专利名称：检测模版表面覆盖度的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测印刷模版，特别是检测一个印刷机并最好是胶版印刷机之印版的表面覆盖度的方法，同时，通过对模版的光学扫描，一个针对测量场的局部反射率就被获知，该模版待印刷的表面相对于模板不印刷的表面具有不同的颜料(颜色差别)，并且模版具有一个与表面覆盖度无关的，而与位置相关的影响扫描之测量结果的不均匀性。
本发明方法适用于对表面覆盖度的检测，亦即用于确定待印刷表面与所考虑的总表面相比的百分比份额。这可以在不同的技术领域中得到应用。利用此方法就可以，例如去确定一个印刷模版的表面覆盖度，但是，最好规定，一个印刷机印版的表面覆盖度，特别是一个胶版印刷机印刷版的表面覆盖度在印刷程序之前就能确定，以便获知印刷机颜料辊上或者颜料辊(组)上的颜料配量区域的颜料预先调节值。表面覆盖度越是精确，和依此颜料预先调节值也能越准确，那么就能越快地实现连续地印刷状态，因此，报废和准备时间就相应减少。在此前提下，就可实现小出版量的经济印刷。
已经公知的是，印刷版上的表面覆盖度可借助光学反射率法进行测量。这一点最好是对应印刷机的颜料辊(装置)上要调整的颜料配量区域以分区方式实现。为此印刷版的每个分区被适当地照射，而从印刷版表面上反射回的光线被一个测量头接收。最好该测量头具有一个光电二极管用以探测反射率。该被测出的强度，则与先前测定的参考强度进行比较。而参考强度则来源于一个所谓的全墨表面，也就是说，一个其被100%覆盖的表面。另一个参考表面则来自一个印刷时不涂颜料的所谓形成的O百分比表面。亦即其表面覆盖度为0%。该全墨表面和零百分比表面构成两个极端值，它们用于校正测量头。由测量头发出的信号，因为它们基于两个极端值之间的表面覆盖度，所以就可以依据校准值作百分比式的分级处理，这就是说，和这些信号对应的百分数式表面覆盖度依此就可获知了。在这种公知的方法中，为此就需要，例如在印版边缘的无主题区域，测量出用于全墨表面和零百分数表面的局部亮度。如果在主题中测知了表面覆盖情况，那么在确定表面覆盖度(百分数)时就要动用位于印版边缘的参考表面。这样的缺点是，在无主题的印版边缘表面(零百分比表面)特别具有一个不同的强度特性(下面称之为不均匀性)，以致于不能在印版的每个位置上都采用相同的参考标准。理想的情况是，人们可在相同的测量场中测知参考值，同时也应该确定表面覆盖度。但是因为在这个测量场中存在着主题，所以，那里(除去例外)不可能存在全墨或零百分数表面。假如人们在那里制出这一情况，那么印刷图象中在此位置上就具有全墨污点或者一种无颜料区域。因此，这样不仅是无益的，因为这样印刷图象受到损坏，而且还导致所属区域的表面覆盖度成为一种假象。
由于局部不同的参考强度，所以，表面覆盖度只是近似的，亦即可以在一个相对宽的公差带间确定的。特别关键的情况就是零百分数表面参考标准，因为这个参考标准相对全墨参考标准来说是局部变化最明显强烈的，并且在相同的绝对尺寸缺陷时会导致较大的相对缺陷。
在DE-OS3640956中公开了一种平均值式检测区域表面覆盖度方法，其中用一个传感器实现对一个印刷机印版的区域式扫描，并用最大的反射率检测印版边缘的零百分数参考值或者一个测量位置的零百分数参考值，接着用一个附加的滤光器进一步检测零百分数参考值，然后，印版的主题就被传感器以区域式扫描过，并且将检测到的测量值通过滤光器转换曲线作规范化处理。通过对所有规范化处理的测量值作平均值加工用于相应的颜色区域，那么，表面覆盖度即可计算出来，进而可获得用于印刷机的颜料预先调节值，但是，由于印刷版表面的不均匀性会导致误差出现，并且造成测量结果的假值。
为此，本发明任务在于，创建一个方法和一个装置，其中，模版的不均匀性特别是印刷版的不均匀性得以考虑，从而测量结果的精确度得以提高，特别是提出，对基本无主题的印刷版表面区域的不均匀性加以考虑，所以对小的表面覆盖度的关键性测量也相应地得以改进。
这一任务本发明是通过如下措施解决的，从每个测量场，至少测知两个与颜色差别对应的彼此的光谱有偏移的反射率值，然后对两个反射率值进行评判，此时将测量值分离成一个被表面覆盖度影响的分量和一个受不均匀度影响的分量。
该印刷版是可以如此结构的，要印刷的区域和/或不要印刷的区域都是着色的，并且，其方式是，要印刷的或者不要印刷的区域置有不同的彩色。在不同的颜色表面和反射光谱分析的基础上，就能够在每个所考虑的测量场中察觉，存在的对测量值的影响作用是否是由于不均匀度引起的。如果是这样，即存在一个不均匀度，那么就可以确定下来并将测量结果作相应地校正，所以，最后，这个测量场的真实的表面覆盖度就可以获知了。因此，这个测量值是非常精确的，以致于可以获知基本上无误差的颜料预先调节值，以应用于一个胶版印刷机的油墨辊(装置)或油墨辊(组)。依此，就可以在确立一个印刷机后很快地实现连续印刷工况。
