DE3805365A1 - Verfahren und einrichtung zum abgleichen einer aufzeichnungslichtquelle in einer fotosetzmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abgleichen einer Kathodenstrahlröhre oder einer Laser­ lichtquelle in einer Fotosetzmaschine, indem die tatsäch­ lichen Werte des Aufzeichnungsstrahles, bezüglich seiner Intensität dadurch überwacht, gemessen und korrigiert wer­ den, indem ein mit dieser Fotosetzmaschine belichteter Probefilm mit verschiedenen Rastern unterschiedlicher Flä­ chendeckungsgrade und mindestens einer Volltonfläche, als Referenzfilm einer wiederum in der Fotosetzmaschine ange­ ordneten densitometrischen Auswerteeinrichtung zugeführt wird, die so erhaltenen Dichte- bzw. Schwärzungswerte mit den vorgegebenen Sollwerten verglichen werden und als Dif­ ferenzwerte eine unmittelbare Intensitätsegalisierung der Kathodenstrahlröhre oder der Laserlichtquelle bewirken.

Bekanntlich dienen Fotosetzmaschinen dem Zweck, mittels einer Vielzahl abgespeicherter Schriftarten, Sonderzeichen und sonstiger Bildelemente, insbesondere Überschriften, Texte und auch schwarzweiße Grafiken in hoher typografi­ scher Qualität auf ein fotosensitives Material zu belich­ ten. Dieses Material dient dann als Vorlage für verschie­ dene nachfolgende Druckverfahren. Ein Teil der bekannten Fotosetzmaschinen betrifft die sog. Digitalbelichter, bei denen entweder als Lichtquelle eine Kathodenstrahlröhre oder Laserlichtquelle verwendet werden. Der nachfolgend beispielhaft beschriebene Bereich der Kathodenstrahlbe­ lichter, im weiteren Verlauf auch mit CRT-Belichter be­ zeichnet, ist überwiegend so aufgebaut, daß auf dem Schirm der CRT-Röhre nacheinander einzelne Linien (Strokes) hell getastet werden, die dem zwischen einer Innen- und einer Außenkontur eines Buchstabens zu füllenden Bereich ent­ sprechen. Eine Linie (Stroke) entsteht aus einer Vielzahl kleinster Punkte (Pixel), mit einer bekannten Feinheit von ca. 0,010 mm Durchmesser. Das zu belichtende Zeichen ent­ steht somit durch Nebeneinanderfügen oder Überlappen der in X-Richtung auf dem Röhrenbildschirm hell getasteten Li­ nie.

Die typografische Qualität der mit bekannten CRT-Belich­ tern hergestellten Fotosatzarbeit hängt auch im wesentli­ che davon ab, mit welcher Feinheit, also Auflösung oder Anzahl von Linien pro Maßeinheit die CRT-Röhre betrieben wird und wie exakt diese Linien genau auf die erforderli­ che Stelle des fotosensitiven Materials plaziert werden können.

Die Intentsität des Lichtstrahles ist zu dieser belichte­ ten Fläche beim Setzen von Texten und Strichzeichnungen nur von untergeordneter Bedeutung, auch wenn die Intensi­ tät allgemein regelbar ist und auch in CRT-Belichtern bei­ spielsweise für das Belichten unterschiedlich empfindli­ cher Materialien genutzt wird. Nach dem Entwickeln des fo­ tosensitiven Materials muß die belichtete Fläche eine Min­ destdichte aufweisen. Primär soll die belichtete Fläche einen möglichst klaren und exakten Konturenübergang zur unbelichteten Fläche aufweisen, bei dem keine sichtbare Lageveränderung einzelner Belichtungsstrahlen den Kontu­ renverlauf der Schriftzeichen unterbricht. Vorstehendes gilt zum Stand der Technik für bekannte CRT-Belichter.

