Московский государственный университет печати

Ю.Н. Самарин, Н.П. Сапошников, М.А. Синяк


         

Допечатное оборудование

Учебное пособие


Ю.Н. Самарин, Н.П. Сапошников, М.А. Синяк
Допечатное оборудование
Начало
Печатный оригинал
Об электронном издании
Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ

Heidelberg Prepress: ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ

1.

ГЛАВА 1. СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ ДОПЕЧАТНЫХ ПРОЦЕССОВ

1.1.

СИСТЕМЫ ДОПЕЧАТНОЙ ПОДГОТОВКИ ИЗДАНИЙ

1.1.1.

ВВОД ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.1.2.

ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.1.3.

ВЫВОД ИЗОБРАЖЕНИЙ

1.2.

УПРАВЛЕНИЕ ЦВЕТОМ

1.3.

МЕТОДЫ РАСТРИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

2.

ГЛАВА 2. УСТРОЙСТВА ВВОДА И ОЦИФРОВКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ

2.1.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И КОНСТРУКТИВНЫЕОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ

2.2.

ПЛАНШЕТНЫЕ СКАНЕРЫ

2.3.

БАРАБАННЫЕ СКАНЕРЫ

3.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

3.1.

ПРОГРАММА ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ LINOCOLOR

3.2.

СИСТЕМА DAVINCI

3.3.

ПРОГРАММЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ПРОФИЛЕЙ УСТРОЙСТВ

3.3.1.

ПРОГРАММА VIEWOPEN

3.3.2.

ПРОГРАММА SCANOPEN

3.3.3.

ПРОГРАММА PRINTOPEN

4.

ГЛАВА 4. ФОТОНАБОРНЫЕ АВТОМАТЫ

4.1.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

4.2.

ФОТОНАБОРНЫЕ АВТОМАТЫ ФИРМЫ LINOTYPE-HELL

4.3.

ФОТОНАБОРНЫЕ АВТОМАТЫ ФИРМЫ HEIDELBERG PREPRESS

4.3.1.

ФОТОНАБОРНЫЕ АВТОМАТЫ СЕРИИ HERKULES

4.3.2.

ФОТОНАБОРНЫЙ АВТОМАТ QUASAR

4.3.3.

ФОТОНАБОРНЫЙ АВТОМАТ SIGNASETTER

4.3.4.

ФОТОНАБОРНЫЙ АВТОМАТ DRYSETTER

5.

ГЛАВА 7. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА В СИСТЕМАХ ДОПЕЧАТНОЙ ПОДГОТОВКИ ИЗДАНИЙ

5.1.

ЦВЕТОПРОБА

5.2.

СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Указатели
203   указатель иллюстраций
Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс Рис. 7.2. Аналоговая цветопроба Cromalin Studio Рис. 7.3. Стадии изготовления цветопробы на Cromalin Рис. 7.4. Схема процесса ламинирования Рис. 7.5. Общий вид цветопробы 4Cast Рис. 7.6. Схема денситометра Рис. 7.7. Денситометр D200-II Рис. 7.8. Общий вид различных диафрагм. представлены четыре описанные диафрагмы Рис. 7.9. Денситометр фирмы GretagMacbeth (вид снизу) Рис. 7.10. Шкала оперативного контроля UGRA Offset 82 Рис. 7.11. Шкала GretagMacbeth CMS Рис. 7.12. Денситометр D19C Рис. 7.13. Геометрия измерения: а - 45°/0°, б - 0°/45° Рис. 7.14. Геометрия измерения: а - Дифф/0°, б - 0°/Дифф Рис. 7.15. Спектрофотометр SPM 50 Рис. 7.16. Спектрофотометр SPM 55 Рис. 7.17. Спектрофотометр SPM 60 Рис. 7.18. Модель Spectrolino фирмы GretagMacbeth

Основной задачей репродукционного процесса является получение изображения, обеспечивающего наилучшее воспроизведение оригинала с учетом возможностей технологического процесса.

Для управления процессом воспроизведения исключительную роль играет возможность контроля как всего процесса в целом, так и промежуточных стадий. Основное регулирование характеристик будущего изображения осуществляется именно на стадии допечатных процессов.

Контроль изображения проводится с целью достижения необходимого качества, а также исключения дополнительных временных и материальных затрат, связанных с перепечаткой тиража. Контроль качества на промежуточных стадиях осуществляется по изображениям и контрольным шкалам, которые необходимы, например, для:

    • оператора настольной издательской системы, работающего с системой ввода и обработки изображений;

    • художника (дизайнера), работающего над макетом издания (полосы);

    • технолога, контролирующего весь процесс издания;

    • печатника;

    • менеджера, ведущего переговоры с заказчиком.

Шкала может представляться в виде готовой полосы издания или отдельного критичного к цветопередаче фрагмента изображения.

Цветопроба занимает особое место в цепи производственного процесса и служит для представления результата репродуцирования в виде одного многокрасочного изображения, которое моделирует тиражный оттиск и заменяет пробную печать. Она может быть использована в качестве документа для подтверждения правильности выполнения заказа, который согласуется и утверждается сторонами, а также при разрешении различных конфликтных ситуаций. До появления цветопробы в ее сегодняшнем виде для контроля качества цветоделенных фотоформ использовали хромоскоп и цветную фольгу.

