Ifra Special Report

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Ifra Special Report

Automatische Kontrolle
der Farbdruckqualität
Ifra Special Report
3.35
02
Impressum
Ifra Special Report 3.35
© 2002 Ifra, Darmstadt
Impressum
Ifra Special Reports, Forschungsberichte, Untersuchungsberichte zu Technik und Organisation sowie Dokumente zur
Standardisierung der Verlagstechnik. Herausgeber: Ifra, Washingtonplatz, 64287 Darmstadt, Deutschland; www.ifra.com;
Telefon +49.6151.733-6; Fax +49.6151.733-800. Chief Executive Officer: Reiner Mittelbach. Director of Research and
Consulting: Manfred Werfel. Research Manager: Uwe Junglas. Eine Wiederveröffentlichung – auch auszugsweise – ist nur
mit ausdrücklicher Genehmigung des Herausgebers und unter Angabe der Quelle gestattet. Bezug: Ifra Special Reports
werden zum Preis von 130 EUR* pro Exemplar vertrieben. Für Ifra-Mitglieder ist der Bezugspreis durch den Mitgliedsbeitrag im Rahmen eines vereinbarten Kontingents abgegolten. Ifra-Mitglieder erhalten auf Anfrage zusätzliche
Exemplare zu einer Kostenpauschale von 13 EUR* pro Exemplar.
* zuzüglich 7 % MWSt. in Deutschland sowie für Unternehmen und Personen der EU, die über keine VAT-Nr. verfügen.
Inhalt
Inhalt
Einleitung ............................................................................................................................................................ 04
1
Problemstellung.................................................................................................................................................. 05
2
2.1
2.1.1
2.1.2
2.1.3
2.1.4
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.3
Kriterien zur Systematisierung der Messsysteme .......................................................................................
Steuerungs- und Regelsystem ...............................................................................................................................
Grundbegriffe der Automatisierung .......................................................................................................................
Inline-Messung, Regelkreis (Closed loop) .............................................................................................................
Online-Messung, Steuerung (Open loop) ..............................................................................................................
Offline-Messung, messungsunterstützte manuelle Steuerung...............................................................................
Messverfahren .......................................................................................................................................................
Densitometrische Messung ...................................................................................................................................
Farbmessung .........................................................................................................................................................
Messung mit Kamera .............................................................................................................................................
Druckbildinspektion ..............................................................................................................................................
Messfelder .............................................................................................................................................................
3
Übersicht der auf dem Markt befindlichen Messsysteme .......................................................................... 11
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.2
3.3
3.3.1
3.3.2
Inline-Messsysteme für den Rollendruck ...............................................................................................................
Inline-Messung mit Regelkreis (Closed loop) ........................................................................................................
Inline-Messung und Bahnüberwachungssysteme ohne Regelkreis .......................................................................
In-Line-Bildinspektionssysteme ohne Regelkreis ..................................................................................................
Weitere Messsysteme ............................................................................................................................................
Speziell für den Zeitungsoffsetdruck konzipierte Anwendungen ...........................................................................
Scannende Systeme ..............................................................................................................................................
Handmessgeräte ....................................................................................................................................................
4
Fallstudien zu Farbmesssystemen .................................................................................................................. 17
4.1
4.1.1
4.1.1.1
4.1.1.2
4.1.2
4.1.2.1
4.1.2.2
4.1.3
4.2.
Inline-Messung mit Regelkreis (Closed loop) ........................................................................................................
ColorQuick .............................................................................................................................................................
Systemüberblick ....................................................................................................................................................
System im praktischen Einsatz ..............................................................................................................................
Color Control System (CCS) ....................................................................................................................................
Systemüberblick ....................................................................................................................................................
System im praktischen Einsatz ..............................................................................................................................
Zusammenfassung .................................................................................................................................................
Anwenderberichte ..................................................................................................................................................
17
17
17
17
18
18
18
19
19
5
Druckversuche mit der Anwendung MiniTarget ............................................................................................
Messsystem ...........................................................................................................................................................
Testdurchführung ...................................................................................................................................................
Testauswertung .....................................................................................................................................................
Allgemeine Anmerkungen zum Testsystem ............................................................................................................
Auswertung der Dichte und Tonwertzunahme .......................................................................................................
Farbauswertung .....................................................................................................................................................
Zusammenfassung der Ergebnisse ........................................................................................................................
21
21
21
21
21
22
22
23
5.1
5.2
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.4
06
06
06
07
07
08
08
08
08
09
09
09
11
11
13
13
15
15
15
15
03
04
Inhalt
6
6.1
6.2
Anforderungen an Farbmesssysteme für den Zeitungsrollenoffsetdruck ................................................ 29
Technologische Anforderungen ............................................................................................................................. 29
Betriebswirtschaftliche Anforderungen ................................................................................................................. 30
7
Zusammenfassung und Schlussfolgerung .................................................................................................... 32
8
Literaturverzeichnis ........................................................................................................................................... 33
9
Herstellerverzeichnis der Mess- und Kontrollsysteme ............................................................................... 37
Einleitung
Einleitung
Das Forschungsprojekt wurde von der TU Chemnitz am
Institut für Print- und Medientechik mit dem Institutsleiter
Prof. Arved C. Hübler durchgeführt. Projektleiter war Prof.
Wolfgang Beier. Mitarbeiter waren Beatrix Beckmann und
Studenten.
Das Projekt wurde von einer Ifra-Arbeitsgruppe mit
Vertretern folgender Firmen und Institutionen begleitet:
Karl Altthaler
Torsten Bastian
Dietrich Behrend
Bob Brüwer
MAN, Augsburg, D
Axel Springer Verlag AG, Hamburg, D
Druckzentrum Freie Presse, Chemnitz, D
PressTech Controls Ltd, Hemel Hempstead, UK
Maarten Coerman Graphics Microsystems N.V., Mechelen,
B
Markus Dätwyler EMPA/Ugra, St. Gallen, CH
Andreas Dreger TECHKON GmbH, Königstein, D
Dirk Exner
X-Rite GmbH, Köln, D
Randall Freeman QTI, Sussex, USA
Oswald Grütter
System Brunner AG, Locarno, CH
Matthias Haidt
X-Rite GmbH, Köln, D
Didier Havard
Goss Systemes Graphiques, Nantes, F
Yufan Jiang
WIFAG Maschinenfabrik, Bern, CH
Matthias Knoch PressTech Controls GmbH, Frankfurt, D
Hansjörg Künzli EMPA/Ugra, St. Gallen, CH
Hans Jörg Laubscher
Heidelberger Druckmaschinen,
Heidelberg, D
Daniel Letournel Goss Systemes Graphiques, Nantes, F
Ton Loohuizen
Graphics Microsystems N.V., Mechelen,
B
Wolfgang Lüdge Innomess Elektronik, Berlin, D
Wilhelm Mix
KBA, Würzburg, D
Kurt Münger
EMPA/Ugra, St. Gallen, CH
Hans Ott GretagMacbeth AG, Regensdorf, CH
Wilfried Pütz
Graphics Microsystems N.V., Mechelen,
B
Hessel Polstra
QTI, Weesp, NL
Jorge Rodriguez
Giles
Universität Wuppertal, Wuppertal, D
Karl Schaschek
KBA, Würzburg, D
Marcel Schooneman
QTI, Weesp, NL
Werner Scherpf KBA, Würzburg, D
Theodor Tatarczyk THETA SYSTEM Elektronik GmbH, Gröbenzell, D
Thomas Türke
KBA, Bielefeld, D
Wilfried Übelher Vorarlberger Zeitungsverlag und Drukkerei GmbH, Schwarzach, A
Harald van Meegen
BST Servo-Technik GmbH,
Bielefeld, D
Andreas Wagner X-Rite GmbH, Köln, D
Daniel Würgler
System Brunner AG, Locarno, CH
Seitens der Ifra waren Uwe Junglas, Manfred Werfel
und Andy Williams beteiligt.
Folgende Unternehmen trugen durch kostenlose Bereitstellung von Messgeräten oder Durchführung von Versuchen bzw. Gewähren von Beratungen zum Projekt bei:
wfw Graphische Betriebe Udo Sattler
in Zusammenarbeit mit Graphics Microsystems N.V:
Fallstudie
MOHN Media, Mohndruck GmbH
in Zusammenarbeit mit QTI Europe, Inc.:
Fallstudie
TECHKON GmbH:
Bereitstellung von Messgeräten
Druckzentrum Freie Presse Chemnitz:
Durchführung von Druckversuchen
Die Ifra und die TU Chemnitz danken allen Mitgliedern
der Projektgruppe für wertvolle Beiträge und Hinweise sowie allen Unternehmen für die geleistete Unterstützung des
Projektes.
Die Projektarbeit wurde beendet im August 2001.
Manfred Werfel, Mai 2002
05
06
1 Problemstellung
1 Problemstellung
Ein steigender Farbanteil in der Zeitung erfordert
erhöhte Anforderungen an die Steuerung der Druckqualität. Es wird eine einwandfreie stabile Bildwiedergabe und
somit die Konstanz der Farbqualität gefordert. Das bedeutet für die Druckerei, die Farbstreuungen in der Auflage
bzw. die Farbabweichung zwischen Andruck und Auflage
möglichst gering zu halten. Weiterhin sollten reproduzierbare 4-Farbqualitäten in unterschiedlichen Druckereien
realisiert werden können.
Zur Erfüllung dieser Anforderungen gibt es bereits
Maßnahmen zur Standardisierung der Farbdruckqualität
von Zeitungen (ISO-Standard 12647-3, Qualitätsinitiative
Zeitungsdruck organisiert von Ifra und ZMG [Qua00],
[Sta01]).
Die steigende Leistungsfähigkeit von Systemen und
Maschinen bringt spezielle Kontrollaufgaben und die Notwendigkeit, dies mit spezieller Messtechnik zu ermöglichen. Dies sollte für alle Produktionsabschnitte realisierbar sein. Eine sichere Produktion senkt die Kosten und
durch eine höhere und gleichbleibende Qualität können
Reklamationen vermindert werden.
Der Zeitungsdruck ist ein hochproduktiver Prozess.
Eine Qualitätskontrolle im Druck sollte deshalb als ein
wichtiges Kriterium zur Stabilisierung dieses Prozesses
angesehen werden.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit zur Messung der
Farbqualität im Auflagendruck.
Dabei muss die hohe Produktivität moderner Zeitungsdruckanlagen bei prozessbegleitenden dynamischen Messungen und der sich daraus ergebende Aufwand für eine
konsequente messtechnische Kontrolle beachtet werden.
Die Kontrollfähigkeit des Offsetdruckprozesses würde
Messaussagen zur Farbwiedergabequalität liefern, woraus
Maßnahmen zur Regelung des Prozesses gezielt abgeleitet
werden könnten.
Qualitätsbegleitende Messsysteme existieren z. B. mit
der automatischen Registerregelung im Zeitungsdruck
bereits.
Ähnliche Systeme für die Farbqualitätskontrolle sind
im Zeitungsdruck derzeit nicht im Einsatz.
Zunächst anzustreben wäre ein Inline-Farbmesssystem
zur automatischen Qualitätskontrolle im Druck mit nachfolgendem Regelkreislauf zur Farbnachstellung (Closed
loop).
Auf Grundlage einer Markt-, Literatur-, und Patentrecherche werden solche Systeme vorgestellt, die z. Zt.
hauptsächlich im Akzidenzbereich vorhanden sind.
Es soll eingeschätzt werden, ob und unter welchen
Bedingungen Inline-Farbmesssysteme mit geschlossenem
Regelkreislauf im Coldset-Rollenoffset (Zeitung) einsetzbar
sind, welche Anforderungen gestellt bzw. welche Weiterentwicklungen für diesen speziellen Anwendungsfall
gewünscht werden.
Es geht gerade auch aus ökonomischer Sicht um die
Realisierung von Zwischenlösungen.
Deshalb werden in der Aufführung Inline-Lösungen
ohne automatischen Regelkreislauf, Online- und OfflineLösungen berücksichtigt.
Es wird auf einige speziell für den Zeitungsdruck
konzipierte Systeme eingegangen.
In einem Druckversuch werden die in einer normalen
Zeitungsproduktion ohne Messen und Regeln während der
Produktion vorhandenen Kurzzeit- und Langzeitschwankungen über die Auflage dokumentiert.
Beim Messwertvergleich und der Einbindung in ein
Closed loop System soll aus pragmatischen Gründen der
Vergleich zwischen Gutbogen und Fortdruckbogen und
somit die Stabilität des Prozesses Priorität haben. Es interessiert der Maschinenfortdruck.
Die Qualitätskontrolle des Druckprozesses durch Messen sollte einhergehen mit weiteren Standardisierungsmaßnahmen. Bildwiedergabe und Farbmessung sind höchst
komplexe Themen. Deshalb sollten die Voraussetzungen
für ein akzeptables Endergebnis schon im Vorstufenprozess
geschaffen werden. Einen Ansatz im Zeitungsdruckbereich
bietet z. B. die Ifra-Initiative „Closed loop CTP Measurement“ mit dem Ziel der Qualitätssicherung und der
Ausschussvermeidung in der CTP-Produktion.
07
08
2 Kriterien zur Systematisierung der Messsysteme
An Messsysteme werden verschiedene Anforderungen
gestellt. Von Seiten der Druckerei interessieren neben
Investitionskosten die Einbindung in die Maschinenkonfiguration und nach dessen Realisierung der Leistungsumfang eines solchen Messsystems. Weitere Kriterien sind
z. B. die Gestaltung des Layouts (Verlag), die Erreichung
der gewünschten Qualität und Farbkonstanz (Kunden).
Einem Prozess können durch Messen Informationen
entnommen, aufbereitet und gespeichert werden (Messdatenerfassung).
Der Prozess kann in einer vorgegebenen Form durch
Stellen beeinflusst werden.
