DE2901980A1

DE2901980A1 - Einrichtung zur steuerung einer druckmaschine

Info

Publication number: DE2901980A1
Application number: DE19792901980
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Ing Feulner; Burkhardt Dr Ing Wirz
Original assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1979-01-19
Publication date: 1980-07-24
Also published as: FR2446720B1; GB2043883A; GB2043883B; CH650200A5; DE2901980C2; FR2446720A1

Description

2001980

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung einer Druckmaschine mittels Messung der Farbdichten einer auf dem Bedruckstoff mitgedruckten Farbkontrolleiste durch einen längs der Farbkontrolleiste bewegbaren, eine Lichtquelle und einen Fotoempfänger aufweisenden Meßkopf.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise durch die US-PS 3 367 230 bekannt. Der Meßkopf dieser Einrichtung enthält eine Lichtquelle und eine Fotozelle, die über eine Optik und den Farben entsprechende Farbfilter von dem von einem Meßfeld reflektierten Licht beaufschlagtwird. Die einzelnen Farbfilter sind auf einem Filterrad verdrehbar angeordnet und können somit wahlweise in den Strahlengang zwischen Lichtquelle und Fotozelle gebracht werden.

Der Meßkopf ist auf einem Wagen befestigt, der auf einer Schiene traversieren und die einzelnen Farbkontrollmarken anfahren kann. Die genaue Lage des Meßkopfes zu den einzelnen Kontrollmarken wird durch längs einer Welle angeordnete Fixierbohrungen bestimmt, die Fixierbohrungen an eine- Scheibe und Farbmarkierungen an einem Verdrehknopf entsprechen, wobei Fixierstifte am Meßkopf, bzw. am Wagen des Meßkopfes, durch Federn in diese Fixierbohrungen eindTÜckbar sind. Die Verschiebung des Meßkopfes und die Verdrehung des JFilterrades erfolgen manuell.

Durch die GB-PS 822 444 ist es bekannt, den Meßkopf einer derartigen Einrichtung durch einen Motor über einen Spindeltrieb anzutreiben- An den einzelnen Farbkontrollmarken wird der Meßkopf dadurch gestoppt, daß über gesondert für die einzelnen Farben einstellbare Anschläge jeweils ein Schalter betätigt und der Antrieb unterbrochen wird.

Durch die Vorrichtung gemäß DE-OS 2 150 319 ist es bekannt, mehrere Meßfühler zur Abtastung nebeneinander liegender■ Kontrollfelder zu benutzen. Es sind Maßnahmen zur Synchronisierung der Messung mit der Bogenbewegung vorgesehen. ·

030 030/0 39?

Zur Kontrolle eines Mehrfarbendrucks müssen Kontrollmarken für mindestens vier Farben und möglichst weitere Marken zur Bestimmung bestimmter Qualitätsmerkmale in einer "Zonenbreite" vorgesehen sein. Die "Zonenbreite" ist üblicherweise ca. 30 mm breit und. entspricht dem Abstand der Verstelleinrichtung an den Farbwerken, mit denen die Farbzufuhr zur Druckplatte über die Breite gesehen veränderbar ist.

Das Abfahren einer größeren Anzahl von Kontrollmarken in der herköuanlichen Art, "z.B. entsprechned US-PS -3 367 230, mit je nach angefahrener Farbe entsprechender Umschaltung des Filters ist zeitraubend und, nachdem die Druckmaschine in der Zeit weiterläuft, in der ein Bogen auf einem separatem Kontrolltisch · überprüft wird und evtl. Makulatur produziert, ist die Anwendung dieses herkömmlichen Verfahrens wirtschaftlich nicht vertretbar.

Außerdem können die einzelnen Marken einer derart fein unterteilten Farbkontrolleiste nicht durch feststehende Positioniereinrichtungen angefahren werden, da die Breite der Kontrollmarker sich laufend verändert. Veränderungen der Breite treten beispielsweise auf, wenn das bedruckte Papier beim Trocknen schrumpft.

