Fachhochschule Bochum

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1 Fachhochschule Bochum Dipl. Ing Martin Schröer Skript zur Vorlesung in der Studienrichtung Informatik mit Studienschwerpunkt Medieninformatik SS Druckindustrie Workflow Printmedien Produktionsfluss und ströme zur Erzeugung von Druckprodukten Die Druckvorstufe Druckformherstellung Der Druck Druckweiterverarbeitung Verpacken Konfektionierung und Individualisierung Transport- und Lagerlogistik Recycling und Umweltaspekte Druckverfahren Druckverfahren mit fester Druckform Offsetdruck Charakteristika des Offsetdrucks Druckprodukte Offsetdruck Druckformherstellung Offset CtF (Computer to Film) Ct Plate Ct Press Hochdruck Charakteristika Flexodruck Druckprodukte Flexodruck Druckformherstellung Flexodruck Tiefdruck Charakteristika des Tiefdrucks Druckerprodukte Tiefdruck Druckformerstellung Tiefdruck Indirekter Tiefdruck / Tampondruck Siebdruck Charakteristika Siebdruck Druckprodukte Siebdruck Druckformherstellung Siebdruck Druckfarbe Verpackungsdruck I

2 3.4 Druckverfahren ohne feste Druckform Ink-Jet Verfahren Continuous-Ink-Jet-Verfahren Drop on demand Verfahren Elektrofotografie Andere Digitaldruckverfahren Charakteristika des Drucks ohne feste Druckform Typische Druckerzeugnisse des Drucks ohne feste Druckform Elektronisches Papier Ausblick Halbtondarstellung Die Rasterung Die Rasterweite Die Rasterzelle Rasterpunktform Rasterwinkel Moiré Effekt Auflösung und Randschärfe Spektrale Remission Farbe und Farbmetrik Einleitung Farbmischung Farbwahrnehmung Der Farbreiz Die Farbvalenz Farbempfindung Aussicht Farbmanagement Ziel und Aufgabe von Farbmanagement Das ICC Farbmanagement Arbeitschritte des Farbmanagements Kalibrieren Profilerstellung Farbraumumrechnung Farbraumanpassung Einbindung des ICC Farbmanagements Farbmanagement in der Druckvorstufe Einsatz in der Druckvorstufe Kontrollmittel und Verfahren Seitenerstellung Texterfassung und verarbeitung Auswahl von Schriften II

3 7.3 Bilderfassung und verarbeitung Datenquellen für Bilder Digtalkameras Scanner Weiter Datenquellen: Erzeugung von Illustrationen und grafischen Elementen Seitenlayout Datenformate und Workflows Normen und Standards Datenformate im Workflow Textformate RTF, TXT Bildformate PDF Workflow Workflow-Management Remote Proofing Überblick über Datenformate im Workflow Die vernetzte Druckerei / JDF Exkurs 1: JDF Struktur Exkurs 2: JDF File III

4 1 Druckindustrie Die Printmedienindustrie als Teil der Kommunikationsindustrie ist eine der größten Industriezweige. Der Gesamtumsatz der deutschen Druckindustrie ohne Verpackungsdruck betrug im Jahr 2005 etwa 17 Mrd.. Über den Verpackungsdruck gibt es keine verlässlichen Zahlen, da sich dieser Industriezweig in vielen, unterschiedlichen Verbänden organisiert. Der Anzahl der Gesamtmitarbeiter des Industriezweigs Druck, ~ zeigt, dass er einer der größten in Deutschland ist. Pro Tag und Person werden in Deutschland etwa 0,75 kg Papier verbraucht und fast alles wird bedruckt. (Angaben nach vdp-online, Verband Deutscher Papierfabriken e.v.) Branchenkennziffern der deutschen Druckindustrie ohne Verpackungsdruck Betriebe Mitarbeiter (Druck) Produktion 17,0 Milliarden Euro Mitarbeiter gesamt mit Werbeagenturen etc Quelle: bvdm-online Folie 5 Das folgende Diagramm zeigt die Aufteilung der Druckprodukte in Produktgruppen: Produktgruppen Schröer Schröer Folie 6 35,8 % Kataloge/Werbedrucksachen 17,0 % Geschäftsdrucksachen 13,1 % Zeitschriften 12,5 % Zeitungen/Anzeigenblätter 9,5 % Sonstiges 7,1 % Bücher und Landkarten 5,0 % Etiketten? % Internet Quelle: bvdm, M. Schröer, FH Bochum,

5 Die folgenden Folien zeigen das geschätzte Marktportfolio der Druckprodukte zweier unterschiedlicher Quellen. Beide stimmen in ihren Tendenzen überein. Es bleibt jedoch abzuwarten, ob diese zutreffen, da das Verhalten der Medienbenutzung nicht eindeutig vorher zu bestimmen ist. Marktportfolio von Printmedien (nach MAN Roland) Folie 8 Vision 2020 Bücher Technische Publikationen Kataloge Direktmarketing Telefonbücher Zeitschriften Zeitungen Schröer Schröer Folie 9 Werbung Verpackungen Quelle: Prof. Frank Romano Rochester Institute for Technology Die Zahlen des letzten Jahrzehnts haben gezeigt, dass die Gesamtanzahl der produzierten Zeitschriften- und Bücherproduktion in etwa gleich geblieben ist. Jedoch hat sich die Größe der jeweiligen Auflage verringert es gibt mehr Zeitschriften und Bücher in geringerer Auflage. Zeitschriften werden beispielsweise zu Produkten, TV-Serien, etc in kleinen Auflagen herausgegeben; sie wechseln dementsprechend häufig., M. Schröer, FH Bochum,

6 Tendenzen Auflagenzahlen Jahr Ereignisse Zeitungen Zeitschriften Buchtitel 1954 Start ARD 14,9 Mio. 29,8 Mio Beginn Videowelle 26,0 Mio. 84,6 Mio Ausweitung TV 26,6 Mio. 103,8 Mio Deutsche Einheit 30,7 Mio. 121,7 Mio Ausweitung Internet 31,4 Mio. 127,2 Mio Handy-Boom 29,8 Mio. 125,1 Mio Hörbuch/Digitalkamera 27,8 Mio. 123,6 Mio Schröer Folie 7 Quelle: bvdm Klar erkennbar ist, dass wider aller Vorhersagen die Konkurrenz der elektronischen Medien (Radio, Fernsehen, Internet), die Printmedien bisher ihre Rolle als Hauptinformations- und werbeträger behauptet. Allerdings wird es in den nächsten Jahren und Jahrzehnten Veränderungen geben, möglicherweise auch solche, die heute noch nicht absehbar sind. Werbeträger in Deutschland Folie 3 Quelle: Deutscher Drucker Nr. 23 (2005= Die Printmedien sind, wie man sieht, stark durch die Werbung beeinflusst. Es wird immer stärker versucht, in der Werbung sehr individuell auf Zielgruppen, oder sogar auf einzelne Personen einzugehen (Customer Relationship Management). Dazu sind einerseits ein effektives Datensammeln und auswerten notwendig, andererseits die Möglichkeit, individuelle Produkte zu versenden. Antwort auf die erste Frage sind entsprechende Datenbankanwendungen, auf die zweite Frage Digitaldruckmaschinen mit möglicher und wirtschaftlicher Auflage 1, sowie Möglichkeiten der Individualisierung., M. Schröer, FH Bochum,

7 Nicht nur der Einzug der digitalen Produktion in die Druckvorstufe und die Drucksäle, sondern auch die Entwicklung des Konsumverhaltens hat den Wandel der Druckindustrie vom reinen Druckdienstleister zum Mediendienstleister beschleunigt. In der folgenden Folie ist zu beachten, dass die Angaben zu den Printmedien, die Lesezeiten im Büro, also während der Arbeit, mit einbeziehen! Konsumzeiten Schröer Folie 11 Quelle: bvdm Die Crossmediale Produktion ist fast für die gesamte Druckproduktion zum Standard geworden. Crossmediale Produktion Schröer Folie 13, M. Schröer, FH Bochum,

8 Druckereien werden zu Multimediabetrieben - Die Medienindustrie wächst zusammen. Medienindustrie wächst zusammen Unterhaltungselektronik Telekommunikation Druckindustrie Computer integrierte Medienindustrie Fernsehen/Hörfunk Schröer Folie 12 Quelle: bvdm Die Arbeitbereiche der Druckindustrie setzen sich wie folgt zusammen: Druckindustrie in Zahlen Schröer Folie 14 Quelle: bvdm-online 2006 Die deutschen Medienunternehmen spielen durchaus auch für Ingenieure und Ingenieurinnen eine Rolle als Arbeitgeber. Teil der Medienindustrie ist die Druckindustrie. Die drei weltweit größten Druckmaschinenhersteller sind Heidelberg Druckmaschinen, MAN Roland und KBA., M. Schröer, FH Bochum,

9 , M. Schröer, FH Bochum,

10 2 Workflow Printmedien 2.1 Produktionsfluss und ströme zur Erzeugung von Druckprodukten Wird der Workflow in Arbeits- Material- und Datenfluss aufgesplittet, ergibt sich folgendes Bild: Im Folgenden wird zur Vereinfachung der Kernworkflow betrachtet: Am Anfang des Produktionsworkflows stehen die Informationsquellen. Mit Hilfe dieser Informationen, die heute fast ausschließlich in digitaler Form vorliegen, wird das Druckprodukt erstellt. Der Workflow setzte also schon bei den Informationslieferanten ein. Die Qualität gelieferten Daten ist für alle weiteren Arbeiten von Bedeutung. Informationsquellen: Agentur, Verlag, Kunde: In kreativen und technischen Arbeitsgängen werden die Daten als Texte, grafische Elemente und Bilder gesammelt und angeordnet. Zur Verwaltung von Bildern, Texten und anderen, M. Schröer, FH Bochum,

11 Informationen werden Datenbanken und Datenbank-ähnliche Produkte eingesetzt. Dazu zählen auch Redaktionssysteme und Content-Managementsysteme (CMS). Informationsquellen - Manuskript (Autor) - Digital Datenträger/ /Internet (Autor, Kunde, Agentur) - Digital automatisiert Content Management Systeme (Inhalt) und Asset Management Systeme (veredelte MM-Produkte) CMS - XML basierte Datenbanken Schröer Folie 3 Immer wichtiger zum Datentransport wird das Internet. Einige Beispiele sind: Postfach für Kundenanfragen, Datenübernahmen in die Vorkalkulation, Bestellabwicklung, Einbindung des (Papier-)Einkaufs über das Internet, E-Partner-Modul für Preisanfrage, Nachschlagen der laufenden Bestellungen, Terminanfrage. (Beispiel eines ftp-servers mit Auftragstasche Texte, Bilder und Grafiken werden mit entsprechenden Systemen erfasst und bearbeitet. Mit einem Seiten-Layoutprogramm werden die Seiten erstellt. Oft wird auch bereits ein (Hard-) Proof angefertigt, also ein Ausdruck. Die Erstellung der Seiten als Datenbestand erfolgt bei den Zeitungen heute meist durch die Redaktion, bei Zeitschriften durch Redaktion oder Fremdstudios, bei Werbung auch durch Agenturen, die ihrerseits wieder Reprostudios beauftragen. Content-Management Asset-Management Content-Management-Systeme (CMS) bzw. Asset-Management-Systeme sind Systeme zur Sammlung und Verwaltung von Informationen (Content) und verkaufbaren Informationen (Assets) mit Hilfe von Datenbanken. Sie dienen der Vermarktung der Informationen im Internet, den Printmedien und anderen Medien und können neben Druckbaren auch andere Informationen enthalten (Multimedia). Die Sprache dieser Systeme ist heute XML. Möglich sind mit solchen Systemen z.b. der individuelle, benutzerspezifische Aufbau von Web-Seiten. Mit dem Begriff Asset meint man veredelte Informationen, deren Verkaufswert entsprechend groß ist. Ein Bild stellt zunächst eine Information (Content) dar. Fügt man Informationen über den Zusammenhang, die Entstehungssituation, beteiligte Personen etc. hinzu, und stellt Verknüpfungen zu anderen Elementen her, so wird daraus eine verkaufbare Information (Asset) Kennzeichen von Content- und Asset-Management-Systemen sind u.a. offene SQL-Schnittstellen, abgestufte Zugriffsrechte, vollautomatische Datenerfassung und Verschlagwortung. Moderne CMS sind Web-basiert und lassen z.b. auch Bildbearbeitung über das Web zu (z.b. Pixelboxx)., M. Schröer, FH Bochum,

12 Beipiele: Tamino von Software AG, Darmstadt ( Pixelboxx von Pixelboxx GmbH, Dortmund ( Next-Generation von Multicom GmbH, Bergkirchen ( Daten/Contentmanagement XML basiert Produktbeispiel: Tamino Software AG Folie 3 Modul zur Printausgabe Tamino XML Datenbank Schröer Schröer Folie 3 Bilddatenbanken stellen eine Untermenge, bzw. Vorstufe von CMS dar. Für Adobe InDesign (im Praktikum verwendet) gibt es das Redaktionssystem K4 für Zeitungs-, Magazin- oder Buchredaktion der Hamburger Firma SoftCare GmbH., M. Schröer, FH Bochum,

13 2.2 Die Druckvorstufe Druckvorstufe Schröer Folie 7 Kipphan, Handbuch der Printmedien In der Druckvorstufe finden die Seitenerstellung und die Druckformherstellung statt. Die Seitenerstellung gliedert sich in die Abschnitte: - Texterstellung und verarbeitung - Bilderstellung und verarbeitung - Erstellung von Grafiken - Seitenlayout (Text-, Grafik und Bildintegartion) Wegen der besonderen Bedeutung dieser Prozesse beschäftigt sich ein extra Kapitel damit. Sind Seiten fertig layoutet werden sie so aufbereitet, dass daraus die Druckformen, also Druckplatten oder Druckzylinder, die dann in den Druckmaschinen eingesetzt werden, hergestellt werden. Die Druckformen werden mit allen notwendigen Kontroll- und Steuerzeichen versehen. Ziel dieses Arbeitsschritte, der Montage, ist es, dass der Druck und die Druckweiterverarbeitung fehlerfrei ablaufen. Bis zur Erstellung der Druckform müssen die Daten an verschiedenen Stellen der Druckvorstufe, des technischen Workflows, kontrolliert werden., M. Schröer, FH Bochum,

14 Qualitätssicherung in der Druckvorstufe: Text (Korrektor) Farbe (Proofdruck) Reihenfolge / Vollständigkeit (Standproof) Druckformherstellung Folie 7 Schröer Folie 8 Kipphan, Handbuch der Printmedien Digitalproof Liegt die fertigt bearbeitete Seite vor, so werden ein oder mehrere Kontrollausdrucke (Prüfausdrucke, umgangssprachlich meist Proof genannt) angefertigt. Diese dienen der Kontrolle der Vollständigkeit und Richtigkeit, nicht zuletzt aber auch der Abstimmung zwischen dem Hersteller der Seite (in der Regel ein Reprostudio), dem Auftraggeber (beispielsweise eine Agentur oder ein Verlag) und der Druckerei. Im Folgenden sind nur solche Proofs betrachtet, die farbverbindlich sind, d.h. die Seite so zeigen, wie sie im Druck aussehen soll. Das Reprostudio legt dem Kunden die Seiten vor und lässt sie von ihm fertig zum Druck abzeichnen (Imprimatur). Die Druckerei erhält die Proofs zusammen mit den Daten und muss nun den Druck so gestalten, dass Druck und Proof gleich aussehen. Damit dies der Fall ist, müssen einige Bedingungen erfüllt sein: Voraussetzungen für den Proof sind: Proof - Voraussetzungen Proof darf keinen größeren Farbumfang haben als im Druck realisierbar Proofgerät muss im einwandfreien, kalibrierten Zustand sein Vereinbarte Standards für Proofherstellung müssen eingehalten sein Näheres zum Farb-Proof im Kapitel Farbmanagement, M. Schröer, FH Bochum,

15 2.3 Druckformherstellung Bei den konventionellen Druckverfahren (Offset-, Tief-, Flexo-, Siebdruck) erfolgt der Druck so, dass Farbe von einer Druckform direkt oder indirekt (Offset) auf den Bedruckstoff (z.b. Papier) übertragen wird. Es wird also aus den zu druckenden Daten zunächst eine Druckform (z.b. Druckplatte, Druckzylinder) erstellt. Im folgenden Vervielfältigungsprozess werden dann die vielen Seitenkopien von dieser Druckform in der Druckmaschine hergestellt. Lediglich die direkt druckenden Digitalverfahren wie Tintenstrahldruck und elektrofotografischer Druck ( Laserdruck ) brauchen keine Druckform, bzw. erzeugen die Druckform unmittelbar vor Druckbeginn im Drucker. Pro Farbe muss eine Druckform hergestellt werden. Im Farbdruck arbeitet man üblicherweise mit vier Farben (Gelb, Magenta, Cyan und Schwarz), so dass also vier Druckformen hergestellt werden müssen. Da im Publikationsdruck (Kataloge, Magazine, Werbebeilagen) üblicherweise das Papier beidseitig bedruckt wird, sind also für einen Bogen 8 Druckformen notwendig. Beim Schwarz- Weiß-Druck von Büchern sind entsprechend nur zwei Druckformen erforderlich. Einen Sonderfall stellt der Verpackungsdruck dar. Hier wird meist nur einseitig gedruckt, dafür aber sehr oft mit mehr als vier Farben, um Sonderfarben (z.b. Nivea-Blau) und Spezialeffekte (z.b. Metallfarben) zum Einsatz bringen zu können. Druckformen der Haupt- Druckverfahren Offsetdruck: farbabstoßend oder -anziehend beschichtete Aluminiumplatten Tiefdruck: Kupfer-beschichtete Stahlzylinder Flexodruck: Polymer-beschichtete Aluminiumplatten Siebdruck: Stahl- oder Kunststoffgewebe Folie 8 Näheres zu Druckformherstellung im Kapitel Druckverfahren. 2.4 Der Druck Dieser Prozess bringt jetzt die Informationen, die auf der Druckform enthalten sind, auf den Bedruckstoff. Dies ist in den meisten Fällen Papier. Es kommen aber, insbesondere in der Verpackung, auch andere Bedruckstoffe zur Anwendung, etwa Pappe, Kunststoff oder Aluminium., M. Schröer, FH Bochum,

16 Druckprozeß Offsetdruck Tiefdruck Hochdruck Siebdruck Digital Druck Schröer Kapitel Druckverfahren Folie 6 Offsetdruck: Farbübertragung aufgrund unterschiedlicher physikalisch / chemischer Eigenschaften der Druckform-Oberfläche über einen Zwischenträger auf den Bedruckstoff Tiefdruck: Farbübertragung durch in die Kupferoberfläche gravierte Näpfchen direkt auf den Bedruckstoff Flexodruck: Farbübertragung durch erhabene Elemente auf der Druckform (Stempelprinzip) Siebdruck: Farbübertragung durch durchlässige Siebe Elektrofotografischer Druck: Farbübertragung durch unterschiedlich elektrisch geladene Bereiche der Druckform, direkt oder indirekt Tintenstrahldruck: Farbübertragung durch direktes Spritzen von Farbe auf den Bedruckstoff Den klassischen Buchdruck, die Erfindung Gutenbergs, gibt es heute nur noch in Nischenbereichen. Er ist fast vollständig durch den Offsetdruck ersetzt worden. Ein eigenes Kapitel befasst sich mit den Druckverfahren. 2.5 Druckweiterverarbeitung Nur in seltenen Fällen verlässt die Druckmaschine ein fertiges verkaufbares Produkt. In der Regel muss eine Weiterverarbeitung erfolgen. Hierzu zählen das Zusammenfügen einzelner Seiten oder Teilhefte zu vollständigen Produkten, das Heften oder Kleben von Magazinen, das Einfügen von Beiheftern, Einkleben von Postkarten oder Werbeartikeln, Einfügen individueller Anschriften, Verpacken und Palettieren. Diese Arbeitsgänge werden in der Regel in Buchbindereien ausgeführt, die Teil der Druckerei, oder auch unabhängig sein können. Die wichtigsten Schritte sind im Folgenden aufgeführt:, M. Schröer, FH Bochum,

