DE10302747A1

DE10302747A1 - Verfahren zur Korrektur von im Druckprozess auftretenden Schwankungen der auf das Druckbild übertragenen Farbmenge

Info

Publication number: DE10302747A1
Application number: DE10302747A
Authority: DE
Inventors: Martin Krümpelmann; Dietmar Pötter
Original assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Current assignee: Windmoeller and Hoelscher KG
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12
Also published as: ES2348297T3; WO2004065127A3; ATE473864T1; WO2004065127A2; IL169814A; US7444935B2; EP1599341A2; US20060102038A1; EP1599341B1; DE502004011392D1

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Einstellung des Druckbildes einer Rotationsdruckmaschine. Diese ist ausgestattet mit Farbübertragungswalzen (F, K) und diesen zugeordneten Stellantrieben, mit welchen die Position (x) der Walzen (F, K) veränderbar ist. DOLLAR A Neu und erfinderisch ist, dass zumindest eine Kamera während des Druckbetriebes die Intensität des von dem bedruckten Stoff reflektierten Lichts aufzeichnet sowie die aufgezeichneten Messwerte einer Steuer- und Regeleinheit zuführt, welche die aufgezeichneten Messwerte mit Sollwerten vergleicht und Stellsignale für den Stellantrieb zumindest eines Teils der am Druckprozess beteiligten Walzen erzeugt. Aufgrund der Stellsignale wird der Stellantrieb der Relativposition der ihm zugeordneten Walze solange verändert, bis die Messwerte wieder innerhalb eines Toleranzbereichs liegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DE 101 45 927 bekannt. In dieser Anmeldung wird unter anderem beschrieben, wie man nach einem Auftragswechsel die Positionen der am Druckprozess beteiligten Walzen automatisch einstellt. Des weiteren ist eine Druckmaschine, die die Durchführung dieses Verfahrens erlaubt, da sie über die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 4 verfügt, ausführlich dargestellt. In der vorliegenden Anmeldung wird auf die eingehende Beschreibung und graphische Darstellung der genannten Vorrichtung beziehungsweise des genannten Verfahrens verzichtet. Daher sind die dementsprechenden Passagen der DE 101 45 927 zum Verständnis der vorliegenden Anmeldung heranzuziehen und werden hiermit in diese Anmeldung aufgenommen.

Die Anwendung des oben angesprochenen Verfahrens verkürzt die Rüstzeiten erheblich. Darüber hinaus werden auf diese Weise die am Druckprozess beteiligten Walzen so aufeinander eingestellt, dass die herzustellenden Druckbilder gut reproduziert werden. Hierbei wird der Anpressdruck zwischen den am Druckprozess beteiligten Walzen auf möglichst niedrigem Niveau gehalten.

Überraschenderweise kommt es jedoch bei hohen Druckgeschwindigkeiten zu Schwankungen in der Farbintensität des übertragenen Druckbildes, die auf Schwankungen der beim Druckprozess übertragenen Farbmenge zurückzuführen sind. In der Regel nimmt die Farbintensität ab. Die Gründe für diesen überraschenden Effekt liegen nach Meinung der Anmelderin in Schwankungen des effektiven Radius der am Druckprozess beteiligten Walzen und im Trennverhalten der Druckfarben. Der erstere Effekt wird in der gegenständlichen Beschreibung näher dargelegt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Schwankungen zu minimieren.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Wichtig für das Verständnis des Umfanges der vorliegenden Erfindung ist, dass die „Sollwerte" im Sinne der Ansprüche 1 und 4 hierbei in jeder in der DE 101 45 925 beschriebenen Form ermittelt werden können. Das heißt, sie können einmal einer „digitalen Sollform" des Druckbildes entnommen werden, welche in einer Speichereinheit abgelegt ist.

