DE1135689B - Optische Pruefeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine optische Prüfeinrichtung zur Qualitätskontrolle des Aufdruckes auf Aufzeichnungsträgern mit einer Einrichtung zum Vergleich für die von der optischen Abtastvorrichtung gelieferten Impulse mit Normalspannungen.

Bei der Herstellung von Aufzeichnungsträgern, wie z. B. Lochkarten, wird ein fortlaufendes Band aus geeignetem Papiermaterial in eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Rotationsdruckpresse eingeführt, in der der gewünschte Druckvorgang stattfindet, bevor die einzelnen Karten von dem Band abgeschnitten werden. Die Form des Bedrückens und die Menge der Druckzeichen kann sich je nach der beabsichtigten Verwendung der Karten von einem Durchlauf zum anderen verändern.

Verschiedene Faktoren können den auf die Karten aufzubringenden Druck ungünstig beeinflussen. Eine der Hauptursachen für Fehldrucke besteht in Schwankungen in der Farbzufuhr. Wegen der hohen Arbeitsgeschwindigkeit der Druckpresse entsteht sehr viel Ausschuß, wenn nicht alle Mängel mit Ausnahme solcher vorübergehender Art sofort festgestellt und behoben werden. Natürlich müssen auch vorübergehende Mängel, die zu einer oder wenigen Fehlerkarten führen, festgestellt werden, damit die Fehlerkarten ausgemerzt werden können. Bisher sind die Karten in verschiedener Weise untersucht worden, z. B. auch durch manuelle Prüfung nach dem Abschneiden vom Band.

Es ist bereits eine Anordnung für das Prüfen von Papiergeld bekannt, die zur Abtastung einen Lichtspalt verwendet, dessen Länge gleich der Breite des zu prüfenden Abschnitts ist. Die Geldscheine werden in Längsrichtung unter dem Lichtspalt hindurchgeführt, so daß die Scheine spaltenweise abgetastet werden. Die an die Photozelle angeschlossene Auswerteeinrichtung zählt die aufgedruckten Linien und vergleicht das Ergebnis mit einem Normalwert.

Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht für die Prüfung des Aufdrucks auf Aufzeichnungsträgern bei den mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Druckmaschinen, wie sie z. B. bei der Herstellung von Lochkarten üblich sind.

Lochkarten od. ä. Aufzeichnungsträger werden aus Papier verschiedener Färbung hergestellt und werden mit verschiedenfarbigem Aufdruck versehen. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Prüfeinrichtung zu schaffen, die diesen vielfältigen Variationen gewachsen ist.

Die Erfindung wird bei einer optischen Prüfeinrichtung zur Qualitätskontrolle des Aufdruckes auf Aufzeichnungsträger mit einer Einrichtung zum Vergleich Optische Prüfeinrichtung

Anmelder:
IBM Deutschland
Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m. b. H.,
Sindelfingen (Würit.), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. Juni 1958 (Nr. 745 401)

Maxwell Richards Cannon, Endwell, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

für die von der optischen Abtastvorrichtung gelieferten Impulse mit Normalspannungen, und bei der die Abtastung durch ein feststehendes schmales Lichtband bei kontinuierlich bewegten Aufzeichnungsträgern erfolgt, darin gesehen, daß die von der Photozelle gelieferten Impulse in einem Integrator über einen Kartenbereich integriert werden und die Integrierspannung über einen Minimum-Vergleicher und einen Maximum-Vergleicher eine bistabile Kippschaltung einstellen.

Wegen des unterschiedlichen Aufdrucks und des verschiedenfarbigen Papiers der einzelnen Kartenausführungen ist es erforderlich, die Prüfeinrichtung zu Beginn des Druckes einer anderen Kartenausführung neu einzustellen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sie leicht so eingestellt werden kann, daß sie den Unterschied in dem bei verschiedenen Druckausführungen erlangten Signal berücksichtigt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann die Einstellung so vorgenommen werden, daß das von einer vorschriftsmäßig bedruckten Karte abgeleitete integrierte Signal dem von einer anderen Karte abgeleiteten gleicht, obwohl die Farbintensität in gewissen Grenzen variiert.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht in der Verwendung einer lichtempfindlichen Vorrichtung, die gegenüber infrarotem Licht empfindlicher ist als gegenüber anderen Teilen des Spektrums. Damit wird die Entdeckung ausgenutzt, daß für sechs

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mögliche Druckfarben mit einer Ausnahme in Kombi- findung ist in der folgenden Beschreibung und den nation mit jeder beliebigen von neun möglichen Zeichnungen erläutert:

Papierfarben ein starker Kontrast zur Verfügung steht Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines

infolge des großen Unterschiedes in dem spektralen Druckprüfsystems gemäß der Erfindung; Reflexionsvermögen des unbedruckten Materials 5 Fig. 2 ist eine graphische Darstellung des spekgegenüber dem spektralen Reflexionsvermögen der tralen Ansprechens der Anordnung bei Verwendung Druckfarbstoffe in dem Teil des Spektrums, dessen einer Silizium-Photozelle;

