JP2006082501A - 測色方法および測色装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 測色する絵柄のコントラストが小さい場合でも、色調を測定する絵柄を正確に識別し、前記絵柄の色調を測定できる測色方法および測色装置を提供する。
【解決手段】 印刷機のユニットには、視野範囲１１の分光情報を測定する測色センサ１０が近接配置される。演算装置３０は、色差情報を算出する際に、見当マーク９１を測定するタイミングを変えて測定した複数の分光情報から、見当マーク９１の背景となる分光情報を算出する。そして、見当マーク９１の色差情報を測定する際は、前記背景の分光情報を利用して見当マーク９１の色差情報を算出する。色差情報を算出する際に、前記背景の分光情報を利用することで、照度ムラ等の外乱による見当マーク９１の誤認識を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、印刷物の色調を測色する測色方法および測色装置に関する技術に関し、更に詳しくは、印刷機上で印刷物の色調を測色するのに好適な測色方法および測色装置に関する。

カラーマネージメントの必要性が高まる中で、印刷工場においては印刷物の品質保証が強く望まれている。カラーマネージメントにおいては、印刷開始時のみならず、印刷途中においても、印刷物の色調は基準印刷物とマッチングしていることが要求される。そこで、印刷工場においては、印刷機に測色装置を設置し、印刷中に印刷物の色調をインラインで測色し、印刷物の色調を管理することが重要視されている。

印刷機に測色装置を設置し、印刷中に測色装置を使用して、インラインで印刷物の色調を測定するためには、測色する絵柄を正確に認識することが必要になる。本出願人に係わる特許文献１においては、印刷機上に測色センサを設置し、測色する絵柄を見当マークに設定し、見当マークが測色センサの視野範囲に入ったタイミングで見当マークを測色する測色方法および測色装置を開示している。
特開２００１−３３４６３８

しかしながら、印刷機上に測色センサを設置し、見当マークを測色することを試みると、様々な問題が生じる。例えば照度ムラ等の外乱が発生すると、測色センサで測色した色調情報から、前記外乱と見当マークとを区別できず測色できない場合もあるし、背景色と見当マークのコントラストが小さいと、測色センサで測色した色調情報から、背景色と見当マークとを区別できず測色できない場合もある。

そこで、本発明は上述した問題を鑑みて、印刷機上に測色センサを設置し、印刷物の色調を測色する測色方法および測色装置において、照度ムラ等の外乱が生じている場合でも、または背景色と測色する絵柄のコントラストが小さい場合でも、測色する絵柄を正常に認識できる測色方法および測色装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明は、走行する印刷物に近接配置され、ライン範囲の分光情報を測定する測色センサを用いて、前記印刷物内に印刷された特定絵柄の色調を測定する測色方法である。第１の発明の測色方法においては、前記測色センサの分光情報から前記色差情報を算出する際に、前記特定絵柄の背景の分光情報を予め生成し、生成した前記背景の分光情報と前記背景を含む前記特定絵柄の分光情報とから色差情報を算出する。そして、算出された前記色差情報から前記特定絵柄を認識して前記特定絵柄の色差情報を取得する。

第１の発明によれば、前記特定絵柄の背景の分光情報を予め生成し、生成した前記背景の分光情報と前記背景を含む前記特定絵柄の分光情報とから色差情報を算出することで、前記色差情報に及ぼす照度ムラ等の外乱の影響を小さくすることができる。影響を小さくできることは、安定して前記特定絵柄を認識できることになり、前記特定絵柄の誤認識を減らすことで、前記特定絵柄の色差情報の測定性能は向上する。

更に、第２の発明は、第１の発明に記載された測色方法において、前記特定絵柄の背景となる分光情報を生成する方法は、同じ背景の中で前記特定絵柄の場所を変えて測定した複数の異なる分光情報から前記背景の分光情報のみを抽出し、抽出した複数の前記背景の分光情報を合成することで前記背景となる分光情報を生成する工程であることが望ましい。

