JP2010260350A

JP2010260350A - 色制御方法

Info

Publication number: JP2010260350A
Application number: JP2010105034A
Authority: JP
Inventors: Christopher Berti; ベルティクリストファー; Wolfgang Geisler; ガイスラーヴォルフガング; Werner Huber; フーバーヴェルナー; Manfred Schneider; シュナイダーマンフレート
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: US20100275798A1; CN101875259A; DE102010015034B4; JP5669430B2; US8671838B2; DE102010015034A1; CN101875259B

Abstract

【課題】測定プロセスの間においても種々の測定原理の利点を相互に一体化させる、ハイブリッド・インライン色測定器での印刷機における色制御方法を提供する。
【解決手段】第１のステップにおいて、第１の色ゾーンの実際色調と、第２の色ゾーンの実際色調との色差を計算し、第２のステップにおいて、第１の色ゾーンの実際色調と、第２の色ゾーンの目標色調との色差を計算し、第３のステップにおいて、第１のステップにおいて計算された色差と、第２のステップにおいて計算された色差とを加算し、第２の色ゾーンに対する色制御を実施する。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷物上の少なくとも１つの第１の色ゾーンを検出する少なくとも１つの第１の色測定器と、印刷物上の少なくとも１つの別の第２の色ゾーンを検出する少なくとも１つの第２の色測定器とを備えた印刷機における色制御方法に関する。

印刷機における印刷品質を管理するために複数の色測定器が使用され、それらの色測定器を用いて、少なくともある程度の時間間隔を空けて作製された印刷物がカラーメトリックまたはデンシトメトリックに測定される。続いて測定結果が印刷見本の色測定値と比較され、印刷見本の目標色調と作製された印刷物の実際色調との間に場合によっては生じる偏差を確認することができる。基本的に、印刷品質を管理するための測定器には２種類の構造形式が存在する。すなわち、印刷機内の色測定器および印刷機外の色測定器が存在する。印刷機内の色測定器は、理論的に各印刷物を印刷機内で検出することができるので、色調の短時間の動的な偏差も確実に検出することができるという大きな利点を有する。殊にオフセット枚葉印刷機では、このようにして各印刷シート上の色調を管理することができる。もっとも、印刷機内での印刷物質の面全体の検出は過度に長い時間を要求するので、今日の色測定器では印刷速度が高速であることに基づき、印刷機内で印刷物の面全体を可能な限り良好に測定することは不可能である。この理由から、印刷物質は印刷機内では送り方向に対して横断する方向に存在する印刷制御縞でしか測定されない。

この欠点は印刷機外の色測定器においては基本的に存在しない。何故ならば、この印刷機外の色測定器では原理的に時間はあまり重要でないからである。この色測定器においては、規則的な間隔を空けて印刷機から校正シートが取り出され、印刷機外に配置されている色測定器の測定台上に置かれる。この場合、測定台上では校正シートの面全体を問題なく検出することができるので、校正シートの印刷画像においても全ての箇所を正確な着色について検査することができる。

印刷機内に２つの異なる色測定器を配置するアプローチが存在する。一方では、印刷機外の測定器に十分に対応し、各印刷物上の個々の点または領域のみを検出する、色的に正確に測定する色測定器が使用され、他方では、広範囲を測定するが、色的に絶対的に正確に測定しない色測定器、例えば、付加的に印刷機において印刷物を広範囲に検出するＲＧＢカメラまたはスキャナが使用される。この種の装置は特許文献１から公知である。その装置では印刷機内にＲＧＢカメラおよびスペクトル測定ヘッドが使用され、広範囲に検出されたＲＧＢカメラの色測定値が、絶対的に正確に検出されたスペクトル測定ヘッドの色測定値によって校正のために補正される。この種の色測定器の組み合わせはハイブリッド・インライン手法と称される。しかしながらこの手法では校正しか行われず、しかもこの校正は測定プロセスの度に行われるものではないという欠点を有する。

EP 2 033 789 A2

本発明の課題は、測定プロセスの間においても種々の測定原理の利点を相互に一体化させる、ハイブリッド・インライン色測定器での印刷機における色制御方法を提供することである。

