ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КОПИРОВАЛЬНОГО ПРОЦЕССА

    

        В.Вдовин, кандидат технических наук («Компания Таймер-М»)

Л. Сулакова, кандидат технических наук (ВНИИПолиграфии)

Е. Маркова, инженер (ВНИИПолиграфии)

      В настоящей статье дается анализ влияния основных технологических факторов и технических параметров копировального оборудования на качество офсетных печатных форм, которое в значительной степени формируется при копировании изображения с фотоформы на предварительно очувствленную офсетную формную пластину.

Переработка информации полиграфическим способом, включает большое число технологических операций, каждая из которых в той или иной степени влияет на конечный результат коллективного труда - многокрасочную печатную продукцию.

Операция копирования изображения на офсетную формную пластину относится к допечатным процессам.

Допечатные процессы делятся на два этапа. Первый этап - это процесс переработки текстово-иллюстрационной информации и получения цветоделенных фотоформ, а второй этап - это процесс изготовления печатных форм, состоящий из копирования изображения на офсетную пластину и из обработки полученной офсетной копии с целью образования печатающих и пробельных элементов офсетной печатной формы.

Влияние первого этапа допечатных процессов на качество полиграфической продукции трудно переоценить. Для переработки текстово-иллюстрационной информации в современной полиграфической промышленности используются наиболее совершенные наукоемкие технологии - вычислительная техника, лазерная техника, ЭЛТ высокой разрешающей способности, волоконная оптика и многое другое. Современная техника электронной обработки информации в руках высококвалифицированных специалистов стала мощным инструментом, позволяющим получать в сжатые сроки цветоделенные фотоформы необходимого качества. Высокая трудоемкость и сложность этого этапа репродукционного процесса вполне оправдывает те большие затраты, которые необходимо нести при использовании электронных методов переработки информации в полиграфической промышленности.

Итак, мы являемся обладателями фотоформ, отвечающих самым строгим требованиям к их качеству, и заплатили за это немалые средства.

Наступает очередь следующей технологической операции - копирования изображения с фотоформы на офсетную формную пластину.

По сравнению с многочисленными операциями переработки текстово-иллюстрационной информации эта операция не занимает много времени, а оборудование для ее осуществления не отличается большой сложностью и стоимостью. В ряде случаев на этом основании операции копирования не уделяют должного внимания.

Такая недооценка процесса копирования фотоформы на формную пластину может перечеркнуть все усилия и затраты, вложенные в изготовление фотоформ и повлияет на качество конечного продукта всего полиграфического процесса.

Именно это обстоятельство и побудило авторов этой статьи рассмотреть факторы, существенно влияющие на качество офсетных копий.

Для качественного копирования изображения с фотоформы на формную пластину необходимо, чтобы это изображение было перенесено на формную пластину без потери мелких деталей. При позитивном копировании потери мелких деталей изображения ведут к не проработке растровых элементов в светах, а также тонких штриховых элементов, например, засечек у шрифтов. Указанные дефекты принято называть непрокопировкой.

Непрокопировка может возникнуть на офсетной копии и при низком качестве фотоформы (например, недостаточная и неравномерная плотность печатающих элементов фотоформы). Влияние качества фотоформы на непрокопировку далее рассматриваться не будет.

В чем же состоит физический смысл непрокопировки?

При копировании изображения фотоформы на позитивные офсетные пластины с копировальным слоем на основе диазосоединений мелкие печатающие элементы могут уменьшиться в размерах или совсем исчезнуть в том случае, если свет от источника копировальной рамы попадет под непрозрачные печатающие элементы фотоформы.

Это может произойти в следующих случаях:

- В случае неплотного контакта между фотоформой и формной пластиной.

- В случае большой доли рассеянного света в световом потоке осветительной системы копировальной рамы.

- В случае продолжительного экспонирования офсетной пластины.

