EP0228347B2 - Verfahren zur Farbauftragssteuerung bei einer Druckmaschine, entsprechend ausgerüstete Druckanlage und Messvorrichtung für eine solche Druckanlage - Google Patents

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EP0228347B2
EP0228347B2 EP86810562A EP86810562A EP0228347B2 EP 0228347 B2 EP0228347 B2 EP 0228347B2 EP 86810562 A EP86810562 A EP 86810562A EP 86810562 A EP86810562 A EP 86810562A EP 0228347 B2 EP0228347 B2 EP 0228347B2
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EP
European Patent Office
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colour
printing
color
printing machine
deviation
Prior art date
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EP86810562A
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EP0228347A1 (de
EP0228347B1 (de
Inventor
Helmut Prof. Dr. Kipphan
Gerhard Löffler
Guido Keller
Hans Ott
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X Rite Switzerland GmbH
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Gretag AG
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Publication date
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Publication of EP0228347B1 publication Critical patent/EP0228347B1/de
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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
    • B41F33/0036—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41P—INDEXING SCHEME RELATING TO PRINTING, LINING MACHINES, TYPEWRITERS, AND TO STAMPS
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S101/00—Printing
    • Y10S101/45—Sensor for ink or dampening fluid thickness or density
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S101/00—Printing
    • Y10S101/46—Printing operation controlled by code indicia on printing plate or substate

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the ink application of a printing press according to the preamble of independent claim 1, a printing system suitable for carrying out the method according to the preamble of claim 15 and a measuring device intended for generating control data for such a printing system according to the preamble of the independent claim 18th
  • control of the color guide is the most important way to influence the image impression. It takes place after visual assessment or on the basis of densitometric analyzes of color measuring fields that are also printed. An example of the latter control is described in DE-A-2 728 738.
  • a method for ink application control of a printing press in which a printed sheet is measured in areas by colorimetry, the standard color values being determined according to CIE for each measuring area.
  • the surface coverage in the printing inks involved is determined from the standard color values using the Neugebauer equations. These are compared with target values of a test print, and on the basis of the comparison result, zone screws and ink ducts of the printing press are automatically adjusted by means of a control circuit.
  • this known method requires a special test print with full-tone fields of all possible ink combinations produced under identical conditions and an additional colorimetric measurement of the print sheet after the first printing unit. It therefore requires a double measurement effort and, above all, cannot guarantee a perfect print result with regard to the color impression achieved, if the printing conditions change e.g. B. unnoticed by rubber blanket contamination or by wear-related changes to the printing plates or by other influences. Colorimetry is only used indirectly to determine the area coverage, but the essence of colorimetry is not relevant.
  • the present invention is now intended to improve the control of the ink flow in printing machines to the effect that a higher degree of agreement in the image impression between the proof or proof set and the production run is achieved and the production run remains stable in the color impression or color changes are recognized.
  • the essence of the present invention thus lies in the fact that the principle of densitometric color density measurement is present and is replaced by spectral color measurement, the spectral remissions of the measured test areas being determined and the control of the color guidance (at least during the set-up phase of the printing press) based on these spectral remissions or the one from it derived colorimetric parameters and not based on density measurements.
  • the image impressions of sensitive, image-important points in the production run can be optimally matched to those of the proof or replacement, whereby to a certain extent color deviations due to different tonal value increases and other material and process influences are compensated for.
  • the color measurement itself can be carried out on printed color test fields or also at suitably selected points (test areas) in the image.
  • the printing system shown in FIG. 1 essentially corresponds to the known systems of this type, for example the system according to DE-A-2 728 738, which is still to be explained, in accordance with the invention in the measured value acquisition part.
  • printing sheets 40 generated by the printing press 30 are photoelectrically measured in a number of test areas, for example in selected locations of the printed image or in the area of color measurement fields 41 that are also printed, and control data 11 are determined from the measurement data obtained in this way, which are the color deviations of the Corresponding printing inks in the individual printing zones and printing units correspond and are supplied as input variables to the control console 20.
  • the control console 20 generates control signals 21 from the control data 11, which adjust the ink guide elements of the printing press 30 in such a way that the color deviations are minimal.
  • the device 10 comprises a measuring head 101 which, for. B. is movable by means of a stepper motor 102 relative to the printed sheet to be measured.
  • a handheld measuring head 103 is also provided, which can be positioned manually on the desired test area of the printed sheet.
  • the two measuring heads 101 and 103 contain a measurement arrangement, not shown, which the test area to be measured z. B. illuminated according to the usual standard at 45 ° and the light reflected from the test area at 90 ° and couples it into an optical fiber 104, which feeds it to a spectrometer 105. (Of course, the remitted light can also be supplied to the spectrometer by other means.) There the remitted light is spectrally broken down and measured.
  • the measurement data obtained in this way are fed to a computer 106, which determines the control data 11 for the control console 20 from them in a manner to be explained.
  • the computer 106 operates or controls a driver electronics 107 for the stepper motor 102 and the supply of the light sources in the measuring heads 101 and 103 and a data display device 108, a printer 109 and a keyboard 110. All essentially as in the known one Device.
  • the primarily relevant difference for the invention of the measured value acquisition device 10 shown compared to the known device mentioned is that it is set up for spectral color analysis of the test areas to be specifically measured and thus for colorimetric analysis, while the known device is only able to measure densitometric color densities , so no color measurement / colorimetry allowed.
  • the second essential difference is the evaluation of the photoelectric measurement data with regard to the control of the color guidance.
  • FIG. 3 shows the basic structure (known per se) of spectrometer 105.
