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

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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