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DE2739977A1 - Verfahren zur herstellung gerasterter druckformen - Google Patents

Verfahren zur herstellung gerasterter druckformen

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DE2739977A1
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DE
Germany
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raster
signal
engraving
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clock sequence
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DE19772739977
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Inventor
Juergen Dipl Ing Doelves
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Dr Ing Rudolf Hell GmbH
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Publication date
Application filed by Dr Ing Rudolf Hell GmbH filed Critical Dr Ing Rudolf Hell GmbH
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Priority to DE19772759718 priority patent/DE2759718C2/de
Priority to FR7824942A priority patent/FR2401772A1/fr
Priority to US05/939,053 priority patent/US4259697A/en
Priority to GB7835376A priority patent/GB2006568B/en
Priority to JP10743978A priority patent/JPS5449201A/ja
Priority to IT27276/78A priority patent/IT1098439B/it
Priority to CA000310580A priority patent/CA1121732A/en
Priority to NLAANVRAGE7809102,A priority patent/NL175044C/xx
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Publication of DE2739977B2 publication Critical patent/DE2739977B2/de
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    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/40—Picture signal circuits
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Description

Fa. Dr.-Ing. Rudolf Hell GmbH He], 1. September
Grenzstr. 1 - 5 Sf/Hl
2300 Kiel 14 — T-
Patentanmeldung Nr. 77/4 57 Kennzeichen: "Konturenwiedergabe I"
Verfahren zur Herstellung gerasterter Druckformen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gerasterter Druckformen, bei dem die Gravur als Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen mittels eines elektromagnetischen Gravierorgans durchgeführt wird, bei dem das Gravierorgan durch ein Bildsignal und ein Rastersignal zur Erzeugung des Druckrasters angesteuert wird, wobei der Gravierstichel des Gravierorgans jeweils bei einem periodisch wiederkehrenden Amplitudenwert des Rastersignals seine größte Auslenkung in Richtung der Druckform erfährt und bei dem das durch Vorlagenabtastung gewonnene analoge Bildsignal mit der Frequenz des Rastersignals in Bildwerte digitalisiert und nach einer anschließenden Digital-Analog-Wandlung zur Ansteuerung des Gravierorgans dem Rastersignal überlagert wird.
In der Patentanmeldung P 26 09 643.5 wird bereits eine Graviermaschine zur Herstellung gerasterter Druckformen von Vorlagen beschrieben.
Die Vorlagen können Halbtonvorlagen, sogenannte Strichvorlagen mit Schriften und Strichdarstellungen oder Kombinationen von beiden sein.
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Die zu reproduzierende Vorlage, die auf einem rotierenden Abtastzylinder aufgespannt ist, wird von einem Lichtpunkt eines parallel zum Abtastzylinder entlanggeführten Abtastorgans nach einem Abtastraster abgetastet. Je nach Tonwert der abgetasteten Bildpunkte wird mehr oder weniger Licht von der Vorlage in das Abtastorgan reflektiert und dort optoelektronisch in ein Bildsignal umgewandelt, das mittels einer Abtasttaktfolge digitalisert wird.
Anschließend wird das digitale Bildsignal nach einer vorgegebenen Logarithmus- und/oder Gradationskurve durch Umcodieren mittels eines programmierten Festwertspeichers modifiziert, wobei sich die Gradationskurve nach dem anschließenden Druckprozeß und nach gewünschten redaktionellen Änderungen der Reproduktion gegenüber dem Original richtet.
Das modifizierte digitale Bildsignal wird dann wieder in ein analoges Bildsignal zurückgewandelt und einem elektromagnetischem Gravierorgan mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug zugeführt, das sich axial an einem ebenfalls rotierenden Druckzylinder entlang bewegt.
Bei der Druckformherstellung graviert das Gravierorgan eine Folge von nahtlos in einem Druckraster angeordneten Näpfchen, deren Tiefe sich jeweils nach dem Tonwert des zugeordneten Bildpunktes richtet.
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Zur Aufrasterung wird dem analogen Bildsignal ein Rastersignal überlagert, dessen Frequenz sich nach dem aufzuzeichnenden Druckraster und nach der Oberflächengeschwindigkeit des Druckzylinders richtet.
Während das Rastersignal eine dem Druckraster entsprechende vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels erzeugt und die Zeitpunkte für die Gravur der Näpfchen festlegt, bestimmt das momentane Bildsignal die Eindringtiefe des Gravierstichels in das betreffende Näpfchen.
