JP2006130765A - 見当制御装置および見当制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】見当マークを検出するときの誤差が小さく、そのための調整を必要としない見当制御装置および方法を提供する。
【解決手段】印刷された各色の見当マークを検出して出力される各色の見当マーク検出信号の波高値を所定値に統一した各色の波高統一見当マーク信号に基づいて多色印刷における印刷見当の制御を行うようにした見当制御方法およびその方法を適用した見当制御装置。見当マーク信号のピーク値を出力するピークホールド回路と、基準電圧をピーク値によって除算した除算値を出力する除算回路と、見当マーク信号と除算値とを乗算した乗算値として波高統一見当マーク信号を出力する乗算回路とを具備する。
【選択図】 図1

Description

本発明は印刷の技術分野に属する。特に、多色印刷機において用紙に刷り重ねる各色画像の見当合わせを自動で行う見当制御装置に関する。
グラビア多色印刷機の見当制御装置には、一般に、光学式センサが使用されている。光学式センサの検出領域を印刷された見当マークが通過すると、見当マークと用紙における光の反射率が相違するため光学式センサが受光する光量が変化する。光学式センサはその光量の変化に相当する波形の検出信号を出力する。見当マークの光の反射率は印刷色によって相違する。したがって、光学式センサの検出信号における波形の高さ、すなわち波高値は見当マークの色によって相違するものとなる。
この波高値の相違があるため、縦見当制御のため異なる色間において見当マークの間隔を検出するときに大きな誤差が生じることとなる。また横見当制御のため見当マークの幅を検出するときにも大きな誤差が生じることとなる。このような波高値の相違を統一するために、従来は波高値を観測しながら増幅器のゲイン調節用の半固定抵抗器等を手調整する方法が知られている。しかしながら、この方法においては手調整に時間が掛かるため多量の不良印刷物の発生が避けられないという問題がある。
波高値の相違に起因して生じる誤差は多種多様と考えられるが、その一例について図8を参照して説明する。図8においては、2色の見当マークを検出する2つの見当マークセンサが出力する2色の見当マーク信号の立ち上がりの時刻を、所定の閾値(2値化基準電圧)を超えたか否かによって検出する回路が示されている。図8に示すように、2色の見当マーク信号の時刻軸における位置が一致していたとしても、波高値の相違に起因して時刻が相違しているかのように検出が行われる。
本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、見当マークの色による波高値の相違をなくし、異なる色間において見当マークの間隔を検出するときや見当マークの幅を検出するときの誤差が小さく、そのための調整を必要としないためそのことに起因する不良印刷物の発生を避けることができる見当制御装置および見当制御方法を提供することにある。
本発明の請求項1に係る見当制御装置は、印刷された2色の見当マークの各々を所定間隔を置いて配置された2つのセンサで検出して前記2色の見当マーク信号を出力する見当マーク検出手段と、前記2色の見当マーク信号における波高値を所定値に統一した前記2色の波高統一見当マーク信号を得る信号波高統一手段と、前記2色の波高統一見当マーク信号を所定の閾値によって2値化し前記2色のパルス信号を得る2値化手段と、前記2色のパルス信号における対応する所定のエッジの時間差を演算するパルスエッジ時間差演算手段と、前記エッジの時間差と印刷速度から前記2色の見当マークにおける印刷位置の前記所定間隔からの縦ずれ量を演算する縦ずれ量演算手段とを具備するようにしたものである。
また本発明の請求項2に係る見当制御装置は、請求項1に係る見当制御装置において、前記2色の2値化信号におけるパルス幅の時間差を演算するパルス幅時間差演算手段と、
前記パルス幅の時間差と印刷速度から前記2色の見当マークにおける印刷位置の横ずれ量を演算する横ずれ量演算手段とを具備するようにしたものである。
