EP1737666A1 - Vorrichtung und verfahren zur erkennung von registerfehlern - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur erkennung von registerfehlern

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Publication number
EP1737666A1
EP1737666A1 EP05737018A EP05737018A EP1737666A1 EP 1737666 A1 EP1737666 A1 EP 1737666A1 EP 05737018 A EP05737018 A EP 05737018A EP 05737018 A EP05737018 A EP 05737018A EP 1737666 A1 EP1737666 A1 EP 1737666A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
printing
web
color
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP05737018A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Riepenhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wifag Maschinenfabrik AG
Original Assignee
Wifag Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34966141&utm_source=***_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP1737666(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Wifag Maschinenfabrik AG filed Critical Wifag Maschinenfabrik AG
Publication of EP1737666A1 publication Critical patent/EP1737666A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0036—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control

Definitions

  • the invention relates to a device and to a method for detecting register errors and for monitoring the coloring, in particular for detecting register errors in web printing.
  • color templates are reproduced by separating the images to be printed into several so-called color separations and printing the color separations on a substrate, such as a paper web to be printed, one above the other.
  • a substrate such as a paper web to be printed
  • Four colors, namely cyan, magenta, yellow and black are often used.
  • the printing result can be improved by using additional special colors.
  • the most exact possible overprinting of the color separations is decisive for the quality of the image to be printed and is often also referred to as a register or a color register.
  • the color register is set manually, whereby an experienced printer observes shifts in the color separations at detailed image areas or additionally examines printed registration marks and, based on his experience, corrects a possibly existing color register error by settings on the printing press.
  • US Pat. No. 5,018,213 discloses a method for detecting mark fields additionally printed on a printing web, which can be processed by an automatic register control system. It is an object of the invention to propose a device and a method with which the register accuracy can be checked easily.
  • the device according to the invention for determining a register deviation of printing inks of a printing press has at least one measuring device, such as an optical sensor, for recording at least one image section e.g. a printed web, which is preferably positioned in the vicinity of the substrate to be printed or printed or the web to be printed or printed and with which a relative or absolute position of color separations of the colors used in printing can be measured or recorded as an actual value.
  • This at least one sensor is connected to a computing unit which compares the position of the individual color separations quantitatively measured by the sensor or sensors with the target value of the position of the color separations, as obtained from a preferably digital prepress, in order to determine a register error according to the invention or to monitor the coloring.
  • the measured position of at least one color separation with the e.g. position of this color separation determined from prepress data, e.g. Correct register errors.
  • the desired position of the individual color separations is in the digital image data of the prepress. Location of a color to any other color, saved. This information is available, for example, in the form of bitmaps, which correspond to the distribution of the printing dots on the printing form of the respective printing process.
  • the digital data of the prepress stage provide a position of the color separations, which represents the target value to be achieved by the printing process.
  • the position generated in the printing process is preferably determined as the actual value for each process color, for example the position of a color or a color separation relative to any other color.
  • a correlation method can be carried out to determine the local deviations between the target value determined from the prepress stage and the actual value determined by the at least one sensor, ie also to determine, for example, the relative position of colors or the color register or the color density.
  • a color separation such as black
  • a color separation can advantageously be specified as a reference and all shifts in the printing inks used can be determined relative to this reference color.
  • the device according to the invention enables the use of a comparatively simple sensor system, since there is no need to find printed marks and a measurement can be carried out simply at any location on the printed substrate or the paper web.
  • the device according to the invention also enables the color scheme to be monitored.
  • the invention can be used in any printing process, in particular in any web printing process, if image data from a prepress are available.
  • This digital image data obtained from the prepress stage can be compared as target values with the image data recorded by at least one sensor as actual values, one or more printing plates being clamped onto a printing cylinder in an offset method and by printing on a substrate or a paper web and measuring the Print result the color distribution for each process color is determined as the actual value.
  • the invention can also be used if printing cylinder surfaces are used for printing, on which image information is recorded.
  • the sensor according to the invention is preferably designed in such a way that it can detect the color distribution for different process colors, such as cyan, magenta, yellow, black or also for any additional special colors that may be used, and can be, for example, a photo receiver for detecting certain spectral ranges or a spectrometer.
  • the senor can be designed as a bundle of optical fibers, for example as a glass fiber bundle, or to be connected to optical fibers, one end of the fiber bundle being used to record the measured values and preferably in the vicinity of the substrate to be printed or the paper web is arranged.
  • one or more optical sensors are arranged in order to quantitatively detect the optical signals passed through the optical fibers with respect to the color distribution of the process colors.
  • different spectral filters or color filters or interference filters can be provided in front of different sensors in order to use a sensor to measure the color distribution of a specific process color or to detect a specific spectral range.
  • one or more lighting elements are also arranged on the side of the fiber bundle facing away from the printed substrate or the printing web, which can couple light into one or more strands of the optical fiber bundle, so that one simultaneously with the fiber bundle Illuminated surface of the printed substrate or the paper web and the color distribution for one or more colors can be detected.
  • the light-emitting elements are preferably arranged between the optical sensors, so that, for example, alternately one fiber of the optical fiber bundle is used for illumination and one or more fibers for measuring a color distribution.
  • the optical sensor can be an optical sensor that measures only in one dimension and detects the color distribution along a line, such as a line scan camera. It is also possible that an optical sensor measuring in two dimensions is used, such as an area sensor.
  • a camera can be provided in conjunction with an element generating a flash, so that the camera performs a two-dimensional measurement of a color distribution when a flash light for the snapshot of the printed image or a part thereof is sent to the printed substrate.
  • the optical sensor advantageously has a width of a few mm, such as a width in the range from 1 mm to 100 mm, and can be 5 mm wide, for example.
  • the length of a one-dimensional optical line sensor is preferably in the range of a few ⁇ m, the length being in the range, for example, between 1 and 30 ⁇ m or between 5 and 20 ⁇ m.
  • the optical sensor for example a line camera or the side of a fiber bundle used for the diodes or photocells or lamps, is advantageously arranged relative to a printing web in such a way that the width of the optical sensor, which is a few mm, is transverse and preferably perpendicular to the running direction of the printing web lies.
  • a one-dimensional measuring system can control register deviations in one direction, for example by color-sensitive scanning of an image strip in the circumferential direction.
  • the printing web in the area of the optical sensor is advantageously guided over a roller, so that the printing web lies on the roller in the area of the measurement of the process colors and thus defined measurement conditions, such as a constant distance from the sensor.
  • the sensor is preferably displaceable transversely to the transport direction of the printing web, in order to be able to position the sensor, for example in dependence on digital data from the preliminary stage, at a desired measuring location of the printing web at which the colors to be regulated are actually printed.
  • a position transmitter is preferably provided on the printing press in order to be able to record the absolute rotational position of one or more printing cylinders and thus to enable synchronization. This makes it possible, for example, to specify a reference position so that the position of each individual printing ink measured by the sensor can be determined relative to this reference position and thus the position of the individual color separations, i.e.
