传感器、对准控制单元、多色印刷系统以及对准标记的检测方法与流程

本发明涉及传感器、对准控制单元、多色印刷系统以及对准标记的检测方法。

背景技术：

已知有如下的多色印刷系统：沿着基底的搬送路设置多个印刷单元，对设置于各印刷单元的印版滚筒单独地进行旋转驱动，并依次对基底实施印刷。在多色印刷系统中，对在各印刷单元印刷于基底的对准标记进行检测，并基于其检测结果对在各印版滚筒间产生的印刷位置的偏差进行控制。

作为检测对准标记的方法，已知有如下的方法：朝基底照射光，通过传感器对其反射光进行接受，使用从传感器输出的信号来进行检测(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平05-016337号

在多色印刷系统中，如果对准标记的检测精度提高，则能够精确地修正印刷位置的偏差。

技术实现要素：

本发明是鉴于这种情况而进行的，其目的在于提供能够提高对准标记的检测精度的技术。

为了解决上述课题，本发明的一个方式为一种对准控制单元，具备：受光元件，具有光谱灵敏度特性不同的多个光电转换区域；对准标记检测部，基于来自多个光电转换区域的信号，对设置于基底的对准标记进行检测；以及信号反转部，设置于受光元件与对准标记检测部之间，用于使分别来自多个光电转换区域的信号相对于各自的基准值反转。

本发明的另一个方式为一种对准标记的检测方法。该方法包括：朝对准标记通过的范围照射光，并通过具有光谱灵敏度特性不同的多个光电转换区域的受光元件对来自基底的光进行接受的步骤；使来自多个光电转换区域的信号中的被从外部指定的信号相对于基准值反转的步骤；以及基于来自多个光电转换区域的信号对设置于基底的对准标记进行检测的步骤。

本发明的再一个方式为一种传感器。该传感器用于多色印刷系统，具备：受光元件，具有光谱灵敏度特性不同的多个光电转换区域；外部端子，用于将多个光电转换区域的信号朝外部输出；以及反转部，设置于受光元件与外部端子之间，使来自多个光电转换区域的信号中的被从外部指定的信号以规定的值为基准进行反转。

另外，将以上的构成要素的任意组合、本发明的构成要素、表现在方法、装置、系统等之间相互置换而得到的方式，作为本发明的方式也是有效的。

发明的效果

根据本发明，能够提高对准标记的检测精度。

附图说明

图1是表示从实施方式所涉及的对准控制单元的受光元件输出的信号的波形的图。

图2是表示具备实施方式所涉及的对准控制单元的多色印刷系统的构成的图。

图3是表示图2的对准控制单元的功能以及构成的框图。

图4是表示变形例所涉及的对准控制单元的功能以及构成的框图。

符号的说明：

20：对准控制单元；30：传感器；31a：第1传感器部；31b：第2传感器部；35：信号反转部；40：控制部；41：输出控制部；42：取得部；43：设定部；44：对准标记检测部；45：对照部；100：多色印刷系统。

具体实施方式

以下，对于各图所示的相同或者等同的构成要素、部件、工序赋予相同的符号，并适当省略重复的说明。此外，为了便于理解，各图中的部件的尺寸被适当放大、缩小地表示。此外，在各图中，将对于说明实施方式而言不重要的部件的一部分省略表示。

在具体说明本发明之前，对概要进行说明。本发明的实施方式是具备对准控制单元的多色印刷系统。对准控制单元具备受光元件，该受光元件具有光谱灵敏度特性不同的3个光电转换区域。对准控制单元为，朝基底照射光而通过受光元件对其反射光进行接受，使用从受光元件输出的信号对设置于基底的对准标记进行检测。

然而，在多色印刷系统中，一般在进行图案的印刷之前进行用于提高对准标记的检测精度的调整(以下，称作“预调整”)。如果检测精度提高，则能够精确地修正印刷位置的偏差。

在本实施方式中，在预调整中，对于从受光元件的3个光电转换区域输出的信号，不进行合成而以能够视觉确认各个信号的方式进行输出。图1表示如此输出的信号的波形。信号4a、4b、4c分别表示从第1光电转换区域、第2光电转换区域、第3光电转换区域输出的信号的波形。在图1的例子中，信号4a以及信号4b为，与基底相比对准标记的信号强度更大，信号4c为，与基底相比对准标记的信号强度更小。即，从3个光电转换区域输出的信号为，基底与对准标记的信号强度的大小关系并不一致。根据基底的颜色与对准标记的颜色的组合的不同，可能会产生这样的事态。在该情况下，当将从3个光电转换区域输出的信号进行合成时，基底与对准标记的信号的强度差会抵消。这会导致对准标记的检测精度的降低。

