JPS63191003A - ウエブ位置測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は輪転印刷機において走行中のウェブ（巻取り
紙）の幅方向の位置制御を行なうウェブガイド装置に用
いられるウェブ位置Ｍ１定装置に関する。

〔従来の技術〕

通常、輪転印刷機では給紙部と印刷部の間のウェブ走行
路中に、絵柄が常にウェブの一定位置に印刷されるよう
に、ウェブの幅方向の位置を一定に制御するウェブガイ
ド装置が設けられている。

また、印刷部での印刷終了後のウェブが折機に供給され
る際に、折目、またはスリット部と絵柄の相対位置関係
が一定になるように、折機の直前にもウェブガイド装置
が設けられている。ウェブの幅方向の位置ずれの原因は
テンション変動、紙質のばらつき、印刷速度の変化、巻
取りの継ぎ替え等がある。

ウェブガイド装置はウェブの側端部のエツジ位置とウェ
ブの基準位置、つまり絵柄がウェブの一定位置に印刷さ
れるような位置、または折目やスリット部と絵柄の相対
位置関係が一定となるような位置とが一致するように、
フィードバック制御やその他の自動制御方法に従い、給
紙部の巻取り軸を軸方向に移動さ、せたり、ウェブの走
行路中のがイドローラを揺動させている。

従来のウェブガイド装置はウェブ上の絵柄の印刷位置、
または折目やスリット部と絵柄の相対位置の制約条件が
ある程度緩かったり、あいまいな点があったため、ウェ
ブの幅方向の位置を制御するのに、振れ幅で±１ｍｍ以
内程度の能力を満足すればよかった。しかし、印刷品目
によっては、より厳しい制約条件の場合もある上、輪転
印刷機の自動化、省力化が進むにつれて、より高い精度
のウェブの幅方向の位置制御が要求されている。これに
従って、ウェブガイド装置のウェブの側端部のエツジ位
置の測定装置に対してもより高い測定能力が要求される
。

従来のウェブガイド装置では、第４図に示すような空気
圧検出によるウェブ位置測定装置や、第５図、第６図に
示すような光電変換素子を用いたウェブ位置？ｉｐ＋定
装置が用いられている。

第４図のウェブ位置測定装置では、ポンプ１ｂから送出
された空気がノズルｌａ内を通過しており、空気の通過
路にウェブＷの側端を位置させる。

ウェブＷの幅方向の位置により空気の通過路が遮断され
ノズル１ａ通過後の空気圧が変化し、これを検出計１０
により測定することにより、ウェブＷの幅方向の位置が
測定される。

第５図のウェブ位置測定装置では、センサヘッド２ａ内
に光源２ｂと受光索子２ｂを対向させて配置し、その間
にウェブＷの側端を位置させる。

ウェブＷの幅方向の位置により光源２ｂから照射され受
光素子２ｃに入射される光量が変化し、受光索子２ｃか
らの電流を電流検出器２ｄで検出することにより、ウェ
ブＷの幅方向の位置か測定される。

第６図のウェブ位置測定装置では、センサヘッド３ａ内
に光源３ｂとラインセンサ３ｂを対向させて配置し、そ
の間にウェブＷの側端を位置させる。ウェブＷの幅方向
の位置によりラインセンサ３ｃの受光素子のうち、光が
照射されている、または遮光されている素子の数が変化
する。ラインセンサ３Ｃから時系列で出力される各素子
毎の受光量に比例した電圧パルスをカウンタ３ｄで計数
することにより、ウェブＷの幅方向の位置が測定される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらのウェブ位置測定装置の測定精度は光電変換素子
を使用したものの方が空気圧の変化を検出するものより
も高いが、それでも第５図のような受光素子を使用した
もので０．０５ＩＩＩＩｌ程度の精度（ｆｆｌａＸ）に
なっている。しかも、この装置では受光素子２Ｃの受光
面の中央付近にウェブＷの側端がある時は測定精度がよ
いが、中央から離れるに従い測定精度は悪くなる欠点も
ある。

また、第６図のようなラインセンサを使用したものはレ
ンズによる光学系を使用し視野幅を規定すれば、測定精
度は高められるが、レンズの使用によりセンサヘッドｂ 造が１（雑になる上、センサヘッド３ａの設置スペース
も大きくなることがあり、不都合が生じる。

ラインセンサ自体が大きく複雑な光学系を必要としない
密着型ラインセンサも開発されているが、素子密度は１
６素子／ＩＩＩｍ程度が最高であり、測定精度は０．０
［ｉｍｍでしかない。

このように従来のウェブガイド装置よりウェブの幅方向
の位置制御を精度よく行なうためには、従来のウェブ位
置測定装置の測定粘度では不十分であり、さらにウェブ
位置測定装置の粘度を−しげる必要があった。

