DE19638967A1 - Messfeldgruppe und Verfahren zur Erfassung von Qualitätsdaten im Mehrfarben-Auflagendruck - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßfeldgruppe und ein Verfahren zur Erfassung von Qualitätsdaten im Mehrfarben-Auflagendruck nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 14.

Zur Erfassung von Qualitätsdaten sind im Mehrfarbenauflagen­ druck, insbesondere dem Akzidenz- und auch dem Zeitungsdruck zahlreiche Lösungen bekannt. Die Qualitätsdatenerfassung, bei­ spielsweise von Farb-, Farbschichtdicken-, Passer-, Schiebe-, Dublierwerten, Flächenbedeckungen und dergleichen, dient der Überwachung und Steuerung der Farbgebung im Mehrfarbendruck.

Aus der EP 0 196 431 B1 ist ein Verfahren zur Erzielung eines gleichförmigen Druckresultats an einer autotypisch arbeitenden Mehrfarbenoffsetdruckmaschine bekannt. Hierbei werden Farb­ schichtdicken bzw. Volltondichten und Rasterpunktgrößen bzw. Flächendeckungsgerade an Meßfeldern gemessen, die für jede Druckfarbe in jeder Farbstellzone der Druckmaschine mitgedruckt werden. Aufgrund der densitometrischen Meßwerte werden die Farbführungsstellglieder der Druckmaschine automatisch einge­ stellt. Da in jeder Farbstellzone der Maschine mehrere Meß­ felder mitgedruckt werden, eignet sich dieses Verfahren zwar für den Akzidenz-Offsetdruck, jedoch nicht für den Zeitungs-Offset­ druck, bei dem die Meßfelder im Gegensatz zum Akzidenz-Offset­ druck innerhalb des Satzspiegels mitgedruckt und nach dem Druck nicht weggeschnitten werden können. Zeitungsverleger akzeptieren diese Meßfelder daher nur ungern.

Ein weiteres Hindernis für den Einsatz dieses bekannten Verfah­ rens im Zeitungsoffset ist im hohen Geräte- und Personalaufwand zu sehen, der für das Ausmessen der Meßfelder betrieben werden muß. Soll das Ausmessen im Rollenoffset online, d. h. automatisch an der laufenden Bahn erfolgen, so ist für jede Bahnseite ein optischer Meßkopf mit automatischer Positionierung notwendig. Würde das Ausmessen statt dessen mit handelsüblichen Hand­ densitometern oder Handspektralphotometern vorgenommen werden, so müßte in Anbetracht der großen Anzahl von Meßfeldern und dem Zeitbedarf der manuellen Meßgerätepositionierung eigens zum Zweck der Qualitätsdatenerfassung Personal bereitstehen. Ferner werden mit den Vollton- und Rastertondichten der Einzelfarben nach diesem bekannten Verfahren Merkmale gemessen, welche zwar einen direkten Bezug zum Druckprozeß haben, jedoch wenig über die farbliche Erscheinung des fertiggestellten mehrfarbigen Druckerzeugnisses aussagen.

Aussagen über die Farbempfindung können durch Mitdrucken und farbmetrisches Ausmessen von Kombinationsmeßfeldern gewonnen werden, wie dies insbesondere aus der DE 44 02 784 A1 und DE 44 02 828 A1 bekannt ist. Durch den Einsatz der dort be­ schriebenen Meßfeldgruppe wird der Platzbedarf für das auf dem zu kontrollierenden Druckerzeugnis mitgedruckten Meßfeld bzw. der Meßfeldgruppe deutlich reduziert. Allerdings gestattet dieses Meßfeld bzw. die daraus bekannte Meßfeldgruppe noch nicht die Aufnahme von Meßwerten zur Farbannahme im mehr­ farbigen Übereinanderdruck, zum Passer und auch nicht zur Feststellung von Abwicklungsstörungen, wie Schieben und Dublie­ ren.

Verfahren zur Ermittlung von Passerfehlern und zur Ausmessung geeignete Passermarken sind aus der DE 44 37 603 A1 und der DE 40 14 706 A1 bekannt. Solche Passermarken müßten zusätzlich zu den Farbmarken auf das zu kontrollierende Druckerzeugnis gedruckt und mit einem entsprechenden Meßgerät ausgemessen werden. Es müssen dabei zumindest zwei Meßgeräte beherrscht und eingesetzt werden.

Mit dem fortschreitenden Einzug des Color-Managements in der Druckindustrie stellt sich ein weiteres Problem. Die Idee des Color-Managements besteht bekanntlich darin, daß Farbvorlagen in der digitalen Druckvorstufe unabhängig von Ausgabegeräten und Materialien festgelegt werden. Die Farben einer Bildvorlage werden in einem durch die Commission Internationale de l′ Eclairage (CIE) genormten farbmetrischen Koordinatsystem, wie CIEXYZ, CIELAB oder CIELUV, beschrieben. Erfolgt die Ausgabe derart definierter mehrfarbiger Bilder auf Papier über einem im Sinne des Color-Managements kalibrierten System, so ist gewähr­ leistet, daß die farbliche Erscheinung des Druckerzeugnisses dem Original vergleichbar ist, unabhängig vom verwendeten Ausgabe­ prozeß.

