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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von spektralen, densitometrischen oder farblichen Messwerten auf Bedruckstoffen während des Druckprozesses in einer Druckmaschine.
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Bei jedem Druckvorgang wird das Ziel zu erreichen versucht, dass die Druckexemplare soweit wie möglich der Originaldruckvorlage entsprechen. Dazu ist eine aufwendige Qualitätskontrolle und Überwachung der bedruckten Bedruckstoffe in einem Druckereibetrieb durch das Druckpersonal erforderlich. Nach dem Stand der Technik geschieht dies durch visuelle Begutachtung durch das Bedienpersonal und durch den Einsatz von optischen Messgeräten, welche entweder densitometrisch oder spektral messen. Bei Bogenoffsetdruckmaschinen muss dazu ein Bogen aus dem Ausleger entnommen werden, welcher üblicherweise auf ein Bogenauflagepult abgelegt wird. Auf diesem Pult wird der Bogen mit einer genormten Beleuchtungsquelle ausgeleuchtet und unter zu Hilfenahme optischer Messtechnik vermessen oder visuell begutachtet. Dieser Vorgang kostet jedoch Zeit, wobei erschwerend hinzu kommt, dass die Druckmaschine während der Qualitätskontrolle weiter druckt und dabei unter Umständen Makulatur anfällt, wenn der begutachtete Bogen noch nicht den Erwartungen entspricht. Da eine Druckmaschine nach jeder Unterbrechung eine gewisse Anzahl Bogen benötigt, bis der Druckprozess wieder einen stabilen Zustand erreicht hat, ist Makulatur auch nicht durch schnelles Abschalten der Druckmaschine während der Bedruckstoffkontrolle verhinderbar. Weiterhin wird zur Begutachtung des Druckbogens Druckpersonal benötigt, welches während der Qualitätskontrolle für andere Tätigkeiten nicht zur Verfügung steht. Da während der Einrichtphase einer Druckmaschine viele Einstellmöglichkeiten insbesondere im Farbwerksbereich vorgenommen werden müssen, fällt normalerweise eine Makulatur zwischen 150 und 400 Bogen an. Es kommt noch erschwerend hinzu, dass der Druckprozess im allgemeinen nur schwer reproduzierbar ist, da das Druckresultat von sehr vielen Parametern wie Farbe, Temperatur, Wasser, Papier, Druckgeschwindigkeit, Gummituch, Beschaffenheit der Druckplatte, etc. abhängt. All diese Parameter verändern sich meist in irgendeiner Form von Druckjob zu Druckjob, es ist
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daher nicht ausreichend, die Einstellung eines Druckjobs zu speichern und für Wiederholaufträge genauso abzurufen, denn z. B. könnte sich inzwischen die Lufttemperatur oder Luftfeuchtigkeit geändert haben, so dass auch für denselben Druckjob neue Einstellungen aufgrund geänderter Umweltbedingungen vorgenommen werden müssen.
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Da bei Rollenoffsetdruckmaschinen die bedruckten Zeitungsbahnen nicht einfach der Maschine entnommen werden können, gibt es hier bereits Messsysteme, welche die Qualität einer bedruckten Bahn spektral oder densitometrisch zu erfassen versuchen. Ein Verfahren zum Betreiben einer Abtastvorrichtung zur optischen Dichtemessung ist aus der
DE 100 23 127 A1 bekannt. Hierbei wird die bedruckte Bahn in einer Rollenoffsetdruckmaschine, welche ein letztes Druckwerk verlässt, über eine Umlenkwalze geführt, wobei parallel zur Umlenkwalze eine Abtastvorrichtung zur optischen Dichtemessung, Farbmessung oder Spektralmessung angebracht ist. Auf diese Art und Weise kann die Qualität der bedruckten Bahn ermittelt werden. In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele wird angedeutet, dass das in der Anmeldung offenbarte Verfahren auch beim Druck auf bogenförmige Bedruckstoffe angewendet werden kann. Eine genaue Beschreibung, wie dies tatsächlich zu geschehen hat, ist jedoch der Anmeldung nicht zu entnehmen, wobei insbesondere nicht das Problem gelöst wird, dass bei bogenförmigen Bedruckstoffen die Führung der bogenförmigen Bedruckstoffe über eine Umlenkwalze wie in der
DE 123 127 A1 gar nicht möglich ist, denn bogenförmige Bedruckstoffe müssen mindestens an einem Punkt durch eine Haltevorrichtung wie Greifer oder den Druckspalt eines Druckwerkes gehalten werden. Aus diesem Grund ist die in der
DE 123 127 A1 offenbarte Vorrichtung nicht für die Qualitätsbegutachtung von bogenförmigen Bedruckstoffen während des Druckprozesses in Bogenoffsetdruckmaschinen geeignet.
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 0 095 649 A2 ist eine Einrichtung zur Beeinflussung der Farbgebung in Druckmaschinen bekannt, bei der messtechnisch ermittelte Farbdichtewerte an einem Bildschirmterminal angezeigt werden. Nach Kontrolle durch den Bediener der Druckmaschine werden die Farbdichtemesswerte durch Befehlseingabe zur Weiterverarbeitung freigegeben. Aus in einem Soll/Istwert-Vergleich errechneten Farbdichteabweichungen werden nach Verknüpfung mit Stellwerten toleranzabhängig neue Stellgrößen für Farbstellglieder gebildet. Diese zeigen an einem Kontrollpunkt anhand führender Leuchtelemente und Ziffern in Führungsanzeigen absolute Stellwege der Farbstellglieder in Größe und Richtung sowie deren Stellbewegung an. Beide Führungsanzeigen sind umschaltbar auf Anzeigen der Istposition der Farbstellglieder sowie auf Farbdichtetrendanzeigen. Zudem sind beide Führungsanzeigen mit einer Positioniereinrichtung gekoppelt, um Farbstellglieder einzeln nachführen zu können. Grundsätzlich besteht die Wahl zwischen einer Nachführsteuerung zur einmaligen, einer Nachführautomatik zum kontinuierlichen, automatischen oder einer Fernsteuerung zur manuellen Nachführung der Farbstellglieder. Mittels einer Vorrichtung zum wahlweisen Sperren und Freigeben von Farbzonen können in der Druckmaschine beliebige Farbzonenstellglieder von der Nachführsteuerung bzw. Nachführautomatik ausgenommen werden. Die Einrichtung arbeitet computerunterstützt.
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Die Offenlegungsschrift
DE 43 21 177 A1 zeigt eine Vorrichtung zur parallelen Bildinspektion und Farbregelung eines Druckprodukts. Die Vorrichtung besteht aus mindestens einer Bilderfassungseinrichtung, die Bilddaten von einem Druckprodukt liefert und aus einer Recheneinrichtung besteht, wobei die Recheneinrichtung einerseits alle Bilddaten des Druckprodukts zwecks einer Bildinspektion ermittelt und andererseits aus den Bilddaten zumindest eines Messpunktes des Druckprodukts eine Messgröße für die Farbbeurteilung ermittelt. Die Messvorrichtung zur Bildinspektion ist in Form eines Messbalkens in einem Druckwerk der Druckmaschine eingebaut.
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Weiterhin ist aus der Patentanmeldung
EP 1 388 418 A1 bekannt, bei einem Auflagedruckverfahren in einer Druckvorstufe digitale Vorlagebilddaten bereitzustellen, wobei aus den Vorlagebilddaten digitale Druckdaten erzeugt werden. Weiterhin werden Messposition und Farbsollwerte in diesen Messpositionen festgelegt und die digitalen Druckdaten sowie die Messpositionen und Farbsollwerte über eine Datenübertragung an eine Druckerei übermittelt. In der Druckerei werden anhand der digitalen Druckdaten Druckplatten erstellt und in einer Druckmaschine anhand dieser Druckplatten ein Auflagedruck durchgeführt. Dabei werden durch bildmäßige, farbmetrische Ausmessung eines oder mehrerer hergestellten Bedruckstoffe mittels eines vorzugsweise spektralen Farbmesssystems Prüfbilddaten erzeugt und zusammen mit den Farbsollwerten zur Farbregelung der Druckmaschine verwendet. Die in der Druckerei erzeugten Prüfbilddaten werden dann wiederum über einen Kanal zur Datenübertragung an die Druckvorstufe übertragen und dort zur Qualitätsüberwachung ausgewertet. Dabei wird aus den Prüfbilddaten ein Prüfbild gebildet, auf einem Bildschirm dargestellt und visuell mit einem qualitätsverbindlichen Referenzbild verglichen. Das Resultat der Qualitätsüberwachung wird wiederum per Datenübertragung an die Druckerei übermittelt. In der Druckerei wird das von der Druckvorstufe übermittelte Resultat der Qualitätsüberwachung zur Freigabe des Auflagedrucks oder zur Beeinflussung des Druckvorgangs verwendet.
