JP4389125B2 - シート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置に係り、特にシートとして合紙が貼り合わされた多数枚の平版印刷版を積層させたシート積層束の端面の揃い精度を自動測定するシート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置に関する。

近年の製版法（電子写真製版法を含む）では、製版工程の自動化を容易にすべく、感光性印刷版や感熱性印刷版等の平版印刷版が広く用いられている。平版印刷版の製造は、一般にシート状又はコイル状のアルミニウム板等の支持体に、例えば、砂目立て、陽極酸化、シリケート処理、その他化成処理等の表面処理を単独又は適宜組み合わせて行い、次いで、感光層又は感熱層（以下、印刷面という）を形成する塗布膜の塗布、乾燥処理を行って平版印刷版の原反を製造する。次に、この原反をシート加工工程に送り出し、シート加工工程においてスリッタにより所定のスリット幅に裁断した後、走間カッターで所定のカット長に切断する。これにより、四角形なシート状の平版印刷版が製造される。製造された平版印刷版は、集積装置において所定枚数積層されて平版印刷版のシート積層束が構成される。このシート積層束は、出荷先で製版機にセットする際に高い位置決め精度が要求されることから、シート積層束を包装して出荷する前にシート積層束の端面の揃い精度を測定する必要がある。そして、規格に合格したものだけを出荷するようにしている。

シート状のものの製品サイズをオンラインで自動測定する装置としては、例えば特許文献１や特許文献２のようにＣＣＤカメラを利用したものが開発されている。

しかし、シート積層束の端面の揃い精度を自動測定するものはなく、オペレータが目視で測定しているのが実情であり、シート加工工程を省人化するための妨げとなっている。また、人による目視測定では測定にバラツキが発生するという問題がある。
特開平５−５２５２６号公報 特開平６−１４７８３６号公報

このことから本出願人は、特願２００４−１４６３７において、レーザー変位計等の測長センサを用いてシート積層束の荷姿（ズレ、傾き等）を傾いた状態でも精度良く自動測定することができるシート積層束の荷姿測定装置を提案した。

しかしながら、平版印刷版などの感光性材料にレーザー変位計のような高出力のセンサ光源を照射するとカブリ等が発生し品質に悪影響を与えることがあるため、平版印刷版の品種によっては採用できないという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、四角形なシートが積層されたシート積層束の端面における揃い精度をオンラインで高精度に自動測定でき、しかもシートが高感度な平版印刷版であっても品質に悪影響を与えることなくて測定できるシート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、多数枚の四角形なシートを積層したシート積層束における端面の揃い精度を自動測定するシート積層束の端面揃い精度測定方法であって、互いに直交する一対の測長センサを鉛直移動させて、前記シート積層束の角部を形成する２つの端面までのそれぞれの水平距離を測定することにより、前記２つの端面の傾きを測定する第１の工程と、前記第１の工程で得られた２つの端面の傾きに基づいて、互いに直交する１対の撮像素子を前記それぞれの端面に略平行で且つ焦点距離を維持しながら縦方向に走査するための１本の走査軸を求める第２の工程と、前記第２の工程で求めた走査軸に沿って前記一対の撮像手段を走査して前記２つの端面の前記角部を含む端面画像をそれぞれ撮像する第３の工程と、前記第３の工程で撮像した端面画像から前記シート積層束と背景との境界位置を分離処理する第４の工程と、前記第３の工程で撮像した端面画像から前記シート積層束の上下端とその他とを分離処理する第５の工程と、前記第４及び第５の工程で分離された端面画像の前記境界位置のデータに対して最小自乗法を用いて近似直線を求める第６の工程と、前記第６の工程で得られた近似直線を基準として、隣接するシート同士の凹凸差の最大値である「１枚飛び出し」と、積層されたシート全体の凹凸における最大ズレ幅である「シートずれ」を求める第７の工程と、を備えたことを特徴とするシート積層束の端面揃い精度測定方法を提供する。

固定した撮像手段で全体像を撮像することが困難な高さのシート積層束の端面における揃い精度を測定する場合、撮像素子をシート積層束の高さ方向に走査させて測定する必要がある。また、走査させながらの測定時には、撮像素子のスポットを焦点位置に合わせなくては高精度な測定ができない。しかし、積層するシート枚数が例えば５００枚と多数枚であることから、シート積層束の端面は多少の傾きを有すると共に、シート積層束を測定位置に位置決めする際に多少の位置ズレがあることから、撮像素子の撮像スポットを焦点位置に常時合わせることが困難であった。しかも、シート積層束の端面における揃い精度を測定するには、シート積層束の４端面のうち、少なくとも角部を形成する２端面について一対の撮像素子で測定する必要があり、一対の撮像素子の撮像スポットを焦点位置に均等に合わせるための技術が必要になる。尚、シートの集積の際には、バックストッパーと呼ばれる基準当接板を使用するので、シート積層束の端面の傾きは直線的な傾きが発生するのが通常である。

本発明の請求項１は、一対の撮像素子でシート積層束端面の揃い精度を測定する際の従来の問題点を、撮像素子と測長センサとを組み合わせることで解決したものである。即ち、第１の工程から第３の工程において、一対の測長センサでシート積層束の２つの端面の傾きを求め、この２つの傾きから、一対の撮像素子を走査させたときにスポットを焦点位置に均等に合わせるための１本の走査軸を求め、この走査軸上で一対の撮像素子を上昇又は下降させながら２つの端面をそれぞれ撮像するようにした。これにより、一対の撮像素子により、ピントボケのない高精度な画像を得ることができるので、その画像から精度の高いデータを取り込むことができる。そして、第４の工程から第７の工程では、この高精度な画像又は取り込んだデータに基づいて端面の揃い精度を算出するようにしたので、揃い精度を正確に測定することができる。

