DE10013264A1

DE10013264A1 - Verfahren zur Gravur von Druckzylindern

Info

Publication number: DE10013264A1
Application number: DE10013264A
Authority: DE
Inventors: Ernst-Rudolf Gottfrie Weidlich
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: DE10013264B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern, bei dem aus Graviersignalwerten (G), welche zu druckende Dichtewerte (D) zwischen "Licht" und "Tiefe" repräsentieren, und einem periodischen Rastersignal zur Erzeugung eines Druckrasters ein Graviersteuersignal (GS) zur Ansteuerung eines Gravierorgans (3) gewonnen wird und bei dem ein durch das Graviersteuersignal (GS) gesteuertes Gravierorgan (3) die zu druckenden Dichtewerte (D) in Form von Näpfchen in einen Druckzylinder (1) graviert. Aus den Graviersignalwerten (G) werden örtliche Histogramme erzeugt, durch deren Auswertung ein Kontursteuersignal (S) abgeleitet wird. Zwecks verbesserter Wiedergabe von Konturen werden die Graviersignalwerte (G) bzw. die durch sie repräsentierten Dichtewerte (D) in Abhängigkeit von dem Kontursteuersignal (S) geändert, wobei die Änderungen mittels Schwellen oder Korrekturkurven erfolgen kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstech nik und betrifft ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern in einer elektronischen Graviermaschine.

Aus der DE-C-25 08 734 ist bereits eine elektronische Graviermaschine zur Gra vur von Druckzylindern bekannt. Ein Gravierorgan mit einem durch ein Gravier steuersignal gesteuerten Gravierstichel als Schneidwerkzeug bewegt sich axial an einem rotierenden Druckzylinder entlang. Der Gravierstichel schneidet gravierlini enweise in einem Druckraster angeordnete Näpfchen in den Druckzylinder. Das Graviersteuersignal für das Gravierorgan wird durch Überlagerung eines periodi schen Rastersignals mit Graviersignalwerten gewonnen, welche zu druckende Dichtewerte zwischen "Licht" und "Tiefe" repräsentieren. Während das Rastersi gnal eine oszillierende Hubbewegung des Gravierstichels zur Gravur der in dem Druckraster angeordneten Näpfchen bewirkt, bestimmen die Graviersignalwerte entsprechend den zu druckenden Dichtewerten die geometrischen Abmessungen der gravierten Näpfchen. Die Graviersignalwerte werden durch Digital-Analog- Wandlung von Gravurdaten gewonnen, die wiederum aus Quelldaten berechnet werden. Die zu druckende Dichtewerte darstellenden Quelldaten liegen pixelweise in einer von dem relativ groben Druckraster unabhängigen, feinen Auflösung vor.

Textelemente wie beispielsweise Schriftzeichen oder Graphik werden in dem Quelldatenbestand durch hohe, im wesentlichen konstante Dichtewerte gegenüber den niedrigen Dichtewerten der Umgebung repräsentiert, so daß die Textelemente große Dichtesprünge, d. h. scharfe Konturen, aufweisen.

Bei der Umrechnung von Quelldaten in Gravurdaten werden alle Dichteanteile, die in die einzelnen Rastermaschen des Druckrasters fallen, jeweils in den geometri schen Mittelpunkten der Rastermaschen des Druckrasters konzentriert, wodurch Konturen von Textelementen im Druckraster zusätzlich durch Zwischendichte werte beschreiben werden, die von den konstanten Dichtewerten der Textele mente in den Quelldaten abweichen. Das Prinzip der Rasterumrechnung führt so mit zu einem Verlaufen der Information, so daß Konturen und Details von Texte lementen im Druckraster unschärfer wiedergegeben werden.

Mit einem feineren Druckraster mit kleineren Abstanden der Mittelpunkte der ein zelnen Rastermaschen ließe sich grundsätzlich die Wiedergabe von Konturen und Details verbessern. Bei einem feinen Druckraster lassen sich mit einem normalen Gravierstichel jedoch nur Näpfchen mit einem relativ kleinen Volumen gravieren, so daß im Druck oft nicht die erforderlichen Dichtewerte erreicht werden können. Dieses ist insbesondere im Verpackungsdruck von Nachteil, bei dem feine Schrif ten, z. B. im Fall von Zigarettenverpackungen, mit einer großen Druckdichte er zeugt werden sollen. Durch Verwendung eines Gravierstichels mit einem geringe ren Schneidwinkeln können zwar größere Näpfchenvolumen erreicht werden, dennoch kann wegen der Forderung nach einer möglichst großen Druckdichte in vielen Fällen nicht auf ein feineres Druckraster ausgewichen werden.

