DE19515499C2 - Verfahren zur simultanen Mehrfarbregelung beim Drucken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln der Farbgebung beim Drucken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie aus der EP 0 228 347 A1 bekannt.

Bei bekannten Systemen zum Regeln der Farbe werden Farbmeßanordnungen eingesetzt, die je Meßort drei Farbwerte liefern, die in einem bestimmten Farbmaßzahlsystem ausgedrückt werden können. Um beim Drucken eine Aussage darüber machen zu können, wie stark die Farbvalenz am Meßort von einer gewünschten Farbvalenz abweicht, werden aus den Farbwerten valenzmetrische Farbmaßzahlen abgeleitet. Es sind verschiedene Farbabstandsformeln in Gebrauch, um aus den valenzmetrischen Farbmaßzahlen Farbabstände berechnen zu können. Zur Regelung der Farbgebung sind in der Drucktechnik Farbräume gebräuchlich, in denen eine gute Übereinstimmung zwischen geometrischem und empfindungsgemäßen Farbabstand besteht. Diese angenäherten empfindungsgemäß gleichabständigen Farbräume werden als L _* a _* b _* -Farbraum CIE 1976 oder als L _* u _* v _* -Farbraum CIE 1976 bezeichnet.

Die valenzmetrischen Farbmaßzahlen aus solchen empfindungsgemäß gleichabständigen Farbräumen können stets über umkehrbar eindeutige, mathematische Beziehungen auf die gemessenen Farbwerte zurückgeführt werden oder in andere Farbräume transformiert werden.

Die Regelgrößen werden in der Regel auf einen Farbraum bezogen, in dem auch die Qualitätsbeurteilung erfolgt. Deshalb ist für jeden Farbraum ein eigener bzw. angepaßter Regelalgorithmus notwendig.

In der Praxis wird je Farbzone für jede der beteiligten Druckfarben ein Farbwert an einem bestimmten Meßort ermittelt. Es werden besonders geeignete Meßorte gewählt, die z. B. in speziellen Meßfeldern in sogenannten Druckkontrollstreifen mitgedruckt und ausgewertet werden.

Bei den Lösungen nach dem Stand der Technik werden, um eine hohe Genauigkeit zu erreichen, eine möglichst große Zahl von Meßorten gewählt, für die obengenannte Bewertungs- und Berechnungsmethode angewendet werden muß. Insbesondere dann, wenn während des laufenden Betriebes bei hoher Druckgeschwindigkeit möglichst jeder Bogen ausgemessen werden soll, fällt eine erhebliche Datenmenge an, die nicht oder nur mit einem hohen Aufwand verarbeitet werden kann.

Bei dem in EP 0 228 347 A1 offenbarten Verfahren zur Farbauftragssteuerung werden die Stellgrößen für die am Druck beteiligten Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow für die Druckfarbe Schwarz und für Sonderfarben jeweils unabhängig voneinander aus einem Druckkontrollstreifen abgeleitet. Für die Grundfarben werden Istwert-Farborte aus Mehrfarben-Rasterfeldern verwendet. Für die Druckfarbe Schwarz und die Sonderfarben können separate Volltonfelder vorgesehen sein. Für die Druckfarbe Schwarz ist es auch möglich, einen IR-Sensor vorzusehen, der die Remissions-Istwerte der Druckfarbe Schwarz liefert. Das Vorsehen von speziellen Meßfeldern oder zusätzlichen Sensoren bringt jedoch einen zusätzlichen Aufwand mit sich. Außerdem entsprechen die vom IR-Sensor gelieferten Signale nicht dem menschlichen Farbempfinden.

Die Steuerung der Farbführung erfolgt aufgrund von Farbabständen der Ist-Farborte zu Soll-Farborten in einem bestimmten Farbraum.

Bei der Steuerung von mehr als drei Druckfarben unter Verwendung von Vierfarben-Rasterfeldern muß bei dem bekannten Verfahren eine Farbe als freier Parameter vorbestimmt werden oder auf einem separaten Feld zusätzlich gemessen werden.

