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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportanordnung zum Transport von Bögen in einer Druckmaschine. Eine solche Vorrichtung soll eine automatische Erkennung einer Nahtstelle eines transparenten Transportbandes, das zum Transport eines Bedruckstoffs durch wenigstens eine Druckstation einer Druckmaschine umlaufend in einer Laufrichtung bewegbar ist ermöglichen.
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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 Bogenzufuhr 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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Aus der
DE 100 13 982 A1 ist eine Lichtschrankenanordnung bekannt, die das Eintreten einer Kante eines auf einem transparenten Transportband befindlichen Gegenstands detektiert. Darüber hinaus ist auch ein Sensor bekannt, der eine Klebenaht des Transportbandes anhand einer durch sie bedingten Transmissionsänderung detektiert. Die
US 5 678 149 A zeigt eine Druckmaschine mit einer Transportanordnung die ein transparentes Transportband mit einer Verbindungsstelle aufweisen kann. Die Verbindungsstelle kann mit einem optischen Sensor des Durchlichttyps detektiert werden.
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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 zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine spezielle Transportanordnung gemäß Anspruch 1 zum Transport von Bögen in einer Druckmaschine, und mit einer Durchmaschine gemäß Anspruch 6 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 und eine Differenziereinheit zum Differenzieren eines mit der Dicke des Transportbandes in Beziehung stehenden Signals des Sensors. Die Transportanordnung ermöglicht eine direkte Erkennung einer Nahstelle ohne die Notwendigkeit einer Markierung, sodass die mit der Markierung in Beziehung stehenden Probleme beseitigt werden können. Insbesondere kann die Differenziereinheit die durch die Enden erzeugten Signale, die eine relativ steile Signalflanke gegenüber sonstigen Signalen die durch Dickenveränderungen bedingt sind, hervorheben, um eine sichere Erkennung zu gewährleisten.
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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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Vorzugsweise ist wenigstens ein 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 weitere Sensor ist derart angeordnet, 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 stehende 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 werden, 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 1 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 12 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 40 eingesetzt, soll aber gemäß der Erfindung nunmehr entfallen, da sie selbst zu unterschiedlichen Problemen führen kann, wie z. B. einer Schwingungsanregung der Druckwerke 7.
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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 12 mittels einer Reflektion am Transportband 12 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 12 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 entsprechenden Detektor, der einen am Transportband 12 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 12 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 12 als z. B. Durchlichtsensoren, die auch für die Erkennung der Naht 40 eingesetzt werden könnten. Durchlichtsensoren sprechen dabei insbesondere auf die jeweiligen Kantenbereiche der Naht 40 an, die durch das Zuschneiden der Bandabschnitte in der Regel komprimiert sind und daher undurchsichtiger sind als die anderen Bereiche des Transportbandes 12. Darüber hinaus ist das Transportband 12 im Bereich der Naht 40 doppellagig, was ebenfalls durch einen Durchlichtsensor erkannt werden kann.
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Um eine gute Erkennung der Naht 40 zu gewährleisten ist eine Differenziereinheit 70 zum Differenzieren eines mit der Dicke des Transportbandes 12 in Beziehung stehenden Signals des Sensors 32 vorgesehen, 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 12 ermitteln und durch geeignete Stellmittel korrigieren lässt. Um die Querpositionsmessung immer an im Wesentlichen der gleichen Stelle des Transportbandes 12 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 12 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 12 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 sichere 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 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 der 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 12 gerichtet, und detektiert während des Umlaufs eine Nahtstelle 40. Der Detektierzeitpunkt wird mit der Position des Drehwinkelgebers 16 in Beziehung gesetzt, sodass die Position der Nahtstelle 40 während des gesamten Umlaufs des Transportbandes 12 bekannt ist. Die Nahtstellendetektierung wird dabei vorzugsweise während jedes Umlaufs des Transportbandes 12 durchgeführt, um irgendwelche Längsverschiebungen des Transportbandes 12 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 derselben Stelle des Transportbandes durchgeführt wird.
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Die Kenntnis der Position der Nahtstelle 40 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 der Naht 40 des Transportbands 12 abgelegt wird. In einem Kalibrationsbetrieb, bei dem in der Regel direkt auf das Transportband 12 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.
