DE102018202453A1 - Verfahren zur Durchführung eines Druckprozesses in einer Inkjet-Druckmaschine - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Durchführung eines Druckprozesses in einer Inkjet-Druckmaschine (7) mit einer Farbraumtransformation zwischen einem Zielfarbraum und einem Prozessfarbraum durch einen Rechner (6), wobei für eine Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine (7) eine für den Druckprozess geeignete Testform im Prozessfarbraum mit druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag gedruckt und farbmetrisch im Zielfarbraum vermessen wird, die so erzeugten Messwerte Stützstellen im gemessenen Zielfarbraum entsprechen, zwischen den Stützstellen interpoliert wird und somit weitere Stützstellen definiert werden und mittels der Stützstellen im Zielfarbraum und den aus der Testform bekannten Eingangswerten im Prozessfarbraum, welche den Stützstellen im Zielfarbraum entsprechen, die Farbraumtransformation durchgeführt wird, und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass für die druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag, sowie für die Eingangswerte im Prozessfarbraum direkt die physikalische Größe des Tintentropfenvolumens (9, 10) verwendet, die Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine dahingehend angepasst und damit der Druckprozess durchgeführt wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Druckprozesses in einer Inkjet-Druckmaschine, mittels direkter Farbsteuerung über das Tintentropfenvolumen.
• Die Erfindung liegt im technischen Gebiet des Digitaldrucks.
• Bisher werden beim Inkjet-Druck meist die aus dem traditionellen Offset-Druck bekannten Vorgehensweisen einschließlich der dort verwendeten Testformen verwendet. Dabei wird eine Testform ausgewählt, welche Testfelder mit für den durchzuführenden Druckprozess verwendeten Prozessfarben in der Druckmaschine, üblicherweise CMYK plus optional ein bis mehrere Zusatzfarben, in verschiedensten Kombinationen untereinander, sowie mit verschiedenen Abdeckungswerten von beispielsweise 10, 20, 30 bis 100 % Farbabdeckung, aufweist. Diese verschiedensten Kombinationen von Prozessfarben resultieren, wenn sie gedruckt sind, in den von der verwendeten Druckmaschine abbildbaren Farben im Zielfarbraum. Als Prozessfarbraum wird also der Farbraum der Prozessfarben, welche in der Druckmaschine verwendet werden, also CMYK plus mögliche Sonderfarben bezeichnet, als Zielfarbraum meistens der CIELAB-Farbraum. Dies ergibt sich aus der spezifischen Vorgehensweise im Color-Management. Dabei wird ein meist digital vorliegendes Druckbild, welches durch den Druckprozess der Maschine erzeugt werden soll und welches im RGB-Farbraum vorliegt, über eine erste Farbraumtransformation mittels eines Eingangsprofils in einen standardisierten Farbraum überführt. Dieser Farbraum wird üblicherweise als XYZ-Farbraum bezeichnet. Eine besondere Ausprägung dieses Farbraums ist der spezifisch standardisierte CIELAB-Farbraum, im Weiteren kurz LAB-Farbraum genannt. Mit Hilfe dieses Standardfarbraums kann genau beschrieben werden, welche Farbwerte an welcher Stelle im Druckbild das zu erzeugende Druckbild aufweisen soll. Der LAB -Farbraum ist also in dieser Hinsicht der Zielfarbraum. Da die Druckmaschine jedoch nicht mit Farben im LAB -Farbraum drucken kann, sondern CMYK-Prozessfarben plus Sonderfarben verwendet, ist eine weitere Farbraumtransformation im Color-Management notwendig, um zu definieren, mit welchen Farbkombinationen von CMYK plus optionalen Zusatzfarben die notwendigen LAB-Farbwerte erzielt werden können. Dafür wird mittels eines so genannten Ausgangsprofils, welches durch den Druck und das Ausmessen der bereits erwähnten Testform erzeugt wird, eine weitere Farbraumtransformation vom Zielfarbraum in den Prozessfarbraum durchgeführt. Dann erfolgt das Drucken und Ausmessen dieser Testform, wobei dies mittels Farbmessgeräten durchgeführt wird, welche die erzielten Farbwerte im Zielfarbraum messen. Die Messwerte, bzw. -punkte der Farbmessgeräten entsprechen dabei bestimmten Stützstellen im Zielfarbraum. Diesen Stützstellen können dann aufgrund der systematischen Anordnung der Testform mit den einzelnen Kombinationen der Prozessfarben entsprechende Stützstellen im Prozessfarbraum zugewiesen werden. Damit lässt sich die Farbraumtransformation vom Ziel- in den Prozessfarbraum durchführen. Mittels der so erzeugten Eingangs- und Ausgangsprofile kann somit das ursprünglich im RGB-Farbraum digital vorliegende Zieldruckbild in den Prozessfarbraum über den Zwischenschritt der Transformation in dem Zielfarbraum erzeugt werden und die Druckmaschine im Rahmen des Color-Management entsprechend profiliert werden.
