DE69808062T2

DE69808062T2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der farberscheinung von überdruckten farben

Info

Publication number: DE69808062T2
Application number: DE69808062T
Authority: DE
Inventors: Baldewin Meireson; Jean-Pierre Van De Capelle
Original assignee: Esko Graphics BVBA
Current assignee: Esko Graphics BVBA
Priority date: 1997-04-08
Filing date: 1998-04-08
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: EP0974225A1; US20020193956A1; US7199903B2; US6483607B1; JP2001519023A; WO1998046008A1; EP0974225B1; US5933578A; DE69808062D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Computer betriebene Farbgrafik, Farbreproduktion und elektronische Drucksysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kennzeichnen von Farbstoffen und zum Vorhersagen des Farbaussehens des Ausbringens einer oder mehrerer Farbstoffschichten auf der Oberseite eines Substrats, wie Papier oder Film, wie es z. B. beim Drucken einer Seite oder in der Fotografie vorkommt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Computer betriebene Farbgrafik-Systeme und elektronische Drucksysteme sind im Stand der Technik bekannt. Typischerweise erlauben sie einem Benutzer ein Farbbild herzustellen, und von diesem Bild ein Bild herzustellen, das gedruckt werden kann z. B. über ein Farbreproduktionssystem durch Herstellen von Farbauszugs-Platten. In der Vergangenheit wurden große Anstrengungen unternommen, um Wege zu entwickeln, um das Aussehen solcher Bilder genau vorherzusagen, wenn sie auf ein Substrat gedruckt werden, z. B. Papier oder Film unter Benutzung einer Anzahl von Farbstoffen, wie z. B. Druckfarben, wobei die Vorhersage durchgeführt wird, ohne die Bilder tatsächlich zu drucken. Es sei bemerkt, dass ein Bild im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Text, grafische Strichzeichnungen, Bilder mit kontinuierlichem Tonwert-Verlauf und/oder irgendwelche visuellen zweidimensionalen Muster einschließen kann.
Das Drucken wird häufig durchgeführt unter Verwendung einer Halbton-Erzeugung. Halbton-Erzeugung, auch Rasterung genannt, ist das Verfahren der Erzeugung der Illusion eines kontinuierlichen ("CT", "contone") Bildes unter Verwendung einer Ausgabe-Vorrichtung (z. B. Drucken), die lediglich für eine binäre Ausgabe geeignet ist (Druckfarbe aufgebracht oder nicht aufgebracht an einer beliebigen Stelle auf einem Substrat). Halbton-Erzeugung umfasst das Aufbringen binärer (Druckfarbe oder keine Druckfarbe) Bildelemente und die Menge der Druckfarben-Bildelemente, die pro Flächeneinheit platziert sind (Punkt-Prozentsatz) bestimmt den Tonwert. Zum Farbdrucken werden mehrere Bilder ("Auszüge") in den Primär-Farbstoffen hergestellt (typischerweise Druckfarben), die verwendet werden, um in Farbe zu drucken und zum Überlagern beim Drucken. Beim typischen Vierfarbdruck werden vier Bilder hergestellt in Cyan ("C"), Magenta ("M"), Gelb ("Y") und Schwarz ("K") und jedes dieser Bilder wird Halbton erzeugt. Die Halbton-Erzeugung wird auch Rasterung genannt, weil historisch in vor-elektronischen Tagen ein physikalisches Raster verwendet wurde. Falls ein Halbton-Muster regelmäßig ist, werden die einzelnen Halbton-Zellen "Rasterpunkte" genannt und man sagt, sie sind ein Teil eines "Rasters". Gewöhnlich wird die digitale Halbton-Erzeugung zusammen mit einem Filmbelichter, Laserdrucker, Tintenstrahldrucker, einem digitalen Film-Recorder oder anderen Aufzeichnungs-Ausgabe-Vorrichtungen verwendet. Jede dieser Vorrichtungen weist ein grundlegendes Aufzeichnungselement auf, das hierin ein Pixel genannt wird, welches ein Element darstellt, auf welchem Druckfarbe aufgebracht werden kann oder nicht. Diese kleinste Einheit auf einem Recorder wird ein "microdot", "Aufzeichnungselement", "Aufzeichnungs-Pixel" o. ä. genannt. Seine Größe wird die "Recorder-Teilung", "Recorder-Auslösung", "Filmbelichter-Auflösung" etc. genannt, und wird ausgedrückt entweder in Einheiten der Aufzeichnungs-Elementgröße, z. B. 1/1800 eines Zolls oder einer räumlichen Frequenz, z. B. 1800 Pixel pro Zoll (ppi) oder 1800 Punkte pro Zoll (dpi). Einige Pressen weisen heutzutage Pixel auf, die Zwischengrade zwischen An und Aus haben können. Dies wird z. B. erreicht durch die Farbstoffmenge (typischerweise Druckfarbe), die auf diesem Pixel aufgebracht ist. Z. B. können in einem Vier-Level-Drucker 0%, 33%, 67% oder 100% der maximalen Menge von Druckfarbe auf jedes einzelne Pixel-Element angewandt werden. Man sagt dann für einen solchen Drucker, dass ein Pixel einen 2-Bit-Wert anstelle eines 1-Bit-Werts aufweist.
Es ist wünschenswert, sehr genau berechnen zu können, wie ein Bild aussehen wird, wenn man ein Bild druckt, einschließlich eines Halbton erzeugten Bildes mit kontinuierlichem Tonwert-Verlauf, mit einer bestimmten Technik auf einem bestimmten Substrat unter Verwendung eines bestimmten Satzes von Farbstoffen (z. B. Druckfarben). Wenn man vor dem tatsächlichen Drucken weiß, wie ein Bild nach der Reproduktion aussehen wird, kann man sicher eine Menge Zeit und Geld sparen. Z. B. kann ein Verfahren zum Vorhersagen des Farb-Aussehens verwendet werden, um eine Simulation anzuzeigen vom Farb-Aussehen auf einem Computer-Bildschirm, oder um eine Simulation des Farb-Aussehens zu drucken auf einem leichter zugänglichen und billigeren Drucker als ein Prüfdruck von dem, was schließlich in der Produktion gedruckt wird.
Es ist wünschenswert, dies zu tun, sowohl für das Reflektions-Drucken auf einem opaken Substrat als auch für das Transmissions-Bebildern auf einem transparenten Substrat.
Verfahren nach dem Stand der Technik
Man findet verschiedene Verfahren im Stand der Technik, die einem erlauben, die Farbe zu berechnen, die sich aus dem Überlagern eines Satzes von Farbstoffschichten auf einem Substrat ergibt. Diese Verfahren können in zwei Gruppen geteilt werden.
Erste Gruppe von Verfahren nach dem Stand der Technik
Die erste Gruppe von Verfahren beinhaltet solche, bei denen ein bestimmter Satz von Farbstoffen, eine bestimmte Drucktechnik (z. B. Offset-Druck auf einem bestimmten Filmbelichter), einem bestimmten Substrattyp (z. B. Papier oder Film für ein fotografisches Transparent oder ein Druck, Stoff, Plastikfilm, etc.), eine bestimmte Substratfarbe (z. B. die Farbe des Papiers oder des Transparentfilms im Falle eines Transparents, oder des Stoffs, oder des Plastikfilms, etc.) und ein bestimmter Satz von Farbstoffen und eine Reihenfolge des Druckens der Farbstoffe, beinhalten, dass eine verhältnismäßig große Zahl von Überdrucken von Farbstoffen gedruckt wird, z. B. als Flächenstücke. Diese Flächenstücke werden gemessen mit einem Spektrofotometer oder einem Colorimeter und die Messungen werden verwendet, um irgendein Überdrucken von Farbstoffen des Satzes zu berechnen unter Verwendung mathematischer Techniken, z. B. Interpolation. Wenn sie gut und sorgfältig ausgeführt werden, können diese Verfahren zu ziemlich genauen Ergebnissen führen. Moderne Color-Management-Techniken, wie z. B. ColorSync^TM 2 von Apple Computer, verwenden solche Techniken. Ein Nachteil ist, dass in Abhängigkeit davon, wie gut die mathematischen Techniken sind, man gezwungen ist, eine große Anzahl von Farb-Flächenstücken herzustellen und zu messen, und ein solcher Satz von Flächestücken wird nur nützlich sein zum genauen Berechnen von Überdrucken unter Verwendung bestimmter Farbstoffe und der bestimmten Farbstoff-Druckreihenfolge, die in den Flächenstücken verwendet wurde. Das Ändern eines Farbstoffes im Farbstoffsatz oder das Ändern der Reihenfolge des Überdruckens verlangt typischerweise, dass die ganze Arbeit des Druckens des Satzes von Flächenstücken wiederholt werden muss. Dieses Drucken der Testtafeln mit vielen Flächenstücken ist teuer und zeitraubend. Ein anderer wichtiger Nachteil ist dass wegen des enormen Umfangs möglicher Überdruck-Kombinationen, es sehr schwer ist, Sätze von mehr als vier Farbstoffen zu kennzeichnen, z. B. Drucken mit sieben Farben. Eine solche Aufgabe verlangt eine große Menge Computerspeicher und Arbeit.
Beispiele solcher Techniken werden geschrieben in "Usage of the Chameleon Accelerator for Color Transformations" by J. P. Van de Capelle and L. Plettinck, Proceedings of the second IS&T/SID Color Imaging conference on Color Science, Systems and Applications, pp. 165–166, November 1994.
Ein anderer Satz von Verfahren nach dem Stand der Technik sind diejenigen, welche die wohlbekannten Neugebauer-Gleichungen verwenden für die Farbe eines Überdrucks von Farbstoffen. Solche Verfahren benutzen Messungen der Farbstoffe, alle möglichen Überdruck-Kombinationen der Farbstoffe und die Gradationsschritte der Farbstoffe, folglich werden keine Farbstoff-Parameter bestimmt. Diese Verfahren gehören auch zur ersten Gruppe der Verfahren nach dem Stand der Technik. Von Verfahren, die auf den Neugebauer-Gleichungen beruhen, ist bekannt, dass sie keine genauen Ergebnisse liefern.
Zusammenfassend gilt, dass, während die Verfahren nach dem Stand der Technik aus der ersten Gruppe geeignet sind, Überdrucke von Druckfarben zu berechnen, einschließlich gerasterter (d. h. Halbton erzeugter) Druckfarben, diese Verfahren keine spektralen Parameter eines Farbstoffes bestimmen, die den Farbstoff spektral kennzeichnen.
Zweite Gruppe von Verfahren nach dem Stand der Technik
Die zweite Gruppe von Verfahren nach dem Stand der Technik sind solche, die für ein festes Substrat und eine Drucktechnik beinhalten, dass ein oder mehrere Ausdrucke von jedem Farbstoff gemacht werden auf einem oder mehreren Substraten, die Drucke gemessen werden und aus diesen Daten ein Satz von einem oder mehreren Parametern extrahiert wird für jeden Farbstoff, welche benutzt werden können, um ein Überdrucken von jedem Farbstoff zu berechnen. Diese Verfahren sind lediglich für eine volle (d. h. 100%) Überdeckung einer Schicht von Druckfarbe von einer bestimmten Dicke anwendbar und/oder nicht anwendbar für variable Druckfarben-Überdeckungen, z. B. eine Halbton-Erzeugung bei einem geringeren als 100%-Punkt-Prozentsatz. Zusätzlich sind die Farbstoff-Parameter, die sie bestimmen, nicht im Wesentlichen unabhängig von der Substratfarbe für Substrate für denselben Typ, d. h. im Fall von Papier, Papier desselben Typs, Gewicht, Textur und Finish, etc.
Vielleicht das am Besten bekannte dieser Verfahren verwendet das Zwei-Parameter Kubelka-Munk Verfahren. Siehe z. B. US-Patent 5,428,720, Erfinder Adams, Jr., (auch europäische Patentanmeldung, Veröffentlichung EP 0 562 745 ), betitelt "Method and apparatus for reproducing blended colorants on an electronic display", und die Veröffentlichung "Kubelka-Munk Theory and the Prediction of Reflectance, by James H. Nobbs, Rev. Prog. Coloration, Vol. 15, pp. 66–75, 1985. Das Kubelka-Munk-Modell beschreibt einen Druckfarben-Wither durch einen spektralen Parameter, (K/S)(λ), oder durch zwei Spektral-Parameter, Streuung S(λ) und Absorption α(λ), wobei λ die Wellenlänge darstellt. In der gewöhnlichen Zwei-Parameter-Theorie wird für R_bg'(λ), welches den Reflektionsgrad des Substrats oder des Hintergrunds darstellt, den Reflektionsgrad R_t, der sich ergibt durch Auftragen der Farbschicht mit einer Dicke d auf der Oberfläche des Substrats gegeben durch:
Gemäß dem Stand der Technik beinhaltet das Bestimmen der beiden Farbstoff-Parameter Messen des Spektrums auf einem bloßen Substrat und auf einem schwarzen Substrat und Lösen der sich ergebenden Gleichungen. In der Literatur gibt es auch Verfeinerungen der Zwei-Parameter-Kubelka-Munk-Theorie, welche interne Reflektion, anisotrope Streuung und andere Effekte zweiter Ordnung inkorporieren. Keine dieser Verfeinerungen ergibt jedoch spektrale Parameter S(λ) und α(λ), die im Wesentlichen unabhängig sind von der Substratfarbe. Deshalb muss, wenn die Substratfarbe oder der Typ geändert wird, der Kennzeichnungsprozess wiederholt werden zum Drucken auf das neue Substrat. Außerdem war von der Theorie nur bekannt, dass sie anwendbar ist auf Schichten von 100% Abdeckung von Farbstoffen einer gewissen Dicke anstelle von z. B. Halbton erzeugten Rastern von Farbstoffen mit weniger als 100% Druckfarben-Abdeckung. Daher war die Kubelka-Munk-Theorie lediglich auf Druckfarbschichten verschiedener Dicken anwendbar, und sie war nicht erfolgreich für eine genaue Vorhersage der Farbe, die sich ergibt durch Auftragen auf einem Substrat von verschiedenen Mengen eines Farbstoffs, der eine gewisse mikroskopische Struktur aufweisen kann, wie es z. B. vorkommt in der Fotografie (Farbstoffe in Filmemulsionen) oder beim Rasterton-Drucken (Punkt-Raster) oder beim Tintenstrahldrucken (Tintenteilchen).
Ein wichtiger Vorteil des spektralen Kennzeichnens von Farbstoffen durch Parameter, die im Wesentlichen für alle Substrate desselben Typs invariant sind, aber z. B. nicht für dieselbe Farbe, ist, dass man ein Substrat behandeln kann mit einem oder mehreren Farbstoff-Überdrucken darauf als ein grob gefärbtes Substrat desselben Typs. Das vereinfacht die Bestimmung der spektralen Reflektions-Kennzeichen von Überdrucken von mehreren Farbstoffen. Z. B. wenn ein Verfahren gegeben ist zum Bestimmen des Reflektions-Spektrums eines einzelnen Drucks eines Farbstoffs bei einem gewissen Abdeckungs-Prozentsatz auf einem rohen Substrat, kann man das Reflektions-Spektrum bestimmen von mehreren Überdrucken von mehreren Farbstoffen durch sequentielle Anwendung des Modells für einen Farbstoff. Man bestimmt zuerst das Reflektions-Spektrum eines Überdrucks des ersten Farbstoffs auf dem rohen Substrat. Nun behandelt man den sich ergebenden Druck als ein neues Substrat desselben Typs, aber von einer unterschiedlichen Farbe (wobei die Farbe gegeben ist durch das zuerst erhaltene Reflektions-Spektrum) und bestimmt auf die gleiche Weise das Reflektions-Spektrum eines Überdrucks von einem zweiten Farbstoff auf den ersten. Man kann dann dieses Verfahren fortsetzen bis man das Reflektions-Spektrum aller Überdrucke der verschiedenen Farbstoffe bestimmt hat. Weil die herkömmlichen Ein-Parameter und Zwei-Parameter Kubelka-Munk-Farbstoff- Parameter, wie sie nach dem Stand der Technik bestimmt sind, in der Praxis nicht im Wesentlichen Substrat-Farb-unabhängig sind, würde ein solches sequentielles Verfahren zum Bestimmen von Überdrucken nicht zu genauen Ergebnissen führen, falls es verwendet wird mit diesen Farbstoff-Parametern, die bestimmt sind, gemäß dem Stand der Technik. Es ist daher wünschenswert, Wege zum Bestimmen von Farbstoff-Parametern zu finden, welche in der Praxis die Substrat-Farb-Unabhängig-keitseigenschaft aufweisen.
Fresnel's Formeln zur Brechung sind für einen Vergleich ebenfalls erwähnenswert. In diesen Formeln wird berücksichtigt, dass für den Fall, dass Licht auf ein Substrat scheint, auf welchem sich zwei Druckfarbschichten befinden, das Licht sowohl gebrochen als auch absorbiert wird in den Druckfarbschichten und dass das Licht reflektiert wird an den Grenzen der zwei Druckfarbschichten und von dem Substrat, auf welches die Druckfarbschichten gelegt sind. Eine vereinfachte Situation wird in 2 gezeigt, wo eine einzelne Druckfarbschicht 205 der Dicke d gezeigt ist als auf ein Substrat 207 gelegt wie Papier, von dem angenommen wird, dass es ein Lambert'scher Streuer ist. Der einfallende Strahl ist gezeigt als 209 als zuerst in Luft 203 verlaufend. Unter Verwendung eines solchen Modells kann man zeigen, dass die Absorption α(λ) bestimmt werden kann aus der folgenden Formel:
wobei:
_t(λ, 45) ist das gesamte Fresnel-Reflektions-Spektrum sowohl für die parallelen als auch die orthogonalen Polariastionen des einfallenden Lichtstrahls, gezeigt als 209, von welchem angenommen wird, dass es einen Einfallswinkel von 45 Grad gegenüber der Normalen 211 aufweist;
R_p(λ) ist das Reflektions-Spektrum des Substrats bei 90 Grad gemessen;
L ist die effektive Farbstoffschicht-Dicke für einen einfallenden Strahl bei 45 Grad (L = d/cosr; r = 45 Grad); und
Int inkorporiert die Wirkung der Licht-Streuung durch das Substrat, von der angenommen wird, dass sie Lambert'sch ist.
Die Summation gibt die Wirkung von mehrfachen inneren Reflektionen innerhalb der Druckfarbschicht an.
Mehr mathematisch ausgedrückt,
wobei n der Refraktionsindex der Farbstoffschicht ist und
Diese Formeln können verwendet werden, um die Reflektion von mehrfachen Druckfarbschichten aufeinander zu berechnen. Die Verwendung eines ähnlichen aber viel einfacheren Verfahrens zur Berechnung der spektralen Reflektion von einer Druckfarbe auf einem Substrat wird beschrieben im US-Patent 5,596,425, Erfinder Usui u. a. (auch als europäische Patentanmeldung, Veröffentlichung EP 0 669 754 ), betitelt "Method and apparatus for simulating color print". All diese Verfahren sind nur bestimmt für eine geschlossene Druckfarbschicht einer bestimmten Dicke.
Das oben erwähnte US-Patent 5, 596,425 verwendet auch eine Technik auf der Grundlage des erweiterten Phong-Modells, welches in die zweite Gruppe klassifiziert werden kann.
All diese Verfahren nach dem Stand der Technik leiden immer noch an verhältnismäßig geringer Genauigkeit und diejenigen, die Farbstoff-Parameter erzeugen, erzeugen Farbstoff-Parameter, die nicht im Wesentlichen unabhängig sind von den Substrat-Farbeigenschaften, womit die Gültigkeit und Anwendbarkeit dieser Parameter etwas vermindert wird.