„Sollwerte" im Sinne der vorliegenden Erfindung können aber auch ermittelt werden, indem der charakteristische Verlauf der Intensität des reflektierten Lichts, welcher sich beim Anstellen der am Druckprozess beteiligen Walzen ergibt, ausgewertet wird. Auch dieser charakteristische Verlauf und seine Auswertung zur Einstellung der Walzenpositionen ist in der DE 101 45 925 beschrieben. Der Sollwert im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist in diesem Zusammenhang ein Lichtintensitätswert, der von der Kamera an einer bestimmten Stelle des charakteristischen Verlaufs der Lichtintensität aufgezeichnet wird. Dieser in der Regel beim Andruckvorgang gewonnene Lichtintensitätswert – beziehungsweise die Anzahl der Lichtintensitätswerte, aus denen sich das Druckbild oder Teilbereiche desselben zusammensetzen – kann gespeichert werden. Er kann anschließend während des Druckvorgangs als Sollwert im Sinne der vorliegenden Anmeldung während des Druckbetriebes aus der Speichereinheit ausgegeben und zu Regelungszwecken verwendet werden. Ein Sollwert der Lichtintensität kann jedoch auch ein Lichtintensitätswert sein, der an einer bestimmten Stelle des charakteristischen Verlaufs der Lichtintensität – ggf. während des Druckbetriebes – immer wieder von neuem aufgezeichnet wird.

Die Formulierung „zumindest ein, Sensor – beispielsweise eine Kamera – welcher die Intensität des von dem bedruckten Stoff reflektierten Lichts aufzeichnet", welche sich bereits im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 befindet, umschließt ausdrücklich alle zur Aufzeichnung von Lichtintensität geeigneten Sensoren. Die meisten dieser Sensoren arbeiten nach dem Stand der Technik aufgrund des Photoeffektes, wobei als optisch aktive Materialien in neuerer Zeit bevorzugt Halbleiter zum Einsatz kommen. Halbleiter sind auch Bestandteil elektronischer Kameras. Hierbei gehören CCD-Kameras (CCD = Charge Coupled Device) zu den bevorzugt benutzten Sensorsystemen.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn eine Steuerung der Walzenposition zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Regelung vorgenommen wird. Hierzu kann die Position der Druckwalzen vorzugsweise vor Einsetzen der erfindungsgemäßen Regelung lediglich als Funktion der Druckgeschwindigkeit gesteuert werden. Dieser Steuerung können empirische Werte zugrunde liegen, die beispielsweise in Form einer Kalibriertabelle, in der einem Geschwindigkeitswert ein Positionswert zugeordnet ist, abgelegt werden. Natürlich kann die Zuordnung von Positionen zu Druckgeschwindigkeiten auch mit Hilfe entsprechend angepasster Algorithmen oder Funktionen erfolgen. Auch zu diesem Themenbereich liefert die gegenständliche Beschreibung ein Beispiel.

Vorteilhafte Verfahren bei denen zumindest ein Sensor die Intensität von Licht aufzeichnet, welches eine Wechselwirkung mit dem bedruckten Stoff erfahren hat, sind auch Verfahren, bei denen die Transmission von Licht durch Bedruckstoff gemessen wird. Zu diesem Zweck sollte die Intensität des auf den Bedruckstoff einfallenden Lichts bekannt sein, so dass sich die Absorption des Druckbildes aus der Differenz zwischen einfallenden und transmitiertem Licht ergibt. Vorteilhaft ist daher die Verwendung einer Lichtquelle, welche das einfallende Licht zur Verfügung stellt. Diese Bestrahlung kann unter Normbedingungen stattfinden. Diese können beispielsweise durch einen gegen Licht abgeschirmten Kasten, welcher den Bedruckstoff am Ort der Messung sowie die Lichtquelle und den Sensor vor Umgebungslicht schützt gewährleistet werden.

