JP2014206437A - Mark sensor for photogravure printing machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グラビア印刷機で印刷された印刷基材上のマークを検出するマークセンサに関する。 The present invention relates to a mark sensor that detects a mark on a printing substrate printed by a gravure printing machine.
カラー印刷物に光を照射して、その反射光をイメージセンサやフォトセンサ等の受光素子で検出し、絵柄の位置や形状を検出する絵柄検出装置が、下記の特許文献1に開示されている。この絵柄検出装置は、ラインイメージセンサ、レンズ系、及び発光ダイオードを含む。発光ダイオードは、赤色発光ダイオードと青色発光ダイオードとがそれぞれ1列に配列した構造を有する。ラインイメージセンサ、レンズ系、及び発光ダイオードは、ラインフォロワヘッドに内蔵される。 Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228688 discloses a pattern detection apparatus that detects the position and shape of a pattern by irradiating light on a color print and detecting the reflected light with a light receiving element such as an image sensor or a photosensor. The pattern detection apparatus includes a line image sensor, a lens system, and a light emitting diode. The light emitting diode has a structure in which red light emitting diodes and blue light emitting diodes are arranged in one row. The line image sensor, the lens system, and the light emitting diode are built in the line follower head.
ラインイメージセンサ及びレンズ系の光軸は、測定面に垂直に設定されており、発光ダイオードは、測定面に斜めから照明光を照射する。 The optical axes of the line image sensor and the lens system are set perpendicular to the measurement surface, and the light emitting diode irradiates the measurement surface with illumination light obliquely.
発光ダイオードからの照明光が、ラインイメージセンサで撮像すべき領域に入射するように、ラインイメージセンサ等の受光素子と、発光ダイオード等の発光素子との相対的な位置関係及び姿勢を調整しなければならない。この相対的な位置関係の調整は、受光素子と発光素子とをラインフォロワヘッドに取り付ける際に、または取り付けた後に行わなければならない。 The relative positional relationship and posture between the light receiving element such as the line image sensor and the light emitting element such as the light emitting diode must be adjusted so that the illumination light from the light emitting diode enters the area to be imaged by the line image sensor. I must. This relative positional adjustment must be performed when or after the light receiving element and the light emitting element are attached to the line follower head.
本発明の目的は、受光素子と発光素子との相対的な位置関係及び姿勢の調整を容易に行うことが可能なグラビア印刷機用マークセンサを提供することである。 An object of the present invention is to provide a mark sensor for a gravure printer that can easily adjust the relative positional relationship and posture between a light receiving element and a light emitting element.
本発明の一観点によると、
ロールから繰り出されて搬送される印刷基材に印刷された見当マークを検出するグラビア印刷機用マークセンサであって、
筐体と、
前記筐体に取り付けられた実装基板と、
前記実装基板に実装され、受光点に入射する光を検出する受光素子と、
前記実装基板に実装され、照明光を放射する発光素子と、
前記筐体に取り付けられたレンズと
を有し、
前記発光素子から放射された照明光が、前記収束レンズを通って、搬送中の前記印刷基材に照射され、前記照明光が照射された領域内の被検出点からの反射光または散乱光が、前記収束レンズを通って前記受光素子によって検出されるグラビア印刷機用マークセンサが提供される。
According to one aspect of the invention,
A mark sensor for a gravure printing machine that detects a registration mark printed on a printing substrate fed out from a roll and conveyed,
A housing,
A mounting board attached to the housing;
A light receiving element mounted on the mounting substrate for detecting light incident on the light receiving point;
A light emitting element mounted on the mounting substrate and emitting illumination light;
A lens attached to the housing,
Illumination light emitted from the light emitting element passes through the converging lens and is applied to the printing substrate being conveyed, and reflected light or scattered light from a detected point in the region irradiated with the illumination light is emitted. A mark sensor for a gravure printing machine that is detected by the light receiving element through the convergent lens is provided.
受光素子と発光素子とが、同一の実装基板に実装されているため、両者の相対的な位置関係、及び姿勢の調整を容易に行うことができる。 Since the light receiving element and the light emitting element are mounted on the same mounting substrate, the relative positional relationship and posture of both can be easily adjusted.
