Prinect. Farbe und Qualität. Einführung in die Farbmetrik und Spektralfotometrie

Transkript

1 Prinect Farbe und Qualität Einführung in die Farbmetrik und Spektralfotometrie

2 Inhalt 4 Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? 5 Farbmetrik in der Historie 5 Spektralfotometrie als Basis der Farbmetrik 6 Farbmetrische Regelungsarten 6 Farbregelung in der Praxis 7 Sicht des Kunden 8 Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal 8Voraussetzungen für Messen und Regeln an der Druckmaschine 9 Arbeitsweise der Heidelberg Farbmess- und Regelsysteme 10 Zielwertermittlung anhand eines praktischen Beispiels 10 Messen und Regeln im Druck 11 Wie die Farbmetrik hilft 11 Zusammenfassung 12Spektrale Bildmessung mit farbmetrischer Regelung 13 Farbmessung und -regelung mit Prinect Image Control 14 Funktionsweise in der Praxis 14 Schrittweiser Einstieg 15 Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal 16 Messtechnik 18 Integration in den Farbworkflow 18Fazit

3 4 Praxiswissen Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? Die erste industrielle Anwendung der Spektralfotometrie und Farbmetrik fand in der Lack- und Farbenindustrie statt. Hier war die Bestrebung, Farbchargen möglichst gleich zu halten und Unterschiede beim Nachlackieren zu minimieren. Wer schon einmal an seinem PKW einen Lackschaden repariert hat, weiß wie gut das heute gelingt. Im Grunde genommen steht die Druckindustrie vor derselben Herausforderung. Nachdrucke sollen wie der Erstdruck aussehen und unabhängig vom Druckverfahren soll immer der gleiche Farbeindruck entstehen. L*a*b*-Kugel Ende der 1980er Jahre fanden die ersten Spektralfotometer und somit auch die Farbmetrik Einzug in den Drucksaal. Der Drucker wurde erstmals mit L*a*b*- Werten 1 und E 2 Farbabweichungen konfrontiert. Die vertraute Welt der Farbdichten hatte Konkurrenz bekommen, der Drucker befand sich plötzlich auf einem Terrain, dass bis dahin anderen Industrien vorbehalten war. Bei der Regelung über Dichte besteht ein enger Zusammenhang zwischen Farbdichte und Farbschichtdicke auf dem Papier. Diese verhalten sich in gewissen Bereichen nahezu linear. Der Drucker hat es hier nur mit einer einzigen Zahl zu tun (z. B. Cyan D log 1.50), die ihm seine Färbung beschreibt. Aufgrund seiner Erfahrung und des proportionalen Verhaltens bestimmt er anhand der gemessenen Dichte die Verstellung der Farbzonenöffnung. Rechnerisch kann das über eine Dreisatzformel geschehen. Die optische Erscheinung der Farbe bleibt dabei unberücksichtigt. Anders verhält es sich bei der Messung und Regelung über farbmetrische Werte. Hier wird die Färbung als dreidimensionale Größe (z. B. L*a*b*-Werte 55 / -37 / -50) angezeigt, weshalb es dem Drucker anfänglich auf den ersten Blick als unmöglich erschien, hieraus Verstellempfehlungen für die Farbzonen abzuleiten. Die Verstellempfehlung über farbmetrische Werte geschieht über ein Farbmodell, welches im Messgerät hinterlegt ist. Dabei wird aus dem 1 L*a*b* Farbmaßzahlen für die eindeutige Bestimmung des Farbortes im Farbraum L = Helligkeit (0 = Absolut Schwarz, 100 = Absolut Weiß); a = Rot-Grün Achse; b = Blau-Gelb Achse 2 E (Delta E) Maß zur Bestimmung der Differenz zwischen zwei Farbtönen. E 1 ist die kleinste wahrnehmbare Einheit

4 Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? Praxiswissen 5 optischen Spektrum der gemessenen Farbe im Vergleich mit einem Sollwert die neue Farbzonenstellung errechnet. Im Gegensatz zur Dichtemessung werden bei diesem Verfahren neben dem Absorptionsverhalten von Papier und Farbe weitere, färbungsrelevante Parameter, wie Papierweiß, Oberflächenstruktur des Papiers und Farbton der Druckfarbe berücksichtigt. Liegen Farbtonunterschiede im Druck gegenüber einem gewünschten Farbwert (Farbmuster, Proof, digitaler Wert) vor, werden diese als E-Wert angezeigt. Farbmetrik in der Historie Schon sehr früh wurde der Zusammenhang zwischen Physik und Physiologie hinsichtlich des Farbempfindens erkannt. Während der Physiker Isaak Newton schon 1704 durch seine Versuche der Zerlegung von weißem Licht in Spektralfarben einen wichtigen Baustein zur Spektralfotometrie und damit auch zur Farbmetrik begründete, wurde deren Wirkung auf das menschliche Auge erst 100 Jahre später von dem Arzt Thomas Young definiert. Young beschrieb vermutlich als Erster das dreiwertige Farbensehen mit den Rezeptoren im Auge für die Grundfarben Rot, Grün und Blau. Seit dieser Zeit ist bekannt, dass jeder Farbeindruck durch Angabe dreier Maßzahlen vollständig beschrieben werden kann. Spektralfotometrie als Basis der Farbmetrik Grundlage der Farbmessung ist die Spektralfotometrie. Ein Spektralfotometer liefert in der drucktechnischen Anwendung, sei es im Farbmess-Streifen oder im Druckbild, das optische Spektrum der Messprobe. Daraus können entsprechende Farbmaßzahlen oder auch Prozessmaßzahlen abgeleitet werden. Die wichtigste Farbmaßzahl ist dabei der farbmetrische L*a*b*-Wert, welcher eindeutig eine Farbe beschreibt. Ein Vorteil des L*a*b*-Farbraums besteht darin, dass gleich empfundene Farbabstände auch den gleichen metrischen Abstand haben. Dabei ist E 1 der kleinste vom menschlichen Auge wahrnehmbare Farbabstand. Prozessorientierte Größen, wie z. B. Dichte oder Tonwertzunahme, können ebenfalls aus dem Spektrum abgeleitet werden. Die Spektralfotometrie ist die Basis der Farbmessung und die farbmetrische Bewertung des gemessenen Spektrums ist die technische Umsetzung unseres menschlichen Farbempfindens. Prinect Axis Control ist in das Steuerpult Prinect CP2000 Center der Druckmaschine integriert und misst spektralfotometrisch im Farbmess- Streifen.

