专利名称：薄膜印刷制版系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷制版设备、制版载体及对制版载体的四色分版方法。
以纸板为基片，有湿式和干式制版之分。湿式制版，采用液态粉沫、象复印机那样用静电吸附的方法在基片上制版，纸版在印刷时，随着印刷张数的增加会产生较大的伸长现象。干式制版，直接用复印机在基片上制版。纸版的优点是制版设备简单、成本低廉，弊端是不能作为数字图像制版，只能用于模拟图像制版，故不能进行颜色合成，这种制版方式只可黑白印刷，不能彩色印刷。纸版，有逐渐被淘汰的趋势。
随着计算机技术的高速发展，平版印刷成为主流。目前平版印刷机所采用的版是以铝板为基片制成的版、即PS版，其优点是精度高，印刷份数多，但缺点是制版工艺复杂、成本高。一般制版前需用激光照排机制出胶片，再用照相制版的方法，对铝板进行腐蚀，实现制版。在这过程中所使用的设备比较昂贵，因此制版与印刷传统上是由不同的部门来实现，即印前出力公司和印刷公司。激光照排或称计算机排版系统，主要由计算机、相应的软件和连接在计算机输出端的激光打印机构成。打印机和复印机的结构类同，主要有动态水平扫描激光器光源、光鼓、粉盒、加热器、传动机构几大部分，它们都以纸张作为载体，不能制作直接供印刷用的版。在计算机印前出力系统中，为实现彩色版套色，需将RGB彩色图像进行C、M、Y、K四色分版，并对分版后的四色分别进行网点分布，传统的方法是各网点按固定位置等间隔分布，这样当印刷机精度不高或版材有所伸长时，套色后因C、M、Y、K四色的重合部分加大使颜色合成失真，同时因C、M、Y、K错位造成合成后图像的干涉现象。
近年来，大力探索、寻求新的制版载体，新的制版方法，各种技术方案不断涌现，成为行业的热点。如在95191467中，提出用一种聚苯乙烯拉伸膜作为照相软片、印刷制版膜和高架投影仪用薄膜。这种膜在印刷制版过程中用作激光照排机制出的排版胶片，不能用它直接作为印刷机的版来进行直接印刷。
在96105403中，提出一种具有极佳印刷适应性的热塑性树脂拉伸层复合薄膜，及在96107361中提出的拉伸热塑性树脂薄膜层压材料及由其制成的印刷纸技术。它们仅涉及新型印刷纸。
在97190751中，提出热敏组合物及用其制造平版印刷版型的方法。公开了涂布在平版片基上的配合物，它由不溶于显影液的酚醛树脂及一种与该酚醛树脂形成热不稳定配合物的化合物构成，该配合物在显影液中的溶解性小于未配合的酚醛树脂，当该配合物经过图像方式加热时，便发生分解，因而使得非配合的酚醛树脂能溶在显影液中。这种方法在制版中仍离不开照相制版工艺。
在90101702中，公开了一种用于印刷制版的透明复合膜，它也是针对铝版照相腐蚀之前所需的排版胶片而言的技术。
关于以树脂薄膜版直接制版印刷试验、研究方面的报道，称制成“トヨプレ一ト”的薄膜版材，该薄膜版因不耐高温，固版时、温度提高不上去，可印刷份数较低，尚不能实际应用。
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处，而提供一种工艺简单，能实现数字图像制版进行彩色印刷，成本低，印数万张以上，可直接用于制版的薄膜载体、相应的制版机与计算机构成的印刷制版系统产品及薄膜载体四色分版的方法。
可采取以下的技术方案实现目的。
薄膜印刷制版系统，包含计算机、相关软件，光源、光鼓、粉盒、加热器、传动机构按打印机或复印机组成的机组；连接在计算机输出端的制版机以机组为基础，设有由外部环境温度传感器、加热器温度传感器、模糊控制电路及驱动电路构成的加热器温度自动控制装置，模糊控制电路的输入端与传感器连接、输出端与驱动电路连接，驱动电路输出端与加热器连接，传动机构的传递滚轮为轮上设有胶皮套或带齿槽的结构；供制版的载体以白色聚酯薄膜为基片，经表面涂布处理而成。
