DE102011050241A1

DE102011050241A1 - Verfahren zur Kompensation des Passerfehlers von einem Farbbild zugeordneten Farbauszügen zueinander bei einem Mehrfarbendruckgerät

Info

Publication number: DE102011050241A1
Application number: DE102011050241A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Scherdel Stefan; Dipl.-Ing. Christian (TU) Riedl; Dipl.-Ing.(FH) Pappenberger Martin
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-11-15

Abstract

Jedes Druckwerk (DW) des Druckgeräts (DS) druckt Passermarken auf einen Bedruckstoff (1). Diese Passermarken werden durch einen am Ausgang des Druckgeräts (DS) angeordneten Passersensor (3) vermessen, um die Abweichung der Passermarken zu deren Solllage als Fehlerwerte auf dem Bedruckstoff (1) festzustellen. Die Messung wird in wählbaren Zeitabständen bei umlaufenden Komponenten und transportiertem Bedruckstoff (1) durchgeführt, dabei wird eine Messwertreihe aus Fehlerwerten pro Druckwerk (DW) gebildet. Die Messwertreihe wird dahingehend untersucht, ob periodisch auftretende Anteile enthalten sind. Für diesen Fall werden die Amplituden und Phasenlagen der Anteile und die Frequenzen deren Auftretens festgestellt und an Hand der Frequenzen die umlaufenden Komponenten (FLT, TR) des Druckwerks (DW) ermittelt, die den jeweiligen Fehleranteil erzeugen. Aus der Messwertreihe aus Fehlerwerten können den Fehlerwerten zugeordnete Korrekturwerte in Abhängigkeit der Stellung der umlaufenden Komponenten (FLT, TR) ermittelt werden. Diese Korrekturwerte können der Druckgerätesteuerung (GS) zugeführt werden, die das Aufbringen der Farbauszüge so steuert, dass der Passerfehler der Farbauszüge korrigiert ist.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z.B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Papier oder dünnen Kunststoff- oder Metallfolien, ist es bekannt, auf einem Ladungsbildträger, z.B. einem Fotoleiter, bildabhängig Ladungsbilder zu erzeugen, die den zu druckenden Bildern, bestehend aus einzufärbenden und nicht einzufärbenden Bereichen, entsprechen. Die einzufärbenden Bereiche der Ladungsbilder werden mit einer Entwicklerstation auf dem Ladungsbildträger durch Toner als Tonerbilder sichtbar gemacht. Das dadurch erzeugte Tonerbild wird über eine Transferstation zum Bedruckstoff transportiert und in einer Umdruckstelle auf den Bedruckstoff umgedruckt. Auf diesem werden die Tonerbilder in einer Fixierstation fixiert.
Zum Einfärben der Ladungsbilder kann z.B. ein zumindest geladenen Toner und Trägerflüssigkeit aufweisender Flüssigentwickler verwendet werden. Mögliche Trägerflüssigkeiten sind u.a. Kohlenwasserstoffe, Silikonöle. Zum Einfärben kann auch Trockentoner verwendet werden.
Bei einem Mehrfarbendruckgerät ist mindestens ein Druckwerk pro Farbe vorgesehen, wobei jedes Druckwerk einen Farbauszug eines Farbbildes auf den Bedruckstoff aufbringt. Dabei müssen die einzelnen Farbauszüge passgenau zueinander auf dem Bedruckstoff angeordnet werden, damit ein hochqualitatives Farbdruckbild entsteht, sonst entstehen sog. Passerfehler durch Versatz der Farbsauzüge eines Farbbildes zueinander. Dieses Problem kann zum Teil durch eine hohe mechanische Genauigkeit der die Tonerbilder beeinflussenden Komponenten der Druckwerke vermieden werden. Ab einer gewissen Fertigungsqualität lässt sich jedoch die mechanische Genauigkeit dieser Komponenten der Druckwerke nur noch mit großem Kostenaufwand erhöhen. Ab diesem Entwicklungsstand ist es sinnvoll, den verbleibenden Versatz der Farbauszüge zueinander durch geeignete Regelungen und/oder Steuerungen in der Gerätesteuerung des Druckgeräts zu kompensieren.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, ein Verfahren zur Kompensation von Passerfehlern beim Betrieb eines Mehrfarbendruckgeräts anzugeben, insbesondere sollte ein von Walzen, z.B. wegen deren Exzentrizität, verursachter Passerfehler korrigiert werden.
Dieses Problem wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist einsetzbar bei allen Mehrfarbendruckgeräten, bei denen umlaufende Komponenten, wie z.B. Walzen, einen Einfluss auf die Lage der Farbauszüge haben können. Beispiele für solche Mehrfarbendruckgeräte sind elektrografische Druckgeräte oder Tintendruckgeräte.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kompensation der Passerfehler bei einem Farbbild zugeordneten Farbauszügen zueinander wird ausgegangen von einem Mehrfarbendruckgerät das pro Farbe ein Druckwerk vorsieht. Jedes Druckwerk erzeugt durch einen Zeichengenerator Farbbildauszüge, die dann auf einen bewegten Aufzeichnungsträger umgedruckt werden. Im Folgenden wird als Beispiel eines Aufzeichnungsträgers ein Bedruckstoff bei der Erläuterung der Erfindung verwendet. Der Aufzeichnungsträger kann auch ein Zwischenträger, z.B. eine Transferwalze bei einem elektrografischen Druckgerät, sein. Als Druckwerk wird im Folgenden die Einheit eines Druckgeräts bezeichnet, die einen Farbauszug auf einem Aufzeichnungsträger erzeugen kann.
