DE2658502C3 - Einrichtung zur Herstellung gerasterter Druckformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung gerasteter Druckformen, bei der eine Bildvorlage zur Gewinnung eines Bildsignals optoelektronisch abgetastet wird und das Bildsignal einen Aufzeichnungsstrahl für die Rasterpunkterzeugung intensitätsmäßip beeinflußt, wobei der Aufzeichnungsslrahl zu bestimmten Zeitpunkten und um bestimmte Auslenkbeträge entsprechend einem gewünschten Raster quer zur Schreibzeile ablenkbar ist.

Die Erfindung soll beispielsweise bei Graviermaschinen zur Herstellung von Druckformen für den Tiefdruck Anwendung finden.

Deshalb wird zunächst die Wirkungsweise einer solchen an sich bekannten Graviermaschine beschrieben und die zu lösende Aufgabe erläutert.

Die zu reproduzierende Vorlage, die Halbtonbilder und Schriften enthalten kann, ist auf einem rotierenden Abtastzylinder aufgespannt und wird von einem Lichtpunkt eines parallel zum Abtastzylinder entlanggeführten Abtastorgans punkt- und zeilenweise 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.

Die Aufrasterung der Halbtonvorlage wird mittels eines Raslersignals durchgeführt.

Bildsignal und Rastersignal steuern ein axial zu einem ebenfalls rotierenden Druckzylinder bewegten Aufzeichnungsorgan, das bei der punkt- und zeilenweisen Aufzeichnung eine Folge von nahtlos in einem Tiefdruckrasternetz angeordneten mehr oder weniger tiefen Näpfchen in die Oberfläche des Druckzylinders graviert, wobei die Tiefe eines Näpfchens vom Tonwert des zugeordneten Bildpunktes abhängig ist,

ί Das Aufzeichnungsorgan kann ein elektromagnetisches Graviersystem mit einem Gravierstichel als Schneidwerkzeug sein. Zur Gravur der Näpfchen bewirkt das Rastersignal eine vibrierende Hubbewegung des Gravierstichels, während das Bildsignal die

in Eindringtiefe des Gravierstichel in die Oberfläche des Druckzylinders bestimmt.

Das Aufzeichnungsorgan kann aber auch ein Energiestrahlerzeuger sein, dessen Energiestrahl durch elektrooptische Mittel auf die Oberfläche des Druckzyünders fokussiert ist. In diesem Falle erfolgt die Gravur d.;r Näpfchen durch örtliche Materialverdampfung. Das Rastersignal legt die Pulsfolge und die Bildsignalwerte die jeweilige Einwirkungsdauer des Energiestrahls auf die Oberfläche der Druckform bei der Gravu. eines

-'<> Näpfchens fest.

Für die Reproduktion einer mehrfarbigen Vorlage wird von jedem Farbauszug ein Druckzylinder graviert. In einer Tiefdruckrotationsmaschine erfolgt dann der Übereinanderdruck der verschieden eingefärbten

-'"> Druckformen eines Farbsatzes zu der mehrfarbigen Reproduktion.

Da es in der Praxis nicht gelingt, die Druckpunkte der einzelnen AuszugsfarLen exakt aufeinander zu drucken, entstehen Moire und Farbspiel. Beide Erscheinungen

i» machen sich besonders bei Betrachtung des fertigen Druckbildes störend bemerkbar.

Die Sichtbarkeit von Moire und Farbspiel wird in der Drucktechnik dadurch verkleinert, daß die Rasternetze der einzelnen Farbauszüge eines Farbsatzes gegenein-

i"· ander verdreht übereinander gedruckt werden. Für eine solche Rasterdrehung benötigt man Druckzylinder, bei denen die einzelnen Rasternetze gegenüber der Aufzeichnungsrichtung um unterschiedliche Rasterwinkel gedreht aufgezeichnet sind.

■·<> Entsprechend den Farbauszügen »f Ingenta«, »Cyan«, »Gelb« und »Schwarz« werden im allgemeinen vier feste Rasterwinkel benötigt. Es besteht aber in der Drucktechnik der Wunsch, Rasternetze mit beliebigen Rasterwinkeln aufzuzeichnen. Dies ist beispielsweise

·· der Fall, wenn weitere Farben gedruckt, andere Druckträger verwendet oder unterschiedliche Rasterweiten aufeinander gedruckt werden.

Rasternet/e mit frei wählbarem Rasterwinkel lassen sich beispielsweise durch gleichzeitiges Gravieren

"'" mehrerer Gravierzeilen mittels einer Anzahl von Gravierorganen erzeugen. Die Gravicrorgane können dabei in Achsrichtung des Druckzylinders nebeneinande^r angeordnet oder am Umfang des Druckzylinders verteilt sein.

^v> Besonders einfach wird die Gravur, wenn ein Energiestrahl-Gravierorgan verwendet wird, da der Energiestrahl trägheitslos quer /ur Aufzeichnungsrichtung ablenkbar ist.

