DE4343905C2 - Verfahren zur Steuerung der Farbführung bei einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Farbführung bei einer Druckmaschine gemäß, dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie es auch aus der DE 43 11 132 A1 bekannt ist.

Seit langem ist es bekannt, den Farbauftrag auf einem Druckprodukt an extra mitgedruckten Meßelementen fotoelektrisch zu erfassen und daraus ein Maß für die aufgetragene Farbmenge abzuleiten. Meist wird dies mittels Densitometern durchgeführt, da zwischen Farbdichtewert und Schichtdicke der Farbe und somit auch der Stellung der beispielsweise als Farbschieber ausgebildeten Farbführungsorgane ein relativ einfacher Zusammenhang besteht. Eine densitometrische Erfassung der Farbführung läßt aber keine zahlenmäßigen Aussagen hinsichtlich des visuellen Farbempfindens zu. Die extra mitgedruckten Meßelemente haben ferner den Nachteil, daß lediglich der Sollfarbauftrag eben dieser Meßfelder gesteuert wird. Der Farbeindruck im Druckbild selbst bleibt dabei völlig außer acht und wird dementsprechend nur indirekt verändert.

Aus der EP 0 143 744 A1 ist ein Verfahren zur Beurteilung der Druckqualität sowie zur Regelung der Farbführung bekannt. An Bildelementen im Sujet werden mit einem oder mehreren Meßköpfen die Remissionen in vier spektralen Bereichen gemessen. Für die drei Buntfarben werden die spektralen Bereiche derartig gewählt, so daß sich die üblichen Farbdichtewerte ergeben. Für die Druckfarbe Schwarz wird die spektrale Remission im Infrarotbereich bestimmt. Unter Anwendung der Neugebauer-Gleichungen werden aus diesen Remissionen bzw. Farbdichtewerten die entsprechenden Flächenbedeckungen ermittelt (demaskiert). Dies wird an den gleichen Bildstellen von auf der Maschine gedruckten Exemplaren sowie auch an einer Soll-Vorlage durchgeführt. Aus einem Soll-Ist-Vergleich der Flächenbedeckungen werden dann Stellbefehle für die Farbführung der Druckmaschine abgeleitet.

Aus der DE 43 11 132 A1 ist ein Verfahren zur Farbregelung/-steuerung in einer Druckmaschine bekannt, welches sich dadurch kennzeichnet, daß die Dichtespektren von Probedrucken der einzelnen am Zusammendruck beteiligten Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung sowie des Papierweißes erfaßt und gespeichert werden, daß die Dichtespektren einer Meßstelle der Vorlage sowie einer Meßstelle des Druckexemplares erfaßt werden, daß diese gemessenen Dichtespektren der Vorlage und des Druckexemplares jeweils als Linearkombination der mit Faktoren gewichteten Dichtespektren der einzelnen Druckfarben sowie des Papierweiß dargestellt werden, mit dem Ziel, die Dichtespektren des Zusammendrucks der Meßstelle von Vorlage und Druckexemplar jeweils bestmöglich durch diese Linearkombination darzustellen. Die Farbzufuhr wird dabei in Abhängigkeit des Unterschiedes der einzelnen als Flächendeckungsgrade interpretierten Faktoren der jeweiligen Linearkombination (Vorlage/Druckexemplar) geändert.

Nachteilig bei diesem vorbekannten Verfahren ist, daß die Faktoren in dem Ansatz der Linearkombination zur Darstellung des gesamten Dichtespektrums (Zusammendruck) aus den Dichtespektren der Einzelfarben als Flächendeckungsgrade angesetzt werden. Ein derartiger Ansatz hinsichtlich der Faktoren wird bei hohen Flächendeckungsgraden einer Farbe in der Bildstelle problematisch und scheitert vollständig beim Drucken einer oder mehrerer Farben im Vollton. Der Grund hierfür liegt darin, daß wenn beispielsweise eine Farbe der Vorlage als Volltonfläche gedruckt wird, die entsprechende Farbe im Druckexemplar ebenfalls nur als Vollton und nicht darüber hinaus stärker gedruckt werden kann. Eine Regelung von Farben im Bereich Vollton ist somit nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derartig zu erweitern, so daß eine Steuerung der Farbführung bei erweiterter Einsatzmöglichkeit mit großer Genauigkeit möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß an entsprechenden Bildstellen von Vorlage und Druckexemplar an einer Vielzahl von spektralen Bereichen die Remissionswerte bestimmt und diese in bekannter Weise durch Logarithmieren in Farbdichtewerte umgerechnet werden. Es werden also an den Bildstellen von Vorlage und Druckexemplar die Farbdichtespektren bestimmt. Das Farbdichtespektrum einer Bildstelle der Vorlage stellt das sogenannte Soll-Farbdichtespektrum dar und das Spektrum einer Bildstelle im Druckexemplar das Ist-Farbdichtespektrum dar.

