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Die Erfindung bezieht sich auf eine Verfahren zur Ausrichtung von Farbauszügen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In Farbdruckmaschinen wird ein Druckbild auf einem Bedruckstoff durch die Überlagerung mehrerer Farbauszüge gebildet. Liegen die Farbauszüge nicht rastergenau auf dem Bedruckstoff übereinander, so sind diese Abweichungen in dem Druckbild gut sichtbar und stellen einen Qualitätsmangel dar.
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Bei der Farbdruckmaschine kann es sich um eine Offset-Druckmaschine handeln, bei der die Farbauszüge durch unterschiedliche Druckformen geformt werden. Jeder Farbe ist hierfür eine eigene Druckform, z. B. eine Druckplatte zugeordnet.
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Die Farbdruckmaschine kann aber auch eine elektrophotographische Druckmaschine sein. Die Druckmaschine kann für jeden Farbauszug eine eigene Druckeinheit umfassen. Mittels Bebilderungsorganen, die beispielsweise Zeilen oder Matrizen von Laserdioden oder LEDs umfassen können, wird auf einem Bebilderungsband oder einem Bebilderungszylinder ein latentes Bild erzeugt. Dieses Bild ist je nach Druckeinheit einer bestimmten Farbe zugeordnet.
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Auf den Bebilderungszylinder kann Toner der entsprechenden Farbe aufgebracht werden. Dieses Tonerbild entspricht dann dem latenten Bild auf der Oberfläche des Bebilderungszylinder. Je nach Druckmaschinentyp kann es vorgesehen sein, dass der Toner nur an den belichteten Bereichen des Druckzylinders haftet oder nur auf den unbelichteten.
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Je nach Druckmaschinentyp kann der Toner direkt von dem Bebilderungszylinder auf den Bedruckstoff, z. B. Papier aufgebracht werden oder dieser Schritt kann über ein zwischengeschaltetes Transfermittelmittel, einem Gummituchzylinder oder einem Transferband, erfolgen. Auf diese Weise wird auf dem Bedruckstoff ein entsprechender Farbauszug gebildet.
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Es sind auch Druckmaschinen bekannt, bei denen eine Druckeinheit alle Farbauszüge erzeugt. Auch ist es möglich, dass die verschiedenen Farbauszüge zunächst auf einem Transfermittel wie einem Transferband übereinander gedruckt werden und dann von diesem Transfermittel in einem Schritt auf den Bedruckstoff übertragen werden.
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Je nach Ausrichtung der Bebilderungsorgane oder je nach der Einstellung ihrer jeweiligen Nullpositionen oder auch durch andere, hier nicht erwähnte Fehlerquellen kann es vorkommen, dass die einzelnen Farbauszüge auf dem Bedruckstoff nicht exakt, nicht rasterrichtig so übereinander liegen, wie es für das resultierende Druckbild gewünscht ist. Diese Abweichungen der Positionen der Farbauszüge von ihren Sollpositionen kann insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes auftreten. Diese Richtung wird im Folgenden auch als Scanrichtung oder X-Richtung bezeichnet. Das Bebilderungsorgan scannt die Oberfläche einer Druckform oder eines Bebilderungszylinder axial ab, während sich diese unter ihm drehen, wodurch deren Oberflächen mit dem gewünschten Druckbild bebildert werden können.
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Um eine durch die, insbesondere in Scanrichtung auftretenden Abweichung der Positionen der Farbauszüge verursachte Qualitätsminderung des Druckbildes zu vermeiden, ist es z. B. aus der Patentschrift
DE 69319308 T2 bekannt auf den Bedruckstoff Ausrichtmarken zu formen.
