DE10257981A1

DE10257981A1 - Farbsteuerung einer Druckmaschine mit spektralbasierter Farbmessung

Info

Publication number: DE10257981A1
Application number: DE10257981A
Authority: DE
Inventors: Hans Engler; Werner Huber; Manfred Schneider
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2003-07-24
Also published as: US20030169440A1; US7551317B2; JP2003211634A; JP4703100B2

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Messeinrichtung für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) mittels einer Farbführungsvorrichtung (20) auf der Grundlage spektraler Remissionswerte von gedruckten Flächenelementen (24) auf einem Druckträger (22) vorgeschlagen, welche sich dadurch auszeichnen, dass gemessene spektrale Remissionswerte in korrigierte spektrale Remissionswerte umgerechnet werden. Vorteilhaft können das Verfahren und/oder die Messeinrichtung in einer Druckanlage mit einer Druckmaschine (10) zur Steuerung auf der Grundlage polarisierter spektraler Remissionswerte eingesetzt werden, insbesondere für ein Erfassungsgerät (28), dass unpolarisierte spektrale Remissionswerte misst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine durch wenigstens eine Farbführungsvorrichtung. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Messeinrichtung mit einem Erfassungsgerät von spektralen Remissionswerten auf wenigstens einem gedruckten Flächenelement auf einem Druckträger, einer zugeordneten Steuerungseinheit, die eine Recheneinheit und eine Speichereinheit umfasst, und die Erfindung betrifft eine Druckanlage mit wenigstens einer Druckmaschine, die wenigstens ein Druckwerk aufweist, einer Farbführungsvorrichtung und einer Maschinensteuerungseinheit.
Die Steuerung des Farbauftrags in einer Druckmaschine ist eine wichtige Maßnahme, das Druckergebnis zu beeinflussen. Zur Bewertung des Druckergebnisses, aus dessen Ergebnis Handlungsmaximen für die Steuerung des Farbauftrags abgeleitet werden, werden häufig Farbmessfelder auf Flächenelementen des Druckträgers (Papier, Karton, organische Polymerfolie oder dergleichen) mitgedruckt, deren Farbwerte durch visuell Beurteilung oder per Messung auf den Flächenelementen bestimmt werden. Eine Möglichkeit, um dieses Ziel zu erreichen, besteht in der Bestimmung der spektralen Remission β(λ) der Flächenelemente. In der hier verwendeten Notation bedeutet β(λ), dass die Remission β eine Funktion der Wellenlänge λ ist. Aus der spektralen Remission können farbmetrische Werte beziehungsweise Dichtewerte berechnet werden. Hierzu sind Normvorschriften in Deutschland erlassen worden. Eine Bestimmung farbmetrischer Werte kann auf der Grundlage der deutschen Industrienorm DIN 16 536 und eine Bestimmung von Dichtewerten kann auf der Grundlage der deutschen Industrienorm DIN 5033 erfolgen.

Aus dem Dokument EP 0 228 347 B2 sind ein Verfahren zur Farbsteuerung einer Druckmaschine, eine Messeinrichtung und eine Druckanlage bekannt. Zur Regelung des Farbauftrags werden Flächenelemente auf einem von einer Druckmaschine bedruckten Druckträger farbmetrisch vermessen und die gewonnenen Farbkoordinaten in Verbindung mit Sollwerten zu Steuerdaten für Farbführungsvorrichtungen der Druckmaschine verarbeitet. Das von den Flächenelementen remittierte Licht wird in einem Spektrometer spektral zerlegt und gemessen. Die gewonnenen Messdaten an diskreten Stützstellen verschiedener Wellenlänge werden einem Rechner zugeführt. Die Steuerung erfolgt auf der Basis spektraler Farbmessung und Farbmetrik, indem gegebenenfalls durch Umrechnung Farbwerte in einem Farbkoordinatensystem aus den Remissionswerten bestimmt werden:
Istwerte werden mit Sollwerten verglichen und Abweichungen der spektralen Remissionen oder der Farbwerte werden durch die Farbsteuerung verringert.