17 Grundlegende Verfahren und Techniken der DWV Schröer Trennverfahren Schneiden Schneidmaschinen Stanzen. Bohren Perforieren Ritzen Nuten Umformen Rillen, Stauchen, Prägen Falzen Ausschiessen Fügen Sammeln, Zusammentragen Einstecken Drahtheftung Fadenheften, Kleben Buchfertigung Buchdecke Fügen des Buchblocks Einhängen Verpacken, Versenden Adressieren Stapeln Verpacken Folie 7 Schneiden, und Falzen: Der aus dem Druckwerk kommende Bogen wird in der Regel in Doppelseiten zerschnitten. Diese Seiten werden zusammengetragen und gefalzt. Es entsteht so ein Rohprodukt. Für manche Anwendungen (z.b. Billig-Werbehefte) ist nach dem dreiseitigen Beschnitt (der Falz wird natürlich nicht beschnitten, sonst würde das Heft ja auseinander fallen) bereits das Endprodukt fertig. Die oben beschriebenen Prozesse laufen bei modernen Rotationsdruckmaschinen in der Maschine ab. Das entsprechende Aggregat, der Falzapparat, gehört zu den kompliziertesten Elementen der Rotationsmaschine. Zusammentragen, Beschneiden, Heften und Kleben: Für größere Hefte oder Kataloge werden mehrere Rohprodukte zusammengetragen ( ineinander gelegt ). Die Verbindung der Doppelseiten erfolgt entweder durch Heften (Heftbindung) oder durch Abfräsen des Rückens und Kleben (Klebebindung, wie meist bei Büchern). Das so entstandene dickere Heft wird dreiseitig beschnitten. Damit werden für den Endkunden uninteressante Druckbereiche abgeschnitten (z.b. Farbkeile, Passkreuze) und das Heft auf ein einheitliches Format gebracht. Einstecken, Einkleben: Vor allem bei Zeitschriften ist es sehr beliebt, zusätzliche Druckprodukte (z.b. Informationshefte, Postkarten), aber auch Warenproben (z.b. Duschgel, CDs) dem Produkt hinzuzufügen. Dazu muss das Heft an einer bestimmten Stelle geöffnet werden und das entsprechende Teil eingelegt oder eingeklebt werden. An dieser Stelle kommen aus noch weitere Bearbeitunsschritte zum Einsatz, z.b. das Stanzen von Löchern oder das Besprühen mit Duftstoffen. Die im zweiten und dritten Punkt oben genannten Prozesse laufen meist in einer Buchbinderei ab. Die Aktivitäten der Buchbinderei stellen einen nicht unwesentlichen Anteil an der Wertschöpfung eines Druckprodukts. Ein Spezialfall stellt in diesem Zusammenhang der Zeitungsdruck dar, wegen seines großen Druckvolumens und der erforderlichen Aktualität., M. Schröer, FH Bochum,

18 Endprodukte der Weiterverarbeitung Folie Verpacken Der Vorgang des Verpackens gehört ebenfalls zur Druckweiterverarbeitung. Verpacken hat verschiedene Funktionen: Verpacken Verpackungen von Druckprodukten erfüllen eine Vielzahl von Funktionen z.b. Schutzfunktion vor Beschädigung, Verlust und Diebstahl Lade- und Transportfunktion für den rationellen ggf. automatisierten Transport, Lagerung und Distribution Informationsfunktion über die Beschaffenheit, Art, Menge, Termine, Herkunfts- und Bestimmungsortes des Inhalts Ökologische Funktion zur Sicherstellung der Wiederverwendbarkeit/-verwertbarkeit der Verpackung Marketing- und Werbefunktion (in seltenen Fällen) zur Absatzförderung (z.b. Frauenzeitschrift in transparenter Tragetasche) Schröer Schröer Folie 11 Zusammenhang von Begriffen des Verpackungswesens, M. Schröer, FH Bochum,

19 2.7 Konfektionierung und Individualisierung Zum Prozess der Druckweiterverarbeitung zählt in vielen Fällen auch das Individualisieren. So werden beispielsweise Adressen auf Einzelexemplare gedruckt, bzw. aufgeklebt. Die zu Groß- und Einzelhändlern geschickten Fertigprodukte müssen ebenfalls verpackt und beschriftet werden. Üblicherweise werden Pakete von Heften in Folie verschweißt und beschriftet. Die gesamte Palette wird dann nochmals in Folie verschweißt. Adressen der Händler müssen angebracht werden. In zunehmendem Maße werden auch Fertigprodukte individualisiert, in dem beispielsweise Endkundenadressen mit Digitaldruckern aufgedruckt werden, persönliche Anreden eingedruckt werden, oder individuelle Zusammenstellungen von Produkten erfolgen. Dazu muss die Buchbinderei von ihrem Kunden, also beispielsweise dem Verlag, Endkundendaten erhalten. Dienstleistungen dieser Art stellen eine große Chance für Buchbindereien und Druckereien dar. Konfektionierung / Individualisierung Folieneinschlag Adressierung mit Ink Jet Schröer Folie Transport- und Lagerlogistik Transport und Lagerlogistik erfüllen verschiedene Aufgaben: (z. B.) - Die Rohstoffe müssen zur Druckerei transportiert werden. - Halbfertige Produkte müssen transportiert werden - Die fertigen Endprodukte müssen zu ihren jeweiligen Empfängern transportiert werden. Transport Druckerei-Buchbinderei Befindet sich die Buchbinderei am gleichen Standort wie die Druckerei, erfolgt der Transport der halbfertigen Produkte meist über Transportbänder, auf denen die Produkte liegen, bzw. an denen sie hängen. Müssen die halbfertigen Produkte über eine weitere Strecke transportiert werden, werden sie auf Paletten oder Rollen gestapelt. Bei den Paletten gibt es die Möglichkeit der, M. Schröer, FH Bochum,

20 konventionellen Stapelung. Die so gepackten Halbprodukte sind aber schlecht automatisch weiterzuverarbeiten. Diese Art des Transports kommt nur dann in Frage, wenn die nachfolgenden Prozesslinien manuell bestückt werden. Besser geeignet für eine automatische Weiterverarbeitung ist das Packen der halbfertigen Produkte in so genannte Stangen. Dabei werden die Hefte zwischen zwei Holzbrettchen gestapelt und mit verschweißten Metallbändern festgezurrt. Die Maßhaltigkeit dieser Stangen ist entscheidend für das problemlose Weiterverarbeiten in der Buchbinderei. Die modernste Art der Stapelung ist die auf Rollen. Dabei werden die Hefte mittels eines Bandes auf einen Kunststoffkern aufgewickelt. Diese Art des Transports erlaubt das schnellste Entladen in der Buchbinderei. Auch im Fall der Rollenwickel ist die Qualität der Wickelung entscheidend für die Qualität und Produktivität der Weiterverarbeitung. Der Transport der Paletten bzw. der Rollenwickel erfolgt überwiegend mit LKW. An größeren Aufträgen sind oft mehrere Buchbindereien beteiligt. Diese müssen nach einem bestimmten Zeitplan oft just in time beliefert werden, mit der jeweils angepassten Packart. Oft erfolgt auch die Anlieferung verschiedener, zu einem Endprodukt gehörender Halbprodukte zur gleichen Zeit, die wiederum auf verschiedenen, oder auf denselben Rotationsmaschinen gedruckt werden. All das erfordert einen erheblichen logistischen Aufwand. Zusätzlich müssen gesetzliche Beschränkungen, beispielsweise das Wochenendfahrverbot für LKW beachtet werden. Transport / Lagerlogistik Schröer Folie 13 Rollentransport und Hochregallager Auch bei der Logistik nimmt der Zeitungsdruck eine Sonderstellung ein., M. Schröer, FH Bochum,

21 2.9 Recycling und Umweltaspekte Wie jeder Industrie steht auch die Druckindustrie in der Verpflichtung, Umweltaspekte zu berücksichtigen und gesetzliche Regelungen zu befolgen. Die in diesem Zusammenhang zu bedenkenden Aspekte sind vielfältig. Einige sind im Folgenden genannt: Papierverbrauch: Grundsätzlich verbraucht die Printmedienindustrie im Gegensatz zu den elektronischen Medien in erheblichem Maße die Ressource Papier. Andererseits wird Papier heute ausschließlich aus geregeltem Holzschlag gewonnen (d.h., es wird nur soviel Holz geschlagen, wie auch nachwächst), zum großen Teil aber auch aus Altpapier gewonnen. Die Methoden der Papierherstellung sind wesentlich umweltfreundlicher geworden, stellen aber natürlich einen Eingriff in die Umwelt dar. Auch das Papierrecycling ist mit seinen chemischen Prozessen nicht ganz unbedenklich, hat aber in den letzten Jahren in dieser Hinsicht große Fortschritte gemacht. Farbverbrauch: Farbe besteht aus den Komponenten Farbpigment, Klebstoff und Lösemittel. Das Lösemittel verdampft beim Drucken und der Klebstoff klebt die Pigmente auf den Bedruckstoff. Die Lösemittel (im Tiefdruck beispielsweise Toluol) werden beim Drucken größtenteils zurück gewonnen. Ein gewisser Rest verbleibt im Druckprodukt und dampft im Rahmen einer gewissen Zeitspanne ab (daher der charakteristische Geruch druckfrischer Exemplare). Daraus ergibt sich eine gewisse Umweltbelastung. Ohne dies leugnen zu wollen, muss man doch feststellen, dass die durch Drucken freigesetzten Lösemittel einen verschwindend kleinen Teil der durch den Autoverkehr freigesetzten Lösemittel darstellen. Energieverbrauch für den Transport: Natürlich belasten die Transportfahrten die Umwelt. Es sind zu nennen: Holztransport zur Papierfabrik, Papiertransport zur Druckerei, Farbtransport zur Druckerei, Transport der halbfertigen Produkte zur Buchbinderei, Transport der Fertigprodukte von der Buchbinderei zum Verteiler und zum Endverbraucher. Ein individuelles Drucken beim Endkunden würde dieses Problem nicht mildern. Letztlich muss bei jedem Produkt die Frage nach den Transportbelastungen gestellt werden, also auch beim Transport von Obst und Gemüse innerhalb Deutschlands und in der Welt. Im Gegenzug ist der Nutzen des Produkts zu sehen. Im Vergleich zu den elektronischen Medien ist bei diesen der nicht unerheblich Energieverbrauch beim Endkunden in Rechnung zu stellen. Herstellung und Entsorgung des Equipments: Auch hierbei treten nicht unerhebliche Umweltbelastungen auf. Druckformen bestehen zum Teil aus Kunststoff, im Tiefdruck werden galvanische Prozesse eingesetzt, der Bau von Rotationsmaschinen verschlingt Ressourcen, u.s.w.. Die Druckindustrie hat in den vergangenen Jahrzehnten enorme Anstrengungen unternommen, Umweltbelastungen so gering wie möglich zu halten. Der absolute Anteil der Druckindustrie an den für den Menschen relevanten Umweltbelastungen ist sehr gering. Im Gegenzug steht der enorme Nutzen von Information, Unterhaltung, Werbung und Produkterhaltung (Verpackung)., M. Schröer, FH Bochum,

22 Recycling und Umweltaspekte Papierverbrauch Schröer Recourcenschonend Bei Produktion und Verpackung sind als Mindestforderung alle allgemeingültigen Regelungen zur minimalen Belastung von Boden, Wasser und Luft einzuhalten. Abfall ist zu minimieren. Farbe ist umweltgerecht zu entsorgen Grenzwerte für Lösungsmittel sind einzuhalten Folie 14, M. Schröer, FH Bochum,

23 3 Druckverfahren Im Zentrum des Druckprozesses stehen die Druckmaschinen. Druckmaschinen arbeiten mit unterschiedlichen Druckverfahren. Die Druckverfahren werden nach der Art der Druckform klassifiziert. Als Druckform bezeichnet man einen Druckbildspeicher (oder träger), von dem die Druckfarbe direkt oder indirekt auf den Bedruckstoff übertragen wird. Die Druckformen werden in einem separaten Prozess, der Druckformherstellung, hergestellt. Somit ergibt sich folgende Einteilung der Druckverfahren: Druckverfahren Druckverfahren mit fester Druckform - Offset-, Flachdruck CTP Technologien Hochdruck Tiefdruck Siebdruck Druckverfahren ohne feste Druckform InkJet-Technologien Hauptdruckverfahren Elektrofotografie e-paper Folie 2 Häufig wird der Begriff Digitaldruck zur Klassifizierung herangezogen. Er ist etwas ungenau, da mittlerweile alle Druckverfahren mit Hilfe eines digitalen Datensatzes arbeiten. Der digitale Datensatz ist die Grundlage zur Erstellen des Films, der festen Druckform oder der latenten Druckform. (siehe , Ct Technologien) Die unterschiedliche Durchdringung der Digitalisierung im Druckproduktionsprozess scheint also nicht als Grundlage einer Klassifizierung zu genügen. So wird die Erstellung der Druckform (fest oder latent) zum Kriterium. Findet diese in der Druckmaschine statt, wird dieses Verfahren als Digitaldruck bezeichnet. Weiter soll die Auseinandersetzung um die Klassifizierung der Druckverfahren an dieser Stelle nicht ausgeführt werden., M. Schröer, FH Bochum,

24 Heute werden für etwa 90% des bedruckten Materials der Offset-, Flexo- und Tiefdruck eingesetzt. Auf die Digitaldruckverfahren wird in einem späteren Kapitel eingegangen. Das ursprünglich von Gutenberg erfundene Buchdruckverfahren, ein Hochdruckverfahren mit beweglichen Lettern, wird heute fast überhaupt nicht mehr eingesetzt. 3.1 Druckverfahren mit fester Druckform Offsetdruck Der Offsetdruck hat etwa 60% Anteil an der gesamten Druckproduktion. Prinzip des Offsetdrucks Plattenzylinder Bedruckstoff Druckzylinder Folie 3 Der Offsetdruck ist eine Weiterentwicklung des Steindrucks bzw. Lithografie von Alois Senefelder. Er ist ein Flachdruckverfahren, was bedeutet, dass die druckenden Stellen der Druckform nicht wesentlich erhaben (Hochdruck) oder vertieft (Tiefdruck) sind. Wirkprinzip des Offsetdrucks druckende und nicht druckende Druckformstellen liegen in einer Ebene Wasser / ölhaltige Farbe Hydrophob / Hydrophil Wirkprinzip: Grenzflächen- bzw. Oberflächenspannung Adhäsion der Moleküle Hauptdruckverfahren Gummituchzylinder Hauptdruckverfahren Folie 4, M. Schröer, FH Bochum,

25 Der Druckvorgang erfolgt im Druckwerk. Zunächst wird meist auf die Platten im Feuchtwerk ein Wasserfilm aufgetragen. Dieser lagert sich an den hydrophilen (nichtdruckenden) Bereichen der Druckplatte an und verhindert somit die Ansammlung von Farbe an diesen Stellen. Im nachfolgenden Farbwerk wird die Farbe übertragen, oft durch ein kompliziertes System von Walzen, das einen gleichmäßigen Farbauftrag gewährleisten soll. Weiterhin kann durch spezielle Anordnungen (Farbzonenschrauben) in gewissen Grenzen die Farbmenge individuell pro Zone, also axialem Abschnitt auf dem Druckzylinder, gesteuert werden. Offsetdruckfarben sind lasierend, daher können durch Übereinanderdruck neue Farben erzeugt werden (z. B. Grün aus Cyan und Gelb). Außerdem scheint das Papier durch, so dass sich je nach Papierfarbe auch die Farbwiedergabe ändern kann. Da die Übertragung des Druckbildes nicht direkt erfolgt, sondern über den Gummituchzylinder, spricht man beim Offsetdruck auch von einem indirekten Druckverfahren. Der indirekte Druck hat u. a. den Sinn, dass die wasserführende Druckform nicht mit dem Bedruckstoff in Berührung kommt. Im Vergleich zur Druckform im Buchdruck oder Tiefdruck ist die Herstellung recht günstig, die Druckform aber nur begrenzt haltbar. Im Offsetdruck können neben Papier und Karton auch Blech (Getränkedosen) und sehr eingeschränkt Folien bedruckt werden. Aus maschinenbautechnischer Sicht sind Offsetdruckmaschinen aufwendig zu produzieren. Die auf den Bedruckstoff aufzubringende Farbschichtdicke beträgt etwa 2 μm. Die Kompliziertheit des Farbwerks und die Empfindlichkeit der Druckplatten stellen wesentliche Schwächen des Offset-Prozesses dar. Der Offsetdruck ist als Bogenoffsetdruck und Rollenoffsetdruck vorzufinden: Je nach Art der Papierzuführung unterscheidet man Bogenoffset- und Rollenoffsetmaschinen. Beim ersten Typ werden einzelne Bögen zugeführt, bedruckt und wieder abgelegt. Diese Maschinen bieten eine außerordentlich hohe Flexibilität hinsichtlich Format, Auflage und Farbigkeit. Beispielsweise kann einer Bogenoffsetmaschine mit nur einem Druckwerk derselbe Bogen nacheinander achtmal zugeführt werden, wobei jeweils eine Prozessfarbe gedruckt wird, und am Schluss ein doppelseitiger Vierfarbdruck vorliegt. Bogenoffset: Offsetdruckmaschine Hauptdruckverfahren Folie 5 Kipphan, Handbuch der Printmedien, M. Schröer, FH Bochum,

26 Rollenoffset Rollenoffsetmaschinen verdrucken Papier von der Rolle, das kontinuierlich durch die Druckwerke läuft. Damit wird eine sehr viel höhere Produktionsgeschwindigkeit erreicht. Alle Farben und die beiden Seiten des Papiers müssen in einem Durchgang bedruckt sein. Im Anschluss an den Druck findet meist im Falzapparat ein Zerschneiden des Bogens in Stränge und Segmente statt, sowie ein Zusammenfügen der Segmente zu Rohprodukten. Akzidenz-Rollenoffsetmaschine Folie 6 Zeitungs-Rollenoffsetdruckmaschine Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 7 Bogenoffset kommt für Auflagenhöhen von 500 bis Exemplaren in Frage. Dies sind vor allem geschäftliche und private Kleindrucke, Geschäftsausstattungen, Prospekte und Mailings, Etiketten, kleinauflagige Zeitschriften, Broschüren und Bücher sowie Verpackungen. Die Auflagen im Rollenoffset liegen zwischen und Exemplaren. Verwendet wird der Rollenoffset vor allem bei Katalogen, Tageszeitungen, Telefonbüchern sowie anderen Druckprodukten, die eine zu große Auflage haben, um sie ökonomisch im Bogenoffsetdruck drucken zu lassen., M. Schröer, FH Bochum,

27 Charakteristika des Offsetdrucks Charaktersitika des Offsetdruck -- Druckverfahren mit kostengünstiger Druckform -- Haltbarkeit der Druckform begrenzt -- technisch aufwendiges Farbwerk -- technisch aufwendiger Maschinenbau -- Auflage: (Bogen) (Rolle) -- Flexibilität bei Veredelung -- Erkennungsmerkmale: gestochen scharfe Schrift Druckprodukte Offsetdruck Druckprodukte Offsetdruck Hauptdruckverfahren Folie 8 Hauptdruckverfahren Rollenoffset Reisekataloge Spezialkataloge Telefonbücher Werbebeilagen Zeitschriften Bücher Bildbände Broschüren Bogenoffset Geschäftsberichte Prospekte Kleinauflagen Bücher Kleine Kataloge Kleinaufl. Zeitschriften Einzelformulare Etiketten Verpackungsdruck Folie 9, M. Schröer, FH Bochum,

28 Druckformherstellung Offset Die Druckform besteht beim Offsetdruck aus einer oder mehreren Druckplatten, die auf den Druckzylinder aufgespannt werden. Diese Platten bestehen meist aus Aluminium, auf die eine farbführende (farbanziehende, oleophile) Schicht aus Polymer aufgetragen wird. Die Aluminiumoberfläche, die bei der Bearbeitung der Platte entsteht, meist eine dünne Oxidschicht, ist wasseranziehend (hydrophil). Zum Teil kommen für kleine Auflagen auch Folien als Träger zur Anwendung. Zur Druckformherstellung wird ein digitaler Datensatz benötigt. Mit ihm ergeben sich, je nach Durchdringung der Digitalisierung im Druckproduktionsprozess ergeben sich verschiedene Wege, die Druckform zu erstellen. Ct - Technologien Heidelberg Folie CtF (Computer to Film) Im konventionellen Plattenbebilderungsprozess werden positive oder negative Seitenfilme in einem Kopierrahmen mit der Platte in Kontakt gebracht und mit UV-Licht belichtet. Exemplarisch ist auf den nächsten zwei Folien der Prozess beschrieben. Offset-Plattenkopie (Positivfilm) Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 1 Kipphan, Handbuch der Printmedien, M. Schröer, FH Bochum,

