DE102004003614B4

DE102004003614B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung eines vorbestimmten Musters auf einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis

Info

Publication number: DE102004003614B4
Application number: DE102004003614A
Authority: DE
Inventors: Franz Lampersberger
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2004-01-25
Filing date: 2004-01-25
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2024-01-26
Also published as: CH697425B1; ITRM20050028A1; US20050169528A1; US7199387B2; JP4249713B2; DE102004003614A1; JP2005231359A

Abstract

Vorrichtung zur Erkennung eines vorbestimmten Musters auf einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis, mit mindestens einem optoelektronischen Sensor und mit einer das Ausgangssignal des Sensors verarbeitenden Auswertungseinheit, die das Auftreten des vorbestimmten Musters anhand des Sensorsignals feststellt und in diesem Fall an einem Ausgang ein Erkennungssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine lineare Anordnung (1) einer Vielzahl von Sensorelementen (S₁ bis S_N) aufweist, und dass sie eine Umschaltvorrichtung (16) aufweist, mittels derer eine wählbare Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) mit der Auswertungseinheit (17) verbindbar ist, dass die wählbare Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) innerhalb der. linearen Anordnung (1) einen zusammenhängenden Abschnitt bildet und dass die Auswertungseinheit (17) einen Taktsignaleingang (14) aufweist, und dass die Frequenz eines dort anstehenden Taktsignals zur Feststellung des vorbestimmten Musters als ein Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses (4) verarbeitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung eines vorbestimmten Musters auf einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein hierzu geeignetes Verfahren gemäß Anspruch 10.

Aus DE 41 05 456 A1 ist eine Überwachungsvorrichtung für sich bewegendes Papier bekannt, die ein Programmierungssystem für selbsttätige Steuerung und Regelung der Reihenfolge der Betriebsvorgänge umfasst.

Die Offenlegungsschrift DE 31 00 304 A1 betrifft eine Druck-Prüfvorrichtung, bei welcher die gesamte Druckfläche durch mehrere Lichtabgabeeinheiten und -empfangseinheiten abgetastet wird.

Aus DE 41 36 461 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur großflächigen Bildinspektion während des Druckbetriebes bekannt.

Das US-Patent US 4, 896, 211 behandelt ein Verfahren zur Bildzerlegung mittels elektrisch abgetasteter Festkörperbauelemente für Fernsehsysteme.

Aus der DE 102 08 286 A1 sind eine elektronische Bildauswerteeinrichtung und ein Verfahren zur Auswertung bekannt, bei denen ein Druckerzeugnis an der Einrichtung vorbeigefördert wird und während seiner Bewegung Bilder vorbestimmter Ausschnitte des Druckerzeugnisses erfaßt und ausgewertet werden. Um die Bilderfassung zum jeweils richtigen Zeitpunkt auslösen zu können, ist ein Sensor vorgesehen, der beim Auftreten einer vorbestimmten Referenzmarkierung auf dem Druckerzeugnis ein Synchronisationssignal abgibt. Die zu erfassenden Ausschnitte des Druckerzeugnisses haben bekannte Positionen in Bezug auf die Referenzmarkierung, so daß anhand des Synchronisationssignals und der bekannten Geschwindigkeit des Druckerzeugnisses der jeweils richtige Auslösezeitpunkt für die Bilderfassung ermittelt werden kann. Die genannte Schrift enthält jedoch keine näheren Angaben zur Realisierung und internen Funktionsweise des fraglichen Sensors.

Ein typisches Beispiel für einen Ausschnitt eines Druckerzeugnisses, der innerhalb einer Druckmaschine optisch erfaßt und ausgewertet werden soll, ist ein außerhalb des Sujets angeordneter und mit Testmustern bedruckter Kontrollstreifen. Solche Kontrollstreifen, deren Längsrichtung üblicherweise quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs liegt, enthalten einen sich in besagter Längsrichtung periodisch wiederholenden Satz von Meßfeldern, an denen jeweils eine bestimmte, die Druckqualität charakterisierende Kenngröße meßbar ist. Ein Beispiel für die Gestaltung und Verwendung eines solchen Kontrollstreifens gibt die DE 195 38 811 C2 . Um den Verbrauch an Bedruckstoff zu minimieren, ist man bestrebt, derartige Kontrollstreifen möglichst schmal zu halten. Folglich sollte auch der Flächenbedarf der zur Synchronisation der Bilderfassung mit der Bewegung des Bedruckstoffs benötigten Referenzmarkierung, die im weiteren als Triggermarke bezeichnet wird, möglichst gering sein.

Andererseits muß bei der Bewegung des Bedruckstoffs in einer Druckmaschine mit Positionstoleranzen in seitlicher Richtung gerechnet werden. Insbesondere bei Rollenrotationsmaschinen kann die seitliche Abweichung der Bedruckstoffbahn von ihrer Sollposition innerhalb der gesamten Bahnlänge in der Maschine bis zu einigen Zentimetern betragen. Um sicherzustellen, daß eine Triggermarke auch im ungünstigsten Fall seitlicher Lageabweichung der Bedruckstoffbahn noch von einem an einer bestimmten seitlichen Position angeordneten Sensor erfaßt werden kann, müßte eine Triggermarke somit eine erhebliche, den gesamten Toleranzbereich überdeckende Breite haben. Dies widerspricht aber dem zuvor erwähnten Bestreben nach einem möglichst geringen Flächenbedarf der nur zu Kontrollzwecken außerhalb des Sujets vorzusehenden Muster.

Es besteht daher die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen auf einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis ein vorbestimmtes Muster von geringen Abmessungen trotz einer eventuellen seitlichen Positionsabweichung des Bedruckstoffs sicher erkannt und sein Auftreten zeitlich exakt signalisiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen 2 bis 9 bzw. 11 bis 21 angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß sie eine Vielzahl von linear nebeneinander angeordneten Sensorelementen aufweist, sowie ferner eine Umschaltvorrichtung, mittels derer eine wählbare Teilmenge von Sensorelementen mit einer Auswertungseinheit verbindbar ist. Dies erlaubt es, bei einer Triggermarke, deren Breite wesentlich geringer sein darf als der Toleranzbereich der seitlichen Position des Bedruckstoffs in der Druckmaschine, aus den Sensorelementen stets gezielt diejenigen zur Auswertung ihrer Ausgangssignale auszuwählen, deren Position in Bezug auf diejenige der Triggermarken auf dem Bedruckstoff die günstigste ist. Dies bedeutet, daß anstelle einer breiten Triggermarke eine breite Sensoranordnung verwendet wird, die aber stets nur zu einem Teil ihrer vollen Breite benutzt wird, um den Hardware- und/oder Zeitaufwand für das Auslesen und die Verarbeitung der Sensorsignale gering zu halten.

