JP3750385B2 - チョッパー折り機およびチョッパー折り状態判別方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雑誌や書籍などを製本するために印刷装置により印刷されたシートを、所定形状の折丁に二つ折り加工するためのチョッパー折り機と、チョッパー折り状態の良否の判別を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ウェブ状（帯状）の印刷紙に印刷された印刷シートは、その装置の後段に併設した印刷シート折り機によって、連続的に所定の折り形状に折り加工して、雑誌や書籍を製本するための折丁を製造している。
【０００３】
一般に、雑誌・書籍などの印刷に多用されているオフセット輪転印刷装置では、巻き取り紙（ロール紙）から巻き出し送行する長尺状のウェブシートに、印刷ユニットで所要の文字・絵柄を印刷したのち、三角板などのフォーマー手段（折りプレート）でウェブシートを送行方向に沿って二つ折り、三つ折り、四つ折りなどの所定の形状に連続的に折り加工し、シーターなどの断裁手段によって枚葉状にシート断裁して印刷シートを得たのち、さらにその印刷シート送行方向または印刷シート送行方向と直交する方向に、チョッパー折り機にて印刷シートを二つ折りして、折丁として最終的にスタッカーに排出するようになっている。
【０００４】
すなわち、印刷ユニットから供給される印刷済みのウェブシートは、三角板とその下方（送行方向下流）に配置された対向する一対のガイドローラとを備えたフォーマー手段によって、そのシート幅方向を、例えば半分に折り（二つ折り）加工されるようになっている。
【０００５】
続いて、二つ折り加工されたウェブシートは、チャッキング機構・くわえ折り機構・カッター機構を備えた２〜３本のロータリーシリンダーからなるロータリー式折り機に、そのチャッキング機構によってシート先端部をチャッキングされて導入され、導入方向と直交する方向にくわえ折り機構でさらに二つ折りされると共に、カッター機構により一定長の断裁ピッチ毎に印刷シートとして断裁されて、折り加工された枚葉状の印刷シートとして排出される。
【０００６】
そして、この折り加工された枚葉状の印刷シートは、チョッパー折り機に導入され、その印刷シートの中間部が互いに平行な対向ロールの、例えば上方に位置するように移送され、対向ロールの上方より対向ロール間に繰り返し突入するチョッパーブレードが対向ロール間に降下する際に、印刷シートは送行方向に沿って、または送行方向と直交する方向に沿って、さらに半分に折られて、すなわちチョッパー折りされて排出され、雑誌や書籍などの折丁が完成する。
【０００７】
図９は、チョッパー折り機の一例を示す説明図、図１０は図９に示したチョッパー折り機を横方向から見たときの説明図であり、印刷および折り加工された枚葉状の印刷シート１００は、ガイドテーブル４の上を送行する上ベルト５と下ベルト６との間に挟み込まれて、１部づつチョッパー折り機の一対の平行なロール２ａ、２ｂからなる対向ロール２の上に矢印方向に導入され、導入方向の前方両側に設置した前当部７・７に印刷シート１００の前端部が当接して常に定位置に位置決めされるようになっている。
【０００８】
そして、印刷シート１００の前端部が前当部７・７に当接して停止するタイミングで、または印刷シート１００の前端部が前当部７・７に当接する直前または当接した直後のタイミングで、チョッパーブレード１が印刷シート１００の上方より下方の対向ロール２のロール２ａ、２ｂの間に向かって下降動作し、このチョッパーブレード１の動作によって、対向ロール２の上にある印刷シート１００はロール２ａ、２ｂの間に導入されて二つ折りされ、対向ロール２の下方のチョッパー折り印刷シートが通過する経路２００を二つ折り印刷シート１０１（製本用の折丁）となって通過・排出されるようになっている。