Miesišc temu na łamach POLIGRAFIKI ukazała się relacja z konferencji studenckiej ăDruk cyfrowy Đ współczesne technologie i możliwociÓ, która odbyła się w marcu w Instytucie Poligrafii PW. Tym razem prezentowane sš wyniki badań odbitek wykonanych na urzšdzeniach obecnych na konferencji producentów maszyn.
Cyfrowe systemy druku nakładowego sš bardzo szybko rozwijajšcym się działem poligrafii. Coraz częciej pojawiajš się nowe modele maszyn, które oprócz unowoczenionych rozwišzań proponujš całkiem nowe, stanowišce dobrš pod względem ceny i jakoci alternatywę w przypadkach, kiedy tradycyjne metody drukowania sš nieopłacalne. Różnorodnoć stosowanych technologii, różne pomysły na tworzenie obrazu sš przyczynš, dla której warto przyjrzeć się drukowi cyfrowemu.
Na konferencji w IPPW obecni byli przedstawiciele trzech producentów urzšdzeń do druku cyfrowego, pracujšcych w technikach elektrofotograficznej, magnetograficznej oraz stanowišcej połšczenie pierwszej techniki z przenoszeniem farby przez gumowy cylinder poredni.
Druk cyfrowy powstał na bazie kopiarek elektrofotograficznych. Analogowy oryginał, jakim był kopiowany arkusz, zastšpiono elektronicznie sterowanš wišzkš laserowš. Komputer przetwarza plik cyfrowy, w przypadku druku wielobarwnego również dzieli go na separacje. Następnie laser nawietla powierzchnię naładowanego elektrostatycznie cylindra i powstaje utajony obraz elektrostatyczny, który jest wywoływany proszkiem. Po przeniesieniu na podłoże obrazu proszkowego następuje utrwalenie pod naciskiem w podwyższonej temperaturze. W przypadku wielobarwnych reprodukcji należało rozwišzać problem kilkakrotnego nakładania poszczególnych barw. Najprostszym wyjciem jest ułożenie kilku zespołów drukujšcych w szeregu, jak w klasycznej maszynie offsetowej tak, żeby papier przechodził przez każdy z nich. Po przejciu przez ostatni uzyskuje się gotowš odbitkę (rys. 1).
Kolejnym pomysłem jest nanoszenie obrazów na jeden cylinder poredni w czasie kilku jego obrotów. Z każdym obrotem na cylinder jest nanoszony obraz proszkowy z jednej z kilku ułożonych wokół niego sekcji nawietlajšco-wywołujšcych. Przy ostatnim obrocie połšczone obrazy każdej z separacji sš przenoszone na podłoże (rys. 2). Podobnym rozwišzaniem jest zastosowanie jednego obrotu cylindra poredniego, w czasie którego nakładane sš wszystkie składowe obrazu, a po nałożeniu ostatniej obraz jest utrwalany na podłożu (rys. 3).
Elektrofotografia ma kilka ograniczeń. Przy nieodpowiednich warunkach wilgotnoci i temperatury powietrza stosowanie ładunków elektrostatycznych powoduje szereg trudnoci w prowadzeniu papieru (naładowanego elektrostatycznie) przez maszynę, odwzorowaniu barw i elementów obrazu. Wysoka temperatura wymusza stosowanie odpowiednich podłoży.
Na odmiennych założeniach opiera się magnetografia. Nie wykorzystano w niej ładunków elektrostatycznych ani laserowego nawietlania powierzchni cylindra. Obraz jest tworzony za pomocš pola elektromagnetycznego. Rozwišzanie takie jest możliwe dzięki pokryciu cylindra gęstš siatkš obwodów elektrycznych. Elektroniczny system sterowania wyzwala przepływ pršdu w okrelonych obwodach, a płynšcy pršd powoduje powstanie w tych miejscach pola magnetycznego, które tworzy utajony obraz magnetyczny. Wywołanie następuje przez naniesienie w miejsca ănaładowaneÓ ferromagnetycznego proszku. Zaletami tej metody sš możliwoć użycia proszku, który utrwala się w niższej temperaturze oraz brak ładunków elektrostatycznych. Ograniczeniem jest możliwoć umieszczenia wystarczajšco gęstej siatki obwodów na powierzchni cylindra, która determinuje rozdzielczoć tworzonego obrazu.
Trzecia z testowanych w Instytucie technologii łšczy elektrofotografię z drukiem offsetowym. W metodzie tej utajony obraz elektrostatyczny (wykonany tak jak w elektrofotografii) jest wywoływany za pomocš elektrostatycznie ładowanej, ładunkiem przeciwnym do ładunku na cylindrze, farby (Elektro-Ink). Obrazy z separacji przenoszone sš na cylinder poredni w czasie kilku jego obrotów, a następnie gotowy obraz w wysokiej temperaturze przenoszony jest na podłoże. Farby produkowane sš na bazie farb offsetowych. W podwyższonej temperaturze utrwalania farba polimeryzuje. Na podłożu tworzy jednolitš warstwę tworzywa. Metoda ta łšczy w sobie dokładnoć laserowego tworzenia obrazu z zastosowaniem farby, która łatwiej przenosi się na podłoże niż proszki. Obecnoć gumowego cylindra poredniego pozwala na zadrukowywanie różnorodnych podłoży.
