JP2005319801A - レジスタセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷に関与するすべての色の互いに相対的な見当不良の確実な光学認識を可能にする。
【解決手段】 被印刷対処理機械１の装置被印刷体７０５の上にある少なくとも２つの相上下して印刷された印刷画像の色分解版の間でレジスタ測定をするためのレジスタセンサ１５は、被印刷体７０５の上で相上下して位置する２つの色分解版の間のずれを光学的に検出してコンピュータ１０に転送する。この装置は、レジスタセンサ１５が少なくとも２つの象限を備える少なくとも１つのフォトダイオード１５を含んでおり、フォトダイオード１５のほぼ長方形の評価面は運ばれていく被印刷体７０５の辺に対して斜めに向いている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被印刷体の上にある、少なくとも２つの相上下して印刷された印刷画像の色分解版（Farbauszuegen）の間でレジスタ測定をするためのレジスタセンサを備え、前記レジスタセンサは、被印刷体の上で相上下して位置する２つの色分解版の間のずれを光学的に検出してコンピュータに転送する、被印刷体処理機械の装置に関するものであり、ならびに、このレジスタセンサによって検出するためのレジスタマークに関するものである。

複数の印刷ユニットを備えるあらゆる印刷機では、原理的に、相上下して印刷される色分解版が正確に相上下して印刷されず、いわゆる見当不良が生じるという危険がある。したがって、少なくとも２つの印刷ユニットを備えるあらゆる印刷機は、このような見当不良を修正装置によって最低限に抑える手段を提供している。この場合、変化したレジスタ設定を印刷機の操作員によって手作業で印刷機の制御部に入力することができ、または、センサによって見当不良を認識し、その見当不良を印刷機の制御部に伝え、それにより、見当不良を最低限に抑えるために、印刷機の制御部が設定の相応の変更を行うようにする自動的な制御装置、すなわち自動式のレジスタ調節部が組み込まれている。このような装置は特許文献１から公知である。
ドイツ特許出願公開明細書１０１３２２６６Ａ１

本発明の目的は、印刷に関与するすべての色の互いに相対的な見当不良の確実な光学認識を可能にする、レジスタセンサおよびそれによって検出されるべきレジスタマーク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および４によって達成される。本発明のその他の有利な実施態様は、従属請求項および図面から読み取ることができる。

この新規な二象限フォトダイオードは、被印刷体の上にある照明されるべきフィールドが光学系を通して結像される、２つの感光性部材の配置を示している。このようなフィールドは、被印刷体に刷り込まれたレジスタマークである。感光性部材は、照明されたフィールドの結像を電気信号に変換し、この電気信号が、後に配置された電子装置で、たとえば印刷機の制御コンピュータや別個の測定電子装置で、見当不良の程度を表す目安となる測定量に換算される。被印刷体の上の互いに相対的に配置された色分解の上にどれだけの数の測定フィールドがあるかに応じて、複数回の測定サイクルが必要である。このように、レジスタセンサとしての二象限フォトダイオードによって、被印刷体の上の少なくとも２つの色分解版の間の見当不良を、高い信頼度で認識して計算することが可能である。

さらに、二象限フォトダイオードのほぼ長方形の評価面が、運ばれていく被印刷体の辺に対して斜めに向いていることが意図される。被印刷体の上のレジスタマークの辺は、多くの場合、被印刷体の辺と平行に延びるのではなく、斜めの楔として構成されているので、斜めに配置されたフォトダイオードによって、この斜めの楔の認識を改善することができる。それにより、被印刷体の辺に沿って平行に向いた２本の線は認識しにくくなるものの、斜めの辺の改善された認識によって、全体としてはいっそう均等な信号を得ることができる。そのようにして、レジスタマークの辺が斜めに向いている場合でも平行に向いている場合でも、信号がほぼ同じ結果になるようにフォトダイオードを向けることができる。