Noch eine andere Technik, die in die zweite Gruppe klassifiziert werden kann, ist diejenige, welche verwendet wird in "Predicting the Spectral Behavior of Color Printers for Transparent Inks on Transparent Support" von P. Emmel, I. Amidror, V. Ostromoukhov und R. J. Hersch, Proceedings of the Fourth IS&T/SID Color Imaging Conference on Color Science, Systems and Applications, pp. 86–91, November 1996. Emmel u. a. schlagen ein Spektral-Verfahren vor zum Vorhersagen der Farbe des Überdruckens transparenter Druckfarben auf einem transparenten Substrat. Ihr Verfahren basiert auf der Bestimmung durch Messen der Transmissions-Spektren von Grundfarben und des transparenten Substrats, Bestimmen des spezifischen Halbton-Musters, das von einem bestimmten Drucker erzeugt wird, Untersuchen des mikroskopischen Aufbaus des Layouts der Punkte, Bilden eines mikroskopischen Modells der Dicken-Änderungen über einem einzelnen Punkt, woraus sich eine Dichte-Funktion von einem einzelnen Punkt einer beliebigen Druckfarbe ergibt und Anwenden von Beeris Absorptions-Gesetz (siehe z. B. G. Wyszecki und W. S. Stiles, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Second Edition, New York: John Wiley & Sons, pp. 30–34, 1982). Ihr Modell ist nicht angewandt worden auf das Drucken auf nicht transparente Substrate oder auf Substrate verschiedener Farben oder mit Druckfarben, welche Streumerkmale aufweisen. Drucke von Flächenstücken der Farbstoffe bei verschiedenen Punkt-Prozentsätzen und spektrale Messungen solcher Drucke wurden nicht verwendet. Man kann das Ergebnis interpretieren als Parameter, welche unabhängig sind vom Punkt-Prozentsatz aber abhängig von der Gestalt-Verteilung einzelner Punkte. Es wird nicht beschrieben, wie reflektierende Oberflächen oder Druckfarben, welche Streumerkmale aufweisen, oder beim Drucken unter Verwendung einer nichtdigitalen Halbton-erzeugenden Drucktechnik behandelt werden sollen.
Im Stand der Technik gibt es also immer noch einen Bedarf nach einem Verfahren zum Kennzeichnen der spektralen Eigenschaften von Farbstoffen, welche überdruckt werden bei einem Abdeckungs-Prozentsatz auf einem reflektiven oder transmissiven Substrat durch eine kleine Anzahl von Farbstoff-Parametern, welche eine Funktion des Abdeckungs-Prozentsatzes darstellen, und die im Wesentlichen gegenüber der Substrat-Farbe für alle Substrate eines bestimmten Substrattyps und für eine bestimmte Drucktechnik invariant sind. Im Stand der Technik gibt es auch noch einen Bedarf für ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche eine solche Charakterisierung verwendet zum Vorhersagen der Farbe des Druckens eines Satzes von Farbstoffen bei beliebigen Abdeckungs-Prozentsätzen auf einem reflektiven oder transmissiven Substrat.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen zum Kennzeichnen der spektralen Eigenschaften von Farbstoffen, wenn sie auf ein Substrat eines bestimmten Typs gedruckt werden. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen zum Kennzeichnen solcher spektraler Eigenschaften von Farbstoffen durch eine kleine Anzahl von Parametern, die für alle Substrate des bestimmten Substrattyps invariant sind, und die eine Funktion des Abdeckungs-Prozentsatzes darstellen. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die eine solche Kennzeichnung zum Vorhersagen der Farbe des Druckens eines Satzes von Farbstoffen auf ein Substrat verwenden. Andere Aufgaben werden aus der untenstehenden Beschreibung klar.
Übersicht über die Erfindung
Diese und andere Aufgaben der Erfindung, die in ihren breitesten Gesichtspunkten in den Ansprüchen 1 und 33 bestimmt sind, werden bereitgestellt in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bestimmen eines Satzes von Farbstoff-Parametern, welche einen Farbstoff spektral kennzeichnen, um das Farbspektrum eines Überdruckens des Farbstoffes vorherzusagen, der aufgebracht wird unter Verwendung einer Drucktechnik bei einem Abdeckungs-Prozentsatz auf einem Substrat eines Substrattyps, wobei der Satz von Farbstoff-Parametern im Wesentlichen unabhängig ist von der Substratfarbe. Für das Beispiel des Offsetdrucks unter Verwendung von Halbton-Erzeugung sind diese Farbstoff-Parameter eine Funktion des Punkt-Prozentsatzes. Wenigstens zwei Parameter werden bestimmt zur Kennzeichnung eines nicht streuenden Farbstoffes und wenigstens drei werden bestimmt für einen Farbstoff, der Streueigenschaften aufweist. Ein Gesichtspunkt der Erfindung schließt das Verfahren ein, eine Anzahl von Drucksätzen des Farbstoffs in einem Bereich von Abdeckungs-Prozentsätzen auf verschiedenen Hintergrundfarben zu erstellen., z. B. verschiedene Punkt-Prozentsätze im Fall des Offsetdrucks. Die Spektren dieser Drucke, z. B. die Reflektions-Spektren im Fall des Offsetdrucks, werden gemessen und es werden Gleichungen im Satz der Parameter gebildet und numerisch für die Parameter gelöst. In einer Ausführungsform werden die Sätze von Drucken auf zwei Hintergründen für nicht streuende Farbstoffe erstellt und auf drei Hintergründen für streuende Farbstoffe. Diese Hintergründe sind in einer Ausführungsform ein leicht gefärbter Hintergrund, ein mittel gefärbter Hintergrund und, für den Fall von drei Sätzen von Drucken, ein dunkel gefärbter Hintergrund. In einer Implementierung für den Offsetdruck werden die drei Hintergründe gebildet durch Vor-Drucken der Hintergründe z. B. im Fall des mittel dunklen Hintergrundes unter Verwendung von 50% Halbton-Punkten mit schwarzer Druckfarbe und im Fall des dunklen Hintergrunds, der verwendet wird im Fall eines Farbstoffes, der eine Streu-Komponente aufweist, unter Verwendung von 100% schwarzer Druckfarbe. Für Abdeckungs-Prozentsätze, für welche keine Drucke erstellt wurden, wird eine Interpolation zu Bestimmung der Parameter solcher Farbstoff-Abdeckungen verwendet.
Die Gleichungen im Satz der Parameter sind in der bevorzugten Ausführungsform wie folgt. Bezeichnet man einen Abdeckungs-Prozentsatzes eines Bereichs von Abdeckungs-Prozentsätzen, die gedruckt werden mit p, eine Wellenlänge mit λ, den Satz von Farbstoff-Parametern bei einem Abdeckungs-Prozentsatz p durch α_p(λ) und μ_p(λ) für nicht streuende Farbstoffe und α_p(λ), μ_p(λ), S_p(λ) für Farbstoffe, welche Streueigenschaften aufweisen, die Spektren des hell gefärbten Substrats, des mittel gefärbten Substrats und, falls verwendet, des dunkel gefärbten Substrats mit R_w(λ), R_g(λ) bzw. R_k(λ) und die gemessenen Spektren des p%-Drucks des Satzes von Drucken auf dem hell gefärbten Substrat, dem mittel gefärbten Substrat und, falls verwendet, dem dunkel gefärbten Substrats mit R_piw(λ), R_pig(λ) bzw. R_pik(λ), dann sind die Gleichungen für den nicht streuenden Fall,
und sind für den Fall eines Farbstoffes mit einer streuenden Komponente,
Einige Farbstoffe, die abgeleitete Farbstoffe genannt werden, können bestimmt werden mit einem Rezept der Konzentrationen von Basis-Druckfarben. In einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird der Satz von Farbstoff-Parametern eines abgeleiteten Farbstoffs bestimmt durch Ausführen von Messungen auf einen Satz von Verdünnungen für jeden der Basis-Farbstoffe auf verschiedenen Hintergrundfarben auf einem oder mehreren Substraten desselben Substrattyps als ein Satz von Verdünnungen in diesem Sinn möglicherweise den unverdünnten Basisfarbstoff enthaltend. Die Drucke, die erstellt werden von jeder der Verdünnungen bei verschiedenen Farbstoff-Abdeckungen sind dieselben, wie sie gemacht werden würden, um die Farbstoff-Parameter zu bestimmen für jede der Verdünnungen von den Basisfarbstoffen. Es werden Messungen der resultierenden Spektren gemacht. Für diese werden Kubelka-Munk-Koeffizienten bestimmt für Verdünnungen bei den Abdeckungs-Prozentsätzen und unter Verwendung von Interpolation werden Kubelka-Munk-Koeffizienten bestimmt für die Konzentrationen, die bestimmt sind im Rezept des abgeleiteten Farbstoffs. Dann werden unter Verwendung der Kubelka-Munk-Theorie für Mischungen von Farbstoffen, aber angewandt auf all die gedruckten Abdeckungs-Prozentsätze, die Spektren berechnet, die sich ergeben würden durch Drucken des abgeleiteten Farbstoffs auf die verschiedenen Hintergründe bei den verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen, ohne dass tatsächlich der abgeleitete Farbstoff gedruckt werden muss. Von diesen berechneten Spektren werden unter Verwendung analoger Schritte zum Fall des direkten Bestimmens der spektralen Parameter die spektralen Parameter des abgeleiteten Farbstoffs bestimmt.
In einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren offenbart zur Verwendung der Parameter zur Bestimmung eines einzelnen Überdrucks von einem Farbstoff auf einem Substrat. Unter Verwendung des Ergebnisses, dass die Farbstoff-Parameter unabhängig von der Substratfarbe sind, wird in einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ein Verfahren offenbart zum Bestimmen des Spektrums von mehreren Überdrucken von mehreren Farbstoffen unter sequentieller Anwendung des Verfahrens für einen Farbstoff. Man bestimmt zuerst das Reflektions-Spektrum von einem Überdruck des ersten Farbstoffs auf dem rohen Substrat. Dann behandelt man den sich ergebenden Druck als ein neues Substrat desselben Typs, aber von einer anderen Farbe (die Farbe ist gegeben durch das zuerst erhaltene Reflektions-Spektrum), und bestimmt auf die gleiche Weise das Reflektions-Spektrum des Überdruckens eines zweiten Farbstoffes auf den ersten. Man fährt fort mit diesem Prozess, bis man das Reflektions-Spektrum von allen Überdrucken der verschiedenen Farbstoffe bestimmt hat.
Noch ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Gebrauch der Farbstoff-Parameter, um das Spektrum von Überdrucken auf einem Substrat zu bestimmen von einem Satz von Farbstoffen bei einem Satz von Abdeckungs-Prozentsätzen. Die Vorrichtung umfasst einen ersten Speicher zum Speichern des Spektrums des Substrats, eine Logikeinheit, welche kennzeichnende Abdeckungs-Prozentsätze eingibt, und einen Satz von Ausgaben, welche die Werte darstellen, der Farbstoff-Parameter zu den Abdeckungs-Prozentsätzen. Die Ausgaben der logischen Einheit werden gekoppelt mit einer Kombinier-Einheit, welche ebenso eine Eingabe aufweist, die gekoppelt ist mit dem ersten Speicher. Die Kombinier-Einheit bestimmt das Farbspektrum der Überdrucke auf dem Substrat des Satzes von Farbstoffen bei dem Satz von Abdeckungs-Prozentsätzen. Eine Ausführungsform der beschriebenen Vorrichtung umfasst die Logikeinheit, die implementiert ist als eine oder mehrere Nachschlag-Tabellen. Eine andere beschriebene Ausführungsform umfasst die Logikeinheit, die implementiert ist als einer oder mehrere Interpolatoren zum Bestimmen der Farbstoff-Parameter durch Interpolation zu den erforderlichen Abdeckungs-Prozentsätzen für jeden Farbstoff aus Werten der Parameter zu einem Satz fester Werte von Abdeckungs-Prozentsätzen. Die Kombinier-Einheit wird implementiert als eine oder mehrere arithmetische Einheiten, wobei jede arithmetische Einheit ein zugeordnetes Hintergrund-Spektrum aufweist als eine Eingabe und ein Satz von Farbstoff-Parametern zum Abdeckungs-Prozentsatz als eine andere Eingabe und zum Bestimmen des Spektrums des Überdrucks dieses Farbstoffs auf einem Substrat, welches das zugeordnete Hintergrund-Spektrum aufweist. Eine parallele Implementierung wird beschrieben, in welcher die Anzahl von Sätzen von Interpolatoren in der logischen Einheit die Anzahl von Farbstoffen ist und die Anzahl von arithmetischen Einheiten in der Kombinier-Einheit auch die Anzahl von Farbstoffen ist. Eine serielle Implementierung wird auch offenbart, in welcher die Logikeinheit einen einzelnen Satz von Interpolatoren aufweist für einen einzigen Farbstoff und die Kombinier-Einheit eine einzige arithmetische Einheit aufweist zum Bestimmen eines einzigen Überdrucks. Die Wirkungsweise einer solchen seriellen Implementierung ist die, dass die Logikeinheit und die arithmetische Einheit jeweils einen Überdruck bestimmen in Folge, beginnend mit einem Überdruck auf dem rohen Substrat und fortfahrend mit dem zweiten Überdruck, der sich auf dem rohen Überdruck befindet mit dem ersten Farbstoff etc., bis alle Überdrucke bestimmt sind. Nach einer Anzahl von Zyklen, die gleich ist der Anzahl der Farbstoff-Überdrucke, ist die Ausgabe der arithmetischen Einheit das Spektrum all der Überdrucke.
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Simulation des Aussehens von Überdrucken von einem Satz von Farbstoffen auf einem Bildschirm unter Verwendung von Farbstoff-Parametern, die bestimmt sind, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung für eine solche Bestimmung. Eine Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet die Schritte des Bestimmens des Spektrums der Überdrucke gemäß einer oder mehrerer der obigen Ausführungsformen zum Bestimmen des Spektrums von Überdrucken und aus dem Spektrum des Bestimmens der CIE-XYZ-Werte des Überdruckens unter Verwendung der CIE-Beleuchtungs-Beobachter-Gewichtungen und des Umwandelns dieser XYZ-Werte in RGB- Werte, um einen CRT-Monitor zu steuern unter Verwendung einer Matrix-Multiplikation und, in einigen Ausführungsformen, auch von eindimensionalen Nachschlag-Tabellen. Ein anderer Gesichtspunkt des Verfahrens beinhaltet die Verwendung eines Matrix-Multiplizierers, eindimensionaler Nachschlag-Tabellen, einer mehrdimensionalen Nachschlag-Tabelle und einer Interpolation zum Umwandeln der XYZ-Werte in Geräte abhängige Farbwerte, die gebraucht werden, um einen Prüfdrucker anzusteuern. Eine Ausführungsform der Vorrichtung beinhaltet eine Vorrichtung zum Bestimmen des Spektrums von Überdrucken gemäß einer oder mehrerer der obigen Ausführungsformen und Multiplizier-Addierer zum Bestimmen der CIE-XYZ-Werte des Überdrucks unter Verwendung von CIE-Beleuchtungs-Beobachter-Gewichtungen und einem Matrix-Multiplizierer und in einigen Ausführungsformen auch eindimensionaler Nachschlag-Tabellen, um RGB-Werte zu erzeugen, um einen CRT-Monitor anzusteuern. Ein anderer Gesichtspunkt der Vorrichtung beinhaltet einen Matrix-Multiplizierer, eindimensionale Nachschlag-Tabellen, eine mehrdimensionale Nachschlag-Tabelle und einen mehrdimensionalen Interpolator zum Umwandeln der XYZ-Werte in Geräte abhängige Werte, die gebraucht werden, um einen Prüfdrucker anzusteuern.
Diese und andere Aufgaben, Eigenschaften, Gesichtspunkte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines typischen Computersystems, in welchem die vorliegende Erfindung verkörpert werden kann;
2 zeigt die Reflektion durch eine Druckfarbschicht auf einem Substrat, die sich wie ein Lambert'scher Streuer verhält;
3 zeigt die Drucke, die erstellt wurden, um die Farbstoff-Spektral-Parameter α(p, λ) und μ(p, λ) zu bestimmen gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt Ausdrucke, die erstellt wurden, um die Farbstoff-Parameter α(p, λ), μ(p, λ) und S(p, λ) gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung; und
5 zeigt ein Flussdiagramm der allgemeinen Schritte zum Bestimmen der Spektralfarbe, die sich ergibt durch Überlagern einer Farbstoffschicht auf einem farbigen Träger gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung.
6 zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen der Spektral-Farb-Parameter von Farbstoffen und zum Bestimmen des Farbspektrums von Überdrucken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Eingeschlossen in dieses Diagramm ist eine Vorrichtung zur Verwendung des Farbspektrums von Überdrucken, um das Farbaussehen auf einem CRT-Bildschirm zu simulieren.
7 zeigt eine besondere Ausführungsform der Vorrichtung von 6 zum Bestimmen der spektralen Farb-Parameter von Farbstoffen und zum Bestimmen des Farbspektrums von Überdrucken. Eingeschlossen in dieses Diagramm ist die Vorrichtung aus 6 zur Verwendung des Farbspektrums von Überdrucken, um die Farberscheinung auf einem CRT-Bildschirm zu simulieren.
8 zeigt eine alternative Implementierung der Vorrichtung von 6 zum Bestimmen der spektralen Farb-Parameter von Farbstoffen und zum Bestimmen des Farbspektrums von Überdrucken gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches implementiert ist auf einem Computer. Die Schritte des Verfahrens werden von dem Computer durchgeführt unter Abarbeitung eines Softwareprogramms.
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Computersystems 10, in welchem die vorliegende Erfindung verkörpert sein kann. Die Computersystem-Konfiguration, welche veranschaulicht wird auf diesem hohen Niveau, ist als solche herkömmlich und daher ist 1 markiert mit "STAND DER TECHNIK". Ein Computersystem wie das System 10, geeignet programmiert, um die vorliegende Erfindung zu verkörpern, ist nicht Stand der Technik. Die besonderen Ausführungsformen der Erfindung sind verkörpert in einem Computersystem zur allgemeinen Verwendung, wie in 1 gezeigt und die übrige Beschreibung wird im Allgemeinen diese Umgebung voraussetzen. Die Erfindung kann jedoch in dedizierten Vorrichtungen verkörpert sein, wie z. B. Drucker-Servern und Drucker-Controllern.
Gemäß bekannter Praxis schließt das Computersystem einen Prozessor 12 ein, der mit einer Anzahl peripherer Vorrichtungen kommuniziert über ein Bus-Subsystem 15. Diese peripheren Vorrichtungen schließen typischerweise ein Speicher-Subsystem 17, eine Benutzereingabe-Einrichtung 20, Anzeige-Subsystem 22, Ausgabe-Vorrichtungen, wie einen Drucker 23 und ein Datei-Speichersystem 25, ein.
In diesem Zusammenhang wird der Ausdruck "Bus-Subsystem" generisch benutzt, um einen Mechanismus einzuschließen, um die verschiedenen Komponenten des Systems miteinander kommunizieren zu lassen, wie vorgesehen. Mit der Ausnahme der Eingabe-Vorrichtung und der Anzeige müssen sich die anderen Komponenten nicht an derselben physikalischen Stelle befinden. Daher könnten z. B. Abschnitte des Datei-Speichersystems über verschiedene local-area oder wide-area Netzwerk-Medien verbunden sein, einschließlich Telefonleitungen. Ähnlich müssen die Eingabe-Vorrichtungen und eine Anzeige sich nicht an derselben Stelle befinden, wie der Prozessor, obwohl es vorgesehen ist, dass die vorliegende Erfindung meist implementiert wird im Zusammenhang mit Personalcomputern (PCs) und Workstations.
Ein Bus-Subsystem 15 ist schematisch als einzelner Bus gezeigt, aber ein typisches System hat eine Anzahl von Bussen, wie einen lokalen Bus und einen oder mehrere Erweiterungs-Busse (z. B. ADB, SCSI, ISA, EISA, MCA, NuBus oder PCI), als auch serielle und parallele Ports. Netzwerk-Verbindungen werden üblicherweise eingerichtet durch eine Vorrichtung, wie einen Netzwerk-Adapter auf einem dieser Erweiterungs-Busse oder ein Modem an einem seriellen Port. Das Computersystem kann ein Desktop-System oder ein tragbares System oder ein Embedded Controller sein.
Ein Speicher-Subsystem 17 beinhaltet eine Anzahl von Speichern einschließlich eines Random-Access-Speichers ("RAM") 30 und ein Read-Only-Speicher ("ROM") 32, in welchen feste Instruktionen gespeichert sind. Im Falle von Macintosh-kompatiblen Personalcomputern würde diese Abschnitte des Betriebssystems beinhalten; im Fall von IBM-kompatiblen Personalcomputern würde dies das BIOS (basic input/output system) einschließen.
