DE2247351C3

DE2247351C3 - Verfahren und Vorrichtung zur lichtelektrischen Messung und Einregelung einer Farbschicht auf dem Formzylinder einer Rotations-Tiefdruckmaschine

Info

Publication number: DE2247351C3
Application number: DE19722247351
Authority: DE
Inventors: Mamiliano 8000 Muenchen Dini
Original assignee: EUROPEAN ROTOGRAVURE ASSOCIATION 8000 MUENCHEN
Current assignee: EUROPEAN ROTOGRAVURE ASSOCIATION 8000 MUENCHEN
Priority date: 1972-09-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1980-04-10
Also published as: GB1413731A; DE2247351A1; JPS5513909B2; JPS5047706A; CH563239A5; DE2247351B2

Description

Die Krfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur lichtelektrischen Messung und Einregelung einer Farbschicht auf Formzylindern einer Rotations-Tiefdruck -naschine der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. 3 genannten Art.

Die Messung dünner F jrbschichten auf rotierenden lichtiindurchlassigen Walzen mit Licht unter Verwen dung von Lichtwandlern wird beim Betrieb von Tiefdruckmaschinen seit längerem angewendet. Aus der CH-PS 2 82 748 ist darüber hinaus zu entnehmen, wie mittels eines so gewonnenen Meßwertes durch gesteuerten l.ösungsmitteizusalz zur Druckfarbe die Farbintensität automatisch s:cucrbar ist.

Abgesehen von der ein gesondertes Problem darstellenden Farbiniensitjt der Farbe per se soll beim RolationsTiefdruckverfahren die R-'kcl mit einem ganz bestimmten Druck an der Oberfläche des rotierenden Formzylinders anliegen: Bei zu großem Andruik entsteht Materialverschleiß. und bei zu schwachem Andruck verbleibt überschüssige Farbe auf der /y lederoberfläche, die auf dem Druckgut als tlntergrundtönung stört. Ncmalerweise stellt der Drucker den Rakelandruck so ein. daß auf der gt-.imien /ylinderoberfläche. also auch auf ihren nicht-drückenden Bezirken, eine sehr dünne Farbschicht von 1 bis 2 μιη Dicke verbleibt. Diese Furbhaut dient als Gleitmittel für die Rakel, vermeidet ferner eine Gravurzellenaussau gung durch die Rakel, ist aber so farbschwach, daß sie sich auf dem Druckgut nicht als störend bemerkbar macht

Bisher mußte der günstigste Rakelandruck an den Formzylinder von einem geübten Drucker aufgrund einer visuellen Konirolle der Drucke von Hand eingestellt und von /eit fu /en nachgestellt werden — eine Frfahrung und Geschick voraussetzende Tätigkeit

Der Frfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Subjektive Farbschichtabschätziingil· rch eine objektive Messung tu ersetzen und unter verwendung des gewonnenen Meßwertes eine selbsttätige EirtrcgelUhg des Rakelandruckes auf einen vorgegebenen Wert zu bewirken.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist in Form· eines Arbeitsverfahrens sowie einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung den Patentansprüchen 1 bzw. 3 zu entnehmen.

F.rfindungsgemäß ist die Kombination eines Laser-

generators als Lichtquelle — eines für Schichidickenmessungen an sich bekannten Elementes — mit besonders ausgebildeten Strahlenführungsmitteln, welche streckenweise einen gleichachsigen Strahlenweg für die zur Meßstelle hinlaufenden und reflektiert zurücklaufenden Lichtanteile bilden, vorgeschlagen.

Von besonderem Vorteil .st dabei der sehr geringe Platzbedarf fi.^ir den gleichachsigen Lichtstrahl; bei Tiefdruckmaschinen ist oft nur ein kleiner Teil der Zylinderoberfläche auf dem Wege über einen relativ langen engen Spalt zugänglich. Vorteilhaft ist ferner dabei die Möglichkeit zur Einsparung von optischen Bauteilen wie Linsen und Spiegeln.

Es kann genügen, die Messung der Farbschicht nur an einer Stelle in Längsrichtung von Formzylinder und Rakel zu messen und auf dem Wege über das verstärkte Lichtwandler-Ausgangssignal die automatische Rakelanciruck Hinregelung vor/urn-hmen. Da sich der Andruck bzw. die Relativstellung iler Rakel gegenüber dem Zylinder normalerweise nur über längere Zeiträume verandern wird, kann es ausreichen, ν ·ηη der L-inregelvorgang periodisch in größeren Zeitabstanden erfolgt.