Eine Messung der spektralen Remission kann entweder unpolarisiert oder polarisiert erfolgen. Anders ausgedrückt, optional kann mit polarisiertem, insbesondere linear polarisiertem Licht beleuchtet werden und ein Erfassungsgerät kann mit einer Polarisationsoptik oder einem Polarisator, um polarisiertes remittiertes Licht zu messen, ausgestattet sein. Typischerweise wird das Licht mit um 90 Grad gedrehter linearer Polarisation gemessen, es handelt sich um einen Anteil des depolarisierten remittierten Lichtes. Aufgrund technischer Limitationen ist es aber nicht immer möglich, Erfassungsgeräte mit Polarisationsoptiken auszurüsten. Des weiteren stellen Polarisationsoptiken oder Polarisationsspektrometer einen bedeutenden Kostenfaktor dar. Die polarisierte spektrale Remission ist ein Beispiel für eine nur mit hohem Aufwand messbare Größe.

Die Kenntnis der polarisierten spektralen Remission ist aber besonders wichtig, da die polarisierte spektrale Remission vom Trocknungszustand des Druckträgers unabhängig ist. Häufig soll die spektrale Remission im oder direkt nach dem Druckvorgang gemessen werden, was insbesondere für den geläufigen Offsetdruck bedeutet, dass der Druckträger einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Der Feuchtigkeitsgehalt nimmt zu langsam ab, als dass zur Bewertung des Druckergebnisses darauf gewartet werden könnte. Eine Farbsteuerung auf Basis polarisierter spektraler Remissionswerte oder auf Basis von Farbwerten, die auf Grundlage polarisierter spektraler Remissionswerte bestimmt werden, impliziert Sollwerte, welche unabhängig vom Trocknungszustand des Druckträgers und damit zeitunabhängig nach dem Druckvorgang sind. Wird also die Einstellung einer Druckmaschine auf gewünschte Sollwerte für eine Druckproduktion verfolgt, so können im oder direkt nach dem Druckvorgang Istwerte polarisierter spektraler Remission oder von diesen abgeleiteter Farbwerte so lange mit den Sollwerten verglichen und Farbführungsvorrichtungen gesteuert werden, bis die Farbführung in der Druckmaschine derart ist, dass die Abweichung zwischen Istwerten und Sollwerten mit hinreichender Präzision verschwindend klein ist. Als Maß für eine hinreichende Präzision wird häufig der Abstand ΔE im zugrundeliegenden Farbraum angesehen: Wenn ΔE < 1 ± 0.5, dann ist der Farbabstand unter der Wahrnehmungs- oder Sichtbarkeitsgrenze. Auch längere Zeit nach dem Druckvorgang wird sich dieses Ergebnis im wesentlichen nicht ändern, da die Farbsteuerung auf zeitunabhängigen Größen beruht.

Die Schaffung eines physikalischen Modells für die Beschreibung von Lichtstreuprozessen in Druckträgern gestaltet sich aufgrund der optischen Eigenschaften von praxisüblichen Druckträgern als äußerst schwierig, wie es beispielsweise dem Artikel von G. Fischer, J. Rodriguez-Giles und K. R. Scheuter in Die Farbe 30 (1982), Seiten 199 bis 220 entnommen werden kann. Um nur einige Beispiele für Einflüsse zu nennen, sei zum einen auf die Tatsache verwiesen, dass das auf den Druckträger auftreffende Licht nicht nur direkt an der Oberfläche, sondern auch teilweise im Inneren der Oberflächenschicht des Druckträgers gestreut werden kann, und zum anderen, dass das Licht nicht nur auf dem Weg in den Druckträger hinein, sondern auch aus ihm wieder hinaus gestreut werden kann. Die Lichtwege durch die Oberflächenschicht eines Druckträgers sind also sehr kompliziert, und das daraus resultierende Remissionsverhalten nur in einfachen Fällen und nicht in seiner Globalität berechenbar. Einer Berechnung der polarisierten spektralen Remission, insbesondere in universeller Art für verschiedene Druckträger, scheinen daher unüberwindliche Grenzen gesetzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Farbsteuerung für eine Druckmaschine zu schaffen, welche auf der Basis nur mit hohem Aufwand messbarer spektraler Remissionswerte beruht, ohne diese zu messen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, durch eine Messeinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 9 und/oder durch eine Druckanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine durch wenigstens eine Farbführungsvorrichtung die folgenden Schritte. Spektrale Remissionswerte β(λ) werden durch Messung auf wenigstens einem gedruckten Flächenelement auf einem Druckträger bestimmt. Die gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) werden in korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ) umgerechnet, transformiert oder umgewandelt. Auf der Grundlage der korrigierten spektralen Remissionswerte β'(λ) werden Istwerte für die Farbführungsgrößen ermittelt. Die gewonnenen Istwerte werden mit Sollwerten für die Farbführungsgrößen zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung verarbeitet.

