Четкое описание флексографии высокой четкости, или технологии High Definition Flexo

ЙенХоул (Ian Hole), вице-президент no маркетинговому развитию, Esko

 

 Технология High Definition Flexo претерпела ряд изме­нений с момента проведения первых тестов четыре года назад.

Выше разрешение — лучше качество точек

Разрешение изображений для флексо-CtP существенно измени­лось. В 1995 г. использовалась точка при разрешении 2100 пикселей на дюйм (ppi). В 1998 г. этот показа­тель вырос до 2540 ppi, а после изо­бретения HD Flexo в 2008 г. — до 4000 ppi.

Втом или ином виде сегод­ня технология экспониро­вания High Definition Flexo (HD Flexo) используется более чем в 30% всех цифровых устройств лазерной записи форм (флексо- CtP) по всему миру. В течение трех с половиной лет после выпуска на рынок технология претерпела ряд изменений, которые позволили значительно расширить тоновый диапазон и за счет этого усилить визуальный эффект упаковки. При этом была сохранена простота процесса и даже сокращено число ручных операций. Это была инте­ресная комбинация открытий при изучении свойств растровых точек и формных технологий.

 

Многие считают, что более высокое разрешение позволя­ет лучше воспроизводить детали, однако наиболее важным аспектом разрешения 4000 dpi является уве­личение уровней серого в изобра­жении. Разумеется, чем их больше, тем меньше заметна ступенчатость при передаче тонов.

Рис. 1. Процесс формирования точек на растре 175 Ipi (70 лин/см) с разрешени­ем 2540 (слева) и 4000 ppi (справа)

 

Дизайнер создает файлы с 256 уровнями серого, и именно это количество имеется б файле с изображением для печати. Таким образом, 256 уровней серого необходимы для полного воспро­изведения работы дизайнера.

Известно, что число уровней серого рассчитывается следующим образом:

количество натуральных уровней серого = (PPI/LPI)2,

                                            где PPI — разрешение CtP, a LPI — линиатура растра.

 

На основании этой формулы растр 150 лин/дюйм с разрешени­ем 2400 ppi создает при обработке растровым процессором файл с 256 уровнями серого. Однако многие типографии пытаются повысить качество, тестируя растры с 200 или 225 лин/дюйм и даже больше. Устройство экспонирования с раз­решением 2400 ppi может воспро­изводить лишь 144 уровня серого при 200 lpi и 92 при 250 lpi. Кроме того, флексография, как правило, требует компенсации тонового диа­пазона, например средних тонов, с помощью компенсационной кри­вой. На каждом этапе компенсации сокращается количество доступных уровней серого. Конечно, существу­ет так называемое «растрирование с супер-ячейками», которое позво­ляет искусственно создать больше уровней серого посредством сме­шения размеров точек, однако для этого требуется определенная пло­щадь зоны перехода. Если на круп­ных областях тоновые переходы могут быть гладкими, то изменения тонов на мелких деталях изображе­ний передать невозможно, и имен­но поэтому часто бывают заметны отдельные ступенчатые переходы.

Устройство эспонирования с разрешением 4000 ppi созда­ет 256 уровней серого при 250 lpi и 400 уровней серого при 200 lpi. Столь большое количество исходных уровней серого позволяет даже после всех этапов компенсации и применения кривых сохра­нить более 256 уровней. Это позволяет обеспечить отличное качество изображения с высокой четко­стью деталей и превосходным контрастом.

При более высоких разрешениях возникает еще один момент. При 4000 ppi точки также форми­руются лучше, поскольку используется большее число пикселей. Это не сильно проявляется, если точки крупные, но если растровые точки мелкие, то разница очень заметна. Как показал опыт, при переходе на разрешение 4000 ppi минимально вос­производимая на печати точка примерно на 40% меньше, чем при 2540 ppi.