 

Влияние на непрокопировку плотности контакта между фотоформой и формной пластиной

 

Плотный контакт между фотоформой и формной пластиной зависит от следующих факторов:

-     эффективности вакуумной системы копировальной рамы;

- наличия в конструкции копировальной рамы дополнительных механических систем удаления воздуха из зоны контакта фотоформы с формной пластиной (например, системы THEIMOPLAN или THEIMOSPEED фирмы SIEGFRIED THEIMER, Германия);

- качества поверхности и эластичности резинового коврика копировальной рамы;

-    качества монтажа фотоформ;

- климатических условий в помещении копировального отделения (нормальная влажность, отсутствие пыли);

- степени шероховатости поверхности офсетной формной пластины.

Главная причина неплотного контакта между фотоформой и формной пластиной - образование в этом пространстве воздушных пузырей. Для предотвращения этого вакуумная система копировальной рамы должна создавать вакуум между стеклом и резиновым ковриком постепенно, ступенчато. Обычно в копировальных рамах используется двухступенчатая система набора вакуума. В конструкции рамы должна быть предусмотрена возможность регулирования величины вакуума на первой ступени. Необходимо отрегулировать степень разрежения на первой ступени таким образом, чтобы максимальный вакуум достигался только на второй ступени вакуумирования. Вакуумная система должна обеспечивать регулировку времен первой и второй ступени вакуумирования и достаточную величину конечного вакуума.

Современные позитивные предварительно очувствленные пластины имеют копировальный слой на основе диазосоединений. Во время экспонирования из диазослоя выделяется азот, который также может образовать газовые пузыри. Выделяющийся азот должен быть удален, а поэтому насос вакуумной системы должен работать во время экспонирования формной пластины.

Эффективным средством, препятствующим образованию воздушных пузырей, являются дополнительные механические системы, способствующие удалению воздуха из вакуумируемого пространства копировальной рамы. Такими устройствами оснащаются копировальные рамы фирмы SIEGFRIED THEIMER (Германия). Причем фирма предлагает два типа таких устройств. Действие одного из них (THEIMOPLAN) основано на идее, так называемого, “плавающего резинового коврика”.  Система THEIMOPLAN обеспечивает периодическое прокатывание снизу по различным участкам резинового коврика валов с эластичным резиновым покрытием. В результате резиновый коврик получает волнообразное движение (“плавание”). Такое движение резинового коврика способствует удалению воздушных пузырей. Система THEIMOPLAN, как правило, работает во время набора первой ступени вакуума. 

Работа системы другого типа - THEIMOSPEED основана на использовании пружинящего металлического листа, жесткость которого имеет наименьшую величину в центре. Этот лист помещается под резиновым ковриком копировальной рамы.

Когда вакуумный насос начинает откачивать воздух из пространства между стеклом и резиновым ковриком, то атмосферное давление прижимает металлический лист и резиновый коврик сначала к центру стекла рамы, увеличивая постепенно эту зону прижима от центра к краям. В этом же направлении будет вытесняться из зоны контакта и воздух, предотвращая образование воздушных пузырей и, следовательно, неплотный контакт фотоформы и формной пластины.

По эффективности действия системы THEIMOPLAN и THEIMOSPEED равноценны, но конструктивно система THEIMOSPEED проще.

Определенные требования предъявляются и к качеству резинового коврика. С одной стороны, резиновый коврик должен быть эластичным, чтобы компенсировать за счет своей деформации различную толщину элементов монтажа (полоски липкой ленты, различные по толщине пленки и т.п.).  Если эластичность недостаточна, то в местах перепада толщин различных элементов монтажа образуются пустоты с воздухом. С другой стороны, поверхность резинового коврика не должна быть гладкой. Гладкая поверхность, прижатая к стеклу копировальной рамы, не позволит откачивать воздух из центральной части рамы, где расположены фотоформа и формная пластина. Поэтому поверхность резинового коврика должна иметь, например, тканевое покрытие. Неровности тканевой структуры создают каналы для удаления воздуха.

Все отмеченные выше факторы, влияющие на плотность прижима фотоформы к формной пластине, имеют отношение к конструкции копировальной рамы.