Auf einem Meßfeld übereinander gedruckte Farben können bei der langsamen mechanischen Filterumschaltung praktisch überhaupt nicht ausgemessen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Steuerungs- bzw. Regeleinrichtung der genannten Gattung die Messung an den einzelnen Kontrollfeldern einer Farbkontrolleiste besonders bei der Messung mehrerer Farben zu beschleunigen und den jeweiligen Meßort genauer zu bestimmen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

030030/0397

Der Vorteil besteht darin, daß der Meßkopf nicht am Meßort angehalten werden muß, sondern zeitsparend die Kontrolleiste durchläuft und der jeweilige Meßort sich aus dem Verlauf der laufend erhaltenen Meßwerte ergibt. Besonders der bei zweimaligem Differenzieren der Meßitferte sich ergebende Nulldurchgang vermittelt einen genauen Anhaltswert für die Grenzen der Meßfelder und damit füx die Lage des Meßorts. Ein Aufsummieren von beim Schrumpfen des Bogens sich beispielsweise ergebenden Einzelfehler von Meßfeld zu Meßfeld wird vermieden, so daß die Breite der Meßfelder reduzierbar ist undT damit sämtliche Meßfelder untergebracht werden können.

Die Auswertung der vom Fotogeber ausgegebenen Signale kann durch elektrische Bauteile, wie Differenzierer, Komparatoren, erfolgen. Von außen einwirkende Störungen können dadurch vermieden werden, daß die analogen Meß\verte fortlaufend in digitale Signale umgewandet und somit eine Weiterverarbeitung und Auswertung in einer digital arbeitenden Einrichtung ermöglicht wird. Insbesondere kann dies per Programm in einem kleineren Prozeßrechner oder in einem Mikroprozessor erfolgen.

In einer besonders für den Mehrfarbendruck sehr vorteilhaften Ausgestaltung ist im Meßkopf ein ständig rotierendes Filterrad im Strahlengang angeordnet und ein synchron mit dem Filterrad gesteuerter Umschalter vorgesehen, durch den die vom Fotoempfänger abgegebenen Dichteimpulse entsprechend dem durchstrahlten Filter auf verschiedene Speichereinrichtungen gegeben werden können.

Die Verwendung eines schnell rotierenden Filterrades im Meßkopf macht es möglich, jederzeit und ohne Zeitverzug eine beliebige Farbe oder mehrere Farben praktisch gleichzeitig zu messen (Übereinanderdruck) ohne daß der Meßkopf angehalten werden muß. Wenn die gemessenen Farbdichtewerte bzw. die Differenzen zu den Sollwerten nicht mehr als Protokoll bzw. nicht mehr nur als Protokoll sondern als elektrische Signale direkt - oder nach Verarbeitung in einem kleinen Prozeßrechner - der Druckmaschine zur Regelung der zonenweisen Farbzufuhr zugeführt werden, können die zur Kontrolle der Bogen notwendigen Zeiten minimiert werden.

0300 3 0/0397 ~⁶~

290198Ö

Die Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnung noch weiter erläutert.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Druckbogens mit draufgedruckter Farbkontroll-Leiste; unterhalb der einzelnen, verschiedenfarbigen Meßfelder sind die erhaltenen Dichtemeßwerte, sowie der nach Differenzieren erhaltenen Signale D- und D₂ ausgezeichnet,

Fig. 2 eine Schemazeichnung des Meßkopfes,

Fig, 3 die Anordnung des Meßkopfes auf einem Meßtisch und

Fig. 4 ein schematisches Farbwerk mit einer Einrichtung zur Einstellung der Farbzufuhr.

MeSfeld-Grenzerkennung

Ein. Meßkopf 1 - der von üblicher Bauart sein kann, bevorzugt aber mit dem noch zu beschreibenden rotierenden Filterrad ausgeröstet ist - wird gleichmäßig über die Farbkontrolleiste des bedruckten Bogens 3 entlangbewegt. Dies geschieht dadurch, daß der bedruckte Bogen auf einer mit Löchern 4 versehenen Leiste 5 (Fig. 3) mittels Unterdruck angesaugt wird und unverrückbar festliegt. Neben dieser Saugleiste 5 bewegt sich auf einer Führung 6 ein Schlitten 7, der den Meßkopf 1 trägt und gleichmäßig fortbewegt, z.B. durch Seilzug, Zahnriemen, hier aber durch eine elektrisch angetriebene Spindel 8.