また本発明の請求項3に係る見当制御装置は、請求項1または2に係る見当制御装置において、前記信号波高統一手段は、見当マーク信号のピーク値を出力するピークホールド回路と、基準電圧を前記ピーク値によって除算した除算値を出力する除算回路と、前記見当マーク信号と前記除算値とを乗算した乗算値として前記波高統一見当マーク信号を出力する乗算回路とからなるようにしたものである。
また本発明の請求項4に係る見当制御方法は、印刷された各色の見当マークを検出して出力される前記各色の見当マーク検出信号の波高値を所定値に統一した前記各色の波高統一見当マーク信号に基づいて多色印刷における印刷見当の制御を行うようにしたものである。
本発明の請求項1に係る見当制御装置によれば、所定間隔を置いて配置された2つのセンサを有する見当マーク検出手段により、印刷された2色の見当マークの各々が検出され2色の見当マーク信号が出力され、信号波高統一手段により2色の見当マーク信号における波高値を所定値に統一した2色の波高統一見当マーク信号が得られ、2値化手段により2色の波高統一見当マーク信号が所定の閾値によって2値化され2色のパルス信号が得られ、パルスエッジ時間差演算手段により2色のパルス信号における対応する所定のエッジの時間差が演算され、縦ずれ量演算手段によりエッジの時間差と印刷速度から2色の見当マークにおける印刷位置の所定間隔からの縦ずれ量が演算される。すなわち、波高値が所定値である波高統一見当マーク信号に統一された信号に基づいて縦ずれ量の演算が行われる。したがって、見当マークの色による波高値の相違をなくし、異なる色間において見当マークを検出するときの誤差が小さく、そのための調整を必要としないためそのことに起因する不良印刷物の発生を避けることができる見当制御装置が提供される。
また本発明の請求項2に係る見当制御装置によれば、パルス幅時間差演算手段により2色の2値化信号におけるパルス幅の時間差が演算され、横ずれ量演算手段によりパルス幅の時間差と印刷速度から2色の見当マークにおける印刷位置の横ずれ量が演算される。すなわち、波高値が所定値である波高統一見当マーク信号に統一された信号に基づいて横ずれ量の演算が行われる。したがって、見当マークの色による波高値の相違をなくし、見当マークの幅を検出するときの誤差が小さく、そのための調整を必要としないためそのことに起因する不良印刷物の発生を避けることができる見当制御装置が提供される。
また本発明の請求項3に係る見当制御装置によれば、ピークホールド回路により見当マーク信号のピーク値が出力され、除算回路により基準電圧がピーク値によって除算された除算値が出力され、乗算回路により見当マーク信号と除算値とが乗算された乗算値として波高統一見当マーク信号が出力される。したがって、波高値を所定の基準電圧とした波高統一見当マーク信号を得ることができる。
また本発明の請求項4に係る見当制御方法によれば、印刷された各色の見当マークを検出して出力される各色の見当マーク検出信号の波高値を所定値に統一した各色の波高統一見当マーク信号に基づいて多色印刷における印刷見当の制御が行われる。すなわち、波高値が所定値である波高統一見当マーク信号に統一された信号に基づいて見当制御のための演算が行われる。したがって、見当マークの色による波高値の相違をなくし、異なる色間において見当マークを検出するときの誤差が小さく、そのための調整を必要としないためそのことに起因する不良印刷物の発生を避けることができる見当制御方法が提供される。
次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。本発明の見当制御装置における見当マークを検出する部分の構成の一例を図1に示す。図1において、100はウェブ、101,102は見当マーク、200は見当マークセンサ、211,221はフォトセンサ、212,222はセンサ増幅器、311,312,321,322は見当マーク信号である。
ウェブ100はグラビア印刷機等の印刷機の印刷用紙またはそれに印刷が行われた印刷物である。ウェブ100には第1色目(Cyan:藍色)の見当マーク101と第2色目(Black:黒色)の見当マーク102が印刷されている。