Da der sich aus einem bestimmten geometrischen Muster der Triggermarke ergebende Zeitverlauf der Ausgangssignale der die Triggermarke erfassenden Sensoren von der Bewegungsgeschwindigkeit des Bedruckstoffs abhängt, wird zur Mustererkennung eine Geschwindigkeitsreferenz benötigt. Diese wird der Auswertungseinheit im Hinblick auf derer digitale Funktionsweise am zweckmäßigsten in Form eines Taktsignals zugeführt, das auf einfache Weise von einem an einem Zylinder der Druckmaschine angebrachten Inkrementalgeber erzeugt werden kann.

Bei der zur Auswertung ausgewählten Teilmenge von Sensorelementen handelt es sich in der Regel um eine örtlich zusammenhängende Gruppe von vorzugsweise drei aufeinanderfolgenden Sensorelementen. Diese werden so ausgewählt, daß der mittlere Sensor jeweils der optimal gelegene ist. Die beiden äußeren lassen sich dazu verwenden, ein seitliches Auswandern der Triggermarke frühzeitig, d.h. bevor sie aus dem Erfassungsbereich des zuvor optimalen Sensors weggewandert ist, zu erkennen, um die ausgewertete Teilmenge innerhalb der Sensoranordnung in der Driftrichtung der Triggermarke zu verschieben, d.h. ihre Lage derjenigen der Triggermarke nachzuführen.

Zur Auswahl der ausgewerteten Teilmenge wird mindestens ein Multiplexer benötigt. Vorteilhaft ist es jedoch, so viele Multiplexer vorzusehen, wie die ausgewählte Teilmenge Elemente hat, und diesen einen Analog/Digital-Wandler mit einer gleichen Anzahl von parallelen Kanälen nachzuschalten, um die Signale aller Kanäle, d.h. aller ausgewählten Sensoren gleichzeitig, d.h. mit entsprechend hoher Geschwindigkeit, zu wandeln.

Von Vorteil ist es auch, das als Geschwindigkeitsreferenz des Druckerzeugnisses extern zugeführte Taktsignal zur Takterzeugung für die Signalerfassungskomponenten zu verwenden, um unabhängig von der Geschwindigkeit des Druckerzeugnisses pro Längeneinheit eine konstante Anzahl von Abtastwerten aufzunehmen. Hierdurch bleibt der Speicherplatzbedarf pro Längeneinheit in dem für die Pufferung der digitalisierten Sensorsignale vor dem Vergleich mit einem vorbestimmten Signalmuster vorgesehenen Speicher unabhängig von der Geschwindigkeit des Druckerzeugnisses konstant, was den Betrieb dieses Signalspeichers vereinfacht.

Um eine universelle Anpassung an beliebige Triggermarken zu erlauben, muß das Signalmuster, mit dem die abgetasteten Sensorsignale verglichen werden, von außen vorgebbar sein, was eine entsprechende Schnittstelle zur Kommunikation mit einer übergeordneten Steuereinrichtung erfordert.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, das Druckerzeugnis mittels einer linearen Sensoranordnung zu beobachten und das Auftreten der Triggermarke anhand eines charakteristischen Signalverlaufes bei einer Teilmenge der Sensoren zu erkennen, wobei stets nur ein Sensor der Teilmenge den Ausschlag für die Ausgabe eines Erkennungssignals gibt. Um bei einem seitlichen Auswandern des Druckerzeugnisses und folglich auch der Position der Triggermarke die verwendete Sensorteilmenge entsprechend nachzuführen und die Triggermarke stets im aktiven Beobachtungsbereich der Sensoranordnung zu halten, werden die Ausgangssignale besagter Teilmenge der Sensoren nach vorbestimmten Kriterien auf Veränderungen untereinander überwacht und die Teilmenge geändert, wenn ausreichende Anzeichen für ein seitliches Auswandern sichtbar werden.

Zu Beginn, d.h. solange noch keine Teilmenge der Sensoren ausgewählt ist, müssen systematisch Sensoren gesucht werden, deren seitliche Position im Bereich der Triggermarke auf dem Druckerzeugnis liegt, d.h. in deren Ausgangssignal ein für die Triggermarke charakteristisches Muster auftritt. Zweckmäßig ist es, wenn der Abstand der Sensorelemente so an die Breite der Triggermarke angepaßt ist, daß zwei aufeinanderfolgende Sensoren die Triggermarke voll erfassen können, weil dann in der Regel drei aufeinanderfolgende Sensoren die Triggermarke zumindest teilweise erfassen. In diesem Fall sollte die Mächtigkeit besagter Teilmenge drei betragen, weil dann anhand eines statistischen Vergleichs der Signalqualität eine Aussage über die Lage der Sensorteilmenge zur Triggermarke getroffen und insbesondere ein seitliches Wegdriften der Bewegungsbahn des Druckerzeugnisses und somit auch der Triggermarke aus dem Beobachtungsbereich der aktuell aktiven Sensorteilmenge frühzeitig festgestellt werden kann.

Dabei kann der statistische Vergleich auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß die Häufigkeit der Erkennung der Triggermarke innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke des Druckerzeugnisses betrachtet wird, da eine Randlage eines Sensors in Bezug auf die Triggermarke im Vergleich zu einer mittigen Lage eine schlechtere Signalqualität zur Folge hat, die deren Erkennung nicht bei jedem Auftreten, sondern nur lückenhaft erlaubt. Ein vorteilhaftes Maß für die Bewegungsstrecke bietet dabei ein Taktsignal, dessen Frequenz proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses ist, da die Messung der Strecke dann in eine Zählung von Taktflanken übergeht.

Verschiebt sich nun das Maximum der Häufigkeitsverteilung der Erkennungen innerhalb der zur Auswertung ausgewählten Sensorteilmenge in einer bestimmten Richtung, so ist dies ein klares Indiz für eine entsprechende seitliche Verschiebung der Triggermarke. Diese erfordert ab einem gewissen Ausmaß, nämlich spätestens dann, wenn innerhalb der ausgewählten Teilmenge ein Sensor in Randlage die höchste Erkennungshäufigkeit erreicht hat, eine Nachführung der zur Auswertung ausgewählten Sensorteilmenge in der gleichen Richtung um einen Sensor. Ein anderes Indiz für eine solche Verschiebung kann ein Absinken der Erkennungsrate eines der Sensoren der Teilmenge in Randlage unter eine vorbestimmte Schwelle sein.

