Лазерный принтер для цветопробы

Введение

Цветопроба (определение).

Цветопроба — изображение, служащее образцом для воспроизведения  цвета при тиражировании печатного  материала. Является одним из важных инструментов для обеспечения качества цветовоспроизведения в полиграфии наряду с денситометрическим и колориметрическим  контролем. Правильно выбранная технология изготовления цветопробы позволяет получить отпечаток, который мог бы являться документом, гарантирующим получение качественного тиражного отпечатка (естественно, при соблюдении всех необходимых условий по тиражированию).

Задача  и цели изготовления цветопробы.

Задача изготовления цветопробы заключается в симуляции тиражного  оттиска. Можно считать ее своеобразным прототипом последующих  многих сотен  изображений, это образец для печатника в процессе приладки. Цветопроба в реальном технологическом процессе преследует две основные цели:

1. внутренний контроль подготовки цветных изображений;
2. предъявление результата работы заказчику до печати тиража.

Виды  цветопробы.

В настоящее время существуют четыре вида цветопроб:

1. экранная цветопроба;
2. цифровая цветопроба;
3. аналоговая цветопроба;
4. пробная печать.

Начинается этот список с  самой простой и дешевой цветопробы, а заканчивается наиболее технологически сложной и дорогой, но позволяющей  получать результаты, наиболее приближенные к тиражным оттискам.

1. Экранная цветопроба

Как следует из названия, оператор оценивает изображение, получаемое на экране монитора. От того, насколько  правильно воспроизводит монитор  цвета и оттенки, будет зависеть правильность выполняемой цветокоррекции. Корректное воспроизведение цветов на мониторе тем сложнее, чем ниже класс монитора. В худшем случае не поможет даже правильно построенный  профиль устройства.

Кроме того, синтез цвета  на экране принципиально отличается от синтеза цвета в печатающих устройствах. В первом случае это  аддитивный синтез (то есть монитор  формирует все цвета и их оттенки  путем сложения трех основных составляющих — красного, зеленого и синего); во втором — субтрактивный синтез (основанный на вычитании из падающего на окрашенный предмет света определенных длин волн).

При работах, связанных с  высокими требованиями к качеству воспроизведения  цвета (многокрасочная печать, включая  специальные цвета и т.д.), следует  использовать мониторы более высокого класса, нежели при работе с однокрасочной  или двухкрасочной продукцией. При  этом не стоит скупиться на приобретение приборной базы для построения ICC-профилей устройств.

Рис. 1. Экранная цветопроба.

2. Цифровая цветопроба

Основу цифровой цветопробы составляет цифровое печатающее устройство, работающее по тому или иному принципу формирования изображения. К цифровым цветопробам принято относить электрофотографические, цветные, струйные, сублимационные и твердочернильные принтеры. Имитация оттиска будет наиболее точной у тех устройств, которые используют красящие вещества (чернила и тонеры) и печатные основы, по своим спектральным и физическим характеристикам приближающиеся к используемым в полиграфическом процессе.

Все цифровые цветопробы соединены  с компьютерными станциями и  получают информацию в цифровом виде. В этом случае качество имитации печатного  оттиска будет зависеть также  от используемых профилей устройств (монитора, цветопробного устройства и печатной машины). При отсутствии устройств профилирования с помощью цифровой цветопробы будет воспроизводиться интерпретация печатающим устройством цветов, заданных в прикладной программе, без учета цветовых охватов.

Рис. 2. Цифровая цветопроба (Epson Stylus Pro WT7900).

3. Аналоговая цветопроба

Этот вид цветопробы создавался как альтернатива пробной печати, поэтому используемые пигменты наиболее приближены по своим свойствам к средним колориметрическим показателям стандартной красочной триады, а набор подложек имитирует наиболее популярные бумажные основы (мелованная, немелованная, глянцевая и т. д.). Аналоговая цветопроба изготавливается с цветоделенных растрированных фотоформ и по своему месту в технологическом процессе находится ближе к печатному оттиску, нежели цифровая цветопроба. Естественно, что цена ошибки, обнаруженной на этой стадии (стоимость пленки, расходных материалов цветопробы, времени работы оператора), гораздо выше, чем в случае экранной или цифровой цветопробы. Аналоговые цветопробы подразделяются на так называемые сухие и мокрые. Различие заключается в том, что в процессе получения оттиска в сухих цветопробах не используются никакие химические растворы — снятие пигмента с пробельных элементов осуществляется механическим способом. При мокрой цветопробе происходит химическое проявление.

