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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Transportanordnung zum Transport
von Bögen
in einer digitalen Druckmaschine und ein Verfahren zum automatischen
Erkennen einer Nahtstelle eines transparenten Transportbandes, das
zum Transport eines Bedruckstoffs durch wenigstens eine Druckstation
einer Druckmaschine umlaufend in einer Laufrichtung bewegbar ist.
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Umlaufende
Transportbänder
zum Transport von Bedruckstoffbögen
sind in der Drucktechnik allgemein bekannt. Dabei ist es auch bekannt,
diese Transportbänder
transparent auszubilden, da häufig für die Erkennung
von Bedruckstoffbögen
eine Detektierung durch den Bedruckstoff hindurch eingesetzt wird.
Dies gilt insbesondere für
die Transportbänder,
welche einen Bedruckstoffbogen an der bzw. den Druckstationen der
Druckmaschine vorbei bewegen.
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Die
für diesen
Einsatz dienenden Transportbänder
werden in der Regel aus Bahnen eines Transportbandmaterials hergestellt,
die an ihren Enden zusammengefügt
werden, um ein Endlostransportband zu bilden. Dabei werden die Enden
in der Regel übereinander
gelegt und an dieser Stelle zusammengeschweißt oder verklebt. An der Klebe-
oder Schweißstelle
bildet sich eine Naht aus. Da diese Naht einen Druckvorgang in einer
Druckstation beeinträchtigen kann,
ist es bekannt, die Nahtstelle zu detektieren, und eine Bogenzufuhr
derart zu steuern, dass keine zu bedruckenden Bögen auf die Naht abgelegt werden,
und vorzugsweise mit einem vorbestimmten Abstand zur Naht platziert
werden.
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Dabei
ist es bekannt, eine opake Markierung auf dem Transportband aufzubringen,
deren Führungskante
in Laufrichtung des Transportbandes mit vorbestimmtem Abstand bezüglich der
Naht angeordnet ist. Durch eine entsprechende Detektierung der Führungskante
der opaken Markierung lässt
sich somit die Position der Naht des Transportbandes bestimmen,
und eine Bo genzufuhr kann entsprechend gesteuert werden. Des Weiteren
ist es bekannt, bei einer Detektierung der Führungskante eine Bestimmung
und ggf. Korrektur der Querposition des Transportbandes, d. h. quer
zur Laufrichtung innerhalb der Druckmaschine einzuleiten. Die Erkennung
der Führungskante
ermöglicht
es die Bestimmung der Querposition jeweils im Wesentlichen an derselben
Stelle des Bandes durchzuführen,
um vergleichbare Ergebnisse vorzusehen.
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Die
opake Markierung kann jedoch zu Problemen beim Betrieb der Druckmaschine
führen.
So ist es mögliche,
dass es bei einem Durchlauf der opaken Markierung durch einen Spalt
zwischen Bildübertragungs-
und Gegendruckzylinder, der auch als Nip bezeichnet wird, zu einer
Schwingungsanregung des gesamten Systems führt. Hierdurch können sich
Vorsteuerprobleme beim Bebilderungsprozess ergeben.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auf einfache und kostengünstige Weise,
eine automatische Erkennung der Naht eines Transportbandes ohne
die Notwendigkeit einer zusätzlichen Markierung
in einer Druckmaschine vorzusehen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine spezielle Transportanordnung zum Transport von
Bögen in
einer Druckmaschine, insbesondere einer digitalen Druckmaschine
gelöst.
Die Transportanordnung besitzt ein transparentes Transportband, mit
einem ersten und einem zweiten Ende, die zur Bildung einer Endlosschlaufe Überlappend
miteinander verbunden sind, einen Antrieb zum Umlaufenden Antrieb
des Transportbandes, und einen auf das Transportband gerichteten
Sensor, der in der Lage ist eine Dickenveränderung im Bereich des Transportbandes
zu detektieren. Die Transportanordnung ermöglich eine direkte Erkennung
eine Nahstelle ohne die Notwendigkeit einer Markierung, sodass die
mit der Markierung in Beziehung stehenden Probleme beseitigt werden
können.