Eine Benutzer-Eingabeeinrichtung 20 beinhaltet typischerweise eine Tastatur 40 und kann des Weiteren eine Zeigeeinrichtung 42 und einen Scanner 43 einschließen. Die Zeigeeinrichtung kann eine indirekte Zeigeeinrichtung sein, wie eine Maus, ein Trackball, ein Touchpad oder ein grafisches Tablett oder eine direkte Zeigeeinrichtung wie ein Touchscreen, der in die Anzeige inkorporiert ist.
Das Anzeige-Subsystem 22 beinhaltet typischerweise einen Anzeige-Controller 44 und eine Anzeigevorrichtung 45, die mit dem Controller gekoppelt ist. Die Anzeigevorrichtung kann eine Kathodenstrahl-Röhre ("CRT"), eine Flachbildschim-Vorrichtung, wie z. B. eine Flüssigkristall-Anzeige ("LCD"), oder eine Projektionsvorrichtung sein. Ein Anzeige-Controller 44 stellt der Anzeigevorrichtung 45 Steuersignale bereit, und beinhaltet normalerweise einen Anzeigespeicher (in der Figur nicht gezeigt) zum Speichern der Pixel, die auf der Anzeigevorrichtung erscheinen.
Das Datei-Speichersystem stellt einen dauerhaften (nicht flüchtigen) Speicher für Programm- und Daten-Dateien bereit und schließt typischerweise zumindest ein Festplatten-Laufwerk 46 ein. Es kann auch andere Vorrichtungen geben, wie z. B. ein Disketten-Laufwerk 47, ein CD-ROM-Laufwerk 48 und optische Laufwerke. Zusätzlich kann das System Laufwerke des Typs mit entnehmbaren Aufzeichnungsmedien beinhalten. Wie oben erwähnt, können ein oder mehrere Laufwerke sich an einer entfernten Stelle befinden, wie z. B. in einem Server oder einem Local-Area-Netzwerk oder auf einer Site des World Wide Web des Internets.
Der Einzel-Farbstoff-Fall:
Der erste Fall, der betrachtet wird, ist gekennzeichnet durch eine geringe Anzahl von Spektral-Parametern der spektralen Eigenschaften eines Farbstoffs zum Drucken des Farbstoffs mit einer besonderen Drucktechnik auf einem Substrat. Einige Farbstoffe, die so gedruckt werden, können als nicht streuend betrachtet werden. Solche Farbstoffe können gekennzeichnet werden gemäß einem Gesichtspunkt dieser Erfindung durch zwei Spektral-Parameter. Farbstoffe, die Streueigenschaften aufweisen, können gekennzeichnet werden gemäß einem anderen Gesichtspunkt dieser Erfindung durch drei Spektral-Parameter. Mehr als zwei Spektral-Parameter können notwendig sein für einige nicht streuende Farbstoffe und mehr als drei Spektral-Parameter können notwendig sein für einige streuende Farbstoffe. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt, Farbstoffe durch irgendeine bestimmte maximale Anzahl von Parametern zu kennzeichnen.
Während die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform für ein reflektives Bild gedacht ist, wie es auftreten würde beim Drucken mit einem Farbstoff, wie z. B. einer Farbstoff- oder Pigment-basierten Druckfarbe, auf einem Substrattyp wie z. B. Papier eines bestimmten Typs, Kunststoff eines bestimmten Typs, Stoff eines bestimmten Typs, keramisches Material eines bestimmten Typs, unter Verwendung von Drucktechniken, wie z. B. Offset, Gravur, Flexo-Druck, Tintenstrahl- oder Farb-Sublimation, ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf reflektive Oberflächen. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Technik ist auch anwendbar zum Bestimmen der Lichtdurchlässigkeit von Farbstoffen, wenn solche Farbstoffe aufgetragen oder eingebettet werden in ein lichtdurchlässiges oder halbtransparentes Substrat, wie z. B. ein transparenter oder halbtransparenter Film, wie es z. B. vorkommen würde beim Erstellen fotografischer Transparente und beim Drucken auf einen transparenten oder halbtransparenten Träger eines bestimmten Typs. In einem solchen Fall, anstatt dass die Reflektions-Spektren bestimmt und verwendet werden, werden Transmissionsspektren verwendet. Wie das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erweitern ist, um mit Licht durchlässigen Bildern umzugehen, wäre einem durchschnittlichen Fachmann klar.
Zuerst betrachtet man den Fall, dass man einen nicht streuenden Farbstoff hat. Das beschriebene Verfahren für diesen Fall ist zur Kennzeichnung des Farbstoffes durch Bestimmen von zwei Farbstoff-Parametern für eine bestimmte Drucktechnik auf einem bestimmten Substrattyp. Es soll bemerkt werden, dass während die resultierenden Parameter invariant sind gegenüber der Substratfarbe, von ihnen normalerweise erwartet wird, dass sie gültig sind für die bestimmte Drucktechnik zum Drucken auf einem bestimmten Substrattyp. Z. B. während die Farbstoff-Parameter, die bestimmt sind für den Offsetdruck auf Papier von einer bestimmten Zusammensetzung, Gewicht, Textur und Finish, wären anwendbar auf alle solche Papiere, unabhängig von der Papierfarbe aber nicht notwendigerweise auf andere Papiertypen oder für eine andere Drucktechnik.
In der ersten Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung bestimmt man Parameter der Farbstoffe durch Drucken von zwei Sätzen von Flächenstücken bei verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen, einen auf einem Substrat einer ersten Substratfarbe, die bestimmt ist durch das Reflektions-Spektrum des Substrats (für Reflektionsdruck) oder ein Transmissions-Spektrum (zum Drucken von Transparenten) und den zweiten Satz von Flächenstücken auf ein Substrat desselben Typs aber von einer zweiten Substratfarbe, die sich von der ersten Substratfarbe unterscheidet. In einer Ausführungsform ist das Substrat der ersten Substratfarbe ein leicht gefärbtes (z. B. weiß) Substrat und das Substrat der zweiten Farbe ist ein mittel gefärbtes Substrat, wobei die leicht gefärbten und mittel gefärbten Substrate vom selben Substrattyp sind. In der bevorzugten Ausführungsform ist das mittel gefärbte Substrat ein gräuliches Substrat. Jeder Satz der Flächenstücke geht von 0% bis 10% Farbstoff-(z. B. Druckfarbe)-Abdeckung (z. B. Punkt-Prozentsätze für Druckfarbe) in Schritten von 10% Inkrementen. Andere Ausführungsformen können weniger oder mehr Flächenstücke beinhalten mit gleichen oder ungleichen Inkrementen von Druckfarben-Abdeckung. Ebenso verwendet in der bevorzugten Ausführungsform der Druck der Flächenstücke ein Rasterton-Drucken, wie es vorkommen würde beim Offsetdrucken, so dass ein Flächenstück von p% Druckfarben-Abdeckung ein Halbton-Raster eines Punkt-Prozentsatzes von p% bedeutet. Das Verfahren ist nicht beschränkt auf Rasterton-Drucken. Man kann das Verfahren anwenden auf moduliertes Drucken, wie z. B. Farb-Laser-Drucken und Farb-Sublimations-Drucken. In solchen Fällen z. B. würde man anstelle eines p% Punkt-Prozentsatz-Rasters eine Fläche von p%-modulierter Farbstoff-Intensität drucken. Das Verfahren ist auch anwendbar auf fotografisches Drucken und das Erstellen von Transparenten, in welchem Fall eine Druckfarben-Abdeckung die Menge des fotografischen Farbstoffs darstellen würde. Wie das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erweitern ist für nicht gerastertes Drucken, wäre einem durchschnittlichen Fachmann klar.
Während das Verfahren abgestellt ist auf das Drucken auf zwei Substrate von verschiedener Farbe desselben Substrattyps, insbesondere auf ein leicht gefärbtes und ein mittel gefärbtes Substrat eines bestimmten Substrattyps wird in der bevorzugten Ausführungsform das mittel gefärbte Substrat erhalten durch Drucken auf ein leicht gefärbtes Substrat mit einem farbigen Farbstoff. Insbesondere ist das mittel gefärbte Substrat ein gräuliches Substrat und es wird erhalten durch Drucken auf ein leicht gefärbtes Substrat mit einem Streifen von 50 % Schwarz mit dem schwarzen Farbstoff (z. B. schwarze Druckfarbe), um einen mittel gefärbten Streifen zu ergeben. Alternativ kann ein grauer Farbstoff aufgebracht werden über das leicht gefärbte Substrat, um ein mittel gefärbtes Substrat bereitzustellen. Der Einfachheit der Bezeichnungen halber wird das leicht gefärbte Substrat hierin "jungfräulich", "blank" oder "weiß" genannt und das mittel gefärbte Substrat wird "grau" genannt. Im Fall der bevorzugten Ausführungsform des Rasterton-Druckens ist mit 50% ein Raster von 50% Druckfarben-Abdeckung von Schwarz gemeint, wie es im Allgemeinen vom Fachmann verstanden wird. Wiederum würde man, wenn man das Verfahren auf ein moduliertes Drucken anwendet, wie z. B. Farb-Laser-Drucken oder Fotografie oder Farb-Sublimations-Drucken, anstelle von einem 50% Punkt-Prozentsatz-Raster, eine Fläche von 50%-modu-lierter Farbstoffdichte drucken. Man druckt zwei Raster (Sätze) von Flächenstücken, eines auf ein weißes (jungfräuliches, blankes) Substrat und eines auf den grauen Streifen. Jeder Satz von Flächenstücken geht von 0% zu 100% Druckfarben-Abdeckung (z. B. Punkt-Prozentsatz) in Schritten von 10% Inkrementen. Dies ist gezeigt in 3. Dort gibt es nun zweiundzwanzig Flächenstücke, elf Flächenstücke, die bezeichnet sind mit 303-0 bis 303-100, womit jeweils 0% bis 100% Abdeckung angezeigt werden, auf einem weißen Substrat 305 und elf Flächenstücke, die bezeichnet sind mit 309-0 bis 309-100, die jeweils 0% bis 100% Abdeckung angeben auf der grauen Fläche 307.
Die Spektral-Kennzeichen jeder der zweiundzwanzig Farben von den zweiundzwanzig Flächenstücken werden nun gemessen unter Verwendung eines beliebigen Instruments, welches das Reflektions-Spektrum messen kann. In der bevorzugten Ausführungsform wird ein Spektrofotometer verwendet, obwohl andere Instrumente, wie z. B. ein Spektroradiometer, verwendet werden können. Ebenso, wie es dem Fachmann klar sein würde, werden im Fall der Transmissions-Bebilderung Transmissions-Spektren gemessen und jedes Instrument, das geeignet ist, Transmissions-Spektren zu messen, kann verwendet werden. Jeder Flächenstück-Druck eines bestimmten Abdeckungs-Prozentsatzes wird so betrachtet, dass er eine Farbstoffschicht ist. D. h. man vernachlässigt das mikroskopische Aussehen (das Rasterton-Muster, etc.) jedes Flächenstücks. Dies wird z. B. nicht getan mit der Kubelka-Munk-Theorie nach dem Stand der Technik, die lediglich die tatsächlichen Farbschichten anwendet. Damit hat man elf Farbstoffschichten, bezeichnet als p% mit p = 0, 10, 20, ..., 100, und für jeden Abdeckungs-Prozentsatz gibt es zwei Messungen und zusätzlich zwei Messungen, die allen Schichten gemeinsam sind. Diese Messungen werden wie folgt bezeichnet:
R_pig(λ): das Reflektions-Spektrum als eine Funktion der Wellenlänge λ für die p%-Schicht auf Grau mit p = 0, 10, 20, ..., 100;
R_piw(λ): das Reflektions-Spektrum als eine Funktion der Wellenlänge λ für die p%-Schicht auf Weiß mit p = 0, 10, 20, ..., 100;
R_g(λ): das Reflektions-Spektrum als eine Funktion der Wellenlänge λ auf Grau; und
R_w(λ): das Reflektions-Spektrum als eine Funktion der Wellenlänge λ auf Weiß.
Für jede dieser Farbstoffschichten berechnet man nun zwei Spektral-Parameter α und μ für den Farbstoff wie folgt:
Man beachte, dass der Abdeckungs-Prozentsatz p in diesen Gleichungen als Index erscheint, um anzuzeigen, dass die obigen Quantitäten und Gleichungen gedacht sind für ein Flächenstück mit einem Abdeckungs-Prozentsatz p. Wenn p als Argument der Funktion erscheint, bedeutet dies irgendeinen Wert von p einschließlich Farbstoff-Abdeckungs-Prozentsätzen, welche nicht gedruckt wurden und für welche keine Messungen gemacht wurden. In einer Ausführungsform bestimmt man für solche Farbstoff-Abdeckungs-Prozentsätze, die nicht gemessen wurden, die Reflektions-Spektren für die Drucke auf Weiß und auf Grau durch Interpolieren zwischen den Reflektions-Spektren der Farbstoff-Abdeckungs-Prozentsätze, die gemessen wurden. Aus diesen berechneten Reflektions-Spektren kann man die Farbstoff-Parameter berechnen unter Verwendung
welche dieselben sind wie die Gleichungen (1a) und (1b) mit der Ausnahme, dass in diesen der Abdeckungs-Prozentsatz als ein Argument von einer Funktion erscheint anstelle eines Indexes, womit angezeigt wird, dass diese Gleichungen nicht nur für Werte für p bestimmt sind, die gedruckt wurden.
In einer anderen Ausführungsform bestimmt man die spektralen Parameter des Farbstoffes für irgendeinen nicht gemessenen erforderlichen Abdeckungs-Prozentsatz durch Interpolieren zwischen den spektralen Parametern des Farbstoffes für die Abdeckungs-Prozentsätze, die gemessen wurden.
Auf diese Weise erhält man schließlich zwei Spektral-Funktionen α(p, λ) und μ(p, λ), welche einen Satz von Parametern bilden für den bestimmten Farbstoff, wobei p der Abdeckungs-Prozentsatz des Farbstoffs ist (Punkt-Prozentsatz im Fall des Rasterdrucks). Der Satz von Parametern berücksichtigt einen Teil der Interaktion des Farbstoffs mit dem Substrat mit dem entdeckten Ergebnis, dass die zwei Parameter im Wesentlichen invariant sind bezüglich der Substratfarbe (d. h. der Substrat-Spektral-Charakteristika). D. h., beim Wiederholen des obigen Experiments durch Drucken auf mehrere verschiedene Substrate desselben allgemeinen Substrattyps, aber von verschiedenen Spektral-Charakteristiken (z. B. unterschiedliche Farbe) innerhalb eines Bereichs von Interesse, wurde beobachtet, dass für die meisten Farbstoffe von Interesse die zwei Spektral-Parameter für jeden Farbstoff im Wesentlichen dieselben blieben für all die unterschiedlichen Substratfarben.
Damit wurde ein Verfahren zum Kennzeichnen eines Farbstoffs durch zwei Parameter offenbart, wenn der Farbstoff aufgebracht ist auf einem Substrat eines bestimmten Substrattyps, wobei die Kennzeichnung und die Parameter lediglich vom Substrattyp abhängen und im Wesentlichen unabhängig sind von der Substratfarbe.
Man kann dann das Reflektions-Spektrum R_p(λ) von p% des Überdruckens von einem bestimmten Farbstoff auf einen Substrattyp berechnen mit R_bg(λ), das die Reflektion des Substrats wie folgt darstellt: Rp(λ) = (1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ). Gleichung (2)
Man kann dann Gleichung (2) anwenden, um ein Überdrucken zu bestimmen, das gebildet wird durch Aufbringen verschiedener Farbstoffe in einer bestimmten Reihenfolge auf dem Substrat. Man beginnt mit R_bg(λ), welches die Reflektion auf dem rohen Substrat darstellt und verwendet Gleichung (2), um zu bestimmen als R_p(λ), R_p1(λ) einer Anwendung von p1% des ersten Farbstoffs. Dann wiederholt man die Berechnung durch Ersetzen für R_bg(λ) in Gleichung (2) des R_p1(λ), welches erhalten wurde durch Aufbringen des ersten Farbstoffes auf dem Substrat und durch Berechnen eines neuen R_p(λ), wobei R_p2(λ) das Ergebnis des Aufbringens von p2% eines zweiten Farbstoffs darstellt. Dies kann wiederholt werden für eine Anzahl von Farbstoffen, die in unterschiedlichen Mengen auf einem Substrat in unterschiedlicher Reihenfolge aufgebracht sind.
Die obige Beschreibung ist für nicht streuende Farbstoffe, die durch zwei Parameter (α, μ) gekennzeichnet werden können. Für einige Farbstoffe, insbesondere solche, die Streueigenschaften zeigen, muss auch ein dritter Parameter S für Streuung verwendet werden. Für das Drucken auf einem reflektiven Substrat werden sich Farbstoffe ergeben, die Streumerkmale zeigen, wenn sie auf Schwarz gedruckt werden, in einem Reflektions-Spektrum, welches in einigen Regionen eine höhere Reflektion zeigt als das Reflektions-Spektrum von Schwarz selbst. Farbstoffe, die keine Streumerkmale aufweisen, weisen einen Wert 0 für den dritten Parameter S auf.
Für Farbstoffe, die Streumerkmale aufweisen, druckt man in einer alternativen Ausführungsform Gradationsschritte des Farbstoffs auf drei verschiedene Hintergründe: Ein Substrat einer ersten Farbe eines bestimmten Substrattyps, ein Substrat einer zweiten Farbe eines bestimmten Substrattyps und ein Substrat einer dritten Farbe eines bestimmten Substrattyps, wobei die ersten, zweiten und dritten Farben verschieden sind. In einer Ausführungsform sind die Substrate der ersten, zweiten und dritten Farben ein leicht gefärbtes, ein mittel gefärbtes bzw. ein dunkel gefärbtes Substrat, alle vom selben Substrattyp. In einer Ausführungsform sind die leicht gefärbten, mittel gefärbten bzw. dunkel gefärbten Substrate weiße, gräuliche und schwärzliche Substrate.
Das Drucken der Gradationsschritte auf den drei Hintergründen ist gezeigt in 4. Auf einem weißen Substrat 405 sind elf Flächenstücke gezeigt, bezeichnet mit 403-0 bis 403-100, jeweils mit 0% bis 100% Abdeckung. Auf dem gräulichen Substrat 407 sind auch elf Flächenstücke gezeigt, bezeichnet mit 409-0 bis 409-100, jeweils mit 0% bis 100% Abdeckung. Schließlich sind auch auf dem schwärzlichen Substrat 411 elf Flächenstücke, bezeichnet mit 413-0 bis 413-100, jeweils mit 0% bis 100% Abdeckung. Das Grau und Schwarz kann erhalten werden durch Drucken auf ein weißes Substrat mit grauen und schwarzen Farbstoffen oder, wie in der bevorzugten Ausführungsform und für den Fall des Offsetdruckens, unter Verwendung eines Rastertons, durch Drucken eines mittleren Rasterton-Rasters und eines dunklen Rasterton-Rasters unter Verwendung eines schwarzen Farbstoffs.
In einer Ausführungsform bestimmt man von den Gradationsschritten drei Farbstoff-Parameter α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) durch eine numerische Anpassungstechnik. Dabei modelliert man R_pik, R_pig und R_piw und in der besonderen Ausführungsform sind die verwendeten Modelle wie folgt:
Man misst die Spektral-Charakteristiken von jedem der dreiunddreißig farbigen Flächenstücke. Jeder Flächenstück-Druck einer bestimmten Prozentsatz-Abdeckung wird als eine bestimmte Farbstoffschicht erzeugend gesehen und man vernachlässigt die mikroskopische Sicht (das Rasterton-Muster etc.) von jedem Flächenstück. Auf diese Weise erhält man elf Farbstoffschichten, bezeichnet mit p% mit p = 0, 10, 20, ..., 100 und für jeden Abdeckungs-Prozentsatz gibt es drei Messungen und zusätzlich drei Messungen, die allen Schichten gemeinsam sind. Diese Messungen sind wie folgt bezeichnet:
R_piw(λ): das Reflektions-Spektrum des p%-Flächenstücks auf Weiß;
R_pig(λ): das Reflektions-Spektrum des p%-Flächenstücks auf Grau;
R_pik(λ): das Reflektions-Spektrum des p%-Flächenstücks auf Schwarz;
R_w(λ): das Reflektions-Spektrum auf Weiß;
R_g(λ): das Reflektions-Spektrum auf Grau; und
R_k(λ): das Reflektions-Spektrum auf Schwarz.
