DE69326010T2 - Printer control system - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungssysteme für eine Druckerpresse.The present invention relates to control systems for a printing press.
In Druckerpressen werden bisher vier Prozeßtinten (zyanfarben, magentafarben, gelb und schwarz) zur Herstellung von eine Skala von Farben aufweisenden Kopien verwendet. Zum besseren Auffangen der Tinte und zur Reduzierung der Kosten für die Tinten werden bei der Farbtrennverarbeitung verschiedene Unterfarb- Entfernungstechniken (UCR) und Grauanteil-Ersatztechniken (GCR) eingesetzt. Bei den UCR- und GCR-Techniken wird ein bestimmter Anteil der zyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Tinte von einem Druckbereich entfernt und durch eine bestimmte Menge schwarzer Tinte ersetzt. Damit dient schwarze Tinte nicht nur zum Drucken von Texten, sondern auch zur Herstellung von Farbbildern. Verschiedene Hersteller von Vorrichtungen zur Farbtrennung bieten unterschiedliche UCR- und GCR-Techniken an, die es ermöglichen festzustellen, wann dieses Ersetzen durch schwarze Tinte vorzunehmen ist und welche Tintenmengen ersetzt werden sollen.Four process inks (cyan, magenta, yellow and black) are currently used in printing presses to produce copies with a range of colors. To better collect the ink and reduce the cost of the inks, various under-color removal (UCR) and gray-scale replacement (GCR) techniques are used in color separation processing. With the UCR and GCR techniques, a certain proportion of the cyan, magenta and yellow ink is removed from a printing area and replaced with a certain amount of black ink. This means that black ink is not only used for printing text, but also for producing color images. Different manufacturers of color separation devices offer different UCR and GCR techniques that make it possible to determine when this replacement with black ink should take place and what amounts of ink should be replaced.
Bisher kann man Systeme zur Qualitätssteuerung von Farbreproduktionen in Druckereien in die folgenden zwei Kategorien einteilen, und zwar in ein "Farbleistenkontroll"-System und ein "Bildkontroll"-System.So far, systems for quality control of color reproductions in printing houses can be divided into the following two categories: a "color bar control" system and an "image control" system.
Beim "Farbleistenkontroll"-System wird eine Gruppe von Kontrollfarben am Blattrand abgedruckt. Mit Hilfe von bestimmten Geräten, beispielsweise Dichtemessern, werden die Eigenschaften, wie etwa die optische Dichte, dieser Farbleisten überprüft. Die Druckerpresse wird dann entsprechend den Abweichungen der Kontrollfarbleiste von vorbestimmten Werten für die Farbeigenschaften eingestellt. Der Einsatz dieses "Farbleistenkontroll"- Systems ist insofern eingeschränkt, als hier ein zusätzlicher Verfahrensschritt vorgesehen werden muß, bei dem die Farbleiste vom fertigen Produkt abgeschnitten wird. Außerdem erfordert dieses System auch eine strikte Materialkontrolle bei Papier, Tinte und anderen Druckparametern.In the "color bar control" system, a group of control colors is printed on the edge of the sheet. With the help of certain devices, such as densitometers, the properties, such as the optical density, of these color bars are checked. The printing press is then adjusted according to the deviations of the control color bar from predetermined values for the color properties. The use of this "color bar control" system is limited in that it requires an additional process step in which the color bar is cut off from the finished product. In addition, this system also requires strict material control of paper, ink and other printing parameters.
Beim "Bildkontroll"-System wird das Druckbild einer angefertigten Kopie mit dem Druckbild einer Referenzkopie, einer sogenannten Druckvorlage, verglichen. Die Druckerpresse wird sodann auf der Grundlage der Unterschiede zwischen angefertigter Kopie und Referenzkopie neu eingestellt. Dieses System ist variabler, da hier keine zusätzliche Farbleiste vorgesehen werden muß. Es ist auch genauer als das "Farbleistenkontroll"-System, da in einigen Situationen zwar die gemessenen Eigenschaften der Kontrollfarbleiste der angefertigten Kopie und der Referenzkopie übereinstimmen, die beiden Bilder aber dennoch visuelle Unterschiede aufweisen. Herkömmlicherweise wird sowohl der Bildvergleich als auch das Einstellen der Druckerpresse durch Bedienpersonal für die Druckerpresse durchgeführt. In letzter Zeit wurden mehrere automatische Druckqualitäts-Prüfsysteme bekannt, die die Produktivität und die Farbbeständigkeit erhöhen. Bei diesen Systemen werden optoelektronische Sensorvorrichtungen, etwa ein Spektrophotometer oder CCD-Farbkameras zum Messen der Qualität der Farbreproduktion eingesetzt. Zur Zeit ist die Bandbreite dieser Sensorvorrichtungen auf den sichtbaren Bereich von 400 nm bis 700 nm Wellenlänge des elektromagnetischen Spektrums beschränkt. Im sichtbaren Bereich ist es allerdings bei diesen Vorrichtungen nicht möglich, die schwarze Tinte zuverlässig von dem durch die Kombination von zyanfarbener, magentafarbener und gelber Tinte gebildeten Prozeßschwarz zu unterscheiden oder festzustellen, ob die Zufuhr an schwarzer Tinte oder die Zufuhr der zyanfarbenen, der magentafarbenen und der gelben Tinte neu eingestellt werden muß. Obwohl mit derartigen Vorrichtungen, wie etwa einem Spektrophotometer, ggf. die beim Druck eingesetzte Farbe genau ermittelt werden kann, so ist es doch aufgrund des Einsatzes von UCR- und GCR-Techniken ohne Verwendung einer Farbleiste schwierig, die ermittelte Farbinformation zur automatischen Steuerung einer Vierfarbdruckerpresse einzusetzen.The "image control" system compares the printed image of a made copy with the printed image of a reference copy, called a master copy. The printing press is then readjusted based on the differences between the made copy and the reference copy. This system is more flexible because it does not require the provision of an additional color bar. It is also more accurate than the "color bar control" system because in some situations, although the measured characteristics of the control color bar of the made copy and the reference copy are the same, the two images still have visual differences. Traditionally, both the image comparison and the printing press adjustment are performed by printing press operators. Recently, several automatic print quality inspection systems have become known that increase productivity and color consistency. These systems use optoelectronic sensor devices, such as a spectrophotometer or color CCD cameras, to measure the quality of color reproduction. Currently, the bandwidth of these sensor devices is limited to the visible region of the electromagnetic spectrum, from 400 nm to 700 nm wavelength. In the visible range, however, it is not possible with these devices to reliably separate the black ink from the to distinguish the process black formed by the combination of cyan, magenta and yellow inks or to determine whether the supply of black ink or the supply of cyan, magenta and yellow inks needs to be adjusted. Although such devices, such as a spectrophotometer, may be able to accurately determine the color used in printing, the use of UCR and GCR techniques without the use of a color bar makes it difficult to use the color information obtained to automatically control a four-color printing press.
In der CH-A-649 842 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung von Farbbestandteilen bei Vielfarbdrucken beschrieben. Diese Vorrichtung umfaßt ein Filterrad mit drei Filtern für Bestandteile des sichtbaren Lichtspektrums sowie ein Infrarotfilter zur Verwendung in Verbindung mit einem Photodetektor mit einer ausreichend großen, vom sichtbaren Licht bis zum Infrarotlicht reichenden Photodetektions-Bandbreite. Die Ergebnisse werden mit Hilfe einer Farbtabelle ausgewertet. Eine Einbeziehung irgendwelcher anderer Faktoren in die Bewertung ist hier nicht beschrieben.CH-A-649 842 describes a device for determining color components in multi-color prints. This device comprises a filter wheel with three filters for components of the visible light spectrum and an infrared filter for use in conjunction with a photodetector with a sufficiently large photodetection bandwidth ranging from visible light to infrared light. The results are evaluated using a color table. The inclusion of any other factors in the evaluation is not described here.
