专利名称：图案印版方法
技术领域：
本发明涉及一种特用于纸张或纺织品印刷的图案印版方法。
已有一些在个人计算机上或工作站创作艺术图案或图样的绘图方法。尤其在纺织业，也包括地毯印花业，通常要由原始基本图案印制出综合图案。这种综合图案是由原始基本图案经过多次几何扩展而成，综合图案带有相同的花纹并能充满很大的区域。但是，这种原始基本图案的扩展过程在图案的连接处会有许多麻烦，经常需要用人工调色来保证基本图案在各处都结合得很均匀。
本发明的目的是简化这种图案印版法。
目的实现请见权利要求1中的特点描述，对发明的进一步的详细描述请见其它权利要求。
本发明的图案印版方法在印制可重复的个体图案方面是独特的，即通过一种个体图样来产生含有大量个体图案的综合图案。在本方法中，延伸到个体图外的花纹区被按照下述方式转换到个体图样之中，即在综合图案形成的同时，通过连接个体图样，重新组成了原始花纹。
在计算机的屏幕上设计可重复的个体图案，并将其临时储存在电脑中。
于是就有可能将那些刚被绘出且位于原先设定的个体图案之外的花纹区自动地转换到那些屏幕上的个体图样之中。在花纹区域中，花纹实际是靠基本几何增量被扩展的。此过程靠计算机来控制，一般地说，基本图案上所有刚被改变或增加的并且位于个体图样以外的点都被转换到个体图样中的相应位置。在这种情况下，如果鼠标已预先设制在个体图样以外的区域，还可以用鼠标来控制个体图样外的花纹向个体图样内的转换。
按照本发明的精心设计，从第一个个体图样中的任意一个选择点开始，至少选取一个矢量，矢量指向其它个体图样中的同类点，考虑那些部分位于第一个个体图样中的花纹，将这些花纹处于其它个体图样中的区域位移，位移要依据相应矢量的大小和方向。所需位移矢量的数目取决于第一个个体图样周围的个体图样的数目和第一个个体图样的花纹。
在这种情况下，按照花纹的结构和形状，位移是多步骤的并沿着任意的不同或者相同的方向。
下一步是要印制大量相邻接的个体图样，选择一种个体图样并且在其中绘入花纹，花纹可能会延伸到其它个体图样之中，计算机能够自动地为被选择的个体图样中的被选择的一点来找到指向其它个体图样中相同点的相应矢量，于是，被选择的个体图样外的花纹可以逆向转移到被选择的个体图样之中。这样，可重复的个体图案就能够自动地印制到尽可能大的范围，这就极大地简化了图案印版法。
可重复的个体图案被电脑反复地读出就构成了综合的图案，于是使非常快速的印制综合图案成为可能。
例如，可重复的个体图案可以被转换到一个模板上，以便在其上面印制综合图案。
模板常有一个光敏层。于是，靠光敏层的曝光就能将可重复的个体图案转换到模板上。可将模板设定成平面的或柱面的屏幕。
光敏层的曝光可由一束激光来控制，激光时开时关的频率是与存在电脑中的可重复个体图案的基本图案信息一致的。用激光照射后，光敏层被直接脱掉或蒸发掉，从而使它下面的屏幕曝光。激光束还中用于分区硬化含有聚合材料的光敏层。在下步骤，冲掉没有曝光的区域。
模板的光敏层的曝光还可以通过一层综合图案的薄膜，它含有预先被转换的，大量的可重复个体图案。
下面用图来更详细地描述本发明
图1介绍了含有四个个体图样的一种综合图案，图中显示了延伸到其它个体图样中的基本花纹；图2介绍了图1中基本图案结构的位移矢量；
图3是选出的一个个体图样，显示了为延伸到邻近个体图样中的花纹区而备用的位移矢量；图4介绍了一个含有两种基本花纹的个体图样，其中一种花纹延伸到邻近的图样中；图5是按照图4中的图案结构所画出的基本位移矢量；图6介绍了按图4的基本结构组成的可重复个体图案；图7是按照图6构成的含有大量可重复个体图案的综合图案；图8介绍了含有多种延伸到邻近图样中的花纹的进一步的个体图案；图9和图10介绍了由图8得到的位于个体图样外的花纹区沿不同方向的位移；图11是位移后得到的可重复个体图案；图12是将图11中的个体图案结合起来的综合图案；图13介绍了一种长菱形(平行四边形)的个体图样，其花纹延伸到其它的个体图样中；图14是由图13的基本结构得到的可重复个体图案；图15是含有大量图14中可重复个体图案的综合图案；图16介绍了一种六边形个体图样；图17是由图16得到含有延伸到邻近个体图样的多种花纹的个体图样；图18是延伸到邻近个体图样中的花纹区的位移情况；图19是位移后得到的一个可重复个体图案；