短暂的准备时间和只有很微小的污染可能就是由此得到的结果。在今天，印刷版的着色工序，既达到标准要求又有清晰可见的主题或多或少是已知的，作为例子，它的实现可通过发光漆(Fotolack)的色彩选定来达到，并且发光漆构成了印刷版的着色表面，此后，这种着色却是符合本发明的特殊应用。
尤其是，这种着色正如已提过的，可以用一种今天被印刷版制造者已经应用的重氮漆完成。这种在目前为使主题清晰可见而采用的发光漆也是为符合发明要求而利用的。
作为发明本质性的东西是通过着色提供了不只是一个颜料等级(例如浅灰-暗灰)的颜色差别。
然而，在现有技术中对发光漆相对于不印刷的零百分数表面具有什么样的颜色是漠不关心的时候，按照发明要求却认为在上述的表面间必须存在一个颜色差别。在现有技术中，已经能够，例如，零百分数表面是浅灰色，而待印刷的置有发光漆的表面是暗灰色，因为根据这种颜料油墨的差别，(印刷)主题才可辨认，还有前面提及的检测表面覆盖度的强度测量才有可能。可是，一个色度测量却是不能完成的。然而，本发明的一个基本因素就在于此，这样，就能够获知不均匀度。在公知的方法中，所看出的不均匀度是，例如，一个离开印版边缘而位于主题区域内的有颜色的零百分数表面较暗于具有某一表面覆盖度的测量场，这就是说，这种不均匀度的解释是错误的，所以测量误差是不可避免的。
按照发明要求规定，为分析评判(测量结果)每个测量场的亮度由下面的组份构成
全墨表面的反射率乘以相应的表面覆盖量，和自由的亦即不要印刷的或者说没有印刷的称之为零百分数表面的反射率乘以其余的测量场表面组份并乘以一个描述不均匀度的因数。
最好，在光学扫描时检测的测量结果由如下公式构成S＝fDV+(1-fD)(1-γ)H;
其中S一个与测量结果相对应的信号V一个与全墨密度相对应的信号fD表面覆盖(量)γ不均匀度，和H一个与零百分数表面相对应的信号。
正如已描述过的，有利的特性是，某个区域的表面覆盖量被确定时，那么根据这个区域的表面覆盖值，用于印刷机的一个油墨辊(装置)的颜料配量区的油墨预先调节值就可获知。
按照本发明另一个结构方案，是从每个测量场检测一个附加的、第三个光谱偏移的反射率值，它考虑了一个待印刷的亦即要涂敷印刷颜料的以及已印刷的表面，特别是全墨表面之局部反射率的变化。由此，在全墨表面内的不均匀度即可检测到，并且在测量时可被排除。当然，这个以全墨表面不均匀度为基础的缺陷比起在零百分数表面时要小很多很多，所以就实现了一个对测量结果精确度的进一步提高，但是，这一精度问题却不象在零百分数表面或者具有很微小的表面覆盖量的表面情况下那么从严要求。
当印刷主题具有一个相对较小的总表面覆盖度时，就可实现特别好的测量结果，因为，消除不均匀性缺陷的工作相应地明显和容易。在具有大的总表面覆盖度的模版情况下，这样做也可以是有利的，即将一个光谱独立的对表面覆盖量光学检测的结果一起考虑。这就意味着，不仅按照本发明方法而且按照现有技术中的公知方法都可检测到表面覆盖度和将这两个方法的测量结果应用于最终确定表面覆盖度。如果印刷版没有颜色差别，而是只有颜色梯度(例如，灰色套灰色)，那么，利用本发明装置还可以，按照公知的已提及的所谓单-滤光器-方法连续地加工处理。
为了改善表面覆盖度的确定，有利的方案可以是，在检测一个测量场的不平均度时，将相邻测量场的不均匀度和原始测知的表面覆盖度拉到一起去考虑平坦度(按照上面所述的两-滤光器-方法)。由此，就考虑到这种情况，即大多数两个相邻测量点的不均匀度不可能是突然变化的，而是连续变化的，所以，由于测量缺陷或者相同的原因造成的“断开”(Ausreiβen)不会有严重的影响。只要这样也是有利的，即首先确定整个模版(特别是印刷版)的不均匀度，一个局部的不均匀度分布就可确定。此外，在每个点上的暂时的伪假零百分数参考值也可检测出来。所谓“伪假”，是因为这个零百分数参考值只是间接测知的，所以此时的主题还可能没有“离开”，因而为“暂时的”。又因为这样获知的伪假零百分数参考值紧接着可借助相邻不均匀场的每个考虑点通过(滤光)平滑，与确定值对比的比重法或评判而加以校正，;因此最终一个确定的对应于每个测量场的假伪零百分数参考值就获得了。依此，相应的局部表面覆盖度就可以做最终的确定。