29 Offset-Plattenentwicklung (Positivfilm) Hauptdruckverfahren Folie 12 Kipphan, Handbuch der Printmedien Die so belichteten Druckplatten müssen noch chemisch entwickelt werden, bzw. von Schichten befreit werden, was meist in angeschlossenen oder integrierten Entwicklungsstationen erfolgt. Dann können die Platten auf die Druckzylinder gespannt werden Ct Plate Die modernere Form der Plattenherstellung ist die digitale Belichtung in einem Computer-to- Plate Belichter. Dabei erfolgt eine selektive Belichtung der Platte meist durch einen oder mehrere Laserstrahlen, die über die Platte abgelenkt und entsprechend ein- und ausgeschaltet werden. Drei Verfahren sind zu unterscheiden: das Außentrommelverfahren, das Innentrommelverfahren und das Flachbettverfahren. FIlmbelichtertypen und deren Vor- und Nachteile: Außen- und Innentrommelbelichtung von Offset-Druckplatten Flachbettbelichtung von Offset- Druckplatten Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Außentrommel Innentrommel Folie 15 Folie 14, M. Schröer, FH Bochum,

30 CtPlate Computer to Plate Quelle, Deutscher Drucker, Auf direkten Weg belichteten Druckplatten müssen, je nach Verfahren chemisch entwickelt werden, oder auf anderen Wegen von Schichten befreit werden. Ein Verfahren, bei dem nicht chemisch entwickelt werden muss, ist die Laserablation. Laserablation Hauptdruckverfahren Folie 16 Hauptdruckverfahren Folie 18 Bei der Laserablation wird eine dünne Oberflächenschicht (z. B. eine Polymerschicht, die hydrophob ist) der Druckplatte mit Hilfe eines Laserstrahls entfernt, sodass eine darunter liegende Schicht freigelegt wird (die z. B. hydrophil ist). Mittlerweile sind prozessfreie Offset-Druckplatten im Markt erhältlich, welche für bis zu etwa Überrollungen geeignet sind und so für Produktionsläufe mit entsprechend hohen Auflagen bereits einsetzbar sind. Zur Erhöhung der Geschwindigkeit wird eine ganze Reihe von Laserdioden verwendet. Die Technik ermöglicht eine Auflösung von maximal 3000 dpi. Bei einigen Druckmaschinen, die heute auf dem Markt angeboten werden, werden diese Druckplatten direkt in der Maschine belichtet., M. Schröer, FH Bochum,

31 Ct Press CtPress Computer to Press Plattenbeschreiben in der Druckmaschine Einrichtzeit Auflagenhöhe Folie 17 Die heute im Markt erhältlichen prozessfreien Offset-Druckformen sind nur einmal bebilderbar, d. h. nicht löschbar und nicht wieder beschreibbar. Einige Entwicklungen arbeiten mit wasserlosen Druckwerken. Aufgrund der Materialbeschaffenheit der Druckplatten (Silikonbeschichtung), und spezieller Druckfarbe wird kein Wasser mehr als Trennstoff benötigt. So z. B. bei der Carat 74 von KBA (siehe Folie oben) MAN Roland hat eine Druckmaschine entwickelt, bei der jedoch eine Mehrfachbebilderung der Druckform in der Maschine möglich ist. MAN-Roland Dicoweb Bebilderungsvorgang Auflösung 3.200dpi Haltbarkeit > Exemplare Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 19 An dem Druckzylinder aus Edelstahl wird ein Transferband mit einer 2 μm dicke PET Folie vorbeigeführt. Durch einen Laserstrahl wird das Material geschmolzen und auf den Zylinder aufgebracht und fixiert. Nach dem Drucken kann das Polymer mit heißem Wasser abgewaschen, M. Schröer, FH Bochum,

32 werden. Das thermische Material nimmt die Druckfarbe an, die Edelstahlfläche ist hydrophil. Der Druck erfolgt mit normalen Farben im konventionellen Nass-Offsetdruck. Die Auflösung liegt bei maximal 3200 dpi, Auflagen bis zu Bögen sind machbar. Verschieden große Hülsen für den Druckzylinder ermöglichen eine große Variabilität im Umfang, also eine große Variabilität an bedruckten Formaten. Prinzip MAN-Roland Dicoweb Hauptdruckverfahren Folie 20 Letztere dargestellten Verfahren zählen zu den Computer zu Press Verfahren, die häufig als Digitaldruck klassifiziert werden Hochdruck Der klassische Hochdruck mit beweglichen Lettern oder starren, gegossenen Zylindern, der noch bis vor wenigen Jahrzehnten dominierte, ist heute bis auf Nischenanwendungen verschwunden und zumeist durch den Offsetdruck ersetzt worden (z.b. im Zeitungsdruck)., M. Schröer, FH Bochum,

33 Hochdruck (Prinzip) Kipphan, Handbuch der Printmedien Der Flexodruck ist eine Variante des Hochdrucks, bei der von erhaben liegenden Teilen der Druckform gedruckt wird (Stempelprinzip). Die Einführung flexibler, heute aus Polymer bestehender Druckformen, hat dem Hochdruck in Form des Flexodrucks eine Renaissance ermöglicht. Das Prinzip ist auf der nächsten Folie dargestellt: Flexodruck: Prinzip Hauptdruckverfahren Folie 21 Hauptdruckverfahren Folie 22 Kipphan, Handbuch der Printmedien Der Farbauftrag auf den Druckzylinder erfolgt bei modernen Flexodruckmaschinen durch Rasterwalzen und Rakel. Eine Rasterwalze ist eine vollständig mit Näpfchen bedeckte Walze aus zumeist Chrom oder Keramik, die die Farbe aus einer Farbwanne zur Druckform schöpft. Die Rakel stellt sicher, dass stets ein definiertes Volumen auf den Druckzylinder übertragen wird. Zum Einsatz kommt Farbe niedriger Viskosität (dünnflüssige Farbe), die Druckkraft ist gering. Der Flexodruck ist geeignet zum Bedrucken nichtsaugender, rauer und flexibler Bedruckstoffe. Er wird vorwiegend im Verpackungsbereich eingesetzt, aber auch zum Drucken von Zeitungen. Für die Druckmaschinen gibt es den Typ mit Zentralzylindersystem und die Reihenbauweise. Im letzten Fall durchläuft die Bedruckstoffbahn nacheinander die Druckwerke für die verschiedenen Farben und ggf. die beiden Druckseiten (siehe nächste Abb.)., M. Schröer, FH Bochum,

34 Zentralzylinder- und Reihenbauweise Zentralzylinder Druckwerke Zentralzylinderbauweise Reihenbauweise Folie 23 Beim Zentralzylindersystem läuft der Bedruckstoff auf einem Zylinder mit großem Radius. Dadurch ist eine bessere Passergenauigkeit gewährleistet, da während des Druckvorganges der Bedruckstoff, meist Folie, nicht verrutschen kann. Weiterhin werden empfindliche Bedruckstoffe nicht mit einem so kleinen Krümmungsradius beaufschlagt. Flexodruckmaschine in Zentralbauweise Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 24 Etikettendruck oder auch der Zeitungsdruck werden mit der Reihenbauweise realisiert., M. Schröer, FH Bochum,

35 Flexodruckwerk in Reihenbauweise Folie Charakteristika Flexodruck Charaktersitika des Hochdruck, Flexodruck -- Druckverfahren mit kostengünstiger Druckform -- Haltbarkeit der Druckform begrenzt -- technisch aufwendiger Maschinenbau -- Auflage: (Flexo) -- Erkennungsmerkmal: Quetschrand Folie Druckprodukte Flexodruck Typische Druckerzeugnisse des Hochdruck kleinformatige Akzidenzen Visitenkarten Formulardruck Verpackungsdruck (Flexodruck) Etiketten (Flexo- und Buchdruck) Tragetaschen und Beutel (Flexodruck) Tapeten (Flexo) Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 27, M. Schröer, FH Bochum,

36 Druckformherstellung Flexodruck Als Druckform kommen Platten in Frage, die auf einem runden Zylinder befestigt werden, oder zylindrische Hülsen (Sleeves), die auf Stahlzylinder aufgeschoben werden. Zur Herstellung des Reliefs werden die überschüssigen Anteile des Photopolymers entweder chemisch entfernt (ausgewaschen), oder durch einen Laserstrahl abgetragen. Die Belichtung im ersten Fall kann dabei konventionell über einen Film erfolgen, oder mit einem Laserstrahl. In beiden Fällen wird im Photopolymer durch die Belichtung eine Vernetzung der Moleküle bewirkt, die damit nicht mehr wasserlöslich sind und dem Auswaschen widerstehen. Das folgende Bild zeigt den Aufbau einer Flexodruckplatte zur Verwendung in einer Computer-to-Plate-Anlage. Ein Laserstrahl entfernt dabei die stark absorbierende schwarze Schicht an den Stellen, an denen das Relief entstehen soll. Anschließend wird die ganze Platte UV-Licht ausgesetzt. Somit werden die nicht mehr geschützten Stellen vernetzt und bleiben beim Auswaschen stehen. Flexodruck-Platte (CtP) Hauptdruckverfahren Folie 28 Im Verpackungsbereich steht der Flexodruck meist im Wettbewerb zum Tiefdruck (z.b. bei Bedruckstoffen, die im Offsetdruck nicht bedruckt werden können). Bei niedrigen Qualitätsanforderungen hat er gegenüber dem Tiefdruck Kostenvorteile, die bei hohen Qualitätsanforderungen aber verschwinden. Höchste Qualität ist im Verpackungsdruck nach wie vor eine Domäne des Tiefdrucks (z.b. Zigarettenverpackungen)., M. Schröer, FH Bochum,

37 3.1.3 Tiefdruck Das Tiefdruckverfahren kommt dann zum Einsatz, wenn gute Bildqualität bei hohen Auflagen (einige ) gefragt ist, oder der Bedruckstoff dieses Verfahren erfordert (z.b. Kunststoffoder Aluminiumfolien). Im Publikationsdruck konkurriert der Tiefdruck mit dem Offsetdruck, im Verpackungsdruck mit dem Flexodruck. Die folgende Folie zeigt das Prinzip des Tiefdrucks: Prinzip des Tiefdrucks Folie 13 In einen verkupferten Stahlzylinder werden Näpfchen mit unterschiedlicher Tiefe und Durchmesser graviert. Der Druckzylinder durchläuft eine Farbwanne, wobei sich die Näpfchen mit Farbe füllen. Gleichzeitig wird aber auch die Zylinderoberfläche mit Farbe bedeckt. Damit nur die in den Näpfchen vorhandene Farbe auf den Bedruckstoff kommt, streift ein Stahlmesser, die Rakel, alle Farbe von der Zylinderoberfläche. Der Bedruckstoff wird nun mittels eines Gegendruckzylinders, des Presseurs, gegen den Druckzylinder gepresst. Aufgrund von Kapillarkräften, der Zentrifugalkraft und elektrostatischen Kräften wird die Farbe auf den Bedruckstoff übertragen. Im folgenden Bild ist ein Ausschnitt einer gravierten Kupferoberfläche und eines gedruckten Strichelements zu sehen. Weiterhin können im Tiefdruck Druckformen (Zylinder) mit bis zu 5 m Länge und 2 m Umfang graviert werden, was zusammen mit einer hohen Bahngeschwindigkeit (bis 18 m/s) in der Druckmaschine zu der mit Abstand größten Leistung an bedruckter Fläche pro Zeiteinheit aller Druckverfahren führt. Moderne Tiefdruck-Rotationsmaschinen sind sehr leistungsfähig. Mit dem Papier, das eine Maschine in einer Stunde bedruckt, können 60 Fußballfelder bedeckt werden. Tiefdruck-Rotation Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 30, M. Schröer, FH Bochum,

38 Tiefdruckwerk Folie Charakteristika des Tiefdrucks Charaktersitika des Tiefdruckverfahrens Tiefen- und flächenvariabler Druck Einfaches Druckverfahren, hohe Prozessstabilität Sehr harte Druckform (verchromtes Kupfer, sehr hohe Auflagen möglich) Gute Bildqualität auf schlechtem Papier Sehr teure Druckformherstellung technisch aufwendiges Maschinenbau Auflagen: Millionen Erkennungsmerkmal: Sägezahn (Strichelemente sind gerastert) Folie 32 Technische Daten: Tiefdruck-Näpfchen Gravierte Näpfchen in einer Kupferoberfläche Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie 36, M. Schröer, FH Bochum,

39 Druckprodukte Tiefdruck Typische Druckerzeugnisse im Tiefdruck Illustrierte, Zeitschriften, Versandkataloge Kunststoff-Foliendruck Formulardruck Metallfoliendruck Klarsichtfolien, Tragetaschen Tapeten Wertpapiere, Briefmarken, Banknoten Folie Druckformerstellung Tiefdruck Das heute überwiegend eingesetzte Verfahren zur Druckformherstellung ist die elektronische Gravur. Dabei bewegt sich ein Diamantstichel senkrecht zur Oberfläche des Zylinders. Aus der Rotationsbewegung des Zylinders und der Bewegung des Stichels entstehen die Näpfchen. Die Bewegung des Stichels wird mit einer Genauigkeit von besser als 1 μm gesteuert. Extrem hohe Anforderungen werden auch an den Gleichlauf des Zylinders gestellt. Alternativ wird die Frequenz des Stichels aus dem Umlauf des Zylinders mittels einer Rasterscheibe und einer PLL-Schaltung abgeleitet. Typisches Maß eines Näpfchens ist 100 μm x 50 μm. Als Antrieb für den Stichel dienen überwiegend elektromagnetische Schwingsysteme, auch magnetostriktive und piezoelektrische Antriebe sind vereinzelt im Einsatz. Zylinder Gravur mit Stichel Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Hell- Graphics Folie 34, M. Schröer, FH Bochum,

40 Im Publikationsbereich verwendet man für einen Zylinder meist mehrere Graviersysteme (bis zu 14). Ein Graviersystem bearbeitet dann einen Strang, der aus einer Reihe von Seiten oder Doppelseiten besteht. Neben dem erheblichen Zeitgewinn bringt diese Arbeitsweise allerdings auch Nachteile mit sich, denn aufgrund mechanischer Toleranzen und der unterschiedlichen Abnutzung der verwendeten Diamantstichel kann es zu Unterschieden in der Gravur kommen, die zu Strangabweichungen, also strangweise unterschiedlichen Farben führen. Dies ist besonders dann unangenehm, wenn eine Doppelseite mit z.b. einheitlich gefärbtem Hintergrund auf zwei Strängen liegt und beide Hälften nicht zusammen passen. Mehrkanal-Graviermaschine Hauptdruckverfahren Hell- Graphics K406 Folie 35 Auch im Tiefdruck unterscheidet man zwischen Bogen- und Rollenmaschinen. Bogentiefdruckmaschinen haben oft nur ein oder zwei Druckwerke. Für den Vierfarbdruck muss der Druckbogen die Maschine mehrfach durchlaufen. Rollentiefdruckmaschinen haben typischerweise 8 oder 10 Druckwerke (vier für jede Druckseite plus eine Sonderfarbe).Die Bahnbreiten im Rollentiefdruck betragen bis zu 3,6 m. Die Bahnen müssen im Falzapparat der Rotation entsprechend quer und längs geschnitten, übereinander geführt und gefalzt werden Indirekter Tiefdruck / Tampondruck Der Tampondruck ist ein indirektes Tiefdruckverfahren, der für das Bedrucken von Gegenständen verwendet wird. Vor allem Werbeartikel und so genannte Give-Aways werden mit diesem Druckverfahren produziert. Die Farbe der druckenden Stellen wird von einem flexiblen Tampon aufgenommen und somit indirekt auf den Gegenstand übertragen. Der Tampondruck ist eine Alternative zum Siebdruck, sein Vorteil gegenüber dem Siebdruck besteht darin, dass auch unebene Gegenstände bedruckt werden, das Druckbild exakt zu positionieren ist und feine Motive druckbar sind. Hinzukommt eine kürzere Trockenzeit und ein Mehrfarben-Nass-in-Nass-Druck feinster Raster. Der Nachteil ist, dass nur ein geringer Farbauftrag und kleine Druckformate möglich sind. Auch kann die Druckformherstellung unter Umständen teurer sein als im Siebdruck., M. Schröer, FH Bochum,

41 1 Tampon 2 Rakel 3 Druckfarbe 4 Druckform (tief) Folie 38 Druckprodukte Tampondruck Anwendungsbeispiele Tampondruck Hauptdruckverfahren Tampondruckverfahren Hauptdruckverfahren Folie Siebdruck Der Siebdruck ist ein Durchdruckverfahren. Die druckenden Stellen auf einem Sieb sind farbdurchlässig, so dass die Farbe mit einer Rakel auf den Bedruckstoff durchgedrückt werden kann. Dabei entsteht ein relativ dicker Farbauftrag. Siebdruckfarben sind nahezu deckend., M. Schröer, FH Bochum,

42 Siebdruck (Prinzip) Die Auflage kann von Einzelanfertigungen bis hin zu einer Zehntausender-Auflage reichen. Neben dem Siebdruck gibt es noch zwei weitere Durchdruckverfahren: die Serigrafie und den Filmdruck. Serigrafie ist die künstlerische Form des Durchdrucks, bei jedem Druck wird ein Unikat produziert. Der Filmdruck ist ein Durchdruckverfahren, bei dem mit zylindrischen Druckformen auf Stoffbahnen gedruckt wird. Neben Textilien (T-Shirts) werden auch Spielwaren, Armaturentafeln bei Autos, TV-Geräte und Verpackungen (Plastik-Tragetaschen) bis hin zu großformatigen Werbeplakaten bedruckt. Filme für den Siebdruck haben eine Rasterweite von Linien pro cm. Mehrfarben Siebdruckautomat Hauptdruckverfahren Folie 40 Hauptdruckverfahren Folie 41, M. Schröer, FH Bochum,

43 Charakteristika Siebdruck Charakterstika des Siebdruck sehr dicker Farbauftrag möglich Farbe lösungsmittelhaltig lichtechte Farbe Auflage: 1 - einige zehntausend relativ dicker Farbauftrag Erkennungsmerkmal: dicker Farbauftrag Druckprodukte Siebdruck Typische Druckerzeugnisse im Siebdruck: Hauptdruckverfahren Folie 42 Hauptdruckverfahren Folie 42 eigentlich Alles Textilien bzw. Stoff bedruckte T-Shirts bedruckte Spielwaren Frontplatten von Fernsehgeräten, Radios usw. Armaturentafeln von Automobilen Messgeräten, usw. Verpackungen (Plastik-Tragetaschen) gedruckte Schaltungen Werbeplakate (großformatig), M. Schröer, FH Bochum,