Однако недостаточный прижим может быть вызван  и другими причинами. Например, большое, не компенсируемое резиновым ковриком, различие в толщине пленок, монтаж пленок с перекрытием, образование заусенцев на краях элементов монтажа в результате использования некачественных резальных устройств и др.

Использование фотоформ, на которых монтаж выполнен электронными средствами и всё изображение, копируемое на форму, находится на одной пленке, также затрудняет получение плотного контакта с офсетной пластиной. Это объясняется тем, что гладкая поверхность такой фотоформы не создает каналов для отсоса воздуха.

Воздушные пузыри могут возникнуть при низкой влажности воздуха в копировальном отделении. При низкой влажности воздуха на фотоформе образуется электростатический заряд, который прижимает пленку к поверхности офсетной пластины, оставляя в зоне прижима изолированные от остального пространства воздушные включения.

Наличие в воздухе копировального отделения большого количества пыли, также ведет к образованию воздушных включений.  Широко известно получение на позитивной печатной форме светлого ореола вокруг пыли и других посторонних тел. Такие ясно различимые пятна образуются на растровых участках изображения.

Для облегчения отсоса воздуха в копировальных рамах используют следующие средства. Это контактный порошок, который насыпают между фотоформой и формной пластиной. При этом размер частиц контактного порошка должен быть настолько мал, чтобы не искажать мельчайшие элементы изображения, но, тем не менее, создавать каналы для отсоса воздуха.

Используют также в качестве основы фотоформы пленку с развитой поверхностью. Неровная поверхность пленки выполняет ту же задачу, что и контактный порошок.

При выполнении монтажа с помощью полосок пленки создают воздухо-выводные каналы.

И, наконец, используют офсетные формные пластины с большей величиной шероховатости поверхности, а также пластины, в копировальный слой которых равномерно внесены мелкие элементы, несколько превышающие по диаметру  толщину копировального слоя.

Применение одного или нескольких средств, рассмотренных выше, позволяет предупредить образование большого числа воздушных включений. Однако, непрокопировка, возникающая по причине попадания между фотоформой и формной пластиной посторонних тел, не может быть полностью устранена, она может быть только уменьшена.

 

Влияние на непрокопировку доли рассеянного света в световом потоке осветительной системы копировальной рамы.

 

Для того чтобы при копировании мелкие элементы изображения были перенесены с фотоформы на офсетную пластину с наименьшими искажениями, в копировальных рамах  применяют точечные источники света. В точечном источнике света размер светящегося тела во много раз меньше, чем расстояние от источника света до поверхности офсетной пластины. Если копирование ведется точечным источником света, то можно с некоторой степенью приближения считать, что свет распространяется прямолинейно и лучи света перпендикулярны к поверхности офсетной пластины по всему формату копировальной рамы. От источника света до копировального слоя свет проходит через материалы, имеющие различные коэффициенты преломления (воздух, стекло рамы, монтажная основа, фотопленка с изображением и, возможно, опять воздух при неплотном контакте между фотоформой и формной пластиной). Поэтому в световом потоке всегда присутствует рассеянный свет, т.е. лучи, направленные под углом к копируемой поверхности и печатающим элементам фотоформы. Именно рассеянный свет и экспонирует копировальный слой под непрозрачными печатающими элементами фотоформы, причем рассеянный световой поток направлен на элементы изображения практически со всех сторон. На долю рассеянного света в общем световом потоке особенно влияет конструкция рефлектора осветительного устройства копировальной рамы. Плохо спроектированный рефлектор может в значительной степени увеличить долю рассеянного света, что приведет к появлению непрокопировки.

Световой поток с невысокой долей рассеянного света обеспечивают копировальные рамы фирмы SIEGFRIED THEIMER, оснащенные осветительным устройством NOVA. С 1997 года все типы копировального оборудования этой фирмы выпускаются с осветителями NOVA. Высокое качество осветительных устройств фирмы SIEGFRIED THEIMER во многом объясняется тем, что фирма в совершенстве владеет вопросами светотехники. SIEGFRIED THEIMER - единственная в мире фирма, которая изготавливает широкую номенклатуру источников света, а также оборудования для допечатных процессов, в котором эти источники света используются.