Als kalibrierbare Ausgabesysteme sind heute unter anderem Com­ puter-Farbdrucker, Digital-Farbkopierer und Digitial-Proofgeräte im Einsatz. Es ist erstrebenswert, das Konzept des Color-Managements auch auf konventionelle Druckverfahren, wie den Zeitungs-Offsetdruck, auszudehnen. Dabei wird die aus Druckform­ herstellung und Druckprozeß bestehende Wirkungskette wie irgendein anderes kalibrierbares Ausgabegerät behandelt.

Mit der Verfügbarkeit von Systemen zur Herstellung von Farb­ profilen des Druckprozesses wird eine wichtige Voraussetzung dazu erfüllt. Ein Problem liegt noch darin, wie die neuen Color- Management-Werkzeuge im Verbund mit den für das Druckverfahren spezifischen Kontroll- und Regelmechanismen (Densitometrie und Farbmetrik) sinnvoll funktionieren können.

Beim Erstellen von Farbprofilen ist es nämlich notwendig, spezielle Testmuster unter genau definierten Bedingungen zu drucken und auszumessen. Das ist kostspielig, weil dabei Maschinenstunden und Material verbraucht werden. Es wäre wünschenswert, die Kalibration der Farbprofile des Druck­ prozesses nicht präventiv, sondern erst dann durchzuführen, wenn es wirklich unumgänglich notwendig geworden ist. Ein Werkzeug, das aufgrund von Auflagendrucken entscheiden kann, ob es zutrifft, existiert heute jedoch noch nicht.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Qualitäts­ datenerfassung im Mehrfarben-Auflagendruck, vorzugsweise im Offsetdruck und zwar nicht nur für den Akzidenz-Offset- sondern auch für den Zeitungs-Offsetdruck, zu verbessern. Hierbei soll zum einen der Platzbedarf der für die Ermittlung von Qualitäts­ daten erforderlichen Meßelemente bzw. Meßfeldgruppen gegenüber bekannten Lösungen verringert, und es soll der meßgerätetech­ nische Aufwand gering gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung einer Meßfeldgruppe nach Anspruch 1 und mittels eines Verfahrens nach Anspruch 14 erreicht.

Die Erfindung geht von einer Meßfeldgruppe aus, die durch mehrere Meßfelder gebildet wird, die zur Gewinnung von Farb­ werten, Farbdichten oder Flächenbedeckungen oder einer Kombina­ tion daraus, geeignet sind. Geeignet heißt hierbei, daß die Meßfelder jeweils groß genug sind, um sie mit den verfügbaren Meßtechniken zur Ermittlung dieser Werte ausmessen zu können, d. h. die Meßfelder müssen Färbmeßflächen in ausreichender Größe aufweisen.

Erfindungsgemäß weisen die Meßfelder zusätzlich zu ihren Farbmeßflächen je wenigstens einen Farbstreifen zur Bestimmung des Passers sowie Schiebens und Dublierens auf, wobei dieser wenigstens eine Farbstreifen pro Meßfeld im gleichen Druck zusammen mit der Farbmeßfläche seines Meßfeldes gedruckt wird, in Bezug auf die Abmessungen der Farbmeßfläche seines Meß­ feldes schmal ist und in einem vorgegebenen, ebenfalls in Bezug auf die Abmessungen der Farbmeßfläche geringen seitlichen Abstand zur Farbmeßfläche verläuft.

Mit einer einzigen Antastung kann an jedem der erfindungsgemäßen Meßfelder somit neben einem Farbwert, der Farbdichte und/oder der Flächenbedeckung in der Farbmeßfläche, durch Ausmessen der Zone bzw. Fläche zwischen der Farbmeßfläche und ihrem seitli­ chen Farbstreifen ein Schiebe- und Dublierwert für das betref­ fende Druckwerk ermittelt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Farbstreifen und die Farbmeßfläche des einzelnen Meßfeldes durch eine farbfreie Zone voneinander getrennt sind, da die Meßung in diesem Falle am optimalsten ist; unumgänglich notwendig ist dies jedoch nicht.

Da die bei schiebe- und dublierfreiem Druck zumindest die in dem betreffenden Druck nicht bedruckte Fläche zwischen den Farbmeß­ flächen und ihren seitlichen Farbstreifen wegen der beidseitigen Berandung, durch die Farbmeßfläche einerseits und den Farb­ streifen andererseits, definiert ist, können die Schiebe- und Dublierwerte ermittelt werden.

Indem die eine vorgegebene Berandung der auszumessenden Zone durch einen Rand einer Farbmeßfläche gebildet wird, wird die kombinierte Messung von Farbe und Schieben/Dublieren platz­ sparend am gleichen Meßfeld möglich.