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Die Offenlegungsschrift
DE 102 57 981 A1 zeigt ein Verfahren und eine Messeinrichtung für die Farbsteuerung einer Druckmaschine mittels einer Farbführungsvorrichtung auf der Grundlage spektraler Remissionswerte. Die spektralen Remissionswerte werden auf Basis von gedruckten Flächenelementen auf einem Druckstoff ermittelt und dann die gemessenen spektralen Remissionswerte in korrigierte spektrale Remissionswerte umgerechnet. Das Verfahren und die Messeinrichtung in einer Druckanlage mit einer Druckmaschine können zur Steuerung der Farbgebung auf der Grundlage polarisierter spektraler Remissionswerte eingesetzt werden. Dabei kommt insbesondere ein Messgerät zum Einsatz, welches unpolarisierte spektrale Remissionswerte erfasst.
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Weiterhin sind aus der Offenlegungsschrift
DE 43 21 179 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung oder Regelung von Betriebsvorgängen in einer drucktechnischen Maschine bekannt, wobei Bedienpersonen der drucktechnischen Maschine bei der Qualitätssicherung unterstützt werden. Dabei wird die Auswahl eines repräsentativen Farbmessortes wahlweise von Hand oder automatisiert ermöglicht, so dass eine schnelle Regelung gewährleistet ist. Dadurch wird die Menge an Makulatur verringert sowie der Aufwand und die Kosten für die Steuerung oder Regelung von Betriebsvorgängen der drucktechnischen Maschine. Bei dem Verfahren und der Einrichtung werden aus Bildinformationen, die mindestens die Oberfläche eines Druckerzeugnisses wiedergeben, Koordinaten für die Messorte einer Bildaufnahmeeinrichtung bestimmt. An jedem Messort erfasst die Bildaufnahmeeinrichtung von der Oberfläche eines Druckerzeugnisses ein Messfeld definierter Größe.
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Weiterhin sind aus dem Ifra Special Report 3.35 Inline-Messsysteme für Rollenrotationsdruckmaschinen bekannt, welche mit einem geschlossenen Regelkreis arbeiten, d.h. die durch die Inline-Messung erfassten Messwerte zur Beurteilung der Druckqualität der Bedruckstoffbahn werden direkt an einen Rechner der Rollenrotationsdruckmaschine weitergeleitet und dort verarbeitet. Der Rechner korrigiert dann etwaige Abweichungen automatisch und verändert Einstellungen der Druckmaschine. Auch diesen Verfahren wohnt jedoch der Nachteil inne, dass nur Abweichungen in einem Rahmen korrigiert werden können, der von der Steuerung der Druckmaschine zugelassen wird. Insbesondere Korrekturen des Farbprofils sind so nicht automatisch möglich, da diese nur in Verbindung mit den Daten aus der Druckvorstufe vorgenommen werden können. Des Weiteren werden bei den bekannten Inline-Messungen nur die Daten eines einzigen nämlich des gerade aktuellen Druckauftrages bei der Korrektur der Einstellungen in der Druckmaschine berücksichtigt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 003 613 A1 geht eine Vorrichtung zur Erfassung eines Bildes von einem vorbestimmten Ausschnitt eines in Bewegung befindlichen Druckerzeugnisses hervor, welche mindestens eine Kamera mit einem zweidimensionalen elektronischen Bildsensor und eine Beleuchtungseinrichtung, die auf den Beobachtungsbereich der Kamera gerichtet ist und zu dessen impulsartiger Ausleuchtung während des dortigen Aufenthalts des vorbestimmten Ausschnitts des Druckerzeugnisses geeignet ist, aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung besteht aus einer Vielzahl einzelner Lichtquellen, deren Licht aufgrund unterschiedlicher Emissionscharakteristiken oder einer Filterung eine gruppenweise unterschiedliche spektrale Zusammensetzung aufweist. Die Beleuchtungseinrichtung ist in einem regelmäßigen Muster so angeordnet, dass die Lichtquellen jeder einzelnen Gruppe eine regelmäßige Anordnung bilden, deren Ausleuchtungsbereich den Beobachtungsbereich der Kamera voll abdeckt. Durch eine Steuereinrichtung sind die einzelnen Gruppen von Lichtquellen dergestalt ein- und ausschaltbar, dass der Beobachtungsbereich der Kamera mit einer Abfolge von Lichtimpulsen unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung beleuchtbar ist. Die spektrale Zusammensetzung wechselt periodisch, wobei bei jedem Lichtimpuls ein Bild des gerade im Beobachtungsbereich der Kamera befindlichen Ausschnitts des Druckerzeugnisses erfasst wird.
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Die Offenlegungsschrift
DE 196 28 303 A1 zeigt ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Erfassung spektraler Remission, wobei mit einer Geschwindigkeit relativ zum Messsystem bewegte Messfelder mit in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit unterschiedlich starker Strahlung einer stationär angeordneten Beleuchtungseinrichtung beaufschlagt werden und die von den Messfeldern remittierte Strahlung nach fotoelektrischer Wandlung zur Ableitung von Messgrößen weiterverarbeitet wird. Es ist vorgesehen, dass eine optimale Anpassung des optischen Remissionsmesssystems an unterschiedliche Relativgeschwindigkeiten bei vorgegebener Messfeldgröße möglich ist. Dies gelingt dadurch, dass die Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit zwischen Messfeld und Messsystem so angesteuert wird, dass bei der jeweiligen Relativgeschwindigkeit zwischen Messfeldern und Messsystem die spektrale Intensitätsverteilung der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung erfasst wird, und dass die jeweilig vorliegende spektrale Intensitätsverteilung des Lichtes der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung bei der Verarbeitung der von den Messfeldern reflektierten Strahlung zu Messwerten mit berücksichtigt wird.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 10 2004 003 615 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung eines Bildes von einem vorbestimmten Ausschnitt eines Druckerzeugnisses mit einer Kamera, die einen elektronischen Bildsensor mit einer zweidimensionalen Anordnung von jeweils einem Bildpunkt entsprechenden Sensorelementen aufweist, bekannt. Die Vorrichtung weist weiterhin eine elektronische Auswertungseinheit zum Auslesen und Verarbeiten eines von dem Bildsensor erfassten Bildes auf. Im Strahlengang der Kamera ist eine Blende angeordnet, welche einen vorbestimmten Teil des Bildsensors abschattet. Beim Auslesen eines erfassten Bildes aus einem ersten, nicht abgeschatteten Teil des Bildsensors werden erste Intensitätssignale ausgelesen, zu denen sowohl von dem vorbestimmten Abschnitt des Druckerzeugnisses direkt zum Bildsensor gelangtes Licht als auch auf dem Bildsensor einfallendes Streulicht beiträgt, während beim Auslesen des erfassten Bildes auf einem zweiten, abgeschatteten Teil des Bildsensors zweite Intensitätssignale ausgelesen werden, zu denen ausschließlich auf den Bildsensor einfallendes Streulicht beiträgt. In der Auswertungseinheit werden zur Gewinnung dritter, streulichtkorrigierter Intensitätssignale die zweiten Intensitätssignale von den ersten subtrahiert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches eine verbesserte Erfassung von Farbmesswerten in der Druckmaschine ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Es ist vorgesehen, dass ein erster Messkopf seine eigene und die Farbzone eines neben ihm liegenden zweiten Messkopfes erfasst und der zweite Messkopf ebenfalls seine eigene Zone und die des ersten Messkopfes erfasst und die erfassten Messwerte miteinander verglichen werden. Auf diese Art und Weise wird ein Kreuzvergleich zwischen den einzelnen Messköpfen der Messmodule einer balkenförmigen Inline-Messvorrichtung in der Druckmaschine ermöglicht. Zunächst messen sämtliche Messköpfe zeitgleich eine Farbzone auf einem Bedruckstoff, dann wird der gesamte Messbalken soweit seitlich verfahren, so dass nun jeder Messkopf den Messort seines Nachbarn erfassen kann. Bei korrekt durchgeführter Kalibrierung dürfen sich diese Messwerte nicht oder nur in ganz engen Toleranzgrenzen unterscheiden. Zeigen die Messwerte jedoch Abweichungen, so lässt sich auch dadurch auf Verschmutzung an der Optik der Messköpfe schließen.
