Резюме: Определянето на оптималното намастиляване при офсетовия печатен процес е едно от най-важните условия за постигане на високо качество и голяма точност на цвето- и тоновъзпроизвеждането. Освен определянето на точните стойности на оптималното намастиляване, изразено чрез Dv, по метода на максималния печатен контраст за различните комбинации хартия-машина-мастило, е необходима и проверка дали при тези стойности се получават коректни цветови характеристики, изразени чрез CIE Lab на основните мастила — C, M, Y, K.
За реализиране целите на експеримента в настоящото изследване са проведени серия от измервания (от недонамастиляване до пренамастиляване) за определяне на оптималното намастиляване по метода на максималния печатен контраст при различни технологични условия като видове хартии, видове печатни машини и начин на изработване на печатните форми. В настоящата статия ще бъде разгледан само един от технологичните варианти. Установено е оптималното намастиляване, изразено чрез оптическата плътност на 100% поле — Dv. Освен това са определени цветовите координати CIE Lab и съответстващата им оптическа плътност на плътните полета, при които се получава най-малка цветова разлика между измерените полета и цветовите стойности в CIE Lab, заложени в ISO стандартите за цветови характеристики на мастилата за офсетов печат. Направено е сравнение на получените стойности за оптималното намастиляване, получено по двата метода (по метода на максималния печатен контраст и по метода, при който се получават най-малки цветови разлики спрямо заложените в стандартите ISO цветови стойности). Беше установено, че за някои хартии и мастила стойностите на Dv, определени по двата метода, са близки и почти съвпадат, докато при други се получава сериозна разлика — DD от порядъка на 0,3 единици. При анализа на получените резултати за изведените стойности за Dv по двата метода е направено и сравнение на стойностите за печатния контраст, нарастването на растеровия тон и т.н. Изведени са препоръки за практиката. Всички изследвания и последващата оптимизация са извършени в реални производствени условия във водеща печатница в София.
Ключови думи: Оптимизация на печатните процеси, Качество на печата, Офсетов печат, Оптимално намастиляване, Печатен контраст, ISO стандарти.
1. Въведение
Един от най-важните фактори, влияещи върху качеството на печатното изображение, е количеството мастило на отпечатъка. Това количество мастило зависи от конкретната комбинация хартия (запечатван материал)–печатна машина–мастило.
Съществуват два начина за определяне и контрол на намастиляването:
1. Метод за определяне на оптималното намастиляване, изразено чрез Dv (оптическата плътност на 100% поле) по метода [1] на максималния печатен контраст. Целта на този метод е да се получат възможно най-наситените цветове с най-голямо количество мастило, при които нарастването на растеровия тон е в допустимите граници и има добра разработка в тъмните тонове на изображението.
2. Метод, базиран на колориметрията, при който се цели постигане на цветови стойности (координати) на C, M, Y, К като тези, дефинирани в ISO стандартите [2,3,4]. Тези стандарти дават следното тълкуване: Измерването и контролът на оптическата плътност е важно и необходимо за контрол по време на отпечатването на тиража само когато се използват един и същ запечатван материал, печатна машина и измервателен прибор (виж ISO 13656 [3]). Според стандартите измерването и контролът на оптическата плътност на основните цветове на отпечатъците не са гаранция и достатъчно условие за постигане на коректно тоно- и цветовъзпроизвеждане.
Затова според ISO 12647-2 [2] измерването и контролът на оптическата плътност на отпечатъците се препоръчват само за определяне стойността на растеровия тон.
Според ISO 13656 [3] по време на печат машинистът първо трябва да постигне цветовите характеристики на плътните полета за основните технологични цветове и чак след това да измери и отчете за последващ контрол оптичната плътност Dv от одобрения и подписан за печат лист (OK Print). Оптическите плътности се използват предимно за контрол по време на тиража. Според ISO 12647-2 [2] водещият метод за определяне на количеството мастило (намастиляването) е колориметрията, а денситометрията има информативен характер.