In bevorzugter Weiterbildung weisen die Meßfelder je wenigstens zwei dieser seitlichen Farbstreifen zur Bestimmung des Schiebens und Dublierens in Umfangs- und in Seitenrichtung auf. Ganz besonders bevorzugt verlaufen die Zonen zwischen den Farbmeß­ flächen und ihren seitlichen Farbstreifen in Umfangs- und in Seitenrichtung; zwei derart an einem einzelnen Meßfeld ge­ bildete Zonen verlaufen daher in einem rechten Winkel zuein­ ander.

Zur Ermittlung der Passerwerte werden in diesem Fall die relativen Lagen der Meßfelder, vorzugsweise der seitlichen Farbstreifen der einzelnen Meßfelder, zueinander bestimmt. Wegen der erfindungsgemäßen Ausbildung der einzelnen Meßfelder müssen auch in diesem Falle keine zusätzlichen Passermarken mitgedruckt werden. Da die Zonen zwischen den Farbmeßflächen und ihren seitlichen Farbstreifen beim Druck des betreffenden Meßfeldes nicht mitbedruckt werden, können die Passerwerte an den erfindungsgemäßen Meßfeldern ermittelt werden.

Bei den Meßfeldern handelt es sich vorzugsweise wenigstens um Einzelfarbenvolltonfelder in den jeweiligen Grundfarben, im allgemeinen Cyan, Magenta und Gelb für den 4-Farbendruck, oder entsprechende Einzelfarbenrasterfelder, in denen die Grundfarben jeweils mit ihrem nominellen Flächendeckungsgrad gedruckt sind. Falls sowohl Volltondichten als auch Flächenbedeckungen er­ mittelt werden sollen, werden Einzelfarbenvolltonfelder und Einzelfarbenrasterfelder in den Grundfarben mitgedruckt. Desweiteren kann ein Volltonfeld in Schwarz und ferner auch noch ein Rastertonfeld, in dem die Farbe Schwarz mit ihrem nominellen Flächendeckungsgrad gedruckt ist, vorgesehen sein.

In noch weiter bevorzugter Ausführungsform sind ferner zusätzli­ che Kombinationsmeßfelder vorgesehen, in denen je wenigstens zwei Grundfarben mit ihren nominellen Flächendeckungsgraden über­ einander gedruckt sind, so daß auch aussagekräftige Werte hinsichtlich des Farbannahmeverhaltens ermittelt werden können.

Schließlich wird in ganz besonders bevorzugter weiterer Aus­ führungsform noch ein zusätzliches Kombinationsmeßfeld mit­ gedruckt, in dem die Grundfarben mit ihren nominellen Flächen­ deckungsgraden übereinander gedruckt sind.

Die vorgenannten Meßfelder oder eine Auswahl daraus werden nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung einzeln im Bild mitgedruckt. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante werden sie, exakter Passer vorausgesetzt, in Form eines kompak­ ten Meßfeldblocks angeordnet und mitgedruckt, derart, daß die benachbarten Meßfelder mit ihren seitlichen Farbstreifen stumpf aneinander stoßen oder die Farbstreifen einen kleinen Abstand voneinander haben. Desweiteren sind auch Mischformen dieser beiden Ausführungsvarianten möglich, bei denen mehrere Meß­ felder zu solchen Meßfeldblöcken angeordnet und gegebenenfalls mehrere solcher Meßfeldblöcke, jeweils mit unterschiedlichen Meßfeldern, vorgesehen sind; Einzelfelder können daneben ebenfalls im Bild gedruckt sein. Bei Einsatz eines einzigen kompakten Meßfeldblocks können, die Verwendung eines geeigneten Meßgeräts vorausgesetzt, mittels einer einzigen Antastung sämtliche, die Qualität des Druckprodukts beeinflussenden Werte, nämlich die Passerwerte, Schiebe- und Dublierwerte sowie Farbdichten-, Farbannahme- und Farbbalancewerte, Farbwerte, Flächenbedeckungen und dergleichen ermittelt werden.

Ein besonders bevorzugtes Meßgerät weist einen Sensor, vorzugs­ weise einen photoelektrischen Sensor, mit spektraler oder mindestens 3-Bereichs- und zweidimensional räumlicher Auflösung auf. Vorzugsweise wird eine CCD-Farbkamera verwendet, die auf ein Mikroskop montiert ist.

