采用中间色调校准的雕版方法和装置 本申请是美国专利1993年2月25日申请的系列号No.08/022,127；1993年5月26日申请的系列号No.08/038,679，以及1993年9月23日申请的系列号No.08/125,938(是系列号No.08/038,679的继续申请)的美国专利的继续申请。所有这些在此引入作参考。
本发明涉及雕版术领域，尤其涉及照相凹版印刷滚筒表面上精确尺寸的墨水接收单元的雕版。更具体地说，本发明涉及校正雕版控制信号以补偿雕版触针尖的磨损。
雕版触针通常由耐磨损的工业金刚石制成。这种触针具有成角度的雕刻针尖，一般由从中心点向上成角度的两个切削边构成。通常这两个切削边以120度地夹角相交。
先前技术的雕版系统的工作总是假定其触针的切削边保持直线状，而不考虑其触针尖的磨损。对雕版机的校正是通过将触针尖定位在离雕版滚筒一剩余位置间隔而提供一白色偏移进行的。然后，雕版触针振荡到与印刷滚筒表面形成雕版接触而印刷出一个试验单元图形。通常刻出两个单元图形，第一个图形采用黑色电平驱动信号使触针振荡刻出，而第二个图形采用辉亮(highlight)驱动信号使触针振荡刻出。黑色电平驱动信号的幅度要将触针驱动到一个深度，对一个有规定尖角的线性针尖产生基本上全宽的单元。辉亮信号电平一般为黑色电平信号的20-30％，因而产生相对小些的印刷单元。
先前的技术实践已涉及到测量黑色单元和辉亮单元的宽度，计算宽度差，并用该差值与测试信号差之比来确定一个增益因子。这个增益因子则用来作为从照片扫描仪、计算机图象系统和其它输入设备接收的数字化灰度级图象控制的放大系数。采用这一增益因子是基于单元宽度随灰度级信号的变化而线性变化的假定。然而，金刚锥尖的磨损呈非线性倾向。这种针尖会产生一个微小弧度而引起非线性的雕版动作。试验单元往往在产品雕版之前在接近印刷滚筒的端面处被切削。
先前工艺校正技术对一个新的触针产生了相当满意的结果。对一个旧的触针，其效果就很难接受，且随着雕版的进程和针尖的继续磨损会更糟。本发明的一个目标就是要解决这个问题。
本发明通过给先前工艺雕版试验单元补充一种或多种尺寸的中间色试验单元来解决触针尖的线性问题。中间色单元的宽度介乎辉亮单元和黑色单元宽度之间。这就能计算会产生所需单元宽度的雕版驱动信号，最好采用线性技术。本方法涉及一种正向变换，其中一个雕版控制信号用来计算由具有线性切割边的雕版触针将要刻绘的单元宽度。跟随正向变换的是一种反向变换，其中所计算(所要求)的单元宽度用来计算对已磨损的雕版触针的校正驱动信号。在优选实施例中，已刻试验单元的测量宽度用来确定宽度范围或宽度段。在每个宽度范围内建立一个线性反向变换函数。这些变换函数可以是具有斜率和截距的直线方程，用来调整雕版驱动信号的大小。
在该优选实施例中，除了常用的辉亮和全宽度单元图形外，还要刻绘两个不同光学强度的中间色测试图形。测出四个单元的宽度(每种图形一个单元)，然后用这些宽度来建立四种宽度范围的四个边界。白色偏移提供第五个边界。
在每一宽度范围中确定一个直线斜率形式的增益项。在每一宽度范围中也确定了直线偏移量，即截距。在雕版过程中，根据下式的正变换关系，将一系列雕版命令转换成所需的宽度命令：
宽度(要求的)＝增益(新的)*命令+白色偏移这些所需宽度根据下式反向变换成驱动信号：
驱动信号＝(宽度(要求的)-增益(磨损的))/增益(磨损的)
在一个具体优选实施例中，一个驱动信号的范围是在设置时预先计算、列表并保存。在产品雕版期间读出表中值并用于触针控制。
因此，本发明的目的正是提高照相凹版雕版机的精度。
本发明的其它目标和优点可从下面的描述、附图以及后面的权利要求中清晰可见。
图1是说明触针尖的放大示意图；
图2是说明根据本发明方法的雕版驱动信号调整的示意图；
图3是说明中间色试验单元图形的放大图；
图4是说明不同光学强度的四种试验单元图形的示意图；
图5表示一个根据本发明实施例的系统，与图1画在同一张纸上。
参考表示特别放大触针尖10的图1，可以详细了解本发明所要解决的问题。触针尖10有一对相交于点16的直线切削边12，14。直线边12，14可能以约120度的夹角相交，以致当针尖10进入雕版滚筒深度达D时，刻出宽度为W2的单元。然而，在使用过程中，切削边12，14被磨损和弯曲成如虚线13、14所示。在这种条件下，针尖10刺入深度D而产生一个宽W1的缩减尺寸单元。这意味着为达到同样单元宽度，雕版信号必须按非线性方式增强而将触针10驱动到一个更深的地方。
本发明通过刻绘出具有至少三种不同宽度的一系列试验单元来探测触针尖的磨损。最好是按雕版滚筒转动的方向刻出四组试验单元50、52、54、56的图形，如图4所示。每种图形由12个相同尺寸单元组成，这些单元在滚筒连续旋转5次的每一次刻出，如图3中放大的中间色单元58所示。因此，测试图形50由12个全宽度试验单元按类似于图3所示图形排列而成。图形52含有12个辉亮单元。图形54和56分别包括暗淡和明亮中间色单元。单元图形以约四个单元宽度的间距分开。
