CN1169773A - 凹版雕刻的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明与雕刻将凹版图案印刷到一卷材料上的滚筒(10,12)的雕刻方法和设备有关。雕刻机包括一个驱使滚筒转动的驱动机构和一个控制雕刻机按照预定凹版图案进行操作的计算机(34)。刻针(58)具有一个大体平坦的刻刃或刻面。刻头能以小于200—300微秒的响应时间进行雕刻,从而使刻头能根据凹版雕刻信号(38)雕刻凹版滚筒。这种设备和方法还包括一个便于雕刻凹版图案的精细区域或线条的细线扩展程序。还配置了控制在大雕刻区或凹版纹槽(72a,72b,74,76,77a,77b,78)中的墨流(144,145,147)的装置和方法。本设备和方法有利于根据计算机产生的脉冲宽度调制的凹版雕刻信号雕刻出截面可以大体呈矩形的凹版纹槽。

Description

凹版雕刻的方法和设备

本发明与雕刻技术有关，具体地说，与一种前所未知的凹版雕刻的方法和设备有关。

在印刷工业的某些领域，要求印刷出来的图像非常清晰。这种图像通常需要用凹版印刷版以一种或多种十分精细的线条来印刷。例如，大多数国家的现钞以及许多证券和其他重要证件都是用凹版印刷版印刷的。

过去，凹版印刷通常用平的凹版印刷版进行。这些凹版印刷版上有一系列刻出的低于版面的线或点。凹版印刷版通常手工雕制，因此雕刻起来十分费时。此外，由于凹版印刷版用手工雕刻，要制成套色印刷用的一些相同的版就非常困难，需要耗费大量的时间。

过去已经作了一些努力，通过将凹版图像刻在滚筒上使制作凹版印刷版自动化。例如，已经研究了使用轮转凹版雕刻设备将凹版图像刻在滚筒上。虽然这种轮转凹版雕刻设备已用来雕刻具有较大的容纳诸如胶那样的粘滞液体的凹元(cell)区域的滚筒，  然而这种过去的轮转凹版雕刻设备不适宜在用于印刷的滚筒上雕刻具有精细线条的凹版图案。这部分是因为轮转凹版雕刻设备刻出的凹元通常呈与图6A中所示类似的偏菱形。此外，这些凹元的截面通常不是接近矩形或方形，而是很接近如图6B所示的凹角形。因此，很难达到清晰的对比度和印刷灰度。表示雕刻这些凹元的刻头的一个特性是上升时间，即从白色深度刻以全黑深度所需的时间。对于现有技术的这些雕刻机来说，上升时间大约为300微秒量级。

凹元的形状部分是取决于雕刻凹元的刻针的形状和雕刻凹元的速度。图5示出了过去的凹版雕刻机的典型刻针。使用这种刻针的刻头的典型上升时间大约为300-400微秒量级。由于过去的雕刻机的上升时间很长，因此很难雕刻比较细而深的水平线条(即基本平行于滚筒轴线的线条)或任何非垂直(即不与滚筒轴线垂直)的细凹版线条。

不幸的是，这样的上升时间不适合进行凹版雕刻，因为刻出字符的一竖或者说字符的一个基本与受雕刻的滚筒的转动轴平行的部分的高度受到雕刻机的响应时间和雕刻机从一个白色区X进到全深度的黑色区Y所需的相应时间T(见图6B)的限制。这样一根线的高度和时间T反过来又与刻头的速度和滚筒的转速有关。为了增大响应时间，必需减慢转动雕刻滚筒的速度。这也就是说，增加了总的雕刻时间。

此外，具有刻在滚筒上的一些大区域的凹版图案印刷效果并不好，因为不能很好地对油墨流入和流出这些雕刻区进行控制。

因此，过去的这些凹版雕刻机在雕刻精细线条的凹版图案时无论在结构上还是在性能上都是不能胜任的。

所以，需要开发一种能以可接受的雕刻速度雕刻凹版图案的方法和设备。

本发明的主要目的是提供一种在滚筒转动期间将凹版图案刻到滚筒上的雕刻方法和设备。

本发明的另一个目的是提供一种具有雕刻精细线条的装置的凹版雕刻机。

本发明的再一个目的是提供一种具有扩展装置(b00sting means)的凹版雕刻机，扩展装置将某些或全部凹版源数据扩展到雕刻机能刻出的分辨率，而不会扰乱凹版源图像。

本发明的又一个目的是提供一种控制需刻出的凹版图案中的墨流的方法和设备。

本发明的又一个目的是提供一种配置一个响应时间可达到100微秒或不是100微秒、使用一个具有预定或专有外形的刻针的刻头的方法和设备。

一方面，本发明包括一种将一个预定凹版图案雕刻在一个在印刷机中用来印刷这个预定凹版图案的滚筒上的方法，这种方法包括下列步骤：驱使滚筒转动；产生一个通常与预定凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及根据凹版雕刻信号在滚筒上雕刻预定凹版图案。

另一方面，本发明包括一种将一个预定凹版图案雕刻在一个用于印刷机的滚筒上的方法，这种方法包括下列步骤：将滚筒可转动地安装在一台雕刻机上；以及在转动滚筒的同时在滚筒上雕刻预定凹版图案。