此外，本发明还涉及一个检测表面覆盖度特别是实施所述方法的装置，至少具有一个光学扫描模版的测量头，其具有一个带滤光器装置的反射-光接收器，这样，在不同的滤光作用下，可以从每个光学扫描的测量场获知多个不同光谱的测量结果。该滤光器装置可以具有多个滤光器，以便在每个测量情况下可采用另外的滤光器，但是也可以如此设置，一种测量不用滤光器，而另一种或另外多种却应用滤光器检测。此外的可能方案是，该反射-光接收器具有多个光敏感元件，其中输入由相应的滤光器来的亮光(参数)。这样具有的优点是，可以同时进行多个测量。作为优选而可考虑的是，该反射-光接收器只具有一个光敏感元件，并且在其光路中，该滤光器是可转变方向的。然而在后者情况下，对每个测量场的不同测量也可以只用前后依次地方式进行。
最好是设置，该测量头具有一个光束分离器，它将亮光直接导向第一光电二极管，亦即没有附加滤光器，然后通过一个组成滤光装置的滤光器，将(一定)反射光导入第二光电二极管。同时，这样就可以按不同光谱的方式测量一个测量场的亮度。
按照本发明另一个结构方案，该测量头具有另外一个光束分离器，它通过一个另外的滤光器将(一定)反射光导向第三光电二极管，因此，第一光电二极管获得的是未经滤光的反射光，第二光电二极管接收的是通过(第)一个滤光器而第三光电二极管接收的是通过第二滤光器的反射光，第二滤光器其滤光特性与第一滤光器不同。
为了在短时间内能够获知整个模版，特别是印刷版主题的表面覆盖度，最好是并列设置多个测量头，同时，测量头相对于模版是可移动的。作为优选方式，测量头可以是位置固定设置的，而模版是可移动的。最好，测量头的系列是如此的长，即主题的长度，或者说主题的宽度是可完全被检测的。即可以是，测量头在印版的印刷方向上为可移动的，或者也可以是，横向于印刷方向运动。作为选择方案，然而也可以是，例如，一个或多个用于光学扫描的测量头是以曲折蛇形轨道越过印刷版或者在往和返的运行中通过移动传感器装置以检测印版(所有)不同的区域表面。
作为优选方案，该滤光器或滤光器组可以设置成截止滤光器或者(Tristimulmus)三原色滤光器，同时，特别注意它们双方的走向。
然而作为优选方式还有可能的是，例如借助一个光谱光度计，通过分光控制反射率来完成滤光的功能，并且用一个后置的计算机对相邻的间隔的波长作以概括。
按照本发明另一个结构方案也可以是，借助对应于全墨表面的参考信号和对应于零百分数表面的参考信号来辨认，应用的是哪一种印版类型(也就是说，属于哪一家制造者，或者换句话说，来自什么的材料)。这样，借助本发明装置，就可以完成对印刷版的辨认。同时，还有可能的是，在辨认一个印版以后，就可从开始起以近似值方式来考虑所预期的不均匀度，这就是说，这些具有特性的数据，通过这些不均匀度被贮存起来，而重新使用这个印版类型时即可加以利用。这样，就能够例如利用一种简单的算法来实现对专门印版测量结果的评判。
下面借助附图中的实施例说明本发明并表示
图1是一个检测胶版印刷机印版的表面覆盖度的装置;
图2是图1装置的俯视图;
图3是图2装置的变型方案的俯视图;
图4是图1装置中带有反射-光接收器的测量架透视图;
图5是用来解释反射率的原理图;
图6是通过图4所示带有两个反射-光接收器的测量架横剖图;
图7同样是一个通过测量架但为另一种实施方案的横剖图;
图8是描述反射光接收器在打开时的透视图;
图9是一个通过反射光接收器的纵剖图;
图10是图9测量头中应用两个滤光器时光谱透射的一个实施例曲线;
图11表示在一个胶版印刷机印版情况下，不同表面覆盖度的反射率和表面覆盖度相互依赖关系曲线图;
图12表示一个两滤光器测量头信号的图解，同时该图解说明了本发明方法的数学内函;
图13用以说明Kf-标准的多个图解。
图1表示一个装置，借助它就可以获知一个模版，特别是一个胶版印刷机印刷板的区域表面覆盖度。
该装置具有一个台架形的测量台1，在测量台1上放置一个被测量的印刷板2，并且最好通过气动的负压作用将印刷板固定住。为此，在测量台1中相应地设置吸气通道，在测量台上安置一个可移动的测量架3，如果人们注意一下图2和3，就可看出，该测量架3在双箭头4的方向是可移动的。假设，箭头5确定的是固定在测量台1上的印刷版2的印刷方向，那么测量台3为此是可相对于印刷方向作横向移动的。
按照一个另外的但未描绘的实施例，也可以使测量台3相对于图1至3中的实施例来说是转动90°安置的，这样，它(测量台3)就可以有时对着印刷方向移动。
在测量台上，另外还设置了未详细描绘的操作-和显示板6。此外，在测量台或印刷版上，设置一个校准带子(图2)或者一个校准区8(图3)。
