-
Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
-
Technisches Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen Tintendrucks (Inkjet) auf flache Substrate, d.h. des Auftragens und Trocknens von flüssiger Tinte auf bogen- oder bahnförmige Bedruckstoffe, bevorzugt aus Papier, Pappe oder Karton.
-
Stand der Technik
-
Das Auftragen flüssiger Tinte erfolgt bei dem bekannten DOD-Tintendruckverfahren (drop-on-demand), indem ein Druckbild auf einem flachen Bedruckstoff erzeugt wird, wobei ein Tintendruckkopf (kurz: Kopf) mit einzeln ansteuerbaren Düsen dem zu druckenden Bild entsprechend feinste Tintentropfen, bevorzugt im Pikoliter-Bereich, erzeugt und diese berührungslos als Druckpunkte auf den Bedruckstoff überträgt. Das Ansteuern der Düsen kann mittels Piezoaktoren erfolgen.
-
Beim so genannten wasserbasierten Tintendruck enthält die flüssige Tinte einen Anteil Wasser zur Aufnahme des Farbmittel, insbesondere eines Pigments. Das Farbmittel wird mittels eines vom Tintendruckkopf erzeugten Tropfens auf den Bedruckstoff übertragen. Das dabei ebenfalls übertragene Wasser wird anschließend wieder vom Bedruckstoff entfernt, bevorzugt durch thermisches Trocknen, z.B. durch Bestrahlen mit InfrarotStrahlung.
-
Durch den druckprozessbedingten Eintrag von Wasser in den Bedruckstoff, insbesondere in Papier, Karton oder Pappe, oder durch anderweitig in den Bedruckstoff gelangte Feuchtigkeit, z.B. aufgenommen Luftfeuchte, kann es zu einer spürbaren (Flächen-) Ausdehnung des Bedruckstoffs kommen. Bei der anschließenden Trocknung des Bedruckstoffs, z.B. während des aktiven Trocknens mittels Infrarotstrahlung und/oder während des passiven Trocknens durch Lagern, kann es zudem zu einem ebenfalls spürbaren (Flächen-) Schrumpfen des Bedruckstoffs kommen. Beide Veränderungen, einzeln oder zusammen, können bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Druckprodukten zu Problemen führen, da die Geometrie des Drucks nicht mehr mit der Soll-Geometrie übereinstimmt.
-
Im Stand der Technik kann somit das Problem auftreten, dass insbesondere ein Schrumpfen des Bedruckstoffs (Substrats) den Druck- und/oder Weiterverarbeitungsprozess störend beeinflusst und die Qualität des erzeugten Druckprodukts herabsetzt. Auch das Wiederausdehnen kann störend wirken. Zudem sind diese Störungen nicht linear, d.h. sie führen nicht zu linearen Geometrieänderungen.
-
Die
DE19724066B4 offenbart ein Verfahren zur Korrektur von Geometriefehlern bei der Übertragung von Informationen auf einen Bedruckstoff. Die Fehler werden durch Ausdehnung des Bedruckstoffs infolge eingebrachter Feuchtigkeit verursacht. Beispielweise kann eine Trapezverzerrung durch Ausmessen von Marken auf Referenzdrucken ermittelt werden. Die Korrektur erfolgt jedoch bei der Bebilderung von Filmen, Druckplatten und Druckzylindern, eignet sich also nicht für den Tintendruck.
-
Die
DE10110640A1 offenbart ebenfalls ein Verfahren zur Bebilderungskorrektur von Druckformen und eignet sich also ebenfalls nicht für den Tintendruck. Dabei erfolgt eine Vorausberechnung der korrigierten Daten, was auch eine Messung der Verzerrung im Druckbild einschließt, z.B. mittels Nonien oder Normierungselementen.
-
Die
DE102014013370A1 offenbart ein Verfahren zur Kompensation lokaler Passerungenauigkeiten beim Inkjetdruck auf Bahnen, wobei die Tinte mit UV-Strahlung getrocknet wird. Es handelt sich um ein Modell-basiertes Verfahren.
-
Die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
DE102017219946.6 (im Folgenden „Dokument
D1“ genannt) offenbart ein Verfahren zum Verhindern von Druckfehlern beim Tintendruck mit den Schritten: Drucken eines ersten Testmusters während eines ersten Durchlaufs eines Bedruckstoffbogens durch eine Tintendruckmaschine, wobei ein Testdruck erzeugt wird; Erfassen des ersten Testmusters während des ersten Durchlaufs, wobei ein erstes Referenzbild generiert wird; Lagern des Bedruckstoffbogens mit dem Testdruck bis zur Akklimatisierung; Erfassen des ersten Testmusters während eines zweiten Durchlaufs des Bedruckstoffbogens durch die Tintendruckmaschine, wobei ein zweites Referenzbild generiert wird; und Rechnergestützes Berechnen einer Druckbild-Kompensation auf Basis eines Vergleichs des ersten und des zweiten Referenzbildes.
-
Die ebenfalls noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
DE102017216041.1 (im Folgenden „Dokument D2“ genannt) offenbart ein Verfahren zur automatischen Kalibrierung von Kameras unter Verwendung von Testmustern, welche gefüllte Kreisscheiben umfassen. Auf Dokument
D2 wird in dieser Anmeldung an mehreren Stellen Bezug genommen, insbesondere hinsichtlich des Kamera-Kalibrierverfahrens und hinsichtlich der Detektion von gefüllten Kreisscheiben. Der Inhalt von Dokument
D2 wird hiermit in diese Anmeldung aufgenommen.
-
Aufgabe
-
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, einem störenden Schrumpfen des Bedruckstoffs bei der Herstellung und gegebenenfalls Weiterverarbeitung von Druckprodukten mit einfach umsetzbaren Maßnahmen, insbesondere mit vorhandenen Mitteln, zu begegnen.
