CN100999151A - 基于模型的油墨控制 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制具有控制计算机(5)及至少一个由该控制计算机(5)控制的输墨装置(16、17)的胶版印刷机(1)的油墨输送过程的方法。本发明的特征在于，所述控制计算机(5)利用光谱反射值(β₀、β_PW)计算出着墨所需的墨层厚度(S₁)，并为了调节计算出的墨层厚度(S₁)在输墨装置(16、17)上实施必要的调节过程。

Description

基于模型的油墨控制

技术领域

本发明涉及用于控制具有控制计算机及至少一个由该控制计算机控制的输墨装置的胶版印刷机的油墨输送过程的方法和设备。

背景技术

胶版印刷机的输墨装置用于将形成印刷图案所需的油墨层转移至印版滚筒、橡皮布滚筒上并最后转移到承印物上。在此情况下，将墨斗用于输墨装置内，墨斗允许在不同的油墨区内利用计量元件根据所期望的结果调节着墨情况。在此情况下特别重要的是，承印物上的着墨以及所形成的印刷图案符合原稿。为此，印刷机存在一系列将所形成的印刷图案的实际油墨值与原稿的给定值加以比较的调节过程，然后在调节回路中于印刷机的输墨装置内相应地控制油墨的输入。实际油墨值通常利用色度计在承印物上测得。

DE10013876A1公开了该油墨调节过程。在此情况下，可以在印刷机内或在印刷机外对所形成的印刷图案进行测量。在DE10013876A1中，于印刷过程中由比色装置测量承印物，并将如此形成的实际油墨值输入油墨调节装置。在此情况下，将实际油墨值与给定值加以比较，其中利用数学模型形成调节值，将该调节值输入墨斗中的诸如油墨计量元件的油墨调节元件。利用该油墨计量元件可以根据给定油墨值使给墨情况相适应。在根据DE10013876A1的方法中额外地将预先的调节值改变随时间的变化以加和方式叠加，以改善调节过程。为了控制油墨计量元件，在计算机内将实际油墨值换算成实际的墨层厚度。还将存储的待达到的给定油墨值换算成给定墨层厚度，从而在印刷机内与实际墨层厚度加以比较。用测量装置以密度测量或颜色测量的方式测量实际油墨值。因而在印刷机内实施给墨期间以改进的方式进行调节。该处理方式的缺点在于，在该调节过程中必然导致相应的消耗，从而可以尽可能迅速地补偿调节偏差，以在调整色差时产生尽可能少的废页。此外，在胶版印刷机内的输墨装置仅能非常缓慢地进行调节，因为输墨装置的调节特性非常缓慢。

发明内容

所以，本发明的目的在于提供一种用于实施允许预先调节印刷机的输墨装置内的墨层厚度以尽可能少地产生废页的过程的方法和设备。

该目的是根据本发明的方法和设备加以实现的。本发明还记载了其他优选的具体实施方案。

本发明的方法可以在各种相应地装配的胶版印刷机上实施。该胶版印刷机针对性地具有控制计算机，其用于将控制指令输送至胶版印刷机的输墨装置内的油墨计量元件。为此，该油墨计量元件通常用由控制计算机控制的电动机驱动。本发明利用承印物及油墨的光谱反射值。将这些光谱反射值在控制计算机的墨层厚度模型中换算成对应的墨层厚度，从而可以在待操作的输墨装置内用控制计算机调节对应的墨层厚度。墨层厚度模型是一种以软件的形式集成在印刷机的控制计算机上或者与印刷机相连的计算机上的数学模型。该模型的优点是，由于已知承印物和/或油墨的光谱反射值，可以特别精确地预先计算必须在印刷过程中调节的所需墨层厚度，从而形成符合原稿的印刷图案。油墨及承印物的光谱反射值一方面可以从制造商的数据手册获得，另一方面还可以在印刷之前测得。在此情况下，通过给定-实际值的比较甚至可以额外地以复杂的方式进行调节，但这不是绝对必需的，因为此时以光谱反射值为基准非常精确地控制输墨装置。反射值是指印刷油墨或承印物的光强度。计算出的在印刷机的单个输墨装置内的墨层厚度既可以用于在印刷之前预先调节油墨，还可以用于实际印刷之前的油墨配给。

