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Verfahren und Regelvorrichtung zur Erzielung eines gleich-
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förmigen Druckresultats an einer autotypisch arbeitenden Mehrfarbendruckmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Regelvorrichtung zur Erzielung eines
gleichförmigen Druckresultats an einer autotypisch arbeitenden Mehrfarbendruckmaschine,
insbesondere einer Mehrfarben-Offsetdruckmaschine gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche
1 und 14.
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Mehrfarbige Originale werden heute meistens durch einen Vierfarbendruck
reproduziert, wobei vier Grundfarben, meistens Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz verwendet
werden. Dabei werden die Originale zunächst in sogenannte Farbauszüge zerlegt, die
dann in Druckformen umgewandelt werden. Diese bestehen beispielsweise aus Tiefdruckzylindern
(Tiefdruck), Hochdruckwikkelplatten (Flexodruck), Siebdruckformen (Siebdruck) oder
mit Hilfe von Rasterfilmen hergestellten Offsetdruckplatten für den weit verbreiteten
Offsetdruck.
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Die Helligkeits-oder Tonwertstufen einer gedruckten Farbe werden beim
autotypischen Mehrfarbendruck dadurch erhalten, daß das Original auf der Druckform
jedes Farbauszugs durch eine Vielzahl von druckenden Rasterpunkten dargestellt wird,
die eine unterschiedliche Größe bzw. Flächendeckung pro Einheitsfläche aufweisen.
Jede Flächendeckung entspricht dabei einer Helligkeitsstufe, und die Summe aller
Helligkeitsstufen ergibt die Tonwertskala, die auf der dunklen Seite durch eine
Flächendeckung der Rasterpunkte von 100 % entsprechend einer gleichmäßig mit Druckfarbe
bedeckten Einheitsfläche und auf der hellen Seite durch eine Flächendeckung von
0 % der meist weißen Farbe des Bedruckstoffs (z.B. Papier) begrenzt ist. Dagegen
werden die sogenannten Farbnuancen beim paßgenauen Ubereinanderdruck der gerasterten
Farbauszüge des Originals erhalten,
und zwar aufgrund einer sogenannten
autotypischen Farbmischung, die eine Kombination aus additiver und subtraktiver
Farbmischung ist, da die Rasterpunkte teilweise übereinander und teilweise nebeneinander
auf dem Bedruckstoff zu liegen kommen. Durch die Einhaltung empfohlener und teilweise
genormter Winkel, unter denen die Rasterpunkte in den Rastern der verschiedenen
Druckplatten übereinander gedruckt werden, wird erreicht, daß keine wesentlichen
Farbschwankungen durch wechselnde Anteile von neben- und übereinander liegenden
Rasterpunkten hervorgerufen werden können.
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Bei modernen Mehrfarbendruckmaschinen werden die Druckfarben in rascher
Folge nacheinander auf den Bedruckstoff gedruckt, wobei fUr jede Druckfarbe je ein
separates Druckwerk vorgesehen ist. Werden für jede Druckfarbe beispielsweise 10
Helligkeitsstufen vorgesehen, können mit drei Druckfarben 1000 verschiedene Farbnuancen
erhalten werden. Dabei hängt die Reproduktion einer Farbnuance im wesentlichen von
zwei Faktoren ab, nämlich einerseits von der Schichtdicke der Druckfarben auf dem
Bedruckstoff und andererseits von der erwähnten Flächendeckung der Rasterpunkte.
Zur Beeinflussung dieser Faktoren sind die Farbwerke der Druckwerke der Mehrfarbendruckmaschine
mit äe einem über die Breite des Bedruckstoffs erstreckten Farbkasten und einer
Vielzahl von Stellgliedern in Form von sogenannten Zonenschrauben versehen mittels
derer die Farbzufuhr zu benachbarten Farbzonen (bzw. Längsstreifen) der Druckformen
bzw. des Bedruckstoffs individuell eingestellt werden kann. Dabei ist in der Regel
eine Erhöhung der Farbzufuhr sowohl mit einer vertikal gerichteten Vergrößerung
der Farbschichtdicke als auch mit einer horizontal gerichteten Verbreiterung bzw.
Erhöhung der Flächendeckung der Rasterpunkte verbunden, während eine Erniedrigung
der Farbzufuhr zu einer entsprechenden Verkleinerung der Farbschichtdicke und der
Flächendeckung der Rasterpunkte führt.
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Zur Kontrolle von Druckvorgängen werden heute vor allem drei Hilfsmittel
eingesetzt. Das erste Hilfsmittel besteht darin, mit Hilfe von manuell zu bedienenden
oder automatisch arbeitenden Densiometern optische Dichtemessungen an vorgewählten
Meßfeldern in Form von Rasterfeldern und/oder Vollfeldern, d.h. vollständig mit
Druckfarbe bedeckten Flächen vorzunehmen.
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Dabei können die Raster- und Vollfelder Teile des gedruckten Bildes
selbst sein oder dadurch erzeugt werden, dals an der Druckform spezielle Abschnitte
angebracht werden. Die densiometrische Auswertung führt an einem Vollfeld zu einem
nachfolgend als Volltondichte bezeichneten Wert, wohingegen die densiometrische
Auswertung an einem Rasterfeld zu einem nachfolgend als Rasterdichte bezeichneten
Wert führt. Die Dichtewerte ermöglichen Aussagen über Anderungen der Farbschichtdicke
oder der Flächendeckung der Rasterpunkte. Das zweite Hilfsmittel besteht darin,
die Druckformen mit speziellen Kontrollelementen zu versehen, die aus unterschiedlich
großen Rasterpunkten und unterschiedlich großen Mikroelementen bestehen, die beim
Druck verschwinden oder erhalten bleiben und dadurch eine unmittelbare quantitative
Aussage über die Anderung der Rasterpunkte oder deren Flächendeckung ermöglichen.
Spezielle Dichtemessungen sind dabei nicht erforderlich, können aber zusätzlich
vorgenommen werden. Die Kontrollelemente werden wie die Meßfelder vorzugsweise am
oberen oder unteren Rand der Druckform bzw. des Druckresultats angebracht, wobei
zweckmäßig jedem Stellglied der Farbwerke und damit jeder Farbzone des gedruckten
Bildes und außerdem jedem Farbauszug besondere Kontrollelemente bzw. Meßfelder zugeordnet
werden. Das dritte Hilfsmittel besteht schließlich in der Anwendung von halb- oder
vollautomatischen Regelvorrichtungen, besonders in Verbindung mit Mehrfarben-Offsetdruckmaschinen.
Diese Regelvorrichtungen beruhen auf dem Prinzip, mit Hilfe von manuell zu bedienenden
oder automatisch arbeitenden Densitometern die Raster- und/ oder Volltondichten
von gedruckten Raster- und/oder Vollfeldern zu ermitteln, die erhaltenen Dichtewerte
mit vorgegebenen Sollwerten oder Toleranzbereichen zu vergleichen und bei
Abweichungen
der ermittelten Dichtewerte von den Sollwerten oder Toleranzbereichen die Stellglieder
der Farbwerke so zu betätigen, daß die gemessenen Dichtewerte wieder ihre Sollwerte
erreichen oder in die Toleranzbereiche fallen. Im Gegensatz zu den anderen beiden
Hilfsmitteln, die vor allem auf eine Uberprüfung des Druckresultats abzielen, ist
das dritte Hilfsmittel auch auf eine Veränderung des Druckresultats beim Abweichen
der Meßwerte von den Sollwerten gerichtet. Bei automatischen Regelvorrichtungen
erfolgt dies dadurch, daß die mit Densitometern ermittelten Dichtewerte an eine
mit Mikroprozessoren ausgerüstete elektronische Datenverarbeitungsanlage weitergeleitet,
in dieser mit vorgewählten Sollwerten oder Toleranzbereichen verglichen und bei
nicht mehr tolerierbaren Abweichungen zur Errechnung eines Stellsignals benutzt
werden, das zur automatischen Verstellung des zugehörigen Stellglieds, z.B. einer
mit einem Schrittmotor drehbaren Zonenschraube dient.
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Beim Drucken eines Mehrfarbendrucks kann der Drucker daher im wesentlichen
wie folgt vorgehen: Der Drucker beginnt zunächst, mit geringer Farbzuführung zu
drucken, um die z.B. vier Druckfarben im Zusammendruck so aufeinander abzustimmen,
daß ein einwandfreier Passer entsteht, welcher für die Schärfe des gedruckten Bildes
von Bedeutung ist. Sodann versucht der Drucker, das fertige Druckresultat durch
Steuerung des Zuflusses der Druckfarben zu den Farbzonen mit Hilfe der Stellglieder
so zu beeinflussen, daß es sich möglichst gut an das ihm vorliegende Original angleicht,
das ein Probedruck, welcher in der Fachsprache Andruck genannt wird, oder auch die
Vorlage selbst sein kann, welche zur Herstellung der Farbauszüge diente. Die Angleichung
des Druckresultats an das Original geschieht dabei vorwiegend gefühlsmäßig und auf
der Basis des visuellen Vergleichens von Original und Druckresultat, d.h. nach subjektiven
Kriterien. Durch ständiges Korrigieren an den Stellgliedern der Farbwerke wird
außerdem
versucht, immer näher an das Original heranzukommen bzw. das erzielte Druckresultat
über die gesamte Dauer des Druckvorgangs konstant zu halten. Eine vollständige visuelle
Übereinstimmung von Druckresultat und Original wird in der Regel ebenso wenig erreicht
wie ein gleichförmiges Druckergebnis über eine lange Zeitspanne. Welche Farb- und
Tonwertunterschiede bestehen bleiben, unterliegt in starkem Maße dem subjektiven
Empfinden des Druckers oder dem Kunden, der manchmal beim Beginn einer Druckauflage
dabei ist. Die Kontrolle des Druckresultats ist daher zeitaufwendig und ungenau.
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Zur Ausschaltung von subjektiven, durch visuelle Kontrolle des Druckresultats
erzielten Eindrücken kann der Drucker die erwähnten Meßfelder verwenden und diese
laufend auswerten. Alternativ kann der Drucker eine halb- oder vollautomatische
Regelvorrichtung vorsehen und lediglich dann helfend eingreifen, wenn auch die Regelvorrichtung
keine Übereinstimmung zwischen Original und Druckresultat mehr aufrechterhalten
kann.
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Allen diesen Maßnahmen zur Erzielung eines gleichförmigen Druckresultats
haften zwei prinzipielle Nachteile an. Einerseits stehen für einen korrigierenden
Eingriff in den Druckvorgang aus praktischen Gründen nur die Farbwerke der Mehrfarbendruckmaschine
bzw. die Summe der die Farbzufuhr festlegenden Stellglieder zur Verfügung. Daher
können die Farbschichtdicken und Flächendeckungen der Rasterpunkte stets nur gemeinsam,
aber nicht unabhängig voneinander geändert werden, da eine Anderung der Stellung
einer Zonenschraube od.dgl. außer einer Änderung der Farbschichtdicke immer auch
eine Änderung der Flächendekkung der Rasterpunkte in den betreffenden Farbzonen
zur Folge hat. Daraus resultiert, daß sich sowohl die Meßwerte für die Volltondichten
als auch die Meßwerte für die Rasterdichten ändern, wenn korrigierend in den Druckvorgang
eingegriffen wird. Andererseits besteht zwischen Anderungen der Farbschichtdicke
und Anderungen der Flächendeckung kein eindeutiger und auch kein konstanter Zusammenhang,
da sich die Korrelationen
zwischen Änderungen der Rasterdichten
und Änderungen der Volltondichten im Verlauf eines Druckprozesses ständig ändern.
