(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グラビア版面に形成した彫刻セルの体積を測定する装置であって、撮像手段と彫刻針形状推定手段とセル体積演算手段とを備え、
前記撮像手段はグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し、画像データを取得し、
前記彫刻針形状推定手段はさらに前記開口形状を等時間間隔で彫刻方向に分割する画像データ分割手段と、前記分割した画像データの各々を彫刻針の進入速度に基づき変倍する分割画像変倍手段と、前記変倍した分割画像を合成する分割画像合成手段とを備え、前記彫刻針形状推定手段は前記画像データから彫刻針の先端形状を推定し、
前記セル体積演算手段は前記推定した先端形状に基づいて前記彫刻セルの体積を演算する、
ことを特徴とするグラビア版彫刻セル測定装置。
【請求項２】
請求項１記載のグラビア版彫刻セル測定装置であって、前記セル体積演算手段が、前記合成した画像をセルの断面形状として用いる近似手段と、前記近似に用いた断面形状の画像を彫刻方向に積分することにより体積の演算を行う演算手段と、を備えることを特徴とするグラビア版彫刻セル測定装置。
【請求項３】
グラビア版面に形成した彫刻セルの体積を測定する方法であって、撮像段階と彫刻針形状推定段階とセル体積演算段階とを設け、
前記撮像段階においてグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し、画像データを取得し、
前記彫刻針形状推定段階はさらに前記開口形状を等時間間隔で彫刻方向に分割する画像データ分割段階と、前記分割した画像データの各々を彫刻針の進入速度に基づき変倍する分割画像変倍段階と、前記変倍した分割画像を合成する分割画像合成段階とを設け、前記彫刻針形状推定段階において前記画像データから彫刻針の先端形状を推定し、
前記セル体積演算段階において前記推定した先端形状に基づいて前記彫刻セルの体積を演算する、
ことを特徴とするグラビア版彫刻セル測定方法。
【請求項４】
請求項３記載のグラビア版彫刻セル測定方法であって、前記セル体積演算段階において、前記合成した画像をセルの断面形状として用いる近似段階と、前記近似に用いた断面形状の画像を彫刻方向に積分することにより体積の演算を行う演算段階と、を設けたことを特徴とするグラビア版彫刻セル測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グラビア印刷に用いる印刷版の製版方法に関し、特に、電気情報信号により制御される機械的彫刻ヘッドを用いて彫刻を行い、グラビア版面上に形成する彫刻セルの体積を測定する装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
グラビア印刷は、グラビア版面上に供給したインキをドクター装置により掻き落とし、グラビア版面上に形成した凹形状のセルに残ったインキを印刷用紙に転移して印刷を行う。すなわち、セルに残ったインキの量により印刷濃度を変化させて印刷パターンを形成する。
【０００３】
したがって、グラビア版面上に適正な形状を有するセルを形成することが、適正な印刷品質を得るために決定的に重要であり、通常、テスト彫刻によりグラビア版上に形成したセルを顕微鏡で観察したり、例えば、特開２００１−１８３５３号公報などのグラビア版彫刻セル測定装置を用いてセルの測定を行う。
【０００４】
しかしながら、従来には以下の問題点がある。すなわち、特開２００１−１８３５３号公報のグラビア版彫刻セル測定装置においては、彫刻針の材質が彫刻面の銅に比べて硬度の高いダイアモンドであることから、彫刻針の先端形状が変化しないものとして、図８（ａ）に示すように、セルの断面形状を彫刻針の先端形状と相似形の二等辺三角形で近似し、断面積を彫刻方向に積分することでセル体積を計算する。
【０００５】
しかし、実際には、彫刻針の先端形状は不変ではなく、使用時間が長くなるにつれて磨耗することが知られている。彫刻針が磨耗すると、図８（ｂ）に示すように、セルの断面形状が近似した二等辺三角形と異なる形状となり、セル体積の計算において誤差が発生し、結果として印刷品質に影響を与えるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、磨耗などによる彫刻針の先端形状の変化によらず、セルの体積を正確に算出可能なグラビア版セル測定装置および方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様は、グラビア版面に形成した彫刻セルの体積を測定する装置であって、撮像手段と彫刻針形状推定手段とセル体積演算手段とを備え、前記撮像手段はグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し、画像データを取得し、前記彫刻針形状推定手段はさらに前記開口形状を等時間間隔で彫刻方向に分割する画像データ分割手段と、前記分割した画像データの各々を彫刻針の進入速度に基づき変倍する分割画像変倍手段と、前記変倍した分割画像を合成する分割画像合成手段とを備え、前記彫刻針形状推定手段は前記画像データから彫刻針の先端形状を推定し、前記セル体積演算手段は前記推定した先端形状に基づいて前記彫刻セルの体積を演算するようにしたものである。