Различают два класса цветопроб: экранную (soft proof) и на твердом носителе (hard proof). За экранную цветопробу можно принять изображение на откалиброванном мониторе. Обычно это первичная цветопроба, призванная помочь оператору, занимающемуся цветоделением, правильно выполнить необходимую цветокоррекцию. При такой цветопробе можно говорить лишь о первоначальной визуальной оценке изображения. Эта цветопроба не является документальным подтверждением правильности воспроизведения цвета.

Цветопробу на твердом носителе можно разделить на три вида: цифровую, аналоговую и пробную печать.

Использование цветопробы. Размещение цветопробы в производственной цепи любого полиграфического предприятия неоднозначно. Здесь нет шаблонных подходов, есть только возможности предприятия, квалифицированный персонал и поставленные задачи.

Тем не менее можно выделить несколько вариантов включения цветопробы в производственный процесс. Первый вариант - установка цветопробы после сканирования и обработки изображений (рис. 7.1, а Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс). Второй вариант - цветопроба с окончательно сверстанных полос до изготовления цветоделенных растрированных фотоформ (рис. 7.1, б Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс). Третий - цветопроба непосредственно с фотоформ (рис. 7.1, в Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс). Четвертый - использование пробопечатного станка после изготовления печатных форм (рис. 7.1, г Рис. 7.1. Варианты включения цветопробы в производственный процесс).

В случае применения цифровых печатных машин, работающих по принципу «печать по запросу» (Print-on-Demand), отдельная цветопроба не нужна, потому что достаточно отпечатать один экземпляр, чтобы получить адекватное представление о результатах печати тиража.

Использование цифровой и аналоговой цветопроб дает только приближенное представление о цвете будущего изображения, так как это лишь более или менее точная имитация офсетного печатного процесса. Для получения наиболее приближенной цветопередачи необходимо провести калибровку всех устройств, работающих с цветом, подобрать программное обеспечение, совместимое с системой управления цветом на основе ICC-профилей, предоставить программному обеспечению необходимую информацию о параметрах печатного процесса и, наконец, учесть возможность использования этих параметров при выполнении цветопробы. Кроме того, важным моментом является характеристика красителей и подложки, так как колориметрические и сенситометрические характеристики пигментов, используемых в цветопробах, у многих фирм-производителей существенно отличаются от используемых при печати тиража. Соблюдение всех требований зависит от применяемого оборудования для выполнения цветопробы.

Менее существенны, по сравнению с колориметрическим соответствием тиражному оттиску, такие характеристики цветопробных изображений, как резкость, наличие или отсутствие на пробе растровой структуры и т.п.

Пробная печать обеспечивает наибольшее соответствие цветопробного оттиска будущему печатному. Это достигается в основном за счет тиражных материалов (краски, бумаги и т.д.). Но по сравнению с цифровой и аналоговой пробная печать более дорога в эксплуатации. В этом случае возрастает цена ошибки, допущенной на стадиях изготовления фото- и печатных форм.

В настоящее время наиболее перспективными технологиями являются аналоговая и цифровая цветопроба. Одна из ведущих мировых фирм-производителей этих устройств - фирма DuPont, которая начала исследования в области разработки и использования цветопробы и цветопробных устройств в 1970 г. Отделение Cromalin фирмы DuPont более 25 лет назад разработало цветовой стандарт, применяемый для цветопробы в настоящее время. В начале 80-х годов ею был разработан европейский цветовой стандарт Eurostandard Cromalin, который стал актуальным в последнее время в связи с появлением различных систем аналоговой и цифровой цветопроб.

Аналоговая цветопроба. Цветопроба этого типа применяется, как правило, для контроля качества и выполняется с цветоделенных растрированных фотоформ - негативов или позитивов. Современные фотомеханические процессы позволяют моделировать параметры офсетной печати. При экспонировании негативной пленки образуется ореол, при экспонировании позитивной ореол не образуется. Это влияет на увеличение растровых элементов на экспонированной фотопленке. Для того чтобы растровые элементы на пробном изображении оказались большего размера, чем на фотоформе, необходимо светорассеяние. Свет должен полностью отражаться от подложки пробного материала; при отражении растровые элементы частично подсвечиваются снизу. При этом свет поглощается растровыми элементами. За счет светорассеяния размер растровых точек по окружности увеличивается, что можно проконтролировать с помощью денситометра.

Системы изготовления цветопробы непосредственно с фотоформ производятся несколькими фирмами, среди которых наиболее известны DuPont, Kodak, Imation и Agfa. К распространенным моделям аналоговых цветопроб относится DuPont Cromalin Studio (рис. 7.2 Рис. 7.2. Аналоговая цветопроба Cromalin Studio), принцип работы которой мы рассмотрим.

Комплект цветопробы состоит из четырех элементов - ламинатора, копировальной рамы, печатного пресса и комплекта расходных материалов (стандартно - ламинат, основа и 4 сухих тонера-пигмента CMYK). Цветопроба изготавливается за несколько стадий (рис. 7.3 Рис. 7.3. Стадии изготовления цветопробы на Cromalin).