Wellenlängen zwischen etwa 0,7 und 1 μ liegen. Ein Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des spek-

zufriedenstellendes Ansprechen auf rote Druckfarbe traten Ansprechens der Anordnung bei Verwendung mit einer der verschiedenen Kartenmaterialfarben er- io einer Selen-Photozelle;

hält man mit einer lichtempfindlichen Vorrichtung, Fig. 4 stellt in schematischer Form das bevorzugte

das seine höchste Empfindlichkeit gegenüber Licht Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. besitzt, dessen Wellenlänge kleiner als 0,6 μ oder Was nun die Zeichnungen im einzelnen angeht, so

etwa gleich 0,4 bis 0,6 μ ist. stellt Fig. 1 in schematischer Form ein Druckprüf-

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird 15 system gemäß der Erfindung dar, das eine Lampe 10 das von einer länglichen Lampe kommende Licht mit einem länglichen Heizdraht enthält, der vorzugsdurch eine Zylinderlinse und ein Filter so geleitet, daß weise mit reduzierter Breite auf das laufende Papierein langer, schmaler Lichtstrahl auf das aus dem band 11 projiziert wird. Für die Verwendung in dieser Rotationsdruckzylinder der Presse kommende Band- Anordnung eignet sich gut eine Lampe, die einen material projiziert wird. Die Länge des Lichtstrahls 20 klaren Quarzkolben mit einem spiralförmigen Glühist gleich der Breite des Bandmaterials, und wegen faden besitzt, dessen erleuchtete Länge 10,2 cm beder Bewegung des Bandes wird dieses fortlaufend in trägt. Wie es in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, Längsrichtung abgetastet. Das von der Oberfläche des fällt das Licht von der Lampe 10 aus durch eine läng-Bandmaterials reflektierte Licht fällt auf eine läng- liehe Zylinderlinse 12 hindurch auf ein Filter 13. Eine liehe Photozelte, deren Länge ebenfalls der Breite des 25 längliche Photozelle 14 ist so gestellt, daß sie Licht Bandmaterials entspricht. Die Abtastgeschwindigkeit empfängt, das nur von dem von dem Lichtstrahl 15 wird durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit der abgetasteten Bereich des Bandes 11 reflektiert wird, das Bandmaterial den von dem Lichtstrahl bestimm- Eine Linsenhalterung 16 gestattet in Verbindung mit ten ausgeleuchteten Bereich durchläuft. Durch der Linse 12 eine entsprechende Fokussierung des Schwankungen in dem auf die Photozelle auffallenden 30 Lichtstrahls in der Weise, daß ein ausgeleuchteter Be-Licht entsteht ein elektrisches Signal, das verstärkt reich von 0,5 mm Breite entsteht. Durch Anschläge und dann zu einem Integrator weitergeleitet wird, wo an den Kanten des Bandes wird die Länge des Abdie von einem einzigen Kartenbereich abgeleiteten taststreifens begrenzt.

Impulse integriert werden, um ein Signal zu bilden, Die Photozelle 14 erzeugt ein elektrisches Signal,

das die gesamte Farbstoffmenge auf dem abgetasteten 35 das der gerade aufgefangenen strahlenden Energie einzelnen Kartenbereich wiedergibt. Dieses Signal proportional ist. Vorzugsweise wird eine lichtempwird durch einen Zwischenspeicher einer Vergleichs- findliche Halbleitervorrichtung in Form einer SiIischaltung zugeleitet, wo es mit einem Bezugssignal zium-Photovoltzelle benutzt. Diese Zelle hat ihre verglichen wird, welches die annehmbare Mindest- größte Empfindlichkeit gegenüber Licht mit einer farbstoffmenge auf einer Karte dieser Art darstellt, 40 Wellenlänge zwischen 0,8 und 0,9 μ und wird mit sowie mit einem Bezugssignal, welches die annehm- einem Filter 13 verwendet, dessen Übertragungsfähigbare Maximalfarbstoffmenge darstellt. Durch einen keit eine steile Spitze für Licht mit einer Wellenlänge Ausgangsimpuls aus der Vergleichsschaltung wird von 0,8 μ hat, um ein wünschenswertes Gesamtaneine bistabile Kippschaltung betätigt. In der nach- sprechen für alle normalerweise anzutreffenden stehend genauer beschriebenen Prüfeinrichtung wird 45 Druckfarben mit Ausnahme von Rot zu erreichen, die bistabile Kippschaltung zu Beginn eines Abtast- Die spektrale Empfindlichkeit der Silizium-Photozelle Umlaufs in den »Schlecht«-Zustand geschaltet. Zur ist durch die Linie A in Fig. 2 dargestellt und das Rückstellzeit, wenn der gesamte Bereich des Bandes, spektrale Übertragungsvermögen des Filters durch die der eine Karte bilden wird, abgetastet worden ist, Linie B in Fig. 2. Wenn der Lampenglühfaden eine liefert die Kippschaltung ein eine schlechte Karte an- 50 Temperatur von etwa 1890° K hat, wird das gesamte zeigendes Signal, wenn sie nicht vor der Rückstellzeit Ansprechen des Filters und der Siliziumzelle durch in seinen »Gut«-Zustand geschaltet worden ist und die Linie C in Fig. 2 dargestellt. Diese Anordnung für den restlichen Teil des Umlaufs in diesem Zustand sorgt für einen guten Kontrast zwischen dem bleibt. In jedem Arbeitsumlauf schaltet also, wenn die Reflexionsvermögen des leeren Bandmaterials und der Ausgangsspannung des Integrators einen Minimum- 55 daraufgedruckten Druckfarbe bei vielen verschiedewert erreicht, die Vergleichsschaltung die Kippschal- nen Farbkombinationen. Von den verschiedenen vertung aus dem »Schlecht«- in den »Gut«-Zustand. wendbaren Druckfarben haben alle mit Ausnahme Wenn die Ausgangsspannung des Integrators vor der von Rot ein relativ geringes Reflexionsvermögen für Beendigung der Abtastung dieser Karte einen be- infrarotes Licht mit einer Wellenlänge unter 1 μ. stimmten Maximalwert erreicht, wird die Kippschal- 60 Andererseits ergeben die verschiedenen normalertung zurück in ihren »Schlecht«-Zustand geschaltet. weise verwendbaren Bandmaterialfarben ein hohes Zur Rückstellzeit, d. h. wenn die Abschneidelinie des Reflexionsvermögen für infrarotes Licht mit einer gerade geprüften Kartenbereichs von der Abtastvor- Wellenlänge zwischen etwa 0,7 und 1 μ. richtung erreicht wird, bestimmt dann der Zustand Wenn das Bandmaterial mit rotem Farbstoff be-