N.ich einer vorteilhaften Weiterbildung des F.rfindungsgedankens ist vorgesehen, die Meßwertbildung periodisch durchzuführen, d. h. einen pulsierenden Lichtstrahl zu verwenden. Dafür werden zwei Möglichkeiten vorgeschlagen: Fm Dauerlichtstrahl der Laserquelle wird an geeigneter Stelle im Strahlengang durch einen Unterbrecher periodisch ausgeblendet. Die zweite, mit einer vorteilhaften Energieeinsparung verbundene Möglichkeit besteht in der Verwendung eines sogenannten Puls-Lasers, dessen Impulsfolge elektronisch in weiten Grenzen variabel gestaltbar sein kann.

Als Strahlenteiler für den gleichachsigen Strahlengang kann als optisches Mittel beispielsweise ein unter 4V in den Strahlengang eingefugter halbdurchldssiger Spiegel, ot' τ als elektromagnetisches Mittel ein semipermeablcs Hohlleitrrstuck verwendet werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des i'rfindungsgcdankens kann der Meßstrahlenweg durch Strahlenverteilungsmittel auf mehrere in Axialrichtung des t orm/vlinders verteilte Meßstellen aufgeteilt und von diese¹ /uruckrcflektiert werfen, vorzugsweise periodisch nacheinander F.rst auf diese Weise ist es möglich, hei langen Formzylindern die Durchbiegung von Formzylinder und Rakel zu beherrschen und über ihre Gesamtlänge hinv. g eine gleichmäßige Färb schichtdicke zu erzielen

Die wah'weise oder selbsttätig taktmäßige Umschaltung von einer Meßstelle /ur anderen kann verschieden erfolgen. Vorteilhaflerweise kann nahe einer Formzylinder Stirnseite fin paralleles Laserstrahlenbündel mittels eines ebenen Spiegels um 45 achsparallel zum Formzylinder umgelenkt werden. Auf einer optischen Bank befinden sich an den vorgegebenen Meßstellen zugeordneten Stellen |e ein weiterer, um 45' abgewinkelter ebener Spiegel Diese Spiegel sind ein- und ausschwenkbar, so daß das Strahlenbündel nacheinander an die einzelnen Meßstellen gelenkt und reflektiert werden kann.

Die auf die vorstehend beschriebene Weise gewonnenen Einzelmeßwer'c können separat zur Farbschichtcinregelung in dem betreffenden Rakelabschnitt ausgenutzt werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine scherratische Darstellung der nachstehend beschriebenen Vorrichtung zur Messung und Einregelung einer Farbschicht auf einem Druckzylinder, und

F i g. 2 eine weitere schematische Darstellung, aus der die räumliche Zuordnung der Elemente der Vorrichtung von F i g. 1 zum Druckzylinder ersichtlich ist.

Auf einem praktisch schwingungsfreien Sockel 1 aus aneinandergefügten Betonplatten und schwingungsdämpfenden Gummiplatten \b ist eine Grundplatte 2 schwenkbar montiert. Sie trägt einen konstant strahlenden Helium-Neon-Lasergenerator 3 üblicher Bau- und Betriebsart als Meßstrahlengenerator und einen Photowandler 4 nebst zugeordneter· Verstärker 4a, der den vom Meßort M auf dem Formzylinder D reflektierten Meßstrahl auf seiner Empfangsfläche aufnimmt und ein dessen Intensität äquivalentes, elektrisches Ausgangssignal liefert. Der Photowandler 4 st ebenfalls von üblicher R;u>- und Betriebsart. Der ■vießstrahlengang verläuft im Sinne der F ι g 1 von rechts nach links vom Lasergenerator 3 zum Meßort M und vom Meßort A/ gegenläufig, d. h. von links nach rechts, /um Photo./and ler 4 Der vom Generator J ausgesandte Strahl wird durch eine Sammellinse 5 in der Ebene einer Loch oder Schutzscheibe 6 fokussiert, die durch einen Motor 6.f nut z. H 100 —400 U/min in Umlauf gehalten wird und dadurch den Strahl entsprechend puhmoduliert Der Strahl wird anschließend durch ein optisches System 7 am Meßort M scharf abgebildet Das optische System 7 besitzt eine vergleichsweise große '"iffnung. damit der vom Meßort Mreflektierte und dah etwas divergenter gemachte Meßstrahl voll durchtu'en kann Um den Meßort M. d. h. den Auftreifpunki des Meßstrahls auf dem Formzylinder D wahlweise verändern zu können, ist in den Strahlengang zwischen dem optischen System 7 und dem Meßort M ein schwenkbar gehaltener Ablenkspiegel 8 eingefügt. Wie aus der ί ig- 1 leicht erkennbar ist. verlaufen die beiden Meßstrahlenwege ein"rscits vom Generator 3 zum Meßort Λ/ und andererseits vom Meßort M zum Photowandler 4 zum überwiegenden Teil gleichachsig und werden erst im Wegabschnitt zwischen Loch oder Schutzscheibe 6 und Sammellinse 5 durch einen unter 45 angeordneten, halbdurchlässigen Spiegel als übliche Ausführungsform eines Strahlenteilers 9 voneinander getrennt.

