EP0143744B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Druckqualität und/oder Regelung der Farbführung bei einer Offset-Druckmaschine und mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgestattete Offset-Druckmaschine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Druckqualität und/oder Regelung der Farbführung bei einer Offset-Druckmaschine und mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgestattete Offset-Druckmaschine Download PDF

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EP0143744B1
EP0143744B1 EP84810525A EP84810525A EP0143744B1 EP 0143744 B1 EP0143744 B1 EP 0143744B1 EP 84810525 A EP84810525 A EP 84810525A EP 84810525 A EP84810525 A EP 84810525A EP 0143744 B1 EP0143744 B1 EP 0143744B1
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EP
European Patent Office
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printing
surface coverages
process according
image element
determined
Prior art date
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EP84810525A
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English (en)
French (fr)
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EP0143744A1 (de
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Guido Keller
Andreas Spiess
Hans Ott
Rolf Boegli
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Gretag AG
Original Assignee
Gretag AG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0027—Devices for scanning originals, printing formes or the like for determining or presetting the ink supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0036—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0036—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control
    • B41F33/0045—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control for automatically regulating the ink supply

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for assessing the print quality and / or regulating the ink flow in an offset printing machine according to the preamble of claim 1 and 15, and to an offset printing machine equipped with a corresponding device according to the preamble of claim 17.
  • the assessment of the print quality and regulation of the color routing is usually carried out with the help of standardized color control strips. These printed control strips are evaluated densitometrically and the color values of the printing press are then adjusted accordingly.
  • the measurement of the color control strips can be done on the running machine with so-called machine densitometers or off-line by means of e.g. B. an automatic scanning densitometer, the control loop to the inking units in both cases open (quality assessment) or closed (machine control).
  • a representative example of a computer-controlled printing machine with a closed control loop is in U.S. Patent 4,200,932.
  • US Pat. No. 3,376,426 describes a multicolor printing machine which is controlled by a machine densitometer and does not require color measuring strips. With this printing machine, the individual printed sheets are scanned point by point, the reflectance values obtained are converted into densities (logarithmic) and the color densities are transformed into analytical color densities in a nonlinear unmasking operation. These analytical color densities are compared directly with the analytical color densities of an OK sheet obtained and stored in the same way, and a signal is obtained from the comparison result that indicates the deviation of the color guide from the target setting and by means of which the color guide can be adjusted.
  • the printed products on the running printing press are photoelectrically scanned picture-by-picture over the entire image area by means of a machine densitometer.
  • the sample values from the individual picture elements are compared with the sample values of a reference printed product (O.K. sheet), which may have been prepared, and a quality decision "good” or "bad” is made on the basis of the comparison result according to certain criteria.
  • the decision criteria include the number of picture elements which differ from the corresponding picture elements of the reference by more than a certain degree of tolerance, the differences in the sampled values summed up over selected image areas to the corresponding sampled values of the reference and the differences between the sampled values summed up via certain scan tracks corresponding values of the reference.
  • the aim of the invention is to provide a system for mechanical quality assessment of printed products and corresponding regulation of the ink guide members on a printing press, which is improved compared to the prior art, in particular with regard to accuracy and reliability, and does not require color control strips.
  • a machine densitometer is also of conventional design, which scans the printing units (printing sheets 4) photoelectrically.
  • An electronic system in the form of a process computer 5 is connected to the machine densitometer 3, which controls all functional sequences of the machine densitometer and evaluates the remission data generated by it.
  • the result of this evaluation are control values or signals with which the ink guide elements 2 of the printing press are influenced.
  • the process computer can also process the measurement data into quality measures for assessing the print quality.
  • the photoelectric measurement of the individual printed products takes place picture-wise, ie the printed sheets are divided into picture elements and the reflectance in each picture element is determined in four spectral ranges (infrared for black, red for cyan, green for magenta and blue for yellow).
  • Picture element sizes that are reasonable in practice are 0.5 x 0.5 mm 2 to approximately 20 x 20 mm 2 , preferably approximately 1 x 1 mm 2 to 10 x 10 mm 2 .
  • the reflectance values for the individual picture elements do not all have to come from the same printed sheet; the emission detection mg can rather also be distributed over several printed sheets (less expenditure in terms of apparatus).
  • the measured remissions are not converted into density values but are immediately "unmasked", i.e. the associated area coverings for the printing inks are calculated from the four remissions of each image element. This calculation is carried out in a manner to be explained in more detail by solving the Neugebauer equations.
  • the unmasking of the remissions is indicated in the drawing by the box 51 within the process computer 5.
  • the further processing of the measurement data is only indicated in the drawing for a single printing ink (black).
  • the measurement data relating to the other printing inks is processed analogously.
  • the printer gives the OK for continued printing.
  • the print sheets created at this point in time and immediately afterwards can be used as a reference (OK sheet).
  • This reference (in the form of a single sheet or in the form of several successive sheets) is now measured and unmasked according to the picture element above.
  • the area coverings of all image elements of the reference, hereinafter referred to as target area coverings, calculated in this way are stored in four area coverage matrices 52 each associated with a printing ink.
  • four weight matrices each assigned to a printing ink are calculated (block 53) and stored (block 54).
  • Each image element is assigned a weighting factor for each printing ink, which indicates the certainty with which the area coverage of this color can be determined in this image element. More details about these weight factors are explained below.
  • the color of the press is divided into zones.
  • the weight factors are therefore added up in block 55 according to their belonging to a zone.
  • a total weight is then obtained for each zone and printing ink, which represents a measure of the security with which a change in the color guidance in this zone can be measured.
  • production sheets are measured continuously or from time to time in the same way as the reference (OK sheet) and compared with the reference.
  • the surface coverings of the continuous printing (actual surface coverings) obtained after the unmasking from the remissions are compared picture element by picture element with the corresponding target surface coverings of the reference (subtraction level 56) and the deviations from the target surface coverings with the associated ones stored in the weight matrices 54 Weighted factors weighted (multiplier 57).
