CN1041563A - 胶印机多色印刷装置印刷质量的监测方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不用颜色控制条纹的胶印机多色印刷装置印刷质量的监测方法及设备，它可测出光栅印刷设备原色光栅点的色层厚度，与此同时，它还可在给定的被测部分上对被印的原色部分进行给色监测。借助一个具有颜色选择性的传感器的照相装置，可由被测部分产生在红、绿和蓝色光谱范围内的分光图象，用图象处理系统的图象分析方法把分光图象进行处理，便可在测量灰值后测定单个原色彩色光栅点的色层厚度。

Description

本发明涉及与原色印刷部分质量测定有关的胶印机多色光栅印刷装置印刷质量的监测方法及设备，为了在偏离额定值时能进行给色变换，本发明所选被测部分的面积较小。

印刷质量的判断和给色调整，在一般情况下可通过用显象密度计测定控制条纹的办法来实现。这种测定方法可采用静态用显象密度计进行离机操作，也可借助机动显象密度计进行联机操作。这种做法的缺点是，必须同时印刷颜色控制条纹，从尺寸规格方面来看它往往不大可能实现，而且这样做也意味着要消耗更多的材料。在专利文件EP-0142469，EP-0142470和EP-0143744中，描述了一种没有用颜色控制条纹的胶印机颜色调整和印刷质量判定的方法及设备。在这些文件中，印刷曲线部分（Druckbogen）被分成从0.5×0.5m²到20×20m²大小的图象元，并在每个图象元内用光电方法在4个光谱范围（红外区对黑色、红区对青兰色、绿区对绛红色、棕区对黄色）上对亮度进行测量。然后借助已知的换算公式将亮度值换算成原色的表面复盖层。通过比较实际表面复盖层和标准曲线（OK-Bogen）的表面复盖层或被测EP板面的表面复盖层，便可导出给色控制信号。为此就每种印色而言，要给每个图象元一个重量因数（它表明可靠性），有了这个因数就可在这个图象元内确定这种颜色的表面复盖层。这种方法的缺点是，它只测量了产生控制信号的表面复盖层，而实际上不明显地假定了所有的颜色像素都具有恒定的颜色层厚。但众所周知的是，在给色有变动的情况下，不仅表面复盖层，而且颜色层厚都会受到影响，从而使表面复盖层的唯一测量结果极不精确。

本发明的目的在于改进已知的解决方案，在不使用颜色控制条纹的条件下，直接对移动曲线上的图象提高胶印机多色印刷质量的鉴定精度。

本发明的任务是提供胶印机多色印刷装置印刷质量的监测方法及设备，为了提高给色控制精度，本发明除了对颜色像素的表面复盖层进行常规的测量之外，还测量了其他一些印刷图象参数。

本发明的任务通过以下途径来解决：借助图象分析方法在光谱范围的红、绿、棕色区对数字化分色图象进行扫描，并通过估算象点的灰值（Grauwerte）（灰值表示吸收大小的度量单位）来测定纯原色的颜色层厚。为达此目的，要用一个图象光栅盖住被测部分（在这个被测部分上即可确定表面复盖层的等级），并在给定的光栅范围内产生多重光谱摄象图。光谱摄象可在具有颜色选择性的传感器区内完成。为此，在朝向物镜的方向上装了第一个束射部件，这个束射部件把从被测部分返回的光经由物镜分成两个部分，其中第一部分光用于测定表面复盖层等级而落到某个用于测量亮度的已知测色头上，而第二个束射部件内的第二部分光则落在三个装有相应的红、绿、或兰色滤光器的光发射面上，这三个发射面上均装着具有颜色选择性的传感器，传感器的输出部位与图象分析系统相连。图象光栅场的几何分辨力高于印刷光栅的几何分辨力，以致于它的光栅值是图点距离的好几倍。灰值分辨力以所要求的色层厚度的测量精度为准。根据所获得的这些多色印刷分色图象，便可借助图象分析方法来估算色层厚度。为达此目的，每次均需用第一个阈值（Schwelle）把分色图象二进制化，这个阈值代表黑色光栅点和印刷材料之间的界限。这三个有关的二进制图象彼此逻辑运算的结果使它们图象中相同象点在同样具有值“1”时，结果图中象点也恰好得到值“1”。以这种方式获得的象点含有黑色或与黑色相同的颜色复盖层。此外，与此相同的始终具有第二个较高阈值的分色图象也以这种方式二进制化，结果使它除了黑颜色的象点之外，还含有具有值“1”的原始杂色及其复盖层的象点。最后一点是，在每个具有第二个阈值的二进制图象中，所有相同的象点都得到值“0”，这些象点或者在具有第一个阈值的二进制图象的第一次逻辑运算的结果图中具有值“1”，或者在具有第二个阈值的其它两个二进制图象中具有值“1”。在这个操作之后，在具有第二个阈值的三个二进制图象中，只有与此相同的象点才具有值“1”，这些象点含有无颜色复盖层的纯原始杂色。这些象点的中间灰色调表明色层厚度的理想值。