Das vom Photowandler 4 abgegebene, elektrische Ausgangssignal kann z. B. auf einem — nicht dargestellten — Oszillographen in der Weise sichtbar gemacht werden, daß das durch den von der druckfarbenfreien Zylindcroberfläche reflektierten Meßstrahl ausgelöst». Signal als Nullwert, d. h als Bezugsgrundlinie der Gszihographenanzeige benutzt und die bei zunehmender Restfarbendicke auf dem Formzylinder auftretende Verstärkimg des Ausgangssignals, die auf dein Oszillographen durch entsprechende Höhenverlagerung der Anzeigelinie erkennbar wird, als Dickenmeßwert benutzt wird, bei dessen Norm-Uber- oder -Unter schreitung eine manuelle oder automatische Nachregu Iterung der Rakelstellung ausgelöst wird.

Fig.2 zeigt — unter Beschränkung auf die zum Verständnis erforderlichen Teile von erfindungsgemäßer Meßapparatur und Druckwerk — eine praktisch erprobte Raumz.uor J?ung dieser Teile zueinander. Vom Druckwerk üblicher Bauart sind der Formzylinder D, die den Überschuß der Druckfarbe F zurückhaltende Rakel R, die Papierbahn P und die Andruckrolle C dargestellt. Der Meßort M auf dem Formzylinder D

befindet sich auf dem kurzen Unifangsabschnitt zwischen Rakelaufsetzlinie Ra und Papierbahnanlagclinic Pa. Die Meßapparatur ist durch entsprechende Schrägstellung der Grundplatte 2 auf dem Sockel 1 so ausgerichtet, daß der Meßstrahl auf dem am Druckwerk gehallerten Ablenkspiegel 8 und von diesem auf den Meßort /V/gerichtet wird.

Ersichtlicherweise kann die vorstehend beschriebene Meßapparalur in ihrem grundsätzlichen Aufbau auch — wie bereits grundsätzlich erwähnt — in Verbindung mil ^|n einem pulsierend anstatt konstant strahlenden Lasergencrator (3) verwendet werden. Dann wird die Lochoder Schutzscheibe 6 überflüssig oder sogar störend, und fernerhin wird vorzugsweise das optische Strahlenführungssystem so abgewandelt, daß die Laserstrahlen ■ ohne Zwischenfokussierung in der Ebene der Lochoder Schlitzscheibe direkt auf den Meßorl M auf dem Formzylinder Dscharf gebündelt werden.

Da Lasergeneratoren 3 im allgemeinen äußerst fein gebündelte Strahlen abgeben, bedarf es bei solchen '» Laserstrahlen keines optischen Fokussiersystems, um am Meßort M auf dem Formzylinder D eine Punktbelichtung zu erzeugen, Da, wie an früherer Stelle bereits erwähnt wurde, der reflektierte Meßstrahl merklich divergent ist, besteht eine Möglichkeit zu weiterer apparativer Vereinfachung darin, daß man für die Helligkeitsbestimmung des reflektierten Meßstrahlanteils nur dessen gestreuten Anteile auswertet. Daraus läßt sich auch eine Aussage über die Rauhheit der Formzylinder-Oberflächc gewinnen. Diese Anteile kann man dann in ihrer Gesamtheit mit bekannten optischen Mitteln, die Keilwirkung ausüben, aus der gemeinsamen optischen Achse von einfallendem und in sich zurückgeworfenem Zentralstrahl sditlich verlagern und z". B. auf einem neben der Zönlralstfalilachse montiertem Photowandler in gewünschter Bündelung abbilden. Selbstverständlich muß dieses ablenkende optische System in dem Bereich, in dem es vom Zcntralslrahl passiert wird, optisch neutral, d. h. z. B. durchlocht sein. Anstelle des seillich ablenkenden optischen Systems kann man auch ein Toroidlinsensystem anwenden, das die gestreuten Meßstrahlanieilc in einer zur Zcntralachse konzentrischen Ringebene abbildet, in der man den Photwandler z. B. in Form einer bekannten, ringflächigen Selenphotozelle anordnet, Bei beiden Ausführungsformen spart man den halbdiirchlässigcn 45°-Spiegel und den ihm innewohnenden, 50%igcn Verlust an Meßstrahlenenergie ein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnut ce