На лист плотной бумаги со специальным покрытием с помощью ламинатора наносится слой светочувствительного материала с защитной пленкой сверху. Затем поверх защитной пленки крепится фотоформа. Все это помещается в копировальную раму и производится кратковременная (от 5 до 30 с) экспозиция с помощью ультрафиолетового источника излучения. Происходящий при этом фотохимический процесс является основой формирования изображения. Светочувствительный слой, который был клейким по всей поверхности до экспонирования, задубливается и теряет клейкость в тех местах, на которые попал свет. Там же, где свет был перекрыт растровыми элементами изображения, задубливания не происходит.

После экспонирования фотоформа снимается, удаляется защитная пленка. Бумага с воспринявшим изображение светочувствительным слоем пропускается через печатный пресс, где по ней прокатывается покрытая слоем пигмента фольга. Процесс, происходящий при этом, достаточно прост: слабо держащийся на поверхности фольги пигмент прилипает к оставшимся клейкими незадубленным элементам. В результате на участках бумаги, соответствующих черным местам фотоформы, создается изображение.

Для получения цветного изображения описанный выше процесс повторяется четыре раза. Каждый раз берется фольга с соответствующим пигментом. Совмещение красок производится вручную обычно по приводочным меткам. После нанесения последней краски готовый оттиск покрывается защитным ламинатом для обеспечения устойчивости к внешним воздействиям (рис. 7.4 Рис. 7.4. Схема процесса ламинирования). Красочный слой, переносимый с фольги, идентичен пигменту печатных красок европейской триады, что обеспечивает визуальное соответствие офсетным оттискам, отпечатанным по нормам печати Eurostandard.

Получить аналоговые цветопробы можно, используя так называемую «сухую» или «мокрую» технологию. Отличие их состоит в том, что в процессе получения оттиска на «сухих» цветопробах не применяются какие-либо химические растворы: пигмент с пробельных элементов снимается механическим способом. В случае «мокрых» цветопроб происходит проявление, т.е. разрушение и вымывание элементов, которые приобрели растворимость.

К системам, использующим технологию «сухой» цветопробы, относятся, например: Cromalin фирмы DuPont, Confirm фирмы Kodak, Pressmatch фирмы Agfa. Технология «мокрой» цветопробы используется в системах Matchprint фирмы Imation и ColorArt фирмы Fuji.

Популярность систем аналоговой цветопробы обеспечила их функциональная близость к офсетной пробной печати. Преимуществами аналоговой цветопробы можно считать не только малое отклонение колориметрических характеристик от офсетного оттиска, но и возможность контроля качества готовой фотоформы, а именно: растрирования, векторных элементов, треппинга и т.д. Немаловажно и то, что системы аналоговой цветопробы принципиально готовы к переходу на любой иной набор цветов, например Pantone, а также пигментные пленки для любой смесевой краски, используемой заказчиком.

К недостаткам систем аналоговой цветопробы относятся высокая себестоимость оттиска, не всегда имеющаяся возможность изготовления цветопробы на тиражной бумаге, а также в некоторых системах невозможность моделирования особенностей печатных процессов (растискивания, свойств печатных красок и тиражной бумаги).

Все эти системы обеспечивают высокое качество цветопробных изображений и отличаются, как правило, технологиями получения пробных оттисков, а также дополнительными возможностями, предоставляемыми потребителям. Так, например, система Kodak Confirm позволяет получать изображения на тиражной бумаге, а не на специальной основе. Системы Imation Matchprint и Agfa Pressmatch имитируют не только четыре цвета из палитры CMYK, но и ряд цветов из системы смешения Pantone, вплоть до специальных цветов (бронза, серебро). Помимо этого технология Imation Matchprint может имитировать различные степени растискивания на будущем печатном оттиске.

В системе Matchprint в отличие от Cromalin прикатываемый к основе ламинат уже содержит красящее вещество внутри светочувствительного слоя. После экспонирования подвергшиеся воздействию света участки красящего слоя меняют свою чувствительность к определенным реактивам и при «проявлении» в специальной машине удаляются химическим способом вместе с защитным слоем ламината. Защищенные участки пигментированного слоя фиксируются в проявочной машине и образуют видимое изображение.

Качество получаемого изображения, дороговизна (как самого оттиска, так и корректировки обнаруженных ошибок) и относительно низкая оперативность предполагают использование аналоговых цветопроб для контроля ответственных материалов и для передачи в печатный процесс.

Цифровая цветопроба. Особенность этой пробы состоит в том, что она выполняется с помощью печатающих устройств непосредственно с компьютера. В этом случае отсутствует стадия работы с фототехническим материалом и химико-фотографическая обработка. Это особенно актуально при использовании технологии Computer-to-Plate, не предусматривающей использование фотоформ.

В настоящее время в качестве устройств для получения цифровых цветопроб используются принтеры, работающие с различными технологиями перенесения красочного пигмента на основу. Различают принтеры, работающие по принципу термопереноса, сублимационные, струйные, лазерные и принтеры на твердых чернилах. Кратко рассмотрим принципы их работы.

