CN87103417A - 彩色印制中套印误差的确定 - Google Patents

Abstract

为了确定彩色印刷时的套印误差，在特有的十字线标志范围中，把一个离开生产线的具有特殊构思的手动测量工具放在印张上。该手动工具用光电扫描十字线标志，并由此计算出套印误差。扫描由作圆形旋转或作往复的线性运动的探头实现。其特殊点在于为了提高精度和测量可靠性，实质上预先规定了角形十字线标志，并在现有十字线标志形式上校准了扫描装置。

Description

本发明涉及一个在权利要求1前序部分中所述特征的套印误差确定装置以及应用该装置确定十字线标志。

在彩色印刷中，用单一色彩印刷的这些图版必须高精度的相互配合。为了控制这些单色图版间的相对位置差，即所谓的套印误差，人们采用套印成十字线标志的传统方法，该方法充分利用视觉或最近也用了光电技术，在某些情况下也用计算机。例如采用多少可以自动化的光电操作装置。

套印测试系统在DE-C-3248795（＝US.Ser.No335764V.30.12.81），US-A-4534288和DE-C-3226078（＝Jp    Appl.No.P114273-81    V.21.7.81）中已叙述了。这些系统工作在具有专门制造的十字线标志和常规扫描器的现有印刷机的生产线中。在现有技术中脱离生产线的手工工具至今没有公开。更进一步的现代联机生产线中应用，也在单机生产线应用的系统已公开，那些系统用电视摄象机寻找和显示十字线标志。而这种系统是相当的复杂，且大量使用其耗费也是相当昂贵的。本发明提供一种专门用作脱离生产线加工的手工工具，用来找出套印误差。该手工工具有构造花费较小以及简单和安全可靠的突出优点，且满足了有关的精度要求，对测量工具的位置精度没有太高的要求。

按照本发明的装置，是由权利要求1的前序部分所确定的那种装置构成的，并以权利要求1的特征部分中所包括的特征来表明本发明的装置特征。特殊的安排由从属权利要求得出。

下面将借助附图对发明进行更详细的说明。

图1是具有园形移动探头装置的一个实施例简图，

图2a和2b均是用于五色印刷的十字线标志，一个是没有套印误差，一个是有套印误差的，

图3是用园形扫描计算的套印误差的说明草图，

图4作为园形扫描的十字线标志的一个变种，

图5是一个两维操作的扫描装置的原理图，

图6是具有作为线性扫描特点的十字线标志，

图7是另一个变体。

图1中所描绘的装置构成手工工具，所有的另件在这儿均暗示装在机壳G中。装置的结构适合于手动显象密度计的最广泛的显示。显然，也可能有另一种形式。

在机壳G中有一个可旋转的安装好的探头A，一个驱动探头的步进电动机S，一个仪用互感器M，一个控制一计算电路E和一个输入/输出单元D，此处的操作电键，显示装置和/或闭合处可以包含在另外的装置中。探头A可以围绕纵轴Z旋转，探头A包含有一个光源1，一个光透镜2，和一个测量透镜3，由电动机4驱动的滤光轮5，一个光阑6和一个光电接收机7，光电接收机与仪用互感器M连接在一起。实际上，探头A是可旋转的，充分利用探测数据可以得出不同的结果，因此适用的这种装置，正如已经说过的，是市售的普通手动显象密度计，所以对其结构的进一步说明就变的多余了。

生产中，用手将该装置如此地放到待鉴定的印张P上，以使一个印有十字线的标志进入在机壳中予先确定的瞄准光圈内，然后自动地或通过按钮启动扫描程序。与此同时，灯1在印张P上面形成一个细的点状光斑LF（图3），该光斑通过测量透镜3被形成在光阑6上。光接收器7就失去了通过光阑6的透射光。光斑位于探头A的旋转轴Z外面约2毫米处，并且该光斑由于探头沿一园环形轨道K转动而移动-对印张做环形扫描。滤光轮5用于对测量光色彩进行分隔。而且能增大单一印刷颜色的扫描值。

图2a和2b是一个用上述装置对园环形扫描适宜的一个十字线标志PM安排图。例如，在这儿它是对五种颜色印刷（四种颜色加上黑色）。标志PM包含四个角11至14和一个十字线15。角由两个夹角为90度的相互垂直的边11a，11b至14a，14b构成，并且按图示的方法在园内按规定彼此隔开，围绕着十字中心点安排。每个角有一个不同的颜色，并相应的出自于一个其他的印刷行程。十字线标志的单个部分尽管具有相对确定的规定位置（图2a），但也不会出现理想的印刷中无套印误差的情况。这儿的十字线标志不适用于凭视力控制的情况。为了机械的测定套印误差，并能用眼睛进行检查，十字线标志可以在其中心位置含有四个十字形部分16至19，在理想情况下，四个十字形部分是重叠的。图2a为理想的情况，图2b所示是有套印误差的十字线标志。