Die Farbführungsgrößen können farbmetrische Werte oder Dichtewerte sein, so dass deren Istwerte aus spektralen Remissionswerten bestimmt werden. Alternativ dazu können die Farbführungsgrößen spektrale Remissionswerte sein, so dass deren Sollwerte aus farbmetrischen Werten oder Dichtewerten bestimmt werden.

Bevorzugt kann die Umrechnung, Transformation oder Umwandlung auf einem spektral abhängigen Zusammenhang beruhen. Anders ausgedrückt, die korrigierten spektralen Remissionswerte β'(λ) stehen in funktionellem Zusammenhang mit den spektralen Remissionswerten β(λ) und weiterer Terme, die von der Wellenlänge λ abhängig sind. In einer geschlossenen Notation kann dieser Sachverhalt durch β'(λ) = f(β(λ),λ) ausgedrückt werden. Der funktionelle Zusammenhang kann dabei in Form einer Tabelle von einer Anzahl von Stützstellen verschiedener Wellenlänge oder in Form einer Funktionsgleichung bekannt sein. Der funktionelle Zusammenhang basiert auf einem physikalisch motivierten Lichtstreuungs- und Absorptionsmodell mit empirischen Modifikationen. Bevorzugt können die farbmetrischen Werte gemäß der deutschen Industrienorm DIN 16 536 und die Dichtewerte gemäß der deutschen Industrienorm DIN 5033 bestimmt werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) durch unpolarisierte Messung gewonnen. Mittels Umrechnung, Transformation oder Umwandlung erhaltene korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ) können Besonderheiten des Erfassungsgerätes, der Farbführungsvorrichtung oder dergleichen berücksichtigen. Anders ausgedrückt, die Umrechnung ermöglich in vorteilhafter Weise eine Kalibration des Erfassungsgerätes.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können des weiteren die berechneten spektralen Remissionswerte β'(λ) mit einer gewissen Präzision gemessenen spektralen Remissionswerten entsprechen, welche durch polarisierte Messung gewonnen werden. Unter einer gewissen Präzision sei hier eine Präzision eines Abstandsmaßes verstanden. Ein vorteilhaftes Abstandsmaß ist der Farbabstand ΔE im korrespondierenden Farbraum. Bevorzugt ist ein Abstand ΔE < 1 ± 0.5 unter der Wahrnehmungs- oder Sichtbarkeitsgrenze. Anders ausgedrückt, die vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht die Ermittlung von polarisierten farbmetrischen Werten oder polarisierten Dichtewerten, indem gemessene unpolarisierte spektralen Remissionswerte β(λ) in polarisierte spektrale Remissionswerte β'(λ) umgerechnet werden, welche dann die Basis für die Bestimmung der farbmetrischen Werte oder Dichtewerte bilden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in vorteilhafter Weise bei Messung noch feuchter Druckträger eingesetzt werden, da der Istwert-Sollwert-Vergleich auf zeitunabhängigen Größen beruht.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, in welcher eine Umrechnung auf dem Zusammenhang oder der Vorschrift

β'(λ) = exp{ln[β(λ)/P_unpol(λ) - β₀]s}P_pol(λ){1 - q[P_unpol(λ_max) - β(λ_max)]}V(λ)^Dr (1)

beruht. In dieser Notation bedeuten die hier eingeführten Variablen folgendes: P_unpol(λ) den unpolarisierten Remissionswert des unbedruckten Druckträgers bei Wellenlänge λ, P_pol(λ) den polarisierten Remissionswert des unbedruckten Druckträgers bei Wellenlänge λ,β₀ einen Term, welcher den Anteil des remittierten Lichtes unmittelbar an der Oberfläche des Druckträgers berücksichtigt, λ_max ist eine bestimmte Wellenlänge, bei der eine deutliche Wirkung eines optischen Aufhellers erzielt wird, bevorzugt ist λ_max diejenige Wellenlänge, an welcher eine maximale Remission stattfindet. s gibt die virtuelle Dicke der Farbschicht auf dem Druckträger an, q und r sind Gewichtungsfaktoren und V(λ) ist die Beschreibung der polarisierenden Wirkung, auch des Transmissionsgrades, eines wellenlängenabhängigen Filters. Des weiteren ist die Farbdichte des gemessenen Bunttones D = -log[β/β_pop] mit β = ∫dλβ(λ)F(λ), also die integrale spektrale Remission über alle Wellenlängen, und β_pop = ∫dλβ_pop(λ)S(λ)F(λ) für die spektralen Remissionswerte β_pop(λ) des Druckträgers (entweder P_unpol(λ) oder P_pol(λ), bevorzugt P_unpol(λ)), also die integrale spektrale Remission des Druckträgers über alle Wellenlängen. F(λ) steht für eine wellenlängenabhängige Filterfunktion (Transmissionsgrad des Filters) und S(λ) steht für eine wellenlängenabhängige Strahlungsfunktion (relative spektrale Strahlungsverteilung) gemäß den deutschen Industrienormen DIN 5033 und DIN 16 536. Im Integrand kann auch noch zusätzlich durch Multiplikation mit einer wellenlängenabhängigen Funktion die relative Empfindlichkeit des Detektors berücksichtigt sein. Anstatt des Papierspektrums kann auch ein anderes Referenznormal verwendet werden. Zur physikalischen Motivation dieses Zusammenhangs ist zu sagen, dass der Exponentialterm die Extinktion im Druckträger beschreibt und der Term {1-q[P_unpol(λ_max) - β(λ_max)]} den Effekt optischer Aufheller im Druckträger berücksichtigt.

