DE69307097T2

DE69307097T2 - Automatischer Echtzeitkalibrierer für elektromechanischen Rotationstiefdruckstift

Info

Publication number: DE69307097T2
Application number: DE69307097T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Syudou; Minetoshi C O Dainip Yamaguchi; Takumi Yoshida
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Hell Gravure Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1992-10-28
Filing date: 1993-10-28
Publication date: 1997-04-17
Anticipated expiration: 2013-10-29
Also published as: EP0595324B1; US5828464A; JP2818525B2; EP0595324A1; JPH06191001A; DE69307097D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines elektromechanischen Rotationstiefdruckstiftes; genauer betrifft sie eine Vorrichtung zum Kalibrieren des Antriebs eines Gravierkopf-Stiftes eines Rotationstiefdruck-Graviersystems während des Starts eines Gravierarbeitsgangs, um so die Tiefe von Zellen einzustellen, die elektromechanisch von dem Stift in einen Druckzylinder geschnitten werden, um die Druckbilddichte in vollem Bereich in konsistenter Weise entsprechend der ausgewählten Druckauflösung zu bewerkstelligen.

Beschreibung des Hintergrundes

Eine elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine bildet feine pyramidenartige Löcher, die als Zellen bekannt sind, in die Oberfläche eines mit Kupfer plattierten Tiefdruck-Zylinders, wenn dieser gedreht wird. Die Abmessungen jeder Zelle (von denen jede der Bilddichte eines abgetasteten Rasterpunktes von der Vorlage entspricht) steuern die Menge an Druckfarbe, die die Zellen enthalten werden, was somit die Dichte des gedruckten Bildes festlegt. Eine Gravierkopf, der einen mit einer Diamantspitze versehenen Stift trägt, dient als das Schneidwerkzeug zum Schneiden der Zellen in die Oberfläche des Druckzylinders. Die Gravieroperation wird von dem Stift durchgeführt, der ansprechend auf ein mit der Schneidtiefe moduliertes Antriebssignal bei einer Frequenz von mehreren kHz vibriert.
Figur 14 zeigt diagrammartig die Wellenform-Komponenten eines solchen das Gravieren treibenden Signales, das dem Gravierkopf aufgegeben wird, und entspricht d.er Verlagerungswellenform des Stiftes selbst. Das Signal wird erzeugt, indem, ein hochfrequentes Trägersignal, wie es in Figur 14 (a) veranschaulicht ist, mit einem Bilddichtesignal überlagert wird, von dem eine beispielhafte Wellenfarm in Figur 14 (b) veranschaulicht ist. Das modulierte Signal wird somit auf dem Gravierkopf als ein Graviersignal aufgegeben, das den Stift treibt, um Zellen in die Oberfläche des sich drehenden Zylinders zu schneiden, mit einer Größe, die der bezeichneten Bilddichte bei der Trägersignalfrequenz entspricht. Bei dem vorliegend veranschaulichten Beispiel entspricht die punktstrichlierte Linie S in dem Wellenform-Schaubild der Figur 14 (c) der Zylinderoberfläche, und der einschraffierte Bereich in dem Schaubild entspricht einer Zelle.
Demgemäß stellt bei dem elektromechanischen Rotationstiefdruck-Gravierprozeß die Zelltiefe die gedruckte Bilddichte dar, so daß es eine Eins-Zu-Eins-Korrespondenz zwischen der Zellengröße und der Dichte bei einer gegebenenen Auflosung für das gedruckte Bild gibt. Die Konfigurationsanordnung der geschnittenen Zellen bildet ein Muster der Zellen entlang Linien, die diagonal in bezug auf die Achse des Druckzylinders liegen, und die Anzahl pro Zoll dieser Linien (d.h. Bildlinierung) entspricht der Bildauflösung. Darüberhinaus, ungeachtet der Bildlinierung, muß ungeschnittenes Kupfer zwischen benachbarten Zellen in einer Zeile zurückbelassen werden, um die Tiefdruck-Rakel zu stützen. Somit, wenn die Zellenform geändert wird, um Rasterwinkel für Vorlage-Farbtrennungen zu ändern, zusammen mit der Bildlinierung für die Änderung in der Bildauflosung, muß die entsprechende Beziehung zwischen der Dichte und der Zellenform entsprechend geändert werden. Es ist somit notwendig, daß die gleichformige Einstellung des Verlagerungsantriebs für den Stift jedesmal dann gemacht wird, wenn die Bildlinierung und Zellenform für eine gegebene Gravieroperation geändert werden. Weiterhin muß die Stiftverlagerung eingestellt werden, indem das Graviersignal entsprechend jedesmal dann geändert wird, wenn der Gravierkopf gewechselt wird, da, wegen der mechanischen Variation, ein identisches Graviersignal, das dem neuen Gravierkopf aufgegeben wird, um den Stift zu treiben, nicht dieselbe Stiftverlagerung wie zuvor erzeugen wird. Noch weiter ändert sich die Zellentiefe mit der Härte der mit Kupfer plattierten Oberfläche, die Verlagerung muß auch eingestellt werden, wenn der Druckzylinder ersetzt wird.
In dem Patent US-A 5,029,011, um die schrittweise Vergrößerung oder Verkleinerung von Gravierzellen wegen der Drift des Gravierstiftes zu verhindern, wird ein Maß des Schwingens der Welle, die den Stift in Schwingungen versetzt, erfaßt, und das Antriebssignal wird korrigiert, indem dieses als Rückkopplung verwendet wird. Diese Rückkopplungssteuerung wird verwendet, um das Maß der Schaftschwingung zu stabilisieren (es an einem konstanten Wert zu halten). Daher ist die Hauptaufgabe das Verhindern von Fluktuationen in der Zellengröße durch Rückkopplungssteuerung während einer einzigen Gravieroperation. Während einer einzigen Gravieroperation wird der Betrag der Wellenoszillation gesteuert. Somit kann die Zellengröße im allgemeinen stabilisiert werden.
Herkömmlicherweise wird die Verlagerungseinstellung für den Stift durchgeführt, indem Versuchszellen jedesmal graviert werden, wenn eine der Betriebsbedingungen geändert wird. Genauer wird ein Ende des Tiefdruckzylinders im Versuch graviert, indem ein geeignetes Graviersignal auf den Gravierkopf aufgegeben wird, und die Testzellen werden mit einer Vorrichtung beobachtet, die in optisches Mikroskop, eine Festkörper- (CCD-) Kamera, einen Bildschirm und andere Elemente umfaßt, um die einzelne Zellengröße unter Verwendung der Zellenbreitenmessung als eine Basis für den Vergleich mit der Spezifikation zu unterscheiden. Somit werden die Versuchs- Gravieroperationen wiederholt, indem Graviersignale auf den Gravierkopf aufgegeben werden, die geändert werden, bis Zellen, deren Breite konform mit bestimmten Druckanforderungen ist, erzeugt werden.
Die zuvor beschriebene Einstellprozedur für die Verlagerung des Stiftes erfordert einen großen Anteil an Arbeit des Bedieners und beträchtliche Bearbeitungszeit, was die Gesamtproduktivität reduziert. Darüberhinaus, da die Zellenabmessungen vom Bediener gemessen werden und das Graviersignal durch manuelles Einstellen der Verstärkungsparameter für das Graviersignal für die Verlagerung des Stiftes eingestellt wird, ändern sich die Ergebnisse mit dem Bediener. Dies bedeutet, daß es Inkonsistenzen in den Tiefen der Zellen unter den Druckoperationen bei einer gegebenen Bilddichte geben wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Kalibrierung der Verlagerung eines elektromechanischen Rotationstiefdruckstiftes zu automatisieren und zu vereinfachen, wobei die Einstellungen bezüglich Konsistenz bei den Druckoperationen stabilisiert sind.
Die automatische Kalibriervorrichtung für Rotationstiefdruck bei einem elektromechanischen Graviersystem gemäß der vorliegenden Erfindung stellt in automatischer Weise die Gravieroperation eines Gravierkopf-Stiftes des Systems in Echtzeit ein, indem ein den Stift antreibendes Graviersignal entsprechend einem Druckbilddichten/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für eine bestimmte Gravier-Bildlinierung entsprechend der Auflösung des gedruckten Bildes kalibriert wird. Die Vorrichtung weist eine Zellenmeßeinrichtung einschließlich einer Zellenbeobachtungseinrichtung und eine Graviersignal-Kalibriereinrichtung auf.
Die Zellenbeobachtungseinrichtung erhält Zellenbilddaten durch Abbilden, durch eine Bildbearbeitungsvorrichtung, der Form einzelner Testzellen, die von dem Stift in die Oberfläche des Druckzylinders graviert werden. Die Bildbearbeitungsvorrichtung enthält die Zellenmeßeinrichtung, die die individuelle Zellengröße aus den Zellenbilddaten berechnet, welche durch die Zellenbeobachtungseinrichtung erhalten worden sind. Die Graviersignal-Kalibriereinrichtung stellt Graviersignal- Steuerparameter entsprechend der Zellengrößenberechnung durch die Zellmeßeinrichtung und dem Bilddichte/Zellentiefe-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildlinierung ein, so daß das Graviersignal kalibriert wird, um den Stift zum Gravieren von Zellen entsprechend den Anforderungen der Druckoperation zu betreiben.