Auch bei diesen Ausführungsbeispielen der Erfindung wird die Intensität von Licht aufgezeichnet, welches eine Wechselwirkung mit dem bedruckten Stoff erfahren hat. Hierbei ist es unerheblich ob diese Wechselwirkung in einer Transmission beziehungsweise Absorption, einer Reflexion, Brechung oder einem sonstigen Wechselwirkungsvorgang zwischen Licht und Druckbild besteht.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gehen aus der gegenständlichen Beschreibung und den Ansprüchen hervor.
Die einzelnen Figuren zeigen:
1 Eine Veranschaulichung des Begriffs „effektiver Radius"
2 Ein Beispiel für eine Funktion, aufgrund der eine Walzenposition in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit gesteuert wird.
1 zeigt am Beispiel eines Druckwerkes mit der Klischeewalze K die Lage des Klischeezylinders K während des Druckprozesses. Der Klischeezylinder K und andere flexible am Druckprozess beteiligte Materialien wie der nicht dargestellte Gummibelag, der auch bei einigen Flexodruckmaschinen an der Gegendruckwalze vorhanden sein kann, und der ebenfalls nicht dargestellte Bedruckstoff sind im Druckprozess starken Kräften ausgesetzt. So wird das Klischee 12 entlang der Drucklinie D zwischen Gegendruckzylinder 11 und Klischeewalze K eingequetscht. Ein ähnlicher Vorgang findet an der Drucklinie 13 zwischen Klischeewalze K und Farbwalze F statt. Bei einer schnellen Rotation der Walze K um ihre Drehachse M kann es dazu kommen, dass die Deformation v. a. des Klischees an den vorgenannten Drucklinien K und 13 nicht mehr durch die Rückstellkräfte des verquetschten Materials 11, 12, K wettgemacht wird, bevor das verquetschte Material erneut die Drucklinie D erreicht. Daher sinkt in diesem Fall der effektive Radius R_eff der den Abstand zwischen dem Außenumfang des Klischees und der Drehachse M unmittelbar vor dem erneuten Erreichen der Drucklinie D bezeichnet. Dieser effektive Radius R_eff ist jedoch entscheidend für die Güte des Druckprozesses. In dem oben beschriebenen Fall des Schrumpfens des effektiven Radius lässt der physikalische Druck an der Drucklinie D nach und es kann zu einer Beeinträchtigung des Farbübertrags auf den Bedruckstoff kommen. In diesem Fall sollte der Maschinenbediener oder die Maschinensteuerung einer Flexodruckmaschine die Klischeewalze stärker an die Gegendruckwalze 11 anstellen.
Angesichts der hohen Fliehkräfte kann es bei der Verwendung anderer Materialien jedoch auch zu einer Vergrößerung des effektiven Radius R_eff kommen, die ein Ansteigen des physikalischen Drucks an der Drucklinie D nach sich zieht. In diesem Fall wird die Klischeewalze K etwas weiter von dem Gegendruckzylinder 11 abgefahren. Beide Vorgänge werden für die Zwecke dieser Anmeldung unter dem Fachterminus dynamische Beistellung zusammengefasst. Wie bereits erwähnt kann sich auch das Farbtrennverhalten als Funktion der Druckgeschwindigkeit ändern und auf diese Weise die Farbübertragung beeinflussen.
2 zeigt eine Funktion, welche der Korrektur der Position eine Walze x in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v zugrunde liegt. Die Funktion hat eine treppenartige Gestalt, das heißt es kommt bei einer Erhöhung der Druckgeschwindigkeit nach gewissen Geschwindigkeitsintervallen Δv zu Beistellungsvorgängen um Δx. Bei einer Flexodruckmaschine heißt das in der Regel, dass die Klischeewalze bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit weiter in Richtung auf den Gegendruckzylinder bewegt wird. Dann sollte in der Regel auch eine weitere Beistellung der Rasterwalze an den Klischeezylinder notwendig werden. Die gezeigten Vorrichtungen und Verfahren lassen sich im Flexo- und im Tiefdruck besonders vorteilhaft einsetzen.
Die gezeigte Möglichkeit der geschwindigkeitsabhängigen Steuerung der Walzenpositionen lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft kombinieren, wenn zuerst geschwindigkeitsabhängig gesteuert und dann mit Hilfe der Auswertung des Druckbildes geregelt wird.
Wie bereits erwähnt können auch andere Funktionen, Algorithmen oder Kalibriertabellen zur geschwindigkeitsabhängigen Steuerung herangezogen werden. Hierbei bieten sich auch lineare oder asymptotische Abhängigkeiten zwischen Druckgeschwindigkeit (v) und Walzenposition (x) an.

