DE2353197A1

DE2353197A1 - Vorbereitung einer druckflaeche

Info

Publication number: DE2353197A1
Application number: DE19732353197
Authority: DE
Inventors: Peter Charles Pugsley
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: Crosfield Electronics Ltd
Priority date: 1972-10-25
Filing date: 1973-10-24
Publication date: 1974-05-09
Also published as: JPS4976601A; GB1393300A

Description

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CROSFIELD ELECTRONICS LIMITED teiegh. nbgedafatent hambtjr«

" MÜNCHEN IS · MOZARTSTR. 23

766 Hollowäy Road, _XEi..»₃so_B86

• TBiBOH. NEGBDAPATENT MÜNCHEN

London,NI9 3JG, England .

, 22. Oktober 1973

Vorbereitung einer Druckfläche

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildreproduktionsanlage, bei welcher ein für den Gravierdruck ,bestimmtes Bild durch Abtasten eines Originals und gleichzeitiges Übertragen der entstehenden Veränderungen in der Dichte Zeile für Zeile auf eine Aufnahmefläche erzeugt wird, um ein regelmäßiges Muster von Gravierzellen entweder gleichzeitig oder als Ergebnis eines anschließenden Verfahrens zu erzeugen.

Eine derartige Äiage ist beispielsweise in dem britischen Patent Nr. 1 229 243 desselben Anmelders beschrieben. In dieser Anlage werden elektrische Signale, die darstellend für die Veränderungen in der Dichte sind, benutzt, um die Intensität eines Laserstrahls zu modulieren, während der Laserstrahl einen Gravierschirm abtastet, der ein Muster vorgeätzter Zellen enthält, von denen jede mit einem Material gefüllt ist, das αμΓοϊι deri Laserstrahl leicht zersetzt oder von ihm absorbiert werden kann. Die Menge des auf jeder ein-

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zelnen Zelle entfernten- Materials ist dann abhängig von der jeweiligen Intensität des Laserstrahls.

Es ist festgestellt worden, daß bei derartigen Anlagen die Möglichkeit der Bildung eines unerwünschten Interferenzmusters besteht. Dieses Muster, das als "Moire" bekannt ist, entsteht, wenn die Wirkung einer Anzahl zusammenhängender Linien des bildformenden Strahls bei einer gegebenen Intensität nicht gleichmäßig ist. Beispielsweise kann infolge von Fehlern in dem Profil effektiver ,Intensität des Strahls oder in dem Abstand der Tastzeilen die Wirkung des Strahles auf die Aufnahmefläche längs der Mitte jeder Tastzeile intensiver sein als an den Kanten, wo sie die nächste Zeile überlappt, oder umgekehrt. In einigen Bereichen des Bildes mag die intensivere Wirkung des Strahls hauptsächlich an du Zellenwänden entlang stattfinden, wo die Auswirkung nur gering ist, und in anderen Bereichen hauptsächlich quer über die Zellen, wo sie zu einer Verstärkung in der Druckdichte führt. Es ist dieser Unterschied in der Auswirkung derartiger Fehler quer über das Bild, der für die Möglichkeit der Bildung eines "Moire"-Musters verantwortlich ist.

Gemäß der Erfindung wird diese Möglichkeit ausgeschaltet, indem man für die aneinander angrenzenden Tastlinien einen

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Abstand wählt, der gleich dem- Abstand einer Gravierzelle bei Projektion, lotrecht zu den Tastlinien oder ein einfacher Bruchteil dieses Gravierzellenabstahds ist. Um ein •mögliches Mißverständnis zu vermeiden, sei darauf hingewiesen, daß der Abstand der :Tastzeilen sich auf den Ab- " stand zwischen den Mittelpunkten benachbarter Zeilen bezieht und nicht das Vorhandensein eines Spaltes zwischen . den Zeilen anzeigt. . >■ ,

Auf diese Weise wird die Phasenbeziehung zwischen den"Tastzeilen und den Zeilen der Gravierzellenüber den gesamten Bildbereich gleich gestaltet, und das "Moire"-Muster verschwindet daher. Der erforderliche Abstand der Tastzeilen ist daher bestimmt durch den Winkel des Gravierschirmes relativ zu den Tastzeilen. Wenn beispielsweise die.Zeilen der. Zellen bei Winkeln von 0 ° und 9Q ° zu" den Tastzeilen liegen, dann ist der verlangte Abstand gleich der Schirmlinierung oder eine.integrale höhere Wurzel derselben (die Schirmlinierung wird definiert-als der Abstand zwischen ■ benachbarten Zeilen der Zellen auf dem Gravier schirm) .' Bei einem Schirm von 45 liegen die diagonalen Zellenreihen parallel zu den Tastzeilen, und der projizierte Zellen- * abstand " lotrecht zu den Tastzeilen ist daher ■ 1..- mal dem

tatsächlichen Zellenabstand. Somit ist der erforderliche Abstand der Tastzeilen-X- mal der Schirmlinierung, wo

