わない光線、特にレーザ光線、熱パルス、噴出ガス、化学物質の液滴などであってよい。画像付けモジュールとも呼ばれる画像付け装置は、１つまたは複数の画像付けビームを有していることができる。ここでいう版とは、印刷版、いわゆる版前駆体（Ｄｒｕｃｋｆｏｒｍｖｏｒｌａｅｕｆｅｒ）、フィルムなども意味している。グラフィック産業で画像付け媒体を画像付けするには、版露光器での印刷前段階（Ｄｒｕｃｋｖｏｒｓｔｕｆｅ）においてであれ、印刷機での印刷段階においてであれ（オンプレス製版またはダイレクト製版印刷ユニット）、画像付け装置の直線状のレーザ光源、特に赤外線レーザ光源が特に広く普及している。レーザ光源はしばしばダイオードレーザまたは固体レーザであり、特にダイオードレーザポンピングされる、たとえばＴｉ：サファイアやＮｄ：ＹＬＦからなる増幅媒体を備えるレーザである。複数のレーザ光源は、画像付け装置の内部の、１つまたは複数の組み合わされたダイオードレーザバーに設けられていてよい。それぞれの画像付けビームは個別に制御可能であるのが好ましい。

　画像付け装置は、１つの画像付けビーム、または１グループの画像付けビームを含んでいることができる。複数の画像付け装置は１つのブロックに統合されていてよい。版の表面に画像付けまたは文字付けするために、画像付けビームがオン・オフされる（時間的な作動）。本発明の関連で、時間的な作動（Ａｕｓｌｏｅｓｕｎｇ）または作動時点という言葉を用いるときは、これに匹敵する時点、たとえばスイッチオンの時点を意味している。選択された画像付け方法に応じて、少なくとも１つの画像付けビームがオンになっている間に、投影点と表面との間の相対運動が行われたり、行われなかったりする。画像付けまたは文字付けされた版を使って、画像を被印刷体に転移することができる。通常の被印刷体は、シートであるかウェブであるかを問わず、紙、板紙、有機ポリマーフィルム等である。

　測定点から投影点までの距離を求める本発明の方法の有利な実施態様では、追加のステップとして、光の反射が測定される前に、画像付けされた版に印刷インキが着色される。印刷インキにより、表面に画像付けされている領域と、画像付けされていない領域とのコントラストを向上させることができるという利点がある。

　本発明による方法の論理上必然な構成では、第１のパターンでの画像付けを、版の表面を通って広がる一次独立の、特に直交する２つの方向に行うことができる。つまり第１のパターンは、２つの一次独立の方向に延びるように作成されていてよい。したがって、パターンは面状に作成されていてよい。距離を求めることは、両方の一次独立の方向で行うことができる。換言すると、両方の一次独立の、特に直交する方向へ投影された距離を求めることができる。

　本発明による方法の有利な実施態様では、測定装置は三角測量センサである。三角測量センサはレーザ光源、特にレーザダイオードと、結像光学系と、面状またはライン状の画像センサ（面状またはライン状に配置された複数の画像センサでもよい）とを含んでいる。面状またはライン状の画像センサの有利な実施形態は、ＣＣＤ検出器（特に、たとえば２Ｄ−ＣＣＤアレイやＣＣＤライン）、ＰＳＤ検出器、ＣＭＯＳ検出器等である。有利な三角測量センサは、反射されたビームの位置変位を検出するだけでなく、全体として面状またはライン状の画像センサに入射する光出力の大きさも検出する電子装置を具体化する。このような情報は、信号強度が得られる状態に保たれるように、レーザ光源の出力を調節するのに用いることができる。たとえば、それによってレーザ光源の劣化を発見し、出力を高めることを通じて、特に電気的なポンプ出力（Ｐｕｍｐｌｅｉｓｔｕｎｇ）を高めることによって、こうした劣化を補償することができる。それにより、検出されるべき表面での反射の変化も同じく補償される。

