DE4311132A1 - Verfahren zur farbregelung/-steuerung in einer druckmaschine - Google Patents
Verfahren zur farbregelung/-steuerung in einer druckmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Farbregelung/-steuerung in einer Druckmaschine, wobei die
Farbführung über die Verstellung einzelner Farbzonenschrauben
in den einzelnen Druckwerken erfolgt.
Eine Steuerung der Farbführung im laufenden Druckprozeß
stellt die wichtigste Möglichkeit dar, die Farbgebung und
damit den Bildeindruck zu beeinflussen. Ziel der
Farbführungssteuerung ist es, eine möglichst gute farbliche
Übereinstimmung zwischen der Vorlage und dem Druck bzw. dem
Fortdruck zu erreichen.
Spektrale Messungen der Remissionen von Farbmeßfeldern, die
mathematische Umsetzung dieser Meßwerte in farbmetrische
Größen und weiterführend in Steuerdaten für die Verstellung
der Farbführungsorgane einer Druckmaschine sind aus der
EP-PS 02 28 347 bekanntgeworden. Für den Farbabgleich
zwischen Vorlage und Druck bzw. Fortdruck werden von
Farbmeßfeldern, die in einer Druckmaschine gedruckt wurden,
die spektralen Remissionen gemessen. Aus den Remissionen
werden die entsprechenden Farbkoordinaten des Istfarbortes
bestimmt. Durch Vergleich mit den Remissionen bzw. den
Farbkoordinaten des entsprechenden Sollfarbortes eines
o.k.-Bogens wird der Farbabstand zwischen Soll- und
Istfarbort ermittelt. Dieser Farbabstand wird in Änderungen
der Schichtdicken der Druckfarben umgerechnet. Die Steuerung
der Farbführungsorgane selbst erfolgt entsprechend den
errechneten Änderungen der Schichtdicken der einzelnen
Druckfarben derart, daß der Gesamtfarbabstand zwischen Ist-
und Sollfarbort minimal wird.
Aus der JP-PS 2-32566 ist eine Vorrichtung zum Messen der
Rasterpunktflächendeckung von farbigen Druckprodukten bekannt
geworden. Die Rasterdichten entsprechender Meßstellen von
farbigen Druckprodukten werden durch Filter der Farben Rot,
Grün und Blau hindurch gemessen. Aus den Rasterdichten werden
über die Formel von Murray-Davis die Flächendeckungen in den
Druckfarben Cyan, Magenta und Yellow berechnet. Die
Rasterdichten werden nach der Formel von Yule-Nielsen
bestimmt. Unter Berücksichtigung der errechneten
Flächendeckungen werden die theoretischen Rasterdichten
ermittelt. Diese theoretischen Rasterdichten werden mit den
gemessenen Rasterdichten verglichen. In einem iterativen
Verfahren werden die Rasterdichten bzw. die Flächendeckungen
derart geändert, daß die Abweichung zwischen theoretischer
Rasterdichte und gemessener Rasterdichte innerhalb einer
vorgegebenen Toleranz liegt.
Nachteilig bei der in der JP-PS 2-32566 beschriebenen
Vorrichtung ist die Beschränkung auf die drei
Standarddruckfarben Cyan, Magenta, Yellow. Eine Farbsteuerung
der Druckfarbe Schwarz oder von Sonderfarben ist mit der in
der japanischen Patentschrift beschriebenen Methode nicht
möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Farbregelung/-steuerung zu schaffen, das uneingeschränkt für
alle Druckfarben anwendbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtespektren von
Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener
Flächendeckung sowie des Papierweiß' gespeichert sind, daß
die Dichtespektren von mindestens einer Meßstelle pro
Farbzone an einer Vorlage und an den entsprechenden Stellen
auf einem Druckprodukt bestimmt werden, daß die gemessenen
Dichtespektren von der Vorlage und dem Druckprodukt als
Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden
gewichteten Dichtespektren der Probedrucke der einzelnen
Druckfarben und des Papierweiß′ dargestellt werden, wobei die
Flächendeckungsgrade so berechnet werden, daß die
Dichtespektren optimal durch die Linearkombination
approximiert werden, und daß die Farbzufuhr bei einer
Abweichung der Flächendeckungsgrade von Druckprodukt und
Vorlage derart geändert wird, daß eine Angleichung der
Dichtespektren erreicht wird.