Ein Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht im Vorsehen eines verbesserten Steuerungssystems für eine Vierfarbdruckerpresse. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Steuerungssystem für eine (Vierfarb-) Druckerpresse vorgesehen, bei der zyanfarbene, magentafarbene, gelbe und schwarze Tinte zur Herstellung eines Farbbildes auf einer Papieroberfläche eingesetzt wird, wobei das Steuerungssystem die folgenden Bestandteile enthält:A primary feature of the present invention is to provide an improved control system for a four-color printing press. According to one aspect of the invention, there is provided a control system for a (four-color) printing press using cyan, magenta, yellow and black ink to produce a color image on a paper surface, the control system comprising:
- Detektormittel zum Ermitteln von Energien, die von einer Papieroberfläche sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums reflektiert werden, wobei diese Detektormittel Ausgangssignale liefern;- detector means for detecting energies reflected from a paper surface in both the visible and infrared regions of the electromagnetic spectrum, said detector means providing output signals;
- Wandler, die die Ausgangssignale der Detektormittel in einen Datensatz umwandeln, der einem Tintenvolumen, einer durchschnittlichen Tintenschichtdicke oder einer Tintenpunktgröße der in einem bestimmten Bereich auf dem Papier vorhandenen zyanfarbenen, magentafarbenen, gelben oder schwarzen Tinte entspricht; und- converters which convert the output signals of the detector means into a data set corresponding to an ink volume, an average ink layer thickness or an ink dot size of the cyan, magenta, yellow or black ink present in a specific area on the paper; and
- Mittel zum Vergleichen eines ersten und eines zweiten von den Wandlern erzeugten Datensatzes und zum Neueinstellen der Vierfarbdruckerpresse unter Berücksichtigung von Unterschieden zwischen dem ersten und dem zweiten Datensatz in einer Weise, daß eine Farbbeständigkeit erzielt wird, wobei der erste Datensatz das Tintenvolumen, die durchschnittlichen Tintenschichtdicke oder die Tintenpunktgröße der zyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und schwarzen Tinte in einem bestimmten Bereich einer Referenzkopie und der zweite Datensatz das Tintenvolumen, die durchschnittlichen Tintenschichtdicke oder die Tintenpunktgröße der zyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und schwarzen Tinte in einem Bereich der Druckkopie repräsentiert, der dem bestimmten Bereich der Referenzkopie entspricht.- means for comparing a first and a second set of data generated by the transducers and for readjusting the four-color printing press taking into account differences between the first and second sets of data in a manner to achieve color consistency, the first set of data representing the ink volume, the average ink layer thickness or the ink dot size of the cyan, magenta, yellow and black ink in a specific area of a reference copy and the second set of data representing the ink volume, the average ink layer thickness or the ink dot size of the cyan, magenta, yellow and black ink in an area of the printed copy corresponding to the specific area of the reference copy.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht im Vorsehen einer Sensorstruktur bzw. Detektorvorrichtung zum Ermitteln einer von der Papierfläche reflektierten Energie, wobei diese Sensorstruktur wenigstens vier verschiedene Frequenzbänder umfaßt und wenigstens eines dieser Frequenzbänder im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums einsetzbar ist. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Bandbreite des Infrarotfrequenzbandes bei zwischen 800 nm und 1.100 nm liegen kann, was einem Abschnitt des unteren Infrartobereichs entspricht und wofür ein herkömmlicher Siliziumdetektor eingesetzt werden kann.A feature of the present invention is the provision of a sensor structure or detector device for Determining an energy reflected from the paper surface, wherein said sensor structure comprises at least four different frequency bands and at least one of said frequency bands is operable in the infrared region of the electromagnetic spectrum. A further feature of the invention is that the bandwidth of the infrared frequency band can be between 800 nm and 1,100 nm, which corresponds to a portion of the lower infrared region and for which a conventional silicon detector can be used.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Arbeitswellenlänge des Infrarotfrequenzbandes mehr als 1.100 nm betragen oder im Übergangsbereich zwischen 700 und 800 nm liegen kann.A further feature of the invention is that the operating wavelength of the infrared frequency band can be more than 1,100 nm or in the transition range between 700 and 800 nm.
Weiterhin besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß im sichtbaren Bereich wenigstens drei verschiedene Frequenzbänder eingesetzt werden. Drei dieser Frequenzbänder können den Farben Rot, Grün und Blau (RGB), den Farben Zyan, Magenta und Gelb (ZMG) oder anderen Farben entsprechen. Die Bandbreite jedes Frequenzbandes kann weniger als 70 nm oder mehr als 100 nm oder einen dazwischenliegenden Wert betragen, wobei auch Frequenzbänder enthalten sind, deren jeweiliger Durchlaßbereich mehrere Spitzen aufweist, wie dies beispielsweise bei Magenta der Fall ist.A further feature of the invention is that at least three different frequency bands are used in the visible range. Three of these frequency bands can correspond to the colors red, green and blue (RGB), the colors cyan, magenta and yellow (CMG) or other colors. The bandwidth of each frequency band can be less than 70 nm or more than 100 nm or a value in between, also including frequency bands whose respective passband has several peaks, as is the case with magenta, for example.
Die Sensorvorrichtung kann aus einem Einzelelement-Detektor, einem eindimensionalen (linearen) Detektor, einem zweidimensionalen (Flächen-)Detektor oder anderen geeigneten Detektoreinheiten gebildet werden.The sensor device can be formed from a single element detector, a one-dimensional (linear) detector, a two-dimensional (area) detector or other suitable detector units.
Der Sensor kann durch Hinzufügen eines zusätzlichen Infrarotfrequenzbandes zu bestehenden Vorrichtungen, z. B. einer RGB-Farbkamera oder einem Dichtemesser, hergestellt werden. Stattdessen kann aber auch eine Erweiterung der Arbeitsbandbreite in den Infrarotbereich hinein erfolgen, beispielsweise indem ein Spektrophotometer auch für den Infrarotbereich einsatzfähig gemacht wird.The sensor can be made by adding an additional infrared frequency band to existing devices, e.g. an RGB color camera or a densitometer. Alternatively, the working bandwidth can be extended into the infrared range, for example by making a spectrophotometer capable of operating in the infrared range.
Die verwendete Lichtquelle liefert in Abhängigkeit von der Arbeitsbandbreite und der Empfindlichkeit des Sensors sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Infrarotbereich eine ausreichende Strahlungsenergie.The light source used provides sufficient radiant energy in both the visible and infrared ranges, depending on the working bandwidth and the sensitivity of the sensor.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß alle von der Sensorvorrichtung lieferbaren Ausgangswerte zur Bildung eines Vektorraums herangezogen werden können. So können beispielsweise alle von einer Sensorvorrichtung mit Rot-, Grün-, Blau- und Infrarotfrequenzbändern lieferbaren Ausgangswerte einen vierdimensionalen Vektorraum R-G-B-IR bilden, der als Sensorraum bezeichnet wird, wobei jedes Ausgangssignal der Sensorvorrichtung als ein Vektor im Sensorraum bezeichnet wird.Another feature of the present invention is that all output values available from the sensor device can be used to form a vector space. For example, all output values available from a sensor device with red, green, blue and infrared frequency bands can form a four-dimensional vector space R-G-B-IR, which is referred to as sensor space, with each output signal from the sensor device being referred to as a vector in sensor space.
Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß diese Sensoranordnung mindestens vier Dimensionen aufweisen muß.It is a further feature of the invention that this sensor arrangement must have at least four dimensions.
Außerdem besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß ein Satz von Variablen festgelegt werden kann, der die Menge an in einem bestimmten Bereich vorhandener Tinte repräsentiert. So kann zum Beispiel der durch die Variablen Z, M, G und S gebildete Variablensatz so festge legt werden, daß er eine Menge an im vorgegebenen Bereich vorhandener zyanfarbener, magentafarbener, gelber oder schwarzer Tinte repräsentiert bzw. eine Funktion dieser Menge darstellt. Dieser Variablensatz kann sich auf das Tintenvolumen, die durchschnittliche Tintenschichtdicke, die Punktgröße oder andere der Tintenmenge in einem bestimmten Bereich auf der Papieroberfläche zugeordnete Eigenschaften beziehen, wobei der Vektorraum für diesen Variablensatz als Tintenraum bezeichnet wird und der Tintenraum bei einer Vierfarbdruckerpresse vier Dimensionen umfaßt.Furthermore, a feature of the invention is that a set of variables can be defined which represents the amount of ink present in a particular area. For example, the set of variables formed by the variables Z, M, G and S can be defined such that be defined to represent or be a function of an amount of cyan, magenta, yellow or black ink present in the given area. This set of variables may refer to the volume of ink, the average ink layer thickness, the dot size or other properties associated with the amount of ink in a given area on the paper surface, where the vector space for this set of variables is called the ink space, and the ink space in a four-color printing press comprises four dimensions.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß wenigstens eine Übertragungsfunktion vorhanden ist, durch die ein Vektor im vierdimensionalen Tintenraum als ein Vektor im vierdimensionalen Sensorraum abgebildet werden kann, wobei diese Übertragungsfunktion als Vorwärtsübertragungsfunktion bezeichnet wird.A further feature of the invention is that at least one transfer function is present by which a vector in the four-dimensional ink space can be mapped as a vector in the four-dimensional sensor space, wherein this transfer function is referred to as a forward transfer function.
