DE2247351C3 - Method and device for photoelectric measurement and adjustment of an ink layer on the forme cylinder of a rotogravure printing machine - Google Patents
Method and device for photoelectric measurement and adjustment of an ink layer on the forme cylinder of a rotogravure printing machineInfo
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- B41F33/0063—Devices for measuring the thickness of liquid films on rollers or cylinders
Description
Die Krfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur lichtelektrischen Messung und Einregelung einer Farbschicht auf Formzylindern einer Rotations-Tiefdruck -naschine der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 3 genannten Art.The invention relates to a procedure as well a device for photoelectric measurement and adjustment of an ink layer on a forme cylinder Rotary rotogravure printing machine of the generic term Claim 1 or 3 mentioned Art.
Die Messung dünner F jrbschichten auf rotierenden lichtiindurchlassigen Walzen mit Licht unter Verwen dung von Lichtwandlern wird beim Betrieb von Tiefdruckmaschinen seit längerem angewendet. Aus der CH-PS 2 82 748 ist darüber hinaus zu entnehmen, wie mittels eines so gewonnenen Meßwertes durch gesteuerten l.ösungsmitteizusalz zur Druckfarbe die Farbintensität automatisch s:cucrbar ist.The measurement of thin layers of paint on rotating opaque rollers with light using The use of light converters has long been used in the operation of gravure printing machines. From the CH-PS 2 82 748 can also be seen how by means of a measured value obtained in this way by controlled l.solvent added to the printing ink, the color intensity is automatically adjustable.
Abgesehen von der ein gesondertes Problem darstellenden Farbiniensitjt der Farbe per se soll beim RolationsTiefdruckverfahren die R-'kcl mit einem ganz bestimmten Druck an der Oberfläche des rotierenden Formzylinders anliegen: Bei zu großem Andruik entsteht Materialverschleiß. und bei zu schwachem Andruck verbleibt überschüssige Farbe auf der /y lederoberfläche, die auf dem Druckgut als tlntergrundtönung stört. Ncmalerweise stellt der Drucker den Rakelandruck so ein. daß auf der gt-.imien /ylinderoberfläche. also auch auf ihren nicht-drückenden Bezirken, eine sehr dünne Farbschicht von 1 bis 2 μιη Dicke verbleibt. Diese Furbhaut dient als Gleitmittel für die Rakel, vermeidet ferner eine Gravurzellenaussau gung durch die Rakel, ist aber so farbschwach, daß sie sich auf dem Druckgut nicht als störend bemerkbar machtApart from the color line density per se, which poses a special problem, the R-'kcl should rest against the surface of the rotating forme cylinder with a very specific pressure in the rotogravure printing process: if the pressure is too great, material wear occurs. and to low contact pressure of excess dye remaining on the / y leather surface that interferes on the print as tlntergrundtönung. Usually the printer adjusts the squeegee pressure like this. that on the gt-.imien / ylinder surface. So even on their non-oppressive areas, a very thin layer of paint 1 to 2 μm thick remains. This Furbhaut serves as a lubricant for the squeegee, also avoids Gravurzellenaussau supply by the squeegee, but is so weak in color that it does not make itself noticeable on the print material as disturbing
Bisher mußte der günstigste Rakelandruck an den Formzylinder von einem geübten Drucker aufgrund einer visuellen Konirolle der Drucke von Hand eingestellt und von /eit fu /en nachgestellt werden — eine Frfahrung und Geschick voraussetzende TätigkeitSo far, the cheapest Rakelandruck had to manually set on the plate cylinder by a trained printer due to a visual Konirolle of prints and be adjusted from / ince fu / s - a Frfahrung and skill presupposing activity
Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Subjektive Farbschichtabschätziingil· rch eine objektive Messung tu ersetzen und unter verwendung des gewonnenen Meßwertes eine selbsttätige EirtrcgelUhg des Rakelandruckes auf einen vorgegebenen Wert zu bewirken.The Frfindung is the object, replacing these Subjective Farbschichtabschätziingil · rch an objective measurement tu and to cause the measured value obtained using an automatic EirtrcgelUhg of Rakelandruckes to a predetermined value.
Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist in Form· eines Arbeitsverfahrens sowie einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung den Patentansprüchen 1 bzw. 3 zu entnehmen.The inventive solution to the problem posed is in the form of a work process and a device suitable for carrying out the process refer to claims 1 and 3, respectively.