在本发明的第一个具体实施方案中，在计算墨层厚度时，待计算的墨层厚度以给定的墨层厚度为参照。在此情况下，除了油墨和承印物的光谱反射值以外，还选择标准层厚度，由其测量油墨和/或承印物的光谱反射值或者该标准层厚度从数据手册获得。在此情况下，该墨层厚度模型除了承印物和油墨的光谱反射值还包括该标准化的层厚度。待调节的墨层厚度是该墨层厚度模型中唯一的未知数，因此可以将其计算出以调节输墨装置。此外，在计算墨层厚度时，建立当前的承印物的光谱反射值与油墨的反射值的关系。此时还将油墨的反射值以及当前的承印物的反射值输入该墨层厚度模型中，从而可以计算出待调节的墨层厚度以相应地控制输墨装置。

特别优选地，由该反射值计算密度测量的着墨着墨给定值(Frbungssollwerte)。选择性地，可以由该反射值计算颜色测量的着墨着墨给定值。不同于必须利用测量装置以密度测量或颜色测量的方式测得该着墨着墨给定值的现有技术，此处由油墨和承印物的反射值以及标准墨层厚度直接计算相应的颜色测量或密度测量的着墨着墨给定值。如此计算出的着墨着墨给定值可以相应地继续用于以颜色测量或密度测量的着墨着墨给定值工作的根据现有技术的印刷机内，而无需改变印刷机的控制。

另一个优点是，根据由偏振滤光器测量的油墨和/或承印物的反射值计算颜色测量或密度测量的着墨着墨给定值。在此情况下，还可以为了用偏振滤光器测得的反射值而计算颜色测量或密度测量的着墨着墨给定值。取决于印刷机的操作人员是否愿意用偏振滤光器操作，可以测得对应的着墨着墨给定值。

此外，将承印物或油墨的反射值或所属的墨层厚度输入控制计算机中。承印物或油墨的光谱反射值以及所属的墨层厚度例如可以由油墨或承印物的制造商提供。在此情况下，印刷工人可以将所提供的数值手工或者利用数据载体或者网络连接通过诸如键盘或鼠标的相应输入单元输入印刷机的控制计算机中。

在本发明的另一个具体实施方案中，承印物或油墨的反射值或所属的墨层厚度存储在控制计算机内。因此，印刷机的制造商可以将出厂时已确定的承印物或油墨的反射值以及所属的墨层厚度存储在控制计算机中，从而至少对于常用的承印物或印刷油墨而言无需手工输入或者事后由印刷工人输入。在此情况下，印刷工人可以直接调出存储在控制计算机中的数据。

此外，利用与控制计算机相连的测量装置测量承印物或油墨的反射值。若将由制造商提供的承印物或印刷油墨的数据存储在印刷机的控制计算机内，则可以将测量装置手动测量装置或特殊测量装置与印刷机相连，以测量未知油墨或未知承印物的反射值。然而在此情况下，无法测得墨层厚度。在该布局中，仅能得知在相同的油墨组合及纸组合的情况下哪个层厚度需要相对于已知状态改变。若层厚度及反射值谱是已知的，则可以得知在相同的承印物但改变的油墨的情况下哪个层厚度需要相对于已知状态改变。对于反射值及墨层厚度，可以在一台印刷机及与其相邻的印刷机上使用存储在印刷机的控制计算机内的数据或由印刷工人输入的数据以及用测量装置测得的数据，这取决于使用哪种承印物或油墨。

附图说明

下面根据多个附图更详细地阐述本发明。

图1所示为具有根据本发明的控制系统的单张纸轮转印刷机；

图2a所示为颜色测量的L值对所属的墨层厚度的曲线；

图2b所示为颜色测量的a值对墨层厚度的曲线；

图2c所示为颜色测量的b值对墨层厚度的曲线。

具体实施方案

图1中示出了一个印刷机1，该印刷机具有两个印刷装置3、4以及一个续纸器2和一个收纸器6。在续纸器2中，单张纸形式的承印物9从续纸器堆垛8中取出并通过抽吸带供应给印刷机1的第一印刷装置3。在那里，单张纸9在压印滚筒28与橡皮布滚筒26之间的印刷间隙中被印刷并借助于传送滚筒14传递给其后面的第二印刷装置4。在那里，该单张纸9以第二次油墨印刷(Farbausdruck)在压印滚筒10与橡皮布滚筒13之间的第二印刷间隙中被印刷并传递给收纸器6。在收纸器6中，印刷好的单张纸9被收放在收纸器堆垛7上。两个印刷装置3、4各具有一个输墨装置16、17，所述输墨装置给印版滚筒11、12供应印刷油墨。两个印刷装置3、4还附加地各具有一个润湿装置18、19，所述润湿装置用于影响在输墨装置16、17中已调节的油墨的粘度。在输墨装置16、17中可借助于一些电控制的油墨计量元件相应地控制施加在输墨装置16、17的辊上的油墨。输墨装置16、17与印刷机1的控制计算机5相连接，该控制计算机控制印刷机1的所有调节驱动器及驱动电动机。