图20介绍了将图19的个体图案结合成的综合图案；图21介绍了带有波浪形边界的个体图样的形成；图22是含有大量图21中个体图样的重复结构；图23介绍了图22中用的位移矢量；图24介绍了一个选出的含有延伸到邻近个体图样中花纹的个体图样，以及相应的位移矢量；图25是按图24的形式绘制的一个含有延伸到邻近图样中花纹的个体图样的例子；图26是按图25的结构得到的可重复个体图案；图27是图26的综合图案；图28介绍了种由许多六边形基本结构组成的个体图样的结构；图29介绍了一种图案结构，其中花纹只沿一个方向扩展并通过了大量个体图样；图30是由图29得到的可重复个体图案；图31是图30的综合图案；图32介绍了为实施本发明的方法而用的设备。
图1介绍了四个个体图样(1)，综合图案中就充满了这种相同的个体图案。个体图样是长方形的，图样的高度为H，宽度为B。此外，相邻接的系列2沿垂直方向位移了一个垂直距离V，把这种大量的个体图样(1)一个摞一个的垂直排列称为系列2。这种把许多个体图样沿水平和垂直方向几何扩展而成的图案就是综合图案。图1是从综合图案中取出的四个相邻接的个体图样(1)。垂直距离V的大小是任意的，只要是高度H的分数就行了。个体图样的宽度是B。
绘制综合图案有多种构想。其概念之一是，首先沿垂直方向扩展确定数目的个体图样(1)，即把个体图样复制并结合起来，图样的下边缘3到上边缘4的间距是H，这样就初步绘制了对应于个体图样的系列2的部分图案。接着，整个系列2被复制并且沿水平方向平移一个距离B，同时沿垂直方向错开一个间距V。在过程中，还可将上述部分图案旋转90。，这时候垂直间距V就沿水平方向并被称为顶部间距。
按照另外一种概念，要考虑邻近的个体图样(1)的位置，为了在每种情况下都确定一个相邻的位置，要选定一些矢量来移动个体图样(1)。我们规定两个基本矢量a和b，其指向是从一个个体图样(1)的一角的一点指向直接邻近的另外个体图样(1)的相同的一点。这些基本矢量并不相交也不平行。在分析几何学中不难证明，这些基本矢量彼此之间是线性无关的，即独立的。综合图案中所有的个体图样(1)都是由第一个个体图样(1)通过下面的关系经过位移而成。Vm.n→=a·m→+b·n→]]>这里m和n是任意整数。
在图2中画出了基本矢量 和 另外，还介绍了两个反向矢量 和 以及进一步的方法要用到的 的组合 和 按本发明的原理，所有上述矢量都具有其相应的功能来制造第一个个体图样(1)中的基本图案。特别是要按照下述方式绘制，即在按图1的程序几何扩展大量的个体图样(1)时，在个体图样的边缘不应有明显的图案干涉点，在绘制第一个个体图样(1)的过程中，必须按照图案元素(或花纹)的原始位置复制延伸到图样边缘的图案元素(或花纹)，并且要严格按照下述矢量之一位移图案元素(或花纹)，即 ，或 图3所示了综合图案的相邻区域之间的位移矢量。图3中央的个体图样(1)正准备绘入个体图案，设计者在计算机上用鼠标在屏幕上绘出基本花纹和个体图案，绘制时不用考虑个体图样的边界。个体图样(1)的形状和大小是预先定好的。如果能做到下一点就太有益了，即只要某基本图案点一被固定下来或被移动，它就能被复制或者转换到个体图样(1)的相应位置。不过这种复制或转换也能够随着延伸到个体图样边缘的花纹的详细图案的制造而实现。这就需要预先选择操作模式。按照控制码的相应条目，依据扩展设计和预先设定好了的个体图样的尺寸，所有延伸到个体图样的边缘3至6以外的基本花纹都被复制和位移。此外，有可能选择究竟是保留还是清除复制下来的延伸到边缘3至6以外的基本花纹。个体图样(1)周围的八个外部区域是连接下边缘3的下区域7，右下角区域8，连接右边缘6的区域9，右上角区域10，连接上边缘4的上部区域11，左上角区域12，连接左边缘5的区域13和左下角区域14。