CN1571731A - 用于平版印刷机的墨/水乳液的含水量检测*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有含水量检测能力的印刷机***(20)。许多印刷操作，包括无缝或平版印刷机，采用油墨和水的乳液(24)来进行印刷操作。重要的是，乳液(24)保持适当的水墨平衡。所公开的***采用一传感器(30)，该传感器可设置在印刷机(22)的墨链(28)中以连续监控乳液(24)中的水含量程度。传感器(30)可以是电容型的传感器，该传感器检测乳液(24)的介电常数的变化，并根据将所测量的值与预定的期望值进行比较的结果，提示印刷机操作人员关注不平衡从而能够进行校正处理。

Description

用于平版印刷机的墨/水乳液的含水量检测***

相关申请

本申请要求申请日为2001年8月20日的临时申请S.N.60/313,628的优选权。

技术领域

本发明总体上涉及印刷过程，尤其涉及平版印刷过程。

背景技术

平版印刷机在进行印刷的过程中通常采用两种液体，也就是，油墨和润版液。油墨覆盖平版的图像区域以在被印刷的纸张上产生图文。润版液是水基化学溶液，它覆盖平版上的非图像区域以使纸张的其余部分不被油墨所印刷。

在印刷过程中，油墨与润版液混合产生墨/水乳液。这两种液体之间的平衡需要精确地保持，以进行适当的印刷。如果乳液中的含水量太高或太低，印刷质量就会降低。乳液中的水墨平衡对无缝印刷机来说尤其重要，其中未使用的油墨被墨链的刮墨辊刮去并且经由一个或多个墨管或导管再循环至供墨器。由于通常墨管的直径相对小些，例如约8毫米，合适的水墨平衡尤其对于确保乳液中的适当粘度并因此使油墨充分流过导管很重要。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于平版印刷机的水传感器，该传感器包括：具有乳液输入端和乳液输出端的一壳体，贯穿该壳体并与所述输入端和输出端流体连接的一腔室，接近所述腔室地安装在所述壳体上的一电容传感器。

根据本发明的另一方面，提供一种印刷机，该印刷机包括：一框架，适于横穿要被印刷的经过所述框架的卷筒纸的多个辊，适于将墨/水乳液传送到至少一个印刷辊上的墨链，与水/墨乳液流体连通的含水量传感器，以及一个与所述含水量传感器电连通的操作员接口。

根据以下结合附图的详细说明，本发明的这些和其他方面和特征将会更显而易见。

附图说明

图1为根据本发明的教导而构造的具有水检测能力的印刷机的示意图；

图2为根据本发明的教导而构造的含水量传感器的示意局剖图；

虽然本发明容许有各种改型和可选择的结构，其某些例证性实施例已在附图中示出且将在下文予以详细描述。不过，应该理解的是，本发明并不局限于所公开的特定形式，相反，所有改型、可选择的结构和等效物都落在由随附的权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

具体实施方式

现在参照附图，并具体参照附图1，根据本发明的教导而构造的一种具有含水量检测能力的印刷机一般由附图标记20表示。虽然将参照一种平版印刷机来描述***20，但是应该理解的是，可将本发明用在印刷和其他工业中来检测、感应和测量各种其它混合溶液中的含水量，包括但不限于颜料和燃料、化学处理、炼油厂等等。

所述***20包括一印刷机22，该印刷机22采用油墨和水的乳液24，以便在移动的纸幅面26上印刷。在典型的平版印刷工艺中采用无缝印刷机，该无缝印刷机使用墨链28将乳液24引导至印刷机22中并从该印刷机22中引导出去。墨链28还包括多个辊(未示出)，这些辊用于将过量油墨经由墨链28回引以便重复利用。应该理解的是，这种墨链以及用于将油墨从墨链除去的刮墨刀的详情以及实际印刷机22的细节，本申请没有披露。受让人拥有许多关于此类技术的已发布的美国专利，其中包括美国专利5,806,427、5,868,071和5,943,955，每项专利在此一并引用作为参考。

在这种无缝印刷***20中，墨链28包括软管或导管，其将刮刀或刮墨刀所除去的水/墨乳液24引至墨链起始处的一墨辊或供墨器上以便重复利用。根据本发明的教导而构造的含水量传感器30可设置在这种导管内。应该理解的是，水传感器30无需设置在导管内，而是可设置在与乳液24流体连通的***中的任何地方。在这种情况下，水墨乳液24内的含水量位置可被连续监控和平衡。如果含水量程度超出所想要的操作参数范围，这种现象可被检测并可采取纠正措施。还应理解的是，除了这种胶印操作外，水传感器30可同等有效地与直接印刷操作结合使用。

