CC BY
31
УДК «51 321.1( 004) И. В. ДОРОХИН
И. А. СЫСУЕВ
Омский государственный техничекий университет
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ГРАДАЦИЙ ИЗОБРАЖЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ ФЛЕКСОГРАФСКИХ ПЕЧАТНЫХ ФОРМ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ СОМРиТЕИ-ТО-РИМ И СОМРЦТЕИ-ГО-Р/. А ТЕ_
Рассматриваются вопросы изменения размеров растровых элементов в процессах изготовления флексографских печатных форм по технологиям СотриТеМо-РНт и Сотр^ег-
В настоящее время Computer-to-Plate ^(^-технология изготовления флексографских печатных форм получила широкое распространение на передовых производствах флексографской печати и стала, факта -чески, стандартом создания высококачественной печатной продукции. Реализация этой технологии стала возможной с предложением ведущими производителями материалов для флексографии [DuPont, BASF, Poiyfibron, Asahi) так называемых маскированных фотополимеров, а также с появлением лазерного экспонирующего оборудования для работы с этими материалами.
В качестве основы маскированных фотополимеров производителями используются традиционные хорошо отработанные фотополимерные композиции, зарекомендовавшие себя как с точки зрения печати, так и с точки зрения надежности при изготовлении печатных форм. Главной же отличительной особенностью этих материалов является наличие тонкого (несколько микрон) черного масочного покрытия, имеющего высокую оптическую плотность, который может быть удален с помощью сфокусированного пучка инфракрасного лазера. Таким образом, минуя этап изготовления пленочных фотоформ, можно прямо на фотополимере создать негативное изображение, необходимое для последующего экспонирования и обработки фотополимерной пластины. За счет этого появляется возможность достичь оптимальных характеристик печатной формы, обеспечивающих стабильную правильную передачу градаций и цветов воспроизводимых изображений.
Поскольку маскированные фотополимеры разработаны на основе традиционных материалов, используемых для флексографской печати, при изготовлении печатной формы нет существенных отличий в процессах экспонирования и последующей обработки. Поэтому «цифровая» технология может быть легко интегрирована в уже существующие линии подготовки форм, обеспечив существенное повышение качества печатной продукции, и внедрена на разворачивающихся производствах флексографской печати.
Сокращение числа стадий технологического цикла изготовления флексографских печатных форм является другим достоинством «цифровой» технологии, безусловно, важным для любого печатного произ-
водства. Действительно, отсутствие этапа изготовления фотоформ позволяет не только упростить до-печатный процесс, но и избежать тех причин снижения качества печатных форм, которые напрямую связаны с использованием фотоформ [ 1 ].
Тем не менее, равно как и в любом формном процессе, в процессе изготовления флексографских печатных форм по «цифровой» технологии имеют место искажения (изменения) передачи градаций в светах изображения, а именно уменьшение размера растрового элемента. Это преимущественно связано с окислением участков полимера после удаления маскирующего слоя. Следовательно, процесс изготовления флексографских печатных форм нуждается в калибровке.
На сегодняшний день процесс калибровки печатных форм не основывается на реальных изменениях размеров растрового элемента, отражающих поведение полимера: при калибровке применяются профили, основанные лишь на обобщенных теоретических данных, которые, как показывает практика, зачастую расходятся с реальными.
Настоящая работа направлена на получение компенсационной зависимости изменения размеров растровых элементов, а следовательно, воспроизведения градаций изображения по «цифровой» технологии, то есть калибровки процесса изготовления флексографских печатных форм на основе реальных значений изменения размера растровой точки д ля конкретного фотополимера.
Для сравнения процесс калибровки целесообразно рассмотреть и для флексографских печатных форм полученных по технологии Сотри1е1-1о-риш («аналоговой» технологии). Здесь также наблюдаются искажения перед ачи градаций изображения, но на всем интервале оптических плотностей изображения, а искажения более значительны. Это явление преимущественно связано с эффектом светорассеивания при копировании.
