Тема лекции №12. Качество воспроизведения печатного изображения. Количественная оценка

Параметры, формирующие качество оттиска, и факторы, на него влияющие

При анализе качества печатной продукции, кроме единичных показателей качества, широко используется система оценки ха­рактера воспроизведения с учетом специфических признаков изоб­ражения. Эта система возникла на основе разделения оригиналов на три основные группы: оригиналы, выполненные в графической манере, полутоновые оригиналы и цветные оригиналы. Каждая из этих групп характеризуется отличительными признаками, кото­рые определяют требования к процессам полиграфического вос­произведения. А это привело к возникновению понятий графичес­кой, градационной и цветовой точности воспроизведения изображений в печатном процессе.

Графическое подобие воспроизведения. Главным изобразительным средством графики является одно­тонный рисунок, состоящий из линий, штрихов, отдельных пятен различной формы и размеров. Такие графические элементы содер­жит любая печатная форма. К этим элементам относятся также текст и микроштриховые растровые элементы. Кроме того, установ­ленные в репродукционном процессе соотношения графических элементов формы могут определять не только графическую, но и градационную и цветовую характеристики изображения на оттиске. Таким образом, графическая структура печатной формы является основой любого репродуцируемого изображения. Вместе с тем она должна отвечать определенным требованиям, учи­тывающим специфику и возможности печатных процессов.

Практика печатания свидетельствует, что даже при оптими­зированных условиях могут по разным причинам возникать деталеметрические искажения. Как правило, полностью устранить графические искажения на оттисках практически невозможно, поэтому на их величину устанавливаются допуски.

К одному из видов деталеметрических искажений на оттиске относится изменение положения изображения. Оно может прои­зойти, например, вследствие неточной установки бокового и перед­них упоров в листовыравнивающей системе печатной машины, вследствие неточного захвата бумажного листа, неправильной об­резки его сторон и т. д.

В офсетной печати накат краски на форму происходит в иных условиях. Пробельные элементы, практически находящиеся на од­ном уровне с печатающими элементами, в силу своей физико-хими­ческой природы препятствуют проникновению краски на их по­верхность. Однако следует иметь в виду, что это противодействие они оказывают при обязательном периодическом нанесении на их поверхность увлажняющего раствора. А так как краска пере­ходит с накатных валиков под давлением, то движущийся по печатающему элементу фронт красочного слоя частично вытесняет влагу с участков, прилегающих к его периметру, увеличивая таким образом площадь печатающего элемента.

Некоторое увеличение размеров графических элементов в зоне контакта печатной формы с бумагой или офсетной пластиной может также происходить из-за выдавливания краски, но это уве­личение ничтожно мало по сравнению с изменениями, происходящими при накате краски на печатную форму.

В результате увеличения площади печатающих элементов про­исходит уменьшение промежутка между ними (рис. 13) и в от­дельных случаях графические элементы могут смыкаться. Все это приводит не только к искажению графических элементов, но и изменению оптической характеристики оттиска и к снижению раз­решающей способности печатного процесса.

Рисунок 20- Растискивание на оттиске: 1-падающий Рисунок 21-Строение элементов для контроля

луч белого света (сплошная линия); 2- отраженный растискивание

луч белого света (сплошная линия); 3- отраженный

луч (пунктирная линия); 4- бумага.

Растискивание – это увеличение размера растровых точек на оттиске по сравнению с печатной формой. Оно включает в себя не только механическое, но и оптическое увеличение размера точек. Количественно растискивание измеряется в процентах.

Причиной оптического растискивания является светопоглошение и рассеивание света в бумаге (рис. 20) и краске. Часть света проникает через незапечатанную поверхность бумаги, рассеивается под растровым элементом и, проходя через слой краски, окрашивается. Это вызывает ослабле­ние отраженного света и создает мнимое увеличение рас­тровых элементов.

Денситометры автоматически вычисляют истинную от­носительную площадь растровых элементов на оттиске и ее прирост с учетом оптического растискивания (по формуле Мюррея—Дэвиса, принимающей во внимание светорассеивание). Важность такого измерения определяется тем, что человеческий глаз воспринимает не только механическое, но и мнимое (кажущееся) увеличение растровых элементов.