如上所述校准所需的全墨-参考面可以置于印刷版边缘区，而且也能够，使全墨-参考面例如通过推上一个校准区模板而供应用。这一点在某些情况下将使印刷版的制造简化。
图4作为例子以简图方式描绘了测量架3。该架3具有两个光源9，它们最好是设置成莹光管，在测量架3的纵轴向上，大致在两个莹光管之间以顺序排列方式安置了多个测量头10。在图4中，仅仅详细描述了一个测量头。在仅仅应用一个测量头的情况下，它在测量架的纵轴向是可移动安置的，为的是，可以对该印刷版进行例如曲折往返式的完全扫描。也可以将例如总共32个测量头按顺序依次并排安置，它的光学视场则通过一个遮光光栅11而被限制在例如32.5×32.5mm2的范围内。假设，这个视场长度对应于(未描绘)胶版印刷机的一个色带区，这样，在测量架3的某一位置上就可以获知印刷版2的一个区况。如果，测量架在获知这个区况后而被移动一个区带的尺寸量，那么，就可以连续地光学扫描所限定的区域。每个单独的区域都被分成相应数量的测量场12，它(们)与遮光光栅11的开孔相对应。在所述的实施例中，作为例子设置了32个测量头，为此也要设置32个测量场12，以对应于每个测量架位置。
在详细描述测量架3的结构设置之前，借助图5说明一下用测量台1可实现的反射率测量。从图4中描述的光源9入射的光线13到达印刷版2的表面上，该印刷版(按照表面覆盖度)设置相应的多个和一定尺寸的扫描点或全部表面部分14。根据存在的表面覆盖度情况，入射光线13从印刷版2的表面上以不同光谱的方式进行反射。反射光15在必要时通过一个滤光器16(以后还要详细描述)，然后到达一个反射接收器17，它置于相应所属的测量头10中。
图6用以说明测量架3的具体结构，它具有一个壳体18，其中安置着测量头10。两个光源9同样置于壳体18中并用不透光壁19屏蔽起来以免光照射测量头10。在到测量场12的方向上设置有光圈式结构的透光孔20，作为例子，该孔20配置有漫射透镜片21，通过漫射透镜片21有一束漫射光照射到被扫描的模板上。
在图6和图7中描述了测量架3的两个实施例，其区别在于测量头10具有不同的结构。首先，详述一下图7中实施例的测量头10，它具有一个壳体22，在壳体的下端设置一个光入射口23，必要时，可以在那里和/或光电二极管24，25，26前面再设置一个光学元件。每个测量头10具有一个反射-光接收器17，其在图7实施例中，由三个光电二极管24，25，26组成，在壳体22内安置两个光束分离器27和28，其结构是如此设置的，这在光入射口23中射入的减弱光首先到达光束分离器27上，并在此作如此地分配，即一部分光线到达光电二极管24上。而其余部分光就沿着光轴29通过该光束分离器27，然后到达光束分离器28，此处也产生一个分光作用，一部分光到达光电二极管25，一部分穿过光束分离器28到达光电二极管26。在光电二极管25前设置一个滤光器30，在光电二极管26之前也设置一个滤光器31，而从光束分离器27出来到达光电二极管24的光线不通过滤光器，当然，这样一种实施方案也是可能的，即在那里也设置一个滤光器，这在特别情况，当为了适应信号电平时，应该采用。无关紧要的是，是否设置两个滤光器30，31而没有另外的，或者还设置一个第三滤光器，总之按照定义看，在图7中测量头10的情况下，涉及的是一个三-滤光器-测量头(在没有设置第三滤光器时，可以把光电二极管24的光谱敏感性视为滤光器)。
图6中的实施例，就测量头10方面的观点看，和前边实施例的区别在于，只设置两个光电二极管，亦即光电二极管24和25。光电二极管25不置于壳体22的侧壁上，而位于头部端面上。而且只设置一个光束分离器27，从光入射孔23射进的光线不经过滤地到达光电二极管24，和由于光束分离器27而有适当部分也到达光电二极管25上，同时，应先通过滤光器30。和前面已提的实施方案相对应，也可以在光电二极管24前设置一个滤光器。在图6中实施例的情况下，涉及一个双滤光器测量头(也是当只设置一个滤光器30时，为与采用的专门术语相一致，也可以将光电二极管24的光谱敏感性视为滤光器)。
重要的是，这个滤光器30，31(以及与光电二极管24对应设置的第三滤光器)的光谱透射率是不相同的。这一点可以从图10中特别地获知，因为该图10表明了滤光器30以及31的滤光特性(其中相应的参考编号和所属的特性曲线一一对应)。
图8和9再一次描述了三滤光器测量头10的结构设置。
一个另外的未描绘的实施方案在于，该测量头只有一个光电二极管，但它具有一个配备多个不同滤光器的滤光器轮。
在详细地描述本发明之前，首先说明一下公知的检测一个印刷版表面覆盖度的方法，因为这样可使本发明具有的不同特性清楚可见。