В качестве исследуемых были выбраны фотополимерные флексографские пластины АзаЫ Нй («аналоговая» технология) и БНО («цифровая» технология) толщиной 1,7 мм.
Воспроизведение градаций в формном процессе может быть оценено исключительно по характеру
воспроизведения размеров растровых элементов, причем как их абсолютных изменений, так и относительных. Оптимальным следует считать такой формный процесс, в котором программно заданные (при создании изображения) или программно определенные (при обработке изображения) размеры растровых элементов воспроизводились бы на изготовленной печатной форме без искажений.
Здесь следует сразу же отметить, что в реальном формном процессе всегда следует учитывать растаскивание, причем как его физический компонент, значение которого существенно именно в способе высокой печати, так и оптический (светорассеивание в процессе восприятия печатного оттиска — поЮлу-Нильсену). В настоящем исследовании этот аспект воспроизведения изображения не рассматривался.
Тест-объект
Для оценки изменений размеров растровых элементов в процессе изготовления фотополимерных флексо-графских печатных форм по технологиям Computer-to-Film и Computer-to-Plate применялся тест-объект, полученный в программе Adobe Illustrator, сохраненный и использовавшийся в виде PosiScripi-файла.
Оригинал-макет представляет собой изображение шириной 330 мм и высотой 304,8 мм, и содержит в себе таблицы с градациями черного цвета в следующем порядке: поля от 1 до 10 — градация цвета через один процент, поля от 10 до 90 — градация через пять процентов, и поля от 90 до 100 — градация через один процент. Такие градиентные растяжки были выполнены для следующих линиатур 100, 120, 130, 150 и 170 lpi. Эти линиатуры наиболее часто используются во флексографской печати, и поэтому имеет смысл рассматривать именно их. В первой части нашего исследования было решено ограничиться только одним углом поворота растра 45°, который используется при воспроизведении однокрасочного, например черно-белого изображения. Конечно же, для более корректного изучения формного процесса следует выполнить все тесты для углов поворота растра 0,15 75, а также 7,5; 67,5; 82,5 и 37,5 градусов, которые применяются при воспроизведении многокрасочных изображений во флексографской печати. Оригинал изображения был выполнен без учета коэффициента дисторсии, так как нас интересовал реальный размер растрового элемента.
Электронный тест-объектиспользовался для изготовления фотоформ (технология Computer-to-Film) и для изготовления масочного изображения на фотополимерной пластине (технология Computer-to-Plate).
Изготовление фотополимерных флексографских печатных форм Asahi по технологиям Computer-to-Film и Computer-to-Plate
Фотоформы (технология Computer-to-Film)
изготавливались на калиброванном фотонаборном автомате Agfa Avantra 25S с on-line проявкой. При изготовлении фотоформ применялась пленка Agfa Alliance Recording. Растрирование изображения производилось с применением растрового процессора Agfa Cristal Raster. Для получения линеаризованного изображения на фотоформе растрирование было выполнено без компенсации, применялась технология рационального растрирования, а разрешение записи составляло 2450 dpi.
При изготовлении масочного изображения (технология Computer-to-Plate) на фотополимерной
пластине Asahi DHD для растрирования изображения применялся растровый процессор FlexoWorks (компания «Альфа»). Для получения линеаризованного изображения на маске растрирование было выполнено, так же как и в первом случае, без компенсации, то есть параметры растрирования были приняты по умолчанию и использована техника рационального растрирования.
По завершении процесса растрирования изображение пересылалось на сервер, обслуживающий универсальный аппаратмя «цифровых» допечатных технологий LaserGraver 4000 DS, где на барабане экспонирующего устройства производилась непосредственная запись изображения на фотополимерную пластину Asahi DHD, при следующих технических условиях: скорость вращения барабана -19 об/с, фокус -46 ед., мощность лазера - 24 Вт, разрешение - 2450 dpi.