本発明の他の実施態様では、レジスタセンサが、測定面が少なくとも部分的に斜めの辺を有する四象限フォトダイオードであることが意図される。このような四象限フォトダイオードによって、平行または斜めに向いた二象限フォトダイオードとは異なり、斜めの辺でもまっすぐな辺でも最善に認識することが可能である。そのためにフォトダイオードは、あるところでは垂直、あるところでは斜めに分割された４つの測定フィールドを有している。このようにして、評価電子装置の相応の配線により、平行に向いたレジスタマークでも斜めに向いたレジスタマークでも、最善の認識を実現することができる。

さらに、レジスタセンサが、信号が画像処理電子装置によって評価されてコンピュータに供給されるＣＣＤイメージコンバータであることが意図される。この場合にはフォトダイオードに代えて、信号を画像処理電子装置に送る画像生成部材が用いられる。このようにＣＣＤイメージコンバータは、レジスタマークの平行に向いた辺または斜めに向いた辺を検出するビデオカメラとして作動し、カメラで検出された画像が、画像処理電子装置で相応のアルゴリズムにより、レジスタマークの平行な辺または斜めの辺の位置を被印刷体処理機械のコンピュータに伝えることができるように処理される。このようにしても、レジスタマークの高い信頼度の認識が可能である。

さらに、被印刷体の円周方向に向いた複数の楔形の色面を含む、レジスタセンサによって認識するためのレジスタマークが意図され、１つの色は基準量として利用される参照色であり、他の色は制御されるべき見当合せ色である。レジスタ制御のときには、原則として１つの参照色が選択され、これに合わせて他の色を正しい見当に制御することができる。多くの場合、この参照色は黒（ブラック）であり、それにより、他のすべてのインキは黒に合わせて制御される。複数の色面を有するこのようなレジスタマークによって、１回の測定で被印刷体１枚につき複数の色を同時に測定し、そのようにして、完全な１セットのカラーレジスタ測定値を迅速に得ることが可能となる。このことは、１枚の被印刷体ごとに１色しかそのつど測定することができない粗調整レジスタマークに比べて著しい利点である。ただし、まず最初にすべての色を少なくとも大まかな仕方で見当合せするのがよいので、複数の色面を備えるレジスタマークに加えて、さらに粗調整レジスタマークがあるのが望ましい。このような構成は、特に、印刷プロセス中に発生する見当不良を補正できるようにするために見当不良がレジスタセンサによって絶えず測定される、枚葉紙印刷機でのインライン測定システムにとって必要である。ただし、粗調整レジスタは、本刷りのときに発生するわずかな見当不良では何の役割も果たさないので、本刷りのときには、楔形の複数の色面を有するレジスタマークによって、存在するすべての色を被印刷体での１回の測定で検出し、相応に処理するのが好ましい。

レジスタマークが、長さ較正のためのフィールドと、基準量として選択された参照色の楔形からなるフィールドと、制御されるべき見当合せ色を含む別のフィールドとを含んでいることが意図されるのが有利である。このようなレジスタマークは、多くの場合、粗調整レジスタマークと呼ばれており、測定電子装置には長さ較正のためのフィールドの幅が既知となっており、そのようにして、長さ較正のためのフィールドを走査するときに、レジスタセンサを問題なく調節することができる。これに加えて、測定されるべき被印刷体の上のレジスタマークが、定義された本数の平行線を有していることが意図されていてよい。これらの平行線は、レジスタマークの情報内容を増やすために、一種のバーコードとして利用することができる。これらの線を用いて、たとえば、それが本当に長さフィールドなのか、別の測定フィールドではないのかをチェックすることができる。このようにして、測定電子装置が正しい測定フィールドを評価しているかどうかをチェック可能である。

それぞれの平行線が、異なる幅で作成されていることが意図されるのが有利である。異なる幅で作成された線によって、レジスタマークでさまざまな情報を符号化するために、現在知られている方式で構成されたさまざまなバーコードを利用することができる。たとえば、被印刷体処理機械の検出をするセンサが本来の評価の前にマークを識別することができるように、マークの種類を符号化することができる。