正如已经说过的，印刷版上的表面覆盖度或者说区域的表面覆盖度可通过光反射进行测量。这样，人们就可用来完成，(印刷)主题的清晰可见性处理，即由印刷版制造者借助一个发光漆使在印刷中涂敷颜料的位置上着色，或者说，上颜料的表面置有不同颜色。具有一定表面覆盖(度)的一个测量部位(测量场12)的亮度是由两个组分构成的局部全墨表面部分的反射率乘以表面覆盖度，和局部不印刷的所谓零百分数表面部分的反射率乘以表面覆盖度的余数(100%-表面覆盖度);
图5中反射-光接收器17接收的信号满足下列公式即
其中Φ0是入射光的光谱;
β是测量场12的反射率;
τ是一个滤光器的透射率;
SE是光电二极管的光谱敏感性，和λ是波长。
积分边界λ1和λ2通常位于可见了光区域，或者说，是与单个能级的光谱分布相对应的，特别在低的表面覆盖度情况下，公知的方法是会出现缺陷的，即产生测量误差。这主要归咎于，自由的(不印刷)印版表面具有光学不均匀性，在一个零百分数表面上测出的反射率可以是分区域而不相同的，这就是说，它很可能与在印版边缘处测出的零百分数参考反射率不一致。
这上面所提的同一性表示，所接收的信号S与许多参数相关。由此变得清楚的是，光谱敏感性可以通过不同的滤光器，也就是说，τ是变量，Φ和SE是常数，或者也可通过不同的入射光，也就是说，Φ为变量τ和SE为常量，或者最终通过亮光接收器所应用光电二极管的一个不同的光谱敏感性，这就是说，SE为变量，τ和Φ为常量来实现。
下面详细说明应用不同的滤光器τ的方法。
该公知的方法的信号模型，其可标志为单滤光器方法(具有一个单滤光器测量头)，(也可以不设置滤光器，此时，即可将为了评判而应用的光电二极管依据光谱的敏感性而视为滤光器)，并插述为S＝fDV+(1-fD)H;
其中S作为测出的信号，H为零百分数参考值;
V作为全墨参考值，fD作为表面覆盖度。
在公知的方法中，人们考虑的是，所测出的亮度只受光栅点的影响，或者说受全墨表面的影响。信号S也就只取决于表面覆盖度fD，而已经提过的不均匀性也就不被考虑，但却会导致表面覆盖度的缺陷。
作为表面覆盖度fD的数值可如此得出fD＝(H-S)/(H-V)然而，对于不均匀度的问题，在公知的方法中此时就可以考虑了，即当S被测值大于H时，因为由此会导出一个负的表面覆盖度，可是从物理含义上说这是不可能的。在此情况下，此处就可能被置于一个，也只能是一个不完整的校正。但是却不存在这种可能性，即，相信在主题的测量场中自身确定的局部零百分数参考值。相反地，在印刷板的边缘来测定与相应区域(分区)对应的零百分数参考值，然后应用于整个的区域，亦即，对于整个区域来说，相应所属的参考值在印版边缘来测定，并且它们只在所属区域(分区)内部来说作总体应用的。每个所属测量场12的局部零百分数参考值;按照公知的方法不可以用近似方式获知。
在前述情况下，该公知的单滤光器方法的主要缺陷是清楚的，为此对于局部表面覆盖度的修正公式表示如下fD(S，Z)＝ (H(S，Z)-S(S，Z))/(H(S，Z)-V(S，Z))其中S是传感器号数(相应的测量头10的号数)，Z是区域(分区)号数。
事实上，在现有技术中人们反而在局部参考值有缺陷的情况下应用了fD(S，Z)＝ (H(O，Z)-S(S，Z))/(H(O，Z)-V(O，O))S＝O指的是区域的参考值。
V(O，O)指的是一个对于所有区域普遍有效的单个测量位置。
当对于全墨参考值来说，这些有缺陷的局部参考值还可以被接受的，因为在全墨表面情况下，仅出现很微小的不均匀度，那么对于零百分数参考值来说，这样就不符合了。它适用于H(S，Z)≠H(0，Z)这就意味着，局部的参考值H(S，Z)在一般情况下不与区域的参考值H(O，Z)相一致。
按照发明要求为了改善测量而规定，要测知局部参考值，亦即人们不用印版边缘参考值进行工作，同时，将这些总有差别的测量场与所属的区域对应安排。
在符合发明要求的双滤光器方法中(其用两个滤光器测量头10来实施)，该局部零百分数参考值是在印版的主题测量场12中以近似方式确定的。这时是基于一个模型完成的。基本假设是，局部零百分数参考值相对于该区域的零百分数参考值的光谱变化可以通过一个标度1-γ来描述。这种估价意味着已涉及到实际的情况，即，当地的参考值可以比肯定是有颜色且为相同的该区参考值浅些或暗些。这个信号按发明要求表达为S＝fDV+(1-fD)(1-γ)H，其中，用γ表示不均匀度，此外，一个所谓的伪假参考值H＊也可限定出来，它应满足于H＊(S，Z)＝〔(1-γ)(S，Z)〕H(O，Z)该伪假参考值H＊(S，Z)对应于每个测量位置(适用于每个测量场12)都可计算出来。为此，它即是局部的。“伪假”参考值之所以如此称呼，是因为它不是真实的参考值，同时，(印刷)主题还不允许因测量目的而“离开”，因此它(参考值)是(且仅仅)一个与该区域参考值相似的光谱。为此它适于
