DE3611645A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der farb- und feuchtmittelanteile einer emulsionsschicht auf der druckplatte einer offset-druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Farb- und Feuchtmittelmenge einer Emulsionsschicht auf der Druckplatte einer Offset-Druckmaschine, bei dem Farbmenge und Feuchtmittelmenge der Emulsion auf der Druckplatte mittels Licht unterschiedlicher Wellenlänge, die im Absorptionsmaximum der zu erfassenden Bestandteile liegt, erfaßt werden und bei dem die erfaßten Farb- und Feuchtmittelmengen der Emulsions­ schicht zur Steuerung des Farb- und des Feuchtmittelduktors herangezogen werden.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-AS 22 14 721 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird die aus Farbe und den Kom­ ponenten der Feuchtflüssigkeit bestehende Emulsionsschicht auf dem Plattenzylinder mit einer oder mehreren im sichtbaren Bereich strahlenden Lichtquellen angestrahlt. Im Strahlen­ gang dieser Lichtquellen werden wahlweise Filter angebracht, durch die diejenigen Wellenlängen ausgewählt werden, die von der betreffenden Farbe oder der Feuchtflüssigkeit am stärksten absorbiert werden. Bei quantitativer Abweichung der Farb­ schicht bzw. der einzelnen Komponenten der Feuchtflüssigkeit von einem vorgegebenen Sollwert setzt die entsprechende Re­ flexionsabweichung einen Regelkreis in Gang, der die Farb­ und die Feuchtflüssigkeitsführung steuert.

Dabei erfolgt die Erfassung der Farbe auf einer Bildstelle, also einer mit der Lack- oder Kopierschicht überzogenen Stel­ le und die Erfassung der Feuchtflüssigkeit, zu einem anderen Zeitpunkt, auf einer bildfreien Stelle des Plattenzylinders.

Untersuchungen haben gezeigt, daß die Messung der Farbmenge auf der Kopierschicht des Plattenzylinders im sichtbaren Spektrum nur bei einigen wenigen Farbtönen möglich ist. Dies dürfte daran liegen, daß die Absorption durch die an dieser Stelle sehr dicke Farbschicht und durch die Eigenfärbung der Kopierschicht, durch die der Meßstrahl ebenfalls hin­ durchtritt, sehr hoch und daher eine Messung kaum möglich ist.

Aus Hitoshi Isono: "Development for the Measurement of Ink Film Thickness and Dampening Water Content" ist es bekannt, die Farbfilmdicke und den Wassergehalt der Emulsionsschicht auf einer speziellen Meßwalze im Farbwerk einer Offset-Druck­ maschine zu erfassen. Hierbei wird allerdings die Emulsion im Farbwerk wenigstens zwei Spaltstellen vor dem Plattenzylin­ der erfaßt, so daß verhältnismäßig wenig Wasser in der Farbe und größere Farbschichtdicken gemessen werden. Bei Änderung der Feuchtmittelführung und dadurch geänderter Farbübertragung zum Plattenzylinder ergibt sich im Farbwerk eine zeitliche Phasenverschiebung zur Druckqualität auf dem Papier, insbe­ sondere beim Wiederanlauf nach Maschinenstillständen oder bei Änderung der Betriebsbedingungen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Farb- und Feuchtmittelmenge einer Emulsions­ schicht auf der Druckplatte einer Offset-Druckmaschine anzu­ geben, bei dessen Anwendung die Bestandteile sämtlicher vor­ kommender Emulsionen mit hoher Genauigkeit erfaßt werden und die Phasenverschiebung zwischen Erfassung, Stellvorgang und Änderung der Druckqualität möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erfassung im Infrarotbereich erfolgt, d.h. den Sensoren ein auf das Absorptionsmaximum der zu erfassenden Anteile abge­ stimmtes IR-Filter vorgeschaltet ist.

Versuche haben gezeigt, daß der Lack der Kopierschicht im Infrarotbereich nur eine relativ geringe konstante Grund­ dämpfung darstellt, insbesondere dann, wenn die Farbmenge vorzugsweise mit einer Wellenlänge, die im Absorptionsmaximum des Bindemittels der Farbe, meist 3,4 µm, und die Feuchtmit­ telmenge mit einer Wellenlänge von 2,9 µm erfaßt werden.