Die Vorwärtsübertragungsfunktion kann bei einem Software-Vorlagensystem eingesetzt werden, bei dem ein Vorlagenbild elektronisch erzeugt wird. Dieses elektronisch erzeugte Vorlagenbild kann im System als Referenzbild gespeichert oder zur visuellen Überprüfung durch eine Bildschirmeinheit dargestellt werden.The forward transfer function can be used with a software template system in which a template image is generated electronically. This electronically generated template image can be stored in the system as a reference image or displayed by a display unit for visual inspection.
Es ist weiterhin ein Merkmal der Erfindung, daß wenigstens eine Übertragungsfunktion vorhanden ist, durch die sich ein Vektor im vierdimensionalen Sensorraum als Vektor im vierdimensionalen Tintenraum abbilden läßt, wobei diese Übertragungsfunktion als Rückwärtsübettragungsfunktion bezeichnet wird.It is a further feature of the invention that at least one transfer function is present by means of which a vector in the four-dimensional sensor space can be mapped as a vector in the four-dimensional ink space, whereby this transfer function is referred to as a backward transfer function.
Daneben besteht ein Merkmal der Erfindung darin, daß das gedruckte Bild einer angefertigten Kopie mit dem gedruckten Bild einer Referenzkopie im Sensorraum verglichen werden kann. Wenn die Unterschiede zwischen der angefertigten Kopie und der Referenzkopie für wenigstens alle Frequenzbänder im sichtbaren Bereich des Sensorraums ein bestimmtes Toleranzniveau nicht übersteigen, so wird die angefertigte Kopie definitionsgemäß als einwandfrei bezeichnet.In addition, a feature of the invention is that the printed image of a copy made can be compared with the printed image of a reference copy in the sensor space. If the differences between the copy made and the reference copy do not exceed a certain tolerance level for at least all frequency bands in the visible range of the sensor space, the copy made is, by definition, said to be flawless.
Darüber hinaus ist es ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß sowohl das angefertigte Bild als auch das Referenzbild aus dem Sensorraum in den Tintenraum abgebildet werden können, indem die Rückwärtsübertragungsfunktion Punkt für Punkt durchgeführt wird. Die Unterschiede zwischen der angefertigten Kopie und der Referenzkopie im Tintenraum repräsentiert dabei die Unterschiede in der Tintenverteilung der zyanfarbenen, magentafarbenen, gelben und/oder schwarzen Tinte.Furthermore, it is a further feature of the invention that both the produced image and the reference image from the sensor space can be mapped into the ink space by performing the backward transfer function point by point. The differences between the produced copy and the reference copy in the ink space represent the differences in the ink distribution of the cyan, magenta, yellow and/or black ink.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal zeigen die Unterschiede zwischen der angefertigten Kopie und der Referenzkopie im Tintenraum an, welche Druckeinheit neu eingestellt werden soll, in welche Richtung (nach oben oder unten) die Einstellung zu erfolgen hat und welche Tintenmenge einzustellen ist.According to a further feature of the invention, the differences between the copy made and the reference copy in the ink chamber indicate which printing unit should be readjusted, in which direction (up or down) the adjustment should be made and which amount of ink should be set.
Für die Neueinstellung von bestimmten Druckpressen-Parametern, etwa der Tintenzufuhrrate bei Lithographie- oder Buchdruckerpressen, der Tintenbeständigkeit bei Flexographie- oder Gravurpressen, der Wasserzufuhrrate bei Lithographiepressen oder der Temperatur bei allen genannten Pressen, läßt sich für die Druckerpresse aufgrund der Unterschiede zwischen dem angefertigten Bild und dem Referenzbild im Tintenraum eine Formel entwickeln.For the resetting of certain printing press parameters, such as the ink feed rate for lithographic or letterpress presses, the ink resistance for flexographic or engraving presses, the water feed rate for lithographic presses or the temperature for all of the above, the printing press can be adjusted based on the differences between the image produced and the reference image in the ink chamber to develop a formula.
Die Neueinstellung der Presse kann mit Hilfe eines automatischen Steuerungssystems oder durch Interaktion zwischen einem automatischen Steuerungssystem und dem Pressenbedienpersonal erfolgen.The readjustment of the press can be carried out using an automatic control system or through interaction between an automatic control system and the press operator.
Die Sensorvorrichtung läßt sich zur direkten Überwachung der Druckbahn der Presse einsetzen, d. h. zur Messung an der Druckerpresse, oder zur Überwachung der von der Falzvorrichtung der Druckerpresse kommenden Druckexemplare, d. h. zur pressenunabhängigen Messung.The sensor device can be used for direct monitoring of the printing path of the press, i.e. for measurement on the printing press, or for monitoring the printed copies coming from the folding device of the printing press, i.e. for press-independent measurement.
Falls digitale Bilder der Farbtrennverarbeitung oder Film/Druckplatten-Bilder erhältlich sind, so kann die Referenzkopie im Sensorraum mittels der Vorwärtsübertragungsfunktion elektronisch erzeugt werden.If digital images of color separation processing or film/plate images are available, the reference copy can be generated electronically in the sensor room using the forward transfer function.
Das elektronisch erzeugte Referenzbild kann zur Verringerung der Einrichtzeit beim Aufstellen der Druckerpresse Verwendung finden.The electronically generated reference image can be used to reduce the setup time when setting up the printing press.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Farbreproduktionsqualität während des gesamten Presseneinsatzes, während verschiedener Einsätze unterschiedlicher Pressen bzw. zu unterschiedlichen Zeiten beibehalten werden kann.Another feature of the invention is that the color reproduction quality can be maintained throughout the press run, during different runs of different presses, or at different times.
Ein automatisches Farbreproduktions-Kontrollsystem mit geschlossenem Regelkreis kann, ggf. unter Hinzufügung einer Kontrollfarbleiste, hergestellt werden.A closed-loop automatic color reproduction control system can be created, optionally adding a color control bar.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Veränderungen der Tinte, des Papiers oder anderer Druckerpressenparameter derart kompensiert werden können, daß die Druckkopien mit höchst möglicher Genauigkeit der Referenzkopie entsprechen.Another feature of the invention is that changes in ink, paper or other printing press parameters can be compensated for so that the printed copies correspond to the reference copy with the highest possible accuracy.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs einer Druckerpresse vorgesehen, wobei diese Druckerpresse unter Einsatz von Tinten in den Farben Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz auf einer Papieroberfläche ein Farbbild herstellt und das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte enthält:According to another aspect of the invention, there is provided a method for controlling the operation of a printing press, the printing press producing a color image on a paper surface using cyan, magenta, yellow and black inks, the method comprising the steps of:
- Vorsehen einer Referenzkopie eines zu druckenden Bildes;- Providing a reference copy of an image to be printed;
- Messen von Referenzwerten für die Rot-, Grün-, Blau- und Infrarot-Reflektion (RGBI-Reflektion) von der Referenzkopie;- Measuring reference values for red, green, blue and infrared reflection (RGBI reflection) from the reference copy;
- Umwandlung der Referenzwerte für die RGBI-Reflektion in Referenzwerte für zyanfarbene, magentafarbene, gelbe und schwarze (ZMGS) Tinte, wobei die Referenzwerte der Menge der auf der Referenzkopie vorhandenen Tinte entsprechen;- Conversion of the RGBI reflectance reference values into cyan, magenta, yellow and black (CMGS) ink reference values, where the reference values correspond to the amount of ink present on the reference copy;
- Vorsehen einer durch Drucken mit der Druckerpresse hergestellten Druckkopie des Bildes;- Providing a hard copy of the image produced by printing on the printing press;
- Messen der Werte der Druck-RGBI-Reflektion der Druckkopie;- Measuring the print RGBI reflection values of the print copy;
- Vergleichen der Druck-RGBI-Reflektionswerte mit den Referenz-RGBI-Reflektionswerten;- Comparing the print RGBI reflection values with the reference RGBI reflection values;
- Umwandeln der Druck-RGBI-Reflektionswerte in Druck- ZMGS-Tintenwerte, die der Menge an Tinte auf der Druckkopie entsprechen, und Ermitteln des Unterschieds zwischen den Druck-ZMGS-Tintenwerten und den Referenz-ZMGS-Tintenwerten an einander entsprechenden Stellen sowie Einstellen der Druckerpresse zur Korrektur des Unterschiedes zwischen den Druck- und den Referenz-RGBI-Reflektionswerten auf der Grundlage des Unterschiedes zwischen den Druck- und den Referenz-ZMGS-Tintenwerten, sofern der Vergleich gezeigt hat, daß zwischen den Druck-RGBI-Reflektionswerten und den Referenz-RGBI-Reflektionswerten ein Unterschied besteht, der einen bestimmten Grenzwert überschreitet; und- converting the print RGBI reflectance values into print ZMGS ink values corresponding to the amount of ink on the print copy and determining the difference between the print ZMGS ink values and the reference ZMGS ink values at corresponding locations and adjusting the printing press to correct the difference between the print and reference RGBI reflectance values on the basis of the difference between the print and reference ZMGS ink values if the comparison has shown that there is a difference between the print RGBI reflectance values and the reference RGBI reflectance values that exceeds a certain limit; and
- Akzeptieren der Druckkopie ohne Umwandlung der Druck-RGBI-Reflektionswerte in Druck-ZMGS-Tintenwerte der Druckkopie und ohne Neueinstellung der Druckerpresse, sofern der Unterschied zwischen den Druck-RGBI-Reflektionswerten und den Refrenz-RGBI- Reflektionswerten unter dem gewählten Grenzwert liegt.- Accept the print copy without converting the print RGBI reflectance values to print ZMGS ink values of the print copy and without resetting the printing press, provided that the difference between the print RGBI reflectance values and the reference RGBI reflectance values is below the selected limit.