Beim Vierfarbendruck entstehen durch die farbmetrische Auswertung ein Gleichungssystem von 3 Gleichungen mit 4 Unbekannten. Wie in der DE 36 26 423 A1 beschrieben, ist es möglich, dieses Gleichungssystem auf 4 Gleichungen mit 4 Unbekannten durch ein zusätzliches Farbmeßfeld oder eine weitere Randbedingung zu erweitern.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, das die Druckfarbenregelung auf farbmetrische Weise im Bild bei beliebig aufgebautem Druckbild ermöglicht und keinen IR-Strahlungs­ wert benötigt.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit der Erfindung wird es möglich, insbesondere wenn neben den Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow noch Schwarz und Sonderfarben geregelt werden sollen, die Stellsignale für jede Druckfarbe und jede Zone schnell abzuleiten.

Die Regelung der Farbgebung ist für jeden beliebigen Farbraum möglich. Für jeden Meßortbereich können die Istwert-Farborte vorteilhaft mit Korrektur-Faktoren in Form eines Verzerrungsvektors multipliziert werden, wobei ein Verzerrungsvektor sich aus partiellen Abteilungen der Farbkoordinaten des zur Qualitätsbeurteilung dienenden Farbraumes nach den Farbkoordinaten des Farbraumes gebildet werden kann, auf den der Regelalgorithmus bezogen ist.

Dadurch entsteht der Vorteil, daß die Regelung immer in dem für die Regelung optimalen Farbraum erfolgt, wobei das Resultat der Regelung in dem für die Qualitätsbeurteilung gewählten Farbraum optimal ist. Bei Wahl eines anderen für die Qualitätsbeurteilung dienenden Farbraumes müssen lediglich nur die Verzerrungsvektoren neu bestimmt werden. Der Regelalgorithmus bleibt in dem für die Regelung dienenden Farbraum unverändert. Im Farbraum, in dem die Regelung abläuft, kann eine Mittelung der korrigierten Istwert-Farborte fehlerfrei durchgeführt werden.

Durch die bereichsweise Mittelung ist die Anzahl der Soll- und Istwerte für die Regelung sehr gering, dennoch sind in die Regelung viele Meßorte einbezogen. Dadurch, daß der Regelalgorithmus pro Zone nur einmal durchgeführt werden muß, ergeben sich geringe Signalverarbeitungszeiten.

Das Verfahren hat den Vorteil, daß bei einer großen Anzahl von Meßfeldern die Positioniergenauigkeit der Farbverteilungseinrichtungen bzw. der in ihr enthaltenen Empfänger bezüglich des Druckbildes nicht die Regelgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Wenn neben den drei Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow auch die Druckfarbe Schwarz im Bild geregelt werden soll, müssen z. B. die Neugebauer-Gleichungen und ihre Ableitungen auf vier Farben angewandt werden. Es ergibt sich ein lineares Gleichungssystem aus dessen Lösung sich die Stellwerte für die Farbverteilungseinrichtungen ableiten lassen. Die Meßorte für die Regelung der Grundfarben Cyan, Magenta und Yellow und die Meßorte für die Regelung der Druckfarbe Schwarz müssen nicht räumlich beisammen liegen. Die Meßorte sind Bereichen zugeordnet, wobei mindestens ein Bereich viel und mindestens ein anderer Bereich wenig die Druckfarbe Schwarz enthält. Die beiden Bereiche sind damit linear unabhängig voneinander. Falls im Druckbild ein Bereich existiert, in dem nur die Druckfarbe Schwarz vorhanden ist, z. B. beim Druck von Schrift, dann kann dieser Bereich über eine Einzelfarbenregelung geregelt werden. Die dann für die Druckfarbe Schwarz berechnete Schichtdickenänderung ist auch als Eingangsgröße für die Bestimmung der Stellsignale für die restlichen Druckfarben zu verwenden.

Werden zusätzlich Sonderfarben gedruckt, dann kann für jede Sonderfarbe ein Bereich gebildet werden, in dem diese vorteilhaft allein bzw. überwiegend vorhanden ist. Die Schichtdickenänderung für diese Bereiche kann wie oben für die Druckfarbe Schwarz beschrieben, über eine Mittelung und Einzelfarbenregelung abgeleitet werden. Wenn die Sonderfarben zusätzlich zu den Druckfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Yellow auch im Bild, d. h. im Raster zusammen mit anderen Farben gedruckt werden, so muß z. B. die Neugebauer-Gleichung und ihre Ableitung entsprechend erweitert werden. Existieren Bereiche, in denen die Sonderfarben solo stehen, so erfolgt die Sonderfarbenregelung zweckmäßigerweise in diesen genannten Bereichen. Diese Schichtdickenänderungen gehen dann als Eingangsgrößen in das lineare Gleichungssystem des restlichen Bildes ein. Sind keine Bereiche vorhanden, in denen die Sonderfarben allein auftreten, dann muß für jede Sonderfarbe analog der Vorgehensweise wie bei der Druckfarbe Schwarz, ein neuer Bereich gebildet werden. Dadurch ergeben sich dann mehrere unabhängige Gleichungen, die gelöst werden können.

