专利名称：制造灰度模版的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于制造灰度(grey-shade)模版的方法，即在其中以边缘为限界并在其上叠加了灰度格的图案被转移到对射线敏感的基层上的方法。这种灰度模版也被称为半灰度模版。
一种所述类型的方法已公开在US4350996中。在该方法中，以边缘为限界并在其上叠加了灰度格的图案被转移到对射线敏感的基层上，该基层以膜的形式设置在那里，以便产生灰度模版。一种空板，例如一个覆盖了对射线敏感的层的屏可通过该膜在大区域上被曝光，以便获得灰度模版。
本发明基于制造更高质量灰度模版的目的。
该目的解决是由权利要求1的特征部分来确定的，即格连续地延伸到成为彼此相邻放置的图案的边缘上。本发明有利的进一步构型给出在从属权利要求中。
根据本发明的用于制造灰度模版的方法的特征在于格连续地延伸到成为彼此相邻放置的图案的边缘上。
它产生的结果是可以避免印制的彼此相邻的图案之间及图案边缘处的图案条纹，否则这些图象条纹将干扰了整个印件的质量。如果格未连续地延伸到图案的边缘，则譬如可能在那里叠加了能导致格孔尺寸变化的格孔，并由此形成了所述条纹。
当然，格也能相对图案转动。
这意味着例如格的垂直线相对图象垂直边缘倾斜一定角度。其优点在于，当多个灰度模版用各不同倾斜或转动的各个格被制造时，使用具有不同格转动的这些灰度模版的多彩色印刷印制的印件实际上不再呈现任何莫尔条纹效应或格干扰案象。
根据本发明的一个有利改进，该连续延伸的格是由所述格经历附加的细微转动获得的。
根据本发明的另一有利改进，该连续延伸的格相对于图案的转动也可通过所述格经历压缩或伸展来获得。在此情况下，该压缩及伸展也可在图象的不同方向上是不同的。
当然，压缩及伸展也可附加于细微转动地进行。
可以使用譬如设有对射线敏的覆盖层的空板通过膜的大区域上的曝光来制造灰度模版。在此情况下，所述对射线敏感的基层是所述的膜，叠加了灰度格的所述图案将被刻到膜中。在此情况下，多个图案可以彼此相邻地被刻入到膜中，并使得一个或多个图案的图案边缘与膜的边缘相重合。在所述最后情况下，膜能够譬如能放置在圆柱形空板的对射线敏感的层上并使得在圆周方向上膜边缘彼此相邻。在所有这些选择中总是保证格连续地延伸到成为彼此相邻放置的图案的边缘上，因此避免了在印制图案中这些边缘区域中的条纹形成。
当然，灰度模版也可以通过直接刻在空板的光敏覆盖层中的叠加在灰格的图象来产生，这就是说不要通过膜来产生。一种来自合适的辐射源的光束，例如激光束可用于此目的。位于空板上的覆盖层在此情况下将是所述对射线敏感的基层。
因此边靠边放置的多个图案也可用此方式被刻入到对射线敏感的基层中或是在圆柱形空板的情况下，它们可在圆周方向和/或轴向上被布置在其外表面上，并使得图案的边缘彼此紧密相邻。在此情况下，格也连续地延伸到图案的边缘，并保证了在相邻的印制图案之间不引起条纹的形成。
原则上，任何类型的灰度模版可使用本发明的方法制造。它们可以是平板或圆柱形构型。灰度模版由此可如以具有均匀小孔并在外表面上设有胶层的圆柱屏的形成出现，其中与图案相对应的地方的胶层已被除去。为一方式是，通过起初涂在是有连续外表面的圆柱基体上的胶层也可获得灰度模版，在相应于图案处的胶层也被除去，然后将一种金属、例如镍用电化学方式镀到这样获得的结构上。另一方式但不限于此，是灰度模版也能以照相凹版或挠曲胶版印模的形式存在。
所述胶层可以是例如借助足够强度的辐射可以被烧掉或汽化类型的对射线敏感的覆盖层。这些对射线敏感的覆盖层也可是包含聚合物的另一种，由此在曝光时产生被曝光区域的键合或硬化，此后未曝光的区域可通过显影工序被溶解掉。
在其上叠加了灰度格的图案直接地转移到位在空板上对射线敏感的覆盖层中这样地被实现了，这尤其是适用于不仅具有高质量而且要极快地制造的灰度模版。
根据本发明的一个进一步构型，图案用电子方法来设计并作为灰度表存储。这导致了根据需要来产生图案的相当高的自由度，并允许用电子方法以理想的方式来改变图案。
根据本发明的另一进一步构型，可以譬如对一美术母图在行或列上进行图案扫描，以便至少将行或列的一部分作为灰度表存储。
在所述这两种情况下，图案可被缓冲存储，例如作为两维灰度表存储。
根据本发明方法的一个有利改进，其特征在于，灰度表由灰度单元组成，灰度单元包括图案的灰度值，用于每次分配给它的一个图案区域；为了向其转移图案，用光束沿读出那些灰度单元中灰度值的路径照射对射线敏感的层，那些灰度单元沿着通过灰度表的相应路径放置；将每次从灰度单元中读出的灰度值与至少一个包含在一个参考单元中的参考灰度值相比较，该灰度值被分配给重叠在灰度表或图案上的格的灰度单元；及光束作为比较结果的函数被开通或关闭。
以此方式，该方法可以完全自动地进行，也可以根据本发明另一进一步构型，将灰度单元划分成细单元，及将细单元的灰度值与参考灰度值进行比较。在此情况下，可以制造出具有更加细致等级的灰度分布的灰度版。
在本发明的又一改进中，直到访问要被读出用于曝光对射线敏感基层的灰度单元时才进行灰度单元到细单元的划分。以此方式，可进一步减少电子存储空间的需要，并使制造过程更加地加快。
细单元的灰度值作为至少一个相邻灰度单元的细单元的灰度值的函数或作为至少一个相邻灰度单元的灰度值的函数被预先确定。这被证实对于改进使用灰度模版制作的图案印件的视觉印象常常是有利的。因此这些用于各个细单元的灰度值不需要从头开始得到并对于每个灰度单元缓冲存储，而可以在需要它们时产生出来，譬如说明内插法或另外措施产生。
已经在开始提及过，根据本发明的灰度模版是使用格来制作的。这些格对于使对射线敏感的基层(空板或膜)曝光的光束的导通及关断是必须的。如果将灰度单元或灰度表细单元的各灰度值与参考单元的参考灰度值或属于参考单元的各个单元的参考灰度值相比较，则视比较结果(大于或小于)而定，可以产生用于使光束开通及关断的合适控制信号。如果假定该格先达到放置在缓冲存储灰度表上，则可以用“虚格”的词意来理解，因为它在此时刻不是真正存在的。但是，如果使用根据本发明的方法制造出灰度模版，则在灰度模版上也可识别出格。格本身可以是能复加的或不能复加的。在前一情况下，格单元的内容或结构是相同的；在后一情况下，正相反，格单元可具有不同的内容或结构。
因而，根据本发明的一个有利的进一步构型，格的参考单元可由各个单元组成，至少它们中的某些包含不同的参考灰度值。在此情况下，这样地选择参考单元的结构，即各个单元可通过一个阵列Zx，Zy来编址，它被启动两次，以便读出参考灰度值。在此情况下参考单元可被视为譬如可被加入的格的格单元。现在参考灰度值可以譬如以螺线形状从参考单元的边缘向其中心上升或下降。再次地，这允许使用本发明的灰度模版产生的图案印件能获得更好的视觉印象。
也可以将每个灰度值与参考灰度值序列相比较。在此情况下，重复的参考单元可具有组，每个组具有多个各单元，这些单元在组中包括相同参考灰度值。
如果格连续地延伸到图案的边缘，则参考单元中的各单元的座标也可由灰度值单元的座标或细单元的座标的线性转换来确定。该概念是这样的，即在以灰度单元或细单元的灰度值为一方，及以参考单元或各单元的参考灰度值为另一方之间保持着原有的关系。
根据本发明的又一有利地进一步构型，格由格单元形成，这些格单元可被加到及每次位于大于格单元的参考单元中。
如上所述，参考单元可以是矩形或方形构型，以便能维持通过双指针阵列Zx，Zy访问各个单元的寻址能力。但是，另一方面也可以访问不是矩形的多边形格单元，例如六角形格单元。甚至格单元可能具有随机的结构。
本发明的优点在于，对于现有的空板中的屏格，或对于用于多彩色印刷的多个灰度模版，提供了柳制莫尔条纹现象及格干扰图案的又一措施。
在下文中将参考附图对本发明进行更详细的描述，其附图为
图1表示被光学扫描的母图以便获得沿列的灰度值；图2表示一个灰度表，它以与扫描母图相应的方式构成并具有多个灰度单元，其中每个单元包括一个母图的扫描灰度值；