Bei einem elektrografischen Druckgerät werden bei jedem Druckwerk durch einen Zeichengenerator auf einem umlaufenden Ladungsbildträger Ladungsbilder der Farbbildauszüge erzeugt, die zu Tonerbildern entwickelt werden, die dann über mindestens ein umlaufendes Transferelement auf einen bewegten Bedruckstoff umgedruckt werden.
Bei einem Tintendruckgerät können die Farbauszüge direkt auf den Bedruckstoff gedruckt werden. Da der Bedruckstoff über umlaufende Walzen transportiert wird, die exzentrisch sein können, kann ein durch diese Walzen verursachter Passerfehler auftreten.
Um die Passerfehler zu erkennen, druckt jedes Druckwerk Passermarken auf den Bedruckstoff, z.B. pro Farbauszug mindestens eine Passermarke. Diese Passermarken werden durch mindestens einen am Ausgang des Druckgeräts, z.B. nach dem letzten Druckwerk in Transportrichtung des Bedruckstoffs gesehen, angeordneten Passersensor vermessen, um die Abweichung der gemessenen Istlage der Passermarken zu deren Solllagen auf dem Bedruckstoff festzustellen. Die Abweichung der Istlage einer Passermarke von ihrer Solllage wird im folgenden Fehler des Druckwerks genannt. Wenn diese Messung in wählbaren Zeitabständen bei umlaufenden Komponenten des Druckgeräts durchgeführt wird, kann eine Messwertreihe aus unterschiedlichen Werten des Fehlers (Fehlerwerte) pro Druckwerk gebildet werden. Die Fehlerwerte der jeweiligen Messwertreihe pro Druckwerk werden dahingehend untersucht, ob in ihr periodisch auftretende Anteile enthalten sind. Für diesen Fall werden die Frequenzen des Auftretens der periodischen Anteile festgestellt und an Hand der Frequenzen die umlaufenden Komponenten des jeweiligen Druckwerks ermittelt, die den jeweiligen periodischen Anteil erzeugen. Z.B. kann ein elektrografisches Druckgerät als umlaufende Komponenten einen Ladungsbildträger und ein Transferelement vorsehen, die als Walze ausgeführt sind und Exzentrizität aufweisen. Dann enthält die Messwertreihe zwei periodisch auftretende Anteile verschiedener Frequenz, da der Ladungsbildträger und das Transferelement mit unterschiedlicher Geschwindigkeit rotieren. Aus den Frequenzen kann dann auf die jeweilige Komponente geschlossen werden, die den periodisch auftretenden Anteil verursacht. Zudem können aus der Messwertreihe die Amplituden und Phasenlagen der Anteile berechnet werden. Schließlich können aus der Messwertreihe den Fehlerwerten zugeordnete Korrekturwerte in Abhängigkeit des Drehwinkels der umlaufenden Komponenten ermittelt werden. Diese Korrekturwerte können der Druckgerätesteuerung zugeführt werden, die das Aufbringen der Ladungsbilder auf dem Ladungsbildträger so steuert, dass die Passerfehler bei den Farbauszügen korrigiert werden. Z.B. kann die Phasenlage des Zeichentaktes des Zeichengenerators des jeweiligen Druckwerks so verschoben werden, dass die Abweichung des Farbauszugs zu seiner Solllage nicht mehr erkennbar ist.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Berechnung der Amplituden, Phasenlagen und der Frequenzen der von den Walzen verursachten Fehleranteile aus der Messwertreihe kann über eine Fouriertransformation der Messwertreihe erfolgen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch die elektronische Kompensation von mechanischen Fehlern die Passergenauigkeit erhöht werden kann, ohne die Kosten für das Druckgerät wesentlich zu erhöhen, da die Baugruppen, die für die Kompensation notwendig sind, ohnehin im Druckgerät vorhanden sind und die Ermittlung der Korrekturwerte durch die Druckgerätesteuerung erfolgen kann.
An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in schematischen Zeichnungen dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 ein Prinzipbild eines Mehrfarbendruckgeräts mit mehreren Druckwerken,
2 ein Prinzipbild der Druckwerke,
3 ein Beispiel einer Passermarke,
4 ein Beispiel einer von einem Druckwerk erzeugten Fehlerfunktion,
5 die in der Fehlerfunktion der 4 enthaltenen Funktionen der Fehleranteile der den Passerfehler verursachenden Walzen,
6 eine Darstellung der Messpunkte für eine Messwertreihe aus Fehlerwerten aus der Fehlerfunktion nach 4,
7 ein Diagramm mit Angabe der Amplituden der Fehleranteile entwickelt aus der Fehlerfunktion nach 6, aufgetragen über der zugehörigen Periodendauer.
Bei der Erläuterung der Erfindung werden folgende Begriffe verwendet:

– Passerfehler: Abweichung zweier Farbauszüge zueinander
– Fehler eines Druckwerks: Abweichung der Istlage eines Farbauszugs von seiner Solllage bezogen auf ein Druckwerk.
– Solllage: Als Solllage kann eine Standfarbe, z.B. die Farbe schwarz, gewählt werden (relative Solllage) oder eine vorgegebene Position des Farbbildauszugs auf dem Bedruckstoff (absolute Solllage), z.B. bezogen auf den Rand eines Bedruckstoffs.
– Fehlerwert: Der durch eine Walze, z.B. die Fotoleiterwalze, wegen deren Exzentrizität verursachte Fehler ist nicht konstant, sondern ändert sich periodisch beim Umlauf der Walze in Abhängigkeit des Drehwinkels der Walze. Wenn während des Umlaufs der Walze in Zeitabständen der Fehler gemessen wird, ergibt sich eine Messwertreihe, die die sich ändernden Werte des Fehlers (Fehlerwerte) pro Zeit enthält.
– Fehleranteil: Wenn bei einem Druckgerät mehrere Walzen bei der Erzeugung eines Passerfehlers beteiligt sind, z.B. eine Fotoleiterwalze und eine Transferwalze, liefert jede Walze einen Anteil am vom Druckwerk verursachten Fehler, in der Messwertreihe sind dann in den Fehlerwerten pro Zeiteinheit sich ändernde Anteile dieser Walzen als Fehleranteile enthalten.

