DE3141758C2 - Verfahren zur Bestimmung der Flächenanteile einer Druckvorlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, wie aus der US 4 210 818 bekannt.

Um einen Bildmusterbereich zu messen, steht ein Verfahren zum Messen eines Bildmusterbereiches bzw. der Flächenteile von einer Druckplatte zur Verfügung, und es stehen ferner Verfahren zur Verfügung, in denen eine Probeplatte, ein Abdruck und ein reflektie­ rendes Original und ein transparentes Original für die Mes­ sung verwendet werden. Der Meßwert eines Bildmusterbereichs wird verwendet, um die Dichte eines Druckes während des Be­ triebs einer Druckmaschine zu prüfen und dadurch eine Rück­ führsteuerung auszuführen, oder es wird der Meßwert verwendet, um die Farbmenge voreinzustellen, bevor der Druckvorgang in Gang gesetzt wird.

Das Bildmuster einer normalen Druckplatte ist derart, daß mehrere Originale darauf gedruckt werden. Deshalb müssen, wenn nicht die Druckplatte und ein Druck für die Messung ei­ nes Bildmusterbereiches verwendet werden, nachdem jeder Bildmusterbereich gemessen worden ist, die Meßdaten aufaddiert werden, wobei das Layout auf der Druckplatte berücksichtigt werden wird. Andererseits können, wenn eine Druckplatte und ein Druck für die Messung verwendet werden, die Meßdaten unmit­ telbar verwendet werden. Wenn aber die Meßdaten von einem Druck erhalten werden, muß ein Rückführsteuersystem für die Korrektur von Veränderungen aufgrund äußerer Störungen, die während des Druckvorgangs hervorgerufen werden, angewendet werden, weil die Meßdaten nach dem Beginn des Druckvorgangs erhalten worden sind. Wenn andererseits die Meßdaten von der Druckplatte erhalten worden sind, werden die Öffnungsgrade der Farbjustier-Einstellklappen voreingestellt, bevor der Druckvorgang beginnt, um zufriedenstellende Drucke von Be­ ginn des Druckvorganges an zu erhalten.

Beispiele von Vorrichtungen, in denen eine Druckplatte zur Messung verwendet wird, sind folgende: In einem ersten Bei­ spiel der Vorrichtung wird eine auf einen Zylinder aufge­ brachte Druckplatte mit hoher Geschwindigkeit gedreht, und es werden das mittlere Restbild von dessen Teilungsbereichen gemessen (japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 42205/1972). In einem zweiten Beispiel einer Vorrichtung wird die Originalplatte (oder die Druckplatte) einer Offset- Presse abgetastet, um eine Anzahl von Impulsen zu erhalten, die dem Bereich der Druckbildregion entsprechen, um so die zuzuführende Farbmenge zu steuern (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 53804/1973). In einem dritten Beispiel der Vorrichtung wird das Druckbild einer Druckplatte festge­ stellt und für jede Farbeinstellklappe integriert, wobei die Menge an von dem druckbildfreien Bereich reflektiertem Licht unter Verwendung einer Hilfsdruckplatte gemessen wird, und wobei ein Signal für den Druckbildbereich allein aus den Meßsignalen der Druckplatte errechnet und in einen dem Druck­ bildbereich entsprechenden Wert umgewandelt wird, um die Farbmenge zu steuern (offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 67714/1974). In einem vierten Beispiel der Vorrichtung wird eine Original-Platte in Längsrichtung abgetastet, um den Prozentsatz, den das Druckbild einnimmt, in Breiten­ richtung zu messen, so daß die zuzuführende Farbmenge in einem Farbwalzenabschnitt gesteuert wird (offengelegte ja­ panische Patentanmeldung Nr. 2505/1976). In einem fünften Beispiel der Vorrichtung wird eine Druckplatte in Längsrich­ tung mit einem fotoelektrischen Detektor abgetastet, wobei der Detektor auf eine vorbestimmte Position in seitlicher Richtung der Druckplattenoberfläche eingestellt ist, um so die gesamte Farbmenge zu erhalten und dadurch die Farbmenge zu steuern (japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 47405/1972).