Je nachdem, wie die Informationen für die Stellglieder
bereitgestellt und entsprechende Aufgaben im Prozess
erfüllt werden, wird gesteuert oder geregelt.
Die Abb. 2.1 zeigt die Grundfunktionen des automatisierten Prozesses.
Die Systematisierung von Messsystemen erfolgt allgemein nach der Einbindung in ein Steuerungs- und Regelsystem (Inline, Online, Offline) nach dem Messverfahren
und Messort.
In Kap. 3 wird dann nur auf die für das Projekt interessanten Systeme eingegangen.
2.1 Steuerungs- und Regelsystem
2.1.1 Grundbegriffe der Automatisierung
Für die Qualitätskontrolle im Druck mit nachgeschaltetem Regelkreis gelten folgende Grundlagen.
Durch Messung werden Informationen aus dem Prozess
entnommen. Im Idealfall werden diese Werte mit vom
Menschen vorgegebenen Führungsgrößen verglichen, nach
Vorgabe der Regelaufgabe verändert und in Form von
Stellgrößen wieder an den Prozess zurückgegeben. Die
Messgröße wird durch die Stellgröße so beeinflusst, dass
die Abweichung von der Führungsgröße möglichst gering
wird. Der Vorgang verläuft im Regelkreis.
Im Druckprozess ist das Erreichen einer bestimmten
optischen Dichte und entsprechender Farbschichtdicken
relevant. Diese muss durch geeignete Messgrößen kontrolliert werden.
Letztlich wird der Prozess durch die Nachregelung der
Farbzufuhr (beim Offsetdruck in Kombination mit dem
Feuchtmittel) beeinflusst. Im Farbwerk wird dies durch das
Stellen des Öffnungsgrades der Farbzonenschrauben realisiert. Die Feuchtmittelregelung wird z. B. in [Nikk97,
Cur97] diskutiert.
Wird gesteuert, so werden die Informationen nur in
eine Richtung zu den ausführenden Teilen geschickt (realisiert über Fernsteuerpulte an Druckmaschinen).
Ein geschlossener Regelkreis ist realisiert, wenn ein
vom Anwender vorgegebener Sollwert automatisch
überwacht (gemessen) und aufgrund des Messergebnisses
automatisch so genau und so schnell wie möglich (bzw.
wie nötig) geregelt wird.
In Anlehnung an [MacP88] sollen in Abb. 2.2 die
Grundelemente eines Closed loop Systems dargestellt
werden.
Einflussfaktoren für die Umsetzung eines solchen
Systems sind z. B. das Angleichverhalten des Farbwerkes,
um eine entsprechend gewünschte Farbzufuhr zu gewährleisten (geeignete Steuerstrategien z. B. durch Übersteuern
[Loh93, Wec00]). Wichtige Kriterien sind dabei die Geometrie des Farbwerkes, der zonal druckende Flächenanteil, die
Leiten
Regeln
Steuern
Stellen
Schalten
Energie,
Material
Abb. 2.1: Grundfunktionen im automatisierten Prozess [Schne01]
Messen
Melden
Prozess
Dokumentieren
Produkt
Art und Weise der Farbzufuhr, die Farbübertragungsprozesse an Spaltstellen, der Farbübertragungsprozess auf den
Bedruckstoff, die Verteilung des zonalen Flächenanteils
über die Farbzone.
Außerdem spielt die Farbzonenvoreinstellung eine
wichtige Rolle (Daten vom Plattenscanner, CIP 3/4 mit
Bildinformationen für die Farbzonenvoreinstellung bzw.
Kontrollelementen für Farbmessung und Farbregelung).
Die Umsetzung der Regelung bzw. Steuerung liegt
zumeist beim Maschinenhersteller.
Die Grundlage der Gliederung der Messsysteme nach
ihrer Einordnung in einen Steuer- bzw. Regelsystem bildet
die Tab. 2.1.
In den Kap. 2.1.2 – 2.1.4 werden die Begriffe Inline,
Online, Offline weiter untersetzt.
2.1.2 Inline-Messung, Regelkreis (Closed loop)
Voraussetzung für eine Regelung der Qualität der Farbwiedergabe im Druckprozess ist eine Inline-Messung.
Für eine geschlossene Regelung werden permanent
automatisch Inline-Messungen durchgeführt. Es werden
die Prozessparameter automatisch innerhalb eines Toleranzbereiches konstant gehalten. Der Bediener der Maschine
wird entlastet und kann sich um nicht regelbare Größen
kümmern. Typisch für solche Lösungen sind z. B. Bahnkanten- und Registerregelungen.
Eine für dieses Projekt interessierende Aufgabe ist die
Inline-Messung von Farbwerten an laufenden Papierbahnen (oder bewegten Druckbogen) zwecks Konstanthaltung
der Farbführung im geschlossenen Regelkreis.
Typisch dafür ist eine dynamische Messung (kontaktlose
Parametererfassung am bewegten Objekt).
2.1.3 Online-Messung, Steuerung (Open loop)
Charakteristisch hierfür ist, dass der Regelkreis immer
durch das Eingreifen des Bedieners unterbrochen ist.
Die Messung erfolgt außerhalb der Maschine. Der Bediener handhabt das Messsystem, platziert das Messobjekt
im Messsystem und löst die Messung aus. Die Ergebnisse
werden interpretiert und an die Maschine weitergeleitet.
Dies sind hauptsächlich stationäre Geräte, die an ein
bestimmtes Produktions- und Funktionssystem einer
Druckmaschine gebunden sind. Beispiele sind scannende
Systeme, die vom Drucker bei Bedarf angewendet werden
und unter Einbindung an das Steuersystem der Druckmaschine direkt die Farbzonenfernverstellung vornehmen.
Output
Zu kontrollierender Prozess
Sensor
Messung des
Prozessoutputs,
generiert Signal
Steuereinheit
Generiert Stellsignal
für den Prozess,
regelt Fehler gegen Null
Fehlersignal
Fehlerdetektor
Vergleicht Signale von
Soll und Ist
Sollwert
Abb. 2.2: Grundelemente eines Closed loop Systems
09
10
2.1.4 Offline-Messung, messungsunterstützte
manuelle Steuerung
Auch hier ist charakteristisch, dass die Messung außerhalb der Maschine stattfindet. Der Bediener setzt aber
selbst die Steuerbefehle um (Gerät bzw. Software gibt u. U.
Stellempfehlungen).
Wenn die Möglichkeit besteht, die PC-Qualitätssoftware des Messgerätes mit der Farbsteuerung der Druckmaschine zu verknüpfen, können solche Gräte zu OnlineAnwendungen umgewandelt werden.
Im einfachsten Fall ist der Drucker das Messsystem
selbst, indem er die Qualität subjektiv prüft (visueller
Eindruck, Erfahrung) und entsprechende Einstellungen an
der Maschine vornimmt.
2.2 Messverfahren
Einflussfaktoren auf eine optimale Farbführung sind
u. a. das Sujet, das Papier, die Farbe, das Feuchtmittel, die
Farbreihenfolge, die Farbannahme, die Tonwertzunahme,
der Kontrast, die Graubalance, der Farbort, der Lichtfang,
die Farbschichtdicke, das Gummituch, die Pressung im
Druckspalt, die Druckgeschwindigkeit und das Klima.
Entscheidend für die Druckqualität sind die Schichtdicken (Volltondichten) und Rastertonwerte der Einzelfarben, das Verhältnis der Skalenfarben zueinander (Farbbalance) und das Farbannahmeverhalten.
Für die Ermittlung dieser verschiedenen Kriterien der
Druckqualität sollen kurz für die Systematik wichtige
Messverfahren charakterisiert werden.
2.2.1 Densitometrische Messung
Es wird die Remission, d. h. der remittierte Lichtanteil,
der nicht absorbiert wurde, gemessen.
Es wird die Menge der von der Probe remittierten
Lichtstrahlung zu der vom unbedruckten Papier remittierten Lichtmenge in einem ganz bestimmten Teil des sicht-
baren Spektrums (spektrale Remission der Standard-Druckfarben immer innerhalb genau definierter Toleranzwerte)
ins Verhältnis gesetzt.
Farbdensitometer ermitteln kleine Ausschnitte aus dem
Spektrum, gemessen mit farbselektiven Messfiltern der
Prozessfarben (Schwarz mit Messfilter, der der Hell- bzw.
Grünempfindlichkeit des Auges entspricht).
Es können Farbdichten (Volltondichte, Rastertondichte)
und Tonwertzunahme, Druckkontrast, Farbannahme, Graubalance ermittelt werden.
Die densitometrische Messung dient zur Kontrolle und
Steuerung der Farbführung bzw. Farbhaltung und ermittelt
Prozesskenngrößen, die wesentlich von der Farbschichtdicke abhängen und somit direkt in Steuerinformationen
für Farbzonenschrauben umgesetzt werden können.
Sie enthält aber keine Informationen zum Farbort und
ist somit bei Sonderfarben problematisch.
2.2.2 Farbmessung
Bei der spektralen Farbmessung wird die Remission
über das gesamte sichtbare Spektrum ermittelt.
Das zu messende Licht wird durch Beugung an Monochromatoren (Prisma, optische Gitter, Interferenzfilter in
Verbindung mit verschiedenen Sensoren z. B. CCD-Zeilen)
in Bestandteile zerlegt.
Die Messung erfolgt in genau bestimmten Wellenlängenschritten und -abständen über das gesamte sichtbare
Spektrum.
Die Remissionswerte werden mit spektralen Augenempfindlichkeitskurven gewichtet und die Normfarbwerte
XYZ ermittelt.
Des weiteren gibt es Dreibereichsmessgeräte, die mit
Filtern arbeiten, die den Normalspektralwertfunktionen
entsprechen und somit die Normfarbwerte direkt ermitteln
[Rös95].
Die Errechnung von Farbmaßzahlen z. B. L*a*b* (basierend auf Buntton, Sättigung, Helligkeit) wird ermöglicht.
Steuer- und Regelsysteme
Closed loop
Open loop
Regelkreis
Halbautomatische Steuerung
Messunterstützte manuelle Steuerung
Prozessparameter
Automatische Probenfindung
und Messung
Inline-Messung
Manuelle Probenentnahme, Messgerätebedienung
Online-Messung
Offline Messung
Messwert
Automatischer, objektiver Soll-Ist-Vergleich
Differenz-/Stellwert
Stellwerttransfer
Stellglied
Korrektur des Prozessparameters
Tabelle 2.1: Einteilung nach Steuer- und Regelsystemen [Kle99]
Willkürlicher, subjektiver
Soll-Ist-Vergleich
Differenzwert, Stellempfehlung
Stellwerteingabe
Die Messwerte entsprechen qualitativ und quantitativ
der menschlichen Wahrnehmung der Farbe.
Es können Farben nach ihrem Farbort genau reproduziert und Farbtoleranzen und somit Qualitätskenngrößen
ermittelt werden.
Ermittlung densitometrischer Werte
Für die Prozessregelung erfolgt eine Umrechnung
der Messwerte.
Die spektralen Messwerte werden mit Tabellen verrechnet, die Messfiltern eines Densitometers entsprechen.
Konventionelle Spektralphotometer und Densitometer
sind z. T. gerade für dynamische Messungen in ihrem
Leistungsumfang begrenzt. Sie sind hauptsächlich Punktmessgeräte, die mit definierten Kontrollfeldern arbeiten.
2.2.3 Messung mit Kamera
Das digitale Bild der Kamera wird bildanalytisch
ausgewertet, es erfolgt eine Umrechnung der RGB-Daten in
Farb- und Dichtewerte [Kün98, Heu92]. Da die Kamera
kein Farbmessgerät ist, muss eine Eichung erfolgen. In
verschiedenen Arbeiten wurde die Eignung solcher Messungen zur Ermittlung von Farbqualitätskenngrößen nachgewiesen [Sey, Sey95, Sey96a, Sey96b, Sey98, Sim87,
Mal94a, Mal94b, Mal99].
Der dynamische Bereich und die Auflösung der Kamera
sind von den Fotosensoren abhängig.
Zur Anwendung kommen hauptsächlich CCD-Sensoren
(Charge Coupled Devices, ladungsgekoppelte Halbleiter)
und CMOS-Sensoren (Complementary Metal Oxide Semiconductor)[Kün00a].
Ein CCD-Chip (mit Fotodioden) setzt die Helligkeit vom
Motiv in Spannung um. Ein Analog/Digital-Wandler und
Schaltung dienen zur weiteren Signalverarbeitung.
Die Ermittlung farbiger Bildanteile erfolgt auf verschiedene Weise:
3-Chip-Kamera
Ein drei geteilter Lichtstrahl wird durch drei unterschiedliche Filter (R,G,B) auf jeweils einen separaten
CCD-Chip geleitet und dort gewandelt.
Dies ist teurer, realisiert aber eine höhere Auflösung.
1-Chip-Kamera
Der Lichtstrahl wird auf eine CCD geleitet, die RGBWerte werden über Mosaikfilter erfasst.
Dies ist billiger, realisiert aber eine kleinere Auflösung.
2.2.4 Druckbildinspektion
Außer Farbe bestimmen bildabhängige Feinstrukturen,
speziell geforderte Detailwiedergaben im Bild bzw. Störungen im Bild durch Störungen im Druckvorgang die
Qualität des Druckbildes [Kipp00].
Gerade bei besonders schnell laufenden Bahnen im
Rollendruck werden hochwertige Kamerasysteme eingesetzt, die eine Fehlererkennung ermöglichen und durch
entsprechende Warnsignale den Bediener zu einer Korrektur veranlassen.
Es erfolgt ein Vergleich zwischen Sollbild (z. B. OKBogen) und dem aktuellen Druckbild. Je nach Auslegung
des Systems kann das kleine Ausschnitte bzw. das gesamte
Druckbild betreffen.