[実施例1]
図1に、実施例1によるグラビア印刷機用マークセンサが組み込まれたグラビア印刷機の概略図を示す。印刷基材10が繰り出しロール11から繰り出されて、1段目印刷ユニット21、2段目印刷ユニット22、及び3段目印刷ユニット23を順番に通過した後、巻き取りロール12に巻き取られる。印刷基材10には、紙、プラスチックフィルム等が用いられる。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic view of a gravure printing machine in which a mark sensor for a gravure printing machine according to the first embodiment is incorporated. After the
次に、2段目印刷ユニット22の構成について説明する。版胴30と圧胴31との間に印刷基材10が挟まれ、版胴30及び圧胴31が回転することにより、印刷基材10が搬送される。版胴駆動機構32が、制御装置40から制御されて、版胴30を回転させる。インキ容器33にグラビアインキ34が収容されている。
Next, the configuration of the second-
版胴30の外周面(版面)の一部がグラビアインキ34に接触している。版胴30が回転すると、版胴30の版面に形成されたセル(凹部)にグラビアインキ34が保持された後、印刷基材10に転写される。
A part of the outer peripheral surface (plate surface) of the
版胴30に原点マークが付されており、原点センサ35が原点マークを検出する。原点センサ35により原点マークが検出されると、制御装置40に検出信号が入力される。制御装置40は、版胴30を回転させるモータのエンコーダ信号と、原点センサ35からの検出信号とに基づいて、版胴30の基準位置からの回転量を算出する。
An origin mark is attached to the
版胴30と圧胴31との間を通過した印刷基材10の印刷面に、マークセンサ36が対向している。マークセンサ36は、印刷基材10に印刷された見当マークを検出する。マークセンサ36から制御装置40に、検出信号が送信される。
A
1段目印刷ユニット21及び3段目印刷ユニット23の構成は、2段目印刷ユニット22の構成と同一である。ただし、1段目印刷ユニット21には、マークセンサ36に相当するセンサが取り付けられていない。1段目印刷ユニット21、2段目印刷ユニット22、及び3段目印刷ユニット23のインキ容器33には、異なる色のグラビアインキ34が収容されている。
The configurations of the first-
図2に、マークセンサ36の断面図を示す。以下、マークセンサ36の構造について説明する。実装基板55に、受光素子50、発光素子51、及び複数の駆動素子52が実装されている。駆動素子52は、受光素子50及び発光素子51を駆動する。実装基板55は、筐体58内に収容され、筐体58に取り付けられて固定されている。受光素子50に対向する位置に収束レンズ56が配置されている。収束レンズ56も、筐体58に取り付けられて固定されている。実装基板55は、収束レンズ56の光軸に対して垂直な姿勢で筐体58に取り付けられている。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the
受光素子50は、その受光点50Aに入射する光を検出する。受光素子50には、例えばフォトダイオードが用いられる。受光素子50の受光点50Aは、収束レンズ56の光軸上に配置されている。収束レンズ56に関して、受光点50Aと共役な関係にある点が印刷基材10の表面上に位置するように、印刷基材10、収束レンズ56、及び受光素子50の相対位置関係が調整されている。受光点50Aと共役な関係にある点を、被検出点15ということとする。受光点50Aの、収束レンズ56による像が被検出点15に相当する。印刷基材10上の被検出点15で散乱された光の一部が、収束レンズ56で収束されて受光点50Aに入射する。
The
発光素子51は、収束レンズ56の光軸から外れた位置に取り付けられており、照明光を放射する。図2では、2つの発光素子51が実装基板55に実装された例を示している。発光素子51から放射された照明光は、収束レンズ56を通って印刷基材10に照射される。
The
実装基板55の表面(実装面)を基準として、発光素子51の発光領域51Aは、受光素子50の受光点50Aよりも高い位置に配置されている。このため、発光領域51Aは印刷基材10の表面に結像しない。発光領域51Aが結像する位置は、収束レンズ56から見て印刷基材10よりも遠い。すなわち、発光領域51Aが収束レンズ56によって印刷基材10上にデフォーカスされる。発光領域51Aから放射された照明光が照射される照明領域内に、被検出点15が含まれるように、受光素子50、発光素子51、及び収束レンズ56の相対位置が調整されている。
The
図3Aに、発光素子51(図2)から放射された照明光によって照明される照明領域17と、被検出点15との位置関係を示す。2つの発光素子51(図2)からの照明光によって照明される2つの照明領域17が、相互に部分的に重なる。2つの照明領域17が重なった領域内に被検出点15が位置する。実施例1では、発光素子51の発光領域51Aを、印刷基材10上にデフォーカスさせているため、フォーカスされる場合に比べて、被検出点15の位置における照度が低下する。被検出点15において2つの発光素子51の照明領域17を重ねることにより、デフォーカスによる照度の低下を補うことができる。
FIG. 3A shows the positional relationship between the
