EP2722180B1

EP2722180B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Passermessung und/oder Passerkorrektur

Info

Publication number: EP2722180B1
Application number: EP13187927.2A
Authority: EP
Inventors: Kathrin Dr. Happel; Andreas Schneiders; Thomas Walther
Original assignee: Baumer HHS GmbH
Current assignee: Baumer HHS GmbH
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-10-09
Also published as: DE102012109949A1; EP2722180A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Passermessung und/oder Passerkorrektur.
Durch die Erfindung soll mit einem geringen Aufwand und einer hohen Fehlertoleranz gegen typische Druckstörungen, die insbesondere im Druck auf Wellpappen auftreten, eine Passermessung ermöglicht werden.
"Passer", auch Farbregister genannt, bezeichnet die Passgenauigkeit zwischen den Druckformen der einzelnen Druckfarben im Mehrfarbendruck. Beim Vierfarbendruck werden beispielsweise die vier Prozessfarben cyan, magenta, gelb und schwarz nacheinander exakt übereinander gedruckt und ergeben das endgültige Druckbild. Falls diese vier Farben nicht exakt den korrekten Stand zueinander haben, erscheint das Druckbild unscharf, verschwommen oder mit Farbverschiebungen, was sich qualitätsmindernd auswirkt.
Die Passerkontrolle wird dabei insbesondere an Passermarken vorgenommen. Die Überprüfung kann manuell erfolgen, wobei eine Probe aus der Produktion entnommen wird und außerhalb der Maschine, zum Beispiel mit einer Lupe, die Lage der Teildruckbilder zueinander vermessen wird. Eine manuelle Messung beispielsweise in einer Wellpappe verarbeitenden Druckmaschine ist wegen des Aufbaus der Transportelemente der Maschine und der großen Dimensionen der Wellpappebogen nur schwer möglich. Deswegen ist der Wunsch entstanden, die Messung des Passers und gegebenenfalls der Farbwerte inline, während des Produktionsverlaufs durch die Druckmaschine vorzunehmen. Dies hat den Vorteil, dass keine Bogen oder Nutzen entnommen werden müssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine hundertprozentige Kontrolle vorgenommen werden kann, während jede Offline-Kontrolle immer nur stichprobenmäßig erfolgen kann.
Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind bereits bekannt. Die EP 0 452 769 B1 beschreibt eine Passermesseinrichtung, bei der der Passer mittels einer Kamera erfasst wird. Die Kamera bewertet dabei die Lage der Passerelemente zueinander (Druck-Zu-Druck Passerfehler) und die absolute Lage der Passerelemente wird mit mindestens einer Seitenkante beurteilt. Die DE 10 2011 113 885 A1 beschreibt für den Offset-Druck die Auswertung der Passermessung. Bei der Passermessung werden mit Hilfe eines Messgeräts, zum Beispiel einer Kamera oder eines Sensors, die Position der Ränder oder die Schwerpunkte oder Mittelpunkte der Messelemente in Druckrichtung ausgewertet. Aus diesen Kennwerten wird dann die Position der Farbauszüge (Drucksujets der einzelnen Druckwerke) zueinander ermittelt.
Aus der EP 0 452 769 A1 ist es bekannt, Passerelemente in verschiedenen Formen vorzusehen.
Die DE 43 38 976 A1 zeigt Kontrollfelder, mit einem Kernbereich, der der Form eines Messflecks eines Densitometers oder Farbmessgerätes, welcher elliptisch sein kann, nachgebildet sein kann.
Die JP 61-79657 A zeigt U-förmige Detektionsmarken.
Aus der JP 63-191638 A sind ellipsenförmige, einander überlappende Druckelemente bekannt.
Die US 5,126,578 A offenbart ovale Marken, zur Positionsbestimmung einer Papier- oder Kartonbahn.
Nachteilig bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Passermessung und/oder Passerkorrektur ist, dass sie nicht für alle Substrate geeignet sind und/oder die Passerelemente relativ viel Platz beanspruchen.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Passermessung und/oder Passerkorrektur zu schaffen, die zumindest hinsichtlich eines der genannten Nachteile verbessert sind.
Hinsichtlich des Verfahrensaspekts wird diese Aufgabe durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Verfahren gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Passermessung, bei dem die Lage mehrerer Passerelemente während des Druckverlaufs gemessen wird, hat mindestens ein zumindest teilweise gefülltes Passerelement eine nicht rechteckige Flächenform, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedliche Längen aufweist, insbesondere eine etwa ellipsenförmige Grundform und/oder die Form eines ellipsenähnlichen Vielecks.
Bevorzugt haben alle Passerelemente diese Flächenform.
