DE4311132A1 - Verfahren zur farbregelung/-steuerung in einer druckmaschine - Google Patents

Verfahren zur farbregelung/-steuerung in einer druckmaschine

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Heidelberger Druckmaschinen AG
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Farbregelung/-steuerung in einer Druckmaschine, wobei die Farbführung über die Verstellung einzelner Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken erfolgt.
Eine Steuerung der Farbführung im laufenden Druckprozeß stellt die wichtigste Möglichkeit dar, die Farbgebung und damit den Bildeindruck zu beeinflussen. Ziel der Farbführungssteuerung ist es, eine möglichst gute farbliche Übereinstimmung zwischen der Vorlage und dem Druck bzw. dem Fortdruck zu erreichen.
Spektrale Messungen der Remissionen von Farbmeßfeldern, die mathematische Umsetzung dieser Meßwerte in farbmetrische Größen und weiterführend in Steuerdaten für die Verstellung der Farbführungsorgane einer Druckmaschine sind aus der EP-PS 02 28 347 bekanntgeworden. Für den Farbabgleich zwischen Vorlage und Druck bzw. Fortdruck werden von Farbmeßfeldern, die in einer Druckmaschine gedruckt wurden, die spektralen Remissionen gemessen. Aus den Remissionen werden die entsprechenden Farbkoordinaten des Istfarbortes bestimmt. Durch Vergleich mit den Remissionen bzw. den Farbkoordinaten des entsprechenden Sollfarbortes eines o.k.-Bogens wird der Farbabstand zwischen Soll- und Istfarbort ermittelt. Dieser Farbabstand wird in Änderungen der Schichtdicken der Druckfarben umgerechnet. Die Steuerung der Farbführungsorgane selbst erfolgt entsprechend den errechneten Änderungen der Schichtdicken der einzelnen Druckfarben derart, daß der Gesamtfarbabstand zwischen Ist- und Sollfarbort minimal wird.
Aus der JP-PS 2-32566 ist eine Vorrichtung zum Messen der Rasterpunktflächendeckung von farbigen Druckprodukten bekannt­ geworden. Die Rasterdichten entsprechender Meßstellen von farbigen Druckprodukten werden durch Filter der Farben Rot, Grün und Blau hindurch gemessen. Aus den Rasterdichten werden über die Formel von Murray-Davis die Flächendeckungen in den Druckfarben Cyan, Magenta und Yellow berechnet. Die Rasterdichten werden nach der Formel von Yule-Nielsen bestimmt. Unter Berücksichtigung der errechneten Flächendeckungen werden die theoretischen Rasterdichten ermittelt. Diese theoretischen Rasterdichten werden mit den gemessenen Rasterdichten verglichen. In einem iterativen Verfahren werden die Rasterdichten bzw. die Flächendeckungen derart geändert, daß die Abweichung zwischen theoretischer Rasterdichte und gemessener Rasterdichte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt.
Nachteilig bei der in der JP-PS 2-32566 beschriebenen Vorrichtung ist die Beschränkung auf die drei Standarddruckfarben Cyan, Magenta, Yellow. Eine Farbsteuerung der Druckfarbe Schwarz oder von Sonderfarben ist mit der in der japanischen Patentschrift beschriebenen Methode nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Farbregelung/-steuerung zu schaffen, das uneingeschränkt für alle Druckfarben anwendbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dichtespektren von Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung sowie des Papierweiß' gespeichert sind, daß die Dichtespektren von mindestens einer Meßstelle pro Farbzone an einer Vorlage und an den entsprechenden Stellen auf einem Druckprodukt bestimmt werden, daß die gemessenen Dichtespektren von der Vorlage und dem Druckprodukt als Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden gewichteten Dichtespektren der Probedrucke der einzelnen Druckfarben und des Papierweiß′ dargestellt werden, wobei die Flächendeckungsgrade so berechnet werden, daß die Dichtespektren optimal durch die Linearkombination approximiert werden, und daß die Farbzufuhr bei einer Abweichung der Flächendeckungsgrade von Druckprodukt und Vorlage derart geändert wird, daß eine Angleichung der Dichtespektren erreicht wird.
Die Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj bzw. ap gewichteten Dichtespektren D(λ) bzw. P(λ) hat die Form:
Da sich die gemessenen Dichtespektren aus diskreten Meßpunkten zusammensetzen, handelt es sich bei den Größen DT bzw. DM, Dj und P um Vektoren.
In Komponentenschreibweise lautet die Formel, wenn das Dichtespektrum an n Meßstellen bestimmt wird und am Druckprozeß die Standardfarben Black (K), Magenta (M), Cyan (C), Yellow (Y) sowie das Papierweiß (P) beteiligt sind:
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Flächendeckungsgrade aj der einzelnen, am Druckprozeß beteiligten Druckfarben mittels der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung berechnet werden.