der Kippschaltung, ob ein Abnahme- oder ein Ab- 65 druckt wird, erhält man die gewünschten Ergebnisse, Weisungssignal erzeugt wird. wenn das gesamte spektrale Ansprechen des Systems

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den An- am blauen Ende des sichtbaren Spektrums liegt, d. h. Sprüchen enthalten. Ein Ausführungsbeispiel der Er- unter etwa 0,6 μ. Eine Selen-Photovoltzelle führt zu

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guten Ergebnissen am blauen Ende des sichtbaren für die meisten unannehmbaren Karten kleiner als die Spektrums und sogar bis in den angrenzenden ultra- Mindestbezugsspannung des Vergleichers 23. Irgendvioletten Teil des Spektrums hinein. Die relative wann während des Abtastumlaufs für normale Empfindlichkeit, das Übertragungsvermögen und das Kartenbereiche und die meisten schlechten Kartenzusammengesetzte relative Ansprechen der Selenzelle, 5 bereiche mit überschüssigem Farbstoff steigt die Ausdes damit verwendeten Filters und der bei einer gangsspannung des Integrators über die Mindestbezugs-Temperatur von 2120° K arbeitenden Lampe sind spannung an, und die bistabile Kippschaltung 25 wird durch die Linien/i, B bzw. C in Fig. 3 dargestellt. in seinem anderen oder »Gut«-Zustand umgeschaltet. Aus Fig. 3 geht hervor, daß das höchste Ansprechen Für normale Kartenbereiche erreicht die Ausgangsbei Verwendung des Systems zum Messen der Menge io spannung des Integrators keinen Wert gleich der roten Druckfarbstoffs in einem Kartenbereich etwa maximalen Bezugsspannung, so daß die bistabile um 0,51 μ im blauen Bereich des Spektrums herum Kippschaltung 25 zur Rückstellzeit in seinem »Guteliegt, wo das Reflexionsvermögen des Karten- oder Zustand ist. Wenn andererseits die Integratorspan-Bandmaterials im Vergleich zu dem des roten Färb- nung wegen der Abtastung eines Bereichs mit einer Stoffs relativ hoch ist. 15 überschüssigen Farbstoffmenge auf die maximale Be-Wie das Blockdiagramm in Fig. 1 zeigt, wird ein zugsspannung oder darüber hinaus ansteigt, wird die beliebiger geeigneter Verstärker 20 verwendet, um die bistabile Kippschaltung 25 zurückgeschaltet und berelativ niedrige Ausgangsenergie der Photozelle zu findet sich zur Rückstellzeit in seinem »Schlecht«-Zuvergrößern, und das verstärkte Signal wird dem Inte- stand.

grator 21 zugeleitet, wo es über jede Kartenlänge inte- 20 Von einer auf der Druckpresse in passender Weise

griert wird, um eine Anzeige für die Farbstoffmenge angebrachten photoelektrischen Vorrichtung 26 wird

in dem Kartenbereich zu liefern. Mit Ausnahme von ein Zeitsteuerimpuls geliefert, der mit der Ankunft

Hintergrundrauschen, das auf der Sprenkelung des der Abschneidelinie 22 am Lichtstrahl koinzidiert.