Wenn nun ein derartiger Belichter darüber hinaus neben den o.g. Belichtungsmöglichkeiten auch noch gerasterte Bilder belichten soll, die in einem digitalen Bildspeicher abge­ legt sind und mittels variabler Parameter wie Rasterpunkt­ größe, prozentuale Tonwerte, Rasterwinkel und Vergröße­ rungsfaktor, ein gleichzeitiges Belichten mit Texten auf ein fotosensitives Material ermöglichen soll, weisen be­ kannte CRT-Belichter nunmehr für diese Arbeiten gravieren­ de Mängel auf.

Die Leistung einer Kathodenstrahlröhre wird nämlich durch eine Vielzahl von Parametern wie die Phosphornachleucht­ dauer, die aktinische Leistung, den Kontrast des Schirm­ trägers, Alterung und Verbrennung des Phosphors in der Röhre, Phosphorkörnung, Unregelmäßigkeiten in der Punkt­ größe und verwendete Betriebsgröße begrenzt. Somit sind die Eigenschaften einer Kathodenstrahlröhre ständig zu kontrollieren und zu überwachen.

Weniger bekannt sind demnach CRT-Fotosatz-Belichter für Text, Bild und Grafik, wobei die Bilder mittels Punktra­ stern zusammen mit den Texten auf ein gemeinsames Material belichtet werden können.

Aus dem benachbarten Gebiet der Bildreproduktion ist be­ kannt, daß eine Vorlage, auch farbig, abgetastet, in die einzelnen Farbraster zerlegt und mittels eines Rasterbe­ lichters auf einzelne Druckrasterfilme ausgegeben werden kann.

Da aber die Verschmelzung von Texten und Bildern zur Ganz­ seitenherstellung gewünscht und erforderlich ist, sollten dementsprechend auch Fotosatzbelichter gerasterte Bilder belichten können. Wenn man bedenkt, daß mit der Rasterung eines Bildes in mehreren hundert Graustufen und in einem breiten Bereich von Tonwertabstufungen, sowie Rasterpunk­ ten in verschiedenen geometrischen Formen und Lagen, in einer Fotosetzmaschine möglich sein sollen, erkennt man, daß hier allerhöchste Anforderungen an die Genauigkeit, insbesondere an die Steuerung und Regelung und Überwachung der Lichtquelle gestellt werden. Denn gerade bei Rasterun­ gen ist das menschliche Auge beispielsweise in der Lage, Tonwertveränderungen unter 1% bei makroskopischen Mustern sogar in der Größe von 0,003 mm zu erkennen. Die Schwie­ rigkeiten und Anforderungen steigern sich nochmals, wenn in einem Fotosatzbelichter die gerasterten Bilder strei­ fenweise belichtet und zusammengesetzt werden sollen.

Ein derartiger CRT-Fotosatzbelichter ist aus der DE-OS 36 15 126 bekannt, mit dem Texte und auch gerasterte Bil­ der für die Ganzseitenbelichtung gemeinsam belichtet wer­ den können und zur Überwachung, Regelung und Steuerung der CRT-Röhre ein in der Belichtungsebene angeordneter Sensor die Lage, Fokus und Intensität des Belichtungsstrahles an­ geordnet ist. Dabei hat sich gezeigt, daß die streifenwei­ se zusammengesetzten Rasterbilder fast nicht meßbare, aber sichtbare Differenzen in der Gleichmäßigkeit eines Rasters in einem gewünschten Flächendeckungsgrad aufweisen, die auch durch den verwendeten Sensor, mit lediglich einer Korrekturmöglichkeit für die Intensität, nicht ausgegli­ chen werden können.

