JP2663805B2 - 見当合せ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー印刷などで色ず
れを防止する見当合せ制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かさね刷り印刷機としてオフセット輪転
印刷機を例にとり説明する。図13はオフセット輪転印刷
機のかさね刷りの基本構成を示したもので、供給ローラ
１より巻き出されたウェブ２は黄色用版胴３、赤色用版
胴４、青色用版胴５、黒色用版胴６からなる印刷ユニッ
トを順次通過することで黄、赤、青、黒色がかさね刷り
されてゆき、一連の印刷が完成する。印刷ユニットにお
ける各版胴３，４，５，６の周長は同一寸法であり、版
胴の１回転毎に一葉の印刷が行われ、印刷ユニットを通
過したウェブ２には版胴周長を１単位とする絵柄が繰り
返し印刷される。

【０００３】これら４つの版胴の回転を調整して色ずれ
を防止する自動見当制御を行う場合、ウェブの端で絵柄
のない空白部に図14に示すようなレジスタマークを印刷
ユニットの各版胴が印刷する。つまり黄色のレジスタマ
ークは、黄色の絵柄を印刷する黄色用版胴３が行い、赤
色のレジスタマークは赤色用版胴４、というようにそれ
ぞれの色を印刷する版胴がそれぞれの色でレジスタマー
クを印刷する。

【０００４】図14において（ａ）は各色の印刷ずれがな
い状態で見当誤差がゼロのときを示している。なお矢印
はウェブ２の進行方向を示す。（ｂ）は赤色のレジスタ
マークが黄色側へｐmm、ウェブの幅方向へｑmmシフトし
ている場合を示し、このとき赤色の絵柄もｐmm黄色側
へ、およびウェブの幅方向へｑmmシフトしている。つま
り、レジスタマーク間の相対的位置を監視することで各
色の絵柄のずれが測定できる。

【０００５】このレジスタマークを検出する方法とし
て、１次元イメージセンサでウェブの幅方向（ウェブの
進行方向と直角方向）をスキャンする方法が用いられて
いる。図15はこの状況を示す。一番太い矢印がウェブの
進行方向を示し、図面の左側はスキャン間隔が密な場合
であり、右側は粗な場合を示す。レジスタマークのウェ
ブの幅方向の位置はウェブの進行方向の辺ａとスキャン
との交点を求めることにより得ることができる。レジス
タマークのウェブの進行方向の位置は、ウェブの幅方向
の辺ｂ上をスキャンラインが通れば正確に位置を検出で
きるが、通常は通らないので、辺ａと斜辺と交差した最
後のスキャンラインSlと、その次のレジスタマークと交
差しないスキャンラインSl＋１とから辺ｂの位置を推定
していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年印刷速度を高速化
する要求が強くなり、ウェブの走行速度が大きくなって
いる。また、レジスタマークは、印刷中は必要である
が、印刷後は不要となるため、出来るだけ小さい方がよ
く、小型化が進み、一辺が１mm以下となってきている。
このため、図15の右側に示すように１つのレジスタマー
クを通過するスキャンラインの数が少くなり、辺ｂの位
置を検出する精度がますます悪化している。

【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、３角形のレジスタマークを精度よく検出する見
当合せ制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、走行するウェブに印刷された３角形のマークに対し
その３辺のいずれの方向とも一致しない方向で１つの前
記マークの３辺のそれぞれに少くとも１回は交差するよ
うに走査する１次元イメージセンサと、この１次元イメ
ージセンサの出力より前記マークと前記走査線との交点
を抽出する交点抽出手段と、前記マークの形状、配置デ
ータと前記抽出した交点とから前記マークの形状、配置
を算出するマーク算出手段と、ウェブ上に印刷される前
記マークの１つを基準マークとし他を対象マークとし、
前記基準マークに対し前記対象マークの予め定めた相対
位置を予定位置とし、前記基準マークに対する前記対象
マークについて前記マーク算出手段で算出した相対位置
を測定位置とし、前記予定位置と前記測定位置とのずれ
を算出するずれ算出手段とを備えたものである。