Papiers beruhen kann, liefert ein leerer oder un- Zur Zeit des Empfangs dieses Zeitsteuerimpulses an bedruckter Kartenbereich ein Null-Signal, und ge- 25 der Koinzidenzschaltung 27 gibt die Ausgangsspan-

drackte Markierungen in dem Kartenbereich be- nung aus den Vergleichern 23, 24 den Zustand des

wirken Signalimpulse, deren Amplitude und Dauer abgetasteten Bereichs wieder, und nur dann, wenn

der Farbstoffdichte und Markierungsgröße ent- diese Ausgangsspannung der für eine schlechte Karte

sprechen. Der Arbeitsumlauf des Integrators 21 ist in entspricht, wird ein Ausgangsimpuls von der Koinzibeliebiger Weise mit der Bewegung des Bandes 11 an 30 denzschaltung erzeugt, der einer geeigneten Auswer-

dem Lichtstrahl 15 vorbei synchronisiert, so daß der tungsvorrichtung zugeleitet werden kann, welche die

Integrator — wie noch genauer beschrieben wird — unannehmbare Arbeit ablehnt oder anderweitig damit

gleichzeitig mit der Ankunft der hinteren Abschneide- verfährt.

linie des abgetasteten Bereichs (22 in Fig. 1) am Jetzt sei ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Lichtstrahl zurückgestellt wird. 35 Steuerschaltung dieser Anordnung näher in Verbin-Die Ausgangsspannung des Integrators 21, die dung mit Fig. 4 beschrieben. Die im Verstärker 20 durch den Zwischenspeicher 28 den Minimum- und verstärkte Ausgangsspannung der Photozelle 14 wird Maximum-Vergleichern 23 und 24 zugeführt wird, an die eine Seite des Kondensators 30 in der Weise stellt zur Rückstellzeit die Farbstoffmenge dar, die angelegt, daß positive Impulse ein Maß für den Aufauf den abgetasteten Kartenbereich aufgedruckt ist. 40 druck auf der zu prüfenden Karte darstellen. Der Die Integrationsgeschwindigkeit des Integrators 21 negativste Teil des Signals wird also durch einen unwird im voraus so eingestellt, daß er eine vorher- bedruckten Teil der Karte erzeugt. Die andere Seite bestimmte Ausgangsspannung für die optimale des Kondensators 30 ist über den Widerstand 31 an Druckqualität auf einer Karte während eines gege- eine negative Spannungsquelle 34 (-48VoIt) und an benen Druckdurchlaufs erzeugt. Am Vergleicher 23 45 die Basis eines N-P-N-Transistors 32 in Kollektorwird die durch den Zwischenspeicher kommende schaltung angeschlossen. Der gemeinsame Verbin-Ausgangsspannung des Integrators mit einer Bezugs- dungspunkt des Kondensators 30, des Widerstandes spannung verglichen, die die Mindestfarbstoffmenge 31 und des Transistors 32 ist über eine Begrenzungsdarstellt, welche zur Erzeugung einer annehmbaren diode 33 an eine konstante negative Spannungsquelle Karte nötig ist. Außerdem wird die Ausgangsspan- 50 35 (ζ. B. -40VoIt) angeschlossen, wodurch der nung des Integrators durch den Zwischenspeicher 28 Signalpegel für ungedruckte Karten auf -4OVoIt dem Vergleicher 24 zugeführt, wo sie mit einer Span- gehalten wird, während alle Impulse, die durch benung verglichen wird, die die maximale Farbstoff- druckte Stellen auf der Karte erzeugt werden, dazu menge darstellt, die sich auf einem Kartenbereich be- führen, daß die Basis des Transistors 32 positiver als finden darf und noch zu einer annehmbaren Karte 55 —40 Volt wird. Der Emitter des Transistors 32 ist an führt. Die Ausgangsspannung der Vergleicher 23, 24 die Spannungsquelle 35 über einen relativ kleinen wird der bistabilen Kippschaltung 25 zugeleitet, die Widerstand 36 und einen veränderlichen Widerstand sich zu Beginn jedes Umlaufs in demjenigen ihrer 37 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 32 ist beiden Zustände befindet, der eine schlechte oder un- direkt an den Emitter eines N-P-N-Transistors 38 anannehmbare Karte anzeigt. Die Abschneidelinie für 60 geschlossen, der — wie noch genauer erklärt wird — einen Kartenbereich ist im vorliegenden Ausführungs- als Integrationstransistor wirksam ist. Der Verbinbeispiel die Anfangslinie für den nächstfolgenden dungspunkt des Kollektors des Transistors 32 mit Kartenbereich. Da also beim Erreichen der Ab- dem Emitter des Transistors 38 ist geerdet über einen schneidelinie der Integrator in seinen Ausgangszu- Widerstand 39, der eine hohe Impedanz zur Erde bildet, stand zurückgestellt wird, ist während des einleiten- 65 Der Emitter des Transistors 32 behält nahezu dasden Teils des Abtastumlaufs für einen gegebenen selbe Potential bei wie seine Basis, und daher ist der Kartenbereich die Ausgangsspanung des Integrators Emitterstrom des Transistors 32 etwa gleich Null für für alle annehmbaren Karten und gewöhnlich auch ein Signal, das einem leeren Kartenbereich entspricht,

und proportional der Spannung des Eingangssignals, wenn eine bedruckte Stelle abgetastet wird. Der Kollektorstrom des Transistors 32 ist direkt proportional seinem Emitterstrom und gleich dem Emitterstrom des Transistors 38, an den er direkt angeschlossen ist. Daher ist der Emitterstrom des Transistors 38 direkt proportional der Spannung des Eingangssignals aus dem Verstärker 20.