44 Druckformherstellung Siebdruck Der Siebdruck arbeitet nach dem Prinzip des Durchdrucks. Die Druckform ist ein auf einen stabilen Aluminiumrahmen gespanntes Kunststoffgewebe, das je nach Anforderung aus unterschiedlicher Fadenstärke und Maschenweite hergestellt ist. Um eine Schablone zu erhalten, wird das Gewebe an nicht druckenden Stellen geschlossen und ist an farbdurchlässigen Stellen geöffnet. Die Druckformherstellung sorgt also dafür, das Sieb an den bildgebenden Stellen zu öffnen. Es gibt mehrere Verfahren: - Beim direkten Verfahren wird das Sieb mit einer lichtempfindlichen Emulsion beschichtet. Diese wird über einen positiven Film belichtet. Die so belichteten Stellen härten aus, lassen also keine Farbe durch. Die unbelichteten Stellen werden ausgewaschen und sind somit die druckenden Bereiche der Druckform. - Beim indirekten Verfahren wird eine spezielle Folie mit einem Positivfilm belichtet. Die Folie wird nach der Belichtung auf das Sieb gelegt. Die belichteten Stellen gehen eine Verbindung mit dem Sieb ein, die unbelichteten werden nach der Trocknung mit dem Trägermaterial der Folie abgezogen. - Die belichteten Filme müssen nicht immer die Größe des Siebes haben. Über einen Projektor kann auch mit kleinen Filmen gearbeitet werden. Die werden über den UV- Projektor auf dem Sieb abgebildet und belichtet. - Mit einem Schneidplotter können Schablonen geschnitten werden, die auf das Sieb aufgeklebt werden. - Mit Tintenstrahltechnik wird ähnlich wie bei Tintenstrahlplottern UVundurchlässige Farbe auf das Sieb aufgetragen. UV-Belichtung härtet die so behandelten Siebpartien aus. 3.2 Druckfarbe Druckfarbe, kurz Farbe genannt, besteht aus dem Farbmittel (Pigment), das den Farbeindruck erzeugt, dem Bindemittel (Klebstoff), das Farbe und Bedruckstoff verbindet, und einem Lösemittel, dass die Farbe für den Druckprozess flüssig hält. Als Lösemittel werden meist organische Löesmittel verwendet (z.b. Toluol), für den Verpackungsdruck und Sonderanwendungen aber auch Wasser. Einen Sonderfall stellen die UV-Farben dar. Hierbei entfällt das Lösemittel, stattdessen bewirkt ein Photoinitiator in Verbindung mit UV-Licht die Vernetzung des Bindemittels. Farbzusammensetzung Hauptdruckverfahren Folie 43, M. Schröer, FH Bochum,

45 Die Farbzusammensetzung richtig sich auch nach den Anforderungen an die Druckfarbe: Anforderungen und Kriterien für die Bestandteile von Farben Alle Bestandteile werden speziell auf die verwendeten Farben, den Bedruckstoff oder das Fertigprodukt abgestimmt. Eigenschaften, die durch sie erzeugt werden können, sind: Widerstandsfähigkeit z.b. Reißfestigkeit Abrieb- und Kratzfestigkeit Glanz Fettechtheit Widerstandsfähigkeit hinsichtlich der Veränderung des Farbtons Lichtechtheit - Widerstandsfähigkeit der Pigmente gegen die zerstörenden Einflüsse der Lichtenergie Heißsiegelfähigkeit Beständigkeit beim Verbinden thermoplastischer Schmelzschichten von Verpackungsmaterialien (z. B. Verbundfolien) durch Heißpressen 3.3 Verpackungsdruck Im Verpackungsdruck sind die Anforderungen der Kunden an Design und Qualität heute höher denn je. Die Produktion wird immer aufwendiger und gleichzeitig werden die Liefertermine enger. Farben müssen wieder erkennbar sein, spezielle Effekte sollen Verpackungen veredeln, aber auch das Material müssen beispielsweise bei Lebensmitteln berücksichtigt werden. Typische Druckverfahren beim Verpackungsdruck sind: Verpackungsdruck Tiefdruck - Foliendruck Flexodruck - Tiefkühlebeutel Offsetdruck Blechdruck Hauptdruckverfahren Folie 44 Hauptdruckverfahren Folie 45, M. Schröer, FH Bochum,

46 Anforderungen an Folien im Verpackungsdruck: Verpackungsdruck Spezielle Anforderungen an Folien Bedruck- / Benetzbarkeit (Oberflächenspannung) Dampfdurchlässigkeit bzw. -dichtigkeit Wasserfestigkeit Aromadichte Gasdichtheit Chemikalienbeständigkeit Kaschierbarkeit Maschinengängigkeit (gleitet sie gut, oder ist sie anfällig gegen Verkratzen) Folie 46 Spezielle Effekte beim Verpackungsdruck, sind beispielsweise: Verpackungsdruck, Spezielle Effekte: Prägen: Lackieren Hauptdruckverfahren Hauptdruckverfahren Stanzen Folie 47, M. Schröer, FH Bochum,

47 3.4 Druckverfahren ohne feste Druckform Alle Druckverfahren ohne feste Druckform werden direkt vom Computer mit den digitalen Daten versorgt. Es wird jedoch keine feste Druckform hergestellt. Der Druck findet direkt, oder mit Hilfe eines latenten Druckbildes statt. So können von Seite zu Seite unterschiedliche Informationen gedruckt werden. Druckverfahren ohne feste Druckform werden auch Non-Impact-Verfahren genannt. Es wird kein Druck, wie bei Druckverfahren mit fester Druckform benötigt Ink-Jet Verfahren Aus Düsen wird bei diesem Verfahren die Farbe direkt auf den Bedruckstoff gespritzt. Es gibt keine Druckform, auch keine temporäre. Das Verfahren kann auf beliebig dicke Materialien drucken, prinzipiell in beliebiger Größe. Produkte sind: hochwertige Digitalproofs, Poster, großformatige Drucke (z.b. Kaufhausfassaden), aber auch Standardausdrucke im Home- und Officebereich. Als variables Hochgeschwindigkeitsdruckverfahren wird Ink-Jet für Mailings und andere industrielle Anwendungen eingesetzt. Das Ink-Jet-Verfahren wird als das Druckverfahren mit dem größten Entwicklungspotential eingeschätzt. Zur Steuerung der auf den Bedruckstoff gespritzten Farbmenge gibt es unterschiedliche Verfahren Continuous-Ink-Jet-Verfahren Continuous-Ink-Jet/Electrostatic Ink-Jet aus: Kipphan, Handbuch der Printmedien Folie 11 Contiuous-Inkjet Druckverfahren finden Anwendung beim Proofdruck, beim Formulardruck z. B. Rechnungsformulare oder in der Druckweiterverarbeitung bei der Adressierung / Individualisierung., M. Schröer, FH Bochum,

48 Continuous-Ink-Jet aus: Kipphan, Handbuch der Printmedien Drop on demand Verfahren Drop on demand Verfahren finden sich in Home und Office Druckern, Großformatplottern und Proofdruckern wieder. Beispielsweise arbeiten mit der Thermo Ink Jet Technologie HP und Canon, mit der Piezo Technologie Epson Drucker. Ein Vorteil der Piezo Technologie ist, dass die Tropfengröße durch unterschiedliche Ansteuerung der Piezokeramiik größenvariabel gestaltet werden kann. Drop on demand Ink Jet Verfahren Folie 12 Folie 13, M. Schröer, FH Bochum,

49 Die folgende Folie zeigt den Vorgang des Trocknens eines Farbtropfens auf dem Papier. Farbtrocknung bei Ink-Jet-Verfahren Folie 14 Drucker nach dem Ink-Jet-Prinzip gibt es in sehr vielen Bauformen und Leistungsklassen. Abschließend sei noch ein Bild einer Großformat-Anlage nach dem Piezo-Prinzip gezeigt. Großformatike Piezo-Ink-Jet-Maschine Folie Elektrofotografie Neben dem Ink-Jet-Verfahren ist dies das Verfahren mit der weitesten Verbreitung. In Form von Laserdruckern findet es auch im Home- und Officebereich Verbreitung. Es basiert auf der Technik der klassischen Fotokopiergeräte (Xerographie). Auf einem Zylinder mit fotoleitender Oberfläche (Arsentriselenid As 2 Se 3, organische Photoleiter (Organic Photo Conductor) OPC oder amorphes Silizium a-si) wird zunächst durch eine Sprühentladung ein homogenes Ladungsbild erzeugt. Diese, M. Schröer, FH Bochum,

50 Oberfläche wird jetzt belichtet, sei es durch einen Laser, Photodioden oder eine optische Abbildung wie beim konventionellen Fotokopierer. An den belichteten Stellen wird die Ladung an der Oberfläche neutralisiert. Es entsteht also auf der Oberfläche ein Ladungsbild der zu druckenden Seite. Erzeugung eines Ladungsbilds Photorezeptor organisch Folie 3 Kipphan, Handbuch der Printmedien Anschließend wird ein puderförmiger oder fester Toner auf die Oberfläche gebracht. Dem Toner wird dabei meist eine Ladung vermittelt, so dass er sich an den geladenen Stellen der fotoleitenden Oberfläche ansammelt. Es entsteht also ein Toner-Druckbild. Dieses Toner-Druckbild wird nun direkt oder indirekt auf den Bedruckstoff übertragen, oft unterstützt durch elektrostatische Felder. Der Toner wird anschließend auf dem Bedruckstoff durch Druck und Wärme fixiert (der feste Toner schmilzt an). Daher sind Fotokopien so schön warm, wenn sie aus der Maschine kommen. Die fotoleitende Schicht muss anschließend noch von restlichem Toner und restlicher Ladung gereinigt werden, um für den nächsten Zyklus bereit zu sein., M. Schröer, FH Bochum,

51 Tonerfixierung Folie 3 unvollständig fixierter Toner unfixierter Toner auf Papier vollständig fixierter Toner aus: DD 22 / 2002 Das Prinzip der Elektrofotografie: Prinzip der Elektrofotografie Folie 3 Für die Belichtung kommen in Frage: - Ein oder mehrere Laser mit schneller Ablenkung durch Drehspiegel - Eine Zeile mit LEDs, die einzeln angesteuert werden können - Eine Lichtquelle und eine Zeile mit Mikrospiegeln (Digital Mirror Device, DMD, im Einsatz in einigen Beamern) - Eine Lichtquelle und eine Zeile mit Lichtventilen, z.b. auf Basis von Polarisation, M. Schröer, FH Bochum,

52 Je nach Farbe des verwendeten Toners ist das Ergebnis des oben beschriebenen elektrofotografischen Prozesses natürlich ein einfarbiges Bild. Zur Erzeugung eines farbigen Bildes muss der Prozess viermal ablaufen mit Tonern in den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (oder auch mehr Farben). Dabei kann das Papier nacheinander vier Farbwerke durchlaufen, die vier Farben in vier Durchläufen nacheinander aufgetragen oder auf einer großen Bildtrommel hintereinander die verschiedenen Farben aufgebracht werden. Im Schwarzweiß-Sektor gibt es für Anwendungen außerhalb des Home- bzw. Officebereichs zwei dominierende Geräte: Xerox DocuTech und die Kodak Digimaster. Heidelberg Digimaster 9110 Folie 7 Im Farbbereich gibt es inzwischen eine große Anzahl von Geräten. Einige verarbeiten nur Bogen wie die Xerox Docucolor 40 (40 Seiten die Minute) oder die Neuentwicklung von Xerox igen 3 mit bis zu 6600 A4/h. Xerox Docucolor 40 Folie 1, M. Schröer, FH Bochum,

53 Xerox igen DIN A4/h Folie 7 Ein weiteres Gerät der industriellen Produktion, die Xeikon CSP 320 D, ermöglicht beidseitigen Bogendruck bis zum Format A3. Der Druck erfolgt indirekte über ein Transferband. Es wird fester, puderförmiger Toner verwendet. Standard-Papiere von g/cm 2 können verwendet werden. Zur Bebilderung wird ein zweistrahliger Halbleiterlaser eingesetzt. Es können 16 Tonstufen pro Punkt erzeugt werden (durch unterschiedlich große Ladung), was bei 600 dpi Punktauflösung eine effektive Auflösung von 2400 dpi ergibt. Die fotoleitfähige Oberfläche wird negativ geladen und vom Laser umgepolt A4-Drucke pro Tag sind für einen wirtschaftlichen Betrieb erforderlich. Die Seiten werden vorher als Bitmap gerechnet (aus Postscript- oder PDF-Dateien) und dann vom Server bereitgestellt. Xeikon CSP 320 D / Papier, Polyester 960 DIN A4/h doppelseitig Folie 8, M. Schröer, FH Bochum,

54 Xeikon DCP 500 SP / Kartonage 7,65 m/min doppelseitig Folie 9 Die Partikel des festen Toners sind relativ groß (typischerweise 9 μm), daher dringt die Farbe nicht in das Papier ein, sondern liegt auf dem Papier. Es entsteht nicht der charakteristische Offseteindruck. Feinere Farben müssen mechanisch gemahlen werden, was arbeits- und kostenintensiv ist. Einen Ausweg bieten chemische Farben, bei denen die Tonerpartikel in einem Reaktor aus Keimen wachsen. Ein anderer Ausweg ist die Verwendung von Flüssigtoner. Dabei ist ein weiterer Vorteil, dass nicht so viel Wärme angewendet werden muss wie beim Trockentoner. Temperaturempfindliche Substrate können verwendet werden. Das Prinzip der Flüssigtoner wird bei den Indigo (HP) Geräten angewendet. HP Indigo: Es werden Bogen oder Rollen einseitig bedruckt. Die Kapazität liegt bei über 5000 A4- Seiten pro Stunde. Flüssigtoner (ElectroInc) erzeugt nahezu Offsetdruckqualität. ElectroInc besteht aus elektrisch geladenen Farbteilchen in einer Flüssigkeit. Größen der Partikel bis 2 μm sind möglich, daher ergibt sich eine sehr gute Auflösung. Sonderfarben sind möglich. Es handelt sich um einen indirekten Druck nach dem Prinzip des Thermooffsets. Das Drucktuch wird auf 100 o C erhitzt, so dass die Pigmente schmelzen. Bei Kontakt mit dem Bedruckstoff wird die Farbe sofort fest, das Substrat ist sofort trocken. Der Druck erfolgt in einem Druckwerk. Eine Photo Imaging Plate wird von einem Koronadraht gleichmäßig mit Ladung versehen. Durch Laserstrahlen werden bestimmte Gebiete auf dieser Platte elektrisch neutralisiert, ElectroInc wird mit einer Walze aufgetragen. Die Tonerpartikel haften nur an den neutralisierten Stellen. Überschüssige Trägerflüssigkeit wird entfernt. HP Indigo w3200 (schematisch) 16 m pro Minute im Vierfarbenmodus A4 pro Stunde Folie 10, M. Schröer, FH Bochum,

55 3.4.3 Andere Digitaldruckverfahren Im Folgenden seinen kurz einige weitere Verfahren des Digitaldrucks genannt: Ionografie: Das Ladungsbild wird auf dem Bildträger direkt durch gezieltes Aufbringen von Ladungen mittels eines Ionenstrahls erzeugt. Magnetografie: Auf einer magnetisierbaren Trommel wird mit Hilfe von magnetischen Schreibköpfen (ähnlich denen, die in Festplattenlaufwerken verwendet werden) ein magnetisches Bild erzeugt. Als Farbe wird ein magnetischer Toner aus mit Farbmitteln umhülltem Eisenoxid verwendet. Thermotransfer: Aus einem Trägermaterial wird durch Einwirkung von Wärme eine Farbschicht (Wachs oder spezielles Polymer) mechanisch gelöst und auf den Bedruckstoff übertragen. Der Bedruckstoff muss in Kontakt mit der Farbschicht sein. Thermosublimation: Aus einem Trägermaterial wird durch Diffusion oder Sublimation Farbe auf den Bedruckstoff übertragen. Der Bedruckstoff muss nicht in Kontakt mit der Farbschicht sein Charakteristika des Drucks ohne feste Druckform Charakteristika des Druck ohne feste Druckform: InkJet: -- farbgenauer Druck möglich -- Großformatdrucke bis 12 m Druckbreite -- Bedruckstoff, Materialvielfalt -- Auflösung bis 4800 dpi Elektrofotografie: -- Auflösung begrenzt ~ 2400 dpi -- Druckgeschwindigkeit: farbig ~ 100 A4/min, s/w 185 A4/min -- Auflage: kleinst, klein - Mittel Folie 17, M. Schröer, FH Bochum,

56 3.4.5 Typische Druckerzeugnisse des Drucks ohne feste Druckform Typische Druckerzeugnisse im Druck ohne fest Druckform - Individualisierte Drucksachen - Personalisierte Drucksachen -Werbung - Handouts - Bücher, Hefte, Zeitschriften (Kleinaufl.) - Messeausrüstung (Druck) -Plakate-großformatig - Innenausstattung - Visitenkarten Folie Elektronisches Papier Eine interessante Entwicklung auf dem Gebiet der Displaytechnik ist das elektronische Papier, das das Potential hat, auf längere Sicht einen Teil des Printmediensektors wiederum völlig umzugestalten. Es basiert auf dem Prinzip der elektronischen Tinte (E-Ink): Kleine Kapseln (Durchmesser 1 mm), die mit schwarzer Flüssigkeit gefüllt sind und in der mikroskopisch kleine, weiße Pigmentkugeln schwimmen. Die Kugeln sind elektrisch geladen und lassen sich durch ein elektrisches Feld nach oben oder unten steuern, so dass sie die Farbe verdrängen. Die Ansteuerung erfolgt über sehr dünne Transistoren, die auf einem Plastiksubstrat sitzen. Die Kapseln lassen sich per Siebdruck aufbringen. Die erreichbare Auflösung beträgt z. Zt. 250 dpi, die Bildwechselrate liegt bei 1 bis 10 Hz. Elektronische Tinte (E-Ink) Folie 21, M. Schröer, FH Bochum,

57 Elektronisches Papier Folie 20 Die Vision, dass Zeitungen oder Bücher einmal wie auf den nächsten Folien aussehen werden, ist sicherlich etwas näher gerückt. Hauthinderungsgründe zu einer Markeinführung sind derzeit die nicht ausreichende Übertragungs- und Verschlüsselungstechnologien. e-paper Modelle Folie 19, M. Schröer, FH Bochum,

58 e-book Modelle E-Books Folie Aussicht Eine Prognose für die Anwendung der Druckverfahren in der Zukunft erscheint aufgrund der kurzen Innovationszyklen schwierig. Die unten abgebildete Prognose von 1999 hat das Aufkommen der Druckverfahren ohne feste Druckform etwas hoch eingeschätzt. Alle anderen Prognosen entsprechen in etwa der heutigen Realität. Prognose Druckverfahren Folie 22, M. Schröer, FH Bochum,

59 4 Halbtondarstellung Die echte Halbtondarstellung einer Fläche wird durch die Dichte von Pigmenten erreicht. Wird wenig Farbe aufgetragen erscheint sie hell, wird mehr Farbe aufgetragen erscheint sie dunkel. Halbtondarstellung (Prinzip) Echte Halbtöne Unechte Halbtöne Rasterverfahren (Dithering) Echte Halbtöne können bei den meisten Druckverfahren aus drucktechnischen Gründen nicht wiedergegeben werden. Nur im Tiefdruck können Halbtöne durch unterschiedliche Schichtdicken der Druckfarbe erzeugt werden. Bei allen anderen konventionellen Druckverfahren werden Halbtöne durch kleine Rasterpunkte aufgebaut. Die Rasterpunkte sollten so klein sein, dass das Auflösungsvermögen des Auges unterschritten wird und die Punkte so zu einer Flächenwahrnehmung verschwimmen. Halbtondarstellung (Druckverfahren) Echte Halbtöne Tiefdruck Unechte Halbtöne - Rasterverfahren (Dithering) Alle anderen Druckverfahren z. B. Offset-, Flexo-, Digital druck Folie 5 Folie Die Rasterung Die Rasterung funktioniert deshalb, weil die örtliche Auflösung unseres Auges begrenzt ist. Das Auflösungsvermögen des Auges lässt sich folgendermaßen ermitteln: A Auge 2, ,75 [ dpi] = 2 = [ dpi] 2 a π a a a cm cm für a cm...abstand, a...beobachterwinkel, M. Schröer, FH Bochum

60 Man kann sagen, dass bei einem Abstand von 30 cm und einem Winkel von 2 das Auge etwa 290 dpi auflösen kann. Ein Standardraster im Offsetdruck, 300 dpi, ~ 60 cm -1, kann somit nicht mehr vom Auge aufgelöst werden und erscheint als Fläche. Die Herstellung eines Grautoneindrucks durch Bedrucken unterschiedlicher Flächenanteile mit Farbschichten konstanter Dicke bezeichnet man als Autotypie. In der digitalen Bildbearbeitung wird die Simulation von Graustufen als Dithering bezeichnet - hier Clustered Dithering. Clustered Dithering Die Rasterelemente der konventionellen amplitudenmodulierten (AM) Raster haben gleich bleibende Abstände und variable Größen. Kleine Rasterpunkte ergeben helle Töne, große die dunkleren Töne. Folie 6 80% bzw. 40% Flächendeckung Eine weitere, typische Rastermethode ist das Diffusion Dithering (Error-) Diffusion Dithering Die Rasterelemente der frequenzmodulierten (FM) Raster haben veränderliche Abstände und meistens gleiche Größe. Wenige Punkte ergeben helle Töne, viel Punkte dunklere Töne. 80% bzw. 40% Flächendeckung Qualitätsvergleich: FM und AM Folie 7 Folie 8, M. Schröer, FH Bochum

