DE4436953C1 - Verfahren zur Erzeugung einer Farbschichtdickenverteilung auf Farbwerkwalzen eines Farbwerkes einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 37 07 695 C2 bekannt. Das gezeigte Verfahren zur definierten Erzeugung einer dem Fortdruck nahen Farbverteilung im Farbwerk von Rotationsdruckmaschinen weist die Verfahrensschritte auf, daß zwischen zwei Druckaufträgen zunächst die im Farbwerk vorhandene Druckfarbe durch Schließen der Farbdosierelemente auf ein minimales Maß reduziert wird und erst dann die fortdruckgerechte Farbzonenverteilung erzeugt wird. In einer Variante soll die Differenzfarbmenge zwischen beiden Druck­ aufträgen mittels eines Rechners ermittelt und durch entsprechende Einstellung der Farbdosierelemente ausgeglichen werden. Dabei können sich sowohl Transportwege vom Farbwerk zum Farbkasten als auch in umgekehrter Richtung ergeben. Die so gegebene Verfahrens­ weise ist auf den Ablauf zwischen zwei Druckvorgängen beschränkt. Sie basiert vor allem auf dem Abbau des schon vorhandenen Farb­ schichtdickenprofils, das sich in aller Regel von einem in einem Folgeauftrag erforderlichen Profil unterscheidet.

In der DE 33 38 143 A1 ist eine Farbwerksvoreinstellung beschrie­ ben. Das dort erläuterte Verfahren zeigt auf, wie ein leeres Farbwerk durch Einbringen einer Grundfarbschicht und eines dem Farbbedarf in einem bestimmten Druckauftrag entsprechenden Farb­ schichtdickenprofils mit einer definierten Farbmenge gefüllt werden kann. Hierbei soll in erster Linie ein manueller Füllvorgang vermieden werden, der zum Ausgleich unterschiedlicher Farbflüsse häufig erforderlich war. Die Grundfarbschicht ist ein rein empi­ risch ermittelter Wert und hat nichts mit dem späteren Farbver­ brauch zu tun.

Die beschriebenen Verfahrensweisen beschränken sich jeweils auf Einzelfälle vor dem Druck oder zwischen zwei Druckaufträgen. Eine Kenntnis der Farbtransportvorgänge ist nicht vorhanden und daher auch eine ungenaue oder nur mit hohem Aufwand zu optimierende Verfahrensweise angegeben. Die Erreichung des Fortdruckzustandes ist nicht zielgenau möglich. In Grenzfällen sind starke Ab­ weichungen zwischen Soll- und Ist-Farbfluß möglich, die eher eine Erhöhung der Makulatur als eine Verringerung hervorrufen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zur die fortdruck­ gerechte Vorfüllung eines Farbwerkes vor Druckbeginn oder zwischen Druckaufträgen, das ohne großen maschinellen und meßtechnischen Aufwand eine in den Arbeitsablauf integrierte optimale Vorbereitung des Farbwerkes ermöglicht, zu schaffen.

Die Aufgabe wird gelöst nach den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1. Hierbei ist vorteilhaft, daß ohne Ermittlung von Farbmengen oder Farbprofilen bzw. Differenzmengen eine fortdruck­ gerechte Vorfüllung des Farbwerkes erzeugbar ist. Die Verfahrens­ weise läuft darauf hinaus, daß eine Ausgleichsschichtdicke im Farbwerk erzeugt wird, die sich durch einen parallel zu anderen Einrichtevorgängen ablaufenden Einlaufvorgang erzeugen läßt. Die Ausgleichsschichtdicke ist abhängig in erster Linie von der Kon­ zeption des Farbwerkes. Die Ausgleichsschichtdicke ist weiterhin abhängig von dem Farbbedarf auf dem jeweiligen Sujet oder auch der verwendeten Hilfsstoffe im Druckprozeß, wie Druckfarbe und Papier. Zur praxisgerechten Einsetzbarkeit kann eine Parametertabelle vorgegeben werden, die sowohl Meßwerte von der Abtastung einer Druckplatte bzw. Farbbedarfsermittlung aus digitalen Daten enthält, als auch die empirischen Werte der Bedienungsperson aufnehmen kann.

Die Erfindung soll im Folgenden beispielhaft erläutert werden.

