Verfahren zum Variieren der Farbdichte des Volltons beim Offset-Druck innerhalb einer Rotationsdruckmaschine

Beschreibung

[0001] Bei digitalen Druckverfahren, d. h. bei Verfahren zur Herstellung von Druckformen im binären Sinne, bei denen lokal ein Farbangebot entweder angenommen wird oder nicht, wie z. B. beim Flachdruck, d. h. beim Offset-Druck, wird die Farbdichte von ununterbrochenen Farbschichten, Vollton genannt, über das Farbangebot des Farbversorgungssystems an die Druckform gesteuert.

[0002] Im herkömmlichen Offset-Druck wird bekanntlich das Farbangebot und damit die Dicke der der Druckform angebotenen Farbschicht über sogenannte Farbzonenschrauben geregelt. Die Druckform nimmt dann nur dort, wo sie farbannehmend ist, gemäß der Farbspaltung die Farbe proportional der angebotenen Menge ab. Mehr Farbangebot führt zu einer höheren Farbschichtdicke und damit zu einer höheren Volltondichte.

[0003] Die Regelbarkeit des Farbwerks bezüglich Farbangebot hat jedoch Nachteile sowohl hinsichtlich des Regelaufwandes, als auch hinsichtlich der daraus resultierenden Komplexität des Farbwerks, sowie hinsichtlich der erwünschten Rückwirkungsfreiheit verschiedener Farbabnahmen auf nachfolgenden Druckexemplaren.

[0004] Es gibt nun Farbwerke, z. B. im Offset-Druck das Aniloxfarbwerk, also einem Kurzfarbwerk zum Druck mit niederviskosen Druckfarben für beispielsweise den Zeitungsdruck, welche die Farbe direkter über eine Rasterwalze und wenige Zwischenzylinder auf die Druckform bringen und damit eine erheblich verringerte Komplexität mit allen daraus resultierenden Vorteilen aufweisen. Diese Form der Farbwerke erlaubt jedoch nur noch eine sehr eingeschränkte Regelung des Farbangebotes.

[0005] Jeder Bedruckstoff benotigt nun für eine definierte Volltondichte eine spezifische Farbmenge, je nach Oberflächenrauhigkeit, Saugfähigkeit, Wegschlagverhalten und anderem. Ein nicht farbmengenregelbares Farbwerk im Zusammenhang mit einer binären Druckform kann deshalb nur bestimmte Volltondichten, die je nach Bedruckstoffart schwanken, realisieren, soll nicht je nach Bedruckstoff eine andere Rasterwalze oder eine Farbe anderer Pigmentkonzentrationen oder Viskosität verwendet werden.

[0006] Die FR 2 660 245 A1 beschreibt eine Druckformherstellung, bei der die farbannehmenden Bereiche hinsichtlich des vorgegebenen Flächenanteils verringert werden, wozu eine geeignete Rasterung verwendet wird.

[0007] Aus der WO-A 96/02868 ist weiterhin eine Verwendung frequenzmodulierter Rasterung oder stochastischer Rasterung zum Abschwächen der Druckfläche bei Trocken- oder Nass-Offset-Drucktechnik bekannt.

[0008] Die DE 199 53 145 A1 offenbart ein Verfahren zur Kompensation einer optischen Dichtezunahme beim Erzeugen einer Farbkorrekturfahne von Halbton-Drucken, bei dem ein Halbton-Druckbild zur fotomechanischen Herstellung strukturierter oder gemusterter Oberflächen simuliert wird.

[0009] Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zum Variieren der Farbdichte des Volltons beim Druck innerhalb einer Rotationsdruckmaschine zu entwickeln, das trotz eines konstanten Farbangebots des Farbwerks, also eines Farbwerks ohne Farbzoneneinstellung, bzw. der farbantragenden Elemente eine Steuerung der Volltondichte, bzw. eine Anpassung der Rastertonwerte im Druck erlaubt.