【０００９】また、前記マークを直角３角形とし、その
斜辺ではない辺の一方をウェブの走行方向とし、前記１
次元イメージセンサが前記マークを走査する方向を前記
マークの斜辺に直角方向とする。

【００１０】また、前記予定位置と前記測定位置を前記
マークを代表する座標で表わすようにしたものである。

【００１１】

【作用】一次元イメージセンサは３角形のマークに対
し、各３辺と少くとも１回は交差するように走査するの
で、交差抽出手段は３角形の各辺上の少くとも１点は抽
出する。なお、３辺と１点以上で交差するには２回以上
の走査が必要となる。マーク算出手段は、マークの３角
形の形状、配置データを有しており、交差抽出手段より
得られた各辺上の測定データより３角形の形状、大きさ
および位置を再現することができる。ずれ算出手段は、
測定したマークが基準マークであればその位置を記憶
し、他のマークであれば、基準マークとの相対位置を算
出して測定位置とし、この測定位置とこのマークの予定
位置とずれを算出する。このずれが０でない場合は、こ
のマークの印刷にずれが生じたことが判明する。マーク
の３辺に少くとも１回交差するように走査すればよいの
で、走査線の密度は荒くてもよいことになり、ウェブの
走行速度の高速化、マークの大きさの縮小化にも充分対
応することができる。

【００１２】マークの形状を直角３角形とし、斜辺では
ない辺の一方をウェブの走行方向とする。この場合他の
斜辺ではない辺はウェブの幅方向となる。そして走査線
を斜辺に直角方向にする。このようにすると走査線との
交点から３角形を再現することが簡単になる。

【００１３】３角形のマークを代表する座標、例えば重
心位置でその３角形の位置を表わすよににすると、ウェ
ブが走行中波を打って、１次元イメージセンサとの距離
が変動して図形の寸法が変化しても、重心などの位置の
変動は少なく、３角形の辺の位置を直接測定するものに
比べ精度よくマークの位置を検出することができる。ま
た重心の代わりに外心、内心、傍心、垂心等を用いても
同様の効果がある。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本実施例の構成を示すブロックである。ウ
ェブ10は黄の印刷をする版胴11ａ、赤の印刷をする版胴
11ｂ、青の印刷をする版胴11ｃ、黒の印刷をする版胴11
ｄを通過して、それぞれの色で印刷されると共に各版胴
11でその版胴11の印刷される色でレジスタマークを印刷
をされる。レジスタマークは図14に示したように基準マ
ークを黄とし、赤、青、黒の４色で所定間隔をおいて印
刷される。マーク撮像器12は、一次元イメージセンサを
内蔵し、便宜上各版胴11ごとに設けられ、対応する版胴
11が印刷したレジスタマークを撮像するようにしてある
が12ｄの位置に１個だけ配置し、全部の色のマークを検
出させ、その信号を後置されるフレーム信号で切り出す
ようにすれば、更に経済的で実用的な装置となる。な
お、本実施例ではレジスタマークの形状を直角２等辺３
角形として説明するが一般の３角形でも処理は複雑にな
るが成立する。

【００１５】パルス発生器20は版胴11の１つに取り付け
られ、版胴11の１回転に当り１個の基準パルスを発生す
ると共に１回転当り所定数、例えば1000個のきざみパル
スを発生する。版胴11が１回転すると、その直径Ｄ×π
の長さだけウェブ10を搬送するので、このパルスの積算
はウェブ10の搬送長さを表わす。

【００１６】トリガ発生器22はシステムクロック21を分
周して、マーク撮像器12の一次元イメージセンサがスキ
ャンするタイミングを決めるトリガを発生する。図２は
トリガ発生を示すタイミングチャートである。システム
クロックを分周器により所定の分周にし、微分器により
パルスの変化点をトリガとして取り出す。

【００１７】速度算出器23はパルス発生器20のきざみパ
ルスとシステムクロック21のクロックよりウェブ10の走
行速度を算出する。

【００１８】フレーム発生器24は各版胴11で印刷した各
レジスタマークが各マーク撮像器12の位置を通過してい
るタイミング又は領域を示す枠で、この枠内のレジスタ
マークがマーク撮像器12に撮像される。つまり、フレー
ム内にレジスタマークがくるようフレーム位置を設定す
る。