H＊(S，Z)≈H(S，Z)对应于两个不为公知的fD和γ必须在每个测量场12中检测两个信号，这一点用两个光电二极管24和25并根据通过滤光器30的光谱差别就可实现，为了计算表面覆盖度，还得出一个与现有技术中公知公式类似的表达式fD= (H＊－S)/(H＊－V)借助图12，可以使本发明方法通过一个两维信号空间图加以说明，光谱测量的先决条件是，印刷版2上待印刷表面相对于不印刷的表面是有颜色差别的。这是例如基于，一个铝制的印刷，其不印刷的表面(阳极氧化铝)是灰色的，同时应用一个兰色的发光漆(重氮漆)(Diazolack)，其置于待印刷的表面上。因为，测量头10具有两个发光二极管24和25，所以每个测量场可接收两个信号，它们描述了图12中座标系统的纵坐标及横坐标。同时，一次性地涉及到一个滤光器1的信号(例如用于短波区是可透过的，这可以是正如光电二极管24的信号，该二极管如已述的既可以有滤光器，也可以没有)，还涉及到滤光器2的信号，该滤光器2例如作为有利方式让和滤光器1互补的光通过，而到滤光器1的光被光电二极管25所接收。用V1和V2表示光电二极管24和25的信号，它们是从一个全墨表面(全墨参考面)上获得的。用信号H1和H2表示该区域的零百分数参考值，后面在谈及光电二极管对的校正时还要详细描述。用S1和S2表示用测量头10在检测的测量场12上局部瞬时获得的信号，那么这些接收到的信号输入到两维的信号空间中并标为向量
，
，和
。按照发明要求该向量
，也就是说这个考虑了不均匀度的向量肯定具有和向量H相同的方向。如果向量
作如此程度的延长，即它(
)的延长和向量
与
端点的延长到某一程度时相交，那么就获得向量
＊的端点。这个向量
＊又可分解成H＊1和H＊2，而向量
和
＊端点间的距离也就确定了考虑到不均匀度的校正数据尺寸。按照图12中的信号模型，向量
＊，
和
在一条直线上。
该图12中的实施方案，可以视为两-维的颜色空间，其中，一个由“滤光器1”的信号以及“滤光器2”的信号所构成的矢量
相对于轴线的角度可解释为色度，而矢量
的长度可解释为强度。该“滤光器1”信号和“滤光器2”信号是通过光电二极管24和25的光谱差异产生的。如果作为例子，滤光器1测量结果在短波的光谱区域中，并且测量表面12例如具有一个较高的短波兰色光组分，那么，在图12中表示的向量
的上方将会有一个相应的信号向量，因为在该短波滤光器后边的强度应是更高些。
从图12可以清楚地看出，该零百分数参考值是可以标度化的。这就意味着，向量
在用于不均匀度γ＜0时，是太长的，或者用于不均匀度γ＞0则是过短的。
应用所谓的Kf-标准可以检验，该现有的印刷版，用本发明方法的技术“光谱法”到底能否测量的问题。该Kf-标是如此定义的Kf(Z)＝Maximum〔 (Hi(O，Z)Vi(O，Z))/(Vi(O，Z)Hj(O，Z)) ; (Vi(O，Z)Hj(O，Z))/(Hi(O，Z)Vj(O，Z)) 〕其中Z确定为区域号数，和i＝j是一个信号指数。该Kf-标准，当全墨参考值和零百分数参考值从色调上越是差别大时，就与1比相差更多(这总涉及到所应用的滤光器)。该Kf-标准首先按区域计算出，然后应用平均值。该信号Vi和Hi必须是这样不同的，即，对于本发明双滤光器方法所容许的敏感误差情况，一个Kf-值至少(按发明要求)应该达到1.1。如果这个值未达到，那么只有按照公知的单一滤光器方法来评判。
通过图13，这个Kf-标准可以几何图解形式表示出来。在图中描绘了三种可能的组合方案，将乘积Hi×Vj以及Hj×Vi在信号空间中以阴影线的面积表示。而Kf-标准的数值与这些面积对(间)的最大比例系数相对应。依此，动态的和光谱的可测定性得以考虑(通过向量差
-
或者两个向量间的夹角而具体化)。在应用三个二极管和两个滤光器的情况下，应选定具有最大的Kf-值的滤光器对进行组合。
按照发明要求还规定，依据光谱的影响作用，可以使不均匀度与一个因表面覆盖度导致的变化区别开来。
为了本装置的校正(标准化)，作如下操作过程该测量架3越过一个标准面移动，该面既可以与印版2是分开的、但同样是置于测量台1上(然而必须和应用的印版2是准确相同的印版类型)，也可以并最有利是和印版2为一整体。这个标准面例如对于每个区域来说包含占其一半的全墨表面和占其另一半的零百分数表面，它们分别是足够大，以便完全充满光电二极管24和25的光学视场，这样，从每个参考面上返回的光强度就被测知。即提供出用于零百分数表面的数据