この課題は、第１のステップにおいて、第１の色ゾーンの実際色調と、第２の色ゾーンの実際色調との色差を計算し、第２のステップにおいて、第１の色ゾーンの実際色調と、第２の色ゾーンの目標色調との色差を計算し、第３のステップにおいて、第１のステップにおいて計算された色差と、第２のステップにおいて計算された色差とを加算し、第２の色ゾーンに対する色制御を実施することによって解決される。

本発明は殊に、ゾーン構造の塗装機構を備えた印刷機構を有する、枚葉紙回転印刷機への使用に本発明は殊に適している。この構造では、シート送り方向を横断する方向のシート幅全体にわたり複数の色ゾーンが配置されている。各色ゾーンに関して塗装機構は可変の色ゾーン開口部を有し、この色ゾーン開口部によってそれぞれの色ゾーンに関して塗装箇所の層厚を変化させることができる。色層厚のこの変化を例えば、いわゆる色ゾーンスライダを介して達成することができ、この色ゾーンスライダはそれぞれ電気モータによって駆動される。この場合には、各色ゾーンに関して固有の電気モータを備えた色ゾーンスライダが設けられており、この色ゾーンスライダはやはり印刷機の制御コンピュータによって管理される。このようにして、大判１０５の枚葉紙印刷機では３２個までの色ゾーンが印刷シートの幅全体にわたり配置されている。相応に、印刷品質を管理するために各色ゾーンにおける色調が測定されなければならない。冒頭で述べたように、点状に色的に正確に測定するスペクトロフォトメータは、高速の印刷速度に基づき印刷機において各シート上で１つの測定値しか検出できないという重大な欠点を有する。この理由から、各色ゾーン内の少なくとも１つの測定点を検出するためには３２個のスペクトロフォトメータを備えた装置が必要になる。しかしながらこの種の装置は是認できるあらゆるコストの枠組みを超えるものであるので、別の色測定器が組み合わされたハイブリッド解決手段のアプローチがより望ましい。ＲＧＢカメラを用いることにより少なくとも比較的小さい測定領域を印刷物上において平坦に検出することができる。もっともＲＧＢカメラは、比較的正確にしか色的に測定できず、絶対的に正確に色的に測定できないという欠点を有する。すなわちＲＧＢカメラは時間にわたる色的な変化を確実に検出することはできるが、印刷見本の絶対的な色値に確実に調整することはできない。しかしながら、殊に印刷機の調整フェーズにおいては、少なくとも印刷物上の全ての色ゾーンを検出することが重要である。何故ならば、そこでは色調がシート毎に大きく変化し、したがってスペクトル測定ヘッドを用いたシート毎の測定では十分でないからである。しかしながら、本発明はもちろん本刷りにも使用することができる。

本発明は、色的に正確に測定する第１の色測定器を用いて、色分解毎に１つの色測定フィールドが有利には印刷物の色測定縞内で測定され、他方では、少なくとも同一の色分解において、第１の色測定器によって検出される必要のない色測定縞の第２の色測定フィールドが色的に正確には測定しない第２の色測定器によって検出される。第２の色測定器は有利にはＲＧＢカメラであり、このＲＧＢカメラは複数の色ゾーンを同時に検出する。有利には、第２の色測定器は印刷物の色測定縞における少なくとも全ての色ゾーンを検出する。このことは殊に、第２の色測定器が送り方向を横断する方向に存在する印刷制御縞の全ての色ゾーンを検出する場合に実現される。印刷制御縞は、印刷物の全ての印刷像が検出される必要は無く、各色ゾーンに関して少なくとも１つの色測定フィールドを含む、有利には印刷物の前方縁または後方縁に存在する単なる比較的狭い縞であるという利点を提供する。少なくとも１つの第２の色ゾーンは第１の色測定器によっては検出されないので、第１の色測定器を用いるが、それにもかかわらず印刷機の塗装機構において第２の色ゾーンに関する正確な色制御を実現する方法が提供されなければならない。

