DE2017880B2

DE2017880B2 - Verfahren zur Steuerung der Lage einer sich bewegenden Bahn, insbesondere einer zu bedruckenden Papierbahn und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2017880B2
Application number: DE2017880A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey David Garston Hertfordshire Clinton; Daniel London Gold
Original assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON
Current assignee: CROSFIELD ELECTRONICS Ltd LONDON
Priority date: 1969-04-17
Filing date: 1970-04-14
Publication date: 1980-05-29
Also published as: JPS5347463B1; GB1253426A; DE2017880A1; CH532814A; SE359792B; SU372787A3; FR2041183A1; US3783293A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Lage einer sich bewegenden Bahn, insbesondere einer zu bedruckenden Papierbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs I und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Wenn eine durchgehende Papierbahn mit aufeinanderfolgenden gleichen Bildern bedruckt wird und

^4r> andere Arbeitsvorgänge in Abhängigkeit von der Lage der ersten Bilder auf der Bahn durchgeführt werden, dann wird eine Steuerung der Lage der Bahn erforderlich. Ein Beispiel für ein derartiges System ist eine Mehrfarbendruckpresse, bei der nachfolgende

^r>() Bilder der Farbkomponenten, die auf die Bahn aufgedruckt werden, in ihrer Lage mit dem Bild der ersten Farbkomponente übereinstimmen müssen. Eine Steuerung der Lage wird normalerweise durch Aufdrukken von Markierungen auf die Bahn durchgeführt.

" Lichtempfindliche Zellen überwachen das Vorbeigehen dieser Markierungen.

Eines der unangenehmsten Probleme einer photoelektrischen Lagesteuerung besteht darin, es so einzurichten, daß die Lagefehler erfassenden Schal-

^b0 tungsanordnungen nur auf die Markierungen und nicht auf den Druck ansprechen. Auch wenn ein freier Papierstreifen am Rand der Bahn vorgesehen ist, der nur Lagemarkierungen enthält, ist irgendeine Unterscheidung zwischen den Markierungen erforderlich,

^b) wenn mehr als zwei Markierungen vorhanden sind. Diese Anordnung ist normalerweise unpraktisch, weil Papier teuer ist und die Druckmaschinen nicht dafür eingerichtet sind. Ränder freizulassen, die lediglich für

Lagemarkierungen verwendet werden.

Bei einer anderen bekannten Anordnung werden Lagemarkierungen in einem Bereich zwischen den Bildbereichen auf der Bahn oder in einem Streifen, der andere Druckmarkierungen enthalt, eingedruckt. Ein kleiner Impulsgenerator ist mit der Druckmaschine gekoppelt, der Photozellen in solchen Augenblicken an- und ausschaltet, daß sie nur dann wirksam sind, ν enn sie den Querstreifen auf der Bahn abtasten, auf dem Lagemarkierungen erwartet werden. Dadurch wird verhindert, daß die Photozellen durch andere Markierungen in der Spur der Lagemarkierungen beeinflußt werden, dazu ist jedoch zur Anpassung an unterschiedliche Bahnen erforderlich, daß der Drucker den Impulsgenerator in Bezug auf die Photozellen und die Lagemarkierungen zu Beginn eines jeden Druckvorganges ausrichten muß.

In den meisten Fällen ist erforderlich, die Druckmaschine laufen zu lassen, um von Hand die Lage der Farbbilder anzunähern. Danach wird die Druckmaschine angehalten und es werden die Impulsgeneratoren synchronisiert. Anschließend wird die Druckmaschine erneut angelassen. Da für zwei Farben jeweils ein Impulsgenerator vorgesehen ist, beansprucht dieser Vorgang Zeit und bringt wegen des Anlassens und Absteilens der Druckmaschine Makulatur mit sich. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit be. Tiefdruckmaschinen, daß die Bahn am Druckzylinder hängen bleibt, so daß ein Abreißen der Bahn, ein weiterer Zeitverlust und zusätzlich Makulatur verursacht Fird.

Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt (US-PS 34 39 176), eine Anzahl von Markierungen in Form eines Kodes zu drucken und logische Schaltungsanordnungen zu verwenden, die feststellen, wenn die kodierten Markierungen einen Meßkopf passieren. Dies bringt jedoch eine große Anzahl von Markierungen auf der Bahn mit sich, damit ein erkennbarer Kode gebildet werden kann.

