DE3440706A1

DE3440706A1 - Verfahren zur steuerung oder regelung der farbgebung von druckerzeugnissen

Info

Publication number: DE3440706A1
Application number: DE19843440706
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Geophys. 8023 Pullach Müller; Burkhardt Dr.-Ing. 8000 München Wirz
Original assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Grapho Metronic Mess und Regeltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3440706C2

Description

VERFAHREN ZUR STEUERUNG ODER REGELUNG DER FARBGEBUNG VON
DRUCKERZEUGNISSEN Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Farbgebung von Druckerzeugnissen durch densitometrische Erfassung der Farbdichte in den Druckzonen zugeordneten Meßfeldern-eines auf jedes Druckerzeugnis aufgedruckten Druckkontrollstreifens, der über seine Länge wenigstens ein Qualitätsdiagnosefeld mit einem Volltonfeld und wenigstens einem Rasterfeld aufweist, und durch Umsetzung der Differenz aus Ist- und Sollwert in eine Verstellung der Farbdosiereinrichtung.
Es sind Regelverfahren bekannt, nach denen die Farbgebung der Druckmaschine über die Bogenbreite zonenweise geregelt wird. Dabei ist Regelgröße die sogenannte Farbdichte, die entweder an einer Voll fläche oder einer Rasterfläche gemessen wird. Dazu werden auf dem Druckbogen Druckkontrollstreifen mitgedruckt, die in jeder Druckzone wenigstens ein Meßfeld je Farbe enthalten.
Bei Bogenmaschinen werden an einem einzelnen Druckbogen die Farbdichten aller Farben und Druckzonen von der Regelanlage automatisch gemessen. Aus Sollwerten, die empirisch oder vom Andruckbogen gewonnen werden, und den gemessenen Istwerten wird die Regelabweichung berechnet. Aus der Größe der Regelabweichung wird nach einer teilweise empirisch ermittelten Funktion die notwendige Verstellung des Stellgliedes, z. B. des Farbschiebers, berechnet. Eine entsprechende Mechanik führt die Verstellung aus. Die Stellgröße wird also sprungartig auf einen neuen Wert gestellt. Die Sprungantwort erfolgt mit einer gewissen Verzögerung. Danach wird erneut ein Bogen gezogen und der Regelzyklus beginnt von neuem. Wegen der sprungartigen Verstellung der Stellgröße spricht man auch von unstetiger Regelung. Bei diesem Verfahren muß der Benutzer die Sollwerte für die Regelgröße durch Versuche ermitteln, d. h. durch visuelles Abstimmen des Druckbogens auf beste Übereinstimmung mit dem Muster oder Andruckbogen.
Die Regelung dient dann im wesentlichen dazu, die einmal visuell gefundene Farbgebung zu halten und Farbschwankungen infolge Änderung der Druckbedingungen auf ein Minimum auszuregeln.
Um die sehr zeitintensive Phase des Einrichtens der Farbführung im Produktionsprozeß durch die Regelung abzukürzen, wurde auch versucht, die Farbdichtewerte des Muster- oder Andruckbogens als Sollwert für die Regelung vorzugeben. Dieser Weg führt dann zum Erfolg, wenn der Andruckbogen unter nahezu den gleichen Druckbedingungen (z. B. Papierart, Farbart, Druckkennlinie) hergestellt wurde, die im Produktionsprozeß, also beim Auflagendruck, angetroffen werden. Diese Voraussetzungen lassen sich jedoch nur in wenigen Fällen erfüllen, so daß das bekannte Regelverfahren meist keine nennenswerte Hilfe beim Einrichten ist. Bei unterschiedlichen Druckbedingungen ist die Farbdichte von Voll- oder Rasterflächen ein ungenügendes Kriterium für die visuelle Übereinstimmung von Rasterdrucken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Farbgebung von Druckerzeugnissen anzugeben, das auch bei unterschiedlichen Druckbedingungen zwischen Andruck und Fortdruck eine weitgehende Übereinstimmung des visuellen Eindrucks im Rasterdruck liefert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Ausnutzung der Erkenntnis, daß zwischen Flächendeckung eines Rasters einerseits und Farbdichte der zugehörigen Volltonfläche oder Rasterfläche andererseits im Bereich normaler Farbgebung eine annähernd lineare Beziehung besteht, dadurch gelöst, daß nach der Regelgröße Flächendeckung geregelt wird, deren Sollwert aus dem Muster- oder Andruckbogen ermittelt wird.
