DE4402784A1 - Qualitätsdatenerfassung im Rollenoffset-Auflagendruck - Google Patents

Qualitätsdatenerfassung im Rollenoffset-Auflagendruck

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Description

Die Grundidee des Color-Managements besteht darin, daß Farbvorlagen in der digitalen Druckvorstufe unabhängig von Ausgabegeräten und Materialien festgelegt werden. Die Farben werden demnach in einem durch die Commission Internationale de l′Eclairage (CIE) genormten farbmetrischen Koordinatensystem, wie XYZ, CIELAB oder CIELUV, beschrieben. Erfolgt die Ausgabe derart definierter mehrfarbiger Bilder auf Papier über ein im Sinne des Color-Managements kalibriertes System, so ist gewährleistet, daß die farbliche Erscheinung des Outputs immer gleich ist, ganz unabhängig vom verwendeten Ausgabeprozeß.
Als kalibrierbare Ausgabesysteme sind heute u. a. Computer-Farbdrucker, Digitalfarbkopierer und Digitalproofgeräte im Einsatz. Es ist erstrebenswert, das Konzept des Color-Managements auch auf konventionelle Druckverfahren wie den Zeitungsoffset auszudehnen. Dabei wird die aus Druckformherstellung und Druckprozeß bestehende Wirkungskette wie irgend ein anderes kalibrierbares Ausgabegerät behandelt. Bis es so weit ist, müssen allerdings noch die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, daß
  • - die farbliche Erscheinung mehrfarbig gedruckter Bilder auch im Zeitungsoffset- Auflagendruck systematisch erfaßt,
  • - zufällige Abweichungen unterdrückt oder ausgeregelt und
  • - systematische Abweichungen kompensiert werden können.
Für die Überwachung und Steuerung der Farbgebung im mehrfarbigen Offsetdruck sind heute zahlreiche Lösungen bekannt.
Die EP 0 196 431 B1 beispielsweise beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung eines gleichförmigen Druckresultats an einer autotypisch arbeitenden Mehrfarbenoffsetdruckmaschine. Kennzeichnend für diese Lösung ist das Messen von Farbschichtdicken (Volltondichten) und Rasterpunktgrößen (Flächendeckungsgraden) an Meßfeldern, die für jede Druckfarbe in jeder Farbstellzone der Druckmaschine mitgedruckt werden. Aufgrund dieser densitometrischen Meßwerte werden die Farbführungsstellglieder an der Druckmaschine automatisch eingestellt.
Die Notwendigkeit, in jeder Farbstellzone mehrere Meßfelder mitzudrucken, hat dazu geführt, daß das erwähnte Verfahren bisher ausschließlich im Akzidenzoffsetdruck zum Einsatz kam. Im Akzidenzoffsetdruck können die Meßfelder nämlich außerhalb des Satzspiegels, d. h. auf einem Rand mitgedruckt werden, welcher zum Schluß weggeschnitten wird. Diese Voraussetzung ist im Zeitungsoffset nicht erfüllt. Hier wird kein Rand weggeschnitten, allfällig mitgedruckte Meßfelder müssen innerhalb des Satzspiegels untergebracht werden und nehmen so Platz in Anspruch, der sonst durch Inserate oder redaktionelle Beiträge genutzt werden könnte. Die Zeitungsverleger akzeptieren deshalb die Meßfelder nur ungern.
Ein weiteres Hindernis für den Einsatz des obigen Verfahrens im Zeitungsoffset ist im hohen gerätemmäßigen und personellen Aufwand zu sehen, der bei dem Ausmessen der Meßfelder entsteht. Soll das Ausmessen im Rollenoffset online, d. h. automatisch an der laufenden Bahn geschehen, so ist für jede Bahnseite ein optischer Meßkopf mit automatischer Positionierung notwendig. Würde das Ausmessen statt dessen mit handelsüblichen Handdensitometern oder Handspektralphotometern vorgenommen, so müßte in Anbetracht der großen Anzahl von Meßfeldern und dem Zeitbedarf der manuellen Meßgerätepositionierung eigens zum Zweck der Qualitätsdatenerfassung zusätzliches Personal eingestellt werden. Eine systematisch durchgeführte Qualitätsdatenerfassung kann sich im Zeitungsoffset-Auflagendruck nicht durchsetzen, solange sie mit hohen Investitionskosten oder großem zusätzlichem Personalbedarf verbunden ist.
Das in EP 0 196 431 B1 beschriebene Verfahren weist eine weitere nachteilige Eigenschaft auf, indem mit den Vollton- und Rastertondichten der Einzelfarben Merkmale gemessen werden, welche keinen direkten Bezug zur farblichen Erscheinung des Druckerzeugnisses aufweisen. Diesem Mangel kann dadurch begegnet werden, daß auch sogenannte Kombinationsmeßfelder, d. h. Meßfelder in denen die am Druck beteiligten Grundfarben in einem Rasterton übereinandergedruckt sind, vorgesehen und farbmetrisch ausgemessen werden.
Solcherart gewonnene farbmetrische Meßwerte können sich auf den an der Empfindlichkeitsfunktion des durchschnittlichen menschlichen Auges orientierten XYZ-Farbraum oder auf die zum XYZ-System abgeleiteten empfindungsgemäß gleichabständigen Farbräume CIELUV oder CIELAB beziehen, welche alle durch die CIE (Commission Internationale de l′Eclairage) genormt wurden.