这里作为例子所列举的十字线标志肯定允许做各种各样的改变。特别是十字线标志通过相应的图形分割和角度的对应，使印刷颜色有或多或少的扩展或缩减。例如，在标志中心的十字15可以由四个十字形安置的标线或类似的标样来取代。更进一步说，显然也有可能取消规定用眼睛控制的部分。

图3说明套印误差的获得。它将指出在印刷方向的偏移（印刷机里印张的运动方向）以及每一个单个部分印刷图相对于一个任意选择的、可提供的图在横向的偏移（通常为黑色的）。

旋转的探头A沿着一个环形轨道K扫描十字线标志PM。该园形轨道的压力计读数例如为4毫米左右，探头A的旋转轴Z投影得到的园心点是用Z标明。光斑LF以小于0.36度（等于每转1000个间距）的增量式角度间距在园上移动。显然，也可能有较高的分辨率，如每一周转有大约2000个间隔或3000个间隔。当确定了扫描轨道的半径，那么用它的角度位置就可以正确地确定光斑LF的位置。这个O位置（任何一个规定的位置）在图3中用α₀（角度基准线）表示。印刷方向和横向方向用座标轴X和Y标明。

由于很明显的原因，在图3中只画了图2a和图2b所描绘的完整的十字线标志PM的一部分，并且只画了黑色的中心十字15和一种颜色角12。当光斑在其扫描路径上画出一个标线形状的标志边时，就会产生亮度的明显变化，该变化可用在控制一和计算线路E中根据对交叉点测定的惯用方法来判断。用这种方式测定的交叉点的角度位置是用α₁至α₆表示。现在用这些角度按以下的公式来计算作为参考标志的中心十字15与角12之间的距离△x和△y。

△x＝2R·sin〔（α₃-α₆）/2〕·sin〔（α₃-α₄）/2〕

△y＝2R·sin〔（α₅-α₂）/2〕·sin〔（α₂-α₁）/2〕

同样可以计算出另一些标志部分的距离。通过普通的计算可以看出，△x和△y的确定与印张上的装置定位无关，然而，△x和△y的确定不仅与到理论的标志中心点的距离有关，而且也与装置相对于座标网X-Y之间的角度位置有关。当然，现在必须给装置至少有一个粗略的定位，十字线标志不应位于装置的园形扫描范围之外。

在放大器-A/D-互感器M中，由光电互感器7提供亮度信号的处理。距离△x和△y的计算以及由此得出的套印误差（扣除规定的标准距离）是由控制一和计算线路E完成的，说的更确切些是用构成的测绘装置来完成的。该控制一和计算电路E也控制步进电动机S和4，以及光源1并控制和协调测量过程中全部必须的输出，正如在现代化的计算机控制的手动显象密度计中使用的控制一样。该装置的使用和测量结果有着通过输入-输出-单元D同样的以类似的方法到手动显象密度计的结果。

图2a和2b中画出的十字线标志的标线宽度最好为0.1毫米左右，标志本身有一个例如大约为7×7毫米²的范围。各种颜色所属的标志部分的两个相邻的平行边之间的距离为0.8毫米左右。因此达到了在高精度（0.01毫米）下的实际上所希望的排列。

彩色标志部分的扫描可以有一个或多个途径，这些途径可以是顺序的，也可以是并行的。就所画出的情况而言，颜色分离是用滤色轮中安装的滤色片来实现。显然也可以采用别的方法。其实质仅仅是要精确地确定单个标志部分的标线，并能相应于印刷颜色排列。

为了提高测量可靠性，可以按照图4来安排十字线标志。这儿的每一个彩色角11至14（这儿是四个）总是存在三种情况，因此测量可以是过盈的，并且任何误差和不可靠的情况能被消除。单个颜色角的重新安置是这样的，即在最大予料的套印误差下，不会产生平行边的彼此重叠印刷。

为了进一步改进测量精度和测量可靠性，可以对十字线标志进行两维扫描。从以下可以看出，扫描点不是沿着一个单一的线形途径移动，而是在一个多少大一点的面积上掠过并对该面积进行逐点地扫描。这儿可以举一个例子，如图5中所描绘的方法，用许多单个的光电二极管组成的二极管排（光电二极管阵列）30实现，这种光电二极管排绕着一个轴Z旋转，并同时沿着与同轴园形轨迹K相应数目的光电二极管扫描十字线标志。

