DE4240077C2 - Verfahren zur zonalen Steuerung/Regelung der Farbführung in einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zonalen Steuerung der Farbführung in einer Druckmaschine mit mehreren Druckwerken gemäß der EP 0 228 347 A1.

Spektrale Messungen der Emissionen von Farbmeßfeldern, die mathematische Umsetzung dieser Meßwerte in farbmetrische Größen und weiterführend in Steuerdaten zur Verstellung von Farbführungsorgan einer Druckmaschine sind bereits bekannt geworden. In der EP 02 28 347 A1 ist neben einer entsprechend ausgerüsteten Druckmaschine und einer Meßvorrichtung für eine solche Druckmaschine auch ein Verfahren zur Farbführungssteuerung der Druckmaschine angegeben. Für den Farbausgleich zwischen einem o. k.-Bogen und im Druck/Fortdruck erstelltem Bogen werden die spektralen Remissionen bestimmter Meßfelder ausgemessen. Aus den Meßwerten werden die entsprechenden Farb-Koordinaten errechnet. Durch Vergleich des Ist-Farbortes mit dem entsprechenden Soll-Farbort wird ein eventuell vorhandener Farbabstand ermittelt. Der Farbabstand wird in Änderungen der Schichtdicken in den einzelnen Druckfarben umgerechnet. Die errechneten Änderungen in den Schichtdicken der einzelnen Druckfarben werden an die Farbführungsorgane der Druckmaschine weitergeleitet, so daß der Farbabstand zwischen Ist-Farbort und Soll-Farbort minimal wird.

Obwohl die farbmetrische Steuerung optimal an das Farbempfinden des menschlichen Auges angeglichen ist, ist die Güte der Farbführung gewissen Einschränkungen unterworfen. Diese Einschränkungen hängen mit der technischen Realisierung eines Regelprozesses zusammen:

Ein Abgleich zwischen Ist-Farbort und Soll-Farbort findet vorzugsweise nur statt, wenn der Ist-Farbort außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches um den Soll-Farbort liegt. Hierdurch wird einerseits ein ständiges, Instabilitäten hervorrufendes Regeln vermieden. Andererseits wird der Tatsache Rechnung getragen, daß jeder Meß- und Steuerprozeß nur innerhalb gewisser Fehlergrenzen sinnvoll durchgeführt werden kann.

Die Farbtoleranz um den Soll-Farbort wird bei der Farbführungsregelung in einer Druckmaschine so gewählt, daß der Soll-Farbort in der Mitte des Toleranzraumes liegt und das Auge üblicherweise innerhalb der Toleranz keine störenden Farbveränderungen im Druckbild wahrnimmt. Es kann also durchaus sein, daß bei einem leicht rotstichigen Soll-Farbort ein Ist-Farbort mit einem größeren Rotstich als akzeptabel empfunden wird. Hat der Ist-Farbort jedoch bei gleich großem Farbabstand einen leichten Grünstich, so kann das Bild nicht akzeptiert werden. Durch die heutige Festlegung des Toleranzbereiches wird nun aber entweder ein Farbstich ins Grüne, Blaue und Gelbe zugelassen oder die Toleranz muß unnötig klein gewählt werden. So kann dann der Fall eintreten, daß beispielsweise die Grünstichigkeit das visuelle Empfinden stört, d. h. im Extremfall wird Makulatur gedruckt, obwohl der Ist-Farbort innerhalb der Farbtoleranz um den Soll-Farbort liegt.

In der DE 36 26 423 A1 ist ein Verfahren zur Beeinflussung der farblichen Erscheinung einer Farbfläche bei einem Druckvorgang beschrieben, bei dem Farbabweichungen im Druckbild stärker bewertet werden als Helligkeitsabweichungen, da Farbstichigkeit durch das menschliche Auge störender empfunden wird als die Helligkeitsabweichungen. Um nur die Farbstichigkeit möglichst schnell auszugleichen, werden daher nur maximal zwei Farben verstellt.