本発明の請求項２は前記目的を達成するために、多数枚の四角形なシートを積層したシート積層束における端面の揃い精度を自動測定するシート積層束の端面揃い精度測定装置であって、前記端面揃い精度測定装置は、前記シート積層束の角部を形成する２つの端面をそれぞれ撮像する一対の撮像素子と、前記２つの端面をそれぞれ照明する一対の照明手段と、前記２つの端面までの水平距離をそれぞれ測定する一対の測長センサと、前記撮像素子、測長センサ、照明手段のうちの少なくとも撮像素子と測長センサを搭載する搭載台と、前記搭載台を水平なＸ−Ｙ軸方向及び鉛直なＺ軸方向に駆動する３軸駆動手段と、前記３軸駆動手段を制御して、前記搭載台をＺ軸方向に移動したときに前記一対の測長センサで測定された測定距離データから得られる２つの端面の傾きに基づいて前記一対の撮像素子をそれぞれの端面に略平行で且つ焦点距離を維持しながら縦方向に走査するための１本の走査軸を求め、該走査軸に沿って前記一対の撮像手段を走査して前記２つの端面の前記角部を含む端面画像をそれぞれ撮像した端面画像に基づいてそれぞれの端面の揃い精度を演算するコンピュータと、を備えたことを特徴とするシート積層束の端面揃い精度測定装置を提供する。

請求項２は、本発明を装置として構成したもので、一対の撮像素子と、一対の測長センサと、一対の光源と、３軸アクチュエータと、コンピュータとで構成される。

請求項３は請求項２において、前記端面の揃い精度は、隣接するシート同士の凹凸差の最大値である「１枚飛び出し」と、積層されたシート全体の凹凸における最大ズレ幅である「シートずれ」の２項目を測定することを特徴とする。

請求項３は、本発明における端面の揃い精度の項目を規定したものである。

請求項４は請求項２又は３において、前記撮像素子はＣＣＤエリアセンサ又はＣＣＤラインセンサであることを特徴とする。

請求項４は、本発明における好適な撮像素子を特定したもので、ＣＣＤエリアセンサ又はＣＣＤラインセンサを使用することが好ましい。

請求項５は請求項２〜４の何れか１において、前記測長センサは超音波式変位計であることを特徴とする。

請求項５のように、測長センサとして超音波式変位計を使用すれば、シートが平版印刷版であってもカブリ等の品質に悪影響のないように端面までの水平距離を測定できる。また、本発明では、端面までの大凡の水平距離を測定できればよく、超音波式変位計の測定精度で十分である。

請求項６は請求項２〜５の何れか１において、前記端面揃い精度測定装置は、前記シート積層束の対角線をなす角部の外側位置に一対配置されることを特徴とする。

積載されるシートの縦・横の寸法サイズにバラツキがない場合には、シート積層束の４つの端面のうちの角部を構成する２つの端面についての揃い精度を測定し、他の２端面の揃い精度についてはシートの縦・横寸法から算出可能である。しかし、積載されるシートの縦・横の寸法サイズにバラツキがある場合には、請求項６のように、端面揃い精度測定装置を一対設けて４端面を測定することでシートの縦・横寸法のバラツキも測定することができる。

請求項７は請求項２〜６の何れか１において、前記一方及び他方の端面を照明する一対の照明手段は、高さ方向が一致しないように配置されていることを特徴とする。

一対の撮像素子で２つの端面の揃い精度を一度に測定する場合には、それぞれの端面を照明する光源が必要であるが、光源が同じ高さにあると光の干渉が起こり測定精度が低下する。従って、請求項７のように、一対の照明手段の高さ方向が一致しないように配置すれば、光の干渉の問題を解決できる。

請求項８は請求項２〜６の何れか１において、前記一方及び他方の端面を照明する一対の照明手段には、干渉防止用の遮蔽板が設けられてることを特徴とする。

請求項８は請求項７で説明した光の干渉を防止するための別の方法であり、干渉防止用の遮蔽板を設けるようにしたものである。

以上説明したように、本発明のシート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置によれば、四角形なシートが積層されたシート積層束の端面における揃い精度をオンラインで高精度に自動測定できる。しかも、測長センサとして超音波変位計を用いれば、シートが高感度な平版印刷版であっても品質に悪影響を与えることなくて測定できる。

以下、添付図面に従って、本発明に係るシート積層束の端面揃い精度測定方法及び装置の好ましい実施態様について説明する。

図１には、本発明のシート積層束の端面揃い精度測定装置１６を組み込んだ平版印刷版の加工ライン１００が示されている。尚、本実施の形態では、シートとして平版印刷版で説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

加工ライン１００の上流側（図１右上側）には、送出機１０２が設けられる。送出機１０２には、長尺状の平版印刷版１０（原反）がコイル状に巻回されて装着されており、この平版印刷版１０が送出機１０２から巻き戻されて加工ライン１００に送り出される。送り出された平版印刷版１０は、レベラ１０６でカール矯正される。平版印刷版１０は、送出機１０２でセンター走行するように制御されているが、走行中の寄りなどによりセンターから幅方向にずれる場合がある。そのため、ＣＰＣ（センターポジションコントロール）装置（不図示）によって規定の位置（中央位置）を走行するように規制される。尚、ＣＰＣ装置としては、例えば、長尺状の平版印刷版１０の幅方向のエッジ部分位置を検出するカメラを配設し、このカメラで検出したエッジ部分位置に基づいて、平版印刷版１０を巻き掛けたローラを傾斜させ、平版印刷版１０の幅方向のセンター位置が一定の位置を走行するように構成するとよい。こうして中心位置を走行するように規制された平版印刷版１０は、重ね合わせ装置１０８の位置で、合紙１４が重ね合わされて帯電接着される。