Die Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj
bzw. ap gewichteten Dichtespektren D(λ) bzw. P(λ) hat die
Form:
Da sich die gemessenen Dichtespektren aus diskreten
Meßpunkten zusammensetzen, handelt es sich bei den Größen DT
bzw. DM, Dj und P um Vektoren.
In Komponentenschreibweise lautet die Formel, wenn das
Dichtespektrum an n Meßstellen bestimmt wird und am
Druckprozeß die Standardfarben Black (K), Magenta (M),
Cyan (C), Yellow (Y) sowie das Papierweiß (P) beteiligt sind:
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist vorgesehen, daß die Flächendeckungsgrade aj
der einzelnen, am Druckprozeß beteiligten Druckfarben mittels
der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung berechnet
werden.
In Kurzschreibweise läßt sich die zuvor genannte Formel (2)
in Form von
b = A * X (3)
zusammenfassen, wobei b und X Vektoren darstellen und A eine
Matrix symbolisiert.
Der Vektor X, der die quadratische Gleichung
(A * X-b)² (4)
minimiert, lautet
X = (At * A)-1 * At * b (5)
X = (At * A)-1 * At * b (5)
wobei At die zu A transformierte Matrix bezeichnet.
Der Vektor X bzw. die Komponenten des Vektors X, d. h. die
Flächendeckungsgrade aj, lassen sich daraus problemlos
bestimmen. Durch die Angleichung der Flächendeckungsgrade aj
der Meßstellen des Druckproduktes an die der Vorlage wird
eine optimale farbliche Übereinstimmung zwischen Vorlage und
Druckprodukt erzielt.
Ein herausragender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, daß die Messungen an der Vorlage bzw. am
Druckprodukt nicht mehr ausschließlich in den Meßfeldern
eines Druckkontrollstreifens durchgeführt werden müssen. Ohne
weiteres ist das erfindungsgemäße Verfahren auch anwendbar,
wenn die Meßstellen innerhalb des Sujets des Druckproduktes
bzw. der Vorlage liegen.
Hinsichtlich der Auswahl der Meßstellen ist vorgesehen, daß
diese Meßstellen entweder durch das Bedienpersonal ausgewählt
werden oder daß die Auswahl automatisch erfolgt.
Beispielsweise ist vorgesehen, daß nur solche Meßfelder
ausgewählt werden, die alle am Druckprozeß beteiligten Farben
aufweisen.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht
vor, daß eine Messung an einer ausgewählten Meßstelle erst
erfolgt, wenn sichergestellt ist, daß der Druckprozeß sich in
einem Steady-State-Zustand befindet.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Verfahren sowohl
inline als auch offline anwendbar. So ist es bei dem heutigen
Stand der Technik ohne weiteres möglich, die Meßstellen
spektrometrisch während des Maschinenlaufs im Druckbild
auszumessen.
Alternativ hierzu ist vorgesehen, daß ein bedruckter Bogen
auf einem bekannten Farbsteuerpult spektrometrisch
ausgemessen wird.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht
vor, daß die Dichtespektren an mehreren ausgewählten
Meßstellen der Farbzonen des Druckbogens gemessen werden, und
daß als Dichtespektrum dann ein integraler Mittelwert aus den
gemessenen Dichtespektren gebildet wird.
Durch diese Maßnahme - ebenso wie durch die Maßnahme, daß ein
integraler Mittelwert aus den an verschiedenen Bogen
gemessenen Dichtespektren gebildet wird - werden kurzfristige
Schwankungen, die in einzelnen Farbzonen oder einzelnen
Druckwerken auftreten, herausgemittelt. Diese kurzfristigen,
zufälligen Schwankungen werden beispielsweise durch den
Duktorhub oder die seitliche Oszillation der Farbreibwalzen
verursacht.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist vorgesehen, daß die Stellungen der Farbzonenschrauben in
Abhängigkeit von der Änderung des Dichtespektrums und in
Abhängigkeit von verschiedenen, die Farbführung
beeinflussenden Faktoren, beispielsweise der Farbzügigkelt
oder der Temperatur, abgespeichert sind.