图3表示圆柱屏上的复加图象，每个复加图象由多个母图组成；图4表示一种方形的叠放在图3所示复加图象的一个上的虚格；图5表示使用刻版形成的图案，在其上叠放了虚格；图6表示在圆柱屏圆周上的格，在上及下图象边缘的格彼此不吻合；图7表示在上及下图象边缘之间的相邻点上对格进行校正的方法步骤；图8表示在上及下图象边缘的区域中被校正的格，并由此在那里它们不再呈现不连续；图9表示借助于仿射变形校正格的方法步骤；图10表示在单个复加图象中的仿射变形格；图11表示使用图10所示的格通过一种格中的复加图象在圆柱屏纵向上连接起来所获得的格图象，其中，对每个复加图象考虑了格圆周方向的偏置；图12表示将灰度单元划分成细单元；图13表示如何借助内插法对于图12所示的各细单元获得灰度值的；图14表示如何在一空板上进行曝光及形成格的；图15表示格的参考单元的结构；图16表示格的参考单元及在格变形后产生的变形参考单元之间的关系；图17表示通过灰度表的多次复加形成一个复加图象；图18至21表示用于灰度单元相交条件的特定情况；图22至25表示解释根据本发明的方法的程序的流程图26表示格的另一参考单元的结构；图27表示内含六角形格单元的方形参考单元；图28表示用于实施根据本发明的方法的装置的总体概图；图29表示具有细单元及叠放其上的格单元的图象主题；图30表示根据图29的图象主题的放大细节；图31表示以上升或下降顺序标号的一个参考单元序列；图32表示以上升或下降顺序标号的另一参考单元序列；图33表示图32中所示序列中一个单元的放大图；及图34表示图31中所示序列中一个单元的放大图。
在下文中描述的示范实施例涉及屏板印刷模版的制造，虽然如在导言中提及的，另外的模版，如照相凹模版或挠曲胶版印刷模版也可使用根据本发明的方法制造。在激光刻版机上刻制屏板印刷模版的凹版时，使聚焦的激光束在一个圆柱屏表面上移动，该圆柱屏完全地被譬如胶膜覆盖。通常，在此情况下聚焦点在胶膜层上描出一个螺旋线，因为，譬如圆柱屏被驱动进行旋转运动，及聚焦激光束的光学系统同时地在圆柱屏轴向上移动。另一方式是，可以在每次刻出沿圆柱屏一个横截面圆的轨迹，然后，一旦已刻出一圆周线时，将刻版头向前移一个轨迹的宽度。在开通激光束时聚焦点上高度集中的辐射能量使胶膜烧掉，而留下胶膜下面的金属屏，这时在外胶膜层上就有了相应的图案。在已除去胶膜的点上曝露出屏，其中可渗入印刷油墨。
直到现在，通常仅能在这种激光刻版机上制作具有满栅的圆柱形模版。对此的原因是产生这样的灰度凹纹信息是困难的即将呈现半阴图象(摄影照片)的“灰度”适度逼真地转移到已设有屏结构的表面而不产生莫尔条纹效应或另外扰乱印刷图象视觉印象的油墨点附聚。图象的母模通常借助于扫描器被用光进行扫描。然后配置成数据并存储在存储介质上。在这些图象数据被适当处理后，它们将在激光刻版机上用于譬如在覆盖了胶膜的圆柱屏套筒上刻制图象图案。所有这些处理是由适用的计算机或微处理机控制的。
在根据本发明的方法的情况下，首先形成图象结构，然后按照待模制的灰度施加栅格。与此同时，图象结构这样地被构成，即它以整数的均匀分布图象点设置在圆柱套筒的圆周面上。这样一来，就避免了视觉上可察觉的相连结构。
图1试图表示使用不同的灰度而非鲜明轮廓以类似膜片的方式给观察者一种真实物体印象的原图或母图1。一种本身公知的图象扫描仪借助光阅读头沿着读轨迹2读出呈现在图象点上的灰度值。在此情况下，读轨迹2平行于左方图象边缘3延伸。在该读或扫描程序期间，由阅读头发射的并由图象上受光点4反射回的光线被接收并经过光电池，将其转换成模拟量电信号。然后该信号被转换成数字信号，例如借助于同样是公知的A/D转换器。该信号例如为0至255之间的数字值，它代表在图象该点上的灰度或黑值。在此情况下，值0规定为白色及值255为深黑色。图象中的这些点4以从起始点开始规定的间隔分布；当然，它们并未真实加在图象上，而是在每次读过程前后它相对于阅读头以确定的高度间隔Au1移动。读轨迹21之间的水平距离Aa1同样是从开始点确定的。这些距离应这样有利地选择，即它们应符合随后将被使用的灰度模版刻制时使用的合理距离。例如，这些距离选择为50或100μm是合理的，因为例如借助于CO2激光可获得用于刻制的聚焦直径为70至100μm，因此将刻制线设得太靠近就无大意义。另一方面，聚焦直径可在某些时候增加到约200μm，这对于某些应用也是合理的。相应地距离Aa1及Au1也要增大。用上述方式确定的灰度值现在被存储在计算机的存储介质中，例如磁存储盘，或RAM区域中，它们具有适合的大容量。
这被象征地表示在图2中。图2试图表征一个存储区域，它在下文中将被称为灰度表7。灰度表7在其单个存储单元或灰度单元8中包含各数字值或灰度值，该值相当于图象上相关点4的反射强度并被作为图象上点4的灰度量度。在已作的假定基础上，这些值在0及255之间。为了更好地示出灰度单元8的内容，存储器的一部分置于放大镜9下，它被图示地放大了。应该指示，已经读出并存储在灰度表7中的母版1的灰度图象总之并不需要与圆柱屏的圆周长及长度适配。被存储的母图1将是要被放大的或重复多次地施加在圆柱屏的周面上。这两种措施均可使用。通过这两种措施的组合，总是能作到无空隙地填满圆柱屏的圆周面。当存储的母图1或灰色图象的宽度小于圆柱屏长度时，多次重复(＝图象复加)可在圆柱屏轴向11上作出。视待表现的图象或象素而定，轴向11上的幅度系数也可与圆周方向10上的幅度系度不同。
图3表示具有多次复加的灰度图象。适当地放大或缩小的母版1在纵向区段12中被多次地施加在周围方向10上。相等的纵向区段12在轴向11上施加多次，每次在圆周方向上相对另一次偏移了偏移距离13。该偏移距离13将用于后面的公式中并在那里用符号V表示；它可被选为随意的大小或为零。位于纵向区段12中并由在圆周方向上复加母图1形成的图象在下文中被称为复加图象14。复加图象14的高度相应于待刻版的圆柱屏的周长h。复加图象14现在根本不需要与母版1相同的方式固定，因为所有灰度值已实际存储在灰度表7中。只要指出在圆周方向重复的次数就够了，这意味着，复加图象14是与灰度表7一起明确地确定的。在轴向11上的最后尺度Aa及圆周方向10上的最后尺度Au现在可归因于灰度表7的每个灰度单元8。这些尺寸相应于读间隔Aa1及Au1乘以加在各方向上的放大或缩小系数。
图4表示迭加在纵向区段12，也即选放在复加图象14上的虚设方格15，这是基于这样规定的施加方格的条件即在随后的印刷图象中将给于观察者以灰度图象的印象。这种格子可与复加图象14的宽度b无关地确定。然后仅需要在刻版工作期间进行格子的施加。“飞动”(“onfly”)施格一词就是用于此情况。在该对图象施格的方法中，格子持续在地纵向上延伸，而与图象宽度b无关。另一方式是，格子可以这样形成，即它精确地以复加图象14的宽度b重复进行。这当所有的信息，也就是说不是单涉及母图1的信息而是涉在其上设有格子的灰度图象的信息，被存储在专用工作存储器中并在刻制期间从该工作存储器中被通过重复读而被读出并被转换成刻版指令的情况下是特别有利的。在此情况下，通常必需有仿射变形，以便使格子不仅精确地在圆周方向10上与圆柱屏的圆周适配，而且也同样精确地与复加图象的宽度b适配。该宽度也被称为纵向关系。当用计算机施格时，虚格15仅被该格的单格单元(参考单元)来完成。这意味着仅是一个格单元21的内容与母图1分开地，也同样与复加图象14分开地存储在适合的介质(RAM，硬盘)中或介质上。这也是为什么它被称为“虚格”。格单元21的内容是以用于大量格单元21的分区域(64至6400)的适当标度来确定。这将在以下更详细地描述。虚格15的网络线16及17预定能相对于左图象边缘3及上图象边缘19以所需角度18对齐。该角度自由选择的结果是，当使用根据本方法产生的印刷模版时应能尽量地抑制印出的印刷图象中的莫尔条纹现象。这种莫尔条纹现象是在当重复纹理(灰度格施加)具有另外周期的纹理(屏结构)叠加在其上时的模版情况下形成的。当多个这种模版的印刷图象相重叠(多色套印，三色套印)时，该效应变得更严重。如果在一套印版的条模版上随机地选择所述角度18，首先需彼此各不相同，就可抑制这种莫尔条纹现象。一条在起初提及的沿其刻模的螺旋线20表示在图中虚格15上。螺旋线20相对于圆周方向10的倾斜是很小的，确切地说，螺旋线20倾斜角的斜率相当于进给量S除以圆柱屏周长h(580至1000mn)的商值。进给量S的量级被选得与刻版线的宽度相同，因此也就相当于聚焦点上激光束的直径(约70至100μm)。虽然如前述该角度18可随意选择，但还是受到一个很小的限制。格子的倾斜必须被校正，甚至是在很小的范围上也是如此。必须指出，如果格子不合适，也就是说如果在相邻点上格子未使点精确地并入格子本身中时，在圆柱屏圆周上刻制图象的一个复加图象14与后一复加图象相邻边缘的点上对于观察者将能看到黑线或亮线形式的误差点。
