DE19602103A1

DE19602103A1 - Verfahren zum Bestimmen der Meßorte für die Abtastung eines Druckbildes zum Steuern oder Regeln der Farbgebung einer Druckmaschine

Info

Publication number: DE19602103A1
Application number: DE1996102103
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Geisler; Harald Bucher; Werner Dr Huber; Bernd Kistler
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1996-01-22
Filing date: 1996-01-22
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2016-01-23
Also published as: JPH09193361A; DE19602103B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Meßorten für die Abtastung eines Druckbildes zum Steuern oder Regeln der Farbgebung einer Druckmaschine.

Die Farbgebung auf einem Druckprodukt ist von verschiedenen Einflußgrößen abhängig, wie z. B. von der Schichtdicke übereinandergedruckter Farben oder dem Anteil von Feuchtmittel in einer Emulsion aus Farbe und Feuchtmittel bei einer Offsetdruckmaschine. Aus den Abtastsignalen an den definierten Meßorten sollen Istwerte für physikalische Größen abgeleitet werden, die eine Aussage zum Istzustand der Farbgebung gestatten. Die Istwerte werden mit Sollwerten der jeweiligen physikalischen Größen verglichen. Aus den Vergleichswerten werden Stellsignale für Stellglieder abgeleitet, die die Farbgebung in einer gewünschten Form beeinflussen.

Insbesondere wenn bei hohen Druckgeschwindigkeiten das Druckbild abgetastet wird, ist es aufgrund der großen Menge von Informationen, die von einer Steuereinrichtung zu verarbeiten sind, erforderlich, die Anzahl der Meßorte auf eine vernünftige Zahl zu beschränken.

In der WO 95/00336 A2 ist bereits ein Verfahren beschrieben worden, daß es ermöglicht, aus den Bildsignalen selbsttätig geeignete Meßorte zu finden. Es sind sowohl Bildsignale verwendbar, die in der Druckvorstufe beim Generieren von Druckbildern gewonnen werden, als auch Bildsignale, die während des Druckens mittels einer in der Druckmaschine angeordneten Bildaufnahmeeinrichtung gewonnen werden. Die Bildsignale werden einem Computersystem zugeführt, das ein Programm beinhaltet, das die selbsttätige Auswahl der relevanten Meßorte vornimmt. Mit Hilfe des Programms wird ein Druckbild nach markanten Kenngrößen analysiert.

Beispielsweise werden Orte im Druckbild ermittelt, in denen Grautöne vorherrschen oder in denen Farben im wesentlichen solo stehen. Desweiteren werden geeignete Meßorte an Stellen im Druckbild gefunden, die scharfe Übergänge im Kontrast und in den Farbwerten aufweisen.

Diese Art der Meßortbestimmung berücksichtigt aber nicht die charakteristischen dynamischen Reglereigenschaften der Druckmaschine, wie z. B. die Reglerkennlinie oder den Frequenzgang der dem Regler nachgeordneten Stellelemente oder das dynamische Verhalten des Reglers oder der Stellelemente bei auftretenden Störungen. D. h., ein ausschließlich nach dem Druckbild ausgewählter Meßort muß nicht zwangsweise optimal zur Regelung einer bestimmten Farbe oder zur Regelung der Feuchtmittelgabe sein.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, selbsttätig die für eine Regelung der Farbgebung geeignetsten Meßorte zu finden. Bei der Meßortsuche sollen die charakteristischen dynamischen Reglereigenschaften der Druckmaschine berücksichtigt werden. Desweiteren soll die Erfindung eine schnelle Regelung und eine Verbesserung der Druckqualität ermöglichen.

