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Dokumentenidentifikation DE4339281C2 30.10.2003
Titel Verfahren zur Optimierung bei der Reproduzierung einer Bildvorlage
Anmelder Heidelberger Druckmaschinen AG, 69115 Heidelberg, DE
Erfinder Fischer, Gerhard, Dr., 74889 Sinsheim, DE;
Kießling, Marcel, 69198 Schriesheim, DE;
Pfizenmaier, Wolfgang, 69151 Neckargemünd, DE
DE-Anmeldedatum 18.11.1993
DE-Aktenzeichen 4339281
Offenlegungstag 24.05.1995
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.10.2003
IPC-Hauptklasse G03F 5/00
IPC-Nebenklasse H04N 1/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Optimierung bei der Reproduktion einer Bildvorlage.

Um die unterschiedlichsten Dichten einer Bildvorlage (Halbtöne) drucktechnisch zu simulieren, werden Rasterungsmethoden eingesetzt. Diese Art der Simulation ist möglich, da das menschliche Auge aufgrund seines begrenzten Auflösungsvermögens ab einer gewissen Rasterweite (Anzahl der Druckelemente/Längeneinheit = Linien/cm) die Rasterstrukturen zu einem Halbton integriert.

Die konventionelle Reproduktionsfotografie wird mehr und mehr durch elektronische Rasterungsmethoden ersetzt. Während konventionell die Umwandlung der echten Halbtöne der Bildvorlage in unechte Halbtöne des Druckbildes mit Hilfe eines Kontakt- oder Distanzrasters erzielt wird, werden bei der elektronischen Rasterung Dichteverhältnisse der Raster simuliert und für den Bildaufbau verwendet.

Bei der elektronischen Rasterung wird die Bildvorlage von einem Scanner (Trommel- oder Flachbettscanner) abgetastet. Die Abtastsignale des Scanners liefern Informationen über den gemittelten Dichtewert des jeweiligen Rasterfeldes. Da Dichteunterschiede oder Tonsprünge innerhalb des Rasterfeldes nicht mehr berücksichtigt werden, muß die Dimensionierung der Rasterfelder von vorneherein an die hohen Qualitätsanforderungen der gedruckten Produkten angepaßt sein.

Die Abtastsignale werden elektronisch weiterverarbeitet. Zur Wiedergabe der unterschiedlichsten Dichtewerte steht eine begrenzte Anzahl von Dichtestufen zur Verfügung. Die Güte der Informationsübermittlung wird wesentlich von den Dichteunterschieden zwischen den einzelnen Stufen bestimmt.

Einem Abtastsignal der Bildvorlage, das zumindest ein Rasterfeld umfaßt, entspricht auf dem Aufzeichnungsträger - sprich der Druckform - ein Rasterpunkt, der sich aus einer Vielzahl einzelner Flächenelemente (Elementarzellen) zusammensetzt. Beispielsweise läßt sich über das Verhältnis von unbeschrifteten zu beschrifteten Elementarzellen der gemessene Dichtewert simulieren. Die Beschriftung der einzelnen Elementarzellen erfolgt in bekannter Weise über die Belichtungspunkte eines Lasers.

Aus der DE-OS 20 12 728 ist ein Verfahren zur Aufzeichnung von gerasterten Halbtonbildern bekannt geworden. Als Grundlage für die Erzeugung der Rasterpunkte (hier: Bedeckungsflecke) dient eine aufgerasterte Grundfläche mit einer bestimmten Anzahl von Punkteinheiten. Das auf einer Schreibtrommel aufgespannte Filmmaterial wird entweder mit einem singulären Laserstrahl oder mit mehreren nebeneinanderliegenden, einzeln ansteuerbaren Lichtleitfasern beschriftet. Die Rasterpunkte werden mit einer variablen Anzahl von Aufzeichnungslinien aufgebaut. Die Größe der Bedeckungsflecken entspricht den jeweiligen Tonwerten der Abtastwerte auf einer Tonwertskala. Die Form der Rasterpunkte selbst ist frei programmierbar; es können runde, quadratische, rhombische und elliptische Formen verwendet werden. Dieses Rasterungsverfahren geht also davon aus, daß der Rasterpunktabstand konstant ist und der Tonwert eines Bereiches der Druckvorlage durch die unterschiedliche Größe der Rasterpunkte simuliert wird. In der Fachliteratur wird dieses Verfahren als Amplituden-Modulationsverfahren bezeichnet.