Falls die Meßfelder einzeln und in geeigneten, zu Meßfeld­ blöcken angeordneten Unterkombinationen auf dem Bild verteilt mitgedruckt werden, lassen sich die interessierenden Qualitäts­ daten immer noch mittels eines einzigen Meßgeräts ermitteln. Das Meßgerät ist in diesem Fall verfahrbar über dem durch­ laufenden Druckerzeugnis angeordnet. Aus der Druckvorstufe werden der Verfahrsteuerung des Meßgeräts die Orte der anzuta­ stenden Meßfelder bzw. Meßfeldblöcke mitgeteilt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Meßfeldes und eines kompakten Meßfeldblocks sowie zweier Verfahren zur Optimierung der Farbwiedergabe im Mehrfarben-Auflagendruck werden nachfol­ gend anhand von Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Meßfeld,

Fig. 2 einen kompakten Meßfeldblock mit nebeneinander angeordneten Meßfeldern nach Fig. 1,

Fig. 2.1 die Verallgemeinerung des Meßfeldblocks der Fig. 2,

Fig. 2.2 einen kompakten Meßfeldblock für den 8-Farbendruck,

Fig. 2.3 zwei nebeneinander angeordnete Meßfelder eines Meßfeldblocks,

Fig. 3 einen Entscheidungsbaum zur Optimierung der Farb­ wiedergabe in einer einzelnen Auflage und

Fig. 4 einen Entscheidungsbaum zur Optimierung der Farb­ wiedergabe über mehrere Auflagen.

Das in Fig. 1 dargestellte Meßfeld umfaßt eine Farbmeßfläche F mit seitlichen Farbstreifen S. Die Farbmeßfläche F hat im Ausführungsbeispiel die Form eines Quadrats. Randparallel zu jeder der vier Quadratseiten verläuft einer der schmalen, rechteckigen Farbstreifen S. Zwischen den derart begrenzenden Rändern der Farbmeßfläche F einerseits und der seitlichen Farbstreifen S andererseits wird eine farbfreie Zone Z, d. h. eine zumindest im Druck des Meßfeldes farbfrei verbleibende Zone Z, gebildet, deren Breite und damit Fläche bei idealem Druck exakt vorgegeben ist. Durch Vergleich dieser Idealfläche der Zone Z mit der im tatsächlichen Druck nicht bedruckten, ausgemessenen Teilfläche der Zone Z können die Schiebe- und Dublierwerte dieses Drucks ermittelt werden. Dabei würde es zur Ermittlung des Schiebens und Dublierens in Umfangs- und Seiten­ richtung genügen, zwei winklig zueinander stehende Farbstreifen S vorzusehen. Die beiden anderen Farbstreifen S verstärken dann lediglich noch das Meßsignal in vorteilhafter Weise.

Die Minimalgröße der Farbmeßfläche F wird durch die Rasterweite des Druckprozesses, d. h. die Rasterpunktgröße unter Berücksich­ tigung der verfügbaren Kameraauflösung bzw. der räumlichen Auflösung des Sensors und einer genügend aussagekräftigen Statistik vorgegeben.

Die im Ausführungsbeispiel quadratische Farbmeßfläche F kann innerhalb des gerade gesteckten Rahmens grundsätzlich auch nur rechteckförmig und dem Grunde nach sogar beliebig, jedoch in definierter Weise vorgegeben, ausgebildet sein. Die Farbstreifen S müssen auch nicht unbedingt randparallel verlaufen, die farbfreien Zonen Z müssen jedoch ebenfalls, idealer Druck vorausgesetzt, durch ihre Berandungen definiert vorgegeben sein. Die dargestellte Form des Meßfeldes erleichtert jedoch eine sich an das eigentliche Antasten des Meßfeldes anschließende Analyse der Meßergebnisse. Desweiteren eignet sich diese Form auch besonders für die Zusammenfassung mehrerer solcher Meß­ felder zu einem kompakten Meßfeldblock.

Solch ein kompakter Meßfeldblock ist in Fig. 2 dargestellt. Er besteht im Ausführungsbeispiel aus zwölf Meßfeldern, die zu einem 3×4-schachbrettartigen Meßfeldblock zusammengefaßt sind. Die Einzelmeßfelder sind mit A1 bis D3 bezeichnet.

Den kompakten Meßfeldblock für den Mehrfarbendruck im all­ gemeinen, d. h. für eine beliebige Anzahl Grundfarben, zeigt Fig. 2.1. Ein beispielhafter Meßfeldblock für den 8-Farbendruck ist schließlich noch in Fig. 2.2 dargestellt. Im folgenden wird lediglich beispielhaft stets auf den Meßfeldblock der Fig. 2 für den 4-Farbendruck Bezug genommen.

Im kompakten Meßfeldblock stoßen jeweils zwei benachbarte Meßfelder A1 bis D3 mit ihren seitlichen Farbstreifen S stumpf oder mit einem vorgegebenen Abstand in der Größe von "a" aneinander, falls dem Idealfall entsprechend keine Passer­ abweichungen im Druck auftreten. Zwei Meßfelder, die nebenein­ ander so aufgedruckt sind, daß ihre einander zugewandten Farbstreifen 3 den engen Abstand a voneinander haben, sind in Fig. 2.3 dargestellt.