Die Basis des Transistors 38 ist direkt an eine Vorstand 46, daß die Spannung des Kollektors des Transistors 44 etwa gleich der Spannung der Spannungsquelle 40 (etwa —20 Volt) ist. Da die von der Spannungsquelle 40 gelieferte Spannung gleich der von der Spannungsquelle 41 gelieferten ist, aber umgekehrte Vorzeichen hat, spannt ihre negative Spannung die Diode 43 umgekehrt vor, so daß sich der Kondensator 42 in negativer Richtung wieder aufladen kann gemäß dem vom Verstärker 20 kommen-

spannungsquelle 40 (-20VoIt) angeschlossen, und io den Eingangssignal. Der Widerstand 50 im Kollektor

sein Kollektor ist über den Kondensator 42 mit einer Spannungsquelle 41 (+20 Volt) verbunden. Das Ausgangssignal des Integrators 21 wird über den Kondensator 42 von seinem Verbindungspunkt mit dem

kreis des Transistors 45 begrenzt die Energieverzehrung dieses Transistors, wenn er den Leistungstransistor 44 in den voll leitenden Zustand treibt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Wider

Kollektor des Transistors 38 abgenommen. Dieser 15 stand 37 ein 50 000-Ohm-Potentiometer, und mit der Verbindungspunkt ist außerdem mit dem Zwischen- Einstellung seines Schleifers wird die Proportionalispeicher 28 verbunden sowie über eine Diode 43 mit
einer Rückstellschaltung, die aus einem P-N-P-

Leistungstransistor 44 und einem P-N-P-Treibertran-

tätskonstante zwischen dem Aufladungsstrom des Kondensators 42 und der an den Transistor 32 angelegten Signalspannung eingestellt. Wenn das Poten-

sistor 45 besteht. Der Emitter des Transistors 44 ist 20 tiometer 37 so eingestellt wird, daß sein Widerstand an die Spannungsquelle 41 angeschlossen, und sein gleich Null ist, erzeugt ein relativ kleines Eingangs-Kollektor ist an den Verbindungspunkt der Diode 43 signal aus dem Verstärker 20 einen großen Aufla- und eines Widerstandes 46 angeschlossen, der seiner- dungsstrom für den Kondensator 42. Wenn andererseits mit der Vorspannungsquelle 40 verbunden ist. Die seits das Potentiometer 37 so eingestellt wird, daß Basis des Transistors 44 ist über einen relativ kleinen 25 seine vollen 50 000 Ohm in der Schaltung wirksam Strombegrenzungswiderstand 47 an den Emitter des werden, erzeugt selbst ein relativ großer Eingangs-Treibertransistors 45 angeschlossen. Der Emitter des spannungsimpuls einen kleinen Kondensator-Aufla-Treibertransistors 45 ist außerdem über einen Wider- dungsstrom. Durch entsprechende Einstellung des stand 48 mit einer Spannungsquelle 49 von etwa Potentiometers 37 kann die Integrationsgeschwindig- +120 Volt verbunden. Der Kollektorkreis des 30 keit der Schaltung 21 so gesteuert werden, daß ent

Transistors 45 wird über einen Widerstand 50 mit einem relativ niedrigen Wert, der gleich dem des Widerstandes 47 sein kann, zur Erde errichtet. Die Vorspannung für die Basis des Transistors 45 wird

weder eine einwandfrei bedruckte gute Karte eines Durchgangs oder eine mit schwacher Druckfarbe bedruckte gute Karte eines anderen Durchgangs zu derselben Ausgangsspannung am Integratorausgang, d. h.

von der +24 Volt-Spannungsquelle 51 über einen 35 am Kollektor des Transistors 38 führt. Dies ist sehr Widerstand 52 geliefert, während das Eingangssignal vorteilhaft, weil dann dieselbe Sägezahnspannung über einen Kondensator 53 zugeleitet wird, dessen
eine Klemme an den gemeinsamen Verbindungspunkt
zwischen dem Widerstand 52 und der Basis angeschlossen ist.

Während der normalen Operation des Integrators 21 hält der Widerstand 48 die Emitter-Basis-Verbin-

an der Ausgangsklemme des Integrators für Karten von verschiedenen Durchgängen und mit derselben Druckqualität erscheint, selbst wenn diese Karten mit völlig verschiedenen Farbstoffmengen bedruckt sind. Die negative Sägezahn-Ausgangsspannung des Integrators 21 wird dem Zwischenspeicher 28 zu-

dung des Transistors 44 umgekehrt vorgespannt, und geführt, der den Zweck hat, die Belastung des Kon-

der Transistor 44 ist nichtleitend. Wegen des unter densators 42 so gering wie möglich zu halten, und der

diesen Umständen vorhandenen hohen Sperrwider- 45 es ermöglicht, einen relativ großen Strom bei gleicher

Standes der Diode 43 ist der Strom des Kondensators Spannung zu erzielen, d. h. ohne Potentialverände-