再一方面，本发明包括一种雕刻印刷预定凹版图案的滚筒的雕刻机，这种雕刻机包括：一个驱使滚筒转动的驱动机构；一个控制雕刻机操作和产生一个与预定凹版图案相应的凹版雕刻信号的计算机；以及一个根据凹版雕刻信号在滚筒转动期间在滚筒上雕刻预定凹版图案的刻头。

本发明的这些和其他一些方面、目的和优点从以下附图、本发明的详细说明以及所附权利要求和摘要将会看得更加清楚。

在本说明的附图中：

图1为本发明一个实施例的具有一个刻头的凹版雕刻机的总体透视图；

图2为图1中所示的刻头的局部剖视图，示出了执行臂、刻针支杆和刻针的详细情况；

图3为示出雕刻导块和刻针与滚筒之间在操作中的相互位置关系的局部剖视图；

图4为示出刻针臂和刻针的详细情况的局部透视图；

图5(与图6处在同一页上)为现有技术的刻针的局部透视图；

图6A为几个用图5所示刻针刻出的这种现有技术刻出的凹元的平面图；

图6B为沿图6A中的线6B-6B切剖的局部剖视图，示出了典的现有技术刻出的凹元的形状；

图7(与图3处在同一页上)为示出本发明一个实施例的具有外圆角形的刻针的局部透视图；

图8A为示出一系列凹版纹槽的局部平面图；

图8B为图8A所示的这些凹版纹槽中的一个纹槽的局部剖视图，示出了进入和退出凹版纹槽的陡角和相应的上升时间T₂；

图8C为刻出的图案的一部分的图像，示出了一系列刻出的凹版纹槽；

图8D为与图8C所示相同图案的轮转雕刻凹元图案的图像；

图9A为通过随着滚筒朝箭头8 1所示方向转动相继在滚筒上刻出多条纹道而形成的字母L和A的局部视图；

图9B为沿图9A中的线9B-9B切剖的局部剖视图，示出了形成字母L的这些凹版纹槽的细节；

图9C为沿图9A中的线9C-9C切剖的局部剖视图，示出了形成字母A的一部分的这些凹版纹槽的细节；

图10A为按照相应凹版雕刻信号雕刻的滚筒的一部分的局部剖视图；

图10B为一对按图10A所示凹版雕刻信号刻出的基本呈矩形的凹版雕刻图像的局部平面图；

图11为示出本发明一个实施例的方法的总体原理图；

图12为示出细线扩展或信号扩展程序的一般原理图；

图13A-13B合在一起为示出本发明一个实施例的墨流控制部程序的一般原理图；

图14A为凹版雕刻一部分图案的平面图，示出了配置在一个刻出的凹版纹槽内的多个墨流控制部或控制桩；

图14B为示出随着滚筒朝箭头107所示方向转动刻出的一系列凹版纹槽列的局部视图，其中还示出了有选择地交错配置在一些凹版纹槽列中的多个墨流控制部；

图14C为沿图14B中的线14C-14C切剖的局部剖视图；

图15A为作为示例性的一个源字符“O”的图像。

图15B为与图15A所示字符相应的数据文件的图像，示出了可由细线扩展程序加以分析的高度H；

图15C为图1 5A所示源图像在刻到一个滚筒上后成为一组基本上是细长而连接的凹版纹槽的局部视图；

图16A为一组没有采用图12所示的细线扩展程序而刻出的凹版纹槽的局部平面图；

图16B为源文件图像数据与图16A的相同但采用了图12所示的细线扩展程序后刻出的一组凹版纹槽的局部平面图；以及

图17为示出本发明一个实施例的内插程序的一般原理图。

图1示出了雕刻机10的总体示意性透视图。雕刻机10是一个雕刻以后将用来印刷预定凹版图案的滚筒12的凹版雕刻机。滚筒12具有一个敷有一层可雕刻镀层(如铜)的表面13，类似于在凹版雕刻中所用的那种类型。

雕刻机10有一个底盘14，在座落在底盘14上的机床20上装有头座16和尾座18。头座16和尾座18通过适当地轴承和传动系统(未示出)安装在机床20上，可以滑动和加以调整，使得头座16和尾座18能夹持滚筒12和使之转动。雕刻机10还有一个刻头架22，也是通过适当的轴承和传动系统(未示出)可滑动地安装在机床20上。刻头架22可以在双向箭头24方向上受到驱动，以便进行雕刻，这在下面将要加以说明。还可以看到，雕刻机10还有一个刻头26，可滑动地安装在刻头架22上，受到驱动能沿图1中双向箭头28所示方向朝向或退离滚筒12。

雕刻机10还包括多个执行机构，驱动装置或驱动机构30，能够驱动滚筒12旋转。驱动机构30还包括适合用来有选择地驱动刻头架22和刻头26的电动机和传动机构(未示出)。如果需要的话，驱动机构30还可以包括至少一个适当的驱动电动机和传动键(未示出)，用来驱动头座16和尾座18夹持或脱开滚筒12，从而不必进行人工调整。例如，驱动机构30可以使头座16和尾座18退到完全退回的位置(未示出)或进到图1所示的夹持滚筒的位置。可以有选择地控制驱动驱动机构36，使头座16和尾座18分别或同时运动。