Während β(λ) und P_unpol(λ) gemessen werden, werden die Filterfunktion V(λ) und die anderen Variablen festgelegt. V(λ) ist in einer bevorzugten Ausführungsform typischerweise eine stetige Funktion über dem Wellenlängenintervall [380 nm, 730 nm]. Ihr Wertebereich liegt im Intervall [0.3,2], bevorzugt im Intervall [0.8,1.2]. Die Funktion weist eine kleine Anzahl von Maxima und Minima, über das Wellenlängenintervall verteilt, auf.

Typische Werte für die anderen Variablen in der Gleichung (1) sind: β₀ ∈ [0,0.1], s ∈ [0.8,2], q∈ [-0.5,0.5], r∈ [0,3] und λ_max ∈ [300 nm, 580 nm]. Die dargelegte Vorschrift ist für einen sehr weiten Bereich verschiedener Bunttöne und/oder Druckträgern anwendbar. Variablensätze aus diesen Bereichen können wenigstens für eine Klasse von Druckträgern angewendet werden. In einer Ausführungsform werden für den Druckträger Papier die Klassen Naturpapier, mattes Papier und glattes Papier, in welche dem üblichen Sprachgebrauch in der Drucktechnik folgend die einzelnen Papiersorten eingeordnet werden, gebildet. Für die Wellenlänge λ_max ist insbesondere 390 nm bevorzugt.

Für Bunttöne mit einer totalen (integralen) Remission über 2.2% der auftreffenden Beleuchtungsleistung werden insbesondere für glattes Papier β₀ = 0.0015,, s = 1.009, q = -0.146 und r = 0.55, für mattes Papier β₀ = 0.0053, s = 1.059, q = 0.08 und r = 0.92 und für Naturpapier β₀ = 0.023, s = 1.09, q = -0.32 und r = 1.0 bevorzugt. Für Bunttöne mit einer sehr geringen totalen Remission (unter 2.2% der auftreffenden Beleuchtungsleistung) werden insbesondere für glattes Papier β₀ = 0.005, s = 1.05, q = 0 und r = 0.3, für mattes Papier β₀ = 0.005, s = 1.097, q = 0 und r = 0.5 und für Naturpapier β₀ = 0.005, s = 1.27, q = 0 und r = 2 bevorzugt.

P_pol(λ) kann entweder gemessen oder berechnet werden. Eine bevorzugte Rechenvorschrift zur Bestimmung von P_pol(λ) lautet:

Typische Werte für die Variablen in diesem Zusammenhang sind: W(λ) ∈ [0.8,3], r_p ∈ 0.8,1.2]und P₀ ∈ [0,0.05]. Bevorzugt ist r_p = 1.02 und p₀ = 0.01. In verschiedenen Ausführungsformen können für verschiedene Druckträgerklassen, beispielsweise Naturpapier, glattes Papier und mattes Papier unterschiedliche Variablenwerte vorgesehen sein.

Die Ordnung der Terme ist typischerweise die folgende: Der größte Anteil, etwa 70%, stammt von der Extinktion, ein mittlerer Anteil, etwa 20%, beruhen auf der Berücksichtigung des optischen Aufhellers, und der kleinste Anteil, etwa 10%, des Filterterms ermöglicht ein Ergebnis mit gewisser Präzision unterhalb der Sichtbarkeitsgrenze, also für das Maß ΔE im zugrundeliegenden Farbraum dann ΔE < 1 ± 0.5.

