Розділ 3 Результати проведених досліджень.
3.1. Тенденції розвитку за результатами патентного пошуку
В ході досліджень було проведено патентний пошук із глибиною 10 років, який встановив, що динаміка патентування технологій «computer-to-print» є зростаючою та перспективною для подальших наукових досліджень (рисунок 3.1). Переважна частина відібраних патентів стосується струминного (71%) та електрофотографічного (18%) способів друку, а всі інші технології «computer-to-print» займають менше 25% відсотків від загальної кількості патентної інформації (рисунок 3.2). Такі тенденції можна пояснити тим, що на сьогодні саме ці технології дозволяють поєднати належну якість відбитка зі швидкістю його виготовлення на доволі широкому спектрі матеріалів, які задруковуються [16].
Рисунок 3.1 – Кумулятивна крива розвитку патентної інформації для технологїй «computer-to-print» за роками
Рисунок 3.2 – Напрямки патентного пошуку за технологіями
Для визначених більш перспективних технологій було проведено розподіл патентної інформації за наступними головними напрямками:
— матеріальне забезпечення;
— удосконалення технологій формування зображення;
— устаткування, його конструкційні особливості і удосконалення;
— засоби та методи контролю якості відбитка.
Рисунок 3.3 – Розподіл патентної інформації для струминного друку
Рисунок 3.4 – Розподіл патентної інформації для електрофотографічного друку
Після аналізу відібраних патентів було встановлено, що для обох способів друку переважаючими напрямками виявилося вдосконалення матеріалів, хоча для електрофотографії ця перевага виявилися найбільш значною (70% патентів).
Дещо менше уваги приділено проблемам удосконалення технології формування зображення та устаткуванню і найменше засобам та методам контролю якості відбитка (менше 2%).
Також було проведено аналіз розподілення патентів більш перспективних технологій за країнами створення, результати чого подано на рисунку 3. Найбільшим лідером з кількості патентів є Японія, наступними є США та Китай для обох технологій.
Рисунок 3.5 - Розподіл патентної інформації за країнами:
1 – для технології струминного друку; 2 – для технології електрофотографії
Проведений аналіз патентної інформації засвідчив, що розробки по вдосконаленню технологій «computer-to-print» більшою мірою ведуться для струминного та електрофотографічного способів друку. Однак в межах таких тенденцій надто мало уваги приділено саме методам контролю, що, безумовно, є актуальним напрямком подальших наукових досліджень, так як дозволить суттєво покращити якість відтворення поліграфічної продукції.
3.2. Вплив параметрів на якісні показники
Для оцінки впливу різних параметрів (технології Т, обладнання О, матеріалів М, вимірювань В, персоналу П) на відтворення репродукційно-графічних характеристик відбитків технологіями computer-to-print(електрофотографія, іонографія, струменевий друк, магнітографія, елкографія, термографія) з високою якістю, спроможною конкурувати з офсетним плоским способом друку використано експертний метод. В ході опитування були опитані експерти щодо впливовості наступних параметрів:
технологія (Т),
обладнання (О),
матеріали (М),
вимірювання (В)
персонал (П),
Для визначення ваги того чи іншого параметру було застосовано метод експертної розстановки пріоритетів з точки зору „важливо - неважливо" чи „вагомо - невагомо" за такою схемою:
параметр оцінки „більш важливий", наприклад, при порівнянні якості виконання (Я) та собівартості (С) якщо перевага, з точки зору експерта, надається першому, то вона позначається знаком „>";
параметр оцінки „менш важливий" позначається знаком „<";
параметр оцінки „еквівалентні" позначається знаком „=".
Кожна з оцінок має наступне числове вираження:
Xi,j= 1,5 при Xi >Xj, тобто, параметр, що порівнюється, є більш вагомим, ніж параметр, з яким порівнюється;
Xi,j= 1,0 при Xi = Xj , тобто, параметр, що порівнюється, еквівалентний за своєю вагомістю параметру, з яким порівнюється;
Xi,j= 0,5 при Xi <Xj, тобто, параметр, що порівнюється, менш вагомий, ніж параметр, з яким порівнюється [17].