通过实际色层厚度和标准曲线的层厚之间的比较，除了能产生由表面复盖层比较所得的给色变动信号之外，还能产生另外一些给色变动信号。

此外，在闪光照明时间与运动速度相适应时，还可以在联机情况下，在最后色印之后在移动的曲线上直接实现印刷质量的监测。

下面将描述本发明四色印刷的一个实施例，它用图象分析法测定杂色灰、绛红和黄色的色层厚度。

图1所示为多色印刷装置印刷质量监测的设备。被测部分1位于印色料带2上，可通过对亮度的光电测量来测定表面复盖层等级，测量可按公知的方式经由物镜4并借助测色头3来实现被测部分大小为2.5×2.5mm²。为了按本发明测定彩色光栅点的色层厚度，可用相同的被测部分1经由束射部件5和6，并借助具有颜色选择性的传感器区7来制造3个分色图象，束射部件6的射光面上装有相应的红、绿、兰色滤光器。设计传感器7的结果，是要让它在传感区上给出每个分光的清晰图象。

用20μm/光点的几何分辨力即可实现扫描，也就是说，这个几何分辨力大约相当于具有64灰级（Graustufen）的印刷光栅分辨力和灰值分辨力的十倍。

照明时可用一个闪光灯，它具有标准照明特性（或与此大体相似的特性，它的闪光时间为1-5μs，视印刷曲线速度2-1年m/s而定。必须在3个杂色的典型光谱吸收范围内发生滤光作用。在理想情况下，滤光器的透射特性曲线（Transmissionskurve）与杂色的吸收曲线相符。通过图象分析系统8对三个分光图象的图象进行分析处理，便可完成色层厚度的测定。图象分析系统8由16比特的微机9操纵。可以在彩色图象监视器10上看到图象处理的每个单独步骤的表演。为了能根据图象来分析色层厚度，必须首先测定与此相同的象点，这些象点仅印有棕色、绛红色或黄色，并不得有任何叠印。这些象点被称为单色象点。它们的中点灰值表明所要求的厚度估定值。为了说明标准算法规则，有必要先给出一些定义：设gb表示兰色分光所有象点的量，它的量元（Mengenelementen）Pgb为灰值。

pg_b∈〔0，1，..63〕

与此相对应，g_g表示绿色分光象点的量，而gr表示红色分光象点的量，Pg和Pgr则表示相应的灰值。在四色印刷的情况下，量g₁（1，b，g，r）由象点的16个分量（untermen-gen）构成，其中4种原色象点，6种二级色象点，4种三级色象点，1种四级色象点和印色料颜色w的象点，也就是说

g₁＝〔〔c〕，〔y〕，〔m〕，〔cy〕，〔cm〕，〔cs〕，〔ym〕，〔ys〕，〔ms〕，〔cmy〕，〔cms〕，〔yms〕，〔cys〕，〔cmys〕，〔W〕〕

举例来说，C是所有相同象点的总量，它只表示青兰色（Cyan）。此时不考虑数字化作用。在具有阈值th的灰值象点g₁数字化时，形成二进制量，

b₁＝〔pb₁（i，j）：i＝1..128，j＝1..128〕

pb₁∈〔0，〕₁∈〔b，g，r〕

此外，所有具有pb₁＝0的元（Elemeuteu）都归入分量〔w〕中，这样做后其余15个分量只包括Pb₁＝1的元。由于阈值的不同选择，这些分量会有很大的不同，也可能会空白。

最后要对以下逻辑运算进行定义：

二进制量b_k和b₁的逻辑运b_k+b₁的结果是元b_∧，它的元Pb_∧（i，j）＝1在Pb_∧（i，j）＝1和Pb₁（i，j）＝1时是准确的。

二进制量b_k和b₁的逻辑运算b_k-b₁的结果是b_∨，它的元Pb_∨（i，j）＝1在Pb_k（i，j）＝1和Pb₁（i，j）＝0时是准确的。

首先是测定相同的图点，它们属于分量

〔s^＊〕＝〔〔s〕，〔cs〕，〔ms〕，〔ys〕，〔cms〕，〔cys〕，〔mys〕，〔cmys〕〕

中的一个分量，或者说它们具有这些分量的灰值。为此要使具有阈值t_b、t_g和t_r的分色图象g_b、g_g和g_r二进制化，它们的阈值表示黑色光栅点和印色料之间的界限。