Der gravierte Druckzylinder bildet die Druckform für den späteren Druckprozeß in einer Tiefdruck-Rotationsmaschine.
Ein besonderes Problem bei der gerasterten Druckformherstellung stellt die exakte Wiedergabe von Konturen in der Vorlage dar. Bei der in der Patentanmeldung P 26 09 643.5 beschriebenen Gravieranlage sind die Positionen der Näpfchen auf der Druckform durch das Druckraster fest vorgegeben. Auf der Abtastseite verlaufen die Konturenlinien in der Vorlage dagegen willkürlich zum Abtastraster, das zu dem aufzuzeichnenden Druckraster kongruent ist. Feine Konturenverläufe können daher in einer starren Näpfchenanordnung nur mangelhaft wiedergegeben werden. Schräg zu der Abtastrichtung verlaufende feine Konturen weisen beispielsweise störende Treppenstrukturen auf. Hinzu kommt, daß bei der
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beschriebenen Gravieranlage die Tonwerte im Bereich einer Kontur aufgrund der Übertragungseigenschaften eines massebehafteten elektromagnetischen Gravierorgans verändert wiedergegeben werden, was ebenfalls als nachteilig angesehen wird.
Prinzipiell ließe sich eine schärfere Konturenwiedergabe bereits durch ein feineres Druckraster erzielen. Ein feineres Druckraster hat aber den Nachteil, daß im späteren Druckprozeß die Farbabgabe aus den Näpfchen auf den Druckträger aufgrund des geringeren Näpfchenvolumens mangelhaft ist.
Aus der DT-OS 2453 610 ist es bereits bekannt, eine Konturenverbesserung durch Lageverschiebung von Rasterpunkten im Bereich der Kontur zu erreichen.
Bei dem dort beschriebenen Reproduktionsgerät zum Belichten von Rasterbildern auf ein lichtempfindliches Medium werden zum Zwecke einer schärferen Konturenwiedergabe diejenigen Rasterpunkte, die Konturenverläufe wiedergeben, derart gegenüber den durch das Druckraster vorgegebenen Positionen verschoben, daß sie im wesentlichen auf die Konturenlinien fallen. In diesem Reproduktionsgerät werden Vorlagen zusätzlich mit einer quer zur Abtastrichtung angeordneten Fotodiodenzeile abgetastet. Diese Fotodiodenzeile liefert bei Auftreten einer in Abtastrichtung verlaufenden Kontur in der Vorlage ein Steuersignal an das Aufzeichnungsorgan. Das Steuer-
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signal lenkt einen im Strahlengang der Aufzeichungslichtquelle befindlichen drehbaren Spiegel aus, wodurch die Rasterpunkte im Konturenbereich senkrecht zur Aufzeichungsrichtung verschoben aufbelichtet werden.
Diese Reproduktionseinrichtung hat den Nachteil, daß lediglich in Abtastrichtung verlaufende Konturen verbessert wiedergegeben werden können. Eine genaue Ortsbestimmung für eine Kontur ist nicht möglich.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das Verfahren nicht für elektromagnetische Gravierorgane Verwendung finden kann, da der Gravierstichel weder in Aufzeichnungsrichtung noch quer dazu schnell auslenkbar ist, sondern lediglich eine radial zum Druckzylinder gerichtete Hubbewegung ausführt.
Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur gerasterten Druckformherstellung anzugeben, bei dem eine genauere Konturenerkennung erfolgt, bei dem zum Zwecke der verbesserten Konturenwiedergabe eine Lageverschiebung der Näpfchen auch mit einem elektromagnetischen Gravierorgan durchgeführt werden kann und bei dem die Tonwerte im Bereich einer Kontur unverfälscht wiedergegeben werden.
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Die in den Ansprüchen gekennzeichneten und weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den im folgenden beschriebenen und in den Figuren 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Gravieranlage; Fig. 2 ein Zeitdiagram;
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Gravur einer Kontur; Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für einen Raster-Generator; Fig. 5 ein weiteres Zeitdiagram.
