(57)【要約】      （修正有）【課題】  移動中の印刷製品の所定の小さな寸法のパターンを、印刷材料の位置が横断方向にずれる場合があっても確実に認識し、正確な信号で表せる装置及び方法を提供する。【解決手段】  少なくとも１つの光電子工学的なセンサと、該センサの出力信号を処理し、前記所定のパターンの出現をセンサ信号に基づいて検出し、出力部にその認識信号を出力する評価ユニットとを有する装置で、多数のセンサ部材が直線的に設けられた装置を有するとともに切り替え装置を有し、該切り替え装置によって前記センサ部材のうちの選択可能な部分集合を前記評価ユニットに接続できる。センサの出力信号のうち、所定の基準に従って選択された前記センサ部材の部分集合をなすセンサ部材のみが、所定のパターンに対応する信号パターンが出現するかどうか連続的に検査される。選択されたセンサ部材が出力する信号中に前記所定の信号パターンが検出されるたびに認識信号が出力される。【選択図】図１
2005231359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中の印刷製品に設けられた所定のパターンを認識するための装置であって、少なくとも１つの光電子工学的なセンサと、該センサの出力信号を処理し、前記所定のパターンの出現をセンサ信号に基づいて検出し、信号を検出した場合は出力部に認識信号を出力する評価ユニットとを有する装置において、
多数のセンサ部材（Ｓ１からＳＮ）が直線的に設けられた装置（１）を有するとともに切り替え装置（１６）を有し、該切り替え装置によって前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）のうちの選択可能な部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）を前記評価ユニット（１７）に接続できることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記評価ユニット（１７）はタイミング信号入力部（１４）を有し、前記評価ユニットは、前記タイミング信号入力部にとどまっているタイミング信号の周波数を、前記所定のパターンを検出するために前記印刷製品（４）の移動速度のための基準として処理することを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、
直線的に設けられた装置（１）内の前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）のうちの選択可能な部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）は関連する部分を形成することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）のうちの選択可能な部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）は連続する３つのセンサ部材（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）からなることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、
前記切り替え装置（１６）が複数の多重通信装置（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ）からなり、該多重通信装置の数が前記センサ部材のうちの選択可能な部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の数に相当することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
前記評価ユニット（１７）は複数のチャンネルを有してなるＡＤ変換器（１９）を有し、該チャンネルの数は前記センサ部材のうちの選択可能な部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の数に相当し、前記ＡＤ変換器（１９）の各チャンネルの入力部は、それぞれ対応する多重通信装置（１８Ａ，１８Ｂまたは１８Ｃ）の出力部に連結されていることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、
前記評価ユニット（１７）は信号記憶装置（２２）を有し、該信号記憶装置は、前記ＡＤ変換器（１９）の出力部に連結され、運転中に連続的に前記ＡＤ変換器によってデジタル化されたセンサ信号によって記録されることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
前記評価ユニット（１７）はマイクロコントローラ（２３）を有し、該マイクロコントローラは前記信号記憶装置（２２）内のデータを所定の信号パターンと比較し、所定の信号パターンが存在する場合には認識信号を出力することを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の装置において、
前記ＡＤ変換器（１９）と前記信号記憶装置（２２）に、前記タイミング信号入力部（１４）にとどまっているタイミング信号から導き出されたタイミング信号が供給され、単位時間あたりに前記信号記憶装置（２２）に記録されるデータが前記タイミング信号入力部（１４）にとどまっているタイミング信号の周波数に比例することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の装置において、
印刷製品を照明するためにほぼ直線形状の照明特性を有する光源（６）を有し、該光源は、前記センサ装置（１）に対して、センサ装置の照明領域（７）がセンサ装置（１）の長手方向における監視領域（３）を完全にカバーするように設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の装置において、
前記評価ユニット（１７）はデータライン（１５）のための接続部を有し、該接続部を介して信号パターンが前記評価ユニット（１７）に伝えられ、前記信号パターンは前記評価ユニットにおいて所定の信号パターンとして記憶されることを特徴とする装置。