Die farbmetrische Messung an Kombinationsmeßfeldern hat den Vorteil, daß sie eine Aussage über das Zusammenwirken aller an einem Mehrfarbendruck beteiligten Farben ermöglicht. Die farbmetrischen Meßwerte sagen unmittelbar etwas darüber aus, wie das Kombinationsmeßfeld bzw. das Druckerzeugnis dem menschlichen Betrachter farblich erscheint. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Kombinationsmeßfelder gegebenenfalls durch Bildstellen mit einem geeigneten Bildaufbau ersetzt werden können. Im Gegensatz zu densitometrischen Verfahren wirkt sich an den farbmetrischen Meßmethoden nachteilig aus, daß sie keine direkte Information zur Prozeßführung liefern. Eine Abweichung des Farborts läßt beispielsweise keinen Schluß darüber zu, wie die Farbführung an der Druckmaschine korrigiert werden muß, um die Abweichung zu reduzieren.
Es sind Methoden entwickelt worden, mit deren Hilfe Abweichungen des Farborts in Variationen der Schichtdicken oder der Dichten der am Druck beteiligten Einzelfarben umgerechnet werden können. So beschreiben die EP 0 321 402 A1 und EP 0 408 507 A1 lineare Transformationen zur Umrechnung von Variationen der Vollton- oder Rastertondichten in Variationen des Farborts von Kombinationsmeßfeldern in den Farbräumen CIELUV oder CIELAB.
Diese Transformationen machen es möglich, beispielsweise aus einer Abweichung des Farborts von einem Kombinationsmeßfeld an einem Probebogen die Änderung der Volltondichten von Einzelfarbenmeßfeldern zu berechnen, die notwendig ist, um die Abweichung des Farborts im Kombinationsmeßfeld zu kompensieren. Die verfolgte Strategie besteht demnach darin, unerwünschte Abweichungen des Farborts von Kombinationsmeßfeldern ausschließlich durch geeignete Veränderungen der Farbschichtdicken der am Druckprozeß beteiligten Farben zu korrigieren.
Die Beschränkung auf Veränderungen der Farbschichtdicken in EP 0 408 507 A1 erscheint etwas willkürlich. Grundsätzlich ist nämlich die Korrektur von Farbortsabweichungen auch über eine passende Veränderung der Flächendeckungsgrade der einzelnen Druckfarben zu erreichen. Dies kann beispielsweise in der digitalen Druckvorstufe geschehen, wenn die Farbauszüge berechnet werden. Diese Möglichkeit ist besonders interessant, wenn die für ein bestimmtes Kombinationsmeßfeld beobachteten Farbortsabweichungen zu einem wesentlichen Teil systematischer, d. h. nicht ausschließlich zufälliger Natur sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Veränderung der Flächendeckungsgrade der Druckfarben beim Berechnen der Farbauszüge oft leichter zu beherrschen ist als eine Veränderung der an der Druckmaschine geführten Farbschichtdicken. Die Idee, individuelle Druckkennlinien einzelner Farbwerke bei der Berechnung der Farbauszüge zu berücksichtigen, ist bereits aus der DE 42 09 165 A1 bekannt. Allerdings wird dort kein Bezug zu farbmetrischen Meßwerten an Kombinationsmeßfeldern oder Bildstellen hergestellt.
Aus den bisherigen Ausführungen folgt der Schluß, daß die heute bekannten und vornehmlich für den Akzidenzoffset-Auflagendruck bestimmten Verfahren zur Qualitätsdatenerfassung und zur Prozeßoptimierung nicht unverändert auf den Zeitungsoffset-Auflagendruck übertragen werden können. Dies erklärt, warum heute im Zeitungsoffset noch immer die Praxis üblich ist, die Farbgebung durch das zwar geschulte aber eben subjektive Auge des Druckers zu überwachen und zu steuern. Für einen Einsatz im Zeitungsoffset-Auflagendruck ist eine Verbesserung der vorstehend besprochenen objektiven Verfahren erstrebenswert, insbesondere in folgender Hinsicht:
  • - Die notwendige Anzahl der Meßfelder sollte reduziert werden, damit die Meßfelder im Satzspiegel der Zeitung weniger Platz beanspruchen.
  • - Der gerätemäßige und personelle Aufwand zum Ausmessen der Meßfelder soll verkleinert werden.
  • - Die Verfahren sollten in Zukunft auf einer statistischen Kontrolle aufbauen. Meßfelder werden dann nur in wenigen repräsentativen Farbzonen mitgedruckt und die Ergebnisse auf den gesamten Druckprozeß extrapoliert. Dies kommt beiden vorhin aufgeführten Forderungen entgegen.
  • - Das Messen an Bildstellen mit einem geeigneten Bildaufbau soll das Mitdrucken und Ausmessen von speziellen Meßfeldern so weit wie möglich unnötig machen.
