DE102009035006A1

DE102009035006A1 - Intensitätsoptimierte Kontrollmarkenmessung

Info

Publication number: DE102009035006A1
Application number: DE102009035006A
Authority: DE
Inventors: Michael Kaiser; Frank Schumann
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2029-07-29
Also published as: JP2010064483A; JP5371644B2; US8601947B2; CN101670703B; US20100058944A1; DE102009035006B4; CN101670703A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Auswertung von Kontrollmarken (17, 18) auf Bedruckstoffen (12) durch einen mit einem Rechner (19) verbundenen optischen Sensor (15), welcher eine Überschreitung einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beim Erfassen des Bedruckstoffs (12) als Linie einer aufgedruckten Kontrollmarke (17, 18) interpretiert. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontrollmarke (17, 18) mittels eines Farbmessgeräts (6) erfasst wird und dass die Intensitätsschwelle des optischen Sensors (15) in Abhängigkeit des durch das Farbmessgerät (6) erfassten Farbmesswerts durch den Rechner (19) berechnet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Auswertung von Kontrollmarken auf Bedruckstoffen durch einen mit einem Rechner verbundenen optischen Sensor, welcher eine Überschreitung einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beim Erfassen des Bedruckstoffs als Linie einer aufgedruckten Kontrollmarke interpretiert.
Bei Offsetdruckmaschinen ist registergenaues und passergenaues Drucken wichtig, da sonst Fehler im Bild zu erkennen sind. Unter registergenauem Drucken wird dabei der exakte Übereinanderdruck mehrerer Farbauszüge auf einer Bedruckstoffseite verstanden. Passergenaues Drucken bezieht sich üblicherweise auf den sogenannten Wendepasser, dies bedeutet, dass bei beidseitigem Schön- und Widerdruck die Farbauszüge auf der Vorderseite in gleichem Abstand zu den Rändern des Bedruckstoffs angeordnet sind wie auf der Rückseite. Die dazu verwendeten Kontrollmarken verfügen meist über mehrere unterschiedlich angeordnete und unterschiedlich starke Linien, welche in den unterschiedlichen Farben der Farbauszüge gedruckt sind. Durch das Nebeneinander- und Übereinanderdrucken der Register- oder Passerlinien entsteht dann die Registermarke oder Passermarke, welche durch einen entsprechenden optischen Sensor erfasst und ausgewertet wird. Die Linien der Kontrollmarken dürfen einen vorgegebenen Toleranzabstand nicht überschreiten, ansonsten ist mit sichtbaren Bildfehlern im Druckbild zu rechnen und die Druckqualität ist schlecht.
Aus der Offenlegungsschrift DE 42 18 762 A1 ist eine Abtastanordnung für mehrfarbendruckerzeugte Registermarken bekannt. Die Abtastanordnung ist dafür ausgelegt, schnell bewegte Registermarken in der Druckmaschine zu erfassen. Bei der genannten Abtastanordnung wird die Verstärkung eines Fotoempfängers an die Kontrastverhältnisse der jeweils zu erwartenden Registermarke angepasst. Dies geschieht deshalb, weil Registermarken unterschiedlicher Druckfarben ein unterschiedliches Intensitätssignal liefern, so liefert zum Beispiel die Druckfarbe Schwarz hohe Signalamplituden, während die Druckfarbe Blau nur schwache Signale liefert. Zu diesem Zweck wird der Verstärkungsfaktor an die zu erwartende Farbe der Registermarken angepasst, so dass die auszuwertenden Signale eine ungefähr gleiche Amplitude aufweisen. Diese Vorgehensweise funktioniert jedoch nur, wenn eine zu erwartende Standardfarbreihenfolge eingehalten wird. Bei unerwarteten Farben oder einer veränderten Farbreihenfolge funktioniert die Abtastanordnung dagegen nur schlecht, da hier dann den Farben falsche Verstärkungsfaktoren aufgrund der unerwarteten Farbreihenfolge oder einer unerwarteten Farbe zugewiesen werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welche auch bei unerwarteten Farben in Registermarken und bei einer veränderten Farbreihenfolge funktionieren.
Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Zeichnungen. Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zum Einsatz bei Bogenoffsetdruckmaschinen und Rollenoffsetdruckmaschinen zur Registerregelung. Mit der vorliegenden Erfindung wird der Tatsache Rechnung getragen, dass eine zu niedrige Intensitätsschwelle dazu führt, das aufgrund des zu geringen Rauschabstands das Messergebnis ungenau wird, während bei einer zu hohen Intensitätsschwelle keine Linien auf den Kontrollmarken erkannt werden. Um diese Probleme zu vermeiden, wird die Kontrollmarke mittels eines Farbmessgeräts erfasst, um so die Farbe der Kontrollmarke exakt auswerten zu können. In Abhängigkeit der durch das Farbmessgerät erfassten Farbe der Kontrollmarke wird dann die Intensitätsschwelle des optischen Sensors zur Erfassung der Kontrollmarke eingestellt, so dass das Messergebnis möglichst genau ist und trotzdem die Linien auf der Kontrollmarke zuverlässig erkannt werden. Dazu werden die Farbmesswerte des Farbmessgeräts an einen Rechner übermittelt, welcher die Farbmesswerte auswertet und die passende Intensitätsschwelle des optischen Sensors berechnet. Bei dieser Vorgehensweise spielt dann die Farbreihenfolge und die Farbe der jeweiligen Kontrollmarke keine Rolle mehr, da bei jeder Kontrollmarke zunächst die Farbe mittels des Farbmessgeräts erfasst wird und dann in Abhängigkeit der erfassten Farbe die passende Intensitätsschwelle für den optischen Sensor automatisch ermittelt wird.
In einer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kontrollmarke bei ihrer Erfassung beleuchtet wird und dass die Intensitätsschwelle mittels des Rechners unter Berücksichtigung des Spektrums der Beleuchtung bestimmt wird. Das Farbmessgerät benötigt zur korrekten Farberfassung eine vorgegebene, möglichst gleichbleibende Beleuchtung. Aus diesem Grund verfügt das Farbmessgerät meist über eine Beleuchtungsquelle, deren Spektrum bekannt ist und welches den Bedruckstoff ausleuchtet. Dieses Spektrum der Beleuchtungsquelle wird dann ebenfalls mit dem Farbspektrum der erfassten Kontrollmarke zusammen berücksichtigt, um die passende Intensitätsschwelle zu berechnen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist außerdem vorgesehen, dass die Intensitätsschwelle mittels des Rechners unter Berücksichtigung des Spektrums des optischen Sensors bestimmt wird. Durch die Berücksichtigung des Spektrums des optischen Sensors wird die Messgenauigkeit weiter gesteigert. Besondere Vorteile ergeben sich, wenn sowohl das Spektrum der Beleuchtung als auch das Spektrum des optischen Sensors bei der Berechnung der Intensitätsschwelle berücksichtigt werden, da dann alle Einflussgrößen berücksichtigt werden. Da sich das Spektrum der Beleuchtungsquelle und das Spektrum des optischen Sensors zur Erkennung der Kontrollmarke im Betrieb üblicherweise nicht verändern, können diese Spektren unmittelbar im Rechner hinterlegt sein. Zusammen mit den gemessenen Spektralwerten des Farbmessgeräts kann der Rechner so einfach das resultierende Spektrum berechnen, welches zur Festlegung der Intensitätsschwelle genutzt wird. Die Berechnung des resultierenden Spektrums geschieht mathematisch durch Faltung der Spektren der Beleuchtungsquelle, des optischen Sensors und der durch das Farbmessgerät erfassten Farbmesswerte. Aus der Amplitude des resultierenden Spektrums ermittelt der Rechner dann die Intensitätsschwelle für den optischen Sensor, so dass ein im optischen Sensor enthaltener Analog-Digital-Wandler entsprechend angesteuert wird.
Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Erfassung des Bedruckstoffs in einer Druckmaschine erfolgt und der Bedruckstoff während der Erfassung auf einem Zylinder durch Bogengreifer gehalten wird. Bei dieser Vorgehensweise werden die Bedruckstoffe in einer Bogenrotationsdruckmaschine direkt in der Druckmaschine vermessen, indem die unter dem optischen Sensor hindurch transportierten Bedruckstoffe mit den aufgedruckten Kontrollmarken noch in der Maschine erfasst werden. Während der Erfassung durch den optischen Sensor und das Farbmessgerät werden dabei die Bedruckstoffe zum Beispiel auf dem Druckzylinder des letzten Druckwerks durch die dort vorhandenen Bogengreifer gehalten und so während des Messvorgangs stabilisiert. Auf diese Art und Weise können als Kontrollmarken sowohl Registermarken als auch Passermarken direkt in der Druckmaschine auf jedem einzelnen Bedruckstoff erfasst und zur entsprechenden Regelung herangezogen werden. Dabei ist bevorzugterweise auch das Farbmessgerät in der Druckmaschine im letzten Druckwerk integriert, welches zur Ermittlung der spektralen Farbmesswerte einen Spektralmesskopf aufweist.