Da die Flächendeckung mit Bp = Remission des Papiers, BR = Remission der Rasterfläche, 8v = Remission der Volltonfläche (Farbdichte = -log B) eines Rasters eine geeignete Größe zur Steuerung bzw. Regelung der Farbführung ist, wenn das Druckbild aus Rasterpunkten aufgebaut ist, kann die Flächendeckung eines Andruckbogens auch dann als Sollwert für eine Regelung dienen, wenn die Druckbedingungen beim Andruck einerseits und beim Einrichten bzw. Fortdruck andererseits unterschiedlich sind.
Allerdings läßt sich die Flächendeckung nur mit wenigstens zwei Meßfeldern, nämlich einem Volltonfeld und einem Rasterfeld je Farbe ermitteln. Würde man nun auf dem Druckkontrollstreifen je Druckzone ein Volltonfeld und ein Rasterfeld unterbringen, so müßten bei einer 6-Farben-Maschine mindestens 12 Meßfelder je Druckzone vorhanden sein. Dies würde bei der üblichen Druckzonenbreite von 30 mm eine Meßfeldbreite von nur 2,5 mm bedeuten. Dieser Wert unterschreitet aber bereits das sinnvolle Minimum für ein automatisch arbeitendes Densitometer von etwa 4 mm Meßfeldbreite, da wegen der Inhomogenität von Druckflächen eine Mittelung über größere Flächen notwendig ist. Man wäre demgemäß bei Regelung nach der Flächendeckung derzeit auf das Drucken mit nur drei Farben beschränkt.
Erfindungsgemäß wird daher in der dem Qualitätsdiagnosefeld eines üblichen Druckkontroll-Streifens zugeordneten Druckzone nach der Regelgröße Flächendeckung oder einer von der Flächendeckung abgeleiteten Hilfsregelgröße geregelt. In allen übrigen Druckzonen wird nach der Hilfsregelgröße geregelt. Hilfsregelgröße ist die Volltondichte oder die Rasterdichte, deren Sollwert aus den Meßwerten des Qualitätsdiagnosefeldes berechnet wird, indem aus dem empirisch ermittelten Verhältnis (SV bzw. SR) zwischen Flächendeckungsänderung (AFD> und Dichteänderung (ADV) die gemessene Regelabweichung (AFD) der Flächendeckung in eine Abweichung (ADV bzw. ADR) der Dichte umgerechnet und von der Ist-Dichte des Vollton- oder Rasterfeldes (DV bzw. DR) des Qualitätsdiagnosefeldes subtrahiert wird. Auch in der dem Qualitätsdiagnosefeld zugeordneten Druckzone kann nach der Hilfsregelgröße geregelt werden.
Dieses Vorgehen ermöglicht es, die Meßwerte aus den Qualitätsdiagnosefeldern für die Regelung der übrigen Druckzonen heranzuziehen und den herkömmlichen Farbmeßstreifen unverändert zu lassen. So enthält ein üblicher Farbmeßstreifen für das Format 3B, das entspricht einer Druckbreite von 1020 mm, z. B. bei vier Farben vier Qualitätsdiagnosefelder im Abstand von 240 mm.
Als Hilfsregelgröße wird vorzugsweise die Rasterdichte eines tiefen (z. B. 75 % nach BRUNNER oder 80 % nach FOGRA) oder eines mittleren Rastertones (z. B. 50 % nach BRUNNER oder 40 % nach FOGRA) verwendet, abhängig davon, ob die wichtigen Bildelemente entweder vorwiegend aus tiefen oder mittleren bis spitzen Rastertönen bestehen.
Sind, wie üblich, mehrere Qualitätsdiagnosefelder vorhanden, so kann der Anspruch 4 dienen. Dadurch wird die Auswirkung von Druckstörungen oder Meßfehlern in einem einzelnen Qualitätsdiagnosefeld auf die Regelgenauigkeit aller übrigen Zonen erheblich verringert.