Es ist ferner bekannt, die Wiedergabe von Konturen bei der Gravur eines Druckzy linders dadurch zu verbessern, daß diejenigen Näpfchen im Bereich einer Kontur, die Zwischendichtewerte repräsentieren, von den Mittelpunkten der Rasterma schen an deren Randbereiche verschoben werden, wodurch der ungewollter Ef fekt der Konzentration der Dichtewerte in den Mittelpunkten der Rastermaschen bei der Umrechnung von Quelldaten in Gravurdaten gewissermaßen wieder rück gängig gemacht wird. Dieses Verfahren zur Konturenverbesserung hat den Nach teil, daß eine optimale Näpfchenverschiebung an einer Kontur nur mit einem zwei dimensional steuerbaren Gravierorgan, beispielsweise mit einem ablenkbaren Laserstrahl, möglich ist, wobei mit einem mechanischen Gravierstichel sogar nur eine Näpfchenverschiebung in Umfangsrichtung des Druckzylinders erreicht wer den kann.

Mit Hilfe einer Unscharfmaskierung kann der Übergang von einer Kontur zum Hintergrund prägnanter gestaltet werden. Im Ergebnis werden die Randnäpfchen leicht an die Kontur herangezogen. Dieser Effekt kann jedoch in den meisten Fäl len nicht voll ausgeschöpft werden, da ansonsten die zu gravierenden Bildbe standteile überzeichnet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Gravur von Druckzylindern derart zu verbessern, daß eine optimale Wiedergabe von Konturen und Details ohne die bekannten Maßnahmen auch bei Verwendung von üblichen Druckrastern erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine und

Fig. 2 ein graphische Darstellung.

Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer elektronischen Graviermaschine zur Gravur von Druckzylindern. Die Graviermaschine ist beispielsweise ein Helio- Klischograph der Firma Hell Gravure Systems GmbH, Kiel, DE.

Ein in der Graviermaschine rotatorisch gelagerter Druckzylinder (1) wird von einem Rotationsantrieb (2) angetrieben. Ein Gravierorgan (3), das beispielsweise einen Gravierstichel (4) als Schneidwerkzeug aufweist, ist mittels einer Spindel (5) durch einen Gravierwagenantrieb (6) in Achsrichtung des Druckzylinders (1) bewegbar.

Der Gravierstichel (4) des Gravierorgans (3) schneidet Gravierlinie für Gravierlinie in dem jeweiligen Druckraster angeordneten Näpfchen in den rotierenden Druck zylinders (1), während sich das Gravierorgan (3) zur flächenhaften Gravur in Vor schubrichtung (Achsrichtung) an dem Druckzylinder (1) entlang bewegt.

Der Gravierstichel (4) des Gravierorgans (3) wird durch ein Graviersteuersignal GS auf einer Leitung (7) gesteuert. Die Graviersteuersignal GS wird in einem Gra vierverstärker (8) durch Überlagerung eines periodischen Rastersignals R auf ei ner Leitung (9) mit einem Graviersignal G auf einer Leitung (10) gebildet, welches die Dichtewerte der zu gravierenden Näpfchen zwischen "Licht" und "Tiefe" reprä sentiert. Während das periodische Rastersignal R zur Erzeugung des Druckrasters eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels (4) bewirkt, bestimmen die Graviersignalwerte G entsprechend den zu gravierenden Dichtewerten die geome trischen Abmessungen der in den Druckzylinders (1) gravierten Näpfchen.

Die zur Gravur benötigten Gravurdaten GD sind in einem Gravurdatenspeicher (14) abgelegt. In dem Gravurdatenspeicher (14) ist jedem zu gravierenden Näpf chen ein einen Dichtewert repräsentierendes Gravurdatum GD zugeordnet. Die Gravurdaten GD werden in einem nicht dargestellten Rasterrechner aus Quellda ten QD interpoliert, die in einer von dem Druckraster unabhängigen, feinen Auflö sung vorliegen.

Die aus dem Gravurdatenspeicher (14) ausgelesenen Gravurdaten GD werden als Eingangs-Gravierdaten GD_E über eine Leitung (15) einer Umwandlungsstufe (16) zugeführt, in der sie zwecks einer verbesserten Gravur von Konturen in korrigierte Ausgangs-Gravurdaten GD_A umgewandelt werden. Die aus der Umwandlungs stufe (16) ausgelesenen Ausgangs-Gravurdaten GD_A werden über eine Leitung (17) einem Gravurdaten-Zwischenspeicher (18) zugeführt. Während der Gravur werden die Ausgangs-Gravurdaten GD_A Näpfchen für Näpfchen und Gravierlinie für Gravierlinie über eine Leitung (19) aus dem Gravurdaten-Zwischenspeicher (18) ausgelesen und in einem nachgeschalteten D/A-Wandler (20) in das Gravier signal G umgewandelt.