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In der
DE 69319308 T2 werden Ausrichtanzeigen vorgeschlagen, die aus zwei Ausrichtmarken bestehen, die zueinander parallele geneigte Linien aufweisen und wobei jede Ausrichtmarke eine vordere bzw. eine hinter Linie aufweist, die senkrecht zur Transportrichtung verläuft. Die Ausrichtmarken sind dabei in Form von Dreiecken ausgeprägt. Es werden dann durch einen Sensor die Zeiten gemessen, zu den die vordere bzw. die hintere Linie und die beiden parallelen geneigten Linien den Sensor durchlaufen. Aus der Differenz der gemessenen Zeiten wird dann der Schwerpunkt der Ausrichtanzeigen berechnet. Durch das Wissen über die gemessenen Schwerpunkte der Ausrichtanzeigen für unterschiedliche Farbauszüge können dann Abweichungen der Positionen der Farbauszüge korrigiert werden. Insbesondere ist bei den hier beschriebenen Ausrichtanzeigen vorgesehen, dass immer zwei Ausrichtanzeigen in einer Linie senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes auf unterschiedlichen Seiten einer Bildzone des Bedruckstoffes geformt werden. Auf diese Weise sollen auch Positionsfehler der Farbauszüge in Richtung des Transportweges des Bedruckstoffes erkannt werden können. Wesentliche Elemente des hier beschriebenen Verfahrens liegen darin, dass die Schwerpunkte der Ausrichtanzeigen erkannt werden müssen, wozu eine gleichmäßige Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffes gewährleistet sein muss. Ungleichmäßigkeiten der Transportgeschwindigkeit können hier zu Fehlmessungen führen. Des Weiteren sind gerade Linien der Ausrichtanzeigen senkrecht zur Transportrichtung und diagonale, parallele Linien schräg zu den Ersteren notwendig. Misspositionen der Bebilderungsorgane, die zu Schrägstellungen der Ausrichtanzeigen führen, können bei der Auswertung der Ausrichtanzeigen ebenso zu Fehlern führen wie ungewollte Vergrößerungen einzelner Bildelemente, die z. B. durch Fehler von optischen Elementen hervorgerufen sein können. Für den Fall der Vergrößerung wäre z. B. die Parallelität der schrägen Linien nicht mehr unbedingt gegeben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun in der Entwicklung eines Verfahrens zur Ausrichtung von Farbauszügen auf einem Bedruckstoff quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffes, welches wenigstens unabhängiger von etwaigen Unregelmäßigkeiten der Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffes ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
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Werden eine vordere und hintere Kante einer Ausrichtmarke möglichst genau erkannt, so kann ein Schwerpunkt oder ein Mittelpunkt der Ausrichtmarke bestimmt werden. Auch kann erkannt werden, ob die Ausrichtmarke quer zur Transportrichtrichtung des Bedruckstoffes relativ zu ihrer Sollposition verschoben ist, wenn z. B. der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Kante in dieser Richtung variiert und z. B. zu- oder abnimmt. Durch die erfindungsgemäße Bestimmung des Abstandes, dass heißt der Breite der Ausrichtmarke im Bereich des verwendeten Sensors, über die zurückgelegte Wegstrecke des Transportbandes, ist eine gleichbleibende Transportgeschwindigkeit des Bedruckstoffes nicht notwendig, um Abweichungen der Istpositionen der Ausrichtmarken von den Sollpositionen in einer Richtung quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffes zu bestimmen. Insbesondere ist es hierfür vorgesehen, dass der Bereich, in dem der verwendete Sensor detektiert größenmäßig sehr klein ist. Die Breite des Sensors in der Richtung senkrecht zur Transportrichtung sollte vorzugsweise etwa der Breite von 5 Pixeln, d. h. fünf mal der Breite der kleinsten durch die Bebilderungsorgane auf dem Bedruckstoff geformten Strukturen sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Breite des Sensors nur einem Pixel entspricht.
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Eine ab- oder zunehmende Breite einer Ausrichtmarke wird erfindungsgemäß vorteilhafterweise dadurch erreicht, dass die vordere und hintere Kante einer Ausrichtmarke zur Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes schräg angeordnet sind und einen Winkel größer Null mit dieser Scanrichtung einschließen. Insbesondere durch ungleiche Winkel kann eine Breitenab- oder zunahme erreicht werden. Auf diese Weise kann, indem die Strecke, die das Transportband zwischen der Erkennung der vorderen und hinteren Kante der Ausrichtmarke zurücklegt, bestimmt werden, welche Position die Ausrichtmarke relativ zum Sensor einnimmt. Auf Grund dieser bekannten Position kann dann im Folgenden der Farbauszug entsprechend verschoben oder das den Farbauszug formende Bebilderungsorgan entsprechen eingerichtet werden. Eine Verschiebung des Farbauszugs bedeutet dabei, dass die Positionen der auf dem Bedruckstoff zu formenden Bildelemente entsprechend verschoben werden. Sollen alleine die Ausrichtmarken betrachtet werden ist es auch möglich, dass alleine die Positionen der Ausrichtmarken verschoben werden. Das Bebilderungsorgan kann dafür z. B. auch zeitlich versetzt angesteuert werden oder seine Position kann neu eingestellt werden. Abweichungen von der Mitte können insbesondere dadurch besser erkannt werden, dass das Signal/Rausch Verhältnis des Sensors durch diese Ausgestaltung der Ausrichtmarke verbessert wird.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Neigungswinkel der vorderen und hinteren Kante der Ausrichtmarken bei entgegengesetzten Vorzeichen den gleichen Betrag, vorzugsweise etwa 15° aufweisen. Auf diese Weise ist einfacherweise gewährleistet, dass die Abstände der vorderen und hinteren Kanten zueinander immer ab- bzw. zunehmen. Ein Winkel von etwa 15° ist dabei gut erkennbar. Es ist auch möglich, dass eine vordere oder hintere Kante darüber erkannt werden kann, dass die Neigung zur Scanrichtung zu oder abnimmt. Die Scanrichtung ist dabei die Richtung, die senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes verläuft, wie bereits oben erläutert wurde.