Am Transport von Druckfarbe während eines Druckprozesses in einer Druckmaschine sind innerhalb eines Farbwerkes ein Farbkasten mit zonal über die Breite des Farbkastens angeordneten Farbdosierele­ menten, eine Farbkastenwalze, eine Heber- bzw. Übertragwalze, eine größere Anzahl von Farbwerkswalzen in Form eines Walzenzuges und ein Druckformzylinder beteiligt. Auf den Farbwerkswalzen wird eine Verteilung der Druckfarbe entsprechend dem Farbbedarf an der Druckform erzeugt. Die Verteilung ergibt sich in Richtung des Farbtransports durch Spaltungsvorgänge zwischen den Farbwerkswalzen und Querrichtung des Farbwerks durch definierte Einstellung der Farbdosierelemente und Transportvorgänge mittels einer sogenannten Farbverreibung.

Das Verfahren zur Vorfüllung des Farbwerkes geht sowohl vor einem ersten Druckauftrag als auch zwischen zwei Druckaufträgen davon aus, daß eine Profilierung der Farbmenge im Farbwerk generell vor einem Druckauftrag zunächst nicht erforderlich ist. Es ist im Grunde lediglich erforderlich, eine Farbschicht mit einem be­ stimmten Volumen innerhalb des Farbwerkes d. h. auf den Farbwerks­ walzen zu verteilen. Daher kann vor einem neuen Druckauftrag die Druckfarbe in einer gleichmäßigen Farbschicht, d. h. bei gleichmäßig geöffneten Farbdosierelementen zugeführt werden. Generell verteilt sich die Druckfarbe nach dem Prinzip des Schichtdickengefälles, d. h. von dickeren zu dünneren Farbschichten hin. Für ein leeres, gewaschenes Farbwerk, z. B. am Beginn eines Arbeitstages, bedeutet dies, daß lediglich vom Farbkasten zum Farbwerk hin Druckfarbe transportiert wird. Bei einem Auftragswechsel wird Druckfarbe, je nach dem wie die Schichtdickenverteilung im Farbwerk vom vorherge­ henden Druckauftrag her aussieht, in verschiedenen Bereichen abhängig von der Einstellung der Farbdosierung sowohl vom Farbka­ sten bzw. der Farbkastenwalze zum Farbwerk als auch umgekehrt transportiert werden. Es findet also ein Ausgleichsprozeß beim Transport von Druckfarbe zwischen Farbwerk und Farbkastenwalze statt.

Für die Beurteilung der im Farbwerk erforderlichen Menge an Druck­ farbe ist eine theoretische Betrachtung erforderlich. Während der Produktion eines Druckauftrages stellt sich in Bezug auf die Farbzufuhr und den Verbrauch ein stationärer Zustand ein. Die zugeführte Farbmenge und die verbrauchte Farbmenge auf einem Druckbogen müssen jeweils gleich sein. Nur so ist es möglich, daß die Druckbögen zeitlich konstant eingefärbt werden und ein gleich­ mäßig gute Druckergebnis erzielt werden kann. Trotzdem besteht aber ein Farbgefälle innerhalb des Farbwerkes von der Farbkastenwalze zu sogenannten Farbauftragwalzen hin, die mit dem Druckformzylinder zusammenarbeiten. Auch während des Betriebes kann es vorkommen, daß ein Farbrückfluß zwischen Farbwerk und Farbkasten dadurch entsteht, daß unter der Wirkung der Farbverreibung die Farbschichtdicken auf den Farbwerkswalzen teils größer sind als auf der Farbkastenwalze, d. h. als beim eingestellten Bedarf. Nur so wird das Drucken von über die gesamte Fläche eines Druckbogens unterschiedlich stark mit druckenden Flächenanteilen gedeckten Sujets überhaupt möglich.

Wird im stationären Zustand der Druck unterbrochen, z. B. bei Störungen des Papierlaufs, beim Gummituchwaschen oder beim Stapel­ wechsel, läuft die Druckmaschine aus pragmatischen Gründen ohne Farbzufuhr weiter. Hierbei ist der Farbtransport vom Farbkasten zu den Farbwerkswalzen und von diesem zum Druckformzylinder unterbro­ chen. Wenn die Druckmaschine aber weiterbetrieben wird, gleichen sich auf den rotierenden Farbwerkswalzen die Unterschiede in der Farbschichtdicke relativ schnell über das ganze Farbwerk aus. Dies ist bedingt durch die obengenannten prinzipiellen Farbflüsse von höheren zu niedrigeren Schichtdicken hin. Aus diesem Ausgleichs­ vorgang ergibt sich eine Schichtdicke auf den Farbwerkswalzen, die als Ausgleichsschichtdicke bezeichnet werden soll. Sie repräsen­ tiert einen stabilen Ausgleichszustand für einen Moment des Druck­ prozesses, da ja die jeweils vorhandene Farbmenge quasi im Farbwerk eingefroren wurde. Nach Beendigung der Störung bzw. der Hilfs­ arbeiten muß der Druckprozeß mit der genannten Ausgleichsschicht­ dicke auf allen Walzen fortgesetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß der frühere stationäre Zustand von diesem Ausgleichszustand aus in aller Regel nach wenigen Umdrehungen wieder erreicht wird.