【請求項１２】
移動中の印刷製品の所定のパターンを認識する方法であって、
多数の直線的に並べて設けられたセンサ部材（Ｓ１からＳＮ）の出力信号のうち、所定の基準に従って選択された前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）をなすセンサ部材の出力信号のみが、所定のパターンに対応する信号パターンが出現するかどうか連続的に検査され、
前記部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の中で出力のために選択されたセンサ部材（Ｓｋ）が出力する信号中に前記所定の信号パターンが検出されたり、
連続的に評価されるように定められた前記部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の選択および／あるいは認識信号を発生させるように定められた前記センサ部材（Ｓｋ）の選択が所定の基準に従って変えられたり、
前記部分集合に含まれるセンサ部材（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の出力信号に、前記所定の信号パターンの検出に関する最終的な選択あるいは変更に対して所定の変化が見られた場合にはいつでも認識信号が出力されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、
連続的な検査のために前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の部分集合がまだ選択されていない場合、多数の直線的に並べて設けられたセンサ部材（Ｓ１からＳＮ）の出力信号が所定のパターンに対応する信号パターンが出現するかどうか所定の順番に従って次々に検査され、
出力信号中に信号パターンが見出されたセンサは、選択すべき部分集合がまだ最大の大きさに達していない限りは選択すべき部分集合に追加されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
第１のセンサ部材（Ｓｋ）の出力信号中に前記所定の信号パターンが見出された場合、その時々に隣に設けられたまだ検査されていないセンサ部材の出力信号の検査は、前記部分集合の最大の大きさに対応する、関連を有して隣りに設けられたセンサ部材（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の出力信号の数の中で、前記信号パターンが見出されるか、あるいは、他のセンサ部材と関連を有して隣りに設けられたセンサ部材のさらなる出力信号中に前記信号パターンがもはや見出されなくなるまで続けられることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法において、
前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の選択された部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の最大の大きさは３であることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれかに記載の方法において、
前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の選択された部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）内で、前記所定の信号パターンの出現の頻度統計が作成され、最大の頻度を有するセンサ部材（Ｓｋ）が常に認識信号を発生させるために選択されることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれかに記載の方法において、
前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の選択された部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）内で、前記所定の信号パターンの出現の頻度統計が作成され、最大の頻度を有するセンサ部材（Ｓｋ−１またはＳｋ＋１）が空間的に前記センサ部材（Ｓ１からＳＮ）の選択された部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の一方の端に位置する場合は、他方の端に位置するセンサ部材（Ｓｋ−１またはＳｋ＋１）が前記部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）から削除され、その代わりに前記最大の頻度を有するセンサ部材の隣りに設けられ、まだ前記部分集合に含まれていないセンサ部材（Ｓｋ−２またはＳｋ＋２）が前記部分集合に受容されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１２〜１７に記載の方法において、
頻度統計において所定の頻度の閾値以下に低下したセンサ部材（Ｓｋ−１またはＳｋ＋１）が前記部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）から削除され、その代わりに前記部分集合の反対側の端の隣りにもうけられ、まだ前記部分集合に含まれていないセンサ部材（Ｓｋ−２またはＳｋ＋２）が前記部分集合に受容されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８に記載の方法において、
前記信号パターンの出現頻度を検出するために、前記信号パターンをセンサ部材（Ｓｋ）の前記出力信号中に認識する数を、印刷製品（４）の所定の移動行程あるいは前記印刷製品（４）の所定の移動行程中に予想される認識の数に関連づけることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれかに記載の方法において、