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Vorzugsweise
ist der Sensor als optoelektronischer Wegesensor ausgebildet, der
auf der Basis eines Reflektionssignals eine Dickenveränderung des
Transportbandes ermittelt.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist eine Differenziereinheit zum Differenzieren eines
mit der Dicke des Transportbandes in Beziehung stehenden Signals
des Sensors vorgesehen. Die Differenziereinheit kann die durch die
Enden erzeugten Signale, die eine relativ steile Signalflanke gegenüber sonstigen
Signalen die durch Dickenveränderungen bedingt
sind, hervorheben, um eine sicher Erkennung zu gewährleisten.
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Vorzugsweise
ist wenigstens einen weiterer Sensor vorgesehen, der eine Längsachse
besitzt, die quer zu einer Transportrichtung des Transportbandes angeordnet
ist. Der weitere Sensor besitzt eine Längserstreckung, die wenigstens
einer zu erwartenden Querbewegung des Transportbandes entspricht und
der weiter Sensor ist derart angeordnet ist, dass er das Transportband
teilweise überlappt.
Dabei kann der weitere Sensor eine Vielzahl von in Längsrichtung
benachbarter Lichtsensoren aufweisen. Bei einer Ausführungsform
weist der weitere Sensor eine Lichtquelle auf, die auf das Transportband
gerichtet ist, sowie einen Detektor, der Licht von der Lichtquelle
nach einem wenigstens einmaligen Durchgang durch das Transportband
detektiert.
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Erfindungsgemäß ist auch
eine Druckmaschine mit einer Transportanordnung des obigen Typs
vorgesehen, bei der die Transportanordnung zum Transport von zu
bedruckenden Bögen
an wenigstens einem Bildtransferbereich der Druckmaschine vorbei
angeordnet ist. Dabei ist die Druckmaschine vorzugsweise eine digitale
Druckmaschine ist. Vorzugsweise weist die Druckmaschine eine mit
dem wenigstens einen Sensor in Verbindung stehenden Steuereinheit
auf, die in der Lage ist, eine Bogenzuführung derart anzusteuern, dass
ein Bogen nicht auf den Überlappungsbereich
des Transportbandes abgelegt wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand bestimmter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert; in den Zeichnungen zeigt:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer elektrofotografisch arbeitenden
Druckmaschine;
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2 eine
schematische Seitenansicht eines Transportbandabschnitts mit Sensoren
der Druckmaschine;
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3 eine
schematische Draufsicht auf den Transportbandabschnitts gemäß 2;
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4 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3;
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5 eine
schematische Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3;
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6(A) bis (C) unterschiedliche Graphen von
Detektorsignalen; und
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7 eine
schematisches Schaltungsdiagramm einer Differenziereinheit und eines
Komparators.
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Teils einer Druckmaschine 1,
insbesondere einer elektrofotografischen Druckmaschine. Die Druckmaschine 1 besitzt
in bekannter Weise eine Bogenausrichteinheit 3, eine Transporteinheit 5,
eine Vielzahl von Druckwerken 7, sowie eine Fixierstation 9. Nicht
im Detail dargestellt sind unter anderem Bogenan- und -ausleger,
sowie sonstige Bogenführungspfade,
wie beispielsweise ein Duplexpfad für zu bedruckende Bögen.
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Die
Bogenausrichteinheit 3 dient dazu, einen zu bedruckenden
Bogen vor einem Druckvorgang in ausgerichteter und kontrollierter
Art und Weise an die Transporteinheit 5 zu übergeben.
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Die
Transporteinheit 5 besteht aus einem transparenten Transportband 12,
das als Endlostransportband ausgebildet ist, und einer Vielzahl
von Rollen 14, um die das Transportband 12 umlaufend geführt ist.