5 6 Praxiswissen Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? Farbmetrische Regelungsarten Bei der farbmetrischen Regelung unterscheidet man zunächst zwei Regelungsarten: zum einen die Volltonregelung in einem Farbmess-Streifen (für Prozess- und Sonderfarben), zum anderen die Graufeldregelung, welche ein autotypisch aufgebautes Graufeld (CMY) sowie die einzelnen Volltöne und Rasterfelder der Buntfarben CMY erfasst. Heidelberg hat eine dritte Regelungsart die Bildmessung hinzugefügt. Das Heidelberg Prinect Image Control ist weltweit das erste Gerät, das im Sujet, also über den gesamten Druckbogen, messen kann und auf Basis der Bilddaten die Farbzonen regelt. Damit wird gemessen, was später verkauft wird. Allen drei Regelungsarten liegt ein farbmetrischer Sollwert zugrunde. Durch die Regelung wird erreicht, dass das Druckergebnis optimal an den Sollwert herangeführt wird: Die farbliche Übereinstimmung zwischen Auflage und Sollbogen ist somit das Maß aller Dinge. Der farbmetrische Ansatz bei den Heidelberg Farbmess-Systemen besagt, dass man sich einer Messtechnik bedient, welche der Wirkungsweise des menschlichen Auges und dessen Empfindung von Farbe nachgebildet ist, und dass dabei die empfundene Färbungsdifferenz zwischen einem Auflagebogen und dem OK-Bogen regelungstechnisch minimiert wird. Farbregelung in der Praxis Muss man bei den Heidelberg Farbmess-Systemen in die Tiefen der Farbmetrik einsteigen? Nein. Der Drucker kann sich wie gewohnt auf das Druckergebnis konzentrieren, da er eine eindeutige Regelempfehlung für seine Farbzonen bekommt. Vorher muss das Messgerät jedoch entsprechend gerüstet werden: Einmessen von Papierweiß und Angabe der Sollfarbwerte. Die Sonderfarbskalen HKS und Pantone 3 sind serienmäßig hinterlegt. Die Sollwerte für die Skalenfarben werden in aller Regel mittels Standards oder auch durch einen OK-Bogen bestimmt. Das Rüsten der Messanlage ist in wenigen Minuten erledigt und geschieht während des Einrichtens der Maschine. 3 Pantone, HKS Farbfächer für Sonderfarben Prinect Image Control misst das gesamte Druckbild spektralfotometrisch. Der Anschluss von bis zu 4 Speedmaster Druckmaschinen ist möglich.

6 Was bewirken Farbmetrik und Spektralfotometrie im Druck? Praxiswissen 7 Bei jedem Messvorgang wird das aktuelle Druckergebnis mit dem Sollwert verglichen. Auf dem Display wird sowohl numerisch als auch grafisch die Stellempfehlung zum Erreichen des Sollwertes angezeigt. Der Drucker kann in Ruhe die Regelungsempfehlung prüfen, bevor er sie freigibt oder er wählt die automatische Verstellung. In diesem Fall werden Farbzonen sofort nach der Messung, ohne den Eingriff des Druckers, entsprechend verstellt. Er muss sich also keineswegs mit Farbmaßzahlen oder gar schwieriger Mathematik auseinandersetzen. Der Drucker sieht auf einen Blick, wo Farbe geregelt werden muss. Die schwarze Linie zeigt die Sollfärbung. Die Balken zeigen die prozentuale Verstellempfehlung pro Farbzone an. Keine Anforderung an den Drucker bzgl. Mathematik und Farbmetrik. Sicht des Kunden Ein Drucker hat seinen Kunden ein farblich stimmiges, der Vorlage entsprechendes Druckprodukt zu liefern. Wie und mit welchem Aufwand er dieses Ziel erreicht, ist für den Kunden meist nebensächlich. Im Fokus steht für den Kunden sein Produkt, das seinem kritischen Auge, seiner eingebauten Farbmetrik, standhält. Dies schon im Drucksaal umzusetzen ist das Ziel objektiver farbmetrischer Mess- und Regelungstechnik. Heidelberg unterstützt dieses Ziel mit seinen Farbmess-Systemen Prinect Axis Control und Prinect Image Control.

