JP6762444B1 - 印刷版検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な装置しか必要とせず、より少ないデータ量での解析、メモリー量の削減、より迅速な処理が可能となる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】印刷版１表面の凸部２をカメラ４により検知し、一定高さ以上の凸部を有する印刷版表面の位置を幅方向に沿った一次元の情報である線分として得る処理装置と、移動装置により、印刷版及び／又は計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直に移動する毎に計測して得た複数の線分を、計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する処理装置と、該二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する。【選択図】図３

Description

本発明は、印刷版表面の検査装置及びその方法に関する。

印刷版を用いて印刷を行う場合、新たに作成した印刷版と原稿との間に齟齬がないか、文字や絵に欠け等がないか、また印刷版に傷等がないかを確認する必要がある。また、印刷版を使用するにつれて、凸部の一部が磨耗等により欠けたり、除去が困難な汚れが付着することがある。
特許文献１には、平面状の印刷版の表面状態を検査する表面検査装置であって、検査対象物で正反射された正反射光、拡散反射された拡散光を利用するものが開示されている。
特許文献２には、スリーブ印刷版の検査装置であって、回転ドラムの円筒面に装着されたスリーブ印刷版の径方向位置情報と、回転ドラムの回転方向位置情報と、軸線方向位置情報を得て、演算部において凸版の形状を再現するものが開示されている。

また特許文献３に記載のように、印刷版の凸部を３Ｄスキャン装置等の立体形状を検知する手段により検知して、その印刷版により、目的とする印刷面が得られるか否かを求める方法及び装置が知られている。
しかし、作成した印刷版による印刷が、原稿に沿って、意図した通りであるかを確認するための３Ｄスキャンによる印刷版の解析には、大掛かりなスキャン装置を必要とすると共に、完全な３Ｄスキャンが完了していることを前提として演算をするので、扱うデータ量が膨大となるため、必要なメモリー量も多くなり、かつ処理に長時間を要する。
そして３Ｄスキャンを行うための、一般的な３Ｄスキャン装置は高精度な装置であって、印刷版上に観測点を複数持って観測結果を重畳することがあり、その精度担保にはより高価な装置を要する。仮に観測点が１つであると、十分な精度が得られない。
そこで、より簡易及び安価な装置を使用でき、より少ないデータ量での解析、メモリー量の削減、より迅速な処理が可能となる検査装置及び検査方法を提供することが求められている。

特開２００６−４６９４１号公報 特開２０１０−２１４９４４号公報 特許第６２５８６９９号公報

本発明の課題は、より簡易及び安価な装置を使用でき、より少ないデータ量での解析、メモリー量の削減、線分のスキャンと同時に演算して、より迅速な処理が可能となる検査装置及び検査方法を提供することである。

本発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、大掛かりな装置を必要とし、膨大なデータ量、メモリー量、長時間の処理時間を必要とする３Ｄスキャンを必要としない、二次元情報のみに基づく以下の検査装置及び検査方法によって、上記課題を解決しうることを見出した。
１．印刷版表面形状の検査装置であって、
凸部を有する印刷版表面の凸部を検知し、
得られた検知結果から、印刷版表面の一定高さの凸部の位置情報を得て、
その位置情報に基づき、一定高さ以上の凸部を有する印刷版表面の位置を幅方向に沿った一次元の情報である線分として得る処理装置１と、
計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直方向に相対的に移動させる移動装置と、
移動装置により、印刷版及び／又は計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直に移動する毎に計測して得た複数の線分を、計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する処理装置２と、
該二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する判断装置を有する、印刷版表面形状の検査装置。
２．印刷版表面形状の検査方法であって、
凸部を有する印刷版表面の凸部を検知し、
得られた検知結果から、印刷版表面の一定高さの凸部の位置情報を得て、
その位置情報に基づき、一定高さ以上の凸部を有する印刷版表面の位置を幅方向に沿った一次元の情報である線分として得る処理工程１と、
計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直方向に相対的に移動させる移動装置と、
移動装置により、印刷版及び／又は計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直に移動する毎に計測して得た複数の線分を、計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する処理工程２と、
該二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する判断工程を有する、印刷版表面形状の検査方法。