【００１９】図３はフレーム発生器の構成を示す図であ
る。各割算器241 に入力されるデータは、順に基準から
第１フレームの開始までの距離、第２フレーム…第ｎフ
レームまでの距離、および基準より第ｎフレームの終了
までの距離である。ここで基準とは、版胴11によってウ
ェブ10に印刷される絵柄上の基準位置であり、パルス発
生器20の基準パルスはこの基準位置を表わすよう調整さ
れているものとする。各割算器241 はこれらの距離を速
度算出器23からのウェブ10の走行速度で割ることにより
時間に変換する。時間カウンタ244 はパルス発生器20か
らの基準パルスが入る度にシステムクロック21からのク
ロックをカウントしてゆく。各比較器242 は対応する割
算器241 の出力と、時間カウンタ244 の出力が一致する
と、一致した値を出力する。フレームレジスタ244 は対
応する比較器242 からの出力と、次の比較器242 からの
出力の期間をフレームとして出力する。このようにして
第１フレーム、第２フレーム、…第ｎフレームのが生成
される。故に第１フレームが終ると第２フレームとな
り、第２フレームが終ると第３フレームというように次
々に連続してフレームが生成される。

【００２０】図４はフレーム発生器のタイミングチャー
トである。基準パルスは版胴11、１回転毎に発生する。
時間カウンタ244 は基準パルスが出力するシステムクロ
ック21からのクロックをカウント開始する。このカウン
ト値が基準から第１フレームまで距離、第２フレームま
での距離、…第ｎフレームまでの距離および第ｎフレー
ムの終了の距離に相当するクロック数で表わした時間と
なるごとに各比較器242 から第１フレームセット信号、
第１フレームリセット信号および第２フレームセット信
号、…第ｎ−１フレームリセット信号および第ｎフレー
ムセット信号、第ｎフレームリセット信号が出力され、
各フレームレジスタ243 から、第１フレーム、第２フレ
ーム、…第ｎフレームが出力される。

【００２１】図５は図１のマーク算出部25の詳細図であ
る。マーク撮像器12では、トリガ毎に走査を行い撮像デ
ータを出力し、これを増幅器251 で増幅し、シェーディ
ング補正部252 でシェーディング補正を行う。ここでシ
ェーディングとは撮像対象に対する照明や撮像装置の不
均一さなどなどに基因する原画像信号レベルのゆるやか
な変動である。二値化器253 は撮像データを所定のレベ
ルで二値化する。

【００２２】端点抽出部254 はマーク撮像器12がレジス
タマークを走査するときのスキャンラインとレジスタマ
ークの外周とが交差する点である端点を抽出する。座標
算出部255 は抽出された端点の座標を計算するもので、
時間の単位で表わされた端点を速度算出部23の速度信号
により長さのデータに変換し、フレーム発生器24からフ
レーム信号により、フレーム発生位置を基準とした座標
データを算出する。特徴パラメータ算出部256 は、レジ
スタマークの端点の座標値よりレジスタマークの形状を
再現し、レジスタマークの重心位置などの特徴量を算出
する。

【００２３】図１に戻り、ずれ算出部26は第１マーク算
出部25ａで算出したレジスタマークを基準マークとし、
この基準マークに対して、第２マーク算出部25ｂ，第３
マーク算出部25ｃ，第４マーク算出部25ｄで算出したマ
ーク位置との各相対ずれデータＡ，Ｂ，Ｃを算出する。

