JP4699706B2 - 処理材料の縁の位置を検出する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項１の前提項に記載の、処理材料の縁の位置を検出する方法に関する。
枚葉紙を、特に枚葉紙オフセット印刷機において印刷する際、枚葉紙は枚葉紙パイルから印刷機に供給される。各枚葉紙を印刷機に給紙する際、枚葉紙の横方向の揃えはこれまで給紙台において案内縁に沿って行われてきた。枚葉紙のこの横方向の揃えを、胴上で、したがって枚葉紙搬送中に枚葉紙の前縁をアクチュエータによって移動させることによって行う方法も確かに存在する。このようにアクチュエータによって移動させることが例えば特許文献1から知られている。枚葉紙はアクチュエータによって移動させる際、枚葉紙は定められた目標位置に案内され、枚葉紙の実際位置はセンサによって求められる。
ここで枚葉紙の正確な揃えを保証することができるようにするためには、枚葉紙の縁の実際位置を検出することが必要である。連続している物品ウェブのウェブ位置を検出、制御する装置が特許文献2により既に公知である。この装置では、物品ウェブは平面状に広がる照明装置によって照らされる。物品ウェブに当たった光線はそこから反射法則にしたがって反射され、光電式画像センサに導かれる。光電式画像センサは、物品ウェブの外にある部分領域をも含む、物品ウェブ上のストライプを行ごとに走査する。そのために次に物品ウェブの外にある領域の幅、そしてそれから今度は物品ウェブの位置を求めさせる。この方法は、物品ウェブとして、反射法則に十分にしたがって反射する物品ウェブを用いる場合にのみ確かに使用することができる。特に透明なフォイルの場合はそうではない。
印刷機に送られる枚葉紙の縁の位置を検出する装置が特許文献３から知られている。この場合、枚葉紙の搬送方向に直交して配置された光電検出器が用いられる。
この検出器は給紙台の上方に配置されており、反射された反射光線を受光することができる反射ラインを有している。問題のある、特に透明な材料やかなり光沢のある材料の検出を可能にするために、給紙台の表面にコントラストを増す手段が設けられる。このために、給紙台の給紙領域を特別に、特にぴかぴかに磨いたり、クロームめっきしたり、反射層を設けたりされる。測定すべき枚葉紙が、ぴかぴかに磨くことやクロームめっきすることに対応するかこれに近い表面特性を有している場合、コントラストを高める層のための材料の識別自体がもはや可能ではないことが確かにこの装置の欠点である。
ドイツ特許明細書第19618030号 ドイツ特許明細書第3637874号 ドイツ特許明細書第10136871号
したがって、本発明の目的は、種々の処理物品の測定可能性を考慮して、広く最適化される、処理物品の縁の位置を検出する装置と方法を提供することにある。
本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴をもつ、処理材料の縁の位置を検出する方法によって達成される。
本発明の他の利点および有利な実施態様は従属請求項に記載されている。
本発明の、処理材料の縁の位置を検出する方法は、処理材料と、該処理材料に隣接する領域とを光源によって平面状に照らし、測定装置としてＣＭＯＳマトリックスを用い、ＣＭＯＳ測定値を、枚葉紙当たり複数の測定値が得られるように読み取り、前記複数の測定値から平均値を算出することを特徴とする。処理材料の縁の位置を検出するために、逆行反射領域を用いる。この逆行反射面は処理材料が印刷機に供給される場所に設けられる。処理材料のみならず、隣接する逆行反射領域を照明することによって、処理材料の縁を、処理材料自体が方向性のある反射を有しているような場合でも検出できる。というのは、逆行反射面が入射光を入射光線の方向に反射するからである。逆行反射光線を検出するセンサをこの方向に備えるならば、処理材料の外側で、逆行反射センサ装置で反射される光線をはっきりと検出できる。これに対して処理材料自体は、光線を散乱させるか、あるいは入射光線を最適な規則にしたがって、他の空間角度に向けて反射するので、センサ内の光線を何ら反射しない。