本発明の印刷版検査装置及び方法によれば、より簡易な装置で、より少ないデータ量での解析、メモリー量の削減、より迅速な処理が可能となり、かつ十分に高い検査精度とすることができる。

本発明の検査原理を示す図 ３次元形状をスキャンする従来技術の検査原理を示す図 本発明により、植物の印刷版１の検査を行う状態を示した図 検知結果からｚ値の求め方を示す図 第４図の変形例を示す図

［本発明による検査原理］
図１に示すように、印刷版表面を測定対象面とし、これを被写体として光を照射し、その反射光を検知する。その検知によりｘ−ｚ軸での断面形状をスキャンする。その断面形状の中で、凸部の一定の高さ（敷居高さ）以上の部分を測定対象面の線分として検知する。
ついでｙ軸方向に移動した箇所に対しても同様にスキャンして測定対象面の線分を検知する。この処理を繰り返し行なうことにより、一定の高さ以上で、かつｘ―ｙ平面に平行な面を測定面積分として検出する。
このようにしてｙ軸方向に積分することにより、印刷版の一定高さ以上の凸部の形状を検知する。
その形状と、予め保存した望ましい形状を比較して、印刷版の適否を判断する。またはその形状を基にしてインクジェット印刷することにより、校正用原稿を作成する。

［従来の３次元データに基づく検査原理］
図２に示すように、測定対象面を有する印刷版を被写体として、３次元で解析することにより、その印刷版の３次元データを得る。その３次元データの中のｚ軸方向の高さが一定以上の部分を取り出し、それを平面化することによりｘ−ｙ面データを得る。

［印刷版］
本発明の検査装置及び検査方法により検査の対象となる印刷版は、フレキソ印刷等を行うための印刷版である。
そのような印刷版の材質、形状、大きさ等は、従来から公知のものであれば良い。

本発明の検査装置は、処理装置１、移動装置、処理装置２、判断装置を含むものである。
また本発明の検査方法は、上記の各装置による各処理工程を含むものである。

［処理装置１］
処理装置１は、平面上又は曲面上に形成された印刷版の凸部の位置を計測・検知できる、公知の非接触の計測装置を採用できる。中でも三次元レーザー表面測定法、アクティブステレオ法、スリット光投影法（光切断法）、スポット光投影法、空間コード化パターン光投影法を採用する計測装置が好ましく、さらに三次元レーザー表面測定法を採用する装置が好ましい。

また、そのような非接触の計測法では、例えば平面の印刷版を水平な基台に載置し、この印刷版表面の上方から印刷版表面に対して垂直に光を照射する。このとき、真空引き装置等を使用して、印刷版を基台に吸着させても良い。この反射光を別に設けたカメラで検出する。さらに印刷版の複数の幅方向（ｘ方向）に、一定の長さ方向（ｙ方向）毎に平行にスキャンする。これによって、ｘ（幅）−ｚ（高さ）面の二次元の形状がスキャンの測定結果として得られる。
光源としてレーザー光を使用しても良く、白色等のＬＥＤを光源とし、光源の前にスリットを設けることにより、ｘ軸に平行な線状の光として、これを印刷版に照射しても良い。
必要に応じて、カメラのみ、又は光源とカメラの両方を印刷版の端からｙ方向に移動させて、印刷版の端からスキャンを開始する。
また、印刷版表面の形状が曲面であり、印刷版がローラ表面に固定して印刷を行なうためのものであるときには、上記の平面の印刷版の例において、ｙ軸を直線ではなく円弧状とした状態のものとなる。
このような曲面の印刷版であっても、上記の平面の場合と同じであり、基台に固定した印刷版表面に対して、印刷版の複数の幅方向（ｘ方向）に、一定の円弧方向（ｙ方向）毎に平行にスキャンする。これによって、ｘ（幅）−ｚ（高さ）面の二次元の形状がスキャンの測定結果として得られる。