さらに、レジスタセンサによって検出するための測定フィールドは、測定フィールドが点対称に構成されており、色分解版の１つの色をベタ濃度で示すように構成されることが意図される。正しい見当合せを点検するために、点対称の形状は特別に適している。それに基づいて調節の推奨値を計算するのは比較的難しいが、その代わりに、レジスタセンサによって対称性の誤差を比較的容易に検知することができるので、このマークは、見当の正しい調整をチェックするのに特別に適している。このような測定フィールドにより、ただ１つのフィールドを用いた色値と見当合せ値の測定を実現することが可能である。色の測定は、フォトダイオードまたはＣＣＤイメージコンバータによって、色分解版のベタ濃度フィールドを測定することで行うことができる。

あるいは、レジスタ測定のための色面に加えて、ベタ濃度フィールドが存在していることによって、先ほど述べたレジスタマークを拡張することも可能である。この場合、ベタ濃度フィールドの対称性がレジスタ測定に利用されるのではなく、レジスタマークを用いて見当不良が判定され、それぞれのレジスタマークの間にあるベタ濃度フィールドによって色調が測定される。点対称な測定フィールドとは異なり、この場合に存在している追加の楔形レジスタマークによって、調節の推奨値を容易に計算することができる。

本発明の別の実施態様では、少なくとも２つの色について、ベタ濃度フィールドとレジスタフィールドが存在していることが意図される。このように拡張されたレジスタマークによって、２色の相互の見当不良とそのベタ濃度を同時に測定することができる。相応数のベタ濃度フィールドとレジスタフィールドにより、相応数の色をベタ濃度で、もしくはその相互の見当合せ位置で測定することができる。

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の印刷機１は、枚葉紙パイルから印刷枚葉紙７０５を印刷機１へ運ぶための給紙装置モジュール２と、印刷された印刷枚葉紙７０５を積み重ねる、印刷機１の他方の端部にある排紙装置３とを備える枚葉輪転印刷機である。これらの間に、図１では４つの印刷ユニット４，５があり、枚葉紙搬送方向に見て最後の印刷ユニット５がインライン測定装置を備えている。原則として、どのような個数の印刷ユニット４，５でも想定することができ、インライン測定装置は必ずしも最後の印刷ユニット５に設置されていなくてよい。インライン測定装置６は、まず第１に、自動式の色制御を行えるようにするために、印刷機１を通過した後の印刷枚葉紙７０５の上にある印刷管理ストライプのスペクトル測定をする役目を果たす。図１では、測定バーの形態を有するインライン測定装置６に２つのレジスタセンサ１５が取り付けられているが、これらのレジスタセンサ１５は原則として測定バー６に組み込まれていてもよい。レジスタセンサ１５は縁部領域に取り付けられているので、縦方向の枚葉紙進行方向に見て側方にある枚葉紙７０５の縁部領域をそれぞれ検出する。印刷機にインライン測定装置６がない場合、印刷ユニット５の別個の懸架部によって、レジスタセンサ１５を印刷枚葉紙７０５の搬送経路の上方に取り付けることができる。重要なことは、印刷枚葉紙７０５の上のレジスタマークを問題なく認識できるように、レジスタセンサ１５が枚葉紙搬送経路の近くに取り付けられているが、その反面、印刷枚葉紙７０５がレジスタセンサ１５に接触し、それによって汚したり傷つけたりしないように、近すぎないところに配置されていることである。しかし図１の実施形態では、センサ１５はインライン測定装置の測定バー６に取り付けられ、最後の印刷ユニット５の印刷間隙１００の近くに組み付けられたこの測定バーとともに取外し可能である。このことは、印刷枚葉紙７０５が、インライン測定バー６またはレジスタセンサ１５による測定時に、印刷胴８と圧胴７で形成される印刷間隙１００と、圧胴７の枚葉紙グリッパ１０１とによって常に保持され、それによって測定のために安定化されるという利点をもたらす。印刷機１の印刷ユニット４，５は、印刷胴７，８が内部に支持された側壁１４をそれぞれ有している。さらに、各々の印刷ユニット４，５はインキ装置１３を有している。印刷機１の全体を制御するために、一方では調整コマンドを印刷機１に伝え、他方では、インライン測定装置６とレジスタセンサ１５からの測定値がコンピュータ１０へ継続して送られることによって印刷機１を監視するコンピュータ１０が設けられている。このように、レジスタセンサ１５が印刷機の制御と調節に組み込まれているので、印刷プロセス中に発生する、印刷枚葉紙７０５の上の個々の色分解版の間の見当不良を、コンピュータ１０によって補正することができる。