原则上说，延伸到边缘3至6以外的花纹元素可以扩展到任何一个区域，而每一个这样的区域对应于一个个体图样。但是，如果花纹元素比预先设定的个体图样(1)大，就可能使花纹元素延伸到这些区域以外。此时，计算机发出一个错误信号，就可以避免此种情况发生。于是可以选择小一点的花纹元素，或者将个体图样扩大。不过，有的花纹可能有几个图样那么宽，这种情况下可以选择在H方向短一些的花纹并将图样沿垂直方向错开一个垂直距离V。与各区域7至14相对应的矢量是 或 。在第一次绘制中，位于下部区域7的基本花纹通过位移矢量 ，右下角区域8通过位移矢量- 来移动，等等同理。《表1》中列举了边界区域与位移矢量的综合关系。
《表1》 边界区域与相应的位移边界区域 位移矢量下边区域7 上边区域11 右边区域9 左边区域13 左下角区域14 右下角区域8 右上角区域10 左上角区域12 图4是个体图样(1)中的一种基本花纹的简单例子。花纹包括一个圆形区域15和一个锯齿形星星16。圆形15全部位于图样(1)的内部，因此就没有必要切去或位移这个花纹元素。但是锯齿形星星16就不同了，这个花纹元素部分位于区域7，13和14。对于这些区域，按照表(1)，要用到位移矢量 和 这三个矢量 和 在图5中画出。
图6是对延伸到个体图样(1)以外的花纹元素的部分进行复制和位移后得到的个体图案，个体图样外的部分没有绘出。这就是位于个体图样(1)内部的，用于扩展的个体图案。其基本花纹是在绘制阶段早已完全置于个体图样之中的圆形15和最初延伸到图样(1)的外面而被复制和位移了多次的锯齿星星16。最后，切去了个体图样(1)以外的花纹部分。
图7所示了由六个个体图案组成的扩展图。
图8至11描述了在个体图样(1)中绘制个体图案的一种改良方案。这里仍用长方形来表示个体图样(1)的尺寸和形状。长方形高为H，宽为B。个体图样(1)的几何扩展仍按下述方式，即一个个体图样(1)的上边缘4挨着另一个个体图样的下边缘3，左边缘5挨着另一个的右边缘6，但是一个个体图样的左下角点17被从下边缘3按垂直距离V移到另一个个体图样中。
图8介绍了绘成的花纹元素18，19和20。能看到，花纹元素18，19和20的某个部分延伸到了个体图样(1)的边缘4，5和6的外面。
第一步，如图9所示，把落在左边缘5外部的花纹元素用矢量a位移到右边，把落在右边缘6外部的花纹元素用矢量 位移到左边。
第二步，如图10所示，把延伸到下边缘3外部的花纹元素用矢量b位移到上边，把延伸到上边缘4外部的花纹元素用矢量 向下移。
经过上述操作后的花纹元素如图11所示。我们仅用了矢量 和 就组成了能进行几何扩展的个体图案。
图12的扩展图展示了图11中个体图样的扩展能力。这里有这么多含有个体图案的个体图样，一个个地连接在一起，只需要用矢量 的叠加来操作，就能够连续地绘制这种扩展图案了。
以前总是用长方形来作为个体图样的基本形状。参照图13，14和15，甚至用平行四边形或菱形来作为个体图样的基本形状，其扩展仍是有效的。为达此目的，必须正确选择矢量 。矢量 含有两个分量，分量之一沿着菱形(或长方形)的个体图样的一边，另一个分量是垂直间距V(如果将图案略微旋转一点，则V的方向就确实垂直了。)。矢量 沿着菱形的另一边，这一边不能与已作为 的分量的方向平行。这样就需要菱形中组成矢量 的那一点和组成 的分量的那一点都选在菱形的一个角上。
图13介绍了一种含有一个基本花纹的个体图样(1)。花纹元素21延伸到边缘4和边缘6的外面。
图14是按照前面所述的复制及位移规则制成的个体图案。
图15是按照图14得到的几个个体图案的扩展图。
个体图样还可以选用其它多边形的形状，条件是所选的多边形必须能够被几何扩展。总的来说，所有的多边形都可以归结到四边形(长方形，正方形，菱形，平行四边形)的情况。不过，这里列出了一个特殊的形状，即正六边形，在这种情况下，图案元素需要三个基本矢量。
