Начало статьи здесь

ПРОДОЛЖЕНИЕ

Размер пятна лазера и жесткость растровой точки

Размер пятна лазера в основном определяет минимальный и максимальный процент растровой точки на фотоформе и, соответственно, доступный тоновый диапазон печати (см. табл. 2). Условием качественной печати является тоновый диапазон не хуже 2–98%. В большей степени это относится к теневым участкам изображения, где чувствительность человеческого глаза более высока. Для печати линиатурой до 300 lpi минимальный размер точки должен быть 10–12 мкм, а до 200 lpi — 15–20 мкм. Применение высокого разрешения с размером точки менее 10 мкм хотя и позволяет точнее отобразить на пленке форму точки и мелкие детали изображения, большого смысла не имеет, ибо даже для качественных печатных пластин время экспозиции копировальной рамы настраивается примерно на 12 мкм, т. е. более тонкие линии и детали на печатную пластину скопированы не будут.

Большое значение имеет качество растровой точки на фотоформе. Чтобы быть корректно скопированной на печатную форму и четко напечатанной, растровая точка должна быть жесткой, т. е. иметь минимальную неравномерность оптической плотности внутри и «крутые» края.

Жесткость растровой точки в значительной степени зависит от метода регулировки размера пятна лазера. Основные соотношения для его расчета приведены на рис. 11. В аппаратах с переменной апертурой регулировка размера выполняется изменением диаметра луча D. При неизменной величине D размер пятна на пленке можно регулировать расфокусировкой, т. е. изменяя расстояние от линзы до поверхности пленки f, что существенно хуже с точки зрения распределения энергии внутри пятна лазера и, соответственно, жесткости точки.

На жесткость точки также влияют режимы экспонирования и проявки, но ФНА, в которых изменение размера пятна выполняется расфокусировкой луча лазера (например в аппаратах компании Scitex), имеют так называемую «мягкую точку» всегда. Поскольку характеристики жесткости точки не описываются ни одним производителем, нужно быть бдительным.

Основная проблема мягкой точки — влияние на ее размер и характер режима экспонирования и проявки фотоформы, а также сложность создания качественных печатных форм. Наклон характеристики чувствительности фотопленки достаточно сильно зависит от температуры проявителя, его свежести и времени проявления (подробнее см. ниже), значит, мягкая точка требует большего внимания к проявочной машине и калибровке ФНА. Кроме того, все копировальные рамы в большей или меньшей степени имеют неравномерность засветки, что при мягкой точке приводит к заметной неравномерности перекопировки и, соответственно, неравномерности процента растровой точки по полю копировальной рамы и искажениям формы этой точки. Особенно сильно это проявляется при больших линиатурах в тенях и светах, где точка имеет небольшой размер.

Использование стохастики при мягкой точке также весьма проблематично. Созданные на таком аппарате фотоформы визуально порой выглядят лучше сделанных на ФНА с жесткой точкой, поскольку за счет «мягкости» на фотоформе сглажены форма растровой точки и контуры изображений. Это, вероятно, единственная причина применения мягкой точки, т. к. ввести переменную апертуру не сложно. Тем не менее копировальную раму обмануть труднее, чем глаз, и такие фотоформы требуют гораздо больше внимания.

В ФНА высокого класса размер пятна лазера меняется (изменяемая апертура) в соответствии с выбранным разрешением и либо равен, либо на 20–50% превышает значение адресуемости (величина, обратная разрешению). Примерные соотношения приведены в табл. 3.

Допустимые типы фотоматериалов и их толщина

Возможность работы с фоточувствительными материалами различных производителей, легкость и оперативность перехода между ними — естественное требование к ФНА. Недопустима ситуация, когда фотонабор калибруется заводом-изготовителем только на один тип материала, и для его перенастройки требуется приезд сервисного инженера.

Учитывая быстрое развитие технологий экспонирования полиэстеровых печатных форм, максимальная толщина материала, с которым может работать ФНА, должна быть до 0,2 мм для формата А3 и до 0,3 мм для формата А2 и больших. Уже сегодня работа с полиэстером позволяет выпускать продукцию с линиатурой до 175 lpi и тоновым диапазоном 3–97%.

