JP6504672B2

JP6504672B2 - 多色印刷機におけるレジスタマーク検出装置の光センサ

Info

Publication number: JP6504672B2
Application number: JP2016533222A
Authority: JP
Inventors: 泰司初鹿野
Original assignee: Nireco Corp
Current assignee: Nireco Corp
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: WO2016174726A1; JPWO2016174726A1; TW201704040A

Description

本発明は、多色グラビア印刷機や多色オフセット印刷機等の多色印刷機による印刷の色ズレ防止のための見当制御に使用されるレジスタマークを検出するレジスタマーク検出装置の光センサに関する。

多色グラビア印刷機を用いて、異なる色が割り当てられた複数の版胴により、紙やフィルム等のウェブに対して重ね刷りで絵柄を印刷する場合、版胴に回転ズレが生じたりウェブに伸びや縮みが生じたりすると、最終的に得られる絵柄に色ズレが生じる。

そこで、この色ズレの発生を防止するため、当該版胴によって特定の色の絵柄をウェブに印刷する際に、同時に、そのウェブの空白部に同色のレジスタマークを印刷することを各版胴において実施し、これによってウェブ上に複数のレジスタマークを並べて印刷する。そして、それら複数のレジスタマークの相互間のピッチを検出することで色ズレの有無や程度を求め、得られた結果に基づいて、色ズレが発生すること防止するための見当制御が行われる。

この見当制御では、隣り合う２個の版胴で印刷された２個のレジスタマークを、ゲート信号の有効期間中に２個の光センサで検出し、検出した２個のレジスタマークの同じエッジ間のピッチが所定値となるように、隣り合う２個の版胴の内の下流側の版胴の回転位相を調整し、又は隣り合う２個の版胴の間のウェブのパス長を調整することで、搬送方向の色ズレを修正する。

図３を用いて、多色グラビア輪転印刷機によりウェブに多色印刷する場合を例にとり、見当制御について説明する。この図３の構成に類似の構成は特許文献１に記載がある。

図３に示すグラビア輪転印刷機は、給紙ロール１から繰り出されてガイドローラ２で給送され巻取ロール３に巻き取られる搬送中のウェブ４に対して、その搬送方向の上流から下流に向かって並ぶように、同一速度同一位相で回転する版胴５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが順次配置されている。そして、例えば、版胴５Ａにより黄色の絵柄が、版胴５Ｂにより赤色の絵柄が、版胴５Ｃにより青色の絵柄が、版胴５Ｄにより黒色の絵柄が、それぞれ印刷されることで、ウェブ４に黄色、赤色、青色及び黒色の絵柄が重ね刷りされる。なお、ウェブ４には、版胴５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄに対して、それぞれ圧胴６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄが押し付けられるとき印刷が行われる。

各版胴５Ａ〜５Ｄの周長は同一であり、それら版胴５Ａ〜５Ｄが１回転する毎に１葉の絵柄の印刷が行われ、版胴５Ａ〜５Ｄを通過し終わったウェブ４には、各版胴の周長を１単位とする同一絵柄の多色印刷部分が繰り返し現れる。

見当制御のために、ウェブ４の幅方向における端部の絵柄のない空白の領域に、印刷完了時点では、図４に示すような長方形状のレジスタマーク（見当調整マーク）７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄが並んで印刷される。レジスタマーク７Ａは版胴５Ａにより黄色で印刷され、レジスタマーク７Ｂは版胴５Ｂにより赤色で印刷され、レジスタマーク７Ｃは版胴５Ｃにより青色で印刷され、レジスタマーク５Ｄは版胴５Ｄにより黒色で印刷される。

各版胴５Ａ〜５Ｄ自体には、本来の印刷目的である絵柄印刷部が形成されるとともに、その絵柄印刷部から離れた余白部分に、レジスタマーク７Ａ〜７Ｄを印刷するためのレジスタマーク印刷部が形成されている。そして、そのレジスタマーク印刷部を非接触で検出して各版胴５Ａ〜５Ｄの回転位相を初期設定するためのレジスタマーク印刷部検出装置８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが、それぞれの版胴５Ａ〜５Ｄに面して配置されている。

