DE4218760C2 - Anordnung von Registermarken auf einem Druckprodukt und Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen - Google Patents

Anordnung von Registermarken auf einem Druckprodukt und Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen

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    • B41F33/0081Devices for scanning register marks

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Registermarken und ein Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen nach dem Anspruch 1 bzw. 10, wie gattungsmäßig aus der DE-PS 10 18 965 bekannt.
In dieser DE-PS 10 18 965 ist eine Anordnung zur kombinierten Längs- und Seitenregisterregelung von Mehrfarbendruckmaschinen beschrieben, bei der mit jedem Druck jeder Farbe zwei Registermarken zwischen je zwei Bilder auf einer Bahn gedruckt werden. Eine der Registermarken liegt schräg und die andere senkrecht zur Laufrichtung der Bahn. Beim Durchgang einer Registermarke entlang eines fotoelektrischen Abtasters entstehen Meßimpulse, die die Zündung von Thyratrons und eine damit verbundene Auf- und Entladung eines Kondensators bewirken. Bei der Abtastung mehrerer Registermarken bildet sich über den Kondensator eine Spannung aus, die im Mittel proportional der Verschiebung der Registermarken ist. Mit dieser Anordnung läßt sich feststellen, inwieweit die betreffenden Registermarken zweier Farben in Laufrichtung gesehen auf gleicher Höhe liegen, d. h. die Meßimpulse zum gleichen Zeitpunkt abgeleitet werden. Sollen Registerabweichungen mehrerer Farben geregelt Werden, dann müssen für jede weitere Farbe weitere Registermarken und Abtaster vorgesehen werden, die quer zur Laufrichtung angeordnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung von Registermarken zu finden und ein Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen an einer Mehrfarben- Rotationsdruckmaschine zu entwickeln, die mit geringem Aufwand und hoher Genauigkeit die Positionsbestimmung von auf dem Bedruckstoff mitgedruckten Registermarken ermöglichen, wobei der Einfluß von Geschwindigkeitsschwankungen des Bedruckstoffes minimiert ist.
Die Aufgabe wird mit einer Registermarkenanordnung bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 bzw. Anspruch 10 gelöst.
Die in einer Bezugsfarbe gedruckten ersten Registermarken, welche als Streckenreferenzmarken wirken, können mit genau einem Druckwerk erzeugt werden, vorteilhaft in der Farbe, die der spektralen Empfangscharakteristik fotoelektrischer Empfänger in einer Abtasteinrichtung für die Registermarken am besten angepaßt ist. Die Signale, welche durch die Abtastung der weiteren Registermarken und der als Streckenreferenzmarken gedruckten ersten Registermarken entstehen, werden in einer Schaltungsanordnung gemeinsam bearbeitet, wobei das Signal, resultierend aus den in der Bezugsfarbe gedruckten ersten Referenzmarken das Bezugssignal für die Ermittlung der Position der weiteren Registermarken bzw. der Registerabweichung darstellt. Es werden keine zusätzlichen Geber für den Maschinenwinkel oder Sensoren für die Abtastung von fixen Kanten eines Transportzylinders benötigt, die ein Referenzsignal erzeugen.
Eine Variante besteht darin, daß neben einer Registermarkenspur eine Spur aus Streckenreferenzmarken vorgesehen ist, die aus einem periodischen Strichraster besteht, wobei die Strichkanten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes stehen und die Streckenreferenzmarken von einem zusätzlichen fotoelektrischen Empfänger der Abtastanordnung erfaßbar sind.
Eine Erhöhung der Auflösung kann man dadurch erreichen, wenn neben der jeweiligen Registermarkenspur eine Spur aus Streckenreferenzmarken vorgesehen ist, die aus einem periodischen Raster lückenlos in Reihe angeordneter rechtwinkliger Dreiecke besteht, wobei jeweils eine Kathete der Dreiecke lückenlos auf einer Geraden aneinandergereiht sind, wobei die anderen Katheten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes stehen, wobei die Hypotenusen parallel angeordnet sind und wobei die Streckenreferenzmarken von einem zusätzlichen fotoelektrischen Empfänger der Abtastanordnung erfaßbar sind.