Eine besonders hohe Genauigkeit läßt sich erzielen, wenn sowohl die Farbmenge als auch die Feuchtmittelmenge an einer Bildstelle des Plattenzylinders erfaßt werden; die Genauigkeit läßt sich weiter steigern, wenn Farb- und Feuchtmittelmenge auf der gleichen Bildstelle des Plattenzylinders erfaßt werden. Die Bildstelle oder die Bildstellen lassen sich z.B. durch einen oder mehrere, in Umfangsrichtung verstellbare Nocken einstellen, die synchron mit dem Plattenzylinder umlaufen.

Die Remissionssignale haben nach Durchtritt durch die Kopier­ und die Emulsionsschicht unterschiedliche Wellenlänge, wobei das eine Signal überwiegend vom Farbanteil und das andere überwiegend vom Feuchtmittelanteil beeinflußt wird. Um den reinen Farbanteil der Emulsion in Einheiten der Farbduktor­ stellung H und den reinen Feuchtmittelanteil in Einheiten der Feuchtduktorstellung y getrennt erfassen zu können, wird nach einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor Betriebsbeginn mit der jeweiligen Emulsion in einem Eichvorgang eine Kurvenschar konstanter Farbzufuhr bei Änderung der Feuchtmittelzufuhr und eine Kurvenschar konstan­ ter Feuchtmittelzufuhr bei Änderung der Farbzufuhr, gegebe­ nenfalls bei zusätzlicher Änderung der Maschinendrehzahl aufgenommen und gespeichert. Bei Abweichungen der so ermittel­ baren relativen Farb- und/oder Feuchtmittelanteile und/oder der Maschinendrehzahl vom Sollwert können auf diese Weise die Stellgrößen getrennt voneinander bestimmt werden.

Bei einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens weist der Meßkopf zwei je auf einen Bildpunkt des Plattenzylinders gerichtete Lichtquellen und zwei Sensoren mit je einem IR-Filter mit der notwendigen Durch­ laßwellenlänge auf, die im vom Bildpunkt reflektierten Licht angeordnet sind. Dabei sind vorzugsweise beide Lichtquellen auf eine gemeinsame Bildstelle des Plattenzylinders gerichtet.

Die Erfassung oder Messung erfolgt exakt an der gleichen Stelle eines Bildpunktes, wenn der Meßkopf nur eine auf einen Bildpunkt gerichtete Lichtquelle und zwei Sensoren mit je einem IR-Filter der jeweiligen Durchlaßwellenlänge aufweist, wobei im vom Bildpunkt reflektierten Lichtstrahl ein halb­ durchlässiger Spiegel angeordnet ist, der das reflektierte Licht auf beide Sensoren lenkt.

Die Messung wird im mittleren Remissionswinkel von 45° durch­ geführt, um den Glanzlichtanteil auszuschalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung gestatten eine sehr genaue Erfassung der Farb- und Feuchtmittelmenge in der auf dem Plattenzylinder befindlichen Emulsionsschicht, bei entsprechender Eichung sogar die Be­ stimmung der relativen Farb- und Feuchtmittelanteile der Emulsion. Die Genauigkeit wird noch dadurch gesteigert, daß zwischen Messung und Aufbringen auf das Papier keine Stör­ größen mehr auftreten können. Die Phasenverschiebung zwischen Erfassung einer Störung auf dem Plattenzylinder und Aufbringen auf das Papier ist minimal.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Offset-Druckma­ schine,

Fig. 2 den Aufbau eines Meßkopfes mit einer Lichtquelle,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Meßkopfes mit einer Lichtquelle,

Fig. 4 den Aufbau eines Meßkopfes, bei dem für jeden Sen­ sor eine Lichtquelle vorgesehen ist und

Fig. 5 ein Eichdiagramm.

Fig. 1 zeigt eine Offset-Druckmaschine mit Gegendruckzylin­ der 1, Gummituchzylinder 2, Plattenzylinder 3, Feucht­ werk 4 und Farbwerk 5. Das Feuchtwerk 4 besteht aus einem Feuchtmittelbehälter 6, einem Feuchtduktor 7, einer Dosier­ walze 8, einem Feuchtreiber 9 sowie einer Feuchtauftragwalze 10.

Das Farbwerk 5 ist ähnlich aufgebaut, jedoch mit erheblich mehr Zwischenwalzen zwischen den Farbauftragswalzen 11 und dem Farbduktor 12.

