DE4014706A1 - Verfahren und anordnungen zum ermitteln von registerfehlern auf einem mit registermarken versehenen druckerzeugnis - Google Patents
Verfahren und anordnungen zum ermitteln von registerfehlern auf einem mit registermarken versehenen druckerzeugnisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Verfahren und Anordnungen zum
Ermitteln von Registerfehlern auf einem mit Registermarken
versehenen Druckerzeugnis, wobei die Registermarken beim
Durchlauf des Druckerzeugnisses durch die Druckmaschine
opto-elektrisch abgetastet werden.
Beim Mehrfarbendruck ist eine genaue Registrierung der
einzelnen Farbauszüge unerläßlich. Zur Erfassung der
Registrierungsfehler ist es bekannt, das jeweilige
Druckerzeugnis mit Registermarken zu versehen. Es ist ferner
bekannt, die Registermarken opto-elektrisch abzutasten und
die daraus resultierenden Informationen zu einer
Registerregelung zu verwenden. Die durch die
opto-elektrische Abtastung der Registermarken entstehenden
elektrischen Signale weisen Anstiegs- bzw. Abfallzeiten auf,
welche bei der Auswertung der Signale zu Ungenauigkeiten
führen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Ermittlung
von Registerfehlern bezüglich der Genauigkeit und der
Aussagefähigkeit der gewonnenen Informationen zu verbessern.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Registermarken in Bahnlaufrichtung zweimal in einem
vorgegebenen Abstand abgetastet werden, daß durch
Subtraktion der durch die Abtastung gewonnenen Signale ein
weiteres Signal entsteht und daß die zeitliche Lage des
Extremwertes des weiteren Signals ein Maß für die Lage der
Registermarke darstellt.
Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei
opto-elektrische Sensorelemente in einem vorgegebenen
Abstand angeordnet sind, daß Ausgangssignale der
Sensorelemente einer Subtrahierschaltung zuführbar sind und
daß der Ausgang der Subtrahierschaltung mit dem Eingang
eines Schwellwertkomparators verbunden ist. Dabei ist
vorzugsweise vorgesehen, daß vier Sensoren quadratisch
angeordnet sind, wobei die Ausgangssignale jeweils zweier
Sensoren je einer Subtrahierschaltung zuführbar sind.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin,
daß die Registermarken jeweils zwei in entgegengesetztem
Winkel schräg zur Bahnlaufrichtung verlaufende Kanten
aufweisen und daß die Kanten in Bahnlaufrichtung
gegeneinander versetzt sind.
Durch die Ausbildung der Registermarken gemäß dieser
Ausführungsform der Erfindung können auch andere Kriterien
überprüft werden, wie beispielsweise die Lage der Falzkante.
Außerdem unterstützt diese Form der Registermarke neue
Sensortechnologien, wie beispielsweise CCD-Elemente.
Durch die in weiteren Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen
der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden
Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung einer Registermarke,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Sensors mit vier
Sensorelementen,
Fig. 3 Registermarken verschiedener Farben, die von einem
Sensor abgetastet werden,
Fig. 4 Ausgangssignale des Sensors und daraus gebildete
Differenzsignale,
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,
Fig. 6 Signale, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5
auftreten,
Fig. 7 ein Blockschaltbild eines weiteren
Ausführungsbeispiels,
Fig. 8 Signale, die bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7
auftreten,
Fig. 9 einen Sensor und weitere Registermarken und
Fig. 10 Zeitdiagramme von Signalen, die bei der Abtastung der
in Fig. 9 dargestellten Registermarken entstehen.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
Fig. 1 zeigt eine vorteilhafte Registermarke, die aus zwei
rechtwinkligen Dreiecken 1, 2 besteht und auf einen
Druckbogen derart aufgedruckt ist, daß sie in der durch
einen Pfeil angedeuteten Bahnlaufrichtung bewegt wird. Die
Registermarke weist vorzugsweise die in der Zeichnung als
Beispiel angegebenen Abmessungen auf. Damit nimmt sie auf
dem Druckbogen wenig Raum ein und wird beispielsweise auf
einem gefalzten Druckbogen nicht sichtbar, wenn sie auf der
Falzlinie angeordnet ist. Die schräg verlaufenden Kanten b
und b* erlauben in einfacher Weise beim Abtasten mit Hilfe
je eines Sensors eine Ermittlung der zeitlichen
Lageabweichung. Mit den Kanten a und a* kann mit den
gleichen Sensoren eine Abweichung in Bahnlaufrichtung
ermittelt werden.