Wenn im Druckbild n-Farben vorwiegend solo stehen und m-Farben im Raster gedruckt werden, dann sollten n-Bereiche für eine Einzelfarbenregelung und (m-2)-Bereiche für eine Mehrfarbenregelung ausgewählt werden.

Werden mehr Bereiche verwendet als zur Regelung notwendig, z. B. bei einer Dreifarben-Regelung die Verwendung von einem Graufeldbereich und drei Volltonfeldbereichen, so müssen bei sich widersprechenden Regeldaten, wenn z. B. die Regelempfehlung im Graufeldbereich anders als in den Volltonfeldbereichen ist, Optimierungsverfahren verwendet werden. Es kann z. B. eine Gewichtung der Meßstellen und der Sensivitäten erfolgen.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt im Einzelnen in

Fig. 1 ein Schema einer Druckmaschine mit Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen bedruckten Bogen mit Bereichen für die Steuerung einer bestimmten Druckfarbe.

Die in Fig. 1 gezeigte Offsetdruckmaschine 1 enthält in Reihenbauweise angeordnete Druckwerke 2, 3, 4 für den mehrfarbigen, rasterförmigen Übereinanderdruck auf Bogen 5. Im Transportweg der Bogen 5 ist zwischen dem letzten Druckwerk 4 und einem Stapel 6 eine Farbmeßanordnung 7 vorgesehen, die die Bogen 5 vollflächig erfassen kann und die mit einem Regler 8 verbunden ist. Der Regler 8 steht weiterhin mit Farbverteilungseinrichtungen 9, 10, 11 in Verbindung, über deren Stellelemente die Schichtdicke der in Zonen auf die Bogen 5 aufgetragenen Druckfarbe veränderbar ist.

Wie in Fig. 2 ersichtlich, erfolgt der Farbauftrag in Zonen 12, deren Grenzen durch die gestrichelten Linien auf den Bogen 5 angedeutet sind. Den Zonen 12 ist eine modular aufgebaute Farbmeßanordnung 7 zugeordnet, wobei jedes Modul 13 eine Zone 12 erfaßt. In jedem Modul 13 befinden sich fotoelektrische Empfänger 14, die Bildsignale aus Meßfeldern 15 erzeugen. Wenn der Bogen 5 in Richtung 15 an der Farbmeßanordnung 7 vorbeigeführt wird, entstehen am Ausgang der Farbmeßanordnung 7 Signale, die die gesamte Oberfläche des Bogens 5 wiedergeben. Die Ausdehnungen eines Meßfeldes 15 sind wesentlich geringer als die Breite einer Zone 12, z. B. sind Meßfelder 15 mit den Abmessungen 0,8 _* 0,8 mm typisch für das Verfahren zur Farbregelung. Auf dem Bogen 5 sind außer einem Druckbild 17 keine weiteren Elemente, wie z. B. Druckkontrollstreifen oder Paßkreuze vorgesehen.

Das Verfahren zum Regeln der Farbgebung kann mit dieser Anordnung wie folgt durchgeführt werden:
Ziel der Regelung ist es, einen bedruckten Bogen 5 zu erhalten, dessen Farbgebung weitestgehend an die Farbgebung eines OK-Bogens 5 herankommt. Die Bilddaten eines solchen OK-Bogens 5 liegen in einem Sollwertgeber 18 vor. Das Druckbild 17 ist in Bereiche 19 eingeteilt, in denen eine zu steuernde Druckfarbe dominant ist. Beim Druck von den drei Grundfarben Cyan, Magenta, Yellow und der Druckfarbe Schwarz und einer Sonderfarbe ist mindestens ein Bereich 19 vorhanden, in dem die Grundfarben Cyan, Magenta, Yellow dominant sind. Des weiteren ist mindestens je ein Bereich vorgesehen, in dem jeweils die Druckfarbe Schwarz und die Sonderfarbe dominant ist.