42 gleich dem Kollektorstrom des Transistors 38, der rung. Der Zwischenspeicher 28 besteht aus einem seinerseits unabhängig von der Kollektorspannung P-N-P-Transistor 56 und einem N-P-N-Transistor 57, und proportional dem Emitterstrom des Transistors die als doppelte Emitterfolgeschaltung angeordnet 38 ist. Daher ist der Strom des Kondensators 42 pro- 50 sind. Die Ausgangsspannung, die an der mit der geportional der Spannung des Eingangssignal über dem meinsamen Klemme des Emitters des Transistors 57 Leerkarten-Pegel, der vom Verstärker 20 aus emp- und seines Lastwiderstandes 58 verbundenen Klemme fangen wird. Der von der photoelektrischen Vorrich- 55 abgenommen wird, wird an zwei Vergleicher 23 tung 26 kommende Zeitsteuerimpuls hat die Form und 24 angelegt, wo er mit Toleranz- oder Bezugseines negativen Spannungsimpulses und wird an die 55 spannungen verglichen wird. Tatsächlich vergleicht Basis des Transistors 45 über den Kondensator 53 an- die Vergleicherschaltung zusammen mit der bistagelegt. Das führt zur Anlegung eines negativen Im- bilen Kippschaltung 25 das Zeitintegral der von der pulses über den Widerstand 47 an die Emitter-Basis- Abtastung jeder aufeinanderfolgenden bedruckten Verbindungsstelle des Transistors 44, die dadurch in Karte abgeleiteten Signalspannung mit einer Span-Vorwärtsrichtung vorgespannt wird, um den Transistor 60 nung, die dem Wert einer guten Karte entspricht. Die 44 stark leitend zu machen. Wenn der Transistor 44 Bezugsspannungen, mit denen der Ausgang des Intestark leitend ist, erreicht sein Kollektorpotential einen grators 21 verglichen wird, stellen die gewünschten Wert, der dem der Spannungsquelle 41 (etwa maximalen und minimalen Farbstofftoleranzen dar. + 20 Volt) sehr nahe kommt, und jede bestehende Die Spannungsvergleichs-Schaltungen23 und 24 Aufladung des Kondensators 42 wird über die Diode 65 bilden jede einen regenerativen, emittergekoppelten

43 abgeleitet. Differenzverstärker von herkömmlicher Bauart. Der Bei Beendigung des negativen Impulses von der Vergleicher 23 umfaßt einen P-N-P-Transistor 63,

photoelektrischen Vorrichtung 26 bewirkt der Wider- dessen Basis über eine Wicklung 60 a eines Transfor-

mators 60 mit drei Wicklungen an das Potentiometer 61 angeschlossen ist, dessen eine Seite geerdet ist und dessen andere Seite an eine Spannungsquelle 62 einer geeigneten positiven Bezugsspannung (hier 5 Volt) angeschlossen ist. Eine zweite Wicklung 60 b des Transformators 60, die als Primär- oder Eingangswicklung funktioniert, liegt in dem Kollektorkreis des P-N-P-Transistors 64. Die Basis des Transistors 64 ist an die Klemme 55 angeschlossen.

Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, hat der Vergleicher 24 vorzugsweise denselben Aufbau wie der Vergleicher 23, und zwar ist die eine Wicklung 66 a des ebenfalls mit drei Wicklungen versehenen Transformators 66 zwischen die Basis des P-N-P-Transistors 67 und das Potentiometer 68 geschaltet, dessen eines Ende geerdet ist und dessen anderes Ende an eine Spannungsquelle 69 einer geeigneten negativen Bezugsspannung (hier 5 Volt) angeschlossen ist. Eine zweite Wicklung 66 b des Transformators 66 ist in den Kollektorkreis des P-N-P-Transistors 70 eingeschaltet, dessen Basis ebenfalls mit der Ausgangsklemme 55 verbunden ist.

An den Potentiometern 61 und 68 werden positive und negative Bezugsspannungen für die Vergleicher 23 bzw. 24 abgegriffen, die entsprechend den gewünschten Minimal- bzw. Maximal-Druckfarbstofftoleranzen eingestellt werden können. Wenn die negative Sägezahnspannung von der Klemme 55 die Bezugsspannung des Vergleichers 23 erreicht, wird der leitende Zustand vom Transistor 63 zum Transistor 64 übertragen, und ein Ausgangssignal in Form eines spitzen Impulses erscheint in der dritten Wicklung 60 c des Transformators 60 dieses Vergleichers. Wie noch näher beschrieben wird, steuert die Wicklung 60 c zusammmen mit der dritten Wicklung 66 c des Transformators des Vergleichers 24 die Operation der bistabilen Kippschaltung 25. Falls die Ausgangsspannung aus dem Integrator 21 das Ergebnis der Abtastung einer schlechten Karte darstellt, auf der sich eine zu große Farbstoffmenge befindet, erreicht die negative Sägezahnspannung der Klemme 55 die Bezugsspannung des Vergleichers 24, und daher wird der leitende Zustand vom Transistor 67 zum Transistor 70 übertragen, und es erscheint ein Impuls in der dritten Wicklung 66 c des Transformators 66, der den Vergleicher 24 mit der einen Seite der bistabilen Kippschaltung 25 koppelt.