作为例子，一种选择是只允许有一个单个的光接收器旋转，那么应改变扫描轨迹的半径。

进一步的一种选择规定选用一个固定的二维光电二极管阵列或者类似的二极管阵列，它们复盖了全部扫描范围，通过这些单个二极管的选择性探问来实现逐点扫描。

在十字线标志合适的结构情况下，可以用两排相互垂直安装的光电二极管（行阵列）实现无机械的十字线标志的扫描测量。

当用行阵列或面阵列对十字线标志作线性机械扫描时，只需在一个方向就可以完成对整个十字线标志的面复盖检测。

使用有特殊着色能力的阵列或滤光片与阵列的组合装置，在与适当的软件结合，一个十字线标志着色的测量就有可能。而不必遵循十字线标志予先确定的颜色顺序。

对十字线标志的扫描绝对不要沿着一个园形轨迹进行。这样在对十字线标志的安置和扫描设备的调整下线性扫描可能是有益的。正如图6所示的例子。这儿的十字线标志PM是用传统的十字线标志41至45构成的。扫描装置A通过在射线经过的途径上适当装置的光阑产生该两根成直角的相互垂直的扫描线条51和52，因此整个设备在制造时就对十字线标志定了位，这两根扫描标线总是与十字标志的一个边平行。用步进电机或其他合适的传动装置使探头和扫描标线51和52在斜方向d进行扫描。同时每根扫描标线只需始终探测与他们平行的十字线标志的影线（Balken）。用单根影线连续地以简单方式就能确定他们的相对位置和套印误差。

对两根单独的标线用两条扫描标线51和52进行扫描。为产生一个单一的扫描标线或者规定两个不同的扫描系统，或者规定扫描方法，所说的一个单一的扫描线条可能处于两个相互扭转的90度位置上。例如在这儿该扫描将在两个印刷通道中连续的产生。

图7描绘了一个特别合适于线性扫描的十字线标志的安置。它由一列第一平行标线61至64和一列第二平行标线65至69组成，两列平行标线的一夹角为45度。一列标线中的每一根标线都用参与的一种印刷颜色印刷。每一根平行标线之间的标准间隔应如此规定，以使在予料的套印误差最大时，不出现彼此重叠印刷。图中用虚线圈定的范围71至76标明了单个十字线标志的几个位置误差范围。

该十字线标志的扫描适当的沿着线d通过两个夹角为45度彼此邻近的扫描缝隙81和82就会产生图6所述的类似结果。同时对每一个缝隙方向，或一个在其本身的方向上可变化的扫描缝隙可再次考虑用两个分开的扫描系统。十字线标志和扫描缝隙间的最大比例由图7的比例推出。标线宽度约为0.1毫米，整个十字线标志的大小约为4.5×13毫米。

图7所示的十字线标志的主要功能与所引用的DE-C-3226078相一致，但与之相比，本十字线标志的优点是它允许有一个基本精确而可靠的测量（标线代替了棱边一点的分布不影响测量结果），此外，在涉及同样数目的印刷颜色时，它基本是更小且更密。

借助瞄准器（V）来校准探头。在设备中采用整体的方法是可行的。用整体的方法在十字线标志上加一个探头的校准探视架。例如这里加入放大镜，荧光屏，但也有光/电控制的小荧光屏。测量光路的耦合最好用光线分配器实现，或者用半透明的反射镜实现。

Claims (18)

1、彩色印刷中确定单色间套印误差的装置，它具有一个用于探测印张上各种不同颜色套印的十字线标志(PM)的光电扫描装置(A)，和一个与扫描装置(A)配合作用的、用来确定单个十字线标志(PM)相对位置的测绘装置(E)，其特征是扫描装置(A)最好与测绘装置(E)一起，在静止的印张(P)上一个所希望的测量位置处，安装到定好位的机壳(G)中，扫描装置有一个探头(A)，该探头安装在机壳(G)中能灵活地进行扫描运动，同时为了使探头(A)进行扫描运动，予先在机壳(G)中装有传动装置(S)，该传动装置使探头A在一个相当小的扫描范围内相对于印张(P)运动。

2、按照权利要求1的装置，其特征是探头（A）在机壳（G）中安装成能灵活地作线性运动。

3、按照权利要求1的装置，其特征是探头（A）在机壳（G）中安装成可以旋转的。

4、按照权利要求1至3的装置，其特征是扫描装置（A）和测绘装置（E）要构成包含标线式十字线标志，或包含有十字线标志的标线，并确定它们的相对位置。

5、按照权利要求4的装置，其特征是探头（A）至少有一个具有线状缝隙的光阑（51、52），该光阑相对于机壳（G）要安装成所确定的方向应是在插入时能容易地与要扫描的标线式十字线标志（PM）平行。