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuerungssystem für eine Druckerpresse gemäß der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 is a block diagram of a control system for a printing press according to the present invention;
Fig. 2 eine Schemadarstellung des Systems gemäß Fig. 1;Fig. 2 is a schematic representation of the system according to Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockschaltbild des Steuerungssystems gemäß Fig. 1;Fig. 3 is a block diagram of the control system according to Fig. 1;
Fig. 4 eine Schemadarstellung einer Kamera bzw. eines Sensors für das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;Fig. 4 is a schematic diagram of a camera or sensor for the control system according to the present invention;
Fig. 5 eine Schemadarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiel der Kamera bzw. des Sensors für das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment of the camera or sensor for the control system according to the present invention;
Fig. 6 eine Schemadarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Kamera bzw. des Sensors für das Steuerungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;Fig. 6 is a schematic representation of another embodiment of the camera or sensor for the control system according to the present invention;
Fig. 7 ein Diagramm zur graphischen Darstellung des Norm-Prozentanteils einer IR-Reflektion im Vergleich zum Prozentanteil des Punktbereichs eines bedruckten Blattes;Fig. 7 is a diagram graphically representing the standard percentage of IR reflection in comparison with the percentage of the dot area of a printed sheet;
Fig. 8 eine Schemadarstellung eines elektromagnetischen Wellenspektrums, welches das sichtbare und das Infrarotspektrum umfaßt;Fig. 8 is a schematic representation of an electromagnetic wave spectrum which includes the visible and the infrared spectrum;
Fig. 9 eine Schemadarstellung einer Gruppe von Elementen eines Sensor- und eines Tintenraums;Fig. 9 is a schematic representation of a group of elements of a sensor and an ink chamber;
Fig. 10 ein Blockschaltbild des Sensorraumes und des Tintenraumes in Verbindung mit dem Steuerungssystem der vorliegenden Erfindung; undFig. 10 is a block diagram of the sensor chamber and the ink chamber in connection with the control system of the present invention; and
Fig. 11 ein Blockschaltbild des Steuerungssystems zur Neueinstellung der Druckerpresse.Fig. 11 a block diagram of the control system for resetting the printing press.
Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele genauer beschrieben.The preferred embodiments are described in more detail below.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Steuerungssystem 10 für eine Druckerpresse 11 dargestellt.In Fig. 1, a control system 10 according to the invention for a printing press 11 is shown.
Das Steuerungssystem 10 besitzt einen Vierfrequenzbandsensor 21, einen Datenwandler 23 zur Verarbeitung der vom Sensor 21 gelieferten Daten und eine Vorrichtung 25 zur Steuerung der Tinte für die Presse 11. Wie weiter unten noch genauer erläutert wird, ermittelt der Vierfreguenzbandsensor 21 die von einer Papieroberfläche, beispielsweise der Papierbahn der Druckerpresse 11, reflektierte Energie sowohl im sichtbaren als auch im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums. Wie sich Fig. 8 entnehmen läßt, besitzen elektromagnetische Wellen im Infrarotbereich eine größere Wellenlänge als diejenigen des sichtbaren Bereichs, wobei die jeweilige Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen im Bereich des sichtbaren Lichts bei etwa 400 bis 700 Nanometer (nm) und die jeweilige Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen in Infrarotbereich, einschließlich des unteren Infrarotbereichs, mindestens 800 nm beträgt.The control system 10 includes a four-frequency band sensor 21, a data converter 23 for processing the data provided by the sensor 21, and a device 25 for controlling the ink for the press 11. As will be explained in more detail below, the four-frequency band sensor 21 detects the energy reflected from a paper surface, such as the paper web of the printing press 11, in both the visible and infrared regions of the electromagnetic spectrum. As can be seen from Fig. 8, electromagnetic waves in the infrared region have a longer wavelength than those in the visible region, with the respective wavelength of the electromagnetic waves in the visible light region being approximately 400 to 700 nanometers (nm) and the respective wavelength of the electromagnetic waves in the infrared region, including the lower infrared region, being at least 800 nm.
Wie in Fig. 2 dargestellt, umfaßt das Steuerungssystem 10 eine Halterung 12, mit deren Hilfe ein Blatt Papier 14 mit einem daraufhergestellten Bild oder einer Kennung 16 unterhalb eines Paares einander gegenüberliegender, das Blatt 14 beleuchtender Lampen 18 und 20 angeordnet wird. Das System 10 enthält eine erste Farbvi deokamera bzw. einen Sensor 22, der drei Frequenzbänder zur Bestimmung der Eigenschaften der auf dem Blatt 14 vorhandenen Tinten, beispielsweise der roten, grünen und blauen Tinten bzw. der zyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Tinten, im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und zum Weitersenden der ermittelten Information über gesonderte Kabel bzw. Leitungen 24, 26 und 28 an einen geeigneten digitalen Rechner 30 bzw. eine Zentralverarbeitungseinheit umfaßt, die einen Direktzugriffspeicher (RAM) und einen Festwertspeicher (ROM) enthält, wobei der Rechner bzw. die Zentralverarbeitungseinheit 30 mit einer geeigneten Anzeigeeinheit 32 ausgestattet ist. Hierdurch können die jeweiligen Farbeigenschaften der drei Tinten mittels der Kamera 22 vom Blatt 14 ermittelt und zur Speicherung und Verarbeitung im Rechner 30 zum Speicher des Rechners 30 weitergeleitet werden.As shown in Fig. 2, the control system 10 includes a support 12 for positioning a sheet of paper 14 having an image or indicia 16 formed thereon beneath a pair of opposed lamps 18 and 20 illuminating the sheet 14. The system 10 includes a first color vi deo camera or a sensor 22 which comprises three frequency bands for determining the properties of the inks present on the sheet 14, for example the red, green and blue inks or the cyan, magenta and yellow inks, in the visible range of the electromagnetic spectrum and for transmitting the determined information via separate cables or lines 24, 26 and 28 to a suitable digital computer 30 or a central processing unit which contains a random access memory (RAM) and a read only memory (ROM), the computer or the central processing unit 30 being equipped with a suitable display unit 32. In this way, the respective color properties of the three inks can be determined from the sheet 14 by means of the camera 22 and forwarded to the memory of the computer 30 for storage and processing in the computer 30.
Das System 10 umfaßt außerdem eine zweite Schwarz-Weiß- Videokamera bzw. einen Sensor 34 mit einem Filter 50, die bzw. der zum Ermitteln der Eigenschaften der Tinten im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums geeignet ist, wobei die Wellenlänge hierbei größer ist als die der elektromagnetischen Wellen im Bereich sichtbaren Lichtes. Die Kamera bzw. der Sensor 34 ermittelt somit vom Blatt 14 Infrarotdaten und übermittelt die gewonnenen Daten über eine Leitung 36 so an den Rechner 30, daß die Infrarotstrahlendaten im Rechner 30 gespeichert und verarbeitet werden.The system 10 also includes a second black and white video camera or sensor 34 with a filter 50, which is suitable for determining the properties of the inks in the infrared region of the electromagnetic spectrum, the wavelength of which is longer than that of the electromagnetic waves in the visible light range. The camera or sensor 34 thus determines infrared data from the sheet 14 and transmits the data obtained via a line 36 to the computer 30 so that the infrared ray data is stored and processed in the computer 30.