二の発明は上述した事情に対処すべくなされたもので、
測定精度の限られたラインセンサを用いながらも簡単な
信号処理を行なうことにより、簡素な機器構成でより精
度の高いウェブの側端の位置ａＰ１定を行なうことがで
きるウェブ位置測定装置を提供することをその目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によるウェブ位置測定装置は受光素子の配列方
向が、ウェブの走行方向と交差するようにウェブの走行
路の側端部に設けられ、各受光素子毎の映像信号を発生
するラインセンサ手段と、映像信号と基準信号とを比較
して、両信号の大小関係が反転する受光素子の位置に応
じたエツジ信号を発生するエツジ検出手段と、エツジ信
号とラインセンサ手段の受光素子のピッチに応じて、受
光素子のピッチ単位でエツジ位置の概略測定を行なう第
１測定手段と、エツジ信号に対応する受光素子の近傍の
所定個の受光素子の映像信号に応じてラインセンサの受
光素子のピッチ以下の単位でエツジ位置の精密測定を行
なう第２のａＩｌ＋定手段上手段備する。

〔作用〕

この発明によるウェブ位置測定装置によれば、ラインセ
ンサの受光素子のピッチ以下の精度でウェブ側端のエツ
ジ位置を測定できる。しかも、受光素子の出力と基準信
号の大小関係が反転する受光素子の位置と受光素子のピ
ッチの積に応じてピッチ単位の概略測定値を求め、ピッ
チ単位以下の精密Ｍ１定値を計算機処理により求めるこ
とにより、簡素な回路構成と簡単な計算機プログラムで
測定が実行できる。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの発明によるウェブ位置測定装置
の一実施例を説明する。

先ず、第２図を参照して測定原理を説明する。

この発明では、微少な受光素子が多数個直線上に並んで
いるラインセンサを用いてウェブＷの側端付近を撮像し
、その映像信号から画素単位の概略測定値Ｌｌと１画素
内の精密測定値Ｌ２とを求め、その和Ｌｌ　＋Ｌ２をウ
ェブ側端のエツジ位置とする。

第２図ではラインセンサの受光素子の第１番目の素子Ｃ
１から第ｎ番目の素子Ｃｎまでは光源（図示せず）から
の光が入射しており、第ｎ番目の索子Ｃｎ以降はウェブ
Ｗにより光源からの光か遮光されている。ラインセンサ
は各受光素子の入射光量に比例した電圧の映像信号■を
ラインセンサに人力されるクロック信号ＣＫに従って時
系列的に出力する。光源からの光が遮られることなく入
射している受光素子の映像信号のレベルはＶｂ。

遮光されている受光素子の映像信号のレベルはｖｂより
かなり低いＶｄとなっており、ウェブＷの側端のエツジ
位置に対応する受光素子Ｃｎ付近では映像信号のレベル
が大きく変化している。従って、光源や受光素子自体の
感度等による映像信号の不均一性より大きい映像信号の
レベル変化がある場合は、その受光素子にウェブＷの側
端エツジがかかっていると判別できる。

映像信号の不均一性を考慮にいれて、ｖｂの例えば７０
２６のレベルｖｔｈをエツジ有無の判別の基準レベルと
し、各受光素子の映像信号Ｖｌとの比較を行なえば、受
光素子０１〜Ｃｎ−１の映像信号Ｖ１〜Ｖ　ｎ−１が基
準レベルｖｔｈより大きく、受光素子Ｃｎ以降の映像信
号が基準レベルｖｔｈよりも小さくなっているため、受
光索子Ｃｎに対応する位置にウェブの側端エツジがある
と判別できる。

この時、受光素子のピッチ（Ｐ）単位で表わすウェブＷ
の側端のエツジ位置の概略測定値Ｌ１は次のようになる
。

ＬＬ　−ＰＸ　（ｎ−１）　　　　　　　−（１）ここ
では、エツジ位置を判別するのに、光が入射している受
光素子数を計数しているが、遮光されている受光素子数
を計数してもよい。

実際には、ラインセンサに人力されているクロック信号
ＣＫに従い、映像信号ｙが出力されるので、ラインセン
サの映像信号Ｖの出力が始まると同時にクロック信号Ｃ
Ｋのパルス数を計数し始め、映像信号Ｖと基準レベルｖ
ｔｈとの大小関係が反転し始めた時点で、クロック信号
ＣＫのパルスの計数を止め、計数値（ｎ）を読取ること
により、概略測定値Ｌ１の測定がなされる。