Zur Erkennung der Triggermarke anhand eines entsprechenden vorbestimmten Signalmusters im Ausgangssignal eines Sensors wird vorteilhaft zunächst eine Signalflanke vorbestimmter Mindesthöhe mit vorbestimmter Mindestlänge des hohen und niedrigen Signalpegels neben der Flanke als Indiz für den Beginn besagten Signalmusters herangezogen. Wurde dieser Beginn detektiert, so werden weitere Flanken in vorbestimmten Abständen zur ersten Flanke, jeweils mit einem gewissen Toleranzfenster, gesucht. Dabei ist es zweckmäßig, die Schwelle für die Erkennung einer Flanke fortlaufend an die gedruckte Farbdichte anzupassen, d.h. aus den von den Sensoren tatsächlich gemessenen Intensitätswerten des von einem unbedruckten und einem bedruckten Bereich remittierten Lichtes zu berechnen. Die letzte Flanke des Signalmusters kann dann unmittelbar als zeitlicher Bezugspunkt für die Erzeugung eines Erkennungssignals dienen, so daß letzteres mit minimal möglicher Verzögerung und ohne Jitter abgegeben werden kann.

Die Auswertungen der Ausgangssignale derjenigen Sensoren der ausgewählten Teilmenge, die nur der Feststellung eines seitlichen Auswanderns der Bewegungsbahn des Druckerzeugnisses dienen, sind weniger zeitkritisch als die Auswertung desjenigen Sensorsignals, aus dem möglichst verzögerungsfrei das Erkennungssignal abgeleitet werden soll. Tatsächlich genügt es, wenn bis zum nächsten Auftreten der Triggermarke alle Sensorsignale ausgewertet, die Häufigkeitsstatistik aktualisiert und nötigenfalls eine Änderung, d.h. Verschiebung der aktiven Sensorteilmenge vorgenommen ist. Daher ist es zweckmäßig, die weniger zeitkritischen Sensorsignale zeitversetzt auszuwerten, da sich hierdurch eine Duplizierung der zu Auswertung benötigten Hardware erübrigt.