処理装置１は、上記の計測装置により得た一つの幅方向毎の測定結果から、予め設定された高さ（ｚ方向）以上を、一次元の情報である測定面線分として検知し抽出する（処理工程１）。
本発明において一次元の情報を得るためには、まず、印刷版をｘ−ｚ面で切断した断面図に相当する実質的に二次元の情報を得ることが必要となる。但し、印刷版を立体的に再現する三次元の情報までは必要としない。
上記の非接触の計測装置により計測された結果は、印刷版表面の凹凸形状であり、印刷版の底面をあわせて、実質的に印刷版の凸部の位置を含む上記断面図である。
その情報における印刷版の長さ方向に伸びた線状のスキャン部分のうち、印刷版の表面が一定高さ以上となる箇所を線分として検知する。
なお、印刷版の全面を対象としてスキャンしてもよく、また印刷版における凸部が形成された箇所のみを対象としてスキャンすることにより、処理装置１による処理時間を短縮してもよい。
また多色刷り用の印刷版であれば、色毎に必要な印刷版を順次検査できる。

［移動装置］
続けて、移動装置によって、計測装置を長さ方向（ｙ方向）に、又は印刷版が曲面の場合には円弧方向に、一定距離移動させ、同じように印刷版のスキャンを行う。印刷版が曲面の場合には、印刷版を固定した基台ごと回転させて、固定した計測装置に対して相対的に印刷版表面を移動させることができる。
その後、再び処理装置１によって測定面における一定高さ以上の線分を抽出する。これらの工程を、計測装置が印刷版の反対端に達するまで繰り返して行う。
この場合の一定距離とは、目的とする凸部の表面形状を十分に再現できる程度に僅かに離れた距離であり、０．３ｍｍ以下である。例えば一定距離が大きい場合には、最終的に検知して得られる凸部の表面形状は、各線分からなる縞模様が目立つ形状となり、印刷版の凸部が予定通りに形成されたかどうかを確実に判断することが困難になる。

［処理装置２］
処理装置２は、得られた複数の線分を計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する（処理工程２）装置である。
処理装置１により得られた各線分を上記移動装置による一定距離毎に並べることによって、印刷版１表面の凸部２の形状を再現することができる。
つまり、印刷版の表面における一定高さ以上の線分が、印刷版の幅方向に向けて平行に並ぶことになる。多数回のスキャンが小さい幅で印刷版の幅方向に移動する毎に行われる場合には、それにより得られた多くの上記の線分が集合して、あたかも平面形状のような図が形成されることになる。
その平面形状が本発明でいう二次元の情報となる。

［判断装置］
判断装置は、処理装置２で得られた二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する。
判断装置には、予め、得ようとする印刷パターンが保存されている。その判断装置にて、この印刷パターンと上記処理装置２により得られた二次元の情報である凸部の平面形状とを対比する。その結果として、上記印刷パターンと上記平面形状が完全に一致して、その印刷版により印刷されて得た印刷パターンが、上記の予め保存された印刷パターンと一致すると判断される場合は印刷版の凸部形状を適と判断する。また両者が一致せず、印刷版上の凸部の形状が、上記印刷パターンに対して部分的にでも欠けていたり、膨出していたりする場合には、不適と判断する。
また、上記処理装置２により得られた二次元の情報である凸部の平面形状に基づいて、別に接続したインクジェット印刷装置により印刷を行って校正用等の原稿等とすることもできる。多色刷り用の印刷版であれば、各色の印刷版全てについて上記の二次元の情報を得た上で、これらの情報を元にインクジェット印刷装置により多色刷りしても良い。
このようにインクジェット印刷する場合には、判断装置による自動的な判断に加えて、又は自動的な判断とは別に、印刷面を目視にて確認することにより印刷版の適否を確認することもできる。

このように、三次元の形状を測定できる計測装置を使用しても、毎回のスキャンによる計測のデータから取り出す情報は、印刷版を輪切りにしたような二次元の情報を基礎とする。
仮に、毎回のスキャンにより得た印刷版を輪切りにしたようなデータを、毎回のスキャン毎に重ねると、印刷版自体を再現する情報となり、三次元の情報となる。
計測データをこのように処理して三次元のデータを得ると、印刷版を俯瞰するように、立体形状を得ることができるが、計測、演算、三次元の形状の復元に至るまで膨大な情報を処理することになり、各段階全てに過剰に時間を費やしたり、処理する装置が大掛かりなものになったりする。
そのため本発明では、三次元の情報ではなく、敢えて二次元の情報を利用することで、より簡易な装置による、より少ないデータ量での解析、メモリー量の削減、より迅速な処理を可能とした。

