CN1165091A - 半色调印刷方法及实现该方法的印刷机 - Google Patents

Abstract

本发明的半色调印刷方法步骤为：至少准备一个具有至少两个区域(4)的半色调印刷模版(1)，所述区域有均匀一致的模版开口结构，各区域的开口结构不同；用这种模版进行样品印刷，形成对应于各区域的印刷图象(12)；将各印刷图象的光学数据与各期望值进行比较；再次调整印刷参数，使下次印刷的光学数据接近相应的期望值。最好提供一光学测量装置(13)，用于测量所述光学数据，和一控制装置，用于改变的印刷参数。

Description

半色调印刷方法及实现该方法的印刷机

本发明涉及一种半色调印刷方法，包括以下步骤：至少准备一个具有至少两个区域的半色调印刷模版，所述区域带有均匀一致的模版开口结构，但区域与区域之间的开口结构不同，使用这种半色调印刷模版进行样品印刷，以形成对应于各区域的印刷图象，将各印刷图象的光学数据与各期望值进行比较，如果适合，则以这样的方式再次调整印刷参数，即让下一次印刷中的光学数据接近相应的期望值；和一种轮转丝网印刷机，包括：一支撑和驱动装置，用于支撑和转动至少一个半色调轮转印刷模版，一卷筒薄材用的垫板，借助于半色调轮转印刷模版可在该卷筒薄材上生产半色调印刷品，一光学测量装置，用于在半色调印刷品的前述区域内测量光学数据，和一控制装置，用于改变作为所测光学数据的函数的印刷参数。

用于纺织品印刷的模版是公知的，在这种印刷中，一块一块的单位面积上施加有不同的颜料量，所述面积包含于所印制的(半色调印刷)图案中。这些模版可以是平模版或轮转印刷模版。这些模版还可以是丝网印刷模版、柔性版印刷模版、凹版印刷模版等。它们的共同之处在于，在不同的模版区域中具有均匀一致的模版开口结构，但区域与区域之间的开口结构不同。在采用丝网印刷模版的情况下，在不同的模版区域内，涂有覆层漆的丝网的丝网开口被不同程度地覆盖或暴露，以在各区域获得不同的渗透度。但是，也可从一开始就将丝网制成在不同区域内有不同的丝网开口。对于上述柔性模版或者凹版模版来说，这也是实用的，但是其中并没有通孔。这里，术语丝网开口结构指的是所述模版表面的凹坑。

作为实例，下面将详细说明轮转丝网印刷模版的制造过程。这里，可以使用空心滚筒型圆丝网，所述丝网上涂覆有一层漆并且封闭，该丝网还可借助激光去除涂漆层，以在整个区域或部分区域上敞开。如果涂漆层是可聚合的，则也可用激光逐点地使涂漆层曝光，以使该涂漆层固化。接着可进行显影工序去除涂漆层的非曝光区域。但是，也可一方面通过去除涂漆层、或另一方面通过对涂漆层进行曝光和显影来产生图案，所述图案由位于镍制涂漆滚筒(空心滚筒)上的大量不同尺寸的小(例如六边形)丝网点组成。在任一种情况下，可沿着例如非常接近的螺旋线用激光束扫描丝网表面或空心滚筒表面，并使激光以脉冲形式输出。在采用空心滚筒圆丝网的情况下，可从丝网滚筒上去除漆而形成小开口，并且不一致的穿孔涂漆结构会覆盖在均匀一致的穿孔丝网上。用这种方法制成的模版可直接用于印刷。在所述其它情况下，对于空心滚筒的完全封闭的覆层，可借助激光束用上述方法制成包括有大量小间隔点的涂漆结构或模版开口结构。这些点被制成不同尺寸，以区别各图案区域，并且，用这种方法形成的滚筒受到另外的电镀处理而镀上一层镍。在这种情况下，镍沉积在空心滚筒金属表层的曝光点上，而在那些仍留有涂漆点的点处，在镍涂层上形成了孔。在该电镀处理过程中，形成了带有开口的套筒即电镀模版，所述开口依据图案而分布并在不同的图案区域内有不同的直径，因为在后面的印刷过程中要有不等量的油墨通过各图案区域。