In der Umwandlungsstufe (16) werden die Eingangs-Gravurdaten GD_E, welche Eingangsdichtewerte D_E zwischen 0% und 100% darstellen, mittels einer Schwelle in zweipeglige, die Ausgangsdichtewerte D_A zwischen 0% und 100% darstellende Ausgangs-Gravurdaten GD_A geändert.

Die Schwelle ist durch ein in einer Konturauswertestufe (21) erzeugtes Kontur steuersignal S auf einer Leitung (22) innerhalb eines Bereichs um einen vorgege ben Eingangsdichtewert D_E von beispielsweise 50% verschiebbar. Die Umwand lung geschieht dann in der Weise, daß alle Eingangsdichtewerte D_E zwischen 0% und 50% in Ausgangsdichtewerte D_A = 0% und alle Eingangsdichtewerte D_E zwi schen 50% und 100% in Ausgangsdichtewerte D_A = 100% umgewandelt werden.

Fig. 2 zeigt in einer graphischen Darstellung die Umwandlung von Eingangsdich tewerten D_E in Ausgangsdichtewerte D_A über eine Schwelle (24) oder nach einer Korrekturkurve (25).

Alternativ zur Schwelle können die Gravurdaten in der Umwandlungsstufe (16) auch nach einer durch das Kontursteuersignal S auswählbaren Korrekturkurve ge ändert werden, um Konturenverläufe sanfter gestalten zu können.

Durch die erfindungsgemäße Änderung der Gravurdaten werden unter Beibehal tung der Näpfchenpositionen im Druckraster in vorteilhafter Weise Zwischendich tewerte eliminiert und eine Konzentration der Dichtewerte an den Konturen im Sinne einer Konturglättung erreicht.

In der mit den Gravurdaten GD_E beaufschlagten Konturauswertestufe (21) wird durch Auswertung der örtlichen Histogrammen von Dichteverteilungen das Kon tursteuersignal S für die Umwandlungsstufe (16) erzeugt. Das Kontursteuersignal S bestimmt in Abhängigkeit von der jeweiligen Histogrammauswertung, ob an ei ner Kontur überhaupt eine Datenänderung vorgenommen werden soll und wenn ja, den gewünschten Konturenverlauf durch Verschiebung der Schwelle oder durch Auswahl einer geeigneten Korrekturkurve.

Die Änderung der Gravurdaten wird in zweckmäßiger Weise nur auf die Textberei che einer Druckseite angewendet, ansonsten würde sich eine zu harte Bildwieder gabe ergeben. Dazu müssen Text- und Bildbereiche voneinander getrennt sein.

Generell kann von jeder Dichteverteilung ein Histogramm erstellt werden. Die ein zelnen Dichtewerte können in unterschiedlicher Weise zusammengefaßt werden. Im Ausführungsbeispiel erfolgt eine Zusammenfassung der Dichtewerte dadurch, daß die örtlichen Histogramme jeweils aus dem Dichtewert eines aktuellen Näpf chens und den Dichtewerten der das aktuelle Näpfchen umgebenden Näpfchen innerhalb eines Umfeldes von beispielsweise 5 bis 10 Näpfchen erzeugt wird.

Bei der Auswertung des Histogramms in einem beliebigen Ort bezüglich der Fra ge, ob eine Änderung der Gravurdaten vorgenommen werden soll oder nicht, sind im wesentlichen zwei Fälle zu unterscheiden.

Fall 1

Keine Änderung der Gravurdaten wird vorgenommen, wenn ein zu betrachtendes Näpfchen denselben bzw. annähernd denselben Dichtewert wie alle bzw. fast alle benachbarten Näpfchen hat, d. h. wenn das betrachtete Näpfchen innerhalb einer Fläche konstanter Dichte liegt.