【００２４】次に端点抽出部254 について詳細に説明す
る。図６は端点抽出部254 の構成を示すブロック図であ
り、図７はタイミングチャートである。図７において、
レジスタマーク30は直角２等辺３角形で２等辺の１辺は
ウェブ10の走行方向に、他の辺はウェブの幅方向と平行
している。マーク撮像器12のスキャンライン31は斜辺に
直角に、つまりウェブ10の進行方向に対し45°となって
いる。ｎ点はスキャン開始点であり、Ｂ点はスキャンラ
イン31とレジスタマークが交差を開始した開始端点であ
り、Ｃ点は交差を終了した終了端点である。図６の二値
化入力は図７の波形ａで表わされる。レジスタ2541はシ
ステムクロックの立上りで信号ａを図７のｂに示すよう
にサンプリングする。すなわち１ビットの遅延として作
用する。アンドゲート2542の出力は図７のｃのようにな
り、アンドゲート2543の出力は図７のｄのようになる。
バイナリカウンタ2544は図７のｎ点よりシステムクロッ
ク21のクロックをカウントする。ｎ点とは上記した如く
トリガによりスキャンを開始する開始点を示すので、開
始端点レジスタはｃの信号を入力したとき、バイナリカ
ウンタ2544の値を保持する。この点は図７のＢ点に相当
する。つまりｎ点とＢ点間の距離に相当するカウント値
を保持したことになる。同様に終了端点レジスタ2546は
Ｃ点を保持する。このようにしてスキャンラインとレジ
スタマークで交差する端点であるＢ点，Ｃ点が得られ
る。

【００２５】次に座標算出部255 の詳細について説明す
る。図８はフレームと図７に示したスキャンラインおよ
びレジスタマークとの関係を示す図である。矢印はウェ
ブ10の走行方向を示す。１点鎖線で囲まれた範囲がフレ
ームの範囲を示す。Ａ点は座標の原点を示し、ｎ，ｎ＋
１，ｎ＋２…はトリガによりマーク撮像器12でスキャン
を開始する点、ｎ’，ｎ＋１’，ｎ＋２’…はスキャン
終了点を示す。Ａ点とｎ点のｙ方向の距離L0はフレーム
バイアスで、フレームの開始位置とスキャンｎの開始位
置との差を表わす。ｎ，ｎ＋１，ｎ＋２，…間のｙ方向
の長さL1はトリガの間隔である。

【００２６】図９はトリガとフレームおよびレジスタマ
ークの端点との関係を示すタイミングチャートである。
図８に示すｎ点のトリガはフレームの開始点よりL0遅れ
て発生し、ｎ点を出発したスキャンラインがＢ，Ｃ点と
交差して、図７に示した二値化信号を検出する。またｎ
＋１点を出発したスキャンラインは図８に示したＤ，Ｅ
点と交差して二値化信号を出力する。

【００２７】図10はスキャン開始点より端点まで距離を
計測する方法を説明する図で、図６で説明した開始端点
レジスタ2545，終了端点レジスタ2546にラッチされる端
点Ｂ，Ｃの値を説明する図である。ｎ点よりＢ点，Ｃ点
までの距離は図６に示すバイナリカウンタ2544のカウン
ト値Sb，Scとして格納される。ｎ点の原点Ａよりの座標
値はｎ（０，L0）でありｎ＋１値の座標値はｎ（０，L0
＋L1）である。

【００２８】図11は端点の座標算出回路を示す図であ
る。図８，図10に示す端点Ｂ，Ｃの原点Ａに対する
（ｘ，ｙ）座標を算出する。図10に示したSb，Sc値が入
力されると、これに乗算器2551，2553でcos45 を乗ずる
とそれぞれのｘ座標xb，xcが得られる。これらのｙ座標
は図８に示すように、ｎ点ならL0，ｎ＋１点ならL0＋L1
値を加える必要がある。Sb，Scにそれぞれ乗算器2552，
2554でSLN45 を乗じる。乗算器2555は長さL1に速度算出
器23からの速度信号を乗じて時間の単位とし、かつ乗算
器2556では、スキャンライン信号がｎ点より何番目かを
示すスキャンライン番号を入力する。これによりｎ点な
らL1は０，ｎ＋１点ならL1，ｎ＋２点ならL1×２とな
る。加算器2557，2558に乗算器2556の値と時間単位に直
したL0を加算することによりｙ座標、yb，ycが得られ
る。

