CC BY
21
ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА ПОЛИГРАФИЧЕСКОГО И УПАКОВОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
УДК 655.3.06
Х. А. Бабаханова1, З. К. Галимова1, И. Г. Громыко2
1 Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности 2Белорусский государственный технологический университет
ИНФОРМАЦИОННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕЧАТИ
Статья посвящена оценке качества воспроизведения оттисков, отпечатанных на цифровой офсетной печатной машине QM-DI 46-4, копировальном аппарате Canon CLC 1130, струйных принтерах IP 4000 и PROGRAF W4800. Использование цифровых технологий в настоящее время позволяет обеспечить высокое качество отпечатанной продукции и минимальное время подготовки к печатанию тиража, а также снижение затрат как на процесс подготовки, так и на процесс печати. В статье представлен не только традиционный подход к оценке качества на основе значений оптических плотностей, но и более современный на базе информационного подхода. Для оценки полноты передачи информации были использованы расчетные значения информационной емкости оттисков. Также для оттисков, полученных на различных видах бумаги с использованием хлопковой и различных видов целлюлозы, были рассчитаны значения информационных потерь. Анализируя полученные зависимости, можно отметить, что поверхностная структура бумаги с добавлением отходов натурального шелка и кенафа обеспечивает более стабильную передачу градаций по сравнению со структурой бумаги на основе хлопковой целлюлозы. К тому же оттиски, полученные на бумаге с использованием хлопковой целлюлозы, характеризуются более высокими величинами потерь информационной емкости. Это позволило определить, при какой из технологий печатания, отличающихся друг от друга по конструкции и по способу переноса печатной краски (красящего вещества) на запечатываемую поверхность, наблюдается меньше потерь информации на протяжении печатания тиража с возможностью получения продукции высокого качества.
Ключевые слова: качество печатной продукции, оптическая плотность, информационная емкость, разрешение, цифровая офсетная печатная машина, копировальный аппарат, струйный принтер.
Kh. Babakhanova1, Z. Galimova1, I. G. Gromyko2
1Tashkent Institute of Textile and Light Industry 2Belarusian State Technological University
PRINT QUALITY INFORMATION ASSESSMENT
The article is devoted to the evaluation of the quality of reproduction of prints printed on the QM-DI 46-4 digital offset printing machine, Canon CLC 1130 copier, IP 4000 and PROGRAF W4800 inkjet printers. The use of digital technologies at present makes it possible to ensure not only high quality of printed products, but also a minimum preparation time for printing the press, as well as cost reduction, both for the preparation process and for the printing process.The article presents not only the traditional approach to assessing quality based on the values of optical densities, but also a more modern one based on the information approach. To assess the completeness of the information transfer, the calculated values of the information capacity of the impressions were used. Also, for prints obtained on different types of paper using cotton and different types of cellulose, the values of information losses were calculated. Analyzing the obtained dependences, it can be noted that the surface structure of the paper with the addition of waste silk and kenaf, provides a more stable transmission of gradations compared to the structure of paper based on cotton pulp. On the other hand, impressions obtained on paper using cotton pulp are characterized by higher values of information capacity losses. This allowed us to determine which printing technology, differing from each other in design and method
of transfer of printing ink (dye) on the printed surface, there is less loss of information during the printing run with the possibility of obtaining high-quality products.
Key words: quality of printed products, optical density, information capacity, resolution, digital offset printing machine, copier, inkjet printer.
Введение. Согласно ГОСТ 15467 «Управление качеством продукции. Термины и определения», оценка качества - это процесс, основанный на сопоставлении значений показателей с базовыми значениями [1].
Для оценки качества печатной продукции в настоящее время используются субъективные и объективные критерии. Данные критерии характеризуют лишь одно из свойств печатного изображения и являются единичными показателями качества. К ним относят оптическую плотность, равномерность печати, градационную передачу, разрешающую способность, цветовые характеристики [2]. С помощью этих показателей можно определить точность воспроизведения, но нельзя оценить полноту передачи информации на каждом этапе полиграфического воспроизведения продукции, что является важным с точки зрения оценки качества оттисков.
В работах [3-6] для оценки полноты передачи и величины потерь информации была использована расчетная величина информационной емкости оттисков. Согласно результатам исследований, флексографский способ по сравнению с печатью на цифровой машине, лазерном принтере, на листовой и рулонной офсетной печатной машине уступает по показателям информационной емкости. При этом значение величин потерь информации при флексограф-ском способе в большей степени соответствует рулонной офсетной печати. Это связано с высокими скоростями печати, уменьшением краско-переноса и, как следствие, снижением качества отпечатанной продукции. Использование информационного подхода позволяет, в свою очередь, определить степень взаимосвязи между параметрами процесса и качеством печатной продукции.