Dasselbe geschwindigkeitsproportionale Taktsignal, das bei der Häufigkeitsstatistik zur Messung einer Bewegungsstrecke des Druckerzeugnisses verwendet wird, kann vorteilhaft auch zur Ableitung eines Taktes für die Digitalisierung der Sensorsignale verwendet werden. Hierdurch haben zwei aufeinanderfolgend digitalisierte Signalwerte unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses einen konstanten örtlichen Abstand auf demselben, so daß die gesamte Signalverarbeitung, insbesondere auch der Vergleich der Sensorsignale mit dem der Triggermarke entsprechenden Signalmuster, völlig unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit bleibt. Selbstverständlich setzt dieses Konzept voraus, daß die sich für die Digitalisierung ergebende Taktrate die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der beteiligten Hardwarekomponenten, insbesondere diejenige des Analog/Digital-Wandlers, nicht überfordert.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt
1 eine schematische Perspektivansicht der Anordnung der optischen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
3 einen Teil des Verlaufes eines zur Aufnahme und Verarbeitung durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bestimmten Sensorsignals.
Wie 1 zeigt, weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung eine Anordnung 1 einer Vielzahl von optoelektronischen Sensoren auf, die linear nebeneinander in einem festen Abstandsraster angeordnet sind. Bei der Sensoranordnung 1 kann es sich um eine Anordnung 1 diskreter Fotodioden auf einer Leiterplatte, aber auch um einen integrierten Zeilensensor 1 handeln. Bei letzterem muß die Möglichkeit einer parallelen Auslesung der einzelnen Sensorelemente bestehen, damit eine ausreichend hohe Datenrate erzielt werden kann. Durch eine Abbildungsoptik 2 in Form einer zylinderförmigen Linse, deren Achse parallel zu der durch die Anordnung der Sensoren 1 definierten Linie verläuft, wird ein schmaler Streifen 3 eines Druckerzeugnisses 4 auf die Sensoranordnung 1 abgebildet.
Das Druckerzeugnis 4 ist zur Einhaltung eines konstanten Abstandes zu der Linse 2 und der Sensoranordnung 1 über eine Rolle 5 gespannt, deren Achse ebenfalls parallel zu der Sensoranordnung 1 liegt. Bei der Rolle 5 handelt es sich um eine Umlenkrolle 5 in einer Druckmaschine, d.h. die Achse der Rolle 5 gibt die Referenzrichtung vor, an der die Sensoranordnung 1 und die Abbildungsoptik 2 bei deren Montage in der Druckmaschine ausgerichtet sind.
Beleuchtet wird der Streifen 3 auf dem Druckerzeugnis 4 durch eine Lichtquelle 6, die eine nahezu linienförmige Ausleuchtungscharakteristik hat, und die beispielsweise von einem sogenannten Linienlaser gebildet werden kann, bei dem es sich um eine Laserdiode mit vorgeschalteter Optik zur Aufspreizung des Strahls in einer einzigen Richtung handelt. Derartige Lichtquellen 6 sind als solche bekannt und verfügbar. Die Ausleuchtungslinie 7 liegt ebenfalls parallel zur Achse der Rolle 5 und durchquert den Beobachtungsstreifen 3 der Sensoranordnung 1 auf dem Druckerzeugnis 4 in Längsrichtung vollständig.
Auf dem Druckerzeugnis 4 sind in regelmäßigen Abständen entlang seiner in 1 durch den Pfeil 8 angedeuteten Bewegungsrichtung Triggermarken 9 in Form eines Strichmusters gedruckt, von denen sich in 1 gerade eine im Beobachtungsstreifen 3 der Sensoren 1 befindet. Diese Triggermarken 9 sind dazu bestimmt, in einer Signalverarbeitungseinrichtung 10, an welche die Sensoren 1 über Sensorleitungen 11 angeschlossen sind, erkannt zu werden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 10 gibt in diesem Fall auf einer Triggerleitung 12 ein Erkennungssignal ab, das dazu vorgesehen ist, die elektronische Erfassung eines Bildes von einem außerhalb des Sujets verlaufenden Kontrollstreifen auf dem Druckerzeugnis 4 auszulösen, an dem charakteristische Kenngrößen der Druckqualität ermittelt werden sollen. Da die Triggermarke 9 in der Bewegungsrichtung 8 einen bekannten Abstand von dem Kontrollstreifen hat oder vorzugsweise selbst innerhalb dieses Kontrollstreifens angeordnet ist, wird eine zeitliche Synchronisation der Auslösung anhand des Erkennungssignals ermöglicht. Beim Bogendruck sind die regelmäßigen Abstände der Triggermarken 9 so zu verstehen, daß sich auf jedem Bogen mindestens eine davon befindet.
An der Rolle 5 ist zur Drehwinkelerfassung ein Inkrementalgeber 13 angeordnet, der ein Taktsignal mit einer zur Drehgeschwindigkeit der Rolle 5 proportionalen Taktfrequenz abgibt, welches der Signalverarbeitungseinrichtung 10 über eine Taktleitung 14 zugeführt wird. Die Frequenz des Taktsignals ist ein Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses 4. Andererseits passiert pro Taktperiode unabhängig von besagter Bewegungsgeschwindigkeit stets ein Abschnitt gleichbleibender Länge des Druckerzeugnisses 4 die Ausleuchtungslinie 7.
Zu den wesentlichen Kommunikationswegen der Signalverarbeitungseinrichtung 10 zählt außer den Sensorleitungen 11, der Triggerleitung 12 und der Taktleitung 14 noch eine Datenleitung 15, über die ein Signalmuster in die Signalverarbeitungseinrichtung 10 übertragen werden kann, welches mit den auf den Sensorleitungen 11 anstehenden Sensorsignalen verglichen werden soll. Besagtes Signalmuster kann über die Datenleitung 15 von außen, d.h. von einer übergeordneten Steuereinrichtung aus vorgegeben und so an beliebige geometrische Muster der Triggermarke 9 auf dem Druckerzeugnis 4 angepaßt werden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 10 ist zusammen mit der Sensoranordnung 1, der Abbildungsoptik 2 und der Lichtquelle 6 in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das als ganzes in geeigneter Ausrichtung zu der Rolle 5 in einer Druckmaschine montiert wird. Dieses Gehäuse ist in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
Ein Blockschaltbild der elektronischen Signalverarbeitungseinrichtung 10 zeigt 2. Wie daraus zu ersehen ist, setzt sich die Signalverarbeitungseinrichtung 10 im wesentlichen aus einer Umschaltvorrichtung 16 und einer Auswertungseinheit 17 zusammen. Die optoelektronische Sensoranordnung 1 ist an der Umschaltvorrichtung 16 angeschlossen. Es sind insgesamt N Sensoren vorhanden, die mit S₁ bis S_N numeriert sind.