Оптическая плотность

Рис.12

Существует два типа пленок для изготовления фотоформ: Hard Dot Film (высокочувствительная) и Rapid Access Film (c линейной чувствительностью) — наиболее распространенная. Изменяя режим экспонирования и проявки фотоматериала, можно значительно влиять на характеристики пленки. На рис. 12 в качестве примера показана характеристика пленки Kodak Recording 2000 RRD, снятая на ФНА Primesetter 74 компании Heidelberg. Подобную характеристику имеет практически любая пленка, с отличиями лишь в соотношениях плотности энергии и времени проявления. Kodak Recording 2000 RRD является высокочувствительной пленкой, но при необходимости ее можно использовать как линейную, изменив режим экспонирования и проявки. Часто верно и обратное. При этом, как всегда, любое отклонение от «фирменных» рекомендаций желательно проверять на отсутствие побочных эффектов.

При выборе рабочей точки (режима экспонирования и проявки) необходимо руководствоваться следующими соображениями:

• оптическая плотность фотоформы должна соответствовать требованиям процесса создания печатных форм (как правило, это величина порядка 4D);

• для обеспечения жесткости растровой точки изменение оптической плотности фотоформы при небольших изменениях экспозиции (в окрестности рабочей точки) должно быть минимальным, т. е. наклон характеристики чувствительности в рабочей точке обязан быть небольшим.

При создании фотоформ чаще используются два режима экспонирования и обработки фотопленки, соответствующие рабочим точкам А и В на рис. 12.

Режим экспонирования, соответствующий точке А, выбирается, как правило, при работе с пленкой, имеющей линейную чувствительность. Для рекомендованного изготовителем режима экспонирования и проявки характеристика ее чувствительности близка к линейной и имеет вид, примерно соответствующий графику для времени проявления 25 секунд. При необходимости иметь плотность фотоформы порядка 4D теоретически допускается работать в точках C, D и E, но тогда скажется слишком высокая чувствительность пленки. Например, если плотность энергии внутри луча лазера от центра к краю имеет разницу в 2 мДж/м², то при работе в точке А растровая точка будет иметь разницу оптической плотности от центра к краю порядка 1D. В точке Е — уже 4D! Для ФНА с существенной неравномерностью плотности энергии лазерного луча даже точка А может оказаться неприемлемой.

Режим экспонирования, соответствующий точке В, выбирается при работе с высокочувствительной пленкой. Он более всего подходит для стохастического или регулярного растрирования при необходимости переноса на офсетную пластину точки размером 10–15 мкм. Это связано с тем, что в данном режиме (неглубокого насыщения) неравномерность плотности энергии внутри луча лазера в некотором диапазоне не приводит к неравномерности оптической плотности растровой точки, что позволяет получить очень жесткую точку на фотоформе. Для ФНА с мягкой точкой это единственный подходящий режим для качественных работ. При этом для аппаратов с изменением размера точки расфокусировкой придется забыть о переменном размере точки и ориентироваться на максимальную величину.

Недостатками этого режима следует считать высокую чувствительность пленки ко всякого рода механическим воздействиям, проявляющимся в виде псевдозасветки, а также оптическую плотность фотоформ порядка 5,5 D, в некоторых случаях являющейся чрезмерно высокой.

Таким образом, ФНА должен иметь мощность источника засветки, достаточную, чтобы экспонированные участки пленки при стандартном режиме проявления имели плотность до 5,5 D. При этом должен оставаться некоторый запас по мощности источника засветки. Лучшие показатели обеспечивают полупроводниковые и газовые лазеры. При прочих равных условиях, по мнению авторов, предпочтение стоит отдавать конструкциям с полупроводниковыми видимыми красными лазерами. Это связано с гораздо более простой схемой оптического пути, отсутствием акустикооптических модуляторов, зеркал и других блоков, подверженных настройке и калибровке. Самый неподходящий тип лазера — инфракрасный. Из-за большой длины волны фотонаборы с такими лазерами имеют худшую точку. При этом полная невидимость луча может вызвать проблемы при настройке оптического пути.

Растровый процессор

Формально ФНА и растровый процессор являются разными устройствами, но рассматривать их нужно как единое целое, ибо совместить фотонабор и RIP разных производителей в большинстве случаев невозможно.

Основное требование к растровому процессору — качественный и точный расчет растра. С этим требованием связаны такие возможные проблемы печати, как муар, плохая передача мелких деталей изображения, ступенчатые градиенты и т. д.