Для того чтобы осветительная система копировальной рамы работала как точечный источник света, она не должна располагаться близко к копируемой поверхности.

В копировальных  рамах с горизонтальным расположением формной пластины и осветителем, расположенным над копируемой поверхностью не имеется каких-либо препятствий для того, чтобы установить осветитель на требуемом расстоянии от копируемой  поверхности.

В копировальных рамах с расположением источника света под формной пластиной расстояние между пластиной и осветителем ограничено рабочей высотой, удобной для загрузки в копировальную раму и удаления из рамы формной пластины и фотоформы.

Поэтому копировальные рамы  с верхним расположением осветителя над горизонтально расположенной формной пластиной получили в настоящее время наибольшее распространение.

Следует отметить, что некоторая доля рассеянного света необходима для того, чтобы убрать при копировании кромки элементов монтажа. Однако для этих целей целесообразно использовать дополнительное экспонирование через рассеивающую пленку, а основное экспонирование проводить источником света, в котором доля рассеянного света минимальна. Причем продолжительность экспонирования с рассеивающей пленкой в очень большой степени влияет на непрокопировку. В большинстве случаев продолжительность экспонирования через рассеивающую пленку не должна превышать 30 % от времени основного экспонирования. При выполнении качественных работ с использованием высоколиниатурных растров или нерегулярных частотно-модулированных растров приходится полностью отказываться от копирования через рассеивающую пленку. При этом для удаления следов монтажа следует использовать корректуру с помощью корректурных карандашей или корректурного геля, либо использовать выкрывающие маски.

Необходимо иметь в виду, что встречаются такие экземпляры копировальных рам, в которых доля рассеянного света настолько высока, что вообще нет необходимости применять рассеивающую пленку.

Влияние на непрокопировку продолжительности экспонирования офсетной пластины.

   Выше было отмечено, что рассеянный свет всегда присутствует при копировании в результате прохождения лучей света через материалы с различным коэффициентом преломления, а также не идеальной конструкции рефлектора осветительной системы. Очевидно, что при небольшой доле рассеянного света и небольшой его интенсивности вероятность непрокопировки невелика.

Но при длительном экспонировании даже рассеянный свет малой интенсивности способен таким образом воздействовать на копировальный слой офсетной пластины, что это воздействие приведет к искажению печатающих элементов офсетной копии.

Чем длительнее время экспонирования, тем сильнее проявляется непрокопировка. Этим обстоятельством объясняется тенденция к повышению мощности ламп, применяемых в современном копировальном оборудовании.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА НЕПРОКОПИРОВКИ.

Выше была дана некоторая качественная картина влияния различных факторов на образование дефектов, называемых непрокопировкой.

Но величину непрокопировки можно определить количественно с помощью шкалы FOGRA-KKS, т.е. объективно оценить имеющуюся копировальную раму, различные типы офсетных пластин, необходимую продолжительность создания вакуума, оптимальное время экспонирования через рассеивающую пленку и другие режимы процесса копирования.

 На рис. 1 дано изображение шкалы FOGRA-KKS, а на рис. 2 - разрез шкалы в копировальной раме по одному из трех её кольцевых элементов.

                                                      

Рис 2.

На шкале размещены три кольцевых контрольных элемента, которые состоят из тонких линий одинаковой толщины. Относительная площадь растра 20 %, линиатура растра 40 л/см. Центр  каждого контрольного элемента выступает над поверхностью шкалы. Высота первого элемента 75±5 мкм. Высота в элементах 2 и 3, соответственно, удваивается и утраивается относительно элемента 1.

При копировании такой шкалы на участках размещения контрольных элементов образуется непрокопировка, вызванная, намеренным нарушением плотного контакта. Величина непрокопировки возрастает от элемента 1 к элементу 3.

Для количественной оценки непрокопировки используют шкалы, на которых в четырех направлениях пронумерованы кольцевые линии от центра контрольного элемента к его периферии.

