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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Farbmessstreifen auf Bedruckstoffen, welche in Druckmaschinen produziert werden, wobei die Farbmessstreifen mittels eins Farbmessgeräts und die erfassten Messwerte mit einem Rechner verarbeitet werden.
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Beim Drucken ist es wichtig sicherzustellen, dass das Druckerzeugnis genau der Druckvorlage entspricht. Dazu ist es notwendig, produzierte Bedruckstoffe farblich zu vermessen, um auch kleinere Farbabweichungen zwischen Druckvorlage und Druckerzeugnis feststellen zu können, welche ein ungeübter Drucker nicht mit bloßem Auge erkennen kann. Um diese Farbmessungen vornehmen zu können, werden in den Randbereichen eines Bedruckstoffs um das Druckbild herum Farbmessstreifen platziert, welche während des Druckvorgangs in der Druckmaschine mit gedruckt werden. Diese Farbmessstreifen bestehen aus mehreren Farbmessfeldern, welche dann nach dem Druckvorgang von einem Farbmessgerät erfasst werden können. Um Fehler beim Farbmessvorgang zu vermeiden, ist es erforderlich, diesen soweit wie möglich zu automatisieren. Derzeit werden verschiedene Farbmessstreifen eingesetzt, welche unterschiedlich breite Farbmessfelder aufweisen. So sind Farbmessstreifen mit 5 mm breiten Farbmessfeldern und Farbmessstreifen mit 3,5 mm breiten Farbmessstreifen, sogenannte Mikrofarbmessstreifen, im Einsatz. Die derzeitigen Farbmessgeräte sind jedoch nur auf Farbmessstreifen mit einer einzigen Farbmessstreifenbreite ausgelegt und können keine automatische Erkennung der Farbmessstreifenbreite durchführen. Ein derartiges Verfahren zur farbmetrischen Analyse eines gedruckten Farbmessstreifens geht aus der
europäischen Patentanmeldung 0 064 024 A1 hervor, welche es ermöglicht, den Aufbau eines Farbmessstreifens durch einen Erkennungslauf zu ermitteln, wobei hier von einer fest vorgegebenen Breite der Farbmessfelder ausgegangen wird. Nach dem einmaligen Erkennungslauf werden dann die Farbmessfelder vom Farbmessgerät farblich vermessen und die erfassten Farbmesswerte mit den Messwerten der Druckvorlage verglichen, um Abweichungen festzustellen.
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Da dieses Messverfahren von einer festgelegten Breite der Farbmessfelder ausgeht, eignet es sich nicht zur Vermessung von Farbmessstreifen, die unterschiedliche Breiten von Farbmessfeldern aufweisen können.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Analyse der Messfeldbreite von Farbmessfeldern eines zu messenden Farbmessstreifens durchzuführen, um das nachgelagerte Farbmessverfahren mit der richtigen Breite der Farbmessfelder durchführen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und den Zeichnungen zu entnehmen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vor der farblichen Vermessung der Farbmessstreifen im Randbereich eines Bedruckstoffs und vor der Analyse des Aufbaus insbesondere der Anordnung der unterschiedlichen Farbmessfelder zunächst die Breite der einzelnen Farbmessfelder erfasst. Dabei wird davon ausgegangen, dass in einem Farbmessstreifen alle Farbmessfelder gleich breit sind. Durch dieses Voranschalten der Bestimmung der Breite von Farbmessfeldern eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch dazu, Farbmessstreifen mit Farbmessfeldern unterschiedlicher Breite mit einem Farbmessgerät sicher und zuverlässig zu erfassen. Damit können insbesondere die derzeit gängigen Farbmessstreifen mit Farbmessfeldern in Breiten von 3,5 und 5 mm präzise erfasst werden. Der Drucker muss dann bei der Nutzung des Farbmessgeräts nicht mehr die Breite eines Farbmessfeldes bei einem Farbmessdurchgang eingeben, sondern die Breite der Farbmessfelder des Farbmessstreifens wird automatisch erfasst. Der Wegfall der Eingabe der Breite der Farbmessfelder verhindert auch Falscheingaben, welche zu falschen Messergebnissen beim Farbmessdurchgang führen würden.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Farbmessfelder des Farbmessstreifens mit dem Farbmessgerät spektral mit hoher räumlicher Auflösung abgetastet werden. Auf diese Art und Weise lässt sich die Homogenität der Farbverteilung in einem Farbmessfeld präzise erfassen. Damit ist es nun möglich, aus den Farbmesswerten des Farbmessgeräts Messwerte in der Nähe der Kanten zwischen zwei Farbmessfeldern mittels eines Rechners zu identifizieren. Dieser Rechner ist mit dem Farbmessgerät verbunden oder im Farbmessgerät integriert und kann dann anhand der Position der Farbmesswerte der Kanten auf die Farbmessfeldbreite schließen. Die Feldbreite von Farbmessfeldern entspricht nämlich genau dem Abstand zwischen den Kanten zwischen zwei Farbmessfeldern.
