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DE19530185A1 - Colorimeter for use in off-set printing - Google Patents

Colorimeter for use in off-set printing

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DE19530185A1
DE19530185A1 DE19530185A DE19530185A DE19530185A1 DE 19530185 A1 DE19530185 A1 DE 19530185A1 DE 19530185 A DE19530185 A DE 19530185A DE 19530185 A DE19530185 A DE 19530185A DE 19530185 A1 DE19530185 A1 DE 19530185A1
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Abstract

The colorimeter, which traverses in X- and Y-directions contains in the measurement head both a light source (1) with a polarisation filter (5) i.e. transmitter, and opto-electric converters (3,4) i.e. receivers arranged at 45 deg. to the transmitter, so that the receivers for both densitometric and spectral measured values are contained in the single head. The converter for the densitometric measurement has a polarisation filter (6) and a colour filter (7). The colorimeter can include air cleansing for cooling the lamps, cleansing the measurement head and preventing contact between the head and the paper.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Farbmessung für den Offsetdruck, wobei eine Farbmeßeinrichtung mittels eines Positioniersystems über jeden Punkt der auszumessenden Vorlage bewegt werden kann. Ziel ist es, densitometrische und spektrale Farbwerte einer Vorlage zeitoptimal, berührungsfrei und kosten­ günstig zu messen, um diese dann mit Hilfe eines Rechnersystem auszuwerten, ggf. mit Sollvorgaben zu vergleichen und zur Korrektur der Farbdosierung zu nutzen.The invention relates to a device for color measurement for offset printing, a color measurement device can be moved over every point of the template to be measured by means of a positioning system. The aim is to optimize the densitometric and spectral color values of a template in a time-efficient, contact-free and cost-effective manner cheap to measure, to then evaluate them with the help of a computer system, if necessary with target values compare and use to correct the color dosage.

Bekannt sind verschiedene Lösungen, bei denen X- oder X- und Y-Positioniersysteme mit Densitometern bestückt werden. Diese Lösungen ermöglichen aber keine Aussagen über den spektralen Verlauf an der Meßstelle, der besonders im Zusammendruck bei der "Im-Bild-Messung" wichtig ist.Various solutions are known in which X or X and Y positioning systems with densitometers are known be equipped. However, these solutions do not allow any statements about the spectral course at the Measuring point, which is particularly important when printing together in the "in-picture measurement".

Weiterhin ist eine Lösung nach Gebrauchsmuster G 88 16 978.2 bekannt, bei der an einer, eine auszumessende Vorlage überspannenden Brücke eine Farbmeßeinrichtung beweglich angeordnet ist, wobei die Farbmeß­ einrichtung einen Dreifarben-Simultanmeßkopf für die densitometrische Messung, und einen weiteren Dreifarben-Simultanmeßkopf für die farbmetrische Messung umfaßt. Diese Lösung erlaubt aber noch keine spektrale Meßwertgewinnung und damit auch keine, für alle Lichtverhältnisse gleiche und eindeutige Zuordnung der Farben der Meßstellen.Furthermore, a solution according to utility model G 88 16 978.2 is known, in which one has to be measured Template spanning bridge a color measuring device is movably arranged, the color measuring a three-color simultaneous measuring head for densitometric measurement, and another Simultaneous three-color measuring head for colorimetric measurement. However, this solution does not yet allow spectral acquisition of measured values and thus also none, the same and unambiguous for all lighting conditions Assignment of the colors of the measuring points.