图16介绍了由三个基本矢量是怎样确定正六边形以及怎样将其分配到六边形个体图样外的邻近区域。这些基本矢量从六边形的一个边缘23的中心指向与它相对的另一个边缘23的中心。所有位于边缘23上基本花纹都要用矢量 或 位移到相应的边界区域25中。边界区域25连接了边缘23并由边缘23和角平分线24所组成。
图17是把花纹元素26和27绘入正六边形个体图样的情况。由于花纹元素26延伸到了边缘23之外，部分在区域25之中，所以它就被自动地转换到了对面的边。
图18是绘制的含花纹元素26和27的个体图样(1)经过转换后的情况。图19是为几何扩展而作的个体图案。
最后，图20绘制了由图19的个体图案连接而成的综合图案。从图中还可看出，用正六边形可以描绘没有垂直间距的菱形(图13至15)。此菱形由四个紧紧相连的正六边形的同类点(比如中心点)所构成。显然，这些六边形的中心点不在一条直线上。
原则上说，个体图样的边缘不一定都是多边形(四边形，六边形)的，还可以用非线性曲线来构成个体图样(1)的边缘。图21至27就是这种情况下的例子。
图21介绍了一个非线性曲线边界的个体图样(1)是怎样构成的，以及怎样才能扩展这种图样。首先，在点30和点31之间画一条任意的曲线28。然后用一个任意矢量 将曲线28位移以组成其对边。再画一条任意曲线29，唯一的限制是曲线29要从一个端点开始，比如曲线28的端点30，曲线29的另一端点是位移到上端的曲线28的相应端点30。然后用矢量 将曲线29位移， 与 不平行。另外，矢量 的选择要使曲线29上的一个点与第二个曲线28的端点31相一致。到此，两个曲线28和两个曲线29所构成的边缘并没有形成闭合区域。为了得到由边缘曲线组成的封闭个体图样，曲线29延伸到上方曲线28的31号点的部分被切断并被位移，断头与下方曲线28的31号点重合。于是，由这些曲线就组成了封闭的区域，即个体图样(1)。图22介绍了相应于这种个体图样的综合图样，但是没有绘入任何基本花纹。图23介绍了进一步的工作，显示为了准确重复的位移而必备的组合矢量 和 图24绘出了个体图样(1)周围的边界区域34到43，并画出了与这些区域有关的位移矢量。所有延伸到个体图样边界外并进入边界区域34到43的花纹元素都被复制并用与相应边界区域对应的位移矢量位移。
图25加入了一些花纹元素。花纹元素46(鱼)完全被包在封闭曲线45中。花纹元素47(蜗牛壳)在绘制中延伸到边界45之外，于是在绘制时被立即用矢量 位移。花纹元素48由于延伸到45另边界之外，也被复制，并用矢量 位移。绘制完成以后，仅仅留在45号曲线之内的花纹被基本图样所用，这就构成了图26所示的个体图案。
图27所示的是用几何扩展的方式经过多次复制、位移后的个体图案。位移矢量是 和 ，m和n是整数。
最后，图28显示了通过正六边形个体图样基本结构，可建立以任意曲线为边界的个体图样。为此，正六边形的49号边被任意边界曲线49a代替，但是边界曲线49a起点和终点要与被替代的49号边的相应点一致。另外，正六边形的相对的平行边必须用相同的边界曲线来替代。
图29至图31所示的是花纹元素50，本花纹是个体图样(1)以宽度B进行的纵向延伸。花纹元素50延伸到大量的邻近个体图样(51)之中，这里，画出了个体图样(51)的部分，其边界由虚线52给出。这些相邻接的个体图样(51)是用矢量 将个体图样(1)进行多次复制和位移而成。为了使个体图样(1)能扩展，从而得到个体图案，每个延伸到另外的个体图样(51)中花纹元素50的区域都必须被独立地转换回个体图样(1)。对于这种反向转换，需要用反向矢量。(大小相等，方向相反)其指向是从个体图样(1)到个体图样(51)的相同点。
图30是按上述方法得到的个体图样(1)的个体图案。
图31最后显示了许多个体图案经几何扩展后的综合图案。这里，前面所描述的矢量 和 用于几何扩展或连接。