一方、合紙１４は、コイル状に巻かれた状態で送出機１１２に装着され、この送出機１１２から巻き戻されて送り出される。そして、搬送のための張力がダンサローラ等で付与された後、ＥＰＣ（エッジ部分ポジションコントロール）装置（不図示）によって幅方向の搬送位置がラインの中央になるように制御される。その後、スリッタ装置１１４によって合紙１４が所定の幅寸法にトリミングされる。

また、合紙１４のスリットを行う際、スリッタ装置１１４の左右スリット位置は、精度良くラインセンタ振り分けになるようにして位置決めされている。従って、スリッタ装置１１４でスリットされた合紙１４はライン中央を走行し、ライン中央を走行する平版印刷版１０と重ね合わされる。以下、長尺状の平版印刷版１０と合紙１４が重ね合わされたものをウエブ１１６という。

ウエブ１１６は、ノッチャー１１８に移送され、ノッチャー１１８によってウエブ１１６の耳部が打ち抜かれる。この打ち抜き位置に応じて、後述するスリッタ装置１２０のトリミング上刃１２２とトリミング下刃１２４が平版印刷版１０の幅方向に移動される。

ノッチャー１１８によって耳部が打ち抜かれたウエブ１１６は、スリッタ装置１２０に移送され、スリッタ装置１２０のトリミング上刃１２２とトリミング下刃１２４とによって所定のスリット幅にトリミングされる。その際、トリミング上刃１２２及びトリミング下刃１２４が、打ち抜き位置に応じてウエブ１１６の幅方向へ移動するので、ウエブ１１６を連続裁断しながら、トリミング幅（スリット幅）を変更することができる。

所定のスリット幅に裁断されたウエブ１１６は、測長装置１２６で送り長が検出された後、指示されたカット長で走間カッタ１２８により切断される。これにより、設定されたサイズの平版印刷版１０Ａが製造される。平版印刷版１０Ａの製品サイズは特に限定されないが、例えば、厚み０．１〜０．５ｍｍ、長尺方向の寸法（スリット幅）２００〜２０００ｍｍ、短尺方向の寸法（カット幅）４００〜２０００ｍｍが好ましい。

製品サイズとなった平版印刷版１０Ａは、平版印刷版の形状（スリット幅、カット長、直角度）が測定され、合格品と不良品に振り分けられた後、合格品がコンベヤ１３２によって集積装置１３４に移送される。

集積装置１３４では、合紙１４が貼り合わされた多数枚、例えば数百枚の平版印刷版１０Ａ（以下、シートという）が積層される。これにより、シート１０Ａと合紙１４とが交互に積層され、シート１０Ａのシート積層束１２が構成される。図２に示すように、このシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂは面一ではなく、シート１０Ａの積層ズレにより多少の凹凸があり、この凹凸が規格を超えないように管理する必要がある。シート積層束１２の天面と底面に一対の当て板２１（通称、当てボール紙）が当てられた状態で、シート１０Ａのサイズよりも大きな四角形の塩ビ板（敷き板）２０を介してスキッド（載置台）１８面上に載置される。このスキッドに載置されたシート積層束１２が搬送コンベヤで検査台上に搬送され、本発明の端面揃い精度測定装置１６により、「１枚飛び出し」と「シートずれ」の大きさとが自動測定される。ここで、「１枚飛び出し」とは隣接するシート同士の凹凸差の最大値であると共に、「シートずれ」は積層されたシート全体の凹凸における最大ズレ幅である。尚、当て板２１の色は、後記する測定において説明するようにシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂの色との濃淡差が明確なるものを使用することが好ましい。

次に、本発明のシート積層束の端面揃い精度測定装置１６について説明する。

図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、シート積層束１２の対角線上で対向する角部２８の外側に、一対の３軸アクチュエータ２２、２４が設けられる。尚、３軸アクチュエータを一対設けることでシート積層束１２の４つの端面全てに関して「１枚飛び出し」と「シートズレ」とを測定することができるが、シート１０Ａの縦・横の寸法サイズにバラツキがない場合には、３軸アクチュエータを一基設けて２つの端面について測定し、他の２端面についてはシート１０Ａの縦・横寸法から算出可能である。

そこで、以下の説明では、１基の３軸アクチュエータ２２について説明するが、２基を設ける場合には他の３軸アクチュエータ２４についても同様であり、同符号を付けて説明する。

３軸アクチュエータ２２には、水平なＬ字状の搭載台２６がシート積層束１２の１つの角部２８を囲むようにそれぞれ支持されると共に、搭載台２６の上に一対の撮像素子３０、３２と一対の測長センサ３４、３６が搭載される。ここで、図３におけるシート積層束１２の端面のうち寸法の長い長端面１２Ａ方向をＸ軸方向、寸法の短い短端面１２Ｂ方向をＹ軸方向、鉛直方向をＺ軸方向とし、搭載台２６に搭載された一対の撮像素子３０，３２と一対の測長センサ３４，３６は３軸アクチュエータ２２を駆動することにより、搭載台２６の移動を介してＸ軸−Ｙ軸−Ｚ軸方向に移動することができる。