• Beim traditionellen Offsetdruck gibt man dabei Beschränkungen des Farbauftrags für das Druckbild meist durch die maximal zulässige Flächendeckungs-Summe, Total Area Coverage - TAC an. Diese bezeichnet die maximal zulässige Summe der Prozentwerte der eingesetzten Druckfarben, wie z.B. C, M, Y, K usw.. Der TAC-Wert berücksichtigt das sogenannte „Trocknungs“-Verhalten der Druckbögen. Mit Trocknung ist in diesem Fall meist ein oxidativer Vorgang oder das Wegschlagen, bzw. Einziehen der Farbe ins Papier gemeint. Damit wird verhindert, dass die Druckbögen im Stapel zusammenkleben, sich zu stark verformen oder dass die Farben verwischt werden.
• Beim Inkjet-Druck entspricht dem eine Trocknung im wörtlichen Sinn, wenn wasserbasierte Tinten verwendet werden. Bei Tinten, die durch UV-Licht ausgehärtet werden, ist es wichtig, dass das eingesetzte UV-Licht die Farbe noch durchhärten kann. In jedem Fall ist hier die gesamte auf dem Bedruckstoff aufgebrachte Farbmenge als Farbvolumen pro Fläche, z.B. in Picoliter pro Pixel, von Belang. Anders als beim Offsetdruck hegen die Farben beim Inkjet-Druck nicht in konstanter Schichtdicke auf dem Bedruckstoff, sodass eine simple Auswertung der relativen flächenmäßigen Bedeckung des Bedruckstoffes nicht zielführend ist.
• Wenn man die im Offsetdruck gebräuchlichen Prozentwerte in einem Inkjet-System anwendet, dann passen die vorgegebenen Beschränkungen in Form der TAC-Werte mit Prozentwerten im Allgemeinen nicht zum wirklichen Prozessverhalten. Die Prozentwerte werden insbesondere beeinflusst durch eine Skalierung der einzelnen Farbanteile auf das im jeweiligen Einzel-Kanal erlaubte Maximum, auch Inklimit genannt, durch die Kalibrierung, z.B. mit dem Ziel vorgegebener Dichte-Verläufe, und durch die Rasterung.
• Das US-Patent US 09 007 657 B2 offenbart für diese Problematik ein Verfahren zur Farbraumtransformation zwischen zwei Farbräumen, wobei sogenannte „excess values“ für Mischfarben bestimmt werden, dann eine weitere Rechnung in Flächendeckungswerten durchgeführt wird und dann eine Näherungslösung für die Farbraumtransformation unter direkter Verwendung der Flächendeckungswerte eingesetzt wird. Das offenbarte Verfahren erzeugt dabei eine angepasste Testform, welche jedoch weiterhin mit „nicht druckbare“ Farbfelder enthält, während gleichzeitig Teile des benötigten Farbraums nicht abgedeckt werden. Die Farbraumtransformation wird zudem in einem nichtlinearen Farbraum durchgeführt. Es gibt keine direkte Abbildung der physikalischen Gegebenheiten und keine Berücksichtigung der Kalibrierung der verwendeten Druckmaschine. Zudem sind keine tinten-spezifischen Grenzen möglich.
• Dem Stand der Technik fehlt somit eine an den Inkjet-Druck angepasste Erstellung von Testformen für das Color-Management, sowie die durchgängige Verwendung der physikalischen Größe des Tintentropfenvolumens. Auch eine optimale, auf den Inkjet-Druck angepasste Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine ist aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren für das Colormanagement einer Inkjet-Druckmaschine zu finden, welches optimal an die spezifischen Anforderungen des Inkjet-Drucks angepasst ist.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Durchführung eines Druckprozesses in einer Inkjet-Druckmaschine mit einer Farbraumtransformation zwischen einem Zielfarbraum und einem Prozessfarbraum durch einen Rechner, wobei für eine Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine eine für den Druckprozess geeignete Testform im Prozessfarbraum mit druckprozessbedingten Einschränkungen im Farbauftrag gedruckt und farbmetrisch im Zielfarbraum vermessen wird, die so erzeugten Messwerte Stützstellen im gemessenen Zielfarbraum entsprechen, zwischen den Schnittstellen interpoliert wird und somit weitere Stützstellen definiert werden und mittels der Stützstellen im Zielfarbraum und den aus der Testform bekannten Eingangswerten im Prozessfarbraum, welche den Stützstellen im Zielfarbraum entsprechen, die Farbraumtransformation durchgeführt wird und welches dadurch gekennzeichnet ist, dass für die druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag sowie für die Eingangswerte im Prozessfarbraum direkt die physikalischen Größe des Tintentropfenvolumens verwendet, die Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine dahingehend angepasst und damit der Druckprozess durchgeführt wird.
