CN111107996B

CN111107996B - 输墨***及用于为其供应油墨的方法

Info

Publication number: CN111107996B
Application number: CN201880061251.7A
Authority: CN
Inventors: F·丹农齐奥
Original assignee: Bobst Firenze SRL
Current assignee: Bobst Firenze SRL
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2022-01-14
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: US11446922B2; BR112020005225A2; CA3076682A1; CN111107996A; WO2019057342A1; US20200276799A1; CA3076682C; EP3684617A1

Abstract

本发明涉及用于柔性版印刷机或轮转凹版印刷机的输墨***。输墨***使用非常少量的油墨（10），该油墨与由两个带有两种不同油墨的罐（62）制成的油墨源（6）连接。得益于直接在印刷支承体上测量输出结果所获得的反馈，该***以最佳比例混合油墨，以确保随时获得最佳印刷质量。它可以补偿由于环境变化（例如湿度或温度）而产生的任何影响。该***与七色印刷机相结合，可以替换在大多数情况下的专色，从而节省了时间和成本。

Description

输墨***及用于为其供应油墨的方法

技术领域

本发明涉及一种用于嵌入式(on-board)油墨管理的***，主要涉及柔性版印刷机或轮转凹版印刷机。根据本发明的***实现了在印刷机的油墨供应模块中的油墨供给，并且还控制印刷参数的调节。

背景技术

常见的轮转凹版印刷单元由与第二滚筒(通常是橡胶滚筒，也称为压印辊)接触的凹版滚筒(或印刷滚筒)制成。凹版滚筒在其表面上显示出微小网穴(cell)的集合，其分布限定了待印刷的图像。这些网穴充满油墨，通过接触将油墨转移到打印支承体上。支承体(纸、纸板或聚合物膜)夹在印刷滚筒和压印辊之间。

常见的柔性版印刷单元由网纹辊制成，该网纹辊将油墨转移到印版传送滚筒(或印刷滚筒)上，后者又与压印辊接触。像在轮转凹版印刷机中一样，印刷支承体被夹在印刷滚筒和压印辊之间。网纹辊由其表面上的微小网穴组成，其作用是将油墨带到印刷滚筒上。

输墨***用于用油墨填充蚀刻滚筒的网穴，该蚀刻滚筒是轮转凹版印刷单元的凹版滚筒或柔性版印刷单元的网纹辊。常见的输墨***使用着墨辊(或上墨滚筒)填充网穴，然后将网穴部分地或全部浸入装有油墨的盘中，在蚀刻滚筒上滚动并提供必要的压力以完全填充网穴。在印刷过程中，刮墨刀片会从蚀刻滚筒表面去除多余的油墨，同时将油墨留在网穴中。

在刚刚描述的类型的当前已知的印刷机中，当用一种不同的油墨替换机器中的油墨时会产生问题。而且，由于墨盘中油墨的干燥或由于环境变化(压力、湿度、温度)导致印刷机速度的变化，当前的机器遭受图像质量的漂移。提供嵌入式***，以确保可控地更换油墨，同时清洁油墨盒和导管。

然后，这些提及的已知***被控制以向印刷单元提供具有预定期望质量的油墨(就其性质或颜色而言)。

在柔性版印刷机和轮转凹版印刷机中，最近开发了一种标准的印刷方法，该方法使用了七种油墨颜色(白色除外)。使用此标准，可以获得广泛的印刷颜色，仅使用上述七种颜色，就可以覆盖PMS(

配色***)下编码的颜色中的大约90-95％。这样的标准克服了为每种特殊颜色使用特定油墨的旧观念，并因此克服了在大多数情况下更换机器中的油墨以更改印刷颜色的必要性。特殊颜色是指“专色”，其传统上用于保持一致的品牌和标志、大面积的平滑覆盖或传统CMYK印刷***色域之外的颜色。