  • the weighted deviations are summed up zone by zone for each printing ink (summer 58) and finally the zonal sums thus formed are normalized by division (divider 59) by the assigned zonal total weight.
  • the result of these steps is then a weighted, standardized zonal deviation per printing zone and printing ink, which expresses the relative color deviation in the printing zone during the printing process and can be used as a control signal for the assigned ink guide element 2.
  • the comparison of target and actual area coverings is preferably carried out online, so that the individual measured values of the production run do not have to be saved.
  • the deviations of the surface coverings can also be converted into coordinate deviations in the color space. Different weights corresponding to the importance of the image can be assigned to the individual image elements and the deviations can thus be weighted. In this way, changes in the visual impression of the printed image or a measure of quality can be determined.
  • B j -BN j are constants that depend on the printing order and the solid density. Their values can be measured empirically from corresponding color tables. For the print order B, C, M, Y, for example, they were determined as follows for a solid density of approximately 1.5:
  • the security with which deviations in the area coverage of a picture element can be determined depends on several parameters. At approx. 50-70%, area coverage, the dot increase has the greatest effect when the solid tone increases in density. This means that medium area coverages have to be taken into account more than large or small area covers. In a quiet environment (homogeneous surface coverage), incorrect positioning plays a smaller role than in a moving environment. Are at If several colors are printed at the same point, the individual color can be isolated less precisely.
  • three partial weights are defined for each picture element and / or printing ink, namely a partial weight G 1 dependent on the area coverage, a partial weight G 2 depending on the environment and a partial weight G 3 dependent on the foreign color. The three partial weights are multiplied together and together result in the weight factor already mentioned for each picture element and each printing color.
  • the individual partial weights can also be weighted differently when combined with the weight factor, which can be expressed as follows:
  • g i -g 3 mean the influence weights of the three partial weights. These influencing weights are in the range from 0 to 1. Usually, G receives the strongest and G 2 the weakest influencing weight.
  • G 4 For special printing originals, it is conceivable to introduce a fourth weight G 4 .
  • G 4 certain areas of the printed sheet can be rated stronger or weaker.
  • the areas and G 4 can be entered interactively by the printer via a computer terminal.
  • G 4 can be used to suppress the rating of printed text.
  • Deviations in the color scheme have an effect at approx. 50-70%, surface coverage has the greatest impact. With medium area coverings, deviations can thus be determined with greater certainty.
  • the area weight-dependent partial weight G is chosen such that it is maximum for medium area coverings, but drops towards smaller and larger area coverings.
  • Suitable courses are, for example, parabolas, triangles, trapezoids, the maximum value 1 of the partial weight being odet around 50% area coverage.
  • partial weight curves are as follows:
  • indexes i, j for picture elements and printing ink are omitted in these formulas for the sake of simplicity.
  • a Laplace operator of the general type is particularly suitable as a simple differential operator in a 3 x 3 picture element environment:
  • the environment taken into account can be enlarged as desired.
  • the diagonal coefficients can also be taken into account ( ⁇ 0).
  • the environment-dependent partial weight G 2 (for each picture element and for each printing ink) is then calculated from the following formula: where
  • the partial weight G 3 then results as the product of the reflectance values of the foreign color components exposed with the corresponding influencing coefficients:
  • ß B , ßc, ß M and ßy are the remissions in the colors B, C, M.
  • Y and a jl to a j4 the mentioned coefficients of influence.
  • the index j denotes the respective printing ink for which the partial weight applies.
  • B, C, M and Y these coefficients can be represented in a matrix: Practical values are for example:
  • Partial weight G 1 also has the focus at approx. 50%, area coverage. G 1 thus causes a dynamic compression of the deviations with larger and smaller area coverings. Is z. B. the trapezoidal function of G 1 chosen wide enough, however, there are only slight distortions of the absolute deviations.
  • an additional scanner must be attached before and after the printing unit of the fifth and sixth color. With the measurement before and after the printing unit, the contribution of the last printed color can be calculated and the deviation from the target value can be determined.
  • the area-dependent partial weight G 1 must be 1 for medium and full tones.
  • the foreign color-dependent partial weight G 3 becomes 0 for each picture element with a (also small) area coverage of a foreign color. This ensures that only pure colors are measured.
  • the target values of the surface coverings are obtained from a reference in the form of one (or more) OK sheet.
  • a reference in the form of one (or more) OK sheet.
  • Such an alternative is e.g. B. in using the printing plates themselves as a reference.
  • the individual printing plates are divided into picture elements in the same way as the printed products to be tested.
  • the picture elements are scanned photoelectrically and the area coverage is determined for each picture element. There are two options for further processing.
  • Either the measured area coverage of each image element of each printing plate is converted into corresponding area coverage in the print using the printing characteristic of the printing press (empirical, tables) and then directly used as target area coverage for comparison with the actual area coverage, or the measured area coverage is based on the printing characteristic curve converted into remission values, which are then unmasked again as described above and thereby transformed into the target area coverings.
  • the reference is synthesized from the printing plates to a certain extent.
  • FIG. 2 shows a block diagram of a device operating according to this variant.
  • the process computer 5 is connected to the already mentioned machine densitometer 3 and the ink guide elements 2 of the printing press.
  • a plate scanner 6 is also provided, which is also connected to the process computer 5.
  • the plate scanner 6 is of a conventional type (for example according to US Pat. Nos. 4,131,879 and 3,958,509 or EP Publ. No. 69572, 96227 and 29561) and scans the individual printing plates point-by-point photoelectrically.
  • the scanning points (spots) can coincide with the picture elements or can preferably be significantly smaller than these. In the latter case, the area coverage of the individual picture elements can be determined with greater resolution and thus more precisely and reliably. Details on the pre-calculation of the remissions or the determination of the surface densities from the printing plates can be found in the CH patent application No. 5965/83 of November 4, 1983.