見当マーク101(藍),102(墨)は、図1に一例を示すように、ウェブ100の走行方向に対して平行方向の短辺、走行方向に対して直角方向の長辺、走行方向に対して斜めで走行方向の側にある斜辺から成る直角三角形の形状を有するマークである。印刷版を製作する工程においては、2色の見当マーク101,102が所定間隔を置いて印刷が行われたときに、その2色の印刷見当が合うように設計製作が行われている。その所定間隔は見当マークセンサ200におけるフォトセンサ211,221の配置間隔(一般的に20mm)と一致している。図1に示す矢印はウェブ100の走行方向をている。
見当マークセンサ200はウェブ100に印刷された見当マーク101,102を検出して見当マーク信号311,312,321,322を出力する。見当マークセンサ200はフォトセンサ211,221とセンサ増幅器212,222を有する。
フォトセンサ211,221はフォトダイオード等の受光素子である。フォトセンサ211,221は投光手段(図示せず)がウェブ100の表面に放出する光線の反射光線を受光する。投光手段はLED(light emitting diode)等の発光素子である。
見当マーク101,102のエッジを正確に検出するため、フォトセンサ211,221のウェブ100の表面における検出領域は、通常は、小さなスポット形状となっている。そのため、受光素子や投光素子に結像レンズ等の光学系(図示せず)が使用される。
また、検出する見当マーク101,102の色を高感度(高コントラスト)に検出できるように、受光素子における感度の波長特性と投光素子における発光の波長特性が組合せにおいて適正化される。その適正化のために、受光素子と投光素子の種類や特性の選択だけでなく、必要に応じてカラーフィルター(図示せず)が使用される。
センサ増幅器212,222はフォトセンサ211,221が受光することによってフォトセンサ211,221に生じる光電流をその電流に比例する電圧に変換する増幅器である。図1に示す一例においては、ウェブ100における非印刷部分(白色部分)、すなわち光電流が大きいときに電圧が小さく、ウェブ100における見当マークの印刷部分(各色部分)、すなわち光電流が小さいときに電圧が大きい。したがって、センサ増幅器212,222は反転増幅器となっている。
フォトセンサ211が受光した光量に応じた電圧としてセンサ増幅器212がT1、すなわち見当マーク信号311(藍),312(墨)を出力する。また、フォトセンサ221が受光した光量に応じた電圧としてセンサ増幅器222がT2、すなわち見当マーク信号321,322を出力する。フォトセンサ211とフォトセンサ221は、見当マークセンサ200において前述の所定間隔を置いて配置されている。したがって、2色の印刷見当がほぼ合っているときには、図1に示すように、見当マーク信号311と見当マーク信号322はほぼ同一時刻に検出したことを示す信号波形を示す。
見当マークセンサ200が出力する見当マーク信号T1,T2の信号波形の一例を図2に示す。図1と図2の見当マーク信号は同一のものである。したがって、図2においても、見当マーク信号311と見当マーク信号322はほぼ同一時刻に検出したことを示す信号波形を示している。見当制御装置においては、見当マーク信号311と見当マーク信号322の信号波形における時間的なずれ量から縦見当ずれ量(目標値からの偏差)を演算する。そこで、見当制御装置においては、図2に示すようなゲートを設けて、ゲートによって切出された見当マークについてだけ、以降の信号処理を行う。
このゲートは印刷機における版胴(印刷版)の回転に同期して見当制御装置が生成したゲート信号に基づいて開閉を行う。ゲート信号は、ほぼ印刷見当が合っているときには、見当マークセンサ200が出力するすべての見当マーク信号の中から検出すべき見当マークの部分だけを抽出するために、その抽出期間だけゲートを開くための信号である。この見当制御装置におけるゲート信号を生成するための同期回路や見当マーク信号の開閉を行うためのゲート回路の構成については周知であるからここでは説明を省略する。
ゲートを通過した見当マーク信号T1,T2における信号波形の処理について説明図を図3に示す。図3において、410,420は波高統一回路、510,520はコンパレータ回路である。