Элементы для контроля растискивания могут иметь различную форму — полоски, квадраты, сложные фигуры в виде надписи или цифры, но идея построения у них од­на и та же: микроэлементы, имеющие разную частоту, при одинаковой относительной площади и одинаковых усло­виях печати дают различный визуальный эффект растискивание.

Все они построены следующим образом: в сетку с низ­кой линиатурой вкраплены фитуры, полученные из сетки с высокой линиатурой (рис. 21, а). Чем больше разница меж­ду линиатурами фона и фигуры, тем чувствительнее кон­трольный элемент. При этом на одном фоне может быть несколько высоколиниатурных фигур, различающихся только по относительной площади элементов.

При одинаковых относительных площадях элементов сеток с низкой и высокой линиатурой и одинаковых усло­виях печати высоколиниатурная фигура имеет более высо­кую оптическую плотность и выделяется на светлом фоне низколиниатурной сетки. Вот на этой особенности и осно­вываются контроль и оценка величины растискивания рас­тровых элементов на описке при печатании.

Такая же идея работает и в тех случаях, когда использу­ют радиальную миру в роли контрольного элемента растискивания. Толщина линий миры, расположенных по ради­усу от цснгра к краям, возрастает, что отражает непрерыв­ное изменение частоты по мере удаления от центра. При увеличении величины растискивания залипание штрихов, начавшееся в центре, будет разрастаться (рис. 21, б).

Растискивание можно оперативно контролировать, из­меряя поля контрольной шкалы с 40- и 80-процентными растровыми точками (рис.21, в).

Скольжение и дробление. Эффекты скольжения и дробления негативно влияют на качество печати. Они могут сильно изменять тонопередачу и цветовой тон изображения независимо от режима подачи краски.

Элементы для контроля скольжения при печати имеют линейчатую структуру. Они могут быть в виде круга, со­ставленного из концентрических окружностей. И так как любое скольжение - это создание второго идентичного изображения, то наложение двух периодических структур с линейным или угловым смешением приведет к появле­нию муара. При скольжении на контрольном элементе по­является многолучевая звездочка — форма муара периоди­ческой сетки из концентрических окружностей. И чем больше у звездочки лучей, тем сильнее скольжение. Аналогичная картина может быть вызвана и дроблением с тем лишь отличием, что при дроблении звездочка более контрастная, четкая и многолучевая, так как смешение между структурами больше.

Теперь рассмотрим, что происходит при скольжении с прямой линией: если скольжение идет перпендикулярно линии, то она утолщается, а если Рисунок 22- Элементы контроля скольжения, построенные на основе линий

совпадает с ее направле­нием, то с ней ничего не происходит. Этот эффект тоже ис­пользуется при построении элементов для контроля сколь­жения при печатании оттисков.

В линейчатом фоне распо­лагают фигуры, составленные из таких же линий, только направленных перпендикулярно к линиям фона (рис. 22). Из-за высокой частоты расположения линий на фотофор­ме эти фигуры незаметны. Незаметны они и на оттиске при отсутствии скольжения, но минимальное скольжение при­водит к изменению оптической плотности фона или фигу­ры, и они проявляются.

Этот же эффект используется, если контрольным эле­ментом является квадрат, который содержит линейчатые структуры с взаимно перпендикулярными линиями. На оттиске элемент воспринимается как квадрат, если скольжение отсутствует, и как два прямоугольных треу­гольника с общей гипотенузой и разной оптической плотностью, если в процессе печатания возникает сколь­жение.

Минимальное скольжение и дробление могут иметь ме­сто при печати тиража, и допустимые уровни определяют­ся требованиями к качеству печати. Оба параметра контро­лируются только визуально. Эти параметры зависят от множества факторов, но самыми значимыми среди них яв­ляются состояние машины, состояние и качество офсетно­го резинотканевого материала и взаимного расположения офсетного и печатного цилиндров — касание поверхностей в присутствии бумаги должно быть с минимальным сколь­жением. Чем меньше поверхность касания двух цилиндри­ческих поверхностей, тем меньше скольжения. В идеале - касание двух поверхностей в виде линии.