Die Aufgaben werden mit einem Verfahren nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Simulation von definierten Stellgrößenänderungen an einem Modell, welches einen Zusammenhang zwischen Farbmeßwerten und einer Stellgröße für ein die Farbgebung beeinflussendes Stellglied beschreibt. Für jede zu steuernde oder zu regelnde physikalische Größe wird ein Modell verwendet, das die Regelcharakteristika beinhaltet, die der Druckmaschine eigen sind. Dabei ist es möglich, die Regelcharakteristika den aktuell in der Druckmaschine vorherrschenden Bedingungen anzupassen, z. B. können die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit und die Viskosität der Druckfarbe gemessen werden, wobei die Meßsignale bei der Modellierung Verwendung finden können. Damit ist gewährleistet, daß das jeweilige Modell der realen Druckmaschine bzw. den realen Druckbedingungen weitestgehend angepaßt sind.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Meßortfindung bereits vor dem Drucken stattfindet. Eine Handeingabe von Meßorten oder ein Testlauf während einer Andruckphase sind nicht erforderlich. Die Meßorte sind für die jeweilige zu steuernde oder zu regelnde physikalische Größe optimal.

Eine Variante der Erfindung wird mit den Verfahrensmerkmalen im Anspruch 2 aufgezeigt. Durch die Vorgabe von Grenzwerten für die sich ergebende Änderung des Farbwertes kommen nur solche Meßorte zur Auswahl, die für eine zu steuernde oder zu regelnde physikalische Größe optimale Istwertsignale ergeben. Meßorte, die für eine bestimmte physikalische Größe nur eine geringe Empfindlichkeit aufweisen, werden während des Druckprozesses nicht berücksichtigt.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer Anordnung zur Verarbeitung von Meßwerten,

Fig. 2 ein Flußschema über den Ablauf des Verfahrens und

Fig. 3 ein Flußschema über den Ablauf einer Verfahrensvariante.

Das Schema in Fig. 1 zeigt eine Offsetdruckmaschine 1 zum Erzeugen von Mehrfarbendrucken. Zum Erreichen eines gewünschten Druckbildes sind in den einzelnen Druckwerken 2, 3, 4 Farbeinstellvorrichtungen 5, 6, 7 für die Schichtdicke S der Druckfarben, Stellglieder 8, 9, 10 für die Menge von Feuchtmittel in einer Emulsion aus Druckfarbe und Feuchtmittel und Registereinstellvorrichtungen 11, 12, 13 vorgesehen, welche alle mit einer Maschinensteuerung 14 verbunden sind. Am Ausgang der Offsetdruckmaschine 1 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung 15 angeordnet, die die Oberfläche eines fertig bedruckten Bogens 16, der sich auf einem Zylinder 17 befindet, vollständig erfaßt. Zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung 15 und der Offsetdruckmaschine 1 besteht ebenfalls eine Verbindung. Die Maschinensteuerung 14 enthält Schaltungsanordnungen zur Verarbeitung der Bildsignale der Bildaufnahmeeinrichtung 15 und einen Rechner mit einem Speicher und einem Programmsystem, mit deren Hilfe aus den Bildsignalen Meßorte für die Bildaufnahmeeinrichtung 15 bestimmt werden können.

Welche Arbeitsschritte zum Bestimmen der Meßorte erforderlich sind, soll im folgenden anhand des in Fig. 2 dargestellten Flußschemas erläutert werden:
In einem ersten Schritt 18 wird in der Maschinensteuerung 14 ein mathematisches Modell F = f (s) definiert. Das Modell ist eine Funktion f, die in Abhängigkeit der Farbmeßwerte F von der Größe s der Öffnung eines einzelnen Stellelementes der Farbeinstellvorrichtungen 5, 6, 7 innerhalb einer Zone beschreibt. Vorrausgesetzt sei, daß die Schichtdicke S der Druckfarbe in den Druckwerken 2, 3, 4 bzw. auf dem Bogen 16 in Zonen einstellbar ist, wie dies bei gängigen Offsetdruckmaschinen 1 realisiert ist. Die Farbmeßwerte F können als Farborte (L, a, b) eines Lab-Farbraumes umgerechnet werden. Mit Hilfe der Bildaufnahmeeinrichtung 15 kann der Bogen 16 vollflächig an einer Vielzahl von in einem Raster liegenden Meßorten abgetastet werden. Die Rasterelemente können quadratisch sein und z. B. eine Kantenlänge von 3,2 mm aufweisen. Durch die Koordinaten der Rasterelemente sind die möglichen Meßorte definiert. Wie im Schritt 19 angegeben, werden für jedes Rasterelement ein Farbmeßwert als Farbort in dem Lab-Farbraum bestimmt.