Wenigstens eine der Rollen 14 ist mit einer Antriebseinheit
gekoppelt, um das Transportband 12 in einer Umlaufrichtung,
die durch den Pfeil A dargestellt ist, zu bewegen. Diese angetriebene
Rolle 14 sollte vorzugsweise mit einem Winkel von wenigstens
90° von
dem Transportband 12 umschlungen sein, um einen Schlupf
zwischen Transportband 12 und der entsprechenden Rolle 14,
die mit dem Antrieb verbunden ist zu vermeiden. Diese oder eine
andere der Rollen 14, die vorzugsweise wieder wenigstens
mit 90° durch
das Transportband 12 umschlungen ist, besitzt einen Drehwinkelgeber 16,
der, wie nachfolgend noch näher
erläutert
wird, eine Bewegungs- und Positionsbestimmung des Transportbandes 12 ermöglicht.
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Das
Transportband 12 ist so geführt, dass es einen zu bedruckenden
Bogen durch die Vielzahl von Druckwerken 7 hindurch bewegt.
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Die
Druckwerke 7 besitzen jeweils einen Bebilderungszylinder 20,
eine Schreibeinrichtung 22, eine Tonerstation 24,
einen Zwischenzylinder 26 sowie einen Gegendruckzylinder 28.
Der Bebilderungszylinder 20 besitzt eine Oberfläche, auf
die in bekannter Art und Weise durch die Schreibeinrichtung 22 ein
elektrostatisch geladenes Bild aufgebracht werden kann. Wenn dieses
an der Tonerstation 24 vorbei bewegt wird, haften Tonerpartikel
an den elektrostatisch aufgeladenen Bildbereichen an der Oberfläche des
Bebilderungszylinders 20 an und werden mit diesem weitertransportiert.
Die Tonerpartikel werden dann an den jeweiligen Zwischenzylinder 26 (auch
als Bildübertragungszylinder
bezeichnet) übertragen,
der in der Regel eine Gummibeschichtung aufweist. Anschließend werden
die Tonerpartikel dann auf ein auf dem Transportband 12 befindlichen Bedruckstoff übergeben,
wobei die Übertragung
in einem Spaltbereich zwischen Zwischenzylinder 26 und Gegendruckzylinder 28 (Bildttransferbereich)
erfolgt. Um die Übertragung
zu fördern,
kann über
den Gegendruckzylinder 28 eine elektrostatische Ladung auf
dem Transportband 12 erzeugt werden.
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In
der 1 sind vier Druckwerke 7 dargestellt,
die beispielsweise geeignet sind, jeweils unterschiedlich farbige
Toner-Farbauszüge
beispielsweise in den Farben zyan, magenta, gelb und schwarz auf einen
Bedruckstoff aufzubringen. Die Druckwerke werden dabei in bekannter
Art und Weise gesteuert, so dass die Farbauszüge registergenau übereinander
auf den Bedruckstoff aufgebracht werden, um ein Mehrfarbbild zu
erzeugen. Natürlich
kann auch eine andere Anzahl von Druckwerken als die in 1 dargestellte
vorgesehen sein. Außerdem
ist es auch möglich,
dass die jeweiligen Druckwerke 7 die Tonerbilder nicht
direkt auf den zu bedruckenden Bedruckstoff aufbringen, sondern
die jeweiligen Tonerbilder registergleich auf ein Zwischenelement
aufbringen, das anschließend
das Gesamt-Tonerbild auf den Bedruckstoff aufbringt.
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Die
Fixierstation 9 ist in Transportrichtung eines Bedruckstoffs
durch die Druckmaschine 1 stromabwärts bezüglich der Druckwerke 7 angeordnet, und
dient in bekannter Art und Weise dazu, ein auf einem Bedruckstoff
aufgebrachtes Tonerbild auf diesem zu fixieren.
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In 1 sind
ferner eine Vielzahl von unterschiedlichen Sensoren 30, 31, 32 und 33 dargestellt. Der
Sensor 30 kann beispielsweise ein Bogenerkennungssensor
sein, der die Vorderkante eines Bogens auf dem Transportband 12 während eines
Druckauftrags durch das transparente Transportband hindurch erkennt.