  • control of the printing process can also take place on the basis of a reference in the form of the underlying printing plates (or perhaps even on the basis of the last underlying raster films or the like). Mixed operation is also possible.
  • the OK sheet already matches the "synthesized" reference calculated in advance on the basis of the printing plates, so that a special measurement of an OK sheet is not necessary.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beurteilung der Druckqualität und/oder Regelung der Farbführung bei einer Offset-Druckmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 15 sowie eine mit einer entsprechenden Vorrichtung ausgestattete Offset-Druckmaschine gemäss Oberbegriff von Anspruch 17.
  • Die Beurteilung der Druckqualität und Regelung der Farbführung erfolgt üblicherweise mit Hilfe von standardisierten Farbkontrollstreifen. Diese mitgedruckten Kontrollstreifen werden densitometrisch ausgewertet und danach die Farbwerte der Druckmaschine entsprechend eingestellt. Die Ausmessung der Farbkontrollstreifen kann dabei an der laufenden Maschine mit sogenannten Maschinendensitometern oder off-line mittels z. B. eines automatischen Abtastdensitometers erfolgen, wobei der Regelkreis zu den Farbwerken hin in beiden Fällen offen (Qualitätsbeurteilung) oder geschlossen (Maschinenregelung) sein kann. Ein repräsentatives Beispiel für eine rechnergesteuerte Druckmaschine mit geschlossenem Regelkreis ist u.a. in der US-PS 4 200 932 beschrieben.
  • In der Praxis kommt es z. B. aus Formatgründen sehr häufig vor, dass die Verwendung eines Farbkontrollstreifens nicht möglich ist. In diesen Fällen erfolgt die Qualitätsbeurteilung in der Regel nach wie vor visuell und entsprechend die Farbführung aufgrund der visuellen Beurteilung von Hand.
  • In US-PS 3 376 426 ist eine über ein Maschinendensitometer gesteuerte Mehrfarben-Druckmaschine beschrieben, die ohne Farbmeßstreifen auskommt. Bei dieser Druckmaschine werden die einzelnen Druckbögen punktweise abgetastet, die dabei gewonnenen Remissionswerte werden in Dichten umgerechnet (logarithmiert) und die Farbdichten werden in einer nichtlinearen Entmaskierungsoperation in analytische Farbdichten transformiert. Diese analytischen Farbdichten werden unmittelbar mit auf dieselbe Art gewonnenen und gespeicherten analytischen Farbdichten eines OK-Bogens verglichen und aus dem Vergleichsergebnis wird für jede Druckfarbe ein Signal gewonnen, welches die Abweichung der Farbführung von der Solleinstellung anzeigt und anhand von welchem die Farbführung nachgestellt werden kann.
  • Dieses in der US-PS 3 376 426 beschriebene System hat sich jedoch in der Praxis nicht bewährt. Einer der Hauptgründe dürfte darin zu sehen sein, dass die Berücksichtigung der Nebenabsorptionen und des Uebereinanderdrucks bei diesem System nicht in ausreichendem Masse gelöst ist.
  • Neuerdings ist auch schon ein System bekannt geworden (siehe z. B. die publizierte UK-Patentanmeldung 2 115 145), das auch ohne Farbkontrollstreifen eine maschinelle Beurteilung von Druckerzeugnissen ermöglicht. Bei diesem System werden die Druckerzeugnisse an der laufenden Druckmaschine mittels eines Maschinendensitometers über die gesamte Bildfläche bildelementweise fotoelektrisch abgetastet. Die Abtastwerte aus den einzelnen Bildelementen werden, eventuell nach einer speziellen Aufbereitung, mit den gegebenenfalls aufbereiteten Abtastwerten eines Referenzdruckerzeugnisses (O.K.-Bogen) verglichen und anhand des Vergleichsergebnisses wird nach bestimmten Kriterien eine Qualitätsentscheidung "gut" bzw. "schlecht" getroffen. Zu den Entscheidungskriterien gehören die Anzahl der Bildelemente, die sich um mehr als ein gewisses Toleranzmass von den entsprechenden Bildelementen der Referenz unterscheiden, die über ausgewählte Bildbereiche aufsummierten Unterschiede der Abtastwerte zu den entsprechenden Abtastwerten der Referenz und die über gewisse Abtastspuren aufsummierten Unterschiede der Abtastwerte zu den entsprechenden Werten der Referenz.
  • Dieses neue System bringt zwar bereits einen gewissen Fortschritt, ist jedoch noch in mancher Hinsicht verbesserungsfähig.
  • Durch die Erfindung soll ein gegenüber dem Stand der Technik insbesondere hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit verbessertes, ohne Farbkontrollstreifen auskommendes System zur maschinellen Qualitätsbeurteilung von Druckerzeugnissen bzw. entsprechenden Regelung der Farbführungsorgane an einer Druckmaschine geschaffen werden.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren, die erfindungsgemässe Vorrichtung und die entsprechende erfindungsgemässe Offset-Druckmaschine, die dieser der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe gerecht werden, sind in den Ansprüchen 1, 15 und 17 beschrieben. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung rein beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine stark vereinfachte, schematische Darstellung der erfindungsrelevanten Teile eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Offset-Druckmaschine und
    • Fig. 2 ein Blockschema einer Ausführungsvariante.