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur lichtelektrischen Messung und Einregelung einer Farbschicht auf Formzylindern einer Rotationstiefdruckmaschine, bei dem von einer Lichtquelle abgegebenes, an einem Meßort auf dem Formzylinder reflektiertes und von einem Lichtwandler empfangenes Licht einen Meßwert bildet, der nach Vergleich mit einem Vorgabewert und einer Verstärkung für die Einregelung verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle in an sich bekannter Weise ein Lasergenerator (3) benutzt wird, dessen monochromatischer Lichtstrahl auf dem Wege zum Meßort (M) und als Reflexionsstrahl zurück zum Lichtwandler (4) streckenweise gleichachsig geführt wird, und daß in Abhängigkeit von dem Meßwert eine Rakel (R) automatisch in der Weise gegenüber der Oberfläch« des Formzylinders (D) verstellt wird, dall ein i!ie Fariisrhirhulic-ke bestimmender Anstelldruck eingehalten wird

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn zeichnet l.iß der Lichtstrahl der Lichtquelle auf mehrere in Axialrichtung über die Oberfläche des Formzylinders (D) verteilte separate Meßorte (M) verteilt, das reflektierte l.icnt der Meßorte (M) nacheinander von mindestens einem l.ichtwandler (4) aufgenommen und in F.nzelmeßwcrte. die dem jeweiligen Meliort (M) zugeordnet sind, umgesetzt wird, und drß nach diesen separaten Meßwerten den Formzylinder Meßortbereichen zugeordnete Rakel abschnitte individuell ungeregelt werden

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch I. mit einer Ii ntquelle zur Abgabe eines Lichtstrahls, der durch Slrahlenfuhrungsmittel ouf eine Meßstellc auf dem Formzylinder gelenkt, dort reflektiert, von einem l.ichtu jndler aufgenommen, durch einen Verstarker elektrisch verstärkt und als elektrisches Signal zur Farbschiehteinregelung ausgenutzi wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle ein monochromatisches Licht abgebender I .isergenerator (3). und als Strahlcnfuhrungsmil· tel optische Linsen (5, 7). Spiegel (8, 9) und/oder zumindest abschnittsweise faseroptische Flemente. welche streckenweise einen gleichachsigcn Strahlenweg für den den zum Meßori (M) hin- und reflektiert zurücklaufenden l.ichtantcil bilden und einen die beiden Lichtantcile trennenden Strahlen teiler (9) enthalten, vorhanden sind, und daß ein von dem Lichtwandler (4) abnehmbares elektrisches Ausgangssignal nach Verstärkung durch einen Verstärker (4a) als der reflektierten Lichtintensität proportionales Regelsignal für den Andruck einer Rakel (R)an den Formzylinder f/})¹ verfügbar ist

4 Vorrichtung nach Anspruch J. dadurch gekenn Zeichnet. d<iß Mittel zur IErzeugung von periodi Sehen, insbesondere impulsformigen Ausgangssigna lendes I ic.htwamllcrs(4) vorhanden sind

5 Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekenn zeichnet, dali ein Puls-Laser mit regelbarer impulsfolge vorhanden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstant strahlender Lasergencra-(of (3) und im Str.ihlenweg ein Strahlenimpulse erzeugender Unterbrecher vorhanden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher durch eine rotierend angelriebe Loch- oder Schlitzscheibe (6) gebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlenteiler (9) durch einen unter 45° in den gleichachsigen Strahlenweg eingefügten halbdurchlässigen Spiegel gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwandler (4) ein Phototransistor isi.

to. Vorrichtung nach Anspruch 3, mit mehreren in Längsrichtung des Formzylinders verteilten Meßstellen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlenweg Strahlenablenkmittel angeordnet sind, mittels denen der Lichtstrahl periodisch nacheinander auf die einzelnen Meßorte (M)und zurück leitbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die .Strahlenablenkmittel durch eine Anzahl Ablenkspiegel (8) gebildet sind separat ein- und ausschwenkbar montiert sind.