この場合、以下の基本前提条件から出発する。全ての色ゾーンに関して、有利にはカラーメトリック目標値である色的な目標値が存在する。したがって、色的に正確には測定しない第２の色測定器によってのみ検出される第２の色ゾーンに関してもカラーメトリック目標値が存在する。さらに、第２の色測定器は各色ゾーンにおいてカラー実際値を検出するが、このカラー実際値は第２の色測定器の構造に基づき色的に正確なものではない。さらに、色的に正確に測定する第１の色測定器によって検出される第１の色ゾーンにおいてカラーメトリック実際色測定値が検出される。本発明によれば、第１の方法ステップにおいて第１の色ゾーンの実際色調と第２の色ゾーンの実際色調の色差が計算される。この第１の色差は印刷機の制御コンピュータに記憶される。第２の方法ステップにおいては、第１の色ゾーンの実際色調と第２の色ゾーンの目標色調との色差が計算され、第２の色差として印刷機の制御コンピュータに記憶される。最後に、第３の方法ステップにおいては、計算された第１の色差と第２の色差が加算され、その結果得られた色差が第２の色ゾーンの色制御のために印刷機において使用される。このことは、第１の色測定器によって検出される第１の色ゾーンにおいては、カラーメトリック色測定値に基づいた目標値／実際値比較を直接的に行うことができ、他方、第２の色測定器によってのみ検出される他の全ての色ゾーンに関しては、本発明による方法が使用され、第１の色ゾーンのカラーメトリック色測定値を用いて、第１の色測定器によっては検出されない第２の色測定ゾーンおよび別の色測定ゾーンについても可能な限り正確な色制御を実施することができる。

本発明の第１の実施形態では、第１のステップにおいて計算された色差は第２の色測定器の色空間において計算され、第２のステップにおいて計算された色差は第１の色測定器の色空間において計算される。第１の色測定器の色空間は有利にはＬａｂ色空間であり、第２の色測定器の色空間はＲＧＢ色空間である。したがって第１の正確な色測定器として有利には、Ｌａｂ色空間を用いるスペクトル測定ヘッドが使用され、色的に絶対的に正確には測定しない第２の色測定器として、ＲＧＢ色空間を用いるＲＧＢカメラが使用される。このことは、第１の方法ステップにおいて色差はＲＧＢ色空間における第１の色ゾーンと第２の色ゾーンとの実際色調から計算されることを意味している。これに対して、第２のステップにおいて計算された、第１の色ゾーンの実際色調と第２の色ゾーンの目標色調との色差はＬＡＢ色空間において計算される。

有利には、第２の方法ステップの計算時に、カラーメトリック制御から公知の色モデルが使用される。これらの色モデルは従来技術によるものである。さらには、調整モードでは、第２の色測定器の色空間における色差が可能な限り小さく、さらには、スペクトル的に測定された色ゾーンのカラーメトリック実際値と、スペクトル的に測定されていない色ゾーンのカラーメトリック目標値との色差が可能な限り大きいように第１の色ゾーンと第２の色ゾーンが選択される。この場合、Ｌａｂ色空間におけるスペクトル的に規定された正確なカラーメトリック側に移動し、ＲＧＢ色空間におけるＲＧＢ側への接近は最小になる。

第１の色測定器は印刷機の内部にも印刷機の外部にも配置することができる、もっとも有利には、色測定器は印刷機内に配置される。この場合には、２つの色測定器は同一の印刷機構／塗装機構内に収容することができるか、異なる機構内に収容することができる。

以下では、本発明を複数の図面に基づき詳細に説明する。

印刷機内に配置されているスペクトル測定ヘッドおよび印刷機内に配置されているＲＧＢカメラを備えた枚葉紙印刷機の概略的な側面図を示す。ＲＧＢカメラを用いてのみ測定される色ゾーンにおける色偏差を計算するための３つの重要な方法ステップを示す。スカラ的な計算行程を示す。ベクトル的な計算行程を示す。本刷りにおける本発明による方法の使用形態を示す。