センサ部材（Ｓｋ）を所定の信号パターンの出現について検査する場合、その時々の高い信号レベルおよび低い信号レベル（Ｉ０またはＩ３）の所定の最小の長さ（Ｄ０またはＤ１）を有してなる所定の最小値を有する信号変化点Ｆ０が、所定の信号パターンの始まりとして解釈されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、
前記変化点Ｆ０の前と後の信号レベル（Ｉ０またはＩ３）から、センサ（Ｓｋ）の出力信号の後続の信号変化点（Ｆ１からＦｎ―１）を認識するための閾値が計算されることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の方法において、
所定の信号パターンの始まりＦ０を認識した後、前記センサ部材（Ｓｋ）の出力信号が信号変化点（Ｆ１からＦｎ―１）の所定の順番で検査され、これら全ての信号変化点（Ｆ１からＦｎ―１）が、前記信号パターンの始まりを規定する信号変化点Ｆ０に対して、それぞれ所定の距離ウィンドウ内にあるとき前記信号パターンが見出されたと見なされることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法において、
認識信号を発生させるために選択されているセンサ（Ｓｋ）の出力信号の、正しいと認識された最後の信号変化点（Ｆｎ―１）に続く信号変化点（Ｆｎ）が、認識信号を出力するための時間的な基準点を形成することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１２〜２３のいずれかに記載の方法において、
認識信号を発生させるために選択されているセンサ（Ｓｋ）の出力信号は所定の信号パターンが出現したらすぐに検査され、前記選択された部分集合（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の他のセンサ（Ｓｋ−１，Ｓｋ＋１）の出力信号はその後時間をずらして検査されることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１２〜２４のいずれかに記載の方法において、
前記センサ（Ｓｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１）の検査すべき出力信号のデータ率は、周波数が印刷製品（４）の移動速度に比例するタイミング信号から導き出され、このようなデータ率が所定の信号パターンの出現を検査するための基準をも形成することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のおいて書き部分に記載された、移動中の印刷製品の所定のパターンを認識するための装置および該装置に適した方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から電子工学的な画像分析装置および分析方法が周知となっている。この装置および方法では印刷製品が装置を通過して搬送され、製品が移動している間にあらかじめ設定された印刷製品の部分が認識かつ分析される。画像に対してそれぞれ的確な時点での認識を可能にするため、センサが設けられ、印刷製品にあらかじめ設定された参照マークが現れると同期信号が発生される。印刷製品の認識すべき部分は参照マークに対して周知の位置にあるので、同期信号が得られ、かつ印刷製品の速度が分かれば画像認識を作動させるその時々の的確な時点が検出できる。しかしながら前記の文献には問題のセンサがどのように実現され、装置内で作用するかについて詳しい記載がなされていない。
【０００３】
印刷機内で光学的に認識し、評価すべき印刷製品の部分の典型的なものは、印刷主題の外側にあって検査パターンを用いて印刷される調整ストリップである。このような調整ストリップの長手方向は印刷材料の搬送方向に対して横断方向に設けられており、長手方向に周期的に反復する１組の計測フィールドを有する。これらの各計測フィールドでは、特定の、印刷品質を決定づける特性値が計測される。特許文献２はこのような調整ストリップの形成と使用の例を示している。印刷材料の消費を抑えるため、このような調整ストリップの幅をできるだけ小さくする努力がなされている。したがって画線部の認識を印刷材料の移動に同期させるために必要とされ、以下においてトリガーマークと呼ばれる基準マークの必要面積もできるだけ小さくすべきであろう。
【０００４】
印刷材料が印刷機において移動する際には横断方向における位置の誤差が生じることも考慮しなければならない。特に輪転印刷機の場合、印刷材料ウェブの横断方向における基準位置からのずれは印刷機内の全ウェブ長で数センチメートルにも及ぶ。印刷材料の横断方向におけるずれが最も不利な状態にあっても、横断方向の一定の場所に設置されたセンサーによってトリガーマークを確実に認識させるためには、トリガーマークの幅を誤差領域全体にわたる非常に大きなものにする必要がある。しかしこれは調整という目的のためにのみ主題の外部に設けられるパターンの必要面積をできる限り小さくしようとする前述の努力に矛盾するものである。
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０８２８６Ａ１号明細書
【特許文献２】独国特許発明第１９５３８８１１Ｃ２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の理由から、移動中の印刷製品において所定の小さな寸法のパターンを、印刷材料の位置が横断方向においてずれる場合があっても確実に認識し、このようなパターンの出現を時間的に正確に信号で表せるような装置および方法を提供するという課題が生まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題は本発明により、請求項１に記載の特徴を備えた装置あるいは請求項１２に記載の特徴を備えた方法によって解決される。有利な構成はそれぞれの従属請求項２から１１あるいは１３から２５に記載されている。
【０００７】
