DE2901980C2 - Einrichtung zum Steuern des Farbwerkes einer Bogenoffsetdruckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern des Farbwerkes einer Bogenoffsetdruckmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruches.

Es ist aus der Zeitschrift »Offset-Praxis« 10/78, S. 58—72, eine solche Einrichtung bekannt, wonach eine auf dem Bogenrand mitgedruckte Farbkontroll-Leiste mit zahlreichen Farbfeldern mittels eines Densitometers bei sehr hoher Farbfilterwechselfolge überstrichen und ausgemessen wird. Das Ergebnis der Messungen dient dann zu einer unmittelbaren Steuerung der Farbsteuerglieder im Farbwerk,

Ein wesentliches Problem stellt die Erkennung des richtigen Meßortes dar, an welchem innerhalb der Breite eines Kontrollfeldes der von Obergängen an den Meßfeldgrenzen unbeeinflußte wirkliche Farbdichtewert entnommen werden kann. Ungenaue Montage der Kontrollfelder, Schrumpfung des Bogens und andere Einflußgrößen machen eine Steuerung der Meßgrößenentnahme aufgrund einer durch den Meßkopf transport festgelegten Triggerung unzuverlässig. Überdies stellen die bei bekannten Einrichtungen auftretenden Filterwechselzeiten beim Obergang eines Meßfeldes einer Farbe auf das Meßfeld einer anderen Farbe eine Grenze für die Meßgeschwindigkeitserhöhung dar, so daß für das Ausmessen einer ganzen Farbkontroll-Leiste verhältnismäßig viel Zeit benötigt wird, während der bei sehr schnell laufenden modernen Druckmaschinen mangels ständiger Nachkontrolle der Farbsteuerglieder am Farbwerk sehr viel Makulatur produziert werden kann. Verschiedene Maßnahmen zur Filterumschaltung und Synchronisierung dieser Umschaltung mit den abzutastenden Meßfeldern sind beispielsweise aus der US-PS 33 67 230, der GB-PS 8 22 444, der DE-OS 21 50 319 oder der DE-OS 26 32 017 bekannt, haben' jedoch in keinem Fall die erforderliche Genauigkeit und die für moderne Maschinen und ihren wirtschaftlichen Betrieb benötigte Treffsicherheit der korrekten Meßstellen bei entsprechend hoher Geschwindigkeit erreicht

Auen Vorrichtungen aus dem Tiefdruck, die zur Messung der Farbdichte eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift Polygraph, S. 1602— 1604 oder in der DE-OS 22 53 189 beschrieben sind, lassen sich nicht für das hier in Rede stehende Verfahren einsetzen.

Die Dichte der einzelnen.Druckfarben können bei auf einem einzigen Meßfeld übereinander gedruckten Farben mit Hilfe der bisher verwendeten langsamen mechanischen Filterumschaltung praktisch überhaupt nicht bestimir -erden.

Mit der Erfi ng soll nun die Aufgabe gelöst werden, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches so auszubilden, daß die Geschwindigkeit beim Ausmessen der Farbdichte in den einzelnen Feldern der Farbkontroll-Leiste erhöht werden kann, daß unterschiedliche Meßfeldgrößen keinen Einfluß auf die Richtigkeit des entnommenen Farbdichtemeßwertes haben und auch Veränderungen der Meßfeldabmessungen aufgrund der Schrumpfung des Paters keine Fehlmessungen verursachen, wobei der Obergang von einem Meßfeld zum anderen beim stetigen Überstreichen der Farbkontroll-Leiste ein Signal für die Auslösung der nächstfolgenden Dichtemessung ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.

Aus der Merkmalskombination geht deutlich hervor, daß ein mit den verschiedenen optischen Filtern im Strahlengang vor dem Photoempfänger angeordnetes Filterrad ständig gleichmäßig schnell rotiert, wobei keine Synchronisierung mit dem beim Überstreichen der Farbkontroll-Leiste durch den Meßkopf auftretenden Farbwechsel erforderlich ist Dagegen werden die vom Photoempfänger abgegebenen Intensitätsmeßwerte einem Umschalter zugeführt, der seinerseits nun synchron zu dem gerade im Strahlengang befindlichen Farbfilter auf dem rotierenden Filterrad jeden den einzelnen Farbfiltern entsprechenden Intensitätsmeß-