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Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die Homogenität aller mit dem Farbmessgerät abgetasteten Farbmesswerte mit dem Rechner berechnet wird. Dabei ermittelt der Rechner die Messwerte mit der maximalen lokalen Inhomogenität, wobei mittels des Rechners die Position des lokalen Maximums lokaler Inhomogenität im Vergleich zu den benachbarten Messwerten mit maximaler lokaler Inhomogenität approximiert wird. Die Ermittlung der Messwerte mit maximaler lokaler Inhomogenität geschieht durch den Vergleich der Messwerte mit den jeweils benachbarten Messwerten. Dabei wird derjenige Messwert ermittelt, welcher in seiner unmittelbaren Umgebung lediglich Messwerte kleinerer Inhomogenität aufweist, so dass nach beiden Seiten ein Abfall festzustellen ist. Dieser Messwert wird dann vom Rechner als Messwert maximaler lokaler Inhomogenität ausgewählt und entspricht ziemlich genau der Kante zwischen zwei Farbmessfeldern.
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In einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass der Rechner die Differenz zwischen den approximierten Positionen berechnet und dass in dem Rechner mögliche Feldbreiten von Farbmessfeldern gespeichert sind und der Rechner die approximierten Feldbreiten mit abgespeicherten Feldbreiten auf Übereinstimmung vergleicht. Zunächst wird also der Abstand zwischen den approximierten Positionen der maximalen lokalen Inhomogenität an den Kanten zwischen zwei benachbarten Farbmessfeldern ermittelt. Im Rechner sind nun mögliche Feldbreiten von Farbmessfeldern abgespeichert, welche mit den ermittelten approximierten Feldbreiten verglichen werden. Da ein Farbmessstreifen im Bogen Format 70 × 102 über 32 Farbmesszonen mit typischerweise wenigstens vier Farbmessfeldern pro Farbzone verfügt, können die so ermittelten Differenzen zwischen den approximierten Positionen sukzessive mit den möglichen Feldbreiten von Farbmessfeldern im Rechner verglichen werden. Diejenigen Feldbreiten, welche am häufigsten mit den approximierten Positionen übereinstimmen, werden als wahrscheinliche Feldbreite ausgewählt und dann für das nachfolgende Farbmessverfahren zugrunde gelegt.
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Die so ermittelte Breite von Farbmessfeldern dient dann bei der Ermittlung des Aufbaus des Farbmessstreifens als Breite der Farbmessfelder. Anschließend erfolgt dann der eigentliche Farbmessdurchgang mit Berücksichtigung des ermittelten Aufbaus des Farbmessstreifens.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nicht vollständige Farbmessfelder bei der Berechnung der Farbmessstreifenbreite nicht berücksichtigt werden. In der Regel werden Farbmessstreifen an den Rändern beschnitten. Dieser Schnitt erfolgt dabei nicht immer an den Grenzen eines Messfelds, oft geht der Schnitt mitten durch ein Messfeld. Dies kann zu Problemen führen, wenn ein angeschnittenes Messfeld je nach Homogenität der Farbe im Farbmessfeld bei mancher Messung erkannt und bei einer anderen Messung nicht erkannt wird. Um diesen Fehler zu vermeiden, dürfen eingeschnittene Felder an Randbereichen nicht berücksichtigt werden. Aus diesem Grund werden zunächst die angeschnittenen Felder identifiziert und dann bei der Ermittlung der Breite der Farbmessfelder im Farbmessstreifen außen vor gelassen.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Figuren näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
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1 den prinzipiellen Aufbau eines mit einer Druckmaschine vernetzten Farbmessgeräts und
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2 die Verteilung von Inhomogenitäten in einem Farbmessstreifen, dessen Breite von Farbmessfeldern zu bestimmen ist.