В основу работы принтера с термопереносом положен перенос цветных красителей со специальной лавсановой пленки на бумагу под действием высокой температуры. Красители содержат в своем составе воскоподобное вещество, которое при нагревании плавится и позволяет красителю перейти с лавсановой подложки на бумагу.

В процессе печати на лавсановой подложке создается высокая температура в тех местах, где должно находиться изображение соответствующего цвета. Каждый цветной оттиск печатается в четыре прогона. Разрешающая способность подобных принтеров обычно 300 dpi, при печати применяется специальная бумага.

Сублимационные принтеры используют практически такой же принцип переноса красящего вещества на подложку, как и предыдущая технология, только в отличие от последней не создаются растровые точки. Запечатывание происходит равномерно и полностью, а изображение имеет фотографический вид (оно лишено растровой структуры).

В этих принтерах используют специальные красители, которые обладают повышенной прозрачностью, поскольку при формировании изображения красители накладываются точно друг на друга. Формирование того или иного оттенка цвета зависит от толщины слоя базового красителя, перенесенного на бумагу. Процесс переноса красителя достаточно сложен, он основывается на нагревании красителя до состояния, близкого к парообразному. Испарившийся краситель соприкасается со слоем специального химического покрытия, которое нанесено на бумагу, и проникает в него. Степень переноса красителя зависит от степени прогрева в конкретной точке. После завершения процесса для четырех базовых цветов на бумаге формируется изображение.

Основные недостатки сублимационной печати - высокая стоимость отпечатка, невозможность печати на простой бумаге и воспроизведения растровой структуры.

Струйные принтеры - наиболее распространенные устройства для получения цифровых цветопроб. Это связано не только с относительно малой стоимостью отпечатка, но и с дешевизной самого устройства, возможностью работы с различными материалами.

Струйные принтеры охватывают наибольший диапазон рынка компьютерных периферийных устройств. Это могут быть как простейшие принтеры для офиса, так и принтеры для печати рекламных плакатов для уличных стендов размерами 3x8 м.

Общий принцип печати основан на перенесении жидких цветных чернил на лист бумаги. Чернила наносятся микроскопическими каплями, которые попадают из четырех резервуаров и отрываются от них под действием электрического поля. Сформированные таким образом капли чернил разгоняются в направлении листа бумаги и, попав на него, впитываются.

Принтеры подобного типа используют четыре цвета чернил (могут использовать и три). И хотя чернила имеют цвета полиграфической триады, они отличаются от них по своим колориметрическим характеристикам. Чем более качественные работы должен выполнять принтер, тем сложнее становится механизм развертки, требуется большая разрешающая способность, более приближенный цвет к цвету, получаемому при печати, и соответственно повышается стоимость устройства.

К недостаткам этих принтеров относится разбрызгивание краски при ударе о бумагу, приводящее к снижению четкости изображения, особенно при воспроизведении векторных элементов изображения (текста), опасность засорения форсунок (у устройств с непрерывной подачей чернил), а также печать водорастворимыми красками, требующими дополнительного ламинирования.

Принцип работы цветных лазерных принтеров такой же, как и черно-белых, только процесс записи изображения на барабан и перенос его на бумагу повторяются 4 раза в соответствии с количеством красок тонера. Максимальное разрешение, достигаемое принтерами, составляет 1200x1200 dpi. К недостаткам этих принтеров можно отнести относительно невысокую точность позиционирования листа и возникающие в связи с этим неточности в воспроизведении изображения. Кроме того, прозрачность тонера значительно ниже прозрачности полиграфических красок, что влияет на цветовой охват устройств.

Использование принтеров на твердых чернилах получает в настоящее время все большее распространение. В основу работы этих устройств положено термическое плавление твердого красителя, разгон капли красителя (обычно в электрическом поле) и быстрое ее застывание при соприкосновении с бумагой. При подобном нанесении красителя удается избежать двух проблем струйных принтеров - смешения чернил и растекания при впитывании. Выброс образовавшегося расплава краски из сопла (форсунки) осуществляется с помощью пьезоэлектрических элементов.

Таким образом, красители на бумаге оказываются в чистом виде, что обеспечивает больший цветовой охват. Принтеры этого типа обладают прецизионным механизмом развертки, что обеспечивает точное позиционирование капель красителя на бумаге. Разрешение устройств находится в пределах 300 dpi. Однако они работают практически на любой бумаге, значительно экономнее расходуется краситель, нежели у принтеров с термопереносом, у которого лист, несущий на себе краситель, расходуется один раз. Поскольку вязкость краски в момент соприкосновения с бумагой достаточно высока, практически отсутствуют ее разбрызгивание и впитывание. Пигмент, используемый при изготовлении твердых чернил, близок к пигменту типографских красок, что облегчает калибровку принтера под офсетную печать.