本発明による装置の特徴は、直線的に互いに並置された多数のセンサ部材を有するとともに、切り替え装置を有し、切り替え装置によってセンサ部材のうちの選択可能な部分集合を評価ユニットに接続できるというものである。このような特徴によって、トリガーマークは、その幅が印刷機における印刷材料の横断方向の位置の誤差範囲よりもはるかに小さくて済み、センサ部材からは、印刷材料に設けられたトリガーマークの位置に対して最も有利な位置にあるセンサ部材が常にねらいを定めて選択され、それらのセンサ部材の出力信号が分析される。すなわち、幅広のトリガーマークの代わりに幅の広いセンサ装置が使用されるのであるが、このセンサ装置は常に全幅の一部のみが使用されるので、センサ信号を読みとりかつ処理するためのハードウェアおよび／あるいは時間の消費が小さく保たれる。
【０００８】
トリガーマークを検出するセンサの出力信号は、トリガーマークの一定の幾何学的なパターンから生じる時間的な推移を有するが、このような出力信号の時間的推移は印刷材料の移動速度に依存するので、パターンを認識するためには速度の基準が必要となる。速度の基準を分析ユニットに供給するには、分析ユニットのデジタルな作用を考慮するとタイミング信号の形態で行うのが最も好適であり、タイミング信号は印刷機のシリンダに設けられたインクレメンタル位置検出器によって容易に作り出すことができる。
【０００９】
評価するために選択されたセンサ部材の部分集合は、通常、好適に連続して設けられた３つのセンサ部材からなる、位置的に関連を有するグループである。これらのセンサ部材は中央のセンサがそれぞれ最適な位置にあるように選択されている。外側に設けられた２つのセンサ部材の役割りは、トリガーマークが横断方向において外側にはみ出すのを早い時期に、すなわちトリガーマークがそれまで最適であったセンサの認識範囲から外に出ていってしまう前に認識し、センサ装置内部での評価される部分集合をトリガーマークのドリフト方向において移動させる、すなわちセンサ部材の位置をトリガーマークの位置に追従させることである。
【００１０】
評価される部分集合を選択するためには少なくとも１つの多重通信装置が必要であるが、選択された部分集合が有する部材と同じ数の多重通信装置を設けるのが好ましく、それらの多重通信装置の下流に同じ数のマルチプルチャンネルを有するＡＤ変換器を設け、全てのチャンネル、すなわち全ての選択されたセンサの信号を同時に、すなわち相応な高速で変換するのが好適である。
【００１１】
印刷製品の速度基準として外部から供給されるタイミング信号を、信号認識部材のためのパルスを作り出すために用い、印刷製品の速度に関わらず、単位長さにつき一定数の検出値を得ることも有利な点である。こうすることによって、デジタル化されたセンサ信号のバッファのために、設定された信号パターンとの比較装置の上流に設けられた記憶装置において、記憶のために必要なスペースは、印刷製品の速度に関わらず単位長さについて一定に保たれる。これにより信号記憶装置の作動が容易になる。
【００１２】
任意のトリガーマークに対して全般的に適用できるようにするため、検出されたセンサ信号との比較を行う信号パターンは外部から入力できなければならない。そのためには上位の制御装置との通信を行うための相応のインターフェースが必要である。
【００１３】
本発明による方法は、リニアセンサ装置を用いて印刷製品を監視し、トリガーマークの出現をセンサの部分集合における特性を表す信号の変化に基づいて認識し、部分集合をなすセンサのうち常に１つのセンサのみが認識信号の出力のために決定的な働きをする。印刷製品が横断方向においてはみ出し、それによってトリガーマークの位置もずれた場合に、使用されたセンサの部分集合をそのずれに追従させ、トリガーマークを常にセンサ装置の有効監視領域に保つために、前記センサの部分集合の出力信号は設定された基準に応じて互いの変化について監視され、横断方向におけるずれを表す兆候が十分目に見えるようになった場合には部分集合を変化させる。
【００１４】
最初は、すなわちセンサの部分集合がまだ選択されていないうちは、横断方向位置が印刷製品のトリガーマークの領域にあるセンサ、すなわちセンサから出力される信号にトリガーマークを特徴づけるパターンが現れるセンサを系統だてて探さなくてはならない。２つの連続したセンサによってトリガーマーク全体が認識できるように、センサ部材の距離をトリガーマークの幅に適合させるのが好ましい。そうすれば通常は、３つの連続したセンサによってトリガーマークは少なくとも部分的に認識されるからである。このような場合、前記部分集合の大きさは３つになる。センサが３つの場合、信号の特質を比較した統計によれば、トリガーマークに対するセンサの部分集合の位置についてのメッセージに間違いがなくなり、特に印刷製品の移動ウェブ、従ってトリガーマークについても同様であるが、これらが実際に作動するセンサの部分集合の監視領域から横断方向にはみ出してしまった場合、早い時期に検出することができるためである。
【００１５】
このとき統計的な比較は以下のようにして行われる。すなわち設定された印刷製品の移動行程内で、トリガーマークの認識の頻度を観察するのである。トリガーマークに対するセンサの縁部の位置は、中央の位置に比べて出力する信号の特質が劣るので、信号が出現するたびに認識できるとは限らず、認識には不備があるためである。この場合、移動行程に対する好適な基準となるのは、周波数が印刷製品の移動速度に比例するタイミング信号である。そのようなタイミング信号を用いると、移動距離の測定はサイクルのパルス変化点を数えることに移行するからである。
【００１６】
評価するために選択されたセンサの部分集合における認識の頻度の配分の最大値が、特定の方向にずれた場合、それは明らかにトリガーマークが横断方向にずれたことを示す徴候である。このような徴候は、ある程度以上になると、つまり遅くとも選択されたセンサの部分集合の中で一つのセンサの縁部の位置において最高の認識頻度に達すると、評価するために選択されたセンサの部分集合を同じ方向にセンサ一つ分だけ追随させることを要求する。このような認識の頻度のずれを表すさらなる徴候は、センサの部分集合のうちの一つの認識率が縁部位置において設定された閾値以下に低下した場合である。
【００１７】