Neben diesem Amplituden-Modulationsverfahren ist auch ein Frequenz-Modulationsverfahren bekannt geworden. Hierbei werden die unterschiedlichen Dichtewerte, die in den einzelnen Rasterfeldern der Bildvorlage gemessen werden, durch eine entsprechend angepaßte, örtliche Anhäufung von etwa gleichgroßen Aufzeichnungspunkten simuliert.

Ein Verfahren zur Aufzeichnung von elektronisch gerasterten Bildern mit einem bestimmten Flächendeckungsprogramm für die Tonwerte ist aus der DE 29 34 436 C2 bekannt geworden. Insbesondere wird gemäß dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren das Flächenbedeckungsprogramm gewechselt, wenn bestimmte spitze Ecken oder Winkel und/oder dünne Linien oder Spalten zwischen benachbarten Rasterpunkten auftreten, die zu unerwünschten Punktschlüssen oder Abrissen führen könnten, wobei eine Flächendeckung verwendet wird, die jeweils den gleichen Tonwert aufweist. Insbesondere soll durch dieses Verfahren vermieden werden, daß der Übergang beim Punktschluß (= die Berührung oder teilweise Überdeckung frei stehender Rasterpunkte) so festgelegt wird, daß nur noch geringe Tonwertsprünge bewirkt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das den Punktschluß minimiert, so daß die Aufzeichnung gleichmäßiger gewichtet ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bildvorlage opto-elektrisch abgetastet wird. Anschließend erfolgt anhand der Abtastsignale eine elektronische Aufrasterung der Bildvorlage und eine Beschriftung eines Aufzeichnungsträgers derart, daß einem oder mehreren Abtastsignalen der Bildvorlage ein Rasterfeld auf dem Aufzeichnungsträger entspricht, wobei jedes Rasterfeld aus mehreren Elementarzellen besteht. Als letzter Verfahrensschritt wird die relative Lage der Elementarzellen nunmehr so bestimmt, daß der Überlappungsbereich zwischen einer beschrifteten und einer benachbarten unbeschrifteten Elementarzelle minimal ist.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß sowohl die Rasterfelder der Bildvorlage als auch die Elementarzellen eines Rasterfeldes auf dem Aufzeichnungsträger eine beliebige Form aufweisen können. Eine gebräuchliche Form stellt die Kreisfläche dar, die insbesondere bei schneller Rotation der Schreib- oder Aufzeichnungswalze eine elliptische Deformation erfährt. Vorteilhafter Weise kann einerseits die Form der Elementarzellen so gewählt werden, daß eine weitere Minimierung des Überlappungsbereichs und damit eine Optimierung im Hinblick auf eine gleichmäßige Gewichtung der Bildaufzeichnung erzielt wird.

Neben einem orthogonalen Versatz der Rasterfelder und/oder der Elementarzellen ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, den Versatz nicht-orthogonal, also beispielsweise rautenförmig, auszuführen. Insbesondere wird die Art des Versatzes so gewählt, daß eine Minimierung der Überlappungsbereiche zwischen den Rasterfeldern, bzw. zwischen den beschrifteten und unbeschrifteten Elementarzellen erzielt wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorgeschlagen, daß der Versatz der Elementarzellen so gewählt wird, daß die Anzahl der Aufzeichnungslinien, bzw. die Anzahl der Aufzeichnungspunkte - Größen, die die einzelnen Elementarzellen - charakterisieren in Aufzeichnungsrichtung und in der zur Aufzeichnungsrichtung orthogonalen Richtung unterschiedlich ist. Hierdurch wird es möglich, daß durch Vertauschen der Aufzeichnungsrichtung ein Umschalteffekt bezüglich der Aufzeichnungsfeinheit erzielt wird.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Aufzeichnungseinrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Aufzeichnungslinien und der Anzahl der Aufzeichnungspunkte so gewählt wird, daß die Aufzeichnungsgeschwindigkeit optimiert wird. Diese Ausgestaltung ist als besonders vorteilhaft zu erachten, wenn eine Druckform in der Druckmaschine selbst beschriftet und anschließend abgedruckt wird. Um in einem derartigen Fall die Stillstandszeiten während der Beschriftung der Druckplatten zu minimieren, erweist es sich als äußerst günstig, einen asymmetrischen Rasterversatz anzuwenden.