В качестве примера работы сублимационного принтера рассмотрим систему 4Cast фирмы DuPont (рис. 7.5 Рис. 7.5. Общий вид цветопробы 4Cast). Краскоперенос в этой системе осуществляется по термошине на термочувствительной фольге, окрашенной в желтую, пурпурную, голубую или черную краску. На термошине находятся 3500 встроенных стеклянных термодатчиков, общая длина которых составляет 300 мм. При нагревании краска переходит в газообразное состояние и осаждается на охлажденной передаточной поверхности, переходя при этом в твердое состояние (количество краски, испарившейся с подложки, соответствует значению температуры нагрева). Получившееся изображение состоит из отдельных точек, окрашенных с различной интенсивностью. Процесс получения отпечатка длится 4-6 мин.

Изображение формируется за счет испарения красителя с лавсановой пленки и конденсации паров краски в специальном покрытии бумаги. Печатающая головка имеет ширину, равную ширине бумажного листа, т.е. одновременно печатается целая строка изображения. После печати одной краски лист подвигается к началу изображения, а красящая лента перематывается к началу зоны, содержащей следующий цвет.

Количество краски, попавшей на бумагу, определяется продолжительностью нагрева печатного элемента. Таким образом, в подобных принтерах каждая точка изображения может иметь произвольное количество градаций цвета, чем обусловлена хорошая цветопередача при достаточно высоком разрешении (обычно 300 dpi при 16 млн. оттенков цвета в каждой точке). Однако рассеяние красителя в процессе переноса заметно снижает резкость полутоновых изображений.

Количество моделей сублимационных принтеров, представленных в настоящее время на рынке, весьма велико. Наиболее известны DCP 9000 фирмы Kodak, Matchprint фирмы Imation, Phaser 480X фирмы Tektronix и ChromaxPro фирмы NewGen.

В предыдущем разделе мы рассмотрели возможности получения изображения на промежуточных стадиях производственного процесса. Помимо визуального субъективного контроля необходимо проведение объективных оценок продукции. Приборами, призванными обеспечить объективную оценку полиграфической продукции, стали различного рода денситометрические и спектрофотометрические устройства.

Денситометры для работы с проходящим светом (на пропускание). В настоящее время в большинстве организаций, занимающихся полиграфической деятельностью, используется получение промежуточного изображения на фототехническом материале, в частности на фототехнической пленке. Все стадии репродукционных процессов в полиграфии требуют постоянного контроля, поэтому после проявления записанной на фотонаборном автомате или отснятой на фоторепродукционном аппарате фототехнической пленки необходимо оценить, насколько качественно были проведены эти работы.

Параметром, который может дать объективные сведения об изображении и возможности проведения с ним дальнейших копировальных работ, является оптическая плотность почернения D отдельных участков изображения как результата воздействия света и последующей химико-фотографической обработки. Под измерением значения оптической плотности, в случае работы с прозрачными материалами, обычно понимают определение ее интегрального значения, равного десятичному логарифму обратной величины коэффициента пропускания материала D=lg1/t (коэффициент пропускания выражает относительную долю энергии, проходящую через то или иное прозрачное тело определенной толщины).

При недостаточной оптической плотности у изображения на фотоматериале в процессе копирования на формный материал будут наблюдаться градационные искажения, что особенно сильно отразится на светлых участках. В то же время переэкспонирование фотоматериала может привести к так называемому эффекту «затяжки» растровых точек, который повлечет за собой значительное увеличение оптической плотности в полутонах и тенях.

В настоящее время принято считать, что оптическая плотность плашки фотоматериала для процессов офсетной печати составляет от 3,3 до 3,8 D (для флексографской печати значение может достигать 4,2-4,5 D) при записи изображения на фотонаборном автомате и не менее 1,8 D при использовании фоторепродукционного аппарата.

Контроль качества изображения, получаемого на фотоформе, осуществляется с помощью денситометров проходящего света, принцип работы которых достаточно прост (общая классическая схема приведена на рис. 7.6 Рис. 7.6. Схема денситометра). Измерения осуществляются следующим образом: свет от источника, обычно лампы накаливания 2, отражается от рефлектора 1, разворачивается зеркалом 3, проходит через теплофильтр 4, задерживающий часть тепла, диафрагму 6 определенного диаметра и попадает на контролируемый участок фототехнической пленки 7, расположенной на предметном столе денситометра 5. Далее ослабленный световой поток проходит по световоду 8 через инфракрасный 9 или один из цветных светофильтров 10 и попадает на фотоприемник 11. Прежде в качестве фотоприемника использовались фотоэлектронные умножители, сейчас кремниевые полупроводниковые элементы.

В зависимости от количества света, прошедшего через фотоматериал, фотоэлемент модулирует электрический импульс, который пересчитывается логическим блоком в значения оптической плотности, а также относительное значение площади растровых элементов и т.д. Для установки денситометра на 0 осуществляют замер прозрачного участка подложки фотоматериала, которая также имеет свои оптические свойства, зависящие от природы самой подложки и режимов химико-фотографической обработки (величина, характеризующая оптические свойства подложки, вошла в практику под названием оптической плотности вуали).

Общий вид одной из конструкций настольного денситометра D200-II фирмы GretagMacbeth представлен на рис. 7.7 Рис. 7.7. Денситометр D200-II.