Das mindestens eine Passerelement ist zumindest teilweise gefüllt, also insbesondere flächig und nicht lediglich umrissförmig mit Hilfe von Linien gedruckt.
Mit den Begriffen "Passermarke" und "Passerelement" werden insbesondere die zur Passerkontrolle mitgedruckten Marken bezeichnet.
Bevorzugt wird die Lage mehrerer Passerelemente während des Druckverlaufs bei voller Produktionsgeschwindigkeit und weiter bevorzugt automatisch gemessen. Im Vergleich etwa zu einem quadratischen oder rechteckigen Element hat das Passerelement mit der beschriebenen Flächenform wesentliche Vorteile: Es benötigt im Vergleich zu einem Rechteck oder einem Quadrat bei einer Verdrehung weniger Fläche. Die Feldgröße, die einem Kontrollelement, insbesondere einem Passerelement, zugestanden werden muss, hängt von dem zu erwartenden Wertebereich von Positions- und Winkelabweichung ab. Gängige Werte für die Position sind ± 3 mm und für den Winkel ± 10°. Messelementreihen können mit elliptischen Passerelementen enger gebaut werden, als mit rechteckigen oder quadratischen Passerelementen.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Flächenform ist ein gleichmäßigerer Druckaufbau und -abbau beim Flexodruck. Bei einem rechteckigen Passerelement steigt der Druck schlagartig bei Einlaufen der hochstehenden druckenden Elemente in dem Druckspalt an und fällt nach Verlassen der hochstehenden Druckelemente der Druckform schlagartig wieder ab. Dies kann Quetschränder und Kantenverschmieren fördern. Bei der beschriebenen Flächenform wird der Druck kontinuierlich auf und abgebaut, da keine scharfe Kante in den Druckspalt einläuft. Dadurch ist die Toleranz zu Quetschrändern und Verschmieren erkennbar verringert. Beide Effekte können die Messgenauigkeit verringern bzw. sogar unmöglich machen.
Gegenüber einem Kreis hat die beschriebene Flächenform den großen Vorteil, dass eine Verdrehung erkannt werden kann.
Die Passer- und gegebenenfalls Farbmessung erfolgt erfindungsgemäß "inline", während des Durchlaufs durch eine Substrat verarbeitende Druckmaschine. "Inline" bedeutet, dass ein Arbeitsschritt während des Durchlaufs durch die Maschine erfolgt. "Offline" bedeutet, dass ein Produkt oder Produktbestandteil aus dem Produktfluss zwischen Zu- und Abführung der Maschine abgezweigt wird und der Arbeitsschritt außerhalb des eigentlichen Produktionsflusses in der Maschine erfolgt. Der Begriff Druckmaschine wird im Folgenden für Druckmaschinen verwendet, die mindestens ein Druckform behaftetes Auftragswerk umfassen, wobei die Druckform als Druckbild ein Sujet enthält. Das Sujet kann von einfachen Symbolen bis zu komplexen mehrfarbigen Bildern reichen. Druckweiterverarbeitungsmaschinen sind Maschinen, die Verpackungszuschnitte aus einem Bogen oder einer fortlaufenden Bahn herausschneiden bzw. herausstanzen, oder Maschinen, die Verpackungen falten, schlitzen und/oder verkleben. Zu den Druckweiterverarbeitungsmaschinen gehören auch explizit Maschinen, die ausschließlich dazu dienen, den Druck der Substrate in einem fortlaufenden Substratstrom oder auf einer fortlaufenden Bahn zu kontrollieren. Druckmaschinen und Druckweiterverarbeitungsaggregate können in beliebiger Form miteinander kombiniert werden.
Bevorzugt ist das Verfahren ein Verfahren zur Passermessung beim Bedrucken eines Wellpappesubstrats. Die Vorzüge der Erfindung kommen hier besonders gut zur Geltung. Es wird also bevorzugt innerhalb einer Wellpappe verarbeitenden Maschine die Passermessung durchgeführt. Die Erfindung betrifft also auch ein Prüfmittel und Verfahren zur Kontrolle eines Drucks auf Wellpappebogen oder Wellpappenutzen, gegebenenfalls mit vorhandenen Rillungen und Ausstanzungen.
Die Struktur und der Aufbau eines Wellpappensubstrats stellt für den Druck von Druckbildern und insbesondere von Messelementen wie Passerelementen eine besondere Herausforderung dar. Die Besonderheit des Drucks auf Wellpappe ergibt sich unter anderem aus der Oberflächenstruktur. Die Außendecke der Wellpappe wird durch die Welle teilweise abgestützt und hängt zwischen den Abstützpunkten oder Auflagepunkten mehr oder weniger durch. Das "Durchhängen" zwischen den Auflagepunkten der Welle kann durch Trocknungs- und Schrumpfungsprozesse noch verstärkt werden. Dieser Effekt wird auch als "Waschbretteffekt" bezeichnet.
