DE2734156A1

DE2734156A1 - Farbwerk fuer eine druckvorrichtung mit regelung der farbfilmdicke

Info

Publication number: DE2734156A1
Application number: DE19772734156
Authority: DE
Inventors: Barkev Yeghia Bakamjian; Saied Abd-Elrahman Mabrouk
Original assignee: Multigraphics Inc
Current assignee: AB Dick Co
Priority date: 1976-07-29
Filing date: 1977-07-28
Publication date: 1978-02-02
Also published as: JPS5363904U; FR2359704A1; IT1086102B; AU2737177A

Description

DR. ING. F. WtJESTHOFF DR, E. ν. PKCHMANN DR. ING. D. BEHRENS DIPL,. ING. R. GOETZ PATENTANWÄLTE

8OOO MÜNCHEN

SCIIWIIOEIiSTIiASSE β TKLErON (089) telex 5 24 070

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273A156

1#-49

Anmelder:

Addressograph-Multigraph Corporation, 20600 Chagrin Boulevard, Cleveland, Ohio 44122, USA

Titel:

Farbwerk für eine Druckvorrichtung mit Regelung der Farbfilmdicke

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DR. ING. F. WUKSTHOFK

DR. K. τ. PBOHM AN N DR. ING. O. BKUR KNS DIPL. ING. R. GOETZ

PiTEKTAXWll.TI

8 MÜNCHEN 9O SCHWEIOBRSTHASSB S TBLBFON (O80> 86 20 51 TBLBX 3 24 070

TILIOllHHIi PROTICTFITIIT Mt)NCBSV

1A-49 711

BESOHREIBUNa

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Ermitteln von Änderungen der Filmdicke viskoser Flüssigkeiten» die auf Walzen, Materialbahnen oder ähnliche Flächen aufgebracht werden, und sie betrifft insbesondere Verfahren und Vorrichtungen zum Regeln des Aufbringens von Druckfarbe und zum Nachweisen von Änderungen der Dicke von Druckfarbefilmen·

Auf dem Gebiet der Druckereiindustrie macht die Regelung der Dicke von Filmen aus Druckfarbe und anderen Fluiden auf verschiedenen Flächen, z.B. den Walzen von Druckpressen und Vervielfältigungsmaschinen, immer noch Schwierigkeiten, Die Herstellung einwandfreier Kopien oder Abzüge macht es erforderlich, die Stärke des Druckfarbefilms während des gesamten Auflagedrucks innerhalb bestimmter Grenzen zu halten. In den meisten Fällen muß eine geübte Bedienungsperson anwesend sein, um die Qualität der Abdrucke zu überwachen und die Zufuhr von Druckfarbe und Feuchtigkeit auf der Basis ihres Beurteilungsvermögens ständig zu regeln. Somit ist die Bedienung von Druckmaschinen häufig zeitraubend, unwirtschaftlich und nicht geeignet, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Außerdem machen weniger geübte Bedienungspersonen häufig insofern Fehler, als sie Einstellungen in der falschen Richtung oder bei der falschen Zuführungseinrichtung vornehmen. Beispielsweise kann das Entstehen von zu hellen Abzügen sowohl auf das Vorhandensein von zu viel Feuchtigkeit als auch auf das Vorhandensein von zu wenig Druckfarbe zurückzuführen sein. Wenn die Bedienungsperson in einem solchen Fall die falsche Einrichtung verstellt,

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wird die Erzeugung zu heller Abzüge nicht sofort unterbrochen, d.h. es werden weitere unbrauchbare Abzüge erzeugt, bis die Bedienungsperson ihren Fehler erkennt und die Maschine entsprechend einstellt.

Manche Personen, die Vervielfältigungsmaschinen bedienen, benutzen eine Vorrichtung, z.B_e einen Filmstärkemesser, um die Stärke des Druckfarbefilms zu ermitteln. Diese Vorrichtung weist ein Rad aus Metall auf, das mit einer runden Nut von zunehmender Tiefe versehen ist, deren Umfang Eichmarkierungen benachbart sind. Das Rad wird in Berührung mit einer eingefärbten Walze gehalten, so daß der Druckfarbefilm einen Teil der Nut ausfüllt. Die Länge des von der Druckfarbe ausgefüllten Teils der Nut ist dann ein Maß für die Stärke des Druckfarbefilms. Zwar erleichtern es solche Vorrichtungen den Bedienungspersonen, die Einstellarbeiten durchzuführen, doch wird die Filmstärke jeweils höchstens angenähert angezeigt. Daher müssen häufig mehrere Messungen und Nachstellvorgänge durchgeführt werden, bis einwandfreie Abdrucke oder Kopien entstehen.

Neuerdings stehen große Druckpressen zur Verfügung, bei denen auf der Druckvorlage ein eingefärbter Fleck bzw. eine Fläche vorhanden ist, die getönt und bei den Abdrucken ständig bezüglich ihrer Dichte überwacht wird. Wird der Fleck zu dunkel oder zu hell, erzeugt die Überwachungseinrichtung Signale, um Abhilfe zu bewirken. Bevor die Abdrucke zusammengestellt werden, werden die Seiten beschnitten, um die Überwachungsflecke zu beseitigen. Zwar haben sich solche Anordnungen bei großen Druckpressen bewährt, doch sind sie für weniger kostspielige Vervielfältigungsmaschinen für kleine Druckauflagen in den meisten Fällen zu teuer. Außerdem ist es unzweckmäßig, die mit Hilfe solcher Vervielfältigungsmaschinen erzeugten Kopien beschneiden zu müssen, um die Überwachungsflecke zu beseitigen.

