miniatur|Ein Druckplattenmessgerät der Firma Techkon, das nach dem Prinzip der digitalen Bildanalyse arbeitet miniatur|Vor Anwendung der digitalen Bildanalyse wurden auch Densitometer – hier ein Gerät der Firma GretagMachbeth – zur Druckplattenmessung eingesetzt.
Die Druckplattenmessung ist ein Prüfverfahren zur Qualitätssicherung in der filmlosen Druckvorstufe des Offsetdruckverfahrens. Nach anfänglichen Behelfsmethoden wird dieses Prüfverfahren heute mit der elektrooptischen Methode der digitalen Bildanalyse realisiert. Analysiert werden die auf eine Druckplatte belichteten und entwickelten Druckraster unter dem Aspekt des Tonwertverhaltens im Auflagendruck. Als Resultat werden Kennlinien erstellt, die den kompletten Ist-Umfang des Rastertonwerts von 0 % bis 100 % darstellen. Zweck der Kennlinien ist die Kalibrierung des Druckplattenbelichters über die mit ihm konfigurierte RIP-Software, um Druckergebnisse mit einer jederzeit wiederholbaren Qualität zu erzielen. Diese Kalibrierung trägt zu standardisierten Bedingungen in der Druckvorstufe bei und ist somit eine der Voraussetzungen für ein erfolgreiches Anwenden des Colormanagement im Rahmen der Umsetzung der ISO 12647-2 bzw. des Prozessstandard Offsetdruck.
Verfahrensgeschichte Solange transparente Kopiervorlagenfilme zum fotomechanischen Übertragen der Text- und Bildinformationen, also der Farbauszüge auf die Druckplatte verwendet wurden, genügten Durchlicht-Densitometer, um die Tonwerte zu bestimmen. Der Wegfall der Filmkopie bei der Umstellung der Druckindustrie auf Computer to Plate in den 1990er Jahren erforderte plötzlich neue Messmethoden. In Ermangelung geeigneter Messprinzipien und -geräte wurden hierfür zunächst Auflicht-Densitometer verwendet. Der bisweilen zu geringe Hell-Dunkel-Kontrast auf den verschieden eingefärbten Druckplattentypen war jedoch der Grund, dass die Densitometer nicht hinreichend zuverlässige Messergebnisse liefern konnten.
Als Alternative zur densitometrischen Integralmessung der Graustufen auf der Druckplatte kam nur die Bildanalyse in Frage, genauer gesagt das automatische Vermessen der geometrischen Form der Rasterelemente. Erst Ende 1998 gelang es, die ursprünglich sehr aufwändige Labormessmethode der planimetrischen Auswertung von Videobildern in Handmessgeräten zu implementieren. Dieser Erfolg war an Bildsensoren gebunden, die erst mit der aufstrebenden Digitalkamera-Technik verfügbar wurden.
Die Geräteklasse der ersten Generation wurde als Dotmeter (Centurfax ccDot) oder Plate Reader (ACME) bezeichnet, weil sie den „dot“ (Rasterpunkt) auf der Druckplatte „messen“ bzw. „lesen“ konnten. Sie wiesen aber noch das Manko auf, lediglich mit einem Graustufen-Bildsensor zu arbeiten, wodurch sie zumindest in puncto Hell-Dunkel-Kontrast sogar einem Farbdensitometer unterlegen waren. Dieses Problem löste schon Anfang 2000 das Techkon Digital Microscope DMS 910DMS910 Digital MicroScope Fills Calibration Needs Of Latest Platesetters, abgerufen am 18. Januar 2016. unter Verwendung eines CCD-Matrixsensors, wie er in Farbvideokameras zu finden ist.