In Fig. 7 ist ein Norm-Prozentanteil der Infrarot-(IR)- Reflektion im Verhältnis zum Prozentanteil an einem Punktbereich graphisch dargestellt. Es zeigt sich, daß sich die Infrarotreflektion der zyanfarbenen, magen tafarbenen und gelben Tinte in Abhängigkeit vom prozentualen Punktbereichanteil nicht wesentlich verändert. Hingegen zeigt die normierte Infrarotreflektion der schwarzen Tinte in Abhängigkeit vom Prozentanteil am Punktbereich eine erhebliche Veränderung und sinkt dabei von einem Normwert für 100%ige Infarrotreflektion bei einem Punktbereichanteil von 0% auf eine etwa 18%- ige Infrarotreflektion bei einem 100%igen Punktbereichanteil. Die schwarze Tinte kann somit im Infrarotbereich der elektromagnetischen Wellen leicht ermittelt und von den andersfarbigen Tinten unterschieden werden.In Fig. 7, a standard percentage of infrared (IR) reflection is plotted against the percentage of a point area. It can be seen that the infrared reflection of the cyan, magenta The infrared reflection of the black ink does not change significantly depending on the percentage of the dot area. In contrast, the standardized infrared reflection of the black ink shows a significant change depending on the percentage of the dot area, falling from a standard value for 100% infrared reflection with a dot area share of 0% to an infrared reflection of around 18% with a dot area share of 100%. The black ink can therefore be easily detected in the infrared range of the electromagnetic waves and distinguished from the other colored inks.
Wie sich Fig. 2 entnehmen läßt, kann das Blatt 14 ein Druckbild bzw. eine Kennung 16 enthalten, das bzw. die bei einem gerade durchgeführten Einsatz der Presse 11 hergestellt wurde und als Druckkopie bzw. angefertigte Kopie bezeichnet wird. Außerdem kann ein Blatt 38, das ein als Referenzkopie bezeichnetes Druckbild bzw. eine Kennung 40 aufweist, welche(s) bei einem früheren Einsatz der Druckerpresse hergestellt wurde, unterhalb der Kameras 22 und 34 auf der Halterung 12 abgelegt werden, um die vom Blatt 38 reflektierte Energie zu ermitteln und die ermittelten Daten zum Speichern und Verarbeiten im Rechner 30 an den Speicher des Rechners 30 weiterzuleiten, was im folgenden noch näher erläutert wird.As can be seen in Fig. 2, the sheet 14 can contain a print image or an identifier 16 which was produced during a recent use of the press 11 and is referred to as a print copy or made copy. In addition, a sheet 38 which has a print image or an identifier 40 which was produced during a previous use of the printing press and is referred to as a reference copy can be placed on the holder 12 below the cameras 22 and 34 in order to determine the energy reflected from the sheet 38 and to forward the determined data to the memory of the computer 30 for storage and processing in the computer 30, which will be explained in more detail below.
Die Kameras bzw. Sensoren 22 und 34 können somit zur Abtastung sowohl der Druckkopie bzw. des Blattes 14 als auch der Referenzkopie bzw. des Blattes 38 eingesetzt werden. Die von den Kameras 22 und 34 gelieferten Daten werden durch einen geeigneten, in einer Rahmen-Halteplatte des Rechners 30 angeordneten A/D-Wandler in digitale Daten umgewandelt. Der Rechner 30 bearbeitet dann die digitalen Daten, die in seinem Speicher vorhanden sind und den Daten entsprechen, die von den Kameras bzw. Sensoren 22 und 34 hinsichtlich der Blätter 14 und 38 ermittelt wurden.The cameras or sensors 22 and 34 can thus be used to scan both the printed copy or sheet 14 and the reference copy or sheet 38. The data supplied by the cameras 22 and 34 are converted into digital data by a suitable A/D converter arranged in a frame holding plate of the computer 30. The computer 30 processes then the digital data present in its memory and corresponding to the data detected by the cameras or sensors 22 and 34 with respect to the leaves 14 and 38.
In Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Steuerungssystems 10 für die Druckerpresse 11 dargestellt. Wie sich der Zeichnung entnehmen läßt, werden die vier Tinten (in den Farben Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz) der Vierfarbdruckerpresse 11 zuerst eingestellt, woraufhin mit Hilfe der Presse 11 mit der momentanen Tinteneinstellung ein Druckvorgang durchgeführt wird, bei dem eine hergestellte Kopie bzw. eine Druckkopie entsteht, wie dies der Zeichnung zu entnehmen ist. Die Farb- und die Schwarz-Weiß-Videokamera bzw. die Sensoren 22 und 34 gemäß Fig. 2 dienen als Vierfrequenzbandsensor 21, nehmen das Bild der gerade hergestellten Druckkopie auf und legen die entsprechenden Daten - nach deren Digitalisierung - sodann im Speicher des Rechners 30 ab.Fig. 3 shows a block diagram of the control system 10 according to the invention for the printing press 11. As can be seen from the drawing, the four inks (cyan, magenta, yellow and black) of the four-color printing press 11 are first set, after which a printing process is carried out with the help of the press 11 with the current ink setting, in which a produced copy or a printed copy is produced, as can be seen from the drawing. The color and black-and-white video cameras or the sensors 22 and 34 according to Fig. 2 serve as a four-frequency band sensor 21, record the image of the printed copy just produced and then store the corresponding data - after they have been digitized - in the memory of the computer 30.
Nun wird ein "Tintentrennprozeß" 23 durchgeführt, um die vom Vierfrequenzbandsensor 21 ermittelten Rot-, Grün-, Blau- und Infrarotbilder in vier getrennte Zyantinten-, Magentatinten-, Gelbtinten- und Schwarztintenbilder umzuwandeln, die der Menge der jeweils auf der Druckkopie vorhandenen Tinte entsprechen. Beim "Tintentrennverfahren" 23 können mathematische Formeln, Datenreferenztabellen oder andere geeignete Mittel zur Durchführung der Datenumwandlung herangezogen werden.An "ink separation process" 23 is then performed to convert the red, green, blue and infrared images detected by the four-frequency band sensor 21 into four separate cyan ink, magenta ink, yellow ink and black ink images corresponding to the amount of ink present on the printed copy. The "ink separation process" 23 may use mathematical formulas, data reference tables or other suitable means to perform the data conversion.
Ähnliche Arbeitsschritte werden auch für die Referenzkopie durchgeführt. Dabei wird zuerst der Vierfrequenzbandsensor 21 zur Erfassung der Rot-, Grün-, Blau- und Infrarotbilder von der Referenzkopie eingesetzt. Danach werden mit Hilfe des "Tintentrennverfahrens" 23 die Zyantinten-, Magentatinten-, Gelbtinten- und Schwarztintenbilder erzeugt, die die Menge der entsprechenden Tinten auf der Referenzkopie repräsentieren.Similar steps are also carried out for the reference copy. First, the four-frequency band sensor 21 is used to detect the red, green, blue and Infrared images of the reference copy are used. Then, using the "ink separation process" 23, the cyan ink, magenta ink, yellow ink and black ink images are generated which represent the amount of the corresponding inks on the reference copy.
Wie in der Zeichnung zu sehen ist, werden die Tintenbilder der Druckkopie durch den Rechner 30 mit den Tintenbildern der Referenzkopie verglichen, um Abweichungen in der Tintenverteilung für die zyanfarbene, die magentafarbene, die gelbe und die schwarze Tinte zu ermitteln.As shown in the drawing, the ink images of the printed copy are compared by the computer 30 with the ink images of the reference copy to determine deviations in the ink distribution for the cyan, magenta, yellow and black inks.
Die ermittelten Unterschiede in der Tintenverteilung werden dann vom Rechner 30 zu Weisungsangaben verarbeitet, mit deren Hilfe die Einstellschalter oder andere Vorrichtungen der Druckerpresse 11 in einem Drucksteuerungsvorgang betätigt werden können. Die dabei erzeugten Weisungsangaben führen zu einer Tintenneueinstellung der Druckerpresse, durch welche die im folgenden hergestellten Druckkopien der Referenzkopie in höherem Maße gleichen. Die Weisungsangaben für die Tinteneinstellung können automatisch an die Presse 11 weitergeleitet werden oder das Betriebspersonal kann die Angaben der Tintenfarbeigenschaften zur Einstellung der Druckerpresse 11 verwenden, indem beispielsweise die Tintenzufuhrrate durch Betätigung der Einstellschalter verändert wird.The detected differences in ink distribution are then processed by the computer 30 into instructions that can be used to operate the adjustment switches or other devices of the printing press 11 in a print control process. The instructions generated thereby lead to an ink readjustment of the printing press, as a result of which the printed copies produced subsequently resemble the reference copy to a greater extent. The instructions for the ink adjustment can be automatically forwarded to the press 11 or the operating personnel can use the information on the ink color properties to adjust the printing press 11, for example by changing the ink feed rate by operating the adjustment switches.