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Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Gravieranlage zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Abtastzylinder 1 und ein Druckzylinder 2 sind über eine Kupplung 3 miteinander verbunden und werden von einem Synchronmotor 4 in Richtung eines Pfeiles 5 angetrieben. Der Synchronmotor 4 wird aus einem Kunstnetz 6 mit der Frequenz f_ gespeist, die durch einen Umrichter 7 aus dem Primärnetz 8 mit der Frequenz f1 gewonnen wird. Die Frequenz f„ des Kunstnetzes 6 und damit auch die Drehzahl des Synchronmotors 4 ist von der Frequenz der Führungstaktfolge T1 des Umrichters 7 abhängig.
Die Führungstaktfolge T1 wird durch Frequenzteilung aus einer Taktfolge TQ eines Steueroszillators 9 gewonnen. Dazu ist zwischen Steueroszillator 9 und Umrichter 7 eine Teilerstufe 10 geschaltet, deren Teilungsfaktor q1 entsprechend der gewünschten Drehzahl des Synchronmotors 4 einstellbar ist.
Der Umrichterantrieb schafft eine absolut starre Zeitbeziehung zwischen der Taktfolge T und der Umfangsgeschwindigkeit der Zylinder. Selbstverständlich können die Zylinder auch getrennt durch je einen Synchronmotor angetrieben werden. Anstelle von Synchronmotoren kann auch ein mit GleichlaufSchwankungen behafteter Antriebsmotor für die gekoppelten Zylinder Anwendung finden. In diesem Falle ist der Steueroszillator 9 als Impulsgeber ausgebildet, der mit der Welle der Zylinder verbunden ist. Die Erfindung kann auch bei Flachbett-Gravieranlagen angewendet werden.
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Auf dem Abtastzylinder 1 ist eine zu reproduzierende Vorlage 11 befestigt, die Halbtonbereiche und Schriftbereiche aufweisen möge.
In einem Halbtonbereich, der z.B. Bilder enthält, werden zwischen "Schwarz" und "Weiß" eine Vielzahl in sich verlaufender Dichtestufen unterschieden. Dichtesprünge treten nur an Konturen auf. Im Schriftbereich, mit Texten und Strichdarstellung, werden lediglich zwei Dichtewerte, nämlich "Schwarz" und "Weiß" unterschieden, wobei an den Schwarz-Weiß-Ubergängen (Konturen) steile Dichtesprünge auftreten.
Zur Gewinnung eines Bildsignals wird die Vorlage 11 von einem optoelektronischen Abtastorgan 12 punkt- und bildlinienweise nach einem Abtastraster abgetastet.
Das Abtastorgan 12 bewegt sich mit Hilfe einer Spindel 13 und eines Motors 14 parallel zum Abtastzylinder 1 in Richtung eines Pfeiles 15. Der Motor 14 wird über eine Motorsteuerstufe 16 von einer Taktfolge T_ gespeist. Die Taktfolge T_ entsteht durch Teilung der Taktfolge T des Steueroszillators 9 in einer Teilerstufe 17 mit dem Teilungsfaktor q2.
Das Bildsignal wird einem Verstärker 18 zugeführt, indem es verstärkt und logarithmiert wird, so daß das Bildsignal der abgetasteten Vorlagendichte proportional ist.
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Das verstärkte Bildsignal gelangt auf einen A/D-Wandler 19. Der A/D-Wandler 19, z.B. vom Typ ADC 8S der Firma Analog Devices, hat eine Auflösung von 8 bit, d.h. ein von Null (Schwarz) bis zum Maximalwert (Weiß) ansteigendes analoges Bildsignal wird in 256 diskrete Dichtewerte (Bildwerte) von O bis 255 digitalisiert.
Die Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals wird durch eine Abtasttaktfolge T mit der Frequenz f gesteuert, wobei jedem
A A
Takt ein abgetasteter Bildpunkt zugeordnet ist. Die Abtasttaktfolge Τ,, wird durch Frequenzteilung der Taktfolge Tn in einer weiteren Teilerstufe 20 mit dem Teilungsfaktor q erzeugt und einem Steuereingang 21 des A/D-Wandlers 19 zugeführt.
Dem A/D-Wandler 19 ist eine Speichereinrichtung 22 nachgeschaltet.
Diese Speichereinrichtung 22 kann eine Gradationsstufe in Form eines programmierbaren Festwerspeichers (PROM) sein, in dem die digitalen Bildwerte nach einer vorgegebenen Gradationsfunktion modifiziert werden.
