Растрирование как способ решения проблем флексографской печати
Применение комбинированных растров для уменьшения градационных искажений
Растрирование для оптимизации нанесения краски на печатающие элементы формы
Предыскажения для компенсации растискивания
Флексография традиционно считается относительно простой печатной технологией. Например, при использовании этого способа печати не возникает характерной для офсета проблемы поддержания баланса краска-увлажнение, так как избирательность восприятия краски формой обеспечивается благодаря ее рельефности. Отсутствует и потребность в применении сложных систем для раската краски, поэтому красочные аппараты флексографских машин имеют простую конструкцию и позволяют за короткое время выводить машину на рабочий режим. Но по мере роста требований к качеству печатаемой флексографским способом продукции появилась необходимость в разрешении целого ряда проблем. Как правило, решение удается найти еще на допечатной стадии с помощью специальных технологий растрирования и внесения компенсирующих предыскажений.
Применение комбинированных растров для уменьшения градационных искажений
Градационные искажения в светах и тенях обусловлены не только растискиванием, но и следующими причинами:
- низкой прочностью связи печатающих элементов малого размера с основанием формы. В процессе печатания тиража такие печатающие элементы могут отрываться от формы, что приводит к исчезновению градаций;
- малой глубиной пробельных элементов в глубоких тенях растровых изображений. При печати такие пробельные элементы заливаются краской;
- ограничением линиатуры анилоксовых валов. Если размер печатающего элемента формы оказывается меньше, чем площадь ячейки на анилоксе, он «проваливается» в ячейку; при этом краска наносится не только на рабочую поверхность печатающего элемента, но и на его грани. В результате на оттиске вместо растровой точки нужной площади появляется клякса произвольной формы и непредсказуемого размера. Это явление получило название «инверсная тонопередача».
Минимизировать эти проблемы позволяет применение комбинированных методик растрирования. Комбинированные, или гибридные, растры позволяют решать проблему градационных искажений в светах и тенях растровых изображений путем варьирования пространственной структуры растра. В подобных алгоритмах для воспроизведения светов и теней изображения используются частотномодулированные (ЧМ) растры. Они позволяют ограничить уменьшение размеров печатающих элементов в светах и пробельных элементов в тенях за счет варьирования их количества, что стабилизирует градационную передачу. Недостатком ЧМрастров является очень высокое растискивание в средних тонах, поэтому в комбинированных алгоритмах для воспроизведения средних тонов применяются более стабильные в этом диапазоне амплитудномодулированные (АМ) растры. Различные виды комбинированных растров отличаются друг от друга способом обеспечения плавного перехода между структурами различных типов. В настоящее время комбинированные растры разработали компании Agfa, Esko Artwork и Kodak и др.
Фрагмент градиента, воспроизведенного гибридным растром
 |
|
Растрирование для оптимизации нанесения краски на печатающие элементы формы
Одной из проблем флексографской печати является плохое смачивание краской поверхности печатающих элементов, в особенности плашек. Создается парадоксальная ситуация: толщина слоя краски на растрированных участках с относительной площадью растровых точек 9598% оказывается больше, чем на плашках. В результате изображения, содержащие области сплошного тона, окруженные теневыми участками, репродуцируются некорректно: на оттиске области сплошной заливки окружают темные ореолы. Плохое смачивание краской плашек на форме обычно пытаются компенсировать за счет увеличения подачи краски и повышения давления печати. Последствиями этих мер являются большой расход краски и градационные искажения на оттиске вследствие повышенного растискивания.
Растрированная поверхность плашки на форме
Для решения описанной проблемы компании Artwork Systems (сейчас Esko Artwork) и Phototype предложили растрировать крупные печатающие элементы формы (воспроизводящие плашки, штриховые элементы и шрифт). Формирование на поверхности печатающих элементов растровой структуры (микрорельефа) позволяет увеличить площадь контакта формного материала и краски, что улучшает условия их взаимодействия. В конечном счете это способствует увеличению и стабилизации толщины красочного слоя на поверхности формы. При этом уменьшаются или устраняются ореолы вокруг плашек, повышается оптическая плотность сплошных заливок, улучшается четкость воспроизведения штриховых элементов и шрифта, а также снижаются расход краски и растискивание.
Следует отметить, что улучшение смачивания поверхности за счет формирования на ней микрорельефа — решение, которое уже давно опробовано и успешно применяется в полиграфии. Самый известный пример его реализации — зерненые основы пластин для офсетной печати. В последнее время и некоторые фотополимерные пластины стали покрываться специальным матирующим слоем, улучшающим восприятие ими краски. Однако большинство фотополимерных пластин попрежнему имеют гладкую поверхность.
Фрагмент печатной формы без растрирования (вверху) и с растрированием поверхности печатающего элемента
Предлагаемая Esko Artwork технология получила название PlatecellPatterning и реализована в виде программного модуля системы workflow Nexus. Компания Phototype предложила алгоритм растрирования NuDot. Формируемая с помощью этих технологий структура характеризуется следующими параметрами:
- пространственной частотой;
- размером ячеек;
- углом поворота.
Очевидно, что пространственная частота растровой структуры должна быть намного выше, чем линиатура основного растра, служащего для передачи градаций репродуцируемого изображения. Ее значение выбирается исходя из максимального разрешения пластины. Формируемые ячейки имеют одинаковый размер, поэтому вид растровой структуры напоминает поверхность анилоксового вала. Удельный объем ячеек на поверхности печатающих элементов должен быть меньше объема ячеек анилокса. Во избежание возникновения муара растровая структура, формируемая на поверхности печатной формы, должна быть повернута относительно структуры анилоксового валика на угол 1545°.