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Eine weitere Möglichkeit in der Aufdeckung von Verschmutzungen am Messsystem ergibt sich dadurch, dass an wenigstens einer Farbzone eines Messkopfes Messungen an einer Hell/Dunkel-Kante durchgeführt werden, wobei der Messkopf in gleichmäßigen Schritten von der einen Seite her jenseits der Hell/Dunkel-Kante über die Hell/Dunkel-Kante hinweg bis auf die Seite diesseits der Hell/Dunkel-Kante bewegt wird und die dabei erfassten Intensitätsmesswerte mit der bekannten Struktur des Messkopfes verglichen werden. Eine solche Hell/Dunkel-Kante stellt z. B. der Übergang von Papierweiß zum Farbbereich dar. Dieser Messbereich ist nun von einem Messkopf wie folgt zu durchlaufen. Zunächst misst der Messkopf auf der Seite der Hell/Dunkel-Kante, welche das Papierweiß zeigt. Anschließend wird der Messbalken z. B. in 10 Schritten über die Breite des Messfeldes der Hell/Dunkel-Kante hinweg bewegt, wobei 10 Messungen durchgeführt werden. Das heißt die letzte Messung erfolgt komplett im Farbbereich des Messfeldes. Bei der Auswertung dieser Messungen wird die jeweils gemessene Intensität über dem Ortsversatz aufgetragen, wobei der Abstand zwischen dem letzten gemessenen Weißwert und dem ersten gemessenen Farbwert bei exakter optischer Abbildung der bekannten Strukturbreite des Messbereichs des Spektrometers des Messkopfes entsprechen muss. Dieser Vergleich wird mittels der Messelektronik und der dort abgespeicherten Werte der Struktur des Messbereichs des Spektrometers vorgenommen. Falls es hier eine Abweichung gibt, ist dies ebenfalls ein Indiz für Verschmutzung.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Beleuchtungseinrichtung vorhanden ist, vor der eigentlichen Messung durch einen Messkopf eine Dunkelmessung vorgenommen wird und der dabei erfasste Messwert von der bei der mit eingeschalteter Beleuchtungseinrichtung erfolgenden Farbmessung subtrahiert wird. Um die Oberfläche des Bedruckstoffes abtasten zu können, muss diese mit einer Beleuchtungseinrichtung in der Nähe des Messkopfes ausgeleuchtet werden. Da zwischen dem Bedruckstoff und dem Messbalken jedoch ein Abstand von mehreren Zentimetern vorhanden ist, kann in den Bereich zwischen Bedruckstoff und Messkopf/Beleuchtungseinrichtung auch Fremdlicht fallen. Dies verfälscht die Messergebnisse und muss entsprechend kompensiert werden. Eine Möglichkeit besteht darin, eine Dunkelmessung vorzunehmen d. h. die Beleuchtungseinrichtung ist zunächst ausgeschaltet, und es erfolgt eine Messung mit ausgeschalteter Beleuchtungseinrichtung. Dann wird die Beleuchtung eingeschaltet und es wird mit eingeschalteter Beleuchtungseinrichtung gemessen. Die Reihenfolge spielt dabei keine Rolle, denn zur Korrektur muss lediglich der bei der Dunkelmessung erfasste Messwert von dem mit eingeschalteter Beleuchtung erfassten Messwert abgezogen werden. Streulicht oder Fremdlichtquellen sind z. B. Schlitze in der Maschine durch welche die Deckenbeleuchtung einer Druckerei oder das Tageslicht fallen kann, aber es gibt auch Lichtquellen in der Maschine selbst wie z. B. UV/IR-Trockner oder andere Sensoren welche mit Licht arbeiten und deren Licht den Messvorgang stören kann. Mittels einer kleinen Änderung lassen sich auch periodisch arbeitende Fremdlichtquellen kompensieren. So wird zunächst eine Dunkelmessung durchgeführt, wodurch zum ersten Mal der Fremdlichteinfluss erfasst wird. Dann wird eine Hellmessung durchgeführt und anschließend wiederum eine Dunkelmessung bei der wiederum nur der Fremdlichteinfluss erfasst wird. Wenn sich die Fremdlichtquelle verändert unterscheiden sich die Messwerte der beiden Dunkelmessungen voneinander und der Rechner kann durch Vergleich der beiden Messwerte erkennen, ob das Fremdlicht während der Hellmessung zu- oder abgenommen hat, da er die Messwerte davor und danach vergleichen kann. Es lässt sich also der Gradient der Fremdlichtveränderung ermitteln, so dass der Fremdlichteinfluss aus der Hellmessung auch bei sich änderndem insbesondere periodischem Fremdlicht zuverlässig herausgerechnet werden kann.
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Eine weitere Möglichkeit zur Korrektur bei einfallendem Fremdlicht besteht darin, dass gleichzeitig mit der Farbmessung eines ersten Messkopfes mittels eines zweiten Messkopfes ein Messwert auf weißem Untergrund eines Bedruckstoffes erfasst und der dadurch ermittelte Weißbezugswert zur Korrektur der mit dem ersten Messkopf ermittelten Farbmesswerte verwendet wird. Der zweite Messkopf muss dazu räumlich getrennt von dem ersten Messkopf untergebracht sein, der immer eine Messung auf Papierweiß tätigen muss. Dies kann z. B. der Randbereich des Bedruckstoffs sein. Der mit dem zweiten Messkopf ermittelte Weißbezugswert wird in die Berechnung der Farb- bzw. Dichtewerte mit eingerechnet und so der Einfluss des Fremdlichtes kompensiert.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während der Erfassung von Messwerten auf dem Bedruckstoff durch ein oder mehrere Messköpfe etwaige vorhandene Lichtquellen ausgeschaltet, ausgeblendet oder auf einen unkritischen Wert heruntergedimmt werden. In diesem Fall ist die Messelektronik der Messköpfe mit dem Rechner der Druckmaschine vernetzt, so dass während des Messvorgangs Lichtquellen in der Druckmaschine ausgeschaltet werden. So wird z. B. der Fremdlichteinfluss durch einen UV-Trockner während der Messung dadurch vermieden, dass der Trockner während der Messung kurz ausgeschaltet und danach wieder eingeschaltet wird. Eine andere Möglichkeit liegt darin, die Fremdlichtquelle auszublenden, in dem ein Verschluss (Shutter) vor der Fremdlichtquelle angebracht ist. Dieser Verschluss verdeckt dann die Fremdlichtquelle, so lange der Messvorgang durchgeführt wird. Es ist auch möglich Spektralwerte der Fremdlichtquelle, welche im Spektralbereich der Messeinrichtung liegen gezielt herauszufiltern, indem ein Filter angebracht ist, welches das Spektrum der Fremdlichtquelle herausfiltert. Einen ähnlichen Effekt erreicht man durch rechnerische Interpolation. Da das Spektrum der Fremdlichtquelle bekannt ist, werden dem Messspektrum entsprechenden Spektralwerte nicht verwendet und stattdessen mittels der Nachbarwerte die unbrauchbaren Werte über dem Spektrum der Fremdlichtquelle interpoliert. Somit können durch die Fremdlichtquelle verursachte Peaks im Messspektrum herausgerechnet werden.