なお、対向ロール２下方の経路２００内に、印刷シート１００の二つ折りをより確実にするために、別の平行な一対の対向ロール３を備えたものもある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のチョッパー折り機においては、印刷および折り加工された枚葉状の印刷シート１００が斜めの姿勢でチョッパー折り機に導入されたり、あるいは印刷シート１００の前端部がチョッパー折り機の両方の前当部７・７に正しく当接せずに、一方の前当部７だけに当接して、印刷シート１００が斜めの状態のままチョッパーブレード１が下降動作して二つ折りされた場合には、二つ折りされた印刷シート１０１は、図７に示したように捻られた状態に折られて折り不良が発生し、製本用折丁としては不良品になってしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、チョッパー折りされたシートの縁が正確に監視できるようにして、チョッパー折り機の折り動作タイミングの調整や、不良品の抜取作業などが迅速に、且つ、確実に行えるようにすることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の発明は、互いに逆方向に回転する平行な一対の対向ロールと、シートをこの対向ロールの間に二つ折り状態で案内するチョッパーブレードとを備えたチョッパー折り機において、二つ折りされたシートの折り縁と、その端部から延びる何れか一方のシートの重ね縁とを撮影する撮影手段が画像処理手段に接続されて対向ロールの二つ折りシート排出側に設けられると共に、撮影手段がシートの到達を検出するセンサと、このセンサからの信号に基づいて撮影手段の起動時期を決定する撮影時期決定手段、若しくはチョッパーブレードまたは対向ロールの動作系に１サイクルの動作を行う毎に信号を出力するセンサと、このセンサからの信号に基づいて撮影手段の起動時期を決定する撮影時期決定手段とを備えたチョッパー折り機である。
【００１２】
第２の発明は、前記第１の発明のチョッパー折り機において、撮影手段が二つ折りシートの通路を挟んで対向設置される一つのレンズと、一つの光源とを備えるようにしたチョッパー折り機である。
【００１５】
第３の発明は、前記何れかの発明のチョッパー折り機の対向ロールによって二つ折りされたシートの折り縁と重ね縁とを撮影手段によって撮影し、この撮影した画像を画像処理手段で処理して前記両縁を示す画素の候補を抽出すると共に、各縁が存在し得る領域毎に、この抽出された画素についてＸ−Ｙ直交座標からハフ変換により基準点からの距離ρと傾きθのρ−θ空間へ変換し、各ρ−θ空間での重心を求めてそれぞれを示す直線の基準点からの距離Ｐと傾きΘとし、この2本の直線の交差角を求めてシートの折り状態の良否を決定するようにしたチョッパー折り状態判別方法である。
【００１６】
第４の発明は、前記何れかの発明のチョッパー折り機の対向ロールによって二つ折りされたシートの折り縁と重ね縁とを撮影手段によって撮影し、この撮影した画像を画像処理手段で処理して前記両縁を示す画素の候補を抽出すると共に、各縁が存在し得る領域毎に、この抽出された画素がＸ−Ｙ直交座標空間である程度連続した塊になるように処理を行ない、それぞれに最大の塊のモーメントの主軸を求め、各主軸の位置と傾きを中心とした狭い範囲で、前記抽出された各縁を表す候補の画素についてＸ−Ｙ直交座標からハフ変換により基準点からの距離ρと傾きθのρ−θ空間へ変換し、各ρ−θ空間での重心を求めてそれぞれを示す直線の基準点からの距離Ｐと傾きΘとし、この2本の直線の交差角を求めてシートの折り状態の良否を決定するようにしたチョッパー折り状態判別方法である。
【００１７】
第５の発明は、前記第３または第４の発明のチョッパー折り状態判別方法において、ρ−θ空間での強度が高いものだけをサンプリングし、この強度の高いものだけの重心を求めて距離Ｐと傾きΘとするようにしたチョッパー折り状態判別方法である。
【００１８】