  • the measuring light supplied via one of the measuring heads 101 and 103 via the fiber-optic light guide 104 (or directly) acts on a holographic grating 151 via an entry slit and is spatially split by the latter according to wavelengths.
  • the spectrally decomposed light falls on a line-shaped arrangement of z. B.
  • 35 photodiodes 152 that each photodiode is exposed to light of an individual, relatively narrow wavelength range.
  • the measurement signals generated by the 35 photodiodes thus correspond to the spectral intensity distribution of the measurement light at 35 discrete support points (wavelength ranges).
  • an interface (interface) 153 is provided which amplifies and digitizes the measurement signals and thus brings them into a form which the computer 106 can understand.
  • the interface could of course also be spatially arranged in the computer.
  • the measured value acquisition device 10, the control console 20 and the actual printing press 30 form a closed control loop.
  • the ink guidance is regulated on the basis of densitometric density measurements of the printing inks involved. There are deviations from the corresponding target density values. so these are from the control console by appropriate adjustment of the color guide elements corrected, ie made zero or brought into the permissible tolerance range.
  • the color guide control is therefore color density controlled.
  • the principle of color density-controlled color guidance is abandoned and is substantially supplemented by a control based on spectral color measurement and colorimetry.
  • the spectral remissions are determined by spectral measurement and, if necessary, the color values of a selected color coordinate system are determined by conversion and compared with corresponding target remissions or target color values.
  • the color guidance is then controlled on the basis of the deviations in the spectral remissions or the color values from the target values (“color distances”) and no longer on the basis of the deviations in the densitometric color densities.
  • the control is preferably carried out with the proviso that the total distance of a printing zone resulting from the sum of the color distances of different test areas should be minimal, wherein each test area and, accordingly, its color distance can, if desired, be taken into account with an individual weight.
  • control according to color coordinates is described below. In principle, the same applies to the control according to spectral remissions.
  • the color coordinate system on which the color measurement is based is in itself arbitrary. However, the L * a * b * system or the L * u * v * system of the CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) is preferably used.
  • the color locus is understood to mean the coordinate triple (L *, a *, b *) or (L *, u *, v *), the color distance corresponds to the vector ⁇ E Lab or ⁇ E Luv or the individual vectors ( ⁇ L * , ⁇ a *, ⁇ b *) or ( ⁇ L *, ⁇ u *, ⁇ v *).
  • the target values of the color coordinates (target color locations) for the individual test areas can be used for the measured value acquisition device 10 e.g.
  • the entire control system is, as shown, divided into the two components of the measured value recording device 10 and control console 20 and are those of Measured value acquisition device 10 generates control signals 11 of exactly the same type as in the known color density measuring systems, so that the measured value acquisition device 10 according to the invention can therefore be connected directly with the known control console 20 mentioned and only the measured value acquisition device has to be replaced in order to convert a corresponding pressure system to the method according to the invention.
  • the computer 110 forms the color distance vector ⁇ E n for each test area.
  • Each of these vectors ⁇ E n is now weighted with a weight factor g n , so that each test area can be considered individually. Typical test areas will be given greater weight, less important ones a lesser one.
  • weighting factors can be done via the keyboard e.g. B. can also be entered interactively or preprogrammed.
  • the weighted or, if necessary, also unweighted color distance vectors of individual measuring fields are mathematically each with a z. B. multiplied empirically determined transformation matrix, and if certain quality criteria are observed, this results in a color density change vector, the components of which are the density changes or the layer thickness changes of the printing inks involved in the printing, and thus the control data for the printing zone in question and such changes in the setting of the color guide elements causes the total color difference - determined as the sum of the amounts or the sum of the color difference squares of the individual color differences - to be minimal. This total color difference can also serve as a quality measure for the print.
  • the elements of the transformation matrices essentially contain the partial derivatives of the color coordinates according to the color densities of the printing inks involved. They can be determined empirically by measurements on appropriate test prints or synthetically by modeling.
  • the density change vector has three components, and the calculation from the color distance vectors, which also have three components, is therefore relatively free of complications.
  • the contributions of the individual test areas must be logically assigned to the individual components of the density change vector in a suitable manner in such a way that a correspondingly multidimensional vector results.
  • control signals for the color guide elements can also be determined directly from the color differences. Again, the criterion that the total color difference must be minimized is expediently used as a basis.
  • the different weighting of the individual test areas can also be used here.
  • the printing process usually runs in three phases. First there is the more or less rough presetting of the printing press, for. B. on the basis of measured values of the printing plates, then the so-called set-up phase (coordination. Registering), in which the ink guide is fine-tuned in one way or the other until the printed product is satisfied, and finally the production run, where the regulation focuses on maintaining the result achieved at the facility as constant as possible. Usually you do not use the proof or the like as a reference. but rather the print sheet found to be good, the so-called "O.K. sheet", and regulates in the production process to constant densitometric color densities.
  • phase of density control in continuous printing can also be implemented very easily with the printing system according to the invention. All that is required is to convert the spectral reflectances into filter color densities (according to densitometry) and to compare them with the target color density values determined by an O.K. sheet. The differences in color densities then directly represent the control data 11 for the control console 20.
  • the setting up of the printing press can be carried out in a color-gap-controlled manner as described further above and the production run can then be stabilized in a conventional manner in a color-density-controlled manner.
  • the color density determination can be based on any filter characteristics, which achieves a high degree of flexibility in such a system.
  • the two control principles can also be superimposed on one another.
  • the total color difference should be for some reason, e.g. B. due to changes in the printing process such as rubber blanket pollution, etc., exceed a predetermined limit, it can be reacted in a suitable manner.