Преимущества аналоговой цветопробы — это не только широкий  цветовой охват и попадание в  цвет офсетного оттиска, но и возможность  проконтролировать качество готовой  фотоформы, то есть качество растрирования  векторных элементов, треппинг, наличие  муара, а в некоторых случаях  даже воспроизведение смесевых красок.

К недостаткам систем аналоговой цветопробы относятся высокая себестоимость  оттиска, а также тот факт, что  не всегда имеется возможность изготовления цветопробы на тиражной бумаге, причем в некоторых системах иногда невозможно моделировать особенности печатных процессов, например растискивания.

Рис. 3. Изготовление аналоговой цветопробы (Fuji Colour-Art).

4. Пробная печать

Пробная печать — самый  точный вид цветопробы. Печать обычно выполняется на тиражной бумаге, используются те же печатные формы и тиражные краски. Пробную печать можно производить  на печатных машинах (в случае особо  ответственных работ) либо на специальных  пробопечатных станках, которые  обладают широким набором регулировок, в частности возможностью изменения  давления в печатных парах. Единственный минус — пробная печать стоит  дорого. Пробопечатный станок обычно представляет собой однокрасочную  плоскопечатную установку.

Рис. 4. Пробопечатная машина.

5. Устройства для получения цифровой цветопробы

Для получения цветопробы могут быть использованы аналоговые и цифровые системы. В настоящее время на рынке цветопробных устройств преобладает цифровая цветопроба, отодвигая на задний план аналоговую цветопробу и пробную печать. Особенность этой пробы состоит в том, что она выполняется с помощью печатающих устройств непосредственно с компьютера. Она позволяет проводить оперативный контроль за процессом воспроизведения с минимальными материальными затратами, дает возможность устранения ошибок на ранних стадиях работы.

В настоящее время в  качестве устройств для получения цифровых цветопроб используются принтеры, работающие с различными технологиями перенесения красочного пигмента на основу. Различают принтеры:

• работающие по принципу термопереноса;
• сублимационные;
• струйные;
• принтеры на твердых чернилах;
• лазерные.

Различие цифровых устройств  определяется способностью принтера имитировать  цвет и детали полутонового изображения адекватно печати. Названная способность определяется в свою очередь тремя составляющими: достаточностью пространственного и цветового разрешения, широтой зоны цветового охвата и наличием встроенной системы управления цветом, обеспечивающей калибровку системы под реальный печатный процесс [1].

5.1. Печать с  помощью термопереноса

Работа  принтеров этого класса основана на переносе красителя с лавсановой основы на бумагу при нагреве участка  слоя красителя. Участок пленки с  красителем нужного цвета нагревается  именно в тех местах, которые должны остаться на бумаге, а затем пленка перематывается для нанесения следующего цвета. Таким образом печать осуществляется последовательно. Краски по своему цвету довольно близки к используемым в полиграфии триадным, а отсутствие их смешения позволяет получать хорошую цветопередачу для плашечных элементов. Получить же хорошие значения резкости изображения (или плавность перехода полутонов) не представляется возможным ввиду низкой разрешающей способности таких устройств (обычно 300 dpi).

Рис. 5. Схема работы принтера с термопереносом.