¹V²
ri_ eineganze Zahl ist. Bei Schirmen von 15°/10° und

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75 /165 , welche gleichwertig sind, muß das Schirmmuster leicht gedreht werden, so daß der Winkel von 15° ein Winkel mit einer rationalen Tangente wird, kennzeichnenderweise ein Drittel (Winkel annähernd 16° 42 Minuten); die anderen Winkel werden entsprechend verändert. Bei diesem Winkel wiederholen sich die relativen Stellungen der Tastlinien und der Gravierzellen bei jeder dritten Zellenreihe. Der erforderliche Tastzeilenabstand ist 1 mal der Schirm-1inierung.

Es sei darauf hingewiesen, daß diese Winkel sich auf die ,Tastzeilen beziehen. Bei einem Trommeltaster ist es allgemein zweckmäßig, die Abtastung durch eine einzige Spirallinie auf der Oberfläche der Trommel dunhzufuhren. In diesem Falle muß der Steigungswinkel (helix angle) zu den Winkeln, die die Zeilen der Zeilen mit den Tastzeilen bilden, hinzugerechnet (oder davon abgerechnet) werden, um die benötigten Schirmwinkel mit Bezug auf die Trommelachse zu erhalten.

Im allgemeinen machen Fehler in der Vorbereitung des Schirmes oder in der zum Bestimmen der Tastzeilensteigung benutzten anrichtung es äußerst schwierige die benötigte Phasenbeziehung zwischen den Tastzeilen und den Zeilen der Zellen über den gesamten Bildbereich ohne irgendein zusätzliches Steuersystem aufrechtzuerhalten. Wo die Gravierzellen auf dem Gravierschirm vorgeätzt und mit einem andaren Material als dem des Schirms gefüllt sind (wie beispielsweise in dem oben erwähnten bri-tiacheruRatend:.1 229 243 beschrieben),

wird diese zusätzliche Steuerung, vorzugsweise durch Abtasten der Stellungen der Zellenreihen relativ zu dem Taststrahl bei Annäherung der Zellen an den Arbeitsbereich und Einspeisen des entstehenden Fehlersignais in eine Servosteueranlage erreicht, die die relativen Lagen des Gravierschirms und des Taststrahls entsprechend berichtigt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr ein : Beispiel derselben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen;

Fig. 1 eine schematische Anlage zum Gravieren einer Gravierdruckfläche,

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Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der in, ' - ' FIg. 1 gezeigten' Gravierfläche zur Darstellung eines Verfahrens zum Abtasten, der Stellungen der Zellenreihen relativ zu dem Taststrahl und

Fig. 3 ein Gravierzellenmuster für drei verschiedene Schirmwinkel. ■

Fig. 1 zeigt einen Zylinder 2o einer analysierenden Tasteinrichtung und einen vorgeätzten Gravierzylinder 22 bei Lagerung auf einer von einem Motor.26 angetriebenen gemein-

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samen Welle 24. Das abzutastende Transparent ist auf dem analysierenden Tastzylinder 2o gelagert, innerhalb dessen sich ein Prisma 3o zum Reflektieren des Lichts von einer Lichtquelle 32 durch das Transparent befindet. Das Prisma ist mittels eines Arms 34 auf einem Analysierkopf 36 gelagert, der einen Fotovervielfacher enthält. Der Fotovervielfacher sichtet das Transparent auf dem Zylinder 2o durch ein Linsensystem 38 gegenüber der reflektierenden Oberfläche des Prismas 3o. Somit fällt von dem Prisma 3o durch das Transparent reflektiertes Licht von der Lampe 32 auf den Fotovervielfacher, welcher elektrische Signale erτ zeugt, deren Amplitude der Intensität des empfangenen Lichtes und somit der Dichte der abgetasteten Elemente des Transparents entspricht. . ,

Anstatt des Transparents könnte auf dem Zylinder 2o eine Reflektionskopie angebracht werden. Es würde danri zur Beleuchtung dieser Reflektionskopie eine etwas andere optische Anordnung benutzt werden, und das reflektierte Licht würde durch die Linse 38 gesammelt werden.