  • the position of the color separations relative to the rotational position of a printing cylinder can be determined ,
  • the use is advantageously a position sensor for detecting a reference position, if the for example, a line camera, the reading of the detected 'image lines with the speed printed web is to be synchronized, so that a two-dimensional measuring system can be implemented with a line camera, for example, to check the circumferential register and the side register.
  • the register position of the individual process colors relative to a reference position of the printing press for example relative to the rotational position of a roller, or also relative to a reference color can be determined from a recording of the printed web at any location at any time.
  • a position of the color separations of the process colors relative to the machine or to the rotational position of a printing cylinder can also be determined from a recording synchronized with the machine at a specific location.
  • a regulating or control unit is advantageously provided on the printing press, with which the rotational position of one or more printing forms, such as the rotational position of printing plates for applying the process colors used, can be regulated individually, e.g. Correct measured circumferential register errors by changing the rotational position of one or more printing forms and thus generate a print image without color register errors.
  • the invention relates to a method for determining register deviations, that is to say for determining the relative positions of at least two printing inks on a printed web, for example a printed paper web in a printing press, relative to a target specified by data from a prepress stage -Location of the printing inks, reference values for at least two printing inks being obtained from image data from the prepress stage, at least part of a print image on the printing web being detected by at least one sensor, the reference values obtained from the image data of the prepress stage with the measured values recorded by the at least one sensor the color distribution for the at least two printing inks or process colors are compared and the relative position of the printing or process colors is determined therefrom.
  • the position of one or more printing or process colors relative to the printing press is advantageously determined, it also possible to position one or more printing colors relative to one certain printing color, such as relative to the color black as a reference, since black is often printed on each printing path.
  • a correlation method e.g. the calculation of a cross-correlation value is used to compare the reference values obtained from the image data of the prepress with the measured values detected by the at least one sensor and to determine the relative position of the printed process colors from them.
  • the measurement location for acquiring at least a part of the print image is preferably determined from the prepress data.
  • the invention relates to a method for regulating the position of at least one printing form or printing roller, wherein the relative position determined according to the above method of at least one printing ink with respect to another printing ink is used to regulate the position of the printing form, by one reduce any register errors to zero.
  • FIG. 2 examples of a reference value obtained from a prepress and measured values of a process color
  • Figure 3 examples of a simple image data content from a prepress and the corresponding print image on the paper web
  • FIG. 4 different types of image data in the prepress stage
  • FIG. 5 shows an embodiment of a sensor used according to the invention, each with a single glass fiber per photodiode;
  • Figure 5a is a side view of the embodiment shown in Figure 5;
  • Figure 5b shows an alternative embodiment in side view
  • FIG. 6 shows an example of a measurement of a process color with a line sensor
  • Figure 7 Diagrams of measured process colors for determining a register error.
  • FIG. 1 shows the data flow when calculating a color register error in a printed paper web using digital image data from the prepress stage.
  • reference values 3 are calculated in a computing unit 2 as target values for the relative position of two colors.
  • the measurement signals 4 are processed from the measurement signal 4 from a sensor or from a plurality of sensors, which record the print image on the paper web and provide information on the relative position of these two colors on the print web, to produce measurement values 6 which correspond to the Reference values 3 can be compared in a comparison unit 7.
  • a signal 8 is determined which indicates the color register error of the printed paper web.
  • the computing unit 2, the measuring unit 5 and the comparison unit 7 can be used as one unit e.g. be summarized in a PC.
  • FIG. 2 shows examples of reference values 11 and measurement values 12 of a color and shows by way of example how the position 14 of a color on the printed paper web can be determined by comparing the reference values 11 and the measurement values 12.
  • the reference values 11 obtained from the prepress stage are shown in a diagram in which the horizontal axis 10 indicates the path in the vertical direction for an image from the prepress stage and the vertical axis 9 indicates the brightness.
  • the reference values 11 describe the brightness curve on a narrow vertical strip of the original, e.g. B. a multicolored newspaper page.
  • the measured values 12 describe the brightness curve on a corresponding strip of the printed paper web in the running direction of the paper web, shown over the axis 13.
  • the reference values 11 and measured values 12 in this example show similar brightness curves.
  • the relative shift ⁇ l of a printing ink can be determined, for example, using a correlation method. If the relative shift ⁇ 2 of a further printing ink is also determined, the color register error is defined by ⁇ 1- ⁇ 2.
  • FIG. 3 shows examples of a simple image data content 31 from the prepress stage and the corresponding printed image 33 on the paper web. It is shown how an image strip 32 can be selected from the image template of the prepress and a corresponding strip 34 from the print image 33 for carrying out a measurement on the paper web.
  • Figure 4 shows various types of image data in the prepress.
  • the image data B of a page content e.g. a multicolored newspaper page, e.g. in Postscript format or in PDF format.
  • the image contents for the corresponding printing plates for the process colors cyan C, magenta M, yellow Y and black BK are calculated from the image data B of a page content by raster image processing (RTP).
  • RTP raster image processing
  • the rasterized and color-separated image data of the printing plates are e.g. shown in TIFF G4 format.
  • FIG. 5 shows an embodiment of a sensor that can be used according to the invention for detecting the color distribution or color density, a front end of a glass fiber bundle 51 serving as measuring head 50, the side view of which is shown with a plurality of successively arranged front sides of individual glass fibers in FIG. 5 a, with individual glass fibers a light source L is connected, which emits light from the front of the measuring head 50 onto the printing web 53 for illuminating a printing web.
  • the light remitted by the printing path 53 is emitted by the optics 54 and
  • the individual fibers of the glass fiber bundle 51 are received and fed to the light guides lying between the light source light guides and assigned to the photodiodes CH1 to CH4, wherein color filters or spectral filters can be provided in front of the individual photodiodes CH1 to CH4 in order to filter out a desired spectral range of the detected light signal.
  • the photodiodes CH1 to CH4 can quantitatively detect a spectral range determined by a coloring or reference filter and thus measure, for example, the color distribution of printing inks on the printing web.
  • FIG. 5b shows an alternative embodiment of a sensor for detecting the color distribution or color density which can be used according to the invention
  • a front end serving as measuring head 50 of an open two-armed or two-way fiber bundle 51 being connected by a fiber or an arm to a light source L which is used for illumination serves, and a second arm or a fiber of the fiber bundle 51 is connected to a multiple photodiode MFD, which is used to measure the light emitted by the light source L via the measuring head 50 and the optics 54 and remitted by the printing path 53.
  • Several double fiber bundles 51 as shown in Figure 5b may be arranged in a line, e.g.
  • the fiber outputs of the common ends of the double fiber bundle on the measuring head 50 can be arranged along a line in order to implement an arrangement as shown in principle in FIG. 5, in which illuminating fibers and measuring fibers alternate, but instead of the photodiodes CH1 to CH4, the multiple Photodiode MFD is provided.
  • illumination fibers and measurement fibers are arranged alongside one another along two parallel lines, e.g. Illumination fibers along a line and associated measurement fibers along a parallel line.
  • the remitted light detected by the measuring head 50 and transmitted through the measuring fiber falls on the multiple photodiode MFD provided as a multiple detector, which can be, for example, a three- or four-channel photodiode with individual spectral filters for filtering different spectral ranges.
