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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung einer Kante, vorzugsweise einer Seitenkante, insbesondere eines Bedruckstoffes, in einer Druckmaschine, vorzugsweise in einer digitalen Druckmaschine, umfassend wenigstens einen Sender und wenigstens einen Empfänger, die eine Lichtschranke bilden, mit einem zur Erkennung der genannten Kante vorgesehenen Arbeitsbereich, wobei der Empfänger als CCD-Zeilensensor ausgebildet ist.
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Eine Vorrichtung der vorgenannten Gattung ist zum Beispiel im Zusammenhang mit der
2 der
DE 102 31 801 B3 bekannt geworden, die in dem zitierten Dokument dazu vorgesehen ist, eine Vorderkante eines Bedruckstoffbogens auf einem transparenten Transportband zu erkennen. Ähnliche Vorrichtungen können auch zur Erkennung von zum Beispiel einer Seitenkante eines Bedruckstoffbogens, eines Rollenbedruckstoffes oder eines Transportbandes für Bedruckstoffbögen verwendet werden. Je nach Beschaffenheit des Materials, dessen Kante erkannt werden soll, und/oder der Homogenität eines Strahlungsfeldes, insbesondere einer Lichtverteilung, im Arbeitsbereich zwischen dem Sender und dem Empfänger, kann es dabei aber auch zu Fehlerkennungen kommen.
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Aus der
DE 32 18 866 A1 ferner ist eine Vorrichtung zur Bestimmung und Verstellung der Lage einer Materialbahn einer Rollendruckmaschine beschrieben. Insbesondere sind zwei Sensoreinheiten vorgesehen, die auf gegenüberliegende Kanten der Materialbahn gerichtete Lichtquellen und jeweilige auf reflektiertes Licht ansprechende fotoelektrische Sensoren aufweisen. Aus einer Funktion der Differenz der beiden Ausgangssignale der beiden Sensoreinheiten wird ein Einstellsignal für die Verstellung der Lage der Materialbahn erzeugt.
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Die
WO 03/012552 A2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Druckers oder Kopierers unter Verwendung eines Tonermarkenbandes. Dem Steuerverfahren liegt eine Erkennung des Tonermarkenbandes anhand eines nach dem Triangulationsprinzip arbeitenden Reflexsensors zugrunde, der auf die Reflektivität der Tonermarken anspricht.
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Aus der
WO 01/11432 A1 ist wiederum ein Verfahren zur Positionsregelung eines bandförmigen Bildträgers in einem elektrofotografischen Gerät bekannt. Bei dem Verfahren wird eine auf dem bandförmigen Bildträger ausgebildete Markierung regelmäßig durch zwei getrennte, beabstandete Sensoren detektiert.
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Aus der
DE 37 40 017 A1 ist ferner eine Schaltungsanordnung zur Abtastung Von mehr oder weniger transparenten Papierbögen bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gefahr von Fehlerkennungen zumindest zu verkleinern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Schutzanspruch 1. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.
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Insbesondere ist eine Vorrichtung zur Erkennung einer Seitenkante eines auf einem transparenten Transportband befindlichen semitransparenten Bedruckstoffes in einer Druckmaschine vorgesehen. Die Vorrichtung weist wenigstens einen Sender und wenigstens einen Empfänger auf, die gemeinsam eine Lichtschranke mit einem zur Erkennung der Seitenkante vorgesehenen Arbeitsbereich bilden. Der Empfänger ist als CCD-Zeilensensor ausgebildet, dessen Ausgangssignal räumlich aufgelöst auslesbar ist. Ferner ist ein Hochpassfilter zum räumlichen Filtern des Ausgangssignals des Empfängers vorgesehen, um eine Verstärkung eines Signalhubs im Ausgangssignal des Empfängers vorzusehen, der durch eine teilweise Abschattung des CCD-Zeilensensors von der Seitenkante verursacht werden kann.
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Bei der Vorrichtung befinden sich Sender und positionsempfindlicher Empfänger gegenüber, sodass zwischen den beiden die zu messende Seitenkante des Bedruckstoffes hindurch bewegt werden kann. Durch die Abschattung des Empfängers kann die Kantenlage für opake Bedruckstoffe leicht erkannt werden, da eine durch die Seitenkante bedingte Abschattung des Empfängers ein ausreichender Signalhub in einem Ausgangssignal des Empfängers erzeugt wird. Für die Kantenerkennung semitransparenter Substrate sieht die obige Vorrichtung speziell einen Hochpassfilter für eine räumlicher Filterung des Ausgangsignals vorsieht, der eine Verstärkung des Signalhubs ermöglicht. Das Empfängerausgangssignal kann mit einer Schwelle verglichen werden. Fällt das Ausgangssignal unter den festgelegten Schwellwert, so wird die Kante (sicher) erkannt.
