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Dokumentenidentifikation DE102004028056A1 17.11.2005
Titel Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung von Registerfehlern
Anmelder Maschinenfabrik WIFAG, Bern, CH
Erfinder Riepenhoff, Matthias, Bern, CH
Vertreter Schwabe, Sandmair, Marx, 81677 München
DE-Anmeldedatum 09.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004028056
Offenlegungstag 17.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.11.2005
IPC-Hauptklasse B41F 33/14
IPC-Nebenklasse B41F 33/06   B41F 33/10   B41F 13/12   G06K 9/03   G01J 3/50   G01B 11/24   G03G 15/01   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine mit einer Druckvorstufe, aus welcher eine Lage von Farbauszügen als Sollwert bestimmt werden kann, mindestens einem Sensor, mit welchem die gedruckte Lage der Farbauszüge gemessen werden kann und einer Recheneinheit, mit welcher die aus der Druckvorstufe bestimmte Lage der Farbauszüge mit der von dem Sensor gemessenen Lage der Farbauszüge verglichen werden kann, sowie ein Verfahren zur Ermittlung der relativen Position von Druckfarben auf einer bedruckten Bahn in einer Druckmaschine, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, wobei Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten einer Druckvorstufe gewonnen werden; mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Bahn durch mindestens einen Sensor erfasst wird; die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten verglichen werden und die relative Position der Druckfarben aus dem Vergleichsergebnis ermittelt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zum Erkennen von Registerfehlern und zur Überwachung der Farbgebung, insbesondere zum Erkennen von Registerfehlern im Rollendruck.

Bei Rollendruckverfahren, wie zum Beispiel Offset-Druckverfahren zum Drucken von Zeitungen, werden Farbvorlagen reproduziert, indem die zu druckenden Bilder in mehrere sogenannte Farbauszüge separiert werden und die Farbauszüge auf einem Substrat, wie zum Beispiel einer zu bedruckenden Papierbahn, übereinander gedruckt werden. Häufig werden dabei vier Farben, nämlich Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz verwendet. Durch die Verwendung weiterer Sonderfarben kann das Druckresultat verbessert werden.

Beim Drucken verschiedener Farbauszüge auf das gleiche Substrat ist der möglichst exakte Übereinanderdruck der Farbauszüge für die Qualität des zu druckenden Bildes entscheidend und wird häufig auch als Passer oder als Farbregister bezeichnet. Dabei wird zwischen dem Register in Druckrichtung, dem sogenannten Umfangsregister, und dem quer dazu verlaufenden Seitenregister unterschieden.

Es ist bekannt, dass das Farbregister manuell eingestellt wird, wobei ein erfahrener Drucker Verschiebungen der Farbauszüge an detailreichen Bildstellen beobachtet oder zusätzlich aufgedruckte Passmarken begutachtet und basierend auf seiner Erfahrung einen eventuell vorhandenen Farbregisterfehler durch Einstellungen an der Druckmaschine korrigiert.

Aus der US 5,018,213 ist ein Verfahren zum Erfassen von zusätzlich auf eine Druckbahn aufgedruckten Markenfeldern bekannt, welche von einem automatischen Register-Steuersystem verarbeitet werden können.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit welchen einfach die Registerhaltigkeit überprüft werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung und das Verfahren, wie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine, insbesondere einer Rollendruckmaschine, weist mindestens eine Messeinrichtung, wie z.B. einen optischen Sensor, zur Erfassung mindestens eines Bildausschnitts z.B. einer bedruckten Bahn auf, welcher bevorzugt in der Nähe des zu bedruckenden oder bedruckten Substrats bzw. der zu bedruckenden oder bedruckten Bahn positioniert ist und mit welchem eine relative oder absolute Lage von Farbauszügen der beim Druck verwendeten Farben als Istwert gemessen oder erfasst werden kann. Dieser mindestens eine Sensor ist mit einer Recheneinheit verbunden, welche die von dem oder den Sensoren quantitativ gemessene Lage der einzelnen Farbauszüge mit dem Sollwert der Lage der Farbauszüge vergleicht, wie sie aus einer bevorzugt digitalen Druckvorstufe erhalten wurden, um daraus erfindungsgemäß einen Registerfehler zu bestimmen oder die Farbgebung zu überwachen. Es wird also die gemessene Lage mindestens eines Farbauszugs mit der z.B. aus Vorstufendaten ermittelten Lage dieses Farbauszugs verglichen, um z.B. Registerfehler zu korrigieren.