• Basis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei, der aus dem Stand der Technik bekannte grundlegende Ablauf des Color-Managements, der im erfindungsgemäßen Verfahren auf die speziellen Bedürfnisse des Inkjet-Drucks angepasst wird. Um den Inkjet-Druckprozess nun in vorhersagbarer Weise anwenden zu können, ist es zweckmäßig, die Druckmaschine nicht mit den herkömmlichen Prozentwerten anzusteuern, sondern unmittelbar mit den Farbvolumen-Werten, also z.B. in Picoliter pro Pixel. Es ist möglich, durch rechnergestützte Software-Simulation oder durch Messung, in Form von Wägung von Tintenmengen, einfarbiger Farbabstufungen den Zusammenhang zwischen den Eingangswerten und den Ausgangswerten in Picoliter pro Pixel für jeden Farbkanal zu bestimmen. Indem man die entsprechenden Umkehrfunktionen auf die Eingangswerte anwendet, erhält man ein Druck-System, das genau die Werte in Picoliter pro Pixel ausgibt, die eingegeben werden. Dabei ist es unerheblich, ob die Druckmaschine intern mit spezifischen Maschinendaten oder mit herkömmlichen Prozentwerten arbeitet - die Umwandlung in ein auf Tintenvolumina basierendes System ist in jedem Fall auf sehr einfache Weise durch Anwenden einer eindimensionalen Korrekturfunktion in jedem Farbkanal möglich. Auch eine intern vorgenommene Kalibrierung des Druckprozesses verändert nur die Gestalt dieser Korrekturfunktionen und könnte theoretisch auch wegelassen werden, wenn sie nicht dazu beiträgt, stark verzerrende Kurven zu vermeiden.
• Wenn man Bilder in gebräuchlichen Formaten wie PDF oder TIFF repräsentiert, dann kann man die gerätespezifischen Farbwerte (z.B. CMYK usw.) durchaus als volumen-bezogene Werte interpretieren. Im Fall einer 8-bit-Codierung kann es erforderlich sein, für jeden Farbkanal einen geeigneten Skalierungs-Faktor zu benutzen, der den Maximalwert (255) dem jeweiligen Maximalwert in Picoliter/Pixel zuordnet. Solche Faktoren können dann z.B. als spezielle Einträge in einer PDF-Datei vermerkt werden und ermöglichen eine effiziente Ausnutzung der Wertebereiche.
• Natürlich werden nur solche Bilder volumenbasiert interpretiert, die sich auf den gerätespezifischen Farbraum des Inkjet-Prozesses beziehen. Die von Kunden als ursprüngliche Eingangsdaten meist verwendeten, für Standard-Offset separierten Bilder werden wie gewohnt behandelt.
• Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.
• Eine bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass der Zielfarbraum ein Lab-Farbraum und der Prozessfarbraum ein CMYK-Farbraum oder ein den CMYK-Farbraum als Untermenge enthaltender Prozessraum ist. In den meisten Fällen ist der Zielfarbraum ein LAB-Farbraum, während der Prozessfarbraum ein CMYK-Farbraum plus mögliche Sonderfarben ist. Diese erweitern den standardmäßigen CMYK-Farbraum entsprechend der verwendeten Sonderfarben. Z.B. CMYKOGV statt CMYK, wobei OGV für Orange, Grün, Violett steht. Es gibt jedoch auch andere Ausprägungen des Zielfarbraums, welche üblicherweise auf dem XYZ-Farbraum basieren, wobei der LAB -Farbraum lediglich ein standardisierter und sehr häufig verbreiteter Vertreter des XYZ-Farbraums ist.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass bei der Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine die Stützstellen für jeden verwendeten Farbkanal visuell gleichverteilt berechnet werden und auf Basis der durchgeführten rechnergestützten Farbraumtransformation eine Kalibrierkennlinie erstellt und für den Druckprozess der Inkjet-Druckmaschine verwendet wird. Der Schritt der Kalibrierung besteht in der Hauptsache aus dem Druck, dem Ausmessen der Testformen und aus dem Berechnen gleich verteilter Stützstellen. Beim Druck und dem Messen der Testform werden entsprechend dem Setzen der Messpunkte Stützstellen erzeugt. Eine Aufgabe im Color-Management ist es, diese Stützstellen möglichst gleich verteilt zu setzen, damit die so durchgeführte Farbraumtransformation möglichst alle Bereiche der beiden Farbräume gleichmäßig erfasst. Dies kann erreicht werden, in dem die Messpunkte, sprich die Stellen , an denen die Testform ausgemessen