图5表示在刻版期间产生的并在其上迭加了虚格15的图案。由于原来与图象边缘平行的图案区域这里以相对圆周方向10由螺线20引起倾斜度倾斜，因此在圆柱屏表面上的图案稍有变形。在一个示范实施例的情况下，该变形角度为β＝0.1/(580至1000)＝0.00002至0.00001弧度(rad)这是对于常规变形的一个好的平均值。这样小的变形与很多印刷应用无关。图5中图示的变形大大地夸张了，为的是表示出该状态。但是重要点在于；仅是图象内容的变形是次要的，而可能出现在刻版图象中复加图象14相邻边缘上的误差不应该有，所述误差是由于为了产生半灰度而被用的虚格15的网格线16及17完全任意地定位引起的。圆柱屏刻版的情况下，设有格信息的复加图象必需一次地施加到待刻版的圆柱屏的圆周h上。在下刻版图象边缘24与上刻版边缘19相邻的点上，被圆柱屏图象边缘随机相交的格单元21应彼此相遇，其结果是在印刷图象中出现了可看得出的刻版误差。虽然在前面已说过其要求是格15的网格线16及17可相对图象边缘以任何可选择的角度18布置，该要求现在必须受到一定限制。如果格子被移动了圆柱屏的周长h，则格子在由此产生的连接点上的必须无误差地连接。但是，如果允许格子有非常小的转动及类似的扩展或压缩，则刚才所述的要求总能被满足，这实际上在角度的自由选择上也无任何限制。
图6表示在下图象边缘24及上图象边缘19的相邻点上13上不能彼此吻合的格子15。格子非常小的变形(＝扩展+扩展或压缩)足以避免这些误差。在“飞动”施格方法的情况下，格子15持续地在纵向11上在相邻点36处向前拖动，以使得这里完全不会产生格子施加误差。这意味着，格子15不具有作为纵向关系的复加图象14的图象宽度b，而它的纵向关系是完全与宽度b无关的。
将参照图7，来解释对于校正圆周方向10上施格误差所需的变形方式(扩展+转动)。在该方法的情况下，在上及下界边缘之间的相邻点上校正误差。格子相对圆柱屏圆周h及复加图象14的宽度b(＝纵向关系)的变形无需大于格单元21的边尺寸5及26。图7表示接近于复加图象14的上图象边缘91及下图象边缘24的图象细节。在此情况下这样地设置了格子，即格子的网点3 0与复加图象14的左下角点32相一致。另一相邻的格子网点34设法接近复加图象14的左上角点33处。从角点32到网点34的连接方向与复加图象14的左边缘3中夹有一角度d4。如果格子通过角dφ转动，使格子的网点34精确地停在边缘3上。通常，格子的网点34现在仍不会与角点33相重合，但将在距离角点dλ处。于是将格子放大或缩小直到格子网点34与角点33取得重合。这种处理对格子产生出小的校正旋转角dφ及变距校正系数，该系数很接近于1。变距校正系数为Zf＝h/(h-dλ)在此情况下，当格子转动后格网点34位于角点32及33之间，则dλ成为正值。如果选择的该格网点在该区域的外面，dλ必定为负值。如果将由转动dφ及放大组成的失真校正施加在整体格子15上，则当上、下图象边缘相邻时，就能满足格子无误差吻合的要求。
这种状态表示在图8中。在下及上图象边缘处的区域27是该图中内部区域28的重复，因此它们以展开的方式表示出真实圆柱屏的圆柱面，用于表现格的吻合。从该图中可以看到相邻点36的下角点处格子不同位置S，该位置S是由在纵向11上将复加图象14重复连接起来时产生的。如果到现在为止已由很小的转动及用虚格15的整体仿射变形取代放大形成了格子的变形，使格子同时地在所有相邻点36上处于同等的位置时，就获得了在相邻点36处格的正确吻合。以此方式，包括格子信息的整个图案就能以复加的方式处理，然后可存储在适合规模的存储器中，最后，在刻版时对于施加格子可从那里取出使用，无需任何进一步的计算步骤，还必须使用对于每个新纵向复加原来就要使用的圆周偏置处理。这种格处理方法被称为预先仿射施格方法。
对于仿射变形的方式将参照图9进行描述。再次地，在这里将格子15作了移动，使格网点30与复加图象14的左下角32相重合。角点33位于上边缘的左端。格网点34接近该角点33。根据迄今已描述的内容，已经阐明了格子15必须被变形，以使得格网点34与角点33相重合。此外，当要施加相同的图象细节时，现在，在右边缘37上也要设法使格子吻合。这就需要关连点38，它位于右边缘37处并在圆周方向上偏置距离V，是与起始点32同类型的格网点。格网点39与这里很接近。现在格子必须附加地变形，以使得格网点39与关连点38相重合。还必须作到所有的变形线性地进行，以使得即使在变形后，各个格网点彼此间有均匀的距离。如果使用一个座标系，其原点与复加图象14的角点32相重合，y轴方向与左图象边缘3相重合，及x轴方向与下图象边缘24相重合，则确定变形的图象中点座标由以下来决定未变形的格子15的两个格网点38，39的座标为格网点34X1，Y1格网点39X2，Y2这两个格网点设法要与之重合的点的座标为角点33o，h关连点38b，v。
对于解决所考虑的该任务适用的线性座标变换具有以下形式；x＝ax·xp+ay·ypy＝bx·xp+by·yp(TG)其中变换系数ax，ay，bx，by仍是未知的。
如果将该变换规则应用于待变换的点，则可获得以下四个等式o＝ax·x1+ay·y1h＝bz·x1+by·y1b＝ax·x2+ay·y2v＝bx·x2+by·y2(AB)最后这四个方程式可以作到求解出四个未知系数ax，ay1，bx，by，及最后使用这些系数，可以运用关系式(TG)求解出转换格子中所有另外格网点的座标。
由(AB)的求解得出这些系数值如下ax=b·y1x1·y2-x2·y1]]>ay=b·x1x1·y2-x2·y1]]>b1=v·y1-h·y2x1·(y1-y2)]]>by=h-vy1-y2]]>(KF)在圆柱屏刻版期间，螺旋线20将实际上位于仿射变形格15中。正如以下要描述的，因为在该格中的一个单元将仅被用于实际对应于未变形格的一个方形单元，该螺旋线20或至少其上的个别点必须用转换来形成，定与(TG)式相逆地转换成未变形格的表达形式。利用求解Xp，Yp，由(TG)式获得以下逆变换的表达式xp=x·by-y·ayax·bx-bx·ay]]>yp=y·ax-x·bxax·by-bx·ay---(IT)]]>在这些表达式中，X及Y是变形格网点的座标，及Xp，Yp是未变形格网点的座标。如果用螺旋线20的真正端点的座标取代X及Y，则就获得对于Xp，Yp的该螺旋线端点的方格上变形的座标，并使用α-=arctan(x y )---(W1)]]>相对网线族16，17的该变形螺旋线的角度将在确定半灰度值时进行考虑，对此将在下面描述。
图10表示在一个单复加图象14中的仿射变形格，及图11表示施格过的复加图象在圆柱屏纵向上连接起来时产生的格图象，在每次复加中考虑了圆周方向上的偏置距离V。一个复加图象14的格在所有四个边缘上均正确地与相邻的复加图象14相吻合。
并此，所描述的仅是在彼此待连接的图象细节相邻点上格子的吻合。但是，另一重要的技术措施是数字信息的形成，一方面，要使相应于母图1的灰度的印刷图象的彩色强度能够受到控制，及另一方面，格与前面复加图象的连接也应与纵向关系无关。
为此目的，在图2中灰度表7的每个灰度单元8再被划分成细单元。这被表示在图12中。被确定出的圆周分辨率及纵向分辨率将比与读点4之间的间隔Au及读线2之间的间隔Aa相对应的分辨率更精细，其中间隔Au及Aa用作灰度表7的基础。这些间隔Au及Aa也被看作想象的灰度单元8的尺度。该灰度单元将从灰度表7或复加图象14中转移到圆柱屏的圆周上。上述的圆周分辨率及纵向分辨率不是完全任意选择，而是依赖于必须与圆柱屏的网孔宽度的相应细度对应的经验值。用户可选择细的，中等的及粗的分辨率。以下的表I包括对此的典型值
表1模版屏的细度 分辨率 粗格水平分辨率 垂直分辨率 角度[孔/英寸] [行/厘米] [点/毫米] [点/毫米] [度]60 中13.5 10301580 中16.6 10301580 细53.9 215015105 中20.95 153015125 细27.0 13.33 3015125 中22.2 8.0 3015125 粗15.77 7.76 3015135 粗16.6 103030155 细31.8 202030155 中27.7 13.3333030155 粗19.5 12.3 3030165 细36 19.1 3030165 中29 143030165 粗20.8 13.5113030185 细40 19.38 3030185 粗23.34 16.9 3030195 细39.1 19.7 3030195 粗23.34 19.7 3030图12中相应于灰度单元8的划分灰度单元41，在此情况下基于该表的细节譬如在圆周方向上划分三道，及在纵向上划分四道。在灰度单元41给出了灰度表7中灰度单元8的尺度Au和Aa。具有尺度tu及ta的细单元42作为划分的结果而被获得。将相同的灰度值给于这些细单元42的每个中，该灰度值被包括在灰度表7的每个灰度单元8中(原始值)并由它获得灰度单元41。现在将细单元42中的灰度值与给在虚格15的参考单元46(图15)相比较。对虚格15的该参考单元46将在图14及15的讨论中更详细地讨论。
