DE102005029288A1

DE102005029288A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel

Info

Publication number: DE102005029288A1
Application number: DE102005029288A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Eberhard Luxem; Dirk Kahl
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2005-06-22
Publication date: 2006-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel, insbesondere einem Transportband, vorzugsweise zur Erkennung eines Bedruckstoffbogens in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung eine Alternative aufzuzeigen, die für besondere Gegebenheiten besser geeignet ist, insbesondere für eine digitale Druckmaschine, die individuellere, kleinere Druckaufträge mit einem größeren Spektrum häufig wechselnder Bedruckstoffe verarbeiten kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung wenigstens eines Ultraschallsensors, umfassend wenigstens einen Ultraschallsender und wenigstens einen Ultraschallempfänger.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel, insbesondere einem Transportband, vorzugsweise zur Erkennung eines Bedruckstoffbogens in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine.

Zum Beispiel aus der DE 102 31 801 B3 ist es bekannt, einen Bedruckstoffbogen auf einem Transportband mit einem optischen Sensor zu erkennen, und zwar in einem Reflexionsbetrieb, oder, bei Verwendung eines optisch transparenten Transportbands, auch in einem Transmissionsbetrieb, bei dem der Sensor also nach Art einer Lichtschranke ausgebildet ist.

Je nach Beschaffenheit des Transportmittels und/oder des Bogens kann es dabei aber zu Problemen kommen, zum Beispiel dadurch, dass das Transportmittel selbst so stark reflektiert, dass der Bogen nicht mehr sicher erkannt werden kann, oder als anderes Beispiel, dadurch, dass der Bogen selbst transparent ist und daher insbesondere in Transmission nicht hinreichend sicher erkannt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung eine Alternative aufzuzeigen, die für besondere Gegebenheiten besser geeignet ist, insbesondere für eine digitale Druckmaschine, die individuellere, kleinere Druckaufträge mit einem größeren Spektrum häufig wechselnder Bedruckstoffe verarbeiten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung wenigstens eines Ultraschallsensors, umfassend wenigstens einen Ultraschallsender und wenigstens einen Ultraschallempfänger.

Der erfindungsgemäße Ultraschallsensor kann auch dann verwendet werden, wenn die Werkstoffe für das Transportmittel oder den zu erkennenden Bogen oder insbesondere Kombinationen aus Transportmittel und darauf zu erkennender Bogen optisch problematisch sein sollten.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ultraschallsensor in einem Reflexionsbetrieb verwendet wird, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf derselben Seite des Transportmittels befinden, auf der auch der Bogen aufliegt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, für das Transportmittel ein poröses Material, insbesondere ein Gewebe, verwendet wird.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ultraschallsensor in einem Transmissionsbetrieb verwendet wird, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf unterschiedlichen Seiten des Transportmittels befinden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, ein optisch transparenter Bogen detektiert wird. Insbesondere kann so auch ein aus einem Kunststoff gefertigter Bogen detektiert werden, und zwar besonders gut dann, wenn für das Transportmittel dasselbe oder ein sich unter Ultraschallbestrahlung im wesentlichen ähnlich bezüglich seiner Transmissionseigenschaften verhaltendes Material verwendet wird wie für den zu detektierenden Bogen, da dann das mit einem Bogen belegte Transportmittel einfach nur wesentlich dicker erscheint als das unbelegte Transportmittel, so dass die Anwesenheit des Bogens signifikant ist und sicher erkannt werden kann, ohne dass nennenswerte Grenzflächen entstehen, welche allerdings auch nicht zu unlösbaren Problemen führen würden, sondern berücksichtigt werden könnten, ohne die Messung zu verunsichern.

Insbesondere bei einer Materialwahl, bei der ein belegtes Transportmittel wesentlich dicker erscheint als ein unbelegtes, ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass ein Ultraschall mit einer Frequenz von etwa 100 Kilohertz oder höher verwendet wird, weil bei einer solchen hohen Frequenz in Transmission der Transmissionskoeffizient insofern günstig ist, als er diese größere Dicke signifi kant erkennbar macht. Die Verhältnisse können dabei so eingestellt werden, dass das belegte Transportmittel einen etwa doppelt so großen Transmissionsverlust zeigt wie das unbelegte Transportmittel.