К сожалению, и как ни странно, данные о точности расчета большинством производителей замалчиваются, хотя подробно обсуждаются важные, но все-таки вспомогательные функции. Если есть выбор, то при работе с ФНА до формата А3 достаточно использовать программные растровые процессоры, например на основе ядра Harlequin. Для формата А2 потребуется хороший аппаратный RIP с растрированием по методу суперячейки или иррациональным растрированием. Для работы с форматом А1 и на высоких линиатурах нужна очень высокая точность расчета растра.

Также крайне желательны: поддержка PostScript 3 и, соответственно, получающего все большее распространение формата PDF 1.3 (уже 1.4), асимметричного разрешения, более чем 256 уровней серого.

Большой плюс — наличие в процессоре развитых автоматических функций оптимизации использования пленки с размещением работ как поперек, так и вдоль нее. Иначе придется либо слишком часто менять ширину пленки (для чего некоторые производители изобрели мультикассетные аппараты), либо раскладывать все работы вручную в программе монтажа и спуска полос. В принципе, оба варианта ощутимо понижают производительность фотовывода.

Интересной способностью, иногда позволяющей как минимум удвоить производительность, обладают ФНА Heidelberg. Дело в том, что для всех барабанных автоматов, в силу их конструкции, времена отрисовки одной тонкой линии поперек пленки и полного формата равны. При экспонировании, например, на ФНА Primesetter 74 полноцветной работы формата А4 требуется два прохода экспонирующей системы поперек пленки (по два цвета за проход). При установке размещения работ вдоль пленки в растровом процессоре Delta Technology все четыре цвета, без продвижки пленки, будут автоматически отрисованы на один барабан за один проход, т. е. в два раза быстрее. Более мелкие форматы будут экспонироваться еще быстрее. При этом Delta способен автоматически поворачивать работы для максимального заполнения пленки по ее ширине. Отметим, что такое возможно (и допустимо) лишь на ФНА с небольшими геометрическими искажениями.

Желательно, чтобы рабочая станция растрового процессора работала под управлением одной из распространенных операционных систем и на стандартном «железе». Хотя нет сомнений в эффективности Unix-систем, однако при отсутствии соответствующих знаний и опыта даже простые проблемы решаются порой лишь их полной переустановкой.

При анализе возможностей растрового процессора всегда нужно четко выбирать приоритеты. Повторимся, основное требование — качественный и точный расчет растра. Все остальное — вспомогательные функции.

Производительность процессора важный фактор, но нужно понимать, что высокая скорость является, как правило, следствием пониженной точности растрирования. Некоторые программные растровые процессоры, например на основе ядра Harlequin, позволяют задавать необходимую точность расчета. В качестве эксперимента мы пытались установить точность 0,0000012 градуса и 0,000000015 lpi, характерные для процессора Delta Technology IS. Увы, в большинстве случаев подобный расчет был невозможен в принципе или скорость растрирования падала ниже всякого приемлемого уровня.

Преимуществом программных растровых процессоров считается возможность просмотра работы в растровом виде до вывода. Предполагается, что это нужно для проверки на предмет отсутствия муара. Хотя эта функция, в связи с относительно низким качеством растрирования программных процессоров, действительно нужна, реально отследить муар на экране, как правило, невозможно. Поэтому главный смысл предпросмотра — контроль качества цветоделения (шрифты, кресты, зеркало и т. д.).

Производительность рабочих станций повышается, и со временем можно ожидать появления программных растровых процессоров с высокой точностью растрирования. Но это — в будущем, а на сегодняшний день аппаратные системы растрирования предпочтительнее.

Полиэстерные печатные формы — новые возможности для ФНА

Технологии CtP, цифровая печать для большинства отечественных типографий все еще представляются интересными, но очень дорогими игрушками. Однако мировые тенденции развития полиграфии, постоянно растущий объем малотиражных заказов свидетельствуют о необходимости и неизбежности упрощения технологии печати, сокращения числа технологических операций и времени выполнения заказа. Привычная технология, основанная на фотоформах, уже не может конкурировать с цифровыми печатными машинами и CtP-системами при малых тиражах. Даже при худшем качестве оттиска заказчик зачастую отдает им предпочтение из-за отсутствия ограничений по тиражности, низкой стоимости и оперативности выполнения заказа. Чтобы конкурировать с крупными компаниями, малые и средние типографии должны предлагать более выгодные условия, но инвестировать порядка 200 тысяч долларов в CtP-систему на базе термальных пластин или в цифровую печатную машину редко кому под силу. Каков выход?

