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発明の名称 印刷機用品質管理システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−45152(P2007−45152A)
公開日 平成19年2月22日(2007.2.22)
出願番号 特願2006−210298(P2006−210298)
出願日 平成18年8月1日(2006.8.1)
代理人 【識別番号】100064908
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武
発明者 トーマス・ヴァルター
要約 課題
印刷品質装置により得られた情報を、印刷後に簡単な方法で評価できるように、印刷機用の印刷品質装置を拡大する。

解決手段
印刷枚葉紙の監視のための品質管理システムに関するものである。このシステムにより、エラーありと認識された印刷に目印をつけることができる。エラーのある印刷枚葉紙に目印をつけるために、レーザー装置を使って、目印を示す特徴、印刷枚葉紙の特別の部分または面を変化させて、エラーのある枚葉紙の認識が可能なようにする。
特許請求の範囲
【請求項1】
印刷機、特に枚葉紙オフセット印刷機のための品質管理システムであって、被印刷物が、画像センサ装置により印刷中に捕捉され、及び/あるいは印刷枚葉紙が適切なカラー測定装置により印刷中に測定され、得られた信号が評価装置内で処理され、
品質管理システムの後ろに一つまたは複数のレーザー装置が配置されており、このレーザー装置が、エラー発生時または所与の許容誤差値または許容誤差範囲を超えた場合に、印刷画像にあらかじめ印刷された印刷インキの一部を削り取ったり及び/あるいは蒸発により除去するか、または、レーザー光線により、あらかじめ印刷された特色のカラーを変化させることを特徴とする品質管理システム。
【請求項2】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザーシステムがCOレーザーであることを特徴とする品質管理システム。
【請求項3】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザーシステムがエキシマレーザーであることを特徴とする品質管理システム。
【請求項4】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザーシステムが、ダイオードレーザーに分類されるレーザーであることを特徴とする品質管理システム。
【請求項5】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザーシステムが、固体レーザーに分類されるレーザーであることを特徴とする品質管理システム。
【請求項6】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザー装置が、枚葉紙印刷機のデリバリの上部、後退するグリッパシステム(3)の経路の上部に取り付けられていることを特徴とする品質管理システム。
【請求項7】
請求項1及び6に記載の品質管理システムであって、
取り付け位置は、枚葉紙全体または枚葉紙のそれぞれの部分範囲が、レーザー光線に当てられるように、つまり、後退するグリッパシステム(3)が、前進するグリッパシステム(2)に覆いかぶさらず、また、前進するグリッパシステム(2)がレーザー光源の照射ポイントをちょうど通過するように選ばれることを特徴とする品質管理システム。
【請求項8】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
デリバリ内におけるレーザー装置の取り付け位置が、前進するグリッパシステム(2)の経路と後退するグリッパシステム(3)の経路との間にあることを特徴とする品質管理システム。
【請求項9】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザー装置が、枚葉紙印刷機のデリバリの範囲内の任意の場所に取り付けられており、一つまたは複数のレーザー光線が一つまたは複数の方向転換光学装置により被印刷物の上に方向転換されることを特徴とする品質管理システム。
【請求項10】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
前記一つまたは複数のレーザー光線が、グラスファイバー束により被印刷物上に導かれることを特徴とする品質管理システム。
【請求項11】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
該レーザー光線が単色光であることを特徴とする品質管理システム。
【請求項12】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