Jedoch ermöglicht keine der vorgenannten bekannten Vorrich­ tungen eine Messung mit hoher Genauigkeit, weshalb diese Vorrichtungen im Gebrauch unpraktisch sind. Dies soll nach­ folgend näher erläutert werden.

Nachdem ein transparentes Filmoriginal auf eine Druckplatte durch Kontaktabzug kopiert worden ist, wird die Druckplatte allgemein entsprechend den in Fig. 1 gezeigten Verfahrens­ schritten behandelt. Eine üblicherweise verwendete Positiv- Druckplatte wird entwickelt (Stufe S1), um die fotoempfind­ liche Schicht eines Bereiches (nicht druckender Bildbereich), der dem Licht ausgesetzt worden ist, zu entfernen und dadurch eine farbabstoßende Oberfläche zu erzeugen. Nach der Entwick­ lungsbehandlung wird die nicht erforderliche fotoempfindliche Schicht mit einer Radierlösung aufgelöst (Stufe S3). Nach dem Trocknen der Platte (Stufe S4) wird auf die gesamte Druckplatte eine Affinitisier-Lösung aufgebracht (Stufe S5). Dann wird die Druckplattenfläche durch Schwabbeln so weit ge­ trocknet, daß keine Affinitisier-Lösung auf der Druckplatten­ fläche zurückbleibt (Stufe S7). Die Affinitisier- und Schwabbel-Behandlungen sind vorbereitende Behandlungen, die vor einer Brennbehandlung (oder Hochtemperatur-Warmbehand­ lung) ausgeführt werden. Durch die Brennbehandlung (Stufe S8) wird die Druckwiderstandseigenschaft der Druckplatte um das zweifache oder dreifache erhöht. Um die Oberfläche des druck­ freien Bereiches zu schützen und seine hydrophile Eigenschaft zu erhöhen, wird eine sogenannte "Gummierungs-Behandlung" ausgeführt (Stufe S10). Damit ist die Druckplatte vollstän­ dig behandelt worden. In diesen Behandlungsschritten ist die Brennbehandlung sehr wirksam, um die Druckwiderstandsfähig­ keit der Druckplatte zu verbessern. Bei der Brennbehandlung wird aber die Druckplatte auf eine hohe Temperatur von 250°C bis 300°C erhitzt, und es wird deshalb eine übliche Druck­ platte, deren Basis Aluminium ist, durch Hitze verformt. Die Platte enthält auch nach der Abkühlung Verformungen. Es ist also die Ebenheit der Druckplattenfläche herabgesetzt. Infolgedessen verändert sich die reflektierte Lichtmenge, wenn diese gemessen wird, um einen Druckmusterbereich von einer solchen Druckplatte zu erhalten, in Abhängigkeit von der Bildmusterfläche und in Abhängigkeit von dem Grad der Rauhheit der Druckplatte und von der Größe der Verschiebung der Druckplatte. Somit kann die Messung nicht mit hoher Ge­ nauigkeit ausgeführt werden, und es ist infolgedessen nicht möglich, die Menge an zuzuführender Farbe genau zu bestimmen.

Aus der gattungsbildenden US 4 210 818 ist ein Verfahren bekannt, welches zur Bestimmung der Flächenanteile einer Druckvorlage dient. Bei dem bekannten Verfahren wird die Druckvorlage elektronisch abgetastet. Extremwerte zur Kalibrierung werden an Referenzstreifen ermittelt, welche zu diesem Zweck an der Druckvorlage vorgesehen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein solches gattungsbildendes Verfahren derart weiterzubilden, daß die Flächenanteile genauer bestimmt werden und der Einfluß von Fehlern minimiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist im folgenden anhand einer Vorrichtung näher erläutert, mit welche das Verfahren ausgeführt wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Flußschaubild, welches die Verarbeitungsstufen einer Druckplatte zeigt,