Die Dichte-Sollwerte zwichen den Qualitätsdiagnosefeldern werden vorzugsweise aus linearer Interpolation der Dichte-Sollwerte in den Qualitätsdiagnosefeldern gebildet, wobei die Druckzonen bis zum Druckrand Sollwerte erhalten, die gleich dem Sollwert in der dem benachbarten Qualitätsdiagnosefeld zugeordneten Druckzone sind. Dadurch werden sprungartige Änderungen der Hilfsregelgröße von Druckzone zu Druckzone vermieden, die- Hilfsregelgröße ändert sich, wenn überhaupt, stetig. Verwendet man als Hilfsregelgröße die Rasterdichte eines tiefen oder mittleren Rastertons, so werden vorzugsweise aus den Flächendeckungsabweichungen zweier oder mehrerer Rasterfelder mit unterschiedlicher Rasterdeckung je Qualitätsdiagnosefeld eine mittlere, gewichtete Dichteabweichung und daraus ein Dichtesollwert gebildet; diese Sollwerte werden zu Sollwerten für alle Druckzonen umgeformt. Die Regelung nach gewichteter Regelabweichung bietet den Vorteil, daß eine Gewichtung entsprechend dem Anteil der Rasterflächen des Bildaufbaus vorgenommen werden kann und damit eine Verbesserung bezüglich der visuellen Übereinstimmung erzielt werden kann.
Besteht der Bildaufbau aus Rasterflächen und Vollflächen, so erfolgt die Regelung vorzugsweise nach der Hilfsregelgröße Volltondichte, deren Sollwert aus einer Gewichtung von Flächendeckungsabweichung und der Abweichung von einer gewünschten Volltondichte berechnet wird. Dies bietet den Vorteil, daß durch die Gewichtung eine Kombination zwischen Regelung nach Flächendeckung und Volltondichte möglich ist.
Vorzugsweise wird das Verhältnis zwischen Flächendeckungsänderung und Dichteänderung aus den Meßwerten in den Qualitätsdiagnosefeldern des ersten zu regelnden Druckbogens durch lineare Regression automatisch berechnet. SV bzw. SR sind dadurch noch genauer bekannt.
Das Ergebnis einer Regelung wird vorzugsweise zur automatischen Korrektur des Verhältnisses zwischen Flächendekkungsänderung und Dichteänderung herangezogen, indem das Verhältnis bei Überregeln zu größeren und bei Unterregeln zu kleineren Werten korrigiert wird. Dies führt zu einer automatischen Optimierung der Regeleigenschaften mit dem Ergebnis, daß eine Regelabweichung in einer minimalen Zahl von Regelschritten ausgeregelt wird.
Vorzugsweise sind die bestimmten Papier/Farbe-Kombinationen zugeordneten Werte des Verhältnisses aus Flächendekkungsänderung und Dichteänderung in einem Speicher des Reglers enthalten; sie werden durch Eingabe von Papiersorte und Farbbezeichnung automatisch zur Berechnung der Sollwerte benutzt.
Schließlich wird vorzugsweise die Dichteabweichung aller Druckzonen in eine virtuelle Regelabweichung umgerechnet und zusammen mit der gemessenen Regelabweichung der Qualitätsdiagnosefelder über Drucker oder Bildschirm ausgegeben.
Der Benutzer der Regelanlage hat dadurch eine Kontrollmöglichkeit, ob die Regelung bereits abgeschlossen ist oder weitere Regelschritte nötig sind.
Der grundlegende Erfindungsgedanke besteht also darin, die Qualitätsdiagnosefeldern zugeordneten Druck zonen nach der Flächendeckung zu regeln und gleichzeitig in den zwischen den Qualitätsdiagnosefeldern liegenden Druckzonen die Farbführung nach einer Hilfsregelgröße zu regeln, deren Sollwert aus Messungen in den Qualitätsdiagnosefeldern gewonnen wird, mit dem Ziel, daß die Farbführung in den Zwischenzonen so ist, als wäre nach Flächendeckung geregelt worden.
Dazu wird zunächst für jedes Qualitätsdiagnosefeld die Flächendeckung FD gemessen. Aus dieser und dem Sollwert ergibt sich die Regelabweichung AFD. Zugleich sind für diese Zone die zugehörige Volltondichte DV und Rasterdichte DR bekannt.
Aus Untersuchungen läßt sich nun mit ausreichender Genauigkeit folgende Beziehung ableiten: AFD = SV x ADV AFD = SR x ADR Die Verhältnisse SV und SR zwischen Flächendeckungs- und Dichteänderung in Abhängigkeit vom Vollton- bzw. Rasterfeld des Qualitätsdiagnosefeldes können aus Druckversuchen oder Messungen am ersten Druckbogen beim Einrichten ermittelt werden.