Demgemäß stellen die automatischen Kalibriervorrichtung für ein elektromechanisches Rotationstiefdruck-Graviersystem der vorliegenden Erfindung ein den Stift betreibendes Graviersignal entsprechend einem gegebenen Bilddichte-/Zellentiefen- Kalibrierfaktor an, um die seitliche Verlagerung des Gravierkopf-Stiftes durch Schneiden von Testzellen an einem Ende des Druckzylinders zu steuern. Die Form einzelner Testzellen wird durch die Zelluntersuchungseinrichtung abgebildet, die Zellenbilddaten zur Verfügung stellt. Die Zellenbilddaten werden in die Zellenmeßeinrichtung eingegeben, durch die die individuelle Zellengröße berechnet wird.
Die Graviersignal-Kalibriereinrichtung weist eine Einrichtung zum Berechnen einer Bilddichte-/Zellentiefe-Referenzkennlinie auf, die korrigiert wird, um den Kalibrierfaktor zu erhalten. Die Referenzkennlinie wird für die bezeichnete Bildlinierung berechnet, entsprechend Zellengrößendaten, die durch die Zellenmeßeinrichtung aus Zellen erhalten werden, welche graviert worden sind, so daß sie einer repräsentativen Serie von Testbilddichten bei einer gegebenen Bildlinierung entsprechen. Die Graviersignal-Kalibriereinrichtung weist weiterhin eine Graviersignal-Verstärkungsdatenverarbeitungseinrichtung auf, die den Kalibrierfaktor als eine Korrektur der Bilddichte-/Zellentiefe-Referenzkennlinie berechnet und Graviersignaldaten erzeugt, die das Graviersignal einrichten, um den Stift so zu betreiben, daß er Zellen einer Größe graviert, die der bezeichneten Bildlinierung (Bildauflösung) entspricht.
Mit der oben beschriebenen Vorrichtung wird das Graviersignal schnell und automatisch durch eine vereinfachte Kalibrierung des den Stift betreibenden Graviersignales eingestellt, wobei die Einstellungen der seitlichen Verlagerung des Stiftes zur Konsistenz in den Druckoperationen stabilisiert werden.
Die vorangehenden und weiteren Aufgaben und Vorteile werden deutlicher aus der folgenden genauen Beschreibung offensichtlich, die zusammen mit den Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, ohne daß sie sich auf solche Abänderungen beschränken will, wie es den Fachleuten deutlich werden wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine Vorderansicht, die in schematischer Weise eine elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Figur 2 ist eine Draufsicht, die der Figur 1 entspricht;
Figur 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Gravierkopf, welcher einen Rotationstiefdruckstift trägt, veranschaulicht, angebracht in seinem Antriebsmechanismus;
Figur 4 ist ein Blockschaubild, das in schematischer Weise ein Rotationstiefdruck-Graviersystem gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Figur 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Steuerprozeß des Graviersystems veranschaulicht;
Figuren 6-9 sind Ablaufdiagramme, die den Steuerprozeß für die Einstellung der Stift-Verlagerung veranschaulichen;
Figur 10 stellt graphisch die Abhängigkeit zwischen der Zellentiefe und der Bilddichte für mehrere Gravier-Bildlinierungen als einem gegebenen Graviersystem-Kalibrierfaktor dar;
Figuren 11 (a) bis (c) veranschaulichen jeweilige Breitenänderungen bei gravierten Zellen vom Kanal-Typ, die sich ergeben, wenn Dichteverstärkung und Trägersignalverstärkung als Graviersignalparameter geändert werden;
Figur 12 (a) veranschaulicht räumliche Referenzpunkte in einem Muster von gravierten Zellen vom Nicht-Kanal-Typ;
Figur 12 (b) stellt graphisch eine Graviersignal-Ausgangswellenform dar, die die Korrespondenz zwischen Bereichen der Wellenform und formalen Parametern des Zellengraviermusters der Figur 12 (a) veranschaulicht;
Figur 13 ist eine graphische Darstellung, welche Graviersignaldatenkorrektur basierend auf dem Kalibrierfaktor, der die Zellentiefe zur Bilddichte in Beziehung setzt, veranschaulicht; und
Figuren 14 (a) bis (c) veranschaulichen Wellenformen von Komponenten des Graviersignals.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Figuren 1 und 2 veranschaulichen in schematischer Weise die Hauptkomponenten einer Rotationsdruck-Graviermaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Graviermaschine weist ein Bett 1 auf, auf dessen Oberseite an einem Ende ein Triebstock 2 befestigt ist, einen Reitstock 3, der gegenüber dem Triebstock 2 angeordnet ist, und einen ersten und zweiten Tisch 4 und 5. Der Reitstock 3 ist in der horizontalen Richtung der Maschine entlang einem Paar Führungsschienen 6 bewegbar, die auf der oberen Fläche des Bettes 1 angeordnet sind. Der Reitstock 3 kann an den Triebstock 2 durch einen Antriebsmechanismus 9 angenähert und von ihm weggezogen werden, der aus einem Motor, einem Riemen und weiteren Elementen besteht. Eine Hohlwelle 12 ist innerhalb des Reitstockes 3 über einen Zylinder 13 verschiebbar. Der erste und zweite Tisch 4 und 5 sind horizontal entlang dem Paar Führungsschienen 7 verschiebbar, die auf der oberen Fläche des Bettes 1 angeordnet sind. Jeder der Tische 4 und 5 wird entlang den Schienen 7 mittels einer Kugelschraube 15 bewegt, die zwischen dem Paar der Schienen 7 angeordnet und von einem Antriebsmotor 16 angetrieben wird. Eine Hauptspindel 10 des Triebstockes 2 wird durch einen Antriebsmechanismus 11 gedreht, der einen Antriebsmotor, einen Riemen und weitere Elemente umfaßt. Bei der obigen Struktur wird ein Rotationstiefdruckzylinder C zwischen der Hauptspindel 10 und der Hohlwelle 12 gehalten, wie es mit der doppelpunktiert-gestrichelten Linie in Figur 1 gezeigt ist.
Sowohl auf dem ersten Tisch 4 als auch auf dem zweiten Tisch 5 ist ein Gravierkopf 21 vorgesehen, der quer zu der Richtung verschiebbar ist, in die die Tische gleiten. Führungsschienen 20 sind auf der oberen Fläche beider Tische 4 und 5 vorgesehen, und jeder Gravierkopf 21 wird durch einen Antriebsmechanismus verschoben, der aus einer Kugelschraube 22 und einem Antriebsmotor 23 besteht.
Figur 3 veranschaulicht einen Stift 30, der auf dem Gravierkopf 21 vorgesehen ist, und seinen zugeordneten Antriebsmechanismus.
Der Stift 30 ist an einem Ende einer senkrechten Torsionswelle 31 befestigt, und ein Diamantschneidwerkzeug 32 ist an einem Ende des Stiftes 30 angebracht. Das andere Ende der Torsionswelle 31 ist an einer Montagebasis 33 befestigt. Ein rhombischer Rotor 34 ist an dem Mittelabschnitt der Torsionswelle 31 befestigt. Ein Stapel magnetischer Laminate (Stator) 35 umgibt den Rotor 34. Der magnetische Fluß durch den Stator 35 ist durch einen seitlich angebrachten Permanentmagneten 36 bereitgestellt. Weiterhin, den Rotor 34 zwischen ihm und dem Stator 35 umgebend, ist eine Spule 37 vorgesehen. Bei dieser Struktur, wenn ein Graviersignal auf die Spule 37 aufgegeben wird, schwingt der Stift 30 in die Richtung, die durch den Pfeil B in der Figur angegeben ist, entsprechend der Graviersignal-Trägerfrequenz.
Figur 4 veranschaulicht ein Steuer-Blockschaubild einer Steuervorrichtung für ein Rotationstiefdruck-Graviersystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Steuervorrichtung weist einen Controller 40 auf, der aus einem Mikrocomputer besteht, welcher eine CPU, einen RAM, einen ROM usw. enthält. Ein optisches Mikroskop 41 zum Betrachten der Form der gravierten Zellen ist zwischen dem Triebstock 2 und dem Reitstock 3 gegenüber der Oberfläche des Tiefdruckzylinders C an einem Ende angeordnet. Das optische Mikroskop 41 kann an den Tiefdruckzylinder C angenähert oder von ihm zurückgezogen werden. Eine stroposkopische Lichtquelle 43 ist mit dem optischen Mikroskop 41 durch ein Faserkabel 42 verbunden, und eine stroposkopische Energiequelle 44 ist mit der stroposkopischen Lichtquelle 43 verbunden. Indem die stroposkopische Lichtquelle 43 mit einer vorbestimmten Taktfrequenz betrieben wird, kann ein Teil der Zylinderfläche als ein Standbild während der Drehung des Tiefdruckzylinders C betrachtet werden. Eine ladungsgekoppelte Vorrichtung 45 ist in dem optischen Mikroskop 41 vorgesehen. Bilddaten, die von der CCD 45 erhalten werden, werden in einen Kamera-Controller 46 eingegeben. Der Kamera-Controller 46 ist mit einer Bildverarbeitungsvorrichtung 47 verbunden.