Недостатком этого способа является то, что  для печати годится не всякая бумага. Если поверхность бумаги не слишком  гладкая (или мелованная), может произойти  неполная передача красителя на бумагу. Использование данного принтера в качестве цифровой цветопробы не оправдывает себя из-за низкой разрешающей способности данных устройств. В настоящее время они находят применение в области деловой графики и подготовки презентационных материалов. [2]

5.2. Сублимационная печать

Принтеры  с использованием этого способа  формирования изображения дают отпечатки  с замечательно гладкими переходами цветов, напоминающие фотографические, благодаря такому способу печати, когда вместо прямого наложения  чернил или красок на бумагу, используются лавсановые пленки с красителем (как  в принтерах с термопереносом), испаряющимися при нагреве элементов  печатной головки. Используемые краски должны быть прозрачными, так как  после испарения и попадания  на специальное покрытие бумаги они  проникают в него и там смешиваются. Степень нагрева микроскопических нагревательных элементов головки  можно контролировать, и разные цвета  получаются смешением разных количеств  основных красителей. Испаряющаяся краска ложится на поверхность бумаги в  виде довольно широкого пятна, и, следовательно, каждый элемент изображения запечатан  полностью. Это значит, что не нужно  формировать растровую структуру  изображения, что является одновременно и достоинством и недостатком  такого процесса печати. Достоинство  – в получении исключительно  плавных переходов цветов, создающих  иллюзию фотографического отпечатка. Недостатками же  являются  невозможность  имитации  растровой  структуры  и  обязательное  использование  только  определенной  бумаги,  сертифицированной  компанией-производителем. Имитация различной степени растискивания растровых точек возможна лишь с помощью соответствующего изменения плотности накладываемых красок  и  может  задаваться  программно.

Рис. 6. Схема работы сублимационного принтера.

Отпечатки характеризуются очень неплохой цветопередачей. Цветовой охват таких  принтеров один из самых больших. Уже упоминавшееся отсутствие растровой  структуры изображения может  помешать заметить на допечатном этапе  такие недостатки, как муар, неправильное использование треппинга (или его не использование) и другие проблемы. Характерным разрешением для принтеров такого класса является 300х300 dpi. [2]

5.3. Струйная печать

Принцип работы основан на формировании с  помощью нагрева или пьезоэлектрического  эффекта мельчайших капелек жидкого  красителя и перенос их на носитель – бумагу или пленку.

Для реализации пьезоэлектрического метода в каждое сопло установлен плоский пьезокристалл, связанный с диафрагмой. Как известно, под воздействием электрического поля происходит деформация пьезоэлемента. При печати находящийся в трубке пьезоэлемент, сжимая и разжимая трубку, наполняет капиллярную систему чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар, а чернила, которые "выдавились" наружу, оставляют на бумаге точку (рис. 7.). [2]

Рис. 7. Принцип действия струйного принтера с пьезоэлементами.

Четырехцветные  струйные принтеры используют те же цвета  красок, что и в полиграфии (триадные краски), но спектральные характеристики цвета у них не совпадают. Кроме  того краски струйного принтера сделаны  на водной или водно-спиртовой основе, а значит оттиск, отпечатанный таким  способом нельзя мочить, либо надо использовать специальное покрытие. Помимо промокания на качество изображения сильно влияет растекание капелек по поверхности  бумаги.

Для получения  высококачественного  изображения выпускаются струйные принтеры с физическим разрешением 1440х720, 1200х1200, 2880х720, 2400х1200 dpi.

Характерным для струйной печати являются: неточная передача цвета; сильная зависимость  качества изображения от свойств  используемой бумаги;  склонность к  выцветанию под воздействием ультрафиолетового  излучения; невозможность имитировать  растр. В связи с этим в последнее  время стали применять пигментные чернила, представляющие собой мелкодисперсную  водную взвесь твердого красящего порошка. Такие чернила имеют более насыщенный, устойчивый к влажности цвет.

 К  струйным принтерам импульсного  типа относятся принтеры с твердыми чернилами, которые в процессе печатания изменяют фазу своего состояния. В этих принтерах четыре цветные восковые палочки, соответствующие базовым цветам: голубая, пурпурная, желтая и черная – закладываются в печатающую головку. Нагреватели расплавляют воск – при температуре 90⁰С он переходит в жидкое состояние и стекает в резервуар с подогревом, где чернила поддерживаются в жидкой фазе во время работы принтера. Для получения изображения печатающее устройство откачивает небольшое количество чернил из резервуара и затем дополнительно нагревает его. Электронное устройство “выстреливает” мельчайшие капли в момент, когда это требуется. При контакте с бумагой чернила мгновенно переходят в твердую фазу, поэтому они не впитываются в бумагу, а остаются на ее поверхности. При этом отсутствует эффект расплывания чернил, присущий любым жидким чернилам. [3]

Рис. 8. Принцип действия струйного принтера с твердыми чернилами.