Die nachfolgenden vorteilhaften Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen sich auf eine Abtastung der Bildvorlage. Wie bereits zuvor beschrieben, wird die Bildvorlage ebenfalls in einzelnen Rasterfeldern (Abtastpunkte) abgetastet. Diese Rasterfelder - üblicherweise handelt es sich hierbei ebenfalls um Kreis- oder Ellipsenflächen - sollen die komplette Bildvorlage erfassen, wobei jedoch zur Optimierung der Abtastgeschwindigkeit der Überlappungsbereich zwischen benachbarten Rasterfeldern minimal sein soll. Daher wird vorgeschlagen, daß auch hier die Rasterfelder in den einzelnen Zeilen orthogonal oder unter einer beliebigen Winkelung gegeneinander versetzt werden. Ein Versatz der Rasterfelder wird entweder durch eine entsprechende Ansteuerung der Abtasteinrichtung, sprich des Abtastkopfes, erzielt, oder aber die entsprechenden Abtastsignale werden zu versetzten Zeitpunkten ausgelesen, wobei der Zeitunterschied einem räumlichen Versatz des Rasters gleichkommt.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein Aufzeichnungsraster gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Raster und

Fig. 4 ein optimiertes Abtastraster für eine Bildvorlage.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nicht gesondert skizzierte Motoren treiben die Abtastwalze 1 und die Schreibwalze 2 an. Auf der Abtastwalze 1 ist eine Bildvorlage 7 aufgespannt. Diese wird mittels eines Abtastkopfes 3, der aus zumindest einem Scannerkopf besteht, abgetastet.

Die Zerlegung der Bildvorlage 7 in einzelne Rasterfelder (Abtastpunkte) erfolgt durch eine Untergliederung der Bildvorlage 7 in Zeilen; jede dieser Zeilen wird in Umfangsrichtung wiederum in gleichgroße Bereiche unterteilt Technisch wird die Unterteilung der Bildvorlage 7 in Zeilen durch den Vorschub des Abtastkopfes 3 im Verlauf oder nach jeder Drehung der Abtastwalze 1 realisiert. Die Unterteilung jeder Zeile in die einzelnen Rasterfelder erfolgt durch eine Umfangstaktung, wobei ein ganzteiliges Vielfaches der Taktung immer dem Umfang der Abtastwalze 1 entsprechen muß. Die Größe des Vorschubes in Achsrichtung und die Taktung in Umfangsrichtung sind im allgemeinen unterschiedlich, so daß die Form der Rasterfelder rechteckig ist. Bei einer kontinuierlichen Abtastung der Bildvorlage 7 während einer Umdrehung der Abtastwalze 1 (spiralförmige Abtastung) erhält man rautenförmige Rasterfelder. Eine weitere Form der Rasterfelder ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Abtastsignale der einzelnen Rasterfelder werden über Verbindungsleitungen 5 an die Rechen-/Regeleinrichtung 6 weitergeleitet. Die Rechen-/Regeleinrichtung 6 erhält weiterhin die Signale des Drehwinkelgebers 9, der an der Achse der Abtastwalze 1 angeordnet ist. Bei Bedarf ist ein weiterer Drehwinkelgeber 9 an der Achse der Schreibwalze 2 vorgesehen. Zwei Drehwinkelgeber 9 sind immer dann erforderlich, wenn beide Walzen 1, 2 nicht auf einer Achse angeordnet sind. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine Druckform direkt auf dem Plattenzylinder einer Druckmaschine beschriftet wird. Ein Verfahren und eine Ausgestaltung einer Druckform, die eine direkte Beschriftung der Druckplatte in einer Druckmaschine erlauben, sind aus der US-PS 4,958,563 bekannt geworden.