Die Gradation ist in Form digitaler Werte unter den zugerordneten Adressen des Festwertspeichers abgespeichert. Häufig erfolgt auch die Logarithmierung des Bildsignals in der Gradationsstufe. Dann ist der Festwertspeicher mit einer aus der Logarithmus- und Gradationsfunktion gebildeten Summenfunktion programmiert, und die Logarithmierung im Verstärker 18 entfällt.
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Zum Zwecke einer Maßstabsänderung zwischen Vorlage und Reproduktion ist die Speichereinrichtung 22 z.B. nach der DT-PS 1 193 534 aufgebaut. Das Verhältnis von Schreib- und Lesetakt bestimmt dann den Reproduktionsmaßstab.
Zum Zwecke eines elektronischen Ausgleichs unterschiedlicher Durchmesser von Abtast- und Druckzylinder bei einer Reproduktion im Maßstab 1:1 kann die Speichereinrichtung 22 z.B. nach der DT-PS 2508 734 aufgebaut sein.
Ebenso ist es denkbar, in der Speichereinrichtung 22 die Binärdaten der gesamten Vorlage zu speichern, um sie zeitversetzt oder ggf. an einem anderen Ort zur Steuerung des Gravierorgans auszulesen.
Die aus der Speichereinrichtung 22 ausgelesenen digitalen Bildwerte werden in einem nachfolgenden D/A-Wandler 23 wieder in ein analoges Bildsignal zurückgewandelt.
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Das in einem Gravierverstärker 24 verstärkte und mit einem Rastersignal überlagerte Bildsignal wird einem elektromagnetischen Gravierorgan 25 mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug zugeführt, das die Gravur der Näpfchen auf dem Druckzylinder 2 vornimmt.
Das Gravierorgan 25 wird mit Hilfe einer Spindel 26 und eines Motors 27 parallel zum Druckzylinder 2 in Richtung eines Pfeiles 28 bewegt. Der Motor 27 wird von einer Motorsteuerstufe 29 gespeist, die ebenfalls mit der Taktfolge T» beaufschlagt ist.
Zur Erzeugung des Rastersignals ist ein Raster-Generator 30 vorgesehen, in dem aus einer Taktfolge T3 eine dem aufzuzeichnenden Druckraster entsprechende Wechselspannung mit der Frequenz f_, als Rastersignal erzeugt wird. Die Wechselspannung kann z.B. Sinus- oder Sägezahn-Form haben.
An einem Programmiereingang 31 kann eine Phasenverschiebung 1J zwischen dem Rastersignal und der Taktfolge T3 eingestellt werden.
Die Taktfolge T3 wird mittels einer weiteren Teilerstufe 32 mit dem Teilungsfaktor q, aus der Taktfolge Tn des Steueroszillators 9 abgeleitet.
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Während das Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels erzeugt, wobei dieser jeweils bei einem periodisch wiederkehrenden Amplitudenwert des Rastersignals die größte Auslenkung in Richtung der Druckform erfährt und ein Näpfchen graviert, bestimmt das Bildsignal die Eindringtiefe des Gravierstichels in die Oberfläche der Druckform und damit den aufzuzeichnenden Tonwert.
Erfindungsgemäß wird die Vorlage 11 in Abtastrichtung nach einem gegenüber dem Druckraster feineren Abtastraster abgetastet, so daß eine genauere Lagebestimmung einer Kontur erreicht und mehrere Bildinformationen pro Näpfchen erzeugt und weiterverarbeitet werden.
Im Ausführungsbeispiel ist die Abtastfeinheit doppelt so groß gewählt, wodurch für jedes zu gravierende Näpfchen zwei zeitlich versetzte Helligkeitsinformationen zur Verfügung stehen. Die Haupt-Bildwerte repräsentieren die Helligkeitsinformationen der den Näpfchen im aufzuzeichnenden Raster geometrisch zugeordneten Bildpunkte in der Vorlage und die Zwischen-Bildwerte zwischen diesen Bildpunkten abgetastete Helligkeitsinformationen.
Die höhere Auflösung in Abtastrichtung wird im Ausführungsbeispiel durch eine gegenüber der Frequenz f„ des Rastersignals höhere Frequenz f der Abtasttaktfolge T erreicht.
Allgemein ist der Zusammenhang zwischen der Frequenz f,. der Abtasttaktfolge T und der Frequenz f des Rastersignals durch die Formel f, = η χ m χ f gegeben, wobei mit "n" die Abtastfeinheit und mit "m" ein Proportionalitätsfaktor bezeichnet wird.