Hinsichtlich der Art der Vorlage, an der die Sollfarbdichten
bestimmt werden, wird vorgeschlagen, daß es sich hierbei um
einen in der Druckmaschine bedruckten o.k.-Bogen, um ein
Original oder um einen Proof handelt.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist weiterhin vorgesehen, daß der Flächendeckungsgrad in den
einzelnen Druckfarben direkt an den entsprechenden
Druckplatten bestimmt wird. Auf diese Weise lassen sich
unproblematisch Anfangswerte für die Stellung der
Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken erhalten.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß vor Einstellung der errechneten
Farbzonenstellungen dem Bedienpersonal die errechnete
Änderung hinsichtlich der Öffnung der Farbzonenschrauben in
den einzelnen Druckwerken angezeigt wird. Auf diese Weise
wird dem erfahrenen Bedienpersonal die Möglichkeit gegeben,
aktiv in die Farbführung einzugreifen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens zur Farbregelung.
Die Rechenoperationen, die in den einzelnen Blöcken
durchzuführen sind, werden von einem Computer ausgeführt.
Dieser Computer steuert weiterhin die Farbzonenschrauben
entsprechend den errechneten Stellwerten Xj an.
Block 1 dieses Diagramms kennzeichnet eine
Speichereinrichtung, in der die Dichtespektren Dj(λ) von
Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener
Flächendeckung sowie das Dichtespektrum von Papierweiß P(λ)
gespeichert sind. Da sich die Druckfarben, beispielsweise die
Standardfarben Cyan, Magenta, Yellow und Black, je nach
Farbenhersteller bei gleicher Flächendeckung in ihren
Dichtespektren Dj(λ) unterscheiden, - gleiches gilt auch für
das Dichtespektrum von Papierweiß P(λ), das je nach
verwendeter Papierart variiert, und für die
Dichtespektren Dj(λ) von Sonderfarben - ist vorgesehen, daß
die Probedrucke der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener
Flächendeckung vor Beginn des Druckprozesses ausgemessen und
anschließend abgespeichert werden. Die gemessenen
Dichtespektren Dj(λ) können für Wiederholaufträge genutzt
werden. Eine Auswahl der relevanten Dichtespektren Dj(λ)
erfolgt bei weiteren Druckaufträgen in Abhängigkeit von den
verwendeten Druckfarben und der verwendeten Papiersorte.
Vorteilhafterweise ist diese Einrichtung somit als lernendes
System ausgebildet.
Die Messung der Dichtespektren Dj(λ) erfolgt mittels eines
Spektrometers. Dieses Spektrometer mißt die Dichte in
Abhängigkeit von der Wellenlänge an ausgewählten Stellen im
sichtbaren Bereich des Spektrums.
In Block 2 des Diagramms wird das Dichtespektrum DT(λ) von
mindestens einer Meßstelle pro Farbzone an einer Vorlage
bestimmt. Bei der Vorlage kann es sich beispielsweise um
einen in der Maschine bedruckten o.k.-Bogen, um einen Proof
oder um das Original handeln. Um eine Fehlerquelle
auszuschließen, die sich aus der Ähnlichkeit der
Dichtespektren mancher Druckfarben ergibt - als Beispiel
seien die Farbe Schwarz und die Sonderfarbe Silber genannt -,
kann die Information über den Flächendeckungsgrad in den
einzelnen Druckfarben vorab von einem Druckplattenscanner
ermittelt werden. Diese Information wird in Block 3 des
Diagramms berücksichtigt.
In diesem Block 3 werden die gemessenen Dichtespektren der
Vorlage als Linearkombination der mit den
Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λ)
der Probedrucke der einzelnen Farben und des
Papierweiß′ P(λ) dargestellt. Die Flächendeckungen aj werden
mittels der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung
berechnet.
