EP0255586B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der farblichen Erscheinung einer Farbfläche bei einem Druckvorgang - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung der farblichen Erscheinung einer Farbfläche bei einem Druckvorgang Download PDF

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EP0255586B1
EP0255586B1 EP87108516A EP87108516A EP0255586B1 EP 0255586 B1 EP0255586 B1 EP 0255586B1 EP 87108516 A EP87108516 A EP 87108516A EP 87108516 A EP87108516 A EP 87108516A EP 0255586 B1 EP0255586 B1 EP 0255586B1
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EP
European Patent Office
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color
proportion
coloured
colour
separation
Prior art date
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EP87108516A
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EP0255586A2 (de
EP0255586A3 (en
Inventor
Friedrich Dr. Dipl.-Phys. Dolezalek
Karl-Heinz Besson
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Fogra Deutsche Forschungsgesellschaft fur Druck- und Reproduktionstechnik Ev
Original Assignee
Fogra Deutsche Forschungsgesellschaft fur Druck- und Reproduktionstechnik Ev
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Publication date
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Publication of EP0255586A3 publication Critical patent/EP0255586A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0036—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
    • B41P2233/00—Arrangements for the operation of printing presses
    • B41P2233/50—Marks on printed material
    • B41P2233/51—Marks on printed material for colour quality control

Definitions

  • printing process is intended to refer to all duplication processes which either produce a printed image on a printing material using an image-colored printing form (for example offset printing, gravure printing, letterpress printing) or as a so-called color proof copy process (also called proofing process) as a proof substitute in reproduction technology are used or the non-impact methods, such as inkjet printing, transfer thermography, electrophotography and screen printing.
  • image-colored printing form for example offset printing, gravure printing, letterpress printing
  • proofing process also called proofing process
  • non-impact methods such as inkjet printing, transfer thermography, electrophotography and screen printing.
  • control of the printing process is analogous applications for regulating or controlling the product color in paper production and textile dyeing, as described, for example, by Glatz, Eberle, Freier, Rohner in "Industrial quality control with high-resolution, color-recognizing spectral photometers using incident light and transmitted light", laser optoelectronics in technology, lectures of the 7th int. Kongresses, Ober 1985, pp. 239-242, through the article “Microcomputer system reduces dye requirements and improves color quality" der VDI-Nachzin 35 (1981) 7, p.18, by Horridge in "Experience of Automatic On-machine Color Measurement and Control” in Paper Technology 1983/01/02 vol. 24, No. 1, p. 27 and by Olbrich in "On-line color measurement in continuous dyeing", chemical fibers 1984/02, No. 2, 5,142.
  • FIG. 1 shows the division of the area of a typical printing sheet 51 that can be produced using the printing processes mentioned.
  • This is located outside of the final format 53, i.e. in the so-called Trimming, a pressure control bar 52, which contains test areas for preferably densitometric process control.
  • the subject located on the entire format surface of the printed sheet 51 here consists of eight pages of an illustrated printed document which includes both illustrations 54 and text 55. Particularly highlighted is a colored area 56, which is part of an illustration here. This color area - there can also be several such areas - is selected by the printer on the subject.
  • This is preferably a color tone whose reproduction faithful to the original can be seen as evidence of the correct reproduction of the remaining color tones, or a special color tone whose correct reproduction is decisive for the acceptance of the printed product (e.g. skin tone in a cosmetic Brochure).
  • the printer periodically checks the print result by visually and possibly also measuring using the test areas on the print control bar 52 by checking the actual copy 62 (FIG. 2) with respect to the color appearance of the color area 56 to be influenced with a reference copy 61 compares. If no target copy 61 is available, the comparison is carried out using target measured values which have been determined on the basis of previous experience. The differences "actual measured value minus desired measured value" are formed from the actual measured values and the target measured values determined on actual copy 62 and are interpreted as control deviation in the control-technical sense. In the case of density measurement, there are differences in density values and in the case of color measurement, colorimetric difference values.
  • the influencing required by control technology is carried out by means of a correction in the coloring of the relevant partial color by hand.
  • “Correction in coloring” is understood to mean a change in the area-related application quantity of the partial color, regardless of whether it is a change in the effective area coverage or in the layer thickness.
  • test areas used for the measurement - such as full tone control fields 24 - differ very greatly in terms of the area coverage of the respective partial color from the corresponding values of the color area 56 to be influenced with regard to their color appearance, such as a skin area in a swimwear brochure, make a big difference.
  • the known control and regulating methods merely ensure that the color appearance of the test areas, here full tone control fields 24, remain constant. This sequence does not automatically occur for the color area 56 to be influenced.
  • screen areas can react differently than solid areas if the relationship between the solid densities and the densities in the screen changes in the course of the printing process.
  • the purpose of the automatic control or the control carried out by the operator is to either use the coloring in an existing target copy based on the e.g. to reproduce density values measured on test areas as precisely as possible or to achieve a coloring that is characterized by a set of predetermined target density values.
  • the basis of the control or regulation in all of the duplication processes understood here under "printing process” is the presence of at least one actuator per partial color, for which there is a monotonous connection in the mathematical sense between the actuating path and the area-related application quantity of the partial color.
  • the zone screws and the rotation speed setting of the inking roller are available as actuators.
  • a change in the metering gap by adjusting a zone screw, which may also be motor-driven, or a change in the speed of rotation of the inking roller change the ink density and thus the area-related application quantity of the relevant partial ink on the printing substrate.
  • There is a monotone dependency between the ink layer thickness and the optical density which is described by the well-known Tollenaar equation.
  • a disadvantage of the previously known influencing methods is that the partial colors involved in the image construction are adjusted independently of one another. This can lead to the fact that the color appearance perceived by a viewer and in particular the color tone of a color area which is to be regarded as critical for the acceptance of the product initially changes greatly because the condition Men of this color shade required gradation of the order quantities of the partial colors is not taken into account during the control process. If the application units of the partial colors differ with regard to their control behavior, the control process can even temporarily lead to an increase in the color deviation, even though the individual density deviations of the partial colors have all been reduced.
  • a deficiency of the known density measuring devices for control or regulation is that the density values displayed by them or their control deviations do not allow any conclusions to be drawn about the actual color distances of a color area 56 in a color space which is perceived as being of the same sensitivity and, in particular, do not allow a distinction to be made between control deviations which only concern the brightness and those that also affect hue and saturation.
  • FIG. 3 shows the U * - V * diagram belonging to the color space according to CIE-UCS-1964, which is approximately equally spaced in terms of sensation, as an example. It is a right-angled Cartesian coordinate system with linear and scaled axes for the colorimetric coordinates U * and V *.
  • the coordinate W * is plotted on an axis perpendicular to it and describes the brightness. All colors of the same hue lie on the same beam originating in the U * - V * plane.
  • the color saturation increases with increasing distance from the origin.
  • the polar angle indicates the hue and the radius the saturation, the pole represents the neutral gray or white hue, it is also called the achromatic point.
  • the invention is based on a method according to the preamble of claim 1 or 2.
  • the preamble of claim 1 results from US-A-42 00 932 and the preamble of claim 2 from Offsetpraxis 1986, vol. 28 no. 10, P. 32.
  • the invention has for its object to design such a method so that, while avoiding the described shortcomings of the prior art, an improved, in particular faster influence on the color appearance of the color surface 56 is achieved during a printing process.
  • the inventive solution to the problem is first based on a special embodiment explained with densitometric detection of density differences.
  • a vectorial auxiliary construction is used, which is first described in more detail with reference to FIG. 4 before the actual example follows.
  • 4 shows a level of the CIE-UCS-1964 color space of equal brightness.
  • the axes U * and V * known from FIG. 3 were shifted in parallel, so that the (initially unknown) target color location of the color surface 56 to be influenced with regard to its color appearance is now at the origin 0.
  • the partial color directions 71 C * , M * and Y * are entered by arrows, which in this case correspond to those directions which point from the achromatic point to the color locations of the fully saturated partial colors.
  • This choice is obvious because, in this example, the color appearance of a neutral gray color surface 56, which is therefore in the achromatic point, is to be influenced.
  • the density differences of the partial colors are determined;
  • the partial color black is separated and is controlled or regulated according to the prior art described, for example, in US Pat. No. 4,200,932.
  • the density value difference of each colored partial color is understood as the absolute amount (length) of a partial color vector 72, the direction of which corresponds to the associated partial color direction 71.
  • the vectorial addition of the partial color vectors 72 shows from the origin 0 after the point P '; the vector O P is referred to as the sum vector 73.
  • the point P ' is the actual color location approximated by means of vectorial auxiliary construction. When measuring with a color measuring device, the actual actual color location is determined directly, it is designated here with P ".
  • a print product is produced on a four-color offset printing machine, the images of which are created by four-color overprinting with suitably graded coloring in the basic colors black, cyan, magenta and yellow.
  • additional control fields with 80% area coverage are attached to the four printing forms as test areas for the purpose of densitometric measurement.
  • the densitometer on the control fields of the target specimen is zeroed in all four colors, whereby the density values are stored as target measured values.
  • the absolute amount of the sum vector OP gives the approximate color difference of the actual copy from the target copy with 10.5 units without taking the brightness into account for a gray tone composed of cyan, magenta, yellow (here referred to as a shadow tone balance) with the area coverage C 72%, M 59%, Y 55% in screen positive film in sensory units ⁇ E CIE-UCS-1964.
  • the polar angle 342 ° denotes the approximate direction of the color shift that has occurred - here towards red-violet.
  • the color shift displayed is broken down into a portion of gray that is only effective in terms of brightness and a portion of color mainly relating to hue and saturation, which is selected here so that it only affects magenta and yellow.
  • the coefficients of the mouth Y vectors contained in the bracketed expression are selected such that the evaluation of the brackets carried out geometrically in accordance with FIG. 5 leads back to the origin 0, i.e. Results in zero.
  • the proportions can now be used according to different strategies for controlling the printing press. For example, you can decide not to control the density value differences corresponding to the gray component at first, but first to carry out the color corrections according to the state of the art, according to experience, which are associated with the density value differences 0.26 for magenta and -0.06 for yellow, for example according to US Pat. No. 4,200,932, by appropriate inking unit setting. After this relatively small intervention in the color flows of the magenta and yellow printing units, the original color appearance of the nominally gray color area 56 has been restored except for a noticeable but not disturbing brightness deviation.
  • the process to be controlled or regulated is a raster print and the color area 56 to be influenced is an almost neutral gray shade area, here referred to as shade balance, which is characterized by the superimposed printing of suitably graded area coverage cyan, magenta, yellow and possibly also black arises, and that for the densitometric measurement test areas printed with only one partial color are available, for example summarized in a print control strip.
  • target values are the density values of the test areas cyan, magenta, yellow with the densitometer set to the respective color; the density value of the test area black is also measured.
  • the degree of coverage of the film templates belonging to the test areas should be selected in the raster positive in the range from 40% to 80%, whereby the combination of cyan 75%, magenta 62% and yellow 60% belonging to a shade shade balance and other, similar gradations are therefore preferred are, because under normal printing conditions in offset printing with triple overprinting they produce an almost neutral gray, dark color tone, which is very sensitive to the smallest fluctuations in the color of one or more of the partial colors involved.
  • Such color areas 56 therefore have a signal function; in the event of fluctuations in the printing process, the color locus changes which can be measured by them are always greater than with all the other color areas 56, which are also composed of three colorful partial colors and have the same or greater brightness.
  • the density value differences "actual measurement value minus the target measurement value" of the colored partial colors after previous multiplication with scale factors are interpreted as absolute values of partial color vectors 72, which here point from the origin of a color space that is equally spaced, approximately in the direction of the color location of the associated full tone . In the general case, they point from the target color location of the color area 56 to be influenced approximately to the target color location of the fully saturated partial color.
  • the color space is preferably the CIE-UCS-1964 or the CIE-LUV system.
  • the partial color directions 71 which are most favorable for the method according to the invention (in individual cases possibly slightly different from the directions of the fully saturated partial colors) and the most favorable scale factors can be determined according to the following method and its corresponding modifications:
  • a color area 56 designed as a shade balance is systematically varied Coloring of the colored partial colors subjected to the printing process.
  • the color locations of the balance, the full tones of the bright primary colors and those of their mixed colors of the first order are then measured with a color measuring device in some, typically different, specimens.
  • the values of a target copy with an almost ideal gray shade balance are interpreted as target measurement values and subtracted from the corresponding values of the actual copies; the result is entered in a level of the same color space of equal brightness.
  • FIG. 6 shows the result of such a test run in a diagram based on the pattern from FIG. 5, the target color location of the almost ideal gray target specimen being in the origin.
  • the target color words of the primary and mixed colors lying far outside the diagram are only marked as partial color directions 71 here. Instead of the direction M * , however, the partial color direction 71 M 'is used for the construction.
  • the end points A 'to F' of the sum vectors 73 are entered in this diagram on the basis of the density value differences cyan, magenta and yellow determined with a densitometer.
  • D is the mean of the color densities of the colored partial colors measured in the test area or areas.
  • the factor area coverage takes into account the fact that a measured change in the coloring of a partial color can only be effective to the extent that it is represented in the color area 56 in question.
  • the same fluctuations in production for example in a mid-tone balance color area with C 28 M 21 Y 19, have a factor of 2 to 3 less than in a shade tone balance with C 72 M 57 Y 55, which is about 2.5 times higher Has area coverage.
  • Correspond also applies to other multicolored color areas 56, including those that are further away from the gray axis, as long as they are not darker than the shade balance.
  • the deviation of the shadow tone balance color area can therefore be referred to in absolute terms as the upper limit for the corresponding values of all other color areas 56 as long as they are not darker than this balance color area.
  • the polar angle of the deviation also applies to most other colored areas 56.
  • An exception here are those colored areas 56 which predominantly only contain portions of two brightly colored partial colors or also the partial colors themselves.
  • their direction of displacement can also be determined from the difference in density values according to the vectorial auxiliary construction according to the invention, if one observes that one of the three scale factors must disappear here, since the area coverage in question is zero.
  • the application of 36 C 0.55; M 0.39; Y 0.00 calculated scale factors gives the point P 'after addition of the vectors, which satisfactorily approximates the deviation of the color area 56 No. 36.
  • D B is the density value black measured in single print on a black control field and ⁇ D B its change.
  • the solution of the object according to the invention for the general case with the clarity-limited restriction to the control or regulation of the color appearance of a shade tone balance color surface to be produced in the raster printing and to be influenced with regard to its color appearance using only densitometric measurements test areas printed with a partial color.
  • the application of this teaching to any color areas 56 to be influenced and any test areas is already mapped out by the proposed splitting of the scale factors in Table 1 into the area coverage on the film template or the printing form of the color area 56 to be influenced and the color density-dependent calibration factor f related to the test area .
  • the application to those rasterless printing processes, such as gravure after offset / gravure conversion, for which a rastered original is assumed, is also readily possible.
  • the area coverage is replaced by the following arithmetic size: D is the optical density (transmitted light or incident light) of the color surface 56 to be influenced on the film template and D max is the density of the template which leads to the maximum color application during the printing process.
  • D is the optical density (transmitted light or incident light) of the color surface 56 to be influenced on the film template
  • D max is the density of the template which leads to the maximum color application during the printing process.
  • the solution to the problem according to the invention is not linked to the partial colors cyan, magenta and yellow which have been particularly emphasized previously, rather any, at least three, non-identical, colorful partial colors can be used for image construction. If there are more than three part colors of different hues, there are as many different breakdowns into a gray part and a color part. However, these are reduced to a few as soon as the color portion is composed according to the invention from at most two brightly colored partial colors.
  • the method according to the invention can also be used to produce color proof copies (proof) or proofs (based on a sample as a target copy or according to target density values), on the setup process when preparing the production print based on a given proof as a target copy , a color proof copy or a previous edition print and finally for other, comparable working printing processes such as Use inkjet printing, transfer thermography, electrophotography and screen printing, provided that the image structure is made up of at least three colorful partial colors (with different hues) that can be influenced with regard to coloring.
  • the scale factors C 0.72'49 M 0.57'49 Y 0.55 ⁇ 49 result from this, as in Table 1.
  • the measured density value differences from the respective target measured value were entered after multiplication by the respective scale factor in the partial color directions C * , M 'and Y * of FIG. 8 from the origin and then combined vectorially, with the points A' to F 'resulting.
  • the points A to F were measured with a color measuring device directly in the shadow tone balance color area.
  • the vectorial auxiliary construction is sufficient to be able to sensibly carry out the division of the sum vector into a gray component and a color component composed of two partial colors.
  • a preferred composition of the color component results from the two partial color directions flanking the respective point whereby these are also thought to be extended by the origin. So point A 'goes through Y and minus M 'Point B' by minus C and 'point C' by M 'and minus C. 'etc.
  • the further control-related treatment of the control deviation has already been described.
  • a pressure control bar which contains at least one shadow tone balance control field 21 in each zone and additionally e.g. Solid patches for four to six colors (see example 3).
  • the densitometer measures the density values cyan, magenta and yellow in each shadow tone balance control field 21 of an actual specimen and compares them with those of a target specimen or with target measurement values from a previous production. From the determined density value differences the associated uncoated density value differences calculated, which would have resulted approximately with the monochrome printing.
  • the approach serves this:
  • the coefficient a 12 one measures magenta of the shadow tone balance control field 21 with the densitometer set to cyan in a single print to be made for this purpose, and divides the density value obtained by that which is measured after switching to magenta. This applies analogously to the other coefficients.
  • the system of equations is then solved according to Kramer's rule according to the uncoated density value differences.
  • the specimens on which the printing test of FIG. 6 is based were measured densitometrically directly in a shadow tone balance control field 21. Then the previously determined coefficient matrix ⁇ a nm 11 the density value differences AD c , LD M , ADy are calculated. After multiplication by the respective scale factors according to Table 1, these were plotted in FIG. 9 and put together vectorially.
  • the points A 'to F' obtained in this way correspond to the color metrics A to F measured up to mean square deviations of 16 "in the polar angle and 3 units ⁇ E CIE in the color distance.
  • measurements are made, for example, densitometrically on the print copies on a defined selection of test areas in the subject, and the mean values of the density values obtained in this way are calculated for the settings cyan, magenta, yellow and black of the densitometer. (See Fig. 10).
  • those image areas 81 are selected as test areas in which many colorful partial colors with an area coverage of between 40% and 80% (on the film or the printing form) are involved, such as tri-color mixed darker gray, brown and olive green tones. If the subject to be printed contains no such tones, the image areas should be selected so that the areas of coverage averaged over these image areas are in the specified range for each partial color.
  • the Density measurement at the specified image points can be carried out, for example, by means of an automatic densitometer which can be programmed to move in the X and Y directions, by manual measurement or by so-called "on-line measurement" at at least one position across the machine width.
  • the limitation of the measurement to specific image areas 81 can be achieved by a suitable choice of the measurement positions and / or by measurement that is timed and synchronized with the printing process.
  • the mean density values of cyan, magenta, yellow and black obtained from the target specimen may be viewed separately according to pressure zones 83 (measuring positions across the machine width) as target measured values.
  • the density value differences that occur during production are used after conversion for manual control or for automatic regulation using the method according to the invention.
  • the determination of the density values required for this, which would have resulted from the individual printing of the partial colors, is carried out analogously according to the same method that has already been specified for the measurement on the tri-color shadow tone balance control field 21.
  • the density value differences D 'between the measured actual measurement values and the target measurement values of a target specimen were, as before, converted into density value differences D for cyan, magenta, yellow and black using a linear system of equations, which would have resulted on monochrome prints.
  • the scale factors 0.71 x 106 for cyan, 0.57 x 106 for magenta and 0.55 x 106 for yellow resulted from equation (1); they apply to the color appearance of a Shadow tone balance color area.
  • test areas which consist of selected image areas
  • a colorimeter it is also possible to measure with a colorimeter.
  • the same criteria apply here for the selection of the image locations, however, one or more locations should also be selected on the overall format surface of the printed sheet 51, on which the partial color black is predominantly represented.
  • These can be dark gray grid areas, so-called technical grid funds in tables, text passages (black picture point 82 in FIG. 10) or similar areas. In the latter case, however, a minimum size of approx. 10 x 10 mm must be provided for the measuring field diaphragm of the color measuring device, since this is the only way to avoid small positioning errors having a serious effect on the measurement result.
  • the averaging is carried out separately via the colored and predominantly or exclusively black image areas, the latter only requiring the brightness coordinate.
  • the averaged coordinates U * , V * and W are available in the CIE-UCS-1964 system for the colored image areas 81 and WB for the predominantly black image areas 82.
  • the brightness deviation of the black image points determined in this way e.g. AWp, directly and according to the prior art, as described, for example, in US Pat. No. 4,200,932, is used to control or regulate the coloring of the partial color black.
  • control deviation of the colored image areas is represented in the manner according to the invention as the sum of a gray component which is only effective in terms of brightness and a color component which relates to at most two colorful partial colors.
  • the shares are then controlled or regulated separately.
  • the measured colorimetric difference values are AU * , ⁇ V * and ⁇ W * 1 for the colored image areas and ⁇ W * B for the black image areas.
  • the coefficient k depends on the reproduction photographic image structure. It is small if there has been no reduction in under-colors and no reduction in gray (also called achromatic build-up or complementary color reduction); k is close to 1 in the case of complete replacement of the image components of colorful partial colors that add up to gray by the partial color black.
  • the applicable value can be determined by printing tests with the relevant reproduction types.
  • the control deviation from the starting point O is determined by the sum vector OP expressed. According to the invention, this can be expressed as the sum of two portions to be treated differently in terms of control technology: where g is a number yet to be determined, the expression in parentheses denotes a linear combination of the unit vectors which gives the zero vector 1 C , 1 M and 1 Y with positive factors ⁇ and v.
  • brackets in equation (17) denotes the gray component that is only effective in terms of brightness; the color portion made up of at most two colors remains. Which two colors are used to represent (and control) the color component and which factor g is selected can be decided according to one of the criteria listed above. A preferred choice is the one in which the fourth criterion mentioned there is met.
  • the change in brightness calculated from the two components thus determined should correspond to the change ⁇ W * which remained for the colored image areas after subtracting the black component k * ⁇ W * B.
  • the calculation of the change in brightness for the portions requires a one-time printing test in which the coloring of the partial colors cyan, magenta and yellow is done individually by the increments b C to be determined colorimetrically 1 C , b M 1 M or b Y 1 Y is increased, which results in decreases in brightness by ⁇ W * C , ⁇ W * M or ⁇ W * Y.
  • the calculation of the change in brightness can now be done according to the formula respectively. From the same printing test, it can be seen which change in the manipulated variable for coloring a partial color corresponds to the associated unit vector in the ⁇ U * - ⁇ V * diagram. This results in reversal of the changes in the manipulated variable, which lead to the separate elimination of the control deviation divided into two parts.
  • control to be carried out separately or regulation of the partial color black.
  • control to be carried out separately or regulation of the partial color black.
  • the above-described actual-target comparison of the mean values of several image points and the regulation based thereon can be carried out not only once per copy page, but also at several image points, preferably according to FIG. 10, distributed across the machine width.
  • the colorimetric averaging for the colored partial colors can be carried out on single-color control fields cyan, magenta, yellow or on balance control fields and for black on black-colored control fields.
  • test areas on which the measurement takes place e.g. monochrome control fields or multicolored control fields as a balance
  • a "color surface 56 to be influenced the color appearance of which is assessed as decisive for the usability of the manufactured product or as a guarantee for the correct color rendering.
  • the color surface 56 to be influenced must have a colorimetric coordinate of color and Saturation and its degree of area coverage are at least approximately known for the colored partial colors. It is not necessary that it actually exists on the subject to be printed.
  • a print can thus be controlled in such a way that the color appearance of a shade tone (not contained in the subject) is This ensures that all color areas 56 (with no less brightness) that are not too far from the gray axis in terms of colorimetry remain approximately constant.
  • Color areas 56 is that their parameters can be conveniently taken from a color atlas, while the colorimetric coordinates and area coverage of color areas 56 of the subject are generally not sufficiently well known. 13 shows the signal processing path of such a densitometer according to the invention; the mechanical, optical and other electronic components are not shown. The light of light source 1 reflected by the test surface of the target or actual copy is detected in sensor 2.
  • the signal which is initially in analog form, is brought into digital form in an analog / digital converter 3, preferably in 16 bit Technology, and converted into actual measured values in unit 4.
  • Averaging also takes place here if the corresponding input instruction a from unit 5 is present.
  • the density measured values b located in the target measured value memory in unit 5 are either entered by the user or stored by a target copy; in unit 6 they are subtracted from the actual measured values. If the measurements were not carried out on single-color image areas or control fields, the matrix calculation of the individual color densities from the total color densities is carried out in unit 7.
  • the calculation of the sum vector 73 6 P takes place in unit 8 if the inputs c: "target values of the saturated, colorful partial colors” and “target color location and area coverage of the color area to be controlled” from unit 5 are present.
  • the undisassembled sum vector 73 o P and preferably also the partial color vectors, for example G, M , 7 are displayed graphically (preferably in color) on the screen in an output unit 11 or on an XY recorder, for example in the manner of FIGS. 3 and 5.
  • the numerical or verbal output of the density value differences of the partial colors e.g. cyan, magenta, yellow, black
  • the absolute amount of the sum vector 73 e.g.
  • the limit indicator 9 can also be warned by the limit indicator 9 as soon as the amount of the sum vector 73 o p exceeds a defined size or the polar angle is in a region to be regarded as critical, for example green tinge when printing skin tones.
  • the operator can also find out about the size and direction of the deviation for this color area 56.
  • the calculation is made of the gray component, which is only effective in terms of brightness, and the color component, which relates to at most two colorful partial colors, if there is input information d from unit 5 about the partial colors of the color component or one of the selection criteria mentioned.
  • the output of the control recommendation in density value units, or already converted to the respective manipulated variable is carried out by the unit 12 by outputting the values for the colorful partial colors and black separately for "color cast” and "brightness". This can be done in alphanumeric or graphic form on the output unit 11.
  • the operator carries out the control corrections recommended to him in the order that appears to be favorable. If only densitometric control corrections are output, he must convert the values into the corresponding manipulated variable for the coloring based on experience. The success of the correction carried out is checked densitometrically on a further actual copy, resulting in new tax recommendations etc.
  • the device is shown in FIG. 14 according to the pattern of FIG. 13 in the form of a signal flow diagram.
  • the mechanical, optical and other electronic components are not shown.
  • the signal path up to and including the analog / digital converter 3 is as described in Example 1.
  • the signals measured either "on-line” in the production machine or "off-line” on a drawn actual copy are converted in unit 4 into actual measured values for the density; if there is a corresponding instruction c from unit 5, mean values of the density values of several test areas, e.g. Image sections, or successive "on-line” measured actual copies.
  • the associated density measured values or their mean values are preferably calculated in each ink zone and, after evaluation, finally converted into control commands.
  • units 6 and 7 The description of units 6 and 7 is as in example 1.
  • unit 8 the approximated colorimetric deviations are calculated according to the inputs c from unit 5, it being possible to enter the color area to be influenced here.
  • the sum vector 73 o P and its partial color vectors 72 are shown in numerical and / or graphic form in an output unit 11, possibly for each color zone and different color areas 56 to be influenced.
  • a limit indicator 9 is provided, which warns when predetermined limits for the amount or direction of the deviation are exceeded.
  • the total deviation according to the invention is broken down into two parts in accordance with the criteria input d from unit 5.
  • control recommendations for the actuators of the paint application are calculated in unit 12a, with input e from unit 5 if necessary, different control factors for the gray component and the color component as well as for the partial color black, possibly different for each printing zone 83, can be entered.
  • the conversion factor between control deviation and correcting variable correction is called the control factor here.
  • control commands are sent to the servomotors 13 of the inking unit.
  • the success of the actuating process is checked densitometrically on an actual copy taken later, which may result in a further control process, etc.
  • Example 2 While the device described so far under Example 2 makes it possible to regulate the color appearance of the color area 56 to be influenced by means of densitometric measurement on test areas, it can also be derived immediately from this description how a device which works analogously and which uses the color measurement can be constructed.
  • the colorimetric measurement can advantageously be carried out on multicolored control fields and in particular on balance control fields, or can also be carried out directly on one or more colorful image areas serving as test areas and separately on black image areas, via which the mean is then to be used.
  • the basic structure of the signal map of FIG. 14 is retained, the few changes are noted in FIG. 15.
  • the colorimetric coordinates are calculated from the measured signals in unit 4, the colorimetric difference values are formed in unit 6.
  • the unit 8 calculates the data for the alphanumeric and / or graphic output on the output unit 11 if the color words of the fully saturated partial colors and the target color location of the color area to be influenced have previously been entered via the input c from unit 5. Also in unit 8, the correction of the brightness value determined at the colored image areas takes place with the change that was determined at the black image areas. Accordingly, not only the amount and direction of the sum vector 73 0-P appear on the output unit 11, but also the changes in the brightness of the colored image areas and the image areas serving to control the partial color black. The already described division of the sum vector 73 o P into parts takes place in unit 10, the operator specifying the criteria for the selection of the two partial colors of the color part and for the change in brightness via input d from unit 5. The further control engineering process proceeds as described in FIG. 14.
  • a film sheet (or several film sheets), which consists of a series of templates for control fields, which, after assembly as intended and subsequent copying onto the associated printing forms of the partial colors, produce a so-called print control bar consisting of control field images of different partial colors during the printing process.
  • This is preferably designed so that in each pressure zone 83, i.e. every 30 to 40 mm, a shadow tone balance control field 21 is present, which has graded areas of coverage on the original according to a reproduction photographic gray condition that applies to normal printing conditions. Examples are C 72, M 57, Y 55 and C 75, M 62, Y 60 for positive copies in offset printing on art paper.
  • solid color fields of the partial colors as well as their overprinting and grid fields for the partial color black in three-quarter tone should be available.
  • 16a and 16B show two preferred embodiments of the device, from which the selection and arrangement of the control fields can be seen.
  • the pressure checklists generated with the devices together are shown according to the above definition.
  • each pressure zone 83 here assumed to be 30 mm, there is a control field 21 of 5 ⁇ 5 mm 2 size designed as a shadow tone balance and in every second zone a further control field 22 designed as a midtone balance.
  • a control field 21 of 5 ⁇ 5 mm 2 size designed as a shadow tone balance
  • a further control field 22 designed as a midtone balance.
  • 21 there is a grid 23 for black with 80% area coverage in every second zone. The latter makes the coloring of black controllable, the measurement of the coloring of the colored partial colors takes place in the control fields 21 and 22.
  • a control field 21 and 22 are present in each pressure zone 83, here also assumed to be 30 mm.
  • solid tone fields 24, copy control fields 25 and line grid pairs 26 are provided for all partial colors; they repeat approximately every 9 zones.
  • FIGS. 16a and 16b and the selection of the control fields can of course be modified, supplemented or changed in their repetition period, as long as a grid control field composed of the brightly colored primary partial colors is measurable and in every second or third zone, a raster or solid field 24 black is also measurable.
  • the devices described above are suitable not only for raster printing, but also for those printing processes which work with rastered originals.
  • the devices according to Example 3 can also be used for completely rasterless processes if 21, 22, 23, 24 are formed as halftone fields, with the proviso that instead of the area coverage size, the computational size given in equation (12) is used.

Description

  • Für die Beeinflussung (im Sinne von Steuern und Regeln) der farblichen Erscheinung von aus mehreren Teilfarben (z.B. Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz) bei einem Druckvorgang zusammengesetzten Farbflächen werden als Meßgeräte hauptsächlich sog. Densitometer und seltener Farbmeßgeräte (nach den Bauarten "Spektralphotometer" oder "Dreifiltermeßgerät") verwendet. Mit "Druckvorgang" sollen im folgenden alle Vervielfältigungsverfahren bezeichnet werden, die entweder über eine bildmäßig eingefärbte Druckform ein Druckbild auf einem Bedruckstoff herstellen (z.B. Offsetdruck, Tiefdruck, Hochdruck) oder als sog. Farbprüfkopie-Verfahren (auch Proofverfahren genannt) als Andruckersatz in der Reproduktionstechnik eingesetzt werden oder die anschlaglose Verfahren, wie Tintenstrahldruck, Transferthermographie, Elektrophotographie und Siebdruck , sind.
  • Der Stand der Technik bei der Beeinflussung der farblichen Erscheinung aufgrund von Messungen mit dem Densitometer ist beispielsweise in der US-A-4 200 932 angegeben; er ist außerdem in den bekannten, auf der Fachmesse DRUPA 1986 öffentlich präsentierten Regeleinrichtungen "Heidelberg CPC 2 mit CPC 1", "MAN Roland CCI mit RCI", "Miller Johannisberg Unimatic C3, C4 und C5", "Koenig und Bauer Colortronic mit Densitronic", "Windmöller und Hölscher CIM Printcontrol" gegenständlich verwirklicht. Über die Dichtemessung hinaus ist es in der Drucktechnik bekannt, ein Druckprodukt mittels Farbmessung zu prüfen, wobei man sich entweder eines sogenannten Dreifilter- oder Tristimulusgeräts oder eines Spektralfotometers bedient. Eine farbmetrische Kontrolle des Druckvorgangs wird in den folgenden Veröffentlichungen angegeben: Kößler, "Tonwertzunahme im Mehrfarben-Offsetdruck", FOGRA-Mitteilungen Nr. 120, 1985, S. 1-6, Kamm und Ritz, "Farbmessung an der laufenden Papierbahn zur Steuerung der Färbung mit dem System Eltex-Optronic", Offsetpraxis 1986, Jg. 28, Nr. 10, S. 32, Maurer "Computerunterstützte, zugeschnittene Farbdruck-Analyse", TAGA Proceedings 1982, S. 518. Daneben sind der Kontrolle des Druckvorgangs analoge Anwendungen zur Regelung oder Steuerung der Produktfarbe in der Papiererzeugung und der Textilfärberei beschrieben, wie beispielsweise durch Glatz, Eberle, Freier, Rohner in "Industrielle Qualitätskontrolle mit hochauflösenden, farberkennenden Spektralfotometern im Auflicht-und Durchlichtverfahren", Laser Optoelektronik in der Technik, Vorträge des 7. int. Kongresses, München 1985, S. 239-242, durch den Artikel "Mikrocomputersystem vermindert Farbstoffbedarf und verbessert Farbqualität" der VDI-Nachrichten 35(1981)7, S.18, durch Horridge in "Experience of Automatic On-machine Colour Measurement and Control" in Paper Technology 1983/01/02 Jg. 24, Nr. 1, S. 27 sowie durch Olbrich in "On-line-Farbmessung beim Kontinue-Färben", Chemiefasern 1984/02, Nr. 2, 5.142.
  • In Fig. 1 ist die Flächenaufteilung eines typischen, mit den genannten Druckvorgängen herstellbaren Druckbogens 51 skizziert. Auf diesem befindet sich außerhalb des Endformats 53, also im sog . Beschnitt, eine Druckkontrolleiste 52, die Testflächen zur vorzugsweise densitometrischen Prozeßkontrolle enthält. Das auf der Gesamtformatfläche des Druckbogens 51 befindliche Sujet besteht hier aus acht Seiten einer bebilderten Druckschrift, die sowohl Abbildungen 54 als auch Text 55 umfaßt. Besonders hervorgehoben ist eine Farbfläche 56, die hier Teil einer Abbildung ist. Diese Farbfläche - es können auch mehrere solche Flächen sein - wird vom Drucker auf dem Sujet ausgewählt. Es handelt sich dabei vorzugsweise um einen solchen Farbton, dessen originalgetreue Wiedergabe erfahrungsgemäß als Beweis für die richtige Wiedergabe der restlichen Farbtöne gelten kann, oder um einen besonderen Farbton, dessen richtige Wiedergabe ausschlaggebend für die Akzeptanz des gedruckten Produkts ist (z.B. Hautton in einem Kosmetik-Prospekt).
  • Während des Druckvorgangs prüft der Drucker das Druckergebnis periodisch, indem er das jeweils hergestellte Istexemplar 62 (Fig. 2) hinsichtlich der farblichen Erscheinung der zu beeinflussenden Farbfläche 56 mit einem als Bezug dienenden Sollexemplar 61 visuell und gegebenenfalls auch meßtechnisch anhand der Testflächen auf der Druckkontrolleiste 52 vergleicht. Falls kein Sollexemplar 61 vorhanden ist, erfolgt der Vergleich mittels Sollmeßwerten, die aufgrund bisheriger Erfahrungen festgelegt wurden. Aus den auf dem Istexemplar 62 bestimmten Istmeßwerten und den Sollmeßwerten werden die Differenzen "Istmeßwert minus Sollmeßwert" gebildet und als Regelabweichung im regeltechnischen Sinn aufgefaßt. Es handelt sich im Falle der Dichtemessung um Dichtewertdifferenzen und im Falle der Farbmessung um farbmetrische Differenzwerte.
  • Die regeltechnisch erforderliche Beeinflussung wird über eine Korrektur bei der Farbgebung der betreffenden Teilfarbe von Hand durchgeführt. Unter "Korrektur bei der Farbgebung" wird eine Änderung bei der flächenbezogenen Auftragsmenge der Teilfarbe verstanden, gleich ob es sich dabei um eine Veränderung beim effektiven Flächendeckungsgrad oder bei der Schichtdicke handelt.
  • Alternativ dazu sind Regelanlagen gemäß US-A-4 200 932, Kamm und Ritz, "Farbmessung an der laufenden Papierbahn zur Steuerung der Färbung mit dem System Eltex-Optronic", Offsetpraxis 1986, Jg. 28, Nr. 10, S. 32 und Horridge in "Experience of Automatic On-machine Colour Measurement and Control" in Paper Technology 1983/01/02 Jg. 24, Nr. 1, S. 27 bekannt, bei denen jede Regelabweichung vollautomatisch in einen Stellbefehl zur Korrektur der Farbgebung umsetzbar ist. Eine Unterbrechung des Regelkreises durch das Bedienungspersonal ist auch hier möglich und sinnvoll, da der Produktionsprozeß auch durch andere, mit den gewählten Testflächen nicht erfaßbare Störungen stark beeinflußt werden kann. Ein Beispiel hierzu ist der im Offsetverfahren vom Feuchtmittel ausgehende Einfluß.
  • Ein weiteres Beispiel dazu ist der Fall, in dem sich die zur Messung benutzten Testflächen - wie etwa Vollton-Kontrollfelder 24 - hinsichtlich des Flächendeckungsgrades der jeweiligen Teilfarbe sehr stark von den entsprechenden Werten der hinsichtlich ihrer farblichen Erscheinung zu beeinflussenden Farbfläche 56, wie etwa eine Hautpartie in einem Bademodeprospekt, stark unterscheiden. Mit den bekannten Steuer- und Regelverfahren wird lediglich sichergestellt, daß die farbliche Erscheinung der Testflächen, hier Vollton-Kontrollfelder 24, konstant bleiben. Für die zu beeinflussende Farbfläche 56 tritt diese Folge nicht automatisch ein. Wie in der bereits genannten Veröffentlichung Kößlers in den FOGRA-Mitteilungen Nr. 120 gezeigt wurde, können nämlich Rasterflächen anders als Volltonflächen reagieren, wenn sich im Verlauf des Druckvorgangs der Zusammenhang zwischen den Volltondichten und den Dichten im Raster ändert.
  • Zweck der automatischen Regelung bzw. der vom Bediener ausgeführten Steuerung ist es, entweder die in einem vorhandenen Sollexemplar vorliegende Farbgebung anhand der dort z.B. auf Testflächen gemessenen Dichtewerte möglichst genau nachzustellen oder eine Farbgebung zu erreichen, die durch einen Satz vorher festgelegter Solldichtewerte gekennzeichnet ist. Hiermit erreicht man bei Druckvorgängen,die auf die Herstellung weniger Exemplare ausgerichtet sind (Beispiel: Farbprüfverfahren, Farbkopierverfahren) eine weitgehende farbliche Übereinstimmung mit der Vorlage und bei Druckvorgängen für groß Auflagen (z.B. Offsetdruck, Tiefdruck, Hochdruck, Siebdruck) die Begrenzung der produktionsbedingten Schwankungen innerhalb einer Auflage.
  • Grundlagen der Steuerung oder Regelung ist bei allen hier unter "Druckvorgang" verstandenen Vervielfältigungsverfahren das Vorhandensein mindestens eines Stellglieds pro Teilfarbe, für das ein monotoner Zusammenhang im mathematischen Sinne zwischen dem Stellweg und der flächenbezogenen Auftragsmenge der Teilfarbe besteht. Im Offsetdruck und im Hochdruck stehen als Stellglieder die Zonenschrauben und die Umdrehungsgeschwindigkeits-Einstellung der Farbduktorwalze zur Verfügung. Eine Veränderung des Dosierspalts durch die Verstellung einer gegebenenfalls auch motorisch angetriebenen Zonenschraube oder eine Veränderung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Farbduktorwalze verändern die Farbdichte und damit die flächenbezogene Auftragsmenge der betreffenden Teilfarbe auf dem Bedruckstoff. Zwischen der Farbschichtdicke und der optischen Dichte besteht eine monotone Abhängigkeit, die durch die bekannte Tollenaar-Gleichung beschrieben wird. Ersatzweise kann man eine lineare Approximation heranziehen. Mit einem Eichvorgang wird zunächst der mathematische Zusammenhang zwischen den Stellgrößen "Zonenschraubenstellung" oder "Duktorumdrehungsgeschwindigkeit" und der Dichte der Teilfarbe auf dem Bedruckstoff festgestellt. Als nächstes wird durch Differenzieren bzw. Differenzenbilden des mathematischen Zusammenhangs ermittelt, welche Korrektur der Stellgröße ausgeführt werden muß, um eine aufgetretene Abweichung der Dichte wieder auf null zu bringen. Beim Tiefdruck fungiert das Originalfarbe/Verschnitt-Verhältnis als Stellgröße. Bei den Farbprüfkopie-Verfahren und den anschlaglosen Druckverfahren bestehen ebenfalls extern zugängliche oder interne Beeinflussungsmöglichkeiten für den Farbauftrag, ohne die ein farbstichfreier Druckvorgang ein glücklicher Zufall bliebe. Bei Farbmessung statt Densitometrie bestehen ebensogut dokumentierte monotone Zusammenhänge zwischen Verschiebung des Farborts im Farbraum und der flächenbezogenen Auftragsmenge der Teilfarbe. Wie in der Veröffentlichung Kellerer "Andruck/Fortdruck-Übereinstimmung im Offsetverfahren: Einfluß der Druckfarbe", FOGRA-Forschungsbericht 3.336, München 1984, S. 8 und 10, gezeigt wird, nimmt die farbmetrische Sättigung mit steigender flächenbezogener Auftragsmenge im einfarbigen Druck und im zweifarbigen Übereinanderdruck zu. Der Farbton wandert dabei mit zunehmender flächenbezogener Auftragsmenge von Umbuntpunkt auf der Linie gleichen Farbtons in Richtung höherer Sättigung. Es ist selbstverständlich, daß ein mathematischer Zusammenhang zwischen der farbmetrischen Sättigung und einer Stellgröße für die Farbgebung als Grundlage zur Steuerung oder Regelung dienen kann solange die flächenbezogene Auftragsmenge nicht extrem hoch wird. In diesem Fall durchläuft die farbmetrische Sättigung nämlich ein Maximum, bei übergroßen Auftragsmengen nimmt die Sättigung infolge einer Verschwärzlichung der Farbe wieder ab. Auch beim Tiefdruck, bei den Farbprüfkopie-Verfahren, den anschlaglosen Druckverfahren sowie der Textil- und der Papierfärbung geschieht die Regelung der flächenbezogenen Auftragsmenge einer einzigen Teilfarbe über die Sättigung. Bei mehreren Farben muß zusätzlich der Farbton, auch ausgedruckt durch den Buntton- oder Polarwinkel, herangezogen werden.
  • Nachteilig an den bisher bekannten Beeinflussungsverfahren ist, daß die am Bildaufbau beteiligten Teilfarben unabhängig voneinander nachgestellt werden. Dies kann dazu führen, daß sich die von einem Betrachter wahrgenommene farbliche Erscheinung und insbesondere der Farbton einer als kritisch für die Akzeptanz des Produkts einzuschätzenden Farbfläche zunächst stark ändert, weil die für das Zustandekommen dieses Farbtons erforderliche genaue Abstufung der Auftragsmengen der Teilfarben während des Regelvorgangs nicht berücksichtigt wird. Falls sich die Auftragsaggregate der Teilfarben hinsichtlich ihres Regelverhaltens unterscheiden, kann der Regelvorgang nämlich vorübergehend sogar zu einer Vergrößerung der Farbtonabweichung führen, obwohl die einzelnen Dichteabweichungen der Teilfarben alle verringert worden sind.
  • Ein Mangel der bekannten Dichtemeßgeräte zur Steuerung bzw. Regelung ist, daß die von diesen angezeigten Dichtewerte oder deren Regelabweichungen keine Rückschlüsse auf die tatsächlich vorliegenden Farbabstände einer Farbfläche 56 in einem empfindungsgemäß gleichabständigen Farbenraum zulassen und insbesondere keine Unterscheidung zwischen Regelabweichungen ermöglichen, die lediglich die Helligkeit betreffen und solchen, die auch Farbton und Sättigung betreffen.
  • Ausreichend verläßliche Angaben über Farbabstände sowie über die farbmetrischen Koordinaten Farbton, Farbsättigung und Helligkeit sind nach dem Stand der Technik nur mit Farbmeßgeräten gewinnbar. Diese Geräte erfordern jedoch einen im Vergleich zur Densitometrie hohen technischen Aufwand. Ihre Anwendung zur Steuerung bzw. Regelung der farblichen Erscheinung von vierfarbig aufgebauten Bildern ist dadurch eingeschränkt, daß die Aufschlüsselung einer gemessenen Gesamt-Farbverschiebung in die Einzelbeiträge der am Bildaufbau eines vierfarbigen Bildes beteiligten Teilfarben grundsätzlich mathematisch weder exakt noch eindeutig lösbar ist. Es müßten nämlich aus den drei Werten der Komponenten Farbton, Helligkeit und Sättigung der Farbortverschiebung vier Korrekturwerte für die Teilfarben berechnet werden. Die Lösung ist mathematisch unbestimmt. So kann der Anzeige des Farbmeßgeräts nicht entnommen werden, ob z.B. eine angezeigte Helligkeitsveränderung auf gleichsinnigen Veränderungen der Farbgebung bei allen bunten Teilfarben beruht oder ob sie nur auf die Teilfarbe Schwarz zurückgeht. Im folgenden werden zunächst die für das Verständnis der späteren Beschreibung hilfreichen farbmetrischen Darstellungen erläutert.
  • In Fig. 3 ist das zu dem annähernd empfindungsgemäß gleichabständigen Farbenraum nach CIE-UCS-1964 gehörige U*-V*-Diagramm als Beispiel gezeigt. Es handelt sich um ein rechtwinkliges kartesisches Koordinatensystem mit linear und in gleichem Maßstab eingeteilten Achsen für die farbmetrischen Koordinaten U* und V* . Die Koordinate W* wird auf einer dazu senkrecht stehenden Achse abgetragen und beschreibt die Helligkeit. Alle Farben gleichen Farbtons liegen auf demselben, vom Ursprung ausgehenden Strahl in der U*-V*-Ebene. Mit zunehmendem Abstand vom Ursprung nimmt die Farbsättigung zu. In Polarkoordinatendarstellung bezeichnet hier der Polarwinkel den Farbton und der Radius die Sättigung, der Pol stellt den neutralgrauen bzw. weißen Farbton dar, er wird auch Unbuntpunkt genannt. Daher sind in Fig. 3 sowohl die Kreislinien gleicher Sättigung wie auch die Polarwinkel der bunten Teilfarben (hier Cyan C*, Magenta M*, Gelb Y*) und deren Mischfarben erster Ordnung (hier Rot R*, Grün G* Blau-Violett BV*) - den Angaben der DIN 16539 "Europäische Farbskala für den Offsetdruck" entnommen - eingetragen. Eine Maßstabseinheit im CIE-UCS-1964-System entspricht einem unter optimalen Voraussetzungen gerade sichtbaren Unterschied der farblichen Erscheinung, zwei Einheiten werden als gerade sichtbarer und vier Einheiten als kleiner Unterschied empfunden.
  • Um auch kleine Farbverschiebungen von solchen Farben darstellen zu können, die vom Unbuntpunkt U* = 0, V* = 0 weiter entfernt sind, empfiehlt es sich, den Ursprung der Darstellung nach Fig. 3 in den Sollfarbort des Sollexemplares 61 zu verlegen und die Achsen mit AU* und ΔV` zu beschriften (Fig. 4 - 9). In dieser Darstellung bezeichnen die Kreislinien nicht mehr gleiche Farbsättigung und die Zuordnung der Polarwinkel zu bestimmten Farbtönen ist allenfalls noch annähernd gegeben. Es bleibt jedoch die Interpretation der Entfernung des Istfarborts vom Ursprung als Farbabstand und die Deutung des Polarwinkels als Richtungsanzeige für eine Farbverschiebung. Die Richtung läßt sich für jede voll gesättigte bunte Teilfarbe aus einem nach CIE-UCS-1964 eingeteilten Farbatlas ersehen. Für nicht zu weit vom Unbuntpunkt befindliche Farben gelten jedoch die in Fig. 3 eingezeichneten Richtungen wenigstens annähernd.
  • Die Erfindung geht aus von einem Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 2. Dabei ergibt sich der Oberbegriff des Anspruches 1 aus der US-A-42 00 932 und der Oberbegriff des Anspruches 2 aus Offsetpraxis 1986, Jg. 28 Nr. 10, S. 32. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren so auszubilden, daß unter Vermeidung der geschilderten Mängel des Standes der Technik eine verbesserte, insbesondere schnellere Beeinflussung der farblichen Erscheinung der Farbfläche 56 bei einem Druckvorgang erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß - ausgehend von densitometrischen Messungen - durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Eine nebengeordnete Lösung der Erfindung - ausgehend von farbmetrischen Messungen - ist Gegenstand des Anspruches 2.
  • Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Inhalt der Unteransprüche und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe wird zunächst anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels mit densitometrischer Erfassung der Dichtewertdifferenzen erläutert. Dabei wird eine vektorielle Hilfskonstruktion verwendet, die zunächst anhand von Fig. 4 näher beschrieben wird, bevor das eigentliche Beispiel folgt. Fig. 4 zeigt eine helligkeitsgleiche Ebene des CIE-UCS-1964-Farbenraums. Die aus Fig. 3 bekannten Achsen U* und V* wurden parallelverschoben, so daß der (vorerst unbekannte) Sollfarbort der hinsichtlich ihrer farblichen Erscheinung zu beeinflussenden Farbfläche 56 nun im Ursprung 0 liegt. Durch Pfeile eingetragen sind die Teilfarbrichtungen 71 C*, M* und Y*, die in diesem Fall mit jenen Richtungen übereinstimmen, welche vom Unbuntpunkt zu den Farbörtern der voll gesättigten Teilfarben zeigen. Diese Wahl liegt deswegen nahe, weil in diesem Beispiel die farbliche Erscheinung einer neutralgrauen und daher im Unbuntpunkt liegenden Farbfläche 56 beeinflußt werden soll.
  • Nach Ausmessen des Istexemplares werden die Dichtewertdifferenzen der Teilfarben ermittelt; Die Teilfarbe Schwarz wird getrennt und zwar nach dem zum Beispiel in der US-A-4 200 932 beschriebenen Stand der Technik gesteuert oder geregelt. Die Dichtewertdifferenz jeder bunten Teilfarbe wird nach Multiplikation mit einem (später anhand von Tabelle 1 zu erläuternden) Maßstabsfaktor als Absolutbetrag (Länge) eines Teilfarbvektors 72 aufgefaßt, dessen Richtung mit der zugehörigen Teilfarbrichtung 71 übereinstimmt. Die vektorielle Addition der Teilfarbvektoren 72 zeigt vom Ursprung 0 nach dem Punkt P'; der Vektor OP wird als Summenvektor 73 bezeichnet. Der Punkt P' ist der mittels vektorieller Hilfskonstruktion angenäherte Istfarbort. Bei Messung mit einem Farbmeßgerät wird der tatsächliche Istfarbort direkt ermittelt, er ist hier mit P" bezeichnet.
  • Nach Erläuterung der vektoriellen Hilfskonstruktion sei nun das genannte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • Auf einer Vierfarben-Offsetdruckmaschine wird ein Druckprodukt hergestellt, dessen Bilder durch vierfarbigen Übereinanderdruck mit geeignet abgestufter Farbgebung bei den Grundfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb entstehen. Zum Zweck der Kontrolle und der Steuerung des Drucks und insbesondere der farblichen Erscheinung einer neutralgrauen Farbfläche 56 sind auf den vier Druckformen als Testflächen zusätzlich Kontrollfelder mit 80 % Flächendeckungsgrad zwecks densitometrischer Ausmessung angebracht. Nachdem durch Versuche ein bezüglich der farblichen Erscheinung einer dreifarbig ermischten, nominell grauen Farbfläche 56 akzeptables Sollexemplar hergestellt ist, wird das Densitometer auf den Kontrollfeldern des Sollexemplares in allen vier Farben genullt, wodurch die Dichtewerte als Sollmeßwerte gespeichert sind. Während der weiteren Produktion werden in regelmäßigen Abständen Istexemplare gezogen und ausgemessen; die angezeigten Istmeßwerte eines solchen Istexemplares seien Schwarz 0.1, Cyan -0.14, Magenta 0.17 und Gelb -0.20. Während die Dichteabweichung Schwarz gesondert nach dem bereits zum Beispiel in der US-A-4 200 932 beschriebenen Stand der Technik behandelt wird, werden die Istmeßwerte von Cyan, Magenta, Gelb mit den Maßstabsfaktoren 51; 40,5 und 39 multipliziert und in ein Diagramm nach Fig. 3, jedoch mit den Achsbeschriftungen AU* und ΔV* versehen, in den Teilfarbrichtungen Cyan, Magenta und Gelb als vom Nullpunkt ausgehende Teilfarbvektoren C, M, Y eingetragen.
  • In Fig. 5 sind die Vektoren C, M, Y sowie ihre Addition, der Summenvektor OP, der vom Ursprung nach dem Punkt P zeigt, eingetragen. Mit den gewählten Maßstabsfaktoren gilt folgendes: Der Absolutbetrag des Summenvektors OP gibt mit 10,5 Einheiten den ungefähren Farbabstand des Istexemplares vom Sollexemplar ohne Berücksichtigung der Helligkeit für einen aus Cyan, Magenta, Gelb zusammengesetzten Grauton (hier als eine Schattenton-Balance bezeichnet) mit den Flächendeckungsgraden C 72 %, M 59 %, Y 55 % im Rasterpositivfilm in empfindungsgemäßen Einheiten ΔE CIE-UCS-1964 an. Der Polarwinkel 342 ° bezeichnet die ungefähre Richtung der eingetretenen Farbverschiebung - hier nach Rotviolett.
  • Die durch den Summenvektor OP angezeigte Farbverschiebung wird erfindungsgemäß in einen nur helligkeitswirksamen Grauanteil und einen hauptsächlich Farbton und Sättigung betreffenden Farbanteil zerlegt, der hier so gewählt ist, daß er nur Magenta und Gelb betrifft.
    Figure imgb0001
  • Die im Klammerausdruck enthaltenen Koeffizienten der Vektoren Mund Y sind so gewählt, daß die geoemtrisch entsprechend Fig 5 vorgenommene Auswertung der Klammer zum Ursprung 0 zurückführt, d.h. Null ergibt.
  • Die Anteile können nun nach Rückverwandlung in Farbdichteunterschiede (z.B. durch Teilung der Absolutbeträge der einzelnen Vektoren durch die jeweiligen Maßstabsfaktoren) nach unterschiedlichen Strategien zur Steuerung der Druckmaschine verwendet werden. Beispielsweise kann man beschliessen, die dem Grauanteil entsprechenden Dichtewertdifferenzen zunächst nicht auszusteuern, sondern zuerst die zu den Dichtewertdifferenzen 0.26 bei Magenta und -0.06 bei Gelb nach dem Stand der Technik, zum Beispiel gemäß US-A-4 200 932, erfahrungsgemäß gehörigen Korrekturen der Farbgebung durch entsprechende Farbwerkeinstellung auszuführen. Nach diesem relativ kleinen Eingriff in die Farbflüsse der Druckwerke Magenta und Gelb ist nämlich die ursprüngliche farbliche Erscheinung der nominell grauen Farbfläche 56 bis auf eine zwar merkliche, aber wenig störende Helligkeitsabweichung wieder hergestellt.
  • Durch die Zerlegung des Summenvektors OP in einen nur helligkeitswirksamen, drei-komponentigen Grauanteil und in einen zweikomponentigen Farbanteil zwecks getrennter Aussteuerung wurde in diesem Beispiel erreicht, daß bereits nach Ausführung der Korrekturen "M : minus 0.26 Dichte, Y : plus 0.06 Dichte" eine akzeptable farbliche Erscheinung der Farbfläche 56 erreicht wird, die nach einem später ausgeführten, zweiten Steuerschritt "C : plus 0.14 Dichte; M : plus 0.09 Dichte; Y : plus 0.14 Dichte" vollends zum Ausgangspunkt zurückgeführt wird.
  • Während bei den bekannten Regelverfahren des Standes der Technik, wie er beispielsweise in der US-A-4 200 932 beschrieben ist, die aufgetretenen Dichtewertdifferenzen unterschiedslos gleichzeitig ausgesteuert oder -geregelt werden, wobei im Beispiel eine nach Absolutbeträgen kumulierte Steuerexkursion von
    Figure imgb0002
    zu bewältigen wäre, treten bei der erfindungsgemäß getrennten Aussteuerung kumulierte Steuerexkursionen von
    Figure imgb0003
    für den Grauanteil und
    Figure imgb0004
    für den Farbanteil auf. Insgesamt ergibt sich in diesem Beispiel zwar eine leichte Erhöhung des Steuerungsaufwands auf
    Figure imgb0005
    gegenüber 0.51 beim Stand der Technik. Dafür wird aber bereits mit einer Steuerexkursion von 0.32 der Farbton und die Sättigung des Ausgangsexemplares erreicht, was den durch Farbstich bedingten Ausschuß verringert.
  • Während das voraufgegangene Ausführungsbeispiel die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe in einem speziellen Fall demonstrierte, soll im folgenden angegeben werden, wie die Aufgabe im allgemeinen Fall zu lösen ist. Der übersichtlicheren Darstellung wegen wird zunächst davon ausgegangen, daß es sich bei dem zu steuernden bzw. zu regelnden Prozeß um einen Rasterdruck und bei der zu beeinflussenden Farbfläche 56 um eine nahezu neutralgraue Schattenton-Fläche, hier als Schattenton-Balance bezeichnet, handelt, die durch den Übereinanderdruck geeignet abgestufter Flächendeckungsgrade Cyan, Magenta, Gelb und eventuell auch Schwarz entsteht, und daß zur densitometrischen Messung jeweils mit nur einer Teilfarbe bedruckte Testflächen - etwa in einem Druckkontrollstreifen zusammengefaßt - zur Verfügung stehen. Verallgemeinerungen auf andere Farbflächen 56 und Teilfarben und insbesondere mehr als drei bunte Teilfarben sowie andere Druckvorgänge und die Messung in nicht einfarbigen Testflächen werden anschließend behandelt. Zunächst werden als Sollmeßwerte die Dichtewerte der Testflächen Cyan, Magenta, Gelb mit dem auf die jeweilige Farbe eingestellten Densitometer bestimmt; der Dichtewert der Testfläche Schwarz wird ebenfalls gemessen. Der Flächendeckungsgrad der zu den Testflächen gehörigen Filmvorlagen sollte im Rasterpositiv im Bereich von 40 % bis 80 % gewählt sein, wobei die zu einer Schattenton-Balance gehörige Kombination Cyan 75 %, Magenta 62 % und Gelb 60 % sowie weitere, ähnliche Abstufungen deswegen zu bevorzugen sind, weil sie unter normalen Druckverhältnissen im Offsetdruck beim dreifachen Übereinanderdruck einen nahezu neutralgrauen, dunklen Farbton ergeben, der sehr empfindlich auf kleinste Schwankungen der Farbgebung bei einer oder mehreren der beteiligten Teilfarben reagiert. Solchen Farbflächen 56 kommt deshalb Signalfunktion zu; bei Schwankungen des Druckvorgangs fallen die bei ihnen farbmetrisch meßbaren Farbortveränderungen stets größer aus als bei allen anderen, ebenfalls aus drei bunten Teilfarben Zusammengesetzten Farbflächen 56 mit gleicher oder größerer Helligkeit.
  • Statt gemessener Sollmeßwerte können auch solche verwendet werden, die sich bei voraufgegangenen Produktionsgängen mit denselben Testflächen als zweckmäßig herausgestellt haben.
  • Während der Produktion wird ein Probeexemplar gezogen und es werden die Istmeßwerte der Dichte bestimmt. Während die Dichtewertdifferenz Schwarz zunächst nicht weiterbehandelt wird, werden die Dichtewertdifferenzen "Istmeßwert minus Sollmeßwert" der bunten Teilfarben nach voraufgegangener Multiplikation mit Maßstabsfaktoren als Absolutbeträge von Teilfarbvektoren 72 aufgefaßt, die hier vom Ursprung eines empfindungsgemäß gleichabständigen Farbenraums jeweils ungefähr in Richtung des Farborts des zugehörigen Volltons zeigen. Im allgemeinen Fall zeigen sie vom Sollfarbort der zu beeinflussenden Farbfläche 56 ungefähr zum Sollfarbort der voll gesättigten Teilfarbe.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Farbraum um das CIE-UCS-1964- oder das CIE-LUV-System. Die für das erfindungsgemäße Verfahren günstigsten Teilfarbrichtungen 71 (im Einzelfall evtl. etwas abweichend von den Richtungen der voll gesättigten Teilfarben) und günstigsten Maßstabfaktoren lassen sich nach folgendem Verfahren und dessen sinngemäßen Abwandlungen bestimmen: Eine als Schattenton-Balance ausgebildete Farbfläche 56 wird unter systematischer Variation der Farbgebung der bunten Teilfarben dem Druckvorgang unterworfen. Hierauf werden mit einem Farbmeßgerät die Farbörter der Balance, der Volltöne der bunten Grundfarben sowie jene von deren Mischfarben erster Ordnung bei einigen, in typischer Weise abweichenden Exemplaren gemessen. Die Werte eines Sollexemplares mit einer nahezu idealgrauen Schattenton-Balance werden als Sollmeßwerte aufgefaßt und von den entsprechenden Werten der Istexemplare subtrahiert; das Ergebnis wird in einer helligkeitsgleichen Ebene des gewählten Farbenraums eingetragen.
  • Fig. 6 zeigt das Resultat eines solchen Versuchslaufs in einem Diagramm nach dem Muster von Fig. 5, wobei der Sollfarbort des nahezu idealgrauen Sollexemplars im Ursprung liegt. Die Weit außerhalb des Diagramms liegenden Sollfarbörter der Grund- und Mischfarben sind hier nur als Teilfarbrichtungen 71 markiert. Statt der Richtung M* wird jedoch zur Konstruktion die Teilfarbrichtung 71 M' verwendet. In dieses Diagramm sind aufgrund der mit einem Densitometer bestimmten Dichtewertdifferenzen Cyan, Magenta und Gelb die Endpunkte A' bis F' der Summenvektoren 73 eingetragen. Durch mehrfaches Ausprobieren war zuvor festgestellt worden, daß die in Tabelle 1 angegebenen Maßstabsfaktoren und Teilfarbrichtungen 71 die beste Annäherung der densitometrischen Hilfskonstruktion an den farbmetrisch gemessenen Farbort (A bis F in Fig. 6)der hier zu beeinflussenden Schattenton-Balance-Farbfläche ergaben.
    Figure imgb0006
  • Die Güte der Approximation wurde anhand der mittleren quadratischen Abweichungen bei Polarwinkel bzw. Abstand beurteilt, wobei sich Werte zwischen 9° und 18° bzw. 2.2 bis 3.8 Einheiten ΔE (CIE-UCS-1964) ergaben. Dabei bestätigte sich die Vermutung, daß die Approximation am genauesten arbeitet, wenn in solchen Testflächen gemessen wird, deren Flächendeckungsgrad jenem der farblich zu beeinflussenden Farbfläche 56 am nächsten kommt. Die Maßstabsfaktoren der Tabelle 1 sind als Produkte des Flächendekkungsgrades der jeweiligen Teilfarbe in der farblich zu beeinflussenden Farbfläche 56 und eines für alle bunten Teilfarben gleichen Eichfaktors (f) dargestellt. Falls dieser nicht direkt empirisch bestimmt werden kann, dient die folgende Formel als befriedigende Näherung:
    Figure imgb0007
    D ist dabei das Mittel der in der oder den Testflächen gemessenen Farbdichten der bunten Teilfarben. Der Faktor Flächendeckungsgrad berücksichtigt die Tatsache, daß eine gemessene Veränderung der Farbgebung einer Teilfarbe sicher nur in dem Maße wirksam werden kann, wie sie in der betreffenden Farbfläche 56 flächenanteilig vertreten ist. Daher wirken sich dieselben Produktionsschwankungen z.B. in einer Mittelton-Balance-Farbfläche mit C 28 M 21 Y 19 etwa um den Faktor 2 bis 3 geringer aus als in einer Schattenton-Balance mit C 72 M 57 Y 55, die etwa 2,5 mal höhere Flächendeckungen aufweist. Entsprechendes gilt auch für andere, mehrfarbig zusammengesetzte Farbflächen 56, und zwar auch solche, die von der Grauachse weiter entfernt liegen, solange sie nicht dunkler als die Schattenton-Balance sind. In Fig. 7 sind die mit einem Farbmeßgerät direkt gemessenen Farbabweichungen von 12 verschiedenen Farbflächen 56 und einer Schattenton-Balance eingetragen, die sich beim Vergleich zweier Exemplare aus dem der Fig. 6 zugrundeliegenden Versuchslauf ergaben. Die Farbflächen 56 Nr. 31 - 48 sind nach DIN 6169 ausgewählt, F ist der Farbort der Schattenton-Balance. Die Farbörter des Sollexemplares liegen im Ursprung, aufgetragen sind lediglich die farbmetrischen Differenzwerte. Wie ersichtlich, zeigt die Abweichung der Schattenton-Balance-Farbfläche 56 einen dem Trend der Verschiebungsrichtungen der anderen Farben entsprechenden Grünstich auf; der Absolutbetrag der Verschiebung ist hier maximal. Dieselbe Beobachtung wurde auch bei den anderen, für Fig. 6 ausgewerteten Istexemplaren gemacht. Die Abweichung der Schattenton-Balance-Farbfläche kann daher dem Absolutbetrag nach als die obere Grenze für die entsprechenden Werte aller anderen Farbflächen 56 bezeichnet werden, solange diese nicht dunkler als diese Balance-Farbfläche sind. Der Polarwinkel der Abweichung gilt auch für die meisten anderen Farbflächen 56. Eine Ausnahme stellen hier solche Farbflächen 56 dar, welche überwiegend nur Anteile aus zwei bunten Teilfarben enthalten oder auch die Teilfarben selbst. In Fig. 7 brechen die Farbflächen Nr. 36, 38 und 42 aus dem Richtungstrend aus. Ihre Verschiebungsrichtung kann aber auch nach der erfindungsgemäßen, vektoriellen Hilfskonstruktion aus Dichtewertdifferenzen bestimmt werden, wenn man beachtet, daß hier einer der drei Maßstabsfaktoren verschwinden muß, da der betreffende Flächendeckungsgrad Null ist. Die Anwendung der mit den Flächendeckungsgraden der Farbfläche 36 C 0.55; M 0.39; Y 0.00 berechneten Maßstabsfaktoren ergibt nach Addition der Vektoren den Punkt P', der die Abweichung der Farbfläche 56 Nr. 36 befriedigend genau annähert.
  • Aus den Maßstabsfaktoren in Tabelle 1 ergibt sich, daß zur Erzielung einer Genauigkeit von ± 2 Einheiten ΔE CIE bei densitometrischer Messung z.B. für Cyan im 40 %-Kontrollfeld auf ± 0.01, im Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 auf ± 0.02, im 80 %-Kontrollfeld auf ± 0.04 und im Volltonfeld mindestens auf ± 0.05 genau gemessen werden muß. Wird zusätzlich berücksichtigt, daß die Werte der Teilfarben unabhängig voneinander streuen, so halbieren sich die angegebenen Toleranzen. Bei Steuerung oder Regelung, getrennt nach einem farbneutralen Grauanteil und einem Farbanteil, ist es sinnvoll, nicht nur die empfindungsgemäßen Farbabstände in der Ebene gleicher Helligkeit des Farbenraums (z.B. U*-V-Ebene im CIE-UCS-1964-System) zu berücksichtigen, sondern auch Unterschiede in der empfindungsgemäß bewerteten Helligkeit (z.B. W* im CIE-UCS-1964-System) zu kennen.
  • Bei Messung an einfarbigen Kontrollfeldern mit einem Flächendeckungsgrad von 80 % auf dem Film mit einem auf die Teilfarbe Schwarz eingestellten Densitometer wurde gefunden, daß sich die Dichtewerte der Felder für die Teilfarben Cyan, Magenta und Gelb wie 1 : 1,43 : 0,14 verhielten. Die daraus empirisch abgeleitete Näherung für die Helligkeit einer Schattenton-Balance-Farbfläche mit den Flächendeckungsgraden C 72, M 57, Y 55 lautet für das CIE-UCS-1964-System
    Figure imgb0008
    wobei L W* die Abweichung der Helligkeit W* aufgrund von Änderungen der Farbgebung von Cyan, Magenta und Gelb bedeutet, erfaßt über die Dichtewertabweichungen ΔDα, LDM und ADy in den zugehörigen einfarbigen 80%-Kontrollfeldern.
  • Ein Vergleich dieser Näherung mit der Farbmessung bei dem Fig. 6 zugrunde liegenden Druckversuch ergab einen mittleren quadratischen Fehler von 0,4 Einheiten ΔE für W*; die Größe W* bewegte sich beim Versuch zwischen 36,0 und 42,5.
  • Während die angegebene Näherung nur für die Helligkeit einer Schattenton-Balance-Farbfläche und bei Messung in den genannten Kontrollfeldern gilt, lassen sich auf dieselbe Weise durch Densitometrie und Farbmessung an Versuchsdrucken mit anderen Kontrollfeldern und anderen, nach Helligkeit zu bewertenden Farbflächen 56 die dazu passenden Maßstabsfaktoren finden. Ebenso läßt sich die durch eine Schwankung der Farbgebung der Teilfarbe Schwarz hervorgerufene Helligkeitsänderung z.B. aus der farbmetrischen Definitionsgleichung für die Koordinate W*
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010
     wie folgt angeben:
  • Figure imgb0011
    Dabei ist DB der im Einzeldruck auf einem schwarzen Kontrollfeld gemessene Dichtewert Schwarz und ΔDB seine Änderung.
  • Die Zerlegung des Summenvektors 73
    Figure imgb0012
    in einen farbneutralen, nur helligkeitswirksamen Grauanteil und einen durch höchstens zwei bunte Teilfarben ausgedrückten Farbanteil kann allgemein wie folgt ausgedrückt werden:
    Figure imgb0013
  • Die Zahlentripel (λ,µ,ν) werden so gewählt, daß jeweils einer der Koeffizienten λ,µ,ν gleich 1 und zusätzlich
    Figure imgb0014
    ist. Das rechts stehende Symbol bezeichnet den Nullvektor. Da drei komplanare Vektoren stets linear abhängig sind, lassen sich die Koeffiziententripel sofort bestimmen. Es ergeben sich im allgemeinen Fall höchstens drei verschiedene Zerlegungen, dagegen zwei Zerlegungen, falls OP mit C, M oder Y kollinear ist, und nur eine Zerlegung falls OP der Nullvektor ist. Die Steuerung oder Regelung kann nach jeder der so gefundenen Zerlegungen vorgenommen werden. Beispielsweise kann entschieden werden, daß im Augenblick nicht in die Farbgebung Magenta einer Offsetmaschine eingegriffen werden soll, da hier das Farb-Wasser-Gleichgewicht als kritisch beurteilt wird. Stattdessen wird die Abweichung über Cyan und Gelb korrigiert; Helligkeitsabweichungen werden in Kauf genommen. In anderen Fällen kann die Wahl nach einem oder mehreren der folgenden Kriterien erfolgen:
    • 1. Minimierung des Stellwegs des Farbanteils
      Figure imgb0015
    • 2. Minimierung des Gesamtstellwegs
      Figure imgb0016
    • 3. Minimierung des Helligkeitsunterschieds nach Aussteuerung bzw. -regelung des Farbanteils, z.B. für das CIE-UCS-1964-System
      Figure imgb0017
      wobei die Funktion ΔW*(x) nach Gleichung (2) oder entsprechenden Näherungen bestimmt ist.
    • 4. Der Farbanteil wird aus jenen beiden Teilfarbvektoren 72 zusammengesetzt, zwischen denen der Summenvektor 73 oP liegt. Beispielsweise liegt oP in Fig. 5 zwischen den Richtungen "plus M" und "minus Y "; der aus "plus M" und "minus Y" zusammengesetzte Farbanteil erfüllt geometrisch nachprüfbar das Kriterium 1. Die Auswahl der Vektoren des Farbanteils kann also auch nach Polarwinkelbereichen für OP erfolgen.
  • Im vorstehenden wurde die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe für den allgemeinen Fall mit der der Übersichtlichkeit dienenden Einschränkung auf die Steuerung bzw. Regelung der farblichen Erscheinung einer im Rasterdruck herzustellenden und hinsichtlich ihrer farblichen Erscheinung zu beeinflussenden Schattenton-Balance-Farbfläche mit Hilfe densitometrischer Messungen an jeweils nur mit einer Teilfarbe bedruckten Testflächen angegeben. Die Anwendung dieser Lehre auf beliebige, zu beeinflussende Farbflächen 56 und beliebige Testflächen ist bereits durch die vorgesehene Aufspaltung der Maßstabsfaktoren in Tabelle 1 in den Flächendeckungsgrad auf der Filmvorlage oder der Druckform der zu beeinflussenden Farbfläche 56 und den auf die Testfläche bezogenen, farbdichteabhängigen Eichfaktor f vorgezeichnet. Die Anwendung auf jene rasterlosen Druckverfahren, wie z.B. Tiefdruck nach Offset/Tiefdruck-Konversion, bei denen von einer gerasterten Vorlage ausgegangen wird, ist ebenfalls ohne weiteres möglich. Für jene rasterlosen Druckverfahren, bei denen ungerasterte Vorlagen zur Druckformherstellung verwendet werden, wird der Flächendeckungsgrad durch die folgende rechnerische Größe ersetzt:
    Figure imgb0018
    Dabei ist D die optische Dichte (Durchlicht oder Auflicht) der zu beeinflussenden Farbfläche 56 auf der Filmvorlage und Dmax jene Dichte der Vorlage, die beim Druckvorgang zum maximalen Farbauftrag führt. In jedem Fall kann durch einen Druckversuch mit systematischer Variation der Farbgebung der Teilfarben und anschließender Auswertung mittels Densitometer und Farbmeßgerät nach den zuvor beschriebenen Methoden die richtige Wahl der Maßstabsfaktoren und Teilfarbrichtungen 71 nachgeprüft und ggf. verbessert werden, um so die Voraussetzungen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Steuer- oder Regelverfahrens zu schaffen.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist nicht an die zuvor besonders hervorgehobenen Teilfarben Cyan, Magenta und Gelb gebunden, es können vielmehr beliebige, davon mindestens drei nicht farbtongleiche, bunte Teilfarben zum Bildaufbau eingesetzt sein. Bei mehr als drei farbtonverschiedenen Teilfarben gibt es zwar beliebig viele verschiedene Zerlegungen in einen Grauanteil und einen Farbanteil. Diese reduzieren sich jedoch auf einige wenige, sobald der Farbanteil erfindungsgemäß aus höchstens zwei bunten Teilfarben zusammengesetzt wird. Analog zur Steuerung oder zur Regelung des Auflagendrucks läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch auf die Herstellung von Farbprüfkopien (Proof) oder von Andrucken (nach einem Muster als Sollexemplar oder nach Solldichtewerten), auf den Einrichtevorgang bei der Vorbereitung des Auflagedrucks nach einem vorliegenden Andruck als Sollexemplar, einer Farbprüfkopie oder einem vorausgegangenen Auflagedruck sowie schließlich für andere, vergleichbar arbeitende Druckvorgänge wie z.B. Tintenstrahldruck, Transferthermographie, Elektrophotographie und Siebdruck anwenden, sofern der Bildaufbau durch mindestens drei bezüglich Farbgebung beeinflußbare, bunte Teilfarben (mit verschiedenem Farbton) erfolgt.
  • Während in den bisher beschriebenen Beispielen die Kontrolle der Farbgebung in einfarbigen, gerasterten Testflächen erfolgte, wird in den folgenden Beispielen A bis E die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe bei densitometrischer Messung an einfarbigen Volltonflächen im Offsetdruck, an dreifarbig übereinandergedruckten Rasterflächen, bei densitometrischer Mittelwertbildung über das Sujet und bei Farbmessung angegeben. Anschließend werden in den Beispielen 1 bis 3 bevorzugte Ausführungsformen für Vorrichtungen angegeben, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren besonders günstig durchführbar ist.
    • Beispiel A
  • Während eines Offsetdruckversuchs wurde die farbliche Erscheinung einer Schattenton-Balance-Farbfläche mit Hilfe der Dichtemessung in Vollton-Testflächen überwacht. Die mittleren Dichtewerte lagen für Cyan bei 1.75, für Magenta bei 1.66 und für Gelb bei 1.26, also im Mittel über alle Teilfarben bei 1.56. Damit beträgt der Eichfaktor f nach Gleichung (1)
    Figure imgb0019
  • Für eine Schattenton-Balance ergeben sich daraus analog zu Tabelle 1 die Maßstabsfaktoren C 0,72'49 M 0,57'49 Y 0,55·49 Durch systematische Variation der Volltondichten der bunten Teilfarben wurden sechs, von der Ausgangseinstellung des Sollexemplars stark abweichende Farbgebungen eingestellt. Die gemessenen Dichtewertdifferenzen vom jeweiligen Sollmeßwert wurden nach Multiplikation mit dem jeweiligen Maßstabsfaktor in den Teilfarbrichtungen C*, M' und Y* der Fig. 8 vom Ursprung aus eingetragen und dann vektoriell zusammengesetzt, wobei sich die Punkte A' bis F' ergaben. Die Punkte A bis F wurden mit einem Farbmeßgerät direkt in der Schattenton-Balance-Farbfläche gemessen. Die vektorielle Hilfskonstruktion ist trotz mittlerer quadratischer Fehler von 13° beim Polarwinkel und 2,6 AE-Einheiten beim Farbabstand ausreichend, um die erfindungsgemäße Aufteilung des Summenvektors in einen Grauanteil und einen aus zwei Teilfarben zusammengesetzten Farbanteil sinnvoll durchführen zu können. Eine bevorzugte Zusammensetzung des Farbanteils (gemäß Kriterium 4) ergibt sich aus den zwei, den jeweiligen Punkt flankierenden Teilfarbrichtungen
    Figure imgb0020
    wobei diese auch durch den Ursprung verlängert zu denken sind. So wird Punkt A' durch Y und minus M, Punkt B' durch minus C und ', Punkt C' durch M' und minus C' dargestellt usw. Die weitere regeltechnische Behandlung der Regelabweichung wurde bereits beschrieben.
    • Beispiel B
  • Im Auflagendruck ist oft für einfarbige Kontrollfelder zu wenig Platz auf der Druckform vorhanden. Diese Kontrollfelder besitzen überdies den Nachteil, daß sich Störungen im Übereinanderdruck der Teilfarben - wie z.B. schlechte Farbannahme - nicht bemerkbar machen. Im Offsetdruck sollte man idealerweise in jeder Druckzone von 30 mm bis 40 mm Breite die Dichtewerte in Mittelton, Schattenton und Vollton bei mindestens vier, besser bei sechs, Teilfarben prüfen und zur Steuerung bzw. Regelung weiterverarbeiten können. Bei einem Platzbedarf von 5x5 mm ist das aber nicht möglich.
  • Im folgenden wird angegeben, wie das erfindungsgemäße Steuer- und Regelverfahren durchgeführt werden kann, wenn nur in mehrfarbig übereinandergedruckten Kontrollfeldern als Testflächen gemessen werden kann. Zur Anwendung dieses Verfahrens wird eine Druckkontrolleiste vorgesehen, welche in jeder Zone mindestens ein Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 enthält und zusätzlich z.B. Volltonfelder für vier bis sechs Farben aufweist (siehe Beispiel 3).
  • Während der Produktion werden mit dem Densitometer die Dichtewerte Cyan, Magenta und Gelb in jedem Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 eines Istexemplars gemessen und mit jenen eines Sollexemplars oder mit Sollmeßwerten einer voraufgegangenen Produktion verglichen. Aus den ermittelten Dichtewertdifferenzen
    Figure imgb0021
    werden die zugehörigen ungestrichenen Dichtewertdifferenzen
    Figure imgb0022
    berechnet, die sich beim einfarbigen Druck näherungsweise ergeben hätten. Dazu dient der Ansatz:
    Figure imgb0023
  • Zur Bestimmung z.B. des Koeffizienten a12 mißt man in einem für diesen Zweck einmal anzufertigenden Einzeldruck Magenta des Schattenton-Balance-Kontrollfelds 21 mit dem auf Cyan eingestellten Densitometer und teilt den erhaltenen Dichtewert durch jenen, der nach Umstellen auf Magenta gemessen wird. Dies gilt analog für die anderen Koeffizienten. Sodann wird das Gleichungssystem nach der Kramerschen Regel nach den ungestrichenen Dichtewertdifferenzen aufgelöst.
  • Als Beispiel für die Anwendung von Balance-Kontrollfeldern und für die Brauchbarkeit der Nährungsmethode wurden die dem Druckversuch der Fig. 6 zugrundeliegenden Exemplare direkt in einem Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 densitometrisch ausgemessen. Hierauf wurden mit der zuvor bestimmten Koeffizientenmatrix ∥anm 11
    Figure imgb0024
    die Dichtewertdifferenzen ADc , LDM , ADy berechnet. Nach Multiplikation mit den jeweiligen Maßstabsfaktoren gemäß Tabelle 1 wurden diese in Fig. 9 aufgetragen und vektoriell zusammengesetzt. Die so erhaltenen Punkte A' bis F' stimmen mit den farbmetrisch gemessenen Farbörtern A bis F bis auf mittlere quadratische Abweichungen von 16" beim Polarwinkel und 3 Einheiten ΔE CIE beim Farbabstand überein. Damit ist die densitometrische Messung in einem Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 ausreichend genau, um die Zerlegung der daraus berechneten Regelabweichung in einen nur helligkeitswirksamen Grauanteil und einen aus höchstens zwei bunten Teilfarben zusammengesetzten Farbanteil sowie die daran anschließende, getrennte Rückführung dieser Anteile durch Steuer- und Regelvorgänge zu ermöglichen. Während bei dem betrachteten Beispiel die Teilfarbe Schwarz nicht berücksichtigt wurde, da sie nicht in der verwendeten Testfläche enthalten ist, läßt sich Schwarz im allgemeinen Fall zusätzlich in das bisher dreifarbig angelegte Übereinanderdruckfeld einbringen. Es ergibt sich ein lineares Gleichungssystem mit vier Gleichungen für vier Unbekannte, das analog aufzulösen ist. Um mit geringeren Anforderungen an die Meßgenauigkeit des Densitometers auszukommen, empfiehlt es sich jedoch, für Schwarz ein getrenntes Kontrollfeld vorzusehen.
    • Beispiel C
  • Im Auflagendruck - besonders an schnell laufenden Rotationsmaschinen - muß vielfach aus Platzgründen auf das Mitdrucken einer Druckkontrolleiste oder sonstiger, zu photometrischer Messung geeigneter Kontrollfelder völlig verzichtet werden. Es ist aber auch hier möglich, photometrische Messungen, wie z.B. densitometrische, vorzunehmen und mit ihrer Hilfe die farbliche Erscheinung von Farbflächen 56 erfindungsgemäß zu steuern oder zu regeln.
  • Hierzu wird auf den Druckexemplaren an einer festgelegten Auswahl von Testflächen im Sujet selbst z.B. densitometrisch gemessen, und es werden die Mittelwerte der so gewonnenen Dichtewerte für die Einstellungen Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz des Densitometers berechnet. (Siehe hierzu Fig. 10). Es werden nach Möglichkeit solche Bildstellen 81 als Testflächen ausgewählt, bei denen viele bunte Teilfarben mit einem Flächendeckungsgrad im Bereich zwischen 40% und 80% (auf dem Film oder der Druckform) beteiligt sind, wie z.B. dreifarbig ermischte dunklere graue, braune und olivgrüne Töne. Falls das zu druckende Sujet keine solchen Töne enthält, sollten die Bildstellen so ausgewählt werden, daß die über diese Bildstellen gemittelten Flächendeckungsgrade bei jeder Teilfarbe im genannten Bereich liegen. Die Dichtemessung an den festgelegten Bildstellen kann z.B. durch ein in X- und Y-Richtung programmierbar verschiebliches, automatisches Densitometer vorgenommen werden, durch Messung von Hand oder durch sog. "On-line-Messung" an mindestens einer Position über die Maschinenbreite. Die Beschränkung der Messung auf bestimmte Bildstellen 81 kann dabei durch eine geeignete Wahl der Meßpositionen erreicht werden und/oder durch zeitlich getaktete und auf den Druckprozeß synchronisierte Messung. Die am Sollexemplar gewonnenen Dichtewert-Mittelwerte Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz werden evtl. getrennt nach Druckzonen 83 (Meßpositionen über die Maschinenbreite), als Sollmeßwerte angesehen. Die während der Produktion auftretenden Dichtewertdifferenzen werden nach Umrechnung zur Steuerung von Hand oder zur automatischen Regelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt. Die hierzu erforderliche Bestimmung der Dichtewerte, die sich beim Einzeldruck der Teilfarben ergeben hätte, erfolgt sinngemäß nach demselben Verfahren, das bereits für die Messung am dreifarbig aufgebauten Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 angegeben wurde.
  • Im folgenden wird die Berechnung am Beispiel des Druckversuchs, der der Fig. 6 zugrunde liegt, für Dichtewerte durchgeführt, die auf Mittelung der Meßergebnisse in den mitgedruckten Farbflächen 56 Nr. 31 bis 48 nach Fig. 7 beruhen. Diese Farbflächen 56 erfüllen wegen der Vielfalt der dort angelegten Farbtöne die für zu messende Bildstellen aufgeführten Auswahlkriterien.
  • Die Dichtewertdifferenzen D' zwischen den gemessenen Istmeßwerten und den Sollmeßwerten eines Sollexemplars wurden wie zuvor über ein lineares Gleichungssystem in Dichtewertdifferenzen D für Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz umgerechnet, die sich an einfarbigen Drucken ergeben hätten. Aus dem Mittelwert der Dichtewerte Cyan, Magenta und Gelb ergaben sich nach Gleichung (1) die Maßstabsfaktoren 0,71 x 106 für Cyan, 0,57 x 106 für Magenta und 0,55 x 106 für Gelb, sie gelten für die farbliche Erscheinung einer Schattenton-Balance-Farbfläche. Die vektorielle Zusammensetzung der Teilfarbvektoren 72 in Fig. 11 ergab die Punkte A' bis F', die mit den farbmetrisch bestimmten Farbörtern A bis F bis auf die mittleren quadratischen Abweichungen von 6° beim Polarwinkel und 3 Einheiten ΔE beim Farbabstand übereinstimmen. Die weitere steuer- bzw. regeltechnische Behandlung der Regelabweichungen erfolgt wie zuvor beschrieben.
    • Beispiel D
  • Mit einer Farbvideokamera, deren Farbfilter durch die in der Densitometrie gebräuchlichen Farbfilter nach DIN 16 536 ersetzt sind, werden das Sollexemplar und die Istexemplare der laufenden Produktion optisch zur Gänze abgetastet. Nur die zu den Testflächen auf dem Sujet oder auf Kontrollfeldern gehörigen Analogsignale werden zu Dichtemeßwerten und Dichtewertdifferenzen weiterverarbeitet.
    • Falls mehrfarbig zusammengesetzte Kontrollfelder vorhanden sind, folgt das weitere Verfahren dem Beispiel B; falls im Sujet selbst gemessen wird, folgt das weitere Verfahren dem Beispiel C.
    • Falls in einfarbigen Kontrollfeldern gemessen wird, gilt das für solche Felder bereits beschriebene Verfahren.
    Beispiel E
  • Statt der densitometrischen Messung an Testflächen, die aus ausgewählten Bildstellen bestehen, kann auch mit einem Farbmeßgerät gemessen werden. Hier gelten die gleichen Kriterien für die Auswahl der Bildstellen, jedoch sollten zusätzlich eine oder mehrere Stellen auf der Gesamtformatfläche des Druckbogens 51 ausgewählt werden, auf denen überwiegend die Teilfarbe Schwarz vertreten ist. Dies können dunkelgraue Rasterflächen sein, sog. technische Rasterfonds in Tabellen, Textstellen (schwarze Bildstelle 82 in Fig. 10) oder ähnliche Flächen. Bei letzteren ist aber für die Meßfeldblende des Farbmeßgerätes eine Mindestgröße von ca. 10 x 10 mm vorzusehen, da nur so zu vermeiden ist, daß sich kleine Positionierungsfehler gravierend im Meßergebnis auswirken. Die Mittelwertbildung wird über die bunten und über die überwiegend oder ausschließlich schwarzen Bildstellen getrennt durchgeführt, wobei bei letzteren nur die Helligkeits-Koordinate benötigt wird. Als Ergebnis liegen z.B. die gemittelten Koordinaten U* , V* und W im CIE-UCS-1964-System für die bunten Bildstellen 81 und WB für die überwiegend schwarzen Bildstellen 82 vor. Nach Bildung der Differenzen "Istmeßwert minus Sollmeßwert" wird die so ermittelte Helligkeitsabweichung der schwarzen Bildstellen, z .B. AWp , direkt und nach dem Stand der Technik, wie er beispielweise in der US-A-4 200 932 beschrieben ist, zur Steuerung bzw. Regelung der Farbgebung der Teilfarbe Schwarz verwendet. Die durch farbmetrische Differenzwerte ausgedrückte Regelabweichung der bunten Bildstellen wird auf erfindungsgemäße Weise als Summe eines nur helligkeitswirksamen Grauanteils und eines höchstens zwei bunte Teilfarben betreffenden Farbanteils dargestellt. Die Anteile werden dann getrennt ausgesteuert oder -geregelt.
  • Im folgenden wird das Verfahren am Beispiel des CIE-UCS-1964-Systems für eine Schattenton-Balance-Farbfläche demonstriert. Die gemessenen farbmetrischen Differenzwerte seien AU*, ΔV* und ΔW*1 für die bunten Bildstellen und ΔW*B für die schwarzen Bildstellen. Um den Einfluß der Veränderungen der Farbgebung der Teilfarbe Schwarz auf die Helligkeit einer Schattenton-Balance-Farbfläche abzutrennen, wird der Ansatz
    Figure imgb0025
    gemacht. Der Koeffizient k richtet sich nach dem reproduktionsphotographischen Bildaufbau. Er ist klein, wenn keine Unterfarbenreduktion und keine Grauanteilsreduktion (auch Unbuntaufbau oder Komplementärfarbenverminderung genannt) stattgefunden hat; k liegt nahe 1 bei vollständigem Ersatz der sich zu Grau addierenden Bildbestandteile an bunten Teilfarben durch die Teilfarbe Schwarz. Der jeweils zutreffende Wert kann durch Druckversuche mit den betreffenden Reproduktionsarten ermittelt werden.
  • Im AU*- ΔV*-Diagramm Fig. 12 ist der aus den gemessenen farbmetrischen Differenzwerten ΔU* und AV* konstruierte Punkt P markiert. Ebenfalls im Diagramm eingetragen sind die Richtungen der vollgesättigten bunten Teilfarben, hier Cyan, Magenta und Gelb aus DIN 16 539 und in diese Richtungen zeigende Einheitsvektoren 1 C, 1 M, 1 Y. Ä Diese lassen sich als Linearkombination der Einheitsvektoren 1 Uund 1 V in den Richtungen U* und V* wie folgt darstellen:
    Figure imgb0026
  • Die Regelabweichung vom Ausgangspunkt O wird durch den Summenvektor OP ausgedrückt. Dieser kann erfindungsgemäß als Summe zweier regeltechnisch verschieden zu behandelnder Anteile ausgedrückt werden:
    Figure imgb0027
    wobei g eine noch festzulegende Zahl ist, der Klammerausdruck bezeichnet eine den Nullvektor ergebende Linearkombination der Einheitsvektoren 1 C, 1 M und 1 Y mit positiven Faktoren µ und v.
  • Die Koeffizienten ac, aM und ay, werden so gewählt, daß einer von ihnen Null ist; die restlichen beiden liegen dann fest.
  • Der Klammerausdruck in Gleichung (17) bezeichnet den nur helligkeitswirksamen Grauanteil; es verbleibt der aus höchstens zwei Farben dargestellte Farbanteil. Welche zwei Farben zur Darstellung (und Ausregelung) des Farbanteils verwendet werden und welcher Faktor g gewählt wird, kann nach einem der oben aufgezählten Kriterien entschieden werden. Eine bevorzugte Wahl ist diejenige, bei welcher das vierte dort genannte Kriterium erfüllt ist. Zusätzlich sollte die aus den beiden so festgelegten Anteilen berechnete Helligkeitsänderung jener Änderung ΔW* entsprechen, welche für die bunten Bildstellen nach Abzug des Schwarzanteils k * ΔW*B verblieb. Die Berechnung der Helligkeitsveränderung für die Anteile erfordert einen einmaligen Druckversuch, bei dem die Farbgebung der Teilfarben Cyan, Magenta und Gelb jeweils einzeln um die farbmetrisch zu ermittelnden Inkremente bC 1 C, bM 1 M oder bY 1 Yerhöht wird, woraus sich Abnahmen der Helligkeit um ΔW*C , ΔW*M oder ΔW*Y ergeben. Die Berechnung der Helligkeitsveränderung kann jetzt nach der Formel
    Figure imgb0028
    erfolgen. Aus demselben Druckversuch kann entnommen werden, welche Veränderung der Stellgröße für die Farbgebung einer Teilfarbe dem zugehörigen Einheitsvektor im ΔU*- ΔV*-Diagramm entspricht. Hieraus ergeben sich durch Umkehrung die Veränderungen der Stellgröße, die zur getrennten Beseitigung der in zwei Anteile aufgeteilten Regelabweichung führen. Dasselbe gilt für die getrennt auszuführende Steuerung bzw. Regelung der Teilfarbe Schwarz. Es ist selbstverständlich, daß der vorstehend beschriebene Ist-Soll-Vergleich der Mittelwerte von mehreren Bildstellen und die darauf beruhende Regelung nicht nur einmal pro Exemplarseite, sondern auch an mehreren, vorzugsweise gemäß Fig. 10 zonenweise über die Maschinenbreite verteilten Bildstellen ausführbar ist. Ebenso ist nachvollziehbar, daß die farbmetrische Mittelung für die bunten Teilfarben an einfarbigen Kontrollfeldern Cyan, Magenta, Gelb oder an Balance-Kontrollfeldern und für Schwarz an schwarz gefärbten Kontrollfeldern ausführbar ist.
  • Die folgenden Ausführungsbeispiele 1 bis 3 beschreiben bevorzugte Vorrichtungen, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft durchführbar ist.
    • Beispiel 1
  • Es handelt sich um ein von Hand zu positionierendes und zu bedienendes Densitometer, das insbesondere zur Steuerung von Druckvorgängen einsetzbar ist, und zwar sowohl während des Einrichtens und Abstimmens als auch während des Auflagedrucks.
  • Im folgenden wird wieder unterschieden zwischen Testflächen, auf denen die Messung erfolgt, z.B. einfarbige Kontrollfelder oder als Balance mehrfarbig angelegte Kontrollfelder, und einer "zu beeinflussenden Farbfläche 56, deren farbliche Erscheinung als entscheidend für die Gebrauchstauglichkeit des hergestellten Produkts oder als Gewähr für die richtige Farbwiedergabe eingeschätzt wird. Die zu beeinflussende Farbfläche 56 muß bezüglich ihrer farbmetrischen Koordinaten Farbton und Sättigung sowie ihrer Flächendeckungsgrade bei den bunten Teilfarben wenigstens annähernd bekannt sein. Es ist nicht erforderlich, daß sie auf dem zu druckenden Sujet tatsächlich vorhanden ist. So kann ein Druck so gesteuert werden, daß die farbliche Erscheinung einer (nicht im Sujet enthaltenen) Schattenton-Balance-Farbfläche konstant bleiben würde. Damit wird erreicht, daß auch alle farbmetrisch nicht zu weit von der Grauachse entfernt liegenden Farbflächen 56 (mit nicht geringerer Helligkeit) annähernd konstant bleiben. Der Vorteil bei der Auswahl solcher fiktiver zu beeinflussender Farbflächen 56 ist, daß deren Parameter bequem aus einem Farbatlas entnehmbar sind, während die farbmetrischen Koordinaten und Flächendeckungsgrade von Farbflächen 56 des Sujets im allgemeinen nicht genau genug bekannt sind. Fig. 13 zeigt den Signalverarbeitungsweg eines solchen erfindungsgemäßen Densitometers; die mechanischen, optischen und sonstigen elektronischen Bestandteile sind nicht dargestellt. Die Erfassung des von der Testfläche des Soll- oder Istexemplares zurückgeworfenen Lichts der Lichtquelle 1 erfolgt im Sensor 2. Das zunächst in analoger Form vorliegende Signal wird in einem Analog/Digital-Wandler 3 in digitale Form gebracht, und zwar vorzugsweise in 16-Bit-Technik, und in Einheit 4 in Istmeßwerte umgerechnet. Auch eine Mittelwertbildung erfolgt hier, wenn die entsprechende Eingabeanweisung a aus Einheit 5 vorliegt. Die im Sollmeßwertspeicher in Einheit 5 befindlichen Dichtemeßwerte b sind entweder vom Benutzer eingegeben oder von einem Sollexemplar gespeichert; sie werden in der Einheit 6 von den Istmeßwerten subtrahiert. Falls die Messungen nicht an einfarbigen Bildstellen oder Kontrollfeldern erfolgten, wird in der Einheit 7 die Matrixberechnung der Einzelfarbdichten aus den Gesamtfarbdichten durchgeführt.
  • Die Berechnung des Summenvektors 73 6P erfolgt in Einheit 8, wenn dort die Eingaben c: "Sollwerte der gesättigten, bunten Teilfarben" und "Sollfarbort und Flächendeckungsgrad der zu steuernden Farbfläche" aus Einheit 5 vorliegen. Der unzerlegte Summenvektor 73 oP und bevorzugterweise auch die Teilfarbvektoren, z.B. G, M, 7, werden in einer Ausgabeeinheit 11 graphisch (am besten farbig) am Bildschirm oder an einem X-Y-Schreiber, z.B. nach Art der Figuren 3 und 5,dargestellt. Zusätzlich kann die zahlenmäßige bzw. verbale Ausgabe der Dichtewertdifferenzen der Teilfarben, z.B. Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz, des Absolutbetrages des Summenvektors 73, z.B. in Einheiten ΔE CIE-UCS-1964, sowie des Farbtons der Verschiebung (Farbstich), z.B. rötlich, grünlich, gelb-rötlich oder als Polarwinkel erfolgen. Der Bediener kann sich auch durch den Grenzwertmelder 9 warnen lassen, sobald der Betrag des Summenvektors 73 opeine festgelegte Größe überschreitet oder sich der Polarwinkel in einem als kritisch anzusehenden Bereich befindet, z.B. Grünstich beim Druck von Hauttönen.
  • Durch Eingabe eines anderen Sollfarbortes und anderer Flächendeckungsgrade für die zu beeinflussende Farbfläche 56 in Einheit 5 kann sich der Bediener auch über Größe und Richtung der Abweichung für diese Farbfläche 56 orientieren. In der Einheit 10 erfolgt die Berechnung des nur helligkeitswirksamen Grauanteils und des höchstens zwei bunte Teilfarben betreffenden Farbanteils, wenn dort die Eingabeinformation d aus Einheit 5 über die Teilfarben des Farbanteils oder eines der genannten Auswahlkriterien vorliegt. Die Ausgabe der Steuerempfehlung in Dichtwerteinheiten, oder bereits umgerechnet auf die jeweilige Stellgröße (z.B. Farbschieberstellung, Duktorstellung), wird von der Einheit 12 vorgenommen, indem getrennt nach "Farbstich" und "Helligkeit" die Werte für die bunten Teilfarben und Schwarz ausgegeben werden. Dies kann in alphanumerischer oder in graphischer Form auf der Ausgabeeinheit 11 erfolgen.
  • Der Bediener führt die ihm empfohlenen Steuerkorrekturen in der ihm günstig erscheinenden Reihenfolge aus. Werden nur densitometrische Steuerkorrekturen ausgegeben, so muß er die Umsetzung in Werte der zugehörigen Stellgröße für die Farbgebung aufgrund von Erfahrung vornehmen. Der Erfolg der ausgeführten Korrektur wird an einem weiteren gezogenen Istexemplar densitometrisch nachgeprüft, hieraus ergeben sich neue Steuerempfehlungen usw.
    • Beispiel 2
  • Es handelt sich um eine Vorrichtung zur Regelung der farblichen Erscheinung von Drucken oder ähnlichen Produkten durch Nachstellen der Farbgebung der Teilfarben aufgrund von Messungen der Remissionsgrade von Testflächen auf den Produkten.
  • Die Vorrichtung ist in Fig. 14 nach dem Muster von Fig. 13 in Form eines Signalflußdiagramms dargestellt. Die mechanischen, optischen und sonstigen elektronischen Bestandteile sind nicht dargestellt. Der Signalweg bis einschließlich des Analog/Digital-Wandlers 3 ist wie im Beispiel 1 beschrieben. Die entweder "on-line" in der Produktionsmaschine oder "off-line" an einem gezogenen Istexemplar gemessenen Signale werden in der Einheit 4 in Istmeßwerte für die Dichte umgerechnet; falls eine entsprechende Anweisung c aus der Einheit 5 vorliegt, werden Mittelwerte der Dichtewerte mehrerer Testflächen, z.B. Bildstellen,oder aufeinanderfolgender "on-line"-gemessener Istexemplare gebildet. Bei Druckverfahren mit zonenweise über die Maschinenbreite verstellbarer Farbgebung werden vorzugsweise in jeder Farbzone die zugehörigen Dichtemeßwerte oder deren Mittelwerte berechnet und nach Bewertung schließlich zu Stellbefehlen umgeformt.
  • Die Beschreibung der Einheiten 6 und 7 ist wie in Beispiel 1. In Einheit 8 erfolgt die Berechnung der angenäherten farbmetrischen Abweichungen gemäß den Eingaben c aus Einheit 5, wobei hier die jeweils zu beeinflussende Farbfläche eingebbar ist. Wie in Fig 13 werden der Summenvektor 73 oP und dessen Teilfarbvektoren 72 in einer Ausgabeeinheit 11, ggf. für jede Farbzone und verschiedene zu beeinflussende Farbflächen 56 getrennt, zahlenmäßig und/oder graphisch dargestellt. Ebenso ist ein Grenzwertmelder 9 vorgesehen, der bei Überschreitung vorher festgelegter Grenzen für Betrag oder Richtung der Abweichung warnt. In der Einheit 10 erfolgt die erfindungsgemäße Zerlegung der Gesamtabweichung in zwei Anteile nach Maßgabe der Kriterieneingabe d aus Einheit 5. Daraus werden in der Einheit 12a Regelempfehlungen für die Stellglieder des Farbauftrags (z.B. Farbschieberöffnung, Duktorhub) berechnet, wobei über die Eingabe e aus Einheit 5 gegebenenfalls verschiedene Regelfaktoren für den Grauanteil und den Farbanteil sowie für die Teilfarbe Schwarz, ggf. für jede Druckzone 83 verschieden, eingebbar sind. Regelfaktor wird hier der Umrechnungsfaktor zwischen Regelabweichung und Stellgrößenkorrektur genannt. Im Sinne der Erfindung bevorzugt ist eine Regelung, bei welcher der Regelfaktor des Farbanteils größer gewählt wird als jener des Grauanteils.
  • Nach Freigabe der Regelempfehlung durch den Bediener durch die Eingabe f aus Einheit 5 werden die Stellbefehle an die Stellmotoren 13 des Farbwerkes geleitet. Der Erfolg des ausgeführten Stellvorgangs wird an einem später entnommenen Istexemplar densitometrisch nachgeprüft, woraus sich ggf. ein weiterer Regelvorgang ergibt usw.
  • Während die bisher unter Beispiel 2 beschriebene Vorrichtung die farbliche Erscheinung der zu beeinflussenden Farbfläche 56 mittels densitometrischer Messung an Testflächen regelbar macht, ist aus dieser Beschreibung auch sofort ableitbar, wie eine sinngemäß arbeitende Vorrichtung aufgebaut werden kann, die sich der Farbmessung bedient. Die farbmetrische Messung kann vorteilhaft an mehrfarbigen Kontrollfeldern und insbesondere an Balance-Kontrollfeldern durch geführt werden oder auch direkt an einer oder an mehreren bunten, als Testflächen dienenden Bildstellen sowie getrennt an schwarzen Bildstellen durchgeführt werden, über die dann zu mitteln ist. Der grundsätzliche Aufbau des Signallaufplans von Fig 14 bleibt erhalten, die wenigen Änderungen sind in Fig. 15 vermerkt. Die Berechnung der farbmetrischen Koordinaten aus den gemessenen Signalen erfolgt in Einheit 4, die farbmetrischen Differenzwerte werden in Einheit 6 gebildet. Die Einheit 8 berechnet die Daten zur alphanumerischen und/oder graphischen Ausgabe auf der Ausgabeeinheit 11, wenn zuvor über die Eingabe c aus Einheit 5 die Farbörter der voll gesättigten Teilfarben und der Sollfarbort der zu beeinflussenden Farbfläche eingegeben sind. Ebenfalls in Einheit 8 erfolgt die Korrektur des an bunten Bildstellen bestimmten Helligkeitswertes mit der Änderung, die an den schwarzen Bildstellen bestimmt wurde. Auf der Ausgabeeinheit 11 erscheinen demnach nicht nur Betrag und Richtung des Summenvektors 73 0-P, sondern auch die Veränderungen der Helligkeiten der bunten Bildstellen und der zur Kontrolle der Teilfarbe Schwarz dienenden Bildstellen. Die bereits beschriebene Zerlegung des Summenvektors 73 oP in Anteile erfolgt in Einheit 10, wobei der Bedienende über die Eingabe d aus Einheit 5 die Kriterien für die Wahl der zwei Teilfarben des Farbanteils und für die Helligkeitsänderung vorgibt. Das weitere, regeltechnische Verfahren läuft ab wie bei Fig. 14 beschrieben.
    • Beispiel 3
  • Es handelt sich um ein Filmblatt (oder mehrere Filmblätter), das aus einer Reihe von Vorlagen für Kontrollfelder besteht, die nach bestimmungsgemäßer Montage und nachfolgender Kopie auf die zugehörigen Druckformen der Teilfarben beim Druckvorgang eine aus Kontrollfeldabbildungen verschiedener Teilfarben bestehende sog. Druckkontrolleiste erzeugen. Diese ist bevorzugt so gestaltet, daß in jeder Druckzone 83, d.h. alle 30 bis 40 mm, ein Schattenton-Balance-Kontrollfeld 21 vorhanden ist, das nach einer für übliche Druckbedingungen zutreffenden, reproduktionsphotographischen Graubedingung abgestufte Flächendeckungsgrade auf der Vorlage aufweist. Beispiele sind C 72, M 57, Y 55 bzw. C 75, M 62, Y 60 für Positivkopie im Offsetdruck auf Kunstdruckpapier. Zusätzlich sollten Volltonfelder der Teilfarben sowie deren Übereinanderdrucke und Rasterfelder für die Teilfarbe Schwarz im Dreiviertelton vorhanden sein.
  • In Fig. 16a und 16B sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung gezeigt, aus denen die Auswahl und Anordnung der Kontrollfelder hervorgeht. Dargestellt sind die mit den Vorrichtungen im Zusammendruck erzeugten Druckkontrolleisten nach obiger Definition.
  • Bei der Anordnung gemäß Fig. 16a ist in jeder Druckzone 83, hier mit 30 mm angenommen, ein als Schattenton-Balance ausgebildetes Kontrollfeld 21 von 5x5 mm2 Größe und in jeder zweiten Zone ein weiteres als Mittelton-Balance ausgebildetes Kontrollfeld 22 vorhanden. Mit letzteren ist die Bildwiedergabe im Mittelton-Bereich besonders gut beeinflussbar. Neben 21 befindet sich in jeder zweiten Zone ein Rasterfeld 23 für Schwarz mit 80% Flächendeckungsgrad. Letzteres macht die Farbgebung von Schwarz kontrollierbar, die Messung der Farbgebung der bunten Teilfarben geschieht in den Kontrollfeldern 21 und 22.
  • Weiters sind Volltonfelder 24 für die Grund-Teilfarben, hier C, M, Y und Schwarz, B sowie für zwei Sonder-Teilfarben X und Z, vorhanden. Mikrolinien- oder Spitzlichtpunktfelder dienen als Kopiekontrollfeld 25 und zur Feststellung der Druckfehler "Schieben" und "Dublieren" sind Linienrasterfeld-Paare 26 vorgesehen.
  • Bei der Anordnung gemäß Fig. 16b sind in jeder Druckzone 83, hier ebenfalls mit 30 mm angenommen, je ein Kontrollfeld 21 und 22 vorhanden. Neben diesen befinden sich in jeder zweiten Zone Rasterfelder 23 mit 80% Flächendeckungsgrad für alle vier Teilfarben. Daneben sind auch Volltonfelder 24, Kopiekontrollfelder 25 und Linienrasterfeld-Paare 26 für alle Teilfarben vorgesehen; sie wiederholen sich ungefähr alle 9 Zonen.
  • Die in Fig. 16a und Fig. 16b gezeigten Anordnungen und die Auswahl der Kontrollfelder kann selbstverständlich abgewandelt, ergänzt oder in ihrer Wiederholperiode verändert werden, solange in jeder Zone ein aus den bunten Grund-Teilfarben zusammengesetztes Raster-Kontrollfeld meßbar ist und in jeder zweiten oder dritten Zone ein Raster- oder Volltonfeld 24 Schwarz ebenfalls meßbar ist.
  • Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen eignen sich nicht nur für den Rasterdruck, sondern auch für solche Druckvorgänge, welche mit aufgerasterten Vorlagen arbeiten. Die Vorrichtungen nach Beispiel 3 können aber auch für völlig rasterlose Verfahren dienen, wenn 21, 22, 23, 24 als Halbtonfelder ausgebildet werden mit der Maßgabe, daß statt der Größe Flächendeckungsgrad die in Gleichung (12) angegebene rechnerische Größe verwendet wird.

Claims (18)

1. Verfahren zur Beeinflussung der farblichen Erscheinung einer aus mindestens drei bunten Teilfarben aufgebauten Farbfläche (56) bei einem Druckvorgang, aufgrund von densitometrischen Messungen in wenigstens einer Testfläche, wobei für die Teilfarben Dichtewertdifferenzen zwischen den densitometrischen Istmeßwerten und vorgegebenen Sollmeßwerten ermittelt und zur Beeinflussung der Farbgebung der Teilfarben verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Farbgebung der bunten Teilfarben vorrangig bei höchstens zwei bunten Teilfarben in Abhängigkeit vom Farbanteil eines Summenvektors (73) erfolgt, der ausgehend von den Dichtewertdifferenzen der bunten Teilfarben und bezogen auf die hinsichtlich ihrer farblichen Erscheinung zu beeinflussende Farbfläche (56) in einem empfindungsgemäß gleichabständig abgestuften Farbenraum ermittelt und in einen nur helligkeitswirksamen Grauanteil sowie einen höchstens zwei bunte Teilfarben betreffenden Farbanteil zerlegt wird.
2. Verfahren zur Beeinflussung der farblichen Erscheinung einer aus mindestens drei bunten Teilfarben aufgebauten Farbfläche (56) bei einem Druckvorgang aufgrund von farbmetrischen Messungen in wenigstens einer Testfläche, wobei die Differenzen zwischen den farbmetrischen Istmeßwerten und vorgegegebenen Sollmeßwerten ermittelt, in einem empfindungsgemäß gleichabständig abgestuften Farbenraum dargestellt und zur Beeinflussung der Farbgebung der Teilfarben verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Farbgebung der bunten Teilfarben vorrangig bei höchstens zwei bunten Teilfarben in Abhängigkeit vom Farbanteil eines Summenvektors (73) erfolgt, der ausgehend von den farbmetrischen Differenzwerten im Farbenraum ermittelt und in einen nur helligkeitswirksamen Grauanteil sowie einen höchstens zwei bunte Teilfarben betreffenden Farbanteil zerlegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenvektor (73) durch Addition von den bunten Teilfarben zugeordneten Teilfarbvektoren (72) gebildet wird, deren Absolutbetrag und deren Richtung mittels wenigstens eines Versuchslaufes so bestimmt werden, daß der Summenvektor (73) in einer Ebene gleicher Helligkeit möglichst genau jenem Vektor entspricht, der vom Farbort der zu den Sollmeßwerten gehörenden Farbfläche zum Farbort der zu den Istmeßwerten gehörenden Farbfläche (56) zeigt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutbetrag der Teilfarbvektoren (72) als Produkt
a) des Flächendeckungsgrades der jeweiligen Teilfarbe in der zu beeinflussenden Farbfläche (56) und
b) eines Eichfaktors (f) bestimmt wird, der sich näherungsweise ermittelt als
Figure imgb0029
wobei D das Mittel der in den Testflächen gemessenen Sollfarbdichten der bunten Teilfarben ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der Teilfarbvektoren (72) jeweils annähernd der Richtung entspricht, die vom Farbort der zu den Sollmeßwerten gehörenden Farbfläche (56) zum Farbort der zugehörigen voll gesättigten Teilfarbe zeigt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Summenvektors (73) in Grauanteil und Farbanteil so erfolgt, daß die Summe der Absolutbeträge der zu den zwei bunten Teilfarben gehörenden Teilfarbkomponenten des Farbanteils minimal wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Summenvektors (73) in Grauanteil und Farbanteil so erfolgt, daß die Summe der Absolutbeträge der Teilfarbkomponenten des Farbanteils und des Grauanteils minimal wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Summenvektors (73) in Grauanteil und Farbanteil so erfolgt, daß der dem Grauanteil zugeordnete Helligkeitsunterschied minimal wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Summenvektors (73) in Grauanteil und Farbanteil so erfolgt, daß der Farbanteil durch die beiden Teilfarbvektoren (72) ausgedrückt wird, deren Positive bzw. negative Richtungen den Summenvektor (73) flankierend einschließen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Testflächen durch Kontrollfelder gebildet werden, die jeweils nur eine einzige Teilfarbe enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Testflächen durch Kontrollfelder gebildet werden, die jeweils mehrere bunte Teilfarben enthalten.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Testflächen Kontrollfelder vorgesehen sind, die drei bunte Teilfarben enthalten, sowie Kontrollfelder, die hauptsächlich Schwarz enthalten.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollfelder als Balance-Kontrollfelder ausgebildet sind, wobei die Flächendeckungsgrade der bunten Teilfarben so abgestuft sind, daß sich eine neutralgraue farbliche Erscheinung ergibt.
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Testfläche durch einen Teil des zu druckenden Sujets gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Testflächen gemessen wird und die hierbei gewonnenen Meßwerte gemittelt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Farbgebung über das Format zonenweise beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Meßwerte der in einer Druckzone (83) befindlichen Testflächen gemittelt werden.
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend
a) wenigstens ein densitometrisches Meßgerät zur Ermittlung der densitometrischen Meßwerte,
b) eine Einrichtung (6) zur Bestimmung der Dichtewertdifferenzen zwischen den densitometrischen Istmeßwerten und vorgegebenen Sollmeßwerten,

gekennzeichnet durch folgende weitere Bauelemente:
c) eine Einrichtung (8) zur Ermittlung des Summenvektors (73) ausgehend von den Dichtewertdifferenzen der bunten Teilfarben,
d) eine Einrichtung zur Zerlegung des Summenvektors in Grauanteil und Farbanteil,
e) eine Einrichtung zur Bestimmung der für die Beeinflussung der Farbgebung vorrangig zu verwendenden Teilfarben.
18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, enthaltend
a) wenigstens ein farbmetrisches Meßgerät zur Ermittlung der farbmetrischen Meßwerte,
b) eine Einrichtung (6) zur Bestimmung der Differenzen zwischen den farbmetrischen Istmeßwerten und vorgegebenen Sollmeßwerten,

gekennzeichnet durch folgende weitere Bauelemente:
c) eine Einrichtung (8) zur Ermittlung des Summenvektors (73) ausgehend von den ermittelten Differenzwerten,
d) eine Einrichtung (10) zur Zerlegung des Summenvektors (73) in Grauanteil und Farbanteil,
e) eine Einrichtung zur Bestimmung der für die Beeinflussung der Farbgebung vorrangig zu verwendenden Teilfarben.
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