Воспроизведение мелких штрихов и растровых элементов. Воспроизведение на оттиске мелких растровых элемен­тов контролируют по полям, имеющим точку с относитель­ной площадью 1,3, 5 и 95. 97. 99%. В зависимо­сти от условий печати, вида бумаги, состояния печатной машины и качества печатной формы на оттиске будут вос­произведены все кош рольные поля или только их часть. По воспроизведению полей с мелкой растровой точкой и по форме самой точки при помощи лупы также контроли­руют скольжение и дробление Воспроизведение тонких штрихов контролируют по элементу, на котором расположены две группы линий раз­ной толщины: черные линии на белом фоне и белые - на черном фоне.

По определению контрольная шкала печатного процес­са — это комплект контрольных элементов, полей и тест-объектов, который присутствует на оттиске и позволяет оценивать и контролировать отдельные параметры печат­ного процесса или их суммарный эффект во время печата­ния или уже по готовой продукции.

Для всех этих показателей установлены нормы и допус­тимые отклонения, которые регламентируются отраслевы­ми стандартами. Выполнение рекомендаций этих стандар­тов способствует нормализации синтеза цвета на оттиске и, следовательно, повышению качества печатной продукции точности воспроизведения цвета на оттиске. Однако нор­мы стандартов — это всего лишь рекомендации, и они должны быть реализованы на конкретном предприятии в соответствии с условиями этого предприятия. Тупое следо­вание этим рекомендациям, как правило, не дает ожидаемых результатов.

Контроль печатного процесса по шкалам проводят визуально и с применением измерительных приборов — лупы, измерительной лупы, денситометра, спектросенситометра.

Чтобы можно было разобраться в любых незнакомых контрольных шкалах печатного процесса, нужно знать об­щие принципы их построения, т. е. какие элементы кон­троля существуют и какие параметры и как по ним оцени­ваются.

Общая подача краски. Общую подачу краски контролируют по плашкам — по­лям шкалы с относительной площадью растровой точки 100%. Плашки могут иметь форму квадрата, прямоугольни­ка, полоски, крута и т. д. В шкале их будет столько, сколько красок необходимо контролировать. В самом рас­пространенном случае — при 4-красочной триадной печати — в шкале должны быть плашки желтого (У), пурпурного (М), голубого (С) и черного (В) цвета. Если при печатании тиража используют дополнительные краски, например смесевые (Panton) или металлизированные, то количество контроль­ных элементов (полей) соответственно увеличивается.

Оптическую плотность плашки на оттиске измеряют денситометрами и при этом обязательно учитывают бе­лизну бумаги (т. е. сначала замер производится на незапе­чатанном участке бумаги и это значение принимается за 0,0 D). Для триадной печати на разных сортах бумаги суще­ствую нормированные значения оптической плотности плашки для каждой краски.

Треппинг. При многокрасочной печати особое значение имеет на­ложение красок, потому что краска по-разному переходит на бумагу, па высохший и на сырой слой краски. При печати «по сырому» вторая и последующие краски ложатся на запечатанную поверхность в меньшем количестве, чем на бумагу или на высохшую краску. В этом случае поведение второй и последующих красок во многом определяется их вязкостью. Общий принцип: каждая последующая наноси­мая краска должна иметь меньше вязкости. Параметр, характеризующий переход второй краски на первую (в про­центах) при последовательном наложении называется «пе­реход краски», или «треппинг». Его можно измерять денси­тометром и спектроденситометром.

Треппинг, как правило, контролируют по элементам той же формы, что и общую подачу краски. На оттиске они по­лучаются при наложении двух печатных красок. Для триадных красок (СМУК) это следующие бинарные наложения: зеленое поле (С) = голубая (С) + желтая краски (У), крас­ное (К) = пурпурная (М) + желтая (У) и синее (В) = голу­бая (С) + пурпурная (М).

Чаще всего для каждого наложения приводятся два по­ля - в полутонах (40—50%) и плашка. Дня плоской офсетной печати очень важно поле с 5™ = 40—50%, гак как присутствие увлажняющего раствора усложняет переход второй краски на поверхность бумаги, куда уже был нане­сен увлажняющий раствор при печатании предыдущей кра­ски, и на слои предыдущей краски (конечно, речь идет о пе­чати «по сырому» на многокрасочных машинах).