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Insbesondere wegen einer möglicherweise inhomogenen Lichtverteilung, muss der Signalhub, der durch die Kante verursacht wird, ausreichend sein. Ein zu geringer Signalabstand zwischen freiem und abgedecktem Empfängerbereich kann zu Fehlmessungen führen. Zum Beispiel semitransparente Materialien lassen einen Teil des Lichts passieren, so dass der Signalhub insgesamt schwächer wird und eine Schwelle nicht mehr sinnvoll gewählt werden kann, ohne dass es zu Fehlmessungen kommt. Für eine sichere und zuverlässige Erkennung, auch gegebenenfalls mittels des geschilderten Schwellwertverfahrens, wird erfindungsgemäß das Kantensignal mit Vorteil verstärkt.
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Für eine solche Verstärkung ist ein Differenzierglied in Form eines Hochpassfilters vorgesehen. Zusätzlich kann mit Vorteil zum Unterdrücken eines Rauschens ein Tiefpassfilter vorgesehen sein, wobei bevorzugt der Hochpassfilter und der Tiefpassfilter zu einem Bandpass(-filter) miteinander kombiniert sind.
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Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der/die Filter bei Bedarf zuschaltbar angeordnet ist. Die Zuschaltung der Filter kann dabei insbesondere mit einer externen Steuerleitung erfolgen. Auf diese Weise erhält die erfindungsgemäße Vorrichtung quasi zwei Arbeitsweisen oder Modi, die bei Bedarf jeweils verwendet werden können. Insbesondere ist auch eine einfache Nachrüstung bestehender gattungsgemäßer Vorrichtungen auf diese Weise möglich.
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Ausführungsbeispiele, aus denen sich auch erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung in ihrem Umfang aber nicht beschränkt ist, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischer Seitenansicht,
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2 einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bandpasses für die Vorrichtung gemäß 1,
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3 einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Bandpasses für die Vorrichtung gemäß 1,
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4 ein Beispiel eines Ausgangssignals eines Lichtempfängers einer Vorrichtung gem. 1 vor einem Bandpass gem. 2 oder 3 und
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5 ein Beispiel eines Ausgangssignals etwa entsprechend 4 nach einer Hochpassfilterung und nach einem Bandpass gem. 2 oder 3.
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Die 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
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Auf einem für Licht transparenten Transportband 1 für Bedruckstoff ist ein Bedruckstoff 2 aufgebracht. Das Transportband 1 bewegt sich in der Darstellung der 1 zum Transport von Bedruckstoff aus der Zeichnungsebene heraus.
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Oberhalb des Transportbandes 1 ist ein Lichtempfänger 3 angeordnet. Dem Lichtempfänger 3 gegenüber ist unterhalb des Transportbandes 1 ein Lichtsender 4 angeordnet.
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Der Lichtsender 4 sendet ein Lichtbündel 13 aus, das vom Lichtempfänger 3 empfangen wird, leuchtet somit einen gewissen Arbeitsbereich einer dadurch gebildeten Lichtschranke aus. Die Lichtaussendung ist zudem mit einem Pfeil 12 symbolisch angedeutet. Tritt, wie in 1 gezeigt, ein Bedruckstoff 2 mit seiner Seitenkante 5 in das Lichtbündel 13 ein, so kann der Lichtempfänger 3 nur noch einen Teil 14 des Lichtbündels 13 entsprechend seiner Abschattung durch den Bedruckstoff 2, also weniger Licht des Lichtbündels 13 oder gar keines mehr, empfangen. Der Eintritt der Seitenkante 5 des Bedruckstoffs 2 ist also dann in dem (Arbeits-)Bereich des Lichtbündels 13 lokalisiert.
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Der Lichtempfänger 3 und der Lichtsender 4 sind durch mehr prinzipiell und symbolisch und weniger schaltungstechnisch angedeutete Leitungen 7, 8, 9 mit einer Steuerungseinrichtung 10 verbunden. Die Steuerungseinrichtung 10 kann auch mit den erhaltenen Daten über eine weitere, nicht dargestellte Leitung die Korrektur der ermittelten Lagegenauigkeit des Bedruckstoffs 2 nötigenfalls steuern, wodurch der Bedruckstoff 2 nach Passieren der Lichtschranke 3, 4 mittels von der Steuerungseinrichtung 10 angesteuerten und geeigneten mechanischen Organen in seiner Lage korrigiert wird.
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2 zeigt einen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels eines Bandpasses für die Vorrichtung gemäß 1.
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Zu Eingängen 22, 23 der dargestellten Schaltung können direkt oder indirekt Leitungen zur Verbindung der Lichtschranke 3, 4 mit der Schaltung führen und Ausgänge 24, 25 könnten zum Beispiel über nicht näher dargestellte Steuerungsleitungen ein entsprechend durch die Schaltung modifiziertes Ausgangssignal für diverse Zwecke weiterleiten.
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Die dargestellte Schaltung weist einen Tiefpasswiderstand 15 und einen Tiefpasskondensator 16 auf. Diesem Tiefpass 15, 16 folgt ein Operationsverstärker 19 mit Widerständen 20, 21. Ausgangsseitig zu diesem Operationsverstärker 19, folgt ein Hochpass mit seinem Widerstand 17 und seinem Kondensator 18.
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3 zeigt einen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Bandpasses für die Vorrichtung gemäß 1. Gleiche Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in 2.