Claims

Verfahren zur Einstellung des Druckbildes einer Rotationsdruckmaschine, – welche über Farbübertragungswalzen (F,K) und diesen zugeordnete Stellantriebe, – mit welchen die Position der Walzen (F,K) veränderbar ist, verfügt und bei welchem – zumindest ein Sensor – beispielsweise eine Kamera – die Intensität von Licht aufzeichnet, welches eine Wechselwirkung mit dem bedruckten Stoff erfahren hat und – dass die aufgezeichneten Messwerte einer Steuer- und Regeleinheit zugeführt werden, – welche die aufgezeichneten Messwerte mit Sollwerten vergleicht und – welche Stellsignale für den Stellantrieb zumindest eines Teils der am Druckprozess beteiligten Walzen erzeugt – aufgrund derer der Stellantrieb die Relativposition (x) der ihm zugeordneten Walze solange verändert, bis die Messwerte wieder innerhalb eines Toleranzbereichs liegen dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest ein Sensor während des Druckprozesses Messungen der Intensität von Lichts aufzeichnet, welches eine Wechselwirkung mit dem bedruckten Stoff erfahren hat, – die Messwerte während des Druckbetriebs den in dem zumindest einen Farbwerk übertragenen Farben zugeordnet werden, – die Steuer- und Regeleinheit während des Druckbetriebs Stellsignale für den Stellantrieb zumindest eines Teils der am Druckprozess beteiligten Walzen (F,K) des jeweiligen Farbwerks erzeugt, – so dass die im Druckprozess auftretenden Schwankungen der auf eine Flächeneinheit des Druckbildes übertragenen Farbmenge innerhalb eines Sollbereichs bleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit bei Änderungen der Druckgeschwindigkeit (v) weitere Stellsignale erzeugt, aufgrund derer die Stellglieder die Walzenpositionen zunächst in Abhängigkeit von der Druckgeschwindigkeit (v) einstellen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Regeleinheit bei Änderungen der Druckgeschwindigkeit (v) die weiteren Stellsignale aufgrund von Kalibriertabellen oder Algorithmen erzeugt, welche in einer Speichereinheit abgelegt sind.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor die Intensität von Licht aufzeichnet, welches zuvor durch den bedruckten Stoff gedrungen ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtquelle auf der dem zumindest einen Sensor entgegengesetzten Seite des bedruckten Stoffes denselben mit Licht beaufschlagt.
Rotationsdruckmaschine mit folgenden Merkmalen: – Farbübertragungswalzen (F, K) und diesen zugeordnete Stellantriebe, – wobei mit zumindest einem Stellantrieb die Relativposition (x) der ihm zugeordneten Walze aufgrund von Stellsignalen der Steuer- und Regeleinheit veränderbar ist, – zumindest ein Sensor – beispielsweise eine Kamera – zur Aufzeichnung der Intensität von Licht, welches eine Wechselwirkung mit dem bedruckten Stoff erfahren hat, – eine Steuer- und Regeleinheit, welche Mittel zum Vergleich der aufgezeichneten Messwerte mit Sollwerten besitzt und mit welcher Stellsignale für den Stellantrieb zumindest eines Teils der am Druckprozess beteiligten Walzen (F,K) generierbar sind, dadurch gekennzeichnet, – dass die Steuer- und Regeleinheit mit einem Programm beaufschlagt ist, mit welchem die Messwerte während des Druckbetriebs den in dem zumindest einen Farbwerk übertragenen Farben zuzuordnen sind und – dass mit der Steuer- und Regeleinheit während des Druckbetriebs Stellsignale für den Stellantrieb zumindest eines Teils der am Druckprozess beteiligten Walzen des jeweiligen Farbwerks generierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch zumindest einen Sensor, mit welcher die Lichtintensität in unterschiedlichen Spektralbereichen messbar ist.