DE3440706C2

DE3440706C2 -

Info

Publication number: DE3440706C2
Application number: DE19843440706
Authority: DE
Inventors: Burkhardt Dr.-Ing. 8000 Muenchen De Wirz; Joachim Dipl.-Geophys. 8023 Pullach De Mueller
Original assignee: Grapho Metronic Mess- und Regeltechnik & Co 8000 Muenchen De GmbH
Current assignee: Grapho Metronic Mess- und Regeltechnik & Co 8000 Muenchen De GmbH
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1991-01-17
Also published as: DE3440706A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Farbgebung von Druckerzeugnissen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 31 40 760 A1 bekannt.

Nach dem bekannten Verfahren wird die Farbgebung der Druckmaschine über die Bogenbreite zonenweise eingestellt. Stellgröße ist dabei die sog. Farbdichte, die entweder an einer Vollfläche oder einer Rasterfläche densitometrisch gemessen wird. Dazu werden auf dem Druckbogen Druckkontrollstreifen mitgedruckt, die in jeder Farbzone wenigstens ein Meßfeld je Farbe enthalten.

Bei Bogenmaschinen werden an einem einzelnen Druckbogen die Farbdichten aller Farben und Farbzonen automatisch gemessen. Aus Sollwerten, die empirisch oder vom Andruckbogen gewonnen werden und den gemessenen Istwerten wird eine Abweichung berechnet, aus der wiederum nach einer teilweise empirisch ermittelten Funktion die notwendige Verstellung des Stellgliedes, z. B. des Farbschiebers, berechnet wird. Eine entsprechende Mechanik führt die Verstellung aus. Die Stellgröße wird also sprungartig auf einen neuen Wert gestellt. Die Sprungantwort folgt mit einer gewissen Verzögerung. Danach wird erneut ein Bogen gezogen und der Beeinflussungs- oder Anpassungsvorgang beginnt von neuem. Die Einstellung dient dann im wesentlichen dazu, die einmal visuell gefundene Farbgebung zu halten und Farbschwankungen in Folge Änderung der Druckbedingungen auf ein Minimum auszusteuern.

Um diese zeitintensive Phase des Einrichtens der Farbführung im Produktionsprozeß durch ein regelungsähnliches Vorgehen abzukürzen, wurde auch versucht, die Farbdichtewerte des Muster- oder Andruckbogens als Sollwerte für die Einstellung vorzugeben. Dieser Weg führt dann zum Erfolg, wenn der Andruckbogen unter nahezu den gleichen Druckbedingungen (z. B. Papierart, Farbart, Druckkennlinie) hergestellt wird, die im Produktionsprozeß, also beim Auflagendruck, angetroffen werden. Diese Voraussetzungen lassen sich jedoch nur in wenigen Fällen erfüllen, so daß das bekannte Verfahren 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.

Es ist aus Niesgoda: "Zu einigen Problemen der Farbdichteregelung im Offsetdruck", Papier und Druck 25 (1976) 1, Seiten 5 bis 8 bekannt, die Farbdichte nur an einer Meßstelle stellvertretend für die weiteren Farbzonen zu erfassen und die Farbzufuhr über den Farbduktor insgesamt zu verringern bzw. zu vergrößern.

Aus Helbig et al: "Theorie und Praxis der Dichtemessung im Offsetdruck", Papier und Druck 23 (1974), 10, S. 157 bis 160, insbesondere Gleichung 4 ist es bekannt, die optische Dichte von Rastertonflächen zumindest teilweise analytisch darzustellen. Die Beziehung zwischen dem wirksamen Rastertonwert und der Vollton- bzw. der Rastertondichte wird durch die dort angegebene Gleichung beschrieben.

Der Einfärbungs-Arbeitspunkt entsprechend der sog. Normalfärbung wird durch max. Kontrast, vermessen mittels Vollton-/Rasterton-Doppelfeld, verfolgt und zur Festlegung von Sollwerten genutzt.