原则上，在灰度单元41的细单元42中的灰度值也可由内插法来获得。这如图13所示。在此情况下，原始值仅在灰度单元41的中心43处的细单元42中被存入。位于灰度单元41边缘的那些细单元42包含的值可使用相邻灰度单元41的值插入来获得。但是，由于在“飞动”施格的情况下直到刻版时才产生灰度单元41，因此或是在灰度值内插时需要相当高的处理速度，或是刻版速度必须降低。此外，从控制计算机RAM中必须不仅能一直获得用于当前刻制的圆周行的数据量，而且也能获得其相邻圆周行的数据量。因而，在此情况下利用预先仿射施格进行操作才是有利的。
图12，13及14表示相对于圆周方向10已知倾斜角度β时的螺旋线20。该倾斜角的确定已结合图5讨论过了。对于展开该施格方法重要的分步值可以从图中取得，即dGu，dGa，dgu及dga。这些值由下式给出dGu＝Aa/tan(β)dGa＝Au·tan(β)dgv＝ta/tan(β)dga＝ta·tan(β)(SW)图14表示该施格方法的实施。这里表示了灰度表7及其灰度单元8和41。在圆周方向上灰度表7的尺寸是h1。第一螺旋线20的起点位于第一复加图象14的第一单元的左下角，或与此等同地位于灰度表7(图2)的第一单元的左下角，或与此等同地位于灰度表7(图2)的第一单元的左下角。在灰度表7中，在圆周方向上具有Nu＝h1/Au个单元，及在轴向上具有Na＝b/Aa个单元。每当螺旋线20与灰度表7中的灰度单元8的边界首次相交时，灰度单元41的细单元42将精确地以与第一次相交的单元8中灰度值相对应的那些值被填入新值。此外，对相交点XRG或YRG与单元8及与其等同的灰度单元41之间的精确距离进行计算。必须确定出当螺旋线20从起始点至终点穿过时每次持续相交的这些单元8及它们相交点的座标XRG，YRG。对于这些座标的计算将在以下参照专门的流程图来讨论。将交点座标XRG，YRG转移到灰度单元41(图12)上，以便能类似地确定出在这里相交的细单元42及它们与螺旋线20相交点的座标。这些细单元42交点的座标具有相对于螺旋线20进入细单元42的起始点的座标Xa及Ya和相对于螺旋线20再离开细单元42的终点的座标Xe及Ye。与一个细单元相交的螺旋线部分的中点座标Xz及Yz是在进一步计算程序中需要的。它们被获得来作为λ点及出点座标的平均值xz=x1+xe2+xRC]]>y2=y1+ye2+yRG]]>对于刚提到的这些座标，其灰度值是从当前细单元42中取得的，并被记下以用于比较。
图15表示虚格15的参考单元46，它被设来用于比较，并已提及过多次。在此示范实施例的情况下，在该参考单元46中设置了8×8＝64个单元44并且包含了从3至255的灰度值。灰度值以参考单元46的外角单元45中的最低值为开始并沿螺旋状路径进入到参考单元46的中心。在该示范实施例的情况下，它们同时地从一个单元44到另一个单元44每次单调地升高一个值4。在一般情况下，虚格15的参考单元46包括Ngrr×Ngrr个单元，例如，该参考单元46也可包括80×80＝6400个单元。但是，指定不需要大于一字节存储空间的灰度值是合适的，这就是说其值在0至255之间。在6400个单元的情况下，多个(约25个)连续的单元则总是必须包含相同的值，此外，当发生变化时，该值仅是每次跳变值1。当穿过参考单元46时，螺旋线20在参考单元46内部遇到多个单元44。但是，并不需要对所有的各单元44读出它们的值，取而代之的是，仅是在当前细单元42的座标X2及Y2处所需的那些值将总被删除。在虚格中的参考单元46也可被视为一个表，其中的值依赖两个位置，水平位置序号47(＝Zx)及垂直位置序号48(＝Zy)。在分配座标(Xz及Yz)时必须考虑到格的转动及仿射变形。如果包含在细单元42中的灰度值大于各单元44的灰度值，则激光机得到指令将光束开通。激光束保持开通，直到在细单元42中的灰度值小于各单元44的相应值为止。当为这种情况时，激光束被关闭。
将座标Xz及Yz分配给位置序号Zx及Zy的分配被表示在图16中。这里在一个座标系中描绘了大量未变形的参考单元46，该座标系的Y轴位于圆柱屏的圆周方向上，而X轴位于所述圆柱屏的轴向上。但是，该未变形的形状并不相应于圆柱屏表面格网单元的真实形状，而格网单元的形状相应于已仿射变形的这些参考单元46的形状。这用变形参考单元49来表示。仅是在该变形形状下，在圆周方向上、下格边缘相邻无误差并在纵向上与下一纵向关系相连接。在未变形参考单元46中的点P′在变换到变形参考单元49上后被移动到位置P上，位置P由前面得出的关系式(TG)来计算。如果未变形的参考单元46具有尺度RH及RV，则点P′的座标由下式给出
xp·＝n·Rv·sin(α)+m·RH·cos(α) (PU)yp·＝n·Rv·cos(α)-m·RH·sin(α)利用该方程式组(TG)将导出用于实际圆柱屏表面上变形点P的座标的下列表达式xpv＝n·Rv·Kxv+m·RH·Kxhypv＝n·Rv·Kyv+m·RH·Kyh(PV)以下的表达式用于上式中所有的变换系数Kxv＝sin(α)·ax+cos(α)·ayKxh＝cos(α)·ax-sin(α)·ayKyv＝sin(α)·bx+cos(α)·byKyh＝cos(α)·bx-sin(α)·by(K01)在方程式组(PV)中，n及m不需要为整数值；仅当具有座标x及y的点位于网线交点上时，n及m才为整数。在任意座标的情况下，例如在由四根网线构成的参考单元中的座标X2及Y2的情况下，譬如n及m相应于十进制小数，在十进制小数，在十进制小数点后的位更精确地指示参考单元中的位置。如果用(PV)来解n及m，则获得了下列表达式n=x·Kyb-y·KxbRv·(Kxv·Kyb-Kyv·Kxb)]]>m=-x·Kyv+y·KxyRH·(Kxv·Kya-Kyv·Kxb)---(L01)]]>对于在流程图中所示的某些程序部分，尤其是对于子程序GTAB，必须详细地考虑产生复加图象14时的几何关系。在图17中，用多个复加的灰度表7象征性构成复加图象14。在该例中的灰度表7包含在圆周方向上的(Nu＝)4个单元8，及纵向上相同数目的单元8。复加图象由在圆周方向上复加(Numf＝)4次灰度表7来构成，这些灰度表总是相同的。在图中注入了参数Aa，Au，Sa，Su，并以此方式表示它们相对应的尺度。
图18至21表示一系列的螺旋线20与单元8及41相交状态的特定重要情况，这些特定情况对于理解下文中将描述的计算程序是重要的。这些图基本上取自于图17。
图18表示位于模版刻制起始点的单元8。当然，这也是灰度表7中的第一单元并由此具有序号1。虽然这里也类似地记有尺寸Sa及Su，但是在该特定情况下这两个参数指定为值0。这里，螺旋线20精确地通过单元8的左下角点。在此情况下，XRG＝0，及类似地YRG＝0。
图19表示在其中螺旋线20的入点51已位移了XRG的灰度表7中的一个单元8。如果螺旋线20穿过单元8的高度Au，则螺旋线的出点位于再向右一个量dGa处，并且出点座标XRGN正好大于入点座标XRG这个量。这是螺旋线穿过一个单元8最共同与普遍的情况。在此情况下幅值YRG等于零，因此在该图中未示出该相应的尺度。
图20表示另一特定情况，其中螺旋线20离开具有序号的单元8时相交于右侧边缘54，并垂直地移动，于是进入相邻的具有序号5的单元8并相交于所述的相邻单元8的左边缘54。在此情况下，当然YRG不为零，但XRG在这里等于零。
最后，图21表示最后一个特定情况，其中螺旋线20正好在一个单元8的右上角点53处离开它，该右上角与螺旋线20接着进入的单8的左下角点重合。
使用这些结果并借助于图22至25中的流程图，现在可以来描述施加格子所遵循的方法步骤。
在详细描述流程图中的程序前将给出所使用参数的一览表参数 意义b 复加图象的宽度h 复加图象的高度h1 灰度表的高度v 圆周方向的偏置距离Au 灰度表7中的灰度单元8圆周方向的尺度Aa 灰度表7中灰度单元8的轴向的尺度α转换到仿射变形格中的螺旋线角度α相对于轴向及圆周方向格子的理想旋转位置β相对于圆周方向的螺旋线角度Nlngs 用于整个模版的复加图象的纵向重复次数；相当于调用子程序GTAB(…)的次数Nu 在模版圆周方向中灰度表7的存储单元8的数目Numf 对于整个复加图象所必须的灰度表重复次数N1 在圆周方向上灰度表中每个灰度单元的细单元42的数目N2 在轴向上灰度表中每个灰度单元8的细单元42的数目tu 圆周方向上细单元的尺度ta 轴向上细单元的尺度ax，ay，bx，by转换系数kxy，kxh， 总转换系数kyv，kyh，D1，D2 对于n，m的条件方程组(L01)的分母程序GTABZNr在灰度表中存储单元的单元号。Su 从模版起始点到目前被处理的单元8的左下角点量出的圆周座标(＝粗座标)。Sa 从模版起始点到目前被处理的单元8的左下角点量出的圆周座标(＝粗座标)。XRG，YRG从单元左下角点量出的螺旋线进入该单元8的入点座标。XRGN从单元左下角点量出的螺旋线出该单元8的出点座标。Liflg 指示单元的左边缘与螺旋线相交的特征位。