wert einem zugehörigen Speicher zuleitet, so daß diese Speicher nun die farbspezifischen Intensitätswerte enthalten. Zur Weiterverarbeitung for die Grenzerkennung werden dann die Intensitätsmeßwerte als Ausgangsgröße desjenigen Speichers ausgewählt, der zu s dem Farbfilter gehört, das der Farbe entweder des gerade abgetasteten oder des nachfolgenden Meßfeldes entspricht, und die zeitliche Änderung dieser Intensitätswertausgangsgröße dient dann zur exakten Bestimmung des Obergangs von einem Meßfeld auf das nächste. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, den zeitlichen Verlauf mittels entsprechender Schaltungselemente zweimal zu differenzieren, so daß die Meßfeldgrenze in Gestalt des Nulldurchganges der zweiten Ableitung der Intensitätskurve sehr exakt bestimmbar ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Eine schematisierte Darstellung eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dient nachfolgend der Erläuterung der Erfindung. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Abschnitt eines Druckbogens mit aufgedruckter FarbkontroH-Leiste; unterhalb der einzelnen verschiedenfarbigen Meßfelder sind die erhaltenen Dichtemeßwerte D an einem ausgewählten Speicher sowie die nach dem einmaligen und zweimaligen Differenzieren erhaltenen Signalverläufe D\ und Di dargestellt;

Fig.2 eine schematische Wiedergabe der wesentlichen Elemente des Meßkopfes mit nachgeschalteten ;o elektronischen Bauelementen;

Fig.3 einen Ausschnitt aus einem Meßtisch mit Meßkopf in Draufsicht; und

F i g. 4 die schematisierte Wiedergabe des Farbwerkes einer Offsetdruckmaschine. J5

Es wird zunächst die F i g. 3 betrachtet. Ein mit einer Farbkontroll-Leiste 2 entlang eines Bogenrandes bedruckter Druckbogen 3 wird auf einen Meßtisch so aufgelegt, daß die mit der Farbkontroll-Leiste 2 bedruckte Bogenkante darauf mittels Unterdruck auf Löchern 4 einer Ansaugleiste 5 so festgelegt wird, daß die Farbkontroll-Leiste 2 unter dem eine Traversierbewegung ausführenden Meßkopf 1 zu liegen kommt. Parallel zur Saugleiste 5 bewegt sich auf einer Führung 6 ein Schlitten 7, der den Meßkopf 1 trägt, wobei der Antrieb für den Meßkopf 1 durch Seilzug, Zahnriemen oder, wie hi?r dargestellt, durch eine ,Spindel 8 erfolgen kann.

Zum Ausmessen unterschiedlicher Farbfelder durch den sich kontinuierlich entlang der Farbkontroll-Leiste 2 bewegenden Meßkopf t wird ein schnell rotierendes Filterrad 18 (siehe Fig.2) in den Strahlengang des Meßkopfes 1, also zwischen einer Lichtquelle 19, der Farbkontroll-Leiste 2 und einem Photoempfänger 24, angeordnet, das um jeweils 90° versetzt die Filter 20 bis 23 für Schwarz, Magenta, Cyan und Gelb enthält. Dabei liefert der Photoempfänger 24 den den Filtern 20—23 jeweils entsprechende elektrische Intensitätssignale, die in einem nachfolgenden logarithmischen Verstärker 25 in elektrische Dichtesignale umgewandelt werden. Diese Dichtesignale werden vermittels eines elektronischen Umschalters 26, welcher synchron zur Stellung der Filter 20 bis 23 im Strahlengang gesteuert wird, auf vier gleichartige elektronische Speicher 30 bis 33 verteilt, an deren Ausgang ein kontinuierliches Spannungssignal auftritt, das der Folge der Dichtemeßwerte für die einzelnen Farbin proportional ist. Die Steuerung des Umschalters 26 erfofct mit Hilfe einer Abtastvorrichtung am Filterrand 18, die durch eine Lichtschranke 34 und den Filtern 20 bis 23 zugeordnete Löcher 35 bis 38 gebildet wird, so daß die Dichtemeßwerte einer Farbe imnrir in denselben zugehörigen Speicher 30 bis 33 eingespeist werden.

