|
|
"Świat Druku" - miesięcznik
Archiwum
Rok 2004
Lipiec-Sierpień
Analiza jakości druków wielkoformatowych
|
Rozwój technologii druku wielkoformatowego powodowany jest szybkim wzrostem zastosowań wydruków o dużych wymiarach. Druki wielkoformatowe wykorzystywane są jako:
• druki reklamowe (prezentowane zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz pomieszczeń)
• duże rysunki inżynierskie wykonywane w systemie CAD i architektoniczne
• druki prezentacyjne na wystawach
• mapy wielkoformatowe
• wydruki próbne (proofy)
• wielkowymiarowe fotografie
• jako wysokiej jakości druki artystyczne.
|
Zastosowania te stawiają przed drukami wielkoformatowymi określone wymagania, które narzucają podstawowe cechy jakości druków wielkoformatowych. Do specyficznych cech druków wielkoformatowych należą:
• duża powierzchnia drukowanych obrazów (przykładowo obrazy o szerokości odpowiadającej 24\" i żądanej, dowolnej długości)
• pokrycie barwnikiem drukowanych obrazów często nawet ponadstuprocentowe (przekraczające znacznie zadrukowywaną powierzchnię)
• częste eksponowanie druków na zewnątrz pomieszczeń, co stwarza wymagania znacznej odporności na promieniowanie świetlne, działanie wilgoci i zmienne warunki temperaturowe
• mniejsze niż w drukach biurowych wymagania co do wysokiej rozdzielczości druku (wynikające z faktu, że wydruki są oglądane z dużych odległości; cecha ta nie dotyczy druków fotograficznych i artystycznych, które są drukowane z dużą rozdzielczością)
• wysokie wymagania kolorystyczne: druki powinny możliwie wiernie odtwarzać barwy otrzymywane po przeprowadzonych korektach na ekranie monitora, obrazy wymagają odtwarzania możliwie szerokiej przestrzeni barwnej (drukarka musi odtwarzać możliwie dużo odcieni barw), nasycenie barw powinno być duże.
Na jakość wydruków wielkoformatowych wpływają wszystkie czynniki determinujące druk: technologia druku, mechanizm drukujący drukarki wraz z elektronicznym systemem zarządzania barwą oraz media używane do drukowania: papier i barwniki.
W druku wielkoformatowym są stosowane przede wszystkim natryskowe technologie druku. Stąd biorą się specyficzne cechy tworzenia druków.
Mechanizm drukujący i przebieg natryskiwania kropli określają kształt drukowanego punktu na papierze. Brak pełnej kontroli procesu natryskiwania może powodować nieprawidłowe kształty drukowanych punktów i powstawanie poza punktami zasadniczymi małych niekontrolowanych punktów na papierze, tzw. satelitów (rys. 1).
Druki wielkoformatowe są realizowane zarówno na dużych arkuszach papieru, jak i na szerokiej wstędze papierowej – drukowanie ze zwoju, gdzie po zadrukowaniu obrazu o wymaganej długości następuje odcinanie wydruku.
Zarówno duży format wydruku, duże pokrycie barwnikiem zadrukowanej powierzchni, jak i sama natryskowa technologia druku (a szczególnie stosowanie w niej bardzo rozcieńczonego barwnika) powodują, że druki wielkoformatowe są narażone na niebezpieczeństwo pofalowania papieru (clocking), co wpływa ujemnie na jakość druków. Pofalowanie zmienia bowiem odległości dysz głowicy natryskującej od papieru w różnych miejscach wydruku i zmieniają się warunki lotu wytryśniętej kropli. Uderzające w papier krople barwnika mają różne prędkości i energię, co powoduje zdecydowane różnice w kształtach drukowanych punktów i pogarsza jakość druku.
W druku wielkoformatowym bardzo ważne jest dokładne mocowanie papieru i sposób jego prowadzenia przy zmianie drukowanego wiersza. Najlepsze, ale i najdroższe, jest elektrostatyczne dociskanie drukowanego arkusza papieru do elementów prowadzących. Niedokładności w położeniu i prowadzeniu papieru oraz w precyzyjnym prowadzeniu głowicy drukującej stwarzają niebezpieczeństwo nierównomiernego pokrycia drukowanej powierzchni barwnikiem, smużenia obrazu, niejednorodności nasycenia barwą poszczególnych punktów, powstawania cętkowatości lub ziarnistości drukowanych obrazów.
W druku wielkoformatowym ważna jest także dokładna synchronizacja sterowania działaniem głowicy natryskującej z jej położeniem w płaszczyźnie papieru i momentem wytryskiwania kropli z głowicy. Aby zapewnić możliwość tej synchronizacji, często głowice są wyposażone w specjalny podzespół oświetlacza i czujnika optycznego, który generuje sygnały synchronizujące w momencie przechodzenia głowicy nad krawędzią arkusza papieru. Niedokładności tej synchronizacji powodują powstawanie na wydrukach zjawiska mory oraz drukowanie niepożądanej tekstury materiału tkanego.