虽然未示出，但可以只用一个驱动电动机带一根两端的螺纹方向向反的丝杠(未示出)，使头座16和尾座18在丝杠受到驱动时，可同时相向和背向运动。同时驱动头座16和尾座18可以使长度不同的滚筒12能用垂直于雕刻机10的旋转轴起降的行车装卸。然而，可以理解，如果滚筒装卸机构(未示出)可以通过使滚筒12沿大致与雕刻机10的旋转轴平行的方向运动进行装载，那么头座16和尾部18中一个可以是静止的，而另一个是受驱动的。

此上，驱动机构30还可以驱动一根与刻头架交连的丝杠(未示出)，在双向箭头24所示的方向上对刻头架22进行驱动。类似，驱动机构30还可以驱动一个传动链或丝杠，使得刻头26在刻头架上沿双向箭头28所示方向朝向或退离滚筒12运动。刻头26、刻头架22以及它们受驱动后的运动情况可参见：美国专利申请No.08/038,679，No.08/022,127，No.08/023,060和No.08/057,327；以及1 84年5月22日颁发给与本发明相同的受理人的美国专利No.4,450,586，1984年3月20日颁发给与本发明相同的受理人的美国专利No.4,438,460，1982年11月2日颁发给与本发明相同的受理人的美国专利No.4,357,633和1994年7月12日颁发给与本发明相同的受理人的美国专利No.5,329,215，这些申请和专利都列为本发明的参考，成为本发明的一个部分。

雕刻机10包括控制装置，一个控制器或计算机34，用来控制雕刻机10和刻头26的操作，按照可选的需雕刻的预定凹版图案产生相应的凹版雕刻信号38(图10A)。计算机34还有选择地控制雕刻机10中的所有驱动电动机，如上述驱动机构30之类。

如图2详细示出的那样，刻头26无论在结构上还是在操作上都与上面列出的专利中的一个或几个专利中所示出的类似。刻头26包括一个40，由直径较小的两个扭簧部48刚性地固定在轴42上，处在相对的两个端部44和46之间。在本实施例中，轴42的直径约为0.625英寸，而扭簧部的直径都为0.060英寸左右。可以理解，扭簧部48和轴部42的直径和重量可以选择得使预定上升时间小于100微秒左右。在本实施例中，雕刻机10雕刻凹版图案的预定响应时间约为75至20微秒量级。

轴部42上开有一个凹口50，用来承载由一组螺钉(未示出)刚性固定在轴部40上的执行臂52。执行臂52内开有一个圆柱形横孔 54(见图4)，孔54内装有一根细长的棒形支杆56。一根最好是用金刚石制成的刻针58集成或粘结在具有一个平坦表面60的支杆56的一端。表面60由一个拧入从轴42向外延伸穿过执行臂52与孔54相交的孔64内的定位螺钉62卡住。

执行臂52刚性固定在轴42上，向外凸出在一对安装在刻头26的基座内的相对的电磁铁(未示出)之间。当电磁铁受到激励时，执行臂52就在大约为0.25度的弧上来回振动。

如图2所示，最好是用金刚石制成的导块66具有一个压靠在需雕刻的滚筒12的表面上的表面68(见图3)。导块66的结构和操作情况与以上列出的参考专利中的一个或几个参考专利中所示的类似。

应该注意的是，与过去的刻头不同，围着轴42(见图2)、端部44和46、扭簧部48只有很少甚至没有减震材料。这有利于减少刻头26的响应时间。

如图7更为清楚地所示出的那样，本实施例中的支杆56有一个一体形成式固定在其上的刻针58，通常呈U形或外圆角形，如图所示。图7的刻针58的后让角θ1，在一个实施例中大于5度，根据需要，可以在0度至60度之间。业已发现，θ1取20度是适当的。

注意，在图7中示出了刻针58的脊角θ2，大约在60度的量级。还应该注意的是，刻针58的顶尖确定了雕刻滚筒12的直线刻刀或表面58a。在本实施例中，宽度W约为20微米。然而，可以理解，虽然所示出的本发明这个实施例的刻针具有图7所示的外形，然而也可以根据需刻出的凹版沟槽的截面形状选用其他适当的形状。

刻头26可滑动地安装在刻头架22上，与驱动机构30和计算机34连接。以与在过去的雕刻机中所用的刻头类似的方式，刻头26得到定位，与滚筒1 2保持相应的操作位置关系。在适当时刻和以下述方式，计算机34激励刻头26，雕刻出所需的预定凹版图案或部分凹版图案，诸如图8C中所示的实际凹版图案70的部分图像。可见，凹版雕刻图案70可以给出如图8C所示由一系列凹版纹槽72组成的基本连续而非直线的凹版字符73或部分字符。由图8A中见，字符或部分字符77可以由一系列凹纹或细长的凹版纹槽77a组成。这些凹纹77a可以雕刻成连续连接的，也可以雕刻成一个或多个雕刻区，各区之间存有纹壁77b。

如图8b所示，每条刻出的凹纹77a具有基本是平的底部79和非常陡的前沿81和后沿83。采用本实施例中的响应时间(图8B中双箭头T₂所示)在100微秒左右的刻头26可以刻出这样的前沿81。应注意的是，图8A和8C中所示的这些凹版纹槽有些(如凹纹72a)比较长，而有些(如凹纹72b)则相当短。在本实施例中，雕刻机10能雕刻出截面形状如图8B所示的凹版纹槽，长度X(见图6B)可以长到随意，而短到1/500英寸左右(刻头26以每英寸500点左右进行雕刻时刻出)。