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Ferner wurden bereits Fühleinrichtungen vorgeschlagen, die es bei einer Vervielfältigungsmaschine ermöglichen, die Stärke des Druckfarbefilms zu ermitteln und die Zufuhr der Druckfarbe zu regeln. Eine solche Anordnung ist in der US-PS 3 869 984 beschrieben. Bei dieser bekannten Anordnung werden zwei meßbare scherkraftabhängige Kräfte verwendet, um die Stärke eines Druckfarbefilms auf einer Walze oder dgl. bei einer Vervielfältigungsmaschine zu ermitteln. Hierbei werden Dehnungsmesser benutzt, die elektrische Signale liefern, mittels welcher die Geschwindigkeit der Zufuhr von Druckfarbe geregelt wird, bis die Filmstärke wieder innerhalb des gewünschten Bereichs liegt. Auf diese Weise läßt sich die Filmstärke mit einem hohen Genauigkeitsgrad regeln, und die genannte Anordnung erweist sich als sehr geeignet, bei Druck- und Vervielfältigungsmaschinen für hohe Auflagen verwendet zu werden. Bei Maschinen für kleinere Auflagen erweist sich dagegen die hohe Regelungsgenauigkeit einer solchen Fühleinrichtung mit Dehnungsmessern als unnötig. Außerdem 1st der Kostenaufwand für die Dehnungsmesser-Fühleinrichtung und die zugehörigen Regeleinrichtungen im Vergleich zu den Gesamtkosten der meisten Vervielfältigungsmaschinen für kleine Auflagen zu hoch« Somit wäre es erwünscht, eine Vorrichtung zum Fühlen der Filmstärke und zum Regeln der Zufuhr von Druckfarbe zur Verfügung zu haben, die mit geringen Kosten herstellbar und zur Verwendung bei Vervielfältigungsmaschinen für kleine Auflagen geeignet ist, wobei immer noch eine ausreichende Regelmöglichkeit besteht, um die Herstellung einwandfreier Abzüge zu gewährleisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfache und zweckmäßige Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht Veränderungen der Dicke eines Films aus Druckfarbe oder einer anderen viskosen Flüssigkeit zu fühlen, die sich relativ billig herstellen und Instandhalten läßt, sowie ein Verfahren zum Ermitteln von Änderungen der Filmstärke zu schaffen, bei dem

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Strahlung gefühlt wird, die von der Oberfläche des Films zurückgeworfen wird, nachdem der Film einen Spalt zwischen zwei Walzen oder dgl. durchlaufen hat. Ferner soll eine vielseitig verwendbare Vorrichtung geschaffen werden, die es gestattet, die Stärke eines Druckfarbefilms in Abhängigkeit von den Oberflächenreflexionseigenschaften der Druckfarbe zu regeln, nachdem die Druckfarbe einen Spalt zwischen zwei Walzen durchlaufen hat und danach zum Aufreißen gebracht wird. Schließlich soll eine solche Vorrichtung geschaffen werden, bei der eine optische Fühleinrichtung vorhanden ist, die es ermöglicht, die von der Oberfläche des Druckfarbefilms zurückgeworfene Strahlung nachzuweisen und entsprechende Signale zu erzeugen, die dann dazu dienen, die Geschwindigkeit zu regeln, mit der die Druckfarbe einer Vervielfältigungsmaschine zugeführt wird, und zwar derart, daß die Regelung automatisch erfolgt, d.h. daß das Eingreifen einer geübten Bedienungsperson nicht erforderlich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit vorteilhaften Weiterbildungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird von der Erscheinung Gebrauch gemacht, daß ein Film aus Druckfarbe oder einer anderen viskosen Flüssigkeit aufgerissen wird, sobald er den Spalt zwischen zwei Walzen oder anderen sich bewegenden Flächen verläßt. Wenn die Filmstärke am Ausgang des Spaltes zunimmt, verändert sich der Ablauf des Aufreißens des Films derart, daß die Spiegelreflexion der Filmoberfläche abnimmt« Dies macht sich besonders bei kleinen Reflexionswinkeln an der Walzenoberfläche bemerkbar. Wenn man länge des Weges der Spiegelreflexion eine Strahlungsquelle und einen optischen Fühler anordnet, ist es möglich, Änderungen der Filmstärke mit Hilfe entsprechender Veränderungen der Stärke des Signals der Fühleinrichtung nachzuweisen·

Die Signale der optischen Fühleinrichtung können zu verschiede-

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nen Zwecken dienen, z.B. zur Regelung der Geschwindigkeit, mit der Druckfarbe oder andere viskose Flüssigkeiten abgegeben werden. Bei einer lithographischen Vervielfältigungsmaschine der nachstehend beschriebenen Art werden die Signale einer RUckkopplungsschaltung zugeführt, mittels welcher die Schwingungsfrequenz einer Rakel geregelt wird, um hierdurch die Geschwindigkeit zu regeln, mit der die Druckfarbe der Vervielfältigungsmaschine zugeführt wird, und zwar derart, daß die Regelung automatisch und ohne jeden Eingriff einer Bedienungsperson erfolgt.