  • Von der eigentlichen, konventionell aufgebauten Druckmaschine sind in der Zeichnung lediglich das letzte Druckwerk 1 sowie die Farbführungsorgane 2 angedeutet. Mit 3 ist ein Maschinendensitometer ebenfalls konventioneller Bauart bezeichnet, welches die Druckwerke (Druckbögen 4) fotoelektrisch abtastet. An das Maschinendensitometer 3 ist ein elektronisches System in Form eines Prozessrechners 5 angeschlossen, welcher alle Funktionsabläufe des Maschinendensitometers steuert und die von diesem erzeugten Remissionsdaten auswertet. Das Ergebnis dieser Auswertung sind Stellwerte oder -signale, mit denen die Farbführungsorgane 2 der Druckmaschine beeinflusst werden. Anstelle von Stellsignalen oder zusätzlich dazu kann der Prozessrechner die Messdaten auch zu Qualitätsmassen für die Beurteilung der Druckqualität verarbeiten.
  • Soweit entspricht die dargestellte Anordnung im grossen und ganzen dem bekannten Stand der Technik wie er u.a. etwa durch die eingangs angeführten Druckschriften gegeben ist. Der Hauptunterschied gegenüber diesem liegt vor allem in der Erfassung der Messdaten sowie in deren Verarbeitung.
  • Die fotoelektrische Ausmessung der einzelnen Druckerzeugnisse erfolgt bildelementweise, d.h. die Druckbögen werden in Bildelemente eingeteilt und in jedem Bildelement wird die Remission in vier spektralen Bereichen (Infrarot für Black, Rot für Cyan, Grün für Magenta und Blau für Yellow) bestimmt. Für die Praxis vernünftige Bildelementgrössen liegen bei 0,5 x 0,5 mm2 bis etwa 20 x 20 mm2, vorzugsweise etwa 1 x 1 mm2 bis 10 x 10 mm2. Selbstverständlich müssen die Remissionswerte für die einzelnen Bildelement nicht alle aus demselben Druckbogen stammen, die Pemissionserfass mg kann vielmehr auch über mehrere Druckbögen verteilt sein (apparativ geringerer Aufwand). Beispiele für geeignete Maschinendensitometer, mit denen die Druckerzeugnisse in der beschriebenen Weise bildelementweise abgetastet werden können, sind u.a. in US-PS Nos. 2 968 988, 3 376 426, 3 835 777, 3 890 048 und 4 003 660 beschrieben.
  • Die gemessenen Remissionen werden gemäss einem wichtigen Aspekt der Erfindung nicht in Dichtewerte umgerechnet sondern sofort "demaskiert", d.h., es werden aus den vier Remissionen jedes Bildelements die zugehörigen Flächenbedeckungen für die beteiligten Druckfarben errechnet. Diese Berechnung erfolgt in noch näher zu erklärender Weise durch Auflösung der Neugebauer-Gleichungen. Die Demaskierung der Remissionen ist in der Zeichnung durch den Kasten 51 innerhalb des Prozessrechners 5 angedeutet.
  • Die weitere Verarbeitung der Messdaten ist in der Zeichnung nur für eine einzige Druckfarbe (Black) angedeutet. Die Verarbeitung der sich auf die übrigen Druckfarben beziehenden Messdaten erfolgt analog.
  • Wenn der Druckprozess (von Hand) richtig eingestellt ist und die gewünschte Druckqualität erreicht ist, gibt der Drucker das OK für den Fortdruck. Die zu diesem Zeitpunkt und unmittelbar danach erzeugten Druckbögen können als Referenz (OK-Bogen) verwendet werden. Diese Referenz (in Form eines einzigen Bogens oder in Form mehrerer aufeinanderfolgender Bögen) wird nun gemäss Obigem bildelementweise ausgemessen und demaskiert. Die dabei errechneten Flächenbedeckungen sämtlicher Bildelemente der Referenz, im folgenden als Soll-Flächenbedeckungen bezeichnet, werden in vier je einer Druckfarbe zugeordneten Flächenbedeckungsmatrizen 52 abgespeichert. Ferner werden aufgrund dieser Flächenbedeckungen vier je einer Druckfarbe zugeordnete Gewichtsmatrizen errechnet (Block 53) und abgespeichert (Block 54). Jedem Bildelement wird so für jede Druckfarbe ein Gewichtsfaktor zugeordnet, welcher die Sicherheit angibt, mit der sich die Flächenbedeckung dieser Farbe in diesem Bildelement bestimmen lässt. Nähreres über diese Gewichtsfaktoren ist weiter unten erläutert.
  • Die Farbführung der Druckmaschine ist in Zonen eingeteilt. Die Gewichtsfaktoren werden deshalb entsprechend ihrer Zugehörigkeit zu einer Zone im Block 55 aufsummiert. Pro Zone und Druckfarbe ergibt sich dann je ein Totalgewicht, welches ein Mass für die Sicherheit darstellt, mit der eine Aenderung der Farbführung in dieser Zone gemessen werden kann.
  • Die Berechnung der Gewichtsmatrizen und der zonalen Totalgewichte muss selbstverständlich nur ein einziges Mal durchgeführt werden.
  • Zur Beurteilung der Druckqualität und/oder zur Regelung der Farbführung werden laufend oder von Zeit zu Zeit Fortdruckbögen in gleicher Weise wie die Referenz (OK-Bogen) ausgemessen und mit der Referenz verglichen.
  • Die nach der Demaskierung aus den Remissionen erhaltenen Flächenbedeckungen des Fortdrucks (Ist-Flächenbedeckungen) werden Bildelement für Bildelement mit den entsprechenden Soll-Flächenbedeckungen der Referenz verglichen (Subtrahierstufe 56) und die Abweichungen von den Soll-Flächenbedeckungen mit den zugehörigen, in den Gewichtsmatrizen 54 abgespeicherten Gewichtsfaktoren gewichtet (Multiplikator 57). Die gewichteten Abweichungen werden für jede Druckfarbe zonenweise aufsummiert (Summierer 58) und schliesslich die so gebildeten zonalen Summen durch Division (Dividierer 59) mit dem zugeordneten zonalen Totalgewicht normiert. Das Ergebnis dieser Schritte ist dann pro Druckzone und Druckfarbe eine gewichtete, normierte zonale Abweichung, welche die relative Farbabweichung in der Druckzone im Laufe des Druckprozesses ausdrückt und als Stellsignal für das zugeordnete Farbführungsorgan 2 benutzt werden kann.