第２の発明によれば、同じ背景の中で前記特定絵柄の場所を変えて測定された分光情報において、前記特定絵柄に対応する分光情報の前記ライン範囲内における位置は異なる。前記ライン範囲内の前記特定絵柄に対応する分光情報の位置は異なることを利用すれば、前記ライン範囲内の分光情報において、誤認識することなく前記特定絵柄に対応する分光情報を特定することができ、前記背景となる分光情報のみを抽出できる。

更に、第３の発明は、走行する印刷物に近接配置され、ライン範囲の分光情報を測定する測色センサを用いて、前記印刷物内に印刷された特定絵柄の色調を測定する測色装置である。前記測色装置は、前記特定絵柄の背景となる分光情報を生成する背景情報生成手段と、前記背景情報生成手段で生成された前記背景の分光情報と前記背景を含む前記特定絵柄の分光情報とから色差情報を算出する色差情報算出手段と、前記色差情報算出手段で算出された色差情報から特定絵柄を認識して特定絵柄の色差情報を取得する色差情報測定手段と、を備えたことを特徴とする測色装置である。

更に、第４の発明は、第３の発明に記載の測色装置であって、前記背景情報生成手段は、同じ背景の中で前記特定絵柄の場所を変えて測定した複数の異なる分光情報から前記背景の分光情報を抽出し、抽出した前記背景の分光情報を合成することで前記背景となる分光情報を生成する手段であることが望ましい。

更に、第５の発明は、第３の発明または第４の発明に記載の測色装置であって、前記測色センサは、イメージング分光器とエリアセンサカメラとを組み合わせた前記測色センサであることが望ましい。前記測色センサを前述のセンサとすることで、容易にライン範囲の分光情報を測定できる。

これまで述べた本発明によれば、印刷機上に近接配置され、ライン範囲の分光情報を測定する測色センサを用いた印刷物の色調を測色する測色方法および測色装置において、前記特定絵柄の色差情報を算出する際に、測定した分光情報と前記背景の分光情報とを用いて前記特定絵柄の色差情報を算出することで、前記背景の分光情報が前記特定絵柄の色差情報に及ぼす影響を小さくできる。前記背景の分光情報の影響を小さくできることは、照度ムラ等の外乱が生じている場合または前記特定絵柄のコントラストが小さい場合でも、前記ライン範囲において前記特定絵柄に対応する色差情報を正確に特定し、前記特定絵柄に対応する色差情報を測定できる

以下、図を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本実施の形態の測色装置においては、測色する絵柄をグラビア印刷機の各ユニットで印刷された見当マークと設定し、見当マークの色差情報を測定する測色装置である。

（測色装置の説明）
図１は、グラビア印刷機のユニットに設置された測色装置の主要部を説明するための図である。図１に示したように、本実施の形態における測色装置の主要部は、視野範囲１１の分光情報を測定する測色センサ１０と、測色センサ１０と対向し、基材が透明な印刷物９０の裏面に設置される白色板２０と、測色センサ１０の信号を処理する演算装置３０と、測定した見当マーク９１の色調情報を表示するモニタ４０と、版胴９２の回転に同期してパルスを発生させるエンコーダ５０から構成されている。

測色装置は、エンコーダ５０が発生するパルス信号を利用して特許文献１で開示されている方法で、測色センサ１０の視野範囲１１に見当マーク９１があるタイミングで、見当マーク９１と背景を含む分光情報を測定し、測定した分光情報から見当マーク９１の色差情報を算出し、算出した色差情報の変動等を監視する。そして、測色装置は、色差情報等をモニタ４０で表示したり、色差情報の変動量が基準値を超えた場合には警報を発する等を行なうことで、印刷物９０の色調を管理する。

白色板２０は、透明な基材に印刷された見当マーク９１の分光情報を測定するために、測色センサと対向し、印刷物９０の裏面に設置される部材である。白色板２０の測色センサと対向する面は白色をしている。測色センサ１０が見当マーク９１の分光情報を測定する際、見当マーク９１の周辺部が透明であった場合でも、白色板２０を印刷物９０の裏面に設定することで、白色板２０の表面から反射される反射光が測色センサ１０に入力されるので、見当マーク９１の色差情報に対する前記透明な箇所の影響は低減される。

