レジスタマーク位置同定装置及び方法
【課題】レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズに対して十分な免疫性を有するレジスタマーク位置同定装置を提供する。
【解決手段】レジスタマーク位置同定装置１００は、フィードされてきたシート５００上のレジスタマーク６００を撮像する撮像装置１２０と、撮像装置が撮像したレジスタマークの画像データを記憶する画像メモリ１３０と、画像メモリに記憶された画像データ上においてレジスタマークを構成する各々の辺に平行に走査を行うとともに、走査を行う向きを各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置１１０と、走査の結果に基づいてレジスタマークの各々の辺の位置を特定し、もってレジスタマークの位置を特定する解析装置１４０と、を備える。
【解決手段】レジスタマーク位置同定装置１００は、フィードされてきたシート５００上のレジスタマーク６００を撮像する撮像装置１２０と、撮像装置が撮像したレジスタマークの画像データを記憶する画像メモリ１３０と、画像メモリに記憶された画像データ上においてレジスタマークを構成する各々の辺に平行に走査を行うとともに、走査を行う向きを各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置１１０と、走査の結果に基づいてレジスタマークの各々の辺の位置を特定し、もってレジスタマークの位置を特定する解析装置１４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、見当合わせ制御を行う前段階として、シート上に印刷されたレジスタマークの位置ひいては当該レジスタマークの心（例えば、中心または重心）を読み取るレジスタマーク位置同定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷工程における見当合わせ制御にはレジスタマークが使用されている。このレジスタマークは縦方向及び横方向における印刷ズレに対して有感であることが要求される。
【０００３】
このため、これまでにこの要求を満足する各種の図形がレジスタマークとして提案され、そのうちのいくつかが実用化されている。
【０００４】
見当合わせ制御は、レジスタマークの特徴的な部分の幅を測定することにより行うもの（以下、「第一の見当合わせ制御」と呼ぶ）と、レジスタマークの心（中心または重心）の位置を測定することにより行うもの（以下、「第二の見当合わせ制御」と呼ぶ）とに大別される。
【０００５】
第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、直角三角形が使用される。例えば、特許文献１においては、直角ダイヤモンドをレジスタマークとして使用するウェブ整合制御装置が提案されている。
【０００６】
また、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、円が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２５３８９１３号（特開昭６３−２２６５１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
第一の見当合わせ制御及び第二の見当合わせ制御は、制御の対象となる図形すなわちレジスタマークがいずれも完全な図形（すなわち、欠落や余剰がない図形）であることを前提として成り立っている。
【０００９】
しかしながら、実際のレジスタマークには種々の図形的ノイズが含まれており、この図形的ノイズに起因して、レジスタマークの図形としての不完全性が発生している。例えば、レジスタマークが印刷されているシートの表面の凹凸度の大小、レジスタマークを解像する際の解像力の不足、レジスタマークを撮像するレンズの歪み、レジスタマークの撮像から解像に至る各種工程における電気的ノイズなどにより、種々の図形的ノイズが発生する。
【００１０】
このため、見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の性能以前の問題として、見当合わせ制御を意図した通りに行うことは理論的には不可能である。
【００１１】
具体的には、上記の第一及び第二の見当合わせ制御においては、次のような制御不良が発生する。
【００１２】
第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークの一カ所に対して一回だけ行ったスキャニングにより得たデータに基づいて、レジスタマークの解析を行う。このため、得られたデータに高周波の図形的ノイズが含まれていると、測定誤差に直結する。
【００１３】
一般に、重心や中心の算定においては、対象となる図形の重量分布が等方性であることが前提とされる。このため、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークの外形における欠け、レジスタマークの内部の穴（ボイド）の存在が誤差の原因となる。
【００１４】
レジスタマークの外形に欠けがある場合に、その欠けを図形フィッテング（欠け以外の他の部分により、欠けた部分を予測する方法）により補完することも考えられるが、上述のように、欠け以外のレジスタマークの外形がそもそも不完全であるため、図形フィッテングは所望の通りには機能しない。
【００１５】
以上のように、現在多用されているいずれの見当合わせ制御も、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズ（レジスタマークの図形としての不完全性）に対して免疫性を有していない。
【００１６】
本発明は、このような従来の見当合わせ制御における問題点に鑑みてなされたものであり、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズに対して十分な免疫性を有するレジスタマーク位置同定装置及び方法、すなわち、レジスタマークに図形的ノイズが含まれていたとしても、レジスタマークの位置をより正確に同定することができるレジスタマーク位置同定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明は、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定装置であって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記レジスタマーク位置同定装置は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した前記レジスタマークの画像データを記憶する画像メモリと、前記画像メモリに記憶された前記画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する解析装置と、を備えるレジスタマーク位置同定装置を提供する。
【００１８】
前記各々の辺の位置の特定は、例えば、各走査により得られた積算画素数（画像を構成する画素数）のピーク値を判定することにより行われる。
【００１９】
さらに、本発明は、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記レジスタマーク位置同定方法は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の過程と、前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の過程と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の過程と、を備えるレジスタマーク位置同定方法を提供する。
【００２０】
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
本発明は、さらに、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記プログラムが行う処理は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の処理と、前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の処理と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の処理と、からなるものであるプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るレジスタマーク位置同定装置またはレジスタマーク位置同定方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【００２３】
第一に、レジスタマークの形状の欠落または余剰に対して大きな免疫性が保障される。
【００２４】
従来では、レジスタマークに欠けがあると、レジスタマークの位置を正確に特定することはほぼ不可能であった。これに対して、本発明に係るレジスタマーク位置同定装置またはレジスタマーク位置同定方法によれば、レジスタマークを構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマークに形状の欠落（例えば、穴（ボイド）や欠け（デント））または余分な形状の追加（例えば、ボテ（ブロット））があったとしても、辺の位置の特定はそれらにより影響を受けることはなく、正確に実行することが可能である。すなわち、レジスタマークに穴、欠け、ボテが存在したとしても、レジスタマークの位置特定の誤差の原因とならない。