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In 1 ist eine Bogendruckmaschine 7 abgebildet, welche über einen Rechner 4 mit einem Farbmessgerät 1 verbunden ist. Die in der Druckmaschine 7 produzierten Druckbogen 3 werden im Ausleger in bestimmten zeitlichen Abständen vom Drucker entnommen und auf dem Messtisch 2 des Farbmessgeräts 1 platziert. Es ist zu erkennen, dass der Bedruckstoff 3 neben dem eigentlichen Druckbild im seitlichen Randbereich noch einen Farbmessstreifen 13 aufweist. Dieser Farbmessstreifen 13 wird von dem Messbalken 8 des Farbmessgeräts 1 farblich vermessen. Die erfassten Farbmesswerte im Farbmessstreifen 13 werden dann an den Rechner 4 übertragen und auf einem Bildschirm 5 angezeigt. Der Rechner 4 kann vom Drucker über Tastatur 5 und Computermouse 11 gesteuert werden, so dass sich der Drucker die gewünschten Farbmesswerte anzeigen lassen und Eingaben zur Steuerung der Druckmaschine 7 vornehmen kann. Weiterhin vergleicht der Rechner 4 die Farbmesswerte der im Rechner 4 abgespeicherten Druckvorlage mit denen vom Farbmessgerät 1 ermittelten tatsächlichen Farbmesswerten. Sollten zu große Farbabweichungen festgestellt werden, so zeigt der Rechner 4 diese auf dem Bildschirm 5 an und gibt Verstellempfehlungen für die Regelung der Farbwerke 4 in der Druckmaschine 7, welche der Drucker auf Knopfdruck an die Druckmaschine 7 weiterleiten kann.
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Vor dem eigentlichen Farbmessdurchgang muss zunächst der Aufbau und dazu die Breite der einzelnen Farbmessfelder 14 im Farbmessstreifen 13 ermittelt werden. Dazu wird die Homogenität über die verschiedenen Farbmessfelder 14 hinweg ermittelt und durch das nachfolgende Verfahren auf die tatsächliche Breite der Farbmessfelder 14 geschlossen.
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In 2 ist ein Farbmessstreifen 13 mit Farbmessfeldern 14 abgebildet, welche eine Breite a aufwiesen. Um die Identifikation gültiger Messfelder 14 und daraus resultierend die Erkennung der entsprechenden Messstreifenklasse vor allem bei schwach besetzten Farbmessstreifen 13 erfolgreich durchführen zu können, ist es notwendig, bei großen Bedruckstoffflächen zwischen zwei Farbmessfeldern 14, die Anzahl der möglichen Farbmessfelder 14 zu erkennen, die auf dieser Fläche hätten gedruckt werden können. Um die Anzahl der Farbmessfelder 14 bestimmen zu können, muss die Länge der Bedruckstofffläche 3 gemessen und die Feldbreite a der Farbmessfelder 14 erkannt werden. Aus der Formel Anzahl der möglichen Messfelder = Länge der Fläche / Feldbreite eines Messfelds kann dann die Anzahl der möglichen Farbmessfelder 14 berechnet und für die Erkennung der gültigen Farbmessfelder 14 herangezogen werden.
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Aufgrund des durch die Abtastung diskretisierten Eingangssignals kann eine genaue Bestimmung der Feldbreite a eines Farbmessfelds 14 nicht durchgeführt werden. Um dennoch eine Feldbreite a bestimmen zu können wird ein heuristisches Verfahren verwendet, welches im Folgenden näher erläutert werden soll:
Mit der Übergabe der möglichen im Rechner 4 abgespeicherten Messfeldbreiten a, die aus den zur Verfügung stehenden Messstreifenklassen extrahiert werden können, wird eine Tabelle T aufgebaut, die neben den möglichen Messfeldbreiten a die Anzahl der im Messstreifen dazugehörigen Abstände zweier benachbarter Messpunkte maximaler Inhomogenität enthält.