Es ist ferner bekannt (US-PS 33 99 306), eine Lagesteuerung durch Vergleich der Lage zweier Markierungen vorzunehmen, die von zwei nebeneinanderliegenden Photozellen abgetastet werden. Der Zeitpunkt des Auftretens der Abtastsignale wird in einer Vergleichseinrichtung verglichen und hieraus ein Fehlersignal zur Korrektur der Lage gebildet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, darüber hinaus ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, daß nur von tatsächlichen Markierungen stammende Signale weiterverarbeitet werden und daß für jeden aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgang die Markierungen sicher und zuverlässig erkannt werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 angegeben.

Somit erkennt die Fühleinrichtung die vorangehende Markierung und steuert die Vergleichseinrichtung, damit diese die Lage der nachfolgenden Markierung in Bezug auf die vorangehende Markierung untersucht. In einem typischen Fall spricht die Fühleinrichtung auf eine freie Strecke von mindestens 40 mm an (bei einem vorgegebenen Markierungsabstand von 20 mm). Die Unterscheidungsfähigkeit der Fühleinrichtung ist dadurch verbessert, daß sie nach Durchlauf einer freien Strecke von 40 mm nur anspricht, wenn die Breit? einer

Markierung einen vorgegebenen Betrag (vorzugsweise 1 '/2 mm) nicht übersteigt Die Unterscheidungsfähigkeit ist weiter dadurch verbessert, daß als weitere Erkenrungsbedingung vorgesehen ist, daß eine vorgegebene freie Strecke von mindestens 10 mm einer Markierung folgen muß. Wird eine derartige Merkmalskombination von der Fühleinrichtung erfaßt, dann schaltet ein Gatter Signale weiter, die von einer weiteren Abtastung der vorangehenden Markierung und von der ersten Abtastung einer nachfolgenden Markierung stammen.

Daraus geht hervor, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren Druckzeit und Material eingespart wird.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die gleiche Fotozelle Erkennungs- und Lagesignale erzeugt Es wird beispielsweise angenommen, daß zwei Lichtpunkte auf die sich bewegende Bahn projeziert werden, deren Abstand in Richtung der Bewegungsrichtung der Bahn gleich dem Abstand zwischen zwei Markierungen auf der Bahn ist. Ferner sind zwei Fotozellen vorgesehen die den Durchgang der Markierungen durch die entsprechenden Lichtpunkte erfassen. Wenn die vorangehende Markierung (diese soll aus weiter unten hervorgehenden Gründen als zweite Markierung bezeichnet werden) den ersten Lichtpunkt erreicht, bildet die zugeordnete Fotozelle ein Signal, das zu Erkennungszwecken verwendet werden kann. Liegen die vorgenannten Erkennungskriterien vor, wird die Vergleichseinrichtung angesteuert. Die vorangehende oder zweite Markierung erreicht die zweite Fotozelle, wenn die nachfolgende oder erste Markierung die erste Fotozelle erreicht, falls die Markierungen in richtiger Lage zueinander liegen. Die Signale der ersten und zweiten Fotozelle werden dann als Lagesignale in die Vergleichseinrichtung gegeben.

Beim Vierfarbendruck werden die ersten und zweiten Markierungen mit einem Nennabstand von 20 mm gedruckt, wobei mindestens 80 mm freies Papier vor der führenden oder zweiten Markierung liegt. Die vorangehende Markierung wird identifiziert und steuert die Vergleichseinrichtung in der oben beschriebenen Weise an. Wenn die dritte Markierung gedruckt wird, wird sie vor der ersten und zweiten Markierung in Bewegungsrichtung der Bahn gedruckt, so daß diese die neue vorangehende Markierung wird, die ein Erkennungssignal in der ersten Fotozelle der Fühleinrichtung hervorruft. Vor der dritten Markierung wird mindestens 60 mm freies Papier gelassen.