　版の表面が回転体の外套の少なくとも一部を形成し、特に、版が版胴に載っており、あるいは版胴の表面を形成している、測定点から投影点までの距離を求める本発明の方法を適用するときは、円周方向に位置決めをするには角度エンコーダを用い、特に版胴である回転体の軸と実質的に平行な並進方向に位置決めをするには距離測定システムを用いるのが好ましい。並進のためのアクチュエータが、１つまたは複数の（それぞれ回転子の部分を備える）ステップモータによって具体化されているときは、距離測定システムは、ステップモータに対する制御信号に基づいて働くように構成されていてよい。換言すると、１つまたは複数のステップモータの制御信号の対応関係を基にして、１つまたは複数の回転子部分の位置が推定される。場合により存在しているシステム上のエラーを考慮または除去できるようにするために、場合によっては、１つの方向について、距離の第１の向きでの測定と第２の向きでの測定を（往復の経路で）両方とも実行するのがステップモータにとって有意義である。これに代えて、アクチュエータの実施形態に関わりなく、センサによる光学的な位置検出が意図されていてもよい。

　本発明の方法では、測定の感度を向上させる一連の方策を講じることができる。１つの実施態様では、反射された強度を測定ラスタで測定することができ、この場合、測定ラスタの軸方向は、画像付けパターンの少なくとも１つの方向に対して一次独立である。換言すると、画像付けパターンと測定ラスタは互いに角度をなして、または互いに回転した状態で、または互いに傾いた状態で位置している。これに加えて、またはこれに代えて、反射された強度の測定は、画像付けパターンよりも目の細かい測定ラスタで行うことができる。この方策は、特に、所望の精度に比べて広がりが広い測定点について有意義である。多数の測定値を記録し、引き続いて、広い測定点を特徴とする窓関数（Ｆｅｎｓｔｅｒｆｕｎｋｔｉｏｎ）で展開をすれば、画像付けパターンの細かい推移を求めることができる。これに加えて、またはこれに代えて、画像付けパターンは少なくとも１つの方向に周期性を有していてよい。周期性により、画像付けパターンが比較可能な多数の点を含むことになるので、これらの比較可能な点について測定結果の平均をとったり、統計的評価を行うことができる。

　本発明による方法の有利な発展態様は、版の表面における、第２の画像付け装置の第２の画像付けビームの第２の投影点から、版の表面における、第１の画像付け装置の第１の画像付けビームの第１の投影点までの距離を測定装置の測定点を用いて求める方法であって、次の各ステップを備えている方法に通じる。すなわち、第１のパターンが、第１の画像付けビームの位置の関数で、または第１の画像付けビームの位置に応じて、第１の画像付けビームによって、版の表面を通って広がる少なくとも１つの方向に版上に画像付けされる。第２のパターンが、第２の画像付けビームの位置の関数で、または第２の画像付けビームの位置に応じて、第２の画像付けビームにより、版の表面を通って広がる少なくとも１つの方向に版上に画像付けされる。第１のパターンの少なくとも一部を照明する光の反射された強度が、測定装置の位置の関数で、または測定装置の位置に応じて、測定される。第２のパターンの少なくとも一部を照明する光の反射された強度が、測定装置の位置の関数で測定される。最後に、第２のパターンにおける測定点に関する測定装置の少なくとも１つの位置と、第１のパターンにおける測定点に関する測定装置の相関づけられた位置との差を求める。このとき、第１および第２の画像付けビームの同じ作動時点で書き込まれた、第１および第２のパターンの各投影点の位置が相関関係にある。本発明によるこの方法では、絶対的な測定地点、すなわち測定点の絶対的な座標を知る必要がないという利点がある。換言すれば、これは直接的な距離測定である。

　これに代えて、本発明による方法の有利な発展態様は、版の表面における、第２の画像付け装置の第２の画像付けビームの第２の投影点から、版の表面における、第１の画像付け装置の第１の画像付けビームの第１の投影点までの距離を求める方法であって、次の各ステップを備えている方法に通じる。すなわち、版の表面における測定装置の測定点から、版の表面における第１の画像付け装置の第１の画像付けビームの第１の投影点までの距離が、本明細書で説明した本発明の方法によって求める。版の表面における、測定装置の測定点から、版の表面における、第２の画像付け装置の第２の画像付けビームの第２の投影点までの距離も、本明細書で説明した本発明の方法によって求められる。最後に、測定装置の少なくとも１つの位置と第１の画像付けビームの位置の差と、測定装置の少なくとも１つの位置と第２の画像付けビームの位置の差との合計を求め、この合計が、求めるべき距離を表している。