波高統一回路410,420は見当マーク信号T1,T2における信号波形の波高値を所定値に統一したそれら2色の波高統一見当マーク信号を得る信号波高統一手段である。図3に示すように、見当マーク信号T1は波高統一回路410によって入力が行われ、見当マーク信号T2は波高統一回路420によって入力が行われる。波高統一回路410,420から出力される見当マーク信号T1,T2における波高値は所定値に統一される。
波高統一回路410,420は同じ構成の回路であるから、波高統一回路410についてだけ構成の一例を図4に示す。図4において、411はピークホールド回路、412は除算回路、413は乗算回路である。
ピークホールド回路411は入力した見当マーク信号T1の電圧値V0の波高値V1をホールドする。ピークホールド回路411は、たとえばピーク電圧を出力インピーダンスの小さい入力増幅器(OPアンプ等)を介してキャパシタに充電して電圧を保持させ、入力インピーダンスの大きい出力増幅器(FETによるソース・フォロワ等)でキャパシタからほとんど電流を取出さずに電圧出力を得る回路である。ピークホールド回路411はキャパシターを放電させるリセット機構を有し、前述のゲートに同期してリセット機構が働くように構成されている。
除算回路412はピークホールド回路411が出力する見当マーク信号T1の波高値V1と波高値基準電圧V2を入力し、波高値基準電圧V2を波高値V1で除算した値であるV3(=V2/V1)を出力する。
乗算回路413は除算回路412が出力するV3と見当マーク信号T1の電圧値V0を入力し、電圧値V0を波高値V1で乗算した値であるV4(=V0×V3)を出力する。
なお、除算回路412または乗算回路413は2つの入力電圧を非線形素子(ダイオード等)の特性を利用してLOG変換(対数変換)した後に加算または減算し、同じく非線形素子の特性を利用して逆変換することにより得ることができる。なお、アナログデバイス社(Analog Devices, Inc. )(R)等の市販されている集積回路製品である乗算器を使用して除算回路412と乗算回路413を構成することもできる。アナログ演算方式の除算回路、乗算回路については周知の技術であるから説明を省略する。
結局、図4にブロック図を示す波高統一回路410において、(V0/V1)×V2の演算が行われたことになり、見当マーク信号T1の波高値は波高統一回路410の出力において、波高値基準電圧V2となる。この波高値基準電圧V2は見当マーク信号T2の波高値についても同様であるから、波高統一回路410,420から出力される見当マーク信号T1,T2における波高値は所定値(V2)に統一される。
波高統一回路410の入力と出力における実際の見当マーク信号T1,T2の一例を図5に示す。図5に示すように、見当マーク信号T1,T2の波高値が所定値(V2)に統一される。この波高値は外部入力(波高値基準電圧)により任意に設定することができる。
図3において、コンパレータ回路510,520は波高統一回路410,420から出力される2色の見当マーク信号T1,T2を所定の閾値(2値化基準電圧)によって2値化し2色のパルス信号を得る2値化手段である。図3に示すように、波高値が統一された見当マーク信号T1,T2を入力し、見当マーク信号T1,T2に共通の2値化閾値によって見当マーク信号T1,T2を2値化し、パルス信号としての見当マーク信号T1,T2を出力する。見当マーク信号T1,T2におけるパルス信号の立上がりまたは立下りの時刻は、見当マーク101と見当マーク102の間隔と、フォトセンサ211とフォトセンサ221の間隔との差に相当するだけずれている。
コンパレータ回路510,520が出力する見当マーク信号T1,T2のその後の処理を行う処理回路を説明図として図6に示す。図6において、600は立上がり処理回路、700はカウンタ、800は縦ずれ量演算器である。