また、２番目以降の版胴５Ｂ〜５Ｄの下流には、ウェブ４に印刷されたレジスタマークの内の隣り合う版胴で印刷された２個のレジスタマークを検出するためのレジスタマーク検出装置９Ｂ、９Ｃ、９Ｄが配置されている。レジスタマーク検出装置９Ｂは、版胴５Ｂの下流に配置されていて、版胴５Ａと５Ｂで印刷されたレジスタマーク７Ａ、７Ｂを検出し、その検出信号はそれら両レジスタマーク７Ａ、７Ｂの相互間のピッチの検出に供される。レジスタマーク検出装置９Ｃは、版胴５Ｃの下流に配置されていて、版胴５Ｂと５Ｃで印刷されたレジスタマーク７Ｂ、７Ｃを検出し、その検出信号はそれら両レジスタマーク７Ｂ、７Ｃの相互間のピッチの検出に供される。レジスタマーク検出装置９Ｄは、版胴５Ｄの下流に配置されていて、版胴５Ｃと５Ｄで印刷されたレジスタマーク７Ｃ、７Ｄを検出し、その検出信号はそれら両レジスタマーク７Ｃ、７Ｄの相互間のピッチの検出に供される。

各レジスタマーク検出装置９Ｂ〜９Ｄは、ウェブ４に印刷された前記した２個のレジスタマークが到来するタイミングで有効となるゲート信号によって、その検出信号が取り込まれるようになっている。このようなゲート信号を用いるのは、ウェブ４に印刷されるレジスタマークが、そのウェブ４の端部の余白部分に一列に並んで最終的には４個印刷されることになるので、そのうちの目的とする２つのレジスタマークを正確に選択できるようにするためである。

各版胴５Ａ〜５Ｄはサーボモータ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄにより独立して同一速度で所定の位相で駆動される。各サーボモータ１０Ａ〜１０Ｄの回転軸にはエンコーダ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが取り付けられており、それらエンコーダ１１Ａ〜１１Ｄはそれぞれサーボモータ１０Ａ〜１０Ｄの回転位相を検出する。

見当制御装置１２は中央処理装置（ＣＰＵ）を備えており、稼働用のプログラム、各版胴５Ａ〜５Ｄの直径、各圧胴６Ａ〜６Ｄの直径、各レジスタマーク印刷部検出装置８Ａ〜８Ｄの取付位置、対応する版胴の印刷点間のパス長その他各種のデータが格納されている。そして、レジスタマーク検出装置９Ｂ〜９Ｄの検出結果に基づいて版胴５Ｂ〜５Ｄの位相を調整する他に、版胴５Ａ〜５Ｄの相互間の位相差の設定及び前記下ゲート信号の発生タイミングの設定を行う。この見当制御装置１２には、ラインＳ１を介してレジスタマーク印刷部検出装置８Ａ〜８Ｄの出力が入力し、ラインＳ２を介して各レジスタマーク検出装置９Ｂ〜９Ｄの出力が入力し、ラインＳ３を介してエンコーダ１１Ａ〜１１Ｄの出力が入力する。また、見当制御装置１２は、ラインＳ４を介してサーボモータ１０Ａ〜１０Ｄを制御する。

図４に示すようにウェブ４に印刷された見当制御用のレジスタマーク７Ａ〜７Ｄにおいて、（ａ）列に示す各レジスタマーク７Ａ〜７Ｄは、ピッチＨ１が正規（例えば２０ｍｍ）に印刷されている。これは、各色の絵柄がウェブ４に正常に印刷されていることを示す。これに対して、（ｂ）列に示す各レジスタマーク７Ａ〜７Ｄは、レジスタマーク７Ｄ（黒色）について、ウェブ４の搬送方向Ｘの方向に距離ｄ１だけズレが発生している。これは、黒色の絵柄について、ウェブ４の搬送方向Ｘの方向に距離ｄ１だけズレが発生していることを示している。

このような場合、レジスタマーク７Ｄのレジスタマーク７Ｃに対する相対的位置を監視することにより、黒色の絵柄のズレの距離ｄ１を検出することができ、その距離ｄ１が０となるようにサーボモータ１０Ｄを制御して版胴５Ｄの回転位相を調整する見当制御が実行される。

上記したように、見当制御のためには、隣り合う版胴で印刷された２個のレジスタマークのピッチを検出する必要があり、この検出のためのレジスタマーク検出装置９Ｂ〜９Ｄには、それぞれが光源と受光素子を備えた２個の光センサが用いられている。