【００２５】
第二に、レジスタマークの各辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上誤差が軽減される。
【００２６】
第三に、レジスタマークの位置の誤差を軽減することができる。
【００２７】
例えば、レジスタマークが三角形である場合には、３つの辺の位置を特定することにより、レジスタマークの位置を特定することができる。このため、レジスタマーク自体が三角形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても、レジスタマークの位置の誤差が図形全体で平均化され、誤差を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置のブロック図である。
【図２】図２は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である走査装置のブロック図である。
【図３】図３は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である解析装置のブロック図である。
【図４】図４はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図５】図５は解析装置がレジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。
【図６】図６は解析装置が、図５とは他の方法により、レジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。
【図７】図７はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図８】図８はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図９】図９は従来の見当合わせ制御における走査の実施状況を示す概略図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置を含む見当合わせ制御装置の一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第一の実施形態）
最初に、レジスタマークを用いて見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の一例を図１０に示す。
【００３０】
図１０は見当合わせ制御装置１０００のブロック図である。
【００３１】
見当合わせ制御装置１０００は、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００（後述）と、比較器２００と、メモリ３００と、制御装置４００と、から構成されている。
【００３２】
メモリ３００には、シート５００上のレジスタマーク６００が本来あるべき位置すなわちレジスタマーク６００の基準位置の座標が記憶されている。
【００３３】
本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００により同定されたレジスタマーク６００の位置を示す信号は比較器２００に送信される。
【００３４】
比較器２００はメモリ３００から基準位置を示す信号を受信し、レジスタマーク位置同定装置１００から受信したレジスタマーク６００の位置と基準位置とを比較する。
【００３５】
比較器２００は比較の結果を示す比較信号を制御装置４００に送信する。制御装置４００は比較信号が示す、基準位置からのレジスタマーク６００の位置のズレに応じて、シート５００の位置を修正する。
【００３６】
以上のように、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は見当合わせ制御装置１０００の一構成要素をなすものである。
【００３７】
以下、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００について説明する。
【００３８】
図１は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００を示す概略図である。
【００３９】
図１に示すように、見当合わせ制御の対象となるシート５００が矢印Ａの方向にフィードされている。シート５００には複数個のレジスタマーク６００が一定間隔毎に印刷されており、各レジスタマーク６００はシート５００上において同一の向きになるように印刷されているものとする。すなわち、レジスタマーク６００を構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、レジスタマーク６００を構成する複数の辺の相互間の位置関係は既知であるものとする。
【００４０】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は、フィードされてきたシート５００上のレジスタマーク６００を撮像する撮像装置１２０と、撮像装置１２０が撮像したレジスタマーク６００の画像データを記憶する画像メモリ１３０と、画像メモリ１３０に記憶された画像データ上においてレジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に走査を行うとともに、走査を行う向きを各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置１１０と、走査の結果に基づいてレジスタマーク６００の各々の辺の位置を特定し、もってレジスタマーク６００の位置を特定する解析装置１４０と、から構成されている。
【００４１】
図２は走査装置１１０のブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、走査装置１１０は正スキャン実施装置１１１と副スキャン実施装置１１２とから構成されている。
【００４３】
正スキャン実施装置１１１は、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に走査を実施する。副スキャン実施装置１１２は、正スキャン実施装置１１１が行う走査を、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に直交する方向において一定間隔毎に移動させたうえで、走査を実施させる。すなわち、正スキャン実施装置１１１及び副スキャン実施装置１１２によって、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に、かつ、各々の辺から一定距離毎に複数回の走査が行われる。
【００４４】
図３は解析装置１４０のブロック図である。
【００４５】
解析装置１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４０１と、第一のメモリ１４０２と、第二のメモリ１４０３と、各種命令及びデータを中央処理装置１４０１に入力するための入力インターフェイス１４０４と、中央処理装置１４０１により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス１４０５と、中央処理装置１４０１と第一のメモリ１４０２、第二のメモリ１４０３、入力インターフェイス１４０４及び出力インターフェイス１４０５とを接続するバス１４０６と、から構成されている。
【００４６】
第一のメモリ１４０２及び第二のメモリ１４０３の各々は、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはＩＣメモリーカードなどの半導体記憶装置、フレキシブルディスクなどの記憶媒体、ハードディスク、あるいは、光学磁気ディスクなどからなる。本実施形態においては、第一のメモリ１４０２はＲＯＭからなり、第二のメモリ１４０３はＲＡＭからなる。
【００４７】
第一のメモリ１４０２は中央処理装置１４０１が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。第二のメモリ１４０３は様々なデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置１４０１に対する作動領域を提供する、すなわち、中央処理装置１４０１がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。
【００４８】
中央処理装置１４０１は第一のメモリ１４０２からプログラムを読み出し、そのプログラムを第二のメモリ１４０３の作動領域において実行する。すなわち、中央処理装置１２０１は第一のメモリ１４０２に格納されているプログラムに従って作動する。
【００４９】
本実施形態においては、説明を単純化するため、図４に示すように、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとする。すなわち、レジスタマーク６００は３つの辺６０１、６０２、６０３からなり、２辺６０１、６０２が直角を構成し、他の１辺６０３が斜辺をなしているものとする。
【００５０】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は以下のようにしてレジスタマーク６００の位置を同定する。
【００５１】
まず、レジスタマーク６００の内部の任意の点を基準点６３０として定義する。この基準点６３０の座標は（０，０）で表される。