Die Druckform im Wellpappendirektdruck ist in der Regel eine flexible Hochdruckform, auch Flexodruckform genannt. Beispiel für eine Kombination von Druckmaschinen und Druckweiterverarbeitungsaggregaten im Zusammenhang mit Wellpappesubstraten sind sogenannte "Inliner", in der Wellpappenverpackungsherstellung, die Wellpappebogen bedrucken, schlitzen und zu einer Faltkiste falten oder formen, auch FFG (Flexo Foulder Gluer) genannt.
Gemeinsam ist allen Maschinen, dass diese eine Zu- und eine Abführung für die Produkte aufweisen. Bei einer Bogen verarbeitenden Maschine ist die Zuführung ein Anleger oder Einleger und die Abführung ein Abstapler oder ein Materialbündler.
Übliche Passerelemente, die auf Strichen/Linien/Fadenkreuzen beruhen, sind für die Vermessung von Druckpasser auf Wellpappe weniger geeignet als Passerelemente mit der beschriebenen Flächenform, da die Linien aufgrund des schwankenden Oberflächendrucks der Druckform (bedingt durch den Waschbretteffekt) breiter und schmaler drucken. Dies bedeutet einen Verlust an Auflösung und ggf. eine Verfälschung der Messung. Zudem werden Linien- und konturförmige Passerelemente oftmals nicht durchgehend gedruckt, da der Anpressdruck der Druckform für eine durchgehende Farbübertragung nicht in jedem Fall ausreicht. Die Linien können also periodisch auftretende Störungen aufweisen, die mit den Wellentälern korrelieren.
Durch eine Vielzahl von Versuchen konnte dargelegt werden, dass ein Verfahren zur Passermessung, bei dem die Lage mehrerer Passerelemente während des Druckverlaufs gemessen wird und mindestens ein Passerelement die beschriebene Flächenform aufweist, besonders gut für eine Passermessung insbesondere bei dem Bedrucken eines Wellpappesubstrats geeignet ist. Es zeigte sich in Druckversuchen, dass auch unter widrigsten Bedingungen die Kontur der beschriebenen Flächenform, etwa einer Ellipse, erhalten bleibt und damit die Passermessung durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist das Passerelement relativ groß und weist eine Breite und Höhe von mehreren Millimetern auf, insbesondere etwa 5mm x etwa 10 mm (B x H). Die Größe des Passerelements ist wichtig. Wenn sie zu klein ist, ergibt sich ein Nachteil, ähnlich, wie dies im Zusammenhang mit einem linienförmigen Passerelement oben bereits erwähnt ist. Wenn sie zu groß ist, ist sie anfälliger für Quetschränder und Butzen bei übermäßiger Farbübertragung. In der Ausführungsform, in der das Verfahren ein Verfahren zur Passermessung bei dem Bedrucken eines Wellpappesubstrats ist, wird die Größe des Passerelements so gewählt, dass mindestens ein Wellenberg die Flächenform abstützt. Das Druckelement (insbesondere Passerelement) ist dann also größer, als der Wellenabstand der Wellpappe.
Bevorzugt wird der Rand des Passerelements durch einen Bildalgorithmus ermittelt und vorzugsweise mit Hilfe einer Kontur visualisiert.
Vorzugsweise interpretiert dieser Bildalgorithmus die innen liegende Fläche des Passerelements - bevorzugt die innerhalb der um das Passerelement gelegten Kontur liegende Fläche - als vollständig gefüllt und es wird weiter bevorzugt die Lage und/oder Verdrehung des Passerelements bestimmt. Die Bestimmung der Lage und/oder Verdrehung geschieht bevorzugt durch eine Schwerpunktbildung. Die Bestimmung der Lage und/oder Verdrehung dient bevorzugt der Lagebeurteilung eines Passerelementes einer Druckfarbe relativ zu einem anderen Passerelement einer anderen Druckfarbe.
In einer Ausführungsform erfolgt die Auswertung mit Hilfe einer Schwarz/Weiß-Kamera. Die visuelle Zuordnung kann dabei durch einen Rahmen- oder kombiniert mit einer Bezeichnung einem Druckwerk zugeordnet werden. Die Beleuchtung kann in diesem Fall mit weißem Licht, schmalbandigem Licht, mit monochromatischem Licht oder jeder anderen geeigneten Lichtquelle, zum Beispiel einer Infrarotlichtquelle, erfolgen. Der Nachteil der Aufnahme mit einer Schwarz/Weiß-Kamera liegt allerdings darin, dass die einzelnen Passerelemente nicht intuitiv einem Farbdruckwerk zugeordnet werden können. Es besteht die Gefahr, dass der Nutzer Korrekturen an einem falschen Druckwerk vornimmt.