Auch bei Laserbelichtern mit Polygon- oder Einfachspiegeln hat sich gezeigt, daß der Dichteverlauf von Rasterungen über die gesamte Breite, z.B. einer DIN-A4-Seite, nicht gleichmäßig ist, sondern teilweise von links nach rechts zu- oder abnimmt. Der nicht senkrecht auf das Filmmaterial auftreffende, sondern z.T. stark abgelenkte Lichtstrahl bewirkt eine Querschnittsänderung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver­ fahren und eine Einrichtung zum Abgleichen einer Kathoden­ strahlröhre und/oder Laserlichtquelle in einer Fotosetzma­ schine so zu verbessern, daß belichtete Rasterflächen ei­ nes ganz bestimmten prozentualen Flächendeckungsgrades, in jeder geometrischen Ausdehnung, ein hohes Maß von Gleich­ mäßigkeit und Reproduzierbarkeit aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung dieser gestellten Aufgabe ein Verfahren und eine Einrichtung vor­ geschlagen, in dem die Fotosetzmaschine ihre eigenen aktu­ ellen Belichtungsarbeiten, insbesondere beim Rastern in verschiedenen Flächendeckungsgraden, in einer Art Selbst­ bewertungsverfahren mit vorgegebenen Sollwerten verglei­ chen kann und beim Feststellen von Differenzen, ein auto­ matisches Korrigieren einleitet und vornimmt.

Es ist damit möglich, den aktuellen Betriebszustand einer derartigen Fotosetzmaschine sozusagen halbautomatisch zu überwachen und zu korrigieren, indem die von der Maschine belichteten Probe- bzw. Musterfilme in verschiedenen un­ terschiedlichen Rasterungen durch eine Öffnung zum Selbstbewerten kurzzeitig überlassen werden. Diese Aus­ werte- oder Prüfeinrichtung erfaßt densitometrisch diese Probefilme, gibt die gemessenen Werte als digitale Signale an einen Rechner, der diese Istwerte mit den abgelegten Sollwerten vergleicht und unmittelbare Intensitätsregulie­ rung der Lichtquelle bewirken kann. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbei­ spiels mit den Zeichnungen. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipbild des CRT-Belichters mit der densitometrischen Prüfeinrichtung,

Fig. 2 einen Muster- bzw. Probefilmstreifen,

Fig. 3 einen Kurvenverlauf eines gerasterten Filmstrei­ fens in einem bestimmten Flächendeckungsgrad.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Einrichtung finden Anwendung in einem Fotosatzbelichter, wobei als Lichtquel­ le eine CRT-Röhre benutzt wird und unter Verwendung be­ kannter Bauelemente. In Fig. 1 ist eine Prinzipskizze auf­ gezeichnet. Eine CRT-Röhre 1, in diesem Fall eine Rechteck-Ausführung, ist mit einem Umlenkspiegel 2 und ei­ nem Abbildungsobjektiv 3 zusammen auf einem nicht näher dargestellten, in X-Richtung, also in Zeilenrichtung ver­ fahrbaren Schlitten angeordnet. Das fotosensitive Material 4, dabei kann es sich um lichtempfindliches Film- oder Pa­ piermaterial handeln, wird streifenweise belichtet und an­ schließend um die Streifenbreite in Y-Richtung verschoben. Der hier beschriebene Belichter kann mit einer Auflösung, senkrecht und waagerecht, von ca. 70 Linien pro Millimeter betrieben werden, wobei mit dieser Auflösung im normalen Satzbetrieb bereits hochwertige typografische Qualität von Text- und Strichbildern erzeugt wird und für besonders hohe Ansprüche, z. B. für Rasterungen von Bildern, kann die Schreibdichte auch auf ca. 140 Linien pro Millimeter erhöht werden.

Dies bedingt ein hohes technisches Know-how und erfordert hohe Ansprüche an die Fertigungsqualität, an die elektro­ nische Steuerung und Regelung eines Belichterteils. Das während des Belichtungsvorgangs ortsfeste Material 4 wird, wie bereits erwähnt, streifenweise belichtet, wobei ein erster Streifen 5 durch das kontinuierliche Verfahren der CRT-Röhre 1 in X-Richtung und Streifen 6 während der Rück­ laufbewegung belichtet werden.

Ein Sensorfeld 8 ist vorzugsweise so in der Nähe der obe­ ren linken Ecke eines zu belichtenden Formates 4 und in der Belichtungsebene angeordnet und dient der Messung und Regelung des Abbildungsstrahles 18, bezüglich Focus, Lage auf dem Film und Intensität.