搭載台２６に搭載される一対の撮像素子３０，３２のうちの第１の撮像素子３０は、シート積層束１２の角部２８を形成する２つの端面のうちの長端面１２Ａの凹凸を撮像可能に配置されると共に、第２の撮像素子３２は短端面の凹凸を撮像可能に配置される。即ち、第１の撮像素子３０と第２の撮像素子３２とは同じ搭載台２６の上に互いに直交するように配置されると共に、第１及び第２の撮像素子３０、３２ともに角部２８が撮像範囲に入るように配置される。撮像素子３０、３２としては、ＣＣＤエリアセンサ又はＣＣＤラインセンサを好適に使用することができる。また、図４に示すように、撮像素子３０、３２の上下位置に一対の光源３８（例えばＬＥＤ）が設けられ、この光源３８によってシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂが照明される。この場合、第１及び第２の撮像素子３０、３２における光源３８が同じ高さ位置にあると互いに干渉し合って端面１２Ａ，１２Ｂを撮像したときにボヤケルことがあるので、高さを変えるか又は干渉防止用の仕切り板（図示せず）を設けることが好ましい。干渉防止用の仕切り板は、例えば角部２８に接触しない程度に近接させた一枚の板を一対の撮像素子３０、３２の間に縦方向に配置すればよい。

また、搭載台２６に搭載される一対の測長センサ３４，３６のうちの第１の測長センサ３４は短端面１２Ｂまでの水平距離を測定すると共に、第２の測長センサ３６は長端面１２Ａまでの水平距離を測定する。即ち、第１の測長センサ３４と第２の測長センサ３６とは同じ搭載台２６の上に互いに直交するように配置される。測長センサ３４、３６としては、シート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂまでの大凡の水平距離を測定できるものであればよく、それほど高精度なものは必要ない。従って、平版印刷版１０Ａの品種によっては高出力のセンサ光源を照射するとカブリ等が発生するものがあることから、超音波式変位計がより好ましい。但し、超音波式変位計に限定するものではなく、カブリ等の懸念がない品種であればレーザー変位計等のように光学系タイプのものも使用可能である。

そして、第１及び第２の撮像素子３０、３２、並びに第１及び第２の測長センサ３４、３６で測定された測定データは画像処理機能を備えたコンピュータ４０に入力される。尚、図３（Ａ）では第１の撮像素子３０と第１の測長センサ３４のみが信号ケーブル４１でコンピュータ４０に接続されているが、他の撮像素子と測長センサの信号ケーブルは省略してある。

コンピュータ４０は、搭載台２６をＺ軸方向（鉛直方向）に移動したときに第１及び第２の測長センサ３４、３６で測定された測定距離データから、第１及び第２の撮像手段３０、３２がシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂに対して略平行に且つ撮像スポットが焦点位置になるように縦方向に移動するための走査軸を求める。そして、該走査軸上を第１及び第２の撮像手段３０、３２が搭載台２６を介して移動するように３軸アクチュエータ２２を制御する。また、コンピュータ４０は、走査軸上を第１及び第２の撮像手段３０、３２が移動中に撮像された画像に基づいてシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂの揃い精度である「一枚飛び出し」と「シートずれ」を演算する。

次に、上記の如く構成されたシート積層束の端面揃い精度測定装置１６を用いてシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂの揃い精度である「一枚飛び出し」と「シートずれ」を自動測定する方法を説明する。

（１）撮像素子にＣＣＤエリアセンサを使用する場合
図５は、端面揃い精度測定装置１６で自動測定する際のフローチャートであり、図６は測定開始から測定終了までの間において、搭載台２６に搭載された第１及び第２の撮像素子３０、３２の移動を説明する説明図である。尚、図５及び図６では一つの撮像素子を図示しているが、第１及び第２の撮像素子３０、３２ともに同様の移動を行う。また、撮像素子３０、３２は３軸アクチュエータ２２の駆動によって移動する搭載台６の移動に伴って移動することは上記の通りである。

先ず、図６（Ａ）に示すように、コンピュータ４０は、３軸アクチュエータ２２を制御して、シート積層束１２の少し上方の退避位置Ａ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に撮像素子３０（３２）を退避させておく。この状態で塩ビ板２０を介してスキッド１８上に集積された測定ワークであるシート積層束１２がコンベヤ（図示せず）により検査台上（図示せず）に搬送されてくる（ステップ１）。また、シート積層束１２の天面と底面には、シート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂよりも濃色な色の一対の当て板２１、２１が設けられている。

次に、コンピュータ４０は、３軸アクチュエータ２２を制御して、シート積層束１２の下端よりも少し下方、例えば塩ビ板２０の下端面位置である基準位置Ｂ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ１）まで撮像素子３０（３２）を鉛直方向（Ｚ軸方向）である下降軸４２に沿って下降移動させる（ステップ２〜ステップ３）。この退避位置Ａから基準位置Ｂまでの下降移動中において、シート積層束１２の上端部位置Ａ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋α）からシート積層束１２の下端部位置Ｂ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋β）の間で、搭載台２６に搭載された第１及び第２の測長センサ３４、３６でシート積層束１２における長端面１２Ａと短端面１２Ｂまでの水平距離をそれぞれ測定する（ステップ４〜ステップ５）。第１及び第２の測長センサ３４，３６で測定された測定距離データはコンピュータ４０に入力され、コンピュータ４０は上述した走査軸４４を求める。即ち、位置Ａ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋α）から位置Ｂ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋β）の間で測定された第１及び第２の測長センサ３４、３６とシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂとの間の水平距離のデータは、図７に示す実線ａとして得られる。実線ａは天面側の当て板２１からシート積層束１２の上端面の境界位置で大きく変化した後、位置Ａ’から位置Ｂ’までは端面１２Ａ，１２Ｂの傾きに沿って略直線的に移動し、シート積層束１２の下端面と底面側の当て板２１との境界位置で大きく変化した線を描く。実線ａの位置Ａ’から位置Ｂ’の区間で発生している緩やかな凸凹はシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂの凸凹を測長センサ３４，３６が拾っているためである。この場合、搭載台２６に搭載された第１及び第２の測長センサ３４、３６の移動は、等時間隔で移動するので、図７の横軸はＺ軸方向のＺ軸座標に比例する。図７の実線ｂはシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂから平行な線であり、走査軸４４となる線である。