[0010] Die Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst. Das dabei verwendete Druckverfahren selbst kann dabei bevorzugt lithographischer Offset, Hochdruck, Flexodruck oder elektrophotographischer bzw. elektrographischer Druck sein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Verfahren beschränkt.

[0011] Insbesondere wird die geometrische Tonwertzunahme beim Farbübertrag von der Druckform auf den Bedruckstoff beachtet. Der Begriff Tonwertzunahme basiert auf dem Begriff der Flächendeckung. Flächendeckung ist definiert als der Anteil der Fläche an einem bestimmten Ort, der mit Farbe bedeckt ist. Gemessen wird diese entweder über optisch-geometrische Messmethoden, welche die rein geometrische Flächendeckung messen oder über die Messung der Transmissionsverhältnisse von voll gedeckter Fläche (Vollton) und der teilgedeckent Fläche (Halbton), welche dann die effektive oder optische Flächendeckung messen.

[0012] Bekanntlich ist neben der Volltondichte und damit der Farbschichtdicke die Rasterpunktgrösse (in einem Grundraster) ein massgebender Faktor für die Druckqualität. Hellere Farbnuancen werden im Druck üblicherweise durch Aufrasterung der drei Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb zusammen mit Schwarz dargestellt. Die Rasterpunktgrösse wird bei der binären Bebilderung der Druckform entsprechend den Tonwerten der jeweiligen Bildinformationen festgelegt. Bei der Rasterung werden helle Bildstellen in kleine und dunkle Bildstellen in grössere Rasterpunkte (binäre, flächenvariable Bildinformationen) zerlegt.
Dies gilt sowohl für ein periodisches autotypisches Raster als auch ein stochatisches Raster.

[0013] Zur zahlenmässigen Erfassung und Festlegung der verschiedenen binären Bildinformationen dient die Flächendeckung in %. Der Rastertonwert kann in Prozent Flächendeckung angegeben werden, also 0% für weiss und 100% für Vollfläche. Der Rastertonwert entspricht allerdings bekanntlich im Druck nicht der geometrischen Flächendeckung auf der Druckform, da sowohl geometrische als auch optische Effekte zu einer sogenannten Tonwertzunahme führen.

[0014] Tonwertzunahme im hier gemeinten Sinne ist also die Zunahme der Flächendeckung von der Druckform zum Bedruckstoff. Die Tonwertzunahme spaltet sich in zwei Anteile auf, einen optischen und einen geometrischen. Der optische Anteil wird durch Lichtmigration im Bedruckstoff (Lichtfang) von den ungedeckten Flächen zu den gedeckten Flächen hervorgerufen. Der geometrische Anteil, der eben für das erfindungsgemässe Verfahren eine Rolle spielt, wird durch Quetscheffekte in den Farbübertragsstellen von der Druckform zum Bedruckstoff oder in der Elektrophotographie durch Tonerwolken um die eigentlichen Bildstellen herum hervorgerufen. Durch diesen Effekt verringert sich die auf der Druckform nicht gedeckte Fläche geometrisch von den Rändern der gedeckten Fläche her.

[0015] Um nun bei gleichbleibendem Farbangebot die Menge der auf den Bedruckstoff abgegebenen Farbe zu steuern, wird dem Grundraster von Rasterpunkten für die flächenvariablen Bildinformationen, das die Flächendeckung bestimmt, ein sehr feines, gegenüber dem Grundraster um mindestens den Faktor zwei feineres Mikroraster unterlagert, das die Flächendeckung des Grundrasters um den eingestellten Prozentsatz verringert. Die Druckform nimmt nun gemäß den geometrisch gedeckten Flächen aus dem die Farbe bereitstellenden System Farbe ab - im Offset sind dies die Auftragswalzen des Farbwerks -, durch die Tonwertzunahme erscheint das Mikroraster auf dem Bedruckstoff jedoch nicht mehr. Die Tonwertzunahme ergibt sich aus der Differenz des bekannten Rastertonwertes für die Druckformbebilderung und dem gemessenen Rastertonwert im Druck. Die Tonwertzunahme als Abweichung des Rastertonwertes im Druck vom Rastertonwert der Druckform kann für die Bebilderung und Mikrorasterunterlegung direkt verwendbar in einer sogenannten Druckkennlinie dargestellt werden. Diese Kennlinienerstellung und deren Verwendung im Druckprozess ist aus der densitometrischen Messtechnik für Druckmaschinen hinlänglich bekannt und hier nicht weiter erörtert.