Bisher werden bei Druckerpressen vier Prozeßtinten (in den Farben Zyan, Magenta, Gelb und Schwarz) eingesetzt, um Kopien mit einer Skala verschiedener Farben herzustellen. Bei diesen Systemen wird die schwarze Tinte nicht nur zur Erzeugung des Textes, sondern auch zur Herstellung des Farbbildes eingesetzt. Bei einem Bildkontrollsystem wird das Druckbild einer angefertigten Kopie mit dem Druckbild einer Referenzkopie, einer sogenannten Druckvorlage, verglichen und die Presse wird auf der Grundlage der Unterschiede zwischen dem hergestellten Bild und dem Referenzbild neu eingestellt. Im sichtbaren Bereich ist es jedoch nicht möglich, zuverlässig zwischen der schwarzen Tinte und dem Prozeßschwarz zu unterscheiden, das durch eine Kombination von zyanfarbenen, magentafarbenen und gelben Tinten entsteht, bzw. festzustellen, ob die schwarze Tinte oder die zyanfarbene, magentafarbene und gelbe Tinte neu eingestellt werden sollten.Up to now, printing presses have used four process inks (cyan, magenta, yellow and black) to produce copies with a range of different colors. In these systems, the black ink is used not only to produce the text, but also used to produce the colour image. In an image control system, the printed image of a produced copy is compared with the printed image of a reference copy, called a master copy, and the press is readjusted based on the differences between the produced image and the reference image. However, in the visible range it is not possible to reliably distinguish between the black ink and the process black produced by a combination of cyan, magenta and yellow inks, or to determine whether the black ink or the cyan, magenta and yellow ink should be readjusted.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Vierfrequenzbandsensor 21 nicht nur zur Ermittlung von Eigenschaften in den drei Frequenzbändern des sichtbaren Bereichs verwendet, vielmehr wird im vierten Frequenzband des Sensors 21 eine Eigenschaft im Infrarotbereich bestimmt und so die zur korrekten Reproduktion der Druckvorlage nötige Menge an - auch schwarzer - Tinte festgelegt. Beim Druckerpressen-Steuerungssystem 10 wird der Vierfrequenzbanddetektor bzw. Sensor 21 zur Ermittlung der von einer Papieroberfläche, etwa den Blättern 14 und 38 oder der Papierbahn der Presse 11, reflektierten Energie eingesetzt, wobei drei Frequenzbänder im sichtbaren und ein Frequenzband im unsichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums angesiedelt sind. Das Steuerungssystem 10 umfaßt eine Vorrichtung 23 zur Umwandlung der Ausgangssignale der Sensorvorrichtung 21 in eine Satz von Variablen, die einer Menge an auf dem Papier vorhandener zyanfarbener, magentafarbener, gelber bzw. schwarzer Tinte entsprechen, sowie eine Vorrichtung 25, die auf die Umwandlungsvorrichtung 23 rea giert, indem sie die Vierfarbdruckerpresse 11 so einstellt, daß die Farbbeständigkeit beibehalten wird.In accordance with the present invention, the four-frequency band sensor 21 is not only used to determine properties in the three frequency bands of the visible range, but rather a property in the fourth frequency band of the sensor 21 is determined in the infrared range and thus determines the amount of ink - including black - necessary to correctly reproduce the printing original. In the printing press control system 10, the four-frequency band detector or sensor 21 is used to determine the energy reflected from a paper surface, such as the sheets 14 and 38 or the paper web of the press 11, with three frequency bands located in the visible range and one frequency band in the invisible range of the electromagnetic spectrum. The control system 10 includes a device 23 for converting the output signals of the sensor device 21 into a set of variables which correspond to an amount of cyan, magenta, yellow or black ink present on the paper, and a device 25 which is responsive to the conversion device 23. by adjusting the four-color printing press 11 to maintain color fastness.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Bandbreite des Infrarotfrequenzbandes zwischen 800 nm und 1.100 nm, was einem Abschnitt im unteren Infrarotbereich entspricht und wobei ein herkömmlicher Siliziumdetektor eingesetzt werden kann. Allerdings kann die Arbeitswellenlänge des Infrarotfrequenzbandes auch bei über 1.100 nm liegen. Im sichtbaren Bereich werden wenigstens drei gesonderte Frequenzbänder eingesetzt, die den Farben Rot, Grün und Blau (RGB) oder Zyan, Magenta und Gelb (ZMG) oder anderen Farben entsprechen können. Die Bandbreite eines jeden Frequenzbandes im sichtbaren Bereich kann weniger als 70 nm oder mehr als 100 nm betragen oder dazwischen liegen, wobei auch Frequenzbänder enthalten sind, deren jeweiliger Durchgangsbereich mehrere Spitzen aufweist, wie dies bei Magenta der Fall ist.In a preferred embodiment, the bandwidth of the infrared frequency band is between 800 nm and 1100 nm, which corresponds to a portion of the lower infrared range and a conventional silicon detector can be used. However, the operating wavelength of the infrared frequency band can also be greater than 1100 nm. In the visible range, at least three separate frequency bands are used, which can correspond to the colors red, green and blue (RGB) or cyan, magenta and yellow (CMG) or other colors. The bandwidth of each frequency band in the visible range can be less than 70 nm or more than 100 nm or in between, including frequency bands whose respective passband has multiple peaks, as is the case with magenta.
Die Sensorvorrichtung 21 kann entweder aus einem Einzelelementdetektor, einem eindimensionalen (linearen) Detektor, einem zweidimensionalen (Flächen-)Detektor oder anderen geeigneten Detektorenstrukturen bestehen, wie dies im folgenden noch erläutert wird. Die Sensorvorrichtung kann durch Hinzufügen eines zusätzlichen Infrarotfrequenzbandes zu bestehenden Vorrichtungen, z. B. einer RGB-Farbkamera oder einem Dichtemesser, hergestellt werden. Stattdessen kann aber auch eine Erweiterung der Arbeitsbandbreite in den Infrarotbereich hinein erfolgen, beispielsweise indem ein Spektrophotometer auch für den Infrarotbereich einsatzfähig gemacht wird. Die verwendete Lichtquelle 18 und 20 liefert in Abhängigkeit von der Arbeitsbandbreite und der Empfind lichkeit des Sensors sowohl im sichtbaren Bereich als auch im Infrarotbereich eine ausreichende Strahlungsenergie.The sensor device 21 can consist of either a single element detector, a one-dimensional (linear) detector, a two-dimensional (area) detector or other suitable detector structures, as will be explained below. The sensor device can be made by adding an additional infrared frequency band to existing devices, e.g. an RGB color camera or a density meter. Instead, however, the working bandwidth can also be extended into the infrared range, for example by making a spectrophotometer usable for the infrared range. The light source 18 and 20 used provides, depending on the working bandwidth and the sensitivity The sensor's ability to detect sufficient radiation energy in both the visible and infrared ranges.
Alle von der Sensorvorrichtung 21 lieferbaren Ausgangswerte können zur Bildung eines Vektorraums herangezogen werden. So können beispielsweise alle von der Sensorvorrichtung 21 mit Rot-, Grün-, Blau- und Infrarotfrequenzbändern lieferbaren Ausgangswerte einen vierdimensionalen Vektorraum R-G-B-IR bilden, der als Sensorraum S&sub1; bezeichnet wird, wobei jedes Ausgangssignal der Sensorvorrichtung 21 als ein Vektor im Sensorraum S&sub1; bezeichnet wird und wobei die für die Sensorstruktur notwendige Mindestanzahl an Dimensionen vier beträgt. Somit ergibt sich, wie in Fig. 9 dargestellt, ein Satz S&sub1; von Elementen ei1 und ei2, wobei die Elemente ei1 die Vektoren vi1 darstellen, welche den Ausgangsdaten der Sensorvorrichtung 21 beim Abtasten einer hergestellten bzw. erzeugten Druckkopie und die Elemente ei2 des Satzes S&sub1; die Vektoren vi2 darstellen, die den Ausgangsdaten der Sensorvorrichtung 21 bei der Abtastung einer Referenzdruckkopie entsprechen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Sensorraum das Druckbild einer hergestellten Druckkopie mit dem Druckbild einer Referenzkopie verglichen werden. Die Druckkopie gilt dabei definitionsgemäß als einwandfrei, wenn der Unterschied zwischen der Druckkopie L. C. und der Referenzkopie R. C. wenigstens für alle Frequenzbänder im sichtbaren Bereich des Sensorraums ein vorbestimmtes Toleranzniveau delta nicht überschreitet, d. h. der Bedingung L. C.. - R. C.. ≤ delta entspricht.All output values available from the sensor device 21 can be used to form a vector space. For example, all output values available from the sensor device 21 with red, green, blue and infrared frequency bands can form a four-dimensional vector space R-G-B-IR, referred to as sensor space S1, where each output signal from the sensor device 21 is referred to as a vector in the sensor space S1, and where the minimum number of dimensions required for the sensor structure is four. Thus, as shown in Fig. 9, there is a set S1 of elements ei1 and ei2, where the elements ei1 represent the vectors vi1 corresponding to the output data of the sensor device 21 when scanning a produced or generated hard copy and the elements ei2 of the set S1 represent the vectors vi1 corresponding to the output data of the sensor device 21 when scanning a produced or generated hard copy. represent the vectors vi2 which correspond to the output data of the sensor device 21 when scanning a reference print copy. According to the present invention, the print image of a produced print copy can be compared with the print image of a reference copy in the sensor space. The print copy is considered to be flawless by definition if the difference between the print copy L. C. and the reference copy R. C. does not exceed a predetermined tolerance level delta at least for all frequency bands in the visible range of the sensor space, i.e. corresponds to the condition L. C.. - R. C.. ≤ delta.