Eine solche Gravieranordnung wird in der DE-OS

W) 22 08 658 vorgeschlagen. Dort findet ein Elektronenstrahlerzeuger Verwendung, der gleich/eilig mit einer Bildinformation und einer Steuerinformation zur Auslenkung des Elektronenstrahls beaufschlagt wird-Infolge dei' gesteuerten Auslenkung und der kontinuierlichen Drehbewegung des Druckzylinders überstreicht der Brennfleck des Elektronenstrahls die Oberfläche des Druckzylinders derart, daß Rasternetze mit beliebigen Rasterwihkeln und Näpfchenabständen

erzeugt werden.

Während ein Rechner die benötigte Steuerinformation bereitstellt, wird die Bildinformation durch Abtastung der Vorlage gewonnen. Für eine verzerrungsfreie Reproduktion ist es nun aber erforderlich, daß der Tonwert für ein zu gravierendes Näpfchen einem auf der Vorlage geometrisch zugeordneten Abtastpunkt entnommen wird.

Dazu müßten entsprechend der Querablenkung des Elektronenstrahls quer zur Abtastzeile liegende Abtastpunkte durch das Abtastorgan ebenfalls trägheitslos anwählbar sein.

Diese Bedingungen erfüllten herkömmliche Abtastorgane nicht In der vorgeschlagenen Gravieranordnung wird daher vor der Aufzeichnung die Vorlage in bekannter Weise punkt- und zeilenweise mittels eines herkömmlichen Abtastorgans abgetastet und die dabei gewonnenen Bildinformationen der gesamten Vorlage in einem Digitalspeicher abgelegt. Bei der Aufzeichnung ruft dann ein Rechenwerk die Bildinformation bildpunktweise in der durch die Rasteranordnung und den Rasterwirikel vorgegebenen Reihenfolge aus dem Digitalspeicher ab, wobei der ausgelesenen B^dinformation die entsprechende Steuerinformation hinzugefügt wird.

Fine Reproduktion kann daher bei dieser Gravieranlage nur in zwei getrennten, nacheinander auszuführenden Schritten durchgeführt werden. Eine synchrone Abtastung und Aufzeichnung ist nicht möglich, was als erheblicher Nachteil angesehen wird. Außerdem werden eine große Speicherkapazität und aufwendige Steuereinrichtungen benötigt.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegi daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zur Herstellung gerasteter Druckformen anzugeben, weiche die aufgezeigten Nachteile beseitigt.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Abtast- und Aufzeichnungsschema für ein gedrehtes Rasternetz;

F i g. 2 ein P'ockschaltbild einer Gravieranlage;

Fig. J ein Ausführungsbeispiel für eine Auswahlschaltung;

Fig.4 ein Ausführungsbeispiel für eine Verzögerungsstufe.

Fig. 1 zeigt ein Abtast- und Aufzeichnungsschema für ein gedrehtes Rasterneu, das durcl: einen auslenkbaren Elektronenstrahl aufgezeichnet wird.

In Fig. la ist ein Oberflächenausschnitt 1 eines Druckzylinders mit einem gedachten Aufzeichnungsrasternetz 2 dargestellt, .Hessen vertikale Linien in Umfangsrichtung (Pfeil 3) und horizontale Linien in Achsrichtung (Pfeil 4) des Druckzylinders verlaufen.

Ein schematisch dargestelltes Elektronenstrahl-Gravierorgan 5 führt aufgrund der Drehbewegung des Druckzylinders eine Relativbewegung in Richtung des Pfeiles 3 und eine Vorschubbewegung am Druckzylinder entlang in Richtung des Pfeiles 4 aus.

Dem Aufzeichnungsrasternetz 2 ist ein Druckrasternetz 6 überlagert, das gegenüber der Umfangsrichtung des Druckzylinders um einen Rasterwinkel ix gedreht ist.

Zur Gravur der jeweils in den Kreuzungspunkten der Linien des Druckrasternetzes 6 angeordneten Näpfchen 7 sind zwischen dem Aufzeichnungsrasternetz 2 und dem Druckrasternetz 6 geometrische Beziehungen herzustellen, die nach der DE-PS 19 01101 dann besonders einfach sind, wenn der Tangens des Rasterwinkels α eine einfache rationale Zahl, z, B. 1/2, 1/3 us w. ist.

In der Fig. la ist ein Rasterwinkel α = arc tan 1/2 dargestellt. Im Falle eines solchen rationalen Rasters ergeben sich für beide Rastßrnetze gemeinsame

ί Flächenelemente 8, von denen in der Fi g. la eines mit den Eckpunkten Po, P\, Pi und P₃ gezeichnet ist.

Das Flächenelement 8 enthält die Grundstruktur des Druckrasternetzes 6, die sich periodisch auf der Oberfläche des Druckzylinders wiederholt.

κι In dem Aufzeichnungsrasternetz 2 des Flächenelementes 8 wird jede Gravierposition des Gravierorgans 5 durch horizontale Rasterschritte a bis fund vertikale Rasterschritte 0 bis 5 festgelegt.
Jedem vertikalen Rasterschritt ist ein Takt einer Aufzeichnungstaktfolge T\ zugeordnet, die in F i g. 1 a in einem Impulsdiagramm 9 angedeutet ist

Der Brennfleck des Elektronenstrahls beschreibt durch die Relativbewegung des Gravierorgans 5 entlang der Linie α in Richtung des Pfeiles 3 und durch

in eine überlagerte Querauslenkung des Elektronenstrahls innerhalb des Flächenelementes 8 die gestrichelt gezeichnete Gravierzeile 10 mit den d dvierpositionen 0/a; 21b; 4/cund 5/a. Zur Aufzeichnung de. Näpfchen 7 in den bezeichneten Gravierpositionen benötigt man

r> eine Rastertaktfolge 7i, die durch Auswahl der Tak'e 0, 2,4 und 5 aus der Aufzeichnungstaktfolge T-, entsteht.

