EP1990196A2

EP1990196A2 - Verfahren zur Regelunbg von drucktechnischen Prozessen

Info

Publication number: EP1990196A2
Application number: EP08004535A
Authority: EP
Inventors: Alfons Schuster; Michael Schönert
Original assignee: Manroland AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2008-03-12
Publication date: 2008-11-12
Also published as: EP1990196A3; DE102007012736A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen, insbesondere zur Schnittregister- oder Farbregisterregelung oder zur Messortbestimmung bei der Farbdichteregelung oder Farbortregelung an einer Druckmaschine, wobei zur Ermittlung mindestes eines Istwerts ein Messort auf einem Bedruckstoff mit Hilfe mindestens eines Sensors vermessen wird, wobei der oder jeder gemessene Istwert mit jeweils einem druckvorstufebasierten Sollwert verglichen wird, und wobei auf Basis mindestens einer aus dem oder jedem Istwert und dem jeweiligen Sollwert ermittelten Regelabweichung mindestens ein Stellsignal für den zu regelnden drucktechnischen Prozess ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird vor der eigentlichen Regelung zur Kalibrierung der Regelung ein Versatz des von dem Sensor zu vermessenden Messorts bezüglich eines Leitsignals einer Druckmaschine derart automatisch ermittelt, dass ein druckvorstufebasierter Referenzwert mit einem Messwert des Sensors verrechnet wird, und dass auf Basis des hierbei ermittelten Versatzes die Erfassung des oder jedes Istwerte bei der eigentlichen Regelung erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Regelung drucktechnischer Prozesse, wie z. B. eine Schnittregisterregelung, eine Farbregisterregelung oder eine Farbdichtregelung, erfolgt üblicherweise unter Verwendung von auf das Druckprodukt gedruckten Druckkontrollmarken, die mit Hilfe von Sensoren vermessen werden, wobei hierbei ermittelte Istwerte der Druckkontrollmarken mit druckvorstufebasierten Sollwerten für die Druckkontrollmarken verglichen werden, um auf Basis dieses Vergleichs Stellsignale für den zu regelnden drucktechnischen Prozess zu ermitteln. Derartige Druckkontrollmarken, die außerhalb des eigentlichen Druckbilds bzw. Sujets auf das Druckprodukt gedruckt werden, sind insbesondere im Zeitungsdruck störend, da im Zeitungsdruck kein Beschnitt des Druckprodukts erfolgt und demnach die Druckkontrollmarken im Endprodukt sichtbar sind.
Die DE 42 37 004 C2 offenbart ein markenlos arbeitendes Regelverfahren zur Regelung der Farbdichte eines Druckprodukts, wobei hierzu das Druckbild des Druckprodukts mit Hilfe von Sensoren unmittelbar vermessen wird. Hierbei ermittelte Istwerte werden mit Sollwerten verglichen, die auf Bilddaten bzw. Druckvorstufedaten basieren.
Die DE 101 49 158 A1 offenbart ein ebenfalls markenlos arbeitendes Verfahren zur Schnittregisterregelung an einer Druckmaschine, wobei auch bei diesem Verfahren für die Regelung druckvorstufebasierte Sollwerte verwendet werden.
Bei markenlos arbeitenden Verfahren zur Regelung drucktechnischer Prozesse wird zur Vermessung eines auf den Bedruckstoff gedruckten Druckbilds der Bedruckstoff an einem in Laufrichtung bzw. Transportrichtung des Bedruckstoff feststehenden Sensor vorbeibewegt, wobei der Sensor zur Vermessung des Druckbilds einen Messort innerhalb des Druckbilds messtechnisch erfasst. Ebenso wird bei auf Druckkontrollmarken basierenden Verfahren zur Regelung drucktechnischer Prozesse der Bedruckstoff an einem Sensor vorbeibewegt, wobei der Sensor zur Vermessung der Druckkontrollmarken einen Messort auf dem Bedruckstoff messtechnisch erfasst.