(O，Z)和用于全墨表面的
(O，Z)，并将这些数据贮存起来用于以后的评判。
接着，进行测量过程，同时，根据每个测量场(测量位置)的信号模型，对当地的表面覆盖度fD(S，Z)和当地的不均匀度γ(S，Z)进行计算。
在最终评判时，按照发明要求还考虑，在印版范围内，根据本发明区域(分区)性零百分数参考值
(O，Z)光谱基础上的不均匀度γ(S，Z)，对所谓的伪假零百分数参考值
＊给以定义。这个伪假零百分数参考值
＊可给出，印刷版2在没有主题时是什么外观，同时，在印版2内无主题表面的反射率可依据印刷边缘的零百分数反射率作以标度。根据对这种无主题的所谓零百分数印版的确定，就能够将当地存在的不均匀度辨认出来。
为了获得一个特别可靠的测量结果，可按照另一个结构方案规定，将这些已测知的零百分数印版拿去再做一次平滑性(滤光)处理，或者与确定值的对比处理(比重法)，或者评定处理，这就是说，将这些局部测知的不均匀度与相邻的不均匀度进行比较，以使突跃的变化得以减小，为了这种平滑性处理，可以使用公知的各种数学方法。
这种平滑处理，也可以用此方式配合比重法实施，亦即，一个测量位置(S，Z)的信号获知为一个高的比重值时，那么，在这个位置(S，Z)上首先检测的表面覆盖度是低的，同时，刚好那里的无主题表面的不均匀度也是可以较好的获知的。
如果按照另外一个实施例使用图7中的测量头10(三-滤光器测量头)，那么这样可能的是，不仅零百分数表面的不均匀度，而且全墨表面都被考虑了，诚然，全墨表面不均匀度对测量结果的影响相对于零百分数表面不均匀度对测量结果的影响是特别明显较小的。
如果人们将两个滤光器模式再扩大一个另外的滤光器，那么人们就可再获得一个用于信号模型的自由度(除了表面覆盖度fD和不均匀度γ以外的)，利用它，人们就可以通过已知的参考反射率来模仿一个真实存在的测量场的反射光谱。而且这个信号模型如下所示β＝fD(1-δ)βv+(1-fD)(1-r)βH依此，可将一个标度导入不均匀度的特性中，不仅适用于在零百分数表面(用γ表示)，而且在全墨表面(用δ表示)的情况。
并且得到S＝fD(1-δ)V+(1-fD)(1-γ)H或者当为三维向量描述时为S=fDV＊＋(1－fD)H＊此时适用于V＊＝(1－δ)VH＊＝(1－γ)H这样，在所有确定信号的数值范围内，光谱的变化都可以最近似的方式获知，并且不仅仅象已经详细描述的信号模型那样，只对于零百分数反射率的情况。
图11表明一个全墨表面V以及一个零百分数表面H的反射光谱，由此可清楚地看出，由于带色(兰色)的全墨表面，而存在一个光谱的分布曲线。不印刷的零百分数表面H(%)与此(暗灰)相反，具有一个几乎均匀的光谱。此外，表面覆盖度为4%，10%和20%的反射率描绘在图中。由此看出，表面覆盖度越大，则得到的全墨表面V(100%)的曲线形的轨迹就越明显。
按照本发明另一个扩展结构，也能够不用滤光器而测量反射光的分光光谱的，例如，用一个分光光度计，它可将可见光的区域例如分解成32个间隔，总是每间隔为10nm(毫微米)(a10nm)。借助一个后连接的计算机(器)，就可以将相邻的波长间隔(光域)组合成一理想的两-滤光器联合模式或者也可以是一个叁-滤光器联合模式。
权利要求
1.检测一个待印刷模版，特别是一个印刷机，最好是胶版印刷机印版的表面覆盖度的方法，其中，通过对模板的光学扫描，一个所检测的测量场的局部反射率就被获知，模版中待印刷的表面相对于不印刷的表面具有不同的颜色(色调差)，该模版具有一个与表面覆盖度无关的，与位置相关的，对扫描的测量结果有影响的不均匀度，其特征在于从每个测量场(12)中至少测知两个与色调差相对应的彼此光谱有偏移的反射率值，这两个反射率值被分离成一个受表面覆盖度(fD)影响的测量结果分量和一个受不均匀度(γ)影响的测量结果进行评判。
2.按权利要求1的方法，其特征在于为了进行评判，可使每个测量场(12)的反射率由如下的组分所构成全墨表面(V)的反射率乘以所属的表面覆盖度(fD)和，自由面，亦即不印刷或者没有印刷的所谓零百分数表面(H)的反射率乘以其余的表面组分(1-fD)和乘以一个描述不均匀度(γ)的因数。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于在光学扫描时获知的测量结果满足下列方程S＝fDV+(1-fD)(1-γ)H，其中S 一个与测量结果对应的信号V 一个与全墨表面对应的信号fD表面覆盖度γ 不均匀度，和H 一个与零百分数表面对应的信号。
