DE3414573A1

DE3414573A1 - Verfahren zur messung der feuchtmittelschichtdicke auf offsetdruckplatten

Info

Publication number: DE3414573A1
Application number: DE19843414573
Authority: DE
Inventors: Reiner Prof. Dr. 5901 Wilnsdorf Kammüller; Burkhardt Dr.-Ing. 8000 München Wirz
Original assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1984-04-17
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1985-10-24

Description

Verfahren zur Messung der Feuchtmittelschichtdicke auf
Offsetdruckplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Feuchtmittelschichtdicke auf Offsetdruckplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Bemühungen, mittels optischer Strahlung in einem Absorptionswellenlängenband des Feuchtmittels ein zuverlässiges Maß für die Feuchtmittelschichtdicke eines bildfreien Bereiches auf der Druckplatte zu erhalten, sind seit langem bekannt, wie beispielsweise die DE-PS 1 303 819 erkennen läßt, und sind vielfältiger Natur.
Sie haben jedoch, da es sich um ein berührungsfreies optisches Meßverfahren bei sehr hohen Geschwindigkeiten handelt, bei dem unterschiedliche plattenspezifische Eigenschaften eine Rolle spielen, noch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen geführt, mit denen die hohen Anforderungen, die an die modernen Mehrfarbendrucke gestellt werden, erfüllt werden können. Insbesondere mußte festgestellt werden, daß unterschiedliche Rauhigkeiten der metallenen Plattenoberfläche und verschiedene Feuchtmittelschichtdicken Meßergebnisse liefern, die keinen eindeutigen Zusammenhang mit der Schichtdicke haben.
Der Durchschnittsfachmann würde hier erwarten, daß bei der großen Rauhigkeit der Plattenoberfläche von 2 bis 15 um und bei einer Meßwellenlänge von 2,95 um, die in der Größenordnung der Rauhtiefe liegt, eine rein diffuse Streustrahlung ohne Glanz auftritt. Oberraschend ist jedoch, daß von wenigen Ausnahmen abgesehen, diese Erwartung nicht zutrifft, wie die Anmelderin durch umfangreiche Untersuchungen nachgewiesen hat.
Der Durchschnittsfachmann wird versuchen, seine Erfahrung aus der Auflichtdesitometrie von Papier, die beispielsweise aus der Veröffentlichung von G.Vieth, Meßverfahren der Photographie, München 1974, bekanntgeworden sind, auf die Reflexion von Metallen zu übertragen,die den Gesetzen der Metalloptik unterliegt. Hier wird er jedoch scheitern und feststellen, daß diese Erfahrungen auf die Reflexionsverhältnisse bei Metallen nicht übertragbar sind.
Die Anmelderin hat nun durch umfangreiche Messungen der Indikatrices (Fig.l) der remittierten Strahlung an metallenen Platten herausgefunden, daß zwar bei einigen wenigen Platten eine kugelförmige Indikatrix 17 erhalten wird, was bedeutet, daß die remittierte Strahlung keinen Glanz enthält, wobei unter Glanz die Reflexion des auf den Meßfleck aufgestrahlten Strahlenbündels an der Oberfläche des Feuchtmittels verstanden wird. Bei den meisten rauhen Metalloberflächen jedoch, wie sie bei modernen eloxierten Offsetplatten vorliegen, tritt ein starker Glanzeffekt auf.
Dieser Glanzeffekt verfälscht das Meßergebnis in der Art, dass ein Großteil der Strahlung nicht mehr die Feuchtmittelschicht durchläuft und somit nach dem Beerschen Gesetz nicht entsprechend der Dicke der Feuchtmittelschicht abgeschwächt wird und somit auch nicht als auswertbares Maß der Feuchtmittelschichtdicke verwendbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, das Verfahren der eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß der Anteil des Glanzes im vom Strahlungsdetektor aufgenommenen Signal möglichst klein und so gering ist, daß sein das Meßergebnis beeinträchtigender Einfluß vernachlässigt werden kann oder zumindest von untergeordneter Bedeutung ist.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruch gelöst.
Die Anmelderin hat durch systematische Auswertung der Indikatrices einen Mindestabstandswinkelbereich 9 gefunden, durch den die Verfälschung der Meßergebnisse für die Feuchtmittelschichtdicke auf Offsetdruckplatten bei einem Meßstrahl für zwei Bereiche von gE vollständig unterdrückt oder wenigstens auf ein Mindestmaß beschränkt werden kann.
Durch diese Verfahrensweise wird aber nicht nur eine Minimierung des Glanzeinflusses erreicht, sondern gleichzeitig auch der Signalrauschabstand des Meßsignals optimiert, so daß eine sinnvolle Auswertung des Meßergebnisses der Feuchtschichtdicke auf schnellaufenden Offsetplatten gewährleistet wird.
Ferner wird die durch die Plattenrauhigkeit e-ntstehende Oberflächenunebenheit der sehr dünnen Feuchtmittelschicht bei dieser Verfahrensweise berücksichtigt, da sonst, wenn von dem Glanz als reine Reflexionskomponente an einer zur Plattenoberfläche parallelen ebenen Schicht ausgegangen wird, weitere Fehlergrößen auftreten. Die für letztere Einflüsse maßgeblichen Oberlegungen sollen kurz anhand der bereits oben erwähnten Fig.l erläutert werden, die eine schematisierte Wiedergabe der Reflexions- und Remissionsverhältnisse an Feuchtmittelschicht und Plattenoberfläche darstellt.