【０００９】
本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係るグラビア版セル測定装置において、前記セル体積演算手段に、前記合成した画像をセルの断面形状として用いる近似手段と、前記近似に用いた断面形状の画像を彫刻方向に積分することにより体積の演算を行う演算手段とを設けたものである。
【００１０】
本発明の第３の態様は、グラビア版面に形成した彫刻セルの体積を測定する方法であって、撮像段階と彫刻針形状推定段階とセル体積演算段階とを設け、前記撮像段階においてグラビア版面に形成した彫刻セルの開口形状を撮像し、画像データを取得し、前記彫刻針形状推定段階はさらに前記開口形状を等時間間隔で彫刻方向に分割する画像データ分割段階と、前記分割した画像データの各々を彫刻針の進入速度に基づき変倍する分割画像変倍段階と、前記変倍した分割画像を合成する分割画像合成段階とを設け、前記彫刻針形状推定段階において前記画像データから彫刻針の先端形状を推定し、前記セル体積演算段階において前記推定した先端形状に基づいて前記彫刻セルの体積を演算するようにしたものである。
【００１２】
本発明の第４の態様は、上述の第３の態様に係るグラビア版セル測定方法において、前記セル体積演算段階において、前記合成した画像をセルの断面形状として用いる近似段階と、前記近似に用いた断面形状の画像を彫刻方向に積分することにより体積の演算を行う演算段階とを行うようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
図１は、本発明によるグラビア版彫刻セル測定装置およびその周辺装置の構成の一実施例である。図１においては、グラビア版彫刻機１、グラビア版２、彫刻ヘッド３、グラビア版彫刻セル測定装置４、撮像手段６により構成されていることを示している。
【００１４】
グラビア版彫刻機１は、グラビア版２を支持し、その軸回りにグラビア版２を回転させる構造を備えている。彫刻ヘッド３は、グラビア版２の軸方向と平行方向に彫刻を行いながら移動する構造を備えている。
【００１５】
すなわち、グラビア版２をその軸回りに回転させ、彫刻ヘッド３をグラビア版２の軸方向に移動しながら接触させることで、グラビア版２の版面全体に対して彫刻を行う。ある彫刻線数（彫刻のピッチ）、スクリーン角度（セルの配列角度）におけるグラビア版２の回転数および軸方向への彫刻ヘッド３の移動速度は一定である。
【００１６】
図２は、グラビア版２および彫刻ヘッド３を上から見た正面図である。彫刻ヘッド３は、図２に示すように、グラビア版２の軸方向に対して垂直な方向に電磁力を用いて振動する彫刻針５を備えている。彫刻針５の振動数は、彫刻線数やスクリーン角度によらず一定である。
【００１７】
グラビア版２の版面の状態（例えば硬度など）が均一であるとすると、グラビア版２に彫刻されるセルの幅や長さは、１）彫刻針５の振幅、２）彫刻針５の振動中心から版面までの距離、３）彫刻針５の先端形状、により一意に決定し、コントロールすることができる。
【００１８】
彫刻針５の先端形状が一定の角錐であるから、彫刻針５が版面の浅い部分にしか接しない場合は、彫刻針５の幅の狭い部分までしか版面に到達しないので、セル幅は狭くなる。逆に、彫刻針５が版面の深い部分まで接する場合は、彫刻針５の幅の広い部分が版面に到達するので、セル幅は広くなる。
【００１９】
また、彫刻針５が版面に接している時間が長い場合は、セル長は長くなり、版面に接している時間が短い場合は、セル長は短くなる。
【００２０】
ある時刻ｔにおける彫刻針５の先端の深さ方向の位置ｙは、彫刻針５の振幅をａ、彫刻針５の振動中心からグラビア版２の版面までの距離をｂ、ωを定数とすると、次の式１で表すことができる。
ｙ＝ａＣｏｓωｔ＋ｂ    ・・・式１
【００２１】
グラビア版彫刻セル測定装置４の一実施例のブロック図を図３に示す。グラビア版彫刻セル測定装置４は、撮像手段６、処理部７、記憶部８、キーボードやマウスなどの入力装置９、ディスプレイやプリンタなどの出力装置１０などから構成されている。
【００２２】
撮像手段６は、ＣＣＤカメラなどのハードウェアと画像入力手段などのソフトウェアが対になって動作するもので、グラビア版２の版面に彫刻したセルの開口形状を撮影し、画像データを得るものである。
【００２３】
図４に、処理部７の構成の一実施例を示す。処理部７は、彫刻針形状推定手段１１、セル体積演算手段１２などのソフトウェアを備えている。更に、彫刻針形状推定手段１１は、画像データ分割手段１３、分割画像変倍手段１４、分割画像合成手段１５を備えており、セル体積演算手段１３は、近似手段１６、演算手段１７を備えている。
【００２４】
彫刻針５は、式１に示した通り余弦関数に従い振動しているから、版面に対する進入速度が遅いほど、セル長は長くなり、進入速度が速いほど、セル長は短くなる。したがって、図５（ａ）に示す軸方向から見たグラビア版の面を通る彫刻針５の先端の軌跡の場合、図５（ｂ）に示すセル形状（真上から見たもの）となる。