In den digitalen Bilddaten der Druckvorstufe ist die gewünschte Lage der einzelnen Farbauszüge, also die relative Lage einer Farbe zu jeder anderen Farbe, gespeichert. Diese Information liegt beispielsweise in Form von Bitmaps vor, welche der Verteilung der Druckpunkte auf der Druckform des jeweiligen Druckverfahrens entsprechen. Die digitalen Daten der Druckvorstufe liefern eine Lage der Farbauszüge, welche den durch das Druckverfahren zu erreichenden Sollwert darstellt. Mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen mindestens einen optischen Sensor wird die im Druckverfahren erzeugte Lage bevorzugt für jede Prozessfarbe, also z.B. die Lage einer Farbe bzw. eines Farbauszugs relativ zu jeder anderen Farblage, als Istwert bestimmt. Mit der Recheneinheit kann zum Beispiel ein Korrelationsverfahren durchgeführt werden, um die örtlichen Abweichungen zwischen dem aus der Druckvorstufe ermittelten Sollwert und dem durch den mindestens einen Sensor ermittelten Istwert, also auch z.B. die relative Lage von Farben bzw. das Farbregister oder die Farbdichte zu bestimmen.

Vorteilhaft kann ein Farbauszug, wie zum Beispiel Schwarz, als Referenz festgelegt werden und alle Verschiebungen der verwendeten Druckfarben können relativ zu dieser Referenzfarbe ermittelt werden. Somit können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fehler im Farbregister, also sowohl Fehler im Umfangsregister als auch im Seitenregister, oder auch die Farbdichte quantitativ bestimmt werden, ohne dass es wie im Stand der Technik erforderlich ist, dass Marken mitgedruckt werden müssen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Verwendung einer vergleichsweise einfachen Sensorik, da das Auffinden von mitgedruckten Marken entfällt und eine Messung, einfach an einem beliebigen Ort des bedruckten Substrats bzw. der Papierbahn durchgeführt werden kann. Des weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung neben der Erkennung von Umfangsregisterfehlern oder Seitenregisterfehlern auch die Überwachung der Farbgebung.

Allgemein kann die Erfindung bei jedem Druckverfahren, insbesondere bei jedem Rollendruckverfahren eingesetzt werden, wenn Bilddaten aus einer Druckvorstufe zur Verfügung stehen. Diese aus der Druckvorstufe gewonnenen digitalen Bilddaten können als Sollwerte mit den von mindestens einem Sensor erfassten Bilddaten als Istwerte verglichen werden, wobei bei einem Offset-Verfahren eine oder mehrere Druckplatten auf einen Druckzylinder aufgespannt werden und durch Bedrucken eines Substrats bzw. einer Papierbahn und Messung des Druckergebnisses die Farbverteilung für jede Prozessfarbe als Istwert bestimmt wird. Ebenso ist die Erfindung einsetzbar, wenn Druckformzylinderoberflächen zum Drucken verwendet werden, auf welchen eine Bildinformation aufgezeichnet wird. Des weiteren können auch andere Druckverfahren, wie zum Beispiel Flexo- oder Hochdruck- oder auch Tiefdruck-Verfahren verwendet werden, wobei reliefartige Druckformen bei diesen Verfahren eingesetzt werden, von welchen ebenfalls entsprechende digitale Daten in der Druckvorstufe vorhanden sind.

Der erfindungsgemäße Sensor ist bevorzugt so ausgelegt, dass er die Farbverteilung für verschiedene Prozessfarben, wie zum Beispiel Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz oder auch für eventuell zusätzlich verwendete Sonderfarben erfassen kann und kann beispielsweise ein Fotoempfänger zur Erfassung bestimmter Spektralbereiche oder ein Spektrometer sein. Weiterhin ist es möglich, dass der Sensor als ein Bündel aus optischen Fasern, zum Beispiel als ein Glasfaserbündel, ausgebildet oder mit optischen Fasern verbunden ist, wobei ein Ende des Faserbündels zur Erfassung der Messwerte dient und bevorzugt in der Nähe des zu bedruckenden Substrats bzw. der Papierbahn angeordnet ist. An dem anderen Ende des Faserbündels sind ein oder mehrere optische Sensoren angeordnet, um die durch die optischen Fasern hindurch geleiteten optischen Signale bezüglich der Farbverteilung der Prozessfarben quantitativ zu erfassen. Dazu können zum Beispiel vor verschiedenen Sensoren verschiedene Spektralfilter oder Farbfilter oder Interferenzfilter vorgesehen sein, um mit einem Sensor die Farbverteilung einer spezifischen Prozessfarbe zu messen bzw. einen bestimmten Spektralbereich zu erfassen.