Je nach Funktionsumfang solcher Systeme können
Fehler visuell bzw. durch entsprechende rechentechnische
Auswertung Abweichungen zwischen Masterbild und
aktuellem Druckbild erkannt werden. Bei entsprechendem
Leistungsumfang der Systeme können in ausgewählten
Messpunkten Messwerte z. B Lab-Werte (Eichung des
Kamerasystems notwendig) ermittelt werden.
2.3 Messfelder
Ein weiteres wichtiges Kriterium ist, mit welchen
Kontrollmitteln bestimmte Messaufgaben realisiert werden
können.
Für den Vierfarbdruck betrifft das hauptsächlich
Kontrollfelder (Volltonfelder, Rasterpunktfelder, Zweifarbenübereinanderdrucke), die zumeist innerhalb von
Kontrollstreifen und somit zonal angeordnet sind.
An dieser Stelle soll zusätzlich auf Messfelder eingegangen werden, die spezielle Messaufgaben ermöglichen
bzw. durch ihre entsprechende Gestaltung in das Layout
eingebunden werden können.
Graubalancefelder
Als Hauptursache für Farbabweichungen werden die
Schwankungen der Rasterpunktverbreiterung angesehen.
Unter der Maßgabe, wie das menschliche Auge Farbabweichungen im Bild unter dem Einfluss der Bildkontraste
beurteilt, wurden Kontroll- und Auswertestrategien entwickelt [Bru98a, Bru98b]. Es existieren Farbwerksregelungen nach dem Prinzip der Graubalance.
Farbbalancefelder sind empfindliche Signalfelder für
Farbschwankungen im Druck, die zur Messung und Steuerung der Farbdichten herangezogen [Dol87b] und z. T.
außerdem zur visuellen Kontrolle genutzt werden [Kar99].
Kontrollfelder im Zusammendruck als Indikatorfeld
Neben Grautönen gelten auch Hauttöne als hochsensible
Zusammendrucke. In [Bei98, Bei99] werden solche Felder
vorgestellt. Mittels Messung von ∆ E können schon kleine
Schwankungen bzw. ein Abdriften erkannt werden (visuell
nicht mehr möglich). Nach Wahlmöglichkeiten verschiedener Qualitätsbereiche und einer Fehlerdefinition kann der
Drucker durch eine Offline-Fehlersuche Gegenmaßnahmen
ergreifen.
Indikatorfelder bieten eine Vereinfachung und Kostenreduzierung, gerade für die Inline-Messung.
Targets
Spezielle Targets haben sich bewährt für Messaufgaben, bei denen der für Kontrollfelder verfügbare Platz
minimiert ist.
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Für den Zeitungsdruck wurde beispielsweise das MiniTarget entwickelt [Kün98, Kün00b].
Auf einer Messfeldgröße von 7 x 10 mm sind Farbfelder (1,7 x 1,7 mm) mit folgenden Funktionen angeordnet:
Volltonfelder, Rastertonfelder mit 50 % Flächendeckung,
Volltonfelder der Mischfarben 1. Ordnung, Graubalance
(Cyan 50 %, Magenta 40 %, Gelb 40 %). Angeordnete
Linien und Balken lassen Rückschlüsse auf Passer und
Schieben/Dublieren zu.
Es ist die Möglichkeit der Messung von Farb- und
Dichtewerten gleichzeitig (eine einzige Messung) gegeben.
Es gibt außerdem kundenspezifische Messelemente, die
diese zur Qualitätsermittlung nutzen. Als Beispiel aus dem
Zeitungsbereich sei hier die Anzeigenkampagne des Mode-
und Handelshauses C&A [Mae98] mit der Erstellung von
Qualitätsprofilen von Tageszeitungen (Druckvorstufe,
Druck) genannt.
Bei Ausnutzung von Layoutelementen bieten sich als
Messorte auch Überschriften, Querbalken und Rahmen an.
Messung im Bild
Eine elegante Methode wäre die Messung im Bild.
Entsprechende Offline-Lösungen gibt es im Bogenbereich.
Auch für den Rollendruck sind Ansätze realisiert. Bei
entsprechendem Leistungsumfang von Bahnbeobachtungsystemen können in ausgewählten Messpunkten im Bild
(vorherige Eichung des Kamersystems notwendig) z. B.
Lab-Werte ermittelt werden [Bah96].
3 Übersicht der auf dem Markt befindlichen Messsysteme
3.1 Inline-Messsysteme für den Rollendruck
Der Aufgabenstellung entsprechend werden zuerst auf
dem Markt existierende Systeme zur Inline-Messung mit
Regelkreis vorgestellt.
Als Alternative bieten sich außerdem Messsysteme an,
die im Rollendruck eine Inline-Messung gewährleisten
können, bei denen der Regelkreislauf aber nicht geschlossen ist.
3.1.1 Inline-Messung mit Regelkreis (Closed
loop)
Zuerst sollen für alle System gemeinsame Aspekte
betrachtet werden.
Die vorgestellten Systeme erlauben eine videokamerabasierende densitometrische Messung oder eine Messung
aus einer Kombination aus Video/Spektralfotometrischem
System.
Automatisch wird ein Mikrofarbkontrollstreifen
gesucht, lokalisiert und abgefahren. Das Abtasten des
Farbkontrollstreifens erfolgt schrittweise quer zur laufenden Bahn. Es wird beidseitig mit je einem Messkopf auf
Vorder- und Rückseite der Bahn gemessen.
Die Messfelder besitzen einen Identifizierungscode, so
dass die Messung der Farbzone zugeordnet werden kann
bzw. Druckfehler (Butzen, Kratzer) erfasst und für die
Berechnung verworfen werden können.
Die Daten werden an den Steuerstand an der Maschine
übertragen.
Das Regeln der Farbe erfolgt nach Farbdichte. Es wird
jede Farbe zum gewünschten Farbdichtewert geregelt und
dieser in jeder Farbe und in jeder Zone über die gesamte
Auflage konstant gehalten.
Die Farbzonenschraubenänderung und damit der
Angleich der Farbführung an die Zieldichte wird automatisch so schnell durchgeführt, wie die Rotationsmaschine
es erlaubt.
Neben der Automatisierung bieten diese Systeme eine
Statistical Process Control (SPC). Es können Prozessdaten
protokolliert, andere Daten z. B. Tonwertzunahme, Graubalance, Druckkontrast, Farbannahme zusätzlich ausgewertet
und Daten für den nächsten Auftrag gespeichert werden.
Neben der automatischen Nachregelung der Dichte
kann auch in einem Optionsmodul gearbeitet werden,
indem z. B. die Dichte nur angezeigt wird und der Drucker
entsprechend selbst reagieren kann.
Während der gesamten Produktion werden per Monitor
Prozesstrends angezeigt.
Die Systeme können mittels intelligenter Regelschnittstelle in Neumaschinen integriert bzw. in vorhandenen
Maschinen nachgerüstet werden.
Im Folgenden werden die Systeme mit ihren Besonderheiten und entsprechenden Anwendungen aufgelistet. In
Tab. 3.1 sind Parameter und Referenzen zusammengefasst.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
ColorQuick
Graphics Microsystems, Inc. (GMI)
Inline-Messung mit Regelkreis, Spektrale
Farbmessung, Druckkontrollstreifen
Das Messsystem besteht aus einer Kombination aus Video
und Spektralfotometer. Die Videokamera dient zum
Auffinden des Messstreifens, ein zweistrahliges Spektralfotometer (Abtastung in 20 nm Schritten) zur Messung.
Installationen: 38 Installationen für Rollenoffset in Europa
z. B. wfw Sattler Hornburg, D
Lithoman III (vgl. Fallstudie in Kapitel
4.1.1)
Bild 1: ColorQuick, Graphics Microsystems, Inc.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
CCS + (Instrument Flight-Technology)
QTI + (System Brunner)
Inline-Messung mit Regelkreis, Videodensitometrische Messung, Druckkontrollstreifen
Die Messung erfolgt mittels Videodensitometer. Mit
Einbindung von System Brunner Instrument Flight können
30 individuelle Farbsteuerparameter zur Kontrolle der
Volltondichten und Farbbalancen genutzt werden.
Installationen: 14 weltweit
z.B. Mohndruck GmbH, Gütersloh, D
CCS an KBA Compacta
(vgl. Fallstudie in Kapitel 4.1.2)
Eine Installation in den USA auf einer
KBA Commander (Coldset) bei Stevens
Graphics in Birmingham, Alabama. Dort
werden hauptsächlich Telefonbücher
gedruckt.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
MicroTrak CLC
Web Printing Controls
Inline-Messung mit Regelkreis, Microdensitometrische Messung, Druckkontrollstreifen
Das System misst mittels Mikrodensitometer. Der Messkopf
13
14
Bild 3: MicroTrak CLC , Web Printing Controls
Bild 2: CCS + (Instrument Flight-Technology), QTI + (System Brunner)
ist luftgespült, was der Verschmutzung entgegenwirkt.
Installationen: keine Angaben verfügbar
Messsystem:
Firma:
Systematik:
Dynascan II
Peretta (Graphic Web Systems BV, Europavertretung)
Messsystem
ColorQuick
Firma
Die Messung basiert auf einem Videodensitometer.
In [Das88] stellt die Firma ALTIM ein densitometrisches
Mess- und Regelungssytem vor.
Wesentliche Vorteile oben genannter Messsysteme
sind:
> verkürzte Einrichtezeiten und weniger Makulatur,
> die Farbanpassung erfolgt automatisch, sonst kontrolliert Bedienpersonal visuell Probeexemplare,
> Farbe ist über die gesamte Auflage konstant,
> Farbe ist von Tagesproduktion zu Tagesproduktion
konstant.
CCS +
(Instrument FlightTechnology)
MicroTrak CLC
Dynascan II
Graphics Microsystems, QTI +
Inc. (GMI)
System Brunner
Web Printing
Controls
Peretta
Steuerungs- und
Regelsystem
Inline-Messung mit
Regelkreis
Inline-Messung mit
Regelkreis
Inline Messung mit
Regelkreis
Inline Messung mit
Regelkreis
Messverfahren
Spektrale Farbmessung
Videodensitometrische Microdensitometrische Videodensitometrische
Messung
Messung
Messung
Messort
Druckkontrollstreifen
Höhe 2 mm
Messfeldbreite 4 mm
(vom System vorgegeben)
Höhe 1,6 mm
Höhe 2,3 mm
Höhe kleiner 2 mm
Geschwindigkeit
15 m/s
15 m/s
15 m/s
15 m/s
Anwendungen
Akzidenz
Akzidenz
Akzidenz
Referenzen
DRUPA 2000, [Hau00,
Schn01, Aus00, Grap00,
Clo98, Clo00, Clo00b,
Pop00, Loy98, Far99]
DRUPA 2000, [Hau00, DRUPA 2000,
Aus00, Qual00, Wec00, [Hau00]
The00a, The00b
Cag00, Col00a, Clo00,
Clo00b, Sey96c]
Akzidenz
DRUPA 2000,
[Hau00], [Off00],
[Aus00]
Tabelle 3.1: Beispiele für Messsysteme mit Inline-Messung und Regelkreis, Bilder zu den Messsystemen befinden sich in Anlage 1.
3.1.2 Inline-Messung und Bahnüberwachungssysteme ohne Regelkreis
Die folgenden Systeme sind für eine Inline-Messung
konzipiert. Es erfolgt aber keine automatische Regelung.
Der Drucker bekommt Qualitätsmängel angezeigt und muss
reagieren.
Eine Zusammenstellung zeigt die Tabelle 3.2.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
ICD 40
Innomess GmbH
Inline-Messung ohne Regelkreis, Videodensitometrische Messung, Messpunkte
Das System auf Basis einer 3-Chip-CCD-Kamera ist auf
einer Traverse angeordnet. Es werden schrittweise über die
gesamte Bahnbreite Messpunkte von 0,5 mm Durchmesser
gescannt und Werte für jede Farbzone ermittelt (Scannzeit
3s/Zone, bei Bahngeschwindigkeit größer 6,6 m/s). Der
Prozess soll mit diesem System konstant gehalten werden.
Tests im Zeitungsdruck wurden schon vor 2 Jahren mit der
Firma Wifag durchgeführt.
Es können die gleichen Punkte wie für die Registermessung genutzt werden.
Bild 4: Dynascan II, Peretta
Die Anwendungen liegen im Akzidenzbereich. Es bestehen z. T. Entwicklungsstrategien, auch die Messung im
Bild zu ermöglichen.
Eine weitere Untersetzung erfolgt durch die Fallstudien
in Kapitel 4.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
Vip Flashdens
Viptronic
Inline-Messung ohne Regelkreis, Densitometrische Messung, Druckkontrollstreifen
Mit einer variablen Anzahl von Messköpfen werden mittels
Firma
Messsystem
Referenz
Innomess GmbH
ICD 40
DRUPA 2000, [Aus00]
Viptronic (GretagMacbeth-Gruppe)
Vip Flashdens
DRUPA 2000, [Gra01]
X-Rite
DTP24
DRUPA 2000
GVT (Graphische Verfahrenstechnik)
IMS-VCI
DRUPA 2000
Tabelle 3.2: Beispiele für Inline-Messsysteme ohne Regelkreis
Firma
Messsystem
Referenz
Data Engineering Ltd.