Dabei ist zu beachten, daß Änderungen der Farbschichtdicke einen starken Einfluß
auf die Helligkeitsstufen innerhalb einer gegebenen Druckfarbe und einen geringen
Einfluß auf die durch das Zusammenwirken mehrerer Druckfarben gebildeten Farbnuancen
und damit auf das Farbgleichgewicht haben, während für Änderungen der Flächendeckung
der Rasterpunkte das Umgekehrte gilt.
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Eine einigermaßen feste Beziehung oder Korrelation zwischen diesen
Änderungen konnte bisher nur für nach Minuten zu messende Zeitabschnitte, d.h. für
den Kurzzeitbereich festgestellt werden. Für den nach Stunden zu messenden und insbesondere
für den Auflagendruck wichtigen Langzeitbereich dagegen werden beträchtliche Änderungen
der Korrelationen zwischen Änderungen der Vollton- und Rasterdichten festgestellt.
Die Ursache dafür ist in der Rheologie der Druckfarben und damit in deren Neigung
zu sehen, unter dem Einfluß von Temperatur und Feuchtwasserzufuhr unterschiedlich
große Rasterpunkte zu bilden. Aber auch Oxidationsprozesse und andere Phänomene
wirken sich auf die Korrelationen aus. Das kann so weit führen, daß in einem Grenzbereich
eines Langzeit-Druckvorgangs beispielsweise auch durch sehr starke Änderungen des
Angebots an Druckfarbe, verbunden mit einer großen Änderung der Farbschichtdicke,
nur noch vergleichsweise kleine Änderungen der Flächendeckung der Rasterpunkte bewirkt
werden können, während in einem anderen Grenzbereich desselben Langzeit-Druckvorgangs
mit kleinen Änderungen der Farbzufuhr bzw. der Farbschichtdicke große Änderungen
der Flächendeckung der Rasterpunkte erzielt werden. Entsprechend unterschiedlich
wird in diesen Fällen die wichtigste beim Druckvorgang zu beachtende Größe, nämlich
das Farbgleichgewicht verändert bzw. beeinflußt. Daraus folgt, daß die Wirkung der
genannten Hilfsmittel, insbesondere auch der Regelverfahren bzw. -vorrichtungen,
obwohl diese für den Drucker bereits beachtliche Hilfen darstellen, weil sie nach
objektiven Kriterien arbeiten, eigentlich auf einem von zwei bisher möglichen Kompromissçn
beruht, nämlich entweder
enge oder vergleichsweise große Toleranzbereiche
für die Raster- und/oder Volltondichten festzulegen. Bei Festlegung enger Toleranzbereiche
kann zwar die Farbbalance im Kurzzeitbereich auf einen ausreichend konstanten Wert
gehalten werden.
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Der Druckvorgang muß jedoch häufig unterbrochen werden, weil durch
Veränderungen der Korrelationen zwischen den Raster- und Volltondichten im Langzeitbereich
schnell die Toleranzbereiche verlassen werden oder die Regelvorrichtung unregelbar
wird, weil Verstellungen der Stellglieder nicht mehr die zur Aufrechterhaltung der
Farbbalance erforderlichen Anderungen der Flächendeckungen der Rasterpunkte ermöglichen.
Werden dagegen große Toleranzbereiche festgelegt, wird praktisch auf eine Regelung
des Farbgleichgewichts verzichtet, weil das menschliche Auge auf Änderungen von
Farbnuancen aufgrund von Änderungen der Flächendeckungen der Rasterpunkte sehr empfindlich
reagiert und daher nach bisheriger Kenntnis gerade die Rasterdichten bzw. die Flächendeckungen
möglichst unverändert bleiben sollten. Insgesamt ist daher die Erzielung eines gleichmäßigen
Druckresultats auch heute noch mit vielen Mängeln behaftet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Strategie im Hinblick
auf die Erzielung gleichförmiger Druckresultate zu entwickeln und das Verfahren
und die Regelvorrichtung der eingangs bezeichneten Gattungen derart zu gestalten,
daß sie eine flexible, im Hinblick auf die Farbbalance aber dennoch engen Toleranzen
unterworfene Kontrolle und Regelung des Druckvorgangs ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind das Verfahren und die Regelvorrichtung
mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 bzw.
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14 vorgesehen.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Farbbalance nicht
nur von den Absolutwerten der Farbschichtdicken und der
Flächendeckungen
der Rasterpunkte, sondern auch von den Beziehungen von den in einer Farbzone für
unterschiedliche Farben gemessenenFlächendeckungen und/oder Farbschichtdicken bzw.
den daraus resultierenden Raster- und/oder Volltondichten zueinander abhängt. Mit
anderen Worten wird sich eine beispielsweise aus Cyan und Magenta gebildete Farbnuance
nur wenig ändern, wenn innerhalb der betreffenden Rasterstufe aufgrund veränderter
Druckverhältnisse die Rasterpunkte sowohl des Cyans als auch des Magenta in gleicher
Richtung verändert werden und z.B.
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von 50 Flächendeckung auf 55 O/o Flächendeckung für Cyan bzw.
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von 40 % auf 45 % für Magenta anwachsen. In einem solchen Fall sollte
sich hauptsächlich die Helligkeit der Farbnuance, nicht aber die Farbnuance selbst
ändern. Dagegen wird sich vornehmlich die Farbnuance selbst ändern, wenn die Flächendeckungen
bzw. Rasterdichten der Rasterpunkte in unterschiedlichen Richtungen verändert werden
und z.B. die Flächendeckung von Cyan von 50 % auf 55 56 vergrößert, aber gleichzeitig
die Flächendeckung für Magenta von 40 56 auf 35 56 verringert wird. Die neue Strategie
zur Erzielung eines gleichförmigen Druckresultats berücksichtigt daher zunächst,
daß ausgewählte Beziehungen der Rasterdichten und/oder Volltondichten der Rasterpunkte
in vorgewählten, engen Toleranzbereichen zu halten sind, um dadurch in gleiche Richtungen
wandernde Änderungen der an der Bildung einer Farbzone beteiligten Druckfarben weitgehend
zu tolerieren, in entgegengesetzte Richtungen wandernde Änderungen dagegen in engen
Grenzen zu halten. Da das menschliche Auge nur etwa 50 unterschiedliche Helligkeitsstufen
einer gegebenen Farbnuance, aber ca, 1 Million unterschiedliche Farbnuancen unterscheiden
kann, ist eine damit verbundene Änderung der Helligkeit der Farbnuancen weniger
kritisch, als es eine Änderung der Farbnuance selbst wäre. Abgesehen davon bringt
die neue Strategie den wesentlichen Vorteil mit sich, daß die Toleranzbereiche für
die Absolutwerte der Vollton- bzw. Rasterdichten im Vergleich zu den bisherigen
Methoden wesentlich vergrößert werden können. Eine Begrenzung dieser Absolutwerte
dient dabei nur dem Zweck, den Kontrast im Druckresultat aufrechtzuerhalten.
Denn
wenn das menschliche Auge auch auf Helligkeitsschwankungen weniger empfindlich als
auf Farbschwankungen reagiert, so sind die Helligkeitsschwankungen dennoch nicht
völlig vernachlässigbar, da der Gesamtkontrast von den Volltondichten und der Farbe
des Bedruckstoffs bestimmt ist, während die Begrenzung der Absolutwerte der Rasterdichten
bzw. der Größe der Rasterpunkte wünschenswert ist, weil durch sie die Farbnuancen
innerhalb des Druckresultats festgelegt werden. Da im Rasterbilddruck die Rasterpunkt-Veränderungen
nach zum größten Teil bekannten Gesetzmäßigkeiten erfolgen, ist es jedoch meistens
ausreichend, pro Druckfarbe und gegebenenfalls pro Farbzone eine einzige Rasterstufe,
z.B. die bei 50 56, zu messen und für diese einen Toleranzbereich festzulegen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Stellglieder
in Abhängigkeit von der momentanen Korrelation zwischen den Änderungen der Raster-
und/oder Volltondichten betätigt. Hierdurch wird dem Umstand Rechnung getragen,
daß sich diese Korrelationen im Verlauf des Druckprozesses ändern können, d.h. eine
gegebene Änderung der Farbschichtdicke mit unterschiedlichen Änderungen der Flächendeckung
verbunden sein kann. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Strategie
zur Aufrechterhaltung eines gleichförmigen Druckresultats besteht somit darin, daß
der Regelvorgang flexibler gestaltet und durch ständige Anpassung an die sich ändernden
Korrelationen über lange Zeitspannen hinweg regelbar gehalten wird.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden
Zeichnung und den beigefügten Farbmustern an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Sei£enansichteinese:£flzelnen
Druckwerks einer Offsetdruakmaschirle; Fig. 2 die schematische Seitenansicht einer
Vierfarben-Offsetdruckmaschine; Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf ein Druckwerk
einer Offsetdruckmaschine mit einem dieses verlassenden, bedruckten Bogen; Fig.
4 den schematischen Aufbau eines Densitometers; Fig. 5 schematisch eine erfindungsgemäße
Regelvorrichtung; Fig. 6 weitere Einzelheiten der Regelvorrichtung nach Fig. 5;
Fig. 7 schematisch die Wirkungsweise der Regelvorrichtung nach Fig. 5; Fig. 8 ein
Hexagon zur schematischen Erläuterung von Bildkontrastklassen; Muster A eine farbige
Darstellung des Hexagons nach Fig. 8; und Muster B bis D Farbbilder zur weiteren
Erläuterung der Farbkontrastklasse n.
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Gemäß.Fig. 1 enthält eine übliche Mehrfarben-Offsetdruckmaschine mehrere
Druckwerke mit je einem Feuchtwerk 1, einem Farbwerk 2, einem Plattenzylinder 3,
um den eine das zu drukkende Bild tragende Druckform 4, z.B. eine aus Aluminium
bestehende Druckplatte gespannt ist, einen Gummizylinder 5 und einen Druckzylinder
6.
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Das Feuchtwerk 1 dient dazu, die Druckformen zunächst mit einem dünnen,
gleichmäßigen Wasserfilm zu überziehen, und weist dazu ein Reservoir 7 auf, aus
dem Wasser mit Hilfe. von mit Stoff überzogenen Gummiwalzen 8 zu zwei Auftragswalzen
9 transportiert wird, die mit leichtem Druck an der Druckform 4 anliegen und diese
ständig feucht halten.
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Das Farbwerk 2 hat die Aufgabe, die Druckform 4 ständig mit der erforderlichen
Farbmenge zu versorgen. Sie weist dazu einen
Farbkasten 10 auf,
der als Speicher für eine Druckfarbe 11 dient und an dem eine Vielzahl von Stellgliedern
12 in Form von Zonenschrauben angebracht sind. Diese Stellglieder 12 sind über die
ganze Breite des Farbkastens 10 in gleichmäßigen Abständen verteilt und steuern
den Ausfluß der Druckfarbe 11 aus dem Farbkasten 10 derart, daß die ausfließende
Farbmenge zonenweise über die gesamte Druckbreite individuell eingestellt werden
kann. Die aus dem Farbkasten 10 ausfließende Druckfarbe 11 gelangt über einen Duktor
13 und einen Heber 14 auf eine Anzahl von Verreibwalzen 15, die unterschiedliche
Durchmesser aufweisen und teilweise axial beweglich gelagert sind, um den Farbfilm
mehrmals zu spalten und gleichmäßig zu verteilen. Die Druckfarbe wird schließlich
von Auftragswalzen 16 übernommen, die mit der Druckform 4 in Berührung stehen und
diese mit einem dünnen Farbfilm überziehen.