　換言すると、固定点に対する、スパン方向の少なくとも１つの座標の２つの差測定に基づいて、距離が求められる。測定点から投影点までの距離の正負記号のついた差が、求める距離を表している。

　第１の画像付け装置と第２の画像付け装置が同一である場合に、第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める本発明の方法を適用することができるという状況も、本発明と関連するものである。換言すると、上述した各ステップは、１つの画像付け装置の第１および第２の画像付けビームにも適用可能である。

　第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める本発明の方法の有利な実施態様では、第１の画像付けビームで画像付けされる第１のパターンと、第２の画像付けビームで画像付けされる第２のパターンとが、少なくとも部分的に交差し、もしくは互いに重なっている。第１および第２のパターンをこのように互いに配置することは、特に、たとえば直線状の単純な経路に沿った測定トラックによって、両方のパターンの測定点を記録することができるという利点がある。距離の簡単な相対測定が可能である。

　論理上必然な発展態様では、本発明は、第１の作動時点から第２の作動時点まで、版の表面に第１の投影点を生成可能である第１の画像付け装置の第１の画像付けビームの時間的な作動を修正する方法であって、次の各ステップを備えている方法を可能にする。すなわち、測定点まで、または第２の投影点までの第１の投影点の距離が、本明細書で説明した本発明の方法によって求められ、このとき、画像付けビームは第１の作動時点で活性化される。求められた距離と目標距離との差が求められる。最後に、第２の作動時点が、第１の作動時点と、前記距離の向きにおける第１の画像付けビームと版の表面の相対速度を考慮したうえで前記差を第１の投影点で覆うのに必要な時間との合計として求められる。

　これと対称をなす論理上必然な発展態様として、本発明は、第１の作動時点から第２の作動時点まで、版の表面に測定点を生成可能である測定装置の測定ビームの時間的な作動を修正する方法であって、次の各ステップを備えている方法を可能にする。すなわち、第１の投影点までの測定点の距離が、本明細書で説明した本発明の方法によって判定され、このとき、測定点は第１の作動時点で活性化される。求められた距離と目標距離との差が求められる。最後に、第２の作動時点が、第１の作動時点と、距離の向きにおける測定ビームと版の表面の相対速度を考慮したうえで前記差を第１の投影点で覆うのに必要な時間との合計として求められる。

　ここであらためて強調しておくと、本発明の方法により、印刷機の印刷ユニットに取り付けられている版の表面での、距離センサの位置に対して相対的な、または他の画像付け位置に対して相対的な、画像付け位置の位置を求めることを、印刷機の納品後でも顧客のもとで行うことを簡単なやり方で可能にする技術的な教示が与えられる。求められた値は、制御ユニットに記憶しておくことができる。画像付け装置の制御ユニットによって自動的な位置補正を行えるので、画像付け装置に対する影響要因を運転中に補正することができる。

　本発明による方法および／またはその発展態様は、１つまたは複数の画像付け装置の制御ユニットで、固定メモリまたは揮発性メモリにコンピュータプログラムの形態で実現されていてよい。本発明の方法および／またはその発展態様を実行できるプログラムステップを含むコンピュータプログラムは、携帯可能な記憶媒体、特にフロッピーに保存されていてもよい。少なくとも１つの第１の画像付け装置と、測定装置と、少なくとも１つの制御ユニットとを備える本発明の印刷ユニット、特に直接式または間接式の平版印刷ユニット、フレキソ印刷ユニット、またはオフセット印刷ユニットは、制御ユニットが、本明細書で説明した方法で距離を求めるため、または本明細書で説明した方法で時間的な作動を修正するためのコンピュータプログラムが格納された記憶装置を備える電子装置を含んでいることを特徴としている。本発明による印刷機は、本発明の印刷ユニットを少なくとも１つ有している。この印刷機は枚葉紙を処理する機械、またはウェブを処理する機械であってよい。