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Zur Kompensation von Fremdlicht ist noch folgende Möglichkeit gegeben, nämlich dass die Erfassung von Messwerten durch Messköpfe mit etwaigen Schwankungen von Lichtquellen mittels wenigstens eines Sensors, welcher die Schwankungen erfasst, oder mittels eines Steuersignals der schwankenden Lichtquelle zeitlich koordiniert wird. Auch in diesem Fall müssen Informationen über das zeitliche Verhalten der Fremdlichtquelle vorliegen, d. h. diese Werte müssen entweder in einem Rechner abgespeichert sein oder die Fremdlichtquelle liefert über Sensoren die Informationen online an den Rechner. In diesem Fall werden die Messungen vom Rechner so koordiniert, dass immer dann gemessen wird, wenn die Fremdlichtquelle ausgeschaltet ist oder ein Minimum aufweist.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass mehrere Messköpfe in äquidistanten Abständen über die Breite eines Bedruckstoffs hinweg verteilt sind und gleichzeitig Farbzonen erfassen. Im Großformat (102 cm Bogenbreite) bei Bogenmaschinen erstrecken sich über die gesamte Bedruckstoffbreite 32 Farbzonen, somit ergeben sich bei 6 gedruckten Farben 192 Messfelder, welche von der Messelektronik und den Messköpfen zu erfassen sind. An einem einzigen Spektralmesskopf werden dabei Messzyklen über mindestens 192 Bogen erforderlich, was für eine gute Regelung nicht ausreicht. Aus diesem Grund werden mehrer Messköpfe benötigt, welche in der Lage sind parallel und gleichzeitig zu messen. Da nach jedem Messvorgang die Messköpfe um eine Farbzone zeitlich versetzt werden, eignen sich insbesondere 8, 16 oder 32 Messköpfe ideal zum parallelen Messen. Bei 32 Messköpfen und 32 Farbzonen sowie 6 gedruckten Farben müssen demnach 6 Messvorgänge an 6 gedruckten Bogen durchgeführt worden. Nach diesen 6 Messschritten kann nun gegebenenfalls die Verstellung der Einstellungen der Druckmaschine vorgenommen werden, indem korrigierte Werte mit neuer Farbzoneneinstellung an der Druckmaschine eingestellt werden. Neben der genannten Messstrategie können die Messköpfe auch der Art verfahren werden, dass zunächst über mehrere Bogen hinweg immer die gleiche Farbe erfasst wird, so dass diese gut ausgeregelt werden kann und erst dann die Messköpfe auf die nächste Farbe positioniert werden, welche dann ebenfalls ausgeregelt wird. Da unterschiedliche Messstrategien einsetzbar sind, muss die Messeinrichtung die Messwerte mit einem Zeitstempel und einer Ortsmarkierung in dem Rechner der Druckmaschine abspeichern, so dass die richtigen Bezüge jederzeit herzustellen sind, um die tatsächlich vergleichbaren Messwerte korrekt miteinander vergleichen zu können. Dann spielt die Messstrategie keine Rolle mehr und die Messwerte sind jederzeit richtig zuzuordnen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass während des Druckbetriebs nach der Andruckphase die Messköpfe so positioniert sind, dass sie mehrere Farben gleichzeitig erfassen. Da durch häufige Messung die Mechanik und der Antriebsmotor des Messbalkens mit den Messköpfen stark beansprucht werden, erhöht ein sogenannter Sparbetrieb die Lebensdauer. Da sich jedoch in der Andruckphase die Werte noch prozessbedingt stark ändern, müssen dort kontinuierlich häufige Messungen durchgeführt werden, während in der Fortdruckphase eine andere Vorgehensweise gewählt werden kann, denn während der Fortdruckphase bleiben die Farbwerte zeitlich gesehen fast konstant, so dass es möglich ist, die Messköpfe über Mischfeldern zu positionieren. Sobald eine zu große Toleranzabweichung erkannt wird, beginnt dann der Messbalken wieder mit seinen häufigen Messungen wie in der Andruckphase, welche alle Felder und alle Zonen erfassen. Dadurch kann der Grund für die Abweichung ausgemessen werden und die Regelung der Druckmaschine entsprechend aktiviert werden.
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Die Messeinrichtung kann ihre Messstrategie auch in Abhängigkeit der erfassten Messwerte verändern. So werden Farbfelder, welche ein geringes Rauschen zeigen nicht so oft vermessen, wie Farbfelder mit starkem Rauschen. D.h. jede Farbe wird mit einer unterschiedlichen Messstrategie erfasst, so dass stärker verrauschte Farben öfter vermessen werden. Wenn das Rauschen bei diesen Farben abklingt, wird auch die Messstrategie geändert, so dass die häufigen Messungen reduziert werden. Die Messstrategie kann auch in Abhängigkeit des Druckbildes und der Einstellungen der Druckmaschine selbst erfolgen. Da die Daten des Druckbildes aus der Druckvorstufe an den Rechner übermittelt werden können, kann sich das Messsystem eine entsprechende Messstrategie errechnen, da kritische Farbbereiche im Druckbild vorab mit ihrer Lage und dem Farbton bekannt sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rechner die Lagekoordinaten von auf einem Bedruckstoff aufgebrachten Druckkontrollstreifen abspeichert. Die Messungen an den Farbzonen finden bei Druckmaschinen üblicherweise im Bereich des Druckkontrollstreifens statt. Damit diese Messungen zuverlässig erfolgen können, muss dem Messbalken des Inline-Messsystems die Lage des Druckkontrollstreifens auf dem Bedruckstoff bekannt sein. Eine Möglichkeit besteht darin, dass der Drucker manuell die Lage des Druckkontrollstreifens auf den Druckplatten ausmisst und die Lagekoordinaten des Druckkontrollstreifens in den Rechner der Maschinensteuerung eingibt. Weiterhin können die Lagekoordinaten auch aus der Druckvorstufe in einem vernetzten Workflow-System an den Rechner der Druckmaschine übertragen und dort verwendet werden. Bei beiden Möglichkeiten besteht allerdings die Gefahr, dass beim Einspannen der Druckplatten in der Druckmaschine oder durch eine Registerverstellung die Lage des Druckkontrollstreifens auf dem Druckbogen relativ zu den Messköpfen verändert wird. Allerdings kann mit der vorgegebenen Grobposition der Suchbereich für eine exakte Lagebestimmung eingeschränkt werden, womit dem automatischen Lageerkennungssystem die Arbeit erleichtert wird.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass ein Sensor zur Ermittlung der Lage des Druckkontrollstreifens auf dem Bedruckstoff vorgesehen ist. Mittels eines zweidimensionalen Sensors z. B. eines CCD-Bildwandlers kann die Lage des Druckkontrollstreifens ermittelt werden. Ein Muster des Druckkontrollstreifens ist in der Maschinensteuerung hinterlegt, welches mit dem Bild der durch die CCD-Kamera erfassten Bilder verglichen wird. Sobald die Kamera Gleichheit feststellt, kann der Rechner die Lage des Druckkontrollstreifens relativ zum Messbalken berechnen und an diesen ein entsprechendes Startsignal aussenden, damit die Messung genau dann startet, wenn der Druckkontrollstreifen unterhalb der Messköpfe zu liegen kommt. Auch der Einsatz eines eindimensionalen Sensors eignet sich zur Lageerkennung des Druckkontrollstreifens, wenn dem Druckkontrollstreifen ein Erkennungssegments z. B. ein Strichcode vorangeht. Sobald dieser Strichcode von einem Barcodeleser erkannt wird, ist dem System bekannt, dass nun in einem bestimmten zeitlichen Abstand der Druckkontrollstreifen folgt. Damit kann der Messvorgang rechtzeitig ausgelöst werden. Die Lageerkennung ist nur am Anfang des Druckvorgangs erforderlich, da hier noch größere örtliche Abweichungen zu erwarten sind. In der Fortdruckphase ist die Ortslage der Markierungen stabil, so dass hier die Erkennungssegmente nur in großen zeitlichen Abständen zur Kontrolle abgetastet werden müssen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die durch die Messköpfe ermittelten Messwerte nach jeder Messung einem Plausibilitätstest unterzogen werden. Bei einer Inline-Messung mit geschlossenem Regelkreis ist es besonders wichtig, fehlerhafte Messmesswerte automatisch zu erkennen und auszusondern, da ansonsten die Farbzonensteuerung die falschen Farbwerte einstellt und unnötig Makulatur erzeugt wird, ohne dass das Bedienpersonal darüber informiert wird. Aus diesem Grund sollte ein Inline-Messsystem mit geschlossenem Regelkreis die Messwerte einem Plausibilitätstest unterziehen, um unplausible Messwerte aussondern zu können. Eine solche Überprüfung erfolgt z.B. durch die Korrelation zwischen der gespeicherten Vorlage des Druckkontrollstreifens und den bei jedem Messvorgang erfassten Werten des Messbalkens. Dadurch wird auch gewährleistet, dass der Messbalken immer die richtigen Messfelder anfährt. Die Wahl des richtigen Druckkontrollstreifentyps lässt sich durch einen weiteren Algorithmus überprüfen, in dem ein Sensor ein Codierungsfeld innerhalb des Druckkontrollstreifens erfasst und die hierin codierten Daten überprüft. Des Weiteren wird bei jedem Messvorgang eine Plausibilitätsüberprüfung der Messwerte sowohl im Ortsbereich als auch im Zeitbereich durchgeführt. Dazu werden Grenzwerte für Abweichung z. B. im Dichtebereich festgelegt, welche zwei aufeinander folgende oder örtlich benachbarte, zusammen liegende Werte nicht überschreiten dürfen. Der Plausibilitätstest beruht hier darauf, dass im Offsetverfahren die Druckwerke im normalen Betrieb nur stetige Änderungen der Farbwerte zulassen, so dass Sprünge der Farbdichte, welche eine bestimmte Größenordnung überschreiten, sofort auf Fehler im Messsystem zurückzuführen sind. Außerdem kann eine Anzeige vorgesehen sein, welche über den Zustand des Druckprozesses informiert. Wenn das Messsystem keine oder nur geringe tolerable Abweichungen erfasst und mittels der Maschinensteuerung ausregelt, so wird dem Druckpersonal auf einem Display der OK-Zustand angezeigt. Falls die Maschine sich nicht in diesem stabilen Zustand befindet, so ist dies auf dem Display zu erkennen und das Druckpersonal weiß, dass Makulatur produziert wird.
