Prozeßkontrollstreifen und Verfahren zur Aufzeichnung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik und betrifft einen Prozeßkontrollstreifen zur visuellen Kontrolle und Kalibrierung eines Belichtungsprozesses für ein Aufzeichnungsmaterial, insbesondere für eine Druckplatte, sowie ein Verfahren zur Aufzeichnung des Prozeßkontrollstreifens.
Die punkt- und zeilenweise, gerasterte Belichtung eines Aufzeichnungsmaterials, beispielsweise eines Filmes, erfolgt üblicherweise mittels eines elektronischen Aufzeichnungsgerätes, auch Belichter oder Recorder genannt. Dazu werden Bild¬ signalwerte, welche die aufzuzeichnenden Tonwerte repräsentieren, einem Ra¬ stergenerator zugeführt, in dem die Bildsignalwerte nach einer Raster-Funktion in Steuersignalwerte für einen in einer Belichtungseinheit des Belichters erzeugten Belichtungsstrahl umgewandelt werden. Während einer Relativbewegung zwi- sehen dem Belichtungsstrahl und dem zu belichtenden Film erfolgt die pixel- und zeilenweise Belichtung des Filmes, indem die Steuersignalwerte den Belichtungs¬ strahl ein- und ausschalten und damit bestimmen, welche Pixel als Teile der Ra¬ sterpunkte auf dem Film belichtet oder nicht belichtet werden. Die Raster-Funktion legt dabei die Größe der Rasterpunkte in Abhängigkeit von den aufzuzeichnenden Tonwerten fest.
Bei der Belichtung des Filmes weichen die auf dem Film erzeugten realen Tonwer¬ te bzw. Rasterpunktgrößen von den gewünschten, nominellen Tonwerten ab, da jedes Pixel und damit jeder Rasterpunkt durch Überstrahlen mehr oder weniger vergrößert aufgezeichnet wird. Die Abweichungen zwischen den real erzeugten Tonwerten und den nominellen Tonwerten werden als Punktzuwächse bezeichnet, welche zu störenden Tonwertänderungen in der Reproduktion führen.
Die Punktzuwächse werden daher während der Filmbelichtung im Belichter kom- pensiert, indem die Bildsignalwerte, welche die nominellen Tonwerte repräsentie¬ ren, nach einer vor der Filmbelichtung ermittelten Korrektur-Kurve durch eine so¬ genannte Filmlinearisierung derart korrigiert werden, daß die auf dem Film real aufgezeichneten Tonwerte den nominellen Tonwerten entsprechen.
Nach der Filmbelichtung wird der in dem Belichter belichtete Film in einer Entwick¬ lungsstation entwickelt und zur Herstellung einer Druckform verwendet.
Die herkömmliche Herstellung von Druckplatten erfolgt in zwei Teilprozessen. In einem ersten Teilprozeß wird mittels eines Belichters ein Film belichtet und der be¬ lichtete Film in einer Entwicklungsstation entwickelt. In einem zweiten Teilprozeß wird der belichtete und entwickelte Film als Vorlage in einer Kopiervorrichtung auf eine lichtempfindliche Druckplatte kopiert, wobei ebenfalls geringfügige positive oder negative Punktzuwächse und damit Tonwertverfälschungen auftreten können. Nach dem Kopiervorgang wird dann die belichtete Druckplatte ebenfalls in einer Entwicklungsstation entwickelt.
Bei der herkömmlichen Herstellung einer Druckplatte sind somit für zwei Teilpro¬ zesse entsprechende Kalibrierungen, d.h. Einstellungen und Kontrollen der optima¬ len Prozeßparameter, vorzunehmen.
Die herkömmliche Kalibrierung des ersten Teilprozesses, nämlich die punkt- und zeilenweise Filmbelichtung in einem Belichter und die Filmentwicklung in einer Entwicklungsstation, erfolgt beispielsweise mit Hilfe von gestuften Normgraukeilen, die auf den Film belichtet und mitentwickelt werden, und über die Messung der Volltondichten. Eine ständige Überwachung der Stabilität von Belichtung und Ent¬ wicklung ist mit den bekannten Mitteln in der Praxis zu aufwendig. Die Einhaltung eines stabilen Arbeitsprozesses erfolgt aus diesem Grunde bisher indirekt durch Kontrolle und durch Regelung bzw. Einstellung geeigneter Prozeßparameter wie der Intensität des Belichtungsstrahles und/oder der Korrektur-Kurve im Belichter sowie der Entwicklungstemperatur und/oder der Regenerierraten in der Entwick¬ lungsstation.