Die Umrechnung beruht also auf einem physikalischen Modell, welches die Absorption und Reflexion des Lichtes an der betrachteten Oberfläche und die Eigenschaften der Oberfläche selbst in geeigneter Weise miteinander verknüpft. Ein universell gültiger Wertebereich für die Variablen ist ermittelt worden, welcher die Gewichtung des Einflusses von Absorption und Reflexion des Lichtes an der betrachteten Oberfläche, den Einfluss des Druckträgers und die typische Charakteristik der Polarisationsfilter berücksichtigt. Die allgemeine Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird erreicht, indem die Umrechnung oder Transformation von verschiedenen Eigenschaften der jeweils vorliegenden spektralen Remissionswerte abhängig gemacht wird. Dementsprechend wird für einen gegebenen Buntton die unpolarisiert gemessene spektrale Remission mit einem remissionsstärkeabhängigen Faktor multipliziert und durch Addition eines weiteren Terms um einen bestimmten Betrag verschoben wird. Der Einfluss von optischen Aufhellern im Druckträger wird dichteabhängig berücksichtigt. Auf die Remissionseigenschaften des Druckträgers wird normiert. Um die typische Charakteristik eines physischen Polarisationsfilters zu erfassen, wird eine wellenlängenabhängige Korrektur durchgeführt.

Für den durch diese technische Lehre angesprochen Fachmann ist klar, dass der angegebene Zusammenhang gemäß Gleichung (1) auch in äquivalenter Weise durch Termumstellung und/oder Entwicklung der höheren Funktionen in Reihendarstellung bis zu Gliedern einer Ordnung mit gewisser Präzision gegeben sein kann, ohne dass dadurch ein neuer, sich prinzipiell von der angegebenen Vorschrift unterscheidender Zusammenhang gewonnen wird.

Der erfinderische Gedanke umfasst auch die Schaffung einer Messeinrichtung und einer Druckanlage, in welchen jeweils das erfindungsgemäße Verfahren realisiert wird.

Erfindungsgemäß umfasst eine Messeinrichtung ein Erfassungsgerät von spektralen Remissionswerten auf wenigstens einem gedruckten Flächenelement auf dem Druckträger und eine zugeordnete Steuerungseinheit, die eine Recheneinheit und eine Speichereinheit aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass in der Recheneinheit ein Computerprogramm abläuft, durch welches korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ) aus gemessenen spektralen Remissionswerten β(λ) berechnet werden. Das Computerprogramm ist wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit abgelegt, bevorzugt ist es komplett wenigstens für die Zeitdauer seiner Abarbeitung in der Speichereinheit abgelegt.

Bevorzugt weist das Computerprogramm wenigstens einen Abschnitt auf, in dem eine spektral abhängige Zuordnungsvorschrift zwischen spektralen Remissionswerten β(λ) und korrigierten spektralen Remissionswerten β'(λ) ausgeführt wird. Die Zuordnungsvorschrift kann in Form einer Tabelle (look-up table) oder in Form eines funktionellen Zusammenhangs (beispielsweise ein Unterprogramm oder eine Funktion) hinterlegt sein. Typische Stützstellen λ_i, wobei der Index i die Stützstellen abzählt, sind Wellenlängen λ mit Differenzen von kleiner oder gleich 20 nm, insbesondere 10 nm.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Messeinrichtung umfasst das Erfassungsgerät ein unpolarisiertes Spektrometer und die berechneten korrigierten spektralen Remissionswerte β'(λ) entsprechen mit einer gewissen Präzision gemessenen spektralen Remissionswerten (Abstandsmaß ist bevorzugt der Farbabstand ΔE).

Bevorzugte Zuordnungsvorschrift oder Umrechnungsregel gemäß der oben angegebenen Gleichung (1), wobei wiederum Werte für die Variablen aus den oben angegebenen Intervallen vorteilhaft sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung, in deren Recheneinheit spektrale Remissionswerte in farbmetrische Werte oder Dichtewerte konvertiert werden, läuft in der Recheneinheit ein Computerprogramm ab, welches wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit abgelegt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, in dem farbmetrische Werte oder Dichtewerte mit Sollwerten zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung verarbeitet werden.