Webspector + Pagevision
DRUPA 2000, [Aus00]
BST Servo Technik mit Innomess GmbH VideoCheck VC Serie, Euroscope,
BST Pro Mark Serie 2000
DRUPA 2000, [Aus00], [Qual00],
[Wer00]
Eltromat
Web Video Serie, Print Check Serie, Offcon DRUPA 2000, [Dru99], [Dru00]
Press Tech
Printeye, Inquesta
DRUPA 2000, [Clo00]
AVT (Advanced Vision Technology)
Print Vision 9000 NT
DRUPA 2000, [Loy00, Clo00, Col00b]
Grafikontrol
Grafikscan 2000
DRUPA 2000
Theta System Elektronik GmbH
PCS
[Bah96], [Pert97]
Tabelle 3.3: Beispiele für Bildinspektionssysteme (Inline-Messung, ohne Regelkreis, Druckbildinspektion)
15
16
Dichtemessung auf einem Druckkontrollstreifen Dichtewerte jeder Prozessfarbe ermittelt. Das System ist so ausgelegt, dass der Drucker bei Abweichungen reagiert.
Laut Herstelleraussage ist das System für Rollenoffsetmaschinen verschiedener Hersteller konzipiert.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
DTP24
X-Rite
Inline-Messung ohne Regelkreis, Densitometrische Messung, Kontrollfelder
Das Densitometer wurde zum Einbau in Druckmaschinen
konzipiert. Derzeit wird es z. B. in einigen Digitaldruckmaschinen eingesetzt. Eine Farbsteuerung ist mit diesem
Gerät möglich, muss jedoch von dem jeweiligen Druckmaschinenhersteller umgesetzt werden. Das Gerät stellt die
Daten zur Verfügung. Zur Messung werden Kontrollfelder
benötigt.
Messsystem:
Firma:
Systematik:
IMS-VCI
GVT
Inline-Messung ohne Regelkreis, Spektrale
Farbmessung, Messfelder
Das System besteht aus einer B/W-CCD-Kamera mit einem
Spektralvorsatz. Die Farbmessung erfolgt zeilenförmig
(keine Filtermessung). Je eine Kamera wird für Vorder- und
Rückseite der Bahn benötigt. Die Kamera befindet sich
stationär an einer Traverse über der laufenden Bahn.
Üblicherweise erfolgt die Messung in Messfeldern, die
Messung im Bild ist möglich. Ein geschlossener Regelkreis
ist für den Tief- und Flexodruck realisiert und im Offsetbereich in der Entwicklung.
Eine weitere Möglichkeit der Inline-Druckqualitätsüberwachung bieten automatische Bahninspektions- bzw.
Fehlererkennungssysteme. Diese werden z. Zt. hauptsächlich im Verpackungs- und Etikettendruck (Flexodruck,
Tiefdruck) einsetzt. Dass die Möglichkeit der Anwendung
auch im Zeitungsdruck besteht, zeigt das Fallbeispiel in
Kapitel 4.2.
Die vorgestellten Messsysteme lassen sich wie folgt
charakterisieren:
3.1.3 In-Line Bildinspektionssysteme ohne
Regelkreis
Mittels Videokameras (3-Chip-Farbkameras) werden Bilder bzw. die Bahn überwacht. Bei Abweichung festgelegter
Toleranzen (Vergleich mit Masterbild, Farbabweichungen
erkannt) wird ein sichtbarer Alarm ausgelöst. Der Drucker
entscheidet über Abhilfe und kann z. B. die entsprechende
Stelle kennzeichnen (beim Umrollen schneller zu finden).
Mit einer Anbindung an das Steuerpult der Druckmaschine
sind gezielt manuelle Veränderungen möglich.
Je nach Funktionsumfang der Bahnbeobachtungssysteme können von ausgewählten Messpunkten auch (vorherige
Eichung der Kamera notwendig) z. B. Lab-Werte ermittelt
werden [Bah96].
Durch eine ständige Kontrolle der Produktion wird eine
Steuerung der Qualität möglich und somit eine Produktionsstabilität erreicht. Eine Gleichmäßigkeit der Auflage
wird gewährleistet. Da farbgleiche Anzeigen und Produktwiedergaben immer wichtiger werden, ist eine solche Hilfe
für den Drucker sehr interessant.
Ein frühzeitiges, zielsicheres Eingreifen der Maschinenbesatzung wird ermöglicht, aufkommende Fehler werden
frühzeitig abgestellt und hoher Makulaturanfall wird
vermieden.
Anwendungen wären im Rollenoffsetdruck z. B. für die
Bahnbeobachtung bei farbigen Tageszeitungen mit
Regionalausgaben bei gleichbleibender Anzeigenwerbung
sinnvoll und denkbar.
Optionell können auftragsrelevante Parameter archiviert werden (Job Archieve) bzw. der Prozess statistisch
ausgewertet werden (Statistical Process Control).
An dieser Stelle sollen beispielhaft Systeme vorgestellt
werden, um die Vielfalt der Anwendungen und Argumente
für den Einsatz zu zeigen. In Tab. 3.3 ist eine Übersicht mit
entsprechenden Referenzen zusammengestellt.
PrintVision 9000 NT
In der Praxis konnte mit diesem System eine Kosteneinsparung bei Makulatur erzielt werden. Rüstzeitverkürzungen von 8-10 % und eine Erhöhung der Druckgeschwindigkeit mit sicherer Produktion konnte realisiert
werden. Personalaufwand reduzierte sich. Die Amortisation
lag bei 8-12 Monaten (abhängig von Auftragsstruktur,
Materialeinsatz, Maschinenbelegung, höhere Maschinenverfügbarkeit).
Als Vorteil wurde die Kontrolle der Vorder- und Rückseite betrachtet.
Offcon
Dieses System bietet eine Kombination aus Register,
Druckbildüberwachung und Farbsteuerung.
Steigende Ansprüche an Druckqualität, Ausstattung
und Kostensenkung erfordern eine Optimierung des Workflows. Der Einsatz qualitätssteigender und rüstzeitverkürzender Steuermechanismen wird notwendig.
Argumente in einem Anwendungsfall waren eine
deutliche Makulaturreduzierung, bis zu 90 % Rüstzeit- und
Kosteneinsparung für Register und Farbgebung (niedrigerer
Farbverbrauch). Das System bewährte sich bei häufigen
Auftragswechseln und Mehrfarbenproduktionen.
Durch Nachrüstung konnte eine alte Rotation besser
ausgestattet und das Geld für eine neue vorerst gespart
werden.
PCS (Printing-Control-System)
Dieses Bahnüberwachungssystem wird bereits im Zeitungsdruckbereich eingesetzt.
Installationen: z. B. Vorarlberger Medienhaus, A, MAN
Geoman (vgl. Anwenderbericht in Kapitel 4.2)
Andere Anwendungen für eine Inline-Qualitätsüberwachung sollen kurz aufgeführt werden:
> AccColour-System von Sun Chemical /Hartmann
Druckfarben, berührungslose Bahnüberwachung
mittels Videokamera (erkennt Farbdifferenzen auf
unterschiedlichen Bedruckstoffen, dokumentiert diese),
Verpackungsdruck [Verp00]
> Colour Valid, kamerabasierende Farbmessung [Fea98,
Neu98, Row 99]
> Neltec Colour Q2000, Inline-Farbmessung [Inl95]
> InteliCheck von Integral Vision’s European [Perf00]
> GretagMacbeth Spektralfotometer SPM 700, an laufender Bahn oder Bogenauslage [Kle99]
> GretagMacbeth/Viptronic SpeedyEye, Miniatur-Spektralfotometer zum Einbau in Digitaldruckern [DRUPA
2000, Farb00]
Außerdem wurden die Eignung einer Qualitätskontrolle
im Rollenoffsetdruck mittels 3-Chip-CCD-Kamera und
nachfolgenden Bildanalyse in [Söd94] nachgewiesen und
ein Bahnbeobachtungssystem „ARGUS-Prototyp-System“
in [Söd95] vorgestellt.
3.2 Weitere Messsysteme
Ergänzend sollen Systeme genannt werden, die, wenn
eine Anbindung zur Maschine besteht, online arbeiten. Die
Messung erfolgt meistens auf der Basis von Druckkontrollstreifen und wird außerhalb der Maschine vom Drucker
ausgeführt. Es gibt auch Systeme, die variabel über einen
x-y Scanntisch arbeiten und somit Messpunkte im Bild
anfahren können. Das System ImageControl (Heidelberg)
erlaubt das Abtasten des gesamten Bildes. Diese Systeme
werden hauptsächlich im Bogendruck eingesetzt. Ein
Vorteil dabei ist, dass durch die Steuerstandtechnik mit
einem Messpult mehrere Druckmaschinen bedient werden
können.
Beispielhaft seien folgende Systeme aufgezählt:
> ATD (Scanndensitometer), ATS (Scannspectrofotometer) von X-Rite [DRUPA 2000, Aus00] (vgl. Anwendung in Kapitel 3.3)
> PDS-S Scanning Spectrodensitometer von Komori
[DRUPA 2000, Clo00]
> Scanndensitometer, von Grapho Metronic an MAN
Roland CCI [Wec00, Nüe98]
> SDT (Scanndensitometer) von Tobias [DRUPA 2000,
Aus00, Qua00] (vgl. Anwendung in Kapitel 3.3)
> Spectromat von GreatgMacbeth [DRUPA 2000, Aus00]
> System CPC und ImageControl von Heidelberg [DRUPA
2000, Die93, Lohm99, Was95, Col00b]
> CPC 23 Inline-Bildmessung, Bogendruck [Wes95,
Obj97]
> Densitronic, Spectronic von KBA [Clo98, Fuc00, Fuc98,
KBA98]
Aus diesen Anwendungen werden im Kap. 3.3.1
Lösungen für den Zeitungsdruck vorgestellt.
Abschließend sei erwähnt, dass es außer im Druckbereich andere Anwendungsgebiete für Inline-Messung und
Farberkennungssysteme gibt. Dabei geht es hauptsächlich
um eine Gut/Schlecht Kontrolle mit fixen Toleranzwerten
z. B. in der Pharmazie oder im Textilbereich [Hübn99,
Bec93]. Für die Ermittlung von druckprozessrelevanten
Größen sind sie nicht ausgelegt.
3.3 Speziell für den Zeitungsoffsetdruck konzipierte Anwendungen
In diesem Kapitel sollen zusätzlich speziell für den Zeitungsdruck konzipierte Anwendungen vorgestellt werden,
die eine Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung gewährleisten und als scannende Systeme bzw. Handmessgeräte ausgelegt sind.
3.3.1 Scannende Systeme
Messsystem:
Firma:
Systematik:
Scanning Densitometer
Tobias
Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung, Densitometrische
Messung, Druckkontrollstreifen (Graubalance)
Ein Graubalancestreifen von 1,6 mm Höhe wird ausgewertet.
Durch ein solches qualitätsbegleitendes Messsystem kann
z. B. eine Gleichmäßigkeit des Farbdruckes in 3 Druckorten
auf 15 Rotationen bei einer Gesamtauflage von etwa einer
Million gewährleistet werden [Werf99].
Messsystem:
Firma:
Systematik:
ATD News
X-Rite
Offline-Messung mit messungsunterstützter
manueller Steuerung, Spektrale Farbmessung, Druckkontrollstreifen (Graubalance)
Es wird ein 2 mm (Mindesthöhe 1,6 mm) hoher Graubalancestreifen (C,M,Y-Anteil variabel) seitenbreit mitgedruckt.
Außerhalb der Maschine wird der Balken gescannt. Es wird
spektral gemessen, die Dichtewerte werden errechnet. Diese
werden am Monitor je Farbzone angezeigt. Im Vorfeld
werden Sollwerte und Toleranzen festgelegt. Es wird als
Vorteil angesehen, dass nur die Messwerte angezeigt
werden, die der Drucker braucht. Eine Auswertesoftware
Bild 5: ATD News
17
18
visualisiert die erreichte Qualität mit entsprechenden Hinweisen, sobald der Sollwert bzw. die Graubalance nicht
mehr eingehalten wird. Der Drucker erhält dadurch Korrekturhinweise direkt an der Maschine.
Die Messgeometrie (45°/0°) entspricht den ISO-Normen.
Die Software ist netzwerkfähig, so dass Berichte nicht
direkt an der Maschine erstellt werden müssen.
Eine Online-Anbindung des Messsystems wird als möglich
angesehen.
Installationen: seit Markteinführung Ende 2000 ca. 30
Systeme
vgl. Anwenderbericht in Kapitel 4.2
3.3.2
Handmessgeräte
Messsytem:
Firma:
Systematik:
Bild 6: MiniTarget (Ugra/Fogra)
MiniTarget (Ugra/Fogra), MTC 920
Techkon GmbH
Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung, kamerabasierende Messung, spezielles Messfeld
Die Basis bildet ein MiniTarget (Ugra/Fogra Kontrollelement) Messfeld 10 x 7 mm.
Das Messfeld steht allen Nutzern und Messgeräteherstellern zur Verfügung. Die technische Realisierung eines
Messgerätes bietet derzeit nur die Firma Techkon.
Mit einer Kamera (CMOS-Matrixsensor) wird mit einer
Messung das gesamte Messfeld erfasst.
Die Kamera ist kein Farbmessgerät (RGB-Filter der Kamera
sind nicht identisch mit farbmetrischer bzw. densitometrischer Filterfunktion). Es muss deshalb mittels Spektralfotometer und Kalibrationsmessstreifen mit 25 Feldern kalibriert werden. Es können farbmetrische und Dichtewerte
abgeleitet werden.
Das System besteht aus der MiniTarget Camera MTC 920
und der Auswertesoftware MTC Pro.
Zur Basiskalibration dient ein Spektralfotometer SP 810.
Die Messungen erfolgen nach DIN ISO 12647-3.
Der Drucker bekommt eine Qualitätseinschätzung per
„Smily“ und muss reagieren.
[Aus00, Kün98, Qua99]
Installationen: verschiedene Zeitungen in der Schweiz
und in Deutschland
vgl. Anwenderbericht in Kapitel 4.2
vgl. Druckversuche in Kapitel 5
Eine Vielzahl von üblichen Handmessgeräten von verschiedenen Herstellern ist auf dem Markt.