測色装置に備えられた測色センサ１０は見当マーク９１の分光情報を測定するセンサーで、本実施の形態において測色センサ１０は、イメージング分光器とエリアセンサカメラを用いた測色センサである。測色センサ１０は、エリアセンサカメラにてライン状の視野範囲１１のイメージを撮像し、視野範囲１１内の位置情報に関連付けて、視野範囲１１の画像の分光情報を記録する。

図２は、測色センサ１０で撮像される画像と前記画像の分光情報を説明するための図である。図２（ａ）は測色センサ１０の視野範囲１１を示した図、図２（ｂ）は、前記エリアセンサカメラで記憶される前記画像の分光情報を示した図である。図２（ａ）に示したように、視野範囲１１はライン形状で、測色センサ１０の位置を調整することで、印刷物９０の流れ方向と平行し、測定対象の中心近傍を通過するライン上に視野範囲１１は設定される。

図２（ｂ）は、前記エリアセンサカメラで記憶される分光情報を示した図である。図２(ｂ）において、Ｘ軸は分光情報でＹ軸は位置情報である。点Ｑ１から点Ｑ２の視野範囲１１は、Ｙ軸の点Ｙ＿Ｑ１から点Ｙ＿Ｑ２に射影される。Ｘ軸に記憶される分光情報は、視野範囲１１のそれぞれの位置に対応する分光情報である。例えば、図２（ａ）の点Ｐ０における分光情報は、点Ｐ０が射影される点Ｙ＿Ｐ０の分光情報になる。今後、測色センサ１０の視野範囲１１と視野範囲１１の分光情報、または測色センサ１０の視野範囲１１と前記分光情報から算出された色差情報を、図２のように図示することがある。

演算装置３０は、本発明に係わる背景情報生成手段、色差情報算出手段および色差情報測定手段として機能する装置で、測色センサ１０で測定した分光情報から見当マーク９１の背景となる分光情報を算出し、背景を含む見当マーク９１の分光情報と背景となる分光情報とから色差情報を算出する。そして、算出した色差情報から見当マーク９１の箇所の色差情報を認識・抽出することで、印刷物９０の色調を管理する。なお、色差情報を算出する際に使用される白色板２０の分光情報は、事前に演算装置３０内部に予め記憶されている。

図３は、演算装置３０が算出する色差情報を説明するための図である。図３（ａ）は見当マーク９１と測色センサ１０の視野範囲１１の位置関係を示した図、図３（ｂ）は演算装置３０で算出される色差情報を説明するための図である。図３（ｂ）に示したように、図３（ａ）の見当マーク９１を含む視野範囲１１の分光情報から色差情報を算出した場合、見当マーク９１の存在する位置の色差情報と見当マーク９１の存在しない位置（すなわち背景色）の色差情報とに差異が生じる。演算装置３０は、この色差情報の差異を利用して見当マーク９１を認識する。例えば、演算装置３０は、ある色差情報の値を閾値６０に設定し、設置した閾値６０よりも大きい色差情報の位置情報を、見当マーク９１の位置情報として抽出する。

上述したように、演算装置３０は色差情報の差異を利用して見当マーク９１を認識するため、背景色とコントラストの小さい見当マークを検出する場合、または印刷物９０のバタツキによる色差情報の変動する場合を考慮すると、閾値６０は低く設定することが望ましい。しかしながら、実際に見当マーク９１を測定した場合は、照度ムラ等の外乱が発生し、閾値６０を低く設定すると、見当マーク９１と外乱との区別が正常にできず、見当マークを誤認識するケースがある。

図４は、演算装置３０における見当マーク９１の誤認識を説明するための図である。図４（ａ）においては、視野範囲１１に照度ムラ７０が発生している状況を示している。図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態において見当マーク９１を測定したときに、演算装置３０で算出される色差情報である。