7 8 Praxiswissen Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal Färbungsstandards in der Druckindustrie gibt es schon sehr lange. Um deren Einhaltung kontrollieren zu können, werden unterschiedliche Messgeräte eingesetzt. In der Hauptsache werden zwei verschiedene Messegerätetypen verwendet: Densitometer mit und ohne Anbindung an die Druckmaschine Spektralfotometer mit und ohne Anbindung an die Druckmaschine Der Nachteil der Offline-Geräte besteht darin, dass der Drucker aus den angezeigten Messwerten die Verstellung der Farbzonenöffnung abschätzen und einstellen muss, was bei mehreren Farbwerken an einer Druckmaschine sehr zeitaufwändig ist, besonders wenn mehrere Farbzonen gleichzeitig nachgestellt werden müssen. Beim Druck von Skalenfarben und entsprechenden Dichtewerten kann das von erfahrenen Druckern noch relativ sicher umgesetzt werden. Bei Sonderfarben ist das schon schwerer, da die Filterfarben der Messgeräte in der Regel nur für die Skalenfarben Cyan, Magenta und Gelb ausgelegt sind und die angezeigten Dichtewerte keine zuverlässige Ableitung von Regelempfehlungen erlauben. So gut wie unmöglich ist es bei farbmetrischen Werten, da die dreidimensionalen L*a*b*-Werte nicht ohne weiteres einen Bezug auf die Farbschichtdicke zulassen. Aus Gründen der Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Schnelligkeit ist ein Messgerät, welches online Verstellempfehlungen für alle Farbzonen der Druckmaschine liefert, grundsätzlich einem Offline-Gerät vorzuziehen. Wer nicht nur den Druckprozess bezüglich Dichte und Tonwerte messen und regeln will, sondern auch Wert auf die visuelle Übereinstimmung von Druck und Vorlage (Proof, vorige Auflage) legt oder CIE-L*a*b* 4 -Daten erreichen muss, hat mit einem Online-Spektralfotometer alle Möglichkeiten. Besonders hinsichtlich der fortschreitenden Standardisierung im Druck. 4 CIE-L*a*b* Von der Commission International d'eclairage gemäß dem menschlichen Sehempfinden festgelegter Farbenraum. Voraussetzungen für Messen und Regeln an der Druckmaschine Bevor auf die Funktionsweise der Messgeräte eingegangen wird, sollen zunächst die wichtigsten Voraussetzungen beschrieben werden, die für ein verlässliches Messen und Regeln notwendig sind. Im Vordergrund stehen dabei die Farbvoreinstellung und der Farbeinlauf. Die Farbvoreinstellung wird im Wesentlichen von den Flächendeckungswerten auf der Druckform, also vom zu druckenden Motiv, und von den Materialparametern das sind Kennlinien, die im Steuerstand der Druckmaschine hinterlegt sind bestimmt. Idealerweise werden für die Ermittlung der Flächendeckungswerte CIP4-PPF Daten aus der Druckvorstufe verwendet, die online oder mit einer Speicherkarte an die Druckmaschine übertragen werden. Ziel der Farbvoreinstellung ist, dass die Färbung bei Druckbeginn schon möglichst nahe am gewünschten Sollwert liegt. Dazu werden pro Farbwerk in jeder Zone entsprechend dem zu erwartenden Farbverbrauch die Farbzonenöffnungen und die Farbstreifenbreiten eingestellt. Die Farbvoreinstellung übersetzt dabei anhand der Kennlinien die Flächendeckungswerte in Farbzonenöffnungen. Damit wird gewährleistet, dass der Farbduktor genau so viel Farbe zur Verfügung stellt, wie vom Papier abgenommen wird. Ein oftmals unterschätzter Faktor ist der sogenannte Farbeinlauf. Bei

8 Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal Praxiswissen 9 diesem wird, noch bevor der erste Bogen gedruckt wird, die Menge an Druckfarbe in das Farbwerk gebracht, die sich später im Fortdruck bei stabilem Farbwerk einstellen soll. Optimal dabei ist, wenn schon der erste gezogene Bogen möglichst der gewünschten Sollfärbung entspricht. Diese Forderung basiert auf der Erfahrung, dass je größer die Abweichungen vom Sollwert sind, die Anzahl der Regelschritte zwangsläufig zunehmen. Denn es gilt grundsätzlich: Was man vorher gut einstellt, muss man später nicht nachregeln. Bei Druckbeginn bestimmen die oben beschriebenen Prozessschritte die voreingestellte Färbung und somit den Startpunkt einer Farbmessung und Regelung. Arbeitsweise der Heidelberg Farbmess- und Regelsysteme Prinzipiell verwendet Heidelberg für alle modernen Farbmess-Systeme Spektralfotometer, unabhängig davon, ob Farbdichte oder L*a*b*-Werte gemessen werden. Die generierten Spektren werden während des Messvorgangs an den geräteinternen Rechner übergeben, wo eine entsprechende Software aus den Spektren die gewünschten Werte berechnet. Die spektralen Farbwerte bilden die Grundlage der farbmetrischen Regelung, d. h. die Verstellempfehlungen für die Farbzonenöffnungen werden direkt berechnet, ohne Umwege über die Dichte. Für eine Regelung ist es notwendig, dass die Spektralwerte im Messgerät als Soll- bzw. Zielwerte hinterlegt sind. Bei Pantone und HKS-Farben ist diese Forderung in allen Heidelberg Geräten realisiert. Für Skalenfarben (4C), hochpigmentierte und sonstige Farben sind keine Spektralwerte hinterlegt. Grund hierfür ist einerseits die Vielzahl der in der Praxis verwendeten Farbsorten, sowie die sich oftmals deutlich voneinander unterscheidenden Skalenfarben. Somit muss für die letztgenannten Farben der Spektralwert anhand eines Druckmusters (Vollton) vom Drucker eingemessen werden. Daraus resultiert der neue Zielfarbort. Dieser Vorgang ist in der Praxis in wenigen Minuten erledigt und bietet den Vorteil, dass jetzt Zielwerte erzeugt werden, die mit der in der Druckerei verwendeten Farbe auch real erreichbar sind. Zum anderen ist eine Qualitätskontrolle von Farbtonabweichungen möglich, beispielsweise bei unterschiedlichen Farbchargen. Der farbmetrische Regelprozess. Aus dem Spektrum der gemessenen Druckfarbe werden sowohl die Kennzahlen als auch das Farbregelverhalten direkt abgeleitet.