Speziell für das Erfassen kleiner Messelemente bieten
einige Hersteller Geräte mit kleinen Messblendenöffnungen. Dies ist besonders für den Zeitungsdruck interessant
(Einpassung von Kontrollelementen in das Layout). Tab.
3.4 zeigt einige Geräte zu dieser Systematik.
Systematik:
Offline-Messung mit messungsunterstützender manueller Steuerung, Densitometrische Farbmessung, Druckkontrollstreifen bzw. Unterstreichungen, Überschriften
zusammengefasst.
Firma
Messsystem
Anmerkungen und Referenzen
Viptronic
Vipdens 444
Kontrollstreifen (1,5 mm im Falz oder bei Verpackungen an verdeckter Kante)
Messöffnungen 1 mm, Art der Messung automatisch erkannt (Nullen, Vollton),
automatische Filterwahl
Schnittstelle für Software für statistische Datenerfassung, Trendkontrolle [Den01]
Viptronic
Vipnews 917 P
Messblendenöffnung standardmäßig 2,5 mm [DRUPA 2000]
Beta Industries
Betacolor 917
Messblendenöffnung 2,5 mm, optional 1,7 mm. Möglichkeit der Datensammlung
und statistischen Qualitätskontrolle [DRUPA 2000]
X-Rite
Serie 500
Eine Micro-Spot-Technologie ermöglicht das Erfassen von Streifen von 1,6 mm Höhe.
Daher können auch Überschriften und Unterstreichungen als Druckkontrollelemente
genutzt werden. Das Modell 520 ist mit einer farbmetrischen Basisfunktion ausgestattet. [Aus00]
Techkon
R 410 (e)
Optional mit kleiner Messblendenöffnung lieferbar (1,5 x 3 mm)
Tabelle 3.4: Beispiele von Handmessgeräte mit kleiner Messblendenöffnung für den Zeitungsdruck
4 Fallstudien zu Farbmesssystemen
Für die Fallstudien wurden vorrangig Druckereien mit
installierten Inline-Systemen mit Regelkreis (Closed loop)
ausgewählt. Da im Zeitungsdruck noch nicht existent,
stammen diese Beispiele aus dem Akzidenzbereich.
Die in die Fallstudien einbezogenen Druckereien
wurden vor Ort besichtigt und Informationen mittels
Fragebogen erfasst. Dies bezog sich auf Aspekte der allgemeinen Betriebsbedingungen, den Anschaffungsgrund, das
jeweilige Messsystem, die Einbindung des Messsystems in
bestehende Maschinenkonfigurationen, die Regelung der
Maschine, entstehende Folgekosten und Aspekte für den
Einsatz in der Zeitung.
werden. Der Farbverbrauch sinkt, besonders bei Gelb
kommt es durch eine effektive Farbführung zu einer Einsparung.
Die Druckqualität (andere Aufträge möglich) wird verbessert, Anschlussseiten im SW-Druck mit ∆ D = 0,02 können problemlos gedruckt werden.
Die Anschaffungskosten für ein solches System gegebener Konfiguration liegen bei 250 000,- EUR.
4.1.1.2 System im praktischen Einsatz
Das System ist seit Mitte Mai 2000 an einer MAN
Lithoman 3 (32 Seiten, 32 Farbzonen, 1260 mm Bahnbreite, 904 mm Abschnittlänge, Druckfarbenreihenfolge K,
C, M Y) installiert. Es werden Aufträge im Akzidenzbereich
bearbeitet. Die Plattenherstellung erfolgt über Film.
Argumente seitens der Druckerei als Anschaffungsgrund für ein solches System waren:
Die Makulatur konnte reduziert werden. Die Reklamationen konnten gesenkt werden. Messsystem mit seinen
Qualitätsprotokollen gilt als Qualitätsbeweis gegenüber
dem Kunden und als Referenz bei Reklamationen. Es kann
zunehmend auf Proof und Abstimmungsbesuch verzichtet
Es wird ein 2 mm hoher Messkontrollstreifen mitgedruckt, der Messfelder der Größe 2 x 4 mm enthält. Ein
zweistrahliges Spektralfotometer misst inline fortlaufend.
Für den geschlossenen Regelkreislauf werden die Farbdichteinformationen genutzt.
Der Messkopf ist nach Trockner, Kühlung, Silikonwerk
und Bahnkantenregelung angeordnet. Das System besteht
für eine Bahn aus einem Messkopf für die Vorder- und
einem Messkopf für die Rückseite.
Der Einsatz erfolgt bei jedem Auftrag.
In jeder Farbzone sollten sich Messfelder für die Volltondichten befinden. Die Messfeldbreite wird durch das
System vorgegeben, die Höhe ist variabel (min. 2 mm).
Die spektrale Messung (Abtastung in 20-nm-Schritten)
ermöglicht auch die Überwachung von Sonderfarben, die
Farbverschmutzung z. B bei Gelb wird erkannt. Der Messstreifen wird auf einen Überfalz gedruckt, der nach dem
Falzapparat mittels Rotoschneider entfernt wird.
Die Messung erfolgt fortlaufend (bei 15 m/s Bahngeschwindigkeit), während des Messens werden Daten
verarbeitet. Es wird automatisch auf Sollwerte (Erfahrungswerte) geregelt. Der Drucker wird von der Farbbedienung entlastet und wird z. B. für Arbeiten im Bereich Falz
frei.
Maschinenprotokolle dienen als Referenz für Produktion und gegenüber dem Kunden und werden für Folgeproduktionen archiviert.
Bild 7: Traverse mit Messkopf
Bild 8: Messkopf Vorderseite
4.1 Inline-Messung mit Regelkreis (Closed
loop)
4.1.1 ColorQuick
Versuchsort:
Datum:
Messsystem:
Systematik:
wfw Graphische Betriebe Udo Sattler,
Hornburg
13. Dezember 2000
ColorQuick der Firma GMI
Inline-Messung mit Regelkreis, Spektrale
Farbmessung, Druckkontrollstreifen
4.1.1.1 Systemüberblick
19
20
4.1.2 Color Control System (CCS)
Versuchsort:
Datum:
Messsystem:
Systematik:
MOHN Media, Mohndruck GmbH, Gütersloh
12. Januar 2001
CCS (ohne System Brunner) der Firma QTI
4.1.2.1 Systemüberblick
Das System ist seit Mitte Mai 2000 an einer KBA Compacta C 318 (45 Farbzonen, Druckfarbenreihenfolge K, C,
M, Y) installiert. Es werden Aufträge im Akzidenzbereich
und vorwiegend hochwertige Druckprodukte bearbeitet.
Die Platten werden optional über CTP oder konventionell
hergestellt.
Argumente seitens der Druckerei als Anschaffungsgrund für ein solches System waren folgende:
Die Makulatur konnte reduziert werden (auftragsabhängig). Die Solldichten werden schneller erreicht (bei
Auftragsbeginn und nach jedem Waschzyklus!). Es kann die
Gleichmäßigkeit der Auflage für den Kunden dokumentiert
werden. Bei nicht gleichmäßiger Farbführung ermöglicht
das System die Ursachenfindung (z. B. Maschine, Bediener).
Die Anschaffungskosten für ein solches System gegebener Konfiguration liegen bei 250 000,- EUR.
Mit der Einbindung der Instrument Flight-Technology
von System Brunner erhöhen sich die Anschaffungskosten
entsprechend.
4.1.2.2 System im praktischen Einsatz
Es wird ein Messkontrollstreifen (min. 1,6 mm Höhe)
mit Messfeldern mitgedruckt. Die Messung erfolgt fortlaufend mittels Video-Densitometertechnologie. Für den
geschlossenen Regelkreislauf werden die Farbdichteinformationen genutzt.
Bild 9: Messsystem CCS
Mit der Instrument Flight-Technology von System
Brunner könnte zusätzlich die Steuerung nach Graubalance
erfolgen. Beides zusammen liefert dann 30 individuelle
Farbsteuerungsparameter (z. B. bei ET Heron, GB).
Der Messkopf ist nach Trockner, Kühlung, Silikonwerk
und Bahnkantenregelung angeordnet. Das System besteht
für eine Bahn aus einem Messkopf für die Vorder- und
einem Messkopf für die Rückseite.
Der Einsatz erfolgt nicht bei jedem Auftrag.
Der Messkontrollstreifen ist modifiziert. Messfelder mit
Vollton, 25, 50 und 75 % Tonwerte, Kontrast, Farbannahme
sind variabel pro Zone anordnenbar. In Mitte der Zone soll
sich das wichtigste Feld – Vollton – befinden. Im vorliegenden Fall wird ein konventioneller Druckkontrollstreifen
für betriebsinterne Kontrollen mitgedruckt.
Die Messung erfolgt fortlaufend, der Scannlauf des
Gerätes hat unabhängig von der Druckgeschwindigkeit
immer die gleiche Geschwindigkeit. Es kann automatisch
auf Sollwerte (Standard bzw. Kunde) geregelt werden.
Optional übernimmt diese Aufgabe der Drucker.
Es werden gleichzeitig die Werte für Vorder- und Rückseite am Monitor angezeigt.
Maschinenprotokolle dienen als Referenz für Produktion und gegenüber dem Kunden und können für Folgeproduktionen archiviert werden.
Bild 11 zeigt die zonenweise Einregelung der Volltondichte Gelb. Im Vergleich dazu stellt das Bild 12 die zonenweise Einregelung der Volltondichte Schwarz mit Eingreifen
des Druckers dar.
Der Istwert wird laufend gemessen und auf Grund der
Abweichung werden die Zonenschrauben eingestellt.
Bild 10: Messkopf Rückseite
Bild 11: Zonenweise Einregelung der Volltondichte Gelb
Bild 12: Zonenweise Einregelung der Volltondichte Schwarz mit Eingreifen
des Druckers
4.1.3 Zusammenfassung
4.2 Anwenderberichte über Open-Loop Systeme
bei Zeitungsbetrieben
Zum Einsatz der betrachteten Systeme im Zeitungsdruck sollen einige Aspekte zusammengefasst werden. Für
beide Messsysteme wird je ein Messkopf für Vorder- und
Rückseite der Bahn benötigt. Bei mehreren Bahnen im
Zeitungsdruck würde sich somit der Preis erhöhen (bei
mehreren Messköpfen ist aber auch eine Mehrfachnutzung
von Systemteilen möglich). Eine Preisbestimmung liegt
momentan nur für den Akzidenzbereich vor, für den
Zeitungsdruck ist dies noch offen.
Bei vielen Strängen sollten möglicherweise nur z. B.
Inserate berücksichtigt werden (z. B. 8-er Turm S/W pro
Strang). Dabei muss der Platzbedarf für das Messsystem
und der Messort in der Maschine beachtet werden.
Es müssten jeweils Druckkontrollstreifen ins Layout
eingepasst werden (z. B. am unteren Rand im Bereich der
Punkturen).
Die bisher maximal realisierten Bahngeschwindigkeiten
liegen bei 16 – 17 m /s, die realisierten Bahnbreiten bei
1,90 m.
Die Regelung nach Volltondichten wird bis jetzt als
ausreichend und funktionierend angesehen. Die Regelung
nach Rasterdichten wäre ein Frage der Weiterentwicklung
und Kosten.
System QTI in Verbindung mit System Brunner bietet
eine Regelstrategie nach einem Kompromiss zwischen
Volltondichten, Rasterdichten und Tertiärtönen.
Digitale Werte (CIP4 oder RIP-Daten) wären als Referenzwert und Voreinstellung möglich.
Die Farbprofile (pro Farbe/Papier/Maschinen-Kombination) müssen bis in die Druckvorstufe berücksichtigt
werden.
Die Zukunft wäre das immer farbrichtige Drucken
digitaler Anzeigen in verschiedenen Druckorten.
Die Graubalance wird in Messfeldern bereits erfasst.
Für einen Graubalancestreifen müssten Systeme angepasst
werden.
Weitere Anmerkungen befinden sich in Kapitel 6.
An dieser Stelle sollen Systeme vorgestellt werden, die
bei Mitgliedern der Arbeitsgruppe im Einsatz sind bzw.
innerhalb des Projektes getestet wurden.
Anwender:
Messsystem:
Systematik:
Vorarlberger Medienhaus
PCS der Firma Theta System Elektronik
GmbH
Inline-Messung ohne Regelkreis, Bildinspekton, Messung im Bild
Das Produktprogramm des Vorarlberger Medienhauses
besteht aus 2 Tageszeitungen, Wochenzeitungen und
Sonderprodukten, der Akzidenzanteil ist sehr hoch.
In einer Druckmaschine MAN Geoman (z. Zt. 4 Achtertürme) ist im Turm 4 nach der letzten Farbe (Farbreihenfolge
C, M, Y, K) das Messsystem installiert. Es dient auf der
Basis einer 3-Chip-CCD-Videokamera zur Kontrolle der
Farbqualität im Bild. Es wird auf Vorder- und Rückseite
der Bahn gemessen. Das System ist auf einer Traverse
beweglich angeordnet. Der Drucker wählt Bilder aus, die
während des gesamten Druckes abgescannt werden. Der
Vergleich erfolgt zum OK-Bogen, der den Sollwert darstellt. Das System funktioniert z. Zt. als Beobachtungsgerät
(nicht Closed loop, Drucker reagiert), es werden Protokolle
mitgeschrieben.
Das System wird z. Zt. bei ausgewählten Druckprodukten eingesetzt, um eine entsprechende Qualitätssicherheit
zu gewährleisten.
Die Gründe für den Einsatz eines solchen Qualitätsmesssystems in diesem Fall waren:
Es bestehen Forderungen nach durchgängiger Automatisierung und Standardisierung. Entsprechende Maßnahmen gibt es bereits.
Der Drucker soll entlastet werden (Entbindung vom
Messen), die Farbregelung soll letztlich dem Drucker durch
Automatisierung abgenommen werden.