Im Folgenden wird darum von Fehlerwert gesprochen, wenn der von dem Passersensor gemessene Wert des Fehlers pro Zeit pro Druckwerk bezeichnet wird, dagegen von Fehleranteil, wenn der von einer Walze verursachte Anteil am Fehler bezeichnet wird.
Die Erfindung wird im folgenden Ausführungsbeispiel an Hand eines elektrografischen Mehrfarbendruckgeräts beschrieben, ohne dass die Erfindung darauf beschränkt wird. Sie ist auf alle Mehrfarbendruckgeräte anwendbar, bei denen durch umlaufende Komponenten Passerfehler verursacht werden, die sich periodisch wiederholen, wie z.B. Tintendruckgeräte.
1 zeigt eine prinzipielle Darstellung eines elektrografischen Mehrfarbendruckgeräts DS, das z.B. vier Farbdruckwerke DW1 bis DW4 aufweist. Die Komponenten eines elektrografischen Farbendruckwerks DW sind im Aufbau und in Funktion bekannt und können z.B. WO 2005/013013 A2 oder DE 10 2005 055 156 B3 ( US 2006/0150836 A1 ) entnommen werden. Entlang einem rotierenden Ladungsbildträger FLT (2), z.B. einer Fotoleiterwalze, ist neben einer Regenerationsbelichtung und einer Aufladestation ein Zeichengenerator ZG vorgesehen, der Ladungsbilder der Druckbilder auf dem Ladungsbildträger FLT erzeugt, anschließend eine Entwicklerstation, die die Ladungsbilder mit Toner zu Tonerbildern einfärbt und weiterhin eine Transferstation TR, die die Tonerbilder vom Ladungsbildträger FLT übernimmt und diese auf einen Bedruckstoff 1 umdruckt. Die umgedruckten Tonerbilder werden einer Fixierstation zugeführt und dort fixiert (nicht dargestellt).
Das Farbdruckgerät DS kann somit einen modularen Aufbau mit mehreren Farbdruckwerken DW aufweisen, in 2 sind teilweise z.B. zwei Druckwerke DW1 und DW2 dargestellt. Der elektrofotografische Kern des jeweiligen Druckwerks DW besteht z.B. aus einer mit kontinuierlicher Prozessgeschwindigkeit umlaufenden Fotoleiterwalze FTL, auf der z.B. ein LED-Zeichengenerator ZG Ladungsbilder der Druckbilder erzeugt, die in einer Entwicklerstation (in 2 nicht dargestellt) zu Tonerbildern entwickelt werden. Die Tonerbilder werden von der Fotoleiterwalze FLT elektrostatisch auf eine kontinuierlich umlaufende Transferwalze TR als Teil der Transferstation übertragen. An einer Umdruckstelle Transferwalze TR/Bedruckstoff 1 erfolgt der Transfer der Tonerbilder auf den Bedruckstoff 1. Dazu läuft der Bedruckstoff 1 zwischen der Transferwalze TR und einer Gegendruckwalze 2 hindurch. Die Fixierung der Tonerbilder auf dem Bedruckstoff 1 erfolgt mittels einer Fixierstation, z.B. mittels einer Infrarot-Strahlungsfixierung oder eines Heißlufttrockners.
Von den Komponenten eines Druckwerks DW sind in 2 pro Druckwerk nur der Zeichengenerator ZG und die umlaufenden Komponenten, hier die walzenförmigen Komponenten, dargestellt, nämlich die Fotoleiterwalze FLT und die Transferwalze TR. Diese walzenförmigen Komponenten FLT und TR können einen Passerfehler der Tonerbilder und damit der Farbauszüge zueinander verursachen, z.B. wenn sie exzentrisch sind. Aus 2 ergibt sich, dass die Walzen FLT und TR unterschiedlichen Durchmesser haben. Wenn die Walzen FLT bzw. TR Exzentrizität aufweisen, führt dies zu einer periodisch wechselnden Verschiebung der Ladungsbilder auf der Fotoleiterwalze FLT bzw. der Tonerbilder auf der Transferwalze TR zu deren Solllage.
Beim Mehrfarbendruck werden die Farbauszüge eines Farbbildes durch mehrere Druckwerke DW nacheinander auf den Bedruckstoff 1 übertragen und dort gemeinsam fixiert. Dabei ist es wichtig, dass die Zuordnung der Farbauszüge sowohl längs als auch quer zur Druckrichtung mit ausreichender Genauigkeit zueinander erfolgt. Deshalb muss vermieden werden, dass die Farbauszüge eines Farbbildes zueinander verschoben sind, somit ein Passerfehler zwischen den Farbauszügen vorliegt.
Um einen Passerfehler der Farbauszüge zueinander zu ermitteln, kann jedes Druckwerk DW Passermarken M, z.B. mindestens eine Passermarke M pro Farbauszug, auf den Bedruckstoff 1 drucken. In 3 ist ein Beispiel einer aus mehreren Passermarken M pro Farbauszug zusammengesetzten Passergesamtmarke PM dargestellt. Die Passergesamtmarke PM weist z.B. eine Größe von 57 × 57 dots bei 600 dpi (2,4 × 2,4 mm²) auf. Die Passermarken M sind für schwarz (M1), cyan (M2), magenta (M3) und gelb (M4) dargestellt. Die Abweichung der Istlage der Passermarken M zu ihrer Solllage ist ein Maß für die Abweichung des zugeordneten Farbauszugs zu seiner Solllage auf dem Bedruckstoff 1 (absolute Solllage) bzw. für die Abweichung dieses Farbauszugs zu dem Farbauszug einer Standfarbe, z.B. schwarz (relative Solllage). Diese Abweichung wird im Folgenden Fehler eines Druckwerks genannt. Die Abweichung der Passermarken M zu ihrer Solllage kann von einem Passersensor 3 bekannten Aufbaus in Zeitabständen gemessen werden. Der Passersensor 3 vermisst die Passermarken M in wählbaren Zeitabständen während der Rotation der Walzen FLT, TR, daraus ergibt sich jeweils eine Messwertreihe pro Druckwerk DW, die die Fehlerwerte pro Druckwerk DW zu verschiedenen Zeitpunkten enthält; die Fehlerwerte werden vom Passersensor 3 einem Passerregler zugeführt, der Teil der Gerätesteuerung GS ist und der die Fehlerwerte dazu verwendet, um die Farbauszüge auf dem Bedruckstoff 1 so zu verschieben, dass die Passerfehler korrigiert werden. Die Fehlerwerte können somit zur Erzeugung von Werten zur Korrektur des Passerfehlers (Korrekturwerte) eines Druckwerks DW verwendet werden, wobei z.B. die Phasenlage der Zeichentakte des Zeichengenerators ZG des Druckwerks DW entsprechend verschoben wird.