9 10 Praxiswissen Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal Zielwertermittlung anhand eines praktischen Beispiels Eine Druckerei möchte gemäß dem Medien-Standard Druck 2004 drucken. In diesem Standard sind neben der Tonwertzunahme unter anderem auch die farbmetrischen Sollwerte als CIE-L*a*b*-Werte angegeben, die Basis für die Sollfärbung im Druck sind. Aufgrund verschiedenster Einflussfaktoren können die CIE-L*a*b*-Werte nie 100prozentig erreicht werden, weshalb auch Toleranzen für die einzelnen Prozessfarben und im Speziellen für den Auflagendruck angegeben sind. Für den Drucker ist es wichtig zu wissen, wieweit er mit seiner verwendeten Druckfarbe an den Sollwert herankommt. Für die Ermittlung des Zielwertes (= Auflagenstandard) gibt es zwei praktische Wege: 1. Erstellung einer Färbungsreihe von Unter- zu Überfärbung und anschließendes Ausmessen der Druckbogen. Der Druckbogen, der die geringste E-Abweichung zum Sollwert aufweist und innerhalb der zulässigen Toleranz liegt, ist als Standard für das Mess-System geeignet. 2. Laborandruck auf Auflagenpapier durch den Farblieferanten anfertigen lassen. Diesen Andruckstreifen als Standard in das Mess-System einlesen. Messen und Regeln im Druck Nach erfolgter Festlegung der Zielwerte kann mit der Auflagenmessung begonnen werden. Der erste Abzug liefert auch die ersten Istwerte, die wie eingangs erwähnt, nicht allzu weit vom Zielwert entfernt sein sollten. Aufgabe der Regelung ist es nun, die Farbzonenöffnungen, d. h. die Schichtdicken der Farbe, so anzupassen, dass die Zielfärbung nach möglichst wenigen Regelschritten erreicht wird. Diesem auf den ersten Blick einfachen Mechanismus liegt ein komplexes Farbmodell zugrunde, welches das Färbungsverhalten der verwendeten Druckfarbe bei Änderung der Schichtdicke beschreibt. Die Farbmetrik alleine sagt lediglich wo man sich aktuell im Farbraum befindet (Istwert) und wo man hin soll (Soll-/Zielwert), sie sagt aber nicht, wie das geschehen soll. Das ist allerdings auch nicht Aufgabe der Farbmetrik, sondern des Farbmodells, das der Regelung zugrunde liegt. Es kann berechnen, wie sich die Färbung verändert, wenn z. B. die Schichtdicke der Farbe um 5 % erhöht wird. Wenn man die Schichtdicke auf dem Papier durch mehr oder weniger Auftrag von Druckfarbe verändert, ändert sich bis zu einem gewissen Grad bekanntlich auch der optische Eindruck. Stellt man sich eine Färbungsreihe von ganz wenig Farbe bis zur vollen Sättigung im CIE-L*a*b*-Farbraum vor, so entsteht eine Linie, die nicht nur in der Helligkeit variiert, sondern auch in ihrer Lage auf der a- und b-achse. Diese Linie nennt man Färbungslinie. Bei der Regelung im Vollton sind die erreichbaren Farborte durch die gegebene Pigmentierung/Farbstärke und die variable Schichtdicke des Farbauftrages festgelegt. Das Farbmodell kann in diesem Beispiel berechnen, bei welcher Schichtdicke die optimale Annäherung an den Sollwert zustande kommt und wo dieser Zielort im Farbraum liegt.