通过具有键盘的监视器15或触摸屏，操作人员可以将数据输入控制计算机5中或者被通知关于印刷机1操作状态的相应状态信息。附加地在图1中还示出了一个手动测量装置20，通过该手动测量装置可在颜色测量(farbmetrisch)方面或密度测量方面测量单张纸9。在印刷机1的控制计算机5中对于不同制造商的常用承印物及印刷油墨已存储了相应的光谱反射值β₀、β_PW，由此，这些光谱反射值只有在不常用的承印物及印刷油墨的情况下才必须通过印刷人员的手动输入来补充。这可以通过监视器15上的键盘进行。此外，控制计算机5中具有软件形式的墨层厚度模型，该墨层厚度模型允许由承印物及油墨的光谱反射值β₀、β_PW以及标准墨层厚度S₀计算相应的墨层厚度S₁，用于调节各个印刷装置3 、4中的输墨装置16、17。此外，控制计算机5除了待计算的墨层厚度S₁以外还可以由反射值β₀、β_PW及标准墨层厚度S₀计算出密度测量方面的着墨给定值DV或颜色测量方面的着墨给定值L、a、b。在此情况下，例如在接着的给定-实际值调节中，印刷机1的控制系统可以调用这样计算的密度测量方面的或颜色测量方面的着墨给定值。颜色测量方面的着墨给定值L、a、b与相对应的计算出的墨层厚度S1之间的关系如图2a、2b、2c所示。

为了使油墨控制函数适配于新的给定值，首先必须求得墨层厚度S₁与着墨(Frbung)之间的关系。这通过墨层厚度模型来解决，该墨层厚度模型在控制计算机5上执行并且该墨层厚度模型以层厚度S₀情况下的油墨的光谱反射值β₀(λ)及承印物的光谱反射值β_PW(λ)。在最简单的情况下，对于墨层厚度模型假设关于纸白度的光谱反射值仅受消光系数的影响：

$\mathrm{\β}\left(\mathrm{\λ}\right)={\mathrm{\β}}_{\mathrm{PW}}\left(\mathrm{\λ}\right)\·{\left(\frac{{\mathrm{\β}}_0\left(\mathrm{\λ}\right)}{{\mathrm{\β}}_{\mathrm{PW}}\left(\mathrm{\λ}\right)}\right)}^{S_0/S_1}$ 方程式1

但还有复杂化的模型，例如基于Kubelka和Munk的研究的模型，这些研究附加地例如一起考虑了纸及油墨表面的散射性能。现在由反射曲线不仅可计算出密度测量方面的着墨值而且可计算出颜色测量方面的着墨值。

颜色测量方面的CIEL、a、b值的实例是：

L^*＝116·Y^*-16

a^*＝500·(X^*-Y^*)

b^*＝200·(Y^*-Z^*）

$X=K_x\·\∫S\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{\β}\left(\mathrm{\λ}\right)\·\stackrel{\‾}{x}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}$

$Y=K_y\text{\·\∫S}\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{\β}\left(\mathrm{\λ}\right)\·\stackrel{\‾}{y}\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}$

$Z=K_z\·\∫S\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{\β}\left(\mathrm{\λ}\right)\·\stackrel{\‾}{z}\·\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}$

其中：

S(λ)标准光源的辐射函数

标准三刺激值函数(Normspektralwertfunktion)

X_n、Y_n、Z_n与光源及观察角度相关的常数

通过所用的特定光源的辐射函数S(λ)，可以计算出用于每种所期望的光源(D65、D50、A、Xenon等)的给定值。

密度值DV的实例：

$\mathrm{DV}=-{\mathrm{Log}}_{10}\left(\frac{\text{\∫\β}\left(\mathrm{\λ}\right)\·F\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}{\text{\∫}{\mathrm{\β}}_{\mathrm{PW}}\left(\mathrm{\λ}\right)\·F\left(\mathrm{\λ}\right)\mathrm{d\λ}}\right)$