レジスタマーク検出装置９Ｄを代表して図５に示す。レジスタマーク検出装置９Ｂには、ウェブ４の搬送方向Ｘの下流側に光センサ９Ｄ１が配置され、上流側に光センサ９Ｄ２が配置されている。光センサ９Ｄ１、９Ｄ２は、版胴５Ｃによって印刷されたレジスタマーク７Ｃと版胴５Ｄによって印刷されたレジスタマーク７Ｄとのピッチを検出するために、照射されるレジスタマーク７Ｃ，７Ｄ上でのスポット光のピッチが、レジスタマーク７Ｃ、７ＤのピッチＨ１の正規な値に合致するように配置されている。

図６に検出の波形図を示す。図６において、検出信号Ｖ９Ｄ１は光センサ９Ｄ１の検出信号であり、レジスタマーク７Ａ〜７Ｄの検出パルス７Ａ１、７Ｂ１，７Ｃ１、７Ｄ１を有する。検出信号Ｖ９Ｄ２は光センサ９Ｄ２の検出信号であり、レジスタマーク７Ａ〜７Ｄの検出パルス７Ａ１、７Ｂ１，７Ｃ１、７Ｄ１を有する。ウェブ４の下流側に配置された光センサ９Ｄ１がレジスタマーク７Ｃを検出した検出パルス７Ｃ１の前エッジのタイミングと、上流側に配置された光センサ９Ｄ２がレジスタマーク７Ｄを検出した検出パルス７Ｄ１の前エッジのタイミングとが一致すれば、両レジスタマーク７Ｃ、７ＤのピッチＨ１が正規な値であり、版胴５Ｄは版胴５Ｃに対して回転位相差が零となっていることを示す。

しかし、光センサ９Ｄ２で検出したレジスタマーク７Ｄの検出パルス７Ｄ１の前エッジの検出タイミングが、光センサ９Ｄ１で検出したレジスタマーク７Ｃの検出パルス７Ｃ１の前エッジのタイミングよりも時間Ｔ１だけ進んでいれば、レジスタマーク７Ｃと７ＤのピッチＨ１が正規な値よりも小さく（図４の（ｂ）ではｄ１だけ短い）、レジスタマーク７Ｄを印刷した版胴７Ｄの回転位相がＴ１だけ進んでいることを示す。この場合は、版胴５Ｄの回転位相をＴ１だけ遅らせるようサーボモータ１０Ｄを制御する見当制御が行われる。

なお、レジスタマーク検出装置９Ｄの光センサ９Ｄ１、９Ｄ２からは、その検出出力をそのままとすると、図６に示したように、レジスタマーク７Ｃと７Ｄの検出パルス７Ｃ１、７Ｄ１のみでなく、レジスタマーク７Ａ，７Ｂの検出パルス７Ａ１、７Ｂ１も出力するので、現在の見当制御に使用すべき検出パルス７Ｃ１、７Ｄ１を選択するために、ゲート信号Ｖgate_Dが使用され、そのゲート信号Ｖgate_Dの有効期間Ｔ０に検出パルス７Ｃ１，７Ｄ１が検出されるようになっている。

ところで、多色印刷では、前記した例では、黄色、赤色、青色、黒色の印刷が行われるが、このうちの黄色で印刷されたレジスタマーク７Ａは、ウェブ４の地色が白色の場合は、通常の白色光を照射しても、レジスタマーク検出装置９Ｂの光センサでそのレジスタマーク７Ａの形状を明確に検出することが困難であった。ウェブ４が段ボール紙のように茶色の場合にはさらに困難であった。また、青色で印刷されたレジスタマーク７Ｃについても同様な問題があった。

そこで、従来では、黄色のレジスタマーク７Ａを検出するために、青色フィルタを使用して黄色の検出能力を向上させたり、あるいは光源として青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを使用してその両ＬＥＤを同時点灯させて黄色の検出能力を向上させていた（特許文献２）。

特開平６−０７９８６３号公報特開平８−１５６２３５号公報

しかしながら、青色フィルタを使用したり青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤを同時点灯して使用するレジスタマーク検出装置では、黄色のレジスタマークの検出以外では高い検出感度を得ることができない問題があった。

本発明の目的は、各色のレジスタマーク検出用の光センサとして、共通で検出感度の高いものを使用することができるようにして、上記した問題を解決したレジスタマーク検出装置の光センサを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、複数の版胴によって搬送中のウェブに印刷される見当制御のための複数の互いに異なった色のレジスタマークを個々に検出する多色印刷機におけるレジスタマーク検出装置の光センサにおいて、前記レジスタマークは、前記ウェブの上流から下流にかけて黒色、青色、赤色、黄色の順序で分離して印刷され、前記光センサは、前記レジスタマークの内の隣接する２個のレジスタマークを同時に検出する２個の光センサからなり、前記光センサは、前記レジスタマークに光を照射する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの光源と、前記レジスタマークで反射された光を受光する受光素子を有し、前記黄色の前記レジスタマークを検出するときは前記青色ＬＥＤのみが点灯し、前記青色の前記レジスタマークを検出するときは前記赤色ＬＥＤのみが点灯し、前記赤色又は黒色の前記レジスタマークを検出するときは前記青色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記赤色ＬＥＤのすべてが点灯することを特徴とする。