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Da die Abastfeinheit im Ausführungsbeispiel doppelt so groß ist, keine Maßstabsänderung erfolgen soll, und die Zylinder gleiche Durchmesser aufweisen mögen, ist η = 2 und m = 1.
Zur Gewinnung der Zwischen-Bildwerte könnte auch ein zweiter A/D-Wandler mit einer entsprechenden Taktsteuerung vorgesehen werden. Ebenso könnte die Vorlage 11 auch mit einer in Abtastrichtung ausgerichteten Fotodiodenzeile abgetastet werden, wobei die Bildsignale zwischenzuspeichern wären.
Da die Abtatstaktfolge ΤΛ und das Rastersignal aus einem gemeinsamen Steueroszillator 9 abgeleitet sind, stehen beide Signale in einer festen Phasenbeziehung zueinander derart, daß die Takte der Abtasttaktfolge T und damit die Zeitpunkte für die Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals in die periodisch wiederkehrenden Amplitudenwerte des Rastersignals fallen, wobei der Zwischen-Bildwert eines Näpfchens jeweils vor, und der zugeordnete Haupt-Bildwert jeweils bei der Gravur des Näpfchens dem Rastersignal überlagert und dem Gravierorgan zugeführt wird. Die zeitliche Zuordnung ist ausführlich in Fig. 2 dargestellt.
Diese Maßnahme hat folgende Vorteile:
Bekanntlich weist ein elektromagnetisches Gravierogran eine Tiefpaßcharakteristik auf, welche seine Übertragungseigenschaft, d.h. das Zusammenwirken von Eingangssignal und Bewegung des Gravierstichels, bestimmt. Bei einem Bildsignalsprung nimmt der Gravierstichel daher seine durch den neuen Bildsignalwert vorge-
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gebene Sollage bei der Gravur eines Näpfchens mit einer gewissen Zeitverzögerung ein. Durch eine in bezug auf die Phasenlage des Rastersignals gesteuerte überlagerung der Bildsignalsprünge an einer Kontur läßt sich daher erfindungsgemäß der Einstich und der Ausstich des Gravierstichels in die Druckform und seine Eindringtiefe bei der Gravur der Näpfchen beeinflussen, wodurch eine Lageverschiebung der Näpfchen gegenüber dem Druckraster erzielt wird, die zur verbesserten Konturenwiedergabe ausgenutzt wird.
Im Falle eines Dichtesprunges (Kontur) in der Vorlage wird der zugehörige Bildsignalsprung beim Anmeldungsgegenstand in zwei Teilsprünge aufgeteilt, die als Zwischen- und Haupt-Bildwerte nacheinander innerhalb einer Periode dem Rastersignal überlagert werden. Dabei gibt der Zwischen-Bildwert die "Tendenz" für die Bewegungsrichtung des Gravierstichels an, in die er durch den nachfolgenden Haupt-Bildwert ausgelenkt wird.
Die Verschiebung der Näpfchen erfolgt in dem Sinne, daß Näpfchen, deren Größen Zwischenwerte zwischen zwei aneinandergrenzenden Dichteniveaus an einer Kontur entsprechen, dichter an diejenigen Näpfchen herangerückt werden, welche das höhere Dichteniveau repräsentieren, was in Fig. 3 näher dargestellt ist.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform besteht zwischen dem Rastersignal und der Abtasttaktfolge T eine konstante Phasenverschiebung Y
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so daß bei Abtastung einer Kontur der zweite Teilsprung des Bildsignals (Haupt-Bildwert) jeweils zeitlich vor der Gravur eines Näpfchens dem Rastersignal überlagert wird, wodurch eine exaktere Tonwertwiedergabe erfolgt.
Zweckmäßig wird die Phasenverschiebung /" etwa gleich der Einschwingzeit des Gravierstichels bei einem Bildsignalsprung gewählt, so daß der Gravierstichel jeweils in den periodisch wiederkehrenden Amplitudenwerten des Rastersignals bereits die durch den Bildsignalsprung vorgegebene Endlage erreicht hat. Die Amplitudenwerte sind vorzugsweise die Extremwerte des Rastersignals, im Ausführungsbeispiel jeweils die Minimalwerte der Wechselspannung.
Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm zum Verdeutlichen des zeitlichen Ablaufes der Bildsignalverarbeitung zwischen Abtastung und Au f ζ e i chnung.