Durch Differenzbildung des Soll- und des Ist-Farbdichtespektrums wird nun für jede Bildstelle das Differenz-Farbdichtespektrum bestimmt. Das derartig ermittelte Differenz-Farbdichtespektrum einer jeden Bildstelle wird sodann als Linearkombination durch diejenigen Farbdichtespektren der Druckfarben, welche am Zusammendruck der Bildstelle beteiligt sind, dargestellt. Die Proportionalitätsfaktoren (Koeffizienten) dieser Linearkombination, also die Faktoren, mit welchen die entsprechenden Farbdichtespektren der Einzelfarben zu multiplizieren sind, ergeben dann ein direktes und zuverlässiges Maß, um wieviel die Farbführung der jeweiligen Druckfarbe zu verändern ist.

Die Farbdichtespektren der Einzelfarben am Druckexemplar werden dabei anhand auf dem Druckexemplar mitgedruckter oder anhand zuvor hergestellter Probedrucke ermittelt. Bei der erstgenannten Vorgehensweise wird dazu in an sich bekannter Weise neben dem Sujet ein Druckkontrollstreifen mitgedruckt, der in jeder Farbdosierzone für jede gedruckte Farbe ein Meßfeld des Volltones enthält. Der Druckkontrollstreifen erstreckt sich dabei insbesondere parallel zur Bogenkante des Druckanfanges.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß bei der Darstellung des Differenz-Farbdichtespektrums einer Bildstelle diejenigen Farben unberücksichtigt bleiben, welche am Zusammendruck eben dieser Bildstelle nicht beteiligt sind. Die zugehörigen Proportionalitätsfaktoren werden daher gleich Null gesetzt. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß Farben deren Anteil druckender Fläche unterhalb eines bestimmten Prozentsatzes (z. B. < 10%) liegt, bei der Darstellung des Differenz-Farbdichtespektrums einer Bildstelle ebenfalls unberücksichtigt bleiben. Entsprechend können dann den Flächendeckungsgraden der am Zusammendruck einer Bildstelle der Vorlage beteiligten Druckfarben im unteren, mittleren und oberen Tonwertbereich bestimmte Wichtungsfaktoren zugeordnet werden. Die entsprechende Zuordnung der Wichtungsfaktoren wird dabei empirisch an Druckversuchen bestimmt. Diese Vorabinformation des Anteils druckender Fläche einer Druckfarbe einer bestimmten Bildstelle kann entweder direkt aus der Vorstufe (Film bzw. elektronische Vorstufe) oder von der Offset-Druckplatte bestimmt werden. Auch ist es grundsätzlich möglich, den Anteil druckender Fläche einer bestimmten Druckfarbe durch eine farbmetrische Analyse der entsprechenden Bildstelle zu ermitteln. Dabei kann ausgenutzt werden, daß bestimmte Kombinationen von Druckfarben und Bedruckstoffsorten bei gegebenen Farbort die Beteiligung einer oder mehrerer Druckfarben ausschließen. Ebenfalls ist es möglich, bei bestimmten Bereichen im farbmetrischen Farbraum den Anteil druckender Fläche einer oder mehrerer Druckfarben unterhalb eines bestimmten Prozentsatzes druckender Fläche anzunehmen. Grundsätzlich ist auch eine visuelle (Meßlupe) oder video-technische Analyse der vorgesehenen Bildstellen möglich.

Bei der Vorlage, bezüglich welcher die Bildstellen der Druckexemplare hinsichtlich ihres farblichen bzw. spektralen Erscheinens nachzustellen sind, kann es sich um einen OK-Bogen, einen Andruck oder um einen Proof handeln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt es dabei nicht darauf an, daß die Vorlage mit den gleichen Druckfarben und der gleichen Bedruckstoffsorte hergestellt wurde, was als besonders vorteilhaft anzusehen ist.