平面状画像センサとして、平坦に設けられる、特にＣＭＯＳマトリックス要素またはＣＣＤマトリックス(Ｍａｔｒｉｔｚｅｎ)を用いる。フォイルの場合に結像品質をさらに向上させること、特に結像コントラストを高めることは、枚葉紙および枚葉紙の近くにある逆行反射領域を照明するための適切な方向に線形の偏光を用いることによっておこなうことができる。画像センサとしてＣＭＯＳマトリックス要素を用いる場合、特定の読出しアルゴリズムによって測定周波数を上げることが可能である。平均値を計算できる、枚葉紙当たり複数の測定値が得られるようにするために、誤測定を最小にすることができる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、駆動装置１２が付属した印刷ユニット１０を示しており、駆動装置１２は印刷ユニット１０に付属する電子制御装置１４によって制御または調整される。
例えば吸引ベルト１８を含む給紙装置１６によって、枚葉紙２０は搬送方向Ｔに印刷ユニット１０に送られる。枚葉紙２０は持ち上げ吸引器２８と送り吸引器２６により枚葉紙パイルから給紙装置１６に所定の周期で送られる。給紙装置１６内には、本発明にしたがって逆行反射面を塗布できる給紙台２２が設けられている。
図２の上面図に概略的に図示されているように、印刷ユニット１０に方向Ｔに送られるべき枚葉紙２０が給紙台２２の上にある。給紙台２２の適切な場所に、逆行反射面３０が、方向Ｔに搬送される枚葉紙が逆行反射面３０を一部だけ覆うように設けられている。このように部分的に覆うことは、例えば、給紙台２２全体に逆行反射面を備えることによって確実に行うことができる。その上、図２に示すように、給紙台２２の部分領域に逆行反射面を備えることももちろん可能である。
図３には、印刷機に送られるべき枚葉紙の前縁の位置を検出する装置が概略的に示されている。平行光線３１が、光学系３４の後に配置されている光源３２によってハーフミラー３８に送られる。さらに、光線３１の直線偏光を行う偏光フィルタ３６を、光線３１がハーフミラー３８に当たる前に設けることができる。この場合、光線３１がｘｚ平面と平行で、ｚ軸と０度よりも大きい角度αをなすように、照明装置を設置するのが好ましい。さらに、枚葉紙２０が照明光線の行路内に部分的にあるように光源３２が配置されている。枚葉紙２０は給紙台２２上に配置されている。給紙台２２上の、少なくとも部分領域内に、逆行反射面３０が特に逆行反射フォイルまたは逆行反射被膜として設けられている。この逆行反射面は、それが入射光線３８を正確に入射方向に後戻り反射する特性を有している。したがって、逆行反射面３０によって反射された光３５はハーフミラー３８に再び送られる。その通過性に応じて、光線３５はミラー３８を部分的に突き抜ける。このとき、測定光線３７としての特徴を有する光線部分はレンズ４２と円柱レンズ４４を経てＣＣＤライン４６に送られる。胴線４４を使用することによって、光線の結像を１つの方向だけで行うことができる。したがって、円柱レンズ４４上に当たる測定光線３７は、それが1つの光線を横切るように曲げられる。柱軸４５がｙ軸と平行に延び、かつ胴線４４とＣＣＤライン４６の間の距離が円柱レンズ４４の焦点距離に等しくなるように円柱レンズ４４が配置されているので、矩形の照明断面の像がｘ方向に１つの線上にまたはＣＣＤライン４６上に形成される。したがって、枚葉紙縁の決められた長さについての光学的平均化処理が行われる。このような構成によって、前当て４０に当たる枚葉紙２０の横方向位置がこのように正確に求められ、その後に枚葉紙４８の像として求めることができる、枚葉紙縁の決められた領域についての平均化処理を行うことができる。
本発明の他の実施形態が図４に示されている。この場合、図３に示す変形例と異なり、画像センサとしてＣＭＯＳマトリックス４７が用いられている。ＣＭＯＳマトリックス４７の使用によって胴線を省くことができる。さらに、逆行反射面３０によって反射された光３５がハーフミラー３８を再び突き抜ける。これら測定光線３７はレンズ４２によってＣＭＯＳマトリックス４７上に結像される。ここで、ＣＭＯＳマトリックス４は、マトリックスの要素のように配置された非常に小さな感光要素からなっている。しかしながら、ここではＣＣＤマトリックスと対照的に、各感光要素は随意に読み出される。したがって、このような構成によって、ＣＭＯＳマトリックス４７上に枚葉紙の像ないし横方向の枚葉紙縁４８の像が生じる。マトリックスの画素を利用することにより、平均横方向位置、すなわち枚葉紙縁のｙ方向の位置が算出される。