-
Erfindungsgemäße Lösung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
-
Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
In den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen verwendete Buchstaben-Zahlen-Kombinationen (a00 bis e4) für Verfahrensschritte geben bevorzugt die Reihenfolge der Verfahrensschritte an, wobei allerdings nicht alle Verfahrensschritte ausgeführt werden müssen.
-
Bedruckstoff gemäß der Erfindung kann Folgendes umfassen: Papier, Karton, Pappe (auch Wellpappe) oder Textilien, jeweils als Bogen. Beim Bedrucken von dreidimensionalen Körpern, z.B. Kugeln oder Zylindern, kann der Bedruckstoff auch eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verhindern von Druckfehlern beim wasserbasierten Tintendruck umfasst folgende Schritte:
- - Kalibrieren mehrerer Kameras;
- - Bereitstellen (Schritt a0) eines ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben;
- - Drucken (Schritt a1) des ersten Testmusters mit wasserbasierter Tinte während eines ersten Durchlaufs a eines Bedruckstoffbogens durch eine Tintendruckmaschine mit mehreren Tintendruckköpfen, wobei ein Testdruck erzeugt wird;
- - Erfassen (Schritt a2) der gefüllten Kreisscheiben des ersten Testmusters während des ersten Durchlaufs (Schritt a) mit den Kameras, wobei ein erstes Referenzbild generiert wird; oder Generieren eines ersten Referenzbildes aus bereitgestellten Daten für das erste Testmuster;
- - Lagern (Schritt b) des Bedruckstoffbogens mit dem Testdrucks bis zur Akklimatisierung;
- - Erfassen (Schritt d1) der gefüllten Kreisscheiben des ersten Testmusters während eines zweiten Durchlaufs d des Bedruckstoffbogens durch die Tintendruckmaschine mit den Kameras, wobei ein zweites Referenzbild generiert wird; und
- - Rechnergestützes Berechnen (Schritt e) einer Druckbild-Kompensation oder eines kompensierten Druckbildes auf Basis eines Vergleichs des ersten und des zweiten Referenzbildes.
-
Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, einem störenden Schrumpfen und bevorzugt auch einem störenden - da nicht rein kompensierend verlaufenden - Wiederausdehnen des Bedruckstoffs bei der Herstellung und gegebenenfalls Weiterverarbeitung von Druckprodukten mit einfach umsetzbaren Maßnahmen, insbesondere mit vorhandenen Mitteln (z.B. Tintendruckköpfe, Kamera, Rechner), zu begegnen. Besonders von Vorteil ist es dabei, wenn eine bereits in der Maschine vorhandene Kamera für die Erfindung in zusätzlicher Funktion verwendet werden kann. Der für die Erfindung genutzte Rechner kann bevorzugt ein bereits vorhandener Rechner der Maschinensteuerung sein.
-
Die Erfindung nutzt die Tintendruckmaschine, insbesondere deren hoch genaue (Zeilen-) Kameras, für das Erfassen von Testmustern. Die Testdrucke brauchen demnach nicht zu einem separaten Scanner gebracht und von diesem gescannt werden. Besonders beim Drucken großer Bogenformate ist das Erfassen der Testdrucke in der Maschine („inline“) von Vorteil.
-
Ein Erfindungswesentlicher und im veröffentlichten Stand der Technik bislang unbekannter Schritt ist das (zeitliche) Lagern des Bogens vor dem zweiten Durchlauf, d.h. ein Aufbewahren des Bogens für eine bestimmte, vorzugsweise festgelegte Zeitspanne. Es wurde diesbezüglich in umfangreichen Untersuchungen mit einer Vielzahl von verschiedenen Bedruckstoffen erarbeitet, dass es diverse Bedruckstoffe gibt, die nicht nach kurzer Zeit, sondern erst nach einigen Stunden den Vorgang der nicht vernachlässigbaren, geometrischen Verzerrung (Schrumpfen, Ausdehnen) beenden. Durch das erfindungsgemäße Lagern des Bogens vor dem zweiten Durchlauf kann in vorteilhafter Weise sichergestellt werden, dass der Bogen beim zweiten Durchlauf in einer abgeschlossen geometrischen Verzerrung erfasst wird. Ein solcher Schritt ist in dem noch unveröffentlichten Dokument D1 beschrieben.
-
Das Lagern des Bogens bis zur Akklimatisierung kann nur wenige Minuten dauern, es kann aber auch einige Stunden dauern. Wenn wenige Minuten, z.B. 2 bis 5 Minuten ausreichen, so kann das Lagern des Bogens als Überführen des Bogens vom Ausleger zum Anleger erfolgen.
-
Die Erfindung kann alternativ auch mit mehreren Test-Bogen durchgeführt werden, d.h. das erfindungsgemäße Verfahren kann mehrfach mit je einem neuen Bogen für den ersten Durchlauf durchlaufen werden. Hierdurch kann eine höhere Genauigkeit erreicht werden. Die Erfindung kann dabei iterativ durchgeführt werden.
Die Erfindung kann alternativ auch im Nass-Offsetdruck angewendet werden, bei dem Feuchte über das Feuchtmittel und/oder die Feuchtmittel-Druckfarbe-Emulsion in den Bedruckstoff gelangt.
-
Weiterhin ist es erfindungswesentlich, dass das Testmuster gefüllte Kreisscheiben umfasst und dass diese Kreisscheiben bzw. die daraus generierten Referenzbilder beim rechnergestützen Berechnen einer Druckbild-Kompensation oder eines kompensierten Druckbildes auf Basis eines Vergleichs des ersten und des zweiten Referenzbildes verwendet werden. Solche Kreisscheiben und deren Erfassen sind in Dokument D2 gezeigt und beschrieben, auf welches hiermit Bezug genommen wird, insbesondere auf dessen 3 samt zugehöriger Beschreibung.