Bezüglich des Aufwandes ist es günstig, wenn die Streckenreferenzmarken jeweils innerhalb der Registermarkenspur einer Registermarkengruppe voreilend oder nacheilend angeordnet sind. Registermarkensignale und Streckenreferenzsignale lassen sich dann mit ein und demselben Empfänger der Abtastanordnung gewinnen. Für die Signalverarbeitung ist es dann vorteilhaft, wenn die Streckenreferenzmarken und die Registermarkengruppen so angeordnet sind, daß die Registermarkengruppe der einen Registermarkenspur zeitgleich mit den Streckenreferenzmarken jeweils auf der anderen Seite des Bedruckstoffes von der jeweiligen Abtasteinrichtung erfaßbar ist.
Eine weitere für die Signalverarbeitung günstige Variante ergibt sich dadurch, wenn die Streckenreferenzmarken jeweils innerhalb der Registermarkenspur eingebracht sind und die Streckenreferenzmarken einzelne gleichabständige Striche sind, deren Kanten senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes stehen, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Strichen die jeweils von einem Druckwerk erzeugten Registermarken liegen.
Einen besonders geringen Aufwand und eine hohe Signalverarbeitungsgeschwindigkeit erreicht man dann, wenn die Streckenreferenzmarken jeweils innerhalb der Registermarkenspur eingebracht sind, wobei jeder einzelnen Registermarke der einen Registermarkenspur genau eine einzelne Streckenreferenzmarke der anderen Registermarkenspur zugeordnet ist, wobei die einzelne Registermarke und die einzelne Streckenreferenzmarke im wesentlichen zeitgleich von der jeweiligen Abtastanordnung erfaßbar sind, und wenn die Streckenreferenzmarke aus einem einzelnen Strich besteht, der zwei parallele Kanten aufweist, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bedruckstoffes stehen, wobei der Abstand der Kante genau der Abtastbreite der einzelnen Registermarke entspricht, die beim Abtasten der jeweiligen einzelnen Registermarke in ihrer Sollposition ermittelbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der Zeichnung noch näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schema der erfindungsgemäßen Anordnung,
Fig. 2 eine Registermarkenspur mit trapezförmigen Registermarken und Streckenreferenzmarken aus einem periodischen Strichraster,
Fig. 3 eine Registermarkenspur mit dreieckförmigen Registermarken und Streckenreferenzmarken aus einem periodischen Strichraster,
Fig. 4 eine Streckenreferenzmarkenspur aus in Reihe angeordneten rechtwinkligen Dreiecken,
Fig. 5 eine Anordnung von Registermarken und Streckenreferenzmarken jeweils in einer Spur,
Fig. 6 eine einspurige Anordnung von Registermarken und als Einzelstriche ausgebildete Streckenreferenzmarken,
Fig. 7 eine wechselseitige Zuordnung je einer Registermarke zu genau einer Streckenreferenzmarke, und
Fig. 8 eine Markenanordnung mit den zur Messung relevanten Kanten.
In Fig. 1 ist ein Schema der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Danach besteht die Anordnung zur Ermittlung von Registerabweichungen aus zwei Abtasteinrichtungen 1, 2, welche senkrecht zur Bogenlaufrichtung 3 entlang einer Traverse 4 verschiebbar sind. Ein Bogen 5 wird über einen Antrieb 6, ein Zahnrädergetriebe 7 und mittels Transportzylinder 8, 9 unter den Abtasteinrichtungen 1, 2 vorbeigeführt. Die Abtasteinrichtungen 1, 2 enthalten je eine gemeinsame Lichtquelle 10, 11, je einen Registermarkensensor 12, 13 und je einen Streckenreferenzmarkensensor 14, 15. Die Registermarkensensoren 12, 13 und die Streckenreferenzmarkensensoren 14, 15 sind zur Signalverarbeitung mit einer Maschinensteuerung 16 verbunden, die unter anderem Registerstellelemente der Druckmaschine ansteuert.