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Es sollen erfindungsgemäß die Positionen der Ausrichtmarken erkannt werden, die einem Farbauszug zugeordnet sind. Dabei soll die relative Position der Ausrichtmarken zu einem festen Punkt, vorzugsweise dem Sensor bestimmt werden. Hierfür ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass für jeden Farbauszug zwei in Transportrichtung des Bedruckstoffes von einander beabstandete, auf einander folgende, um 180° zu einander gedrehte, gleichartige Ausrichtmarken geformt werden. Sollte der Farbauszug so von seiner Sollposition abweichen, dass die beiden Ausrichtmarken nicht an einer vorgesehen Position unter dem Sensor durchlaufen, so kann das einfacherweise erfindungsgemäß über die Differenz der gemessenen Breiten der Ausrichtmarken erkannt werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass eine Nullposition der Ausrichtmarken und damit auch der Farbauszüge dadurch definiert ist, dass die Breiten der zu einander um 180° gedrehten Ausrichtmarken gerade identisch sind. Vorteilhafterweise kann dann gerade durch ein Erkennen von gleichen Breiten der Ausrichtmarken im Bereich des Sensors auf eine Position der Nullposition der Ausrichtmarken, d. h. der Farbauszüge im bevorzugten Bereich des Sensors geschlossen werden. Liegen hier unterschiedliche Breiten vor, so kann auf eine Fehlposition der Farbauszüge geschlossen werden. Da nur die Breiten der Ausrichtmarken verglichen werden, sind Fehlmessungen auf Grund von Vergrößerungen, die z. B. durch Fehler der Optik der Bebilderungsorgane auftreten können, vorteilhafterweise nicht zu erwarten.
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Es ist daher erfindungsgemäß weiter vorgesehen, dass die Breiten zweier auf einander folgender Ausrichtmarken der gleichen Farbe erkannt werden, eine Differenz der gemessenen Breiten gebildet wird und je nach Vorzeichen und Betrag der Differenz die Nullposition, bzw. die Ausrichtung des für diesen Farbauszug verwendeten Bebilderungsorgan um eine Verschiebung S verschoben wird. Auf diese Weise kann in einem weiteren Verfahrensschritt die Ist-Position des Farbauszugs an seine Soll-Position zumindest angeglichen werden. Die Verschiebung S soll dabei so an die gemessene Differenz angepasst werden, dass in einem nächsten Schritt, bei dem die verschobenen Ausrichtmarken auf dem Bedruckstoff geformt werden, die Position der Nullposition der Ausrichtmarken zumindest näher am Bereich des Sensors liegt. Hierfür können die Ausrichtmarken von dem Bebilderungsorgan an einer entsprechend neuen Position des Bedruckstoffes geformt werden, ohne dass eine Neuausrichtung oder Verschiebung des Bebilderungsorgans durchgeführt werden muss, es handelt sich dann um rein logische Verschiebungen der Ausrichtmarken.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Verschiebung S aus dem Quotienten der Differenz der gemessenen Breiten und einer Zahl H gebildet wird, wobei H so gewählt wird, dass S maximal die Hälfte der Ausdehnung einer Ausrichtmarke in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes betragen kann.
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In einer Weiterentwicklung ist es vorgesehen, dass die Bebilderungsorgane, deren Nullpositionen bzw. Ausrichtungen bereits k mal verschoben wurden, neue Ausrichtmarken auf dem Bedruckstoff formen und, je nach der Differenz der erkannten Breiten der Ausrichtmarken die Nullpositionen bzw. Ausrichtungen der Bebilderungsorgane um eine Verschiebung Sk verschoben werden und dieses Verfahren so lange iterativ durchgeführt wird bis die Verschiebung Sk gegen Null geht und eine kalibrierte Nullposition, bzw. Ausrichtung des Bebilderungsorgans eingestellt ist. Durch dieses iterative Verfahren kann schnell die Nullposition der Ausrichtmarken in den Bereich des Sensors verschoben werden.