Die Signale des Sensors 8 werden über eine Auswerteelek­ tronik 9 dem Rechner 10 zugeführt. Dies ist ausführlich Gegenstand der bereits genannten DE-OS 36 15 126 und braucht daher hier nicht näher erläutert zu werden. Doch hat es sich in der Praxis herausgestellt, daß die mittels des Sensors 8 erhaltenen Signale zur Intensitäts­ kontrolle und Regelung eine nicht ausreichende Genauigkeit während des Belichtens von Rasterungen bringt, da diese Art der Messung nicht die geometrische Form des Licht­ strahls berücksichtigt und damit auch nicht die genaue geo­ metrische Verteilung der Intensität im auftreffenden Strahlquerschnitt, insbesondere auch zu den verschiedenen Abstrahlorten auf der CRT-Röhre berücksichtigt. Es hat sich deshalb in der Praxis gezeigt, daß der Dichteverlauf der zu rasternden Flächen besser erfaßt werden kann, wenn man das Belichtungsergebnis, in diesem Fall ein Probefilm, selbst als Muster abfragt und somit den tatsächlichen Belichtungs- oder Dichteverlauf als Korrekturmittel ein­ setzen kann, indem der so densitometrisch erfaßte Istwert mit dem idealen Dichteverlauf als Sollwert verglichen wird und damit korrigierbar ist.

Fig. 2 zeigt zunächst einen Test- oder Musterfilm 21, als Streifen eines möglichen größeren Filmformates 22, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Dieser Teststrei­ fen 21 wurde in besagtem CRT-Fotosatzbelichter belichtet und anschließend mit den üblichen Mitteln entwickelt. Be­ lichtet werden im wesentlichen, mittels vorgegebenem Test­ programm für Größe, Lage und Inhalt, 3 Spuren. Die Spur 23 ist eine Volltonspur, also absolut dunkel oder schwarz, die mittlere Spur 24 ist eine Referenz- oder Taktspur zur Ableitung einer Wegeinformation. Sie besteht, hier will­ kürlich und übertrieben dargestellt, aus breiten Schwarz­ balken 25 und schmaleren, durchlässigen Leerstellen dazwi­ schen. Beispielsweise kann das Verhältnis der Breite der Schwarzbalken 25 zu den Leerstellen dazwischen eine Größe von 28 Pixel zu 4 Pixel betragen, wobei ein Pixel ca. 0,0075 mm groß ist. Die dritte und hier dargestellte rech­ te Spur ist die eigentliche Meßspur 26. In nicht maßstäb­ licher Weise ist hier als Beispiel eine Rasterfläche 27 mit 50% Flächendeckungsgrad dargestellt. Auf dieser Meß­ spur 26 können nun unterschiedliche Raster in verschiede­ nen Flächendeckungsgraden belichtet werden, z. B. von 15%, 30%, 50%, 85% und als Volltonfläche zur Ermitt­ lung des Dichteverlaufs über eine bestimmte Strecke. In vorteilhafter Weise werden deshalb alle gewünschten Raster auf einem gemeinsamen Testfilm 22 belichtet, wie es mit der strichpunktierten Linie angedeutet ist, z.B. Raster­ fläche 27 A in 30% usw., und anschließend entwickelt und zerschnitten. Damit der Bediener der Fotosetzmaschine den Teststreifen in die richtige Meßposition bringen kann, trägt die Einführungsseite entsprechende Markierungen 28. In einem Feld 29 hinter den Meßspuren 24, 26 können Maschinen- und Tagesdaten automatisch einbelichtet sein.