Анализ на проблема и предходни изследвания
За съжаление усъвършенстването на съществуващите технологии и въвеждането на нови не върви успоредно със стандартизирането и оптимизирането им и заработването им в синхрон една спрямо друга. Организации като ISO, FOGRA, SWOP, GRACOL и други не успяват своевременно да подготвят и въвеждат стандарти и да правят изследвания на новите технологии. Липсват допуски и еталонни стойности за водене на технологичните процеси, които се осъществяват в момента в печатниците. Налице са дори случаи, когато печатници с последно поколение предпечатни и печатни технологии не могат да постигнат качество като печатници с технологии отпреди двадесет години поради липсата на стандарти и допуски за водене на процесите.
В литературата няма еталонни стойности и допуски за водене на технологичните процеси в печатниците. В документацията на фирмите, производители на техника и оборудване, има съмнителни и неаргументирани предложения за стойностите на технологичните параметри, подлежащи на контрол, които не са съобразени с възможността за различни производствени варианти и вериги.
Честа практика в печатниците у нас е воденето на печатния процес, като се използват еталонни стойности и допуски, взети от фирмени брошури на големите производители на печатни машини, които не са адекватни за конкретните технологични условия.
Цветовите характеристики на печатното изображение основно се формират от цветовите характеристики на печатния материал и от печатарските мастила, както и от начина на взаимодействие между тях при конкретните условия на печатния процес. Предпоставка за оптимизиране на качеството на печатното изображение е стандартизацията на печатните материали, в това число на хартиите и мастилата за печат.
От много време насам цветовите характеристики на C, M, Y, K са се отклонили от спецификацията, дадена в стандарта ISO 2846, дефиниран през 1975 г. Затова през 1996 г. гореспоменатият стандарт е бил ревизиран. Той дефинира изключително цветовите характеристики на мастилата и допустимите отклонения от тях, но не и величини като: нарастване на растеровия тон, наслагване на мастилата и т.н (съобразени с новите технологии като CtP и т.н.). На практика това означава стабилен печатен процес от гледна точка на стабилността и равномерността на намастиляването, измерени в плътните полета за всеки цвят. Дори и при стриктно спазване на стандарта са възможни големи вариации в нарастването на растеровия тон в зависимост не само от свойствата на запечатвания материал и мастилата, но и от използваната линеатура, начина на изготвяне на печатните форми, вида печатна машина, типа овлажняваща система, вида облекло и др. Затова е необходимо да се определят оптимални стойности и допуски за различните комбинации от устройства и материали.
2. Цел на експеримента
Целта на експеримента в това изследване е да се определи и сравни намастиляването за CMYK, определено по двата начина — по метода на максималния печатен контраст, изразено чрез Dv, и по колориметричния метод, дефиниран в ISO стандартите [2,3,4] за LWC хартия, отпечатана по хийтсет (heatset) офсетова печатна технология.
3. Условия за провеждане на експеримента и получени резултати
Използвана е специално моделирана тестова форма, която съдържа множество тестови и контролни скали: плътни полета за C, M, Y, K, полета за двойни наслагвания, 40% и 80% за контрол на нарастването на растеровия тон [5,6], скали за установяване на дублиране и приплъзване, моделни скали за генериране на ICC профили, изображения за визуален контрол и т.н. Използваната линеатура е 150 lpi (60 cm-1).
За експеримента са използвани печатни форми FUJI LH-PCe Brilia 1005х680 mm, получени на калибриран и линеаризиран CtPlate експонатор Kodak Trendsetter Quantum II. Използваната хартия е Galerie Brite 60 g/m2, SAPPI, мастилата — Maxink Phantom HD OHD 9300. Печатната машина, на която е проведен експериментът, е KOMORY SYSTEM 40.
Отпечатването на тестовия тираж е извършено при стандартизирани условия (температура и влажност на въздуха, използвани офсетови платна и подложки и т.н). Преди провеждането на настоящия експеримент е направен технико-технологичен тест на печатната ма шина и CtPlate устройството, които са обект на друго изследване и оптимизация.
Използвани са денситометър GretagMacbeth D19C и спектрофотометър SpectroEye за измерване на оптическата плътност, печатния контраст, нарастването на растеровия тон, цветови характеристики в CIE Lab цветовата система и други. Всички измервания са направени съгласно ISO 12647-1[7]: D50 светлинен източник, 2° стандартен наблюдател, 0/45 или 45/0 геометрия на мерене, черна подложка в съответствие с [8,9,10].