61 Es gibt mehrer Methoden der Rasterung, die je nach Muster und Anwendungsgebiet für das Auge störend wirken. Digitale Rasterung / drei Methoden Clustered Dithering (AM-Raster) Dispersed Dithering Dispersed Dot Diffusion Dithering (FM-Raster) Folie 9 aus: digifoto 5/2001 Rasterung Clustered Dithering Dispersed Dithering Folie Die Rasterweite Rasterweite / AM /autotypisch Die Rasterweite ist das Maß für die Feinheit der Punktzerlegung. Sie wird in Punktreihen (Linien) je Zentimeter oder Inch (lpi) angegeben. Bei 60 Punkte auf einem Zentimeter, spricht man von einem 60er Raster. Das entspricht etwa einem Raster von 150 lpi. (60 x 2,54 ~ 152) Folie 11, M. Schröer, FH Bochum

62 4.1.2 Die Rasterzelle Ein Bildelement (Pixel) enthält pro Farbe i.d.r. 256 Graustufen. Sollen diese dargestellt werden, so ist eine Matrix von 16 x 16 Flächenelementen (dots) notwendig, für eine Auflösung von 64 Graustufen genügt eine Matrix von 8 x 8 dots. Die Anordnung der gefärbten Dots innerhalb der Einheitszelle (Pixel) kann unterschiedlich sein. Man bezeichnet dies als Rastertechnologie. Rasterzelle AM Raster Clustered Dithering bei digitalen Druckverfahren & Belichtern Grauwerte = Rasterzellenlänge Belichterauflösung [dpi] Rasterweit e[lpi] = Rasterzellenlänge Pixelgröße [mm] = 25,4 [mm] Belichterauflösung [dpi] Folie 12 Man sieht, dass für den autotypischen Druck eines Bildes ein Vielfaches der Bildauflösung notwendig ist. Die Auflösung, mit der die Pixel eines Bildes gedruckt werden können, bezeichnet man als relative Auflösung. Die absolute Auflösung kennzeichnet die Auflösung der einzelnen Flächenelemente (dots), von denen z. B. 64 oder 256 ein Pixel bilden. Bei gegebener absoluter Auflösung ist die relative Auflösung natürlich eine Funktion der darzustellenden Graustufen. Betrachtet man einen Tintenstrahldrucker mit 1240 dpi, so beträgt die relative Auflösung bei 64 Graustufen 155 ppi. Ein Laserbelichter mit absoluter Auflösung von 4800 dpi hat bei 256 Graustufen eine relative Auflösung von 300 ppi., M. Schröer, FH Bochum

63 4.1.3 Rasterpunktform Rasterpunktform (clustered dithering) Die Rasterpunktform ist entscheidend für die Erscheinung des Tonwertverlaufs. Der Punktschluss runder und quadratischer Rastern erfolgt auf einmal an vier Stellen. - sprunghafter Anstieg des Tonwertes. Der Punktschluss eliptoider oder rautenförmiger Raster erfolgt an zwei Stellen. - ruhiger Tonwertabstufung Folie 13 Die Rasterung und die Rasterpunktform sind entscheidend für die Darstellung der Halbtöne. Rasterung Clustered Dithering Dispersed Dithering Folie 14 aus: OCE Druckerbuch, M. Schröer, FH Bochum

64 4.1.4 Rasterwinkel Rasterwinkel Der Rasterwinkel gibt die Lagen der Punktreihen, bezogen auf die Senkrechte oder Waagerechte, an. Die Winkel sind so gewählt, dass die Punktzerlegung dem Auge am Wenigsten auffällt: - einfarbigen Drucken Rasterwinkel = vierfarbigen Druck Rasterwinkel = 0, 15, 45 und 75. Abstand für runde Punktformen 30 zueinander Abstand für elliptischer Punktformen 60 zueinander nach DIN Folie 15 Rasterwinkelung Folie 16 Clustered Dithering mit Rasterwinkel Folie 16 Simulation von Graustufen mit einer 8 x 8 Dithermatrix und einem Rasterwinkel von 45, M. Schröer, FH Bochum

65 4.1.5 Moiré Effekt Der Übereinanderdruck von Rastern führt zwangsweise zu Interferenzen. Diese Interferenzen erzeugen mehr oder weniger, die Wahrnehmung des Auges, störende Muster. Probleme der Rasterung: Moiré Folie 17 Beim Übereinanderdruck von Farben kann dies zu einer Farbverschiebung, einem Farbdrift führen. Farbdrift bei gleich bleibendem Rasterwinkel: Probleme des Rasterns: Farbdrift Folie 18 Eine das Auge nicht störende Interferenzform, eine Rosette, die bei Einhaltung der Rasterwinkelung nach DIN entsteht. Sie ist bei den meisten Farbdruck zu erkennen., M. Schröer, FH Bochum

66 Raster-Farbdruck Folie 20 Bei folgenden Arbeiten in der Reproduktionskette können Moiré Effekte entstehen, da sich immer zwei oder mehr Raster überlagern: Interferenzerscheinungen in der Druckverfahrenstechnik: Bildrasterung Überlagerung Scannraster Vorlagenraster (Stoffmuster) Vorlagenstruktur Druckraster Papierstruktur Druckraster Beim Messen Einfärben von Druckklischees mit Rasterwalze Rasterfrequenzen, Tonwertbereiche und Mindestraterpunktdurchmesser für typische Druckanforderungen, -& verfahren Folie 22, M. Schröer, FH Bochum

67 4.2 Auflösung und Randschärfe Je höher die Auflösung, also die Feinheit des Rasters, desto geringer wird die Randunschärfe. Randschärfe Die Randschärfe hängt ab von der Auflösung dem Zeichengenerator 4.3 Spektrale Remission Die Reflexionseigenschaften eines Druckprodukts werden durch die Reflexionseigenschaften der Bedruckstoffoberfläche (meist Papier) und der darauf oder darin befindlichen Farbe bestimmt. Die Farbe filtert einen oder mehrere spektrale Bereiche aus dem Licht der Lichtquelle heraus. Verantwortlich dafür sind die Farbpigmente. Je nach Dicke der Farbschicht wird jetzt mehr oder weniger eines spezifischen Spektralbereichs ausgefiltert. Spektraler Reflexionsgrad bzw. Transmissionsgrad S (λ) (λ) S(λ) ρ r ϕ ( λ) = S( λ) β ( λ) r ϕ ( λ) = S( λ) τ ( λ) t Aufsichtsbetrachtung Durchsichtsbetrachtung Folie 22 Folie 23 S(λ): ϕ r (λ), ϕ t (λ): β(λ): τ(λ): spektrale Verteilung des Lichts der Lichtquelle spektrale Verteilung des reflektierten bzw. transmittierten Lichts spektraler Reflexionsgrad, bzw. Transmissionsgrad des Druckprodukts, M. Schröer, FH Bochum

68 In der Drucktechnik wird nicht von Reflexionsgrad gesprochen, da dieser sich auf ein glatte, dichte Oberfläche bezieht. Der Remissionsgrad bezeichnet die zurückgeworfene Lichtmenge, die gestreut und / oder eine Farbschicht durchdringt. Reflexion / Remission Reflexion gespiegelt Remission gestreut zurückgeworfen durch Farbschicht gedrungen Reflexion diffuse (nicht gerichtete) Reflexion - Remission Da die meisten Druckverfahren nur mit einer Farbschichtdicke drucken, ist der Remissionsgrad, bzw. die Dichte eine wichtige Kontrollkomponente für den Druckprozeß. Sie ist nach DIN in bestimmten Toleranzen für die verwendeten Druckfarben (Euroskala) und die jeweiligen Druckverfahren festgesetzt. Mit Hilfe eines Densitometer (ein Messgerät mit Photozelle) wird die Dichte der gedruckten Farbe ermittelt. Densitometrie R Remissionsgrad R = ΦR - remittierter Lichtstrom Φ - einfallender Lichtstrom (100%) D Dichte 1 D = lg R Folie 24 Folie 25, M. Schröer, FH Bochum

69 5 Farbe und Farbmetrik 5.1 Einleitung Visuelle Farbwahrnehmung und Farbmetrik Was ist Farbe? Wellenlänge Sinneseindruck Gefühl / subjektiv Was ist Farbmetrik? Die Lehre von den messbaren Beziehungen zwischen den Farben. Farbmetrik will die visuelle Farbwahrnehmung des Menschen messbar machen! Folie Farbmischung Licht setzt sich aus einer Anzahl von elektromagnetischen Schwingungen zusammen. Elektromagnetische Strahlung Folie 2 Grundsätzlich wird zwischen zwei Farbmischprinzipien unterschieden, der additiven Farbmischung, in der Lichtfarben gemischt werden und der subtraktiven Farbmischung, in der Körperfarben gemischt werden. In der additiven Farbmischung werden Lichtfarben -- Licht in unterschiedlicher Wellenlänge -- miteinander gemischt. Die Wellenlängen addieren sich, so dass die wahrgenommenen Farben heller werden, je mehr Lichtfarben sich mischen. Die Summe aller Wellenlängen ergibt weißes Licht. Die Grundfarben der additiven Farbmischung sind Rot, Grün und Blau (RGB)., M. Schröer, FH Bochum,

70 Bei technischen Anwendungen kommt die additive Farbmischung zum Tragen, dazu gehören u. a.: - Beleuchtungstechnik - Farbmonitore - Farbtrennung in Scannern - Digitalkameras - Arbeitsfarbraum in Bildbearbeitungsprogrammen Auch das menschliche Auge mischt Farben nach den Gesetzmäßigkeiten der additiven Farbmischung. Farbmodell - Additive Farbmischung Lichtfarben R + G + B = Weiß Rot Grün Blau Folie 27 Die subtraktive Farbmischung basiert auf Körperfarben. Diese Farben müssen von Licht beleuchtet werden, damit das menschliche Auge sie erkennen kann. Die Farbwirkung beruht darauf, dass durch die Körperfarben nur bestimmte Wellenlängen des Lichtes remittiert werden. Je mehr Farben gemischt werden, desto dunkler wird die Farbe. Eine mit Gelb bedruckte Fläche beispielsweise absorbiert die Wellenlängen von Blau und remittiert die grünen und roten Lichtanteile, so dass das menschliche Auge die Fläche als Gelb erkennt. Die Primärfarben der subtraktiven Farbmischung im Druckbereich sind Cyan, Magenta und Yellow (CMY), die zusammengemischt -- theoretisch -- Schwarz ergeben. Auf der Basis der subtraktiven Farbmischung beruhen u. a. - die Drucktechnik - Lacke und Farben - Malerei, M. Schröer, FH Bochum,

71 Farbmodell - Subtraktive Farbmischung Körperfarben C + M + Y = Schwarz Cyan Magenta Gelb Folie 26 z. B. Pigmentmischung Subtraktive Farbmischung beim Übereinanderdruck der der drei Grundfarben: Remission Folie 29 Spektralfarbenzug der additiven und subtraktiven Farbmischung: Folie 28, M. Schröer, FH Bochum,

72 Cyan, Magenta und Yellow sind die einzigen Farben, die jeweils zwei Teile des sichtbaren Lichtes remittieren bzw. transmittieren und den dritten Spektralbereich absorbieren können. In der Drucktechnik wird zusätzlich mit Schwarz gedruckt (K = Key steht für die Druckfarbe Schwarz), da CMY im Zusammendruck nur ein annäherndes Schwarz -- eher Schwarz-Braun -- ergibt. Das im Druck verwendetet Cyan, Magenta und Yellow sind keine idealen Farbe, sondern reale Farben, die einen wenig idealen Spektralzug aufweisen (siehe Folie Ideal und reale Farben). Damit Bilder genügend Tiefe bekommen und schwarze Schrift nicht aus drei Farben zusammengesetzt ist, wird zusätzlich schwarze Druckfarbe hinzu gegeben. Ideale u. reale Farben Cyan Yellow Magenta Folie 30 Remissionskurven Einzelfarben und Mischungen R R 1.0 MAGENTA 1.0 MAGENTA MAGENTA + CYAN = Blau 0 CYAN (nm) 0 CYAN (nm) Folie 30 Zur menschlichen Farbwahrnehmung gehören jedoch noch die Beleuchtung und das menschliche Auge Drei Grundbedingungen für die Wahrnehmung von Farbe Licht Beobachter Objekt Folie 3, M. Schröer, FH Bochum,

73 5.3 Farbwahrnehmung Wirkungskette zwischen Licht und Farbe bei der Farbwahrnehmung Folie 3 Das ins Auge einfallende Licht, bestehend aus elektromagnetischen Wellen, wird in der menschlichen Farbwahrnehmung als Farbreiz bezeichnet. Lichtquellen beeinflussen die Farbwiedergabe Folie 4 Spektralverteilung verschiedener normierter Lichtquellen nm A C D65 D50 Folie 5, M. Schröer, FH Bochum,

74 5.4 Der Farbreiz Der Farbreiz ist definiert als die spektrale Verteilung des empfangenen Lichts φ. Farbreiz Spektrale Remission bzw. Transmission Folie Die Farbvalenz Die Farbvalenz, das Resultat der visuellen Wahrnehmung, entsteht auf der Netzhaut des Auges. Wie wird Farbe wahrgenommen? Das Auge Die Netzhaut Folie 7 Zwei Grundtypen von Rezeptoren, lichtempfindlichen Zellen, setzen das Licht in Nervenimpulse um. Etwa 20 Mio. Stäbchen, für den hell/dunkel Unterschied und 5 Mio. Zäpfchen für die Farbwahrnehmung., M. Schröer, FH Bochum,

75 Farbvalenz Die 3 Typen der farbsensitiver Zäpfchen: Stäbchen blau-sensitiv grün-sensitiv rot sensitiv (4% bei λ ~ 430 nm) (32% bei λ ~ 530 nm) (64% bei λ ~ 560 nm) Zäpfchen Die Zäpfchen sammeln sich in der Fovea, der Netzhautkuhle. Hier sind kaum Stäbchen vorhanden. Verteilung der Photorzeptoren Zäpfchen in der Fovea Folie 9 Folie 8 Folie 10, M. Schröer, FH Bochum,

76 Die Absorbtionsspektren der drei Zäpfchenarten bilden die Grundlage der Farbmetrik, da mit ihnen die menschliche Farbwahrnehmung, die Farbvalenz mathematisch definiert werden kann. Farbmetrik Drei Sensoren, die jeweils über einen Wellenlängenbereich integrieren Lineares Verhalten des Systems Farbraum kann als dreidimensionaler Vektorraum behandelt werden mit (fast) beliebigen Farben als Basisvektoren Jede Farbe kann als Summe von Vielfachen dieser Vektoren dargestellt werden Folie 11 Spektrale Empfindlichkeiten der Zapfen Signale, die die drei Zapfenarten erzeugen: a t (λ) ) T D P L S L ϕ ( λ) t( λ) dλ ϕ ( λ) d( λ) dλ S L S ϕ ( λ) p( λ) dλ Folie 12 S L φ: Spektrale Verteilung des empfangenen Lichts t( λ),d( λ),p( λ ): spektrale Empfindlichkeit des Auges Die ermittelten Spektralzüge zeigen dass sie keineswegs dem idealen RGB Spektralzug entsprechen. Die Ermittlung der Empfindlichkeit der drei Rezeptoren stellte nur das auf der Physiologie beruhende Ergebnis dar. Zur Ermittlung der Farbwahrnehmung des Menschen wurde Mitte der 20er des letzen Jahrhunderts von der CIE (Commission d Eclerage International) folgender Versuch durchgeführt: Bestimmte, spektral erzeugte Farben wurden auf eine Wand projiziert und Versuchspersonen versuchten diese Farben aus den Grundfarben RGB zu mischen., M. Schröer, FH Bochum,

77 Normalbeobachter 2 (CIE -1931) Weiße Wand Rot (700 nm) Grün (546,1 nm) Blau (435,8 nm) 2 Laborbeleuchtung D 65 Beobachter Vergeichslampe Blende Aus diesem Versuch ergab sich folgender Spektralwertfunktion. Spektralwertfunktion RGB Problem: Negative Farbwerte! Alle existierenden Farbvalenzen sollen durch positive Farbwerte darstellbar sein! Ist insbesondere für die Farbmessung wichitg!!! Diese wurde zur Behebung einiger Problem umgerechnet und ergab eine standardisierte Farbbasis: Standardisierte Farbbasis 1931 schlug eine internationale Kommission drei (virtuelle) Farben als Standardbasis vor: X r, Y r und Z r als Primärvalenzen Die entsprechenden Koordinaten sind X, Y und Z Zur besseren Visualisierung wird eine zweidimensionale Darstellung verwendet: x = X/(X + Y + Z) y = Y/(X + Y + Z) Folie 13 Folie 14 Folie 15, M. Schröer, FH Bochum,

78 XYZ Spektralkurven nach DIN 5033 S L Folie 19 Normalvalenz / CIE XYZ gilt bis heute als mathematische Grundlage der farbmetrischen Berechnungen. Das Normvalenz- oder XYZ-System (CIE 1931) Folie 17 Aus der Lichtart, der spektralen Remission und der Normalspektralwertfunktion lassen sich die Normalfarbwerte berechnen. Farbberechnung nach XYZ-System (CIE 1931), M. Schröer, FH Bochum,

79 Eigenschaften der XYZ-Darstellung Internationaler Standard mit physikalischen Geräten messbar liefert absolute Farbinformationen aber: kein intuitiver Zusammenhang zwischen XYZ und der Farbempfindung keine gleichen Abstände bei gleich empfundenen Farbabständen Folie 20 Visuell lassen sich die Probleme des XYZ Modells folgendermaßen darstellen. In den ins XYZ System eingezeichneten Ellipsen können keine Farbunterschiede wahrgenommen werden. MacAdam Ellipsen Visuelle / empfindungsgemäße Gleichabständigkeit bei CIE-XYZ nicht gegeben Folie Farbempfindung Farbempfinden Drei Signale, T, D und P werden an das Gehirn gegeben, um den Farbeindruck hervorzurufen Die Zapfen müssen nicht gleichzeitig erregt werden Die Signale hängen von der Historie des Sehens ab Der Farbeindruck hängt von der Umgebung ab dies findet jedoch in der Farbmetrik (noch) keine Berücksichtigung Folie 22, M. Schröer, FH Bochum,

80 Die Farbempfindung, der Sinneseindruck, der im Gehirn entsteht wird von Nervenverbindungen der drei Farbrezeptoren beeinflusst. Vernetzung der Zäpfchen Die 3 Typen der Zäpfchen sind miteinander verbunden Folie 23 Von der Farbvalenz zur Farbempfindung Folie 24 Der Sinneseindruck Farbe setzt sich also aus vier Farbanteilen zusammen und lässt über drei Koordinaten der Farbwahrnehmung definieren: Helligkeit, Farbton und Sättigung. Visuelle Farbwahrnehmung des Menschen Folie 25, M. Schröer, FH Bochum,

81 Mathematisch lässt sich das CIE XYZ umrechnen, um zu einer Darstellung zu kommen, die der menschlichen Farbwahrnehmung nicht nur nahe kommt, sondern sie auch annähernd visuell gleichabständig beschreibt. CIE L*a*b* (L Luminanz, a,b Farbachsen) Ist der Wert der Quotienten Q in runden Klammern kleiner als 0,008856, so muss der jeweilige Quotient Q durch (7,787Q - 16/116) ersetzt werden. Folie 26 Lab-Farbraum Internationaler Standard seit 1976 Farbabstände entsprechen annähernd menschlicher Empfindung Entspricht den Parametern menschlicher Farbwahrnehmung: Farbton (Rot, Blau, Purpur, Gelb...) Sättigung (blass, intensiv...) Helligkeit (dunkel, hell...) Dieser Farbraum wird beispielsweise im Farbmanagement zur Farbraumumrechungen, oder in der Qualitätssicherung im Druckprozess verwendet. Einige Eigenschaften des Auges, insbesondere der Einfluss des Sehumfeldes auf die Farbwahrnehmung, wird im LAB Farbmodell nicht berücksichtig., M. Schröer, FH Bochum,