被検出点15における照度が不足する場合には、3個以上の発光素子51(図2)を実装基板55(図2)に実装してもよい。
When the illuminance at the
図3Bに、4個の発光素子51を実装基板55に実装した時の照明領域17と被検出点15との位置関係を示す。4つの照明領域17が重なっている領域に、被検出点15が配置されている。
FIG. 3B shows a positional relationship between the
実施例1においては、図2に示したように、受光素子50と発光素子51とが同一の実装基板55に実装されている。実装基板55には、受光素子50と発光素子51とを実装すべき位置に、予めスルーホール等の位置決め構造が設けられている。このため、受光素子50と発光素子51との相対的な位置決めを容易に行うことができる。また、実装基板55と収束レンズ56とが、共に筐体58に取り付けられているため、受光素子50及び
発光素子51に対して、収束レンズ56を容易に位置決めすることができる。受光素子50と発光素子51との相対的な位置決めは、実装基板55に実装した時点で既に完了している。このため、受光素子50及び発光素子51を筐体58に取り付けた後に、両者の相対的な位置合わせを行う必要はない。
また、収束レンズ56と発光素子51との間、及び収束レンズ56と受光素子50との間に、光路を変換するミラーやプリズムが配置されていないため、煩雑な光路調整を行う必要がない。このため、製造コストの低減を図ることが可能になる。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the
In addition, since no mirror or prism that converts the optical path is disposed between the converging
図4A及び図4Bを参照して、印刷基材10(図1)に印刷された見当マークの検出方法について説明する。 With reference to FIG. 4A and FIG. 4B, the detection method of the registration mark printed on the printing base material 10 (FIG. 1) is demonstrated.
図4Aに、印刷基材10に印刷された第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62と、被検出点15との相対位置関係を示す。第1の見当マーク61は、1段目印刷ユニット21で印刷され、第2の見当マーク62は、2段目印刷ユニット22で印刷されたものである。第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62の形状は、例えば直角二等辺三角形である。印刷基材10の表面は、例えば白色であり、入射する照明光を散乱させる。一例として、第1の見当マーク61は黒色であり、第2の見当マーク62は赤色である。
FIG. 4A shows a relative positional relationship between the
印刷基材10が図の矢印の方向に搬送されると、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62も搬送方向に移動する。被検出点15の位置は、マークセンサ36(図1、図2)に固定されているため、印刷基材10が搬送されても被検出点15は移動しない。印刷基材10が搬送されるとき、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62が、被検出点15を通過する。
When the
図4Bに、マークセンサ36(図1)で検出される光強度の時間変化の一例を示す。第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62が被検出点15を通過するとき、受光素子50(図1)で検出される散乱光の強度が低下する。第1の見当マーク61に対応して、光強度の谷61aが現れ、第2の見当マーク62に対応して、光強度の谷62aが現れる。第1の見当マーク61が黒色であり、第2の見当マーク62が赤色であるとき、第1の見当マーク61からの散乱光の強度が、第2の見当マーク62からの散乱光の強度より低い。このため、第1の見当マーク61に対応する光強度の谷61aが、第2の見当マーク62に対応する光強度の谷62aより深い。
FIG. 4B shows an example of a temporal change in light intensity detected by the mark sensor 36 (FIG. 1). When the
光強度の谷61aが現れてから、光強度の谷62aが現れるまでの経過時間と、印刷基材10の搬送速度とに基づいて、第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔を求めることができる。
Based on the elapsed time from the appearance of the
制御装置40(図1)は、第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔の測定値と、その設計値とを比較する。間隔の測定値が設計値からずれている場合には、測定値が設計値に近づくように、版胴駆動機構32(図1)を制御する。これにより、1段目印刷ユニット21、2段目印刷ユニット22、及び3段目印刷ユニット23で印刷される模様の相対的な位置を合わせることができる。