Wenn sowohl das Farbmessgerät als auch der optische Sensor an derselben Stelle in der Druckmaschine angeordnet sind, können optischer Sensor und Farbmessgerät eine bauliche Einheit bilden. Dies hat den großen Vorteil, dass nur eine Montageaufnahme für beide Geräte vorhanden sein muss und außerdem optischer Sensor und Farbmessgerät zusammen entnommen werden können. Des Weiteren muss nur eine Verkabelung an einem Ort in der Druckmaschine vorgenommen werden, da sowohl optischer Sensor als auch Farbmessgerät aufgrund der baulichen Einheit an demselben Ort in der Druckmaschine integriert sind. Dieser Ort ist bevorzugterweise unmittelbar ausgangs des Druckspalts im letzten Druckwerk, wo sämtliche Registermarken auf dem Bedruckstoff vorhanden sind.
Die vorliegende Erfindung wird vorliegend anhand mehrerer Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine Bogenoffsetdruckmaschine mit mehreren Druckwerken und einem integrierten optischen Sensor mit Farbmessgerät im letzten Druckwerk,
2 eine Feinregistermarke,
3 eine Grobregistermarke,
4 die bei der Ermittlung der Intensitätsschwelle zu berücksichtigenden Spektren einer ersten Farbe, und
5 die bei der Ermittlung der Intensitätsschwelle zu berücksichtigenden Spektren einer zweiten Druckfarbe.
Die in 1 abgebildete Bogendruckmaschine 1 verfügt beispielhaft über vier Druckwerke 4, 5, wobei in der Mitte angedeutet ist, dass die Druckmaschine 1 noch weitere Druckwerke 4 aufweisen kann. Im letzten Druckwerk 5 der Druckmaschine 1 ist ein Inline-Farbmessgerät 6 angeordnet, welches ausgangs des Druckspalts 10 im letzten Druckwerk 5 die fertig bedruckten Bogen 12 farblich vermisst. Außerdem weist das Inline-Farbmessgerät 6 einen Registersensor 15 auf, welcher Kontrollmarken zur Bestimmung der Passergenauigkeit und Registergenauigkeit auf den Bedruckstoffen 12 vermisst. Das Farbmessgerät 6 in Form eines Messbalkens mit dem eingebauten Registersensor 15 bildet eine bauliche Einheit und kann gemeinsam in einer Schiene gelagert seitlich aus dem letzten Druckwerk 5 entnommen und so besser gewartet werden. Um während des Farbmessvorgangs und bei der Erfassung der Kontrollmarken 17, 18 auf dem Bedruckstoff 12 definierte Beleuchtungsverhältnisse zu haben, befindet sich in unmittelbarer Nähe des Inline-Farbmessgeräts 6 eine Beleuchtungsquelle 16, welche den Bogen 12 mit einem vorgegebenen Spektrum beleuchtet. Dieses Beleuchtungsspektrum B ist in einem Steuerungsrechner 19, welcher mit dem Inline-Farbmessgerät 6 und dem Registersensor 15 verbunden ist, abgespeichert und kann so zur Ermittlung der Intensitätsschwelle des Registersensors 15 verwendet werden.