ＣＭＯＳマトリックス４７の各感光要素を読み出すことができるので、読み取るべき画素の数がはっきりと減り、それによって同じ画素数のＣＣＤマトリックスと比較して測定周波数を明らかに高くすることができる可能性が特定の読出しアルゴリズムによって生じる。ｘｚ平面に平行な平行光を用いることによって、枚葉紙縁がｚ方向にわずかに反ることによる悪影響を少なくすることがきる。というのは、枚葉紙縁の逆行反射面３０への投影の品質とｙ位置がこれによってわずかに変化するだけであるからである。さらに、平行光を用いることによって、システム内の光出力の損失が最小になる。
図３と図４に示した解決策のほかに、測定光線３７を検出するＣＣＤラインまたはＣＭＯＳマトリックスの代わりに、ＣＣＤマトリックスまたはフォトダイオードを用いることも可能である。フォトダイオードを用いることによって、逆行反射フォイルによって反射され、ハーフミラー３８を突き抜けた光は、レンズによってフォトダイオード上に焦点が合わされ、ダイオードのフォト電流の大きさが測定される。枚葉紙側縁のｙ位置を求めるために、収容体全体がガイドによってｙ方向に動かされ、移動測定システムによって光線のｙ位置が連続して検出される。枚葉紙側縁をｙ方向に横切る際に、ダイオードのフォト電流の大きさが殆ど急激に変化し、その結果再び枚葉紙縁を突き止めることができる。
給紙装置と第１の印刷ユニットを有する印刷機の部分概略図である。 枚葉紙の位置と逆行反射面を上から見た概略図である。 ＣＣＤラインを有する本発明の装置の原理図である。 ＣＭＯＳマトリックスを有する本発明の装置の原理図である。
符号の説明
１０ 印刷ユニット
１２ 駆動装置
１４ 制御装置
１６ 給紙装置
１８ 吸引ベルト
２０ 枚葉紙
２２ 給紙台
２６ 持ち上げ吸引器
２８ 送り吸引器
３０ 逆行反射面
３１ 光線
３２ 光源
３３ 入射光線
３４ 光学系
３５ 逆行反射光線
３６ 偏光フィルタ
３７ 測定光
３８ ハーフミラー
４０ 前当て
４２ レンズ
４４ 円柱レンズ
４５ 柱軸
４６ ＣＣＤライン
４７ ＣＭＯＳマトリックス
４８ 枚葉紙前縁の像
Ｔ 搬送方向
α 角度

Claims (4)

  1. 処理材料(２０)の領域と、前記処理材料に隣接する領域とを照らす光源(３２)と、該光源から生ずる反射光を検出する測定装置(４６、４７)を有し、前記処理材料(２０)に隣接する領域の少なくとも部分領域が、入射光を入射光線の方向に反射する逆行反射面(３０)を有し、該逆行反射面(３０)によって反射された光線(３５)が前記測定装置(４６、４７)によって検出される、印刷機に供給される処理材料(２０)の縁の位置を検出する方法において、
    前記処理材料(２０)と、該処理材料に隣接する領域とを前記光源(３２)によって平面状に照らし、測定装置としてＣＭＯＳマトリックス(４７)を用い、ＣＭＯＳ測定値を、枚葉紙当たり複数の測定値が得られるように読み取り、前記複数の測定値から平均値を算出することを特徴とする、処理材料の縁の位置を検出する方法。
  2. 前記処理材料(２０)と、該処理材料に隣接する領域とを前記光源(３２)によってハーフミラー(３８)を介して照らす、請求項１に記載の方法。
  3. 前記逆行反射面(３０)によって反射された光線(３５)を前記ハーフミラー(３８)によって前記測定装置(４６、４７)に案内する、請求項１または２に記載の方法。
  4. 前記光源(３２)から発せられた光線を偏光フィルタ(３６)によって偏光する、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
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