Ein Kathodenstrahlröhren (CRT-)Monitor 48 ist mit der Bildverarbeitungsvorrichtung 47 verbunden. Ein Videosignal wird von dem Kamera-Controller 41 in die Bildverarbeitungsvorrichtung 47 eingegeben, die wiederum ein Monitorsignal an den CRT- Monitor 48 gibt. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 47 berechnet die Zellenform aus dem Videosignal, das von dem Kamera-Controller 46 empfangen wird. Die Bildverarbeitungsvorrichtung 47 und der Controller 40 sind über eine R5232C-Verbindung verbunden.
Der Controller 40 arbeitet so, daß er die Graviersignal- Einstellung, die den Stift betreibt, auf der Basis von Daten von der Bildverarbeitungsvorrichtung 47 durchführt. Das Graviersignal von dem Controller 40 wird auf den Gravierkopf 21 durch einen Treiberverstärker 49 aufgegeben. Das Graviersignal von dem Treiberverstärker 49 wird auf die Spule 37 des Gravierkopfes 21 gegeben. Die Drehposition des Tiefdruckzylinders C wird von einem Codierer 50 erfaßt, der eine Signaleingabe an den Controller 40 ausgibt. Zusätzlich erzeugt der Controller 40 eine Zeitgebungs-Pulsausgabe an den Kamera- Controller 46, der wiederum ein stoposkopisches Zeitgebungssignal an die stropaskopische Energiequelle 44 gibt, die das Takten induziert. Verschiedene I/O-Komponenten sind weiter mit dem Controller 40 verbunden.
Der Steuerbetrieb eines elektromechanischen Rotationstiefdruck-Systems gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Ablaufdiagramme der Figuren 5 bis 9 beschrieben werden.
Wenn ein Startschalter der Maschine eingeschaltet wird, wird im Schritt S1 des Steuerprogramms die Initialisierung durchgeführt, während der, beispielsweise, Operationen, die jede der Komponenten der Graviermaschine in ihre Anfangsposition zurückbringen, durchgeführt werden. Dann wird im Schritt S2 bestimmt, ob ein Zellenüberwachungsmodus ausgewählt ist oder nicht. In dem Zellenüberwachungsmodus führt die Maschine Versuchs-Gravieroperationen an dem Tiefdruckzylinder durch und stellt entsprechend die seitliche Verlagerung des Stiftes, d.h. die Zellentiefe, ein. Als nächstes wird im Schritt S3 bestimmt, ob ein Befehl zum Beginnen der Gravieroperation gegeben wird, und es wird im Schritt S4 bestimmt, ob weitere Prozesse ausgewählt sind.
Wenn der Zellenüberwachungsmodus ausgewählt ist, schreitet das Programm vom Schritt S2 zum Schritt S5 fort, bei dem ein Prozeß, der unten beschrieben wird, zum Einstellen der seitlichen Verlagerung des Stiftes ausgeführt wird. Wenn der Befehl zum Beginnen einer Gravieroperation gegeben wird, nachdem das Einstellen der Verlagerung des Stiftes vorgenommen worden ist, gibt das Programm vom Schritt S3 zum Schritt S6. Im Schritt S6 wird die Gravieroperation auf der Oberfläche des Tiefdruckzylinders entsprechend den Vorlage-Bilddaten durchgeführt. Wenn andere Prozesse ausgewählt werden, geht das Programm vom Schritt S4 zum Schritt S7 über, bei dem der gewählte Prozeß/die gewählten Prozesse durchgeführt wird/werden, und dann kehrt das Programm zum Schritt S2 zurück.
Das Folgende ist eine Beschreibung der Operation des Einstellens der seitlichen Verlagerung des Stiftes.
Es wird Bezug auf Figur 10 genommen, deren graphische Darstellungen festgelegte Faktoren, die die Färbedichte (welche den gedruckten Tönungswert an dem Bildpunkt, der von einer Zelle gedruckt wird, festlegt), zur Zellentiefe (oder -größe) für verschiedene Bildlinierungen, entsprechend unterschiedlichen Druckauflösungen, zeigen.
Das Rotationstiefdruck-Graviermuster bestimmt einen Rasterwinkel in parallelen Linien diagonal zu der Tiefdruckzylinderachse, entlang denen benachbarte Zellen ausgerichtet werden, und das Muster bestimmt auch die Konzentration der Zeilen pro Zoll, was der Bildauflösung entspricht. Beispiele, die in der Graphik der Figur 10 dargestellt sind, umfassen die komprimierte Zelle, die längliche Zelle, und Feingraviermuster, entsprechend nacheinanderfolgend höherer Konzentrationen an Zeilen/Zoll und entsprechend flacherer Zell tiefen bei maximaler (100 %) Dichte. Wie die graphische Darstellung zeigt, ändert sich die Beziehung zwischen der Dichte und der Zellentiefe mit der Zeilenkonzentration, welche die Graviermuster bestimmen. Die durchgezogenen Kurven in der Figur entsprechen der Stiftverlagerung relativ zu der Oberfläche des Tiefdruckzylinders C und stellen Kennlinien dar, die neben anderen Faktoren durch mechanische Grenzen konditioniert sind, welche Einschränkungen auferlegen, einschließlich der maximalen Zellentiefe, die empfohlen wird, um eine ausreichende Zwischen-Zellenwandbreite zu ermöglichen, und der minimalen Zellengröße, um die Farbübertragung von dem Tiefdruckzylinder zu bewirken.
Die Kalibrierfaktorkurve a für Bilddichte/Zellentiefe in Figur 10 zeigt, daß für ein Graviermuster aus komprimierten Zellen, das eine Linierung von 175 Zeilen L/Zoll liefert, um Zellen einer Tiefe entsprechend Dichtewerten zu schneiden, so daß die konsistente Auflösung beibehalten wird, die Verlagerung des Stiftes entsprechend der Kurve eingestellt werden muß. Speziell in diesem Fall, für eine 100 %ige Druckdichte, ist die Zellentiefe auf 42 µm begrenzt, um 5 % Farbdichte von einer Zelle zu erreichen, muß die Tiefe 8 µm sein; für 0 % Dichte wird der Stift von der Zylinderoberfläche um einen vorbestimmten minimalen Abstand x (hierin ungefähr 5 µm) weggebracht, so daß der Stift die Zylinderoberfläche überhaupt nicht während seines Schwingzyklus berühren wird. In diesem Beispiel kann der Stift optimal durch Graviersignalspannungen gesteuert werden, welche über Daten erzeugt werden, die der Kalibrierfaktorkurve a entsprechen, ohne besonderen Einsatz von dem Bediener.
Da die Kurve a nichtlinear ist, gibt es einen Wendepunkt bei 5 % Dichte (entsprechend der minimalen Menge an Farbe, die eine Zelle tragen muß, um das Drucken zu bewirken), über den hinaus die Steigung abhängig von der Bildlinierung ist, jedoch können die Graviersignal-Steuerspannungsdaten nicht einfach in direkter linearer Abhängigkeit von der Bildlinierung gespeichert werden. Somit werden in dem Programm dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Referenzdaten, die der linearen Kennlinienfunktion b entsprechen, welche durch die gestrichelte Linie in Figur 10 angegeben ist, anfangs erzeugt, und diese Daten werden dann auf korrigierte Werte von b entsprechend der Beziehung zwischen der Referenzlinie b und der Kalibrierfaktorkurve a eingestellt, um ein Graviersignal zu erzeugen, das gravierte Zellengrößen entsprechend der Bilddichte bei konsistenter Auflösung liefert.
Mit anderen Worten definiert der Wendepunkt auf der Kurve a als der Kalibrierfaktorkurve bei dieser Ausführungsform sie als nicht-linear. Jedoch ist es möglich, eine äquivalente lineare Kurve zu definieren, die den Wendepunkt nicht hat. In dem Fall würde die Steigung der Kurve a in den Bilddichtebereich von 5-100 % gleich der der Kurve in dem Bildbereich von 0-5 % sein, und die Verlagerung des Stiftes bei der Bilddichte 0 % würde auf -5 µm eingestellt.
Eine Ausgangsspannungs-Wellenform v des digitalisierten Graviersignales, welches von dem Controller 40 entwickelt wird, wird durch die folgende Gleichung dargestellt:
v = (-127~127)Gc + (0~255)GD - 16 Gs (1)
wobei das erste Element auf der rechten Seite der Gleichung ein Parameter ist, der der Erzeugung eines Trägersignals entspricht [schematisch in Figur 14a dargestellt]; das zweite Element ist ein Parameter, der das Dichtesignal ausdrückt, welches dem Trägersignal überlagert werden soll [Figur 14b]; und das dritte Element darin ist ein Parameter, der einem Versatzsignal (Figur 10) entspricht, welches die Entfernung einrichtet, um die die Mitte des Bereiches der Stiftbewegung von der Oberfläche des Druckzylinders versetzt ist.
Gleichung (1) gibt an, daß die Amplitude des Trägersignals um ± 127 Inkremente geändert wird; die des Dichtesignals wird in 226 Inkrementen geändert (was nicht immer 256 ist; bei einem späteren Beispiel wird die Dichtesignalamplitude in 228 Inkrementen geändert) äquivalent zu Tönungswertstufen; und die des Versatzsignals wird in 16 Inkrementen geändert. Die Konstanten Gc, Gd und Gs in Gleichung (1) sind Graviersignal- Verstärkungen, die durch Gravierparameter eingestellt werden, einschließlich der Zellenform, der Bildlinierung und dem Durchmesser des Tiefdruckzylinders. Weiterhin bezeichnet die Trägerverstärkung Gc die Amplitude der Ausgangswellenform, die Dichteverstärkung Gd bezeichnet die Steigung der Referenzkennlinie b, und die Versatzverstärkung Gs beim Bezeichnen der Achse der Graviersignal-Wellenform stellt den Stift-Positionsversatz von der Zylinderoberfläche ein.