Der Analysierkopf 36 ist auf einer Schraubspindel 4o gelagert, die von einem zweiten Motor 28 aus angetrieben wird. Wenn die Schraubspindel 4o sich dreht, dann bewegen sich . der Analysierkopf 36 und das Prisma 3o in einer Richtung parallel zu der Welle 24. Diese in Längsrichtung verlaufende

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Bewegung des Analysierkopfes zusammen mit der UmIauf-~ bewegung der Welle 24' verarihßt den Fotovervielfacher, eine Abtastung über das Transparent auf der Analysiertrommel in einer Reihe benachbarter Zeilen vorzunehmen, und zwar jeweils einer bei jeder Umdrehung der Welle, bis das ganze Transparent abgetastet worden ist.

Der Gravierzylinder enthält ein,Muster vorgeätzter Zellen, die mit einem Material_v ausgefüllt sind,.das leichter als die übrige Oberfläche des Zylinders von einem Laserstrahl zu zersetzen ist. Geeignete Materialien sind in dem britischen Patent Nr. 1 229 243 des Anmelders beschrieben. Der Zylinder wird durch einen wandernden Kopf 46 abgetastet, der einen Modulator zum Modulieren der Intensität eines. von einem Laser 42 empfangenen Laserstrahls enthält, sowie Reflektionsoberflächen zum Reflektieren des modulierten Laserstrahls auf den Zylinder 22.

Der Kopf 46 ist ebenso auf der Schraubenspindel 4o gelagert und bewegt sich demzufolge beim Umlauf der Welle 4o in einer Richtung parallel zur Welle 24. Es ist ersichtlich, daß der modulierte Laserstrahl auf dieser vorbereiteten Oberfläche 22 einem Tastmuster folgt, ähnlich demjenigen, das von dem Strahl der Lichtquelle 32 auf das Transparent aufgezeichnet wurde. Die Signale von dem Fotovervielfacher - . ■ '- · ' - 8 - . ■

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in dem Analysierkopf 36 werden auf einen Korrektionscomputer 5o übertragen, in welchem eine Tonkorrektion in der bekannten Weise durchgeführt wird. Der Ausgang des Computerkreises 5o steuert den Modulator. Somit wird jede gefüllte Zelle des vorbereiteten Zylinders 22 von dem Laserstrahl in einem Maße berührt, das abhängig ist von der Dichte des entsprechenden Elements des auf der Trommel 2o gelagerten Transparents. Es ist ersichtlich/ daß die Abtäststeigung bestimmt wird durch die relativen Drehgeschwindigkeiten der Wellen 24 und 4o. Um eine konstante Phasenbeziehung zwischen den Tastzeilen und den Zeilen der vorgeätzten Gravierzellen auf dem Gravierzylinder aufrechtzuerhalten, wird dieses Verhältnis so' gewählt, daß der Tastzeilenabstand gleich der Schirmlinierung auf dem Gravierzylinder bei lotrechter Projektion auf die Tastzeilen oder eine einfache Fraktion derselben ist.

Fig. 3 zeigt drei mögliche Anordnungen. In Fig. 3 (a) liegen die Tastzeilen bei 0° oder 9o° zu den Zellenreihen, so daß der benötigte Tastzeilenabstand ~ ist, wobei χ die Schirmlinierung und η eine ganze Zahl ist. In Fig. 3 (b) liegen die Zellenreihen bei 45° zu den Tastzeilen, so daß der benötigte Tastabs.tand r·^· ist. In Fig. 3 (c)' liegen die

Zellenreihen bei 16°42' mit einer rationalen Tangente von

χ "ί 1/3, so daß der erforderliche Tastabstand —·~2—. ist.

Auf der Leitspindel 4o ist ebenso eine Zeilmeßvorrichtung angeordnet, welche die. Stellungen der vorgeätzten Zellen

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auf dem Zylinder 22 relativ zu dem Taststrahl vom beweglichen Kopf 46 bei Annäherung der Zellen an den Arbeitsbereich, wo der Strahl auf den Zylinder auftrifft, mißt. Wenn in der vorgegebenen Phasenbeziehung zwischen den Tastzeilen und den Zellenreihen irgendein Fehler₄vorhanden ist, so wird dieser durch die Meßeinrichtung 5o aufgespürt, und es wird ein Fehlersignal auf einen Motordrehzahlsteuerkreis 51 übertragen, welcher die Drehzahl des Motors 28 in einem Sinne zur Berichtigung des Fehlers einstellt. ..'-'■