10 Praktische Anwendung der Farbmetrik im Drucksaal Praxiswissen 11 CIE-L*a*b* Farbraum a Ist _E Ziel Soll Die farbmetrische Regelung zeigt als Resultat immer zweierlei an: den noch auszuregelnden Farbabstand E bis zum Zielfarbort als bestmögliche Annäherung an den Sollwert und den nicht ausregelbaren Farbabstand E0, der immer als Färbungsdifferenz zwischen Soll- und Istwert verbleibt. (Magenta) b _E 0 Färbungslinie Wie die Farbmetrik hilft In der Praxis bedeutet das, dass der Drucker auf einen Blick sieht, ob er sein gewünschtes Färbungsergebnis erzielen kann oder nicht. Sind alle Parameter innerhalb des Druckprozesses optimal aufeinander abgestimmt, kann man davon ausgehen, dass er es erreicht. Ändern sich die Druckbedingungen z. B. durch Verschwärzlichung der Buntfarben im Auflagendruck, so kann es zu signifikanten Farbtonabweichungen kommen. Hier hilft die Farbmetrik als Indikator, ob auch unter diesen Bedingungen das gewünschte Färbungsergebnis weiterhin im Rahmen der Toleranz zu erreichen ist oder ob Eingriffe wie das Waschen der Farbwalzen notwendig werden. Ebenso zeigt das Farbmess- System bei Verwendung einer anderen Druckfarbe, deren Sollwert nicht hinterlegt ist, schon beim ersten Abzug an, ob eine Färbung innerhalb der Toleranz gewährleistet ist oder nicht. Dies kann z. B. dann passieren, wenn unter Verwendung eines einmal hinterlegten Sollwertes mit einem anderen Farbtyp (Hersteller) gearbeitet wird. In diesem Zusammenhang kommt eine wesentliche Funktion des Mess-Systems zum tragen, die den kleinsten ausregelbaren Farbabstand ( E0) ermittelt und angezeigt. Es kann auch vorkommen, dass unterschiedliche Farbchargen vom selben Typ zwar immer denselben CIE-L*a*b*-Wert erreichen, jedoch bei unterschiedlichen Dichten. Würde man nur nach Soll-Dichten drucken, könnte der optische Eindruck hinterher trotzdem ein anderer sein. Der Grund, warum man im neuen ISO-Standard auf die Angabe von Soll-Dichten verzichtet. Zusammenfassung Der große Vorteil der farbmetrischen Regelung besteht darin, das Druckergebnis immer möglichst nahe an den gewünschten optischen Farbeindruck der Vorlage heran zu führen und den Drucker schnellstmöglich darauf aufmerksam zu machen, wenn diese Abweichungen zu groß werden. Die farbmetrische Bewertung entspricht dem Empfinden des menschlichen Auges, mit dem Vorteil, von subjektiven Einflüssen und variierenden Umfeldeinflüssen unabhängig zu sein und stattdessen objektive Ergebnisse zu liefern. Die Messdaten lassen sich abspeichern und protokollieren und können als Qualitätszertifikat verwendet werden. Die Messergebnisse können zudem mit der Heidelberg-Software Quality Monitor, die Bestandteil der Prinect Produkte Profile Toolbox und Calibration Toolbox ist, automatisch ausgewertet werden.

11 12 Praxiswissen Spektrale Bildmessung mit farbmetrischer Regelung Spektrale Bildmessung mit farbmetrischer Regelung Bei den üblichen Mess- und Regelanlagen, die mit einer Druckmaschine verbunden sind, wird normalerweise der auf dem Druckbogen befindliche Farbmess-Streifen (FMS) gemessen. Messfelder für Vollton und Raster geben Auskunft über die erreichte Sollfärbung und die Tonwertzunahme im Druck. Aufgrund der Differenz zwischen dem erwünschten Sollfarbwert und dem Istwert des gezogenen Bogens, errechnet die Anlage die notwendige Verstellempfehlung für die jeweilige Farbzone. Der Farbmess-Streifen (Druckkontrollstreifen) ist je nach zu Verfügung stehendem Platz meistens an der Bogenvorder- bzw. Hinterkante montiert. Die Färbung der Messfelder soll dabei das Färbungsniveau im Sujet widerspiegeln, was aus diversen drucktechnischen Gründen nicht immer zur vollen Zufriedenheit gelingt. Vor allem bei hochwertigen Druckerzeugnissen mit hohen Flächendeckungen und Sonderfarben bringt die Messung im Bild erhebliche Vorteile gegenüber der konventionellen Messmethode. Speziell im Verpackungs- und Etikettendruck ist die gleichmäßige Färbung über alle Nutzen eine unverzichtbare Forderung, die durch diese Methode eine Optimierung erfährt. Handelt es sich bei den zuvor erwähnten Messanlagen im engeren Sinne um eine integrale Bildpunktmessung, scannt das Prinect Image Control von Heidelberg das gesamte Druckbild ab. Dabei fährt ein Messbalken über den Druckbogen und erfasst bis zu Bildpunkte. Der Vorteil dieser Messmethode liegt unter anderem darin, dass keine Messpunkte definiert werden müssen, sondern immer das gesamte Druckbild, inklusive Farbmess-Streifen oder anderer Kontrollelemente, mit erfasst werden können. Dabei ist es unerheblich, ob eine Bildstelle ein- oder mehrfarbig, flächig oder gerastert aufgebaut ist. Außerdem können sowohl komplette Druckbogen als auch Einzelnutzen als Referenz eingemessen werden. Letzteres findet vorwiegend im Verpackungsdruck Anwendung, wo genau nach Mustervorlagen gedruckt werden soll. Auch Drucker hochwertiger Akzidenzen wie Möbelkataloge, Modemagazine, Kosmetikwerbung etc. wissen dies zu schätzen. Für die Messung im Sujet gibt es verschiedene Ansätze. In einer Version wird eine punktuelle Messung bevorzugt, bei der vom Bediener Messpunkte im Druckbild auf dem Druckbogen bestimmt und bei der anschließenden Messung automatisch angefahren werden. Zusätzlich ist es möglich mit diesen Systemen einzelne Messelemente, die z. B. im Anschnitt oder einer Klebelasche positioniert sind, zu messen und danach zu regeln. In beiden Fällen werden aus den resultierenden Messwerten die Verstellempfehlungen für die Farbzoneneinstellung abgeleitet. Derartige Messanlagen sind in der Regel mit spektral arbeitenden Messköpfen ausgestattet.