Fig. 2 ein Diagramm, welches die Positionsverhältnisse zwischen einem beweglichen fotoelektrischen Detek­ tor und einer Druckplatte zeigt,

Fig. 3 ein Diagramm, welches die Abtast-Meßoperation des fotoelektrischen Detektors zeigt,

Fig. 4 ein Blockschaltbild, welches ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigt,

Fig. 5 ein Flußschaubild, welches ein Beispiel der Arbeits­ weise des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt,

Fig. 6 ein Diagramm, welches ein Beispiel der gemäß der Er­ findung ausgedruckten Daten zeigt,

Fig. 7 ein Blockdiagramm, welches ein anderes Ausführungs­ beispiel der Erfindung zeigt.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine Druck­ platte 20 unter einer fotoelektrischen Detektorvorrichtung 10 bewegbar angeordnet. Die Druckplatte wird linear abgeta­ stet, indem die fotoelektrische Detektorvorrichtung 10 mit einer später beschriebenen Führungsvorrichtung bewegt wird.

Eine Kalibriermarke 23 in Form eines Rechteckes oder derglei­ chen ist an beliebiger Position an einem einspannseitigen Randabschnitt 21 oder 22 der Druckplatte 20 angebracht (das ist ein Teil der Druckplatte 20, der nicht gedruckt wird). Ein fester bzw. Vollton-Bereich in dem Druckbildbereich der Druckplatte kann als Kalibriermarke verwendet werden. In der Druckplatte können der druckbildfreie Bereich (Al gekörn­ ter Bereich) und der Druckbildbereich (Bildmusterbereich) mit Hilfe der Kalibriermarke festgestellt werden.

Die fotoelektrische Detektorvorrichtung 10 enthält folgende Elemente: ein Paar zylindrischer Fluoreszenzlampen 11 und 12, die parallel angeordnet sind, um so eine lineare Beleuchtungs­ fläche zu bilden, und eine fotoelektrische Detektoranordnung 13 mit mehreren fotoelektrischen Detektoren S₀, S₁, S₂, . . . S_n, die in einer Linie zwischen den Fluoreszenzlampen 11 und 12 angeordnet sind, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Eine Verarbeitungsvorrichtung 40 zur Erzielung eines Bildmusterbereiches aus den Meßsignalen, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, enthält: Eine Verstärkerschaltungsanord­ nung 41 mit Verstärkerschaltungen A₀ bis A_n für die Ver­ stärkung der Meßsignale von den fotoelektrischen Detekto­ ren der fotoelektrischen Detektoranordnung 13, einen Mul­ tiplexer 42 für die selektive Ausgabe von Signalen von der Verstärkerschaltungsanordnung 41 entsprechend einem Verar­ beitungsprogramm, einen Analog-Digital-Wandler 43 für die Umwandlung des Ausgangs des Multiplexers 42 in ein digitales Signal, eine Zentraleinheit CPU (Mikroprozessor) 44, Spei­ chervorrichtungen mit einem Festwertspeicher ROM 45 und ei­ nem Speicher mit direktem Zugriff RAM 46, ein Tastenfeld 47 für die Eingabe von Daten und anderen erforderlichen nume­ rischen Werten, einen Drucker 48 für das Ausdrucken der Pro­ zeßergebnisse und eine Eingangs-Ausgangs-Steuervorrichtung 49 zur Steuerung der Eingangs- und Ausgangsoperationen zwi­ schen dem Analog-Digital-Wandler 43 und anderen Schaltungs­ elementen, wie beispielsweise der Zentraleinheit CPU 44. Die Eingangs-Ausgangs-Steuervorrichtung 49 ist über eine Vielfachleitung mit der Zentraleinheit CPU 44, dem Festwert­ speicher ROM 45, dem Speicher mit direktem Zugriff RAM 46, dem Tastenfeld 47 und dem Drucker 48 gekoppelt. Der Ausgang des Drehkodiergerätes 36 ist über eine Leseschaltung 50 und die Vielfachleitung der Zentraleinheit CPU 44 zugeführt.