図１には印刷機５が概略的に示されており、この印刷機５は印刷機構３および塗装機構４を有する。より良い理解のために、ここでは印刷機構３は１つだけ示されているが、もちろん印刷機５は多くの場合、種々の印刷色のための複数の印刷機構を有する。最後に示されている印刷機構３の後方にはさらに塗装機構４が設けられており、この塗装機構４は印刷機５において印刷された印刷物７上に塗布されたインク層の上にさらに塗装を行う。そのようにして作製された印刷物７は、印刷機５の端部における紙取出し装置６においてスタック上に置かれる。印刷機の最後の印刷機構３内にはＲＧＢカメラ２が取り付けられており、このＲＧＢカメラ２は印刷物７におけるシート前部縁および／またはシート後部縁における少なくとも１つの印刷制御縞８を、その内部に存在する各色ゾーンｍ，ｎについて検出する。さらに塗装機構４内にはスペクトル測定ヘッド１が取り付けられており、このスペクトル測定ヘッド１は各印刷物７上の印刷制御縞８におけるただ１つの色ゾーンｍのみを検出する。このことは、印刷制御縞８内の少なくとも１つの色ゾーンがＲＧＢカメラ２によってもスペクトル測定ヘッド１によっても検出されることを意味している。

図２には、印刷制御縞８内の色分解の色測定フィールドに関して必要とされる３つの方法ステップの基本的な計算行程が示されている。完全な色制御のために、この方法は色ゾーンｍ，ｎにおける全ての色分解の色測定フィールドに適用される。例えば、ここでは印刷制御縞８内の印刷物７では、同一の色分解の２つの色測定フィールドが異なる色ゾーンｍ，ｎに示されている。色ゾーンｍはスペクトル測定ヘッド１によってもＲＧＢカメラ２によって検出されるが、色ゾーンｎはＲＧＢカメラ２によってのみ検出される。このことは、色ゾーンｎに関しては比較的正確に測定された色測定値しか存在しないが、色ゾーンｍに関しては絶対的に正確に測定された色測定値が存在することを意味している。先ず方法ステップＳ１においては、ＲＧＢカメラ２の色空間においてスペクトル的に測定された色ゾーンｍとスペクトル的には測定されていない色ゾーンｎとの色差ΔＦｍｎが計算されることが見て取れる。このことは、カメラ２によって検出されているが、スペクトル的には測定されていない実際色値に基づき行われる。続く第２の方法ステップＳ２においては、スペクトル測定ヘッド１によって検出された、スペクトル的に測定された色ゾーンｍにおけるカラーメトリックな実際値と、スペクトル的には測定されていない色ゾーンｎのカラーメトリックな目標値との色差ΔＦｎ，ｎｍが計算される。この計算は、スペクトラフォトメータ１のＬａｂ色空間において行われる。続く最後の第３の方法ステップＳ３においては、２つの色差Ｓ１およびＳ２が加算され、スペクトル的に測定されていない色ゾーンｎにおける色差ΔＦｎが得られる。これらの計算ステップは、印刷物７上のスペクトル的に測定されていない各色ゾーンについて実施する必要がある。

大判シートでは、印刷物７上に通常の場合、３２の色ゾーンが存在する。３２の色ゾーン各々について印刷制御縞８内には１つまたは複数の色測定フィールドが存在する。本発明の方法により、３２の色ゾーンのうちの１つだけがスペクトル測定ヘッド１によって検出され、他方では３２の色ゾーン全てがＲＧＢカメラ２によって検出される。この場合、ＲＧＢカメラ２によってのみ検出される３１の色ゾーンについては、本発明による３つの方法ステップを実施する必要がある。これらの方法ステップを印刷機５の図示されていない制御コンピュータにおいて実施することができ、この制御コンピュータにはスペクトル測定ヘッド１もＲＧＢカメラ２も接続されている。この制御コンピュータはやはり、３つの方法ステップによって求められた、スペクトル的に検出されていない色ゾーンｎの色差に基づいて、印刷機５の印刷機構における着色機構に関して必要とされる調整パラメータを計算する。このようにして、３２の色ゾーン全てに関して閉じられた色制御回路を設けることができ、３２の色ゾーンのうちの１つのみが色的に絶対的に正確にスペクトル測定ヘッドによって検出されればよく、その他の３１の色ゾーンはカメラ２によってのみ検出される。それにもかかわらず、本発明による方法ステップに基づき、この色ゾーンｎにおいても色的に絶対的に正確な色制御が可能である。したがって、各色ゾーンｎに対する多数の高価なスペクトル測定ヘッド１の使用を回避することができる。