4.按权利要求1的方法，其特征在于从每个测量场(12)检测获知一个附加的，第三个光谱偏移的反射率值，该值考虑了一个待印刷，亦即要涂敷印色的，或者说已印刷表面的，特别是全墨表面的局部反射率变化。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于在光学扫描时获知的测量结果由下面方程式组成S＝fD(1-δ)V+(1-fD)(1-γ)H，其中S 一个与测量对应的信号，V 一个与全墨表面对应的信号，fD表面覆盖度γ 零百分数表面的不均匀度δ 全墨表面的不均匀度H 一个与零百分数表面对应的信号。
6.按照前述权利要求至少之一的方法，其特征在于表面覆盖度(fD)可以区域性方式进行确定，并且根据这区域性的表面覆盖度值，测出颜料予先调节值用于印刷机一个油墨辊(装置)的区域性颜料配量。
7.按前述权利要求至少之一的方法，其特征在于在印(模)版具有高的总表面覆盖度(fD)时，一种光谱独立的对表面覆盖度光学检测的测量结果即被考虑(采用)，亦是说，借助公知的单-滤光器方法进行测量可被考虑。
8.按前述权利要求至少之一的方法，其特征在于为确定一个测量场(12)的不均匀度(γ)，将相邻测量场(12)的不均匀度一起作平滑性判断。
9.按前述权利要求至少之一的方法，其特征在于在确定局部的表面覆盖度时(fD)会构成伪假零百分数参考值，可通过平滑性处理，比重法判断或评估，使之与从相邻测量场检测知的不均匀度相适应。
10.实施前述权利要求一个或多个的装置，其检测一个待印刷模版，特别是一个印刷机并最好是胶版印刷机印刷版的表面覆盖度，其特征在于至少一个对印刷模版作光学扫描的测量头(10)，它具有一个按光谱要求工作的反射-光接收器(17)，为的是，根据不同的光谱分析评判，从每个光学扫描的测量场(12)可获知多个、不同光谱的测量结果。
11.按权利要求10的装置，其特征在于置有一个滤光器装置(滤光器30，31)用于进行不同的光谱分析评判。
12.按权利要求10或11的装置，其特征在于置有一个发送不同光谱的光的发光装置，用以进行光谱分析。
13.按前述权利要求10至12至少之一的装置，其特征在于该反射-光接收器具有对光谱不同敏感性的敏感元件，特别如光电二极管，用于实施光谱分析评判。
14.按前述权利要求10至13至少之一的装置，其特征在于该反射-光接收器(17)至少具有一个光电二极管(24，25，26)。
15.按前述权利要求10至14至少之一的装置，其特征在于该测量头(10)具有一个光束分离器(27)，它可将反射光直接导入一个第一光电二极管(24)和通过一个构成滤光器装置的滤光器(30)将反射光导入一个第二光电二极管(25)，或者，通过一个滤光器将反射光导入一个第一光电二极管(24)和通过一个另外的滤光器(30)将反射光导入一个第二光电二极管(25)，同时，该两个滤光器具有不同的光谱特性，并构成该滤光器装置。
16.按前述权利要求10至15至少之一的装置，其特征在于该测量头(10)具有一个另外的光束分离器(28)，它通过另一个光谱不同的滤光器(31)将反射光导入一个第三光电二极管(26)。
17.按前述权利要求10至16至少之一的装置，其特征在于多个测量头(10)是并列安置的，并且该测量头(10)相对于印版是可运动的。
18.按前述权利要求10至17至少之一的装置，其特征在于;测量头(10)在印版的印刷方向上是可运动的。
19.按前述权利要求10至18至少之一的装置，其特征在于测量头(10)是可横向于印版的印刷方向运动的。
20.按前述权利要求10至19至少之一的装置，其特征在于该滤光器或滤光器组(30，31)是设置成角棱或滤光器或三原色(Tristmulmus)-滤光器。
21.按前述权利要求10至20至少之一的装置，其特征在于一个滤光作用是通过对反射光分光法检测，最好借助一个分光的设计和一个后置的计算器再通过对相邻的波长间隔(光)作组合和评判(比重法)来实现的。
全文摘要
本发明涉及检测待印刷模版表面覆盖度的方法和装置，通过对印版的光学扫描，测得被检测的测量场的当地反射率。印版上待印刷表面相对于不印刷表面具有色度差，从每个测量场(12)至少获知两个和色度差相应的彼此光谱有偏移的反射率值，这两个反射率值在分析评判时分解出受表面覆盖度(f
文档编号B41F33/14GK1065241SQ92101968
公开日1992年10月14日 申请日期1992年3月25日 优先权日1991年3月25日
发明者威尔那·胡博, 荷尔姆特·克普汉 申请人:海德堡印刷机械有限公司