In einer alternativen vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messeinrichtung, in deren Recheneinheit farbmetrische Werte oder Dichtewerte in spektrale Remissionswerte zur Bildung von Sollwerten konvertiert werden, läuft in der Recheneinheit ein Computerprogramm, welches wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit abgelegt ist und wenigstens einen Abschnitt aufweist, in dem spektrale Remissionswerte mit Sollwerten zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung verarbeitet werden.

Eine erfindungsgemäße Druckanlage mit wenigstens einer Druckmaschine, die wenigstens ein Druckwerk aufweist, einer Farbführungsvorrichtung und einer Maschinensteuerungseinheit, zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckanlage wenigstens eine erfindungsgemäße Messeinrichtung aufweist. Die Druckmaschine kann dabei unter Ausführung jedes bekannten Druckverfahrens arbeiten, bevorzugt handelt es sich bei der Druckmaschine, sei es eine bogen- oder rollenverarbeitende Maschine, um eine direkte oder indirekte Flachdruckmaschine, insbesondere eine Offsetdruckmaschine. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerungseinheit der Messeinrichtung einen Teil der Maschinensteuerungseinheit bildet. Dadurch kann beispielsweise innerhalb des Produktionspfades auf einfache Art und Weise eine Integration von Messung und Steuerung auch während des Druckvorganges erreicht werden, um beispielsweise unter anderem kurze Einstellungszeiten der Steuerung zu ermöglichen.