トリガーマークをセンサの出力信号においてあらかじめ設定された対応する信号パターンに基づいて認識するために、まず、設定された最小値を有する信号変化点と、この変化点に並ぶ所定の最小の長さを有する高レベルの信号及び低レベルの信号とを、前記の信号パターンの開始の徴候として好適に参照する。信号パターンの開始が検出されたら、第１の変化点に対して所定の間隔をおいて、それぞれ一定の許容差ウィンドウを有してなるさらなる変化点を求める。このとき変化点を認識するための閾値を常に印刷されたインキ密度に適合させるのが好適である。つまり、センサによって実際に測定された非印刷領域および印刷領域から返される光の強度の値から計算を行う。このようにすると信号パターンの最後の変化点はそのまま認識信号を発生させるための時間的なリファレンス点となるので、遅延を最小限にし、かつジッターのない状態で認識信号を発信することができる。
【００１８】
選択されたセンサの部分集合で、印刷製品の移動するウェブが横断方向にはみ出すのを認識するためだけに使用されるセンサの出力信号を評価することは、できるだけ遅延のない状態で認識信号を導き出す必要のあるセンサ信号を評価することに比べれば、時間的な重要性が小さい。実際、トリガーマークが次に出現するまでに頻度の統計を現実に表している全てのセンサ信号を評価し、必要な場合に作動するセンサの部分集合を変化させる、すなわちずらしていれば十分なのである。したがって時間的な重要性のより小さなセンサ信号の評価を、時間をずらして行うことは目的に適っている。そうすることによって評価のために必要なハードウェアを複写することが無用になるからである。
【００１９】
頻度の統計において印刷製品の移動行程を測定するために用いられるのと同一の、速度に比例するタイミング信号は、センサ信号をデジタル化するためのパルスを導き出すためにも好適に用いられる。したがって２つの連続するデジタル化された信号値は印刷製品の移動速度に関わらず、同一の印刷製品において一定の場所的な隔たりを有するので、信号処理全体、特にセンサ信号とトリガーマークに対応する信号パターンとの比較を移動速度に全く関係なく行うことができる。当然ながらこのような考え方の前提となるのは、デジタル化に対して得られるパルス周波数が、関与するハードウェア部材、特にＡＤ変換器の部材の最大作用速度に対して無理がないということである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図に示すのは以下の通りである。
【００２１】
図１に示すように、本発明に係る装置は多数の光電子工学センサを配置してなる装置１を有し、これらのセンサは固定された距離パターンをなして互いに直線的に並べられている。このように配列された装置１は導体プレートに個別の光ダイオードを設けてもよいが、集積ラインセンサ１でもよい。集積ラインセンサを用いる場合は、十分に高度なデータ率を実現するために、個々のセンサ部材は並列に読みとれなくてはならない。円筒形のレンズの形状を有し、軸がセンサ装置１によって規定される線に対して平行に設けられている結像光学系２によって、印刷製品４の細長いストリップ３がセンサ装置１に結像される。
【００２２】
印刷製品４はレンズ２およびセンサ装置１に対して一定の距離を保つためにローラ５を介して張設されている。ローラの軸もまたセンサ装置１に対して平行に設けられている。ローラ５は印刷機に設けられた方向転換ローラ５であるから、ローラ５の軸が基準となる方向を示し、センサ装置１と結像光学系２を印刷機に取り付ける際にはこの基準方向に合わせる。
【００２３】
印刷製品４のストリップ３は光源６によって照明される。光源はほぼ直線形状の照明特性を有し、いわゆるラインレーザーによって形成される。レーザーダイオードの上流にレンズを設けて光線をただ一つの方向に広げるものである。このような光源６はそれ自体周知であって使用可能である。照明ライン７は同様にローラ５の軸に対して平行に設けられ、印刷製品４のセンサ装置１の監視ストリップ３を長手方向において完全に横断する。
【００２４】
印刷製品４には図１において矢印８で示される移動方向に沿って、規則的な間隔を有して線状のパターンとしてのトリガーマーク９が印刷されている。図１ではこれらのうちの一つがセンサ１の監視ストリップ３内に位置している。これらのトリガーマーク９はセンサライン１１を介してセンサ１が接続されている信号処理装置１０において認識されるように設定されている。この場合、信号処理装置１０はトリガーライン１２に認識信号を出力する。認識信号は印刷製品４の主題の外側に設けられている調整ストリップの画線部の電子工学的な認識を作動させるためのものであり、認識信号から印刷の品質を表す特性値を検出すべきものである。トリガーマーク９は移動方向８において調整ストリップから周知の距離を有するか、あるいは好適にトリガーマーク自体が調整ストリップ内に設けられているので、認識信号に基づいて作動を時間的に同期させることができる。枚葉紙印刷の場合、トリガーマーク９の規則的な距離とは、各枚葉紙に少なくとも１つのトリガーマークがあるという風に理解される。
【００２５】
ローラ５には回転角を検出するためにインクレメンタル位置検出器１３が設けられている。インクレメンタル位置検出器はローラ５の回転速度に比例するパルス周波数を有するタイミング信号を出力し、タイミング信号はタイミングライン１４を介して信号処理装置１０に供給される。タイミング信号の周波数は印刷製品４の移動速度を示す基準である。一方でこのような移動速度に関わらず、パルス周期ごとに印刷製品４のうち一定の長さを有する部分が照明線７を通過する。
【００２６】
信号処理装置１０の主な通信経路としては、センサライン１１，トリガーライン１２，タイミングライン１４の他にさらにデータライン１５がある。データラインを介して信号パターンが信号処理装置１０に伝達される。信号パターンはセンサライン１１にとどまっているセンサ信号と比較すべきものである。このような信号パターンはデータライン１５を介して外部から、すなわち上位の制御装置からあらかじめ入力されるので、印刷製品４のトリガーマーク９の任意の幾何学的パターンに適合させることができる。信号処理装置１０はセンサ装置１，結像光学系２，光源６と共に共通のハウジングに設けられ、このハウジング全体がローラ５に対して好適な向きになるように印刷機に取り付けられる。このようなハウジングは図を見やすくするため、図１においては示されていない。
【００２７】
図２は電子工学的な信号処理装置１０のブロック線図を示す。図に示すとおり信号処理装置１０は主に切り替え装置１６と評価ユニット１７からなる。光電子工学的センサ装置１は切り替え装置１６に接続されている。全体でＮ個のセンサが設けられ、Ｓ１からＳＮまでの番号が付されている。