Ausführungsbeispiefe der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine lithographische Vervielfältigungsmaschine mit

einem Farbwerk, bei dem die Erfindung angewendet ist;

Fig. 2a in einem vergrößerten Teilschnitt den Spaltbereich zwischen zwei Walzen bei einer ersten Stärke eines Druckfarbefilms;

Fig. 2b eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2a, jedoch für einen dünneren Druckfarbefilm im Spalt zwischen den Walzen;

Fig. 2c eine Fig. 2a ähnelnde Darstellung, die jedoch für eine höhere Umfangsgeschwindigkeit der Walzen gilt;

Fig. 3 eine graphische Darstellung, in der die Stärke des

Druckfarbefilms über dem Ausgangssignal der Fühleinrichtung bei verschiedenen Laufgeschwindigkeiten der Maschine aufgetragen ist;

Fig. 4 in einem Teilschnitt eine erfindungsgemäße optische

Fühleinrichtung ₉ die nahe der Druckfarbe aufnehmenden Fläche einer Übergabewalze angeordnet ist;

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Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines kleinen Teils der Oberfläche des Druckfarbefilms, die durch die Fühleinrichtung nach Fig. 4 überwacht wird;

Fig. 6 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuerbzw · Regelschaltung;

Fig. 7 weitere Einzelheiten der Schaltung nach Fig. 6; und

Fig. 8 eine vereinfachte Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zu der in Fig«, 1 dargestellten lithographischen Vervielfältigungsmaschine 10 gehört ein zum Aufnehmen einer Druckform bestimmter Zylinder bzw. eine Walze 12, mit der zwei Walzen 14 und 16 in Berührung stehen, mittels welcher Druckfarbe an eine Druckvorlage auf der Walze 12 abgegeben wird.

Dem Farbwerk der Maschine 10 wird Druckfarbe durch eine Einrichtung 18 zugeführt, zu der eine Abgabewalze 20 gehört, welche auf eine nicht dargestellte Weise mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit gedreht wird. An die Einfärbewalzen und 16 wird die Druckfarbe mit Hilfe einer Verteilerwalze 22 und mehrerer drehbar gelagerter Übergabewalzen 24, 26, 27, und 30 abgegeben. Die Übergabewalze 30 wird während ihrer Drehbewegung vorzugsweise axial hin- und herbewegt, um eine gleichmäßigere Verteilung der Druckfarbe auf den Einfärbewalzen 14 und 16 gewährleisten« Diese hin- und hergehende Bewegung kann auf bekannte Weise mit Hilfe einer Nockenanordnung oder anderer mechanischer Einrichtungen herbeigeführt werden. Die Umfangsflächen der Übergabewalze und der Einfärbewalzen sind für Druckfarbe aufnahmefähig, und sie bestehen vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen Elastomermaterial.

Die Übergabewalzen 26, 27 und 28 sind drehbar und schwenkbar

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so gelagert, daß sie sich jeweils radial zu den ihnen benachbarten Walzen bewegen können, mit denen sie in Berührung stehen. Somit können sich diese Walzen unterschiedlichen Werten der Dicke der Druckfarbefilme anpassen, die an den verschiedenen Spalten vorhanden sind, damit der Bedarf der Maschine an Druckfarbe gedeckt wird. Bei Vervielfältigungsmaschinen ist es üblich, diese Walzen in senkrechten Schlitzen zu lagern, so daß sie durch ihr Eigengewicht in Berührung miteinander gehalten werden. Die Walze 27 ist über den Übergabe walzen 26 und 28 angeordnet und wird vorzugsweise axial hin- und herbewegt. Die Übergabewalze 24 ist ortsfest drehbar gelagert und so angeordnet, daß sie periodisch von der Auftragwalze 22 berührt wird. Ein Elektromagnet 32 ο«dgl. dient dazu, die Auftragwalze 22 zwischen der Entnahmewalze 20 und der Übergabewalze 24 hin- und herzubewegen·

Um eine gleichmäßigere Verteilung der Druckfarbe zu gewährleisten, unterscheiden sich die in Berührung miteinander stehenden übergabewalzen bezüglich Ihrer Härte. Hierbei steht jede harte Walze in Berührung mit einer weichen Walze und umgekehrt, wie es auf dem Gebiet der lithographischen Vervielfältigungsmaschinen üblich ist. Es lassen sich sehr gute Druckergebnisse erzielen, wenn die übergabewalze 30 eine Shore-D-Härte von etwa 75 und die Walze 28 eine Shore-A-Härte von etwa 35 hat. Ferner ist es üblich, eine große Anzahl von Übergabewalzen und hin- und herbewegbaren Walzen beim Farbwerk zu verwenden, um zu einer gleichmäßigen Verteilung der Druckfarbe beizutragen und das Wandern von Feuchtigkeit zu dem Druckfarbebehälter zu verhindern. Es sei bemerkt, daß sich die Anwendbarkeit der Erfindung nicht auf die Anzahl und die Anordnung der in Fig. 1 dargestellten übergabewalzen für Druckfarbe beschränkt.

Bei vielen bekannten Vervielfältigungemaschinen wird die Geschwindigkeit» mit der die Druckfarbe der Druckvorlage zuge-

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führt wird, durch Verändern der Winkelstellung dar Entnahmewalze 20 bestimmt. Die Entnahmewalze wird schrittweise verstellt, und zwar mit Hilfe der verschiedensten mechanischen Einrichtungen, die durch die Bedienungsperson betätigt werden, um die Zuführungsgeschwindigkeit der Druckfarbe auf den gewünschten Wert einzustellen· Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch die Entnahmewalze 20 mit einer konstanten Geschwindigkeit und in großen Winkelbeträgen verstellt. Die Schwingungsfrequenz der Auftragwalze 22 wird mittels eines Elektromagneten 32 variiert, der durch eine in Fig. 1 angedeutete Schaltung 34 geregelt wird. Eine optische Fühleinrichtung 36 spricht auf Veränderungen der Oberflächeneigenschaften der übergabewalze 30 an und führt der Regelschaltung 34 ein entsprechendes elektrisches Signal zu. Wenn sich die Stärke des Druckfarbefilms am Spalt zwischen den Walzen 28 und 30 verändert, ergeben sich entsprechende Veränderungen bezüglich der Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe auf der Walze 30, die durch die Fühleinrichtung 36 nachgewiesen werden, so daß sich die der Regelschaltung 34 zugeführten Signale entsprechend verändern. Überschreitet die Stärke des Druckfarbefilms einen vorbestimmten Wert, bewirkt die Regelschaltung 34, daß die Betätigungsfrequenz des Elektromagneten 32 herabgesetzt wird, so daß dem Farbwerk je Zeiteinheit weniger Druckfarbe zugeführt wird» Geht die Stärke des Druckfarbefilms dagegen unter einen vorbestimmten Mindestwert zurück, erhöht die Regelschaltung 34 die Schwin-gungsfrequenz der Einfärbewalze 22, bis die Fühleinrichtung 36 nachweist, daß der Druckfarbefilm wieder die gewünschte Stärke hat.