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Die Druckform 4 trägt das zu druckende Bild, wobei diejenigen Stellen,
die gedruckt werden sollen, aufnahmefähig für die Druckfarbe 11 und gleichzeitig
wasserabstoßend (hydrophob) sind, während die nicht zu druckenden Stellen aufnahmefähig
für Wasser (hydrophil) sind und keine Druckfarbe 11 aufnehmen. Daher werden vom
Farbwerk 2 nur die hydrophoben Stellen der Druckform 4 mit Farbe belegt, während
die hydrophilen Stellen von Farbe frei bleiben.
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Von den Druckfarbe 11 tragenden Stellen der Druckform 4 wird die Farbe
nun auf den Gummizylinder 5 übertragen, der mit leichtem Druck am Plattenzylinder
3 anliegt. Von der Gummiwalze 5 wird die Druckfarbe 4 schließlich auf einen Bedruckstoff
17 übertragen, der den Spalt zwischen dem Gummizylinder 5 und dem Druckzylinder
6 durchläuft. Der Druckzylinder 6 weist zu diesem Zweck ein nicht näher dargestelltes
Greifersystem auf, das eine Vielzahl von Greifern 18 aufweist, die in kurzen Abständen
über die ganze Breite des Druckzylinders 6 verteilt sind und die einzelnen Bögen
des Bedruckstoffs während der Drehung des Druckzylinders 6 festhalten.
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Fig. 2 zeigt das Schema einer Vierfarben-Offsetdruckmaschine mit vier
Druckwerken I bis IV, wobei das Druckwerk I beispielsweise der Farbe schwarz zugeordnet
ist, während die Druckwerke II bis IV beispielsweise die Farben Cyan, Magenta und
Gelb drucken. Jedes Druckwerk umfaßt je ein Feuchtwerk 21, ein Farbwerk 22, einen
Plattenzylinder 23, einen Gummizylinder 24 und einen Druckzylinder 25 entsprechend
Fig. 1. Vor und hinter dem Druckzylinder 25 ist jeweils eine Anzahl von Übertragungszylindern
26 vorgesehen. Ferner weist die Offsetdruckmaschine an ihrem Eingang einen Vorratsbehälter
27 für einen Stapel 28 aus einzelnen, unbedruckten Bögen 29 des Bedruckstoffs und
einen Anlagetisch 30 auf, während an ihrem Ausgang ein Vorratsbehälter 31 für bedruckte
Bögen 32 vorgesehen ist.
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Die Arbeitsweise einer solchen Offsetdruckmaschine ist wie folgt:
Die unbedruckten Bögen 29 werden einzeln vom Stapel 28 getrennt und nacheinander
auf dem Anlagetisch 30 exakt ausgerichtet.
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Darauf wird der auf dem Anlagetisch 30 befindliche Bogen 29 vom ersten
Übergabezylinder 26 übernommen, der dazu wie der Druckzylinder 25 mit Greifern ausgestattet
ist. Der Bogen 29 wird vom ersten Ubergabezylinder 26 an den Druckzylinder 25 übergeben,
worauf der eigentliche Druckvorgang stattfindet.
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Während der Drehung des Druckzylinders 25 läuft der Bogen 29 zwischen
dem Druckzylinder 25 und dem Gummi zylinder 24 durch und nimmt dabei die erste,
z.B. schwarze, Druckfarbe auf. Nach dem Druckvorgang wird der Bogen 29 mittels der
weiteren Übergabezylinder 26 dem zweiten Druckwerk II zugeführt. Dort wird der Bogen
29 vom entsprechenden Druckzylinder 25 paßgenau übernommen, so daß das Druckbild
der zweiten Farbe, z.B. Cyan, passgenau aufgedruckt wird. Entsprechend erfolgt der
Druck in den Druckwerken III und IV. Nachdem alle vier Farbbilder in vier hintereinander
angeordneten Druckwerken auf die Bogen 29 gedruckt sind, werden diese mittels eines
Transportbandes 32 dem Vorratsbehälter 31 zugeführt und in diesem gestapelt. Mit
modernen Offsetdruckmaschinen dieser Art können pro Stunde ca.
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6000 bis 8000 Bogen vierfarbig bedruckt werden.
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In der Draufsicht nach Fig. 3auf ein~2r-ackwBrt-einer Offsetdruckmaschine
sind nur schematisch ein Farbkasten 36 mit den auch in Fig.2angedeuteten Stellgliedern
37, ein die Druckform tragender Plattenzylinder 38, ein Gummizylinder 39 und ein
Druckzylinder 40 angedeutet, die sich sämtlich über die gesamte Druckbreite der
Maschine erstrecken. Auf dem Druckzylinder 40 liegt ein bedruckter Bogen 41 noch
teilweise auf. Aufgrund der Stellglieder 37 wird der Bogen 41 in einer der Zahl
der Stellglieder entsprechenden Anzahl von gedachten, parallelen und aneinander
grenzenden Farbzonen 42 bedruckt, die aus in Transportrichtung (Pfeil v) des Bogens
41 erstreckten Streifen bestehen. Um kontrollieren zu können, wie dick die auf den
Bogen 41 aufgebrachte Farbschicht ist, werden am oberen oder unteren Rand des Bogens
Rasterfelder 43 und Vollfelder 44 mitgedruckt, wobei für jede Farbzone 42 zweckmäßig
wenigstens je eine Raster- und Vollfläche 43,44 vorgesehen wird, obwohl jede Raster-
oder Vollfläche 43,44 auch über die Breite von mehreren Farbzonen 42 erstreckt sein
könnte. Die Rasterfelder 43 bestehen aus einer Vielzahl von Rasterpunkten gleicher
Größe, die pro Einheitsfläche der Rasterfelder eine bestimmte Flächendeckung aufweisen.
Die Rasterfeller 43 werden durch entsprechende und in der Druckform ausgebildete
Abschnitte gedruckt, die in vorgewählten Rasterstufen mit z.B.
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25 56, 50 56 oder 75 56 Flächendeckung angebracht werden. Aus der
Vergrößerung oder Verkleinerung der Rasterpunkte in den Rasterfeldern 43 gegenüber
den entsprechenden Abschnitten in der Druckform kann daher darauf geschlossen werden,
wie sich die mit irgendeinem Stellglied eingestellte Farbmenge beim Druck auswirkt
bzw.
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welche Änderungen isich im Hinblick auf die Flächendeckungen der Rasterpunkte
bei einer Änderung der Einstellung des entsprechenden Stellgliedes 37 ergeben. Die
Vollfelder 44 dagegen bestehen aus Feldern, die vollständig mit Druckfarbe belegt
sind und durch entsprechende Abschnitte in der Druckform entstehen. Die Vollfelder
44 geben daher insbesondere eine Auskunft darüber, ob mittels eines Stellgliedes
37 viel oder wenig Druckfarbe zugeführt wurde, weil sich in den Vollfeldern 44 nur
die Schichtdicke der aufgebrachten Druckfarbe ändern kann.
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Die Raster- und Vollfelder 43,44 werden zwecks Erzielung cbjektiver
Meßergebnisse mit Hilfe von bekannten Densitometern untersucht. Dabei kann es sich
um manuell zu bedxnende Densitometer
(z.B. Macbeth RD-918) oder
um automatisch arbeitende Densitometer (z.B. Macbeth PXD-981) handeln, die von der
Firma Kollmorgen-Macbeth bzw. deren Tochterfirma Process Measurements Inc. in Newburgh,
N.Y. (USA) hergestellt und vertrieben werden.
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Bei Anwendung manueller Densitometer wird in vorgewählten Abständen
ein Bogen 29 aus dem Stapel der bedruckten Bogen herausgenommen und überprüft. Weichen
die am Druckresultat ermittelten Werte von denen des Originals ab, kann der Drucker
durch Verstellen der Stellglieder versuchen, die Meßwerte wieder mit denen des Originals
in Übereinstimmung zu bringen. Wird ein automatisches Densitometer 45 eingesetzt,
dann wird dieses zweckmäßig an einem Schlitten 47 montiert, der mit Hilfe steuerbarer
Motoren, z.B.
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Schrittmotoren, auf einer Schiene 48 in Richtung eines Doppelpfeils
w quer über die Breite des Bogens 41 hin- und hergefahren werden kann. Gemäß Fig.
2 kann die Schiene 48 an irgendeiner Stelle im Transportweg des Bogens 29 zwischen
den Vorratsbehältern 27,31 angeordnet sein. Ist nur eine Meßstation erwünscht, werden
die die Meßfelder 43,44 erzeugenden Abschnitte so auf der Druckform aufgebracht,
daß nach vollständigem Bedrucken der Bogen 29 die zugehörigen Meßfelder aller Druckfarben
übereinander gedruckt sind. Das Densitometer 45 ist dann beispielsweice zwischen
dem Druckwerk IV und dem Vorratsbehälter 31 angeordnet. In diesem Fall weist das
Densitometer 45 einen Strahlteiler auf, durch den das einfallende Lichtbündel in
mehrere Lichtstrahlen aufgeteilt wird, wobei jedem Lichtstrahl ein für eine der
Druckfarben geeignetes Farbfilter zugeordnet ist, so daß aus einem Meßfeld Informationen
über alle vorhandenen Druckfarben erhalten werden können. Alternativ können weitere
Meßstationen zwischen den einzelnen Druckwerken I bis IV vorgesehen und die Meßfelder
der einzelnen Druckfarben so angeordnet werden, daß sie nach dem Druck nebeneinander
liegen und daher zur Erhöhung der Genauigkeit jede Druckfarbe einem separaten Meßfeld
und einem separaten Densitometer zugeordnet ist. Im übrigen wird das Densitometer
45 zweckmäßig über ein Schleppkabel 49 mit einer automatischen Auswertestation,
einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage 50 od. dgl. verbunden.
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In Fig. 4 ist die Funktionsweise des Densitometers 45 schematisch
dargestellt. Von einer Lichtquelle 56 werden mittels einer Optik 57 Lichtstrahlen
auf den Bogen 29 gelenkt, z.B. auf ein Raster- oder Vollfeld 43,44 einer bestimmten
Druckfarbe desselben. Ein Teil der auftreffenden Lichtstrahlen wird dabei absorbiert,
während der restliche Teil reflektiert und durch eine Optik 58 auf einen Farbfilter
59 gelenkt wird. Dieser Farbfilter 59 besitzt eine zur gemessenen Druckfarbe komplementäre
Farbe (Cyan-rot, Magenta-grün, gelb-blau), wodurch die farbigen Lichtstrahlen in
unbunte oder graue Lichtstrahlen umgewandelt werden. Hinter dem Farbfilter gelangen
die Lichtstrahlen auf einen Empfänger 60, der aus einem opto-elektronischen Wandler
besteht und die Lichtstrahlen in elektrische Signale umwandelt.
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Diese werden dann an eine Auswerteschaltung 61 weitergeleitet und
in dieser verarbeitet. Die erhaltenen Meßergebnisse können auf einem Bildschirm
62 digital angezeigt werden.