第６の発明は、前記第５の発明のチョッパー折り状態判別方法において、ρ−θ空間で一番強度の高いものと、この強度が一番高いものとの距離ρと傾きθの差が共に所定値以内にあり、且つ、距離ρと傾きθの少なくとも一方が連続しているものについてのみサンプリングを行うようにしたチョッパー折り状態判別方法である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図９・図１０において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００２０】
すなわち、図１・図２において、１は上下動作するチョッパーブレード、２は対向して水平に設置された平行な１対のロール２ａ、２ｂからなる対向ロール、３はこの対向ロール２の下方に同様に設置された１対のロール３ａ、３ｂからなるもう一つの対向ロールであり、上段の対向ロール２よりもニップ圧（挟持圧）が強くなっている。また、４はガイドテーブル、５は上部ベルト、６は下部ベルトであり、２００は対向ロール３を含めた二つ折り印刷シート１０１が通過する経路である。
【００２１】
したがって、本発明のチョッパー折り機の折り機構の基本構造は、前記図９・図１０に基づいて説明した従来のチョッパー折り機と同一である。
【００２２】
そして、本発明のチョッパー折り機においても、前段の図示しない印刷ユニット・フォーマー手段・断裁手段などを駆動して得られた枚葉状の印刷シート１００は図１に示すように、対向ロール２の例えば上方に図面裏面側から表面側に導入され、前記図９・図１０に示す前当部７・７に当接するなどして停止する。
【００２３】
また、図１に示すように、対向ロール２の直下には、二つ折り印刷シート１０１の折り状態の良否を検出するためのカメラ８が設置されている。なお、９は、カメラ８による撮影時にバックライトとして機能する光源である。
【００２４】
カメラ８は、対向ロール２の下流側に設置されるものであって、必ずしも対向ロール２の直下に設ける必要はなく、対向ロール３を含めた二つ折り印刷シート１０１が通過する経路２００に臨んで設置される。
【００２５】
また、必要に応じて、カメラ８と同じレベル若しくはそれよりも対向ロール２側に片寄せて、二つ折り印刷シート１０１の前端部の到達（通過）を検出して前端部通過検出信号を発信するタイミングセンサ１０を設ける。そして、このタイミングセンサ１０からの前端部通過検出信号を受けてのち、タイマー、カウンターなどの動作により所定時間ｔ（ｔ＝０を含む）経過後、カメラ８による検出動作を開始する。
【００２６】
なお、この場合のタイミングセンサ１０は、経路２００に臨んで設置した照射光源１０ａと、その反対側に設置した検出受光部１０ｂとからなり、照射光源１０ａから出た光が検出受光部１０ｂに届かなくなったときに、二つ折り印刷シート１０１の前端がタイミングセンサ１０の位置に到達したと判断するように構成してあるが、タイミングセンサ１０としては、対向ロール２若しくはチョッパーブレード１の動作系に、１サイクル毎にタイミング信号を発信する回転カムスイッチ、マイクロスイッチ、ロータリーエンコーダなどからなるタイミングスイッチを設置し、これをタイミングセンサとして利用することもできる。
【００２７】
図２に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。カメラ８は、例えばＮＴＳＣ方式準拠のＣＣＤカメラであり、二つ折り印刷シート１０１が通過する経路２００の背面側には、二つ折り印刷シート１０１の折り縁１０２と、その端部から延びる何れか一方の重ね縁１０３に対応した光源９を設置し、前記両縁がシルエットとして撮影できるようになっている。
【００２８】
また、カメラ８はパソコンなどからなる画像処理装置１３と接続してあり、カメラ８が撮影した画像が画像処理装置１３で処理できるようになっている。
【００２９】
例えば図３に示したように、カメラ８から入力された画像は、図示しないＡＤ変換器を通してデジタル化され、画像メモリ１４のＸ−Ｙ空間１５に２次元の配列として格納される。この格納された２次元画像は、図示しない微分回路（ＣＰＵで処理しても良い）で水平方向あるいは垂直方向に微分され、エッジが強調される。強調されたエッジはさらに図示しない２値化回路で２値化され、再び画像メモリ１４のＸ−Ｙ空間１５に格納される。このＸ−Ｙ空間１５に格納された２値化画像をＣＰＵ１７でハフ変換し、ρ−θ空間１６へρ−θの強度として格納する。このρ−θ空間１６の強度分布からＣＰＵ１７により上位の候補群を求め、強度を重みとして重心のρ、θを求め、それぞれをＰ、Θとして出力する。