In A) ist ein willkürlicher Bildsignalverlauf bei Abtastung einer Bildlinie dargestellt, wobei der hohe Signalpegel dem Tonwert "Weiß" und der niedrige Signalpegel dem Tonwert "Schwarz" entspricht. Der Bildsignalverlauf weist einen Weiß/Schwarz-Übergang 38 und einen Schwarz/Weiß-Ubergang 39 auf.
B) zeigt die Abtasttaktfolge T , mit der die Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals durchgeführt wird.
In C) ist das Rastersignal als Wechselspannung dargestellt. Jeweils im Minimum der Wechselspannung wird ein Näpfchen graviert, beispielsweise zur Zeit t„, das n-te Näpfchen.
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Die Frequenz f der Abtasttaktfolge T ist doppelt so groß wie die Frequenz f_, des Rastersignals gewählt, so daß auf eine Periode des Rastersignals zwei Takte der Abtasttaktfolge T entfallen.
Zur Zeit t1 wird der Zwischen-Bildwert und zur Zeit t„ der Haupt-Bildwert des η-ten Näpfchens innerhalb des Überganges 38 ermittelt.
D) zeigt ein Rastersignal, das gegenüber der Abtasttaktfolge T um den Phasenwinkel1/' verschoben ist.
' ο
In E) ist der Verlauf des rückgewandelten analogen Bildsignals dargestellt, das dem Rastersignal überlagert wird.
Der bei Abtastung des Überganges 38 erzeugte große Bildsignalsprung zwischen "Weiß" und "Schwarz" ist in zwei kleinere Teilsprünge 40 und 41 aufgeteilt, die dem Rastersignal zur Gravur des η-ten Näpfchens nacheinander zu den Zeiten t1 und t„ überlagert werden.
Im Falle der konstanten Phasenverschiebung ψ des Rastersignals wird der zweite Teilsprung 41 ebenfalls zur Zeit t_ überlagert, das n-te Näpfchen aber erst später zur Zeit t'2 graviert.
Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens Signalverläufe, die Bewegung des Graviersticheis und die Gravur von Näpfchen bei der Wiedergabe einer Kontur.
In Fig. 3a ist der Vorgang für den Weiß/Schwarz-Übergang 38 dargestellt.
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In A) ist der Bildsignalverlauf in Abtastrichtung bei dem Weiß/Schwarz-Übergang 38 aufgezeichnet, wobei auf der Abszisse die Zeitpunkte für die Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals angedeutet sind.
Dabei ergibt sich nach der Rückwandlung der digitalen Bildwerte in ein analoges Bildsignal der in B) wiedergegebene Signalverlauf mit den Teilsprüngen 40 und 41. Als gestrichelte Linie 42 ist der volle Signalsprung angedeutet.
In C) ist die Bahn des Gravierstichels von einem Niveau S1 (Weiß) auf ein zweites Niveau S„ (Schwarz) ohne Berücksichtigung des Rastersignals dargestellt. Im Falle der Teilsprünge 40 und 41 ergibt sich der Verlauf 43, dagegen bei dem vollen Bildsignasprung 42 der Verlauf 44.
D) zeigt das Raster signal mit der Phasenverschiebung y·5 gegenüber den Abtasttakten.
In E) ist ein abgewickelter Schnitt durch die Oberflächenschicht des Druckzylinders entlang einer Umfangslinie im Bereich einer Kontur aufgezeichnet.
Zur Zeit t wird ein Näpfchen 45 mit dem Tonwert "Weiß" und zur Zeit t„ ein Näpfchen 46 mit dem Tonwert "Schwarz" graviert. Im Übergangsbereich zwischen "Weiß" und "Schwarz" entsteht ein Näpfchen 47 mit einem Grauwert. Durch die Teilsprünge 40 und 41 des Bildsignals bleibt der Gravierstichel bei der Gravur des Näpfchens 47 länger im Material, so daß sein Ausstich 49 flacher als normal verläuft. Bezogen auf die Markierungen 50, die das
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Druckraster kennzeichnen sollen, ist das Näpfchen 47 in Richtung auf den dunkleren Tonwert der Kontur hin verschoben aufgezeichnet worden, wodurch die schärfere Konturenwiedergabe erreicht ist.