Nachteilig hierbei ist, daß die Helligkeit nicht ausgeregelt wird. Eine Unterscheidung zwischen Buntheit und Bunttonwinkel wird nicht durchgeführt, so daß ein störender Farbumschlag auftreten kann oder die Regeltoleranzen unnötig kleingehalten werden müssen.

Weiterhin ist es bekannt, den Farbraum für eine Akzeptanzbewertung durch einen Betrachter so zu verzerren, daß Farbabstände in der Nähe der Unbuntachse des Farbraumes stärker gewichtet werden als Farbabstände zwischen gesättigten Farben. ein Nachteil dieses sogenannten CMC-Verfahrens ist, daß bei Verwendung von gewichteten Farbabstandswerten bei einer Farbregelung die Toleranzen um einen Soll-Farbort unnötig eng werden oder ein störender Farbumschlag möglich wird, da der Farbumschlag bei diesem Verfahren nicht gesondert behandelt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine nicht tolerierbare Farbstichigkeit im Druckbild ausschließen.

Die Aufgabe wird nach den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß ein noch tolerierbarer Ist-Farbort innerhalb einer vorgegebenen Farbtoleranz und innerhalb eines zulässigen Bereiches um den jeweiligen Soll-Farbort liegt, wobei in dem Bereich kein Farbumschlag auftritt.

Der ausgewählte Bereich liegt in der Nähe der Unbuntachse (0, 0, L). Bei dem ausgewählten Bereich handelt es sich also um ein Graufeld, in dem alle druckrelevanten Farben vertreten sind. Der zulässige Bereich "kein Farbumschlag" genügt der Bedingung h₀±α, wobei h₀ den Bunttonwinkel h des Soll-Farbortes und α die maximal zulässige Änderung des Bunttonwinkels h kennzeichnet. Solange ein Ist-Farbort sich innerhalb dieses vorgegebenen Winkelbereiches befindet, besteht keinerlei Gefahr, daß im Druckbild ein Farbumschlag auftritt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Darstellung des zulässigen Bereiches im Farbraum und

Fig. 3 eine Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Farbraum.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann. Das in der Druckmaschine 1 erstellte Druckprodukt 2 wird von einem fotoelektrischen Detektor 5 an gewissen Bildstellen 4a, 4b abgetastet. Entweder liegen diese Bildstellen 4a, 4b im Druckkontrollstreifen 4, oder aber es sind bildrelevante Stellen. Die Positionierung des Detektors 5 erfolgt über eine Rechen-/Regeleinrichtung 6 nach Eingabedaten, die von dem Eingabe-/Ausgabegerät 7 geliefert werden. Je nach Vorgabe des Eingabe-/Ausgabegerätes 7 positioniert die Rechen-/Regeleinrichtung 6 den Detektor 5 an den ausgewählten Meßstellen 4a, 4b des in der Druckmaschine 1 erstellten Druckproduktes. Die Auswahl der Meßstellen 4a, 4b erfolgt entweder manuell durch das Bedienpersonal oder aber automatisch unter Berücksichtigung vorgegebener Daten. Insbesondere werden von der Rechen-/Regeleinrichtung 6 die Meßstellen 4a, 4b üblicherweise pro Farbzone so ausgewählt, daß ihre Farborte im Farbraum in der Nähe der Unbuntachse liegen, da hier Farbschwankungen meist als besonders störend empfunden werden. In der Rechen-/Regeleinrichtung 6 wird der Ist-Farbort E_ist des jeweiligen Meßfeldes 4a, 4b bestimmt und mit einem vorgegebenen Sollwert E_soll verglichen.