【００５２】
最初に、３辺６０１、６０２、６０３のうち、例えば、辺６０１に着目する。
【００５３】
基準点６３０（０，０）から、辺６０１に対する垂線６０１Ａの方向に辺６０１のベクトルに等しいベクトルを有する直線（辺６０１に平行な直線）Ｓを平行移動させ、基準点６３０から各直線Ｓまでの距離ｒを記録する。
【００５４】
次いで、各距離ｒ毎に各直線Ｓが辺６０１と交差する長さｍ（後述）を記録する。
【００５５】
このようにして求められた距離ｒのうち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ）（後述）を決定する。この距離ｒ（ａ）がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示すパラメータである。
【００５６】
以上の処理は具体的には以下のように行われる。
【００５７】
図４はレジスタマーク６００の辺６０１に対して走査が実施されている状況を示す概略図である。
【００５８】
シート５００が矢印Ａの方向にフィードされてくると、撮像装置１２０は、シート５００上に印刷された複数のレジスタマーク６００の各々を順次撮像し、各レジスタマーク６００の画像データを画像メモリ１３０に送信する。画像メモリ１３０は、撮像装置１２０から受信したレジスタマーク６００の画像データを記憶する。
【００５９】
次いで、以下に述べるように、矢印Ａの方向に連続的に移動する複数のレジスタマーク６００の各々に対して、あたかも各レジスタマーク６００が静止しているかの状態において、走査装置１１０による走査が行われる。なお、上記から明らかであるように、レジスタマーク６００に対する走査とは、画像メモリ１３０内に蓄積されているレジスタマーク６００の画像データに対する走査を意味する。
【００６０】
走査装置１１０の正スキャン実施装置１１１は、画像メモリ１３０に蓄積されたレジスタマーク６００の画像データに対して、レジスタマーク６００の辺６０１と平行な方向（すなわち、シート５００がフィードされる方向と直交する方向）に一定間隔毎に走査を実施する。
【００６１】
例えば、図４に示すように、正スキャン実施装置１１１は、レジスタマーク６００の辺６０１に平行に走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ（上述の直線Ｓに対応する）を順次放射する。この場合、副スキャン実施装置１１２によって、各走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ間の間隔は一定になるように維持される。
【００６２】
解析装置１４０は、走査装置１１０にアクセスし、走査装置１１０によるレジスタマーク６００に対する走査の結果を解析する。
【００６３】
図５は解析装置１４０が、走査されたレジスタマーク６００の画像データを解析した結果を示す概略図である。
【００６４】
前述のように、画素レベルで見た場合、図５（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００の各辺６０１、６０２、６０３は実際には直線ではなく、波形の線をなしている。
【００６５】
図５（Ａ）に示すように、走査装置１１０は一定間隔Ｘで走査方向Ｙ（辺６０１と平行な方向）に走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅを順次走らせる。
【００６６】
レジスタマーク６００に対する走査により、各走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅとレジスタマーク６００とが交差する領域の長さに応じた数の画素が検出される。
【００６７】
図５（Ｂ）は縦軸が検出された画素数、横軸がレジスタマーク６００の辺６０１と直交する方向（辺６０２と平行な方向）における位置を示すグラフである。
【００６８】
検出された画素の位置に応じて、検出された画素数をプロットすると、図５（Ｂ）に示すようなグラフ１２１が得られる。このグラフ１２１はピーク（極大値）１２２を有している。すなわち、検出された画素数は、辺６０１の直近の位置において、ピーク１２２を示している。
【００６９】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す画素数の値を微分し、得られた微分値をプロットすることにより得られたグラフ１２１Ａである。
【００７０】
画素数を微分することにより、図５（Ｃ）に示すように、ピーク１２２Ａがより鮮明に示される。ピーク１２２またはピーク１２２Ａ（ピーク１２２の位置とピーク１２２Ａの位置はほぼ同じである）の位置（すなわち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ））がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示している。
【００７１】
図６は、解析装置１４０が、図５に示した方法とは別の方法により、走査されたレジスタマーク６００の画像データを解析した結果を示す概略図である。
【００７２】
レジスタマーク６００に対して、例えば、ラプラシアンを適用することにより、図６（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００の輪郭図形１６１を得る。
【００７３】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すレジスタマーク６００の輪郭図形１６１に対して走査を行った場合に得られるグラフである。図６（Ｂ）に示すグラフは図５（Ｃ）に示すグラフと等価である。
【００７４】
このように、レジスタマーク６００に対してラプラシアンを適用し、レジスタマーク６００の輪郭図形１６１を使用することによっても、同様の結果が得られる。すなわち、図６（Ｂ）に示すピークの位置がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示している。
【００７５】
次いで、図７に示すように、走査装置１１０は辺６０２の画像データに対して、辺６０１の場合と同様に走査を行う。解析装置１４０は、辺６０１の場合と同様にして、走査装置１１０による走査の結果を解析し、辺６０２の位置を同定する。
【００７６】
さらに、図８に示すように、走査装置１１０は辺６０３の画像データに対して、辺６０１の場合と同様に走査を行う。解析装置１４０は、辺６０１の場合と同様にして、走査装置１１０による走査の結果を解析し、辺６０３の位置を同定する。
【００７７】
以上のようにして、撮像装置１２０が撮像した画像のデータに対して走査装置１１０が行った走査の結果を解析装置１４０が解析することにより、レジスタマーク６００を構成する３辺６０１、６０２、６０３の位置が特定される。
【００７８】
このようにして３つの辺６０１、６０２、６０３が求められると、これら３つの辺６０１、６０２、６０３がそれぞれ交差する３個の交点７０１、７０２、７０３（図４参照）を定義することができる。この３個の交点７０１、７０２、７０３がレジスタマーク６００の３個の頂点を示している。
【００７９】
次いで、解析装置１４０は、相互に隣り合う２個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して仮想的に垂線を引く。例えば、２個の頂点として頂点７０１と７０２を選択すると、頂点７０１及び７０２を両端とする辺６０１の中点から辺６０１の垂線を引く。
【００８０】
同様にして、残りの二辺についても、それぞれの中点から仮想的にそれらの辺の垂線を引く。
【００８１】
合計３本の垂線が引かれる。これらの３本の垂線の交点がレジスタマーク６００の中心（この場合、中心は重心と同義である）である。
【００８２】
以上のようにして、レジスタマーク６００を構成する３辺６０１、６０２、６０３の位置が特定され、次いで、レジスタマーク６００の各頂点の位置が特定され、さらに、レジスタマーク６００の中心が特定される。これはシート５００上におけるレジスタマーク６００の位置が同定されたことを意味する。
【００８３】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００によれば、次のような利点を確保することができる。
【００８４】
第一に、レジスタマーク６００の形状の欠落に対して大きな免疫性が保障される。
【００８５】
図９は従来の見当合わせ制御におけるレジスタマークの走査の実施状況を示す概略図である。
【００８６】
従来の見当合わせ制御においては、例えば、図９（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００を通過する一本の走査線６１０によってのみレジスタマーク６００の位置の特定がなされていた。走査線６１０がレジスタマーク６００と交差すると、走査線６１０とレジスタマーク６００とが交差した２点６１１、６１２に対応する２値パルス６１４（パルス幅をＢとする）が作成される。
【００８７】
例えば、図９（Ｂ）に示すように、レジスタマーク６００の外形に欠け６２０が生じていたものと仮定する。
【００８８】
走査線６１０が欠け６２０を通過すると、走査線６１０は２点６１３、６１２においてレジスタマーク６００と交差する。この２点のうちの一つの点６１３は欠け６２０上に位置する点である。このため、走査線６１０とレジスタマーク６００とが交差した２点６１３、６１２に対応する２値パルス６１５（パルス幅をＡとする）が作成される。
