JP2007085956A - 見当マーク検出器、および、見当制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 見当マークを検出したときの信号の波高値が極端に小さい場合でも、見当誤差を精度良く演算することのできる見当制御装置を提供する。
【解決手段】 見当制御装置のコントローラには、見当マークがスキャニングヘッドを通過したときに生じるパルス信号であるマークパルスのピーク値を統一化処理する波形処理回路31が備えられ、波形処理回路31は、マークパルスのピーク値を出力するピークホールド回路310と、基準電圧をピーク値によって除算した除算値を出力する除算回路311と、見当マーク信号と除算値とを乗算する乗算回路321に加え、2つの増幅回路320、321を備える。除算回路311に入力される信号を増幅回路320で増幅することで、ピーク値が極端に小さい場合でも、基準電圧をピーク値で除算でき、マークパルスのピーク値を統一化処理でき、見当誤差を精度良く演算することができる。
【選択図】 図4
【解決手段】 見当制御装置のコントローラには、見当マークがスキャニングヘッドを通過したときに生じるパルス信号であるマークパルスのピーク値を統一化処理する波形処理回路31が備えられ、波形処理回路31は、マークパルスのピーク値を出力するピークホールド回路310と、基準電圧をピーク値によって除算した除算値を出力する除算回路311と、見当マーク信号と除算値とを乗算する乗算回路321に加え、2つの増幅回路320、321を備える。除算回路311に入力される信号を増幅回路320で増幅することで、ピーク値が極端に小さい場合でも、基準電圧をピーク値で除算でき、マークパルスのピーク値を統一化処理でき、見当誤差を精度良く演算することができる。
【選択図】 図4
Description
本発明は印刷の技術分野に属する。特に、多色印刷機において用紙に刷り重ねる各色画
像の見当合わせを自動で行う見当制御装置に関し、更に詳しくは、各色絵柄と共に用紙に印刷される見当マークを検出する技術に関する。
像の見当合わせを自動で行う見当制御装置に関し、更に詳しくは、各色絵柄と共に用紙に印刷される見当マークを検出する技術に関する。
多色刷りの印刷物においては、印刷物に見当誤差が生じると印刷物の色調が大幅に変わってしまうため、多色印刷機には、絵柄と共に用紙に印刷される見当マークを検出し、自動的に見当誤差を演算し修正する見当制御装置が備えられていることが一般的である。
見当マークを検出する方式は見当制御装置ごとで異なるが、包装材料などの透明な用紙に印刷するグラビア多色印刷機に備えられた見当制御装置においては、非特許文献1に記述されているように、見当マークが通過する位置に光を照射し、照射した光の反射光を受光するフォトダイオードなどの光学式センサの信号波形から見当マークを検出する方式が一般的に用いられる。
しかし、見当マークが通過したときの光学式センサの信号波形から、見当マークを検出する方式を用いると、特許文献1で記述されているように、見当マーク色すなわち印刷色に応じて、見当マークが通過したときの信号波形の波高値に差が生じ、この差が演算される見当誤差に悪影響を及ぼしてしまう。そこで、本出願人は、光学式センサから出力される見当マークの信号波形の波高値を、見当マーク色に係らず、アナログ除算・乗算回路を用いて統一化する技術を、特許文献1において開示している。
ところが、特許文献1の技術を用いても、光学式センサから出力される見当マークの信号波形の波高値が非常に小さい場合は、アナログの除算回路で基準電圧を見当マークの信号波形の波高値で除算すると、除算結果が非常に大きな値になるため、除算回路に含まれるオペアンプが飽和するなどして、除算結果が意味を持たなくなる場合がある。
例えば、見当マークの色が薄い黄色で、用紙の色がクリーム色の場合など、見当マークの色と下地となる印刷用紙の色のコントラストが非常に小さい場合、見当マークの信号波形のピーク値は非常に小さな値になってしまい、特許文献1の技術を用いても、見当マークの信号波形のピーク値を統一化処理することはできないケースがあった。
特願2004−321887号公報
グラビア技術総覧 第4編 第4章 発行日:1994年7月14日、発行所:(株)加工技術研究会