在采用涂漆模版的情况下，借助于雕刻激光束不等长的开闭时间来形成模版区域不同的渗透度。

上述形式的模版也可通过将液体喷射到模版基础滚筒上来制造。在这种情况下，模版区域的不同渗透度是借助于所用喷射喷嘴不等长的开闭时间而形成的。例如，可用这种方法并以适当方式用覆层漆涂覆一均匀一致的穿孔的丝网，从而在每一种情况下立即获得带有不同渗透度的不同区域。相应地，这也适用于为使用电镀方法制作相应丝网而喷射到支撑体封闭表面上的涂漆层。在采用丝网的情况下，也可将不透明液体喷射到可聚合的覆层上以形成图案，之后再进行大面积曝光。在未涂覆的区域固化之后，将进行显影工序。

但是，这里出现的一个困难是，许多用于雕刻机或激光雕刻机和印刷机上的操作参数设置都要留给检验员、雕刻技术工人或印刷工，结果是，刚好在半色调印刷区域内使半色调印刷品的亮度分布产生非故意性的严重偏差。这样，即使以标称的正确开口关系、也就是标称的正确渗透性关系即渗透度雕刻半色调模版，非故意性地错误设置印刷机或某一印刷设备仍会带来这样的结果，即以错误的密度施加了一些油墨。

在彩色印刷的情况下，这尤其会立即引起再现色彩的明显偏差，这就意味着完全错误地再现色彩，而这些色彩的正确再现实际上取决于精确保持各原色的用量关系。

本发明的目的是提供一种半色调印刷方法，利用该方法，可以更精确或使色彩更逼真地进行半色调印刷。另外，本发明的目的是提供一种适于实现该半色调印刷方法的印刷机。

依据本发明所述的一种半色调印刷方法包括以下步骤：

-至少准备一个具有至少两个区域的半色调印刷模版，所述区域带有均匀一致的模版开口结构，但区域与区域之间的开口结构不同；

-使用这种半色调印刷模版进行样品印刷，以形成对应于各区域的印刷图象；

-将各印刷图象的光学数据与各期望值进行比较；如果适合，则进行下一步骤，即

-以这样的方式再次调整印刷参数，即让下一次印刷中的光学数据接近相应的期望值。

模版开口结构可以是这样的，即其中已存在的丝网开口可由其上的涂漆层在更大或更小的范围内加以覆盖。但是，该模版开口结构也可以就是在每一情况下、在所述区域内的尺寸不同的丝网开口。最后，模版开口结构应理解为包括这样的凹槽或凹坑，即它们位于凹版或柔性版印版的表面上。

可以靠印刷工的视觉对所述各印刷图象的光学数据与各期望值进行比较。这可以简单地通过将它放置在具有正确光学数据的比较图案上来进行。但是，为了进行这样的比较，必须使印刷机停止工作。

最好用色彩值和/或彩色亮度作为光学数据。即使是在视觉比较的情况下，它们也非常容易测量和评估。

依据本发明的改进方面，各印刷图象的光学数据也可用电子测量方法得到，而光学数据与相应的期望值的比较和对印刷参数的再次调整也可以自动进行。这可以不中断印刷机的工作，从而更快捷地开始印刷。

从原理上讲，可以使用待印的半色调图案内的区域进行所述比较，所述区域的形成方式已经公知或已如上文所述。这样，用于测量各区域内印刷图象的光学数据的光学测量装置必须要移进这些区域。

依据本发明的改进方面，所述区域应位于半色调印刷模版的实际图案区域的外部，以使与这些区域相关联的对应的印刷图象在实际半色调图案的外部加以印刷。这样布置的优点是，给定一所述区域或印刷图象的上述位置后，光学测量装置可设置在印刷机上的固定位置，这就简化了印刷机的结构。