Для достижения большего числа градаций цвета одновременно используются два  комплекта печатающих головок —  с пигментами стандартной и половинной оптической плотности, за счет чего в  каждой точке может быть достигнуто 4 градации плотности краски. Поскольку  вязкость краски в момент соприкосновения  с бумагой достаточно высока, практически  отсутствуют проблемы ее разбрызгивания и впитывания. Пигмент, используемый при изготовлении твердых чернил, близок к пигменту типографских красок, что облегчает калибровку принтера под офсетную печать. Управление цветом осуществляется в программном RIP.

К преимуществу данной технологии относят: полную независимость  от запечатываемого материала (непрозрачность красок дает одинаковые результаты печати на любом носителе), несмешиваемость  красок, как следствие этого хороший  цветовой охват, а также водостойкость  красок.

5.4. Лазерные принтеры

В основу работы принтеров этого  класса положен принцип электрофотографии. Поверхность светочувствительного барабана или, как в некоторых  принтерах, свернутой в кольцо светочувствительной  фольги сначала заряжается в электрическом  поле коронного разряда. Затем с  помощью лазерного луча некоторые  участки поверхности разряжаются, создавая скрытое изображение, проявляемое  далее тонером одного из цветов CMYK. При последовательном наложении  всех четырех тонеров создается  полноцветное изображение, переносимое  потом на бумагу. Последняя операция – это припекание тонера к бумаге.

Разрешение данных принтеров очень  высокое (обычно 1200х1200 dpi). Стоимость оттиска низкая, скорость высокая. Высшие модели дают очень неплохой цветовой охват и цветопередачу. Самое важное – эти принтеры могут имитировать растровую структуру, что очень важно для определения наличия муара.

Рис. 9. Схема работы лазерного принтера.

К недостаткам этого класса принтеров  относится невозможность получения  растровой точки с резкими  краями, так как часть тонера обязательно  рассеивается и снижает резкость конечного изображения. Другим недостатком  принтера является сложность его  конструкции с четырьмя картриджами  для тонеров, промежуточного накопителя тонера перед нанесением на бумагу (барабан или кольцо из пленки) и  электрографической системы высоко напряжения.

Принтеры этого класса обеспечивают промежуточное значение качества по сравнению со струйными и сублимационными технологиями печати. [2]

6. Устройство лазерного принтера

Рис. 10. Схема работы лазерного принтера.

1. Генератор лазера
2. Вращающееся зеркало
3. Лазерный луч
4. Валики, подающие бумагу
5. Валик, подающий тонер
6. Фотопроводящий цилиндр
7. Узел фиксации изображения

Сердцем лазерного принтера является фотопроводящий цилиндр, который часто называют печатающим барабаном. С помощью барабана производится перенос изображения на бумагу. Он представляет собой металлический цилиндр, покрытый тонкой пленкой фотопроводящего полупроводника, обычно оксидом цинка или чем либо подобным. Поверхности этого покрытия можно придать положительный или отрицательный заряд, который сохраняется на поверхности, но только до тех пор, пока барабан не освещен. Если какую либо часть барабана проэкспонировать, то покрытие приобретает проводимость и заряд стечет с освещенного участка, образовав незаряженную зону. Данный момент очень важен для понимания принципа работы лазерного принтера.

Следующей важной его частью является лазер и презиционно  оптико-механическая система, перемещающая луч. Малогабаритный лазер генерирует тонкий световой луч, отражающийся от вращающегося зеркала (как правило, шестигранного) разряжает положительно заряженную поверхность барабана. Чтобы получилось изображение, лазер включается и выключается управляющим микроконтроллером. Вращающееся зеркало разворачивает луч в строку на поверхности печатающего барабана. Все это вместе создает на его поверхности строку скрытого изображения, в котором те участки, которые должны быть черными, имеют один заряд, а белые противоположный. После формирования строки изображения, специальный презиционный шаговый двигатель поворачивает барабан так, чтобы можно было формировать следующую строку. Этот этап печати напоминает построение изображения на экране телевизионного монитора.