Die Arbeitsweise der so ausgebildeten Meßvorrichtung wird in bezug auf ein Flußschaubild nach Fig. 5 beschrieben.

Wenn der Leistungsschalter oder Netzschalter eingeschaltet wird (Stufe S1), nachdem die Druckplatte 20 auf ein Gestell mit den Stiften gelegt worden ist, wird eine Saugvorrichtung betätigt, welche die Druckplatte 20 fest auf dem Gestell hält, und es werden gleichzeitig die Fluores­ zenzlampen 11 und 12 eingeschaltet. Dann werden durch das Tastenfeld 47 (Stufe S2) eine Druckmaschinennummer und eine Oberflächenklassifikation bei einem Oberflächendruck oder einem Durchdruck im Falle einer Durchdruckmaschine, einge­ geben. Durch die Eingabe dieser Daten werden die für den Festwertspeicher ROM 45 vorgesehenen Daten eingestellt. Bei­ spiele der Daten, die in den Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 46 oder den Festwertspeicher ROM 45 eingestellt werden, sind eine Druckplattengröße (wie z. B. 1310 mm × 1050 mm, oder 1160 mm × 940 mm), die Anzahl von Farbeinstellschaltern oder -Rastern (z. B. 32 oder 50), ein Rasterintervall (z. B. 30 mm oder 40 mm), der Abstand zwischen einem Raster und einer Druck­ plattenkante (z. B. 5 mm oder 10 mm), der Abstand zwischen ei­ nem effektiven Druckbereich und der Druckplattenkante (z. B. 22 mm für die obere und untere Kante und 20 mm für die rech­ te und linke Kante) usw. Es sind somit der Verwendungsbe­ reich der fotoelektrischen Detektoranordnung 13 (oder S₁ bis S_K in Fig. 3), der Abstand und die Zahl der Farbeinstellra­ ster usw. eingestellt worden (Stufe S3).

Wenn unter dieser Voraussetzung ein Schalter für den Mes­ sungsbeginn niedergedrückt wird, wird ein nicht dargestell­ ter Motor angetrieben, so daß die Abtastvorrichtung 10 über ein Getriebe, beispielsweise ein Ritzel und eine Zahnstange (nicht darge­ stellt) bewegt wird, während die fotoelektrische Detektorvor­ richtung 10 die Oberfläche der Druckplatte 20 abtastet. Die Abtastposition der fotoelektri­ schen Detektorvorrichtung 10 wird durch den Dreh-Kodierer 36 gemessen, und es wird das Meßsignal über die Leseschaltung 50 und die Vielfachleitung der Zentraleinheit CPU 44 zuge­ führt, so daß die Meßposition in der Zeitsteuerung mit der Meßabtastungsbewegung in Übereinstimmung gebracht wird. Licht von den Fluoreszenzlampen 11 und 12 in der fotoelektrischen Detektorvorrichtung 10 fällt auf die Druckplatte 20 und es erreicht das davon reflektierte Licht die durch Schlitze, die in einem Abschirmkasten gebildet sind, so daß es in elektrische Daten entsprechend der Lichtmenge umge­ wandelt wird. In Fig. 3 arbeitet der fotoelektrische Detektor S₀ so, daß er den druckbildfreien Bereich und die Kalibrier­ marke 23 mißt, um die obere Grenze und die untere Grenze der reflektierten Lichtmenge zu kalibrieren, und es wird der fo­ toelektrische Detektor S_k dazu verwendet, nur den Meßausgang des effektiven Druckbereiches als Daten aufzunehmen.