【００８９】
レジスタマーク６００の欠け６２０に起因して、２値パルス６１５の幅Ａは２値パルス６１４の幅Ｂよりも小さい。このため、２値パルス６１５に基づいて特定されたレジスタマーク６００の位置は正確性に欠けることとなる。
【００９０】
これに対して、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００によれば、レジスタマーク６００を構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマーク６００の外形に欠け６２０のような形状の欠落があったとしても、レジスタマーク６００の各辺の位置の特定は欠け６２０により影響を受けることはない。すなわち、欠け６２０の有無に関わらず、各辺６０１、６０２、６０３の位置を正確に特定することが可能である。
【００９１】
このように、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００にボイド（穴）やデント（欠け）が存在したとしても、それらはレジスタマーク６００の位置特定の誤差の原因とならない。
【００９２】
第二に、レジスタマーク６００の辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上、誤差が軽減される。
【００９３】
第三に、レジスタマーク６００の位置の誤差を軽減することができる。
【００９４】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、３つの辺６０１、６０２、６０３の位置を特定することにより、レジスタマーク６００の位置を特定する。このため、レジスタマーク６００自体が三角形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても（すなわち、三角形としての形状に欠落や余剰があったとしても）、位置の誤差が図形全体で平均化され、軽減される。
【００９５】
なお、上述の本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとしたが、レジスタマーク６００の形状は直角三角形には限定されない。Ｎ角形（Ｎは３以上の整数（Ｎ≧３））であれば、レジスタマーク６００の形状として採用することができる。
【００９６】
なお、レジスタマーク６００の形状としてＮ角形（Ｎ≧３）を採用する場合、Ｎは偶数よりも奇数を選択することが好ましい。Ｎが偶数であると、相互に平行に対向する一対の辺が存在するケースが起こりうる（例えば、正方形）。この場合、相互に平行に対向する一対の辺のうち、走査線が移動する向き（例えば、図４の垂線６０１Ａの方向）において最初に現れる辺ではなく、２番目に現れる辺を捕捉してしまう可能性があり、目標とする辺の位置を正確に同定できないことがあるためである。
【００９７】
ただし、レジスタマーク６００の形状として正Ｎ角形を選択することにより、レジスタマーク６００の位置を同定するためのプロセスを大幅に簡略化することが可能である（このため、上述の実施形態においては、説明を簡略化するため、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとした）。
【００９８】
なお、一般的には、レジスタマーク６００がＮ角形である場合のレジスタマーク６００の位置同定は次のようなステップに従って行われる。
【００９９】
（１）まず、４象限で表現された一つの検定平面を準備する。この平面上の任意の一点の座標はグローバル座標である。従って、この平面上に、位置を判定したい図形（レジスタマーク６００）を重ねると、この図形の基準位置（例えば、その図形の中心）のグローバル座標はその図形の位置を示すパラメータとなる。このパラメータが示す基準位置からの変位は位置の誤差を表す。
【０１００】
まず、Ｎ角形の内部の任意の点を基準点として定義する。この基準点の座標を（０，０）とする。
【０１０１】
次いで、基準点（０，０）からＮ角形のＮ個の辺の各々に対する垂線の方向に各辺のベクトルに等しいベクトルを有する直線Ｓを等間隔に平行移動させ、基準点（０，０）から各直線Ｓまでの距離ｒを記録する。
【０１０２】
（２）次いで、各距離ｒ毎に各直線ＳがＮ角形の各辺と交差する長さｍを記録する。
【０１０３】
（３）０＜ｒ＜Ｒ（Ｒはグローバル座標平面の物理的限界）の範囲内において上記（１）及び（２）の過程を繰り返す。
【０１０４】
（４）このようにして求められた距離ｒのうち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ）を決定する。この距離ｒ（ａ）がＮ角形の各辺のグローバル座標上の位置を示すパラメータである。
【０１０５】
（５）全ての垂線について上記（１）乃至（４）の過程を繰り返すことにより、Ｎ個の距離ｒ（ａ）が求められる。
【０１０６】
（６）このようにして求められたＮ個の距離ｒ（ａ）によりＮ個の交点を定義することができる。これらの交点はＮ角形のＮ個の頂点を示している。
【０１０７】
（７）相互に隣り合う２個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して垂線を引く。Ｎ角形はＮ個の辺を有しているため、Ｎ個の垂線が形成される。
【０１０８】
（８）Ｎ個の垂線のうちの任意の２本の垂線はＮＣ２個の交点をつくる。例えば、Ｎ＝３（三角形）のときの交点の数は３である。
【０１０９】
（９）仮に、Ｎ角形が図形として完全であり、さらに、距離ｒのサンプリングが稠密であれば、ＮＣ２個の交点の座標は一致する。ただし、上記の計算上の座標と実際の図形の座標とは一般には一致しない。そのような場合には、各座標が得られた経緯に依存した信頼度評価を行った後、各座標を加重平均化することにより、各座標の精度を向上させることができる。
【０１１０】
以上のように、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００としてどのような図形を使用したとしても、利用するデータはレジスタマーク６００の外形（輪郭）を示す線についてのデータのみである。従って、レジスタマーク６００が中実型の図形であっても、あるいは、輪郭型（中空型）の図形であっても、レジスタマーク位置同定装置１００の動作は変わらない。このため、たとえ、レジスタマーク６００にボイドが存在したとしても、そのボイドがレジスタマーク６００の位置同定における誤差の原因となることはない。
【０１１１】
上述の本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、辺６０１、６０２、６０３の順番に走査及び解析を行ったが、この順番には限定されない。任意に順番を決定することができる。また、走査及び解析を一つの辺ずつ行うことは必ずしも必要ではなく、同時に二個または三個の辺の走査及び解析を行うことが可能である。
【０１１２】
なお、レジスタマーク６００としては、例えば、星型のレジスタマークを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００ 本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置
１１０ 走査装置
１１１ 正スキャン実施装置
１１２ 副スキャン実施装置
１２０ 撮像装置
１２１ グラフ
１３０ 画像メモリ
１４０ 解析装置
５００ シート
６００ レジスタマーク
６０１、６０２、６０３ レジスタマークの３辺
６０１Ａ、６０２Ａ、６０３Ａ レジスタマークの３辺の垂線
６３０ 基準点
１０００ 見当合わせ制御装置
２００ 比較器
３００ メモリ
４００ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、見当合わせ制御を行う前段階として、シート上に印刷されたレジスタマークの位置ひいては当該レジスタマークの心（例えば、中心または重心）を読み取るレジスタマーク位置同定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、印刷工程における見当合わせ制御にはレジスタマークが使用されている。このレジスタマークは縦方向及び横方向における印刷ズレに対して有感であることが要求される。
【０００３】
このため、これまでにこの要求を満足する各種の図形がレジスタマークとして提案され、そのうちのいくつかが実用化されている。
【０００４】
見当合わせ制御は、レジスタマークの特徴的な部分の幅を測定することにより行うもの（以下、「第一の見当合わせ制御」と呼ぶ）と、レジスタマークの心（中心または重心）の位置を測定することにより行うもの（以下、「第二の見当合わせ制御」と呼ぶ）とに大別される。
【０００５】
第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、直角三角形が使用される。例えば、特許文献１においては、直角ダイヤモンドをレジスタマークとして使用するウェブ整合制御装置が提案されている。
【０００６】
また、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークとして、例えば、円が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第２５３８９１３号（特開昭６３−２２６５１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