Но каким образом на поверхности барабана появляется заряд, необходимый для создания изображения? Для этого служит тонкая проволока  или сетка, называемая "коронирующим проводом". Но почему "коронирующий"? Дело в том, что на этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение  светящейся ионизированной области  вокруг него, которая и называется короной и придает барабану необходимый  статический заряд.

Итак, на барабане сформировано изображение вроде статического заряда и незаряженных участков. Дальше барабан проходит мимо валика, подающего  из специального контейнера черный красящий порошок тонер. Частички тонера, заряженные положительно, прилипают только к нейтральным участкам, отталкиваясь от положительно заряженных. Это похоже на то, как на экране телевизора собирается пыль.

Следующим этапом является перенос тонера (а, значит, и изображения) на бумагу. Бумага вытягивается из подающего  лотка и с помощью системы  валиков перемещается к печатающему  барабану. Перед самым барабаном  бумаге сообщается статистический заряд  с помощью еще одного коронирующего  провода, подобного тому, что используется для подготовки барабана к экспонированию. Затем бумага прижимается к поверхности барабана. Заряды разной полярности, накопленные на поверхности бумаги и на поверхности барабана, вызывают перенос частиц тонера на бумагу и их надежное прилипание к последней. После переноса тонера бумага покидает поверхность барабана.

При этом валики продолжают перемещать бумагу к выходному лотку  принтера. Следующим звеном принтера, встречающего бумагу с изображением на этом пути, является узел фиксации изображения. Тонер содержит вещество, способное  легко плавится. Обычно это какой-нибудь полимер или смола. При нагревании до 200-220 градусов и повышении давления порошок расплавляется и намертво соединяется с поверхностью бумаги. Только что вышедшие из принтера листы  теплые, а слишком нетерпеливый пользователь, хватающий появившийся листок, рискует обжечь пальцы. Далее бумага протаскивается к выходному лотку. При этом, если листы выводятся напрямую, верхним в стопе отпечатков оказывается последний лист. Многие принтеры, однако, переворачивают бумагу лицом вниз, складывая стопу в правильном порядке, то есть верхним будет первый лист, нижним последний.

Отпечаток готов, осталось не рассмотренной последняя важная позиция очистка барабана. При  переносе изображения на бумагу не все частички тонера прилипают к  ней и небольшое количество их остается на барабане. Для этого на него подается электрический заряд, барабан очищается и готов к печати следующего листа.

7. Технология изготовления цифровой цветопробы

Технология изготовления цифровой цветопробы включает в себя несколько  этапов:

Таблица 1. [4]

Этап №1 – Растрирование:

Растрирование - это метод передачи полутонов изображения на не полутоновых устройствах, с помощью специальных, простых геометрических фигур - растровых точек. Состоит он в следующем. Исходное полутоновое изображение для печати, которое нам необходимо передать на не полутоновом устройстве, анализируется, и выводится на печать набором специальных, геометрически правильных фигур, - растровых точек, характеристики которых определяют цвет нашего изображения и его визуальную (оптическую) плотность. А растровая точка - это элементарная простая геометрическая фигура, формирующая растровый рисунок. [5]

Растрирование осуществляется с помощью RIP (Raster Image Processor, что в переводе означает «обработчик растрового изображения») – это устройство для преобразования изображений в подходящий для печати формат.

Рис. 11. Схема растрирования изображения.

Традиционно задачей  RIP является преобразование входного задания из общепринятых на допечатной стадии форматов «Post Script» и PDF в растровый формат, понимаемый конкретным устройством печати. [6]

Этап №2 – Печать:

Печатное устройство должно обеспечивать достаточное для воспроизведения всех деталей имитируемого печатного оттиска разрешение и приемлемую для заказчика скорость печати в рабочем режиме. От сочетания используемых чернил и бумаги напрямую зависят цветовой охват и стабильность характеристик цветопробного оттиска во времени. Также очень важна стабильность качества печати по всей площади оттиска и в тираже.