Die Auswertung dieses Meßstreifens 21 wird nun anhand der densitometrischen Meß- und Auswerte-Einrichtung 30 wie in Fig. 1 dargestellt näher beschrieben. Das nicht näher dar­ gestellte Gehäuse einer Fotosetzmaschine weist einen Ein­ führungsschlitz 31 auf, in den der Teststreifen 21 gescho­ ben wird. Sobald die Meßspur 23 eine Lichtschranke 32, 33 aktiviert, wird dieses Signal einer Treiberschaltung 34 für den Motor 35 zugeführt und eine Transportwalze 36 mit gefederter Andruckwalze 37 beginnt mit dem Einziehen des Testfilmstreifens 21. Dieses Einziehen erfolgt mit erhöh­ ter Vorschubgeschwindigkeit so lange, bis die Taktspur 24 eine weitere Lichtschranke erreicht. Diese Lichtschranke setzt sich aus der Fotodiode 38 und einem entsprechenden Empfänger 39 zusammen, die beide einer Steuer- und Meßein­ richtung 40 entsprechende Signale melden, die dann über Leitung 41 wiederum die Ansteuerung für den Motor 35 zu einer bestimmten Transportgeschwindigkeit bewirkt. Mit dieser Lichtschranke 38, 39 wird über die Balken 25 und entsprechende Leerstellen ein Wegesignal erzeugt, welches für die Auswertung der eigentlichen Raster- oder Meßspur 26 benötigt wird. Parallel zu der Lichtschranke 38, 39 ist ebenfalls eine Leuchtdiode 42 mit entsprechendem Empfänger 43 angeordnet, wobei der Empfänger 43 seine Signale eben­ falls an die Steuer- und Meßeinrichtung 40 abgibt. Die Taktspur 24 und die Meßspur 26 werden über eine Schlitzblende 44 geführt, wobei die beiden dargestellten Schlitze jeweils nur 0,1 mm Öffnungsbreite besitzen.

Die Bedeutung dieser Meßeinrichtung ist nunmehr klar, in­ dem mit der Taktspur 24 über die Lichtschranke 38, 39 eine Wegeinformation ermittelt wird, die benötigt wird, um den Dichteverlauf der über die Lichtquelle und Empfänger 42, 43 ermittelten Informationen eines ganz bestimmten Flä­ chendeckungsgrades zu erhalten. Diese beiden Signale wer­ den gemeinsam in der Steuer- und Meßeinrichtung 40 aufbe­ reitet und über Leitung 47 dem Rechner 10 zugeführt. Im Rechner 10 werden die so erhaltenen densometrischen Werte mit vorgegebenen Meßwerten verglichen und für nachfolgende Belichtungen gespeichert. Bei einer erneuten Belichtung mit einem Raster des gleichen Flächendeckungsgrades kann dieser gespeicherte Wert dann der Helligkeitssteuerung 48 für eine entsprechende Erhöhung oder Minderung der Inten­ sität vorgegeben werden.

Man kann somit sehr genau feststellen, in welchem örtli­ chen Bereich auf der Meßspur 26, 27, durch Mitzählen auf der Taktspur 24, sich die Dichte verändert hat.

Die hier im Beispiel dargestellte Art der densitometri­ schen Messung nach der Durchlichtmethode benutzt ein Film­ material mit lichtdurchlässigen und -undurchlässigen Be­ reichen. Vorzugsweise liegt die entwickelte Schicht des Films dabei direkt auf der Schlitzblende 44 auf.

Es ist aber auch möglich, die Empfänger 39, 43 oberhalb des Testfilms anzuordnen und einen undurchsichtigen Test­ film mit schwarzen und weißen Bereichen mittels der Auf­ lichtmethode abzufragen.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Meßspur 26 nicht nur Ra­ sterungen in verschiedenen Flächendeckungsgraden beinhal­ ten kann, sondern auch eine Volltonfläche zur Feststellung einer Schwärzung, z. B. der Dichte 3,0. Somit ist hier eine Möglichkeit gegeben, die belichteten Fotosatzfilme, als Vorlage für die weitere drucktechnische Verarbeitung mit einer gewünschten Mindestdichte zu belichten.

Aus Fig. 3 kann man den Dichteverlauf einer beispielswei­ sen Messung von Rasterungen in verschiedenen Flächendec­ kungsgraden von 15% bis 85% zu ihrem jeweiligen Ideal­ verlauf (50) entnehmen. Zum Beispiel ergibt sich bei der 15%igen Flächendeckung eine Messung, die hier in gestri­ chelter Linie (51) dargestellt ist, deren maximale Abwei­ chung "0" in der Nähe der Wegeinformation (140) liegt. Nicht nur, daß man aus der Linie (51) erkennt, daß diese generell unterhalb der Ideallinie (50) bei 15% Flächen­ deckungsgrad liegt und deshalb angehoben werden muß, wird außerdem erkannt, daß die größte Abweichung "D" bei der Wegeinformation (140) liegt und damit einer weiteren Anhe­ bung bedarf. Wie bereits erwähnt werden diese Differenz­ werte "D" im Rechner (10) an die Idealwerte (50) ange­ paßt, und in diesem Beispiel wird die CRT-Röhre (1) über ihre Helligkeitssteuerung (48) zur Intensitätsegalisierung in Verbindung mit einer Ortsinformation veranlaßt.