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Das Densitometer 45 mißt die optische Dichte D, d.h. den dekadischen
Logarithmus des Kehrwertes des Reflektionsgrades, welcher der Quotient aus dem reflektierten
Lichtstrom und dem einfallenden Lichtstrom ist. Wird die optische Dichte an einem
Rasterfeld 43 ermittelt, ergibt sich die Rasterdichte DR, während die an einer Vollfäche
44 ermittelte Dichte als Volltondichte DV bezeichnet wird. Aus DR und DV kann in
bekannter Weise (Murray-Davies, Jule-Nielson) die sog. optisch wirksame Flächendeckung
der Rasterpunkte errechnet werden, de etwas größer als die sog.
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mechanische Flächendeckung ist, die bei Untersuchung der Rasterpunkte
mit einem Mikroskop od. dgl. erhalten wird. Für die Zwecke der Erfindung ist jedoch
wichtig, daß die Rasterdichte ebenso wie die optisch wirksame oder die mechanische
Flächendeckung letztlich auch nur eine Größe ist, die eine Aussage über die Größe
der Rasterpunkte ermöglicht. Dasselbe gilt für den Begriff der Rasterpunktveränderung,
der Auskunft darüber gibt, in welchem Maße Rasterpunkte während des Drucks vergrößert
oder verkleinert werden. In der nachfolgenden Beschreibung und auch in den Ansprüchen
sind daher diese vier Begriffe unter der Bezeichnung ??Rasterpunktgröße?! zusammengefaßt.
Im übrigen können
die Rasterfelder in unterschiedlichen Rasterstufen
von beispielsweise 25 ',0, 50 56 und 75 56, bezogen auf ihre optisch wirksame oder
mechanische Flächendeckung,vorgesehen sein. Die Reihenfolge und Häufigkeit der Messungen
hängt vor allem von den spezifischen Eigenschaften der verwendeten Mehrfarbendruckmaschine
und den im Kurz- oder Langzeitbereich auftretenden Änderungen im Druckresultat ab.
Abgesehen davon werden manuell zu handhabende Densitometer vorwiegend in der Vorbereitungsphase
verwendet, um anhand eines Muster- oder Probedrucks die beim nachfolgenden Auflagedruck
benötigten Daten zu gewinnen, während vollautomatische Densitometer hauptsächlich
beim Auflagedruck eingesetzt werden.
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Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung (Fig. 2) umfaßt außer einer
Meßeinrichtung für Ist-Werte in Form des Densitometers 45 (oder mehrerer Densitometer)
eine Stelleinrichtung, die aus der Summe aller Stellglieder 37 besteht. Die Regelstrecke
ist der Weg der Farbe von den Farbkästen zu den zu bedruckenden Bogen.
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Der Regler der Regelvorichtung besteht aus einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage/,der
die vom Densitometer 45 gemessenen Meßwerte über eine Leitung 66 zugeführt werden
und die Stellsignale an die Stellglieder 37 über Leitungen 67 abgibt. Außerdem kann
die Datenverarbeitungsanlage 65 mit einem Bildschirm 68 verbunden sein, auf dem
Meßwerte od. dgl. sichtbar gemacht werden können. Die Datenverarbeitungsanlage kann
außerdem mit vorher ermittelten Regelprogrammen programmiert werden und dann gemäß
diesen Regelprogrammen anhand der Meßwerte einen Vorschlag zur Betätigung der Stellglieder
37 ausrechnen, die entweder zunächst auf dem Bildschirm 68 od. dgl. sichtbar gemacht
und dann vom Drucker auf dessen Befehl hin freigegeben oder beim vollautomatischen
Betrieb sofort den Stellgliedern 37 zugeleitet werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße
Regelverfahren erläutert.
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Von jeder bunten Druckfarbe, z.B. Cyan, Magenta und Gelb, u.U.
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auch von Schwarz, werden Rasterfelder 43 (Fig. 3) mitgedruckt,
die
einer oder mehreren Farbzonen 42 zugeordnet sind. Zu Beginn eines Druckvorgangs
wird jedem Rasterfeld 43 ein Leitwert in Form einer Rasterdichte oder einer mechanischen
oder optisch wirksamen Flächendeckung der Rasterpunkte zugeordnet, der die erwünschte
Rasterpunktgröße in dem jeweiligen Rasterfeld 43 definiert. Ist wie üblich die Flächendeckung
der Rasterpunkte in dem das Rasterfeld 43 produzierenden Abschnitt der zugeordneten
Druckform bekannt, kann die Rasterpunktgröße in den Rasterfeldern 43 auch durch
die Rasterpunktvergrößerung oder Rasterpunktverkleinerung mit Bezug auf die Rasterpunktgröße
auf dem entsprechenden Abschnitt der Druckform definiert werden. Jedem Rasterfeld
43 wird weiterhin ein unterer und/oder oberer Grenzwert für die Rasterpunktgröße
zugeordnet, die einen Toleranzbereich für die Rasterpunktgröße festlegen. Weiterhin:können
ausgewählte Beziehungen zwischen den Rasterfeldern von je zwei oder auch mehr Druckfarben
definiert werden, z.B. die Differenzen oder Quotienten der Rasterpunktgrößen zu
den FarbpaarenQran/Magenta, Cyan/Gelb und Magenta/Gelb, wobei in der Regel nur die
ausgewählten Beziehungen für zwei Farbpaare benötigt werden, weil sich daraus die
entsprechenden Beziehungen des dritten Farbpaars von selbst ergeben. Hier wie bei
den anderen Größen richtet sich die Wahl, ob für die Definition der Rasterpunktgröße
die Rasterdichten, die mechanischen oder die optisch wirksamen Flächendeckungen
oder die Rasterpunktveränderungen verwendet werden, nach den Eigenschaften der verwendeten
Densitometer oder anderer Meßeinrichtungen, der verwendeten Datenverarbeitungsanlage,
des jeweiligen Regelprogramms, der im Einzelfall verwendeten Mehrfarbendruckmaschine
od. dgl.. Sodann werden für die ausgewählten Beziehungen ebenfalls obere und/oder
untere Grenzwerte festgelegt, die weitere Toleranzbereiche definieren. Dabei kann
vorgesehen sein, daß die Toleranzbereiche für die Rasterpunktgröße während des gesamten
Druckvorgangs konstant bleiben. Möglich ist aber auch, der Datenverarbeitungsanlage
durch das Programm vorzugeben, die Toleranzbereiche während des Druckvorgangs anhand
der zugeführten Meßwerte wiederholt neu zu errechnen, z.B. in Abhängigkeit von sich
ändernden Korrelationen zwischen der Farbschichtdicke und
der Flächendeckung
der Rasterpunkte.
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In entsprechender Weise können von Jeder bunten Druckfarbe (oder auch
von Schwarz) Vollfelder 44 (Fig. 3) mitgedruckt werden, die einer oder mehreren
Farbzonen 42 zugeordnet sind. Für diese Vollfelder 44 werden in entsprechender Weise
Leitwerte, obere und/oder untere Toleranzbereiche definierende Grenzwerte und bei
Bedarf ausgewählte Beziehungen mit zugehörigen Toleranzbereichen festgelegt oder
über das Regelprogramm wiederholt errechnet.
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Sind außer den Rasterpunktgrößen auch die Volltondichten im Regelprogramm
berücksichtigt, so werden der Datenverarbeitungsanlage außerdem Korrelationen zwischen
den Rasterpunktgrößen und den Farbschichtdicken mitgeteilt, wobei die Farbschichtdicken
zweckmäßig in Form der zugehörigen Vollflächendichten mitgeteilt werden, da diese
repräsentativ für die jeweiligen Farbschichtdicken sind. Eine solche Korrelation
kann beispielsweise bedeuten, daß eine Erhöhung bzw. Erniedrigung der Volltondichte
im Bereich DV = 1,20 bis DV = 1,40 umaDV = 0,10 einer Vergrößerung bzw.
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Verkleinerung der Rasterdichte um t>DR = 0,03 entspricht. Auch
hier kann die Korrelation zwischen Farbschichtdicke bzw. Volltondichte einerseits
und Rasterpunktänderung bzw. Rasterpunktdichte andererseits durch andere Größen,
z.B. die Volltondichten und die zugehörigen Rasterpunktänderungen in Prozent, definiert
werden. Für unterschiedliche Druckfarben und unterschiedliche Bereiche der Volltondichte
können unterschiedliche Korrelationen bestehen.
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Außerdem kann dem Rechner über das Regelprogramm mitgeteilt werden,
daß er sich aus den zugeführten Meßwerten wiederholt die beim Druckvorgang veränderbaren
Korrelationen neu errechnet und bei der Berechnung seiner Vorschläge zur Betätigung
der Stellglieder 37 stets die momentanen Korrelationen zugrunde legt.
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Schließlich können der Datenverarbeitungsanlage vorgewählte Prioritäten
mitgeteilt werden, die bei der Berechnung der Vorschläge zur Betätigung der Stellglieder
37 zu berücksichtigen sind. Diese Prioritäten können beispielsweise fordern, daß
1) die Rasterpunktgrößen und/oder Volltondichten innerhalb
der
diesen zugeordneten Toleranzbereiche liegen müssen, 2) die ausgewählten Beziehungen
für die RasterpunktgröSenund/oder Volltondichten verschiedener Druckfarben zueinander
in den ihnen zugewiesenen Toleranzbereichen liegen müssen und 3) die Absolutwerte
der Rasterpunktgrößen und Volltondichten möglichst nahe bei den festgelegten Leitwerten
liegen. Dabei müssen die Prioritäten so festgelegt werden, daß die Datenverarbeitungsanlage
in Jedem Fall eine eindeutige Entscheidung treffen kann.
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Alternativ könnte eine Priorität auch darin bestehen, daß der Datenverarbeitungsanlage
bestimmte Dominanzen mitgeteilt werden, die z.B. besagen, daß bei der Errechnung
-eines Regelvorschlags mit derjenigen Farbe zu beginnen ist, an der die stärksten
Abweichungen im Verlauf des Druckvorgangs festgestellt wurden, oder die in der betreffenden
Farbzone, integral betrachtet, am starksten vertreten ist.
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Nachfolgend wird ein Rechenbeispiel für die Regelung einer Vi erfarben-Offsetdruckmaschine
angegeben, deren Farbwerke je 32 Stellglieder aufweisen. Das Beispiel bezieht sich
auf eine einzige Farbzone, z.B. die Farbzone Nr. 24, und auf die zugehörigen Stellglieder
Nr. 24 der diese Farbzone druckenden Farbwerke.
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Betrachtet werden die Druckfarben Cyan, Magenta und Gelb. Die Druckformen
für diese Druckfarben besitzen in der zugehörigen Farbzone einen Anteil von 60 56
druckenden Stellen für Cyan und jeweils einen Anteil an druckenden Stellen von 50
56 für Magenta und Gelb. Außerdem weisen die Druckformen in dieser Farbzone wenigstens
ein Raster- und ein Vollfeld 43,44 auf. Zur Dichtemessung wird das Densitometer
PX-981 der Fa. Macbeth verwendet, das die Meßfelder bei laufender Maschine mißt.