An dieser Stelle sei der Vollständigkeit halber angemerkt, dass der Ultraschallsensor generell im Dauerbetrieb oder gepulst betrieben werden kann.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger zueinander geneigt ausgerichtet werden. Diese Neigung wie auch der vorgenannte Pulsbetrieb können helfen, die Ausbildung von stehenden Wellen zwischen dem Sender und dem Empfänger zu vermeiden, die sich ungünstig auswirken könnten.

Für eine Vorrichtung zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel, insbesondere einem Transportband, vorzugsweise zur Erkennung eines Bedruckstoffbogens in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine, die sich in selbständiger Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß auszeichnet durch wenigstens einen Ultraschallsensor, umfassend wenigstens einen Ultraschallsender und wenigstens einen Ultraschallempfänger, wird auch selbständiger Schutz beansprucht.

Die erfindungsgemäßen Vorteile auch der erfindungsgemäßen Weiterbildungen der Vorrichtung, die sich aus Unteransprüchen ergeben, sind im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bereits geschildert worden, so dass an dieser Stelle unnötige Wiederholungen vermieden werden sollen.

Ausführungsbeispiele, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung in ihrem Umfange aber nicht beschränkt ist, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen schematisch und nur prinzipiell:
1 einen Querschnitt durch ein mit einem Bogen belegtes Transportband und einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor im Reflexionsbetrieb,
2 das Transportband und den Ultraschallsensor gemäß 1 in einer Seitenansicht und
3 ein mit Bögen belegtes Transportband in einer Seitenansicht mit einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor im Transmissionsbetrieb.
1 zeigt einen Querschnitt durch ein mit einem Bogen 4 belegtes Transportband 5 und einen erfindungsgemäßen Ultraschallsensor, umfassend einen Sender 1 und einen Empfänger 2 im Reflexionsbetrieb, bei dem Ultraschall 3 vom Sender 1 auf das Transportband 5 bzw. auf den Bogen 4 gesendet wird, dort reflektiert wird und in den Empfänger 2 gelangt. In der 1 ist bewusst dem Ultraschall eine gewisse Querausdehnung gegeben worden. Es handelt sich also, im Vergleich zu Licht, nicht um einen schart gebündelten Strahl.
2 zeigt dieselben Elemente wie in 1 in einer Seitenansicht. Aus dieser Darstellung ist erkennbar, dass prinzipiell bereits die Kanten auf dem Transportband 5 transportierter Bögen von dem Ultraschallsensor 1, 2 erkannt werden können, sobald diese in seinen Überwachungsbereich eintreten.
In 1 und 2 ist angedeutet worden, dass es sich beim dem Transportband 5 vorzugsweise um ein poröses Material handelt, beispielsweise um ein Gewebe. Ein solches Material hat zum Beispiel den Vorteil, dass ein Bogen 4 zu seiner besseren Haftung auf dem Transportband 5 durch das Transportband 5 hindurch mit einer geeigneten Saugvorrichtung angesaugt werden könnte. Insbesondere reflektiv kann es mit optischen Sensoren bei derartigen Verhältnissen zu Problemen bei der Bogenerkennung kommen.
3 zeigt ein mit Bögen 4 belegtes Transportband 5 in einer Seitenansicht ähnlich wie in 2 mit einem erfindungsgemäßen Ultraschallsensor 1, 2, diesmal im Transmissionsbetrieb. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in den vorhergehenden Figuren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bevorzugt davon ausgegangen, dass optisch transparente Bögen 4 auf einem ebenfalls optisch transparenten Transportband 5 in Transmission erkannt werden sollen, was mit einem optischen Sensor problematisch wäre. Dabei hat ein transparentes Transportband 5 aus Kunststoff zum Beispiel den Vorteil, dass es für eine optische Transmission für die Erkennung opaker Bögen 4 prinzipiell geeignet wäre und dass eine Haftung der Bögen 4 beispielsweise elektrostatisch unterstützt werden könnte. Probleme kann es aber, wie erwähnt, bei der Erkennung selbst transparenter Bögen 4 geben, selbst wenn Polarisationen des Lichtes genutzt würden.
Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird jedoch über den Transmissionskoeffizienten mit dem Ultraschallsensor 1, 2 quasi die Dicke des Hindernisses zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 gemessen, indem erkannt wird, wie viel Ultraschall noch in den Empfänger gelangt. Dies geschieht nach folgender Formel:
Dabei sind:

T:: Amplitudentransmissionskoeffizient
ρ:: Dichte des Materials (zum Beispiel für PET zwischen 1330 und 1400 kg/m³)
d:: Dicke des Materials (zum Beispiel Transportband 100 µm und Bogen 100 µm)
f:: Frequenz des verwendeten Ultraschalls
Z₀:: Wellenwiderstand oder akustische Impedanz für Luft, wobei Z₀ = 429 Ns/m³
π:: die Kreiszahl 3,1415926...