Im Meßfeldblock der Fig. 2 wird das Meßfeld A1 durch ein Volltonfeld in Schwarz gebildet. Das Meßfeld A2 ist ein Rasterfeld, in dem die Farbe Schwarz mit ihrem nominellen Flächendeckungsgrad gedruckt ist. Bei dem Meßfeld B1 handelt es sich um ein Kombinationsmeßfeld, in dem die drei Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb jeweils mit ihrem nominellen Flächendec­ kungsgrad übereinander gedruckt sind. Die Meßfelder A3, B2 und C1 werden durch Einzelfarbenrasterfelder mit nominellen Flächen­ deckungsgraden in den drei Grundfarben gebildet. In den Meß­ feldern B3, C2 und D1 sind die drei Grundfarben im Vollton jeweils einzeln gedruckt. Bei den verbleibenden Meßfeldern C3, D2 und D3 handelt es sich schließlich um weitere Kombinations­ meßfelder, in denen jeweils zwei der Grundfarben mit nominellen Flächendeckungsgraden übereinander gedruckt sind.

Im Zeitungsdruck als bevorzugten Verwendungsbeispiel weisen die Meßfelder A1 bis D3 je eine Ausdehnung von etwa 1,65×1,65 mm² und der kompakte Meßfeldblock mit zwölf solcher Meßfelder eine Ausdehnung von 6,6×5 mm² auf. Die derart ausgebildeten, miniaturisierten Meßfeldern werden in ausgesuchten Bildstellen oder, wie dargestellt, als kompakter Meßfeldblock auf einem zu kontrollierenden Druckerzeugnis mitgedruckt und anschließend inline, online oder offline mit Hilfe einer auf ein Mikroskop montierten CCD-Farbkamera aufgenommen. Die Aufnahme könnte ebenso an einer oder mehreren Bildstellen unter Verwendung eines photoelektrischen Sensors mit spektraler und zweidimensional räumlicher Auflösung erfolgen.

Die aufgenommenen Bilder werden digitalisiert und anschließend softwaremäßig mittels eines merkmalspezifischen Algorithmus direkt ausgewertet. Die Daten können auch in die einzelnen Farben separiert und das so erzeugte Binärbild mit einem entsprechenden merkmalspezifischen mathematischen Algorithmus ausgewertet werden. Eine Kombination beider Verfahren ist ebenfalls möglich.

Im Ausführungsbeispiel dienen die Farbstreifen S der Meßfelder B3, C2, D1 und A1 der Bestimmung des Passers von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz in Umfangs- und in Seitenrichtung. Ausgehend von dem Meßfeld B3 von Cyan werden die relativen Lagen der Meßfelder C2, D1 und A1 für Magenta, Gelb und Schwarz und damit etwaige Passerabweichungen ermittelt. Schieben und Dublieren wird dadurch festgestellt, daß an diesen Meßfeldern je die unbedruckte Zone Z zwischen den Farbmeßflächen F und den Farbstreifen S vermessen wird.

Die Farbmeßflächen F der gleichen Meßfelder B3, C2, D1, A1 dienen zur Bestimmung der Volltondichten der entsprechenden Farben.

Mit Hilfe der Meßfelder A2, C1, B2 und A3 werden die Flächenbe­ deckungen von Schwarz, Gelb, Magenta und Cyan ermittelt. Die Passer- und Schiebe- sowie Dublierwerte könnten auch mittels dieser Einzelfarbenrasterfelder bestimmt werden.

Die Meßfelder C3, D3 und D2, in denen je zwei der drei Grund­ farben im Rasterton übereinander gedruckt sind und das Meßfeld B1, in dem alle drei Grundfarben im Rasterton übereinander gedruckt sind, dienen der Bestimmung der Farbwerte und der Farbannahme im zwei- und dreifarbigen Übereinanderdruck.

Durch die gezielte Kombination einzelner Meßfelder lassen sich für das Schieben, Dublieren und den Passer qualitativ verstärkte Signale erzeugen, z. B. durch die Kombination der Meßfelder B1, C1 und D1 für die Grundfarbe Gelb, mit B2, C2 und D2 für die Grundfarbe Magenta.

Eine bevorzugte Bildverarbeitung umfaßt einen photoelektrischen Sensor mit spektraler und zweidimensional räumlicher Auflösung sowie einer Bildanalyse-Hard- und -Software, die grundsätzlich jedoch auch durch eine fest verdrahtete Hardware gebildet sein kann, und einen Digitalrechner, vorzugsweise einen Personalcom­ puter. Für die aufgezeichneten Signale des Sensors werden mittels Bildanalyse die relevanten Bildstellen des kompakten Meßwertblocks ausgewählt und die aufgezeichneten Signale bei­ spielsweise mittels Matrizenoperationen in XYZ-Werte und nachfolgend in LAB-Werte und Dichtewerte transformiert.

Für die Bestimmung der Flächenbedeckungen und des Passers werden die aufgenommenen Signale in Binärbilder separiert und an­ schließend mittels eines merkmalspezifischen Algorithmus ausgewertet.

Durch das Mitdrucken des kompakten Meßfeldblocks nach Fig. 2 können durch den Einsatz der Bildanalyse zum Auswerten der Meßdaten bzw. des aufgenommenen Bildes mittels eines einzigen Antastvorgangs auf kleinstem Raum im Satzspiegel die zur Produktqualifikation und gegebenenfalls zu einer Diagnose notwendigen Merkmale am Druckerzeugnis bestimmt werden. In kürzester Zeit ist damit die Gewinnung einer außerordentlich großen Zahl von Qualitätsmerkmalen möglich.