Natürlich zeigen die Veränderungen der Stärke des Druckfarbefilms auf der Walze 30 Änderungen der Geschwindigkeit an,mit der Druckfarbe durch die Druckvorlage verbraucht wird. Da die Signale der Fühleinrichtung 36 in Beziehung zur Stärke des Druckfarbefilms stehen, zeigen Veränderungen dieser Signale

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auch Veränderungen bezüglich der Geschwindigkeit an, mit der Druckfarbe durch die Druckform verbraucht wird.

Die Übergabewalzen werden in einer vorbestimmten zeitlichen Beziehung zu dem Druckformzylinder 12 gedreht. Mit anderen Worten, wenn die Laufgeschwindigkeit der Vervielfältigungsmaschine erhöht wird, um die Druckgeschwindigkeit zu steigern, nimmt auch die Umfangsgeschwindigkeit der Übergabewalzen zu.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird im folgenden anhand von Fig. 2a, 2b und 2c näher erläutert. Wie erwähnt, wurde beobachtet, daß lithgraphische Druckfarbe und andere Fluide von hoher Viskosität aufreißen, wenn sie den Spalt zwischen zwei Walzen durchlaufen, deren Umfangsflache für Druckfarbe bzw. die betreffende andere Flüssigkeit aufnahmefähig sind. Diese Erscheinung kann auf die Klebrigkeit der Druckfarbe zurückzuführen sein, die bewirkt, daß der Film gereckt wird, wenn sich die Umfangsflächen der Walzen voneinander entfernen, bis der Film schließlich zerreißt. Offenbar bildet die Druckfarbe hierbei makroskopische Fasern, und wenn die Bruchgrenze erreicht wird, wird jede Faser nahe ihrem Mittelpunkt durchgerissen, woraufhin sich die Druckfarbe etwas in Richtung auf die betreffende Walzenfläche zurückzieht. Diese Erscheinung ist in Fig. 2a dargestellt, wo sich die Übergabewalzen 28 und 30 in Richtung der Pfeile mit einer Umfangsgeschwindigkeit V₁ drehen. Die Druckfarbefilme auf den beiden Walzen werden am Eingang des Walzenspaltes zusammengeführt, so daß ein Druckfarbefilm mit der Stärke t₁ entsteht. Wenn sich die Umfangsflächen der Walzen jenseits des Spaltes voneinander entfernen, wird die aus dem Spalt austretende Druckfarbe praktisch auseinandergezogen bzw. gereckt. Es wird angenommen, daß dies zur Entstehung makroskopischer Fasern führt, wie es in Fig. 2a dargestellt ist. Bewegen sich die Walzenumfangsflächen weiter auseinander, werden die Fasern dünner, wie es in Fig. 2a bei 39 angedeutet ist, bis die Faser

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in der bei 40 angedeuteten Weise durchgerissen wird. Dies hat zur Folge, daß auf der Oberfläche jeder Walze Spitzen oder Höcker 42 entstehen. Je nach der Viskosität, der Relaxationszeit und anderen Eigenschaften der Druckfarbe bleiben diese Spitzen oder Höcker auf den Walzenumfangsflfcchen während einer Zeit erhalten. Die somit vorhandenen Erhöhungen und die dazwischen liegenden Täler bestimmen dann allgemein die Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe.

Gemäß der Erfindung hat es sich gezeigt, daß eine feste Beziehung zwischen den Reflexionseigenschaften der Druckfarbe tragenden Flächen und der Stärke des Films an dem Walzenspalt besteht. Wenn die Menge der Druckfarbe und die Filmstärke abnehmen, nimmt das Reflexionsvermögen der Oberfläche der Druckfarbe zu. Dies ist insbesondere bei einer Spiegelreflexion bei kleinen Reflexionswinkeln gegenüber der Walzenoberfläche, z.B. im Bereich von 10° - 30° gegenüber einer Tangente an der Walze bemerkbar. Zwar besteht keine fällige Gewißheit darüber, weshalb sich das Reflexionsvermögen der Oberfläche verändert, doch wird angenommen, daß dann, wenn sich die Filmstärke verringert; z. B. auf den Wert t₂ nach Fig. 2b, die durch die Druckfarbe gebildeten Fasern in einem kleineren Abstand vom Walzenspalt durchgerissen werden. Ferner wird angenommen, daß hierbei die Höhe der entstehenden Spitzen gegenüber den benachbarten Tälern abnimmt. Infolgedessen kann ein größerer Teil der Strahlung längs des Weges der Spiegelreflexion zurückgeworfen werden, als es bei einem dickeren Film möglich ist. Mit anderen Worten, wenn die Filmstärke abnimmt, wird die Oberfläche der Druckfarbe praktisch glatter, so daß sich das Oberflächenreflexionsvermögen verbessert.