На рис. 1 изображен процесс формирования точек на растре 175 lpi (70 лин/см) с разрешением 2540 ppi и 4000 ppi. Видно, что 2%-ная точка при 2540 ppi состоит всего из нескольких пикселей, что придает ей зубчатую форму. Несмотря на то, что кислородное ингибирование может сгладить верх­нюю часть точки в процессе изготовления флек- соформы, зубчатая структура все же сохранится. Поэтому небольшие точки легче сгибаются в печат­ной машине, а некоторые могут даже оторваться при износе, что ведет к грязи на оттиске. При раз­решении 4000 ppi все точки имеют почти идеально круглую форму и, следовательно, ведут себя более устойчиво.

Что касается средних тонов и глубоких теней, при 4000 ppi изображение имеет более четко выра­женную структуру. Расстояние между точками везде одинаковое, что формирует более стандартные области смыкания точек и снижает риск возник­новения проблем при печати. При 2540 ppi между точками могут возникать «мостики», если пиксели «торчат» из соседних растровых точек. При нанесении краски эти точки сливаются, значительно увеличивая растискивание в этой области. Если при разрешении 2540 ppi для более качественной печати области смыкания точек зачастую требует­ся специальный растр, то при 4000 ppi достаточно стандартного растра с круглой точкой.

Устранение резкой границы

Типичная для флексотехнологии проблема — нали­чие резкой границы в светлой зоне, то есть внезап­ный обрыв тона. Отсутствует плавный переход до нуля, обычный в офсетной или глубокой печати. Для стандартной технологии флексо-CtP характе­рен низкий тональный контраст и видимый обрыв градиента. По большей части это обусловлено тем, что во флексографии мелкие точки сильно растис­киваются, и это приводит к существенному уве­личению размера точки в таких светлых участках. Подобная проблема не встречается в традицион­ной глубокой и офсетной печати. Примеры — на рис. 2.

Одним из методов технологии HD Flexo было использование в светлых участках растровых точек разного размера. Все они различаются по величине, и при приближении к 0% одни исчезают раньше, чем другие. Благодаря такому способу глаз видит,

Высокотехнологичные соединения

 

Рис. 2. Типичная проблема флексографии — обрыв светов (справа). В офсете и глубокой печати такой проблемы нет (слева)

 

Точки исчезают в диапазоне от 1,5 до 2,5%, однако точки 0,5,1,0 и 1,5% остаются и заметны на оттиске. Таким образом, получается прием­лемый гладкий градиент. Он будет выглядеть тем лучше, чем больше по площа­ди тоновый переход {рис. 3).

Standard CTP Flexo: Minimum value 12%

 

Рис. 3. Амплитудно-модулированное растрирование - мое решение проблемы обрыва тона

■ единственное приемле-

Рис. 4. Отличие плагиек со стандартным растрированием (слева) и с микрора­стрированием (справа)

что точки отображаются ровно, формируя однородный тон. Таким образом решается проблема обры­ва тона.

Это полная противоположность стохастическим методам, в которых используется меньшее количество точек при уменьшении процента растра. Отрицательной стороной более низкой частоты точек явля­ется более заметная зернистость в светлых участках, в частности при печати несколькими цветами. Именно поэтому единственным приемлемым решением является амплитудно-модулированное рас­трирование.

Растры с высоким разрешением позволяют исчезать лишь некото­рым точкам в самом конце гради­ента с переходом к нулю. Причина этому довольно оригинальная.

 

Равномерность УФ-экспонирования по всей флексоформе может оказаться непростой задачей. Чем боль­ше форма, тем эта задача сложнее. При широкору­лонной печати гибкой упаковки или при печати по гофрокартону зачастую необходимо воспроизвести тоновые переходы светов к нулю при прочной струк

 

 полностью компенсировать потерю мощности Без достаточного количе­ства яркого света полиме­ризация формы не может завершиться, что приводит к формированию ослабленной структуры точек. Таким образом, продление срока службы лампы за счет увеличения выдержки не будет при­емлемым выходом.

Старение отдельны: ламп приводит к нерав­номерности светового потока. Излучаемый свет распространяется во всех направлениях и не сфокусирован, поэтому форма не может получить рав­номерную экспозицию! {рис. 8).