Wie aub dem Verlauf der Gravierzeile iO ersichtlich ist, folgt der Brennfleck mit wachsender Auslenkung des Elektronenstrahls von der Bezugslinie a zunächst einer

si; Linie des gedrehten Druckrasternetzes 6 und macht dann in der Gravierposition 4/c einen kücksprung zu einer vorherigen Linie. Dieser Rücksprung ist notwendig, weil der Elektronenstrahl nur begrenzt auslenkbar ist.

r. Zur Aufzeichnung einer gesamten Gravierzeile wiederholt sich der Bahnverlauf periodisch am Umfang des Druckzylinders. Nach einer Umdrehung des Druckzylinders hat das Gravierorgan 5 eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeiles 4 zur neuen

w Bezugslinie d ausgeführt. Jetzt beschreibt der Brennfleck des Elektronenstrahls zur Aufzeichnung der nachfolgenden Gravierzeile 11 eine Bahn, in der die Gravierpositionen gegenüber denen der Bahn 10 phasenverschoben sind. Die Breite einer Gravierzeile ist

-r. durch die maximale Auslenkung des Elektronenstrahls festgelegt.

Fig. Ib zeig! einen Oberflächenausschnitt 14 einer zu reproduzierenden Vorlage, die auf einem nicht gezeigten Abtastzylinder aufgespannt ist.

.11 Der Oberflächenausschnitt 14 ist mit einem zum Auf/eichnungsrasternetz 2 kongruenten Abtastrasternetz 15 überdeckt, da·» in Achsrichtung (Pfeil 16) und in Umfangsnchtung bzw. Abtastrichtung (Pfeil 17) des Abtastzylinders orientiert ist.

Sin nicht dargestelltes Abtastorgan führt aufgrund der Drehbewegung des Abtastzylinders eine Relativbewegung in Richtung des Pfeiles 17 und eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeiles 16 aus. Das Abtastorgan besteht im Ausführungsbeispiel aus einer Vielzahl von

no fotoelektrischen Wandlern 19, die zu einer quer, vorzugsweise senkrecht zur Abtastrichtung angeordneten Mehrfaeh-Abtastzeile 20 zusammengefaßt sind. Die Abstände der nebeneinanderliegenden Wandler 19 sind dem Abtastrasternetz 15 angepaßt.

Der Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. Ib nur diejenigen Wandler 19 der Mehrfach*Abtastzeile 20 dargestellt, deren Bildinformationen ZUf Aufzeichnung des Druckrasternetzes 6 nach Pig. la benötigt werden.

Diese Wandler 19 tasten auf der Vorlage einen der Breite einer Gravierzeile entsprechenden Teilbereich ab, wobei aber lediglich die zur Ortslage der Näpfchen im Aufzeichnungsrasternetz 2 korfesipondierenden Bildinformationen im Ablaslrasterhelz lsi ausgewertet werden.

In den nacheinander eingenommenen Ümfangspositionen der Mehrfach-Abtastzeile 20 sind diejenigen Wandler 19, deren Bildinforrhalionen auszuwerten sind, schraffiert dargestellt.

Nach einer Umdrehung des Abtastzylinders hat die Mehrfach-Abtastzeile 20 eine Vorschubbewegung in Richtung des Pfeiles 16 ausgeführt, und die Wandler 19 befinden sich über den Linien d, e und f des Abtastrasternetzes 15. Jetzt wird der folgende Teilbereich der Vorlage abgetastet und die Bildinformationen der schraffiert dargestellten Wandler 19 ausgewertet.

Vci*LMfiuci ΓΏΗΠ uic äCiifaiiicri £€Σ6ί€ιιΠ€ΐ£Π WanuiG"

19 durch gestrichelte Linien 22 bzw. 23, ergeben sich die zu den Gravierzeilen kongruenten Abtastzeilen.

Anstelle einer Vorschubbewegung der Mehrfach-Abtastzeile 20 kann auch eine benachbarte Gruppe von Wandlern 19 zur Abtastung verwendet werden.

Die Gewinnung der zur Aufzeichnung der ersten Gravierzeile benötigten Bildinformationen erfolgt derart, daß in jeder Umfangsposition der Mehrfach-Abtastzeile 20 zunächst die Bildinformationen aller Wandler 19 mittels einer Abfragetaklfolge T_} abgefragt werden. Zur Weiterverarbeitung werden dann jeweils die Büdinfcrmationen 0/3; bib: 12/cund !5/s ausgewählt.

In der zweiten Abtastzeile erfolgt dann die Auswertung entsprechender Bildinformationen jeweils um eine Umfangsposition der Mehrfach-Abtastzeile 20 verschoben.