Fig. 2 zeigt die Anordnung von vier Sensorelementen 11, 12,
21, 22 in Form eines Quadrats. Eine derartige Anordnung ist
auf dem Markt erhältlich, beispielsweise unter der
Typenbezeichnung SFH 204 der Firma Siemens.
Fig. 3 stellt den Sensor 3, der bereits im Zusammenhang mit
Fig. 2 erläutert wurde, mit drei Registermarken 4, 5, 6 dar,
die mit verschiedenen Farben, beispielsweise Schwarz (B),
Magenta (M) und Gelb (Y) von jeweils einem Druckwerk einer
Druckmaschine auf die in Pfeilrichtung laufende Bahn
aufgedruckt sind. Um die Lage der Registermarken zueinander
und damit die Registrierung des Druckbildes messen zu
können, sind elektrische Signale erforderlich, die
genauestens mit der jeweiligen Position der Registermarke 4,
5, 6 übereinstimmen. Die von dem Sensor 3 abgegebenen
Signale sind jedoch mit Flanken behaftet, deren Steilheit
vom Kontrast der jeweiligen Farbe zum Papierweiß abhängt.
Außerdem verläuft, durch die Keilform bedingt, die steigende
Flanke der Signale flacher als die fallende Flanke.
Die Ausgangssignale der Sensorelemente 11, 12, 21, 22 beim
Abtasten der Registermarken 4, 5, 6 sind in Fig. 4 als
Zeitdiagramme dargestellt, wobei die einzelnen Zeilen
gleichlautend mit dem jeweiligen Sensorelement und die
einzelnen Impulse gleichlautend mit den Farben der
Registermarken bezeichnet sind. Würde man die dargestellten
Signale ohne weitere Maßnahmen mit Hilfe eines
Schwellwert-Komparators in binäre Signale umwandeln, so
wären deren Vorderflanken von der jeweiligen Steilheit der
Vorderflanken der Signale und damit von der jeweiligen Farbe
abhängig.
Diese Abhängigkeit wird bei der in Fig. 5 dargestellten
Schaltungsanordnung vermieden. Den Eingängen 13, 14, 15, 16
werden die Ausgangssignale der Sensorelemente 11, 12, 21, 22
gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung zugeführt.
Die Ausgangssignale jeweils zweier in Bahnlaufrichtung
hintereinander liegender Sensorelemente werden in je einer
Subtrahierschaltung 17, 18 subtrahiert. Die dadurch
entstandenen Signale 11-12 und 21-22 sind ebenfalls in Fig.
4 dargestellt.
Mit Hilfe von anschließenden Gleichrichtern 19, 20 (Fig. 5)
werden die bei der Subtraktion entstehenden negativ
gerichteten Anteile abgeschnitten, so daß die in Fig. 6
dargestellten Signale A und B entstehen. Diese werden je
einem Spitzenwertdetektor 23, 24 zugeführt, der zum
Zeitpunkt des Maximums des jeweiligen Signals A, B einen
Impuls PEAK1 bzw. PEAK2 an einen Rechner 25 abgibt.
Die Impulse PEAK1 und PEAK2 stellen unabhängig von der Farbe
den Zeitpunkt dar, zu welchem die jeweilige Registermarke
eine vorbestimmte Position einnimmt. Im Rechner 25 werden
diese Zeitpunkte miteinander bzw. mit einem Sollwert
verglichen, so daß durch eine entsprechende Steuerung der
Druckmaschine eine Optimierung der Registrierung erfolgt.
Mit der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung kann
außer der farbunabhängigen Bestimmung der Lage der
Registermarken eine Bestimmung der Farbe der jeweils
abgetasteten Registermarke erfolgen. Dazu werden die Signale
A und B je einem Analog/Digital-Wandler 26, 27 zugeführt. Um
den jeweiligen Spitzenwert in ein digitales Signal
umzuwandeln werden die Analog/Digital-Wandler 26, 27 mit
PEAK1 bzw. PEAK2 getriggert. Dazu ist jeweils eine
Und-Schaltung 28, 29 vorgesehen, der einerseits der
jeweilige Impuls PEAK1 bzw. PEAK2 und andererseits ein
Signal CONVERT vom Rechner 25 zugeführt werden. Letzteres
definiert einen Zeitraum, in welchem der Spitzenwert liegen
kann. Damit kann die Wandlung von Spitzenwerten anderer
Signale ausgeschlossen werden.