【００２８】
センサＳ１からＳＮはそれぞれ多重通信装置１８Ａ，１８Ｂあるいは１８Ｃの入力部と接続され、互いに関連しながら連続する３つのセンサＳｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１はそれぞれ３つの異なる多重通信装置１８Ａ，１８Ｂあるいは１８Ｃと接続される。センサＳ１からＳＮと多重通信装置１８Ａ，１８Ｂあるいは１８Ｃとの対応は規則的な周期をなす。すなわち例えばセンサＳ１は多重通信装置１８Ａの第１の入力部に、センサＳ２は多重通信装置１８Ｂの１の入力部に、センサＳ３は多重通信装置１８Ｃの第１の入力部に接続される。次のセンサＳ４は多重通信装置１８Ａの第２の入力部に、センサＳ５は多重通信装置１８Ｂの第２の入力部に接続される、という風に続く。最後のセンサＳＮ−２，ＳＮ−１，ＳＮはそれぞれ多重通信装置１８Ａ，１８Ｂあるいは１８Ｃの最後の入力部と接続される。
【００２９】
多重通信装置１８Ａ，１８Ｂあるいは１８Ｃにそれぞれ対応するアドレス付けを行うことによって、３つの異なるセンサの出力信号は互いに並列に評価装置１７に伝達される。以下により詳しく説明されるように、このように伝達されるのは常に互いに関連を有して並んで設けられるセンサＳｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１の出力信号である。前記のような配線では最後のセンサの出力信号は３つの多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃを統一的にアドレス付けすることによって作動される。
【００３０】
３つの多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃの出力部は３つのチャンネルを有するＡＤ変換器１９の入力部に接続されている。ＡＤ変換器１９にはタイミングライン２０を介してタイミング信号が供給されるが、このタイミング信号は評価ユニット１７に配設された発信器２１において、インクレメンタル位置検出器１３からタイミングライン１４に供給されるタイミング信号から導かれる。したがってＡＤ変換器１９の変換率およびＡＤ変換器の出力部におけるデータ率は、印刷製品４の移動速度に比例する。ＡＤ変換器１９のチャンネルの連続する２つの出力データ値は、たまたまそのチャンネルに接続されているセンサが印刷製品４の異なる２つの場所で測定した光の強度に対応する。これらの２つの場所は移動方向において互いに設定された距離を有して設けられている。このとき設定される距離は移動速度に依存しないが、それはライン１４および２０におけるパルス周波数が速度の変化に比例するためである。
【００３１】
評価ユニット１７はさらに信号記憶装置２２を有する。ＡＤ変換器１９の出力データは信号記憶装置に記録され、ＡＤ変換器１９の各チャンネルに対して独自のそれぞれ同じ大きさの記憶領域が設けられている。これらの記憶装置の領域はそれぞれがリング型記憶装置として構成されている。すなわちその時々に最も長く記録されていないアドレスにおいて、記憶されたデータ値が常に新たなデータ値によって上書きされるというやり方で周期的に記録される。信号記憶装置２２の記録は、必然的にＡＤ変換器１９からデータが供給される比率と同じ比率で行われる。そのためにタイミングライン２０は信号記憶装置２２にも通じている。
【００３２】
信号記憶装置２２に記憶された信号の推移はマイクロコントローラ２３によって、設定された信号パターンが存在するかどうか検査される。信号記憶装置２２の記録はＡＤ変換器１９から直接的に、すなわちダイレクトメモリーアクセス（ＤＭＡ）方式で行われるが、マイクロコントローラ２３は信号記憶装置２２からのみ読みとりを行う。設定された信号パターンはデータライン１５を介して運転の開始時にマイクロコントローラ２３に引き渡され、マイクロコントローラ内部の記憶装置に記憶される。マイクロコントローラ２３は多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃの制御も行うが、マイクロコントローラ２３から多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃへのアドレスラインは図２では見やすくするために示されていない。
【００３３】
信号記憶装置２２に書き込まれたデータを前記のようにタイミング信号によって認識すると、パルスの変化点のみによって信号の値を変化させることにより、発信器２１によって供給される基本となるパルスは必然的に信号型式の分析のためのグリッドを形成する。このような分析、すなわち記憶された設定パターンとの一致をマイクロコントローラ２３によって検査する方法について、図３を基にして以下に説明する。
【００３４】
図３に示すのは信号の推移、すなわち個々のセンサによって測定された光の強度の推移の例である。図の横座標にはデータ認識のパルスが示されている。図３から分かるように、観察部分における信号は光の強度Ｉ０で始まる。これは白、つまり印刷製品４の印刷されていない面に対応する。変化点Ｆ０において光の強度は突然大幅に小さい値Ｉ３に減少する。この光の強度は印刷製品４の黒で印刷された面に対応する。さらなる変化点Ｆ１において光の強度は再び値Ｉ０にはね上がり、続いて変化点Ｆ２では再度値Ｉ３になる。インパルスはその後、図３において点線で示すように正と負の変化を交互に繰り返し、最後の変化点Ｆｎになる。その後信号は長く強度Ｉ０に保たれる。
【００３５】
信号が比較される対象となる設定パターンは個々の白−黒の移行、すなわち負の信号変化で始まる。この移行においては所定の最小の長さＤ０を有する白の位相に所定の最小の長さＤ１を有する黒の位相が続かなければならない。パターンの開始が見つかっていない間は、第１の閾値Ｉ１を上回る信号レベルが白色と見なされ、第２の閾値Ｉ２を下回る信号レベルが黒色と見なされる。変化点Ｆ０が見出されると、白色と黒色に対応する実際の信号レベルＩ０とＩ３の算術平均が閾値として定義され、この値を上回る信号は白色、下回る信号は黒色に対応させられる。