Die Abfragetaktfolge T2 ist in einem Impulsdiagramm 21 angedeutet. Den Umfangspositionen sind die Takte einer Abtasttaktfolge Ta zugeordnet.

Im Ausführungsbeispiel ist die Frequenz der Abfragetaklfolge Γ3 dreimal so hoch wie die Frequenz der Abtasttaktfolge T₄. so daß die Abfrage der drei Wandler 19 bei Erreichen der nächsten Umfanesposition bereits beendet ist.

Eine Aufzeichnungsvariante besteht darin, daß die Näpfchen benachbarter Gravierzeilen gleichzeitig graviert werden. Dann überstreicht der Brennfleck des Elektronenstrahls eine Bahn 10. die in Fig. la strichpunktiert angedeutet ist. In Fig I wurde die Gravur von Näpfchen mit einem auslenkbaren Eneigiestrahl beschrieben. Wie bereits erwähnt, lassen sich Rasternetze mit beliebigem Rasterwinkel aber auch durch gleichzeitiges Gravieren mehrerer Gravierzeilen mittels einer Anzahl von Gravierorganen mit Sticheln als Schneidwerkzeuge herstellen, die keine Querauslenkung erlauben.

Auch in diesem Falle erfolgt die Gewinnung der zugehörigen Bildinformationen nach dem erfindungsgemäßen Abtastprinzip.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, das Abtastprinzip auch dann anzuwenden, wenn anstelle der Gravur eine Materialbelichtung durch einen Aufzeichnungsstrahl erfolgt Der Aufzeichnungsstrahl kann ein Lichtstrahl (Laser) oder auch ein Elektronenstrahl sein.

Die Belichtung kann mit mehreren Aufzeichnungsstrahlen oder aber mit einem auslenkbaren Aufzeichnungsstrahi erfolgen in der Art, wie es z.B. in der DE-OS 21 07 738 zur Aufzeichnung eines Rasterpunktes beschrieben ist.

Das Abtastprinzip ist selbstverständlich auch dann anwendbar, wenn Druckrasternetze mit Raslefwirikelri aufgezeichnet werden, deren Tangens irrationale Zahlen sind.

Fig.2 zeigt ein Blockschaltbild einer Gfävidfanlage zur Herstellung gerasleter Druckformen.

Ein Abtastzylinder 26 und ein Druckzylinder 27 sind mechanisch über eine Welle 28 gekoppelt und werden gemeinsam von einem Motor 29 in Richtung des Pfeiles 3 angetrieben. Auf dem Abtastzylinder 26 ist eine zu reproduzierende Vorlage 30 aufgespannt, die zur Erzeugung eines Bildsignals von der Mehrfach-Abtaslzeile 20 in einem Abtastorgan 31 abgetastet wird. Das Abtastorgan 31 kann mittels eines Motors 33 und einer Spindel 34 axial zum Abtastzylinder 26 in Richtung des Pfeiles 16 bewegt werden.

Die Vorlage 30 wird von einer nicht dargestellten Abtastlichtquelle beleuchtet und das von ihr reflektierte

die Linsen 35 auf die Wandler 19 der Mehrfach-Abtastzeile 20, in denen es in elektrische Bildsignale umgewandelt wird. Der Übersichtlichkeit wegen sind in Fig. 2 wiederum nur drei Wandler 19 der Mehrfach-Abtastzeile 20 dargestellt. Die an den Wandlern 19 jeweils gleichzeitig anstehenden Bildsignale repräsentieren die Tonwertinformationen einer Reihe von nebeneinanderliegenden Bildpunkten der Vorlage 30.

Die Ibstände der nebeneinanderliegenden diskreten Wandler 19 bestimmen die Abtastfeinheit. Um die Abstände zu verkleinern, könnten die Wandler 19 in einiger Entfernung von der Oberfläche des Abtastzyüp.-ders 26 liegen und diesen dio Bildinformation der Vorlage 30 über Lichtleitfasern zugeführt werden. Die Stirnflächen der Lichtleitfasern lassen sich sehr dicht nebeneinander anordnen.

Eine weitere Ausführungsvariante besteht darin, die Mehrfach-Abtastzeile 20 mit einer integrierten Fotodiodenzeile zum Beispiel vom Typ FPA 700 der Firma Fairchild aufzubauen. Vorzugsweise wird eine sogenannte selbstabtastende Fotodiodenzeile verwendet. Solche Fotodiodenzeilen sind als CCD-Schaltungen (Charge Coupled Device, beispielsweise vom Typ CCD 110 der Fa. Fairchild) bekannt und im Handel erhältlich.

Eine CCD-Schaltung enthält eine große Anzahl von in einer Reihe integrierten Fotodioden, denen jeweils eine Speicherkapazität zur Speicherung einer der empfangenen Lichtmengen proportionalen Ladungsmenge und ein MOS-Transistor als Schalter zugeordnet ist, über den die Ladungsmengen abgefragt werden. Parallel zu der Reihe von Fotodioden ^: * ein Schieberegister mit einer der Anzahl Fotodioden entsprechenden Stufenzahl integriert, mit dem durch sequentielle Ansteuerung der Schalter die einzelnen Ladungsmengen abgefragt werden. Durch die Integration läßt sich ein kompakter Aufbau der Mehrfach-Abtastzeile 20 erreichen, wodurch die Abtastfeinheit wesentlich erhöht wird.