  • the multiple photodiode MFD provided as a multiple detector, which can be, for example, a three- or four-channel photodiode with individual spectral filters for filtering different spectral ranges.
  • the multiple photodiode MFD provided as a multiple detector, which can be, for example, a three- or four-channel photodiode with individual spectral filters for filtering different spectral ranges.
  • the multiple photodiode MFD In front of the individual surfaces of the multiple photodiode MFD, for example, there are different color filters, which are, for example, as Interference filter can be executed.
  • the interference layers can, for example, be applied to the glass cover of the photoreceiver,
  • the embodiment shown in FIG. 5b enables a simpler construction of the measuring arrangement, it being possible to use a cheaper fiber bundle 51 than in the embodiment shown in FIG. 5a.
  • the electronic amplification of the signals of the multiple photodiode MFD can e.g. can also be implemented together with an analog-digital conversion or interface functions on a single board.
  • one of the spectral filters provided in front of the multiple photodiode MFD can also be designed as an infrared-transmissive filter, which makes it easy to distinguish the black printing ink from the overprinting of the chromatic colors.
  • FIG. 6 shows, by way of example, an image 61 printed on a printing web 60, the printing web 60 moving in the direction designated by y and a line sensor being guided over the printing web 60 in the longitudinal direction between the end positions a and b designated in FIG. 6 relative to the printing web 60 and captured a portion of the image 61.
  • the signal detected by the sensor is shown on the right next to the printing path 60 and shows signal curves in the areas in which the sensor is guided via the image 61, from which the register position can be checked as described below with reference to FIG.
  • FIG. 7a shows, using two colors black (K) and magenta (M), the course specified as the setpoint or the relative position of these colors, as determined from the preliminary stage as the setpoint.
  • FIG. 7b shows the course of these colors black and magenta measured over a period, it being possible to see that the color black K has a relative shift of ⁇ l relative to the target value specified from the preliminary stage and the color magenta has a relative shift of ⁇ 2. If ⁇ l and ⁇ 2 are the same, there is no register error and the register is good.
  • a register or register error can be caused by the Formation of a difference from ⁇ l and ⁇ 2 can be determined, the register or register error thus determined can be used to regulate the register position, for example by adjusting the rotational position of a cylinder.
  • An optical sensor 50 such as shown in FIG. 5, is placed at a location across the web, as shown in FIG. 6, where the colors to be checked are printed.
  • the measuring spot is in focus in the web travel direction y and is, for example, 5 to 50 ⁇ m long.
  • the measuring spot is perpendicular to the web e.g. about 1 mm to 100 mm or 1 to 50 mm or 5 to 20 mm wide.
  • the optical sensor 50 the reflectance is measured on an image strip, as shown in FIG.
  • spectral ranges can be detected by the photodiodes CH1 to CH4 by for example pre-set color or spectral filters 52 can be used.
  • the spectral ranges can be selected using a spectrometer.
  • the measurement advantageously also includes the spectral range in the near infrared range, for example in order to distinguish the black printing ink from other printing inks.
  • spectral filters e.g. Absorption or interference filters are used.
  • the remission of the web is recorded during printing at a high sampling rate, the scanning being able to take place, for example, in a time-resolved manner, that is to say measured in samples or "samples” per second, or in a spatially resolved manner, measured for example in "samples” per web path, wherein the time-resolved scan can be converted into the spatially resolved scan and vice versa if, for example, the web speed or the position of the printing web relative to the printing press is known.
  • a sampling rate of 500,000 samples / second corresponds to a spatial resolution of 20 ⁇ m per sample.
  • the corresponding proportion of the printing ink calculates what is possible if, for example, suitable color or spectral filters are used.
  • a color distribution profile in the printing direction is obtained, which is correlated with a profile determined from the prepress data.
  • the maximum value of the cross correlation for the black separation can provide the position of the black separation and the maximum values of the cross correlation for the other color separations are subtracted from the value of the black separation and thus provide the color register errors for the individual colors in the circumferential direction.
  • the color distribution of the individual color separations is determined from the digital data or bitmaps of the preliminary stage, which correspond to the print formats, the resolution typically being in the range from 10 ⁇ m (2540 dpi) to 25 ⁇ m (1000 dpi).
  • a “printing form” is understood to mean the sum of all printing elements, such as printing plates, mounted on a printing form igniter. At least one printing plate is provided per cylinder and often several plates are arranged next to one another and / or one behind the other.
  • a measurement is often also referred to as a “stream”, a “stream” being characterized by the number of samples and their time interval. Each sample provides the color distribution at the measurement location at the time of the measurement.
  • a “stream” can comprise any number of samples. The more values the measurement receives, the more precisely the position of the printing ink can be determined by correlation between the measured values and the target values calculated from prepress data.
  • temporal or local reference information is available, which can also be used for the correction of the register or register error.
  • the web speed is known exactly during the measurement, that is to say there is temporal reference information, or a reference element exists which is measured during the measurement, such as by sampling an encoder signal, to maintain local reference information.
  • the pattern of a color separation can be selected as a reference and this pattern can be recognized by transforming the measurement data.
  • the measurement data could be stretched or compressed in time or space until a maximum correlation is achieved.
  • the reference pattern it is also possible for the reference pattern to be transformed in order to obtain a maximum correlation with the measurement data.
  • the position of the color separations relative to one another can be determined from this. This is advantageous since, for example, no transducer has to be provided and evaluated to determine an absolute reference value.
  • the samples can also be triggered directly by a reference signal which is generated, for example, by an encoder which, for example, has an interpolator or resolution multiplier in order to generate, for example, 50,000 pulses per revolution.
  • a measurement value is sampled with each pulse, which corresponds to a spatial resolution of 20 ⁇ m if the circumference of the printing cylinder is 1 m. This has the advantage that a measurement is also possible during acceleration or deceleration phases.
  • the number of samples multiplied by the corresponding spatial resolution advantageously corresponds to a printing length, for example the size of a printing cylinder.
  • a printing length for example the size of a printing cylinder.
  • only a part of a print length or more than one print length can also be recorded in order to determine a register error according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine mit einer Druckvorstufe, aus welcher eine Lage (11) von Farbauszügen als Sollwert bestimmt werden kann, mindestens einem Sensor (50), mit welchem die gedruckte Lage der Farbauszüge gemessen werden kann und einer Recheneinheit (29), mit welcher die aus der Druckvorstufe bestimmte Lage der Farbauszüge mit der von dem Sensor (50) gemessenen Lage der Farbauszüge verglichen werden kann, sowie ein Verfahren zur Ermittlung der relativen Position von Druckfarben auf einer bedruckten Bahn in einer Druckmaschine, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, wobei Referenzwerte (11) für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten einer Druckvorstufe gewonnen werden; mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Bahn durch mindestens einen Sensor (50) erfasst wird; die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte (11) mit den durch den mindestens einen Sensor (50) erfassten Messwerten (12) verglichen werden und die relative Position der Druckfarben aus dem Vergleichsergebnis ermittelt wird.