Nun ist es möglich, zum gemessenen AFD ein entsprechendes ADV und ADR zu gewinnen.
ADV = AFD : SV ADR = AFD : SR Aus gen gemessenen Dichten DV und DR können nun Solldichten DS hergeleitet werden, bei denen die Regelabweichung AFD voraussichtlich zu Null wird: Soll = DV - ADV = DV - AFD : 5V DR5011 = DR - ADR = DR - AFD :SR Mit diesen neuen Solldichten können nun auch die Zwischenzonen geregelt werden. Je nach Art des verwendeten Druckkontrollstreifens können diese Zwischenzonen entweder nach DV oder nach DR geregelt werden. Durch die Berechnung eines DVSoll bzw. DRSoll werden die Dichten DV und DR für die Zwischenzonen zu Hilfsregelgrößen der Flächendeckungsregelung.
Wie auch bei der bekannten DV- bzw. DR-Regelung werden zur Ausregelung der Regelabweichung mehrere Schritte benötigt, da die Zusammenhänge zwischen Solldichte und erforderlicher Farbdosierung am Stellglied nur empirisch und damit mit einer gewissen Unsicherheit bekannt sind. In gleicher Weise wirkt sich eine ungenaue Kenntnis der Größen SV bzw. SR aus, nämlich als Überregeln oder Unterregeln nach einem Regelvorgang.
Mit jedem Regelvorgang wird AFD erneut bestimmt; demzufolge ergeben sich jedesmal neue Werte DVSoll bzw. DRSoll.
Erreicht schließlich die Regelabweichung AFD den Wert Null, so ist DV DV und DR DRI d.h. die Dichtewerte in der Qualitätsdiagnosezone werden zu Sollwerten für die übrigen Zwischenzonen.
Außerdem wird für AFD = 0 auch die Größe AFD : SV = 0 bzw.
AFD : SR = 0.
D.h., der Fehler, mit dem SV und SR bekannt sind, wirkt sich nicht auf die Regelgenauigkeit aus.
Praktische Untersuchungen der beiden FD-Regelungsarten haben gezeigt, daß die Regelung nach DR Vorteile in bezug auf die Genauigkeit der Flächendeckung in den Zwischenzonen bietet. Prinzipiell können jedoch beide Regelarten eingesetzt werden.
Je nach Druckbreite und Anzahl der Farben ergibt sich pro Farbe eine bestimmte Zahl von Qualitätsdiagnosefeldern, die je einen Sollwert in DV oder DR liefern. Für die Regelung der Zwischenzonen bieten sich daher Alternativen an: 1. Es wird aus allen Sollwerten ein mittlerer Sollwert gebildet und dieser wird als Sollwert aller Druckzonen zur Regelung verwendet. Vorteil: FD-Meßfehler wirken sich weniger stark aus.
2. Die Sollwerte der Zwischenzonen werden aus linearer Interpolation der zwei entsprechenden Sollwerte in den beiden benachbarten Qualitätsdiagnosefeldern gebildet.
Bis zum Druckrand werden die Sollwerte des dazugehörigen Qualitätsdiagnosefeldes verwendet. Vorteil: Unterschiede der erforderlichen Färbung werden durch einen stetigen Dichteverlauf über die Druckzonen angeglichen, sind daher visuell weniger erkennbar.
Unter Umständen ist es sinnvoll, die Farbgebung nach zwei oder mehreren Rasterdeckungen, z. B. 40 % und 80 %, zu regeln. Das ist möglich durch sinnvolle Verknüpfung der gemessenen Regelabweichungen nach folgendem Schema.
AFD1 = SV1 x ADV1 AFD2 = SV2 x ADV2 Aus den so gemessenen Dichteabweichungen wird ein Mittelwert gebildet: ADV = (ADV1 + ADV2) : 2 Ebenso ist eine gewichtete Mittelwertbildung sinnvoll, wenn die zulässigen Toleranzbereiche unterschiedlich sind. Es ist dann ADV = (ADV 1 x G1 + ADV 2 x G2) : 2 mit G1 + G2 = 2 Daraus wird wie oben der Sollwert für die Zwischenzonen berechnet: DVS ll = DV - ADV Das Ergebnis einer solchen Regelung ist, daß die Summe bzw.
gewichtete Summe der Regelabweichungen in den Rasterfeldern verschiedener Deckung zu einem Minimum geregelt wird.