Jede der zuvor genannten Verstärkungen wird durch die Routinen berechnet, die diagrammartig in den Ablaufdiagrammen der Figuren 6 bis 9 dargestellt sind. Zunächst wird im Schritt S10 bestimmt, ob Gravierparameter, einschließlich Zellenform, Bildlinierung und Zylinderdurchmesser, Bedienereingaben sind. Die Gravierparametereingabe stellt entsprechend den Controller 40 im Schritt S11 ein. (Gravierparameter, einschließlich Zellengrößendaten usw. werden vorab in dem Controller 40 gespeichert.) Dann wird eine Anzahl von Zellen entsprechend einer repräsentativen Abfolge von Dichtezuwächsen im Schritt S12 graviert. Hierin wird, wenn Werte für die Verstärkungen, die in einer vorangehenden Gravieroperation berechnet worden sind, im Speicher sind, ein Graviersignal, das mit den zuvor eingerichteten Verstärkungen erzeugt wird, ausgegeben, und Testzellen werden somit in Dichteinkrementen von 10 % auf dem Druckzylinder C geschnitten. Wenn es keine zuvor berechneten Werte für jeden Verstärkungsparameter gibt, treibt ein Graviersignal, das durch Verstärkungen entwickelt wird, die auf vorbestimmte Werte eingerichtet sind (Gc = Gco; Gd - Gdo; Gs = Gso) das Gravieren von Testzellen bei Dichteinkrementen von 10 %.
Dann wird im Schritt S13 ein Fokussier-Steuersignal auf den Kamera-Controller 46 aufgegeben, wodurch das optische Mikroskop 41 auf die Oberfläche des Tiefdruckzylinders C fokussiert wird. Weiterhin wird der Zeitgeberpuls von dem Controller 40, der entsprechend der Upm des Tiefdruckzylinders C und der Bildlinierung der gravierten Zellen erzeugt wird, auf den Kamera-Controller 46 gegeben, über den das Stroben bei der Puls-Zeitgebung betrieben wird. Folglich kann die Zellenform an einer gegebenen Position auf dem Tiefdruckzylinder C als ein Standbild auf dem CRT-Monitor 48 durch das optische Mikroskop 41 betrachtet werden.
Um das optische Mikroskop 41 auf die Oberfläche des Tiefdruckzylinders C zu fokussieren, wird ein Steuerprozeß von der Bildverarbeitungsvorrichtung 47 durchgeführt, wobei ein Bilddichtehistogramm von Zellenporträtdaten, erfaßt durch die CCD 45, entwickelt wird, und das optische Mikroskop 41 wird vorbewegt oder zurückgezogen, bis das Histrogramm maximale Höhe aufzeichnet, entsprechend maximalem Bildkontrast, wobei an diesem Punkt daher das Bild im Fokus ist.
Die so erhaltenen Zellenform-Bilddaten werden von dem Kamera- Controller 46 ausgegeben und als Videosignal auf die Bildverarbeitungsvorrichtung 47 gegeben. Dann, im Schritt S14, wird ein Signal von dem Controller 40 auf die Bildverarbeitungsvorrichtung 47 gegeben, und die Bildverarbeitungsvorrichtung mißt einzelne Zellabmessungen (zum Beispiel die maximale Zellenbreite). Die gemessenen Zellabmessungsdaten werden von dem Controller 40 über den RS232C empfangen, und demgemäß wird im Schritt S15 festgelegt, ob die Zellabmessung innerhalb des Toleranzbereiches liegt. Obwohl die Zellen über den vollen Bereich von Dichteinkrementen von 10 % graviert werden, wird die Bestimmung, ob die Zellabmessung innerhalb des Toleranzbereiches liegt, durchgeführt, indem Kalibrierdaten für die 20 %-Dichte- und die 100 %-Dichte-Zellen verwendet werden.
Es ist auch möglich, daß die Bestimmung, ob die Zellabmessung innerhalb der Toleranzbereiches liegt, gemacht werden kann, indem Zellabmessungsdaten verwendet werden, welche für Zellen gemessen worden sind, die anderen der Dichteinkremente oder ihnen allen entsprechen.
An diesem Punkt, mit der Vorgabe, daß die Zellenabmessung innerhalb des Toleranzbereiches liegt, fährt das Programm mit einer Datenkorrekturoperation fort, wie in Figur 9 veranschaulicht.
In vielen Fällen, wie beispielsweise bei dem speziellen Vorgang des Ersetzens lediglich des Tiefdruckzylinders C und des unveränderten Beibehaltens der weiteren Bedingungen der Gravieroperation, können zuvor erhaltene Einstelldaten verwendet werden. In solchen Fällen wird im Schritt S15 JA geschlossen, und der Prozeß zum Erhalten von Referenzdaten wird weggelassen, so daß nur der Datenkorrekturprozeß durchgeführt wird. Folglich kann die Bearbeitungszeit abgekürzt werden.
Wenn es im Schritt S15 festgelegt wird, daß die Zellabmessung nicht im Toleranzbereich liegt, wird das Programm zum Schritt S16 der Figur 7 geführt. Im Schritt S16 wird das Graviersignal entwickelt, wobei die Verstärkungen Gc, Gd und Gs auf Anfangswerte und die Dichte auf 100 % entsprechend Gleichung (1) geändert werden, und die Gravieroperation wird durchgeführt. Nachfolgend, im Schritt S17, wird das optische Mikroskop 41 auf die Zylinderfläche fokussiert, wie oben beschrieben, und die Größe einer Zelle, die für 100 % Dichte graviert worden ist, wird im Schritt S18 gemessen. Es wird im Schritt S19 bestimmt, ob die gemessene Zellenabmessung innerhalb des Toleranzbereiches liegt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Programm vom Schritt S19 zum Schritt S20 geführt. Im Schritt S20 werden die Dichteverstärkung Gd und die Trägerverstärkung Gc entsprechend den Gleichungen (2) und (3), später beschrieben, eingestellt. Dann wird ein Graviersignal für 100 % Dichte entsprechend Gleichung (1) erzeugt, wobei die eingestellten Verstärkungen verwendet werden, und die Gravieroperation wird im Schritt S21 durchgeführt. Das Programm kehrt dann zum Schritt S18 zurück. Die Prozesse in den Schritten S18 bis S21 werden wiederholt, bis festgestellt worden ist, daß die Zellengröße für 100 % Dichte innerhalb der Toleranzen liegt, und dann wird das Programm vom Schritt S19 zum Schritt S22 geführt. Im Schritt S22 wird die sich schließlich ergebende Trägerverstärkung Gc bestimmt.
Die Operation, mit der im Schritt S20 die Dichteverstärkung Gd und die Trägerverstärkung Gc eingestellt werden, wird hiernach beschrieben werden. Es gibt zwei grundlegende Typen von Zellenkonfigurationen, nämlich die vom Kanal-Typ, bei dem am Umfang benachbart liegende Zellen in einer Gravierreihe (in der Drehrichtung des Tiefdruckzylinders C) untereinander verbunden sind, wie es in den Figuren 11 (a) bis (c) gezeigt ist, und vom Nicht-Kanal-Typ, bei dem am Umfang benachbart liegende Zellen nicht miteinander verbunden sind, wie es in Figur 12 (a) gezeigt ist. Der Kanal-Typ wird zum Beispiel verwendet, um die Strömung von Farbe während einer Druckoperation zu verbessern.
In dem Fall des Kanal-Typs, wobei angenommen wird, daß die Zellenkonfiguration, die in Figur 11 (a) gezeigt ist, während einer ersten Gravieroperation unter Verwendung der Dichteverstärkung Gd&sub1; und der Trägerverstärkung Gc&sub1; gegeben ist und die Zellenkonfiguration, die in Figur 11 (b) gezeigt ist, während einer zweiten Gravieroperation unter Verwendung der Dichteverstärkung Gd&sub2; und der Trägerverstärkung Gc&sub1; gegeben ist, dann werden die Ziel-Dichteverstärkung Gd und die Ziel- Trägerverstärkung Gc zum Erzeugen einer gewünschten Zellenform (wobei die maximale Breite Wa und die Kanalbreite Wb ist) entsprechend den folgenden Gleichungen berechnet.
Dabei werden in dem Fall des Nicht-Kanal-Typs die Ziel-Dichte- und Trägerverstärkungen Gd und Gc wie fo'lgt erhalten. Speziell wenn die Zellen graviert werden, wie es in Figur 12 (a) gezeigt ist, entspricht die Entfernung L zwischen den Zellen entlang einer Reihe und die Zellenbreite W Teilen der Graviersignal-Ausgangswellenform, die durch dieselben Bezugszeichen in dem Schaubild der Figur 12 (b) angegeben sind. Insbesondere, da L der Periode des Trägersignals (2π) in der Figur entspricht, wird x in Figur 12 (b) wie folgt berechnet.
Dann, wenn h&sub1; durch W ersetzt wird und h&sub2; durch W' ersetzt wird, ist die Peak-Peak-Amplitude CA des modulierten Trägers gegeben durch:
Demgemäß, wenn die Gleichung W' = W (sin θ + 1) / (1 - sin θ) in den Gleichungen (2) und (3) der Formel 1 -W&sub1;b und -W&sub2;b ersetzt, W für W&sub1;a und W&sub2;a gesetzt wird und CA für (W&sub2;a - W&sub2;b) gesetzt wird, können die Ziel-Dichteverstärkung Gd und die Ziel-Trägerverstärkung Gc erhalten werden.
Aus der vorangehenden Beschreibung folgt, daß die Ziel-Dichte- und Trägerverstärkungen theoretisch zu erhalten sein sollten, indem nur zwei 100 % Dichte-Zellen mit Signalen mit unterschiedlichen Dichteverstärkungen graviert werden. In der Praxis jedoch machen Fehler in der Zellengrößenmessung usw. die Ableitung korrekter Verstärkungen zu einem aufwendigeren Prozeß; daher werden optimale Zielverstärkungen durch Wiederholungen der oben beschriebenen Rechenprozesse im Schritt S20 erhalten.