Description

Internationale Patentanmeldung 55 040 XX
Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Registerfehlern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Erkennen von Registerfehlern und zur Überwachung der Farbgebung, insbesondere zum Erkennen von Registerfehlern im Rollendruck.
Bei Rollendruckverfahren, wie zum Beispiel Offset-Druckverfahren zum Drucken von Zeitungen, werden Farbvorlagen reproduziert, indem die zu druckenden Bilder in mehrere sogenannte Farbauszüge separiert werden und die Farbauszüge auf einem Substrat, wie zum Beispiel einer zu bedruckenden Papierbahn, übereinander gedruckt werden. Häufig werden dabei vier Farben, nämlich Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz verwendet. Durch die Verwendung weiterer Sonderfarben kann das Druckresultat verbessert werden.
Beim Drucken verschiedener Farbauszüge auf das gleiche Substrat ist der möglichst exakte Übereinanderdruck der Farbauszüge für die Qualität des zu druckenden Bildes entscheidend und wird häufig auch als Passer oder als Farbregister bezeichnet. Dabei wird zwischen dem Register in Druckrichtung, dem sogenannten Umfangsregister, und dem quer dazu verlaufenden Seitenregister unterschieden.
Es ist bekannt, dass das Farbregister manuell eingestellt wird, wobei ein erfahrener Drucker Verschiebungen der Farbauszüge an detailreichen Bildstellen beobachtet oder zusätzlich aufgedruckte Passmarken begutachtet und basierend auf seiner Erfahrung einen eventuell vorhandenen Farbregisterfehler durch Einstellungen an der Druckmaschine korrigiert.
Aus der US 5,018,213 ist ein Verfahren zum Erfassen von zusätzlich auf eine Druckbahn aufgedruckten Markenfeldern bekannt, welche von einem automatischen Register- Steuersystem verarbeitet werden können. Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchen einfach die Registerhaltigkeit überprüft werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren, wie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert, gelöst. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine, insbesondere einer Rollendruckmaschine, weist mindestens eine Messeinrichtung, wie z.B. einen optischen Sensor, zur Erfassung mindestens eines Bildausschnitts z.B. einer bedruckten Bahn auf, welcher bevorzugt in der Nähe des zu bedruckenden oder bedruckten Substrats bzw. der zu bedruckenden oder bedruckten Bahn positioniert ist und mit welchem eine relative oder absolute Lage von Farbauszügen der beim Druck verwendeten Farben als Istwert gemessen oder erfasst werden kann. Dieser mindestens eine Sensor ist mit einer Recheneinheit verbunden, welche die von dem oder den Sensoren quantitativ gemessene Lage der einzelnen Farbauszüge mit dem Sollwert der Lage der Farbauszüge vergleicht, wie sie aus einer bevorzugt digitalen Druckvorstufe erhalten wurden, um daraus erfindungsgemäß einen Registerfehler zu bestimmen oder die Farbgebung zu überwachen. Es wird also die gemessene Lage mindestens eines Farbauszugs mit der z.B. aus Vorstufendaten ermittelten Lage dieses Farbauszugs verglichen, um z.B. Registerfehler zu korrigieren.
In den digitalen Bilddaten der Druckvorstufe ist die gewünschte Lage der einzelnen Farbauszüge, also die relative. Lage einer Farbe zu jeder anderen Farbe, gespeichert. Diese Information liegt beispielsweise in Form von Bitmaps vor, welche der Verteilung der Druckpunkte auf der Druckform des jeweiligen Druckverfahrens entsprechen. Die digitalen Daten der Druckvorstufe liefern eine Lage der Farbauszüge, welche den durch das Druckverfahren zu erreichenden Sollwert darstellt. Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen optischen Sensor wird die im Druckverfahren erzeugte Lage bevorzugt für jede Prozessfarbe, also z.B. die Lage einer Farbe bzw. eines Farbauszugs relativ zu jeder anderen Färb läge, als Istwert bestimmt. Mit der Recheneinheit kann zum Beispiel ein Korrelationsverfahren durchgeführt werden, um die örtlichen Abweichungen zwischen dem aus der Druckvorstufe ermittelten Sollwert und dem durch den mindestens einen Sensor ermittelten Istwert, also auch z.B. die relative Lage von Farben bzw. das Farbregister oder die Farbdichte zu bestimmen.
Vorteilhaft kann ein Farbauszug, wie zum Beispiel Schwarz, als Referenz festgelegt werden und alle Verschiebungen der verwendeten Druckfarben können relativ zu dieser Referenzfarbe ermittelt werden. Somit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fehler im Farbregister, also sowohl Fehler im Umfangsregister' als auch im Seitenregister, oder auch die Farbdichte quantitativ bestimmt werden, ohne dass es wie im Stand der Technik erforderlich ist, dass Marken mitgedruckt werden müssen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Verwendung einer vergleichsweise einfachen Sensorik, da das Auffinden von mitgedruckten Marken entfällt und eine Messung, einfach an einem beliebigen Ort des bedruckten Substrats bzw. der Papierbahn durchgeführt werden kann. Des weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der Erkennung von Umfangsregisterfehlern oder Seitenregisterfehlern auch die Überwachung der Farbgebung.
Allgemein kann die Erfindung bei jedem Druckverfahren, insbesondere bei jedem Rollendruckverfahren eingesetzt werden, wenn Bilddaten aus einer Druckvorstufe zur Verfügung stehen. Diese aus der Druckvorstufe gewonnenen digitalen Bilddaten können als Sollwerte mit den von mindestens einem Sensor erfassten Bilddaten als Istwerte verglichen werden, wobei bei einem Offset-Verfahren eine oder mehrere Druckplatten auf einen Druckzylinder aufgespannt werden und durch Bedrucken eines Substrats bzw. einer Papierbahn und Messung des Druckergebnisses die Farbverteilung für jede Prozessfarbe als Istwert bestimmt wird. Ebenso ist die Erfindung einsetzbar, wenn Druckforrnzylinderoberflächen zum Drucken verwendet werden, auf welchen eine Bildinformation aufgezeichnet wird. Des weiteren können auch andere Druckverfahren, wie zum Beispiel Flexo- oder Hochdruck- oder auch Tiefdruck- Verfahren verwendet werden, wobei reliefartige Druckformen bei diesen Verfahren eingesetzt werden, von welchen ebenfalls entsprechende digitale Daten in der Druckvorstufe vorhanden sind. Der erfindungsgemäße Sensor ist bevorzugt so ausgelegt, dass er die Farbverteilung für verschiedene Prozessfarben, wie zum Beispiel Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz oder auch für eventuell zusätzlich verwendete Sonderfarben erfassen kann und kann beispielsweise ein Fotoempfänger zur Erfassung bestimmter Spektralbereiche oder ein Spektrometer sein. Weiterhin ist es möglich, dass der Sensor als ein Bündel aus optischen Fasern, zum Beispiel als ein Glasfaserbündel, ausgebildet oder mit optischen Fasern verbunden ist, wobei ein Ende des Faserbündels zur Erfassung der Messwerte dient und bevorzugt in der Nähe des zu bedruckenden Substrats bzw. der Papierbahn angeordnet ist. An dem anderen Ende des Faserbündels sind ein oder mehrere optische Sensoren angeordnet, um die durch die optischen Fasern hindurch geleiteten optischen Signale bezüglich der Farbverteilung der Prozessfarben quantitativ zu erfassen. Dazu können zum Beispiel vor verschiedenen Sensoren verschiedene Spektralfilter oder Farbfilter oder Interferenzfilter vorgesehen sein, um mit einem Sensor die Farbverteilung einer spezifischen Prozessfarbe zu messen bzw. einen bestimmten Spektralbereich zu erfassen.