Jeder der Sensoren S₁ bis S_N ist mit einem Eingang eines von drei Multiplexern 18A, 18B oder 18C verbunden, wobei immer drei zusammenhängend aufeinanderfolgende Sensoren S_k-1, S_k und S_k+1 mit jeweils einem von drei verschiedenen Multiplexern 18A, 18B oder 18C verbunden sind und die Zuordnung der Sensoren S₁ bis S_N zu den Multiplexern 18A, 18B und 18C zyklisch regelmäßig ist. So ist beispielsweise der Sensor S₁ mit dem ersten Eingang des Multiplexers 18A verbunden, der Sensor S₂ mit dem ersten Eingang des Multiplexers 18B und der Sensor S₃ mit dem ersten Eingang des Multiplexers 18C. Der nächste Sensor S₄ ist mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 18A verbunden, der Sensor S₅ mit dem zweiten Eingang des Multiplexers 18B, usw.. Von den drei letzten Sensoren S_N-2, S_N-1 und S_N ist jeder mit dem jeweils letzten Eingang eines der Multiplexer 18A bzw. 18B bzw. 18C verbunden.
Durch eine entsprechende Adressierung der Multiplexer 18A, 18B und 18C können somit die Ausgangssignale dreier verschiedener Sensoren parallel zueinander zu der Auswertungseinheit 17 durchgeschaltet werden. Wie im weiteren noch näher erläutert wird, handelt es sich dabei stets um die Ausgangssignale zusammenhängend nebeneinander liegender Sensoren S_k-1, S_k und S_k+1. Bei der zuvor beschriebenen Verdrahtung wird letzteres durch eine einheitliche Adressierung der drei Multiplexer 18A, 18B und 18C bewirkt.
Die Ausgänge der drei Multiplexer 18A, 18B und 18C sind mit den Eingängen eines dreikanaligen Analog/Digital-Wandlers 19 verbunden. Dieser A/D-Wandler 19 wird über eine Taktleitung 20 mit einem Taktsignal versorgt, das in einem der Auswertungseinheit 17 zugehörigen Taktgeber 21 aus dem auf der Taktleitung 14 von dem Inkrementalgeber 13 gelieferten Taktsignal abgeleitet wird. Die Wandelrate des A/D-Wandlers 19 und somit die Datenrate an seinen Ausgängen ist daher proportional zu der Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses 4. Zwei aufeinanderfolgende Ausgangsdatenwerte eines Kanals des A/D-Wandlers 19 entsprechen also den Lichtintensitäten, die der momentan auf diesen Kanal geschaltete Sensor an zwei verschiedenen Stellen auf dem Druckerzeugnis 4 gemessen hat, welche entlang der Bewegungsrichtung in einem vorbestimmten Abstand zueinander liegen. Dabei hängt dieser Abstand nicht von der Bewegungsgeschwindigkeit ab, da die Taktrate auf den Leitungen 14 und 20 einer Änderung der Geschwindigkeit proportional folgt.
Die Auswertungseinheit 17 enthält ferner einen Signalspeicher 22, in den die Ausgangsdaten des A/D-Wandlers 19 geschrieben werden, wobei für jeden Kanal des A/D-Wandlers 19 ein eigener, jeweils gleich großer Speicherbereich vorgesehen ist. Jeder dieser Speicherbereiche ist als Ringspeicher organisiert, d.h. er wird dergestalt zyklisch beschrieben, daß immer an der jeweils am längsten nicht beschriebenen Adresse der gespeicherte Datenwert mit einem neuer Datenwert überschrieben wird. Das Beschreiben des Signalspeichers 22 erfolgt notwendigerweise mit der gleichen Rate, mit der die Daten von dem A/D-Wandler 19 geliefert werden, wozu die Taktleitung 20 auch zu dem Signalspeicher 22 geführt ist.
Die in dem Signalspeicher 22 abgelegten Signalverläufe werden von einem Mikrocontroller 23 auf das Vorhandensein eines vorbestimmten Signalmusters geprüft. Dabei liest der Mirkocontroller 23 nur aus dem Signalspeicher 22, während das Beschreiben des Signalspeichers 22 direkt von dem A/D-Wandler 19 aus, d.h., im DMA-Betrieb erfolgt. Das vorbestimmte Signalmuster wird dem Mikrocontroller 23 über eine Datenleitung 15 zu Beginn des Betriebes übergeben und dort in einem internen Speicher abgelegt. Der Mikrocontroller 23 steuert auch die Multiplexer 18A, 18B und 18C, wobei die Adreßleitungen von dem Mikrocontroller 23 zu den Multiplexern 18A, 18B und 18C in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind.
Durch die zuvor beschriebene, getaktete Erfassung der in den Signalspeicher 22 geschriebenen Daten bildet der zugrundeliegende, von dem Taktgeber 21 gelieferte Takt zwangsläufig ein Raster für die Analyse der Signalform, indem sich der Wert des Signals nur an Taktflanken ändern kann. Die Methode, nach der diese Analyse, d.h. die Prüfung auf Übereinstimmung mit dem gespeicherten vorbestimmten Muster durch den Mikrocontroller 23 erfolgt, wird nachfolgend anhand 3 erläutert.
In 3 ist ein beispielhafter Verlauf eines Signals, d.h. der von einem einzelnen Sensor gemessenen Lichtintensität dargestellt, wobei entlang der Abszisse die Takte der Datenerfassung markiert sind. Wie aus 3 zu ersehen ist, beginnt das Signal in dem betrachteten Abschnitt mit einer Lichtintensität I₀, die einer weißen, d.h. unbedruckten Fläche auf dem Druckerzeugnis 4 entspricht. An einer Flanke F₀ geht die Intensität abrupt auf den wesentlich geringeren Wert I₃ zurück. Diese entspricht einer schwarz bedruckten Fläche auf dem Druckerzeugnis 4. An einer weiteren Flanke F₁ springt die Intensität wieder auf den Wert I₀, anschließend an einer Flanke F₂ wieder auf den Wert I₃. Nach etlichen weiteren, von positiven und negativen Flanken begrenzten Impulsen, die in 3 nur gestrichelt angedeutet sind, folgt eine letzte Flanke F_n, nach der das Signal dann lange auf der Intensität I₀ bleibt.
Das vorbestimmte Muster, mit dem ein Signal verglichen wird, beginnt mit einem einzelnen Weiß-Schwarz Übergang, d.h. mit einer negativen Signalflanke. Dabei muß auf eine Weißphase vorbestimmter Mindestlänge D₀ eine Schwarzphase vorbestimmter Mindestlänge D₁ folgen. Solange der Beginn des Musters noch nicht gefunden wurde, wird als Farbe Weiß ein Signalpegel oberhalb einer ersten Schwelle I₁ angesehen, während als Farbe Schwarz ein Signalpegel unterhalb einer zweiten Schwelle I₂ betrachtet wird. Nachdem die Flanke F₀ gefunden wurde, wird der arithmetische Mittelwert I_M der tatsächlichen Signalpegel I₀ und I₃ der Farben Weiß und Schwarz als eine Schwelle definiert, oberhalb derer dem Signal die Farbe Weiß zugeordnet wird, während ihm darunter die Farbe Schwarz zugeordnet wird.