Vorzugsweise erfolgt die Auswertung mit Hilfe einer Farbkamera und die Passerelemente werden bevorzugt farbig gedruckt. Farbige Passerelemente lassen eine spontane und intuitive Zuordnung zu. Bevorzugt werden die Passerelemente mit den Originaldruckfarben gedruckt und zwar, besonders bevorzugt, gemeinsam mit dem Sujet.
Weiter bevorzugt erfolgt, insbesondere in der Ausführungsform, in der die Passerelemente mit den Originaldruckfarben gedruckt werden, an einem einzigen Passerelement gleichzeitig eine Passermessung und eine Farbmessung. Es wird also bevorzugt innerhalb einer Wellpappe verarbeitenden Maschine mit einer Aufnahme der Kamera eines Passerelements oder eines Passerelementefeldes gleichzeitig der Passer und die Farbgebung überprüft. Insbesondere durch den Druck der Passerelemente mit den Originaldruckfarben können die Innenflächen der Passerelemente für die Farbmessung (densitometrisch und/oder farbmetrisch) genutzt werden. Eine einzige Aufnahme der Passerelemente (etwa durch eine Kamera) kann daher der Passer- und der Farbmessung dienen. Mehre Kameras oder Sensoren können somit vermieden werden. Bevorzugt wird das Verfahren mittels einer einzigen Kamera oder einem einzigen Sensor durchgeführt. Insbesondere durch die beschriebene Flächenform des Passerelements sind innerhalb des Passerelements auch ausreichend Pixelelemente vorhanden, die zur Bestimmung der Farbgebung herausgezogen werden. Ausreißer (insbesondere aufgrund von Druckstörungen nach unten [zum Beispiel farbfreie Zonen]) werden bevorzugt durch entsprechende Algorithmen verworfen.
Densitometrische Messungen bestimmen die optische Dichte bzw. Farbdichte (Lichtschwächung), die als Maß für die Schichtdicke der Druckfarbe bestimmt wird. Die Dichtemessung arbeitet dabei entweder mit optischen Filtern (R, G, B) oder die Dichtemessung wird virtuell aus einer Spektralmessung errechnet. Anforderungen an die Dichtemessung sind unter anderem in der Norm DIN 16536 für die schmal- und breitbandige Messung beschrieben. Farbmetrische Messungen ermitteln mathematisch Abstandsverhältnisse im Farbraum und widmen sich der Bewertung von Farbunterschieden. Farbmetrische Messungen können dabei mit einem Dreibereichsmessgerät, Spektralfotometer oder einer Farbmesskamera erfolgen. Anforderungen an die Farbmessung an Oberflächen sind unter anderem aus der ISO 13655 zu entnehmen.
Mit Vorteil werden mehrere Passerelemente in einem Passerelementefeld zusammengefasst und mit einer Aufnahme der Kamera während des Durchlaufs durch die Druckmaschine erfasst. Es sind also nicht etwa mehrere Kameras oder ein Schwenken der Kamera erforderlich. Bevorzugt wird die Kamera während des Passermessverfahrens also nicht geschwenkt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird also bevorzugt mindestens ein komplettes Passerelementefeld, das die Lage der einzelnen aktiven Druckwerke widerspiegelt, mit einer Aufnahme während des Durchlaufs durch die Druckmaschine erfasst.
Die Auswertung des Aufnahmebildes kann, wenn wie in einer Ausführungsform eine Matrixkamera eingesetzt wird, innerhalb einer Bildverarbeitungssoftware innerhalb eines Rechners erfolgen. Wenn, wie bei einer anderen Ausführungsform eine Smartkamera eingesetzt wird, bei der die Auswertung direkt in der Kamera erfolgt, kann die Datenübertragung an die übergeordnete Steuerung nur die Lagedaten der einzelnen Elemente, zum Beispiel Verschiebung in X-, Y-Richtung und gegebenenfalls Verdrehung beinhalten. Zusätzlich können noch Farbwerte pro Druckwerk übertragen werden.
In einer Ausführungsform erfolgt die Korrektur der Passerabweichung durch den Maschinenbediener manuell und bevorzugt werden am Bedienterminal die Passerabweichungen und gegebenenfalls Korrekturempfehlungen angezeigt, wobei das Bedienterminal weiter bevorzugt mit einem Drucker verbunden ist, auf dem vorzugsweise die Stellempfehlungen für die Druckwerke ausgedruckt werden.