-
Ein bevorzugtes Kalibrierverfahren für das Kalibrieren der mehreren Kameras (der Tintendruckmaschine) ist ein Kalibrierverfahren gemäß der Offenbarung von Dokument D2, auf welches hiermit Bezug genommen wird. Beim Kalibrieren können die einzelnen Kamera-Bilder zu einer auf den gesamten Bedruckstoffbogen bezogenen Auswertung zusammen geführt werden. Auf diese Weise ist eine Genauigkeit im Bereich von 10 Mikrometern in Bedruckstoff-Transportrichtung und quer dazu erreichbar. Gefüllte Kreisscheiben haben sich in umfangreichen Tests auch unter schlechten Druckbedingungen als sehr gut und fehlerfrei detektierbar erwiesen. „Gefüllt“ meint in Bezug auf eine Kreisscheibe insbesondere, dass die Fläche des Kreises bevorzugt komplett mit Tinte gefüllt ist (mit oder ohne Raster, bevorzugt ohne Raster).
-
Das Generieren des ersten Referenzbildes aus bereitgestellten Daten, insbesondere Druckdaten, für das erste Testmuster erfolgt bevorzugt rechnergestützt. Das erste Referenzbild kann identisch mit dem ersten Testmuster sein, d.h. das Generieren des ersten Testmusters kann ein Bereitstellen des ersten Testmusters als erstes Referenzbild sein.
-
Die Erfindung ist nicht nur für den Tintendruck (Inkjet) verwendbar, sondern insbesondere auch für den Offsetdruck. Anstellen von mit Tinte gedruckter Kreisscheiben werden mit Offsetfarbe gedruckte Kreisscheiben erfasst ausgewertet.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Lackieren a4 des Bedruckstoffbogens mit einem zweiten Testmuster.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Lagern b des Bedruckstoffbogens mit dem Testdruck außerhalb der Tintendruckmaschine bis zur Akklimatisierung an Raumbedingungen, insbesondere an Umgebungstemperatur und/oder Umgebungsfeuchte.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Lagern b des Bedruckstoffbogens mit dem Testdruck für eine Zeitspanne t, wobei t> lmin, t>1h oder t>3h oder t>24h.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Trocknen a3 des Bedruckstoffbogens, insbesondere thermisches Trocknen oder IR-Trocknen.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Erneutes Anlegen c des Bedruckstoffbogens für den zweiten Durchlauf, insbesondere in derselben Ausrichtung wie im ersten Durchlauf.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Im Falle des Lackierens a4 des Bedruckstoffbogens mit einem zweiten Testmuster: Erfassen d2 des zweiten Testmusters während des zweiten Durchlaufs a, wobei das zweite Referenzbild generiert wird.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Im Falle des Lackierens a4 des Bedruckstoffbogens mit einem zweiten Testmuster: Rechnergestütztes Vergleichen e11 des zweiten Testmusters im zweiten Referenzbild mit dem ersten Testmuster im zweiten Referenzbild; Rechnergestütztes Berechnen e12 von Unterschieden zwischen dem ersten und dem zweiten Testmuster; Anpassen e13 eines zu druckenden Lackbildes 13' an ein zu druckendes Tintenbild auf Basis der berechneten Unterschiede.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Rechnergestütztes Vergleichen e21 des ersten Testmusters im zweiten Referenzbild mit dem ersten Testmuster im ersten Referenzbild; Rechnergestütztes Berechnen e22 von Unterschieden zwischen dem ersten und dem zweiten Testmuster; Anpassen e23 eines zu druckenden Tintenbildes, und optional eines zu druckenden Lackbildes, an ein zu stanzendes Stanzbild auf Basis der berechneten Unterschiede.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Drucken f wenigstens eines Druckauftrages unter Verwendung wenigstens des angepassten Tintenbildes und im Falle des Lackierens a4 auch unter Verwendung wenigstens des angepassten Lackbildes.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Bereitstellen des ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben, wobei die Kreisscheiben in wenigstens zwei Zeilen quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffbogens angeordnet sind.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Bereitstellen des ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben, wobei die Kreisscheiben in wenigstens zwei Spalten parallel zur Transportrichtung des Bedruckstoffbogens angeordnet sind.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Bereitstellen des ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben, wobei die Kreisscheiben in vier Zeilen und vier Spalten angeordnet sind.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Bereitstellen des ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben, wobei die gefüllten Kreisscheiben einen Durchmesser von 50 bis 150 Druckpunkten, insbesondere etwa 100 Druckpunkte, aufweisen. 50 bis 150 Druckpunkte haben sich in Tests bei etwa 1200 dpi Druckauflösung und etwa 670 dpi Kameraauflösung als geeignet gezeigt. Eine gefüllte Kreisscheibe kann z.B. einen Durchmesser von etwa 2,2 Millimetern umfassen. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Bereitstellen des ersten Testmusters mit gefüllten Kreisscheiben, wobei die gefüllten Kreisscheiben einen Durchmesser von 30 bis 80 Kamerapixeln aufweisen.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Erfassen der gefüllten Kreisscheiben des ersten Testmusters während des ersten Durchlaufs und Erfassen der gefüllten Kreisscheiben des ersten Testmusters während eines zweiten Durchlaufs jeweils mit den Kameras, wobei jede Kamera eine Spalte erfasst.