　次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

　図１は、印刷機１７の印刷ユニット１６において版胴１４の上に取り付けられた版１２の表面１０に画像付けするための、第１の画像付け装置２０と第２の画像付け装置３２の配置を、一例として示している。画像付け装置２０，３２は、本発明の方法および／またはその発展例の１つをコンピュータプログラムとして、またはコンピュータプログラムのセクションとして、内部に格納できるように構成された制御ユニット４８と接続されている。

　版胴１４は、その回転軸１８を中心として回転方向Ｒへ回転可能なように、印刷ユニット１６に支持されている。第１の画像付け２０と第２の画像付け装置３２、特に個別に制御可能なダイオードレーザバーは、リニアアクチュエータ４２によって、版胴１４の回転軸１８と実質的に平行に並進方向Ｔへと動くことができる。版の表面１０は、互いに一次独立である、特に直交する第１の方向３８（軸方向）と第２の方向４０（円周方向）を有している。回転Ｒと並進Ｔの連動により、画像付け装置２０，３２の画像付けビーム２２，３６は、版１２の表面１０を完全に走査し、密接した印刷点で覆うことができる。第１の画像付け装置２０は、版１２の表面１０に第１の投影点２４で当る第１の画像付けビーム２２を放出する。第１の画像付け装置２０には、有利な実施形態では三角測量センサである測定装置２６が組込まれてる。測定装置２６は、版１２の表面１０に測定点２８で当る測定ビーム２７を放出する。第２の画像付け装置３２は、版１２の表面１０に第２の投影点３６で当る第２の画像付けビーム３４を放出する。説明を簡略にするために、ここでは、関与する画像付けビーム２２，３４および測定光線２７の時間的な作動（オンとオフ）については立ち入らず、幾何学形態についての説明を行う。

　回転Ｒと並進Ｔの連動により、投影点の経路３０は、版胴１４の周囲をつる巻線状または螺旋状に延びる。第１の投影点２４と測定点２８の間に正確な目標距離があるときには、測定ビーム２７は、第１の画像付けビーム２２の投影点２４が後の時点で初めて到達する版１２の表面の地点で、測定時点で測定点２７に当る。画像付け装置２０と３２の間に正確な目標距離があるとき、第２の投影点３６は、第１の投影点２４の経路３０上に位置している。

　版胴１４の角度位置、およびこれに伴う、第２の方向４０（外周方向）における版１２の表面１０の座標位置は、角度エンコーダ４６によって求めることができる。版１２の表面１０における画像付けビームまたは画像付け装置の軸区域位置、並進方向Ｔにおける位置、およびこれに伴う、方向３８（軸方向）における座標位置は、リニアアクチュエータ４２の距離測定システム４４によって求めることができる。角度位置も軸区域位置（Ａｃｈｓａｂｓｃｈｎｉｔｔｓｐｏｓｉｔｉｏｎ）も制御ユニット４８に転送することができる。本発明による方法を実施するときは、測定された座標位置が制御ユニット４８に転送され、その結果、測定値の座標位置と、画像付けパターンの座標位置との相関づけを行うことができる。

　図２は、版胴１４の軸１８と実質的に平行な方向３８における、測定点２８から、または第２の投影点３６から、第１の投影点２４までの距離を求める本発明の方法の実施形態を説明するための概略図である。第１の画像付け装置２０は、版の表面１０に第１の投影点２４で当る第１の画像付けビーム２２を放出する。第１の画像付け装置２０に組込まれれている測定装置２６は、表面に測定点２８で当る測定光線２７を放出する。第１の方向３８では、第１の投影点２４と測定点２８は距離５０を有している。第２の画像付け装置３２は、表面１０に第２の投影点３６で当る第２の画像付けビーム３４を放出する。第１の方向３８では、測定点２８と第２の投影点３６は距離５２を有している。したがって、第１と第２の投影点２４，３６の間の距離５４は、距離５０と距離５２の（正負記号の付いた）合計に等しい。