程序RGTZXa，Ya螺旋线进入细单元的入点相对其左下角点(＝起点)的座标Xe，Ye螺旋线从细单元出的出点相对其左下角点(＝端点)的座标Xh，Yh描述当前细单元左下角点及在灰度单元41左下角点之间距离的辅助座标Xz，Yz被一个细单元围住的相对于灰度单元41左下角点的螺旋线部分中点的座标Gtw 灰度值＝灰度表中单元内的灰度值程序GRTVX，Y 被一个细单元包围的相对于模版起点的螺旋线部分中点的座标n，m 变换后座标Δn，Δm 变换后座标的十进制小数＝虚格中参考单元的一个单元相对于虚格中参考单元左下角点的座标zx，zy虚格中参考单元的一个单凶44的各水平及垂直位置序数图22表示要进行的主计算程序。在开始时，所有这些参数被询问(步骤100)或被计算(步骤101，102)，它们在圆柱屏施格的整个过程中保持有效。尤其应该指出，Au实际作为一个整数包括在复加图象14的高度h(＝圆柱屏的周长h)中。因此该值不会因取整数值而出错，以致Nu*Au不同于h。通过适当地选择计算精度(双倍精度)及明智地选择Nu的值可以满足该条件。所有被使用的参数应作为所谓全局参数使用，这就是说任何参数值可从任何程序部分存取。座标值XRG，YRG在步骤103中被置成零，这对于首先由程序处理的灰度表7或复加图象14的左下方单元是必需的并仅代表顺序连接多次的灰度表7。子程序TGAB在环106中被调用Nlngs次。在此之前，在环106中值Sa被置零用于每次新的运行，因为每次运行相当于一个复加图象14整体的产生。
图23表示子程序GTAB；在该子程序中产生出复加图象。为了解释数学几何关系将参照图17至21。在该子程序中至少通过灰度表7进行一次完整运行。但是，一般为产生一复加图象通过灰度表7需Numfm次。这与刻制出一个完整的纵向图宽是等同的。它随后返回到调用的程序部分。要被重复运行多次的环的首部位于115。首先，对于起动所需的起动条件在步骤110上产生。灰度表7的单元号首先被置成1，因为正如已经提及的，刻制工作开始于灰度表7中第一单元8的左下角。计数参数Nu1及N1被置为零，特征位Liflg被删除，即被置成零。此后，在步骤111上立即调用程序RGTZ，在该程序中处理参考灰度单元及它的细单元。该程序部分将在后面描述。在步骤112上询问特征位Liflg。如果该特征位已设置，则程序进入步骤114，否则到步骤113。特征位Liflg基本上指示在最近通过该程序环运行时是否与单元的左边缘相交。如果是该情况，则在最近通过该程序运行时在步骤119上将值XRG置为0，于是就处理了经由左侧边缘进入一个单元。在第二部分中，现在通过其下边缘进入一个单元，现在必须处理该部分。但是，现在XRGN大出一个值Aa，必须在步骤114上适当地减少。如果特征位Liflg未被设置，则由老座标XRG加上变量dGa(例如见图14)来简单地形成新座标XRGN。程序现在进行到决定步骤116上，该步骤作出值XRGN的幅值的估算。根据XRGN是在Aa及0之间还是等于或大于Aa，程序分别进入117118或119。
根据与图17至21一起使用的术语，当螺旋线经过灰度表7中当前单元8的上边缘并从该边缘出来时，则程序转移到步骤117后面。这是当变量XRGN在0及Aa之间的情况。现在螺旋线穿过单元8，而没有相交与任何垂直延伸的侧边缘54，并进入它上面的下一单元。这样一来，就与两个单元之间的一个上边缘或下边缘相交。在此情况下，描述仅是在圆周方向上一个单元序号的参数Nul将递增1，灰度表中的单元序号ZNr也同样地递增1。圆周方向中的单元角点座标Su增加一个单元的高度Au。螺旋线进入所述下一单元的入点的X座标XRG被置成值XRGN，该值是螺旋线20从上一单元8出来的出点52的X座标。该最后所述单元的座标是在环中上次运行时确定的。在此情况下入点的Y座标YRG总等于0。
如果螺旋线正好在其右上角点离开一个单元并在下一单元左下角点进入该单元，则程序转移到步骤118后面。在此情况下，XRGN＝Aa。值Nu1递增1，但单元号增加1+Nu。此外，轴向的座标Sa及圆周方向座标Su均突然增加，并分别增加一单元宽度Aa及一单元高度Au。在此情况下，XRG及YRG均假设为值0。最后，XRGN必须被置为零，以便下次在步骤113中加dGa时，XRGN不会变成大于Aa，并且在下次运行时程序不会错误地转移到步骤119。
如果XRGN变成＞Aa，则程序进入到步骤19。如果考虑步骤113，可以看到当一个值dGa这样地大，以致当它加在稍小于Aa的值XRG上后使值XRGN超过Aa时，则发生这种程序转移。在此情况下，螺旋线穿过相邻两单元的垂直侧边缘，甚至在XRGN能取得所述值以前已是如此。单元序号ZNr必须精确增加Nu。实际上被单元上、下边缘切出的螺旋线部分被在此情况下经过它的垂直侧边缘划分成两部分，并且计算程序也必须考虑到这种状态。起初，对于螺旋线20从第一部分中出来设置变量XRG及YRG。单元号ZNr必须增大Nu和变量Sa增大Aa，及根据几何特性计算YRG，当然XRG被置成等于0，Liflg被置成(＝-1)，以便在通过环进行第二部分的接下来的运行中该特征位仍保持已知，在第二部分中螺旋线再次切过单元的下及上边缘。
从步骤117及110出来后接着是询问步骤120，它询问已被处理过的单元数是否与灰度表7的高度相对应(Nu1＞＝Nu)。如果为此情况，在步骤121中计数参数N1递增1，因为对复加图象要加上另一个灰度表。计数参数Nu1再次被置成0，及单元号必须减少Nu。在步骤122上，询问一个问题，即在灰度表7中重复的次数是否相应于对于整个复加图象14所需的次数Numf。如果为此情况，则在步骤123上将值N1置成零，并同样地将座标值Su置为零。因为如果程序已通过步骤118 Sa的值可能大于或等于b，该条件在步骤124上询问。如果该最后的条件被满足时，则不需要再考虑另一单元8，就完成了复加图形及程序进入到步骤125，它相当于调用该子程序GTAB的程序点。
图24表示子程序RGTZ，其中单元8再次更细致地划分，并以此方式有利地形成灰度单元41，如图12的情况那样。为了描述程序过程，尤其要参考该图12中的关系。一个单元在圆周方向上被划分N1倍及在轴向上被划分N2倍。为了划分一个单元8，每种情况下灰度值Gtw取自于灰度表7并分配给参考灰度单元的细单元42。在该程序过程中，也要作出决定，看哪个参考灰度单元的细单元42被螺旋线20相交。这种单元8的划分原则上不仅对在灰度单元41的细单元42中灰度值的内插建立了选择，而且一个附加的优点是增加了计算精度，尤其是对于避免在复加图象与圆柱屏圆周相交的点处形成可看见的交界显得是重要的。将用一个计算例来解释它。产生的数字总误差由Au误差的Nu倍加上总数Su(＝圆周座标)乘以N1倍的tu误差形成，尽管模版屏的圆周长h的实际划分等于Nu与N1的乘积及细分割长度＝tu。
根据本发明具有细单元划分的方法圆柱屏的周长h＝1250mm灰度单元高度Au ＝0.1mm细单元高度tu ＝0.0333mm计算精度 ＝1E-4(整数精度)；每次复加可能的误差 ＝0.1*1E-4mm＝1E-5mm每周复加数目Nu＝h/Au ＝12500在一圆周后可能的总误差 ＝(12500+3)*1E-5mm＝0.125mm＝125μm。没有细单元划分圆柱屏的周长h ＝1250mm灰度单元高度Au ＝0.0333mm计算精度 ＝1E-4(整数精度)；每次复加可能的误差 ＝0.1*1E-4＝1E-5mm每圆周复加数目Nu＝h/Au ＝37500在一圆周后可能的总误差 ＝37500*1E-5＝0.375mm＝375μm。
当然，这里确定的误差对于刻版工作是太大了。通过选择较高的计算精度(单精度＜1E-7或双精度＜1E-15)，可以获得所需的精度(＜1μm)，但结果是增加了计算时间的损失。