【００３６】
このように変化点Ｆ０から始まってさらなる変化点Ｆ１、Ｆ２からＦｎ―１までが求められるが、これらの変化点はそれぞれ第１の変化点Ｆ０からあらかじめ設定された距離を有していなければならない。つまり変化点Ｆ１は変化点Ｆ０から距離Ｄ０１を有している。しかしながらそれぞれの変化点において、第１の変化点Ｆ０に対して一定の距離の許容誤差ΔＤが認められる。全ての変化点Ｆ１からＦｎ―１が、それぞれ第１の変化点Ｆ０に対して正しい距離を有していれば、求めるパターンが得られる。センサ信号における変化点が設定されたように連続するということは、印刷製品４に設けられたトリガーマーク９が設定された線幅と線の距離を有するバーコードに一致することに相当する。
【００３７】
求めるパターンが変化点Ｆｎ―１ですでに得られてしまうと、評価ユニットは次の変化点Ｆｎの検出時に遅延なく、すなわちそれ以上検討しないで、認識信号をトリガーライン１２に出力することができる。それによって認識信号にジッターが現れるのを防止できる。つまり、変化点Ｆｎは認識信号をトリガーライン１２に出力するための時間的な基準点を形成することになる。それでもセンサ１の監視ストリップ３に設けられたトリガーマーク９の最後の黒−白の移行が現れるのと、認識信号の出力との間には避けられない遅延がある。このような遅延はＡＤ変換器１９、信号記憶装置２２およびマイクロコントローラ２３の処理速度によるものであるが、その大きさは一定である。
【００３８】
必要な場合には、変化点Ｆｎから正確に規定された時間的な隔たりを有して認識信号を出力することも可能である。評価ユニット１７は、印刷製品４に設けられ、見出されたトリガーマーク９を、インクレメンタル位置検出器１３からタイミングライン１４に供給されるタイミング信号に基づいて再認識できるので、トリガーマーク９がセンサ１の監視ストリップ３から一定の行程を進んだ時に合わせて意図的に時間をずらして認識信号を出力することができる。
【００３９】
比較的幅の狭いトリガーマーク９を使用した場合でも、印刷製品４が定められた移動経路から横断方向にはみ出した際にトリガーマーク９を確実に認識できるように、複数のセンサＳ１からＳＮが直線的に並べて設けられ、センサ出力信号は３チャンネルで認識、評価される。トリガーマーク９の幅とセンサＳ１からＳＮ間の距離は、常に少なくとも２つの連続するセンサＳｋからＳｋ＋１が同時にトリガーマーク９を認識できるように互いに調整される。
【００４０】
本発明に係る装置の作動開始時には、まだセンサＳ１からＳｎのどれがトリガーマーク９を認識するのに適した横断方向の位置にあるのかが分からない。したがって多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃによって、互いに並んで設けられる異なる３つのセンサＳｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１グループが選択され、ＡＤ変換器１９に接続される。マイクロコントローラ２３はすでに図３を基にして説明した方法により、その時々に接続された３つのセンサＳｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１グループの信号の経過の中に設定された信号パターンを探す。一定数のパルス内に信号パターンが見つからなかった場合には、センサーＳ１からＳｎのうちの他のセンサが選択される。このとき例えばほぼ中心に位置するセンサＳｍから始まって、その隣に位置するまだ検査されていないセンサをＳｍ、Ｓｍ―１、Ｓｍ＋１という順番で検査し、信号パターンが見つかるまでこれを続ける。
【００４１】
信号パターンが特定のセンサＳｋにおいて見出されたら、そのセンサの隣に設けられ、まだ検査されていないセンサは、少なくとも２つのセンサによって信号パターンが現れる出力信号が供給されるような３つのセンサのグループが見つかるまで検査される。すでに述べたようにセンサの走査距離とトリガーマーク９の幅が相応に調整されていれば、このような方法でセンサを検査することは常に可能であるはずである。通常センサＳｋはトリガーマーク９に対して最適な位置にあり、このセンサから出力される信号にトリガーマーク９が現れるたびに、トリガーマークに対応する信号パターンが評価ユニット１７に認識される。隣り合うセンサＳｋ−１およびＳｋ＋１においては信号パターンとの一致という点で出力信号の質が劣るために、トリガーマーク９は現れるたびに認識されないものと想定される。このような場合はたいてい、２つのセンサＳｋ−１およびＳｋ＋１の間には信号の質においても不均衡が見られる。
【００４２】
多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃのアドレス付けは、最適な位置のセンサＳｋに対して多重通信装置１８Ｂを介して設けられている中央のチャンネルが割り当てられるように行われる。センサＳｋ−１は多重通信装置１８Ａを介して上方のチャンネルに割り当てられ、センサＳｋ＋１は多重通信装置１８Ｃを介して下方のチャンネルに割り当てられる。このときセンサの序列はトリガーマーク９の認識の頻度の統計に基づいて検出される。それぞれのチャンネルにはカウンタが配設され、各チャンネルにおける認識の数を数える。インクレメンタル位置検出器１３のタイミング信号から導かれる、あらかじめ設定されたローラ５の回転数に対して、認識の数を関連させることにより、それぞれのチャンネルの実際の認識特質に対する基準が記録される。
【００４３】
さらに最適なチャンネルにおいて遡及的に連続して行われた認識の距離をパルスで測定することによって、その時々の次の認識を予想することが可能となる。印刷製品４のトリガーマーク９が現れる距離は一定であるためである。このような意味では、トリガーマーク９を何度も連続して見出したセンサを見つけるための頻度統計に対しても、先行して導き出される基準値というものが存在する。この場合、あらかじめ設定されたローラ５の回転数内での実際の認識の数を、このような回転数に対して予想される認識数に対比させる。
【００４４】