【００２９】次に特徴パラメータ算出部256 について説
明する。図12は特徴パラメータ算出部256 の動作を説明
する図である。座標算出部255 で得られた端点の座標か
らレジスタマーク30の３角形の再現、この３角形の重心
位置の算出などを行うが、本動作はハードウェアで実現
してもよいが、実用的にはマイクロプロセッサ等を応用
したソフトウェアで行うのが便利である。図12は得られ
た座標Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅから３角形を再現する場合の説明
図である。レジスタマーク30の形状は直角２等辺３角形
であり、２等辺の一辺はウェブ走行方向、他の辺はウェ
ブ幅方向であり、斜辺は各等辺と45°を成しているの
で、Ｃ点を通りウェブ方向の線Ｘは２等辺の１辺を表わ
し、Ｅ点を通りウェブ幅方向の線Ｙは他の１辺を表わ
し、Ｂ，Ｄ点を通る線Ｚは斜線を表わす。これによりレ
ジスタマーク30を再現することができる。この３角形が
得られれば、その重心は容易に求めることができる。

【００３０】上述した実施例では２本のスキャンライン
がレジスタマークと交差する場合について説明したが３
本以上交差してもよい。またレジスタマークは１辺がウ
ェブの進行方向にある直角２等辺３角形としたが、一般
の３角形でも特徴パラメータの計算が複雑にはなるが実
現可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は３角形のレジスタマークに対して撮像装置の走査線の
方向と、走査線が３辺に少くとも１回は交差するように
することによりレジスタマークを再現することができる
ので、ウェブ速度の高速化、レジスタマークの小型化に
精度よく対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】トリガ発生を示すタイミングチャートである。

【図３】フレーム発生器の構成を示すブロック図であ
る。

【図４】フレーム発生器のタイミングチャートである。

【図５】マーク算出部の構成を示すブロック図である。

【図６】端点抽出部の構成を示すブロック図である。

【図７】端点抽出部のタイミングチャートである。

【図８】スキャンライン、フレームおよびレジスタマー
クの関係を示す図である。

【図９】トリガとフレームおよびレジスタマークの端点
との関係を示すタイミングチャートである。

【図１０】スキャン開始点より端点までの距離を計算す
る方法を説明する図である。

【図１１】座標算出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図１２】特徴パラメータ算出部の動作を説明する図で
ある。

【図１３】オフセット輪転印刷機のかさね刷り装置の基
本構成を示す図である。

【図１４】４色かさね刷りする場合の各色のレジスタマ
ークを示す図である。

【図１５】従来のレジスタマークスキャン方法を説明す
る図である。

【符号の説明】

10 ウェブ 11 版胴 12 マーク撮像器 20 パルス発生器 21 システムクロック 22 トリガ発生器 23 速度算出器 24 フレーム発生器 25 マーク算出部 26 ずれ算出部 254 端点抽出部 255 座標算出部 256 特徴パラメータ算出部

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行するウェブに印刷された３角形のマ
   ークに対しその３辺のいずれの方向とも一致しない方向
   で１つの前記マークの３辺のそれぞれに少くとも１回は
   交差するように走査する１次元イメージセンサと、この
   １次元イメージセンサの出力より前記マークと前記走査
   線との交点を抽出する交点抽出手段と、前記マークの形
   状、配置データと前記抽出した交点とから前記マークの
   形状、配置を算出するマーク算出手段と、ウェブ上に印
   刷される前記マークの１つを基準マークとし他を対象マ
   ークとし、前記基準マークに対し前記対象マークの予め
   定めた相対位置を予定位置とし、前記基準マークに対す
   る前記対象マークについて前記マーク算出手段で算出し
   た相対位置を測定位置とし、前記予定位置と前記測定位
   置とのずれを算出するずれ算出手段とを備えたことを特
   徴とする見当合せ制御装置。
2. 【請求項２】 前記マークを直角３角形とし、その斜辺
   ではない辺の一方をウェブの走行方向とし、前記１次元
   イメージセンサが前記マークを走査する方向を前記マー
   クの斜辺に直角方向としたことを特徴とする請求項１記
   載の見当合せ制御装置。
3. 【請求項３】 前記予定位置と前記測定位置を前記マー
   クを代表する座標で表わすようにしたことを特徴とする
   請求項１または２記載の見当合せ制御装置。