作为比较，图8D示出了采用上面提到的那种传统凹版雕刻机刻出的字符89。应注意的是，在字符顶部那些凹印元91(箭头93所指)非常小而浅。用这些凹元实际印出的图像将呈现为不连续的一些点，非常象图8D中出现的这些刻出的凹元。

图9A-9C按照本发明一个实施例刻出的凹版雕区或凹纹的另一个例示图。在这个例示图中，示出了凹版雕刻字母L和A的情况。随着滚筒12按图9A中箭头81所示方向转动，刻针58相继刻出各条凹纹，如凹纹74、76、78等。由图9B这个相应剖视图可见，凹纹74、76、78形成了一条通常连续的凹版纹槽83，它确定了图9A所例示的凹版字符。为了明显起见，在图9A-9C中标明了每条相继刻出的纹道，或用想象的线80隔开。如前面所提到的那样，计算机34具有根据预定凹版图案(本例中为字母“L”和“A”)产生相应凹版雕刻信号的装置。当这信号用来激励刻头26时，就刻出如图8所示那样的所需预定凹版图案70。凹版雕刻信号的产生情况将在稍后加以说明。

图10A和10B示出了由刻头26根据凹版雕刻信号38随着滚筒12按箭头82所示方向转动刻出的多条凹纹形成的两个大体呈矩形的凹版字符或部分字符86和88的局部剖视图。这种波形的信号是一个脉冲宽度调制信号，表示或通常相应于往如下面将要说明的那样修改后的凹版图像数据。图10B是一个相应的局部顶视图，示出了在滚筒12转动期间用信号38(见图10A)刻出的凹纹86和88。再次可见，图10B中双箭头所指的上升或响应时间T₂是很短的。在本实施例中，雕刻的响应时间T₂是200微秒左右量级，或大约在75至300微秒之间。

下面结合图11说明计算机34产生用来雕刻一个凹版图案的凹版雕刻信号的基本过程或方法。首先，计算机34获得需雕刻一个字符的源文件图像数据或一组数据(方框90)。计算机34从存储器获得这数据，或者数据由用户通过工作站或其他输入装置(未示出)输入。例如，计算机34产生或获得表示图15A中的字符“O”的数据。

然后在方框92执行下面将要说明的印刷分辨率程序(图17)。为此，对源文件图像数据进行分析，确定雕刻机10雕刻凹版图案的分辨率。

计算机34通常以比雕刻机10的雕刻分辨率高的分辨率提供源文件图像数据。以这种较高的分辨率提供源文件图像数据是为了保证能得到与源图像相应的最为清晰的图像。例如，计算机34可以以每英寸2000点提供图15A所示的源图像，而雕刻机10在本实施例中的分辨率大约为每英寸500点。因此，必需将源文件图数据修改到雕刻机10所能达到的分辨率，而在修改后的源图象中保持最大的对比度。

雕刻分辨率确定后，就可能需要将某些或全部源文件图像数据扩展(boost)到一个最小的所需或预定长度。例如，如图15B所示，字母“O”具有一个相关联的最小所需雕刻高度H。在本实施例中，如果这高度H小于一个预定长度，就可能需要将与这数据高度H相应的源文件图像数据扩展或增大到使预定雕刻分辨率可以达到的适当的高度。因此，例如在本实施例中，雕刻机10的预定雕刻分辨率大约为每英寸500点。这样，如果一部分凹版图案具有一个不允许达到每英寸500点的高度H，那么就可能需要按照一个源文件扩展程序(图11中的方框94)扩展这部分源文件图像数据。源文件扩展程序将稍后加以说明。

在方框98，经扩展或未扩展的源文件图像数据用传统的双线性内插或图像解密内插到雕刻分辨率。一种适合这种内插的方法可参见Willam K.Prattr的“数字图像处理”第二版的14.5节(“Digital Image Processing”John wiley & sons，Inc.，1991)。

然后，经修改的雕刻源图像数据进一步再加以修改，或者是按照一个预定门限加以处理，以便调整凹版雕刻图案的对比度(方框100)。在本实施例中，将表示密度小于黑色的50％的那些数据点或像素设置为零或白色，而将相应密度大于黑色的50％的那些象素设置为黑色。可以理解，也可以采用其他的门限值。

在对原始雕刻源文件数据进行修改和门限处理，调整了对比度后，确定在需在滚筒12上雕刻的凹版图案中是否需设置一个或多个诸如图14A中的墨流控制部144那样的墨流控制部(判决方框102)。就此而言，业已发现，在预定凹版图案区域设有一个或多个墨流控制部有利于控制印刷期间油墨的流动。这有利于减小甚至消除在印刷凹版图案时的不希望墨流或毛细吸引问题。此外，墨流控制部还有利于为印刷机(未示出)中的刮片(未示出)提供支持。

图14A示出了设有多个墨流控制部144的凹版图案142的一部分的图像。图14B也示出了分别设置在凹纹149和151中的多个墨流控制部145和147。可以看到，与凹纹149相邻的凹纹153中没有设置任何墨流控制部。还应注意的是，墨流控制部程序使得诸如图14A的墨流控制部144和图14B的墨流控制部145、147这样的墨流控制部交错配置。这使得一个墨流控制部(如图14B中的墨流控制部145)配置在两条刻出的凹纹(如凹纹151和153)之间。