Zur Veranschaulichung der erreichten Verbesserung ist ein Näpfchen 47' angedeutet, das nach dem herkömmlichen Gravierverfahren bei einem vollen Bildsignalsprung 42 entstehen würde. Dieses Näpfchen 47' bringt keine Konturenverbesserung und erreicht auch nicht die Solltiefe, so daß ein verfälschter Tonwert entsteht.
Fig. 3b zeigt den Vorgang für den Schwarz/Weiß-Übergang 39.
Aufgrund der Teilsprünge 40 und 41 wird jetzt das Näpfchen 47 mit einem flacheren Einstich 48 und einem steileren Ausstich des Gravierstichels graviert, so daß das Näpfchen 47 ebenfalls in Richtung des dunkleren Tonwertes der Kontur verschoben aufgezeichnet wird.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Raster-Generator der Fig. 1.
Der Raster-Generator 30 wandelt die Taktfolge T3 in eine sinusförmige Wechselspannung als Rastersignal um.
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Der Raster-Generator 30 besteht im wesentlichen aus zwei 16-stufigen Schieberegistern 54 und 55, die z.B. aus 8-bit-Schieberegistern vom Typ SN74198 aufgebaut sind.
Jedem Ausgang Q bis Qp des Schieberegisters 54 ist ein Inverter 56, ein fester Arbeitswiderstand 57 und ein nach der Sinusfunktion gewichteter Widerstand 58 zugeordnet. Die Arbeitswiderstände 57 sind an eine Spannungsquelle 59 angeschlossen, die außerdem über einen VJiderstand 60 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 61 verbunden ist. Die gewichteten Widerstände 58 stehen gemeinsam mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 61 in Verbindung. Im Operationsverstärker 61 wird über einen Widerstand 62 ein Strom I1 von einer weiteren Spannungsquelle 63 eingeprägt.
An dem Ausgang des Operationsverstärkers 61 entsteht die stufige Sinusspannung. Durch eine frequenzabhängige Rückkopplung, welche hochfrequente Frequenzanteile unterdrückt, kann die stufige Sinusspannung geglättet werden.
Als Schiebetakt für beide Schieberegister 54 und 55 dient die Taktfolge T3, die über eine Leitung 64 zugeführt wird.
Die Vorbereitungseingänge A/B des Schieberegisters 55 sind mit einer Taktfolge T. auf einer Leitung 65 beaufschlagt, deren Frequenz I^ der Frequenz fQ der Wechselspannung bzw. des Rastersignals entspricht.
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Im Ausführungsbeispiel ist L = 32 χ f., so daß sich eine Periode der Wechselspannung aus zweiunddreißig Stufen zusammensetzt.
Die Ausgänge Q bis Qp des Schieberegisters 55 sind wahlweise mit den Vorbereitungseingangen A/B des Schieberegisters 54 verbindbar.
Dadurch kann die Phasenlage der Wechselspannung gegenüber der Taktfolge T. von 0 bis 180° in sechzehn Stufen verschoben werden, wobei eine Stufe der Taktperiode von T, entspricht.
Der Schiebetakt T, schiebt die Takte der Taktfolge T4 fortlaufend durch das Schieberegister 55, wobei jeweils nach zweiunddreißig Schiebetakten ein Durchlaufzyklus beendet ist. Dadurch erscheint an den Vorbereitungseingängen A/E des Schieberegisters 54 eine Taktfolge T1., die aber gegenüber der Taktfolge T- um einen ausgewählten Betrag phasenverschoben ist. Wenn z.B. eine Phasenverschiebung von 45 gewünscht wird, ist der Ausgang Qn des Schieberegisters 55 mit den Vorbereitungseingängen A/B des Schieberegisters 54 verbunden.
Die phasenverschobene Taktfolge T1. wird durch den Schiebetakt T, durch das Schieberegister 54 geschoben, wobei ebenfalls nach zweiunddreißig Schiebetakten jeweils ein Durchlaufzyklus beendet ist.
Jeder Ausgang Q des Schieberegisters 54 kann die logischen Zustände "L" und "H" einnehmen. Im Falle, daß an einem Ausgang Q
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L-Signal anliegt, fließt durch den zugeordneten gewichteten Widerstand 58 ein Teilstrom, deren Größe von dem Widerstandswert abhängig ist. Die Teilströme aller gewichteten Widerstände 58 überlagern sich am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 61 zu einem Summenstrom I2, der entsprechend den sechzehn möglichen Zuständen der Ausgänge Q bis Qp des Schieberegisters 54 sechzehn verschiedene Werte annehmen kann, so daß an dem Ausgang des Operationsverstärkers 61 ebenfalls sechzehn verschiedene Spannungswerte innerhalb einer Halbperiode der Wechselspannung erzeugt werden.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung der zeitlichen Abläufe bei der Erzeugung der Wechselpannung.
