EP0741029A2 - Verfahren zur Einstellung der Farbgebung einer Druckmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern oder Regeln der Farbgebung während des Druckprozesses, insbesondere während des Fortdruckprozesses, einer Druckmaschine, wobei Farbmeßdaten aus den laufend erstellten Druckbildern gewonnen und für den Steuer- oder Regelvorgang zur Beeinflussung der Farbgebung verwendet werden, wenn eine vorbestimmte Toleranz überschritten wird. Es ist vorgesehen, daß die zeitliche Entwicklung der Farbmeßdaten (M) für eine Trendschätzung herangezogen werden, daß die Trendschätzung bewertet wird und daß eine korrigierende Steuerung oder Regelung der Farbgebung erfolgt, wenn bestimmte Trendschätzungsdaten außerhalb der Toleranz (+σ, -σ) liegen. <IMAGE>

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern oder Regeln der Farbgebung während des Druckprozesses, insbesondere während des Fortdruckprozesses, einer Druckmaschine, wobei Farbmeßdaten aus den laufend erstellten Druckbildern gewonnen und für den Steuer- oder Regelvorgang zur Beeinflussung der Farbgebung verwendet werden, wenn eine vorbestimmte Toleranz überschritten ist.
• Ein Verfahren der eingangs genannten Art geht aus der europäischen Patentschrift 0 196 431 hervor. Bei diesem bekannten Verfahren werden zur Regelung der gewünschten Farbbalance Größen verwendet, die dadurch ermittelt sind, daß Farbschichtdicken und/oder Rasterpunktgrößen verschiedener Druckfarben zueinander in Beziehung gesetzt werden. Fallen diese Größen aus ihnen zugeordneten Toleranzbereichen heraus, so wird in den Druckvorgang korrigierend eingegriffen.
• Die Erfindung befaßt sich ebenfalls mit der Erzielung eines gleichförmigen Druckresultats. Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren zum Einstellen der Farbgebung zu schaffen, das auf schnellem und einfachem Wege durchführbar ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zeitliche Entwicklung der Farbmeßdaten für eine Trendschätzung herangezogen werden, daß die Trendschätzung bewertet wird, und daß eine korrigierende Steuerung oder Regelung der Farbgebung erfolgt, wenn bestimmte Trendschätzungsdaten außerhalb der Toleranz liegen. Erfindungsgemäß wird somit aus bereits vorliegenden Informationen, nämlich den mittels einer optischen Erfassungseinrichtung oder dergleichen aufgenommenen Farbmeßdaten der laufend erstellten Druckbilder die zukünftige Entwicklung abgeschätzt. Es besteht somit ein präventives Verhalten. Die aus der "Historie" bekannten Farbmeßdaten werden vorzugsweise gespeichert und hinsichtlich ihrer zu erwartenden Entwicklung weitergebildet, so daß die erwähnte Trendschätzung vorliegt. Die Trendschätzung wird der Bewertung unterworfen, um zu entscheiden, ob ein korrigierender Eingriff in die Farbgebung der Druckmaschine erfolgen soll. Dieser korrigierende Eingriff wird stets dann vorgenommen, wenn die sich zukünftig wahrscheinlich einstellenden Farbmeßdaten eine vorgebbare Toleranz überschreiten.
• Vorzugsweise ist vorgesehen, daß eine lineare Trendschätzung durchgeführt wird. Mithin werden die bereits ermittelten Farbmeßdaten im Sinne einer linearen Trendschätzung weiterentwickelt, vorzugsweise anhand einer Geraden dargestellt, wobei bei der Bewertung zu prüfen ist, ob die Gerade aufgrund ihrer Steigung eine vorgegebene Toleranzschwelle überschreitet oder unterschreitet.
• Es ist vorteilhaft, wenn bei der Trendschätzung der zukünftige Zeitpunkt bestimmt wird, in dem die Trendschätzungsdaten die Toleranz überschreiten und daß die Zeitspanne bis zu diesem Zeitpunkt mit einer Toleranzzeitspanne verglichen wird. Die Trendschätzung wird also so lange in die Zukunft weitergeführt, bis ihre Abweichung von einem Sollwert der Farbmeßdaten derart groß ist, daß die vorgegebene Toleranz überschritten wird. Der Zeitpunkt, der beim überschreiten vorliegt, definiert die zuvor erwähnte Zeitspanne. Diese Zeitspanne wird verglichen mit einer Toleranzzeitspanne, das heißt einer vorgegebenen Größe. Ist die Zeitspanne kleiner als die Toleranzzeitspanne, so wird korrigierend mittels Steuerung oder Regelung in die Farbgebung eingegriffen. Ist die zukünftige Zeitspanne größer als die Toleranzzeitspanne, so erfolgt keine Korrektur der Farbgebung.
• Vorteilhaft ist es, wenn aus den der bekannten, zeitlichen Entwicklung entstammenden Farbmeßdaten -wie erwähnt- eine Trendgerade gebildet wird, die mit einer Verlängerung versehen wird, wobei die Verlängerung der Trendschätzung zugrundeliegt beziehungsweise diese bildet.
• Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Trendgerade aus den bewerteten Farbmeßdaten mindestens zweier Zeiträume entwickelt wird. Hierbei können innerhalb der beiden Zeiträume Mittelwerte berechnet werden, so daß zu zwei unterschiedlichen Zeiten zwei mittlere Farbmeßdaten vorliegen, aus denen dann über eine einfache Geradengleichung der Zeitpunkt der Toleranzüberschreitung berechnet werden kann. Auf diese Art und Weise wird eine erheblich aufwendigere lineare Approximation umgangen.
• Da die Farbgebung einer Druckmaschine aufgrund eines zonal aufgebauten Farbwerks nur zonal beeinflußt werden kann, wird vorzugsweise pro Zone nur eine einzige Entscheidung abgeleitet, ob, und wenn ja, auf welche Weise die Farbgebung zu regeln beziehungsweise zu steuern ist. Diese Entscheidung basiert -wie gezeigt- ursächlich auf der zeitlichen Entwicklung der Farbmeßdaten. Diese Farbmeßdaten werden vorzugsweise einem vorherbestimmbaren Farbmeßfeld des Druckbilds entnommen. Hierzu muß für jede zu regelnde Zone mindestens an einem Ort innerhalb der Zone gemessen werden, um die entsprechenden Farbmeßdaten zu erhalten. Es ist nun möglich, innerhalb einer Zone nur einen Meßort oder mehrere Meßorte vorzusehen. Pro Meßort wiederum können mehrere primäre Datenwerte, zum Beispiel vier Farbmeßdaten anfallen, nämlich insbesondere für die X-, Y- und Z-Normspektralwerte und ein wert für Infrarot. Da das Druckbild insbesondere jedes Bogens gemessen wird, bietet das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund des geringen Datenanfalls ein schnelles und einfaches Durchführen der Farbgebungs-Steuerung beziehungsweise -Regelung.
• Die Zeichnung veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren, und zwar zeigt die Figur 1 ein Diagramm, in dem die Farbmeßdaten in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind und die Figur 2 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Beim Verfahren zum Steuern oder Regeln der Farbgebung während des Druckprozesses, insbesondere Fortdruckprozesses, einer Druckmaschine werden im Online-Betrieb mittels einer optischen Erfassungseinrichtung Farbmeßdaten M ermittelt. Die optische Erfassungseinrichtung ermittelt an in vorwählbarer Anzahl vorhandenen Bildstellen jedes gedruckten Bogens die Farbwerte in Form von Farbmeßwerten, mittels derer durch einen nachgeschalteten Regler die Farbgebung der Druckmaschine beeinflußt werden kann. Im nachfolgenden wird -der Einfachheit halber- die Erfindung an nur einem "eindimensionalen" Beispiel erläutert. Die Ausführungen gelten jedoch selbstverständlich auch für mehrdimensionale Systeme, das heißt, beispielsweise für mehrere Meßorte innerhalb einer oder mehrerer Zonen, wobei pro Meßort mehrere Farbmeßdaten aufgrund der verschiedenen Druckfarben und auch Infrarot anfallen können.
• Gemäß Figur 1 wird davon ausgegangen, daß in einem ersten Zeitbereich Z₁ die Anzahl von N₁ Farbmeßdaten anfallen. Ein späterer -jedoch ebenso wie der erste Zeitmeßbereich Z₁- in der Vergangenheit liegender zweiter Zeitbereich Z₂ weist die Anzahl N₂ von Farbmeßdaten auf. Beide Zeitbereiche Z₁ und Z₂ gehören der Historie an, liegen also in der Vergangenheit, wobei die Anzahl der jeweils mittels einer optischen Erfassungseinrichtung ermittelten Farbmeßdaten vorwählbar ist, das heißt, innerhalb der beiden Zeitbereiche kann eine entsprechende zeitliche Einteilung vorgenommen werden, wobei zum jeweiligen Zeitpunkt eine Messung und damit eine Ermittlung des Datenwertes erfolgt. Vorzugsweise wird jeder Bogen erfaßt. Auf der Ordinate werden die werte der ermittelten Farbmeßdaten M aufgetragen, wobei der Sollwert mit S angegeben ist. Mit A ist dort der aktuelle Färbungsverlauf als Kurvenzug eingezeichnet. Bildet man innerhalb des ersten Zeitbereichs Z₁ einen Mittelwert aller dort ermittelten Farbmeßdaten M, so ergibt sich beispielsweise der Mittelwert M₁, der zum Zeitpunkt t₁ vorliegen soll. In gleicher weise wird im zweiten Zeitbereich Z₂ vorgegangen, wodurch sich der Mittelwert M₂ zum Zeitpunkt t₂ ergibt. Bei den Mittelwerten M₁ und M₂ kann es sich vorzugsweise um gleitende Mittelwerte handeln. Wird nun eine Gerade berechnet, die durch die beiden Mittelwerte M₁ und M₂ verläuft, so ergibt sich die in der Figur 1 dargestellte Trendgerade g, die durch die beiden Mittelwerte M₁ und M₂ hindurchgeht und mit einer Verlängerung V versehen wird, die einen in der Zukunft liegenden Zeitraum überstreicht. Es wird davon ausgegangen, daß der Zeitpunkt T = 0 auf der Abszisse den aktuellen Zeitpunkt bei der Durchführung des Verfahrens wiedergibt, so daß alle vor dem Zeitpunkt T liegenden Handlungen der Vergangenheit angehören und die ab diesem Zeitpunkt T durchgeführten Handlungen die Prognose betreffen. Die geradlinige Verlängerung V der Geraden g führt dazu, daß -im Laufe der Zeit- die Abweichung der Farbmeßdaten M vom Sollwert S aufgrund dieser linearen Trendschätzung immer größer wird, so daß zu einem bestimmten Zeitpunkt eine Abweichung vom Sollwert S vorliegt, die eine vorgebbare Toleranz σ überschreitet. Dieses überschreiten kann bei ansteigender Gerade g + σ oder bei fallender Geraden g - sein, das heißt, die Toleranzgrenzen liegen um den Sollwert S herum.
• Der Figur 1 ist zu entnehmen, daß zu einem bestimmten Zeitpunkt (oder ab einer bestimmten Bogennummer) die Verlängerung V der Trendgeraden g die Toleranz (+σ) schneidet. Es liegt der Zeitpunkt T₊σ vor. Mithin wird durch die lineare Trendschätzung eine Zeitspanne zwischen T = 0 und T_+σ definiert, die mit einer vorgegebenen Toleranzzeitspanne T_T verglichen wird. Liegt die Zeitspanne T_+σ innerhalb der Toleranzzeitspanne T_T, so wird die Farbregelung aktiviert und damit auf die Farbgebung der Druckmaschine eingewirkt. Würde der Zeitpunkt T_+σ nicht innerhalb der Toleranzzeitspanne T_T liegen, so erfolgt kein Eingriff in die Farbregelung. Entsprechendes gilt für ein überschreiten der Toleranz - σ. Die Toleranzzeitspanne T_T wird vor zugsweise in Kenntnis der Maschinendynamik, also der Reaktionszeit des Farbwerks der Druckmaschine, festgelegt. Für die Größen der Figur 1 gelten folgende Beziehungen: $$\begin{array}{c}\begin{array}{c}\text{g =}\frac{{\text{M}}_{\text{2}}{\text{- M}}_{\text{1}}}{{\text{|t}}_{\text{2}}{\text{- t}}_{\text{1}}\text{|}}\\ \text{g =}\frac{{\text{M - M}}_{\text{2}}}{{\text{t - t}}_{\text{2}}}\end{array}\end{array}$$

  

  wobei M und t beliebige Farbmeßwerte beziehungsweise Zeitpunkte darstellen. $$\begin{array}{c}\begin{array}{c}{\text{T}}_{\text{+}}{\text{= (S + - M}}_{\text{2}}\text{)}\frac{{\text{|t}}_{\text{2}}{\text{- t}}_{\text{1}}\text{|}}{{\text{M}}_{\text{2}}{\text{- M}}_{\text{1}}}\text{+ t2}\\ {\text{T}}_{\text{-}}{\text{= (S - - M}}_{\text{2}}\text{)}\frac{{\text{|t}}_{\text{2}}{\text{- t}}_{\text{1}}\text{|}}{{\text{M}}_{\text{2}}{\text{- M}}_{\text{1}}}{\text{+ t}}_{\text{2}}\\ {\text{M}}_{\text{1}}\text{=}\frac{\text{1}}{{\text{N}}_{\text{1}}}\sum_{=\text{1}} {\text{M}}_{\text{t}}\\ {\text{M}}_{\text{2}}\text{=}\frac{\text{1}}{{\text{N}}_{\text{2}}}\sum_{=\text{2}} {\text{M}}_{\text{t}}\end{array}\end{array}$$

  
• Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Farbmeßdaten eines Meßfeldes fortlaufend in einem dem Meßfeld zugeordneten (Ring)-Speicher eingeschrieben werden und somit für die Weiterverarbeitung zur Verfügung stehen. Unter Meßfeld ist ein bestimmter Teil eines Druckbildes zu verstehen, wobei das Druckbild vorzugsweise in Streifen entsprechend den Farbzonen gedanklich unterteilt wird, wobei quer zu den Streifen gedankliche Trennlinien liegen, die einzelne Felder, nämlich die genannten Meßfelder, separieren.
• Die Entscheidung, insbesondere die zonale Entscheidung, die Farbe zu regeln, hängt selbstverständlich von den Ergebnissen der Trendschätzung aller Farbmeßstellen in der entsprechenden Zone ab. Vorzugsweise sind verschiedene Strategien denkbar: Die Farbe wird dann geregelt,
• wenn nur ein Meßfeld dies erfordert; oder
• wenn die Mehrzahl der Meßfelder dies fordern; oder
• nur wenn alle Meßfelder dies fordern;
• wenn zumindest eine besonders ausgezeichnete Meßstelle dies fordert.
• Auch können die Ergebnisse der Trendschätzungen der einzelnen Meßstellen und/oder Meßfelder gewichtet zusammengefaßt werden, um so eine zonale Entscheidung abzuleiten.
• Die Figur 2 zeigt ein Flußdiagramm, das die einzelnen Verfahrensschritte verdeutlicht. Im Schritt 1 werden innerhalb des ersten Zeitbereichs Z₁ Farbmeßdaten M ermittelt. Im Schritt 2 werden im zweiten Zeitbereich Z₂ weitere Farbmeßdaten M ermittelt. Im Schritt 3 erfolgt eine Mittelwertbildung der Farbmeßdaten M innerhalb des ersten Zeitbereichs Z₁ und innerhalb des zweiten Zeitbereichs Z₂, so daß Mittelwerte M₁ und M₂ vorliegen. Im folgenden Schritt 4 wird dann mittels eines Rechners oder dergleichen die Gerade g errechnet und es wird die Verlängerung V der Geraden gebildet, die der Prognose zugrunde liegt. Im folgenden Schritt 5 wird dann der Zeitraum ermittelt, innerhalb dem die werte der linearen Trendschätzung (Verlängerung V) die vorgegebene Toleranz + σ beziehungsweise - σ überschreitet. Im Schritt 6 erfolgt ein Vergleich der ermittelten Zeitspanne mit einer vorgebbaren Toleranzzeitspanne T_T. Im Schritt 7 wird in Abhängigkeit des zuvor erwähnten Vergleichs entweder auf die Farbgebung der Druckmaschine eingewirkt oder nicht.
Bezugszeichenliste

Z₁, Z₂

Zeitbereich

N₁, N₂

Anzahl Farbmeßdaten

M

Farbmeßdaten

S

Sollwert

A

aktueller Färbungsverlauf

M₁, M₂

Mittelwert

t₁, t₂

Zeitbereich

T

Zeitpunkt

V

Verlängerung

g

Gerade

g +σ

ansteigende Gerade

g -σ

abfallende Gerade

T +σ

Zeitpunkt

T_T

Toleranzzeitspanne

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Verfahrensschritte

Claims (5)

1. Verfahren zum Steuern oder Regeln der Farbgebung während des Druckprozesses, insbesondere während des Fortdruckprozesses, einer Druckmaschine, wobei Farbmeßdaten aus den laufend erstellten Druckbildern gewonnen und für den Steuer- oder Regelvorgang zur Beeinflussung der Farbgebung verwendet werden, wenn eine vorbestimmte Toleranz überschritten wird,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß die zeitliche Entwicklung der Farbmeßdaten (M) für eine Trendschätzung herangezogen werden, daß die Trendschätzung bewertet wird und daß eine korrigierende Steuerung oder Regelung der Farbgebung erfolgt, wenn bestimmte Trendschätzungsdaten außerhalb der Toleranz (+σ, -σ) liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß eine lineare oder nichtlineare Trendschätzung durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß bei der Trendschätzung die zukünftige Zeitspanne (T_+σ, T_-σ) bestimmt wird, in der die Trendschätzungsdaten die Toleranz (+σ, -σ) überschreiten und daß die Zeitspanne (T_+σ, T_-σ) mit einer Toleranzzeitspanne (T_T) verglichen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß aus den der zeitlichen Entwicklung entstammenden Farbmeßdaten eine Trendgerade (g) gebildet wird, die mit einer Verlängerung (V) versehen wird, wobei die Verlängerung (V) der Trendschätzung zugrundeliegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
   dadurch gekennzeichnet,
   daß die Trendgerade (g) aus den bewerteten Farbmeßdaten (M₁, M₂) zweier Zeiträume (Z₁, Z₂) entwickelt wird.

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