Aus den Flächendeckungsgraden aj der einzelnen Druckfarben in
den einzelnen Farbzonen werden in Block 5 des Diagramms die
Stellgrößen XK, XC, XM, XY für die Farbzonenschrauben in den
einzelnen Druckwerken errechnet.
In Block 6, der schematisch eine
Vierfarben-Offsetdruckmaschine kennzeichnet, werden die
Einstellungen der Farbzonenschrauben entsprechend den
errechneten Werten vorgenommen. Ein durch die Druckmaschine
laufender Bogen oder eine durch die Druckmaschine laufende
Bahn wird sukzessive in den einzelnen Druckwerken mit den
Druckfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb bedruckt.
Im Offsetdruck wird die Druckqualität nicht allein durch eine
optimierte Farbregelung bestimmt. Ebenso wichtig ist eine
optimierte Feuchtmittelregelung - zumindest gilt dies für den
Fall des Naß-Offsetdruck. Eine befriedigende Druckqualität
läßt sich nur erreichen, wenn ein Gleichgewicht zwischen
zugeführter Farbe und zugeführtem Feuchtmittel besteht.
Ein optimaler Kontrast und damit eine sehr gute Druckqualität
werden in der Nähe der sogenannten Schmiergrenze erreicht.
Diese Schmiergrenze ist dadurch definiert, daß die zugeführte
Feuchtmittelmenge so dosiert ist, daß die nicht-druckenden
Bereiche anfangen Farbe anzunehmen.
Die Schmiergrenze stellt damit eine kritische Grenze im
Offsetdruck dar: Ist die Feuchtmittelführung einerseits zu
gering, beginnen die nicht-druckenden Bereiche zu tonen. Es
wird Makulatur gedruckt. Ist andererseits die zugeführte
Feuchtmittelmenge zu hoch, verschlechtert sich der Kontrast
und damit die Druckqualität, was soweit führen kann, daß
Wassermarken im Druckbild auftreten. Auch hier wird Makulatur
gedruckt.
Bei dem erfindungsgemäßen Farbregelungsverfahren wird daher
vorausgesetzt, daß die Feuchtmittelführung so ausgelegt ist,
daß in der Nähe der Schmiergrenze gedruckt wird.
In Block 7 des Diagramms wird berücksichtigt, daß nach einer
Änderung der Einstellung der Farbzonenschrauben eine gewisse
Zeit vergeht, bis der Druckprozeß sich stabilisiert hat.
Nach einer vorgegebenen Zeit werden auf einem Druckprodukt
gemäß Block 8 die Dichtespektren an den Stellen bestimmt, die
zuvor auch auf der Vorlage ausgemessen wurden.
In Block 9 werden die gemessenen Dichtespektren von dem
Druckprodukt DM(λ) als Linearkombination der mit den
Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λ)
der Probedrucke der einzelnen Druckfarben und des Papierweiß′
dargestellt. Auch hier werden die Flächendeckungen aj
beispielsweise mittels der Methode der kleinsten
quadratischen Abweichung errechnet. Hierbei ist es
vorteilhaft, daß mehrere Messungen an verschiedenen Bogen
durchgeführt werden und daß aus diesen Meßwerten ein
integraler Meßwert gebildet wird. Hierdurch werden
kurzzeitige Schwankungen in der Farbzuführung, die
beispielsweise durch den Duktorhub oder durch andere
dynamische Effekte verursacht werden, ausgefiltert. Derartige
Berechnungen werden im Block 8 des Diagramms ausgeführt. Die
aus den Flächendeckungsgraden aj berechneten oder
experimentell bestimmten Stellgrößen XK, XM, XC, XY für die
Farbzufuhr in den einzelnen Druckwerken werden mit den
entsprechenden Sollwerten verglichen. Dieser Vergleich
erfolgt in der Summierstelle gemäß Block 9 des Diagramms. Bei
einer Abweichung zwischen der Sollstellung und der
Iststellung der Farbzonenschrauben werden diese derart
geändert, daß eine Angleichung der Dichtespektren DT(λ) und
DM(λ) erzielt wird.