Перед изготовлением фотополимерных печатных форм проверялась их линеаризация, а для измерений применялся денситометр X-Rite 36IT. По результатам измерений был сделан вывод, что изображение на носителях (маске и фотоформе) линеаризовано, а значит, эти носители можно использовать в дальнейшем эксперименте.
Процесс обработки фотополимерных пластин Asahi HD и DHD производился в процессоре Basf Nyloflex Combi Fill при следующих нормализованных технологическихусловиях: время экспонирования и обратного экспонирования - 31 с, время основного экспонирования - 20 мин, скорость вымывания -125 мм/мин, время сушки - 2 ч, температура сушки — 60 "С, время стабилизации - 7 ч; время засветки UVC - 7 мин, время засветки UVA - 5 Мин, вымывной раствор - Nylosolv-R.
Оценка воспроизведения размеров растровых элементов на различных этапах изготовления печатных форм
Для исследования изменения размеров растровых элементов на всех этапах изготовления печатных форм применялась система технического зрения Flexo-Meter (компания «Альфа»), находящаяся на тестировании в компании «Тампомеханика» (г. Москва), где и производились измерения.
Измерения производились на полях градиентной растяжки «до момента слипания растровых элементов» , то есть фактически в светах и полутонах изображения. Таким образом, были сделаны измерения растровых элементов на фотоформе, масочном слое, печатных формах, изготовленных по «аналоговой» и «цифровой» технологиям (рис. 1,2). Полученные измерения систематизировались и фиксировались в специально подготовленных электронных таблицах Microsoft Excel.
Для каждой из линиатур и для каждой из относительных площадей градиентной заливки диаметр программно заданного растрового элемента рассчитывался по формуле для круглого растра:
. 2866 х-Ts
где d - диаметр растрового элемента, мкм; S-площадь растрового элемента, %; L - линиатура растра, lpi.
На каждом этапе изготовления фотополимерных флексографских печатных форм рассчитывалось абсолютное и относительное изменение диаметра растрового элемента по формулам:
где Аёабс - абсолютное изменение диаметра растрового элемента, с/, - диаметр растрового элемента на предшествующем этапе, й2- диаметр растрового элемента на данном этапе;
ла.
где Лс/осш - относительное изменение диаметра растрового элемента, Дс?абс - абсолютное изменение диаметра растрового элемента, й1 - диаметр растрового элемента на предшествующем данному этапе изготовления флексографских печатных форм.
Реальная относительная площадь растрового элемента на различных этапах изготовления печатных форм рассчитывалась по формуле для круглого растра:
.-М-Т'
' I 2866у
где й - диаметр растрового элемента, мкм; Боти - относительная площадь растрового элемента, %; I - линиа-тура растра, 1р1.
Полученные результаты
На основании экспериментальных данных были получены зависимости абсолютного и относительного изменения размера растрового элемента от его диа-
метра на различных этапах изготовления печатных форм. Однако в силу ограниченности объема публикации здесь мы приводим только итоговые графики «программно заданные значения — печатная форма» (рис.3, 4,7,8).
Кроме того, были получены градационные графики, показывающие характер изменения относительной площади на каждом из этапов изготовления печатных форм (рис .5,6,9, 10).
Анализ полученных зависимостей показывает следующее.
Для технологии Сотри1ег-1о-РИт характерно увеличение размеров растрового элемента на печатной форме по отношению к программно заданным. Причем абсолютные и относительные изменения существенны для малых по размерам (вплоть до 50 мкм) растровых элементов. С увеличением размеров растровых элементов абсолютные изменения стабилизируются и примерно одинаковы: 20-25 мкм.
Воспроизведение растровых элементов на фотоформе характеризуется очень высоким качеством. До величины относительной площади 20 % градационные характеристики линейны, а с увеличением относительной площади приращение составляет 2-5 % (рис. 5). Наиболее критичным является процесс копирования растрового изображения с фотоформы на печатную форму. Увеличение относительной площади
Рис. 1. Растровые элементы на фотоформе (а) и маске (б): изображение на мониторе компьютера (система технического зрения FlexoMeter, увеличение х200), программно заданная относительная площадь 5%, линиатура 120 lpl, угол поворота 45°, разрешение записи 2450 dpi.