执行了墨流控制部程序(图11中的方框104)后，或如果判决方框的判定结果为“否”时，计算机34就产生一个与经扩展、门限和调整处理的原始雕刻源文件数据相应的最终凹版雕刻信号(图11中的方框106)。

然后，计算机34激励雕刻机10的刻头26(方框108)，使刻头20在方框108根据最终凹版雕刻信号刻出预定凹版图案(如图15C中的刻出的字母“O”191)，结束后退出。

为了便于确定雕刻机10雕刻凹版图案的实际凹版雕刻分辨率，使用了分辨率程序。图17原理性地示出了本发明一个实施例的分辨率程序。首先，计算机34在方框200将一个指数(INDEX)设置为0。然后在方框202，计算机34输入雕刻机10的最精分辨率。最精分辨率相应于需雕刻的最短的黑色象素行程长度(见下)。这长度从而取决于诸如油墨、刻头26的响应特性、印刷情况、承印物等因素。在本实施例中，印出的分辨率约为每英寸500点量级。接着，在方框204，将一个最终(FINAL)分辨率设为源文件图像数据分辨率除以指数。在判决方框206，确定这最终分辨率是否小于前面在方框202确定的印刷分辨率。如果不是，则将指数增加一个预定的增量，例如2(方框208)后，循环回方框204，如图所示。

如果在方框206的判决结果为“是”，则最终分辨率小于印刷分辨率，于是计算机34就采用这个最终分辨率。然后，退出这个程序，返回到方框94(图11)。

对于源文件扩展程序(图11的方框94)的情况，图16A例示了一个没有应用源文件扩展程序刻出的预定凹版图案，而图16B例示了应用了源文件扩展程序后同样刻出的图案。由图16A可见，刻针58同有刻到全黑深度，因为高度Y在所示的情况下短于刻头10的分辨率(1/500英寸)。这样，由于要刻的图案的分辨率高，从而刻这个图案要求相应的响应时间少，因此雕刻机10只能使刻针插到50％的黑色深度，如虚线59所指。也就是说，要刻的凹版图案的分辨率可能要出雕刻机的响应能力所能达到的。这样，雕刻机10将不能刻入和退出滚筒12的表面13快到足以刻出这样的凹版图案的精细线条或区域。如上所述，雕刻机10将只能刻到全黑深度的50％左右。这就使得在所举的例中凹版纹槽191比所要求的浅、细和短。因此，这妨碍了雕刻机10雕刻形成精细的线条或凹版图案的连续凹纹的能力。

所以，为了保证雕刻机10刻出具有适当宽度、高度和深度(诸如图16B中虚线61所表示的100％的黑色深度)的凹版纹槽，可以对源文件图像数据加以扩展。这有利于保证源文件图像数据的分辨率等于或小于雕刻机的分辨率。

下面将结合图12说明源文件提升程序的一个实施例。源文件扩展程序启动后，在方框110，将源文件图像数据装入缓冲存储器。然后，程序进至方框114，计算机34确定与一个或多个黑色像素的数据行程有关的数据长度。计算机34得出数据长度后，就在判决方框116进行检验，确定它是否小于预定长度。如果是小于预定长度，则程序进至方框118，计算这数据的中心。

在方框120，程序后退预定长度中约半数个像素，然后进至将源文件图像数据修改为一个最小的黑色像素行程长度。在本实施例中，最小的黑色像素行程长度取决于各种因素，包括刻头26的响应特性、印刷情况、油墨、承印物等。

在这个步骤后或在判决方框116的判决结果为“否”的情况下，程序进至判决方框124，确定是否对要分析的凹版图像整个列的像素都已执行。如果不是，程序就返回方框114，如图所示。

当程序循环结束时，就退出循环，进至方框126，经修改或未修改的数据文件由计算机34存入适当的存储器。此后，退出这程序，进至图11中的方框98。

对于墨流控制部程序(图11中的方框104)的情况，图14B和14C示出了多个墨流控制部147a、147b配置在刻出的凹纹146内从而隔出了子纹146a、146b、146c情况的剖视图。应当注意的是，诸如图14C中的墨流控制部147b那样的墨流控制部可以具有在印刷预定凹版图案时形成白色区域那样的高度。或者，墨流控制部也可以是有助于控制印刷凹版图案时的有害紊流和墨流的具有任何适当高度、宽度或形状的桩或控制部。在本实施例中，可以理解，图14A-14C中所示的墨流控制部表示一个由下述墨流控制部程序产生的像素。虽然没有示出，但墨流控制部程序可以按需要产生具有任何预定尺寸、高度或宽度的墨流控制部144(图14A)。

如果需要有一个或多个墨流控制部144，计算机34进至原理性示于图13A和13B的墨流控制部程序(图11中的方框104)。参见图13A，计算机34首先在方框128设置以像素数计的垂直偏移量作为区距(OFFSET)，并将一个双态件设置为逻辑真。垂直区距与相邻的墨流控制部之间的距离相应。在本例中，在各墨流控制部之间垂直区距是不变的。然而，应当理解，也可以采用其他算法，将墨流控制部配置成非对称或对称分布形图案。