然而，特别是在柔性版印刷机中，严重的缺点是当印刷速度增加时(即，当印刷辊的旋转速度增加时)，油墨向印刷支承体的转移的有效性受到影响，最终导致印刷质量下降。特别地，随着油墨转移质量的变化，非常难以预测印刷参数的衰减，例如在印刷密度和比色参数(通常在实验室色彩空间中测量)方面。与影响从单一特殊油墨获得的专色相比，这种现象以更严重的方式影响通过将几种油墨半色调(halftoning)在一起而构成的颜色。

EP 2,985,150公开了一种***，该***基于印刷支承体的测量结果来校正印刷机中的油墨成分。输墨***使用两组油墨和两个混合***。每个混合***具有多个油墨源。第一组用于产生基础油墨，第二组(和第二混合器)用于根据印刷片(patch)的测量值校正基础油墨。该***很复杂，并且由于***中有大量油墨而具有较长的反应时间。该***缺少及时校正印刷输出的元件：它只能添加油墨。而且，校正后的油墨不与印刷辊直接接触(它表示为油墨分配单元)，因此，它必须等到之前的油墨用完后才能使用校正后的油墨。此外，为了控制温度，要加热油墨的全部体积，这需要时间。同样，如果温度恰好暂时太高，该***也无法用于冷却油墨。

US 2015/0210060公开了具有再循环回路的输墨***，该再循环回路实时补偿溶剂的蒸发。该***应在每次印刷作业结束时重新填充油墨，不适用于在线调整印刷参数。

发明内容

本发明解决了更换油墨的问题以及解决了受印刷速度或其他外部参数影响的印刷质量的问题。

根据本发明，这些目的通过权利要求中限定的本发明来实现。

特别地，本发明实现了一种颜色校正方案，其使用了输墨***中的最小量的油墨以使***(及时地)反应，并且还提供了快速地完全替换输墨***中存在的油墨的可能性。

通过在靠近上墨滚筒和蚀刻滚筒之间的接触线的小空间(我们称为压印线区域(nip area))中容纳大部分用于上墨的油墨来实现本发明。

有利地，本发明实现了快速清空压印线区域并用新的油墨更换其内容物的可能性。

有利地，本发明提供了一种油墨源，该油墨源具有两个或更多个油墨罐，油墨罐容纳有不同特性的油墨。油墨以可配置的量从每个罐中被抽取，并在到达压印线区域之前混合在一起。这样，可以实时调整油墨特性以达到所需的印刷规格，从而补偿外部参数或印刷机速度的影响。

附图说明

图1示出了在旋转印刷机上示出本发明原理的示意图。

图2示出了上墨滚筒与蚀刻滚筒之间形成间隙，以清空压印线区域的油墨。

图3示出了在正常印刷条件下与蚀刻滚筒接触的上墨滚筒。

具体实施方式

图1示出了本发明的实现原理。上墨滚筒3与蚀刻滚筒2接触。在两个滚筒(2，3)之间形成压印线区域8，该压印线区域8构造成容纳油墨10。油墨通过油墨出口5被带入，该油墨出口5将油墨直接滴在上墨滚筒2上或直接进入压印线区域8(或直接在蚀刻滚筒上)。从根本上讲，油墨出口配置为将油墨滴落到油墨在压印线区域8中结束的位置，而无需通过油墨缓冲区，油墨缓冲区会不必要地增加***中的油墨量，从而削弱其反应性(所述油墨缓冲区可以是油墨盘或带有双刮墨刀片的油墨腔)。优选地使用两个泵61从两个油墨罐62中以可控制的量取出油墨。或者，也可以使用单个泵和选择源墨罐62的阀来取出油墨(可替代的在图中未示出)。有利地，在确保最佳印刷质量的同时，将压印线区域8中的油墨液位保持在尽可能低的水平。第一传感器71用于记录从印刷单元出来的印刷支承体4的印刷参数。第一传感器71功能性地连接至控制装置70，该控制装置70可以将第一传感器71的读数与从印刷规格中发出的预定义(目标)值进行比较。