Die so gewonnenen Kenntnisse macht sich das erfinderische Verfahren zu Nutze. Zur Erreichung einer optimal einfachen Einfärbung des Farbwerkes wird die Ausgleichsschichtdicke über die in einer Druckmaschine vorhandenen Stellmittel im Vorhinein eingestellt und zugeführt.

In einem ersten Schritt ist also die Ausgleichsschichtdicke zu ermitteln. Grundsätzlich ist eine Abhängigkeit von der Menge an Druckfarbe bezüglich des Verbrauchs auf dem Druckbogen festzu­ halten. Dazu können pauschal die Sujets in Gruppen oder Klassen beispielsweise mit den Charakterisierungen leicht, mittel und schwer unterteilt werden.

Die Sujetgruppen bzw. Klassen können z. B. abhängig von einer vorher erfolgten Messung der druckenden Anteile auf der Druckform, einer prozentualen Flächendeckung, in folgender Weise eingeteilt sein: von 0-20% für leichte Sujets, von 21-50% für mittlere Sujets und größer als 50% für schwere Sujets.

Jeder Sujetgruppe werden bestimmte Ausgleichsschichtdicken fest zugeordnet, die, abgestimmt auf die Bauart der jeweiligen Druck­ maschine, zu ermitteln sind. Dazu wird in einer bestimmten Druck­ maschine die während des kontinuierlich verlaufenden Druckprozesses im Farbwerk vorhandene Farbmenge ermittelt. Das kann z. B. durch Ausmessen der Schichtdicke auf den Farbwerkswalzen nach dem Aus­ gleichsvorgang während eines Stoppers erfolgen. Die Auswahl vor dem Druckauftrag, ob die Charakterisierung leicht, mittel oder schwer als Sujetgruppe einzusetzen ist, nimmt der Drucker selbst vor. Hier geht dessen Erfahrung für den Druckablauf ein. Alternativ kann sie selbstverständlich auch automatisch in Abhängigkeit von einer vorher erfolgten Messung der druckenden Anteile auf der Druckform, der sogenannten Flächendeckung, erfolgen.

Alternativ kann die Ausgleichsschichtdicke selbstverständlich entsprechend dem Farbbedarf auch mathematisch aus einem Modell des Farbwerkes direkt berechnet werden.

Die gewonnenen Werte bzw. Bewertungen werden bei der Erzeugung dieser Ausgleichsschichtdicke ausgehend von einem an den Farb­ dosierelementen einstellbaren Schichtdickenprofil und einem von der Farbkastenwalze mittels der Heberwalze periodisch abzunehmenden Farbstreifen, einem einstellbaren sogenannten Heberstreifen, zur Voreinstellung herangezogen.

Der zweite Schritt ist die Aufbringung der Ausgleichsschichtdicke auf alle Farbwalzen. Nachdem als Maß für die Ausgleichsschichtdicke an den Farbdosierelementen ein präzises Maß vorgegeben ist (in Mikrometer), können die Farbdosierelemente ebenso präzise auf bestimmte Spaltöffnungen eingestellt werden. Danach wird die Druckmaschine ohne Papiertransport angefahren, wobei die Farbzufuhr über Farbheber und Farbkastenwalze eingeschaltet ist. Damit beginnt ein Ausgleichsvorgang, bei dem ein Farbfluß von hoher zu niedriger Schichtdicke hin stattfindet, der theoretisch nach unendlich vielen Umdrehungen abgeschlossen ist. In der Praxis reichen aber 300 Umdrehungen auf jeden Fall aus. Damit befindet sich die an den Farbdosierelementen sinngemäß eingestellte Ausgleichsschichtdicke auf allen Walzen. Es ist hierbei unerheblich, ob die Walzen vorher sauber waren oder ob sie noch Druckfarbe vom letzten Druckauftrag getragen haben. Bei noch vorhandenen Farbschichten kann, wie bereits erläutert wurde, auch Druckfarbe zum Farbkasten zurück­ transportiert werden.