Ferner wurde festgestellt, daß bei zunehmender Umfangsgeschwindigkeit der Übergabewalze die Oberfläche des Druckfarbefilms bei gleicher Filmstärke weniger reflexionsfähig wird. Dies ist in Fig. 2c dargestellt, wo die Filmstärke dem Wert t₁ entspricht,

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und wo die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen auf einen bestimmten WertVg erhöht worden ist. Auch in diesem Fall ist nicht genau bekannt, weshalb sich das Oberflächenreflexionsvermögen verändert, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen verändert wird. Es kann jedoch angenommen werden, daß die Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit dazu führt, daß die durch die Druckfarbe gebildeten Fasern in einem kleineren Abstand von dem Walzenspalt durchgerissen werden, als es bei einer niedrigeren Umfangsgeschwindigkeit der Fall sein würde. Hierbei vergrößert sich vermutlich die Anzahl der Spitzen je Flächeneinheit, durch welche die längs des Weges der Spiegelreflexion zurückgeworfene Strahlung zurückgehalten wird.

Auf der Basis empirischer Messungen läßt sich der Ausgangsstrom der optischen Fühleinrichtung 36, die auf die reflektierte Strahlung ansprucht, durch die folgende Gleichung ausdrücken:

ι = i_o fr - tf

Hierin bezeichnet:

I_Q das Ausgangssignal des Detektors bei Walzenstillstand

t^ die Stärke des Druckfarbefilms ν die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen t die Zeit zwischen dem Aufreißen der Druckfarbe und dem Nachweis

T* die Relaxationszeit der Druckfarbe OC und ß Konstanten, die größer sind als Null·

Da T*normalerweise erheblich größer ist als t, gilt

I * I₀ [1 - t* v^ßJ

In Fig« 3 sind Kurven aufgetragen, die auf tatsächliche Messungen des Ausgangseignais der optischen Fühleinrichtung

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bei unterschiedlichen Werten der Stärke des Druckfarbefilms zurückgehen«

Die Kurven in Fig. 3 gelten für eine lithographische Vervielfältigungsmaschine, bei der eine handelsübliche lithographische Druckfarbe verwendet wurde, wie sie unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Adressograph Multigraph" als Sorte CS174 auf den Markt gebracht wird. Das Ausgangssignal der optischen Fühleinrichtung ist in willkürlich gewählten Einheiten angegeben, während die Stärke des Druckfarbefilms in mils (1 mil = 0,0254 mm) angegeben ist. Die Kurve 44 gilt für Messungen, die bei einer Laufgeschwindigkeit der Vervielfältigungsmaschine für etwa 5000 Kopien je Stunde durchgeführt wurdenο Wurde die Laufgeschwindigkeit der Maschine auf 10 000 Kopien je Stunde verdoppelt, nahm das Ausgangssignal der optischen Fühleinrichtung bei gleicher Stärke des Druckfarbefilms infolge einer Verringerung des Oberflächenreflexionsvermögens ab. Die Kurve 46 gilt für Messungen, die an der Maschine bei der höheren Laufgeschwindigkeit durchgeführt wurden«, Es ist ersichtlich, daß der Anstieg beider Kurven in Fig. 3 derart ist, daß das Ausgangssignal der optischen Fühleinrichtung erheblich zurückgeht, wenn die Stärke des Druckfarbefilms zunimmt, und umgekehrt. Somit ist ersichtlich, daß eine direkte Beziehung zwischen dem Oberflächenreflexionsvermögen und der Stärke des Druckfarbefilms besteht.

Gemäß Fig. 4 und 5 gehört zu der erfindungsgemäß verwendeten optischen Fühleinrichtung 48 ein Gehäuse 50, das eine Leuchtdiode 52 oder eine andere Strahlungsquelle trägt. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird eine Leuchtdiode vom Typ SSL55C der General Electric Corporation verwendet, die Strahlungsenergie mit einer Wellenlänge von etwa 0,9 Mikrometer erzeugt; solche Leuchtdioden haben sich als für die meisten schwarzen lithographischen Druckfarben geeignet erwiesen« Die Leuchtdiode ist in das Gehäuse 50 so eingebaut, daß sie ein schmales Licht-

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bündel abgibt, das unter einem kleinen Winkel auf die Oberfläche der Walze 30 trifft. Es hat sich gezeigt, daß man sehr gute Ergebnisse erhält, wenn man einen Winkel von 20° gegenüber einer Tangente an der Walzenumfangsflache vorsieht. Bei diesem Winkel erzeugen Spitzen auf der Oberfläche der Druckfarbe Schatten, durch welche die Intensität der reflektierten Strahlung erheblich verringert wird. Es wird angenommen, daß ein Einfallswinkel im Bereich von 10° - 30° zu einer sehr guten Empfindlichkeit führt, und je nach den Eigenschaften der betreffenden Druckfarbe und anderen maßgebenden Faktoren müßte auch bei kleineren und größeren Einfallswinkeln» die z.B. im Bereich von 5° - 45° liegen, mit brauchbaren Ergebnissen zu rechnen sein.

Die Strahlung der Leuchtdiode 52 trifft auf eine kleine Fläche 54 des Druckfarbefilms, und je nach den Oberflächeneigenschaften des Films wird ein größerer oder kleinerer Teil der Strahlung in Richtung auf einen Phototransistor 56 reflektiert, der so in das Gehäuse 50 eingebaut ist, daß er Strahlung aufnimmt, die sich längs des Weges der Spiegelreflexion fortpflanzt. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Reflexionsfläche auf dem Druckfarbefilm allgemein kreisrund, und ihr Durchmesser liegt im Bereich von etwa 3-6,5 mm. In Fig. 5 ist diese Fläche vergrößert dargestellt.

