EP1918099B1 - Markierungseinrichtung für eine Druckmaschine - Google Patents

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EP1918099B1
EP1918099B1 EP07033526A EP07033526A EP1918099B1 EP 1918099 B1 EP1918099 B1 EP 1918099B1 EP 07033526 A EP07033526 A EP 07033526A EP 07033526 A EP07033526 A EP 07033526A EP 1918099 B1 EP1918099 B1 EP 1918099B1
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Gunnar Dipl.-Ing. Held
Thomas Walther
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Manroland AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F13/00—Common details of rotary presses or machines
    • B41F13/46—Printing units for inserting latest news

Definitions

  • the invention relates to a sheet-fed printing press with a laser marking device for the individual marking of signatures or individual uses on the signatures according to the preamble of claim 1.
  • a quality control system for a printing press is known. These are used to identify faulty Printed products used laser devices.
  • the laser devices are arranged at any location of the sheet transport path or in the boom. Here deflection optics are used to guide the laser beams.
  • the object of the invention is to provide a fast and cost-optimal laser marking device for signatures, without additional setup effort manages for the laser device or the laser devices.
  • the surface of the sheet for the purpose of labeling or marking is only covered by one or two laser beams.
  • the installation above the installation space of a cantilever of a sheet-fed printing machine allows a deflection of the laser beam over the entire width or partial areas of the sheet with only small adjustment movements of the deflection optics or scanning optics (scanner) of the laser. These small paths can be done much faster than the relatively large adjustment paths that would be required if the laser were placed within the space of the cantilever.
  • the fast, small movements of the deflection optics allow writing and marking to be performed on the entire sheet with one or a few laser marking devices.
  • An arrangement that would be chosen closer to the sheet requires higher adjustment paths and times, so that in a complex marking the write speed according to the current state of the art is not sufficient and therefore the number of Lasermarkierunsg wornen should be increased.
  • the assignment of a laser marking arrangement to the boom of a sheet-fed printing machine has the further advantage that the sheet is guided flat in the straight part of the sheet guide paths and can be fixed by the pneumatic working sheet guiding devices on this by negative pressure. Elaborate setup work and additional sheet guiding elements are not required in the inventive solution. Additional set-up times are not necessary, since neither sheet guiding devices nor laser marking devices have to be equipped and cumbersome to adjust.
  • the laser printing device or the laser printing devices are mounted at a fixed position and the desired marking location is controlled by the deflection of the laser optics. In the event that is not to be marked, the laser beam is turned off and is turned on to mark or the laser beam is deflected so that it does not hit the sheet and is directed to the sheet when a mark is to be made.
  • the laser (s) could theoretically also be mounted on a carriage or a linear drive or a plurality of linear drives which move the laser (s) over the machine width or, if appropriate, also in the X, Y direction over the sheet.
  • this drive require special protection against dust and powder, as it often occurs in the boom area.
  • the lack of moving parts that are exposed also increases the robustness of the overall system.
  • Another advantage of the position over the space of the boom is that contamination of the laser optics by dust and powder, which inevitably occur in the boom of a sheet-fed machine can be further reduced, in which in the funnel, which closes the beam range of the laser slight overpressure prevails, which allows the air from the funnel to flow towards the interior of the boom. This largely avoids the penetration of dust and powder.
  • the overpressure can be generated in a known manner by fans or fans, which blows air into the hopper building space.
  • the arrangement above the display requires a shielding of the beam area of the laser from the surroundings in order to prevent the laser beam from emerging and possibly deflecting the laser beam and making contact with the laser beam. Any contact with powerful laser equipment can cause serious physical damage, which must be avoided at all costs.
  • Such shielding can be done by shielding the beam area of the laser by a metallic or plexo glass cladding. Preference is given to the Plexoglas variant because the shield appears visually discreet.
  • the Ummantelung of the beam area must be designed so safety that a disassembly or opening leads to the immediate shutdown of the laser or the laser.
  • An access or access or opening a protection of the boom space must also lead to a shutdown of the laser. In this case, the sheets must be protected against opening, which were previously secured only by screws. This can be done by special screws or electrical contacts that interrogate the presence of the protection.
  • the laser beam can be used to carbonize the paper surface, ie to cause a discoloration of the paper surface by the laser beam, or it can be used to remove parts of a printed image by evaporation or ablation on the paper surface.
