JPH0579123B2 - - Google Patents

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エブ
（巻取り紙）の幅方向の位置制御を行なうウエブ
ガイド位置に用いられるウエブ位置測定装置に関
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
エブ走行路中に、絵柄が常にウエブの一定位置に
印刷されるように、ウエブの幅方向の位置を一定
に制御するウエ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エブが折機に供
給される際に、折目、またはスリツト部と絵柄の
相対位置関係が一定になるように、折機の直前に
もウエブガイド装置が設けられている。ウエブの
幅方向の位置ずれの原因はテンシヨン変動、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。

ウエブガイド装置はウエブの側端部のエツジ位
置とウエブの基準位置、つまり絵柄がウエブの一
定位置に印刷されるような位置、または折目やス
リツ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、フイードバツク制御
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、ウエブの走行路中の
ガイドローラを揺動させている。

従来のウエブガイド装置はウエブ上の絵柄の印
刷位置、または折目やスリツト部と絵柄の相対位
置の制約条件がある程度緩かつたり、あいまいな
点があつたため、ウエ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
ればよかつた。しかし、印刷品目によつては、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
ウエブの幅方向の位置制御が要求されている。こ
れに従つて、ウエブガイド装置のウエブの側端部
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。

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

第４図のウエ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１ａ内を通過してお
り、空気の通過路にウエブｗの側端を位置させ
る。ウエブ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１ｃにより測定することにより、ウ
エブｗの幅方向の位置が測定される。

第５図のウエブ位置測定装置では、センサヘツ
ド２ａ内に光源２ｂと受光素子２ｂを対向させて
配置し、その間にウエブｗの側端を位置させる。
ウエブ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
光素子２ｃからの電流を電流検出器２ｄで検出す
ることにより、ウエブｗの幅方向の位置が測定さ
れる。

第６図のウエブ位置測定装置では、センサヘツ
ド３ａ内に光源３ｂとラインセンサ３ｂを対向さ
せて配置し、その間にウエブｗの側端を位置させ
る。ウエブ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、ウエブ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〕

これらのウエ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0.05mm程度の精度
（max）になつている。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エブ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
によりセンサヘツド３ａ自体が大きくなつたり構
造が複雑になる上、センサヘツド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16素子／mm程度が最高であり、測定精
度は0.06mmでしかない。

このように従来のウエブガイド装置よりウエブ
の幅方向の位置制御を精度よく行なうためには、
従来のウエブ位置測定装置の測定精度では不十分
であり、さらにウエブ位置測定装置の精度を上げ
る必要があつた。

こ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エブの側端の位
置測定を行なうことができるウエブ位置測定装置
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〕

この発明によるウエブ位置測定装置は受光素子
の配列方向がウエブの走行方向と交差するように
ウエ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ツチに応じて、受光
素子のピツ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ツチ以下の単位でエ
ツジ位置の精密測定を行なう第２の測定手段とを
具備する。

〔作用〕

この発明によるウエブ位置測定装置によれば、
ラインセンサの受光素子のピツチ以下の精度でウ
エ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ツチの積に応じてピ
ツチ単位の概略測定値を求め、ピツチ単位以下の
精密測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エブ位置
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エブ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L1と１画素内の精密測定値L2とを求め、
その和L1＋L2をウエ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C1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番目の素
子Cn以降はウエブｗにより光源からの光が遮光
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Ｖをラインセンサに
入力されるクロツク信号CKに従つて時系列的に
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となつており、ウエブ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。従つ
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、その受光素子にウエブｗの側端エツジ
がかかつ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％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Viとの比較
を行なえば、受光素子C1〜Cn−１の映像信号V1
〜Vn−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
くなつているため、受光素子Cnに対応する位置
にウエブの側端エツジがあると判別できる。この
時、受光素子のピツチ(P)単位で表わすウエブ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。

L1＝Ｐ×（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、ラインセンサに入力されているクロ
ツク信号CKに従い、映像信号Ｖ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
同時にクロツク信号CKのパルス数を計数し始め、
映像信号Ｖと基準レベルVthとの大小関係が反転
し始めた時点で、クロツク信号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ツチ以下の
ウエブ側端の位置L2の測定を説明する。第２図
では、ウエブ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つたり、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。ウエブ側端の位置
L2はウエ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離れた受光素子の映像信
号のレベルはVbとVb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ツドにお
ける光のもれ、及び像のボケによつて決定すれば
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、Cn＋１の映像信号Vn−１、Vn、
Vn＋１からエツジ位置L2を次のように求めてい
る。