Bei der bistabilen Kippschaltung 25 handelt es sich um eine Schaltung bekannter Art, bei der die P-N-P-Transistoren 73 und 74 resistiv über Kreuz gekoppelt sind. Zu Beginn eines Abtastumlaufs, was mit dem Beginn eines Integrierumlaufs des Integrators 21 zusammenfällt, ist die bistabile Kippschaltung 25 in demjenigen seiner beiden stabilen Zustände, der eine schlechte Karte darstellt. Der Transistor 73 ist dann leitend und der Transistor 74 abgeschaltet.

Die Koinzidenzschaltung 27 besteht aus einem P-N-P-Transistor 77, dessen Basis über eine Diode 75 an den Kollektor des Transistors 74 angeschlossen ist. Die gemeinsame Klemme des Kollektors des Transistors 74 und der Diode 75 ist über einen Lastwiderstand 76 mit der Spannungsquelle 40 verbunden. Die gemeinsame Klemme 78 der Basis des Transistors 77 und der Diode 75 ist über einen Widerstand 79 ebenfalls an die Spannungsquelle 40 angeschlossen. Der Widerstand 79 hat vorzugsweise den zehnfachen Wert des Widerstandes 76. Eine weitere Diode 80 ist darstellungsgemäß zwischen die Klemme 70 und die photoelektrische Vorrichtung 26 eingeschaltet, um einen Impuls gleichzeitig mit dem Kondensator 53 der Integratorrückstellstufe zu empfangen. Wenn die negative Sägezahnspannung vom Integrator 21 auf den Pegel der Bezugsspannung des Vergleichers 23 abfällt und ein Ausgangsinipuls in der Transformatorwicklung 60 c erscheint, werden der Transistor 73 aus- und der Transistor 74 eingeschaltet. Dadurch wird die Diode 75 in Durchlaßrichtung vorgespannt. Wenn angenommen wird, daß eine gute Karte abgetastet wird und daß die Sägezahnausgangsspannung des Integrators niemals auf den Pegel der Bezugsspannung des Vergleichers 24 abfällt, leitet der Transistor 74 der bistabilen Kippschaltung 25 bei der Ankunft der Abschneidelinie 22 am Abtastbereich. Zu diesem Zeitpunkt wird der Impuls von der photoelektrischen Vorrichtung 26 aus an die Diode 80 angelegt, um den Zustand der bistabilen Kippschaltung 25 abzufühlen, und weil die Diode 75 in Durchlaßrichtung leitet, erscheint der Abfühlimpuls nicht am Lastwiderstand 81 im Kollektorkreis des Transistors 77. Tatsächlich ist der Abfühlimpuls blockiert, und das zeigt eine gute Karte an. Wenn dagegen eine schlechte Karte abgefühlt wird und die Integratorausgangsspannung nicht auf den Pegel der Bezugsspannung des Vergleichers 23 abfällt oder nach Erreichen dieses Pegels weiterhin auf oder unter die Bezugsspannung des Vergleichers 24 sinkt, bevor die Abtastung des Kartenbereichs abgeschlossen ist, werden der Transistor 74 aus- und der Transistor 73 eingeschaltet, wenn der Impuls von der photoelektrischen Vorrichtung 26 ankommt. Unter diesen Umständen ist die Diode 75 nichtleitend, und der Abfühlimpuls gelangt zu einer geeigneten Auswertvorrichtung, die den Zweck hat, die schlechten Karten abzuweisen.

Der Impuls von der photoelektrischen Vorrichtung 26 wird außerdem benutzt, um die bistabile Kippschaltung 25 in seinen »Schlecht«~Zustand zurückzustellen, in dem der Transistor 73 leitend und der Transistor 74 abgeschaltet sind. Das geschieht durch eine Verzögerungsschaltung 85, die einen P-N-P-Transistor 86 umfaßt, dessen Basis über einen Kondensator 87 mit der gemeinsamen Klemme der Diode 80 und der photoelektrischen Vorrichtung 26 verbunden ist. Die gemeinsame Klemme der Basis des Transistors 86 und des Kondensators 87 ist über einen Vorspannungswiderstand 88 an die Spannungsquelle 40 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 86 ist über einen relativ kleinen Widerstand 89 mit der Spannungsquelle 40 und direkt über den Widerstand 90 mit der gemeinsamen Klemme zwischen der Basis des Transistors 73 und der Transformatorwicklung 60 c verbunden. Die Verzögerungsschaltung 85 bewirkt eine ausreichende Verzögerung vor der Anlegung des Rückstellimpulses an die bistabile Kippschaltung 25, um es diesem zu gestatten, den Abfühlimpuls weiterzuleiten, bevor er in den »Sehlecht«-Zustand zurückgestellt wird. Die Wirkung der Verzögerungsschaltung 85 besteht darin, daß sie die Hinterfianke des an den Kondensator 87 angelegten Impulses differenziert.