Die Produktionssicherheit soll gewährleistet sein. Ein
geringerer Makulaturanteil ergibt sich schon durch die
jetzige Bildanalyse.
21
22
Durch Protokollausgabe ist eine Qualitätsanalyse möglich und könnte bei Akzeptanz auch als Referenz für die
Druckerei gegenüber dem Kunden dienen.
In der Produktion von der Axel Springer Verlag AG
wurden folgende Messsysteme getestet.
Versuchsort:
Messsystem:
Systematik:
Berlin, Ullsteinverlag
ATD News der Firma X-Rite
Offline-Messung mit messungsunterstützter
manueller Steuerung, Spektrale Farbmessung, Druckkontrollstreifen (Graubalance)
Das System wurde separat neben der Maschine aufgebaut (bei kompletter Installation ist das System auf dem
Steuerpult platziert).
In der Zeitung wurde auf jeder Seite ein 2 mm hoher
Graubalancestreifen mitgedruckt. Zunächst wurden
anhand von Volltonfeldern die Volltondichten lt. DIN ISO
12647-3 eingestellt. Daraus wurden Dichtesollwerte für die
Graubalance mit Cyan = 0.58, Magenta = 0.62 und Gelb =
0.70 errechnet und dem System als Sollwerte vorgegeben.
Der Drucker hat die jeweils einzustellende Seite ausgemessen und nach den auf dem Monitor angezeigten Werten die
Farbe korrigiert. Die Farbe konnte so in allen Zonen
gleichmäßig eingestellt werden.
Die Funktionsfähigkeit des Messsystems wurde nachgewiesen. Die Graubalance ist gut über die Dichte regelbar.
Das System fand Akzeptanz beim Drucker. Es wurde
als Hilfe angesehen und es wird die Möglichkeit positiv
bewertet, dass Prozessgrößen messbar und somit gezielter
einstellbar werden.
Das System fand Akzeptanz beim Druckereileiter.
Gegebenenfalls könnten Proofs eingespart und Reklamationen gesenkt werden.
Der Graubalancestreifen kann ins Layout eingepasst
werden. Dies ist gerade bei der Zeitung vorteilhaft, da
somit ein Kontrollelement z. B. als Linie im Kopf oder Fuß
der Seite untergebracht werden kann, welches dem Leser
nicht als solches auffällt.
Versuchsort:
Messsytem:
Systematik:
Produktionsstandorte der Zeitung „Bild“
MiniTarget (Ugra/Fogra), MTC 920 der Firma Techkon
Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung, kamerabasierende
Messung, spezielles Messfeld
Das System MiniTarget wurde in der Wetterseite der
Zeitung „Bild“ integriert, um eine langfristige Kontrolle
mehrerer Druckorte durchzuführen. Es konnten gute Genauigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Dichtemessungen mit größeren Messfeldern erzielt werden (ca. 0,02
Dichte Abweichung).
5 Druckversuche mit der Anwendung MiniTarget
Versuchsort:
Datum:
Messsystem:
Systematik:
Druckzentrum „Freie Presse“, Chemnitz
19. Dezember 2000
MiniTarget (Ugra/Fogra), MTC 920 der Firma Techkon
Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung, kamerabasierende Messung, spezielles Messfeld
5.1 Messsystem
gen wird ein Proof erstellt, bei dem gedruckten Wochenprodukt nicht. Eine Farbvoreinstellung ist geplant. Es wird
z. Zt. prozentual voreingestellt.
Während der Produktion wurden mehrmals über die
Auflage jeweils 40 Exemplare und einmal im stabilen
Fortdruck ohne Nachstellen 400 Exemplare [Flü85]
entnommen. Es erfolgte eine Doppelproduktion mit einer
Auflagenhöhe von insgesamt 84 000 Ex. Innerhalb der
Produktion wurde das Papier (andere Ausgabe) gewechselt.
Die Druckgeschwindigkeit lag bei 50 000 Ex./h (25 000
U/h).
Während der Auflage wurde nicht gemessen. Eine
Regelung ist nicht vorhanden. Die ISO-Norm wurde als
Zielvorgabe nicht berücksichtigt. Korrekturen erfolgten
nach subjektiver Einschätzung des Druckers durch das
Verstellen der Farbzonenschrauben.
Es wird ein Messelement MiniTarget (10 x 7 mm), welches verschiedene Messfelder enthält, mitgedruckt.
Die Messung erfolgt offline mittels einer MiniTarget
Kamera MTC 920 (digitale Bildaufnahme mittels CMOSMatrixsensor). Mit der Windowssoftware MTC PRO kann
über verschiedene Parameter ausgewertet werden z. B.
Volltondichte, Tonwertzunahme bei 50 %, Graubalance,
Lab.
In der Praxis erfolgt die Auswertung direkt an der
Maschine. Der Drucker erhält eine Qualitätseinschätzung
mittels Smily und Abweichungen zum Sollwert und
reagiert darauf. Mittlerweile gehört zum System auch eine
Datenbank. Sie erlaubt Auswertungen über mehrere Auflagen und damit grössere Zeiträume. So lassen sich längerfristige Trends im Verhalten der Maschine oder Unterschiede
zwischen verschiedenen Materialien dokumentieren.
Zur Eichung des Messsystems muss einmalig für die jeweilige Papier-Farbe-Kombination ein Kalibrationsstreifen
bestehend aus 25 Farbfeldern mitgedruckt werden.
Die Messelemente können problemlos und kostenlos
bei der Ugra aus dem Netz heruntergeladen werden und
werden auf den entsprechenden Anwendungsfall lizenziert.
Die Ausmessung der Druckproben und die Auswertung
erfolgten nachträglich im Labor des Institutes.
Ziel der Versuche war es, unter den Bedingungen einer
normalen Zeitungsproduktion mit einem entsprechenden
System der Probeentnahme zu ermitteln, was in entsprechenden Produktionszyklen passiert, wie sich die Kurzzeitschwankungen um ein Probeexemplar und das Langzeitverhalten über die Auflage (Trend) gestalten und welche
Konsequenzen sich für das Kontrollverhalten und die
Regelung ergeben.
Gleichzeitig wurde durch die Auswahl eines bereits im
Zeitungsdruck eingesetzten und dafür konzipierten Messsystem eine weitere Fallstudie möglich.
5.2 Testdurchführung
5.3.1 Allgemeine Anmerkungen zum Testsystem
Die Druckversuche erfolgten an einer MAN Uniman
4/2 S im Modul 8-er Turm. Die Produktionsbedingungen
ergaben sich mit einer Rasterfeinheit von 44 L/cm, einer
Plattenherstellung über CTP, einer Druckfarbenreihenfolge
von K, C, M, Y. Für die Normalproduktion der Tageszeitun-
Außer der unproblematischen Beschaffung der Messelemente spricht für die Anwendung im vorliegenden Fall,
dass mit einer Messung mehrere Parameter pro Exemplar
erfasst werden können (ca. 1000 Proben waren insgesamt
auszumessen). Diese wurden in der damaligen Programm-
5.3 Testauswertung
Probenentnahme
Zählerstand betrachtet als Gesamtauflage
Exemplare
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3 000 (Papier 1, 45 g/m2)
7 000
11 150
12 800 (Papier 2, 45 g/m2)
16 825
20 875
25 175
29 225
33 275
37 350
38 650
41 625
10
20
20
20
20
20
20
20
20
20
200
20
Tabelle 5.1: Übersicht über die Probenentnahme, der in der Auswertung dargestellten Proben
23
24
version in einem Textfile abgespeichert und konnten dann
in das Programm Microsoft Excel eingelesen und ausgewertet werden. Die neuere Version der Software enthält
nun eine kleine Datenbankfunktion zur übersichtlicheren
und einfacheren Auswertung.
Priorität bei der Auswertung hatte der Verlauf der entsprechenden Messwerte über die Auflage (Relativwerte).
Für die Auswertung wurden von der Doppelproduktion
die Exemplare mit Registermarke berücksichtigt.
In Tab. 5.1 befindet sich eine Übersicht über die für die
Auswertung berücksichtigten Proben.
Zur besseren Übersichtlichkeit sind die ca. 400 Exemplare in den Diagrammen über den Verlauf aneinandergereiht.
In Bild 16 und 17 sind zusätzlich die Volltondichten
und Tonwertzunahmen über die Auflagenhöhe dargestellt.
Bereits 20 Exemplare zeigen einen charakteristischen
Streubereich, der es in diesem Fall nicht erforderlich macht,
darauf regelungstechnisch zu reagieren (z. B. Schwarz).
Ist die Abweichung größer als die Kurzzeitstreuung, ist
ein Trend abzuleiten. Dabei spielt die Schwankung über die
gesamte Auflage bei der Trendermittlung eine Rolle. Diese
zeigt sich im Verhalten der Farbe Gelb.
Die Aussagen bestätigen sich auch im Verlauf der
Dichten über die entsprechende Anzahl der Probenexemplare und somit über die Auflage (Bild 15). Schwarz zeigt
die konstanteste Kurve. Bei Cyan und Magenta ergibt sich
eine kleine Kurvenänderung in der Nähe des Papierwechsels. Gelb zeigt erwartungsgemäß die höchsten Schwankungen aber auch eine Trendendwicklung.
5.3.3 Farbauswertung
5.3.2 Auswertung der Dichte und Tonwertzunahme
Als Maß für die Streuung wurde die Standardabweichung mit dem Programm Microsoft Excel ermittelt.
Probemessungen (1 Exemplar mehrmals mit und ohne
Bewegung der Kamera) und die Auswertung der sich
daraus ergebenen Standardabweichung haben ergeben,
dass das Messsystem so genau misst, dass Aussagen über
Schwankungen über die Auflage gemacht werden können.
Es kann abgeleitet werden, dass bei einem Stichprobenumfang von 200 Exemplaren nicht viel mehr passiert,
als bei 20 Exemplaren. Es bringt keine verbesserte Aussage.
E*ab
Die Auswertung von ∆ E*ab erfolgte nach bekannter
Formel. Den Bezug stellte das erste Probenexemplar der
Auflage dar (Änderung bei Papierwechsel).
An dieser Stelle soll auf die Auswertung des Graubalancefeldes eingegangen werden (Bild 13 und 14).
Weitere Diagramme zur Farbauswertung sind in Bilder
18 und 19 zusammengefasst.
Der Anstieg von ∆ E*ab in der Graubalance über die
Auflage ist ein Signal für die Farbabweichung in der Farbführung. Es ist ein signifikanter Anstieg der b-Kurve
ersichtlich, d. h. der Gelbanteil erhöht sich.
E*ab Graubalancefeld
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
Bild 13: ∆ E*ab des Graubalancefeldes über Probenexemplare
270
300
330
360
390
420
Die Kurvenverläufe von ∆ E*ab bei Gelb 50 % (Bild 19),
bzw. die in Kapitel 5.3.2 gemachten Aussagen bestätigen
dies.
Der direkte Vergleich der Diagramme für die Volltondichten, Tonwertzunahmen und die Verläufe von ∆ E*ab
bei Vollton und 50 % Tonwert zeigt, dass vorhandene
Trends in jeder Darstellung ersichtlich sind.
5.4 Zusammenfassung der Ergebnisse
Ziel der Untersuchungen war die Analyse des Druckprozesses einer normalen Zeitungsproduktion. Es wurde
während der Auflage nicht gemessen. Korrekturen erfolgten nach subjektiver Einschätzung der Drucker. Mittels
gezielter Probenentnahme und nachträglicher Auswertung
wird der Verlauf der Messwerte erfasst.
Es kann eingeschätzt werden, dass die Messunsicherheit des Systems deutlich unter der Streuung der in der
Auflage gemessenen Messwerte liegt.
Die an 200 aufeinanderfolgenden Exemplaren ermittelte
„Langzeitstreuung“ der Messwerte unterscheidet sich nicht
wesentlich von der an 20 aufeinanderfolgenden Exemplaren festgestellten „Kurzzeitstreuung“.
Bei Nutzung nur eines Messwertes pro Messzyklus und
Kontrollfeld ist die Streubreite zu beachten. Liegen Messwerte innerhalb dieser Streubreite kann kein Fehlersignal
abgeleitet werden.