再次地，在步骤130上绘出了用于起动所需的条件。在此情况下螺旋线20进入细单元42的入点座标以Xa及Ya表示，而出点座标以Xe及Ye表示。在进入程序时，进入一个细单元42的座标-这里入点用“起点”表示及出点用“终点”表示-被设成值XRG及YRG。用非常类似于前面的方式，即从左下角点测量座标Xa和Ya及Xe和Ye，但现在是从细单元42测量。此外，辅助座标Xh及Yh均被设置为值零。这些辅助座标具有的意义类似于参数Sa及Su。它们代表当前细单元42的左下角与当前单元8的左下角点的距离。在步骤131上，现在要问的问题是Xa是否大于轴向上细单元的间距ta。如果是这种情况，则在步骤132上每次辅助座标Xh增加ta，Xa正好减少该相同值，直到在步骤131上的询问结果是从否定方向输出为止，也就是说到当Xa变成＜ta为止。对Ya及Yh执行相同的操作，但是在此情况下参量tu的增加及减小是用于比较。现在，在步骤136上要问的问题是Xa及Ya是否均等于零。如果是该情况，螺旋线20现在可仅在正在考虑的细单元42的左角点处开始。程序转移到步骤137后面。在步骤138上通过将值dga加到Xa上开始确定螺旋线20从细单元42出来的出点X座标Xe。在具有所谓变形的细单元的情况下，Xe可能超过ta，尽管这是很不可能发生的。因此在步骤139上对此状态作出检验。如果在139上的询问结果是从肯定方向输出，则正如从几何上容易看出的，Xe必须取值ta及Ye必须等于ta/tan(β)。如果在139上的询问结果是从否定方向输出，则Ye取值tu及Xe不需要被修正。
进一步的计算步骤将再次地以等同于在136上的询问结果从否定方向输出再经适当程序点后所必须执行的步骤的方式进行。但是对此安排在后面考虑。再来考虑询问步骤136并假定是从否定方向输出。在步骤114上询问问题是否因为Ya大于零而产生该情况。如果该询问结果是从肯定方向输出，则螺旋线20经由其左侧边缘进入当前所考虑的细单元，程序转移到步骤142后面。螺旋线被细单元42切出部分的终点座标Xe及Ye，也即螺旋线从细单元42出来的出点座标由于几何关系将变成以下形式，它相应于步骤143xe＝(tu-ya)·tan(β) 及ye＝tu·接着是询问步骤144，它保证Xe不大于ta。如果询问步骤144的结果经肯定方向输出，则Xe及Ye必须根据计算规则步骤145来修正。如果对询问步骤144问题的回答为否定，则程序将无这种Xe及Ye的处理而继续进行。但是在讨论接下来的步骤，即对于所有来源于询问于步骤136及141共同的方法步骤前，必须先讨论对询问步骤141否定回答的情况及在步骤153后的程序分支。在此情况及最后情况下，被当前细单元42切出的螺旋线20的部分的起点位于该细单元42的下边缘。首先，必须根据计算规则步骤154确定Xe及Ye，借助询问步骤144进行检验，如果肯定时，用计算规则步骤145进行修正。所有刚刚讨论过的不同程序支路再次在连接点146会合。所有被细单元42切出的螺旋线20部分的中点座标Xz及Yz现在被作出计算。这些座标现在再次相对于当前单元8的左下角点而非相对于细单元42来运算。显然这些座标Xz及Yz将跟随Xa及Xe和Ya及Ye的平均值，并对它们必须加上辅助座标Xh及Yh。计算规则步骤147和148相当于该情况。在步骤149上调用程序GRTV，对它将描述于后。从GRTV程序返回后，接着是询问步骤150，用于确认终点座标Xe+Xh及Ye+Yh是否已达到或超过单元8的高度Au或其宽度Aa，它们相对于单元8的左下角点。如果这两个条件中的一个能肯定地回答，则表示所有被螺旋线20相交的当前单元8的细单元均被考察过了，就在步骤151上执行返回到调用程序。如果不是这种情况，则将新起点的座标设在前一端点的值上，及程序以此值转移到上述环的首部135。通过该环执行一次新的运行。
最后，参考图25讲述子程序GRTV。该子程序GRTV使用关系式(L01)来转换被灰度单元41中的细单元42切出的螺旋线20部分的中点座标(Xz，Yz)，将其转换成虚格参考单元46的座标系。在步骤160上，相对于模板刻制的起点由(Xz，Yz)及Sa，Su形成刚才所述的中点座标X，Y。这些座标X，Y借助于计算规则步骤161被转换成虚格15的参考单元46的座标系，或换言之，借助于关系式(Lo1)，在该座标系中，所述座标系的原点与模板刻制起点相重合。如在结合关系式(Lo1)的产生时已描述的，转换的座标n，m不一定是整数。偶然，仅当X，Y为网线交点的座标时，值n，m为整数。但是在此紧后面的是，与虚格的参考单元中的位置座标相对应的这些值的十进制小数。因此根据计算规则步骤162，通过从值n中减去n的整数部分(＝INT(n))形成十进制小数，并对值m采用同样的程序处理。为了最后形成位置号ZX及ZY，现在仅需将十进制小数Δn及Δm乘以Ngrr，并由乘积化整再确定出整数部分。这是使用计算规则步骤163作出的。Ngrr相当于沿着虚格参考单元一个边缘的各单元的数目。在该程序执行的情况下，假定用于存储虚格15的参考单元46的灰度值46，这些值被寄存在一个两维的存储区域中。位置号ZX及ZY可视为对该两维区域的指针。然后在步骤164上，灰度的比较值Grtv可使用这些位置号或指针从该存储区域中取得。值Gtw-参考灰度单元中细单元的灰度值-已经在先被确定了(图24，130)。在步骤165上进行Gtw及Grtv之间的比较，这代表激光是否开通或关闭的决定，相应于步骤166，167。最后在步骤168上返回调用程序。
已在上面描述过的通过关系式(Lo1)相关座标的确定避免了一个缺点，该缺点是譬如由持续相加的小误差及在图案终端形成总的大区域而产生的，这就是说潜在着形成交界的危险。这将会导致呈现象纵向裂缝的错误图象。
同样已在该程序部分论及过的用于开或关激光的指令在此情况下被施加到激光器上，激光将通过譬如热作用除去圆柱屏上覆盖的胶层的一部分，以便形成图案。通过使用激光的辐射作用以聚合该胶层，也可以相同的胶封圆柱屏的方式产生完全相同的图案图象，该胶层是一种树脂或预聚合物层，它已被干燥但却没有被键合(＝聚合)，及在此以后，在一个化学显影工序上，将未聚合因而更易于溶解的点溶解掉。因为在此情况下激光必须使用在剩留的层区域上而不照射待除去的层区域，因此需要使除去胶层的激光开、关指令逆转。
图26描述虚格15中的另一参考单元46，在该情况下，进入各单元44的灰度值进行路径与图15中所示的具有某些不同分布。已经结合图15描述了如果沿参考单元46中的各个单元44从边缘向中心行进其灰度值就形成一个单调上升的数值序列。如果在增值方向上沿着这些数字值就能看到类似螺线的分布。在图15中螺线子单元的位置平行于虚格中参考单元46的边界，而在图25中具有增大灰度值的各单元的分布也描出了一个螺线59，该螺线59的子单元则平行于参考单元46的对角线方向。这种灰度值的进入路径与根据图15的值进入路径相比形成了灰度较松的序列。
图27表示根据本发明的包括灰度值进入路径的虚格15的参考单元构型的另一可能性。这里所示的参考单元46有不同的尺度RH及Rv，以及用于水平位置序号47和垂直位置序号48的不同最大值。水平位置序号47的最大值为34，而垂直位置序号48的最大值为20。在该参考单元的内部引入了一个六角形格结构60，该参考单元的形状为矩形。将多个这种参考单元在水平方向及垂直方向连接起来可以形成一个六角形格或六角蜂窝网络，并且可以用与图15及26相同的方式通过两个位置序号47，48寻址进入这些个别单元44。从拓扑学的观点看，在此情况下具有递增灰度值的各个单元44的序列排成一个螺线59，它近似地平行于内六角形单元61的边缘形成。当多个参考单元46在各参考单元46的角点连接在一起时，每次由四个六角形部分单元62正好组成一个六角形单元61，则它也具有相同的常有递增灰度值的拓扑结构。一系列的画得较粗的线64与相同宽度象似通道的区域相邻，这些线围绕着螺线。具有近似相同灰度值或至少仅稍微不同灰度值的各个单元44位于近似与螺线59的方向成直角的地方，即在以此方式形成的通道中。在该参考单位元46的情况下，每第二或第三灰度值出现两次，因为在一个六角形单凶中具有三百四十个单元44，及从1至255的值必须在它们间分隔开。