Wie schon beschrieben, steuert die Einstellung des Potentiometers 37 das Verhältnis des an den Integratorkondensator 42 angelegten Aufladungsstroms zu der vom Verstärker 20 erlangten Signalspannung.

Dies kann manuell erreicht werden, indem die Ausgangsspannung des Integrators 21 über einen Spitzenspannungsmesser 92 (Fig. 1) an ein Meßgerät 93 mit Nullpunkt in der Skalenmitte angelegt wird. Zur Ein-

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Stellzeit beobachtet die Bedienungsperson die ersten von der Druckpresse erzeugten neuen Karten, und wenn eine als gut anzusehende Karte geliefert wird, wird das Potentiometer 37 eingestellt, bis auf dem Meßgerät 93 der Stand Null erreicht ist. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des Potentiometers 37 durch die Anlegung des Ausgangssignals aus dem Spitzenspannungsmesser 92 an eine Servosteuerung 94, die ihrerseits einen Gleichstrommotor 95 mit Dauermagnetfeld steuert, welcher an den Schleifer des Potentiometers 37 über ein entsprechendes Untersetzungsgetriebe angeschlossen ist. Wenn zur Einstellzeit die Druckpresse anfängt, gute Karten zu liefern, braucht die Bedienungsperson nur einen Schalter (nicht gezeigt) zu schließen, der die Servosteuerung 94 mit ig dem Spitzenspannungsmesser 92 verbindet. Während der normalen Operation liefert der Spannungsmesser 93 eine Sichtanzeige für die Druckqualität. Wenn die auf die Karten aufgebrachte Druckfarbstoffmenge abzuweichen beginnt, weicht die an den Spannungsmesser 93 angelegte Spannung entsprechend ab, und dies zeigt sich im Stand des Meßgeräts. Eine einzelne schlecht bedruckte Karte führt zwar zu einem entsprechenden Abweisungssignal aus der Koinzidenzschaltung 27, aber die Tatsache, daß eine einzelne schlechte Karte abgetastet worden ist, wird auf dem Meßgerät 93 nicht angezeigt.

Während das hier gezeigte und beschriebene System einen Ausgangsimpuls immer dann zu einer Auswertvorrichtung sendet, wenn eine schlechte Karte abgetastet worden ist, und das Fehlen eines Impulses eine gute Karte anzeigt, ist die Anordnung bis zu den Vergleichern gegen Ausfälle gesichert. Das heißt, im Falle eines Versagens in der Schaltung vor den Vergleichern wird das »Schlechte Karte«-Signal der Auswertvorrichtung zugeführt. Nach Wunsch kann das ganze System dadurch gegen Versagen gesichert werden, daß ein Ausgangsimpuls in dem Kollektorkreis des Transistors 77 geliefert wird, wenn gute Karten abgetastet werden, und daß das Fehlen eines Impulses das Auftreten einer schlechten Karte anzeigt. Das geschieht durch Unterbrechen der Verbindung zwischen der Diode 75 und der gemeinsamen Klemme des Kollektors des Transistors 74 mit seinem Lastwiderstand 76 und Verbinden dieser Klemme der Diode 75 mit dem Kollektor des Transistors 73 an dessen Verbindung mit seinem Lastwiderstand.

In dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel funktioniert die Rückstellstufe des Integrators als Schalter, der sich zum parallel geschalteten Kondensator 42 schließt, wenn der Impuls von der photoelektrischen Vorrichtung 26 empfangen wird, wodurch der Kondensator 42 schnell entladen wird. Es können natürlich auch andere Anordnungen zum Zurückstellen des Integrators benutzt werden, wenn andere Wirkungen gewünscht werden.

Claims (6)

Patentansprüche ·

1. Optische Prüfeinrichtung zur Qualitätskontrolle des Aufdruckes auf Aufzeichnungsträger mit einer Einrichtung zum Vergleich für die von der optischen Abtastvorrichtung gelieferten Impulse mit Normalspannungen, und bei der die Abtastung durch ein feststehendes schmales Lichtband bei kontinuierlich bewegten Aufzeichnungsträgern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Photozelle (14) gelieferten Impulse in einem Integrator (21) über einen Kartenbereich integriert werden und die Integrierspannung über einen Minimum-Vergleicher (23) und einen Maximum-Vergleicher (24) eine bistabile Kippschaltung (25) einstellen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das schmale Lichtband (15) und die Photozelle (14) über die gesamte Breite des Aufzeichnungsträgers (11) erstrecken.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungen für die Minimum- und Maximum-Vergleicher (23, 24) einstellbar sind.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Integrator (21) und den Vergleichern (23, 24) ein Zwischenspeicher (28) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein Einstellglied (37) zur Einstellung der Aufladegeschwindigkeit eines Speicherkondensators (42) im Zwischenspeicher (28) für die vom Integrator (21) gelieferten Impulse.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung mit Licht entweder im Wellenlängenbereich zwischen 0,7 und 1,0 μ oder im Wellenlängenbereich zwischen 0,4 und 0,6 μ erfolgt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 646 658; österreichische Patentschrift Nr. 122 267; britische Patentschriften Nr. 741687, 748 204; USA.-Patentschrift Nr. 2731621.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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