Im Sonderdruck aus der DE-Fachzeitschrift "Deutscher Drucker", Stuttgart Nr. 16/1974 wird aufgezeigt, wie die Normalfärbung bezüglich der Flächendeckung ermittelt werden kann. Dazu dienen die bekannten Darstellungen mit Flächendeckungs-Kurvenscharen (siehe FOGRA-Netztafel oder RZV-Arbeitsbogen).

Da die Flächendeckung eines Rasters eine geeignete Größe zur Beeinflussung der Farbgebung ist, wenn das Druckbild aus Rasterpunkten aufgebaut ist, kann die Flächendeckung eines Andruckbogens auch dann als Sollwert dienen, wenn die Druckbedingungen beim Andruck einerseits und beim Einrichten bzw. Fortdruck andererseits unterschiedlich sind.

Bekanntermaßen 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 Farbzone ein Volltonfeld und ein Rasterfeld unterbringen, so müßten bei einer 6-Farben-Maschine mindestens 12 Meßfelder je Farbzone vorhanden sein. Dies würde bei der üblichen Farbzonenbreite von 30 mm eine Meßfeldbreite von nur 2,5 mm bedeuten. Dieser Wert unterschreitet aber bereits das sinnvolle Minimum von etwa 4 mm Meßfeldbreite für automatisch arbeitendes Densitometer, da wegen der Inhomogenität von Druckflächen eine Mitteilung über größere Flächen notwendig ist. Man wäre demgemäß bei Einstellung nach der Flächendeckung derzeit auf das Drucken mit nur drei Farben beschränkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Farbführung anzugeben, das auch bei unterschiedlichen Druckbedingungen zwischen Andruck und Fortdruck eine weitgehende Übereinstimmung des visuellen Eindrucks im Rasterdruck in allen Farbzonen liefert und die Verwendung eines herkömmlichen Druckkontrollstreifens erlaubt.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird daher in der dem Qualitätsdiagnosefeld eines üblichen Druckkontroll-Streifens zugeordneten Farbzone nach der Regelgröße Flächendeckung oder einer von der Flächendeckung abgeleiteten Hilfsregelgröße geregelt. In allen übrigen Farbzonen 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), im folgenden als Verstärkungsfaktor bezeichnet, zwischen Flächendeckungsänderung (ΔFD) und Dichteänderung (ΔDV) die gemessene Regelabweichung (ΔFD) der Flächendeckung in eine Abweichung (ΔDV) bzw. ΔDR) 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 Farbzone kann nach der Hilfsregelgröße geregelt werden.

Dieses Vorgehen ermöglicht es, die Meßwerte aus den Qualitätsdiagnosefeldern für die Regelung der übrigen Farbzonen 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 gemäß Anspruch 4 vorgegangen werden. Dadurch wird die Auswirkung von Druckstörungen oder Meßfehlern in einem einzelnen Qualitätsdiagnosefeld auf die Regelgenauigkeit aller übrigen Zonen erheblich verringert.

Die Dichte-Sollwerte in den Farbzonen, die zwischen Zonen liegen, die mit Qualitätsdiagnosefeldern ausgestattet sind, werden vorzugsweise aus linearer Interpolation der Dichte-Sollwerte in den Qualitätsdiagnosefeldern gebildet, wobei die Farbzonen bis zum Druckrand Sollwerte erhalten, die gleich dem Solwert in der dem benachbarten Qualitätsdiagnosefeld zugeordneten Farbzone sind. Dadurch werden sprungartige Änderungen der Hilfsregelgröße von Farbzone zu Farbzone 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 Farbzonen 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 der Verstärkungsfaktor SV bzw. SR - 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 der Verhältnisse zwischen Flächendeckungsänderung 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 Flächendeckungsänderung und Dichteänderung in einem Speicher des Reglers enthalten; sie werden durch Eingabe von Papiersorte und Farbbezeichnung automatisch zur Berechung der Sollwerte benutzt.