12 Spektrale Bildmessung mit farbmetrischer Regelung Praxiswissen 13 5 RGB-Werte Farbwerte basierend auf den Grundfarben Rot, Grün, Blau Farbmessung und -regelung mit Prinect Image Control Grundidee der Heidelberg Bildregelungs-Technologie ist es, die Arbeitsweise des Druckers bei der visuellen Beurteilung des Druckbogens nachzuempfinden. Möglich wird dies, da das Verfahren objektive Messwerte liefert, die dem menschlichen Sehempfinden entsprechen. Dazu wird das komplette Druckbild präzise und normgerecht mit einem Spektralfotometer gemessen. Die Genauigkeit handelsüblicher Digitalkameras oder Scanner, die aus RGB-Daten 5 farbmetrische Werte errechnen, reichen hierfür in der Regel nicht aus. Beim Prinect Image Control stehen bei der Bildmessung pro Farbzone bis zu Messpunkte zur Verfügung. Im Gegensatz dazu werden bei der Farbmess-Streifen- Regelung lediglich 6 Messfelder bewertet. Bei der visuellen Beurteilung eines Druckbogens fallen bekanntlich Farbveränderungen in homogenen Bildstellen stärker auf als in inhomogenen Stellen. Ähnliches gilt für Sekundär- und Tertiärfarben im Vergleich zu stark gesättigten Einzelfarbtönen. Das Prinect Image Control berücksichtigt dies bei der Farbregelung in der gleichen Weise. Automatisch ausgeblendet werden Bildkanten und Stellen mit zu geringem Farbanteil, während alle übrigen Bildstellen zur Auswertung verwendet werden. Das Regelergebnis bei einem Druckbogen im IIIb-Format kann auf bis zu Messwerten pro Farbzone beruhen. Diese hohe Genauigkeit führt zu sehr präzisen Regelergebnissen, im Gegensatz zu einer Messung im Farbmess-Streifen, wo pro Farbzone lediglich 6,5 Messfelder erfasst werden. Anwender beurteilen die Ergebnisse der Bildregelung als qualitativ sehr gut und über die Auflage äußerst stabil. Neben Bildmotiven aus Prozessfarben, können auch Sonderfarben im Druckbild geregelt werden. Hierbei ist es besonders für den Etiketten- und Verpackungsdruck vorteilhaft, dass dank der Farbmetrik automatisch eine bestmögliche Annäherung an die Vorgaben erreicht wird, unabhängig davon, wo und wie häufig die jeweiligen Farbtöne auf dem Bogen verteilt sind.

13 14 Praxiswissen Spektrale Bildmessung mit farbmetrischer Regelung Funktionsweise in der Praxis Wie eingangs erwähnt liegt die Stärke des Prinect Image Control darin, den Druckbogen sowohl in horizontaler wie auch vertikaler Richtung zu messen. Dieser Vorteil kommt dann besonders zum Tragen, wenn z. B. zwei hintereinander liegende Motive unterschiedliche Färbungsänderungen benötigen. In diesem Fall wird die Farbzonenöffnung durch die Software so berechnet, dass ein bestmöglicher Kompromiss für die Färbung beider Motive entsteht. Des Weiteren kann das System bei Bedarf flexibel an spezifische Anforderungen angepasst werden. So ist es z. B. möglich, die Farbgebung anhand einzelner Motive zu regeln bzw. Bildbereiche beliebig aus der Regelung auszublenden. Die Werte eines einzelnen Nutzens können als Referenz auf den gesamten Druckbogen übertragen werden. Dazu kann sowohl ein Nutzen des frischen Druckbogens, als auch ein Musterexemplar verwendet werden. Beim Verpackungs- und Etikettendruck gibt es eine weitere wichtige Funktion, die sogenannte Nutzenübertragung. Dabei ist es möglich, entweder einen vom letzten Druck als Muster angelieferten Nutzen als Referenz zu benutzen oder einen Nutzen auf dem frischen Druckbogen als Referenz zu bestimmen, dessen Färbungsparameter dann auf die anderen Nutzen übertragen wird. Entsprechend den gemessenen Abweichungen werden daraufhin die Farbzonen geregelt. Schrittweiser Einstieg Die vielfältigen Funktionen und speziellen Anwendungsmöglichkeiten erfordern vom Anwender eine Qualifikation, die Heidelberg in Schulungen vermittelt. Der Einstieg in die Bildmessung richtet sich nach der Erfahrung des Bedieners. Das Prinect Image Control ist deshalb so aufgebaut, dass man zunächst mit der bekannten Farbmess-Streifen-Regelung beginnen kann. Ist man mit dem Gerät und der farbmetrischen Arbeitsweise vertraut, kann man mit der Bildregelung beginnen bzw. mit einer Kombination aus Bild- und Farbmess-Streifen-Regelung.