Optimal gestaltet sich der Ablauf, wobei schon nach relativ wenigen Umdrehungen der Druckmaschine ein Ausgleichsvorgang abgelaufen ist, wenn der Heberstreifen maximal gewählt wird, wodurch sich auch der Farbfluß maximal darstellt. Dies kann bei hohen Maschinen­ geschwindigkeiten ablaufen, so daß die erforderliche Zahl der Um­ drehungen in kurzer Zeit abgelaufen ist. Ein Einlaufvorgang würde z. B. bei einer Maschinengeschwindigkeit von 15 000 U/h und einer Vorwahl von 300 Umdrehungen für den Einlaufvorgang 72 sec dauern.

Das Verfahren wird in folgenden Schritten durchgeführt, die nach nur einem Tastenbefehl automatisch in der Maschine ablaufen können:

• a.) Die Farbdosierelemente werden auf die gewünschte Ausgleichs­ schichtdicke eingestellt (Werte aus einer Tabelle oder durch Berechnung aus Flächenanteilen). Richtgröße ca. 35 bis 45 µ.
• b.) Die Heberstreifenbreite wird vorzugsweise auf den möglichen Maximalwert eingestellt, um die Einlaufprozedur so kurz wie möglich zu gestalten.
• c.) Die Druckmaschine wird auf Einlaufgeschwindigkeit beschleunigt (möglichst die Maximalgeschwindigkeit der Maschine), um die Einlaufprozedur in kürzester Zeit ablaufen zu lassen.
• d.) Gleichzeitig mit dem Beschleunigen der Maschine wird der Farbheber freigeschaltet, um den Farbfluß beginnen zu lassen. Die Farbdosierelemente sind alle gleich eingestellt.
• e.) Nach einer vorwählbaren Zahl von Maschinenumdrehungen wird der Farbheber gestoppt, die Druckmaschine gestoppt und das Profil an den Farbdosierelementen entsprechend dem nächsten Druck­ auftrag eingestellt.

Damit ist eine optimal an den Farbbedarf des jeweiligen Druckauf­ trags angepaßte Farbschichtdickenverteilung erzeugt, die eine minimale Vorlaufzelt und damit ein Minimum an Makulatur bis zum guten Druck erfordert.

Bei modernen Offsetdruckmaschinen ist gewöhnlich eine Verbindung zwischen Farbwerk und Feuchtwerk vorgesehen, um das Farb-Wasser- Gleichgewicht während des Druckprozesses besser steuern zu können. Es ist bei der heutigen Vielfalt an Druckhilfsmitteln wichtig diese Verbindung in den vorgeschlagenen Einlaufvorgang einzubeziehen, da gegebenenfalls auch eine Feuchtauftragwalze mit Druckfarbe zu versorgen ist. Dies geschieht über eine schaltbare Walzenverbindung zwischen Farbwerk und Feuchtwerk. Bei bestimmten Sujets, Bedruck­ stoffen oder Druckfarben kann es aber nachteilig sein, wenn zu früh Druckfarbe auf der Feuchtauftragwalze angereichert wird. Eine Emulsionsbildung kann den Druckprozeß behindern. Daher ist im Verfahren auch vorgesehen, die schaltbare Verbindung beim Auf­ bringen der Ausgleichsschicht an Druckfarbe unabhängig von den anderen Einstellwerten zu bedienen. Der Drucker nimmt diese Ein­ stellung selbst vor.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens kann in diesem Zusammenhang an Offsetdruckmaschinen dadurch erreicht werden, daß nach dem Einlaufvorgang die Farbauf­ tragwalzen kurzzeitig an den Formzylinder angestellt werden, ohne daß die Feuchtwalzen angestellt sind. Dabei wird dann die Druckform vollständig mit Druckfarbe überzogen. Nachdem die Farbauftragwalzen wieder abgestellt sind, werden nun die Feuchtwalzen an den Form­ zylinder angestellt. Durch die eingebrachte Feuchtmittelmenge und die farbfreundliche Oberflächencharakteristik zumindest der Feucht­ auftragwalzen wird die Druckfarbe wieder von den nicht druckenden Flächenanteilen der Druckform entfernt. Man spricht dabei vom sogenannten "Freilaufen". Beim Freilaufen werden gleichzeitig die Feuchtwalzen mit Druckfarbe versorgt, wodurch dort die erforder­ liche Grundfarbschicht auf einfache Weise erzeugt werden kann.