Durch diese Einrichtung wird erreicht, daß am Ausgang eines jeden Speichers 30 bis 33 für jede Filterfarbe ein kontinuierlicher Dichtemeßwert Ds, Da D_M, Dc abnehmbar ist, der sich so, wie es in Fi g. 1 für ein Signal Ddargestellt ist, ändert, wenn der Meßkopf 1 über die Farbkontroll-Leiste 2 hinweggeführt wird. Hiermit ist der wesentliche Vorteil verbunden, daß alle Dichtemeßwerte D& Dc, Dm, Da gleichzeitig und für die Weiterverarbeitung, nämlich die Differentiation zur Erkennung der Meßfeldgrenzen zur Verfügung stehen.

Auch für die Dichtemessung selbst bietet dies Vorteile, weil ohne Stillsetzen des Meßkopfes 1 gleichzeitig die Dichtewerte mehrerer Farben in ein und demselben Feld gemessen werden können (Obereinanderdruck). Durch bekannte elektronische Mittel kann zudem praktisch verzögerungsfrei einer der Dichtemeßwerte ausgewählt und für die Erken >.;ng der Meßfeldgrenzen herangezogen werden, was wichtig ist, wenn man immer nur Dichteänderungen in einer Richtung auswerten will. Dies wäre mit einer herkömmlichen mechanischen Filterumschaltung nicht erreichbar, weil immer -air ein Dichtemeßwert einer Farbe entsprechend dem gewählter Filter zur Verfügung steht und die Umschaltung auf ein anderes Farbfilter eine erhebliche Zeit beansprucht.

Die Auswertung der vom Meßkopf 1 abgegebenen Signale kann durch elektrische Bauteile wie Differenzierer, Komparatoren u. dgl. erfolgen. Von außen einwirkende Störungen können dadurch vermieden werden, daß die analogen Meßwerte fortlaufend in digitale Signale umgewandelt und somit eine Weiterverarbeitung und Auswertung in einer digital arbeitenden Einrichtung ermöglicht wird. Insbesondere kann dies per Programm in einem kleinen Prozeßrechner oder in einem Mikroprocessor erfolgen.

Die weitere Verarbeitung der Signale für die Meßfeldgrenzerkennung soll nun anhand der F i g. 1 erläutert werden. Beim Überstreichen der Farbkontroll-Leiste 2 gibt der Meßkopf 1 ein kontinuierliches Dichtesignal Dab, das elektrisch weiterverarbeitet wird. Wie ersichtlich, ergeben sich an den Grenzen von Meßfeldern 9 bis 14 der Farbkontroll-Leiste 2 schnelle Änderungen des Dichtewertes D.

Nach einmaliger Differentiation, die elektrisch in an sich bekannter Weise vorgenommen wird, erhält man ein Signal Di, das ein Maß für die Größe der Dichteänderung ist. Das Signal D₂ erhält man nach einer zweiten Differentiation, wobei man den Ort der größten Dichteänderung als Nulldurchgang erhält.

Die Auswertung dieser Signale Di, D₂ geschieht nun in der Weise, daß zunächst beobachtet wird, ob das Signal D, eine Schwelle ±D₁₀ überschreitet bzw. unterschreitet Geschieht dies, so kann angenommen werden, daß ein echter Dichtesprung von ζ. Β. Δ D = 0,5 infolge einer ütwrstrichenen Meßfeldgrenze vorliegt und die Dichteänderung nicht durch kleinere Dichteschwankungen innerhalb eines Meßfeldes 9^14 oder durch Papierverunreinigungen hervorgerufen ijt. Nur dann, wenn eine tatsächliche Meßfeldgrenze auf diese Weise festgestellt worden ist, wird der im Signal D₂ auftretende Nulldurchgang als Zeitpunkt bzw. Ort der Meßfeldgrenze akzeptiert.

Bei vorgegebener Meßfeldbreite kann nun von der so

erkannten Meßfeldgrenze aus der Mittenbereich des Meßfeldes 9—14 ermittelt werden, indem der von der Meßfeldgrenze aus zurückgelegte Weg sich gleichmäßig bewegenden Meßkopfes 1 gemessen wird. Dies geschieht gemäß der Darstellung der Fig.3 mit Hilfe =, eines auf der Antriebsspindel 8 des MeOkopfes 1 befestigten Zahnrades 15 in Verbindung mit einer Lichtschranke 16 als Geber. Jeder Impuls dieser Abtastvorrichtung 15, 16 entspricht dabei einer gewissen Hubbewegungsstrecke des Meßkopfes I, z. B. 0,1 mm. Ist der Meßfeldmittenbereich erreicht, dann wird der Farbdichtemeßwert dieser Stelle elektrisch gespeichert, bevorzugt in digitaler Form, oder gleich an die automatische Steuerung des Farbwerkes der angeschlossenen Druckmaschine weitergeleitet. An- ii schließend setzt für das nun folgende Meßfeld 9—14 wieder die Grenzerkennung in der oben beschriebenen Weise ein, darauf die Wegzählung für das Erreichen der Mitte des Meßfeldes 9—14. die Dichtemessung usw.