Błędy synchronizacji pracy głowicy natryskującej i przesuwu papieru przy zmianie wiersza mogą powodować smużenie wydruku (rys. 2).
Charakterystyczny dla natryskowej technologii druku wielkoformatowego jest także proces schnięcia wydruków. Czas schnięcia powinien być możliwie krótki, ale zbyt duża szybkość suszenia wydrukowanego obrazu może powodować nierównomierne odparowywanie rozpuszczalników barwnika w różnych miejscach obrazu i w konsekwencji zwiększa cętkowatość drukowanych obrazów (drying marks, mottle).
Wpływy poszczególnych czynników druku na jakość wydruków są ze sobą powiązane i wzajemnie uzależnione.
W druku wielkoformatowym stosowane są z reguły papiery powlekane o dużej gładkości, a do druków fotograficznych i artystycznych papiery fotograficzne bardzo gładkie (photo glossy papers). Badania porównawcze drukarek wielkoformatowych stosujących różne technologie natryskowe wskazują na konieczność indywidualnego doboru mediów do druku: papieru i barwnika.[2] Dobór stosowanych papierów i barwników zależy od tego, czy druk natryskowy wykorzystuje technologie druku z przetwornikami termicznymi (buble jet), czy z przetwornikami piezoelektrycznymi (druk piezo) i ma zasadniczy wpływ na jakość druku. Wskazują na to wyniki badań i zestawienie cech wydruków czterech typowych drukarek wielkoformatowych: HP 2500, Epson Pro9000, Encad 700, Agfa Jet Sherpa 43 przy zastosowaniu pięciu rodzajów papierów.[2] Stosowane były papiery typu CCP (coast coated paper), papiery z warstwą polimerową RCPB i polimerowe papiery z warstwą porowatą RCPOR, oraz dwa papiery specjalne – jeden dla druków buble jet RM1, drugi do drukarek z przetwornikami piezo RM2. (tab. 1).
Papiery CCP umożliwiły drukowanie w wąskim zakresie odcieni barw (o małym gamucie barwnym) i o bardzo małym nasyceniu barwy. Zła jakość kolorystyczna tych wydruków wynikała z głębokiej penetracji barwnika w głąb papieru. Duże pokrycie barwą wydruków na tych papierach powodowało pofalowanie papieru, co w dużym stopniu psuło jakość druków, szczególnie rozmazywanie krawędzi obrazów. Zaletą tych papierów był krótki czas schnięcia wydruków i odporność na działanie wilgoci. Wynikiem stosowania papierów CCP jest niska jakość druków.
Papiery typu RC absorbowały barwnik jedynie w wierzchniej warstwie polimerowej. Papiery te dawały dobrą jakość druków w przypadku technologii bubble jet (drukarki z przetwornikami termicznymi). Dla drukarek z przetwornikami piezoelektrycznymi jakość druku na tych papierach nie była dobra.
Dopiero zastosowanie papierów specjalnie dobranych dla danej technologii (RM1 dla druku bubble jet i RM2 dla druku piezo) dały pozytywne rezultaty ze względu na jakość wydruków.[1,2]
Przy doborze barwników w drukarkach wielkoformatowych szczególnie ważna jest odporność wydruków na działanie czynników zewnętrznych, promieniowania UV i wilgoci. Cechy te gwarantują utrzymanie dobrej jakości druków w dłuższych okresach ekspozycji wydruków. Brak odporności powoduje szybkie blaknięcie barw wydruków i rozmazywanie krawędzi obrazów. Barwniki typu rozpuszczalnikowego dają lepsze własności kolorystyczne, ale są mało odporne na wilgoć i działanie światła. Barwniki pigmentowe mają mały gamut barwny, ale są bardziej stabilne co do jakości wraz z upływem czasu. Wydruki mało odporne na czynniki zewnętrzne są często laminowane.
Cechą druków wielkoformatowych związaną bezpośrednio ze stosowanymi barwnikami i papierem są ich własności kolorystyczne. Ze względu na przeznaczenie druków wielkoformatowych do oglądania i budzenia określonych reakcji obserwatora własności te decydują o jakości druków wielkoformatowych.
Międzynarodowa norma ISO/IEC 13660, dotycząca definicji i metod pomiarów parametrów jakości druków monochromatycznych dzieli te parametry na liniowe i powierzchniowe. Dla druków wielkoformatowych podstawowe znaczenie mają oczywiście parametry powierzchniowe, przykładowo takie jak zabarwienie, cętkowatość, wypełnienie barwą itd. Norma ta jednak nie dotyczy parametrów jakości druków barwnych. Obecnie nie ma międzynarodowego standardu opisującego parametry jakości druków barwnych. Szereg ośrodków naukowych, głównie w Japonii, Niemczech i USA, prowadzi intensywne badania dotyczące określania wzorców barwy, przejść między parametrami określającymi barwę w różnych systemach opisu przestrzeni barwnej, a także parametrów jakości druków barwnych. W oparciu o wyniki tych prac i normę ISO/IEC 13660 przedstawiane są kolejne propozycje definicji parametrów jakości druków barwnych.