Експертні оцінки були оброблені та зведені в таблиці 3.1. Шляхом математичного опрацювання визначено вагу кожного з параметрів, результатом чого є визначення найважливіших пріорітетних параметрів та найменш важливих параметрів видання.
|
|
Т |
О |
М |
В |
П |
Сумарний коефіцієнт |
Вага параметру |
|
Технологія |
9 |
10 |
10,5 |
12,5 |
13 |
55 |
24% |
|
Обладнання |
8 |
9 |
9,5 |
10,5 |
11,5 |
48,5 |
22% |
|
Матеріали |
7,5 |
8,5 |
9 |
11 |
10,5 |
46,5 |
21% |
|
Вимірювання |
5,5 |
7,5 |
7 |
9 |
10 |
39 |
17% |
|
Персонал |
5 |
6,5 |
7,5 |
8 |
9 |
36 |
16% |
Таблиця 3.1 – Результати опрацювання оцінок експертів
Для наочності результатів побудована діаграма Парето (рисунок), в якій стовпчиками і кумулятивною кривою демонструється визначена вага параметрів.
Рисунок 3.6 – Діаграма Парето для визначення пріоритетних параметрів, що впливають на відтворення репродукційно-графічних характеристик відбитків
Рисунок 3.7 – Діаграма параметрів впливу на якість відбитків, відтворюваних з використанням технологій «computer-to-print»
3.3. Вплив процесу друкування на репродукційно-графічні характеристики відбитків
3.3.1 Дослідження якості відтворення штрихових елементів та тексту. В ході аналізу відбитків, виготовлених струменевим способом на Epson L8004 можна зробити висновок, що тріадні кольори відтворюються доволі чисто, без значних домішків інших фарб, що добре позначається на якості відтворення тексту на кольоровому фоні. Проте розподіляється фарба недостатньо чітко по поверхні задруковуваного матеріалу, що помітно по розмитим нерівним краям рисок та літер. Це позначається на якості відтворення дрібних літер та особливо тексту вивороткою.
а) б)
в) г)
Рисунок 3.8 – Спотворення тексту при друці струменевим способом на Epson L8004
а) б) в)
г) д)
Рисунок 3.9 – Спотворення штрихових елементів при друці струменевим способом на Epson L8004
а) б)
в) г)
Рисунок 3.10 – Спотворення штрихових елементів при друці струменевим способом на Epson L8004:
а) - блакитний; б) – пурпурний; в) – жовтий; г) – чорний
При загальному розгляді відбитків, надрукованих струминним способом на HP DisignJet 500помітно значне забруднення кольорів, тобто в кожній з тріадних фарб помітно велику кількість домі шків іншої фарби. Структура зображення здебільшого складається з полос, краї літер помітно розмиті, що погано позначається на відтворенні тексту, особливо дрібного.
а) б)
в) г)
Рисунок 3.11 – Спотворення тексту при друці струменевим способом на HP DisignJet 500
а) б) в)
г) д)
Рисунок 3.12 – Спотворення при друці струменевим способом на HP DisignJet 500
а)
б)
в)
г)
Рисунок 3.13– Спотворення штрихових елементів при друці струменевим способом на HP DisignJet 500
а) - блакитний колір; б) – пурпурний колір; в) – жовтий колір; г) – чорний колір
Відбитки, надруковані електрофотографічним способом на Xerox DocuColor, відзначаються високими якісними характеристиками, чистими тріадними кольорами з рівномірною структурою, надзвичайно чіткими краями, що забезпечує точне відтворення навіть дрібного тексту як на кольорових фонах, так і вивороткою. На рисунку 3.12 помітно, що фарба лягає нахиленими лініями, до того ж края штриха обмежені окремими лініями.
а) б) в)
Рисунок 3.14 – Спотворення тексту при друці електрофотографічним способом на пристрої Xerox
а) б) в)
г) д)
Рисунок 3.15 – Спотворення при друці електрофотографічним способом на Xerox DocuColor
а)
б)
Рисунок 3.13– Спотворення штрихових елементів при друці електрофотографічним способом на Xerox
в)
г)
Рисунок 3.13– Спотворення штрихових елементів при друці електрофотографічним способом на
а) - блакитний колір; б) – пурпурний колір; в) – жовтий колір; г) – чорний колір
Проаналізувавши діапазон спотворень штрихових елементів, можна сказати, що найбільші спотворення виникають при друкуванні чорних штрихів, що, можливо, пов’язано з ускладненнями при нанесенні усіх тріадних тонерів.