F.rfindungsgemäß ist die Kombination eines Laser-According to the invention, the combination of a laser
generators als Lichtquelle — eines für Schichidickenmessungen an sich bekannten Elementes — mit besonders ausgebildeten Strahlenführungsmitteln, welche streckenweise einen gleichachsigen Strahlenweg für die zur Meßstelle hinlaufenden und reflektiert zurücklaufenden Lichtanteile bilden, vorgeschlagen.generator as a light source - one for layer thickness measurements known element - with specially designed beam guiding means, which in some places an equiaxed beam path for the ones running towards the measuring point and those running back reflected Form light components, proposed.
Von besonderem Vorteil .st dabei der sehr geringe Platzbedarf fi.ir den gleichachsigen Lichtstrahl; bei Tiefdruckmaschinen ist oft nur ein kleiner Teil der Zylinderoberfläche auf dem Wege über einen relativ langen engen Spalt zugänglich. Vorteilhaft ist ferner dabei die Möglichkeit zur Einsparung von optischen Bauteilen wie Linsen und Spiegeln.A particular advantage here is the very small space requirement. ir the coaxial light beam; in gravure printing machines, often only a small part of the cylinder surface is accessible via a relatively long narrow gap. Another advantage here is the possibility of saving optical components such as lenses and mirrors.
Es kann genügen, die Messung der Farbschicht nur an einer Stelle in Längsrichtung von Formzylinder und Rakel zu messen und auf dem Wege über das verstärkte Lichtwandler-Ausgangssignal die automatische Rakelanciruck Hinregelung vor/urn-hmen. Da sich der Andruck bzw. die Relativstellung iler Rakel gegenüber dem Zylinder normalerweise nur über längere Zeiträume verandern wird, kann es ausreichen, ν ·ηη der L-inregelvorgang periodisch in größeren Zeitabstanden erfolgt.It may be sufficient to measure the ink layer only at one point in the longitudinal direction of the forme cylinder and To measure the squeegee and on the way via the amplified light converter output signal, the automatic squeegee jerk Pre-regulation. Since the pressure or the relative position iler doctor blade compared to the Cylinders usually only for extended periods of time will change, it may be sufficient to ν · ηη the L-control process periodically at larger time intervals he follows.
N.ich einer vorteilhaften Weiterbildung des F.rfindungsgedankens ist vorgesehen, die Meßwertbildung periodisch durchzuführen, d. h. einen pulsierenden Lichtstrahl zu verwenden. Dafür werden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen: Fm Dauerlichtstrahl der Laserquelle wird an geeigneter Stelle im Strahlengang durch einen Unterbrecher periodisch ausgeblendet. Die zweite, mit einer vorteilhaften Energieeinsparung verbundene Möglichkeit besteht in der Verwendung eines sogenannten Puls-Lasers, dessen Impulsfolge elektronisch in weiten Grenzen variabel gestaltbar sein kann.I am an advantageous further development of the concept of the invention provision is made to generate the measured values periodically, d. H. a pulsating one Use light beam. There are two ways to do this suggested: Fm continuous light beam of the laser source is through at a suitable point in the beam path periodically fades out an interrupter. The second, with an advantageous energy saving connected possibility consists in the use of a so-called pulse laser, its pulse sequence be electronically variable within wide limits can.