In A) ist die Taktfolge T3 dargestellt, in B) die Taktfolge T4 und in C) die phasenverschobene Taktfolge T1-. D) zeigt den Verlauf der gestuften Sinusspannung.
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Claims (14)

Fa. Dr.-Ing. Rudolf Hell GmbH Kiel, 1. September Grenzstr. 1 - 5 Sf/Hl 23OOKielU 2739977 Patentanmeldung Nr. 77/457 Kennzeichen: "Verbesserte Konturenwiedergabe I" Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung gerasterter Druckformen, bei dem die Gravur als Folge von in einem Druckraster angeordneten Näpfchen mittels eines elektromagnetischen Gravierorgans durchgeführt wird, bei dem das Gravierorgan durch ein Bildsignal und ein Rastersignal zur Erzeugung des Druckrasters angesteuert wird, wobei der Gravierstichel des Gravierorgans jeweils bei einem periodisch wiederkehrenden Amplitudenwert des Rastersignals seine größte Auslenkung in Richtung der Druckform erfährt und bei dem das durch Vorlagenabtastung gewonnene analoge Bildsignal mit der Frequenz des Rastersignals in Bildwerte (Haupt-Bildwerte) digitalisiert und nach einer anschließenden Digital-Analog-Wandlung zur Ansteuerung des Gravierorgans dem Rastersignal überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorlage zur Verbesserung der Konturenwiedergabe mit einer in Abtastrichtung höheren Auflösung als die des Druckrasters abgetastet wird, indem während der Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals zwischen den mit der Frequenz des Rastersignals erzeugten digitalen Haupt-Bildwerten zusätzliche Zwischen-Bildwerte gewonnen und mit den Haupt-Bildwerten in der Reihenfolge ihrer Entstehung weiterverarbeitet und dem Rastersignal überlagert werden.
90981 1/0365
ORIGINAL INSPECTED
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung in Abtastrichtung doppelt so groß wie die des Druckrasters gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Bildwerte bei der Analog-Digital-Wandlung zu den Zeitpunkten der Amplitudenwerte der Rastersignale gewonnen und weiterverarbeitet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt-Bildwerte bei der Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals zeitlich voreilend gegenüber den Amplitudenwerten des Rastersignals gewonnen und weiterverarbeitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilung etwa gleich der Einschwingdauer des Gravierstichels des elektromagnetischen Gravierorgans bei einem Bildsignalsprung gewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die digitalen Bildwerte zwischen Abtastung und Aufzeichnung zwischengespeichert werden und daß die Haupt-Bildwerte zu den Zeitpunkten der Amplitudenwerte des Rastersignals ausgelesen und weiterverarbeitet werden.
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7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Bildwerte zwischen Abtastung und Aufzeichnung zwischengespeichert werden und daß die Haupt-Bildwerte zeitlich voreilend gegenüber den Amplitudenwerten des Rastersignals aus dem Speicher ausgelesen und weiterverarbeitet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilung etwa gleich der Einschwingdauer des Gravierstichels des elektromagnetischen Gravierorgans bei einem Bildsignalsprung gewählt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenwert einem Extremwert des Rastersignals entspricht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Analog-Digital-Wandlung des Bildsignals durch eine Abtasttaktfolge gesteuert wird und daß die in Abtastrichtung höhere Auflösung durch eine entsprechend höhere Frequenz der Abtasttaktfolge gegenüber der Frequenz des Rastersignals erreicht wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastersignal aus einer Aufzeichnungstaktfolge abgeleitet wird.
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12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasttaktfolge und die Aufzeichungstaktfolge durch Frequenzumsetzung aus einer gemeinsamen Taktfolge abgeleitet werden.
13. Verfahren nach Ansspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage des Rastersignals gegenüber der Aufzeichnungstaktfolge verschoben wird.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 4, 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilung durch eine entsprechende Phasenverschiebung zwischen Aufzeichnungstaktfolge und Rastersignal eingestellt wird.
909811/0365
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