Claims (17)
1. Verfahren zur Farbregelung/-steuerung in einer
Druckmaschine, wobei die Farbführung über die Verstellung
einzelner Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken
erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Dichtespektren Dj (λi) (j = Druckfarben, Papierweiß; i = 1, . . . n die Anzahl der Meßstellen im Spektrum) von Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung sowie des Papierweiß′ gespeichert sind,
- - daß die Dichtespektren von mindestens einer Meßstelle pro Farbzone an einer Vorlage DT(λi) und an den entsprechenden Stellen auf einem Druckprodukt DP(λi) bestimmt werden,
- - daß die gemessenen Dichtespektren von der Vorlage DT(λi) und dem Druckprodukt DM (λi) als Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λi) der Probedrucke der einzelnen Druckfarben und des Papierweiß′ dargestellt werden, wobei die Flächendeckungsgrade aj so berechnet werden, daß die Dichtespektren DT(λi), DM(λi) optimal durch die Linearkombination approximiert werden, und
- - daß die Farbzufuhr bei einer Abweichung der Flächendeckungsgrade von Druckprodukt und Vorlage derart geändert wird, daß eine Angleichung der Dichtespektren erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächendeckungsgrade aj der einzelnen Druckfarben
mittels der Methode der kleinsten quadratischen
Abweichung berechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Meßstellen um die Meßfelder eines
Druckkontrollstreifens handelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Meßstellen um Meßfelder innerhalb des
Sujets des Druckproduktes bzw. der Vorlage handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswahl der Meßstellen automatisch nach
vorgegebenen Kriterien erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswahl der Meßstellen durch das Bedienpersonal
erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Messung am Druckprodukt erst bei Erreichen des
Steady-State-Zustandes erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßstellen während des Maschinenlaufs in der
Druckmaschine spektrometrisch ausgemessen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßstellen des Druckbogens offline
spektrometrisch ausgemessen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtespektren DM(λ) an mehreren Meßstellen der
Farbzonen des Druckbogens gemessen werden und
daß als Dichtespektrum ein Mittelwert aus den gemessenen
Dichtespektren DM(λ) gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtespektren DM(λ) der Meßstellen an
verschiedenen Druckbogen gemessen werden, und
daß als Dichtespektrum ein integraler Mittelwert aus den
gemessenen Dichtespektren DM(λ) gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kennlinien zwischen der Öffnung der
Farbzonenschrauben Xj und der Änderung des
Dichtespektrums experimentell in Abhängigkeit von
verschiedenen, die Farbführung beeinflussenden Faktoren
bestimmt und abgespeichert sind.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Vorlage um einen in der Druckmaschine
bedruckten o.k.-Bogen handelt.
14. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Vorlage um das Original handelt.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Vorlage um einen Proof handelt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächendeckungsgrade aj in den einzelnen Druckfarben vor Druckbeginn an den entsprechenden Druckplatten bestimmt werden, und
daß die ermittelten Flächendeckungsgrade aj als Voreinstellwerte für die Farbzonenöffnungen der entsprechenden Druckwerke verwendet werden.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächendeckungsgrade aj in den einzelnen Druckfarben vor Druckbeginn an den entsprechenden Druckplatten bestimmt werden, und
daß die ermittelten Flächendeckungsgrade aj als Voreinstellwerte für die Farbzonenöffnungen der entsprechenden Druckwerke verwendet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Bedienpersonal die errechnete Änderung hinsichtlich der Öffnung der Farbzonenschrauben Xj in den einzelnen Druckwerken angezeigt wird, und
daß dem Bedienpersonal die Möglichkeit gegeben ist, Änderungen vorzunehmen.
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Bedienpersonal die errechnete Änderung hinsichtlich der Öffnung der Farbzonenschrauben Xj in den einzelnen Druckwerken angezeigt wird, und
daß dem Bedienpersonal die Möglichkeit gegeben ist, Änderungen vorzunehmen.
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