Die dritte Markierung wird auf die Erkennungskriterien einschließlich der vor ihr liegenden freien Strecke untersucht. Durch sie wird die Vergleichseinrichtung angesteuert, um die Lage der dritten Markierung mit der der zweiten Markierung, die als nächstfolgende dahinter liegt, zu vergleichen. In gleicher Weise wird die vierte Markierung vor der dritten Markierung gedruckt, und zwar in einem Abstand von 20 mm, wobei vor der vierten Markierung mindestens eine 40 rnm lange freie Strecke gelassen wird. Die vierte Markierung stellt nun die vorangehende Markierung dar und wird auf Erkennungskriterien untersucht, die die freie Strecke vor der vierten Markierung einschließen. Über die vierte Markierung wird die Vergleichseinrichtung angesteuert, um die Lage der vierten mit der dritten Markierung zu vergleichen.

Ferner ist bei dem Verfahren vorgesehen, daß die Markierungen, die der vorangehenden Markierung folgen, unberücksichtigt bleiben, wobei angenommen W IfH Ha(I Hjp· vnrannphpnHp \A q r-L· jornrjrr otirroiVKan^

Erkennungskriterien aufweist. Auf diese Weise werden bereits früher gedruckte Markierungen nicht mehr erfaßt.

Eine Ausführungsform ist anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung der Fühleinrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm mit den Schaltzuständen einzelner Stufen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, F i g. 3 eine Bahn mit drei gedruckten Markierungen,

In F i g. 1 weist eine Bahn IQ zwei Markierungen 12a und 126 auf, die auf eine Längsspur 14 in einem vorgegebenen Abstand von 20 mm aufgedruckt sind. Ein Abtastkopf weist zwei Fotozellen 16 und 18 auf, die um den gleichen Abstand voneinander entfern! angeordnet sind, und eine Lampe und Linsen, die zwei Lichtpunkte 20 und 22 auf die Bahn 10 projezieren. Die Lichtpunkte haben den gleichen Abstand in Längsrichtung wie die Markierungen. Das Ausgangssignal der vorangehenden Fotozelle 16 wird einem Verstärker A 1 zugeführt. Wird von der Fotozelle 16 weißes Papier abgetastet, dann liegt kein Ausgangssignal des Verstärkers A 1 vor und ein Miller-Integrator AiI₁ gesteuert durch den Verstärker A1, entlädt sich mit einer Steigung, die proportional der Bahngeschwindigkeit ist, wobei diese Steigung von einem Tachogenerator T gesteuert wird, der mit einer Drehzahl angetrieben ist, mit der man ein der Bahngeschwindigkeit entsprechendes Signal erhält. Wenn die Fotozelle 16 40 mm weißes Papier abtastet, entlädt sich der Miller-Integrator auf einen solchen Wert, daß die mit ihm verbundene bistabile Schaltung B1 eingeschaltet wird. Dieser Augenblick ist beim Punkt a in dem Diagramm nach Fig.2 erreicht. Wenn die bistabile Schaltung Sl eingeschaltet wird, dann ist eine bistabile Schaltung B 2 in einem Zustand, daß sie in Abhängigkeit irgendeines Ausgangssignais des Verstärkers A 1, das anzeigt, daß die Fotozelle 16 etwas Gedrucktes abtastet, eingeschaltet wird. Dieser Augenblick entspricht dem Punkt b nach F i g. 2, von dem an der Miller-Integrator über das Ausgangssignal des Verstärkers A 1 beginnt, sich von einem oberen Niveau erneut zu entladen. Wenn die bistabile Schaltung B2 eingeschaltet wird, beginnt ein zweiter Miller-Integrator Ml sich zu entladen, wobei die Steigung der Entladung wieder von dem Geschwindigkeitssignal des Tachogenerators T gesteuert wird. Das Ausgangssignal des zweiten Miller-Integrators M2 wird drei Gattern GX, G 2 und G 3 zugeführt.