Dabei ist es von Bedeutung, dass die Position des Messorts, die sich in der Regel auf eine Winkelstellung von Zylindern der Druckmaschine bezieht, exakt bekannt ist, damit der Sensor auch exakt den Messort vermessen kann. Die exakte Position des von dem Sensor zu vermessenden Messorts ist jedoch unter anderem vom Weg des Bedruckstoffs durch die Druckmaschine abhängig, so dass insbesondere dann, wenn, wie es im Zeitungsdruck üblich ist, zahlreiche Varianten des Bedruckstoffwegs durch die Druckmaschine vorliegen, der Messort nach der Praxis vorab nicht exakt bekannt ist, so dass der Sensor unter Umständen an einer falschen Stelle misst. Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen, mit welchen vor der eigentlichen Regelung die korrekte Position des Messorts bezüglich eines Sensors zu Kalibrierzwecken ermittelt werden kann.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird vor der eigentlichen Regelung zur Kalibrierung der Regelung ein Versatz des von dem Sensor zu vermessenden Messorts bezüglich eines Leitsignals einer Druckmaschine derart automatisch ermittelt, dass ein druckvorstufebasierter Referenzwert mit einem Messwert des Sensors verrechnet wird, und dass auf Basis des hierbei ermittelten Versatzes die Erfassung des oder jedes Istwerts bei der eigentlichen Regelung erfolgt.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, vor der eigentlichen Regelung zur Kalibrierung derselben den Versatz des zu vermessenden Messorts bezüglich eines Leitsignals der Druckmaschine automatisch zu ermitteln, wobei hierzu ein druckvorstufebasierter Referenzwert mit einem Messwert des Sensors verrechnet wird. Auf Basis des ermittelten Versatzes des Messorts erfolgt anschließend die Erfassung des oder jedes Istwerts bei der eigentlichen Regelung des drucktechnischen Prozesses. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei der Regelung der Sensor den Bedruckstoff stets definiert im zu vermessenden Messort und demnach an der richtigen Stelle vermisst. Hierdurch kann die erzielbare Regelgenauigkeit bzw. die Betriebssicherheit gesteigert werden.
Vorzugsweise wird der Referenzwert mit dem Messwert des Sensors unter Verwendung eines Korrelationsverfahrens, insbesondere einer normierten Kreuzkorrelation, verglichen, wobei aus dem Maximum der Korrelation die Umfangsposition des Messorts bzw. der Versatz des Messorts zum Leitsignal ermittelt wird.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1:: ein Diagramm zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die hier vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen, insbesondere zur Schnittregisterregelung oder Farbregisterregelung oder zur Messortbestimmung bei der Farbdichteregelung oder Farbortregelung oder jedes anderen drucktechnischen Prozesses, bei welchem zur Regelung ein Messort auf einem Bedruckstoff mit Hilfe eines Sensors vermessen wird.
Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird ein Messort auf dem Bedruckstoff mit Hilfe eines vorzugsweise in Transportrichtung des Bedruckstoffs ortsfesten Sensors vermessen, wobei hierzu der Bedruckstoff an dem ortsfesten Sensor vorbeibewegt wird. Bei der Vermessung des definierten Messorts wird mindestens ein Istwert erfasst, wobei der oder jeder gemessene Istwert mit jeweils einem druckvorstufebasierten Sollwert verglichen wird. Auf Basis einer aus dem oder jedem Istwert und dem jeweiligen Sollwert ermittelten Regelabweichung wird ein Stellsignal für den zu regelnden drucktechnischen Prozess ermittelt.
Um sicherzustellen, dass der vorzugsweise in Transportrichtung des Bedruckstoffs ortsfeste Sensor an der richtigen Stelle im Bereich des definierten Messorts den Bedruckstoff messtechnisch erfasst, wird im Sinne der hier vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, vor der eigentlichen Regelung des drucktechnischen Prozesses zur Kalibrierung der Regelung einen Versatz des von dem ortsfesten Sensor zu vermessenden Messorts bezüglich eines Leitsignals der Druckmaschine automatisch zu ermitteln. Bei der Kalibrierung wird demnach die korrekte Position, nämlich die Umfangsposition, des zu vermessenden Messorts bezüglich des Sensors ermittelt.