Vorzugsweise sind an der dem bedruckten Substrat bzw. der Druckbahn abgewandten Seite des Faserbündels auch ein oder mehrere Beleuchtungselemente, wie zum Beispiel Lampen oder LEDs, angeordnet, welche Licht in einen oder mehrere Stränge des optischen Faserbündels einkoppeln können, so dass mit dem Faserbündel gleichzeitig eine Oberfläche des bedruckten Substrats bzw. der Papierbahn beleuchtet und die Farbverteilung für eine oder mehrere Farben erfasst werden kann. Vorzugsweise sind die Leuchtelemente zwischen den optischen Sensoren angeordnet, so dass beispielsweise abwechselnd eine Faser des optischen Faserbündels zur Beleuchtung und eine oder mehr Fasern zur Messung einer Farbverteilung dienen.

Der optische Sensor kann sowohl ein nur in einer Dimension messender optischer Sensor sein, welcher die Farbverteilung entlang einer Linie erfasst, wie zum Beispiel eine Zeilenkamera. Ebenso ist es möglich, dass ein in zwei Dimensionen messender optischer Sensor verwendet wird, wie zum Beispiel ein Flächen-Sensor. Beispielsweise kann eine Kamera in Verbindung mit einem ein Blitzlicht erzeugendes Element vorgesehen sein, so dass die Kamera eine zweidimensionale Messung einer Farbverteilung durchführt, wenn ein Blitzlicht zur Momentaufnahme des Druckbildes bzw. eines Teils davon auf das bedruckte Substrat gesendet wird.

Der optische Sensor hat vorteilhaft eine Breite von einigen mm, wie zum Beispiel eine Breite im Bereich von 1 mm bis 100 mm und kann beispielsweise 5 mm breit sein. Die Länge eines eindimensionalen optischen Zeilensensors liegt bevorzugt im Bereich von einigen &mgr;m, wobei die Länge zum Beispiel im Bereich zwischen 1 und 30 &mgr;m oder zwischen 5 und 20 &mgr;m liegen kann. Vorteilhaft wird der optische Sensor, also zum Beispiel eine Zeilenkamera oder die den Dioden bzw. Fotozellen oder Lampen angewandte Seite eines Faserbündels, so relativ zu einer Druckbahn so angeordnet, dass die einige mm betragende Breite des optischen Sensors quer und bevorzugt senkrecht zur Laufrichtung der Druckbahn liegt. Ein eindimensionales Messsystem kann Registerabweichungen in einer Richtung kontrollieren, wie zum Beispiel durch die farbempfindliche Abtastung eines Bildstreifens in Umfangsrichtung.

Vorteilhaft wird die Druckbahn im Bereich des optischen Sensors über eine Walze geführt, so dass die Druckbahn im Bereich der Messung der Prozessfarben auf der Walze aufliegt und somit definierte Messbedingungen, wie z.B. ein konstanter Abstand zum Sensor, hergestellt werden können. Bevorzugt ist der Sensor quer zur Transportrichtung der Druckbahn verschiebbar, um den Sensor zum Beispiel in Abhängigkeit von digitalen Daten aus der Vorstufe an einem gewünschten Messort der Druckbahn positionieren zu können, bei welchen die zu regelnden Färben tatsächlich gedruckt werden.