14 Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal Praxiswissen 15 Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal Für qualitätsorientierte Druckereien, die hochwertige Drucksachen wirtschaftlich produzieren wollen, ist ein funktionierendes Farbmanagement eine wichtige Voraussetzung. Wo ehemals unterschiedliche Bezugsgrößen wie RGB-Werte des Fotografen und Dichtewerte des Druckers aufeinander trafen, sorgen heute farbmetrische L*a*b*-Werte für eine abgestimmte Kommunikation zwischen Auftraggeber, Vorstufe und Druck. In der Druckvorstufe hat sich Farbmanagement schon seit Jahren erfolgreich etabliert. Exakt zu bestimmende Farbwerte und die zur Verfügung stehende Hard- und Software waren dafür maßgeblich. Dagegen ließ die Ausweitung des Farbmanagements in den Drucksaal auf sich warten. Verantwortlich dafür waren eine nicht zu bewältigende Menge an unterschiedlichen Papieren und Farben, ungenaue Färbungsvorgaben, äußere Einflüsse auf das Druckergebnis und nicht zuletzt auch fehlende Messtechnik. Hinzu kommt, dass man daran gewöhnt ist, Farbanpassungen an der Druckmaschine durchzuführen. Folglich muss der Einbindung der Druckmaschine in das Farbmanagement ein Standardisierungsprozess vorangehen. Diese Entwicklung wurde durch den Wegfall der Lithofilme und damit des Analogproofs beschleunigt. Computer to Plate setzt einen digitalen Proof voraus und das bedeutet, die Ergebnisse des Druckes verlässlich auf einem anderen Medium darstellen zu können. Farbmanagement ermöglicht eine abgestimmte Kommunikation zwischen allen Beteiligten des Herstellungsprozesses

15 16 Praxiswissen Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal Die Basis dafür sind ICC-Profile 6 des Druckprozesses. Sie beschreiben den Farbraum, der unter Verwendung einer bestimmten Kombination von Druckfarbe und Papier reproduziert werden kann. Damit bilden sie die Grundlage zur Simulation des Offsetdrucks auf einem Proofgerät/Softproof und eine unverzichtbare Komponente für gute Farbseparationen in der Vorstufe. Es besteht die Möglichkeit auf Standardprofile zurückzugreifen oder die Profile individuell selbst zu erzeugen. Letztere Methode hat den Vorteil, dass das Profil exakt auf die Verbrauchsmaterialien der Druckerei abgestimmt ist. Dabei handelt man nicht zwangsläufig entgegen einem Standard, solange man sich in dessen Toleranz befindet. Interne Proofergebnisse erfahren aber auf diese Weise eine deutlich höhere Farbverbindlichkeit. Weicht man vom Standard ab, weil es bestimmte Druckaufträge erfordern, müssen ICC-Profile immer individuell angefertigt werden. Dieser Fall tritt z. B. ein, wenn mit hochpigmentierten Farben und/oder FM-Raster 7 ein größerer Farbraum im Druck erzielt werden soll. Unabhängig davon, ob eigene oder Standardprofile verwendet werden, ist die ständige Kontrolle der Druckergebnisse auf Einhaltung der Toleranzen ein absolutes Muss. Dabei ist es keineswegs zwingend, immer neue Profile zu erzeugen. Vielmehr dienen die Messergebnisse zum Vergleich mit dem hinterlegten Standard. Liegt das Färbungsergebnis außerhalb der Toleranz, lässt sich in vielen Fällen der Standard durch Korrektur der Druckkennlinie wieder erreichen. Wird hingegen die Druckfarbe oder das Papier gewechselt, ist die Anpassung bestehender Profile ratsam. 6 ICC-Profile Beschreibung eines Farbenraums gemäß dem International Color Consortiums 7 FM-Raster = Frequenzmoduliertes Raster gleiche Punktgröße bei unterschiedlich häufiger Frequenz (Anzahl) der Punkte. Das Gegenteil vom autotypischen Raster. Messtechnik Die zur Erzeugung von ICC-Profilen erforderlichen farbmetrischen Werte liefern Spektralfotometer. Sie erfassen die Spektren von Messvorlagen und berechnen daraus farbmetrische Werte. In der grafischen Industrie hat sich der Farbraum CIE-L*a*b* aufgrund seiner dem menschlichen Sehempfinden nachempfundenen Bewertung durchgesetzt. Der Anwender kann je nach Aufgabengebiet unter verschiedenen Typen von Spektralfotometern wählen. Den Einstieg in die Spektralfotometrie bieten Handmessgeräte. Auf Knopfdruck wird die Messung einzelner Farbfelder gestartet und das Ergebnis auf einem Display angezeigt. Der Bediener kann wählen, ob er farbmetrische Werte oder Dichten und Tonwertzunahmen angezeigt bekommt. Moderne Geräte verfügen über eine Schnittstelle, die es erlaubt Messwerte online an einen PC oder Mac zu übergeben. Eine Profilierungssoftware wertet die Daten aus, stellt Farbraum und Druckkennlinie dar und glättet auf Wunsch Ausreißer in der Messung. Vorgaben in der Software erleichtern die Einstellung für verschiedene Profile. So kann man in PrintOpen von Heidelberg auswählen, für welche Druckprozesse und Papiere das Profil verwendet werden soll und erhält automatisch eine entsprechende Voreinstellung. Ebenso hat man die Möglichkeit durch Veränderung von Gradation und Wiedergabecharakteristik auf die Farbseparation Einfluss zu nehmen. Da mit diesen Geräten jedes Messfeld einzeln gemessen wird, muss für die gesamte Erfassung einer ECI_2002 Testform ein erheblicher Zeitaufwand einkalkuliert werden.