Im Gebrauchsmuster G 94 08 442.4 wird vorgeschlagen, ein X-Y-Positioniersystem mit sowohl einem Dreifarben-Simultanmeßkof für die densitometrische Messung, als auch mit einem Spektralmeßkopf für die spektrale Messung zu bestücken, um zeitoptimal densitometrische Werte und Spektralverläufe zu gewinnen. Nachteilig ist dabei der erhöhte Platzbedarf der beiden Meßköpfe nebeneinander, und die damit verbundene Reduzierung des Verfahrweges des Positioniersystems. Außerdem benötigen der Spektralmeßkopf und der Densitometermeßkopf baugleiche Teile, deren gemeinsame Nutzung aus Aufwandsgründen sinnvoll ist. Ein weiteres Problem bei allen Vorrichtungen zur Farbmessung im Offsetdruck stellt die berührungsfreie, planparallele und höhenkonstante Messung der Farbwerte auf dem druckfrischen Bogen dar. Bekannt sind Lösungen, mittels Luftpolster Densitometer in konstantem Abstand zur Meßfläche zu halten. Sie wurden u. a. in dem Patent D 260 032 A1 beschrieben bzw. auch von Firmen wie Cosar, Grafometronic oder Tobias realisiert. Dabei sind um den äußeren Rand des Densitometerkopfes viele, gleichmäßig verteilte druckluftzuführende Bohrungen angeordnet, die einen flächigen Überdruck in dem Bereich um den Densitometerkopf erzeugen. Ein Überdruck direkt an der Meßöffnung entsteht nicht, so daß bei der Messung des Bogenrandes auf einem Stapel der Überdruck im Randbereich zusammenbricht und Abschmierfreiheit nicht gewährleistet werden kann.Utility model G 94 08 442.4 proposes an X-Y positioning system with both Three-color simultaneous measuring head for the densitometric measurement, as well as with a spectral measuring head for the to equip spectral measurement in order to obtain time-optimal densitometric values and spectral profiles. The disadvantage here is the increased space requirement of the two measuring heads next to each other, and the associated Reduction of the travel of the positioning system. In addition, the spectral measuring head and the Densitometer measuring head identical parts, the common use of which makes sense for reasons of effort. Another problem with all devices for color measurement in offset printing is the non-contact, plane-parallel and height-constant measurement of the color values on the freshly printed sheet. Solutions are known for keeping air densitometers at a constant distance from the measuring surface. They were u. a. described in patent D 260 032 A1 or by companies such as Cosar, Grafometronic or Tobias realized. There are many, evenly distributed around the outer edge of the densitometer head Compressed air supply bores arranged, which create a flat overpressure in the area around the Generate densitometer head. There is no overpressure directly at the measuring opening, so that during the measurement of the sheet edge on a stack the excess pressure in the edge area breaks down and there is no smearing cannot be guaranteed.

Um geringfügige Unebenheiten der Meßfläche auszugleichen wird im Patent DD 2 60 032 A1 vorgeschlagen, den gesamten Densitometermeßkopf gelenkig auszubilden.In order to compensate for slight unevenness in the measuring surface, patent DD 2 60 032 A1 proposes to design the entire densitometer measuring head in an articulated manner.

Im Ausführungsbeispiel ist dazu ein Bolzen angegeben, der den Densitometerkopf um den Bolzenmittelpunkt kippbar macht. Es entsteht aber dadurch ein Nachteil, weil sich mit der Kippung des gesamten Densitometerkopfes auch der Meßpunkt kippt, d. h. je nach Welligkeit der Meßfläche wird in Abhängigkeit vom Kippwinkel und der Lage des Gelenkpunktes ein, um einen bestimmten Betrag versetzter Meßpunkt ausgemessen, was sowohl bei der Messung der Druckkontrollstreifen, insbesondere aber bei der "Im-Bild- Messung" zu Meßfehlern führen kann. Nachteilig ist auch, daß mit dieser Kipp- bzw. Schaukelbewegung des massebehafteten Densitometers Schwingungen entstehen können, die nur mit erhöhtem Aufwand oder reduzierter Verfahrgeschwindigkeit zu kompensieren sind.In the exemplary embodiment, a bolt is specified for this purpose, which moves the densitometer head around the center of the bolt makes it tiltable. However, this creates a disadvantage because with the tilting of the whole Densitometer head also tilts the measuring point, d. H. depending on the ripple of the measuring surface from the tilt angle and the position of the articulation point by a certain amount offset measuring point measured what both in the measurement of the print control strips, but especially in the "in-picture" Measurement "can lead to measurement errors. Another disadvantage is that with this tilting or rocking movement of the Massive densitometer vibrations can only occur with increased effort or reduced travel speed must be compensated.

Ausgehend vom Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen kombinierten, kostengünstigen, berührungsfreien, planparallelen und abstandskonstanten Meßkopf in Verbindung mit einem X-Y- Positioniersystem zu schaffen, der zeitoptimal sowohl densitometrische Werte,vorzugsweise für die Messung im Kontrollstreifen, als auch Spektralverläufe, vorzugsweise für die "Im-Bild-Messung", liefert. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe nach Fig. 1 dadurch gelöst, daß in einem Meßkopf die Lichtquellen (1), d. h. die Sender und die dazu im Winkel von 45° stehenden opto-elektrischen Wandler (3, 4), d. h. die Empfänger, sowohl für die Bestimmung der densitometrischen, als auch der spektralen Meßwerte enthalten sind.Starting from the prior art, it is an object of the invention to provide a combined, inexpensive, non-contact, plane-parallel and distance-constant measuring head in connection with an XY positioning system, which time-optimally both densitometric values, preferably for the measurement in the control strip, and spectral profiles, preferably for the "in-picture measurement". According to the invention, the object according to FIG. 1 is achieved in that the light sources ( 1 ), ie the transmitters and the opto-electrical converters ( 3 , 4 ), ie the receivers, that are at an angle of 45 °, ie the receivers, in a measuring head for both Determination of the densitometric as well as the spectral measured values are included.