Der Datenverarbeitungsanlage werden für die Farbzone Nr. 24 folgende Werte mitgeteilt:
a) Cyan: DR (Leitwert) = 0,55, Toleranzbereich + 0,05; DV (Leitwert) = 1,30, Toleranzbereich
+ 0,10; b) Magenta: DR (Leitwert) = 0,45, Toleranzbereich + 0,05; Dv (Leitwert)
= 1,30, Toleranzbereich + 0,10; c) Gelb: DR (Leitwert) = 0,45, Toleranzbereich +
0,05; Dv (Leitwert) = 1,30, Toleranzbereich + 0,10;
d) ausgewählte
Beziehungen: DR (Cyan) - DR (Magenta) (Leitwert) = + 0,10, Toleranzbereich + 0,08
- + 0,12; DR (Cyan) - DR (Gelb) (Leitwert) = + 0,10, Toleranzbereich + 0,08 - +
0,12; DR (Magenta) - DR (Gelb) (Leitwert) = 0,00, Toleranzbereich - 0,02 - + 0,02;
e) Korrelation zwischen Volltondichten und Rasterdichten: Eine Änderung der drei
Volltondichten im Bereich DV = 1,20 bis DV = 1,40 um 9DV = 0,10 hat eine gleichgerichtete
änderung der Rasterdichte von A DR = 0,03 zur Folge.
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f) Prioritäten: 1) Die Toleranzbereiche für die Raster- und Voiltondichten
sollen nicht unter- oder überschritten werden. Ergibt die Messung Werte, die außerhalb
der Toleranzbereiche liegen, soll ein Vorschlag für eine solche Betätigung der Stellglieder
Nr. 24 errechnet werden, daß die Werte wieder in die Toleranzbereiche zurückgeführt
werden und nach Möglichkeit auch die Bedingungen nach den Prioritäten 2) und 3)
erfüllt sind.
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2) Die Toleranzbereiche für die ausgewählten Beziehungen nach d)
sollen nicht verlassen werden. Ergibt die Messung Werte, die außerhalb der Toleranzbereiche
liegen, soll ein Vorschlag für eine solche Betätigung der Stellglieder Nr. 24 errechnet
werden, daß die Werte wieder in die Toleranzbereiche zurückgeführt werden. Dabei
soll die Rechnung mit derjenigen Druckfarbe begonnen werden, welche hinsichtlich
der Größe DR am stärksten von ihrem Leitwert abweicht. Der errechnete Vorschlag
muß die Bedingungen nach Priorität 1) erfüllen und soll die Bedingungen nach Priorität
3) erfüllen.
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3) Wenn die Bedingungen nach 1) und 2) erfüllt sind, aber die Vorschläge
noch Alternativen offen lassen, sollen zuerst die Leitwerte der Rasterdichten und
dann die Leitwerte der Volltondichten möglichst gut erreicht werden.
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4) Erkennt die Datenverarbeitungsanlage keine Regelmöglichkeit, um
die Bedingungen nach 1) und 2) zu erfüllen, so wird ein diesbezügliches Fehlersignal
abgegeben.
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Messungen in der Farbzone Nr. 24 ergeben nun z.B. während des Auflagedrucks
folgende Meßwerte: A) Cyan: DV = 1,32 DR = 0,5?; Magenta: Dv = 1,30 DR = 0,50; Gelb:
DV = 1,28 DR = 0,47; Bedingung nach Priorität 1) ist für alle Farben erfüllt.
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B) DR (Cyan) - D (Magenta) = 0,07, Toleranzbereich verlassen; R DR
(Cyan) - DR (Gelb) = 0,10, erfüllt; DR (Magenta)- DR (Gelb) = 0,03, Toleranzbereich
verlassen; Bedingung nach Priorität 2) ist für zwei Differenzen nicht erfüll Die
Druckfarbe mit der größten Abweichung der Rasterdichte vom Leitwert ist Magenta
mit tDR = 0,05. Es wird daher zunächst versucht, die Rasterdichte von Magenta auf
den Wert 0,45 zurückzubringen. Wegen der Korrelation würde das allerdings bedeuten,
daß die Volltondichte um ca. 0,167 auf DV = 1,133 abnehmen würde, so daß die Bedingung
nach Priorität 1) nicht erfüllt wäre. Auch bei Absenkung der Rasterdichte von Magenta
auf 0,L6 würde mit DV = 1,167 die Bedingung nach Priorität 1) nicht verfüllt sein.
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Wird dagegen die Rasterdichte von Magenta von 0,50 nur auf 0,47 reduziert,
ist die Bedingung nach Priorität 1) mit DV = 1,20 für Magenta erfüllt. Entsprechend
ließen sich die Bedingungen nach Priorität 1) auch mit Reduzierungen der Rasterdichte
von Magenta auf 0,48 und 0,49 erfüllen. Da die Priorität 3) jedoch
vorschreibt,
daß beim Vorhandensein mehrerer möglicher Alternativen zunächst die Rasterdichte
möglichst nahe dem zugehörigen Leitwert angenähert werden sl; ist der Wert DR =
0,47 der beste Wert; der nach dem obgen Regelprogramm erreicht werden kannl Es ist
dann zu erwarten, daß die Differenzen der Rasterdichte im weiteren Verlauf folgende
Werte annehmen: DR (Cyan) - DR (Magenta) = + 0,10; DR (Cyan) - DR (Gelb) = + 0,10;
DR (Magenta) - DR (Gelb) = 0,00.
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Die Bedingungen nach Priorität 2) sind sämtlich erfüllt.
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Infolgedessen gibt die Datenverarbeitungsanlage nach Durchrechnung
aller Alternativen den Vorschlag, die Rasterdichte von Magenta von 0,50 auf 0,47
zu reduzieren. Dieser Vorschlag wird bei Off-Line-Betrieb vom Drucker anhand einer
Tabelle in eine entsprechende Änderung des Stellglieds 37 für die Farbzone Nr. 24
und die Druckfarben Magenta umgesetzt. Der Betrag, um den das Stellglied verstellt
werden muß, hängt dabei von der speziellen Druckmaschine ab, d.h. es muß vorher
stets ermittelt werden, welche Korrelation zwischen einer' Änderung der Stellung
der Stellglieder und der dadurch erzielten Änderung der Farbschichtdicke bzw. der
Volltondichte besteht. Bei On-Line-Betrieb gibt der Drucker lediglich mit dem Druck
auf eine Bedienungstaste sein Einverständnis, worauf das zugehörige Stellglied mittels
eines Schritt- oder Servomotors od. dgl. automatisch verstellt wird.
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Wäre nach einer Variante des obigen Rechenbeispiels eine Volltondichte
für Magenta von DV = 1,24 anstatt DV = 1,30 gemessen worden, dann würden sich bei
Reduzierung der Rasterdichte von Magenta auf Werte zwischen 0,45 und 0,48 Volltondichten
ergeben, die die Bedingungen nach Priorität 1) nicht erfüllen. Erst bei einer Reduzierung
von DR auf 0,49 liegt die Volltondichte mit DV = 1,207 im geforderten Toleranzbereich,
so daß von der
Datenverarbeitungsanlage eine Reduzierung der Rasterdichte
von Magenta auf 0,49 empfohlen würde, was nach Abschluß des Regelvorgangs folgende
Differenzen zwischen den Rasterdichten erwarten läßt: DR (Cyan) - DR (Magenta) =
0,08; DR (Cyan) ~ DR (Gelb) = 0,10; DR (Magenta) - DR (Gelb) = 0,02.
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Diese Werte liegen sämtlich innerhalb der Toleranzbereiche nach Priorität
2).
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Die obigen Beispiele zeigen die Überlegenheit der erfindungsgemäßen
Regelstrategie im Vergleich zu herkömmlichen Regelverfahren. Im Rechenbeispiel war
angenommen, daß sich die für die Aufrechterhaltung des Farbgleichgewichts wichtigen
Rasterdichten sämtlich verändert hatten. Dabei war die Änderung bei Magenta relativ
groß und hätte bei Anwendung herkömmlicher Regelvorrichtungen außerhalb eines engen
Toleranzbereichs liegen müssen. Als Folge des Herausfallens der Rasterdichte von
Magenta aus dem Toleranzbereich hätte die Datenverarbeitungsanlage vorgeschlagen,
die Rasterdichte von Magenta auf 0,45 oder einen dicht benachbarten Wert zu verändern.
Dabei wäre, wenn nur die Rasterdichte als Regelgröße verwendet wird, nicht bemerkt
worden, daß durch den Regelvorschlag gleichzeitig eine nicht tolerierbare Änderung
der Volltondichte herbeigeführt wird. Entsprechendes würde sich ergeben, wenn nur
die Volltondichte geregelt wird, da eine Erhöhung der Volltondichte für Gelb von
1,28 auf den Leitwert von 1,30 gleichzeitig eine Anderung der zugehörigen Rasterdichte
von 0,47 auf 0,55 und damit ein unbemerktes Herausfallen aus dem zugehörigen Toleranzbereich
zur Folge gehabt hätte. Werden dagegen sowohl die Volltondichten als auch die Rasterdichten
als Regelgrößen verwendet, dann hätte die Datenverarbeitungsanlage keinen vernünftigen
Regelvorschlag errechnen können.
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Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Regelstrategie ist es dagegen
möglich, a) relativ große Toleranzbereiche für die
Absolutwerte
der Vollton- und Rast erdichten festzulegen, dennoch b) das Farbgleichgewicht durch
relativ enge Toleranzen für die ausgewählten Beziehungen aufrechtzuerhalten und
c) durch Berücksichtigung der Korrelation vernünftige Regelvorschläge zu erarbeiten.
Dabei dienen die "ausgewählten Beziehungen" dem Zweck, solche Änderungen der Rasterdichten
und/ oder der Volltondichten der beteiligten Druckfarben zueinander zu tolerieren,
die im wesentlichen in dieselbe Richtung gehen, dagegen in entgegengesetzte Richtungen
laufende Änderungen weitgehend auszuschalten. Anstelle der Differenzen und Quotienten
könnten auch andere Beziehungen ausgewählt und diese auf die Beziehungen zwischen
drei oder mehr Druckfarben zueinander ausgedehnt werden. Die vorgeschlagenen Differenzen
und Quotienten für Farbpaare haben jedoch die Vorteile, daß sie einerseits durch
elektrische Schaltungen leicht realisierbar sind und daher mit preisgünstigen Schaltelementen
auch automatisch errechnet werden können, während andererseits eng tolerierte Anderungen
der Differenzen und Quotienten der Rasterdichten im zugehörigen Farbwürfel praktisch
nur Anderungen in der Nähe der Raumdiagonalen und somit hauptsächlich Änderungen
der Helligkeit einer gedruckten Farbe, aber kaum eine Änderung der Farbnuance bewirken.
Die Korrelation dagegen ermöglicht im Gegensatz zu bisherigen Regelverfahren und-
vorrichtungen nicht nur einen Vergleich der Absolutwerte der Raster- und Volltondichten,
sondern auch eine Abschätzung der Änderungen, die durch einen Eingriff in den Druckvorgang
mit den Stellgliedern 37 sowohl im Hinblick auf die Volltondichte als auch im Hinblick
auf die Rasterdichte tatsächlich erzielt werden. Bei ständig neuer Berechnung im
Langzeitbereich dient die Korrelation schließlich zur automatischen Anpassung der
Regelstrategie an die sich ändernden Eigenschaften der Druckmaschine.
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Anhand der Fig. 5 bis 7 werden nachfolgend Einzelheiten der Prozeßleitanlage
der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung näher erläutert. Die Regelvorrichtungumfaßt
zunächst ein Densitometer
71, z.B. Macbeth PXD-981, das einen
bedruckten Bogen abtastet und die erhaltenen Meßdaten einem Meßwert-Konzentrator
72 zuführt, der die Daten dann an eine Prozeßleitanlage 73 weiterleitet. Diese besteht
im wesentlichen aus einem Sollwert- bzw. Leitwert-Rechner 74, einem Istwert- bzw.