wird, entsprechend gesetzt werden. Da die so erzeugten Stützstellen jedoch für die Farbraumtransformation nicht ausreichen, werden üblicherweise fehlende Stützstellen zwischen zwei bereits vorhandenen Stützstellen interpoliert. Dieses Verfahren ist mit dem Setzen der Messpunkte zum erstmaligen Erstellen der Stützstellen so aufeinander abgestimmt, dass die erzeugten Stützstellen möglichst gleich verteilt erzeugt werden. Mit den so erzeugten gleich verteilten Stützstellen wird eine Kalibrierkennlinie erzeugt, welche es dem Steuerungsrechner der Inkjet-Druckmaschine ermöglicht durch einen bestimmten Einsatz von Prozessfarben genau die Farbwerte im Zielfarbraum zu erreichen, welche er für das aktuelle Druckbild benötigt.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Gleichverteilung der Stützstellen jedes Farbkanals durch das Manipulieren der tintentropfenbasierten Eingangswerte im Prozessfarbraum mittels mindestens zwei vorgegebener Kurven mit vorverzerrten Eingangswerten für jeden Farbkanal erreicht wird, wobei für jede vorgegebene Kurve eine Testform mit entsprechend vorverzerrten Eingangswerten gedruckt und dann diejenige Testform mit optimierten, resultierenden Messwerten als geeignete Testform für die Farbraumtransformation verwendet wird. Um den Aufwand für das Erzeugen gleich verteilter Stützstellen in jedem Farbkanal möglichst gering zu halten, bietet es sich an, die in Picoliter pro Pixel vorliegenden Eingangswerte digital vor zu verzerren. Die Vorverzerrung erzeugt eine größere Breite an Variation von verwendeten Kombinationen von Prozessfarben, was den Stützstellen im Prozessfarbraum entspricht, und erzeugt somit eine größere Bandbreite an erzeugten Werten im Zielfarbraum, was somit in einer größeren Variation der Stützstellen resultiert. Die vorverzerrte Kurve mit den entsprechenden Kombinationen von Prozessfarbwerten, welche dann in Messwerten respektive Stützstellen resultiert, die am nächsten an den gewünschten Farbwerten im Zielfarbraum liegen, wird dann als Prozessfarbkombination in der Testform übernommen.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass bei einer Verzerrung der Eingangswerte, die für alle Farbkanäle unabhängig voneinander durchgeführt wird, zuerst für einen Farbkanal für jede der mindestens zwei vorgegebenen Kurven eine Testform mit entsprechend vorverzerrten Eingangswerten gedruckt wird, dann durch den Rechner sämtliche restlichen Kombinationen der vorverzerrten Eingangswerte für die weiteren Farbkanäle simuliert und daraus eine resultierende, geeignete Testform mit den optimierten Testfeldern aller Farbkanäle für die Farbraumtransformation verwendet wird. Im einfachsten Beispiel würde man identische Kurven für alle Farbkanäle verwenden. Wenn man die vorgegebenen Kurven jedoch für alle Farbkanäle unabhängig voneinander verzerren will, so wäre es ineffizient für alle mindestens vier Farbkanäle eine zwangsläufig sehr hohe Anzahl von Kombinationen von Farbkanälen in Form der Testform zu drucken. Hier wären dann aufgrund der Unabhängigkeit der Kanäle voneinander nicht einfach nur 5 Mal 4 Seiten zu drucken, sondern entsprechend 5⁴. Um diese viel zu hohe Anzahl von Testformseiten zu reduzieren, druckt man nicht alle möglichen Kombinationen der verschiedenen Vorverzerrungen für die einzelnen Farbkanäle, sondern nur ein Mal sämtliche Vorverzerrungen für einen Farbkanal. Die Ergebnisse werden dann mittels des Rechners für die Kombination mit den anderen Farbkanälen simuliert. Auf Basis dieser Ergebnisse wird dann eine neue Testform erstellt, welche die Kombination der besten Verzerrungen in den Einzelfarbkanälen enthält.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Gleichverteilung der Stützstellen jedes Farbkanals iterativ entlang eindimensionaler Achsen in den mehrdimensionalen Ziel- und Prozessfarbräumen ermittelt werden, wodurch eine mehrdimensionale Gleichverteilung der Testfelder der geeigneten Testform realisiert wird. Da die angestrebte Gleichverteilung der Stützstellen für jeden Farbkanal auch mehrdimensional im Farbraum, welcher aus mehr als drei Dimensionen bestehen kann, angestrebt wird, ist es vorteilhaft, entlang eindimensionaler Achsen, welche entlang der jeweiligen Farbe des betroffenen Farbkanals durch den Farbraum zeigen, eine Gleichverteilung der Stützstellen auf dieser Achse durchzuführen. Wird dies für alle Farbkanäle durchgeführt, so erlangt man eine mehrdimensionale Gleichverteilung der Testfelder in der Testform, entsprechend der Stützstellen im Prozess- und damit auch im Zielfarbraum.