そこで、本発明は、見当マークの色と下地となる用紙の色のコントラストが非常に小さく、マークパルスの信号波形の波高値が非常に小さな値であっても、見当マークの信号波形の波高値を統一化処理し、精度良く見当誤差を演算することのできる見当マーク検出器、および、この見当マーク検出器を備えた見当制御装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決する第1の発明は、多色印刷機に設置された見当制御装置に備えられ、ウェブ上を走行する見当マークを検出する見当マーク検出器において、前記見当マーク検出器は、ウェブ上を光学的に走査する光学センサの出力から、任意に選択した見当マークの信号波形であるマークパルスを抽出するマークパルス抽出回路と、前記マークパルス抽出回路が抽出した前記マークパルスのピーク値を出力するピークホールド回路と、前記ピークホールド回路から出力される前記マークパルスのピーク値を増幅する第1の増幅回路と、基準電圧を前記第1の増幅回路の出力電圧で除算した除算値を出力する除算回路と、前記除算回路から出力される除算値を増幅する第2の増幅回路と、前記第2の増幅回路の出力電圧と前記マークパルスとを乗算する乗算回路とを、少なくとも備えていることを特徴とする。
更に、上述した課題を解決する第2の発明は、多色印刷機に設置され、前記多色印刷機で印刷されるウェブ上に生じる見当誤差を自動的に検出し修正する見当制御装置において、前記見当制御装置は、第1の発明に記載の見当マーク検出器を備え、前記見当制御装置は、前記見当マーク検出器から出力される電圧波形を用いて見当誤差を演算し、見当誤差を修正するための信号を出力することを特徴とする。
第1の発明によれば、前記除算回路に入力される電圧は、前記第1の増幅回路で増幅されているため、分母となる前記マークパルスのピーク値が非常に小さい場合でも、除算結果が非常に大きな値になることはなく、特許文献1に示されているように、前記マークパルスのピーク値を統一化処理することができる。
更に、第2の発明によれば、前記マークパルスのピーク値が非常に小さい場合でも、前記マークパルスのピーク値を統一化されているので、信号波形のピーク値の差が演算される見当誤差に与える悪影響を少なくでき、見当制御性能が向上した前記見当制御装置を提供することができる。
上述した本発明によれば、見当マークの色と下地となる印刷用紙の色のコントラストが非常に小さく、マークパルスの信号波形のピーク値が非常に小さな値であっても、見当マークの信号波形のピーク値を統一化処理し、精度良く見当誤差を演算することのできる見当マーク検出回路、および、この見当マーク検出回路を備えた見当制御装置を提供することを目的とする。
ここから、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図1は、本発明を適用した見当制御装置を説明する図である。なお、本実施の形態において、見当制御装置は、ウェブの流れ方向の見当誤差である縦見当誤差のみを演算し修正するものとし、本明細書で見当誤差とは縦見当誤差を意味している。
図1は、グラビア印刷機のユニットに設置された見当制御装置を説明するための図である。図1に示したように、本実施の形態における見当制御装置は、用紙であるウェブ7に印刷された見当マーク70、71をセンシングするスキャニングヘッド1と、スキャニングヘッド1と対向し、スキャニングヘッド1に対してウェブ7の裏面に設置される反射板6と、版胴8の回転に伴いパルス信号を発生させるパルス発生器4と、スキャニングヘッド1から伝達される光信号を電気信号に変換してコントローラ3に伝達する光信号変換ユニット2と、光信号変換ユニット2からの電気信号に基づいて、ウェブ7上で発生している見当誤差を演算し、コンペンセータロール(図示していない)を移動させるなどして、見当誤差を修正するコントローラ3とから、少なくとも構成されている。
実際のグラビア印刷機においては、スキャニングヘッド1と光信号変換ユニット2は、グラビア印刷機の1色目以外の各印刷ユニットに設置され、コントローラ3は隣接する各色間の見当誤差を演算し修正する。各印刷ユニットに設置されるスキャニングヘッド1と光信号変換ユニット2は、これから説明するものと同一であり、かつ、コントローラ3が隣接する各色間の見当誤差を演算する処理内容も、これから説明する内容と同一である。