Anhand der Vorderkantenerkennung können dann die Schreibeinrichtungen 22 der
Druckmodule 7 angesteuert, um eine ordnungsgemäße Bedruckung
eines Bogens sicherzustellen. Dabei wird die Erkennung des Bogens
durch den Sensor 30 beispielsweise mit den Daten des Drehwinkelgebers 16 korreliert,
um eine entsprechende Ansteuerung der Schreibeinrichtung 22 der
Druckmodule 7 vorzusehen.
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Der
Sensor 31 wiederum ist beispielsweise ein Sensor, der speziell
in Kalibrierungsläufen
der elektrofotografischen Druckmaschine eingesetzt wird. In solchen
Kalibrierungsläufen
wird eine Vielzahl von Registermarken, die beispielsweise jeweils aus
wenigstens einer Tonerlinie pro Druckwerk 7 besteht, auf
einem Bedruckstoff oder das Transportband 12 aufgedruckt,
die anschließend
von dem Sensor 31 erfasst werden. Hierdurch lässt sich
in bekannter Art und Weise die Ansteuerung der Schreibeinrichtungen 22 kalibrieren,
so dass Bilder registerhaltig gedruckt werden können.
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Die
Funktion und der Aufbau der Sensoren 32 und 33 wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 näher erläutert. Dabei
zeigt 2 eine schematische Seitenansicht eines Transportbandabschnitts
im Bereich der Sensoren 32, 33 und 3 eine
schematische Draufsicht auf den Transportbandabschnitt. 4 zeigt
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3 und 5 zeigt
eine schematische Schnittansicht entlang der Linie V-V in 3.
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Wie
in 2 und 3 zu erkennen ist, ist das Transportband 12 ein
Transportband des zuvor beschriebenen Typs mit einer Naht 40.
Die Naht 40 wird durch Verkleben, Verschweißen oder
sonstiges Verbinden von überlappenden
Endbereichen eines Transportbandmaterials gebildet. Das Transportband selbst
besteht aus einem transparenten Material, wie zuvor beschrieben.
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Entlang
einer Seitenkante des Transportbandes 12 ist eine opake
Markierung 42 angedeutet (3), deren
in Laufrichtung A des Transportbandes vordere Kante 43 einen
vorbestimmten Abstand zur Naht 40 aufweist. Diese wurde
in der Vergangenheit für
die Erkennung der Naht eingesetzt, soll aber gemäß der Erfindung nunmehr entfallen,
da sie selbst zu unterschiedlichen Problemen führen kann, wie z. B. eine Schwingungsanregung
der Druckwerke.
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Der
Sensor 32 ist in Laufrichtung A des Transportbandes 12 stromabwärts bezüglich des Sensors 33 angeordnet.
Der Sensor 32 ist bei der dargestellten Ausführungsform
als optoelektronischer Wegesensor ausgebildet, der in der Lage ist eine
Dickenveränderung
im Bereich des Transportbandes mittels einer Reflektion am Transportband
zu detektieren. Solche Sensoren, die beispielsweise ein Triangulationsverfahren
für die
Wegemessung verwenden sind bekannt, und können geringste Dickenveränderungen
detektieren. Wie bei 48 in 2 angedeutet
ist, kann das Transportband im Bereich des Sensors 32 über bzw.
um eine Rolle geführt
sein, um eine gleichmäßige Ebene
für die
Messung vorzusehen. Der Sensor 32 besitzt einen Lichtemitter,
der einen Lichtstrahl 50 auf das Transportband 12 richtet sowie
einen entspre chenden Detektor, der einen am Transportband reflektierten
Strahl 52 detektiert. Bei einer Dickenveränderung ändert sich
in Bekannter Weise der am Detektor empfange Lichtstrahl 52,
der eine Ermittlung der Dicke zulässt. Bei einer üblichen Dicke
des Transportbandes im Bereich von ungefähr 100 μm liegt im Bereich der Naht 40 dann
eine Dicke von ungefähr
200 μm vor.