【００３０】
対向ロール２によってチョッパー折りされた二つ折り印刷シート１０１の折り縁１０２と重ね縁１０３は、カメラ８によって一つの画面に、バックライトとして機能する光源９により生じた影の端の部分として図４に示したように撮影される。
【００３１】
そして、画像処理装置１３により検査窓内を水平方向あるいは垂直方向に微分してエッジ成分を強調し、例えば微分強度のピーク値を基準に二値化の閾値を求め、縁を２値画像として求める。この画像の二値化処理によって、二つ折り印刷シート１０１の折り縁１０２と、重ね縁１０３を示す候補画素が抽出される。
【００３２】
そして、折り縁１０２、重ね縁１０３それぞれを示す直線の、基準点からの距離Ｐと傾きΘを、例えば図５のように処理して求め、さらに直線同士の交差角αを求めてチョッパー折り状態を判別する。
【００３３】
すなわち、縁が存在し得る領域毎に、折り縁１０２、重ね縁１０３それぞれに抽出された画素についてＸ−Ｙ直交座標からハフ変換により基準点からの距離ρと傾きθのρ−θ空間へ変換し、強度が上位のもの（例えば、最大値の９０％以内）を選択し、その内でρとθの少なくともどちらかが連続しているものだけを選択し、候補群のρとθに強度を重みとして重心を求めてそれぞれを示す直線の基準点からの距離Ｐと傾きΘとし、さらにこの距離Ρと傾きΘとで特徴づけられる直線同士の交差角αを求め、この交差角αによってチョッパー折りされた二つ折り印刷シート１０１の良否を評価する。
【００３４】
なお、Ｘ−Ｙ直交座標からρ−θ空間へのハフ変換は、例えば距離ρについては画素サイズの１／１０〜１／２０程度、傾きθについても１／１０〜１／２０度程度に細かく行う。
【００３５】
そして、上記のようにして求めた交差角αが、例えば９０°であればチョッパー折りが正常に行われ、前記条件を満足しないときにはチョッパー折りが正常に行われていないと判別する。
【００３６】
なお、前記条件は、折丁の内容、すなわち製本される本の内容によって異なることは予想されることである。
【００３７】
また、強度の上位のものを選択する方法としては、例えば上位から５番目までと云ったように個数を限定して行うことも可能である。
【００３８】
また、図６に示したように、二値化して求めた二つ折り印刷シート１０１の折り縁１０２と、重ね縁１０３の候補となる画素１８を（図６ａ）、膨張化処理などしてある程度の大きさの塊１９とし（図６ｂ）、この塊１９のモーメントの主軸２０を求める（図６ｃ）。そして、この主軸２０の位置と傾きを中心とした狭い範囲、すなわち距離ρ±Δρの範囲と、傾きθ±Δθの範囲で、前記図４におけるハフ変換を行うこともできる（図６ｄ）。この処理方法によれば、ハフ変換処理が簡単になり、チョッパー折り状態の判別が迅速に行えるようになる。
【００３９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００４０】
例えば、図８に示したように、経路２００とカメラ８との間に平面ミラー１１などの適宜の光路変更手段を設置して、カメラ８の取り付け位置をチョッパー折り作業の邪魔にならない位置に変更することなどが可能である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、チョッパー折りされたシートの縁の状態が正確に監視できるので、チョッパー折り機の折り動作タイミングの調整や、不良品の抜取作業などが迅速に、且つ、確実に行える。
【００４２】
しかも、対向する縁の位置・傾斜などが、ＣＣＤカメラの画素より細かい精度で精確に把握できると云った特徴もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチョッパー折り機を正面から見た時の説明図である。