Еще недавно ФНА предсказывался быстрый закат на фоне бурного роста цифровых методов печати. Активная разработка производителями систем экспонирования полиэстерных печатных форм изменила это представление. Уже сегодня ФНА с полноценной возможностью экспонирования полиэстера является реальной и более дешевой альтернативой классическим CtP-системам. Обе технологии активно развиваются, но, по оценкам экспертов, первая из них, обладая гибкостью и несравненно лучшим соотношением цена/качество, в ближайшие годы займет достойное место в малых и средних типографиях. Современные полиэстерные материалы позволяют получать до 20 000 оттисков хорошего качества с линиатурой до 175 lpi и градационным диапазоном 3–97%.

Основой технологии является полиэстерный рулонный фоточувствительный материал, работающий на принципе внутреннего диффузионного переноса серебра. На рис. 13 показана структура полиэстерных форм компании Mitsubishi. В процессе экспонирования происходит засветка галогенида серебра. При химической обработке осуществляется диффузионный перенос серебра из незасвеченных областей в верхний слой, в дальнейшем восприимчивый к краске. Этот технологический процесс требует негативного экспонирования.

Экспонировать полиэстерные формы, в принципе, способен любой ФНА, но полноценную работу обеспечивают далеко не все производители. Перечислим основные требования к ФНА для экспонирования полиэстерных форм:

• Корректная работа с материалами, имеющими толщину, равную толщине стандартных металлических офсетных пластин, т. е. 0,2 мм для печатных машин малого формата и 0,3 мм для печатных машин большого формата.

• Негативное экспонирование фотоформ с рабочей областью, превышающей максимальный формат печати.

• Наличие системы пробивки приводочных отверстий вдоль длинной стороны формата. Желательна пробивка офсетных приводочных отверстий, соответствующих печатной машине (иначе потребуется устройство для перепробивки отверстий).

• Высокая точность отрезки формы необходимой длины (иначе потребуется устройство для обрезки пластин в нужный размер).

• Возможность подключения проявочной машины, способной обрабатывать материалы нужной толщины. Для комбинированного режима «пленка + полиэстер» требуется пятисекционная проявочная машина (секция воды и по две секции для обработки пленки и полиэстера).

Процедуры калибровки ФНА и экспонирования полиэстера немного отличаются от работы с пленкой, однако трудностей не вызывают. Некоторые компании выпускают комбинированные пятисекционные проявочные машины, предназначенные для одновременной работы как с фотопленкой, так и с полиэстером. Если оперативное переключение между материалами не требуется, для обработки подойдут обычные проявочные машины для фотоформ, способные работать с нужной толщиной. Наиболее часто применяются материалы с толщиной, соответствующей стандартным монометаллическим пластинам 0,2 мм и 0,3 мм (в зависимости от типа печатной машины).

В качестве конкретного примера состава оборудования рассмотрим комплекс на базе нового автомата Primesetter компании Heidelberg (рис. 14).

Primesetter 74. Типовой список оборудования для работы с полиэстером.

• Фотонаборный автомат Primesetter 74.

Поддержка форматов печатных форм для GTO/MO/SORK/S-Offset/SM72/SM74 и т. д. Все автоматы серии Primesetter поставляются готовыми к использованию полиэстерных материалов толщиной до 0,3 мм и соответствуют всем вышеперечисленным требованиям. Возможна пробивка офсетных приводочных отверстий любой стандартной или определяемой пользователем конфигурации. Обрезка фотоматериала на нужную длину осуществляется внутри ФНА.

• Растровый процессор Delta Technology.

• Станция электронного монтажа и спуска полос Signastation.

• Трехсекционная проявочная машина, предназначенная для работы c материалами толщиной до 0,3 мм, или пятисекционная, если требуется оперативное переключение между пленкой и полиэстером.

• Внешнее устройство для термического загиба полиэстера (например Bacher Plate Provider) в случае использования автозагрузчика офсетных пластин.

• Денситометр на отражение без поляризационного фильтра.

• Цифровой цветопробный принтер.