図４（ａ）の状態で見当マーク９１を測色した場合は、図４（ｂ）に示したように、見当マーク９１の箇所と照度ムラ７０の箇所に該当する位置情報において、色差情報に変化が生じる。このため、閾値を低く設定しておくと（閾値６０ｂ）、見当マーク９１と背景色のコントラストが小さい場合は、照度ムラ７０の箇所の色差情報が閾値６０ｂよりも大きくなり、演算装置３０は照度ムラ７０をも見当マーク９１として誤認識してしまう。このため、見当マーク９１を認識する際は閾値を高く設定する必要があるが、閾値６０ａのように閾値を高く設定すると、印刷物９０のバタツキ等によって色差情報が変動した場合（点線で示した色差情報）、色差情報の最大値が閾値６０ａ未満になるため、見当マーク９１を認識できない場合がある（すなわち、安定して見当マーク９１を認識できない）。

このため、本実施の形態の測色装置においては、見当マーク９１の認識性能を向上すべく、見当マーク９１の色差情報を算出する際に、見当マーク９１を除く背景の分光情報を算出しておき、背景の分光情報を用いて見当マーク９１の色差情報を算出することで、照度ムラ等の外乱の影響を小さくした色差情報を得る。照度ムラ等の外乱の影響を小さくした色差情報を得られることは、閾値６０を低く設定することができるので、前述したように見当マーク９１の認識性能は向上する。

演算装置３０は、背景の分光情報を得るために、見当マーク９１を測定するタイミングを変更して分光情報を測定し、演算装置３０の内部に記憶された白色板２０の分光情報を利用して、タイミング変更前の見当マーク９１の色差情報とタイミング変更後の見当マーク９１の色差情報とを算出する。そして、それぞれの色差情報において見当マーク９１に該当する色差情報を特定し、見当マーク９１に対応する位置情報を取得し記憶する。そして、タイミング変更前の見当マーク９１の分光情報とタイミング変更後の分光情報とから、見当マーク９１に対応する位置情報以外の分光情報（すなわち背景の分光情報）を取り出して、取り出したそれぞれの前記分光情報を合成することで、背景の分光情報は算出される。なお、見当マーク９１を測定するタイミング変更は、見当マーク９１を測定開始するエンコーダのパルス値を変更することで実現できる。

図５は、見当マーク９１を測定するタイミングを変更したときの色差情報を説明するための図である。図５（ａ）はタイミングを変更する前の情報で、図５（ｂ）はタイミングを変更した後の色差情報である。図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すればわかるように、見当マーク９１を測定開始するエンコーダのパルス値を変更することで、視野範囲１１内において、見当マーク９１に該当する色差情報の位置は移動する。しかし、照度ムラは主に光源または白色板の汚れ等に起因し発生するので、見当マーク９１を測定するタイミングを変更しても、照度ムラに該当する色差情報の位置は変動しない。

ここから、図６を参照しながら、背景の分光情報を生成する内容について詳細に説明する。図６（ａ１）はタイミング変更前の分光情報を説明する図で、図６（ａ２）はタイミング変更後の分光情報を説明する図である。図６（ａ１）、（ａ２）において、太斜線の箇所は見当マークに該当する分光情報を示し、太斜線部に対応する位置情報は上述したように演算装置３０内部に記憶されている。図６（ａ１）および（ａ２）を比較するとわかるように、見当マークに該当する分光情報の位置情報は、図６（ａ１）と（ａ２）で異なる。

演算装置３０は、図６（ａ１）のタイミング変更前の分光情報において、見当マーク９１に該当する分光情報の箇所（区間Ｌ２）を、図６（ａ２）のタイミング変更後の区間Ｌ２の分光情報に置きかえることで、背景の分光情報を演算する。

図６（ｂ１）、（ｂ２）および（ｃ）は上述の内容を説明する図である。図６（ａ１）において、見当マークに該当する分光情報の箇所以外の分光情報は区間Ｌ１および区間Ｌ３の分光情報であり、見当マークに該当する分光情報は区間Ｌ２の分光情報である。演算装置３０は、図６（ａ１）から区間Ｌ１および区間Ｌ３の分光情報を取り出し、図６（ａ２）から区間Ｌ２の分光情報を取り出す。