In der Fig. 1 ist ein einfallender Strahl 10 gezeigt, der mit der Normalen 11 auf der Oberfläche der Druckplatte 12.
einen spitzen Winkel einschließt. Auf der bestimmte Rauhigkeitsspitzen aufweisenden Oberfläche der Druckplatte 12 befindet sich eine mit 13 bezeichnete Feuchtmittelschicht, die bei unterschiedlicher Dicke verschiedene Pegel stände über der Plattenoberfläche hat, welche wegen ihrer geringen Stärke nicht dargestellt werden können. Die Abhäsionskräfte des Feuchtmittels bewirken, daß die Oberfläche bei verschiedenen Feuchtmittelschichtdicken und in Abhängigkeit vom Rauhigkeitsgrad der Druckplatte 12 mehr oder weniger uneben sind, wobei bei einer relativ dicken Schicht von einer glatten Oberfläche ausgegangen werden kann, an der ein Teil des einfallenden Strahls 10, nämlich der Glanzanteil 14, unter einem dem Einfallswinkel zur Normalen 11 gleichen Ausfallswinkel reflektiert wird.
Weist die Oberfläche des Feuchtmittels bereits eine leichte Welligkeit auf, wie dies bei dünnerer Schicht der Fall ist, so wird der Ganzanteil des einfallenden Strahls 10 nicht mehr eindeutig in einer Richtung reflektiert, sondern zu einem Teil etwas außerhalb dieser Richtung, was durch den in Richtung des Ausfall strahls weisenden Teil der Indikatrix 15 zum Ausdruck gebracht ist. Bei sehr dünner Feuchtmittelschicht ist die Welligkeit der Feuchtmitteloberfläche noch größer, so daß auch in der Indikatrix 16 der Glanzanteil breiter ausfällt. Schließlich zeigt die bereits oben erwähnte Indikatrix 17 über der als ideal rauh angenommenen Oberfläche der trockenen Druckplatte 12 Kugelform.
Die vorstehenden Betrachtungen beziehen sich auf einen eindimensionalen Einfallsstrahl. Es ist jedoch gemäß obigen Darlegungen noch zu berücksichtigen, daß aus energetischen Gründen mit einem gewissen Aufstahlöffnungswinkel gerechnet werden muß, der selbstverständlich eine entsprechende Glanzreflexion an der jeweiligen Oberfläche des Feuchtmittels nach sich zieht, wodurch die Glanzanteile der Indikatrices 14,15 und 16 aufgespreizt werden.
Die Anmelderin hat nun, um mit dem Strahlungsdetektor der Feuchtmittelschichtdicken-Meßvorrichtung einen vernachlässigbar geringen Glanzanteil, dagegen einen hohen Anteil an von der rauhen Plattenoberfläche remittierter Strahlung, die somit die Feuchtmittelschicht durchlaufen hat und aus der ein Maß für die Schichtdicke ableitbar ist, zu messen, darauf hingewiesen, daß zwischen dem vom Strahlungsdetektor aufgenommenen Sektor der Remissionsstrahlung von der Plattenoberfläche im Meßfleck und dem Reflexionsstrahl der Achse des Aufstrahlstrahlungsbündels ein Abstandswinkel ng, der auch als "verbotener" Winkel bezeichnet werden kann, einzuhalten ist. Ferner ist, um ein brauchbares Signal zu erhalten, zwar ein möglichst großer Empfängeröffnungswinkel ßE zu wählen, der jedoch im Hinblick auf die Beeinflussung durch Glanz ein oberes Maß nicht überschreiten darf. Schließlich soll außerdem, damit der Glanzanteil im Meßsignal auch bei sehr dünnen und damit sehr welligen Oberflächen der Feuchtmittelschicht nicht meßverfälschend zu Buche schlägt, der Aufstrahlöffnungswinkel «S des einfallenden Strahlungsbündels möglichst 10° nicht überschreiten.
Das erfindungsgemäße Meßverfahren ist somit durch die Einhaltung charakteristischer Bestimmungsgrößen, insbesondere Winkelbereiche gekennzeichnet, die als Grenzbereiche verstanden werden müssen.
In der Zeichnung stellen dar: Fig. 1 ein Schemabild mit Indikatrices über der auf der Druckplatte befindlichen Feuchtemittelschicht bei verschiedenen Schichtdicken zur Erläuterung der Glanzverhältnisse und Fig. 2 eine schematisierte, ebene Skizze der räumlichen Verhältnisse einer bevorzugten Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Auf den in Fig. 2 gezeigten Meßfleck 21 der Druckplatte 22 wird ein Strahlungsbündel 20 gerichtet, dessen Mittelachse 23 mit der Normalen der Oberfläche der Druckplatte 22 einen Winkel oele E einschließt. Die Strahlung selbst wird von einer Strahlungsquelle 24 durch eine Sammeloptik 25 hindurch abgegeben, so daß das Strahlungsbündel 20 einen spitzen Aufstrahlungsöffnungswinkel oLS hat. Eine einen Sektor der vom Meßfleck 21 remittierten Strahlung auf einem Detektor 27 abbildende Spiegeloptik 28 besitzt eine elliptische Krümmung, wobei der Meßfleck 21 in dem einen und der Detektor 27 in dem anderen Brennpunkt der Ellipse liegt. Der Empfängeröffnungswinkel p des von dem Ellipsenspiegel 28 aufgenommenen Remissionsstrahlungssektors hält von dem reflektierten Strahlungsbündel 20', das den Glanz beinhaltet, den Winkelabstand eines verbotenen Winkels s ein, wodurch verhindert wird, daß der Detektor 27 einen Glanzanteil aufnimmt, der größer ist als die Meßgenauigkeit. Dies bedeutet, durch diese Verfahrensweise wird der Glanzeffekt als die Meßergebnisse verfälschende Größe praktisch ausgeschlossen.