Цветовите характеристики на използваната хартия (цвета на запечатвания материал) са в съответствие с допуските (L±3, a±2, b±2), определени от ISO 12647-2 [2].
При гореспоменатите условия са отпечатани серия от тестови екземпляри с плавна промяна на количеството мастило — от недонамастиляване до пренамастиляване.
Направени са множество измервания на Dv и печатния контраст (С) с цел определяне на оптималното намастиляване, изразено чрез Dv за Cyan, Magenta, Yellow, Black. Направен е и статистически анализ на резултатите и регресионен анализ на получените модели.
Експерименталните резултати, показващи промяната в печатният контраст C (лявата ордината на фигурите) в зависимост от Dv за четирите технологични цвята, са показани на фигури 1, 2, 3 и 4.
За да бъде определено намастиляването и по втория метод, е извършена серия от колориметрични измервания на отпечатъците с различно количество мастило — от недонамастиляване до пренамастиляване. Целта е да бъде определено това количество мастило за всеки от четирите технологични цвята, при което се получава най-малка цветова разлика ΔE спрямо референтните стойности, дефинирани в ISO [2,4].
На фигури 1, 2, 3, 4 е представена графичната зависимост на Е от Dv. Е е цветовата разлика между измерените цветови характеристики на плътните полета за C, M, Y, K при различно количество мастило на отпечатъка и референтните стойности от ISO стандартите.
За постигане на по-добра визуализация на резултатите от проведения експеримент, цветовата разлика Е е представена на втора ординатна ос (ординатната ос от дясната страна на графиките).
Кривата, свързваща точките на различните измервания, показва промяната на цветовата разлика спрямо референтните стойности от ISO стандартите в зависимост от количеството мастило на отпечатъка. На всичките графики се вижда, че кривата на E се доближава и минава на определено разстояние до референтните стойности, но никога не достига тези целеви стойности, при които E би трябвало да е нула.
Това разстояние представлява най-малката цветова разлика — Emin между експериментално получените резултати и еталонната стойност в ISO стандартите. Според [2,4] печатният процес трябва да се провежда с такова количество мастило, което в най-голяма степен съответства на референтния цвят от стандартите. Това оптимално според ISO стандартите количество мастило, изразено чрез Dv, е там, където на графиките цветовата разлика има най-малка стойност Emin.
В таблица 2 са представени най-малките цветови разлики Emin за четирите технологични цвята и съответстващото им намастиляване, изразено чрез Dv.
Анализ на резултатите:
От графиките (фиг. 1, 2, 3, 4) се вижда, че оптималното намастиляване, определено по двата метода, се различава съществено, т.е. има относително голяма разлика между стойностите на Dv, където печатният контраст има най-висока стойност, и стойностите на Dv, където Е са най-малки.
От получените резултати в таблици 1 и 2 се вижда, че оптималното намастиляване, определено по двата метода, се различава съществено за чават се големи разлики в Dv — около 0.3 единици за Cyan и 0.23 единици за Black. При Magenta се получава разлика 0.06 единици, а за Yellow оптималното намастиляване, определено по двата метода, е еднакво.
4. Изводи
Получените резултати в настоящото изследване са важни за практиката и са внедрени в производството на една от водещите печатници у нас. Предложен е нов подход за определяне на оптималното количество мастило по време на печат, като се вземат предвид и двата метода за определяне на оптималното намастиляване. Извършено е внедряване на резултатите от експеримента и оптимизация чрез използване на ICC профили. Някои от получените резултати и извършената оптимизация ще бъдат публикувани в други статии в списание „Полиграфия“.
От проведения експеримент може да се направи изводът, че за определяне на оптималното намастиляване не е достатъчно само да се постигнат референтните цветови характеристики на плътните полета на C, M, Y, K от ISO стандартите, но и задължително трябва да се вземат предвид конкретните условия на печат като: печатен контраст, нарастване на растеровия тон, линеатура, вид на експониращото устройство и печатните форми, свойства на мастилата (печатни свойства, вискозитет, адхезия) и т.н.