  • Der Vergleich von Soll- und Ist-Flächenbedeckungen erfolgt vorzugsweise on-line, sodass die einzelnen Messwerte des Fortdrucks nicht abgespeichert werden müssen.
  • Zusätzlich oder parallel zur oben erläuterten Auswertung können die Abweichungen der Flächenbedeckungen auch in Koordinatenabweichungen im Farbraum umgerechnet werden. Den einzelnen Bildelementen können verschiedene, der Bildwichtigkeit entsprechende Gewichte zugeordnet und die Abweichungen damit gewichtet werden. Auf diese Weise können Veränderungen des visuellen Eindrucks des gedruckten Bilds bzw. ein Clualitätsmass dafür bestimmt werden.
  • Die Bildung der genormten zonalen Abweichungen, welche als Stellwerte für die Farbführungsorgane verwendet werden, lässt sich formelmässig wie folgt darstellen:
    Figure imgb0001
  • Darin bedeuten:
    • Fi,j F.*. : Flächenbedeckung des Bildelements i bezüglich Druckfarbe j für Referenz bzw. Fortdruck
    • Gi,j : Gewichtsfaktor des Bildelements i bezüglich Druckfarbe j
    • : Summation über alle Bildelemente i einer Zone z
    • Δ Frelj : genormte zonale Abweichung der Flächenbedeckung für die Druckfarbe j
  • Im folgenden werden die Demaskierung sowie die Bildung der Gewichtsfaktoren näher erläutert.
  • Der spektrale Verlauf der Druckfarben ist nicht ideal. Deshalb müssen bei der fotoelektrischen Messung die gegenseitigen Einflüsse der Nebenabsorptionen möglichst gut unterdrückt werden. Der Einfluss der einzelnen Farbanteile und der Statistik des Übereinanderdrucks in Abhängigkeit der Flächenbedeckungen der einzelnen Druckfarben wird durch die sog. Neugebauer-Gleichungen beschrieben (vgl. z. B. Artikel "Die theoretischen Grundlagen des Mehrfarbenbuchdrucks" in "Zeitschrift für wissenschaftliche Photographie, Photophysik und Photochemie", Band 36, Heft 4, April 1937). Auf vier Farben j = Infrarot, Rot, Grün, Blau erweitert lauten diese:
    Figure imgb0002
  • Darin bedeuten:
    • ß. : Remissionen gemessen mit Filter der Farbe j
    • Wj : Weissremission mit Filter j
    • Bj, Cj, M., Yi : Remission von Vollton Black, Cyan, Magenta, Yellow gemessen mit Filter j
    • BCj, BM., BYj, Blj, Gj, R. : Remission von Vollton-Uebereinanderdruck B+C, B+M, B+Y, C+M (Blau), C+Y (Grün), M+Y (Rot) gemessen mit Filter j
    • BBlj, BGj, BR., Nj : Remission von Vollton-Uebereinanderdruck B+C+M, B+C+Y, B+M+Y, C+M+Y (Noir) gemessen mit Filter j
    • BN. : Remission von Vollton-Uebereinanderdruck B+C+M+Y gemessen mit Filter j
    • b, c, m, y : Flächenbedeckungen der Druckfarben B, C, M, Y
  • Bj-BNj sind Konstanten, die von der Druckreihenfolge und der Volltondichte abhängig sind. Ihre Werte können empirisch aus entsprechenden Farbtabellen gemessen werden. Für die Druckreihenfolge B, C, M, Y wurden sie beispielsweise für eine Volltondichte von ca. 1,5 wie folgt ermittelt:
    Figure imgb0003
  • Für die Volltondichten D im Bereich von 1 bis 2 liegen diese Werte in einem engen Bereich von X0,6 bis X1,3, wenn X den Tabellenwert bezeichnet.
  • Die obenstehenden Neugebauer-Gleichungen, in denen die ßj die gemessenen Remissionen bedeuten, werden iterativ nach den unbekannten Flächenbedeckungen b, c, m, y aufgelöst. Dabei wird angenommen, dass F - 1-ß genügend genau erfüllt ist (F = Flächenbedeckung (b, c, m, y), ß = Remission). Aufgrund der gegenseitigen Beeinflussungen ist die geeignetste Reihenfolge zur Iteration Magenta, Yellow, Cyan, Black.
  • Die Sicherheit, mit der Abweichungen der Flächenbedeckungen eines Bildelements bestimmt werden können, hängt von mehreren Parametern ab. Bei ca. 50-70 %, Flächenbedeckung wirkt sich die Punktzunahme bei einer Dichtezunahme des Volltons am stärksten aus. Somit müssen mittlere Flächenbedeckungen stärker berücksichtigt werden als grosse oder kleine Flächenbedeckungen. In einer ruhigen Umgebung (homogene Flächenbedeckung) spielen Fehlpositionierungen eine kleinere Rolle als in bewegter Umgebung. Sind am gleichen Punkt mehrere Farben miteinander gedruckt, kann die einzelne Farbe weniger genau isoliert werden. Um diese Faktoren zu berücksichtigen, werden für jedes Bildelement und/oder Druckfarbe drei Teilgewichte definiert, und zwar ein flächenbedeckungsabhängiges Teilgewicht G1, ein umgebungsabhängiges Teilgewicht G2 und ein fremdfarbenabhängiges Teilgewicht G3. Die drei Teilgewichte werden miteinander multipliziert und ergeben zusammen den schon genannten Gewichtsfaktor für jedes Bildelement und jede Druckfarbe. Die einzelnen Teilgewichte können bei der Kombination zum Gewichtsfaktor eventuell selbst auch unterschiedlich stark gewichtet werden, was sich formelmässig wie folgt ausdrücken lässt:
    Figure imgb0004
  • Darin bedeuten gi-g3 die Einflussgewichte der drei Teilgewichte. Diese Einflussgewichte liegen im Bereich von 0 bis 1. Üblicherweise erhält G, das stärkste und G2 das schwächste Einflussgewicht.