  • a new color distance controlled Correction of the printing press can be initiated, in which case the color density setpoints would then be adapted (updated) for further production stabilization, or a corresponding error message can only or additionally be output.
  • the total color difference can be viewed as a quality measure and, if desired, displayed or printed out.
  • the screen tones should appear in different color and tonal value combinations or particularly critical tones. It is also possible to include critical tones from the subject in the measuring strips.
  • subjects can be divided into groups, e.g. B. Furniture catalogs - shades of brown determining quality -, cosmetic brochures and portraits - skin tones dominant.
  • groups e.g. B. Gray or green tones prevail.
  • special color-oriented color measuring strips can be built up and used in a targeted manner. The areas determining the image can thus be taken into account in a simple manner.
  • the inking is not always controlled zonally. In this case, it is sufficient to print a measuring field for each measuring field type and to adopt it as the target value for the entire printing sheet width or parts thereof.
  • Each zone can be monitored individually on the production sheet with zonal ink feed. Measuring fields that are important for color control, such as single-color measuring fields for density-controlled regulation of the color guidance or multicolor raster fields for colorimetric control, must therefore be repeated at the smallest possible distance. Control fields for color acceptance, tonal value increase etc. can be mounted at a slightly greater distance.
  • the printable color space is limited by the color loci of paper white, the single-color solid tones and the 2 and 3-color solid tone overlays (white, cyan, magenta, yellow, red, green, blue, black). All grid tones are within this color space.
  • color deviations cannot be compensated for in all color tones at the same time, but the mean color difference can be optimized. It is therefore expedient to use, in addition to the fields for the color density-controlled regulation for the color distance-controlled color guidance, also suitable 2 and / or 3 color grid fields such as gray balance fields or sensitive tones depending on the subject.
  • the blackening is created by 3 chromatic colors and / or black.
  • Grid fields with black and 2 or 3 chromatic colors can therefore also be of interest as measuring fields for color location-controlled control.
  • the color tones are advantageously chosen from critical areas of the color space.
  • 4-color grid fields a color must be predetermined as a free parameter or additionally measured on a separate color measuring field.
  • suitable color measuring fields can be determined for special colors according to analogous criteria.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Inking, Control Or Cleaning Of Printing Machines (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Description

  • Verfahren zur Farbauftragsregelung bei einer Druckmaschine, entsprechend ausgerüstete Druckanlage und Messvorrichtung für eine solche Druckanlage.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Farbauftrags einer Druckmaschine gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Druckanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 und eine zur Erzeugung von Steuerdaten für eine solche Druckanlage bestimmte Messvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 18.
  • Im laufenden Druckprozess ist die Steuerung der Farbführung die wichtigste Möglichkeit zur Beeinflussung des Bildeindrucks. Sie erfolgt nach visueller Beurteilung oder aufgrund von densitometrischen Analysen von mitgedruckten Farbmessfeldern. Ein Beispiel für letztgenannte Steuerung ist in DE-A-2 728 738 beschrieben.
  • In der Praxis hat es sich gezeigt, dass die Steuerung der Farbführung allein aufgrund von densitometrischen Dichtemessungen vielfach ungenügend ist. So kommt es u.a. häufig vor, dass bei Regelung auf gleiche Volltondichten erhebliche Farbunterschiede zwischen Andruck bzw. Andruckersatz und Fortdruck auftreten. Diese Farbunterschiede (Bildeindrücke) müssen dann noch manuell durch interaktive Anpassung der Farbführung korrigiert werden. Die Ursachen für diese Farbunterschiede liegen in den im allgemeinen unterschiedlichen Herstellungsprozessen für Andruck/Andruckersatz und Fortdruck und in den farblichen Unterschieden der dabei verwendeten Materialien. Ebenfalls ist bei konstanter Farb- insbesondere Volltondichte die Konstanz des Farbeindrucks aufgrund von Aenderungen des Tonwerts durch Gummituchverschmutzung oder andere Einflüsse nicht gewahrleistet.
  • Aus der DD 227 094 ist ein Verfahren zur Farbauftragsregelung einer Druckmaschine bekannt, bei dem ein Druckbogen bereichsweise farbmetrisch ausgemessen wird, wobei für jeden Messbereich die Normfarbwerte nach CIE bestimmt werden. Aus den Normfarbwerten werden mit Hilfe der Neugebauer-Gleichungen die Flächendeckungsgrade in den beteiligten Druckfarben ermittelt. Diese werden mit Sollwerten eines Probedrucks verglichen, und anhand des Vergleichsergebnisses werden Zonenschrauben und Farbduktoren der Druckmaschine mittels eines Steuerkreises automatisch verstellt.
  • Dieses bekannte Verfahren erfordert zur Bestimmung der in die Neugebauer-Gleichungen eingehenden Grössen zwingend einen unter identischen Bedingungen hergestellten speziellen Probedruck mit Volltonfeldern sämtlicher möglicher Druckfarbenkombinationen sowie eine zusätzliche farbmetrische Ausmessung des Druckbogens bereits nach dem ersten Druckwerk. Es erfordert deshalb einen doppelten Messaufwand und kann vor allem zumindest dann kein bezüglich des erzielten Farbeindrucks einwandfreies Druckergebnis gewährleisten, wenn sich die Druckbedingungen z. B. durch Gummituchverschmutzung oder durch abnutzungsbedingte Veränderungen der Druckplatten oder durch sonstige Einflüsse unbemerkt verändern. Die Farbmetrik wird nur indirekt zur Bestimmung der Flächendeckungsgrade verwendet, das Wesen der Farbmetrik kommt jedoch nicht zum Tragen.
