Расчет расхода чернил струйной печати

Основой вычисления себестоимости печати широкоформатного производства является расчет расхода чернил. Этот параметр состоит из двух основных частей:

1. Затраты на печать заказа
2. Технические затраты чернил производством

Затраты на печать могут определяться простыми лабораторными методами. Самый показательный из них - определение затрат чернил на печать заказа взвешиванием готового отпечатка на высокоточных весах и аналогичного куска материала. Остается только посчитать разницу и внести коррекцию на плотность используемых чернил. В то же время, затраты на печать заказа могут быть рассчитаны математическим путем. Выбор всегда остается за работниками производства. Рассмотрим более сложный математический вариант. Для того, чтобы понять методику этого расчета, необходимы дополнительная информация по работе и данные, связанные с теорией струйной печати. Для примера, используем реальное изображение, которое будет напечатано при помощи струйного широкоформатного принтера.

Последовательность необходимых данных можно определить следующим образом:

1. Коэффициент заполнения работы
2. Разрешение растрирования
3. Влияние линеаризации и профилирования
4. Характеристики печатающих головок

Совокупность этих данных и даёт необходимое понимание расхода чернил при выполнении печати.

Коэффициент заполнения работы.

Эту величину можно рассчитать при помощи специализированных программ или используя графический редактор Adobe Photoshop(TM). Условием правильного расчета заполнения является добавление всех белых полей, которые присутствуют в работе.

Разрешение растрирования.

Растровый процессор готовит данные для струйного устройства печати, используя классические стохастические растры. При использовании печатающих головок с фиксированной каплей обычно применяют технологию растрирования Error Diffusion или Stochastic Screening с единым размером точки. Следует отметить, что в отличие от полиграфической отрасли, струйная печать является бесконтактным методом печати. По этой причине растровый процессор не имеет данных ни о реальном размере точки, которая будет получена, ни о форме этой точки. Задавая разрешение растрирования, мы лишь определяем теоретический узел виртуальной решетки, в которое с определенной вероятностью будет поставлена точка на материал. При этом физический размер и форма полученной точки будет зависеть от технических характеристик устройства печати. Технология печати с переменной каплей в некоторых случаях использует другие методы растрирования, которые позволяют управлять размером точки. Эти методы растрирования имеют ряд плюсов, в том числе использование меньшего разрешения для получения сопоставимого качества печати. Однако для расчета расхода чернил мы лишь учитываем разрешение, которое растровый процессор использовал для подготовки данных

Влияние линеаризации и профилирования

Для точного вычисления расхода чернил необходимо знать все поканальные ограничения и общее снижение насыщенности, которое применяется при выполнении заданной работы на необходимом материале.

Характеристики печатающих головок

Основной характеристикой, которая определяет расход чернил, а также влияет на качество печати, является объем капли печатающей головки. Обычно эта величина указывается в пиколитрах, сокращенно пл. (например, объем капли 30 пл. = 0.000000000030 литра). При печати с фиксированным объемом капли на материале образуются точки фиксированного размера, размер которых зависит от объема капли, условий сушки и материала для печати. Существуют технологии печати с переменной каплей (на принтерах EFI VUTEk это технология GrayScale). Эта технология основана на способности печатающей головки выбросить несколько капель за один такт работы. Обычно, в таком случае указывается минимальный и максимальный объем капли, например от 6 до 42 пл. В результате использования такой технологии на материале образуются точки, имеющие разные геометрические размеры. Размер этих точек пропорционален суммарному объему капель, которые были выброшены печатающей головкой за один такт. В совокупности со специальными методами растрирования возможность использовать переменный объем капли позволяет получить качество печати, сопоставимое с печатью фиксированной каплей с удвоенным разрешением.

Теория и практика

При печати с разрешением растрирования 200 на 200 точек на сантиметр(), печатающая головка устройства широкоформатной печати поставит 40000 точек известного объема на 1см2. Для примера, зададим объем капли устройства печати равным 30 пл.

Соответственно, объем чернил, который будет использован для полной запечатки 1см2 = 400000*0.000000000030 = 0.0000012 литра или 0,012 литра на м2. При использовании 4 основных цветов CMYK на м2 будет использовано 4 х 0,012 литра = 0,048 литра при полном заполнении. Такое заполнение соответствует 100% для каждого цвета и является максимальным.