次に、ラインセンサの受光素子のピッチ以下のウェブ側
端の位置し２の測定を説明する。第２図では、ウェブＷ
の側端のエツジ位置に対応する受光素子はＣｎであるが
、光源からラインセンサに入射する光が完全な平行光で
はなかったり、ラインセンサにレンズ等の光学系を介し
て光が入射している場合の像のボケがあるため、受光素
子Ｃｎだけではなく、その近傍の受光素子の映像信号も
ｖｂとＶｄの間のレベルをとる。ウェブ側端の位置し２
はウェブ側端のエツジ近傍の受光素子の映像信号から一
次式で近似計算することができる。

エツジから前後にある程度前れた受光素子の映像信号の
レベルはｖｂとＶｄであり、近似計算に用いるエツジ近
傍の受光素子は実際のセンサヘッドにおける光のもれ、
及び像のボケによって決定すればよく、第２図では前後
１個づつの計３個の受光素子Ｃｎ−１、Ｃｎ　、　　Ｃ
ｎ＋１の映像信号Ｖｎ−１゜Ｖｎ、Ｖｎ＋１からエツジ
位置し２を次のように求めている。

Ｌ２　ｓｓｐ×（ａＵｎ−１＋ｂＵｎ　＋ｃＵｎ＋１　
）／（Ｖｂ　−Ｖｄ　”）　　　　　　　・・・（２）
ここで、Ｕ　ｎ−１−Ｖ　ｎ−１−Ｖ　ｄ　；Ｕｎ　＝
Ｖｎ　−Ｖｄ　； Ｕ　ｎｉｌ　ｍ　Ｖ　ｎｉｌ　−Ｖ　ｄ　；ａ、ｂ、ｃ
は計数である。

最終的なウェブ側端のエツジ位置りはＬｌとＬ２の和で
表わされ、このような原理によりつニブの位置Ｍ１定を
高精度で行なうことができる。

次に、この発明によるウェブ位置測定装置の一実施例を
第１図のブロック図を参照して説明する。

第１図において、ラインセンサ１はタイミング制御部７
からの走査信号Ｔとクロック信号ＣＫに従い、ウェブ走
行路の側部付近の映像信号Ｖを出力する。走査信号Ｔの
発生により、ラインセンサ１は１ラインの映像信号■の
出力を開始し、クロック信号ＣＫ毎に各受光素子の映像
信号Ｖが出力される。

映像信号ＶはＡ／Ｄ変換部２に入力され、クロック信号
ＣＫに従い、受光素子毎にアナログ信号からディジタル
信号に変換され、データ信号りとして出力される。Ａ／
Ｄ変換部２から出力されたデータ信号りは−１バッファ
メモリ３に記憶される。バッファメモリ３はウェブの側
端のエツジ付近の複数個の受光素子のデータ信号りを記
憶する容量を持ち、データ信号りがＡ／Ｄ変換部２から
出力される順に記憶し、記憶容量を満たすと、記憶した
順に古いデータ信号りを消去し、そこへ新たなデータ信
号りを記憶していく。

データ信号りはバッファメモリ３に入力される一方、比
較部４にも入力されており、比較部４ではエツジの有無
を判別するための基準データｖｔｈが予め設定され、デ
ータ信号りが人力されるたびに、基クデータｖｔｈとデ
ータ信号りを比較し、エツジを検出したときは、エツジ
検出信号Ｅを出力する。

ここで、例えばウェブ側端のエツジ位置に対応するライ
ンセンサ１の受光素子は第ｎ番目の受光索子Ｃｎとする
。受光索子Ｃｎのデータ信号をＤｎとする。そのため、
データ信号Ｄｎが入力されると、比較部４はエツジ検出
信号Ｅをカウンタ５に出力する。

カウンタ５はクロック信号ＣＫのパルスを計数しており
、走査信号Ｔの入力により、計数値をリセットした後、
クロック信号ＣＫのパルスの計数を開始し、エツジ検出
信号Ｅの入力により、計数を停止し、計数値をカウント
信号Ｎとして出力する。従って、カウンタ５はイメージ
センサの第１番目から第ｎ番目までの受光素子の数を計
数し、エツジ位置の概略測定値を求めていることになる
。

カウゾト値ＮはＣＰＵ部８に供給される。

一方、バッファメモリ３は比較部４でエツジが検出され
た時、エツジ部、及びエツジ部分前後の受光素子のデー
タ信号りを記憶し、精密値の計算機処理用に保持する。

エツジ部分前後の受光素子として、エツジ位置に対応す
る受光素子からｍ個隣までの受光素子のデータ信号を使
用するものとすると、バッファメモリ３はデータ信号り
を２ｍ＋１個記憶する容量を持っていればよい。比較部
４にてエツジを検出し、エツジ検出信号Ｅを出力した時
、バッファメモリ３にはエツジ位置に対応する受光素子
のデータ信号Ｄｎから２ｍ番目前までのデータ信号Ｄ　
ｎ−２ｍが記憶されている。そのため、精密測定を行な
うには、さらにデータ信号Ｄｎ＋１からデータ信号Ｄ　
ｎ＋ｍまでのデータ信号が必要であり、さらにｍ個の受
光素子のデータ信号　。