図６（ｂ１）、（ｂ２）は、図６（ａ）から取り出される分光情報を説明する図である。図６（ｂ１）は、図６（ａ１）から取り出される分光情報を示した図で、図６（ｂ２）は、図６（ａ２）から取り出される分光情報を示した図である。図６（ｂ１）、（ｂ２）を見れば分かるように、図６（ｂ１）および（ｂ２）で示した分光情報には見当マークに該当する分光情報は含まれておらず、図６（ｂ１）と（ｂ２）を合成するこで、背景の分光情報は演算される。

図６（ｃ）は、図６（ｂ１）と（ｂ２）を合成することで得られる背景の分光情報を説明する図である。図６（ｃ）で示した分光情報においては、見当マークに該当する分光情報は含まれていない。

色差情報を算出する際は、演算装置３０は、背景を含む見当マーク９１の分光情報と算出した背景の分光情報との色差情報を算出する。色差情報を算出する際に、白色板２０の分光情報を使用する代りに、背景の分光情報を使用することで、算出される色差情報には照度ムラ等の外乱の影響を小さくできる。

図７は、演算装置３０で算出される色差情報を説明する図である。図７（ａ）は、背景を含む見当マークの分光情報、図７（ｂ）は、算出された背景の分光情報、そして、図７（ｃ）は、図７（ａ）と（ｂ）から算出された色差情報を説明する図である。図７（ａ）の分光情報に含まれ、図７（ｂ）で示した照度ムラの分光情報は、色差情報を演算することで相殺され、図７（ｃ）の色差情報において、照度ムラと背景との差異は小さくなる。よって、閾値６０は低く設定できるため、見当マーク９１の認識性能は向上する。

（測色方法の説明）
ここから、本実施の形態の測色装置が見当マーク９１を認識する動作について、図を参照しながら詳細に説明する。見当マーク９１を認識する動作を説明することで、本発明の測色方法についても明らかになる。図８は本発明の測色方法の手順を示したフロー図である。

本発明の測色方法の最初のステップは、背景を含む見当マークの分光情報を測定するステップである（ステップＳ０１）。本実施の形態における測色装置においては、測色センサ１０が視野範囲１１を走査することで、背景を含む見当マーク９１の分光情報は測定される。そして、測定した前記分光情報は演算装置３０の内部に記憶される。

次のステップは、ステップＳ０１で測定した分光情報と白色板２０の分光情報とから、色差情報を算出するステップである（ステップＳ０２）。本実施の形態における測色装置においては、ステップ０１で測定し、演算装置３０の内部に記憶した分光情報と、予め演算装置３０の内部に記憶されている白色板２０の分光情報とから色差情報は算出される。

次のステップは、ステップＳ０２で算出した色差情報を基に見当マークを認識するステップである（ステップＳ０３）。本実施の形態における測色装置においては、図４（ｂ）に示したように、閾値６０を高めに設定することで、見当マーク９１は認識される。色差情報を使用して見当マーク９１を認識することで、見当マーク９１の位置情報は特定される。また、ステップ０２で測定された分光情報は、前記位置情報基づき、見当マーク９１に該当する分光情報と背景に該当する分光情報とに区別される。

次のステップは、見当マーク９１を測定するタイミングを変更し、再度、背景を含む見当マーク９１の分光情報を測定するステップである（ステップＳ０４）。本実施の形態における測色装置においては、見当マーク９１を測定開始するエンコーダ５０のパルス信号を変更することで、見当マーク９１を測定するタイミングは変更される。なお、測色センサ１０が測定したタイミング変更後の分光情報は、演算装置３０の内部に記憶される。

次のステップは、ステップＳ０４で測定した分光情報と白色板２０の分光情報とから色差情報を算出し、本ステップで算出した色差情報から見当マークを認識し、ステップＳ０３で認識した見当マークの位置情報と本ステップで認識した見当マークの位置情報との差が、所望する値（変更したタイミングに対応する値）と一致することを確認するステップである（ステップＳ０５）。