  • Durch die vorliegende Erfindung soll nun die Steuerung der Farbführung bei Druckmaschinen dahingehend verbessert werden, dass ein höherer Übereinstimmungsgrad im Bildeindruck zwischen Andruck bzw. Andruckersatz und Fortdruck erzielt wird und der Fortdruck im Farbeindruck stabil bleibt oder Farbveränderungen erkannt werden.
  • Dieses Ziel wird durch das im Anspruch 1 beschriebene erfindungsgemässe Verfahren, die entsprechend ausgerüstete Druckanlage gemäss Anspruch 15 und die erfindungsgemässe Messvorrichtung nach Anspruch 18 erreicht.
  • Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass das Prinzip der densitometrischen Farbdichtemessung vorlassen und durch spektrale Farbmessung ersetzt wird, wobei die spektralen Remissionen der ausgemessenen Testbereiche bestimmt werden und die Steuerung der Farbführung (zumindest während der Einrichtphase der Druckmaschine) aufgrund dieser spektralen Remissionen oder der daraus abgeleiteten farbmetrischen Kenngrössen und nicht aufgrund von Dichtemessungen erfolgt. Auf diese Weise können die Bildeindrücke auch heikler, bildwichtiger Stellen im Fortdruck optimal mit denjenigen des Andrucks bzw. Andruckersatzes in Übereinstimmung gebracht werden, wobei bis zu einem gewissen Grad auch Farbabweichungen aufgrund unterschiedlicher Tonwertzunahmen und anderer Material- und Prozesseinflüsse ausgeglichen werden. Die Farbmessung selbst kann auf mitgedruckten Farbtestfeldern oder auch auf geeignet gewählten Stellen (Testbereichen) im Bild erfolgen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung naher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein stark vereinfachtes Blockschema einer erfindungsgemässen Druckanlage
    Fig. 2
    ein Blockschema des Messwerterfassungs-Teiles der Anlage nach Fig. 1 und
    Fig. 3
    eine schematische Skizze eines Details aus Fig. 2.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Druckanlage entspricht bis auf die noch zu erläuternden erfindungsgemässen Unterschiede im Messwerterfassungsteil im wesentlichen den bekannten Anlagen dieser Art, beispielsweise etwa der schon erwähnten Anlage gemäss DE-A-2 728 738. Dementsprechend umfasst die dargestellte Druckanlage ein Messwerterfassungsgerät 10, eine Steuerkonsole 20 und eine mit einer fernsteuerbaren Farbführung ausgestattete Druckmaschine 30.
  • Mit dem Messwerterfassungsgerät 10 werden von der Druckmaschine 30 erzeugte Druckbogen 40 in einer Reihe von Testbereichen, beispielsweise etwa in ausgewählten Stellen des Druckbilds oder im Bereich von mitgedruckten Farbmessfeldern 41 fotoelektrisch ausgemessen, und aus den dabei gewonnenen Messdaten werden Steuerdaten 11 ermittelt, welche den Farbabweichungen der am Druck beteiligten Druckfarben in den einzelnen Druckzonen und Druckwerken entsprechen und als Eingangsgrössen der Steuerkonsole 20 zugeführt werden Die Steuerkonsole 20 erzeugt aus den Steuerdaten 11 Stellsignale 21, welche die Farbführungsorgane der Druckmaschine 30 in der Weise verstellen, dass die Farbabweichungen minimal werden.
  • In Fig. 2 ist der prinzipielle Aufbau des Messwerterfassungsgeräts 10 dargestellt. Er entspricht in weiten Teilen demjenigen des in US-A-4 505 589 beschriebenen Gerätes. so dass sich die folgende Beschreibung im wesentlichen auf die erfindungsgemässen Unterschiede gegenüber diesem bekannten Gerät konzentriert.
  • Das Gerät 10 umfasst einen Messkopf 101, der z. B. mittels eines Schrittmotors 102 relativ zum auszumessenden Druckbogen bewegbar ist. Zusätzlich ist noch ein Handmesskopf 103 vorgesehen, der manuell auf dem gewünschten Testbereich des Druckbogens positioniert werden kann. Die beiden Messköpfe 101 und 103 enthalten eine nicht dargestellte Messanordnung, welche den auszumessenden Testbereich z. B. gemäss dem üblichen Standard unter 45° beleuchtet und das vom Testbereich unter 90° remittierte Licht auffängt und in einen Lichtleiter 104 einkoppelt, der es einem Spektrometer 105 zuführt. (Selbstverständlich kann das remittierte Licht dem Spektrometer auch über andere Mittel zugeführt werden.) Dort wird das remittierte Licht spektral zerlegt und gemessen. Die dabei gewonnenen Messdaten werden einem Rechner 106 zugeführt, der aus ihnen in noch zu erläuternder Weise die Steuerdaten 11 für die Steuerkonsole 20 ermittelt. Daneben bedient bzw. steuert der Rechner 106 eine Treiber-Elektronik 107 für den Schrittmotor 102 und die Speisung der Lichtquellen in den Messköpfen 101 und 103 und ein Datensichtgerät 108, einen Drucker 109, und eine Tastatur 110. alles im wesentlichen so wie beim genannten bekannten Gerät.
  • Der für die Erfindung primär relevante Unterschied des dargestellten Messwerterfassungsgeräts 10 gegenüber dem erwähnten bekannten Gerät besteht in erster Linie darin, dass es zur spektralen Farbanalyse der speziell auszumessenden Testbereiche und somit zur farbmetrischen Analyse eingerichtet ist, während das bekannte Gerät lediglich densitometrische Farbdichten zu messen imstande ist, also keine Farbmessung/Farbmetrik erlaubt. Der zweite wesentliche Unterschied besteht in der Auswertung der fotoelektrischen Messdaten im Hinblick auf die Steuerung der Farbführung.