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag im Rahmen einer Profilierung bestimmt werden, bei der eine Begrenzung der Tintentropfenvolumina auf einen maximalen Farbauftragswert mittels physikalischer Vorgaben hinsichtlich des Trocknungsverhaltens der Tinte durchgeführt wird, womit eine geeignete, modifizierte Testform mit begrenzten Testfeldern erstellt wird, welche nur noch von der Inkjet-Druckmaschine im Prozessfarbraum druckbare Testfelder, die innerhalb des maximalen Farbauftragswertes liegen, enthält. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Profilierung durchgeführt, deren Ziel es ist, die für die Farbtransformation zu verwendende Testform entsprechend den Bedingungen des Inkjet-Druckprozesses anzupassen. Der Hauptpunkt dabei ist dabei die Berechnung der maximalen Tintentropfenvolumina, welche sich durch physikalische Vorgaben wie z. B. Trocknungsverhalten der Tinte ergeben. Mit diesen maximalen Werten für die Tintentropfenvolumina kann die Testform entsprechend angepasst werden und zwar in der Form, dass die einzelnen Testfelder der Testform auf die maximalen Werte für die Tintentropfenvolumina begrenzt werden. Die Testform enthält also damit nur noch Testfelder, welche innerhalb des resultierenden maximalen Farbauftragswertes liegen. Mit dieser Testform mit den begrenzten Testfeldern wird dann die entsprechende Messung und Berechnung der Stützstellen und damit die Farbraumtransformation durchgeführt.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass zur Erstellung der geeigneten, modifizierten Testform mit begrenzten Testfeldern jene Testfelder die außerhalb des maximalen Farbauftragswertes liegen, auf diesen maximalen Farbauftragswert modifiziert, nicht gedruckt oder gedruckt und dann ignoriert werden. Falls die Testform aus der Kalibrierung doch noch Testfelder aufweist, welche über dem maximalen Farbauftragswert liegen, so werden diese Testfelder auf den maximalen Farbauftragswert modifiziert. Eine weitere Möglichkeit wäre es, diese nicht zu drucken und diese Felder weiß zu lassen oder sie mit den zu hohen Farbauftragswerten, d.h. zu hohen Tintentropfenvolumina zu drucken und dann bei der Erstellung der Stützstellen für die Farbraumtransformation zu ignorieren.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass mit den ermittelten Stützstellen und der geeigneten, modifizierten Testform mit begrenzten Testfeldern ein ICC-Profil zur Farbraumtransformation zwischen dem Zielfarbraum und einem Prozessfarbraum für den Druckprozess erstellt wird. Das für das Color-Management benötigte Ausgangsprofil ist in den meisten Fällen ein sogenanntes ICC-Profil. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird dabei im Rahmen der Profilierung mit den erstellten geeigneten Testformen, welche dann entsprechend des maximalen Farbauftragswertes modifiziert wurden, diese modifizierten geeigneten Testformen entsprechend gedruckt, gemessen und auf Basis der so erstellten Stützstellen ein Ausgangsprofil für die Farbraumtransformation in Form eines ICC-Profils erstellt. Dieses ICC-Profil wird dann für das Color-Management der Inkjet-Druckmaschine verwendet.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Kalibrierung hinsichtlich der Berechnung der Stützstellenverteilung in der Testform invers durchgeführt wird, wobei die Messdaten der Kalibrierung direkt in die Verteilung der Testfelder der Testform eingerechnet werden. Durch die direkte Einbeziehung der Messdaten der Kalibrierung in die Verteilung der Testfelder der Testform bekommt man optimale Stützpunkte für eine Profilberechnung. Damit können volumenbasierte Profile auf volumenbasiert kalibrierter Maschine erstellt werden. Für den Fall, dass vorgegebene Kurven mit vorverzerrten Eingangswerten verwendet werden, wären dafür SCTV berechnete Kurvensätze geeignet, wobei SCTV spot colour tone value, d. h. Volltonfarbe bedeutet.
• Die Erfindung als solche sowie konstruktiv und/oder funktionell vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
• Die Zeichnungen zeigen:
• 1: ein Beispiel des Aufbaus einer Bogen-Inkjet-Druckmaschine
• 2: einen schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
• 3: ein Beispiel für mehrere vorverzerrte Kurven von Eingangswerten in pL/P