Fig. 6 veranschaulicht die Wirkungsweise der gemäß der Erfindung verwendeten Schaltung zum Regeln der Zufuhr von Druckfarbe. Die reflektierte Strahlung wird durch die Fühleinrichtung 48 nachgewiesen, und es werden elektrische Signale erzeugt, die dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 60 zugeführt werden. Da sich die zu beobachtende Druckfarbe auf einer sich axial hin- und herbewegenden Walze befindet, schwingen die Spitzen der Druckfarbe so hin und her, daß im Ausgangssignal der Fühleinrichtung eine Wechselspannungskomponente erscheint. Eine Siebschaltung 58 dient dazu, den größten Teil

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dieser Wechselspannungskomponente zu beseitigen. Der Signalpegel für die Stärke des Druckfarbefilms, den die Schaltung aufrechterhalten soll, wird durch die Verstärkung des Verstärkers 60 bestimmt. Diese Verstärkung kann durch die Bedienungsperson mit Hilfe eines Potentiometers 78 eingestellt werden. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 60 wird dem negativen Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 64 zugeführt.

Da sich die Eigenschaften der Druckfarbe, insbesondere die Viskosität, mit der Temperatur ändern, wird dem negativen Eingang des Verstärkers 64 ein Bezugssignal für die Temperatur der Druckfarbe zugeführt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 64 gelangt zu einem Spannungs-Frequenz-Wandler 68, der das Signal umkehrt. Der Elektromagnet 32 wird durch eine Treiberschaltung 70 betätigt, der Signale durch den Wandler 68 zugeführt werden. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 64 zunimmt, geht die Frequenz der Signale des Wandlers 68 zurück, wodurch eine Verringerung der Schwingungsfrequenz der Auftragwalze herbeigeführt wird, um die Zufuhr von Druckfarbe zu verlangsamen. Auf diese Weise wird eine Korrektur bewirkt, wenn die Stärke des Druckfarbefilms einen vorbestimmten Wert überschreitet. Wenn dies geschieht, schwächen sich die .Ausgangssignale des Phototransistors 56 ab, so daß der Verstärker 60 dem negativen Eingang des Verstärkers 64 schwächere Ausgangssignale zuführt. Dies wiederum bewirkt, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 64 ansteigt, wodurch die Frequenz des Signals des Wandlers 68 verringert wird, um die Zufuhr von Druckfarbe zu verlangsamen«

Im folgenden wird die Wirkungsweise der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuerschaltung anhand von Fig. 7 näher erläutert. Die Leuchtdiode 52 ist zwischen einer flue He für eine positive Spannung und Erde über einen Belastungswiderstand 72 angeschlossen.

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Der Emitter des Phototransistors 56 ist mit einem Widerstand 74 und einem Kondensator 76 eines Siebes 58 verbunden. Die Bedienungsperson kann die zugefUhrte Menge an Druckfarbe wählen, indem sie die Verstärkung des Verstärkers 60 mit Hilfe des Potentiometers 78 einstellt. Ein Heißleiter 80, der in der Druckfarbe oder an einer die Temperatur der Druckfarbe anderen Stelle angeordnet ist, liegt zwischen dem positiven Eingang des Verstärkers 64 und einer Quelle für eine positive Spannung, so daß ein Temperatursignal zur Verfügung steht. Erhöht sich die Temperatur der Druckfarbe, verringert sich der Widerstand des Heißleiters 80, so daß sich die dem positiven Eingang des Verstärkers 64 zugeführte Bezugsspannung erhöht. Diese Anordnung ist vorteilhaft, da die Oberfläche der Druckfarbe stärker reflektiert, wenn die Viskosität der Druckfarbe abnimmt«

Das Ansprechverhalten der RUckkopplungsschaltung wird durch eine Verzögerungsschaltung stabilisiert, bei der eine Diode 82 mit einem Kondensator 84 und einem Widerstand 86 kombiniert ist. Die verzögerten Ausgangssignale des Verstärkers 64 werden der Basis eines Transistors 88 zugeführt, der dem Spannungs-Frequenz-Wandler zugeordnet ist. Ein Transistor 90 liefert einen konstanten Ladestrom für einen Kondensator 92 über einen Knotenpunkt 94, der außerdem mit dem Kollektor des Transistors 88 und einem Schalttransistor 96 verbunden ist. Der Transistor 88 regelt die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 92 dadurch, daß er jeweils einen Teil des Ladestroms über den Widerstand 98 zur Erde ableitet. Wird der Transistor 88 stärker leitfähig, wenn der Pegel des Signals des Verstärkers 64 zunimmt, verlängert sich die zum Aufladen des Kondensators 92 benötigte Zeit. Sobald der Kondensator 92 auf einen bestimmten Wert aufgeladen ist, erzeugt der Schalttransistor 96 einen Triggerimpuls, welcher der Basis eines Transistors 100 zugeführt wird, um diesen Transistor leitfähig zu machen. Auf diese Weise wird dem Eingang einer Zeitgeberschaltung 102 ein invertierter Impuls zugeführt.