In Kurzschreibweise läßt sich die zuvor genannte Formel (2) in Form von
b = A * X (3)
zusammenfassen, wobei b und X Vektoren darstellen und A eine Matrix symbolisiert.
Der Vektor X, der die quadratische Gleichung
(A * X-b)² (4)
minimiert, lautet
X = (At * A)-1 * At * b (5)
wobei At die zu A transformierte Matrix bezeichnet.
Der Vektor X bzw. die Komponenten des Vektors X, d. h. die Flächendeckungsgrade aj, lassen sich daraus problemlos bestimmen. Durch die Angleichung der Flächendeckungsgrade aj der Meßstellen des Druckproduktes an die der Vorlage wird eine optimale farbliche Übereinstimmung zwischen Vorlage und Druckprodukt erzielt.
Ein herausragender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Messungen an der Vorlage bzw. am Druckprodukt nicht mehr ausschließlich in den Meßfeldern eines Druckkontrollstreifens durchgeführt werden müssen. Ohne weiteres ist das erfindungsgemäße Verfahren auch anwendbar, wenn die Meßstellen innerhalb des Sujets des Druckproduktes bzw. der Vorlage liegen.
Hinsichtlich der Auswahl der Meßstellen ist vorgesehen, daß diese Meßstellen entweder durch das Bedienpersonal ausgewählt werden oder daß die Auswahl automatisch erfolgt. Beispielsweise ist vorgesehen, daß nur solche Meßfelder ausgewählt werden, die alle am Druckprozeß beteiligten Farben aufweisen.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß eine Messung an einer ausgewählten Meßstelle erst erfolgt, wenn sichergestellt ist, daß der Druckprozeß sich in einem Steady-State-Zustand befindet.
Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße Verfahren sowohl inline als auch offline anwendbar. So ist es bei dem heutigen Stand der Technik ohne weiteres möglich, die Meßstellen spektrometrisch während des Maschinenlaufs im Druckbild auszumessen.
Alternativ hierzu ist vorgesehen, daß ein bedruckter Bogen auf einem bekannten Farbsteuerpult spektrometrisch ausgemessen wird.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die Dichtespektren an mehreren ausgewählten Meßstellen der Farbzonen des Druckbogens gemessen werden, und daß als Dichtespektrum dann ein integraler Mittelwert aus den gemessenen Dichtespektren gebildet wird.
Durch diese Maßnahme - ebenso wie durch die Maßnahme, daß ein integraler Mittelwert aus den an verschiedenen Bogen gemessenen Dichtespektren gebildet wird - werden kurzfristige Schwankungen, die in einzelnen Farbzonen oder einzelnen Druckwerken auftreten, herausgemittelt. Diese kurzfristigen, zufälligen Schwankungen werden beispielsweise durch den Duktorhub oder die seitliche Oszillation der Farbreibwalzen verursacht.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Stellungen der Farbzonenschrauben in Abhängigkeit von der Änderung des Dichtespektrums und in Abhängigkeit von verschiedenen, die Farbführung beeinflussenden Faktoren, beispielsweise der Farbzügigkelt oder der Temperatur, abgespeichert sind.
Hinsichtlich der Art der Vorlage, an der die Sollfarbdichten bestimmt werden, wird vorgeschlagen, daß es sich hierbei um einen in der Druckmaschine bedruckten o.k.-Bogen, um ein Original oder um einen Proof handelt.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin vorgesehen, daß der Flächendeckungsgrad in den einzelnen Druckfarben direkt an den entsprechenden Druckplatten bestimmt wird. Auf diese Weise lassen sich unproblematisch Anfangswerte für die Stellung der Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken erhalten.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß vor Einstellung der errechneten Farbzonenstellungen dem Bedienpersonal die errechnete Änderung hinsichtlich der Öffnung der Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken angezeigt wird. Auf diese Weise wird dem erfahrenen Bedienpersonal die Möglichkeit gegeben, aktiv in die Farbführung einzugreifen.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figur näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Farbregelung.
Die Rechenoperationen, die in den einzelnen Blöcken durchzuführen sind, werden von einem Computer ausgeführt. Dieser Computer steuert weiterhin die Farbzonenschrauben entsprechend den errechneten Stellwerten Xj an.