Vorzugsweise sind an der dem bedruckten Substrat bzw. der Druckbahn abgewandten Seite des Faserbündels auch ein oder mehrere Beleuchtungselemente, wie zum Beispiel Lampen oder LEDs, angeordnet, welche Licht in einen oder mehrere Stränge des optischen Faserbündels einkoppeln können, so dass mit dem Faserbündel gleichzeitig eine Oberfläche des bedruckten Substrats bzw. der Papierbahn beleuchtet und die Farbverteilung für eine oder mehrere Farben erfasst werden kann. Vorzugsweise sind die Leuchtelemente zwischen den optischen Sensoren angeordnet, so dass beispielsweise abwechselnd eine Faser des optischen Faserbündels zur Beleuchtung und eine oder mehr Fasern zur Messung einer Farbverteilung dienen.
Der optische Sensor kann sowohl ein nur in einer Dimension messender optischer Sensor sein, welcher die Farbverteilung entlang einer Linie erfasst, wie zum Beispiel eine Zeilenkamera. Ebenso ist es möglich, dass ein in zwei Dimensionen messender optischer Sensor verwendet wird, wie zum Beispiel ein Flächen-Sensor. Beispielsweise kann eine Kamera in Verbindung mit einem ein Blitzlicht erzeugendes Element vorgesehen sein, so dass die Kamera eine zweidimensionale Messung einer Farbverteilung durchführt, wenn ein Blitzlicht zur Momentaufnahme des Druckbildes bzw. eines Teils davon auf das bedruckte Substrat gesendet wird.
Der optische Sensor hat vorteilhaft eine Breite von einigen mm, wie zum Beispiel eine Breite im Bereich von 1 mm bis 100 mm und kann beispielsweise 5 mm breit sein. Die Länge eines eindimensionalen optischen Zeilensensors liegt bevorzugt im Bereich von einigen μm, wobei die Länge zum Beispiel im Bereich zwischen 1 und 30 μm oder zwischen 5 und 20 μm liegen kann. Vorteilhaft wird der optische Sensor, also zum Beispiel eine Zeilenkamera oder die den Dioden bzw. Fotozellen oder Lampen angewandte Seite eines Faserbündels, so relativ zu einer Druckbahn so angeordnet, dass die einige mm betragende Breite des optischen Sensors quer und bevorzugt senkrecht zur Laufrichtung der Druckbahn liegt. Ein eindimensionales Messsystem kann Registerabweichungen in einer Richtung kontrollieren, wie zum Beispiel durch die farbempfindliche Abtastung eines Bildstreifens in Umfangsrichtung.
Vorteilhaft wird die Druckbahn im Bereich des optischen Sensors über eine Walze geführt, so dass die Druckbahn im Bereich der Messung der Prozessfarben auf der Walze aufliegt und somit definierte Messbedingungen, wie z.B. ein konstanter Abstand zum Sensor, hergestellt werden können. Bevorzugt ist der Sensor quer zur Transportrichtung der Druckbahn verschiebbar, um den Sensor zum Beispiel in Abhängigkeit von digitalen Daten aus der Vorstufe an einem gewünschten Messort der Druckbahn positionieren zu können, bei welchen die zu regelnden Farben tatsächlich gedruckt werden.
Vorzugsweise ist ein Positionsgeber an der Druckmaschine vorgesehen, um die absolute Drehlage eines oder mehrerer Druckzylinder erfassen zu können und um so eine Synchronisation zu ermöglichen. Damit ist es zum Beispiel möglich eine Referenzposition vorzugeben, so dass die durch den Sensor gemessene Lage jeder einzelnen Druckfarbe relativ zu dieser Referenzposition ermittelt werden kann und damit die Lage der einzelnen Farbauszüge, also die Lage der Farbauszüge relativ zur Drehlage eines Druckzylinders, bestimmt werden kann. Insbesondere ist die Verwendung eines Positionsgebers zur Ermittlung einer Referenzposition vorteilhaft, wenn zum Beispiel bei einer Zeilenkamera das Auslesen der erfassten' Bildzeilen mit der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn synchronisiert werden soll, so dass mit einer Zeilenkamera ein zweidimensionales Messsystem realisiert werden kann, um beispielsweise das Umfangsregister und das Seitenregister zu kontrollieren. Somit kann zum Beispiel aus einer Aufnahme der bedruckten Bahn an einem beliebigen Ort zu einem beliebigen Zeitpunkt die Registerlage der einzelnen Prozessfarben relativ zu einer Referenzposition der Druckmaschine, also z.B. relativ zur Drehlage einer Walze, oder auch relativ zu einer Referenzfarbe bestimmt werden. Aus einer mit der Maschine synchronisierten Aufnahme an einem bestimmten Ort kann auch eine Lage der Farbauszüge der Prozessfarben relativ zur Maschine bzw. zur Drehlage eines Druckzylinders bestimmt werden.
Vorteilhaft ist eine Regel- oder Steuereinheit bei der Druckmaschine vorgesehen, mit welcher die Drehlage einer oder mehrerer Druckformen, wie zum Beispiel die Drehlage von Druckplatten zum Aufbringen der verwendeten Prozessfarben individuell geregelt werden kann, um z.B. gemessene Umfangsregisterfehler durch Verändern der Drehlage einer oder mehrerer Druckformen zu beheben und so ein Druckbild ohne Farbregisterfehler zu erzeugen.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen, also zur Bestimmung der relativen Positionen von mindestens zwei Druckfarben auf einer bedruckten Bahn, zum Beispiel einer bedruckten Papierbahn in einer Druckmaschine, relativ zu einer durch Daten aus einer Druckvorstufe vorgegebenen Soll-Lage der Druckfarben, wobei Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten der Druckvorstufe gewonnen werden, mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Druckbahn durch mindestens einen Sensor erfasst wird, die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten der Farbverteilung für die mindestens zwei Druckfarben oder Prozessfarben verglichen werden und daraus die relative Position der Druck- oder Prozessfarben ermittelt wird.
Vorteilhaft wird die Position einer oder mehrerer Druck- oder Prozessfarben relativ zur Druckmaschine, also z.B. relativ zu einer Drehlage eines Druckzylinders ermittelt, wobei es auch möglich ist die Lage einer oder mehrerer Druckfarben relativ zu einer bestimmten Druckfarbe, wie zum Beispiel relativ zur Farbe Schwarz als Referenz, zu bestimmen, da häufig Schwarz auf jeder Druckbahn gedruckt wird.