コンピュータ４０は、この実線ａから実線ｂへの補正量を求めるため、第１及び第２の測長センサ３４、３６で測定された測定距離データに関して位置Ａ’から位置Ｂ’における区間の近似直線ｃを最小自乗法により演算する。そして、近似直線ｃをＺ０位置高さ及びＺ１位置高さまで延長したときの実線ｂに対する距離差が座標ズレとして補正される。Ｘ座標に関する補正量をＺ０位置でΔＸ０、Ｚ１位置でΔＸ１とし、Ｙ座標に関する補正量をＺ０位置でΔＹ０、Ｚ１位置でΔＹ１とした場合、図６（Ｃ）に示す走査軸４４が求められ、第１及び第２の撮像素子３０、３２の測定開始座標位置が位置Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）となり、測定終了座標位置が位置Ｄ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ０）となる。ここで、Ｘ１＝Ｘ０＋ΔＸ１、Ｙ１＝Ｙ０＋ΔＹ１、Ｘ２＝Ｘ０＋ΔＸ０、Ｙ２＝Ｙ０＋ΔＹ０である。

この走査軸４４を決定する手順を図８及び図９によって更に詳しく説明すると、上記した近似直線ｃは、図８のように第１の測長センサ３４による短端面１２Ｂの傾きを示す近似直線ｃｘと、第２の測長センサ３６による長端面１２Ａの傾きを示す近似直線ｃｙと２本形成される。コンピュータ４０は、この２本の近似直線ｃｘ、ｃｙから、長端面１２Ａ及び短端面１２Ｂの下降軸４２（Ｚ軸方向）に対する傾きα、βを求める。そして、この傾きα、βを用いて、シート積層束１２の位置Ａ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋α）と位置Ｂ’（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０＋β）における第１及び第２の測長センサ３４、３６からのそれぞれのズレ量を算出する。即ち、図８に示すように、第２の測長センサ３６から長端面１２Ａの下端位置までの距離をＬ１とすると、第２の測長センサ３６から長端面１２Ａの上端位置までの距離はＬ１＋ΔＬ１となり、ΔＬ１だけ傾いていることになる。同様に、第１の測長センサ３４から短端面１２Ｂの下端位置までの距離をＬ２とすると、第１の測長センサ３４から短端面１２Ｂの上端位置までの距離はＬ２＋ΔＬ２となり、ΔＬ２だけ傾いていることになる。従って、第１及び第２の撮像素子３０、３２でシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂを高精度に測定するには、この傾きを補正することが必要であるが、それだけでは十分でなく、第１及び第２の撮像素子３０、３２から端面１２Ａ，１２Ｂまでの距離を焦点距離Ｌ０に一致させることが必要になる。この為、図８のように、上述した距離Ｌ１と焦点距離Ｌ０との差であるＬ０１と、距離Ｌ２と焦点距離Ｌ０との差であるＬ０２を算出する。次に、図９に示すように、シート積層束１２の下端位置において、下降軸４２に対してＸ軸方向とＹ軸方向にＬ０１とＬ０２だけシフトした点Ｐａを求める。また、シート積層束１２の上端位置において、下降軸４２に対してＸ軸方向とＹ軸方向にＬ０１とＬ０２だけシフトした点Ｐｂを求める。そして、点Ｐａと点Ｐｂを通る傾きγの直線に平行で、且つ距離Ｌ０だけ離れた線が第１及び第２の撮像素子３０、３２でシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂを撮像する際の走査軸４４になる。また、走査軸４４の延長線上に上述した第１及び第２の撮像素子３０、３２の測定開始座標位置Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）と測定終了座標位置Ｄ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ０）が形成される（ステップ６）。これにより、図６（Ｃ）に示すように、適切な焦点距離Ｌ０を維持した状態でシート積層束１２の長端面１２Ａ及び短端面１２Ｂに対して平行な移動を行う走査軸４４を決定することができる。コンピュータ４０は、３軸アクチュエータ２２を制御して、求めた走査軸４４における測定開始座標位置Ｃ（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）に第１及び第２の撮像素子３０、３２を移動する（ステップ７）。

次に、コンピュータ４０は、図６（Ｄ）に示すように、３軸アクチュエータ２２を制御して、第１及び第２の撮像素子３０、３２を測定開始座標位置Ｃから測定終了座標位置Ｄに移動させながら、第１及び第２の撮像素子３０、３２でシート積層束１２の長端面１２Ａと短端面１２Ｂを角部２８を含むように各端面の側方から撮像する（ステップ８及び９）。これにより、ＣＣＤエリアセンサ型の第１及び第２の撮像素子３０、３２によって撮像される１スキャン（１コマ）ごとの画像から後記する所定の処理範囲における位置データと濃淡データとがコンピュータ４０に取り込まれる（ステップ１０〜ステップ１１）。この場合、位置データと濃淡データはタイミングを合わせて取り込まれることが必要である。第１及び第２お撮像素子３０、３２は、測定終了座標位置Ｄ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ０）まで移動してデータを取り込み終了したら、ステップ１２により退避位置Ａに移動すると共に、ステップ１３によりシート積層束１２は検査台から搬送される。

コンピュータ４０は、測定開始座標位置Ｃから測定終了座標位置Ｄまでの移動の間に、第１及び第２の撮像素子３０、３２が撮像した画像に関して図１０で示す位置データの処理範囲１と濃淡データの処理範囲２を設定する。即ち、位置データの処理範囲１は、図１０の点線で示す範囲であり、シート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂと背景との境界位置が含まれるように横方向に長く、縦方向はシート一枚の厚みよりも短くする。また、濃淡データの処理範囲２は、図１０の一点鎖線で示す範囲であり、横方向は確実にシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂが入るように端によせ、縦方向はシート一枚の厚みよりも短くする。処理範囲２は一つのシートに複数割り当ててもよい。