第一の見当合わせ制御及び第二の見当合わせ制御は、制御の対象となる図形すなわちレジスタマークがいずれも完全な図形（すなわち、欠落や余剰がない図形）であることを前提として成り立っている。
【０００９】
しかしながら、実際のレジスタマークには種々の図形的ノイズが含まれており、この図形的ノイズに起因して、レジスタマークの図形としての不完全性が発生している。例えば、レジスタマークが印刷されているシートの表面の凹凸度の大小、レジスタマークを解像する際の解像力の不足、レジスタマークを撮像するレンズの歪み、レジスタマークの撮像から解像に至る各種工程における電気的ノイズなどにより、種々の図形的ノイズが発生する。
【００１０】
このため、見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の性能以前の問題として、見当合わせ制御を意図した通りに行うことは理論的には不可能である。
【００１１】
具体的には、上記の第一及び第二の見当合わせ制御においては、次のような制御不良が発生する。
【００１２】
第一の見当合わせ制御においては、レジスタマークの一カ所に対して一回だけ行ったスキャニングにより得たデータに基づいて、レジスタマークの解析を行う。このため、得られたデータに高周波の図形的ノイズが含まれていると、測定誤差に直結する。
【００１３】
一般に、重心や中心の算定においては、対象となる図形の重量分布が等方性であることが前提とされる。このため、第二の見当合わせ制御においては、レジスタマークの外形における欠け、レジスタマークの内部の穴（ボイド）の存在が誤差の原因となる。
【００１４】
レジスタマークの外形に欠けがある場合に、その欠けを図形フィッテング（欠け以外の他の部分により、欠けた部分を予測する方法）により補完することも考えられるが、上述のように、欠け以外のレジスタマークの外形がそもそも不完全であるため、図形フィッテングは所望の通りには機能しない。
【００１５】
以上のように、現在多用されているいずれの見当合わせ制御も、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズ（レジスタマークの図形としての不完全性）に対して免疫性を有していない。
【００１６】
本発明は、このような従来の見当合わせ制御における問題点に鑑みてなされたものであり、レジスタマークの実際の画像には必ず含まれる図形的ノイズに対して十分な免疫性を有するレジスタマーク位置同定装置及び方法、すなわち、レジスタマークに図形的ノイズが含まれていたとしても、レジスタマークの位置をより正確に同定することができるレジスタマーク位置同定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明は、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定装置であって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記レジスタマーク位置同定装置は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した前記レジスタマークの画像データを記憶する画像メモリと、前記画像メモリに記憶された前記画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する解析装置と、を備えるレジスタマーク位置同定装置を提供する。
【００１８】
前記各々の辺の位置の特定は、例えば、各走査により得られた積算画素数（画像を構成する画素数）のピーク値を判定することにより行われる。
【００１９】
さらに、本発明は、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記レジスタマーク位置同定方法は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の過程と、前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の過程と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の過程と、を備えるレジスタマーク位置同定方法を提供する。
【００２０】
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
本発明は、さらに、シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、前記プログラムが行う処理は、フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の処理と、前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の処理と、前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の処理と、からなるものであるプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るレジスタマーク位置同定装置またはレジスタマーク位置同定方法によれば、以下の効果を得ることができる。
【００２３】
第一に、レジスタマークの形状の欠落または余剰に対して大きな免疫性が保障される。
【００２４】
従来では、レジスタマークに欠けがあると、レジスタマークの位置を正確に特定することはほぼ不可能であった。これに対して、本発明に係るレジスタマーク位置同定装置またはレジスタマーク位置同定方法によれば、レジスタマークを構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマークに形状の欠落（例えば、穴（ボイド）や欠け（デント））または余分な形状の追加（例えば、ボテ（ブロット））があったとしても、辺の位置の特定はそれらにより影響を受けることはなく、正確に実行することが可能である。すなわち、レジスタマークに穴、欠け、ボテが存在したとしても、レジスタマークの位置特定の誤差の原因とならない。
【００２５】
第二に、レジスタマークの各辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上誤差が軽減される。
【００２６】
第三に、レジスタマークの位置の誤差を軽減することができる。
【００２７】
例えば、レジスタマークが三角形である場合には、３つの辺の位置を特定することにより、レジスタマークの位置を特定することができる。このため、レジスタマーク自体が三角形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても、レジスタマークの位置の誤差が図形全体で平均化され、誤差を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置のブロック図である。
【図２】図２は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である走査装置のブロック図である。
【図３】図３は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置の一構成要素である解析装置のブロック図である。
【図４】図４はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図５】図５は解析装置がレジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。
【図６】図６は解析装置が、図５とは他の方法により、レジスタマークの画像データを解析した結果を示す概略図である。
【図７】図７はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図８】図８はレジスタマークの一つの辺に対する走査の実施状況を示す概略図である。
【図９】図９は従来の見当合わせ制御における走査の実施状況を示す概略図である。
【図１０】本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置を含む見当合わせ制御装置の一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第一の実施形態）
最初に、レジスタマークを用いて見当合わせ制御を行う見当合わせ制御装置の一例を図１０に示す。
【００３０】
図１０は見当合わせ制御装置１０００のブロック図である。
【００３１】
見当合わせ制御装置１０００は、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００（後述）と、比較器２００と、メモリ３００と、制御装置４００と、から構成されている。
【００３２】
メモリ３００には、シート５００上のレジスタマーク６００が本来あるべき位置すなわちレジスタマーク６００の基準位置の座標が記憶されている。
【００３３】
本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００により同定されたレジスタマーク６００の位置を示す信号は比較器２００に送信される。
【００３４】
比較器２００はメモリ３００から基準位置を示す信号を受信し、レジスタマーク位置同定装置１００から受信したレジスタマーク６００の位置と基準位置とを比較する。
【００３５】
比較器２００は比較の結果を示す比較信号を制御装置４００に送信する。制御装置４００は比較信号が示す、基準位置からのレジスタマーク６００の位置のズレに応じて、シート５００の位置を修正する。