Selbstverständlich kann eine Steigerung der Abtastfeinheit auch durch Interpolation von jeweils zwei Bildsignalen benachbarter Wandler 19 erreicht werden.

Eine Verringerung der Abtastfeinheit läßt sich allgemein dadurch erreichen, daß die Bildinformation nicht aller nebeneinanderliegenden Wandler 19, sondern nur diejenigen ausgewertet werden, die einen dem gewünschten Abtastrasternetz entsprechenden Abstand voneinander haben.

Die analogen Bildsignale werden in den Wandlern 19 nachgeschalteten Verstärkern 36 verstärkt und in

A/D-Wandlern 37 in Dinärdalen, z, B. in 8-Bit-Informalionen, umgewandelt, Die Analog-Digilal-Wandlung wird durch die Ablasllaklfolgc 73 auf einer Leitung 38 gesteuert, wobei die Taktzeiten die Zeitpunkte der Abtastung bestimmen. Die Digitalausgänge der A/D-Wandlcf 37 sind an die Paralleleingänge eines Schieijifegislefs 39 angeschlossen.

Das Schieberegister 39 ist Z. B. aus mehreren integrierten Bausteinen vom Typ SN 74 165 N der Fa. Texas Instruments aufgebaut. Diese und alle noch genannten Bausteine sind im Handel erhältlich und dem Fachmann bekannt, so daß sich ihre detaillierte Beschreibung erübrigt.

Mit jedem Takt der Abtasllaklfolge Tt, die über die Leitung 38 an den Übernahmecingang des Schieberegisters 39 gelangt, werden die gleichzeitig an den Digitalausgängen der A/D-Wandlcr 37 erzeugten Binärdaten in das Schieberegister 39 übernommen.

Durch die Abfragetaktfolgc Ti auf einer Leitung 40 werden die Binärdaten der einzelnen Wandler 19 in einer Reihenfolge über die Datenausgänge 41 des Schieberegisters 39 herausgeschoben, die der Anordnung der Wandler 19 in der Mehrfach-Abtastzeilc 20 entspricht.

Die herausgeschobenen Binärdaten werden über eine Mehrfachleitung 42 einem Pufferspeicher 43 zugeführt, in dem jeweils nur die zur Aufzeichnung benötigten Daten mit Hilfe einer Schreiblaktfolge 7i eingeschrieben werden. Der Lesevorgang wird mit einer der Rast»rlaktfolge T₇ entsprechenden Lesetaktfolge U gesteuert.

Die Notwendigkeit einer Zwischenspeicherung ergibt sich aufgrund unterschiedlicher Schreib- und Lesegeschwindigkeiten.

Der Pufferspeicher 43 ist beispielsweise eine integrierte Schaltung vom Typ 3341 der Fa. Fairchild, die dem Fachmann auch unter der Bezeichnung Fl FO (First In/First Out Serial Memory) bekannt ist. Eine solche Schaltung besteht aus mehreren hintereinander geschalteten Speichergruppen. Die eingegebenen Informationen werden durch eine interne Taktfolge durch die SpCiCfiCrgrüppcn nifiuuniigcsihuben unü in der ictzien nicht besetzten Speichergruppe abgelegt. Die Entnahme erfolgt in der Reihenfolge der Eingabe immer aus der letzten Speichergruppe, wobei alle abgelegten Informationen um eine Speichergruppe weitergeschoben werden. Ein derartiger Pufferspeicher wird beispielsweise in der DE-PS 11 29 181 beschrieben.

Der Pufferspeicher 43 ist über eine Mehrfachleitung 44 mit den Digitaleingängen eines D/A-Wandlers 45 verbunden.

Gegebenenfalls ist in die Mehrfachleitung 44 eine Speichereinrichtung 46 geschaltet. Die Speichereinrichtung 46 kann einen programmierten Festwertspeicher enthalten, um durch Umcodieren von Binärdaten eine Gradationsänderung der Reproduktion vorzunehmen. Mit der Speichereinrichtung 46 könnte aber auch eine Maßstabsänderung der Reproduktion nach DE-PS 11 93 534 durchgeführt werden. Ebenso ist es denkbar, in der Speichereinrichtung 46 die Binärdaten der gesamten Vorlage zu speichern, um sie zeitversetzt oder gegebenenfalls an einem anderen Ort zur Steuerung des Gravierorgans auszulesen.

Der D/A-Wandier 45 wandelt die Binärdaten in ein analoges Bildsignal zurück, das einer Steuerstufe 47 für das Eleklronenstrahl-Gravierorgan 5 über eine Leitung 48 zugeführt wird. Die Steuerstufe 47 ist außerdem über eine Leitung 49 mit der Rastertaktfolge 7i beaufschlagt.