[0016] Für den Fall des Volltons sieht dies wie in Figur 1 A) aus, wo die Auswirkungen des Vollerwerdens auf das Druckergebnis schematisch dargestellt sind. Hier hat das Grundraster eine Mikrorasterunterlegung von 50 %, d. h. es wird auch nur ungefähr 50 % der Farbmenge eines vollgedeckten Volltons abgenommen. Auf dem Bedruckstoff erscheint nun durch die geometrische Tonwertzunahme dieses Mikroraster nicht mehr und ein Vollton mit wesentlich reduzierter Dichte ist das Resultat.

[0017] Diese Vorgehensweise kann auch im Bereich der Rastertöne (Halbtöne) fortgesetzt werden, wie Fig. 1 B) schematisch zeigt. Es ist natürlich möglich im Bereich der Hochlichter gemäß Fig. 1 C) auf eine Mikroraster zu verzichten, bzw. auf 0% Tonwertreduzierung zu stellen. Auch ein weicher Übergang mit hoher Reduzerierung bei großen Tonwerten und geringer bis keiner Reduzierung bei kleinen Tonwerten ist denkbar.

[0018] Eine diesen Effekt unterstützende Tatsache ist weiterhin, dass die übertragenen Farbschichtdicken mit dem Durchmesser des farbübertragenden Flächenelements proportional abnehmen. Dieser Effekt beginnt ab etwa 30 µm Durchmesser des druckenden Elements aufzutreten. Damit überträgt eine vollgedeckte Fläche mehr Farbe pro Flächeneinheit als sehr kleine Rasterpunkte der gleichen geometrischen Fläche.

[0019] Natürlich muss der gesamte Punktaufbau in seinen Übertragungskennlinien charakterisiert und kompensiert werden. Die im Verhältnis zur vollgedeckten Fläche geringere optische Dichte eines Rasterpunktes und insbesondere auch der Volltondichte muss selbstverständlich beim Bestimmen einer Tonwertkurve berücksichtigt werden. Die effektive optische Flächendeckung ist dann, analog zur bisherigen Messung, das Verhältnis von Remission der Rasterfläche zur Volltonfläche, auch wenn die Druckform sowohl beim Vollton als beim Rasterpunkt Löcher aufweisen kann.

[0020] Die genannte Vorgehensweise ist auch auf stochastische Raster und hybride Raster übertragbar. Hier wird den dann im wesentlichen gleich großen Punkten ein Mikroraster unterlegt. Dies geschieht in einer erweiterten Version des Verfahrens nach Prüfung der Umgebung dann nicht, bzw. nur in geringerem Ausmaß, wenn ein Punkt allein steht oder ein Cluster eine bestimmte Größe nicht übersteigt. Auch das Mikroraster kann stochastisch angelegt sein, und zwar sowohl im Zusammenhang mit konventioneller als auch mit stochastischer Rasterung.

[0021] Vorzugsweise wird das erfindungsgemässe Verfahren für den Offset-Druck mit einem Aniloxfarbwerk verwendet. Die Druckform, bevorzugt eine thermisch bebilderbare Platte oder Hülse ohne chemische Nachbehandlung, die eine sehr hohe Kantenschärfe und Auflösung erlaubt, wird in oder außerhalb der Druckmaschine mit einer Auflösung von z. B. 2000 Linien pro cm mittels eines Laserbelichters bebildert (siehe beispielsweise die DE 196 24 441 C1 oder die EP 0 363 842 B1). Der Laserbelichter schreibt mit kontinuierlichen Stahlen.