本発明の光センサによれば、光源の照射光の色を、検出すべきレジスタマークの色に応じて最適な色に切り替えることができるので、異なった色に印刷された複数のレジスタマークのそれぞれを１種類の光センサを用いて高い検出感度で検出することができる。

本発明の実施例のレジスタマーク検出装置の説明図である。（ａ）はレジスタマーク検出装置９Ｂの説明図、（ｂ）はレジスタマーク検出装置９Ｃの説明図、（ｃ）はレジスタマーク検出装置９Ｄの説明図である。多色グラビア印刷機の概略構成図である。見当制御の説明図である。レジスタマーク検出装置９Ｄがレジスタマーク７Ｃ，７Ｄを検出する説明図である。レジスタマーク検出装置９Ｄで検出した検出信号とゲート信号の波形図である。

本発明の実施例のレジスタマーク検出装置の光センサの光源は、検出対象のレジスタマークの色に応じて検出のための照射光を切り替える。前述したように、黄色のレジスタマーク７Ａは、白色光を照射して検出するとき、ウェブ４の地色（茶色、白色）との区別がつきにくく、高い検出感度を得ることができないので、その黄色に対して補色乃至反対色の関係にある青色の光を照射する。また、青色のレジスタマーク７Ｃについても、これを白色光で照射して検出するとき、同様にウェブ４の地色との区別がつきにくく、高い検出感度を得ることができないので、その青色に対して補色乃至反対色の関係にある赤色の光を照射する。さらに、赤色のレジスタマーク７Ｃと黒色のレジスタマーク７Ｄについては、白色光を照射することでウェブ４の地色から区別して高い感度で検出することができるので、その白色光を照射する。

図１に本発明の１つの実施例のレジスタマーク検出装置９０の構成を示す。このレジスタマーク検出装置９０は、図３で説明したレジスタマーク検出装置９Ｂ〜９Ｄとして使用されるものである。レジスタマーク検出装置９０において、９１は隣り合う２個の版胴で印刷された２個のレジスタマークの内の下流側のレジスタマークを検出するための光センサ、９２は上流側のレジスタマークを検出するための光センサである。そして、光センサ９１の光源９１１によるレジスタマークでのスポット光と光センサ９２の光源９２１によるレジスタマークでのスポット光とのピッチは、検出すべき２個のレジスタマークのピッチの正規の値に合致している。

光センサ９１は光源９１１と受光素子９１２を備える。光源９１１は白色光を発生するハロゲンランプ９１１ｗと、青色ＬＥＤ９１１ｂと、赤色ＬＥＤ９１１ｒからなる。受光素子９１２はホトダイオード又はホトトランジスタで構成されている。

そして、光センサ９１の光源９１１は、黄色のレジスタマーク７Ａを検出するときは青色ＬＥＤ９１１ｂのみが点灯し、赤色レジスタマーク７Ｂを検出するときはハロゲンランプ９１１ｗが点灯し、青色レジスタマーク７Ｃを検出するときは赤色ＬＥＤ９１１ｒのみが点灯するよう制御される。なお、黒色レジスタマークを検出するときはハロゲンランプ９１１ｗのみが点灯するよう制御すべきであるが、図４に示したようにレジスタマーク７Ａ〜７Ｄが並んでいるときは、光源９１１が黒色レジスタマーク７Ｄを検出することはない（図２（ｃ）参照）。

光センサ９２も光源９２１と受光素子９２２を備える。光源９２１は白色光を発生するハロゲンランプ９２１ｗと、青色ＬＥＤ９２１ｂと、赤色ＬＥＤ９２１ｒからなる。受光素子９２２はホトダイオード又はホトトランジスタで構成されている。