82 Weitere Eigenschaften des Auges Trägheit des Auges Umfeld Farbgedächtnis Farbenfehlsichtigkeit Alter Unterschiedliche Wahrnehmung 5.7 Aussicht Ein neuer Standard das CIE CAM 02, Color Appearance Model, ein Farbwahrnehmungsmodell wurde 2002 von der CIE verabschiedet. Dieses Modell berücksichtigt die Umgebungsfelder des menschlichen Sehens. Es wird, laut Microsoft, die Grundlage eines neu entwickelten Farbmanagementsystems in dem Betriebssystem Vista sein. Standard CIE CAM 02 Neuer Standard Color Appearance Model 2002 Berücksichtigt Umfeld / Umgebungsfelder (10 Beobachter) In Windows Vista berücksichtig Nächste Generation des Colormanagments Folie 41, M. Schröer, FH Bochum,

83 6 Farbmanagement 6.1 Ziel und Aufgabe von Farbmanagement Ziele und Aufgaben von Farbmanagement Das Hauptziel von Farbmanagement ist es, Farbverfälschungen durch Ein- und Ausgabegerät auszugleichen und für eine reproduzierbare Umrechnung der Farbdaten für diese Geräte zu sorgen. Dies soll für eine qualitativ hochwertige Reproduktion ausreichend sein. Die Farbräume von einem Dia und dem Zeitungsdruck unterscheiden sich immens. Wie kann trotzdem in optimales Druckerzeugnis produziert werden? Warum Colormanagement Folie 42 Dia High Quality Offsetdruck Zeitungsdruck An die Ziel und Aufgaben der Technologie Farbmanagements sind bestimmte Bedingungen geknüpft, da sie sonst ökonomisch nicht sinnvoll einsetzbar wäre, M. Schröer, FH Bochum,

84 Ziele und Aufgaben des Colormanagement Farbverfälschungen durch Ein- und Ausgabegerät auszugleichen und für eine reproduzierbare Umrechnung der Farbdaten für diese Geräte zu sorgen. Bedingungen: für eine qualitativ hochwertige Reproduktion manueller Arbeitsfluss so gering wie möglich Ausgabeprozesse sollen am Monitor wie auch auf Papier simuliert werden können. Ausgabe auf unterschiedlichen Medien soll mit denselben Eingabedaten erfolgen (Medienneutralität). Diese Aufgaben sollten in einem standardisierten Arbeitsfluss umgesetzt werden Folie 42 Die Anwendung von Farbmanagement ist nicht nur auf die Druckbranche beschränkt. Colormanagement medienneutral Folie 42 Als Basis des Farbmanagements dient der Farbraum CIE LAB, da er nahezu gleichabständig das menschliche Farbsehen wiedergibt. In der Druckvorstufe hat somit als Datenbasis Einzug gehalten., M. Schröer, FH Bochum,

85 Medienneutraler Workflow mit Farbmanagement Folie Das ICC - Farbmanagement Bereit Anfang der 90er hat sich das International Color Consortium (ICC) zusammengfunden um einen Standard für das Farbmanagement zu definieren. Dieser hat sich heute im Medienbereich weitgehend durchgesetzt. Er basiert auf Farbraumumrechnungen. Es funktioniert folgendermaßen: Ein Bild, das eingescannt wurde, gedruckt werden. Der Scanner hat einen anderen Farbraum als der Drucker. Die durch den Scanner erhaltene Farbinformationen des Bildes wird über ein Profil in einen medienneutralen Farbraum (Lab) umgerechnet. Ein Profil ist eine Datei, die den gerätespezifischen Farbraum und die Eigenschaften des Gerätes mit dem das Bild erstellt wurde (hier dem Scanner), charakterisiert. Der medienneutrale Farbraum heißt in der ICC Definition Profile Connection Space. Er sollte möglichst groß sein. Die Ausgabe des Bildes findet ebenso über ein Profil des Ausgabegerätes, in diesem Fall des Druckers, statt. Hier findet eine weitere Farbraumtransformation statt. Mit dieser wird versucht, den visuellen Eindruck des Bildes, auf den Farbraum des Druckers, so anzupassen, dass er dem Originalbild sehr nahe kommt. Die Arbeitsschritte des Farbmanagement werden weiter unten genauer erläutert., M. Schröer, FH Bochum,

86 ICC Farbmanagement ICC-Standard als plattform-übergreifendes Farbmanagement- System etabliert. (International Color Consortium) Die Quell- und Ausgabe-Farbdaten werden mit Hilfe eines Quellbzw. Ausgabeprofils transformiert. Die Quelldaten werden in einen geräteunabhängigen Farbraum, in den Profile Connection Space (PCS), die Ausgabedaten vom PCS in den Ausgabefarbraum transformiert. Folie Arbeitschritte des Farbmanagements Vier Schritte kennzeichnen das Funktionsprinzip des Farbmanagements 1. Die Kalibrierung der Geräte. 2. Die Gerätecharakterisierung, das Erfassen der Farbwiedergabeeigenschaften und die Beschreibung in einem ICC-Profil. 3. Die Farbumrechnung, das Umrechnen der Farben für die einzelnen Geräte. 4. Die Farbraumanpassung, das Gamut Mapping. Folie 45, M. Schröer, FH Bochum,

87 6.3.1 Kalibrieren Funktionsprinzip des Farbmanagements 1. Die Kalibrierung der Geräte. Ziel ist es, die Ein- und Ausgabegeräte in den bestmöglichen Betriebszustand zu bringen. Die physikalischen Eigenschaften des Gerätes müssen konstant gehalten werden, es muss stabil arbeiten und die Sollgrößen der Kalibrierung müssen bekannt sein. - Scanner / Digitalkamera -Monitor - Digitaldruckmaschinen (Non-Impact) / Druckmaschinen Folie Profilerstellung Die Profilerstellung Profilerstellungssoftware Testcharts - z. B. IT-8/7.2 Vorlage für die Scannerprofilierung ein ECI 2002 Chart mit 1485 Farbfeldern für die Druckerprofilierung Zur Profilerstellung werden genormte Testcharts, dazugehörige Referenzdaten, Messinstrumente und die Profilierungssoftware verwendet. Folie 47 Zur Farbmessung werden Spektralphotometer eingesetzt. Über ein Beugungsgitter wird das einfallende Licht ins seine Wellenlängen zerlegt. Deren Intensität wird über eine Photodiodenzeile ermittelt und zu einer Spektralkurve umgerechnet., M. Schröer, FH Bochum,

88 Farbmessung (Spektralphotometer) Einsatzgebiete: Profilierung Farbvergleichsmessung (Qualitätssicherung) Folie 48 Ein Colorimeter wird zur Profilierung von Monitoren eingesetzt. Es ist kostengünstiger als die Spektralphotometer. Die Messwerte werden über drei Photodioden ermittelt, die jeweils über Filter die X, Y und Z Wellenlängen separieren. Farbmessung (Colorimeter) Dreibereichsmessgerät XYZ Werte durch Filter Einsatzgebiet: Monitorprofilierung Folie 49 Die so erhaltenen Daten werden in einem Profil gespeichert. Ein ICC Profil besteht aus einen Header, dem Tag Tabel und den Tagged Element Data. Im Header stehen Informationen über das Profil z. B. ist handelt es sich um ein Ein- oder Ausgabeprofil, welche Farbräume werden verwendet, etc. In den Tags ist festgelegt welche Arten von Umrechnungen vorgesehen sind. Die dazu benötigten Daten, sind im Tagged Element Data Bereich abgelegt., M. Schröer, FH Bochum,

89 Aufbau von ICC Profilen Profil - Charakterisierung der Ein- und Ausgabegeräte ICC Profile Bedruckstoff: Ein Profil wird für ein Druckverfahren, manchmal auch nur für eine Druckmaschine, und eine Papiersorte, bzw. für eine Papierklasse erstellt! Papierklassen sind nach ISO festgelegt. Papierklasse 1 115g/m², glänzend gestrichen Bilderdruck Papierklasse 2 115g/m², matt gestrichen Bilderdruck Papierklasse 3: 65g/m², LWC Rollenoffset) Papierklasse 4: 115g/m², ungestrichen weiß Offset) Papierklasse 5: 115g/m², ungestrichen gelblich Offset) Folie 50 Für jeden Papiertyp sind in der Norm noch die Weiße in CIELab- Werten, der Tappi- und der ISO-Glanzwert in vorgegebenen Toleranzen angegeben. Folie 67, M. Schröer, FH Bochum,

90 6.3.3 Farbraumumrechung Funktionsprinzip des Farbmanagements 3. Farbraumumrechnung Die gerätespezifischen Farbräume werden im Farbmanagement in geräteneutrale Farbräume transformiert. Die Auswahl der mathematischen Transformation ist abhängig von der Anzahl der Ein- bzw. Ausgangskanäle der Farbräume. - Die Kennlinienkommunikation über TRC (Tone Reproduction Curve) - die 3x3-Matrix, in Bezug auf eine Transformation zwischen einem additiven Farbmodell und CIEXYZ Folie 51 - eine LUT, eine Tabelle, in der für alle Koordinaten des Quellfarbraums entsprechende Ergebniswerte im Zielfarbraum vorhanden sind Farbraumumrechnung Mögliche Farbraumumrechnung von PCS in einen mehrkanaligen Gerätefarbraum, M. Schröer, FH Bochum,

91 Farbraumumrechnung Die Aufgabe des Umrechnens von Farben übernimmt im ICC- Farbmanagement - Workflow das Color Management Module (CMM). Neben der Betriebssystemeben bieten verschiedene Softwareherstellern eigene CMM an z.b. Agfa, Kodak, Pantone. Bei der Installation eines Adobe Programms wird z.b. immer die Adobe CMM mit installiert. Die jeweiligen CMMs sind nicht vom ICC standardisiert. Sie bringen im Ergebnis der Umrechnung leichte, sichtbare Unterschiede mit. Folie Farbraumanpassung Funktionsprinzip des Farbmanagements 4. Die Farbraumanpassung, das Gamut Mapping Die gezielte Reduktion eines gegebenen Farbumfang zum Farbumfang eines Zielfarbprofils bezeichnet man als Gamut Mapping. Dies bezieht sich nicht nur auf die Farben, die im Zielfarbraum nicht dargestellt werden können. Das Gamut Mapping, die Farbraumtransformation. Das ICC legt vier Umrechnungsverfahren, die Rendering Intents, vor - Perceptual (wahrnehmungsoptimiert) Rendering Intend - Relative Colorimetric Rendering Intend (Farbmetrisch) - Absolute Colorimetric Rendering Intend (Farbmetrisch mit Papierweiß) - Saturation Rendering Intend (Sättigung) Folie 54, M. Schröer, FH Bochum,

92 Vier Rendering Intents Folie 59 Eine grafische Darstellung veranschaulicht die Umrechungs-, bzw. Komprimierungsmethoden der Rendering Intents: Arbeitsweise der Rendering Intents Folie 60 Die Arbeitsweise von Farbmanagement in der Übersicht: Farbmangement Folie 57, M. Schröer, FH Bochum,

93 6.4 Einbindung des ICC Farbmanagements ICC Colormanagement Standard ICC Color Management Framework ist Verwaltungsplattform für Farbprofile, CMMs und Rendering Intents Als Standard in die verschiedenen Betriebssysteme in Form von Application Programming Interface (API) integriert. Dieser Standard lässt Farbe plattformübergreifend über unterschiedliche Computersysteme austauschbar werden. Folie 58 ICC Colormanagement Standard Folie 59, M. Schröer, FH Bochum,

94 6.5 Farbmanagement in der Druckvorstufe Farbmanagement Workflow - Regeln Ein gewissenhafter Umgang mit den Farbmanagement Einstellungen im Layoutprogramm, bei der Profilerstellung und bei der Durchführung der qualitätssichernden Maßnahmen ist die Voraussetzung für ein funktionierendes Farbmanagement. D50 Licht Neben der Messtechnik gehört die visuelle Kontrolle im Normallichtbetrachter zu den (zur Zeit noch?) unersetzlichen Maßnahmen Folie Einsatz in der Druckvorstufe Druckvorstufe - Proof Eigenschaften vom Prüfdruck? Folie 60 Kipphan, Handbuch der Printmedien Wird ein Bild geprooft, so finden zwei Farbraumtransformationen statt. Der Proof soll den Farbeindruck des gedruckten Bildes wiedergeben. Das bedeutet, dass als erstes eine Farbraumtransformation in den Farbraum des Produktionsdruckers stattfinden muss. Danach muss die Farbraumtransformation in den Farbraum des Proofdruckers stattfinden. Hier zeigt sich deutlich, dass ein Proofdrucker unbedingt einen größeren Farbraum haben muss, als der des Produktionsdrucks., M. Schröer, FH Bochum,

95 Farbmanagement / Prüfdruck 1. Farbraum Proofdrucker muss größer sein als der zu prüfende Farbraum 2. 2 Farbraumtransformationen finden statt Proof-Farbprofil 2. Farbraumtransformation 1. Farbtraumransformation Folie Kontrollmittel und Verfahren Der Einsatz von Kontrollmitteln im Farbmanagement Workflow ist unumgänglich, da viele Schwankungen den Produktionsprozess begleiten. Farb-Kontrollmittel bestehen aus Streifen mit Farbfeldern. Für diese Farbfeldel gibt es digitale Referenzwerte. Die Messergebnisse müssen in den vorgegebenen Toleranzen liegen. Kontrollstreifen / Medienkeil FOGRA-Medienkeil CMYK (nach ISO ) - Vergleichskontrolle zwischen Auflagendruck und Proof. - Digitale Referenzwerte für verschiedene Papiersorten liegen vor - Abweichungen mit dem Spektralphotometer messen Für Abweichungen von den Sollwerten gilt: Der Mittelwert aller CIELAB- Farbabstände der Farbfelder darf 4, der Maximalwert darf 10 nicht überschreiten. Für die Primärfarben CMYK beträgt der maximale Farbabstand zum jeweiligen Sollwert 5, für die Farbe des Trägermaterials gilt eine Maximalabweichung von 3. (Farbabstand nach Delta E 76) Folie 62 Farbabweichungen werden über Farbabstandsformeln des LAB Systems berechnet. Die ISO schreibt die Verwendung der Farbabstandsformel ΔE 76 von 1976 vor., M. Schröer, FH Bochum,

96 Farbabstandsberechung ΔE 76 Farbabstand: ΔE ab Bis 0,2 visuelle nicht wahrnehmbar Bis 1,0 kaum wahrnehmbar Bis 3,0 gering Bis 6,0 mittel Bis 12,0 stak Größer 12 sehr stark Da diese Formel in der ISO festgeschrieben ist, ist es kaum möglich, genauere Formeln, wie etwa die ΔE 94 oder ΔE 94 E 00, die die visuelle Wahrnehmung des Menschen genauer berücksichtigen, zu verwenden. Ein Verstoß gegen den Standard kann nur in einem geschlossenen Produktionssystem funktionieren. Farbabstandsberechung ΔE 94 & ΔE 00 Folie 63 Folie 64, M. Schröer, FH Bochum,

97 7 Seitenerstellung Bei der Seitenerstellung werden Text Bild und Grafik bearbeitet bzw. erstellt und in einem Layoutprogramm zusammengefügt. Seitenerstellung In der digitalen Vorstufe Text Bild Grafik Folie Texterfassung und verarbeitung Bei den zu druckenden Objekten handelt es sich überwiegend um Publikationen, etwa Magazine, Kataloge sowie Werbebeilagen, oder um Verpackungen. Auf den Verpackungssektor wird im letzten Abschnitt eingegangen. Hier geht es also zunächst um die Herstellung von Seiten. Die bestehen aus Textelementen, Bildern und grafischen Elementen (z.b. Rahmen und Logos). Alle Elemente werden in einem Seitengestaltungsprogramm zur fertigen Seite zusammengesetzt. Texterfassung und Bearbeitung erfolgen heute überwiegend mit Seitengestaltungsprogrammen wie QuarkXpress (Quark), Indesign oder Pagemaker (beide Adobe). Die Gestaltung und Anordnung von Texten bezeichnet man als Typografie. Die Kunst des richtigen Umgehens mit Schriften und Texten erfordert eine lange Ausbildung, künstlerische Neigung und viel Übung. Heute wird die Texterstellung oft von Redakteuren oder Textern übernommen, die nur bedingt mit den Regeln der Typografie vertraut sind. Das Maßsystem der Typografie ist das Punkt-System, von dem früher drei verschiedene Arten gebräuchlich waren. Heute findet ausschließlich das DTP-Punktsystem Verwendung: 1 pt = 1/72 Inch = 0,353 mm, M. Schröer, FH Bochum,

98 7.2 Auswahl von Schriften Die Auswahl von Schriften, deren Einsatz ist entscheidend für die Lesbarkeit eines Dokument, Plakats, etc. Auswahl von Schriften Lesbarkeit Welche Textgattung Buch oder Plakat Welches Medium Print vs Digital Welche Zielgruppe Welche Inhalte transportieren (Schriftwirkung) Welche Auswahlkriterien Ausbau der Schrift Schriftformate Sonderzeichen Folie 1 Schrift / Micro-Typografie Schriftart (Schriftfamilie) (z.b. Univers) Schriftschnitt (z.b. normal, fett, kursiv) Schriftgrad (z.b. 10 pt) Laufweite Kerning (Unterschneiden) Schriftfarbe Kapitälchen Folie 3, M. Schröer, FH Bochum,

99 Seitengestaltung und Satz Macro-Typografie Ein- oder mehrspaltig Zeilenabstand, Durchschuss Abstand der Absätze Flattersatz, Blocksatz oder mittelachsialer Satz Einzug bei Textabschnitten Gestaltung von Überschriften u.s.w. Folie 4 Satzspiegel Bundsteg 9 cm Kopfsteg 15 mm Außensteg 15 mm Fußsteg 24 mm Dreispaltig, recht- linksbündig, zentriert Textkategorien gliedern Beispiel 1 Grundtext 10 pt Headline 14 pt Kapitälchen Subheadline 12 pt, gemischter Satz alles in der gleichen Schrift Beispiel 2 Grundtext 10 pt Headline 14 pt, gemischter Satz Subheadline 12 pt Kapitälchen Beispiel 3 Grundtext 10 pt Antiqua Headline 12 pt Grotesk bold Subheadline Grotesk 10 pt Folie 5 Folie 6, M. Schröer, FH Bochum,

100 7.3 Bilderfassung und verarbeitung Ein Bild besteht aus einer Ansammlung von Bildpunkten (Picture elements, Pixel) in zumeist rechteckiger äquidistanter Anordnung. Die Auflösung eines Bildes wird gemessen in Pixel pro Inch (pixel per inch, ppi) oder Linien pro inch (lines per inch, lpi), oder auch in Linien pro Zentimeter(cm -1. Pixel meint dabei einen Bildpunkt. Die Einheiten ppi und lpi unterscheiden sich nicht). Ein Inch (Zoll) ist 2,54 cm. Daher entsprechen also 300 ppi etwa 118 Linien pro cm. Ein Bildpunkt (Pixel) ist dabei charakterisiert durch Farben und Graustufen. Bei farbigen Bildern sind dies meist die drei Farben Rot, Grün und Blau (RGB) mit jeweils 255 Stufen. Scanner liefern manchmal auch mehr als 8 Bit Auflösung; 10, 12 und 14 Bit Auflösung kommen vor, die dann vom jeweiligen Scanner-Ansteuerprogramm wieder auf 8 Bit zurückgerechnet werden. Im Fall von 8 Bit Auflösung ergeben sich pro Pixel drei Byte, bei Grauton-Bildern 1 Byte, und bei Schwarz-Weiß-Strichbildern noch weniger. Ein Bild mit 1024 x 800 Bildpunkten hat also einen Speicherbedarf von 2,4 Mbyte. 7.4 Datenquellen für Bilder Für die Bildeingabe kommen in Frage: Aufnahme mit Digitalkameras Scannen von Halbtonvorlagen und gerasterten Vorlagen Verwenden von Bildern aus Archiven und Datenbanken Datenquellen für Bilder Digitalkameras und Scanner Folie Digtalkameras Digitalkameras gibt es heute mit Auflösungen von bis zu 6 Megapixeln (im Consumerbreich), entsprechend 3000*2000 Bildpunkten. Mit einem Q-Faktor von 2 für Rasterdruck ergibt sich damit eine maximale Bildgröße von etwa 25 cm mal 17 cm, also fast A4. Die Speicherung der Bilder, M. Schröer, FH Bochum,