L2＝Ｐ×（aUn−１＋bUn＋cUn＋１）／（Vb −Vb） ……(2) ここで、Un−１＝Vn−１−Vb； Un＝Vn−Vd； Un＋１＝Vn＋１−Vd； ａ、ｂ、ｃは計数である。

最終的なウエブ側端のエツジ位置ＬはL1とL2
の和で表わされ、このような原理によりウエブの
位置測定を高精度で行なうことができる。

次に、この発明によるウエブ位置測定装置の一
実施例を第１図のブロツ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とクロツク信号CK
に従い、ウエ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Ｖの出力を開始し、ク
ロツク信号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
ツク信号CKに従い、受光素子毎にアナログ信号
からデイジタル信号に変換され、データ信号Ｄ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Ｄは一旦バツフアメモリ３に記憶され
る。バツフアメモリ３はウエ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Ｄを記憶する
容量を持ち、データ信号Ｄ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Ｄを消去し、そこへ新
たなデータ信号Ｄを記憶していく。

データ信号Ｄはバツフアメモリ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
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Ｄが入力されるたび
に、基準データVthとデータ信号Ｄ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、例えばウエ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
素子Cnとする。受光素子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はクロツク信号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
セツトした後、クロツク信号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。従つて、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。カウント値ＮはCPU部８に供給される。

一方、バツフアメモリ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Ｄ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、バツフアメモリ３はデータ信号Ｄを2m
＋１個記憶する容量を持つていればよい。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、バツフアメモリ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Dn−2mが記憶されている。そのた
め、説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Dn＋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をバツフアメモリ３に入力する必要がある。
よつて、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はクロツク信号CKを
ｍ回計数し、ｍ個のデータ信号Diがバツフアメ
モリ３に入力された後、遅延信号E′をバツフアメ
モリ３に出力する。バツフアメモリ３では、遅延
信号E′が入力された時点以降はデータ信号Diの
記憶を停止する。従つて、遅延信号E′が入力され
た時点で、データ信号Dn−ｍ〜Dn＋ｍがバツフ
アメモリ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Dn−ｍ〜Dn＋ｍが
CPU部８に転送される。

CPU部８では前述したウエブ位置の測定原理
に従い、ウエ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
ウエブの位置測定処理の一実施例をフローチヤー
トで示すと、第３図のようになる。ステツプ10〜
12の処理では電子回路部から位置測定演算処理に
必要なデータを入力しており、ステツプ13では(1)
式に基づく概略測定値の演算を行なつており、ス
テツプ14〜16の処理では(2)式に基づく受光素子ピ
ツチ以下の精密測定値の演算を行なつており、ス
テツプ17では上述の処理の結果から最終的にウエ
ブ側端のエツジ位置Ｌを求めている。

以上説明したように、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
よる測定より精度良くウエ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エブ位置
測定装置によれば、ラインセンサを用いたウエブ
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）で精密測定を行ない、両者
の和により最終的にウエ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
が簡単になる上、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エブガイド装置の
他の処理にも影響を与えることがない。このよう
に、測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
エ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エブ位置測定装置の
一実施例のブロツク図、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ヤート、第
４図乃至第６図はウエ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
……バツフアメモリ、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. １ 輪転印刷機において走行中のウエブの幅方向
   の位置制御を行なうウエブガイド装置に用いられ
   るウエブ側端の位置測定を行なうウエブ位置測定
   装置において、受光素子の配列方向がウエブの走
   行方向と交差するようにウエ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ツジ信号を発生するエツジ検
   出手段と、前記エツジ信号とラインセンサ手段の
   受光素子のピツチに応じて、受光素子のピツチ単
   位でエツジ位置の概略測定を行なう第１測定手段
   と、前記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
   サの受光素子のピツチ以下の単位でエツジ位置の
   精密測定を行なう第２の測定手段を具備すること
   を特徴とするウエブ位置測定装置。