薄膜载体的四色分版方法，分版后的四色网点按就近结合方式分布，C、M、Y、K之间距离扩大1倍，且各网点随机分布；其程序流程为开始，读入文件；根据RGB到CMYK经验公式，将RGB彩色图形分版成CMYK四版灰度图；找出灰度最深两版；按i＝0；j＝0；判断是否灰度最深两版，是则读入第i行第j列个象素，判断位置，转换模板，否则读入第i行第j列个象素，判断位置，随机分布；写入缓冲；按j++；判断是否j＜位图宽度，是则返回判断是否灰度最深两版，否则按i++；判断是否i＜位图高度，是则返回j＝0，否则写出文件。
以耐高温、伸长率低的树脂薄膜作基片、对其处理后成为可制版的载体；采用在激光打印机或复印机基础上改进成的制版机、与计算机、相应的排版软件配合，构成薄膜印刷制版系统，即简易CTP系统(Computer to Plate)。制版时，按排版系统常规操作，启动各设备后将薄膜载体，放入制版机的进纸口，经光源照射后的光股，在薄膜载体上产生按图像分布的静电点阵，经过粉盒吸附相应的粉沫，再经高温固版，在载体上就形成排版后的图像，实现对树脂薄膜载体制版、制得树脂薄膜版。将薄膜版放在平版印刷机上就可实现1万份以内的印刷。
本技术方案相对现有技术具有如下优点和效果实现计算机直接制版、制版工艺简单，设备投资、制版费用明显降低，速度快，制版时间、印刷作业时间均缩短，可实现制版、印刷的一体化作业。版材耐高温、伸长率低，经实际验证用其制版十分有效，与铝版(PS版)的精度相类似，印刷份数可达万张，能按数字图像制版进行彩色印刷，图像质量可大大提高。具体技术指标如下最小印刷点小于5μ 最大版面 330mm*505mm最少印刷份数 大于5,000份 印刷速度 同印刷机速度最大印刷份数 小于15,000份结合附图、实施方式对本技术方案的内容作进一步详述。
图1、薄膜印刷制版系统示意图；图2、载体在3000倍电子显微镜下表面结构图像；图3、载体在100倍电子显微镜下表面结构图像；图4、制版机LED矩阵固体光源结构示意图；图5、制版机工作原理示意图；图6、制版机一种结构示意图；图7、加热器温度自动控制装置框图；图8、加热器温度自动控制装置电原理图；图9、加热器温度自动控制程序流程图；图10、传统的CMYK四色分布示意图；图11、本技术的CMYK四色分版示意图；图12、CMYK四色分版程序流程图。
薄膜印刷制版系统，由装有相关软件的计算机1，连接在计算机输出端的制版机2，供制版的载体3构成，如附图1所示。计算机与现有技术没有差别，可选用各种机型，以奔腾586、内存64MB、硬盘43GB、SVGA以上，15寸彩显为宜。制版机可按激光打印机或复印机原理制造，主要由光源、光鼓、粉盒、加热器、传动机构及加热器温度自动控制装置构成，工作原理如附图5所示，结构如附图6所示；载体3经滚轮5传送到光鼓6下，计算机控制光源4，将图像转换成光照射到光鼓6上，在光鼓上受光部分产生静电，当载体通过光鼓，在载体上就产生了图像的静电，通过粉盒7时，有静电的地方吸附粉沫，经自动控温、温度适宜的加热器8加热后，粉沫充分固化在薄膜载体上，再经滚轮5送出制版机，完成制版。