Schließlich wird vorzugsweise die Dichteabweichung aller Farbzonen 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 Farbzonen nach der Flächendeckung zu regeln und gleichzeitig in den zwischen den Qualitätsdiagnosefeldern liegenden Farbzonen 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 gemäß der Druckschrift von Helbig et al. errechnet. Aus dieser und dem Sollwert ergibt sich die Regelabweichung ΔFD. Zugleich sind für diese Zone die zugehörige Volltondichte DV und Rasterdichte DR bekannt.

Aus Untersuchungen läßt sich nun mit ausreichender Genauigkeit folgende Beziehung ableiten:

ΔFD=SV*ΔDV
ΔFD=SR*ΔDR

Die Verstärkungsfaktoren SV und SR für Vollton- bzw. Rasterdichte des Qualitätsdiagnosefeldes können aus Druckversuchen oder Messungen am ersten Druckbogen beim Einrichten ermittelt werden. Der erste Druckbogen ist zur Bestimmung von SV und SR geeignet, wenn er wie üblich mehrere Qualitätsdiagnosefelder in der Kontrolleiste aufweist.

Nun ist es möglich, zum gemessenen ΔFD_Ist/SV ein entsprechendes ΔDV und ΔDR zu gewinnen.

ΔDV=ΔFD_Ist/SV
ΔDR=ΔFD_Ist/SR

Aus gemessenen Dichten DV_Ist und DR_Ist können nun Solldichten DS, besser DV_Soll bzw. DR_Soll, hergeleitet werden, bei denen die Regelabweichung ΔFD voraussichtlich zu Null wird:

DV_Soll=DV_Ist-ΔDV=DV-ΔFD_Ist/SV
DR_Soll=DR_Ist-ΔDR=DR-ΔFD_Ist/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 Berechung eines DV_Soll bzw. DR_Soll 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 ΔFD erneut bestimmt, demzufolge ergeben sich jedesmal neue Werte DV_Soll bzw. DR_Soll.

Erreicht schließlich die Regelabweichung ΔFD den Wert Null, so ist

DV_Soll=DV

und

DR_Soll=DR,

d. h., die Dichtewerte in der Qualitätsdiagnosezone werden zu Sollwerten für die übrigen Zwischenzonen.

Außerdem wird für ΔFD=0 auch die Größe

ΔFD/SV=0 bzw.
ΔFD/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 Druckmaschinenbreite und Anzahl der Farben ergibt sich pro Farbe eine bestimmte Zahl von Qualitätsdiagnosefeldern, die je einen Sollwert in DV und 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 Farbzonen angeglichen, sind daher visuell weniger erkennbar.

Unter Umständen ist es sinnvoll, die Farbgebung nach zwei oder mehreren Flächendeckungen, z. B. 40% und 80%, zu regeln. Das ist möglich durch sinnvolle Verknüpfung der gemessenen Regelabweichungen nach folgendem Schema:

ΔFD1=SV1 *ΔDV1
ΔFD2=SV2 *ΔDV2

Aus den so gemessenen Dichteabweichungen wird ein Mittelwert gebildet:

=(ΔDV1+ΔDV2)/2

Ebenso ist eine gewichtete Mittelwertbildung sinnvoll, wenn die zulässigen Toleranzbereiche unterschiedlich sind. Es ist dann

=(ΔDV1 *G₁+ΔDV2 *G₂)/2 mit G₁+G₂=2

Daraus wird wie oben der Sollwert für die Zwischenzonen berechnet:

DV_Soll=DV-

Das Ergebnis einer solchen Regelung ist, daß die Summe bzw. gewichtete Summe der Regelabweichungen in den Rasterfeldern verschiedener Deckung zu einem Minimum geregelt wird.

ΣΔFD=MIN.

Damit wird eine gewünschte Druckkennlinie durch Regelung der Farbführung bestmöglich angenähert.