Vorzugsweise ist ein Positionsgeber an der Druckmaschine vorgesehen, um die absolute Drehlage eines oder mehrerer Druckzylinder erfassen zu können und um so eine Synchronisation zu ermöglichen. Damit ist es zum Beispiel möglich eine Referenzposition vorzugeben, so dass die durch den Sensor gemessene Lage jeder einzelnen Druckfarbe relativ zu dieser Referenzposition ermittelt werden kann und damit die Lage der einzelnen Farbauszüge, also die Lage der Farbauszüge relativ zur Drehlage eines Druckzylinders, bestimmt werden kann. Insbesondere ist die Verwendung eines Positionsgebers zur Ermittlung einer Referenzposition vorteilhaft, wenn zum Beispiel bei einer Zeilenkamera das Auslesen der erfassten Bildzeilen mit der Geschwindigkeit der bedruckten Bahn synchronisiert werden soll, so dass mit einer Zeilenkamera ein zweidimensionales Messsystem realisiert werden kann, um beispielsweise das Umfangsregister und das Seitenregister zu kontrollieren. Somit kann zum Beispiel aus einer Aufnahme der bedruckten Bahn an einem beliebigen Ort zu einem beliebigen Zeitpunkt die Registerlage der einzelnen Prozessfarben relativ zu einer Referenzposition der Druckmaschine, also z.B. relativ zur Drehlage einer Walze, oder auch relativ zu einer Referenzfarbe bestimmt werden. Aus einer mit der Maschine synchronisierten Aufnahme an einem bestimmten Ort kann auch eine Lage der Farbauszüge der Prozessfarben relativ zur Maschine bzw. zur Drehlage eines Druckzylinders bestimmt werden.

Vorteilhaft ist eine Regel- oder Steuereinheit bei der Druckmaschine vorgesehen, mit welcher die Drehlage einer oder mehrerer Druckformen, wie zum Beispiel die Drehlage von Druckplatten zum Aufbringen der verwendeten Prozessfarben individuell geregelt werden kann, um z.B. gemessene Umfangsregisterfehler durch Verändern der Drehlage einer oder mehrerer Druckformen zu beheben und so ein Druckbild ohne Farbregisterfehler zu erzeugen.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Ermittlung von Registerabweichungen, also zur Bestimmung der relativen Positionen von mindestens zwei Druckfarben auf einer bedruckten Bahn, zum Beispiel einer bedruckten Papierbahn in einer Druckmaschine, relativ zu einer durch Daten aus einer Druckvorstufe vorgegebenen Soll-Lage der Druckfarben, wobei Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten der Druckvorstufe gewonnen werden, mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Druckbahn durch mindestens einen Sensor erfasst wird, die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten der Farbverteilung für die mindestens zwei Druckfarben oder Prozessfarben verglichen werden und daraus die relative Position der Druck- oder Prozessfarben ermittelt wird.

Vorteilhaft wird die Position einer oder mehrerer Druck- oder Prozessfarben relativ zur Druckmaschine, also z.B. relativ zu einer Drehlage eines Druckzylinders ermittelt, wobei es auch möglich ist die Lage einer oder mehrerer Druckfarben relativ zu einer bestimmten Druckfarbe, wie zum Beispiel relativ zur Farbe Schwarz als Referenz, zu bestimmen, da häufig Schwarz auf jeder Druckbahn gedruckt wird.

Vorzugsweise wird ein Korrelationsverfahren, also z.B. die Berechnung eines Kreuzkorrelationswertes, verwendet, um die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten zu vergleichen und daraus die relative Lage der aufgedruckten Prozessfarben zu bestimmen.

Bevorzugt wird der Messort zur Erfassung mindestens eines Teiles des Druckbildes aus den Vorstufendaten bestimmt.

Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Regeln der Lage mindestens einer Druckform oder Druckwalze, wobei die nach dem obigen Verfahren ermittelte relative Position mindestens einer Druckfarbe im Bezug auf eine andere Druckfarbe zum Regeln der Lage der Druckform verwendet wird, um einen eventuell vorhandenen Registerfehler auf Null herunterzuregeln.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben werden. Es zeigen:

1 den Datenfluss bei der Ermittlung der relativen Lage einer Prozessfarbe;

2 Beispiele für einen aus einer Druckvorstufe gewonnenen Referenzwert und gemessene Werte einer Prozessfarbe;

3 Beispiele für einen einfachen Bilddateninhalt aus einer Druckvorstufe und das entsprechende Druckbild auf der Papierbahn;

4 verschiedene Arten von Bilddaten in der Druckvorstufe;

5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendeten Sensors mit je einer einzelnen Glasfaser je Fotodiode;

5a eine Seitenansicht der in 5 gezeigten Ausführungsform;