In der erfindungsgemäßen Messeinrichtung beziehungsweise in der erfindungsgemäßen Druckanlage erübrigt sich in vorteilhafter Weise der Einsatz eines polarisierten Erfassungsgerätes, insbesondere eines Polarisationsspektrometers. Für den Offsetdruck ist insbesondere sehr vorteilhaft, dass eine Unabhängigkeit vom Trocknungsgrad des Druckträgers erreicht ist. Gleichzeitig kann aber die Farbsteuerung auf Basis nur mit hohem Aufwand messbarer spektraler Remissionswerte durchgeführt werden. Anders ausgedrückt, das erfindungsgemäße Verfahren und/die erfindungsgemäße Messeinrichtung, auch integriert in eine Druckanlage, ermöglichen den Einsatz polarisierter farbmetrischer Werte oder Dichtewerte, ohne polarisierte Spektralmessungen durchführen zu müssen. Der erfinderische Gedanke ist universell für verschiedene Bunttöne und/oder verschiedene Bedruckstoff anwendbar. Er ist unabhängig vom verwendeten Farbsatz im Druck.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungen dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:
Fig. 1 eine Darstellung der Topologie einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung relativ zu einer Druckmaschine, und
Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckanlage.
Die Fig. 1 zeigt eine Darstellung der Topologie einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung relativ zu einer Druckmaschine. Eine Druckmaschine 10 weist eine zugeordnete Maschinensteuerung 12 auf. Aus dem Produktionsstrom 38 wird an einem Druckträger 22 eine Messung für die Farbsteuerung durchgeführt. Der Druckträger 22 weist eine Anzahl von bedruckten Flächenelementen 24 auf, hier beispielhaft drei quadratische. Die Flächenelemente 24 sind in der Regel mit Volltönen und/oder Halbtöne einer oder mehrerer Druckfarben bedruckt. Es kann sich auch um Kombinationsfarben (Übereinanderdruck) mehrerer Grundfarben handeln. Die Flächenelemente 22 werden von einer hier nicht näher gezeigten Lichtquelle, bevorzugt unter Normbedingungen gemäß der deutschen Industrienormen DIN 16 536 und DIN 5033, beleuchtet, und das von den Flächenelementen 22 gestreute beziehungsweise remittierte Licht 26 wird mittels eines Erfassungsgerätes 28 detektiert. Das Erfassungsgerät 28 ist relativ bewegbar zum Druckträger 22. Bevorzugt ist eine, hier nicht näher gezeigte Aktuatorik für eine Absolutbewegung des Erfassungsgerätes 28 über der Oberfläche des Druckträgers 22, welcher sich an einem hier nicht gezeigten Messplatz befindet, vorgesehen. Das Erfassungsgerät 28 ist derart ausgeführt, dass es die unpolarisierten spektralen Remissionswerte β(λ) messen kann. Beispielsweise umfasst das Erfassungsgerät eine unpolarisiertes Spektrometer. Das Erfassungsgerät 28 steht in Verbindung mit einer Steuerungseinheit 30, welche eine Recheneinheit 32 und eine Speichereinheit 34 umfasst. In der Recheneinheit 32 kann ein Programm ablaufen, dass wenigstens einen Abschnitt aufweist, welcher die erfindungsgemäße Umrechnung der gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) in korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ), aus denen Istwerte für die Farbführungsgrößen ermittelt werden, durchführt. Eine Übertragung 36 der ermittelten Werte, seien es die korrigierten spektralen Remissionswerte β'(λ) oder aus diesen abgeleitete farbmetrische Werte oder Dichtewerte, an die Maschinensteuerung 12 findet statt. Die Maschinensteuerung 12 umfasst auch eine Farbsteuerung für die Druckmaschine 10. Die Farbsteuerung umfasst einen Istwert-Sollwert-Vergleich von Farbführungsgrößen, und eine Veränderung von Farbführungsstellelementen der einen oder mehreren Farbführungsvorrichtungen kann in Abhängigkeit der Abweichung von Istwerten von Sollwerten durchgeführt werden.
Die Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckanlage. Die Druckanlage weist eine Druckmaschine 10 und eine zugeordnete Maschinensteuerung 12 auf. Die Druckmaschine 10 umfasst in dieser beispielhaften Ausführungsform vier Druckwerke 14 mit jeweils einem Formzylinder 16 und einem Übertragungszylinder 18 und ist eine bogenverarbeitende Offsetdruckmaschine. In jedem der vier Druckwerke ist eine Farbführungsvorrichtung 20, beispielsweise ein Offset-Farbwerk mit einer Anzahl von Farbzonen. Weitere Einzelheiten von Vorrichtungen in der Druckmaschine 10 sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt, sind aber dem angesprochenen Fachmann geläufig. Ein Erfassungsgerät 28 für unpolarisierte spektrale Remissionswerte β(λ) von Flächenelementen auf einem durch die Druckmaschine 10 bedruckten Druckträger ist entlang des Bahnpfades des Druckträgers durch die Druckmaschine 10, hier dem vierten und letzten Druckwerk 14 nachgeordnet, gezeigt. Flächenelemente können für den Fall eines Offset-Farbwerks mit einer Anzahl von Farbzonen für eine oder mehrere Farbzonen auf dem Druckträger gedruckt werden. Vorteilhaft ist eine den Druckwerken nachgeordnete Anordnung des Erfassungsgerätes 28, um Messwerte für alle benutzten Farben und gegebenenfalls Kombination von diesen zu gewinnen. In dieser Ausführungsform stehen das Erfassungsgerät 28 und die Farbführungsvorrichtungen 20 mit einer Steuerungseinheit 30 in Wirkverbindung, welche in die Maschinensteuerung 12 integriert ist. Anders ausgedrückt, die Steuerungseinheit 30 mit Recheneinheit 32 und Speichereinheit 34 bildet einen Teil der Maschinensteuerung 12. In der Recheneinheit 32 der erfindungsgemäßen Druckanlage erfolgt die Umrechnung von gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) in korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ). BEZUGSZEICHENLISTE 10 Druckmaschine
12 Maschinensteuerungseinheit
14 Druckwerke
16 Formzylinder
18 Übertragungszylinder
20 Farbführungsvorrichtung
22 Druckträger
24 Flächenelement
26 Remittiertes Licht
28 Erfassungsgerät
30 Steuerungseinheit
32 Recheneinheit
34 Speichereinheit
36 Übertragung zur Maschinensteuerung
38 Produktionsstrom
40 Verbindung zum Antrieb der Druckmaschine
42 Relativbewegung

Claims

1. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) durch wenigstens eine Farbführungsvorrichtung (20) mit den Schritten:

- Bestimmen von spektralen Remissionswerten β(λ) durch Messung auf wenigstens einem gedruckten Flächenelement auf einem Druckträger;

- Ermitteln von Istwerten für Farbführungsgrößen auf der Grundlage spektraler Remissionswerte;

- Verarbeiten der gewonnenen Istwerten für Farbführungsgröße mit Sollwerten für Farbführungsgrößen zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung (20); gekennzeichnet durch

- Umrechnen der gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) in korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ) aus denen die Istwerte ermittelt werden.

2. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbführungsgrößen farbmetrische Werte oder Dichtewerte sind, deren Istwerte aus spektralen Remissionswerten bestimmt werden.

3. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbführungsgrößen spektrale Remissionswerte sind, deren Sollwerte aus farbmetrischen Werten oder Dichtewerten bestimmt werden.

4. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrechnung auf einem spektral abhängigen Zusammenhang beruht.

5. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessen spektralen Remissionswerte β(λ) durch unpolarisierte Messung gewonnen werden.

6. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die berechneten spektralen Remissionswerte β'(λ) mit einer gewissen Präzision gemessenen spektralen Remissionswerten entsprechen, welche durch polarisierte Messung gewonnen werden.

7. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrechnung auf dem Zusammenhang β'(λ) = exp{ln[β(λ)/P_unpol(λ) - β₀]s}P_pol,(λ){1 - q[P_unpol(λ_max) - β(λ_max)]}V(λ)^Dr beruht, wobei D = -log[β/β_pap] mit β = ∫dλβ(λ)F(λ)und β_pap = ∫dλβ_pap(λ)S(λ)F(λ) für die spektralen Remissionswerte β_pap(λ) des Druckträgers (22).

8. Verfahren für die Farbsteuerung einer Druckmaschine (10) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Variablen in der Gleichung gilt: β₀ ∈ [0,0.1], s∈ [0.8,2], q∈ [-0.5,0.5], r∈ [0,3] und λ_max ∈ [300 nm, 580 nm].

9. Messeinrichtung mit einem Erfassungsgerät (28) von spektralen Remissionswerten auf wenigstens einem gedruckten Flächenelement (24) auf dem Druckträger (22), einer zugeordneten Steuerungseinheit (30), die eine Recheneinheit (32) und eine Speichereinheit (34) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in der Recheneinheit (32) ein Computerprogramm, welches wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit (34) abgelegt ist, abläuft, durch welches korrigierte spektrale Remissionswerte β'(λ) aus gemessenen spektralen Remissionswerten β(λ) berechnet werden.

10. Messeinrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogramm wenigstens einen Abschnitt aufweist, in dem eine spektral abhängige Zuordnungsvorschrift zwischen spektralen Remissionswerten β(λ) und korrigierten spektralen Remissionswerten β'(λ) ausgeführt wird.

11. Messeinrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnungsvorschrift in Form einer Tabelle (look-up table) oder in Form eines funktionellen Zusammenhangs hinterlegt ist.

12. Messeinrichtung gemäß Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsgerät (28) ein unpolarisiertes Spektrometer umfasst und die berechneten korrigierten spektralen Remissionswerte β'(λ) mit einer gewissen Präzision gemessenen spektralen Remissionswerten entsprechen.

13. Messeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnungsvorschrift für eine Anzahl von Stützstellen λ_i, wobei der Index i die Stützstellen abzählt, lautet:
β'(λ) = exp{ln[β(λ)/P_unpol(λ) - β₀]s}P_pol(λ)[1 - q[P_unpol(λ_max) - β (λ_max)]}V(λ)^Dr, wobei D = -log[β/β_pap] mit β = ∫dλβ(λ)F(λ) und β_pap = ∫dλβ_pap(λ)S(λ)F(λ) für die spektralen Remissionswerte β_pap(λ) des Druckträgers (22) ist.

14. Messeinrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Variablen in der Gleichung gilt: β₀ ∈[0,0.1], s ∈[0.8,2], q ∈[-0.5,0.5], r ∈[0,3] und λ_max ∈[300 nm, 580 nm].

15. Messeinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, in deren Recheneinheit spektrale Remissionswerte in farbmetrische Werte oder Dichtewerte zur Bildung von Istwerten konvertiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Recheneinheit (32) ein Computerprogramm, welches wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit (34) abgelegt ist, abläuft und dass das Computerprogramm wenigstens einen Abschnitt aufweist, in dem farbmetrische Werte oder Dichtewerte mit Sollwerten zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung (20) verarbeitet werden.

16. Messeinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, in deren Recheneinheit farbmetrische Werte oder Dichtewerte in spektrale Remissionswerte zur Bildung von Sollwerten konvertiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Recheneinheit (32) ein Computerprogramm, welches wenigstens partiell für ein Zeitintervall in der Speichereinheit (34) abgelegt ist, abläuft und dass das Computerprogramm wenigstens einen Abschnitt aufweist, in dem spektrale Remissionswerte mit Sollwerten zu Steuerdaten für die Farbführungsvorrichtung (20) verarbeitet werden.

17. Druckanlage mit wenigstens einer Druckmaschine (10), die wenigstens ein Druckwerk (12) aufweist, einer Farbführungsvorrichtung (20) und einer Maschinensteuerungseinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckanlage wenigstens eine Messeinrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche 9 bis 16 aufweist.

18. Druckanlage gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (30) der Messeinrichtung einen Teil der Maschinensteuerungseinheit (12) bildet.