  • the laser beam may also interact with an IR-reactive material previously applied to the substrate.
  • a material may be an IR reactive ink or a paint in which a color change is induced by the laser beam.
  • the material may also be a printing ink or a varnish which has elements which are swellable under the action of heat and which leads to haptically sensible structures and / or color changes in the region which is swept by the laser beam.
  • the laser itself can be a CO2 laser, a diode laser, an excimer laser or a YAG laser.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Rotary Presses (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bogendruckmaschine mit einer Lasermarkierungsanrichtung, zur individuellen Kennzeichnung von Druckbögen oder einzelner Nutzen auf den Druckbögen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Einrichtungen zur Markierung von Druckbögen oder einzelnen Drucknutzen innerhalb von Bogendruckmaschinen sind seit langem bekannt.
  • In der EP 0737 572 B1 wird vorgeschlagen, zum individuellen Bedrucken der einzelnen Bögen, zum Beispiel mit einem Barcode, Laser- oder Tintenstrahldrucker einer Bogenführungstrommel zuzuordnen, die vor dem ersten Druckwerk, zwischen zwei Druckwerken oder nach dem letzten Druckwerk angeordnet ist. Der Bogen wird dabei mit aufwendigen Haltemitteln, zum Beispiel durch Sauger, die das Bogenende erfassen, auf der Trommel fixiert. Diese gefundene Lösung erfordert einen hohen technischen Aufwand und eine Nachrüstung bestehender Maschinenkonfigurationen ist nur sehr schwer möglich.
  • In der DE 197 04 003 A1 wird vorgeschlagen, Laserdruckeinrichtungen nach dem Druckspalt eines Druckwerks anzuordnen, wobei der Bogen möglichst direkt nach dem Durchlauf des Druckspalts, der von dem Gummi- und Gegendruckzylinder gebildet wird, mit individuellen Kennzeichnungen versehen wird, indem der Bogen an Laserdruckeinrichtungen, die mit Abstand zum Gegendruckzylinder montiert sind, vorbeigeführt werden. Der Nachteil an dieser gefundenen Lösung ist, dass der frisch bedruckte Bogen bei biegesteifen Materialien auf dem Gegendruckzylinder fixiert werden muss, um eine Abheben des Bogenendes und ein Anschlagen an die Laserdruckvorrichtung zu vermeiden. Solche Bogenführungseinrichtungen sind aufwendig und können ein Abschmieren nicht immer vermeiden. Außerdem können sie das Bogenende bei einer starr angeordneten Bogenführungslösung nicht ganz auf dem Gegendruckzylinder fixieren, da eine Kollision zwischen den Greifern des Bogen führenden Gegendruckzylinders, die über die Mantelfläche des Gegendruckzylinders herausragen, vermieden werden muss. Ein leichtes Abheben führt aber zu einer Verschiebung der Fokusebene, die eine Verbreiterung der Lasermarkierung auslösen kann. Hierzu werden Bogenführungsrollen vorgeschlagen, die mit einer farbabweisenden Beschichtung versehen sind. Diese können aber auch mit den Greifern in Kollision geraten und dadurch schwingen. Alternativ müssten sie ausgehoben werden. Beide Lösungen sind nicht praxistauglich, da schon eine leichte Relativbewegung, auch bei einer farbabweisenden Oberfläche der Bogenführungsrolle, zu einem Verschmieren der frischen Farbschicht führen kann.
  • Ein weiteres technisches und ökonomisches Gegenargument gegen die in den vorab angeführten Patent- und Offenlegungsschriften ist, dass die Laser relativ nahe zu dem Bogen führenden Zylinder angeordnet werden müssen, damit der Bedienraum der Maschine nicht eingeschränkt ist. Um die ganze Breite des Bogens sind daher mehrere Laserdruckeinheiten notwendig, um den ganzen Bogen mit individuellen Codes versehen zu können. Dies erfordert einen höheren Steuerungs- und Rüstzeitaufwand, da je nach Abstand zwischen Laser und Druckbogen die Laser sogar auf Position verschoben werden müssen. Der angezogene Stand der Technik schlägt für die Positionierung der Laserdruckeinrichtungen manuelle Einstellung der Position der Laserdrucker vor, eine Vorgehensweise die im Zeitalter der hoch automatisierten Rüstvorgänge vom Markt nicht mehr akzeptiert wird.