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Das Messverfahren lässt sich auch zur indirekten Feuchtemessung des Bogens verwenden. Um die Feuchte zu messen, wird üblicher Weise das Feuchtmittel so lange reduziert, bis im Rasterdruck auf dem Bogen sogenanntes „Tonen“ auftritt. Dieses Tonen zeigt sich erfahrungsgemäß zuerst am Bogenanfang, am seitlichen Bogenrand und in den Rasterfeldern mit 70% - 90 % Flächendeckung. Dann wird der Feuchtewert wieder um einen bestimmten festen Prozentwert erhöht. Für die Inline-Messung wird auf dem Bogen in dem Druckkontrollstreifen oder auf speziell auf dem Bogen angeordneten Positionen für jede Farbe am Bogenrand ein 70% - 90% Rasterfeld eingeführt. Aus der Kenntnis der Flächendeckung dieses Feldes und der gedruckten Farbdichte kann somit leichtes Tonen zuverlässig mit den Messköpfen erfasst werden. Damit kann die Farb-Wasserbalance eingestellt und überwacht werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 3: eine Innenansicht des Messbalkens,
- 4: einen Querschnitt durch den Messbalken in 3,
- 5: den Messbalken aus 3 in der Ansicht von unten,
- 6: eine Lichtleiteranordnung im Messbalken,
- 7a: eine Lichtleiteranordnung im Messbalken mit optischen Zwischenraum,
- 7b: die Lichtleiteranordnung aus 7a mit reduziertem optischen Zwischenraum,
- 8a: eine Überkreuzanordnung von Messköpfen und Beleuchtungseinrichtungen,
- 8b: eine konventionelle Anordnung von Messköpfen und Beleuchtungseinrichtungen im Messbalken,
- 9: einen Druckkontrollstreifen auf einem Bedruckstoff,
- 10: einen Messbalken mit gläsernem Unterboden sowie einer als geschlitzte Bogenführung ausgebildeten Abdeckung,
- 11: einen offenen Messbalken mit einem abgeschlossenen Messwagen,
- 12a: Bogen während des Messvorgangs gehalten durch Greifer und Druckspalt,
- 12b: Bogen während des Messvorgangs gehalten durch zwei Greifer,
- 12c: Bogen während des Messvorgangs gehalten durch Greifer und eine Blaseinrichtung,
- 12d: Bogen während des Messvorgangs gehalten durch Unterdruck und
- 13: Befestigung des Messbalkens im Druckwerk einer Druckmaschine.
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Das Innere eines Messbalkens 6 ist in 3 abgebildet, wobei der Messbalken 6 derart aufgebaut ist, dass dieser im Druckwerk 5, 4 fixiert werden kann, während im Inneren des Messbalkens 6 ein verfahrbarer Messwagen 605 angeordnet ist. Der Messbalken 6 erstreckt sich dabei über die gesamte Breite eines Druckbogens, um auch die Randbereiche des Druckbogens zu verlässig kontrollieren zu können. Der Messwagen 605 kann dazu im Inneren des Messbalkens 6 verfahren werden, um ebenfalls über die gesamte Breite des Bogens messen zu können. Zur Erfassung der Oberfläche des Druckbogens weist der Messwagen 605 in 3 acht Messmodule 603 mit 8 Messköpfen 622 auf, wobei der Messwagen 605 in mehreren Schritten oder kontinuierlich verfahrbar ist, so dass bei 4 Farben nach 16 Messungen sämtliche 32 Farbzonen über mehrere Druckbogen 705 hinweg vermessen worden sind. Für diesen Verfahrvorgang ist der Messwagen 605 in einer Führungsschiene 606 gelagert, wobei er von einem Linearmotor 604 angetrieben wird. Zur einfachen Wartung des Messwagens 605 kann dieser dem Messbalken 6 seitlich entnommen werden, in dem die Seitenwände 601 entfernt werden. Dazu sind die Seitenwände 601 leicht abnehmbar ausgestaltet, d. h. sie sind mit mehreren Schrauben am Gehäuse des Messbalkens 6 befestigt.
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Der Messbalken 6 besteht im Wesentlichen aus einem U-förmigen Profil, welches auf der dem Druckbogen zugewandten Seite offen ist. Um ein Eindringen von Schmutz und insbesondere Druckfarbe zu verhindern, ist die offene Seite des U-Profils mit einem abnehmbaren Boden 615 verschlossen, welcher zusätzlich durchsichtige Teile 616 aus Glas aufweist, so dass die Messmodule 603 auf dem Messwagen 605 durch den Boden 616 des Messwagens 615 hindurch den darunter liegenden Bedruckstoff abtasten können. Neben den Messmodulen 603 samt ihrer Elektronik befinden sich auf dem Messwagen 605 weitere Einrichtungen. Da die Messmodule 603 neben den spektralen Messköpfen 622 noch Beleuchtungsmodule 623 aufweisen, muss der Messwagen 605 mit einer Beleuchtungsquelle 610 versehen sein. Die Beleuchtungsquelle stellt eine Blitzlampe 610 dar, welche von einem auf dem Messwagen befindlichen Netzgerät 612 mit elektrischer Energie versorgt wird. Das Netzgerät 612 wiederum und die Elektronik der Messmodule 603 ist über flexible elektrische Kabel 618 mit dem Gehäuse des Messbalken 6 verbunden. Das am Gehäuse des Messbalkens 6 befestigte Ende der flexiblen Elektrokabel 618 endet in einer elektrischen Steckerverbindung 619, mittels deren der Messbalken 6 mit der elektrischen Spannungsversorgung der Druckmaschine 1 und der Messelektronik 201 verbunden wird. Der Anschluss von elektrischer Energie und Signalübertragung kann dabei mittels eines steckbaren oder drehbaren Kombisteckers erfolgen. Alle elektrischen Bauteile einschließlich der Messmodule 603 sind auf einer oder weniger Platinen 631 angebracht, um kurze Strom- und Signalpfade auf engem Raum zu gewährleisten.