6 ein Beispiel einer Messung einer Prozessfarbe mit einem Zeilensensor; und

7 Diagramme von gemessenen Prozessfarben zur Bestimmung eines Registerfehlers.

1 zeigt den Datenfluss bei der Berechnung eines Farbregisterfehlers einer bedruckten Papierbahn unter Verwendung digitaler Bilddaten der Druckvorstufe. Aus den Bilddaten 1 der Vorstufe werden in einer Recheneinheit 2 Referenzwerte 3 als Sollwerte der relativen Lage von zwei Farben berechnet: Aus dem Messsignal 4 von einem Sensor oder von mehreren Sensoren, die das Druckbild auf der Papierbahn erfassen und Informationen zur relativen Lage von diesen zwei Farben auf der Druckbahn liefern, werden in einer weiteren Einheit 5 die Messsignale 4 zu Messwerten 6 aufbereitet, die mit den Referenzwerten 3 in einer Vergleicheinheit 7 verglichen werden können. Durch Vergleich der Messwerte 6 mit den Referenzwerten 3 wird ein Signal 8 ermittelt, welches den Farbregisterfehler der bedruckten Papierbahn angibt. Die Recheneinheit 2, die Messeinheit 5 und die Vergleichseinheit 7 können als eine Einheit z.B. in einem PC zusammengefasst sein.

2 zeigt Beispiele für Referenzwerte 11 und Messwerte 12 einer Farbe und zeigt beispielhaft, wie die Lage 14 einer Farbe auf der bedruckten Papierbahn durch Vergleich der Referenzwerte 11 und der Messwerte 12 bestimmt werden kann. Die aus der Druckvorstufe erhaltenen Referenzwerte 11 sind in einem Diagramm dargestellt, bei welchem die horizontale Achse 10 den Weg in vertikaler Richtung bei einem Bild aus der Druckvorstufe und die vertikale Achse 9 die Helligkeit angibt. In diesem Beispiel beschreiben die Referenzwerte 11 den Helligkeitsverlauf auf einen schmalen vertikalen Streifen der Druckvorlage, z. B. einer mehrfarbigen Zeitungsseite. Die Messwerte 12 beschreiben in diesem Beispiel den Helligkeitsverlauf auf einem entsprechenden Streifen der bedruckten Papierbahn in Laufrichtung der Papierbahn, dargestellt über der Achse 13. Die Referenzwerte 11 und Messwerte 12 in diesem Beispiel zeigen ähnliche Helligkeitsverläufe. Durch Vergleich der Helligkeitsverläufe von den Messwerten 12 und den Referenzwerten 11 kann z.B. mit einem Korrelationsverfahren die relative Verschiebung &Dgr;1 einer Druckfarbe ermittelt werden.

Wird auch noch die relative Verschiebung &Dgr;2 einer weiteren Druckfarbe ermittelt, so ist der Farbregisterfehler durch &Dgr;1–&Dgr;2 definiert.

3 zeigt Beispiele für einen einfachen Bilddateninhalt 31 aus der Druckvorstufe und das entsprechende Druckbild 33 auf der Papierbahn. Es wird gezeigt, wie ein Bildstreifen 32 aus der Bildvorlage der Druckvorstufe und ein entsprechender Streifen 34 aus dem Druckbild 33 zur Durchführung einer Messung auf der Papierbahn ausgewählt werden kann.

4 zeigt verschiedene Arten von Bilddaten in der Druckvorstufe. Die Bilddaten B eines Seiteninhalts, z.B. einer mehrfarbigen Zeitungsseite, liegen z.B. im Postscript-Format oder im PDF-Format vor. Aus den Bilddaten B eines Seiteninhalts werden durch Raster Image Processing (RIP) die Bildinhalte für die entsprechenden Druckplatten für die Prozessfarben Cyan C, Magenta M, Gelb Y und Schwarz BK berechnet. Die gerasterten und farbsepanerten Bilddaten der Druckplatten werden z.B. im TIFF G4-Format dargestellt.