L
L*a*b* Graubalancefeld
a
b
14
65
60
12
55
50
10
45
8
40
35
L
6
30
ab
25
4
20
2
15
10
0
5
0
-2
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
Bild 14: Lab des Graubalancefeldes über Probenexemplare
270
300
330
360
390
420
25
Optische Dichte
Volltondichte Cyan
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
300
330
360
390
420
300
330
360
390
420
300
330
360
390
420
Probenexemplare
Optische Dichte
Volltondichte Magenta
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
Probenexemplare
Optische Dichte
Volltondichte Gelb
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
Probenexemplare
Volltondichte Schwarz
Optische Dichte
26
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
Bild 15: Volltondichten über die Probenexemplare
270
Optische Dichte
Volltondichte Cyan
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
31000
35000
39000
31000
35000
39000
31000
35000
39000
31000
35000
39000
Auflagenhöhe
Optische Dichte
Volltondichte Magenta
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
Auflagenhöhe
Optische Dichte
Volltondichte Gelb
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
Auflagenhöhe
Optische Dichte
Volltondichte Schwarz
1,20
1,10
1,00
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
3000
7000
11000
15000
19000
23000
Auflagenhöhe
Bild 16: Volltondichten über die Auflage
27000
27
Tonwertzunahme Cyan
Tonwertzunahme [%]
35
30
25
20
15
10
5
0
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
31000
35000
39000
31000
35000
39000
31000
35000
39000
35000
39000
Auflagenhöhe
Tonwertzunahme Magenta
Tonwertzunahme [%]
35
30
25
20
15
10
5
0
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
Auflagenhöhe
Tonwertzunahme Gelb
Tonwertzunahme [%]
35
30
25
20
15
10
5
0
3000
7000
11000
15000
19000
23000
27000
Auflagenhöhe
Tonwertzunahme Schwarz
35
Tonwertzunahme [%]
28
30
25
20
15
10
5
0
3000
7000
11000
15000
19000
23000
Auflagenhöhe
Bild 17: Tonwertzunahmen über die Auflage
27000
31000
E*ab
E*ab Cyan
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
270
300
330
360
390
420
270
300
330
360
390
420
270
300
330
360
390
420
Probenexemplare
E*ab
E*ab Magenta
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
E*ab
E*ab Gelb
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
E*ab
E*ab Schwarz
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
Bild 18: ∆ E*ab der Volltonfelder über Auflage
29
E*ab
E*ab Cyan 50%
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360
390
420
270
300
330
360
390
420
270
300
330
360
390
420
300
330
360
390
420
Probenexemplare
E*ab
E*ab Magenta 50%
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
E*ab
E*ab Gelb 50%
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
E*ab Schwarz 50%
E*ab
30
18,00
16,00
14,00
12,00
10,00
8,00
6,00
4,00
2,00
0,00
0
30
60
90
120
150
180
210
240
Probenexemplare
Bild 19: ∆ E*ab der Rasterfelder (50%) über Auflage
270
6 Anforderung an Farbmesssysteme für den Zeitungsrollenoffsetdruck
6 Anforderung an Farbmesssysteme für den
Zeitungsrollenoffsetdruck
Im Rahmen der Initiative „Web Offset Champion
Group“ ergab eine Umfrage unter 50 international führenden
Rollenoffsetdruckunternehmen 1999 (90 % Heatset, 10 %
Zeitung) Verbesserungspotentiale u. a. in:
> Einrichtemakulatur 98 %
> Einrichtezeit 91 %
> Auflagenmakulatur 90 %
> Gleichbleibende Druckqualität 81 %
> Maschineneinstellung und Bedienung 73 % [Hil01].
In [Thei00] werden die Trends der Zukunft u. a. in
Farbmessung/Farbregelung und Maschinensteuerung (Diagnosesysteme für Beurteilung von Druckprozessstörungen)
gesehen.
Ein Vergleich zwischen manuellen und durch Automation unterstützten Einrichtevorgänge bei mehrfarbigen
Druckaufträgen in [Kipp00] zeigt, dass sich beim automatisierten Einrichten betreffs Farbvoreinstellung und Farbeinstellung die Zeiten wesentlich minimieren.
Die betrachteten Systeme lassen gerade in diesen
Bereichen eine Verbesserung erwarten.
6.1 Technologische Anforderungen
Zeitungserprobt sind Systeme mit Handmessung. Ein
Nachteil dabei ist, dass der Messzeitpunkt subjektiv gewählt wird und sich allmählich aufbauende Fehler oder
spontane Veränderungen erst erfasst werden, wenn wieder
gemessen wird.
Für geschlossene Regelungen werden dagegen permanent automatisch Inline-Messungen durchgeführt. Angebotene Closed loop Systeme für den Rollenoffsetdruck
werden derzeit hauptsächlich im Akzidenzbereich eingesetzt.
Für den Einsatz solcher Messsysteme in der Zeitung
müssen folgende Aspekte beachtet werden.
1. Der Zeitungsdruck arbeitet im Vielbahnbetrieb mit
variabler Bahnführung. Dies würde einen vielfachen
Einsatz von Messköpfen (je ein Messkopf für Vorderund Rückseite der Bahn) bedeuten.
Um die Investitionen in Grenzen zu halten, sollte das
System modular aufgebaut sein und in einer ersten
Ausbaustufe die Messung an den ökonomisch wichtigsten Bahnen (Inserate) ermöglichen. Die Anordnung
sollte möglichst nahe am Druckort erfolgen. Für die
Umsetzung einer effektiven Regelung sind außer der
Zeit für den Bahnweg von Druckwerk bis Messort, die
Zeit für Auswertung der Messung und Errechnung der
Regelgröße und die Zeit für die Verstellaktionen am
Farbwerk zu beachten.
2. Für zonenweise stellbare Farbsysteme ist eine Messung
über die Bahnbreite zweckmäßig. Bei scannenden
Systemen sind die Zeitabstände zwischen den Messungen des jeweils gleichen Messfeldes von der Breite der
Bahn abhängig (auf dem Markt befindlichen Systeme
messen in eine Richtung, in die andere Richtung wird
der Messkopf zurück transportiert). Einzelne Messun-
gen sind eine schlechte Grundlage für eine Regelung.
Folgen könnten unnötige Korrekturen sein, die u. U.
die Regelung unstabil machen. Deshalb sollten Mehrfachmessungen der Messfelder und eine Durchschnittsbildung erfolgen. Für den Anfahrprozess werden andere
Strategien gebraucht als für den Fortdruck.
Die Messrate muss auf die Art der Regelung abgestimmt
sein. Zeitungsdruckmaschinen haben kurze Farbwerke
mit kurzen Reaktionszeiten (abhängig von der Farbbelegung). Offen ist die Frage, wie viel Messungen benötigt werden, um eine sinnvolle Regelung in einer
Zeitungsdruckmaschine umzusetzen. Innerhalb dieses
Projektes können dazu keine Aussagen gemacht werden.
Die Verkürzung des Messabstandes, wichtig bei hohen
Geschwindigkeiten und bei kurzen Reaktionszeiten von
Zeitungsdruckfarbwerken, könnte durch eine Mehrfachanordnung von Messköpfen auf einer Bahnseite,
durch eine Reduzierung der Messpunkte oder der
Anzahl der Messungen pro Messfeld, die vor einem
Stellvorgang ausgewertet werden, erfolgen.
3. Die Messfelder sollten möglichst unauffällig sein, so
dass ein Einbau in das Layout wenig Probleme schafft.
Die folgenden Beispiele zeigen, dass Messelemente in
das Layout eingebaut werden können.
Zeitung „Blick“, CH
MiniTarget
Zeitung „Tagblatt“, CH
MiniTarget
Zeitung „Vorarlberger
Nachrichten“, A
Grauflächen (keine Graubalancefelder) werden im
ersten Seitenkopf angeordnet, können als Messfelder
genutzt werden
Zeitung „Mannheimer
Morgen“, D
Vollton Cyan (Referenz),
buntes Grau (Balancesteuerung), schwarzes Grau
(Vergleich)
Zeitung „Saarbrücker
Zeitung“, D
dünner Graustreifen im
Kopf, visuelle Kontrolle
Zeitung „Frankfurter
Neue Presse“, D
Graustreifen im Fuß
Zeitung „Darmstädter
Echo“, D
Messfelder Vollton und
Grau
Zeitung „Pforzheimer
Zeitung“, D
Messpunkte Vollton
Zeitung „The Hindu“,
Indien
Messfelder Vollton und
Grau
Zeitung „Ostseezeitung“, D
Messfelder Vollton
Auf der Wetterseite bzw. Fernsehprogramm werden in
folgenden Schweizer Zeitungen regelmäßig Kontrollelemente mitgedruckt:
31
32
Aargauer Zeitung, Berner Zeitung, Bieler Tagblatt, Le
Matin, St. Gallen Tagblatt, Tagesanzeiger [Kün98].
So arbeiten z. B. 80 % Schwedischer Zeitungen mit
Graubalanceelementen. Dies führt zu Vereinheitlichung
der Druckbedingungen und bringt den Anzeigenkunden eine größtmögliche Farbkonsistenz [Werf99]
(Anwendungsbeispiel in [Kar99]).
Eine Messung im Bild würde den Verzicht auf Messfelder ermöglichen. Sie ist aber für den Rollenbereich
noch nicht verfügbar. Einen ersten Ansatz bilden bei
entsprechender Ausstattung Bahnbeobachtungsysteme.
4. Das Messsystem sollte sich für Neuinstallationen und
Nachrüstung an vorhandene Rotationen eignen.
5
Obwohl die Toleranzen bei Zeitung größer sind als im
Akzidenzdruck (DIN ISO 12647-2) sind aber mit Rücksicht auf Semicommercialfüllproduktion und HeatsetColdset-Hybridtechnologien [Mül01] die Toleranzvorschriften des Akzidenzdrucks zu berücksichtigen.
Vorhandene Regelsysteme setzen voraus, dass Farbschichtdicken zonenweise beeinflusst werden können.
Dies ist bei Aniloxmachinen nicht gegeben. Trotzdem
bieten sich Offline-Messsysteme zur Qualitätsdokumentation an.
Bei der Gestaltung der Messsysteme sollten die existierenden Standards beachtet werden (z. B. Messgeometrie).
6.2 Betriebswirtschaftliche Anforderungen
Die Wirtschaftlichkeit einer Investition von ClosedLoop oder Open-loop Farbsteuersystemen ist nicht pauschal ermittelbar, da zu viele Parameter der individuellen
Produktionsbedingungen einfließen.
Als Einsparpotential sind zu nennen:
1. Makulaturreduzierung beim Einrichten von Farbseiten.
Der Beitrag zur Papierkosteneinsparung ist jedoch nur
schwer anzugeben, da beim Einrichten der Maschinen
in der Regel mehrere weitere Ursachen zu Makulatur
führen, insbesondere Register und Passereinstellungen.
Ob eine schnellere gute Farbstellung tatsächlich zu
weniger Makulatur führt, hängt somit davon ab, ob die
Farbeinstellung in der jeweiligen Produktion tatsächlich der längste Stellprozess ist.
2. Makulatureinsparung im Fortdruck. In vielen Produktionsfällen ist der Fortdruck recht stabil, plötzliche
Farbabfälle sind sehr selten und geht in der Regel mit
einer sowieso auftretenden Maschinenstörung parallel.
Somit werden durch Farbsteuersysteme nur solche
Fälle ausgeschlossen, bei den in einer traditionellen
Produktion ein kontinuierlicher Farbdrift vom Drucker
nicht bemerkt wird. Allerdings ist sehr schwer
abzuschätzen, ob und wie viel Fälle anzusetzen sind,
bei denen dann makuliert wird. In der Mehrzahl der
Praxisfälle wird wohl die schlechte Qualität trotzdem
verkauft werden.
3. Die Einsparung von Produktionszeit ist direkt mit der
Makulatureinsparung verknüpft.
4. Reduzierung von Proofkosten. Wenn für den Andruck
kein Abstimmproof notwendig wäre, könnte nicht nur
die Materialeinsparung, sondern durch den Wegfall der
gesamten Prozessstufe erhebliche Einsparungen erzielt
werden. Allerdings ist der Proof nicht nur durch den
Andruck definiert, sondern wird in der Vorstufe meist
sowieso angefertigt, um das Vorstufenergebnis zu
qualifizieren und z. T. gegenüber dem Kunden nachzuweisen. So ist schwer zu quantifizieren, in wie viel
Fällen man sowieso auf das Proof verzichten kann, und
wann man unabhängig vom Druck aufgrund des
Kunden sowieso ein Proof anfertigt.
5. Qualitätserhöhung. Tatsächlich ist davon auszugehen,
dass die Druckqualität über die Auflage gleichmäßiger
und besser wird. Allerdings ist nur schwer abzuschätzen, ob damit tatsächlich ein höherer Preis bei den
Anzeigen zu erzielen ist oder sich ein Kunde aufgrund
dieser Qualitätsaspekte für eine Anzeige entschließt. Ob
Reklamationskosten tatsächlich und in welchem Anteil
aufgrund eines Closed-Loop Messsystems vermeidbar
werden, bleibt offen. Es sind Fälle aus der Praxis
bekannt, dass, sobald die Qualität mit Messwerten
dokumentiert werden kann, die Zahl der Reklamationen
die durch das Druckhaus akzeptiert werden mussten,
sich drastisch verringert hat.
6. Personalreduzierung ist nicht direkt möglich, da die
Farbkontrolle und -stellung ein integraler Arbeitsprozess für den Drucker ist, die nicht herausgelöst
reduzierbar wäre. Allerdings ist unstrittig, dass die
Arbeitsbelastung für einen Drucker durch eine
Farbsteuerung sinkt und bei vernünftiger Arbeitsorganisation dieser Vorteil anderweitig nutzbar wäre.
Nimmt man an, dass mit einem Farbsteuerungssystem
die Arbeitsbelastung des Druckers um 25% reduziert
wird, wäre dieser Effekt dann nutzbar, wenn durch
andere, organisatorische und technische Maßnahmen
eine zusätzliche Reduzierung ermöglicht wird, so dass
eine Person einzusparen wäre.
Folgende Kosten sind zu erwarten:
7. Investitionen und laufende Service- und Reparaturkosten. Je nach Anzahl der ausgestatteten Stränge sind
diese Kosten recht sicher abzuschätzen: 250 000 EUR
mit jährlich ca. 3–5% Servicekosten.
8. Durch die Platzierung der Kontrollelemente entstehen zusätzliche Papierkosten. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit,
dass dafür breitere Papierbahnen eingesetzt und/oder
Ränder in einer zusätzlichen Nachverarbeitung abgeschnitten werden, eher gering. Vielmehr wird man versuchen, diese Elemente möglichst wenig störend in das
Layout zu integrieren und mit zu verkaufen. Ein Verlust
von Anzeigenplatz ist sicher sehr selten anzunehmen.
In der Summe zeigt sich, dass man mit Kosten und
Einsparungen rechnen muss, die hier nur äußerst grob abgeschätzt werden können.