-
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich durch folgenden Schritt auszeichnen: Kalibrieren mehrerer Kameras, wobei rechnergestützt eine Koordinatentransformation zwischen Kamerakoordinaten und Druckkopfkoordinaten erfolgt bzw. berechnet wird.
-
Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar. Weiterbildungen der Erfindung können zudem die - im obigen Abschnitt „Technisches Gebiet der Erfindung“ offenbarten - Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aufweisen.
-
Ausführungsbeispiele zur Erfindung
-
Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
-
Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
-
Die Zeichnungen zeigen:
- 1 Ein erfindungsgemäßes Verfahren bzw. eine erfindungsgemäße Maschine bei der Durchführung des Verfahrens;
- 2 Schematischer Aufbau eines erfindungsgemäß verwendeten Testmusters;
- 3a-e Erfindungsgemäße Berechnung von Kenngrößen der Bogendeformation;
- 4 Ein erfindungsgemäß berechnetes Differenzvektorbild.
-
1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. eine erfindungsgemäße Maschine bei der Durchführung des Verfahrens.
-
Die Tintendruckmaschine 1 zum erfindungsgemäßen Bedrucken des Bogens 2 umfasst bevorzugt Folgendes:
-
Lager 3 für den Bogen 2: Im Lager kann ein einzelner Bogen gelagert werden oder mehrere Bogen nebeneinander oder als Stapel. Das Lager kann ein Ablagetisch oder eine Palette sein. Das Lager 3 kann Teil der Maschine 1 sein oder separat zu dieser vorgesehen sein. Das Lager kann auch der Ausleger der Maschine sein oder der Pfad vom Ausleger zum Anleger.
-
Transportpfad 4 durch die Druckmaschine: Der Pfad kann (als ein Transportsystem) eine Abfolge von Zylindern, ein Band, eine Greiferkette oder eine Abfolge von Tabletts umfassen.
-
Transportpfad 5 zum Lager: Der Bogen 2 kann von Hand zum Lager 2 transportiert werden. Es kann alternativ ein Transportsystem (vgl. Pfad 4) vorgesehen sein.
-
Transportpfad 6 zur Druckmaschine: Der Bogen 2 kann von Hand zur Maschine 1 transportiert werden. Es kann alternativ ein Transportsystem (vgl. Pfad 4) vorgesehen sein.
-
Tintendruckkopf 7/ Tintendruckköpfe 7: Für den seitenbreiten Druck können mehrere Köpfe nebeneinander und quer zur Richtung des Transportpfads 4 angeordnet sein. Für den Mehrfarbendruck können mehrere Köpfe aufeinander folgend in Richtung des Transportpfads 4 angeordnet sein. Die Köpfe 7 erzeugen einem (digitalen) Druckbild 13 entsprechend eine Vielzahl von Tropfen aus wasserbasierter Tinte 7a und drucken auf diese Weise ein Bild 7b auf den Bogen 2. Mit dem Kopf oder den Köpfen kann ein erstes Testmuster 16 (aus wasserbasierter Tinte) auf den Bogen 2 aufgebracht werden
-
Kameras 8: Das mit den Köpfen 7 erzeugte Bild 7b, insbesondere das erste Testmuster 16, wird von Kameras 8 in deren jeweiligem Detektionsbereich 8a zumindest teilweise erfasst und als (digitales) erstes Referenzbild 17 an einen Rechner 12 geleitet. Zudem können die Kameras auch ein zweites Referenzbild 19 (siehe unten) erfassen und an den Rechner 12 geleitet. Die Kameras 8 können auch ein Kamerasystem bilden und z.B. zwei, drei oder vier Kameras quer zur Richtung des Transportpfades 4 umfassen.
-
Optionale alternative Kameraposition 8': Die Kameras 8 können auch an der Position 8' angeordnet sein. Alternativ können an der Position 8'zweite Kameras 8 angeordnet sein.
-
IR-Trockner 9: Die wasserbasierte Tinte 7a auf dem Bogen 2 wird mittels eines IR-Trockner 9 bzw. durch dessen Strahlung 9a zumindest teilweise getrocknet. Dabei wird Wasser aus der Tinte und/oder aus dem Bogen durch Verdampfen entfernt. Der Wasserdampf wird abgeführt z.B. abgesaugt.
-
Optionales Lackwerk 10: Das Bild 7b kann mit bevorzugt transparentem Lack 10a eines Lackwerkes 10 zumindest teilweise überdeckt und auf diese Weise geschützt oder veredelt werden. Sofern es sich um ein digitales Lackwerk handelt, z.B. um Druckköpfe, wird der Lack entsprechend einem (digitalen) Lackbild 13' aufgebracht. Sofern es sich um ein konventionelles Lackwerk handelt, ist z.B. eine Lackplatte, bevorzugt eine Flexoplatte, vorgesehen. Die Lackplatte kann entsprechend dem (digitalen) Lackbild 13' erzeugt sein, z.B. als entsprechend belichtete Flexoplatte. Mit dem Lackwerk 10 kann ein zweites Testmuster (aus Lack) auf den Bogen 2 und/oder auf das Bild 7b und/oder auf das erste Testmuster 16 aufgebracht werden.
-
Optionales Stanzwerk 11: Der bedruckte Bogen 2 kann mittels wenigstens eines Stanzmesser 11a des Stanzwerks 11gestanzt werden. Das Stanzwerk kann bevorzugt eine rotative Stanze sein oder eine Flachbettstanze. Durch die gestrichelte Linie 11' wird angedeutet, dass das Stanzwerk auch separat zur Maschine 1 vorgesehen sein kann. Das Stanzbild 13" kann im Falle einer digitalen Stanze, z.B. einer Laserstanze, digital vorliegen. bevorzugt handelt es sich jedoch um eine konventionelle Stanze mit Stanzmesser(n), d.h. das Stanzbild ist in der Position und Form der Stanzmesser verwirklicht.