Man misst R_pik, R_pig, R_piw, P_w, R_g und R_k z. B. mit einem Spektrofotometer und man bestimmt unter Verwendung dieser Messung die beste Anpassung der Parameter α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ), die die Kostenfunktion minimiert, welche die Differenz berücksichtigt zwischen berechneten und gemessenen Werten von R_pik, R_pig, R_piw. Die sich ergebenden Gleichungen werden gelöst für α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) in der bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung der wohlbekannten numerischen Technik konjugierter Richtungen mit den Messungen von R_pik, R_pig, R_piw, P_w, R_g und R_k als bekannte Parameter. Andere numerische Verfahren, wie z. B. das Verfahren des steilsten Abstiegs, etc., können auch verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Spektren in λ abgetastet und insbesondere werden n_l = 36 Wellenlängen verwendet für diese Spektren: 380 nm, 390 nm, 400 nm, ..., 720 nm und 730 nm. Die bestimmte Fehlerfunktion Err, welche für die konjugierte Richtungs-Minimierung verwendet wird, ist Err(λ) =(R'piw(λ) – Rpiw(λ))2 + (R'pig(λ) – Rpig(λ))2 + (R'pik(λ) – Rpik(λ))2 wobei die Quantitäten R_piw'(λ), R_pig'(λ) und R_pik'(λ) die Spektren angeben, die berechnet wurden gemäß den Gleichungen (3a–3c) oben und die nichtgestrichenen Quantitäten R_piw(λ), R_pig(λ) und R_pik(λ) sind die gemessenen Reflektions-Spektren. Für eine Beschreibung der Technik konjugierter Richtungen, siehe z. B. Numerical Recipes in C: The Art of Scientific Computing, von William H. Press, Brian P. Flannery, Saul A. Teukolsky und William T. Vetterling, 2. Ausgabe, Cambridge University Press, pp. 310 ff., 1990. Viele andere Best-fit numerische Techniken können ebenso verwendet werden. Es sind auch andere Fehlerfunktionen möglich innerhalb des Schutzbereichs dieses Gesichtspunkts der Erfindung. In einer anderen Ausführungsform wird eine Fehlerfunktion verwendet, welche eine höhere Gewichtung auf den Fehler der Drucke auf Weiß legt als die Gewichtungen auf die grau und schwarz gefärbten Substrate. In noch einer weiteren Ausführungsform können viele Hintergrundfarben verwendet werden, angegeben z. B. durch die Buchstaben a, b, ..., und in solchen Fällen kann die Fehlerfunktion mehr Ausdrücke enthalten, um diesen Hintergründen Rechnung zu tragen, z. B., Err(λ) =(R'piw(λ) – Rpiw(λ))2 + (R'pig(λ) – Rpig(λ))2 + (R'pik(λ) – Rpik(λ))2 + (R'pia(λ) – Rpia(λ))2 + (R'pib(λ)) – Rpib(λ))2 + ...
In einer zweiten Ausführungsform für den Drei-Parameter-Fall misst man wieder die Spektral-Charakteristiken von jedem der dreiunddreißig farbigen Flächenstücke. Wieder wird jeder Flächenstück-Druck einer bestimmten Prozentsatz-Abdeckung als eine Farbstoffschicht erzeugend gesehen und man vernachlässigt die mikroskopische Sicht (Rasterton-Muster, etc.) von jedem Flächenstück. Damit hat man elf Farbstoffschichten bezeichnet mit p%, mit p = 0, 10, 20, ..., 100 und für jeden Abdeckungs-Prozentsatz gibt es drei Messungen und zusätzlich drei Messungen, die allen Schichten gemeinsam sind. Diese Messungen werden, wie vorher bezeichnet, als R_piw(λ), R_pig(λ), R_pik(λ), R_w(λ), R_g(λ) und R_k(λ).
Man berechnet nun drei spektrale Parameter für jeden der Basis-Farbstoffe wie folgt: Sp(λ) = Rpik(λ) – Rk(λ), Gleichung (4a)
mit Rpiw(λ) = Rpiw(λ) – Sp(λ) und Gleichung (4d) Rpig(λ) = Rpig(λ) – Sp(λ). Gleichung (4e)
Für Abdeckungs-Prozentsätze (z. B. Punkt-Prozentsätze), die nicht gemessen wurden wie im Fall eines einzelnen Farbstoffes oben, bestimmt man in einer Ausführungsform die Reflektions-Spektren für Drucke auf Weiß, auf Grau und auf Schwarz durch Interpolieren zwischen den Reflektions-Spektren der Punkt-Prozentsätze, die gemessen wurden. Aus diesen berechneten Reflektions-Spektren kann man dann die Farbstoff-Parameter, wie oben in den Gleichungen (4a–4e) beschrieben, berechnen. In einer anderen Ausführungsform bestimmt man die spektralen Parameter eines Farbstoffs für jeden nicht gemessenen erforderlichen Abdeckungs-Prozentsatz durch Interpolieren zwischen den spektralen Parametern des Farbstoffs für die Abdeckungs-Prozentsätze, die gemessen wurden.
Der Satz von Farbstoff-Parametern, der wie beschrieben, bestimmt wird, berücksichtigt einen Teil der Interaktion des Farbstoffs mit dem Substrat, mit dem wichtigen Ergebnis, dass die Farbstoff-Parameter des Farbstoffs im Wesentlichen unabhängig sind von der Substratfarbe für alle Substrate eines bestimmten Typs. Als eine Folge kann man das Farb-Reflektions-Spektrum R_p(λ) berechnen, welches sich ergibt aus dem Drucken des Farbstoffs mit Parametern α(p, λ), μ(p, λ) und S(p, λ) mit der Menge von Druckfarbe (z. B. Punkt-Prozentsatz) p auf das Substrat, welches betrachtet wird für die bestimmte Drucktechnik und für ein bestimmtes Substrat eines bestimmten Substrattyps, welcher ein Substrat-Reflektions-Spektrum R_bg(λ) aufweist unter Verwendung einer Formel wie: Rp(λ) =(1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ) + S(p, λ). Gleichung (5)
Um die Farbe vorherzusagen, die sich ergibt aus dem Drucken mehrfacher Druckfarben nacheinander mit einer bestimmten Druckfarben-Abdeckung (z. B. Punkt-Prozentsatz) aufeinander, wird die Invarianz-Eigenschaft der Farbstoff-Parameter verwendet. Man kann ein Substrat, auf das ein Farbstoff gedruckt ist, als Substrat desselben Typs betrachten, der jedoch eine andere Farbe aufweist, und man kann nun das Farbspektrum beim Ausbringen eines zweiten Farbstoffes über diesen ersten Farbstoff bestimmen. So wendet, gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung, um die Farbe, die sich ergibt, durch Drucken mehrerer Druckfarben nacheinander mit einer bestimmten Druckfarben-Abdeckung (z. B. Punkt-Prozentsatz) aufeinander, das Verfahren Gleichung (5) mehrfach an in der bestimmten Druck-Reihenfolge. D. h. man wendet dann Gleichung (5) an, um ein Überdrucken zu bestimmen, das gebildet wird durch Aufbringen verschiedener Farbstoffe in einer bestimmten Reihenfolge.
Man beginnt mit R_bg(λ), welches die Reflektion des rohen Substrats darstellt und verwendet Gleichung (5), um zu bestimmen als R_p(λ), R_pt(λ) unter Anwendung von p₁% des ersten Farbstoffs. Nun wiederholt man die Berechnung durch Ersetzen für R_bg(λ) in Gleichung (5) des R_p1(λ), welches erhalten wird durch Aufbringen des ersten Farbstoffs auf das Substrat und berechnet ein neues R_p(λ), wobei R_p2(λ) das Ergebnis des Aufbringens von p₂% eines zweiten Farbstoffs darstellt. Dies kann wiederholt werden für eine Anzahl von Farbstoffen, die in unterschiedlichen Mengen aufgebracht werden auf einem Substrat in unterschiedlicher Reihenfolge.
Wie vorher bemerkt können für einige Farbstoffe mehr als drei Parameter notwendig sein, um den Druck eines Farbstoffs auf einem Substrat eines Substrattyps zu kennzeichnen, wobei die Parameter im Wesentlichen von der Substratfarbe unabhängig sind. Wie die obigen Ausführungsformen des Verfahrens der Erfindung für solche Fälle zu erweitern sind, würde für den durchschnittlichen Fachmann klar sein. Z. B. würde für einen Farbstoff, für welchen vier spektrale Parameter benötigt werden, vier oder mehr Sätze von Drucken erstellt werden von vier Substraten von verschiedenen Hintergrundfarben. Eine Messung der resultierenden Reflektions-Spektren würde auf vier Gleichungen führen in den vier Unbekannten für jede Wellenlänge und dem gedruckten Abdeckungs-Prozentsatz, welche gelöst werden können durch eine Vielzahl von numerischen Verfahren.
Für den Fachmann wäre es auch klar, dass, falls die Farbstoff-Parameter für lediglich einen Bereich von Abdeckungs-Prozentsätzen bestimmt werden müssen anstatt für jeden beliebigen Abdeckungs-Prozentsatz, dass dann in einem anderen Gesichtspunkt des Verfahrens der Erfindung der Satz von Drucken von Farbstoffen lediglich den besonderen Bereich von Interesse von Abdeckungs-Prozent-sätzen überdecken müssten.
Ein Kerneigenschaft der Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, ist die Erstellung von Drucksätzen eines Farbstoffs bei unterschiedlichen Abdeckungs-Prozentsätzen auf Hintergrundfarben auf einem Substrat, das Messen der Farbe der Drucke, insbesondere das Farbspektrum und unter Verwendung der Beziehung, welche das Spektrum des Drucks bei einem Abdeckungs-Prozentsatz des Farbstoffs mit dem Spektrum der Hintergrundfarbe und den Farbstoff-Parametern bei diesem Überdeckungs-Prozentsatz in Beziehung setzt, das Aufstellen eines Satzes von Gleichungen zu der Lösung für die Farbstoff-Parameter bei diesem Abdeckungs-Prozentsatz. Die Beziehung verwendet die Kerneigenschaft der Farbstoff-Parameter, dass sie im Wesentlichen unabhängig von der Farbe des Substrats für einen bestimmten Substrattyp sind. In den bevorzugten Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, nimmt die Beziehung für den Zwei-Parameter-Fall die Form von Gleichung (2) an, während die Beziehung für den Drei-Parameter-Fall die Form von Gleichung (5) annimmt. Andere Ausführungsformen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich, welche eine andere Beziehung für die Beziehung verwenden, welche das Spektrum des Drucks bei einem Abdeckungs-Prozentsatz des Farbstoffs mit dem Spektrum der Hintergrundfarbe und den Farbstoff-Parametern bei diesem Abdeckungs-Prozentsatz in Beziehung setzt und auf diese Weise einen alternativen Satz von Parametern bereitstellt.
Ebenso beinhaltet der Schutzumfang der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen von Farbstoff-Koeffizienten solche Abwandlungen des Verfahrens, wobei für den Fall der Bestimmung von n_p Farbstoff-Parametern für einen beliebigen Farbstoff, mehr als n_p Sätze von Drucken erstellt werden, die auf mehr als n_p Gleichungen führt, welche gelöst werden können für die Parameter. Eine Implementierung solcher Ausführungsformen würde dem durchschnittlichen Fachmann aus der hierin gegebenen Beschreibung klar sein.
Der abgeleitete Farbstoff-Fall:
Die oben beschriebene Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung für den Einzel-Farbstoff-Fall erlaubt einem einzelne Farbstoffe zu kennzeichnen durch Parameter, die im Wesentlichen unabhängig sind von der Farbe des Substrats, auf welches sie aufgebracht sind, und diese Parameter zu verwenden, um die Farbe vorherzusagen, wenn ein so gekennzeichneter Farbstoff auf einem Substrat desselben bestimmten Typs aufgebracht ist, wie das Substrat, welches in der Kennzeichnung verwendet wurde. Die wesentliche Invarianz der Farbstoff-Parameter hinsichtlich der Substratfarbe für einen gegebenen Substrattyp führt auch auf ein Verfahren zum Vorhersagen der Farbe, wenn mehrere so gekennzeichnete Farbstoffe auf ein Substrat eines bestimmten Typs aufgebracht werden, da jedes Überdrucken gesehen werden kann als ein farbiges Substrat desselben Typs. Die Kennzeichnung führt auf diese Weise auf ein Verfahren zum Vorhersagen der Spektral-Charakteristiken von Überdrucken von so gekennzeichneten Farbstoffen.
Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Insbesondere wird eine Abwandlung des Verfahrens beschrieben, die es einem erlaubt, einen viel größeren Satz von Farbstoffen zu kennzeichnen und dann Überdrucke von solchen Farbstoffen zu bestimmen. Insbesondere kann man jeden großen Satz von Farbstoffen, "abgeleitete Farbstoffe" genannt, kennzeichnen, dessen Farb-Charakteristiken durch Mischen eines kleinen Satzes von Farbstoffen, "Basis-Farbstoffe" genannt, nach einem Rezept abgestimmt werden können. Das Gesamtverfahren wird in 5 dargestellt. Im Schritt 503 wird ein Satz von Flächenstücken erstellt mit variierenden Mengen von jedem Farbstoff des Satzes von Basis-Farbstoffen auf dem bestimmten Substrattyp von Interesse für einen Satz von Verdünnungen des Farbstoffs. Im Schritt 505 werden Messungen gemacht auf dem Satz von Flächenstücken und in dem jede Verdünnung und jeder Überdeckungs-Prozentsatz behandelt wird als ob er ein anderer Farbstoff wäre, werden spektrale Kennzeichnungen von jedem gedruckten Überdeckungs-Prozentsatz von jedem der Basis-Farbstoffe bestimmt als Funktion der Verdünnung. Unter Verwendung dieser Kennzeichnungen von den Basis- Farbstoffen und der Kenntnis des Rezepts, gezeigt als Kasten 507, wie jeder abgeleitete Farbstoff, der kein Basis-Farbstoff ist, mit Basis-Farbstoffen angepasst oder erstellt werden kann, bestimmt man dann im Schritt 509 die Spektren eines Satzes von Flächenstücken von variierenden Raster-Prozentsätzen des abgeleiteten Farbstoffs auf dem bestimmten Substrattyp von Interesse, als wäre der Satz von Flächenstücken, der in Schritt 503 bedruckt wurde, gedruckt mit dem abgeleiteten Farbstoff und unter Verwendung dieser Spektren bestimmt man auch in Schritt 510 die Farbstoff-Parameter des abgeleiteten Farbstoffs. In Schritt 513 benutzt man diese Farbstoff-Parameter, um die Reflektions-(oder Transmissions-)Spektren für bestimmte Mengen des abgeleiteten Farbstoffs für eine bestimmte Drucktechnik auf einem bestimmten Substrattyp eines bekannten Farbspektrums zu bestimmen, gezeigt als 511, ohne Messungen machen zu müssen oder Drucke (oder Transparente) unter Verwendung des abgeleiteten Farbstoffs. Falls das Rezept des abgeleiteten Farbstoffs nicht bekannt ist, schließt das Verfahren den Schritt 506 (gestrichelt gezeigt) ein unter Verwendung der Kenntnis der gewünschten Farbe und des Bestimmens des Rezepts aus dieser Kenntnis und einigen der Messungen der Basis-Farbstoffe von Schritt 505. Damit kann man unter Verwendung der Schritte 503, 505, 506 (falls nötig), 507, 509 und 510 eine sehr große Anzahl von möglichen Farbstoffen kennzeichnen unter Durchführen von Messungen auf lediglich einem kleineren Satz von Basis-Farbstoffen. In einem anderen Gesichtspunkt des Verfahrens kann man die Schritte 511 und 513 wiederholen, um die Reflektions-(oder Transmissions-)Spektren für bestimmte Abdeckungs-Prozentsätze eines zusätzlich abgeleiteten Farbstoffs zu bestimmen, der über den ersten abgeleiteten Farbstoff aufgebracht wird. In diesem Fall ist ein bekanntes Spektrum 511 das Spektrum des Substrats und des ersten abgeleiteten Farbstoffs, wie in der ersten Anwendung von Schritt 513 bestimmt. Wie im Vorangegangenen ist die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform für ein reflektives Bild, wie es beim Drucken auf ein Substrat, wie Papier, vorkommen würde; die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf reflektive Oberflächen. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Technik ist auch anwendbar zur Bestimmung der Transmission von Farbstoffen, wenn solche Farbstoffe aufgetragen werden auf ein durchscheinendes oder teilweise durchscheinendes Substrat, wie z. B. Film. In einem solchen Fall werden, anstatt Reflektions-Spektren zu bestimmen und zu benutzen, Transmissions-Spektren benutzt. Wie das Verfahren der vorliegenden Erfindung zu erweitern ist, um Transmissions-Bilder zu behandeln, würde einem durchschnittlichen Fachmann klar sein.
Die bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung, angewandt auf abgeleitete Farbstoffe, wird nun detaillierter beschrieben. Das Verfahren beginnt mit der Auswahl eines Satzes von Basis-Farbstoffen. Diese Basis-Farbstoffe werden so ausgewählt, dass sie den Tonumfang aller Farbstoffe (d. h. den abgeleiteten Farbstoffen) aufspannen, für welche Kennzeichnungen gewünscht sind für eine bestimmte Drucktechnik auf einem bestimmten Substrattyp. In der bevorzugten Ausführungsform zum Drucken auf ein bestimmtes Papier wurde ein Satz von Basis-Farbstoffen ausgewählt von einem größeren Satz von Farbstoffen durch Elimination. Der Vorgang wird wie folgt beschrieben: Man nimmt einen Farbstoff aus dem großen Satz heraus, wenn dieser Farbstoff durch Mischen von zwei oder mehreren Farbstoffen aus dem Rest des Satzes erstellt werden kann. Dieser Vorgang wird fortgesetzt bis kein Farbstoff im Satz erstellt werden kann durch Mischen von zwei oder mehreren Farbstoffen aus dem Satz. Der Satz von Farbstoffen, der so erhalten wird, ist ein Satz von Basis-Farbstoffen.
In einer Ausführungsform, die anwendbar ist auf den Fall des Druckens von Prüfdrucken auf glänzendes Prüfdruck-Papier, insbesondere das, welches unter der Schutzmarke "CROMALIN" verkauft wird, wurde der Satz von Druckfarb-Pulvern hergestellt aus Basis-"CROMALIN" als die Basis-Farbstoffe benutzt. Für den Fall des Offsetdrucks unter Verwendung einiger Druckfarbtypen z. B. "TOYO"-Marken-Druckfarben für Papier würde der Satz von Basis-Druckfarben, der vom Hersteller geliefert wird, z. B. "TOYO" für solches Offsetdrucken verwendet. Ebenso würden zum Drucken auf Stoffe unter Verwendung einiger Farbstoffe, die hergestellt werden zum Drucken auf ein bestimmtes Material, z. B. Polyester-Tuch, die Basis-Druckfarben für diesen bestimmten Typ des Druckens benutzt werden.
Wie in der obigen Beschreibung erwähnt, können einige Farbstoffe für den Einzel-Farbstoff-Fall gekennzeichnet werden mit zwei Parametern (α, μ), während andere insbesondere solche, die Streueigenschaften zeigen, gekennzeichnet werden durch drei Parameter (α, μ, S). Die besondere Ausführungsform, die hierin zum Bestimmen abgeleiteter Farbstoffe beschrieben ist, ist für den Fall, dass die Basis-Farbstoffe durch drei Parameter gekennzeichnet sind. Wie dieser Gesichtspunkt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung für Basis-Farbstoffe auszuführen ist, die gekennzeichnet werden können durch zwei Parameter oder durch mehr als drei Parameter wäre einem durchschnittlichen Fachmann offensichtlich.