Der Strahlengang der Lichtquelle (1) enthält ein Polarisationsfilter (5), und in den Strahlengängen des remittierten Lichtes sind vor den opto-elektrischen Wandlern für die densitometrische Messung (3) je ein Polarisationsfilter (6) und ein entsprechend der auszumessenden Farbe (Cyan, Magenta, Yellow) ausgewählter Farbfilter (7) angeordnet. Die Polarisationsfilter (6) vor den opto-elektrischen Wandlern für die densitometrische Messung vermeiden unterschiedliches Glanz- bzw. Reflexionsverhalten, und damit unterschiedliche Meßwerte von Naß- und Trockenfarben.The beam path of the light source ( 1 ) contains a polarization filter ( 5 ), and in each of the beam paths of the remitted light there is a polarization filter ( 6 ) and one corresponding to the color to be measured (cyan, 6 ) for the densitometric measurement ( 3 ). Magenta, Yellow) selected color filter ( 7 ) arranged. The polarization filters ( 6 ) in front of the opto-electrical converters for the densitometric measurement avoid different gloss or reflection behavior, and thus different measured values of wet and dry colors.

Weiterhin wird vorgeschlagen, den Lichtschacht der Lichtquellen (1) als Blasluftleitung zu nutzen, so daß die Blasluft an der Meßöffnung (8) auf die Meßfläche (2) auftrifft und dann sternförmig zwischen der Düsenaus­ strömfläche (9) des Meßkopfes und der Meßfläche (2) ausströmt. Der Blasstrahl hat Verbindungskanäle zur Lichtquelle und den opto-elektrischen Wandlern. Er dient einerseits zur Kühlung der, infolge der Polfilter erforderlichen leistungsstarken Lichtquelle, bzw. zur Reinigung des gesamten optischen Systems. Andererseits ermöglicht der Blasstrahl ein berührungsfreies Messen auf druckfrischen Bogen, und er hält den Abstand zwischen der Ausströmfläche (9) des Sensors und der Meßfläche (2) selbstregelnd konstant. Verringert sich dieser Abstand, wird der Staudruck des Blasstrahls größer und bewirkt ein Anheben des vertikal beweglichen Meßkopfes entgegen der Gewichtskraft. Bei Vergrößerung des Abstandes tritt infolge der Vergrößerung der zylindrischen Strömungsquerschnitte von der Meßöffnung zum Rand der Ausströmfläche nach dem aerodyna­ mischen Paradoxon eine Saugkraft auf, die gemeinsam mit der Gewichtkraft des Meßkopfes den Abstand zwischen der Ausströmfläche und der Meßfläche verringert und den Bogen selbsttätig planparallel ansaugt. Um den Staudruckbereich um die Meßöffnung zu vergrößern, ist in diesem Bereich eine, zur Ausströmfläche (9) leicht zurückgesetzte Kreisringfläche (10) angeordnet.It is also proposed to use the light shaft of the light sources ( 1 ) as a blown air line so that the blown air strikes the measuring surface ( 2 ) at the measuring opening ( 8 ) and then in a star shape between the nozzle surface ( 9 ) of the measuring head and the measuring surface ( 2 ) flows out. The blowing jet has connecting channels to the light source and the opto-electrical converters. On the one hand, it serves to cool the powerful light source required as a result of the polarizing filter, or to clean the entire optical system. On the other hand, the blowing jet enables contact-free measurement on freshly printed sheets and it keeps the distance between the outflow surface ( 9 ) of the sensor and the measuring surface ( 2 ) self-regulating constant. If this distance decreases, the dynamic pressure of the blow jet increases and causes the vertically movable measuring head to be raised against the weight. When increasing the distance occurs as a result of the enlargement of the cylindrical flow cross-sections from the measuring opening to the edge of the outflow surface after the aerodynamic mixing paradox, a suction force which, together with the weight of the measuring head, reduces the distance between the outflow surface and the measurement surface and automatically sucks the arc plane-parallel. In order to enlarge the dynamic pressure area around the measuring opening, an annular surface ( 10 ) slightly set back from the outflow surface ( 9 ) is arranged in this area.