Die herkömmliche Kalibrierung des zweiten Teilprozesses, nämlich die bildmäßige Belichtung der Druckplatte in einer Kopiervorrichtung und die Entwicklung der be¬ lichteten Druckplatte in einer Entwicklungsstation, erfolgt häufig nach dem Mikroli- nien-Verfahren mit Hilfe von Präzisionsmeßstreifen, beispielsweise mit dem FOGRA-Präzisionsmeßstreifen PMS-I oder dem UGRA-Offset-Testkeil 1982. Diese Präzisionsmeßstreifen sind z. B. ausführlich in dem "fogra praxis report" Nr. 34, 1990, Fogra-PMS-I und UGRA-Offset-Testkeil 1982, beschrieben. (FOGRA = Deutsche Forschungsgesellschaft für Druck- und Reproduktionstechnik e.V.).
Aus der DE-A-23 56 325 ist ein Prüffilm bekannt, der in einer Kopiervorrichtung zu¬ sammen mit der Vorlage auf eine Druckplatte kopiert wird, um auf der Druckplatte ein Kontrollbild zur visuellen Kontrolle des nachfolgenden Entwicklungsvorganges zu erzeugen. Der Prüffilm weist feine Signalelemente in Form von feinstrukturierten
Bezirken und grobe Signalelemente in Form eines grobstrukturierten Hintergrund¬ bezirks auf, der die feinstrukturierten Bezirke umgibt und voneinander trennt. Die Bezirke bestehen jeweils aus einer Vielzahl von Punkten. Die feinstrukturierten Bezirke sind derart beschaffen, daß eine Änderung der Prozeßbedingungen zu ei- ner sichtbaren Änderung ihrer optischen Dichte führt, während sich die optische Dichte des grobstrukturierten Hintergrundbezirkes bei Änderung der Prozeßbedin¬ gungen nur geringfügig ändert, wodurch Änderungen in den Prozeßbedingungen visuell angezeigt werden.
Eine ständige Überwachung der Stabilität von Kopiervorgang und Entwicklung der Druckplatte ist in der Praxis mit den bekannten Mitteln ebenfalls zu aufwendig. Die Einhaltung eines stabilen Arbeitsprozesses erfolgt aus diesem Grunde bei dem Kopiervorgang bisher auch indirekt durch Kontrolle und durch Regelung bzw. Ein¬ stellung geeigneter Prozeßparameter wie beispielsweise der Belichtungsdauer bzw. der Taktzahlen und der Dauer der Vakuumansaugung der Druckplatte bei der bildmäßigen Belichtungen in der Kopiervorrichtung sowie der Entwicklungstempe¬ ratur oder der Regenerierraten in der Entwicklungsstation. Häufig werden diese Prozeßparameter aus Aufwandsgründen nur in größeren zeitlichen Abständen meistens in Verbindung mit neuen Materialchargen überprüft.
In der Reproduktionstechnik besteht heutzutage die Tendenz, die Druckplatten nicht in zwei Teilprozessen über das Zwischenmedium Film herzustellen, sondern direkt in einem Belichter zu belichten (Computer-to-Plate). Da die Kalibrier- und Kontroll verfahren mit Hilfe der bekannten Prozeßkontrollstreifen auf dem Zwi- schenmedium Film basieren, sind sie bei der direkten Belichtung von Druckplatten in einem Belichter nicht anwendbar. Die mit den bekannten Prozeßkontrollstreifen durchgeführten Kalibrier- und Kontrollverfahren weisen darüber hinaus den Nach¬ teil auf, daß sie meßtechnische Hilfsmittel benötigen und praktisch keine einfache kontinuierliche Prozeßüberwachung erlauben.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Prozeßkontrollstreifen zur visuellen Kontrolle und Kalibrierung eines Belichtungsprozesses für ein Aufzeichnungsma¬ terial, insbesondere für eine Druckplatte, sowie ein Verfahren zur Aufzeichnung des Prozeßkontrollstreifens derart zu verbessern, daß sie auch bei der Direktbe- lichtung von Druckplatten in elektronischen Aufzeichnungsgeräten anwendbar sind und dabei eine hochwertige Qualitätsüberwachung bezüglich Belichtung und Ent¬ wicklung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Prozeßkontrollstreifens durch die Merkmale des Anspruch 1 und bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 4 näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau eines Prozeßkontrollstreifens für die Direkt¬ belichtung von Druckplatten mittels eines Belichters,
Fig. 2 ein praktisches Ausführungsbeispiel für einen Prozeßkontrollstreifen,
Fig. 3 einen als Contone-Druck simulierten Prozeßkonztollstreifen und
Fig. 4 ein prinzipielles Blockschaltbild einer Einrichtung zur direkten Belich¬ tung von Druckplatten.
Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Prozeßkontrollstreifens (1 ) für die Di¬ rektbelichtung von Druckplatten mittels eines Belichters (Computer-to-Plate).
Der Prozeßkontrollstreifen (1 ) wird während der Direktbelichtung der Druckplatte im Belichter außerhalb des für die zu belichtende Information vorgesehenen Druckplattenbereiches auf die Druckplatte belichtet und zusammen mit der Infor¬ mation in einer Entwicklungsstation entwickelt. Der belichtete und entwickelte Pro¬ zeßkontrollstreifen (1 ) dient zur visuellen Kontrolle und Einstellung der Prozeßpa¬ rameter wie der Intensität des Belichtungsstrahles sowie der Entwicklungstempera- tur und/oder der Regenerierraten in der Entwicklungsstation.
Der Prozeßkontrollstreifen (1 ) besteht prinzipiell aus drei sich in Richtung der grö¬ ßeren Ausdehnung des Prozeßkontrollstreifens (1 ) erstreckenden, parallel zuein¬ ander angeordneten Streifen, nämlich einem Sollwert-Streifen (2), einem Istwert- Streifen (3) und einem Anzeige-Streifen (4).
Der Sollwert-Streifen (2) ist im Ausführungsbeispiel ein gestufter Tonwertkeil mit beispielsweise 16 Referenztonwert-Stufen von 0% bis 100%. Die Referenztonwer-
te des Tonwertkeiles sind weitestgehend prozeßunabhängig, d.h. sie ändern sich bei Schwankungen von Prozeßparametern nur unwesentlich.
Innerhalb des Tonwertkeiles des Sollwert-Streifens (1) kann ein Sollwert-Bereich (5) festgelegt werden, der mindestens eine Referenztonwert-Stufe als Sollwert- Toleranzbereich enthält, der im Belichtungs- und Entwicklungsprozeß auf der Druckplatte erreicht werden soll. Dabei werden die Referenztonwert-Stufen des Tonwertkeiles in zweckmäßiger Weise derart gewählt, daß der gewünschte Soll¬ wert-Bereich (5) im mittleren Bereich des Prozeßkontrollstreifens (1) liegt.
Anstelle eines Tonwertkeiles mit gestuften Referenztonwerten kann auch ein Ton¬ wertkeil mit sich kontinuierlich ändernden Referenztonwerten verwendet werden.
Der Tonwertkeil des Sollwert-Streifens (2) ist als Linienrasters mit senkrecht zur Ausdehnung des Prozeßkontrollstreifens (1 ) orientierten Linien (6) ausgebildet, die bei der Belichtung aus einzelnen Pixeln zusammengesetzt werden. Die Referenz¬ tonwerte des Tonwertkeiles sind durch das Verhältnis Linienbreite zu Linieninter¬ vall des Linienrasters definiert. Die Linien (6) des Tonwertkeiles stellen grobe Si¬ gnalelemente dar. Die Größe der groben Signalelemente ändert sich bei Schwan- kungen der Prozeßparameter nur geringfügig, da die prozeßabhängigen Änderun¬ gen der Pixelgrößen im wesentlichen nur in Linienrichtung an den seitlichen Rändern der Linien (6) zu vernachlässigbaren Tonwertänderungen führen, wo¬ durch die Referenztonwerte des Sollwert-Streifens (2) im wesentlichen proze¬ ßunabhängig sind.
Die Struktur des Linienrasters des Sollwert-Streifens (2) ist durch das Auflösungs¬ vermögen des menschlichen Auges begrenzt und sollte derart gewählt werden, daß die integrierende Wirkung bezüglich eines homogenen Eindrucks nicht verlo¬ ren geht. Ein günstiger Wert für die Linienabstände im Linienrasters liegt im Be- reich des 10- bis 16-fachen Wertes des Pixeldurchmessers, der durch die Adres¬ sierung bei der Rasterpunktgenerierung eingestellt werden kann.