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Im Beispiel der 3 ist zunächst eingangsseitig der Hochpass 17, 18 vorgesehen, der von dem Operationsverstärker 19 gefolgt wird. Der Tiefpass 15, 16 ist dem Operationsverstärker 19 dabei parallelgeschaltet.
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In 4 ist ein Beispiel eines Ausgangssignals 20 eines Lichtempfängers 3 einer Vorrichtung gern. 1 vor einem Bandpass gem. 2 oder 3 dargestellt. Dabei ist ein Spannungsabfall in Volt funktional gegen eine Position auf dem Transportband 1, zum Beispiel gemessen in Millimeter, ab einem gewählten Nullpunkt, aufgetragen. Der Spannungsabfall 20 soll dann am größten sein, wenn die Lichtschranke 3, 4 durch einen Bedruckstoff unterbrochen ist.
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Bei etwa 900 Millimeter ist ein kleiner Signalhub 23 bzw. eine Signalstufe zu erkennen, so dass davon auszugehen ist, dass sich an dieser Stelle im Lichtbündel 13 (1) die zu ermittelnde Kante 5 befindet. Damit ein Signalhub automatisch von einer Vorrichtung gern. 1 erkannt wird, muss ein bestimmter Schwellwert 22 gesetzt werden, den die Signalamplitude 20 auf der einen Seite des Signalhubs 23 (in der Zeichnung links, in dem vom Bedruckstoff abgedeckten Bereich) deutlich übersteigen und auf der anderen Seite des Signalhubs 23 (in der Zeichnung rechts, in dem vom Bedruckstoff nicht abgedeckten Bereich) deutlich unterschreiten muss. Hierzu muss der Signalhub 23 ausreichend ausgeprägt sein, was bei opakem Bedruckstoff gegeben ist, so dass bei einem solchen Bedruckstoff der Schwellwert beispielsweise bei 3 Volt gesetzt werden kann.
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Bei dem in 4 gezeigten Beispiel, bei dem ein semitransparenter Bedruckstoff verwendet wird, ist schon der Bedruckstoff selbst lichtdurchlässig, so dass schon in dem von ihm abgeschatteten Bereich (in der Zeichnung links neben dem Signalhub 23) der Spannungsabfall 20 deutlich unterhalb des Schwellwertes 22 liegt. Hierfür müsste also der Schwellwert 22 bis deutlich unter das Minimum dieses Bereichs verschoben werden, also etwa auf 1,8 Volt, jedoch liegt auch der nicht vom Bedruckstoff abgeschattete Bereich des Signals 20 (in der Zeichnung rechts neben dem Signalhub 23) auf etwa diesem Niveau, da die Lichttransmission in diesem nicht abgeschatteten Bereich kaum noch größer wird und der Signalhub 23 entsprechend schwach ausgeprägt ist. Hinzu kommt, dass der abgeschattete Bereich keinen konstanten Signalverlauf 20 zeigt, sondern ein Minimum hat, da die Lichttransmission in diesem Bereich nicht homogen ist. Es gibt also keine mögliche Schwellwerteinstellung, die den Signalhub 23 und dadurch die Kante 5 sicher erkennen ließe.
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5 zeigt ein Beispiel eines Ausgangssignals 31 etwa entsprechend dem Ausgangssignal 20 in der 4, allerdings bereits nach einer Hochpassfilterung, und dieses Ausgangssignal 30 nach einem Bandpass gern. 2 oder 3.
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Die 5 macht deutlich, dass ein Signal 20 gemäß 4 mit einem wenig ausgeprägten Signalhub 23, wenn es mittels eines Hochpasses gefiltert wird, an der Stelle des Signalhubs 23 einen ausgeprägten Signalpeak zeigt, der wesentlich deutlicher erkennbar ist als der Signalhub 23 vorher. Allerdings ist die Erkennung dieses Signalpeaks mit einem Schwellwertverfahren immer noch unsicher, da insbesondere rechts neben diesem Signalpeak ein starkes Rauschen entsteht, das einen beispielsweise bei 2,5 Volt zu setzenden Schwellwert 32 im wesentlichen ebenfalls überschreiten würde.
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Wird dagegen das Ausgangssignal 30 durch einen Bandpass gefiltert, so sorgt der zusätzlich vorhandene Tiefpass für eine Glättung dieses Rauschens, so dass jetzt ein ausgeprägter Signalhub 33 deutlich wird, der das Setzen des Schwellwertes 32 ohne weiteres erlaubt und diesen Signalhub 33 und damit die Kante 5 sicher erkennen lässt.
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Die Tatsache, dass gegebenenfalls ein Rauschanteil ganz rechts den Schwellwert 32 wieder übersteigt, ist unschädlich, da dieser Bereich lokal ausgegrenzt werden kann, indem nur ein eingeschränkter Bereich um den Signalhub 33 berücksichtigt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10231801 B3 [0002]
- DE 3218866 A1 [0003]
- WO 03/012552 A2 [0004]
- WO 01/11432 A1 [0005]
- DE 3740017 A1 [0006]