Ｄｉをバッファメモリ３に人力する必要がある。

よって、比較部４からのエツジ検出信号Ｅが遅延部６に
入力され、遅延部６はクロック信号ＣＫをｍ回計数し、
ｍ個のデータ信号Ｄ１がバッファメモリ３に入力された
後、遅延信号Ｅ゛をバッファメモリ３に出力する。バッ
ファメモリ３では、遅延信号Ｅ′が人力された時点以降
はデータ信号ＤＩの記憶を停止する。従って、遅延信号
Ｅ′が人力された時点で、データ信号Ｄ　ｎ−ｍ〜Ｄ　
ｎ＋ｌｌｌがバッファメモリ３内に保持される。

遅延部６からの遅延信号Ｅ″はＣＰＵ部８にも入力され
、エツジ位置の概略測定用のカウント信号Ｎと精密測定
用のデータ信号Ｄ　ｎ−ｍ〜Ｄ　ｎｕｌｌがＣＰＵ部８
に転送される。

ＣＰＵ部８では前述したウェブ位置のｆｌｌ定原理に従
い、ウェブ側端のエツジ位置の概略測定値、精密測定値
の演算を行なう。ＣＰＵ部８で行なうウェブの位置測定
処理の一実施例をフローチャートで示すと、第３図のよ
うになる。ステップ１０〜１２の処理では電子回路部か
ら位置測定演算処理に必要なデータを人力しており、ス
テップ１３では（１）式に基づく概略７１Ｊｌｊ定値の
演算を行なっており、ステップ１４〜１６の処理では（
２）式に基づく受光素子ピッチ以下の精密測定値の演算
を行なっており、ステップ１７では上述の処理の結果か
ら最終的にウェブ側端のエツジ位置りを求めている。

以に説明したように、この実施例によれば、ラインセン
サを用いながら、通常のラインセンサによるＭ１定より
精度良くウェブの位置を測定することができる。

本発明は上述した実施例に限定されず、例えば、精密測
定値の演算処理等は上述の処理に限定されない。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によるウェブ位置７１１１
１定装置によれば、ラインセンサを用いたウェブ側端の
エツジ位置の測定において、電子回路（ハード）でエツ
ジ位置の概略測定を行ない、さらに電子計算機（ソフト
）で精密計１定を行ない、両者の和により最終的にウェ
ブ位置を求めているために、電子回路で全てを行なう場
合に比べて、回路が簡ｉ１ｊになる上、測定に用いる計
算式を変更することが容易である。また、計算機処理で
全てを行なう場合に比べて、プログラムが簡単になり、
計算機側のメモリの容量も少なくて済む利点がある上、
短時間で処理できるのでウェブガイド装置の他の処理に
も影響を与えることがない。このように、ｌｌ１ｌｌ定
を電子回路と計算機処理で分担して行なうことにより、
双方に処理の負担も少なくなり、簡素な回路構成と簡単
な計算機のプログラムで測定が実現される。これにより
、より精度の高いウェブの幅方向の位置制御を行なうこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるウェブ位置測定装置の一実施例
のブロック図、第２図は測定原理を示す図、第３図は測
定動作を示すフローチャート、第４図乃至第６図はウェ
ブ位置測定装置の従来例を示す図である。 １・・・ラインセンサ　２・・・Ａ／Ｄ変換部　３・・
・バッファメモリ　４・・・比較部　５・・・カウンタ
　６・・・遅延部　７・・・タイミング制御部　８・・
・ＣＰＵ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 輪転印刷機において走行中のウェブの幅方向の位置制御
   を行なうウェブガイド装置に用いられるウェブ側端の位
   置測定を行なうウェブ位置測定装置において、受光素子
   の配列方向がウェブの走行方向と交差するようにウェブ
   の走行路の側端部に設けられ、各受光素子毎の映像信号
   を発生するラインセンサ手段と、前記映像信号と基準信
   号とを比較して、両信号の大小関係が反転する受光素子
   の位置に応じたエッジ信号を発生するエッジ検出手段と
   、前記エッジ信号とラインセンサ手段の受光素子のピッ
   チに応じて、受光素子のピッチ単位でエッジ位置の概略
   測定を行なう第１測定手段と、前記エッジ信号に対応す
   る受光素子の近傍の所定個の受光素子の映像信号に応じ
   てラインセンサの受光素子のピッチ以下の単位でエッジ
   位置の精密測定を行なう第２の測定手段を具備すること
   を特徴とするウェブ位置測定装置。