Der parallel zum Sollwert-Streifen (2) verlaufende Istwert-Streifen (3) ist fein gera¬ stert, beispielsweise mit 333 Linien/cm, und stellt einen stark prozeßabhängigen, aber gleichmäßigen Tonwert innerhalb des Istwert-Streifens (3) dar. Der Istwert- Streifen (3) besteht aus einer Vielzahl von in einem Raster angeordneten feinen Rasterpunkten, wobei jeder Rasterpunkt innerhalb einer Rastermasche des Ra¬ sters bei der Belichtung aus einzelnen belichteten Pixeln zusammengesetzt wird.
Die Summe der belichteten Pixelflächen bzw. die Rasterpunktgröße innerhalb ei¬ ner Rastermasche bezogen auf die Gesamtfläche der Rastermasche bestimmt den belichteten Tonwert. Die belichteten Pixel bzw. die aus den belichteten Pixeln zu¬ sammengesetzten Rasterpunkte innerhalb des Istwert-Streifens (3) bilden feine Si- gnalelemente, deren Größe sich bei Schwankungen der Prozeßparameter ändert, wodurch prozeßabhängige Tonwertänderungen entstehen.
Um starke Tonwertänderungen zu erreichen, wird jeder Rasterpunkt in zweckmä¬ ßiger Weise aus einer vergleichsweise großen Anzahl der innerhalb einer Raster- masche des Rasters zur Verfügung stehenden Pixel beuchet, beispielsweise aus 2 x 2 belichteten Pixeln innerhalb einer aus 3 x 3 Pixeln aufgebauten Rasterma¬ sche. Eine prozeßabhängige Pixelgrößenänderung bewirkt somit eine vergleichba¬ re hohe Änderung des prozentualen Flächenanteils an der Gesamtfläche einer Rastermasche, so daß bei Pixelgrößenänderungen aufgrund von Schwankungen der Prozeßparameter starke Tonwertänderungen innerhalb des Istwert-Streifens (3) entstehen.
Die Struktur des Rasters im Istwert-Streifen (3) bezüglich der Größe der Raster¬ masche, der Rasterpunktgröße und der Rasterpunktform wird durch die Auflösung der zu belichtenden Druckplatte begrenzt und ist somit vom Plattentyp und zusätz¬ lich auch von der Adressierung bei der Rasterpunktgenerierung abhängig. Prakti¬ sche Werte sind das 3- bis 5-fache der Adressierung für die Seitenlänge einer quadratisch angenommenen Rastermasche.
Jede auf dem Istwert-Streifen (3) des Prozeßkontrollstreifens (1 ) belichtete Pixel¬ größe bzw. Rasterpunktgröße repräsentiert somit einen im Belichtungsprozeß er¬ reichten Tonwert, der mit einem Referenztonwert des Tonwertkeiles des Sollwert- Streifens (2) übereinstimmt.
Die Nennbedingung für den Belichtungsprozeß ist dann erfüllt, wenn der im Ist¬ wert-Streifen (3) erreichte Tonwert in den definierten Sollwert-Bereich (5) des Sollwert-Streifens (2) fällt.
Ändern sich die Prozeßparameter, so ändert sich der Tonwert des Istwert-Streifens (3), während die Tonwerte des Tonwertkeiles im Sollwert-Streifen (2) des Proze߬ kontrollstreifens (1) praktisch stabil bleiben. Bei Änderung der Prozeßparameter erfolgt die Übereinstimmung der Tonwerte an einer anderen Stelle des Prozeßkon- trol Istreifens (1).
Zur einfachen visuellen Kontrolle des Grades einer Tonwertübereinstimmung weist der Prozeßkontrollstreifen (1) einen parallel zu dem Sollwert-Streifen (2) und dem Istwert-Streifen (3) verlaufenden Anzeige-Streifen (4) auf, der in Streifenlängsrich- tung hintereinander angeordnete und mit Symbolen beschriftete Anzeige-Felder (7) unterteilt ist. Dabei ist dem definierten Sollwert-Bereich (5) des Sollwert-Streifens (2) ein Anzeige-Feld (7a) z. B. mit der Beschriftung "Sollwert erreicht" oder "richtige Belichtung" zugeordnet, während die benachbarten Anzeige-Felder (7b, 7c) z. B. mit der Beschriftung "Sollwertunterschreitung" oder "zu wenig Belichtung" bzw. "Sollwertüberschreitung" oder "zu viel Belichtung" versehen sind. Auf diese Weise erhält man in vorteilhafter Weise anhand des Prozeßkontrollstreifens (1 ) ei¬ ne ortsabhängige Aussage darüber, ob die Druckplatte richtig belichtet, überbelich¬ tet oder unterbelichtet ist.