Этап №3 – Контроль цветопробы:

Для проведения инструментальной оценки печатных оттисков необходимы специальные  стандартизированные шкалы, которые  содержат набор цветных элементов. Определенные с помощью  спектрофотометров  цветовые координаты этих элементов  служат основой для построения профиля  печатного устройства.

Рис. 12. Цветовая шкала для контроля цветопробы.

Отпечатанная на печатном устройстве тестовая таблица обрабатывается с  помощью спектрофотометра. Каждое поле считывается спектрофотометром, и полученные значения автоматически загружаются непосредственно в программу, которая связана с печатным устройством в режиме online. Данные цветометрии тестовой таблицы подвергаются автоматическому анализу.

В режиме online - измерений ошибочные данные могут быть откорректированы сразу же благодаря повторному измерению соответствующих цветовых элементов. В режиме offline в случае ошибки необходимо провести измерение заново и только после этого переместить новые значения в программу.

8. Обзор принтера Epson Stylus Pro 7900

Рис. 13. Epson Stylus Pro 7900

Профессиональный широкоформатный  принтер Epson Stylus Pro 7900 — это идеальное  решение для печати графических  работ, поскольку гарантирует получение  четких тонких и точных линий, идеальную  цветопередачу. Безупречное качество сочетается с высокой скоростью печати.

Таблица 2

Современный и удобный  принтер Epson Stylus Pro 7900 обеспечивает один из самых широкий цветовых охватов среди широкоформатных принтеров. Он является прекрасным выбором для печати цветопроб, фотографий и репродукций.

Плоттер Epson Stylus Pro 7900 имеет 11 перезаправляемых картриджей. Использование  зеленого, оранжевого цветов, двух черных и двух серых позволяют печатать идеальные репродукции в цвете, а также в монохромных оттенках. Изображения выходят безупречно четкими, с прекрасной детализацией.

Печатающая головка плоттера Epson Stylus Pro 7900 имеет 10 каналов и специальное  покрытие для безупречно «чистой» работы. Дюзы не засоряются, Epson Stylus Pro 7900 печатает быстро и качественно. Набор перезаправляемых картриджей, которые идут в комплекте  с плоттером, позволяют значительно сэкономить на печати.

Epson Pro 7900 может печатать на листовых и рулонных носителях. В плоттер можно загружать для печати картон толщиной до 1,5 мм. Пользоваться принтером Epson Stylus Pro 7900 очень удобно. Он имеет панель управления с удобной, интуитивно понятной навигацией. Настройки панели можно выставить благодаря цветному жидкокристаллическому экрану.

Программное обеспечение

GMG ColorProof

Производитель: GMG GmbX

Рис. 14. Логотип GMG ColorProof

Компания GMG была основана в 1984 году в Германии. Основным направлением деятельности компании является разработка и производство решений по контролю и управлению цветом в полиграфических процессах.

В 1990 году рынку был представлен  пакет программного обеспечения  для управления цветом IRIS, ставший  основой для создания комплексов цветопробной печати. С развитием  данного решения компания достаточно быстро завоевала признание как  производитель систем управления цветом класса High-End для рынка Graphic Arts.

Сегодня компания является одним из лидеров рынка систем контроля и управления цветом –  ее решениями пользуется более чем 7000 типографий, рекламных бюро и  репроцентров по всему миру. В период революционного развития цифровых технологий в печати система контроля цвета GMG ColorProof фактически стала индустриальным стандартом на всей территории Европы. Основной целью компании остается разработка и совершенствование систем контроля и управления цветом для всех современных  печатных процессов.

Главный продукт компании, GMG ColorProof – программный комплекс для Windows, состоящий из четырех компонентов:

1. GMG ColorEngine – модуль управления цветом, осуществляющий преобразование цветов из пространства одного устройства в пространство другого.