在试验单元图形刻出后，可将印刷滚筒停止，用常规显微镜来检查单元宽度。也可以在印刷滚筒继续旋转中通过视频扫描仪或频闪观测仪对试验单元进行检查。无论在那种情况下，都从每个图形中选择单个单元，并对所选单元进行测量以得到对应于四种雕版驱动信号电平的四种单元宽度。在还有的一种方法中，通过在闭环雕版过程中用视频扫描可得到三种或四种或更多种参考电平驱动信号的单元宽度，如共同申请系列号No.08/038,679中所述，该专利一转让给它的受让人，在此作为参考引入。
图2说明一种采用四种单元宽度来产生校正雕版驱动信号的技术。这四种单元宽度均归一化成最大单元宽度的百分数，在图2中以点12、14、16、18画出。这些曲线表明对应于每种归一化单元宽度的驱动信号。曲线点12、14分别表示辉亮单元和全宽单元的测量宽度。曲线点16、18分别表示明亮中间色和暗淡中间色单元的单元宽度及相应驱动信号。这四个曲线点12、14、16、18与白色偏移点19一起确定四条调整线32、34、36、38的端点。
四条调整线的每一条用来在如图2所示之四个宽度范围的一段内进行调整。每根调整线有相关的斜率和与Y-轴24相关的截距。作为例子，调整线38的斜率等于所示角A的正切。它还与Y-轴24相交于有一偏移距离B的偏移点26。该直线斜率和直线截距按表1程序清单中的陈述用在计算机程序中。图2给出该计算机程序运行的示意图。
作为例子，假定视频信号发生器产生如点20所指的约71伏的驱动信号。这个信号向上投影到代表新触针的标称增益线的直线30上。从点20向上的投影交直线30于点21，该点处在范围4内。范围4是配置给调整线38(指定的)的宽度范围。因此，从点21横向投影到调整线38，可看到交点出现在点22处，可将该点向下投影到图中横坐标轴上的点23。点23的驱动信号电平约77伏。因此，下面将描述的计算机程序以产生77伏雕版驱动信号来响应71伏雕版命令。71伏驱动输入代表69％最大宽度的所需单元宽度。这正是一个新触针应产生的宽度。当用77伏的驱动信号驱动时，一个磨损的触针产生同样的单元宽度。
表1给出用来执行图2所示操作的源代码程序，该代码是用C语言编写。为便于解释，行编号已加在清单中。应当知道行编号通常不出现在C语言清单中。
程序从直接定义“TRIALS’项值为4的变量的3行开始。这个变量可根据待刻测试图形的类型编号来设定。在优选实例中，本发明采用辉亮图形、明亮中间色图形、暗淡中间色图形以及全宽度图形，所以，变量“TRIALS要求其值为4。
4和5行控制执行文件中包含两个标准库文件的编译器。6行控制包括控制雕版机刻出所需试验雕刻的程序(未表出)的编译器。7-9行控制包括分别返回试验信号的值、获得雕版命令和执行产品雕版的程序(未表出)的编译器。主程序从第10行开始。
在11-24行，程序说明在后面程序中要用的浮点变量和整数变量。
在25-31行，程序将试验雕刻信息填入四个表格。第一个表testsig_upper包括在图2所示四种范围顶端的雕版试验点所用的测试信号值。相应的试验单元宽度存储在第二个表中，用width_upper表示。四种范围底部的点的测试信号值和单元宽度分别存储在标记为testsig_lower和width_lower的表中。很显然，变量testsig_lower和width_lower对i＝1没有对应的测试图形。当i＝1时，testsig_lower＝0，width_lower具有等于白色偏移的负值。熟悉此技术者会理解到该白色偏移是作为例行装配程序的一部分建立的。白色偏移由程序test_cut.c读出。
在32行，程序调用程序get_engrave_signal来读出雕版命令信号。在33行到36行，将雕版命令信号变换成所需宽度。这是一个正变换，涉及到计算new_gain，即对一个新的、未磨损的触针增益(即图2中的直线30的斜率)。下面，在47行，通过基本上是35行正变换的反变换将所需宽度变换成驱动信号。然而，反变换要求选择一个增益和一个偏移量。如同以上与图2描述有关的讨论，这类似于选择一根调整线。
选择合适的调整线从在37-40行中所陈述的迭代过程开始。这就产生对应于图2所示四种范围之一的宽度范围。该宽度范围的确定用来作为输进已在14-17行说明并在25-31行填写的表中的一个变量。从该表中读出的值用在41-45行中计算磨损触针的增益值。这些表中的值也用在45、46行中来确定所选调整直线的偏移量。此后，程序执行47行的反向变换，接着在48行处将驱动信号送到雕版机。