Рис. 2. Растровые элементы на фотополимерных флексографских печатных формах Asahl, изготовленные по «аналоговой» (а) и «цифровой» (б) технологиям: изображение на мониторе компьютера (система технического зрения FlexoMeter, увеличение х200), программно заданная относительная площадь 5%, линиатура 120 lpl, угол поворота 45°, разрешение записи 2450 dpi.
—12010
100^
//
13010
V'
150 10
-170 |р1
Г
21Ю 2 0
а„.,мкм
-12010
100 |р|
13010
15010
-17010
"О 0,2
тз
< 0.0
-Ч л
1 / ■ "
1 I * ^.....
• |/ < ) 1 0 1 0 2 0 2
|
с1п ,мкм
Рис. 3. Абсолютное изменение Д(1фдиаметра растрового элемента на печатной форме в зависимости от программно заданного размера йп (технология СотрШеМо-РИт].
Рис. 4. Относительное изменение Дйф/б^ диаметра растрового элемента на печатной форме в зависимости от программно заданного размера (технология СотрЫеЫо-РИт).
1501* — 1Т0 ь
ВО 75 70 05 ВО 55 50
а? <5 «40
(Я 35 30 25 20 15
\
--
У
У —
---- ---- !
/
__
у
0 5 10 15 20 25 30 ЭБ 40 45 50 55 М $5 70 75 00
8..Х
Рис. 5. График зависимости относительной площади растрового элемента на фотоформе от программно заданной площади 8га (технология Сотри1ег-1о-Н1т).
— 120^
10010
13010
15010
- 170|р|
(Л 3
— — I
—
/ .
х у
/
•-> У
г*
—
Г
0 5 10 15 22530354045 50 65 60 66 70 73
Рис. 6. График зависимости относительной площади растрового элемента на печатной форме от программно заданной площади 8Ю (технология Сотр|НеМо-РПт).
растрового элемента на печатной форме по отношению к программно заданному имеет место на всем интервале градационного графика. И если д ля малых по размерам растровых элементов оно составляет 2-5 %, то для более крупных растровых элементов достигает 15-20 %.
Для технологии Сотри1ег-1о-РШе характерно уменьшение размеров растровых элементов на печатной форме по отношению к программно заданным, причем наиболее существенно оно для малых по размерам растровых элементов (до 85 мкм) и составляет 25-30 мкм.
Воспроизведение растровых элементов на маске характеризуется высоким качеством: градационные характеристики практически линейны, а изменение относительныхплощадей несколько увеличивается (до 5 %) с увеличением размера растрового элемента. Как и в первом случае, наиболее критичной стадией является копировальный процесс. Здесь характерно уменьшение относительной площади растрового элемента относительно программно заданной, причем в наибольшей степени оно характерно для малых (до 7-8 %) по размерам растровых элементов.
Анализ графиков зависимости размера растрового элемента на печатной форме от программно заданного (или определенного) (рис. 11, 12) показывает:
1. Диаметр растрового элемента на печатной форме, изготовленной по технологии СотрШет-Ю-РШе значительно отклоняется от программно заданного только до значения около 85 мкм (рис. 12). Далее полимер ведет себя достаточно стабильно, то есть отклонения от программно заданных параметров минимальны, что говорит о высоком качестве фотополимера и нормализации процесса изготовления фотополимерной флексографской печатной формы.
2. Что же касается технологии Сотри ¡ег-Ю-РНт, то здесь приращение размеров растровых элементов имеет место на всем интервале. Приращение увеличивается с увеличением размера растрового элемента, а затем (после 80 мкм) становится постоянным, но значительнвым по своей абсолютной величине.