然后计算机34在方框130读取第一和第二列像素，在方框132读取第三列像素后进至子程序A(图13B)。第一、第二和第三列像素相应于与需雕刻的凹版字符的一个部分相应的相邻三列像素数据。例如，在图14B中，第一、第二和第三列数据可以相应于由相邻雕刻区域141a、141b和141c所示的这些雕刻区。如方框142所示，如果双态件为逻辑真(首次通过该程序的状态)，将索引(INDEX)设置为区距的二分之一；否则，将索引设置为零。然后，程序进至判决方框144，检验处在索引位置的第二列像素，确定该像素是白色还是黑色。如果是黑色，则程序进至判决方框146，确定处在相同索引位置的第一列像素是否为黑色。如果处在索引位置的第一列像素为白色，则程序进至判决方框148，确定第三列处在索引位置的像素是否为黑色。如果在方框146确定第一列处在索引位置的像素为黑色，则程序进至判决方框150，确定第三列处在索引位置的像素是否为黑色。如果为黑色或者如果方框148的判决结果为“否”，则将处在索引位置的第二列像素置为黑色。

如果方框148的判断结果为“是”，或者如果判决方框144或150的判决结果为“否”，则程序进至判决方框154，确定子程序A是否已完成，如果还没有完成，则在方框156将索引增加一个区距，然后返回方框144，如图13B所示。如果处理了所有所检验的这部分凹版图像或图案的像素数据列，则子程序A结束。

如果方框154的判决结果为“是”，程序就进至方框134(图13A)，将像素写入或存入计算机34的存储器(未示出)。墨流控制部程序已经处理了所有的数据列(图13A中的判决方框136)后退出。也就是说，这程序如果已处理了一个给定的需雕刻的凹版图像或图案(如图15A所示的字母“ O”)的所有数据列，就在方框136(图13A)完成。如果还没有完成，则进至方框140，第二列像素数据成为第一列，而第三列成为第二列，再读出一列新的第三列像素(方框132)。

一旦退出墨流控制部程序，或者在图11的判决方框102确定不需要墨流控制部，那么就在方框106象上面所提到的那样产生最终凸版雕刻信号。然后，计算机34利用最终凹版雕刻信号激励刻头26，在滚筒12上刻出预定凹版图案，从而完成雕刻处理。

下面将说明在印刷机(未示出)中用来印刷预定凹版图案的滚筒12上雕刻预定凹版图案的设备和方法的例子。首先，将滚筒12可转动地安装到雕刻机10上，夹在头座16和尾座18之间。驱动机构30根据从计算机34接收到的信号驱使滚筒转动和驱使刻头架22运动。计算机34也激励驱动机构30，使刻头26移动到开始位置，以便开始雕刻预定的凹版图案。

通常以上述方式产生与预定凹版图案相应的凹版雕刻信号后，雕刻机10的计算机34激励刻头26，从而使得执行臂52根据与预定凹版图案相应的凹版雕刻信号38摆向或摆离滚筒12。随着执行臂52和刻针58(图4)靠到滚筒12的表面上，就刻出至少一条凹版纹槽。正如前面所提到的那样，可以要求修改凹版雕刻信号，使得在启动墨流控制部程序(图11中的方框102和104)情况下进行雕刻时在凹版图案中配置至少一个墨流控制部或桩144。还可以象前面所指出的那样要求扩展部分或全部源文件图像数据。

如上所述，源文件图像数据(如图15B所示)存储在计算机34中的存储器内，或者例如由一个独立的输入终端或工作站(未示出)输入计算机34。对源文件图像数据象前面所述那样进行分析后，确定出雕刻分辨率(图11中的方框90)。源文件图像数据再象上述那样经过修改和门限处理后，就产生出原始凹版雕刻信号(图11中的方框94)。然后，可以按照这凹版雕刻信号雕刻出诸如图15C中的字形“O”那样的凹版图案。

在滚筒12可旋转地安装在雕刻机10上后，就可以开始进行凹版雕刻。于是，在滚筒12的表面13上刻出包括一个或多个凹版字符的一个或多个预定凹版图案或这类图案的凹纹。雕刻结束后，可以从雕刻机10上将滚筒12卸下。

然后，可以将滚筒12可转动地安装在印刷机(未示出)上。一卷诸如纸、塑料之类材料就可以馈给印刷机，从而可以将预定图案印刷在这卷材料上。

有利的是，这种方法和设备可用来在转动的滚筒上雕刻具有连续纹槽的预定凹版图案。可以理解，这种凹版雕刻可用于滚筒型雕刻机或螺旋型雕刻机，例如在凹版雕刻中一直沿用的那种类型的雕刻机。而且，本发明的特色也可用于其他类型的雕刻，如激光雕刻。

此外，这种设备和方法有助于以与常规凹版雕刻机可相比或更高一些的速度在滚筒上雕刻或均匀浮雕凹版图案或图像。而且，这种凹版雕刻可以比例如人工平版雕刻快得多。按照这种方法和设备进行的凹版雕刻与以前的雕刻系统和方法相比精度也比较高。

最后，本发明有助于采用一种以前在将凹版图案雕刻到用于印刷机的滚筒上的雕刻机上尚未采用的基本或完全连续的方形雕刻信号。

虽然这里所说明的方法和实现这种方法的设备形式构成本发明的优选实施例，但可以理解，本发明并不局限于就这种方法和设备形式。例如，应该看到，这里所说明设备和方法可以结合常规的凹版雕刻技术一起使用，从而可以只刻出或形成按照这种方法和设备刻出的凹版纹槽，或者还带有以前所用的那种凹元。因此，可以在所附权利要求所规定的专利保护范围内进行各种改变。