Die Korrekturempfehlungen hängen bevorzugt von der voreingestellten und durch den Bediener festgelegten Toleranz ab. Zur besseren Visualisierung können die Abweichungen in einem Fadenkreuz oder durch Farben (zum Beispiel grün: innerhalb der Toleranz; rot: außerhalb der Toleranz) angezeigt werden. Bevorzugt ist, wie bereits erwähnt, das Bedienterminal mit einem Drucker verbunden, auf dem der Bediener die Stellempfehlungen für die Druckwerke ausdrucken kann. Dies ist insbesondere bei großen Wellpappenmaschinen sinnvoll, da Mess-, Bedienort und die Druckwerke auseinanderliegen können. Mit einem Drucker spart sich der Bediener das Abschreiben-, Abzeichnen der Stellbefehle und spart somit Rüstzeit.
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens zur Korrektur einer Passerabweichung, die eine andere Art der Verwertung der Messergebnisse darstellt, erfolgt die Korrektur der Passerabweichung nicht manuell, sondern es werden bevorzugt die Druckwerke durch Stellglieder oder Stellmotoren direkt automatisch angesteuert. Beispielsweise können die Druckformen am Druckformanfang und Druckformende durch Klammern gehalten werden, die motorisch verfahren werden können.
In einer noch anderen Ausführungsform des Verfahrens zur Korrektur einer Passerabweichung erfolgt die Verstellung des Druckzylinders, der die Druckform trägt, mit einem Registermotor oder durch die Ansteuerung eines Direktantriebs.
Es ist stets vorteilhaft, wenn das System dem Bediener eine Korrektur vorschlägt, er diese noch verändern kann und die Korrekturen nur auf Bedienereingabe hin ausgelöst werden. Möglich ist jedoch auch der andere Fall, nämlich die direkte Umsetzung in Stellbefehle.
Die Korrekturen können dabei immer nur für Fehler erfolgen, die gleichbleibend sind oder einem definierten Trend folgen. Gerade bei der Verarbeitung von Wellpappe kann es jedoch zu spontanen Abweichungen, zum Beispiel eines Einzelbogens kommen. Dies kann zum Beispiel sein, wenn der Bogen oben auf einem Wellpappenstapel lag und somit mehr Luftfeuchtigkeit unterlag oder im Gegenteil mehr ausgetrocknet ist. Einzelne Bogen können mehr zusammengedrückt worden sein als andere. Es sind weitere vielfältige Ursachen für Einzelabweichungen im Wellpappendruck möglich.
Vorzugsweise wird bei einer Auswertung klar zwischen einem Abweichungstrend und einzelnen Abweichungen unterschieden. Denn nur konstante oder einem konstanten Trend unterliegende Abweichungen können korrigiert werden. Hierzu werden in einem Ausführungsbeispiel mehrere Bogen hintereinander ausgewertet und die Abweichungen werden bewertet. Dies kann zum Beispiel durch einen gleitenden Mittelwert oder einen gleitenden Median erfolgen, der robuster gegen Ausreißer ist. Vorzugsweise kann der Nutzer in der Bediensoftware, festlegen, wie viele Bogen in die Auswertung einbezogen werden sollen.
Grundsätzlich ist auch jedes andere Auswerteverfahren möglich, sofern dieses robust gegen vereinzelt auftretende Ausreißer ist.
Bei einzelnen Abweichungen wird bevorzugt zwischen zwei Fällen unterschieden. Den ersten Fall bilden bevorzugt Bogen mit zu großer Abweichung. Diese werden bevorzugt aus der Produktion ausgeschlossen. Den zweiten Fall bilden bevorzugt Bogen, bei denen die Aufnahme mit einer Kamera nicht oder in einer ungenügenden Qualität erfolgen kann. Dies kann beispielsweise durch ungünstige Bogenlaufbedingungen (zum Beispiel Flattern) geschehen. In dem ersten Fall (fehlerhafte Abweichung) wird also bevorzugt vermieden, dass der Bogen oder der Nutzen in die Auslieferung zum Kunden gelangt. Hierzu wird der fehlerhafte Bogen in einer Ausführungsform mit einer Sprühflüssigkeit, zum Beispiel mit einer UV-Fluoreszierenden Markierungsflüssigkeit, vorzugsweise mit Hilfe eines Sprühventils, markiert. Der fehlerhafte Bogen oder Nutzen kann auch mit einer Ausschleuseeinrichtung aus dem Produktstrom entfernt werden. Die Herausnahme aus dem Produktstrom kann hierbei mit Drehtellern, Saugvorrichtungen oder Kickern oder jeder anderen geeigneten Einrichtung erfolgen. Die Ausschleusung erfolgt dabei bevorzugt vor dem Abstapler und weiter bevorzugt vor der Bündelung der Wellpappennutzen bzw. -bogen. Denkbar ist auch die Markierung des Bündels, das den fehlerhaften Wellpappebogen oder -nutzen enthält. Das Bündel wird dann bevorzugt aus der Produktion herausgenommen und nachsortiert.