  • - Aus derselben Messung sollten sowohl farbmetrische als auch densitometrische Meßwerte resultieren. Dadurch kann gleichzeitig eine Aussage über die farbliche Erscheinung des Druckerzeugnisses und über die Möglichkeiten zu ihrer Korrektur sowohl in der Druckvorstufe wie an der Druckmaschine abgeleitet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, Meßfelder zur Erfassung von Farbdaten eines Druckerzeugnisses zu schaffen, die zur Qualitätsdatenerfassung auch im Rollenoffset-Auflagendruck, insbesondere zur statistischen Qualitätsdatenerfassung, geeignet sind und deren Einsatz bei solch einem Verfahren zur Qualitätsdatenerfassung insbesondere ein Verfahren ermöglicht, daß einzelnen, mehreren und bevorzugt allen vorstehend aufgestellten Forderungen genügt. Das Verfahren und die dazu entwickelten Meßfelder sollen auch im Zeitungsoffset-Auflagendruck einsetzbar sein.
Diese Aufgabe wird durch eine Meßfeldgruppe nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3 gelöst. Die Unteransprüche stellen zweckmäßige, nicht platt selbstverständliche Ausgestaltungen dazu dar. Die Lösung ist zwar durch die speziellen Anforderungen des Zeitungsdrucks geprägt, dies schließt jedoch eine nutzbringende Anwendung auf anderen Gebieten, wie dem Rollenakzidenzoffset keineswegs aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf folgenden Überlegungen:
  • - Die farbliche Erscheinung einer im mehrfarbigen Übereinanderdruck bedruckten Fläche ist bei gegebenem Papier und Farbmaterial durch das Zusammenwirken der Farbschichtdicke und des effektiven Flächendeckungsgrades aller übereinanderliegenden Druckfarben bestimmt.
  • - Durch farbmetrische Messung an einem Kombinationsmeßfeld, d. h. an einem Meßfeld, in welchem mehrere Farben in Raster- oder Volltönen übereinandergedruckt sind, wird die kombinierte Wirkung der beteiligten Druckfarben durch eine einzige optische Antastung erfaßt.
  • - Der Beitrag der einzelnen Farbe kann am besten durch ihre Schichtdicke und die Rasterpunktgröße charakterisiert werden. Das densitometrische Äquivalent dazu sind die Volltondichte und der effektive Flächendeckungsgrad im Druck. Diese zwei Kenngrößen werden in herkömmlichen Prüfverfahren pro beteiligte Druckfarbe durch Dichtemessung je an einem einfarbigen Kontrollfeld im Voll- und Rasterton gemessen. Die Berechnung des Flächendeckungsgrades aus Voll- und Rastertondichte geschieht üblicherweise nach der allgemein bekannten Formel von Murray-Davies.
  • - Basiert die Qualitätsdatenerfassung im Offset-Auflagendruck ausschließlich auf densitometrischen Messungen, so müssen pro Druckfarbe also mindestens zwei einfarbige Meßfelder mitgedruckt werden. Diese Meßfelder sind einzeln einer Dichtemessung zu unterziehen. Will man zusätzlich auch noch über das Zusammenwirken der Farbschichten Auskunft bekommen, so sind zur Bestimmung der Farbannahme zusätzliche densitometrische Messungen an weiteren zwei- und dreifarbigen Kombinationsmeßfeldern notwendig. Im dreifarbigen Übereinanderdruck ergibt dies beispielsweise mindestens zehn optische Antastungen.
  • - Eine Verkleinerung des Aufwandes ergibt sich, wenn anstelle der Volltondichte und des Flächendeckungsgrades einer Farbe ihre Rastertondichte betrachtet wird. Die Rastertondichte gibt die kombinierte Wirkung der beiden anderen Einflußgrößen wieder. Allerdings ist dann eine differenzierte Betrachtung nach den Ursachen von Variationen schwieriger.
Zwischen den an einem Kombinationsmeßfeld ermittelten farbmetrischen Werten auf der einen Seite sowie dem densitometrischen Kennwert Rastertondichte der Einzelfarben auf der anderen Seite besteht ein gesetzmäßiger Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist generell kompliziert. Er läßt sich jedoch vereinfachen, wenn nur Variationen der interessierenden Größen um einen bestimmten Arbeitspunkt betrachtet werden, was in der Druckereipraxis in Anbetracht der einschlägigen Standardisierungsanstrengungen meistens genügt.
Das folgende Vorgehen wird vorgeschlagen:
  • - Der systematische Zusammenhang zwischen den Variationen von farbmetrischen Kennwerten an Kombinationsmeßfeldern und Variationen der Rastertondichte der Einzelfarben wird an Eichdrucken für gegebenes Papier, Farbmaterial, eine bestimmte Druckmaschine und einen Arbeitspunkt empirisch bestimmt. Der Arbeitspunkt charakterisiert sich zweckmäßigerweise durch die nominellen Flächendeckungsgrade der Einzelfarben im Kombinationsmeßfeld, d. h. die Flächendeckungsgrade, welche das Kombinationsmeßfeld auf den Filmvorlagen oder den Druckplatten aufweist.
  • - Das Ergebnis der Auswertung der Eichdrucke bildet somit pro Arbeitspunkt eine Transformationsfunktion, welche Variationen der Rastertondichte in den Einzelfarbenrasterfeldern in Variationen des Farbortsvektors des Kombinationsmeßfeldes umrechnet und umgekehrt.