-
Rechner 12: Dieser kann Teil der Maschine 1 sein oder separat zu dieser vorgesehen sein. Er steht zur Datenübertragung über Verbindungen 15, z.B. Datenleitungen, mit den verschiedenen Komponenten der Maschine 1 in Verbindung. Er kann insbesondere das Kalibieren mehrerer Kameras 8 durchführen und/oder ein kompensiertes, d.h. Druckfehler vermeidendes Druckbild 14 berechnen, speichern und für das Drucken f bereitstellen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im Folgenden anhand der (teils optionalen) Verfahrensschritte a00 bis e23 beschrieben, die mit den zuvor mit Bezug zur 1 beschriebenen (ebenfalls teils optionalen) Komponenten der Maschine 1durchgeführt werden können:
-
Kalibrierung (Schritt a00; vor den Schritten a und a0) der mehreren Kameras bzw. eines Kamerasystems aus mehreren Kameras: Zunächst wird optional das Kamerasystem 8 in der Tintendruckmaschine 1, z.B. vier Zeilenkameras mit je 7300 Pixeln, kalibriert, d.h. es wird eine Koordinatentransformations- und Entzerrungsfunktion unter Einsatz eines speziellen Testmusters16 berechnet, die es erlaubt zwischen Druckpixelkoordinaten und Kamerakoordinaten hin- und herzurechnen (im folgenden „Transformation“ genannt). Ein bevorzugtes Verfahren, um eine Transformation zu bestimmen, ist in Dokument D2 beschrieben, auf welches insbesondere für die Transformation Bezug genommen wird. Vorteilhaft ist ein solches Verfahren aufgrund: a) der hohen Genauigkeit, d.h. kann die Transformation mit einem Fehler von weniger als einem halben Druckpixel (etwa 10 µm bei 1200 dpi Druckauflösung) ausführen; und b) der einfachen Durchführbarkeit durch den Bediener. Die Transformation kann auf Bedruckstoffbogen 2 bzw. deren Aufdruck, insbesondere das Testmuster entsprechend den 4 oder von Dokument D2 angewendet werden. Insgesamt erlaubt es die Transformation Einzel-Kamerabilder aufeinander zu beziehen.
-
a) Erster Durchlauf des Bogens 2 durch die Tintendruckmaschine1 auf dem Transportpfad 4.
-
a0) Bereitstellen eines ersten Testmusters 16 mit gefüllten Kreisscheiben 21. Vgl. hierzu auch 2.
-
a1) Drucken des ersten Testmusters 16 mit Tinte (Tinten-Testmuster) auf den Bogen 2. Die zu untersuchenden Bogen 2 werden gedruckt und an passender Stelle der Maschine 1 ausgeschleust. Dazu wird bevorzugt ein speziell entwickeltes Testmuster 16 verwendet, das ein möglichst weit spannendes Raster von bevorzugt 4x4 Kreisscheiben 21 enthält (vgl. 2). Die Kreisscheiben 21 sind bevorzugt mit schwarzer Tinte in unbedruckten Bereichen 50 des ansonsten flächig bedruckten Bogens 2 gedruckt. Die Kreisscheiben 21 sind dabei bevorzugt derart angeordnet, dass ihre Positionen einen möglichst großen Bereich des Bogens 2 erfassen. Die Kreisscheiben 21 sind dabei weiterhin bevorzugt derart angeordnet, dass sie möglichst mittig in Bezug auf den Aufnahmebereich jeweiliger Kameras 8 (im Beispiel der 2: vier Kameras) liegen. Nach oder bereits während des Druckens kommt es zu einer unerwünschten Verformung der Bogen.
-
a2) Erfassen der gefüllten Kreisscheiben 21 des ersten Testmusters 16 mit den Kameras 8. Dabei wird das erste Referenzbild 17 aufgenommen und an den Rechner 12 übermittelt. Alternativ kann auf das Erfassen verzichtet werden und es kann das bereitgestellte Testmuster 16 oder ein aus dessen Daten generiertes Bild als erstes Referenzbild 17 verwendet im Rechner 12 werden.
-
a3) Optionales Trocknen, insbesondere thermisches Trocknen, der - das erste Testmusters 16 bildenden - Tinte 7a auf dem Bogen 2. Dieses Trocknen kann zu einem störenden und daher unerwünschten Schrumpfen des Bogens 2 führen. Wird der Bogen während des Transports an seiner Vorderkante gehalten, so kann es zu einer trapezförmigen Verzerrung kommen, bei welcher die Bogenhinterkante stärker als die Bogenvorderkante schrumpft.
-
a4) Optionales Lackieren des Bogens 2 oder wenigstens eines Abschnitts des Bogens, wobei das (bevorzugt bereitgestellte) zweite Testmuster 18 (Lack-Testmuster) auf dem Bogen erzeugt wird (vgl. 2).
-
Beim ersten Durchlauf a wird der Bogen nicht gestanzt. Ein Stanzen, falls vorgesehen, erfolgt erst unter Produktionsbedingungen, d.h. nach dem ersten und zweiten Durchlauf a und d.