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Ein weiterer Transistor 104 wird durch einen Ausgangsimpuls von vorbestimmter Breite betätigt, der von der Zeitgeberschaltung 102 abgegeben wird. Hierdurch wird der Elektromagnet 32 eingeschaltet, um die Auftragwalze 22 kurzzeitig in Berührung mit der Entnahmewalze 20 zu bringen. Somit wird die Frequenz, mit der dem Zeitgeber 102 Eingangsimpulse zugeführt werden, durch die Ausgangsspannung des Verstärkers 64 bestimmt. Nimmt diese Spannung zu, wird die Impulsfrequenz herabgesetzt, um die Zufuhr von Druckfarbe zu verlangsamen· Geht jedoch die Ausgangsspannung des Verstärkers 64 zurück, wird die Schwingungsfreq-uenz der Auftragwalze erhöht, um die Zufuhr von Druckfarbe zum Farbwerk zu beschleunigen.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die derjenigen nach Fig. 1 ähnelt, bei der jedoch die Stärke des Druckfarbefilms auf Walzen gefühlt wird, die von dem eigentlichen Farbwerk getrennt sind. Diese Walzen sind in Fig· 8 insgesamt mit 106 bezeichnet. Die Druckfarbe wird durch eine Einrichtung 108 zugeführt, die ggf. in der anhand von Fig. 1 beschriebenen Weise ausgebildet sein kann. Die Walzen 106 haben für Druckfarbe aufnahmefähige Umfangsflachen, so daß sie jeweils einen Teil der der Druckformwalze 12 zugeführten Druckfarbe aufnehmen. Diese Druckfarbe wird zu dem Spalt zwischen den Walzen 110 und 112 transportiert, und die Oberflächeneigenschaften der auf der Walze 112 zurückbleibenden Druckfarbe werden mit Hilfe einer optischen Fühleinrichtung 114 ermittelt, die ihre Signale einer Steuerschaltung 116 zuführt.

Die Stärke des Druckfarbefilms am .Spalt zwischen den Walzen 110 und 112 richtet sich nach der Menge der auf der Umfangsflache des Druckformzylinders 12 vorhandenen Druckfarbe, so daß die Stärke des Druckfarbefilms und die entsprechenden Signale den Elnfärbungsgrad der Druckform anzeigen. Die Steuerschaltung 116 kann von gleicher Art sein wie die beschriebene

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Steuerschaltung 34, doch kann man sie so abändern, daß eine ausreichende Empfindlichkeit und Stabilität gewährleistet ist· Da eine Verzögerung zwischen dem Zeitpunkt, in dem die Druckfarbe auf die Druckform aufgebracht wird, und dem Zeitpunkt auftritt, in dem ein unerwünschter Betriebszustand vorhanden ist, d.h. wenn zu wenig oder zu viel Druckfarbe vorhanden ist, spricht die Anordnung nach Fig. 8 allgemein nicht so schnell an wie diejenige nach Fig. 1. Je nach den zu erwartenden Bedingungen und dem jeweiligen Anwendungsfall liefert die Ausführungsform nach Fig. 8 jedoch zufriedenstellende Ergebnisse·

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist durch die Erfindung eine relativ einfache, jedoch sehr vielseitig benutzbare Anordnung zum Fühlen von Veränderungen der Stärke eines Druckfarbefilms geschaffen worden. Die erfindungsgemäß verwendete Steuereinrichtung ermöglicht ein automatisches Regeln der Zufuhr von Druckfarbe derart, daß die Stärke des Druckfarbefilms innerhalb eines bestimmten Bereichs gehalten wird, so daß die Erzeugung einwandfreier Abzüge gewährleistet ist.

Die Anwendbarkeit der Erfindung beschränkt sich nicht auf das Fühlen der Oberflächeneigenschaften von lithographischer Druckfarbe. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung können bei Druckfarben der verschiedensten Art angewendet werden, die sich bezüglich ihrer Viskosität und anderer Eigenschaften innerhalb weiter Grenzen unterscheiden. Die lithographische Druckfarbe, für welche die in Fig. 3 wiedergegebenen Kurven gelten, hat eine Viskosität von etwa 95 000 Centipoise im Ruhezustand und bei Raumtemperatur. Diese Viskosität verändert sich erheblich bei jeder Bewegung und Änderungen der Temperatur.

Versuche haben gezeigt, daß sich die Erfindung auch bei dickflüssigeren lithographischen Druckfarben im Bereich von 200 000 Centipoise anwenden läßt, um die Filmstärke anzeigende

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Signale zu erzeugen.. Ferner ist es möglich, die Erfindung anzuwenden, um die Filmstärke von Druckfarben zu überwachen, die eine relativ niedrige Viskosität bis herab zu etwa 10 000 Centipoise haben.

Zwar spielt die Viskosität bezüglich der Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe nach dem Verlassen des Walzenspaltes eine Hauptrolle, doch richtet sich das Ausgangssignal der Fühleinrichtung auch nach der Laufgeschwindigkeit der Maschine, dem Durchmesser der Übergabewalze, dem Druck zwischen den betreffenden Walzen und der Zeit, die zwischen dem Auftreten von Brüchen innerhalb der Druckfarbe und dem Fühlen der Oberflächeneigenschaften verstreicht,, Ist die Druckfarbe nicht schwarz, sondern hat sie eine andere Farbe, muß mit einer anderen Art von Strahlung gearbeitet werden, damit die erfindungsgemäße Fühleinrichtung zuverlässig anspricht„ Solche Abänderungen, die für Jeden Fachmann auf der Hand liegen, fallen ebenfalls in den Bereich der Erfindung,

Zwar zeigen die Zeichnungen Übergabewalzen für die Druckfarbe, doch könnte man auch andere Einrichtungen, z.B. laufende Bänder oder Gurte, mit entsprechenden Flächen verwenden, um einen Druckfarbefilm aufzureißen. Der Ausdruck "Übergabewalze" bezeichnet somit in der Beschreibung und den Ansprüchen auch derartige gleichwertige Anordnungen. Zwar kommt der Erfindung auf dem Gebiet der Regelung der Zufuhr von Druckfarbe eine erhebliche Bedeutung zu, doch ist anzunehmen, daß es möglich ist, die Signale der Fühleinrichtung bzw. der Steuerschaltung auch zu verwenden, um Warneinrichtungen zu betätigen, Maschinen stillzusetzen oder verschiedene andere Aufgaben zu erfüllen.