立上がり処理回路600は見当マーク信号T1,T2のパルス信号における立上がりのエッジ間をパルス幅とするパルス、すなわち図6に示す時間差パルスを生成する回路である。カウンタ700はその時間差パルスが立上がっている間のクロックパルスを計数し、その計数値として時間換算値を出力する。すなわち、立上がり処理回路600とカウンタ700とによって、2色のパルス信号における対応する所定のエッジの時間差を演算するパルスエッジ時間差演算手段が構成される。
縦ずれ量演算器800は(時間換算値)×(印刷機速度)の演算により縦ずれ量を演算する。縦ずれ量演算器800は見当マーク信号T1,T2のパルス信号におけるエッジの時間差と印刷速度から2色の見当マーク101,102における印刷位置の所定間隔からの縦ずれ量を演算する縦ずれ量演算手段である。
すでに説明したように、印刷版の製作工程においては2色の見当マーク101,102が所定間隔を置いて印刷が行われたときに、その2色の印刷見当が合うように設計製作が行われている。したがって、所定間隔からの縦ずれ量は縦見当ずれ量に相当する。しかしながら、印刷物において印刷見当を合わせたい箇所と見当マークの配置が相違することに起因する誤差、等の誤差が存在することがある。その誤差を考慮すると、正確には、目標とする縦ずれ量(目標値)と検出された縦ずれ量との差異が縦見当ずれ量(偏差)である。
縦ずれ量演算器800の前における処理は論理回路を主体とする信号処理である。一方、縦ずれ量演算器800から後における処理は、通常は、マイクロコンピュータ等のデータ処理装置を主体とするデータ処理である。見当制御装置におけるそのデータ処理の過程には、縦見当ずれ量(偏差)から操作量を演算する制御演算処理、操作量を印刷機における縦見当合わせを行うアクチュエータ(コンペンセータ等)に出力する処理、オペレータとのインタェース処理、等の処理が存在する。しかし、それらの処理の方式によって本発明は限定されず、またそれらは周知の技術であるからここでは説明を省略する。
以上、見当制御装置における縦見当制御について説明を行ったが、横見当制御についても縦見当制御と類似した構成、動作となっている。縦見当制御と横見当制御の相違点について説明する。横見当ずれ量を検出する処理回路における構成の一例を図7に示す。図7において、71,72はカウンタ、80はカウント数差演算器、90は横ずれ量演算器である。
カウンタ71はコンパレータ回路510が出力する見当マーク信号T1を入力し見当マーク信号T1のパルス信号におけるパルス幅に相当するカウント数を出力する。カウンタ72はコンパレータ回路520が出力する見当マーク信号T2を入力し見当マーク信号T2のパルス信号におけるパルス幅に相当するカウント数を出力する。
カウント数差演算器80はカウンタ71が出力するカウント数とカウンタ72が出力するカウント数との差、すなわち見当マーク信号T1,T2のパルス信号におけるパルス幅の差を演算する。このカウント数の差(パルス幅の差)は時間換算値である。
横ずれ量演算器90は(係数)×(時間換算値)×(印刷機速度)の演算により横ずれ量を演算する。横ずれ量演算器90は見当マーク信号T1,T2のパルス信号におけるパルス幅差と印刷速度から2色の見当マーク101,102における印刷位置の横ずれ量を演算する横ずれ量演算手段である。直角三角形の印刷形状を有する見当マーク101,102における斜辺の角度が45度である(2等辺直角三角形となる)ときには、係数は1である。斜辺の角度が45度以外のときには斜辺の角度(傾き)に対応する係数を適用する。すなわち、斜辺が縦辺と成す角度をθとするとき係数はtanθである。
なお横見当ずれ量についても、縦見当ずれ量と同様に、印刷物において印刷見当を合わせたい箇所と見当マークの配置が相違することに起因する誤差、等の誤差が存在することがある。その誤差を考慮すると、正確には、目標とする横ずれ量(目標値)と検出された横ずれ量との差異が縦見当ずれ量(偏差)である。
また、カウント数差演算器80から後における処理は、通常は、マイクロコンピュータ等のデータ処理装置を主体とするデータ処理である。本発明は、前述したように、その処理の方式によって限定されず、またそれらは周知の技術であるからここでは説明を省略する。