図３は、植物模様の印刷版１の検査を行う状態を示した図である。
印刷版１表面には、植物模様を印刷するための凸部２が設けられている。印刷時には、この凸部２表面に付着したインキ組成物が、紙等の被印刷物表面に転写される。
この印刷版１を、非接触の計測装置の図示しない基台上に載置し、印刷版１の表面に対して垂直に光軸を有する光源３から照射された光が印刷版１表面で反射した光をカメラ４により検知する。光源３及びカメラ４の、ｘ方向の位置を固定するか、又はｘ方向に移動させて検知することができる。
その検知結果から一定のｚの値（凸部高さ）を有する印刷版１面の凸部２を求める。
Ｍは場合により設置しても良い鏡であって、照射された光や印刷版からの反射光を反射して、凸部２の側面も検知するために使用できるものである。
印刷版が曲面である場合、印刷版が円筒形の少なくとも一部を形成する形状であるときには、そのような印刷版を固定したシリンダー等の基板を、シリンダー軸を僅かに回転させる毎に、ｘ方向に表面の凸部を計測して、印刷版表面の二次元の情報を取得する。なお、このシリンダー表面に印刷版を固定する場合には、シリンダーの回転軸はｘ軸に平行となる。

図４は、検知結果からｚ値の求め方を示す図である。
印刷版１表面に対して光源３から光を照射し、印刷版１表面で反射された光をカメラ４にて検知する。凸部２表面に照射された照射部ａと、凸部２以外の印刷版表面に照射された照射部ｂがある。これらの照射部について、印刷版に対して垂直ではない方向、中でも光源３に対してｙ方向に移動した位置から、照射部ａとｂを斜め方向（角度θ）から検知することが好ましい。
このように検知すると、カメラ４からみて、照射部ａとｂは互いに異なる位置にあるものとして捉えられ、印刷版１表面に対するカメラ４の向きの角度を考慮することにより、凸部２の高さが一定値よりも高い場所を求めることができる。

図４において、光源３とカメラ４を一体化し、ｘ方向に移動可能とした場合を変形例として図５で示す。
例えば光源３からレーザー光を印刷版１に対して点状に照射する場合、印刷版の必要なｘ方向の範囲を対象にして検査するには、光源３を移動させる必要があり、同時にカメラ４も移動させる必要がある。図５は光源３とカメラ４を１つのベース５に設けることにより同時にｘ方向に移動させるものである。
そして印刷版１のｘ方向の必要な範囲のデータを得た後は、ベース５をｙ方向に移動させて、印刷版１上のデータを得た箇所に隣接する箇所を順次検査することによって、印刷版１の検査対象の全範囲を検査することができる。

Claims (2)

1. 計測装置を有する、印刷版表面形状の検査装置であって、
   凸部を有する印刷版表面の凸部を検知し、
   得られた検知結果から、印刷版表面の一定高さの凸部の位置情報を得て、
   その位置情報に基づき、一定高さ以上の凸部を有する印刷版表面の位置を幅方向に沿った一次元の情報である線分として得る処理装置１と、
   計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直方向に相対的に移動させる移動装置と、
   移動装置により、印刷版及び／又は計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直に移動する毎に計測して得た複数の線分を、計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する処理装置２と、
   該二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する判断装置を有する、印刷版表面形状の検査装置。
2. 計測装置を使用する、印刷版表面形状の検査方法であって、
   凸部を有する印刷版表面の凸部を検知し、
   得られた検知結果から、印刷版表面の一定高さの凸部の位置情報を得て、
   その位置情報に基づき、一定高さ以上の凸部を有する印刷版表面の位置を幅方向に沿った一次元の情報である線分として得る処理工程１と、
   計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直方向に相対的に移動させる移動装置により、印刷版及び／又は計測装置を、印刷版表面の幅方向に対して垂直に移動する毎に計測して得た複数の線分を、計測装置が相対的に移動する方向に並べて、印刷版表面の該一定高さ以上の凸部の表面形状を二次元の情報として形成する処理工程２と、
   該二次元の情報と、目的とする印刷パターンである二次元の情報を対比して、印刷版の凸部形状の適否を判断する判断工程を有する、印刷版表面形状の検査方法。