Die vorgeschlagene Lösung erzielt die größte Kraftwirkung direkt im Bereich der Meßöffnung, so daß auch mehrere, übereinandergestapelte Bogen fast bis zum Bogenrand ausgemessen werden können, ohne daß das Luftposter am Stapelkantenrand zusammenbricht und damit Berührung auftritt.The proposed solution achieves the greatest force effect directly in the area of the measuring opening, so that too several, stacked sheets can be measured almost to the edge of the sheet without the air poster at the edge of the stack collapses and touch occurs.

Außerdem erhöht diese Lösung aufgrund der Kühlwirkung im Lichtschacht die Lebensdauer der Lichtquelle, bzw. mit der Reinigung des optischen Systems wird insgesamt eine größere Zuverlässigkeit des Meßsystems erreicht.In addition, this solution increases the life of the light source due to the cooling effect in the light well, or with the cleaning of the optical system, the overall reliability of the measuring system becomes greater reached.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The invention is described in more detail below using an exemplary embodiment.

In den Zeichnungen zeigenShow in the drawings

Fig. 1 Meßkopfaufbau, Fig. 1 Meßkopfaufbau,

Fig. 2 Positioniersystem. Fig. 2 positioning system.

Der an die Anschläge (12) gelegte und fixierte Bogen (13) soll mit Hilfe des in Fig. 2 dargestellten Positioniersystems mit dem Meßkopf (14) ausgemessen werden, wobei die Meßergebnisse Aussagen über die Farbdosierung in der Druckmaschine erlauben.The sheet ( 13 ) placed and fixed on the stops ( 12 ) is to be measured with the measuring head ( 14 ) with the aid of the positioning system shown in FIG. 2, the measurement results permitting statements about the ink metering in the printing press.

Das Positioniersystem besteht aus einem u-förmigen, nach vorn offenen Rahmen. Über die in dem Querbalken (15) angeordnete und mit dem Schrittmotor angetriebene Antriebswelle werden die Schlitten (16) der Längsführungen (17) mittels Zahnriemen synchron bewegt. Die mit Kugelumlaufbuchsen ausgerüsteten Schlitten (16) laufen auf gehärteten Präzisionsstahlwellen und tragen die Querführung (18). Die Querführung (18) enthält einen in X-Richtung beweglichen, auch mit Kugelumlaufhülsen ausgerüsteten und auf Stahlwellen laufenden Schlitten (19), der seinen Antrieb ebenfalls mittels Zahnriemen übertragen, durch den in der Querführung fixierten Schrittmotor erhält. Am Schlitten (19) der Querführung sind die Antriebselemente der Z-Richtung befestigt. Sie bestehen im Ausführungsbeispiel aus dem Antriebsmotor mit Exzenterhebel und einer Rollführung (20), mit einem festen, am Schlitten (19) fixierten Führungsteil, und einem beweglichen, mit dem Meßkopf (14) bestückten Führungsteil. Der Antriebsmotor bewegt den Meßkopf (14) über einen Exzenterhebel, Mitnehmer und die Rollführung (20) zum oberen Totpunkt (Meßkopf angehoben), bzw. senkt ihn vertikal auf die Meßfläche (Meßkopf aufgesetzt). Der Meßkopf (14) stellt einen kombinierten Sensor dar, welcher sowohl densitometrische Werte, vorzugsweise für die Messung im Kontrollstreifen, als auch Spektralverläufe, vor­ zugsweise für die "Im-Bild-Messung", liefert. Dies wird nach Fig. 1 mit einer Lichtquelle (1) realisiert, deren Strahlengang normal zur Meßfläche (2) steht, wobei die Strahlen des remittierten Lichtes unter 45° von den, kreisringförmig um die Lichtquelle (1) angeordneten opto-elektrischen Wandlern für die densitometrische Messung (3) und für die spektrale Messung (4) empfangen werden. Beim Aufsetzen des Meßkopfes auf die Meßfläche (2) erfolgt keine Berührung, da die Blasluft des aus dem Lichtschacht des Meßkopfes austretenden Strahles diese Berührung verhindert. Die im Meßkopf (14) gewonnen Meßergebnisse werden über die, in den Führungen integrierten Kabel zum Rechner (11) geleitet, mit dessen Hilfe danach die Auswertung erfolgt, und ggf. auch erforderliche Änderungshinweise bzgl. Farbdosierung in der Druckmaschine gegeben werden.The positioning system consists of a U-shaped frame that is open towards the front. The slides ( 16 ) of the longitudinal guides ( 17 ) are moved synchronously by means of toothed belts via the drive shaft arranged in the crossbar ( 15 ) and driven by the stepping motor. The slides ( 16 ) equipped with recirculating ball bushings run on hardened precision steel shafts and carry the transverse guide ( 18 ). The transverse guide ( 18 ) contains a carriage ( 19 ) which is movable in the X direction and also equipped with recirculating ball sleeves and runs on steel shafts and which is also driven by toothed belts, through the stepper motor fixed in the transverse guide. The drive elements of the Z direction are attached to the slide ( 19 ) of the transverse guide. In the exemplary embodiment, they consist of the drive motor with an eccentric lever and a roller guide ( 20 ), with a fixed guide part fixed to the slide ( 19 ), and a movable guide part equipped with the measuring head ( 14 ). The drive motor moves the measuring head ( 14 ) via an eccentric lever, driver and the roller guide ( 20 ) to top dead center (measuring head raised) or lowers it vertically onto the measuring surface (measuring head attached). The measuring head ( 14 ) represents a combined sensor which provides both densitometric values, preferably for the measurement in the control strip, and spectral profiles, preferably for the "in-image measurement". This is realized according to Fig. 1 with a light source (1) whose beam path is normal to the measurement surface (2), wherein the rays of the reflected light at 45 °, circularly arranged from the the light source (1) opto-electric transducers for the densitometric measurement ( 3 ) and for the spectral measurement ( 4 ) are received. When the measuring head is placed on the measuring surface ( 2 ) there is no contact, since the blowing air of the jet emerging from the light shaft of the measuring head prevents this contact. The measurement results obtained in the measuring head ( 14 ) are routed to the computer ( 11 ) via the cables integrated in the guides, with the aid of which the evaluation is then carried out and, if necessary, any necessary change instructions regarding ink metering are given in the printing press.