Wenn die Ausgangs-Positionsdaten des Dreh-Kodierers 36 mit den Druckplattenkanten-Positionsdaten, die in dem Programm eingestellt sind, übereinstimmen, wird die Menge an von der Druckplatte 20 reflektiertem Licht durch die fotoelektrische Detektorvorrichtung 10 gemessen (Stufe S4). Die durch den Multiplexer 42 gemäß dem Programm ausgegebenen Meßdaten werden nach Umwandlung durch den Analog-Digital-Wandler 43 in di­ gitale Daten durch die Eingangs-Ausgangs-Steuerschaltung 49 und die Vielfachleitung in ein Register in der Zentraleinheit CPU 44 eingegeben (Stufe S5). Wenn die Daten entsprechend ei­ nes Farbeinstellschalters bzw. Farbeinstellrasters eingege­ ben worden sind (Stufe S6), werden die Daten von dem Register in der Zentraleinheit CPU 44 in den Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM übertragen (Stufe S7). In diesem Falle wird die Kalibriermarke 23 in gleicher Weise verarbeitet. Die Ausgangs­ signale der fotoelektrischen Detektoranordnung 13 werden, wie oben beschrieben, durch den Multiplexer 42 selektiv geliefert, und es werden die so ausgewählten Ausgangssignale nach der Analog-Digital-Umwandlung in der Adresse in dem Speicher mit wahlfreiem Zugang RAM 46 gespeichert, die dem gemessenen Ob­ jekt (die Kalibriermarke oder das Bildmuster) entspricht.

Das Verfahren wird nunmehr im einzelnen beschrieben. Im­ mer wenn sich die Abtastvorrichtung 10A beispielsweise um 3 mm bewegt, mißt (beispielsweise) der fotoelektrische Detektor S₀ die von dem Greiferabschnitt (oder dem anderen Greiferabschnitt 21 oder dem Bereich der Druckplatte, der den Druck nicht nachtei­ lig beeinflußt) reflektierte Lichtmenge. Immer wenn der De­ tektor S₀ die davon reflektierte Lichtmenge mißt, wird der Mittelwert der letzten Meßwerte, beispielsweise der letzten vier Meßwerte, erhalten und gespeichert.

Es wird angenommen, daß ohne Erhalt des Mittelwertes von mehreren vergangenen Meßwerten, wenn sich die Abtastvorrich­ tung 10 um 3 mm bewegt, der fotoelektrische Detektor S₀ die Lichtmenge mißt, die von dem Greiferende 22 reflektiert wor­ den ist. Wenn der Meßwert durch X_i dargestellt wird, dann be­ trägt der maximale Wert AD_max unter X₁ bis X_n:

AD_max = MAX (X₁, X₂, . . . X_n (2)

und es beträgt der minimale Wert AD_min unter X₁ bis X_n:

AD_min = MIN (X₁, X₂, . . . X_n (3)

Die Daten werden mit AD_max als vom druckbildfreien Bereich reflektierte Lichtmenge und mit AD_min als vom festen Teil der Druckplatte reflektierte Lichtmenge verarbeitet werden. In diesem Zusammenhang ist

1 ≦ i ≦ n (4)

(wobei n die Gesamtzahl der Meßpunkte ist).

In diesem Verfahren erscheint aber die Wirkung einer opti­ schen Störung oder Reflexion in den Daten AD_max und AD_min so wie sie ist, weshalb die Meßgenauigkeit stark verringert ist.

Um diesen Nachteil auszuschalten, wird gemäß der Erfindung immer dann, wenn eine Messung ausgeführt worden ist, der Mittelwert Y_i der vier vergangenen Meßwerte erhalten (das bessere Ergebnis wird von den weiter vergangenen Meßwerten erhalten), und es werden der maximale Wert AD_max und der minimale Wert AD_min von Y_i erhalten. Das heißt, es wird der folgende Ausdruck (5) errechnet, und es wird das errechnete Ergebnis mit dem maximalen Wert und dem minimalen Wert ver­ glichen.

Mit anderen Worten, es werden die folgenden Ausdrücke (6) und (7) errechnet, und es werden später die Rechenergebnisse für die Datenverarbeitung verwendet.

AD_max = MAX (Y₄, Y₅, . . . Y_n) (6)

AD_min = MIN (Y₄, Y₅, . . . Y_n) (7)

Es wird angenommen, daß die fotoelektrischen Detektoren in dem Meßbereich die Nummern S₁ bis S_k, beginnend mit der niedrig­ sten Nummer, haben und daß der Meßkopf in dem Fall, in dem die Messung immer dann ausgeführt wird, wenn sich der Kopf bei­ spielsweise um 3 mm bewegt, bei 1 bis m angeordnet ist. In diesem Zusammenhang ist m die Anzahl der Spalten.