以上、実施の形態について説明を行ったが、本発明はこの実施の形態にのみ限定されるのではない。本発明の技術思想に基づいて多様な形態で実施することができ、それらも本発明に含まれることはいうまでもないことである。
たとえば、本発明における波高統一回路の構成の一例(図4参照)について説明したが、波高統一回路はその一例に限定されない。見当マーク信号をピークホールドして得た波高値によって見当マーク信号を割算してもよい。そのときには、その後段に波高値基準電圧まで増幅する回路を用いることで、波高値の基準設定を行うことが出来る。また、見当マーク信号をピークホールドして得た波高値の代わりに、見当マーク信号の立上がりと立下りの中間点の波高値をサンプリングする構成としてもよい。中間点は見当マーク信号を微分した値のゼロクロス点として与えることができる。
本発明の見当制御装置における見当マークを検出する部分の構成の一例を示す図である。 見当マークセンサ200が出力する見当マーク信号T1,T2の信号波形の一例を示す図である。 ゲートを通過した見当マーク信号T1,T2における信号波形の処理の説明図である。 波高統一回路における構成の一例を示す図である。 波高統一回路の入力と出力における実際の見当マーク信号T1,T2の一例を示す図である。 コンパレータ回路が出力する見当マーク信号T1,T2のその後の処理を行う処理回路の説明図である。 横見当ずれ量を検出する処理回路における構成の一例を示す図である。 波高値の相違に起因して生じる誤差の一例についての説明図である。
符号の説明
71,72 カウンタ
80 カウント数差演算器
90 横ずれ量演算器
100 ウェブ
101,102 見当マーク
200 見当マークセンサ
211,221 フォトセンサ
212,222 センサ増幅器
311,312,321,322 見当マーク信号
410,420 波高統一回路
510,520 コンパレータ回路
411 ピークホールド回路
412 除算回路
413 乗算回路
600 立上がり処理回路
700 カウンタ
800 縦ずれ量演算器

Claims (4)

  1. 印刷された2色の見当マークの各々を所定間隔を置いて配置された2つのセンサで検出して前記2色の見当マーク信号を出力する見当マーク検出手段と、
    前記2色の見当マーク信号における波高値を所定値に統一した前記2色の波高統一見当マーク信号を得る信号波高統一手段と、
    前記2色の波高統一見当マーク信号を所定の閾値によって2値化し前記2色のパルス信号を得る2値化手段と、
    前記2色のパルス信号における対応する所定のエッジの時間差を演算するパルスエッジ時間差演算手段と、
    前記エッジの時間差と印刷速度から前記2色の見当マークにおける印刷位置の前記所定間隔からの縦ずれ量を演算する縦ずれ量演算手段と、
    を具備することを特徴とする見当制御装置。
  2. 請求項1記載の見当制御装置において、前記2色の2値化信号におけるパルス幅の時間差を演算するパルス幅時間差演算手段と、
    前記パルス幅の時間差と印刷速度から前記2色の見当マークにおける印刷位置の横ずれ量を演算する横ずれ量演算手段と、
    を具備することを特徴とする見当制御装置。
  3. 請求項1または2記載の見当制御装置において、前記信号波高統一手段は、見当マーク信号のピーク値を出力するピークホールド回路と、基準電圧を前記ピーク値によって除算した除算値を出力する除算回路と、前記見当マーク信号と前記除算値とを乗算した乗算値として前記波高統一見当マーク信号を出力する乗算回路とからなることを特徴とする見当制御装置。
  4. 印刷された各色の見当マークを検出して出力される前記各色の見当マーク検出信号の波高値を所定値に統一した前記各色の波高統一見当マーク信号に基づいて多色印刷における印刷見当の制御を行うことを特徴とする見当制御方法。

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JP2014172200A (ja) * 2013-03-06 2014-09-22 Fuji Xerox Co Ltd 画像形成装置
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