Beim Oberlaufen der Farbkontrolleiste 2 gibt der Meßkopf 1 ein kontinuierliches Dichte.signal D ab (Fig. 1), das elektrisch überwacht und weiterverarbeitet wird. Wie ersichtlich, ergeben

— 7 —

0 3 0 0 3 0/0397

sich an den Grenzen der Meßfelder 9 bis 14 der Farbkontrollleiste 2 schnelle Änderungen des Dichtewerts D.

INIach einmaliger Differentiation (im mathematischen Sinne) , die elektrisch in bekannter Weise durchgeführt wird, erhält man das Signal D, _y das ein Maß für die Größe der Dichteänderung ist. Nach einer zweiten Differentiation erhält man das Signal D^, das den Ort bzw. Zeitpunkt der größten Dichteänderung angibt.

Die Auswertung dieser Signale geschieht nun in der Weise, daß zunächst beobachtet wird, ob das Signal D. eine Schwelle - D^₀ überschreitet bzw. unterschreitet. Geschieht dies, so kann angenommen werden, daß ein echter Dichtesprung (von z.B. ^ D=o,5) infolge Oberlaufens einer Meßfeldgrenze auftritt und es sich nicht um kleinere DichteSchwankungen innerhalb eines Meßfeldes oder um Papierverunreinigungen handelt. Erst wenn dies gegeben ist, wird, der Nulldurchgang N des Signals D₂ als Zeitpunkt bzw. Ort der Meßfeldgrenze akzeptiert.

Bei vorgegebener Meßfeldbreite kann nun von der so erkannten Meßfeldgrenze aus die Mitte des Meßfeldes 1 ermittelt werden, indem der zurückgelegte Weg des Meßkopfes 1 gemessen wird; dies wird im vorliegenden Fall erreicht, indem ein auf dem Spindelantrieb 8 befestigtes Zahnrad 15 elektrisch (Induktivgeber) oder optisch (Lichtschranke 16) abgetastet wird. Jeder Abtastimpuls entspricht dabei einer gewissen Fortbewegung des Meßkopfes., z.B. um o,1 mm. Nachdem die Meßfeldmitte erreicht ist, wird der Farbdichtemeßwert D des Densitometers elektrisch gespeichert - bevorzugt in digitaler Form - oder gleich an das Farbwerk zu dessen automatischer Steuerung weitergeleitet. Anschließend setzt für das nun folgende Meßfeld wieder die Grenzerkennung in der oben beschriebenen Weise ein, dann die Wegzählung für die Mitte dieses Feldes, die Dichtemessung usw.

Prinzipiell könnten die Meßfeldgrenzen schon erkannt werden, wenn das Signal D.. (Fig. 1) die Werte - D^₀ über- bzw. unterschreitet. Wie ersichtlich ergibt sich dadurch aber ein breiter

- 8 0 30 0 30/0397

Unsicherheitsbereich, der noch dazu von der Größe der Dichteänderung abhängt. Erfindungsgemäß verwendet die beschriebene Einrichtung daher das durch nochmaliges Differenzieren des Signals D_t erhaltene Signal D,, das durch seinen Nulldurchgang eine sehr exakte und von der Größe der Dichteänderurig unabhängige Angabe des Orts der Meßfeldgrenze liefert.

Vfie aus Fig. 1 ersichtlich, erfolgt der Nulldurchgang des Signals D-, erst um eine kleine Strecke d nach der eigentlichen Meßfeldgrense, falls die Dichteänderung positiv war; dies rührt daher, daß praktisch die ganze Meßblende des Densitometer in das Meßfeld eingelaufen sein muß, bis die größte Änderung der Steigung D^ des Dlchtesxgnals D auftritt. Entsprechend erfolgt bei negativen Dichteänderungen schon um den Betrag d vor der Meßfeldgrenze der Nulldurchgang des Signals D„. Dies stellt aber für die praktische Anwendung der Einrichtung keinen Nachteil dar, weil die Strecke d hinreichend genau durch die halbe Breite der Meßblenie des Densitometers vorgegeben ist.