【００２５】
画像データ分割手段１３は、図５（ｂ）に示したセルの開口形状の半分、すなわち図５（ｂ）におけるセルの左先端部分から最大幅の部分までの画像データＰを等時間間隔で彫刻方向に分割し、図６（ａ）に示すような、時刻ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、・・・、ｔｎ〜ｔｎ＋１に対応する分割画像データＳ０、Ｓ１、・・・、Ｓｎを得る。
【００２６】
上述のように彫刻針５の進入速度が遅いほどセル長が彫刻方向に長くなることから、分割画像変倍手段１４は、分割画像Ｓ０〜Ｓｎの各々を、進入速度に応じて彫刻方向に変倍し、図６（ｂ）に示す変倍画像Ｓ´０〜Ｓ´ｎを得る。
【００２７】
分割画像合成手段１５は、図６（ｂ）で得られた変倍画像Ｓｎ´から、画像Ｐ´を合成し、更に、画像Ｐ´の彫刻方向の長さｌが、セルの最大の深さｄと一致するように画像Ｐ´を変倍し、最終的な画像Ｐ´´を得るものである。画像Ｐ´を図６（ｃ）に、画像Ｐ´´を図６（ｄ）に示す。
【００２８】
磨耗している彫刻針５が版面と接する場合、本来彫刻針５が彫刻するはずの部分が磨耗により彫刻されないため、セルの開口形状の幅の変化として現れる。近似手段１６は、セル体積を算出するにあたり、セル幅Ｗにおけるセルの断面形状を、分割画像合成手段１５により合成された画像データＰ´´上の幅Ｗとなる閉領域で近似する。
【００２９】
演算手段１７は、近似手段１６が近似したセルの断面形状の面積を彫刻方向に積分することで、セルの体積を計算する。
【００３０】
画像データ分割手段１３および分割画像変倍手段１４により、彫刻針５の先端角、彫刻線数、スクリーン角度などの彫刻の仕様によらず、セルの開口形状の画像データＰから、彫刻針５の先端形状を示す画像データＰ´´を得ることが可能になる。
【００３１】
なお、時刻ｔｉ〜ｔｉ＋１における分割画像Ｓｉの変倍率αｉは、次の式のように定義できる。
αｉ＝Ｋ／時刻ｔｉ〜ｔｉ＋１における彫刻針５の平均進入速度  ・・・式２
式２において、Ｋは定数である。
【００３２】
定数Ｋは、合成した画像Ｐ´の彫刻方向の長さｌが、セルの最大の深さｄと一致するように決めることができ、定数Ｋを用いて、画像データＰ´を画像データＰ´´に変倍することなく、画像データＰからセルの最大深さと同じスケールの画像データＰ´´を得ることも可能である。
【００３３】
更に、セルの最大深さは、彫刻の仕様により一意に決まることから、実際には図７に示すように、定数Ｋを予め設定しておくことができる。図７に示す定数Ｋを用いれば、画像データ分割手段１３から分割画像合成手段１５までを、一連の処理として行うことが可能である。
【００３４】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるグラビア版彫刻セル測定装置および方法は、上述の実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能なことは当然のことである。
【００３５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係るグラビア版彫刻セル測定装置および方法によれば、彫刻針の形状によらず、セルの開口形状からセルの断面形状を推定することにより、彫刻針の磨耗などを考慮した高精度なセル体積の演算が可能になる。その結果、セル体積に応じて印刷条件を調整することなどにより、適正な印刷品質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のグラビア版彫刻セル測定装置と周辺装置の構成の一実施例を示す正面図である。
【図２】  グラビア版彫刻機の彫刻ヘッドを示す平面図である。
【図３】  本発明のグラビア版彫刻セル測定装置の構成の一例を示す構成図である。
【図４】  本発明の処理部のソフトウェア構成の一例を示す構成図である。
【図５】  本発明の彫刻針の軌跡とセルの開口形状の相関を示す説明図である。
【図６】  本発明の画像処理の手順を説明する図である。
【図７】  本発明の変倍率を決定するための定数Ｋのテーブルの一実施例である。
【図８】  従来の断面近似形状に対する彫刻針の磨耗度合いの影響の説明図である。
【符号の説明】
１  グラビア版彫刻機
２  グラビア版
３  彫刻ヘッド
４  グラビア版彫刻セル測定装置
５  彫刻針
６  撮像手段
７  処理部
８  記録部
９  入力装置
１０  出力装置
１１  彫刻針形状推定手段
１２  セル体積演算手段
１３  画像データ分割手段
１４  分割画像変倍手段
１５  分割画像合成手段
１６  近似手段
１７  演算手段
【図１】
0004334815.tif 000002
【図２】
0004334815.tif 000003
【図３】
0004334815.tif 000004
【図４】
0004334815.tif 000005
【図５】
0004334815.tif 000006
【図６】
0004334815.tif 000007
【図７】
0004334815.tif 000008
【図８】
0004334815.tif 000009