Bei der Druckfarbe Schwarz ist eine besonders vorteilhafte und einfache Art und Weise zur Bestimmung der Flächendeckung möglich. Dazu wird in einem Bereich des Infrarot die Infrarot-Farbdichte bestimmt. In bekannter Weise kann über einen empirischen Zusammenhang dann aus der gemessenen Infrarot-Farbdichte auf die Flächendeckung der Druckfarbe Schwarz geschlossen werden. Insbesondere ist dadurch feststellbar, ob am Zusammendruck dieser Bildstelle überhaupt die Druckfarbe Schwarz beteiligt ist.

Durch Kenntnis der Infrarot-Farbdichte kann nun das Differenz-Farbdichtespektrum gemäß einem empirisch bestimmbaren Zusammenhang um den Einfluß der Druckfarbe Schwarz reduziert werden. Man erhält dabei ein Differenz-Farbdichtespektrum der Bildstelle, welches durch den Zusammendruck lediglich der Buntfarben entstanden ist. Die Darstellung des derartig reduzierten Differenz-Farbdichtespektrums (ohne Schwarzanteil) erfolgt dann ebenfalls in Form einer Linearkombination durch die Farbdichtespektren der bei der Herstellung der Druckexemplare beteiligten Druckfarben.

Des weiteren erfolgt eine kurze Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden mathematischen Ansätzen. Dabei wird angenommen, daß auf einer Bogenoffsetdruckmaschine, Druckexemplare in Form von Bögen herzustellen sind und auf diesen Bögen ein Druckkontrollstreifen mit einzelnen Meßfeldern der am Druck beteiligten Farben mitgedruckt wird. Als Vorlage dient dabei ein auf derselben Maschine hergestellter Bogen, der hinsichtlich seiner farblichen Erscheinung als optimal beurteilt wurde (OK-Bogen).

Im Sujet des Druckbogens wird eine bestimmte Anzahl von Bildstellen, beispielsweise in jeder Farbdosierzone eine oder mehrere, festgelegt. Bei den Bildstellen handelt es insbesondere um als besonders wichtig anzusehende Teile des Sujets. Die Auswahl der zu berücksichtigenden Bildstellen erfolgt vorteilhafterweise am Druckbogen der Vorlage. Zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung sei ferner darauf hingewiesen, daß die Bestimmung und das Ausmessen der Bildstellen sowohl an Vorlage als auch an den Druckexemplaren auf einem sogenannten X-Y-Koordinaten-Meßtisch erfolgt, welches ein in der gesamten Ebene des Druckbogens verfahrbares Spektralfotometer aufweist. Ein derartiges Spektralfotometer kann dann automatisch über entsprechende Positionierantriebe an die vorgesehenen Positionen der ausgewählten Bildstellen gefahren werden. Die Positionen der ausgewählten Bildstellen sind abspeicherbar und daraufhin automatisch durch Programmablauf anfahrbar. Nach jedem Anfahren einer Bildstelle erfolgt sodann das Bestimmen der spektralen Remission und in einem nachgeschalteten Rechner die Umrechnung in das Farbdichtespektrum.

Mittels des Spektralfotometers werden an einer Bildstelle der Vorlage an insgesamt 35 Stützstellen des sichtbaren Spektrums die Remissionswerte R-Soll(i; Bunt) ermittelt, mit i=1-35. Es werden also insgesamt an 35 Stellen Remissionswerte R-Soll ermittelt, welche beispielsweise spektral um jeweils 10 nm voneinander beabstandet gewählt werden (350-700 nm).

An der gleichen Bildstelle eines ersten gedruckten Bogens (Druckexemplar) werden im gleichen Wellenlängenbereich mittels des Spektralfotometers die Remissionswerte R-Ist, (i; Bunt) bestimmt, mit i=1-35.

In bekannter Weise wird nun durch Logarithmieren der einzelnen Remissionswerte R-Soll(i; Bunt) sowie R-Ist (i;Bunt) das jeweilige Soll- bzw. Ist-Farbdichtespektrum der Bildstellen von Vorlage bzw. Druckexemplar bestimmt. Man erhält als Soll-Farbdichtespektrum in der Vorlage die Werte D-Soll (i; Bunt) sowie als Ist-Farbdichtespektrum im Druckexemplar die Werte D-Ist (i; Bunt), jeweils mit i=1-35. Sodann wird für jeden spektralen Bereich (i=1-35) die Differenz gebildet, so daß das Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D(i; Bunt) vorliegt.