Баланс «по серому». Для качественной печати голубая, пурпурная и желтая краски должны подаваться в определенном соотношении друг к другу, т. е. их необходимо сбалансировать. Это соотношение — баланс «по серому» легко оценить по специальным по­лям контрольной шка­лы. Они, как правило, имеют такую же фор­му, как элементы кон­троля обшей подачи краски, и получаются при наложении трех красок (голубой, пур­пурной и желтой).

При качественной печати контрольный элемент имеет нейтрально-серый цвет. Появление визуально заметного цветового оттенка свидетельствует о неодинаковом растискивании по отдельным краскам или о ненормированной обшей подаче разных цвет­ных красок.

Самый точный контроль баланса «по серому» - визу­альный. Глаз чутко реагиру­ет на отклонения в нейт­ральности серого, т. е. появ­ление цветового оттенка. Количественно это откло­нение можно измерить ден­ситометрами, или более точ­но, спектроденситометрами.

Совмещение красок. Контроль совмещения красок на оттиске при печатании многокрасочных изображений проводят с использованием в качестве контрольных элементов приводочных крестов – перпендикулярно пересекающихся тонких линий. Чем меньше разброс крестов, напечатанных разными краска­ми, тем лучше совмещение.

Идеальным можно считать совмещение, при котором на оттиске присутствует только черный крест, у которого в лупу видна цветная каемка — не­большой сдвиг крестов разных красок.

В качестве контрольного и измерительного инструмен­та при оценке совмещения красок на оттиске используют нониусные шкалы - шкалы с равномерными линейными делениями, которые печатаются с наложением разными красками.

Допуски на совмещение цветных изображений на от­тиске не могут быть меньше, чем допуски на совмещение в пределах одного комплекта фотоформ. Например, точность проведения механических операций — пробивки штифтовых отверстий - указывается производителями выводных устройств как 50 мкм.-

Однако надо учитывать, что печать вносит свои погрешности, например деформа­ция бумаги, возможности печатного оборудования (точ­ность выполнения различных механических узлов), чело­веческий фактор - опыт печатника. Для плакатов форма­та 60 х 90 см несовмещение красок до 0,5 мм незаметно, так как плакат рассматривают с большего расстояния, чем, например, иллюстрации в книге. На практике же до­пуски по несовмещению красок на оттиске более жесткие и определяются требованиями заказчика и характером работ.

Контраст печати. «Завал» теней изображения на оттиске — самый распро­страненный и визуально очень заметный дефект при печа­тании полутоновых одноцветных и многоцветных изобра­жений. Критерием оценки воспроизведения теней на отти­ске является контраст печати. Его контроль можно прово­дить визуально или с помощью денситометра.

При визуальной опенке сравнивается оптическая плот­ность двух полей - растрового с Sотн= 75 или 80% и плаш­ки. Чем меньше различие в плотности, тем боль­ше завал теней изображения.

Контраст печати измеряют для каждой краски отдельно. По нему можно оценить не только качество воспроизведения теней изображе­ния, но также работу печатных секций, качество печатной формы и взаимодействие отдель­ных красок с бумагой.

Критерии сопоставимости результатов модельных испытаний основных печатных материалов и показателей качества тиражных оттисков. Качество печатной продукции зависит не только от условий процесса переноса краски с формы на запечатываемый материал в печатной машине, но и от предшествующих этому процессу этапов воспроизведения оригинала: оригинал — фотоформа —пробная форма — пробное печатание — машинная форма — печатание тиража.

Материалы и постоянные данные, отражающие состояние машины, характеризуются так называемыми структуры параметрами, тогда как условия печати в процессе работы машины могут изменяться с помощью регулируемых переменных. Такую регулируемыми переменными в высокой и офсетной печати являются подача краски (увлажняющего раствора) и скорость печатания, а иногда — величина давления в зазоре между цилиндрами печатного аппарата. В глубокой печати в качестве таких переменных следует рассматривать вязкость краски, концентрацию пигмента, усилие прижима ракеля и угол его установки, давление в зоне печатного контакта и скорость печатания.