Neben dieser online Variante ist auch eine Anordnung außerhalb einer Druckmaschine möglich. Dazu wird der Bogen 5 fest auf einen Meßtisch gebracht und die Abtasteinrichtungen 1, 2 sind dann zur Ermittlung der Positionsabweichungen von Registermarken 17 in Bogenlaufrichtung 3 beweglich angeordnet.
Erfindungsgemäß sind auf dem Bogen 5 zusätzliche Streckenreferenzmarken 18, 19 vorgesehen, denen jeweils Registermarkenspuren 20, 21 zugeordnet sind. Die Signale, welche von den Streckenreferenzmarkensensoren 14, 15 und den Registermarkensensoren 12, 13 bei der Abtastung der Streckenreferenzmarken 18, 19 und der Registermarken 17 erzeugt werden, werden in einer Schaltungsanordnung 22 zur Verarbeitung der Registermarkensignale zugeführt, welche Bestandteil besagter Maschinensteuerung 16 sein kann. Desweiteren kann die Maschinensteuerung 16 eine Steuer- oder Regelvorrichtung 23, an die Registereinstellvorrichtungen 24 der einzelnen Druckwerke einer Mehrfarben-Rotationsdruckmaschine angeschlossen sind, und eine Anzeigevorrichtung 25 für die Registermarkenabweichungen enthalten. Die von dem an dem Transportzylinder 9 der Druckmaschine angeschlossenen inkrementalen Winkelgeber 26 erzeugten Signale, werden nicht für die Ermittlung der Registerabweichungen benötigt. Die Streckenreferenzmarken 18, 19 werden vorteilhaft von einem Druckwerk der Druckmaschine mit einer Farbe erzeugt, die von den Streckenreferenzmarkensensoren 14, 15 optimal detektiert werden kann.
In der in Fig. 2 dargestellten Registermarkenspur 20 sind in Reihe mit den in jeder Druckfarbe paarweise erzeugten trapezförmigen Registermarken 17 jeweils vorlaufend oder nachlaufend je zwei Startmarken 27, 28 auf dem Bogen 5 gedruckt. Neben dieser Registermarkenspur 20 ist eine Streckenreferenzmarkenspur 29, in der für den Streckenreferenzmarkensensor 14 gut erkennbaren Farbe Schwarz, gedruckt. Der Abstand A der Registermarkenspur 20 und der Referenzmarkenspur 29 entspricht dem Abstand der Abtastpunkte des Registermarkensensors 12, von dem des Streckenreferenzmarkensensors 14. Die Streckenreferenzmarken 18 bestehen aus einem periodischen Strichraster, wobei die Strichbreite gleich der Lückenbreite ist.
In Fig. 3 sind die Referenzmarken 17 dreieckförmig ausgebildet, wobei je ein Paar Dreiecke von einem Druckwerk erzeugt wurde. Die zugehörige Streckenreferenzmarkenspur 29 ist, wie in Fig. 2, als Strichraster ausgebildet. Eine hohe Genauigkeit kann man durch Vergrößerung der Zahl der Rasterstriche pro Längeneinheit erreichen, wobei in der Schaltungsanordnung 22 zusätzlich eine Interpolation der Streckenreferenzsignale vorgenommen werden kann.