  • In der DE 203 03 574 U1 ist beschrieben, dass in Verbindung mit einem Bildverarbeitungssystem fehlerhaft erkannte Druckbögen oder Drucknutzen, durch eine Druckeinrichtung markiert oder beschriftet werden. Erwähnt ist hierbei weiterhin eine Laserdruckeinrichtung, die auch dem Ausleger einer Bogendruckmaschine zugeordnet sein kann.
  • Aus der nachveröffentlichten EP 1 752 292 A2 ist ein Qualitätskontrollsystem für eine Druckmaschine bekannt. Hierbei werden zur Kennzeichnung von fehlerhaften Druckerzeugnissen Lasereinrichtungen verwendet. Die Lasereinrichtungen sind an einem beliebigen Ort des Bogentransportweges oder im Ausleger angeordnet. Hier werden Umlenkoptiken zur Führung der Laserstrahlen verwendet.
  • Aus der DE 10 2006 002 304 A1 ist eine Bogendruckmaschine bekannt. In der Bogendruckmaschine werden mehrere Laserdruckköpfe als druckformlose Druckeinrichtungen eingesetzt, die zum Eindrucken von dynamischen, veränderlichen Druckbilden neben statischen Druckbildern verwendet werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine schnelle und kostenoptimale Laserbeschriftungseinrichtung für Druckbögen zuschaffen, die ohne zusätzlichen Rüstaufwand für die Lasereinrichtung bzw. die Lasereinrichtungen auskommt.
  • Gelöst wird diese Aufgabe in einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
  • Sinnvolle Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Vorzugsweise wird die Oberfläche des Bogens zum Zwecke der Beschriftung bzw. Markierung nur durch einen oder zwei Laserstrahlen überstrichen.
  • Die Montage oberhalb des Bauraums eines Auslegers einer Bogendruckmaschine erlaubt eine Ablenkung des Laserstrahls über die gesamte Breite oder Teilbereiche des Bogen mit nur kleinen Verstellbewegungen der Ablenksoptik bzw. Ablenksoptiken (Scanner) des Lasers. Diese kleine Wege lassen sich bedeutend schneller ausführen als die relativ großen Verstellwege, die nötig wären, wenn der Laser innerhalb des Bauraums des Auslegers platziert würde. Durch die schnellen, kleinen Bewegungen der Ablenkungsoptik können Schreib-und Markierunsgarbeiten auf dem gesamten Bogen mit einem oder nur wenigen Lasermarkierungseinrichtungen durchgeführt werden. Eine Anordnung, die näher an den Druckbogen gewählt würde, erfordert höhere Verstellwege und -zeiten, so dass bei einer komplexer Markierung die Schreibgeschwindigkeit gemäß des heutigen Standes der Technik nicht ausreichend ist und daher die Anzahl der Lasermarkierunsgeinrichtungen erhöht werden müsste. Für die Markierung bzw. Beschriftung des Bogens kann nur ein relativ kleines Zeitfenster genutzt werden, die zwischen dem vorlaufenden und dem rücklaufenden Greifersystem des Auslegers liegt. Außerdem würde ein starkes Nach- oder Vorlaufen des Laserstrahls relativ zu senkrechten Einfallsposition einen Einfallswinkel generieren, der zu einer Qualitätsverschlechterung des Schreibbildes führen. Der Laserstrahl wird aufgeweitet und die Strichbreite somit breiter. Es ist daher auch aus Qualitätsgründen zwingend erforderlich die gesamte Druckbogenbreite in einem relativ kleinem Zeitfenster zu überstreichen. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ermöglicht dies in bester Weise.
  • Die Zuordnung einer Lasermarkierungsanordnung zu dem Ausleger einer Bogendruckmaschine hat weiterhin den Vorteil, dass der Bogen in dem geraden Teil der Bogenführungsbahnen plan geführt wird und durch die pneumatischen arbeitenden Bogenführungseinrichtungen auf diesen durch Unterdruck fixiert werden kann. Aufwendige Rüstarbeiten und zusätzliche Bogenführungselemente sind bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht erforderlich. Zusätzliche Rüstzeiten fallen nicht an, da weder Bogenführungseinrichtungen noch Lasermarkierungseinrichtungen gerüstet und umständlich verstellt werden müssen. Die Laserdruckeinrichtung bzw. die Laserdruckeinrichtungen sind an fixer Position montiert und die gewünschte Markierungstelle wird durch die Ablenkung der Laseroptik angesteuert. Im Fall, dass nicht markiert werden soll ist der Laserstrahl abgeschaltet und wird zur Markierung eingeschaltet oder der Laserstrahl ist so abgelenkt, dass er nicht auf den Druckbogen trifft und wird auf den Druckbogen gelenkt, wenn eine Markierung erfolgen soll.