半色调印刷模版的实际图案外部的所述区域可以是下文所指出的区域标记。因此，在每一种情况下，在这些区域标记中，模版开口结构均匀一致，但区域标记与区域标记之间的开口结构不同。在使用区域标记的每一种情况下，卷筒薄材上得到的印刷图象就是下文中指出的区域标记图象。在这种情况下，区域标记可相互直接邻近或设置成彼此分开一定距离。

特别应指出的是，当然也可以将圆柱形模版用作半色调印刷模版。

结合圆柱形半色调模版，已知可在图案区域的前部边缘提供印刷标记。这些印刷标记的任务是在印刷启动阶段使模版测量更为方便。在这一阶段，由装置上的每一模版印刷在卷筒薄材上的花纹就其图象而言必须相互一致。为了尽快地实现这  点，通常必须观察简单图形，比如印刷好的同心圆环。由于很少有图象花纹具有这样的图形，所以印刷模版的制造者要在模版边缘预先提供这种图形。

依据本发明的变化形式，除了图案区域边缘上的已知印刷标记(picos)以外，还要提供所述区域标记即半色调标记，特别是使用该标记后，当模版用于印刷时，将会得到前述彩色亮度或色彩。如前所述，这些区域标记由以预定的不同渗透度雕刻的小区域构成，用这种模版进行印刷时，在给出印刷机上的所有参数的正确设置的情况下，所述区域可产生确定的、从而也是可检测到的0至100％的色彩值和彩色亮度序列。

一系列区域标记可具有不同的渗透性或渗透度，例如取值为10％、25％、50％、75％和100％。如果这种渗透度下的色彩或彩色亮度与确定的期望色彩或期望亮度不同，则印刷机能够改变各上墨装置的设置参数。如前所述，也可进行自动测量和重新设置。

在应用本发明的印刷机中，上墨装置的印刷参数包括橡胶刮板的接触压力、或在使用擦拭橡胶辊的情况下包括擦拭边的曲率、印刷速度、橡胶辊直径、墨池高度和油墨粘度。在使用擦拭橡胶辊的情况下，它们的形状(更准确地说是擦拭橡胶辊的擦拭边的曲率)由作用在模版端部的更大或更小的压力而改变。在以磁力推动橡胶辊的印刷机中，橡胶辊的接触压力靠加强或减小磁场强度来改变。但是，橡胶辊的直径、即其形状只能通过改变橡胶辊本身来改变。改变油墨粘度通常很复杂，因为这多半需要对印刷工位进行彻底清洁。

为了能够正确雕刻半色调图案，首先借助一系列使用具有不同渗透性的雕版的简单印刷来准备试验的半色调印刷品。再对该试验的半色调印刷品进行测量，也就是说确定油墨的施加密度，并确立彩色系统中色彩值的位置，所述彩色系统适于确定色彩。这种系统是公知和标准的，比如在DIN5033和DIN6164标准下的系统。这种简单印刷适于在印刷机上进行，所述印刷机既可以是从头至尾的产品的印刷机，也可以是至少在结构上对应于后来产品的印刷机。试验模版的雕版形式也可对应于所需产品模版的雕版形式。最终，试验印刷品以下述方式准备好，即在前述有限的各步骤中改变印刷机的上述设置参数。在对这种试验印刷品进行评估时，得到雕版的彩色亮度与开口关系之间的对照表。但所述设置参数的特殊值仍归属于每一表格。

为了制造一套可制成半色调图案的印刷模版，从建立好的表格中选择出来的一个值将是这样的，即从这一值可以得到作为雕刻开口关系结果函数的彩色亮度变化的足够宽度，并且，从这一值还可以看出，通过改变印刷机的设置参数，可以在更低或更高亮度的方向上发生另一种彩色亮度的变化。这样就在每一生产模版上提供了一个区域标记，每一区域标记的渗透性均一致，但这一区域的渗透性不同于下一区域标记的渗透性。