Die Beeinflussung der Farbgebung in den Meßfeldern 4a, 4b des Druckproduktes 2 erfolgt über entsprechende Schichtdickenänderungen in den einzelnen Druckwerken, d. h., die Farbführungsorgane 9 der Druckmaschine 1 werden so justiert, daß ein gemessener Ist-Farbort E_ist mit einem vorgegebenen Soll-Farbort E_soll der entsprechenden Meßstelle 4a, 4b übereinstimmt. Ein entsprechendes Verfahren wird in der EP 03 24 718 A1 hinreichend beschrieben.

Die Berechnung der Soll-Stellungen der Farbführungsorgane 9 der Druckmaschine 1 wird in der Farbsteuerungseinheit 8 durchgeführt. Die jeweilige Ist-Stellung der Farbführungsorgane 9 in den Druckwerken der Druckmaschine 1 wird über Potentiometer-Rückmeldung an die Farbsteuerungseinheit 8 geleitet.

Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren "in-line" oder "off-line" zur Anwendung kommen. Der prinzipielle Aufbau einer Einrichtung, mit der eine "in-line" Messung, d. h. eine direkte Meßwerterfassung in ausgewählten Meßstellen 4a, 4b des Druckproduktes 2 in der Druckmaschine 1 erfolgen kann, wird beispielsweise in der DE 24 16 009 A1 beschrieben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist so ausgelegt, daß ein Farbumschlag innerhalb der Farbtoleranz E_tol um den Soll-Farbort E_soll ausgeschlossen wird.

In Fig. 2 ist der zulässige Bereich, innerhalb dessen ein akzeptabler Ist-Farbort E_ist liegen kann, ohne daß das menschliche Auge einen störenden Farbumschlag wahrnimmt, in der ab-Ebene eines Farbraumes Lab dargestellt. Analoge Betrachtungen ergeben sich für einen Luv-Raum.

Ein Farbort, hier der Soll-Farbort E_soll, wird in dem Farbraum durch die Koordinaten C₀, h₀ und L₀ beschrieben. C₀ kennzeichnet anschaulich die Buntheit und h₀ den Bunttonwinkel des Soll-Farbortes E_soll. Die Helligkeit L₀ des Soll-Farbortes E_soll spielt im Falle des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Rolle.

Der sogenannte zulässige Bereich um den Soll-Farbort E_soll liegt innerhalb eines Winkelbereiches h₀±α, d. h., liegt ein Ist-Farbort E_ist innerhalb dieses zulässigen Bereiches, so nimmt das Auge keinen störenden Farbumschlag wahr. Im gezeigten Fall beträgt der Winkel α, der die maximal zulässige Veränderung des Bunttonwinkels h₀ wiedergibt, 45°. Nur innerhalb dieses Winkelbereichs werden also noch für das menschliche Auge akzeptable Druckergebnisse erzielt.

Fig. 3 zeigt vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Wie in Fig. 1 ist die Lage der jeweiligen Soll-Farborte E_soll mit den Koordinaten C₀, h₀, L₀ in der ab- bzw. der uv-Ebene des entsprechenden Farbraumes dargestellt. Als zulässiger Winkelbereich wurde der Quadrant I der ab- bzw. uv-Ebene gewählt. Im vorliegenden Fall entspricht h₀ dem Winkel α=45° aus Fig. 2. Es sei noch einmal erwähnt, daß der zulässige Bereich den Winkelbereich um den Soll-Farbort E_soll kennzeichnet, in dem kein das menschliche Farbempfinden störender Farbumschlag auftritt.

Je nach Lage des Soll-Farbortes E_soll, charakterisiert durch die sich ändernden Koordinate C₀₁, C₀₂ bzw. C₀₃, sind drei Fälle zu unterscheiden. Im ersten Fall ist die Buntheit C₀₁ des Soll-Farbortes

E_{soll 1} ≧ C_max = 1/sin α * E_tol.

Solange diese Bedingung erfüllt ist, kann ein Ist-Farbort E_ist an jeder beliebigen Stelle dieses Toleranzbereiches E_tol liegen, ohne daß ein Farbumschlag im Druckbild auftreten würde. Ist α=45°, so bedeutet dies, daß C_max mindestens den 1,4fachen Wert von der Farbtoleranz E_tol haben muß.