Meßwert-Rechner 75 und einem Stellwert-Rechner 76, der über Leitungen 77 an die
Stellglieder von Farbkästen 78 einer Mehrfarben-Druckmaschine angeschlossen ist.
Der Leitwert-Rechner 74 ist mit einer Anzahl von Peripheriegeräten verbunden, z.B.
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mit einer Tasten 79 aufweisenden Operationskonsole 80, einem Speicher
81 in Form eines Magnetband-, Blasen-, Lochbandspeichers od. dgl, einer Druckeinheit
82 und einem Monitor 83, beispielsweise in Form eines Bildschirms.
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Die Operationskonsole 80 dient zur Eingabe von Befehlen, insbesondere
solchen betreffend die verschiedenen Leitwerte, Toleranzbereiche od. dgl., in die
Prozeßleitanlage 73. Im Speicher 81 sind beispielsweise alle Daten gespeichert,
die eine bestimmte Auflage betreffen, bereits zu einem guten Druckresultat geführt
haben und insbesondere alle erforderlichen Einstellungen für die Farbkästen 78 umfassen.
Die Druckeinheit 82 kann die auf dem Monitor 83 erscheinenden Daten oder ein Protokoll
über den Druckvorgang während einer Auflage ausdrucken. Der Monitor 83 dient dazu,
die jeweiligen Betriebszustände der Mehrfarben-Druckmaschine, von der Prozeßleitanlage
72 errechnete Vorschläge für einen Regelvorgang od. dgl. sichtbar zu machen. Der
Leitwert-Rechner 74 verarbeitet die von der Operationskonsole 80 und vom Speicher
81 erhaltenen Daten und Befehle, vergleicht diese mit den vom Istwert-Rechner 75
ermittelten Daten, arbeitet Regelvorschläge aus und leitet diese ggf. nach Sichtbarmachung
im Monitor 83 und nach Zustimmung des Druckers an den Leitwert-Rechner 76 weiter.
Dieser formt diese Daten dann in entsprechende elektrische Signale um, mittels derer
die Stellglieder der Stelleinrichtung, die aus den Farbkästen und ihren Zonenschrauben
bzw.
-
den diese steuernden Stellmotoren besteht, in der erwünschten Weise
gesteuert werden. Der MeBwert-Konzentrator 72 ist über
Schleppkabel
an das oder die Densitometer 71 angeschlossen und nimmt in sehr schneller Folge
alle von diesen ermittelten Meßwerte mit einer Vielzahl von parallelen Leitungen
84 auf. Damit diese Meßwerte nicht über eine entsprechende Vielzahl von Leitungen
an die meistens entfernt von der Mehrfarbendruckmaschine angeordnete Proßeßleitanlage
73-weitergeleitet werden müssen, ist der Meßwert-Konzentrator 72 unmittelbar an
der Mehrfarbendruckmaschine angeordnet, so daß er die zugeführten Meßdaten konzentrieren
und dann über wenige Leitungen 85 seriell an die Prozeßleitanlage 73 weiterleiten
kann.
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Das Densitometer 71 wird nach einem im Speicher 81 befindlichen Programm,
das ihm über den Leitwert-Rechner 74 und den Meßwert-Konzentrator 72 zugeleitet
wird, über den bedruckten Bogen geführt. Dabei enthält das Programm beispielsweise
Daten für den Motor, mittels dessen das Densitometer 71 über den Druckbogen gefahren
wird, sowie Daten betreffend die Zeitpunkte, zu denen es Meßdaten liefern soll und
dazu beispielsweise einen Lichtblitz auf den Druckbogen wirft. Dabei kann vorgesehen
sein, daß das Densitometer 71 allmählich von Farbzone 42 zu Farbzone 42 (Fig. 3)
wandert und nach dem Erreichen einer Farbzone immer dann zur Abgabe von Meßwerten
angesteuert wird, wenn ein Raster-oder Vollfeld 43,44 oder irgendein anderes Meßfeld
eines bedruckten Bogens unter ihm vorbeiwandert. Dabei werden beispielsweise solche
Densitometer verwendet, die beim Aussenden eines Lichtblitzes den reflektierten
Lichtstrahl mittels eines Prismas, mittels optischer Filter od. dgl. sofort in die
den vorhandenen Druckfarben zugeordneten Teilstrahlen zerlegt, so daß pro Lichtblitz
Meßwerte für alle Druckfarben erhalten werden. Gemäß Fig. 6 können mit dem Speicher
81 bzw. mit der Operationskonsole 80 alle einen Druckvorgang betreffenden Daten
in den Leitwert-Rechner 74 eingegeben werden. Diese Daten werden auf ihnen zugeordnete
Speichereinheiten eines Leitwert-Speichers 86 verteilt, die beispielsweise mit den
Bezeichnungen NVolltondichten", "Rasterpunktgrößen", "ausgewählte Beziehungen (gemeint
sind hier jeweils deren Leitwerte), "Toleranzbereiche V, R, B" für die Volltondichte,
die Rasterdichte und die ausgewählten
Beziehungen, "Korrelationen",
Prioritäten", Farbverbrauch", "Farbausgleich", "Drucktyp-Korrektur" und "Farbtyp-KorrektUr"
bezeichnet sind.
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Zu den bereits oben erläuterten Werten können somit zunächst Daten
betreffend den Farbverbrauch eingegeben werden. Darunter wird der innerhalb einer
Farbzone insgesamt ermittelte Anteil an verbrauchter Druckfarbe verstanden, der
zwischen 0 56 und 100 56 für jede Farbe schwanken kann. Über den Farbverbrauch kann
die Empfindlichkeit bzw. die Ansprechgeschwindigkeit des Regelvorgangs beeinflußt
werden. Bei hohem Farbverbrauch in einer Farbzone wird sich die Verstellung eines
Stellgliedes schneller als bei geringem Farbverbrauch auf das Druckresultat auswirken.
Beim Vorhandensein einer gegebenen Differenz zwischen einem Ist- bzw. Meßwert und
dem gewünschten Leit- bzw. Sollwert kann es daher zweckmäßug sein, das zugehörige
Stellglied bei geringem Farbverbrauch zunächst stärker zu verstellen, als bei hohem
Farbverbrauch erforderlich wäre, um dadurch eine schnellere Annäherung an den Leitwert
zu erhalten. Abgesehen davon kann eine Verstellung der Stellglieder auch davon abhängig
gemacht werden, ob eine Druckfarbe mehr oder weniger intensiv, d.h. mit größerer
oder kleinerer Farbschichtdicke aufgetragen wird. Über die Speichereinheit "Farbverbrauch"
kann somit ein Korrekturwert für das dem betreffenden Stellglied zugeführte Stellsignal
eingegeben werden.
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Weitere Korrekturen für die Stellsignale können sich notwendig erweisen,
wenn in zwei benachbarten Farbzonen extreme Unterschiede im Farbverbrauch und/oder
der Farbintensität bestehen, um sichtbare Änderungen dieser Übergänge beim Verstellen
der Stellglieder zu vermeiden. Mit den Größen "Drucktyp-Korrektur" und "Farbtyp-Korrektur"
sollen schließlich Korrekturwerte für die Sollsignale erzeugt werden, die aufgrund
der Eigenschaften der verwendeten Bedruckstoffe oder Druckfarben erforderlich sind.
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Dabei soll insbesondere berücksichtigt werden, daß Bedruckstoffe viel
oder wenig Druckfarbe aufnehmen können oder die Druckfarben aufgrund ihrer Rheologie
unter sonst gleichen Bedingungen mehr oder weniger stark auf den Bedruckstoff aufgetragen
werden.
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Der Istwert-Rechner 75 enthält einen Istwert-Speicher 87, insbesondere
mit Speichereinheiten für die von den Densitometern 71 gemessenen Raster- und Volltondichten.
Daneben können Speichereinheiten vorgesehen sein, in die Daten betreffend die "optisch
wirksame Flächendeckung", die "mechanische Flächendeckung", die "Rasterpunktänderungen"
und die "Farbschichtdicke" eingegeben werden. Schließlich können Speichereinheiten
vorgesehen sein, in denen Informationen gespeichert werden, die Meßprogramme, Parameter
der Rasterflächen 43 (z.B. deren Flächendeckungen in 56) od. dgl. betreffen. Diese
Daten werden vom Meßwert-Rechner 75 wiederholt aus den Raster- und Volltondichten
ermittelt.
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Der Stellwert-Rechner 76 dient dazu, die vom Istwert-Rechner 75 errechneten
und zugeführten Informationen in gewissen Zeitabständen oder ständig mit den vom
Leitwert-Rechner 74 vorgegebenen Leitwerten bzw. Toleranzbereichen zu vergleichen,
aufgrund der vom Leitwert-Rechner 74 mitgeteilten Prioritäten oder Steuerstrategien
Stellsignale für Stellglieder 88 zu errechnen und diese ggf. auf dem Monitor 83
anzuzeigen oder direkt den Stellgliedern 88 zuzuleiten, die aus den Zonenschrauben,
deren Stellmotoren od. dgl. bestehen, wobei jedes Farbwerk der Mehrfarbendruckmaschine
beispielsweise 32 solcher Stellglieder aufweisen kann. Der Stellwert-Rechner weist
zu diesem Zweck einen Stellwert-Speicher 89 mit Speichereinheiten für die vom Leitwert-Rechner
74 zugeführten Informationen auf. Diese Informationen betreffen beispielsweise die
Startzustände der Farbduktoren oder Stellglieder in Abhängigkeit vom Farbverbrauch
oder von früher hergestellten, gleichen oder ähnlichen Auflagen, ferner Korrekturfaktoren
für die Druck- und/oder Farbtypen, Ausgleichsfaktoren (z.B. bei Beeinflussung einer
Farbzone durch eine benachbarte Farbzone, errechnet aus dem Farbverbrauch), ferner
Charakterisierungen der Farbduktoröffnungen od. dgl. mit Hilfe von Kennlinien (z.B.
anhand der Relation aÖffnung/RFarbmassenfluß) oder schließlich aktuelle Steuerstrategien,
errechnet anhand der Prioritäten oder Farbdominanzen.
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In Fig. 7 sind schließlich schematisch Einzelheiten der Prozeßleitanlage
dargestellt. Danach enthält der Istwert-Rechner 75 für jede Farbzone je eine Recheneinheit
91, deren Eingängen 92 die Meßwerte der Rasterdichten der vorhandenen Druckfarben
zugeführt werden. Diese Meßwerte werden in geeignete, den Jeweiligen Istwerten entsprechende
Signale umgewandelt, die in Leitungen 93 erscheinen. Entsprechende Recheneinheiten
91 können für die Flächendeckungen vorgesehen sein. Die Recheneinheiten 91 für die
"ausgewählten Beziehungen" zwischen den Rasterpunktgrößen weisen zusätzlich noch
Differenz-, Teiler-oder andere Stufen 94 auf, um aus je zwei oder mehr Meßwerten
die Differenzen, Quotienten od. dgl. zu bilden.
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Der Leitwert-Rechner 74 enthält für jede Farbzone Recheneinheiten
95, deren Eingängen 96 die Leitwerte oder die Grenzwerte der Toleranzbereiche für
die Rasterpunktgröße zugeführt werden und die Stufen 97 aufweisen, welche die Differenzen
aus den Leit- und den Istwerten errechnen oder lediglich feststellen, ob die Istwerte
innerhalb oder außerhalb der zugehörigen Toleranzbereiche liegen. Die erhaltenen
Daten werden einem aus programmierbaren Matrizen aufgebauten Mikroprozessor 98 zugeführt,
womit die Steuerstrategien für den Stellwert-Rechner 76 mit Hilfe der Korrelationen
und Prioritäten errechnet werden.