При использовании системы контроля оптической плотности полные вариации можно уменьшить тремя методами: установкой узких допусков для применяемых материалов, уменьшением диапа­зона изменений возмущающих факторов, а также компенсацией их влияния с использованием управляемых переменных. Все сис­темы контроля должны обязательно основываться на измерени­ях оптической плотности, по крайней мере четырех полей полу­тоновой контрольной шкалы, которые статистически сопостав­ляются с допусками, рассчитанными на основе кратковременных вариаций, характеризующих измеряемые участки.

Основным показателем качества печатного изображения была взята оптическая плотность, позволяющая применять денситометрический контроль в печатном процессе.

Измерение оптической плотности в формном и печатном процессах обеспечивает:

· получение на различных этапах воспроизведения оригинала сопоставимых результатов;

· измерение в одном и том же масштабе таких показателей, которые обычно не сравниваются друг с другом;

· получение при одном способе печатания таких результатов, которые могут послужить для другого способа и при этом дадут минимальное отклонение параметров качества в отношении оригинала и копии (пробного оттиска или тиражной печати).

Для поддержания заданного стандарта качества продукции с учетом денситометрических норм в течение всего времени печа­тания тиража на листовых машинах находят широкое применение следующие автоматические системы контроля и измерения: ЦПЦ-1, ЦПЦ-2. ЦПЦ-3 фирмы «Гейдельберг» (ФРГ), ПКуЦ фирмы «Комори» (Япония), Колортроник и Денситроник фирмы «Кёниг и Бауэр» (ФРГ), РЦИ и ЦЦИ фирмы «МАН-Роланд» (ФРГ).

В этих системах по измерениям оптической плотности стан­дартной контрольной шкалы можно определять следующие харак­терные показатели печатания:

1) изменение плотности как по сплошным, так и по полутоно­вым участкам изображения, которые могут быть выражены как сравнительные значения со ссылкой на контрольную шкалу;

2) растискивание растровых элементов по сравнению с кон­трольным пробным оттиском;

3) количество и расхождение погрешностей в величине проскальзывания оттиска в зоне контакта по сравнению с кон­трольными значениями. Оно рассчитывается по измерениям оптической плотности на определенных полях шкалы для контроля растискивания растровых элементов;

4) чувствительность к тенению.

Определяется путем измере­ния оптической плотности на незапечатанных участках тиражного оттиска. Системы контроля и оценки качества печатного изображе­ния по оптической плотности на листовых офсетных машинах состоят из координатного стола, клавиатуры управления, узла управления и расчетов, цветного видеомонитора и печатающего устройства.

На координатном столе, расположенном возле печатной ма­шины, устанавливается тиражный оттиск. На контрольных полях шкал оттиска с помощью чувствительных элементов измеряется оптическая плотность. Чувствительные элементы передвигаются на столе вдоль контрольных шкал оттиска с помощью ступен­чатого двигателя.

Допустимые значения оптической плотности контролируе­мых тиражных оттисков вводятся в память микрокомпьютера посредством клавиатуры. Микрокомпьютер генерирует высокока­чественные цветные видеографические изображения.

Результаты измерений выводятся на экран монитора в ви­де столбиков графического изображения и в виде таблиц, представляя собой либо абсолютные значения, либо расхождения с контрольными значениями.

Системы контроля и оценки качества печатного изображения по оптической плотности позволяют значительно сократить время на подготовку машины к печатанию тиража, а также поддержи­вать стабильным качество продукции во время печатания.

Рассмотренные методы сопоставимости результатов на раз­личных этапах воспроизведения оригиналов в основном касаются стандартизации пробного и тиражного печатания. Однако взаи­модействие бумаги и краски в процессе печатания и печатно-технические свойства этил материалов широко изучаются в полигра­фии на лабораторных пробопечатных устройствах, моделирующих процесс печатания.

Измерение и контроль параметров бумаги и картона. Для контроля и измерения параметров бумаги и картона существует большое количество контрольных приборов, текстовых красок и тестирующих методов, соответствующих спецификациям печатных и печатно-технических свойств. Частично тесты стандартизированы. Многие методы были разработаны изготовителями бумаги, чтобы выяснить специальные свойства их продукта во время контроля. Контроль всегда происходит по критериям и предписаниям, прежде всего, относительно качества бумаги и картона. Но он, безусловно, не говорит ничего о качестве определенного продукта для определенного способа печати и о дальнейшем использовании печатного продукта, например для изготовления этикеток, бланков или складных коробок. Поэтому с течением времени были разработаны устройства для пробной печати, которые исследуют взаимодействие бумаги и печатной краски или лака, а также основные печатные свойства.