• 4: einen schematischen Ablauf der Kalibrierung
• 5: einen schematischen Ablauf der Profilierung
• 6: einen schematischen Ablauf der Berechnung der Tintentropfenvolumina
• 7: einen schematischen Ablauf der Begrenzung der Tintentropfenvolumina
• 8: einen schematischen Ablauf der Bestimmung der Farbortverteilung
• Das Anwendungsgebiet der bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Inkjet-Druckmaschine 7. Ein Beispiel für den grundlegenden Aufbau einer solchen Maschine 7, bestehend aus Anleger 1 für die Zufuhr des Drucksubstrats 2 in das Druckwerk 4, wo es von den Druckköpfen 5 bedruckt wird, bis hin zum Ausleger 3, ist in 1 dargestellt. Dabei handelt es sich hier um eine Inkjet-Bogendruckmaschine 7, welche von einem Steuerungsrechner 6 kontrolliert wird.
• Der grundlegende schematische Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 dargestellt. Das Verfahren besteht dabei aus vier Teilschritten. Zuerst wird eine Kalibrierung der verwendeten Inkjet-Druckmaschine 7 durchgeführt. Dieser Vorgang ist in Figur 4 näher erläutert. Die Kalibrierung endet mit der Erstellung einer Kalibrierkennlinie für die Druckmaschine 7.
• Ein weiterer wichtiger Teilschritt ist die folgende Profilierung, in welcher die für die Farbtransformation notwendige Testform angepasst wird. Dieser Vorgang ist näher in 5 aufgeführt. Wichtigste Punkte der Profilierung sind die Berechnung der entsprechenden Tintentropfenvolumina, auch Inkvolumina genannt, welche schematisch in 6 aufgezeigt wird, und die Begrenzung der berechneten Tintentropfenvolumina auf einen maximalen Wert anhand physikalischer Vorgaben. Dies wird schematisch in 7 dargestellt.
• Der nächste Teilschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dann die Bestimmung der Farbortverteilung, welche die im Rahmen der Kalibrierung erstellten Kalibrierwerte korrigiert und die Profilierung ergänzt. Dieser Schritt wird in 8 in seinen einzelnen Abläufen aufgezeigt.
• Die derart erstellten ICC Profile 11 werden dann im letzten Teilschritt für die erfindungsgemäße Farbraumtransformation zu einem auf den Inkjet-Druckprozess angepassten Color-Management verwendet.
• Im Folgenden werden nun noch weitere bevorzugte Ausführungsvarianten beschrieben.
• Für den Offsetdruck gibt es eine Reihe von festgelegten Testformen wie z.B. die nach ISO 12647-2 (bzw. IT8.7/4) oder die ECI 2002-Testform. Solche Testformen enthalten eine Vielzahl von Farbfeldern mit Kombinationen der Druckfarben in unterschiedlichen Abstufungen in Prozent. Die meisten dieser Testformen enthalten keine Begrenzung des maximalen Gesamt-Farbauftrags. Es wird angenommen, dass eine Verletzung von später einzuhaltenden Begrenzungen tolerierbar ist, wenn sie nur in wenigen Farbfeldern vorkommt und diese keine zusammenhängenden Flächen bilden.
• Die Abstufung der Farbkanal-Werte ist empirisch und führt bei üblichen Anwendungen zu einer brauchbaren Abtastung des Prozessraumes, auch wenn diese oft alles andere als optimal ist. Letzteres wird z.B. beim Vergleich von angedruckten Testformen auf gestrichenem und auf ungestrichenem Papier deutlich.
• Beim Offsetdruck ist es mit nennenswertem Aufwand verbunden, eine größere Testform nacheinander in mehreren Variationen zu drucken, vor allem wegen der Erzeugung von Druckplatten und der Rüstzeiten an der Maschine 7. Beim Inkjet-Druck ist dies jedoch kein Problem; man braucht dafür die Maschine 7 noch nicht einmal anzuhalten.
• Eine gleichabständige Verteilung in den Einzelkanälen einer Testform liefert auch beim Drucken mit einem auf Tintenvolumina basierenden System im Allgemeinen keine besonders günstige Abtastung des Prozessraumes. Sowohl vom Zeitaufwand wie von den Kosten her ist es aber hier sehr effizient, nicht eine einzelne Testform zu drucken, sondern gleich eine Reihe von Variationen. Insbesondere können dabei die verwendeten Eingangswerte, in Picoliter 9 pro Pixel 10, die für jeden Kanal zwischen 0 und dem zulässigen Maximalwert liegen, in ihrem jeweiligen Bereich mit vorgegebenen Kurven vorverzerrt werden. In 3 sind beispielhaft 5 Kurven 8 zur Vorverzerrung dargestellt.
• Eine solche Serie von Variationen lässt sich auf einfache Weise durch eine PDF-Datei mit mehreren Seiten realisieren. Wenn die gedruckten Testformen Farbverläufe in den einzelnen Farbkanälen enthalten, z.B. in Schritten von 10% des Maximalwertes, dann lässt sich in einer Serie unterschiedlicher Verzerrungen durch visuelle Beurteilung unmittelbar eine geeignete Verteilung angeben. Die Abtastung des Prozessraumes, die man auf diese Weise erhält, ist mindestens so gut, wie die im Offsetdruck mit einer fest vorgegebenen Testform, und es ist kein zusätzlicher Zeitaufwand für Farbmessungen erforderlich.