Die Passerfehlerregelung kann längs und quer zur Druckrichtung erfolgen. Für die Erfassung der Fehlerwerte kann z.B. ein optischer Passersensor 3 bekannten Aufbaus eingesetzt werden, wobei nach dem letzten Druckwerk DW des Druckgeräts DS in Transportrichtung des Bedruckstoffs 1 gesehen auf jeder Bedruckstoffseite mindestens ein Passersensor 3 angeordnet werden kann, der Passermarken M (3) lesen kann. Der Ort der Passermarken M ist auf dem Bedruckstoff 1 frei wählbar.
Bei der Untersuchung der Messwertreihen mit Fehlerwerten der Druckwerke DW konnte festgestellt werden, dass manchmal periodisch auftretende Anteile in den Messwertreihen auftreten. Diese können den in den Druckwerken DW verwendeten Walzen zugeordnet werden, die einen Einfluss auf die Lage der Tonerbilder haben, insbesondere der Fotoleiterwalze FLT und der Transferwalze TR, wenn diese z.B. eine Exzentrizität aufweisen. Ein Beispiel einer Fehlerfunktion F eines Druckwerks DW ist in 4 eingezeichnet, ebenso die Funktionen FA_FLT und FA_TR der Fehleranteile der Walzen FLT und TR, die in Summe die Fehlerfunktion F des Druckwerks DW bilden. Die Fehlerfunktion F enthält somit die Fehleranteile, die die Walzen FLT und TR zur Verschiebung des Farbauszugs des jeweiligen Druckwerks DW beitragen. Jeder Fehleranteil ist vom Drehwinkel der Walzen FLT und TR und der Exzentrizität der Walzen FLT abhängig und bildet in der Summe den vom Druckwerk DW verursachten Fehler. Da die Walzen FLT, TR rotieren, treten die Fehleranteile periodisch auf und haben eine Phasenlage, die durch den Start der Messung festgelegt wird. Die Phasenlage der Anteile der Walzen FLT und TR zueinander kann z.B. 5 entnommen werden, z.B. ist die Phasenlage Φ der Fotoleiterwalze FLT Φ_FLT = 0° und die der Transferwalze TR Φ_TR = 30°.
Die sich bei einem Druckwerk DW aus der Messwertreihe ergebenden periodischen Funktionen FA_FLT und FA_TR der Fehleranteile sind noch einmal in 5 ohne Fehlerfunktion F des Druckwerks DW dargestellt. Hier sind für ein Druckwerk DW die durch die Fotoleiterwalze FLT (Fehleranteil FA_FLT) und die Transferwalze TR (Fehleranteil FA_TR) verursachten Fehleranteile pro Zeit t jeweils als Kurve eingezeichnet.
Wenn die Fehlerfunktion F eines Druckwerks DW untersucht wird, z.B. einer Fouriertransformation unterzogen wird, ergibt sich ein Diagramm, in dem aufgetragen über die Periodendauer die Amplituden A der in der Fehlerfunktion F enthaltenen Fehleranteile eingetragen sind. Ein Beispiel hierfür bei einem Längspasser ist in 7 gezeigt. Hier sind als Beispiel die Amplitude A_FLT des Fehleranteils der Fotoleiterwalze FLT und die Amplitude A_TR der Transferwalze TR eines Druckwerks DW gezeigt.
Wenn die Lage eines Druckbilds absolut zu seiner Solllage bekannt ist (absolute Solllage), sind die Amplituden A und die Phasenlagen Φ der Fehleranteile pro Druckwerk DW getrennt ermittelbar und es kann in jedem Druckwerk DW das Schreiben der Farbauszüge so gesteuert werden, das die jeweiligen Fehler des Druckwerks DW kompensiert werden und der Farbauszug an der richtigen Stelle auf dem Bedruckstoff 1 erzeugt wird. Damit wird auch der Versatz der Farbauszüge zueinander beseitigt. Oder es kann eine Farbe als Standfarbe gewählt werden (relative Solllage) und die übrigen Farbauszüge dann so verschoben werden, dass die Abweichung zur Standfarbe korrigiert ist.
Aus den Fehleranteilen werden in der Druckgerätesteuerung GS Korrekturwerte k ermittelt, die angeben, wie die Zeichengeneratoren ZG der einzelnen Druckwerke DW angesteuert werden müssen, um die unerwünschte Abweichung des jeweiligen Farbauszugs zur Solllage zu korrigieren. Wenn z.B. der jeweilige Farbauszug zu früh auf den Bedruckstoff 1 aufgebracht wird, muss dem zugeordneten Zeichengenerator ZG der Zeichengeneratortakt entsprechend der Abweichung zur Solllage später zugeführt werden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass der Farbauszug zu spät auf dem Bedruckstoff 1 erzeugt wird, hier muss der Zeichengeneratortakt früher dem Zeichengenerator ZG zugeführt werden.
Die aus den Fehlerwerten ermittelten Korrekturwerte k können in einer sog. Lookup-Tabelle hinterlegt werden, wobei sich für jede einen Fehleranteil verursachende Walze eine Tabelle ergibt. Je nach Drehwinkel α der Walze, z.B. der Walzen FLT oder TR, ergibt sich ein Korrekturwert k, um den die Phasenlage des Zeichengeneratortaktes und damit der Zeitpunkt dessen Auftretens zu verschieben ist und damit der Zeitpunkt des Schreibens der Druckdaten. Die Korrekturwerte k der einzelnen Walzen werden pro Druckwerk DW addiert und beim Schreiben der Druckdaten auf den Bedruckstoff 1 berücksichtigt.
Wenn die Lage des Farbauszugs absolut zu seiner Solllage bekannt ist, können die Korrekturwerte k für jedes Druckwerk DW somit getrennt bestimmt werden:
Korrigiert werden soll bei Verwendung nur einer Walze im Druckwerk DW z.B. ein Fehler des Druckwerks DW der Form: F(t) = A·sin(α(t) + ϕ)