　全体として反射される光強度に関する情報を利用して、すでに画像付けされている版の上の地点の位置を測定することができる。一方では、第１の投影点２４までの測定点２８の距離５０、もしくは、第２の投影点３６までの測定点２８の距離５２を求めることができ、また他方では、第２の投影点３６までの第１の投影点２４の距離５４を求めることができる。本発明の方法の実施形態を、測定点２８の第１の投影点２４までの第１の方向３８の距離５０を求めることについて、簡略に説明する。適切なパターン、すなわち画像付けされている区域と画像付けされていない区域とを有するパターンが、第１の画像付けビーム２２により、方向３８に沿って表面１０に画像付けされる。方向３８の座標位置の関数のパターンは、制御ユニット４８（図１参照）で処理することができる。すでに述べたように、コントラストを高めるために表面に印刷インキを任意に着色することができる。その後に測定プロセスが続く。距離値（測定装置２６の主な利用目的）ではなく、測定された全明度値、すなわち測定された、反射された強度が、座標位置とともに記憶される。そして制御ユニット４８では、適当なアルゴリズムによって比較を行うことができ、厳密に言えば、画像付け座標位置と測定座標位置との相関づけが行われ、その結果、１つまたは複数の差から距離５０を求めることができる。

　図３は、画像付けされたパターン６２と測定ラスタ５６が互いに若干傾いた状態で位置している、本発明の方法の実施形態を示す概略図である。少なくとも、測定ラスタ５６の解像度および測定点２８における測定ビームの直径よりも良いオーダーである、測定点２８の座標位置を求めるために、通常の画像付け速度で、および画像付けにとって普通の測定ラスタ５６で、第１の測定ラスタ方向５８と第２の測定ラスタ方向６０とを通って広がる測定ラスタ５６に、若干傾いた状態で位置している面が画像付けされる。このようにして測定が、測定ラスタ５６に画像付けされたパターン６２の変位に関して非常に高い感度になる。第１および第２の両方の測定ラスタ方向５８，６０の方向へのわずかな変位は、１ビットの解像度では画像付けされていないと分類される、絵柄面積率がほぼ５０％未満のラスタ面について、１ビットの解像度では画像付けされていると分類される５０％以上の絵柄面積率を生じさせる。傾きの角度は、角度が小さいほど大きくなる、測定パターン５６に対するレバーを規定する。有利に用いられる測定装置は、８ビットの解像度を備えている。測定ラスタ５６におけるグレー値を評価することで、１桁すなわち１０倍だけ高い解像度という目標を、他に生じる測定誤差を考慮した場合にも実現可能である。

　図４は、画像付けパターン８４よりも細かい測定ラスタ５６で、反射された強度の測定が行われる本発明の方法の実施形態を説明するためのグラフである。座標位置の決定の解像度を高める別の可能性は、測定点２８と表面１０の相対速度を非常に遅く選択することであるが、この場合にも測定周波数は維持されるので、非常に細かい測定ラスタ５６が生成されることになる。反射能を測定すれば、最良の距離値を求めるための画像付け時間が制御されるわずか１時間単位だけの時間的なエラー帯域幅（Ｆｅｈｌｅｒｂａｎｄｂｒｅｉｔｅ）を得ることができる。この時間エラー帯域幅は、通常の画像付け条件の下では、位置測定における２．５マイクロメートルのずれである。図４のグラフには、軸６４に沿った反射能（反射率、明度、反射された強度）が、軸６６に沿った波長の関数としてプロットされている。版の表面の反射能または反射された強度（拡散反射）を表す目安は、電子的な閾値追従制御を行うことができる測定装置の実施形態では、たとえば、表面を照明する光源の露光時間であり、あるいは、面状またはライン状の検出器、特にＣＣＤ検出器の感度である。図示されているのは、いわば黒と白の移行部の状況であり、すなわち、画像付けされた領域６８と画像付けされていない領域７０の間の境界部７２の状況である。直径７４の測定点が境界部の上を通過すると、明度値、すなわち測定される反射強度が、測定点の位置に応じて、本例では画像付け時間の単位で変化する。測定点の広がり（Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ）のために、画像付けされる版の露光時間７６の画像付け時間は、たとえば境界部７２に沿って、画像付けされない版の露光時間７０まで急勾配に上昇するのではなく、傾斜の緩やかな推移、すなわち移行部における露光時間変化８０を有している。送り速度に応じて複数回の測定を行うことができ、それにより、発生する誤差を均して取り除くことができる。測定点の広がりの影響を計算から取り除くために、展開を行うことができる。それにより、測定点の広がりよりも明らかに小さい単位を有する精度で、位置決定を行えるようになる。位置判定は、ここではエラー十字８２で図示している信号雑音によって制約される。