In der Rechen-/Regeleinrichtung 6 werden die Abtastsignale des Abtastkopfes 3 in Beschriftungsdaten für die entsprechenden Rasterfelder 10 auf dem Aufzeichnungsträger 8 umgesetzt. Der Aufzeichnungsträger 3 ist im dargestellten Fall auf die Schreibwalze 2 aufgespannt.

Fig. 2 zeigt ein Aufzeichnungsraster, wie es gemäß dem Stand der Technik benutzt wird. Bei diesem Raster handelt es sich um ein sogenanntes orthogonales Raster, wobei die einzelnen Elementarzellen 11 eines Rasterfeldes 10 nicht gegeneinander versetzt sind. Im dargestellten Fall soll die Elementarzelte 11a eine unbeschriftete Elementarzelle 11 sein, während die angrenzenden Elementarzellen 11, von denen in der Fig. 2 lediglich zwei dargestellt sind, beschriftet sind. Der Laserstrahl erzeugt in den einzelnen Elementarzellen Belichtungspunkte, also üblicherweise kreisförmige Flächen.

Um eine vollständige Beschriftung einer der zu beschriftenden Elementarzellen 11 zu erzielen, muß die Kreisfläche den Radius des Umkreises der Elementarzelle 11 aufweisen.

Der Belichtungspunkt des Aufzeichnungskopfes 4 (Laser) ist durch die durchgezogene Kreislinie charakterisiert. In Abhängigkeit von dem verwendeten Filmmaterial und von weiteren Parametern ist eine gewisse Toleranz einzurechnen, so daß die tatsächlich von dem Lichtpunkt beschriftete Kreisfläche durch die gestrichelte Linie begrenzt wird. Die Elementarzelle 11a, die eigentlich unbeschriftet sein sollte, wird also durch die Lichtpunkte der benachbarten Elementarzellen 11 teilweise überdeckt. Letztlich bleibt nur ein kleiner Bereich der Elementarzelle 11a unbelichtet. Infolge der Tonwertzunahme beim Druckprozeß wird der unbeschriftete Flächenanteil der Elementarzelle 11a weiterhin verkleinert. Der Bedeckungsfaktor, definiert als Verhältnis der unbeschrifteten Fläche zur beschrifteten Fläche ist, in einer an und für sich unbeschrifteten Elementarzelle 11a daher relativ niedrig.

Wesentlich bessere Ergebnisse erhält man, wenn neben der Verwendung einer besonders ausgebildeten Form der Elementarzelle 11 eine Verschiebung der einzelnen Elementarzellen 11 zueinander erfolgt. Diese Verschiebung kann entweder orthogonal sein, sie kann aber auch beispielsweise rautenförmig aussehen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines Rasters, das das erfindungsgemäße Verfahren verdeutlicht, ist in Fig. 3 dargestellt. Bei den einzelnen Elementarzellen 11 des Rasterfeldes 10 handelt es sich um hexagonale Flächenelemente. Im dargestellten Fall unterscheiden sich der Versatz der Aufzeichnungslinien 12 und der Versatz der Aufzeichnungspunkte - der Rasterversatz ist somit asymmetrisch.

Durch die hexagonale Form der Elementarzellen 11 wird eine wesentlich bessere Annäherung an die kreisförmige Fläche eines Aufzeichnungspunktes 13 des Schreibkopfes 4 erzielt. Wie im zuvor dargestellten Fall unter Fig. 2 entspricht auch hier der Mindestradius des Aufzeichnungspunktes 13 dem des Umkreises um den Schwerpunkt der Elementarzelle 11. Ebenso verkörpert auch hier die gestrichelte Linie die tatsächliche Größe des Aufzeichnungspunktes 13. Bedingt durch die besondere Form der einzelnen Elementarzellen 11 und den Versatzes der Elementarzellen 11 zueinander, ist der Bedeckungsfaktor wesentlich höher als beim Stand der Technik.