Im Schritt S20, wenn die Dichteverstärkung Gd und die Trägerverstärkung Gc entsprechend den oben gegebenen Gleichungen erhalten werden, werden Zellengrößendaten, die im Schritt S12 und im Schritt S16 für zwei 100 % Bilddichtezellen erhalten werden, zuerst benutzt. Danach werden die Zellengrößendaten, die bei den Rechenprozessen verwendet werden, bei jeder Wiederholung der Schritte S18 - S21 ersetzt; somit werden in Folge Daten, die dem zuletzt geschnittenen Paar von Zellen entsprechen, verwendet.
Als nächstes wird ein Graviersignal ausgegeben, um so Zellen mit 0 % Dichte im Schritt S25 der Figur 8 zu gravieren. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Graviersignal für 0 % Dichte entsprechend der Gleichung (1) gebildet, wobei der zuvor eingestellte Anfangswert Gso als die Versatzverstärkung Gs und die Trägerverstärkung Gc, die im Schritt S22 bestimmt worden ist, verwendet werden. In den Schritten S26 und S27 wird das optische Mikroskop 41 dann auf die Zylinderoberfläche wie oben beschrieben fokussiert, um Zellkonfigurationen zu betrachten, die dem Gravieren mit 0 % Dichte entsprechen. Es wird nachfolgend im Schritt S28 bestätigt, ob keine Zellen auf der Zylinderoberfläche graviert sind.
Wenn Zellen graviert sind, schreitet das Programm vom Schritt S28 zum Schritt S29 fort. Im Schritt S29 wird die Versatzverstärkung Gs auf (Gs + Gsi) vergrößert, und dann wird das Programm zum Schritt S30 geführt. In den Schritten S30, S31 und S32 wird das Graviersignal ausgegeben, wodurch der Stift für Zellen mit 0 % Dichte gesteuert wird, wobei die Versatzverstärkung Gs verwendet wird, die im Schritt S29 wie oben beschrieben geändert wurde, und das optische Mikroskop 41 wird auf die Zylinderoberfläche fokussiert, um die Zellenform zu betrachten. Es wird im Schritt S33 bestimmt, ob die Zellen graviert sind oder nicht. Wenn Zellen graviert sind, kehrt das Programm zu dem Schritt S29 zurück, indem der Stift von der Zylinderfläche zurückgezogen wird, indem weiter der Versatz erhöht wird, und dann werden dieselben Prozesse wiederholt, bis keine Zellen mehr graviert werden. Daraufhin schreitet das Programm zu dem nächsten Schritt fort.
Dabei, wenn im Schritt S28 festgestellt ist, daß keine Zellen geschnitten worden ist, wird das Programm vom Schritt S28 zum Schritt S35 geführt. Im Schritt S35 wird die Versatzverstärkung Gs auf (Gs - Gsi) verkleinert, und dann werden Prozesse in den Schritten S36, 37 und 38 durchgeführt. Genauer wird das Graviersignal ausgegeben, wodurch der Stift für Zellen mit 0 % Dichte gesteuert wird, wobei die verringerte Versatzverstärkung Gs benutzt wird, und das optische Mikroskop 41 wird auf die Zylinderoberfläche fokussiert, um die Zellenform zu betrachten. Es wird dann im Schritt S39 bestimmt, ob Zellen geschnitten worden sind. In dem Fall, daß der Stift noch nicht schneidet, kehrt das Programm zum Schritt S35 zurück, um weiter die Versatzverstärkung Gs zu verkleinern. Die Prozesse in den Schritten S36 bis 39 werden nachfolgend wiederholt. Genauer wird der Stift nach und nach an die Zylinderoberfläche angenähert, indem die Versatzverstärkung Gs verkleinert wird, bis Zellen gerade geschnitten werden. Daraufhin wird das Programm vom Schritt S39 zum Schritt S40 geführt. Im Schritt S40 wird die Versatzverstärkung Gs um einen Schritt erhöht (Gs + Gsi), und dann schreitet das Programm zum Schritt S41 fort. Somit wird die optimale Versatzverstärkung Gs bestimmt.
Die Dichteverstärkung Gd wird im Schritt S41 berechnet, wie in Figur 9 angegeben. Die Berechnung wird entsprechend der folgenden Gleichung durchgeführt:
Gd = Gd&sub0; + 16(Gs - Gs&sub0;)/228
wobei "228" eine Zahl von 100 %-Dichte-Inkrementen ist [was dem Wert "256" in Gleichung (1) entspricht], und "16" ist äquivalent der Versatz-Inkrement-Zahl in Gleichung (1).
Entsprechend der vorangehenden Beschreibung werden somit die Verstärkungen Gc, Gs und Gd festgelegt, so daß Gleichung (1) zum Entwickeln des Graviersignales bestimmt ist.
Die Graviersignaldaten werden aus der so erhaltenen Gleichung (1) abgeleitet, und eine Auswahl von Dichte-Inkrementen, zum Beispiel Zellen inkrementaler Tiefen, die einer 10 %-Dichte- Folge entsprechen, werden im Schritt S42 graviert. Dann wird in den Schritten S43 und S44 das optische Mikroskop 41 auf die Zylinderoberfläche fokussiert, wie es oben beschrieben ist, um die Zellenform zu betrachten. Die Referenzlinie b (gestrichelte Linie in Figur 10), deren Daten verwendet werden, um die Arbeitszellentiefen zu korrigieren, werden darin abgeleitet. Die Auswahl einer Anzahl von Dichteinkrementen ermöglicht es, daß der Controller die lineare Funktion einrichtet, die durch die Linie b der Figur 10 dargestellt ist, um die tatsächliche statistische Varianz zu kompensieren.
Im Schritt S45 werden Graviersignal-Wellenformverstärkungsdaten entsprechend Werten in der linearen Referenzkennlinienbeziehung b korrigiert, die Daten entsprechen, welche dem Kalibrierfaktor gehorchen (durch die durchgezogene Linie a in Figur 10 angegeben). Genauer, wie in Figur 13 veranschaulicht, wenn die lineare Beziehung b durch die zuvor beschriebenen Prozesse eingerichtet worden ist, wird der Kalibrierfaktor a, der die Bilddichte zu der Zellentiefe bei der tatsächlichen Ausführung in Beziehung setzt, auf äquivalente Daten in der linearen Beziehung der Referenzkennlinie b geschrieben.
Wenn gegeben ist, daß die Referenzkennlinie b durch eine bestimmte lineare Funktion bezeichnet ist und daß der Kalibrierfaktor a beispielsweise durch eine bestimmte nichtlineare Funktion bezeichnet ist, dann, wie es in Figur 13 gezeigt ist, werden Zellengrößendaten, die Bilddichten e&sub1; und e&sub2; liefern, zu äquivalenten Daten e&sub3; und e&sub4; korrigiert, welche die lineare Beziehung b entsprechend der Beziehung zwischen den beiden Funktionen a, b gehorchen. Wenn eine Zelle einer Größe, die der Bilddichte e&sub1; entspricht, gebildet werden soll, wird der Wert e&sub1; auf den äquivalenten Dichtewert e&sub3; in den Daten der Referenzkennlinie b korrigiert, und das Graviersignal wird entsprechend entwickelt. Die Bilddichte, die der gravierten Zelle entspricht, ist folglich e&sub1;.
Somit werden die Graviersignalverstärkungen entsprechend dem Kalibrierfaktor a der gedruckten Bilddichte/Zellentiefe mit parametrischen Werten eingestellt, entsprechend auf äquivalente Werte, welche der linearen Beziehung in b gehorchen, was die Arbeitsberechnung der Daten v beschleunigt, welche die Graviersignal-Ausgangswellenform entsprechend Gleichung (1) modulieren.
Die lineare Funktion b, welche die Referenzkennlinie definiert, kann auch aus Zellengrößendaten abgeleitet werden, die aus der Inkrementreihe der gravierten Dichten erhalten wird, wobei das Kurvenapproximationsverfahren oder eine polygonale Linienfunktion verwendet werden.
Darüberhinaus, in einem Fall, in dem die Beziehung zwischen der Zellentiefe und der Bilddichte nicht besonders durch eine Änderung in den Gravierparametern beeinflußt wird, werden die Prozesse zum Bestimmen jeder der Graviersignal-Wellenformverstärkungen weggelassen, und der Prozeß im Schritt S45 wird durchgeführt. Darin wird Datenkorrektur durchgeführt, wobei die Referenzkennlinie b verwendet wird, welche aus den Zellengrößendaten der Dichteinkrementserie abgeleitet ist, die im Schritt S11 eingestellt worden ist.
Entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in der vorangehenden Beschreibung in Einzelheiten ausgeführt worden ist, wird die stabile automatische Einstellung der seitlichen Verlagerung des Gravierstiftes einfach durch Einstellen der Gravieroperationsparameter in dem Controller 40 vermittelt, so daß Bedienerarbeit und Prozeßzeit gespart werden. Folglich wird die stabile Einstellung des elektromechanischen Gravierens von Farbzellen in den Tiefdruckzylinder sichergestellt, was Konsistenz bei den Druckoperationen gewährleistet.
Weiterhin, mit der Vorrichtung, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verkörpert wird, da die Zellenform während der Drehung des Zylinders in Echtzeit meßbar ist, kann beispielsweise die Konsistenz gravierter Zellengröße während des Verlaufs einer Gravieroperation bestätigt werden oder die Zellendeformation aufgrund eines gebrochenen Stiftes oder dergleichen kann entdeckt werden, so daß Operationsannomalitäten zu einem frühen Zeitpunkt erfaßbar werden.