The control device 40 (FIG. 1) compares the measured value of the distance between the
[実施例2]
図5に、実施例2によるグラビア印刷機用マークセンサ36の断面図を示す。以下、実施例1との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
[Example 2]
FIG. 5 is a sectional view of the gravure printing
実施例2においては、1つの筐体58に、2つの受発光光学系70A、70Bが搭載されている。受発光光学系70A、70Bの各々は、図2に示した筐体58内の光学系と同一の構成を有する。一方の受発光光学系70Aの収束レンズ56Aの光軸と、他方の受発
光光学系70Bの収束レンズ56Bの光軸とは、相互に平行である。印刷基材10の表面に、受発光光学系70A、70Bの被検出点15A、15Bが画定される。
In the second embodiment, two light receiving / emitting
図6A及び図6Bを参照して、印刷基材10(図1)に印刷された見当マークの検出方法について説明する。 With reference to FIG. 6A and FIG. 6B, the detection method of the registration mark printed on the printing base material 10 (FIG. 1) is demonstrated.
図6Aに、印刷基材10に印刷された第1の見当マーク61、第2の見当マーク62、及び被検出点15A、15Bの相対位置関係を示す。2つの被検出点15A、15Bは、印刷基材10の搬送方向と平行な方向に並んでいる。被検出点15Aと15Bとの間隔は、第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔の設計値と等しくなるように、受発光光学系70Aと受発光光学系70Bとが位置決めされている。印刷基材10が搬送されるとき、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62が、被検出点15A、15Bを通過する。
FIG. 6A shows the relative positional relationship between the
図6Bに、マークセンサ36(図5)で検出される光強度の時間変化の一例を示す。図6Bには、受発光光学系70A、70Bでそれぞれ検出される光強度の時間変化71A、71Bが実線で示されている。受発光光学系70Aで検出される光強度の時間変化71Aに、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62に対応する光強度の谷61a、62aが現れている。同様に、他方の受発光光学系70Bで検出される光強度の時間変化71Bに、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62に対応する光強度の谷61b、62bが現れている。
FIG. 6B shows an example of a temporal change in light intensity detected by the mark sensor 36 (FIG. 5). In FIG. 6B, the time changes 71A and 71B of the light intensity detected by the light receiving and emitting
第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔が設計値どおりである場合、一方の受発光光学系70Aで検出された第2の見当マーク62に対応する光強度の谷62aと、他方の受発光光学系70Bで検出された第1の見当マーク61に対応する光強度の谷61bとの時間軸上の位置が一致する。
When the distance between the
第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔が設計値からずれている場合、図6Cに示すように、一方の受発光光学系70Aで検出された光強度の谷62aと、他方の受発光光学系70Bで検出された光強度の谷61bとの時間軸上の位置がずれる。2つの受発光光学系70A、70Bで検出された検出信号に基づいて、第1の見当マーク61と第2の見当マーク62との間隔の、設計値からのずれを容易に検出することができる。
When the interval between the
実施例2においては、受発光光学系70A、70Bの各々が、実施例1によるグラビア印刷機用マークセンサ36(図2)の筐体58内の光学系と同一の構成を有する。このため、実施例1と同様に、製造コストの低減を図ることが可能になる。
In the second embodiment, each of the light receiving / emitting
[実施例3]
図7を参照して、実施例3によるグラビア印刷機用マークセンサについて説明する。以下、実施例1との相違点について説明し、同一の構成については説明を省略する。
[Example 3]
With reference to FIG. 7, the mark sensor for gravure printing machines by Example 3 is demonstrated. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