そして、この設定した処理範囲について、処理範囲１では位置データとしてシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂと背景との水平面内の境界位置のデータが１スキャンごとに取り込まれる。また、処理範囲２では濃淡データとして処理範囲内の白画素数のデータが１スキャンごとに取り込まれる。

コンピュータ４０は、取り込まれたデータに基づいて、ステップ１４により、第１の分離処理、第２の分離処理、揃い精度演算処理を行う。

コンピュータ４０は、先ず、境界位置データを用いてシート積層束１２の端面と背景とを分離するための第１の分離処理を行う。尚、正確には、シート積層束１２に対応する画像部分、背景に対応する画像部分であるが、単に、シート積層束１２及び背景と表現する。即ち、処理範囲１内で、出力される境界位置をＡ_X （長端面１２Ａと背景との境界位置）又はＡ_Y （短端面１２Ｂと背景との境界位置）とすると、この境界位置Ａ_X 又はＡ_Y は以下の方法で決定される。境界位置Ａ_X を求める場合、シート積層束１２の長端面１２ＡをＸ軸方向とすると、濃淡における濃度はＸの関数としてＣ（Ｘ）と定義できる。Ｘ軸方向に見て最大、最小となる白画素濃度をそれぞれＣ_max 及びＣ_min とすれば、境界位置Ａ_X はこれらの値の幅（Ｃ_max −Ｃ_min ）に対して、適当な閾値高さを設定することで次式（１）によって求めることができる（図１１参照）。境界位置Ａ_Y についても同様である。

（数１） Ａ_X ＝Ｃ^-1( Ｃ_min ＋（Ｃ_max −Ｃ_min ）×ｒ）…（１）
ｒ：幅（Ｃ_max −Ｃ_min ）に対して設ける閾値高さの割合
次に、コンピュータ４０は、データ２の白画素数を用いて、シート積層束１２の上端面と天面側の当て板２１との分離、及びシート積層束１２の下端面と底面側の当て板１２とを分離する第２の分離処理を行う。これは、データ１は、測定開始座標位置Ｃから測定終了座標位置Ｄまで連続的に取り込まれるため、シート積層束１２以外の当て板２１等もデータ内に含まれるためである。即ち、処理範囲２で得られる濃淡データは、シート積層束１２と当て板２１との境界位置で白画素数が階段状に急激に変化する特徴がある。この急激な変化のあった位置をシート積層束１２における上境界位置及び下境界位置とする。尚、本実施の形態では、シート積層束１２と当て板２１との分離で行ったが、当て板２１に限定するものでない。

この第１の分離処理及び第２の分離処理により、図１２に示すように、シート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂと背景との境界線がデータ１の凹凸線４６として得られる。また、シート積層束１２の上端及び下端とそれ以外とがデータ２の階段線４８として得られる。図１２において、横軸はサンプリング数、縦軸はデータ１がシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂと背景の境界位置、データ２が白画素数である。

以上の第１の分離処理及び第２の分離処理が終了したら、コンピュータ４０は、揃い精度演算処理を行う。即ち、分離されたデータ１に関して最小自乗法を用いて近似曲線５０を求める。そして、この近似曲線５０に対して凹凸線４６が上側と下側にはみ出したデータ１の最大幅（点線で示した範囲）を「シートずれ」として出力する。また、隣接するシート同士の間の最大ズレ量を「一枚飛び出し」として出力する。この場合、データ１を高さＺの関数としてＰ（ｚ）と定義すると、このズレ量の最大値は次式（２）で定義できる。

（数２） ズレ量＝Ｍａｘ［Ｐ（ｚ＋ｄ）−Ｐ（ｚ）］
ｄ：シート一枚の厚み
下境界位置＜ｚ＜上境界位置
これにより、四角形な平版印刷版１０Ａであるシートが積層されたシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂにおける揃い精度をオンラインで精度良く自動測定することができる。また、測長センサ３４、３６として超音波変位計を使用することで、カブリの懸念のある平版印刷版１０Ａであっても、品質の悪影響を及ぼすことなく測定できる。

（２）撮像素子にＣＣＤラインセンサを使用する場合
図１３は、ＣＣＤラインセンサ型の撮像素子３０，３２を有する端面揃い精度測定装置１６で自動測定する場合のフローチャートであり、ステップ１０、ステップ１１で画像を取り込み、ステップ１４で画像を２値化処理する点でＣＣＤエリアセンサ型が相違するが、基本的な原理は同様である。

即ち、第１及び第２の撮像素子３０、３２による１スキャンの撮像で図１４に示す格子状の枡目の横一列の画像が取り込まれる。このスキャンを測定開始位置Ｃから測定開始位置Ｄまで連続的に繰り返し、画像を取り込むことによって、図１４のシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂの全体画像が得られる。シート積層束１２の上端と天面側の当て板２１との上端境界位置の分離、及びシート積層束１２の下端と底面側の当て板２１と下端境界位置との分離は、上述した第２の分離処理と同様に、図１４の縦列部分において白画素濃度が大きく変化する位置を求めることで行う。この縦列部分は複数の線で構成することで、ノイズ等の影響を低減して境界位置精度を上げることができる。