Ein negativ sich bemerkbar machender Farbumschlag kann auftreten, sobald die Buntheit C₀₂ des Soll-Farbortes E_{soll 2} kleiner als die maximal zulässige Buntheit C_max wird. Für diesen zweiten Fall wird zusätzlich gefordert, daß C₀₂ C_min ist, d. h., zusammengefaßt erfüllt die Buntheit C₀₂ des Soll-Farbortes E_{soll 2} die Bedingung:

C_min C₀₂ < C_max.

Würde die Farbregelung/Farbsteuerung nunmehr alle Ist-Farborte E_ist ansteuern, die innerhalb der Farbtoleranz E_tol um den Soll-Farbort E_{soll 2} mit der Buntheit C₀₂ liegen, so würden dennoch im schraffiert gezeichneten Bereich nicht akzeptable Druckergebnisse erzielt werden, da hier der zulässige Bereich 10, in dem kein Farbumschlag auftritt, verlassen wird. In diesem Fall sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgendes vor: In den innerhalb des zulässigen Bereiches 2 * h₀ verbleibenden Kreisausschnitt der Farbtoleranz E_tol wird ein Toleranzkreis 11 gelegt, der an keiner Stelle den zulässigen Bereich verläßt. Der Mittelpunkt dieses Toleranzkreises 11 wird zum Ersatz-Soll-Farbort mit der Buntheit C′₀₂. Der neue Ersatz-Soll-Farbort mit C′₀₂ hat die Koordinaten

((E_tol + C₀) / (1 + sinα), h₀, L₀).

Die errechnete Farbtoleranz E′_{Tol 2} läßt sich mathematisch folgendermaßen ausdrücken:

E′_{Tol 2} = (E_tol + C₀₂) · (sinα / (1 + sinα)).

Aus der Fig. 3 ist weiterhin die Vorgehensweise ersichtlich, die zur Anwendung kommt, wenn die Buntheit C₀₃ des Farb-Soll-Ortes E_{soll 3} kleiner als die minimale Buntheit C_min ist. Wie bereits an vorhergehender Stelle beschrieben, kennzeichnet C_min die minimale Buntheit. C_min liegt im Bereich der Meßgenauigkeit des Detektors 5 bzw. der Eingabegenauigkeit der Stellgrößen für die Farbführungsorgane 9 der Druckmaschine 1. Würde auch jetzt, wie im vorhergehenden Fall, nur eine Farbtoleranz E′_Tol zugelassen werden, die innerhalb des zulässigen Bereiches liegt, so würde eine Regelung stattfinden, obwohl die Regelgenauigkeit dies nicht zuläßt. Andererseits würde natürlich eine Farbtoleranz E_tol um den Soll-Farbort E_{soll 3} mit der Buntheit C₀₃ im quergestreiften Bereich 12 eindeutig zu Farbumschlägen im Druckbild führen.

Ist die Buntheit C₀₃ des Soll-Farbortes E_{soll 3} kleiner als C_min, so wird folgende Vorgehensweise vorgeschlagen:

Die Rechentoleranz E′_{Tol 3} wird so groß gewählt wie bei dem Soll-Farbort E_soll, bei dem C₀=C_min ist. Der Ersatz-Soll-Farbort E′_{Soll 3} hat die Koordinaten

(C₀₃′ = C_grenz′ * C₀ / C_min, h₀, L₀).

Hierbei kennzeichnet C_grenz′ den Farbort, für den gilt:

C₀ = C_min.

Die Farbtoleranz E′_{Tol 3} des Ersatz-Soll-Farbortes mit C₀₃′ läßt sich durch folgende Formel ausdrücken:

E′_{Tol 3} = (E_tol + C_min) * (sinα / (1 + sinα)).