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Für die Volltondichten können ähnlich aufgebaute Rechnereinheiten
99 vorgesehen sein, deren Eingängen 100 beispielsweise die gemessenen und entsprechend
umgerechneten Istwerte und deren weiteren Eingängen 101 die Leitwerte oder die Grenzwerte
der Toleranzbereiche zugeführt werden. Die Rechnereinheit 99 weist Stufen 102 auf,
die die Abweichungen zwischen den Leit- und Istwerten errechnen oder lediglich feststellen,
ob die Volltondichten innerhalb oder außerhalb der Toleranzbereiche liegen. Die
entsprechenden Daten werden ebenfalls dem Mikroprozessor 98 zugeführt. Schließlich
werden dem Mikroprozessor 98 die in den Speichereinheiten "Prioritäten" (Fig. 6)
enthaltenen Informationen über eine Leitung 103 zugeführt. Im Beispiel der Fig.
7
ist hierfür beispielsweise vorgesehen, daß in die Verbindungsleitung
zwischen der Recheneinheit 99 und dem Mikroprozessor 98 ein auch mit der Leitung
103 verbundener Komparator 104 geschaltet ist, der beispielsweise als Priorität
vorschreibt, daß der Mikroprozessor 98 zuerst mit der Verarbeitung der Daten derjenigen
Druckfarbe beginnen soll, deren Volltondichte am stärksten vom zugehörigen Soll-
oder Leitwert abweicht.
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Im Mikroprozessor 98 werden die ermittelten Daten entsprechend dem
oben beschriebenen oder irgendeinem anderen vorgegebenen, z.B. im Speicher 81 (Fig'.
5) gespeicherten Programm verarbeitet. Danach wird ein Vorschlag dafür errechnet,
wie die Stellglieder betätigt werden müßten, damit alle Prioritäten erfüllt sind.
Dieser Vorschlag wird bei Bedarf im Monitor 83 sichtbar gemacht und vom Drucker
bewertet. Bei Bedarf können über die Operationskonsole 80 Korrekturen vorgenommen
werden. Schließlich werden die vom Mikroprozessor 98 errechneten Daten entweder
direkt (bei vollautomatischem Betrieb) oder nach Freigabe und ggf. Korrektur durch
den Drucker in Stellsignale für die Stellglieder umgewandelt und dann nicht,linearen
Reglern 105 zugeleitet, wobei jedem Stellglied ein Regler 105 zugeordnet ist. Die
Regler 105 bewirken in Abhängigkeit von den zugeführten Stellsignalen eine bestimmte
Verstellung der Stellglieder.
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Dabei können weiteren Eingängen der Regler 105, z.B. über Leitungen
106 und 107, jeweils die in den entsprechenden Speichern des Sollwert-Rechners 74
(Fig. 6) gespeicherten Korrekturwerte für die Drucktyp- bzw. Farbtyp-Korrektur zugeführt
werden. An die Ausgänge der Regler 105 ist eine weitere Korrekturstufe 108 angeschlossen,
der über eine Leitung 109 die Daten des Speichers für den Farbverbrauch (Fig. 6)
und über Leitungen 110 und 111 die Daten der Speicher für den Farbausgleich mit
Bezug auf die beiden benachbarten Farbzonen zugeführt werden. Die Ausgangsleitungen
112 der Korrekturstufe 108 führen zu den Stellgliedern. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß die Korrekturstufe 108 und die Regler 105 einer der 32 vorhandenen Farbzonen
und drei Druckfarben, z.B. Cyan, Magenta und Gelb, zugeordnet sind und für die übrigen
Farbzonen entsprechende Korrekturstufen und Regler vorhanden sein müssen.
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Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern kann in vielfacher Weise abgewandelt werden. Dies gilt insbesondere
für die verschiedenen Schaltkreise der Regelvorrichtung. Hinsichtlich der angegebenen
Toleranzbereiche wäre zu beachten, daß diese so eng gewählt werden sollten, daß
beim Herausfallen eines Meßwerts aus dem ihm zugeordneten Toleranzbereich das Druckresultat
noch innerhalb der vom Drucker bzw. vom Kunden tolerierten Grenzen liegt und daß
auch geringfügige Verschlechterungen, die sich vor dem vollen Wirksamwerden der
Regelvorrichtung ergeben könnten, nicht dazu führen, daß die inzwischen gedruckten
Bogen unbrauchbar sind. Insbesondere könnten der Prozeßleitanlage weitere Grenzwerte
eingegeben werden, die außerhalb der genannten Toleranzbereiche liegen und der Prozeßleitanlage
vorschreiben, daß ein Druckvorgang endgültig abzubrechen ist, wenn diese Grenzwerte
erreicht oder überschritten werden.
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Die Anzahl und Häufigkeit der Messungen mit den Densitometern ist
weitgehend in das Belieben des Fachmanns gestellt. Empfehlenswert ist, zur Erhöhung
der Meßgenauigkeit in jeder Farbzone zunächst mehrere Messungen sowohl im Hinblick
auf die Volltondichten als auch die Rasterdichten vorzunehmen, indem beispielsweise
fünf nacheinander durchlaufende Bogen vermessen werden, und aus den so erhaltenen
Meßwerten einen Mittelwert bilden. Hierfür wird allenfalls ein Zeitraum von einigen
Sekunden benötigt, innerhalb dessen sich die Eigenschaften einer Mehrfarbendruckmaschine
in der Regel nicht wesentlich ändern. Aus den so erhaltenen Mittelwerten werden
dann bei Bedarf Regelvorschläge für die betreffende Farbzone errechnet.
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Nach Abschluß dieser Messungen wird das Densitometer auf die nächste
Farbzone eingestellt, wo dieselben Messungen an den nächsten durchlaufenden Bogen
entsprechend wiederholt werden.
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Durch ständiges, jedoch schritt- bzw. taktweises Hin- und Herfahren
des Densitometers über die ganze Druckbreite werden auf diese Weise ständig Informationen
über den Druckvorgang gesammelt
und bei Bedarf Regelvorschläge
errechnet. Dabei kann einem weiteren Speicher des Sollwert-Rechners zusätzlich mitgeteilt
werden, nach welchen Zeitabschnitten, gemessen z.B. in der Zahl der durchlaufenden
Bogen, ein gegebener Regelbefehl in die erwünschte Änderung der zugehörigen Regelgröße
umgesetzt sein muß. Schließlich können anhand der gegebenen Regelbefehle und der
daraufhin tatsächlich vorgenommenen Änderungen an den Stellgliedern bzw. den dadurch
verursachten Änderungen der Farbschichtdicken bzw. der Rasterdichten laufend die
zwischen diesen bestehenden Korrelationen neu errechnet werden, um dadurch Systenveränderungen
beim Druck feststellen und den Regelvorschlägen immer die zuletzt gemessenen Korrelationen
zugrunde legen zu können.
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Eine besondere Schwierigkeit beim Mehrfarbendruck, insbesondere beim
Druck von mehrfarbigen Bildern, stellt die Definition der Toleranzbereiche dar.
Es erscheint zwar sinnvoll, diese Toleranzbereiche stets so zu wählen, daß die durch
Sie tolerierten Farbschwankungen im Druckresultat während einer Auflage von einem
durchschnittlichen Betrachter gerade noch akzeptiert werden.
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Dabei ist jedoch zu beachten, daß enge Toleranzbereiche häufig einen
großen wirtschaftlichen Aufwand erfordern, während bei Zulassung großer Toleranzbereiche
die Gefahr besteht, daß die Auflage vom Kunden nicht akzeptiert wird. Die Definition
der Toleranzbereiche sollte daher in Zusammenarbeit mit dem Kunden und in Abhängigkeit
von dem im Einzelfall erforderlichen oder erwünschten wirtschaftlichen Aufwand erfolgen.
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Fachleute auf dem Gebiet der Drucktechnik wissen aus ihrer praktischen
Erfahrung, daß Bilder auf Farbschwankungen während des Drucks in Abhängigkeit vom
Sujet sehr unterschiedlich reagieren können, d.h. farbmetrisch gleiche Farbunterschiede
können in einem Bild noch akzeptiert werden, in einem anderen Bild dagegen nicht
mehr. Mit anderen Worten gibt es im Hinblick auf ein akzeptables Druckresultat unterschiedlich
"schwierige" bzw. unterschiedlich "sensible" Bilder. Bisher ist nicht bekannt, wie
dieses Phänomen quantitativ erfaßt und zur Definition von sinnvollen Toleranzbereichen
nutzbar gemacht werden könnte.
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Der Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe
zu schaffen und ein System vorzuschlagen, das den Schwierigkeitsgrad bzw. die Sensibilität
von Bildern für den Druck-und Reproduktionsprozeß liefert und ermöglicht, sinnvolle
Toleranzbereiche zu definieren.
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In der Farbmetrik wird die empfindungsgemäße Beurteilung von Farbabständen,
d.h. der Abstände von zwei Farbpunkten in einem Farbraum, bzw. die von der jeweiligen
Empfindung des einzelnen Betrachters abhängige Beurteilung dieser Farbabstände mit
Hilfe von bekannten Formeln für die Farbabstände nach CIELAB, CIE-USC, Hunter od.
dgl. quantitativ erfaßt. Demgegenüber geht die Erfindung im Hinblick auf die Sensibilität
von Bildern von der überraschenden Erkenntnis aus, daß derartige Beurteilungen von
Farbabständen nur dann sinnvoll anwendbar sind, wenn ein ausgewählter Farbton mit
benachbarten Farbtönen verglichen wird und keine Kontraste wirksam sind. Dies ist
bei der Beurteilung eines Bildes in der Regel nicht der Fall, da Bilder mehr oder
weniger starke Kontraste besitzen, die die empfindungsgemäße Bewertung von Farbabständen
in sehr starkem Maße verändern.
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Eine empfindungsgemäße Bewertung der Farbabstände von Bildern in Anwesenheit
von Kontrasten ist bisher quantitativ nicht möglich. Zur besseren Festlegung der
Toleranzbereiche für die oben beschriebene oder eine andere Regeltechnik wäre es
jedoch sehr nützlich, zu wissen, welche Farbabstände bei irgendeinem Bild unter
Berücksichtigung des vorhandenen Kontrasts gerade noch als akzeptabel empfunden
werden. Die Erfindung schlägt insoweit folgende Verfahrensweise vor: Es wird zunächst
ein Testbild ausgewählt, das in seinem Kontrast repräsentativ für eine Gruppe von
Bildern mit gleichen oder ähnlichen Kontrastverhältnissen ist. Von diesem Testbild
werden in bekannter Weise Reproduktionen und ein Probedruck angefertigt.
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Wird dieser Probedruck von einem durchschnittlichen Betrachter als
farbrichtig, d.h. in der Farbe mit dem Testbild übereinstimmend bezeichnet, dann
werden von diesem Testbild Varianten mit
vorgewählten Farbabständen
hergestellt. Damit diese Varianten aussagekräftig sind, muß bei der Herstellung
der Varianten eine große Genauigkeit eingehalten werden, indem beispielsweise die
Flächendeckungen der Rasterpunkte von gerasterten Filmen im Kontaktverfahren fotografisch
in vorgewählter Weise verändert werden und dabei in den Mitteltönen vorzugsweise
Genauigkeiten von mindestens 0,5 % eingehalten werden. Auf diese Weise werden zweckmäßig
für die einzelnen Farbauszüge der bunten Grund farben Cyan, Magenta und gelb Filme
in mehreren Stufen von Farbabständen hergestellt, wobei die Abstufungen jeweils
dort erfolgen sollten oder können, wo für den durchschnittlichen Betrachter eine
kritische Akzeptanzgrenze vermutet wird.