図7に、実施例3によるグラビア印刷機用マークセンサ36の断面図を示す。収束レンズ56と受光素子50との間の光軸上に分岐光学系81が配置されている。発光素子51の発光領域51Aから放射した照明光が、折り返しミラー80で反射した後、一部の成分が分岐光学系81で反射する。分岐光学系81で反射した照明光は、被検出点15から受光点50Aに向かう光の経路と重なり、かつ被検出点15から受光点50Aに向かう光とは反対向きに伝搬する。このため、照明光が印刷基材10に垂直入射する。分岐光学系81には、例えばハーフミラーが用いられる。折り返しミラー80で反射した後、分岐光学系81を透過した照明光は、ダンパ82に吸収される。実施例3の場合には、受光点50Aと、発光領域51Aとで、高さを異ならせる必要はない。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the gravure printing
印刷基材10の背面に、ミラー83が配置されている。実施例3では、印刷基材10として、透明シートが用いられる。印刷基材10に垂直入射した照明光は、印刷基材10を透過した後、ミラー83で反射されて、入射経路を逆向きに辿る。反射光の一部は、分岐光学系81を透過して受光素子50に入射する。被検出点15の位置を第1の見当マーク61または第2の見当マーク62が通過している期間は、照明光がミラー83まで到達しない。このとき、受光素子50には、照明光のうち第1の見当マーク61または第2の見当マーク62からの散乱光のうち一部の光のみが受光素子50に入射する。このため、受光素子50で検出される光強度が低下する。受光素子50で検出される光強度の変化により、第1の見当マーク61及び第2の見当マーク62を検出することができる。
A
実施例3においても、受光素子50と発光素子51とが同一の実装基板55に実装されている。このため、実施例1の場合と同様に、受光素子50と発光素子51との相対的な位置決めを容易に行うことができる。また、実装基板55と収束レンズ56とが、共に筐体58に取り付けられているため、受光素子50及び発光素子51に対して、収束レンズ56を容易に位置決めすることができる。折り返しミラー80及び分岐光学系81の位置及び姿勢の調整は、実装基板55及び収束レンズ56を位置決めした後に行うことができる。
Also in the third embodiment, the
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
10 印刷基材
11 繰り出しロール
12 巻き取りロール
15、15A、15B 被検出点
17 照明領域
21、22、23 印刷ユニット
30 版胴
31 圧胴
32 版胴駆動機構
33 インキ容器
34 グラビアインキ
35 原点センサ
36 マークセンサ
40 制御装置
50 受光素子
50A 受光点
51 発光素子
51A 発光領域
52 駆動素子
55 実装基板
56、56A、56B 収束レンズ
58 筐体
61 第1の見当マーク
61a、61b 第1の見当マークに対応する光強度の谷
62 第2の見当マーク
62a、62b 第2の見当マークに対応する光強度の谷
70A、70B 受発光光学系
71A、71B 光強度の時間変化
80 折り返しミラー
81 分岐光学系
82 ダンパ
83 ミラー
DESCRIPTION OF
Claims (6)
筐体と、
前記筐体に取り付けられた実装基板と、
前記実装基板に実装され、受光点に入射する光を検出する受光素子と、
前記実装基板に実装され、照明光を放射する発光素子と、
前記筐体に取り付けられた収束レンズと
を有し、
前記発光素子から放射された照明光が、前記収束レンズを通って、搬送中の前記印刷基材に照射され、前記照明光が照射された領域内の被検出点からの反射光または散乱光が、前記収束レンズを通って前記受光素子によって検出されるグラビア印刷機用マークセンサ。 A mark sensor for a gravure printing machine that detects a registration mark printed on a printing substrate fed out from a roll and conveyed,
A housing,
A mounting board attached to the housing;
A light receiving element mounted on the mounting substrate for detecting light incident on the light receiving point;
A light emitting element mounted on the mounting substrate and emitting illumination light;
A converging lens attached to the housing;
Illumination light emitted from the light emitting element passes through the converging lens and is applied to the printing substrate being conveyed, and reflected light or scattered light from a detected point in the region irradiated with the illumination light is emitted. A gravure printing machine mark sensor detected by the light receiving element through the converging lens.
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