In dem Ausführungsbeispiel werden die das Druckbild wiedergebenden Bildsignale der Bildaufnahmeeinrichtung 15 entnommen. Es ist ebenso möglich, die Bildsignale aus einer Einrichtung zur Generierung eines Druckbildes aus der Druckvorstufe zu erhalten oder aus einem Vorlagenscanner, der außerhalb der Offsetdruckmaschine 1 angeordnet ist.

In einem folgenden Schritt 20 werden für jedes Rasterelement und für jede der verwendeten Druckfarben C, M, Y zonenweise die partiellen Ableitungen dF/ds der Farbmeßwerte F nach den Öffnungsgrößen s errechnet. Man erhält die partiellen Ableitungen dL/(ds.C, ds.M, ds.Y); da/(ds.C, ds.M, ds.Y) und db/(ds.C, ds.M, ds.Y).

Das Ausführungsbeispiel ist auf drei Druckfarben C, M, Y beschränkt. Das Verfahren ist prinzipiell auf Drucke mit mehr als drei Druckfarben anwendbar.

In Abhängigkeit vom Farbort werden in einem Schritt 21 jedem Rasterelement eine Gewichtung G zugewiesen. Zum Beispiel erhalten Rasterelemente, deren Farborte in kritischen Bereichen, wie z. B. rot, Liegen, eine höhere Gewichtung als Rasterelemente, deren Farborte in unkritischen Bereichen, wie z. B. in gelb liegen. Unter kritischen bzw. unkritischen Bereichen werden Farbtöne verstanden, deren Änderung das menschliche Auge sehr früh bzw. erst spät wahrnimmt.

In einem weiteren Schritt 22 werden die Gewichtungen G in Abhängigkeit von der Lage der Rasterelemente modifiziert. Zum Beispiel erhalten Rasterelemente, die in der Mitte einer Zone liegen ein stärkeres Gewicht, als die, welche am Rand einer Zone liegen.

Eine weitere Modifizierung der Gewichtungen G in Abhängigkeit von dem Kontrast in der Umgebung des jeweiligen Rasterelementes geschieht in einem Schritt 23. Rasterelemente, die eine stark inhomogene Umgebung aufweisen, werden in diesem Schritt 23 schwächer gewichtet.

Die Gewichtungen G können weitere Modifizierungen erfahren. Als Beispiele seien die Modifizierungen in Abhängigkeit von der Dynamik der Farbmeßwerte in einer Zone oder in Abhängigkeit von Störgrößeneinflüssen genannt.

In einem weiteren Schritt 24 werden die mit den Gewichtungen G multiplizierten partiellen Ableitungen F′ mit einem Grenzwert F′_Grenz verglichen. Liegt die jeweilige gewichtete Ableitung F′ über dem Grenzwert F′_Grenz, dann werden die Koordinaten des betreffenden Rasterelementes in einem Schritt 25 als Meßort abgespeichert. Über die Abfrage in einem Schritt 26 werden obengenannte Verfahrensschritte auf alle Rasterelemente angewendet. Wenn die Prozedur für alle Rasterelemente durchgeführt ist, dann wird in einem abschließenden Schritt 27 ein Parameterbild gespeichert, daß alle die Koordinaten von Rasterelementen beinhaltet, aus denen beim Fortdruck Ist-Farbmeßwerte für die Steuerung oder Regelung der Farbgebung gewonnen werden sollen.