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Es werden für alle inhomogenen Bereiche innerhalb des Scanbereichs diejenigen Messpunkte ausgewählt, die die größte lokale Inhomogenität in diesem Bereich aufweisen, welche sich an den Kanten zwischen den Farbmessfeldern
14 befinden. Zwischen diesen Messpunkten wird deren geometrischer Abstand berechnet und die oben erwähnte Tabelle T nach folgendem Schema verändert:
Aufgrund der Abtastrate des Farbmessgeräts
1 muss eine Approximation der Messfeldbreite a zwischen zwei benachbarten Messpunkten mit größter lokaler Inhomogenität durchgeführt werden. Dabei wird vorausgesetzt, dass sich das Homogenitätskriterium im Bereich der Kanten von Farbmessfeldern
14 nahezu parabelförmig verhält. Mit dieser Voraussetzung kann folgendes mathematisches Modell für die Beziehung Homogenität h zu Messposition x entworfen werden:
h(x) = a × x2 + b × x + c mit
c = yn-1 – a × x2 n-1 – b × xn-1 -
Der Index n in der obigen Formel stellt den abgetasteten Messpunkt mit der größten lokalen Inhomogenität unter den untersuchten abgetasteten Messpunkten dar. Aus diesen Zusammenhängen kann die Position mit der größten lokalen Inhomogenität näherungsweise nach folgender Formel berechnet werden: xmax = – b / 2 × a
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Damit es sich um ein Maximum handelt, muss a < 0 sein. Dies kann zusätzlich überprüft werden.
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Mit Hilfe dieser Approximation lässt sich die Feldbreite a zweier benachbarter Messpunkte mit größter lokaler Inhomogenität näherungsweise bestimmen:
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Mit Hilfe dieser berechneten Feldbreite b
i und den durch die Messstreifenklassen definierten Feldbreiten b
Feldbreite kann ein Faktor berechnet werden, wie häufig die berechnete Feldbreite b
i in die vorgegebenen Feldbreiten b
Feldbreite passt.
mit
n ∊ N
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Daraus kann eine mittlere Abweichung für jede vorhandene Feldbreite bFeldbreite berechnet werden.
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Diese mittlere Abweichung wird mit der Abtastrate, die mit einem Faktor vorher noch multipliziert wird, verglichen. Liegt diese mittlere Abweichung innerhalb dieser Schwelle, so wird diese berechnete Feldbreite b
i der entsprechenden Feldbreite b
Feldbreite zugeordnet und der zugehörige Wert in der Tabelle T erhöht,
mit k = 1.5
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Die mögliche Feldbreite in der Tabelle mit der größten Anzahl wird identifiziert und als Feldbreite a eines Farbmessfelds 14 durch den Rechner 4 ausgewählt.
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Die 2 zeigt exemplarisch den Sachverhalt des oben beschriebenen Verfahrens.
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Aufgrund dieses heuristischen Verfahrens kann es in der realen Welt vorkommen, dass sich die exakte Feldbreite a der Farbmessfelder 14 von den in den Messstreifenklassen definierten möglichen Feldbreiten leicht unterscheidet. Dieser Effekt kann vor allem bei Druckmaschinen 7 im Großformat in Kombination mit sehr kleinen Messstreifen 13 wie z. B. einem Micro 6i auftreten und ist druckprozesstechnischer Natur. Ursache dafür ist z. B., dass der IR-Trockner dem Bedruckstoff 3 Feuchtigkeit entzieht, was zu einer Größenveränderung der Feldbreiten a der Farbmessfelder 14 führt. Eine zusätzliche Skalierung entsteht durch die temperaturabhängige Größenänderung von Aluminium-Druckplatten.
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Folge einer Differenz zwischen exakter und angenommener Feldbreite a sind Probleme bei der Detektion gültiger Messwerte vor allem im rechten Scanbereich. In einem solchen Fall fehlt die Berechnung der Farbabweichungen für die gedruckten Farben in hohen Zonenbereichen. In den restlichen Farbzonen ist die Berechnung der Farbmessfelderbreite a aber möglich und kann auf die anderen Farbmessfelder 14 übertragen werden, da eine gleiche Messfeldbreite a für alle Farbmessfelder 14 vorausgesetzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messgerät
- 2
- Messtisch
- 3
- Bedruckstoff
- 4
- Rechner
- 5
- Bildschirm
- 6
- Tastatur
- 7
- Druckmaschine
- 8
- Messbalken
- 11
- Computermouse
- 13
- Farbmessstreifen
- 14
- Farbmessfelder
- a
- Breite Farbmessfeld
- Hmax
- maximale Homogenität im Farbmessfeld
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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