この第２の分離処理で２つの点線５２、５４の範囲内がシート積層束１２の端面画像として求められるので、この範囲内の端面画像を２値化処理する。２値化の閾値の設定は、上述した第１の分離処理に準じ、横列内の最大輝度と最低輝度に基づいて計算する。この２値化境界をシート積層束１２の端面１２Ａ，１２Ｂと背景との境界位置として出力し、上述した揃い精度演算処理と同様にして、「シートずれ」と「一枚飛び出し」を計算する。これにより、四角形なシートが積層されたシート積層束１２における端面１２Ａ，１２Ｂの揃い精度を精度良く自動測定することができる。また、測長センサ３４、３６として超音波変位計を使用することで、カブリの懸念のある平版印刷版１０Ａであっても、品質の悪影響を及ぼすことなく測定できる。

尚、本発明の実施の形態では、シートとして平版印刷版１０Ａの例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、薄板鉄板や樹脂シート等にも適用することができる。

次に、本発明における平版印刷版１０Ａに関する好ましい態様を説明する。

平版印刷版１０Ａは、長方形の板状に形成された薄いアルミニウム製の支持体上に、塗布膜（感光性印刷版の場合には感光層、感熱性印刷版の場合には感熱層、さらに必要に応じて、オーバーコート層やマット層等）を塗布して形成されている。この塗布膜に、露光、現像処理、ガム引き等の製版処理が行われ、印刷機にセットされ、インクが塗布されることで、紙面に文字、画像等が印刷される。

本実施形態の平版印刷版１０は、印刷に必要な処理（露光や現像等）が施される前段階のものであり、場合によっては平版印刷版原版あるいは平版印刷版材と称されることもある。このような構成とされていれば、平版印刷版１０Ａの具体的構成は特に限定されないが、例えば、ヒートモード方式およびフォトン方式のレーザ刷版用の平版印刷版１０Ａとすることによって、デジタルデータから直接製版可能な平版印刷版１０Ａとすることができる。

また、平版印刷版１０Ａは、感光層又は感熱層中の成分を種々選択することによって、種々の製版方法に対応した平版印刷版とすることができる。本発明の平版印刷版１０Ａの具体的態様の例としては、下記(1) 〜（11) の態様が挙げられる。

(1) 感光層が赤外線吸収剤、熱によって酸を発生する化合物、および酸によって架橋する化合物を含有する態様。

(2) 感光層が赤外線吸収剤、および熱によってアルカリ溶解性となる化合物を含有する態様。

(3) 感光層が、レーザ光照射によってラジカルを発生する化合物、アルカリに可溶のバインダー、および多官能性のモノマーあるいはプレポリマーを含有する層と、酸素遮断層との２層を含む態様。

(4) 感光層が、物理現像核層とハロゲン化銀乳剤層との２層からなる態様。

(5) 感光層が、多官能性モノマーおよび多官能性バインダーとを含有する重合層と、ハロゲン化銀と還元剤を含有する層と、酸素遮断層との３層を含む態様。

(6) 感光層が、ノボラック樹脂およびナフトキノンジアジドを含有する層と、ハロゲン化銀を含有する層との２層を含む態様。

(7) 感光層が、有機光導電体を含む態様。

(8) 感光層が、レーザー光照射によって除去されるレーザー光吸収層と、親油性層および／または親水性層とからなる２〜３層を含む態様。

(9) 感光層が、エネルギーを吸収して酸を発生する化合物、酸によってスルホン酸またはカルボン酸を発生する官能基を側鎖に有する高分子化合物、および可視光を吸収することで酸発生剤にエネルギーを与える化合物を含有する態様。

(10)感光層が、キノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有する態様。

(11)感光層が、光又は紫外線により分解して自己もしくは層内の他の分子との架橋構造を形成する化合物とアルカリに可溶のバインダーとを含有する態様。

特に、レーザー光の照射により現像液に対する可溶性が変化する感光層（又は感熱層）を有する平版印刷版１０Ａでは、画像形成面（感光層又は感熱層）が損傷を受けやすいため、本発明を適用すると、後述するようにいわゆる膜剥れを確実に防止でき、好ましい。

尚、ここでいうレーザー光の波長は特に限定されず、例えば、（Ａ）波長域３５０〜４５０ｎｍのレーザー（具体例としては、波長４０５±５ｎｍのレーザーダイオード）、（Ｂ）波長域４８０〜５４０ｎｍのレーザー（具体例としては、波長４８８ｎｍのアルゴンレーザー、波長５３２ｎｍの（ＦＤ）ＹＡＧレーザー、波長５３２ｎｍの固体レーザー、波長５３２ｎｍの（グリーン）Ｈｅ−Ｎｅレーザー）、（Ｃ）波長域６３０〜６８０ｎｍのレーザー（具体例としては、波長６３０〜６７０ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザー、波長６３０〜６７０ｎｍの赤色半導体レーザー）、（Ｄ）波長域８００〜８３０ｎｍのレーザー（具体例としては、波長８３０ｎｍの赤外線（半導体）レーザー）、（Ｅ）波長１０６４〜１０８０ｎｍのレーザー（具体例としては、波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザー）、等を挙げることができる。これらのうち、例えば、（Ｂ）及び（Ｃ）の波長域のレーザー光はいずれも、上記した(3) 又は(4) の態様の感光層又は感熱層を有する平版印刷版の双方に適用可能である。また、（Ｄ）及び（Ｅ）の波長域のレーザー光はいずれも、上記した(1) 又は(2) の態様の感光層又は感熱層を有する平版印刷版１０Ａの双方に適用可能である。もちろん、レーザー光の波長域と感光層又は感熱層との関係はこれらに限定されない。