Aus der vorhergehenden Beschreibung läßt sich ablesen, daß sich das Problem eines Farbumschlages nur dann zeigt, wenn ein Soll-Farbort E_soll innerhalb eines gewissen Raumbereichs um die Unbuntachse liegt, d. h., daß Meßstellen, die zur Erkennung eines störenden Farbumschlages herangezogen werden, in der Nähe der Unbuntachse liegen müssen.

Claims (3)

1. Verfahren zur simultanen Mehrfarbregelung in einer Druckmaschine, bei dem die Farbführung mittels Farbdosiereinrichtungen in Farbzonen einstellbar ist, indem ein Druckbild photoelektrisch ausgemessen, aus den Meßwerten ein Ist-Farbort ermittelt und gegenüber einem mit einem Farbtoleranzbereich versehenen Soll-Farbort eines vorgegebenen Farbraums ausgeregelt wird, wobei der Farbort definitionsgemäß als auf einem Bunttonwinkelzeiger, der von der Unbuntachse ausgeht, liegender Buntheitswert besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung der Nähe des Buntheitswerts (C₀₁, C₀₂) zur Unbuntachse (0, 0, L) ein unterer sowie ein oberer Buntheitswert (C_min, C_max) festgelegt wird, daß bei Lage des Farborts oberhalb des unteren (C_min) und unterhalb des oberen (C_max) Buntheitswertes ein den Toleranzbereich (E_tol) einschließender Winkelbereich (h₀+α; h₀-α) um den Bunttonwinkelzeiger (h₀) festgelegt wird, der kleiner gleich dem Winkel zwischen den Achsen des Farbraumes ist, so daß der Toleranzbereich (E_tol) von den Schenkeln des Winkelbereiches (h₀+α, h₀-α) eingehüllt wird, so daß kein Farbumschlag innerhalb der Toleranz auftritt und daß bei Lage des Farborts unterhalb des unteren Buntheitswertes (C_min) der Toleranzbereich (E_tol) demjenigen des um den unteren Buntheitswert (C_min) mit dem Winkelbereich (h₀+α; h₀-α) bildbaren Toleranzbereich entspricht.

2. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß für den Fall, daß die Buntheit (C₀₂) des Soll-Farbortes (E_{soll 2}) größer oder gleich der minimalen Buntheit (C_min) ist,
• - ein neuer Soll-Farbort (E′_{Soll 2}) bestimmt wird, indem die Buntheit (C₀₂) des Soll-Farbortes (E_{soll 2}) auf einen Wert (C′₀₂) vergrößert wird, der sich aus der Beziehung C′₀₂ = (E_tol + C₀₂) / (1 + sinus α)ergibt, wobei der Winkel eine vorgegebene maximale zulässige Änderung des Bunttonwinkels (h₀₂) ist, und weiterhin die vorgegebene Toleranz (E_{tol 2}) auf einen Wert (E′_{tol 2}) verringert wird, der sich aus der BeziehungE′_{tol 2} = (E_{tol 2} + C₀₂) * (sinus α / 1 + sinus α)ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß für den Fall, daß die Buntheit (C₀₃) des Soll-Farbortes (E_{soll 3}) kleiner als die minimale Buntheit (C_min) ist,
• - ein neuer Soll-Farbort (E′_{Soll 3}) bestimmt wird, indem die Buntheit (C₀₃) des Soll-Farbortes (E_{soll 3}) auf einen Wert (C′₀₃) vergrößert wird, der sich aus der Beziehung C′₀₃ = C′_grenz * C₀₃ / C_minergibt, wobei sich die Buntheit (C′_grenz) aus der BeziehungC_grenz = (E_{tol * 3} + C_min) / (1 + sinus α)ergibt, und weiterhin die vorgegebene Toleranz (E_{tol 3}) auf einen Wert (E′_{tol 3}) verringert wird, der sich aus der BeziehungE′_{tol 3} = (E_{tol 3} + C_min) * (sinus α / 1 + sinus α)ergibt.