図２は基本的な計算行程を示す。ここで色差ΔＦ_mnおよびΔＦ_m,mnがどのように正確に計算されるかを再度説明する。調整フェーズに関しては、図３を参照して説明する。色差ΔＦ_m,mnは公知のやり方で色モデルを用いて計算される。この色モデルの詳細は従来技術において「カラーメトリック制御」の名称で以前から公知である。色差ΔＦ_mnに関しては相応に図２に示した定義式が当てはまる：
ΔＲＧＢ：これはＲＧＢ色空間におけるゾーンｍおよびｎの２つの実際色調のユークリッド距離である。
ｄＦ／ｄＥ_m：このスカラは、ゾーンｍのスペクトルデータから算出された、色変化ｄＦと色調変化ｄＥの比である。

これに関しては、前述の色モデルを用いて所定の層厚変化（ここでは１％）がスペクトル的にシミュレートされ、得られた色位置と本来の色位置とのユークリッド距離が計算される（＝ｄＥ）。
ｄＥ／ｄＲＧＢ_m：これは選択された色分解の色の色調線に沿った色空間ＬａｂおよびＲＧＢのメトリック比である。

図３の計算行程は、解決手段のスカラ的なヴァリエーションである。図４にはベクトル的な解決手段が示されている。これらの方法ステップは、ΔＦ_mnを計算するためにいわゆる感度（Sensitivity）が直接的に使用される点で異なる。感度は、層厚変化のパーセンテージについて正規化された、それぞれの色位置における着色線との接線である。具体的には、ゾーンｍの色調ＲＧＢmのＲＧＢ空間における感度が画像的に印刷され、結果として得られる目標色位置が最適に（目標）色位置ＲＧＢ_mの近傍に位置するまで延長される。目標色位置−実際色位置と感度の長さとの長さ比から色差が直接的に計算される。これらのヴァリエーションの利点は、２つのゾーンｎおよびｍのＲＧＢ色位置が同一の色調線上に位置している必要はないことであり、このことは測定公差も考慮する。その場合、調整できない色調差が存在することになるが、それらはベクトル的なヴァリエーションでは色制御を劣化させない。

ＯＫシートを刷り終わった後の本刷りにおいては全てのゾーンに対してＲＧＢ目標値が存在する。さらに、システム、殊にカメラ２が継続的に色調偏差を測定し調整するので、プロセス中に発生する色距離は小さい。したがって本方法を本刷りに関して図５に従い修正することができる。スカラ的なヴァリエーションもベクトル的なヴァリエーションも選択することができ、これら２つのヴァリエーションにおいてΔＦ_m,mnを計算するための付加的なステップは省略される。

前述の全てのヴァリエーションにおいては、例えば印刷機５の制御コンピュータ内に記憶することができるデータバンクを使用することができる。一度得られたメトリック係数または感度を制御プロセスの高速化のためにデータバンクに格納することができる。これによって調整プロセスのカメラデータに基づくだけでプロセスを開始することができる。もちろん、目下実行されている印刷プロセスからの色制御のためのデータが使用される。

印刷機５の外側にあり、カメラ２と接続されているオンラインのスペクトロフォトメータも使用することができる。上記では技術的な実現形態において印刷機５に組み込まれているスペクトロフォトメータ１について説明した。前述の方法を印刷機５内には設けられていないスペクトロフォトメータを用いて実施することも考えられる。