与此相对，本实施方式所涉及的对准控制单元还具备信号反转部，该信号反转部用于将来自3个光电转换区域的信号相对于各自的基准值(例如，信号的最大值与最小值的中间值)反转。通过利用信号反转部使来自特定的光电转换区域的信号反转，由此来自3个光电转换区域的信号为，基底与对准标记的信号强度的大小关系一致，在将这些信号进行合成时，基底与对准标记的信号的强度差不会抵消。

用户在预调整中将信号反转部设定为，参照如图1那样输出的信号的波形来确定输出应当反转的信号的光电转换区域，信号反转部对来自所确定的光电转换区域的信号进行反转。在图1的例子中，例如，只要将信号反转部设定为，信号反转部将来自第3光电转换区域的信号4c如虚线所示那样反转即可。由此，来自3个光电转换区域的信号为，基底与对准标记的信号强度的大小关系一致，即便对这些信号进行合成，基底与对准标记的信号的强度差也不会抵消，对准标记的检测精度提高。以下，具体地进行说明。

图2表示具备实施方式所涉及的对准控制单元的多色印刷系统100的构成。多色印刷系统100具备第1印刷单元10a、第2印刷单元10b(以下，也统称为“印刷单元10”)、以及对准控制单元20。各印刷单元10包括印版滚筒11以及压印滚筒12。基底2由引导辊4沿着规定的搬送路引导，并由压印滚筒12压接于印版滚筒11。在基底2上印刷与印版滚筒11对应的颜色的图案以及对准标记。在基底2上，尤其在第1印刷单元10a中印刷第1对准标记6a(在图2中未图示)，在第2印刷单元10b中印刷第2对准标记6b(在图2中未图示)。以下，也将第1对准标记6a以及第2对准标记6b统称为“对准标记6”。

对准控制单元20具备传感器30以及控制部40。传感器30与控制部40对第1对准标记6a与第2对准标记6b进行检测，对第1印刷单元10a与第2印刷单元10b之间的对准偏差进行判定。在产生对准偏差的情况下，控制部40使第2印刷单元10b的印版滚筒11的旋转量进行增减而消除该对准偏差。

图3是表示对准控制单元20的功能以及构成的框图。传感器30包括第1传感器部31a以及第2传感器部31b。第1传感器部31a与第2传感器部31b隔开间隔l配置。该间隔l相当于未产生对准偏差时的第1对准标记6a与第2对准标记6b的距离。第1传感器部31a以及第2传感器部31b分别包括光源32、光学系统33、受光元件34以及信号反转部35。光源32是白色光源。光源32朝基底2照射光。光源32尤其朝对准标记6所通过的区域照射光。照射至基底2的光的反射光，由光学系统33聚光，并由受光元件34接受。光学系统33使用公知的技术来构成。

受光元件34是rgb光电二极管。受光元件34具有第1光电转换区域34a、第2光电转换区域34b以及第3光电转换区域34c这3个光电转换区域。各光电转换区域具有互不相同的光谱灵敏度特性。第1光电转换区域34a具有在红色波段具有峰值波长的特性，第2光电转换区域34b具有在绿色波段具有峰值波长的特性，第3光电转换区域34c具有在蓝色波段具有峰值波长的特性。各光电转换区域为，阴极侧接地，将所接受的光转换成电流信号而朝阳极侧输出。该电流信号的大小是将所接受的光的强度与受光灵敏度相乘得到的值按照每个波长进行累计而得到的大小。来自各光电转换区域的电流信号由电流电压转换电路(未图示)转换成电压信号，并朝信号反转部35输出。

信号反转部35具有第1信号反转部35a、第2信号反转部35b以及第3信号反转部35c。在本实施方式中，第1信号反转部35a、第2信号反转部35b以及第3信号反转部35c由电路构成。第1信号反转部35a根据来自控制部40的反转指示，将从第1光电转换区域34a输出的信号直接输出或者相对于所指示的基准值反转而输出。同样地，第2信号反转部35b、第3信号反转部35c分别根据来自控制部40的指示，将从第2光电转换区域34b、第3光电转换区域34c输出的信号直接输出或者相对于所指示的基准反转而输出。例如，在指示了使从第3光电转换区域34c输出的信号反转的情况下，第3信号反转部35c使来自第3光电转换区域34c的信号反转而输出。另一方面，第1信号反转部35a、第2信号反转部35b分别将来自第1光电转换区域34a、第2光电转换区域34b的信号直接输出。