Abschließend soll noch erwähnt werden, daß diese vorste­ hend beschriebene Art der Messung von Flächendeckungsgra­ den von Rasterungen sowohl in der Hauptsetzrichtung "X", als auch in Y-Richtung möglich ist, d.h., daß die Meßspur 26 eines Probefilms 21, 22 entweder einem waagerechten Teil einer gerasterten Fläche einer Probelichtung ent­ spricht oder einem senkrechten Teil.

Claims (4)

1. Verfahren zum Abgleichen einer Kathodenstrahlröhre oder Laserlichtquelle in einer Fotosetzmaschine, wobei die tatsächlichen Werte des Aufzeichnungsstrahles bezüg­ lich seiner Intensität überwacht, gemessen und korri­ giert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein belichte­ ter Testfilm (21, 22) mit verschiedenen Rastern unter­ schiedlicher Flächendeckungsgrade (27, 27 a) und min­ destens einer Volltonfläche, von dem zu prüfenden Ka­ thodenstrahl- oder Laserbelichter belichtet wird, die­ ser Film in einzelne Teststreifen (21, 22) zerschnitten und nacheinander einer in diesem Belichter angeordneten densitometrischen Meß- und Auswerte-Einrichtung (30) zugeführt und der so ermittelte Dichteverlauf für jeden Flächendeckungsgrad als Istwert einem Rechner (10) zu­ geführt und mit dort vorgegebenen Sollwerten verglichen und bei Differenz der Helligkeitssteuerung (48) ein Korrekturwert zugeführt wird.

2. Fotosetzmaschine mit einer Kathodenstrahlröhre oder einer Laserlichtquelle und einem optischen Abbildungs­ system, wobei zwischen Lichtquelle und Aufzeichnungs­ material eine translatorische Bewegung stattfindet, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Fotosetzmaschine eine densitometrische Meß- und Auswerte-Einrichtung (30) zur Auswertung von auf dieser Fotosetzmaschine belichteten Probefilmstreifen (21, 22) angeordnet ist, wobei der mittels Sensoren (42, 43) ermittelte Dichteverlauf der Meßspur (26) in Ortsbeziehung zu den mittels der Takt­ spur (25) und den Sensoren (38, 39) parallel erzeugten Wegesignalen gebracht, über eine Steuer- und Meßein­ richtung (40) dem Rechner (10) zugeführt wird, wobei die Lichtquelle (1) über die Helligkeitssteuerung (48) mit dem Rechner (10) verbunden ist und von diesem mit Korrekturwerten beaufschlagt werden kann.

3. Vorrichtung zur Kontrolle des Dichteverlaufs von Rasterungen unterschiedlicher Flächendeckungsgrade in einer Fotosetzmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Testfilm (21, 22) mit einer Vollton­ spur (23), einer Taktspur (25) und einer Meßspur (26) versehen ist, wobei die Meßspur (26) in einem bestimm­ ten prozentualen Flächendeckungsgrad (27, 27 a) gera­ stert oder eine Volltonfläche ist.

4. Vorrichtung nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in Einschubeinrichtung des Test­ filmstreifens (21) vor der Transportwalze (36) und der Andruckwalze (37) eine Gabellichtschranke (32, 33) angeordnet ist, die bei Unterbrechung durch die Volltonfläche (23) des Testfilms (21) ein Signal an die Treiberschaltung (34) abgibt und von dieser der Motor (35) der Transportwalze (36) mit entsprechenden Wegesignalen beaufschlagbar ist.