5 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß verwendbaren Sensors zur Erfassung der Farbverteilung oder Farbdichte, wobei ein als Messkopf 50 dienendes vorderes Ende eines Glasfaserbündels 51, dessen Seitenansicht mit einer Mehrzahl von hintereinander angeordneten Vorderseiten einzelner Glasfasern in 5a gezeigt ist, durch einzelne Glasfasern mit einer Lichtquelle L verbunden ist, welche zur Beleuchtung einer Druckbahn Licht aus der Vorderseite des Messkopfes 50 auf die Druckbahn 53 aussendet. Das von der Druckbahn 53 remittierte Licht wird von der Optik 54 und von den einzelnen Fasern des Glasfaserbündels 51 aufgenommen und den zwischen den Lichtquellenlichtleitern liegenden und den Fotodioden CH1 bis CH4 zugeordneten Lichtleitern zugeführt, wobei vor den einzelnen Fotodioden CH1 bis CH4 Farbfilter oder Spektralfilter vorgesehen sein können, um einen gewünschten Spektralbereich des erfassten Lichtsignals herauszufiltern. Die Fotodioden CH1 bis CH4 können quantitativ einen durch einen Farb- oder Referenzfilter bestimmten Spektralbereich erfassen und somit beispielsweise die Farbverteilung von Druckfarben auf der Druckbahn messen.

6 zeigt beispielhaft ein auf einer Druckbahn 60 aufgedrucktes Bild 61, wobei sich die Druckbahn 60 in der mit y bezeichneten Richtung bewegt und ein Zeilensensor zwischen den in 6 bezeichneten Endpositionen a und b relativ zur Druckbahn 60 in Längsrichtung über die Druckbahn 60 geführt wird und dabei einen Teilbereich des Bildes 61 erfasst. Das von dem Sensor erfasste Signal ist rechts neben der Druckbahn 60 dargestellt und zeigt in den Bereichen, in welchen der Sensor über das Bild 61 geführt wird, Signalverläufe, aus welchen wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 7 beschrieben, die Registerlage überprüft werden kann.

7a zeigt anhand von zwei Farben Schwarz (K) und Magenta (M) den als Sollwert vorgegebenen Verlauf bzw. die Relativposition dieser Farben, wie sie aus der Vorstufe als Sollwert ermittelt wird.

7b zeigt den über eine Periode gemessenen Verlauf dieser Farben Schwarz und Magenta, wobei gesehen werden kann, dass die Farbe Schwarz K relativ zum aus der Vorstufe vorgegebenen Sollwert eine relative Verschiebung von &Dgr;1 hat und die Farbe Magenta eine relative Verschiebung von &Dgr;2 hat. Sind &Dgr;1 und &Dgr;2 gleich, so liegt kein Registerfehler vor und der Passer ist gut. Ein Register- oder Passerfehler kann durch die Bildung einer Differenz aus &Dgr;1 und &Dgr;2 ermittelt werden, wobei der so ermittelte Register- oder Passer-Fehler zur Regelung der Registerlage z.B. durch Nachstellen der Drehlage eines Zylinders verwendet werden kann.

Nachfolgend wird ein beispielhaft die Bestimmung des Umfangsregisters erläutert. Ein, wie zum Beispiel in 5 gezeigter, optischer Sensor 50 wird an einer Stelle quer zur Bahn platziert, wie in 6 gezeigt, an der die zu kontrollierenden Farben gedruckt werden. Der Messfleck ist in Bahnlaufrichtung y scharf eingestellt und zum Beispiel 5 bis 50 &mgr;m lang. Quer zur Bahn ist der Messfleck z.B. etwa 1 mm bis 100 mm oder 1 bis 50 mm oder 5 bis 20 mm breit. Mit dem optischen Sensor 50 wird die Remission an einem, wie in 6 gezeigt, zwischen den gestrichelten Linien a und b begrenzten Bildstreifen, also an einem in Druckrichtung liegenden Bildstreifen gemessen, wobei durch die Fotodioden CH1 bis CH4 mehrere Spektralbereiche erfasst werden können, indem zum Beispiel vorgesetzte Farb- oder Spektralfilter 52 verwendet werden. Alternativ können die Spektralbereiche durch Verwendung eines Spektrometers selektiert werden. Vorteilhaft umfasst die Messung auch den Spektralbereich im nahen Infrarotbereich, um beispielsweise die schwarze Druckfarbe von anderen Druckfarben zu unterscheiden. Als Spektralfilter können z.B. Absorptions- oder Interferenzfilter eingesetzt werden.