-
b) Lagern bzw. Aufbewahren des Bogens 2 im (Bogen-) Lager 3, z.B. im Auslegerstapel während des Überführens vom Bogenausleger zum Bogenanleger der Maschine oder in einem separaten Lager. Die Lagerdauer wird dabei bevorzugt so gewählt, dass der Bogen akklimatisiert, d.h. bis zur Akklimatisierung an Raumbedingungen (Temperatur und Feuchte der umgebenden Luft). Die Lagerdauer kann wenige Minuten oder größer als eine Stunde sein. Das Lagern des Bogens führt zu einem (Wieder-) Ausdehnen des zuvor geschrumpften Bogens. Dabei kann der Bogen trapez-verzerrt bleiben, wenn auch in geringerem Maße. Das Lagern der Bogen 2 erfolgt somit bevorzugt unter definierten Bedingungen: Anschießend an das Ausleiten der Bogen aus der Maschine 1 werden die Bogen für eine definierte Zeit unter definierten Bedingungen gelagert, um die verstreichende Zeit bei der Produktion von Druckprodukten zwischen dem Drucken und dem Weiterverarbeiten zu simulieren
-
c) Erneutes Anlegen des Bogens 2 für den zweiten Durchlauf d. Dabei wird der Bogen bzw. das Testmuster 16 (und im Falle des Lackierens auch das zweite Testmuster 18) in derselben Ausrichtung wie im ersten Durchlauf a angelegt, insbesondere nicht um 180° gedreht.
-
d) Zweiter Durchlauf des Bogens2 durch die Tintendruckmaschine1 auf dem Transportpfad 4. Die durch das Schrumpfen deformierten Bogen 2 werden nochmals durch die Maschine geleitet, wobei nicht gedruckt wird, sondern Bilder der Bogen mit den Kameras 8 der Maschine 1 aufgezeichnet werden. Die Bogen können beim zweiten Durchlauf aufgrund von Ausrichtungsfehlern leicht verschoben und/oder gedreht durch die Maschine laufen.
-
d1) Erfassen der gefüllten Kreisscheiben 21des zuvor geschrumpften und infolge des Lagerns b wieder zumindest teilweise ausgedehnten ersten Testmusters 16 mit den Kameras 8. Dabei wird das zweite Referenzbild 16 aufgenommen und an den Rechner 12 übermittelt.
-
Dabei werden bevorzugt die rechnergestützt ermittelten Zentrumskoordinaten der gedruckten Kreisscheiben 21in Kamerakoordinaten mit einem sub-pixelgenauen Verfahren für jede Kamera separat ermittelt, bevorzugt nach einem entsprechenden Verfahren zur Detektion von gefüllten Kreisscheiben, wie in Dokument D2 beschrieben, auf welches Hiermit Bezug genommen wird.
-
Zusammenführen der Einzelergebnisse der mehreren Kameras 8: Nun werden alle Kreismittelpunkte (ermittelten Zentrumskoordinaten der gedruckten Kreisscheiben 21) in Kamerapixel-Koordinaten mit Hilfe der Transformation (vgl. Schritt a00) in Druckpixel übertragen (bevorzugt für jede Kamera separat). Dabei werden auch Verzerrungen durch die Kameraoptik und andere Verzerrungen infolge nicht fehlerfreier Montage/Justage der Kameras (z.B. fehlerhafte Ausrichtung und/oder Verdrehung) der verschiedenen Kameras ausgeglichen und alle Punkte von allen Kameras werden auf ein festes, gemeinsames Bezugssystem („DruckDots“) bezogen. Die Transformation wird somit bevorzugt dazu verwendet, die Einzelmessungen der Kameras aufeinander zu beziehen. Bevorzugt sind alle Kameras 8 (mechanisch) derart miteinander verbunden, dass die jeweiligen Abstände der Kameras zueinander unverändert bleiben.
-
Korrektur der Bogenausrichtung beim Erfassen: Nun existieren für jeden erfassten Bogen 2 ein Datensatz (Ist-Werte) von ermittelten Kreismittelpunkten (ermittelten Zentrumskoordinaten der gedruckten Kreisscheiben 21) im Bezugssystem „ DruckDots“, sowie ein bereitgestellter Referenzdatensatz (Soll-Werte) mit den idealen Kreismittelpunkten der gedruckten Kreisscheiben 21. Der Referenzdatensatz kann durch kameratechnisches Erfassen und rechentechnisches Generieren erhalten werden oder im Voraus aus den bereitgestellten Druckdaten erhalten werden. Diese zwei Datensätze werden zunächst aneinander ausgerichtet, indem z.B. mit Hilfe eines Least-Squares Fits eine bezüglich der Ausrichtung optimale Drehung (ein Parameter) und Verschiebung (zwei Parameter) bestimmt werden. So werden etwaige Ungenauigkeiten beim Bogenlauf durch die Maschine 1 und beim Anlegen der Bogen 2 für den zweiten Durchlauf ausgeglichen.
-
d2) Im Falle des Lackierens: Auch Erfassen des infolge des Lagerns b ausgedehnten zweiten Testmusters 18 mit der Kamera 8. In diesem Fall betrifft das zweite Referenzbild 16 dann auch das zweite Testmuster. Da das Lackieren d2 nach dem Trocknen a3 erfolgt, ist das zweite Testbild 18 vor dem Ausdehnen nicht oder nur unwesentlich geschrumpft.
-
Durch folgende, vorteilhafte Anpassung der Beleuchtungsbedingungen in der Maschine 1 kann auch das zweite Testmuster 18 mitdetektiert werden und derselben Auswerteprozedur unterworfen werden: reflektive Beleuchtung (statt diffuser) derart, dass ein ausreichender Kontrast zwischen Bedruckstoff-Oberfläche und glänzender Lackoberfläche erhalten wird, wobei gleichzeitig ausreichender Kontrast zwischen der Tinte und dem Bedruckstoff im Kamerabild erhalten bleibt.
- e) Berechnen einer Kompensation des Druckbildes 13:
- e1) Im Fall Lackieren:
- e11) Rechnergestütztes Vergleichen des zweiten Testmusters 18 im zweiten Referenzbild 19 mit dem ersten Testmuster 16 im zweiten Referenzbild.