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Da sich auf dem Messwagen 605 nur eine Blitzlampe 610 befindet, muss ihr Blitzlicht mittels einer Einkopplungsoptik 611 und sich daran anschließenden Lichtleitern 614 zu den einzelnen Beleuchtungsmodulen 623 transportiert werden. Neben dem Netzgerät 612 der Blitzlampe 610 befinden sich zur Bereitstellung der nötigen Energie und noch Blitzkondensatoren 607 auf dem Messwagen 605. Außerdem beinhaltet der Messwagen605 eine Verteilereinrichtung 620 zur Verteilung elektrischer Energie an die einzelnen elektrischen Verbraucher und zur Verteilung der elektrischen Signale der miteinander vernetzten Komponenten im Messwagen 605. Die Abtasteinrichtung 6 ist jedoch nicht nur in der Lage die Oberfläche eines Druckbogens spektral zu vermessen, sondern sie dient auch zur Erfassung von Registermarken und zur Auswertung derselben. Dazu weist der Messwagen 605 einen rechten Registersensor 608 und einen linken Registersensor 613 auf. Damit ist es möglich, die Registermarken in den Randbereichen eines Druckbogens zu erfassen. Es können auch noch weitere Registersensoren vorhanden sein, so kann jedes Messmodul 603 einen Registersensor beinhalten, damit parallel mehrere Registermarken über die gesamte Breite des Bedruckstoffs 705 hinweg vermessen werden können.
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Da die gesamte Elektronik im Messwagen 605 auf sehr geringem Bauraum untergebracht ist, so sind beispielsweise 70 Prozent des Volumens des Messwagens 605 mit Bauteilen gefüllt, entsteht auf relativ geringem Raum viel Abwärme. Um die Abwärme abführen zu können und um insbesondere Schädigungen und Beeinflussung der Messmodule 603 zu verhindern, wird das Innere des Messbalkens 6 flüssigkeitsgekühlt. Durch mehrere Kanäle 621 im Inneren des Messbalkens 6 und den Seitenwänden 601 wird ein geschlossener Kühlkreislauf hergestellt, wobei dieser Kühlkreislauf über Kühlmittelkanäle 617 in den Seitenwänden 601 geschlossen wird. Die Kühlmittelkanäle 621, 617 werden über einen Kühlmittelanschluss 602 an der Außenseite des Messbalkens 6 mit Kühlmittel versorgt. Eine Pumpe zum Umwälzen des Kühlmittels muss daher nicht im Inneren des Messbalkens 6 selbst angebracht sein, sondern kann außen angeschlossen werden.
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Die in 4 gezeigte Seitenansicht des Messbalkens 6 zeigt neben dem im Wesentlichen U-förmigen Profil des Messbalkens 6 die im U-Profil verlaufenden Kühlkanäle 621, welche an den beiden Stirnflächen des Messbalkens 6 durch die Kühlmittelkanäle 617 in den Seitenwänden 601 zum geschlossenen Kreislauf verbunden werden. Des Weiteren ist die gläserne Abdeckung 615 im Messbalkenboden zu sehen, welche die empfindlichen Messmodule 603 auf dem Messwagen 605 gegen Verschmutzung schützt. Das U-förmige Gehäuse des Messbalkens 6, die Seitenwände 601 und der Messbalkenboden 615 mit seinen gläsernen Einsätzen 616 sind über Dichtungen miteinander verbunden, so dass kein Staub oder Flüssigkeiten in das Innere des Messbalkens 6 gelangen können. Weiterhin befindet sich an der Außenseite des Bodens 615 eine schmutzabweisende Oberfläche 628, über welcher sich quer zur Längsausdehnung des Messbalkens befindliche Stege 629 erstrecken. Die Stege 629 halten den Bedruckstoff 705 auf Abstand wenn er vermessen wird und vermeiden so den direkten Kontakt von Bedruckstoff 705 und Boden 615. Auch die Stege 629 können schmutzabweisend beschichtet sein.
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5 zeigt eine Ansicht von unten des Messbalkens 6, wobei hier der Messbalkenboden 615 gut zu sehen ist. Der Messwagen 605 weist acht Messmodule 603 auf, welche jeweils aus den eigentlichen Messköpfen 623 und Beleuchtungsmodulen 623 bestehen. Um die gesamte Breite eines Druckbogens mit 32 Farbzonen vermessen zu können wird der Messwagen 605 nach jedem Messvorgang um ein oder mehrere Messfelder seitlich verfahren. Der Abstand zwischen den Messmodulen 603 beträgt somit vier Farbzonen, so dass die Messmodule 603 genau jede vierte Farbzone parallel vermessen. Nach vier Abtastvorgängen ist dann der Bogen über sämtliche 32 Farbzonen einer Farbe hinweg vermessen worden. Wenn mit vier Farben gedruckt wird, sind entsprechend 16 Abtastvorgänge notwendig. Weiterhin ist in 5 ein beweglicher Verschluss 627 zu sehen, welcher ein Messmodul 603 abdecken kann. Der Verschluss 627 kann an jedem Modul 603 vorhanden sein und wird elektrisch oder mechanisch angetrieben, es kann aber auch ein gemeinsamer Verschluss 627 für alle Module 603 eingesetzt werden. Der Verschluss 627 ist in 5 in Bogentransportrichtung quer zum Messbalken 6 verfahrbar und schützt die Optik der Messmodule 603 vor Schäden zwischen den Messvorgängen, er kann auch die gesamte Unterseite des Messbalkens 6 zwischen den einzelnen Messvorgängen abdecken. Dazu ist der Antrieb des Verschlusses 627 mit dem Rechner 200 der Druckmaschine gekoppelt.
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An einer Stirnseite 601 oder auch an beiden ist in 5 eine Kalibrierungsfläche 801 angeordnet, welche von den außen gelegenen Messmodulen 603 angefahren werden kann. Wird ein Messmodul 603 über der Kalibrierungsfläche 801 positioniert, so wird dessen genormte Oberfläche vermessen. Bei der Oberfläche handelt es sich um eine weiße Kachel, welche Papierweiß entspricht. Durch die Vermessung der Kachel 801 kann ein Messmodul603 jederzeit zwischen zwei Messungen auf dem Bedruckstoff 705 kalibriert werden. Die Messmodule 603, welche die Kachel 801 nicht anfahren können, werden durch Transferkalibrierung der benachbarten Messmodule 603 kalibriert. Um die Kachel 801 vor Verschmutzung zu schützen, ist diese ebenfalls mittels einer seitlich verfahrbaren Abdeckung 802 verschließbar. So wird die Kachel 801 zwischen den Kalibrierungsmessungen immer von der Abdeckung 802 bedeckt gehalten.
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Auch in 5 sind schmutzabweisende und den Bogen auf Abstand haltende Stege 629 zu sehen. Diese Stege 629 sind mit der Abdeckung 615 des Messbalkens 6 verbunden. Der Messbalken wird durch eine unter der Abdeckung 615 liegende Glasschicht 616 abgedichtet. Zur Reinigung der Glasschicht 616 ist die Abdeckung 616 mit den Stegen 629 und den Aussparungen für die freie Sicht der Messmodule 603 auf den Bogen 705 wegklappbar oder entnehmbar ausgestaltet, so dass die Glasschicht 616 leicht vollflächig gereinigt werden kann.