Die Remission der Bahn wird während des Drucks mit einer hohen Abtastrate aufgezeichnet, wobei die Abtastung zum Beispiel zeitaufgelöst erfolgen kann, also gemessen beispielsweise in Abtastwerten oder „samples" pro Sekunde, oder ortsaufgelöst erfolgen kann, gemessen zum Beispiel in „samples" pro Bahnweg, wobei die zeitaufgelöste Abtastung in die ortsaufgelöste Abtastung umgerechnet werden kann und umgekehrt, wenn zum Beispiel die Bahngeschwindigkeit oder die Position der Druckbahn relativ zur Druckmaschine bekannt ist.

Beispielweise entspricht bei einer Bahngeschwindigkeit von 10 m/Sekunde eine Abtastrate von 500 000 Samples/Sekunde einer Ortsauflösung von 20 &mgr;m pro Sample. Für jeden Abtastwert bzw. jedes Sample wird der entsprechende Anteil der Druckfarbe berechnet, was möglich ist, wenn zum Beispiel passende Farb- oder Spektralfilter verwendet werden.

Daraus wird ein Farbverteilungsprofil in Druckrichtung erhalten, welches mit einem aus den Vorstufendaten ermittelten Profil koneliert wird. Beispielsweise kann der Maximalwert der Kreuzkorrelation für den Schwarzauszug die Lage des Schwarzauszuges liefern und die Maximalwerte der Kreuzkorrelation für die anderen Farbauszüge werden vom Wert des Schwarzauszugs abgezogen und liefern so die Farbregisterfehler für die einzelnen Farben in Umfangsrichtung.

Die Farbverteilung der einzelnen Farbauszüge wird aus den digitalen Daten oder Bitmaps der Vorstufe ermittelt, die den Druckformaten entsprechen, wobei die Auflösung typischerweise im Bereich von 10 &mgr;m (2540 dpi) bis 25 &mgr;m (1000 dpi) beträgt. Unter einer „Druckform" wird die Summe aller auf einem Druckformzylinder montierten Druckglieder, wie zum Beispiel Druckplatten, verstanden. Pro Zylinder ist mindestens eine Druckplatte vorgesehen und häufig sind mehrere Platten nebeneinander und/oder hintereinander angeordnet.

Eine Messung wird häufig auch als „stream" bezeichnet, wobei ein „stream" durch die Anzahl der Samples und deren zeitlichen Abstand charakterisiert ist. Jedes Sample liefert die Farbverteilung am Messort zum Zeitpunkt der Messung. Dabei kann ein „stream" im Prinzip beliebig viele Samples umfassen. Je mehr Werte die Messung erhält, umso genauer kann die Lage der Druckfarbe durch Korrelation zwischen den Messwerten und den aus Vorstufendaten berechneten Sollwerten ermittelt werden.

Zur Berechnung der Farblage ist es vorteilhaft, dass entweder eine zeitliche oder eine örtliche Referenzinformation vorhanden ist, welche auch für die Korrektur des Passer- oder Registerfehlers verwendet werden kann.

Um den „stream" mit dem aus der Vorstufe bestimmten Bildstreifen zu korrelieren, ist es vorteilhaft, wenn die Bahngeschwindigkeit während der Messung genau bekannt ist, also eine zeitliche Referenzinfonnation vorliegt, oder ein Referenzelement existiert, welches während der Messung gemessen wird, wie zum Beispiel durch Abtastung eines Drehgebersignals, um eine örtliche Referenzinformation zu behalten.

Fehlt eine zeitliche oder örtliche Referenz, so ist es auch möglich Bilderkennungsverfahren einzusetzen, um eine Korrelation von Messdaten und aus der Druckvorstufe ermittelten Sollwerten zu finden. Beispielsweise kann das Muster eines Farbauszugs als Referenz gewählt werden und dieses Muster kann durch Transformationen der Messdaten erkannt werden. Dazu könnten die Messdaten zeitlich oder räumlich soweit gestreckt oder gestaucht werden, bis eine maximale Korrelation erreicht wird. Umgekehrt ist es auch möglich, dass das Referenzmuster transformiert wird, um eine maximale Korrelation mit den Messdaten zu erhalten.

Ist bei einer Messung die Maschinengeschwindigkeit bekannt, jedoch nicht der genaue Zeitpunkt der Messung, so kann daraus die Lage der Farbauszüge relativ zueinander ermittelt werden. Dies ist vorteilhaft, da zum Beispiel kein Messwertgeber zur Ermittlung eines absoluten Referenzwertes vorgesehen und ausgewertet werden muss.