[0022] Für maximalen Farbmengenübertrag wird das Grundraster nicht modifiziert, bzw. auf 0% Flächendeckungsreduzierung gesetzt. Zur Verringerung der übertragenen Farbmenge um z. B. 25 % werden in den gedeckten Flächen, d.h. den Flächenelementen der binären Bildinformationen, Löcher einbelichtet, d,h. ein feines Lochmuster erzeugt, so dass etwa 25 % der Fläche des zu Grunde liegenden Punktes ungedeckt bleiben (siehe Fig. 2 A)). In diesem Beispiel wird der Schreibstrahl des Lasers jeweils zwei Pixel (Rasterpunkte) weit, d.h. beispielsweise für 10 µm angeschaltet, dann ein Pixel (Rasterpunkt) weit d.h. für 5 µm abgeschaltet. In der benachbarten Schreibzeile wird dann, um 1 Pixel versetzt, das gleiche Muster geschrieben, so dass jeweils 5 µm große isolierte Löcher entstehen. Für eine Verringerung der Farbmenge um 50 % werden je zwei Pixel an- und zwei Pixel ausgeschaltet und dies in der benachbarten Zeile um zwei Pixel versetzt, so dass 5 µm x 10 µm große Löcher entstehen (siehe Fig. 2 B)). Dies ist dann in etwa die Grenze der Anwendbarkeit des hier beschriebenen Verfahrens, da bei noch größeren Farbmengenreduzierungen die Löcher die gedeckten Flächen überwiegen.

[0023] Eine weitere Ausführungsart kann auch größere Schreibstrahlen als 10 µm nutzen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Wird in der Schreibrichtung des Laserstrahls eine höhere Adressierbarkeit realisiert als es dem Punktdurchmesser entspricht, so ist das Adressierbarkeitsraster in Scannrichtung enger als quer zur Scannrichtung. Damit können rechteckige Löcher erzeugt werden, die quer zur Scannrichtung liegen (siehe Fig. 3 A)) bis hin zum quadratischen Loch (siehe Fig. 3 B) und C)) und rechteckigem Loch in Scannrichtung.

[0024] Wenn hier von "rechteckig" gesprochen wird, ist dies eine idealisierte Aussage, da praktisch jeder Scannstrahl rund oder abgerundet ist und so eine mehr oder weniger große meist zur Lochmitte hin nach innen gerichtete Verformung der Lochränder erzeugt.

[0025] Eine alternative Ausführung dieser Methodik ist gegeben durch die genannte Tatsache, dass die übertragenen Farbschichten mit dem Durchmesser des farbübertragenden Elements abnehmen. Dieser Effekt beginnt ab etwa 30 µm Durchmesser des druckenden Elements aufzutreten. Eine Farbmengenregelung im Sinne der Erfindung funktioniert dann ebenfalls mit stochastischen Rastern von sehr kleiner Basisgröße, z. B. 5 µm x 5 µm und einer zweifachen Regelung der effektiven optischen Dichte, zum einen über die effektive Flächendeckung, wie dies bei stochastischen Rastern bislang geschieht und zum anderen über die Farbmengenübertragung über den abnehmenden farbschichtigen Übertrag bei kleinen Druckpunkten. Konkret bedeutet dies, dass ein 50 %iges Raster aus z. B. 20-µm-Punkten mehr Farbe überträgt als ein 50%-iges Raster aus z. B. 10-µm-Punkten. Über den Anteil von 20-µm-Punkten zu 10-µm-Punkten kann dann noch eine Zwischenabstufung geschaffen werden. Im Bereich der höheren Flächendeckung kann bei gleicher effektiver Flächendeckung die übertragene Farbmenge über die mittlere Lochgröße gesteuert werden. Wenn die Löcher im Mittel größer sind, wird mehr Farbe übertragen als bei im Mittel kleineren dafür aber zahlreicheren Löchern, da dann die zusammenhängenden Volltonflächen kleiner sind.