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Um das Iterationsverfahren zu beschleunigen, wenigstens aber die Abstände der Nullpositionen der Ausrichtmarken immer näher in den Sensorbereich zu verschieben, kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Verschiebung Sk aus dem Quotienten der Differenz und einer Zahl Hk gebildet wird, wobei Hk so gewählt wird, dass Sk maximal die Hälfte der Ausdehnung einer Ausrichtmarke in Scanrichtung betragen kann. K ist dabei eine Kennziffer des Iterationsverfahrens und gibt die Anzahl der bereits erfolgten Durchlaufe an. Und Hk kann bei jedem Durchlauf des Iterationsverfahrens einen anderen Wert annehmen.
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In einer Weiterentwicklung ist es vorgesehen, dass Hk+1 kleiner ist als Hk, so das die Verschiebung Sk in jedem iterativem Schritt k kleiner wird. Auf diese Weise werden die Verschiebungen Sk von Iterationsschritt zu Iterationsschritt immer feiner.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass zunächst eine kalibrierte Nullposition bzw. Ausrichtung eines Referenzbebilderungsorgans für einen Referenzfarbauszug, vorzugsweise für Schwarz eingestellt wird und eine hierfür notwendige gesamte Verschiebung SG ermittelt wird.
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Auf diese Weise kann beispielsweise der Farbauszug der Farbe Schwarz so verschoben werden, dass die Nullpositionen der hierzu gehörenden Ausrichtmarken im Bereich des Sensors liegen. Ist hierfür die Verschiebung SG bekannt, so ist möglich diese Verschiebung wieder Rückgängig zu machen und den Farbauszug wieder in seine ursprüngliche Position zu verschieben.
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Es ist vorteilhafterweise weiter vorgesehen, dass für die übrigen Bebilderungsorgane kalibrierte Nullpositionen bzw. Ausrichtungen eingestellt werden und die hierfür notwendigen gesamten Verschiebungen SG, SG'', SG''', usw. ermittelt werden. Diese Bebilderungsorgane können beispielsweise Farbauszüge der Farben CMY formen, wobei C für Cyan, M für Magenta und Y für Yellow (Gelb) steht. Es sind aber auch andere Farben insbesondere die Farben RGB und Sonderfarben sowohl alternativ, als auch zusätzlich möglich.
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Auf diese Weise ist es möglich dass alle Farbauszüge relativ zum Sensorbereich und relativ zu einem bevorzugten Referenzfarbauszug Positionen einnehmen, so dass keine Abweichungen der Farbauszüge in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes auftreten.
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In einer Weiterentwicklung ist es vorgesehen, dass jeweils die Differenzen ΔSG '(''..) der gesamten Verschiebungen SG', SG'', SG''', usw. zur gesamten Verschiebung SG des Referenzfarbauszugs ermittelt werden, die gesamte Verschiebung SG des Referenzbebilderungsorgans rückgängig gemacht wird und die übrigen Bebilderungsorgane bzw. die Positionen der Farbauszüge um die Differenzen ΔSG '(''..) verschoben werden. Auf diese Weise sind alle Farbauszüge Rasterrichtig in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Bedruckstoffes übereinander auf dem Bedruckstoff geformt und die Positionen der Bebilderungsorgane sind auf die ursprüngliche Position des Bebilderungsorgans normiert, welches den Farbauszug der Referenzfarbe, vorzugsweise schwarz formt. Auf diese Weise können im Allgemeinen große Verschiebungen der Bebilderungsorgane vermieden werden.
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Ein Ausführungsbeispiel, auf das die Erfindung in ihrem Umfang nicht beschränkt sein soll und aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt:
Ein Bedruckstoff 2 wird in Richtung des Pfeils 3 durch nicht dargestellte Transportelemente transportiert. Auf dem Bedruckstoff sind Ausrichtmarken 4, 5 und 6, 7 durch hier nicht dargestellte Bebilderungsorgane geformt wurden. Die Ausrichtmarken 6, 7 sind hier in Schwarz und stellen die Ausrichtmarken 6, 7 der Referenzfarbe Schwarz dar. Es kann sich dabei aber auch um eine andere Farbe handeln. Die Ausrichtmarken 4, 5 sind hier in der Farbe Cyan. Bei der Farbauswahl handelt es sich um ein vereinfachtes Beispiel, es können insbesondere noch weitere Ausrichtmarken von weiteren Farben auf dem Bedruckstoff 2 geformt sein.