Zestaw odbitek testowych składał się z czterech arkuszy A5, na których umieszczono pola i elementy (do pomiarów gęstoci optycznych i wartoci L*a*b*, oceny równomiernoci, dokładnoci odwzorowania tekstu, rysunku i innych), oraz jednego A3 ze znormalizowanymi fotografiami, które posłużyły do wizualnej oceny wydruków.
Do oceny odbitek posłużyły cztery metody: oceny mikroskopowa i makroskopowa, densytometria oraz spektrofotometria. Dominujšcš rolę w ocenie odbitek odegrały mikro- i makroskopia.
Rezultaty badań można podzielić, w zależnoci od rozpatrywanego parametru, na dwie grupy: pierwszš, w której wyniki sš podobne dla wszystkich trzech metod tworzenia obrazu oraz drugš, gdzie oceny sš różne w zależnoci od stosowanej technologii. Do pierwszej grupy zaliczyć można wszystkie niezależne od oceniajšcego parametry, takie jak gęstoci optyczne apli, przyrost wartoci tonalnej, wartoci pomiarów barw w przestrzeni L*a*b* i wynikajšcy z nich parametr różnicy barwy DE. Metody oceny mikro- i makroskopia wyznaczyły drugš grupę wyników, w której wystšpiły największe różnice między technologiami. Parametry, które do niej należš, to kształt plamek na podłożu, wizualny odbiór barw odbitek, ziarnistoć obrazu oraz dokładnoć reprodukowania drobnych elementów i tekstu.
Wartoci densytometryczne i spektrofotometryczne
Wszystkie testowane urzšdzenia osišgnęły zadowalajšce gęstoci optyczne na odbitkach, które dla poszczególnych kolorów C, M, Y i K uzyskały wartoci rednie: C 1,37; M 1,35; Y 1,40; K 1,62.
Niestety, zbyt mała liczba zestawów odbitek dostarczonych przez producentów nie pozwoliła na statystycznš ocenę wyników. Na podstawie wykonanych pomiarów i dalszych spostrzeżeń można stwierdzić, że uzyskane wartoci były wystarczajšce do uzyskania zadowalajšcego wyglšdu odbitek.
Po wstępnym przyjrzeniu się odbitkom należało się spodziewać, że pomiary barwy za pomocš spektrofotometru w przestrzeni barw L*a*b* wykażš znaczne różnice pomiędzy urzšdzeniami i technologiami. Po przeprowadzeniu pomiarów i wyliczeniu wartoci różnicy barwy (DE) nie można takiego wniosku wycišgnšć. Okazało się, że nie można wyznaczyć obszarów odbitek, które konsekwentnie zmieniałyby się w zależnoci od zastosowanej technologii. Urzšdzenia elektrofotograficzne wykazywały różnice w przypadku tych samych pól, a zbyt mała liczba odbitek nie pozwalała na przeprowadzenie analizy statystycznej.
Parametr DE przyjmował, nawet w obrębie jednej odbitki, wartoci bardzo niskie jak 1-2, a taka różnica jest przez obserwatora praktycznie niezauważalna, jak również bardzo wysokie rzędu 25, która to wartoć daje znacznš, widocznš różnicę. Zaznaczyć należy, że pierwotne ăidealneÓ wartoci L*a*b* były wzięte z cyfrowego oryginału. Zatem wartoć różnicy barwy trzeba traktować jako parametr orientacyjny, zwłaszcza że błędy mogš wynikać z konwersji kolorów przed drukiem, a nie z technologii.
Ocena mikro- i makroskopowa
Znacznie ciekawsze rezultaty uzyskano w czasie oceny mikro- i makroskopowej. Ziarnistoć obrazu była pierwszym elementem, który różnił magnetografię od pozostałych technik. Odbitki wykonane tš metodš wykazywały znacznie większš zauważalnoć struktury plamek, za pomocš których został wytworzony obraz. Zjawisko to wynikało z niższej niż zastosowana w pozostałych przypadkach rozdzielczoci 400 dpi oraz samej technologii, która daje charakterystyczny kształt tworzonych punktów.
Kształt plamek jest cechš różnišcš wszystkie technologie. W zależnoci od zastosowanej techniki inne sš kształty punktów tworzšcych obraz. W elektrofotografii uzyskuje się plamki o kształcie zbliżonym do kół, a ich krawędzie sš nieostre (rys. 4). Odbitki wykonane na maszynie drukujšcej farbami miały jednolite plamki, o wyranych, ostrych krawędziach (rys. 5). Z kolei wspomniana już magnetografia generuje rozproszone grupy wielu mniejszych punktów (rys. 6).