該レーザー光線が、さまざまな波長の混合であることを特徴とする品質管理システム。
【請求項13】
請求項1に記載の品質管理システムであって、
該レーザー光線が、図1に例として図示したように、通常はグルーフラップ内にあるグルーフラップ・コードの部分範囲またはグルーフラップ・コード全体のインキ層を、削り取り及び/あるいは蒸発により除去することを特徴とする品質管理システム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1の前段に記載の、印刷機用品質管理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
枚葉紙オフセット印刷機においては、印刷品質評価は、検査用の枚葉紙を1枚抜き出して外部の台に置き、視覚的及び/あるいは測定技術的に検査して評価する。しかしこのような品質評価は抜き取り検査にすぎず、ある状況で品質がゆっくりと変化すると、かなり長い時間が経過してからやっと発見されるため、その間に大量の刷り損じが発生する。また、検査用枚葉紙では、オイルはね、盛り上がり、またはひっかきなどにより偶然に発生する品質欠陥を把握するのは困難である。そのため、デリバリ内に相応に多数の刷り損じが気づかれずに積まれることが避けられず、これらは更なる加工工程の前に、適切な作業工程において抜き出す必要がある。
【0003】
印刷機の常時品質監視は、特に最後の印刷装置の後に、カメラの形の画像センサ装置と画像処理装置を配置することにより可能である。このような画像検査システムはたとえば特許文献1及び特許文献2から既知である。画像センサ装置で得られた画像データは、ピクセルごとに所与の基準値と比較され、基準値から逸脱があった場合には、警告を発したり、または修正のために印刷工程に干渉したりする。
【0004】
既知の画像検査システムを使って、印刷品質に応じて枚葉紙を異なるパイルに積み上げることが可能である。したがって刷り損じは自動的に選別され、その先の加工工程には送られない。
【0005】
ボトルや折りたたみボックスのラベルなど、多数のパネルとして印刷されたまっすぐの印刷枚葉紙においては、一つのパネルの画像の一部にエラーがあってもその枚葉紙全体が刷り損じとなる。残りのエラーなしのパネルは、問題なく更なる処理を行えるはずであるが、このような評価方法においてはやはり不良品となる。
【0006】
これを防ぐために特許文献3では、画像センサ装置の画像信号からエラーなしパネルを割り出し、それに応じて、エラーなしで印刷されたパネルを基に、印刷する枚数を確定することを提案している。ラベルまたは折りたたみボックスのミシン目加工など更なる加工においては、エラーなしパネルも、対応する装置により再び認識する必要がある。
【0007】
特許文献4より、枚葉紙印刷機における本刷りの品質保証のための装置が既知であり、この装置では抜き取り検査を行う検査用枚葉紙には、装置内でマークがつけられる。この枚葉紙は、印刷後、デリバリにおいてストリップインサータによりパイル内で目印がつけられて、視覚的及び/あるいは音響的信号を追加的に高めるため、これらの枚葉紙を手で抜き取ることができる。抜き取り検査の配分については記録が作成され、当該本刷りに関する品質保証が文書化される。
【0008】
特許文献5より、印刷機内のスキャン・ステーションが既知であり、このステーションは印刷された画像を記述するデータを生成し、このデータは、所定の基準にしたがって分析される。この分析ステーションにはマーキングステーションが接続されており、データ分析により所与の基準を満たしていないと判断された文書またはパネルには、このステーションで無効マークがつけられる。個々の文書のマーキングは、たとえばインクジェットまたはインパクトプリンタのプリントヘッドにより行われる。
【0009】
印刷機内におけるカラーマネジメントの実施例は、特許文献6及び特許文献7に記述されている。特許文献8では、印刷機内におけるエラー検出とカラー測定とを組み合わせた解決法を記述している。インラインのカラー測定のためのカメラベースの解決法のほかに、デンシトメータ(densitometrischen)またはスペクトル光度計の測定ヘッドをベースにした解決法も知られている。個々の画素についてのカラー測定及び/あるいはデンシトメータの誤差範囲の配分については、特に特許文献9より既知である。
【0010】
特許文献10では、印刷機のための画像処理システムが記述されており、その印刷機では、画像処理装置の後ろに印刷装置が配置されており、この印刷装置により、エラーと判断された画像部分に目印がつけられる。エラーのある画像部分またはパネルをマーキングするための印刷ユニットとしてはインクジェットプリンタ、レーザープリンタ、番号印刷装置があり、これらは、被印刷物上に可視または不可視の目印をつける。複数の印刷ユニットを画像の部分に応じてトラバースに沿って配置することもできる。
【0011】