版胴8により印刷されて走行するウェブ7の近接配置されたスキャニングヘッド1は、リニアガイド5上に設置され、グラビア印刷機の幅方向に関してスキャニングヘッド1の位置は調整可能で、スキャニングヘッド1の位置は、見当マーク70、71が印刷されるウェブ7上を走査するように調整されている。
スキャニングヘッド1は、ウェブ7上に光を投光し、スキャニングヘッド1に対向してウェブ7の裏面に設置される反射板6からの反射光を受光する。スキャニングヘッド1が受光した反射光は、光信号変換ユニット2で電気的な信号に変換され、変換された信号はコントローラ3に伝送される。
コントローラ3は、パルス発生器4が発生するパルス信号を参照し、見当マーク70、71がスキャニングヘッド1の焦点を通過する前後の信号波形から、見当マーク70、71を検出したことを示す信号波形であるマークパルスを切出し、このマークパルスから見当誤差を演算する。
特許文献1で説明されているように、マークパルスの波高値は見当マーク色(すなわち、印刷色)に依存し、見当誤差の算出に使用する2つのマークパルスの波高値に大きな差が生じると、波高値の差に起因して、見当誤差の演算性能が悪化(例えば、見当誤差のオフセット)してしまう。
本発明に係る見当制御装置は、この問題を解決するために、マークパルスの波高値を統一化する機能を備え、特に、マークパルスの波高値が極端に低い場合でも、マークパルスの波高値を有効な値に統一化する機能を備えている。
図2は、図1で示した見当制御装置のブロック図である。図2に示したように、見当制御装置に備えられたスキャニングヘッド1は、反射板6からの反射光を受光する受光用の光ファイバー120、121の端面に集光させる受光部140、141と、投光用の光ファイバー130、131の光を反射板6に投光する投光部150、151を備えている。
スキャニングヘッド1の投光部150,151から投光された光は反射板6で反射し、反射板6からのそれぞれの反射光が受光部140、141で集光され、受光用の光ファイバー120、121の端面に入力される。
見当制御装置が見当マーク70,71のエッジを正確に検出するため、受光部140、141の焦点は小さなスポット形状としている。2つの受光部140、141の焦点の位置はそれぞれ異なり、受光部140、141の焦点間隔はウェブ7の流れ方向で20mmとなっている。
受光部140、141のスポット状の焦点を見当マーク70,71が通過すると、受光用の光ファイバー120、121の端面に入力される光量が変化するため、受光用の光ファイバー120、121内を伝播した光をフォトダイオードなどのフォトセンサで受光することで、見当マーク70,71が通過したことを示すマークパルスと呼ばれるパルス形状の信号波形をフォトセンサの出力から取出すことができる。
スキャニングヘッド1が走査する見当マーク70,71は長方形状をしており、製版工程において、2つの見当マーク70,71が所定間隔を置いて印刷が行われたときに、印刷見当がゼロになるように製版され、その所定間隔は、スキャニングヘッド1における受光部140、141の焦点間隔(20mm)と一致している。
すなわち、スキャニングヘッド1の受光部140の焦点を見当マーク70が通過したタイミングと、受光部141の焦点を見当マーク71が通過したタイミングが同一であれば、見当誤差はゼロであり、タイミングに差が生じれば、この差に応じた見当誤差が発生していることになる。
スキャニングヘッド1から伝達される光信号を電気信号に変換してコントローラ3に伝達する光信号変換ユニット2には、スキャニングヘッド1の受光部140、141が受光し、受光用の光ファイバー120、121で伝播される光を電気信号に変換する光信号変換回路20と、スキャニングヘッド1の投光部150、151が投光する光が生み出される光源回路21とを備えている。
光信号変換回路20は、スキャニングヘッド1の受光部140、141が集光し、受光用の光ファイバー120、121から伝播された光を連続的に電気信号に変換するフォトセンサ200a、201aと、フォトセンサ200a、201aの出力である光電流を、その電流に比例する電圧に連続的に変換する増幅回路200b、201bとを備える。
これ以降、受光部140が受光した光量に応じて光信号変換ユニット2がコントローラ3に出力する電圧信号の信号波形をT1と呼び、受光部141が受光した光量に応じて光信号変換ユニット2がコントローラ3に出力する信号波形をT2と呼ぶ。