Steht am Ausgang des Verstärkers A 1 nach einem Weg von 1,5 mm der Bahn, der dem vorangehenden Rand eines Druckes folgt, weiterhin ein Ausgangssignal an, dann steht fest, daß dieser Druck, der die bistabile Schaltung B 2 anschaltet, zu breit ist, um eine Lagemarkierung zu sein. Das Gatter C 1 (das von dem zweiten Miller-Integrator Ai 2 gesteuert wird und ein Signal von Verstärker A 1 über die Leitung 24 erhält) schaltet die bistabile Schaltung B1 aus und bringt das System in den Anfangszustand. Das Gatter G'\ kann eine Schaltung mit einem Transistor sein, der von einem Drucksignal durchgeschaltet wird, wenn das Ausgangssignal des Miller-Integrators ein entsprechendes Niveau aufweist (in diesem Beispiel, wenn das Ausgangssigna des Miller-Integrators mehr als 1,5 mm entspricht) Steht am Ausgang des Verstärkers A 1 nach einem Weg von 1,5 mm nach einem vorangehenden Druckrand keir j Signal an (v/ie in dem Diagramm nach F i g. 2 angenommen) dann setzt der Miller-Integrator MI seine Entladung fort.

Gibt es ein weiteres Ausgangssignal des Verstärkers A 1 bevor die Bahn einen Weg von 10 mm zurückgelegt

ίο hat, wird das entsprechende Signal über eine Leitung 26 zum Gatter G 2 geführt, das die bistabile Schaltung B 1 ausschaltet und das System erneut in den Anfangszustand bringt. Dies geschieht aus dem Grunde, weil sich hinter einer Lagemarkierung mindestens 10 mm freie

r> Strecke befinden sollte. Liegt eine derartige freie Strecke vor, wie in dem Diagramm nach F i g. 2 angenommen, dann entlädt sich der Miller-Integrator M2 bis zu einem Punkt, durch den das Ausgangsgalter G 3 angeschaltet wird, das seinerseits eine Vergleichseinrichtung R einschaltet. Das Gatter G 3 schaltet außerdem über eine Leitung 28 die bistabile Schaltung Sl aus. Dieser Zeitpunkt ist in dem Diagramm bei Punkt c dargestellt. Die Vergleichseinrichtung R erhält Signale von den beiden Photozellen 16 und 18 und

2^r> arbeitet in der üblichen Weise. Es bildet ein Fehlersignal wenn der Abstand zwischen den Markierungen einen Fehler in der Lage der Bahn anzeigt. Dieses Fehlersignal wird einer automatischen Lagekorrektureinrichtung /?C'zugeführt, die von bekanntem Aufbau ist

jo eine Lagekorrektur durchführt, wobei die Stellung einer mittleren Rolle zwischen zwei Druckzylindern verstellt wird, um den Weg zwischen den beiden Zylindern zu vergrößern oder zu verkleinern.

F i g. 3 zeigt einen Zustand, bei dem ein dritter

ü Arbeitsvorgang auf der Bahn in Lageübereinstimmung mit zwei vorangehenden Vorgängen zu bringen ist. Die dritte Markierung 12c liegt vor den Markierungen 12έ und 12a in Bewegungsrichtung der Bahn, so daß die Photozelle 16 zunächst die Markierung 12c abtastet,

-tu bevor sie die Markierungen 120 und 12a erfaßt. Aul diese Weise spricht die Schaltung auf die Markierung 12c an und es erfolgt ein Lagevergleich zwischen den Markierungen 12c und 126. Mit der Erfassung der Markierung 12c durch die Fotozelle 16 beginnt der

^ Miller-Integrator MX sich zu entladen, und das nachfolgende Erfassen der Markierungen 12b und 12a durch die Photozelle 16 dient lediglich dazu, den Miller-Integrator M1 wieder in den Anfangszustand aul ein oberes Niveau zu bringen, ohne daß dadurch die