Als Strahlenteiler für den gleichachsigen Strahlengang kann als optisches Mittel beispielsweise ein unter 4V in den Strahlengang eingefugter halbdurchldssiger Spiegel, ot' τ als elektromagnetisches Mittel ein semipermeablcs Hohlleitrrstuck verwendet werden.As a beam splitter for the equiaxed beam path, for example, an under 4V semi-transparent inserted into the beam path Mirror, ot 'τ as an electromagnetic means semipermeable hollow duct backing can be used.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des i'rfindungsgcdankens kann der Meßstrahlenweg durch Strahlenverteilungsmittel auf mehrere in Axialrichtung des t orm/vlinders verteilte Meßstellen aufgeteilt und von diese1 /uruckrcflektiert werfen, vorzugsweise periodisch nacheinander F.rst auf diese Weise ist es möglich, hei langen Formzylindern die Durchbiegung von Formzylinder und Rakel zu beherrschen und über ihre Gesamtlänge hinv. g eine gleichmäßige Färb schichtdicke zu erzielenAccording to a further advantageous development of the i'rfindungsgcdankens the Meßstrahlenweg can of t orm / split butterfly distributed measuring points and throw / uruckrcflektiert of these 1, preferably periodically sequentially F.rst in this manner, it is possible hei long by radiation distribution means to a plurality of axially forme cylinders to control the deflection of the forme cylinder and squeegee and over their entire length hinv. g to achieve a uniform color layer thickness
Die wah'weise oder selbsttätig taktmäßige Umschaltung von einer Meßstelle /ur anderen kann verschieden erfolgen. Vorteilhaflerweise kann nahe einer Formzylinder Stirnseite fin paralleles Laserstrahlenbündel mittels eines ebenen Spiegels um 45 achsparallel zum Formzylinder umgelenkt werden. Auf einer optischen Bank befinden sich an den vorgegebenen Meßstellen zugeordneten Stellen |e ein weiterer, um 45' abgewinkelter ebener Spiegel Diese Spiegel sind ein- und ausschwenkbar, so daß das Strahlenbündel nacheinander an die einzelnen Meßstellen gelenkt und reflektiert werden kann.The optional or automatic switchover from one measuring point / from another can be different take place. Advantageously, it can be close to a forme cylinder Front side fin parallel laser beam be deflected by 45 axially parallel to the forme cylinder by means of a flat mirror. On an optical Bank are located at the predetermined measuring points assigned points | e another, angled by 45 ' flat mirror These mirrors are one and can be swiveled out so that the bundle of rays is directed and reflected one after the other to the individual measuring points can be.
Die auf die vorstehend beschriebene Weise gewonnenen Einzelmeßwer'c können separat zur Farbschichtcinregelung in dem betreffenden Rakelabschnitt ausgenutzt werden.The individual measured values obtained in the manner described above can be used separately for color layer control be used in the relevant doctor blade section.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtIn the following the invention is based on a preferred embodiment in connection with a drawing explained in more detail. In it shows
Fig. 1 eine scherratische Darstellung der nachstehend beschriebenen Vorrichtung zur Messung und Einregelung einer Farbschicht auf einem Druckzylinder, undFig. 1 is a schematic illustration of the following described device for measuring and adjusting a layer of ink on a printing cylinder, and
F i g. 2 eine weitere schematische Darstellung, aus der die räumliche Zuordnung der Elemente der Vorrichtung von F i g. 1 zum Druckzylinder ersichtlich ist.F i g. 2 shows a further schematic illustration from which the spatial assignment of the elements of the device of FIG. 1 to the printing cylinder can be seen.
Auf einem praktisch schwingungsfreien Sockel 1 aus aneinandergefügten Betonplatten und schwingungsdämpfenden Gummiplatten \b ist eine Grundplatte 2 schwenkbar montiert. Sie trägt einen konstant strahlenden Helium-Neon-Lasergenerator 3 üblicher Bau- und Betriebsart als Meßstrahlengenerator und einen Photowandler 4 nebst zugeordneter· Verstärker 4a, der den vom Meßort M auf dem Formzylinder D reflektierten Meßstrahl auf seiner Empfangsfläche aufnimmt und ein dessen Intensität äquivalentes, elektrisches Ausgangssignal liefert. Der Photowandler 4 st ebenfalls von üblicher R;u>- und Betriebsart. Der ■vießstrahlengang verläuft im Sinne der F ι g 1 von rechts nach links vom Lasergenerator 3 zum Meßort M und vom Meßort A/ gegenläufig, d. h. von links nach rechts, /um Photo./and ler 4 Der vom Generator J ausgesandte Strahl wird durch eine Sammellinse 5 in der Ebene einer Loch oder Schutzscheibe 6 fokussiert, die durch einen Motor 6.f nut z. H 100 —400 U/min in Umlauf gehalten wird und dadurch den Strahl entsprechend puhmoduliert Der Strahl wird anschließend durch ein optisches System 7 am Meßort M scharf abgebildet Das optische System 7 besitzt eine vergleichsweise große '"iffnung. damit der vom Meßort Mreflektierte und dah etwas divergenter gemachte Meßstrahl voll durchtu'en kann Um den Meßort M. d. h. den Auftreifpunki des Meßstrahls auf dem Formzylinder D wahlweise verändern zu können, ist in den Strahlengang zwischen dem optischen System 7 und dem Meßort M ein schwenkbar gehaltener Ablenkspiegel 8 eingefügt. Wie aus der ί ig- 1 leicht erkennbar ist. verlaufen die beiden