コントローラ3には、光信号変換ユニット2から送信された電圧信号の波形であるT1およびT2からマークパルスを生成するマークパルス生成回路30と、マークパルス生成回路30が生成したマークパルスの波高値を統一化処理する波形処理回路31と、波高値が統一化処理されたマークパルスから見当誤差を演算し、演算した見当誤差を修正する動作を行う見当誤差修正回路32とを備え、本発明に係る発明は、マークパルス生成回路30および波形処理回路31で実現される。
ここから、コントローラ3が具備するマークパルス生成回路30および波形処理回路31が、T1およびT2を処理する内容について説明する。
まず、マークパルス生成回路が、光信号変換ユニット2からコントローラ3に送信されるT1およびT2の中からマークパルスを切出す処理について説明する。
図3は、光信号変換ユニット2からコントローラ3に送信されるT1およびT2を説明する図で、図3(a)はT1の波形で、図3(b)はT2の波形で、そして、図3(c)はゲート信号の波形である。なお、図3(a)、(b)のそれぞれにおいて、縦軸は電圧値で、横軸は版胴一回転分の時間軸である。
図3に示したように、スキャニングヘッド1の受光部140、141のそれぞれの焦点を見当マーク70、71が通過すると、光信号変換ユニット2のフォトダイオード200a、201aが受光する光量が変化し、光信号変換ユニット2から送信されるT1およびT2にはマークパルス9が発生する。
上述しているように、スキャニングヘッド1の受光部140の焦点を見当マーク70が通過したタイミングと、受光部141の焦点を見当マーク71が通過したタイミングが同一であれば、見当誤差はゼロであり、タイミングに差が生じれば、この差に応じた見当誤差が発生していることになるため、マークパルス生成回路30は、見当マーク70に該当するマークパルス90を信号波形T1から、見当マーク71に該当するマークパルス91を信号波形T2から、それぞれ切出す。
マークパルス生成回路30が、マークパルス90、91をそれぞれT1、T2から切出すときは、版胴8の回転に応じて周期的にOnになるゲート信号92が用いられる。ゲート信号92とは、版胴8の回転に応じてパルス発生器4が発生するパルス信号を用いて生成される信号で、図3(c)に示しているように、版胴が一回転する周期である区間だけOnになるパルス信号である。
ゲート信号がOnになる区間は、グラビア印刷機のオペレータの操作、もしくは、自動で、パルス発生器4が発生するパルスに基づいて、見当マーク70、71がスキャニングヘッド1の焦点を通過する前後に設定される。なお、ゲート信号92を発生される回路の構成については、既存の技術であるからここでは説明を省略する。
マークパルス生成回路30は、光信号変換ユニット2から伝送されるT1およびT2から、ゲート信号92がOnとなる区間のT1およびT2を抽出することでマークパルス90、91を切出し、切出したマークパルス90,91について波高値を統一化する処理を行う。
ここから、波形処理回路31が、マークパルス生成回路30によって切出されたマークパルス90,91の波高値を統一化する処理について説明する。T1およびT2の信号波形からそれぞれ切出されたマークパルス90,91の波高値を統一化処理する内容は同一であるため、ここでは、T1のマークパルス90の波高値を統一化処理する内容についてのみ説明する。
図4は、マークパルス90の波高値を統一化処理する波形処理回路31のブロック図である。図4に示したように、波形処理回路31には、特許文献1の図4でも図示されているピークホールド回路310、除算回路311、および、乗算回路312に加えて、2つの増幅回路320、321を備え、波形処理回路31の入力は、T1のマークパルス90および基準電圧(以下、Vb)で、出力は、Vbで波高値が統一化処理されたT1のマークパルス90である。
波形処理回路30に備えられたピークホールド回路310は、T1のマークパルス90の最大ピーク値(以下、Vpeak)をホールドする回路である。ピークホールド回路310は、たとえばピーク電圧を出力インピーダンスの小さい入力増幅器(OPアンプ等)を介してキャパシタに充電して電圧を保持させ、入力インピーダンスの大きい出力増幅器(FETによるソース・フォロワ等)でキャパシタからほとんど電流を取出さずに電圧出力を得る回路である。ピークホールド回路310はキャパシターを放電させるリセット機構を有し、版胴8が一回転するごとにリセット信号が入力され、保持しているVpeakをリセットする。