5» Schaltungseinrichtung PX, B2, M2 und Gi beeinflußt werden. Die Erkennungsschaltung spricht nur an, wenn die bistabile Schaltung B 2 in Abhängigkeit eines Markierungssignales vom Verstärker A 1 eingeschaltet wird. Die bistabile Schaltung B 2 kann nur eingeschaltet werden, wenn bereits die bistabile Schaltung Sl eingeschaltet ist d.h. wenn der Markierung eine vorgegebene freie Strecke vorausgegangen ist die größer als der Abstand zwischen zwei Markierungen ist Entsprechend spricht die Erkennungsschaltung nur aul die vorangehende Markierung an und läßt die nachfolgenden unberücksichtigt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Steuerung der Lage einer sich bewegenden Bahn, insbesondere einer zu bedrukkenden Papierbahn, auf der für zwei aufeinanderfolnende Bearbeitungsvorgänge zwei Markierungsn hintereinander auf einer neben dem Druckbild verlaufenden Spur gedruckt werden und die Markierungen bei richtiger Lage der Bahn einen vorgegebenen Abstand voneinander aufweisen, wobei die von zwei Photozellen gelieferten Markierungssignale von einer Vergleichseinrichtung aufgenommen werden und das Ausgangsfehlersignal der Vergleichseinrichtung einer Lagekorrektureinrichtung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur längs einer ersten Strecke, die länger als der Abstand zwischen den Markierungen ist, auf Vorhandensein eines freien Bereiches abgetastet wird, daß die der freien Strecke nachfolgende jeweils erste Markierung abgetastet wird und dadurch der Vergleich zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen entsprechenden Markierungssignalen eingeleitet wird, daß für jeden folgenden Bearbeitungsvorgang eine weitere den bereits vorhandenen Markierungen vorangehende Markierung aufgedruckt wird, daß die vor der neuen Markierung liegende Spur dann längs einer zweiten Strecke, die länger als der Abstand zwischen zwei lagerichtigen Markierungen und um den Abstand zwischen zwei lagerichtigen Markierungen kürzer als die erste Strecke ist, auf Vorhandensein eines freien Bereiches abgetastet wird und daß die Lage der neugedruckten Markierung mit der folgenden Markierung verglichen wird, wobei die restlichen Markierungen unberücksichtigt bleiben.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Fühleinrichtung mit mindestens zwei Photozellen, die in Bewegungsrichtung der Bahn mit Abstand voneinander angeordnete Bereiche auf der Spur abtasten, aus einer Vergleichseinrichtung, die einen Vergleich der der Lage der ersten und zweiten Markierung entsprechenden Signale der Photozellen durchführt und aus einer Lagekorrektureinrichtung, die in Abhängigkeit eines Ausgangsfehlersignals der Vergleichseinrichtung eine Lagekorrektur durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung eine Markierungs-Erkennungsschaltung aufweist, die ein von der ersten Photozelle (16) gebildetes Erkennungssignal in Abhängigkeit vom Eintreffen der vorangehenden Markierung (\2b) erhält, daß die Vergleichseinrichtung mit der ersten Photozelle (16) verbunden ist und von dieser ein erstes Lagesignal erhält, wenn die nächstfolgende Markierung (\2a) die erste Photozelle (16) erreicht, und daß die Vergleichseinrichtung mit der zweiten Photozelle (18) verbunden ist und von dieser ein weiteres Lagesignal erhält, wenn die vorangehende Markierung (\2b)a\t zweite Photozelle (18) erreicht und das erste Lagesignal mit dem zweiten vergleicht.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung ein Zeitglied aufweist, das ausgelöst wird, wenn die Fühlereinrichtung eine Markierung erfaßt, und das die Länge der freien Strecke, die vor der Markierung liegt, bestimmt.

A ^hahiincFcannrHnunCT narh Ansnnirh λ HaHlirrh

gekennzeichnet, daß ein weiteres Zeitglied vorgesehen ist, das ausgelöst wird, wenn eine Markierung auf die bestimmte freie Strecke folgt, und das die Schaltung zurückstellt, wenn die Breite der erfaßten Markierung in Bewegungsrichtung der Spur (14) größer als ein vorgegebener Wert ist

5. Schaltungsanordnung nach Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Zeitglied vorgesehen ist, das die Schaltung zurückstellt, wenn

ι« eine weitere Markierung innerhalb des vorgegebenen Abstands von der vorangehenden Markierung erfaßt wird.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitglied ein Miller-Integrator (Mi, M2) vorgesehen ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Ausgangssignals des Miller-Integrators (M 1, M2) von einem

2« Meßgeber gesteuert wird, der die Geschwindigkeit der Bahn (10) ermittelt.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßgeber ein Tachogenerator (T) ist.

^2r> 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung-Erkennungsschaltung zwei Schaltvorrichtungen aufweist, von denen die erste lediglich auf das Abtasten der freien Strecke auf der Markie-

^J0 rungsspur (14) anspricht und von denen die zweite auf ein einer Markierung entsprechendes Signal einer Fotozelle nur anspricht, wenn die erste Schaltvorrichtung ausgelöst worden ist.