Fall 2

Eine Änderung der Gravurdaten wird jedoch dann vorgenommen, wenn das zu betrachtende Näpfchen mit seinem Dichtewert zwischen den Dichtewerten der nächst benachbarten Näpfchen liegt, d. h. wenn das zu betrachtende Näpfchen an einer Position liegt, an welcher sich der Dichtewert ändert. Die Häufigkeit der Dichtewerte der nächst benachbarten Näpfchen kann unterschiedlich ausfallen. So können die Dichtewerte die gleiche bzw. unterschiedliche Häufigkeit aufweisen. Dieses ist auf die unterschiedliche Lage des zu betrachtenden Näpfchens im Ver gleich zu den Näpfchen der Umgebung zurückzuführen. Ist der geringere Dichte wert bei den Näpfchen der Umgebung in stärkerem Maße vertreten, liegt das zu betrachtende Näpfchen an einem konkaven Verlauf der Kontur bzw. in einer aus laufenden Spitze der Kontur. Auch in diesem Fall wird eine Änderung der Gravur daten vorgenommen.

Bei der Auswertung des Histogramms in einem beliebigen Ort bezüglich der Art der Änderung der Gravurdaten durch Verschieben der Schwelle sind im wesentli chen drei Fälle zu unterscheiden.

Fall 1

Das zu betrachtende Näpfchen hat einen mittleren Dichtewert, die benachbarten Näpfchen haben geringere Dichtewerte als das zu betrachtende Näpfchen. In die sem Fall wird eine Änderung der Schwelle auf einen kleineren Wert vorgenom men. Beispielsweise kann die Schwelle von einem Dichtewert D_E = 50% auf einen geringeren Dichtewert etwa D_E = 40% verschoben werden. Dadurch ergibt sich eine Schriftverbreiterung für kleinste Details. Das Maß der Schriftverbreiterung kann über die Position der Schwelle gesteuert werden. Nimmt die Schwelle einen kleineren Dichtewert an, kommt es zu einer stärkeren Schriftverbreiterung.

Fall 2

Das zu betrachtende Näpfchen hat einen mittleren Dichtewert, die nächst benach barten Näpfchen haben sowohl geringere als auch höhere Dichtewerte. Auch in diesem Fall kann eine Änderung der Schwelle zu kleineren Dichtewerten hin vor genommen werden. Sie führt zu einer Verbreiterung der Konturberandung auch bei breiteren Schriften.

Fall 3

Das zu betrachtende Näpfchen hat einen mittleren Dichtewert, die nächst benach barten Näpfchen haben nur höhere Dichtewerte. In diesem Fall sollte keine Ände rung der Schwelle vorgenommen werden, da eine derartige Konstellation der Dichtewerte auf eine beidseitige Berandung von zwei Details schließen läßt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, die entsprechenden Änderungen bereits an den Quelldaten durchzuführen, wobei dann in zweckmäßiger Weise ein größeres Um feld zur Erzeugung der Histogramme herangezogen werden sollte.

Claims

1. Verfahren zur Gravur von Druckzylindern, bei dem

- aus Graviersignalwerten (G), welche zu druckende Dichtewerte (D) zwi schen "Licht" und "Tiefe" repräsentieren, und einem periodischen Rastersi gnal zur Erzeugung eines Druckrasters ein Graviersteuersignal (GS) zur Steuerung eines Gravierorgans (3) gewonnen wird und
- das durch das Graviersteuersignal (GS) gesteuerte Gravierorgan (3) die zu druckende Dichtewerte (D) in Form von Näpfchen in einen Druckzylinder (1) graviert, dadurch gekennzeichnet, daß
- aus den Graviersignalwerten (G) ein Kontursteuersignal (S) abgeleitet wird und
- die Graviersignalwerte (G) bzw. die durch sie repräsentierten Dichtewerte (D) zwecks verbesserter Wiedergabe von Konturen in Abhängigkeit von dem Kontursteuersignal (S) geändert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- aus den Graviersignalwerten (G) bzw. aus den durch sie repräsentierten Dichtewerten Histogramme erzeugt werden und
- das Kontursteuersignal (S) durch Auswertung der Histogramme ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes zu gra vierende Näpfchen ein Histogramm über die Verteilung der Dichtewerte (D) der Näpfchen in seinem Umfeld erzeugt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Graviersignalwerte (G) bzw. die durch sie repräsentierten Dichtewerte (D) nach einer Schwelle (24) geändert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle (24) näherungsweise in der Mitte des Eingangswertebereichs der Graviersignal werte (G) bzw. der durch sie repräsentierten Dichtewerte (D) liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwelle (24) durch das Kontursteuersignal (S) innerhalb des Eingangswerte bereichs verschoben wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Graviersignalwerte (G) bzw. die durch sie repräsentierten Dichtewerte (D) nach einer auswählbaren Korrekturkurve (25) geändert wer den.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturkur ve (25) durch das Kontursteuersignal (S) ausgewählt wird.