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Messung der Feuchtmittelschichtdicke auf Offsetdruckplatten mittels optischer Strahlung in einem Absorptionswellenband des Feuchtmittels mit einer ein gerichtetes Strahlungsbündel auf einen quasi punktförmigen Fleck auf der Druckplatte abgebenden Strahlungsquelle und einem bezüglich der Stellung der Strahlungsquelle zur Platte unter einem bestimmten Winkel angeordneten Strahlungsdetektor, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß der Aufstrahlungswinkel (dC S) des auf den punktförmigen Fleck (21) der Druckplatte (22) gerichteten Strahlungsbündels (20) auf höchstens 20° eingestellt wird, und zwischen dem in dem punktförmigen Fleck (21) von der Druckplatte (22)bei beiAnnahme geometrischer Reflexion reflektierten Strahlungsbündel (20') und dem Winkelbereich (p ) eines vom punktförmigen Fleck ausgehenden und zum Detektor (27) gelangenden Remissionsstrahlungsbündels ein Abstandswinkel (J) ) eingehalten wird, der von dem Winkel den die Mittelachse (23) des Strahlungsbündels (20) mit der Normalen zur Druckplatte (22) einschließt, wie folgt abhängt: für 0° # αE 15° ist 10°# # E # 60° und für 15° # E 4 ist 100 # 9 # 40°.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Aufstrahlungsöffnungswinkel (αS) # 10° gewählt wird.