二象限フォトダイオードとして構成されたレジスタセンサ１５の第１の実施形態を、図２aに見ることができる。２つのレジスタセンサ１５が印刷ユニット５の側方領域に取り付けられるのが通常であり、それにより、これらのレジスタセンサは、レジスタマークを備えている印刷枚葉紙７０５の縁部領域を走査することができる。この場合、レジスタセンサ１５のフォトダイオードの２つの象限は長方形に構成されており、印刷機１を通って運ばれる印刷枚葉紙７０５の前端と平行に向いている。レジスタセンサ１５の両方の面は、信号の差異がコンピュータ１０に供給されるように配線されている。図２bに示す実施形態により、斜めの辺を認識するためにセンサ１５の出力信号を改善することが可能である。そのためにフォトダイオードは、レジスタマークの斜めの辺をより良く認識できるようにするために、印刷枚葉紙７０５の前端に対して斜めに向いている。それにより、レジスタマークの水平な辺の認識はしにくくなるものの、図２bに示す斜めの配置はいっそう均等な信号につながり、このことは、レジスタマークの位置の検出を全体的に改善する。

図３に示す他の実施形態は、レジスタマークのまっすぐな辺を認識するときの利点と、斜めの辺を認識するときの利点を相互に結びつける。そのためにレジスタセンサ１５は、まっすぐな分割と斜めの分割を有する四象限フォトダイオードを有している。傾いたレジスタセンサ面１６により、斜めの辺を特別に良好に認識することが可能であり、まっすぐな分割により、まっすぐな辺を非常に良く認識することもできる。この場合、斜めの辺を認識するには、面１６．１および１６．３の信号がコンピュータ１０で加算され、ならびに、面１６．２および１６．４の信号が加算される。それに対して、まっすぐな辺を認識するには、信号１６．１と１６．２が加算され、ならびに信号１６．３と１６．４が加算される。そして、加算プロセスの結果として得られた両方の信号が減算される。したがって、コンピュータ１０は、レジスタセンサ１５の四象限フォトダイオードの４つのフィールドについて４つの入力部を有している。ただし、レジスタセンサ１５を評価するための電子装置は、コンピュータ１０の外部でセンサ１５または測定バー６に直接格納されていてもよく、その場合、電子装置はまっすぐな辺と斜めの辺についての２つの出力部を有しており、これらの出力部の信号がコンピュータ１０に転送される。

図４には、微調整レジスタ調節のためのレジスタマークが図示されている。この微調整レジスタマーク１７は、４つの色のための楔形のマーキングを有しており、そのようにして、印刷ユニット４，５で塗布された、印刷枚葉紙７０５の印刷画像の正しい見当の補正を可能にする。楔形のカラーマーキングの１つ、好ましくは枚葉紙搬送方向で最初に位置する一番上のマーキングは、多くの場合黒である基準色で印刷されている。他の３つの楔形のカラーマーキングは、黒色に合せて補正されるべき別の３つの色を表している。微調整レジスタマーク１７は１回の測定でレジスタセンサ１５によって検出することができ、それにより、その測定で印刷枚葉紙７０５全体にわたり、すべての色の相互の完全なレジスタ測定を行うことができる。それにより、見当誤差が発生していれば、次の印刷枚葉紙７０５のときすでに変更を行うために、コンピュータ１０によってすぐに印刷機１の設定に介入することができる。