Zur Bedienung der Druckmaschine ist ein Voreinstellmenue für den Einlaufvorgang vorgesehen, in dem alle notwendigen Parameter einstellbar sind.

Im Voreinstellmenue sind die folgenden Zuordnungen gegeben:

• - Bereiche von Flächendeckungswerten der Druckformen sind diskreten Stellungen der Farbdosierelemente zugeordnet,
• - die Stellungen der Farbdosierelemente sind für jedes Druckwerk mit Korrekturfaktoren versehen,
• - es ist eine Einlaufgeschwindigkeit vorgegeben und
• - es eine Anzahl an Umdrehungen für den Einlaufvorgang vorgegeben. Alle Werte können vom Drucker angepaßt werden. Um unterschiedliche Verhältnisse für jedes Druckwerk der Druckmaschine berücksichtigen zu können, sind Stellbefehle für die Farbwerkswalzen und die Feuchtwerkswalzen eingebbar. Damit kann angegeben werden, ob ein Druckwerk mit Druckfarbe versorgt werden soll oder nicht. Ent­ sprechendes gilt für das Feuchtwerk, wobei hier die Einstellung auch bedeutet, daß bei zugeschaltetem Farbwerk die Verbindung zwischen Farb- und Feuchtwerk beim Einlaufvorgang zu- oder ab­ geschaltet ist.

Die Farbzufuhr wird für jedes Farbwerk über die gewählten Bereichs­ grenzen entsprechend der Sujeteinteilung mittels der Korrektur­ faktoren gesteuert. Die Farbführung kann aber auch noch durch die Korrekturfaktoren beeinflußt werden, um praktische Bedürfnisse z. B. von speziellen Wünschen der Einfärbung ausgehend, zu berück­ sichtigen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Erzeugung einer Farbschichtdickenverteilung auf Farbwerkwalzen eines Farbwerks einer Druckmaschine für einen folgenden Druckvorgang mit einer Farbzuführung seitens einer Dosiereinrichtung und Farbabführung über eine Druckformeinfärbung zu einem Bedruckstoff bei

• - erstem Farbwerklauf mit abgestellter Druckformeinfär­ bung und erster Einstellung der Dosiereinrichtung nach dem vorherigen Druckvorgang,
• - zweitem Farbwerklauf mit zweiter Einstellung der Dosierein­ richtung für den folgenden Druckvorgang sowie dem darauffolgenden Beginn des Fortdrucks,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdickenverteilung für den folgenden Druckvor­ gang und daraus ein entsprechender mittlerer Schichtdicken­ wert, der die Grundfarbmenge im Farbwerk repräsentiert, er­ mittelt und zur ersten Einstellung der Dosiereinrichtung be­ aufschlagt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfarbmenge und der mittlere Schichtdickenwert rechnerisch gemäß den Farbspaltungsgesetzen aus dem Farbbedarf der druckenden Flächenanteile einer in dem folgenden Druckvorgang zu druckenden Druckform ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundfarbmenge und der mittlere Schichtdickenwert aus der bei einer Druckunterbrechung des folgenden Druckvorgangs aufgrund der beim zweiten Farbwerklauf vorliegenden Farbmenge im Farbwerk empirisch ermittelt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bestimmung der Grundfarbmenge und des mittleren Schichtdickenwerts Druckformen entsprechend ihrem Anteil druckender Fläche in eine Anzahl von Klassen eingeteilt werden, wobei jede Klasse Druckformen mit kleinem, mittlerem oder großen Anteil druckender Fläche umfaßt, und daß jeder Klasse ein bestimmter mittlerer Schichtdickenwert zwecks Einstellung der Farbdosiereinrichtung zugeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugehörigkeit zur jeweiligen Klasse und den entsprechenden mittleren Schichtdickenwerten aufgrund einer Erfassung des Anteils druckender Fläche der Druckform vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmaschine zur Erzeugung des mittleren Schichtdickenwerts auf den Farbwerkwalzen etwa 300 Umdrehungen bei Maximaldrehzahl betrieben wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zwischen den Farb- und Walzen eines Feuchtwerks schaltbare Verbindungswalze sowohl beim ersten als auch beim zweiten Farbwerklauf geschaltet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Verbindungswalze vor dem ersten Farbwerklauf abgeschaltet wird, daß nach dem ersten Farbwerklauf die Druckform vollständig eingefärbt wird, sowie die Feuchtauftragwalzen angestellt werden, bis die nicht druckenden Teile der Druckform farbfrei sind.