Вместе с тем имеется возможность исследования стойкости бумаги и картона к печатным краскам, увлажняющим растворам и параметрам печатного процесса в точно определенных и воспроизводимых условиях.

Подробными для руководствами для проведения контрольных тестов бумаги и картона являются нормы немецкого института нормирования (DIN) Союза химиков и инженеров целлюлозно-бумажной промышленности. Все большее значение приобретают данные нормы и ISO (Международной организации стандартизации) и EN (Европейские нормы).

Кроме этого существуют признанные тестовые методы FOGRA (Немецкое общество исследований в области полиграфической и репродукционной техники, г. Мюнхен), PTS (Бумажно-технические учреждение, г. Мюнхен). В США бумага и картон исследуются с помощью стандартов TAPPI (Техническая ассоциация бумажной индустрии, г. Атланта).

При проверке и тестировании бумаги и картона необходимо соблюдать климатические условия по DIN EN 20187 или ISO 187 и обращать внимание на пробные образцы по DIN/ISO 186.

На пробопечатных станках могут моделироваться специальные требования к бумаге и соответственно качеству реального процесса печати. При определенных и воспроизводимых условиях в лабораториях пробная печать характеризуется незначительным потреблением материалов.

Существует большое количество пробопечатных станков, которые находят применение на практике. Ниже приведены в качестве примеров основные:

· Многоцелевая машина для печати пробных оттисков profbau. В качестве модулей к этой машине имеется устройство для предварительного увлажнения бумаги, а также сушильное устройство горячим воздухом, сушильное устройство с ИК- и УФ- излучением.

· IGT – прибор для испытаний печатных свойств А 1-3. Прибор позволяет исследовать процесс нанесения и закрепления печатной краски на бумаге, выявить влияние различных регулировок офсетных печатных машин с учетом количества увлажняющего раствора и др.

Многокрасочные пробопечатные станки позволяют моделировать печать «сырое по сырому». При всех видах испытаний и тестирования можно изучить стандартные процессы и сравнивать их возможности, а также исследовать:

· Длительность сушки печатной краски;

· Прочность бумаги или композиций бумага-печатная краска на истирание;

· Глянец печатной краски;

· Оптическую плотность красочного слоя или цветовой тон и кроющую способность печатной краски;

· Прочность на выщипывание увлажненной бумаги;

· Время впитывания печатной краски на определенной бумаге;

· Образование вздутий на мелованной бумаге при сушке;

· Явления облачности.

Дефекты оттисков вследствие несоблюдения усло­вий проведения печатного процесса. Для печатников, которые отвечают на качество и обязаны по долгу службы «выжать» все, что может дать машина, материалы и технология, есть инструкции с рекомендации по печатным процессам заканчиваются обязательно таблицей, где приведены все дефекты, которые могут появиться не только на оттиске, но и на машине, причины, вызывающие эти дефекты и различные варианты их устранения.

Дефекты на офсетном оттиске:

1. Процессные (общетехнологические): загрязнение оттиска; перетискивание; отмарывание.

2. Оптические: нарушение «баланса по-серому»; просвечивание; пробивание краски; пятнистость плашки; разнооттеночность оттиска; разнооттеночность печати; продольное или поперечное полошение.

3. Графические: растискивание штриха; рваный штрих; смазывание штриха.

4. Градационные: «серая» печать; «жирный» оттиск; «завал» теней; «провал» светов; потеря контраста.

5. Механические: волнистость оттисков; скручивание оттисков; склеивание оттисков; складки и морщины; пузыри на поверхность оттиска; осыпание краски (меление); выщипывание; задир мелованного слоя.

6. Структурные: муар; марашка; ворсинки на изображении; непропечатка; несовмещение красок; неприводка лица и оборота; несовмещение текста по выворотке; тенение; смазывание; дробление; двоение; растровая розетка.

Дата добавления: 2014-12-08