それに対して図５には、２つの色について２つの楔形マーキングしか示していない、いわゆる粗調整レジスタマーク１８が図示されている。この場合、上側の楔形マーキングは、誤差がある場合に下側の楔形マーキングの色がそれに合せて制御される基準色である。さらに、基準色の上側に、たとえば４ｍｍの不変に定義された幅を有する、長さ較正のための棒状マーキングがある。コンピュータ１０に保存されている４ｍｍと異なる長さをレジスタセンサ１５が送ったときに、長さ較正のためのこのマーキングを用いて、レジスタセンサ１５があらためて調節もしくはチェックされる。粗調整レジスタマーク１８は、微調整レジスタマーク１７とは異なり、基準色に合わせた１つの色の制御だけしか可能にしないので、複数枚の印刷枚葉紙７０５にまたがって完全な１セットのレジスタ測定値を伝送することしかできない。

図６は、構成要素がすべて基準色で印刷された、位置符号化（ortscodierten）された認識マークの図を示している。この認識マークは、２つの楔形のマーキングと、一定数の線とを含んでいる。これらの線は異なる幅で作成されていてよく、楔形は、横の長さと円周の長さを規定する役目をする。これらの線を用いて、それが本当に位置フィールドであるかどうかがチェックされる。したがって、位置符号化された認識マーク１９は、枚葉紙の上で、枚葉紙搬送方向に見てレジスタマークよりも先行しており、そのようにして、プログラミングされた所定の間隔でレジスタマーク１７，１８が後続することをレジスタセンサ１５へ早めに知らせる。あるいは異なる幅で作成された線によってそれ以外の情報をバーコードで暗号化し、レジスタセンサ１５で読み取ることもできる。さらに、本例では色の数と順序、管理ストライプにおけるフィールドの位置と順序、印刷されたインキの標準濃度、ゾーンごとの画像面積率（Flaechendeckung）などの追加情報を符号化された形態で保存することができ、これが印刷プロセスの開始時に読み取られて、印刷プロセスの以後の進行のために利用される。

異なる色の間の見当不良を点検するために、図７のベタ濃度フィールド２０のような点対称な測定フィールドを使用することもできる。このような対称フィールドは、レジスタセンサ１５で容易に検出することができ、したがって、レジスタの正しい調整をチェックするのに特別に適している。さらに、組み合された色測定・レジスタセンサによって、色値と見当合せ値を１つのフィールドで、すなわち点対称なベタ濃度測定フィールド２０で検出することができる。

補正されるべき色の基準色の従来式のレジスタマークが、基準色の追加のベタ濃度フィールドを組合せマーク２１として備えている、レジスタマークのさらに他の実施形態を図８に見ることができる。それによっても、１つのマークによって、基準色と補正されるべき色との見当不良を測定するだけでなく、広い長方形の区域のなかで、基準色のベタ濃度を測定することも可能である。図８の実施形態の補足として、２つの色２２のレジスタマークが図示されており、この場合、基準色と補正されるべき色の両方についてベタ濃度フィールドが存在しているので、基準色だけでなく補正されるべき色についても、見当不良と並んで色測定をそのつど行うことができる。当業者には明らかなように、上に挙げたレジスタマーク１７，１８，１９，２０，２１，２２はすべて、原則として任意の組合せで印刷枚葉紙７０５の上に、特に円周方向と横方向の縁部領域に存在していてよい。

微調整レジスタマーク１７は、まず第１に、本刷り段階の印刷プロセスを補正する役目を果たすものである。この場合には小さな誤差しか生じておらず、したがって、各印刷枚葉紙７０５の上のすべての色を監視することができるからである。ただし、微調整レジスタマーク１７で誤差が認識されるとすぐに、粗調整レジスタマーク１８をレジスタセンサ１５によってあらためて測定しなければならず、それにより個々の色の間のずれを明確に測定し、個々の印刷ユニット４，５にあるレジスタの調節モータを、コンピュータ１０によって誤差に応じて補正できるようにする。