光源4可为激光器或LED发光二极管固体光源；传动机构应能使光滑的薄膜载体传动无误、顺利通过，传递滚轮5要增加摩擦力，滚轮应为轮上设有胶皮套或带齿槽的结构、或其它增加摩擦力的措施；固版时应能将吸附在载体上的粉沫充分溶化、还不致引起载体变形，黑白制版时其解像度应在600dpi以上，彩色制版时应在1200dpi以上，要求用于溶化粉沫的加热器的温度应比正常打印机高、并在一定范围内可调，还考虑到加热器的温度受环境温度等因素影响、它的温度应能自动控制，制版机中设置由外界环境温度传感器9、加热器温度传感器10、模糊控制电路11及驱动电路12构成的加热器温度自动控制装置，模糊控制电路输入端与传感器连接、输出端与驱动电路连接，驱动电路输出端与加热器连接；其框图如附图7所示；环境温度传感器、加热器温度传感器都将温度值送入模糊控制单元，根据外部温度及加热器温度模糊控制单元给出加热器的调节值，经驱动单元控制加热器的温度；制版机的其它部分，光鼓、粉盒、加热器、传动机构其余部分等的结构都可与现有打印机或复印机中的技术相同。供制版的薄膜载体，应表面光滑、耐高温、具有与普通纸类似的通过光鼓产生静电吸附树脂粉沫的特性，在印刷过程中其伸长率应最小；载体表面在接触到油水分离液体后可形成水膜，阻止油墨附着。按上述要求，载体可以白色聚酯(polyester)薄膜为基片，经表面涂布处理而成。
薄膜印刷制版系统实施例中，供制版的载体采用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜为基片，在表面以平均4μm颗粒的钛白粉涂布而成。大量试验证明，以聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、版材厚度0.1mm，基片表面以钛白粉进行涂布加工，钛白粉的颗粒平均在4μm左右，效果最好，如附图2、在3000倍电子显微镜下表面结构图像所示；另外在平均900μm之间，有平均200μm大小的圆坑，如附图3、在100倍电子显微镜下表面结构图像所示。涂布的目的，主要是让版材表面在接触到油水分离液体后可形成水膜，从而可阻止油墨的附着，以达到使油墨与水分离的目的。采用这种材料、处理方式制成的薄膜载体完全能满足性能要求。
薄膜印刷制版系统薄膜载体的四色分版方法，分版后四色网点按就近结合方式分布，C、M、Y、K之间距离扩大1倍，且各网点随机分布；其程序流程为开始，读入文件；根据RGB到CMYK经验公式将RGB彩色图形分版成CMYK四版灰度图；找出灰度最深两版；按i＝0，j＝0，判断是否灰度最深两版，是则读入第i行第j列个象素判断位置，转换模板，否则读入第i行第j列个象素，判断位置，随机分布；再写入缓冲；按j++，判断是否j＜位图宽度，是则返回判断是否灰度最深两版，否则按i++；判断是否i＜位图高度，是则返回j＝0，否则写出文件。计算机制版系统，为能实现彩色版的套色，需将RGB彩色图像进行C、M、Y、K四色分版，并对分版后的四色分别进行网点分布，本发明采取“就近结合”的网点分布方式使C、M、Y、K之间距离扩大1倍而不降低图像质量。传统C、M、Y、K四色分布是按顺序排列的，如附图10所示，每一种色的近旁都同其它色接近，容易造成不同颜色的重合。本技术改变这种顺序排列将相同颜色尽量接近、远离不同的颜色，具体排列如附图11所示；将相近的同颜色合成为1个点，一般在图像灰度多数都不在最大值时，各色之间的距离就会加大1倍，这样即使用一色印刷机进行四次套色印刷，也可得到最佳效果。另外，考虑到C、M、Y、K四色印刷中网点的等间隔分布会造成图像干涉，本发明提出将各网点在就近结合的基础上进行随机分布，在随机的空间中使各色之间的距离最大，同时图像质量不受影响的方法。
对于读入的原始图像文件，首先将RGB颜色表示转换为CMYK的颜色表示，其转换公式为fk＝min(min(1-fr，1-fg)，1-fb)fc＝(1-fr-fk)/(1-fk)fm＝(1-fg-fk)/(1-fk)fy＝(1-fb-fk)/(1-fk)c＝(fc*255)m＝(fm*255)y＝(fy*255)k＝(fk*255)fr，fg，fb分别为各象素点的RGB值(模255)，c，m，y，k分别为各象素点的CMYK值。