Основная часть. На сегодняшний день довольно заметный объем малотиражной печатной продукции печатается с помощью цифровой технологии - высокотехнологичного производства, объяснением чему является оптимальное соотношение цена/качество печатной продукции. А легкость в обслуживании системы, минимальное время подготовки к печати тиража, высокая скорость выполнения заданий, персонали-зация и многое другое дают дополнительные преимущества цифровой печатной технике в сравнении с классическим офсетом. Особенность печати напрямую с компьютера позволяет избежать потерь информации на промежуточных операциях.
Целью работы является информационная оценка оттисков на основе показателя информационной емкости.
На цифровой офсетной печатной машине QM-DI 46-4, копировальном аппарате Canon CLC 1130, струйных принтерах IP 4000 и PROGRAF W4800 были отпечатаны тест-объекты. Для этого была использована бумага, производимая на Янгиюльской целлюлозно-бумажной фабрике (Узбекистан) на основе хлопковой целлюлозы (Хц): с водяным знаком Хв, бумага с компонентами отходов натурального шелка (Хш), с добавлением кенафа (Хк). Свойства рассматриваемых видов бумаги представлены в табл. 1.
Таблица1
Свойства бумаги на основе хлопковой целлюлозы
Показатели бумаги Бумага на основе хлопковой целлюлозы (Хц)
Хш Хк Хв
Масса, г/м2 81 87 90,14
Толщина, мм 0,099 0,080 0,090
Влажность, % 4,40 4,41 6,20
Зольность, % 2,16 1,70 15,30
Пористость, % 45,8 40,9 37,7
Гладкость, с 48 34 45
Проклейка, мм 0,25 0,25 1,0
Средний размер пор, мкм 0,044 0,030 0,024
Плотность, г/м3 0,82 0,89 1,01
Разрывная длина, м 4384 4426 3384
Для объективной оценки качества печати на тест-объекте использовалась многопольная растровая шкала. Все поля шкалы имеют одинаковую линиатуру растра и различаются площадью растровых элементов. В пределах каждого отдельного поля площади растровых элементов одинаковы (от 0 до 100%).
Оптическая плотность оттисков, значения которых представлены в табл. 2, была определена на денситометре Gretag Macbeth D19C (диаметр измерительной апертуры - 3,6 мм, геометрия измерения - 0/45, источник света - лампа накаливания 3000 К, точность воспроизведения - ±0,01D или ±1%).
Сравнение полученных результатов оптической плотности с денситометрическими нормами ISO 12647-2 (1996) показало, что при печати на копировальном аппарате Canon CLC 1130 на всех исследуемых видах бумаги оптическая плотность оттиска для пурпурной краски идентична значениям стандартной мелованной матовой бумаги типа 2.
Таблица 2
Экспериментальные значения исследуемых характеристик
Виды бумаги Оптическая плотность оттиска для пурпурной краски
QM-DI 46-4 Canon СЬС 1130 IP 4000 PROGRAF W4800
Бумага с водяным знаком ХВ 1,11 1,38 0,9 0,78
Бумага с добавками шелка Хш 1,28 1,60 0,99 0,91
Бумага с компонентами кенафа ХК 1,30 1,60 1,03 0,90
Таблица 3
Расчетные значения информационной емкости
Тип и марка оборудования Линиатура L, lpi Разрешение R, dpi Информационная емкость I, бит/дюйм2
Цифровая офсетная печатная машина QM-DI 46-4 140 2540 164 050
Копировальный аппарат Canon CLC 1130 140 800 99 370
Струйный принтер IP 4000 140 2400 160 720
Струйный принтер PROGRAF W4800 140 2400 160 720
Также для оттисков, полученных на рассматриваемых видах бумаги, характерна однородность распределения значений оптических плотностей в пределах тонового диапазона. Однако наилучшая передача градаций и необходимый контраст наблюдается при печати на копировальном аппарате Canon CLC 1130. Максимальные значения оптической плотности находятся в диапазоне 1,38. Это связано с тем, что в качестве красящего вещества используется сухой тонер, полностью распределяемый по поверхности оттиска.
Оттиски, полученные на струйных принтерах IP 4000 и PROGRAF W4800, характеризуются более низкими значениями оптических плотностей, так как чернила с низкой вязкостью проникают в поры бумажного полотна. Также необходимо отметить, что поверхностная структура бумаги с добавлением отходов натурального шелка и кенафа обеспечивает более стабильную передачу градаций по сравнению с бумагой, имеющей в составе хлопковую целлюлозу.