控制部40包括输出控制部41、取得部42、设定部43、第1对准标记检测部44a以及第2对准标记检测部44b(以下，也统称为“对准标记检测部44”)、以及对照部45。

输出控制部41将从第1传感器部31a以及第2传感器部31b的各光电转换区域输出的信号以能够视觉确认的方式输出。输出控制部41尤其为，对于第1传感器部31a以及第2传感器部31b输出的信号，不进行合成而以能够视觉确认各个信号的方式输出。具体而言，输出控制部41为，对于从第1传感器部31a输出的信号以及从第2传感器部31b输出的信号，分别如图1那样进行输出。在本实施方式中，输出控制部41在显示器等显示设备(未图示)上显示各信号的波形。输出控制部41也可以朝打印机等印刷设备进行输出。

取得部42经由输入装置(未图示)从用户取得输入信息。输入信息中例如包含表示使来自哪个光电转换区域的信号相对于哪个基准反转的信息。设定部43基于取得部42所取得的输入信息所包含的信息，将包含基准值的反转指示发送至信号反转部35。例如，在取得部42取得了表示使来自第3光电转换区域34c的信号反转的输入信息的情况下，设定部43将包含基准值的反转指示发送至第3信号反转部35c。

第1对准标记检测部44a基于从第1传感器部31a输出的信号，对设置于基底2的第1对准标记6a进行检测。第1对准标记检测部44a将从第1传感器部31a输出的信号进行合成，并将该合成信号的信号强度与规定的检测阈值进行比较，在信号强度超过检测阈值时，判定为是对准标记。第2对准标记检测部44b基于从第2传感器部31b输出的信号，对设置于基底2的第2对准标记6b进行检测。第2对准标记检测部44b与第1对准标记检测部44a同样地构成。

第1对准标记检测部44a以及第2对准标记检测部44b的检测结果朝对照部45输入。对照部45基于这些检测结果来判断有无在各印版滚筒11之间产生的印刷位置的偏差、即对准偏差。如上所述，第1传感器部31a与第2传感器部31b隔开间隔l配置，未产生对准偏差时的第1对准标记6a与第2对准标记6b也隔开间隔l印刷。因而，在未产生对准偏差的情况下，第1对准标记6a与第2对准标记6b在实质上相同的定时被检测到。由此，在由第1对准标记检测部44a检测到第1对准标记6a的第1时刻与由第2对准标记检测部44b检测到第2对准标记6b的第2时刻实质上相同时，对照部45判断为未产生对准偏差。另一方面，在第1时刻与第2时刻不同时，对照部45判断为产生了将第1时刻与第2时刻的差分乘以基底2的进给速度而得到的量的对准偏差。

在产生对准偏差的情况下，对照部45例如朝第2印刷单元10b的驱动马达(未图示)或者侧挡件(sidelay)(未图示)输出修正信号。驱动马达或者侧挡件基于修正信号来驱动印版滚筒11以便修正对准偏差。驱动马达对基底2的行进方向的对准偏差进行调整，侧挡件对基底2的宽度方向的对准偏差进行调整。

对如以上那样构成的多色印刷系统的预调整的动作进行说明。

光源32朝对准标记所通过的区域照射光，受光元件34接受来自基底2的反射光。受光元件34的各光电转换区域输出与所接受的光相应的信号。输出控制部41将这些信号不进行合成地显示于显示器。用户参照在对准标记通过时显示器所显示的各信号的波形，判断应当使来自哪个光电转换区域的信号反转。例如，用户判断为应当使比基底的信号强度小的信号反转。此外，例如，用户也可以判断为应当使相对于基底的信号强度的大小关系为相反的一个信号反转。即，也可以为，在与基底相比对准标记的信号强度更大的信号较多的情况下，判断为应该使与基底相比对准标记的信号强度更小的信号反转，在与基底相比对准标记的信号强度更小的信号较多的情况下，判断为应该使与基底相比对准标记的信号强度更大的信号反转。用户基于该判断来输入包含应当反转的信号以及使信号反转时的基准值的输入信息。对于基准值，例如输入显示器所显示的应当反转的信号的信号强度的最大值与最小值的中间值、基底的信号强度、其他值。

取得部42取得输入信息。设定部43基于输入信息朝信号反转部35发送反转指示。以后，信号反转部35根据来自设定部43的指示，将来自各光电转换区域的信号直接输出或者在反转之后输出。

根据以上说明的本实施方式所涉及的对准控制单元20以及具备该对准控制单元20的多色印刷系统100，来自3个光电转换区域的信号为，基底与对准标记的信号强度的大小关系一致，因此在将这些信号进行了合成时，基底与对准标记的信号的强度差不会被抵消。其结果，对准标记的检测精度提高。