特許文献11より、印刷の処理を個別に行うための方法が既知であるが、この方法では、枚葉紙は特定の部位では従来の方法で印刷され、次に、印刷された枚葉紙にエネルギーを作用させ、このエネルギー作用により所定の部位の印刷を削り取る。このエネルギー作用のエネルギー源として、変調レーザー光または超音波が記述されている。
【特許文献1】欧州特許出願公開第1190855号明細書
【特許文献2】欧州特許第0884182号明細書
【特許文献3】独国実用新案第20010920号明細書
【特許文献4】独国特許発明第3998138号明細書
【特許文献5】欧州特許第0612042号明細書
【特許文献6】欧州特許出願公開第0749833号明細書
【特許文献7】欧州特許出願公開第0798117号明細書
【特許文献8】独国特許出願公開第4321177号明細書
【特許文献9】欧州特許出願公開第0527285号明細書
【特許文献10】欧州特許出願公開第1454746号明細書
【特許文献11】独国特許出願公開第3425086号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
したがって本発明の課題は、印刷品質装置により得られた情報を、印刷後に簡単な方法で評価できるように、印刷機用の印刷品質装置を拡大することである。
【0013】
この課題は、請求項1に記載の特徴により解決できる。
【0014】
本発明の発展形は、従属請求項から見て取れる。
【課題を解決するための手段】
【0015】
印刷機、特に枚葉紙オフセット印刷機のための品質管理システムについて記述するが、この印刷機では被印刷物が画像センサ装置によりインラインで検査され、及び/あるいはカラー測定装置によりスペクトル光度計またはデンシトメータを使って、印刷機で枚葉紙が印刷されている間に測定される。得られた信号は、画像センサ装置の場合は、後置された画像処理装置で処理され、インラインでのデンシトメータまたはスペクトル光度計での測定においては、測定データは、測定データ評価用のソフトウェアを備える処理用コンピュータに入力される。
【0016】
本発明においては、品質管理装置の後ろに、印刷画像または印刷制御ストリップから得られた品質データに対応して一つのまたは複数の制御可能なレーザー装置が配置されており、これらのレーザー装置は、エラー発生時または許容誤差範囲外への逸脱の場合に、すでに印刷運転中に印刷された目印または印刷画像の一部をインキ削り取りにより変化させて、該エラーが、後ろに配置された作業工程において視覚的または適切なセンサ装置を用いることによりエラーと認識されるようにする。
【0017】
本発明においては、被印刷物の経路から見て画像センサ装置の後ろにレーザー装置が配置されており、このレーザー装置により、先に印刷された目印及び/あるいは印刷画像の一部を変化させて、マーキングされた範囲が後にセンサ装置によりエラーありとして検出されるようにする。理想的にはこれは、レーザーにより、照射された範囲においてインキ層の一部または全体が除去されることにより行われる。この除去は、インキ層の削り取り及び/あるいは蒸発により行われる。本発明のもう一つの特徴においては、感熱性またはその他の性質でレーザー光に対して感受性のある印刷インキをあらかじめ印刷しておき、レーザー光線によりそのカラーのコントラストを変化させる。
【0018】
本発明の装置により、画像処理で被印刷物上においてエラーありと判定された範囲に目印をつけ、更なる処理工程においてオペレータまたはもう一つの画像検査システムまたはコードリーダにより認識できるようにすることが可能になる。そのため簡単な方法で、適切な手段を導入し、刷り損じをはじきだし、またはエラーのある範囲を残りの被印刷物から分離できる。画像センサ装置の後に配置されたレーザー装置としては、COレーザー、ダイオードレーザー、エキシマレーザーまたは固体レーザーが挙げられる。
【0019】
本発明の構成は、多面パネルの印刷に導入するのが有用である。ラベル印刷においては、なるべく多くの数が得られるよう多数のラベルが印刷枚葉紙上に配置される。画像センサ装置及び/あるいはカラー測定装置及びこれに付属する評価ユニットにより、一つのまたは複数のラベルでエラーが認識されると、後置された一つまたは複数のレーザー装置により、あらかじめ印刷装置で印刷された印刷インキの構成部分をレーザー光で削り取りまたは蒸発させて、この一つまたは複数のエラーありラベルに目印がつけられる。第2の実施例においては、エラーのある部分の目印つけは、レーザー光照射により、あらかじめ印刷された感熱またはレーザー感受性印刷インキのカラーを変化させることにより行われる。
【0020】
レーザーにより除去または部分的に除去されたインキ層は、適切なセンサ装置により、または視覚的に簡単に認識できる、画像の任意の構成部分とすることができる。包装材の目印つけにとって長所となるのは、いわゆるグルーフラップコード(Klebelaschencodes)の破壊または妨害であるが、それは、このコードが、包装材のグルーフラップ内にあるからである。このコードは通常、折りたたみボックス接着機で評価され、エラー時にははじきだされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に、実施例を基にして本発明を詳しく説明する。