Wenn die Ausgangssignale aller Sensoren in allen Positionen durch Z_ÿ (1 ≦ i ≦ k und 1 ≦ j ≦ m) sind, dann beträgt der Mittelwert der Ausgangssignale Z_ÿ:

Für die verbleibenden Raster werden die Mittelwerte erhal­ ten und gespeichert. Nachdem die Messung entsprechend der Gesamtzahl der Farbeinstellraster wiederholt worden ist, kann die Flächenrate R aus dem folgenden Ausdruck (9) erhalten werden:

In diesem Falle ist der hellste Bereich mit 100% und der dunkelste Bereich mit 0% angegeben. In der Praxis ist es aber vorteilhaft, wenn der hellste Bereich mit 0% und der dunkelste Bereich mit 100% angegeben ist. Deshalb wird zusätz­ lich die folgende Berechnung für die Wiedergabe verwendet:

R′= 100 - R (%) (10)

Somit wird die Wirkung einer optischen Störung oder Reflex­ ion ausgeschaltet, was zu einer Verbesserung der Meßgenauig­ keit beiträgt.

Nachdem die Flächenraten für alle Farbjustierraster errech­ net worden sind, werden sie durch einen Drucker ausgedruckt. Sie können aber auch in eine Magnetkarte eingeschrieben werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Bestimmung der Flächenanteile einer Druckvorlage (20), bei welchem die Druckvorlage (20) elektrooptisch, spaltenweise (j) in Farbzonenrichtung abgetastet wird und die bei Zeilenpositionen (i) gemessenen Werte (X_i,j) der Lichtmengen zur Bestimmung der Flächenanteile der Druckvorlage dienen, und in einem ersten Schritt ein Extremwert (max X_i,j) als ein Wert für einen nichtdruckenden Bereich und ein gegensätzlicher Extremwert (min X_i,j) als ein Wert für einen druckenden Bereich festgelegt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Extremwerte (max X_i,j, min X_i,j) an der Druckvorlage selbst abgetastet werden,
daß in einem zweiten Schritt Mittelwerte berechnet werden, indem jedem Meßpunkt (i, j) ein Mittelwert (Y_i,j) aus dem Meßwert (X_i,j) des Meßpunktes (i,j) zusammen mit Meßwerten (X_i-1,j, X_i-2,j; X_i,j-1, X_ÿ-2) einer bestimmten Anzahl von vorangegangenen Meßpunkten ((i-1,j), (i-2,j); (i,j-1), (i,j-2)) zu­ geordnet wird,
daß in einem dritten Schritt ein Maximalwert (max Y_i,j) und ein Mini­ malwert (min Y_i,j) der Mittelwerte (Y_i,j) bestimmt werden,
daß durch Vergleichen des Maximalwertes (max Y_i,j) sowie des Minimalwertes (min Y_i,j) mit den Extremwerten (max X_i,j, min X_i,j) die Mittelwerte (Y_i,j) auf Werte (Z) zwischen den Extremwerten (max X_i,j, min X_i,j) abgeglichen werden,
und daß zur Bestimmung der Flächenanteile die abgeglichenen Werte (Z) ver­ wendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Extremwerte (max X_i,j, min X_i,j) an einem vorderen (21) oder hinteren (22) Randbereich der Druckvorlage (20) abgetastet werden, wobei der Randbereich (21, 22) eine Kalibriermarke (23) aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Extremwerte (max X_i,j, min X_i,j) an dem Druckbildbereich abgetastet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welchem zum Erhalten der Mittelwerte (Y_i,j) zumindest vier Meßwerte (X_i,j, X_i-1,j, X_i-2,j, X_i-3,j; X_i,j; X_i,j-1, X_i,j-2, X_i,j-3) verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Extremwert für den nichtdruckenden Bereich am Randbereich der Druckvorlage (20) abgetastet wird.