Fig. 2 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel für einen Prozeßkontrollstreifen (1), der beispielsweise mit 1000 Linien/cm dargestellt ist und mit 300 dpi (dpi = dot per inch) gedruckt wurde.
Fig. 3 zeigt einen als Contone-Druck simulierten Prozeßkontrollstreifen (1 ).Da die Wiedergabe des realen optischen Eindruckes aus drucktechnischen Gründen nicht möglich ist, wird der reale optische Eindruck in der Fig. 3 mittels eines Contone- Druckes des Prozeßkontrollstreifens (1 ) simuliert.
Wird das Kalibrier- und Kontrollverfahren mit Hilfe des Prozeßkontrollstreifens (1 ) bei der primären Arbeitspunktfestlegung, d.h. bei der Prozeßkalibrierung benutzt, so liefert der visuelle Tonwertvergleich in vorteilhafter Weise eine kontinuierliche Aussage über die Prozeßstabilität. Der Abstand zwischen der "Grobheit" des Lini¬ enrasters des Tonwertkeiles im Sollwert-Streifen (2) und der "Feinheit" des Punktrasters im Istwert-Streifen (3) bestimmt dabei die Sensibilität des Kontrollver- fahrens.
Das Kalibrier- und Kontrollverfahren mit Hilfe des Prozeßkontrollstreifens (1 ) er¬ möglicht eine hochsensible Qualitätsbewertung des Gesamtprozesses der Direkt¬ belichtung und Entwicklung von Druckplatten. Die hohe Sensibilität stellt insbe- sondere die erhöhten Qualitätsanforderungen sicher, die bei der Belichtung von Druckplatten mit frequenzmodulierten Rastern bestehen.
Fig. 4 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer Einrichtung zur direkten Belich¬ tung von Druckplatten, insbesondere von Offset-Druckplatten. Die Einrichtung be¬ steht im wesentlichen aus einem Raster-Image-Prozessor (8), einfach RIP ge¬ nannt, einem Platten-Belicher (8) und einer Platten-Entwicklungsstation (10).
Ein auf der Druckplatte zu belichtender Druckbogen und der neben dem Druckbo¬ gen zu belichtende Prozeßkontrollstreifen (1 ) werden beispielsweise in einer elek¬ tronischen Montagestation nach einem Impositionsprogramm montiert. Die dabei gewonnenen PostScript-Bilddaten werden dann in einem im Raster-Image- Prozessor (8) enthaltenen Interpreter in eine Display-Liste umgesetzt. In einem ebenfalls im Raster-Image-Prozessor (8) enthaltenen Raster-Generator wird die Display-Liste nach einer Raster-Funktion in entsprechende Steuersignalwerte in Form einer Bitmap zum pixelweisen Ein- und Ausschalten eines in einer Belich¬ tungseinheit des Platten-Belichters (9) erzeugten Belichtungsstrahles umgewan- delt.
Der Platten-Belichter (9) nimmt die pixel- und zeilenweise Belichtung der Druck¬ platte (11 ) vor. Die Steuersignalwerte der Bitmap bestimmen bei der Plattenbelich¬ tung, welche Pixel als Teile der Rasterpunkte auf der Druckplatte (11 ) belichtet oder nicht belichtet werden. Die Raster-Funktion legt dabei die Größe der Raster¬ punkte in Abhängigkeit von den aufzuzeichnenden Tonwerten fest. Der Belich¬ tungsstrahl ist beispielsweise ein Laserstrahl, der mittels eines durch die Steuer¬ signalwerte gesteuerten Modulators ein- und ausgeschaltet wird. Als Platten- Belichter (9) kann beispielsweise der Plattenbelicher "Gutenberg" der Fa. Liπoty- pe-Hell AG eingesetzt werden.
Auf der im Platten-Belichter (9) belichteten Druckplatte (11 ) ist der belichtete Druckbogen (12) und der außerhalb des Druckbogens (12) belichtete Prozeßkon¬ trollstreifen (1 ) sichtbar. Als Druckplatte (11 ) kann beispielsweise eine CTX- Druckplatte der Fa. Polychrome verwendet werden.
Die belichtete Druckplatte (11 ) wird in der Platten-Entwicklungsstation (10) entwik- kelt. Der Prozeßkontrollstreifen (1 ) auf der belichteten und entwickelten Druckplat¬ te (10') wird dann zur visuellen Kontrolle des Belichtungsprozesses und zur Ein- Stellung der Prozeßparameter verwendet.