Vorzugsweise wird ein Korrelationsverfahren, also z.B. die Berechnung eines Kreuzkorrelationswertes, verwendet, um die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten zu vergleichen und daraus die relative Lage der aufgedruckten Prozessfarben zu bestimmen.
Bevorzugt wird der Messort zur Erfassung mindestens eines Teiles des Druckbildes aus den Vorstufendaten bestimmt.
Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Regeln der Lage mindestens einer Druckform oder Druckwalze, wobei die nach dem obigen Verfahren ermittelte relative Position mindestens einer Druckfarbe im Bezug auf eine andere Druckfarbe zum Regeln der Lage der Druckform verwendet wird, um einen eventuell vorhandenen Registerfehler auf Null herunterzuregeln.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausfuhrungsformen beispielhaft beschrieben werden. Es zeigen:
Figur 1 den Datenfluss bei der Ermittlung der relativen Lage einer Prozessfarbe;
Figur 2 Beispiele für einen aus einer Druckvorstufe gewonnenen Referenzwert und gemessene Werte einer Prozessfarbe;
Figur 3 Beispiele für einen einfachen Bilddateninhalt aus einer Druckvorstufe und das entsprechende Druckbild auf der Papierbahn;
Figur 4 verschiedene Arten von Bilddaten in der Druckvorstufe; Figur 5 eine Ausführungsform eines erfindungs gemäß verwendeten Sensors mit je einer einzelnen Glasfaser je Fotodiode;
Figur 5a eine Seitenansicht der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform;
Figur 5b eine alternative Ausfuhrungsform in Seitenansicht;
Figur 6 ein Beispiel einer Messung einer Prozessfarbe mit einem Zeilensensor; und
Figur 7 Diagramme von gemessenen Prozessfarben zur Bestimmung eines Registerfehlers.
Figur 1 zeigt den Datenfluss bei der Berechnung eines Farbregisterfehlers einer bedruckten Papierbahn unter Verwendung digitaler Bilddaten der Druckvorstufe. Aus den Bilddaten 1 der Vorstufe werden in einer Recheneinheit 2 Referenzwerte 3 als Sollwerte der relativen Lage von zwei Farben berechnet. Aus dem Messsignal 4 von einem Sensor oder von mehreren Sensoren, die das Druckbild auf der Papierbahn erfassen und Informationen zur relativen Lage von diesen zwei Farben auf der Druckbahn liefern, werden in einer weiteren Einheit 5 die Messsignale 4 zu Messwerten 6 aufbereitet, die mit den Referenzwerten 3 in einer Vergleicheinheit 7 verglichen werden können. Durch Vergleich der Messwerte 6 mit den Referenzwerten 3 wird ein Signal 8 ermittelt, welches den Farbregisterfehler der bedruckten Papierbahn angibt. Die Recheneinheit 2, die Messeinheit 5 und die Vergleichseinheit 7 können als eine Einheit z.B. in einem PC zusammengefasst sein.
Figur 2 zeigt Beispiele für Referenzwerte 11 und Messwerte 12 einer Farbe und zeigt beispielhaft, wie die Lage 14 einer Farbe auf der bedruckten Papierbahn durch Vergleich der Referenzwerte 11 und der Messwerte 12 bestimmt werden kann. Die aus der Druckvorstufe erhaltenen Referenzwerte 11 sind in einem Diagramm dargestellt, bei welchem die horizontale Achse 10 den Weg in vertikaler Richtung bei einem Bild aus der Druckvorstufe und die vertikale Achse 9 die Helligkeit angibt. In diesem Beispiel beschreiben die Referenzwerte 11 den Helligkeitsverlauf auf einen schmalen vertikalen Streifen der Druckvorlage, z. B. einer mehrfarbigen Zeitungsseite. Die Messwerte 12 beschreiben in diesem Beispiel den Helligkeitsverlauf auf einem entsprechenden Streifen der bedruckten Papierbahn in Laufrichtung der Papierbahn, dargestellt über der Achse 13. Die Referenzwerte 11 und Messwerte 12 in diesem Beispiel zeigen ähnliche Helligkeitsverläufe. Durch Vergleich der Helligkeitsverläufe von den Messwerten 12 und den Referenzwerten 11 kann z.B. mit einem Korrelationsverfahren die relative Verschiebung Δl einer Druckfarbe ermittelt werden. Wird auch noch die relative Verschiebung Δ2 einer weiteren Druckfarbe ermittelt, so ist der Farbregisterfehler durch Δ1-Δ2 definiert.
Figur 3 zeigt Beispiele für einen einfachen Bilddateninhalt 31 aus der Druckvorstufe und das entsprechende Druckbild 33 auf der Papierbahn. Es wird gezeigt, wie ein Bildstreifen 32 aus der Bildvorlage der Druckvorstufe und ein entsprechender Streifen 34 aus dem Druckbild 33 zur Durchfuhrung einer Messung auf der Papierbahn ausgewählt werden kann.
Figur 4 zeigt verschiedene Arten von Bilddaten in der Druckvorstufe. Die Bilddaten B eines Seiteninhalts, z.B. einer mehrfarbigen Zeitungsseite, liegen z.B. im Postscript- Format oder im PDF-Format vor. Aus den Bilddaten B eines Seiteninhalts werden durch Raster Image Processing (RTP) die Bildinhalte für die entsprechenden Druckplatten für die Prozessfarben Cyan C, Magenta M, Gelb Y und Schwarz BK berechnet. Die gerasterten und farbseparierten Bilddaten der Druckplatten werden z.B. im TIFF G4- Format dargestellt.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Sensors zur Erfassung der Farbverteilung oder Farbdichte, wobei ein als Messkopf 50 dienendes vorderes Ende eines Glasfaserbündels 51, dessen Seitenansicht mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Vorderseiten einzelner Glasfasern in Figur 5 a gezeigt ist, durch einzelne Glasfasern mit einer Lichtquelle L verbunden ist, welche zur Beleuchtung einer Druckbahn Licht aus der Vorderseite des Messkopfes 50 auf die Druckbahn 53 aussendet. Das von der Druckbahn 53 remittierte Licht wird von der Optik 54 und von den einzelnen Fasern des Glasfaserbündels 51 aufgenommen und den zwischen den Lichtquellenlichtleitern liegenden und den Fotodioden CHl bis CH4 zugeordneten Lichtleitern zugeführt, wobei vor den einzelnen Fotodioden CHl bis CH4 Farbfilter oder Spektralfilter vorgesehen sein können, um einen gewünschten Spektralbereich des erfassten Lichtsignals herauszufiltern. Die Fotodioden CHl bis CH4 können quantitativ einen durch einen Färb- oder Referenzfilter bestimmten Spektralbereich erfassen und somit beispielsweise die Farbverteilung von Druckfarben auf der Druckbahn messen.