Wobei A die Amplitude und ϕ die Phasenlage des Fehleranteils (Phasenlage des Fehleranteils verursacht durch die Walze) der jeweiligen Walze ist.
Durch eine gleichzeitige Messung der Winkellage α(t) der Walze und der zugehörigen Fehlerwerte F(t) kann über eine diskrete Fouriertransformation A und ϕ bestimmt werden.
Damit ist jetzt der periodische Fehler F des Druckwerkes DW bekannt und der Fehler F kann durch Verschieben des Zeichengeneratortaktes beim Ansteuern des Zeichengenerators ZG kompensiert werden. Dazu muss nur der zu korrigierende Farbauszug auf dem Bedruckstoff um F(α) = A·sin(α + ϕ) verschoben werden.
Wenn bei den Druckwerken DW zwei Walzen FLT und TR im Einsatz sind, die unterschiedlichen Walzendurchmesser aufweisen, ist nicht nur der durch eine Walze verursachte Fehleranteil zu kompensieren, z.B. der der Transferwalze TR, sondern auch der der anderen Walze, z.B. der Fotoleiterwalze FLT. Die den Walzen zugeordneten Korrekturwerte k pro Druckwerk DW werden dabei addiert. Da die Frequenzen der Walzen FLT und TR unterschiedlich sind wegen des unterschiedlichen Durchmessers von Fotoleiterwalze FLT und Transferwalze TR, können deren Fehleranteile gleichzeitig ermittelt werden.
Da die Passermarken M in allen Farben gleichzeitig auf den Bedruckstoff 1 gedruckt werden können und die zugehörigen Abweichungen zur Solllage gleichzeitig gemessen werden können, können die Korrekturwerte k aller Druckwerke DW in einem Messvorgang bestimmt werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird ein Beispiel einer FastFourierTransformation (FFT) für eine Fehlerfunktion F allgemein dargestellt:
Eine periodische Funktion F mit einer Periodendauer T lässt sich durch eine Reihe von Sinus- und Kosinusfunktionen darstellen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der Grundfrequenz ω = 2π/T sind.
Liegen die Funktionswerte (Fehlerwerte) y an 2n + 1 äquidistanten Stützstellen vor, berechnen sich die Koeffizienten wie folgt:
Der Wert A_k ist die Amplitude der Schwingungsanteile mit der Frequenz f_k = kω/2π und der Phasenlage φ_k.
Übertragen auf das erfindungsgemäße Verfahren bedeutet dies, da die Frequenz f der zu korrigierenden Störung z.B. durch die Transferwalze TR verursacht bekannt ist, dass aus den fouriertransformierten Fehlerwerten die Amplitude A und die Phasenlage Φ für die Korrekturwerte k ermittelt werden können.
Im Folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden:
Angenommen wird, dass die Fotoleiterwalze FLT einen periodischen Fehleranteil der folgenden Form verursacht, 4, Funktion FA_FLT: FA_FLT = A_FLT·sin(ω_FLTt + ϕ_FLT) mit
A_FLT = 0,3 mm
ω_FLT = 8,3 1/s (Periodendauer 0,76 ms)
ϕ_FLT = 0°
Zudem verursacht die Transferwalze TR einen periodischen Fehleranteil der folgenden Form, 4, Funktion FA_TR: FA_TR = A_TR·sin(ω_TRt + ϕ_TR) mit
A_TR = 0,5 mm
ω_TR = 11,1 1/s (Periodendauer 0,565 ms)
ϕ_TR = 30°
Die Funktionen FA_FLT und FA_TR sind in 4 und 5 dargestellt.
Aus den Funktionen FA_FLT und FA_TR ergibt sich eine Fehlerfunktion F des Druckwerks DW: F = FA_FLT + FA_TR
Der Verlauf der Fehlerfunktion F ist in 4 und 6 dargestellt.
Da der Fehler F des Druckwerks DW durch den Passersensor 3 nur in diskreten Zeitabständen gemessen wird, liegt eine Messwertreihe mit Werten an den mit den Punkten markierten Stellen vor (hier Δt = 0,152 ms, 6). Jedem dieser Messpunkte, die in 6 über der Zeit t aufgetragen sind, kann auch ein Drehwinkel α_FLT = ω_FLT·t bzw. α_TR = ω_TR·t zugeordnet werden. Das sind die Messpunkte (= Fehlerwerte), die eine reale Passersensormessung liefern würde.
Von diesen diskreten Werten wird die Fouriertransformation zur Ermittlung der Amplitude A und die Phasenlage Φ berechnet (z.B. über 1039 Werte). In der 7 sind die Amplituden A_FLT und A_TR der Fehleranteile über der Periodendauer aufgetragen. Es sind hier die Amplituden A_FLT und A_TR zu erkennen, die durch die beiden Walzen FLT und TR verursacht werden:
Bei ca. 0,72 ms Periodendauer ist eine Amplitude A_FLT von ca. 0,29 mm (Fotoleiterwalze FLT) und bei ca. 0,565 ms Periodendauer eine Amplitude A_TR von ca. 0,5 mm (Transferwalze TR) zu erkennen.
Die zugehörigen Phasenverschiebungen Φ, die über die Fouriertransformation berechnet wurden, betragen Φ_FLT = 0° für die Fotoleiterwalze FLT und Φ_TR = 30° für die Transferwalze TR.
Mit diesen Werten aus der Fouriertransformation und unter Berücksichtigung der Lage der Walzen FLT und TR bei der Aufnahme des 1. Messwerts (hier ist Φ = 0° für beide Walzen FLT und TR angenommen) kann eine Korrekturtabelle mit den Korrekturwerten k für jede zu korrigierende Walze erstellt werden (hier für die Fotoleiterwalze FLT und die Transferwalze TR): k_FLT = A’_FLT·sin(α + ϕ'_FLT) mit
A'_FLT = Ergebnis der Amplitude aus der Fouriertransformation für die Periodenlänge 0,72 ms
α = Winkel von 0° bis 360°
ϕ’_FLT = Phasenversatz aus der Fouriertransformation für die Periodenlänge 0,72 ms
und k_TR = A’_TR·sin(α + ϕ'_TR) mit
A’_TR = Ergebnis der Amplitude aus der Fouriertransformation für die Periodenlänge 0,565 ms
α = Winkel von 0° bis 360°
ϕ’_TR = Phasenversatz aus der Fouriertransformation für die Periodenlänge 0,565 ms.
Damit ergibt sich die folgende Korrekturtabelle:

Winkel [α°] 0° 10° ... ... ... 340° 350°

Korrekturwert k_FLT [ms] 0,00 0,052 –0,103 –0,052

Korrekturwert k_TR [ms] 0,250 0,086 –0,171 –0,086
Damit ist die Bestimmung der Parameter für die Korrektur des durch das Druckwerk DW verursachten Fehlers abgeschlossen.
Beim Drucken wird jetzt in diskreten Zeitabständen die Winkellage α der Fotoleiterwalze FLT und der Transferwalze TR ermittelt und in der Tabelle der jeweilige zur Winkellage α gehörige Korrekturwert k ausgelesen. Die Korrekturwerte k_FLT und k_TR werden addiert und die Phasenlage des Ansteuertakts für den Zeichengenerator ZG wird um die Summe der Korrekturwerte k verschoben. Dadurch wird das Druckbild künstlich so verzerrt, dass es nach Durchlaufen des Druckprozesses unverzerrt, d.h. ohne Versatz der Farbauszüge, gedruckt wird.
Die Erfindung ist als Beispiel an Hand der durch die Fotoleiterwalze FLT und die Transferwalze TR verursachten Fehleranteile erläutert worden. Das Verfahren kann jedoch bei durch andere Komponenten eines Druckwerks verursachte Fehler entsprechend angewendet werden, wenn diese eine periodische Störung erzeugen.
Wenn durch Walzen wegen deren Exzentrizität verursachte Passerfehler kompensiert werden sollen, ist es zweckmäßig, dieses erfindungsgemäße Verfahren vor Druckbeginn durchzuführen, z.B. wenn eine Walze gewechselt worden ist. Im Druckbetrieb sind dann die durch die Walzen verursachten Fehler der Druckwerke DW bereits korrigiert.
Die Erfindung ist in erster Linie für den Fall erläutert worden, dass die Solllage der Farbauszüge absolut festgelegt ist. Dann kann jedes Druckwerk DW getrennt behandelt werden. Wenn der Passerfehler jedes Druckwerks DW korrigiert ist, ist auch der Versatz der Farbauszüge zueinander korrigiert. Es ist jedoch auch möglich, eine Farbe als Standfarbe zu wählen und den Passerfehler der Farbauszüge der anderen Farben im Vergleich zum Farbauszug der Standfarbe zu ermitteln. Die Vorgehensweise entspricht der oben dargestellten Vorgehensweise. Jedoch muss noch ein möglicher Passerfehler des Farbauszugs der Standfarbe in die Berechnung einbezogen werden.
Bezugszeichenliste