[0026] In einer alternativen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses auch zur Korrektur von Tonwertkennlinien in herkömmlichen und zonenweise oder gesamtbreit mengenregelbaren Farbwerken eingesetzt werden.
In diesem Fall wird nicht der Vollton mit Löchern durchsetzt und in seiner effektiven Dichte reduziert, sondern nur die Rasterpunkte nach einer vorgegebenen Kennlinie. Beispielsweise kann damit eine Druckmaschine mit einer linearen Übertragungscharakteristik erzeugt werden, indem die effektive Tonwertzunahme gerade kompensiert wird.

[0027] Eine weitere alternative Anwendung ist eine lokale Reduzierung der Vollton oder Rastertondichte, abhängig von vorhersagbaren Farbübertragungsabweichungen vom Soll, z.B. Farbabfall oder Schablonieren. Damit ist eine Kompensation von Schwächen des Farbantragssystems möglich, die sowohl sujetunabhängig als auch sujetabhängig sein können.

Ansprüche

1. Verfahren zum Variieren der Farbdichte des Volltons beim Druck innerhalb einer Rotationsdruckmaschine mit einem Farbantragssystem, das eine konstante Farbmenge anbieten kann, und einer binären Bebilderung einer Druckform, bei dem die Flächendeckung der Bebilderung mittels eines Grundrasters von Rasterpunkten für die flächenvariablen Bildinformationen, das auf der Druckform erzeugt wird, und mittels eines gegenüber dem Grundraster um mindestens den Faktor zwei feineren Mikrorasters, das dem Grundraster unterlegt wird, bestimmt wird, in der Weise, dass der geometrische Flächendeckungsanteil des Grundrasters um einen zwischen 0% und 100% einstellbaren Prozentsatz reduziert wird, in dem zur Erzeugung des Mikrorasters auf der Druckform mittels Laserbelichter in die geometrische Flächendeckung des Grundrasters Löcher einbelichtet werden, d.h. ein Lochmuster erzeugt wird, mit einem Flächenanteil, welcher der erwünschten Variation der Farbdichte des Volltons entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Farbantragssystem ein Anilox-Farbwerk verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung des Mikrorasters die Auflösung des Laserstrahls in Schreibrichtung größer gewählt wird als es dem Pixelabstand des Grundrasters entspricht, so dass seine Adressierbarkeit höher ist, als es den binären Bildinformationen entspricht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mikroraster stochastisch angelegt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der realen Druckkennlinie des Grundrasters abweichende Sollkennlinie erzeugt wird, die für die Mikrorasterunterlegung verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der für das Mikroraster einstellbare Prozentsatz der Reduzierung der Flächendeckung des Grundrasters der geometrischen Tonwertzunahme bei der Farbübertragung von der Druckform auf den Bedruckstoff entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der für das Mikroraster eingestellte Prozentsatz der Reduzierung der Flächendeckung des Grundrasters zur Erzeugung einer linearen Übertragungscharakteristik verwendet wird, so dass die effektive Tonwertzunahme den Wert Null ergibt.

8. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Kompensation lokaler Übertragungsabweichungen von den global eingestellten Tonwertkennlinien eines Farbwerks.

9. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 im lithographischen Offsetdruck.

10. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 im Flexodruck.

11. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 im Hochdruck.

12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 in der Elektrofotographie.

13. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 in der Elektrographie.

Claims

1. A method for varying the full-tone colour density when printing inside a rotary printing machine, with an ink-application system that can offer a constant quantity of ink, and with binary imaging of a printing forme, wherein the area coverage of the imaging is determined by means of a basic screen of screen dots for variable surface image information that is produced on the printing forme and by means of a micro-screen that is finer than the basic screen by at least a factor of two and is placed underneath the basic screen, in such a way that the geometric area-coverage portion of the basic screen is reduced by a percentage that can be adjusted between 0% and 100%, by using laser exposure units for the overlay exposure of holes in the geometric area coverage of the basic screen in order to produce the micro-screen on the printing forme, that is, a hole pattern is produced with an area component that corresponds to the desired variation in the full-tone colour density.