- e12) Rechnergestütztes Berechnen von Unterschieden zwischen dem ersten und dem zweiten Testmuster 16 und 18. Hierzu können bevorzugt Abstandsänderungen der Testmarken (Kreisscheiben) zwischen den beiden Testmustern herangezogen werden. Aus den Unterschieden können rechnergestützt Verzerrungsfaktoren für das nachfolgende anpassen e13 gewonnen werden. Die Verzerrungsfaktoren können rechnerseitig gespeichert und bei künftigen Druckaufträgen mit demselben Bedruckstoff abgerufen werden.
- e13) Bevorzugt rechnergestütztes Anpassen eines zu druckenden Lackbildes 13' an das zu druckende Tintenbild 13 auf Basis der berechneten Unterschiede. Wird das Lackbild digital erzeugt, so wird der entsprechende Druckkopf mit dem angepassten Lackbild angesteuert. Kommt dagegen eine konventionelle Lackplatte zum Einsatz, so kann das angepasste Lackbild 13' zur Herstellung bzw. Belichtung der (angepassten) Lackplatte herangezogen werden.
-
Durch Vergleich der Koordinaten des ersten Testmusters 16 (Tinte) und des zusätzlich aufgebrachten zweiten Testmusters 18 (Lack) kann somit eine Verschiebung/Deformation zwischen der Tinte und dem Lack bzw. den entsprechenden Bildern berechnet werden. Durch das schlechtere Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) bei den an Lack-Anwendungen angepassten Beleuchtungsbedingungen kann allerdings die Messgenauigkeit leiden. Daher kann es vorteilhaft sein, die Bogendeformation bevorzugt separat und hochgenau zu vermessen und danach das Farb-Lack-Register separat und mit niedrigerer Genauigkeit zu vermessen. Dieses Vorgehen erfordert einen genügenden Unterschied der Reflektionseigenschaften der Bedruckstoffoberfläche und der Lackoberfläche. Für das zweite Testmuster haben sich statt kreisrunder Punkte auf sonst unbedrucktem Bedruckstoff kreisförmige Aussparungen 60 (vgl. 2) auf sonst lackiertem Bedruckstoff als vorteilhaft erwiesen, da diese zuverlässiger und mit weniger Störungen/Ungenauigkeiten gedruckt werden können. Alternativ kann für das Vermessen der Deformation auch ein farbiger/eingefärbter Lack oder eine Druckfarbe im Lackwerk verwendet werden. Dann ist keine spezielle Beleuchtung nötig und die Messergebnisse werden evtl. ähnlich genau, wie beim Druck.
-
e21) Rechnergestütztes Vergleichen des ersten Testmusters 16 im zweiten Referenzbild 19 mit dem ersten Testmuster im ersten Referenzbild 17. Dabei kann es erforderlich sein, den so genannten Anlagepasser zu berücksichtigen, d.h. die beiden Referenzbilder aufeinander auszurichten, insbesondere in Richtung quer zur Richtung des Bogentransports. Das Ausrichten kann anhand der mittigen Testmarke an der Vorderkante des Bogens erfolgen.
-
e22) Rechnergestütztes Berechnen von Unterschieden zwischen dem ersten und dem zweiten Testmuster 16 und 18. Hierzu können bevorzugt Abstandsänderungen der Testmarken zwischen den beiden Testmustern herangezogen werden. Aus den Unterschieden können rechnergestützt Verzerrungsfaktoren für das nachfolgende anpassen e23 gewonnen werden. Die Verzerrungsfaktoren können rechnerseitig gespeichert und bei künftigen Druckaufträgen mit demselben Bedruckstoff abgerufen werden. Neben der Abhängigkeit vom Bedruckstoff (Material, Laufrichtung) können Abhängigkeiten zur druckauftragsspezifischen Trocknertemperatur und/oder Druckgeschwindigkeit bestehen. Es können daher eine Vielzahl von Verzerrungsfaktoren für eine Vielzahl von Druckaufträgen vorgehalten werden, z.B. in einer Datenbank.
-
Berechnung der Bogendeformation: Zwischen den jeweils entsprechenden Punkten der zwei Datensätze werden Differenzvektoren berechnet (und optional zur Kontrolle durch den Bediener dargestellt, vgl. 4). Aus diesen Vektoren und/oder den ausgerichteten Datensätzen kann die exakte Deformation des Bogens 2 ermittelt werden. Die Auflösung ist dabei nur durch das Verfahren zum Auffinden der Punktzentren und die Genauigkeit der Transformation begrenzt. Typischerweise ist dieses Verfahren um mindestens einen Faktor 3 bis 5 genauer, als die eigentliche Kameraauflösung, so dass sich z.B. mit einem Kamerasystem mit einer Kameraauflösung von etwa 670 dpi eine Vermessung mit einer Genauigkeit von etwa 10 µm oder besser realisieren lässt.
-
Reduktion der Ergebnisse auf wenige aussagekräftige Parameter: Im bevorzugten Aufbau eines Testmuster 16 (vgl. 3a-e) können die Kreisscheiben 21 auf einem regelmäßigen Rechteckgitter innerhalb des bedruckbaren Bereich 80 des Bogens 2 angeordnet sein, sodass ein umspannendes Polygon ein Rechteck ergeben müsste (siehe z.B. gestrichelte Linie 70 in 4). Abweichungen von diesem Rechteck in den Messpunkten (siehe gepunktetes Polygon 71 in 4) können vermessen werden.