DS: Mehrfarbendruckgerät
GS: Druckersteuerung
ZG: Zeichengenerator
DW: Druckwerk
FLT: Fotoleiterwalze
TR: Transferwalze
PM: Passergesamtmarke
MN: Passermarke
F(t): Fehlerfunktion eines Druckwerks DW
FA(t): Fehleranteilsfunktion
1: Bedruckstoff
2: Gegendruckwalze
3: Passersensor
t: Zeit
A: Amplitude eines Fehleranteils verursacht durch eine Walze, z.B. FLT oder TR
Φ: Phasenlage des Fehleranteils verursacht durch eine Walze, z.B. FLT oder TR
α: Drehwinkel der Walzen FLT oder TR
k: Korrekturwert

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

WO 2005/013013 A2 [0026]
DE 102005055156 B3 [0026]
US 2006/0150836 A1 [0026]

Claims

Verfahren zur Kompensation des Passerfehlers von einem Farbbild zugeordneten Farbauszügen zueinander bei einem Mehrfarbendruckgerät, bei dem pro Farbe ein Druckwerk (DW) vorgesehen ist, das Farbauszüge auf einen bewegten Aufzeichnungsträger (1) aufbringt, bei dem durch die Druckwerke (DW) jeweils Passermarken (M) auf den Aufzeichnungsträger (1) aufgebracht werden, bei dem durch mindestens einen am Ausgang der Druckwerke (DW) angeordneten Passersensor (3) der Wert der Abweichung der Passermarken (M) von ihrer Solllage auf dem Aufzeichnungsträger (1) in Zeitabständen als Fehlerwert gemessen wird, wobei jeweils eine Messwertreihe aus Fehlerwerten pro Druckwerk (DW) gebildet wird, bei dem pro Druckwerk (DW) – die Messwertreihe aus Fehlerwerten dahingehend untersucht wird, ob periodisch auftretende Anteile bei den Fehlerwerten vorliegen, – für diesen Fall die Amplituden (A) und Phasenlagen (Φ) der Fehleranteile und die Frequenzen deren Auftretens festgestellt werden und an Hand der Frequenzen die Komponenten (FLT, TR) des Druckwerks (DW) ermittelt werden, die den jeweiligen Fehleranteil erzeugen, – aus der Messwertreihe aus Fehlerwerten den Fehlerwerten zugeordnete Korrekturwerte (k) in Abhängigkeit der Stellung der den jeweiligen Fehleranteil erzeugenden Komponenten (FLT, TR) ermittelt werden, bei dem die Korrekturwerte (k) der Druckwerke (DW) einer Druckgerätesteuerung (GS) zugeführt werden, die das Aufbringen der Farbauszüge so steuert, dass der jeweilige Farbauszug auf seiner Solllage auf dem Aufzeichnungsträger (1) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem durch die Druckgerätesteuerung (GS) die Phasenlage der Zeichentakte von Zeichengeneratoren (ZG) der Druckwerke (DW) in Abhängigkeit der den Druckwerken (DW) zugeordneten Korrekturwerte (k) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem pro Druckwerk (DW) in der Druckgerätesteuerung (GS) eine Tabelle gebildet wird, in der der Drehwinkel (α) der den jeweiligen Fehleranteil erzeugenden Komponenten (FLT, TR) und die Summe der den Drehwinkeln (α) diesen Komponenten (FLT, TR) zugeordneten Korrekturwerte (k) eingetragen wird, bei dem die Druckgerätesteuerung (GS) pro Druckwerk (DW) aus der diesem Druckwerk (DW) zugeordneten Tabelle in Abhängigkeit des gemessenen Drehwinkels (α) der den jeweiligen Fehleranteil erzeugenden Komponenten (FLT, TR) die Korrekturwerte (k) entnimmt und den Zeichentakt des dem Druckwerk (DW) zugeordneten Zeichengenerators (ZG) in Abhängigkeit der Summe der Korrekturwerte (k) einstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem aus der Messwertreihe der Fehlerwerte die Amplitude (A) und Phasenlage (Φ) der Fehleranteile und die Frequenz deren Auftretens durch Fouriertransformation ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem als Fehlerwert die Abweichung eines Farbauszugs zu seiner Solllage auf dem Bedruckstoff (1) bzw. zu dem Farbauszug einer Standfarbe gemessen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Korrekturtabellen in einem Prüfungslauf vor Beginn des eigentlichen Druckbetriebs erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Prüfungsbetrieb nach einem Wechsel einer die Lage der Farbauszüge beeinflussenden Komponente (FLT, TR) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die den jeweiligen Fehleranteil erzeugenden Komponenten Walzen (FLT, TR) sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die den jeweiligen Fehleranteil erzeugende Komponente eine Fotoleiterwalze (FLT) und/ oder eine Transferwalze (TR) eines elektrografischen Druckgeräts (DS) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die den jeweiligen Fehleranteil erzeugenden Komponenten Transportwalzen für den Bedruckstoff (1) eines Tintendruckgerätes sind.