利用该光谱滤波函数F(λ)可以计算出用于每种滤色器(青、品红、黄、黑)及每个滤波函数(DIN、DIN窄带、ANSIA、ANSIT等)的密度值。若利用及不利用偏振滤光器测量的情况下都存在油墨及纸的光谱反射值β₀、β_PW，则还可计算出用于这两种测量条件的颜色测量方面的及密度测量方面的给定值L、a、b、DV。

承印物及油墨的光谱反射值β₀、β_PW以及所属的墨层厚度S₀可以从多种来源得到，它们随着油墨制造商的油墨提供，它们存储在油墨控制装置中，或者它们由测量装置20检测得到。

在用测量技术检测时不能求得墨层厚度。在此情况下，仅得知在油墨及纸组合相同的情况下哪个层厚度需要相对于已知状态改变。若层厚度及反射值谱是已知的，则可以得知在承印物相同但油墨改变的情况下哪个层厚度需要相对于已知状态改变。因为在密度测量方面和颜色测量方面的给定值L、a、b、DV的情况下都不存在封闭的解以确定给定着墨时的层厚度S₁，所以符合目的的是用公式1及对印刷重要区域内的3至4个层厚度的上述计算方法计算着墨。如果例如通过二阶多项式逼近着墨曲线，从而在密度测量的给定值DV的情况下可以直接根据给定层厚度加以解决。

在颜色测量的给定值L、a、b的情况下，例如可以首先用回归法求得墨层厚度与L、a、b之间的关系以及随后求得相对于给定着墨的色距，或者直接计算与给定着墨的色距并通过回归法逼近。还可以想到其他方法，例如根据在测量装置中使用的敏感度矩阵的方法。

在求得给定着墨所需的墨层厚度SD_新之后，确定其与墨层厚度SD_旧的关系，为此求得油墨预调节与油墨配给的情况。在最简单的情况下，进行从FZ_旧至FZ_新的油墨预调节的油墨区的线性缩放：

通过油墨配给1在油墨预调节处的计划的耦合，使油墨配给同样适应于新的着墨给定值。

除了油墨区的线性缩放以外，还可以相应地适应墨斗的计量特性。

参考标号列表

1       印刷机         15      监视器

2       续纸器         16、17  输墨装置

3、4    印刷装置       18、19  润湿装置

5       控制计算机     20      测量装置

6       收纸器         S₀      标准墨层厚度

7       收纸器堆垛     S₁      待计算的墨层厚度

8       续纸器堆垛     β₀     油墨反射值

9       单张纸         β_PW    承印物反射值

10、28  压印滚筒       DV密度测量方面的着墨给定值

11、12  印版滚筒       L、a、b、L^*、a^*、b^*

13、26  橡皮布滚筒              颜色测量方面的着墨给

14      传送滚筒       定值

Claims (10)

1、用于控制胶版印刷机(1)中的油墨输送过程的方法，该胶版印刷机具有一个控制计算机(5)及至少一个由该控制计算机(5)控制的输墨装置(16、17)，其特征在于，所述控制计算机(5)借助于光谱反射值(β₀、β_PW)计算出为了着墨所需的墨层厚度(S₁)并且为了调节计算出的墨层厚度(S₁)在输墨装置(16、17)上进行必要的调节过程。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述墨层厚度(S₁)时，该待计算的墨层厚度(S₁)以给定的墨层厚度(S₀)为参照。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在计算所述墨层厚度(S₁)时，建立当前的承印物的光谱反射值(β_PW)与油墨的反射值(β₀)的关系。

4、根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，由所述反射值(β₀、β_PW)计算出密度测量方面的着墨给定值(DV)。

5、根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，由所述反射值(β₀、β_PW)计算出颜色测量方面的着墨给定值(L、a、b)。

6、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据用于油墨和/或承印物的通过偏振滤光器测量的反射值(β₀、β_PW)计算出颜色测量方面的或密度测量方面的着墨给定值(DV、L、a、b)。

7、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将用于承印物或油墨的反射值(β₀、β_PW)或所属的墨层厚度(S₀)输入所述控制计算机(5)中。

8、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将承印物或油墨的反射值(β₀、β_PW)或所属的墨层厚度(S₀)存储在所述控制计算机(5)中。

9、根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助于一个与所述控制计算机(5)相连接的测量装置(20)来检测用于承印物或油墨的反射值(β₀、β_PW)。

10、用于实施如权利要求1至9之一所述的方法的设备，其特征在于，所述设备是印刷机(1)。

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