Das Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D(i; Bunt) wird nun wie folgt in Form einer Linearkombination dargestellt:

Delta-D(i; Bunt) = α a D(i;C)+ β b D(i; M) + γ c D(i; Y) + δ d D(i;K)

Da i die Werte 1-35 annimmt liegen insgesamt 35 Gleichungen vor. Im linearen Ansatz bedeuten D(i;C), D(i;M), D(i;Y) und D(i;K) die jeweiligen Farbdichtespektren der an Volltonmeßfeldern des Bogens des Druckexemplars gewonnenen Werte. Der Index C steht hierbei für die Druckfarbe Cyan, der Index M für die Druckfarbe Magenta, der Index Y für die Druckfarbe Yellow sowie der Index K für die Druckfarbe Schwarz. Selbstverständlich können auch andere Farben (Haus- oder Sonderfarben) berücksichtigt werden.

Im Ausführungsbeispiel werden dazu in derjenigen Farbdosierzone, in welcher die ausgemessene Bildstelle liegt, die entsprechenden Meßfelder der Volltöne ebenfalls spektral ausgemessen und diese derartig erhaltenen Remissionen in die entsprechenden Farbdichtespektren (D(i;C), D(i;M), D(i;Y), D(i;K) der Einzelfarben umgerechnet.

Die in dem linearen Ansatz zur Darstellung des Differenz-Farbdichtespektrums Delta-D(i; Bunt) verwendeten Wichtungsfaktoren αβγδ sind dabei als Wichtungsfaktoren derartig gewählt, so daß die entsprechenden Werte einen um so größeren Betrag aufweisen, je höher der Flächendeckungsgrad der am Zusammendruck der Bildstelle beteiligten Druckfarbe ist.

Das obenstehende Gleichungssystem, welches insgesamt aus 35 einzelnen Gleichungen besteht, wird nun nach der bekannten Methode der linearen Regression nach den Proportionalitätsfaktoren a, b, c, d aufgelöst. Diese zu bestimmenden Faktoren a, b, c, d geben somit an, wie groß der Anteil der Druckfarbe Cyan, der Druckfarbe Magenta, der Druckfarbe Yellow und der Druckfarbe Schwarz bei der Erzeugung des Differenz-Farbdichtespektrums Delta-D(i; Bunt) hinsichtlich der jeweiligen spektralen Anteile der genannten Druckfarben ist. Aus den Faktoren a, b, c, d sind dann die nötigen Änderungen hinsichtlich der Farbführung (in der betrachteten Farbdosierzone) ableitbar. Anschaulich bedeutet dabei beispielsweise ein positiver und betragsmäßig großer Wert von a, daß die Farbzufuhr für die Druckfarbe Cyan im entsprechenden Druckwerk deutlich vergrößert werden muß. Entsprechend bedeutet anschaulich ein betragsmäßig kleiner und negativer Wert für a, daß die Farbdosierung in der entsprechenden Farbdosierzone für die Druckfarbe Cyan etwas verringert werden muß. Hinsichtlich der Interpretation bei der Herleitung von Stellbefehlen für die Farbdosierung für die Druckfarben Magenta, Yellow, Schwarz gilt für die Faktoren b, c, d entsprechendes.

Sind am Zusammendruck der betrachteten Bildstellen nicht sämtliche Druckfarben Cyan, Magenta, Yellow, Schwarz beteiligt sondern beispielsweise lediglich die Druckfarben Cyan und Magenta, so werden gemäß dem obenstehend gemachten linearen Ansatz zur Darstellung des Differenz-Farbdichtespektrums Delta-D(i;Bunt) die Wichtungsfaktoren αβγδ jeweils gleich Null gesetzt. Dies kann ebenfalls auch dann vorgesehen sein, wenn sich herausstellt, daß diese hier beispielhaft genannten Farben lediglich mit einem sehr geringen Anteil druckender Fläche vertreten sind.