【００３６】
以上のように、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は見当合わせ制御装置１０００の一構成要素をなすものである。
【００３７】
以下、本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００について説明する。
【００３８】
図１は本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００を示す概略図である。
【００３９】
図１に示すように、見当合わせ制御の対象となるシート５００が矢印Ａの方向にフィードされている。シート５００には複数個のレジスタマーク６００が一定間隔毎に印刷されており、各レジスタマーク６００はシート５００上において同一の向きになるように印刷されているものとする。すなわち、レジスタマーク６００を構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、レジスタマーク６００を構成する複数の辺の相互間の位置関係は既知であるものとする。
【００４０】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は、フィードされてきたシート５００上のレジスタマーク６００を撮像する撮像装置１２０と、撮像装置１２０が撮像したレジスタマーク６００の画像データを記憶する画像メモリ１３０と、画像メモリ１３０に記憶された画像データ上においてレジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に走査を行うとともに、走査を行う向きを各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置１１０と、走査の結果に基づいてレジスタマーク６００の各々の辺の位置を特定し、もってレジスタマーク６００の位置を特定する解析装置１４０と、から構成されている。
【００４１】
図２は走査装置１１０のブロック図である。
【００４２】
図２に示すように、走査装置１１０は正スキャン実施装置１１１と副スキャン実施装置１１２とから構成されている。
【００４３】
正スキャン実施装置１１１は、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に走査を実施する。副スキャン実施装置１１２は、正スキャン実施装置１１１が行う走査を、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に直交する方向において一定間隔毎に移動させたうえで、走査を実施させる。すなわち、正スキャン実施装置１１１及び副スキャン実施装置１１２によって、レジスタマーク６００を構成する各々の辺に平行に、かつ、各々の辺から一定距離毎に複数回の走査が行われる。
【００４４】
図３は解析装置１４０のブロック図である。
【００４５】
解析装置１４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）１４０１と、第一のメモリ１４０２と、第二のメモリ１４０３と、各種命令及びデータを中央処理装置１４０１に入力するための入力インターフェイス１４０４と、中央処理装置１４０１により実行された処理の結果を出力する出力インターフェイス１４０５と、中央処理装置１４０１と第一のメモリ１４０２、第二のメモリ１４０３、入力インターフェイス１４０４及び出力インターフェイス１４０５とを接続するバス１４０６と、から構成されている。
【００４６】
第一のメモリ１４０２及び第二のメモリ１４０３の各々は、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）またはＩＣメモリーカードなどの半導体記憶装置、フレキシブルディスクなどの記憶媒体、ハードディスク、あるいは、光学磁気ディスクなどからなる。本実施形態においては、第一のメモリ１４０２はＲＯＭからなり、第二のメモリ１４０３はＲＡＭからなる。
【００４７】
第一のメモリ１４０２は中央処理装置１４０１が実行するための各種の制御用プログラムその他の固定的なデータを格納している。第二のメモリ１４０３は様々なデータ及びパラメータを記憶しているとともに、中央処理装置１４０１に対する作動領域を提供する、すなわち、中央処理装置１４０１がプログラムを実行する上で一時的に必要とされるデータを格納している。
【００４８】
中央処理装置１４０１は第一のメモリ１４０２からプログラムを読み出し、そのプログラムを第二のメモリ１４０３の作動領域において実行する。すなわち、中央処理装置１２０１は第一のメモリ１４０２に格納されているプログラムに従って作動する。
【００４９】
本実施形態においては、説明を単純化するため、図４に示すように、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとする。すなわち、レジスタマーク６００は３つの辺６０１、６０２、６０３からなり、２辺６０１、６０２が直角を構成し、他の１辺６０３が斜辺をなしているものとする。
【００５０】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００は以下のようにしてレジスタマーク６００の位置を同定する。
【００５１】
まず、レジスタマーク６００の内部の任意の点を基準点６３０として定義する。この基準点６３０の座標は（０，０）で表される。
【００５２】
最初に、３辺６０１、６０２、６０３のうち、例えば、辺６０１に着目する。
【００５３】
基準点６３０（０，０）から、辺６０１に対する垂線６０１Ａの方向に辺６０１のベクトルに等しいベクトルを有する直線（辺６０１に平行な直線）Ｓを平行移動させ、基準点６３０から各直線Ｓまでの距離ｒを記録する。
【００５４】
次いで、各距離ｒ毎に各直線Ｓが辺６０１と交差する長さｍ（後述）を記録する。
【００５５】
このようにして求められた距離ｒのうち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ）（後述）を決定する。この距離ｒ（ａ）がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示すパラメータである。
【００５６】
以上の処理は具体的には以下のように行われる。
【００５７】
図４はレジスタマーク６００の辺６０１に対して走査が実施されている状況を示す概略図である。
【００５８】
シート５００が矢印Ａの方向にフィードされてくると、撮像装置１２０は、シート５００上に印刷された複数のレジスタマーク６００の各々を順次撮像し、各レジスタマーク６００の画像データを画像メモリ１３０に送信する。画像メモリ１３０は、撮像装置１２０から受信したレジスタマーク６００の画像データを記憶する。
【００５９】
次いで、以下に述べるように、矢印Ａの方向に連続的に移動する複数のレジスタマーク６００の各々に対して、あたかも各レジスタマーク６００が静止しているかの状態において、走査装置１１０による走査が行われる。なお、上記から明らかであるように、レジスタマーク６００に対する走査とは、画像メモリ１３０内に蓄積されているレジスタマーク６００の画像データに対する走査を意味する。
【００６０】
走査装置１１０の正スキャン実施装置１１１は、画像メモリ１３０に蓄積されたレジスタマーク６００の画像データに対して、レジスタマーク６００の辺６０１と平行な方向（すなわち、シート５００がフィードされる方向と直交する方向）に一定間隔毎に走査を実施する。
【００６１】
例えば、図４に示すように、正スキャン実施装置１１１は、レジスタマーク６００の辺６０１に平行に走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ（上述の直線Ｓに対応する）を順次放射する。この場合、副スキャン実施装置１１２によって、各走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅ間の間隔は一定になるように維持される。
【００６２】
解析装置１４０は、走査装置１１０にアクセスし、走査装置１１０によるレジスタマーク６００に対する走査の結果を解析する。
【００６３】
図５は解析装置１４０が、走査されたレジスタマーク６００の画像データを解析した結果を示す概略図である。
【００６４】
前述のように、画素レベルで見た場合、図５（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００の各辺６０１、６０２、６０３は実際には直線ではなく、波形の線をなしている。
【００６５】
図５（Ａ）に示すように、走査装置１１０は一定間隔Ｘで走査方向Ｙ（辺６０１と平行な方向）に走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅを順次走らせる。
【００６６】
レジスタマーク６００に対する走査により、各走査線１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅとレジスタマーク６００とが交差する領域の長さに応じた数の画素が検出される。
【００６７】
図５（Ｂ）は縦軸が検出された画素数、横軸がレジスタマーク６００の辺６０１と直交する方向（辺６０２と平行な方向）における位置を示すグラフである。
【００６８】
検出された画素の位置に応じて、検出された画素数をプロットすると、図５（Ｂ）に示すようなグラフ１２１が得られる。このグラフ１２１はピーク（極大値）１２２を有している。すなわち、検出された画素数は、辺６０１の直近の位置において、ピーク１２２を示している。