• In dem dargestellten Beispiel mit 5 Kurven wären in der einfachsten Anwendung mit identischen Kurven für alle Farbkanäle bei einem CMYK-Druckprozess nur 5 Seiten zu drucken, von denen eine die günstigste Testform enthält. Wenn man alle Kanäle unabhängig voneinander variieren will, dann druckt man zweckmäßigerweise aber nicht 5^4 = 625 Seiten, sondern zunächst ebenfalls nur 5 wie oben und erzeugt dann per Software mit der Kombination der besten Verzerrungen in den Einzel-Kanälen sofort eine neue Testform, die anschließend gedruckt wird.
• Es ist möglich, dass einzelne Farbfelder in der Summe ihrer Druckfarben-Anteile die Gesamt-Volumenbegrenzung überschreiten. Wenn die Testformen nicht in einem größeren Stapel abgelegt werden, kann man dies tolerieren. Alternativ kann man in den Testform-Dateien auch alle solchen Farbfelder weiß lassen oder so begrenzen, dass die Beschränkungen nicht mehr verletzt werden.
• Eine spezielle, bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens ist dabei die inverse Anwendung von Kalibrierungen auf die Berechnung der Stützpunktverteilung der Testform. Hier werden die Messdaten der Kalibrierung direkt in die Verteilung der Testform eingerechnet.
• So bekommt man optimale Stützpunkte für eine Profilberechnung. Damit können volumenbasierte Profile auf volumenbasiert kalibrierten Maschinen erstellt werden. Mögliche Kurvensätze wären SCTV berechnete Kurvensätze.
• Iterativ können in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens auch optimale eindimensionale Verteilungen ermittelt werden, die auch eine optimale mehrdimensionale Verteilung der Messformpatches ermöglichen.
• Der Testform kommt dabei eine entscheidende Bedeutung für das erfindungsgemäße Verfahren zu. Wenn man mit einem volumenbasierten Drucksystem eine geeignete Testform gedruckt hat, dann kann man damit ICC-Profile 11 analog zu den im Offsetdruck verwendeten berechnen.
• Die Testform ist auf der geräteabhängigen Seite charakterisiert durch die Kombinationen der Druckfarben-Anteile in Picoliter pro Pixel in den enthaltenen Farbfeldern. Die im Einzelfall auftretenden Werte sind dabei einerseits abhängig von der maximal zulässigen Farbmenge pro Farbkanal bzw. Druckwerk und andererseits durch die jeweils verwendete Vorverzerrung 8. Wenn die Testform z.B. in CMYK von der Testform nach ISO 12647-2 abgeleitet wurde, welche regelmäßige Gitter über den Prozessraum legt, dann hat die modifizierte Testform ebenfalls regelmäßige Gitter, nur mit dem Unterschied, dass statt der Prozentwerte jetzt Picoliter 9 pro Pixel 10 auftreten und dass die Abstufungen in den verschiedenen Kanälen auch unterschiedlich sein können. Grundsätzlich treten solche Testformen auch beim Offsetdruck auf, nämlich dann, wenn Kalibrierung und Profilierung gemeinsam mit einer Druckplatte bestimmt werden sollten. Dabei werden die aus Verlaufskeilen ermittelten Kalibrierkurven invers auf die Druckfarben-Anteile der ursprünglich fest vorgegebenen Testform angewendet.
• So wie beim Offsetdruck die maximale Flächendeckungssumme TAC in Prozent als Begrenzung bei der Profilberechnung berücksichtigt wird, kann nun die Summe der Druckfarben-Anteile in Picoliter 9 pro Pixel 10 berücksichtigt werden.
• Die farbmetrische Vermessung der angedruckten Testform erfolgt genauso wie die der Testformen beim Offsetdruck. Es müssen nur statt der sonst üblichen Prozentwerte als Druckfarben-Anteile die aktuell verwendeten Werte in Picoliter 9 pro Pixel 10 hinzugefügt werden.
• Die aus den Testformen berechneten ICC-Profile repräsentieren im Wesentlichen die für die Separation, z.B. Lab zu CMYK, und die für die Simulation, z.B. CMYK zu Lab, nötigen Transformationen. Der Unterschied zu den Offset-Profilen besteht beim volumenbasierten Inkjet-Druck darin, dass auf der gerätespezifischen Seite, d.h. im Prozessfarbraum CMYK, Werte in Picoliter 9 pro Pixel 10 auftreten, welche ggf. mit geeigneten Skalierungsfaktoren auf den zulässigen Bereich für die Farbkanäle angepasst sind, analog zu ggf. erforderlichen Skalierungen in PDF-Dateien, welche bereits beschrieben wurden.
• Bezugszeichenliste