Ausgehend von der Flanke F₀ wird nun nach weiteren Flanken F₁, F₂, usw. bis F_n-1 gesucht, von denen sich jede in einem vorbestimmten Abstand von der ersten Flanke F₀ befinden muß. So muß beispielsweise die Flanke F₁ von der Flanke F₀ den Abstand D₀₁ haben. Allerdings ist bei jeder Flanke eine bestimmte Toleranz ΔD des Abstandes zur ersten Flanke F₀ zulässig. Befinden sich alle Flanken F₁ bis F_n-1 jeweils im richtigen Abstand zur ersten Flanke F₀, so liegt das gesuchte Muster vor. Die vorbestimmte Abfolge von Flanken im Sensorsignal entspricht der Übereinstimmung der Triggermarke 9 auf dem Druckerzeugnis 4 mit einem Strichcode vorgegebener Strichbreiten und -abstände.
Nachdem das Vorliegen des gesuchten Musters bereits bei der Flanke F_n-1 feststeht, kann die Auswertungseinheit das Erkennungssignal auf der Triggerleitung 12 bei der Detektion der nächsten Flanke F_n unverzüglich, d.h. ohne weitere Prüfung ausgeben, wodurch bei dem Erkennungssignal ein Jitter vermieden wird. Die Flanke F_n bildet somit den zeitlichen Bezugspunkt für die Ausgabe des Erkennungssignals auf der Triggerleitung 12. Zwar besteht noch eine unvermeidbare Verzögerung zwischen dem Auftreten des letzten Schwarz-Weiß-Übergangs der Triggermarke 9 im Beobachtungsstreifen 3 der Sensoren 1 und der Ausgabe des Erkennungssignals, die von den Verarbeitungsgeschwindigkeiten des A/D-Wandlers 19, des Signalspeichers 22 und des Mikrocontrollers 23 abhängt. Das Ausmaß dieser Verzögerung ist jedoch konstant.
Bei Bedarf könnte das Erkennungssignal auch erst in einem genau definierten zeitlichen Abstand von der Flanke F_n erzeugt werden. Da die Auswertungseinheit 17 anhand des von dem Inkrementalgeber 13 auf der Taktleitung 14 gelieferten Taktsignals die Bewegung einer gefundenen Triggermarke 9 auf dem Druckerzeugnis 4 nachvollziehen kann, ist es möglich, das Erkennungssignal zeitversetzt gezielt dann abzugeben, wenn die Triggermarke 9 von dem Beobachtungsstreifen 3 der Sensoren 1 aus eine vorbestimmte Strecke zurückgelegt hat.
Damit die Erkennung der Triggermarke 9 bei einem seitlichen Auswandern des Druckerzeugnisses 4 aus seiner vorgesehenen Bewegungsbahn auch dann gewährleistet werden kann, wenn eine relativ schmale Triggermarke 9 verwendet wird, sind mehrere Sensoren S₁ bis S_N linear nebeneinander angeordnet, und es ist eine dreikanalige Erfassung und Auswertung der Sensorausgangssignale vorgesehen. Die Breite der Triggermarke 9 und der Abstand zwischen den Sensoren S₁ bis S_N sind so aufeinander abgestimmt, daß stets mindestens zwei aufeinanderfolgende Sensoren S_k und S_k+1 die Triggermarke gleichzeitig erfassen können.
Bei der Inbetriebnahme der erfindungsgemäße Vorrichtung ist zunächst noch nicht bekannt, welche der Sensoren S₁ bis S_N die richtige seitliche Lage haben, um die Triggermarke 9 erfassen zu können. Daher werden mittels der Multiplexer 18A, 18B und 18C nacheinander verschiedene Dreiergruppen S_k-1, S_k, S_k+1 benachbarter Sensoren ausgewählt und auf den A/D-Wandler 19 geschaltet. Der Mikrocontroller 23 sucht das vorbestimmte Signalmuster in den Signalverläufen der jeweils aufgeschalteten Dreiergruppe S_k-1, S_k, S_k+1 nach der vorausgehend anhand 3 beschriebenen Methode. Wenn das Signalmuster innerhalb einer bestimmten Anzahl von Takten nicht gefunden wurde, dann werden andere der Sensoren S₁ bis S_N ausgewählt. Dabei kann beispielsweise von einem annähernd mittig gelegenen Sensor S_m ausgegangen und solange fortlaufend dessen noch nicht überprüfte und jeweils am nächsten gelegene Nachbarn in der Reihenfolge S_m, S_m-1, S_m+1, S_m-2, S_m+2, usw. überprüft werden, bis das Signalmuster gefunden ist.
Ist das Signalmuster bei einem bestimmten Sensor S_k gefunden worden, so werden solange dessen noch nicht überprüfte Nachbarn überprüft, bis eine Dreiergruppe gefunden ist, innerhalb derer mindestens zwei Sensoren Ausgangssignale liefern, in denen das Signalmuster auftritt. Unter der zuvor erwähnten Voraussetzung einer entsprechenden Abstimmung des Sensorrasterabstandes und der Breite der Triggermarke 9 muß dies immer möglich sein. Dabei wird im Regelfall ein Sensor S_k am günstigsten zu der Triggermarke 9 liegen und bei jedem Auftreten der Triggermarke 9 in seinem Ausgangssignal das der Triggermarke entsprechende Signalmuster von der Auswertungseinheit 17 erkannt werden. Bei den benachbarten Sensoren S_k-1 und S_k+1 ist mit einer schlechteren Qualität der Ausgangssignale hinsichtlich der Übereinstimmung mit dem Signalmuster zu rechnen, so daß die Triggermarke 9 nicht bei jedem Auftreten erkannt werden wird. Dabei wird zumeist auch ein Ungleichgewicht in der Signalqualität zwischen den beiden Sensoren S_k-1 und S_k+1 bestehen.
Die Multiplexer 18A, 18B und 18C werden nun so adressiert, daß der Sensor S_k mit der besten Lage dem mittleren, über den Multiplexer 18B laufenden Kanal zugeordnet wird. Der Sensor S_k-1 wird über den Multiplexer 18A dem oberen und der Sensor S_k+1 über den Multiplexer 18C dem unteren Kanal zugeordnet. Dabei erfolgt die Ermittlung der Rangfolge der Sensoren anhand einer Häufigkeitsstatistik der Erkennung der Triggermarke 9. Jedem Kanal ist ein Zähler zugeordnet, der die Anzahl der Erkennungen auf dem jeweiligen Kanal zählt. Indem die Anzahl der Erkennungen zu einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Rolle 5, die aus dem Taktsignal des Inkrementalgebers 13 ableitbar ist, in Bezug gesetzt wird, läßt sich ein Kriterium für die aktuelle Erkennungsgüte jedes Kanals angeben.
