Spanningsregeling bij diepdruk is het belangrijkst op rotatiepersen met een papierbaan. Bij velgevoede diepdruk speelt geen spanningsprobleem, omdat elk vel door grijpers wordt vastgehouden en door voor- en zijleggers wordt geregistreerd terwijl de pers tijdens de afdruk even stilstaat. Rotatiediepdruk werkt anders. De drager loopt met een constante snelheid door terwijl rubberen aandrukrollen met overeenkomende snelheid druk uitoefenen, en die twee bewegingen vormen samen wat in feite een statische toestand is tussen de plaat en de baan. Meerkleurenregister rust daarom bovenal op één voorwaarde: een baan die gelijkmatig doorloopt met stabiele spanning van afwikkeling tot opwikkeling.

Spanningszones en wat elke zone moet doen

Diepdrukpersen verdelen de spanningsregeling doorgaans in vier zones: afwikkeling, intrek, uittrek en opwikkeling. Aangedreven rubberrollen scheiden de zones. De drukvormzone loopt van de intrekrol tot de uittrekrol, en daar is constante spanning vereist, omdat alleen een constante waarde het register kan vasthouden. De spanning bij afwikkeling dient de drukvormzone. De afwikkeling moet de rol vrijgeven en een gelijkmatige spanning leveren ongeacht de roldiameter, omdat elke variatie bij de afwikkeling doorwerkt in de drukvormzone en zichtbaar wordt als registerfout. Opwikkeling kent een ruimere eis, omdat alle kleurenstations op dat punt al hebben gedrukt. Afhankelijk van het kwaliteitsdoel kan een opwikkeling op constante spanning of op variabele spanning lopen, en het bekende taper-spanningpatroon hoort bij de tweede groep. Variabele oprolspanning kan het laatste kleurenstation verstoren, daarom plaatsen persen een aangedreven rubberrol om de twee gebieden te scheiden. De drukvormzone blijft dan op constante spanning terwijl de opwikkeling afbouwt. Het segmenteren van de regeling en tegelijk het geheel coördineren is het kernidee bij het ontwerp van baanspanning op elke rotatiepers, diepdruk inbegrepen.

Spanningsmeting en terugkoppeling

Elke zone heeft meestal eigen meetapparatuur. Meetrollen met rekstrookjes of capacitieve elementen meten de spanning direct. Zwevende rollen met potentiometers meten in plaats daarvan de positie en volgen waar de baan zich in het rollenpad bevindt. De twee benaderingen vervullen verschillende rollen. Meetrollen reageren snel, maar corrigeren moeilijk instabiliteit die in de rol zelf ontstaat, zoals een niet-rond gewikkelde rol. Positieregelaars meten de spanning helemaal niet, maar houden de baan op een stabiel punt in het pad van de zwevende rol en houden zo de spanning gelijkmatig. Dat dempen van schommelingen door slechte aangeleverde rollen kan een meetrol niet evenaren.

Spanningsactuatoren

Veelgebruikte actuatoren zijn elektromagnetische en magnetische poederkoppelingen of -remmen, pneumatische koppelingen en remmen, en servomotoren. Oudere tandwielaangedreven lijnen gebruiken ook kleine actuatormotoren op een 360 graden tandwielkast. De regeltechniek plaatst deze in verschillende klassen. Een koppeling of rem gedraagt zich als een eerste-orde lineair element, maar het lineaire segment beslaat slechts een deel van de responscurve; de boven- en onderkant blijven quasi-lineair, dus dit type actuator kent altijd een beperking. Een servomotor is een tweede-orde element en kan volgens de huidige regeltechniek worden afgesteld op zowel stabiliteit als volging. Daarom drijven geavanceerde spanningssystemen de baan direct met servomotoren aan.

Compensatie van snelheidsverlies over de baan

Drie factoren kosten mechanische synchronisatiesnelheid: drukdruk over de volle breedte van de baan, wrijving waar het substraat de geleiderollen raakt, en weerstand van stijve rollagers. De drukdruk van de rubberen rol bij elk kleurenstation overheerst, en van alle drukmethoden oefent diepdruk de hoogste druk uit tijdens de overdracht. Rolhardheid en druk worden afgestemd op het substraat. Film gebruikt doorgaans een rol van 65 tot 70 Shore-hardheid bij 900 kg/m lijndruk. Papier gebruikt 70 tot 80 Shore bij 1800 kg/m. Karton gebruikt 80 tot 90 Shore bij 4500 kg/m. Een zachtere rol onder hogere druk veroorzaakt meer snelheidsverlies.

De traditionele oplossing vergroot de diameter van de plaatcilinder bij elk station. Omdat de lineaire snelheid gelijk is aan 2πrn, kan een pers de snelheid van de plaatcilinder corrigeren door de rotatiesnelheid n te wijzigen, wat servo-aangedreven diepdrukpersen doen, of door de roldiameter te wijzigen, de methode die meer dan twintig jaar is gebruikt. Diametertoenames van 0,02 tot 0,03 mm, en soms 0,04 mm, komen uit opgebouwde ervaring en niet uit een nauwkeurige berekening. Substraten verschillen, drukdrukbreedtes verschillen, en dus verschilt het snelheidsverlies, wat betekent dat de ideale compensatiewaarde ook zou moeten verschillen. Een vaste toename is op zijn best een benadering.

Toen binnenlandse persbouwers servodrukpersen voor diepdruk ontwikkelden, verwachtten ze de diametertoename te kunnen loslaten, met de redenering dat de servosnelheidsinstelling de afwijking vooraf kon opvangen. De perspraktijk wees anders uit. Zelfs met servosnelheidsramping per station gaf het behouden van de diametertoename een beter register dan het verwijderen ervan. Servosystemen compenseren synchronisatieverlies vandaag nog grotendeels via ervaring, niet via een echt berekend model.

Register rust op stabiele spanning

Registerregeling op een diepdrukpers werkt alleen als de spanningsregeling al stabiel is. Zodra de vier eerdere problemen grotendeels zijn opgelost, wordt nauwkeurig register mogelijk. Register wordt ook vaak verkeerd begrepen. Bij servopersen wijst men op encoderresolutie in miljoenen counts per seconde en neemt men aan dat register gegarandeerd is. In de praktijk volgt de computer niet de registermarkering zelf. Hij volgt de trend van de beweging van de markering, ongeveer zoals een schutter een bewegend doel voorhoudt in plaats van te richten op waar de vogel nu zit. Trend is de voorwaarde voor register. Verlies de controle over hoe de gedrukte markering over de baan beweegt en zelfs een encoder met vier miljoen counts houdt de fout niet binnen tolerantie.

Vervorming van de baan

Servoaandrijvingen kunnen snelheidsverlies tijdens de run compenseren, maar vervorming van het substraat zelf kent nog geen betrouwbare correctie. Films van dezelfde dikte en breedte gedragen zich anders afhankelijk van het polymeertype. Dezelfde film bij 20 µm en 40 µm vervormt anders onder identieke droogomstandigheden. Papier met 5 procent vocht en papier met 8 procent vocht, zelfde kwaliteit en dikte, geven ook andere vervormingscijfers. Om deze verschillen te verwerken is een wiskundig model nodig dat in de registerregelaar wordt geladen. Zonder die stap kan een diepdrukpers register alleen beschermen door dikkere, maatvastare substraten te draaien, zoals PET-film. In de werkplaats geven operators vaak de plaat of het substraat de schuld wanneer kleur afwijkt of registerfout oploopt, en vinden dan niets concreets om naar te wijzen. Deze lacune in vervormingscompensatie is meestal de echte oorzaak.