3. Очевидно, что на обоих графиках кривые зависимости для различных линиатур практически слились в одну. Так как различий в графиках зависимости размера растрового элемента на печатной форме от программно заданного размера для каждой из линиатур нет, то можно сделать вывод о том, что изменения размеров растрового элемента в процессе изготовления флексографских печатных форм не зависят от заданной линиатуры. Следовательно, для получения компенсационных зависимостей можно использовать
—120 |р! • 100|р! 1301р. 150|р1 170
0,0 -0.2 -0.4
е
►-М -о,в -1,0 -1.2
3 Г^ / 0- 2 0 э
/г
р / 1 7
1 : к 1
1
ап„мкм
0
ж £
1
Рис. 7. Абсолютное изменение Дйф диаметра растрового элемента на печатной форме в зависимости от программно заданного размера с1пз (технология Сотр^еМо-РЫе).
Рис. 8. Относительное изменение диаметра растрового элемента на печатной форме в зависимости от программно заданного размера (1п] (технология Сотр^еМо-РШе).
I —120 ^ -100 »1 И0|р| 1501р< —1701р. |
\
-А
— * —
г
А /
л
У / —
у
аЬ»*1 С—
О 9 1О15Я>»Э0Э94О4550ЮЯ>«
Рис. 9. График зависимости относительной площади в,, растрового элемента на маске фотополимера от программно заданной площади вт (технология Сотри1ег-1о-Р1а1е).
Рис. 10. График зависимости относительной площади Эф растрового элемента на печатной форме от программно заданной площади 5ш (технология Сотри1ег-1о-Р1а1е).
Рис. 11. Зависимость диаметра <1ф растрового элемента на печатной форме от программно заданного <1Ш (технология Сощри1еМо-Р11п1).
-1001р1* 1201р) 1301р1 150 !р| г-*- 170 !р* |
100 1» <!„., мкм
Рис. 12. Зависимость диаметра <1ф растрового элемента на печатной форме от программно заданного (1т (технология Сошри1ег-1о-Р1а1е).
Рис. 13. Компенсационный график: зависимость компенсационного значения <!„ от программно заданного (определенного) диаметра растрового элемента (технология Сотри1еМо-Г11т).
Рис. 14. Компенсационный график: зависимость компенсационного значения (!„ от программно заданного (определенного) диаметра (]„. растрового элемента (технология СотрикегЧо-РЫе).
данные, полученные для каждой из линиатур, несег-ментированно.
Для профилирования (калибровки) процесса изготовления флексографских печатных форм необходимо знать компенсационное значение для программно заданных (определенных) параметров, которые в последствии должны учитываться в процессе растрирования изображения. Компенсационное значение с1крассчитывалось:
£/ =<Ц "¿И,
И ЛИ л-шлвбс
где й — программно заданное (определенное) зна-
чение диаметра растрового элемента, М
абсо-
лютное изменение диаметра растрового элемента.
Профиль (калибровочный график) процесса изготовления флексографских печатных форм в виде зависимости компенсационного значения с1к от программно заданного (определенного) диаметра растрового элемента с1п:! приведены на рис. 13,14.
Выводы
В результате проведенных исследований работы получены компенсационные зависимости для про-
цесса изготовления флексографских печатных форм на примере фотополимерных пластин Asahi толщиной 1,7 мм.
Применяя полученные компенсационные зависимости для процесса изготовления флексографских печатных форм, можно добиться изготовления печатной формы с высокой степенью соответствия программно заданным (или определенным в процессе обработки изображения) параметрам.
Литература
1. Ласкин A.B., Минин П.В., Майк В.З., Сорокин Б.А.. Computer-to-plate для флексографии. М: Издательство «Курсив», 2001.
ДОРОХИН Игорь Владимирович, студент гр. ПТ-518, химико-полиграфического факультета. СЫСУЕВ Игорь Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Дизайн, реклама и технология полиграфического производства».