そして、光センサ９２の光源９２１は、青色レジスタマーク７Ｃを検出するときは赤色ＬＥＤ９２１ｒのみが点灯し、赤色レジスタマーク７Ｂ又は黒色レジスタマーク７Ｄを検出するときはハロゲンランプ９２１ｗが点灯するよう制御される。なお、黄色のレジスタマークを検出するときは青色ＬＥＤ９２１ｂのみが点灯するよう制御すべきであるが、図４に示したようにレジスタマーク７Ａ〜７Ｄが並んでいるときは、光源９２１が黄色レジスタマーク７Ａを検出することはない（図２（ａ）参照）。

したがって、図４に示したように各色のレジスタマーク７Ａ〜７Ｄが並んで印刷されているときは、レジスタマーク検出装置９０を図３で説明したレジスタマーク検出装置９Ｂとして使用するときは、上流側の光センサ９２の光源９２１は赤色のレジスタマーク７Ｂを検出するためにハロゲンランプ９２１ｗのみが点灯し、下流側の光センサ９１の光源９１１は黄色のレジスタマーク７Ａを検出するために青色ＬＥＤ９１１ｂのみが点灯する（図２（ａ）参照）。

また、レジスタマーク検出装置９０を図３で説明したレジスタマーク検出装置９Ｃとして使用するときは、上流側の光センサ９２の光源９２１は青色のレジスタマーク７Ｃを検出するために赤色ＬＥＤ９１１ｒのみが点灯し、下流側の光センサ９１の光源９１１は赤色のレジスタマーク７Ｂを検出するためにハロゲンランス９１１ｗのみが点灯する（図２（ｂ）参照）。

また、レジスタマーク検出装置９０を図３で説明したレジスタマーク検出装置９Ｄとして使用するときは、上流側の光センサ９２の光源９２１は黒色のレジスタマーク７Ｄを検出するためにハロゲンランス９２１ｗのみが点灯し、下流側の光センサ９１の光源９１１は青色のレジスタマーク７Ｃを検出するために赤色ＬＥＤ９１１ｒのみが点灯する（図２（ｃ）参照）。

なお、光源９１１、９１２は、青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤの他に、緑色ＬＥＤも組み合わせれば、それら３色のＬＥＤによって白色光を生成することができるので、この場合は白色光用のハロゲンランプは不要となる。

また、レジスタマーク検出装置９０のウェブ４に臨む先端部分を第１〜４の光ファイバで構成して、第１の光ファイバの後端を光源９１１に、第２の光ファイバの後端を受光素子９１２に、第３の光ファイバの後端を光源９２１に、第４の光ファイバの後端を受光素子９１２に、それぞれ結合すれば、それら光源９１１，９１２や受光素子９１２，９２２をウェブ４から離れた場所に配置することができ、その配置場所の選定の自由度が高くなる。

１：給紙ロール
２：ガイドローラ
３：巻取ロール
４：ウェブ
５Ａ〜５Ｄ：版胴
６Ａ〜６Ｄ：圧胴
７Ａ〜７Ｄ：レジスタマーク
８Ａ〜８Ｄ：レジスタマーク印刷部検出装置
９Ｂ〜９Ｄ，９０：レジスタマーク検出装置、９Ｄ１，９Ｄ２，９１，９２：光センサ、９１１：光源、９１１ｂ：青色ＬＥＤ、９１１ｒ：赤色ＬＥＤ、９１１ｗ：ハロゲンランプ、９１２：受光素子、９２１：光源、９２１ｂ：青色ＬＥＤ、９２１ｒ：赤色ＬＥＤ、９２１ｗ：ハロゲンランプ、９２２：受光素子
１０Ａ〜１０Ｄ：サーボモータ
１１Ａ〜１１Ｄ：エンコーダ
１２：見当制御装置

Claims

複数の版胴によって搬送中のウェブに印刷される見当制御のための複数の互いに異なった色のレジスタマークを個々に検出する多色印刷機におけるレジスタマーク検出装置の光センサにおいて、
前記レジスタマークは、前記ウェブの上流から下流にかけて黒色、青色、赤色、黄色の順序で分離して印刷され、
前記光センサは、前記レジスタマークの内の隣接する２個のレジスタマークを同時に検出する２個の光センサからなり、
前記光センサは、前記レジスタマークに光を照射する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの光源と、前記レジスタマークで反射された光を受光する受光素子を有し、
前記黄色の前記レジスタマークを検出するときは前記青色ＬＥＤのみが点灯し、前記青色の前記レジスタマークを検出するときは前記赤色ＬＥＤのみが点灯し、前記赤色又は黒色の前記レジスタマークを検出するときは前記青色ＬＥＤと前記緑色ＬＥＤと前記赤色ＬＥＤのすべてが点灯することを特徴とする光センサ。