【0022】
図1には、折りたたみボックスのグルーフラップコードが示されており、その印刷インキは、光学装置により拡大されたレーザー光線により、部分的に除去されている。
【0023】
特許文献10で提案されているような、エラーのあるパネルまたは画像範囲に目印をつけるためのマーキング解決法に対して、レーザーを使ってインキを除去する解決法またはレーザーを使って特色のカラー変化を起こす方法には明らかな長所がある。特許文献10で提案されているように、インクジェット印刷、レーザープリンタなどすべてのマーキング装置において、マーキングヘッドから被印刷物までの距離を非常に小さくする必要がある。したがって、枚葉紙印刷機のデリバリ(図2)での使用は除外されるが、これは、循環するグリッパシステム(Greifersysteme)には、安定性上の理由から、一定の据付高さと輪郭が必要であるからである。この場合該印刷装置は、被印刷物までの距離を小さく保つために、グリッパキャリッジの通過にタイミングを合わせて位置を高くする必要がある。しかしそうすると、印刷システムの揺れをほとんどコントロールできず、品質低下を招く。
【0024】
理論的には、たとえば、枚葉紙印刷機のデリバリの範囲において前進するグリッパキャリアと後退するグリッパキャリッジとの間に取り付けられたインクジェット印刷ヘッドを使って、被印刷物までの距離(グリッパキャリアの高さ+安全間隔)をブリッジすることができる。この解決法に反対する議論として、デリバリの範囲においては循環するグリッパシステム及び場合によってはデリバリ範囲に取り付けられた乾燥システムによる強い渦巻き風が発生し、この渦巻き風は、やはり高い圧力で動作するインクジェットシステムも渦巻き風に巻き込む可能性があることが挙げられる。デリバリ範囲内でのインクジェット解決法に反対するもう一つの議論は、対流乾燥機、赤外線乾燥機または赤外放射乾燥機により比較的高い温度が発生することであり、これらの乾燥機は通常、デリバリ範囲内の包装材印刷機内に組み込まれている。インキの硬化を防ぐために冷却、分離などのコストの高い手段を導入する必要がある。
【0025】
原理的には、たとえばインクジェットプリンタなど、短時間で乾く媒体で作動するすべてのマーキング装置に対して当てはまることは、マーキングステーションはエラー発生時にのみ作動するため、このように使用する場合のマーキング装置の通常運転モードは「非書き込み」であるということである。これは、たとえば包装材に製造データを付与するなど、その他のマーキング使用法と根本的に異なるが、それは、休止期間が長いためにマーキング用媒体が乾いてしまう危険が常に伴うからである。乾燥すると、エラーが認識されても目印がつけられなくなる。そしてオペレータが品質管理システムの信頼性に頼っていると、通常の視覚的管理を行う場合より多数のエラーありパネルが加工されてしまうという危険が生じる。
【0026】
特許文献10において言及されているとおり、デリバリ範囲内のマーキング装置の間隔の問題は、マーキング装置を、印刷用の胴の間隙の後にある印刷装置の出口に取り付けることにより対処できる。通常ではしかし、印刷が完成した印刷枚葉紙を管理する必要があるため、品質管理装置は、枚葉紙印刷機の最後の印刷装置の後ろに組み込まれている。しかし、撮影された画像データまたはその他の測定データを分析するには一定の時間が必要であるため、エラーのある画像要素またはパネルの直接的なマーキングは、通常、行えない。そのため、別の印刷モジュールまたは枚葉紙ガイドモジュールを、複数の胴と一緒に、最後の印刷装置と、マーキング装置の受け部として機能するデリバリとの間に挿入する必要がある。このような追加物には、追加コストがかかる。
【0027】
エラーのある画像範囲またはパネルを、インキ層の削り取りまたは蒸発または特色によるカラーの変化により目印をつけることの大きな長所は、レーザー光が距離とほぼ無関係に作用し、また、適切な光学装置により方向転換できるというところにある。それにより、このようなレーザー装置を枚葉紙印刷機のデリバリに組み込むことが可能となる。デリバリ内に配置することにより、それと接続された、枚葉紙印刷機の最後の印刷装置の後にある画像センサまたはその他の測定装置及び枚葉紙印刷機のデリバリ内にあるレーザー装置の作用位置に到達するまでの長い距離の間には、エラー分析のために十分な計算時間がある。
【0028】
レーザー解決法のもう一つの大きな長所は、そのような装置の保守必要性が非常に低いことである。消費される媒体も必要なく、インクジェット装置にあるような、「非書き込み運転」中の乾燥の危険もない。
【0029】