インライン測定装置とレジスタセンサを備える印刷機を示す図である。 被印刷体の前端と平行に向いた二象限フォトダイオードを示す図である。 被印刷体の前端に対して斜めに向いた二象限フォトダイオードを示す図である。 まっすぐな辺と斜めの辺を認識するための四象限フォトダイオードを示す図である。 参照色と、補正されるべき３つの見当合せ色とを備える微調整レジスタマークである。 基準色と、レジスタマークと、長さ較正のためのバーとを備える粗調整レジスタマークである。 バーコード符号化が行われているレジスタマークである。 ベタ濃度フィールドを備える点対称な測定フィールドである。 基準色と、調節色と、基準色のベタ濃度フィールドとを備えるレジスタマークである。 基準色と、調節色と、これらに付属する２つのベタ濃度フィールドとを備えるレジスタマークである。

符号の説明

１ 印刷機
２ 給紙装置モジュール
３ 排紙装置モジュール
４ 印刷ユニット
５ インライン測定装置を備える印刷ユニット
６ インライン測定装置
７ 圧胴
８ 印刷胴
９ 紙渡し胴
１０ コンピュータ
１３ インキ装置
１４ 側壁
１５ レジスタセンサ
１６ 傾いたレジスタセンサ面
１７ 微調整レジスタマーク
１８ 粗調整レジスタマーク
１９ 位置符号化された認識マーク
２０ ベタ濃度フィールド
２１ 組合せマーク
２２ ２色用のレジスタマーク
１００ 印刷間隙
１０１ 枚葉紙グリッパ
７０５ 印刷枚葉紙

Claims (11)

1. 被印刷体（７０５）の上にある、少なくとも２つの相上下して印刷された、印刷画像の色分解の間でレジスタ測定をするためのレジスタセンサ（１５）を備え、前記レジスタセンサ（１５）は、被印刷体（７０５）の上で相上下して位置する２つの色分解の間のずれを光学的に検出してコンピュータ（１０）に転送する、被印刷体処理機械（１）の装置において、
   前記レジスタセンサ（１５）が少なくとも２つの象限を備える少なくとも１つのフォトダイオードを含んでおり、前記フォトダイオード（１５）のほぼ長方形の評価面は運ばれていく被印刷体（７０５）の辺に対して斜めに向いていることを特徴とする、被印刷体処理機械の装置。
2. 前記レジスタセンサ（１５）が、測定面が少なくとも部分的に斜めの辺を有する四象限フォトダイオードである、請求項１に記載の装置。
3. 前記レジスタセンサ（１５）がＣＣＤイメージコンバータであり、その信号が画像処理電子装置によって評価されて前記コンピュータ（１０）に供給される、請求項１または２に記載の装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサ（１５）の１つによって認識するためのレジスタマーク（１７）において、
   前記レジスタマーク（１７）は、被印刷体（７０５）の外周方向に向いた複数の楔形の色面を含んでおり、１つの色は基準量として用いられる参照色であり、他の色は制御されるべき見当合せ色であることを特徴とするレジスタマーク。
5. 請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサ（１５）の１つによって測定するためのレジスタマーク（１８）において、
   前記レジスタマーク（１８）は、長さ較正のためのフィールドと、基準量として選択された参照色の楔形からなるフィールドと、制御されるべき見当合せ色を含む別のフィールドとを含んでいることを特徴とするレジスタマーク。
6. 前記レジスタマーク（１７，１８）が、測定されるべき被印刷体（７０５）の上に、定義された本数の平行線を有している、請求項４または５に記載のレジスタマーク。
7. 前記平行線が異なる幅で作成されている、請求項６に記載のレジスタマーク。
8. 請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサ（１５）によって検出するための測定フィールド（２０）において、
   前記測定フィールド（２０）は点対称に構成されており、１つの色分解版の色をベタ濃度として示していることを特徴とする測定フィールド。
9. レジスタ測定のための前記色面に加えてベタ濃度フィールドが存在している、請求項４から７までのいずれか１項に記載のレジスタマーク。
10. 少なくとも２つの色についてベタ濃度フィールドとレジスタフィールドが存在している、請求項９に記載のレジスタマーク。
11. 請求項１から３までのいずれか１項に記載のセンサ（１５）を備えている印刷機。

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