  • In Fig. 3 ist der prinzipielle (an sich bekannte) Aufbau des Spektrometers 105 gezeigt. Das über den faseroptischen Lichtleiter 104 (oder direkt) von einem der Messköpfe 101 und 103 zugeführte Messlicht beaufschlagt über einen Eintrittsspalt ein holografisches Gitter 151 und wird von diesem nach Wellenlängen geordnet räumlich aufgespaltet. Das so spektral zerlegte Licht fällt derart auf eine zeilenförmige Anordnung von z. B. 35 Fotodioden 152, dass jede Fotodiode mit Licht eines individuellen, relativ engen Wellenlängenbereichs beaufschlagt wird. Die von den 35 Fotodioden erzeugten Meßsignale entsprechen also der spektralen Intensitätsverteilung des Messlichts an 35 diskreten Stützpunkten (Wellenlängenbereichen). Zur Abfrage der Fotodioden 152 ist ein Interface (Schnittstelle) 153 vorgesehen, welches die Meßsignale verstärkt und digitalisiert und so in eine für den Rechner 106 verständliche Form bringt. Das Interface könnte räumlich natürlich auch im Rechner angeordnet sein.
  • Das Messwerterfassungsgerät 10, die Steuerkonsole 20 und die eigentliche Druckmaschine 30 bilden einen geschlossenen Regelkreis. Bei den bisher bekannten Systemen dieser Art erfolgt die Regelung der Farbführung aufgrund von densitometrischen Dichtemessungen der beteiligten Druckfarben. Ergeben sich Abweichungen gegenüber entsprechenden Soll-Dichtewerten. so werden diese von der Steuerkonsole durch entsprechende Verstellung der Farbführungsorgane ausgeregelt, d.h. zu Null gemacht bzw. in den zulässigen Toleranzbereich gebracht. Die Farbführungssregelung erfolgt also farbdichtengesteuert.
  • Aus den einleitend erwähnten Gründen ist diese bekannte Art der Farbführungssteuerung nicht in allen Fällen vollauf befriedigend.
  • Gemäss dem grundlegenden Gedanken der Erfindung wird das Prinzip der alleinigen farbdichtengesteuerten Farbführung verlassen und durch eine auf spektraler Farbmessung und Farbmetrik beruhende Steuerung wesentlich ergänzt. Mit anderen Worten, für jeden Testbereich (z. B. Farbmessfeld) werden durch spektrale Messung die spektralen Remissionen ermittelt und gegebenenfalls durch Umrechnung die Farbwerte eines ausgewählten Farbkoordinatensystems bestimmt und mit entsprechenden Soll-Remissionen respektive Soll-Farbwerten verglichen. Die Steuerung der Farbführung erfolgt dann aufgrund der Abweichungen der spektralen Remissionen oder der Farbwerte von den Soll-Werten ("Farbabstände") und nicht mehr aufgrund der Abweichungen der densitometrischen Farbdichten. Vorzugsweise erfolgt die Regelung mit der Massgabe, dass der sich aus der Summe der Farbabstände verschiedener Testbereiche ergebende Gesamtabstand einer Druckzone minimal werden soll, wobei jeder Testbereich und entsprechend sein Farbabstand erwünschtenfalls mit einem individuellen Gewicht berücksichtigt werden kann.
  • Im folgenden wird die Steuerung nach Farbkoordinaten beschrieben. Für die Steuerung nach spektralen Remissionen gilt prinzipiell das gleiche.
  • Das der Farbmessung zugrunde liegende Farbkoordinatensystem ist an sich beliebig. Vorzugsweise wird jedoch das L*a*b*-System oder das L*u*v*-System der CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) verwendet. Unter Farbort wird im folgenden das Koordinaten-Tripel (L*, a*, b*) bzw. (L*, u*, v*) verstanden, unter Farbabstand entsprechend der Vektor ΔELab bzw. ΔELuv oder die Einzelvektoren (ΔL*, Δa*, Δb*) bzw. (ΔL*, Δu*, Δv*). Die Sollwerte der Farbkoordinaten (Soll-Farborte) für die einzelnen Testbereiche können dem Messwerterfassungsgerät 10 z. B. von Hand über die Tastatur 110 eingegeben werden. Viel einfacher und zweckmässiger ist es jedoch, den Andruck bzw. Andruckersatz, oder was sonst als Referenz dienen soll, mit dem Gerät selbst auszumessen und die Messwerte bzw. die daraus errechneten Daten als entsprechende Sollwerte abzuspeichern. Dasselbe gilt auch für die im Zusammenhang mit der noch zu beschreibenden, überlagerten dichteabhängigen Steuerung benötigen Farbdichte-Sollwerte.
  • Aus Gründen der leichteren Verständlichkeit einerseits und Kompatibilität mit bestehenden Geräten andererseits ist das gesamte Regelsystem darstellungsgemäss auf die beiden Komponenten Messwerterfassungsgerät 10 und Steuerkonsole 20 aufgeteilt und sind die vom Messwerterfassungsgerät 10 erzeugten Steuersignale 11 genau von derselben Art wie bei den bekannten Farbdichtemessanlagen, so dass das erfindungsgemässe Messwerterfassungserät 10 also direkt mit der genannten bekannten Steuerkonsole 20 zusammengeschlossen werden kann und zur Umrüstung einer entsprechenden Druckanlage auf das erfindungsgemässe Verfahren nur das Messwerterfassungsgerät ersetzt werden muss. Selbstverständlich ist es aber auch ohne weiteres möglich, die zur Ausregelung der Farbabweichungen erforderlichen Stellsignale ohne den Umweg über die kompatiblen Steuersignale unmittelbar aus den vom Messwerterfassungsgerät berechneten Farbabständen zu erzeugen und die dafür notwendigen elektrischen Schaltungen anders zusammenzufassen oder auch in ein einziges Gerät zu integrieren. Die dargestellte Zweiteilung ist daher, wenngleich auch sehr praxisnahe, rein beispielsweise zu verstehen.