印刷製品４が印刷機における所定の移動経路から横断方向にはみ出した場合、トリガーマーク９の対応する横断方向のずれは前記の頻度の統計結果における変化となってあらわれる。元来最適な位置に設けられたセンサＳｋの隣に設けられたセンサＳｋ−１およびＳｋ＋１のうち、トリガーマーク９が移動して近づいたセンサがまず、求める信号パターンの信号特性をまず改善させ、もう一方のセンサが求める信号パターンの信号特性を劣化させていく。その結果、信号パターンの認識は相応に頻度を増大させるか減少させる。
【００４５】
トリガーマーク９がセンサＳｋ＋１の方向にはみ出したと仮定すると、このセンサは認識の頻度統計において元来最適な位置に設けられたセンサＳｋにいつか追いつく。この場合、多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃによって選択されたセンサのグループが変えられ、センサＳｋ−１は停止され、センサＳｋ，Ｓｋ＋１，Ｓｋ＋２が作動する。このときセンサＳｋ＋１が中央のチャンネルに割り当てられる。
【００４６】
マイクロコントローラ２３は、ＡＤ変換器１９によって並列に変換され、信号記憶装置２２に記憶された３つの信号の経過を、設定された信号パターンとの一致に基づいて検査するが、それは逐次的にしか行うことができない。マイクロコントローラ２３の作動速度に限界があるため、認識信号をできるかぎり速やかに発信しようとしても不可避的に生じる遅延をできるだけ小さくするために、信号記憶装置２２に記憶された３つの信号の経過のうち、信号パターンの次の出現を予想した上で、実際に最適な位置に設けられたセンサに割り当てられている中央のチャンネルの信号の経過が、常に最初にマイクロコントローラ２３によって検査される。中央のチャンネルにおいて信号パターンが認識されていたか、あるいは予想以上に長くあらわれない場合は、残りの２つのチャンネルが検査される。このとき信号パターンの予想は前記のように、先行する認識の際の信号パターンの距離に基づいて最後の出現からの信号パターンの距離を予測して行われる。
【００４７】
認識信号の出力を決定するのは常に最適な位置に設けられたセンサのみであり、他の２つのセンサは前記の頻度統計に基づいてトリガーマーク９が横断方向にはみ出したことを認識するためにのみ設けられ、必要に応じて選択された３つのセンサ１のグループを多重通信装置１８Ａ，１８Ｂおよび１８Ｃを切り替えることによって横断方向にずらす。すなわちはみ出したトリガーマーク９に追随させるのである。
【００４８】
選択されたセンサＳｋ−１，Ｓｋ，Ｓｋ＋１のグループに追随した制御には、上記に述べた方法とは異なる場合も考えられる。例えば実際には依然として最適な位置にあるセンサＳｋの隣に設けられたセンサＳｋ−１，Ｓｋ＋１がローラ５の所定の回転数内にトリガーマーク９を全く認識しなかった場合でも、切り替えが行われる。このような場合おそらく前記のセンサはそれ以上認識を行わないと思われるからである。このような場合には、実際に接続された３つのセンサのうち中央のセンサが頻度統計においてまだ最も高い頻度に達していなければ、中央のチャンネルによる認識信号の出力を一時的に外側のチャンネルの一つにずらすことが有意義であると思われる。
【００４９】
トリガーマーク９の認識の頻度統計に基づいて、センサ装置１または結像光学系２に局部的な汚れがあったり、トリガーマーク９がその印刷に使用された印刷装置の局部的な破損のために誤って印刷されたり、というような誤りも確かめることができる。このような誤りの明らかな徴候としては、例えばただ１つのセンサＳｋしかトリガーマーク９を認識しなかったり、隣り合っていないセンサＳｋ−１，Ｓｋ＋１が散発的にトリガーマーク９を認識する一方でその間に設けられたセンサＳｋはトリガーマーク９を認識しなかったりという場合が考えられる。誤作動のさらなる例としては、トリガーマーク９を認識する頻度の最大値がセンサ装置１の端部の一つ、すなわちセンサＳ１あるいはセンサＳｋにまでずれてしまった場合が挙げられる。このような場合、評価ユニット１７はデータライン１５を介して上位の制御装置にエラーを警告し、この警告は操作盤に相応に表示され、印刷機の操作者に対して問題への注意を促す。
【００５０】
センサ装置１としては基本的に集積型のラインセンサも使用できるが、センサ装置への監視ストリップ３の結像が縮小せざるを得ないという事態を避けるために、できるだけ単純な結像光学系２で間に合わせることが多い。この点において、導体プレート上に個別の光ダイオードを設けたものが特に簡単で廉価な解決であろう。
【００５１】
本発明は印刷製品４に設けられた反復する唯一のトリガーマーク９を認識するためだけに好適なのではない。マイクロコントローラ２３には印刷製品４に互いに距離を有して印刷されたそれぞれ異なるトリガーマーク９に対応する複数の異なる信号パターンを設定することができ、評価ユニット１７はこれらの信号パターンの出現を、異なるトリガーライン１２に出力されるそれぞれの認識信号によって選択的に表示することができる。
【００５２】
本発明は当然ながら切断見当、すなわち円周方向および横断方向の見当といったものを、相応に使用可能なセンサ装置を用いて決定するためにも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る装置の光学素子の配置の概略図である。
【図２】本発明に係る装置のブロック線図である。
【図３】本発明に係る装置によって受容、処理するためのセンサ信号の経過の一部である。
【符号の説明】
【００５４】
１  センサ装置
２  結像光学系
３  ストリップ
４  印刷製品
５  方向転換ローラ
６  光源
７  照明ライン
８  移動方向
９  トリガーマーク
１０  信号処理装置
１１  センサライン
１２  トリガーライン
１３  インクレメンタル位置検出器
１４  タイミングライン
１５  データライン
１６  切り替え装置
１７  評価ユニット
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ  多重通信装置
１９  ＡＤ変換器
２０  タイミングライン
２１  発信器
２２  信号記憶装置
２３  マイクロコントローラ
【図１】
2005231359.tif 000003
【図２】
2005231359.tif 000004
【図３】
2005231359.tif 000005