Die zweite Gerätegeneration ab Mitte der 2010er Jahre zeichnet sich durch zwei entscheidende Verbesserungen aus, die zu einer höheren Messgenauigkeit des Verfahrens führten. An Stelle einer Glühlampe, die im blauen und grünen Spektralbereich weniger zur Kontrastbildung beiträgt als im roten Bereich, werden zur Probenbeleuchtung nunmehr Leuchtdioden eingesetzt. Die verwendeten LEDs strahlen besonders breitbandig ab, das heißt, es entsteht ein so kontinuierlich wie möglich spektralverteiltes Weißlicht, indem ein weißes Mischlicht möglichst ohne Lücken zwischen den spektralen Komponenten Rot, Grün und Blau erzeugt wird. Nur so lassen sich die Hell-Dunkel-Kontraste aller Plattenfärbungen verlässlich abbilden. Mit dem weiteren Fortschritt in der Digitalkameratechnik werden Matrixsensoren verfügbar, die eine deutlich höhere optische Auflösung des Digitalkameramoduls erlauben, ohne dass dafür höhere Bauteilkosten anfallen, würde man hierfür noch immer CCDs verwenden. Es handelt sich um den in der CMOS-Technologie gefertigten Active Pixel Sensor. Neben der gewachsenen Auslesegeschwindigkeit steht er heute auch in seiner breiten spektralen Empfindlichkeit dem CCD nicht mehr nach und ist daher allen Kontrastproblemen gewachsen. Darüber hinaus ist er weniger als das CCD für Blooming anfällig – ein unerwünschtes Überstrahlen, das gerade beim Messen auf den metallischen Druckplatten-Oberflächen durch Reflexion gelegentlich entstehen kann, obwohl die Geometrie der Messoptik glanzfrei (45° zwischen Lichtquelle und Probe sowie 0° zwischen Probe und Sensor) aufgebaut ist.
Darüber hinaus erfolgt die Datenübertragung zu einem angeschlossenen PC heute nicht mehr über eine serielle Schnittstelle, sondern über USB. Dies hat zwar keinen Einfluss auf Messgenauigkeit noch Analysegeschwindigkeit, erleichtert aber die heute allgemein erwartete automatische Geräteerkennung.
Auch in der zweiten Gerätegeneration ist der deutsche Hersteller Techkon mit dem SpectroPlate der einzige Anbieter, der zur Bildanalyse ein Farbkameramodul einsetzt. Der amerikanische Hersteller X-Rite nutzt eine Farbkamera lediglich zur Echtzeitanzeige beim Positionieren des Geräts, während der Sensor der Graustufenkamera gegebenenfalls durch einfärbungsbezogene Look-up-Tabellen für kontrastarm erscheinende Druckplattenfabrikate unterstützt werden muss. Unabhängig davon sind solche Lookup-Tabellen sinnvoll, wenn auf so genannten chemiefreien Druckplatten gemessen werden muss; weil diese Platten keinem chemischen Entwicklungsprozess und somit auch keiner Einfärbung unterzogen werden, stellt sich das zu messende Sujet extrem kontrastarm, nahe einem fotografischen Latenzbildes, dar.
In einem Ausnahmefall haben Auflicht-Densitometer trotzdem nach wie vor ihre Berechtigung bei der Druckplattenmessung, weshalb sogar einige Fabrikate der nachgefolgten Geräteklasse der Spektraldensitometer diese Funktion unterstützen. Dieser Ausnahmefall besteht im Messen auf Druckplatten, deren Trägermaterial aus Polyester oder gar Papier besteht und die deshalb als preisgünstige Alternative zu Aluminiumdruckplatten zur Anwendung kommen – natürlich nur im mittleren Qualitätssegment und in kleineren Druckmaschinenformaten. Die gute densitometrische Messbarkeit begründet sich in der fotografischen Schwärzung der Silberhalogenid-Kopierschicht, mit der die Druckfolien verfahrensbedingt ausgestattet sind, denn schwarze Raster auf weißem Grund kommen dem hohen Kontrastbedarf des Densitometers entgegen. In diesem Fall muss der Drucker nicht zusätzlich ein Druckplattenmessgerät erwerben.
Verfahrensbeschreibung Systemkomponenten Ein System für die Druckplattenmessung umfasst immer ein Druckplattenmessgerät und eine PC-Software für die Kennlinien-Berechnung. Nur über die Software ist eine Weitergabe der Kennlinien an den RIP möglich. In der Praxis sind die Kennlinien-Software, die RIP-Software und das Job-Management der Plattenbebilderungsanlage (Belichter) oft auf ein und demselben Rechner installiert; zumindest aber muss eine Vernetzung vorhanden sein. Die Kennlinienwerte werden in geeigneter Weise als Korrekturwerte für die Bebilderung der einzelnen Tonwertstufen auf die Druckplatte verarbeitet.