  • Der Rechner 110 bildet, wie schon erläutert, für jeden Testbereich den Farbabstandsvektor ΔEn. Jeder dieser Vektoren ΔEn wird nun mit einem Gewichtsfaktor gn gewichtet, sodass also jeder Testbereich individuell berücksichtigt werden kann. Bildtypische Testbereiche werden dabei ein grösseres Gewicht erhalten, weniger bildwichtige ein geringeres.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, auf die Gewichtung zu verzichten, und alle Testbereiche gleich zu behandeln oder aber von vorneherein nur bestimmte Testbereiche zur Steuerung heranzuziehen. Die Gewichtsfaktoren können über die Tastatur z. B. auch interaktiv eingegeben oder vorprogrammiert sein.
  • Die gewichteten oder gegebenenfalls auch ungewichteten Farbabstandvektoren einzelner Messfelder werden mathematisch je mit einer z. B. empirisch ermittelten Transformationsmatrix multipliziert, und bei Beachtung gewisser Gütekriterien ergibt sich daraus ein Farb-Dichteänderungsvektor, dessen Komponenten die Dichteänderungen bzw. die Schichtdickenänderungen der am Druck beteiligten Druckfarben sind, und der damit die Steuerdaten für die betreffende Druckzone darstellt und solche Änderungen der Einstellung der Farbführungsorgane hervorruft, dass der Gesamtfarbabstand - ermittelt als die Summe der Beträge oder Summe der Farbabstandquadrate der einzelnen Farbabstände - minimal wird. Dieser Gesamtfarbabstand kann auch als Qualitätsmass für den Druck dienen.
  • Die Elemente der Transformationsmatrizen enthalten im wesentlichen die partiellen Ableitungen der Farbkoordinaten nach den Farbdichten der beteiligten Druckfarben. Sie können empirisch durch Messungen an entsprechenden Testdrucken oder synthetisch durch Modellierung ermittelt werden.
  • Für den Dreifarbendruck hat der Dichteänderungsvektor drei Komponenten, und die Berechnung aus den ebenfalls drei Komponenten aufweisenden Farbabstandsvektoren ist daher relativ komplikationsfrei. Bei mehr als drei Druckfarben müssen jedoch die Beiträge der einzelnen Testbereiche in geeigneter Weise logisch den einzelnen Komponenten des Dichteänderungsvektors in der Weise zugeordnet werden, dass sich ein entsprechend mehrdimensionaler Vektor ergibt.
  • Wie schon erwähnt, können die Stellsignale für die Farbführungsorgane aber ohne weiteres auch direkt aus den Farbabständen ermittelt werden. Auch hier wird man zweckmässigerweise wieder das Kriterium zugrundelegen, dass der Gesamtfarbabstand minimalisiert werden muss. Die unterschiedliche Gewichtung der einzelnen Testhereiche kann auch dabei angewandt werden.
  • Der Druckprozess verläuft üblicherweise in drei Phasen. Da ist zunächst die mehr oder weniger grobe Voreinstellung ("Presetting") der Druckmaschine z. B. aufgrund von Messwerten der Druckplatten, dann die sogenannte Einrichtephase (Abstimmen. Registermachen), in der die Farbführung anhand des Andruckes bzw. Andruckersatzes auf die eine oder die andere Weise solange fein eingestellt wird, bis das Druckerzeugnis befriedigt, und schliesslich der Fortdruck, bei dem sich die Regelung darauf konzentriert, das bei der Einrichtung erreichte Ergebnis möglichst konstant beizubehalten. Üblicherweise benützt man hierbei als Referenz nicht den Andruck oder dergleichen. sondern den für gut befundenen Druckbogen, den sogenannten "O.K.-Bogen", und regelt im Fortdruck auf konstante densitometrische Farbdichten.
  • Die Phase der Dichteregelung im Fortdruck lässt sich sehr einfach auch mit der erfindungsgemässen Druckanlage realisieren. Es brauchen dazu lediglich die spektralen Remissionen in Filter-Farbdichten (entsprechend der Densitometrie) umgerechnet und mit den von einem O.K.-Bogen ermittelten Sollfarbdichtewerten verglichen zu werden. Die Differenzen der Farbdichten stellen dann unmittelbar die Steuerdaten 11 für die Steuerkonsole 20 dar.
  • Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens kann also das Einrichten der Druckmaschine wie weiter vorne beschrieben farbabstandgesteuert erfolgen und der Fortdruck dann in an sich herkömmlicher Weise farbdichtengesteuert stabilisiert werden. Ein besonderer Vorteil dabei ist ferner, dass der Farbdichte-Ermittlung beliebige Filtercharakteristiken zugrunde gelegt werden können, wodurch hohe Flexibilität einer solchen Anlage erreicht wird.