Die Ausgangssignale der Analog/Digital-Wandler 26, 27 werden
entsprechenden Eingängen des Rechners 25 zugeführt und dort
mit gespeicherten Werten der Absorbtionsgrade der einzelnen
Farben verglichen. Das Ergebnis dieses Vergleichs stellt
eine Information über die Farbe der jeweils abgetasteten
Registermarke dar. Diese Information kann beispielsweise
dazu verwendet werden, die vom Rechner erzeugten
Steuersignale jeweils dem richtigen Druckwerk zuzuführen.
Zu einer Lageregelung in Bahnlaufrichtung genügen an sich
zwei Sensorelemente 11, 12 bzw. 21, 22. Durch die Verwendung
von vier Sensorelementen, wobei jeweils zwei Sensorelemente
eines der Teile der Registermarke 4, 5, 6 (Fig. 1) abtasten,
ist ferner durch entsprechende Auswertung im Rechner 25 eine
Regelung der Lage quer zur Bahnlaufrichtung und
gegebenenfalls auch eine Regelung in Diagonalrichtung
möglich.
Mit der Schaltungsanordnung nach Fig. 7 wird lediglich die
Lage der Registermarken ausgewertet, nicht jedoch deren
Farbe erkannt. Der Aufwand an Analog-Schaltungen ist
gegenüber der Schaltungsanordnung nach Fig. 5 entsprechend
geringer. Die Gleichrichter 19, 20 sind bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 Vollweggleichrichter, das
heißt die ins Negative reichenden Teile der
Ausgangsspannungen der Subtrahierschaltungen 17, 18 werden
nicht unterdrückt, sondern invertiert. Die Signale A′ und B′
weisen dann die in Fig. 8 gezeigte Form auf. Mit
Schwellwert-Komparatoren 31, 32 werden aus den Signalen A′
und B′ Binärsignale C und D geformt. Diese werden Eingängen
des Rechners 25 zugeführt, wo jeweils die Impulsmitte
errechnet wird, die zeitlich dem Amplitudenmaximum
(Spitzenwert) des Analogsignals entspricht. Durch Verwendung
dieser Impulsmitte als Maß für die Lage der Registermarken
entstehen keine Fehler durch unterschiedliche
Anstiegsgeschwindigkeiten der Impulse.
Ein Ausführungsbeispiel für die Auswertung der dem Rechner
25 (Fig. 5, Fig. 7) zugeführten Signale wird im folgenden
anhand der Fig. 9 und 10 erläutert, wobei der
Übersichtlichkeit halber dreieckförmige Registermarken 41,
42, 43 vorgesehen sind. Die Auswertung der Signale, welche
durch die Abtastung der Registermarken 4, 5, 6 (Fig. 3)
entstehen, erfolgt unter Berücksichtigung des Versatzes
beider Hälften dieser Registermarken in entsprechender
Weise.
Die Registermarken 41, 42, 43 sind jeweils von einem
Druckwerk in einer Farbe derart auf die Bahn gedruckt, daß
sie bei richtiger Registrierung auf einer in Fig. 9
gestrichelt dargestellten Linie liegen und einen definierten
Abstand S voneinander aufweisen.
Für verschiedene Registerfehler ist in Fig. 10 die zeitliche
Lage der durch die Abtastung der Ränder der Registermarken
41 bis 43 entstehenden impulsförmigen Signale dargestellt.
Die einzelnen Zeilen in Fig. 10 sind gleichlautend mit den
Sensorelementen bezeichnet.
Fig. 10a zeigt die zeitliche Lage der Impulse, wenn keine
Registerfehler vorliegen. Bei den Diagrammen gemäß Fig. 10b
liegt ein seitlicher Registerfehler vor, wobei die
abgetastete Registermarke bei der Darstellung nach Fig. 9 zu
tief liegt. Gegenüber den von den Sensorelementen 21 und 22
erzeugten Impulsen weisen die von den Sensorelementen 11 und
12 erzeugten Impulse eine Verzögerung auf. Diese Verzögerung
B stellt ein Maß für die Größe des seitlichen
Registerfehlers dar.