有利地，第二传感器7监视压印线区域8中的油墨液位，以确保在印刷机消耗油墨的同时对蚀刻滚筒进行适当的上墨。控制装置70在功能上连接至第二传感器7，并被配置为控制压印线区域中的油墨液位。例如，控制装置70可以被配置为将油墨液位维持在两个预定值之间。这样，在提供良好的印刷质量的同时，可以将输墨***中的油墨总量保持在最小值。

有利地，上墨滚筒根据方向31旋转，并且蚀刻滚筒根据方向21旋转。因此，上墨滚筒3被配置为沿适于将油墨通过压印线区域8朝着蚀刻滚筒2运送的方向旋转。在这种结构中，油墨可以从油墨出口5滴到上墨滚筒上，并且上墨滚筒3将把油墨带到压印线区域8中。

刮墨刀片40位于蚀刻滚筒上的压印线区域8上方，以从蚀刻滚筒表面去除多余的油墨，并将油墨放回压印线区域8。上墨滚筒的旋转由电动机63控制，该电动机63在功能上连接至如图3所示的控制装置70。上墨滚筒3还可以由连接到蚀刻滚筒2的齿轮传动***控制，从而在印刷时在所述滚筒之间限定恒定的速度比。

压印线区域8被定义为在接触线32附近的上墨滚筒3和蚀刻滚筒2之间的体积，在该区域可以通过仅使用所述滚筒(和一些侧壁)来保持油墨，并且印刷机运行时油墨存在其中。接触线32是蚀刻滚筒2的母线，其在印刷单元运行时与上墨滚筒3接触。

输墨装置6被配置为使用泵61从油墨罐62中泵出油墨。油墨在混合器65中通过以确保所得混合物均匀(即充分混合)。所得的油墨混合物通过油墨出口5输送到压印线区域8。

输墨装置6的常见实施方式使用两个油墨罐62。第一油墨罐容纳低颜料密度的油墨，第二油墨罐容纳更高颜料密度的油墨。在这种配置中，取决于为混合物选择的相对量，由输墨***6提供的油墨的范围可以从第一油墨罐的低油墨密度到第二油墨罐的高密度。两个罐之间的密度差越大，可能的油墨混合物的范围就越大，但是所得混合物中颜料密度的值精度越低。在极端情况下，一个可以选择高颜料密度的油墨罐，一个只使用完全油墨(clear ink)。从技术上讲，完全油墨不过是不含任何颜料的油墨中使用的溶剂。

控制装置70包括逻辑上连接有第一传感器71的电子控制器，用于直接在印刷支承体4上检测印刷参数。印刷参数可以包括实验室比色参数和密度，或反射光谱或油墨覆盖率，或这些参数的任意组合。第一传感器71可以是例如分光光度计，彩色相机或高分辨率相机。分光光度计测量光谱(可以从中提取实验室比色参数和密度)，彩色相机测量密度和实验室比色参数，高分辨率相机除了颜色和密度之外还可以测量油墨覆盖率，即各个半调网点(halftone dot)覆盖的支承体区域的百分比。

当通过第一传感器71，印刷参数测量值与预定目标值不匹配时，电子控制器7启动输墨装置6，以便从每个罐62中抽出所需量的油墨并将其输送到压印线区域8。基于传感器读数以及基于用于印刷的油墨混合物的知识，计算装置被配置为计算获得预定的目标印刷参数值所需的校正混合物。有多种可替代方案来校正存在于压印线区域8中的油墨特性，以确保到达支承体的油墨具有校正后的混合物的特性。

一种替代方案是将校正后的油墨混合物输送到压印线区域8中。输送的油墨将与压印线区域8中已经存在的油墨混合，一旦***消耗了足够的油墨，压印线区域中的油墨特性将最终达到校正后的油墨混合物的特性。如果印刷特性的目标值与第一传感器71测量的目标值之间的不匹配较小，则建议执行此程序。例如，当不匹配仍在印刷规格范围内时。