Claims (67)

1.一种雕刻印刷凹版图案的滚筒的雕刻机，所述雕刻机包括：

一个驱使滚筒转动的驱动机构；

一个计算机，用来控制所述雕刻机的操作和产生与所述凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及

一个刻头，用来根据所述凹版雕刻信号在所述滚筒转动期间在所述滚筒上刻出所述凹版图案。

2.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述刻头的上升时间为200微秒左右。

3.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述刻头的上升时间小于200微秒。

4.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述计算机包括一个油墨控制部产生器，用来修改所述凹版雕刻信号，使得所述凹版图案在雕刻时包括至少一个油墨控制部。

5.如在权利要求4中所提出的雕刻机，其中所述油墨控制部包括一个配置在所述凹版图案中的控制桩。

6.如在权利要求4中所提出的雕刻机，其中所述凹版雕刻信号通常与一个第一像素数据、一个第二像素数据和一个第三像素数据相应，所述油墨控制部产生器包括一个测定所述第一、第二和第三像素数据、在所述第一、第二和第三像素数据都表示一个黑色区域时产生所述油墨控制部的装置。

7.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述凹版源数据文件通常与所述凹版图案的至少一个部分相应，所述计算机包括一个线扩展产生器，用来修改所述凹版源数据文件，根据所述凹版源数据文件产生一个经修改的凹版源数据文件。

8.如在权利要求7中所提出的雕刻机，其中所述计算机根据所述经修改的源数据文件产生凹版雕刻信号。

9.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述凹版雕刻信号是一个脉冲宽度调制波形信号。

10.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述刻针包括一个大体吾U形的针端。

11.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述刻针包括一个大于5°的后让角。

12.如在权利要求11中所提出的雕刻机，其中所述后让角大约在10°至20°之间。

13.如在权利要求1中所提出的雕刻机，其中所述凹版图案包括至少一个具有小于0.002英寸的区域。

14.一种在滚筒上雕刻凹版图案的方法，所述滚筒在印刷机中用来印刷所述凹版图案，所述方法包括下列步骤：

驱使所述滚筒转动；

产生一个通常与所述凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及

根据所述凹版雕刻信号在所述滚筒上雕刻所述凹版图案。

15.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述调刻步骤还包括下列步骤：

用一个响应时间约为200微秒的刻头雕刻所述滚筒。

16.如在权利要求15中所提出的方法，其中所述响应时间小于200微秒。

17.如在权利要求15中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

修改所述凹版雕刻信号，使得在雕刻所述凹版图案时在所述凹版图案中配置至少一个油墨控制部。

18.如在权利要求17中所提出的方法，其中所述至少一个油墨控制部包括一个雕刻区。

19.如在权利要求17中所提出的方法，其中所述至少一个油墨控制部包括一个深度小于最大深度的凹纹。

20.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述凹版雕刻信号通常相应于与多列像素有关的像素数据，而所述方法还包括下列步骤：