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Die erhaltenen Varianten mit den bekannten Farbabständen werden nun
vorzugsweise einer Mehrzahl von Betrachtern einzeln mit der Aufforderung vorgelegt,
jede Variante zu bezeichnen, welche noch akzeptiert werden kann. Aus den Antworten
der verschiedenen Betrachter wird dann ein Mittelwert gebildet, der für einen durchschnittlichen
Betrachter als typisch bei der Beurteilung aller Bilder bezeichnet werden kann,
die ähnliche oder gleiche Kontrastverhältnisse wie das zugehörige Testbild besitzen.
Da bekannt ist, welche Farbabstände den einzelnen Varianten zugeordnet sind, können
aus diesen unmittelbar die gewünschten Werte für die Toleranzbereiche abgeleitet
werden.
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Sorgfältige quantitative Untersuchungen mit Hilfe des beschriebenen
Verfahrens haben ergeben, daß in Bildern, die sich durch starke Kontraste auszeichnen,
viel stärkere Änderungen der Farbabstände tolerierbar sind, als bisher angenommen
wurde, so daß derartigen Bildtypen relativ große Toleranzbereiche zugeordnet werden
können, ohne daß diese Bildtypen von der Empfindung her als nicht annehmbar bezeichnet
werden. Dagegen sind bei kontrastarmen Bildern Toleranzbereiche vorzusehen, die
bis zu dreimal kleiner als die von kontrastreichen Bildern sind.
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Bei sehr kontrastarmen Bildern, die vorwiegend aus unbunten Tönen
aufgebaut sind, führen bereits Farbunterschiede, die durch Differenzen der Rasterpunktänderungen
in den drei Grund farben in der Größenordnung von 3 bis 4 % verursacht werden, zu
Farbabständen,
die vom Betrachter als an der Grenze der Akzeptanz
liegend empfunden werden. Sehr kontrastreiche Bilder dagegen, die vorwiegend aus
reinen, zueinander kompiementären, intensiven Farben aufgebaut sind, werden erst
beim Erreichen von Farbabständen, die durch Differenzen der Rasterpunktänderungen
in den drei Grund farben in der Größenordnung von 10 bis 12 % verursacht sind, als
an der Akzeptanzgrenze liegend empfunden.
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Um zu vermeiden, daß eine Vielzahl von Varianten mit vorgewählten
Farbabständen für eine Vielzahl von Testbildern hergestellt werden muß, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, je eine geringe Anzahl von sorgfältig ausgewählten, typischen Testbildern
in eine Anzahl von Bildkontrastklassen einzuteilen, so daß in jeder Bildkontrastklasse
eine Anzahl von typischen Bildern mit unterschiedlichen Sujets, jedoch mit gleichen
oder ähnlichen Kontrastverhältnissen enthalten ist. Da die Fachleute auf dem Gebiet
der Reproduktions- und Drucktechnik aufgrund ihrer beruflichen Tätigkeit darin geübt
sind, Bilder mit ähnlichen Kontrastverhältnissefl zu klassifizieren, sind sie auch
in der Lage, irgendein weiteres, zu reproduzierendes oder zu druckendes Bild in
eine der Bildkontrastklassen einzuteilen. Dabei kann auch die Anzahl der Varianten
pro Testbild auf eine kleine Zahl, z.B. drei, beschränkt werden.
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Den einzelnen Bildkontrastklassen werden schließlich erfindungsgemäß
Toleranzbereiche für das oben beschriebene erfindungsgemäße Regelverfahren zugeordnet.
Auf diese Weise genügt es, ein zu reproduzierendes oder zu druckendes Bild in eine
der vorhandenen Bildkontrastklassen einzuteilen und für das den Druck überwachende
Regelverfahren die der jeweiligen Bildkontrastklasse zugeordneten quantitativen
Toleranzbereiche zu verwenden.
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Das beschriebene Verfahren bringt den wesentlichen Vorteil mit sich,
daß der Fachmann dem Kunden anhand der Testbilder sichtbar machen kann, welche Farbschwankungen
zu erwarten sind. Da aus der dem Bild zugeordneten Bildkontrastklasse gleichzeitig
die beim Druck einzuhaltenden Toleranzbereiche abgelesen werden können, kann der
Fachmann dem Kunden auch sofort ein Angebot über die für seine Auflage zu erwartenden
Kosten unterbreiten, weil
diese wesentlich durch die Größe der
einzuhaltenden Toleranzbereiche bestimmt sind. Schließlich kann der Kunde bei Bildern,
bei denen relativ große Toleranzbereiche zugelassen werden könnten, in Kenntnis
der höheren Kosten engere Toleranzen fordern, oder von seinem ursprünglichen Wunsch
nach möglichst engen Toleranzbereichen wegen der zu erwartenden hohen Kosten abweichen
und eine Bildkontrastklasse mit größeren Toleranzbereichen auswählen.
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Fig. 8 zeigt ein aus einer Vielzahl kleiner Sechsecke 115 aufgebautes
Hexagon 116, in dem schematisch drei Bildkontrastklassen 1,2 und 3 dargestellt sind,
die außen von Umrißlinien 117,118 bzw. 119 begrenzt sind. Die Fig. 8, von der im
übrigen ein farbiges Muster beigefügt ist (vgl. beiliegender Farbprospekt "System
Brunner PCP Picture Contrast Profile, Muster A), zeigt, wie die Graubalance, die
für die Farbbalance wichtig ist, in den drei Bildkontrastklassen schwanken darf.
Der mit "0" bezeichnete Mittelpunkt entspricht im Rasterfilm der 50 % - Stufe hinsichtlich
der Farbe Cyan und jeweils der 41 % - Stufe hinsichtlich der Farben Magenta und
Gelb. Bilder der Bildkontrastklasse 1 sind durch diejenigen sechs kleinen Sechsecke
115 innerhalb der Umrißlinie 117 definiert, die durch die Zahlen "1" bezeichnet
sind. Dabei ist das Sechseck senkrecht über dem Nullpunkt durch eine Rasterpunktvergrößerung
im Magenta von 2 % und gleichzeitige Rasterpunktverkleinerungen von je 2 % im Cyan
und Gelb gekennzeichnet. Das Sechseck senkrecht unter dem Nullpunkt zeichnet sich
durch eine Rasterpunktverkleinerung im Magenta von 2 % und jeweils Rasterpunktvergrößerungen
von 2 % im Gelb und Cyan aus. Das linke obere Sechseck bezeichnet eine 2 % ige Rasterpunktverkleinerung
im Gelb und Rasterpunktvergrößerungen von je 2 % im Magenta und Cyan, während das
untere rechte Sechseck eine Rasterpunktvergrößerung im Gelb von 2 % bei gleichzeitiger
Rasterpunktverkleinerung im Cyan und Magenta von je 2 % ergibt. Das untere linke
und das obere Sechseck der Bildkontrastklasse 1 bezeichnen schließlich entsprechende
Rasterpunktvergrößerungen bzw. -verkleinerungen im Cyan um je 2 %. Daraus folgt,
daß innerhalb der Bildkontrastklasse 1 alle Farbschwankungen tolerierbar sind, die
- bezogen auf entsprechende Rasterpunktänderungen in den einzelnen Farben -nicht
über + 2 %, und bezogen auf den oben definierten Nullpunkt, hinausgehen. Dies führt
mit Bezug auf die oben erläuterten Differenzen
der Rasterpunktflächen
unmittelbar zu Toleranzbereichen von 4 %, die anhand von Tabellen od. dgl. leicht
in die zugehörigen Dichtwerte umgerechnet werden können.
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Die durch die Zahlen "2" (Umrißlinie 118) und die Zahlen "3" (Umrißlinie
119) begrenzten Bereiche lassen entsprechend Farbschwankungen von insgesamt + 4
% bzw. + 6 % zu, wobei an die Umrißlinien 118 und 119 entsprechend der Zahl der
möglichen Zwischenstufen mehr Sechsecke grenzen, als dies für die Bildkontrastklasse
1 gilt. Bezogen auf die Differenzen der Rasterpunktflächen weist somit die Bildkontrastklasse
2 einen Toleranzbereich von 8 % und die Bildkontrastklasse 3 einen Toleranzbereich
von 12 % auf.
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Zur weiteren Darstellung der Bildkontrastklassen sind drei weitere
farbige Muster B,C und D beigefügt (vgl. beiliegenden Farbprospekt), die jeweils
aus vier Farbbildern bestehen. Bei allen drei Mustern ist links oben jeweils das
Original dargestellt, dessen Druck oder Reproduktion erwünscht ist. Oben rechts
ist jeweils an einer ausgewählten Stufe, z.B. auf der 50 % - Rasterpunktstufe, und
bezogen auf das Original, der Magenta-Anteil um 4 % erhöht, gleichzeitig der Cyan-
und Gelb-Anteil um je 4 % erniedrigt, so daß also z.B. die Flächenbedeckung der
Magenta-Rasterpunkte 54 % statt 50 % und die Flächenbedeckung der Cyan-und Gelb-Rasterpunkte
46 % statt 50 % beträgt. Entsprechend ist jeweils unten rechts der Gelb-Anteil erhöht
bei gleichzeitiger Verminderung der Magenta- und Cyan-Anteile, während im jeweils
unten links stehenden Bild der Cyan-Anteil um 4 % erhöht ist bei gleichzeitiger
entsprechender Verminderung der übrigen Farbanteile. Jedes der drei Muster B (Motiv:
Mädchen), C (Motiv: Vasen) und D (Motiv: Monument Place de la Concorde) ist daher
mit denjenigen maximalen Toleranzen abgebildet, die der Bild.kontrastklasse 2 nach
Fig. 8 entsprechen.
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Untersuchungen mit den drei Mustern B,C und D haben gezeigt, daß ein
durchschnittlicher Betrachter die Schwankungen im Muster B (Bildkontrastklasse 2)
nicht akzeptiert, sondern nur solche Farbschwankungen toleriert, die sich durch
die engen Toleranzbereiche der Bildkontrastklasse 1 ergeben. Dagegen werden die
Farbschwankungen
im Muster C ohne weiteres akzeptiert, wobei die
Untersuchungen zeigen, daß sogar die Farbschwankungen der Bildkontrastklasse 3 mit
ihren großen Toleranzbereichen noch akzeptabel sind. Das Muster D schließlich weist
wie das Muster B wiederum zu starke Schwankungen auf und würde nur mit den der Bildkontrastklasse
1 zugeordneten Toleranzbereichen akzeptiert. Daraus ergibt sich, daß die Muster
B und D Testbilder für die Bildkontrastklasse 1 darstellen, während das Muster C
ein Testbild für die Bildkontrastklasse 3 ist.
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Im übrigen können die den Bildkontrastklassen zugeordneten Toleranzbereiche
frei gewählt und den jeweiligen Bedürfnissen angepaßt werden. Die beschriebene Klasseneinteilung
stellt lediglich ein Beispiel dar. Außerdem können mehr oder weniger als drei Bildkontrastklassen
gewählt werden.