6、按照权利要求5的装置，其特征是探头（A）具有两个彼此安装成夹角在45度或90度的缝隙式光阑（51、52）。

7、按照权利要求1至6的装置，其特征是所构成的探头（A）要对一个两维的扫描范围作逐点地扫描。

8、彩色印刷中用于确定套印误差的十字线标志，其特征是每一个用来印刷的颜色至少包含一个由两根直线的标线形缝隙（11a、b至14a、b）构成的角（11）至（14），每一个不同颜色的夹角以基本上相等的间隔安置在一个园中，其角顶指向园心。

9、按照权利要求8的十字线标志，其特征是在园心上安置了一个基本上为十字形的部分（15），该十字形部分的颜色或者是各不相同，或与一个色角（11至14）一致，或者是由所有的印刷色重叠印刷的。

10、在彩色印刷中用于确定套印误差的十字线标志，其特征是每一种用来印刷的颜色至少有一个总是由一个第一和一个第二直线的标线式边（61至64，66至69）构成的部分，单个不同颜色的部分，以一定间隔相互平行着，沿着一个直线安排，每个部分的一个边最好倾斜45度。

11、按照权利要求10的十字线标志，其特征是所说部分的两个边（61至64，66至69）彼此是分开安置的，并且一个接一个的沿着直线安置，它们首先是所有的第一个边（61至64），然后是所有的第二个边（66至69）的各种不同颜色的部分。

12、按照权利要求1的装置，其特征是探头（A）包含一个行阵列，并且所构成的探头（A）在机壳（G）中能在两个固定的位置上旋转，为了依次测量十字线标志。

13、按照权利要求1的装置，其特征是探头包含一个行阵列或面阵列，并安装成能在机壳（G）内在一个方向上作线性移动。

14、在彩色印刷中确定单一颜色之间的套印误差用的装置，它具有一个用于印张上套印各种不同颜色的十字线标志（PM）的光电扫描装置（A），和一个与扫描装置（A）配合作用的测绘装置（E），以便确定单个十字线标志（PM）的相对位置，其特征是扫描装置（A）最好与测绘装置（E）一起，在静止的印张（P）上的一个所希望的测量位置中，被安装到定好位的机壳（G）中，为了充分利用十字线标志（PM）探头（A）具有一个没有机械运动，作为接收元件的面阵列，采用面阵列就含有两维的扫描范围。

15、在彩色印刷中确定单一颜色之间套印误差的装置，它具有一个用于探测印张上各种不同颜色套印的十字线标志（PM）的光电扫描装置（A），和一个与扫描装置（A）配合作用的测绘装置（E），以便确定单个十字线标志（PM）的相对位置，其特征是扫描装置（A），最好与测绘装置（E）在一起，在一个静止的印张（P）上的一个所希望的测量位置上，被装到确定位置的机壳（G）中，该探测十字标志（PM）的探头（A）装有无机械移动的2个最好是相互垂直安排的行阵列，具有两个行阵列时，就含有最好地相互垂直安置的标线标志。

16、在彩色印刷中确定单一颜色之间套印误差的装置，它具有一个用于探测印张上各种不同颜色套印的十字线标志（PM）的光电扫描装置（A），和一个与扫描装置（A）配合作用的测绘装置（E），以便确定单个十字线标志（PM）的相对位置，其特征是该扫描装置（A），最好与测绘装置（E）一起，在静止的印张（P）上的一个所希望的测量位置上，被装入确定位置的机壳（G）中，该探头（A）装有一个行阵列，并且通过一个测量，无机械运动下，测出一个十字线标志，它具有为了周边和侧边套印用的每种颜色的一些直线，这些线互相平行且垂直。

17、在彩色印刷中确定单个颜色之间套印误差的装置，它具有一个用于探测在印张上的各种不同颜色套印的十字线标志（PM）的光电探测装置（E），以便确定单个十字线标志（PM）的相对位置，其特征是，扫描装置（A），最好与探测装置（E）在一起，在静止的印张（P）上的一个所希望的位置上，安装到已定好位的机壳（G）中，在固定的扫描范围内，一个移动的光学系统将十字线标志投射到固定的接收元件上。

18、按照权利要求1、14、15、16或17的装置，其特征是装配的机壳（G）具有一个光学装置或光电装置，它安置在十字线标志上，作为扫描装置用视觉校准时的探视架。

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