Допустимые значения непрокопировки соответствуют пятну, размеры которого находятся в диапазоне 14-19 линий контрольного элемента 2 и, соответственно, в диапазоне 20-25 линий контрольного элемента 3.

На нижних  значениях допустимой величины непрокопировки (14 линия контрольного элемента 2 и 20 линия контрольного элемента 3) сохраняется 50% изображения линии, а на  верхних значениях (19 линия контрольного элемента 2 и 25 линия контрольного элемента 3) - изображение линии сохраняется.

При проведении экспериментов необходимо обязательно вместе со шкалой FOGRA-KKS копировать контрольную шкалу UGRA- Offset 1982, что позволит контролировать процесс экспонирования. Показания шкалы FOGRA-KKS могут быть объективно оценены только при оптимальных режимах экспонирования, соответствующих разрешающей способности офсетной пластины с контролем по микролиниям контрольных шкал. При отсутствии шкалы UGRA-Offset 1982 вместе со шкалой FOGRA-KKS можно копировать полутоновую шкалу СПШ-К, разработанную ВНИИПолиграфии.

Оценка копировального процесса с помощью шкалы FOGRA-KKS и шкалы СПШ-К была проведена в лаборатории формных процессов ВНИИПолиграфии. При выполнении этих работ экспонирование проводилось на копировальной раме Copymat 064 фирмы SIEGFRIED THEIMER, которая имеет формат 64 х 75 см, осветительное устройство NOVA с источником света - 2,5 кВт, механизм рассеивающей пленки. Все эксперименты проводились на офсетных пластинах OZASOL типа P5S при неизменных режимах обработки копий на автоматизированном процессоре InterPlater 66 фирмы GLUNZ&JENSEN (Дания).

Ниже, в качестве примера использованы шкалы FOGRA-KKS, приведены результаты экспериментов по определению величины непрокопировки в зависимости от продолжительности экспонирования офсетной пластины через рассеивающую пленку.

Предварительно была установлена величина непрокопировки, которая может быть получена при копировании без рассеивающей пленки. Шкалы FOGRA-KKS и СПШ-К располагались при копировании на различных участках копировальной рамы – в центре и в углах. При выбранных по шкале СПШ-К режимах экспонирования было проведено по пять копирований в неизменных условиях.

Затем проводились копирования через рассеивающую пленку. Время экспонирования через рассеивающую пленку составляло 100%, 50%, 30% и 20% от общего времени экспонирования. Для каждого эксперимента было проведено по пять копирований, причем все остальные параметры копирования оставались неизменными и соответствовали режимам копирования без рассеивающей пленки.

Величины непрокопировки, которые были получены при экспонировании без рассеивающей пленки и при различных временах экспонирования через рассеивающую пленку, представлены в таблице.

 

Продолжительность экспонирования

через рассеивающую пленку в (%)

от  общего времени экспонирования

Величина непрокопировки

в диапазоне линий контрольного

элемента 2 шкалы FOGRA-KKS

Величина непрокопировки в диапазоне линий контрольного элемента 3 шкалы

FOGRA-KKS

1. Экспонирование без рассеивающей пленки

-

-

2.                 100%

10-12 линий

16-19 линий

3.                   50%

5 – 9 линий

8 – 13 линий

4.                   30%

2 – 5 линий

4 – 10 линий

5.                   20%

1 – 4 линии

3 – 9 линий

При экспонировании без рассеивающей пленки непрокопировка отсутствует.

Этот результат свидетельствует о высоком качестве и эффективности вакуумной системы и осветительного устройства копировальной рамы Copymat 064, а также о правильном выборе режимов экспонирование офсетной пластины.

Изображение шкалы, которое было получено при копировании без рассеивающей пленки, представлено на рис. 1.

 

                                                                    Рис.1

Поскольку копировальные рамы фирмы SIEGFRIED THEIMER обладает исключительными возможностями получения качественных копий, то при времени экспонирования через рассеивающую пленку, равному 100% от общего времени экспонирования, величина непрокопировки на контрольных элементах 2 и 3 составила 10 –12 линий и 16 – 19 линий соответственно. Указанные величины непрокопировки укладываются в допустимые значения (14-19 линий и 20-25 линий соответственно).