• Mitsubishi SDP-FR 275 — полиэстерный рулонный фотоматериал толщиной 0,3 мм.

• Химические растворы Mitsubishi (SLM-AC и SLM-ST).

• Корректировочные жидкости (SLM-OE) и карандаши компании Mitsubishi для исправления мелких дефектов форм.

• Два измерителя PH для контроля состояния реактивов.

Как видно из примера, состав оборудования для работы с полиэстерными формами или для одновременной работы «пленка + полиэстер» не имеет существенных, с точки зрения капиталовложений, отличий от комплекта для экспонирования фотоформ.

Наиболее существенные отличия возникают на этапе приладки печатной машины и в процессе печати. Это связано с разницей в жесткости полиэстерного материала и его восприимчивости к увлажняющему раствору, по сравнению с металлическими пластинами. На формате SM74 полиэстерная форма может увеличиться в размере до 1,4 мм при толщине 0,2 мм. Изменение размера пластин толщиной 0,3 мм примерно вдвое меньше. Стабилизация размеров полиэстерных форм происходит после прогона примерно 100 листов. Точность типовой настройки совмещения при печати – 50 мкм.

Работа с полиэстерными формами требует предварительного увлажнения в течение примерно 20–30 секунд и использования специальных добавок к увлажняющему раствору. Для полиэстерных материалов Mitsubishi рекомендуется состав увлажняющего раствора, совместимый с металлическими офсетными пластинами. Таким образом, использование полиэстерных печатных форм не требует переналадки печатной машины и смены увлажняющего раствора, в результате чего возможна одновременная работа как с обычными металлическими, так и с полиэстерными печатными формами.

При выполнении печатных работ высокого качества сегодня предпочтительнее иметь дело с металлическими пластинами. Однако для многих работ применение полиэстерных форм вполне оправдано, т. к. уменьшает себестоимость продукции и время выполнения заказа.

Подведем итоги

По техническим возможностям ФНА, наиболее широко представленные на отечественном рынке, можно условно разбить на три группы:

• ролевые (capstan) с максимальной линиатурой до 150 lpi;

• барабанные среднего класса с максимальной линиатурой до 200 lpi;

• барабанные высокого класса с максимальной линиатурой 300 lpi и выше.

Анализируя параметры любого фотонаборного комплекса, нужно обязательно обращать внимание на сбалансированность технических параметров. Примерный набор соответствующих друг другу характеристик для этих трех групп ФНА приведен в табл. 4.

Имейте в виду, что отдельно взятый параметр, как правило, мало о чем говорит. В случае несоответствия характеристик определяющей из них является худшая!

Следует помнить, что далеко не все важные параметры ФНА и растрового процессора можно оценить по заявленным производителем техническим характеристикам. Это относится к жесткости растровой точки, величине геометрических искажений, чувствительности к колебаниям климатических условий, точности и качеству алгоритма растрирования, добротности конструкции, экономности использования пленки, возможности работы с полиэстером и т. д. Иногда деликатно замалчивается даже повторяемость! По отношению к этим характеристикам нужно проявить особое внимание, т. к. именно они определяют класс оборудования.

Далеко не всегда есть возможность приобрести оборудование, отвечающее всем поставленным требованиям. Какими параметрами можно пожертвовать, а какими не стоит? По мнению авторов, прежде всего стоит помнить о повторяемости. ФНА с высокой повторяемостью и относительно скромными остальными параметрами более предпочтителен, нежели автомат с обратным набором параметров. Хороший пример — Herkules Basic. При повторяемости 5 мкм и весьма добротной конструкции он обеспечивает максимальное разрешение 3386 dpi и минимальный размер пятна лазера 20 мкм (точка жесткая). Фотонаборы с низкой повторяемостью, прежде всего ролевые и некоторые барабанные, стоит приобретать либо при уверенности, что их возможностей достаточно на много лет вперед, либо при жестких финансовых ограничениях.

И последнее. Какими бы характеристиками не обладало оборудование, оно прежде всего должно работать, а не стоять. Для этого необходимо выполнение двух условий: наличие хорошей технической поддержки и грамотная эксплуатация оборудования самим пользователем.

Об авторах: Игорь Головачев и Валерий Савченко долгое время работали инженерами сервис-центра оборудования Linotype-Hell, Heidelberg Prepress.