増幅回路320は、ピークホールド回路310がホールドしたVpeakを増幅(ここでは、A倍)する回路である。一般的に、除算回路311の分母となる値(ここでは、Vpeak)が非常に小さい値であるときは、除算結果(ここでは、Vb/Vpeak)が非常に大きな値になってしまい、除算回路311のオペアンプが飽和するなどして、除算回路311の除算結果が意味をもたなくなるため、除算回路311には分母となる値の下限値が設定されている。
本発明では、ピークホールド回路310と除算回路311の間に増幅回路320を設け、Vpeakの値を増幅することで、除算回路311にて分母となるVpeakがこの下限値を下回るときであっても、除算回路311で除算を行えるようにしている。
増幅回路320からの出力電圧であるV1(すなわち、Vpeak×A)は除算回路311に入力され、除算回路311は、分子をVb、分母をV1として除算し、出力電圧としてV2(Vb/(Vpeak×A))を出力する。
除算回路311と乗算回路312の間に設けられた増幅回路321は、除算回路311の出力電圧をA倍するための回路である。除算回路311と乗算回路312の間に増幅回路321を設けるのは、特許文献1の技術を用いて、信号波形のレベルを統一化するときに必要となる電圧値であるV3(Vb/Vpeak)を得るためである。上述したように、除算回路311の出力電圧V2はV3を1/A倍した値になっているので、増幅回路321を設けることで、除算回路311の出力をV3(Vb/Vpeak)に変換している。
乗算回路312は、増幅回路321の出力電圧V3(Vb/Vpeak)とT1のマークパルス90を乗算する回路である。この乗算回路312から出力される電圧は波形処理回路の出力電圧(Vout)となり、Voutは、基準電圧Vbによって波高値が統一化処理されたT1のマークパルス90となる。
これまで説明したように、例え、見当マーク70,71の色と下地となる印刷用紙の色のコントラストが非常に小さく、マークパルス90,91の信号波形の波高値が非常に小さな値であっても、除算回路311には増幅された値が入力されるため、見当マーク70,71の信号波形の波高値を統一化処理することができる。
ここから、コントローラ3の見当誤差修正回路32が、波形処理回路31から出力される2つのマークパルス90,91を用いて見当誤差を演算する内容について説明する。
図3(a)、(b)を比較すればわかるように、T1の信号波形はT2の信号に対し、マークパルス9が発生するタイミング差として時間θが生じている。これは、スキャニングヘッド1の2つの受光部140、141の焦点が20mm間隔で配置されていることに起因する。すなわち、受光部141が検出した見当マーク70,71は、時間θが経過した後に、受光部140で検出される。
前述しているように、見当誤差が無いときに2つの見当マーク70,71が印刷される間隔は20mmであるため、ウェブ7上で見当誤差がゼロであるときは、受光部140、141が見当マーク70,71を検出するタイミングと、受光部140、141が見当マーク70,71を検出するタイミングは同一になる。
よって、コントローラ3の見当誤差修正回路32は、マークパルス生成回路30が切出すT1のマークパルス90とT2のマークパルス91のそれぞれが発生するタイミング差を測定することで、ウェブ7上で発生している見当誤差を算出することができる。
図5は、波形処理回路31から出力されるマークパルス90、91を示した図で、縦軸は電圧で、横軸は時間である。また、図5(a)は、波形処理回路31によって波高値が統一化処理されたT1のマークパルス90、図5(b)は、波形処理回路31によって波高値が統一化処理されたT2のマークパルス91である。
図5(a)、(b)において、2本の破線で挟まれた間隔は、ゲート信号がOnであるときの区間を示している。見当誤差演算回路32は、見当誤差を演算するために、見当マーク70、71のマークパルス90,91の立ち上がりをそれぞれ検出する。