　図５には、測定トラック８８の内部に周期性９０を備えている有利な第１および第２のパターン８４，８６の概略図が示されている。第１の画像付けビーム２２で画像付けされる第１のパターン８４と、第２の画像付けビーム３４で画像付けされる第２のパターン８６は、測定トラック８８が第１のパターン８４の領域と第２のパターン８６の領域を交互に覆うように互いに組み合わされた櫛形の構造をそれぞれ有している。パターン８４，８６の櫛形の突起部は、周期性９０を有している。換言すると、パターン８４，８６は規則的であり、測定トラック８８に沿って反復されている。通常の版１２には、このような種類の周期性を数百個含むパターン８４，８６を生成することができる。各周期で位相が同じ点を、平均値を求めるために利用することができる。

　図５に示す有利な第１および第２のパターン８４，８６は、有利な直線パターンの考えられる１つの実施形態にすぎない。本発明による思想の論理上必然な発展例では、測定点の広がりの展開に特別に良く適したパターンを画像付けすることができる。換言すると、簡単な展開をするのにフーリエ変換が目的に適っているパターンを使うことができる。

　要約すると、上述した特性を備える１つまたは複数のパターンによって、画像付けビームの投影点の位置を、高速の走査方向でも低速の走査方向でも、高い精度で求めることができると言うことができる。高速の走査方向では角度エンコーダを通じて既知となり、低速の走査方向では距離測定システムを通じて既知となる、測定された座標位置を所望の座標位置と比較することができ、この差を変位値（オフセット）として制御ユニットに保存して、画像付けのときに考慮することができる。本発明の方法および／またはその発展例は、画像付け装置の制御ユニットによって完全自動化して進めることができる。自動手順進行は、たとえば印刷ユニットに版を入れた後に開始することができる較正シーケンスの形態で進めることができる。

印刷機の印刷ユニットの胴に取り付けられている版の画像付けをする２つの画像付け装置の構成を示す概略図である。 版胴の軸と実質的に平行な方向の、測定点から、または第２の投影点から、第１の投影点までの距離を求める本発明の方法の実施形態を説明するための略図である。 画像付けされたパターンと測定ラスタが互いに若干傾いた状態で位置している、本発明の方法の実施形態を説明するための概略図である。 画像付けパターンよりも細かい走査ラスタで、反射された強度の測定が行われる本発明の方法の実施形態を説明するためのグラフである。 測定トラックの内部に周期性を備えている有利な第１および第２のパターンを示す概略図である。

符号の説明

１０　表面
１２　版
１４　版胴
１６　印刷ユニット
１７　印刷機
１８　回転軸
２０　第１の画像付け装置
２２　第１の画像付けビーム
２４　第１の投影点
２６　測定装置
２７　測定光線
２８　測定点
３０　経路
３２　第２の画像付け装置
３４　第２の画像付けビーム
３６　第２の画像付けビーム
３８　第１の方向
４０　第２の方向
４２　リニアアクチュエータ
４４　距離測定システム
４６　角度エンコーダ
４８　制御ユニット
５０　距離
５２　距離
５４　距離
５６　測定ラスタ
５８　第１の測定ラスタ方向
６０　第２の測定ラスタ方向
６２　パターン
６４　軸
６６　軸
６８　画像付けされた領域
７０　画像付けされていない領域
７２　境界線
７４　直径
７６　露光時間
８０　露光時間変化
８２　エラー十字
８４　画像付けパターン
８６　画像付けパターン
８８　測定トラック
９０　周期性