最后，图28表示其中使用了本发明的刻版硬件环境。一个薄壁空心圆柱体70被插放在类似车床的一个装置71中。可以看到，安装在一个主轴箱72中的轴其一端装有保持锥73，而在另一端装有高分辨率的脉冲发送器。从空心圆柱体70的纵向上看，一个尾架位于主轴箱72的对立端并装有支承锥76，它以类似的方式安装，使得本身能够转动。空心圆柱体70被保持或接纳在保持锥73及支承锥76之间，其方式与工件被保持在车床上两顶尖之间的情况相同。保持锥73被安装在主轴箱72中的轴驱动旋转，驱动电动机未被示出，它通过摩擦接触驱动空心圆柱体70及支承锥76。不再需要另外的驱动装置，因为在旋转运动时作用在空心圆柱体70上的力仅是由转动引起的空气阻力及在尾架75中接收支承锥76的滚珠轴承的轴承摩擦阻力。也可在该装置中使用柔性图象印刷滚或甚至刚性刻版滚来取代空心圆柱体70。但是，在此情况下，要使用适合的夹持及支承部件来取代保持锥73及支承锥76。尾架75这样设置，以致它能沿导轨77在空心圆柱体70的轴向上位移，因此可以设置各种空心圆柱体70的不同长度。一个滑动架70以这样的方式安装在该装置71的前侧，即它能在空心圆柱体70的纵向上移动。滑动架78沿导轨79行进并由螺杆80带动。激光器81固定地安装在滑动架上。激光器的光轴83垂直延伸。激光束84被反射镜82反射到水平方向，激光束由镜片系统85聚焦且镜片系统85的焦点86精确地照在空心圆柱体70的表面上。为了获得滑动架78的向前移动并由此使聚焦点移动及精确地达到与空心圆柱体70旋转运动的适配，螺杆80被一步进电动机87驱动。由激光器81或激光束84施加到涂胶或涂聚合物的空心圆柱体表面的图案图象用于产生随后印刷过程中的半灰度效果，它作为与待表现的图案要求相应地形成的格的结果，刻制的空心圆柱体作为此目的的印模使用。为此目的，施格的细度及滑动架78和聚焦点86的进给量必须保持可选择。为了能尽可能灵合地满足所有这些要求，设置了一个控制计算机88，发送来的相应于空心圆柱体70各旋转位置的信息经由数据线89进入控制计算机88。该计算机将确定作为所需图案函数的激光器81所需的控制信号及步进电动机87的控制信号，所需图案的信息被存储在一个大容量存储介质上，例如控制计算机88的硬盘上。这些信号经由导线90及未示出的功率放大器被发送到激光器81及用于步进电动机87的信号经由导线91及类似地经由未示出的功率放大器或驱动级被发送到该电机。如果所述激光器能具有保持相同尺寸的聚焦点直径时，激光器81与滑动架形成一起移动的整体不是绝对需要的。譬如，该激光器可安装在一固定位置上并与装置71相分离。在此情况下，激光束由合适的反射装置来导向，使其平行于空心圆柱体的轴及滑动架运动的方向并再由滑动架78上的反射镜导向照射到空心圆柱体70的表面。空心圆柱体70表面上的胶层或感光涂层可被除去(汽化，光刻分解)，或者由激光器81在图案图象的预定点上作其它处理(聚合，键合)并接着洗去未被处理的点。如果激光束能量及光导体特性许可的话，也可以通过光导体使激光束传到滑动架78上的聚焦镜片85上。
本发明可作出多方向的变化。可通过如结果图1所描述的简形或平板形扫描仪来取代读母图，图案也可由美工师直接借助如鼠标器或数字交换器直接在计算机屏幕上设计。在后一情况下，可完全避免读入图案。还可以借助于摄象机来记录及读图案。如果需要时，在某些情况下可使用CAD或作图程序在计算机中改变图案，使得其尽可能地完全失去与由工艺师作的母图的任何相似性。图象内容纯粹用数字产生(块象产生)也是可能作到的或是将记录的灰度图象改成主题图象，其它的图象内容被叠加在这样产生的图象主题上。在任何这种情况下没有读过程，但最好是根据在屏上显示主题的要求将红、绿及兰的彩色强度值转换成适于刻制模版的灰度值。
如果试图由彩色屏产生作为衬底(织物，纸)上彩色图象的彩色母图，对RGB的强度可交替地分开处理。如果图象在随后印刷中再合成时，例如由红、绿及兰色再组合时，则红色强度本身可确定刻版中格点的孔径。但是，彩色强度可再次转换(通常线性地)，因为在印刷中可获得的强度界限不同于屏中所示的强度界限。此外，借助于彩色强度值的非线性转换，能使印刷中产生的灰调更好地符合印品观察者正确的视觉感受力。对于另外的色彩同样适用。例如印刷彩色为深蓝，黄及深红，则必须在印刷油彩的基础上而非在屏幕彩色分量的基础上，通过例如下列方式的转换确定深蓝、黄及深红色的色度CD＝a11·RB+a12·GB+a13·YBYD＝a21·RB+a22·GB+a23·YBMD＝a31·RB+a32·GB+a33·YB这些被在文献中作为Neugebauer方程引用的关系式可作为纸张印刷非线性转换的例子引用。
如果以此方式获得了灰度值，则使用一种不同于涉及图15或26的讨论时所解释的将虚格的单个参考单元作比较的方法将这些灰度值转换成模版的不同孔径或渗透度。为此，对于每个灰度值可使用不同的参考单元的序列。
对于该方法将参考图29至34来描述。首先，在图29中，图案或图形主题使用灰度细单元42及叠加其上的格单元21。灰度细单元42以平行于图象边缘的虚线为界。格单元21以与相对屏边缘倾斜角β的连续细实线为界。
原则上，图30表示相同的图形，但被放大了。如结合图13中所解释的，细单元42包含已被确定的灰度值，例如利用相邻灰度单元的内插来确定的。格单元21通常小于细单元42，因此一个细单元42包括多个格单元21。
现在将灰度值每次与一个参考单元序列或以上升下下降顺序号的参考灰度值相比较，例如与根据图31或32的参考灰度值相比较。如果参考单元的数目不是选择得与灰度值的数目相同时，则进行该比较，例如，相应地灰度值乘以一比例系数(比较单元数目)/(可能的最大灰度值)，接着将该值根据通用规则取成整数。这样获得的整数相当于在序列中待选择的参考单元的数目。例如，图31表示一个包括8个不同参考单元180的序列。这些参考单元180均具有相同尺寸的外限界181，但不同尺寸的内部圆形限界182，后者在原则上表示模版中各图案点上后来的孔。也可以在参考单元的序列中改变内部限界182的形状，也就是说，例如从圆形改变成方形。在一个参考单元序列中的参考单元数目也可以被选择得比8大得多。最合适的是将该数目选择得与细单元42中允许的灰度值数目相适应。如对于细单元42已图示出的，格单元21同样地与螺旋线20相交或相切。这已经在图12中对于细单元42表示出来，并在图23中的计算程序中同样地预示了确定螺旋线20进入细单元42的入点座标XRG及YRG的步骤。对于螺旋线20进入格单元21的入点座标可用适当的方式来计算，但螺旋线20相对参考单元180的边界线181的倾斜角β在这里不同于细单元的情况。
图33表示图32序列中参考单元180的入点座标。现在将要来确定这些座标XRRE及YRRE。假定参考单元是方形的，使用该图中的关系得到激光器开通时的座标XRon及YRon(＝XREin及YREin)要遵循的下列关系式如果XRRE+((AR-AI)/2-yRRE)*tan(β)＜(AR-AI)/2XREin＝(AR-AI)/2yREin＝yRRE-((AR+AI)/2-XRRE)/tan(β)如果XRRE+((AR-AI)/2-yRRE)*tan(β)＞(AR-AI)/2XREin＝XRRE-((AR-AI)/2-yRRE)*tan(β)yREin＝(AR-AI)/2如果XRRE+((AR-AI)/2-yRRE)*tan(β)＝(AR-AI)/2XREin＝(AR-AI)/2yREin＝(AR-AI)/2
同样地激光器关闭时的座标XRoff及YRoff(＝XRAus及YRAus)应遵循下列关系式如果XRRE+((AR+AI)/2-yRRE)*tan(β)＜(AR+AI)/2XRAus＝XRRE+((AR+AI)/2-yRRE)*tan(β)yRAus＝(AR+AI)/2如果XRRE+((AR+AI)/2-yRRE)*tg(β)＞(AR+AI)/2XRAus＝(AR+AI)/2yRAus＝yRRE+((AR+AI)/2-XRRE)/tan(β)如果XRRE+((AR-AI)2-yRRE)*tan(β)＞(AR-AI)/2XRAus＝(AR+AI)/2yRAus＝(AR+AI)/2沿着螺旋线20进行刻模。这个螺旋线20实际位于模版的圆周方向上，由几何参数的尺寸比例可以看出(周长＝约600mm，螺旋线间隔＝0.05至0.1mm)。可以容易地计算出螺旋线20的长度与周长的差最大为8.3μm＝8.3×10-6mm。因此这是一个可忽略的数量级，甚至在非常精确的刻模时也是如此。于是所有延螺旋线20的部分长度可被设置成与相应圆周座标相同的尺寸。
由上述结果，对于在激光器开通期间圆周方向的距离应遵循DU∞=(xRoff-xR∞)2+(yRoff-yR∞)2]]>
如果在下述情况，在格单元中激光不被开通yRRE≥(AR+AI)/2-(AR-AI)/(2*tan(β))(情况1)或XRRE≥(AR+AI)/2-(AR-AI)/2*tan(β) (情况2)为了计算在激光器保持关断期间在圆周方向的距离，必须首先确定出点座标XRRA及YRRA如果XRRE≥AR/tan(β)and yRRE＝0(情况3)然后XRRA＝0及yRRA＝(AR-XRRE)/tan(β)如果XRRE＜AR/tan(β)and yRRE＝0(情况4)然后XRRA＝xRRE+AR*tan(β)andyRRA＝AR如果XRRE＝0及yRRE＜AR-AR/tan(β) (情况5)然后XRRA＝ARyRRA＝yRRE+AR/tan(β)最后如果xRRE＝0 及yRRE≥AR-AR/tan(β) (情况6)然后XRRA＝(AR-yRRE)*tan(β)yRRA＝AR此外，以下适用于对于进入到下一参考单元180的入点座标如果从上一参考单元180出来的出点座标号AR，则相应的入点座标将取值零，在所有的其它情况下入点座标与来自上一参考单元180的出点座标具有相同的值。