Обычно при комплектации денситометров проходящего света фирмы-производители включают набор трех диафрагм диаметром 1, 2 и 3 мм. Использование диафрагм различных диаметров дает возможность точно измерять оптическую плотность на фототехнических пленках, записанных с различной разрешающей способностью, а следовательно, предназначенных для печати с различной линиатурой полиграфического растра. Для низкой линиатуры обычно используется больший диаметр, например 3 мм, а для высокой линиатуры соответственно меньший. Подобный подход обусловлен статистической вероятностью попадания в поле диафрагмы растровых элементов. При измерении текстовых или иных штриховых элементов в большинстве случаев используется так называемая щелевая диафрагма (на рис. 7.8 Рис. 7.8. Общий вид различных диафрагм. представлены четыре описанные диафрагмы).

Денситометры на пропускание предназначены в основном для контроля или калибровки фотонаборных автоматов. Процедура калибровки отработана давно, и все без исключения фирмы-производители фотонаборных автоматов и программного обеспечения к ним включают в свои изделия специальные полутоновые тестовые шкалы. Чем сложнее конструкция ФНА, тем большее количество тестов в ней заложено. С помощью тестовых шкал и денситометрического оборудования пользователь может контролировать и регулировать, например, мощность источника излучения при использовании различных фотоматериалов или подстраивать оптическую систему для работы с различными значениями разрешающей способности и т.д.

Денситометры, работающие с отраженным светом (на отражение). В некоторых случаях в условиях печатного производства необходимо контролировать оптическую плотность краски непосредственно на самом оттиске. Это можно сделать, используя другой тип денситометров - денситометры на отражение.

Применение подобных денситометров предусматривает возможность контроля не только печатного оттиска, но и непосредственно печатной формы. В отличие от денситометров, работающих с прозрачными материалами, рассматриваемый тип измеряет коэффициент отражения и пересчитывает его в оптическую плотность. В случае повышения оптической плотности D образца уменьшается отражение света, а следовательно, увеличивается его поглощение D=lg1/r (r - коэффициент отражения).

Относительная спектральная чувствительность денситометра на отражение определяется распределением энергии в спектре источника излучения, спектральной чувствительностью фотоприемника, спектральным пропусканием светопоглощающей среды денситометра и спектральным пропусканием светофильтров. В большинстве зарубежных приборов, работающих с отраженным светом, используются фильтры, источники света и полосы пропускания фильтров согласно стандарту DIN 16536.

Денситометры, работающие на отражение, так же как и денситометры на пропускание, состоят из оптико-механической части и измерительного электронного блока. Основные отличия моделей - расположение осветителя и приемника света, использование большего количества светофильтров и применение других алгоритмов при расчете измеряемых величин. Оптико-механическая часть представляет собой фотометрическую головку, соединенную световодом с узлом светофильтров, обычно расположенную в измерительном блоке.

Принцип работы денситометров этого типа идентичен рассмотренному выше, только свет от нормированного источника с определенной цветовой температурой проходит через светофильтры, которые выделяют спектр контролируемой на оттиске краски, например, красный фильтр выделяет голубую составляющую, зеленый - пурпурную, синий - желтую, а затем регистрируется приемником. В результате денситометрических измерений определяются цветоделенные оптические плотности, которые обычно называются зональными плотностями, а на цифровом экране денситометра индицируются значения плотностей измеренных красок.

На рис. 7.9 Рис. 7.9. Денситометр фирмы GretagMacbeth (вид снизу) представлен денситометр на отражение (вид снизу со снятой нижней защитной панелью) фирмы GretagMacbeth, где цифрами обозначено:

    1 - корпус денситометра;

    2 - точка для позиционирования измерительной головки;

    3 - измерительная головка;

    4 - колесо с красным, зеленым, синим и нейтрально-серым фильтрами;

    5 - фильтры;

    6 - приводное колесо.

Денситометры на отражение могут измерять большее количество величин, нежели денситометры, работающие с прозрачными материалами, а именно: оптическую плотность краски; растискивание; размер растровых точек на оттиске и печатной форме; относительный контраст печати; треппинг (переход краски); ошибку цветового тона; баланс «по серому».

Измерение каких-либо из перечисленных выше величин в большинстве случаев затруднительно производить по сюжетам отпечатанного изображения, поэтому для оценки качества полученных изображений на оттиске стали применять специально разработанные контрольные шкалы, изготавливаемые, в основном, по стандартам FOGRA. Подобные шкалы используются почти всеми фирмами-производителями денситометрического оборудования и существуют не только в вещественном виде для применения на стадии копирования фотоформ в контактно-копировальных рамах, но и в электронном виде для размещения на полосе издания в процессе верстки.

На рис. 7.10 Рис. 7.10. Шкала оперативного контроля UGRA Offset 82 представлена шкала оперативного контроля UGRA-Offset 82 для использования в копировальных процессах, а на рис. 7.11 Рис. 7.11. Шкала GretagMacbeth CMS - измерительная шкала GretagMacbeth CMS для контроля печатных оттисков.

В зависимости от условий проводимых измерений могут использоваться поляризационные фильтры, применение которых обусловлено изменением оптической плотности красочного слоя в процессе высыхания. В условиях производства приходится проводить оперативный контроль в процессе печати тиража. Разность измеренных значений до и после высыхания красочного слоя может составлять 0,1-0,2 единицы оптической плотности.