Zur Ermittlung des Versatzes zwischen dem zu vermessenden Messort und dem Leitsignal der Druckmaschine wird ein Messwert des Sensors mit einem druckvorstufebasierten Referenzwert verrechnet, vorzugsweise unter Verwendung eines Korrelationsverfahrens. Vorzugsweise wird der Versatz des Messorts unter Verwendung einer normierten Kreuzkorrelation ermittelt, wobei aus dem Maximum der Korrelation der Versatz des zu vermessenden Messorts zum Leitsignal der Druckmaschine abgeleitet wird. Beim Leitsignal der Druckmaschine handelt es sich vorzugsweise um ein sogenanntes Zentralgebersignal.
Eine normierte Kreuzkorrelation erfolgt unter Verwendung der folgenden Gleichungen, wobei cor die normierte Kreuzkorrelation ist, wobei A der Messwert des Sensors ist, und wobei B der druckvorstufebasierte Referenzwert ist. $cor = \frac{cov (A B)}{σ_{A} σ_{B}};$

wobei gilt: $cov (A, B) = \frac{1}{n} \sum_{i} (A_{i} - μ_{A}) (B_{i} - μ_{B});$
$σ_{A} = \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i} {(A_{i} - μ_{A})}^{2}} und σ_{B} = \sqrt{\frac{1}{n} \sum_{i} {(B_{i} - μ_{B})}^{2}};$
und wobei weiterhin gilt: $μ_{A} = \frac{1}{n} \sum_{i} A_{i} und μ_{B} = \frac{1}{n} \sum_{i} B_{i} .$
Die Größe n entspricht der Anzahl der Messpunkte im Messwert sowie der Referenzpunkte im Referenzwert und demnach der Auflösung derselben, wobei die Auflösung des Messwerts der Auflösung des Referenzwerts entspricht.
Dann, wenn zur Durchführung des Verfahrens ein eindimensionaler Sensor verwendet wird, handelt es sich bei den Größen A und B um Vektoren mit n Elementen. Dann, wenn ein zweidimensionaler Sensor, z. B. eine Kamera, verwendet wird, handelt es sich bei den Größen A und B um Matrizen mit n Elementen, wobei die n Elemente der Matrizen in Spalten und Zeilen strukturiert sind.
Es können auch mehrere eindimensionale Sensoren verwendet werden, um als Istwert ein zweidimensionales Messfeld bzw. eine Messmatrix bereitzustellen, die mehrere eindimensionale Messspuren bzw. Messvektoren umfasst.
Ferner ergibt bei Verwendung eines eindimensionalen Sensors die Kombination dessen eindimensionalen Messsignals mit der Bewegung des Bedruckstoffs ein zweidimensionales Messfeld bzw. eine Messmatrix.
Als Ergebnis der normierten Kreuzkorrelation liegt abhängig davon, ob ein eindimensionaler Sensor oder ein zweidimensionaler Sensor verwendet wird, ein eindimensionaler Korrelationsvektor oder eine zweidimensionale Korrelationsmatrix vor, wobei das Element des Korrelationsvektors bzw. der Korrelationsmatrix mit dem maximalen Wert die Position des zu vermessenden Messorts bestimmt, so dass aus diesem Element der Versatz des zu vermessenden Messorts zum Zentralgebersignal abgeleitet werden kann.
Fig. 1 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren für den Fall, für welchen ein eindimensionaler Sensor verwendet wird, wobei in Fig. 1 über der horizontal verlaufenden Achse 10, die einer Umfangsposition des Bedruckstoffs entspricht, insgesamt drei Kurven 11, 12, 13 aufgetragen sind. Die Kurve 11 entspricht einem für den eindimensionalen Sensor vorgegebenen, druckvorstufebasierten Referenzwert, wobei es sich bei dem Referenzwert der Fig. 1 um eine eindimensionale Referenzspur bzw. einen eindimensionalen Referenzvektor handelt. Bei der Kurve 12 handelt es sich um einen mit Hilfe des Sensors erfassten Messwert in Form einer eindimensionalen Messspur bzw. eines eindimensionalen Messvektors.