Die Meßeinrichtung 5o wird in Fig. 2 in größeren Einzelheiten gezeigt..Die Meßanlage benutzt den Unterschied in der Reflektivität in dem sichtbaren oder infraroten Bereich zwischen dem Material in deii gefüllten Zellen und der Oberfläche des Zylinders 22. In Fig. 2 liegen die Zellenreihen; bei 45 zu den Tastzeilen, und die Oberfläche des Zylinders 22 wird bei Annäherung an den Laserstrahl 54 gezeigt. ■"■-'..- . "

Bei ihrer. Annäherung an den Strahl 54 bewegen sich die Zellenreihen unter zwei Bezugsschirme 55 und 56. Jeder Schirm trägt ein transparentes und ein opakes Muster ähnlich dem auf den

Zylinder eingeätzten Schirmmus'ter, das bei demselben Winkel

von.45 angeordnet ist·. Jeder Bezugsschirm arbeitet in Verbindung nit einer geeigneten Lampe und Fotozelle (nicht gezeigt),

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um ein Höchstsignal zu geben, wenn das Muster auf dem •Zylinder -mit demjenigen auf dem Bezugsschirm zusammenfällt, sowie ein geringeres Signal bei anderen relativen Stellungen.

Die Bezugsschirme sind mit Bezug aufeinander leicht in Richtung der Zylinderachse versetzt und so angeordnet, daß, wenn der Laserstrahl und die Zellenreihe die richtige vorgegebene Phasenbeziehung haben, die Spitzensignale von den beiden Bezugsrastern gleich sind. Wenn ein Fehler in der Nachfolge (tracking) auftritt, dann wird der Spitzenausgang von einem Bezugsschirm erhöht, während der Spitzenausgang von dem anderen vermindert wird. Das Unterschiedssignal wird an den Motordrehzahlsteuerkreis 51 weitergeleitet, wo es zur Einstellung der Drehzahl des Motors 28 in bekannter Weise benutzt wird , um den Nachfolge- oder Spurfehler zu

die

berichtigen. Da/Bezugsschirme über einen Teil der Zylinderoberfläche hinweggehen, der noch nicht graviert ist, werden mögliche Störungen in dem Reflexionsvermögen, die durch der? Graviervorgang verursacht werden, vermieden.

Fig. 2 zeigt die Bezugsschirme in enger Nachbarschaft zu der Zylinderoberfläche, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich, wie beispielsweise optische bildliche Darstellung derfZylinderfläche auf dem Bezugsschirm oder umgekehrt. Derartige Anordnungen sind in der Meßtechnik bei Verwendung

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optischer Bildraster bekannt. _

Es ist nicht erforderlich, die beiden Bezugsschirme hintereinander in Tastrichtung aufzustellen. Es mag in bestimmten Fällen vorzuziehen sein, die beiden Schirme Seite an Seite anzuordnen, beispielsweise wenn der Zylinder einen in Längs-

richtung verlaufenden nicht eingravierten Streifen hat.Die . beiden Bezugsschirme würden dann die Störung gleichzeitig wahrnehmen. · . ,

Das Vorhandensein eines nicht eingravierten Streifens erzeugt auch ehe Unterbrechung imAusgang von der Meßeinrichtung 5o, so daß ein zusätzlicher Eingang, abhängig von dem Vorhandensein eines solchen Spalts, für den Motordrehzahlsteuerkreis vorgesehen werden müßte_f um dem Quersystem eine Überbrückung des Spalts-zu ermöglichen. : ' .

In dem oben, beschriebenen Beispiel ist der Analysierungstaster (in Querrichtung und im Umlauf) direkt mit dem Graviertaster gekoppelt und sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsquergeschwindigkeiten werden von dem bereits auf dem Zylinder vorhandenen Zellennetz gesteuert. Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist -eine Steuerung der Eingängstaster Quergeschwindigkeit durch das Zellennetz auf dem Zylinder der Graviermaschine nicht möglich. Dies kommt beispielsweise dann vor, wenn die Signale von einem Eingangstaster gleich-

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zeitig zwei oder mehr Graviertaster steuern, beispielsweise dann, wenn Duplikat-Zylinder hergestellt werden oder in Verbindung mit Farbarbeiten zur Herstellung von Farbtrennzylindern von einem farbigen Original. Es kommt auch dann vor, wenn Signale von dem Eingangstaster auf ein Aufzeichnungsmedium wie z.B. ein Magnetband zur anschließenden Verwendung in einem Gravierzylinder aufgezeichnet werden.