In Fig. 4 ist eine Variante für die Streckenreferenzmarken 18 gezeigt, wo in der Streckenreferenzmarkenspur 29 ein periodisches Raster lückenlos in Reihe angeordneter rechtwinkliger Dreiecke angeordnet sind. Eine der Katheten 30 liegt senkrecht zur Bewegungsrichtung 3 des Bogens 5. Die anderen Katheten 31 liegen in der Bewegungsrichtung 3, wobei die Hypotenusen 32 parallel zueinander angeordnet sind. Bei entsprechender Auslegung der Abtastgeometrie des Streckenreferenzmarkensensors 14 über die gesamte Breite der Streckenreferenzmarkenspur 29 kann über die Signalanstiegsgeschwindigkeit bei der Abtastung der Hypotenusen 32 die Auflösung bei der Bestimmung der Position der Registermarken 17 verbessert werden.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung verringert sich der Aufwand in den Abtasteinrichtungen 1, 2 durch die Anordnung der Streckenreferenzmarken 18, 19 innerhalb der Registermarkenspuren 20, 21. Je Abtasteinrichtung 1, 2 ist dann je Spur nur noch ein fotoelektrischer Sensor erforderlich, der Registermarken 17 und Streckenreferenzmarken 18, 19 jeweils zeitgleich nacheinander abtastet. In Fig. 5 sind die Registermarken 17 und die Streckenreferenzmarken 18, 19 beidseitig in den Randbereich des Bogens 5 so gedruckt, daß die Registermarken 17 der Registermarkenspur 20 zeitgleich mit den Streckenreferenzmarken 19 der Registermarkenspur 21 von den Registermarkensensoren 12, 13 oder von den Streckenreferenzmarkensensoren 14, 15 abgetastet werden.
In Fig. 6 sind die Streckenreferenzmarken 18 und die Registermarken 17 sowie Vormarken 27, 28 ebenfalls in einer Registermarkenspur 20 angeordnet. Die Besonderheit hierbei ist, daß der Vormarke 27 eine erste einzelne Streckenreferenzmarke 33 in einer Standfarbe folgt, und im weiteren je ein Paar dreieckförmiger Registermarken 34 in einer bestimmten Druckfarbe, gefolgt von je einer einzelnen Streckenreferenzmarke 35 in der Standfarbe, gedruckt ist. Diese Spur 20 endet mit der Schlußmarke 28. Die Signale aus den einzelnen Streckenreferenzmarken 33, 35 ermöglichen eine Interpolation der Geschwindigkeit des Bogens im jeweiligen Zeitintervall zwischen der Startmarke 27 und der ersten Streckenreferenzmarke 33 bzw. zwischen den einzelnen Streckenreferenzmarken 33, 35. Wenn man davon ausgeht, daß die Geschwindigkeitsschwankung des Bogens 5 im Streckenbereich zwischen zwei einzelnen Streckenreferenzmarken 33, 35 vernachläßigbar ist, dann kann über diese Geschwindigkeitsmessung die Messung der Lage der Positionen der Registermarken 34 ermittelt und korrigiert werden.
In Fig. 7 ist eine Markenkonfiguration dargestellt, bei der Streckenreferenzmarken 18, 19 jeweils innerhalb einer Registermarkenspur 20, 21 erzeugt wurden. Jeder einzelnen Registermarke 36, 37 eines Registermarkenpaares einer bestimmten Druckfarbe der einen Registermarkenspur 20 ist genau eine Streckenreferenzmarke 38, 39 in der anderen Registermarkenspur zugeordnet. Je Druckfarbe wird in jeder Registermarkenspur 20, 21 ein Paar dreieckförmiger Registermarken 17 und ein Streckenreferenzmarkenpaar 18 bzw. 19 erzeugt. Die einzelnen Registermarken 36, 37 werden im wesentlichen zeitgleich von je einem Registermarkensensor 12, 13 bzw. Streckenreferenzmarkensensor 14, 15 erfaßt, weil sie, abgesehen von den Registermarkenabweichungen, in senkrechter Richtung zu der Bewegungsrichtung 3 des Bogens 5 am Bogenrand auf gleicher Höhe liegen. Die Streckenreferenzmarken 19 wurden wie die Startmarken 40 durch ein Druckwerk in einer bestimmten Farbe erzeugt und bestehen aus einem einzelnen Strich der Breite B, dessen parallele Kanten senkrecht zur Bewegungsrichtung 3 des Bogens 5 stehen. Vorausgesetzt eine einzelne Registermarke 36 bzw. 37 liegt in ihrer Sollposition, dann hat die Abtastbreite in Bewegungsrichtung 3 ebenfalls den Betrag B. Diese Variante hat einen minimalen Aufwand in den Abtasteinrichtungen 1, 2 und in der Schaltungsanordnung 22 und weist eine hohe Signalverarbeitungsgeschwindigkeit auf.