Man benutzt nun Messungen von Drucken dieser Basis-Farbstoffe, um die Kennzeichnung zu bestimmen von irgendeinem Farbstoff eines größeren Satzes von Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass jeder im Tonumfang liegt, der aufgespannt wird von den ausgewählten Basis-Farbstoffen, d. h. für jeden abgeleiteten Farbstoff. Ein einfacher Fall liegt vor, wenn ein abgeleiteter Farbstoff eine eins-zu-eins-Beziehung mit einem der ausgewählten Basis-Farbstoffe aufweist, d. h. ausgedrückt werden kann als eine gewisse Funktion von nur diesem ausgewählten Basis-Farbstoff. In einem solchen Fall sind die Farbstoff-Parameter für den abgeleiteten Farbstoff die Farbstoff-Parameter des Basis-Farbstoffs und man kann daher die Farbstoff-Parameter des Basis-Farbstoffs bestimmen auf dieselbe Weise wie oben beschrieben. D. h. in der bevorzugten Ausführungsform erstellt man (z. B. Drucke) Gradationsschritte des Basis-Farbstoffs auf drei verschiedenen Hintergründen, einem leicht gefärbten, mittel gefärbten und einem dunkel gefärbten Substrat desselben Typs, wobei leicht gefärbt, mittel gefärbt und dunkel gefärbt Weiß, Grau bzw. Schwarz genannt wird. Siehe 4. Die Grauen und Schwarzen können graue und schwarze Substrate sein oder erhalten werden durch Drucken auf ein weißes Substrat mit grauen und schwarzen Farbstoffen oder durch Drucken eines mittleren Rasterton-Rasters und eines dunklen Rasterton-Rasters unter Verwendung schwarzen Farbstoffes für den Fall des Offsetdrucks unter Verwendung von Halbton-Erzeugung. In der bevorzugten Ausführungsform wird die letztere Vorgehensweise verwendet. D. h. man macht zuerst (man druckt in der bevorzugten Ausführungsform) Streifen von 100% Schwarz, 50% Schwarz (d. h. Grau) und 0% Schwarz (d. h. Weiß), gezeigt als Flächen 411, 407 bzw. 405. Für den Basis-Farbstoff druckt man drei Raster (d. h. Sätze) von Flächenstücken dieses Farbstoffs, eines auf Weiß, eines auf Grau und eines auf Schwarz. Jeder Satz von Flächenstücken geht von 0% bis 100% Druckfarben-Abdeckung (Punkt-Prozentsatz in der bevorzugten Ausführungsform anwendbar auf das Offsetdrucken) in Schritten von 10%-Inkrementen. Die drei Sätze von Flächenstücken sind in 4 gezeigt als Flächenstücke 403-0 bis 403-100, 409-0 bis 409-100 bzw. 413-0 bis 413-100. Nun bestimmt man die drei Spektral-Parameter für den Basis-Farbstoff. In einer Ausführungsform benutzt man die Gleichungen (4a–4e) wie oben. Alternativ kann man eine Best-fit numerische Technik verwenden zum Abschätzen der Spektral-Reflektion der Farbstoffe, wie oben beschrieben in den Gleichungen (3a–3c) für den Einzel-Farbstoff-Fall. Wiederum bevorzugt wird die numerische Technik der konjugierten Richtungen verwendet und andere numerische Techniken können benutzt werden, wie es einem Fachmann klar wäre. Verschiedene Fehlerfunktionen können benutzt werden in der Best-fit Technik, wie oben beschrieben, und wie es dem durchschnittlichen Fachmann klar wäre. Für Abdeckungs-Prozentsätze (d. h. Punkt-Prozentsätze), welche nicht gemessen wurden, bestimmt man in einer Ausführungsform, die Reflektions-Spektren für die Drucke auf ein Weiß, ein Grau und ein Schwarz durch Interpolieren zwischen den Reflektions-Spektren der Punkt-Prozentsätze, die gemessen wurden. Aus diesen berechneten Reflektions-Spektren berechnet man dann die Farbstoff-Parameter, wie oben beschrieben, für den einzelnen Farbstoff. In einer anderen Ausführungsform bestimmt man die Spektral-Parameter des Farbstoffs für jeden nicht gemessenen, erforderlichen Abdeckungs-Prozentsatz durch Interpolieren zwischen den Spektral-Parametern des Farbstoffs für die Abdeckungs-Prozentsätze, die gemessen wurden.
Damit erhält man für den einfachen Fall, dass ein abgeleiteter Farbstoff eins-zu-eins ist mit einem Basis-Farbstoff für diesen Basis-Farbstoff drei Spektral-Funktionen α(p, λ), μ(p, λ) und S(p, λ), wobei p der Abdeckungs-Prozentsatz (d. h. Punkt-Prozentsatz) des Farbstoffs ist. Eine wichtige Eigenschaft ist, dass die drei Parameter im Wesentlichen invariant sind bezüglich der Substratfarbe (d. h. Substrat-Spektral-Charakteristiken) für jeden bestimmten Substrattyp.
Der komplexere Fall liegt vor, wenn es keine eins-zu-eins Beziehung zwischen dem abgeleiteten Farbstoff und irgendeinem der Basis-Farbstoffe gibt. D. h. der abgeleitete Farbstoff zum Drucken auf Substrate eines Substrattyps ist einfach im Tonumfang, der von ausgewählten Basis-Farbstoffen zum Drucken auf Substrate eines Substrattyps aufgespannt wird. In diesem Fall wird ein abgeleiteter Farbstoff erstellt aus den Basis-Farbstoffen oder er weist dieselben Farb-Charakteristiken auf wie ein Farbstoff, der erhalten wird aus den Basis-Farbstoffen unter Verwendung eines Rezepts, d. h. durch Mischen der Basis-Farbstoffe in einer bestimmten Konzentration, bezeichnet mit c_i, mit i = 1, Ö, n für den Fall von n Basis-Farbstoffen. Man beachte, dass typischerweise die Basis-Farbstoffe anwendbar wären für lediglich einen Typ des Druckens auf einen bestimmten Typ von Substrat. Unter Verwendung der wohlbekannten ein-konstanten Kubelka-Munk-Theorie (siehe z. B. D. B. Judd und G. Wyszecki, Color in Business, Science, and Industry, New York: Wiley-Interscience, pp. 420–426, 1975), kann man die Kubelka-Munk-Konstante und das Farbspektrum eines Drucks ausdrücken mit einer Farbstoff-Abdeckung p% eines bestimmten abgeleiteten Farbstoffes unter Verwendung der folgenden zwei Beziehungen:

wobei R_ip(λ) das Reflektions-Spektrum eines Basis-Farbstoffs i ist mit einem Abdeckungs-Prozentsatz p und R_substrate(λ) das Spektrum des Substrats ist. Das Inverse der Gleichung (7) ist
Jeder der (K/S)_ip(λ)-Werte sind gewöhnlich Konzentrations-(c_i)-abhängig und Abdeckungs-Prozentsatz-p-abhängig, wie angegeben durch die Schreibweise (K/S)_ip(λ, c_i). In einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erstellt man einen Satz von Verdünnungen von jedem Basis-Farbstoff mit einer Verdünnung, die geeignet ist für den Satz der Basis-Farbstoffe. In der bevorzugten Ausführungsform der Benutzung der zwölf Basis-Farbstoffe von der "CROMALIN"-Gesellschaft für die Basis-Farbstoffe, erstellt man sechs Verdünnungen von jedem Basis-Farbstoff mit der "CROMALIN"-Markenfarbe "transparent Weiß". Die sechs Auflösungen sind von 100%, 50%, 25%, 12%, 6% bzw. 3% jedes Basis-Farbstoffs. Jede solche Verdünnung ist ein Farbstoff, der gekennzeichnet werden kann unter Verwendung des ersten Teils der oben beschriebenen Techniken für die Einzel-Farbstoff-Beschreibung. In der bevorzugten Ausführungsform, die hierin beschrieben ist, mit der Drei-Parameter-Kennzeichnung, bedeutet das, dass man Gradationsschritte macht (d. h. man druckt in der bevorzugten Ausführungsform) von jeder Verdünnung von jedem Basis-Farbstoff auf drei verschiedenen Hintergründen, einem leicht gefärbten, mittel gefärbten und einem dunkel gefärbten Substrat desselben Typs, wobei leicht gefärbt, mittel gefärbt und dunkel gefärbt Weiß, Grau bzw. Schwarz genannt wird. Siehe wiederum 4. Die Grauen und Schwarzen können graue und schwarze Substrate sein oder erhalten werden durch Drucken auf ein weißes Substrat mit grauen und schwarzen Farbstoffen oder durch Drucken eines mittleren Rasterton-Rasters und eines dunklen Rasterton-Rasters unter Verwendung schwarzen Farbstoffs, für den Fall des Offsetdrucks unter Verwendung von Halbton-Erzeugung. In der bevorzugten Ausführungsform wird das letztere Vorgehen verwendet. D. h. man erstellt zuerst (man druckt in der bevorzugten Ausführungsform) Streifen von 100% Schwarz, 50% Schwarz (d. h. Grau) und 0% Schwarz (d. h. Weiß), gezeigt als Flächen 411, 407 bzw. 405. Für jede Verdünnung von jedem Basis-Farbstoff druckt man drei Raster (d. h. Sätze) von Flächenstücken dieser Verdünnung dieses Farbstoffs, einen auf Weiß, einen auf Grau und einen auf Schwarz. Jeder Satz von Flächenstücken geht von 0% bis 100% Druckfarben-Abdeckung (Punkt-Prozentsatz in der bevorzugten Ausführungsform anwendbar auf das Offsetdrucken) in Schritten von 10%-Inkrementen. Die drei Sätze von Flächenstücken sind in 4 gezeigt als Flächenstücke 403-0 bis 403-100, 409-0 bis 409-100 bzw. 413-0 bis 413-100. In der bevorzugten Ausführungsform gibt es 33 Flächenstücke von 6 Verdünnungen von 12 Basis-Druckfarben.
Nun misst man das Spektrum von jedem Flächenstück. D. h. man erhält R_piw(λ), R_pig(λ), R_pik(λ), R_w(λ), R_g(λ,) R_k(λ) für jede Verdünnung von jedem Basis-Farbstoff für die gedruckten p-Werte. Unter Verwenden von Gleichung (7) bestimmt man nun den K/S-Wert für jedes der Flächenstücke. Damit hat man für jeden Basis-Farbstoff den K/S-Wert bei sechs Konzentrationen (in Verdünnungswerten) bei den 11 gedruckten Abdeckungs-Prozentsätzen (einschließlich 0%). Ein abgeleiteter Farbstoff von Interesse wird durch sein Rezept (c₁, Ö, c_n) für die ausgewählten Basis-Farbstoffe spezifiziert. Auf dieser Grundlage interpoliert man nun in der Konzentration, um für jeden der gedruckten Farbstoff-Abdeckungs-Prozentsätze die Werte von K/S zu erhalten von jedem der Basis-Farbstoffe bei der geeigneten Konzentration für diesen Basis-Farbstoff, c_i für den i-ten Basis-Farbstoff, i = 1, ..., n. Die lineare Interpolation wird in der bevorzugten Ausführungsform verwendet. Unter Verwendung von Gleichung (6b) auf die gemessenen R_w(λ), R_g(λ) und R_k(λ) hat man auch die K/S-Werte der Hintergrund-Substrate, also wendet man nun Gleichung (6a) an, um den K/S-Wert für den abgeleiteten Farbstoff zu erhalten für jeden der Abdeckungs-Prozentsätze, die gedruckt wurden mit den Basis-Farbstoffen auf jedes der drei Substrate. Unter Verwendung der Inversen der Gleichung (7) bestimmt man nun die Spektren, die sich ergeben würden, falls der abgeleitete Farbstoff gedruckt worden wäre mit einer Anzahl von Gradationsschritten auf drei verschiedenen Hintergründen.
Damit hat man unter Verwendung des Rezepts (Satz von c_i) die berechneten Reflektions-Spektren für den abgeleiteten Farbstoff, der auf die drei Hintergrund-Substrate gedruckt ist, bei dem Satz von Abdeckungs-Prozentsätzen p, bei welchem die Verdünnungen der Basis-Farbstoffe gedruckt wurden. D. h. man hat sechs berechnete Spektren: R_piw(λ), R_pig(λ), R_pik(λ), R_w(λ), R_g(λ), R_k(λ). Für diese sechs berechneten Spektren bestimmt man die drei Farbstoff-Parameter der abgeleiteten Farbe auf genau dieselbe Weise wie man es getan hat im Einzel-Farbstoff-Fall. In einer Ausführungsform benutzt man die Gleichungen (4a–4e), wie oben. Alternativ kann man eine Best-fit numerische Technik verwenden zum Abschätzen der spektralen Reflektion der Farbstoffe, wie oben beschrieben, in Gleichungen (3a–3c) für den Einzel-Farbstoff-Fall. Für Abdeckungs-Prozentsätze (d. h. Punkt-Prozentsätze), die nicht gedruckt sind, und für die deshalb keine Spektren verfügbar sind, bestimmt man in einer Ausführungsform die Reflektions-Spektren für die Drucke auf ein Weiß, ein Grau und ein Schwarz durch Interpolieren zwischen den Reflektions-Spektren der Abdeckungs-Prozentsätze, die verfügbar sind. Aus diesen berechneten Reflektions-Spektren kann man dann die Farbstoff-Parameter berechnen, wie oben beschrieben, für einen einzelnen Farbstoff. In einer anderen Ausführungsform bestimmt man die Spektral-Parameter des abgeleiteten Farbstoffs für jeden nichtgemessenen erforderlichen Abdeckungs-Prozentsatz durch Interpolieren zwischen den Spektral-Parametern des abgeleiteten Farbstoffs für die Abdeckungs-Prozentsätze, die gemessen wurden.
In einer alternativen Ausführungsform wird anstatt, dass die Ein-Parameter Kubelka-Munk-Theorie benutzt wird, die Zwei-Parameter benutzt. Wie der Schritt des Bestimmens der Spektren von Überdrucken der abgeleiteten Druckfarbe für das Rezept und für Messungen von Drucken von Verdünnungen des Basis-Farbstoffs abzuändern ist, würde dem durchschnittlichen Fachmann klar sein. In noch weiteren alternativen Ausführungsformen können andere Theorien für Mischungen von Farbstoffen für diesen Schritt verwendet werden.
Falls das Rezept, d. h. der Satz von Konzentrationen c_i, i = 1, ..., n von n Basis-Farbstoffen für jeden abgeleiteten Farbstoff für eine Drucktechnik auf Substraten eines bestimmten Typs unbekannt ist, ist es notwendig, es zu bestimmen. Techniken zur Rezept-Bestimmung sind nach dem Stand der Technik bekannt. Z. B. wenn man die Farbe des abgeleiteten Farbstoffs kennt, z. B. die Farbe eines Drucks auf ein weißes Substrat des Substrattyps eines 100%-Flächenstücks des abgeleiteten Farbstoffs, die erhalten wurde z. B. von einem Muster oder von Datentabellen oder durch Messung und wenn man die Farbe von jedem der Basis-Farbstoffe kennt bei 100% Abdeckung bei einem Satz von Verdünnungen, können diese Farben erhalten werden z. B. durch Messung, man kann die Konzentrationen bestimmen c_i für i = 1, ..., n für jeden der n Basis-Farbstoffe unter Verwendung einer numerischen Minimierungstechnik, die den Satz von Konzentrationen findet, welche den Euklid'schen Abstand minimiert im CIE-Lab-Raum zwischen der Zielfarbe (das abgeleitete Farbstoff-Flächenstück) und der Farbe, die berechnet wurde unter Verwendung eines Rezepts von Basis-Farbstoffen, wobei die Berechnung die Farben der Verdünnungen, etwas Interpolation und die Gleichung (6) und die Gleichung (7) der Ein-Konstanten Kubelka-Munk-Theorie verwendet, wie oben beschrieben. In der bevorzugten Ausführungsform wird die wohl bekannte Technik des steilsten Abstiegs verwendet, um nach dem Satz von Konzentrationen zu suchen, welcher den Euklid'schen Abstand im CIE-Lab-Raum minimiert. Andere numerische Verfahren wie z. B. konjugierte Richtungen, etc. sind möglich, wie es jedem durchschnittlichen Fachmann klar wäre. Der Euklid'sche Abstand in CIE-Lab ist
wo (L_c, a_c, b_c) und (L_t, a_t, b_t) die CIE-Lab-Koordinaten der berechneten bzw. der Zielfarben sind. Wie die CIE-Lab-Werte aus einem Spektrum zu berechnen sind ist nach dem Stand der Technik wohl bekannt. Damit kennt man oder kann man, nach einem Gesichtspunkt dieser Erfindung, für jeden abgeleiteten Farbstoff das Rezept dieses Farbstoffs ableiten, ausgedrückt durch einen Satz von Basis-Farbstoffen zum Drucken einer bestimmten Drucktechnik auf irgendeinem Substrat eines Substrattyps.
Das wichtige Ergebnis ist, dass die Farbstoff-Parameter der Basis-Farbstoffe und jedes abgeleiteten Farbstoffs im Wesentlichen unabhängig sind von der Substratfarbe für die Drucktechnik für alle Substrate eines bestimmten Typs. Als Ergebnis kann man ein Farb-Reflektions-Spektrum R_p(λ) berechnen, das sich ergibt aus dem Drucken des abgeleiteten Farbstoffs mit Parametern α(p, λ), μ(p, λ) und S(p, λ), wobei eine Druckfarbenmenge (z. B. Punkt-Prozentsatz) p auf dem Substrat berücksichtigt wird für die bestimmte Drucktechnik und für ein bestimmtes Substrat eines bestimmten Typs, der ein Substrat-Farb-Reflektions-Spektrum R_bg(λ) unter Verwendung einer Formel wie z. B. der obigen Gleichung (5).
Um die Farbe vorherzusagen, welche sich aus dem Drucken mehrerer Druckfarben nacheinander ergibt mit einem bestimmten Druckfarben-Prozentsatz (z. B. Punkt-Prozentsatz) aufeinander wird die Invarianz-Eigenschaft der Farbstoff-Parameter verwendet. Man kann ein Substrat mit einem Farbstoff darauf gedruckt als ein Substrat desselben Typs betrachten, der jedoch eine unterschiedliche Farbe aufweist und man kann nun das Farbspektrum des Aufbringens eines zweiten Farbstoffs über diesen ersten Farbstoff bestimmen. Damit, gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens dieser Erfindung, wendet man die Farbe, die sich ergibt aus dem Drucken mehrerer Druckfarben nacheinander mit einer bestimmten Druckfarben-Abdeckung (z. B. Punkt-Prozentsatz) aufeinander, das Verfahren der Gleichung (5), mehrmals in dieser bestimmten Druck-Reihenfolge an. D. h. man wendet dann die Gleichung (5) an, um einen Überdruck zu bestimmen, der gebildet wird durch Aufbringen verschiedener Farbstoffe in einer bestimmten Reihenfolge. Man beginnt mit R_bg(λ), welches die Reflektion des rohen Substrats darstellt und verwendet Gleichung (5), um als R_p(λ), R_p1(λ) unter Anwendung von p1% des ersten Farbstoffs zu bestimmen. Man wiederholt nun die Berechnung durch Ersetzen für R_bg(λ) in Gleichung (5) des R_p1(λ), das erhalten wurde durch Aufbringen des ersten Farbstoffs auf dem Substrat und durch Berechnung eines neuen R_p(λ), wobei R_p2(λ) das Ergebnis des Aufbringens von p2% des zweiten Farbstoffs darstellt. Dies kann wiederholt werden für eine Anzahl von Farbstoffen, die in verschiedenen Mengen auf einem Substrat in unterschiedlicher Reihenfolge aufgebracht sind.
Damit kann man gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung durch Kennzeichnen einer kleinen Anzahl von Basis-Farbstoffen auf einem Muster eines Substrats von einem bestimmten Typ unter Verwendung eines bestimmten Druck-Mechanismus, die Farberscheinung vorhersagen von einem Überdruck von verschiedenen Farbstoffen eines großen Satzes von Farbstoffen auf jedem beliebigen Substrat von jeder beliebigen Farbe, wobei das Substrat vom selben besonderen Typ ist.