  • Für spezielle Druckvorlagen ist es denkbar, ein viertes Gewicht G4 einzuführen. Mit G4 lassen sich bestimmte Gebiete des Druckbogens stärker oder schwächer bewerten. Die Gebiete und G4 können vom Drucker interaktiv über ein Computerterminal eingegeben werden. G4 kann zum Beispiel verwendet werden, um die Bewertung von gedrucktem Text zu unterdrücken.
  • Abweichungen in der Farbführung wirken sich bei ca. 50-70 %, Flächenbedeckung am stärksten aus. Bei mittleren Flächenbedeckungen können somit Abweichungen mit grösserer Sicherheit festgestellt werden. Entsprechend wird das flächenbedeckungsabhängige Teilgewicht G, so gewählt, dass es bei mittleren Flächenbedeckungen maximal ist, gegen kleinere und grössere Flächenbedeckungen hin jedoch abfällt. Geeignete Verläufe (Teilgewicht G, in Funktion der Flächenbedeckung) sind beispielsweise Parabeln, Dreiecke, Trapeze, wobei der Maximalwert 1 des Teilgewichts jeweils bei odet um 50 % Flächenbedeckung liegt. Selbstverständlich sind auch unsymmetrische Verläufe, die höhere Flächenbedeckungen bevorzugen, möglich. Einige Beispiele für Teilgewichtsverläufe stellen sich formelmässig wie folgt dar:
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
    Figure imgb0007
  • Die Indizes i,j für Bildelemente und Druckfarbe sind in diesen Formeln der Einfachheit halber weggelassen.
  • Je homogener die Flächenbedeckung in der Umgebung eines Bildelementes ist, desto unempfindlicher ist der Messwert auf Fehlpositionierung (grosser Einfluss von Kanten). Kanten können am besten mit Hilfe einer Differenzierung ermittelt werden. Steile Kanten ergeben grosse Werte, was einem kleinen Gewicht entsprechen muss. Als einfacher Differentialoperator in einer 3 x 3 Bildelemente umfassenden Umgebung des Bildelements eignet sich besonders ein Laplace-Operator der allgemeinen Art:
    Figure imgb0008
  • Anwendung dieses Operators bedeutet, dass die Flächenbedeckung des jeweils betreffenden Bildelements (für je eine Druckfarbe) mit dem Faktor c, die Flächenbedeckungen der es umgebenden Bildelemente mit den Faktoren a bzw. b gewichtet werden. Die Summe der neun so gewichteten Flächenbedeckungen entspricht der Ableitung der Flächenbedeckung im betreffenden Bildelement.
  • Praktisch kann det Lapalace-Operator wie folgt aussehen:
    • 010
    • 1-41 1
    • 010
  • Für feinere Abstufungen kann die berücksichtigte Umgebung beliebig vergrössert werden. Die diagonalen Koeffizienten können dabei ebenfalls mitberücksichtigt werden ( ≠ 0).
  • Das umgebungsabhängige Teilgewicht G2 (für jedes Bildelement und für jede Druckfarbe) errechnet sich dann aus der folgenden Formel:
    Figure imgb0009
    worin |L| das Ergebnis des gemäss Obigem auf das betreffende Bildelement und seine Umgebung angewandten Laplace-Operators und c das Mittelelement des Laplace-Operators ist.
  • Je kleiner die Flächenbedeckung dreier Farben ist, desto genauer .lässt sich die Flächenbedeckung der vierten Farbe bestimmen. Nicht jede Farbe hat den gleichen Einfluss auf die Messung der anderen. Deshalb müssen für jede Farbe bzw. für jeden Filter separate Beeinflussungskoeffizienten berücksichtigt werden. Das Teilgewicht G3 ergibt sich dann als Produkt der Remissionswerte der Fremdfarbanteile exponiert mit den entsprechenden Einflusskoeffizienten:
    Figure imgb0010
  • Darin sind ßB, ßc, ßM und ßy die Remissionen in den Farben B, C, M .und Y und ajl bis aj4 die genannten Einflusskoeffizienten. Der Index j bezeichnet die jeweilige Druckfarbe, für die das Teilgewicht gilt. Für j = B, C, M und Y lassen sich diese Koeffizienten in einer Matrix darstellen:
    Figure imgb0011
    Praktische Werte sind beispielsweise:
    Figure imgb0012
  • Die Koeffizienten sind abhängig vom spektralen Verlauf der einzelnen Farben. Ihr Streubereich ist etwa wie folgt:
    Figure imgb0013
  • Aufgrund der nichtlinearen Gewichtung werden die Abweichungen verzerrt. Es ist daher nicht möglich, eine genaue Aussage über das absolute Mass der Abweichung zu machen.
  • Bei konstanter Volltonabweichung ergibt sich die grösste Abweichung der Flächenbedeckung bei ca. 50-70 %. Teilgewicht G1 hat den Schwerpunkt ebenfalls bei ca. 50 %, Flächenbedeckung. G1 bewirkt somit eine Dynamikkompression der Abweichungen bei grösseren und kleineren Flächenbedeckungen. Wird z. B. die Trapezfunktion von G1 breit genug gewählt, ergeben sich jedoch nur geringfügige Verzerrungen der absoluten Abweichungen.