Gemäß dem Verfahren wird eine Auswahl aus einer Vielzahl von möglichen Meßorten getroffen. Damit ist gewährleistet, daß nur Farbmeßwerte an solchen Meßorten gewonnen werden, die besonders brauchbar sind. Durch die Reduktion der Meßorte, wird die Geschwindigkeit bei der Steuerung oder Regelung der Farbgebung vergrößert, ohne daß die Regelgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Das Ausführungsbeispiel zeigt die Bestimmung von Meßorten, aus denen Signale gewonnen werden, die zu Stellsignalen für die Farbeinstellvorrichtungen 5, 6, 7 verarbeitet werden. Das Verfahren ist auf die Steuerung oder Regelung beliebiger physikalischer Größen anwendbar, die einen Einfluß auf die Farbgebung ausüben.

Als Beispiel sei die Regelung der Feuchtmittelmenge mit Hilfe der Stellglieder 8, 9, 10 und die Registerregelung mit Hilfe der Registereinstellvorrichtungen 11, 12, 13 genannt, wobei jeweils gesonderte mathematische Modelle im Schritt 18 definiert werden können.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel soll anhand des in Fig. 3 dargestellten Flußschemas beschrieben werden:
Nachdem in einem ersten Schritt 28 ein mathematisches Model F = f (s) definiert wurde, werden in einem folgenden Schritt 29 die partiellen Ableitungen F′ = dF/ds für alle beteiligten Druckfarben C, M, Y errechnet. In einem nächsten Schritt 30 werden Farbwerte F der Größe ihrer Ableitungen F′ nach sortiert und in eine Tabelle LUT abgelegt. Wie bereits im vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, werden in einem Schritt 31 für jedes Rasterelement ein Farbmeßwert als Farbort in einem Lab-Farbraum bestimmt und in Schritten 32, 33, 34 in Abhängigkeit von Farborten, von der Lage des jeweiligen Rasterelementes innerhalb der Zone und in Abhängigkeit vom Kontrast in der Umgebung der Rasterelemente gewichtet. In einem Schritt 35 werden für jede Druckfarbe C, M, Y und für jede Zone die Koordinaten der Rasterelemente als Meßorte gespeichert, die das größte Gewicht aufweisen bzw. die einen vorgegebenen Tabellenwert für die jeweilige Druckfarbe überschreiten. Es ergeben sich damit im Idealfall je Druckfarbe und Zone und zu stellende physikalische Größe genau ein Meßort. Diese Meßorte werden in einem Schritt 36 als Parameterbild gespeichert und im Fortdruck verwendet.

Bezugszeichenliste

1 Druckmaschine
2, 3, 4 Druckwerk
5, 6, 7 Farbeinstellvorrichtung
8, 9, 10 Stellglieder
11, 12, 13 Registereinstellvorrichtung
14 Maschinensteuerung
15 Bildaufnahmeeinrichtung
16 Bogen
17 Zylinder
18 bis 36 Verfahrensschritte.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Meßorte für die Abtastung eines Druckbildes zum Steuern oder Regeln der Farbgebung einer Druckmaschine, bei dem aus den das gesamte Druckbild wiedergebenden Bilddaten Farbmeßwerte und Koordinaten von Meßorten abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Modelles, welches einen Zusammenhang zwischen Farbmeßwerten und einer Stellgröße für ein die Farbgebung beeinflussendes Stellglied beschreibt, selbsttätig Meßorte ausgewählt werden, bei denen die Änderung des Farbmeßwertes bei Simulation einer definierten Stellgrößenänderung einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jedes die Farbgebung beeinflussendes Stellglied solche Farbmeßwerte als Schwellwerte bestimmt werden, die bei Simulation einer definierten Stellgrößenänderung einen Grenzwert für die sich ergebende Änderung des Farbwertes überschreiten,
daß die vorbestimmten Farbmeßwerte mit den aus dem Druckbild abgeleiteten Farbmeßwerten verglichen werden, wobei dann, wenn der abgeleitete Farbmeßwert in der Umgebung des vorbestimmten Farbmeßwertes liegt, der Meßort des abgeleiteten Farbmeßwertes als Meßort für die Istwertgewinnung der zu steuernden oder zu regelnden physikalischen Größe festgehalten wird.