Am Plattenzylinder 3 ist ein Meßkopf 13 angeordnet, der eben­ so wie der Antriebsmotor 14 des Feuchtduktors 7 mit einem Regelgerät 15 verbunden ist. Das Regelgerät 15 beinhaltet gegebenenfalls auch einen Rechner mit den notwendigen Spei­ chern. Ein Antriebsmotor 16 wirkt auf den Farbduktor 12, dem eine Heberwalze 17 nachgeschaltet ist.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen schematisch den Aufbau von drei verschiedenen Ausführungsformen des Meßkopfes 13. Dabei ist auf einem Ausschnitt aus dem Plattenzylinder 3 eine Bildstelle 18 in Form einer Kopier- oder Lackschicht angeordnet, auf der sich die Farbemulsionsschicht 19 befindet, deren Farb- und Feuchtmittelanteil zu bestimmen sind. Oberhalb der Emulsions­ schicht 19 befindet sich der Meßkopf 13.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist im Meßkopf 13 eine Lichtquelle 20 angeordnet, deren Lichtstrahl durch die Emul­ sion 19 und die Lackschicht der Bildstelle 18 auf die Ober­ fläche des Plattenzylinders 3 gerichtet ist. Der von der Ober­ fläche des Plattenzylinders 3 diffus remittierte Lichtstrahl durchläuft abermals die Lackschicht des Bildpunktes 18 und die Emulsion 19 und fällt über eine Linse 22, einen halbdurch­ lässigen Spiegel (Farbteiler) 23, eine weitere Linse 24 und ein erstes IR-Filter 25 auf einen ersten Sensor 26. Der vom halbdurchlässigen Spiegel 23 reflektierte Teil des Lichtes fällt auf einen Umlenkspiegel 27 und von dort über eine Linse 28 und ein zweites IR-Filter 29 auf einen zweiten Sensor 30.

Das erste IR-Filter 25 hat eine Durchlaß-Wellenlänge von 3,4 µm und das zweite IR-Filter 29 eine Durchlaß-Wellenlänge von 2,9 µm. Entsprechend dient der erste Sensor 26 zur Erfassung des Farbanteils und der zweite Sensor 30 zur Erfassung des Feuchtmittelanteils der Emulsion 19.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 ist der von der Licht­ quelle 20 ausgehende Lichtstrahl nicht, wie bei der Ausfüh­ rungsform der Fig. 2 schräg, sondern senkrecht auf die Ober­ fläche des Plattenzylinders 3 gerichtet. Entsprechend ist zwischen der Oberfläche des Plattenzylinders 3 und dem halb­ durchlässigen Spiegel 23 noch ein Umlenkspiegel 31 vorgesehen, der den Lichtstrahl auf die Sensoren 26 und 30 lenkt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 4 sind in einem oder in zwei voneinander getrennten Meßköpfen 13 zwei voneinander unabhän­ gige Optiken vorgesehen, von denen in Fig. 4 nur eine gezeigt ist. Sie enthalten je eine eigene Lichtquelle 20, die einem der beiden Sensoren 26 bzw. 30 zugeordnet ist.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 2 und 3 werden der Farb­ und der Feuchtmittelanteil der Emulsionsschicht 19 gleichzei­ tig und an der gleichen Stelle eines Bildpunktes 18 erfaßt. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 erfolgt die Erfassung entweder von unterschiedlichen Bildpunkten oder zumindest von unterschiedlichen Stellen eines Bildpunktes. Sind bei der Ausführungsform der Fig. 4 die Stellen, von denen der jewei­ lige Anteil erfaßt wird, auf dem Plattenzylinder in Drehrich­ tung hintereinander angeordnet, so erfolgt die Erfassung zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Gesteuert wird die Erfassung auf dem jeweiligen Bildpunkt (vorzugsweise bei jeder Umdrehung des Plattenzylinders 3), beispielsweise von einem mit dem Plattenzylinder 3 umlaufenden Nocken.

Allen Ausführungsformen der Fig. 2 bis 4 gemeinsam ist, daß der Reflexionswinkel mit etwa 45° so gewählt ist, daß der Glanzlichtanteil ausgeschaltet wird.

Fig. 5 zeigt ein Eichdiagramm, auf dessen Abszisse der rela­ tive Feuchtmittelanteil x 1 und auf dessen Ordinate der rela­ tive Farbanteil x 2 aufgetragen sind. Es dient dazu, aus den von den Sensoren 26, 30 bereitgestellten Signalen die Stell­ signale ableiten zu können.