  • Anders verhält es sich bei den Teilgewichten G2 und G3. Sie verzerren die Abweichungen aufgrund von Umgebungs- und Fremdeinflüssen und sind nur schwer berechenbar. Möchte man die gemessene Grösse der Abweichungen durch die Gewichtung nicht allzustark verzerren, so müssen die Teilgewichte entweder 0 oder 1 sein. Ueberschreitet z. B. Gz oder G3 einen gewissen Wert, so sind sie 1, darunter sind sie 0. Mit dieser digitalen Gewichtung ist die berechnete relative Abweichung der Flächenbedeckung einigermassen proportional zu einer Dichteänderung des Volltons. Bei dieser Gewichtung werden die Abweichungen weniger verzerrt. Bei extremen Druckvorlagen besteht jedoch die Gefahr, dass alle Gewichte einer Zone 0 werden.
  • Für 5- und 6-Farben Druck muss eine zusätzliche Abtasteinrichtung vor und nach dem Druckwerk der fünften und sechsten Farbe angebracht werden. Mit der Messung vor und nach dem Druckwerk kann der Beitrag der zuletzt gedruckten Farbe berechnet und die Abweichung vom Sollwert festgestellt werden.
  • Sonderfarben werden vielfach im Vollton ohne Übereinanderdruck gedruckt. Für diesen Fall muss das flächenbedeckungsabhängige Teilgewicht G1 für Mittel- und Volltöne 1 sein. Das fremdfarbabhängige Teilgewicht G3 wird 0 für jedes Bildelement mit einer (auch kleinen) Flächenbedeckung einer fremden Farbe. Damit ist gewährleistet, dass nur reine Farben gemessen werden.
  • Gemäss Vorstehendem werden die Sollwerte der Flächenbedeckungen von einer Referenz in Form eines (oder mehrerer) OK-Bogen gewonnen. Dies ist jedoch nicht zwingend, sondern es können dazu auch andere Referenzen herangezogen werden. Eine solche Alternative besteht z. B. darin, die Druckplatten selbst als Referenz zu verwenden. Die einzelnen Druckplatten werden dazu in gleicher Weise wie die zu prüfenden Druckerzeugnisse in Bildelemente eingeteilt. Die Bildelemente werden fotoelektrisch abgetastet und für jedes Bildelement wird die Flächenbedeckung bestimmt. Für die weitere Verarbeitung stehen zwei Möglichkeiten offen. Entweder werden die gemessenen Flächenbedeckungen jedes Bildelementes jeder Druckplatte anhand der Druckkennlinie der Druckmaschine (empirisch, Tabellen) in entsprechende Flächenbedeckungen im Druck umgerechnet und dann direkt als Soll-Flächenbedeckungen zum Vergleich mit den Ist-Flächenbedeckungen hherangezogen, oder es werden die gemessenen Flächenbedeckungen anhand der Druckkennlinie in Remissionswerte umgerechnet, die dann wieder gemäss vorstehender Beschreibung demaskiert und dabei in die Soll-Flächenbedeckungen transformiert werden. Bei der letzteren Möglichkeit wird die Referenz gewissermassen aus den Druckplatten synthetisiert.
  • In Fig. 2 ist ein Blockschema einer nach dieser Variante arbeitenden Einrichtung dargestellt. Der Prozessrechner 5 ist wie bei Fig. 1 mit dem schon genannten Maschinendensitometer 3 und den Farbführungsorganen 2 der Druckmaschine verbunden. Zusätzlich ist noch ein Plattenscanner 6 vorgesehen, der ebenfalls an den Prozessrechner 5 angeschlossen ist. Der Plattenscanner 6 ist konventioneller Bauart (z. B. gemäss US-PS 4 131 879 und 3 958 509 oder EP-Publ. No. 69572, 96227 und 29561) und tastet die einzelnen Druckplatten punktweise fotoelektrisch ab. Die Abtastpunkte (-flecke) können dabei mit den Bildelementen übereinstimmen oder vorzugsweise wesentlich kleiner sein als diese. In letzterem Fall können die Flächenbedeckungen der einzelnen Bildelemente mit grösserer Auflösung und damit exakter und zuverlässiger ermittelt werden. Einzelheiten über die Vorausberechnung der Remissionen bzw. die Bestimmung der Flächendichten aus den Druckplatten gehen aus der CH-Patentanmeldung No. 5965/83 vom 4. November 1983 hetvor.
  • Die Steuerung des Druckprozesses kann gemäss Vorstehendem also auch aufgrund einer Referenz in Form det zugrundeliegenden Druckplatten (oder etwa sogar aufgrund det diesen letzteten zugrundeliegenden Rasterfilme oder dergleichen) erfolgen. Ferner ist aber auch ein gemischter Betrieb möglich. D.h., zum Hochfahren des Druckprozesses bis zu einer befriedigenden Qualität (OK-Bogen) wird aufgrund der Druckplatten geregelt, für den Fortdruck wird aber dann ein OK-Bogen als Referenz verwendet. Im Idealfall stimmt der OK-Bogen ohnehin mit der aufgrund der Druckplatten vorausberechneten, "synthetisierten" Referenz überein, sodass sich eine spezielle Ausmessung eines OK-Bogens erübrigt.