In dem oben genannten zweiten Fall wird bevorzugt im Sinne einer umfassenden Qualitätskontrolle vermieden, dass ein ungeprüfter Bogen in die Auslieferung gelangt. Dies wird vorzugsweise erreicht, indem der Status der Messung vor der Messung auf "false" oder "fehlerhaft" gesetzt wird. Erst durch eine erfolgreiche Messung und eine Feststellung, dass die Werte innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegen, wird bevorzugt der Status auf "ok" oder "fehlerfrei" gesetzt. Dieses, auch als "fail-safe"-Prinzip bekannte Verfahren verhindert, dass ungemessene und unbewertete Bogen in die Auslieferung gelangen.
Die Erfindung soll nun anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1a bis 2: eine Querschnittsdarstellung eines Druckvorganges bei einem Wellpappesubstrat;
Fig. 3: aus dem Stand der Technik bekannte linienförmige Skala;
Fig. 4: das Passerelement eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 5: einen Vergleich des Platzbedarfes eines verdrehten ellipsenförmigen Passerelementes und eines rechteckförmigen Passerelementes;
Fig. 6: eine Graustufenaufnahme von Passerelementen in einem Passerelementefeld;
Fig. 7: eine Farbaufnahme von Passerelementen in einer Fig. 6 entsprechenden Darstellung.

Die Figuren 1a bis 2 zeigen die Struktur und den Aufbau eines Wellpappensubstrats 2, der für den Druck von Druckbildern und insbesondere von Passerelementen 1 eine besondere Herausforderung darstellt. Wie bereits erwähnt, folgen die Besonderheiten des Drucks auf Wellpappe unter anderem aus der Oberflächenstruktur. Die Außendecke 7 der Wellpappe wird durch die Welle 6 teilweise abgestützt und hängt zwischen den Abstützpunkten oder Auflagepunkten mehr oder weniger durch (sogenannter Waschbretteffekt). Die Fig. 1a bis 1c zeigen die Phasen des Druckvorgangs, zum Beispiel mit einer Flexodruckform 8. Im Flexodruck werden teilelastische Druckformen 8 eingesetzt, deren erhabenes Relief durch eine Einfärbeeinrichtung, zum Beispiel ein Kammerrakelsystem mit Rasterwalze, eingefärbt wird. Von dem eingefärbten Relief wird die Druckfarbe im Kontakt auf das zu bedruckende Substrat übertragen. Der Transferprozess findet dabei typischerweise in drei Phasen statt. In der Phase 1 (Fig. 1a) kommt die Oberfläche der Druckform 8 mit den Erhebungen 14 der Substratoberfläche in Kontakt. Auf der zwischen den Erhebungen befindlichen, nicht durch die Welle 6 abgestützten Substratoberfläche 17 findet kein Kontakt zwischen der Oberfläche der Druckform 8 und der Wellpappenoberfläche 17 statt. Es erfolgt in diesem Bereich noch kein oder nur ein unvollständiger Farbübertrag.
In der Phase 2 (Fig. 1b) schmiegt sich die teilelastische Druckform 8 auch an den Substratoberflächenbereich 17 zwischen den Erhebungen 14 der Welle 6. Da auf den Erhebungen ein erhöhter Druck vorherrscht, kann die Wellenhöhe 10 verringert werden, so dass sie ein niedrigeres Niveau 11 aufweist. Solange dies in einem Bereich der elastischen Verformung der Welle 6 geschieht, spielt es bezüglich der physikalischen Eigenschaften des Substrats, insbesondere der aus dem Substrat gebildeten späteren Verpackung, nur eine geringe Rolle. Das Nachgeben der Welle 6 führt aber dazu, dass der Druckanstieg durch die Beistellung der Druckform 8 gegen die Substratoberfläche nicht linear mit der Wegzustellung der Druckform 8 gegenüber der Substratoberfläche der Druckform ist.
In der Phase 3 (Fig. 1c) steigt der Druck weiter an, so dass diese Welle 6 noch weiter auf ein niedrigeres Niveau 12 komprimiert wird.
Die Wellendecke gibt um einen zusätzlichen Weg 13 in dem nicht durch die Welle abgestützten Bereich 17 gegenüber dem ursprünglichen Niveauunterschied 9 nach.