Dla wydruków wielkoformatowych najważniejsze wydają się takie parametry, jak: nasycenie barwy, kontrast, połysk, wierność odtwarzania odcienia barwy (określana przez różnicę barwy wydruku i wzorca DE). Druki wielkoformatowe powinny mieć bardzo duży gamut barwny, powinny być realizowane przez druk możliwie dużej liczby odcieni barw.
Intensywne nasycenie barw, duża liczba ich odcieni w drukach wielkoformatowych uzyskiwane są poprzez:
• stosowanie w druku 6, 7, a nawet 8 barw podstawowych
• stosowanie przez poszczególnych producentów drukarek wielkoformatowych specjalnych systemów polepszania jakości druków (np. PhotoRet IV przez firmę Hewlett- -Packard, Microfine Droplet System – przez firmę Epson)
• stosowanie specjalnych metod sterowania pracą drukarki i przygotowania plików do druku.
Większość producentów drukarek wielkoformatowych określa jakość wydruków jako fotorealistyczną lub fotograficzną. Pojęcia te określają bardzo dobrą jakość druków barwnych, ale nie są ściśle zdefiniowane lub określone w normach międzynarodowych.
Ogólną tendencją polepszania jakości druków natryskowych jest zmniejszanie objętości natryskiwanych kropel (nawet do 4 pikolitrów). Umożliwia to zwiększanie rozdzielczości druku i polepszanie jakości otrzymywanych barw wydruków. Należy zwrócić uwagę, że pociąga to za sobą znaczne wydłużenie czasu wydruku, związane przede wszystkim ze zwiększeniem czasu przetwarzania plików reprezentujących drukowany obraz. Stosowanie specjalnych metod sterowania pracą mechanizmów drukujących (np. drukowanie ze zmienną rozdzielczością druku, dostosowaną do drukowanego obrazu) częściowo niweluje tę niekorzystną cechę i umożliwia drukowanie z bardzo dobrą jakością przy stosunkowo niewielkim zwiększeniu czasu drukowania.
Ze względu na wymaganą dobrą jakość kolorystyczną druków wielko-formatowych ważne jest dopasowanie w procesie drukowania rozdzielczości samej drukarki i rozdzielczości urządzeń stosowanych podczas przygotowania pliku cyfrowego do druku (skanera, monitora) oraz formatów plików i stosowanie w procesie drukowania dobrych profili barwnych i wysokiej jakości systemu zarządzania barwą (CMS). Każde bowiem niedopasowanie pliku, każde przekształcanie formatu na inny, złe wzorce barwne stosowanych profili ICC, brak kalibracji barwnej stosowanych urządzeń i samej drukarki wielkoformatowej wprowadza kolejne błędy i zniekształcenia barwy, jest źródłem powstawania na drukowanym obrazie zjawiska mory, smużenia, cętkowatości i innych błędów barwnych. Dużym utrudnieniem w utrzymaniu dobrej jakości wielkoformatowych druków barwnych jest brak międzynarodowych norm określających parametry kolorystyczne obrazu. Dlatego prace w tym kierunku są niezmiernie ważnym i koniecznym elementem aktualnych badań naukowych.
Analiza jakości druków wielkoformatowych umożliwia sformułowanie kilku wniosków:
• zastosowanie druków wielkoformatowych wzrasta bardzo szybko, oprócz typowo reklamowego poszerzane jest o prace artystyczne i inżynierskie
• jakość druków wielkoformatowych jest podstawową ich cechą użytkową
• wśród parametrów jakości druków wielkoformatowych najważniejszymi są parametry dotyczące ich barwy
• na jakość druków wielkoformatowych wpływają wszystkie parametry procesu drukowania i są one wzajemnie bardzo ściśle powiązane, ale dominującą rolę odgrywa dobór i dopasowanie własności stosowanego papieru i barwników
• prowadzenie prac badawczych i normalizacyjnych w kierunku ścisłego sprecyzowania i normalizacji parametrów jakości druków barwnych jest bardzo celowe.
Ludwik Buczyński
Instytut Mikromechaniki i Fotoniki Politechniki Warszawskiej
Literatura
1. Y. Kipman, K. Johnson, On-line Wide Format Printer Diagnostic, NIP 18 Inter. Conf. on Digital Printing Technologies, 2002, p. 568–570.
2. M. Graindourze, H. Kanora, S. Lingier, G. Desie, Comparison of Print Characteristic of Wide Format Photograde Ink Jet Papers, NIP 17 Inter. Conf. on Digital Printing Technologies, 2001, p. 107–111.
3. J. Suhadolnik, A. Smith, W. Renz, Influence of UVA Spectral Absorbcion and Photopermanence on the Watherability of Laminated Ink Jet Graphics, NIP 18 Inter. Conf. on Digital Printing Technologies, 2002, p. 348–352.
4. M.K. Torrey, Meeting the Challenges of UV Ink Jet Jetting in Wide Format Applications, DPP 2003, Inter. Conf. on Digital Production Printing and Industrial Applications, 2003, p. 175–177.
|
|
|
|