Es kann ein Satz von Variablen festgelegt werden, die die Menge der in einem bestimmten Bereich vorhandenen Tinte repräsentieren. So läßt sich beispielsweise ein Satz von Variablen Z, M, G und S bestimmen, die die Menge an zyanfarbener, magentafarbener, gelber bzw. schwarzer Tinte im vorgegebenen Bereich repräsentieren bzw. eine Funktion hiervon darstellen. Dieser Variablensatz kann sich auf das Tintenvolumen, die durchschnittliche Tintenschichtdicke, die Punktgröße oder andere der Tintenmenge in einem bestimmten Bereich auf der Papieroberfläche zugeordnete Eigenschaften beziehen. Der von diesem Satz von Variablen gebildete Vektorraum wird als Tintenraum S&sub2; bezeichnet, wobei der Tintenraum S&sub2; für eine Vierfarbdruckerpresse 11 vier Dimensionen umfaßt. Wie sich Fig. 9 entnehmen läßt, ist somit ein Satz S&sub2; von Elementen di1 und di2 vorhanden, wobei die Elemente di1 des Satzes S&sub2; die Vektoren vj1 darstellen, die den Variablen entsprechen, welche sich auf die hergestellten Druckkopie im Tintenraum S&sub2; beziehen, während die Elemente di2 des Satzes S&sub2; im Tintenraum S&sub2; die Vektoren vj2 bilden, die den Variablen entsprechen, welche sich auf die Referenzkopie beziehen.A set of variables can be defined that determine the amount of data present in a certain area. For example, a set of variables Z, M, G and S can be defined which represent, or are a function of, the amount of cyan, magenta, yellow and black ink in the specified area, respectively. This set of variables can relate to the volume of ink, the average ink layer thickness, the dot size or other properties associated with the amount of ink in a particular area on the paper surface. The vector space formed by this set of variables is referred to as the ink space S₂, where the ink space S₂ for a four-color printing press 11 comprises four dimensions. As can be seen from Fig. 9, there is thus a set S₂ of elements di1 and di2, where the elements di1 of the set S₂ represent the vectors vj1 which correspond to the variables relating to the printed copy produced in the ink space S₂, while the elements di2 of the set S₂ represent the variables in the ink space S₂. form the vectors vj2 corresponding to the variables referring to the reference copy.
Wie sich Fig. 9 weiterhin entnehmen läßt, gibt es wenigstens eine Übertragungsfunktion bzw. Umwandlung phi, durch die die Elemente di1 und di2 des Satzes S&sub2;- bzw. des vierdimensionalen Tintenraums - als Elemente ei1 und ei2 des Satzes S&sub1; - bzw. des vierdimensionalen Sensorraums - abgebildet werden können, wobei die Umwandlung phi gemäß den Fig. 9 und 10 als Vorwärtsübertragungsfunktion bezeichnet wird. Die Untergruppen der Sätze S&sub1; und S&sub2; können einander im übrigen überlappen oder auch identisch sein.As can also be seen from Fig. 9, there is at least one transfer function or transformation phi, by means of which the elements di1 and di2 of the set S2 or of the four-dimensional ink space can be mapped as elements ei1 and ei2 of the set S1 or of the four-dimensional sensor space, the transformation phi being referred to as the forward transfer function according to Figs. 9 and 10. The subgroups of the sets S1 and S2 can also overlap or be identical.
Die Vorwärtsübertragungsfunktion kann bei einem Software-Druckvorlagensystem eingesetzt werden, bei dem als Referenz eine Druckvorlage erzeugt wird, die im System gespeichert oder an einer Bildschirmeinheit angezeigt werden kann.The forward transfer function can be used with a software template system where a template is generated as a reference that can be stored in the system or displayed on a display unit.
In Fig. 9 ist ferner zu erkennen, daß wenigstens eine Übertragungsfunktion bzw. Rückwandlung phi&supmin;¹ existiert, durch die die Elemente ei1 und ei2 des Satzes S&sub1; des vierdimensionalen Sensorraums sich als Elemente di1 und di2 des Satzes S&sub2; des vierdimensionalen Tintenraums abbilden lassen, wobei diese Übertragungsfunktion als Rückwärtsübertragungsfunktion bezeichnet wird. Somit kann sowohl das hergestellte Bild als auch das Referenzbild im Sensorraum bzw. im Satz S&sub1; auch im Tintenraum bzw. im Satz S&sub2; abgebildet werden, indem die Rückwandlungsfunktion phi&supmin;¹ Punkt für Punkt durchgeführt wird, wie in den Fig. 9 und 10 angedeutet.In Fig. 9 it can also be seen that at least one transfer function or inverse conversion phi⁻¹ exists, through which the elements ei1 and ei2 of the set S₁ of the four-dimensional sensor space can be mapped as elements di1 and di2 of the set S₂ of the four-dimensional ink space, whereby this transfer function is referred to as backward transfer function. Thus, both the produced image and the reference image in the sensor space or in the set S₁ can also be mapped in the ink space or in the set S₂ by carrying out the inverse conversion function phi⁻¹ point by point, as indicated in Figs. 9 and 10.
Die Unterschiede zwischen hergestelltem Bild und Referenzbild im Tintenraum S&sub2; stellen somit die Unterschiede in der Tintenverteilung der zyanfarbenen, magentafarbenen, gelben bzw. schwarzen Tinte dar, wie dies aus Fig. 11 hervorgeht. Die Unterschiede zwischen dem hergestellten und dem Referenzbild im Tintenraum S&sub2; zeigen an, welche Druckeinheit neu eingestellt werden soll, in welche Richtung - nach oben oder unten - die Einstellung zu erfolgen hat und welche Tintenmenge einzustellen ist. Für die Neueinstellung von bestimmten Druckpressen-Parametern, etwa der Tintenzufuhrrate bei Lithographie- oder Buchdruckerpressen, der Tintenbeständigkeit bei Flexographie- oder Gravurpressen, der Wasserzufuhrrate bei Lithographiepressen oder der Temperatur bei allen genannten Pressen, läßt sich für die Druckerpresse aufgrund der Unterschiede zwischen dem angefertigten Bild und dem Referenzbild im Tintenraum S&sub2; eine geeignete Formel entwickeln.The differences between the produced image and the reference image in the ink chamber S₂ thus represent the differences in the ink distribution of the cyan, magenta, yellow and black inks, respectively, as shown in Fig. 11. The differences between the produced image and the reference image in the ink chamber S₂ indicate which printing unit should be readjusted, in which direction - up or down - the adjustment should be made and which ink quantity should be set. For the readjustment of certain printing press parameters, such as the ink feed rate for lithographic or letterpress presses, the ink resistance for flexographic or gravure presses, the water feed rate for lithographic presses or the temperature for all of the above presses, the following equation can be used for the printing press can develop an appropriate formula based on the differences between the produced image and the reference image in the ink chamber S2;.