Figur 5b zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Sensors zur Erfassung der Farbverteilung oder Farbdichte, wobei ein als Messkopf 50 dienendes vorderes Ende eines offenen zweiarmigen oder Zweifach-Faserbündels 51 durch eine Faser bzw. einen Arm mit einer Lichtquelle L verbunden ist, welche zur Beleuchtung dient, und ein zweiter Arm bzw. eine Faser des Faserbündels 51 mit einer Mehrfach-Fotodiode MFD verbunden ist, welche zur Messung des von der Lichtquelle L über den Messkopf 50 und die Optik 54 ausgesendeten und von der Druckbahn 53 remittierten Lichtes dient. Es können mehrere wie in Figur 5b gezeigte Zweifach- Faserbündel 51 in einer Linie angeordnet sein, wobei z.B. die Faserausgänge der gemeinsamen Enden des Zweifach-Faserbündels am Messkopf 50 entlang einer Linie angeordnet sein können, um eine wie prinzipiell in Figur 5 gezeigte Anordnung zu realisieren, bei welcher sich Beleuchtungsfasern und Messfasern abwechseln, wobei jedoch statt der Fotodioden CHl bis CH4 die Mehrfach-Fotodiode MFD vorgesehen ist. Alternativ ist es auch möglich, dass z.B. entlang' zweier paralleler Linien Beleuchtungsfasern und Messfasern nebeneinander angeordnet sind, also z.B. Beleuchtungsfasern entlang einer Linie und zugeordnete Messfasern entlang einer parallelen Linie.
Das von dem Messkopf 50 erfasste remittierte und durch die Messfaser weitergeleitete Licht fällt auf die als Mehrfachdetektor vorgesehene Mehrfachfotodiode MFD, welche z.B. eine Drei- oder Vier-Kanal-Fotodiode mit einzelnen Spektralfiltern zum Filtern unterschiedlicher Spektralbereiche sein kann. Vor den einzelnen Flächen der Mehrfach- Fotodiode MFD liegen z.B. unterschiedliche Farbfilter, welche beispielsweise als Interferenzfilter ausgeführt sein können. Die Interferenzschichten können z.B. auf die Glasabdeckung des Fotoempfängers z.B. durch Aufdampfen aufgebracht werden.
Die in Figur 5b gezeigte Ausführungsform ermöglicht einen einfacheren Aufbau der Messanordnung, wobei ein billigeres Faserbündel 51 als bei der in Figur 5 a gezeigten Ausführungsform verwendet werden kann. Die elektronische Verstärkung der Signale der Mehrfach-Fotodiode MFD kann z.B. auch zusammen mit einer Analog-Digital- Wandlung oder Schnittstellenfunktionen auf einem einzigen Board realisiert werden.
Bevorzugt kann einer der vor der Mehrfach-Fotodiode MFD vorgesehenen Spektralfilter auch als infrarotdurchlässiger Filter ausgeführt sein, wodurch eine einfache Unterscheidung der schwarzen Druckfarbe von dem Übereinanderdruck der Buntfarben möglich wird.
Figur 6 zeigt beispielhaft ein auf einer Druckbahn 60 aufgedrucktes Bild 61, wobei sich die Druckbahn 60 in der mit y bezeichneten Richtung bewegt und ein Zeilensensor zwischen den in Figur 6 bezeichneten Endpositionen a und b relativ zur Druckbahn 60 in Längsrichtung über die Druckbahn 60 geführt wird und dabei einen Teilbereich des Bildes 61 erfasst. Das von dem Sensor erfasste Signal ist rechts neben der Druckbahn 60 dargestellt und zeigt in den Bereichen, in welchen der Sensor über das Bild 61 geführt wird, Signalverläufe, aus welchen wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 7 beschrieben, die Registerlage überprüft werden kann.
Figur 7a zeigt anhand von zwei Farben Schwarz (K) und Magenta (M) den als Sollwert vorgegebenen Verlauf bzw. die Relativposition dieser Farben, wie sie aus der Vorstufe als Sollwert ermittelt wird.
Figur 7b zeigt den über eine Periode gemessenen Verlauf dieser Farben Schwarz und Magenta, wobei gesehen werden kann, dass die Farbe Schwarz K relativ zum aus der Vorstufe vorgegebenen Sollwert eine relative Verschiebung von Δl hat und die Farbe Magenta eine relative Verschiebung von Δ2 hat. Sind Δl und Δ2 gleich, so liegt kein Registerfehler vor und der Passer ist gut. Ein Register- oder Passerfehler kann durch die Bildung einer Differenz aus Δl und Δ2 ermittelt werden, wobei der so ermittelte Register- oder Passer-Fehler zur Regelung der Registerlage z.B. durch Nachstellen der Drehlage eines Zylinders verwendet werden kann.
Nachfolgend wird ein beispielhaft die Bestimmung des Umfangsregisters erläutert. Ein, wie zum Beispiel in Figur 5 gezeigter, optischer Sensor 50 wird an einer Stelle quer zur Bahn platziert, wie in Figur 6 gezeigt, an der die zu kontrollierenden Farben gedruckt werden. Der Messfleck ist in Bahnlaufrichtung y scharf eingestellt und zum Beispiel 5 bis 50 μm lang. Quer zur Bahn ist der Messfleck z.B. etwa 1 mm bis 100 mm oder 1 bis 50 mm oder 5 bis 20 mm breit. Mit dem optischen Sensor 50 wird die Remission an einem, wie in Figur 6 gezeigt, zwischen den gestrichelten Linien a und b begrenzten Bildstreifen, also an einem in Druckrichtung liegenden Bildstreifen gemessen, wobei durch die Fotodioden CHl bis CH4 mehrere Spektralbereiche erfasst werden können, indem zum Beispiel vorgesetzte Färb- oder Spektralfilter 52 verwendet werden. Alternativ können die Spektralbereiche durch Verwendung eines Spektrometers selektiert werden. Vorteilhaft umfasst die Messung auch den Spektralbereich im nahen Infrarotbereich, um beispielsweise die schwarze Druckfarbe von anderen Druckfarben zu unterscheiden. Als Spektralfilter können z.B. Absorptions- oder Interferenzfilter eingesetzt werden.
Die Remission der Bahn wird während des Drucks mit einer hohen Abtastrate aufgezeichnet, wobei die Abtastung zum Beispiel zeitaufgelöst erfolgen kann, also gemessen beispielsweise in Abtastwerten oder „samples" pro Sekunde, oder ortsaufgelöst erfolgen kann, gemessen zum Beispiel in „samples" pro Bahnweg, wobei die zeitaufgelöste Abtastung in die ortsaufgelöste Abtastung umgerechnet werden kann und umgekehrt, wenn zum Beispiel die Bahngeschwindigkeit oder die Position der Druckbahn relativ zur Druckmaschine bekannt ist.
Beispielweise entspricht bei einer Bahngeschwindigkeit von 10 m/Sekunde eine Abtastrate von 500 000 Samples/Sekunde einer Ortsauflösung von 20 μm pro Sample. Für jeden Abtastwert bzw. jedes Sample wird der entsprechende Anteil der Druckfarbe berechnet, was möglich ist, wenn zum Beispiel passende Färb- oder Spektralfilter verwendet werden.
Daraus wird ein Farbverteilungsprofil in Druckrichtung erhalten, welches mit einem aus den Vorstufendaten ermittelten Profil korreliert wird. Beispielsweise kann der Maximalwert der Kreuzkorrelation für den Schwarzauszug die Lage des Schwarzauszuges liefern und die Maximalwerte der Kreuzkorrelation für die anderen Farbauszüge werden vom Wert des Schwarzauszugs abgezogen und liefern so die Farbregisterfehler für die einzelnen Farben in Umfangsrichtung.