Unter diesen Umständen können die von dem Eingangstaster gegebenen Signale nicht mehr Zeile für Zeile mit den von dem Graviertaster verlangten Signalen übereinstimmen. Es ist dann erforderlich, einen Pufferspeicher mit einer Kapazität von wenigstens drei Zeilen im Signalpfad in jeden Graviertaster einzuführen. Ein Drehzahlsteuersystem für den Umlauf des Graviertasters . hält seine durchschnittliche Quergeschwindigkeit in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Datenflusses von der Eingangsquelle in den Puffer. Eine weitere Steuereinheit sowie ein Interpolationscomputer stellen ganz sicher, daß der Laserstrahl in jedem gegebenen Augenblick durch ein Signal moduliert werden kann, welches durch Interpolation zwischen den Bildwerten in den Eingangsdaten gebildet wird, die denjenigen Tastpunkten entsprechen, welche der jeweiligen Stellung des Laserstrahls am nächsten liegen. Beispielsweise können während bestimmter Perioden die Tastlinien des Laserstrahls genau den Tastlinien der Eingangsdaten entsprechen, so daß keine Interpolation nötig ist.

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Zu anderen Zeiten können die Lasertastlinien in der Mitte zwischen den Eingangstastlinien liegen, und dann besteht die Interpolation darin, daß man die Mitte zwischen den entsprechenden Punkten auf zwei benachbarten Dateneingangslinien nimmt, um den Laserstrahl zu modulieren.

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Claims

Patentansprüche:

[1.)Bildreproduktionssystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein zum Gravurdruck bestimmtes Bild Zeile für Zeile auf eine. Gravurdruckoberfläche übertragen wird, die ein regelmäßiges Netz von Gravurdruckzelleh mit einem vorgegebenen Netzabstand trägt, und daß, die Periode oder der Abstand des Tastens der Druckfläche Zeile für Zeile gleich dem Netzabstand bei lotrechter Projektion des Netzes auf die Tastzeilen oder gleich einer einfachen Fraktion desselben ist.
2. Bildreproduktionsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Analysiertaster zum Abtasten eines Originals, eine Gravierdruckoberflache, die ein regelmäßiges Netz von Grävierzellen mit einem vorgegebenen Netzabstand trägt, sowie einen Graviertaster, der direkt oder indirekt auf den Ausgang des Analysiertasters anspricht, um die Druckoberfläche zu gravieren, so daß die Abweichungen in der Dichte des Originals Zeile für Zeile auf die Druckoberfläche übertragen werden, wobei die Tastzeilen des Graviertasters eine Periode oder einen Abstand haben, der gleich dem Netzabstand bei lotrechter Pßjs&tion des Netzes auf die Tastzeilen oder gleich einer einfachen Fraktion desselben ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch ·2, gekennzeichnet durch eine Gravurzellenmeßeinrichtung mit einem Ausgang entsprechend der Stellung der Gravurzellen relativ aidem Täststrahl des Graviertasters sowie Einrichtungen, die auf den Ausgang der Meßeinrichtung zum Steuern der Quergeschwindig-

"...-" die

keit des Graviertasters ansprechen, um/vorgegebene Beziehung zwischen dem Netzabstand und dem. Abstand der Tast-

's · ■

zeilen während der Reproduktion des gesamten Bildes aufrechtzuerhalten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zwei beleuchtete Bezugsschirme enthält, die mit dem Taststrahl bewegbar sind, wobei jeder Schirm ein transparentes und opakes Muster identisch.zu den Mustern der Gravurzellen auf der Druckoberflache und in derselben Winkelstellung trägt und die Muster auf den beiden Schirmen eine vorgegebene Versetzung mit Bezug auf

. die · das Muster der Zellen aufweisen/sich während der Abtastung der Druckflächen dem' Taststrahl nähern, und; jeder-Schirm einen zugeordneten Fotodetektor besitzt, der· auf das Ausmaß der■ Ausri-ch'tung zwischen Zellenmuster und dem Schirmmüster anspricht, wobei das Steuersystem die Quergeschwindigkeit des ■ Graviertasters derart steuert, daß .. die Ouergeschwindigkeit zur Äufrechterhaltung eines konstanten Unterschiedes'zwischen den beiden Ausgängen eingestellt wird.

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