Wird die eindimensionale Messspur gemäß Kurve 12 mit der eindimensionalen Referenzspur gemäß Kurve 11 unter Verwendung der obigen Formeln im Sinne einer normierten Kreuzkorrelation verrechnet, so ergibt sich als Ergebnis die Kurve 13, wobei der Doppelpfeil 14 dem errechneten Versatz des Messorts in Umfangsrichtung entspricht. Aus der Kurve 13 folgt, dass der Versatz durch das Maximum der Korrelation bestimmt wird. Neben dem ermittelten Versatz des Messorts in Umfangsrichtung gemäß dem Doppelpfeil 14 zeigt Fig. 1 zur Veranschaulichung weiterhin mit dem Doppelpfeil 15 den tatsächlichen Versatz des Messorts 16.
Bei Verwendung eines eindimensionalen Sensors wird nicht lediglich die Referenzspur mit der ermittelten Messspur verrechnet, sondern vielmehr werden zusätzlich Nachbarspuren der Referenzspur mit der Messspur verrechnet, wobei hierdurch ein Versatz des zu vermessenden Messorts gegenüber dem Sensor in Axialrichtung ermittelt werden kann.
Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei dem bei der Kalibrierung verwendeten Referenzwert um einen druckvorstufebasierten Referenzwert, der aus Druckvorstufedaten, z. B. aus Bilddaten oder Previewdaten, ermittelt wird. Der druckvorstufebasierte Referenzwert wird vorzugsweise unter Berücksichtigung von Daten über die Charakteristik des Sensors, mit dessen Istwert der Referenzwert verrechnet wird, ermittelt.
Als Charakteristik des jeweiligen Sensors wird dabei vorzugsweise dessen Auflösung und/oder dessen spektrale Empfindlichkeit und/oder dessen Messgeschwindigkeit berücksichtigt. Als Auflösung des Sensors kann eine Graustufenauflösung bei Verwendung eines Schwarz/Weiß-Sensors bzw. dessen Farbstufenauflösung bei Verwendung eines Farbsensors berücksichtigt werden. Weiterhin kann eine geometrische Auflösung des Sensors bei der Ermittlung des Referenzwerts berücksichtigt werden. Neben der Berücksichtigung der Charakteristik des Sensors kann bei der Ermittlung des druckvorstufebasierten Referenzwerts für die Kalibrierung auch die Charakteristik des drucktechnischen Prozesses, so z. B. eine Geschwindigkeit des drucktechnischen Prozesses und/oder eine Geometrie der Druckmaschine, berücksichtigt werden.
Der Referenzwert kann in einer Auflösung generiert werden, die geringer ist als die Auflösung des Sensors. Dies ist möglich, da für die Kalibrierung keine hohe Genauigkeit erforderlich ist. Die eigentliche Regelung nach erfolgter Kalibrierung erfolgt dann mit einer höheren Auflösung, und zwar der Auflösung des Sensors.
Weiterhin ist es möglich, den Messwert des Sensors sowie den druckvorstufebasierten Referenzwert bei einer Auflösung, die geringer ist als die Auflösung des Sensors, so zu verrechnen, dass eine Ortsauflösung sinkt und eine Grauwertauflösung steigt. Hiermit kann die Genauigkeit der Kalibrierung gesteigert werden. Die eigentliche Regelung erfolgt wiederum mit einer höheren Auflösung, nämlich mit der Auflösung des Sensors.
Dann, wenn als Sensor ein zweidimensionaler Sensor verwendet wird, wird zur Kalibrierung der Regelung als Referenzwert ein zweidimensionales Referenzfeld bzw. eine Referenzmatrix mit einem als zweidimensionales Messfeld bzw. Messmatrix ausgebildeten Messwert verrechnet. Um in diesem Fall die Kalibrierung im Bedarfsfall schneller durchführen zu können, können mehrere relativ kleine zweidimensionale Referenzfelder verwendet werden, die durch Kombination ihrer Positionen auf dem Bedruckstoff eine eindeutige Lagebestimmung erlauben. Diese Referenzfelder können vorab bestimmt werden und auch identisch sein. Die Relativlage der Referenzfelder zueinander erlaubt eine exakte Kalibrierung.