Im übrigen ergibt sich aus dem in Takten gemessenen Abstand zurückliegender aufeinanderfolgender Erkennungen auf dem aktuell besten Kanal die Möglichkeit einer Prädiktion der jeweils nächsten Erkennung, da der Abstand, in dem die Triggermarke 9 auf dem Druckerzeugnis 4 auftritt, konstant ist. Insofern existiert für die Häufigkeitsstatistik nach der Auffindung eines Sensors, der die Triggermarke 9 mehrmals aufeinanderfolgend erkannt hat, auch eine von der Vorgeschichte ableitbare Bezugsgröße. Hierbei wird die Anzahl tatsächlicher Erkennungen innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Rolle 5 ins Verhältnis zu der für diese Anzahl von Umdrehungen zu erwartenden Anzahl von Erkennungen gesetzt.
Wandert nun das Druckerzeugnis 4 aus seiner vorgesehenen Bewegungsbahn in der Maschine seitlich aus, so führt die entsprechende seitliche Verschiebung der Triggermarke 9 zu einer Änderung im Ergebnis besagter Häufigkeitsstatistik. Zunächst wird von den beiden dem ursprünglich optimal gelegenen Sensor S_k benachbarten Sensoren S_k-1 und S_k+1 derjenige, zum dem die Triggermarke 9 hinwandert, eine zunehmend bessere Signalqualität, und der jeweils andere eine zunehmend schlechtere Signalqualität des gesuchten Signalmusters aufweisen, was zu einer entsprechend häufigeren bzw. selteneren Erkennung des Signalmusters führt.
Nimmt man beispielsweise an, daß die Triggermarke 9 in Richtung des Sensors S_k+1 auswandert, so wird dieser Sensor in der Häufigkeitsstatistik der Erkennung den ursprünglich besten Sensor S_k irgendwann einholen. In diesem Fall wird mittels der Multiplexer 18A, 18B und 18C die Gruppe der ausgewählten Sensoren dahingehend geändert, daß der Sensor S_k-1 abgeschaltet und nunmehr die Sensoren S_k, S_k+1 und S_k+2 durchgeschaltet werden, wobei der Sensor S_k+1 dem mittleren Kanal zugeordnet wird.
Der Mikrocontroller 23 kann die drei von dem A/D-Wandler 19 parallel gewandelten und in dem Signalspeicher 22 abgelegten Signalverläufe nur sequentiell auf Übereinstimmung mit dem vorbestimmten Signalmuster überprüfen. Um die unvermeidbare Verzögerung der frühestmöglichen Abgabe des Erkennungssignals infolge der endlichen Arbeitgeschwindigkeit des Mikrocontrollers 23 möglichst gering zu halten, wird von den drei im Signalspeicher 22 abgelegten Signalverläufen in Erwartung des nächsten Auftretens des Signalmusters stets zuerst der Signalverlauf des mittleren Kanals, der dem aktuell besten Sensor zugeordnet ist, durch den Mikrocontroller 23 überprüft. Wenn das Signalmuster dort entweder erkannt wurde, oder länger als erwartet ausgeblieben ist, werden anschließend nacheinander die beiden anderen Kanäle überprüft, wobei sich die Erwartung des Signalmusters auf die zuvor erwähnte Prädiktion seines Abstandes vom letzten Auftreten anhand seiner Abstände bei vorherigen Erkennungen bezieht.
Die Abgabe des Erkennungssignals bestimmt stets allein der mittlere Kanal mit dem bestgelegenen Sensor, während die beiden anderen Kanäle nur dafür vorgesehen sind, das seitliche Auswandern der Triggermarke 9 anhand der zuvor erläuterten Häufigkeitsstatistik zu erkennen, um bei Bedarf die ausgewählte Dreiergruppe von Sensoren 1 durch Umschalten der Multiplexer 18A, 18B und 18C seitlich zu verschieben, d.h. der auswandernden Triggermarke 9 nachzuführen.
Zur Nachführung der ausgewählten Sensorgruppe S_k-1, S_k, S_k+1 sind gegenüber der vorausgehend beschriebenen Methode diverse Abwandlungen denkbar. So könnte beispielsweise auch dann umgeschaltet werden, wenn einer der beiden dem aktuell noch besten Sensor S_k benachbarten Sensoren S_k-1 oder S_k+1 die Triggermarke 9 innerhalb einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen der Rolle 5 überhaupt nicht mehr erkannt hat, weil dann von diesem Sensor wahrscheinlich keine weitere Erkennung mehr zu erwarten ist. In diesem Fall kann auch eine zeitweise Verschiebung der Abgabe des Erkennungssignals vom mittleren Kanal zu einem der äußeren Kanäle sinnvoll sein, wenn von den drei aktuell durchgeschalteten Sensoren der mittlere in der Häufigkeitsstatistik noch nicht die höchste Häufigkeit erreicht hat.
Anhand der Häufigkeitsstatistik der Erkennungen der Triggermarke 9 lassen sich auch Fehler wie beispielsweise eine lokale Verschmutzung der Sensoranordnung 1 oder der Abbildungsoptik 2, oder ein fehlerhafter Druck der Triggermarke 9 infolge einer lokalen Beschädigung oder Verschmutzung des dazu benutzten Druckwerks feststellen. So wären es beispielsweise klare Anzeichen für einen solchen Fehler, wenn nur ein einziger Sensor S_k die Triggermarke 9 erkennt, oder wenn zwei nicht benachbarte Sensoren S_k-1 und S_k+1 sporadisch die Triggermarke 9 erkennen, während sie der dazwischenliegende Sensor S_k nicht erkennt. Ein weiteres Beispiel für eine Fehlersituation wäre ein Auswandern des Häufigkeitsmaximums der Erkennung der Triggermarke 9 zu einem der Enden der Sensoranordnung 1, d.h. zum Sensor S₁ oder zum Sensor S_N. In solchen Fällen setzt die Auswertungseinheit 17 über die Datenleitung 15 eine Fehlermeldung an eine übergeordnete Steuereinrichtung ab, welche durch eine entsprechende Anzeige an einer Bedienungskonsole das Bedienpersonal der Druckmaschine auf das Problem aufmerksam macht.
Für die Sensoranordnung 1 kann zwar grundsätzlich auch ein integrierter Zeilensensor verwendet werden, doch ist es bevorzugt, die Notwendigkeit einer verkleinernden Abbildung des Beobachtungsstreifens 3 auf die Sensoranordnung zu vermeiden, um mit einer möglichst einfachen Abbildungsoptik 2 auszukommen. Insofern erscheint eine Realisierung mit diskreten Fotodioden auf einer Leiterplatte als besonders einfache und kostengünstige Lösung.
Die Erfindung eignet sich nicht nur zur Erkennung einer einzigen wiederkehrenden Triggermarke 9 auf dem Druckerzeugnis 4. Vielmehr könnten dem Mikrocontroller 23 auch mehrere verschiedene Signalmuster vorgegeben werden, die jeweils verschiedenen, auf dem Druckerzeugnis 4 im Abstand voneinander gedruckten Triggermarken 9 entsprechen, und deren Auftreten von der Auswertungseinheit 17 durch jeweilige Erkennungssignale auf mehreren verschiedenen Triggerleitungen 12 selektiv angezeigt werden könnte.
Selbstverständlich eignet sich die Erfindung auch für die Anwendung für Registerbestimmungen, wie Schnittregister, d.h. Umfangs- und Seitenregister, mit entsprechenden brauchbaren Sensoranordnungen.