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Optoelektronische
Wegesensoren sind in der Regel weniger anfällig für Verschmutzungen des Transportbandes
als z. B. Durchlichtsensoren, die auch für die Erkennung der Naht eingesetzt
werden könnten.
Durchlichtsensoren sprechen dabei insbesondere auf die jeweiligen
Kantenbereiche der Naht an, die durch das Zuschneiden der Bandabschnitte
in der Regel komprimiert sind und daher undurchsichtiger sind als
die anderen Bereiche des Transportbandes. Darüber hinaus ist das Transportband
im Bereich der Naht doppellagig, was ebenfalls durch einen Durchlichtsensor
erkannt werden kann.
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Um
eine gute Erkennung der Naht zu gewährleisten sollte eine Differenziereinheit 70 zum
Differenzieren eines mit der Dicke des Transportbandes in Beziehung
stehenden Signals des Sensors vorgesehen sein, die nachfolgend anhand
der 7 noch näher
erläutert
wird. Die Differenziereinheit 70 sollte vorgesehen sein,
wenn sowohl die Reflektionsmessung als auch die Durchlichtmessung
einen Ausschlag des Sensorsignals vorsehen, der nicht ohne weiteres
von sonstigen Fluktuationen des Signals unterscheidbar ist, wie
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 6 noch näher erläutert wird.
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Der
Sensor 33 ist als sogenannter Zeilensensor ausgebildet,
der eine zeilenförmig
angeordnete Vielzahl von Lichtemittern (angedeutet bei 55 in 5)
sowie eine zeilenförmige
Anordnung von Lichtdetektoren (angedeutet bei 57 in 5)
aufweist. Bei einer Messung der Querposition des Transportbandes 12 wird
in Abhängigkeit
von der Querposition ein größerer oder
geringerer Anteil der Detektoren 57 gegenüber den
Emittern 55 abgeschattet, wodurch sich die Querposition
des Transportbandes ermitteln und durch geeignete Stellmittel korrigieren
lässt.
Um die Querpositionsmessung immer an im Wesentlichen der gleichen
Stelle des Transportbandes durchzuführen, wird die Messung der
Querposition des Transportbandes 12 durch die Nahstellendetektierung
ausgelöst.
Somit wird bei jedem Umlauf nach einer Nahtstellendetektierung eine Querpositionsmessung
und ggf. -Korrektur durchgeführt.
Um den Abschattungseffekt des transparenten Transportbandes zu erhöhen könnte eine
sich durch Lichtemitter 55 und Lichtdetektoren 57 erstreckende Ebene
B das Transportband unter einem Winkel von ungleich 90° schneiden,
was beispielsweise durch eine Schrägstellung des Sensors 33 erreicht
werden kann, wie es mit einer gestrichelten Linie in 2 angedeutet
ist. Durch eine solche Schrägstellung
kann der Anteil des von den Lichtemittern 55 stammenden und
durch das Transportband hindurch auf den Lichtdetektor 57 fallenden
Lichts reduziert werden.
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6A zeigt ein Ausgangssignal eines Nahtstellensensors
des Standes der Technik, der als Durchlichtsensor ausgebildet ist
und auf eine opake Markierung auf einem Transportband anspricht,
die mit einem bestimmten Abstand zu einer Nahtstelle des Transportbandes
angeordnet ist. Das Signal ist im Wesentlichen konstant, bis die
Vorderkante der opaken Markierung in den Bereich des Durchlichtsensors
eintritt, was durch den steilen Abfall des Sensorsignals bei 62 zu
erkennen ist. Während
sich die Markierung im Bereich des Sensors befindet, verbleibt das
Signal auf einem niedrigen Niveau, um anschließend wieder auf einen hohen
Wert anzusteigen.