Wegen der asymmetrischen Rasterung der Elementarzellen 11 - der Rasterversatz der Aufzeichnungslinien 12 ist ein anderer als der Rasterversatz der Aufzeichnungspunkte 13 - tritt durch Vertauschen der Aufzeichnungsrichtungen ein Umschalteffekt auf.

In Fig. 4 ist ein Beispiel dafür angegeben, wie durch gezielten Rasterversatz der Rasterfelder beim Abtasten einer Bildvorlage 7 eine Optimierung im Hinblick auf eine Minimierung der Überdeckung zwischen den einzelnen Rasterfelder 10 erzielt wird. Durch die hohe Abtastgeschwindigkeit infolge einer Rotation der Abtastwalze 1 werden die ursprünglich kreisförmigen Abtastpunkte 14, die jeweils von dem Abtastkopf 3 erfaßt werden, elliptisch verformt. Andere Formen sind möglich. Der Versatz der Abtastpunkte 14 in Umfangs- und in Seitenrichtung wird so gewählt, daß der Überdeckungsgrad zwischen den einzelnen Abtastpunkten 14 minimal wird. Dadurch wird automatisch auch das sogenannte Scannermoiré minimal. Bezugszeichenliste 1 Abtastwalze

2 Schreibwalze

3 Abtastkopf

4 Schreibkopf

5 Verbindungsleitung

6 Rechen-/Regeleinrichtung

7 Bildvorlage

8 Aufzeichnungsträger

9 Drehwinkelgeber

10 Rasterfeld

11 Elementarzelle

12 Aufzeichnungslinie

13 Aufzeichnungspunkt

14 Abtastpunkt

15 Achse.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Optimierung bei der Reproduktion einer Bildvorlage, wobei sich das Verfahren aus folgenden Schritten zusammensetzt:

    die Bildvorlage (7) wird opto-elektrisch abgetastet, anhand der Abtastsignale erfolgt eine elektronische Aufrasterung der Bildvorlage (7) und eine Beschriftung eines Aufzeichnungsträgers (8) derart, daß einem oder mehreren Abtastsignalen der Bildvorlage (7) ein Rasterfeld (10) auf dem Aufzeichnungsträger (8) entspricht, wobei jedes Rasterfeld (10) aus mehreren Elementarzellen (11) besteht, und

    die relative Lage der Elementarzellen (11) (:= Rasterversatz) wird so bestimmt, daß der Überlappungsbereich zwischen einer beschrifteten und einer benachbarten unbeschrifteten Elementarzelle (11) minimal ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rasterfelder (10) eine beliebige Form aufweisen.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Elementarzellen (11) eine beliebige Form aufweisen.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei der Versatz der Rasterfelder (10) und/oder der Elementarzellen (11) orthogonal ist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei der Versatz der Rasterfelder (10) und/oder der Elementarzellen (11) nicht-orthogonal ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Elementarzelle (11) durch Aufzeichnungslinien (12) und einen Aufzeichnungspunkt (13) beschrieben wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Versatz der Elementarzellen (11) so gewählt wird, daß die Anzahl der Aufzeichnungslinien (12) bzw. die Anzahl der Aufzeichnungspunkte (13) in Aufzeichnungsrichtung und in der zur Aufzeichnungsrichtung orthogonalen Richtung unterschiedlich ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Aufzeichnungsrichtung in Abhängigkeit von der Anzahl der Aufzeichnungslinien (12) und der Anzahl der Aufzeichnungspunkte (13) so gewählt wird, daß die Aufzeichnungsgeschwindigkeit optimiert wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abtastung der Bildvorlage (7) derart erfolgt, daß die Abtastpunkte (14) die Bildvorlage (7) abdecken und der Überlappungsbereich benachbarter Abtastpunkte (14) minimal ist.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Abtastpunkte (14) gezielt durch entsprechende Ansteuerung der Abtasteinrichtung gegeneinander versetzt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Versatz der Abtastpunkte (14) dadurch erzielt wird, daß die entsprechenden Abtastsignale zu unterschiedlichen Zeitpunkten ausgelesen und verarbeitet werden.






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