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Neben der in 3 dargestellten Möglichkeit mit auf dem Messwagen 605 angeordneter Lichtquelle 610, ist es auch möglich, gemäß der Anordnung in 6 die Blitzlampe 610 außerhalb des Messwagens 605 und sogar außerhalb des Messbalkens 6 anzubringen. In diesem Fall müssen flexible Lichtleiter 614 eingesetzt, welche die nicht beweglichen Teile des Messbalkens 6 und den Messwagen 605 verbinden. Die flexiblen Lichtleiter 614 können aber auch dann eingesetzt werden, wenn sich die Lampe 610 wie in 3 auf dem Wagen 605 befindet. Dabei können die Lichtleiter 614 wie in 6 separat zu jedem Messmodul 603 geführt werden, es ist aber auch möglich die Lichtleiter 614 an einer Stelle zu bündeln und über längere Wege im Inneren des Messwagens 605 an das jeweilige Messmodul 603 zu führen. Wenn alle Messmodule 603 das Licht einer einzigen Lichtquelle 610 erhalten, ist sichergestellt, dass alle Messmodule 603 das gleiche Licht bei der Messung verwenden und daher die Messbedingungen für alle Module 603 gleich sind. Es kann auch noch ein zusätzlicher Lichtleiter 614 an die Lampe 610 angeschlossen sein, welcher auf der anderen Seite in einem Lichtreferenzmesskopf 632 mündet. Dieser Lichtreferenzmesskopf 632 hat die Aufgabe, das Licht der Lampe 610 zu vermessen und bei Änderung ein Signal zur Wartung und Kontrolle abzugeben. Somit wird eine defekte bzw. eine alterungsbedingt mit nicht mehr ausreichender Leuchtkraft ausgestattete Lampe 610 rechtzeitig erkannt.
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Alternativ zu flexiblen Lichtleitern 614 in 6 kann wie in 7a und 7b gezeigt auch das Prinzip der optischen Posaune verwendet werden. In diesem Fall enden die Lichtleiter des Messwagens 605 und des Messbalkens 6 jeweils an den Stirnflächen 625, 626 derselben, so dass sie sich immer genau ausgerichtet gegenüber liegen. Zwischen den Stirnflächen 626 der Lichtleiter des Messwagens 605 und den Stirnflächen 625 des Messbalkens 6 befindet sich ein optischer Zwischenraum 624, welcher wie in 7a und 7b gezeigt in Abhängigkeit der Position des Messwagens 605 unterschiedlich groß ist. Der optische Zwischenraum 624 zwischen den Lichtleitern kann dadurch überbrückt werden, dass er verspiegelt ist. Mittels dieser Spiegel können die aus den Lichtleitern des Messbalkens 6 austretenden Lichtstrahlen in jeder Position des Messwagens 605 in die Lichtleiter desselben eingekoppelt werden. Eine solche optische Posaune ist weniger verschleißanfällig als flexible Lichtleiter 614, was in Anbetracht millionenfacher Messvorgänge von enormer Wichtigkeit ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, dass flexible Lichtleiter 614 nach relativ wenigen Messvorgängen zum Brechen neigen und dann ausgetauscht werden müssen.
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8a und 8b zeigen jeweils den Messbalken 6 von unten her gesehen, mit zwei unterschiedlichen Anordnungen von Messköpfen 622 und Beleuchtungsmodulen 623. In der Anordnung gemäß 8a sind die Messköpfe 622 und die Beleuchtungsmodule 623 überkreuz aufeinander ausgerichtet, so dass das Licht, welches vom Bedruckstoff reflektiert wird nicht vom direkt gegenüber liegenden Messkopf 622 abgetastet wird sondern kreuzweise verschränkt. Eine solche Anordnung erlaubt die Anordnung vieler Messköpfe auf engem Raum, da hier der Abstand zwischen den Messköpfen 622 und den gegenüber liegenden Beleuchtungsmodulen 623 im Vergleich zu einer Anordnung gemäß 8b geringer ausfallen kann, bei der die Messköpfe 622 das reflektierte Licht genau gegenüber liegender Beleuchtungsmodule 623 abtasten. Der geringere Bauraum in 8a resultiert aus der diagonalen Verschränkung, da sich der Abstand zwischen den Beleuchtungsmodulen 623 und den zugehörigen Messköpfen 622 nicht beliebig verkleinern lässt. Der Abstand ist durch den Strahlengang vom Beleuchtungsmodul 623 zum Bedruckstoff und zurück zum Messkopf 622 festgelegt. Mit der Überkreuzlösung lässt sich die Breite des Messbalkens 6 bzw. des Messwagens 605 verringern. Da bei den beengten Platzverhältnissen in der Nähe des Druckspaltes 100 eines Druckwerks 4, 5 der Platzbedarf ein entscheidendes Kriterium ist, ist für diesen Fall die Anordnung gemäß 8a besser geeignet.
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In 9 ist ein Druckkontrollstreifen 700 auf einem Druckbogen 705 dargestellt. Der Druckkontrollstreifen 700 so wie das eigentliche Druckbild wird in den Druckwerken 4, 5 der Druckmaschine 1 auf den Bogen 705 gedruckt. Nach dem letzten Druckwerk 5 ist der Bogen 705 und der Druckkontrollstreifen 700 komplett und kann durch den Messbalken 6 vermessen werden. Der Bogen 705 liegt hier im sogenannten Mittelformat d.h. in einer Bogenbreite von 74 cm vor und weist 23 Farbzonen 701, 703 auf. Jede Farbzone 701, 703 besteht aus 6 Farbmessfeldern 702 und vier weiteren Messfeldern 704. Diese Farbzonen 701, 703 werden von den Messmodulen 603 des Messbalkens 6 vermessen. Normalerweise wird auf einem Bogen 705 nur ein Messfeld 702, 704 pro Farbauszug und Farbzone 701, 703 durch ein Messmodul 603 vermessen. Bei 23 Farbzonen 701, 703 und sechs Messmodulen 603 sowie 10 Messfeldern 702, 704 pro Farbzone ergibt dies 40 Messvorgänge an 40 Druckbogen 705 bevor alle Messfelder 701, 703 einmal erfasst wurden. Für mehr Messungen auf weniger Bogen müssen mehr Messmodule 603 vorgesehen werden. Weiterhin können auf einem Bogen auch mehrere Druckkontrollstreifen 700 angebracht sein, z.B. einer am Bogenanfang und einer in der Bogenmitte oder am Bogenende. Alternativ können während des Fortdruckbetriebs, d.h. wenn die Druckmaschine 1 mit Produktionsgeschwindigkeit läuft und sämtliche Messfelder 702, 704 ihren gewünschten Zustand erreicht haben, die Messmodule 603 auch über speziellen Messfeldern 702, 704 platziert werden, die Farbinformationen über mehrere oder alle Farben enthalten. Die Messmodule 603 müssen dann entweder gar nicht oder viel seltener verfahren werden, da hier die Farbinformationen in einem Messfeld örtlich kompakt vorliegen. Bei Änderungen innerhalb der speziellen Messfelder wird dann wieder der Messmodus geändert, und es werden wieder alle Messfelder 702, 704 wie in der Anlaufphase vermessen.
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10 zeigt eine ähnliche Ausführungsform wie 5, bei beiden Ausführungsformen befindet sich ein seitlich verfahrbarer Messwagen 605 in einem gekapselten, abgeschlossen Messbalken 6. Allerdings weist in 10 der Messbalken eine durchgehende Glasabdeckung 634 auf, welche die Unterseite des Messbalkens 6 verschließt. An der Außenseite des Messbalkens 6 befindet sich weiterhin über der durchgehenden Glasabdeckung 634 ein Bogenleitblech zur Bogenführung 633, welches in Längsrichtung zwei Schlitze 639 trägt. Durch diese Schlitze 639 und die Glasabdeckung 634 hindurch können die Messmodule 603 bestehend aus Messkopf 622 und Beleuchtungsmodul 623 im Messwagen 605 einen unter der Bogenführung 633 hindurchlaufenden Bedruckstoff 705 vermessen. Zusätzlich befinden sich außen auf der Glasabdeckung 634 und innerhalb der Schlitze 639 angeordnete Stege 629. Die Stege 629 verhindern, dass der Bedruckstoff 705 die Glasabdeckung 634 berührt und damit verschmutzt. Da die Stege 629 wie in 10 abgebildet unter Umständen im Strahlengang der Messmodule 603 stehen können, da der Messwagen 605 über die gesamte Breite des Bedruckstoffs hinweg messen muss, ist eine Kompensationsvorrichtung vorzusehen, welche den Einfluss der Stege 629 im Strahlengang der Messmodule 603 kompensiert. Eine solche Kompensationsvorrichtung ist an anderer Stelle dieser Anmeldung bereits beschrieben worden.