在情况1及情况2时激光器保持关断期间圆周方向的距离由下式来计算DUoff=(xRRA-xRRE)2+(yRRA-yRRE)2]]>如果这两种情况不适用，则必须对参考单元180确定两个距离，确切说，从进入参考单元180的入点(XRRE，YRRE)到与内部边界182的第一交点(XRON，YRON)的第一距离，及从螺旋线20与内部边界182的第二交点(XRoff，YRoff)与螺旋线20出参考单元180的出点(XRRA，YRRA)的第二距离。在此情况下DUoff.1=(xRin-xRRE)2+(yRin-yRRE)2]]>DUoff2=(xRRA-xRoff)2+(yRRA-yRoff)2]]>在待刻版的模版一圈的期间内距离DUon及DUoff，DUoff，1及DUoff，2必须持续地从零标志，开始相加。
如果情况1或2的条件能满足，则Sum1＝Sum2+DUoff或者，如果这些条件不能被满足，则Sum1＝Sum1+(DUoff，1+DUon+DUoff，2)以此方式获得的距离必须与脉冲距离相比较。脉冲距离相应于从编码器(从零标志开始)接收的脉冲数与指示理想比较模版表面上脉冲相应的长度的系数相剩的积。
每当脉冲距离大于Sum1时，必须对下一格单元21确定距离值DUoff，1，DUon，DUoff，2及DUoff，并加到总数Sum1上。此外，必须作出比较，看脉冲距离的瞬时值是否真正大于用最后值DUoff，1形成的总值Sum1。如果是这情况，则激光必须被开通。如果，相反地，脉冲距离大于用最后DUon值形成的总值Sum1，则激光必须再被关断。脉冲距离或简称脉冲数目还指示灰度表7中真正当前细单元42的位置。进入在该细单元42中的灰度值确定了参考单元的数目及值A1，该值用于确定座标XRon，YRon，XRoff，YRoff。
在图34中，对于进入到相应参考单元180外边界181的螺旋线20的入点座标XRRE，YRRE及从其外边界181出来的出点座标XRRA，YRRA可用与图33中相同的方式来确定。但是，螺旋线20与内边界182(在此情况下为圆形)相交的座标需不同地确定。其关系为na＝(xRRE-AR/2)·cos(β)+AR/2·sin(β)它被用来计算螺旋线距圆心的垂直距离，并假定na小于AR/2，半弦的长度则为
现在便导出xRon＝AR/2+na·cos(β)-ti/2·sin(β)yRon＝AR/2-na·sin(β)-ti/2·cos(β)xRoff＝AR/2+na·cos(β)+ti/2·sin(β)yRoff＝AR/2-na·sin(β)+ti/2·cos(β)对于激光必须导通的圆周方向的距离DUon现在将遵循与如前面在图33的情况中相同的方式。如果na大于AI/2，则在该形状的参考单元的情况下激光机必须不被导通。
权利要求
1.用于制造灰度模版的方法，在其中由边缘所限界并在其上叠加了灰度格(15)的图案(1)被转移到对射线敏感的基层中，其特征在于格(15)连续地延伸到成为彼此相邻放置的图案(1)的边缘上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于格(15)相对于图案(1)被转动。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于格(15)的连续延伸是以这样的方式获得的，即它经历了附加的细微转动。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于格(15)的连续延伸是以这样方式获得的，即它经历了压缩或伸展。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于压缩或伸展在图案(1)的不同方向上是不同的。
6.根据权利要求1至5中一项所述的方法，其特征在于使用一种膜作为对射线敏感的基层。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于图案(1)被转移到该膜中，以使得图案边缘与膜的边缘相重合。
8.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于设置在一个空板上的覆盖层被用作对射线敏感的基层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于该空板是圆柱形构型，覆盖层位于它的外表面。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于至少在空板的圆周方向上，图案相邻于其本身一次或多次地被这样地转移到对射线敏感的层中，即每次使相继的图案边缘相重合。
11.根据权利要求1至10中一项所述的方法，其特征在于图案(1)是以电子方式设计的并作为灰度表(7)被存储。
12.根据权利要求1至10中一项所述的方法，其特征在于借助母图在行和列上扫描图案(1)，以便至少将行或列的部分作为灰度表(7)存储起来。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于图案(1)作为两维灰度表(7)被存储。
14.根据权利要求11至13中一项所述的方法，其特征在于-灰度表(7)是由灰度单元组成的，灰度单元包括图案(1)的灰度值，用于在每次中分配给它的一个图象区域(4)；-为了向其转移图案(1)，用光束(84)沿读出那些灰度单元(8)中的灰度值的路径照射对射线敏感的基层，那些灰度单元沿着通过灰度表(7)相应路径(20)放置；-将每次从灰度单元(8)中读出的灰度值与至少一个包含在一个参考单元(46，180)中的参考灰度值相比较，该灰度值被分配给重叠在灰度表(7)或图案(1)上的格(15)的灰度单元(8)；及-光束(84)作为比较结果的函数被开通或关闭。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于灰度单元(8)被划分成细单元(42)，及进行细单元灰度值与参考灰度值的比较。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于直到访问要被读出用于曝光对射线敏感基层的灰度单元(8)时，才进行将灰度单元(8)划分成细单元(42)。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于细单元(42)的灰度值作为至少一个相邻灰度单元(8)的细单元(42)的灰度值的函数或作为至少一个相邻灰度单元(8)的灰度值的函数被预先确定。
18.根据权利要求14至17中一项所述的方法，其特征在于将每个灰度值与一序列参考灰度值相比较。
19.根据权利要求14至18中一项所述的方法，其特征在于参考单元(46)由各个单元(44)组成，至少它们中的一些包含不同的参考灰度值。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于参考灰度值以螺线形状从参考单元(46)的边缘向其中心上升或下降。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于参考单元(46)具有若干至少有多个各单元(44)的组，这些单元(44)在组中包括相同参考灰度值。
22.根据权利要求19，20或21所述的方法，其特征在于参考单元(46)的各单元(44)的座标(Zx，Zy)由灰度单元(8)的座标或细单元(42)的座标(Zx，Zy)的线性转换来确定。
23.根据权利要求14至21中一项所述的方法，其特征在于格(15)由格单元(61)组成，格单元(61)可被加到及每次位于大于格单元(61)的参考单元(46)中。
24.根据权利要求1至22中一项所述的方法，其特征在于使用激光器(81)的光束(84)来将图案转移到对射线敏感的基层上。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造灰度模版的方法，在其中以边缘为限界并在其上叠加了灰度格(15)的图案(1)被转移到对射线敏感的基层上。在此情况下，格(15)连续地延伸到成为彼此相邻放置的图案(1)的边缘上，以便避免形成在印制图案相邻边缘区域中的条纹。
文档编号H04N1/405GK1162233SQ9610696
公开日1997年10月15日 申请日期1996年7月10日 优先权日1996年7月10日
发明者西格弗里德·霍尔法特尔 申请人:库夫施泰因模板技术公司