Die Druckmaschine 1 verfügt über einen Anleger 2, in dem bogenförmige Bedruckstoffe 12 vereinzelt werden und einem ersten Druckwerk 4 zugeführt werden. Die Druckwerke 4, 5 verfügen jeweils über Druckzylinder 7, Gummituchzylinder 8 und Plattenzylinder 13, wobei letztere das Druckbild tragen. Zwischen den Druckwerken 4, 5 werden die Bogen 12 mittels Transportzylinder 9 transportiert, wobei die Transportzylinder 9 über eine Blasluftführung 14 unterstützt werden, so dass die transportierten Bogen 12 keine Berührung mit anderen Teilen haben. Auch die Luftdosierung der Blasluftführung 14 geschieht über den Steuerungsrechner 19. Wenn die Bogen 12 den Druckspalt 10 zwischen Gummituchzylinder 8 und Druckzylinder 7 im letzten Druckwerk 5 verlassen, werden sie vom Inline-Farbmessgerät 6 farblich vermessen, um für die anschließende Register- bzw. Passermessung die entsprechende Intensitätsschwelle für die jeweils zu vermessende Kontrollmarke 17, 18 im Steuerungsrechner 19 zu berechnen. Dies geschieht im Steuerungsrechner 19 so schnell, dass der unmittelbar nach dem Farbmessgerät 6 angeordnete Registersensor 15 entsprechend korrekt mit der passenden Intensitätsschwelle S angesteuert wird, so dass er der durch das Farbmessgerät 6 ermittelten Farbe der jeweiligen Kontrollmarke 17, 18 auf dem Bedruckstoff 12 angepasst die Linien der jeweiligen Marke korrekt erfassen kann. Damit der Bogen 12 während der Messvorgänge stabil ist, wird er auf der einen Seite im Druckspalt 10 gehalten und auf der anderen Seite von den Bogengreifern 11 des Druckzylinders 7. Das Farbmessgerät 6 der Druckmaschine 1 kann dabei jedoch nicht nur zur Ermittlung der passenden Intensitätsschwelle S in Abhängigkeit der zu vermessenden Kontrollmarken 17, 18 genutzt werden, sondern es kann selbstverständlich auch parallel zur Erfassung von Farbmesswerten auf dem Bogen 12 zur Kontrolle der richtigen Farbgebung im Druckbild in Bezug auf die Druckvorlage genutzt werden. Diese farbliche Kontrolle ist üblicherweise die Hauptaufgabe für Farbmessgeräte 6 in Druckmaschinen 1.
In 2 ist beispielhaft eine Feinregistermarke 17 abgebildet, während 3 eine Grobregistermarke 18 zeigt. Die Registermarken 17, 18 werden in sämtlichen Farben des jeweiligen Druckauftrags nebeneinander oder übereinander gedruckt, wobei entsprechende Linien vorhanden sind, aus deren Abständen die Register- bzw. Passergenauigkeit durch den Steuerungsrechner 19 ermittelt werden kann. Dazu müssen die Linien der Kontrollmarken 17, 18 vom Registersensor 15 exakt zuverlässig ermittelt werden. Aus diesem Grund wird bei der vorliegenden Erfindung zunächst die Farbe der jeweiligen Kontrollmarke 17, 18 durch das Farbmessgerät 6 erfasst und dann die Intensitätsschwelle S des AD-Wandlers im Registersensor 15 entsprechend den erfassten Farbmesswerten im Rechner 19 angepasst.
Zur optimalen Ermittlung der Intensitätsschwelle S wird dabei nicht nur das Spektrum der durch das Farbmessgerät 6 gemessenen Farbe F im Steuerungsrechner 19 berücksichtigt, sondern auch das bekannte Spektrum B der Beleuchtungsquelle 16 und das ebenfalls bekannte Spektrum E des Registersensors. Die beiden Spektren B und E sind dabei im Steuerungsrechner 19 abgespeichert und brauchen somit während des Messvorgangs nicht ermittelt werden. Das Farbspektrum F wird dabei durch Spektralmessung des Farbmessgeräts 6 für jede Kontrollmarke 17, 18 neu ermittelt. Aus den drei Spektren B, E, F berechnet der Steuerungsrechner 19 durch die mathematische Operation der Faltung ein resultierendes Spektrum R. Die Amplitude des resultierenden Spektrums R nimmt dann der Steuerungsrechner 19 als Maß für die einzustellende Intensitätsschwelle S des Registersensors 15. Je größer die Amplitude des resultierenden Spektrums R ist, desto höher kann die Intensitätsschwelle S des Registersensors 15 gelegt werden, umgekehrt gilt dasselbe.