Auch wenn dies nur ein theoretisches Modell der Farbübertragung im Flexodruck darstellt, so zeigt dieses Modell, wie auch Fig. 2 verdeutlicht, dass während des Farbübertrags eine ständig wechselnde Beistellung und Krafteinwirkung der Druckform 8 gegen die Substratoberfläche vorherrscht. Für den Farbübertrag ist eine bestimmte Kraftbeistellung notwendig, die in den durch die Welle 6 abgestützten Bereichen 14 der Wellpappe höher ist, als die Kraft 16 in den nicht abgestützten Bereichen 17. Eine erhöhte Beistellung kann zu Quetschrändern an den Kanten eines Messelementes (insbesondere Passerelementes) führen, die die Lesbarkeit (bzw. Nutzbarkeit zur Passermessung) aufgrund der mangelnden Kantenschärfe einschränkt. Eine zu geringe Druckbeistellung, zum Beispiel in den nicht durch die Welle abgestützten Bereichen 17 der Wellpappendecke kann insbesondere bei Deckpapieren niedriger Güte zu einem mangelhaften Ausdruck führen. Druckunterschiede können auch zu einem Breiter- oder Schmalerdrucken von Elementen eines Messelementes (insbesondere Passerelementes) führen.
Die Erkennung vieler aus dem Stand der Technik bekannter Messelemente basiert auf gedruckten Konturelementen. Ob ein Strichelement bei einem Druck auf eine Wellpappenoberfläche auf einen durch die Welle abgestützten Bereich der Substratoberfläche trifft und somit tendenziell breiter druckt oder auf einen nicht abgestützten, durchhängenden Bereich trifft und somit tendenziell schmaler druck, ist rein zufällig. In der Druckvorstufe kann der Verbreiterung der Balken nur entgegengewirkt werden, sofern diese Verbreiterung generell auf die gesamte Auflage zutrifft. Aus diesen Ausführungen wird deutlich, dass der Druck von Messelementen, insbesondere Passerelementen, auf Wellpappe besondere Herausforderungen birgt, die andere Substrate nicht oder nur in einem sehr viel geringeren Maß aufweisen. Messelemente für die Kontrolle des Passers (Passerelemente) müssen daher eine hohe Robustheit gegen die typischen Störungen im Wellpappedruck aufweisen, um eine konstante Qualitätskontrolle zu gewährleisten.
Eine Kontrolle eines jeweiligen Produkts ist erforderlich, da aufgrund der Steifigkeit der Wellpappe und den im Vergleich zu einlagig aufgebauten Substraten relativ großen Dickeschwankungen es zu Passerdifferenzen kommen kann, die sich von Drucknutzen zu Drucknutzen unterscheiden können. Unterschiedliche Dicken führen zu Abwicklungsdifferenzen, d.h. das eine Druckbild ist länger als ein anderes.
Fig. 3 zeigt ein Bild von aus dem Stand der Technik bekannten linienförmigen Skalen. Es sind periodisch auftretende Störungsbereiche 20 zu erkennen, die mit den Wellentälern korrelieren.
Fig. 4 zeigt ein Passerelement 1 des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das gezeigte Passerelement 1 ist vollständig gefüllt. (Die Schraffur in den Fig. 4 bis 6 symbolisieren eine vollflächige Füllung.) Es hat eine Flächenform, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen B, H unterschiedliche Längen aufweist. Es weist eine etwa ellipsenförmige Grundform auf. Das Bild zeigt zwar auch Bereiche 21 mit Druckstörungen aufgrund des Waschbretteffektes, die aber nie den Rand des Passerelementes 1 durchbrechen, so dass der Bildalgorithmus eine geschlossene Kontur 3 als Grenze erkennen kann. Die Kontur 3 wurde in diesem Fall gestrichelt gezeichnet. In ausgiebigen Versuchen wurde ein derartiges elliptisches Element mit weitem Abstand als das robusteste Element gegen Druckstörungen im Wellpappendruck mit seiner gelegentlich unebenen Oberflächenstruktur ermittelt. Wichtig ist, dass das Passerelement von dem Hintergrund abgegrenzt/unterschieden werden kann und bevorzugt dessen Schwerpunkt bestimmt wird. In einer denkbaren Ausführungsform werden hierfür Grauwerte des Passerelements verwendet, in einer weiteren Binärwerte.
Der Bildalgorithmus interpretiert die innenliegende Fläche 4 als vollständig ausgefüllt, so dass die Lage und/oder Verdrehung des Passerelementes zum Beispiel durch eine Schwerpunktbildung für die Lagebeurteilung relativ zu dem Passerelement einer anderen Druckfarbe (in den Figuren nicht gezeigt) bestimmt werden kann.