Das eigentliche Druckplattenmessgerät besteht aus folgenden grundlegenden physischen Komponenten: einem Gehäuse, das auch mit nur einer Hand sicher positioniert werden kann und das ergonomisch einfach, etwa mit einer großen Auslösetaste, bedienbar ist; einem auf der Gehäuseoberseite angebrachten grafikfähigen Display, das 1. mit dem Live-Vorschaubild als Positionierhilfe, 2. als Anzeige für das Funktionsmenü, die ausgewählten Funktionen und Einstellungen, 3. als Anzeige für das analysierte Bild und die Messwerte dient; einem Prozessormodul, das die Gerätefunktionen in Verbindung mit der installierten Grafikdisplay-Bedienoberfläche und der Bildanalyse-Software sicherstellt; einer glanzfreien Probenbeleuchtung, die in Abstimmung auf die spektrale Empfindlichkeit des Bildsensors einen hohen Hell-Dunkel-Kontrast erzeugt; einer hochwertigen, hochauflösenden Mikroskop-Optik, die einen zweckgebunden optimalen Vergrößerungsmaßstab bietet; einem Videokamera-Bildsensor, der 1. das Live-Vorschaubild liefert, 2. bei Auslösen der Messtaste die augenblicklichen Hell-Dunkel-Informationen, die von der Optik projiziert werden, „einfriert“ und zur sofortigen Bildanalyse an den Prozessor weitergibt; einem Speicher, der die Analysebilder übernimmt und zusammen mit den errechneten geometrischen Werten („Messwerten“) speichert; einem USB-Anschluss für die Datenübertragung an den PC; einem Akkumulator, der das Gerät mit Gleichstrom versorgt; einer Abstellkonsole, die mit Hilfe eines elektrischen Netzanschlusses den Akkumulator des Messgeräts wiederauflädt.
Herstellerabhängig sind bei den Komponenten Unterschiede festzustellen. So verwendet ein amerikanischer Anbieter zwei separate Bildsensoren: einen Farbbildsensor als Positionierhilfe und einen Graustufenbildsensor für die Messung. Ein deutscher Hersteller ermöglicht zusätzlich die Verwendung des Geräts als Digitalmikroskop, wobei die eingefrorenen Farbbilder unter Umgehen der Bildanalyse als hochaufgelöste Digitalfotos zu einem weiteren Bildspeicher weitergegeben werden.
Vervollständigt wird das Druckplattenmessgerät durch zwei virtuelle Komponenten: die Firmware, die alle Bedien-, Speicher- und Hintergrundfunktionen sicherstellt; die Bildanalyse-Software, die das eingefrorene Kamerabild in eine Grauwertematrix umsetzt.
Die PC-Software, die auf das Messgerät zugreifen kann, verfügt in der Regel über folgende Funktionen: bidirektionaler Datenaustausch mit dem Messgerät – 1. zum Messgerät hin: Installation, Freischaltung, Update und Upgrade der Firmware und Bildanalysefunktionen; 2. vom Messgerät her: Import der Vorschaubilder und der Messdaten; Darstellung der Messwerte als Tabelle oder grafisch als Kennlinien-Diagramm; Verwaltung der Tabellen und Kennlinien im Bezug auf individuelle „Jobdaten“ (Produktions- und Materialkenngrößen, Druckplattentyp und -charge, Datum, RIP, Belichter und Zieldruckmaschine gemäß Kompensationsanforderungen); Tabellenexport, um die Daten in einem Standardformat (beispielsweise in Microsoft Excel oder unformatiertem Text) an die RIP-Software zu übergeben.
Handhabung des Messgeräts An das Bebildern der Druckplatte mit UV-, sichtbarer oder IR-Strahlung schließt sich bei den meisten Plattenfabrikaten ein chemischer Entwicklungsprozess an, wozu auch das dunkle Einfärben der später druckenden Plattenpartien gehört. Auf diese Weise wird zwischen den druckenden und nicht druckenden Plattenpartien – in den meisten Fällen sind das die stehengebliebenen Schichtanteile und das freigelegte Aluminiumoxid – ein genügend hoher Hell-Dunkel-Kontrast erzeugt, der das Messen ermöglicht. Gemessen wird an einem geeigneten Bildobjekt, meist einem Tonwertstufenkeil, dessen Rastertonwerte vom digitalen Datenbestand her bekannt sind (siehe Abschnitt Anwendung). miniatur|Messgerät für die Druckplattenmessung
Das Platzieren des Messgeräts auf der Druckplatte erfolgt mittels einer visuellen Positionierhilfe, und zwar (an Geräten der ersten Generation) in Form einer gut einsehbaren Lochblende, mit Hilfe des grafikfähigen Flüssigkristall-Displays auf der Geräteoberseite (aktuelle Generation), wo das bewegte Aufnahmebild des integrierten Videokameramoduls in Echtzeit anzeigt wird, alternativ über einen PC-Monitor, wenn das Messgerät an einen PC angeschlossen ist, wo in einem Software-Fenster dasselbe Vorschaubild in Echtzeit anzeigt wird (erste und aktuelle Generation).