Fig. 10c stellt die Verhältnisse bei einem seitlichen
Registerfehler in der anderen Richtung dar - das heißt, die
Registermarke ist bei der Darstellung in Fig. 9 nach oben
verschoben. Fig. 10d zeigt die Impulse bei einem seitlichen
Registerfehler nach unten und einem diagonalen
Registerfehler A. Die Registerfehler in Umfangsrichtung
werden aufgrund des zeitlichen Abstandes der Abtastung der
einzelnen Registermarken ermittelt. Da in Fig. 10 lediglich
die Impulse, die durch Abtastung einer Registermarke
entstehen, dargestellt sind, geht dieses aus Fig. 10 nicht
hervor.
Die Erfassung der Zeiten A und B sowie der nicht
dargestellten Zeit zwischen zwei verschiedenen
Registermarken erfolgt in an sich bekannter Weise im Rechner
mit Hilfe von Zählern, die mit einer Frequenz inkrementiert
werden, die wesentlich höher als die Wiederholfrequenz der
Impulse ist.
Claims (9)
1. Verfahren zum Ermitteln von Registerfehlern auf einem
mit Registermarken versehenen Druckerzeugnis, wobei die
Registermarken beim Durchlauf des Druckerzeugnisses durch
die Druckmaschine opto-elektrisch abgetastet werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Registermarken in Bahnlaufrichtung
zweimal in einem vorgegebenen Abstand abgetastet werden, daß
durch Subtraktion der durch die Abtastung gewonnenen Signale
ein weiteres Signal entsteht und daß die zeitliche Lage des
Extremwertes des weiteren Signals ein Maß für die Lage der
Registermarke darstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Extremwert des weiteren Signals mit gespeicherten Werten
verglichen wird, wobei die gespeicherten Werte
Absorbtionsgrade der verschiedenen verwendeten Druckfarben
darstellen, und daß das Ergebnis des Vergleichs die Farbe
der jeweils abgetasteten Registermarke signalisiert.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Analog/Digital-Wandler
(26, 27) einem Rechner (25) vorgeschaltet ist, daß dem
Analog/Digital-Wandler (26, 27) das weitere Signal zuführbar
ist und daß ein Spitzenwertdetektor (23, 24) vorgesehen ist,
der bei Auftreten eines Spitzenwertes einen Impuls an den
Rechner (25) abgibt.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgang des Spitzenwertdetektors (23, 24) über eine
Und-Schaltung (28, 29) mit einem Steuereingang des
Analog/Digital-Wandlers (26, 27) verbunden ist, und daß der
Und-Schaltung (28, 29) ferner ein Startimpuls von einem
Rechner (25) zuführbar ist.
5. Anordnung zum Abtasten von Registermarken, insbesondere
zur Farbregisterregelung bei einer Druckmaschine, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens zwei opto-elektrische
Sensorelemente (11, 12, 21, 22) in einem vorgegebenen
Abstand in Bahnlaufrichtung angeordnet sind, daß
Ausgangssignale der Sensorelemente (11, 12, 21, 22) einer
Subtrahierschaltung (17, 18) zuführbar sind und daß der
Ausgang der Subtrahierschaltung (17, 18) über einen
Gleichrichter (19, 20) mit dem Eingang eines
Schwellwert-Komparators (31, 32) verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
vier Sensoren (11, 12, 21, 22) quadratisch angeordnet sind,
wobei die Ausgangssignale jeweils zweier Sensoren je einer
Subtrahierschaltung (17, 18) zuführbar sind.
7. Verfahren zum Ermitteln von Registerfehlern auf einem
mit Registermarken versehenen Druckerzeugnis, wobei die
Registermarken beim Durchlauf des Druckerzeugnisses durch
die Druckmaschine opto-elektrisch abgetastet werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die Registermarken jeweils zwei in
entgegengesetztem Winkel schräg zur Bahnlaufrichtung
verlaufende Kanten aufweisen und daß die Kanten in
Bahnlaufrichtung gegeneinander versetzt sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Registermarken weitere Kanten aufweisen, die senkrecht
zur Bahnlaufrichtung verlaufen.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Registermarken aus je zwei rechtwinkligen Dreiecken
bestehen, die zu beiden Seiten einer in Bahnlaufrichtung
verlaufenden Geraden gegeneinander in Bahnlaufrichtung
versetzt derart angeordnet sind, daß je eine Kathete der
Dreiecke auf der Geraden liegt.
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