  • - Auf dem hinsichtlich seiner farblichen Erscheinung zu kontrollierenden Druckerzeugnis wird sodann lediglich das Kombinationsmeßfeld mitgedruckt und farbmetrisch ausgemessen. Aus diesem gemessenen Ist- Farbort wird durch Subtraktion eines vorgegebenen Soll-Farbortes die Farborts-Abweichung oder Farborts-Variation berechnet.
  • - Die Variationen der Rastertondichte der Einzelfarben werden nun durch Umkehrung der gefundenen Transformationsfunktion aus den Variationen des Farbortsvektors des Kombinationsmeßfeldes errechnet.
Zur Qualitätsdatenerfassung, insbesondere zur statistischen Qualitätsdatenerfassung, werden Meßfelder und/oder als Meßfelder dienende Bildstellen mitgedruckt und nach dem Drucken optisch abgetastet. Das remittierte Licht wird ausgewertet.
Erfindungsgemäß weisen das zu kontrollierende Druckerzeugnis und ein oder mehrere Eichdrucke je ein erstes Kombinationsmeßfeld auf, in welchem die Grundfarben, üblicherweise die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb, mit den nominellen Flächendeckungsgraden (Fc1, Fm1, Fg1) übereinandergedruckt sind.
Der oder die Eichdrucke weisen zusätzlich Kombinationsmeßfelder auf, in welchen die Grundfarben mit den nominellen Flächendeckungsgraden
(Fc2 = Fc1 + ΔFc2, Fm1, Fg1),
(Fc1, Fm3 = Fm1 + ΔFm3, Fg1),
(Fc1, Fm1, Fg4 = Fg1 + ΔFg4)
übereinandergedruckt sind. In jedem dieser zusätzlichen Kombinationsmeßfelder ist jeweils zumindest eine andere Grundfarbe variiert, beispielsweise die erste Grundfarbe um den Wert ΔFc2 im zweiten, die zweite Grundfarbe um den Wert ΔFm3 im dritten und die dritte Grundfarbe um den Wert ΔFg4 im vierten Feld. Die Anzahl der zusätzlichen Kombinationsmeßfelder und die Anzahl der Farben pro Kombinationsmeßfeld entspricht bevorzugterweise der Anzahl der Grundfarben. Die Eichdrucke weisen zusätzlich pro Grundfarbe zumindest je zwei Einzelfarbenrasterfelder in den Grundfarben auf, wobei je eines in seiner jeweiligen Farbe einen Flächendeckungsgrad besitzt, der dem der gleichen Farbe im ersten Kombinationsmeßfeld entspricht. Der Flächendeckungsgrad des anderen Einzelfarbenrasterfeldes entspricht dem variierten Flächendeckungsgrad des entsprechenden zusätzlichen Kombinationsmeßfeldes. In obiger Nomenklatur weisen die Einzelfarbenrasterfelder somit die Flächendeckungsgrade Fc1, Fc2, Fm1, Fm3, Fg1 und Fg4 auf. Der oder die Eichdrucke können gesondert oder auch in dem Druckerzeugnis mitgedruckt werden.
Vorteilhafterweise können an diesen Eichdrucken durch Messung mit einem Farbmeßgerät auf den Kombinationsmeßfeldern je die Farbortsvektoren R₁, R₂, R₃ und R₄ in einem gewählten farbmetrischen Koordinatensystem bestimmt werden. In den Einzelfarbenrasterfeldern können durch densitometrische Messung mit einer dem einzelnen Feld entsprechenden Filtercharakteristik die jeweiligen Rastertondichtewerte Dc1, Dc2, Dm1, Dm3, Dg1 und Dg4 bestimmt werden.
Die Farbortsvektoren und die Rastertondichtewerte eines oder mehrerer Eichdrucke werden erfindungsgemäß zur Bestimmung einer Transformationsfunktion L verwendet, die eine Variation
der Rastertondichten in den Einzelfarbenrasterfeldern mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 in Variationen des Farbortsvektors ΔR des ersten Kombinationsmeßfeldes mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 umrechnet.
Erfindungsgemäß sollte an dem zu kontrollierenden Druckerzeugnis durch Messung mit einem Farbmeßgerät auf dem ersten Kombinationsmeßfeld wiederholt der Farbortsvektor R₁₁ in dem gewählten Koordinatensystem bestimmt werden.
Schließlich kann die auf einen vorgegebenen Soll-Farbortsvektor R₀ bezogene Abweichung des am Druckerzeugnis ermittelten Farbortsvektors ΔR₁₁ = R₁₁-R₀ durch Umkehrung der Transformationsfunktion L in eine Variation
der Rastertondichten in vorhandenen oder gedachten Einzelfarbenrasterfeldern mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 umgerechnet werden.
Die Erfindung kann mit Vorteil im Rollenoffset-Auflagedruck Verwendung finden.
Eine Meßfeldgruppe zur Erfassung von Farbdaten eines Druckerzeugnisses, insbesondere zur Qualitätsdatenerfassung im Rollenoffset- Auflagendruck, weist mehrere Meßfelder auf, die optisch abtastbar auf einem zu kontrollierenden Druckerzeugnis oder einem Eichdruck aufgedruckt sind.