Claims (17)

1. Verfahren zur Beurteilung der Druckqualität und/oder Regelung der Farbführung bei einer Offset-Druckmaschine (1), wobei ein zu beurteilendes Druckerzeugnis (4) und eine Referenz in gleicher Weise in eine Vielzahl von Bildelememten eingeteilt, bildelementweise fotoelektrisch ausgemessen und bildelelementweise verglichen werden, und wobei aufgrund der Vergleichbergebnisses ein Clualitätsmass bzw. ein Stellwert für die Farbführungsorgane (2) der Druckmaschine (1) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Bildelement der in Form eines für gut befundenen Druckerzeugnisses (4) oder von dem Druck zugrundeliegenden Druckplatten vorliegenden Referenz Soll-Flächenbedeckungen für die einzelnen Druckfarben bestimmt werden, dass jedem Bildelement für jede Druckfarbe ein ein Mass für die Sicherheit, mit der sich die jeweilige Flächenbedeckung bestimmen lässt, angebender Gewichtsfaktor zugeordnet wird, dass für jedes, Bildelement das zu beurteilenden Druckerzeugnisses (4) die Remissionen gemessen und daraus rechnerisch Ist-Flächenbedeckungen für die einzelnen Druckfarben bestimmt werden, dass für jedes Bildelement und die einzelnen Druckfarben die Abweichungen der Ist-Flächenbedeckungen von den Soll-Flächenbedeckungen ermittelt und mit den jeweils zugeordneten Gewichtsfaktroren gewichtet werden, und dass das Quatitätsmass bzw. die Stellwerte für die Farbführungsorgane (2) aus den dermassen gewichteten Abweichungen ermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gewichteten Abweichungen, vorzugsweise durch Summation und Normierung druckzonenweise zu zonalen gewichteten Abweichungen zusammengefasst werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Stellwerte für die Farbführungsorgane (2) die zonalen gewichteten Abweichungen verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rechnerische Ermittlung der Flächenbedeckungen aus den Remissionen durch vorzugsweise iterative Auflösung der Neugebauer-Gleichungen erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grösse der Bildelemente etwa 0,25 bis 400 mm2, vorzugsweise etwa 1 bis 100 mm2 gewählt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsfaktor eines jeden Bildelements für jede Druckfarbe aus der Flächenbedeckung, dem Fremdfarbenanteil und in Abhängigkeit von der Umgebung des betreffenden Bildelements festgelegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsfaktor eines jeden Bildelements für jede Druckfarbe als Kombination von drei Teilgewichten festgelegt wird, wobei ein erstes Teilgewicht aufgrund der Flächenbedeckung, ein zweites Teilgewicht aufgrund des Fremdfarbanteils und ein drittes Teilgewicht aufgrund der Umgebung des betreffenden Bildelements bestimmt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Flächenbedeckung abhängige Teilgewicht so gewählt wird, dass es bei mittleren Flächenbedeckungen seinen grössten Wert und kleineren und grösseren Flächenbedeckungen kleinere Werte aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Umgebung abhängige Teilgewicht so gewählt wird, dass es umso grösser ist, je homogener die Flächenbedeckung in der Umgebung des jeweiligen Bildelements ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Fremdfarbanteil abhängige Teilgewicht so gewählt wird, dass es umso grösser ist, als die Flächenbedeckungen in den Fremdfarben kleiner sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Bildelement aus den Flächenbedeckungen die Koordinaten im Farbraum ermittelt, die Abweichungen der Koordinaten der Referenz von denen des zu prüfenden Druckerzeugnisses (4) bestimmt und mit für jedes Bildelement individuell festgelegten, die Wichtigkeit für den visuellen Eindruck angebenden Gewichten gewichtet werden, und dass aus den so gewichteten Abweichungen ein Qualitätsmass für die Änderung des visuellen Bildeindrucks bestimmt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines für gut befundenen Druckerzeugnisses (4) als Referenz für jedes Bildelement derselben die Remissionen in den Druckfarben gemessen und aus diesen Remissionen in gleicher Weise wie für die zu beurteilenden Druckerzeugnisse (4) die Soll-Flächenbedeckungen rechnerisch ermittelt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Druckplatten als Referenz für jedes Bildelement derselben die Flächenbedeckungen gemessen und anhand der Druckkennlinie der Druckmaschine (1) in Flächenbedeckungen im Druck umgerechnet werden, und dass diese Flächenbedeckungen im Druck unmittelbar als Soll-Flächenbedeckungen benutzt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Druckplatten als Referenz für jedes Bildelement derselben die Flächenbedeckungen gemessen und anhand der Druckkennlinie in im Druck zu erwartende Soll-Remissionen umgerechnet werden, und dass aus diesen Soll-Remissionen in gleicher Weise wie für die zu beurteilenden Druckerzeugnisse (4) die Soll-Flächenbedeckungen rechnerisch ermittelt werden.
15. Vortichtung zur Beurteilung der Druckqualität und/oder Regelung der Farbführung bei einer Offset-Druckmaschine, mit einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung (3) für die Druckerzeugnisse (4) an der laufenden Druckmaschine (1) sowie einem elektronischen System (5) zur Steuerung der Abtasteinrichtung (3) und zur Auswertung der von der Abtasteinrichtung erzeugten Messdaten im Hinblick auf ein Qualitätsmass oder Stellwerte für die Farbführungsorgane (2) der Druckmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische System (5) Mittel (51) zur Umrechnung der von der Abtasteinrichtung erfassten Remissionen in Flächenbedeckungen, Mittel (53) zur Bestimmung von Gewichtsfaktoren anhand der errechneten Flächenbedeckungen, Mittel (56) zur Bestimmung der Abweichungen der Flächenbedeckungen von zu prüfenden Druckerzeugnissen gegenüber den Flächenbedeckungen eines Referenzdruckerzeugnisses, Mittel (54, 55, 57-59) zur Gewichtung dieser Abweichungen mit den Gewichtsfaktoren und Mittel zur zonenweisen Zusammenfassung der gewichteten Abweichungen zu zonenspezifischen Qualitätsmassen oder Stellwerten für die Beeinflussung der Farbführungsorgane der Druckmaschine aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit dem elektronischen System (5) zusammenwirkende Einrichtung (6) zur bereichsweisen fotoelektrischen Abtastung von Druckplatten und zur Bestimmung von Flächenbedeckungen in Bildelementen dieser Druckplatten aufweist.
17. Offset-Druckmaschine mit einer automatischen Regeleinrichtung für ihre Farbführungsorgane, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung gemäss einem der Ansprüche 15 bis 16 ausgebildet ist.
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