Block 1 dieses Diagramms kennzeichnet eine Speichereinrichtung, in der die Dichtespektren Dj(λ) von Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung sowie das Dichtespektrum von Papierweiß P(λ) gespeichert sind. Da sich die Druckfarben, beispielsweise die Standardfarben Cyan, Magenta, Yellow und Black, je nach Farbenhersteller bei gleicher Flächendeckung in ihren Dichtespektren Dj(λ) unterscheiden, - gleiches gilt auch für das Dichtespektrum von Papierweiß P(λ), das je nach verwendeter Papierart variiert, und für die Dichtespektren Dj(λ) von Sonderfarben - ist vorgesehen, daß die Probedrucke der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung vor Beginn des Druckprozesses ausgemessen und anschließend abgespeichert werden. Die gemessenen Dichtespektren Dj(λ) können für Wiederholaufträge genutzt werden. Eine Auswahl der relevanten Dichtespektren Dj(λ) erfolgt bei weiteren Druckaufträgen in Abhängigkeit von den verwendeten Druckfarben und der verwendeten Papiersorte. Vorteilhafterweise ist diese Einrichtung somit als lernendes System ausgebildet.
Die Messung der Dichtespektren Dj(λ) erfolgt mittels eines Spektrometers. Dieses Spektrometer mißt die Dichte in Abhängigkeit von der Wellenlänge an ausgewählten Stellen im sichtbaren Bereich des Spektrums.
In Block 2 des Diagramms wird das Dichtespektrum DT(λ) von mindestens einer Meßstelle pro Farbzone an einer Vorlage bestimmt. Bei der Vorlage kann es sich beispielsweise um einen in der Maschine bedruckten o.k.-Bogen, um einen Proof oder um das Original handeln. Um eine Fehlerquelle auszuschließen, die sich aus der Ähnlichkeit der Dichtespektren mancher Druckfarben ergibt - als Beispiel seien die Farbe Schwarz und die Sonderfarbe Silber genannt -, kann die Information über den Flächendeckungsgrad in den einzelnen Druckfarben vorab von einem Druckplattenscanner ermittelt werden. Diese Information wird in Block 3 des Diagramms berücksichtigt.
In diesem Block 3 werden die gemessenen Dichtespektren der Vorlage als Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λ) der Probedrucke der einzelnen Farben und des Papierweiß′ P(λ) dargestellt. Die Flächendeckungen aj werden mittels der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung berechnet.
Aus den Flächendeckungsgraden aj der einzelnen Druckfarben in den einzelnen Farbzonen werden in Block 5 des Diagramms die Stellgrößen XK, XC, XM, XY für die Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken errechnet.
In Block 6, der schematisch eine Vierfarben-Offsetdruckmaschine kennzeichnet, werden die Einstellungen der Farbzonenschrauben entsprechend den errechneten Werten vorgenommen. Ein durch die Druckmaschine laufender Bogen oder eine durch die Druckmaschine laufende Bahn wird sukzessive in den einzelnen Druckwerken mit den Druckfarben Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb bedruckt.
Im Offsetdruck wird die Druckqualität nicht allein durch eine optimierte Farbregelung bestimmt. Ebenso wichtig ist eine optimierte Feuchtmittelregelung - zumindest gilt dies für den Fall des Naß-Offsetdruck. Eine befriedigende Druckqualität läßt sich nur erreichen, wenn ein Gleichgewicht zwischen zugeführter Farbe und zugeführtem Feuchtmittel besteht.
Ein optimaler Kontrast und damit eine sehr gute Druckqualität werden in der Nähe der sogenannten Schmiergrenze erreicht. Diese Schmiergrenze ist dadurch definiert, daß die zugeführte Feuchtmittelmenge so dosiert ist, daß die nicht-druckenden Bereiche anfangen Farbe anzunehmen.
Die Schmiergrenze stellt damit eine kritische Grenze im Offsetdruck dar: Ist die Feuchtmittelführung einerseits zu gering, beginnen die nicht-druckenden Bereiche zu tonen. Es wird Makulatur gedruckt. Ist andererseits die zugeführte Feuchtmittelmenge zu hoch, verschlechtert sich der Kontrast und damit die Druckqualität, was soweit führen kann, daß Wassermarken im Druckbild auftreten. Auch hier wird Makulatur gedruckt.
Bei dem erfindungsgemäßen Farbregelungsverfahren wird daher vorausgesetzt, daß die Feuchtmittelführung so ausgelegt ist, daß in der Nähe der Schmiergrenze gedruckt wird.
In Block 7 des Diagramms wird berücksichtigt, daß nach einer Änderung der Einstellung der Farbzonenschrauben eine gewisse Zeit vergeht, bis der Druckprozeß sich stabilisiert hat.
Nach einer vorgegebenen Zeit werden auf einem Druckprodukt gemäß Block 8 die Dichtespektren an den Stellen bestimmt, die zuvor auch auf der Vorlage ausgemessen wurden.