BezugszeichenlisteReference list

1 Lichtquelle
2 Meßfläche
3 opto-elektr. Wandler für die densitometrische Messung
4 opto-elektr. Wandler für die spektrale Messung
5 Polarisationsfilter im Strahlengang der Lichtquelle
6 Polarisationsfilter im Strahlengang der opto-elektrischen Wandler für die densitometrische Messung
7 Farbfilter
8 Meßöffnung
9 Düsenausströmfläche
10 Kreisringfläche
11 Rechner
12 Anschläge
13 Meßbogen
14 Meßkopf
15 Querbalken
16 Schlitten der Längsführung
17 Längsführung
18 Querführung
19 Schlitten der Querführung
20 Rollführung
1 light source
2 measuring surface
3 opto-electr. Densitometric measurement transducer
4 opto-electr. Spectral measurement transducer
5 polarization filters in the beam path of the light source
6 polarization filters in the beam path of the opto-electrical converters for densitometric measurement
7 color filters
8 measuring opening
9 nozzle outflow surface
10 circular surface
11 computers
12 stops
13 measuring sheet
14 measuring head
15 crossbars
16 slides of the longitudinal guide
17 longitudinal guidance
18 lateral guidance
19 cross slide
20 roller guide

Claims (3)

1. Farbmeßeinrichtung für den Offsetdruck, die in X- und/oder Y- und/oder Z-Richtung beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Meßkopf die Lichtquellen (1), d. h. Sender und die dazu im Winkel von 45° stehenden opto-elektrischen Wandler (3, 4), d. h. Empfänger sowohl für die Bestimmung der densitometrischen, als auch der spektralen Meßwerte enthalten sind.1. Color measuring device for offset printing, which is movable in the X and / or Y and / or Z direction, characterized in that in the measuring head, the light sources ( 1 ), ie transmitter and the opto at 45 ° to it -Electrical converter ( 3 , 4 ), ie receiver for the determination of both the densitometric and the spectral measured values are included. 2. Farbmeßeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Lichtschacht der Lichtquellen Blasluft auf die Meßfläche (2) trifft, die sternförmig zwischen der Meßfläche und der Düsenausströmfläche (9) ausströmt, um die Lampen zu kühlen, das optische System zu reinigen und eine Berührungsfreiheit des Meßkopfes auf dem Bogen zu gewährleisten2. Color measuring device according to claim 1, characterized in that from the light shaft of the light sources blowing air strikes the measuring surface ( 2 ), which flows out in a star shape between the measuring surface and the nozzle outflow surface ( 9 ) in order to cool the lamps, to clean the optical system and To ensure that the measuring head does not touch the sheet 3. Farbmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, daß um den Bereich der Meßöffnung eine, im Vergleich zur Düsenausströmfläche (9) leicht zurückgesetzte, Kreisringfläche (10) angeordnet ist, um den Staudruckbereich zu vergrößern.3. Color measuring device according to claim 1 to 2, characterized in that a, in comparison to the nozzle outflow surface ( 9 ) slightly recessed, annular surface ( 10 ) is arranged around the area of the measuring opening in order to enlarge the dynamic pressure range.
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