Fig. 5 zeigt, dass bei einer Verdrehung das ellipsenförmige Passerelement 1 in verblüffendem Ausmaß weniger Platz einnimmt, als ein denkbares rechteckiges Passerelement 19. Dies führt dazu, dass Messelementereihen insbesondere mit ellipsenförmigen Passerelementen enger gebaut werden können, als mit rechteckigen oder quadratischen Passerelementen 19.
Wie aus Fig. 6 erkennbar, kann die Auswertung mit einer Schwarz/Weiß-Kamera erfolgen. Die visuelle Zuordnung kann dabei durch einen Rahmen oder, wie in Fig. 6 gezeigt, mit Ecken oder anderen, die Messung unterstützenden Elementen, kombiniert mit einer Bezeichnung einem Druckwerk zugeordnet werden. Die Beleuchtung kann in diesem Fall mit weißem Licht, schmalbandigem Licht, mit monochromatischem Licht oder jeder anderen geeigneten Lichtquelle, zum Beispiel einer Infrarotlichtquelle, erfolgen. Der Nachteil der Aufnahme mit einer Schwarz/Weiß-Kamera liegt darin, dass die einzelnen Ellipsen nicht intuitiv einem Farbdruckwerk zugeordnet werden können. Es besteht daher die Gefahr, dass der Nutzer Korrekturen an einem falschen Druckwerk vornimmt.
Ein Farbbild, das durch die in Fig. 7 gezeigte Darstellung symbolisiert werden soll, lässt dagegen eine spontane, intuitive Zuordnung zu.

Bezugszeichenliste:

1: Passerelement
2: Wellpappesubstrat
3: Kontur um das Passerelement
4: innenliegende Fläche des Passerelements
5: Passerelementefeld
6: Welle
7: Außendecke
8: teilelastische Druckform bzw. Flexodruckform
9: Niveauunterschied
10: Wellenhöhe
11: niedrigeres Niveau der Wellenhöhe
12: noch niedrigeres Niveau der Wellenhöhe
13: zusätzlicher Weg
14: durch die Welle abgestützte Substratoberfläche, Erhebungen
15: Kraft in den durch die Welle abgestützten Bereichen
16: Kraft in den nicht abgestützten Bereichen
17: nicht durch die Welle abgestützte Substratoberfläche
18: aus dem Stand der Technik bekannte linienförmige Skala
19: rechteckförmiges Passerelement
20: Störungsbereiche
21: Bereiche mit Druckstörungen

B, H: Richtungen

Claims

Verfahren zur Passermessung, bei dem die Lage mehrerer Passerelemente (1) während des Druckverlaufs gemessen wird, wobei
mindestens ein zumindest teilweise gefülltes Passerelement (1) eine nicht rechteckige Flächenform hat, die in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschiedliche Längen aufweist, insbesondere eine etwa ellipsenförmige Grundform und/oder die Form eines ellipsenähnlichen Vielecks, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Verfahren zur Passermessung bei dem Bedrucken eines Wellpappesubstrats (2) ist und die Größe des Passerelements (1) so gewählt wird, dass mindestens ein Wellenberg die Flächenform abstützt, das Passerelement (1) also größer, als der Wellenabstand der Wellpappe ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Passerelement (1) relativ groß ist und eine Breite und Höhe von mehreren Millimetern aufweist, insbesondere 5 x 10 mm.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Passerelements (1) durch einen Bildalgorithmus ermittelt und mit Hilfe einer Kontur (3) visualisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildalgorithmus die innen liegende Fläche des Passerelements (1) als vollständig gefüllt interpretiert und die Lage und/oder Verdrehung zum Beispiel durch eine Schwerpunktbildung bestimmt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung mit Hilfe einer Farbkamera erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem einzigen Passerelemente (1) gleichzeitig eine Passermessung und eine Farbmessung erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Passerelemente (1) in einem Passerelementefeld (5) zusammengefasst werden und mit genau einer Aufnahme der Kamera während des Durchlaufs durch die Druckmaschine und/oder Druckweiterverarbeitungsmaschine erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Korrektur der Passerabweichung durch den Maschinenbediener manuell erfolgt und am Bedienterminal die Passerabweichungen und gegebenenfalls Korrekturempfehlungen angezeigt werden und das Bedienterminal mit einem Drucker verbunden ist, auf dem die Stellempfehlungen für die Druckwerke ausgedruckt werden oder
die Korrektur der Passerabweichung nicht manuell erfolgt und die Druckwerke durch Stellglieder oder Stellmotoren direkt automatisch angesteuert werden.