Однако если пере­местить УФ-засветку  непосредственно внутрь CtP, используя при этом специальные УФ-светодиоды,то интен­сивность УФ-излучения со временем не будет сни­жаться, а предполагаемый срок службы составит минимум 5 тыс. ч. Таким образом, благодаря циф­ровой УФ-экспозиции можно добиться полного контроля формного про­цесса.

Кроме того, поскольку засветка формы внутри CtP про­исходит при одновременном дви­жении источника УФ по форме в результате вращения барабана, кон­тролируемого ПО, каждый участок получает совершенно одинаковое количество и качество освещения. Процесс постоянно контролирует­ся и корректируется. Если свето- диод потерял мощность, оператор получает уведомление и работа прекращается. Результат — равно­мерное формирование профиля растровой точки по всей пласти­не, расположение источника света везде перпендикулярно ее поверх­ности, холодный свет не нагревает ее {рис. 9).

 

Рис. 7. Второе поколение HD Flexo обеспечивает улучшение всего тонового диапазона

 

 

 

Puc. 8. Старение отдельных ламп приводит к неравномерности светового потока

 

 

Рис. 9. Перемещение засветки внутрь CtP и использование УФ-диодов стабилизирует формный процесс

Рис. 10. Отсутствие необходимости в обратной засветке делает формный процесс одноэтапным

 

Эта технология подходит не только для стандартных задач флексографии, но и, например, для изготовления форм высокой печати с металлической основой, применяемых для печати на алюминиевх банках, тубах, в производстве ценных бумаг и т. д. Поскольку нет потребности в обратном УФ-экспонировании, новая система делает формный процесс одноэтапным (рис. 10).

 

Технологии High definition flexo

 

MicroCell Solid

№aaCells with 500lpi (200L/cm)

Good Solids with almost no pinholes

 

 

Full HD Flexo: точка с плоской вершиной

Последняя версия технологии HD Flexo предусматри­вает формирование точек со скругленной вершиной. Наряду со специальным растрировани­ем плашек это расширяет тоновый диа­пазон в светах и в тенях с градиентом. Несмотря на то, что скругленная верши­на обеспечивает превосходное качество светов и формирование более гладких сплошных фонов, при определенных условиях она дает более высокий расход краски в тенях и заливках без потери деталей. Например, для широкорулон­ной печати гибкой упаковки или для прямой печати по гофрокартону часто требуется плавный переход градиентов к нулю и одновременно нужны проч­но сформированные растровые точки в средних тонах для печати на высоких скоростях.

 

 

Рис. 11. Разница между круглыми (слева) и плоскими (справа) точками

 

Плоские точки в последнее время стали популярной темой среди спе­циалистов флексографской печати. Известно, что они дают насыщенные цвета и очень высокую плотность сплошной заливки. Многие компании при использовании технологии HD Flexo нашли способы формирования плоских точек за счет устранения кис­лорода из основной УФ-экспозиции: благодаря нагнетанию азота, примене­нию прозрачного ламинирующего слоя, использованию мощных источни­ков УФ-излучения или систем на основе пленки.

К сожалению, технологии пло­ских точек имеют обратную сто­рону. Возникающее в результате этого увеличение размера точки в светах, что является обычным для всех этих способов, будет всегда ограничивать плавность перехода к нулю, а это приведет к резкому обрыву тонов.

На рис. 11 показана разница между круглыми и плоскими точ­ками. В конечном счете печатник захочет получить круглые точки в светах (слева) и точки с плоской вершиной в тенях (справа).

Full HD Flexo (полная HD Flexo) обеспечивает получение округлых точек в светах и плоских в тенях (рис. 12).

 

 

 

 Поскольку тоновый диапазо­на формах расширился, Full HI Flexo может с высокой точностью воспроизводить больше пантокных цветов посредством стандарт­ной триады CMYK. Однородные плашки и полноценные светльн участки расширяют зону цветового охвата. Более 70% всех пантонных цветов можно воспроизвести на стандартной машине для печа­ти на гибких упаковочных мате­риалах с использованием красок CMYK (с отклоне­нием менее 3 ДЕ).