【００６９】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す画素数の値を微分し、得られた微分値をプロットすることにより得られたグラフ１２１Ａである。
【００７０】
画素数を微分することにより、図５（Ｃ）に示すように、ピーク１２２Ａがより鮮明に示される。ピーク１２２またはピーク１２２Ａ（ピーク１２２の位置とピーク１２２Ａの位置はほぼ同じである）の位置（すなわち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ））がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示している。
【００７１】
図６は、解析装置１４０が、図５に示した方法とは別の方法により、走査されたレジスタマーク６００の画像データを解析した結果を示す概略図である。
【００７２】
レジスタマーク６００に対して、例えば、ラプラシアンを適用することにより、図６（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００の輪郭図形１６１を得る。
【００７３】
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すレジスタマーク６００の輪郭図形１６１に対して走査を行った場合に得られるグラフである。図６（Ｂ）に示すグラフは図５（Ｃ）に示すグラフと等価である。
【００７４】
このように、レジスタマーク６００に対してラプラシアンを適用し、レジスタマーク６００の輪郭図形１６１を使用することによっても、同様の結果が得られる。すなわち、図６（Ｂ）に示すピークの位置がレジスタマーク６００の辺６０１の位置を示している。
【００７５】
次いで、図７に示すように、走査装置１１０は辺６０２の画像データに対して、辺６０１の場合と同様に走査を行う。解析装置１４０は、辺６０１の場合と同様にして、走査装置１１０による走査の結果を解析し、辺６０２の位置を同定する。
【００７６】
さらに、図８に示すように、走査装置１１０は辺６０３の画像データに対して、辺６０１の場合と同様に走査を行う。解析装置１４０は、辺６０１の場合と同様にして、走査装置１１０による走査の結果を解析し、辺６０３の位置を同定する。
【００７７】
以上のようにして、撮像装置１２０が撮像した画像のデータに対して走査装置１１０が行った走査の結果を解析装置１４０が解析することにより、レジスタマーク６００を構成する３辺６０１、６０２、６０３の位置が特定される。
【００７８】
このようにして３つの辺６０１、６０２、６０３が求められると、これら３つの辺６０１、６０２、６０３がそれぞれ交差する３個の交点７０１、７０２、７０３（図４参照）を定義することができる。この３個の交点７０１、７０２、７０３がレジスタマーク６００の３個の頂点を示している。
【００７９】
次いで、解析装置１４０は、相互に隣り合う２個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して仮想的に垂線を引く。例えば、２個の頂点として頂点７０１と７０２を選択すると、頂点７０１及び７０２を両端とする辺６０１の中点から辺６０１の垂線を引く。
【００８０】
同様にして、残りの二辺についても、それぞれの中点から仮想的にそれらの辺の垂線を引く。
【００８１】
合計３本の垂線が引かれる。これらの３本の垂線の交点がレジスタマーク６００の中心（この場合、中心は重心と同義である）である。
【００８２】
以上のようにして、レジスタマーク６００を構成する３辺６０１、６０２、６０３の位置が特定され、次いで、レジスタマーク６００の各頂点の位置が特定され、さらに、レジスタマーク６００の中心が特定される。これはシート５００上におけるレジスタマーク６００の位置が同定されたことを意味する。
【００８３】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００によれば、次のような利点を確保することができる。
【００８４】
第一に、レジスタマーク６００の形状の欠落に対して大きな免疫性が保障される。
【００８５】
図９は従来の見当合わせ制御におけるレジスタマークの走査の実施状況を示す概略図である。
【００８６】
従来の見当合わせ制御においては、例えば、図９（Ａ）に示すように、レジスタマーク６００を通過する一本の走査線６１０によってのみレジスタマーク６００の位置の特定がなされていた。走査線６１０がレジスタマーク６００と交差すると、走査線６１０とレジスタマーク６００とが交差した２点６１１、６１２に対応する２値パルス６１４（パルス幅をＢとする）が作成される。
【００８７】
例えば、図９（Ｂ）に示すように、レジスタマーク６００の外形に欠け６２０が生じていたものと仮定する。
【００８８】
走査線６１０が欠け６２０を通過すると、走査線６１０は２点６１３、６１２においてレジスタマーク６００と交差する。この２点のうちの一つの点６１３は欠け６２０上に位置する点である。このため、走査線６１０とレジスタマーク６００とが交差した２点６１３、６１２に対応する２値パルス６１５（パルス幅をＡとする）が作成される。
【００８９】
レジスタマーク６００の欠け６２０に起因して、２値パルス６１５の幅Ａは２値パルス６１４の幅Ｂよりも小さい。このため、２値パルス６１５に基づいて特定されたレジスタマーク６００の位置は正確性に欠けることとなる。
【００９０】
これに対して、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００によれば、レジスタマーク６００を構成する各辺に沿って走査を実施するため、レジスタマーク６００の外形に欠け６２０のような形状の欠落があったとしても、レジスタマーク６００の各辺の位置の特定は欠け６２０により影響を受けることはない。すなわち、欠け６２０の有無に関わらず、各辺６０１、６０２、６０３の位置を正確に特定することが可能である。
【００９１】
このように、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００にボイド（穴）やデント（欠け）が存在したとしても、それらはレジスタマーク６００の位置特定の誤差の原因とならない。
【００９２】
第二に、レジスタマーク６００の辺におけるノイズが辺全体で平均化されるため、実質上、誤差が軽減される。
【００９３】
第三に、レジスタマーク６００の位置の誤差を軽減することができる。
【００９４】
本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、３つの辺６０１、６０２、６０３の位置を特定することにより、レジスタマーク６００の位置を特定する。このため、レジスタマーク６００自体が三角形としての形状の完全性に欠けるものであったとしても（すなわち、三角形としての形状に欠落や余剰があったとしても）、位置の誤差が図形全体で平均化され、軽減される。
【００９５】
なお、上述の本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとしたが、レジスタマーク６００の形状は直角三角形には限定されない。Ｎ角形（Ｎは３以上の整数（Ｎ≧３））であれば、レジスタマーク６００の形状として採用することができる。
【００９６】
なお、レジスタマーク６００の形状としてＮ角形（Ｎ≧３）を採用する場合、Ｎは偶数よりも奇数を選択することが好ましい。Ｎが偶数であると、相互に平行に対向する一対の辺が存在するケースが起こりうる（例えば、正方形）。この場合、相互に平行に対向する一対の辺のうち、走査線が移動する向き（例えば、図４の垂線６０１Ａの方向）において最初に現れる辺ではなく、２番目に現れる辺を捕捉してしまう可能性があり、目標とする辺の位置を正確に同定できないことがあるためである。
【００９７】
ただし、レジスタマーク６００の形状として正Ｎ角形を選択することにより、レジスタマーク６００の位置を同定するためのプロセスを大幅に簡略化することが可能である（このため、上述の実施形態においては、説明を簡略化するため、レジスタマーク６００は直角三角形からなるものとした）。
【００９８】
なお、一般的には、レジスタマーク６００がＮ角形である場合のレジスタマーク６００の位置同定は次のようなステップに従って行われる。
【００９９】
（１）まず、４象限で表現された一つの検定平面を準備する。この平面上の任意の一点の座標はグローバル座標である。従って、この平面上に、位置を判定したい図形（レジスタマーク６００）を重ねると、この図形の基準位置（例えば、その図形の中心）のグローバル座標はその図形の位置を示すパラメータとなる。このパラメータが示す基準位置からの変位は位置の誤差を表す。
【０１００】
まず、Ｎ角形の内部の任意の点を基準点として定義する。この基準点の座標を（０，０）とする。
【０１０１】
次いで、基準点（０，０）からＮ角形のＮ個の辺の各々に対する垂線の方向に各辺のベクトルに等しいベクトルを有する直線Ｓを等間隔に平行移動させ、基準点（０，０）から各直線Ｓまでの距離ｒを記録する。
【０１０２】
（２）次いで、各距離ｒ毎に各直線ＳがＮ角形の各辺と交差する長さｍを記録する。
【０１０３】
（３）０＜ｒ＜Ｒ（Ｒはグローバル座標平面の物理的限界）の範囲内において上記（１）及び（２）の過程を繰り返す。
【０１０４】