一つの実施例(図3)としてレーザー装置を枚葉紙印刷機のデリバリの上に配置することができる。この配置には、レーザー装置が印刷機の据付スペースの外にあるために、保守が簡単であるという長所がある。レーザー光線は、被印刷物に直接作用させることも、スキャナまたは鏡を使って被印刷物に導くこともできる。この一つまたは複数のレーザーは、固定して取り付けられ、機械的にまたはモータを使って調整できるように支持されている。モータを使って調整することにより、レーザーは、マーキング位置が固定している場合は、照射の準備を行う際に対応する位置に移動し、またはマーキング位置が変化する場合は、照射中に自分の位置を変えられる。
【0030】
図3に示した配置には、もう一つ、レーザーと光学装置が印刷機の据付スペースの外にあるという長所がある。レーザー光線にとって必要なのは、レーザー光線が通過するための小さな開口部または細いスリットのみである。印刷機の外側に位置するために、粉または紙ほこりによる光学装置の汚れは、枚葉紙印刷機のデリバリ内の取り付けスペースにある場合より、明らかに低減される。更に、外では、デリバリ内の乾燥機から発生するような熱または放射の影響も受けない。
【0031】
ここで重要なことは、デリバリシステムの後退するシステムが、レーザーの取り付け位置をちょうど通過し、かつ、枚葉紙を搬送するデリバリシステムがちょうどその取り付け位置を通過するような位置をデリバリの上で見つけることである。このような取り付け位置であれば、枚葉紙の各範囲が確実に処理される(図3)。
【0032】
もう一つの取り付け可能性としては、この一つまたは複数のレーザー光線が、枚葉紙印刷機のデリバリの側壁の開口部を通過して横からデリバリの内部に入るようにすることである。前進するデリバリグリッパチェーンと後退するデリバリグリッパチェーンとの間に鏡またはその他の光学的装置を置くことにより、この一つまたは複数のレーザー光線を方向転換させて被印刷物に当てることができる。方向転換用光学装置または鏡は固定して据え付けたり、または機械的にまたはモータを使ってガイドしたり、調整したりできる。後退するシステムを考慮する必要がないため、この解決法には、デリバリ範囲内においてほぼすべての任意の取り付け位置が可能になるという長所がある。この解決法の短所は、印刷機の据付スペース内に敏感な光学的システムがあり、これが紙ほこりまたは粉で汚染される可能性があるということである。この光学装置はたとえば定期的に清掃するか、またはエアカーテンにより汚染を防止する必要がある。
【0033】
レーザーのタイプとして、移動可能な光学装置を使って記号及び/あるいはコードの書き込みができる書き込みレーザーと、一部固定したレーザー光線を使える処理レーザーとに分類できる。あらかじめ印刷されたコードの削り取りまたは蒸発のみであれば、通常、光学装置により拡大して一定の書き込み幅を持たせた固定レーザー光線(図4)で十分である。通常の小さなレーザーポイントでは、印刷インキを非常にわずかしか除去できず、後にセンサ装置により目印を検出するのが困難になるため、拡大することが推奨される。また、レーザー光線拡大に付随するものとしてもう一つ、レーザー光線の焦点がぼけることが挙げられる。
【0034】
書き込みレーザーの微細なレーザーポイントを使って幅広の線を生成するには、たとえばレーザー光線を何度も前後に移動させる。この動きは時間的に負担となり、通常、印刷機の連続運転性能を低下させる(図5)。
【0035】
これに対して、レーザー光を当てると色調が変化するカラー変化インキを使って、エラーのあるパネルまたは画像要素に目印をつけるにためには書き込みレーザーが推奨されるが、これは、この特色であらかじめ印刷された面の一部のみを変化させればよいからである。この面には、エラー発生時には目印がつけられ、正常な場合には、たとえばグレー市場用の目印つけの場合に望まれるように、たとえば個々のコードが付与される。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】折りたたみボックスの一部であり、グルーフラップコード内において、あらかじめ印刷されたインキがレーザーにより削り取られている。
【図2】印刷装置を備える枚葉紙印刷機のデリバリ。
【図3】画像センサシステムとレーザー装置を備える枚葉紙印刷機のデリバリ。
【図4】光学装置により円錐状に広がったレーザー光線。
【図5】ポイント状のレーザー光線であり、必要な範囲を削り取るために光学装置により前後に動かされる。
【符号の説明】
【0037】
1 枚葉紙印刷機のデリバリ内のデリバリパイル
2 デリバリに向かって前進するグリッパキャリッジ・システム
3 デリバリから後退して遠ざかるグリッパキャリッジ・システム
4 枚葉紙印刷機の印刷装置
5 枚葉紙観察のための画像センサ装置(カメラ)
6 レーザー装置
7 レーザー光線
8 被印刷物




 

 


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