 

Влияние на цветопередачу

Исследования также показали, что нанесение большего количества кра­ски при печати 100%-ной заливки не всегда гаран­тирует точную передач; правильного цвета. Этс может дать большуь: цветовую насыщенность но будет ли результат на оттиске соответствовать требуемому цвету?

На приведенном ниж: графике (рис. 14), основанном на спектральных изме­рениях пурпурной краски ISO с двукратным нанесени­ем, видно, что в данном случае цвет на оттиске откло­няется от стандарта ISO в сторону красного цвета. При неприемлемом значении ДЕ = 6,56 толстый слой краски не дает совпадения с необходимым цветом.

Технология Full HD Flexo позволяет печатникам воспроизводить надлежащую оптическую плотность с оптимальным нанесением краски. Краска наносится однородно без «проколов», и оптимальная оптическая плотность плашек обеспечивает получение цветов, соответствующих стандартам ISO.

В конечном счете, использование обеих форд: точек — цифровых округлых и обычных плоских — в печати гибкой упаковки по-своему обоснованно Технология High Definition Flexo позволила флексо- типографиям конкурировать с предприятиями офсет­ной и глубокой печати благодаря воспроизведению более полного тонового диапазона, от высоких све­тов до глубоких теней. Флексография передает более насыщенные цвета, более мягкие светлые участки и более широкий спектр пантонных оттенков, доступ­ных для имитации триадой CMYK или расширенной цветовой гаммой из 7 красок. С учетом того, что все больше типографий используют технологию Full HD Flexo, в ближайшем будущем можно ожидать появле­ния действительно выдающихся образцов печати на упаковочных материалах.

Рис. 12. Full HD Flexo (полная HD Flexo) обеспечивает получение округлых точек в светах и плоских в тенях

 

Рис. 13. Этапы развития экспонирующих устройств и улучшение качества печати

Рис. 14. Спектральные измерения пурпурной краски

 

Новая технология включает программируемое регулирование интенсивности и времени работы УФ-светодиода при основном УФ-экспонировании внутри флексо- CtP. Цифровое управление УФ-диодом основной экс­позиции можно использовать для формирования обоих видов точек в зависимости от вида выполняе­мой работы: можно делать формы как с округлы­ми точками, так и с плоскими. Это обеспечивается за счет регулирования уровня удельной мощности УФ-экспозиции. Для плоских точек требуется более точек в средних тонах. К сожа­лению, неоднородность светового потока пакета УФ-ламп приводит к разным уровням экспозиции в различных участках копироваль­ной рамы.

Интенсивность УФ-ламп обыч­но снижается по прошествии 500 ч, не взирая на предполагаемый срок службы 5 тыс. ч, причем интен­сивность каждой лампы снижа­ется по-разному. Для выравнива­ния экспозиции необходимо как минимум два раза в год выполнять корректировку, однако это в значи­тельной степени зависит от време­ни работы копировальной рамы. Отсутствие измерения интенсив­ности и несвоевременная замена ламп могут привести к нестабиль­ности качества форм. К сожалению, увеличение выдержки не может интенсивная УФ-экспозиция, чем для округлых. Это позволяет ускорить полимеризацию, что предотвра­щает воздействие кислорода воздуха и обеспечивает воспроизведение изображения с маски на форму 1:1 без заострения вершины точки (рис. 13).

Таким образом, технология HD Flexo совершен­ствовалась и эволюционировала в сторону расшире­ния тонового диапазона печати: от 10%-ной точки в светах и оптической плотности плашки 1,25 в 1995 г. до 0% в светах и 1,4 на плашке с Inline UV в 2009 г. В 2012 г. технология Full HD Flexo в сочетании с Inline UV2 может обеспечить переход до нуля в светлых участках при оптической плотности заливки.

Последние награды DFTA (Немецкой флексограф­ской технической ассоциации) — лишь начало светло­го будущего этой технологии. ❖