Для информационной оценки качества полученных оттисков был использован подход, базирующийся на определении информационной емкости оттиска, расчетная величина которой определялась по формуле
I = L2 log2
< R ^2
+1
где L - линиатура, lpi; R - разрешение, dpi.
Расчетные значения информационной емкости оттисков на различных печатающих устройствах представлены в табл. 3.
На практике при воспроизведении изображения неизбежно происходит изменение относительной площади растровых элементов, что приводит к растискиванию, то есть снижению
разрешающей способности печатного процесса, ухудшению градационной передачи. На изменение площади растровой точки влияют многие факторы, которые сложно одновременно учесть. Поэтому при проведении данного эксперимента при постоянстве режимных и технологических параметров было исследовано влияние вида запечатываемого материала на величину потерь информационной емкости.
Использование рассматриваемых видов бумаги различного целлюлозного состава привело к изменению геометрических и оптических характеристик растровых элементов оттисков, что отразилось на значениях относительной площади этих элементов. Поэтому при проведении информационной оценки качества оттисков является целесообразным определить значения новой эффективной линиатуры, а также потерь информационной емкости.
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с водяным знаком ХВ с использованием различных печатающих устройств приведены в табл. 4.
Как свидетельствуют полученные данные, расчетные значения потерь информационной емкости оттисков изменяются в достаточно широком диапазоне. Наибольшие значения потерь наблюдаются для оттисков, которые получены на струйных принтерах 1Р 4000 и РЯООЯАР W4800. Это связано не только с проникновением чернил в структуру запечатываемого материала, но и с растеканием их по поверхности, о чем свидетельствуют завышенные значения относительных площадей растровых элементов. Именно по этой причине происходит значительное снижение эффективной линиатуры, приводящее к потере детальности изображений. При этом наибольшие потери наблюдаются в светах и полутонах изображения.
Таблица 4
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с водяным знаком Хв
гони отт -эф /эф А/эф
Цифровая офсетная печатная машина QM-DI 46-4
0,14 131,03 146 918 17 132
0,23 125,95 137 566 26 484
0,40 127,77 140 881 23 169
0,52 127,16 139 770 24 280
0,63 127,35 140 123 23 927
0,73 128,26 141 796 22 254
0,84 128,12 141 537 22 513
0,92 130,31 145 589 18 461
0,97 134,72 153 866 10 184
1,00 140,00 163 994 56
Копировальный аппарат Canon CLC 1130
0,11 136,65 95 989 3381
0,29 127,52 86 752 12 618
0,38 129,80 89 042 10 328
0,52 127,28 86 505 12 865
0,62 128,71 87 945 11 425
0,76 126,56 85 781 13 589
0,89 124,71 83 948 15 422
0,95 128,59 87 823 11 547
0,98 133,86 93 148 6222
1,00 140,00 99 424 -54
Струйный принтер IP 4000
0,22 119,29 123 296 37 424
0,39 116,98 119 342 41 378
0,55 114,74 115 547 45 173
0,71 113,45 113 382 47 338
0,81 114,88 115 781 44 939
0,86 119,49 123 650 37 070
0,91 123,91 131 347 29 373
0,94 128,98 140 404 20 316
0,97 134,90 151241 9479
1,00 140,00 160 798 -78
Струйный принте р PROGRAF W4800
0,21 121,03 126 316 34 404
0,36 119,81 124 193 36 527
0,52 117,32 119 911 40 809
0,64 117,67 120 514 40 206
0,78 116,96 119 302 41 418
0,85 119,93 124 409 36 311
0,94 121,84 127 729 32 991
0,95 128,33 139 231 21 489
0,96 135,03 151 484 9236
1,00 140,00 160 798 -78
Наименьшие значения потерь информационной емкости наблюдаются при получении оттисков на копировальном аппарате Canon CLC 1130, что связано с невысоким разрешением печати. Также оттиски характеризуются небольшим разбросом потерь и стабильной передачей градаций.
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с компонентами натурального шелка Хш с использованием различных печатающих устройств приведены в табл. 5.