将所述多列像素的一列中的至少一个像素数据在至少一至相邻像素为黑色时设置为一个非黑色像素。

21.如在权利要求20中所提出的方法，其中所述多列像素包括第一列、第二列和第三列像素数据，而所述产生非黑像素的步骤包括下列步骤：

测定所述第一、第二和第三列像素数据；

将所述第二列像素数据在所述第一和第三列像素数据为黑色时设置为一个非黑色像素。

22.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

使一个油墨控制部配置在所述凹版雕刻图案中。

23.如在权利要求22中所提出的方法，其中所述配置油墨控制部的步骤还包括下列步骤：

使多个油墨控制部以预先选定的交错模式配置在所述凹版雕刻图案中。

24.如在权利要求22中所提出的方法，其中所述油墨控制部是一个不雕刻区。

25.如在权利要求22中所提出的方法，其中所述配置油墨控制部的步骤包括下列步骤：

使一个深度小于最大深度的油墨控制部配置在所述凹版雕图案中。

26.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

将所述源文件数据扩展到一个预定长度。

27.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述产生凹版雕刻信号的步骤包括下列步骤：

产生一个用来激励刻头的连续的脉冲宽度调制信号。

28.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

雕刻一个包括多个凹版纹槽的连续凹版字符。

29.如在权利要求28中所提出的方法，其中所述多个凹版纹槽的至少一个纹槽截面大体呈U形。

30.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述雕刻步骤包括下列步骤：

使用一个具有一个大体平坦的切刻表面的刻针。

31.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述雕刻步骤包括下列步骤：

使用一个具有一个至少为5°的后让角的刻针。

32.如在权利要求14中所提出的方法，其中所述雕刻步骤包括下列步骤：

使用一个具有一个在10°至20°之间的后让角的刻针。

33.一种在用于印刷机的滚筒上雕刻凹版图案的方法，所述方法包括下列步骤：

将所述滚筒可转动地安装在一个雕刻机上；以及

在转动所述滚筒的同时，在所述滚筒上雕刻所述凹版图案。

34.如在权利要求33中所提出的方法，其中所述雕刻步骤还包括下列步骤：

雕刻一个其截面大体呈U形的基本连续的凹纹。

35.如在权利要求33中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

产生一个与所述凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及

用所述凹版雕刻信号激励一个刻头。

36.如在权利要求35中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

使用一个响应时间小于200微秒的刻头雕刻所述凹版图案。

37.如在权利要求33中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

雕刻一个包括多个凹版纹槽的凹版字符。

38.如在权利要求35中所提出的方法，其中所述凹版雕刻信号是脉冲宽度调制信号。

39.如在权利要求33中所提出的方法，其中所述雕刻机包括一个具有一个刻针的刻头，而所述雕刻步骤还包括下列步骤：

使用一个具有一个基本平坦的刻刃的刻针。

40.如在权利要求33中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

在所述滚筒上雕刻一个凹版图案。

41.一种使用刻有凹版图案的滚筒印刷凹版图案的方法，所述方法包括下列步骤：

将一个经凹版雕刻的滚筒可转动地安装在一台印刷机上；

将一卷材料馈入所述印刷机；以及

将所述凹版图案印刷在馈入所述印刷机的这卷材料上。

42.如在权利要求41中所提出的方法，其中所述方法还包括下列步骤：

使用一个原来是在转动的情况下刻上所述凹版图案的滚筒。

43.如在权利要求41中所提出的方法，其中所述印刷包括至少一把刮刀，而所述方法还包括下列步骤：

在刻在所述滚筒上的所述凹版图案中配置一个或多个刮刀支承。

44.一种增强在滚筒上雕刻凹版图案的雕刻机的方法，所述方法包括下列步骤：

提供一个响应时间适合雕刻所述凹版图案的刻头；

产生一个与所述凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及

用所述凹版雕刻信号激励所述刻头，雕刻所述凹版图案。

45.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述凹版雕刻信号是一个脉冲宽度调制波形信号。

46.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述凹版纹槽截面大体呈U形。

47.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述提供刻头的步骤包括下列步骤：

增强所述刻头，使得所述响应时间大约为20微秒量级。

48.如在权利要求47中所提出的方法，其中所述响应时间小于200微秒。

49.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述激励步骤包括下列步骤：

螺旋形地雕刻所述凹版图案。

50.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述产生凹版雕刻信号的步骤包括下列步骤：

产生一个适合激励所述刻头的凹版雕刻信号，雕刻在所述凹版图案中至少一个油墨控制部。

51.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述产生凹版雕刻信号的步骤包括下列步骤：

产生至少一组与所述凹版图案相应的像素数据；

分析所述这组像素数据，据此规定一个油墨控制区；以及

使所述至少一个油墨控制部配置在所述油墨控制区。

52.如在权利要求44中所提出的方法，其中所述产生凹版雕刻信号的步骤包括下列步骤：

扩展所述凹版雕刻信号中的至少一个部分。

53.如权利要求52中所提出的方法，其中所述方法包括下列步骤：

选择一个因子；以及

将所述因子作用于一个源文件图像数据集，以有利于产生所述凹版雕刻信号。

54.一种雕刻印刷凹版图案的滚筒的雕刻机，所述雕刻机包括：

驱动机构，用来驱使所述滚筒转动；

控制装置，与所述驱动机构连接，用来控制所述雕刻机的操作和产生一个与所述凹版图案相应的凹版雕刻信号；以及

雕刻装置，与所述控制装置连接，用来根据所述凹版雕刻信号在所述滚筒转动期间在所述滚筒上雕刻所述凹版图案。

55.如在权利要求54中所提出的雕刻机，其中所述雕刻装置包括一个具有一个刻针的刻头，所述刻头的响应时间大约为200微秒。

56.如在权利要求55中所提出的雕刻机，其中所述响应时间小于200微秒。

57.如在权利要求54中所提出的雕刻机，其中所述控制装置包括一个油墨控制部产生器，用来修改所述凹版雕刻信号，使得所述凹版图案在雕刻时包括至少一个油墨控制部。

58.如在权利要求57中所提出的雕刻机，其中所述油墨控制部包括一个配置在所述凹版图案中的不雕刻区。

59.如在权利要求57中所提出的雕刻机，其中所述油墨控制部包括一个以小于最大雕刻深度雕刻的雕刻区。

60.如在权利要求59中所提出的雕刻机，其中这最大雕刻深度小于50微米左右。

61.如在权利要求57中所提出的雕刻机，其中所述凹版雕刻数据包括一个第一像素数据、一个第二像素数据和一个第三像素数据，所述油墨控制部产生器还包括一个测定器，用来测定所述第一、第二和第三像素数据和在所述第一、第二和第三像素数据都为黑色时产生所述油墨控制部。

63.如权利要求55所提出的雕刻机，其中所述的控制装器还包括用于修改所述凹版源数据文件的扩展装置，以提供一个修改的凹版源数据文件。

64.如权利要求63所提出的雕刻机，其中所述的雕刻机包括一个响应于所述修改的凹版源数据文件产生雕刻信号的产生器。

65.如权利要求55所提出的雕刻机，其中所述的凹版雕刻信号是脉宽调制的。

66.如权利要求66所提出的雕刻机，其中所述的雕刻机包括一个雕刻头，该雕刻头包括一个具有大体U形的针端的刻针。

67.如权利要求66所提出的雕刻机，其中所述的刻针包括一个大于5度的后让角。

68.如权利要求55所提出的雕刻机，其中所述的雕刻机在所述滚筒上螺旋地雕刻所述凹版图案。

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