Zuvorstehend wurde der lineare Ansatz zur Darstellung des Differenz-Farbdichtespektrums Delta-D(i; Bunt) derart dargestellt, daß die Druckfarbe Schwarz mit ihrem Farbdichtespektrum im sichtbaren Bereich D(i; K) berücksichtigt wurde. Erfindungsgemäß kann es aber auch vorteilhaft sein, daß für die Druckfarbe Schwarz im Bereich des Infrarots die Infrarot-Farbdichte D(IR) bestimmt wird und über einen in Druckversuchen empirisch bestimmten Zusammenhang aus dem Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D(i; Bunt) ein um den Einfluß der Druckfarbe Schwarz reduziertes Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D(i; Bunt-Schwarz) errechnet wird. In einem einfachen und der Anschauung dienenden Beispiel kann dies bedeuten, daß das Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D(i; Bunt) in allen spektralen Bereichen i=1-35 um einen bestimmten Betrag an Farbdichteeinheiten herabgesetzt wird. Dabei wird ausgenutzt, daß in erster Näherung die Druckfarbe Schwarz im sichtbaren Bereich einen nahezu konstanten Verlauf aufweist.

Bei dem obigen Ansatz der Berücksichtigung der Infrarot-Farbdichte D(IR) für die Druckfarbe Schwarz erfolgt dann die lineare Darstellung des reduzierten Differenz-Farbdichtespektrums Delta-D(i; Bunt-Schwarz) = α a D(i; C) + β b D(i; M) + γ c D(i; Y). Dieses um den Einfluß der Druckfarbe Schwarz reduzierte Differenz-Farbdichtespektrum wird somit lediglich nur noch aus den Farbdichtespektren der am Zusammendruck beteiligten Buntfarben dargestellt. Gemäß diesem Gleichungssystem erfolgt dann wiederum die Bestimmung der Proportionalitätsfaktoren a, b, c in bekannter Weise durch lineare Regression. Die Faktoren a, b, c stellen dabei wiederum dasjenige Maß dar, um wieviel die jeweilige Farbführung für die Druckfarbe Cyan, Magenta, Yellow zur Erzielung eines vorgegebenen spektralen Verlaufs in der Bildstelle verändert werden muß.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung der nötigen Änderungen der Farbführung bei einer Mehrfarben- Druckmaschine, insbesondere Offsetdruckmaschine, bei welchem die Farbdichtespektren von mindestens einer bunten Bildstelle und zugleich von den am Zusammendruck beteiligten einzel­ nen Druckfarben hinsichtlich einem Vorlageexemplar sowie jeweils folgenden Druckexemplaren aufgenommen werden, die Farbdichtespektren von Vorlage- und Druckexemplar jeweils als Line­ arkombination der mit Flächendeckungsgraden gewichteten Farbdichtespektren der Einzelfarben sowie des Papierweiß dargestellt und mittels linearer Regression die Flächendeckungsgrade der Einzelfarben ermittelt und daraus die Ableitung einer Farbzufuhrverstellung zur Angleichung der Farbgebung des Produktexemplares auf diejenige des Vorlageexemplares erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils aus den beiden Farbdichtespektren (D(Soll), D(ist)) der korrespondierenden Bildstel­ len des Vorlage- und Druckexemplares das Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D = D(Soll) - D(Ist) bestimmt wird,
daß die Farbdichtespektren D(C) D(M), D(Y), D(K) der am Zusammendruck der bunten Bild­ stelle beteiligten Druckfarben (C, M, Y, K) an mitgedruckten Kontrollfeldern des Volltons erfaßt werden,
daß das Differenz-Farbdichtespektrum Delta-D als eine Linearkombination Delta-D = aD(C) + bD(M) + cD(Y) + dD(K) der Farbdichtespektren D(C), D(M), D(Y), D(K) dargestellt wird,
daß die Koeffizienten a, b, c, d dieser Linearkombination mit Hilfe linearer Regression be­ stimmt werden und die Zufuhr der Menge der einzelnen Druckfarben (C, M, Y, K) in Abhängig­ keit der Werte und des Vorzeichens der jeweiligen Koeffizienten a, b, c, d verändert wird wobei eine Vergrößerung der Farbzufuhr bei wertemäßig größeren und positive Vorzeichen aufweisen­ den Koeffizienten a, b, c, d erfolgt und im umgekehrten Fall eine Reduzierung der Farbzufuhr vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung des Anteils druckender Fläche für die Druckfarbe Schwarz (K) durch eine Be­ stimmung der Infrarot-Farbdichte D(IR) im Rastertonbereich der Druckbildstelle sowie der Voll­ tonfläche erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Druckfarben mit einem geringen Anteil druckender Fläche bei der Darstellung des Differenz- Farbdichtespektrums Delta-D unberücksichtigt bleiben.