Основная причина такой разницы плотности сырого и сухого оттисков - неодинаковые свойства их поверхности. Сырой оттиск является глянцевым, а сухой - матовым, так как происходит частичное проникновение краски в поры и частичное высыхание, которые выявляют текстуру бумаги. При этом изменяется соотношение рассеянного и достигающего фотоприемник света.

Поляризационные светофильтры предотвращают попадание части рассеянного света от сухого оттиска на фотоприемник и тем самым препятствуют уменьшению измеряемых плотностей. Другими словами, сухой оттиск измеряется этим денситометром как сырой, хотя никакого влияния на физические характеристики этого оттиска не оказывает.

Как правило, денситометры, работающие с отраженным светом, в отличие от денситометров, работающих с проходящим светом, имеют только одно значение диафрагмы. Это связано со сложностью строения оптического тракта прибора и в большинстве случаев при необходимости осуществить замену диафрагмы приходится перенастраивать всю систему.

Для получения корректных результатов необходимо постоянно заботиться о проведении различного рода тестовых и профилактических мероприятий. Одно из основных условий правильной работы денситометра - проводимая с определенной периодичностью калибровка. Обычно этот процесс осуществляется при установке, тестировании и настройке прибора на печатный процесс, в случае изменения типа запечатываемого материала, резкого изменения температуры окружающей среды, а также с периодичностью, установленной фирмой-производителем.

Для оперативной калибровки прибора фирмы-производители применяют специальные шкалы, так называемые Density Calibration Reference, которые содержат определенные поля для триады красок, поля со значениями белого для различных видов бумаг (мелованные, немелованные и т.д.). Используя их, пользователь подстраивает чувствительность светоприемников под производственные условия.

Исходя из общих принципов работы и назначения, можно сформулировать основные требования к современному денситометрическому оборудованию:

    • простота использования;

    • портативность и возможность работы без подключения к электрической сети;

    • наличие функций диагностики;

    • наличие определенного набора измеряемых величин;

    • точность измерений (значения измеренных величин при измерении одного и того же поля должны различаться на 0,01 D).

В настоящее время для увеличения гибкости приборов, а также по соображениям маркетинга фирмы-производители стремятся включить как можно большее количество измеряемых величин или, например, интегрировать в одном приборе возможности работы с прозрачными и непрозрачными материалами. В то же время выпускаются целые серии приборов, которые отличаются друг от друга включением лишь одной или нескольких функций измерения. Например, модель D19C GretagMacbeth, общий вид которой представлен на рис. 7.12 Рис. 7.12. Денситометр D19C.

Спектрофотометры. Для проведения любых оценочных действий необходимо применение некоторых объективных количественных оценок характеристик цвета и цветовых различий, которые называются колориметрическим методами. Они разделяются на два типа:

    • методы, в которых цвета предметов сопоставляют с цветовым эталоном образцов и записывают условными номерами и буквенными обозначениями, принятыми для этой системы образцов;

    • методы, основанные на трехцветной теории зрения.

Цветовые эталонные образцы широко применяют в виде оттисков, полученных типовыми красками на разных бумагах. Из них составляют различного рода цветовые шкалы. Однако эти методы не дают количественную характеристику воздействиям на глаз цветов различных излучений.

Для объективной количественной характеристики цвета используются методы второго типа, позволяющие производить измерения цвета приборами путем аддитивного синтеза. В основе любых цветовых измерений лежит возможность точного определения цветовых координат. Как было сказано выше, пространства цветового синтеза RGB и CMYK являются не стандартизованными и аппаратно-зависимыми, поэтому было предложено цветовое пространство CIELab. Оно было стандартизовано и используется в современных системах допечатной подготовки и контроля качества.

Прибором, призванным обеспечивать контроль цвета, является спектрофотометр. Главная его задача - расчет цветовых координат и построение спектральной кривой измеряемого объекта.

Большинство представленных на мировом рынке моделей спектрофотометров для полиграфических нужд различных фирм-производителей имеют возможность получать координаты цвета в международных системах XYZ, CIELab, CIE LCH.

Отличие спектрофотометрических измерений от измерений человеческим глазом состоит в том, что на показания прибора не оказывают влияния посторонние факторы, такие как индивидуальные характеристики человеческого глаза, а все условия проведения измерений стандартизованы. Так как отпечатанная полиграфическая продукция может наблюдаться при различном внешнем освещении, то и человек видит один и тот же цвет по-разному (это явление было названо метамеризмом).

Для получения представления о воспроизводимых цветах будущего печатного издания при различном освещении в спектрофотометрах используют стандартизованные источники излучения D50, D65, A, B, C и т.д., имеющие определенные спектральные характеристики. Например, источник A - норма среднего искусственного света, эквивалентная цветовой температуре 2858 К, что соответствует излучению лампы накаливания. B - норма прямого солнечного света с цветовой температурой, близкой к 4800 К. C - норма рассеянного дневного света с температурой около 6500 К. D65 имеет температуру, почти строго равную 6500 К (применяется во всем мире, кроме Германии, где стандартным считается D50 с цветовой температурой 5000 К).