由此所得的图象是b_b、b_g和b_r。逻辑运算

b＝b_b+b_g+b_r所提供的量

b＝〔〔s^＊〕，〔cmy〕，〔cm′〕，〔cy′〕〕，

此时〔cm〕＝〔〔cm′〕，〔cm″〕〕和

〔cy〕＝〔cy′〕，〔cy″〕〕〕〕。

这意味着，青兰色和绛红色、以及青兰色和黄色的复盖层，提供了黑色范围内的部分灰值。其原因在于印色的非最优。

第二步是将重新具有阈值t_bmon、t_gmon和t_rmon的灰值图象g_i（i∈〔b，g，r〕二进制化，可得到

b′b＝〔〔y〕，〔s^＊〕，〔cmy〕，〔cy〕，〔my〕，〔cm′〕〕

b′g＝〔〔m〕，〔s^＊〕，〔cmy〕，〔my〕，〔cm〕，〔cy〕〕

b′r＝〔〔c〕，〔s^＊〕，〔cmy〕，〔cm〕，〔cy〕〕

也就是说，在每个二进制化的分色图象中，与分量br相比，只有那些未空白的分量才含有一种颜色及这种颜色的复盖层。这样一些阈值t_bmon、t_gmon和t_rmon之所以存在，是因为滤光器与这些颜色相适应的缘故。对此阈值t_bmon、t_gmon和t_rmon始终有效。因为在测定单色象点而并不是测定所有单色象点时有此目的，所以阈值始终是可选的，这会使bi（i，b，g，r）只含有上面提到的那些分量。可根据下式算出要求的单色象点的量，

C＝（b_r-b_m）-（（b_g-b_s+（b_b-b_m））＝〔c〕

M＝（b_g-b_m）-（（b_b-b_s+（b_r-b_m））＝〔m〕

Y＝（b_b-b_m）-（（b -b_s+（b_g-b_m））＝〔v〕

因为，

b_r-b_m＝〔〔c〕，〔cm″〕，〔cy″〕〕

b_g-b_m＝〔〔m〕，〔my〕，〔cm″〕〕

b_b-b_m＝〔〔y〕，〔my〕，〔cy″〕〕

可得到，

〔〔c〕，〔cm〕，〔cy″〕〕-〔〔y〕，〔m〕，〔cy″〕，〔cm″〕〕＝〔c〕＝C

〔〔m〕，〔my〕，〔cm″〕〕-〔〔y〕，〔my〕，〔cm″〕，〔cy″〕〕＝〔m〕＝M

〔〔y〕，〔my〕，〔cy″〕〕-〔〔c〕，〔m〕，〔my〕，〔cm″〕，〔cy″〕〕＝〔y〕＝Y

通过计算象点量〔c〕，〔m〕和〔y〕在所属分色图象g_r、g_g和g_b的中间灰值，可以得到要求的色层厚度的估定值。通过比较实际色层厚度和标准曲线的层厚，并利用给色变换信号发生部分11中的层厚结果值，可以得到给色变换信号12。

Claims (5)

1、胶印机多色光栅印刷装置印刷质量监测的方法，其特征在于，除了按公知方式测定表面复盖层之外，本发明还可测定被测部分上参与印刷的原色的中间彩色光栅点厚度，被测部分可以在三个光谱范围上产生数字化的分色图象，图象光栅的几何分辨力高于印刷光栅的几何分辨力，可以通过测定纯原色象点的中间灰值，由所说的分色图象来测定被测部分上所要求的中间彩色光栅点厚度。

2、如权利要求1的方法，其特征在于，通过比较实际色层厚度和标准曲线的层厚，除了能产生由比较表面复盖层所得的给定变动信号之外，还能产生另外一些给色变动信号。

3、如权利要求1的方法，其特征在于，把具有第一个阈值的三个分色图象二进制化，第一个阈值代表黑色光栅点和色料之间的界限，通过二进制图象的逻辑运算可以测定所有象点，进行逻辑运算时当相同的象点在三个进行运算的图象中都同样具有值“1”时，结果图中的图象也准确地得到值“1”，上面所说的所有象点都含有黑色或与黑色相同的颜色复盖层，然后把具有第二个较高阈值的相同分色图象也二进制化，它们除了含有黑颜色的象点之外，还含有具有值“1”的原色及其复盖层的象点，最后，在每个具有第二个阈值的二进制图象内所有相同的象点都得到值“0”，它们或者在具有第一个阈值的二进制图象的第一次逻辑运算结果图中得到值“1”，或者在具有第二个阈值的其余两个二进制图象中的一个图象中得到值“1”，总的结果是只有象点才具有值“1”，它们含有一种没有颜色复盖层的纯原色，这种纯原色的中间灰色调给出了要求的色层厚度值。

4、如权利要求1-3的方法，其特征在于，印刷质量监测可直接联机操作过程中，在移动曲线上，在上一次色印之后实现，闪光照明的时间与曲线移动速度相符。

5、实现如权利要求1-4的方法的多色光栅印刷装置印刷质量的监测设备，为了测定被测部分（1）的表面复盖层等级，它具有测量亮度的物镜（4）和测色头（3），其特征在于，它有两个束射部件，第一个束射部件（5）用来把经由物镜（4）的光线分到测色头（3）上，第二个束射部件（6）上装有3个具有靠光栅选择颜色的传感器（7），传感器上相应地装有红、绿和兰色滤光器，传感器（7）的输出端与测量纯色象点中间灰值的图象分析系统（8）相连。

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