Es würde für den durchschnittlichen Fachmann klar sein, dass die Farbstoff bestimmenden Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, für den Einzel- Farbstoff-Fall einen einfachen Fall für die Ausführungsformen darstellen, die hierin für einen abgeleiteten Farbstoff beschrieben sind. Der einzelne Farbstoff, der in diesem Fall der abgeleitete Farbstoff ist, der gekennzeichnet werden soll und das zugeordnete Rezept ist das triviale Rezept von 100% Konzentration eines einzigen unverdünnten Basis-Farbstoffs, wobei dieser Basis-Farbstoff der abgeleitete Farbstoff selbst ist. In diesem Fall in diesen Ausführungsformen, die hierin für den abgeleiteten Farbstoff beschrieben sind, in dem Schritt des Druckens unter Verwendung von Verdünnungen von Basis-Farbstoffen, erstellt man Drucke des unverdünnten Farbstoffs bei verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen auf den unterschiedlichen Hintergrundfarben. Das Berechnen unter Verwendung der gemessenen Spektren und des Rezepts, von den Spektren, die sich ergeben würden aus dem Drucken des abgeleiteten Farbstoffs, ist ebenso trivial – man benutzt die gemessenen Spektren des Farbstoffs für die rezeptgemäß berechneten Spektren des abgeleiteten Farbstoffs. Es wäre ebenso klar für den Fachmann, dass jeder abgeleitete Farbstoff entweder gekennzeichnet werden kann durch Verwenden eines Rezepts und der Erstellung von Drucken von Verdünnungen des Basis-Farbstoffs im Rezept, oder durch direktes Kennzeichnen des abgeleiteten Farbstoffs selbst (der Einzel-Farbstoff-Fall, welcher derselbe ist wie der abgeleitete Farbstoff-Fall, wobei der Farbstoff der Basis-Farbstoff bei 100 % Konzentration ist).
Alternative Ausführungsform unter Verwendung von Überdrucken eines Farbstoffs
Noch eine andere Ausführungsform beschreibt ein Verfahren des Kennzeichnens eines bestimmten Farbstoffs durch Bestimmen der Farbstoff-Parameter eines bestimmten Farbstoffs auf einem bestimmten Substrattyp durch aufeinander folgendes Überlagern von Schichten des Farbstoffs aufeinander. Wie vorher ist dies anwendbar sowohl auf Transmissions- als auch Reflektions-Bebilderung und nur der Reflektionsfall wird beschrieben werden. Wie der Fall der Transmissions-Bebilderung zu erweitern ist, wäre klar für den durchschnittlichen Fachmann.
Dies ist wiederum anwendbar auf Farbstoffe, die gekennzeichnet sind entweder durch zwei Parameter oder drei Parameter.
Der Fall von Zwei-Parameter-Farbstoffen wird zuerst betrachtet. Diese Ausführungsform des Verfahrens beginnt mit dem Drucken eines Satzes von Flächenstücken von p% des Farbstoffs auf dem Substrat, von welchem angenommen wird, dass es ein Reflektions-Spektrum R_bg(λ) hat, wieder für p = 10, 20, ..., 100. Man misst die sich ergebenden Spektren R_1p(λ) für all diese Flächenstücke. Für den Fall des Kennzeichnens des Farbstoffs durch zwei Farbstoff-Parameter, α_p(λ) und μ_p(λ) kann die resultierende Reflektion R_1p(λ) geschrieben werden als:
Nun druckt man einen anderen Satz von Schichten desselben Farbstoffs mit demselben Satz von p%-Werten darüber. Man misst die resultierenden Spektren R_2p(λ) für all diese Flächenstücke. Die sich ergebende Reflektion R_2p(λ) kann geschrieben werden als:
Nun hat man für jede Wellenlänge λ zwei Gleichungen, Gleichung (8) und (9) mit zwei Unbekannten, α_p(λ) und μ_p(λ). In den bevorzugten Ausführungsformen werden 36 Wellenlängen verwendet: 380 nm, 390 nm, 400 nm, ..., 720 nm und 730 nm. Diese Unbekannten werden nun bestimmt, vorzugsweise unter Verwendung einer Standard-Technik der konjugierten Richtungen für jede Wellenlänge für jeden p%-Wert. Insbesondere sucht man nach dem α und μ, so dass das Quadrat der Differenzen zwischen den berechneten und gemessenen Werten von R_1p, R_2p minimal ist. Für p-Werte, die nicht gedruckt und gemessen sind wie vorher, wird eine Interpolation verwendet.
Man könnte natürlich das Verfahren modifizieren durch Drucken von mehr als zwei Schichten von p% aufeinander und die Parameter α_p(λ) und μ_p(λ) numerisch bestimmen, z. B. durch numerisches Minimieren einer Kostenfunktion, z. B. eine gewichtete Summe von Quadraten der Differenzen zwischen den berechneten und gemessenen Reflektions-Spektren. Für den Fall der Kennzeichnung des Farbstoffs durch drei Farbstoff-Parameter α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) druckt man drei aufeinander folgende Schichten von Sätzen von Flächenstücken, jeden Satz für p% Farbstoff-Abdeckung für p = 10, 20, ..., 100. Die entsprechenden drei sich ergebenden Reflektionen R_1p(λ), R_2p(λ), R_3p(λ) werden gemessen für all die Flächenstücke. Die Spektren können geschrieben werden als:
Man hat nun wiederum für jede Wellenlänge für jeden Überdeckungs-Prozentsatz-Wert p% drei Gleichungen mit drei Unbekannten α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ). In den bevorzugten Ausführungsformen sind wiederum 36 Wellenlängen verwendet: 380 nm, 390 nm, 400 nm, ..., 720 nm und 730 nm. Diese Unbekannten werden nun bestimmt, vorzugsweise unter Verwendung einer Standard-Technik konjugierter Richtungen. Für p-Werte, die nicht gedruckt und gemessen sind, wird wie vorher eine Interpolation verwendet.
Während diese Ausführungsform beschrieben ist im Sinne einer reflektiven Bebilderung, erweitert sich das Verfahren auf einfache Weise zur Transmissions-Bebilderung, wie es dem durchschnittlichen Fachmann klar wäre.
Wie es für den durchschnittlichen Fachmann klar wäre, kann man diese Ausführungsform implementieren durch Erstellen eines einzigen Satzes von gedruckten Flächenstücken, Messen dieses Satzes, dann Erstellen des ersten Überdrucks über denselben Satz und Messen des "doppelt" gedruckten Flächenstückes, dann im Fall von drei Parametern Erstellen eines weiteren Überdrucks und Messen der "dreifach" gedruckten Flächenstücke. Alle drei Sätze von Flächenstücken sind dann auf demselben Teil desselben einzelnen Substrats. Alternativ kann man den Satz von einzelnen Drucken und den Satz von doppelten Drucken und, falls erforderlich, den Satz von drei oder mehrfachen Drucken getrennt erstellen auf demselben oder auf verschiedenen Substraten derselben Farbe und die sich ergebenden zwei (oder drei, oder mehr) Sätze messen. In jedem Fall kann jeder Satz betrachtet werden als ein Satz von Flächenstücken von Überdrucken bei einem unterschiedlichen Überdeckungs-Prozentsatz auf zwei (oder drei oder mehr) Substrate, wobei in einige Implementierungen zwei (oder drei, oder mehr) Substrate tatsächlich dasselbe gedruckte Substrat darstellen, um unterschiedliche Hintergrundfarben bereitzustellen.
Wenn man den verallgemeinerten Gesichtspunkt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung betrachtet als Erstellen von ausreichend vielen Messungen bei jedem Überdeckungs-Prozentsatz, wie benötigt, um die n_p Farbstoff-Parameter zu bestimmen, dann kann die oben beschriebene Ausführungsform im Abschnitt, der hierin betitelt ist "Der Einzel-Farbstoff-Fall" des Druckens von n_p unterschiedlichen Hintergründen und die gerade beschriebene Ausführungsform des Überdruckens von Flächenstücken n_p Male bei jedem Überdeckungs-Prozentsatz, betrachtet werden als Spezialfälle derselben allgemeinen Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. In jedem Fall werden wenigsten n_p Sätze von Flächenstücken gedruckt, jeder Satz von Flächenstücken bei einem Satz von Überdeckungs-Prozentsätzen auf Substraten desselben Substrattyps und wenigsten n_p Flächenstücke bei irgendeinem Überdeckungs-Prozentsatz werden gedruckt auf Hintergründe von wenigstens n_p verschiedenen Hintergrundfarben. In der Ausführungsform des Druckens von n_p Substratfarben, vorzugsweise weiß, grau und in diesem Fall n_p = 3 schwarz, werden alle Flächenstücke in einem Satz auf denselben Hintergrund gedruckt und es gibt zwei (oder drei) verschiedene Hintergründe, während in der gerade beschriebenen Ausführungsform des Überdruckens von Flächenstücken, die n_p Flächenstücke bei jedem Überdeckungs-Prozentsatz auf ein leicht gefärbtes Substrat gedruckt werden, ein leicht gefärbtes Substrat mit einem Überdruck von dem Flächenstück bei einer Prozentsatz-Abdeckung und für den Fall n_p = 3 ein dritter Hintergrund eines leicht gefärbten Substrats mit zwei Überdrucken von dem Flächenstück bei einer Prozent Überdeckung.
Alternative Ausführungsform unter Verwendung von Testkarten
Noch eine weitere Ausführungsform beinhaltet die Bestimmung von Farbstoff-Parametern, die notwendig sind zum Vorhersagen der Farberscheinung von beliebigen Überdrucken in einem Druckprozess, der das Überdrucken einer Anzahl von Farbstoffen (z. B. Druckfarben) unter Verwendung klassischer Testarten beinhaltet. Wie vorher ist dies anwendbar sowohl auf Transmissions- als auch auf Reflektions-Bebilderung und nur der Reflektionsfall wird beschrieben werden. Wie der Fall der Transmissions-Bebilderung zu erweitern ist, wäre für den Durchschnittsfachmann klar.
Klassische Testkarten sind wie folgt aufgebaut. Betrachtet man den Fall eines ersten Aufbringens eines ersten Farbstoffs auf einem Substrat und dann das Aufbringen eines zweiten, dritten, etc. Farbstoffs auf der vorangegangenen Schicht, dann wird eine Anzahl von Flächenstücken von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen des ersten Farbstoffs auf das Substrat gedruckt. Für den zweiten Farbstoff wird eine Anzahl von Abdeckungs-Prozentsätzen, die von 0 % bis 100% variieren, gedruckt auf jeden der Abdeckungs-Prozentsätze des ersten Farbstoffs und ebenso auf das rohe Substrat. Für den dritten Farbstoff wird eine Anzahl von Raster-Prozentsätzen, die von 0% bis 100% variieren, gedruckt auf jeden der Abdeckungs-Prozentsätze des ersten Farbstoffs und jeden der Abdeckungs-Prozentsätze des zweiten Farbstoffs und auf alle Kombinationen der ersten und zweiten Farbstoffe. Auf diese Weise wird der Vorgang für alle anderen Farbstoffe fortgesetzt. Natürlich wird eine große Anzahl von verschiedenen Flächenstücken umfasst. Es stellt sich heraus, dass lediglich eine kleine Teilmenge von allen möglichen Farb-Flächenstücken auf der Testkarte ausreicht, um alle Farbstoff-Parameter zu bestimmen, die notwendig sind, um alle möglichen Überdrucke für diesen Druckprozess zu berechnen. In der Praxis wurde herausgefunden, dass lediglich drei Mengen von Farbstoff-Abdeckungen, entsprechend einem leicht gefärbten, einem mittel gefärbten und einem dunkel gefärbten Flächenstück überdruckt werden müssen und dass jeder einzelne Überdruck über die erste Farbe, die auf das Substrat aufgebracht werden soll, ausreicht zur Kennzeichnung jedes Farbstoffs, der sich vom ersten Farbstoff unterscheidet, der auf das Substrat aufgebracht werden soll. Außerdem muss dieser erste Farbstoff, der aufgebracht werden soll, auf dem Substrat nicht vollständig gekennzeichnet sein, weil er nie über irgendeinen anderen Farbstoff gedruckt wird; er wird lediglich auf das rohe Substrat gedruckt.
Man betrachte z. B. einen allgemeinen Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (CMYK) Druckfarben-Druckprozess, etwa einen Offset-Druckprozess, wobei die verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätze durch Halbton-Erzeugung mit verschiednen Punkt-Prozentsätzen erhalten werden. Eine klassische Testkarte, wie oben beschrieben, wird gedruckt, wobei die Flächenstücke von 0% bis 100 Punkt-Prozentsatz sind, in Schritten von 10% Punkt-Prozentsatz. Eine ganze Testkarte umfasst mehr als vierzehntausend Flächenstücke für den Vierfarbdruck. Es stellt sich heraus, dass lediglich eine kleine Teilmenge aller möglichen Farb-Flächenstücke in der Testkarte ausreicht, um alle Farbstoff-Parameter zu bestimmen, die notwendig sind, um alle möglichen Überdrucke für diesen Druckprozess zu berechnen. In der Ausführungsform, die hierin beschrieben ist, können drei Mengen von Farbstoff-Abdeckung, entsprechend einem leicht gefärbten, einem mittel gefärbten und einem dunkel gefärbten Flächenstück überdruckt werden und ein einzelner Überdruck über die erste Farbe, die auf das Substrat aufgebracht werden soll, wird benutzt zur Kernnzeichnung eines Farbstoffs, der sich vom ersten Farbstoff unterscheidet, der auf dem Substrat aufgebracht werden soll.
Man betrachte einen Druck von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen, die von 0% bis 100% variieren auf einem blanken Substrat. Beim typischen Offsetdrucken z. B. ist Cyan die erste Druckfarbe, die gedruckt wird, d. h. alle anderen Druckfarben werden auf Cyan gedruckt und deshalb wird Cyan niemals auf irgendeine der anderen Druckfarben gedruckt. Daher gibt es keine Notwendigkeit zur Bestimmung der Farbstoff-Parameter von Cyan; man muss lediglich wissen, wie sich Cyan für verschiedene Abdeckungs-Prozentsätze auf dem Substrat verhält. Man misst die Nur-Cyan-Flächenstücke auf der Testkarte für die elf Abdeckungs-Prozentsätze 0%, 10%, ..., 100% und interpoliert die dazwischen liegenden Abdeckungs-Prozentsätze (z. B. Punkt-Prozentsätze für das Offsetdrucken), die nicht gemessen wurden.
Nun druckt man Flächenstücke von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen von Magenta auf 100% Cyan, auf 50% Cyan und auf 0% Cyan. Für jeden gedruckten Abdeckungs-Prozentsatz p% von Magenta kann man schreiben:
Durch Messen von R_p100%C(λ), R_p50%C(λ), R_p0%C(λ), R_100%C(λ), R_50%C(λ) und R_0%C(λ) benutzt man eine numerische Technik, konjugierte Richtungen in der bevorzugten Ausführungsform, um für α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) die Farbstoff-Parameter zu lösen für die Magenta-Druckfarbe. Wie es für den durchschnittlichen Fachmann klar wäre, sind andere Implementierungen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung möglich. Z. B. kann man für jedes p mehr Drucke vom selben p% Magenta verwenden auf mehr Hintergrundfarben einiger anderer Prozentsätze, etwa x% von Cyan und dieselbe Minimierungstechnik verwenden, um α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) zu bestimmen.
Drucke von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen von Gelb auf 100% Cyan, auf 50% Cyan und auf 0% Cyan werden nun gemacht. Für jeden gedruckten Prozentsatz p% von Gelb finden dieselben Gl. (13), Gl. (14) und Gl. (15) oben Anwendung, wobei α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) jetzt die Farbstoff-Parameter für die gelbe Druckfarbe sind. Man benutzt wiederum durch Messen von R_p100%C(λ), R_p50%C(λ), R_p0%C(λ), R_100%C(λ), R_50%C(λ) und R_0%C(λ) eine numerische Technik, um die Farbstoff-Parameter α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) für die gelbe Druckfarbe zu lösen.
Um das Schwarz zu kennzeichnen, werden Drucke von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen von Schwarz erstellt auf 100% Cyan, auf 50% Cyan und auf 0% Cyan. Die drei Farbstoff-Parameter von Schwarz werden dann auf dieselbe Weise berechnet wie oben beschrieben für die Magenta farbenen und gelben Druckfarben.
Alternativ können die Parameter des gelben Farbstoffs bestimmt werden durch Drucken verschiedener Punkt-Prozentsätze von Gelb auf 100% Magenta, auf 50 % Magenta und auf 0% Magenta. In diesem Fall sind für jeden gedruckten Raster-Prozentsatz p von Gelb die anwendbaren Gleichungen:
Man kann wiederum durch Messen von R_p100%M, R_p50%M, R_p0%M, R_100%M R_50%M und R_0%M numerisch α_p(λ), μ_p(λ) und S_p(λ) für den gelben Farbstoff bestimmen durch Lösen der Gleichungen (16)–(18).
Alternative Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen der Parameter des schwarzen Farbstoffs beinhalten die Herstellung von Drucken von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen von Schwarz auf 100 % Magenta, auf 50% Magenta und auf 0% Magenta. Eine andere Alternative beinhaltet das Drucken von verschiedenen Abdeckungs-Prozentsätzen von Schwarz auf 100% Gelb, auf 50% Gelb und auf 0% Gelb. Innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegt ebenso die Bestimmung der schwarzen Farbstoff-Parameter durch Drucken verschiedener Abdeckungs-Prozentsätze von Schwarz auf eine helle, eine mittel-dunkle und eine dunkle Farbe, die auf der Testkarte erscheinen. Wie die obigen Gleichungen abzuwandeln sind, um die Parameter zu bestimmen unter Verwendung dieser verschiedenen Ausführungsformen, würde dem Durchschnittsfachmann klar sein.
Eine Vorrichtung zum Bestimmen von Farbstoff-Überdrucken
Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des Spektrums von Farbstoff-Überdrucken. Wie vorher ist dies anwendbar sowohl auf Transmissions- als auch Reflektions-Bebilderung und lediglich der Reflektionsfall wird beschrieben werden. Wie im Fall der Transmissions-Bebilderung zu erweitern ist, würde dem Durchschnittsfachmann klar sein.
Die bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist gezeigt als Element 601 in 6. Es wird ein Beispiel folgen, wie die Vorrichtung 601 das Farbspektrum berechnet, von einem Überdruck von n Farbstoffen mit entsprechenden Abdeckungs-Prozentsätzen p₁, ..., p_n auf einem Hintergrund mit einer Hintergrund-Reflektion R_b(λ). Es wird angenommen, dass jeder der Farbstoffe gekennzeichnet wurde z. B. unter Verwendung einer der Ausführungsformen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben. D. h. jeder Farbstoff ist gekennzeichnet worden entweder durch zwei Spektral-Parameter, drei Spektral-Parameter oder mehr als drei Spektral-Parameter. D. h. jeder Farbstoff weist einen Satz von n_p Farbstoff-Parametern auf, wobei n_p wenigstens 2 ist.
Die Vorrichtung 601 hat als Eingabe das Reflektions-Spektrum des Hintergrunds R_b(λ) und n Signale, welche die n Farbstoff-Abdeckungsmengen darstellen (Punkt-Prozentsätze von Druckfarben im Fall des Offsetdrucks) bezeichnet jeweils mit p₁, ..., p_n. In der bevorzugten Ausführungsform wird das Spektrum quantisiert in eine endliche Anzahl n_l = 36 von Wellenlängen λ₁, λ₂, ..., λ_n, so dass R_b(λ) aus 36 Abtastungen des Spektrums bei den 36 Wellenlängen besteht. Verbunden mit der Spektrum-Eingabe ist ein erster Speicher 609 zum Speichern der n_l Abtastungen des Hintergrund-Spektrums R_b(λ) bei den n_l Wellenlängen. Ebenso beinhaltet ist eine Logikeinheit 603, die gekoppelt ist mit den n Eingaben, welche bestimmt, als n Sätze von Ausgaben, jeweils bezeichnet als 604-1, 604-2, ... 604-n, die Werte der Farbstoff-Parameter (die Funktionen α(p, λ) und μ(p, λ) im Zwei-Parameter-Fall) jeweils für die n Eingabe p Werte p₁, ..., p_n für alle n_l Werte von λ. Diese n Ausgaben 604-1, 604-2, ..., 604-n sind gekoppelt mit einer Kombinier-Einheit 605 als Eingaben zu 605. Die Kombinier-Einheit 605 weist ebenso eine zweite Eingabe auf, die gekoppelt ist mit dem ersten Speicher 609, der die Hintergrund-Spektrum-Eingabe R_b(λ) enthält. Die Ausgabe 606 der Kombinier-Einheit 605 ist das Farbspektrum bei den n_l Wellenlängen, die sich jeweils ergeben durch Überdrucken der n Farbstoffe bei Abdeckungs-Prozentsätzen p₁, ..., p_n, wenn sie auf das Substrat aufgebracht werden. Die Kombinier-Einheit 605 benutzt sequentiell z. B. Gleichung (2) für den Fall, der durch Zwei-Parameter-charakterisierten Farbstoffe oder Gleichung (5) für den Drei-Parameter-Fall.
Eine Implementierung der Logikeinheit 603 ist ein unmittelbarer Nachschlag-Tabellen-Mechanismus, der einen zweiten Speicher einschließt, insbesondere RAM, zum Speichern der Tabelle. Dieser Mechanismus wird verwendet für alle möglichen Eingabewerte von p₁, ..., p_n für alle Wellenlängen n_l und für alle Farbstoff-Parameter. Für den Fall von 8-Bit-Mengen für p₁, ..., p_n ist eine sinnvolle Menge eines Speichers (z. B. RAM) erforderlich, um die Farbstoff-Parameter zu speichern.
Eine alternative Ausführungsform der Logikeinheit 603 als n Interpolationseinheiten ist in 7 gezeigt, die auch eine bevorzugte Ausführungsform der Kombinier-Einheit 605 als n Arithmetik-Einheiten zeigt. Zuerst sei die Logikeinheit 603 betrachtet, die implementiert ist als n Interpolationseinheiten, jeweils bezeichnet mit 703-1, 703-2, ..., 703-n, mit welchen die n Abdeckungs-Prozentsatz-Eingaben gekoppelt sind. Jede Interpolationseinheit, etwa die i-te, i = 1, ..., n entspricht einem der Farbstoffe. Insbesondere dem i-ten Farbstoff und ist deshalb mit dem Eingabe-Abdeckungs-Prozentsatz p_i gekoppelt. In einer Ausführungsform beinhaltet jede Interpolationseinheit n_l*n_p Interpolatoren und enthält die Farbstoff-Parameter für ihren zugeordneten Farbstoff für einen kleinen Satz von Werten von p. Z. B. im Fall der Verwendung von zwei Parametern pro Farbstoff, in der bevorzugten Ausführungsform, enthält jede Interpolationseinheit 703-1, 703-2, ..., 703-n die Werte für den zugeordneten Farbstoff von α_p(λ) und μ_p(λ) für alle n_l Werte von λ für elf Werte von p, p = 0, 10, ... bzw. 100. Durch Interpolation zwischen den Werten von p, für welche die Parameter gespeichert sind, bestimmt jede Interpolationseinheit 703-i, i = 1, ..., n die Parameter (die Funktionen α(p, λ) und μ(p, λ) im Zwei-Parameter-Fall) für seinen entsprechenden Eingabe-p Werte p_i, für alle n_l Werte von λ. D. h. jeder Abdeckungs-Prozentsatz p_i, i = 1, ..., n auf der Eingabeseite wird in eine entsprechende Interpolationseinheit 703-i zugeführt von (n_p*n_t), die als Ausgabe 604-i die Werte aller n_l Wellenlängen der n_p Farbstoff-Parameter des entsprechenden i-ten Farbstoffs beim Abdeckungs-Prozentsatz p_i berechnet.
Die besondere Ausführungsform der Kombinier-Einheit 605, gezeigt in 7 wird nun beschrieben. Die Ausgaben 604-1, 604-2, ..., 604-n von jeder der n Interpolationseinheiten 703-1, 703-2, bzw. ..., 703-n von 7 oder der Nachschlag-Tabellen-Mechanismen in einer alternativen Ausführungsform von 603 oder irgendeine andere Implementierung der Logikeinheit 603 sind n Sätze von n_p Spektral-Farbstoff-Parametern bei p = p₁, bzw. ..., p_n. Diese Ausgaben sind gekoppelt mit n Arithmetik-Einheiten 705-1, 705-2, ..., 705-n, wobei jede Arithmetik-Einheit auch eine zweite Eingabe aufweist. Die zweite Eingabe der ersten Arithmetik-Einheit 705-1 ist gekoppelt mit dem ersten Speicher 609, der die Hintergrund-Spektrum-Eingabe R_b(λ) enthält. Die zweite Eingabe für jede nachfolgende Arithmetik-Einheit ist gekoppelt mit der Ausgabe der vorangegangenen Arithmetik-Einheit. Die Ausgabe von jeder Arithmetik-Einheit 705-i, i = 1, ..., n ist das Farbspektrum des Farbstoffs des Abdeckungs-Prozentsatzes p_i, wenn er nur über das Substrat aufgebracht wird (für i = 1) oder aufgebracht wird über das Substrat mit allen Farbstoffen 1, ..., i – 1 aufgebracht in der Reihenfolge für andere Werte von i. Jede Arithmetik-Einheit 705-i, i = 1, ..., n benutzt z. B. Gleichung (2) für den Fall von durch Zwei-Parameter- charakterisierten Farbstoffen oder Gleichung (5) für den Drei-Parameter-Fall. In einer Ausführungsform beinhaltet jede Arithmetik-Einheit 705-i, i = 1, ..., n, a) eine Exponential-Einheit, welche, für jede Wellenlänge, den Wert des Signals der zweiten Eingabe exponenziert mit dem ersten Farbstoff-Parameter der ersten Eingabe, d. h. (die zweite Eingabe)**(der erste Farbstoff-Parameter der ersten Eingabe) bestimmt, wobei ** eine Exponenzierung ist; b) eine Multiplizier-Einheit, die das Ergebnis der Exponentiation mit dem Wert multipliziert des zweiten Farbstoff-Parameters von der ersten Eingabe; und c) eine Addier-Einheit, welche für jede Wellenlänge den Wert des dritten Farbstoff-Parameters addiert (falls vorhanden) von der ersten Eingabe zu dem Ergebnis der Multiplikation und Exponentiation. Damit berechnet die Arithmetik-Einheit 705-1 das Reflektions-Spektrum des Drucks des Farbstoffs 1 beim Raster-Prozentsatz p₁ auf dem Substrat mit einem Spektrum R_b mit dem Ergebnis einer Spektralfarbe R_b+Color1(λ). In der Arithmetik-Einheit 705-2 wird die Wirkung des Farbstoffs 2 beim Raster-Prozentsatz p₂ addiert unter Verwendung desselben Verfahrens wie von der Arithmetik-Einheit 705-1, aber nun nimmt R_b+Color1(λ) den Platz der Hintergrundfarbe ein. Die Endausgabe 706-n ist das Reflektions-Spektrum 606 der Überlagerung aller Farbstoffschichten.
Die obige Ausführungsform kann gedacht werden als eine "parallele" Implementierung der Bestimmung der Überdrucke. In einer anderen Ausführungsform können die n Interpolationseinheiten, welche die Logikeinheit 603 implementieren und die n Arithmetik-Einheiten, welche die Kombinier-Einheit 605 implementieren, ersetzt werden durch eine einzige Interpolationseinheit und eine einzige Arithmetik-Einheit, die auf serielle Weise in n Zyklen arbeiten. Dies ist gezeigt in 8. Die Interpolationseinheit 803 hat als eine Eingabe den Prozentsatz eines Farbstoffs und nimmt als Konstante die Werte an von dem n_p Parametern für diesen Farbstoff bei einer kleinen Anzahl von Abdeckungs-Prozentsätzen bei n_l Wellenlängen. Die Ausgabe 804 der Interpolationseinheit 803 ist der Satz von Werten der n_p Parameter für diesen Farbstoff bei den n_l Wellenlängen für den Abdeckungs-Prozentsatz p₁. Die Ausgabe 804 ist gekoppelt mit der ersten Arithmetik-Einheit 805. Eine zweite Ausgabe der Arithmetik-Einheit 805 ist gekoppelt mit der Ausgabe des Speicherpuffers (ein Speicher) 809, der ein Hintergrund-Spektrum speichert. Die Ausgabe 806 der Arithmetik-Einheit 805 ist ein Farbspektrum bei den n_l Wellenlängen des Farbstoffs, der auf ein Substrat aufgebracht ist mit dem Spektrum der zweiten Eingabe der Arithmetik-Einheit 805. Zum Initialisierungs-Zeitpunkt nimmt der Speicherpuffer 809 als Eingabe ein Spektrum R_b(λ) an. Am Ende jedes Zyklus' nimmt der Speicherpuffer 809 als Eingabe das Ausgabespektrum der Arithmetik-Einheit 805 an vom vorangegangenen Zyklus. Die serielle Vorrichtung arbeitet wie folgt. Im ersten Zyklus wird die Interpolationseinheit 803 geladen mit den Werten der n_p Parameter für den ersten Farbstoff bei n_l Wellenlängen für den kleinen Satz von Abdeckungs-Prozentsätzen und die Eingabe der Interpolationseinheit 803 wird gekoppelt mit der Zahl p₁. Die Ausgabe 804 der Interpolationseinheit 803 ist dann der Wert der Parameter des ersten Farbstoffs bei dem Abdeckungs-Prozentsatz p₁. Dieser ist gekoppelt mit der ersten Eingabe der Arithmetik-Einheit 805. Der Speicherpuffer 809 wird zuerst geladen mit dem Wert des Substrat-Spektrums R_b(λ). Damit ist am Ende des ersten Zyklus' die Ausgabe 806 der Arithmetik-Einheit das Spektrum des Substrats mit einem einzigen Überdruck des ersten Farbstoffs bei einer Abdeckung p₁. Diese ist gekoppelt mit dem Speicherpuffer 809. In jedem nachfolgenden Zyklus, z. B. im i-ten Zyklus, i = 2, ..., n wird der Satz von Interpolatoren geladen mit den Werten der n_p Parametern bei der kleinen Anzahl von Abdeckungs-Prozentsätzen für den i-ten Farbstoff bei n_l Wellenlängen, und hat als Eingabe den Abdeckungs-Prozentsatz p_l. Der Speicherpuffer 809 enthält das Ausgabespektrum, das den Überdrucken (i – 1) vorangegangener Farbstoffe entspricht. Damit ist am Ende der n Zyklen die Ausgabe 806 der Arithmetik-Einheit 805 das Spektrum 606 von den n Überdrucken.
Nicht gezeigt in der Vorrichtung 601 von 6, 701 von 7 und der Vorrichtung von 8 sind Steuereinheiten, die notwendig sind, um die verschiedenen Blöcke zu betreiben. Das Einschließen solcher Steuereinheiten wäre klar für den Durchschnittsfachmann. Jeder der Blöcke in der Vorrichtung 601 von 6, 701 von 7 und der Vorrichtung von 8 kann auf verschiedene Arten implementiert werden. Z. B. kann jeder implementiert werden als ein Satz von Computerbefehlen, die in einem Computersystem 10 arbeiten. Alternativ können einige oder alle Blöcke ausgebildet sein unter Verwendung besonderer Hardware z. B. unter Verwendung eines digitalen Signalprozessors ("DSP") oder unter Verwendung programmierbarer Logik, oder unter Verwendung zweckgebundener Logik, z. B. eines oder mehrerer Anwendungsspezifischer, integrierter Schaltkreise ("ASICs"). Es wäre für den Durchschnittsfachmann klar, dass viele Wege der Implementierung der Vorrichtung möglich sind und wie solche besonderen Implementierungen zu entwerfen sind.
Ein Merkmal der Ausführungsformen der Vorrichtung, die hierin beschrieben ist, ist, dass die Farbstoffe gekennzeichnet worden sind gemäß des Verfahrens der Erfindung zum Kennzeichnen von Farbstoffen. Wie oben beschrieben beinhaltet das Kennzeichen die Verwendung einer Beziehung, die das Spektrum eines Drucks eines Farbstoffs bei einem Abdeckungs-Prozentsatz eines Farbstoffs mit dem Spektrum der Hintergrundfarbe und den Farbstoff-Parametern bei diesem Abdeckungs-Prozentsatz in Beziehung setzt, wobei die Beziehung die Kerneigenschaft der Farbstoff-Parameter verwendet, dass sie im Wesentlichen unabhängig von der Farbe des Substrats für einen bestimmten Substrattyp sind. Die besondere Bestimmung der Farbstoffe, die verwendet würde, hängt von der besonderen Beziehung ab, die verwendet wurde. In den bevorzugten Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, nimmt für den Zwei-Parameter-Fall die Beziehung die Form von Gleichung (2) an, während für den Drei-Parameter-Fall die Beziehung die Form von Gleichung (5) annimmt. Andere Ausführungsformen sind möglich innerhalb des Umfangs der Erfindung, welche eine andere Beziehung verwenden für die Beziehung, die das Spektrum des Drucks bei einem Abdeckungs-Prozentsatz des Farbstoffs in Beziehung setzt zu dem Spektrum der Hintergrundfarbe und den Farbstoff-Parametern bei diesem Abdeckungs-Prozentsatz, und so einen alternativen Satz von Parametern bereitstellt. Insbesondere wäre die Art und Weise, in welcher die Logikeinheit 603 und die Kombinier-Einheit 605 sich ändern müssten für jeden solchen alternativen Satz von Parametern und wie die Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind, in einem solchen Fall zu ändern sind, klar für den durchschnittlichen Fachmann.
Verfahren und Vorrichtung zum Simulieren von Drucken auf einem Prüfdrucker oder einer Anzeige
Ein anderer Gesichtspunkt der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Farbwerten, z. B. CIE XYZ-Werte oder CIE-Lab- oder andere Farbwerte, eines Überdrucks von n Farbstoffen auf einem Substrat, unter Verwendung der Farbstoff-Parameter, die bestimmt sind gemäß den obigen Gesichtspunkten der Erfindung. Noch ein anderer Gesichtspunkt ist die Verwendung dieser Farbwerte zum Simulieren der visuellen Erscheinung eines Überdrucks von n Farbstoffen auf einem Substrat auf einem Bildschirm, z. B. einem CRT-Monitor 45 eines Anzeige-Subsystems 22 des Computersystems 10, oder einem Drucker, z. B. einem Prüfdrucker. Die Betonung der Beschreibung hierin liegt auf einer Vorrichtung für eine solche Bestimmung und es wäre aus dieser Beschreibung für den durchschnittlichen Fachmann klar, wie die Umwandlungen und Simulationen als Verfahren zu implementieren sind.
Eine zusätzliche Vorrichtung für einen anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist als Vorrichtung 631 in 6 und 7 gezeigt. Man kann eine oder mehrere Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung anwenden, um Farbwerte zu bestimmen, z. B. CIE XYZ-Werte eines Überdrucks von n Farbstoffen auf einem Substrat. Ebenso können CIE-Lab oder andere Werte alternativ bestimmt werden.
Eine zusätzliche Vorrichtung für diese Gesichtspunkte der Erfindung ist gezeigt als Vorrichtung 631 in 6 und 7. Man kann eine oder mehrere Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwenden zum Bestimmen von Farbwerten z. B. CIE XYZ-Werte für einen Überdruck von n Farbstoffen auf einem Substrat. Ebenso können CIE-Lab oder andere Werte alternativ bestimmt werden. In einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung können diese CIE-XYZ Werte dann umgewandelt werden in RGB-Werte, um RGB-Signale zu erzeugen, um einen Farbmonitor anzusteuern, z. B. den CRT-Monitor 45 des Anzeige-Subsystems 22 des Computersystems 10. Das Bild auf dem CRT wird dann verwendet als eine genaue Simulation des Überdrucks von den n Farbstoffen. In 6 beinhaltet ein Controller und eine CRT-Anzeige 631 die Hardware-Vorrichtung zum Anzeigen des Überdrucks und nimmt als Eingabe das Reflektions-Spektrum 606 an, welche die Ausgabe der Vorrichtung 601 ist. Die Implementierung der Vorrichtung 601 kann ausgebildet sein, wie in 6, 7 oder 8 gezeigt, oder kann eine alternative Implementierung sein. Wie oben erwähnt können diese Blöcke auch implementiert sein als ein Satz von Verfahrensschritten, die auf einem Computer implementiert sind, wie z. B. dem Computersystem 10. Das Spektrum aus der Vorrichtung 601 oder einer alternativen Vorrichtung wird zugeführt in einen Farbwerte-Konvertierer, gezeigt als 611. In der bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung werden 3*n_l Multiplizier-Addierer verwendet, welche als zusätzliche Eingabe die CIE-Beleuchtungs-Beobachter-Gewichtungen 613 aufweisen. Die Ausgabe 617 ist der Satz von CIE XYZ-Werten. Wie diese Umwandlungsoperation von einem Spektrum auf CIE-Werte auszuführen ist, ist nach dem Stand der Technik bekannt. Die CIE XYZ-Werte 617 werden in einen Farbkoordinaten-Konvertierer zugeführt, der vorzugsweise einen 3 × 3 Matrix-Multiplizierer 619, drei Addierer 621 und drei Nachschlag-Tabellen 625 mit den Addierer-Ausgaben als Eingaben, Nachschlag-Tabellen zur Gamma-Korrektur, um die RGB-Signale 627 zu erzeugen, die dann zugeführt werden in den CRT-Monitor 45, beinhaltet. Wie die Transformation des Farbkoordinaten-Konvertierers auszuführen ist von CIE XYZ zu RGB-Werten ist nach dem Stand der Technik bekannt. Das sich ergebende Bild, angezeigt auf dem Monitor 45, ist eine sehr genaue Veranschaulichung des Überdrucks.
In einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung können die CIE XYZ-Werte 617 oder die RGB-Werte der Nachschlag-Tabellen 625 zugeführt werden in einen mehrdimensionalen Interpolator, um Geräte abhängige Farbwerte zu bestimmen von einer bestimmten Druckvorrichtung, wie z. B. einem Drucker.
Die Ausgabe dieses Interpolators kann zu einer solchen Druckvorrichtung geschickt werden. Eine praktische Anwendung ist das Farb-Prüf-Drucken, wobei die Druckvorrichtung ein Prüfdruck-Drucker ist. Der Druck, der von einem solchen Drucker resultiert, ist dann eine genaue Simulation auf dem Medium des Prüfdrucker des Überdrucks der n Farbstoffe auf dem ursprünglichen Substrat mit einem Spektrum R_b. Wie Farbumwandlungen von CIE-XYZ-Werten oder CIE-Lab-Werten auf den Vorrichtungs-Farbraum einer bestimmten Druckvorrichtung auszuführen sind, ist nach dem Stand der Technik bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist als Verfahren zum Simulieren der Erscheinung des Überdrucks von Farbstoffen auf einem Drucker, z. B. einem Prüfdrucker, die Simulation auf einem Drucker zusammengesetzt aus Computer implementierten Verfahrensschritten. Diese Schritte können inkorporiert sein in einem Raster-Bildverarbeitungs-Prozessor ("RIP")-System, das verwendet wird, um den Drucker zu steuern.
Wie es dem Durchschnittsfachmann klar wäre, kann jeder der Blöcke in der Vorrichtung 631 und des analogen Verfahrens auf verschiedene Arten implementiert werden, z. B. als ein Satz von Computerbefehlen, die auf einem Computersystem 10 arbeitet oder als besondere Hardware, die einen oder mehrere DSPs oder ASICs verwenden kann.
Die obige Beschreibung war wiederum hauptsächlich für Reflektions-Bebilderung. Wie die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung abzuändern sind für den Fall der Transmissions-Bebilderung wäre für den durchschnittlichen Fachmann klar.
Obwohl diese Erfindung im Hinblick auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind diese Ausführungsformen nur erläuternd. Keine Beschränkung hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform ist beabsichtigt oder sollte abgeleitet werden. Es wird bemerkt werden, dass zahlreiche Variationen und Abwandlungen ins Werk gesetzt werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den hierzu beigefügten Ansprüchen bestimmt sind.

Claims

Verfahren zum Bestimmen von jeweiligen Sätzen von n_p Parametern, die einen oder mehr Farbstoffe spektral kenzeichnen, um die Farbe eines Überdrucks der Farbstoffe vorher zu sagen, die in einer Druckreihenfolge mit einem Satz von jeweiligen Abdeckungsprozentsätzen auf einem Substrat eines Substrattyps unter Verwendung einer Drucktechnik gedruckt werden, wobei jeder der Farbstoffe durch ein jeweiliges Rezept aus einem oder mehr Basisfarbstoffen definiert ist, wobei das Verfahren für einen besonderen Farbstoff der Farbstoffe die folgenden Schritte aufweist: (a) den Schritt, dass für jeden Basisfarbstoff des jeweiligen Rezepts, das den besonderen Farbstoff definiert: (i) eine ausgewählte Anzahl von Sätzen von Drucken des Basisfarbstoffs auf der ausgewählten Anzahl von jeweiligen Substraten des selben Substrattyps hergestellt wird, wobei ein Satz von Drucken Drucke des Basisfarbstoffs auf dem jeweiligen Substrat mit einem Bereich von interessierenden Abdeckungsprozentsätzen aufweist, wobei sich die ausgewählte Anzahl von Drucken mit irgend einem besonderen Abdeckungsprozentsatz auf Untergründen der ausgewählten Anzahl von verschiedenen Untergrundfarben befinden, und wobei die ausgewählte Anzahl von n_p abhängt; und (ii) die Spektren der Drucke der ausgewählten Anzahl von Sätzen von Drucken und die Spektren von jeder der verschiedenen Untergrundfarben gemessen wird; (b) und den Schritt, dass aus dem Rezept und aus den gemessenen Spektren der Satz von n_p Farbstoff-Parametern des besonderen Farbstoffs als eine Funktion des Abdeckungsprozentsatzes und der Wellenlänge bestimmt wird, wobei die Farbstoff-Parameter im Wesentlichen unabhängig von der Farbe des Substrats sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählte Anzahl von jeweiligen Substraten verschiedene Farben haben, und dass die verschiedenen Untergrundfarben die verschiedenen Substratfarben sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt (a) die ausgewählte Anzahl wenigstens n_p ist, wobei n_p wenigstens 2 für irgend einen Nicht-Streuungs-Basisfarbstoff und wenigstens 3 für irgend einen Streuungs-Basisfarbstoff ist, und dass der Schritt (b) im Grunde eine Beziehung verwendet, die das Spektrum eines Drucks eines ausgewählten Farbstoffs mit einem ausgewählten Abdeckungsprozentsatz aus dem Bereich der Abdeckungsprozentsätze auf einem Basissubstrat in Verbindung mit dem Spektrum des Basissubstrats und mit dem Satz von Farbstoff-Parametern des ausgewählten Farbstoffs mit dem ausgewählten Abdeckungsprozentsatz bringt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens n_p jeweiligen Substrate wenigstens n_p verschiedene Farben haben, dass ein erstes Substrat der wenigstens n_p Substrate ein hellgefärbtes Substrat ist, dass ein zweites Substrat der wenigstens n_p Substrate ein mittel-gefärbtes Substrat ist, und dass, für den Fall n_p = 3, ein drittes Substrat der wenigstens n_p Substrate ein dunkel-gefärbtes Substrat ist, wobei die helle Farbe des ersten Substrats, die mittlere Farbe des zweiten Substrats und, für den Fall n_p = 3, die dunkle Farbe des dritten Substrats wenigstens einige der verschiedenen Farben sind.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittel-gefärbte Substrat ein gräuliches Substrat ist, und dass, für den Fall n_p = 3, das dunkel gefärbte Substrat ein schwärzliches Substrat ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittel-gefärbte Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem zweiten Farbstoff mit einem mittleren Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist, und dass, für den Fall n_p = 3, das dunkel gefärbte Substrat das hell gefärbte Substrat ist, das mit einem zweiten Farbstoff mit einem hohen Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mittel-gefärbte Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem zweiten Farbstoff mit einem ersten Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist, und dass, für den Fall n_p = 3, das dunkel gefärbte Substrat das hell gefärbte Substrat ist, das mit einem dritten Farbstoff mit einem zweiten Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gräuliche Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem grauen Farbstoff bedruckt ist, und dass, für den Fall n_p = 3, das schwärzliche Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem schwarzen Farbstoff bedruckt ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gräuliche Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem schwarzen Farbstoff mit einem bestimmten Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist, und dass, für den Fall n_p = 3, das schwärzliche Substrat das hell-gefärbte Substrat ist, das mit einem schwarzen Farbstoff mit einem hohen Abdeckungsprozentsatz bedruckt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt (a)(i): – der Schritt, dass ein erster Satz von Drucken hergestellt wird, den Schritt umfasst, dass ein Satz von Drucken auf einem ersten Substrat mit einem ersten Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird; – der Schritt, dass ein zweiter Satz von Drucken hergestellt wird, den Schritt umfasst, dass, um einen ersten Zwischensatz zu produzieren, ein Satz von Drucken mit einem zweiten Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird und dass auf dem ersten Zwischensatz ein Satz von Drucken mit einem dritten Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird, so dass der Basisfarbstoff in dem zweiten Satz von Drucken zweimal übergedruckt wird; und – für den Fall n_p = 3, der Schritt, dass ein dritter Satz von Drucken hergestellt wird, den Schritt umfasst, dass, um einen zweiten Zwischensatz zu produzieren, ein Satz von Drucken mit einem vierten Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird und dass, um einen dritten Zwischensatz zu produzieren, auf dem zweiten Zwischensatz ein weiterer Satz von Drucken mit einem fünften Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird und dass auf dem dritten Zwischensatz noch ein weiterer Satz von Drucken mit einem sechsten Satz von Abdeckungsprozentsätzen hergestellt wird, so dass der Basisfarbstoff in dem dritten Satz von Drucken dreimal übergedruckt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Satz von Abdeckungsprozentsätzen und der dritte Satz von Abdeckungsprozentsätzen die selben wie der erste Satz von Abdeckungsprozentsätzen sind, so dass der Basisfarbstoff in dem zweiten Satz von Drucken mit jedem Abdeckungsprozentsatz aus dem ersten Satz von Abdeckungsprozentsätzen zweimal übergedruckt wird, und dass, für den Fall n_p = 3, der vierte Satz von Abdeckungsprozentsätzen, der fünfte Satz von Abdeckungsprozentsätzen und der sechste Satz von Abdeckungsprozentsätzen die selben wie der erste Satz von Abdeckungsprozentsätzen sind, so dass der Basisfarbstoff in dem dritten Satz von Drucken mit jedem Abdeckungsprozentsatz aus dem ersten Satz von Abdeckungsprozentsätzen dreimal übergedruckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Zwischensatz der erste Satz von Drucken ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass, für den Fall n_p = 3, der zweite Zwischensatz der zweite Satz von Drucken ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt (b) den Schritt umfasst, dass das Verfahren der konjugierten Gradienten verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass, für einen besonderen Farbstoff-Prozentsatz, der ungleich zu jedem beliebigen Abdeckungsprozentsatz aus dem Satz von Abdeckungsprozentsätzen ist, der Schritt (b) bei der Wellenlänge die folgenden Schritte umfasst: – den Schritt, dass die interpolierten Werte von wenigstens n_p Spektren des besonderen Farbstoffs, der mit dem besonderen Farbstoff-Prozentsatz auf die wenigstens n_p Sätzen von Drucken gedruckt wird, bestimmt werden, wobei eine Interpolation zwischen den gemessenen Werten der wenigstens n_p Sätze von Spektren verwendet wird; und – den Schritt, dass aus den interpolierten Werten der Satz von n_p Parametern für den besonderen Farbstoff mit dem besonderen Farbstoff-Prozentsatz bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass, für einen besonderen Farbstoff-Prozentsatz, der ungleich zu jedem beliebigen Abdeckungsprozentsatz aus dem Satz von Abdeckungsprozentsätzen ist, der Schritt (b) bei der Wellenlänge die folgenden Schritte umfasst: – den Schritt, dass ein erster Satz von Werten aus dem Satz von Farbstoff-Parametern mit einem ersten Abdeckungsprozentsatz aus dem Satz von Abdeckungsprozentsätzen bestimmt wird, wobei der erste Abdeckungsprozentsatz kleiner als der besondere Abdeckungsprozentsatz ist, und dass ein zweiter Satz von Werten aus dem Satz von Farbstoff-Parametern mit einem zweiten Abdeckungsprozentsatz aus dem Satz von Abdeckungsprozentsätzen bestimmt wird, wobei der zweite Abdeckungsprozentsatz größer als der besondere Abdeckungsprozentsatz ist; und – den Schritt, dass der Satz von Farbstoff-Parametern für den besonderen Farbstoff mit dem besonderen Abdeckungsprozentsatz dadurch bestimmt wird, dass zwischen dem ersten Satz von Werten und dem zweiten Satz von Werten interpoliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – den Schritt, dass ein Satz von Verdünnungen von jedem Basisfarbstoff in dem Rezept hergestellt wird; – den Schritt, dass der Schritt (a) für jede Verdünnung von jedem besagten Basisfarbstoff wiederholt wird; – den Schritt, dass in dem Schritt (b) unter Verwendung des besagten Rezepts und der gemessenen Spektren aus der Wiederholung des Schritts (a) ein Satz von berechneten Spektren bestimmt wird, die sich dadurch ergeben würden, dass wenigstens n_p neue Sätze von Drucken produziert werden, wobei jeder neue Satz Drucke des Farbstoffs mit dem Bereich von Abdeckungsprozentsätzen auf den wenigstens n_p jeweiligen Substraten umfasst, wobei sich die wenigstens n_p Drucke mit irgend einem besonderen Abdeckungsprozentsatz auf Untergründen aus der ausgewählten Anzahl von verschiedenen Untergrundfarben befinden;
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass für den besonderen Farbstoff jeder besagte Basisfarbstoff eine korrespondierende Konzentration in dem Rezept hat, und dass der Schritt (b) des Weiteren den Schritt umfasst, dass für jeden Basisfarbstoff die Kubelka-Munk-Koeffizienten-Werte von jedem besagten Basisfarbstoff bei der korrespondierenden Konzentration aus wenigstens einigen der Spektren bestimmt werden, die in dem Schritt (a)(ii) gemessenen werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass für irgend einen Basisfarbstoff, dessen korrespondierende Konzentration nicht eine der besagten Verdünnungen ist, der besagte Schritt, dass die Kubelka-Munk-Koeffizienten-Werte bestimmt werden, den Schritt umfasst, dass die Kubelka-Munk-Koeffizienten-Werte für wenigstens zwei der besagten Verdünnungen bestimmt werden, und dass zwischen den derart bestimmten Kubelka-Munk-Koeffizienten-Werten für die wenigstens zwei besagten Verdünnungen interpoliert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgewählte Anzahl von jeweiligen Substraten verschiedene Farben haben und dass die verschiedene Untergrundfarben die verschiedenen Substratfarben sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: (c) dass das Farbspektrum eines Überdrucks des Farbstoffs, der mit dem Satz von jeweiligen Abdeckungsprozentsätzen gedruckt ist, bestimmt wird, wobei das Verfahren den Schritt umfasst, dass für jedem Farbstoff in der Reihenfolge des Überdruckens das Spektrum des Überdrucks auf einem ausgewählten Basissubstrat berechnet wird, wobei die Parameter eines jeden Farbstoffs und das Spektrum des ausgewählten Basissubstrats verwendet werden, wobei das ausgewählte Basissubstrat für den ersten gedruckten Farbstoff das Substrat ist, und wobei das ausgewählte Basissubstrat für jeden nachfolgenden Überdruck der Überdruck aller zuvor gedruckten Farbstoffe auf dem Substrat ist.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schritt (c) der Schritt, dass das Farbspektrum bestimmt wird, die besagte Beziehung verwendet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren den Schritt umfasst, dass das Farbspektrum des Überdrucks der Farbstoffe in einen Satz von Farbwerten konvertiert wird, die den Farberscheinungsüberdruck der Farbstoffe beschreiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren den Schritt umfasst, dass die Farbwerte dazu verwendet werden, um einen Bildschirm zu treiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbwerte die vom Gerät abhängigen Farbwerte sind, die dazu dienen, die besagte Erscheinung auf einem Druckgerät zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Abdeckungsprozentsatz mit p bezeichnet wird, eine Wellenlänge mit λ bezeichnet wird, der Satz von Farbstoff-Parametern des ausgewählten Farbstoffs bei dem ausgewählten Abdeckungsprozentsatz p mit α_p(λ), μ_p(λ), und, für den Fall n_p = 3, entsprechend mit S_p(λ) bezeichnet wird, und das Spektrum des p%-Drucks des ausgewählten Farbstoffs auf dem Basissubstrat, das ein Spektrum R_bg(λ) hat, mit R_p(λ) bezeichnet wird, dann die Beziehung, die R_p(λ) in Verbindung mit R_bg(λ) und mit dem Satz von Farbstoff-Parametern des ausgewählten Farbstoffs bringt, für den Fall n_p = 2 ungefähr wie folgt aussieht: Rp(λ) = (1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ),und für den Fall n_p = 3 ungefähr wie folgt aussieht: Rp(λ) = (1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ) + S(p, λ).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren einen Farbwerte-Konverter umfasst, der eine Eingabe, die an die Ausgabe der besagten Kombiniereinheit gekoppelt ist, zusätzliche Eingaben, die dazu dienen, Beleuchtungsbeobachterwerte für die Konvertierung eines Spektrums in Farbwerte in einem ersten Farbkoordinatensystem zu spezifizieren, und eine Ausgabe aufweist, wobei die Ausgabe die Farbwerte sind, die im Grunde die Farberscheinung des Überdrucks der Farbstoffe beschreiben.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren einen Farbkoordinaten-Konverter umfasst, der eine Eingabe, die an die Ausgabe des Farbwerte-Konverters gekoppelt ist, und eine Ausgabe aufweist, die Farbkoordinaten in einem zweiten Farbkoordinatensystem aufweist.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Farbkoordinatensystem das Farbkoordinatensystem eines Anzeigegeräts ist.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Farbkoordinatensystem das Farbkoordinatensystem eines Druckgeräts ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der ausgewählte Abdeckungsprozentsatz mit p bezeichnet wird, eine Wellenlänge mit λ bezeichnet wird, das Spektrum eines p%-Drucks des ausgewählten Farbstoffs auf dem ausgewählten Substrat mit R_p(λ) bezeichnet wird, und das Spektrum des Basissubstrats mit R_bg(λ) bezeichnet wird, dann die Beziehung, die R_p(λ) in Verbindung mit dem Satz von Farbstoff-Parametern des ausgewählten Farbstoffs und mit R_bg(λ) bringt, für den Fall n_p = 2 ungefähr wie folgt aussieht: Rp(λ) = (1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ),und für den Fall n_p = 3 ungefähr wie folgt aussieht: Rp(λ) = (1 – α(p, λ))*Rbg(λ)μ(p,λ) + S(p, λ),wobei der Satz von Parametern des ausgewählten Farbstoffs Parameter umfasst, die mit α_p(λ), μ_p(λ) und, für den Fall n_p = 3, mit S_p(λ) bezeichnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoff-Parameter, die in dem Schritt (b) bestimmt werden, von dem Substrattyp und der Drucktechnik abhängig sind.
Vorrichtung zum Bestimmen der Farbe eines Überdrucks von einem oder mehr Farbstoffen, wobei jeder Farbstoff in einer Druckreihenfolge mit einem jeweiligen Abdeckungsprozentsatz auf einem Substrat eines Substrattyps gedruckt wird, wobei jeder Farbstoff durch einen Satz von n_p Farbstoff-Parametern definiert wird, die eine Funktion des Abdeckungsprozentsatzes, mit dem der Farbstoff aufgedruckt wird, und der Wellenlänge sind, wobei die Farbstoff-Parameter im Wesentlichen unabhängig von der Farbe des Substrats, auf dem der Farbstoff aufgedruckt wird, sind, wobei n_p wenigstens 2 für einen Nicht-Streuungs-Farbstoff und wenigstens 3 für einen Streuungs-Farbstoff ist, wobei der Satz von Farbstoff-Parametern durch eine Beziehung definiert wird, die das Spektrum eines Drucks eines ausgewählten Farbstoffs mit einem ausgewählten Abdeckungsprozentsatz auf einem Basissubstrat in Verbindung mit dem Spektrum des Basissubstrats und mit dem Satz von Farbstoff-Parametern des ausgewählten Farbstoffs mit dem ausgewählten Abdeckungsprozentsatz bringt, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: (a) einen ersten Speicher, der dazu dient, ein Spektrum abzuspeichern, wobei der Speicher am Anfang das Spektrum des Substrats abspeichert; (b) eine Logikeinheit, wobei die Logikeinheit einen Satz von einem oder mehr Eingängen, die an Signale gekoppelt sind, die einen Abdeckungsprozentsatz spezifizieren, einen zweiten Speicher, der dazu dient, die Werte der Farbstoff-Parameter von wenigstens einem der Farbstoffe mit einem ausgewählten Satz von Abdeckungsprozentsätzen abzuspeichern, und einen Satz von einem oder mehr mehrdimensionalen Ausgängen aufweist, wobei jeder mehrdimensionale Ausgang die Werte der Farbstoff-Parameter mit dem Abdeckungsprozentsatz eines jeweiligen Eingangs aus dem Satz von Eingängen erzeugt; und (c) eine Kombiniereinheit, die einen ersten Eingang aufweist, der an den ersten Speicher gekoppelt ist, wobei die Kombiniereinheit an den besagten Satz von Ausgängen der Logikeinheit gekoppelt ist, um das Spektrum eines Überdrucks im Grunde entsprechend der Beziehung als eine Ausgabe zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit einen oder mehr Parameter-Bestimmungs-Mechanismen umfasst, wobei jeder Parameter-Bestimmungs-Mechanismus einen Abdeckungseingang, der an einen der Eingänge der Logikeinheit gekoppelt ist, und einen Parameter-Ausgang aufweist, der an einen der mehrdimensionalen Ausgänge der Logikeinheit gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter-Bestimmungs-Mechanismus ein Nachschlag-Tabellen-Mechanismus ist.
Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter-Bestimmungs-Mechanismus ein Satz von einem oder mehr Interpolatoren ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Kombiniereinheit eine oder mehr Arithmetik-Einheiten umfasst, wobei jede Arithmetik-Einheit im Grunde die besagte Beziehung impementiert und einen Spektrum-Eingang, einen mehrdimensionalen Parameter-Eingang und einen Spektrum-Ausgang aufweist, wobei der Spektrum-Eingang der ersten Arithmetik-Einheit an den ersten Speicher gekoppelt ist, wobei der letzte Spektrum-Ausgang der Ausgang der Kombiniereinheit ist, und wobei jeder Parameter-Eingang an den Ausgang von einem der Parameter-Bestimmungs-Mechanismen gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Arithmetik-Einheiten die Anzahl der Farbstoffe ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit einen Parameter-Bestimmungs-Mechanismus umfasst, und dass die Kombiniereinheit eine Arithmetik-Einheit umfasst, deren Spektrum-Eingang an den ersten Speicher und an den Spektrum-Ausgang der Arithmetik-Einheit gekoppelt ist, wobei der Parameter-Eingang der Arithmetik-Einheit an den Ausgang des Parameter-Bestimmungs-Mechanismus gekoppelt ist, wodurch der Parameter-Bestimmungs-Mechanismus und die Arithmetik-Einheit das Spektrum von jedem nachfolgenden Farbstoff nacheinander in einer Anzahl von Zyklen bestimmen, die gleich der Anzahl der Parameter ist, und wodurch an dem Ende eines jeden Zyklus der erste Speicher mit dem Wert des Spektrum-Ausgangs der Arithmetik-Einheit geladen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoff-Parameter eine Funktion des Substrattyps sind, auf dem der Farbstoff gedruckt wird.