Erfindungsgemäß gehören zu dieser Meßfeldgruppe ein erstes Kombinationsmeßfeld, in welchem die Grundfarben mit ihren nominellen Flächendeckungsgraden übereinandergedruckt sind, zusätzliche Kombinationsmeßfelder, in denen die Grundfarben mit variierten nominellen Flächendeckungsgraden übereinandergedruckt sind, wobei jede Grundfarbe zumindest einmal und in jedem zusätzlichen Kombinationsmeßfeld zumindest eine andere Grundfarbe variiert ist und ferner zusätzliche Einzelfarbenrasterfelder in den Grundfarben, wobei erste Einzelrasterfarbenfelder in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad besitzen, der dem der gleichen Farbe im ersten Kombinationsmeßfeld entspricht und zweite Einzelrasterfarbenfelder in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad besitzen, der dem variierten Flächendeckungsgrad der gleichen Farbe in den zusätzlichen Kombinationsmeßfeldern entspricht.
Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun anhand der Fig. 1 erklärt.
Ein Eichdruck 40 enthält einen aus 10 Meßfeldern bestehenden Meßfeldblock:
  • - In einem ersten dreifarbigen Kombinationsmeßfeld 1 sind die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb mit den nominellen Flächendeckungsgraden (Fc1, Fm1, Fg1) übereinandergedruckt. In drei weiteren Kombinationsmeßfeldern 2, 3 und 4 sind ebenfalls die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb übereinandergedruckt, und zwar mit den nominellen Flächendeckungsgraden (Fc2 = Fc1 + ΔFc2, Fm1, Fg1),
    (Fc1, Fm3 = Fm1 + ΔFm3, Fg1) und
    (Fc1, Fm1, Fg4 = Fg1 + ΔFg4).Bezogen auf Kombinationsmeßfeld 1 ist also in jedem der Kombinationsmeßfelder 2, 3 und 4 der nominelle Flächendeckungsgrad genau einer Grundfarbe variiert, d. h. in Kombinationsmeßfeld 2 derjenige von Cyan um ΔFc2, in Kombinationsmeßfeld 3 derjenige von Magenta um ΔFm2 und in Kombinationsmeßfeld 4 derjenige von Gelb um ΔFg4, ΔFc2, ΔFm3 und ΔFg4 dürfen dabei sowohl positives wie negatives Vorzeichen aufweisen.
  • - Sechs Einzelfarbenfelder sind mit Rastertönen bedruckt, und zwar Feld 8 und 11 in Cyan mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1 und Fc2, Feld 9 und 12 in Magenta mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fm1 und Fm2 sowie Feld 10 und 13 in Gelb mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fg1 und Fg4.
Das in der Auflage zu kontrollierende Druckerzeugnis 50 enthält von den beschriebenen Meßfeldern mindestens das Kombinationsmeßfeld 1, in welchem die Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb mit den nominellen Flächendeckungsgraden (Fc1, Fm1, Fg1) übereinandergedruckt sind. Als Kombinationsmeßfeld kann im Prinzip auch eine Bildstelle mit identischem Bildaufbau dienen.
Der Eichdruck 40 wird insbesondere in bezug auf das Farbmaterial, die Farbschichtdicke und die Tonwertzunahme, d. h. die Vergrößerung des Flächendeckungsgrades von der Filmvorlage oder der Druckplatte zum Druck, unter standardisierten Bedingungen gedruckt. Diese Bedingungen wurden für den Auflagendruck beispielsweise durch die UGRA in der Schweiz oder die FOGRA in Deutschland festgelegt. Hierbei spielt es für die prinzipielle Funktionsweise keine Rolle, ob das erfindungsgemäße Verfahren im Zeitungs- oder aber im Akzidenzrollenoffset angewendet wird. Wesentlich ist einzig die Forderung, daß der Eichdruck 40 nach demselben Standard wie die Auflage, d. h. das zu kontrollierende und zu optimierende Druckerzeugnis, hergestellt wird.
Beim Herstellen des Eichdrucks 40 ist eine weitere Bedingung einzuhalten. Nebst den Meßfeldblöcken muß der Eichdruck nämlich noch weitere mit allen Grundfarben bedruckte Flächen aufweisen, damit am Ort des Meßfeldblocks in Papierlaufrichtung eine genügende Farbabnahme garantiert ist. Die Gestaltung dieser Flächen ist frei. Analoge Überlegungen gelten in bezug auf die Farbabnahme für das Druckerzeugnis 50.
Mit Hilfe des Eichdrucks 40 kann nun der Zusammenhang zwischen Variationen der Rastertondichte von Cyan, Magenta und Gelb und der farblichen Erscheinung des Kombinationsmeßfeldes 1 quantitativ bestimmt werden.
Bei der Bestimmung der Abhängigkeit der farblichen Erscheinung des Kombinationsmeßfeldes 1 von den Rastertondichten der Grundfarben geht es darum, eine Transformationsfunktion L zu bestimmen, welche eine Variation der Rastertondichten in die dadurch resultierende Variation des Farbortes des Kombinationsmeßfeldes umrechnet.