Сравнение воспроизведения 1/4 тонов и плашки при использовании обычного растра и NuDot
В процессе растрирования RIP вначале выполняет расчет основной растровой структуры, затем вычисляет положение крупных печатающих элементов, на поверхности которых следует сформировать микрорельеф, после чего совмещает две растровые структуры.
Экономический эффект от внедрения технологии растрирования крупных печатающих элементов обусловлен повышением качества печати, дающим типографии конкурентные преимущества, снижением количества брака и экономией краски. В перспективе технология может быть усовершенствована за счет растрирования поверхности и мелких печатающих элементов, соответствующих растровым точкам с относительной площадью менее 100%.
Растровая точка на негативе при нормальной (слева) и повышенной экспозиции
Воспроизведение шрифта при программной (слева) и аппаратной компенсации растискивания
Воспроизведение точек при программной (слева) и аппаратной компенсации растискивания
|
|
Растрирование для улучшения переноса краски с печатной формы на невпитывающие запечатываемые материалы
Плохое смачивание краской поверхности полимерных материалов ухудшает перенос на них краски с формы. Для решения этой проблемы компании Phototype и Esko Artwork предложили использовать специальные методы растрирования с варьируемой формой растровых точек.
Phototype разработала уже упоминавшийся алгоритм NuDot. В этом случае для воспроизведения градаций в высоких светах (до 6%) используются круглые точки, в светах и средних тонах — крестообразные точки с заостренными концами, а в тенях — сотообразная структура. Как уже было замечено, NuDot предусматривает и растрирование поверхности плашек.
По заявлению представителей компании Phototype, применение алгоритма NuDot позволяет увеличить оптическую плотность отпечатков на 20%, снизить давление печати, расширить диапазон градаций на 18%. При этом компании, использующие NuDot, отмечают увеличение скорости печати, а также сокращение времени выхода машины на рабочий режим. Сейчас фирма Phototype разрабатывает версию алгоритма NuDot для CtP.
Для повышения плотности оттисков в области теней компания Esko Artwork предлагает алгоритм растрирования Groovy Screen. В нем в области теней применяется линейчатый растр. Угол поворота растра, а также значение относительной площади растровых точек, начиная с которой традиционный растр сменяется линейчатым, задаются оператором. Алгоритм обеспечивает плавный переход между растровыми структурами разных типов. По данным Esko Artwork, использование Groovy Screen позволяет увеличить плотность оттисков на 2030%.
|
|
Предыскажения для компенсации растискивания
Серьезной проблемой флексографской печати является высокое растискивание — увеличение площади растровых точек на оттиске по сравнению с их площадью на исходном изображении, — обусловленное прежде всего эластичностью флексографской формы. Следствием растискивания является искаженное воспроизведение градаций растрового изображения на оттиске.
Растискивание компенсируется за счет внесения предыскажений в изображение на форме: размер точек на печатной форме уменьшается на величину растискивания. Для определения величины компенсации выполняется печать тестовых шкал с последующим денситометрическим контролем оттисков.
Обычно компенсация растискивания выполняется программным путем: в процессе растрирования RIP уменьшает площади растровых точек на требуемую величину. Эта технология хорошо отработана и дает достаточно стабильные результаты, однако она имеет существенный недостаток: ухудшение качества изображения вследствие потери градаций (деталей) в средних тонах и, особенно, в светах.
Поясним смысл происходящих явлений на примере. В процессе изготовления фотоформы или формы градации растровой точки передаются путем засветки лучом экспонирующего устройства определенной части отводящейся под нее площади. Классическим считается случай, когда растровая точка представляется в виде матрицы размером 16Ѕ16 пикселов, а площадь пятна экспонирующего устройства равна одному пикселу. При этом растровая точка имеет 256 градаций, соответственно точки с относительной площадью от 0 до 50% имеют 128 градаций. Однако если для компенсации растискивания точка с относительной площадью 50% уменьшается, например, до 30%, то количество градаций точек из диапазона от 0 до 50% снижается до 77 — в 1,7 раза!
Другим путем компенсации увеличения размеров растровых точек при печати является внесение предыскажений на стадии изготовления фотоформ за счет регулирования экспозиции фототехнической пленки. Результатом повышения экспозиции является увеличение площади экспонированного участка. Это означает, что при изготовлении негативных фотоформ для флексографии площадь растровых точек и штриховых элементов изображения уменьшится.
Процесс компенсации растискивания путем регулирования экспозиции является аналоговым. Сделать его предсказуемым позволяет специальная калибровка фотовыводного устройства, а также использование фототехнических пленок последнего поколения (hard dot), характеризующихся высокой жесткостью воспроизводимых на них точек.
Основные достоинства аналоговой технологии компенсации растискивания:
- сохранение градаций на форме в светах растровых изображений;
- компенсация увеличения площади штриховых изображений и шрифтов;
- сглаживание границ растровых точек.
При этом более качественные результаты получаются с использованием фотовыводного оборудования, а не дорогостоящих CtPустройств. Главным недостатком технологии является высокая нелинейность процесса.
Аналоговый способ компенсации растискивания реализован в модуле FlexoCal компании Esko Artwork, позволяющем выполнять калибровку фотовыводного устройства.
|
|