Die Neueinstellungen der Presse können mit Hilfe des automatischen Steuerungssystems 10 oder durch Interaktion zwischen dem automatischen Steuerungssystem 10 und dem Pressenbedienpersonal erfolgen. Die Sensorvorrichtung 21 läßt sich auch zur direkten Überwachung der Druckbahn 11 der Presse einsetzen, d. h. zur Messung an der Druckerpresse, oder zur Überwachung der von der Falzvorrichtung der Druckerpresse kommenden Druckexemplar, d. h. zur pressenunabhängigen Messung. Falls digitale Bilder der Farbtrennverarbeitung oder Film/Druckplatten-Bilder erhältlich sind, so kann das Bild der Referenzkopie in der Sensorvorrichtung 21 mittels der Vorwärtsübertragungsfunktion phi elektronisch erzeugt werden. Das elektronisch erzeugte Referenzbild kann zur Verringerung der Einrichtzeit beim Aufstellen der Druckerpresse 11 Verwendung finden.The readjustments of the press can be made by means of the automatic control system 10 or by interaction between the automatic control system 10 and the press operator. The sensor device 21 can also be used to directly monitor the printing web 11 of the press, i.e. for measurement at the printing press, or to monitor the printed copy coming from the folding device of the printing press, i.e. for press-independent measurement. If digital images of the color separation processing or film/printing plate images are available, the image of the reference copy can be electronically generated in the sensor device 21 by means of the forward transfer function phi. The electronically generated reference image can be used to reduce the set-up time when setting up the printing press 11.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Farbreproduktionsqualität während des gesamten Presseneinsatzes, während verschiedener Einsätze unterschiedlicher Pressen bzw. zu unterschiedlichen Zeiten beibehalten werden. Ein automatisches Farbreproduktions-Kontrollsystem mit geschlossenem Regelkreis kann somit auch ohne zusätzliche Kontrollfarbleiste hergestellt werden. Veränderungen der Tinte, des Papiers oder anderer Druckerpressenparameter können derart kompensiert werden, daß die Druckkopien mit höchst möglicher Genauigkeit der Referenzkopie entsprechen.According to the present invention, the color reproduction quality can be maintained throughout the press run, during different runs of different presses, or at different times. An automatic color reproduction control system with a closed loop can thus be created without an additional control color bar. Changes in the ink, paper, or other printing press parameters can be compensated for in such a way that the printed copies correspond to the reference copy with the highest possible accuracy.
Wie sich Fig. 4 entnehmen läßt, kann die Kamera bzw. der Sensor 22 mit einem Rotationsfilterelement 52 versehen sein, dessen Filter beim Drehen nur die gewünschten Farben F&sub1;, F&sub2; und F&sub3;, beispielsweise Rot, Grün und Blau, durchlassen, so daß die Kamera bzw. der Sensor 22 die Farben F&sub1;, F&sub2; und F&sub3; sequentiell bzw. getrennt vom gedruckten Material ermittelt und aufzeichnet, welches entweder aus dem gerade durchgeführten Druckverfahren oder von einem Referenzdruck stammen kann. Außerdem kann das Filterelement 52 mit einem Infrarot-(IR)-Filter F&sub4; versehen sein und so die vom gedruckten Material im Infrarotbereich reflektierte Energie messen und aufzeichnen. Die durch die Kamera bzw. den Sensor 22 von den Filtern erhaltenen Daten können im Rechner bzw. in der Zentralverarbeitungseinheit gespeichert werden und zur Bildung der gewünschten Daten für die Tintenkontrolle dienen, wie dies bereits erläutert wurde.As can be seen in Fig. 4, the camera or sensor 22 can be provided with a rotating filter element 52, the filter of which, when rotated, only allows the desired colors F₁, F₂ and F₃, for example red, green and blue, to pass through, so that the camera or sensor 22 detects and records the colors F₁, F₂ and F₃ sequentially or separately from the printed material, which can come either from the printing process being carried out or from a reference print. In addition, the filter element 52 can be provided with an infrared (IR) filter F₄ and thus measure and record the energy reflected from the printed material in the infrared range. The data obtained from the filters by the camera or sensor 22 can be stored in the computer or central processing unit and can be used to form the desired data for ink control, as already explained.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 5 dargestellt ist, kann die Kamera bzw. der Sensor 22 einen ladungsgekoppelten Speicher (CCD) umfassen, der eingebaute Filter enthält und in einer Videokamera die vom bedruckten Material reflektierte Lichtenergie F&sub1;, F&sub2;, F&sub3; und F&sub4; (Infrarot), beispielsweise die einzelnen Farben Rot, Grün und Blau im sichtbaren Bereich und die Energie im unteren Infrarotbereich, in elektrische Energie umwandelt, um sodann die gewonnenen Daten, wie bereits erläutert, an den Rechner 30 zum Speichern und Verarbeiten weiterzuleiten.In another embodiment, shown in Fig. 5, the camera or sensor 22 may comprise a charge-coupled device (CCD) containing built-in filters and converting the light energy F1, F2, F3 and F4 (infrared) reflected from the printed material, for example the individual colors red, green and blue in the visible range and the energy in the lower infrared range, into electrical energy in a video camera in order to then forward the data obtained to the computer 30 for storage and processing, as already explained.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kamera bzw. des Sensors 22 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt, wobei für gleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet wurden. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel weist die Kamera bzw. der Sensor 22 einen Strahlteiler auf, durch den das vom bedruckten Material reflektierte, einfallende Licht in einen Infrarotstrahl für einen ersten ladungsgekoppelten Speicher 1, außerdem in eine Farbe F&sub1;, beispielsweise Rot, für einen zweiten ladungsgekoppelten Speicher 2, eine Farbe F&sub2;, beispielsweise Grün, für einen dritten ladungsgekoppelten Speicher 3, und in eine Farbe F&sub3;, beispielsweise Blau, für einen vierten ladungsgekoppelten Speicher aufgeteilt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel können geeignete Prismen, Linsen oder Spiegel zur Durchführung der Lichtstrahlteilung eingesetzt werden, um die gewünschten Farbeigenschaften in den verschiedenen ladungsgekoppelten Speichern zu erhalten und die Daten dem Rechner 30 zum Speichern und Verarbeiten in diesem Rechner 30 in der bereits beschriebenen Weise zuzuleiten. Natürlich kann auch jede andere geeignete Kamera bzw. Sensorvorrichtung eingesetzt werden, um die gewünschten Farben zu erhalten.A further embodiment of the camera or sensor 22 according to the present invention is shown in Fig. 6, wherein the same reference numerals have been used for the same components. In this embodiment In this embodiment, the camera or sensor 22 includes a beam splitter for splitting the incident light reflected from the printed material into an infrared beam for a first charge-coupled device 1, a color F1, for example red, for a second charge-coupled device 2, a color F2, for example green, for a third charge-coupled device 3, and a color F3, for example blue, for a fourth charge-coupled device. In this embodiment, suitable prisms, lenses, or mirrors may be used to split the light beams to obtain the desired color properties in the various charge-coupled devices and to supply the data to the computer 30 for storage and processing in this computer 30 in the manner already described. Of course, any other suitable camera or sensor device may be used to obtain the desired colors.
Erfindungsgemäß wird somit eine Steuervorrichtung 10 für eine Druckerpresse 11 vorgesehen, die für die Drucktinten drei verschiedene Eigenschaften, beispielsweise Farben, im sichtbaren Bereich der elektromagnetischen Wellen und eine Eigenschaft im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums mißt. Das Steuerungssystem 10 verwendet diese vier Eigenschaften in einem Vierfrequenzbandsystem zur Angabe und Kontrolle der in der Presse 11 zu verwendenden Tintenfarben.According to the invention, a control device 10 is provided for a printing press 11, which measures three different properties, for example colors, for the printing inks in the visible range of the electromagnetic waves and one property in the infrared range of the electromagnetic spectrum. The control system 10 uses these four properties in a four-frequency band system to specify and control the ink colors to be used in the press 11.
Dabei können die auf einem während des gerade durchgeführten Druckvorgangs hergestellten Blatt und die auf einem während eines Referenzdrucks erzeugten Blatt vorhandenen Farben bestimmt werden, woraufhin die ermit telten Daten verwendet werden, um die Tinteneinstellungen einer Druckerpresse 11 so zu verändern, daß die beim Referenzdruck erzeugten Farben beim jeweils gerade durchgeführten Druckvorgang erneut hergestellt werden. Auf diese Weise kann bei der Druckerpresse 11 unabhängig von der nach det Durchführung des Referenzdrucks ausgeführten Anzahl an Druckvorgängen eine beständige Farbqualität beibehalten werden, die, falls gewünscht, während des gesamten Druckvorgangs erzielt wird.The colours present on a sheet produced during the printing process just performed and on a sheet produced during a reference print can be determined, whereupon the determined The data obtained can be used to change the ink settings of a printing press 11 so that the colors produced during the reference print are reproduced during the printing operation currently being performed. In this way, the printing press 11 can maintain a consistent color quality, which can be achieved throughout the entire printing operation, regardless of the number of printing operations performed after the reference print has been performed.
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