图32介绍了实施前述印版方法的仪器。大体上，至少由一个个体图样组成的个体图案被数字化地存储在大型存储器58中，绘图的信息被预先沿着一个数据网线(没画出来)传送到控制计算机59。涂满油漆的屏幕模板60被选作综合图案的输出媒介。屏幕模板60被激光镌版工人61在传动锥63和66之间夹紧。右侧的传动锥63通过头座62被电动机(没画出)传动。把脉冲发射机64用旋转拉紧法连接到右侧的传动锥63，通过脉冲线79，脉冲发射机可以随着模板沿环绕方向的推进向控制计算机59发出一系列的脉冲。将左侧的传动锥66旋进尾座65并在另一头支撑模板60。尾座65能在导轨67上平行于模板60的纵轴移动，并被调节。另一个平行于模板60的导轨69紧连在机床上，滑道68在轴70上运动。滑道68上有沿滑道轴73发射激光束74的激光器71。镜面72反射激光束74，反射后的激光束74被透镜75聚焦后进入模板60的表面。由此得到的焦点对复盖在模板60表面上的油漆有影响。激光产生长波热辐射时，油漆就被脱掉了，而如果油漆是光敏的且激光的波长在油漆的光敏区之内，则按其结构，油漆既溶化了又被损坏了，油漆上没有溶化或损坏的点在后续过程被溶掉。模板60的表面曝光按下述方式进行，即在模板60的旋转中，焦点造成的痕迹尽可能紧地靠在一起以得到有尽可能少裂口的图案。激光器71和滑道68在轴70上运动，多极电动机77使轴70依次旋转。控制计算机59保证沿着线81输出精确的多级脉冲。这里备有脉冲转换器(没画出)以保证在多级电动机77的最后传动中完成逻辑多级脉冲向功率脉冲的转换。
本发明的应用并不局限于上面所述的例子。综合图案的输出也可以通过薄膜在激光下曝光实现，在监视器83的屏幕84上进行控制，这样就能得到综合图案的视觉印象。监视器83靠计算机69启动。
权利要求
1.一种图案印版方法，用于在个体图样(1)中绘制可重复的个体图案从而得到含大量个体图案的综合图案，在本方法中，延伸到个体图样(1)以外的花纹区(16，……)被按下述方式转换到个体图样(1)之中，即通过连接一个个的个体图样(1)，原始花纹(16，……)被重新组合，形成了综合图案。
2.按照要求1所述的方法，其特征在于从第一个个体图样(1)中被选择的一个任意点开始，选用至少一个矢量 ，其指向是从上述选择点到其它个体图样中相同的点，沿着相应矢量的方向，用相应的矢量大小来位移那些一部分位于图样(1)中而另外部分位于其它个体图样中的花纹。
3.按照要求2所述的方法，其特征在于按相应矢量的方向，进行了多步骤的位移(图8至11，图29至31)。
4.按照要求2所述的方法，其特征在于相应的位移沿着不同的方向(图8至11)。
5.按照要求2所述的方法，其特征在于相应的位移沿着相同的方向(图29至31)。
6.按照要求1至5之一所述的方法，其特征在于用计算机(59)在监视器(83)的屏幕(84)上设计可重复的个体图案，并且临时将信息存储在电子存储器(58)中。
7.按照要求6所述的方法，其特征在于可重复的个体图案从存储器到组成综合图案是重复可读的。
8.按照要求7所述的方法，其特征在于为了得到综合图案，可重复个体图案被转换到模板(60)上。
9.按照要求8所述的方法，其特征在于靠模板(60)的光敏层曝光来实施个体图案到模板(60)的转换。
10.按照要求9所述的方法，其特征在于光敏层的曝光靠激光器(71)发出的时开时开关的激光，激光是按照存储在存储器(58)中的可重复个体图案的图案信息发出的。
11.按照要求9所述的方法，其特征在于光敏层通过已被转换的，含有大量可重复个体图案的综合图案的一层膜来曝光。
全文摘要
本发明涉及一种特用于纸张和纺织品印刷的图案印版方法，其特点是在一个个体图样(1)中绘制可重复的个体图案从而得到含大量个体图案的综合图案，在本方法中，延伸到个体图样(1)以外的花纹区(16，……)被按下述方式转换到个体图样(1)之中，即通过连接一个个的个体图样(1)，原始花纹(16，……)被重新组合，从而形成了综合图案。
文档编号H04N1/23GK1152157SQ9612031
公开日1997年6月18日 申请日期1996年10月14日 优先权日1995年10月12日
发明者亨茨·蒙格纳斯特, 托马斯·恩克 申请人:库夫曼模板技术股份公司