In Block 9 werden die gemessenen Dichtespektren von dem Druckprodukt DM(λ) als Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λ) der Probedrucke der einzelnen Druckfarben und des Papierweiß′ dargestellt. Auch hier werden die Flächendeckungen aj beispielsweise mittels der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung errechnet. Hierbei ist es vorteilhaft, daß mehrere Messungen an verschiedenen Bogen durchgeführt werden und daß aus diesen Meßwerten ein integraler Meßwert gebildet wird. Hierdurch werden kurzzeitige Schwankungen in der Farbzuführung, die beispielsweise durch den Duktorhub oder durch andere dynamische Effekte verursacht werden, ausgefiltert. Derartige Berechnungen werden im Block 8 des Diagramms ausgeführt. Die aus den Flächendeckungsgraden aj berechneten oder experimentell bestimmten Stellgrößen XK, XM, XC, XY für die Farbzufuhr in den einzelnen Druckwerken werden mit den entsprechenden Sollwerten verglichen. Dieser Vergleich erfolgt in der Summierstelle gemäß Block 9 des Diagramms. Bei einer Abweichung zwischen der Sollstellung und der Iststellung der Farbzonenschrauben werden diese derart geändert, daß eine Angleichung der Dichtespektren DT(λ) und DM(λ) erzielt wird.

Claims (17)

1. Verfahren zur Farbregelung/-steuerung in einer Druckmaschine, wobei die Farbführung über die Verstellung einzelner Farbzonenschrauben in den einzelnen Druckwerken erfolgt, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß die Dichtespektren Dj (λi) (j = Druckfarben, Papierweiß; i = 1, . . . n die Anzahl der Meßstellen im Spektrum) von Probedrucken der einzelnen Druckfarben mit vorgegebener Flächendeckung sowie des Papierweiß′ gespeichert sind,
  • - daß die Dichtespektren von mindestens einer Meßstelle pro Farbzone an einer Vorlage DT(λi) und an den entsprechenden Stellen auf einem Druckprodukt DP(λi) bestimmt werden,
  • - daß die gemessenen Dichtespektren von der Vorlage DT(λi) und dem Druckprodukt DM (λi) als Linearkombination der mit den Flächendeckungsgraden aj gewichteten Dichtespektren Dj(λi) der Probedrucke der einzelnen Druckfarben und des Papierweiß′ dargestellt werden, wobei die Flächendeckungsgrade aj so berechnet werden, daß die Dichtespektren DT(λi), DM(λi) optimal durch die Linearkombination approximiert werden, und
  • - daß die Farbzufuhr bei einer Abweichung der Flächendeckungsgrade von Druckprodukt und Vorlage derart geändert wird, daß eine Angleichung der Dichtespektren erreicht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächendeckungsgrade aj der einzelnen Druckfarben mittels der Methode der kleinsten quadratischen Abweichung berechnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Meßstellen um die Meßfelder eines Druckkontrollstreifens handelt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Meßstellen um Meßfelder innerhalb des Sujets des Druckproduktes bzw. der Vorlage handelt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Meßstellen automatisch nach vorgegebenen Kriterien erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Meßstellen durch das Bedienpersonal erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung am Druckprodukt erst bei Erreichen des Steady-State-Zustandes erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen während des Maschinenlaufs in der Druckmaschine spektrometrisch ausgemessen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstellen des Druckbogens offline spektrometrisch ausgemessen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtespektren DM(λ) an mehreren Meßstellen der Farbzonen des Druckbogens gemessen werden und daß als Dichtespektrum ein Mittelwert aus den gemessenen Dichtespektren DM(λ) gebildet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtespektren DM(λ) der Meßstellen an verschiedenen Druckbogen gemessen werden, und daß als Dichtespektrum ein integraler Mittelwert aus den gemessenen Dichtespektren DM(λ) gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinien zwischen der Öffnung der Farbzonenschrauben Xj und der Änderung des Dichtespektrums experimentell in Abhängigkeit von verschiedenen, die Farbführung beeinflussenden Faktoren bestimmt und abgespeichert sind.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorlage um einen in der Druckmaschine bedruckten o.k.-Bogen handelt.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorlage um das Original handelt.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Vorlage um einen Proof handelt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flächendeckungsgrade aj in den einzelnen Druckfarben vor Druckbeginn an den entsprechenden Druckplatten bestimmt werden, und
daß die ermittelten Flächendeckungsgrade aj als Voreinstellwerte für die Farbzonenöffnungen der entsprechenden Druckwerke verwendet werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Bedienpersonal die errechnete Änderung hinsichtlich der Öffnung der Farbzonenschrauben Xj in den einzelnen Druckwerken angezeigt wird, und
daß dem Bedienpersonal die Möglichkeit gegeben ist, Änderungen vorzunehmen.
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