比之前的替代方案更快的另一种替代方案包括输送一种油墨混合物，该油墨混合物的成分和量经过计算使得当其与压印线区域中的油墨混合时，就可以得到校正后的油墨混合物。这意味着使用第二传感器7来监视压印线区域8中的油墨液位，以获知压印线区域8中存在的油墨量来执行计算。而且，由于由上墨滚筒3和蚀刻滚筒4的旋转引起的在压印线区域中油墨的自然运动，添加的油墨与在压印线区域8中已经存在的油墨迅速混合。然而，该方法存在这样的风险，即到达支承体的油墨具有添加的油墨(或接近添加的油墨)的成分，其处于压印线区域8中存在的油墨与添加的油墨完全混合之前的过渡相。

为了获知在上一段中描述的替代方案中存在于压印线区域8中的油墨量，几种替代方案是可能的。一种替代方案是根据传感器读数(以及上墨滚筒或蚀刻滚筒的长度)计算油墨量。该方法很复杂，因为它需要仔细地进行校准以将油墨液位与油墨量相关联，因为空气-油墨交界面倾向于凸出，并且该交界面的形状倾向于随油墨粘度和印刷速度而变化。由于第二传感器7用于将油墨液位保持在两个边界之间，因此油墨量相当稳定。结果，更简单的替代方案是假设在压印线区域8中存在固定的已知油墨量(其线性取决于上墨滚筒/蚀刻滚筒的长度)。可选地，该油墨量可以是印刷速度的函数。在印刷机型号线的校准阶段可以一次测量油墨量。

更快且没有之前的替代方案的危险的校正压印线区域8中存在的油墨特性的另一种替代方案包括更换压印线区域8中的油墨。电子控制器通过打开在上墨滚筒和蚀刻滚筒之间的间隙来启动油墨更换程序，清除压印线区域8中的油墨，缩小间隙并用校正后的油墨混合物重新填充油墨区域(无需使用任何清洁溶剂)。油墨更换程序可以更快地校正印刷参数，从而减少了支承体的浪费(即，由于印刷不符合规格而必须丢弃的支承体)，但造成了一些油墨浪费。废弃的油墨可以由专用的***收集，以后再使用。由于将油墨推过间隙的上墨滚筒的旋转，可以非常快速地清除该油墨(例如，不到一秒钟或两秒钟)。请注意，由于校正后的油墨的光学特性与油墨清除前呈现的光学特性非常相似(因为在没有环境干扰的情况下它们是相同的)，因此我们不使用溶剂。因此，如果仍然存在来自前一种油墨的残留物，则不是问题。当完全改变油墨的颜色时，情况就不同了。另外，如果用溶剂清洗后仍有一些溶剂残留，则会显著影响所得的颜色。因此，如果使用溶剂，则需要等到滚筒干燥。

请注意，在上述任何一种用于校正油墨特性的替代方案中，在输墨***中使用尽可能少的油墨是有利的(因为它具有更高的反应性和更少的油墨浪费)。例如，这可以通过使用利用压印线区域8的单个输墨***(避免使用额外的传统油墨盘或带有双刮墨刀片的油墨盒)来实现。通过使用利用压印线区域8的单个输墨***，输墨***中的油墨总量可以轻松地低于每米蚀刻滚筒宽度500g，通常低于每米蚀刻滚筒宽度250g，合理地约为每米蚀刻滚筒宽度80g(或每米蚀刻滚筒宽度小于120g)，并且在具有最佳油墨特性时可以低至每米蚀刻滚筒宽度40g。