Bei den Messungen wird relativ gemessen, das heißt, es wird verglichen, wie viel Ultraschall in den Empfänger 2 gelangt, wenn sich nur das unbelegte Transport band 5 zwischen Sender 1 und Empfänger 2 befindet und wie viel Ultraschall in den Empfänger 2 gelangt, wenn sich das mit einem Bogen 4 belegte Transportband 5 zwischen Sender 1 und Empfänger 2 befindet, was beispielsweise etwa doppelt so dickes Material zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 bedeutet. Gemessen werden also Amplitudentransmissonskoeffizientenverhältnisse mit und ohne Bogen 4 (T_phne/T_mit). Mit der vorgenannten Formel und den dazu angegebenen Beispielen lässt sich leicht zeigen, dass ab etwa f = 100 kHz oder größer bei etwa gleicher Materialdicke d des Bogens 4 und des Transportbandes 5 von jeweils etwa 100 µm das gemessene Amplitudentransmissonskoeffizientenverhältnis etwa gleich zwei ist, also sicher erkennbar ist, wenn das Transportband 5 zusätzlich mit einem Bogen 4 belegt ist.
In der 3 ist zudem erkennbar, dass der Sender 1 und der Empfänger 2 geneigt zueinander orientiert sind, damit im Ultraschall 3 keine ungünstigen stehenden Wellen entstehen. Zusätzlich oder alternativ könnte der Sender 1 gepulst betrieben werden. Ähnliche Maßnahmen sind natürlich auch bei einem Reflexionsbetrieb gemäß den 1 und 2 durchführbar.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel, insbesondere einem Transportband, vorzugsweise zur Erkennung eines Bedruckstoffbogens in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine gekennzeichnet durch die Verwendung wenigstens eines Ultraschallsensors, umfassend wenigstens einen Ultraschallsender und wenigstens einen Ultraschallempfänger.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor in einem Reflexionsbetrieb verwendet wird, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf derselben Seite des Transportmittels befinden, auf der der Bogen aufliegt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Transportmittel ein poröses Material, insbesondere ein Gewebe, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor in einem Transmissionsbetrieb verwendet wird, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf unterschiedlichen Seiten des Transportmittels befinden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisch transparenter Bogen detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem Kunststoff gefertigter Bogen detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für das Transportmittel dasselbe oder ein sich unter Ultraschallbestrahlung im wesentlichen ähnlich bezüglich seiner Transmissionseigenschaften verhaltendes Material verwendet wird wie für den zu detektierenden Bogen.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ultraschall mit einer Frequenz von etwa 100 Kilohertz oder höher verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger zueinander geneigt ausgerichtet werden.
Vorrichtung zur Erkennung eines Bogens auf einem Transportmittel, insbesondere einem Transportband, vorzugsweise zur Erkennung eines Bedruckstoffbogens in einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine gekennzeichnet durch wenigstens einen Ultraschallsensor, umfassend wenigstens einen Ultraschallsender und wenigstens einen Ultraschallempfänger.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor für einen Reflexionsbetrieb vorgesehen und eingerichtet ist, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf derselben Seite des Transportmittels befinden, auf der der Bogen aufliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel aus einem porösen Material, insbesondere einem Gewebe, besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor für einen Transmissionsbetrieb vorgesehen und eingerichtet ist, bei dem sich der Ultraschallempfänger und der Ultraschallsender auf unterschiedlichen Seiten des Transportmittels befinden.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor für die Detektion eines optisch transparenten Bogens vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor für die Detektion eines aus einem Kunststoff gefertigten Bogens vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel aus demselben oder aus einem sich unter Ultraschallbestrahlung im wesentlichen ähnlich bezüglich seiner Transmissionseigenschaften verhaltenden Material gefertigt ist wie der zu detektierende Bogen.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsensor für die Verwendung eines Ultraschalls mit einer Frequenz von etwa 100 Kilohertz oder höher vorgesehen und eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger zueinander geneigt ausgerichtet sind.