In den 4, 5 sind dazu beispielhaft zwei Druckfarben abgebildet. Bei der Druckfarbe in 4 handelt es sich um eine sehr helle Druckfarbe, so dass die Intensitätsschwelle S entsprechend niedrig angesetzt werden muss. In 5 ist dagegen eine dunkle Farbe wie Schwarz abgebildet, bei der die Intensitätsschwelle S des Analog-Digital-Wandlers im Registersensor 15 entsprechend hoch gesetzt werden kann. Eine hohe Intensitätsschwelle sorgt für eine hohe Messgenauigkeit, weshalb die Intensitätsschwelle S immer so hoch wie möglich gesetzt wird. Bei hellen Farben, insbesondere Sonderfarben, muss die Intensitätsschwelle jedoch herabgesetzt werden, da sonst überhaupt keine Linien mehr durch den Registersensor 15 erkannt werden können und kein Messergebnis vorliegt. Mittels der vorliegenden Erfindung ist es somit möglich, auch helle Sonderfarben durch den Registersensor 15 zu erkennen und trotzdem wenn möglich die Intensitätsschwelle S des Registersensors 15 so hoch wie möglich anzusetzen, um die Messgenauigkeit zu erhöhen.

1: Druckmaschine
2: Anleger
3: Ausleger
4: Druckwerk
5: Druckwerk mit Messgerät
6: Inline-Messgerät
7: Druckzylinder
8: Gummituchzylinder
9: Transportzylinder
10: Druckspalt
11: Bogengreifer
12: Bogen
13: Plattenzylinder
14: Blasluftführung
15: Registersensor
16: Beleuchtungsquelle
17: Feinregistermarke
18: Grobregistermarke
19: Steuerungsrechner
F: Farbspektrum
B: Beleuchtungsspektrum
E: Registersensorspektrum
R: Resultierendes Spektrum
S: Intensitätsschwelle des Registersensors

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4218762 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Auswertung von Kontrollmarken (17, 18) auf Bedruckstoffen (12) durch einen mit einem Rechner (19) verbundenen optischen Sensor (15), welcher eine Überschreitung einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beim Erfassen des Bedruckstoffs (12) als Linie einer aufgedruckten Kontrollmarke (17, 18) interpretiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollmarke (17, 18) mittels eines Farbmessgeräts (6) erfasst wird und dass die Intensitätsschwelle des optischen Sensors (15) in Abhängigkeit des durch das Farbmessgerät (6) erfassten Farbmesswerts durch den Rechner (19) berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsschwelle unter Berücksichtigung einer erfassten Druckfarbe berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollmarke (17, 18) bei ihrer Erfassung beleuchtet wird und dass die Intensitätsschwelle mittels des Rechners (19) unter Berücksichtigung des Spektrums der Beleuchtung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensitätsschwelle mittels des Rechners (19) unter Berücksichtigung des Spektrums des optischen Sensors (15) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spektrum der Beleuchtung und/oder das Spektrum des optischen Sensors (15) im Rechner (19) hinterlegt sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Bedruckstoffs (12) in einer Druckmaschine (1) erfolgt und der Bedruckstoff (12) während der Erfassung auf einem Zylinder (7) durch Bogengreifer (11) gehalten wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollmarke (17, 18) eine Registermarke oder eine Passermarke ist.
Vorrichtung zur Auswertung von Kontrollmarken (17, 18) auf Bedruckstoffen (12) mit einem mit einem Rechner (19) verbundenen optischen Sensor (15), welcher eine Überschreitung einer vorgegebenen Intensitätsschwelle beim Erfassen des Bedruckstoffs (12) als Linie einer aufgedruckten Kontrollmarke (17, 18) interpretiert, und mit einem Farbmessgerät (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung derart eingerichtet ist, dass die Kontrollmarke (17, 18) mittels eines Farbmessgeräts (6) erfasst wird und dass die Intensitätsschwelle des optischen Sensors (15) in Abhängigkeit des durch das Farbmessgerät (6) erfassten Farbmesswerts durch den Rechner (19) berechnet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbmessgerät (6) einen Spektralmesskopf umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungsquelle (16) vorgesehen ist, welche die Kontrollmarke (17, 18) während ihrer Erfassung ausleuchtet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Farbmessgerät (6) und der optische Sensor (15) in einer Druckmaschine (1) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (15) und das Farbmessgerät (6) eine bauliche Einheit bilden.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (15) und das Farbmessgerät (6) im letzten Druckwerk (5) der Druckmaschine (1) angeordnet sind.
Druckmaschine (1) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13.