Die Farbverteilung der einzelnen Farbauszüge wird aus den digitalen Daten oder Bitmaps der Vorstufe ermittelt, die den Druckformaten entsprechen, wobei die Auflösung typischerweise im Bereich von 10 μm (2540 dpi) bis 25 μm (1000 dpi) beträgt. Unter einer „Druckform" wird die Summe aller auf einem Druckformzyünder montierten Druckglieder, wie zum Beispiel Druckplatten, verstanden. Pro Zylinder ist mindestens eine Druckplatte vorgesehen und häufig sind mehrere Platten nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet.
Eine Messung wird häufig auch als „stream" bezeichnet, wobei ein „stream" durch die Anzahl der Samples und deren zeitlichen Abstand charakterisiert ist. Jedes Sample liefert die Farbverteilung am Messort zum Zeitpunkt der Messung. Dabei kann ein „stream" im Prinzip beliebig viele Samples umfassen. Je mehr Werte die Messung erhält, umso genauer kann die Lage der Druckfarbe durch Korrelation zwischen den Messwerten und den aus Vorstufendaten berechneten Sollwerten ermittelt werden.
Zur Berechnung der Farblage ist es vorteilhaft, dass entweder eine zeitliche oder eine örtliche Referenzinformation vorhanden ist, welche auch für die Korrektur des Passeroder Registerfehlers verwendet werden kann.
Um den „stream" mit dem aus der Vorstufe bestimmten Bildstreifen zu korrelieren, ist es vorteilhaft, wenn die Bahngeschwindigkeit während der Messung genau bekannt ist, also eine zeitliche Referenzinformation vorliegt, oder ein Referenzelement existiert, welches während der Messung gemessen wird, wie zum Beispiel durch Abtastung eines Drehgebersignals, um eine örtliche Referenzinformation zu behalten.
Fehlt eine zeitliche oder örtliche Referenz, so ist es auch möglich Bilderkennungsverfahren einzusetzen, um eine Korrelation von Messdaten und aus der Druckvorstufe ermittelten Sollwerten zu finden. Beispielsweise kann das Muster eines Farbauszugs als Referenz gewählt werden und dieses Muster kann durch Transformationen der Messdaten erkannt werden. Dazu könnten die Messdaten zeitlich oder räumlich soweit gestreckt oder gestaucht werden, bis eine maximale Korrelation erreicht wird. Umgekehrt ist es auch möglich, dass das Referenzmuster transformiert wird, um eine maximale Korrelation mit den Messdaten zu erhalten.
Ist bei einer Messung die Maschinengeschwindigkeit bekannt, jedoch nicht der genaue Zeitpunkt der Messung, so kann daraus die Lage der Farbauszüge relativ zueinander ermittelt werden. Dies ist vorteilhaft, da zum Beispiel kein Messwertgeber zur Ermittlung eines absoluten Referenzwertes vorgesehen und ausgewertet werden muss.
Die Samples können auch direkt durch ein Referenzsignal ausgelöst werden, welches zum Beispiel von einem Geber erzeugt wird, der beispielsweise einen Interpolator bzw. Auflösungsvervielfacher aufweist, um beispielsweise 50 000 Impulse pro Umdrehung zu erzeugen. Mit jedem Impuls wird ein Messwert gesampelt, was einer Ortsauflösung von 20μm entspricht, wenn der Umfang des Druckzylinders 1 m beträgt. Dies hat den Vorteil, dass auch eine Messung während Beschleunigungs- oder Abbremsphasen ermöglicht wird.
Vorteilhaft entspricht die Zahl der Samples multipliziert mit der entsprechenden Ortsauflösung einer Drucklähge, also zum Beispiel dem Umfang eines Druckzylinders. Jedoch kann auch nur ein Teil einer Drucklänge oder mehr als eine Drucklänge erfasst werden, um erfindungsgemäß einen Registerfehler zu ermitteln.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine mit einer Druckvorstufe, aus welcher eine Lage von Farbauszügen als Sollwert bestimmt werden kann, mindestens einem Sensor (50, 51, 52), mit welchem die gedruckte Lage der Farbauszüge gemessen werden kann und einer Recheneinheit, mit welcher die aus der Druckvorstufe bestimmte Lage der Farbauszüge mit der von dem Sensor (50, 51, 52) gemessenen Lage der Farbauszüge verglichen werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein Fotoempfänger zur Erfassung bestimmter Spektralbereiche oder ein Spektrometer ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor mit einem Faserbündel (51) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Sensor mindestens ein Beleuchtungselement (Ll, L2, L3) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor eine Mehrzahl von Messelementen (CHl, CH2, CH3, CH4) zur getrennten Erfassung von Spektralbereichen aufweist oder ein Mehrfach-Detektor, insbesondere eine Mehrfach-Fotodiode (MFD) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Sensor ein, zwei, drei, vier oder mehr als vier Spektralfilter oder Farbfilter oder Interferenzfilter (52) vorgesehen sind, welche auch infrarotdurchlässig sein können.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sensor (50) quer zur Laufrichtung der Druckbahn verschiebbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (50) ein Liniensensor oder ein Flächensensor ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor zwischen 1 und 100 mm breit und zwischen 1 und 30 μm lang ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (50) in der Nähe einer Walze vorgesehen ist, über welche die Druckbahn geführt werden kann.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Positionsgeber, um die Drehlage mindestens einer Druckwalze zu bestimmen.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Regeleinheit, welche mit der Recheneinheit gekoppelt ist, um die Drehlage mindestens einer Druckform so zu regeln, dass ein Registerfehler kompensiert werden kann.
13. Verfahren zur Ermittlung der relativen Position von mindestens zwei Druckfarben auf einer bedruckten Bahn (53) in einer Druckmaschine, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, wobei Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten einer Druckvorstufe gewonnen werden; mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Bahn (53) durch mindestens einen Sensor erfasst wird; die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten vergliche werden und die relative Position der Druckfarben aus dem Vergleichsergebnis ermittelt wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Druckfarbe, insbesondere Schwarz, als Referenz verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die absolute Position einer Druckfarbe ermittelt wird.
16. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messort zur Erfassung mindestens eines Teiles des Druckbildes auf der Bahn aus den Vorstufendaten der Druckvorstufe gewonnen wird.
17. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Ermitteln der relativen Position mindestens einer Druckfarbe ein Korrelationsverfahren durchgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei eindimensionale oder zweidimensionale Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus der Druckvorstufe gewonnen werden und durch den mindestens einen Sensor erfasst werden.
19. Verfahren nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lage mindestens einer Druckform in Abhängigkeit von der ermittelten relativen Position mindestens zweier Druckfarben geregelt wird.
20. Verfahren nach einem der sieben vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Bahn (53) remittiertes Infrarotlicht erfasst wird, um schwarze Druckfarbe von dem Übereinanderdruck der Buntfarben zu unterscheiden.
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