От резултатите се вижда, че оптималното намастиляване, определено по двата метода, се различава съществено. Получава се голяма разлика между стойностите на Dv, където печатният контраст има най-висока стойност, и стойностите на Dv, където цветовата разлика Е спрямо ISO стандартите е най-малка. Това означава, че прилагането на двата метода би довело до различни нива на намастиляването, съответно различен резултат при отпечатването на печатните изображения.
В конкретния случай се получават прекалено ниски стойности на Dv за Cyan и Black при оптималното количество мастило според ISO. Това би довело до намаляване на цветовия обхват, несъразмерно нарастване на растеровия тон за C, M и Y, липса на сив баланс и др.
Съобразно препоръките на стандартите ISO за офсетов печат, водещо е постигането на еталонните цветови стойности на C, M, Y и K, без да се отчитат конкретните технологични условия на печатния процес като нарастване на растеровия тон, печатен контраст, линеатура, вид на експониращото устройство и печатните форми и т.н.
От друга страна, намастиляването, определено по метода на максималния печатен контраст, отчита всички технологични условия, споменати по-горе, но не отчита цветовите характеристики на мастилата.
И двата метода за определяне на намастиляването имат своите предимства и недостатъци. Преимуществата на единия метод са недостатъци на другия. В идеалния случай би следвало при постигане на цветовите характеристики на мастилата като в международните стандарти да постигнем и нарастване на растеровия тон в допустимите граници, висок печатен контраст, сив баланс, голяма точност на тоно- и цветовъзпроизвеждането и т.н. За съжаление това не се получава на практика, както и не се получават коректни цветови характеристики на основните цветове, когато се стремим само да постигнем максимален печатен контраст, нарастване на растеровия тон в допуските и т.н.
За постигане на максимално точно цветовъзпроизвеждане не е достатъчно условие постигането на цветовите характеристики на C, M, Y, K, без да се отчитат конкретните технологични условия. Отчитането на конкретните условия на печат при определяне на намастиляването, без да се вземат предвид цветовите характеристики на мастилата, също не би довело до получаването на предвидими резултати.
Опитът е показал, че след оптимизирането на печатния и предпечатния процес и след генерирането за конкретните условия на ICC профили се използват предимствата и на двата метода за определяне на намастиляването (максимален печатен контраст при постигане на коректни цветови характеристики на мастилата). По този начин (когато е извършена оптимизация на печатните и предпечатните процеси) при контрола на печатния процес могат да се използват високите стойности на намастиляването, определени по метода на печатния контраст, което ни дава гаранция за максимално разширен цветови обхват. В същото време ще се възползваме и от предимствата на колориметричния метод за определяне на намастиляването, като получим цветове, максимално предвидими и близки до ISO стандартите.
5. Използвана литература
1. Качин Н., Спиридонов И., Печатни процеси, Част I. Теоретични основи, Плеяда, София, 2000
2. ISO 12647-2:2004, Graphic technology — Process control for the production of half-tone colour separations, proof and production prints — Part 2: Offset lithographic processes
3. ISO 13656, Graphic technology — Application of reflection densitometry and colorimetry to process control or evaluation of prints and proofs
4. ISO 2846 (all parts), Graphic technology — Colour and transparency of ink sets for four-colour-printing
5. Bozhkova T., M. Sungur, „Investigation on flexo in newspaper printing“, HARF, 2, 2009, 11-13
6. Bozhkova T., S. Gergov, A. Ganchev, „Improving the quality of flexo pre-press and platemaking“, Packaging South Asia, 5, 2009, 60 – 63
7. ISO 12647-1:2004 Graphic technology — Process control for the production of half-tone colour separations, proof and production prints — Part 1: Parameters and measurement methods
8. ISO 5-3:2009 Photography and graphic technology — Density measurements — Part 3: Spectral conditions
9. ISO 5-1:2009 Photography and graphic technology — Density measurements — Part 1: Geometry and functional notation
10. ISO 5-4:2009 Photography and graphic technology — Density measurements — Part 4: Geometric conditions for reflection density