LAFD = MIN.
Damit wird eine gewünschte Druckkennlinie durch Regelung der Farbführung bestmöglich angenähert.

Claims

VERFAHREN ZUR STEUERUNG ODER REGELUNG DER FARBGEBUNG VON DRUCKERZEUGNISSEN Patentansprüche: 1. Verfahren zur Steuerung oder Regelung der Farbgebung von Druckerzeugnissen durch densitometrische Erfassung der Farbdichte in den Druckzonen zugeordneten Meßfeldern eines auf jedes Druckerzeugnis aufgedruckten Druckkontrollstreifens, der über seine Länge wenigstens ein Qualitätsdiagnosefeld mit einem Volltonfeld und wenigstens einem Rasterfeld aufweist, und durch Umsetzung der Differenz aus Ist- und Sollwert in eine Verstellung der Farbdosiereinrichtung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß die Regelung in der dem Qualitätsdiagnosefeld zugeordneten Druckzone nach der Regelgröße Flächendeckung oder nach der Hilfsregelgröße-Volltondichte oder Rasterdichte und in allen übrigen Druck zonen nach der Hilfsregelgröße erfolgt, deren Sollwert aus den Meßwerten des Qualitätsdiagnosefeldes berechnet wird, indem aus dem empirisch ermittelten Verhältnis (SV bzw. SR) zwischen Flächendekkungsänderung (AFD) und Dichteänderung (ADV) die gemessene Regelabweichung (AFD) der Flächendeckung in eine Abweichung (ADV bzw. ADR) der Dichte umgerechnet und von der Ist-Dichte des Vollton- oder Rasterfeldes (DV bzw. DR) des Qualitätsdiagnosefeldes subtrahiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Hilfsregelgröße die Rasterdichte eines tiefen Rastertons verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß als Hilfsregelgröße die Rasterdichte eines mittleren Rastertons verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei mehreren Qualitätsdiagnosefeldern der Mittelwert aus den berechneten Sollwerten der Hilfsregelgröße aller Qualitätsdiagnosefelder als Sollwert für alle Druckzonen dient.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Dichte-Sollwerte zwischen den Qualitätsdiagnosefeldern aus linearer Interpolation der Dichte-Sollwerte in den Qualitätsdiagnosefeldern gebildet werden, wobei die Druckzonen bis zum Druckrand Sollwerte erhalten, die gleich dem Sollwert in der dem benachbarten Qualitätsdiagnosefeld zugeordneten Druckzone sind.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß aus den Flächendeckungsabweichungen zweier oder mehrerer Rasterfelder mit unter- schiedlicher Rasterdeckung je Qualitätsdiagnosezone eine mittlere, gewichtete Dichteabweichung und daraus ein Dichtesollwert gebildet und diese Sollwerte zu Sollwerten für alle Druckzonen umgeformt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß bei Regelung nach der Hilfsregelgröße Volltondichte zur Berechnung einer gewichteten Dichteabweichung zusätzlich die Abweichung der Volltondichte von einem gewünschten Sollwert herangezogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Verhältnis (SV bzw. SR) zwischen Flächendeckungsänderung und Dichteänderung aus den Meßwerten in den Qualitätsdiagnosefeldern des ersten zu regelnden Druckbogens durch lineare Regression automatisch berechnet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Ergebnis einer Regelung zur automatischen Korrektur des Verhältnisses (SV bzw. SR) zwischen Flächendeckungsänderung und Dichteänderung herangezogen wird, indem das Verhältnis bei Uberregeln zu größeren und bei Unterregeln zu kleineren Werten korrigiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die bestimmten Papier/Farbe-Kombinationen zugeordneten Werte des Verhältnisses (SV bzw. SR) von Flächendeckungsänderung zu Dichteänderung in einem Speicher des Reglers enthalten sind und durch Eingabe von Papiersorte und Farbbezeichnung automatisch zur Berechnung der Sollwerte benutzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Dichteabweichung aller Druckzonen in eine virtuelle Regelabweichung umgerechnet und zusammen mit der gemessenen Regelabweichung der Qualitätsdiagnosefelder über Drucker oder Bildschirm ausgegeben wird.