所谓输墨***中的油墨总量，是指经过某一点的油墨总量，其中油墨不容易被清除而又不产生浪费或不容易被新油墨更换。它是在被具有校正(或不同)特性的油墨更换之前，印刷***必须消耗(或丢弃)的油墨量。这里，它包括油墨混合器65，油墨出口5和压印线区域中的油墨。它不包括油墨罐62，因为油墨罐被设计为可更换的，并且油墨罐内的油墨可以轻松地重复使用(它也不包括油墨罐和混合器之间的油墨传导，因为如果具有校正特性的油墨是输入到混合器65，则是输入到***，因此输墨***中的油墨总量就是通过该点的油墨总量)。在使用油墨盘或带有双刮墨刀片的油墨腔的更传统的输墨***中，由于不容易清除并用新油墨更换该油墨(无浪费)，所以在油墨盘或双刮墨刀片油墨腔中的油墨是输墨***中油墨总量的一部分。

本发明的另一种实施方式用于改变油墨特性(而不是仅仅对其进行校正)。这种油墨特性的改变可以有利地应用于七色印刷***的第八或第九印刷单元中，或者在更传统的印刷机中实现专色。油墨特性的改变是通过使用两种以上不同颜色的油墨实现的。由于该***在上墨压印线区域8中使用很少的油墨，因此本发明可以用作颜料仓(ink kitchen)的替代品。例如，可以使用四个油墨桶62，另外的第五个桶62容纳完全油墨。以这种方式，可以通过以明确定义的相对量从油墨罐中吸取油墨和完全油墨来创建专色，以达到所需的专色特性。当然，可以使用任意数量的油墨桶(至少3个，以覆盖三维色彩空间)来实现此实施方式。如果印刷单元配备有从上墨压印线区域冲洗油墨的***，则该实施方式也特别令人关注。在后一种情况下，在启动冲洗过程的同时，将装有完全油墨的桶62(或另一种装有清洁溶剂的桶)和其相应的泵用于清洁油墨出口5。

为了在上墨滚筒3和蚀刻滚筒2之间产生间隙，可以将上墨滚筒安装在结构53上，该结构53安装在印刷机框架上的枢转轴55上。使用活塞将结构53推靠在支座54上。该支座是可调节的以在机器运行时设置两个滚筒(2，3)之间的精确距离。为了打开间隙，如图2所示，打开活塞52，这导致油墨滴在两个滚筒之间。专用桶可用于收集滴下的油墨(未显示)。另外，可以使用刀片50来防止油墨在上墨滚筒3周围循环。该刀片50有利地配置在可伸缩轴线上，以能够与上墨滚筒3接合和脱离。当印刷机在正常状态下运行时，设置刀片50不与上墨滚筒接触(即脱离)可降低上墨滚筒3的磨损。可替代地，不使用刀片，而可以使用诸如专利US5,181,470使用的多边形旋转辊抵靠上墨滚筒。

有利地，可以提供压缩空气源以清洁油墨出口5。该源可以通过阀在混合器65之前连接。以这种方式，油墨出口5和混合器65被排空并准备用于下一个印刷作业。在使用溶剂清洁混合器和出口之后，有利地使用空气。

为了进一步控制印刷参数，控制装置70可以在功能上连接到放置在蚀刻滚筒2附近的感应加热装置。该感应装置用于加热蚀刻滚筒表面，这导致加热由蚀刻滚筒传送的油墨。加热可以控制油墨的粘度。通常，热量越大，油墨的粘性越小。流动性更强的油墨倾向于在印刷支承体上更好地转移，因此对印刷密度产生影响。通常，控制加热使得油墨以预定的温度到达印刷支承体。可选地，该参数可用于调整印刷参数。例如，计算装置可以被配置为通过将油墨稍微加热超过预定值来稍微增加印刷密度。优选地，使用温度传感器来测量蚀刻滚筒温度。温度传感器可以例如是高温计。

请注意，印刷单元是印刷机的一部分，其功能是印刷单色的印刷作业。例如，可能有一个用于印刷黄色的印刷单元，另一个用于印刷黑色的印刷单元，等等。还存在一些印刷光泽的印刷单元。通过使支承体/纸张/卷筒纸经过印刷机中的多个印刷单元来获得最终印刷。