Таблица 5
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с компонентами шелка Хш
потн отт -эф /эф А/эф
Цифровая офсетная печатная машина QM-DI 46-4
0,16 128,13 141 548 22 502
0,32 123,43 132 991 31 059
0,42 125,99 137 631 26 419
0,54 125,82 137 315 26 735
0,64 126,38 138 335 25 715
0,74 127,56 140 508 23 542
0,85 127,77 140 880 23 170
0,91 130,91 146 699 17 351
0,99 133,10 150 795 13 255
1,00 140,00 163 994 56
Копировальный аппарат Canon CLC 1130
0,16 128,69 87 926 11 444
0,31 124,17 83 410 15 960
0,41 126,88 86 105 13 265
0,52 126,82 86 048 13 322
0,65 125,78 85 008 14 362
0,80 123,35 82 591 16 779
0,93 122,59 81 842 17 528
0,98 126,43 85 663 13 707
0,99 133,08 92 355 7015
1,00 140,00 99 424 -54
Струйный принтер IP 4000
0,25 116,21 118 023 42 697
0,43 113,31 113 149 47 571
0,58 112,88 112 429 48 291
0,71 112,83 112 348 48 372
0,77 117,27 119 838 40 882
0,86 119,19 123 132 37 588
0,91 123,70 130 977 29 743
0,93 129,63 141 587 19 133
0,95 135,67 152 668 8052
1,00 140,00 160 798 -78
Струйный принте р PROGRAF W4800
0,19 122,65 129 133 31 587
0,37 118,45 121 858 38 862
0,50 118,77 122 410 38 310
0,60 120,38 125 179 35 541
0,70 122,37 128 641 32 079
0,77 125,66 134 456 26 264
0,85 127,81 138 302 22 418
0,92 130,58 143 298 17 422
0,96 134,87 151 183 9537
1,00 140,00 160 798 -78
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с добавлением кенафа Хк с использованием различных печатающих устройств приведены в табл. 6.
Таблица 6
Расчетные значения потерь информационной емкости оттисков на бумаге с добавлением кенафа Хк
Анализируя данные табл. 5 и 6, можно отметить более высокие значения потерь
информационной емкости при печати на бумаге с добавлением шелка и кенафа на цифровой офсетной печатной машине QM-DI 46-4 и копировальном аппарате Canon CLC 1130. Это связано с более высокой пористостью данных запечатываемых материалов и меньшей стабильностью в воспроизведении геометрически правильных размеров растровых элементов.
Оттиски, полученные на данных запечатываемых материалах с помощью струйных принтеров IP 4000 и PROGRAF W4800, характеризуются подобными значениями потерь информационной емкости при печати на бумаге с добавлением хлопковой целлюлозы. Это свидетельствует о том, что в процессе формирования оттиска доминирует проникновение чернил в структуру материала с одновременным их растеканием по поверхности.
Расчетные значения эффективной линиа-туры свидетельствуют о значительном снижении данной величины в области светов изображения. Наибольший разброс данной величины наблюдается для оттисков, полученных на струйных принтерах, что говорит о нестабильности поведения чернил на поверхности запечатываемого материала.
Незначительные потери информационной емкости оттисков для всех запечатываемых материалов наблюдаются в области глубоких теней, что свидетельствует о стабильно воспроизводимых растровых элементах.
Заключение. Результаты проведенных исследований позволяют сделать следующие выводы. Использование современных цифровых технологий позволяет значительно сократить количество промежуточных операций при получении оттисков, что приводит к снижению потерь в процессе печати. Немаловажную роль при получении оттисков играет не только выбор печатающего устройства, но и характеристики запечатываемого материала. Это позволяет на этапе выбора технологии определить минимальные потери информации и обеспечить получение продукции высокого качества. Информационный подход, используемый для этих целей, дает возможность оценить полноту передачи информации и детально отследить, что происходит с растровыми элементами в пределах тонового диапазона. Это, в свою очередь, позволяет учесть характер воспроизводимого изображения и выполнить необходимые корректировки на допечатной стадии. Данный подход помогает расширить традиционные представления о качестве печатной продукции и обеспечить более тщательный подбор технологии с учетом характеристик запечатываемой поверхности, а также особенностей воспроизведения изображений.
осин °огг -эф /эф А/эф
Цифровая офсетная печатная машина QM-DI 46-4
0,18 124,75 135 370 28 680
0,32 123,43 132 991 31 059
0,45 122,92 132 075 31 975
0,55 124,89 135 626 28 424
0,67 124,68 135 253 28 797
0,73 128,40 142 037 22 013
0,85 127,77 140 880 23 170
0,91 130,91 146 699 17 351
0,96 135,48 155 314 8736
1,00 140,00 163 994 56
Копировальный аппарат Canon CLC 1130
0,16 128,69 87 926 11 444
0,31 124,17 83 410 15 960
0,42 125,82 85 049 14 321
0,52 126,82 86 048 13 322
0,65 125,78 85 008 14 362
0,80 123,35 82 591 16 779
0,93 122,59 81 842 17 528
0,98 126,43 85 663 13 707
0,99 133,08 92 355 7015
1,00 140,00 99 424 -54
Струйный принтер IP 4000
0,22 119,13 123 019 37 701
0,39 116,53 118 570 42 150
0,54 115,73 117 213 43 507
0,66 116,22 118 052 42 668
0,76 117,83 120 785 39 935
0,81 122,74 129 288 31 432
0,85 127,45 137 646 23 074
0,90 132,02 145 933 14 787
0,92 138,27 157 539 3181
1,00 140,00 160 798 -78
Струйный принте] р PROGRAF W4800
0,20 122,33 128 582 32 138
0,35 120,30 125 038 35 682
0,50 118,30 121 601 39 119
0,59 121,64 127 375 33 345
0,70 121,78 127 608 33 112
0,79 124,17 131 815 28 905
0,87 126,28 135 557 25 163
0,93 129,81 141 896 18 824
0,96 134,90 151241 9479
1,00 140,00 160 798 -78
Литература
1. Шевелева Г. Н. Контроль качества продукции. Кемерово: КемТИПП, 2004. 142 с.