然后根据CMYK颜色值找出其最深两版，将这两版按照固定的模板进行Halftone变换，其余两版进行随机分布。在进行模板变换及随机分布时，采用“就近结合”的网点分布方式，相近的同颜色合成为1个点，程序流程见附图12。
关于模版为16*16的点阵。点从左上角到右下角随浓度变大增加黑点，使浓度从左上角到右下角蔓延，当浓度为0时，模版上无点，为全白，当浓度最高时，模版上全为黑点，为全黑。该模版用于浓度最深，固定分布的两版，用该版象素浓度套用模版。在排列上，使相邻四点中某版上的点，集中在该四点中心，并且本着浓度最深两版尽量远离的原则将浓度最深两版对角排列。
在读入一象素时判断其位置1.行偶列偶最深一版在左上，最深两版在右下，随机分布两版，在两版分布后空余处一版偏右上，一版偏左下。
2.行偶列奇最深一版在右上，最深两版在左下随机分布两版在左上和右下分布。
3.行奇列偶最深一版为右下，最深两版为右上随机两版在左上和右下分布。
4.行奇列奇最深一版为右下，最深两版为左上随机两版在左下右上分布。
由于模版只有从左上到右下排列，但实际程序中又用到从左下到右上，从右下到左上，从右上到左下的排列方式，所以在读入一象素点后，先要判断该点位置，根据位置选定模版变换方式，将从左上到右下的模版变换成相应的模版。
附图所示薄膜印刷制版系统实施例中，制版机的光源为LED矩阵式结构。为提高制版精度，照射光鼓的光源由传统的动态水平扫描激光器光源，改为静态的LED矩阵这一固体光源，效果为佳。LED矩阵的排列方式如附图4所示。
薄膜印刷制版系统实施例中，加热器温度自动控制装置，如附图8所示，主要由传感器Pt100Ω、K(CA)，变送器TZ-5A、TZ-5C，微处理器M3807，光电耦合器TLP512与场效应功率放大三极管FS3VS-9、FS5VS-9组成的驱动电路所构成，Pt100Ω、K(CA)分别经TZ-5ATZ-5C与微处理器的A/D IN1、IN2端子连接，TLP512的输入端与M3807的D/A OUT端子连接、集电极C经电阻与FS3VS-9的G极连接，FS5VS-9的G极与FS3VS-9的C极、C极与加热器连接；其控制步骤先读取环境温度值、并将此数据保留在存贮器RAM1中，再读取加热器的温度值、并存入存贮器RAM2中，根据RAM1、RAM2的数值在if～then的规则库中找到对应的加热器调节值、经驱动电路向加热器输出该调节值。模糊控制程序的流程图如附图9所示。制版机的环境温度通过传感器Pt100Ω输到温度变送器TZ-5A，对应环境温度-10℃～+40℃之间，温度变送器TZ-5A输出0～10V，它与微处理器M3807的A/D IN1相连接，并进行模数变换。加热器传感器为K(CA)热电偶，并通过温度变送器TZ-5C连接于微处理器M3807的A/D IN2端子上进行模数变换。加热器的温度在150℃～350℃之间，温度变送器TZ-5C输出0～10V。微处理器的复位信号通过复位开关3ST520D产生一个负脉冲实现，时钟信号采用连接到XIN、XOUT上的16MHZ的晶体振子实现，工作电源为+5V，分别连接在Vcc及Vss端子上。经控制系统数模转换，从D/A OUT端子经240Ω电阻与光电耦合器TLP512的输入端连接，用它光电隔离，以防强电信号干扰微处理器M3807的正常工作。驱动电路由光电耦合器TLP512与2只场效应功率放大三极管FS3VS-9及FS5VS-9构成。加热器为耐高温的镍铬合金电阻丝。当有正的信号输入，经TLP512流入场效应三极管中的电流增加，它的集电极C经1KΩ电阻与FS3VS-9的输入端G连接，此时流入FS3VS-9的C～E间的电流减小，FS3VS-9的C极与FS5VS-9 G极连接，流入FS5VS-9的C～E之间的电流增加，它的C极与加热器连接，因此加热器的电流同时增加，加热器温度升高，反之当D/A OUT的输出电压降低时，加热器的温度就会下降。原理是通过在环境温度及加热器温度的状态下则应调节加热器的电压。微处理器的内存中存入了上述形式大量规则的一个规则库，按照给定的环境温度及加热器的温度，就可在规则库中提取一个加热器电压的输出值，用此方法可以在很短的过渡时间里，使加热器工作在最佳状态。