Claims (16)

1. 　版（１２）の表面（１０）上の、測定装置（２６）の測定点（２８）から、画像付け装置（２０）の第１の画像付けビーム（２２）の投影点（２４）までの距離（５０）を求める方法であって、前記第１の画像付けビーム（２２）の投影点（２４）と、前記測定装置（２６）の測定点（２８）はいずれも前記版（１２）の表面（１０）に対して相対的に動くことができ、前記版（１２）の表面（１０）に対する前記画像付けビーム（２２）の位置と測定点（２８）の、固定点に対する相対的な位置を求めることができる、測定点から投影点までの距離を求める方法において、
   　第１のパターン（８４）を、前記画像付けビーム（２２）の位置の関数で、前記第１の画像付けビーム（２２）によって、版（１２）の表面（１０）を通って広がる方向（３８，４０）の少なくとも１つの方向に前記版（１２）上に画像付けし、
   　第１のパターン（８４）の少なくとも一部を照明する光の反射された強度を、前記測定装置（２６）の位置の関数で測定し、
   　前記測定装置（２６）の少なくとも１つの位置と、第１のパターン（８４）の前記一部が書き込まれたときに画像付けビームが存在していた、画像付けビーム（２２）の相関づけられた位置との差を求めることを特徴とする、測定点から投影点までの距離を求める方法。
2. 　光の反射が測定される前に、画像付けされた版（１２）に印刷インキを着色する、請求項１に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
3. 　第１のパターン（８４）での画像付けを、版（１２）の表面（１０）を通って広がる２つの一次の独立した方向（３８，４０）で行ない、距離の判定を両方の一次の独立した方向（３８，４０）で行なう、請求項１または２に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
4. 　前記測定装置（２６）が三角測量センサである、請求項１から３までのいずれか１項に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
5. 　版（１２）の表面（１０）が回転体の外套の少なくとも一部を形成している、請求項１から４までのいずれか１項に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法において、
   　円周方向に位置を求めるために角度エンコーダ（４６）を用い、前記回転体の軸（１８）と実質的に平行な並進方向に位置を求めるために距離測定システム（４４）を用いる、測定点から投影点までの距離を求める方法。
6. 　反射された強度の測定を測定ラスタ（５６）で行ない、前記測定ラスタ（５６）の軸方向（５８，６０）は前記画像付けパターン（８４）の少なくとも１つの方向に対して一次独立である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
7. 　反射された強度の測定を、前記画像付けパターン（８４）よりも目の細かい測定ラスタ（５６）で行なう、請求項１から６までのいずれか１項に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
8. 　前記画像付けパターン（８４）が少なくとも１つの方向（３８，４０）に周期性（９０）を有している、請求項１から７までのいずれか１項に記載の測定点から投影点までの距離を求める方法。
9. 　測定装置（２６）の測定点（２８）を用いて、版（１２）の表面（１０）における、第２の画像付け装置（３２）の第２の画像付けビーム（３４）の第２の投影点（３６）から、第１の画像付け装置（２０）の第１の画像付けビーム（２２）の第１の投影点（２４）までの距離（５４）を求める方法において、
   　第１のパターン（８４）を、第１の画像付けビーム（２２）の位置の関数で、第１の画像付けビーム（２２）によって、版（１２）の表面（１０）を通って広がる方向（３８，４０）の少なくとも１つの方向に版（１２）上に画像付けし、
   　第２のパターン（８６）を、第２の画像付けビーム（３４）の位置の関数で、第２の画像付けビーム（３４）によって、版（１２）の表面（１０）を通って広がる方向（３８，４０）の少なくとも１つの方向に版（１２）上に画像付けし、
   　前記第１のパターン（８４）の少なくとも一部を照明する光の反射された強度を、前記測定装置（２６）の位置の関数で測定し、
   　前記第２のパターン（８６）の少なくとも一部を照明する光の反射された強度を、前記測定装置（２６）の位置の関数で測定し、