如果印刷机配备有这样一套模版并开始印刷，则最好是印刷品区域标记内的色彩值和彩色亮度在每一模版之后分别被读取装置(视频照相机、彩色扫描仪)立即读取，或者至少在印刷机端部、即印刷机的输出端被所有印刷机都带有的一测量装置立即读取。但是，如前所述，一个有经验的印刷工也可以靠视觉估计色彩的不足并手工改正印刷参数。这可以在对比图案的辅助下进行。如果印刷机这样配备，即至少一些所述设置参数能由伺服机构或调整电机改变，就可以提供由机器测量的色彩不足量的测量值和该测量结果的计算机控制方法。

在下述情况下，即在模版边缘没有区域标记、并且实际模版图案的区域欲作为这些区域标记的代用品，则测量装置必须可移动地设置在印刷机上，以能够测量在这些区域印刷的印刷图象。所述测量装置的移动可在计算机控制下设置。

将参照以下附图对本发明加以详细描述，其中：

图1表示了一种用于实现本发明所述方法的半色调轮转印刷模版；

图2表示了一种本发明所述的轮转印刷模版印刷机；

图3表示了一种图2所示印刷机的独立上墨装置；

图4表示了图3所示上墨装置的细节；

图5表示了上墨装置的另一实施例。

图1表示了一种半色调轮转印刷模版1，其中间部分2内设置有在不同区域具有不同渗透度的图案雕版3。在半色调轮转印刷模版1的前边缘有多个间隔设置的区域标记4，每一区域标记4都具有均匀一致的渗透性，但区域标记4与区域标记4之间的渗透性不同。但是，在这种情况下，区域标记4的渗透性并不一定要与图案雕版3的渗透性精确相同。区域标记4是上述具有模版开口的雕版区域，且模版开口的尺寸比标准尺寸小。例如，如果半色调轮转印刷模版1由一圆柱形丝网构成，所述丝网上均匀一致的丝网结构被一涂漆层所覆盖，则在区域标记4的范围内，在每一情况下丝网开口均被涂漆层以不同程度覆盖，以在不同的区域标记4内得到不同的渗透性。另外，还提供有另一印刷标记5(pico)，本实施例中以圆环表示，它用来使印刷机上一个接一个排列的模版1的叠色印刷更容易进行。该印刷标记5也位于半色调轮转印刷模版1的前部边缘处，且在图案雕版3之外。

如果使用这样一种半色调轮转印刷模版1进行样品印刷，则可采用一种与印刷区域标记4相比较的比较样品，以对雕版进行视觉评估，所说的比较样品可包括诸如以正确色调值印刷的材料等。在采用这种视觉比较的情况下，当然需要印刷机停止工作。如果由此出现所印的区域标记4、也即各区域标记4的印刷图象与各比较样品不同的情况，则印刷参数应以下述方式再次加以调整，即在下一次印刷时，使所印的区域标记更接近各比较样品。

图2表示了一种轮转丝网印刷机6，其中采用了多个图1所示的模版1。在这种印刷机6中，模版1通过齿轮7和循环齿轮传动装置8而被驱动，这样所述模版分别与卷筒薄材9和垫板10同步运动，所述卷筒薄材9和垫板10在模版1的下方被导向并通过印刷机6。齿轮7固定在模版头部，所述头部连接于模版1的两端。卷筒薄材9是用一种极易分离的粘结剂粘在垫板10上的，并在印刷期间由垫板10牢固地支撑。垫板10是一种表面很光滑且很宽的橡胶编织输送带，它在整个宽度上具有尽可能均匀一致的柔性。该垫板10经两个转向辊11和15而运行，并绕过所述辊11和15。后部转向辊15由一直流电机16驱动。该转向辊拉动垫板10通过模版1的下面。前部导向辊11由所述垫板10带动。转向辊11通过被侧壁14遮挡的正齿轮和同样被遮挡的中间轴驱动各循环齿轮传动装置8。这种布置方式实现了上述模版1与待印的卷筒薄材9的同步运行。每一模版1的区域标记4与图案一起印到卷筒薄材9上并在那儿形成区域标记图象12。在印刷机6末端的侧壁14上安装有视频摄像机13，它连续测量区域标记图象12的色彩值和彩色亮度。检测到的视频图象通过数据线18传给计算机17。如果计算机17确定了存在浓淡或彩色亮度偏差，则或者通过信号线路19对控制器20进行调整，使控制器20改变直流电机16的速度，或者通过信号线路21作用于伺服机构上，使之改变安装在模版1中的橡胶辊的位置或接触压力。