In Fig. 8 ist ein Ausschnitt aus den Markenanordnungen gemäß Fig. 7 dargestellt. Die Registermarken 17 liegen außerhalb ihrer Sollposition. Mit Hilfe der mit P bezeichneten Abtastpunkte soll die Signalverarbeitung zur Ermittlung der Registerabweichungen innerhalb der Schaltungsanordnung 22 beschrieben werden. Wenn sich die Registermarken 17 genau im Register befinden, dann erzeugen die Abtasteinrichtungen 1, 2 identische Signalfolgen. Ausgehend von der Signalflanke einer Startmarke 40 werden die von einem Quarzgenerator hochfrequenten erzeugten Impulse in einem Zähler aufgezählt. Die Zählerstände, die jeweils beim Auftreten einer mit P bezeichneten Kante der Registermarken 17 und der Streckenreferenzmarken 18 bzw. 19 erreicht werden, werden in einem Speicher abgelegt. Danach wird aus diesen Zählerständen mit Hilfe eines Rechners, der Bestandteil der Schaltungsanordnung 22 ist, der Registerfehler berechnet und gegebenenfalls korrigiert.
Die Umfangsregisterabweichungen UR1 und UR2 für die Registermarkenspur 20, 21 ergeben sich beispielsweise aus
und
Die Diagonalregisterabweichungen resultieren dann aus
SchRR = UR2 - UR1
Dazu ist es erforderlich, daß die Registermarkenspuren 20, 21 jeweils am Rand des Bogens 5 liegen.
Die Seitenregisterabweichungen errechnen sich aus
Die mit P(I,K) bezeichneten Werte sind die besagten Zählerstände, welche in der I-ten Spur an der K-ten Flanke festgestellt wurden. Der Vorteil dieser Markenanordnung nach Fig. 7 bzw. Fig. 8 liegt in der vollen Unabhängigkeit der Bestimmung der Registerabweichungen von Änderungen der Transportgeschwindigkeit des Bogens 5. Während bei der Anordnung nach den Fig. 2 bis 5 die Strecke, über die eine konstante Transportgeschwindigkeit des Bogens 5 angenommen werden muß, konstant ist und durch die Geometrie der jeweiligen Anordnung der Streckenreferenzmarken 18, 19 vorgegeben ist, verkürzt sich bei den Anordnungen nach Fig. 7 und 8 diese Strecke bei stärkerer Annäherung an den Registersollwert. Die Ermittlung der Registerabweichungen wird bei Annäherung an den Sollwert immer genauer. Da nur die Zählerstände P(I,K) besagter Kanten abgespeichert werden, die als Referenzkanten unbedingt erforderlich sind, verringert sich die zu verarbeitende Informationsmenge auf ein Minimum.