In der Praxis werden zifeckmäßig die Meßfeldgrenzen dadurch er-■ ittelt, daß nur immer die Dichteänderungen in einer Richtung., z.B. positive Dichteänderungen zu Erkennung der Meßfeldgrenzen herangezogen werden. Die Verschiebung d liegt dann immer in derselben Richtung und die Meßfeldmitte kann durch Weiterzählen der Meßkopfposition (mit Zahnradgeber 15, 16) immer in gleicher Weise ermittelt werden.

Bei der Auswertung von positiven Dichteänderungen wird erfindungsgemäß immer dasjenige Farbfilter im Densitometer gewählt, das für die Messung des nächstfolgenden Farbfeldes vorgesehen ist. Man erhält dabei optimal große und bevorzugt positive Dichteänderunpen. wenn der Meßkonf die Meßfeldprenze überläuft. Zur Erzielung optimaler negativer Dichteänderungen wird entsprechend ein Farbfilter gewählt, das dem Farbfeld entspricht, auf dem sich der Meßkopf gerade- befindet. Durch das noch zu beschreibende rotierende Filterrad im Meßkopf ist die Wahl des geeigneten Farbfilters recht einfach (elektronisch) und ohne Zeitverzug möglich.

0 30 030/039 7

Die beschriebene Einrichtung gestattet für den Fall, daß Volltonfelder mit ausreichend hoher Dichte und ständig wechselnden Farben aufeinanderfolgen, die Erkennung jeder Meßfeldgrenze. Wenn in der Farbkontrolleiste auch Rasterfelder mit geringerer Dichte vorhanden sind oder wenn Felder gleicher Farbe aufeinanderfolgen, so wird je nach Höhe der Schwelle - D öfters keine Grenzerlcennung möglich sein. Da auf eine kurze Laufstrecke des Meßkopfes aber die SchruMng des bedruckten Bogens oder kleinere Ungenauigkeiten (in der Montage) der Meßfelder nicht zum Tragen kasusen, können die Meßfeldmitten (⁼ Meßpositionen) aber leicht duTch Positionszählung mit dem Zahnradgeber (15, 16) ermittelt werden. Je nach Anordnung der Felder in der Farbkontrolleiste 2 wird aber nach höchstens 10-20 Feldern wieder eine Meßfeldgrenze erkannt und der Zählwert der Meßkopfposition kann dann entsprechend korrigiert werden. Bedingung ist lediglich, daß alle Meßfelder - zumindest nominell - gleiche Breite haben, was aber in der Praxis wegen der einfacheren "Montage" der Farbkontrollleiste sowieso gegeben ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur automatischen Erkennung der Meßfeldgrenzen gestattet somit, beliebig lange Farbkontrollleisten exakt abzutasten und die Dichtewerte der einzelnen Meßfelder zu ermitteln, ohne daß durch eine Schrumpfung - oder auch Dehnung - des bedruckten Bogens Fehlmessungen auf falschen Meßfedern oder an Meßfeldgrenzen Zustandekommen. Auch bei ungenauen Meßfeldbreiten oder bei ungenauer "Montage" der Farbkontrollleiste wird immer eine ausreichend genaue Meßposition in Meßfeldmitte erzielt.