Prinzipiell könnten die Meßfeldgrenzen bereits daraus erkannt werden, wenn das Signal D\ (F i g. 1) die Grenzwerte ± Ao über- bzw. unterschreitet. Es ergäbe sich dadurch jedoch ein relativ breiter Unsicherheitsbereich, der noch von der Größe der Dichteänderung abhängt. Es wird deshalb in der beschriebenen Einrichtung durch nochmaliges Differenzieren des Signals D, das Signal D₂ ermittelt, das an der Stelle seines Nulldurchganges sehr exakt und von der Größe der Dichteänderung unabhängig den Ort der Meßfeldgrenze liefert.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, erfolgt der Nulldurchgang des Signals D₂ erst um eine sehr kleine Strecke d nach der eigentlichen Meßfeldgrenze, falls die Dichteänderung positiv war; dies rührt daher, daß praktisch die ganze Meßblende des Meßkopfes 1 in das Meßfeld J5 9—14 eingelaufen sein muß, bis der Maximalwert der Kurve D\ oder die größte Änderung des Dichtemeßwertes D auftritt Entsprechend erfolgt bei negativen Dichteänderungen schon um den Betrag d vor der Meßfeldgrenze der Nulldurchgang des zweimal differenzierten Signals Dz. Dies stellt aber für die praktische Anwendung der Einrichtung keinen Nachteil dar, weil die Strecke d hinreichend genau durch die halbe Breite der Meßblende des Meßkopfes 1 vorgegeben ist

In der Praxis werden zweckmäßig die Meßfeldgrenzen dadurch ermittelt daß nur immer die Dichteänderung in einer Richtung (z. B. positive Dichteänderungen) zur Erkennung der Meßfeldgrenzen herangezogen werden. Die Verschiebung d liegt dann immer in derselben Richtung, und die Meßfeldmitte kann durch so Weiterzählen der Meßkopfposition (mit der Abtastvorrichtung 15, 16) immer in gleicher Weise ermittelt werden.

Bei der Auswertung von positiven Dichteänderungen wird immer dasjenige Filter 20—23 im Meßkopf 1 ausgewählt, das der Farbe des nächstfolgenden Meßfeldes 9—14 entspricht Man erhält dabei optimal große und bevorzugt positive Dichteänderungen, wenn der Meßkopf 1 die Meßfeldgrenze überläuft Sollte es erwünscht sein, mit optimalen negativen Dichteände- eo rungen zu arbeiten, dann wird das Farbfilter 20—23 gewählt, das dem Meßfeld 9—14 entspricht auf dem sich der Meßkopf 1 gerade befindet Die Wahl des in diesem Sinne geeigneten Meßsignals ist auf elektronischem Wege recht einfach und ohne Zeitvererng roöghch.

Die beschriebene Einrichtung gestattet für dsa Faü, daß Volltonfelder mit ausreichend hoher Dichte und ständig wechselnden Farben aufeinanderfolgen, die Erkennung jeder Meßfeldgrenze. Wenn in der Farbkontroll-Leiste 2 auch Rasterfelder mit geringerer Dichte vorhanden sind oder wenn Felder gleicher Farbe aufeinanderfolgen, so wird je nach Höhe der Schwelle ± D öfters keine Grenzerkennung möglich sein. Da auf eine kurze Laufstrecke des Meßkopfes 1 über die Schrumpfung des bedruckten Druckbogens 3 oder kleinere Ungenauigkeiten (in der Montage) der Meßfelder 9—14 nicht zum Tragen kommen, können die Meßfeldmitten (- Meßpositionen) aber leicht durch Positionszählung mit der Abtastvorrichtung (15, 16) ermittelt werden. Je nach Anordnung der Felder in der Farbkontroll-Leiste 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 9—14 zumindest nominell — gleiche Breite haben, was aber in der Praxis wegen der einfacheren »Montage« der Farbkontroll-Leiste 2 sowieso gegeben ist.