以上，对具备实施方式所涉及的对准控制单元的多色印刷系统进行了说明。该实施方式为例示，本领域技术人员能够理解，对于上述各构成要素、各处理工序的组合能够进行变形而得到各种变形例，并且这样的变形例也包含在本发明的范围内。

(变形例1)

图4是表示变形例所涉及的对准控制单元120的功能以及构成的框图。图4与图3对应。对准控制单元120具备传感器130以及控制部140。

传感器130包括第1传感器部131a以及第2传感器部131b。第1传感器部131a以及第2传感器部131b分别包括光源32、光学系统33以及受光元件34。控制部140包括信号反转部35、输出控制部41、取得部42、设定部43、第1对准标记检测部44a、第2对准标记检测部44b以及对照部45。即，在本变形例中，信号反转部35不包含于传感器130而包含于控制部140。

根据本变形例，能够起到与通过具备实施方式所涉及的对准控制单元20的多色印刷系统100所起到的作用效果相同的作用效果。

(变形例2)

在实施方式以及上述变形例中，对信号反转部由电路构成的情况进行了说明，但并不限定于此，信号反转部也可以由软件构成。

在该情况下，与由电路构成的情况相同，信号反转部也可以将由设定部43指示的来自光电转换区域的信号在相对于所指示的基准值反转之后输出。

此外，信号反转部也可以不基于来自设定部43即用户的指示，而自动地判断应当反转的信号，并使来自输出该信号的光电转换区域的信号反转。具体而言，信号反转部也可以将与基底相比对准标记的信号强度更小的信号(在图1的情况下为信号4c)判断为应当反转的信号，并使来自输出该信号的光电转换区域(在图1的情况下为第3光电转换区域)的信号反转。此外，信号反转部也可以将与基底相比对准标记的信号强度更大的信号(在图1的情况下为信号4a以及信号4b)判断为应当反转的信号，并使来自输出该信号的光电转换区域(在图1的情况下为第1光电转换区域以及第2光电转换区域)的信号反转。此外，信号反转部也可以为，在与基底相比对准标记的信号强度更大的信号较多的情况下，将与基底相比对准标记的信号强度更小的信号判断为应当反转的信号，在与基底相比对准标记的信号强度更小的信号较多的情况下，将与基底相比对准标记的信号强度更大的信号判断为应当反转的信号。例如，在图1的情况下，与基底相比对准标记的信号强度更大的信号较多，因此也可以将与基底相比对准标记的信号强度更小的信号即信号4c判断为应当反转的信号。无论如何，只要信号反转部构成为，对应当反转的信号进行判断，并将来自输出该信号的光电转换区域的信号反转，以使基底与对准标记的信号强度的大小关系一致即可。

(变形例3)

在实施方式以及上述变形例中并未特别提及，但是传感器或者控制部也可以包括用于调整来自各光电转换区域的信号的强度比例的调整部。调整部例如也可以构成为，对由设定部43指示的信号进行放大。由此，能够仅使s/n比较高的信号放大，对准标记的检测精度提高。

此外，传感器部或者控制部也可以构成为，能够选择朝对准标记检测部44输出的信号。具体而言，传感器部或者控制部也可以为，在各光电转换区域与对准标记检测部44之间的各路径上，包括对各光电转换区域与对准标记检测部被电连接的状态和被切断的状态进行切换的开关。由此，能够仅将s/n比较高的信号朝对准标记检测部44输出，即、能够仅将s/n比较高的信号用于对准标记的检测，对准标记的检测精度提高。

(变形例4)

在实施方式中，对多色印刷系统100具备第1印刷单元10a与第2印刷单元10b这2个印刷单元的情况进行了说明，但并不限定于此。多色印刷系统100也可以具备n(≥3)个印刷单元。在该情况下，对准控制单元20也可以具备n-1个传感器以及机侧控制部。

(变形例5)

在实施方式中，对受光元件34是具有3个光电转换区域的rgb光电二极管的情况进行了说明，但并不限定于此。

受光元件34也可以是具有2个或者4个以上的光电转换区域的rgb光电二极管。此外，受光元件34也可以是rgb光电二极管以外的元件。在这些情况下，设计的自由度提高。

(变形例6)

在实施方式中，对第1传感器部31a以及第2传感器部31b接受来自基底2的反射光的情况进行了说明，但并不限定于此，例如第1传感器部31a以及第2传感器部31b也可以构成为接受来自基底2的透射光。

上述实施方式与变形例的任意组合作为本发明的实施方式也是有用的。通过组合而产生的新的实施方式也同时具有被组合的实施方式以及变形例各自的效果。