【図２】本発明のチョッパー折り機のシステム構成の説明図である。
【図３】画像処理手段の説明図である。
【図４】カメラ画像の説明図である。
【図５】画像処理工程の説明図である。
【図６】ハフ変換の範囲を限定する処理工程の説明図である。
【図７】形状不良となった二つ折り印刷シートの説明図である。
【図８】他の実施形態を示す説明図である。
【図９】従来のチョッパー折り機の説明図である。
【図１０】図９のチョッパー折り機を横方向から見た時の説明図である。
【符号の説明】
１ チョッパーブレード
２・３ 対向ロール
４ ガイドテーブル
５ 上部ベルト
６ 下部ベルト
７ 前当部
８ カメラ
９ 光源
１０ タイミングセンサ
１０ａ 照射光源
１０ｂ 検出受光部
１１ 平面ミラー
１３ 画像処理装置
１４ 画像メモリ
１５ Ｘ−Ｙ空間
１６ ρ−θ空間
１７ ＣＰＵ
１８ 画素
１９ 塊
２０ 主軸
１００ 印刷シート
１０１ 二つ折り印刷シート
１０２ 折り縁
１０３ 重ね縁
２００ 経路

Claims (6)

1. 互いに逆方向に回転する平行な一対の対向ロールと、シートをこの対向ロールの間に二つ折り状態で案内するチョッパーブレードとを備えたチョッパー折り機において、二つ折りされたシートの折り縁と、その端部から延びる何れか一方のシートの重ね縁とを撮影する撮影手段が画像処理手段に接続されて対向ロールの二つ折りシート排出側に設けられると共に、撮影手段がシートの到達を検出するセンサと、このセンサからの信号に基づいて撮影手段の起動時期を決定する撮影時期決定手段、若しくはチョッパーブレードまたは対向ロールの動作系に１サイクルの動作を行う毎に信号を出力するセンサと、このセンサからの信号に基づいて撮影手段の起動時期を決定する撮影時期決定手段とを備えたことを特徴とするチョッパー折り機。
2. 撮影手段が二つ折りシートの通路を挟んで対向設置される一つのレンズと、一つの光源とを備えたことを特徴とする請求項１記載のチョッパー折り機。
3. 請求項１または２記載のチョッパー折り機の対向ロールによって二つ折りされたシートの折り縁と重ね縁とを撮影手段によって撮影し、この撮影した画像を画像処理手段で処理して前記両縁を示す画素の候補を抽出すると共に、各縁が存在し得る領域毎に、この抽出された画素についてＸ−Ｙ直交座標からハフ変換により基準点からの距離ρと傾きθのρ−θ空間へ変換し、各ρ−θ空間での重心を求めてそれぞれを示す直線の基準点からの距離Ｐと傾きΘとし、この2本の直線の交差角を求めてシートの折り状態の良否を決定することを特徴とするチョッパー折り状態判別方法。
4. 請求項１または２記載のチョッパー折り機の対向ロールによって二つ折りされたシートの折り縁と重ね縁とを撮影手段によって撮影し、この撮影した画像を画像処理手段で処理して前記両縁を示す画素の候補を抽出すると共に、各縁が存在し得る領域毎に、この抽出された画素がＸ−Ｙ直交座標空間である程度連続した塊になるように処理を行ない、それぞれに最大の塊のモーメントの主軸を求め、各主軸の位置と傾きを中心とした狭い範囲で、前記抽出された各縁を表す候補の画素についてＸ−Ｙ直交座標からハフ変換により基準点からの距離ρと傾きθのρ−θ空間へ変換し、各ρ−θ空間での重心を求めてそれぞれを示す直線の基準点からの距離Ｐと傾きΘとし、この2本の直線の交差角を求めてシートの折り状態の良否を決定することを特徴とするチョッパー折り状態判別方法。
5. ρ−θ空間での強度が高いものだけをサンプリングし、この強度の高いものだけの重心を求めて距離Ｐと傾きΘとすることを特徴とする請求項３または４記載のチョッパー折り状態判別方法。
6. ρ−θ空間で一番強度の高いものと、この強度が一番高いものとの距離ρと傾きθの差が共に所定値以内にあり、且つ、距離ρと傾きθの少なくとも一方が連続しているものについてのみサンプリングが行われることを特徴とする請求項５記載のチョッパー折り状態判別方法。

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