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Der Bedruckstoff 2 wird in Richtung 3 unter einem stationären Sensor, der nicht gezeigt ist transportiert. Der Sensor überstreicht dabei einen Bereich 9 des Bedruckstoffes. In diesem Bereich 9 werden vordere Kanten 11 und 12 und hintere Kanten 10 und 13 der Ausrichtmarken 4, 5, 6 und 7 erkannt. Die Kanten 11, 12 und 10, 13 verlaufen schräg zu einer Horizontalen 17 die nicht mitgedruckt wird. Die Horizontale 17 verläuft senkrecht zur Transportrichtung 3. Die Ausrichtmarken 4 bis 7 sind als gefüllte Dreiecke ohne Spitzen ausgeprägt, wobei die Ausrichtmarke 5 zur Ausrichtmarke 4 und die Ausrichtmarke 6 zur Ausrichtmarke 7 um 180° gedreht sind.
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Zwischen dem Erkennen einer vorderen Kante 11, 12 und einer hinteren Kante 10, 13 wird der Weg gemessen, den der Bedruckstoff in Richtung 3 zurückgelegt hat. Hierfür wird insbesondere eine nicht dargestellte Webclock verwendet, die den Vorschub eines nicht dargestellten Transportbandes misst. Aus dem so gemessenen Weg werden die Breiten 14 und 15 der Ausrichtmarken 1 bis 7 im Bereich 9 bestimmt.
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In einem ersten Schritt werden die Breiten 14, 15 der schwarzen Ausrichtmarken 6, 7 durch den Sensor im Bereich 9 vermessen. Stimmen die Breiten 14 nicht überein, so wird ihre Differenz Z gebildet. Je nach Vorzeichen von Z und Betrag wird dann die Position, an welcher die Ausrichtmarken 6, 7 geformt werden in Richtung 8 weiter in die Nähe des Sensors um einen Betrag S verschoben. Dieser Vorschub S kann beispielsweise aus dem Quotienten der Differenz Z und einer Zahl H berechnet werden, wobei H z. B mit der halben Höhe, dem sogenannten Hub einer Ausrichtmarke 4 bis 7 korrelieren kann.
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In einem nächsten Schritt werden die Ausrichtmarken 6, 7 für schwarz erneut, diesmal mit den verschobenen Positionen auf dem Bedruckstoff 2 geformt. Es werden erneut die Breiten 14, 15 bestimmt und falls die Differenz ungleich Null ist werden die Positionen der Ausrichtmarken 6, 7 erneut in Richtung 8 in Richtung des Sensors verschoben. Dieser Vorgang wird iterativ so lange wiederholt, bis die Differenz Z gleich oder nahe null ist. Die Ausrichtmarken 6, 7 liegen dann in einer Nullposition unter dem Sensor. Sie wurden dafür insgesamt um eine Verschiebung SG verschoben.
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In einem nächsten Schritt wird der gleiche Vorgang für eine nächste Farbe, in diesem Beispiel Cyan (C) wiederholt. Die Nullposition der Ausrichtmarken 4 und 5 der Farbe Cyan werden über eine gesamte Verschiebung SG' erreicht.
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In weiteren Schritten wird der Vorgang für die Farben Magenta (M) und Yellow (Y)(Gelb) wiederholt. Die Ausrichtmarken für diese Farben sind hier nicht dargestellt. Die Nullpositionen werden über gesamte Verschiebungen SG'' und SG''' erreicht.
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Für einen nun folgenden Druckvorgang ist es vorgesehen, dass die Positionen der Farbauszüge für die Farben CMY so verschoben werden, dass deren Farbauszüge über dem schwarzen Farbauszug liegen. Diese Verschiebungen können dabei insbesondere rein logische Verschiebungen sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Ausrichtungen oder Positionen der Bebilderungsorgane entsprechend neu eingestellt werden.
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Die Position des schwarzen Farbauszugs entspricht dabei seiner ursprünglichen Position es müssen hier keine Positionsänderungen auf Grund des durchgeführten Verfahren vorgenommen werden. Die übrigen Farben werden auf den schwarzen Farbauszug kalibriert, indem sie um die Differenzen ΔSG', ΔSG'' und ΔSG''' zwischen den gesamten Verschiebungen der Ausrichtmarken der Farben CMY zu den Ausrichtmarken 6 und 7 der Farbe Schwarz verschoben werden. Auf diese einfache Weise können schnell die Farbauszüge in einer Richtung quer zur Transportrichtung 3 des Bedruckstoffes ausgerichtet werden.