Das Elektronenstrahl-Gravierorgan besteht aus einer Strahlkammer 50 und einer Vakuumkammer 51, die einen Teil der zu gravierenden Oberfläche des Druckzylinders 27 abdeckt. Eine Vakuumanlage ist nicht dargestellt. In der Strahlkammer 50 befindet sich ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem 52, das einen Elektronenstrahl 53 konstanter Leistung liefert. Der Elektronenstrahl 53 wird durch eine Fokussierspule 54 auf die Oberfläche des Druckzylinders 27 fokussiert. Durch eine elektrostatische Ablenkanordnung mit zwei Ablenkplatten 55 kann der Elektronenstrahl aus seiner Normallage, in der er auf den Druckzylinder 27 auftrifft, derart ausgelenkt werden, daß er auf einen Auffänger 56 auftrifft und unwirksam ist.

Bildsignal und Rastertaktfolge 7j beeinflussen über die Steuerstufe 47 die Ablenkung des Elektronenstrahls 53, wobei das Bildsignal die Pulsdauer und die Rastertaktfolge Tjdie Pulsfolge bestimmt.

Die Strahlkammer 50 enthält außerdem eine weitere statische Ablenkanordnung mit zwei Ablenkplatten 57. Die Ablenkplatten 57 sind mit einem Hochspannungsgenerator 58 verbunden, der zur Querauslenkung des Elektronenstrahls 53 gemäß den Bahnen 10 und 11 in Fig. la eine sägezahnförmigc Steuerspannung liefer'.

In dem Hochspannungsgenerator 58 erfolgt die Synchronisierung der Steuerspannung mit der Rastertaktfolge T₂, die dem Hochspannungsgenerator 58 über eine Leitung 59 zugeführt wird.

Das Gravierorgan 5 bewegt sich mit Hilfe einer Spindel 60 und eines Motors 61 in Richtung des Pfeiles 16 am Druckzylinder 27 entlang. Zur Steuerung der beschriebenen Abläufe ist ein ortsfester Abtaster 62 vorgesehen, der eine mit einem Strichraster 63 versehene Scheibe 64 auf der Welle 28 des Abtastzylinders 26 optoelektronisch abtastet und eine Taktfolge T_n erzeugt, die mit der Drehbewegung des Zylinders synchronisiert ist.

Die Taktfolge 7ö wird einem Frequenzumsetzer 65 zugeführt, dessen Umsetzungsverhältnis U an einem Stelleingang 66 einstellbar ist, um die Frequenz der Taktfolgen an verschiedene Zylinderdruckmesser und

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anzupassen.

Die Frequenzumsetzung kann entweder durch Frequenzteilung oder durch Frequenzvervielfachung erfolgen.

Im Falle einer Frequenzteilung besteht der Frequenzumsetzer 65 aus einstellbaren Teilerstufen, beispielsweise vom Typ SN 74 192. Im Falle einer Frequenzvervielfachung ist der Frequenzumsetzer 65 aus einem Phasenregelkreis (Phase-Locked-Loop-Schaltung) mit einem entsprechenden Rückkopplungsnetzwerk aufgebaut. Als Phasenregelkreis kann z.B. ein Schaltkreis vom Typ CD 4046 A der Fa. RCA Verwendung finden. Solche Phasenregelkreise sind dem Fachmann bekannt und ausführlich in der RCA-Information ICAN-6101 beschrieben.

Die Ausgangstaklfolge T₀' des Frequenzumsetzers 65 gelangt an eine Verzögerungsstufe 67, in der die Ausgangstaktfolqe To in bezug auf einen Umfangsimpuls verzögert wird. Zur Erzeugung des Umfangsirnpulses ist ein weiterer Abtaster 68 vorgesehen. Der Abtaster 68 tastet eine Umfangsmarke 69 auf einer Scheibe 70 ab, die ebenfalls auf der Weile 28 des Abtastzylinders 26 angebracht ist. Der Umfangsimpuls wird ebenfalls der Verzögerungsstufe 67 zugeführt

Die Verzögerungsstufe 67 liefert die Abfragetaktfolge Ti, die dem Schieberegister 39 des Abtastorgans 31

über die Leitung 40 und einer Teilerstufe 72 über eine Leitung 73 zugeführt wird.

in der Teilerstufe 72 wird durch Frequenzuntersetzung die Abtasttaktfolge T₄ gewonnen, mit der die Steuereingänge der A/D-Wandler 37 über die Leitung 38 beaufschlagt werden.

Der an einem Programmeingang 75 der Teilerstufe 72 einstellbare Tei'ungsfaktor f* entspricht der Anzahl Von Wandlern 19 iter Mehrfach-Abtastzeile 20, deren Bildinformationen zur Aufzeichnung eines Rasternetzes mit einem bestimmten Rastenvirikel benötigt werden. Beim Druckrasternetz 6 nach Fig. la ist der Teilungsfaktor »drei«.

Die Abfragetaktfolge T₃ wird außerdem über eine Leitung 76 einer Auswahlschaltung 77 zugeführt, in der bestimmte Takte als Schreibtaktfolge Tj zur Steuerung des Einschreibvorgangs in den Pufferspeicher 43 ausgewählt werden.