  • Gemäss einer weiteren vorteilhaften Variante können die beiden Steuerungsprinzipien einander auch überlagert werden. Das heisst, während der farbdichtegesteuerten Fortdruckstabilisierung wird zusätzlich der Gesamtfarbabstand bestimmt und überwacht. Solle der Gesamtfarbabstand aus irgendwelchen Gründen, z. B. aufgrund von Veränderungen im Druckprozess wie etwa Gummituchverschmutzung etc., einen vorgegebenen Grenzwert überschreiten, so kann in geeigneter Weise reagiert werden. Beispielsweise kann eine neue farbabstandgesteuerte Korrektur der Druckmaschine veranlasst werden, wobei dann gleichzeitig die Farbdichte-Sollwerte für die weitere Fortdruckstabilisierung angepasst (aktualisiert) würden, oder es kann nur oder zusätzlich eine entsprechende Fehlermeldung ausgegeben werden.
  • Der Gesamtfarbabstand kann als Qualitätsmass betrachtet und erwünschtenfalls angezeigt oder ausgedruckt werden.
  • Ein wichtiges Element zur standardisierten Drucküberwachung ist der Farbmeßstreifen. Die Rastertone sollen dabei in verschiedenen Farb- und Tonwertkombinationen bzw. besonders kritischen Tönen angepasst vorkommen. Es ist auch möglich, kritische Töne aus dem Sujet in den Meßstreifen aufzunehmen.
  • Sujets lassen sich farbabhängig erfahrungsgemäss in Gruppen einteilen, z. B. Möbelkataloge - Brauntöne qualitätsbestimmend -, Kosmetikprospekte und Porträts - Hauttone dominant. So gibt es auch Gruppen, in denen z. B. Grau- oder Grüntone vorherrschen. Dementsprechend lassen sich spezielle farborientierte Farbmeßstreifen aufbauen und gezielt anwenden. Damit kann in einfacher Weise den bildbestimmenden Bereichen Rechnung getragen werden.
  • Beim Andruck/Andruckersatz ist die Farbführung nicht immer zonal gesteuert. Es reicht in diesem Fall aus, von jedem Messfeldtyp ein Messfeld mitzudrucken und für die ganze Druckbogenbreite oder Teile davon als Sollwert zu übernehmen.
  • Auf dem Fortdruckbogen mit zonaler Farbzuführung kann jede Zone einzeln überwacht werden. Zur Farbsteuerung wichtige Messfelder wie Einfarbenmessfelder zur dichtegesteuerten Regelung der Farbführung oder Mehrfarben-Raster-Felder zur colorimetrischen Steuerung müssen sich daher in möglichst kleinem Abstand wiederholen. Kontrollfelder für Farbannahme, Tonwertzunahme usw. können mit etwas grösserem Abstand montiert sein.
  • Im Dreifarbendruck wird der druckbare Farbraum durch die Farborte von Papierweiss, der Einfarben-Volltone sowie der 2- und 3-Farben-Volltonübereinanderdrucke (Weiss, Cyan, Magenta, Yellow, Rot, Grün, Blau, Schwarz) begrenzt. Sämtliche Rastertöne liegen innerhalb dieses Farbraumes. Beim Druck können Farbabweichungen zwar nicht in allen Farbtönen gleichzeitig ausgeglichen werden, jedoch ist eine Optimierung des mittleren Farbabstandes möglich. Es ist daher zweckmässig, nebst den Feldern für die farbdichtegesteuerte Regelung für die farbabstandgesteuerte Farbführung zusätzlich geeignete 2-und/oder 3-Farben-Rasterfelder wie Graubalance-Felder oder sujetabhängig heikle Töne heranzuziehen.
  • Im Vierfarbendruck wird die Verschwärzlichung durch 3 Buntfarben und/oder durch Schwarz erzeugt. Als Messfelder zur farbortgesteuerten Regelung können daher auch Rasterfelder mit Schwarz und 2 oder 3 Buntfarben von Interesse sein. Die Farbtöne werden mit Vorteil aus kritischen Bereichen des Farbraums gewählt. Bei Verwendung von 4-Farben-Rasterfeldern muss eine Farbe als freier Parameter vorbestimmt oder auf einem separaten Farbmessfeld zusätzlich gemessen werden.
  • Für Sonderfarben können je nach Sujet nach analogen Gesichtspunkten geeignete Farbmessfelder bestimmt werden.