图3表示了一种轮转丝网印刷机6的独立上墨装置。在该实施例中，模版1也带有区域标记4。小辊22以下述方式用其端部支撑模版1，即模版1不能改变其相对于印刷机6的位置关系。这些辊22支撑于小辊支座23中，所述支座23可沿滑轨24进行调整，从而设置成适于不同的模版直径。在模版1的两外端，齿轮25被推压到模版1上并与之固定相连且可以转动。在印刷机6两侧的侧壁14中装有循环齿轮传动装置8。但在这些齿轮中，仅有与模版1相啮合的齿轮26是可见的。在印刷机6的纵向上，更准确地说是在垫板10和卷筒薄材9传送的方向上，有一可运转的中间轴27。在右侧壁14的上方有一伺服机构28，用于转动模版1中所带有的橡胶辊29。该橡胶辊29的支撑座30也可在垂直方向上由伺服机构调整。在任一种情况下，从计算机17引出的信号线路21被引到两装置上，且通过该线路21，所需的调整信号命令可被传给两伺服机构。

图4中所采用的序号与图3相同。橡胶辊29的高度由双摇杆32进行调整，该双摇杆32的左端可转动地支承于一固定支承座33中，其右端可由伺服机构34带动上升或下降。伺服机构28与单摇杆35的伸出端连接。如果这一端由伺服机构28带动上升或下降，则可转动地安装在双摇杆32上的橡胶辊29也转动。橡胶辊29上紧固有薄的、可变形的橡胶刮板36。如果橡胶辊29下降，则橡胶刮板36的曲率改变，尤其是在橡胶刮板36的一端与模版1之间封闭的楔角改变。通过转动橡胶辊29，从模版1流出的油墨的区域很可能在其旋转方向上向前或向后移动。两参数均影响着色剂的量，所述着色剂从模版1排出并分别渗透到卷筒薄材9上。模版1的外直径与齿轮25的节圆直径对应，所述齿轮25被推压到模版1上并与循环齿轮传动装置的齿轮26相啮合。

图5是轮转丝网印刷工位的剖视图，其中，模版1内部的橡胶辊36由电磁铁38作用而压在模版1的内壁上，其结果是，模板1依次压在卷筒薄材9和垫板10上。垫板10在印刷工作台37的上方运行。电磁铁38的铁心39的端部朝印刷工作台37中的槽41敞开，以在产生热和膨胀的时候，它们不能从下部不均匀地伸出而顶住垫板10，并导致油墨的带状积聚；这是因为这种结构中的线圈元件40会不可避免地产生热量。线圈元件40通过电线47与可变电压直流电机48相连。在橡胶辊36的上游，油墨以墨池42的形式存在。通过移动模版1的壁以及类似地通过移动类似转动的橡胶辊36的壁，液体油墨被从墨池42抽入到橡胶辊36与模版1之间的锥形空隙中，并通过模版1中的图案所形成的开口而被压入卷筒薄材9中。为了在尽可能小的磁阻下传导较高磁通量并在通过磁性橡胶辊36时避免磁耗散，设置在模版1的纵向上的电磁铁38交替极化，并且其底端由磁轭43相连。空心支撑体44用于使印刷工作台37静态加强。该空心支撑体和印刷工作台37由非导磁性材料制成，例如铝。一挡板45将橡胶辊36保持在一定位置上，并保持墨池42中产生的液体压力以及磁力。该位置可通过转动夹持管46而稍稍改变。在这种布置下，所述磁力确定了将橡胶辊36拉向模版1的壁面的力。于是橡胶辊36相对于该壁的滑移量也由该磁力设置。磁力越大，滑移量越短，也就是说橡胶辊36和模版壁之间的速度差越小。在橡胶辊36与模版壁之间最窄处的空隙宽度主要也受该力很大影响，并且由此确定建立起的流体压力的数值。类似地，对卷筒薄材9的压力也受到影响，并因此使得由卷筒薄材9产生的阻碍着色剂渗透的流动阻力也受到影响。