Beim Vorbeiführen eines Bogens 5 an der Farbmeßanordnung 7 entstehen Bildsignale, aus denen im Regler 8 für jedes Meßfeld Farbwerte abgeleitet werden. Aus den Farbwerten werden Farbmaßzahlen in einem Farbraum errechnet, bei dem Linearität bei der additiven Farbmischung besteht.

In einem weiteren Schritt werden für jeden vorbestimmten Bereich 19 und die jeweilige zu steuernde Druckfarbe die Istwert-Farborte mit Korrektur-Faktoren multipliziert und der Mittelwert der korrigierten Istwert-Farborte gebildet. Die Korrektur-Faktoren ergeben sich aus den Ableitungen der Farborte in dem für die additive Farbmischung linearen Farbraum von einem z. B. empfindungsgemäß gleichabständigen L _* a _* b _* - oder L _* u _* v _* -Farbraum. Anschließend werden diese Mittelwerte mit Mittelwerten der Sollwert-Farborte für jeden Bereich 19 und die jeweilige zu steuernde Druckfarbe verglichen. Aus den Vergleichswerten werden in dem Regler 8 die Stellsignale für die Stellelemente der Farbverteilungseinrichtungen 9, 10, 11 abgeleitet und den Stellelementen zugeführt.

Claims (5)

1. Verfahren zur simultanen Mehrfarbregelung beim Drucken mit n<3 Druckfarben,

• - bei dem in einem Regler von einer im Druckbild messenden Farbmeßanordnung abgeleitete Istwert-Farborte mit Sollwert-Farborten in einem bestimmten Benutzerfarbraum verglichen und von den erhaltenen Vergleichswerten nach einer vorgegebenen Beziehung Stellsignale für eine Farbvorrichtung abgeleitet werden, welche die Schichtdicke der in Form von Rasterpunkten oder Volltonflächen in Zonen auf einen Bedruckstoff übertragenen Druckfarbe einstellt,
• - bei dem an den Meßorten die Flächendeckung aller beteiligten Druckfarben bestimmt werden,
• - wobei im Druckbild Bereiche mit sich unterscheidender Zusammensetzung der Flächendeckungen vorhanden sind,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß bei Verwendung von n-Druckfarben die Istwert-Farborte von Meßorten (15) aus mindestens (n-2) Bereichen (19) abgeleitet werden, in denen die Vektoren der Flächen­ deckungen aller beteiligten n-Druckfarben jeweils linear voneinander unabhängig sind
• - und daß die Farbregelung der Bereiche (19) so geregelt wird, daß die Abstände zwischen Soll- und Istwert- Farborten in den einzelnen Bereichen minimiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drucken der Druckfarben Cyan, Magenta, Yellow und Schwarz zur Ableitung des Istwert-Farbortes die zwei Bereiche (19) gewählt werden, bei denen in dem ersten Bereich (19) Schwarz dominant ist und in dem zweiten Bereich Schwarz nicht dominant ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Drucken der Druckfarben Cyan, Magenta, Yellow und Schwarz und mindestens einer weiteren Sonderfarbe für jede der Sonderfarben zur Ableitung des Istwert-Farbortes derjenige Bereich (19) gewählt wird, in dem die entsprechende Sonderfarbe dominant ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vektoren im wesentlichen orthogonal zueinander sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß für jede Zone (12) die Istwert-Farborte aus einer Vielzahl von Meßorten (15) in einem für die additive Farbmischung linearen Farbraum abgeleitet werden,
• - daß die Istwert-Farborte korrigierend mit einem Faktor multipliziert werden, der sich aus der partiellen Ableitung der Farborte in dem für die additive Farbmischung linearen Farbraum zu einem empfindungsgemäß gleichabständigen Farbraum ergibt,
• - daß für jeden Bereich (19) und die jeweilige zu steuernde Druckfarbe der Mittelwert der korrigierten Istwert-Farborte gebildet wird,
• - daß für jeden Bereich (19) ein Vergleich mit vorbestimmten Mittelwerten von Sollwert-Farborten für die gleichen Meßorte (15) vorgenommen wird, wobei die Sollwert-Farborte zuvor ebenfalls mit besagten Faktoren multipliziert werden.