权利要求
1.一种薄膜印刷制版系统，包含计算机、相关软件，光源、光鼓、粉盒、加热器、传动机构按打印机或复印机组成的机组，其特征在于连接在计算机输出端的制版机以机组为基础，设有由环境温度传感器、加热器温度传感器、模糊控制电路及驱动电路构成的加热器温度自动控制装置，模糊控制电路输入端与传感器连接、输出端与驱动电路连接，驱动电路输出端与加热器连接，传动机构的传递滚轮为轮上设有胶皮套或带齿槽的结构；供制版的载体以白色聚酯薄膜为基片，经表面涂布处理而成。
2.如权利要求1所述的薄膜印刷制版系统，其特征在于供制版的载体采用聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜为基片，在其表面以平均4μm颗粒的钛白粉涂布而成。
3.一种如权利要求1、2所述薄膜印刷制版系统薄膜载体四色分版方法，其特征在于分版后四色网点按就近结合方式分布，C、MY、K之间距离扩大1倍，且各网点随机分布；其程序流程开始，读入文件；根据RGB到CMYK经验公式，将RGB彩色图形分版成CMYK四版灰度图；找出灰度最深两版；按i＝0，j＝0，判断是否灰度最深两版，是则读入第i行第j列个象素，判断位置，转换模板，否则读入第i行第j列个象素，判断位置，随机分布；再写入缓冲；按j++，判断是否j＜位图宽度，是则返回判断是否灰度最深两版否则按i++；判断是否i＜位图高度，是则返回j＝0，否则写出文件。
4.如权利要求1所述的薄膜印刷制版系统，其特征在于制版机的光源为LED矩阵式结构。
5.如权利要求1、2、4所述的薄膜印刷制版系统，其特征在于制版机加热器温度自动控制装置，主要由传感器(Pt100Ω、K(CA)变送器(TZ-5A、TZ-5C)，微处理器(M3807)，光电耦合器(TLP512)与场效应功率放大三极管(FS3VS-9、FS5VS-9)组成的驱动电路所构成，(Pt100Ω、K(CA))分别经(TZ-5A、TZ-5C)与微处理机的(A/D IN1、IN2)端子连接，(TLP512)的输入端与(M3807的D/A OUT)端子连接、集电极(C)经电阻与(FS3VS-9)的(G)极连接，(FS5VS-9)的(G)极与(FS3VS-9)的(C)极、(C)极与加热器连接；其控制步骤先读取环境温度值、并将此数据保留在存贮器RAM1中，再读取加热器的温度值、并存入存贮器RAM2中，根据RAM1、RAM2的数值在if～then的规则库中找到对应的加热器调节值、经驱动电路向加热器输出该调节值。
全文摘要
本发明涉及一种印刷制版设备、制版载体及对制版载体的四色分版方法。包含计算机、相关软件,连接在计算机输出端的制版机以打印机为基础,设有由外部环境温度传感器、加热器温度传感器模糊控制电路及驱动电路构成的加热器温度自动控制装置,模糊控制电路的输入端与传感器、输出端与驱动电路连接,驱动电路输出端与加热器连接,传动机构传递滚轮为轮上设有胶皮套或带齿槽结构;供制版的载体以白色聚酯薄膜为基片,经表面涂布处理而成。
文档编号B41N3/00GK1267600SQ0010
公开日2000年9月27日 申请日期2000年5月11日 优先权日2000年5月11日
发明者顾泽苍 申请人:顾泽苍