101 erfolgt überwiegend komprimiert im JPEG-Format. Teilweise erlauben die Kameras die Einstellung von Qualitätsparametern. Ein Problem ist bei vielen Geräten die relativ lange Zeitspanne (bis 1 s) zwischen Betätigung des Auslösers und der tatsächlichen Aufnahme. Schnappschüsse sind damit nicht möglich. Auflösungsberechung Digitalkamera: Beispiel: 5 Megapixel Kamera Offsetdruck 60er Raster 2592 [pixel] = 21,6 cm 60 [Druckpunkte/cm] [pixel] = 16,2 cm 60 [Druckpunkte/cm] 2 Ohne Skalierung kann ein Bild in der Größe 21,6 cm x 16,2 cm gedruckt werden Folie 24 Welche Sensoren werden verwendet? Photodiode Digitalkameras und Flachbettscanner CCD Chips CMOS Chips CCD Chips CMOS Chip Photomultiplier Trommelscanner Folie 8 CCD Chips Digitalkamera Folie 9, M. Schröer, FH Bochum,

102 Folie 10 Eigenschaften von CCD Chips Folie 11 Eigenschaften von CCD-Chips Auslesen der analogen Bilddaten über Ausleseregister Verschieben der Ladungen über die einzelnen Elemente in einer Reihe Limitierter Dynamikbereich (< D 3.0) Hohe Dichte von lichtempfindlichen Elementen (derzeit ca. 4-9 Megapixel im Consumer-Bereich) CCD-Flächenmatrix für Digitalkameras Folie 12, M. Schröer, FH Bochum,

103 CMOS Chips CMOS/Complemetary Metal Oxide Semiconductor Technologie Folie 13 Eigenschaften von CMOS-Chips CMOS: Complemetary Metal Oxide Semiconductor Bilddaten durchlaufen direkt auf dem Sensorchip eine A/D-Wandlung Alle Funktionselemente auf einem Chip Preiswert in der Herstellung Geringerer Implementierungsaufwand beim Einbau in Digitalkameras Qualitätsdefizite Folie 14, M. Schröer, FH Bochum,

104 7.4.2 Scanner Scanner dienen zur Digitalisierung von ungerasterten und gerasterten Bildern. Im Desktopbereich und bei vielen professionellen Anwendungen werden heute Flachbettscanner eingesetzt. Aufsichts- und Durchsichtsvorlagen werden von einer Lichtquelle beleuchtet. Das reflektierte bzw. transmittierte Licht wird von einem Zeilensensor auf CCD-Basis erfasst. Dieser Zeilensensor wird nun an dem zu scannenden Objekt entlang geführt. Sensorelemente mit verschiedenen Farbfiltern liefern die Farbinformationen RGB (Rot, Grün, Blau). Die Auflösung von Flachbettscannern liegt typischerweise bei 1200 lpi, bei Negativ- und Diascannern auch bis zu 3000 lpi. Die einzelnen Sensorelemente liefern bis zu 16 Bit Auflösung. Die üblicherweise verwendete Twain-Schnittstelle unterstützt allerdings nur 8 Bit. Im professionellen Bereich kommen auch Trommelscanner zum Einsatz. Deren Vorteil sind die sehr viel höhere Produktivität (u.a. Geschwindigkeit), höhere Genauigkeit (nur ein Sensor mit sehr hoher örtlicher Auflösung und großem Dynamikumfang) und die geringeren Probleme mit Staub. Flachbettscanner Flachbettscanner Folie 15 CCD-Zeilenmatrix für Scanner Folie 16, M. Schröer, FH Bochum,

105 Qualitätsmerkmale von Scannern Auflösungsvermögen des CCD Qualität des CCD (Schärfe) Qualität der Optik - optische Präzision Genauigkeit der Mechanik Dichteumfang Folie 17 Trommelscanner Trommelscanner Folie 18 Photomultiplyer Folie 19, M. Schröer, FH Bochum,

106 Vergleich Desktop vs Highend Scanner Folie 20 Jedes zu scannende Bild hat einen gewissen Dichteumfang (Dynamic Range). Die Dichte ergibt sich aus dem Transmissions- bzw. Reflektionsvermögen: T Menge _ des _ durchgelassenen _ Lichts = Transmissionsvermögen = Gesamt _ Lichtmenge R = Re flexionsvermögen = Menge _ des _ reflektierten _ Lichts Gesamt _ Lichtmenge Aus diesen Größen berechnet sich zunächst die Opazität (Lichtundurchlässigkeit): 1 O = Opazität =, bzw. T O = 1. R Die Dichte ergibt sich aus der Opazität durch Bildung des Zehner-Logarithmus: 1 1 D = Dichte = log( O) = log( ) = log( ). T R Der Dichteumfang ergibt sich nun als Differenz zwischen der Fläche mit der größten Dichte (D max ) und der Fläche mit der kleinsten Dichte (D min ). Δ D = Dichteumfang = D max D min. Auflösungsberechnung, M. Schröer, FH Bochum,

107 Auflösungsberechung Scannerauflösung [dpi] = Druckauflösung [lpi] x Skalierungsfaktor x Qualitätsfaktor Qualitätsfaktor = 2 Skalierungsfaktor: (Nyquest Theorem) fa...auflösungsfrequenz fist...istfrequenz a f ist Scanauflösung [dpi] = 2 x Rasterweite [lpi] Endgröße (Soll) Vorlagengröße (Ist) f = 2 Standard Auflösungen: dpi bei Strichzeichnungen Scans Folie 24 Tonwert- Farbkorrekturen Tonwert- oder Farbkorrekturen können in den meisten Scannerprogrammen oder in den Bildbearbeitungsprogrammen, wie Adobe Photoshop, vorgenommen werden. Durchsichtsvorlagen (Negative, Dias) haben typischerweise einen Dichteumfang von 3, Aufsichtsvorlagen (Fotos) von 2. Dieser Dichteumfang muss vom Scanner mit möglichst hoher Auflösung erfasst werden. Bei Desktop-Scannern erfolgt dies in der Regel durch automatische Kalibrierung. Dazu werden der Punkt mit der größten Dichte und der mit der kleinsten Dichte erfasst. Gelegentlich muss der Bediener aber selbst eingreifen, um den Dynamikumfang zu optimieren. Dazu betrachtet man das Histogramm des Bilds, d.h. die Auftragung der Anzahl Bildpunkte über dem gemessenen Wert für Reflexion bzw. Transmission. Manchmal ermöglichen die Scannertreiber diese Darstellung aus der Scanvorschau heraus, sonst ist sie aus den Bildverarbeitungsprogrammen heraus aufzurufen. Zur Kalibrierung müssen nun die Punkte kleinster und größter Dichte neu eingegeben werden. Das erfolgt durch Auswahl in der Histogramm-Darstellung, direkte Vorgabe der Punkte in der Scanner-Vorschau, oder durch entsprechendes Verschieben von Reglern., M. Schröer, FH Bochum,

108 Scannen-Histogramm Verbesserte Dynamik durch Verschieben des Schwarzpunkts Eine weitere wichtige Beeinflussungsmöglichkeit beim Scannen ist die Tonwertkurve. Dies ist der Zusammenhang zwischen den gemessenen Reflexions- bzw. Transmissionswerten und den digitalen Outputwerten. Durch Verändern dieser Zuordnung können beispielsweise dunkle Bereiche aufgehellt werden oder es kann die Zeichnung heller Bereiche verbessert werden. Scannen-Tonwertkurve Folie 11 Folie 12 Dunkle Bereiche erhalten bessere Zeichnung Weiterhin lässt sich beim Scannen bereits eine Farbverschiebung bewirken, d.h. alle Farborte werden um einen voreingestellten Vektor verschoben. Dies kann verwendet werden, um einen, M. Schröer, FH Bochum,

109 Scannen-Moiré Scannen-Farbbeeinflussung Abtastung ohne Moiré Abtastung mit Moiré Folie 13 Folie 14 bekannten Farbstich der Vorlage auszugleichen, oder aber dem Bild eine spezifische Farbgebung zu übertragen. Manchmal kommt es vor, dass gerasterte Bilder gescannt werden müssen. Dann kommt es möglicherweise zur Überlagerung der durch das Rastern im Bild vorhandenen Frequenz mit der Frequenz des Scannens. Dabei treten im Bild Strukturen auf, das Moiré, die nur durch das Scannen entstehen, sog. Artefakte. Es gibt zwei Möglichkeiten, dieses Problem zu überwinden. Die eine Möglichkeit besteht darin, die Frequenz im abzutastenden Bild zu begrenzen (Tiefpass). Dazu muss das Bild entsprechend unscharf gemacht werden. Meist genügt es, mit entsprechend geringer Auflösung zu scannen. Die andere Möglichkeit besteht darin, mit sehr hoher Auflösung zu scannen und die entstandenen Artefakte im gescannten Bild durch Filterung (Tiefpass) zu eliminieren. Der zweite Weg führt i.d.r. zu besserer Qualität, erfordert aber mehr Zeit und Speicherplatz. Es hängt vom verwendeten Scannertreiber ab, welcher Weg zweckmäßigerweise beschritten wird. Es kommt vor, dass im Vorlagebild Strukturen enthalten sind, die ebenfalls ein Moiré erzeugen, meist allerdings erst beim Druck. Typischerweise sind Stoffmuster mit schmalen Streifen oder kleinen Rechtecken betroffen. Bei Digitalkameras kann auch bereits bei der Aufnahme Moiré entstehen. Weitere Tips zum Scannen erhält man z.b. von: M. Schröer, FH Bochum,

110 7.4.3 Weiter Datenquellen: Verwenden von Bildern aus Archiven und Datenbanken: Weitere Datenquellen für Bilder Folie Erzeugung von Illustrationen und grafischen Elementen Illustrationen und grafische Elemente wie Rahmen, Balken oder Logos bestehen meist aus Vektordaten, d. h. mathematischen Beschreibungen ihrer Konturen sowie Angabe der Farbe. Die Farben können meist aus einer Palette gewählt werden. Man bezeichnet grafische Elemente dieser Art auch als Strichelemente, im Gegensatz zu Halbtonelementen (Bilder). Programme für die Bearbeitung von Strichelementen sind beispielsweise Freehand, Illustrator, CorelDraw oder Designer. Auch mit CAD Programmen werden Verktorgrafiken erstellt. Die entsprechenden Vektordaten können meist nicht direkt in Seitenlayoutprogramme importiert werden. Es werden daher meist EPS-Dateien (Encapsulated Postscript) exportiert und vom Seitenlayoutprogramm importiert. 7.6 Seitenlayout Das Seitenlayoutprogramm fügt die Text-, Grafik- und Bildelemente zu einer Seite zusammen. Zwei Programme teilen sich zurzeit im professionellen Bereich den Markt Adobe Indesign und QuarkXPress. Im weiteren Sinn kann auch beispielsweise Microsoft Word als Seitenlayoutprogramm bezeichnet werden, ebenso viele andere Produkte. Die Möglichkeiten der Gestaltung sind mit diesen letztgenannten Programmen aber nicht ausreichend für professionelle Anwendungen. Der Import von Bildern erfolgt entweder in hochaufgelöster Form (HighRes), oder als niederaufgelöstes Bild (LowRes). Dazu werden von einem Server meist automatisch LowRes Daten von den HighRes Darten erzeugt. Diese Grobbilder können dann vom Seitenlayoutprogramm importiert und bearbeitet werden. Möglich sind Skalierungen, Beschneidungen, Rotationen und mehr. Die Seite erhält dann eine Reihe von Anweisungen für das Bild. Beim Ausgabeprozess, z.b. bei der Erzeugung einer Druckform, wird dann vom Server das LowRes Bild durch das richtig bearbeitete HighRes Bild ersetzt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass das Seitenlayoutprogramm mit kleineren Dateien auskommt und der Datentransfer geringer bleibt., M. Schröer, FH Bochum,

111 Das oben erläuterte Verfahren ist standardisiert und wird als OPI-Workflow bezeichnet (Open Prepress Interface). Bei der Ausgabe von Seiten für den Druckprozess müssen beim Vierfarbdruck (Offset-, Flexo-, Tiefdruck) die Farbseparation sowie ggf. Farbraumumrechnungen vorgenommen werden. Es geht dabei um die Umrechnung der RGB-Daten (Rot, Grün, Blau) in die Druckprozessfarben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (Yellow, Magenta, Cyan, Key, YMCK). Diese für die Qualität des Druckerzeugnisses außerordentlich wichtigen Prozesse werden entweder vom Seitenlayoutprogramm, vom OPI-Server oder auch vom Postscript-Interpreter durchgeführt. Die Farbumrechnung wird heute meist mittels Farbmanagement bewerkstelligt. Zur Überprüfung der Seite kann ein Ausdruck mit einem Drucker erfolgen. Handelt es sich um einen hochqualitativen Druck und ist das Druckergebnis farblich verbindlich, so spricht man von einem Proof. Das Seitenlayoutprogramm erzeugt in der Regel eine Postscript-Datei oder eine PDF-Datei (Portable Document Format). Diese Dateien werden von den nachfolgenden Prozessen verarbeitet., M. Schröer, FH Bochum,

112 8 Datenformate und Workflows Seitenerstellung In der digitalen Vorstufe Text Bild Grafik Datenformate u. Workflow Folie 4 Es werden an dieser Stelle die digitalen Prozesse betrachtet, die zur Erzeugung der Druckform, bzw. zum Druck führen. Auf die konventionellen, analogen Prozesse wird nicht eingegangen. Schnittstelle zwischen Agentur / Verlag / Reproanstalt und der Druckerei sind die Seitendaten. Üblicherweise werden Dateien mit Einzel- oder Doppelseiten geliefert, ergänzt um Kontroll- und Steuerzeichen. Auf die verschiedenen möglichen Datenformate wird im nächsten Kapitel eingegangen. Die Übertragung der Daten kann immateriell erfolgen, also per Datenübertragung, erfolgt heute aber noch immer mittels Datenträger. Das sind CDs, DVDs, USB Speichermedien und andere. Import der Seitendaten in ein Serversystem, Normierung der Daten Hierbei müssen die verschiedenen Datenträger und Dateisysteme berücksichtigt werden. Anschließend erfolgt gegebenenfalls eine Konvertierung in das zur Weiterverarbeitung geeignete Datenformat. Die Namensgebung der Dateien muss dem Standard der weiteren Verarbeitung angepasst werden, um einen automatischen Arbeitsfluss zu ermöglichen. Die Seitendaten müssen dann noch auf richtige Seitengröße, -orientierung, -ränder etc. hin untersucht werden. Gegebenenfalls müssen Korrekturen vorgenommen werden. Mit den in der Regel vier Farben der Seiten kann auf zwei Arten verfahren werden. In der separierten Arbeitsweise werden die Seitendaten in vier Dateien mit jeweils einem Farbauszug getrennt und so weiter verarbeitet. Diese Verfahresart ist sehr selten geworden. Neue Datenformate, etwa das PDF (Portable Document Format) Dieses verwendet die composite- Arbeitsweise. Die Farbauszüge werden erst im RIP erstellt.., M. Schröer, FH Bochum,

113 8.1 Normen und Standards Die Digitalisierung der Druckvorstufe erlaubt es Workflowsysteme modular, also mit Modulen unterschiedlicher Anbietern, aufzubauen. Modularer digitaler Workflow Datenformate u. Workflow Folie 4 Der heutige Workflow ist durch bestimmte Standards, z. B. die ISO und 15930, in der PDF Formate genormt sind, oder die ISO in der die Prozesskontrolle für die Herstellung von Raster-Farbauszügen, Andruck, Prüfdruck und Auflagendruck beschrieben ist, genormt. Vorteile von Standardisierung Offene Systeme - vereinheitlichte Datenformate - vereinheitlichte Kommunikation - kürzere Wege - crossmediale Produktion möglich größere Produktionssicherheit Qualitätsverbesserung geringere Fehlerquote engere Toleranzen beim Druckprozess Datenformate u. Workflow Folie 6 reduzierte Kosten (Zeit und Material), M. Schröer, FH Bochum,

114 Normen und Standards Für das grafische Gewerbe gibt es eine Vielzahl solcher Standards, die unmittelbar oder mittelbar entscheidend für die Arbeit in der Druckvorstufe sind: ISO x Prozesskontrolle für die Herstellung von Raster- Farbauszügen, Andruck, Prüfdruck und Auflagendruck Teil 1-5 (Parameter und Messmethoden ) ISO PDF/X 2002, ISO PDF/X-3, für die Druckvorstufe: MedienStandard Druck, Technische Richtlinien für Daten und Prüfdrucke Prozessstandard Offset, System bvdm/fogra Bundesverband Druck und Medien e.v. Datenformate u. Workflow ICC (International Color Consortium), für das Farbmanagement Folie Datenformate im Workflow An dieser Stelle werden die Datenformate betrachtet, die für die Anlieferung und Behandlung von Seiten von Bedeutung sind. Eine Gruppe dieser Formate stellen die proprietären Formate der Seitenlayout-Programme dar, z. B. das Quark-Format von QuarkXpress. Lässt man die Seiten in diesem Format, so hat man den Vorteil, dass die Seite jederzeit im Layout-Programm geöffnet werden kann und Änderungen vorgenommen werden können. Nachteilig ist, dass jede Druckerei über die entsprechenden Layout-Programme verfügen muss, sowie über Personal, die sie bedienen können. Die Probleme, die bei der Ausgabe aus dem Layout-Programm zur Druckvorstufe oder zum Druck entstehen können, werden der Druckerei überlassen. In den USA ist diese Arbeitsweise verbreitet, in Europa wird sie wegen der Unsicherheiten kaum angewendet. Die Übergabe der Seitendaten erfolgt überwiegend in einem neutralen Datenformat. Dies ist heute überwiegend Postscript und PDF, für manche Druckverfahren auch TIFF Dateien. Datenformate In der digitalen Vorstufe Text (txt, rtf) Bild (tif, (jpg), eps, psd, pdf) Grafik (eps, ai) Datenformate u. Workflow ps, pdf Folie 9, M. Schröer, FH Bochum,