Im allgemeinen Fall ist die Transformationsfunktion L nichtlinear. Da wir es in der Druckpraxis meist mit relativ kleinen Variationen um einen standardisierten Betriebspunkt zu tun haben, ist es zulässig, die Zusammenhänge zu linearisieren. Im Interesse der Übersichtlichkeit wird im folgenden das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines linearisierten Modells erklärt. Dies tut der verallgemeinernden Formulierung von Hauptanspruch 2 auf lineare und nichtlineare Systeme keinen Abbruch.
Die Transformationsfunktion kann wie folgt bestimmt werden:
  • - Es wird ein farbmetrisches Koordinatensystem, vorzugsweise XYZ, für die farbmetrischen Messungen festgelegt. Prinzipiell sind auch CIELAB oder CIELUV möglich. Wichtig ist, daß für die Angabe aller farbmetrischen Meßwerte immer dasselbe System benutzt wird. Der Einfachheit halber basieren die weiteren Ausführungen beispielhaft auf Normfarbwerten XYZ.
  • - An den Kombinationsmeßfeldern 1 bis 4 von Eichdruck 40 werden die Normfarbwerte XYZ gemessen. Es resultieren vier Farbortsvektoren und zwar R₁ für Meßfeld 1, R₂ für Meßfeld 2, R₃ für Meßfeld 3 und R₄ für Meßfeld 4.
  • - An den Einzelfarbenfeldern 8 bis 13 von Eichdruck 40 werden Farbdichten gemessen. Es resultieren dabei sechs Rastertondichtewerte, und zwar Dc1 für Meßfeld 8, Dc2 für Meßfeld 11, Dm1 für Meßfeld 9, Dm3 für Meßfeld 12, Dg1 für Meßfeld 10 und Dg4 für Meßfeld 13.
  • - Mit den Definitionen lassen sich die linearisierten Zusammenhänge zwischen den gemessenen Größen durch die folgende Gleichung darstellen:
  • - Hier steht die 3×3-Matrix für die gesuchte Transformationsfunktion L. Um zu der Transformationsfunktion zu gelangen, müssen wir also die letzte Gleichung nur noch nach auflösen:
Durch Auswerten des Eichdrucks 40 haben wir nun den quantitativen Zusammenhang zwischen Variationen der Rastertondichte der Grundfarben auf der einen Seite und Variationen des Farbortsvektors im Kombinationsmeßfeld 1 bestimmt.
Nach dem soeben beschriebenen Verfahren wird die Matrix aufgrund der Matrizen und berechnet. und sind dabei durch Meßwerte definiert, welche allein vom Eichdruck 40 stammen. Das bedeutet, daß die Matrix vollständig aufgrund eines einzigen Eichdrucks bestimmt werden kann.
Die am Eichdruck gewonnene Transformationsfunktion kann nun nutzbringend angewendet werden, wenn die Qualität von Auflagendrucken überwacht werden soll. Voraussetzung dazu ist, daß im Druckerzeugnis 50 das Kombinationsmeßfeld 1 mit denselben nominellen Flächendeckungsgraden für Cyan, Magenta und Gelb mitgedruckt wird wie im Eichdruck 40.
An stichprobenweise gezogenen Exemplaren des Druckerzeugnisses 50 wird durch Messung mit einem Farbmeßgerät der Farbortsvektor R₁₁ im Kombinationsmeßfeld 1 gemessen. Durch Bezug auf einen vorgegebenen Soll-Farbortsvektor R₀ errechnet sich anschließend die Farbortsabweichung ΔR₁₁ = R₁₁-R₀. Der Soll- Farbortsvektor kann sowohl ein von einer gegebenen Vorlage stammender Meßwert sein als auch direkt von der digitalen Druckvorstufe herkommen.
Durch Umkehrung der Transformationsfunktion L können die mit der Farbortsabweichung ΔR₁₁ verbundenen Variationen
der Rastertondichte der Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb auf dem Druckerzeugnis (50) berechnet werden:
Mit der soeben beschriebenen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde gezeigt, daß Variationen der Farbführung am Druckerzeugnis 50 in den drei bunten Grundfarben durch eine einzige farbmetrische Messung bestimmt werden können. Damit kann auf sehr effiziente Weise sowohl eine Information über das Verhalten der Einzelfarben wie auch über ihr Zusammenwirken gewonnen werden. Der Aufwand hierzu wird gegenüber herkömmlichen Verfahren in zweifacher Hinsicht reduziert:
  • - Auf dem Druckerzeugnis sind weniger Meßfelder notwendig, d. h. ein Kombinationsmeßfeld in Cyan, Magenta und Gelb anstelle von drei Einzelfarbenrasterfeldern und drei Rasterfeldern im zweifarbigen Übereinanderdruck.
  • - Die Anzahl der am Druckerzeugnis durchzuführenden Messungen reduziert sich von mindestens sechs auf eins.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß durch die farbmetrische Messung am Kombinationsmeßfeld 1 des Druckerzeugnisses 50 ein quantitatives Kriterium geprüft wird, das dem Kunden der Druckerei direkt etwas darüber aussagt, wie der durchschnittliche menschliche Betrachter die farbliche Erscheinung des Druckerzeugnisses empfindet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, anstelle des Kombinationsmeßfeldes 1 auf dem Druckerzeugnis 50 eine Bildstelle mit geeignetem Bildaufbau zu benutzen. Dadurch kann der durch das Kombinationsmeßfeld 1 beanspruchte Raum auf dem Druckerzeugnis eingespart werden.