Die Samples können auch direkt durch ein Referenzsignal ausgelöst werden, welches zum Beispiel von einem Geber erzeugt wird, der beispielsweise einen Interpolator bzw. Auflösungsvervielfacher aufweist, um beispielsweise 50 000 Impulse pro Umdrehung zu erzeugen. Mit jedem Impuls wird ein Messwert gesampelt, was einer Ortsauflösung von 20 &mgr;m entspricht, wenn der Umfang des Druckzylinders 1 m beträgt. Dies hat den Vorteil, dass auch eine Messung während Beschleunigungs- oder Abbremsphasen ermöglicht wird.

Vorteilhaft entspricht die Zahl der Samples multipliziert mit der entsprechenden Ortsauflösung einer Drucklänge, also zum Beispiel dem Umfang eines Druckzylinders. Jedoch kann auch nur ein Teil einer Drucklänge oder mehr als eine Drucklänge erfasst werden, um erfindungsgemäß einen Registerfehler zu ermitteln.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Ermittlung einer Registerabweichung von Druckfarben einer Druckmaschine mit einer Druckvorstufe, aus welcher eine Lage von Farbauszügen als Sollwert bestimmt werden kann, mindestens einem Sensor (50, 51, 52), mit welchem die gedruckte Lage der Farbauszüge gemessen werden kann und einer Recheneinheit, mit welcher die aus der Druckvorstufe bestimmte Lage der Farbauszüge mit der von dem Sensor (50, 51, 52) gemessenen Lage der Farbauszüge verglichen werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor ein Fotoempfänger zur Erfassung bestimmter Spektralbereiche oder ein Spektrometer ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor mit einem Faserbündel (51) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Sensor mindestens ein Beleuchtungselement (L1, L2, L3) vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor eine Mehrzahl von Messelementen (CH1, CH2, CH3, CH4) zur getrennten Erfassung von Spektralbereichen aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei dem Sensor mindestens ein Spektralfilter oder Farbfilter oder Interferenzfilter (52) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sensor (50) quer zur Laufrichtung der Druckbahn verschiebbar ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (50) ein Liniensensor oder ein Flächensensor ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor zwischen 1 und 100 mm breit und zwischen 1 und 30 &mgr;m lang ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (50) in der Nähe einer Walze vorgesehen ist, über welche die Druckbahn geführt werden kann.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Positionsgeber, um die Drehlage mindestens einer Druckwalze zu bestimmen.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Regeleinheit, welche mit der Recheneinheit gekoppelt ist, um die Drehlage mindestens einer Druckform so zu regeln, dass ein Registerfehler kompensiert werden kann.
  13. Verfahren zur Ermittlung der relativen Position von mindestens zwei Druckfarben auf einer bedruckten Bahn in einer Druckmaschine, insbesondere einer Rotationsdruckmaschine, wobei Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus Bilddaten einer Druckvorstufe gewonnen werden; mindestens ein Teil eines Druckbildes auf der Bahn durch mindestens einen Sensor erfasst wird; die aus den Bilddaten der Druckvorstufe gewonnenen Referenzwerte mit den durch den mindestens einen Sensor erfassten Messwerten vergliche werden und die relative Position der Druckfarben aus dem Vergleichsergebnis ermittelt wird.
  14. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Druckfarbe, insbesondere Schwarz, als Referenz verwendet wird.
  15. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die absolute Position einer Druckfarbe ermittelt wird.
  16. Verfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei der Messort zur Erfassung mindestens eines Teiles des Druckbildes auf der Bahn aus den Vorstufendaten der Druckvorstufe gewonnen wird.
  17. Verfahren nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Ermitteln der relativen Position mindestens einer Druckfarbe ein Korrelationsverfahren durchgeführt wird.
  18. Verfahren nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, wobei eindimensionale oder zweidimensionale Referenzwerte für mindestens zwei Druckfarben aus der Druckvorstufe gewonnen werden und durch den mindestens einen Sensor erfasst werden.
  19. Verfahren nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lage mindestens einer Druckform in Abhängigkeit von der ermittelten relativen Position mindestens zweier Druckfarben geregelt wird.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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