1

Anleger

2

Drucksubstrat

3

Ausleger

4

Inkjet-Druckwerk

5

Inkjet-Druckkopf

6

Rechner

7

Inkjet-Druckmaschine

8

vorgegebene, vorverzerrte Kurven von Eingangswerten in pL / Pixel

9

x-Achse - Farbwert in pL

10

y-Achse - ausgewähltes Pixel

11

ICC-Profil

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• US 09007657 B2 [0007]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• ISO 12647-2 [0032]

Claims (10)

1. Verfahren zur Durchführung eines Druckprozesses in einer Inkjet-Druckmaschine (7) mit einer Farbraumtransformation zwischen einem Zielfarbraum und einem Prozessfarbraum durch einen Rechner (6), wobei für eine Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine (7) eine für den Druckprozess geeignete Testform im Prozessfarbraum mit druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag gedruckt und farbmetrisch im Zielfarbraum vermessen wird, die so erzeugten Messwerte Stützstellen im gemessenen Zielfarbraum entsprechen, zwischen den Stützstellen interpoliert wird und somit weitere Stützstellen definiert werden und mittels der Stützstellen im Zielfarbraum und den aus der Testform bekannten Eingangswerten im Prozessfarbraum, welche den Stützstellen im Zielfarbraum entsprechen, die Farbraumtransformation durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag, sowie für die Eingangswerte im Prozessfarbraum direkt die physikalische Größe des Tintentropfenvolumens (9, 10) verwendet, die Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine dahingehend angepasst und damit der Druckprozess durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Zielfarbraum ein Lab-Farbraum und der Prozessfarbraum ein CMYK-Farbraum oder ein den CMYK-Farbraum als Untermenge enthaltender Prozessraum ist.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kalibrierung der Inkjet-Druckmaschine (7) die Stützstellen für jeden verwendeten Farbkanal gleichverteilt berechnet werden und auf Basis der durchgeführten rechnergestützten Farbraumtransformation eine Kalibrierkennlinie erstellt und für den Druckprozess der Inkjet-Druckmaschine (7) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichverteilung der Stützstellen jedes Farbkanals durch das Manipulieren der tintentropfenbasierten Eingangswerte im Prozessfarbraum mittels mindestens zwei vorgegebener Kurven (8) mit vorverzerrten Eingangswerten (9, 10) für jeden Farbkanal erreicht wird, wobei für jede vorgegebene Kurve (8) eine Testform mit entsprechend vorverzerrten Eingangswerten (9, 10) gedruckt und dann diejenige Testform mit optimierten, resultierenden Messwerten als geeignete Testform für die Farbraumtransformation verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Verzerrung der Eingangswerte (9, 10) die für alle Farbkanäle unabhängig voneinander durchgeführt wird, zuerst für einen Farbkanal für jede der mindestens zwei vorgegebenen Kurven (8) eine Testform mit entsprechend vorverzerrten Eingangswerten (9, 10) gedruckt wird, dann durch den Rechner sämtliche restlichen Kombinationen der vorverzerrten Eingangswerte (9, 10) für die weiteren Farbkanäle simuliert und daraus eine resultierende, geeignete Testform mit den optimierten Testfeldern aller Farbkanäle für die Farbraumtransformation verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichverteilung der Stützstellen jedes Farbkanals iterativ entlang eindimensionaler Achsen in den mehrdimensionalen Ziel- und Prozessfarbräumen ermittelt werden, wodurch eine mehrdimensionale Gleichverteilung der Testfelder der geeigneten Testform realisiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die druckprozessbedingten Beschränkungen im Farbauftrag im Rahmen einer Profilierung bestimmt werden, bei der eine Begrenzung der Tintentropfenvolumina auf einen maximalen Farbauftragswert mittels physikalischer Vorgaben hinsichtlich des Trocknungsverhaltens der Tinte durchgeführt wird, womit eine geeignete, modifizierte Testform mit begrenzten Testfeldern erstellt wird, welche nur noch von der Inkjet-Druckmaschine (7) im Prozessfarbraum druckbare Testfelder, die innerhalb des maximalen Farbauftragswertes liegen, enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung der geeigneten, modifizierten Testform mit begrenzten Testfeldern jene Testfelder die außerhalb des maximalen Farbauftragswertes liegen, auf diesen maximalen Farbauftragswert modifiziert, nicht gedruckt oder gedruckt und dann ignoriert werden.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 7 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass mit den ermittelten Stützstellen und der geeigneten, modifizierten Testform mit begrenzten Testfeldern ein ICC-Profil (11) zur Farbraumtransformation zwischen dem Zielfarbraum und einem Prozessfarbraum für den Druckprozess erstellt wird.
10. Verfahren einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierung hinsichtlich der Berechnung der Stützstellenverteilung in der Testform invers durchgeführt wird, wobei die Messdaten der Kalibrierung direkt in die Verteilung der Testfelder der Testform eingerechnet werden.

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