In einer zweiten Auswahlschaltung 80 werden bestimmte Takte der Aufzeichnungstaktfolge 71 als Lese- und Rastertaktfolge T₂ zur Steuerung des Lesevorgangs und der Rasterung ausgewählt. Das Frequenzverhältnis von Aufzeichnungs- und Abtasttaktfolge bestimmt den Reproduktionsmaßstab. Im Ausführungsbeispiel wird im Maßstab 1 :1 reproduziert, und Abtasttaktfolge T₄ und Aufzeichnungstaktfolge Ti sind gleich groß. In diesem Falle wird der Auswahlschaltung 80 die Abtasttaktfolge T₄ über eine Leitung 79 zugeführt.

Die Auswahlschaltungen 77 und 80 werden in Fig.3 ausführlich beschrieben.

Im folgenden soll insbesondere die Wirkungsweise des Abtastorgans 31, des Pufferspeichers 43 und der Auswahlschaltungen 77 und 80 am Beispiel eines Druckrasternetzes mit einem Rasterwinkel α = arc tan 1/2, wie in F ig. 1 dargestellt erläutert werden.

Wie aus Fig. Ib ersichtlich, werden die Bildinformationen von drei nebeneinanderliegenden Wandlern 19 der Mehrfach-Abtastzeile 20 im Abtastorgan 31 benötigt, so daß der Teilungsfaktor der Teilerstufe 72 /2 = 3 ist.

Mit einem von dem Abtaster 68 erzeugten UmfangsirnpUiä gCiäügt usr nuntc iakl uer Abtasuakifuige Tj an die Steuereingänge der A/D-Wandler 37 und leitet die Analog-Digital-Wandlung der nullten Bildpunktreihe ein. Die Bildinformationen 0/a, QIb und 0/c werden parallel in das Schieberegister 39 übernommen und mit der Abfragetaktfolge T₃ in der Reihenfolge 0/a, QIb und 0/cwieder herausgeschoben.

Da die Frequenz der Abfragetaktfolge T₃ dreimal so hoch wie die der Abtasttaktfolge Ta, gewählt wurde, ist der Schiebevorgang beendet, bevor die Analog-Digital-Wandlung der ersten Bildpunktreihe mit dem ersten Takt der Abtasttaktfolge T₄ eingeleitet wird. Mit dem ersten Takt der Abtasttaktfolge 7} werden die Bildinformationen l/a, Mb und Mc in das Schieberegister 39 übernommen und seriell wieder hinausgeschoben. Mit dem fünften Takt der Abtasttaktfolge Ti sind sämtliche Bildinformationen eines Flächenelementes 8 abgetastet, wobei aber nur die Bildinformatäonen 0/a; 61b; 12/cund 15/a entsprechend der F i g. Ib auszuwerten und in den Pufferspeicher 43 zu übernehmen sind.

Da die Übernahme einer Bildinformation in den Pufferspeicher 43 jeweils durch einen zeitgleich mit der Bildinformation anstehenden Takt der Schreibtaktfolge T₃ erfolgt, ist die Auswahlschaltung 77 derart programmiert, daß von den Takten der Abfragetaköolge T₃ jeweüs nur die Takte 0; 7; 14 und 15 als Schreibtaktfolge Tjausgewählt werden.

Entsprechend v'en Gravierposilionen nach Fig. la ist die Auswahlschaltung 80 so voreingestellt, daß jeweils nur die Takte 0, 2, 4 und 5 der Abtasttaktfolge T₄ als Lese- bzw. Rastertaktfolge Ti weitergeleitet werden. Beim Erscheinen des Ümfangsimpulses gelangt auch erstmalig der nullte Takt des Lese- bzw. Rastertaktes T₂ an den Pufferspeicher 43 bzw. an das Gravierorgan 5, und die Aufzeichnung der ersten Gravierzeile wird mit der Gravur des ersten Näpfchens in der Gravurposition 0/a eingeleitet. Mit den Takten 0; 1; 2 und 3 der Lesebzw. Rastertaktfolge Ti werden somit innerhalb des Flächenelementes 8 die Bildinformationen 0/a; 21b; 41c und 5/a aus dem Pufferspeicher 43 ausgel.sen und als Näpfchen im Druckrasternetz 6 aufgezeichnet.

Dieser Vorgang wiederholt sich, bis beim erneuten Erscheinen des Ümfangsimpulses nach einer Zylinderumdrehung die erste Gravierzeile vollendet und das Gravierorgan 5 und das Abtastorgan 31 einen Vorschubschritt zu den Bezugslinien d ausgeführt haben. Zur Aufzeichnung der nächsten Gravierzeile wird die Taktfolge TO' in der Verzögerungsstufe 67 um einen vertikalen Rasterschritt verzögert, so daß das erste Näpfchen der neuen Gravierzeile in der Gravierposition Md graviert und die zugehörige Bildinformation in der Abtastposition Md abgetastet werden.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Auswahlschaltung 77 bzw. 80 nach F i g. 2.