Bogenanfangserkennung

Erfindungsgemäß kann die beschriebene Einrichtung sehr vorteilhaft auch zur Erkennung, des Anfangs des bedruckten Bogens 3, d.h. der Papierkante 17 verwendet werden. Dazu muß die Oberfläche der Saugleiste 5, auf der der Bogen 3 angesaugt wird, dunkel, z.B. schwarz sein, also eine hohe Farbdichte aufweisen. Läuft der

- 10 -

03003Ό/0397

Meßkopf 1 nun von der Saugleiste 5 auf das Papier, so ergibt sich eine große negative Dichteänderung (siehe Fig. 1), die in der schon beschriebenen Weise ausgewertet-wird und den Bogenanfang kennzeichnet. Anschließend werden zunächst nur positive Dichteänderungen betrachtet. Eine erste positive Dichteänderung erfolgt, wenn der Meßkopf 1 nun vom Papierweiß auf das erste Farbfeld der Farbkontrolleiste 2 läuft; sie wird in der beschriebenen XVeise ausgewertet und kennzeichnet den Anfang der Farbkontrolleiste. In der Folge können je nach Wunsch und Bedarf positive oder negative Dichteänderungen ausgewertet werden.

Diese Bogenanfangs-Erkennung hat den besonderen Vorteil, daß der Bogen an einer beliebigen Stelle der Saugleiste angelegt werden kann und nicht exakt positioniert werden muß; in Verbindung mit der Erkennung des ersten Farbfelds der Farbkontrolleiste wird somit eine von der Lage des Bogens unabhängige Bestimmung der Meßfeldmitteln ( = Meßorte) ermöglicht.

Rotierendes Filterrad

Zut Messung unterschiedlicher Farbfelder eines kontinuierlich über diese Felder laufenden Meßkopfes 1 wäre ein schneller Wechsel der Farbfilter notwendig, der sich (elektro-)mechanisch nur schwer und mit großem Aufwand bewerkstelligen läßt.

Es wird deshalb ein schnell rotierendes Rad 18 im Strahlengang des Meßkopfes 1 (Fig. 2) - also zwischen einer Lichtquelle 19, der Farbkontrolleiste 2 und einem Fotoempfänger 24 - angeordnet, das die entsprechenden Farbfilter 20, 21, 22, 23 enthält, z.B. jeweils um 90 versetzt die Filter für Schwarz, Magenta, Cyan, Gelb. Dabei liefert der Fotoempfänger 24 elektrische Intensitätsimpulse, die im nachfolgenden logarithmischen Verstärker 25 in elektrische Dichteimpulse umgewandelt werden. Erfindungsgemäß werden diese Dichteimpulse durch einen elektronischen Umschalter 26 auf vier gleichartige elektronische Speicher- und Filterein-

- 11 -

030030/0397

2901Ö80

richtungen 30, 31, 32, 33 verteilt, an deren Ausgang eine kontinuierliche elektrische Spannung entsteht, die der Größe der Dichteimpulse proportional ist. Eine Lichtschranke 34 tastet Löcher 35 bis 38 im Filterrad 18 ab und steuert den Umschalter 26 so, daß die Dichteimpulse einer Farbe immer in die gleiche Einrichtung 30 bis 33 eingespeist werden.

Durch diese Anordnung wird erreicht, daß am Ausgang der Einrichtung 30 bis 33 für jede Filterfarbe ein kontinuierlicher Dichtemeßwert D_g D„ vorliegt, der sich wie in Fig. 1 (Signal D) ändert, wenn der Meßkopf eine Meßfeldgrenze überläuft. Der Vorteil der Einrichtung liegt nun aber darin, daß alle Dichtemeßwerte ϋς,.,.ϋρ gleichzeitig zur Verfügung stehen und für die Weiterverarbeitung (Ableitung von D- und D«, siehe Fig. 1) zur Erkennung der Meßfeldgrenzen zur Verfügung stehen. Auch für d-ie Dichtemessung bietet dies Vorteile, weil ohne Anhalten des Meßkopfes gleichzeitig die Dichtewerte mehrerer Farben in ein- und demselben Feld gemessen werden können (Übereinanderdruck). Durch bekannte elektronische Mittel kann aber auch praktisch verzögerungsfrei einer der Dicht.neßwerte ausgewählt werden und für die Erkennung der Meßfeldgrenzen herangezogen werden, was wichtig ist, wenn man immer nur Dichteänderungen einer Richtung auswerten will.

Diese Vorteile könnten durch eine mechanische Filterumschaltung nicht erreicht werden, weil immer nur der Dichtemeßwert einer Farbe entsprechend dem gewählten Farbfilter zur Verfügung steht und die Umschaltung auf ein anderes Farbfilter eine erhebliche Zeit beansprucht.