Abänderungen

Obwohl die Gravieroperation und die Zellenmeßoperation in der Reihenfolge wiederholt werden, zum Beispiel in den Schritten S18 bis S21, entsprechend der vorangehenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann die Gravieroperation durchgeführt werden, während die Graviersignal-Wellenformverstärkungen eingestellt werden, woraufhin die Gravierzellenform gemessen wird. In diesem Fall wird die Prozeßzeit weiter abgekürzt.
Verschiedene Einzelheiten der Erfindung können geändert werden. Weiterhin wird die vorangehenden Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung gegeben und nicht zu dem Zweck, die Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche beschrieben ist, zu beschränken.

Bezugszeichenlißte

1 Bett
2 Triebstock
3 Reitstock
4 Erster Tisch
5 Zweiter Tisch
6 Führungsschienen
7 Führungsschienen
9 Antriebsmechanismus
10 Hauptspindel
12 Hohlwelle
13 Zylinder
15 Kugelschraube
16 Antriebsmotor
20 Führungsschienen
21 Gravierkopf
22 Kugelschraube
23 Antriebsmotor
30 Stift
31 Torsionswelle
32 Schneidwerkzeug
33 Montagebasis
34 Rhombischer Rotor
35 Stator
36 Permanentmagnet
37 Spule
40 Controller
41 Optisches Mikroskop
42 Faserkabel
43 Stroboskopische Lichtquelle
44 Energiequelle
45 Ladungsgekoppelte Vorrichtung
46 Kamera-Controller
47 Bildverarbeitungsvorrichtung
48 CRT-Monitor
49 Treiberverstärker
50 Codierer

Claims

1. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung zum automatischen Einstellen des elektromechanischen Gravierens von Zellen in einen Druckzylinder (C) mittels eines Stiftes (30) eines Rotationstiefdruck-Graviersystemes, bei dem der Stift (30) betrieben wird, um Zellen in Antwort auf ein Graviersignal zu gravieren, das von dem Graviersystem gemäß einer Vielzahl von Steuerparametern erzeugt wird, welche die Verlagerung des Stiftes (30) relativ zu dem Druckzylinder (C) festlegen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch

eine Zellenmeßeinrichtung (41, 45, 46, 47) zum Erhalten von Zellengrößendaten, die die Größe einer einzelnen Zelle ausdrücken, welche in den Druckzylinder (C) während einer Graviersystem-Operation graviert werden sollen; und

eine Graviersignal-Kalibriereinrichtung (40, 49) zum Einstellen der Steuerparameter des Graviersignals basierend auf den Zellengrößendaten, die von der Zellenmeßeinrichtung erhalten worden sind; wobei

das Graviersignal so kalibriert wird, daß der Stift (30) betrieben wird, um Zellen entsprechend einem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor entsprechend einer Bildlinierung zu gravieren, die durch das Graviersystem für die Gravier- System-Operation bezeichnet worden ist.

2. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Graviersignal-Kalibriereinrichtung aufweist:

eine Kalibrierfaktor-Recheneinrichtung, welche eine Bilddichte/Zellentiefe-Referenzkennlinie berechnet und den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor als eine Korrektur zu der Bilddichte/Zellentiefen-Referenzkennlinie berechnet, um den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildlinierung zu erhalten, entsprechend Zellengrößendaten, die von der Zellenmeßeinrichtung für Zellen erzeugt werden, welche während der Graviersystem-Operation graviert werden, so daß sie einer ausgewählten Anzahl von Testbilddichten mit singulärer Auflösung entsprechen; und

eine Graviersignal-Verstärkungsdaten-Bearbeitungseinrichtung zum Erzeugen von Graviersignaldaten basierend auf dem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor zum Einstellen des Graviersignales, um den Stift (30) so zu betreiben, daß er Zellen einer Größe graviert, die der bezeichneten Bildlinierung entsprechen.

3. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Stift (30), der mit gesteuerter seitlicher Verlagerung schwingt, oberflächlich die Zellen in den Druckzylinder (C) graviert.

4 Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Graviersignal in dem Rotationstiefdruck-Graviersystem durch Überlagerung eines Trägersignals mit einem Bilddichtesignal erzeugt wird.

5. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Amplitude des Trägersignales mit einem Graviersignal-Steuerungs-Trägerverstärkungsparameter in Übereinstimmung ist, der entsprechend Gravierforderungen einstellbar ist; und eine Kennlinie des Bilddichtesignals in Übereinstimmung mit einem Graviersignal-Steuerdichteverstärkungsparameter ist, der entsprechend den Gravierforderungen einstellbar ist.

6. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Graviersignal weiter entsprechend einem Graviersignal-Steuerversatzverstärkungsparameter moduliert wird, der den Stift (30) so steuert, daß er bei 0 % Bilddichte mit dem Druckzylinder (C) oberflächlich nicht in Kontakt ist, entsprechend dem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor.

7. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Graviersignal in dem Graviersystem digitalisiert wird, so daß es eine schrittweise variable Ausgangsspannungs-Wellenform v hat, die durch die Gleichung dargestellt wird:

v = (-A ~ A)Gc + (B)Gd - (C)Gs; wobei

A eine ganze Zahl von Inkrementen ist, um die die Trägersignalamplitude änderbar ist und -A ~ A den Bereich der Variation von -A bis A angibt;

B eine positive ganze Zahl von Inkrementen ist, um die das Bilddichtesignal variabel ist;

C eine positive ganze Zahl von Inkrementen ist, um die der Versatzverstärkungsparameter variabel ist;

Gc der Trägerverstärkungsparameter ist;

Gd der Dichteverstärkungsparameter ist; und

Gs der Versatzverstärkungsparameter ist.

8. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Bestimmungseinrichtung für charakteristische Referenzdaten aufweist:

eine Graviersignalverstärkungs-Recheneinrichtung zum Berechnen des Trägerverstärkungsparameters entsprechend Zellengrößendaten für Zellen, die der maximalen Bilddichte entsprechen; des Versatzverstärkungsparameters entsprechend Zellengrößendaten für die Stiftsteuerung entsprechend der 0 % Bilddichte; und der Dichteverstärkung, wobei der berechnete Versatzverstärkungsparameter verwendet wird.

9. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 8, bei der

(a) für Zellen, die in Gravierreihen am Umfang benachbart liegen, wobei sie verbunden durch einen Kanal graviert werden, die Verstärkungs-Recheneinrichtung die Trägerverstärkung entsprechend der Gleichung berechnet:

Gc ein Zielwert des Trägerverstärkungsparameters ist;

Gc&sub1; ein gegebener Wert des Trägerverstärkungsparameters ist;

Wao die maximale Größe der Zellengröße ist;

Wbo die Kanalbreite der Ziel-Zellengröße ist;

Wa&sub1; die maximale Breite der Zelle ist, die mit dem Signal mit der Trägerverstärkung Gc&sub1; graviert wird; und

Wb&sub1; die Kanalbreite zwischen Zellen ist, welche von einem Signal mit einer Trägerverstärkung entsprechend Gc&sub1; graviert werden; wobei weiter

(b) für Zellen, die am Umfang benachbart in Gravierreihen einzeln graviert werden, die Verstärkungsrecheneinrichtung die Trägerverstärkung entsprechend der Gleichung berechnet:

W die maximale Breite einer Zelle ist, die von einem Graviersignal mit einer Trägerverstärkung entsprechend Gc&sub1; graviert wird; und

L die Entfernung zwischen den Mitten benachbarter Zellen in den Gravierreihen ist.

10. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Graviersignal-Verstärkungsrecheneinrichtung den Versatzverstärkungsparameter berechnet, indem erfaßt wird, ob eine Zellen oberflächlich in den Druckzylinder (C) mit einem Graviersignal für 0 % Bilddichte graviert wird.

11. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Graviersignal-Verstärkungsrecheneinheit den Dichteverstärkungsparameter berechnet, indem der berechnete Versatzverstärkungsparameter und die folgende Gleichung verwendet werden:

Gd = Gdo + C (Gs - Go) / B; wobei

Gd ein Zielwert des Dichteverstärkungsparameters ist; und Gdo ein Anfangswert des Dichteverstärkungsparameters ist.

12. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Kalibrierfaktor-Recheneinrichtung den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildaufteilung berechnet, indem Zellengrößendaten für eine vorbestimmte Prozent-Bilddichteabfolge von Zellen abgeschätzt wird, die durch Graviersignale entsprechend den berechneten Trägerverstärkungs-, Versatzverstärkungs- und Dichteverstärkungsparametern graviert werden

13. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 7, die weiter aufweist:

eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen, ob Größendaten ausgewählter Zellen für die vorbestimmte Prozent- Bilddichtenabfolge von Zellen, die durch Graviersignale entsprechend gegenwärtig berechneten Trägerverstärkungs-, Versatzverstärkungs- und Dichteverstärkungsparametern graviert werden, welche neue Gravierforderungen bezeichnen, innerhalb von Toleranzbereichen liegen; wobei

wenn die Größendaten angeben, daß die ausgewählten Zellen innerhalb der Toleranz liegen, die Kalibrierfaktor- Recheneinrichtung den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildaufteilung entsprechend Zellengrößendaten für eine vorbestimmte Prozent-Bilddichtenabfolge von Zellen erhält, die durch Graviersignale entsprechend den gegenwärtig berechneten Trägerverstärkungs-, Versatzverstärkungs- und Dichteverstärkungsparametern graviert werden.

14. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Zellenmeßeinrichtung aufweist:

eine Zellenbeobachtungseinrichtung zum Erhalten von Zellenbilddaten, welche ein formales Bild einer individuellen Zelle ausdrücken, die in den Druckzylinder während einer Graviersystem-Operation graviert worden ist; und

eine Zellengrößen-Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Zellengrößendaten, basierend auf den Zellenbilddaten.

15. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Zellenbeobachtungseinrichtung aufweist:

ein optisches Mikroskop (41), das an den Druckzylinder (C) annäherbar und von ihm wegzuziehen ist; und

eine Kameravorrichtung (45) zum Registrieren eines formalen Zellenbildes, das mit dem optischen Mikroskop (41) erhalten worden ist.

16. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 15, bei der

die Zellenbeobachtungseinrichtung die Zellenbilddaten erhält, während sich der Druckzylinder (C) während der Graviersystem-Operation dreht.

17. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Zellenbeobachtungseinrichtung weiter eine stroboskopische Lichtquelle (43) aufweist, die stroboskopische Blitze bei einer vorbestimmten Frequenz für die Standbildbetrachtung einzelner Zellenformen, wenn sich der Druckzylinder (C) dreht, erzeugt.

18. Automatische Rotationstiefdruck-Kalibriervorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Zellenbeobachtungseinrichtung weiter aufweist

eine automatische Fokussiersteuereinrichtung zum Fokussieren des optischen Mikroskops (41) oberflächlich auf den Druckzylinder, wobei der Fokus des optischen Mikroskops (41) automatisch eingestellt wird, um den maximalen Bildkontrast bei der Standbildbeobachtung für die einzelne Zelle zu erhalten.

19. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Rotationstiefdruck-Stiftes eines elektromechanischen Graviersystems, um Zellen in einen Druckzylinder (C) zu gravieren, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Einrichtung zum Antreiben des Stiftes (30);

eine Graviersignal -Erzeugereinrichtung zum Erzeugen eines Graviersignales, das an die Antriebseinrichtung zum Steuern einer Gravieroperation des Rotationstiefdruck-Stiftes (30) gegeben wird; und

eine Einstelleinrichtung zum Einstellen der Verlagerung des Stiftes (30);

dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung aufweist:

eine Zellenmeßeinrichtung zum Erhalten von Zellengrößendaten, die die Größe einer einzelnen Zelle ausdrücken, welche in den Druckzylinder während der Gravieroperation graviert wird; und

eine Graviersignal-Kalibriereinrichtung zum Einstellen der Steuerparameter des Graviersignals basierend auf den Zellengrößendaten, die von der Zellenmeßeinrichtung erhalten worden sind; wobei

das Graviersignal so kalibriert wird, daß der Stift (30) betrieben wird, um Zellen entsprechend einem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für eine Bildlinierung zu gravieren, welche durch das Graviersystem für die Graviersystem-Operation bezeichnet wird.

20. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 19, bei der die Graviersignal-Kalibriereinrichtung aufweist:

eine Kalibrierfaktor-Recheneinrichtung, welche eine Bilddichte/Zellentiefen-Referenzkennlinie berechnet und den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor als eine Korrektur zu der Bilddichte/Zellentiefen-Referenzkennlinie berechnet, um den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildlinierung entsprechend Zellengrößendaten zu erhalten, die von der Zellenmeßeinrichtung für Zellen erhalten worden sind, welche während der Graviersystem-Operation graviert worden sind, so daß sie einer repräsentativen Abfolge von Testbilddichten mit singulärer Auflösung entsprechen; und

eine Graviersignal-Verstärkungsdatenverarbeitungseinrichtung zum Erzeugen von Graviersignaldaten basierend auf dem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor zum Einstellen des Graviersignals, um den Stift (30) so zu betreiben, daß er Zellen einer Größe graviert, welche der bezeichneten Bildlinierung entspricht.

21. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Graviersignal in dem Rotationstiefdruck-Graviersystem erzeugt wird, indem ein Trägersignal mit einem Bilddichtesignal überlagert wird.

22. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 21, bei der die Amplitude des Trägersignals in Übereinstimmung mit einem Graviersignal-Steuerträgerverstärkungsparameter ist, der entsprechend Gravierforderungen einstellbar ist; und eine Kenngröße des Bilddichtesignals in Übereinstimmung mit einem Graviersignal-Steuerdichteverstärkungsparameter ist, der entsprechend den Gravierforderungen einstellbar ist.

23. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 22, bei der das Graviersignal weiter entsprechend einem Graviersignal-Steuer-Versatzverstärkungsparameter moduliert wird, welcher den Stift (30) so steuert, daß er bei 0 % Bilddichte entsprechend dem Bilddichte/Zellentiefen- Kalibrierfaktor den Druckzylinder (C) an der Oberfläche nicht berührt

24. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Graviersignal in dem Graviersystem digitalisiert wird, so daß es eine schrittweise variable Ausgangsspannungswellenform v hat, die durch die Gleichung dargestellt wird:

v = (-A ~ A)Gc + (B)Gd - (C)Gs; wobei

Gc der Trägerverstärkungsparameter ist;

Gd der Dichteverstärkungsparameter ist; und

Gs der Versatzverstärkungsparameter ist.

25. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 24, bei der die Kennlinien-Referenzdaten-Bestimmungseinrichtung aufweist:

eine Graviersignal-Verstärkungsberechnungseinrichtung zum Berechnen des Trägerverstärkungsparameters entsprechend Zellengrößendaten für Zellen, die der maximalen Bilddichte entsprechen; des Versatzverstärkungsparameters entsprechend Zellengrößendaten für die Stiftsteuerung entsprechend der 0 % Bilddichte; und der Dichteverstärkung, wobei der berechnete Versatzverstärkungsparameter verwendet wird.

26. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 25, bei der

Gc ein Zielwert des Trägerverstärkungsparameters ist;

Gc&sub1; ein gegebener Wert des Trägerverstärkungsparameters ist;

Wao die maximale Größe der Zellengröße ist;

Wbo die Kanalbreite der Ziel-Zellengröße ist;

27. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 26, bei der die Graviersignal-Verstärkungsberechnungseinrichtung den Versatzverstärkungsparameter berechnet, indem erfaßt wird, ob eine Zelle an der Oberfläche in den Druckzylinder bei einem Graviersignal für 0 % Bilddichte graviert wird.

28. Rotationstiefdruckstift-Antriebsvorrichtung nach Anspruch 27, die weiter aufweist:

eine Torsionswelle (31), deren eines Ende fest den Rotationstiefdruckstift (30) hält, wobei die Stift-Antriebseinrichtung umfaßt:

einen Rotor (34), der an einem Mittenabschnitt der Torsionswelle (31) befestigt ist,

einen Stator (35), der so angeordnet ist, daß er den Rotor (34) umgibt,

einen Permanentmagneten (36) zum Erzeugen magnetischen Flusses durch den Stator (35), und

eine Spule (37), die so angeordnet ist, daß sie den Rotor (34) umgibt und zwischen den Rotor (34) und den Stator (35) gelegt ist, um die Graviersignale zu empfangen, die an die Antriebseinrichtung gegeben werden.

29. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine zum Gravieren von Zellen in der Oberfläche einer Fläche eines Druckzylinders (C), mit:

einem Triebstock (2) mit einer Hauptspindel (10);

einem Reitstock (3), der in axialer Richtung dem Triebstock (2) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei der Druckzylinder (C) zwischen der Hauptspindel (10) und dem Reitstock (3) zu halten ist;

einem Rotationstiefdruck-Kopf (21), welcher einen Stift (30) zum Gravieren von Zellen an der Oberfläche in den Druckzylinder (C) trägt und so angebracht ist, daß er an den Druckzylinder (C) annäherbar und von ihm wegzuziehen ist; und

einer Stiftverlagerungs-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Verlagerung des Stiftes (30) relativ zu dem Druckzylinder (C), um die Tiefe der Zellen zu steuern, die an der Oberfläche in die Fläche des Druckzylinders (C) von dem Stift (30) während einer Gravieroperation der Graviermaschine graviert werden, wobei die Stiftverlagerungs-Einstelleinrichtung gekennzeichnet ist durch

eine Zellenmeßeinrichtung zum Erhalten von Zellengrößendaten, die die Größe einer einzelnen Zelle ausdrücken, welche in den Druckzylinder (C) während der Gravieroperation graviert wird; und

eine Graviersignal-Kalibriereinrichtung zum Einstellen der Steuerparameter des Graviersignals basierend auf den Zellengrößendaten, die von der Zellenmeßeinrichtung erhalten werden; wobei

das Graviersignal so kalibriert ist, daß es den Stift (30) betreibt, um Zellen entsprechend einem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für eine bezeichnete Bildlinierung zu gravieren.

30. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 29, bei der die Graviersignal-Kalibriereinrichtung aufweist:

eine Kalibrierfaktor-Recheneinheit, welche eine Bilddichte/Zellentiefe-Referenzkennlinie berechnet und den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor als eine Korrektur zu der Bilddichte/Zellentiefen-Referenzkennlinie berechnet, um den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildaufteilung zu erhalten, entsprechend Zellengrößendaten, die von der Zellenmeßeinrichtung für Zellen erzeugt werden, welche während der Graviersystem-Operation graviert werden, so daß sie einer ausgewählten Anzahl von Testbilddichten mit singulärer Auflösung entsprechen; und

31. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 30, bei der das Graviersignal durch Überlagern eines Trägersignales mit einem Bilddichtesignal erzeugt wird.

32. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 31, bei der die Amplitude des Trägersignales in Übereinstimmung mit einem Trägersignal-Steuerträgerverstärkungsparameter ist, der entsprechend Gravierforderungen einstellbar ist, und eine Kenngröße des Bilddichtesignals in Übereinstimmung mit einem Graviersignal-Steuerdichteverstärkungsparameter ist, der entsprechend den Gravierforderungen einstellbar ist.

33. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 32, bei der das Graviersignal weiter entsprechend einem Graviersignal-Steuer-Versatzverstärkungsparameter moduliert wird, der den Stift (30) so steuert, daß er den Druckzylinder (C) an der Oberfläche bei 0 % Bilddichte entsprechend dem Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor nicht berührt.

34. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 33, bei der das Graviersignal digitalisiert wird, so daß es eine schrittweise variable Ausgangsspannungswellenform v hat, die durch die Gleichung dargestellt wird:

v = (-A ~ A)Gc + (B)Gd - (C)Gs; wobei

Gc der Trägerverstärkungsparameter ist;

Gd der Dichteverstärkungsparameter ist; und

Gs der Versatzverstärkungsparameter ist.

35. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 34, bei der die Kennlinien-Referenzdaten- Bestimmungeinrichtung aufweist:

36. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 35, bei der die Graviersignal-Verstärkungsberechnungseinrichtung den Versatzverstärkungsparameter berechnet, indem erfaßt wird, ob eine Zelle an der Oberfläche in den Druckzylinder (C) mit einem Graviersignal für 0 % Bilddichte graviert wird.

37. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 36, bei der die Kalibrierfaktor-Berechnungseinrichtung den Bilddichte/Zellentiefen-Kalibrierfaktor für die bezeichnete Bildlinierung berechnet, indem Zellengrößendaten für eine vorbestimmte Prozent-Bilddichtenabfolge von Zellen abgeschätzt werden, die durch Graviersignale entsprechend den berechneten Trägerverstärkungs-, Versatzverstärkung- und Dichteverstärkungsparametern graviert werden.

38. Elektromechanische Rotationstiefdruck-Graviermaschine nach Anspruch 37, die weiter aufweist:

eine Torsionswelle (31), deren eines Ende den Rotationstiefdruck-Stift (30) fest hält, wobei

die Stiftantriebseinrichtung umfaßt:

einen Stator (35), der so angeordnet ist, daß er den Rotor (34) umgibt;

einen Permanentmagneten (36) zum Liefern magnetischen Flusses durch den Stator (35), und

eine Spule (37), die so angeordnet ist, daß sie den Rotor (34) umgibt und zwischen den Rotor (34) und den Stator (35) gelegt ist, um die Graviersignale zu empfangen, die an die Antriebseinrichtung geliefert werden.