Im dargestellten Beispiel für den Vierfarbendruck können pro Antastung des kompakten Meßfeldblocks sechs Passerwerte, vier Volltondichtewerte, vier Tonwertzunahmewerte, drei Farbannahme­ werte für die Grundfarben, vier Schiebe- und Dublierwerte sowie vier Farbortsvektoren und vier Farbabstände der sekundären und tertiären Buntfarben, insgesamt also 29 Meß- bzw. Kennwerte, ermittelt werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Entscheidungsbäume, denen folgend anhand der gewonnenen Qualitätsdaten eine Diagnose erstellt wird. Anhand dieser Entscheidungsbäume ist auch eine Optimierung der Farbwiedergabe im mehrfarbigen Auflagendruck möglich. Die dargestellten Entscheidungsbäume können noch verfeinert werden, indem weitere Qualitätsdaten, wie etwa die Farbwerte der Grundfarben, Daten zur Farb- und Wasserführung an der Druckmaschine, Temperatur des Farbmaterials, Lufttemperatur und -feuchtigkeit oder Bilddaten des gedruckten Sujets mit ein­ bezogen werden.

Generell ist zu bemerken, daß Farbabweichungen durch Verstellen der Farb- und/oder der Feuchtmittelführung an der Druckmaschine korrigiert werden können. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, beim Herstellen der Farbauszüge in der Druckvorstufe gezielte Korrekturen an den Flächenbedeckungen vorzunehmen (Tonwertkompensation). Während sich das Verstellen der Druck­ maschine auch zum Ausgleichen von kurzfristigen Schwankungen der Farbwiedergabe anbietet, eignet sich die Tonwertkompensation in der Druckvorstufe zur Korrektur von systematischen oder lang­ fristig schwankenden Farbabweichungen.

Bezüglich bevorzugter Meßfelder und Verfahren für solche Korrekturen werden die DE 44 02 784 A1 und die DE 44 02 828 A1 in Bezug genommen.

Bei der Generierung einer Diagnose aufgrund der erhobenen Qualitätsdaten sollte deshalb zwischen diesen beiden Strategien unterschieden werden. Es handelt sich hierbei um zwei Ent­ scheidungssituationen, nämlich einerseits um die Optimierung der Farbwiedergabe in einer einzelnen Auflage und andererseits um die Optimierung der Farbwiedergabe über mehrere Auflagen. Fig. 3 zeigt dementsprechend einen Entscheidungsbaum für den Druck einer Auflage und Fig. 4 einen Entscheidungsbaum für den Druck mehrerer Auflagen.

Die Verzweigungen stellen jeweils Zufallspunkte dar. Bei jeder Verzweigung wird aufgrund der ermittelten Qualitätsdaten entschieden, auf welchem Pfad weiter nach rechts vorangegangen wird. Hierbei existieren sowohl exklusive Verzweigungen, bei denen jeweils nur ein weiterführender Pfad beschritten werden soll, als auch nicht exklusive Verzweigungen, bei denen ein Fortschritt auf mehr als einem weiterführenden Pfad möglich ist. Beim Optimieren der Farbwiedergabe über mehrere Auflagen (Fig. 4) kann es vorkommen, daß eine Farbabweichung durch eine Störung der Tonwertzunahme und eine Trapping-Störung hervorgerufen wird. In diesem Fall können sowohl das die Farbabweichung verursachen­ de Rheologieproblem und die Trappingstörung behoben werden, d. h. es handelt sich um eine nicht exklusive Verzweigung im Zufalls­ punkt.

Im Störungsfall endet jeder Pfad im Entscheidungsbaum auf der rechten Seite mit einer Handlungsempfehlung. Je nach Situation kommt eine Korrektur der Farb- und der Feuchtmittelführung oder eine Kombination beider Korrekturen, das Beheben eines farbmate­ rialbezogenen Rheologieproblems, das Beheben einer Trappings­ törung, das Beheben von Schieben oder Dublieren, das Nachka­ librieren der Druckkennlinien der Einzelfarben oder das Nachka­ librieren des Farbprofils im Sinne des Color-Managements in Frage.

Im Pseudocode werden die Entscheidungsbäume nach den Fig. 3 und 4 wie folgt gelesen:

Eine weitere Differenzierung der Handlungsempfehlungen ist eben­ falls möglich. So kann beispielsweise die Aufforderung zum Beheben von Schieben oder Dublieren auch noch mit einem Hinweis auf mögliche Ursachen, z. B. auf die Bahnspannung, Papiereigen­ schaften oder die Eigenschaften von Gummitüchern, ergänzt werden.