本発明のシート積層束の端面揃い精度測定装置を組み込んだ平版印刷版の加工ラインの構成図 シート積層束の端面の状態を説明する説明図 本発明の端面揃い精度測定装置の全体構成図 光源を説明する説明図 ＣＣＤエリアセンサを撮像素子としてシート積層束の端面における揃い精度を測定する方法のフローチャート図 本発明の測定方法における測定開始から測定終了までの撮像素子の位置を説明する説明図 撮像素子の走査軸を求める際に測定される測長センサとシート端面との距離の変化図 撮像素子の走査軸を求める方法の説明図 撮像素子の走査軸を求める方法の別の説明図 走査軸に沿って走査された撮像素子の撮像した画像の処理方法を説明する説明図 シート積層束の端面と背景との境界位置を求めるための説明図 シート積層束の端面の揃い精度を求めるための説明図 ＣＣＤラインセンサを撮像素子としてシート積層束の端面における揃い精度を測定する方法のフローチャート図 シート積層束の端面の揃い精度を求めるための説明図

符号の説明

１０…長尺な平版印刷版、１０Ａ…シート状の平版印刷版、１２…シート積層束、１３…ベルトコンベヤ装置、１４…合紙、１６…端面揃い精度測定装置、１８…スキッド、２０…塩ビ板、２１…当て板、２２、２４…３軸アクチュエータ、２６…搭載台、２８…シート積層束の角部、３０…第１の撮像素子、３２…第２の撮像素子、３４…第１の測長センサ、３６…第２の測長センサ、３８…光源、４０…コンピュータ、４２…下降軸、４４…走査軸、４６…凹凸線、４８…階段線、５０…近似直線、５２、５４…点線、１００…加工ライン、１０２…送出機、１０６…レベラ、１０８…重ね合わせ装置、１１２…送出機、１１４…スリッタ装置、１１６…ウエブ、１１８…ノッチャー、１２０…スリッタ装置、１２６…測長装置、１２８…走間カッタ、１３２…コンベヤ、１３４…集積装置

Claims (8)

1. 多数枚の四角形なシートを積層したシート積層束における端面の揃い精度を自動測定するシート積層束の端面揃い精度測定方法であって、
   互いに直交する一対の測長センサを鉛直移動させて、前記シート積層束の角部を形成する２つの端面までのそれぞれの水平距離を測定することにより、前記２つの端面の傾きを測定する第１の工程と、
   前記第１の工程で得られた２つの端面の傾きに基づいて、互いに直交する１対の撮像素子を前記それぞれの端面に略平行で且つ焦点距離を維持しながら縦方向に走査するための１本の走査軸を求める第２の工程と、
   前記第２の工程で求めた走査軸に沿って前記一対の撮像手段を走査して前記２つの端面の前記角部を含む端面画像をそれぞれ撮像する第３の工程と、
   前記第３の工程で撮像した端面画像から前記シート積層束と背景との境界位置を分離処理する第４の工程と、
   前記第３の工程で撮像した端面画像から前記シート積層束の上下端とその他とを分離処理する第５の工程と、
   前記第４及び第５の工程で分離された端面画像の前記境界位置のデータに対して最小自乗法を用いて近似直線を求める第６の工程と、
   前記第６の工程で得られた近似直線を基準として、隣接するシート同士の凹凸差の最大値である「１枚飛び出し」と、積層されたシート全体の凹凸における最大ズレ幅である「シートずれ」を求める第７の工程と、を備えたことを特徴とするシート積層束の端面揃い精度測定方法。
2. 多数枚の四角形なシートを積層したシート積層束における端面の揃い精度を自動測定するシート積層束の端面揃い精度測定装置であって、
   前記端面揃い精度測定装置は、
   前記シート積層束の角部を形成する２つの端面をそれぞれ撮像する一対の撮像素子と、 前記２つの端面をそれぞれ照明する一対の照明手段と、
   前記２つの端面までの水平距離をそれぞれ測定する一対の測長センサと、
   前記撮像素子、測長センサ、照明手段のうちの少なくとも撮像素子と測長センサを搭載する搭載台と、
   前記搭載台を水平なＸ−Ｙ軸方向及び鉛直なＺ軸方向に駆動する３軸駆動手段と、
   前記３軸駆動手段を制御して、前記搭載台をＺ軸方向に移動したときに前記一対の測長センサで測定された測定距離データから得られる２つの端面の傾きに基づいて前記一対の撮像素子をそれぞれの端面に略平行で且つ焦点距離を維持しながら縦方向に走査するための１本の走査軸を求め、該走査軸に沿って前記一対の撮像手段を走査して前記２つの端面の前記角部を含む端面画像をそれぞれ撮像した端面画像に基づいてそれぞれの端面の揃い精度を演算するコンピュータと、を備えたことを特徴とするシート積層束の端面揃い精度測定装置。
3. 前記端面の揃い精度は、隣接するシート同士の凹凸差の最大値である「１枚飛び出し」と、積層されたシート全体の凹凸における最大ズレ幅である「シートずれ」の２項目を測定することを特徴とする請求項２のシート積層束の端面揃い精度測定装置。
4. 前記撮像素子はＣＣＤエリアセンサ又はＣＣＤラインセンサであることを特徴とする請求項２又は３のシート積層束の端面揃い精度測定装置。
5. 前記測長センサは超音波式変位計であることを特徴とする請求項２〜４の何れか１のシート積層束の端面揃い精度測定装置。
6. 前記端面揃い精度測定装置は、前記シート積層束の対角線をなす角部の外側位置に一対配置されることを特徴とする請求項２〜５の何れか１のシート積層束の端面揃い精度測定装置。
7. 前記一方及び他方の端面を照明する一対の照明手段は、高さ方向が一致しないように配置されていることを特徴とする請求項２〜６の何れか１のシート積層束の端面揃い精度測定装置。
8. 前記一方及び他方の端面を照明する一対の照明手段には干渉防止用の遮蔽板が設けられてることを特徴とする請求項２〜６の何れか１のシート積層束の端面揃い精度測定装置。

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