В некоторых случаях наиболее критичными элементами изображения являются фирменный цвет логотипа или точное воспроизведение памятных цветов. Человеческий глаз замечает изменения цвета только в случае превышения так называемого цветового порога (минимального изменения цвета, заметного глазом). Применяемые в современных спектрофотометрах технологии позволяют учитывать данный фактор и определять величину отклонения цвета от оригинала, названную показателем цветовых различий <?xml version="1.0"?>
.

(<?xml version="1.0"?>
)

где L, a, b - цветовые координаты оригинала, L`, a`, b` - реально полученные при измерении цветопробного, печатного оттиска и т.д. Это измерение позволяет оперативно и точно определить возможные корректировки технологических режимов печати, например подачу краски, увлажняющего раствора, давления в печатной паре, или внести предыскажения еще на стадии допечатной подготовки, например цветокоррекции.

В соответствии с Европейским стандартом значение <?xml version="1.0"?>
не должно превышать 3. При увеличении этого значения глаз будет воспринимать цветовые различия, а выполненная работа может попасть в брак.

Во всех колориметрических приборах соблюдается определенная структура световых пучков - падающих на изображение и отражающихся от него (названная геометрией измерения). Это связано с тем, что световой поток, отраженный или прошедший через материал, распространяется в пространстве определенным образом. Сила света, отраженная поверхностью, зависит от направления, в котором наблюдается эта поверхность. Поэтому все условия освещения и наблюдения нормируются.

Международная комиссия по освещению CIE установила четыре нормы геометрии освещения. Наибольшее распространение в спектрофотометрах получила структура 45°/0° и 0°/45°, что соответствует ориентации источника и приемника излучения по отношению к нормали (рис. 7.13, а, б Рис. 7.13. Геометрия измерения: а - 45°/0°, б - 0°/45°).

Для более точных измерений, а также для измерения структурных поверхностей, например специальных сортов бумаги, тканей и т.д., где происходит сильное рассеяние света (диффузионное отражение) от измеряемой поверхности, в некоторых моделях используют интегрирующую сферу с геометрией измерения Дифф/0° и 0°/Дифф (рис. 7.14,а, б Рис. 7.14. Геометрия измерения: а - Дифф/0°, б - 0°/Дифф).

На рисунке обозначено: 1 - интегрирующая сфера; 2 - экран или зеркальная ловушка, которая уменьшает возможность попадания на образец или стенку сферы прямого отражения света; 3 - белая или черная насадка. Внутренняя поверхность сферы покрыта окисью магния или сульфатом бария (являющимися эталонами белого) и поэтому идеально рассеивает свет.

Для проведения колориметрических измерений изображений, которые будут наблюдаться с различных расстояний, используют стандартизованные углы наблюдения 2° и 10°.

Большинство спектрофотометров различных фирм-производителей имеют схожие схемы строения. Основное же их отличие состоит в использовании электронных схем и алгоритмов расчетов цветовых координат, а также программного обеспечения для совместной работы с компьютером. На рис. 7.15 Рис. 7.15. Спектрофотометр SPM 50, 7.16 Рис. 7.16. Спектрофотометр SPM 55 и 7.17 Рис. 7.17. Спектрофотометр SPM 60 изображены модели спектрофотометров SPM 50, SPM 55 и SPM 60 фирмы GretagMacbeth.

Как и в случае с денситометрами на отражение, в комплект со спектрофотометрами входят различные поляризационные фильтры. Например, POL - поляризационный фильтр для измерения глянцевых оттисков, No - нейтрально-серый фильтр, который дает возможность проводить измерения, используя только источник излучения спектрофотометра, а D65 применяется для измерений металлизированных красок или лакированных печатных оттисков.

Как и любое электромеханическое устройство, спектрофотометр нуждается в постоянном контроле и уходе. Кроме соблюдения общепринятых норм хранения, транспортирования и работы необходимо проводить периодическую калибровку, заключающуюся в считывании прибором абсолютно белой точки с эталонного образца. В качестве эталонного образца используют специальные керамические пластины на основе сульфата бария <?xml version="1.0"?>
или окиси магния (MgO). Абсолютные значения коэффициентов отражения находятся в пределах 0,97 и 0,98.

Применяемые в настоящее время системы сквозной калибровки устройств на основе профилей ICC позволяют достигать неплохих результатов согласования цветов на всех стадиях визуального представления изобразительной информации. Поэтому многие фирмы-производители создают приборы, которые работают со специальным программным обеспечением, связанным с компьютером.

Например, спектрофотометр Spectrolino фирмы GretagMacbeth (рис. 7.18 Рис. 7.18. Модель Spectrolino фирмы GretagMacbeth) совмещает в себе три функции: колориметрические измерения цветовых характеристик монитора, прозрачных и непрозрачных материалов, а также измерение оптических плотностей непрозрачных материалов.

Создание профилей осуществляется с помощью таких программ, как ProfileMaker фирмы GretagMacbeth, ViewOpen, ScanOpen, PrintOpen фирмы Heidelberg Prepress и т.д.

© Центр дистанционного образования МГУП