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6B zeigt ein beispielhaftes Ausgangssignal 64 eines
Nahtstellensensors 32 gemäß der vorliegenden Erfindung,
der auf Dickenveränderungen des
Transportbandes 12 anspricht. Wie zu erkennen ist, weist
das Signal keine so klaren Übergänge auf, wie
es beim Signal gemäß 6A der Fall ist. Vielmehr weist das Signal
kleinere Fluktuationen auf, beispielsweise bedingt durch Verunreinigungen
oder Dickenvariationen des Bandes, sowie eine größere bei 66, welche
eine Nahtstelle signalisiert. Da die Fluktuation 66 ggf.
nicht einen wesentlich höheren
Pegel erzeugt als die sonstigen Fluktuationen kann eine sicher Detektierung
mittels einer Schwellenwertdetektierung nicht immer erfolgen. Da
aber zu erwarten ist, dass die Fluktuation 66 bedingt durch
die geraden Schnittkanten des Transportbandes 12 schärfer definiert ist,
d. h. größere Steigungen
besitzt als die sonstigen Fluktuationen, kann dies für eine eindeutige
Erkennung genutzt werden. Um eine deutliche Detektierung der Nahtstelle
zu gewährleisten
ist daher vorzugsweise eine Differenziereinheit 70 (7) vorgesehen,
die das Ausgangssignal differenziert, um aus dem Ausgangssignal 64 gemäß 6B ein differenziertes Signal 72 gemäß 6C zu erzeugen. Dieses Signal 72 zeigt
dann bei 74 eine deutlich erkennbare Spitze, die durch
die Fluktuation bei 66 gemäß 6B erzeugt
wird und somit eine Nahtstelle anzeigt.
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7 zeigt
schematisch eine beispielhafte Schaltung einer Differenziereinheit 70 in
Kombination mit einem Komparator 71, der das Ausgangssignal 72 der
Differenziereinheit 70 mit einem Schwellenwert vergleicht,
um eine Nahtstelle sicher zu erkennen.
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Nachfolgend
wird der Betrieb der oben beschriebenen Druckmaschine näher erläutert. Zunächst wird
das Transportband 12 umlaufend angetrieben. Der Sensor 32 ist
auf einen Randbereich das Transportband gerichtet, und detektiert
während
des Umlaufs eine Nahtstelle. Der Detektierzeitpunkt wird mit der
Position des Drehwinkelgebers 16 in Beziehung gesetzt,
sodass die Position der Nahtstelle während des gesamten Umlaufs
des Transportbandes bekannt ist. Die Nahtstellendetektierung wird
dabei vorzugsweise während
jedes Umlaufs des Transportbandes 12 durchgeführt, um
irgendwelche Längsverschiebungen
des Transportbandes zu erkennen. Darüber hinaus kann die Nahstellendetektierung
auch als Auslöser
für eine
Querpositionsmessung und ggf. – korrektur
durch den Sensor 33 verwendet werden, wie oben beschrieben.
Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Querpositionsmessung
jeweils an im Wesentlichen der selben Stelle des Transportbandes
durchgeführt
wird.
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Die
Kenntnis der Position der Nahtstelle wird ferner dazu verwendet,
die Druckwerke so anzusteuern, dass im Nahtstellenbereich keine
Bedruckung erfolgt. Im Normalbetrieb ist dies schon dadurch gegeben,
dass kein zu bedruckender Bogen auf dem Transportband abgelegt wird.
In einem Kalibrationsbetrieb, bei dem in der Regel direkt auf das
Transportband gedruckt wird, verwenden die Druckwerke direkt das
entsprechend Positionssignal, um eine Bedruckung im Bereich der
Nahstelle zu vermeiden.
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Die
Erfindung wurde zuvor anhand bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
näher erläutert, ohne
auf die konkret dargestellten Ausführungsformen beschränkt zu sein.
Insbesondere kann auch statt des optoelektronischen Wegesensors,
der auf dem Reflektionsprinzip arbeitet ein Durchlichtsensor eingesetzt
werden. Ferner kann die Druckmaschine des Typs sein, bei dem die
Druckwerke ihre jeweiligen Farbauszüge auf ein gemeinsames Transferelement übertragen,
das die Farbauszüge
dann gemeinsam auf einen Bedruckstoff überträgt.