2. Раскин А. Н., Ромейков И. В., Бирюкова Н. Д. Технология печатных процессов. М.: Книга, 1989. 432 с.
3. Кулак М. И. Оценка информационной емкости элементов защиты полиграфической продукции // Труды БГТУ. 2005. Сер. IX, Издат. дело и полиграфия. Вып. XIII. С. 44-47.
4. Громыко И. Г. Качество и информационная емкость оттисков, полученных на лазерных принтерах // Труды БГТУ. 2005. Сер. IX, Издат. дело и полиграфия. Вып. XIII. С. 59-63.
5. Громыко И. Г. Русова Ю. Ю. Применение информационного подхода для оценки качества печатных оттисков // Труды БГТУ. 2006. Сер. IX, Издат. дело и полиграфия. Вып. XIV. С. 64-67.
6. Громыко И. Г. Информационная оценка качества цифровой печати // Труды БГТУ. 2010. Сер. IX, Издат. дело и полиграфия. Вып. XVIII. С. 27-30.
References
1. Sheveleva G. N. Kontrol'kachestvaproduktsii [Product quality control]. Kemerovo, KemTIPP Publ., 2004. 142 р.
2. Raskin А. N., Romeykov I. V., Biryukova N. D. Tekhnologia pechatnykh protsessov [Printing technologies]. Moscow, Kniga Publ., 1989. 432 p.
3. Kulak M. I. Assessment of the information capacity of security products for printing products. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2005, series IX, Publishing and Printing, issue XIII, рр. 44-47 (In Russian).
4. Gromyko I. G. The quality and information capacity of prints from laser printers. Trudy BGTU [Proceedings of BSTU], 2005, series IX, Publishing and Printing, issue XIII, рр. 59-63 (In Russian).
5. Gromyko I. G., Rusova Yu. Yu. The use of information approach for assessing the quality of printed impressions. Trudy BGTU [Proceeding of BSTU], 2006, series IX, Publishing and Printing, issue XIV, pp. 64-67 (In Russian).
6. Gromyko I. G. Information quality assessment of digital printing. Trudy BGTU [Proceeding of BSTU], 2010, series IX, Publishing and Printing, issue XVIII, pp. 27-30 (In Russian).
Информация об авторах
Бабаханова Халима Абишевна - доктор технических наук, профессор кафедры «Технология полиграфического и упаковочного процессов». Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности (100100, г. Ташкент, ул. Шохжахон, 5, Республика Узбекистан). E-mail: halima300@inbox.ru
Галимова Зулфия Камиловна - магистр технических наук, старший преподаватель кафедры «Технология полиграфического и упаковочного процессов». Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности (100100, г. Ташкент, ул. Шохжахон, 5, Республика Узбекистан). E-mail: Galimova1982@mail.ru
Громыко Ирина Григорьевна - кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой полиграфических производств. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: gromyko@belstu.by
Information about the authors
Babakhanova Khalima - DSc (Engineering), Professor, the Department of Technology of Printing and Packing Processes. Tashkent Institute of Textile and Light Industry (5, Shokhzhakhon str., 100100, Tashkent, Republic of Usbekistan). E-mail: halima300@inbox.ru
Galimova Zulfiya - Master of Engineering, Senior Lecturer, the Department of Technology of Printing and Packing Processes. Tashkent Institute of Textile and Light Industry (5, Shokhzhakhon str., 100100, Tashkent, Republic of Usbekistan). E-mail: Galimova1982@mail.ru
Gromyko Irina Grigor'yevna - PhD (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of Printing Production. Belarusian State Technological University (13a, Sverdlova str., 220006, Minsk, Republic of Belarus). E-mail: gromyko@belstu.by
Поступила 15.01.2020