2. A method according to claim 1, characterised in that an anilox inking unit is used as the ink-application system.

3. A method according to claim 1, characterised in that in order to produce the micro-screen the resolution of the laser beam in the writing direction is selected so that it is greater than that corresponding to the pixel spacing of the basic screen so that its addressability is higher than that corresponding to the binary image information.

4. A method according to one of the preceding claims, characterised in that the micro-screen is applied stochastically.

5. A method according to one of the preceding claims, characterised in that a desired characteristic deviating from the real printing characteristic of the basic screen is produced that is used for the placement of the micro-screen underneath.

6. A method according to claim 5, characterised in that the percentage reduction in the area coverage of the basic screen that is adjustable for the micro-screen corresponds to the geometric tone-value increase in the case of the transfer of ink from the printing forme to the printing material.

7. A method according to claim 5, characterised in that the percentage reduction in the area coverage of the basic screen that is adjusted for the micro-screen is used to produce a linear transfer characteristic so that the effective tone-value increase comes to the value zero.

8. Use of the method according to claim 1 for the compensation of local transfer deviations from the globally adjusted tone-value characteristics of an inking unit.

9. Use of the method according to claim 1 in lithographic offset printing.

10. Use of the method according to claim 1 in flexo-printing.

11. Use of the method according to claim 1 in letterpress printing.

12. Use of the method according to claim 1 in electrophotography.

13. Use of the method according to claim 1 in electrography.

Revendications

1. Procédé pour faire varier la densité en pleine teinte des couleurs pour l'impression offset, dans une machine d'impression rotative comprenant un système de dépôt de couleurs pouvant offrir une quantité de couleur constante, ainsi qu'une illustration binaire d'un support imprimant pour lequel la couverture surfacique de l'illustration est déimie au moyen d'une trame de base de points de trame pour les informations d'image variables en surface, laquelle est produite sur le support imprimant, et au moyen d'une micro-trame plus fine d'au moins un facteur deux par rapport à la trame de base et qui est placée en dessous de la trame de base, de telle sorte que la proportion de couverture surfacique géométrique de la trame de base est réduite d'un pourcentage réglable entre 0 % et 100 %, dans laquelle des trous sont exposés dans la couverture surfacique géométrique de la trame de base pour produire la micro-trame sur le support imprimant au moyen d'une exposition laser, c'est-à-dire qu'on produit un modèle troué, avec une proportion de surface correspondant à la variation souhaitée de la densité en pleine teinte des couleurs.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le système de dépôt de couleurs utilisé est un dispositif d'encrage Anilox.

3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
pour produire la micro-trame, on choisit une résolution du rayon laser supérieure, dans la direction d'écriture, à celle correspondant à la distance des pixels de la trame de base, de sorte que son adressage est plus élevé que celui correspondant aux informations d'image binaires.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
on crée une micro-trame stochastique.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'
une ligne caractéristique de consigne, différente de la ligne caractéristique d'impression réelle de la trame de base, est produite et utilisée pour la disposition en dessous de la micro-trame.

6. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
le pourcentage de réduction de la couverture surfacique de la trame de base, qui est réglé pour la micro-trame, correspond à l'augmentation géométrique de la valeur des teintes lors du transfert des couleurs du support imprimant sur la matière d'impression.

7. Procédé selon la revendication 5,
caractérisé en ce que
le pourcentage de réduction de la couverture surfacique de la trame de base, réglable pour la micro-trame, est utilisé pour produire une caractéristique de transfert linéaire de sorte que l'augmentation effective de la valeur des teintes produit une valeur égale à zéro.

8. Application du procédé selon la revendication 1, pour compenser des différences de transfert locales des lignes caractéristiques de la valeur des teintes d'un dispositif d'encrage qui sont réglées globalement.

9. Application du procédé selon la revendication 1, dans l'impression offset lithographique.

10. Application du procédé selon la revendication 1, dans l'impression flexographique.

11. Application du procédé selon la revendication 1, dans l'impression en relief.

12. Application du procédé selon la revendication 1, dans l'électrophotographie.

13. Application du procédé selon la revendication 1, dans l'électrographie.

Zeichnung