Detail rendering of dry toner based digital electrophotography

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena oli selvittää elektrofotografiaan perustuvien digitaalisten painokoneiden tämän hetkistä yksityiskohtien toistumisen mittauksellista tasoa koepainatusten avulla. Referenssiksi valittiin toimistotulostimet. Mitattujen kuvanlaadullisten tunnuslukujen perusteella pyrittiin selvittämään minkälaiset tekijät vaikuttavat yksityiskohtien toistumiseen. Tutkimus rajattiin käsittämään ainoastaan pulveritoonereihin perustuvia elektrofotografiaprosesseja.

Diplomityön kirjallisuusosassa käsiteltiin elektrofotografiamenetelmää, elektrofotografiseen tulostus- ja painolaatuun vaikuttavia tekijöitä sekä tulostus- ja painolaadun subjektiivista ja objektiivista mittaamista. Kirjallisuuden perusteella yksityiskohtien toistumiseen vaikuttavat muun muassa varauskuvion leviäminen fotojohteella, toonerikoko, reunakohina sekä pisteenleviäminen.

Koeaineisto tämän työn kokeellista osaa varten saatiin tulostamalla työtä varten laadittu testikuva kolmella toimistotulostimella sekä painamalla viidellä digitaalisella painokoneella. Työn piiriin ei kuulunut paperin laatuvaikutusten tutkiminen, vaan painatukset ja tulostukset tehtiin ainoastaan yhdelle paperilajille. Yksityiskohtien toistumisen tutkimiseen valittiin vakiintuneet mikrodensitometrillä mitattavat taajuusriippuvaiset tunnusluvut dynaaminen alue, kontrastinsiirtofunktio sekä signaali-kohina-suhde (SNR). Mikrodensitometristen mittausten lisäksi yksityiskohtien toistumista mitattiin kuva-analyyttisillä menetelmillä, joiden avulla määritettiin tulostetuista ja painetuista viivapalkeista terävyyttä kuvaavia tunnuslukuja. Tarkoituksena oli selvittää kuva-analyyttisesti mitattavien tunnuslukujen soveltuvuutta yksityiskohtien toistumisen karakterisointiin. Koetulostuksista ja -painatuksista tehtiin densitometrisiä mittauksia makroskooppisen laadun selvittämiseksi ja lisäksi laatua arvioitiin subjektiivisin mittauksin.

Koepainatuksista mitatuista kontrastinsiirtokäyristä määritettynä pienin toistettavissa oleva yksityiskohtakoko oli 57 µm. Yksityiskohtien toistamista havaittiin rajoittavan pisteenleviämisen sekä tooneripartikkelien siroamisen painetun pinnan ulkopuolelle. Minkään yksittäisen prosessimuuttujan ei havaittu vaikuttavan laatuun, vaan laadun pääteltiin muodostuvan useiden tekijöiden yhteisvaikutuksena siirto- ja kiinnitysvaiheissa. SNR-lukua rajoittavaksi tekijäksi korkeilla taajuuksilla havaittiin muodostuvan kopiopaperin pintarakenteen. Yksityiskohtien havaittiin toistuvan paremmin paperikoneen suunnassa (kuituorientaatiosuunta). Mikrodensitometristen tunnuslukujen ja kuva-analyyttisten tunnuslukujen välillä havaittiin tilastollisesti merkitseviä yhteyksiä. Mikrodensitometriset tunnusluvut korreloivat myös subjektiivisen terävyyden kanssa.