Sie besteht aus einem programmierbaren Festwertspeicher SS (PROM), beispielsweise ein 256 χ 8 Bit-PROM vom Typ 1702 der Fa. Intel, dessen Adresseneingänge 86 mit den Datenausgängen 87 eines 8-Bit-Speicherregisters 88 vom Typ SN 74 100 N verbunden und dessen Datenausgänge 89 auf die Dateneingänge 90 des Speicherregisters 88 zurückgeführt sind. Die an den Datenausgängen 87 des Speicherregisters 88 anstehende Bitkombination wählen entsprechende Adressen des Festwertspeichers 85 an, unter denen jeweils eine gegenüber den zugeordneten Adressen um »1« höhere Bitkombination abgespeichert ist. Die abgesDeicherten Bitkombinationen werden nacheinander jeweils mit έΐιΐέιί'ι i ciKt uCf άπ ucfü ι äi\icii*igaitg 51 ucS OpCiCücf i'cgisters 88 anliegenden Eingangstaktfolge Te in das Speicherregister 88 übernommen, wodurch zyklisch alle Adressen des Festwertspeichers 85 von der Anfangsadresse Null bis zu einer Endadresse π aufgerufen werden. Der Zyklus ist beendet, wenn unter der Adresse η die Bitkombination Null abgespeichert ist, mit der

so nach dem (n + l)-ten Takt der Eingangstaktfolge Te wiederum die Adresse Null aufgerufen wird. Parallel zu dem Festwertspeicher 85 ist ein weiterer Festwertspeicher 92 angeordnet; dessen Adresseneingänge 93 ebenfalls mit den Datenausgängen 87 des Speicherregisters 88 verbunden sind, so daß jeweils dieselben Adressen iti beiden Speichern aufgerufen werden. Der Festwertspeicher 92 ist nun beliebig programmierbar, so daß die Auswahlschaltung 77 bzw. 80 beliebige zyklisch wiederkehrende Ausgangstaktfolgen Ta in Abhängigkeit der Eingangstaktfolge Teerzeugt.

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verzögerungsstufe 67 der F i g. 2, mit welcher der verzögerte Einsatz der Taktfolge To' nach Erscheinen des Ümfangsimpulses gesteuert wird. Die Verzögerung ist dabei von der Anzahl der Umfangsimpulse bzw. von der Anzahl der bereits aufgezeichneten Gravierzeilen abhängig.
Die Verzögerungsstufe 67 besteht z. B. aus einem

Schieberegister 97, einem Datenselektor 98, einem Binärzähler 99 und einem UND-Tor 100. Die Umfangsimpulse auf der Leitung 101 werden in dem Binärzähler 99 eingezählt und laden gleichzeitig jeweils ein logisches »H« in das Schieberegister 97, das mit der zu verzögernden Taktfolge T₀' am Takteingang 102 durch das Schieberegister 97 hindurchgeschoben wird.

Die Ausgänge 103 des Schieberegisters 97 gelangen dadurch nacheinander in den Η-Bereich, während die übrigen jeweils im L-Bereich liegen. Die Ausgänge 103 des Schieberegisters 97 sind mit den Dateneingängen 104 des Datenselektors 98 verbunden. Mit dem

Datenselektor 98 wird ausgewählt, welches der Η-Signale des Schieberegisters 97 zum Ausgang 105 des Datenselektors 98 weitergeleitet wird. Die Auswahl erfolgt durch die Bitkoinbination an den Daten-Selektionseingängen 106 des Datenseleklors 98, die mit den Ausgängen 107 des Binärzählers 99 verbunden sind. Semit ist die Auswahl abhängig vom Zählerstand des Binärzählers 99, d. h. von der Anzahl der eingezählten Umfangsimpulse. Mit einem gegenüber dem Umfangsimpuls verzögerten Η-Signal am Ausgang 105 des Datenselektors 98 wird das UND-Tor 100 vorbereitet und die Taktfolge T₀' freigegeben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Herstellung gerasteter Druckformen, bei der eine Bildvorlage zur Gewinnung eines Bildsignals optoelektronisch abgetastet wird und das Bildsignal einen Aufzeichnungsstrahl für die Rasterpunkterzeugung intensitätsmäßig beeinflußt, wobei der Aufzeichnungsstrahl zu bestimmten Zeitpunkten und um bestimmte Auslenkbeträge entsprechend einem gewünschten Raster quer zur Schreibzeile ablenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildvorlage mit einem aus einer Anzahl von Abtastelementen bestehenden Mehrspur-Abtastorgan abgetastet wird, daß, falts die Auslenkbeträge mit Vielfachen des Spurabstandes übereinstimmen, jeweils durch den Auslenkbetrag die Auswahl desjenigen Abtastelementes erfolgt, dessen Bildsignalwert verwendet wird und daß bei fehlender Obereinstimmung aus den Bildsignalwerten positionsmäßig benachbarter Abtastelemente ein Mittelwen gebildet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Abtastelementen gewonnenen Bildsignalwerte digitalisiert und mittels einer Taktfolge parallel in ein Schieberegister übernommen werden und daß die digitalen Bildsignalwerte mittels eines Taktvielfachs jeweils zwischen den Übernahmen seriell aus dem Schieberegister herausgeschoben werden, wobei jeweils der Auslenkungsbetrag denjenigen Takt des Taktvielfachs bestimmt, dem der gewünschte Bildsignalwert zugeordnet ist.

3. Einrichti "g nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mehrspur-Abtastorgan eine Fotodiodenzeile verwendet wird.