Bezugszeichenliste
1
Abtasteinrichtung
2
Abtasteinrichtung
3
Bogenlaufrichtung
4
Traverse
5
Bogen
6
Antrieb
7
Zahnrädergetriebe
8
Transportzylinder
9
Transportzylinder
10
Lichtquelle
11
Lichtquelle
12
Registermarkensensor
13
Registermarkensensor
14
Streckenreferenzmarkensensor
15
Streckenreferenzmarkensensor
16
Maschinensteuerung
17
Registermarken
18
Streckenreferenzmarken
19
Streckenreferenzmarken
20
Registermarkenspuren
21
Registermarkenspuren
22
Schaltungsanordnung
23
Regelvorrichtung
24
Registereinstellvorrichtungen
25
Anzeigevorrichtung
26
Winkelgeber
27
Startmarken
28
Startmarken
29
Streckenreferenzmarkenspur
30
Katheten
31
Katheten
32
Hypotenusen
33
Streckenreferenzmarken
34
Registermarken
35
Streckenreferenzmarken
36
Registermarken
37
Registermarken
38
Streckenreferenzmarken
39
Streckenreferenzmarken
40
Startmarken

Claims (10)

1. Anordnung von Registermarken auf einem Druckprodukt von einer Mehrfarbendruckmaschine in Druckrichtung verlaufend, mit einer ersten Registermarke einer Bezugsfarbe und mindestens einer weiteren Registermarke einer mitgedruckten Farbe dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Druckprodukt die erste Registermarke (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) in der Druckrichtung (3) jeweils kurz beabstandet jeder der weiteren Registermarken (17, 34, 36, 37) vorgeordnet ist und ihre Anzahl zur Bildung einer Streckenreferenz höher als die Zahl der mindestens einen weiteren Registermarke (17, 34, 36, 37) ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehr als einer mitgedruckten Farbe jeweils mindestens eine der ersten Registermarken (33, 35) zwischen jeder der weiteren Registermarken (34) gedruckt liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) einen definierten, gleichen Abstand zueinander aufweisen.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) rechteckförmig ausgebildet sind und mit einer Seitenkante quer zur Druckrichtung (3) liegen.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Registermarken (18) dreieckförmig sind, wobei eine Kante quer zur Druckrichtung liegt.
6. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Registermarke (17, 34, 36, 37) aus einem Paar von Dreiecken besteht.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Registermarken (18, 19) in einer ersten in Druckrichtung (3) verlaufenden Spur (20, 21, 29) und die weiteren Registermarken (17) in einer weiteren parallelen Spur (20, 21) liegen.
8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Registermarken (17, 18, 19, 33-39) in jeweils einer Spur (20, 21) jeweils am Rand des Druckproduktes (5) aufgedruckt sind.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der ersten Registermarke (36, 37) in der ersten Spur (20) die weitere Registermarke (38, 39) auf der zweiten Spur (21) zugeordnet ist und beide Registermarken (36, 37; 38, 39) in Druckrichtung (3) auf in wesentlicher gleicher Höhe liegen.
10. Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen,
wobei Registermarken in Druckrichtung verlaufend auf einem relativ zur Abtasteinrichtung geförderten Bedruckstoff in mindestens einer Spur gedruckt werden, und
wobei mit Hilfe mindestens einer nach dem letzten Druckwerk an einer Mehrfarbenrotationsdruckmaschine angeordneten Abtasteinrichtung Signale von den Registermarken erzeugt und aus den Signalen Registerabweichungen bestimmt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Bedruckstoff (5) erste Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) einer Bezugsfarbe in Druckrichtung (3) jeweils kurz beabstandet von mindestens einer weiteren Registermarke (17, 34, 36, 37) einer mitgedruckten Farbe erzeugt werden, wobei zur Bildung einer Streckenreferenz die Anzahl der ersten Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) höher als die Zahl der mindestens einen weiteren Registermarke (17, 34, 36, 37) ist,
und daß das von den Kanten der ersten Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) abgeleitete Signal als Bezugssignal für die Ermittlung der Position der weiteren Registermarken (17, 34, 36, 37) verwendet wird, wobei jeweils beim Auftreten von von den ersten Registermarken (18, 19, 29, 33, 35, 36, 37, 38, 39) und den weiteren Registermarken (17, 34, 36, 37) abgeleiteten Signalflanken die Zählerstände einer in einen Zähler einlaufenden hochfrequenten Impulsfolge gespeichert werden und daraus die Registerabweichungen (UR1, UR2, SchRR, SR) errechnet werden.
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