Meßstrahlenwege ein"rscits vom Generator 3 zum Meßort Λ/ und andererseits vom Meßort M zum Photowandler 4 zum überwiegenden Teil gleichachsig und werden erst im Wegabschnitt zwischen Loch oder Schutzscheibe 6 und Sammellinse 5 durch einen unter 45 angeordneten, halbdurchlässigen Spiegel als übliche Ausführungsform eines Strahlenteilers 9 voneinander getrennt.A base plate 2 is pivotably mounted on a practically vibration-free base 1 made of concrete slabs joined together and vibration-damping rubber plates \ b. It carries a constantly radiating helium-neon laser generator 3 of the usual construction and operating mode as a measuring beam generator and a photo converter 4 together with an associated amplifier 4a, which picks up the measuring beam reflected from the measuring location M on the forme cylinder D on its receiving surface and an electrical equivalent to its intensity Output signal supplies. The photo converter 4 is also of the usual R; u> - and operating mode. The beam path runs in the sense of FIG. 1 from right to left from laser generator 3 to measuring location M and from measuring location A / in opposite directions, ie from left to right, / by Photo./and ler 4 The beam emitted by generator J is passed through a converging lens 5 in the plane of a hole or protective disk 6 focused, which by a motor 6.f nut z. H 100 -400 U / min is maintained in circulation and thereby puhmoduliert corresponding to the beam The beam is then imaged sharply by an optical system 7 at the measuring point M, the optical system 7 has a comparatively large "iffnung '. So that the light reflected from the measurement location and M In order to be able to change the measuring point M, i.e. the point of impact of the measuring beam on the forme cylinder D , there is a pivotable deflecting mirror 8 in the beam path between the optical system 7 and the measuring point M As can easily be seen from Fig. 1, the two measuring beam paths run from the generator 3 to the measuring location Λ / and on the other hand from measuring location M to the photo converter 4 for the most part coaxially and only become in the path section between the hole or protective disk 6 and Converging lens 5 by a semitransparent mirror arranged below 45 as a usual embodiment of a beam splitter 9 from one another g separated.
Das vom Photowandler 4 abgegebene, elektrische Ausgangssignal kann z. B. auf einem — nicht dargestellten — Oszillographen in der Weise sichtbar gemacht werden, daß das durch den von der druckfarbenfreien Zylindcroberfläche reflektierten Meßstrahl ausgelöst». Signal als Nullwert, d. h als Bezugsgrundlinie der Gszihographenanzeige benutzt und die bei zunehmender Restfarbendicke auf dem Formzylinder auftretende Verstärkimg des Ausgangssignals, die auf dein Oszillographen durch entsprechende Höhenverlagerung der Anzeigelinie erkennbar wird, als Dickenmeßwert benutzt wird, bei dessen Norm-Uber- oder -Unter schreitung eine manuelle oder automatische Nachregu Iterung der Rakelstellung ausgelöst wird.The output from the photo transducer 4, electrical Output signal can e.g. B. made visible on an - not shown - oscilloscope in the way that this is triggered by the measuring beam reflected from the cylinder surface, which is free of printing ink ». Signal as zero value, i.e. h is used as the reference baseline of the Gszihograph display and that of increasing Thickness of residual color on the forme cylinder, amplification of the output signal that appears on your oscilloscope becomes recognizable by a corresponding shift in height of the display line, as a thickness measurement is used, if the norm is exceeded or undershot, a manual or automatic re-adjustment Iteration of the doctor blade position is triggered.
Fig.2 zeigt — unter Beschränkung auf die zum Verständnis erforderlichen Teile von erfindungsgemäßer Meßapparatur und Druckwerk — eine praktisch erprobte Raumz.uor J?ung dieser Teile zueinander. Vom Druckwerk üblicher Bauart sind der Formzylinder D, die den Überschuß der Druckfarbe F zurückhaltende Rakel R, die Papierbahn P und die Andruckrolle C dargestellt. Der Meßort M auf dem Formzylinder D FIG. 2 shows - with a restriction to the parts of the measuring apparatus and printing unit according to the invention that are necessary for understanding - a practically tested space for joining these parts to one another. The forme cylinder D, the squeegee R holding back the excess of the printing ink F , the paper web P and the pressure roller C are shown from the printing unit of the usual type. The measurement location M on the forme cylinder D
befindet sich auf dem kurzen Unifangsabschnitt zwischen Rakelaufsetzlinie Ra und Papierbahnanlagclinic Pa. Die Meßapparatur ist durch entsprechende Schrägstellung der Grundplatte 2 auf dem Sockel 1 so ausgerichtet, daß der Meßstrahl auf dem am Druckwerk gehallerten Ablenkspiegel 8 und von diesem auf den Meßort /V/gerichtet wird.is located on the short university section between the squeegee attachment line Ra and the paper web facility clinic Pa. The measuring apparatus is aligned by a corresponding inclination of the base plate 2 on the base 1 so that the measuring beam is directed onto the deflecting mirror 8, which is thrown at the printing unit, and from this onto the measuring location / V /.