С=100%, М=100%, Y=100%, K=100%

При построении линеаризации и профилировании устройства печати под определенный материал могут быть использованы как поканальные ограничения чернил, так и общее снижение насыщенности (TIL). Эта процедура необходима для исключения растекания чернил, получения необходимых градационных и цветовых характеристик оттиска принтера на материале. Например, для условного материала использованы поканальные ограничения:

С=70%, М=75%, Y=75%, K=80%, TIL = 275%

В этом случае, максимальное суммарное заполнение, которое возможно при таких ограничениях рассчитывается по формуле:

70%+75%+75%+80%=300%

Соответственно, максимальный объем чернил, который может использоваться при заданных условиях, составит 0.048 литра / 400*300 = 0,036 литра.

Для получения расхода чернил для конкретного изображения, необходимо рассчитать коэффициент заполнения работы с учетом общего снижения насыщенности (TIL).

Для примера используем изображение на рисунке 1.

Рисунок 1 – Оригинальное изображение

Исходное изображение подготовлено в CMYK и имеет формат 594 X 841 мм.

Пусть формат заказа составит 594 X 841 мм, поля 5 см со всех сторон.

Первым шагом, средствами Adobe Photoshop(TM) выполняем преобразование цвета,с учетом общего снижения насыщенности (TIL). В этом случае, для преобразования используется ICC профиль принтера, имеющий TIL = 275%.

Рисунок 2 – Преобразование цвета с учетом TIL

Следующим шагом в программе Adobe Photoshop(TM) изменяем размер поля изображения и, выполнив команду Canvas Size, добавим требуемые поля изображения.

Рисунок 3 – Canvas Size

После добавления необходимых полей, при помощи команды Image Size необходимо уменьшить изображение до размера 1 Х 1 Pixel.

Рисунок 4 – Image Size

Вызываем клавишей F8 палитру Info, и видим заполнение этой работы по каждому каналу и суммарное. В данном случае суммарное заполнение составляет 160%

Рисунок 5 – Info

Для дальнейшего расчета расхода чернил используем суммарное заполнение работы, которое составляет 160%.

Вычисляем расход чернил для печати м2 при суммарном заполнении 160%: 0.036 литра * (160/400)=0.014 литра на м2.

При этом на одно изделие будет израсходовано 0.594 X 0.841*0,014=0.0069 литра чернил.

Пример расчета:

Рассчитаем полученные данные для работы, которую использовали в виде примера, но для более реальных значений разрешения и объемов капли:

1. Заполнение файла, взятого нами для примера, составляет 160%
2. Разрешение растрирования 600х360dpi c переменным объемом капли 12, 24, 36 пл
3. Мы используем для печати материал, поканальные обрезки для которого составили С=70%, М=75%, Y=75%, K=80%, TIL = 275%

(600/2.54 * 360/2.54 *0.000000000024)*4*(300/400)*(160/400)=0.0096 л на м2.

Расчетный расход чернил при таких условиях составит 0,0096 литра на м2 и 0,0048 литра на одно изделие. На один литр чернил можно напечатать около 200 изделий.

В этом расчете не учитывалась возможность использования Lite чернил, которые могут применяться при печати тиражей. В среднем, их использование увеличивает расход чернил на 15-25%.

Технические затраты производства могут глобально влиять на расход чернил и зависят от числа красочных головок, установленных в устройстве печати, опыта операторского состава, устройства системы промывки печатающих головок и регламента. Получить данные по расходу чернил производством на обслуживание возможно лишь по статистике, полученной во время эксплуатации. Если используются ручные методы промывок и число печатающих головок велико, то технические затраты могут составлять более половины расхода чернил. Не трудно посчитать, что одна печатающая головка, имеющая 256 сопел, частоту работы около 50000 Гц (колебаний в секунду) и объем капли 10 пиколитров (пл.) способна за минуту чистки пролить 7 мл чернил. Чем больше сопел и выше частота, тем больше чернил уходит на каждую чистку. Экономным производственникам, обладателям подобных устройств печати, можно повесить памятку для печатника, где красными буквами написать: «Минуту промыл – литр пролил», в надежде на понимание ситуации обслуживающим персоналом.

Расчет предполагаемого расхода чернил на изделие поможет более точно рассчитать себестоимость работы, поможет контролировать расход чернил и оптимизировать работу производства. Также, рассчитав расход чернил для тиража, и сравнив его с реально потраченным объемом, можно выяснить уровень технических затрат, чтобы в дальнейшем иметь представление о себестоимости печати и дополнительных расходах производства. С другой стороны, методика поможет правильно составить бизнес-план при выборе устройства печати и не сделать при этом ошибки, опираясь на маркетинговые данные производителей.