Zur modellhaften Darstellung des Effektes bietet sich
an, die Einsparungen alleine auf die Personalkosten zu
beziehen und davon auszugehen, dass messbare Effekte in
der Makulatur, Produktionszeit sowie Proof- und Qualitätskosten nicht auftreten, sondern sich eine Arbeitsreduzierung um 25% bei einem Drucker einstellt. Setzt man
75 000 EUR p.a. Personalkosten an, hätte sich die Investitionssumme von 250 000 EUR erst nach 13 Jahren amortisiert. Wenn man die Person jedoch direkt rechnet (weil
durch andere Maßnahmen eine Einsparung vorbereitet
war), liegt man mit gut drei Jahren in einer realistischeren
Größenordnung für eine Investition.
Es zeigt sich somit, dass die Farbsteuerungssysteme für
heutige Praxisbedingungen in den meisten Fällen bei einer
rein wirtschaftlichen Entscheidung noch zu teuer sind. Ihre
Investition erscheint heute nur in einer Situation sinnvoll,
in der beim Personal Reserven in der Arbeitsbelastung
vorhanden sind und durch die mit der Einführung einer
Farbsteuerung verbundenen weiteren Arbeitsentlastungen
Personaleinsparungen ausgelöst werden können.
33
34
7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
7 Zusammenfassung und Schlussfolgerungen
Die derzeitige Situation im Zeitungsoffsetdruck ist derart, dass die Farbqualität im Auflagendruck nicht geregelt
und kaum gemessen wird.
Der Drucker überprüft subjektiv nach visuellem
Eindruck und seiner Erfahrung die Qualität und nimmt
entsprechende Einstellungen an der Maschine vor.
Es besteht mit der Einführung produktionsbegleitender
Farbqualitätsmessungen ein Potential zur Qualitätssicherung und Produktivitätserhöhung.
In der vorliegenden Studie wurde untersucht, welche
Möglichkeiten der Markt bereits jetzt für den Zeitungsdruck bietet.
Dabei wurde besonderer Wert auf Systeme mit
geschlossenem Regelkreislauf gelegt.
Der Markt bietet Inline-Messsysteme mit Einbindung in
geschlossene Regelkreise für die Farbsteuerung an
Akzidenzmaschinen an.
Derartige Systeme wurden in 2 Fallstudien untersucht.
Aus technischer Sicht ist deren Einsatz im Zeitungsdruck nicht ohne weiteres möglich.
Die Regelungssysteme sind hinsichtlich Bahnbreite und
Geschwindigkeit im Zeitungsdruck einsetzbar.
Einer direkten Anwendung bestehender Systeme im
Zeitungsdruck stehen unter den jetzigen Bedingungen entgegen
> ein zwingender Mehrbahnbetrieb (typischerweise
5 Bahnen)
> gravierend kürzere Reaktionszeiten der Zeitungsfarbwerke auf Verstellungen.
Ein Lösungsansatz wäre die Zweifach- oder Mehrfachanordnung der Messköpfe. Aus ökonomischer Sicht wären
erste Installationen an interessanten Bahnen (farbige Großanzeigen) zweckmäßig – mit schrittweiser Nachrüstung der
anderen Vierfarbbahnen. Die Anordnung sollte möglichst
direkt am Druckort erfolgen, denn vom Abstand zwischen
Messort und Druckeinheit hängt auch ab, wie viel Bahnlänge verloren geht, ehe Korrekturen wirksam werden. Da
im Zeitungsdruck keine Trocknungsaggregate vorhanden
sind, kann die Messung nahe am Druckturm erfolgen
(Anordnung der Registersysteme erfolgt bereits in dem
Bereich).
Empfehlenswert für Messsystemanbieter in Verbindung
mit Maschinenherstellern wäre die Schaffung einer
Beispiellösung für die Zeitungsdruckanwendung als Regelkreis, um den Investitionsumfang klarer quantifizieren zu
können.
Für Anwender wäre dann eine Kostenanalyse interessant, um unter den konkreten Bedingungen der Marktlage
Einsparpotentiale zu quantifizieren.
Es gilt nach Layoutlösungen zu suchen. Layoutseitige
Zwänge und Bedingungen sind gegen Nutzen der kontrollierten Produktion abzuwägen. Kontrollelemente können
sehr klein gehalten werden, sind aber bei zonenweise
regelbaren Farbwerken quer über die gesamte Seite in das
Layout einzufügen. Eine Nutzung des Bereiches der Punkturen ist dafür möglich, aber es gibt auch Beispiele einer
geschickten Einordnung von Messelementen in die Gestaltung der Seite, z. B. grauer Querstreifen oder Zeile aus
kleinen farbigen Feldern geringer Höhe, durchgehende
Farbstreifen o. ä. (gegebenenfalls sollte ein Layoutwettbewerb in der Gestaltungsbranche angeregt werden).
Stufenweise ausgebaute Mess- und Steuerungssysteme
werden auch in Applikationen für den Zeitungsdruck
angeboten.
Dies sind Systeme zur Offline-Messung mit messungsunterstützter manueller Steuerung und Inspektionssysteme.
Aus diesem Bereich existieren Anwendungen bzw.
wurden Tests durch Mitglieder der Arbeitsgruppe durchgeführt.
Eine weitere Fallstudie beinhaltete einen Druckversuch,
der die in einer normalen Zeitungsproduktion ohne Messen
und Regeln während der Produktion vorhandenen
Kurzzeit- und Langzeitschwankungen über die Auflage
dokumentiert.
Eine wichtige Voraussetzung der Regelung der Farbqualität im Druck ist eine durchgängige Automatisierung
und Standardisierung, insbesondere der Vorstufenprozesse.
Erst dadurch und durch Kontrollieren und Messen
überhaupt wird das Arbeiten nach Standards möglich.
Steigende Anforderungen der Kunden einerseits und
die bereits gegebenen technischen Möglichkeiten der Messung der Farbqualität andererseits sollten im größeren Umfang von Anwendern erkannt und umgesetzt werden.
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Standards
DIN ISO 12647-1
DIN ISO 12647-2
DIN ISO 12647-3
Prozesskontrolle für die Herstellung
von Rasterfarbauszügen, Andruck,
Prüfdruck und Auflagendruck
Teil 1: Parameter und Messmethoden
Juni 1998
Teil 2: Flachdruckverfahren
Juni 1998
Teil 3: Coldset-Rollenoffset und Hochdruck auf Zeitungspapier
Mai 2000
DIN ISO 13655
Spektrale Messung und farbmetrische
Berechnung für graphische Objekte
Februar 2000
DIN 16536-2
Farbdichtemessung an Drucken
Teil 2: Anforderungen an die Messanordnung von Farbdichtemessgeräten
und ihre Prüfung
9 Herstellerverzeichnis der Mess- und Kontrollsysteme
9 Herstellerverzeichnis der Mess- und Kontrollsysteme
AVT, IL
Hanagar 5 St. P.O. Box 7295, 45241 Hod Hasharon
Tel.: +972 (9) 7614444
Fax.: +972 (9) 7614555
http://www.avt-inc.com
Beta Industries, USA
707 Commercial Avenue, Carlstadt, NJ 07072
Tel.: (201) 939 2400
Fax.: (201) 939 7656
http://www.betascreen.com
BST Servo-Technik GmbH, D
Heidsieker Heide 53, 33739 Bielefeld
Tel.: +49 (5206) 999 0
Fax.: +49 (5206) 999 999
http://www.bst-servo-technik.com
DATA Engineering Ltd., FIN
Sorvaajankatu 13, 00810 Helsinki
Tel.: +358 (9) 759 1988
Fax.. +358 (9) 786 626
http://www.data-oy.fi
ELTROMAT GmbH, D
Herforder Straße 249-251, 33818 Leopoldshöhe
Tel.: +49 (5208) 987 0
Fax.: +49 (5208) 987 649
http://www.eltromat.de
EMPA/Ugra, St. Gallen, CH
Lerchfeldstraße 5, 9014 St. Gallen
Tel.: +41 (71) 274 74 74
Fax.: +41 (71 ) 274 76 63
http://www.empa.ch, www.ugra.ch
Grafikontrol, I
Via Abano 10, 20131 Milano
Tel.: +39 (2) 2663938
Fax.: +39 (2) 70601788
http://www.grafikontrol.it
Graphics Microsystems N.V., B
Mechelsesteenweg 132, 2860 Sint-Kacelijne-Waver
Tel.: +32 (15) 560380
Fax.: +32 (15) 553997
http://www.gmicolor.com
GretagMacbeth AG, CH
Althardstraße 70, 8105 Regensdorf
Tel.: +41 (1) 842 2400
Fax.: +41 (1) 842 2222
http://www.gretagmacbeth.com
GVT, D
K.-F. Promenade 167 a, 61352 Bad Homburg
Tel.: +49 (6172) 457177
Fax.: +49 (6172) 41620
http://www.dotzel.de
Innomess Elektronik, D
Schwarzschildstraße 1, 12489 Berlin
Tel.: +49 (30) 63925225
Fax.: +49 (30) 63925226
http://www.innomess-elektronik.de
Perretta Graphics Corp., USA
40 Violet Avenue, Poughkeepsie, NY 12601
Tel.: (914) 473 0550
Fax.: (914) 454 7507
http://www.perretta.com
PressTech Controls Ltd., UK
Maxted Road, Hemel Hempstead, Herts HP2 7ED
Tel.: +44 (1442) 236655
Fax.: +44 (1442) 238621
http://www.presstech.com
QTI Europe, Inc., NL
Flevolaan 9, 1382 JM Weesp
Tel.: +31 (294) 496222
Fax.: +31 (294) 431016
http://www.qtiworld.com
System Brunner AG, CH
Via Antonio Ciseri 17, 6600 Locarno
Tel.: +41 (91) 751 64 89
Fax.: +41 (91) 752 13 19
http://www.systembrunner.ch
TECHKON GmbH, D
Wiesbadener Straße 27, 61462 Königstein (Taunus)
Tel.. +49 (6174) 92 44 50
Fax.: +49 (6174) 92 44 99
http://www.techkon.com
THETA SYSTEM Elektronik GmbH, D
John-F.-Kennedy-Str. 9, 82194 Gröbenzell b. München
Tel.: +49 (8142) 46 78 0
Fax.: +49 (8142) 46 78 90
http://www.theta-system.de
Tobias Associates, Inc., USA
50 Industrial Drive, P.O. Box 2699,
Ivyland, PA 18974-0374
Tel.: (215) 322 1500
Fax.: (215) 322 1504
http://www.densitometer.com
Viptronic, I
J.-Kravogl-Straße 3, 39042 Brixen
Tel.: +39 (472) 835 122
Fax.: +39 (472) 834 122
http://www.viptronic.com
WEB Printing Controls Co., Inc., USA
23872 North Kelsey Road, Lake Barrington, IL 60010
Tel.: (847) 382 7970
Fax.: (847) 382 2348
http://www.webprintingcontrols.com
X-Rite GmbH, D
Stollwerckstraße 32, 51149 Köln
Tel.: +49 (2203) 9145 –0
Fax.: +49 (2203) 9145 19
http://www.x-rite.com
39
Weitere Ifra Special Reports zum Bereich:
3 Rotationsmaschinen
(Stand Mai 2002)
3.10
Bessere Auslastung der Zeitungsrotation (Teil 2)
3.11
Das Mehrfarben-Passerverhalten von Zeitungspapier im Gummi/Gummi- und Satelliten-Druck
3.12
Welche Entwicklungsdefizite bestehen noch bei Anilox-Offset?
3.13
Die Produktion von Schmuckfarben in der Zeitung mit Skalenfarben
3.14
Wie lassen sich Vorraussetzungen für den 4 + 4 Druck schaffen?
3.15
Das Vermeiden von Emulgier-Problemen in farbzonenfreien Offset-Druckwerken
3.16.2 Richtlinien für die Spezifizierung, Inbetriebnahme und Abnahme einer Zeitungs-Offset-Rotation
3.17
Der Trend zu integrierten Druckmaschinen- und Versandraumsteuerungen.
Wie stehen die Hersteller dazu?
3.18
Feuchtwerke für Zeitungsrotationsmaschinen
3.19
Qualitätspotential im Vierfarbendruck und Wirtschaftlichkeit von Anilox-Offset
in der Zeitungsproduktion im Vergleich zu konventionellem Offsetdruck
3.20
Farbabweichungen und Farbstreuungen im Zeitungsdruck
3.21
Wirtschaftlicher Einsatz von Blindplatten
3.22
Offsetgummitücher und ihr Einfluß auf die Druckqualität
3.23
Die Leistungsfähigkeit von elektronischen Registerregelungen im Zeitungsdruck
3.24
Schaffen bessere Zeitungsdruckfarben und -papiere Abhilfe bei Abreiben, Abschmieren und Abliegen?
3.25
Ursachen für das Abschmieren, Abliegen und Abreiben von Offset-Zeitungsdruckfarbe
auf Zeitungsdruckpapier
3.27
Verbesserung der Druckqualität mit Trocknern und höherwertigen Papieren
3.28
Die in der Praxis erreichte Längs-Passergenauigkeit im Vierfarb-Zeitungsdruck
3.29
Praktibilität von Papierrollenauspack- und Klebestellenvorbereitungsrobotern in Zeitungsbetrieben
3.30
Die im Zeitungsoffsetdruck in der Praxis auftretenden Farbabweichungen und Farbstreuung
3.31
Qualitätskontrolle mit Hilfe von „Mini Targets“
3.32
Digitaldruck für Zeitungen? Möglichkeiten und Perspektiven
3.33
Optimierung der Produktivität in der Zeitungsherstellung
3.34
Investments in Press and Mailroom (nur in Englisch verfügbar)
Alle Ifra Special Report-Bereiche
1 Materialien
2 Prepress
3 Rotationsmaschinen
4 Versandraum und Vertrieb
Falls Sie an diesen Ifra Special Reports interessiert sind, wenden Sie sich bitte an:
Ifra · Washingtonplatz · 64287 Darmstadt · Germany
Telefon +49.6151.733-762 · Telefax +49.6151.733-800 · www.ifra.com
5 Kommunikation
6 Allgemeines

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