   　前記第２のパターン（８６）における測定点（２８）に関する前記測定装置（２６）の少なくとも１つの位置と、前記第１のパターン（８４）における測定点（２８）に関する前記測定装置（２６）の相関づけられた位置との差を求めることを特徴とする、第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める方法。
10. 　版（１２）の表面（１０）における、第２の画像付け装置（３２）の第２の画像付けビーム（３４）の第２の投影点（３６）から、第１の画像付け装置（２０）の第１の画像付けビーム（２２）の第１の投影点（２４）までの距離（５４）を求める方法において、
    　版（１２）の表面（１０）上の、測定装置（２６）の測定点（２８）から、第１の画像付けビーム（２２）の第１の投影点（２４）までの距離（５０）を、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法によって求め、
    　版（１２）の表面（１０）上の、測定装置（２６）の測定点（２８）から、第２の画像付けビーム（３４）の第２の投影点（３６）までの距離（５２）を、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法によって求め、
    　前記測定装置（２８）の少なくとも１つの位置と第１の画像付けビーム（２２）の位置の差と、前記測定装置（２８）の少なくとも１つの位置と第２の画像付けビーム（３４）の位置の差との合計を求めることを特徴とする、第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める方法。
11. 　第１の画像付け装置（２０）と第２の画像付け装置（３２）が同一である、請求項９に記載の第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める方法。
12. 　第１の画像付けビーム（２２）によって画像付けされた第１のパターン（８４）と、第２の画像付けビーム（３４）によって画像付けされた第２のパターン（８６）が、少なくとも部分的に互いに重なり、もしくは互いに交差している、請求項９または１０に記載の第２の投影点から第１の投影点までの距離を求める方法。
13. 　第１の作動時点から第２の作動時点まで、版（１２）の表面（１０）に第１の投影点（２４）を生成可能である第１の画像付け装置（２０）の第１の画像付けビーム（２２）の時間的な作動を修正する方法において、
    　測定点（２８）まで、または第２の投影点（３６）までの第１の投影点（２４）の距離（５０，５６）を、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法によって求め、このとき、前記画像付けビーム（２２）は第１の作動時点で活性化され、
    　求められた距離と目標距離との差を求め、
    　第１の作動時点と、前記距離の向きにおける第１の画像付けビーム（２２）と版（１２）の表面（１０）の相対速度を考慮したうえで、前記差を第１の投影点（２４）で覆うのに必要な時間との合計として、第２の作動時点を求めることを特徴とする、画像付けビームの時間的な作動を修正する方法。
14. 　第１の作動時点から第２の作動時点まで、版（１２）の表面（１０）に測定点（２８）を生成可能である測定装置（２６）の測定ビーム（２７）の時間的な作動を修正する方法において、
    　第１の投影点（２２）までの前記測定点（２８）の距離（５０，５６）を、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法によって求め、このとき、前記測定点（２８）は第１の作動時点で活性化され、
    　求められた距離と目標距離との差を求め、
    　第１の作動時点と、前記距離の向きにおける測定ビーム（２７）と版（１２）の表面（１０）の相対速度を考慮したうえで、前記差を第１の投影点（２２）で覆うのに必要な時間との合計として、第２の作動時点を求めることを特徴とする、測定ビームの時間的な作動を修正する方法。
15. 　少なくとも１つの第１の画像付け装置（２０）と、測定装置（２６）と、少なくとも１つの制御ユニット（４８）とを備える印刷ユニットにおいて、
    　前記制御ユニット（４８）が、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法で距離を求めるための、または請求項１２または１３に記載の方法で時間的な作動を修正するためのコンピュータプログラムが格納された記憶装置を備える電子装置を含んでいることを特徴とする印刷ユニット。
16. 　印刷機（１７）において、
    　請求項１５に記載の印刷ユニット（１６）を少なくとも１つ備えていることを特徴とする印刷機。

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