显然，其它技术也可用来将所需的宽度变换成驱动信号，然而，需以至少可获得三个测试宽度来调整雕针曲率，而且还要用这三个值来将所需宽度反变换成将产生该宽度的驱动信号为条件。
在本发明的另一实施例中，表1中37-47行所执行的反变换可采用一个合适的存储器来完成，例如一台随机存储器或一EEPROM。在该实施例中，计算机在整个所需宽度内对驱动信号进行计算。将结果存储在存储器件中。这种装置如图5所示。
现参见图5，其中有一台与存储器104相连的微处理器102。gamma信号形式的雕版命令施加到微处理器102上用来计算触针驱动器106的驱动信号。微处理器102对整个gamma信号范围的所需宽度进行计算，一般有256个不同的值。按上述方法或其它等价方法将所需宽度变换成驱动信号，并将其结果以列表形式存储在存储器104中。一旦完成这些，产品印刷即可开始。
在生产印刷期间，微处理器102利用gamma信号作为存储在存储器104中的驱动信号的地址(将驱动信号存储在存储器104的地址)。这就显著地加速了对磨损触针产生其值基本正确的驱动信号的过程。
图5所示的装置还包括一台扫描仪170，它在微处理器102的控制下运行，既扫描试验单元112，又扫描产品单元114，来确定其宽度。测得的单元宽度提供给微处理器102用于雕版机108的闭环控制。
微处理器102利用在设置过程中图象仪或扫描仪110产生的单元宽度来建立存储在存储器件104中的驱动信号值。在闭环生产印刷期间，微处理器102可以将测得的单元宽度与产生这些单元宽度的驱动信号相比较，然后修改存储在存储器件104中的列表信息。换句话说，微处理器102只可能产生一个运行误差项加到在存储器件104中列表中并存储的值上。
虽然这里所描述的方法由本发明的优选实施例组成，可以理解本发明并不仅局限于这些实施例，因而可对它作一些改变而不偏离本发明的范围，这将在后面的权利要求中确定。I 表I2 /*midtone.c*/3 #define TRIALS 44 #include<math.h>5 #include<stdio.h>6 #include″test_cut.c″7 #include″get_test_signal.c″8 #include″get_engrave_signal.c″9 #include″go_cut.c″10 void main()11 {12 float new_gain，worn_gain；13 float offset；14 float width_upper[TRIALS+1]；15 float width_lower[TRIALS+1]；16 float testsig_upper[TRIALS+1]；17 float testsig_lower[TRIALS+1]；18 float test_command ；19 float test_width；20 float desired_width；21 float engrave_command；22 float drive_signal ；23 int i，j；24 int width_range；25 for(i＝1；i<＝TRIALS；i++)26 {27 testsig_upper[i]＝get_test_signal(i)；28 width_upper[i]＝test_cut(i)；29 testsig_lower[i]＝get_test_signal(i-1)；30 width_lower[i]＝test_cut(i-1)；31 }32 engrave_command＝get_engrave_signal()；33 new_gain＝(width_upper[TRIALS]-width_lower[1])/34 testsig_upper[TRIALS]；35 desired_width＝engrave_command*new_gain+36 width_lower[1]；37 for(i＝1；i<＝TRIALS；i++)38 if(desired_width>＝width_lower[i]&&39 desired_；width<＝width_upper[i])40 width_range＝i；41 worn_gain＝(width_upper[width_range]-42 width_lower[width_range])/43 (testsig_upper[width_range]-44 testsig_lower[width_range])；45 offset＝width_upper[width_range]-worn_gain]*46 testsig_upper[width_range]；47 drive_signal＝(desired_width-offset)/worn gain；48 go_cut(drive_signal)；
}