а) б)
в) г)
Рисунок 3.14 – Спотворення тексту при друці електрофотографічним способом на Konica Minolta bizhub
При розгляді відбитків, виготовлених електрофотографічним способом на Konica Minolta bizhub можна помітити, що колір відтворюється недостатньо чистим, а в структурі зображення присутні перехрещені риски. Текст на білому фоні відтворюється доволі чітко, тоді коли чорний текст на кольорових фонах має нечіткі краї, текст вивороткою забруднений , але розрізняється. Найбільші недоліки помітні при друці чорним кольором, на рисунку 3.13 подано зображення значного чорного муару, що до того ж нерівномірно розподіляється по відбитку.
а) б) в)
г) д) е)
Рисунок 3.15 – Спотворення при друці електрофотографічним способом на Konica Minolta bizhub
а)
б)
в)
г)
Рисунок 3.16– Спотворення штрихових елементів при друці електрофотографічним способом на Konica Minolta bizhub
а) - блакитний колір; б) – пурпурний колір; в) – жовтий колір; г) – чорний колір
3.3.2. Якість кольорового відтворення технологіями струминного та електрофотографічного друку. В результаті обробки та аналізу кольорових характеристик відбитків було визначено, що здебільшого дефекти з’являються при відтворенні темних зображень та значна втрата присутня в градаціях сірого.
Рисунок 3.17 – Спотворення градацій сірого при струминному друці на Epson L8004
Рисунок 3.18 – Спотворення градацій сірого при друці струменевому друці на HP DisignJet 500
Рисунок 3.19 – Спотворення градацій сірого при електрофотографічному друці на на Konica Minolta bizhub
Рисунок 3.20 – Спотворення градацій сірого при електрофотографічному друці на Xerox DocuColor
Для визначення кольлороспотворень при струменевому та електрофотографічному способах друку було проаналізовано відтворення певних пам’ятних кольорів. Зміна параметру ∆Eдля певних пам’ятних кольорів подана на рисунках.
а)
б)
Рисунок 3.21 – Градаційні спотворення при відтворенні тріадних кольорів струменевим способом на пристрої Epsonз використанням режиму HighQuality на: а) – глянцовому папері; б) – матовому папері
а)
б)
Рисунок 3.22 – Градаційні спотворення при відтворенні тріадних кольорів струменевим способом на пристрої HPз використанням режиму HighQuality на: а) – глянцовому папері; б) – матовому папері
а)
б)
Рисунок 3.23 – Градаційні спотворення при відтворенні тріадних кольорів електрофотографічним способом на пристрої Konika з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері
а)
б)
Рисунок 3.24– Градаційні спотворення при відтворенні тріадних кольорів електрофотографічним способом на пристрої Xerox з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері
а) б)
Рисунок 3.25 – Залежність оптичної густини від відсотку фарби при відтворенні тріадних кольорів струменевим способом на пристрої Epson з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері; 1 – black; 2 – cyan; 3 – magenta; 5 - yellow
а) б)
Рисунок 3.26 – Залежність оптичної густини від відсотку фарби при відтворенні тріадних кольорів струменевим способом на пристрої НР з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері; 1 – black; 2 – cyan; 3 – magenta; 5 - yellow
1 – black; 2 – cyan; 3 – magenta; 5 - yellow
а) б)
Рисунок 3.27 – Залежність оптичної густини від відсотку фарби відтворенні тріадних кольорів електрофотографічним способом на пристрої Konika з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері
1 – black; 2 – cyan; 3 – magenta; 5 - yellow
а) б)
Рисунок 3.27 – Залежність оптичної густини від відсотку фарби відтворенні тріадних кольорів електрофотографічним способом на пристрої Xerox з використанням режиму High Quality на: а) – глянцовому папері;
б) – матовому папері
Рисунок 3.21 – Параметр ∆E при відтворенні пам’ятних кольорів струменевим способом на Epson L8004
Рисунок 3.22 – Параметр ∆E при відтворенні пам’ятних кольорів струменевим способом на HP DisignJet 500
Рисунок 3.23 – Параметр ∆E
при відтворенні пам’ятних кольорів
електрофотографічним способом на Konica
Minolta bizhub
Рисунок 3.24 - Параметр ∆E при відтворенні пам’ятних кольорів електрофотографічним способом на Xerox DocuColor
3.3.3. Дослідження відтворення зображень з пам’ятними кольорами. Для оцінки якості відтворення пам’ятних кольорів в тест-обїєкт було занесено чотири фотографії з наявни носіями пам’ятних кольорів, а саме неба, трави, молока, шоколаду, цитрусів та обличчя люини.