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Eine alternative Ausführungsform zu 10 zeigt 11. Auch hier befindet sich ein verfahrbarer Messwagen 605 in einem Messbalken 6, allerdings ist der Messbalken nach unten hin offen, weswegen der Messwagen 605 durch einen Boden 635 verschlossen ist. Der Messwagen 605 weist dazu einen Boden 635 aus Blech auf, welcher zusätzlich mit verglasten Durchsichtöffnungen 636 versehen ist. Die Glasöffnungen 636 sind genau unterhalb der Strahlengänge der Messmodule 603 positioniert. Daher sind in 11 bei 8 Messmodulen 603 auf dem Messwagen 605 genau 16 gläserne Durchsichtöffnungen 636 unterhalb der 8 Messköpfe 622 und 8 Beleuchtungsmodule 623 angebracht. Die gläsernen Öffnungen 636 können wie in 11 kreisrund ausgeführt sein, sie können aber auch oval, rechteckig oder in einer anderen Form ausgestaltet sein. Neben den verglasten Durchsichtöffnungen 636 befinden sich im Boden 635 des Messwagens noch kleine Blasluftkanäle 637, durch die Blasluft aus dem Inneren des Messwagens 605 entweichen kann. Diese Blasluft wird dazu genutzt, den Bedruckstoff 705 gegenüber dem Boden 635 auf Abstand zu halten, um einen Kontakt des Bogens 705 und damit eine Verschmutzung der gläsernen Öffnungen 636 zu vermeiden. Gleichzeitig wird mittels dem durch die Blasluft erzeugten Überdruck im Innern des Messwagens 605 verhindert, dass Fremdkörper von außen in das Innere des Messwagens 605 eindringen. Die Blasluftkanäle 637 werden mittels einer Blasluftquelle 638 z.B. einem kleinen Kompressor oder Ventilator im Innern des Messwagens 605 mit Blasluft beaufschlagt.
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Die 12a, 12b, 12c und 12d zeigen verschiedene Fixierungsmöglichkeiten des Bedruckstoffs 705 während des Messvorgangs durch den Messbalken 6 in einer Bogenrotationsdruckmaschine 1. Neben der aus 1 bekannten Möglichkeit in 12a, den Bedruckstoff 705 an seinem einen Ende mittels eines Bogentransportgreifers 101 und an seinem anderen Ende durch den Druckspalt 100 zwischen Gegendruckzylinder 7 und Gummituchzylinder 8 festzuhalten, gibt es noch weitere Möglichkeiten, den Bogen 705 auch dann zu fixieren, wenn er sich nicht im Druckspalt 100 befindet. Gemäß 12b wird ein Bogen 705 an beiden Enden von Transportgreifern 101 auf einem Transportzylinder 9 gehalten und so während der Messung unter dem Messbalken 6 fixiert. Anstelle zumindest des in Bogentransportrichtung nachführenden Transportgreifers 101 kann auch wie in 12c eine Blaseinrichtung 16 über dem Transportzylinder 9 installiert sein, welche das freie nicht in einem Greifer fixiert Ende des Bogens 705 auf den Transportzylinder 9 drückt und so fixiert. Weiterhin ist auch eine Lösung gemäß 12d einsetzbar. Bei dieser Lösung wird der Bogen 705 auf dem Transportzylinder 9 im Wesentlichen mittels Unterdruck fixiert. Dazu weist der Zylinder 9 an der Oberfläche, welche mit dem Bogen 705 in Kontakt kommt, mehrere Luftöffnungen 18 auf, welche mit einer Unterdruckkammer 17 im Innern des Zylinders 9 in Verbindung stehen. Der Unterdruck fixiert so den Bogen 705 auf dem Zylinder, was zusätzlich noch durch einen Transportgreifer 101 unterstützt werden kann, aber nicht muss. Die Unterdruckkammer 17 kann Bestandteil einer Saugpumpe im Innern des Zylinders 9 sein oder an eine Saugpumpe außerhalb des Zylinders 9 angeschlossen sein.
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Wie die Montage des Messbalkens 6 in einem Druckwerk einer Druckmaschine 1 vorgenommen wird, erläutert 13. In der Draufsicht auf den Einbauort in der Druckmaschine 1 ist zu erkennen, dass der Messbalken 6 prinzipiell quer zur Bogentransportrichtung 19 zwischen den Seitenwänden 14 der Druckmaschine 1 eingebaut wird. Da der Messbalken 6 auch in schon bestehenden Maschinen nachrüstbar sein soll, geschieht die Montage über zwei seitliche Montageplatten 20, welche prinzipiell in jede Druckmaschine 1 eingebaut werden können, so lange der erforderliche Platz vorhanden ist. Die Montageplatten 20 können auch unterschiedliche Abstände zwischen den Seitenwänden 14 ausgleichen, indem sie unterschiedlich dick ausgeführt sind. Die Montageplatten 20 werden mittels Montageschrauben 21 an den Seitenwänden 14 befestigt und tragen die Lagerung für den Messbalken 6.Der Messbalken 6 weist an seinen beiden Enden jeweils Abdeckungen 22 auf, welche den Messbalken 6 umschließen und Lager 23 tragen. Diese Lager 23 stützen den Messbalken 6 gegenüber den Montageplatten 20 ab und mindern Vibrationen, welche die Druckmaschine 1 auf den Messbalken 6 übertragen würde. Die Abdeckungen 22 können so ausgestaltet sein, dass der Messbalken 6 einfach aus den Abdeckungen 22 entnommen werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 6
- Messbalken
- 7
- Gegendruckzylinder
- 8
- Gummituchzylinder
- 9
- Transportzylinder
- 16
- Blaseinrichtung
- 17
- Unterdruckkammer
- 18
- Luftöffnungen
- 19
- Bogentransportrichtung
- 20
- Montageplatten
- 21
- Montageschrauben
- 22
- Abdeckung des Messbalkens
- 23
- Lager des Messbalkens
- 100
- Druckspalt
- 101
- Bogentransportgreifer
- 601
- Seitenwand des Messbalkens
- 602
- Kühlmittelanschluss
- 603
- Messmodul
- 604
- Linearmotor
- 605
- Messwagen
- 606
- Führungsschiene für Messwagen
- 607
- Kondensatoren für Blitzlampe
- 608
- Registersensor rechts
- 609
- Referenzmesskopf
- 610
- Blitzlampe
- 611
- Lichtleitereinkopplungsoptik
- 612
- Netzgerät für Blitzlampe
- 613
- Registersensor links
- 614
- Lichtleiter
- 615
- Abdeckung des Messbalkens
- 616
- Verglaster Bereich in der Abdeckung
- 617
- Kühlmittelführung in der Seitenwand
- 618
- Flexibler elektrischer Anschluss
- 619
- Anschluss für Messelektronik
- 620
- Elektrische Verteilereinrichtung
- 621
- Kühlkanal im Messbalken
- 622
- Messkopf
- 623
- Beleuchtungsmodul
- 624
- Optischer Zwischenrau
- 625
- Stirnfläche zweites Lichtleiterbündel
- 626
- Stirnfläche erstes Lichtleiterbündel
- 627
- beweglicher Verschluss
- 628
- schmutzabweisende Oberfläche
- 629
- Steg
- 630
- zweiter Messkopf
- 631
- Platine
- 632
- Lichtreferenzmesskopf
- 633
- Bogenführung
- 634
- durchgehende Glasabdeckung
- 635
- Boden des Messwagens
- 636
- verglaste Durchsichtöffnungen
- 637
- Blasluftkanäle
- 638
- Blasluftquelle
- 700
- Druckkontrollstreifen
- 701
- Farbzone
- 702
- Farbmessfeld
- 703
- weitere Farbzone
- 704
- weiteres Messfeld
- 705
- Bedruckstoff
- 800
- Fremdlichtquelle
- 801
- Kalibrierungsfläche
- 802
- Abdeckung Kalibrierungsfläche