In Fig. 4 ist ein vereinfachtes Farbwerk 40 gezeigt, durch das die in einem Farbreservoir 41 befindliche Farbe über Walzen 42 bis 45 dem Plattenzylinder 46 einer nicht dargestellten Druckmaschine zugeführt wird. Eine Einrichtung zur herstellung der Farbzufuhr besteht hier aus einem Schieber 47, der durch einen Stellmotor 48 in Richtung der Walze 42 bewegbar ist..

030Q30/0397

Claims

GRAPriO MfiTRÜNIC

Meß- und Regeltechnik GmbH & Co. KG Gaisbergstr.7 Rgb., 8000 München 80

Einrichtung zur Steuerung einer Druckmaschine

Patentansprüche^

1.)] Einrichtung zur -Steuerung einer Druckmaschine mittels Messung der Farbdichten einer auf dem Bedruckstoff mitgedruckten Farbkontrolleiste durch einen längs der Farbkontrolleiste bewegbaren, eine Lichtquelle und einen Fotoempfänger aufweisenden Meßkopf,

dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (1) gleichmäßig über die Farbkontrolleiste (2) bexiegbar und die zeitliche Änderung der vom Fotoempfänger (24) kontinuierlich abgegebenen Dichtemeßwerte (D) der Bestimmung der Grenzen der Meßfelder (9, 10, 11, 12, 13, 14) und/oder des Bogenanfangs (17) zugrunde gelegt wird.

2.) Einrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die vom Fotoempfänger (24) abgegebenen Dichtemeßwerte (D) durch zweimaliges Differenzieren zu Signalen (D₉J umformbar und der Nulldurchgang (N) dieser Signale (D₂^ Bestimmung der Meßfeldgrenzen zugrunde -gelegt ist.

3.) ^Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, daduar-ch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (1) ein ständig rotierendes Rad (18) im Strahlengang aufweist, in den die verschiedenen optischen Farbfilter (20 bis 23} in der Reihenfolge wie die Meß-

03Q03Ö/039

felder (9, 10, 11, 12) auf der Kontrolleiste (2) vorgesehen angeordnet sind, daß die vom Fotoempfänger (24) abgegebenen Intensitätsimpulse in einem logarithmischen Verstärker (25) in elektrische Dichteimpulse umwandelbar sind und ein Umschalter (26) synchron mit dem Rad (18) ansteuerbar ist, durch den die Dichteimpulse je nach in Eingriff befindlichem Farbfilter (20 bis 23) auf verschiedene Speichereinrichtungen (30 bis 33) verteilbar sind, wobei an deren Ausgang jeweils eine kontinuierliche, der Größe der Dichteimpulse proportionale Spannung entsteht und für die Bestimmung der Meßfeldgrenzen durch eine weitere Schaltung jeweils die Dichtemeßwerte auswählbar sind, die bei Eingriff des der Farbe des gerade abgetasteten Meßfeldes (9) und des nachfolgenden Meßfeldes (107 entsprechenden Farbfilters (20, 21) erhalten werden.

4») Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Meßkopfes (1) durch einen Weggeber (15, 16) meßbar und als Ort der Meßwertabgabe wahlweise eine bestimmte Weglänge nach gemessener Meßfeldgrenze oder nach dem vorangegangenen Ort der Meßwertabgabe definierbar ist.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die ermittelten Farbdichtemeßwerte nach Verarbeitung in einer elektronischen Recheneinrichtung, einer iEinrichtung(47, 48) zur Verstellung der Farbzufuhr an einer Drucksachen« -zuführbar sind.

6.) Einrichtung .nach einem der Ansprüche Ί bis 4, .dadurch g e ke η η ζ =e -ϊ c h η e t_, daß "die ^Bichfremeftwert© und. dl« Meßwerte des Weggebers 16) per Programm auswertbar und di€ Auswahl der Blchtemeßwerte durchführbar ist.

03 0 0 30/039 7