本実施の形態においては、演算装置３０は本ステップで算出した色差情報で認識した見当マーク９１の位置情報と、ステップＳ０３で認識した見当マーク９１の位置情報とのずれが、変更したパルス信号から算出される距離にほぼ等しいことを確認する。そして等しい場合は、ステップＳ０３および本ステップのそれぞれのステップで認識した見当マーク９１の位置情報は、見当マーク９１の位置情報として演算装置３０内部に記憶される。なお、見当マーク９１の位置情報が変更されない場合は、ステップＳ０３で認識した対象が見当マークではないので、ステップＳ０１に戻り、再度、見当マークを認識する。

次のステップは、タイミング変更前の分光情報（ステップＳ０１で測定した分光情報）とタイミング変更後の分光情報（ステップＳ０４で測定した分光情報）とから、背景のみの分光情報を演算するステップである（ステップＳ０６）。背景のみの分光情報を演算する内容は上述した通りである。

次のステップは、見当マークの色差情報を測定するために、変更する前のタイミングで背景を含む見当マークの分光情報を測定するステップである（ステップＳ０７）。次のステップは、ステップＳ０７で測定した分光情報とステップ０６で算出した背景の分光情報とから色差情報を算出するステップである（ステップＳ０８）。

次のステップは、ステップＳ０８で演算した色差情報から見当マークを認識し、見当マークの色差情報を取得するステップである（ステップＳ０９）。前述したように、本ステップで算出された色差情報において、照度ムラと背景との差異は小さくなるので、閾値を低く設定した状態で見当マークを認識することができる。閾値を低く設定した状態で見当マークを認識できることは、走行する印刷物のバタツキに起因する外乱等が発生しても、安定して見当マークを認識できることを意味する。

本実施の形態の測色装置の主要部を説明する図。 測色センサで測定される分光情報を説明する図。 見当マークの色差情報を説明する図。 見当マークの誤認識を説明する図。 測定するタイミング変更した時の色差情報を説明する図。 背景の分光情報を算出する内容を説明する図。 背景の分光情報をもとに算出される色差情報を説明する図。 本発明の測色方法の手順を説明するフロー図。

符号の説明

１０ 測色センサ
１１ 測色センサの視野範囲
２０ 白色板
３０ 演算装置
４０ モニタ
５０ エンコーダ
６０ 閾値
７０ 照度ムラ
９０ 印刷物
９１ 見当マーク

Claims (5)

1. 走行する印刷物に近接配置され、ライン範囲の分光情報を測定する測色センサを用いて、前記印刷物内に印刷された特定絵柄の色調を測定する測色方法であって、
   前記特定絵柄の背景となる分光情報を生成する工程と、
   前記背景の分光情報と前記背景を含む前記特定絵柄の分光情報とから色差情報を算出する工程と、
   算出した前記色差情報から特定絵柄を認識して前記特定絵柄の色差情報を取得する工程と、を有することを特徴とする測色方法。
2. 請求項１に記載の測色方法であって、
   前記特定絵柄の背景となる分光情報を生成する工程は、
   同じ背景の中で前記特定絵柄の場所を変えて測定した複数の異なる分光情報から前記背景の分光情報を抽出し、抽出した複数の前記背景の分光情報を合成することで前記背景となる分光情報を生成する工程であることを特徴とする測色方法。
3. 走行する印刷物に近接配置された測色センサを用いて、前記印刷物内に印刷された特定絵柄の色調を測定する測色装置であって、前記特定絵柄の背景となる分光情報を生成する背景情報生成手段と、前記背景情報生成手段で生成された前記背景の分光情報と背景を含む前記特定絵柄の分光情報とから色差情報を算出する色差情報算出手段と、前記色差情報算出手段で算出された色差情報から特定絵柄を認識して特定絵柄の色差情報を取得する色差情報測定手段と、を備えたことを特徴とする測色装置。
4. 請求項３に記載の測色装置であって、
   前記背景情報生成手段は、同じ背景の中で前記特定絵柄の場所を変えて測定した複数の異なる分光情報から前記背景の分光情報を抽出し、抽出した複数の前記背景の分光情報を合成することで前記背景となる分光情報を生成する手段であることを特徴とする測色装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の測色装置であって、
   前記測色センサは、イメージング分光器とエリアセンサカメラとを組み合わせた前記測色センサであることを特徴とする測色装置。
   
   

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