Ersichtlicherweise kann die vorstehend beschriebene Meßapparalur in ihrem grundsätzlichen Aufbau auch — wie bereits grundsätzlich erwähnt — in Verbindung mil |n einem pulsierend anstatt konstant strahlenden Lasergencrator (3) verwendet werden. Dann wird die Lochoder Schutzscheibe 6 überflüssig oder sogar störend, und fernerhin wird vorzugsweise das optische Strahlenführungssystem so abgewandelt, daß die Laserstrahlen ■ ohne Zwischenfokussierung in der Ebene der Lochoder Schlitzscheibe direkt auf den Meßorl M auf dem Formzylinder Dscharf gebündelt werden.Evidently the Meßapparalur described above in its basic structure can also - as already mentioned principle - in conjunction mil | n an be used instead of pulsating constant radiant Lasergencrator (3). Then the perforated or protective disk 6 becomes superfluous or even disruptive, and furthermore the optical beam guidance system is preferably modified so that the laser beams are focused directly onto the measuring element M on the forme cylinder D without intermediate focusing in the plane of the perforated or slotted disk.
Da Lasergeneratoren 3 im allgemeinen äußerst fein gebündelte Strahlen abgeben, bedarf es bei solchen '» Laserstrahlen keines optischen Fokussiersystems, um am Meßort M auf dem Formzylinder D eine Punktbelichtung zu erzeugen, Da, wie an früherer Stelle bereits erwähnt wurde, der reflektierte Meßstrahl merklich divergent ist, besteht eine Möglichkeit zu weiterer apparativer Vereinfachung darin, daß man für die Helligkeitsbestimmung des reflektierten Meßstrahlanteils nur dessen gestreuten Anteile auswertet. Daraus läßt sich auch eine Aussage über die Rauhheit der Formzylinder-Oberflächc gewinnen. Diese Anteile kann man dann in ihrer Gesamtheit mit bekannten optischen Mitteln, die Keilwirkung ausüben, aus der gemeinsamen optischen Achse von einfallendem und in sich zurückgeworfenem Zentralstrahl sditlich verlagern und z". B. auf einem neben der Zönlralstfalilachse montiertem Photowandler in gewünschter Bündelung abbilden. Selbstverständlich muß dieses ablenkende optische System in dem Bereich, in dem es vom Zcntralslrahl passiert wird, optisch neutral, d. h. z. B. durchlocht sein. Anstelle des seillich ablenkenden optischen Systems kann man auch ein Toroidlinsensystem anwenden, das die gestreuten Meßstrahlanieilc in einer zur Zcntralachse konzentrischen Ringebene abbildet, in der man den Photwandler z. B. in Form einer bekannten, ringflächigen Selenphotozelle anordnet, Bei beiden Ausführungsformen spart man den halbdiirchlässigcn 45°-Spiegel und den ihm innewohnenden, 50%igcn Verlust an Meßstrahlenenergie ein.Since laser generators 3 generally emit extremely finely bundled beams, such laser beams do not require an optical focusing system in order to generate a point exposure on the forme cylinder D at the measurement location M , since, as already mentioned earlier, the reflected measurement beam is noticeably divergent is, there is a possibility of further simplifying the apparatus in that one evaluates only the scattered portions for the brightness determination of the reflected measuring beam portion. A statement about the roughness of the forme cylinder surface can also be obtained from this. These components can then be shifted in their entirety from the common optical axis of the incident and reflected central ray in their entirety with known optical means that exert the wedge effect and, for example, image them in the desired bundling on a photo transducer mounted next to the central axis This deflecting optical system must be optically neutral in the area in which it is passed by the central beam, i.e. e.g. perforated.Instead of the optical system deflecting by cable, a toroidal lens system can also be used, which images the scattered measuring beams in a ring plane concentric to the central axis , in which the photo transducer is arranged, for example, in the form of a known, ring-shaped selenium photo cell, In both embodiments one saves the semi-transparent 45 ° mirror and its inherent 50% loss of measuring beam energy.
Hierzu 2 Blatt Zeichnut ceFor this purpose 2 sheets of drawing groove ce
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