Чтобы по достоинству оценить этот результат, необходимо отметить, что на некоторых копировальных рамах при 100% экспонировании офсетной пластины через рассеивающую пленку исчезают практически все линии контрольного элемента 3. При уменьшении времени экспонирования через рассеивающую пленку до 30% и 20% от общей продолжительности экспонирования величина непрокопировки также уменьшается.

Эти результаты эксперимента подтверждают отрицательное влияние рассеянного света на качество копирования.

 

 

 

 

 

                 

 

                          Рис. 3                                                                 Рис. 4

 

На рис. 3 и рис. 4 даны изображения шкалы FOGRA-KKS, соответствующие – времени экспонирования через рассеивающую пленку 100% и 20% от общего времени экспонирования.

Шкалу FOGRA-KKS рекомендуется применять для контроля копировальной рамы в течение длительного времени. Для этого один или два раза в год проводят контрольные испытания и сравнивают их с предыдущими, проверяя не изменилась ли тенденция к получению непрокопировки. Таким образом, можно своевременно обнаружить, например, износ резиновых уплотнений коврика копировальной рамы, ухудшение работы элементов вакуумной системы и т.п. Кроме этого, рекомендуется использовать шкалу FOGRA-KKS для уточнения режимов копирования в тех случаях, когда изменяется тип применяемых офсетных пластин, материалы и качество смонтированных фотоформ и другие параметры процесса.

Итак, качество офсетных копий зависит от большого числа факторов, связанных как с параметрами копировального оборудования и режимами копирования, так и со свойствами применяемых офсетных пластин, качеством монтажа фотоформ, а также климатическими условиями в копировальном отделении полиграфического предприятия.

Для обеспечения высокого качества офсетных копий необходимо учитывать все эти факторы, однако определяющими являются два основных условия:

- Использование копировальных рам, отвечающие рассмотренным выше требованиям.

- Использование не только визуального, но и объективного количественного контроля процесса копирования путем применения общепризнанных контрольных шкал, например, FOGRA PMS-1, UGRA-Offset 1982, СПШ-К, FOGRA-KKS.

В качестве копировальных рам, которые не имеют ограничений по качеству копирования, могут быть предложены копировальные рамы фирмы SIEGFRIED THEIMER.

Неоднократное тестирование копировальных рам этой фирмы, в том числе результаты тестирования, приведенные в настоящей статье, неопровержимо доказывают их высокие технологические возможности. К этому необходимо добавить «немецкое» качество изготовления и, следовательно, высокую надежность оборудования фирмы SIEGFRIED THEIMER.

Чтобы сохранить высокое качество изображения на офсетной копии, рекомендуется для ее обработки использовать процессоры фирмы SIEGFRIED THEIMER и фирмы GLUNZ&JENSEN (Дания). Эти фирмы предлагают новые модели процессоров, которые обладают высоким уровнем автоматизации и нормализации процесса, отличаются надежностью и удобством обслуживания. Подробная информация о процессорах приводится в статье «Современное оборудование для обработки офсетных копий».

По всем вопросам приобретения и обслуживания копировальных рам и процессоров фирмы SIEGFRIED THEIMER, процессоров фирмы GLUNZ&JENSEN, а также приобретения контрольных шкал FOGRA и UGRA следует обращаться в «Компанию Таймер-М». Тел. (095) 334-21-74, тел/факс (095) 334-21-47.

По вопросу изготовления печатных форм следует обращаться в лабораторию формных процессов ВНИИПолиграфии. Лаборатория оснащена современным кормным оборудованием: копировальной рамой Copymat 064, процессором Inter Plater 66. Лаборатория проводит также обучение современной технологии изготовления офсетных печатных форм и контроля печатного процесса. Тел/факс (095) 159-47-18, тел. (095) 153-86-14.

На фирме «Компания Таймер-М» и в лаборатории формных процессов ВНИИПолиграфии можно получить консультации по широкому кругу вопросов организации полиграфического производства.