  • Der oder die Laser könnten theroretisch auch auf einem Verfahrschlitten oder einem Linearantrieb bzw. mehreren Linearantrieben montiert werden, die den bzw. die Laser über die Maschinenbreite oder gegebenfalls auch in X-,Y-Richtung über dem Bogen verfahren. Diese Antrieb erfordern aber einen besonderen Schutz gegen Staub und Puder, wie er in dem Bereich des Auslegers häufig vorkommt. Die fixe Position hoch über dem Bauraum des Auslegers sichert aber eine geringe Verschmutzungsneigung. Das fehlenen von beweglichen Teilen, die offen liegen, steigert auch die Robustheit des Gesamtsystems.
  • Ein weiterer Vorteil der Position über dem Bauraum des Auslegers besteht darin, dass eine Verschmutzung der Laseroptik durch Staub und Puder, die im Ausleger einer Bogenmaschine zwangsläufig anfallen, noch weiter reduziert werden kann, in dem in dem Trichter, der den Strahlbereich des Lasers abschließt ein leichter Überdruck herrscht, der die Luft aus dem Trichter in Richtung Innenraum des Auslegers strömen lässt. Dadurch wird ein Eindringen von Staub und Puder weitgehend vermieden. Der Überdruck kann in bekannter Weise durch Ventilatoren oder Gebläse erzeugt werden, die Luft in den Trichterbauraum bläst.
  • Die Anordnung über der Auslage erfordert aus sicherheitstechnischen Überlegungen eine Abschirmung des Strahlbereichs des Lasers gegenüber dem Umfeld, um einen Austritt und eventuelle Ablenkung des Laserstrahls und einen Kontakt eines Maschinenbedieners mit dem Laserstrahl zu vermeiden. Eine eventueller Kontakt kann bei leistungsstarken Lasereinrichtungen schwere körperliche Schäden nach sich ziehen, die auf jeden Fall vermieden werden müssen.
  • Einen solche Abschirmung kann erfolgen, indem der Strahlbereich des Lasers durch eine metallische oder Plexoglasummantelung abgeschirmt wird. Bevorzugt wird die Plexoglasvariante, da die Abschirmung optisch dezenter erscheint. Die Ummmantelung des Strahlbereichs muss dabei so sicherheitstechnisch gestaltet sein, dass eine Demontage oder ein Öffnen zur sofortigen Stilllegung des Lasers bzw. der Laser führt. Ein Zugriff oder Zutritt oder ein Öffnen einen Schutzes des Auslegerbauraums muss ebenso zu einer Stillegung des Lasers führen. Dabei müssen auch die Bleche gegen Öffnen geschützt werden, die bisher nur durch Schrauben gesichert wurden. Dies kann durch Spezialschrauben oder elektrische Kontakte geschehen, die das Vorhandenseins des Schutzes abfragen.
  • Der Laserstrahl kann dazu genutzt werden Papieroberfläche zu carbonisieren, d.h. eine Verfärbung der Papieroberfläche durch den Laserstrahl herbeizuführen, oder er kann genutzt werden Teile eines Druckbildes durch Verdampfung oder Ablation auf der Papieroberfläche zu entfernen.
  • Der Laserstrahl kann auch mit einem IR-reaktiven Material zusammenwirken, das zuvor auf das Substrat aufgetragen wurde. Ein solches Material kann eine IRreaktive Druckfarbe oder ein Lack sein, bei dem eine Farbveränderung durch den Laserstrahl herbeigeführt wird. Das Material kann auch eine Druckfarbe oder ein Lack sein, der unter Wärmeeinwirkung blähbare Elemente aufweist, die im Bereich, der von dem Laserstrahl überstrichen wird, zu haptisch fühlbaren Strukturen und / oder Farbänderungen führt.