Beide beispielhaft dargestellten Entscheidungsbäume zeigen, wie durch wirksame und aussagekräftige Datenverdichtung automatisch eine Qualitätsbewertung und, im Falle allzu großer Abweichungen, eine Diagnose verbunden mit einer Handlungsempfehlung generiert wird. Es wird sich nicht damit begnügt, beispielsweise pro Merkmal die bekannten auflagenbezogenen statistischen Kennwerte wie Minimum, Maximum, Mittelwert und Streuung automatisch zu berechnen und auszugeben.

Durch den Einsatz erfindungsgemäßer Meßfelder oder kompakter Meßfeldblöcke oder einer Kombination daraus im Verbund mit Bildanalyse und Entscheidungsbaum ist es möglich, die auf Densitometrie und Farbmetrik basierenden herkömmlichen Werkzeuge der Optimierung der Farbwiedergabe mit den neuen Werkzeugen des Color-Managements zu einem Gesamtsystem zu vereinigen.

Sollten die Qualitätsdaten stark verrauscht sein, d. h. praktisch nur zufällige Abweichungen beinhalten, kann eine Handlungs­ empfehlung nicht mehr eindeutig abgeleitet werden. In diesem Fall wird weitergemessen, oder es werden zusätzliche Qualitäts­ daten herangezogen. Beispielhaft sei die Situation genannt, bei der über mehreren Auflagen Farbschwankungen im mehrfarbigen Übereinanderdruck auftreten, die nicht reproduzierbar sind. Es werden dann weitere Auflagen gedruckt und ausgemessen.

Als Alternative zum Entscheidungsbaum können zum Ableiten der Diagnose und der Handlungsempfehlungen auch neuronale Netze oder Algorithmen der unscharfen Logik (Fuzzy-Logik) oder eine Kombination daraus eingesetzt werden. Insbesondere die neurona­ len Netze weisen den Vorteil auf, daß sie anhand von Testmustern trainiert werden können.

Wenn zu jedem Satz von Qualitätsdaten die richtigen Handlungs­ empfehlungen bekannt sind, kann einem solchen Netz das zum Erstellen einer Diagnose notwendige Expertenwissen vermittelt werden, ohne daß für die Merkmale scharfe Sollwerte oder Toleranzen im vorhinein festgelegt werden müssen. Ein solches Vorgehen kommt dem Umstand sehr entgegen, das zahlenmäßiges Expertenwissen eher in unscharfer als in scharfer Form vorliegt.

Claims (27)

1. Meßfeldgruppe zur Erfassung von Qualitätsdaten im Mehrfar­ ben-Auflagendruck mit optisch abtastbar auf einem Druck­ erzeugnis aufgedruckten Meßfeldern (A1-D3) mit je wenig­ stens einer Farbmeßfläche (F) zur Ermittlung einer Farb­ dichte, einer Flächenbedeckung oder eines Farbwertes für jedes der Meßfelder (A1-D3), dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfelder (A1-D3) zur gleichzeitigen Gewinnung von Passer- sowie Schiebe- und Dublierwerten je wenigstens einen seitlichen Farbstreifen (S) aufweisen, der im gleichen Druck zusammen mit der Farbmeßfläche (F) seines Meßfeldes (A1-D3) gedruckt wird, in Bezug auf die Abmessungen der Farb­ meßfläche (F) seines Meßfeldes (A1-D3) schmal ist und in einem vorgegebenen, ebenfalls in Bezug auf die Abmessungen dieser Farbmeßfläche (F) geringen seitlichen Abstand zur Farbmeßfläche (F) verläuft.

2. Meßfeldgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfelder (A1-D3) je wenigstens zwei seitliche Farb­ streifen (S) zur Bestimmung des Schiebens und Dublierens in Umfangs- und Seitenrichtung aufweisen.

3. Meßfeldgruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Farbmeßfläche (F) und der Farbstreifen (S) des gleichen Meßfeldes (A1-D3) durch eine farbfreie Zone (Z) voneinander getrennt sind.

4. Meßfeldgruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Farbstreifen (S) geradlinig randpara­ llel zur Farbmeßfläche (F) seines Meßfeldes (A1-D3) ver­ läuft.

5. Meßfeldgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Farbmeßflächen (F) und die Farbstreifen (S) rechteckig sind.

6. Meßfeldgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmeßflächen (F) nahe jedes ihrer Ränder einen Farbstreifen (S) aufweisen.

7. Meßfeldgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßfelder (A1-D3), exakter Umfangs- und Seitenpasser vorausgesetzt, mit ihren seitli­ chen Farbstreifen (S) stumpf aneinanderstoßend oder eng beabstandet in einem vorgegebenen Abstand (a) einen kom­ pakten Meßfeldblock bilden.

8. Meßfeldgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfelder (A1-D3) Einzel­ farbenvolltonfelder (B3, C2, D1) in den Grundfarben (Cyan, Magenta, Gelb) vorgesehen sind.

9. Meßfeldgruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Meßfelder (A1-D3) Einzelfar­ benrasterfelder (A3, B2, C1) vorgesehen sind, in denen je eine der Grundfarben mit ihrem nominellen Flächendeckungs­ grad gedruckt ist.

10. Meßfeldgruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich ein Volltonfeld (A1) in Schwarz vorgesehen ist.

11. Meßfeldgruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Rastertonfeld (A2) vorgesehen ist, in dem die Farbe Schwarz mit ihrem nomi­ nellen Flächendeckungsgrad gedruckt ist.

12. Meßfeldgruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Kombinationsmeßfelder (C3, D2, D3) vorgesehen sind, in denen je wenigstens zwei Grundfarben mit ihren nominellen Flächendeckungsgraden übereinander gedruckt sind.

13. Meßfeldgruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Kombinationsmeßfeld (B1) vorgesehen ist, in welchem alle Grundfarben mit ihren nominellen Flächendeckungsgraden übereinander ge­ druckt sind.

14. Verfahren zur Erfassung von Qualitätsdaten im Mehrfarben-Auflagendruck, bei dem

• a) wenigstens Einzelfarbenmeßfelder (B3, C2, D1) in den Grundfarben (Cyan, Magenta und Gelb) umfassende Farb­ meßfelder (A1-D3) auf ein Druckerzeugnis aufgedruckt werden, die je wenigstens eine zur Gewinnung von Farbwerten oder Farbdichtewerten oder Flächenbedeckun­ gen geeignete Farbmeßfläche (F) aufweisen,
• b) die Meßfelder (A1-D3) optisch abgetastet und das remittierte Licht ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• d) zur Bildung der Meßfelder (A1-D3) je wenigstens ein Farbstreifen (S) zur Bestimmung des Passers sowie Schiebens und Dublierens im gleichen Druck zusammen mit der Farbmeßfläche (F) des Meßfeldes (A1-D3) gedruckt wird, der in Bezug auf die Abmessungen der Farbmeß­ fläche (F) seines Meßfeldes (A1-D3) schmal ist und in einem vorgegebenen, ebenfalls in Bezug auf die Abmes­ sungen der Farbmeßfläche (F) geringen seitlichen Ab­ stand zur Farbmeßfläche (F) verläuft, und daß
• e) Schiebe- und Dublierwerte durch Vermessen von derart gebildeten Zonen (Z) je zwischen der Farbmeßfläche (F) und dem Farbstreifen (S) der einzelnen Meßfelder (A1-D3) und
• f) Passerwerte durch Vermessen der relativen metrischen Lage von Farbstreifen (S) oder Farbmeßflächen (F) unterschiedlicher Meßfelder (A1-D3) gewonnen werden.

15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß Bildstellen des Druckerzeugnisses als Meßfelder (A1-D3) dienen.

16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfelder (A1-D3) bildanalytisch erkannt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Meßfelder (A1-D3) in Form eines kompakten Meßfeldblocks nebeneinander so aufgedruckt werden, daß ihre jeweils einander zugewandten seitlichen Farbstreifen (S) bei exaktem Passer stumpf aneinander stoßen oder einen vorgegebenen engen Abstand (a) voneinander haben.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem einzigen Meßgerät sowohl Farbwerte und/oder Farbdichtewerte und/oder Flächenbedec­ kungen als auch Passer- sowie Schiebe- und Dublierwerte aufgenommen und mittels eines anschließenden Bildver­ arbeitungsprozesses diese Qualitätsdaten erfaßt und diagnostiziert sowie erforderlichenfalls darauf aufbauend Schritte zur Verbesserung der Druckqualität eingeleitet werden.

19. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme mit einer einzigen Antastung mittels eines photoelektrischen Sensors mit spektraler oder mindestens 3-Bereichs- und zweidimensio­ naler räumlicher Auflösung, insbesondere einer CCD-Farb­ kamera, erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bildverarbeitungsprozeß eine Farbsepa­ ration, die Erzeugung eines Binärbildes und einen merk­ malsspezifischen mathematischen Algorithmus zur Be­ stimmung der Schiebe- und Dublierwerte, Passerwerte und Farbdichtewerte oder Flächenbedeckungen umfaßt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der gewonnenen Qualitäts­ daten computergestützt eine Diagnose gestellt wird.

22. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Diagnose Maßnahmen zur Verbesserung der Druckqualität empfohlen werden.

23. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßnahmen eine Kompensation der Druckkennlinien umfassen, welche sowohl material- sowie druckwerk- und maschinenspezifisch ist.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß basierend auf der Diagnose und den gewonne­ nen Qualitätdaten eine Korrektur der Druckmaschinenein­ stellung errechnet und die Druckmaschine mit diesen Korrekturwerten angesteuert wird.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose einem in Form eines Computerprogramms vorgegebenen Entscheidungsbaum folgend erstellt wird.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose und die optional durch­ geführte Berechnung einer Korrektur der Druckmaschinen­ einstellung mit einem neuronalen Netz erstellt wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagnose und die optional durch­ geführte Berechnung einer Korrektur der Druckmaschinen­ einstellung mit unscharfer Logik erstellt wird.