就象橡胶辊压力所处的情况一样，各种影响因素以非常复杂的方式相互作用，但也总可以通过改变橡胶辊的磁接触压力或改变橡胶刮板的曲率、橡胶辊或橡胶刮板的位置和印刷速度，来改变从模版1排出并穿过卷筒薄材9的着色剂的量，并因此而在半色调印刷或多色印刷中控制油墨的积聚量。

Claims (15)

1.一种半色调印刷方法，其特征在于包括以下步骤：

-至少准备一个具有至少两个区域(4)的半色调印刷模版(1)，所述区域(4)带有均匀一致的模版开口结构，但区域与区域之间的开口结构不同；

-使用这种半色调印刷模版(1)进行样品印刷，以形成对应于各区域(4)的印刷图象(12)；

-将各印刷图象(12)的光学数据与各期望值进行比较；如果适合，则进行下一步骤，即

-以这样的方式再次调整印刷参数，即让下一次印刷中的光学数据接近相应的期望值。

2.如权利要求1所述的半色调印刷方法，其特征在于，各印刷图象(12)的光学数据可用电子方法进行测量。

3.如权利要求2所述的半色调印刷方法，其特征在于，光学数据与相应的期望值的比较和对印刷参数的再次调整可以自动进行。

4.如权利要求1、2或3所述的半色调印刷方法，其特征在于，用色彩值和/或彩色亮度作为光学数据。

5.如权利要求1至4任一项所述的半色调印刷方法，其特征在于，所述区域(4)位于半色调印刷模版(1)的实际图案区域(3)的外部。

6.如权利要求5所述的半色调印刷方法，其特征在于，区域(4)相互分隔开一定距离。

7.如权利要求1至6任一项所述的半色调印刷方法，其特征在于，用圆柱形模版作为半色调印刷模版(1)。

8.一种轮转丝网印刷机，其特征在于包括：

-一支撑和驱动装置(7，8)，用于支撑和转动至少一个半色调轮转印刷模版(1)；

-一卷筒薄材(9)用的垫板(10)，借助于半色调轮转印刷模版(1)可在该卷筒薄材(9)上生产半色调印刷品；

-一光学测量装置(13)，用于在半色调印刷品的前述区域内测量光学数据；和

-一控制单元(17，20)，用于改变作为所测光学数据的函数的印刷参数。

9.如权利要求8所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，控制单元(17，20)包括用于将所测光学数据与光学期望数据进行比较的比较站和一用于改变作为比较结果的函数的印刷参数的驱动站。

10.如权利要求8或9所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，测量装置(13)测量作为光学数据的色彩值和/或彩色亮度。

11.如权利要求8至10中任一项所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，测量装置(13)带有一视频摄像机。

12.如权利要求8至11中任一项所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，它装有多个半色调轮转印刷模版(1)。

13.如权利要求12所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，有一个用于所有半色调轮转印刷模版(1)的共用测量装置(13)。

14.如权利要求12所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，每一半色调轮转印刷模版(1)被分配给各自的测量装置(13)。

15.如权利要求13或14所述的轮转丝网印刷机，其特征在于，一个测量装置(13)或多个测量装置(13)均指向卷筒薄材(9)的边缘。

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