更具体地说，应该注意的是，***20还包括与水传感器30电连通的一处理器32。这里将要进一步详述的水传感器30将一信号34如模拟信号送往所述处理器32。处理器32将该信号34与存储在存储器内的含水量位置的期望值进行比较。如果该比较检测出不平衡或错误，可以采取若干操作，其中包括通过计算机等发出一警报36。可选择地，或与这种警报结合，处理器32可促动一阀或多个阀38来提高或降低乳液24中所提供的油墨和/或水比例，从而使乳液24返回至正确的操作范围内。图1还示出了与水传感器30相连接的一电源40。

现参照图2，含水量传感器30被更详细地示出。如图中所示，传感器30包括一外壳或壳体44，该壳体具有乳液入口46以及乳液出口48。

位于壳体44内的是将入口46与出口48相连接的一腔室50，还有一传感装置52。壳体44尤其优选由金属制成，以防止任何周围的物体或装置影响传感装置52的精确性和测定。入口46和出口48也优选由密封垫53密封，以防止任何不需要的乳液24漏出，并且还防止任何不需要的液体从开口进入壳体44内。腔室50优选由具有低介电常数的非导电材料例如特氟纶^或PVC(聚氯乙烯)塑料制成。

传感装置52优选为一电容传感器，它包括传感表面54、电源输入端56、模拟输出端58、接地极板42和灵敏度机构60。应该注意的是，接地极板42与金属壳体44以及电源输入端56的共用导线电连接。

这种电容传感器产生电压或电流输出信号34，该信号与传感表面54与接地极板42之间的电容量成比例。随着乳液24中的水的比例增加，由介电常数所测量的乳液24电容量也增加。因此，如果乳液24的电容量或介电常数增加，那么乳液24中的水的比例也增加。典型类型的可为***20所用的电容传感器是一种由Gordon Products根据NO.PCA40型号而制成的电容传感器。

为了优化传感装置52的传感能力，可以采取多个步骤。例如，传感表面54优选尽可能靠近腔室50地定位。此外，腔室50本身优选被构造成提供相对较大的表面积，由此使乳液24程度更大地暴露于传感表面54。这两个特征的结合在传感装置52内产生更好的读数读取性和精确性。在所描述的实施例中，腔室50通过采用迷宫式路径而增加其被暴露的表面积，该迷宫式路径将乳液24从入口46引导至出口48。在另一种实施例中，可采用多个这样的路径或腔室50来进一步增加被暴露的表面积。

为了降低乳液24经由传感器30流动的阻力，理想的是，将腔室50构造成其横截面积稍大于入口46和出口48的横截面积。

在操作中，举例来说，水的介电常数的额定值约为8。该值明显高于大多数油墨的介电常数，所述大多数油墨的介电常数通常小于10。当乳液中的含水量增加时，乳液24的介电常数相应地增加。这样，电容传感装置52的输出量可用来检测墨/水乳液24中的含水量。为了优化测量，应该仔细选择壳体44的尺寸以及传感表面54与腔室50之间的距离。优选的是，当腔室50为空的时候，传感器产生一个非常低的信号，也就是约0.5伏，以防止传感器30偏置。低的输出电压也提供一用于检测传感器未连接的机构。0.5伏的输出电压可通过调节传感器的灵敏度而获得，所述调节通过可调的增益电路或灵敏度调节机构60来进行。某些乳液24可含有高达45％的水。因此，传感器表面54与腔室50之间的间距、传感器30的增益应被设计为可确保传感器输出信号34是准确的。

传感器输出信号34可被校准以反映出乳液24中实际的含水量。这可通过采用例如具有已知含水量的预混合乳液来获得。由于不同的油墨具有不同的成分，它们的介电常数可能稍微不同。为了确保测量的精确性，传感器30可随着特定印刷工艺中所使用的油墨类型而被校准。本发明人提醒大家注意的是，当含水量值超过20％时，墨/水乳液的介电常数主要通过所含的水量来确定。在这种情况下，油墨介电常数的变化变成一个相对无关紧要的因素。甘油是一种额定介电常数约为42的无色液体，且它可用于这样校准的目的。除此益处之外，甘油是一种稳定的对环境无害的材料，该材料不会损坏所述传感器并且可在校准后易于进行传感器的清洁。应该理解的是，除了甘油之外的材料也可用于校准的目的。