Bezugszeichenliste

10: Achse
11: Referenzspur
12: Messspur
13: Korrelation
14: ermittelter Versatz
15: tatsächlicher Versatz
16: Messort

Claims

Verfahren zur Regelung von drucktechnischen Prozessen, insbesondere zur Schnittregister- oder Farbregisterregelung oder zur Messortbestimmung bei der Farbdichteregelung oder Farbortregelung an einer Druckmaschine, wobei zur Ermittlung mindestes eines Istwerts ein Messort auf einem Bedruckstoff mit Hilfe mindestens eines Sensors vermessen wird, wobei der oder jeder gemessene Istwert mit jeweils einem druckvorstufebasierten Sollwert verglichen wird, und wobei auf Basis mindestens einer aus dem oder jedem Istwert und dem jeweiligen Sollwert ermittelten Regelabweichung mindestens ein Stellsignal für den zu regelnden drucktechnischen Prozess ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor der eigentlichen Regelung zur Kalibrierung der Regelung ein Versatz des von dem Sensor zu vermessenden Messorts bezüglich eines Leitsignals einer Druckmaschine derart automatisch ermittelt wird, dass ein druckvorstufebasierter Referenzwert mit einem Messwert des Sensors verrechnet wird, und dass auf Basis des hierbei ermittelten Versatzes die Erfassung des oder jedes Istwerts bei der eigentlichen Regelung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert mit dem Messwert des Sensors unter Verwendung eines Korrelationsverfahrens, insbesondere einer normierten Kreuzkorrelation, verrechnet wird, wobei aus dem Maximum der Korrelation der Versatz des Messorts ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der druckvorstufebasierte Referenzwert aus Druckvorstufedaten unter Berücksichtigung von Daten über die Charakteristik des Sensors, mit dessen Istwert der Referenzwert verrechnet wird, ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Charakteristik des jeweiligen Sensors eine Auflösung und/oder eine spektrale Empfindlichkeit und/oder eine Messgeschwindigkeit desselben berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Auflösung des Sensors eine Graustufenauflösung bzw. Farbstufenauflösung und/oder eine geometrische Auflösung berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ermittlung des druckvorstufebasierten Referenzwerts Druckvorstufedaten mit einer geringeren Auflösung als die Auflösung des Sensors verwendet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der druckvorstufebasierte Referenzwert aus Druckvorstufedaten unter Berücksichtigung von Daten über die Charakteristik des drucktechnischen Prozesses ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Charakteristik des drucktechnischen Prozesses eine Geschwindigkeit desselben und/oder eine Geometrie der Druckmaschine berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrechnung des druckvorstufebasierten Referenzwerts mit dem Messwert zur Ermittlung des Versatzes des Messorts mit einer geringeren Auflösung als die Auflösung des Sensors erfolgt, wobei die eigentliche Regelung mit der Auflösung des Sensors erfolgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass des Versatz des Messorts bezüglich eines Zentralgebersignals der Druckmaschine ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung der Regelung ein Versatz des zu vermessenden Messorts in Umfangsrichtung ermittelt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein eindimensionaler Sensor verwendet wird, wobei zur Kalibrierung der Regelung als Referenzwert eine eindimensionale Referenzspur bzw. einen Referenzvektor mit einem als eindimensionale Messspur bzw. Messvektor ausgebildeten Messwert verrechnet wird, und wobei darüber hinaus die eindimensionale Messspur auch mit Nachbarspuren der Referenzspur verrechnet wird, um so ein Versatz des zu vermessenden Messorts gegenüber dem Sensor in Axialrichtung zu ermitteln.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein zweidimensionaler Sensor verwendet wird, wobei zur Kalibrierung der Regelung als Referenzwert ein zweidimensionales Referenzfeld bzw. eine Referenzmatrix mit einem als zweidimensionales Messfeld bzw. Messmatrix ausgebildeten Messwert verrechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beschleunigung der Kalibrierung mehrere relativ kleine zweidimensionale Referenzfelder verwendet werden, die durch Kombination ihrer Positionen auf dem Bedruckstoff eine eindeutige Kalibrierung bzw. Lagebestimmung erlauben.