Vor dem Drucken oder bei einer Vorauflage mit einer bestimmten Kombination von Platte, Farbe und Papier wird im Vergleich mit der trockenen Platte bzw. nichtfarbführenden Schicht durch Betriebszustandsänderungen in einer Betriebszustandsebene ein Eichnetz der in Fig. 5 gezeigten Art aufgenommen. Dies ge­ schieht in der Praxis durch Aufnahme von wenigstens drei Eichpunkten. Ausgehend vom Betriebszustand BZ1 wird bei kon­ stanter Farbführung die Wasserführung um einen Betrag Δ y geändert. Dabei stellt sich der Betriebszustand BZ2 ein. Hierdurch wird die Koordinate Feuchtmittelführung y geeicht und ihre Steigung im rechtwinkligen Koordinatennetz x 2/ x 1 bestimmt. Vom Betriebszustand BZ2 aus wird bei konstanter Feuchtmittelführung die Farbführung geändert, wobei sich der Betriebszustand BZ3 einstellt. Dadurch wird die Koordinate Farbführung H geeicht und ihre Steigung bestimmt. Die Maschi­ nendrehzahl n stellt dabei gegebenenfalls die dritte Dimension des Eichdiagramms dar.

Die Speicherung des so ermittelten Koordinatennetzes erfolgt in einfachster Weise in einem Diagramm, aus dem dann die notwendigen Stellbefehle abgelesen werden können. Vorzugsweise wird aber das Koordinatennetz in einem in das Regelgerät 15 integrierten Rechner gespeichert.

Die Nachstellung im Betrieb geht folgendermaßen vor sich: Ange­ nommen, die Zusammensetzung der Emulsion 19 habe sich vom Betriebszustand BZ5 unerwünscht zum Betriebszustand BZ4 ver­ schoben. Dann kann anhand des Parallelogrammes mit den Stei­ gungen von Linien konstanter Farbführung H und konstanter Feuchtmittelführung y die Stellgröße Δ H und Δ y bestimmt und auf den Ausgangspunkt BZ5 zurückgeführt werden.

Will man von einem Betriebszustand in einen anderen übergehen, so können mit bekannten Werten x 1 und x 2 die Stellbefehle aus dem x2/x1-Diagramm entnommen werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Regelung der Farb- und Feuchtmittelanteile einer Emulsionsschicht (19) auf der Druckplatte (3) einer Offset-Druckmaschine, bei dem Farbanteil und Feuchtmittel­ anteil der Emulsionsschicht (19) auf der Druckplatte (3) mittels Licht unterschiedlicher Wellenlänge, die im Absorp­ tionsmaximum der zu erfassenden Bestandteile liegt, erfaßt wird, und bei dem die erfaßten Farb- und Feuchtmittelanteile der Emulsionsschicht (19) zur Steuerung des Farb- und des Feucht­ mittelduktors (7 bzw. 12) herangezogen werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erfassung im Infrarot­ bereich erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Farbanteil mit einer Wellenlänge von 3,4 µm und der Feuchtmittelanteil mit einer Wellenlänge von 2,9 µm erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Farbanteil der Emulsionsschicht auf einer Bildstelle (18) des Platten­ zylinders (3) erfaßt wird, dadurch gekennzeich­ net, daß auch der Feuchtmittelanteil auf einer Bildstelle (18) des Plattenzylinders (3) erfaßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Farb- und Feuchtmittelanteil auf der gleichen Bildstelle (18) des Plattenzylinders (3), vorzugs­ weise bei jeder Umdrehung des Plattenzylinders (3), erfaßt werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Eichvorgang eine Kurvenschar konstanter Farbzufuhr (H) bei Änderung der Feucht­ mittelzufuhr (y) und eine Kurvenschar konstanter Feuchtmit­ telzufuhr (y) bei Änderung der Farbzufuhr (H), gegebenenfalls bei zusätzlicher Änderung der Maschinendrehzahl (n), aufgenom­ men und gespeichert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Abweichungen der Farb- und/oder der Feuchtmittelanteile und/oder der Maschinendrehzahl (n) vom Sollwert die Stellgrößen (Δ H, Δ y, Δ n) getrennt bestimmt werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (13) zwei je auf einen Bildpunkt des Plattenzylinders (3) gerichtete Lichtquellen (20) und zwei Sensoren (26, 30) mit je einem IR-Filter (25, 29) aufweist, die im vom jeweili­ gen Bildpunkt (18) remittierten Licht angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Lichtquellen (20) auf einen gemeinsamen Bildpunkt (18) auf dem Plattenzylinder (3) gerich­ tet sind.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (13) eine auf einen Bildpunkt gerichtete Lichtquelle (20) und zwei Sensoren (26, 30) mit je einem IR-Filter (25, 29) auf­ weist, wobei im vom Bildpunkt remittierten Lichtstrahl ein halbdurchlässiger Spiegel (23) angeordnet ist, der das remit­ tierte Licht auf beide Sensoren (26, 30) lenkt.