传感器30由电源40激励。出于安全及减少噪音的原因，电源40的共用导线也被连接至接地极板42上。传感器30的输出端可经由通讯网络或其它方式被连接至处理器32。处理器32优选通过存储在存储器内的映射函数将传感器信号34转换成含水量。更具体地说，可将参考表等等存储在存储器内，这样如果所测量的电容量是已知的，那么也可识别相应的含水量。其中，处理器32将含水量值显示于监控器36上，当含水量值高于给定的位置时，就发出一警报，或促动所述阀38，提示印刷机操作人员纠正这种状态。出于历史记录和故障检修的目的，可将所监控的读数和操作数据存储于存储器内。

从上述方案看来，本领域的普通技术人员应该理解的是，本发明的教导可用来构成一种***和含水量传感器，从而在水墨乳液变得不平衡之前给印刷机操作人员及早提供警报。这种***相应地提高了印刷质量并减少了浪费。

Claims (30)

1.一种用于平版印刷机的水传感器，其包括：

壳体，其包含一乳液输入端和一乳液输出端；

腔室，其延伸穿过该壳体并将所述乳液输入端和乳液输出端流体连接；以及

电容传感器，其安装在所述壳体内位于该腔室附近。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述电容传感器包括一传感表面。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：还包括用于该电容传感器的一电源以及一接地极板。

4.根据权利要求3所述的传感器，其特征在于：电容传感器适于产生一模拟电压，该模拟电压与传感表面和接地极板之间的电容量成比例。

5.根据权利要求4所述的传感器，其特征在于：还包括接收模拟电压的一处理器。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于：所述腔室还包含水/墨乳液。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于：所述处理器适于将模拟电压转换成水/墨乳液的含水量。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述腔室由具有低导电率的材料制成。

9.根据权利要求8所述的传感器，其特征在于：所述腔室由聚氯乙稀制成。

10.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述腔室的横截面积大于乳液输入端。

11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述腔室具有一迷宫式路径。

12.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述腔室还包括多个路径。

13.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述壳体由金属制成。

14.一种印刷机，其包括：

框架；

多个辊，其适于横跨纸幅面经过将要印刷的所述框架；

墨链，其适于将墨/水乳液传送到至少一个印刷辊上；

含水量传感器，其与墨/水乳液流体连通；以及

处理器，其与所述含水量传感器电连通。

15.根据权利要求14所述的印刷机，其特征在于：所述处理器适于根据来自含水量传感器的一信号来确定水/墨乳液的含水量。

16.根据权利要求15所述的印刷机，其特征在于：还包括与所述处理器电连通并可被该处理器操纵的至少一个墨阀和至少一个水阀。

17.根据权利要求16所述的印刷机，其特征在于：如果含水量超出一预定范围，所述处理器激活一功能。

18.根据权利要求17所述的印刷机，其特征在于：所述被激活的功能是一警报。

19.根据权利要求17所述的印刷机，其特征在于：所述被激活的功能是对所述墨阀和水阀中的至少一个阀进行操纵，以使墨/水乳液的含水量返回至预定范围内。

20.一种测量墨/水乳液的含水量的方法，其包括：

提供一壳体，该壳体具有一乳液入口和一乳液出口；

提供一腔室，该腔室将所述乳液入口和乳液出口流体连接；

使墨/水乳液流经所述腔室；

生成与该墨/水乳液的含水量成比例的模拟输出；以及

监控该模拟输出。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：所述生成步骤通过一电容传感器进行。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：所述模拟输出是与一传感表面和一接地极板之间的电容量成比例的电压。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于：所述监控步骤通过一处理器将该模拟输出与期望值进行比较来实现的。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：还包括当模拟输出超过预定值时激活警报的步骤，该预定值根据所述期望值而定。

25.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：所述流动步骤限定了一迷宫式路径。

26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于：该墨/水乳液具有已知的含水量和已知的介电常数。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于：还包括调节该模拟输出的步骤，从而校准该模拟输出以体现该墨/水乳液的真实含水量。

28.一种校准含水量传感器的方法，其包括：

提供一壳体，该壳体具有一入口和一出口；

提供一腔室，该腔室与所述入口和出口流体连接；

提供与该腔室相邻的一电容传感器；

使具有已知介电常数的液体流经该腔室；

所述电容传感器根据流经该腔室的该液体生成模拟信号；以及

调节所述电容传感器，从而使该模拟信号体现已知的介电常数。

29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述液体包括具有已知含水量的墨/水乳液。

30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于：所述液体包括甘油。

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