115 8.2.1 Textformate RTF, TXT Texte, die in Layoutprogrammen verarbeitet werden sollen, werden häufig vom Kunden geliefert. Da diese zumeist nur über Textverarbeitungsprogramme, wie MS Word verfügen, sollte darauf geachtet werden, dass die gelieferten Texte entweder unformatiert im txt Format oder im rtf Format geliefert werden. Das Rich Text Format ist ein standardisiertes Textformat, dessen Formatierungseinträge eindeutig sind. In Layoutprogramme proprietäre Formate, z. B. doc von MS, zu importieren, führt häufig zu Problemen und behindert die Satzarbeiten Bildformate TIFF (Tagged Image File Format) Die TIFF-Spezifikation wurden 1986 von der Firma Aldus Corporation herausgegeben. Es handelt sich um eine Gruppe von Datenformaten zur Beschreibung von Pixeldaten. Dieses Format wurde mehrfach überarbeitet, um verschiedene Kompressionsverfahren und Farbmodelle hinzuzufügen. Fast jedes EDV-System kann bestimmte TIFF-Daten verarbeiten. In den Tags zu Beginn der Datei sind die Eigenschaften des Bilds festgelegt (Größe, Bezugspunkt, Halbton oder Strich, Farbtiefe, Seiten-, Zeilen- oder Pixelorientierung...). unterstützte Farbmodelle: S/W, Graustufen, RGB, CMYK, Lab, Indizierte Farben ICC-Profile: ja Farbkanäle: 1, 3 oder 4 Farbkanäle + Sonderfarbkanäle Alphakanäle: bis zu 20 Bittiefe: 1 16 Bit pro Kanal Komprimierungsverfahren: ohne, RLE, LZW, CCITT Group 3 und 4, JPEG Plattform: MAC OS, Windows, Unix Auch wenn das Tiff-Format Sonderfarbkanäle im Graustufen-, RGB- oder CMYK-Modus speichern kann, ist diese Vorgehensweise problematisch, da nicht alle Layoutprogramme Tiffs mit Sonderfarben verarbeiten können. TIFF/IT (Tag Image File Format for Image Technology) Das TIFF/IT ist ein ISO-zertifiziertes Format, das auf TIFF basiert. TIFF/ITDateien unterteilen die eigentlichen Dateiinformationen in Halbtonbilder und Stricharbeiten, wie Texte, Grafiken und Strichscans. Farb- und s/w- Informationen werden in zwei Dateien gespeichert. Eine Datei Final Page gibt die Lage der Halbton- und Strichdatei innerhalb der Seite an. Das Format wurde allerdings, außer als Standardformat bei der Druckformherstellung im Tiefdruck, durch das PDF-Format verdrängt. TIFF-Dateien zerfallen in drei Hauptbestandteile: ''Image File Header'' (IFH), ''File Directory'' (IFD) und Bitmapdaten. Die ''File Directory''-Felder sind in der TIFF-Datei als eine logische Kette aneinandergereiht. Die Länge der einzelnen ''File Directory''-Felder kann variieren, da sie eine unterschiedliche Anzahl von Tags tragen können. Die Tags beinhalten dann die zum Anzeigen der Bilder notwendigen Informationen wie die Bildgröße, oder aber auch Zeiger auf Bitmapbereiche in der Datei, in denen sich dann die eigentlichen Pixeldaten, oder andere Dinge wie z.b. Nutzerkommentare, finden können., M. Schröer, FH Bochum,

116 TIFF-Header (1) Datenformate u. Workflow Folie 22 TIFF-Header (2) Datenformate u. Workflow Folie 23 JPEG (Joint Photographic Experts Group) Suffix:.jpeg und.jpg Farbmodelle: Graustufen, RGB und CMYK ICC-Profile: möglich Kanäle: 3 oder 4 Farbkanäle je nach Farbmodell (RGB oder CMYK) Bittiefe: 8 Bit pro Kanal Komprimierungsverfahren: DCT (Discrete Cosinus Transformation) Das JPEG-Format ist kein reines Format fürs Internet, sondern findet auch Verwendung in der Welt der Printmedien. Dieser Standard wird ganz überwiegend zur Speicherung von Bildern verwendet, nur selten zur Seitenspeicherung. Basis ist die diskrete Cosinus-Transformation. Neu ist der Standard JPEG 2000 (JP2): Die Kompression ist wählbar von verlustfrei bis verlustbehaftet. Es ergibt sich eine sehr gute Bildqualität bei hoher Komprimierung. Ähnlich wie bei dem Compuserve-GIF-Format kann auf Bilder geringerer Auflösung zugegriffen werden, ohne erst den gesamten Datenbestand dekomprimieren zu müssen. Sowohl Halbton- als auch Strichkomprimierung kann erfolgen. Innerhalb der Bilddaten können noch beliebige Beschreibungsdaten stehen (XML-kompatibel). Es gibt frei in der Form definierbare Regions of Interest, die weniger oder gar nicht komprimiert, M. Schröer, FH Bochum,

117 werden. Bildschutz erfolgt über sichtbare und unsichtbare Wasserzeichen, Verschlüsselung der Bilddaten ist möglich. Postscript Hierbei handelt es sich um eine von der Firma Adobe entwickelte Seitenbeschreibungssprache. Postscript ist dabei eine Programmiersprache. Erzeugt wird der Code von den Seitenlayoutprogrammen, interpretiert von Postscript-Interpretern. Diese Interpreter werden als RIP (Raster Image Processor) bezeichnet. Postscript besteht aus geräteneutralen und gerätespezifischen Bestandteilen. Bei der Ausgabe in Postscript muss die für das Ausgabegerät gültige Postscript-Printer-Description-Datei (PPD) gewählt werden, die alle geräteabhängigen Parameter enthält. Schriften sind geräteneutral und werden in allen Größen und Auflösungen passend dargestellt. Generell erlaubt Postscript die Seitenausgabe mit einer an das Ausgabegerät angepassten optimalen Auflösung. Da es sich nicht um ein Pixelformat, sondern um eine Programmiersprache handelt, können durchaus Fehler bei der Interpretation entstehen, etwa durch fehlende Schriften, oder durch Nichteinhalten von Konventionen. Es ist also erforderlich, vor der Erzeugung der Druckform oder vor dem Druck die Postscript-Dateien zu überprüfen. Die Weiterentwicklung von Postscript wurde mittlerweile eingestellt, da das PDF Format Postscript ersetzt hat. Postscript - Schluss des Skripts Datenformate u. Workflow %%Trailer %%BoundingBox: %%DocumentNeededResources: %%DocumentSuppliedResources: %%+ procset AdobePS_Win_Feature_Safe %%+ procset AdobePS_Win_ErrorHandler %%+ procset AdobePS_Win_Driver_Incr_L %%+ procset AdobePS_FatalError %%+ procset AdobePS_Win_Utils %%+ procset AdobePS_Win_Utils_L %%+ procset AdobePS_Win_Clip_Emul %%+ procset AdobePS_Win_Text %%+ procset AdobePS_Win_Encoding %%+ procset AdobePS_Win_Type %%+ procset AdobePS_Win_Graphics %%+ procset AdobePS_Win_Graphics_L %%+ procset AdobePS_Win_BW_Images %%+ procset AdobePS_Win_Co_Images_L %%DocumentSuppliedFeatures: %%+ * Resolution 600dpi %%+ * PageSize Letter %%+ * PageRegion Letter %%+ JobTimeout 0 %%+ WaitTimeout 240 %%+ * PageSize A4 %%+ *InputSlot OnlyOne AdobePS_Win_Driver_Incr_L2 dup /terminate get exec savelevel0 restore %%Pages: 8 (%%[ LastPage ]%%) = flush %%TrailerLength: 949 %%EOF Folie 11 PDF PDF (Portable Document Format) wurde wie Postscript von der Firma Adobe entwickelt, ursprünglich als Datenaustauschformat in Büroumgebungen. Es ist inzwischen zu einem der wichtigsten Formate der Druckvorstufe geworden. PDF basiert auf Postscript, hat aber gegenüber Postscript erhebliche Vorteile. Es kann Bilder und Schriften beinhalten, aber auch Druckinstruktionen., M. Schröer, FH Bochum,

118 RIP Raster Image Processor Datenformate u. Workflow Folie 10 proprietäre Formate (Adobe) ps, pdf interpretation Ein PDF File ist also ein interpretierte Postscript Datei. Diese ist von Fehlerquellen bereinigt und es werden nur solche Objekte abgespeichert, die benötigt werden. Diese Objektorientierung liegt nicht nur dem PDF Format zu Grunde, sondern der gesamten Software von Adobe etwa Indesign, Photoshop und Illustrator. So behandelt PDF die Seiten im Gegensatz zu Postscript unabhängig voneinander, es können z. B. einzelne Seiten in einem PDF-Dokument ausgetauscht werden. Nicht gebraucht werden in der Druckvorstufe die Fähigkeit von PDF, Hyperlinks und Verweise zu enthalten, sowie Audio- und Videoclips. PDF wird beispielsweise erzeugt, indem die Seite zunächst in Postscript ausgegeben wird. Der PDF-Distiller interpretiert die Postscript-Datei und erzeugt eine seitenorientierte PDF- Datei, die beispielsweise mit dem PDF-Reader betrachtet werden kann. Die Zuverlässigkeit von PDF-Dateien hinsichtlich des Drucks ist sehr viel größer als die von Postscript, aber auch hier können noch Fehler passieren. Auch PDF-Dateien müssen daher vor dem Druck überprüft werden. Diese Überprüfung geschieht in vielen Fällen heute schon automatisch. Das von der Firma Adobe angebotene Programm Acrobat (jetzt Version 7.0) stellt mit seinem Distiller das am weitesten verbreitete Werkzeug zur Erzeugung von PDF-Dokumenten dar. Allerdings ist die richtige Einstellung der zahlreichen Parameter notwendig. Häufigste Fehler bei der Erzeugung von PDF-Dokumenten sind fehlende Schriften und zu geringe Auflösung der Bilddaten. Zusätzliche Tools von Drittherstellern zur Kontrolle der Daten sind hilfreich., M. Schröer, FH Bochum,

119 PDF %PDF-1.2 %âãïó 15 0 obj << /Linearized 1 /O 17 /H [ ] /L /E /N 3 /T >> endobj xref << /Size 48 /Info 13 0 R /Root 16 0 R /Prev /ID[<69003c238e67f3929b99f1ea431cd84e><69003c238e67f3929b99f1ea431cd84e>] >> startxref 0 %%EOF Datenformate u. Workflow Folie obj << /Type /Catalog /Pages 14 0 R /OpenAction [ 17 0 R /XYZ null null null ] /PageMode /UseNone /PageLabels << /Nums [ -2 << /S /D /St -1 >> ] >> >> Erst das PDF hat die modulare und medienneutrale Vorstufe ermöglicht. Ein Standard setzt sich durch: PDF PDF in der Medienneutralen Vorstufe: Verlagsproduktion, Werbeagenturen Web-Publishing Formulare Interaktive CDROM-Produktion Druckvorstufe Vorteile Datenformate u. Workflow objektorientiertes Dateiformat. Es ist eine interpretierte Postscript Datei. Es ist modular aufgebaut, daher leicht erweiterbar. Es ist auf Basis von XML strukturierbar; daher auch jdf fähig. Folie 13, M. Schröer, FH Bochum,

120 8.3 PDF Workflow Die objektorientierte Struktur des PDF ermöglicht den Aufbau eines kompletten VOrstufenworkflows. Workflow Druckvorstufe Datenformate u. Workflow Folie 14 Die Generierung: Da PDF ein proprietäres Dateiformat ist, bleibt auch bei der Erstellung einer PDF-Datei die Software des Herstellers, der Acrobat Distiller, die beste Wahl. Einige Workflowanbieter verwenden den Adobe Normalizer, der fast identisch mit dem Distiller ist. Unterschiede gibt es nur im Userinterface; er ist außerdem mit einigen Zusatzfunktionen ausgestattet. PDF Generierung PDF proprietäres Dateiformat beste Wahl: Acrobat Distiller, Adobe Normalizer, Distiller mit einigen Zusatzfunktionen. Datenformate u. Workflow PDF Erstellungstools PrintToPDF oder Win2PDF schlecht zur Erstellung druckfähiger PDFs. GhostScript oder Jaws PDF Creator nicht immer aktuell & unkomfortabel, einigen Betrieben eingesetzt. Folie 14, M. Schröer, FH Bochum,

121 Nach einer jährlichen Umfrage in Medienbetrieben in Nordrhein-Westfalen, nach der Qualität der von Kunden gelieferten Vorlagen bzw. Daten, ergibt sich folgendes Bild: Vor der Digitalisierung der Vorstufe waren etwa 10% des gelieferten Materials reprounfähig. Seit der Digitalisierung sind über 1/3 Vorlagen reprounfähig. Dieser Trend hält bis heute an, wie die Umfrage letztes Jahr gezeigt hat. PDF Generierung Fehler oft nicht die Software, sondern der Anwender. (Fehlende Schriften, Bilder ). Fehlervermeidung bei der PDF-Erstellung joboptions, vordefinierte Profile für den Acrobat Distiller joboptions in gegebenen Produktionsumgebung ausreichend getestet PDF Erstellung aus Satz oder Grafikprogrammen (noch) Acrobat Distillers verwenden Datenformate u. Workflow Automatisierte Erstellung von PDF Dateien Erzeugung von Hotfoldern mittels Acrobat Distiller Folie 15 Neue Standards, wie der PDF/X Standard, wurde definiert, um für diese Fehler Abhilfe zu schaffen. PDF/X ISO und Ausschließen von Gefahren & Fehlern bei der Erstellung von PDF-Dateien PDF/X (X blind exchange = blinder Austausch) ein neuer Standard für die Druckvorstufe PDF/X ist kein eigenständiges Format. Auf dem PDF-Dateiformat basierender Standard zur Erstellung von digitalen Druckvorlagen. Ziel ist digitale Druckvorlagen gleicher Qualität und Zuverlässigkeit zu erstellen. Austausch von Daten zwischen Kunde, Werbeagentur und Druckerei Datenformate u. Workflow Auf Grundlage der Basis-Norm ISO 15929, wurden die Normen PDF/X1 (für den amerikanischen Markt) und PDF/X3 (für den europäischen Markt) in der ISO festgelegt. Folie 16, M. Schröer, FH Bochum,

122 PDF/X Zielsetzung der PDF/X-3 Norm: qualitativ hochwertige Ausgabe Alle Schriften, Bilder sollen in Hochauflösung vorliegen. Verbotene Elemente, die bei der Belichtung unerwünscht sind sollen nicht ausgegeben werden (Formularfelder, Schaltflächen, etc.). Seitengeometrie definiert (Nettoformat, Beschnitt) Color-Management ermöglichen Datenformate u. Workflow Folie 17 PDF Preflight Vorkontrolle: Wie bereits erwähnt müssen PDF Dateien kontrolliert werden. Dies geschieht meist autmatisiert mit Preflight Tools. Ab der Version 6 ist im Adobe Acrobat ein Preflight Tool integriert. Für ältere Versionen steht der PDF/X-3 Inspector als Freeware zur Verfügung. Beide Tools ermöglichen es, neben den vorgeschlagenen, auch eigene Kontrollroutinen zu definieren. Wichtige Kriterien beim PDF-Preflight: PDF-Version Datenformat Optimierung für Internet Sicherheit Font-Einbettung und -Typen Farbmodelle Sonderfarben Bildauflösung, -drehung, -skalierung PDF-X/3-Konformität Korrekturen Die objektorientierte Dateistruktur ermöglicht das Editieren des PDF. Innerhalb von Adobe Acrobat lässt sich Grafik- und Text mit der TouchUp-Funktion editieren. Es sind nur einfache Änderungen möglich, da Acrobat weder Satz- noch Grafikprogramm ist. Die mitgelieferten Tools lassen in der Handhabung einige Wünsche offen. Farbmanagement In PDF Dateien kann jedem Bild ein eigenes Farbprofil zugewiesen werden. Dies war mit PostScript nicht möglich. Trapping Im Deutschen wird dies als Überfüllen und Absparen bezeichnet. Beim Übereinanderdrucken verschiedener Farben kann es bei scharfen Konturen (z.b. roter Text aus ausgeschnittenem blauem Grund) durch Passerfehler zu einem Hervorblitzen des unbedruckten Hintergrunds kommen. Bei, M. Schröer, FH Bochum,

123 mehrfarbigen Schriften können so auch Farbsäume auftreten. Diesem Effekt begegnet man, indem der Hintergrund entweder etwas größer (überfüllen) oder etwas kleiner (absparen) gemacht wird. Besonders im Verpackungsdruck werden diese Funktionen eingesetzt. Trapping kann in PDF Files für unterschiedliche Druckverfahren vorgenommen werden. Trapping / Überfüllen Datenformate u. Workflow Folie 18 Aussparen / Überdrucken Datenformate u. Workflow Folie 19 Proofing Oft ist eine Prüfung der gelieferten Daten auf Konsistenz und Übereinstimmung mit den mitgelieferten Proofs notwendig. Diese erfolgt entweder am Monitor mit einem sog. Softproof, oder mittels eines weiteren, in der Druckerei gefertigten Prüfdrucks (Proof). Zum Einsatz kommen dafür unterschiedliche Geräte, je nach Anforderung. Zur Überprüfung der Vollständigkeit von Seiten genügt ein Ausdruck mit einem Laserdrucker (oft als Preflight-Check bezeichnet), zur Überprüfung der Farben muss ein hochwertiges, speziell kalibriertes Gerät verwendet werden (z.b. von Iris oder Dupont)., M. Schröer, FH Bochum,

124 Ausschießen Da eine Druckform (Druckplatte, Druckzylinder) in der Regel mehr als eine Seite enthält, müssen die Seiten auf der Druckform angeordnet werden. Diesen Vorgang nennt man Ausschießen. Das Ausschießschema, also die Anordnung der Seiten auf der Druckform muss berücksichtigen, wie der Druckbogen auseinander geschnitten, gefalzt und zusammengelegt wird. Außerdem müssen natürlich die beiden Druckseiten zueinander passen. Bei großen Druckformen, z.b. Zylinder mit 72 Seiten im Tiefdruck, und vielen Möglichkeiten des Schneidens und Zusammenführens ist das Ausschießen eine schwierige Angelegenheit, die früher von Spezialisten, heute von geeigneten Programmen durchgeführt wird. Das Ausschießen wird heute mit PDF Dateien durchgeführt. Hier ein Ausschießschema für eine Druck von 16 Seiten Ausschießschema 16 Seiten Datenformate u. Workflow Folie 19 aus: Helmut Kipphan, Handbuch der Printmedien, Heidelberg Weiterhin werden beim Ausschießen auch weitere für den Druck notwendige Kontrollund Steuerzeichen eingefügt, beispielsweise Passkreuze für die Passerkontrolle, Farbkeile für die Farbsteuerung und kontrolle sowie Markierungen für die Druckweiterverarbeitung. (siehe nächste Folie), M. Schröer, FH Bochum,

125 Ausschießen Datenformate u. Workflow Folie 21 Seiteninterpretation und Rasterung Bei PDF-Daten muss vor der Ausgabe auf die Druckform eine Interpretation der Seitendaten in einem Raster-Image-Processor (RIP) erfolgen. Früher waren das besondere Spezialrechner, heute erledigen das Programme auf Standard-Rechnern. Die Interpretation kann beim Import der Seiten erfolgen (dies wird im Tiefdruck überwiegend so gemacht), oder bei der Ausgabe der Druckform (überwiegend im Offset- und Flexodruck). Eine Besonderheit des Arbeitens mit Postscript-Daten ist das Open Prepress Interface (OPI). Dabei wird bei der Seitenerstellung von jedem zu verwendendem Bild zunächst eine niedrig aufgelöste Kopie (LowRes) erzeugt und das Originalbild auf einem Server gespeichert. Für die Seitenerstellung verwendet man nun die niedrig aufgelöste Kopie, was die Geschwindigkeit der Verarbeitung erhöht. Die erzeugte PDF Datei enthält die niedrigaufgelösten Bilder und einen Verweis auf die Originalbilder. Im RIP werden nun die niedrig aufgelösten Bilder durch die originalen hoch aufgelösten ersetzt. Trapping und Farbmanagement können bei PDF-Daten auch vom RIP durchgeführt werden. 8.4 Workflow-Management Man versteht unter Workflow-Management die Verwaltung automatisiert ablaufender Prozessketten. Wie im Abschnitt PDF Workflow gezeigt, laufen in der Druckvorstufe eine Vielzahl von Arbeitsgängen ab, wovon die Mehrzahl sich auf die Manipulation der digitalen Daten, M. Schröer, FH Bochum,

126 bezieht. Je nach Auftrag unterscheiden sich die Parameter der Arbeitsschritte, zum Teil hängt ein Arbeitsschritt auch von den Ergebnissen der davor liegenden Schritte ab. Zur Erhöhung der Produktivität und zur Verringerung der Fehlerhäufigkeit wünscht man sich automatisierte Prozesse. Es gibt eine Vielzahl von Workflow-Systemen am Markt (z.b. Heidelberg Printready, Agfa Apogee, CREO Brisque). Hauptmerkmal dieser Workflow-Systeme ist der Ansatz, alle Arbeitsschritte unter einem homogenen Userinterface zusammenzufassen und die Daten von einem Bearbeitungsschritt zum andern weiterzuleiten, ohne dass der Anwender eingreifen muss Workflow Konzepte 1 R.O.O.M Konzept Render Once Output Many Datenformate u. Workflow Folie 28 Workflow Konzepte 2 N.O.R.M. Konzept NormalizeOnceRenderMany Datenformate u. Workflow Folie 29, M. Schröer, FH Bochum,