Kształty te były istotne w ocenie reprodukcji drobnych elementów takich jak tekst i cienkie linie. We wszystkich przypadkach najsłabiej wyszły tekst i linie w kontrze. Dwupunktowe litery były mocno zniekształcone, a w przypadku drukowania farbami w zasadzie niewidoczne. Za to tylko ta maszyna wydrukowała tekst czytelnie w przypadku ăpozytywowymÓ. Wynikało to z charakterystycznego dla farby rozpłynięcia się jej na podłożu. Tekst w kontrze został zalany, natomiast pogrubienie czarnych liter na białym tle dało korzystny efekt. Teksty powyżej 6 pkt. były czytelne we wszystkich przypadkach.
Linie zostały zreprodukowane z podobnym efektem. We wszystkich przypadkach pozytywowe były widoczne, lecz te najcieńsze miały nierozróżnialne gruboci.
Umieszczone na testach rozetki miały za zadanie sprawdzić, czy reprodukcja we wszystkich kierunkach przebiega podobnie. Okazało się, że w przypadku elektrofotografii i magnetografii sš z tym problemy. W obu przypadkach nastšpiło rozproszenie obrazu, a najcieńsze linie były poprzerywane.
Odbitki z urzšdzenia magnetograficznego miały dodatkowš cechę. Otóż przedstawicielka tej technologii posiada siedem zespołów drukujšcych. Oprócz kolorów CMYK drukuje dodatkowymi: czerwonym, niebieskim i zielonym. W przypadku reprodukcji rozetki koloru magenta nastšpiło dodanie barwy czerwonej w sposób, który dodatkowo zniekształcał jej obraz. Pozostałe kolory reprodukowały się podobnie jak w przypadku elektrofotografii.
Najlepiej w tym przypadku sprawdziła się technologia z udziałem farby. Linie były cišgłe niezależnie od kierunku i oprócz delikatnego pogrubienia najcieńszych nie dopatrzono się innych wad. Ogólnie o wszystkich technikach można powiedzieć, że najlepiej reprodukowały się linie równoległe do kierunku druku oraz do niego prostopadłe.
Bardzo ważnych spostrzeżeń dostarczyła wizualna ocena kolorystyki i ogólnego wyglšdu odbitek. Do tego celu posłużyły arkusze z fotografiami. Na odbitkach z maszyn elektrofotograficznych oraz drukujšcej farbami kolory wyglšdały porównywalnie z odbitkš próbnš Matchprint wykonanš z tych samych materiałów. Chodziło głównie o kolor ludzkiej skóry, gładkoć przejć tonalnych i naturalnoć kolorów umieszczonych na fotografiach obiektów. W niektórych miejscach można było zaobserwować zmiany pochodzšce od nierównomiernoci nałożenia warstw proszku, które powodowały, że niektóre tła i przejcia tonalne nie były płynne.
W przypadku maszyn elektrofotograficznych w miejscach, gdzie składowymi barwy były C, M oraz Y, można było zaobserwować zmiany barwy wzdłuż pól w kształcie podłużnych prostokštów, pochodzšce od nierównomiernego nałożenia jednej ze składowych barwy.
W przypadku maszyny magnetograficznej, wykorzystujšcej siedem kolorów, ocena jest nieco niższa. Uzyskane kolory charakteryzowały się bardzo dużš jaskrawociš, przesyceniem barwy. Problem ten uwidaczniał się najbardziej w naturalnych kolorach skóry, owoców i innych, gdzie bardzo ważnš rolę odgrywajš delikatne zmiany tonalne i półcienie. Warte dalszego badania jest sprawdzenie, czy odpowiednie profile barwne sš w stanie skorygować te niedocišgnięcia.
Możliwoci zmian tonalnych zbadano na polach podłużnych pasków, które zaczynały się pełnš aplš kolorów CMYK oraz czerwonego, zielonego i niebieskiego, a kończyły bielš. Największe problemy z tymi polami miały urzšdzenia elektrofotograficzne. Paski kończyły się na różnych długociach, były widoczne wyrane skoki tonalne. Kluczowa byłaby kalibracja, która z pewnociš może zapobiec temu zjawisku. Z kolei magnetografia i metoda z użyciem farby wywišzały się z tego zadania zadowalajšco. Paski płynnie przechodziły od zadanej barwy do bieli.
Poczynione obserwacje i różnorodnoć technologii wskazujš, że druk cyfrowy cišgle jeszcze jest rozwijajšcš się częciš poligrafii. Można spodziewać się bardziej wyrazistego podziału asortymentu produkcji między poszczególne technologie. W tej chwili elektrofotografia i magnetografia dominujš w wiecie druków transakcyjnych, korporacyjnych folderów, ulotek itp. Z kolei metoda z wykorzystaniem farb z powodzeniem uzupełnia przemysłowš produkcję poligraficznš, odcišżajšc na przykład maszyny fleksograficzne w produkcji etykiet. Jakociowe aspekty, takie jak odwzorowanie barw i możliwe do uzyskania rozdzielczoci, również wskazujš na potrzebę rozwoju tych technik. Dużš rolę może tu odegrać zarówno zwiększenie parametrów technicznych, jak również programowe rozwišzania zarzšdzania barwš.
Autor jest studentem Instytutu Poligrafii PW