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. A3., Leerseife

Claims

ANSPRUCH Ε'"

IJ Farbwerk für eine Druckvorrichtung mit einem drehbaren Zylinder zum Aufnehmen der Druckform, insbes. für eine lithographische Vervielfältigungsmaschine, bei der eine Druckfarbe verwendet wird, die aufreißt, wenn sie einen Spalt zwischen zwei umlaufenden Walzen durchläuft und den Spalt verläßt, wodurch die Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe bestimmt werden, mit einerersten Übergabewalze zum Obergeben von Druckfarbe mit einer für Druckfarbe aufnahmefähigen Fläche, einer Einrichtung zum Übergeben von Druckfarbe von der ersten Übergabewalze an die Oberfläche der Druckform mit einer zweiten übergabewalze für Druckfarbe, die eine für Druckfarbe aufnahmefähige Fläche bestitzt und an dem Spalt zwischen den beiden Walzen mit der für Druckfarbe aufnahmefähigen Fläche der ersten übergabewalze zusammenwirkt, einer Einrichtung zum Drehen der Druckfarbeübergabewalzen in zeitlicher Abstimmung mit der Drehung der Druckform und einer Einrichtung zum Zuführen von Druckfarbe auf die Umfangsflache mindestens einer der übergabewalzen mit einer geregelten Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (34) zum Regeln der Geschwindigkeit, mit der die Druckfarbe der genannten Einrichtung zugeführt wird in Abhängigkeit von den topographischen Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe, welche die Druckfarbe unmittelbar nach dem Verlassen des Walzenspaltes und dem Aufreißen des Druckfarbefilms aufweist.
2. Farbwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (34) eine auf die topographischen Oberflächeneigenschaften des Druckfarbenfilms unmittelbar hinter dem Spalt auf der einen übergabewalze (3 0) ansprechende Fühleinrichtung (36) aufweist.

3. Farbwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühleinrichtung (36) eine Einrichtung (56) hat, die

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Signale erzeugt, welche die Strahlungsreflexionseigenschaften der Druckfarbe auf der Umfangsfläche der einen Ubergabewalze (30) anzeigen.

4. Farbwerk nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der längs eines vorbestimmten Weges reflektierten Strahlung als Maß der Stärke des Druckfarbefilms am Spalt der Obergabewalzen (28, 30) gemessen wird.

5. Farbwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Fühleinrichtung (36) eine Einrichtung (52) gehört, mittels welcher sich Strahlung auf die Oberfläche der Druckfarbe richten läßt, und daß zu der Signalerzeugungseinrichtung (56) Einrichtungen gehören, die auf die Strahlung ansprechen, welche durch die Oberfläche der Druckfarbe längs eines vorbestimmten Weges reflektiert wird, um entsprechende Signale zu erzeugen.

6« Farbwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung (56) Strahlung nachweist, die von einer vorbestimmten Fläche (54) der Druckfarbe auf der einen Übergabewalze (30) reflektiert wird, wobei die Reflexion allgemein als Spiegelreflexion erfolgt.

7. Farbwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Regeleinrichtung eine Schaltung (34) gehört, mittels welcher die Signale der Signalerzeugungseinrichtung (56) verarbeitet werden, um Regelsignale zu erzeugen, welche die Stärke des Druckfarbefilms an dem Spalt zwischen den Übergabewalzen (28, 30) im Vergleich zu einem vorbestimmten Bezugswert anzeigen.

8. Farbwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Regeleinrichtung (34) eine Einrichtung (78) gehört, die es ermöglicht, den vorbestimmten Bezugswert einzustellen,

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in dessen Bereich die Regeleinrichtung auf Si-gnale der Signalerzeugungseinrichtung anspricht.

9. Farbwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Regeleinrichtung (34) eine Einrichtung (86) gehört, die auf Änderungen der Temperatur der Druckfarbe anspricht, um voraussagbare Veränderungen der Oberflächeneigenschaften de Druckfarbe als Folge von Temperaturänderungen auszugleichen.

10. Farbwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Druckfarbe um lithographiche Druckfarbe handelt, und daß zu der Druckform ein die Druckform tragender Zylinder (12) gehört.

11. Verfahren zum Nachweisen von Veränderungen der Stärke des Films einer Druckfarbe, die aufreißt, wenn sie aus dem Spalt zwischen zwei Walzen austritt, so daß sie bestimmte Oberflächeneigenschaften annimmt, dadurch gekennzeichnet , daß die topographischen Oberflächeneigenschaften der Druckfarbe auf einer der Walzen nach dem Austritt aus dem Walzenspalt, gleich nachdem der Druckfarbefilm aufgerissen ist, abgefühlt bzw. gemessen und in entsprechende elektrische Signale umgesetzt werden.

1 2 . Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß Veränderungen der Oberflächeneigenschaften des Druckfarbenfilms über Veränderungen reflektierter Strahlung, die von einer vorbestimmten Fläche des Druckfarbefilms ausgeht, gemessen werder

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderungen der reflektierten Strahlung längs eines Reflexionsweges beobachtet werden, der unter einem Winkel von 5° - 45° zu einer die ümfangsflache der einen übergabewalze tangierenden Ebene verläuft.

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