（４）このようにして求められた距離ｒのうち、長さｍが最大となる距離ｒ（ａ）を決定する。この距離ｒ（ａ）がＮ角形の各辺のグローバル座標上の位置を示すパラメータである。
【０１０５】
（５）全ての垂線について上記（１）乃至（４）の過程を繰り返すことにより、Ｎ個の距離ｒ（ａ）が求められる。
【０１０６】
（６）このようにして求められたＮ個の距離ｒ（ａ）によりＮ個の交点を定義することができる。これらの交点はＮ角形のＮ個の頂点を示している。
【０１０７】
（７）相互に隣り合う２個の頂点、すなわち、一つの辺の両端の頂点の中央からその辺に対して垂線を引く。Ｎ角形はＮ個の辺を有しているため、Ｎ個の垂線が形成される。
【０１０８】
（８）Ｎ個の垂線のうちの任意の２本の垂線はＮＣ２個の交点をつくる。例えば、Ｎ＝３（三角形）のときの交点の数は３である。
【０１０９】
（９）仮に、Ｎ角形が図形として完全であり、さらに、距離ｒのサンプリングが稠密であれば、ＮＣ２個の交点の座標は一致する。ただし、上記の計算上の座標と実際の図形の座標とは一般には一致しない。そのような場合には、各座標が得られた経緯に依存した信頼度評価を行った後、各座標を加重平均化することにより、各座標の精度を向上させることができる。
【０１１０】
以上のように、本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、レジスタマーク６００としてどのような図形を使用したとしても、利用するデータはレジスタマーク６００の外形（輪郭）を示す線についてのデータのみである。従って、レジスタマーク６００が中実型の図形であっても、あるいは、輪郭型（中空型）の図形であっても、レジスタマーク位置同定装置１００の動作は変わらない。このため、たとえ、レジスタマーク６００にボイドが存在したとしても、そのボイドがレジスタマーク６００の位置同定における誤差の原因となることはない。
【０１１１】
上述の本実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置１００においては、辺６０１、６０２、６０３の順番に走査及び解析を行ったが、この順番には限定されない。任意に順番を決定することができる。また、走査及び解析を一つの辺ずつ行うことは必ずしも必要ではなく、同時に二個または三個の辺の走査及び解析を行うことが可能である。
【０１１２】
なお、レジスタマーク６００としては、例えば、星型のレジスタマークを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１１３】
１００ 本発明の第一の実施形態に係るレジスタマーク位置同定装置
１１０ 走査装置
１１１ 正スキャン実施装置
１１２ 副スキャン実施装置
１２０ 撮像装置
１２１ グラフ
１３０ 画像メモリ
１４０ 解析装置
５００ シート
６００ レジスタマーク
６０１、６０２、６０３ レジスタマークの３辺
６０１Ａ、６０２Ａ、６０３Ａ レジスタマークの３辺の垂線
６３０ 基準点
１０００ 見当合わせ制御装置
２００ 比較器
３００ メモリ
４００ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定装置であって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記レジスタマーク位置同定装置は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した前記レジスタマークの画像データを記憶する画像メモリと、
前記画像メモリに記憶された前記画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する解析装置と、
を備えるレジスタマーク位置同定装置。
【請求項２】
前記各々の辺の位置の特定は、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のレジスタマーク位置同定装置。
【請求項３】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記レジスタマーク位置同定方法は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の過程と、
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の過程と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の過程と、
を備えるレジスタマーク位置同定方法。
【請求項４】
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のレジスタマーク位置同定方法。
【請求項５】
前記各々の辺の位置の特定は、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行うことを特徴とする請求項３または４に記載のレジスタマーク位置同定方法。
【請求項６】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記プログラムが行う処理は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の処理と、
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の処理と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の処理と、
からなるものであるプログラム。
【請求項１】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定装置であって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記レジスタマーク位置同定装置は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が撮像した前記レジスタマークの画像データを記憶する画像メモリと、
前記画像メモリに記憶された前記画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる走査装置と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する解析装置と、
を備えるレジスタマーク位置同定装置。
【請求項２】
前記各々の辺の位置の特定は、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のレジスタマーク位置同定装置。
【請求項３】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法であって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記レジスタマーク位置同定方法は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の過程と、
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の過程と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の過程と、
を備えるレジスタマーク位置同定方法。
【請求項４】
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの前記画像データを画像メモリに記憶する過程をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載のレジスタマーク位置同定方法。
【請求項５】
前記各々の辺の位置の特定は、各走査により得られた積算画素数のピーク値を判定することにより行うことを特徴とする請求項３または４に記載のレジスタマーク位置同定方法。
【請求項６】
シート上に印刷されたレジスタマークの位置を読み取るレジスタマーク位置同定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記レジスタマークを構成する複数の辺の各々の方向は予め定められており、
前記プログラムが行う処理は、
フィードされてきた前記シート上の前記レジスタマークを撮像する第一の処理と、
前記第一の過程において撮像された前記レジスタマークの画像データ上において前記レジスタマークを構成する前記各々の辺に平行に走査を行うとともに、前記走査を行う向きを前記各々の辺と直交する方向に移動させる第二の処理と、
前記走査の結果に基づいて前記レジスタマークの前記各々の辺の位置を特定し、もって前記レジスタマークの位置を特定する第三の処理と、
からなるものであるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１１４７２（Ｐ２０１１−１１４７２Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５８０５６（Ｐ２００９−１５８０５６）
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００１３５２５４）株式会社ニレコ (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【出願人】（０００１３５２５４）株式会社ニレコ (41)
【Ｆターム（参考）】
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