16 Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal Praxiswissen 17 Mit voll- oder halbautomatisch arbeitenden Messgeräten können die Messfelder streifen- oder blockweise eingelesen werden, was einen erheblichen Zeitvorteil darstellt. Sind sie über eine Schnittstelle mit einer Profilierungssoftware verbunden, werden sie auch von dort gesteuert. Die Heidelberg Color Calibration Testform beinhaltet neben der ECI_2002 Form für die Profilerstellung noch Elemente zur Bestimmung von Druckkennlinie, Farbannahme, Farbabfall, zonale Farbverteilung und Bilder zur optischen Abstimmung. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, Spektralfotometer zu nutzen, die zur Farbregelung an der Druckmaschine eingesetzt werden. Sie weisen in der Regel einen hohen Automatisierungsgrad auf und bieten darüber hinaus den Vorteil, dass die Messwerte, die der Drucker zur Verstellung der Farbzonen benutzt, dieselben sind, die in der Vorstufe zur Profilgenerierung heran gezogen werden. Voraussetzung ist auch hier eine Schnittstelle zur Übergabe der farbmetrischen Werte an eine Profilierungssoftware. Diese Merkmale findet man z. B. am Prinect Image Control von Heidelberg. Dieses Gerät unterstützt den Drucker beim Einrichten und der Fortdruckkontrolle, kann aber ebenso zur Messung vordefinierter Messelemente benutzt werden. Das gesamte Druckbild wird mit diesem Spektralfotometer in nur 25 Sekunden gescannt. Zur punktgenauen Messung und ICC-konformen Aufbereitung der Messwerte aus der ECI_2002 Form wird die Option Color Interface angeboten. Sie enthält neben Testformen für alle (Heidelberg) Druckmaschinenformate noch die Prinect Profile Toolbox mit dem Profilierungsprogramm PrintOpen. Dieses kann auf einem beliebigen Windows-Rechner im Netzwerk installiert werden, der mit dem Mess-System verbunden ist.

17 18 Praxiswissen Spektralmessung und Farbmanagement im Drucksaal Integration in den Farbworkflow In dieser Ausstattung wird das Prinect Image Control zu einem zentralen Baustein der Prinect Color Solutions. Deren Ziel ist ein integrierter Regelkreislauf zum permanenten Datenaustausch zwischen Vorstufe, Drucksaal und zurück auf Basis der Heidelberg Prinect Produkte. Es werden nicht nur Voreinstelldaten in den Drucksaal geliefert, sondern auch die aktuellen Werte aus der Druckproduktion zurück in die Vorstufe gegeben. Die gemessenen Ton- und Farbwerte dienen dort der optimalen Anpassung von Druckkennlinien und ICC-Profilen an veränderte Druckbedingungen. Damit nicht bei jeder Veränderung von Farben und Papieren ein Neudruck der Testform erfolgen muss, hat man bei Heidelberg kleine Kontrollelemente, die Mini Spots entwickelt, deren Farbfelder über genügend Informationen verfügen, um zuverlässige Änderungen von Profilen und Druckkennlinien durchzuführen. Sofern Platz vorhanden ist (Falz, Klebelasche) können die Mini Spots in einem normalen Produktionsjob mitgedruckt werden. Auch hier spielt die Farbmetrik ihre Vorteile aus. Bei jedem Messvorgang werden L*a*b*-Werte, sowie Dichte und Tonwertzunahme ermittelt und an den Quality Monitor übertragen. Ergibt die Auswertung, dass eine Korrektur von ICC-Profil oder Druckkennlinie erforderlich ist, wird das von den integrierten Programmen Prinect Profile Toolbox und Prinect Calibration Toolbox erledigt. Danach stehen die neuen Kalibrationen dem RIP zur Proof- und Plattenausgabe zur Verfügung und sind für den nächsten Druckauftrag wieder optimiert. Heidelberg Mini Spot PCS 60 zur Modifikation von ICC-Profilen Fazit Mit der Integration von Farbmanagement in den Herstellungsprozess schafft ein Druckbetrieb optimale Voraussetzungen zur Kommunikation mit seinen Kunden. Qualität in punkto Farbe ist nicht mehr länger ein Produkt umständlicher Lithografie an der Druckmaschine sondern das Ergebnis abgestimmter Prozesse zwischen Auftraggeber, Vorstufe und Druck. Die entsprechende technische Ausrüstung wie Spektralfotometer und Profilierungssoftware ist dazu eine wichtige Voraussetzung. Bei Heidelberg setzt man bereits seit vielen Jahren auf spektrale Messung und farbmetrische Bewertung. Dank dieser vorausschauenden Entwicklung, können entsprechend ausgestattete Druckereien die heute gültigen farbmetrischen Sollwerte der ISO und des ProzessStandard Offsetdruck problemlos umsetzen eine Bedingung für reproduzierbare Qualität. Die Prinect Color Solutions werden konsequent weiter entwickelt, mit dem Ziel, den Farbprozess noch sicherer und zuverlässiger zu machen. 8 ISO Internationaler Standard zur Prozesskontrolle im Offsetdruck

18 Impressum Drucklegung: 11/05 Fotos: Heidelberger Druckmaschinen AG Fonts: HeidelbergGothicMl Autor: Bernd Utter, Dr. Werner Huber Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland Marken Heidelberg, das Heidelberg Logo, Prinect, Axis Control, CP2000 Center und Speedmaster sind eingetragene Marken der Firma Heidelberger Druckmaschinen AG in Deutschland und anderen Ländern. PANTONE ist eine eingetragene Marke der Firma Pantone Inc. in Deutschland und in anderen Ländern. Weitere hier verwendete Kennzeichnungen sind Marken ihrer jeweiligen Eigentümer Technische und sonstige Änderungen vorbehalten. Heidelberger Druckmaschinen AG Kurfürsten-Anlage Heidelberg Deutschland Telefon Telefax