Eine weitere sinnvolle Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß in dem Druckerzeugnis 50 der komplette Meßfeldblock des Eichdrucks 40 mitgedruckt wird, so daß auf den eigentlichen Eichdruck verzichtet werden kann. Es ist problemlos möglich, zur Bestimmung der Transformationsfunktion L beispielsweise das erste gute Exemplar der Auflage anstelle des Eichdrucks 40 zu verwenden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren spielt es keine Rolle, mit welcher Art von Meßgeräten die Meßdaten erhoben werden. Beispielsweise ist es prinzipiell offen, ob densitometrische Werte mit Hilfe eines Densitometers, eines Spektralphotometers, einer Videokamera oder irgendeiner anderen dazu geeigneten Vorrichtung bestimmt werden. Analog sind farbmetrische Messungen mit Spektralphotometern, Dreibereichsfarbmeßgeräten, Videokameras oder anderen passenden Geräten möglich, ohne der Erfindung Abbruch zu tun. Ferner ist es nicht von Belang, mit welchen Hilfsmitteln die Weiterverarbeitung der Meßdaten besorgt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch in Richtung auf den vierfarbigen Übereinanderdruck erweitern, indem in den Kombinationsmeßfeldern auf dem Eichdruck 40 und dem Druckerzeugnis 50 auch ein Anteil der Druckfarbe Schwarz zugelassen ist. Einzige Bedingung ist die, daß der nominelle Flächendeckungsgrad von Schwarz auf allen vier Kombinationsmeßfeldern derselbe ist.
Durch die Einsparungen, welche das vorgestellte Verfahren an notwendigen Meßfeldern und an Meßaufwand bringt, wird es im Rollenoffset, insbesondere aber im Zeitungsoffset-Auflagendruck erstmals möglich, Qualitätsdatenerfassung am Druckerzeugnis systematisch und routinemäßig zu betreiben.
  • - Durch gezielte statistische Erhebungen kann das Druckunternehmen nun mit vertretbarem Aufwand repräsentative Daten über das von seiner Produktion eingehaltene Qualitätsniveau gewinnen. Dabei ist es in farbzonenorientiert arbeitenden Druckmaschinen keinesfalls notwendig, für jede druckende Farbzone ein separates Kombinationsmeßfeld auf dem Druckerzeugnis mitzudrucken und auszumessen. Es genügen einige wenige Stellen mit Meßfeldern für eine Produktion.
  • - Weiter wird es möglich, Störungen im Druckprozeß, beispielsweise unvermittelt auftretende Änderungen von Materialeigenschaften, früher zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu treffen.
  • - Die Möglichkeit, die produzierte Druckqualität gegenüber den Kunden eines Druckunternehmens zahlenmäßig zu dokumentieren, verschafft diesem einen Wettbewerbsvorsprung vor Konkurrenten, welche nicht über diese Möglichkeit verfügen. Dieser Aspekt wird in Zukunft noch an Bedeutung gewinnen, da heute ein starker Trend erkennbar ist, das Qualitätssicherungssystem von Druckereibetrieben nach der Norm ISO 9000 zu zertifizieren.

Claims (12)

1. Meßfeldgruppe zur Erfassung von Farbdaten eines Druckerzeugnisses, insbesondere zur Qualitätsdatenerfassung im Rollenoffset- Auflagendruck, mit mehreren Meßfeldern, die optisch abtastbar auf einem zu kontrollierenden Druckerzeugnis oder einem Eichdruck aufgedruckt sind, gekennzeichnet durch
  • a) ein erstes Kombinationsmeßfeld (1), in welchem die Grundfarben mit ihren nominellen Flächendeckungsgraden (Fc1, Fm1, Fg1) übereinandergedruckt sind,
  • b) zusätzliche Kombinationsmeßfelder (2, 3, 4), in denen die Grundfarben mit variierten nominellen Flächendeckungsgraden {(Fc2 = Fc1 + ΔFc2, Fm1, Fg1),
    (Fc1, Fm3 = Fm1 + ΔFm3, Fg1),
    (Fc1, Fm1, Fg4 = Fg1 + ΔFg4)}übereinandergedruckt sind, wobei jede Grundfarbe zumindest einmal und in jedem zusätzlichen Kombinationsmeßfeld (2, 3, 4) zumindest eine andere Grundfarbe variiert ist und
  • c) zusätzliche Einzelfarbenrasterfelder (8, 11; 9, 12; 10, 13) in den Grundfarben, wobei erste Einzelrasterfarbenfelder (8, 9, 10) in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad (Fc1, Fm1, Fg1) besitzen, der dem der gleichen Farbe im ersten Kombinationsmeßfeld (1) entspricht und zweite Einzelrasterfarbenfelder (11, 12, 13) in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad (Fc2, Fm3, Fg4) besitzen, der dem variierten Flächendeckungsgrad der gleichen Farbe in den zusätzlichen Kombinationsmeßfeldern (2, 3, 4) entspricht.
2. Verfahren zur Qualitätsdatenerfassung, insbesondere zur statistischen Qualitätsdatenerfassung, im Rollenoffset-Auflagendruck, bei dem
  • a) Meßfelder und/oder als Meßfelder dienende Bildstellen mitgedruckt und
  • b) nach dem Druckvorgang optisch abgetastet werden und
  • c) das remittierte Licht ausgewertet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • d) eine Meßfeldgruppe nach Anspruch 1 verwendet wird.
3. Verfahren zur Qualitätsdatenerfassung, insbesondere zur statistischen Qualitätsdatenerfassung, im Rollenoffset-Auflagendruck, bei dem
  • a) Meßfelder und/oder als Meßfelder dienende Bildstellen mitgedruckt und
  • b) nach dem Druckvorgang optisch abgetastet werden und
  • c) das remittierte Licht ausgewertet wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
  • d) auf das zu kontrollierende Druckerzeugnis (50) und ein oder mehrere Eichdrucke (40) je ein erstes Kombinationsmeßfeld (1) aufgebracht wird, in welchem die Grundfarben, insbesondere die drei Farben Cyan, Magenta und Gelb, mit nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 übereinandergedruckt sind,
  • e) auf die Eichdrucke (40) zusätzlich Kombinationsmeßfelder (2, 3, 4) aufgebracht werden, in welchen die Grundfarben mit nominellen Flächendeckungsgraden (Fc2 = Fc1 + ΔFc2, Fm1, Fg1),
    (Fc1, Fm3 = Fm1 + ΔFm3, Fg1),
    (Fc1, Fm1, Fg4 = Fg1 + ΔFg4)übereinandergedruckt sind, wobei jede Grundfarbe zumindest einmal und in jedem zusätzlichen Kombinationsmeßfeld (2, 3, 4) zumindest eine andere Grundfarbe variiert ist und
  • f) auf die Eichdrucke (40) zusätzlich pro Grundfarbe zwei Einzelfarbenrasterfelder (8, 11; 9, 12; 10, 13) aufgebracht werden, wobei erste Einzelrasterfarbenfelder in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad (Fc1, Fm1, Fg1) besitzen, der dem der gleichen Farbe im ersten Kombinationsmeßfeld (1) entspricht und zweite Einzelrasterfarbenfelder (11, 12, 13) in ihrer jeweiligen Grundfarbe einen Flächendeckungsgrad (Fc2, Fm3, Fg4) besitzen, der dem variierten Flächendeckungsgrad der gleichen Farbe in den zusätzlichen Kombinationsmeßfeldern (2, 3, 4) entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eichdrucken (40) durch Messung mit einem Farbmeßgerät auf den Kombinationsmeßfeldern (1, 2, 3, 4) je die Farbortsvektoren R₁, R₂, R₃ und R₄ in einem gewählten farbmetrischen Koordinatensystem und durch densitometrische Messung mit einer dem einzelnen Feld entsprechenden Filtercharakteristik die jeweiligen Rastertondichtewerte Dc1, Dc2, Dm1, Dm3, Dg1 und Dg4 bestimmt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbortsvektoren (R₁, R₂, R₃ und R₄) und die Rastertondichtewerte (Dc1, Dc2, Dm1, Dm3, Dg1 und Dg4) eines oder mehrerer Eichdrucke (40) zur Bestimmung einer Transformationsfunktion L verwendet werden, die eine Variation der Rastertondichten in den Einzelfarbenrasterfeldern mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 in Variationen des Farbortsvektors ΔR des ersten Kombinationsmeßfeldes (1) mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 umrechnet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) an dem zu kontrollierenden Druckerzeugnis (50) durch Messung mit einem Farbmeßgerät auf dem ersten Kombinationsmeßfeld (1) wiederholt der Farbortsvektor R₁₁ in dem gewählten Koordinatensystem bestimmt und
  • b) die auf einen vorgegebenen Soll-Farbortsvektor R₀ bezogene Abweichung des am Druckerzeugnis (50) ermittelten Farbortsvektors ΔR₁₁ = R₁₁-R₀ durch Umkehrung der Transformationsfunktion L in eine Variation der Rastertondichten in vorhandenen oder gedachten Einzelfarbenrasterfeldern mit den nominellen Flächendeckungsgraden Fc1, Fm1, Fg1 umgerechnet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformationsfunktion L linear, d. h. durch eine 3×3-Matrix gekennzeichnet ist und daß die Beziehungen ΔR₁ = ΔD₁ und ΔD₁ = -1 ΔR₁ bzw. ΔR₁₁ = ΔD₁₁ und ΔD₁₁ = -1 ΔR₁₁ gelten.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kombinationsmeßfeld auf dem Druckerzeugnis eine Bildstelle ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationsmeßfelder auf den Eichdrucken und dem Druckerzeugnis zusätzlich zu Cyan, Magenta und Gelb auch mit einem Rasterton in Schwarz bedruckt werden, wobei der nominelle Flächendeckungsgrad von Schwarz in allen Kombinationsmeßfeldern derselbe ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die farbmetrischen und/oder densitometrischen Messungen mit einem Spektralphotometer vorgenommen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die densitometrischen Messungen mit einem Desitometer vorgenommen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die farbmetrischen Messungen mit einem Dreibereichsfarbmeßgerät vorgenommen werden.
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