Claims (23)

  1. Verfahren zur Regelung des Farbauftrags einer Druckmaschine, wobei ein mit der Druckmaschine gedruckter Druckbogen in einer Anzahl von Testbereichen bezüglich eines ausgewählten Farbkoordinatensystems farbmetrisch ausgemessen wird, die dabei gewonnenen Farbortkoordinaten in Verbindung mit Sollwerten zu Steuerdaten für die Farbführungsorgane der Druckmaschine verarbeitet werden und die Farbführung der Druckmaschine anhand dieser Steuerdaten automatisch geregelt wird, dadurch gekennzeichnet dass als Sollwerte auf dasselbe ausgewählte Farbkoordinatensystem bezogene Soll-Farbortkoordinaten verwendet werden, dass anhand der Farbortkoordinaten für die ausgemessenen Testbereiche die Farbabstandsvektoren zu diesen Soll-Farbortkoordinaten bestimmt werden, dass die Farbabstandsvektoren in die zur Regelung der Farbführung der Druckmaschine erforderlichen Steuerdaten, beispielsweise Schichtdickenänderungen, umgerechnet werden, und dass die Regelung der Farbführung der Druckmaschine aufgrund der aus den Farbabstandsvektoren umgerechneten Steuerdaten erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Farbführung so gesteuert wird, dass einzelne Farbabstände bestimmter Testbereiche minimal werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Farbführung so gesteuert wird, dass der sich aus den einzelnen Farbabständen ergebende Gesamtfarbabstand minimal wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Farbabstände bei der Ermittlung des Gesamtfarbabstandes mit unterschiedlichen Gewichten berücksichtigt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Steuerdaten druckzonenweise aus den Farbabständen der den betreffenden Druckzonen angehörenden Testbereiche erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der zonalen Steuerdaten aus den Farbabständen von zonenübergreifenden Testbereichen erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtung der einzelnen Farbabstände über die Druckbreite bereichsweise unterschiedlich ist.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet. dass die Steuerdaten aus den durch digitale Filterung (Wichtung) der spektralen Remissionen mit den CIE-Normspektralwertkurven gewonnenen Normfarbwerten und deren Umrechnung in ein ausgewähltes für die Farbabstandsbewertung geeignetes Farbkoordinationssystem, insbesondere das CIELAB- oder CIELUV-System, bestimmt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Steuerdaten aus den durch digitale Filterung (Wichtung) der spektralen Remissionen mit ausgewählten Farbfilterkurven gewonnenen Farbdichten bestimmt werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet. dass das Einrichten der Druckmaschine respektive das Abstimmen des Druckes auf die Vorlage farbabstandgesteuert und danach der Fortdruck aufgrund von Farbdichten so erfolgt, dass diese Farbdichten im wesentlichen auf konstanten Sollwerten gehalten werden.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Testbereiche mitgedruckte Farbmessfelder verwendet und insbesondere auch Mehrfarben-Raster-Felder als Farbmessfelder vorgesehen werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der farbabstandgesteuerten Farbführungsregelung die farbdichtengesteuerte Fortdruckstabilisierung in dem Sinne überlagert ist, dass eine neue farbabstandgesteuerte Korrektur unter gleichzeitiger Aktualisierung der Sollwerte für die Farbdichten vorgenommen wird, wenn die farbmetrischen Farbabstände einen Grenzwert überschreiten.
  13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Gesamtfarbabstände auch während des Fortdruckes gebildet und überwacht wird bzw. werden, und dass beim Überschreiten der Farbabstands-Toleranz eine Warnung ausgegeben oder eine neue farbabstandgesteuerte Korrektur der Druckmaschine vorgenommen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Farbmessfelder verwendet werden, deren Farbton aus ausgewählten kritischen Bildbereichen des Druckbogens übernommen ist.
  15. Druckanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, mit einer Druckmaschine, einem Erfassungsgerät zur bereichsweisen farbmetrischen Ausmessung eines Druckbogens in Bezug auf ein ausgewähltes Farbkoordinatensystem und einer Steuereinrichtung zur Verarbeitung der vom Erfassungsgerät produzierten Farbortkoordinaten und zur Erzeugung von Steilsignalen für die Farbführungsorgane der Druckmaschine aus diesen Farbortkoordinaten und Sollwerten, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, aus den vom Erfassungsgerät erzeugten Farborkoordinaten durch Vergleich mit Sollfarbortkoordinaten Farbabstandsvektoren zu bestimmen und die Stellsignale aufgrund dieser Farbabstandsvektoren zu erzeugen.
  16. Druckanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsgerät dazu eingerichtet ist, den Druckbogen bei einer Anzahl verschiedener Wellenlängen spektralfotometrisch auszumessen und entsprechende spektralfotometrische Messdaten zu erzeugen.
  17. Druckanlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die vom Erfassungerät erzeugten spektralfotometrischen Messdaten auch zu Farbdichten umzurechnen und die Stellsignale für die Farbführungsorgane auch aus dem Vergleichsergebnis dieser Farbdichten mit entsprechenden Sollfarbdichten zu erzeugen.
  18. Messvorrichtung zur Erzeugung von Steuerdaten für die Farbführungsorgane einer Druckmaschine mit einem Erfassungsgerät zum bereichsweisen farbmetrischen Ausmessen eines Druckbogens in Bezug auf ein ausgewähltes Farbkoordinatensystem und mit einer Verarbeitungseinrichtung, die aus den vom Erfassungsgerät erzeugten Farbortkoordinaten die Steuerdaten erzeugt, welche die farbliche Abweichung der ausgemessenen Druckbogenbereiche von entsprechenden Sollwerten repräsentieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung dazu ausgebildet ist, aus den vom Erfassungsgerät erzeugten Farbortkoordinaten durch Vergleich mit Sollfarbortkoordinaten Farbabstandsvektoren zu diesen zu bestimmen und die Steuerdaten für die Farbführungsorgane der Druckmaschine aus diesen Farbabstandsvektoren zu erzeugen.
  19. Messvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsgerät dazu eingerichtet ist, den Druckbogen bei einer Anzahl verschiedener Wellenlängen spektralfotometrisch auszumessen und entsprechende spektralfotometrische Messdaten zu erzeugen.
  20. Messvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsseinrichtung zusätzlich dazu ausgebildet ist, die vom Erfassungsgerät erzeugten spektralfotometrischen Messdaten zu Farbdichten umzurechnen, mit Sollfarbdichten zu vergleichen und aus dem Vergleichsergebnis die Steuerdaten für die Druckmaschine zu erzeugen
  21. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Durchführung der Verfahrensschritte gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 15 eingerichtet ist.
  22. Messvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass neben der fotoelektrischen Farbmessung mit einem gesteuert bewegten Messkopf ein frei beweglicher Messkopf angeschlossen ist, mit dem an beliebiger Stelle und an beliebigen Proben die Farbmessung erfolgen kann.
  23. Messvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der frei bewegliche Messkopf auf den gleichen Spektrometerbaustein wie der gesteuert bewegte Messkopf wirkt.
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