Die Einrichtung zur automatischen Erkennung der Meßfeldgrenzen gestattet somit beliebig lange Farbkontroll-Leisten 2 exakt abzutasten und die Dichtewerte der einzelnen Meßfelder 9—14 zu ermitteln, ohne daß durch eine Schrumpfung — oder auch Dehnung — des bedruckten Bogens Fehlmessungen auf falschen Meßfeldern 9—14 oder an Meßfeldgrenzen Zustandekommen. Auch bei ungenauen Meßfeldbreiten oder bei ungenauer Montage der Farbkontroll-Leiste 2 wird immer eine ausreichend genaue Meßposition in Meßfeldmitte erzielt

Die beschriebene Einrichtung kann sehr vorteilhaft auch zur Erkennung des Anfangs des Druckbogens 3, d. h. der Papierkante 17 verwendet werden. Dazu muß die Oberfläche der Saugleiste 5, auf der der Druckbogen 3 angesaugt wird, dunkel, z. B. schwarz sein, also eine hohe Farbdichte aufweisen. Lauft der Meßkopf 1 nun von der Saugleiste 5 auf den Druckbogen 3, so ergibt sich eine große negative Dichteänderung (siehe F i g. 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 vom Papierweiß auf das erste Meßfeld 9 der Farbkontroll-Leiste 2 läuft; sie wird in der beschriebenen Weise ausgewertet und kennzeichnet den Anfang der Farbkontroll-Leiste 2. 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 5 angelegt werden kann und nicht exakt positioniert werden muß; in Verbindung mit der Erkennung des ersten Meßfeldes 9 der Farbkontrori-Leiste 2 wird somit eine von der Lage des Bogens unabhängige Bestimmung der Meßfeldmitten (= Meßorte) ermöglicht

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

Hierzu 2 Blatt Zeicungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   1, Einrichtung zum Steuern des Farbwerkes einer Bogenoffsetdruckmaschine mittels Messung der Farbdichten einer auf den Bogen quer zur Druckrichtung mitgedruckten Farbkontroll-Leiste durch einen längs der Farbkontroll-Leiste gleichmäßig bewegbaren, eine Lichtquelle und einen Photoempfänger mit einem Satz von Farben der Meßfelder auf der Kontroll-Leiste entsprechender, automatisch wechselbarer optischer Filter aufweisenden Meßkopf, dessen Intensitätsimpulse stellend auf Farbsteuerglieder der Druckmaschine einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (1) ein ständig gleichmäßig rotierendes Filterrad (18) im Strahlengang vor dem Photoempfänger (24) aufweist, in dem die verschiedenen optischen Filter (20—23) angeordnet sind, daß die vom Photoempfänger (24) abgegebenen Intensitätsmeßwerte einem Umschalter (26) zugeführt werden, der sie synchron zu den Strahlengang befindlichen Farbfiltern {20—23) auf dem Filterrad (18) verschiedenen Speichern (30—33) zuleitet, daß durch eine weitere Schaltung jeweils die Intensitätsmeßwerte als Ausgangsgröße (D) desjenigen Speichers 2s (30—33) auswählbar sind, der dem Filter (20—23) zugeordnet ist, das der Farbe des gerade abgetasteten oder des nachfolgendem Meßfeldes (9—14) entspricht, und daß die zeitliche Änderung der Ausgangsgröße (D) in einer zusätzlichen Schaltung als Kriterium der Grenze benachbarter Meßfelder (9—14) bestimmbar ist
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltung Einrichtungen zum zweimaligen D^:fferenzieren der Ausgangs- größe (D) und Erkennen des full-Durchgangs der zweiten Ableitung enthält.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schaltung Bauelemente (24, 25, 26, 30—33) zum Umwandeln der Dichtemeßwerte in proportionale Spannungswerte aufweist.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Wegstreckengeber (Ii, 16) am Antrieb (8) des Meßkopfes (1) und eine die Dichtemessung- in Meßfeldmitte nach bestimmter Strecke im Anschluß an eine ermittelte Meßfeldgrenze freigebende Auslöseeinrichtung.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektronischer so Rechner vorgesehen ist, durch den per Programm diejenige Speicher (30—33) zur Dichteauswertung auswählbar ist, die der Farbe des auf eine ermittelte Meßfeldgrenze folgenden Meßfeldes (9—14) auf der Farbkontroll-Leiste (2) entspricht.