Claims

1. Verfahren zur Farbführung für mehrfarbige Druckerzeugnisse an einer Offset-Druckmaschine entsprechend der Einfärbung einer Vorlage, durch densitometrische Erfassung der Farbdichte von den Farbzonen zugeordneten Meßfeldern eines auf jedes Druckerzeugnis aufgedruckten, Vollton- und Rasterfelder verwendenden Druckkontrollstreifens, und durch Umsetzung der Differenz aus Ist- bzw. Sollwert der Farbdichtewerte der Kontrollfelder, gewonnen vom jeweiligen Prüfbogen bzw. von der Vorlage, in eine Verstellung der Farbdosiereinrichtung mit Dosiergliedern pro jeweiliger Farbzone, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkontrollstreifen wenigstens in einer der Farbzonen pro gedruckter Farbe ein Doppelfeld aus einem Vollton- und einem Rastertonfeld aufweist, daß von dem Doppelfeld Änderungen der Volltondichte ΔDV, Änderungen der Rastertondichte ΔDR und Änderungen der Kenngröße Flächendeckung ΔFD bezüglich mehrerer durchgeführter Doppelfeldmessungen festgestellt werden, woraus die Beziehungen ΔFD=SV *ΔDV
ΔFD=SR *ΔDRmit den Verstärkungsfaktoren SV, SR gebildet werden, daß die Dichteabweichungen der in den übrigen Farbzonen pro gedruckter Farbe einzeln bestehenden Rastertonfelder oder Volltonfelder gegenüber Sollwerten wie folgtDV_Ist-DV_Soll=ΔFD/SV
DR_Ist-DR_Soll=ΔFD_Ist/SRermittelt werden, wobei die übrigen Farbzonen Zwischenzonen oder beliebig benachbarte Farbzonen sind, und daß die Dosierglieder der Farbzonen von den Iststellungen auf die entsprechend den zu errechnenden Sollwerten einzustellenden Sollstellungen verstellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen bestehenden Felder ein tiefer oder mittlerer Rasterton verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Farbzonen mit jeweils einem Doppelfeld der Mittelwert aus den berechneten mehreren Dichteabweichungen für alle Farbzonen dient.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Farbzonen mit einem Doppelfeld die ermittelten Dichteabweichungen der einzeln bestehenden Felder in den zwischen den Doppelfeldern liegenden Farbzonen durch lineare Interpolation gebildet werden, wobei die Farbzonen bis zum Druckrand Dichteabweichungen erhalten, die gleich der Dichteabweichung in der dem Rand am nächsten liegenden Doppelfeld zugeordneten Farbzone sind, der ein Doppelfeld zugeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Flächendeckungsabweichungen zweier oder mehrerer Rasterfelder mit unterschiedlicher Rasterdeckung eine mittlere, gewichtete Dichteabweichung und daraus ein Dichtesollwert gebildet und diese Sollwerte zu Sollwerten für alle Druckzonen umgeformt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Regelung nach der Hilfsregelgröße Volltondichte zur Berechnung einer gewichteten Dichteabweichung zusätzlich die Abweichung der Volltondichte von einem gewünschten Sollwert mit einem bestimmten Gewicht für die Mittelung herangezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens zwei Doppelfeldern die Verstärkungsfaktoren SV und SR zwischen Flächendeckungsänderung und Dichteänderung aus den Meßwerten des ersten zu regelnden Druckbogens durch lineare Regression berechnet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergebnis einer Dosierverstellung zur Korrektur der Verstärkungsfaktoren SV bzw. SR zwischen Flächendeckungsänderung und Dichteänderung herangezogen wird, indem die Verstärkungsfaktoren SV und SR bei Überregeln zu größeren und Unterregeln zu kleineren Werten korrigiert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmten Papier/Farbe-Kombinationen zugeordneten Werte der Verstärkungsfaktoren SV bzw. SR in einem Speicher eines Reglers bereitgehalten sind und durch Eingabe von Papiersorte und Farbbezeichnung der Berechnung zuführbar sind.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichteabweichung aller Farbzonen in eine virtuelle Gesamt-Regelabweichung umgerechnet und zusammen mit den gefundenen Einzel-Regelabweichungen über Drucker oder Bildschirm ausgegeben werden.