Візуальна оцінка якості відтворення зображень, що містять пам’ятні кольори, проводилася групою експертів, до якої входили як представники професорсько-викладатського складу, так і фахівці поліграфічних підприємств. Вцілому відбитки, отримані з використанням електрофотографічної технології в режимі високої якості отримали найвищі оцінки. Трохи нижче було оцінено відбитки, отримані на пристроях струменевого друку в режимі високої якості. Найменш якісними було визначено відбитки, відтворені струменевим способом в режимі стандартних налаштувань. Для пристроїв електрофотографічного друку отримані якісні відбитки практично незалежно від задруковуваного матеріалу, що було належно оцінено. Зокрема відповідно до можєливостей пристроїв струменевого друку виготовлення відбитків на стандартному офсетному папері призвело до значного пониження якісних і колірних характеристик, тому для цих пристроїв задруковуваний матеріал було замінено на спеціалізований папір з розвиненою структурою поверхні.
Таблиця 3.2 - Оцінка якості відтворенн зображень з пам’ятними кольорами
|
Друкувальний пристрій |
Матеріал |
Режим |
Опис спотворень |
|
Epson |
глянцевий |
Default |
Найкраща якість і чіткість відтворення, однак усі зображення, крім шоколаду, є дещо затемненими, що, можливо, спричинено внутрішніми налаштуваннями друкування обладнання |
|
High Quality | |||
|
матовий |
Default |
Змазані чорнила, що, можливо, пов’язано з невідповідністю налаштувань друкування обладнання для даного задруковуваного матеріалу, очевидна втрата градацій. Зміна режиму впливає на якість несуттєво. | |
|
High Quality | |||
|
HP |
глянцевий |
Default |
Надзвичайно велика втрата градацій та повне кольорове зміщення. Чітке відтворення дрібних деталей в світлих ділянках, підвищена яскравість. |
|
High Quality |
Надзвичайно велика втрата градацій та повне кольорове зміщення. Висока насиченість кольорів. | ||
|
матовий |
Default |
Дуже тьмяне зображення, хоч чіткість достатньо висока, чітко видно деталі в світлих ділянках
| |
|
High Quality |
Тьмяне зображення, але насиченість на достатньому рівні. Незначне змазування чорнил. | ||
|
Konika |
глянцевий |
Default |
Висока яскравість, зміна матеріалу несуттєво впливає на відтворення зображення. |
|
High Quality |
Занадто висока яскравість, такі алгоритми кольороподілення доцільні для зображень, де необхідно відтворити дрібні деталі в темних ділянках з можливістю нехтуванн світлими ділянками | ||
|
матовий |
Default |
Висока яскравість, зміна матеріалу несуттєво впливає на відтворення зображення. | |
|
High Quality |
Занадто висока яскравість, такі алгоритми кольороподілення доцільні для зображень, де необхідно відтворити дрібні деталі в темних ділянках з можливістю нехтуванн світлими ділянками | ||
|
Xerox |
глянцевий |
Default |
Кольлора насичені, відтворення деталей чітке. Вцілому висока якість відтворення. |
|
High Quality |
Найбільш насичені зображення та найкраще відтворення деталей серед усіх відбитків, що порівнюються. | ||
|
матовий |
Default |
Незначна втрата деталей в темних ділянках, вцілому якість відтворення висока. | |
|
High Quality |
Кольора цитрусових фруктів виглядають натурально, але небо надто темне. Вцілому якість відтворення зображень висока. |
На думку експертів, наявність спотворень повьзана з складністю зображень по відтворенню та зособливостями налаштувань кожного з друкувальних пристроїв. Тобто у випадках задовільного відтворення зображення неба ділянки з шоколадом і молоком виявляються занадто світлими та навпаки – обрані зображення містть світлі і темні ділянки, що ускладнює процес їх одночасного відтворення. На відміну від офсетного друку, в даних технологіях неможлива зонова подача фарби, в результаті чого або світлі ділянки відтворюються занадто світлими, або темні ділянки занадто затемнені.
Розділ 4 Практична реалізація результатів дослідження