    Der Laser kann selber ein CO2-Laser, ein Diodenlaser, ein Excimer-Laser oder ein YAG-Laser sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Ausleger einer Bogendruckmaschine
    2
    Trichterförmige Abschottung des Laserstrahls
    3
    Bauraumbegrenzung des Auslegers
    4
    Auslage (Stapelbereich) des Auslegers

Claims (10)

  1. Bogendruckmaschine, mit mehreren hintereinander angeordneten Druckwerken und gegebenenfalls einem oder mehreren Lackwerken, wobei jedes Druckwerk einen Formzylinder, einen Übertragungszylinder, einen als Gegendruckzylinder ausgebildeten Bogenführungszylinder, ein Farbwerk und vorzugsweise ein Feuchtwerk aufweist, wobei zwischen den Gegendruckzylindern benachbarter Druckwerke oder Lackwerke als Transferzylinder ausgebildete Bogenführungszylinder angeordnet sind, die zusammen mit den Gegendruckzyfindern Druckbogen durch die Druckmaschine transportieren, und wobei gegebenenfalls einer oder mehrere der 0bertragungszylinder als Wendezylinder ausgebildet sind, um einen Druckbogen zu wenden und mit einem Bogenausleger (1), bei dem die Druckbogen mittels eines Fördersystems an umlaufenden Greifersystemen im Greiferschluss auf einem Auslegerstapel (4) abgelegt werden, wobei der Bogenausleger (1) einen nach oben abgeschlossenen Bauraum aufweist, der den Bereich des Fördersystems umschließt,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass oberhalb des geschlossenen Bauraums des Bogenauslegers (1) eine oder mehrere Lasermarkierungsvorrichtungen angeordnet sind, die durch eine Öffnung in dem oberen Schutz (3), der den Bauraum (3) des Bogenauslegers (1) umschließt, auf den durch das Fördersystem geförderten Druckbogen einwirkt bzw. einwirken, wobei der Strahlungsbereich der Lasermarkierungsvorrichtungen durch eine Schutzvorrichtung (2) abgeschirmt wird, derart dass der Strahlbereich zwischen dem Laseraustritt an der Lasermarkierungsvorrichtung bis zur Öffnung in dem oberen Bereich (3) durch die Schutzvorrichtung (2) durch eine Ummantelung vollstandig umschlossen wird.
  2. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Ummantelung des Strahlbereichs durch ein metallisches Material, z.B. ein Eisenblech, oder ein polymeres Material, z.B. ein Acrylglas, erfolgt.
  3. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Ummantelung (2) gegen Demontage oder Öffnen so gesichert ist, dass eine Demontage oder Öffnen die Lasermarkierungsvorrichtung außer Betrieb setzt.
  4. Bogendruckmaschine nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass in der Ummantelung (2) ein leichter Überdruck herrscht, so dass eine Luftströmung entsteht, derart dass die Luft aus der Ummantelung (2) in Richtung des Innenraums des Bogenauslegers (1) strömt.
  5. Bogendruckmaschine nach Anspruch 4,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Luftströmung in der Ummantelung (2) durch Ventilatoren und/oder Gebläse erzeugt wird.
  6. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass jede Lasermarkierungseinrichtung einen bzw. mehrere CO2- und/oder Excimer- und /oder YAG-Laser, und /oder Diodenlaser aufweist.
  7. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Markierung auf dem Druckbogen erfolgt, indem der Bedruckstoff durch den Laser karbonisiert (verschwärzlicht wird).
  8. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Markierung auf dem Druckbogen erfolgt, indem ein Teil eines Druckbildes durch den Laser verdampft oder ablatiert wird.
  9. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dass gekennzeichnet dadurch,
    dass die Markierung auf dem Druckbogen erfolgt, indem durch den Laser ein Farbumschlag oder eine andere Reaktion in einer lasersensitiven Druckfarbe oder Lack erfolgt.
  10. Bogendruckmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet dadurch,
    dass die Markierung auf dem Druckbogen erfolgt, indem durch den Laser ein lokale Blähung von in der Druckfarben- oder Lackschicht enthaltenen Blähelementen erfolgt.
EP07033526A 2006-10-31 2007-10-19 Markierungseinrichtung für eine Druckmaschine Not-in-force EP1918099B1 (de)

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