-
Bevorzugt werden die vier Kenngrößen wie in den 3a bis 3e dargestellt berechnet, indem jeweils der eingezeichnete gemessene Abstand 40 der schraffiert dargestellten und zur Berechnung verwendeten Kreisscheiben 50 berechnet und mit dem idealen Abstand 41 verglichen wird (Differenzbildung). Bezogen auf den jeweils ideal erwarteten Abstand 41 kann aus dem gemessenen Abstand 40 dann die relative Schrumpfung s = Abstand 40 / Abstand 41 berechnet werden. Die gestrichelten Linien stellen in den 3a bis 3e jeweils ein Rechteck um die (ideale positionierten) Kreisscheiben 21 des Testmusters 16 dar. Die gepunkteten Linien stellen in den 3a bis 3e jeweils ein Polygon um die gemessenen Kreisscheiben 21 des Testmusters 16 dar.
-
e23) Bevorzugt rechnergestütztes Anpassen eines zu druckenden Tintenbildes 13, und optional eines zu druckenden Lackbildes 13', an ein (als weitere Referenz dienendes) Stanzbild 13" auf Basis der berechneten Unterschiede. Die Anpassung insbesondere des Tintenbildes kann in einem kompensierten Druckbild 14 für den anstehenden Druckauftrag resultieren. Das Stanzbild 13" ist dabei eine Unveränderliche bzw. ein konstantes Bild, da es keinen wesentlichen und Feuchte-bedingten Veränderungen wie Schrumpfen oder Ausdehnen unterliegt. Das Stanzbild 13" kann tatsächlich ein Stanzmuster umfassen, z.B. die Position und Form bzw. Größe der zu stanzenden Nutzen auf dem Bogen 2, mit dem ein Stanzwerk 11 angesteuert wird. Alternativ kann das Stanzbild 13" auch ein bloßes (digitales) Nutzen-Bild sein, mit dem kein Stanzwerk 11 angesteuert wird, d.h. welches nur als weiteres Referenzbild dient. Das Anpassen kann z.B. als eine inverse TrapezVerzerrung erfolgen. Im Falle des Lackieren wird das Lackbild 13" zweimal angepasst: einmal an das Tintenbild 13 und ein weiteres Mal an das Stanzbild 13".
-
Berechnung von Korrekturparametern für den RIP-Vorgang (Raster Image Processing): Aus der (wie oben beschriebenen) berechneten relativen Schrumpfungen können Korrekturparameter für die Deformation des Bogens 2 abgeleitet werden. Das zu druckende Druckbild (anstehender Druckjob) muss an entsprechender Stelle so um einen Faktor m vergrößert werden, dass die Vergrößerung nach Schrumpfung um den eben ermittelten Faktor s ausgeglichen wird (also s*m=1bzw. m=1/s).
-
f) Drucken: Abschließend wird der Druckauftrag (nur Tinte oder Tinte plus Lack) mit den korrigierten bzw. Verzerrungs-angepassten Bild-Daten (für Tinte und gegebenenfalls Lack) ausgeführt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Tintendruckmaschine
- 2
- Bogen aus Bedruckstoff
- 3
- Lager für den Bogen
- 4
- Transportpfad durch Druckmaschine
- 5
- Transportpfad zum Lager
- 6
- Transportpfad zur Druckmaschine
- 7
- Tintendruckkopf/ Tintendruckköpfe
- 7a
- Tinte
- 7b
- gedrucktes Bild
- 8
- Kamera/Kameras/Kamerasystem
- 8a
- Detektionsbereich
- 8'
- alternative Kameraposition
- 9
- IR-Trockner
- 9a
- Strahlung
- 10
- Lackwerk
- 10a
- Lack
- 11
- Stanzwerk
- 11a
- Stanzmesser
- 11'
- separate Stanze
- 12
- Rechner
- 13
- Druckbild, Tintenbild
- 13'
- Lackbild
- 13"
- Stanzbild
- 14
- kompensiertes Druckbild
- 15
- Verbindungen
- 16
- erstes Testmuster
- 17
- erstes Referenzbild
- 18
- zweites Testmuster
- 19
- zweites Referenzbild
- 20
- Testdruck
- 21
- Kreisscheiben
- 22a
- Zeilen
- 22b
- Spalten
- 40
- Abstand
- 41
- Abstand
- 50
- unbedruckte Bereiche
- 60
- kreisscheibenförmige Aussparung im Lackbild
- 70
- Rechteck
- 71
- Polygon
- 80
- bedruckbarer Bereich des Bogens
- a00
- Kalibrierung des Kamerasystems
- a0
- Verfahrensschritt Bereitstellen
- a
- Verfahrensschritt Erster Durchlauf
- a1
- Verfahrensschritt Drucken
- a2
- Verfahrensschritt Erfassen
- a3
- Verfahrensschritt Trocknen
- a4
- Verfahrensschritt Lackieren
- b
- Verfahrensschritt Lagern
- c
- Verfahrensschritt Erneutes Anlegen
- d
- Verfahrensschritt Zweiter Durchlauf
- d1
- Verfahrensschritt Erfassen des ersten Testmusters
- d2
- Verfahrensschritt Erfassen des zweiten Testmusters
- e
- Verfahrensschritt Rechnergestütztes Berechnen
- e11
- Verfahrensschritt Rechnergestütztes Vergleichen
- e12
- Verfahrensschritt Rechnergestütztes Berechnen
- e13
- Verfahrensschritt Anpassen
- e21
- Verfahrensschritt Rechnergestütztes Vergleichen
- e22
- Verfahrensschritt Rechnergestütztes Berechnen
- e23
- Verfahrensschritt Anpassen
- f
- Verfahrensschritt Drucken
-
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 19724066 B4 [0007]
- DE 10110640 A1 [0008]
- DE 102014013370 A1 [0009]
- DE 102017219946 [0010]
- DE 102017216041 [0011]