Claims

Vorrichtung zur Erkennung eines vorbestimmten Musters auf einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis, mit mindestens einem optoelektronischen Sensor und mit einer das Ausgangssignal des Sensors verarbeitenden Auswertungseinheit, die das Auftreten des vorbestimmten Musters anhand des Sensorsignals feststellt und in diesem Fall an einem Ausgang ein Erkennungssignal abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine lineare Anordnung (1) einer Vielzahl von Sensorelementen (S₁ bis S_N) aufweist, und dass sie eine Umschaltvorrichtung (16) aufweist, mittels derer eine wählbare Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) mit der Auswertungseinheit (17) verbindbar ist, dass die wählbare Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) innerhalb der. linearen Anordnung (1) einen zusammenhängenden Abschnitt bildet und dass die Auswertungseinheit (17) einen Taktsignaleingang (14) aufweist, und dass die Frequenz eines dort anstehenden Taktsignals zur Feststellung des vorbestimmten Musters als ein Maß für die Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses (4) verarbeitet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wählbare Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) aus drei aufeinanderfolgenden Sensorelementen (S_k-1, S_k, S_k+1) besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (16) aus einer Vielzahl von Multiplexern (18A, 18B, 18C) besteht, deren Anzahl der Anzahl der Sensorelemente der wählbaren Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17) einen Analog/Digital-Wandler (19) mit einer Vielzahl von Kanälen aufweist, deren Anzahl der Anzahl der Sensorelemente der wählbaren Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) entspricht, wobei der Eingang jedes Kanals des Analog/Digital-Wandlers (19) jeweils mit dem Ausgang eines ihm zugeordneten Multiplexers (18A, 18B oder 18C) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17) einen Signalspeicher (22) aufweist, der mit den Ausgängen des Analog/Digital-Wandlers (19) verbunden ist und im Betrieb fortlaufend mit den von diesen digitalisierten Sensorsignalen beschrieben wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17) einen Mikrocontroller (23) aufweist, der die Daten in dem Signalspeicher (22) mit einem vorbestimmten Signalmuster vergleicht und bei dessen Vorhandensein das Erkennungssignal abgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Analog/Digital-Wandler (19) und dem Signalspeicher (22) ein von dem am Taktsignaleingang (14) anstehenden Taktsignal abgeleitetes Taktsignal zugeführt wird, so daß die Anzahl der pro Zeiteinheit in den Signalspeicher (22) geschriebenen Daten proportional zur Frequenz des am Taktsignaleingang (14) anstehenden Taktsignals ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Beleuchtung des Druckerzeugnisses eine Lichtquelle (6) mit einer annähernd linienförmigen Ausleuchtungscharakteristik aufweist, die relativ zur Sensoranordnung (1) so angeordnet ist, daß ihr Ausleuchtungsbereich (7) den Beobachtungsbereich (3) der Sensoranordnung (1) in dessen Längsrichtung vollständig überdeckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertungseinheit (17) einen Anschluß für eine Datenleitung (15) aufweist, über den ein Signalmuster in die Auswertungseinheit (17) übertragbar ist, welches dort als das vorbestimmte Signalmuster speicherbar ist.
Verfahren zur Erkennung eines vorbestimmten Musters in einem in Bewegung befindlichen Druckerzeugnis, dadurch gekennzeichnet, dass – von den Ausgangssignalen einer Vielzahl linear nebeneinander angeordneter Sensorelemente (S₁ bis S_N) nur diejenigen einer nach vorbestimmten Kriterien ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) fortlaufend auf das Auftreten eines dem vorbestimmten Muster entsprechenden Signalmusters geprüft werden, – jedes Mal ein Erkennungssignal abgegeben wird, wenn das vorbestimmte Signalmuster im Ausgangssignal eines dazu innerhalb der Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) ausgewählten Sensorelements (S_k) festgestellt wird, und – die Auswahl der zur fortlaufenden Auswertung bestimmten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) und/oder des zur Erzeugung des Erkennungssignals bestimmten Sensorelements (S_k) nach vorbestimmten Kriterien geändert werden, wenn gegenüber dem Zeitpunkt ihrer letzten Auswahl bzw. Änderung hinsichtlich der Feststellung des vorbestimmten Signalmusters in den Ausgangssignalen der in der Teilmenge enthaltenen Sensorelemente (S_k-1, S_k, S_k+1) vorbestimmte Änderungen eingetreten sind, – dass die Datenrate der zu prüfenden Ausgangssignale der Sensoren (S_k-1, S_k, S_k+1) von einem Taktsignal abgeleitet wird, dessen Frequenz proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit des Druckerzeugnisses (4) ist, und dass diese Datenrate auch die Bezugsbasis für die Prüfung des Auftretens des vorbestimmten Signalmusters bildet, und – dass innerhalb der ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) eine Häufigkeitsstatistik des Auftretens des vorbestimmten Signalmusters erstellt wird und stets ein Sensorelement (S_k) mit der höchsten Häufigkeit zur Erzeugung des Erkennungssignals ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß – falls noch keine Teilmenge der Sensorelemente (S₁ bis S_N) zur fortlaufenden Auswertung ausgewählt ist, die Ausgangssignale der Vielzahl linear nebeneinander angeordneter Sensorelemente (S₁ bis S_N) nacheinander in einer vorbestimmten Reihenfolge auf das Auftreten eines dem vorbestimmten Muster entsprechenden Signalmusters geprüft werden, und – solche Sensoren, in deren Ausgangssignalen das Signalmuster gefunden wird, der auszuwählenden Teilmenge zugeschlagen werden, solange diese eine maximale Mächtigkeit noch nicht erreicht hat.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auffinden des vorbestimmten Signalmusters im Ausgangssignal eines ersten Sensorelements (S_k) solange das Ausgangssignal des jeweils nächstliegenden noch nicht geprüften Sensorelements geprüft wird, bis entweder das Signalmuster in einer der maximalen Mächtigkeit der Teilmenge entsprechenden Anzahl von Ausgangssignalen zusammenhängend benachbarter Sensorelemente (S_k-1, S_k, S_k+1) gefunden wurde, oder das Signalmuster in keinem weiteren Ausgangssignal eines mit den anderen zusammenhängend benachbarten Sensorelements mehr gefunden werden kann.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Mächtigkeit der ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) drei beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) eine Häufigkeitsstatistik des Auftretens des vorbestimmten Signalmusters erstellt wird, und dann, wenn ein Sensorelement (S_k+1 oder S_k-1) mit der höchsten Häufigkeit räumlich an einem Rand der ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) der Sensorelemente (S₁ bis S_N) liegt, das am anderen Rand liegende Sensorelement (S_k-1 bzw. S_k+1) aus der Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) eliminiert und dafür das dem Sensorelement (S_k+1 oder S_k-1) mit der höchsten Häufigkeit benachbarte und noch nicht in der Teilmenge enthaltene Sensorelement (S_k+2 bzw. S_k-2) in die Teilmenge aufgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensorelement (S_k-1 oder S_k+1), das in der Häufigkeitsstatistik unter eine vorbestimmte Schwelle der Häufigkeit abgesunken ist, aus der Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) eliminiert wird und dafür das dem entgegengesetzten Rand der Teilmenge benachbarte und noch nicht in der Teilmenge enthaltene Sensorelement (S_k+2 bzw. S_k+2) in die Teilmenge aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Häufigkeit des Auftretens des Signalmusters die Anzahl der Erkennungen des Signalmusters im Ausgangssignal eines Sensors (S_k) ins Verhältnis zu einer vorbestimmten Bewegungsstrecke des Druckerzeugnisses (4) oder zu einer innerhalb einer vorbestimmten Bewegungsstrecke des Druckerzeugnisses (4) zu erwartenden Anzahl von Erkennungen gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Prüfung des Ausgangssignals eines Sensors (S_k) auf das Auftreten des vorbestimmten Signalmusters eine Signalflanke F₀ vorbestimmter Mindesthöhe mit jeweils vorbestimmter Mindestlänge (D₀ bzw. D₁) des hohen und des niedrigen Signalpegels (I₀ bzw. I₃), als Beginn des vorbestimmten Signalmusters interpretiert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Signalpegeln (I₀ bzw. I₃) vor und nach der Flanke F₀ eine Schwelle (I_M) für die Erkennung nachfolgender Signalflanken (F₁ bis F_n-1) des Ausgangssignals des Sensors (S_k) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erkennung des Beginns F₀ des vorbestimmten Signalmusters das Ausgangssignal des Sensorelements (S_k) auf eine vorbestimmte Abfolge von Signalflanken (F₁ bis F_n-1) geprüft wird, und daß das Signalmuster als gefunden gilt, wenn alle diese Signalflanken (F₁ bis F_n-1) in Bezug auf die den Beginn des Signalmusters definierende Signalflanke F₀ jeweils innerhalb vorbestimmter Abstandsfenster liegen.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die letzte als richtig erkannte Signalflanke (F_n-1) folgende Signalflanke (F_n) des Ausgangssignals desjenigen Sensors (S_k), der für die Erzeugung des Erkennungssignals ausgewählt ist, den zeitlichen Bezugspunkt für die Ausgabe des Erkennungssignals bildet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal desjenigen Sensors (S_k), der für die Erzeugung des Erkennungssignals ausgewählt ist, unmittelbar auf das Auftreten des vorbestimmten Signalmusters geprüft wird, und die Ausgangssignale der anderen Sensoren (S_k-1, S_k+1) der ausgewählten Teilmenge (S_k-1, S_k, S_k+1) danach zeitversetzt geprüft werden.