見当誤差修正回路32はマークパルス90,91の立ち上がりを検出するために閾値を設け、マークパルス90,91が閾値に達したときに、マークパルス90,91は立ち上がったと判断する。そして、マークパルス90,91のそれぞれの立ち上がりのタイミング差であるΔtを算出し、Δtにウェブ7の走行速度を乗算することで見当誤差は演算され、演算した見当誤差を修正する見当誤差修正信号をグラビア印刷機の制御盤などに伝送し、見当誤差はコンペンセータロール機構などで修正される。
ここまでは、ウェブの流れ方向の見当誤差で、マークパルスの立ち上がりから演算される縦見当誤差についてのみ説明したが、直角三角形の見当マークを用いたときのマークパルスの幅から演算される横見当誤差にも、本発明は有効である。
マークパルスの幅はマークパルスの立上がりと立下りによって定まるため、横見当誤差を演算するときは、マークパルスの立上りの検出に加えて、マークパルスの立下りの検出も重用になる。マークパルスの波高値の差は、マークパルスの立上がりの検出と同様に、このマークパルスが立下りの検出にも悪影響を及ぼすため、マークパルスの波高値を統一化処理することで、見当マーク色によらず、精度よく横見当誤差を演算することができる。
1 スキャニングヘッド
140、141 受光部
2 光信号変換ユニット
3 コントローラ
4 パルス発生器
30 マークパルス生成回路
31 波形処理回路
310 ピークホールド回路、311 除算回路、312 乗算回路
320、321 増幅回路
32 見当誤差修正回路
7 ウェブ
70、71 見当マーク
8 版胴
9、90、91 マークパルス
140、141 受光部
2 光信号変換ユニット
3 コントローラ
4 パルス発生器
30 マークパルス生成回路
31 波形処理回路
310 ピークホールド回路、311 除算回路、312 乗算回路
320、321 増幅回路
32 見当誤差修正回路
7 ウェブ
70、71 見当マーク
8 版胴
9、90、91 マークパルス
Claims (2)
- 多色印刷機に設置された見当制御装置に備えられ、ウェブ上を走行する見当マークを検出する見当マーク検出器において、前記見当マーク検出器は、ウェブ上を光学的に走査する光学センサの出力から、任意に選択した見当マークの信号波形であるマークパルスを抽出するマークパルス抽出回路と、前記マークパルス抽出回路が抽出した前記マークパルスのピーク値を出力するピークホールド回路と、前記ピークホールド回路から出力される前記マークパルスのピーク値を増幅する第1の増幅回路と、基準電圧を前記第1の増幅回路の出力電圧で除算した除算値を出力する除算回路と、前記除算回路から出力される除算値を増幅する第2の増幅回路と、前記第2の増幅回路の出力電圧と前記マークパルスとを乗算する乗算回路とを、少なくとも備えていることを特徴とする見当マーク検出器。
- 多色印刷機に設置され、前記多色印刷機で印刷されるウェブ上に生じる見当誤差を自動的に検出し修正する見当制御装置において、前記見当制御装置は、請求項1に記載の見当マーク検出器を備え、前記見当制御装置は、前記見当マーク検出器から出力される電圧波形を用いて見当誤差を演算し、見当誤差を修正するための信号を出力することを特徴とする見当制御装置。
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JP2005276991A JP2007085956A (ja) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | 見当マーク検出器、および、見当制御装置 |
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CN107161428A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-15 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 一种高速包装机大条透明纸偏移检测装置及其检测方法 |
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CN107161428A (zh) * | 2017-06-30 | 2017-09-15 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 一种高速包装机大条透明纸偏移检测装置及其检测方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |