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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Druckprozesskalibrierung.
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Die Erfindung liegt in dem technischen Gebiet der elektronischen Reproduktionstechnik.
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In jedem Druckprozess müssen vor der Ausführung eines Druckauftrages mindestens einmal die Einstellung der Farbwerte kalibriert werden. Dies gilt für sämtliche Arten von Druckprozessen – vom klassischen Offsetdruck bis zum Digitaldruck. Die Kalibrierung selbst kann sowohl manuell als auch automatisiert durchgeführt werden. Das Prinzip der Kalibrierung bleibt dabei, unabhängig von der Art ihrer Umsetzung, stets gleich. Bei modernen Druckmaschinen wird sie aus Effizienzgründen jedoch üblicherweise computergesteuert durchgeführt.
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Dazu sind im Stand der Technik vielfältige Verfahren bekannt. Einige von ihnen sind in der technischen Spezifikation ISO/TS 10128 „Graphic technology – Methods of adjustment of the colour reproduction of a printing system to match a set of characterisation data” offenbart. Diese beschreibt Methoden zur Kalibrierung von konventionellen und digitalen Druckprozessen mit den 4 Prozessfarben Cyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Schwarz (K), kurz CMYK. Die drei dort verwendeten Methoden basieren jeweils auf Anpassung der Tonwertzunahmen, Anpassung der Grauwiedergabe und einer Anpassung durch multi-dimensionale Transformation. Basis aller Methoden ist die vorherige korrekte Einstellung der Farborte der 4 Prozessfarben. Ziel der Methoden ist die Anpassung an einen vorgegebenen Standard. Dieser Standard kann in Form von Referenzwerten, bei der Anpassung der Tonwertzunahme, von Definitionen, bei der Anpassung der Grauwiedergabe, oder zweckmäßigerweise für alle Methoden mittels Charakterisierungsdaten vorliegen.
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Das Verfahren der Anpassung der Tonwertzunahme zeichnet sich dabei durch Folgendes aus: Es werden Stufenkeile der Prozessfarben als Messelemente zur Kalibrierung verwendet. Ein typischer Stufenkeil ist das ECITVI10 Kontrollelement der ECI (www.eci.org), das 4 Stufenkeile mit 10%, 20%, ... 100% Tonwertfeldern für die Prozessfarben enthält. Darüber hinaus sind noch Felder zur Messung der Sekundärfarben (C + M, C + Y, M + Y, C + M + Y) und des Papierweiß vorhanden, insgesamt 45 Farbfelder. Mit diesem Kontrollelement ist sowohl eine Kalibrierung der Tonwertzunahme als auch eine Kontrolle der Färbung und Tonwertzunahme möglich. Vorteile des Verfahrens sind die Einfachheit der Berechnung der Anpassung, das kleine Kontrollelement mit 45 Farbfeldern und die sehr gute Anpassung der Tonwertwiedergabe der Prozessfarben sowie die Anwendung in der Produktion. Nachteile des Verfahrens sind unter Umständen, abhängig vom Bedruckstoff, den Prozessfarben und den Einstellungen der Druckmaschine, die mäßige bis schlechte Wiedergabe der Tonwerte der Sekundärfarben, für 2-, 3- und 4-farbige Zusammendrucke, und insbesondere der Grauwiedergabe. Letzteres kann an der Druckmaschine durch Anpassung der Färbungswerte der Buntfarben korrigiert werden, geht dann aber zu Lasten der Tonwertzunahme. Dieses Verfahren ist insbesondere für die Reproduktion bunter Bilder und Grafiken geeignet.
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Das Verfahren der Anpassung der Grauwiedergabe wiederum zeichnet sich aus durch die Verwendung spezieller Graukontrollelemente der bunten Druckfarben und eines Stufenkeils für Schwarz. Ein typisches Kontrollelement ist das P2P25 Target der IDEAlliance (www.idealliance.org), das 7 Graukontrollelemente mit 25 Farbfeldern und verschiedenen Stufenkeile enthält. Darüber hinaus sind noch Felder zur Messung der Sekundärfarben und des Papierweiß vorhanden, insgesamt 300 Farbfelder. Mit einer Untermenge des Kontrollelements mit etwa 190 Farbfeldern sind eine Kalibrierung der Grauwiedergabe und eine Kontrolle der Färbung sowie spezieller Graufelder möglich. Vorteile des Verfahrens sind die sehr gute Anpassung der Grauwiedergabe und der Schwarzwiedergabe sowie die Anwendung in der Produktion. Nicht so vorteilhaft sind das relativ große Kontrollelement und die komplexere Berechnung der Anpassung.
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Nachteile des Verfahrens sind unter Umständen, wiederum abhängig vom Bedruckstoff, den Prozessfarben und den Einstellungen der Druckmaschine, die mäßige bis schlechte Wiedergabe der Tonwerte der Primär- und Sekundärfarben für 2-, 3- und 4-farbige Zusammendrucke. Eine Korrektur an der Druckmaschine ist nicht möglich. Das Verfahren ist insbesondere für die Reproduktion wenig bunter, also graubetonter, Bilder und Grafiken geeignet.
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Als drittes Verfahren ist die Anpassung durch multi-dimensionale Transformation bekannt. Dabei werden Targets nach ISO 12642-2 Graphic technology – „Input data for characterization of 4-colour process printing – Part 2: Expanded data set” mit 1617 Farbfeldern verwendet die den druckbaren Farbraum charakterisieren. Aus diesen Farbfeldern werden multidimensionale Transformationstabellen berechnet. Ein Beispiel sind hier die Profile nach ISO 15076 – „Image technology colour management – Architecture, profile format and data structure – Part 1: Based an ICC.1:2004-10” welche die entsprechenden Transformationstabellen z. B. in den Device Link Profilen enthalten. Vorteil des Verfahrens ist die sehr gute Anpassung des gesamten wiedergebaren Farbraums. Nachteil des Verfahrens ist der sehr hohe Aufwand sowohl bei der Ermittlung der Charakterisierungsdaten als auch bei der Berechnung der Transformationstabelle und ihrer Anwendung in der Produktion. Das Verfahren hat heute in der konventionellen Drucktechnik wegen des hohen Aufwands keine Bedeutung. Es wird aber intensiv im Digitaldruck angewendet da hier der Aufwand bezüglich der Charakterisierung deutlich geringer ist. Das Verfahren ist für die Reproduktion aller Bilder und Grafiken geeignet.
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Alle dieser aus dem Stand der Techniken bekannten Verfahren haben Vor- und Nachteile, welche sich jedoch gut ergänzen. Eine Kombination dieser Verfahren zur optimalen Kalibrierung eines Druckprozesses bietet sich daher an. Die Schwierigkeit besteht darin, die für jeden Druckprozess richtige anteilsmäßige Kombination der bekannten Verfahren in einem Verfahren zu bündeln und dieses dann so durchzuführen, dass auch ein messbarer Effizienzgewinn gegenüber einer bloßen seriellen Anwendung aller bekannter Verfahren entsteht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Druckprozesskalibrierung einer Druckmaschine vorzustellen, welches eine effizientere Kalibrierung als die bisher bekannten Verfahren ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt ein Verfahren mit den Merkmalen von Hauptanspruch 1 dar. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur dynamischen Druckprozesskalibrierung zur Farbsteuerung eines Druckprozesses einer Druckmaschine, welches die folgenden Schritte umfasst:
- 1. Ermittlung eines Kalibrier-Datensatzes für die farbigen Tonwerte der Prozessfarben
- 2. Ermittlung eines Kalibrier-Datensatzes für die grauen Tonwerte der Prozessfarben
- 3. Ermittlung eines Gewichtungsfaktors für die beiden Kalibrier-Datensätze in Abhängigkeit von der Druckvorlage
- 4. Berechnung eines kombinierten Kalibrier-Datensatzes aus den beiden ermittelten Kalibrier-Datensätzen unter Bezug auf den Gewichtungsfaktor
- 5. Anwendung des berechneten kombinierten Kalibrier-Datensatzes zur Kalibrierung des Druckprozesses einer Druckmaschine
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Entscheidendes Merkmal ist die dynamische Gewichtung der beiden Methoden der Anpassung jeweils der farbigen Tonwerte und der Grauwiedergabe. Die Gewichtung ist abhängig von der Druckvorlage. Bei Sujets mit hohem Farbanteil wird die Methode der Anpassung der farbigen Tonwerte einen höheren Anteil am Gesamtverfahren ausmachen, als die Methode der Anpassung der Grauwiedergabe. Bei eher grauen Sujets vice versa.
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Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung mit den zugehörigen Zeichnungen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Ermittlung des Kalibrier-Datensatzes für die farbigen Tonwerte der Prozessfarben durch Messen und Auswerten mindestens eines Kontrollelementes mit farbigen Tonwerten und Anpassung der Tonwerte der Prozessfarben unter Einbeziehung der Messergebnisse sowie eines Satzes von Charakterisierungsdaten, welche den Druckprozess beschreiben, geschieht. Die Erstellung des Kalibrier-Datensatzes für die farbigen Tonwerte wird durch das Ausmessen und anschließende Auswerten eines gedruckten Kontrollelementes realisiert. Dabei sind ebenfalls die Charakterisierungsdaten, welche in standardisierter Form den Druckprozess beschreiben, zu berücksichtigen. Das Messen wird dabei durch Aufnahme der Kontrollelemente mit einem Farbsensor durchgeführt, wobei die Messdaten zur Auswertung bevorzugt an einen Rechner übermittelt werden, wo dann auch der Kalibrier-Datensatz erstellt wird.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass die Ermittlung des Kalibrier-Datensatzes für die grauen Tonwerte der Prozessfarben durch Messen und Auswerten mindestens eines Grauwerte-Kontrollelementes und Anpassung der Grauwerte der Prozessfarben unter Einbeziehung der Messergebnisse sowie eines Satzes von Charakterisierungsdaten, welche den Druckprozess beschreiben, geschieht. Die Erstellung des Kalibrier-Datensatzes für die grauen Tonwerte, also der Grauwiedergabe, erfolgt analog zu jenem für die farbigen Tonwerte. Allerdings wird hier ein Kontrollelement mit spezifischen Grauwerten benutzt, welches zur Kalibrierung der grauen Tonwerte erforderlich ist.
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Eine bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass der Gewichtungsfaktor durch eine automatische Analyse des Bildinhaltes der Druckvorlage ermittelt wird. Nach der Erstellung der Kalibrier-Datensätze durch den Rechner muss der Gewichtungsfaktor ermittelt werden, welcher bestimmt mit welchem Anteil die Kalibrier-Datensätze jeweils für die farbigen und die grauen Tonwerte in den gemeinsamen Kalibrier-Datensatz eingehen. Da sich dieser Gewichtungsfaktor am Bildinhalt des Sujets orientiert, ist eine automatische Analyse des Bildinhaltes auf die Verteilung der grauen und farbigen Tonwerte die bevorzugte Art und Weise den Gewichtungsfaktor automatisch durch einen Rechner zu bestimmen.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass der Gewichtungsfaktor manuell durch einen Anwender festgelegt wird.
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Sollte eine automatische Festlegung des Gewichtungsfaktors nicht möglich sein, kann dieser auch manuell durch einen Anwender der Druckmaschine festgelegt werden. Auch eine manuelle Nachkorrektur eines automatisch bestimmten Gewichtungsfaktors ist damit möglich.
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Eine bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass der Gewichtungsfaktor abhängig vom Bildinhalt der Druckvorlage für verschiedene Tonwertbereiche unterschiedliche Werte mit kontinuierlichem Übergang enthält. Gibt es im Sujet einzelne Bildbereiche die sich in ihrer Grau-/Farbwertverteilung massiv unterscheiden, wird für diese Bereiche der Gewichtungsfaktor entsprechend angepasst. In den Übergängen zwischen diesen Bereichen ist dann auch der Gewichtungsfaktor im Übergangsbereich.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung ist dabei, dass zusätzlich zu den Kalibrier-Datensätzen für die farbigen und grauen Tonwerte der Prozessfarben ein weiterer Kalibrier-Datensatz aus multidimensionalen Transformationstabellen erstellt wird, der Gewichtungsfaktor diesen dritten Kalibrier-Datensatz mit einbezieht und der kombinierte Kalibrier-Datensatz aus allen drei vorhandenen Kalibrier-Datensätzen berechnet wird. Da das im Stand der Technik erwähnte Verfahren für die Anpassung durch multidimensionale Transformation nur für den Digitaldruckbereich praktikabel anwendbar ist, ist es kein Bestandteil des offenbarten Standardverfahrens. Handelt es sich jedoch um eine Digitaldruckmaschine, so kann es in das Standardverfahren integriert werden. Dazu wird ein dritter Kalibrier-Datensatz aus multidimensionalen Transformationstabellen erstellt und der Gewichtungsfaktor so erweitert, dass er den dritten Kalibrier-Datensatz mit erfasst. Der gemeinsame Kalibrier-Datensatz wird dann aus allen drei vorhandenen Teil-Kalibrier-Datensätzen erstellt.
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Das Verfahren sowie funktionell vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens werden nachfolgend unter Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen anhand wenigstens eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen. Die Zeichnungen zeigen:
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1: den grundlegenden Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens
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2: den Ablauf der Anpassung der farbigen Tonwertzunahme
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3: den Ablauf der Anpassung der Grauwertwiedergabe
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4: ein Beispiel eines Kalibrier-Datensatzes mit einer Verteilung 0% farbige Tonwertzunahme zu 100% Grauwertwiedergabe
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5: ein Beispiel eines Kalibrier-Datensatzes mit einer Verteilung 50% farbige Tonwertzunahme zu 50% Grauwertwiedergabe
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6: ein Beispiel eines Kalibrier-Datensatzes mit einer Verteilung 100% farbige Tonwertzunahme zu 0% Grauwertwiedergabe
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Die bevorzugte Ausführungsvariante ist in 1 abgebildet. Sie besteht in der Hauptsache aus einer Kombination der beiden Verfahren zur Anpassung der farbigen Tonwertzunahme und der Grauwiedergabe. Beide Verfahren werden in einem ersten Schritt durchgeführt. Sie sind in vereinfachter Form in den 2 und 3 dargestellt.
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Die Anpassung der Tonwertzunahme als auch der Grauwiedergabe erfolgt durch 1-dimensionale Korrekturdateien im Raster Image Prozessor (RIP) bei der Belichtung der Druckplatten. Die Korrekturdateien werden durch spezialisierte Programme generiert die sowohl die Messwerte der Targets 8 und 9 als auch die Zielwerte der Anpassung als Eingabewerte erhalten. Bevorzugte Zielwerte sind in der bevorzugten Ausführungsform Charakterisierungsdaten 2, die den zu kalibrierenden Druckprozess beschreiben. Bevorzugte Messwerte 8 und 9 sind die Werte von ausgemessenen Druckkontrollelementen 1 und 3. Diese sind beim Verfahren der Anpassung der farbigen Tonwertzunahme Stufenkeile der Prozessfarben. Ein Beispiel ist das Druckkontrollelement für die farbigen Tonwerte ECITVI10 1. Beim Verfahren zur Anpassung der Grauwiedergabe wiederum handelt es sich um spezielle Graukontrollelemente, wie z. B. das Druckkontrollelement P2P25 3. Aus den Messwerten und Zielwerten werden die Kalibrierdateien nach beiden Verfahren Dtvi 4 und Dgrau 5 mit den gängigen Methoden ermittelt. Es liegen somit zwei Datensätze 3 und 4 vor aus denen mit Hilfe eines Gewichtungsfaktors f 6 ein kombinierter Kalibrier-Gesamtdatensatz Dges 7 berechnet wird.
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Der Gewichtungsfaktor 6 wird in Abhängigkeit von der zu druckenden Vorlage, sprich des Sujets, gewählt. Ist das Sujet graubetont wie es in technischen Bereichen häufig der Fall ist, wird ein kleiner Wert von f gewählt. Ist das Sujet bunt und hat wenig bis keine Grautöne wie es in Landschaftsaufnahme oder Porträts der Fall ist, wird ein hoher Wert von f gewählt. Die Berechnung des Gewichtungsfaktors 6 kann sowohl manuell vom Anwender getroffen werden oder im Rahmen einer automatischen Vorlagenanalyse. Dabei wird die Druckvorlage, welche ohnehin meist in digitaler Form vorliegt, von einem Programm auf einem Rechner bzgl. der Verteilung zwischen bunten und grauen Tonwerten hin analysiert. Je nach Verteilung wird vom Programm dann der Gewichtungsfaktor 6 bestimmt. Auch eine manuelle Nachkorrektur des automatisch ermittelten Gewichtungsfaktors 6 ist möglich.
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Ein Faktor von f = 1.0 resultiert dabei in einer reinen farbigen Tonwertzunahmeanpassung, ein Faktor f = 0.0 wiederum in einer reinen Grauwiedergabeanpassung, ein Wert zwischen 1 und 0 ergibt eine kombinierte Anpassung mit unterschiedlichen Schwerpunkten.
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Der Gewichtungsfaktor 6 kann in einer weiteren Ausführungsvariante Tonwertbereichsabhängig ausgeführt werden, d. h. für verschiedene Tonwertbereiche werden unterschiedliche Werte mit kontinuierlichem Übergang vorgesehen. Dies macht z. B. Sinn, wenn im hellen Bereich Grautöne vorliegen und im mittleren und dunkleren Helligkeitsbereich eher bunte Farben vorliegen.
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Ist der Gewichtungsfaktor 6 ermittelt, wird aus den beiden einzelnen Kalibrier-Datensätzen Dtvi 4 und Dgrau 5 ein gemeinsamer Datensatz berechnet. Dies geschieht nach den folgenden Formeln: Cneu[n] = f·Ctvi[n] + (1 – f)·Cgrau[n]; Mneu[n] = f·Mtvi[n] + (1 – f)·Mgrau[n]; Yneu[n] = f·Ytvi[n] + (1 – f)·Ygrau[n]; Kneu[n] = f·Ktvi[n] + (1 – f)·Kgrau[n];
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Jeder Datensatz enthält dann die jeweiligen N Korrekturwerte der Prozessfarben CMYK. Die kombinierten Korrekturwerte sind das gewichtete Mittel der einzelnen Korrekturwerte:
Die 4, 5 und 6 zeigen beispielhafte Kalibrierdatensätze 10, 11 und 12. Die Messwertdatensätze 9 und 10 entstehen hier aus einem P2P25 Target 3, welches sowohl die benötigten Informationen für die farbige Tonwertzunahme-Kalibrierung als auch die Graubalance-Kalibrierung enthält. Die Referenzdruckbedingung ist ein Charakterisierungsdatensatz 2 für einen Offsetdruckprozess. Dabei zeigt die 4 beispielhaft die Kalibrierdaten und -kurven 10 für eine reine Kalibrierung der Graubalance. Der Gewichtungsfaktor 6 ist hier somit f = 0.0. In der 5 wiederum sind gemischter Kalibrierdaten und -kurven 11 mit einer gleichwertigen Einbeziehung beider Teildatensätze Dtvi 4 und Dgrau 5 gezeigt. Der Gewichtungsfaktor 6 ist hier entsprechend f = 0.5. 6 zeigt schlussendlich die Kalibrierdaten und -kurven 12 für eine reine Kalibrierung der farbigen Tonwerte. Der Gewichtungsfaktor 6 ist f = 1.0.
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Mit dem berechneten gemeinsamen Kalibrier-Datensatz Dges 7 wird dann in einem letzten Schritt der Druckprozess dynamisch, d. h. angepasst an die sich aus der Druckvorlage ergebenden Anforderungen, kalibriert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- ECITVI10 Tonwerte-Kontrollelement
- 2
- Charakterisierungsdaten
- 3
- P2P25 Grauwerte-Kontrollelement
- 4
- Kalibrier-Datensatz für Tonwerte Dtvi
- 5
- Kalibrier-Datensatz für Grauwerte Dgrau
- 6
- Gewichtungsfaktor f
- 7
- Kalibrier-Gesamtdatensatz Dges
- 8
- Messwerte des ECITVI10 Tonwerte-Kontrollelementes
- 9
- Messwerte des P2P25 Grauwerte-Kontrollelementes
- 10
- Beispiel-Kalibrier-Datensatz für Grauwerteanpassung
- 11
- Beispiel-Kalibrier-Datensatz für gemischte Anpassung
- 12
- Beispiel-Kalibrier-Datensatz für Tonwerteanpassung
- 13
- Druckmaschine