ＲＧＢ色差を色密度によっても計算することができる。色差ΔＦ_mnは色密度を介しても計算される。確かにこの解決手段は上述のものに比べると良いものではないが、原理的には可能である。このためにＲＧＢ密度が形成される：
Ｄ_RGB＝−ｌｇ（Ｆ／Ｆ_PW）、ここでＦは補色フィルタの色値を表し、Ｆ_PWdtoは紙の白を表す。例として、色シアンに関するＦは赤色フィルタＲのカメラチャネルである。カメラ２のスペクトル値関数はＤＩＮ広帯域フィルタに最も対応しており、したがってこの標準的なフィルタ規格について公知のように校正できることが分かる。２つの密度のパーセンテージ比率を介して、またはスペクトル的に計算された密度感度を介して、密度差から色差を公知のように計算することができる。

１スペクトル測定ヘッド、２カメラ、３印刷機構、４塗装機構、５印刷機、６紙取出し装置、７印刷物、Ｓ１スペクトル的に測定されたゾーンとスペクトル的に測定されていないゾーンの色差ΔＦ_mn、Ｓ２スペクトル的に測定されたゾーンのカラーメトリック実際値とスペクトル的に測定されていないゾーンのカラーメトリック目標値の色差ΔＦ_n,nm、Ｓ３スペクトル的に測定されていないゾーンの色差ΔＦ_n、ｍスペクトル的に測定されたゾーン、ｎスペクトル的に測定されていないゾーン、 β スペクトル

Claims

印刷物（７）上の少なくとも１つの第１の色ゾーン（ｍ）を検出する少なくとも１つの第１の色測定器（１）と、前記印刷物（７）上の少なくとも１つの別の第２の色ゾーン（ｎ）を検出する少なくとも１つの第２の色測定器（２）とを備えた印刷機（５）における色制御方法において、
第１のステップにおいて、前記第１の色ゾーン（ｍ）の実際色調と、前記第２の色ゾーン（ｎ）の実際色調との色差（Ｓ１）を計算し、
第２のステップにおいて、前記第１の色ゾーン（ｍ）の実際色調と、前記第２の色ゾーン（ｎ）の目標色調との色差（Ｓ２）を計算し、
第３のステップ（Ｓ３）において、前記第１のステップにおいて計算された色差（Ｓ１）と、前記第２のステップにおいて計算された色差（Ｓ２）とを加算し、前記第２の色ゾーン（ｎ）に対する色制御を実施することを特徴とする、色制御方法。
前記第１のステップにおいて計算された前記色差（Ｓ１）を前記第２の色測定器（２）の色空間において計算し、前記第２のステップにおいて計算された前記色差（Ｓ２）を前記第１の色測定器（１）の色空間において計算する、請求項１記載の方法。
前記第１の色測定器（１）は色的に絶対的な測定を行う、請求項１または２記載の方法。
前記第２の色測定器（２）は色的に絶対的ではない測定を行う、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
前記第１の色測定器（１）はスペクトロフォトメータである、請求項３記載の方法。
前記第２の色測定器（２）はＲＧＢカメラである、請求項４または５記載の方法。
前記第２の色測定器（２）は前記印刷機（５）内に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
前記第１の色測定器（１）は前記印刷機（５）内に配置されている、請求項７記載の方法。
前記第１の色測定器（１）は前記印刷機（５）外に配置されている、請求項７記載の方法。
前記第１の色測定器（１）の色空間は有利にはＬａｂ色空間であり、前記第２の色測定器（２）の色空間はＲＧＢ色空間である、請求項２から９までのいずれか１項記載の方法。
前記第１の色ゾーン（ｍ）および前記第２の色ゾーン（ｎ）は前記印刷物（７）上に存在する印刷制御縞（８）内の色測定フィールドである、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
前記第２の色ゾーン（ｎ）に関する目標色測定値はカラーメトリック色測定値である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
前記第２のステップにおいて計算される色差（Ｓ２）を色モデルを用いて計算する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
調整モードにおいて、前記第２の色測定器（２）の前記色空間における色差（ΔＦ_mn）が可能な限り小さく、スペクトル的に測定された前記第１の色ゾーン（ｍ）のカラーメトリック実際値と、スペクトル的に測定されていない前記第２の色ゾーン（ｎ）のカラーメトリック目標値との色差（ΔＦ_n,nm）が可能な限り大きいように前記第１の色ゾーン（ｍ）および前記第２の色ゾーン（ｎ）を選択する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。