Claims

1.一种用于旋转印刷单元和用于调节印刷参数的输墨***，印刷机被配置成在印刷支承体（4）上印刷，所述输墨***包括：

- 上墨滚筒（3）和蚀刻滚筒（2），其被布置成将它们之间的油墨（10）保持在压印线区域（8）中，并构造成沿相同方向旋转，其中，所述压印线区域（8）位于所述上墨滚筒（3）和所述蚀刻滚筒（2）之间；

- 油墨源（6），其包括两个用于存储油墨的罐（62），并配置成以可配置的量从两个所述罐（62）中吸取油墨；

- 油墨出口（5），其连接至所述油墨源（6）；

- 第一传感器（71），其被配置为获得所述印刷支承体（4）上的印刷参数的测量值；

- 控制装置（70），适于将印刷参数的测量值与目标值进行比较；

其特征在于，所述油墨源（6）被配置为可操作地连接至所述控制装置（70），由此，当印刷参数的测量值与目标值不同时，所述油墨源（6）被控制装置激活以便以校正后的相对量将来自两个所述罐（62）的油墨提供到所述压印线区域（8），其中所述油墨出口（5）被配置成将所述油墨以校正后的相对量直接滴在所述压印线区域（8）中或直接滴在所述上墨滚筒（3）上。

2.根据权利要求1所述的输墨***，还包括第二传感器（7），其被配置为测量所述压印线区域（8）中的油墨液位，并且其中所述控制装置（70）在功能上连接至所述第二传感器（7）。

3.根据权利要求2所述的输墨***，其中所述上墨滚筒（3）被配置为在适于将油墨通过所述压印线区域（8）朝向所述蚀刻滚筒（2）运送的方向（31）上旋转。

4.根据权利要求3所述的输墨***，还包括刮墨刀片（40），其被配置为从所述蚀刻滚筒（2）的顶面清除油墨，并且被定位成使得所述压印线区域（8）位于所述刮墨刀片（40）和接触线（32）之间，所述接触线（32）位于所述蚀刻滚筒（2）与所述上墨滚筒（3）之间。

5.用于为根据权利要求1所述的输墨***供应油墨的方法，包括：

- 使用第一传感器（71）测量在印刷单元的输出端的印刷支承体上的至少一个印刷特性；

- 当测量的印刷特性与目标预定义值不匹配时，

- 计算校正的油墨混合物并从油墨源（6）吸取校正的混合物，以及

- 将所述校正的混合物输送到蚀刻滚筒（2）和上墨滚筒（3）之间的压印线区域（8）。

6.根据权利要求5所述的方法，其中将所述校正的混合物直接倒入所述压印线区域（8）或直接倒入所述上墨滚筒（3）上。

7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中在将所述校正的混合物输送到所述压印线区域（8）之前，通过以下方式清除所述压印线区域（8）中的油墨：

- 使所述上墨滚筒（3）远离所述蚀刻滚筒（2），以在所述蚀刻滚筒（2）和所述上墨滚筒（3）之间产生间隙；

- 旋转所述上墨滚筒（3），从所述压印线区域（8）清除油墨；

- 设置所述上墨滚筒（3）重新与所述蚀刻滚筒（2）接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中以无溶剂的方式从所述压印线区域（8）清除油墨。

9.根据权利要求8所述的方法，其中从所述压印线区域（8）清除油墨的时间少于两秒。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，其中当在所述蚀刻滚筒（2）和所述上墨滚筒（3）之间形成间隙时，使用刀片（50）来接触所述上墨滚筒，以防止油墨围绕着所述上墨滚筒（3）循环。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述压印线区域（8）中的油墨混合物的总量由第二传感器（7）测量并且保持在不超过每米蚀刻滚筒宽度500克的水平。